基于mems的光圈调整装置及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于MEMS的光圈调整装置及其制备方法。基于MEMS的光圈调整装置包括一个不透明的可变形光圈环；多组导电变形横梁和导电柱，每组中每条导电变形横梁与相邻的导电柱相对应，导电变形横梁和导电柱相互间隔地分布在可变形透镜的周围，导电变形横梁是悬空的，导电变形横梁的内边缘与可变形透镜的外边缘固定粘结；一个或多个固定件，导电变形横梁的外边缘与固定件相固接，导电柱与固定件相固接且保持静止；利用每组中导电变形横梁与导电柱之间的静电力使得可变形光圈环被拉伸同时旋转，从而可变形光圈环的内孔面积发生改变。本发明的微机电系统能够实现电制动调整光圈，体积小、功耗低、制造成本低。
【专利说明】基于MEMS的光圈调整装置及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种基于MEMS的光圈调整装置及其制备方法。
【背景技术】
[0002]目前，在手机或手持设备中，微型化相机的使用越来越普遍，并且微型化相机构成的模块能够极大的减少整个模块的尺寸。这些微型化相机模块包括一个图形传感器、一个或多个图形处理芯片和聚焦透镜系统以及光圈系统。由于成本和尺寸的限制，固定光圈系统主要用在手机和手持设备上的小型化的相机上。
[0003]在实际的应用中，微型化的光圈调整装置是将来技术的发展趋势和研究方向所在。光圈调整装置必须具有微型化的尺寸从而能够方便的组装到微型化相机模块中，同时必须具有低功耗和低的制造成本。
[0004]因此，如何实现微型化光圈调整的功能，同时能够极大的减小器件的尺寸，降低功耗和减少制造成本是目前亟待解决的问题。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题就是提供一种基于MEMS的光圈调整装置及其制备方法，这种光圈调整装置能够在MEMS的作用下实现自动调整光圈的功能、降低功耗、减少制造成本，同时减小器件的尺寸。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明所利用的技术方案是提供一种基于MEMS的光圈调整装置，包括:
[0007]一个不透明的可变形光圈环；
[0008]多组导电变形横梁和导电柱，每组中每条导电变形横梁与相邻的导电柱相对应，所述导电变形横梁和导电柱相互间隔地分布在所述可变形光圈环的周围，所述导电变形横梁是悬空的，所述导电变形横梁的内边缘与所述可变形光圈环的外边缘固定粘结；
[0009]一个或多个固定件，所述导电变形横梁的外边缘与所述固定件相固接，所述导电柱与所述固定件相固接且保持静止；
[0010]利用每组中导电变形横梁与导电柱之间的静电力，所述每组中导电变形横梁相对于导电柱移动，由此所述可变形光圈环被拉伸，同时所述可变形光圈环作顺时针或逆时针旋转，从而所述可变形光圈环的内孔面积发生改变。
[0011]通过导电变形横梁和导电柱之间相异电荷的吸引，导电变形横梁相对于导电柱逐渐移动，使得导电变形横梁的内边缘带动可变形光圈环的外边缘在径向上发生拉伸移动，同时可变形光圈环绕着可变形光圈环的中心作顺时针或逆时针旋转。从而改变可变形光圈环的内孔的面积大小，达到调节光圈面积的目的，导电变形横梁是悬空的，其外边缘固结在固定件上保持静止，导电柱与固定件固接，保持静止状态，固定件可提高可变形光圈环的光圈调整的稳定性和精确性，同时固定件使得基于MEMS光圈调整装置便于安装。[0012]优选的，多组导电变形横梁和导电柱相对于可变形光圈环对称地分布在可变形光圈环的周围。更优选的是导电变形横梁和相对应的导电柱相对于可变形光圈环的中心旋转对称的分布在可变形光圈环圆周的周围。旋转对称分布的导电变形横梁和导电柱在旋转拉伸可变形光圈环的过程中，能够使得可变形光圈环的四周受力均匀，能够有效的防止可变形光圈环被拉坏，且能够保持可变形光圈环的中心不变。
[0013]优选的，在沿着可变形光圈环的径向向外的方向上，每组中的导电变形横梁和导电柱之间的距离逐渐减小。在导电柱吸引导电变形横梁的过程中，在较小的电势差下，最靠近导电柱的导电变形横梁外侧部分最先因静电吸引被局部吸近或接触导电柱，因而一定程度地旋转拉伸可变形光圈环；之后，逐渐增加电势差，距离导电柱较远的导电变形横梁内侧部分，也因静电吸引与导电柱相应部分的距离逐渐减小，从而进一步旋转拉伸可变形光圈环。这样解决了因导电变形横梁和导电柱距离较远，而不能通过有限的电势差将导电变形横梁吸引过来的问题，同时解决了因导电变形横梁和导电柱距离较近，导致可变形光圈环的内孔的面积变化小的问题。
[0014]优选的，导电变形横梁呈镰刀状，包括弯曲部和平面部，导电变形横梁的弯曲部的内边缘与可变形光圈环的外边缘固定粘结。在导电柱吸引导电变形横梁的过程中，导电变形横梁的弯曲部能够最大程度的旋转拉伸可变形光圈环，从而使得可变形光圈环的内孔面积改变更大。
[0015]优选的，在可变形光圈环的径向上，导电变形横梁的侧面是平面。更优选的，导电变形横梁的截面是竖向狭长平行四面体结构，制备工艺简单。
[0016]优选的，导电变形横梁包括多个第一导电变形横梁和多个第二导电变形横梁，所述导电柱包括与所述多个第一导电变形横梁相对应的多个第一导电柱和与所述多个第二导电变形横梁相对应的多个第二导电柱；所述第一导电变形横梁和第二导电变形横梁相互间隔地分布在所述可变形光圈环的周围，所述第一导电柱和第二导电柱相互间隔地分布在所述可变形光圈环的周围；当所述每组导电变形横梁和导电柱具有相异电荷时，所述第一导电变形横梁和所述第二导电变形横梁具有相异电荷，所述第一导电柱和所述第二导电柱具有相异电荷。这样可以使得导电变形横梁和其中相邻的一个导电柱具有相异电荷，和相邻的另一个导电柱具有相同电荷，因而能够使得所有导电柱同时吸引位于同一侧的相对应的导电变形横梁，可以确保可变形光圈环朝着一个方向旋转拉伸，有利于可变形光圈环内孔面积的改变，也有利于可变形光圈环中心的稳定。
[0017]优选的，每组中每条导电变形横梁与相邻的一个导电柱相对应，导电变形横梁包括多个第一导电变形横梁和多个第二导电变形横梁，导电柱包括与多个第一导电变形横梁相对应的多个第一导电柱和与多个第二导电变形横梁相对应的多个第二导电柱，第一导电变形横梁和第二导电变形横梁相互间隔地分布在可变形光圈环圆周的周围，第一导电柱和第二导电柱相互间隔地分布在可变形光圈环圆周的周围，当每组中的导电变形横梁和导电柱之间静电排斥时，第一导电变形横梁和第二导电变形横梁具有相异电荷，第一导电柱和所述第二导电柱具有相异电荷。更优选的，每组中的导电变形横梁的平面部和导电柱相向的内侧面平行，当每组中的导电变形横梁和导电柱之间静电排斥时，每组中的导电变形横梁和导电柱之间的距离增大。这样可以使得导电变形横梁和其中相邻的一个导电柱具有相异电荷，和相邻的另一个导电柱具有相同电荷，因而能够使得所有导电柱同时排斥位于同一侧的相对应的导电变形横梁，可以确保可变形光圈环朝着一个方向旋转拉伸，当导电柱静电排斥导电变形横梁的过程中，导电变形横梁的内侧部分先远离导电柱移动，之后导电变形横梁的外侧部分逐渐的远离导电柱移动，从而使得导电变形横梁能够在较小的静电排斥的作用下发生移动，从而改变可变形光圈环的内孔面积，有利于光圈的改变和减少功耗。
[0018]优选的，每组中的每条导电变形横梁与相邻的两个导电柱相对应,每组中的两个导电柱分别位于导电变形横梁的两侧，导电变形横梁包括多个第一导电变形横梁和多个第二导电变形横梁，导电柱包括与多个第一导电变形横梁相对应的多个第一导电柱和多个第三导电柱，以及与多个第二导电变形横梁相对应的多个第二导电柱和多个第四导电柱，第一导电变形横梁和第二导电变形横梁相互间隔地分布在可变形光圈环圆周的周围，第一导电柱和第二导电柱相互间隔地分布在可变形光圈环圆周的周围，第三导电柱和第四导电柱相互间隔地分布在可变形光圈环圆周的周围，当导电变形横梁和相邻的一个导电柱之间静电吸引，且与相邻的另一个导电柱之间静电排斥时，第一导电变形横梁和第二导电变形横梁具有相异电荷，第一导电柱和第二导电柱具有相异电荷，第三导电柱和第四导电柱具有相异电荷。更优选的，每组中的导电变形横梁的平面部和相邻的一个导电柱相向的内侧面之间具有夹角，与相邻的另一个导电柱相向的内侧面平行，当每组中的导电变形横梁和相邻的一个导电柱之间静电吸引时，导电变形横梁和相邻的一个导电柱之间的距离减小，每组中的导电变形横梁和相邻的另一个导电柱之间静电排斥且距离增加。当导电变形横梁和导电柱带电时，导电变形横梁同时受到两个力的作用，一个是静电吸引，另一个是静电排斥，两个力的作用方向相同，其中导电变形横梁与和导电变形横梁的平面部具有夹角的导电柱之间是静电吸引，导电变形横梁与和导电变形横梁的平面部平行的导电柱之间是静电排斥，这样在两个不同作用力的情况下，导电变形横梁的移动速率会增加，导致光圈调整的更加迅速，同时使得导电变形横梁朝一个方向旋转。当导电变形横梁和导电柱带电时，导电变形横梁逐渐的向相邻一个导电柱靠近，而同时向相邻的另一个导电柱远离，从而使得所有导电变形横梁能够朝一个方向移动，同时在导电柱带有较少电荷的时候能够使得导电变形横梁旋转移动并且使得可变形光圈环的内孔面积改变量大。
[0019]优选的，每组中的导电变形横梁的平面部和导电柱相向的内侧面之间具有夹角，当所述每组中的导电变形横梁和导电柱之间静电吸引时，所述每组中的导电变形横梁和导电柱之间的距离减小。在导电柱吸引导电变形横梁的过程中，最靠近导电柱的导电变形横梁外侧部分最先因静电吸引而旋转拉伸可变形光圈环，之后距离导电柱较远的导电变形横梁内侧部分因静电吸引而旋转拉伸可变形光圈环。这样解决了因导电变形横梁和导电柱距离较远而不能将导电变形横梁吸引过来的问题，同时解决了因导电变形横梁和导电柱距离较近导致可变形光圈环产生内孔面积变化小的问题。
[0020]优选的，每组中的导电变形横梁的平面部和导电柱相向的内侧面之间的夹角为1° -60°。更优选的，每组中的导电变形横梁的平面部和导电柱相向的内侧面之间的夹角为5° -50°。夹角越小，可变形光圈环旋转拉伸的程度越小，内孔面积变化也越小。反之，夹角越大，可变形光圈环旋转拉伸的程度也越大，内孔面积变化也越大。
[0021]优选的，每组中的导电变形横梁和导电柱相向的内侧面的侧壁上具有介电质层。介电质层可以是氧化硅，还可以是各种高K或低K介电质层。在导电变形横梁和导电柱相互吸引靠近的过程中，介电质层能够有效的防止导电柱和导电变形横梁在接近的过程中电荷的抵消。
[0022]优选的，可变形光圈环为圆环状。
[0023]优选的，可变形光圈环由不透明弹性体制成。弹性体能够使得可变形光圈环能够被拉伸和还原恢复，从而能够随时改变可变形光圈环内孔面积。
[0024]优选的，导电变形横梁、导电柱和固定件由半导体制成。更优选的，导电变形横梁、导电柱和固定件由硅制成。为了增强导电柱和导电变形横梁的导电性，可以是各种参杂的硅。其中，固定件还可以是由二氧化硅制成。
[0025]优选的，基于MEMS的光圈调整装置的厚度为lum-1000um。更优选的，基于MEMS光圈调整装置的厚度为10um-50um。厚度越小，器件的物理尺寸也越小，同时尺寸的减小也能更好的使得器件在工作中产生的热量散发出去。
[0026]优选的，基于MEMS的光圈调整装置还包括一个或多个可调节供电装置，一个或多个去电荷装置，所述可调节供电装置给所述导电变形横梁和导电柱提供电荷，所述去电荷装置去掉所述导电变形横梁和导电柱上面的电荷。通过可调节供电装置可以控制导电变形横梁和导电柱之间的电荷量多少，从而精确的控制可变形光圈环内孔面积的改变量，当可变形光圈环不需要改变内孔面积时，通过去电荷装置去掉导电变形横梁和导电柱之间的电荷即可使得可变形光圈环恢复原状。
[0027]本发明还提供一种基于MEMS的光圈调整装置的制备方法，包括下列步骤:
[0028]提供一个半导体衬底；
[0029]干法或湿法刻蚀所述半导体衬底的上层形成多组导电变形横梁和导电柱，一个或多个固定件，以及一个中心柱，所述中心柱位于所述多组导电变形横梁和导电柱的中心，使得每组中每条导电变形横梁与相邻的导电柱相对应，所述导电变形横梁和导电柱相互间隔地分布在所述中心柱的周围，所述导电变形横梁的外边缘与所述固定件相固接，所述导电柱与所述固定件相固接且保持静止；
[0030]在所述半导体衬底的上表面粘结一基板；
[0031]对所述半导体衬底的下层进行减薄，释放所述多组导电变形横梁和导电柱，使得所述导电变形横梁悬空；
[0032]在所述中心柱的周围形成不透明的可变形光圈环，且使得可变形光圈环的外边缘固定粘结在所述导电变形横梁的内边缘；
[0033]去掉所述基板和中心柱。
[0034]通过导电变形横梁和导电柱之间相异电荷的吸引，导电变形横梁相对于导电柱逐渐移动，使得导电变形横梁的内边缘带动可变形光圈环的外边缘在径向上发生拉伸移动，同时可变形光圈环绕着可变形光圈环中心作顺时针或逆时针旋转。从而改变可变形光圈环内孔面积，达到调节光圈的目的。导电变形横梁是悬空的，其外边缘固结在固定件上保持静止，导电柱与固定件固接，保持静止状态，固定件可提高可变形光圈环内孔面积调整的稳定性和精确性，同时固定件使得基于MEMS光圈调整装置便于安装。
[0035]优选的，在对半导体衬底的下层进行减薄前，在导电变形横梁和导电柱的侧壁沉积介电质层，在任意两个相邻的固定件之间沉积介电质层。更优选的，介电质层是氧化硅。介电质层还可以是各种高K或低K介电质层。在导电变形横梁和导电柱相互吸引靠近的过程中，介电质层能够有效的防止导电柱和导电变形横梁在接近的过程中电荷的抵消。[0036]优选的，半导体衬底为SOI衬底，半导体衬底的上层为SOI衬底的顶层硅，半导体衬底的下层为SOI衬底的中间埋层和底层半导体。在制造过程中，可以在底层硅上制备导电柱和导电变形横梁，后续的减薄过程中，将中间埋层和底层半导体去掉即可释放导电柱和导电变形横梁，这样方便工艺的控制，同时SOI衬底能够减小寄生电容。
[0037]优选的，在对半导体衬底的下层进行减薄前，在导电变形横梁、导电柱或固定件的上面形成金属互连和焊垫。金属互连和焊垫可以有效使得导电柱或导电变形横梁带上电荷或去掉上面的电荷。
[0038]优选的，在去掉基板和中心柱后，将焊垫通过引线与外部电路中的可调节供电装置和去电荷装置形成电连接。
[0039]通过可调节供电装置可以控制导电变形横梁和导电柱之间的电荷量多少，从而精确的控制可变形光圈环内孔面积的改变量，当可变形光圈环需要恢复内孔面积时，通过去电荷装置去掉导电变形横梁和导电柱之间的电荷即可使得可变形光圈环恢复原状。
[0040]优选的，在干法或湿法刻蚀半导体衬底的上层形成多组导电变形横梁和导电柱，以及多个固定件和一个中心柱的步骤中，多组导电变形横梁和导电柱相对于中心柱对称地分布在中心柱的周围。更优选的是导电变形横梁和相对应的导电柱相对于可变形光圈环的中心旋转对称的分布在可变形光圈环圆周的周围。旋转对称分布的导电变形横梁和导电柱在旋转拉伸可变形光圈环的过程中，能够使得可变形光圈环的四周受力均匀，能够有效的防止可变形光圈环被拉坏，且能够保持可变形光圈环的中心不变。
[0041]优选的，在干法或湿法刻蚀半导体衬底的上层形成多组导电变形横梁和导电柱，以及多个固定件和一个中心柱的步骤中，在沿着中心柱的径向向外的方向上，每组中的导电变形横梁和导电柱之间的距离逐渐减小。在导电柱吸引导电变形横梁的过程中，在较小的电势差下，最靠近导电柱的导电变形横梁外侧部分最先因静电吸引被局部吸近或接触导电柱，因而一定程度地旋转拉伸可变形光圈环，之后，逐渐增加电势差，距离导电柱较远的导电变形横梁内侧部分也因静电吸引与导电柱相应部分的距离逐渐减小，从而进一步旋转拉伸可变形光圈环。这样解决了因导电变形横梁和导电柱距离较远，而不能通过有限的电势差将导电变形横梁吸引过来的问题，同时解决了因导电变形横梁和导电柱距离较近，导致可变形光圈环内孔面积变化小的问题。
[0042]优选的，在干法或湿法刻蚀半导体衬底的上层形成多组导电变形横梁和导电柱，以及多个固定件和一个中心柱的步骤中，导电变形横梁呈镰刀状，包括位于内侧的弯曲部和位于外侧的平面部。在导电柱吸引导电变形横梁的过程中，导电变形横梁的弯曲部能够最大程度的旋转拉伸可变形光圈环，从而使得可变形光圈环内孔面积改变更大。
[0043]优选的，在干法或湿法刻蚀半导体衬底的上层形成多组导电变形横梁和导电柱，以及多个固定件和一个中心柱的步骤中，在中心柱的径向上，导电变形横梁的侧面是平面。更优选的，导电变形横梁的截面是竖向狭长平行四面体结构，制备工艺简单。
[0044]优选的，在干法或湿法刻蚀半导体衬底的上层形成多组导电变形横梁和导电柱，以及多个固定件和一个中心柱的步骤中，导电变形横梁包括多个第一导电变形横梁和多个第二导电变形横梁，导电柱包括与多个第一导电变形横梁相对应的多个第一导电柱和与多个第二导电变形横梁相对应的多个第二导电柱；第一导电变形横梁和第二导电变形横梁相互间隔地分布在中心柱的周围，第一导电柱和第二导电柱相互间隔地分布在中心柱的周围。这样可以使得导电变形横梁和其中相邻的一个导电柱具有相异电荷，和相邻的另一个导电柱具有相同电荷，因而能够使得所有导电柱同时吸引位于同一侧的相对应的导电变形横梁，可以确保可变形光圈环朝着一个方向旋转拉伸，有利于光圈的改变，也有利于可变形光圈环中心的稳定。
[0045]优选的，在干法或湿法刻蚀半导体衬底的上层形成多组导电变形横梁和导电柱，以及多个固定件和一个中心柱的步骤中，每组中的导电变形横梁的平面部和导电柱相向的内侧面之间的夹角为1° -60°。更优选的，每组中的导电变形横梁的平面部和导电柱相向的内侧面之间的夹角为5° -50°。夹角越小，可变形光圈环旋转拉伸的程度越小，光圈变化也越小。反之,夹角越大,可变形光圈环旋转拉伸的程度也越大,光圈变化也越大。
[0046]优选的，在中心柱的周围形成不透明的可变形光圈环的步骤中，将不透明热塑料的液滴注入中心柱的周围；在半导体衬底减薄后的表面处采用压铸模具对所述不透明热塑料进行成型，形成不透明的可变形光圈环；使得不透明的可变形光圈环的外边缘固定粘结在导电变形横梁的内边缘；去掉压铸模具。压铸模具可以是具有光滑的平面。
[0047]优选的，不透明的可变形光圈环为圆环状，中心柱位于可变形光圈环的内孔中。在具体的实施例中，通过选择具有不同直径的中心柱，即可制备得到具有不同内孔面积的可变形光圈环。
[0048]优选的，在对半导体衬底的下层进行减薄后，使得基于MEMS的光圈调整装置的厚度为lum-1000um。更优选的，使得基于MEMS光圈装置的厚度为10um-50um。厚度越小，器件的物理尺寸也越小，同时尺寸的减小也能更好的使得器件在工作中产生的热量散发出去。
【专利附图】
【附图说明】
[0049]图1是本发明基于MEMS的光圈调整装置的制备方法的流程示意图。
[0050]图2是本发明基于MEMS的光圈调整装置第一个实施例的俯视图。
[0051]图3是图2中基于MEMS的光圈调整装置的可变形光圈环的光圈变化状态的俯视图。
[0052]图4是本发明基于MEMS的光圈调整装置第二个实施例的俯视图。
[0053]图5是本发明基于MEMS的光圈调整装置第三个实施例的俯视图。
[0054]图6是本发明基于MEMS的光圈调整装置第四个实施例的俯视图。
[0055]图7是本发明基于MEMS的光圈调整装置第五个实施例的俯视图。
[0056]图8是本发明基于MEMS的光圈调整装置第六个实施例的俯视图。
[0057]图9是本发明第一个实施例基于MEMS的光圈调整装置中导电变形横梁和导电柱与固定件相固接的俯视图。
[0058]图10是本发明基于MEMS的光圈调整装置中导电变形横梁和导电柱与固定件相固接的另一个实施例的俯视图。
[0059]图11和图12是本发明沿图4中的B-B线的一个实施例的剖面图。
[0060]图13至图18是本发明基于MEMS的光圈调整装置的制备方法的剖面图。
[0061]图19至图21是本发明基于MEMS的光圈调整装置的制备方法的俯视图。
【具体实施方式】[0062]以下配合附图及本发明的实施例，进一步阐述本发明为了达到目的所采取的技术方案。
[0063]本发明所利用的技术方案还提供了一种基于MEMS的光圈调整装置，包括:
[0064]一个不透明的可变形光圈环；
[0065]多组导电变形横梁和导电柱，每组中每条导电变形横梁与相邻的导电柱相对应，所述导电变形横梁和导电柱相互间隔地分布在所述可变形光圈环的周围，所述导电变形横梁是悬空的，所述导电变形横梁的内边缘与所述可变形光圈环的外边缘固定粘结；
[0066]一个或多个固定件，所述导电变形横梁的外边缘与所述固定件相固接，所述导电柱与所述固定件相固接且保持静止；
[0067]利用每组中导电变形横梁与导电柱之间的静电力，所述每组中导电变形横梁相对于导电柱移动，由此所述可变形光圈环被拉伸，同时所述可变形光圈环作顺时针或逆时针旋转，从而所述可变形光圈环的内孔面积发生改变。
[0068]在一个优选的实施例中，多组导电变形横梁和导电柱相对于可变形光圈环对称地分布在可变形光圈环的周围。在沿着可变形光圈环的径向向外的方向上，每组中的导电变形横梁和导电柱之间的距离逐渐减小。导电变形横梁呈镰刀状，包括弯曲部和平面部，导电变形横梁的弯曲部的内边缘与可变形光圈环的外边缘固定粘结。
[0069]在另一个优选的实施例中，在可变形光圈环的径向上，导电变形横梁是平行六面体结构。
[0070]在本发明的一个实施例中，导电变形横梁包括多个第一导电变形横梁和多个第二导电变形横梁，所述导电柱包括与所述多个第一导电变形横梁相对应的多个第一导电柱和与所述多个第二导电变形横梁相对应的多个第二导电柱；所述第一导电变形横梁和第二导电变形横梁相互间隔地分布在所述可变形光圈环的周围，所述第一导电柱和第二导电柱相互间隔地分布在所述可变形光圈环的周围；当所述每组导电变形横梁和导电柱具有相异电荷时，所述第一导电变形横梁和所述第二导电变形横梁具有相异电荷，所述第一导电柱和所述第二导电柱具有相异电荷。
[0071]在本发明的另一个实施例中，每组中每条导电变形横梁与相邻的一个导电柱相对应，导电变形横梁包括多个第一导电变形横梁和多个第二导电变形横梁，导电柱包括与多个第一导电变形横梁相对应的多个第一导电柱和与多个第二导电变形横梁相对应的多个第二导电柱，第一导电变形横梁和第二导电变形横梁相互间隔地分布在可变形光圈环圆周的周围，第一导电柱和第二导电柱相互间隔地分布在可变形光圈环圆周的周围，当每组中的导电变形横梁和导电柱之间静电排斥时，第一导电变形横梁和第二导电变形横梁具有相异电荷，第一导电柱和所述第二导电柱具有相异电荷。每组中的导电变形横梁的平面部和导电柱相向的内侧面平行，当每组中的导电变形横梁和导电柱之间静电排斥时，每组中的导电变形横梁和导电柱之间的距离增大。
[0072]在本发明的又一个实施例中，每组中的每条导电变形横梁与相邻的两个导电柱相对应，每组中的两个导电柱分别位于导电变形横梁的两侧，导电变形横梁包括多个第一导电变形横梁和多个第二导电变形横梁，导电柱包括与多个第一导电变形横梁相对应的多个第一导电柱和多个第三导电柱，以及与多个第二导电变形横梁相对应的多个第二导电柱和多个第四导电柱，第一导电变形横梁和第二导电变形横梁相互间隔地分布在可变形光圈环圆周的周围，第一导电柱和第二导电柱相互间隔地分布在可变形光圈环圆周的周围，第三导电柱和第四导电柱相互间隔地分布在可变形光圈环圆周的周围，当导电变形横梁和相邻的一个导电柱之间静电吸引，且与相邻的另一个导电柱之间静电排斥时，第一导电变形横梁和第二导电变形横梁具有相异电荷，第一导电柱和第二导电柱具有相异电荷，第三导电柱和第四导电柱具有相异电荷。更优选的，每组中的导电变形横梁的平面部和相邻的一个导电柱相向的内侧面之间具有夹角，与相邻的另一个导电柱相向的内侧面平行，当每组中的导电变形横梁和相邻的一个导电柱之间静电吸引时，导电变形横梁和相邻的一个导电柱之间的距离减小，每组中的导电变形横梁和相邻的另一个导电柱之间静电排斥且距离增加。
[0073]在上述的实施例中，每组中的导电变形横梁的平面部和导电柱相向的内侧面之间具有夹角，每组中的导电变形横梁的平面部和导电柱相向的内侧面之间的夹角为1° -60°，其中优选5° -50°之间的任意值。当所述每组中的导电变形横梁和导电柱之间静电吸引时，所述每组中的导电变形横梁和导电柱之间的距离减小。本领域的技术人员可知，当导电变形横梁和导电柱的组数越多的时候，每组中的导电变形横梁的平面部和导电柱相向的内侧面之间的夹角的可能数值越小。
[0074]其中，导电变形横梁和导电柱相向的内侧面的侧壁上具有氧化硅介电质层。可变形光圈环为圆环状且由不透明弹性体制成。导电变形横梁、导电柱和固定件由硅制成。基于MEMS的光圈调整装置的厚度为lum-lOOOum，优选10um-100um。
[0075]另外，基于MEMS的光圈调整装置还包括一个或多个可调节供电装置，一个或多个去电荷装置，所述可调节供电装置给所述导电变形横梁和导电柱提供电荷，所述去电荷装置去掉所述导电变形横梁和导电柱上面的电荷。在本发明的实施例中，并未对可调节供电装置和去电荷装置的具体形状、结构和电路连接关系做出具体限制。
[0076]本发明还提供一种基于MEMS的光圈调整装置的制备方法，图1是本发明基于MEMS的的光圈调整装置的制备方法的流程示意图，包括下列步骤:
[0077]S20，提供一个半导体衬底；
[0078]S21，干法或湿法刻蚀半导体衬底的上层形成多组导电变形横梁和导电柱，一个或多个固定件，以及一个中心柱，中心柱位于多组导电变形横梁和导电柱的中心，使得每组中每条导电变形横梁与相邻的导电柱相对应，导电变形横梁和导电柱相互间隔地分布在中心柱的周围，导电变形横梁的外边缘与固定件相固接，导电柱与固定件相固接且保持静止；
[0079]S22，在半导体衬底的上表面粘结一基板；
[0080]S23，对半导体衬底的下层进行减薄，释放多组导电变形横梁和导电柱，使得导电变形横梁悬空；
[0081]S24，在中心柱的周围形成不透明的可变形光圈环，且使得可变形光圈环的外边缘固定粘结在导电变形横梁的内边缘；
[0082]S25，去掉基板和中心柱。
[0083]在一个优选的实施例中，首先提供一个SOI衬底，SOI衬底从下到上依次包括底层半导体、中间埋层和顶层硅。干法或湿法刻蚀半导体衬底的上层形成多组导电变形横梁和导电柱，一个或多个固定件，以及一个中心柱，中心柱位于多组导电变形横梁和导电柱的中心，使得每组中每条导电变形横梁与相邻的导电柱相对应，导电变形横梁和导电柱相互间隔地分布在中心柱的周围，且多组导电变形横梁和导电柱相对于中心柱对称地分布在中心柱的周围。在沿着中心柱的径向向外的方向上，每组中的导电变形横梁和导电柱之间的距离逐渐减小。导电变形横梁呈镰刀状，包括位于内侧的弯曲部和位于外侧的平面部。每组中的导电变形横梁的平面部和导电柱相向的内侧面之间的夹角为1° -60°，其中优选5° -50°之间的任意值。导电变形横梁的外边缘与固定件相固接，导电柱与固定件相固接且保持静止，同时在相邻的固定件之间刻蚀出沟槽。
[0084]之后在顶层硅上面沉积氧化硅的介电质层，在介电质层上面涂上光刻胶并进行同上述的刻蚀过程，区别在于保留导电变形横梁和导电柱的侧壁上的氧化硅，并保留任意两个相邻的固定件之间的氧化硅。
[0085]在导电变形横梁、导电柱或固定件的上面形成金属互连和焊垫。
[0086]在半导体衬底的上表面粘结一基板，基板是平面。
[0087]将SOI衬底中的底层半导体和中间埋层减薄去掉，释放所述多组导电变形横梁和导电柱，使得所述导电变形横梁悬空，并使得基于MEMS的光圈调整装置的厚度为lum-lOOOum,优选 lOum-lOOum。
[0088]将不透明热塑料的液滴注入中心柱的周围；在顶层硅的下表面处采用具有平面的压铸模具对不透明热塑料进行成型，形成不透明的可变形光圈环；使得不透明的可变形光圈环的外边缘固定粘结在导电变形横梁的内边缘；去掉压铸模具。
[0089]去掉基板和中心柱，将焊垫通过引线与外部电路中的可调节供电装置和去电荷装置形成电连接。
[0090]在本发明的实施例的以下描述中，为了方便图示和说明，将可变形光圈环图示成圆环形。在实施例的俯视图中，可变形光圈环的中心位于圆环的圆心上。应当理解的是，在其他的实施例中，可变形光圈环也可以为非标准的圆环形。以下描述的实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0091]图2是本发明基于MEMS的光圈调整装置第一个实施例的俯视图。如图2所示，基于MEMS的光圈调整装置60包括一个不透明的可变形光圈环61，可变形光圈环61的中间具有内孔62。还包括多个导电变形横梁13和与导电变形横梁13 对应的导电柱12,导电变形横梁13和导电柱12相互间隔的分布在可变形光圈环61的周围。导电变形横梁13是悬空的，导电变形横梁13的内边缘13a和可变形光圈环的外边缘61a固定粘结。当导电变形横梁13和导电柱12具有相异电荷的时候，由于静电吸引，导电变形横梁13相对于导电柱12弯曲，可变形光圈环61被旋转拉伸，并作逆时针旋转，这样使得可变形光圈环逆时针旋转拉伸，从而改变可变形光圈环的光圈大小，在实际的光圈改变的过程中，通过可调节供电装置(图中未示出)加在导电变形横梁13和导电柱12上的电荷的多少来控制可变形光圈环61被旋转拉伸的程度，改变可变形光圈环的内孔62面积，从而控制光圈变化量。
[0092]如图2所示的导电变形横梁13包括有第一导电变形横梁131和第二导电变形横梁132，以及导电柱12包括有与第一导电变形横梁131相对应的第一导电柱121和与第二导电变形横梁132相对应的第二导电柱122，其中第一导电变形横梁131和第一导电柱121相对应,第二导电变形横梁132和第二导电柱122相对应。当导电变形横梁13和导电柱12具有相异电荷的时候，在本实施例中我们可以使得第一导电柱121带正电荷，贝1J第一导电变形横梁131带负电荷，第二导电柱122带负电荷，第二导电变形横梁132带正电荷，从而使得相邻的第一导电变形横梁131和第二导电变形横梁132具有相异电荷，且相邻的第一导电柱121和第二导电柱122具有相异电荷，其中第一导电变形横梁131和相邻的第二导电柱122是带相同电荷，这样在实际的静电吸引过程中，第一导电变形横梁131和相对应第一导电柱121相互吸引，而不会出现第一导电变形横梁131和第二导电柱122相互吸引的现象，这样使得所有的导电变形横梁13和相对应的导电柱12吸引，从而使得导电变形横梁13朝一个方向旋转拉伸。在其他的实施例中，还可以是所有导电柱12具有相同的电荷,所有的导电变形横梁13具有相同的电荷，且导电柱12和导电变形横梁13具有相异的电荷。在本实施例中，8个导电变形横梁和相对应的8个导电柱旋转对称的分布在可变形光圈环61的周围，本领域的技术人员可知，在其他的实施例中，还可以是其他任意对数的导电变形横梁和导电柱对称分布在可变形光圈环61的周围。
[0093]当我们需要使得可变形光圈环旋转收缩改变内孔62的面积时，通过可调节供电装置(图中未示出)控制导电变形横梁和导电柱的带电量的多少或者通过去电荷装置(图中未示出)去除导电变形横梁和导电柱上面所带的电荷，此时，在导电变形横梁弯曲后产生的弹性回复力的作用下，导电变形横梁将带动可变形光圈环向相反的方向运动，即顺时针旋转收缩，从而改变可变形光圈环的内孔62的面积。
[0094]如图2所示，导电变形横梁13呈镰刀状，包括弯曲部13s和平面部13f，导电变形横梁的弯曲部13s和可变形光圈环的外边缘61a固定粘结。其中导电变形横梁13的平面部13f和与导电变形横梁13相对应的导电柱12相向的内侧面之间的夹角1312为20°，在沿着可变形光圈环61的径向向外的方向上，每组中的导电变形横梁13和导电柱12之间的距离逐渐减小。
[0095]本领域的技术人员可知，在其他的具体实施例中，导电变形横梁13的平面部13f和与导电变形横梁13相对应的导电柱12相向的内侧面之间的夹角1312可以是1° -60°之间的任意值，比如说可以是5°、15°、20°、30°、40°、50°、55°，优选5° -50°之间的任意值，但在此并不做具体的限制。
[0096]在本实施例中，可变形光圈环61由不透明弹性体制成，导电变形横梁13和导电柱12由硅制成，在其他的实施例中，导电变形横梁13和导电柱12还可以由其他的半导体制成，例如可以是锗，还可以是各种参杂的半导体或二元、三元化合物半导体。每组中的导电变形横梁13和导电柱12相向的内侧面的侧壁上具有介电质层。
[0097]图3是图2中基于MEMS的光圈调整装置的可变形光圈环的光圈变化状态的俯视图。当可调节供电装置给导电变形横梁13和导电柱12分别带上相异电荷后，导电变形横梁13的平面部13f由于和导电柱12的距离最近，这样导电变形横梁13的平面部13f远离可变形光圈环的地方最先开始被导电柱12吸引过去，在此过程中，导电变形横梁13的平面部13f和曲面部13s相交的地方和导电柱12的距离逐渐减小，使得整个导电变形横梁13能够完全的被导电柱12吸引过去，从而使得可变形光圈环的光圈改变量最大化，能够在导电变形横梁和导电柱具有较低的电量的情况下最大的改变可变形光圈环的光圈面积，降低了功耗。从图3和图2相比较可以看出，可变形光圈环61经过逆时针旋转拉伸后，可变形光圈环61的内孔62的面积增大了。
[0098]图4是本发明基于MEMS的光圈调整装置第二个实施例的俯视图。与第一个实施例基本相同，区别在于，具有8个第一导电变形横梁131和8个第二导电变形横梁132，以及8个第一导电柱121和8个第二导电柱122。导电变形横梁13的平面部13f和与导电变形横梁13相对应的导电柱12相向的内侧面之间的夹角1312是10°。
[0099]图5是本发明基于MEMS的光圈调整装置第三个实施例的俯视图。与第一个实施例基本上相同，其区别在于，在可变形光圈环61的径向上，导电变形横梁13的侧面为平面，且导电变形横梁13和与导电变形横梁13相对应的导电柱12相向的内侧面之间的夹角1312为 30。。
[0100]图6是本发明基于MEMS的光圈调整装置第四个实施例的俯视图。与第一个实施例基本上相同，其区别在于，包括4个导电变形横梁13和4个导电柱12，导电变形横梁13的侧面为平面，且导电变形横梁13和与导电变形横梁13相对应的导电柱12相向的内侧面之间的夹角1312为60°。
[0101]图7是本发明基于MEMS的光圈调整装置第五个实施例的俯视图。如图7所示，与第一个实施例基本相同，其区别在于，导电变形横梁13包括第一导电变形横梁131和第二导电变形横梁132，导电柱12包括第一导电柱121、第二导电柱122、第三导电柱123和第四导电柱124，其中第一导电变形横梁131和第一导电柱121、第三导电柱123相对应，且第一导电柱121和第三导电柱123位于第一导电变形横梁131的两侧，第一导电柱121和第一导电变形横梁131的平面部相向的内侧面之间具有夹角，第三导电柱123和第一导电变形横梁131的平面部相向的内侧面平行。第二导电变形横梁132和第二导电柱122、第四导电柱124相对应，第二导电柱122和第四导电柱124分别位于第二导电变形横梁132的两侧，第二导电变形横梁132的平面部和第二导电柱相向的内侧面之间具有夹角，且第二导电变形横梁132的平面部和第四导电柱相向的内侧面平行。第一导电柱121和第二导电柱122相互间隔的分布在可变形光圈环61的周围，第三导电柱123和第四导电柱124相互间隔的分布在可变形光圈环61的周围，第一导电变形横梁131的和第二导电变形横梁132相互间隔的分布在可变形光圈环61的周围。当第一导电变形横梁131带负电荷时，第一导电柱121带正电荷，第三导电柱123带负电荷，第二导电变形横梁132带正电荷，第二导电柱带负电荷，第四导电柱124带正电荷。在导电柱和导电变形横梁之间的静电吸引和静电排斥的作用下，第一导电变形横梁131和第一导电柱121之间的距离减小，且第一导电变形横梁131和第三导电柱123之间的距离增加；第二导电变形横梁132和第二导电柱122之间的距离减小，且第二导电变形横梁132和第四导电柱124之间的距离增加。通过导电变形横梁的运动旋转拉伸可变形光圈环，从而改变可变形光圈环61的内孔62的面积。
[0102]在其他的实施例中，第一导电变形横梁131和第二导电变形横梁132可以同时带负电荷，第一导电柱121和第二导电柱122同时带正电荷,并且第三导电柱123和第四导电柱124同时带负电荷。本领域的技术人员可知，导电柱和导电变形横梁的电荷可以与上述的导电柱和导电变形横梁的电荷情况全部相反，在此不作具体的列举。
[0103]图8是本发明基于MEMS的光圈调整装置第六个实施例的俯视图。与第一个实施例基本相同，区别在于，第一导电变形横梁131的平面部131f和第一导电柱221相向的内侧面平行，且第二导电变形横梁132的平面部132f和第二导电柱222相向的内侧面平行。当第一导电变形横梁131带负电荷时，第一导电柱221带负电荷，第二导电变形横梁132带正电荷，第二导电柱222带正电荷，第一导电变形横梁131和第二导电变形横梁132在静电排斥的作用下，此时第一导电变形横梁131和第一导电柱221之间的距离增加，第二导电变形横梁132和第二导电柱222之间的距离增加，通过导电变形横梁旋转拉伸可变形光圈环61,改变可变形光圈环61的内孔62的面积。在其他的实施例中，第一导电变形横梁131带正电荷时，第一导电柱221带正电荷，第二导电变形横梁132带负电荷，第二导电柱222带负电荷。
[0104]图9是本发明第一个实施例基于MEMS的光圈调整装置中导电变形横梁和导电柱与固定件相固接的俯视图。如图9所示，导电变形横梁13的外边缘13b和固定件141相固接，固定件142和导电柱12的外边缘12b相固接。其中固定件141和固定件142之间用介质层15相隔离，介质层15是二氧化硅，且通过二氧化硅将固定件141和142粘结在一起，从而使得导电变形横梁13和导电柱12之间的相对位置保持固定。避免了导电变形横梁13和导电柱12之间相对位置变动而引起的可变形光圈环的中心和内孔面积的改变。
[0105]图10是本发明基于MEMS的光圈调整装置中导电变形横梁和导电柱与固定件相固接的另一个实施例的俯视图。如图10所示，其与图9所示基本相同，区别在于，导电变形横梁13在静电吸引作用下向导电柱12靠近，从而使得可变形光圈环61逆时针旋转拉伸，改变可变形光圈环61的内孔62的面积。其中固定件143与第二导电柱122和第一导电变形横梁131相互固接，固定件144与第一导电柱121和第二导电变形横梁132相互固接。固定件143和固定件144带有相异电荷，从而使得每组中的导电变形横梁13和导电柱12之间具有相异电荷，并且使得与固定件相互固接的导电柱和导电变形横梁之间具有相同电荷，能够使得可变形光圈环朝着一个方向旋转拉伸。
[0106]本领域的技术人员可知，当固定件为硅时，和导电变形横梁13形成电连接的金属互连和焊垫(图中未示出)可以位于固定件上，也可以位于导电变形横梁13上，和导电柱12形成电连接的金属互连和焊垫(图中未示出)可以位于固定件上，也可以位于导电柱12上。
[0107]图11和图12是本发明沿图4中的B-B线的一个实施例的剖面图。如图11所示，基于MEMS光圈调整装置60的厚度h为50um，可变形光圈环61为圆环状，中间具有内孔62。可变形光圈环61和导电变形横梁13固定粘结。当导电柱12和导电变形横梁13具有相异电荷的时候，导电变形横梁13和可变形光圈环61同时绕着可变形光圈环61的中心一起作顺时针旋转拉伸或逆时针旋转拉伸，在图12中反应出的是导电变形横梁13分别沿着左右两端拉伸可变形光圈环61，从而改变可变形光圈环61的内孔62的面积。通过调节导电变形横梁13和导电柱12上的电荷量的多少来达到调节可变形光圈环61的光圈变化量的大小。在其他的实施例中，基于MEMS光圈调整装置60的厚度h为20um。
[0108]本领域的技术人员可知，在其他的实施例中，基于MEMS光圈调整装置的厚度可以是Ium-1OOOum之间的任意值,优选IOum-1OOum之间的任意值。在实际的工艺过程中，可以将基于MEMS光圈调整装置60进行研磨或化学机械抛光得到实际所需的厚度。
[0109]下面结合附图对本发明基于MEMS的光圈调整装置的制备方法作出详细说明。
[0110]图13至图18是本发明基于MEMS的光圈调整装置的制备方法的剖面图。如图13所示，提供一个SOI衬底300，S0I衬底300从上到下依次顶层硅301、中间埋层302和底层硅303。干法或湿法刻蚀顶层硅301形成多组导电变形横梁13和导电柱12，多个固定件14以及一个中心柱63，中心柱63位于导电变形横梁13和导电柱12的中心，使得每组中每条导电变形横梁13与相邻的导电柱12相对应，导电变形横梁13和导电柱12相互间隔且对称地分布在中心柱63的周围，在图13中即是左右对称的分布在中心柱63的两侧，导电柱12与固定件14相固接且保持静止。
[0111]如图14所示，在顶层硅301上面沉积氧化硅的介电质层15，在介电质层15上面涂上光刻胶并进行同图13所述的刻蚀过程，区别在于保留导电变形横梁13、导电柱12和中心柱63的侧壁上的介电质层15,同时保留任意两个相邻的固定件14之间的氧化娃(图中未不出)。
[0112]如图15所示，在固定件14的上面形成金属互连和焊垫306。本领域的技术人员可知，还可以在导电变形横梁13和导电柱12的上面形成金属互连和焊垫。工艺过程和集成电路金属互连的制备工艺相同，在此不作具体详述。
[0113]如图16所述，在导电变形横梁13和导电柱12的上表面粘结一个玻璃基板307，基板307是平面，将SOI衬底300中的底层硅303和中间埋层302减薄去掉，释放多组导电变形横梁13和导电柱12，使得导电变形横梁13悬空。
[0114]如图17所示，将不透明热塑料的液滴注入中心柱63的周围，在顶层硅301的下表面处采用表面为平面的压铸模具(图中未示出)对不透明热塑料进行成型，形成可变形光圈环61 ;使得可变形光圈环61的外边缘61a固定粘结在导电变形横梁13的内边缘13a ;去掉压铸模具。
[0115]如图18所示，去掉基板307和中心柱63形成基于MEMS的光圈调整装置。
[0116]本领域的技术人员可知，由于是剖面图，图18并未显示出导电变形横梁13的外边缘与固定件14相固接。
[0117]图19至图21是本发明基于MEMS的光圈调整装置的制备方法的俯视图。图19至图21对应图13至图18中的结构示意图。为了方便示意其形成的工艺结构，在图19至图21中并未示意出衬底的下层和基板以及压铸模具。如图19所示，提供一个SOI衬底，SOI衬底从下到上依次包括底层半导体、中间埋层和顶层硅。干法或湿法刻蚀顶层硅形成8组导电变形横梁13、导电柱12、多个固定件141和142以及一个中心柱63,中心柱63位于所有导电变形横梁13的内侧边缘的中间，使得每组中每条导电变形横梁13与相邻的导电柱12相对应，导电变形横梁13和导电柱12相互间隔地分布在中心柱63的周围，且多组导电变形横梁13和导电柱12相对于中心柱63对称地分布在中心柱63的周围。在沿着中心柱63的径向向外的方向上，每组中的导电变形横梁13和导电柱12之间的距离逐渐减小。其中形成的导电变形横梁13呈镰刀状，包括位于内侧的弯曲部13s和位于外侧的平面部13f。每组中的导电变形横梁13的平面部13f和导电柱12相向的内侧面之间的夹角为15°。导电变形横梁13的外边缘与固定件141相固接，导电柱12与固定件142相固接且保持静止，同时在相邻的固定件之间刻蚀出沟槽309。
[0118]如图20所示，在顶层硅上面沉积氧化硅，在氧化硅上面涂上光刻胶并进行刻蚀过程，保留导电变形横梁13侧壁上的介电质层310和导电柱12的侧壁上的介电质层311，并保留任意两个相邻的固定件之间的介电质层15。
[0119]如图21所示，在导电变形横梁13和导电柱12的上表面粘结一个玻璃基板(图中未示出)，基板的表面是平面，将SOI衬底中的底层半导体和中间埋层减薄去掉，释放所述多组导电变形横梁13和导电柱12，使得导电变形横梁13悬空。将不透明热塑料的液滴注入中心柱63的周围，在顶层硅的下表面处采用表面为平面的压铸模具(图中未示出)对不透明热塑料进行成型，使得可变形光圈环61的外边缘61a固定粘结在导电变形横梁13的内边缘13a，去掉压铸模具、基板和中心柱，形成可变形光圈环61。
[0120]虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
【权利要求】
1.一种基于MEMS的光圈调整装置，包括: 一个不透明的可变形光圈环； 多组导电变形横梁和导电柱，每组中每条导电变形横梁与相邻的导电柱相对应，所述导电变形横梁和导电柱相互间隔地分布在所述可变形光圈环的周围，所述导电变形横梁是悬空的，所述导电变形横梁的内边缘与所述可变形光圈环的外边缘固定粘结； 一个或多个固定件，所述导电变形横梁的外边缘与所述固定件相固接，所述导电柱与所述固定件相固接且保持静止； 利用每组中导电变形横梁与导电柱之间的静电力，所述每组中导电变形横梁相对于导电柱移动，由此所述可变形光圈环被拉伸，同时所述可变形光圈环作顺时针或逆时针旋转，从而所述可变形光圈环的内孔面积发生改变。
2.根据权利要求1所述的基于MEMS的光圈调整装置，其特征在于，所述多组导电变形横梁和导电柱相对于可变形光圈环对称地分布在所述可变形光圈环的周围。
3.根据权利要求1所述的基于MEMS的光圈调整装置，其特征在于，在沿着所述可变形光圈环的径向向外的方向上，所述每组中的导电变形横梁和导电柱之间的距离逐渐减小。
4.根据权利要求1所述的基于MEMS的光圈调整装置，其特征在于，所述导电变形横梁呈镰刀状，包括弯曲部和平面部，所述导电变形横梁的弯曲部的内边缘与所述可变形光圈环的外边缘固定粘结。
5.根据权利要求1所述的基于MEMS的光圈调整装置，其特征在于，在所述可变形光圈环的径向上，所述导电变形横梁的侧面是平面。
6.根据权利要求1至5任一项所述的基于MEMS的光圈调整装置，其特征在于，所述导电变形横梁包括多个第一导电变形横梁和多个第二导电变形横梁，所述导电柱包括与所述多个第一导电变形横梁相对应的多个第一导电柱和与所述多个第二导电变形横梁相对应的多个第二导电柱； 所述第一导电变形横梁和第二导电变形横梁相互间隔地分布在所述可变形光圈环的周围，所述第一导电柱和第二导电柱相互间隔地分布在所述可变形光圈环的周围； 当所述每组导电变形横梁和导电柱具有相异电荷时，所述第一导电变形横梁和所述第二导电变形横梁具有相异电荷，所述第一导电柱和所述第二导电柱具有相异电荷。
7.根据权利要求6所述的基于MEMS的光圈调整装置，其特征在于，所述每组中的导电变形横梁的平面部和导电柱相向的内侧面之间具有夹角，当所述每组中的导电变形横梁和导电柱之间静电吸引时，所述每组中的导电变形横梁和导电柱之间的距离减小。
8.根据权利要求7所述的基于MEMS的光圈调整装置，其特征在于，所述每组中的导电变形横梁的平面部和导电柱相向的内侧面之间的夹角为5° -50°。
9.根据权利要求1所述的基于MEMS的光圈调整装置，其特征在于，所述每组中的导电变形横梁和导电柱相向的内侧面的侧壁上具有介电质层。
10.根据权利要求1所述的基于MEMS的光圈调整装置，其特征在于，所述可变形光圈环为圆环状。
11.根据权利要求1所述的基于MEMS的光圈调整装置，其特征在于，所述可变形光圈环由不透明弹性体制成。
12.根据权利要求1所述的基于MEMS的光圈调整装置，其特征在于，所述导电变形横梁、导电柱和固定件由半导体制成。
13.根据权利要求1所述的基于MEMS的光圈调整装置，其特征在于，所述导电变形横梁、导电柱和固定件由硅制成。
14.根据权利要求1所述的基于MEMS的光圈调整装置，其特征在于，所述基于MEMS的光圈调整装置的厚度为lum-1000um。
15.根据权利要求1所述的基于MEMS的光圈调整装置，其特征在于，所述基于MEMS的光圈调整装置还包括一个或多个可调节供电装置，一个或多个去电荷装置，所述可调节供电装置给所述导电变形横梁和导电柱提供电荷，所述去电荷装置去掉所述导电变形横梁和导电柱上面的电荷。
16.一种基于MEMS的光圈调整装置的制备方法，其特征在于，包括下列步骤: 提供一个半导体衬底； 干法或湿法刻蚀所述半导体衬底的上层形成多组导电变形横梁和导电柱，一个或多个固定件，以及一个中心柱，所述中心柱位于所述多组导电变形横梁和导电柱的中心，使得每组中每条导电变形横梁与相邻的导电柱相对应，所述导电变形横梁和导电柱相互间隔地分布在所述中心柱的周围，所述导电变形横梁的外边缘与所述固定件相固接，所述导电柱与所述固定件相固接且保持静止； 在所述半导体衬底的上表面粘结一基板； 对所述半导体衬底的下层进行减薄，释放所述多组导电变形横梁和导电柱，使得所述导电变形横梁悬空； 在所述中心柱的周围形成不透明的可变形光圈环，且使得可变形光圈环的外边缘固定粘结在所述导电变形横梁的内边缘； 去掉所述基板和中心柱。
17.根据权利要求16所述的基于MEMS的光圈调整装置的制备方法，其特征在于，在对所述半导体衬底的下层进行减薄前，在所述导电变形横梁和导电柱的侧壁沉积介电质层，在所述任意两个相邻的固定件之间沉积介电质层。
18.根据权利要求17所述的基于MEMS的光圈调整装置的制备方法，其特征在于，所述介电质层为氧化硅。
19.根据权利要求16所述的基于MEMS的光圈调整装置的制备方法，其特征在于，所述半导体衬底为SOI衬底，所述半导体衬底的上层为所述SOI衬底的顶层硅，所述半导体衬底的下层为所述SOI衬底的中间埋层和底层半导体。
20.根据权利要求16所述的基于MEMS的光圈调整装置的制备方法，其特征在于，在对所述半导体衬底的下层进行减薄前，在所述导电变形横梁、导电柱或固定件的上面形成金属互连和焊垫。
21.根据权利要求16所述的基于MEMS的光圈调整装置的制备方法，其特征在于，在干法或湿法刻蚀所述半导体衬底的上层形成多组导电变形横梁和导电柱，以及多个固定件和一个中心柱的步骤中，所述多组导电变形横梁和导电柱相对于所述中心柱对称地分布在所述中心柱的周围。
22.根据权利要求16所述的基于MEMS的光圈调整装置的制备方法，其特征在于，在干法或湿法刻蚀所述半导体衬底的上层形成多组导电变形横梁和导电柱，以及多个固定件和一个中心柱的步骤中，在沿着所述中心柱的径向向外的方向上，所述每组中的导电变形横梁和导电柱之间的距离逐渐减小。
23.根据权利要求16所述的基于MEMS的光圈调整装置的制备方法，其特征在于，在干法或湿法刻蚀所述半导体衬底的上层形成多组导电变形横梁和导电柱，以及多个固定件和一个中心柱的步骤中，所述导电变形横梁呈镰刀状，包括位于内侧的弯曲部和位于外侧的平面部。
24.根据权利要求16所述的基于MEMS的光圈调整装置的制备方法，其特征在于，在干法或湿法刻蚀所述半导体衬底的上层形成多组导电变形横梁和导电柱，以及多个固定件和一个中心柱的步骤中，在所述中心柱的径向上，所述导电变形横梁的侧面是平面。
25.根据权利要求16至24任一项所述的基于MEMS的光圈调整装置的制备方法，其特征在于，在干法或湿法刻蚀所述半导体衬底的上层形成多组导电变形横梁和导电柱，以及多个固定件和一个中心柱的步骤中，所述导电变形横梁包括多个第一导电变形横梁和多个第二导电变形横梁，所述导电柱包括与所述多个第一导电变形横梁相对应的多个第一导电柱和与所述多个第二导电变形横梁相对应的多个第二导电柱； 所述第一导电变形横梁和第二导电变形横梁相互间隔地分布在所述中心柱的周围，所述第一导电柱和第二导电柱相互间隔地分布在所述中心柱的周围。
26.根据权利要求25所述的基于MEMS的光圈调整装置的制备方法，其特征在于，在干法或湿法刻蚀所述半导体衬底的上层形成多组导电变形横梁和导电柱，以及多个固定件和一个中心柱的步骤中，所述每组中的导电变形横梁的平面部和导电柱相向的内侧面之间的夹角为5° -50°。
27.根据权利要求16所述的基于MEMS的光圈调整装置的制备方法，其特征在于，在所述中心柱的周围形成不透明的可变形光圈环的步骤中，将不透明热塑料的液滴注入所述中心柱的周围； 在所述半导体衬底减薄后的表面处采用压铸模具对所述不透明热塑料进行成型，形成不透明的可变形光圈环； 使得不透明的可变形光圈环的外边缘固定粘结在所述导电变形横梁的内边缘； 去掉压铸模具。
28.根据权利要求16所述的基于MEMS的光圈调整装置的制备方法，其特征在于，所述不透明的可变形光圈环为圆环状，所述中心柱位于所述可变形光圈环的内孔中。
29.根据权利要求16所述的基于MEMS的光圈调整装置的制备方法，其特征在于，在对所述半导体衬底的下层进行减薄后，使得基于MEMS的光圈调整装置的厚度为lum-lOOOum。
30.根据权利要求20所述的基于MEMS的光圈调整装置的制备方法，其特征在于，在去掉所述基板和中心柱后，将所述焊垫通过弓丨线与外部电路中的可调节供电装置和去电荷装置形成电连接。
【文档编号】B81C1/00GK103837980SQ201310256764
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年6月25日 优先权日:2012年11月22日
【发明者】毛剑宏, 韩凤芹, 唐德明, 张镭 申请人:上海丽恒光微电子科技有限公司