一种精简工艺的微镜芯片的制作方法

文档序号:20470928发布日期:2020-04-21 18:02阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种精简工艺的微镜芯片,其特征在于:包括衬底(1)、镜面支撑(2)、两组下驱动装置和至少两组上驱动装置(3),其中,衬底(1)为soi硅片材料制成的环形结构,且衬底(1)的各部位共面;两组下驱动装置均为soi硅片材料制成,且两组下驱动装置彼此结构相同,镜面支撑(2)上彼此相对的两侧边位置分别通过一组下驱动装置、对接衬底(1)环形结构的内侧边,且镜面支撑(2)侧边两连接位置之间呈对称分布;

各组下驱动装置分别均包括下驱动本体(4)与扭转轴结构,各组下驱动装置中,下驱动本体(4)包括主轴、以及分别对接主轴两侧的两齿条组,并且主轴与两齿条组共面,各齿条组分别均包括至少一根齿条,且各齿条组中各根齿条彼此相平行、以及相邻齿条之间等间距;各下驱动装置中下驱动本体(4)分别与镜面支撑(2)侧边上对应位置相连接,各下驱动装置中下驱动本体(4)的主轴端部分别经扭转轴结构、对接衬底(1)环形结构上内侧边对应位置;

各组上驱动装置(3)均为多晶硅材料制成,各组上驱动装置(3)分别均包括载体板、以及设置于载体板上的至少一个齿条组,各组上驱动装置(3)中,载体板与各齿条组共面,各齿条组分别对应载体板上的不同侧边位置,各齿条组分别均包括至少一根齿条,各齿条组中的各根齿条分别对接载体板上对应侧边位置,且各齿条组中各根齿条彼此相平行、以及相邻齿条之间等间距;

各组上驱动装置(3)的载体板设置于衬底(1)环形结构的上表面,且各组上驱动装置(3)中各齿条组的位置分别与各组下驱动装置中各齿条部分的位置彼此一一对应,以及在垂直于衬底(1)所在面的方向上,各组上驱动装置(3)中各齿条组的各根齿条的投影、分别与对应位置下驱动装置中齿条部分的各根齿条的投影彼此平行、且彼此相互交错;

镜面支撑(2)的上表面设置镜面反射层(5),各组下驱动装置中下驱动本体(4)的主轴上表面、以及各组上驱动装置(3)中载体板的上表面均分别设置电极(6);通过向各个电极(6)供电,在各组上驱动装置(3)中各齿条与对应位置下驱动装置中各齿条之间的相互作用力下,实现各组下驱动装置中下驱动本体(4)相对扭转轴结构的扭转,进而完成对镜面支撑(2)角度的驱动调整。

2.根据权利要求1所述一种精简工艺的微镜芯片,其特征在于:所述上驱动装置(3)的组数为偶数个,所有上驱动装置(3)平均分布于、所述镜面支撑(2)彼此相对的两侧,且分布于镜面支撑(2)两侧的各上驱动装置(3)、相对所述镜面支撑(2)位置呈对称分布;所述两组下驱动装置之间相对所述镜面支撑(2)位置呈对称分布。

3.根据权利要求2所述一种精简工艺的微镜芯片,其特征在于:所述各组下驱动装置中的下驱动本体(4)中,各齿条组中的各根齿条均与其所连主轴相垂直;所述各组上驱动装置(3)中各齿条组中的各根齿条、均与其所对接载体板的侧边相垂直。

4.根据权利要求3所述一种精简工艺的微镜芯片,其特征在于:还包括两个弹簧结构(7),所述各组下驱动装置中的扭转轴结构分别包括两根第一扭转轴(8-1),所述上驱动装置(3)的组数为六组;

两组下驱动装置分别对应位于所述镜面支撑(2)彼此相对两侧边的外侧,各组下驱动装置中,下驱动本体(4)主轴其中一侧齿条组的中间齿条的端部经一个弹簧结构(7)对接镜面支撑(2)上对应位置的侧边,下驱动本体(4)主轴的两端分别经第一扭转轴(8-1)对接所述衬底(1)环形结构的内侧边,下驱动本体(4)主轴所在直线、以及两根第一扭转轴(8-1)分别所在直线三者相共线;两个弹簧结构(7)彼此之间相对镜面支撑(2)位置呈对称分布,两组下驱动装置之间相对所述镜面支撑(2)位置呈对称分布,且两组下驱动装置中下驱动本体(4)的主轴彼此平行;

六组上驱动装置(3)平均分布于、镜面支撑(2)对应其所连两组下驱动装置的两侧,各组上驱动装置(3)分别均包括载体板、以及设置于载体板上的一个齿条组;镜面支撑(2)对应其所连两组下驱动装置的各侧区域中,三组上驱动装置(3)的载体板设置于衬底(1)环形结构的上表面,并且其中一组上驱动装置(3)中的齿条组位置、与下驱动本体(4)主轴上背向镜面支撑(2)一侧的齿条组位置相对应,以及另外两组上驱动装置(3)中的齿条组位置、分别与下驱动本体(4)主轴上面向镜面支撑(2)一侧齿条组中、相对中间齿条的两侧齿条部分相对应,在垂直于衬底(1)所在面的方向上,各组上驱动装置(3)中齿条组的各根齿条的投影、分别与对应位置下驱动装置中齿条部分的各根齿条的投影彼此平行、且彼此相互交错;分布于镜面支撑(2)两侧的各上驱动装置(3)、相对所述镜面支撑(2)位置呈对称分布。

5.根据权利要求3所述一种精简工艺的微镜芯片,其特征在于:所述各组下驱动装置中的扭转轴结构分别包括一根第二扭转轴(8-2),所述上驱动装置(3)的组数为两组;

两组下驱动装置分别对应位于所述镜面支撑(2)彼此相对两侧边的外侧,各组下驱动装置中,下驱动本体(4)主轴的其中一端对接镜面支撑(2)上对应位置的侧边,下驱动本体(4)主轴的另一端经第二扭转轴(8-2)对接所述衬底(1)环形结构的内侧边,下驱动本体(4)主轴所在直线与第二扭转轴(8-2)所在直线相共线;两组下驱动装置之间相对所述镜面支撑(2)位置呈对称分布,且两组下驱动装置中下驱动本体(4)主轴所在直线相共线;

两组上驱动装置(3)分别位于镜面支撑(2)彼此相对两侧边的外侧,并且两组上驱动装置(3)所对应镜面支撑(2)两侧边位置连线、与两组下驱动装置所对应镜面支撑(2)两侧边位置连线相垂直;各组上驱动装置(3)分别均包括载体板、以及设置于载体板上的两个齿条组;镜面支撑(2)对应两组上驱动装置(3)的各侧区域中,上驱动装置(3)的载体板设置于衬底(1)环形结构的上表面,并且上驱动装置(3)中的两组齿条组位置、分别与镜面支撑(2)两侧下驱动装置中下驱动本体(4)主轴同侧的齿条组位置相对应,在垂直于衬底(1)所在面的方向上,上驱动装置(3)中各齿条组的各根齿条的投影、分别与对应位置下驱动装置中齿条组的各根齿条的投影彼此平行、且彼此相互交错;两组上驱动装置(3)相对镜面支撑(2)位置呈对称分布。


技术总结
本实用新型涉及一种精简工艺的微镜芯片,采用SOI硅片,驱动器布置于第三层,质量块与转轴布置在第一层,第二层布置支持结构,其中驱动器采用面内驱动器结构,可以实现面内驱动,通过中层支撑结构产生面外驱动转矩,带动质量块运动,可以实现快速扫描和大角度扫描驱动结构;该结构工艺上利于实现,不挑战工艺难点,可以大大简化面外运动加工难度,实现大角度,大质量块驱动;相对于多层机构的MEMS省去了多次键合的工艺,简化了制造工艺,大大降低加工成本和加工难度,提高成品率。

技术研发人员:陈巧
受保护的技术使用者:苏州知芯传感技术有限公司
技术研发日:2019.05.29
技术公布日:2020.04.21
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