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MEMS驱动器件及其形成方法与流程

2021-08-10 16:44:00 来源:中国专利 TAG:半导体 镜面 器件 驱动 特别
MEMS驱动器件及其形成方法与流程

本发明涉及半导体技术领域,特别涉及一种mems微镜面驱动器件及其形成方法。



背景技术:

基于mems(micro-electro-mechanicalsystem,微机电系统)技术制作的mems器件具有很多驱动方式,例如静电驱动方式、压电驱动方式等。其中,采用静电驱动方式的mems器件例如包括具有梳齿驱动结构的mems器件,由于其具有结构简单、与微电子制作工艺兼容性好、可大批量制造、体积小等优点而受到广泛关注。

现有工艺中,mems驱动器件的形成方法通常包括:首先,在第一衬底上形成固定梳齿结构,再将第一衬底和第二衬底相互键合;接着,刻蚀所述第二衬底,以形成可动梳齿结构,并使所述可动梳齿结构悬置在所述固定梳齿结构的上方。然而,目前在刻蚀形成所述可动梳齿结构时常常会出现可动梳齿结构其各个梳齿的侧壁受到损伤的问题。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种mems驱动器件及其形成方法,以解决现有的mems驱动器件其梳齿侧壁容易受到刻蚀损伤的问题。

为解决上述技术问题,本发明提供一种mems驱动器件的形成方法,包括:提供第一衬底和第二衬底,所述第一衬底的梳齿区中形成有固定梳齿结构以及所述第一衬底的镜面区中形成有止挡件,并且所述第一衬底的镜面区或所述第二衬底的镜面区中还形成有固定件;键合所述第一衬底和所述第二衬底,并在所述镜面区中所述固定件固定连接所述第二衬底和所述止挡件;在所述第二衬底的镜面区上形成镜面反射层,以构成微镜面结构;刻蚀所述第二衬底,以在第二衬底的梳齿区中形成可动梳齿结构,所述可动梳齿结构位于所述固定梳齿结构的上方;以及,去除所述固定件,以释放所述微镜面结构。

可选的,所述固定件形成在所述第二衬底的镜面区中,所述固定件的形成方法包括:在所述第二衬底的镜面区中形成凹槽;在所述第二衬底上形成薄膜材料层,并执行平坦化工艺以使剩余的薄膜材料层对准填充在所述凹槽中;以及,图形化所述薄膜材料层以形成所述固定件。

可选的,所述固定梳齿结构和所述止挡件的形成方法包括:在所述第一衬底的第一导电材料层上形成第一掩模层,所述第一掩模层在所述梳齿区中界定出固定梳齿结构的图形,并在所述镜面区中界定出止挡件的图形;以及,以所述第一掩模层为掩模刻蚀所述第一导电材料层,以在所述梳齿区中形成所述固定梳齿结构,并在所述镜面区中利用保留下的第一导电材料层构成所述止挡件。

可选的,所述止挡件由镜面区的中心延伸至镜面区的边缘;或者,所述止挡件环绕设置在所述镜面区的边缘。进一步的,所述固定件环绕设置在所述镜面区的边缘。

可选的,在刻蚀形成所述可动梳齿结构之后,以及去除所述固定件之前,还包括利用清洗溶液清除刻蚀残留物;以及,在清除所述刻蚀残留物之后,利用气相氟化氢腐蚀工艺去除所述固定件。

可选的,所述第一衬底包括第一导电材料层,所述固定梳齿结构和所述止挡件形成在所述第一导电材料层中;以及,所述第二衬底包括第二导电材料层,所述可动梳齿结构形成在所述第二导电材料层中,以及所述第二材料层中位于所述镜面区中的部分构成可动部,所述镜面反射层形成在所述可动部上。

可选的,在制备所述固定梳齿结构时还包括:降低所述第一导电材料层位于所述梳齿区的顶表面,以降低所形成的固定梳齿结构的顶表面;以及,键合所述第一衬底和所述第二衬底的方法包括:直接键合所述第一导电材料层和所述第二导电材料层。

基于如上所述的形成方法,本发明还提供了一种mems驱动器件,包括:第一衬底,所述第一衬底的梳齿区中形成有固定梳齿结构,所述第一衬底的镜面区中形成有止挡件;以及,第二衬底,键合在所述第一衬底上,其中所述第二衬底的梳齿区中形成有可动梳齿结构,所述可动梳齿结构间隔设置在所述固定梳齿结构的上方,以及所述第二衬底的镜面区中具有与所述可动梳齿结构连接的微镜面结构,所述微镜面结构间隔设置在所述止挡件的正上方。

可选的,所述止挡件的顶表面高于所述固定梳齿结构的顶表面。

可选的,所述止挡件由镜面区的中心延伸至镜面区的边缘;或者,所述止挡件环绕设置在所述镜面区的边缘。

本发明提供的mems驱动器件及其形成方法中,通过在第一衬底或第二衬底上设置用于固定微机械结构的固定件,以在刻蚀形成可动梳齿结构的过程中,通过固定微机械结构而相应的限制可动梳齿结构的各个梳齿发生扭转,进而改善梳齿侧壁受到刻蚀损伤的问题。以及,在第一衬底上对应于微机械结构还设置有止挡件,该止挡件不仅可用于辅助固定件实现微机械结构的固定,并且在释放微机械结构之后,还可用于限制微机械结构的最大扭转角度,以防止在外力冲击下微机械结构发生断裂的问题。

附图说明

图1为本发明一实施例中的mems驱动器件的形成方法的流程示意图。

图2-图10为本发明实施例一中的mems驱动器件的形成方法在其制备过程中的结构示意图。

图11为本发明实施例二中的mems驱动器件在其制备过程中的其中一个结构示意图。

图12为本发明实施例三中的mems驱动器件在其制备过程中的其中一个结构示意图。

其中,附图标记如下:

100-第一衬底;

110-第一导电材料层;

111a-第一固定梳齿结构;

111b-第二固定梳齿结构;

112-止挡件;

113-电极槽;

120-第一绝缘层;

130-第一基底;

140-第一掩模层;

200-第二衬底;

210-第二导电材料层;

211a-第一可动梳齿结构;

211b-第二可动梳齿结构;

210a-凹槽;

210b-隔离槽;

220-第二绝缘层;

230-第二基底;

240-镜面反射层;

300a-薄膜材料层;

300-固定件;

400-第二掩模层;

510-第一电极;

520-第二电极。

具体实施方式

如背景技术所述,基于现有工艺而形成的mems驱动器件,其可动梳齿结构的各个梳齿的侧壁容易产生有损伤。对此,本发明的发明人经过研究后发现,可动梳齿结构的梳齿侧壁之所以容易产生有损伤,其一个重要原因是:在对第二衬底进行刻蚀以形成可动梳齿结构的过程中,随着刻蚀的不断进行,可动梳齿结构的扭转空间得以释放,并基于可活动的微镜面结构,即使得可动梳齿结构的各个梳齿在刻蚀过程中的扭转幅度较大,进而使各个梳齿的侧壁容易产生有刻蚀损伤。

为解决上述技术问题,本发明提供了一种mems驱动器件的形成方法,其在刻蚀形成可动梳齿结构的过程中,通过固定微机械结构以限制可动梳齿结构的各个梳齿发生扭转,进而改善梳齿侧壁受到刻蚀损伤的问题。具体可参考图1所示,所述mems驱动器件的形成方法包括如下步骤。

步骤s100,提供第一衬底和第二衬底,所述第一衬底的梳齿区中形成有固定梳齿结构以及所述第一衬底的镜面区中形成有止挡件,并且所述第一衬底的镜面区或所述第二衬底的镜面区中还形成有固定件。

步骤s200,键合所述第一衬底和所述第二衬底,并在所述镜面区中所述固定件固定连接所述第二衬底和所述止挡件。

步骤s300,在所述第二衬底的镜面区上形成镜面反射层,以构成微镜面结构。

步骤s400,刻蚀所述第二衬底,以在第二衬底的梳齿区中形成可动梳齿结构,所述可动梳齿结构位于所述固定梳齿结构的上方。

步骤s500,去除所述固定件,以释放所述微镜面结构。

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的mems微镜面驱动器件及其形成方法作进一步详细说明。根据下面说明,本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是,附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。需说明的是,附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。应当认识到,附图中所示的诸如“上方”,“下方”,“顶部”,“底部”,“上方”和“下方”之类的相对术语可用于描述彼此之间的各种元件的关系。这些相对术语旨在涵盖除附图中描绘的取向之外的元件的不同取向。例如,如果装置相对于附图中的视图是倒置的,则例如描述为在另一元件“上方”的元件现在将在该元件下方。

<实施例一>

图2-图10为本发明实施例一中的mems驱动器件的形成方法在其制备过程中的结构示意图。

在步骤s100中,参考图2和图5所示,提供第一衬底100和第二衬底200。其中,所述第一衬底100的梳齿区中形成有固定梳齿结构以及所述第一衬底100的镜面区中形成有止挡件112,所述止挡件112即对应于所述第二衬底200其镜面区中的可动部,以用于限制所述可动部的最大扭转角度。

具体的,所述第一衬底100和所述第二衬底200均具有相互对应的第一梳齿区和第二梳齿区,以及所述镜面区位于所述第一梳齿区和所述第二梳齿区之间。相应的,所述固定梳齿结构包括形成在第一梳齿区中的第一固定梳齿结构111a和形成在第二梳齿区中的第二固定梳齿结构111b,以及所述第一固定梳齿结构111a和所述第二固定梳齿结构111b之间的镜面区中设置所述止挡件112。

其中,所述固定梳齿结构的形成方法包括:首先,在所述第一衬底100上形成第一掩模层140,所述第一掩模层140在所述梳齿区中界定出固定梳齿结构的图形;接着,利用所述第一掩模层140为掩模图形化梳齿区中的衬底部分,以形成所述第一固定梳齿结构111a和第二固定梳齿结构111b。

继续参考图2所示,所述第一衬底100包括第一导电材料层110,以及所述固定梳齿结构可由所述第一导电材料层110形成。即,在所述固定梳齿结构的制备过程中,所述第一掩模层140形成在所述第一导电材料层110上,并对所述第一导电材料层110的梳齿区执行图形化过程,以形成所述第一固定梳齿结构111a和第二固定梳齿结构111b在所述第一导电材料层110中。

进一步的方案中,还利用所述第一掩模层在所述镜面区中界定出止挡件的图形,以使得镜面区中的部分衬底被保留以构成所述止挡件112。需要说明的是,位于镜面区中的第一掩模层被去除,因此图2中未示出镜面区中的第一掩模层。以及本实施例中,所述止挡件112也可以由所述第一导电材料层110形成,基于此,即可使所述第一掩模层覆盖所述第一导电材料层110位于镜面区中的部分,以使得第一导电材料层110中位于镜面区的部分被保留以构成所述止挡件112。

其中,在利用所述第一掩模层界定止挡件112的区域范围时,所述第一掩模层由镜面区的中心延伸覆盖至镜面区的边缘或者延伸覆盖至接近镜面区边缘,以使得所形成的止挡件112也相应的由镜面区的中心延伸至镜面区的边缘。

继续参考图2所述,本实施例中,所述固定梳齿结构(包括第一固定梳齿结构111a和第二固定梳齿结构111b)的顶表面不高于所述止挡件112的顶表面。此时,在制备所述固定梳齿结构时还包括:刻蚀所述梳齿区中的第一导电材料层110的顶部,以降低第一导电材料层110位于梳齿区的顶表面,进而可相应的降低所形成的固定梳齿结构的顶表面。如此,以利于实现后续直接将第一导电材料层110键合于第二衬底200上。应当认识到,降低梳齿区中的第一导电材料层的顶表面的步骤可以在图形化梳齿区之前执行,也可以在图形化梳齿区之后进行。

图2中示意性的示出了,在制备固定梳齿结构时,优先降低梳齿区中的第一导电材料层的顶表面,接着再形成第一掩模层140(图2中仅示意出部分),第一掩模层140即在所述梳齿区中定义出固定梳齿结构的图形并覆盖镜面区,此时所述第一掩模层140在梳齿区中的顶表面低于镜面区中的顶表面(本实施例中还可使第一掩模层140在梳齿区中的顶表面进一步低于其他区域中的第一导电材料层110的顶表面);以及,在图形化所述第一导电材料110之后,即可通过平坦化工艺去除其他区域中位于第一导电材料层顶表面上的第一掩模层。此时,位于梳齿区中的第一掩模层140仍可被保留,以利于保护所述固定梳齿结构,并且保留下的第一掩模层140的顶表面还相应的低于所述止挡件112的顶表面。此外,通过暴露出其他区域中的第一导电材料层的顶表面,还有利于后续的键合工艺的执行。

此外,在所述第一导电材料层110中还可形成有电极槽113,所述电极槽113用于容纳与所述固定梳齿结构的电性连接的第一电极。其中,可以在键合所述第二衬底200之前,即在所述电极槽113中填充第一电极;或者,也可以在键合所述第二衬底200之后,形成所述第一电极。

进一步的,所述第一衬底100还包括第一绝缘层120和第一基底130,所述第一绝缘层120形成在所述第一导电材料层110和第一基底130之间。其中,所述第一绝缘层120的材料例如包括氧化硅。

接着参考图5所示,所述第二衬底200在镜面区中具有可动部,所述可动部在后续刻蚀形成可动梳齿结构之后被释放而能够发生扭动。以及,本实施例中,在所述第二衬底200的镜面区中形成固定件300,所述固定件300用于在至少部分工艺制程中固定所述可动部,以避免所述可动部至少在部分工艺制程中发生扭动。

具体的,所述固定件300的形成方法可结合图3-图5所示,其具体包括如下步骤。

第一步骤,参考图3所示,刻蚀所述第二衬底200的镜面区,以在所述第二衬底200的镜面区的表面上形成凹槽210a。

第二步骤,继续参考图3所示,可采用沉积工艺在所述第二衬底200上形成薄膜材料层300a,所述薄膜材料层300a覆盖所述第二衬底200的梳齿区和镜面区。可选的方案中,使所述薄膜材料层300a的厚度大于所述凹槽210a的深度,以使得薄膜材料层300a完全填充所述凹槽210a。即,薄膜材料层300a顶表面位置不低于所述凹槽的顶部位置,以利用后续平坦化工艺后被保留在凹槽210a中的薄膜材料层300a的顶表面齐平于第二衬底200的顶表面。

第三步骤,参考图4所示,执行平坦化工艺,以去除所述第二衬底顶表面上的薄膜材料层,并使凹槽210a中的薄膜材料被保留而对准填充在所述凹槽210a中,此时凹槽210a中保留下的薄膜材料层300a的顶表面即与第二衬底200的顶表面齐平。

第四步骤,参考图5所示,对保留于凹槽210a中的薄膜材料层300a执行图形化工艺,以形成所述固定件300。

可以认为,本实施例中通过控制所述凹槽210a的深度即相应的调整了所形成的固定件300的高度,而所述固定件300的高度以满足后续键合工艺时可以抵接至第一衬底100中的止挡件112为准进行调整。

本实施例中,所述固定件300形成在所述凹槽210a的边缘位置,从而可利用所述固定件300在镜面区的边缘位置固定所述可动部,或者说利用所述固定件300在所述可动部的边缘位置固定所述可动部。此外,通过将固定件300设置在镜面区的边缘,还有利于执行后续固定件的去除过程,此将在后续步骤中进行说明。其中,所述固定件300例如为环绕在镜面区边缘的环形结构,所述环形结构可以为连续环形结构,也可以为非连续环形结构。

进一步的,所述第二衬底200包括第二导电材料层210,以及所述第二导电材料层210中对应在所述镜面区中的部分可构成所述可动部,以及所述凹槽210a即形成在所述第二导电材料层210中。

本实施例中,还在所述第二导电材料层210的表面上形成有隔离槽210b,所述隔离槽210b与所述第一导电材料层110的电极槽113相互对应。如此,即可利用所述隔离层210b实现电极槽113中的第一电极与第二导电材料层210相互分隔。进一步的,所述隔离槽210b的开口尺寸大于所述电极槽113的开口尺寸。该部分将在后续步骤中进行详细说明。

以及,所述第二衬底200还包括第二绝缘层220和第二基底230,所述第二绝缘层220位于所述第二基底230和所述第二导电材料层210之间。其中,所述第二绝缘层220的材料例如包括氧化硅。

其中,所述第二导电材料层210的材料可以和所述第一导电材料层110的材料相同。本实施例中,所述第一导电材料层110和所述第二导电材料层210的材料例如均为离子掺杂后的硅材料,以及离子掺杂后的硅材料的阻值例如介于0.01ω~0.02ω。以及,与低电阻的第一导电材料层110和第二导电材料层210相比,所述第一基底130和第二基底230均具有较大的电阻值,例如所述第一基底130和第二基底230的阻值均介于8ω~12ω。

在步骤s200中,具体参考图6所示,键合所述第一衬底100和所述第二衬底200,并在镜面区中所述固定件300固定连接所述第二衬底200和所述止挡件112。

本实施例中,直接利用第一衬底100的第一导电材料层110和第二衬底200中的第二导电材料层210直接键合完成(即,硅-硅键合)。以及,在所述梳齿区中所述固定梳齿结构的顶表面不高于第一导电材料层110的键合面,甚至所述固定梳齿结构上的第一掩模层的顶表面也不高于键合面,从而未键合至所述第二导电材料层210,在所述镜面区中所述止挡件112和所述固定件300相互键合连接。具体而言,所述止挡件112的顶表面和所述第一导电材料层110的键合面齐平,所述固定件300的顶表面和所述第二导电材料层210的键合面齐平,因此,所述第一导电材料层110和所述第二导电材料层210相互键合时,所述固定件300和所述止挡件112也恰合可以相互键合连接。

进一步的,在键合所述第一衬底100和所述第二衬底200之后,还包括:减薄所述第二衬底200。本实施例中,减薄所述第二衬底200包括依次去除所述第二基底230和所述第二绝缘层220。

具体结合图6和图7所示,去除所述第二基底230和所述第二绝缘层220的方法可包括:首先,研磨所述第二基底230以部分去除所述第二基底230,再利用刻蚀工艺刻蚀剩余的第二基底230,并刻蚀停止于所述第二绝缘层220上,之后去除所述第二绝缘层220以暴露出所述第二导电材料层210。

需要说明的是,所述第二衬底200的镜面区其下方依次设置有固定件300和止挡件112,从而可对第二衬底200的镜面区起到高强度的支撑,因此在减薄所述第二衬底200的过程中即可避免第二衬底200的镜面区由于悬空而容易破裂的问题。

在步骤s300中,具体参考图8所示,在所述第二衬底200的镜面区上形成镜面反射层240,以构成微镜面结构。其中,所述第二导电材料层210中位于镜面区中的部分即构成可动部,以及所述镜面反射层240即形成在所述可动部上,以共同构成所述微镜面结构。

本实施例中,可以采用剥离工艺形成所述镜面反射层240。具体的,所述镜面反射层240的形成方法例如包括如下步骤。

步骤一,在所述第二衬底200远离所述第一衬底100的表面上形成光阻层,所述光阻层中形成有开窗,所述开窗暴露出镜面区。

步骤二,形成金属层,所述金属层形成在所述述开窗中,以及所述金属层还覆盖所述光阻层的顶表面。其中,所述金属层例如可采用电子束蒸镀工艺形成,以及所述金属层的材料例如包括铬铂金或钛钨金等。

步骤三,剥离所述光阻层,以去除所述金属层覆盖所述光阻层的,并保留开窗中的部分以构成所述镜面反射层240。应当认识到,在利用剥离液以较大的喷洒压力作用于光阻层上以剥离所述光阻层时,基于所述固定件300和所述止挡件112的有效支撑,还能够进一步降低所述第二衬底200(即,本实施例中的第二导电材料层210)发生断裂的风险。

进一步的,在形成所述镜面反射层240之前或之后,还包括:形成多个电极,所述多个电极包括第一电极510和第二电极520,所述第一电极510用于和所述固定梳齿结构电性连接,所述第二电极520用于和所述可动梳齿结构电性连接。具体的,所述第二电极520可直接形成在所述第二导电材料层210上,以通过所述第二导电材料层210和所述可动梳齿结构连接;以及,所述第一电极510可形成在所述第一导电材料层110上,以通过所述第一导电材料层110和所述固定梳齿结构连接。

此外,针对所述第一电极510而言,其具体形成方法包括:在所述第二电极材料层210中形成贯通口,所述贯通口在所述隔离槽的上方并连通所述隔离槽;接着,形成第一电极510在所述第一导电材料层110的电极槽中,以及形成第二电极520在所述第二导电材料层520的顶表面上。

在步骤s400中,具体参考图8-图9所示,刻蚀所述第二衬底200的梳齿区以形成可动梳齿结构,所述可动梳齿结构位于所述固定梳齿结构的上方。

本实施例中,所述可动梳齿结构即相应的包括第一可动梳齿结构211a和第二可动梳齿结构211b,所述第一可动梳齿结构211a和所述第二可动梳齿结构211b分别对应在所述第一固定梳齿结构111a和第二固定梳齿结构111b的上方。以及,所述第一可动梳齿结构211a和第二可动梳齿结构211b分别位于所述可动部的两侧,用于在后续可动部被释放后带动所述可动部扭转。

具体的,可利用一第二掩模层400定义出可动梳齿结构的图形,并基于所述第二掩模层400刻蚀所述第二导电材料层210以形成可动梳齿结构,其方法例如包括如下步骤。

第一步骤,参考图8所示,在所述第二导电材料层230上形成第二掩模层400,所述第二掩模层400在所述梳齿区中定义有可动梳齿结构的图形。

第二步骤,参考图9所示,以所述第二掩模层400为掩模刻蚀所述第二导电材料层210以形成可动梳齿结构。具体的,刻蚀所述第二导电材料层210的方法例如是利用等离子刻蚀工艺刻蚀所述第二导电材料层210,以提高刻蚀精度。

通常而言,随着对第二导电材料层210的刻蚀过程的进行,可动梳齿结构的扭转空间得以释放,此时若所述第二导电材料层210的可动部(对应于微镜面结构)也为可活动状态,那么将使得所述可动梳齿结构容易产生较大幅度的扭转。然而,本实施例中利用所述固定件300将所述可动部固定,从而可避免所述可动梳齿结构发生较大幅度的扭转,避免了刻蚀过程中由于梳齿的扭转而对梳齿的侧壁造成损伤。

以及,在图形化第二导电材料层210的过程中,还可进一步在第二导电材料层210和第一导电材料层110中形成上下连通的分隔口(图中未示出),进而使得第二电极520仅电性连接可动梳齿结构。

进一步的,可选的方案中,在形成所述可动梳齿结构之后,还包括:利用清洗剂清除衬底上的刻蚀残留物(所述刻蚀残留物即本实施例中的多晶硅刻蚀残留物)。具体可以采用清洗溶液清除所述刻蚀残留物。

此处需要说明的是,正是由于本发明的发明人在经过大量的研究后发现该刻蚀残留物在后续工艺中不仅难以被去除,甚至还容易与后续所采用的气相刻蚀剂(例如,vhf)反应而形成难以去除的聚合物,该聚合物的存在将直接对器件的性能造成影响(例如,附着在梳齿侧壁上的聚合物容易发生尖端放电)。现有的mems驱动器件中,其在刻蚀形成所述可动梳齿结构之后即同时释放所述可动梳齿结构的各个梳齿和可动部的扭转空间,进而在利用清洗溶液清除所述刻蚀残留物时,即容易出现清洗溶液粘附和扭曲相邻的梳齿。

然而,本实施例中,在刻蚀形成所述可动梳齿结构之后,所述可动部(对应于微镜面结构)还能够在所述固定件300的固件下而不会发生扭转,此时,利用清洗溶液清除所述刻蚀残留物时,并不会引起相邻的梳齿扭转到一起并相互粘附的问题。

在步骤s500中,结合参考图9和图10所示,去除所述固定件300,以释放所述微镜面结构(包括:可动部和镜面反射层240)。

具体的,可采用气相氟化氢腐蚀工艺(vhf)去除所述固定件300。相比于湿法刻蚀工艺而言,利用气相腐蚀工艺可有效避免在湿法刻蚀工艺中由于梳齿发生扭转而容易发生腐蚀液体粘附和扭曲相邻的梳齿的问题。本实施例中,将所述固定件300设置在所述镜面区的边缘,因此将更有利于所述固定件300的去除过程。

本实施例中,所述固定件300、所述第一掩模层140和所述第二掩模层400的材料可以相同(例如均包括氧化硅),因此在去除所述固定件300的同时,还可同时去除所述第一掩模层140和所述第二掩模层400。

其中,通过释放所述微镜面结构以使其呈现为可活动状态,并且所述微镜面结构的两侧分别连接第一可动梳齿结构211a和第二可动梳齿结构211b。如此,则在固定梳齿结构和可动梳齿结构之间的电场作用力下,驱动第一可动梳齿结构211a和第二可动梳齿结构211b扭转时,即可相应的带动所述微镜面结构扭转。

需要说明的是,针对mems驱动器件而言,所述微镜面结构在其工作过程中的扭转范围基本上是由可动梳齿结构和固定梳齿结构决定。也就是说,针对mems驱动器件来说,其微镜面结构的扭转范围都是在安全范围内,由可动梳齿结构所产生的扭转力并不足于使微镜面结构过度扭转,进而并不会使微镜面结构在超出其承受范围之外而发生断裂等问题。因此,在现有的mems驱动器件中,通常不会针对微镜面结构设置止挡件。

然而,本实施例中的mems驱动器件,其微镜面结构下方的止挡件112仍然被保留,以用于对所述微镜面结构的扭转角度进行限制。如此,是考虑到mems驱动器件在例如受到外力冲击的情况下,容易导致微镜面结构发生较大角度的扭转而发生断裂的问题,提高器件的可靠性。其中,所述微镜面结构和所述止挡件112之间的间隙即一定程度上决定了所述微镜面结构的最大扭转角度。

<实施例二>

与实施例一的区别在于,本实施例中将固定件设置在第一衬底上。以下结合图11进行说明,其中,图11为本发明实施例二中的mems驱动器件在其制备过程中的其中一个结构示意图。

参考图11所示,所述固定件300直接设置在所述止挡件112上,并位于所述止挡件112的边缘位置。其中,所述固定件300可以由所述第一掩模层140构成。以及,所述第一掩模层140还可用于实现后续的键合过程,因此第一导电材料层110上的第一掩模层140被保留。具体的,在键合所述第一衬底100和所述第二衬底200时,所述第一掩模层140和所述第二导电材料层210相互键合(例如为硅-氧化硅键合)。

进一步的,所述固定梳齿结构上的第一掩模层140也同时键合在第二导电材料层210上,增强了第一衬底100和第二衬底200之间的键合强度。以及,在后续工艺中通过去除所述第一掩模层140,即可释放出可动梳齿结构和固定梳齿结构之间的空隙。

<实施例三>

与实施例二的区别在于,本实施例中的止挡件仅设置在镜面区的边缘位置。以下结合图12进行说明,其中,图12为本发明实施例三中的mems驱动器件在其制备过程中的其中一个结构示意图。

参考图12所示,所述止挡件112仅设置在镜面区的边缘,从而在释放所述微镜面结构之后,可以在边缘位置对所述微镜面结构的扭转角度进行限制。其中,所述止挡件112例如环绕设置在镜面区的边缘,具体可以连续环绕在所述镜面区的边缘,或者也可以非连续环绕在所述镜面区的边缘。

本实施例中,所述固定件300可以设置在所述止挡件112上,并且所述固定件300可以由所述第一掩模层140形成。以及,所述止挡件112可以和所述固定梳齿结构同时形成。

具体的,所述止挡件112和所述固定梳齿结构的形成方法包括:形成第一掩模层140在所述第一导电材料层110上,所述第一掩模层140在梳齿区中定义出固定梳齿结构的图形,并在镜面区中界定出所述止挡件的图形(也对应于固定件的图形);之后,利用所述第一掩模层140刻蚀所述第一导电材料层110,以形成所述固定梳齿结构和所述止挡件112,此时位于所述止挡件112上的部分第一掩模层即构成所述固定件300。

基于如上所述的形成方法,以下对所制备出的mems驱动器件进行说明。所述mems器件即相应的包括相互键合的第一衬底100和第二衬底200。

其中,所述第一衬底100的梳齿区中形成有固定梳齿结构(包括第一固定梳齿结构111a和第二固定梳齿结构111b)。以及,所述第一衬底100的镜面区中形成有止挡件112。

以及,所述第二衬底200的梳齿区中形成有可动梳齿结构(包括第一可动梳齿结构211a和第二可动梳齿结构211b),所述可动梳齿结构间隔设置在所述固定梳齿结构的上方。所述第二衬底200的镜面区中具有与所述可动梳齿结构连接的微镜面结构(包括镜面反射层240及其下方的可动部),具体的,所述微镜面结构的两侧连接所述第一可动梳齿结构211a和第二可动梳齿结构211b。

进一步的,所述微镜面结构间隔设置在所述止挡件112的正上方,以利用所述止挡件112限制所述微镜面结构的最大扭转角度,避免其在受到外力冲击时发生断裂的问题。其中,所述止挡件112可以由镜面区的中心延伸至镜面区的边缘。或者,所述止挡件112也可以为环绕设置在所述镜面区的边缘。

综上所述,上述实施例提供的mems驱动器件的形成方法中,通过在第一衬底中形成止挡件,一方面可用于辅助固定件固定第二衬底中对应于可动部的微机械结构,避免微机械结构在可动梳齿结构的刻蚀过程中发生扭转而相应带动可动梳齿结构发生较大幅度的偏转,从而可有效改善梳齿侧壁受到刻蚀损伤的问题;另一方面,在释放所述微机械结构之后,仍可利用所述止挡件限制微机械结构的最大扭转角度,以防止在外力冲击下微机械结构发生断裂的问题。

需要说明的是,本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。以及,虽然本发明已以较佳实施例披露如上,然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言,在不脱离本发明技术方案范围情况下,都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例。因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰,均仍属于本发明技术方案保护的范围。

还应当理解的是,除非特别说明或者指出,否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等,而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。

此外还应该认识到,此处描述的术语仅仅用来描述特定实施例,而不是用来限制本发明的范围。必须注意的是,此处的以及所附权利要求中使用的单数形式“一个”和“一种”包括复数基准,除非上下文明确表示相反意思。例如,对“一个步骤”或“一个装置”的引述意味着对一个或多个步骤或装置的引述,并且可能包括次级步骤以及次级装置。应该以最广义的含义来理解使用的所有连词。以及,词语“或”应该被理解为具有逻辑“或”的定义,而不是逻辑“异或”的定义,除非上下文明确表示相反意思。此外,本发明实施例中的方法和/或设备的实现可包括手动、自动或组合地执行所选任务。

再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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