[发明专利]一种具有创新电互连结构的微镜装置及制作方法

说明书

本发明公开了一种具有创新电互连结构的微镜装置及制作方法，包括框架、连接装置、电互连装置、电隔离装置和镜面，所述框架包括第一框架和第二框架，所述第一框架与第二框架通过连接装置活动连接，所述电隔离装置将所述框架划分为多个电隔离区间，所述电互连装置的端部位于不同的电隔离区间内，所述镜面活动设置于所述第一框架中；所述框架上包括电互连结构包括介质层和金属线，所述介质层和金属线堆叠排布在所述框架上，所述介质层为硅氧化物薄膜或硅氮化物薄膜，所述金属线材料为金，所述整体部件主要由刻蚀工艺形成，具有工作效率高，工艺稳定性高，可重复性好，生产成本低，易于进行大批量生产等优点。

技术领域

本发明涉及微机电系统领域，尤其涉及一种一种具有创新电互连结构的微镜装置及制作方法。

背景技术

自1980年第一款扫描式硅镜发布以来，微机电系统，microelectromechanicalsystems，以下简称MEMS，被广泛应用于光学扫描领域，并发展出大量的技术及产品。光学扫描领域已经成为了 MEMS研究的重要方向。而随着技术的发展，在过去的十年间，微型投影技术和众多的医学成像技术的应用，成为了当前MEMS光学扫描装置，尤其是激光扫描装置发展的主要方向。微型投影技术的发展，促使了一系列新型产品的出现，比如手机大小的微型激光投影仪或者带有激光投影功能的智能手机、驾驶车辆时车内放置的可用于显示导航信息的抬头显示器HUD，虚拟现实技术VR、增强现实技术 AR等在内的各种可穿戴设备等。

现有的MEMS微镜，以形成电隔离槽的方式，使微镜的各器件层结构间处于电隔离状态。常见的电隔离槽有两种，一种是分隔式电隔离槽，通过深刻蚀工艺刻蚀器件层，使器件层结构在空间上通常处于分离的状态，从而实现电隔离。另一种是填充式电隔离槽，先通过深刻蚀工艺刻蚀器件层形成沟槽，再通过热氧化工艺或淀积工艺形成电绝缘的介质层并填充多晶硅，最后通过化学机械研磨工艺去除表面多余的多晶硅与介质层。填充式电隔离槽通过热氧化或淀积形成的介质层，使被隔离的器件层结构电隔离。对两类电隔离槽进行比较，分隔式电隔离槽的宽度可控且一般较宽，由其产生的寄生电容较小，但是分隔式电隔离槽仅可用在微镜装置的不可动结构上。填充式电隔离槽可应用在微镜装置的可动结构上，但是其宽度一般较小，且交界面很长，因此会产生较大的寄生电容，降低了微镜的电容反馈的灵敏度。同时，为了加强填充式电隔离槽的机械性能，有时会采用波浪形的电隔离槽，这将进一步增大电极重叠面积，从而导致更大的寄生电容。

为使各独立的器件层结构获得相应的电信号，当前常用的电互连方式主要有两种：引线键合技术和硅通孔技术(TSV)。但是，上述两种技术仅能应用在与可动结构相连的固定的锚点或其他固定的结构上，无法直接应用在可动结构上。在现有的微镜中，电信号由外界导入与可动结构相连的锚固结构后，仅能通过构成可动结构的单晶硅在可动结构中传递。为了使可动结构具有多个独立的电势，需要设置大量的波浪形填充式电隔离槽，将可动结构隔离成若干电势独立的区域并保持其结构的整体性。这种方法不仅导致系统产生了相当大的寄生电容，而且无法在可动结构上实现更为复杂的电互连系统。本发明提供了一种具有创新性的电互连结构的微镜及制作工艺，可应用于制作光学MEMS微镜装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于现有电互连结构不能够完全满足生产生活的需求，提供一种具有创新电互连结构的微镜装置及制作方法。包括：框架、连接装置、电互连装置和电隔离装置，所述框架包括第一框架和第二框架，所述第一框架活动置于所述第二框架内部，所述电隔离装置将所述框架划分为多个电隔离区间，所述电互连装置的两端位于不同的所述电隔离区间，所述连接装置一端设置在所述第一框架上，另一端设置在所述第二框架上；

所述电互连装置包括介质层和金属线，所述介质层和所述金属线堆叠排布在所述框架上，所述介质层靠近所述框架设置。

进一步地，还包括镜面，所述镜面的一组对边上设置有第一动梳齿，另一组对边上固定设置有第一扭转轴，所述第一扭转轴连接所述第一框架和所述镜面。