| 主权项 |
1.一种具有复数面梳状电极之微机电致动器,包括: 一第一半导体层,其系由一可动件及一固定件组成 ,而该可动件系藉复数扭转枢纽支撑而可绕一转轴 转动,且在转轴相对边设有二组梳状电极;而该固 定件系与可动件电性隔离,并设有梳状电极,而固 定件之梳状电极系与可动件之梳状电极交叉排列; 一电性隔离层,其系支撑第一半导体层,并介于第 一、二半导体层间以电性隔离第一、二半导体层; 以及一第二半导体层,其上设有一腔体。 2.如申请专利范围第1项所述之具有复数面梳状电 极之微机电致动器,其中该第二半导体层之腔体具 适当深度,而成为可动件之转动挡止点,藉以防止 可动件过度摆动倾斜而造成机械损坏。 3.如申请专利范围第1项所述之具有复数面梳状电 极之微机电致动器,其中该第二半导体层上设有一 组固定梳状电极,该固定梳状电极系位于可动件之 转轴的一边,并与可动件之梳状电极交叉排列。 4.如申请专利范围第1或3项所述之具有复数面梳状 电极之微机电致动器,其中该可动件系导接地(GND), 而第一半导体层之固定件系导接至第一电压源,而 第二半导体层之固定梳状电极系导接至第二电压 源。 5.如申请专利范围第1项所述之具有复数面梳状电 极之微机电致动器,其中该第一半导体层上额外设 一具梳状电极之额外固定件,且额外固定件上之梳 状电极系与可动件及固定件电性绝缘隔离,又于扭 转枢纽上增设一组梳状电极,使其与额外固定件之 梳状电极交叉排列。 6.如申请专利范围第5项所述之具有复数面梳状电 极之微机电致动器,其中该额外固定件系导接至一 直流电压源,藉以调整可动件之结构共振频率。 7.如申请专利范围第1项所述之具有复数面梳状电 极之微机电致动器,其中该扭转枢纽上可设突出部 ,且该突出部可被打薄或部分修剪,藉以调整可动 件之共振频率。 8.一种具有复数面梳状电极之微机电致动器,包括: 一第一半导体层,其系由一可动件及一固定件组成 ,而该可动件系藉复数扭转枢纽支撑而可绕一转轴 转动,且在转轴相对边设有二组梳状电极;而该固 定件系与可动件电性隔离,并设有梳状电极,而固 定件之梳状电极系与可动件之梳状电极交叉排列; 一电性隔离层,其系支撑第一半导体层,并介于第 一、二半导体层间以电性隔离第一、二半导体层; 以及一第二半导体层,其上设有一腔体及二组电性 绝缘之梳状电极,该二组梳状电极系分别位于转轴 一边,且与与可动件之梳状电极交叉排列。 9.如申请专利范围第8项所述之具有复数面梳状电 极之微机电致动器,其中该第二半导体层之腔体具 适当深度,而成为可动件之转动挡止点,藉以防止 可动件过度摆动倾斜而造成机械损坏。 10.如申请专利范围第8项所述之具有复数面梳状电 极之微机电致动器,其中该可动件系导接地,而第 一半导体层之固定件系导接至第一电压源,而第二 半导体层上二组电性绝缘之梳状电极系分别导接 至第二电压源及第三电压源压源。 11.如申请专利范围第8项所述之具有复数面梳状电 极之微机电致动器,其中该第一半导体层上额外设 一具梳状电极之额外固定件,且额外固定件上之梳 状电极系与可动件及固定件电性绝缘隔离,又于扭 转枢纽上增设一组梳状电极,使其与额外固定件之 梳状电极交叉排列。 12.如申请专利范围第11项所述之具有复数面梳状 电极之微机电致动器,其中该额外固定件系导接至 一直流电压源,藉以调整可动件之结构共振频率。 13.如申请专利范围第8项所述之具有复数面梳状电 极之微机电致动器,其中该扭转枢纽上可设突出部 ,且该突出部可被打薄或部分修剪,藉以调整可动 件之共振频率。 14.一种具有复数面梳状电极之微机电致动器之制 造方法,包括下列步骤: 利用蚀刻或其他方法,在第一半导体晶片之背面制 作一对准图案,以供后续步骤校准使用; 蚀刻第一半导体晶片之前面至特定深度,以形成一 腔体及固定梳状电极,且在前面所为之蚀刻型状系 藉背面之对准图案校准; 对一第二半导体晶片之至少一表面上进行氧化,以 形成一电性绝缘之氧化层; 熔接上述第一、二半导体晶片,并使第二半导体晶 片之氧化层面对第一半导体晶片上蚀刻成之腔体 及固定梳状电极; 蚀刻第二半导体晶片以形成可动件及固定件,且藉 第一半导体晶片背面对准图案之校准,使可动件之 梳状电极与固定件之梳状电极交叉排列,而该固定 件之梳状电极系叠置在第一半导体晶片之固定梳 状电极上方,但藉氧化层而电性绝缘隔离。 15.一种具有复数面梳状电极之微机电致动器之制 造方法,包括下列步骤: 蚀刻一附隔缘矽晶片(SOI,silicon-on-insulator wafer)之 背面,以形成一腔体、固定梳状电极及一对准图案 ,该对准图案系供后续步骤校准使用; 蚀刻上述附隔缘矽晶片之前面,以形成可动件及固 定件,且藉背面上对准图案之校准,使可动件之梳 状电极与固定件之梳状电极交叉排列,而该固定件 之梳状电极系叠置在固定梳状电极上方,但藉SOI之 氧化层而电性绝缘隔离。 16.一种具有复数面梳状电极之微机电致动器之制 造方法,包括下列步骤: 利用蚀刻或其他方法,在第一半导体晶片之背面制 作一对准图案,以供后续步骤校准使用; 蚀刻第一半导体晶片之前面,以形成一腔体及固定 梳状电极,且在前面所为之蚀刻型状系藉背面之对 准图案校准; 在一第二半导体晶片之至少一表面上进行氧化,以 形成一电性绝缘之氧化层; 熔接上述第一、二半导体晶片,并使第二半导体晶 片之氧化层面对第一半导体晶片上蚀刻成之腔体 及固定梳状电极; 在第一半导体晶片之背面蚀刻一开口槽,使第一半 导体晶片分成电性绝缘之二部分; 蚀刻第二半导体晶片以形成可动件及固定件,且藉 第一半导体晶片背面上对准图案之校准,使可动件 之梳状电极与固定件之梳状电极交叉排列,而该固 定件之梳状电极系叠置在第一半导体晶片之固定 梳状电极上方,但藉氧化层而电性绝缘隔离。 17.一种具有复数面梳状电极之微机电致动器之制 造方法,包括下列步骤: 利用蚀刻或其他方法,在第一半导体晶片之背面制 作二对准图案,以供后续步骤校准使用; 蚀刻第一半导体晶片之前面,以形成一腔体及固定 梳状电极,且在前面所为之蚀刻型状系藉背面之对 准图案校准; 在一第二半导体晶片之至少一表面上进行氧化,以 形成一电性绝缘之氧化层; 熔接上述第一、二半导体晶片,并使第二半导体晶 片之氧化层面对第一半导体晶片上蚀刻成之腔体 及固定梳状电极; 在第一半导体晶片之背面蚀刻一开口槽,使第一半 导体晶片隔成电性绝缘之二部分; 沈积一保护层如氮化矽(silicon nitride),在第一半导 体晶片之背面上; 沈积或产生一隔缘层如二氧化矽,在分隔第一半导 体晶片成二部分之开口槽上; 沈积一层薄膜材料如复晶矽(polysilicon),在第一半 导体晶片之背面及开口槽上,以使第一半导体晶片 被分隔之二部分连接,但藉前步骤之隔缘层层而仍 电性绝缘; 移除在第一半导体晶片背面上之复晶矽、隔缘层 及保护层; 蚀刻第二半导体晶片以形成可动件及固定件,且藉 第一半导体晶片背面上对准图案之校准,使可动件 之梳状电极与固定件之梳状电极交叉排列,而该固 定件之梳状电极系叠置在第一半导体晶片之固定 梳状电极上方,但藉氧化层而电性绝缘隔离。 18.一种具有复数面梳状电极之微机电致动器,包括 : 一载板(substrate),其一面上具有二电性隔绝之导电 体,且该二导电体系部分显露于外,供可分别向外 导接电压源; 一具有复数面梳状电极之微机电致动器,其底层系 由电性绝缘之二部分构成;以及 一黏着层,其系以导电材料构成,并分成电性绝缘 之二部分; 藉此,使载板兴致动器藉该黏着层而连结成一体, 并使载板上二电性隔绝之导电体分别电性导接至 致动器底层之二电性绝缘部分之各部分上。 19.如申请专利范围第18项所述之具有复数面梳状 电极之微机电致动器,其中该载板进一步可设置导 通用穿孔(via hole),使载板一面上二电性隔绝之导 电体可藉穿孔而电性导接至载板另一面,供分别向 外导接电压源。 图式简单说明: 第1A、1B、1C图:系本发明MEMS致动器一实施例之顶 层、中间层及底层之上视图。 第1D、1E、1F图:系第1A、1B、1C图之制程步骤流程图 。 第1G、1H图:系第1A、1B及1C图之另一制程步骤流程 图。 第2A~2D图:系第1图所示实施例之另一侧视图,并表 示当顶层可动件在摆动时水平及垂直梳状电极之 活动力关系,而底层之垂直梳状电极仅在扭转枢纽 之一边。 第3图:系第2图所示MEMS致动器之镜面倾斜角相位与 使用电压源相位间的关系图。 第4图:系本发明可动件由一对扭转枢纽支撑且由 水平及垂直梳状电极驱动的立体示意图。 第5A、5B、5C图:系本发明另一实施例之顶层、中间 层及底层之上视图,其中在底层上之垂直梳状电极 系对半而电性隔离在扭转枢纽之不同边,而可使用 三电压源以达成对可动件之较大驱动力。 第5D图:系第5C图所示底层之另一实施例,其中两组 电性隔离之垂直梳状电极系藉薄膜沈积步骤而补 强及连接。 第6A~6D图:系第5A、5B、5C图所示实施例之制程步骤 流程图。 第7A~7F图:系第5A、5B、5D图所示实施例之另一制程 步骤流程图。 第8A~8D图:系第5图所示实施例之一侧视图,并表示 当顶层可动件在摆动时水平及垂直梳状电极之活 动力关系,而底层之垂直梳状电极系电性隔离在扭 转枢纽之每一边。 第9图:系第8图所示MEMS致动器之镜面倾斜角相位与 使用电压源相位间的关系图。 第10A、10B、10C图:系第1图及第5图所示活动体中在 底层之两组电性隔离垂直梳状电极的连接方法。 第11图:系本发明另一实施例之上视图,其中在致动 器之扭转枢纽及顶层之固定件上各增加额外水平 梳状电极,而应用于额外水平梳状电极上之电压差 可增加扭转枢纽之有效刚性。 第12图:系扭转枢纽具突出部之上视示意图,其中该 突出部可藉雷射或其他方式移除以减小扭转枢纽 之扭转刚性。 |
