微镜结构、微镜阵列和探测器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种微镜结构，包括：光反射膜，悬设于衬底上；多段形变梁，首尾依次相邻或相接地围绕在光反射膜的外侧以外或下方位置，每段形变梁分别通过一个支点结构绝缘地连接至光反射膜的外侧上；多个支撑柱，分别支撑于每两段形变梁的相邻或相接端点位置的下方；通过向至少一段形变梁中通电，使形变梁因通电发热而产生相对于其长度方向的向上或向下方向的弯曲变形，带动与之连接的光反射膜的对应侧向上或向下位移，并通过对各段形变梁执行分别控制所形成的变形大小不同组合，实现使光反射膜朝向任意预定方向的偏转或/和上下浮动。本实用新型专利技术还公开了一种微镜阵列和探测器。

【技术实现步骤摘要】
微镜结构、微镜阵列和探测器
本技术涉及半导体集成电路和探测器
，尤其涉及一种能实现任意方向偏转的微镜结构、微镜阵列和探测器。
技术介绍
目前，微镜已成为微机电系统(MEMS)产品中的重要一员，并已开始应用于车载激光雷达中。随着自动驾驶技术的发展，对激光雷达及其MEMS微镜技术也提出了越来越高的要求。其中，现有采用静电驱动方式实现对微镜偏转角度的控制，已成为一种较成熟的技术。然而，在通过静电场控制来调节微镜的偏转角度时，往往需要设计十分复杂的偏转结构，例如梳齿结构等，这无疑增加了控制难度，且其仅可实现使微镜平面沿一个固定轴向进行偏转，因而难以满足实际使用场景中对微镜偏转方向的广泛需求。参考文献：1)美国专利US7286278B2Methodsfordepositing,releasingandpackagingmicro-electromechanicaldevicesonwafersubstrates(在晶圆衬底上沉积、释放和封装微电子器件的方法)。2)美国专利US9348136B2Micromirrorapparatusandmethods(微镜装置和方法)。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种微镜结构、微镜阵列和探测器。为实现上述目的，本技术提供了以下的技术方案：根据本技术的一个方面，本技术提供一种微镜结构，包括：光反射膜，其被配置为悬设于一衬底之上；多段形变梁，其被配置为首尾依次相邻或相接地围绕在所述光反射膜的外侧以外位置或围绕位于所述光反射膜的下方位置，每段所述形变梁分别通过一个支点结构绝缘地连接至所述光反射膜的外侧上；多个支撑柱，其被配置为分置且支撑于每两段所述形变梁的相邻或相接端点位置的下方与所述衬底的表面之间，并形成各段所述形变梁与所述衬底之间的电连接；其中，通过向至少一段所述形变梁中通电，使所述形变梁因通电发热而产生相对于其长度方向的向上或向下方向的弯曲变形，带动与之连接的所述光反射膜的对应侧向上或向下位移，并通过对各段所述形变梁执行分别控制所形成的变形大小不同组合，实现使所述光反射膜朝向任意预定方向的偏转或/和上下浮动。进一步地，所述光反射膜为矩形，所述形变梁被配置为与所述光反射膜的边一一对应。进一步地，所述光反射膜的外侧与所述形变梁之间通过隔热层形成绝缘连接，所述隔热层被配置为其外侧上具有朝向所述形变梁方向延伸的突出，所述突出作为所述支点结构搭接于所述形变梁上，使所述光反射膜与所述形变梁之间形成连接。进一步地，所述光反射膜覆于所述隔热层的表面上；或者，所述光反射膜通过其外侧嵌于框形的所述隔热层的内框中。进一步地，所述突出唯一地配置于每段所述形变梁与所述光反射膜的对应侧之间，并连接于所述形变梁的梁长方向上的中部。进一步地，所述形变梁为上下叠设的多层叠层结构，所述叠层结构包括发热电阻层、第一形变层和第二形变层；其中，所述第一形变层材料具有第一热膨胀系数，所述第二形变层材料具有第二热膨胀系数，所述第一热膨胀系数与所述第二热膨胀系数之间的相对大小不同。根据本技术的一个方面，本技术还提供一种微镜阵列，其具有多个上述的任意一种微镜结构，所述微镜结构在衬底上按行列方式依次排列形成微镜阵列，其中，任意一个所述微镜结构被配置为独立于其他微镜结构执行朝向任意预定方向的偏转或/和上下浮动。根据本技术的一个方面，本技术还提供一种探测器，其具有上述的任意一种微镜结构；或者，其具有上述的微镜阵列。相比现有技术，本技术的优点在于，本技术通过控制多个形变梁的弯曲变形程度，不仅可方便地带动微镜(光反射膜)进行偏转，而且能实现使微镜朝向任意预定的方向进行偏转，还可以控制使微镜整体在垂直方向上作浮动，从而极大满足了不同应用场景中对微镜偏转方向的多种需求。同时，本技术通过设置多个形变梁结构用以调节微镜的偏转角度，结构简单，并使得控制更加简易。附图说明图1是本技术一较佳实施例一的一种微镜结构示意图。图2是本技术一较佳实施例一的一种形变梁结构示意图。图3是本技术一较佳实施例二的一种形变梁结构示意图。图4是本技术一较佳实施例二的一种微镜结构示意图。图5是本技术一较佳实施例的一种微镜阵列结构示意图。图中1.微镜结构，10/101/102/103/104.支撑柱，2.微镜阵列，20/201/202/203/204.形变梁，2001.发热电阻层，2002.SiO2(第一形变层)，2003.聚酰亚胺(第二形变层)，2004.聚乙烯(第一形变层)，2005.SiCN(第二形变层)，30.隔热层，31/311/312/313/314.支点结构/突出，40.光反射膜。具体实施方式本技术的核心思想在于，本技术提供一种微镜结构，采用通电发热后能产生弯曲变形的多段形变梁结构，作为驱动微镜(光反射膜)偏转的动力机构，并能从微镜的不同侧对其位移大小进行分段控制，故利用本技术能实现使微镜朝向任意预定的方向进行偏转，还可以控制使微镜整体在垂直方向上进行浮动，从而极大满足了不同应用场景中对微镜偏转(运动)方向的多种需求。相比现有技术的梳齿结构等复杂的偏转控制结构，本技术通过设置多个形变梁结构用以调节微镜的偏转角度，结构简单，并能使得控制更加简易。以下将结合说明书附图，对本技术的具体实施方式作进一步详细描述。如图1所示，其显示本技术微镜结构的其中一种具体实施方式。本技术的一种微镜结构，包括：光反射膜40，形变梁20(201～204)和支撑柱10(101～104)等几个主要结构组成部分。光反射膜40用作反射镜。光反射膜40可以水平方式或以预定角度悬设于一个衬底(图略)之上，并通过设置于衬底之上的支撑柱10获得支撑。在本技术的以下实施例中，将以水平悬空设置在衬底上的光反射膜40为例，对本技术的各种实施方式进行详细说明。但本技术的光反射膜40并不限于上述例举的设置方式。衬底可以采用常用的半导体衬底，例如硅衬底等，并可在衬底上制作形成CMOS前道器件和后道金属互连层等CMOS电路结构。光反射膜40用于反射入射的光线，例如激光，并通过受控下的偏转，将被其反射的光线沿预定方向投射至其光反射路径上配置的光接收装置上。有关微镜功能方面的知识，可参考现有的相关技术加以理解。光反射膜40需要采用对光线的反射能力较强的材料制作。例如，光反射膜40通常可以是铝(Al)膜。在一些其他的实施例中，光反射膜40也可以是铂(Pt)、金(Au)或银(Ag)等金属膜；或者，光反射膜40也可以是金属合金膜层。如图1所示，光反射膜40的平面形状可采用多边形。本实施例中，光反射膜40采用了矩形的平面形状。在一些其他的实施例中，光反射膜40还可以是六边形或八边形，或具有更多边的多边形；或者，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微镜结构，其特征在于，包括：/n光反射膜，其被配置为悬设于一衬底之上；/n多段形变梁，其被配置为首尾依次相邻或相接地围绕在所述光反射膜的外侧以外位置或围绕位于所述光反射膜的下方位置，每段所述形变梁分别通过一个支点结构绝缘地连接至所述光反射膜的外侧上；/n多个支撑柱，其被配置为分置且支撑于每两段所述形变梁的相邻或相接端点位置的下方与所述衬底的表面之间，并形成各段所述形变梁与所述衬底之间的电连接；/n其中，通过向至少一段所述形变梁中通电，使所述形变梁因通电发热而产生相对于其长度方向的向上或向下方向的弯曲变形，带动与之连接的所述光反射膜的对应侧向上或向下位移，并通过对各段所述形变梁执行分别控制所形成的变形大小不同组合，实现使所述光反射膜朝向任意预定方向的偏转或/和上下浮动。/n

【技术特征摘要】
1.一种微镜结构，其特征在于，包括：
光反射膜，其被配置为悬设于一衬底之上；
多段形变梁，其被配置为首尾依次相邻或相接地围绕在所述光反射膜的外侧以外位置或围绕位于所述光反射膜的下方位置，每段所述形变梁分别通过一个支点结构绝缘地连接至所述光反射膜的外侧上；
多个支撑柱，其被配置为分置且支撑于每两段所述形变梁的相邻或相接端点位置的下方与所述衬底的表面之间，并形成各段所述形变梁与所述衬底之间的电连接；
其中，通过向至少一段所述形变梁中通电，使所述形变梁因通电发热而产生相对于其长度方向的向上或向下方向的弯曲变形，带动与之连接的所述光反射膜的对应侧向上或向下位移，并通过对各段所述形变梁执行分别控制所形成的变形大小不同组合，实现使所述光反射膜朝向任意预定方向的偏转或/和上下浮动。


2.根据权利要求1所述的微镜结构，其特征在于，所述光反射膜为矩形，所述形变梁被配置为与所述光反射膜的边一一对应。


3.根据权利要求1所述的微镜结构，其特征在于，所述光反射膜的外侧与所述形变梁之间通过隔热层形成绝缘连接，所述隔热层被配置为其外侧上具有朝向所述形变梁方向延伸的突出，所述突出作为所述支点结构搭接于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：程正喜，徐鹤靓，陈永平，
申请(专利权)人：中国科学院上海技术物理研究所，
类型：新型
国别省市：上海;31