MEMS压电微镜的制作方法

本申请涉及微机电系统，尤其涉及一种mems压电微镜。

背景技术：

1、基于微机电系统(microe l ectromechanica l systems，简称mems)实现对光学压电微镜作为光学扫描核心部件在投影显示、光学成像、激光测距等系统中具有重要的作用。mems微镜与传统光学微镜相比，除了具备mems器件所共有的成本低、易于实现批量生产外，还具有更好的光学和机械性能，尤其在动态响应以及功耗方面的优点更为突出。

2、mems微镜的驱动方式主要可以分为静电驱动、电磁驱动、电热驱动和压电驱动。静电驱动的mems微镜一般结构紧凑，但驱动力较小，需要很高的驱动电压或真空封装等方式，才能实现较大的光学扫描角度。电热驱动的mems微镜是基于材料热变形的一种驱动方式，具有驱动力大的优点，但响应速度慢，不适合高速扫描的应用场景。电磁驱动的mems微镜需要在芯片四周设置强磁体结构，以提供驱动所需的外置磁场，因此电磁驱动微镜的整体尺寸偏大，微型化的难度较大。压电驱动的mems微镜是基于压电材料的逆压电效应的一种驱动方式，具有驱动力大，且响应速度快的特点，被广泛应用于消费电子领域。

3、然而，随着消费电子的小型化和低功耗化的发展趋势，现有mems压电微镜的驱动效率难以满足消费电子的发展需求。

技术实现思路

1、为解决存在的技术问题，本申请提供了一种驱动效率高的mems压电微镜。

2、一种mems压电微镜，包括锚固框架、设于所述锚固框架上的驱动器及可动反射镜面；

3、所述驱动器包括分别设于所述锚固框架相对两侧的压电件，所述压电件在电压作用下产生弯曲形变，根据弯曲形变量的相对大小，所述压电件包括弯曲形变量相对较小且满足第一预设要求的锚固部、以及弯曲形变量相对较大且满足第二预设要求的驱动部；

4、所述锚固框架与所述压电件的所述锚固部连接；

5、所述可动反射镜面与所述压电件的所述驱动部连接。

6、可选的，所述压电件的长度方向与所述可动反射镜面的扭转轴线平行，在所述长度方向，所述压电件包括所述锚固部所在的锚固区域和位于所述锚固区域两侧的悬臂区域，所述驱动部设于所述悬臂区域，所述悬臂区域与所述锚固框架隔离。

7、可选的，所述压电件的长度方向与所述可动反射镜面的扭转轴线平行，在所述长度方向，所述锚固部设于对应所述压电件的弯曲形变量相对最小的中部，所述驱动部设于对应所述压电件的弯曲形变量相对最大的两端。

8、可选的，沿所述长度方向上，所述锚固部的尺寸小于或等于所述压电件的1/5。

9、可选的，所述的mems压电微镜还包括与所述可动反射镜面连接的扭转梁及将所述扭转梁与所述驱动部连接的联动梁；

10、所述扭转梁与所述压电件的长度方向平行；

11、所述联动梁为直梁且垂直于所述扭转梁；或，所述联动梁为具有多个弯折段的弯折梁。

12、可选的，所述扭转梁包括平行设置的两个直梁。

13、可选的，所述联动梁包括与所述直梁分别对应的两个，且两个所述联动梁分别将两个所述直梁与对应侧的所述压电件的所述驱动部连接。

14、可选的，还包括用于采集所述可动反射镜面的扭转角度的角度传感器；

15、所述角度传感器设于所述扭转梁和所述联动梁的连接处。

16、可选的，所述压电件包括压电支撑层和形成于所述压电支撑层上的压电材料层；

17、所述可动反射镜面包括镜面主体层和形成于所述镜面主体上的镜面反射层；

18、所述锚固框架与所述镜面主体层形成为一体的半导体结构；和/或，所述锚固框架与所述压电支撑层形成的一体的半导体结构。

19、可选的，所述的mems压电微镜，还包括形成于所述半导体结构上的金属互连层，所述金属互连层包括位于所述压电支撑层和所述压电材料层之间的第一部分，位于所述角度传感器表面的第二部分，以及将第一部分和第二部分连接至所述锚固框架上的第三部分。

20、依据本申请实施例提供的mems压电微镜，压电件的锚固部设置在压电件的形变量相对较小的位置，而驱动部设置在压电件的形变量相对较大的位置，压电件通过锚固部与锚固框架连接，通过驱动部与可动反射镜面连接，锚固部对压电件的形变量的限制相对较小，且压电件的形变量可更多的被传递至可动反射镜面，使得压电件在相同电压驱动下，可动反射镜面可获得更大的扭转角度。因此，本申请实施例提供的mems压电微镜具有较高的驱动效率，可满足消费电子的低功耗化发展需求。

技术特征：

1.一种mems压电微镜，其特征在于，包括锚固框架、设于所述锚固框架上的驱动器及可动反射镜面；

2.根据权利要求1所述的mems压电微镜，其特征在于，所述压电件的长度方向与所述可动反射镜面的扭转轴线平行，在所述长度方向，所述压电件包括所述锚固部所在的锚固区域和位于所述锚固区域两侧的悬臂区域，所述驱动部设于所述悬臂区域，所述悬臂区域与所述锚固框架隔离。

3.根据权利要求1所述的mems压电微镜，其特征在于，所述压电件的长度方向与所述可动反射镜面的扭转轴线平行，在所述长度方向，所述锚固部设于对应所述压电件的弯曲形变量相对最小的中部，所述驱动部设于对应所述压电件的弯曲形变量相对最大的两端。

4.根据权利要求3所述的mems压电微镜，其特征在于，沿所述长度方向上，所述锚固部的尺寸小于或等于所述压电件的1/5。

5.根据权利要求1所述的mems压电微镜，其特征在于，还包括与所述可动反射镜面连接的扭转梁及将所述扭转梁与所述驱动部连接的联动梁；

6.根据权利要求5所述的mems压电微镜，其特征在于，所述扭转梁包括平行设置的两个直梁。

7.根据权利要求6所述的mems压电微镜，其特征在于，所述联动梁包括与所述直梁分别对应的两个，且两个所述联动梁分别将两个所述直梁与对应侧的所述压电件的所述驱动部连接。

8.根据权利要求5所述的mems压电微镜，其特征在于，还包括用于采集所述可动反射镜面的扭转角度的角度传感器；

9.根据权利要求1至8中任意一项所述的mems压电微镜，其特征在于，所述压电件包括压电支撑层和形成于所述压电支撑层上的压电材料层；

10.根据权利要求9所述的mems压电微镜，其特征在于，还包括形成于所述半导体结构上的金属互连层，所述金属互连层包括位于所述压电支撑层和所述压电材料层之间的第一部分，位于所述角度传感器表面的第二部分，以及将第一部分和第二部分连接至所述锚固框架上的第三部分。

技术总结
本申请提供了一种MEMS压电微镜，属于微机电系统技术领域。所述压电微镜包括锚固框架、设于所述锚固框架上的驱动器及可动反射镜面；所述驱动器包括分别设于所述锚固框架相对两侧的压电件，所述压电件在电压作用下产生弯曲形变，根据弯曲形变量的相对大小，所述压电件包括弯曲形变量相对较小且满足第一预设要求的锚固部、以及弯曲形变量相对较大且满足第二预设要求的驱动部；所述锚固框架与所述压电件的所述锚固部连接；所述可动反射镜面与所述压电件的所述驱动部连接。所述MEMS压电微镜在相同电压驱动下可以获得更大的镜面扭转角度，压电驱动效率高。

技术研发人员：熊笔锋,倪伟鉴
受保护的技术使用者：觉芯电子（无锡）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/6/23