CN115933160A - 微电子元件及其制备方法、电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供微电子元件及其制备方法、电子设备,涉及集成电路技术领域。微电子元件包括基底、支撑柱、调节结构和微镜结构;支撑柱的一端设置于基底,另一端连接微镜结构;调节结构包括用于存储电荷且相对设置的第一电极和第二电极,第一电极固定设置于支撑柱,第二电极设置于第一电极沿第一方向远离基底的一侧,且第二电极连接微镜结构的第一端;调节结构被配置为:当第一电极和第二电极所存储的电荷量变化时,第一电极驱动第二电极沿第一方向移动,以使第二电极带动微镜结构转动。本申请能够解决具有微振镜的微电子元件结构复杂,且微振镜偏转角度的调节过程难度大的问题。
Description
技术领域
本申请涉及集成电路的领域,尤其涉及微电子元件及其制备方法、电子设备。
背景技术
微振镜是一种常见的微电子结构,广泛应用于汽车激光雷达等领域,随着汽车自动驾驶技术的发展,具有微振镜的微电子元件也在不断地创新与改进。
目前在具有微振镜的微电子元件中,通常利用电磁驱动等方式实现微振镜偏转角度的调节过程,然而,上述微电子元件结构复杂,且微振镜偏转角度的调节过程难度大。
发明内容
本申请提供微电子元件及其制备方法、电子设备,用以解决微电子元件的结构复杂,且微振镜偏转角度的调节过程难度大的问题。
本申请提供的微电子元件,包括基底、支撑柱、调节结构和微镜结构;
所述支撑柱的一端设置于所述基底,另一端连接所述微镜结构;
所述调节结构包括用于存储电荷且相对设置的第一电极和第二电极,所述第一电极固定设置于所述支撑柱,所述第二电极设置于所述第一电极沿第一方向远离所述基底的一侧,且所述第二电极连接所述微镜结构的第一端;
所述调节结构被配置为:当所述第一电极和所述第二电极所存储的电荷量变化时,所述第一电极驱动所述第二电极沿所述第一方向移动,以使所述第二电极带动所述微镜结构转动。
通过采用上述技术方案,通过在支撑柱与微镜结构的第一端之间设置调节结构,当需要对微镜结构的偏转角度进行调节时,在第一电极和第二电极内充入电荷,从而通过改变第一电极和第二电极之间的相互作用力,以对调节结构内第一电极与第二电极之间的距离进行调节,进而改变微镜结构第一端与支撑柱之间的距离;当调节结构第一电极与第二电极之间的距离不同时,微镜结构第一端与支撑柱之间的距离不同,以使微镜结构倾斜设置,从而能够通过改变各调节结构内第一电极与第二电极之间的距离,实现微镜结构偏转角度的调节过程,进而简化了带有微振镜的微电子元件的结构,并且使得微振镜偏转角度的调节过程更加方便。
在一些可能的实施方式中,所述支撑柱设置有至少两个,各所述支撑柱远离所述基底的一端各连接一个所述第一电极。
在一些可能的实施方式中,所述支撑梁和所述转动梁均沿所述第一方向延伸,所述支撑梁与所述转动梁相对设置;
所述支撑柱的数量设置为两个,所述支撑柱的第一端连接所述支撑梁,所述支撑柱的第二端连接所述转动梁。
在一些可能的实施方式中,所述支撑柱包括接触部,所述接触部包括沿所述第一方向层叠设置的第一接触部、绝缘层和第二接触部;
所述第一接触部电连接对应的所述第一电极,以向对应的所述第一电极提供电荷;所述第二接触部电连接对应的所述第二电极,以向对应的所述第二电极提供电荷。
在一些可能的实施方式中,所述支撑柱还包括沿所述第一方向设置的导电部和布线部,所述导电部设置于所述布线部靠近所述接触部的一端;
所述导电部包括第一导电层、隔离部和第二导电层,所述第二导电层的一端电连接所述第二接触部;所述隔离部设置于所述第二导电层的外侧,所述隔离部的一端连接所述绝缘层;所述第一导电部设置于所述隔离部的外侧,所述第一导电层的一端连接所述第一接触部;
所述布线部包括主体,以及设置于所述主体的第一导线和第二导线,所述主体连接所述隔离部远离所述绝缘层的一端,所述第一导线电连接所述第一导电层的远离所述第一接触部的一端,所述第二导线电连接所述第二导电层远离所述第二接触部的一端。
在一些可能的实施方式中,所述第一导线和所述第二导线同层布置,所述主体内还设置有第一导电孔和第二导电孔,所述第一导电孔和所述第二导电孔所在层设置于所述第一导线和所述第二导线所在层远离所述基底的一侧;
所述第一导电孔的第一端电连接所述第一导电层,所述第一导电孔的第二端电连接所述第一导线,所述第二导电孔的第一端电连接所述第二导电层,所述第二导电孔的第二端电连接所述第二导线。
在一些可能的实施方式中,所述微镜结构包括支撑梁和多个同层布置的微镜单元,所述支撑梁设置于所述多个微镜单元的外侧,并连接所述第二电极。
在一些可能的实施方式中,所述多个微镜单元呈多行多列排布,相邻的两个所述微镜单元之间设置有连接架;
所述连接架连接对应的所述微镜单元,并连接于所述支撑梁的内侧。
在一些可能的实施方式中,所述支撑梁的数量设置为四个,四个所述支撑梁首尾依次连接,并围设成矩形;
所述调节结构的数量设置为四个,每个所述第二电极均对应设置于一个所述支撑梁,并连接对应的所述支撑梁。
在一些可能的实施方式中,所述调节结构还包括介质层,所述介质层设置于所述第一电极;
所述第二电极包括多个弯折部,所述多个弯折部沿第二方向依次连接,所述第二方向垂直于所述第一方向,至少部分所述弯折部连接所述微镜结构,且至少部分所述弯折部连接所述介质层远离所述第一电极的表面。
在一些可能的实施方式中,所述基底设置有静电吸引层,以带动所述微镜结构靠近或远离所述基底。
在一些可能的实施方式中,所述静电吸引层包括多个静电吸引部,所述多个静电吸引部呈多行多列分布。
本申请实施例还提供一种电子设备,包括上述任一项所述微电子元件。
通过采用上述技术方案,通过在支撑柱与微镜结构的第一端之间设置调节结构,当需要对微镜结构的偏转角度进行调节时,在第一电极和第二电极内充入电荷,从而通过改变第一电极和第二电极之间的相互作用力,以对调节结构内第一电极与第二电极之间的距离进行调节,进而改变微镜结构第一端与支撑柱之间的距离;当调节结构第一电极与第二电极之间的距离不同时,微镜结构第一端与支撑柱之间的距离不同,以使微镜结构倾斜设置,从而能够通过改变各调节结构内第一电极与第二电极之间的距离,实现微镜结构偏转角度的调节过程,进而简化了带有微振镜的微电子元件的结构,并且使得微振镜偏转角度的调节过程更加方便。
本申请实施例还提供一种微电子元件的制备方法,包括:
在所述基底表面形成第一牺牲层;
在所述第一牺牲层内形成支撑柱;
在所述第一牺牲层远离所述基底的表面形成第一电极,且所述第一电极连接所述支撑柱;
在所述第一电极远离所述第一牺牲层的表面形成第二牺牲层;
在所述第二牺牲层内形成第二电极;
在所述第二电极远离所述第一电极的表面形成微镜结构;
去除所述第一牺牲层和所述第二牺牲层。
通过采用上述技术方案,当制备上述微电子元件时,在基底上形成第一牺牲层,并利用第一牺牲层形成支撑柱;然后在支撑柱表面形成第一电极,并利用第二牺牲层形成第二电极;当需要实现微镜结构偏转角度的调节过程时,在第一电极和第二电极内充入电荷,从而通过改变第一电极和第二电极之间的相互作用力,以对调节结构内第一电极与第二电极之间的距离进行调节,进而改变微镜结构与支撑柱之间的距离;当调节结构第一电极与第二电极之间的距离不同时,微镜结构第一端与支撑柱之间的距离不同,以使微镜结构倾斜设置,从而能够通过改变调节结构内第一电极与第二电极之间的距离,实现微镜结构偏转角度的调节过程,进而简化了带有微振镜的微电子元件的结构,并且使得微振镜偏转角度的调节过程更加方便。
在一些可能的实施方式中,去除部分第一牺牲层,以形成过渡孔,所述过渡孔的长度等于所述第一牺牲层的厚度;
在所述过渡孔内形成布线部;
在所述布线部远离所述基底的表面形成导电部和接触部。
在一些可能的实施方式中,在形成所述第二牺牲层之前,在所述第一电极远离所述基底的表面形成介质层;在所述第二牺牲层内形成第二电极,包括:
去除部分所述第二牺牲层,以形成多个依次排列的第二电极基础,所述第二电极基础沿背离所述第一电极的方向凸起;
在所述第二电极基础远离基底的表面形成所述第二电极,其中,相邻两个所述第二电极基础之间,以及所述第二电极基础远离所述第一电极的一端形成有弯折部。
在一些可能的实施方式中,在所述第一牺牲层内形成支撑柱,包括:
在所述过渡孔靠近所述基底的一端形成主体,以及设置于所述主体的第一导线和第二导线;
在所述布线部远离所述基底的一端沿所述过渡孔的径向形成第一导电层、隔离部和第二导电层,其中,所述第一导电层电连接所述第一导线,所述第二导电层电连接所述第二导线;
在所述第一导电层远离所述基底的表面形成第一接触部,所述第一接触部的内侧电连接所述第一导电层远离所述基底的一端,所述第一接触部的外侧用于电连接所述第一电极;
在所述第一接触部远离所述第一导电层的表面形成绝缘层,所述绝缘层的内侧连接所述隔离部;
在所述绝缘层远离所述第一接触部的表面形成第二接触部,所述第二接触部的内侧电连接所述第二导电层远离所述基底的一端,所述第二接触部的外侧用于电连接所述第二电极。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本申请的实施例,并与说明书一起用于解释本申请的原理。
图1为本申请实施例提供的微电子元件的结构示意图;
图2为本申请实施例提供的旨在显示微镜结构的示意图;
图3为本申请实施例提供的调节结构的结构示意图;
图4为本申请实施例提供的支撑柱和调节结构的剖视图;
图5为本申请实施例提供的微电子元件制备过程的剖视图;
图6为本申请实施例提供的微电子元件的制备方法流程示意图;
图7为本申请实施例提供的支撑柱形成方法的流程示意图;
图8为本申请实施例提供的导电部和接触部形成方法的流程示意图;
图9为本申请实施例提供的第二电极形成方法的流程示意图;
图10为本申请实施例提供的第二电极形成方法的示意图。
附图标记说明:
100、基底;110、静电吸引层;111、静电吸引部;120、介质隔离层;200、支撑柱;210、接触部;211、第一接触部;212、绝缘层;213、第二接触部;220、导电部;221、第一导电层;222、隔离部;223、第二导电层;230、布线部;231、主体;232、第一导线;233、第二导线;234、第一导电孔;235、第二导电孔;236、导电件;300、调节结构;310、第一电极;320、第二电极;321、弯折部;330、介质层;400、微镜结构;410、微镜单元;420、支撑梁;430、连接架;500、第一牺牲层;510、过渡孔;600、第二牺牲层;610、第二电极基础;700、第三牺牲层。
通过上述附图,已示出本申请明确的实施例,后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围,而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。
具体实施方式
正如背景技术所述,微电子机械系统(Micro-Electro-Mechanica System,MEMS)技术是一种先进的制造技术,具有微小、可执行、可集成和工艺兼容性好等诸多优点,广泛应用于诸多高新技术产业。在具有微振镜的微电子元件中,目前通常利用电磁驱动等方式实现微振镜偏转角度的调节过程,即在微振镜上设置有磁性材料,并在基底上施加电流,从而通过电流与磁性材料所形成的磁场相互作用,以在基底与磁性材料之间产生电磁力,使得设置有磁性材料的微振镜受到电磁力作用而偏转,进而实现微振镜偏转角度的调节过程。然而,上述具有微振镜的微电子元件的结构复杂,且微振镜偏转角度的调节过程难度大。
为了解决上述技术问题,本申请实施例提供一种微电子元件及其制备方法、电子设备,该微电子元件通过在支撑柱与微镜结构的第一端之间设置调节结构,当需要对微镜结构的偏转角度进行调节时,在第一电极和第二电极内充入电荷,从而通过改变第一电极和第二电极之间的相互作用力,以对调节结构内第一电极与第二电极之间的距离进行调节,进而改变微镜结构第一端与支撑柱之间的距离;当调节结构第一电极与第二电极之间的距离不同时,微镜结构第一端与支撑柱之间的距离不同,以使微镜结构倾斜设置,从而能够通过改变各调节结构内第一电极与第二电极之间的距离,实现微镜结构偏转角度的调节过程,进而简化了带有微振镜的微电子元件的结构,并且使得微振镜偏转角度的调节过程更加方便。
这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合,对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图,对本申请的实施例进行描述。
参照图1-图3,本申请实施例提供一种微电子元件,包括基底100、支撑柱200、调节结构300和微镜结构400;支撑柱200的一端设置于基底100,另一端连接微镜结构400;调节结构300设置于支撑柱200与微镜结构400之间,每个调节结构300均包括配合使用的第一电极310和第二电极320,第一电极310和第二电极320均可用于存储电荷,第一电极310固定设置于支撑柱200,第二电极320与第一电极310沿第一方向(即图1中x方向)相对设置,且第二电极320连接微镜结构400的第一端,以通过改变第一电极310和第二电极320之间的距离,改变微镜结构400第一端与支撑柱200之间的距离,从而实现微镜结构400的偏转角度的调节过程。
在一些可能的实施方式中,支撑柱200设置有至少两个,各支撑柱200远离基底100的一端各连接一个第一电极310,从而使各调节结构300均能够对应于一个支撑柱200,并连接在对应的支撑柱200上。
参照图1和图2,示例性的,支撑柱200的数量和调节结构300的数量均设置为四个,并且,在基底100所在平面内,四个支撑柱200围设成矩形,使得相对的两个支撑柱200间隔排布,从而能够使设置于支撑柱200上相对的两个调节结构300间隔设置,以通过改变相对的两个调节结构300沿第一方向的长度,使得微镜结构400倾斜,进而实现微镜结构400偏转角度的调节过程。
容易理解的是,支撑柱200可以沿第一方向延伸,还可以沿其他方向延伸,只要能够对调节结构300和微镜结构400起到一定的支撑作用即可。示例性的,支撑柱200沿第一方向延伸,且第一方向垂直于基底100。
继续参照图1和图2,在一些可能的实施方式中,微镜结构400包括支撑梁420和多个同层布置的微镜单元410,支撑梁420设置于多个微镜单元410的外侧,并连接第二电极320,以通过支撑梁420带动多个微镜单元410转动,以实现微镜结构400偏转角度的调节过程。多个微镜单元410呈多行多列排布,相邻的两个微镜单元410之间设置有连接架430;连接架430连接对应的微镜单元410,并连接于支撑梁420的内侧,以通过连接架430将多个微镜单元410固定在支撑梁420上,使得多个微镜单元410的连接更加稳定。
示例性的,支撑梁420的数量设置为四个,四个支撑梁420首尾依次连接,并围设成矩形,每个支撑梁420各对应一个调节结构300,且支撑梁420的延伸方向平行于对应的第二电极320的延伸方向。
通过采用上述技术方案,当对微镜结构400的偏转角度进行调节时,在调节结构300的第一电极310和第二电极320内充入电荷,从而通过改变第一电极310和第二电极320之间的相互作用力,以对调节结构300内第一电极310与第二电极320之间的距离进行调节,进而改变微镜结构400与支撑柱200之间的距离;使得相对设置的两个调节结构300沿第一方向的长度之差改变,以实现微镜结构400偏转角度的调节过程,并且,通过设置两组相对设置的调节结构300,从而能够对微镜结构400的偏转角度进行多方向的调节过程,以使微镜结构400偏转角度的调节过程更加方便。
参照图1,在一些可能的实施方式中,基底100设置有静电吸引层110,以使微镜结构400靠近或远离基底100。静电吸引层110包括可存储电荷的多个静电吸引部111,多个静电吸引部111呈多行多列分布,从而能够对各静电吸引部111进行单独调节,以通过多个静电吸引部111内电荷的不同,调节静电吸引层110对微镜单元410不同位置的吸引力,进而能够通过改变静电吸引层110对微镜单元410的吸引力,对微镜结构400偏转角度的调节过程起到一定的辅助作用。
下面结合附图1-图3对调节结构300进行描述,示例性的,调节结构300还包括介质层330,介质层330设置于第一电极310;第二电极320包括多个弯折部321,多个弯折部321沿第二方向依次连接,至少部分弯折部321连接微镜结构400,至少部分弯折部321连接介质层330远离第一电极310的表面,以通过介质层330将第一电极310与第二电极320分隔,减小第一电极310与第二电极320相接触而短路的可能性。
容易理解的是,介质层330可以完全覆盖于第一电极310靠近第二电极320的表面,或者,介质层330还可以包括多个介质部,多个介质部沿第二方向间隔排布,每个介质部均用于连接一个弯折部321,从而通过多个介质部将第二电极320与第一电极310分隔。
通过采用上述技术方案,当第一电极310和第二电极320内均存储有电荷,且第一电极310和第二电极320内所存储的电荷量变化时,第一电极310固定于支撑柱200,使得第二电极320沿第一方向靠近或远离第一电极310,从而带动微镜结构400沿第一方向移动;并且,通过将第二电极320设置为包括多个弯折部321,多个弯折部321沿第二方向依次连接,当第二电极320带动微镜结构400沿第一方向移动时,第二电极320能够沿第二方向伸长或缩短,从而利用弯折部321释放部分来自微镜结构400的压力,以使微镜结构400的移动过程更加稳定。
应当注意的是,示例性的,可以通过将第一电极310和第二电极320分别连接在相应的供电线路上,或者,参照图1-图4,在本申请实施例中,支撑柱200包括接触部210,所述接触部210包括沿第一方向层叠设置的第一接触部211、绝缘层212和第二接触部213;其中,第一接触部211电连接对应的第一电极310,以向对应的第一电极310提供电荷;第二接触部213电连接对应的第二电极320,以向对应的第二电极320提供电荷;绝缘层212设置于第一接触部211和第二接触部213之间,以将第一接触部211和第二接触部213分隔,从而减小第一接触部211与第二接触部213接触而短路的可能性。
参照图1-图4,在一些可能的实施方式中,支撑柱200还包括沿第一方向设置的导电部220和布线部230,导电部220设置于布线部230靠近接触部210的一端;导电部220包括第一导电层221、隔离部222和第二导电层223,第二导电层223的一端电连接第二接触部213;隔离部222设置于第二导电层223的外侧,隔离部222的一端连接绝缘层212;第一导电层221设置于隔离部222的外侧,第一导电层221的一端连接第一接触部211。
布线部230包括主体231,以及设置于主体231的第一导线232和第二导线233,主体231连接隔离部远离绝缘层212的一端,第一导线232电连接第一导电层221的远离第一接触部211的一端,以使第一接触部211能够通过第一导电层221与第一导线232电连接,第二导线233电连接第二导电层223远离第二接触部213的一端,以使第二接触部213能够通过第二导电层223与第二导线233电连接。
示例性的,第一导线232和第二导线233同层布置,主体231内还设置有第一导电孔234和第二导电孔235,第一导电孔234和第二导电孔235所在层设置于第一导线232和第二导线233所在层远离基底100的一侧;第一导电孔234的第一端电连接第一导电层221,第一导电孔234的第二端电连接第一导线232,以通过第一导电孔234将第一导电层221电连接在第一导线232上,第二导电孔235的第一端电连接第二导电层223,第二导电孔235的第二端电连接第二导线233,以通过第二导电孔235将第二导电层223电连接在第二导线233上。
容易理解的是,参照图4,在一些可能的实施方式中,主体231内还设置有至少一个导电件236,从而利用导电件236将第一导电层221与第一导电孔234电连接,和/或,利用导电件236将第二导电层223与第二导电孔235电连接。
通过采用上述技术方案,向第一电极310和第二电极320提供电荷,以改变第一电极310和第二电极320之间的吸引力和排斥力时,设置于布线部230的第一导线232通过第一导电孔234、第一导电层221电连接第一电极310,从而使第一导线232能够向第一电极310提供电荷,设置于布线部230的第二导线233通过第二导电孔235、第二导电层223电连接第二电极320,从而使第二导线233能够向第二电极320提供电荷,进而能够通过改变第一电极310和第二电极320内所存储的电荷量,改变第一电极310和第二电极320之间的吸引力和排斥力。
应当注意的是,当利用支撑柱200向第一电极310和第二电极320提供电荷时,可以在支撑柱200上设置支撑结构,例如凸台等,从而利用凸台等支撑结构对第一电极310进行支撑,以使第一电极310的安装更加稳定,本申请实施例对此不作进一步限制。
综上所述,本申请实施例提供的微电子元件,通过在基底100上设置间隔排布的至少两个调节结构300,当需要实现微镜结构400偏转角度的调节过程时,通过第一导线232和第二导线233向第一电极310和第二电极320内充入电荷,从而通过改变第一电极310和第二电极320之间的相互作用力,以对调节结构300内第一电极310与第二电极320之间沿第一方向的距离进行调节,进而改变微镜结构400与支撑柱200之间的距离;当各调节结构300第一电极310与第二电极320之间的距离不同时,微镜结构400各处与支撑柱200之间的距离不同,以使微镜结构400倾斜设置,从而能够通过改变各调节结构300内第一电极310与第二电极320之间的距离,实现微镜结构400偏转角度的调节过程,进而简化了带有微振镜的微电子元件的结构,并且使得微振镜偏转角度的调节过程更加方便。
本申请实施例还提供一种电子设备,可应用于汽车激光雷达等,包括上述任一实施方式所述微电子元件。由于本申请实施例提供的电子设备包括上述任一实施方式所述的微电子元件,因此电子设备包括上述任一实施方式所述的微电子元件的优点与有益效果,本申请实施例在此不再赘述。
参照图5和图6,本申请实施例还提供一种微电子元件的制备方法,包括在基底100表面形成第一牺牲层500;在第一牺牲层500内形成支撑柱200;在第一牺牲层500远离基底100的表面形成第一电极310,且第一电极310连接支撑柱200;在第一电极310远离第一牺牲层500的表面形成第二牺牲层600;在第二牺牲层600内形成第二电极320;在第二电极320远离第一电极310的表面形成微镜结构400;去除第一牺牲层500和第二牺牲层600。该制备方法具体包括以下步骤:
S101、在基底100表面形成第一牺牲层500;
在一些可能的实施方式中,基底100作为微电子元件的支撑部件,用于支撑设在其上的其他部件,基底100可以采用印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)或陶瓷、硅等材料制作形成。
容易理解的是,可以通过多种方式在基底100形成第一牺牲层500,例如涂敷或化学气相淀积(CVD)方法,本申请实施例对此不作进一步限制。
示例性的,微镜结构400包括呈多行多列排布的多个微镜单元410,则微电子元件的制备方法还包括:在基底100形成静电吸引层110,以通过静电吸引层110带动微镜单元410靠近或远离基底100,进而增大微镜结构400的偏转角度。
其中,静电吸引层110包括多个呈多行多列分布的静电吸引部111,在本申请实施例中,可通过沉积法在基底100的表面形成静电吸引层110基础,随后图形化静电吸引层110基础,以去除部分静电吸引层110基础,从而使剩余静电吸引层110基础形成多个呈多行多列分布的静电吸引部111,以使多个静电吸引部111形成静电吸引层110。
当在基底100上形成静电吸引层110后,还可以在静电吸引层110远离基底100的表面沉积形成介质隔离层120,从而能够在介质隔离层120远离静电吸引层110的表面形成第一牺牲层500,以通过介质隔离层120将调节件与静电吸引层110分隔。
S102、在第一牺牲层500内形成支撑柱200;
在一些可能的实施方式中,支撑柱200包括接触部210、导电部220和布线部230,从而通过接触部210将第一电极310和第二电极320电连接在支撑柱200上,以通过支撑柱200向第一电极310和第二电极320供电。参照图5-图7,在第一牺牲层500内形成支撑柱200的步骤,包括:
S1021、去除部分第一牺牲层500,以形成过渡孔510,过渡孔510的长度等于第一牺牲层500的厚度;
示例性的,可以通过刻蚀等方式去除部分第一牺牲层500,以形成过渡孔510,并使得过渡孔510的长度等于第一牺牲层500的厚度,从而能够在过渡孔510内依次形成布线部230、导电部220和接触部210。
S1022、在过渡孔510内形成布线部230;
在一些可能的实施方式中,布线部230包括主体231,以及设置于主体231内的第一导线232和第二导线233。
示例性的,可以在过渡孔510靠近基底100的一端通过化学气相淀积(CVD)方法形成主体231基础,然后在主体231基础上通过物理汽相淀积(PVD)形成同层布置的第一导线232和第二导线233,随后在主体231基础、第一导线232和第二导线233远离基底100的表面继续通过化学气相淀积(CVD)方法进行沉积,以形成主体231,并使第一导线232和第二导线233设置于主体231内。
S1023、在布线部230远离基底100的表面形成导电部220和接触部210;
在过渡孔510内形成布线部230之后,通过涂敷或化学气相淀积(CVD)方法在布线部230远离基底100的表面形成第三牺牲层700,在第三牺牲层700所在平面内,通过刻蚀等方式去除部分第三牺牲层700,以在第三牺牲层700中部形成通孔,以通过通孔实现导电部220和接触部210的形成过程。
容易理解的是,导电部220和接触部210的形成过程可以通过多种方式实现,例如,可以先在布线部230远离基底100的表面形成导电部220,随后在导电部220远离基底100的表面形成接触部210;或者,导电部220和接触部210可以同时形成于布线部230远离基底100的表面。
在一些可能的实施方式中,在布线部230远离基底100的表面形成导电部220的步骤包括:在布线部230远离基底100的一端沿过渡孔510的径向形成第一导电层221、隔离部222和第二导电层223,其中,第一导电层221电连接第一导线232,第二导电层223电连接第二导线233;具体设置为:
在通孔内通过物理汽相淀积(PVD)形成第二导电层223,且在第一方向上,第二导电层223的长度等于第三牺牲层700的厚度;
通过刻蚀等方式去除位于第二导电层223外侧的部分第三牺牲层700,以在第二导电层223外侧形成环状的通孔,在环状的通孔内通过化学气相淀积(CVD)方法沉积形成隔离部222,且在第一方向上,隔离部222的长度小于第二导电层223的长度;
通过刻蚀等方式去除位于隔离部222外侧的部分第三牺牲层700,以在隔离部222外侧形成环状的通孔,在环状的通孔内通过物理汽相淀积(PVD)形成第一导电层221,且在第一方向上,第一导电层221的长度小于隔离部222的长度;
通过刻蚀等方式去除部分第三牺牲层700,使得第三牺牲层700远离基底100的表面与第一导电层221远离基底100的表面齐平,从而实现导电部220的形成过程。
示例性的,接触部210包括沿第一方向层叠设置的第一接触部211、绝缘层212和第二接触部213,且第一接触部211设置于绝缘层212靠近基底100的表面。参照图5,在导电部220远离布线部230的表面形成接触部210的方法包括:
在第一导电层221远离基底100的表面形成第一接触部211,第一接触部211的内侧电连接第一导电层221远离基底100的一端,第一接触部211的外侧用于电连接第一电极310;
在一些可能的实施方式中,可以通过物理汽相淀积(PVD)等方式,在第一导电层221远离基底100的表面沉积形成第一接触部211,使得第一接触部211的内侧电连接第一导电层221远离基底100的一端,并与隔离部222接触,且第一接触部211的外侧用于电连接第一电极310,从而通过第一接触部211将第一电极310与第一导电层221连通,以通过第一导线232和第一导电层221向第一电极310提供电荷。
在第一接触部211远离第一导电层221的表面形成绝缘层212,绝缘层212的内侧连接隔离部222;
在第一接触部211远离第一导电层221的表面通过化学气相淀积(CVD)方法沉积形成绝缘层212,使得绝缘层212的内侧连接隔离部222,并且,示例性的,绝缘层212完全覆盖于第一接触部211的表面,即绝缘层212的外侧连接第一牺牲层500。
在绝缘层212远离第一接触部211的表面形成第二接触部213,第二接触部213的内侧电连接第二导电层223远离基底100的一端,第二接触部213的外侧用于电连接第二电极320;
在绝缘层212远离第一接触部211的表面通过物理汽相淀积(PVD)形成第二接触部213,使得第二接触部213的内侧电连接第二导电层223远离基底100的一端,且第二接触部213的外侧用于电连接第二电极320,从而通过第二接触部213将第二电极320与第二导电层223连通,以通过第二导线233和第二导电层223向第二电极320提供电荷。示例性的,第二接触部213完全覆盖于绝缘层212的表面,即第二接触部213的外侧连接第一牺牲层500。
或者,参照图5和图8,在一些可能的实施方式中,导电部220和接触部210可以同时形成于布线部230远离基底100的表面。在第三牺牲层700中部形成通孔后:
S10231、在通孔的内壁形成第一导电层221,在第三牺牲层700远离基底100的表面形成第一接触部211;
通过物理汽相淀积(PVD)或溅射等方式在通孔的内壁形成第一导电层221,并在第三牺牲层700远离基底100的表面形成第一接触部211;使得第一接触部211一体成型于第一导电层221,使得第一接触部211能够与第一导电层221导通。
S10232、在第一导电层221内侧形成隔离部222,在第一接触部211远离基底100的表面形成绝缘层212;
示例性的,可以通过化学气相淀积(CVD)方法在第一导电层221内侧沉积形成隔离部222,并通过化学气相淀积(CVD)方法在第一接触部211远离基底100的表面沉积形成绝缘层212,使得绝缘层212一体成型于隔离部222,以实现隔离部222与绝缘层212的形成过程。
S10233、在隔离部222内侧形成第二导电层223,在绝缘层212远离基底100的表面形成第二接触部213;
示例性的,通过物理汽相淀积(PVD)或溅射等方式在隔离部222内侧形成第二导电层223,并在绝缘层212远离基底100的表面形成第二接触部213;使得第二接触部213一体成型于第二导电层223,使得第二接触部213能够与第二导电层223导通。
S103、在第一牺牲层500远离基底100的表面形成第一电极310,且第一电极310连接支撑柱200;
如图所示,在一些可能的实施方式中,当利用第一牺牲层500形成支撑柱200后,可以通过刻蚀等方式去除部分第一牺牲层500,以使剩余第一牺牲层500远离基底100的表面与第一接触部211的表面齐平,然后可以通过物理汽相淀积(PVD)等方式,在第一牺牲层500远离基底100的表面形成第一电极310基础,随后图形化第一电极310基础,以形成第一电极310,且第一电极310电连接支撑柱200的第一接触部211,从而能够利用支撑柱200向第一电极310提供电荷。
或者,还可以通过刻蚀等方式去除部分第一牺牲层500,以在第一牺牲层500内形成容纳槽,随后在容纳槽内通过物理汽相淀积(PVD)等方式形成第一电极310,使得第一电极310远离基底100的表面与第一牺牲层500齐平,以实现第一电极310的形成过程。
S104、在第一电极310远离第一牺牲层500的表面形成第二牺牲层600;
在第一牺牲层500远离基底100的表面形成第一电极310后,在第一电极310远离第一牺牲层500的表面通过化学气相淀积(CVD)方法沉积形成第二牺牲层600,示例性的,第二牺牲层600可以覆盖于第一电极310的表面,且第二牺牲层600还可以覆盖于第一牺牲层500远离基底100的表面,以使第二牺牲层600的形成过程更加方便。
S105、在第二牺牲层600内形成第二电极320;
在一些可能的实施方式中,调节结构300还包括介质层330,介质层330设置于第一电极310与第二电极320之间;第二电极320包括多个弯折部321,多个弯折部321沿第二方向依次连接,至少部分弯折部321连接微镜结构400,至少部分弯折部321连接介质层330远离第一电极310的表面。
示例性的,可以通过化学气相淀积(CVD)方法沉积形成介质层基础,然后图形化介质层基础,以形成介质层330,使得介质层330覆盖于第一电极310远离基底100的表面。
参照图5、图9和图10,在第二牺牲层600内形成第二电极320的步骤,包括:
S1051、去除部分第二牺牲层600,以形成多个依次排列的第二电极基础610,第二电极基础610沿背离第一电极310的方向凸起;
示例性的,可以通过刻蚀等方式去除部分第二牺牲层600,使得第二牺牲层600剩余部分形成多个依次排列的第二电极基础610,且每个第二电极基础610沿背离第一电极310的方向凸起;以能够在第二电极基础610远离第一电极310的表面形成第二电极320。
容易理解的是,还可以在第二电极基础610靠近第一电极310的一端形成介质层330,使得介质层330覆盖于第一电极310远离基底100的表面。
S1052、在第二电极基础610远离基底的表面形成第二电极320,其中,相邻两个第二电极基础610之间,以及第二电极基础610远离第一电极310的一端形成有弯折部321。
当形成介质层330后,可以在介质层330远离基底100的表面通过物理汽相淀积(PVD)或溅射等方式形成第二电极320,相邻两个第二电极基础610之间,以及第二电极基础610远离第一电极的一端形成有弯折部,以使靠近基底100的部分弯折部321连接介质层330,且远离基底100的部分弯折部321表面与第二牺牲层600的表面齐平,以实现第二电极320的形成过程。
S106、在第二电极320远离第一电极310的表面形成微镜结构400;
在一些可能的实施方式中,微镜结构400还包括多个支撑梁420和连接架430,多个支撑梁420设置于呈多行多列排布的多个微镜单元410的外侧,且连接架430设置于相邻的微镜单元410之间,以通过多个支撑梁420和连接架430对多个微镜单元410进行固定。
示例性的,可以通过物理汽相淀积(PVD)等方式,在第二牺牲层600远离基底100的表面形成多个微镜单元410基础,随后图形化微镜单元410基础,以形成多个微镜单元410;然后在多个微镜单元410的外侧通过化学气相淀积(CVD)沉积形成支撑梁420,在相邻的微镜单元410之间沉积形成连接架430,从而实现多个支撑梁420和连接架430的形成过程。
或者,还可以通过化学气相淀积(CVD)在第二牺牲层600远离基底100的表面形成支撑梁420基础和连接架430基础,然后图形化支撑梁420基础和连接架430基础,以形成支撑梁420和连接架430;随后通过物理汽相淀积(PVD)等方式沉积形成多个微镜单元410,以实现微镜结构400的形成过程。
S107、去除第一牺牲层500和第二牺牲层600。
在一些可能的实施方式中,当完成微镜结构400的形成过程后,可以通过刻蚀等方式将第一牺牲层500和第二牺牲层600一起去除,从而实现微电子元件的制备过程。
综上所述,当制备上述微电子元件时,在基底100上形成第一牺牲层500,并利用第一牺牲层500形成支撑柱200;然后在支撑柱200表面形成第一电极310,并利用第二牺牲层600形成第二电极320;当需要实现微镜结构400偏转角度的调节过程时,在第一电极310和第二电极320内充入电荷,从而通过改变第一电极310和第二电极320之间的相互作用力,以对调节结构300内第一电极310与第二电极320之间的距离进行调节,进而改变微镜结构400与支撑柱200之间的距离;当各调节结构300第一电极310与第二电极320之间的距离不同时,微镜结构400各处与支撑柱200之间的距离不同,以使微镜结构400倾斜设置,从而能够通过改变各调节结构300内第一电极310与第二电极320之间的距离,实现微镜结构400偏转角度的调节过程,进而简化了带有微振镜的微电子元件的结构,并且使得微振镜偏转角度的调节过程更加方便。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后,将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本申请的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。
应当理解的是,本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求书来限制。
Claims (16)
1.一种微电子元件,其特征在于,包括基底、支撑柱、调节结构和微镜结构;
所述支撑柱的一端设置于所述基底,另一端连接所述微镜结构;
所述调节结构包括用于存储电荷且相对设置的第一电极和第二电极,所述第一电极固定设置于所述支撑柱,所述第二电极设置于所述第一电极沿第一方向远离所述基底的一侧,且所述第二电极连接所述微镜结构的第一端;
所述调节结构被配置为:当所述第一电极和所述第二电极所存储的电荷量变化时,所述第一电极驱动所述第二电极沿所述第一方向移动,以使所述第二电极带动所述微镜结构转动。
2.根据权利要求1所述的微电子元件,其特征在于,所述支撑柱设置有至少两个,各所述支撑柱远离所述基底的一端各连接一个所述第一电极。
3.根据权利要求2所述的微电子元件,其特征在于,所述支撑柱包括接触部,所述接触部包括沿所述第一方向层叠设置的第一接触部、绝缘层和第二接触部;
所述第一接触部电连接对应的所述第一电极,以向对应的所述第一电极提供电荷;所述第二接触部电连接对应的所述第二电极,以向对应的所述第二电极提供电荷。
4.根据权利要求3所述的微电子元件,其特征在于,所述支撑柱还包括沿所述第一方向设置的导电部和布线部,所述导电部设置于所述布线部靠近所述接触部的一端;
所述导电部包括第一导电层、隔离部和第二导电层,所述第二导电层的一端电连接所述第二接触部;所述隔离部设置于所述第二导电层的外侧,所述隔离部的一端连接所述绝缘层;所述第一导电部设置于所述隔离部的外侧,所述第一导电层的一端连接所述第一接触部;
所述布线部包括主体,以及设置于所述主体的第一导线和第二导线,所述主体连接所述隔离部远离所述绝缘层的一端,所述第一导线电连接所述第一导电层的远离所述第一接触部的一端,所述第二导线电连接所述第二导电层远离所述第二接触部的一端。
5.根据权利要求4所述的微电子元件,其特征在于,所述第一导线和所述第二导线同层布置,所述主体内还设置有第一导电孔和第二导电孔,所述第一导电孔和所述第二导电孔所在层设置于所述第一导线和所述第二导线所在层远离所述基底的一侧;
所述第一导电孔的第一端电连接所述第一导电层,所述第一导电孔的第二端电连接所述第一导线,所述第二导电孔的第一端电连接所述第二导电层,所述第二导电孔的第二端电连接所述第二导线。
6.根据权利要求1所述的微电子元件,其特征在于,所述微镜结构包括支撑梁和多个同层布置的微镜单元,所述支撑梁设置于所述多个微镜单元的外侧,并连接所述第二电极。
7.根据权利要求6所述的微电子元件,其特征在于,所述多个微镜单元呈多行多列排布,相邻的两个所述微镜单元之间设置有连接架;
所述连接架连接对应的所述微镜单元,并连接于所述支撑梁的内侧。
8.根据权利要求6任一项所述的微电子元件,其特征在于,所述支撑梁的数量设置为四个,四个所述支撑梁首尾依次连接,并围设成矩形;
所述调节结构的数量设置为四个,每个所述第二电极均对应设置于一个所述支撑梁,并连接对应的所述支撑梁。
9.根据权利要求1-8任一项所述的微电子元件,其特征在于,所述调节结构还包括介质层,所述介质层设置于所述第一电极;
所述第二电极包括多个弯折部,所述多个弯折部沿第二方向依次连接,所述第二方向垂直于所述第一方向,至少部分所述弯折部连接所述微镜结构,且至少部分所述弯折部连接所述介质层远离所述第一电极的表面。
10.根据权利要求1所述的微电子元件,其特征在于,所述基底设置有静电吸引层,以带动所述微镜结构靠近或远离所述基底。
11.根据权利要求10所述的微电子元件,其特征在于,所述静电吸引层包括多个静电吸引部,所述多个静电吸引部呈多行多列分布。
12.一种电子设备,其特征在于,包括如权利要求1-10任一项所述微电子元件。
13.一种微电子元件的制备方法,其特征在于,包括:
在基底表面形成第一牺牲层;
在所述第一牺牲层内形成支撑柱;
在所述第一牺牲层远离所述基底的表面形成第一电极,且所述第一电极连接所述支撑柱;
在所述第一电极远离所述第一牺牲层的表面形成第二牺牲层;
在所述第二牺牲层内形成第二电极;
在所述第二电极远离所述第一电极的表面形成微镜结构;
去除所述第一牺牲层和所述第二牺牲层。
14.根据权利要求13所述的微电子元件的制备方法,其特征在于,
去除部分第一牺牲层,以形成过渡孔,所述过渡孔的长度等于所述第一牺牲层的厚度;
在所述过渡孔内形成布线部;
在所述布线部远离所述基底的表面形成导电部和接触部。
15.根据权利要求14所述的微电子元件的制备方法,其特征在于,在形成所述第二牺牲层之前,在所述第一电极远离所述基底的表面形成介质层;在所述第二牺牲层内形成第二电极,包括:
去除部分所述第二牺牲层,以形成多个依次排列的第二电极基础,所述第二电极基础沿背离所述第一电极的方向凸起;
在所述第二电极基础远离基底的表面形成所述第二电极,其中,相邻两个所述第二电极基础之间,以及所述第二电极基础远离所述第一电极的一端形成有弯折部。
16.根据权利要求15所述的微电子元件的制备方法,其特征在于,在所述第一牺牲层内形成支撑柱,包括:
在所述过渡孔靠近所述基底的一端形成主体,以及设置于所述主体的第一导线和第二导线;
在所述布线部远离所述基底的一端沿所述过渡孔的径向形成第一导电层、隔离部和第二导电层,其中,所述第一导电层电连接所述第一导线,所述第二导电层电连接所述第二导线;
在所述第一导电层远离所述基底的表面形成第一接触部,所述第一接触部的内侧电连接所述第一导电层远离所述基底的一端,所述第一接触部的外侧用于电连接所述第一电极;
在所述第一接触部远离所述第一导电层的表面形成绝缘层,所述绝缘层的内侧连接所述隔离部;
在所述绝缘层远离所述第一接触部的表面形成第二接触部,所述第二接触部的内侧电连接所述第二导电层远离所述基底的一端,所述第二接触部的外侧用于电连接所述第二电极。
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