CN214335449U - 光学微机电设备和微型投影仪装置 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及光学微机电设备和微型投影仪装置。为了制造光学微机电设备，加工具有第一表面和第二表面的半导体材料的第一晶片，以形成悬挂镜结构、围绕悬挂镜结构的固定结构、在固定结构与悬挂镜结构之间延伸的弹性支撑元件、以及耦接到悬挂镜结构的致动结构。第二晶片被单独加工，以形成由底壁界定的室，该底壁具有贯通开口。第二晶片以如下方式被接合到第一晶片的第一表面，该方式使得室覆盖在致动结构上，并且贯通开口与悬挂镜结构对准。此外，第三晶片被接合到第一晶片的第二表面，以形成复合晶片设备。该复合晶片设备然后被切割以形成光学微机电设备。

Description

光学微机电设备和微型投影仪装置
技术领域
本公开涉及光学微机电设备和微型投影仪装置
背景技术
众所周知，微镜可以从半导体材料开始生产。实际上，MEMS(微机电系统)半导体设备的小尺寸使得所述设备能够集成在便携式装置中，以用于光学应用，该便携式装置诸如为增强现实和虚拟现实查看器、便携式计算机、膝上型电脑、笔记本电脑、PDA、平板电脑、移动电话和智能电话。
通常，这种微机电设备被插入在小型化投影仪模块(所谓的微型投影仪)中，该小型化投影仪模块能够将图像投影在一定距离处，或生成期望的光图案，并且具有例如图1中所示的结构。
图1是微型投影仪1的示意图，该微型投影仪1包括光源2(通常为激光源)、光束3、微镜4和屏幕5。此处，微镜4将来自光源2的光束3引导到屏幕5上。
在图1中所示的示例中，微镜4是双轴线类型的镜，即能够绕相互横向(例如彼此垂直)的两个轴线R’和R”旋转，以将光束3定向到屏幕5的表面上。备选地，可以使用两个单轴线镜，每个单轴线镜只能绕一个轴线旋转。
利用MEMS技术获得的微镜通常包括反射结构，该反射结构悬挂在腔上方，并且由臂进行弹性支撑，该臂使得反射结构能够相对于静止平面倾斜或旋转。微镜的移动由致动系统保证，例如，该致动系统可以是静电类型、压电类型或电磁类型的。
静电致动系统通常需要高的操作电压，而电磁致动系统通常涉及高功耗。因此，越来越多地使用压电致动系统。
作为具有压电类型致动的微机电镜设备的示例，可以参考美国专利申请公开号20200192199(对应于2018年12月14日提交的意大利专利申请号102018000011112和2019年3月28日提交的欧洲专利申请号19165958.0)，其所有内容通过引用并入，该美国专利描述了一种包括微镜的微机电镜设备，该微镜可以是双轴线类型的或者单轴线类型的。图2示意性地表示了单轴线类型的上述微机电设备的可能实施例中的一个可能实施例的俯视图。详细地，由20指示的微机电设备被形成在半导体材料(特别是硅)的裸片中，并且被提供有可倾斜结构22，该可倾斜结构22具有在笛卡尔参考系XYZ的水平平面XY中的主延伸，该笛卡尔参考系XYZ的原点在微机电设备20的中心处，并且可倾斜结构22被布置为绕旋转轴线A旋转，旋转轴线A与上述水平平面XY的第一水平轴线X重合(例如，所述旋转轴线A与图1中所表示的旋转轴线R’对应)。
可倾斜结构22被悬挂在腔23上方，在裸片中获得腔23，并且在所示的实施例中，可倾斜结构22在水平平面XY中具有大体上椭圆形的形状。可倾斜结构22在顶部承载反射表面22’，以限定镜结构36。
可倾斜结构22被弹性地耦接到固定结构24，固定结构24由芯片本身限定。特别地，固定结构24在水平平面XY中形成框架24’，例如，该框架24’在平面XY中具有基本矩形的形状，其界定并围绕上述腔23。框架24’承载第一支撑元件25A和第二支撑元件25B，第一支撑元件25A和第二支撑元件25B从框架24’本身开始沿着轴线X延伸，并且在可倾斜结构22的相反侧上被悬挂在腔23上方。
可倾斜结构22由第一支撑元件25A和第二支撑元件25B支撑，分别通过第一弹性悬挂元件26A和第二弹性悬挂元件26B，将可倾斜结构22弹性地耦接到第一支撑元件25A和第二支撑元件25B。
微机电设备20进一步包括致动结构30，该致动结构30被耦接到可倾斜结构22，并且以使得可倾斜结构22绕旋转轴线A旋转的方式来配置。致动结构30被设置在可倾斜结构22与框架24’之间，并且此外有助于将可倾斜结构22支撑在腔23上方。
致动结构30包括四个驱动臂32A至32D，这四个驱动臂一起被分组成两对。第一对包括第一驱动臂32A和第二驱动臂32B。第二对包括第三驱动臂32A和第四驱动臂32D。这两对彼此相同，并且相对于参考系XYZ的第二轴线Y对称布置。
每个驱动臂32A至32D被悬挂在腔23上方，并且具有第一端和第二端，第一端被固定地耦接到框架24’，第二端通过相应的弹性解耦元件34A至34D被弹性地耦接到可倾斜结构22。此外，每个驱动臂32A至32D在其与腔23相反的顶表面上，承载相应的压电类型的致动区域33。
如图2中示意性所示，微机电设备20进一步包括多个电接触焊盘38，该多个电接触焊盘38由框架24’处的固定结构24承载，并且(以图2中未详细示出的方式)被电连接到驱动臂32A至32D的致动区域33，以使得驱动臂32A至32D能够电偏置。
在微机电设备20的操作期间，向第一驱动臂32A和第三驱动臂32C的致动区域33施加偏置电压V(相对于第二驱动臂32B和第四驱动臂32D的致动区域33的偏置具有正值，例如，第二驱动臂32B和第四驱动臂32D的致动区域33可以被连接到接地参考电位)使镜结构36在第一方向上绕旋转轴线A旋转。
相应地，向第二驱动臂32B和第四驱动臂32D的致动区域33施加偏置电压V(相对于第一驱动臂32A和第三驱动臂32C的致动区域33的偏置具有正值，例如，第一驱动臂32A和第三驱动臂32C的致动区域33可以被连接到接地参考电位)使镜结构36本身在相反的方向上绕旋转轴线A旋转。
参考图3，微机电设备20由两个主体组成：传感器主体50和支撑主体49。在可能的实现中，保护盖51被固定到微机电设备20。
传感器主体50通常具有平行六面体形状，其具有第一表面50A和第二表面50B，并且容纳如上文参考图2所描述的镜结构36和对应的支撑元件25A、25B、致动结构30、弹性解耦元件34A至34D、以及弹性悬挂元件26A、26B。
支撑主体49例如由半导体材料制成，并且通过在框架24’处的(例如，氧化硅的)接合层60，被耦接到传感器主体50的第二表面50B。支撑主体49具有面向可倾斜结构22的凹部61，以便使得可倾斜结构22在使用期间能够旋转。凹部61具有底表面61’，由于下文所讨论的原因，底表面61’通常会变黑。
在所考虑的可能实现中，保护盖51由模制塑料制成，例如具有液晶聚合物(LCP)，并且保护盖51被接合到传感器主体50的第一表面50A。保护盖51基本被成形为类似于倒置的杯子，并且具有室54，室54在顶部处由底壁52闭合，底壁52被设置在与传感器主体50的第一表面50A相距一定距离处。此外，保护盖51在底壁52中具有面向反射表面22’的开口53。底壁52和开口53限制可以到达传感器主体50的光束62。
变黑的底表面61’和限制光束62的保护盖51允许微机电设备20的反射特性由反射表面22’和使用中的可倾斜结构22的移动来确定。
这在如下情况下特别有用：其中微机电设备20被用在增强现实或虚拟现实查看器内，或者更一般地，被用在所有那些头戴式系统(HMS)或头戴式显示器(HMD)中，其中期望获得优异的光学特性，特别是反射特性，以便帮助保证设备本身的最佳性能并且保护用户的安全。
实际上，特别是关于用户的安全，传感器结构50暴露的金属表面存在问题。特别地，入射在微机电设备20上的光线的杂散反射可能会意外地聚焦在用户的视网膜上，从而造成对视网膜的刺激。
然而，利用上述微机电设备20来满足上述安全期望并不简单，其中两个主体49至50被单独制造并且在最后阶段(所谓的后端阶段)接合到保护盖51。
详细地说，根据上面引用的意大利专利申请中所述的，从SOI(绝缘体上硅)晶片40开始获得传感器主体50，该SOI晶片40由两层半导体材料(例如硅)(下文称为第一结构层40A和第二结构层40B)和中间绝缘层40C(例如氧化硅)形成。
通过在第一结构层40A(例如，具有20μm的厚度)中化学蚀刻限定的是可倾斜结构22、固定结构24、弹性解耦元件34A至34D、弹性悬挂元件26A、26B(图3中未示出)、支撑元件25A、25B(图3中未示出)以及驱动臂32A至32D。腔23是通过对第二结构层40B(例如，具有140μm的厚度)和中间绝缘层40C的选择性部分的化学蚀刻而形成的。
在可倾斜结构22的下方，在蚀刻以形成腔23之后，仍然存在加固元件41，该加固元件41具有沿着参考系XYZ的正交轴线Z的延伸并且具有机械加固的功能。
在SOI晶片40的第一结构层40A的顶表面40’上形成的是：在可倾斜结构22处的、由适当的材料(例如，铝或金，根据投影是以可见光还是红外线)制成的反射表面22’；以及还有，在驱动臂32A至32D处的、由适当的导电材料制成的底部电极区域42。
然后，在底部电极区域42的顶部上获得压电材料43(由PZT-锆钛酸铅的薄膜构成)的区域，并且在压电材料43的区域顶部上获得顶部电极区域44，从而形成致动区域33。
由适当的介电材料制成的钝化层45被形成在致动区域33的顶部上，作为覆盖物，并且接触开口46穿过钝化层45开口，以接近底部电极区域42和顶部电极区域44。
然后，在钝化层45上形成金属布线区域47，以穿过接触开口46接触底部电极区域42和顶部电极区域44，此外延伸直到相应的电接触焊盘38(此处未示出)。
半导体材料(例如硅)的其他晶片被配置为形成支撑主体49，该其他晶片被选择性地蚀刻，以获得凹部61，并且获得凹部61的底表面61’的变黑。例如，以本领域的技术人员已知的方式，可以对底表面61’进行加工以增加其粗糙度。
该半导体材料的其他晶片然后经由接合层60被接合到SOI晶片40，并且然后将该复合晶片切割，以形成微机电设备20。
在所考虑的可能实现中，保护盖51由微机电设备20要安装在其中的装置的制造商或其代表来模制，因此该制造商或其代表还将保护主体51固定到微机电设备20。
实用新型内容
如从前述内容中显而易见的，利用所述实现，在后端阶段中执行的固定保护盖51的工艺(封盖步骤)是复杂的并且未标准化，因为它是在与生产微机电设备20的工厂不同的工厂中执行的，并且取决于具体的应用和所使用的技术。
此外，在后端中使用由塑料制成的保护盖51可能容易导致与微机电设备20的对准问题，特别是在保护盖51的开口53与传感器主体50的可倾斜结构22之间的对准问题，从而造成微机电设备的操作缺陷。
因此，需要进一步的开发来提供一种允许克服现有技术的缺点的微机电设备。
本文中的实施例涉及光学微机电设备。
本文公开了一种光学微机电设备，其包括：半导体材料的传感器主体，具有第一表面和第二表面，并且包括悬挂镜结构、围绕悬挂镜结构的固定结构、在固定结构与悬挂镜结构之间延伸的弹性支撑元件、以及耦接到悬挂镜结构的致动结构；保护盖，接合到传感器主体的第一表面，并且包括覆盖在致动结构上的室，室由壁界定，壁具有贯通开口并且具有外表面，外表面对光是吸收或漫射的，并且贯通开口与悬挂镜结构对准；以及支撑主体，接合到传感器主体的第二表面。
在一些实施例中，保护盖由半导体材料或玻璃构成。
在一些实施例中，支撑主体具有面向悬挂镜结构的内部抗反射表面。
本文还公开了一种微型投影仪装置，其用于在便携式电子装置中使用，该微型投影仪装置包括：光源，被配置为根据要生成的图像生成光束；光学微机电设备；以及驱动电路。光学微机电设备包括：半导体材料的传感器主体，具有第一表面和第二表面，并且包括生成的光束撞击在其上的悬挂镜结构、围绕悬挂镜结构的固定结构、在固定结构与悬挂镜结构之间延伸的弹性支撑元件、以及耦接到悬挂镜结构的致动结构；保护盖，接合到传感器主体的第一表面，并且包括覆盖在致动结构上的室，室由壁界定，壁具有贯通开口并且具有外表面，外表面对光是吸收或漫射的，并且贯通开口与悬挂镜结构对准；以及支撑主体，接合到传感器主体的第二表面。驱动电路被配置为供应用于使悬挂镜结构旋转的电驱动信号。
在一些实施例中，便携式电子装置是用于增强现实或虚拟现实的查看器。
在一些实施例中，保护盖由半导体材料或玻璃构成。
在一些实施例中，支撑主体具有面向悬挂镜结构的内部抗反射表面。
本文还公开了一种光学微机电设备，其可以包括：半导体材料的传感器主体，具有第一表面和第二表面，并且具有悬挂镜结构、围绕悬挂镜结构的固定结构、在固定结构与悬挂镜结构之间延伸的弹性支撑元件、以及耦接到悬挂镜结构的致动结构；半导体材料或玻璃的保护盖，接合到传感器主体的第一表面，并且具有覆盖在致动结构上的室，该室由壁界定，该壁具有贯通开口并且具有外表面，该外表面对光是吸收或漫射的，并且贯通开口与悬挂镜结构对准；以及支撑主体，接合到传感器主体的第二表面。
支撑主体可以具有面向悬挂镜结构的内部抗反射表面。
本文还公开了一种用于在便携式电子装置中使用的微型投影仪装置，其包括：光源，其可以操作用于根据要生成的图像生成光束；上述光学微机电设备；以及驱动电路，被配置为供应用于使悬挂镜结构旋转的电驱动信号。该便携式电子装置可以是用于增强现实或虚拟现实的查看器。
以这种方式，传感器主体、保护盖和支撑主体可以在同一个工厂中使用用于半导体工作的技术和机器来获得。本文所述的技术还帮助保证在制造保护盖方面的高通用性，从而防止在制造后后端接合期间开口与可倾斜结构对准的问题，以及因此在操作期间微机电镜设备可能的故障。
附图说明
为了更好地理解，现在仅通过非限制性示例的方式，参考附图来描述实施例，其中：
图1是已知的微型投影仪的透视示意表示；
图2是微机电镜设备的俯视图；
图3是图2的设备沿着截面线III-III取得的横截面视图；
图4、图5A至图5H和图6至图9是本文公开和描述的微机电镜设备的连续制造步骤中的半导体材料的晶片的横截面视图；
图10是本文公开和描述的微机电镜设备的透视视图；
图11是本文公开和描述的使用微机电镜设备的微型投影仪的框图；
图12是关于在图10的微型投影仪与便携式电子装置之间耦接的可能性的透视视图；以及
图13是关于在图10的微型投影仪与增强现实查看系统之间耦接的可能性的透视视图。
具体实施方式
本公开涉及一种用于利用抗反射表面来制造具有可倾斜结构的光学微机电设备的工艺。特别是，下文将谈及使用MEMS(微机电系统)技术制造微镜。
下文描述了用于制造微机电设备(特别是利用MEMS技术获得的镜设备)的步骤，该微机电设备可以用于微型投影仪中，并且可以被插入在移动装置(特别是移动电话以及增强现实和虚拟现实查看器)中。
特别地，下面描述的制造步骤允许获得微机电镜设备，该微机电镜设备具有类似于图2和图3中所示的结构、并在下文简要描述的一般结构(但是做出了实质性改善)。特别地，图4、图5A至图5H和图6至图9是指沿着与图2的线III-III对应的截面线所截取的中间结构。
图4示出了SOI晶片90，该SOI晶片90具有第一表面100A和第二表面100B，并且包括例如由硅制成的第一结构层90A和第二结构层90B、以及例如由氧化硅制成的中间绝缘层90C。SOI晶片90已经经受了第一制造步骤，该第一制造步骤导致在第一结构层90A内形成致动区域83(致动区域83包括底部电极区域、顶部电极区域、钝化层、接触开口和金属布线区域，类似于图3的相似结构并且此处未示出)。此外，通过对SOI晶片90的第一结构层90A的化学蚀刻，已经限定了：可倾斜结构72；与图2的支撑元件25A、25B类似的支撑元件75A、75B，此处仅部分可见并由虚线界定；与图2所示的弹性悬挂元件26A、26B类似的弹性悬挂元件(此处未示出)；四个驱动臂(此处只两个驱动臂82A、82C可见)；以及四个弹性解耦元件，其中仅两个弹性解耦元件84A和84C可见。此外，反射表面72’已经形成在可倾斜结构72的顶部上，从而形成镜结构86。
单独地，如图5A所示，加工由半导体材料(例如硅)制成的盖晶片10，该盖晶片10包括工作衬底10’和(例如氧化硅的)绝缘层10”。工作衬底10’具有被设置在工作衬底10’与绝缘层10”之间的第一工作表面10A、以及与第一工作表面10A相反的第二工作表面10B。
在图5B中，经由已知的光刻步骤和化学蚀刻步骤，在绝缘层10”中获得第一开口11’。
然后，经由掩模层(例如，抗蚀剂层)的沉积和光刻限定，在盖晶片10的第一工作表面10A顶部和绝缘层10”顶部上形成掩模区域12；掩模区域12形成内部第二开口11”，例如，该内部第二开口11”与第一开口11’同心(图5C)。
经由第一化学蚀刻并使用掩模区域12，在与第二开口11”对应的区域中，移除工作衬底10’的部分(例如达50μm的深度)，以创建第一凹部13’。然后移除掩模区域12(图5D)。
使用绝缘层10”的剩余部分作为掩模，执行第二化学蚀刻，该第二化学蚀刻进一步移除工作衬底10’的部分(例如达100μm的深度)，从而使第一凹部13’更深，并创建比第一凹部13’宽的第二凹部13”。在实践中，第一凹部13’和第二凹部13”被布置在图5B中所示的第一开口11’下方。然后移除绝缘层10”的剩余部分，以获得图5E的中间结构。工作衬底10’的第一表面10A(图5A)的剩余部分形成工作衬底10’的临时接触表面14，该临时接触表面14具有比第一表面10A小的面积并且围绕第二凹部13”。在第二凹部13”的底表面13A与第一凹部13’的侧壁13B之间限定角度α，角度α在图5E中为90°，根据应用，根据所使用的具体化学蚀刻以及最终设备中用于(到图4中示出的反射表面72’上的)光束通过的开口的期望轮廓，角度α可以具有被包括在10°与90°之间的值。
如图5F所示，图5E的工作衬底10’经历例如通过研磨工艺的减薄步骤。为了执行该减薄工艺，根据本领域的技术人员已知的技术，例如通过工作衬底10’与支撑晶片(此处未示出)之间的临时接合，在临时接触表面14处，方便地支撑工作衬底10’。特别地，接合工艺可以以也已知的方式设想便于上述工艺的可能的中间材料层。特别地，从图5E的第二工作表面10B开始从背面执行减薄工艺，并且继续进行直到到达第一凹部13’，以获得具有外表面15A的已减薄衬底15。在减薄工艺后，第二凹部13”形成室104，室104在下方由底壁102界定，并且第一凹部13’成为贯通凹部并形成开口103，开口103用于在成品微机电设备(图9)中通过光束。
接着，参考图5G，已减薄衬底15的外表面15A经历变黑工艺，以使外表面15A对光吸收或漫射。例如，以本领域的技术人员已知的方式，外表面15A可以经历氧等离子体蚀刻(O2)或激光蚀刻、或者某种其它工作工艺(诸如以增加其粗糙度)。备选地，以本领域的技术人员同样已知的方式，外表面15A可以涂覆有吸光材料的薄层，或者涂覆有被设计用于抑制光的反射分量的介电多层。
然后，经由粘合材料层17将已减薄衬底15临时接合到临时支撑晶片16，其中该粘合材料层17面向已减薄衬底15的外表面15A和开口103(图5H)。
在图6中，以如下方式将已减薄衬底15翻过来并接合在图4的SOI晶片90的第一表面100A上，使得室104围绕并容纳致动区域83，并且开口103与镜结构86对准并面向镜结构86。第一复合晶片109因此形成。
在图7中，第一复合晶片109从SOI晶片90的第二表面100B(该第二表面100B现在界定第一复合晶片109，因此也将被称为第一复合晶片109的底表面100B)开始经历化学蚀刻。特别地，SOI晶片90的第二结构层90B和中间绝缘层90C被选择性地移除，以创建腔73，该腔73在下方界定并释放可倾斜结构72、驱动臂82A、82C(以及与图2的驱动臂32B、32D对应的另两个臂，此处不可见)、弹性解耦元件84A和84C、支撑元件75A，75B(在图7中仅部分可见并由虚线界定)、以及与图2中所示的弹性悬挂元件26A、26B类似并且在此处可见的弹性悬挂元件。每个驱动臂(此处是82A、82C)与相应的致动区域83一起形成驱动结构80。在该步骤中，还形成了加固元件91，加固元件91从可倾斜结构72在腔73内延伸。最后，在该步骤中，限定了固定结构74，该固定结构74围绕腔73并在图7中由虚线界定。
在图8中，通过接合层110将支撑晶片98接合到第一复合晶片109的底表面100B的剩余部分，以形成第二复合晶片112。支撑晶片98先前已经以与参考图3所述的方式类似的方式被加工，以形成具有变黑的底表面111’的后凹部111。特别地，支撑晶片98以如下方式被接合，使得后凹部111位于腔73处，面向可倾斜结构72并在可倾斜结构72下方。
最后，如图9中所示，移除临时支撑晶片16及粘合材料层17，并将第二复合晶片112切割以获得微机电镜设备70。因此，微机电镜设备70包括分别从SOI晶片90、盖晶片10和支撑晶片98获得的传感器主体100、保护盖101和支撑主体99。
还在图10中示出了由此产生的微机电镜设备70。详细地说，图10示出了与传感器主体100接合的保护盖101，其中开口103与镜结构86和支撑主体99的变黑的底表面111’对准。因此，保护盖101覆盖驱动结构80(此处不可见)，留下控制焊盘88自由。
以这种方式，传感器主体100、保护盖101和支撑主体99可以在同一个工厂中使用用于半导体工作的技术和机器来获得。
此外，制造现在集成在上述工艺循环中的保护盖101使得可以使用高效的技术来执行外表面15A的变黑，特别是在其中保护盖101由硅制成的情况下。以这种方式，外表面15A可以吸收或漫射入射在其上的光束105，从而防止不期望的杂散反射。以这种方式，由微机电设备70反射的辐射仅由反射表面72’反射的光束105确定。
此外，所述制造工艺允许在选择角度α的值方面的高自由度；以这种方式，可以以受控的方式选择光束105入射到可倾斜结构72上的角度，从而帮助保证更好地控制微机电镜设备70的操作。
本文所述的技术还帮助保证在制造保护盖101方面的高通用性，从而防止在制造后后端接合期间开口103与可倾斜结构72对准的问题，以及因此在操作期间微机电镜设备70可能的故障。
如图11至图13中示意性所示，微机电设备70可以用于微型投影仪120中，该微型投影仪120被设计为在功能上耦接到便携式电子装置。
详细地说，图11的微型投影仪120包括：光源122，例如激光光源，被设计为生成光束123；微机电镜设备70，被设计为接收光束123并将其引导向屏幕或显示表面125(在微型投影仪120本身外部并被设置在与微型投影仪120本身相距一定距离处)；第一驱动电路126，被设计为向光源122供应适当的控制信号，以用于根据要投影的图像生成光束123；第二驱动电路128，被设计为向微电子设备70供应驱动信号；以及通信接口129，被设计为从外部控制单元130(例如被包括在便携式装置121中)接收关于(例如以像素阵列的形式)要生成的图像的信息。该信息被发送在用于驱动光源122的输入处。
微型投影仪120可以作为相对于相关联的便携式装置的、单独和独立的附件而获得，或者可以被集成在相关联的便携式装置中。
例如，考虑到图12，其中微型投影仪120被布置在便携式电子装置121的外壳133内。在这种情况下，便携式电子装置121具有对来自微电子设备70的光束123透明的相应部分132’。在这种情况下，微型投影仪120例如被耦接到在便携式电子装置121的外壳133内存在的印刷电路板。
在另一配置中，由于本微机电设备70的优异光学特性，这可以针对用户也安全地集成在查看器142中，如图13中所示，查看器142被配置用于穿戴在靠近眼睛的距离处，并且被配置用于提供增强现实或虚拟现实图像。详细地说，例如，查看器142包括传感器143、144，传感器143、144用于记录用户外部的现实和用户自身的移动(诸如他的手的移动或凝视)两者。由传感器143、144收集的信息可以由处理单元145处理，并供应给控制单元130，以用于借助微型投影仪120来将特定于所期望的应用的图像投影在作为屏幕操作的透镜146上。
最后，清楚的是，可以对本文描述和说明的微机电镜设备70和制造工艺进行修改和变化，而不因此脱离如所附权利要求中限定的本实用新型的范围。
例如，镜结构、弹性悬挂元件和致动系统可以具有不同的形状。此外，保护盖可以使用不同的变黑工艺从不同的材料(例如玻璃)开始制造，并且可以具有不同的形状。此外，可以使用机械类型或化学类型的不同工艺(例如经由深化学蚀刻)，来获得保护盖的开口。
致动系统可以是不同的，并且甚至可以不是压电系统。
事实上，本文描述的是一种用于制造光学微机电设备的工艺，其包括：在具有第一表面和第二表面的半导体材料的第一晶片中，形成悬挂镜结构、围绕悬挂镜结构的固定结构、在固定结构与悬挂镜结构之间延伸的弹性支撑元件、以及被耦接到悬挂镜结构的致动结构；在第二晶片中形成由底壁界定的室，该底壁具有贯通开口；将第二晶片接合到第一晶片的第一表面，并将第三晶片接合到第一晶片的第二表面，使得室覆盖在致动结构上，并使得贯通开口与悬挂镜结构对准，从而形成设备复合晶片；以及切割设备复合晶片以形成光学微机电设备。
在将第三晶片接合到第一晶片的第二表面之前，该工艺可以包括在第三晶片上形成面向悬挂镜结构的内部抗反射表面。
可以在将第三晶片接合到第一晶片的第二表面的步骤之前，执行将第二晶片接合到第一晶片的第一表面。
形成室可以包括：在具有第一表面和第二表面的工作晶片中，从第一表面开始选择性地移除工作晶片的部分，以形成第一凹部和第二凹部，其中第一凹部由第二凹部围绕，并且在工作晶片内从第二凹部延伸；以及从第二表面减薄工作晶片，直到到达第一凹部，以形成具有贯通开口和外表面的第二晶片，该外表面与第一表面相反。
第二晶片的外表面可以经历变黑，以使得外表面相对于光是吸收或漫射的。
变黑可以包括增加外表面的粗糙度。
变黑可以包括将吸收层或介电层沉积到外表面上。
第二晶片可以由半导体材料制成。
形成悬挂镜结构可以包括选择性化学蚀刻以释放悬挂镜结构，该选择性化学蚀刻在将第二晶片接合到第一晶片的第一表面之后执行。
形成悬挂镜结构可以包括选择性化学蚀刻以释放悬挂镜结构，该选择性化学蚀刻在将第三晶片接合到第一晶片的第二表面之前执行。
致动结构可以是压电类型的。
第二晶片的第二凹部的底表面和第二晶片的第一凹部的侧壁可以形成角度α，该角度α被包括在10°至90°之间。

Claims (7)

1.一种光学微机电设备，其特征在于，包括：
半导体材料的传感器主体，具有第一表面和第二表面，并且包括悬挂镜结构、围绕所述悬挂镜结构的固定结构、在所述固定结构与所述悬挂镜结构之间延伸的弹性支撑元件、以及耦接到所述悬挂镜结构的致动结构；
保护盖，接合到所述传感器主体的所述第一表面，并且包括覆盖在所述致动结构上的室，所述室由壁界定，所述壁具有贯通开口并且具有外表面，所述外表面对光是吸收或漫射的，并且所述贯通开口与所述悬挂镜结构对准；以及
支撑主体，接合到所述传感器主体的所述第二表面。
2.根据权利要求1所述的光学微机电设备，其特征在于，所述保护盖由半导体材料或玻璃构成。
3.根据权利要求1所述的光学微机电设备，其特征在于，所述支撑主体具有面向所述悬挂镜结构的内部抗反射表面。
4.一种微型投影仪装置，其特征在于，用于在便携式电子装置中使用，所述微型投影仪装置包括：
光源，被配置为根据要生成的图像生成光束；
光学微机电设备，包括：
半导体材料的传感器主体，具有第一表面和第二表面，并且包括生成的所述光束撞击在其上的悬挂镜结构、围绕所述悬挂镜结构的固定结构、在所述固定结构与所述悬挂镜结构之间延伸的弹性支撑元件、以及耦接到所述悬挂镜结构的致动结构；
保护盖，接合到所述传感器主体的所述第一表面，并且包括覆盖在所述致动结构上的室，所述室由壁界定，所述壁具有贯通开口并且具有外表面，所述外表面对光是吸收或漫射的，并且所述贯通开口与所述悬挂镜结构对准；以及
支撑主体，接合到所述传感器主体的所述第二表面；以及
驱动电路，被配置为供应用于使所述悬挂镜结构旋转的电驱动信号。
5.根据权利要求4所述的微型投影仪装置，其特征在于，所述便携式电子装置是用于增强现实或虚拟现实的查看器。
6.根据权利要求4所述的微型投影仪装置，其特征在于，所述保护盖由半导体材料或玻璃构成。
7.根据权利要求4所述的微型投影仪装置，其特征在于，所述支撑主体具有面向所述悬挂镜结构的内部抗反射表面。
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