CN217718105U - 梳齿构件、静电驱动器、微机电和激光雷达系统以及车辆 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种梳齿构件、静电驱动器、微机电和激光雷达系统和车辆。一种梳齿构件，用于静电驱动器，梳齿构件包括：梳齿连接梁；梳状部分，该梳状部分包括形成在梳齿连接梁表面上并沿平行于梳齿连接梁表面的第一方向排列的多个梳齿；以及介电层部分，该介电层部分形成在各个梳齿的齿间侧表面的至少一部分上，梳齿的齿间侧表面包括面向相邻梳齿的一个侧表面和与其相对的另一侧表面。

Description

梳齿构件、静电驱动器、微机电和激光雷达系统以及车辆

技术领域

本公开涉及静电驱动器，更具体而言涉及静电驱动器、静电驱动器中的梳齿构件、包括静电驱动器的微机电系统、激光雷达系统以及车辆。

背景技术

随着集成电路技术的高度发展，微机电系统(MEMS，Micro-Electro-MechanicalSystem)受到越来越多的关注。例如，MEMS微振镜具有体积小、驱动功耗低、响应速度快、扫描频率高和寿命长等优异的性能，在激光雷达(LiDAR或LADAR)、投影显示、光学相关层析和光通信领域显示出巨大的应用价值。

基于静电的电容结构是微机电系统中常见的结构方式。这种结构可利用静电吸引力实现驱动，且具有易于制备、工艺兼容性好，芯片尺寸小等特点，被广泛应用在诸如陀螺仪，加速度计，微振镜等产品上。

根据驱动结构的不同，静电驱动可以分为三类：上下对置的平板驱动、平面梳齿驱动(梳齿相互间无高度差)和垂直梳齿驱动(梳齿相互间有高度差)。其中，平板驱动利用平板间的静电吸引力，虽然驱动力较大，但驱动力和平板间的距离呈非线性关系，且具有不期望的吸合效应。梳齿驱动(平面梳齿驱动和垂直梳齿驱动)利用梳齿间的静电吸引力，具有易于制备、驱动电压和输出位移呈线性关系、无吸合效应、品质因数大、灵敏度高等优点。

当前的梳齿型静电驱动器大多采用直接刻蚀的方法得到，虽然工艺较为简单，且优点较多，但是驱动力相对较小。因此，需要对梳齿型静电驱动器的驱动力进行提升。

实用新型内容

为了改进当前梳齿型静电驱动器的上述缺陷，本公开提供了一种静电驱动器、静电驱动器中的梳齿构件、包括静电驱动器的微机电系统、激光雷达系统以及车辆，能够改善驱动器的驱动力，满足实际的各种应用需求。

本公开的一个方面涉及一种梳齿构件，用于静电驱动器，所述梳齿构件包括：梳齿连接梁；梳状部分，该梳状部分包括形成在梳齿连接梁表面上并沿平行于梳齿连接梁表面的第一方向排列的多个梳齿；以及介电层部分，该介电层部分形成在各个梳齿的齿间侧表面的至少一部分上，梳齿的齿间侧表面包括面向相邻梳齿的一个侧表面和与其相对的另一侧表面。

本公开的另一个方面涉及一种静电驱动器，包括：多个梳齿构件，其中，该多个梳齿构件中的每个梳齿构件包括梳齿连接梁和梳状部分，该梳状部分包括形成在梳齿连接梁表面上并沿平行于梳齿连接梁表面的第一方向排列的多个梳齿，以及其中，该多个梳齿构件中的至少一个梳齿构件还包括介电层部分，介电层部分形成在各个梳齿的齿间侧表面的至少一部分上，梳齿的齿间侧表面包括面向相邻梳齿的一个侧表面和与其相对的另一侧表面。

本公开的另一个方面涉及一种微机电系统，该系统包括根据本公开实施例的静电驱动器，该静电驱动器被配置为向系统提供驱动力。

本公开的另一个方面涉及一种激光雷达系统，其中，该系统使用根据本公开实施例的微机电系统来引导从光源发射的光以扫描目标对象。

本公开的另一个方面涉及一种车辆，其中，该车辆使用根据本公开实施例的激光雷达系统来提供传感信息。

附图说明

下面结合具体的实施例，并参照附图，对本公开的上述和其它目的和优点做进一步的描述。在附图中，相同的或对应的技术特征或部件将采用相同或对应的附图标记来表示。

图1a是例示根据本公开的实施例的静电驱动器的外观的示意性透视图；

图1b是例示根据本公开的实施例的静电驱动器的示意性平面图；

图1c是例示根据本公开的实施例的梳齿构件的示意性平面图；

图2是例示根据本公开的实施例的修改的梳齿构件的示意性平面图；

图3是例示根据本公开的实施例的修改的静电驱动器的示意性平面图；

图4a是例示验证模型中使用的根据本公开的实施例的静电驱动器的示意性透视图；

图4b是例示图4a中的静电驱动器的介电层部分厚度与驱动位移大小的关系的图；

图5a是例示根据本公开的实施例的梳齿构件的制造方法的流程图；

图5b是例示根据本公开的实施例的形成介电层部分的子步骤的流程图；

图6是例示根据本公开的实施例的激光雷达系统的示意图；以及

图7是例示根据本公开的实施例的车辆的示意图。

具体实施方式

参考附图进行以下详细描述，并且提供以下详细描述以帮助全面理解本公开的各种示例实施例。以下描述包括各种细节以帮助理解，但是这些细节仅被认为是示例，而不是为了限制本公开，本公开是由随附权利要求及其等同内容限定的。在以下描述中使用的词语和短语仅用于能够清楚一致地理解本公开。另外，为了清楚和简洁起见，可能省略了对公知的结构、功能和配置的描述。本领域普通技术人员将认识到，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对本文描述的示例进行各种改变和修改。

如前所述，梳齿型静电驱动器的驱动力一般相对较小。然而，本申请的发明人认识到，微振镜等很多应用对驱动力有较高的需求。

本申请的发明人提出了一种能够增强静电驱动力的静电驱动器及其实现方法、静电驱动器中的梳齿构件及其制造方法、包括静电驱动器的微机电系统、激光雷达系统以及车辆。在该静电驱动器中，在各个梳齿的面向或背离相邻梳齿的侧表面上形成附加的介电层部分，以提高产生静电效应的梳齿之间的相对介电常数，从而增强静电驱动器的驱动力。利用增强的静电驱动力，例如，可以有效增大静电驱动的MEMS微振镜的偏转角度。如果激光雷达使用该静电驱动的MEMS微振镜作为扫描器，则通过增大微振镜的偏转角度，可明显改善激光雷达的视场，提高其检测能力。

将参考图1a至图1c描述根据本公开实施例的静电驱动器100。其中，仅出于例示的目的，在图1a-图1c以及后续的图2-图3和图4a中标注了XYZ坐标系。图1a是例示根据本公开的实施例的静电驱动器100的外观的示意性透视图，图1b是静电驱动器100的从上方(图1a中的-Z方向)观察的示意性平面图，以及图1c是根据本公开的实施例的梳齿构件110的从上方(图1a中的-Z方向)观察的示意性平面图。

在本公开的实施例中，静电驱动器可以包括多个梳齿构件。

例如，在图1a-图1b所示的示例中，静电驱动器100包括两个梳齿构件110-1和110-2(下文中可以统称为梳齿构件110)。

尽管图中仅例示了静电驱动器包括两个梳齿构件的示例，本领域的技术人员应当理解，对于静电驱动器中包括的梳齿构件的数量没有特别的限制。由于静电驱动器中的梳齿构件一般被成对使用以将两个梳齿构件的梳齿交错地布置从而产生静电效应，因此梳齿构件的数量通常为偶数。

在一些实施例中，静电驱动器100包括的多个梳齿构件中的各个梳齿构件可以被用于构成可动梳齿或固定梳齿。如上所述，静电驱动器中的梳齿构件一般被成对使用。因此，在一些实施例中，一对梳齿构件可以分别用于构成相应的固定梳齿和可动梳齿。例如，可以使用梳齿构件110-1来构成固定的固定梳齿，并使用梳齿构件110-2来构成可移动的可动梳齿。或者，也可以使用梳齿构件110-1来构成可动梳齿，并使用梳齿构件110-2来构成固定梳齿。另外，在一些实施例中，固定梳齿和/或可动梳齿可以由多个梳齿构件组合而成，例如，两个梳齿构件可以背靠背地组合成一个可动梳齿，如图4a所示。

在图1a-图1b所示的示例中，分别构成可动梳齿和固定梳齿的梳齿构件110-1和梳齿构件110-2的梳齿在排列方向上交错分布。即，相邻的梳齿分别属于固定梳齿和可动梳齿。当在固定梳齿和可动梳齿之间施加驱动电压时，可以在相邻梳齿之间产生静电吸引力F，从而使可动梳齿朝着固定梳齿运动。

在一些实施例中，例如，固定梳齿可以固定在静电驱动器100的基板(未示出)上，而可动梳齿经由弹性或可旋转的保持结构(未示出)支撑，以与固定梳齿保持一定范围内的相对位置关系。

下面将主要参考图1c来描述根据本公开的实施例的用于静电驱动器的梳齿构件。

如图1c所示，在各种实施例中，梳齿构件110包括梳齿连接梁112。

梳齿连接梁112的材料的示例可以包括但不限于一元半导体材料(诸如，硅或锗等)、化合物半导体材料(诸如碳化硅、硅锗、砷化镓、磷化镓、磷化铟、砷化铟和/或锑化铟)或其组合。或者，梳齿连接梁也可以为绝缘体上硅(SOI)、绝缘体上锗硅等各种复合半导体材料的梳齿连接梁。本领域的技术人员应当理解，对于梳齿连接梁112没有特别的限制，而是可以根据实际应用进行选择。尽管未例示，但梳齿连接梁112上/中还可以已经形成有其它构件或层，例如，接触孔、下层金属连线和通孔等在早期处理步骤中形成的其它构件和/或层等。

如图1c所示，在各种实施例中，梳齿构件110还包括梳状部分114。梳状部分114可以包括形成在梳齿连接梁表面上并沿平行于梳齿连接梁表面的第一方向(X方向)排列的多个梳齿116-1、116-2、116-3。在下文中，如果不需要特别区分，梳齿116-1、116-2、116-3可以统称为梳齿116。为了便于描述，图1c中仅例示了3个梳齿，但本领域的技术人员应当理解，本公开对于各个梳状部分中包括的梳齿的数量没有特别的限制。一般而言，成对使用的梳齿构件中包括的梳齿的数量大致相同。

梳状部分114可以与梳齿连接梁112具有相同的材料。例如，可以通过直接对衬底进行图案化而得到梳齿连接梁112和梳状部分114。或者，梳状部分114也可以与梳齿连接梁112具有不同的材料。

在图1a-图1c中，梳齿116被示意性地例示为相对于梳齿连接梁112垂直地向外延伸，但本公开不限于此，例如，梳齿相对于梳齿连接梁的角度可以大于或者小于90度。此外，多个梳齿116被示意性地例示为等间隔地布置在第一方向上，例如，梳齿116的节距可以为P，但本公开不限于此。考虑到工艺的公差等因素，实际的相对位置关系可能存在一定的偏离。

在图1a-图1c中，梳齿116的表面被示意性例示为平坦的，但本公开不限于此。例如，梳齿116的表面轮廓可以由于工艺的精度问题而存在一定的起伏。

如图1c所示，在各种实施例中，梳齿构件110还包括介电层部分118。

特别地，介电层部分118形成在各个梳齿的齿间侧表面的至少一部分上。这里，梳齿的齿间侧表面包括面向相邻梳齿的一个侧表面和与其相对的另一侧表面。例如，在图1c中，梳齿116-1的齿间侧表面120包括面向相邻梳齿116-2的一个侧表面120-1和与其相对的另一侧表面120-2。在图1b-图1c中，介电层部分118覆盖了整个齿间侧表面，但本申请不限于此。例如，介电层部分118可以仅形成在部分的齿间侧表面上。

优选地，介电层部分118的相对介电常数较大。例如，在一些实施例中，介电层部分118可以包括至少一种高介电常数(high-k)材料，诸如碳化硅、氮化硅等。

在一些实施例中，形成介电层部分118的介电材料可以选自有机物、无机物或其组合。例如，介电层部分118可以由复合材料形成。可用于形成介电层部分118的有机物材料的示例包括但不限于介电常数较大的光刻胶，诸如树脂胶以及聚对二甲苯(parylene)等。此外，可用于形成介电层部分118的无机物材料的示例包括但不限于氧化硅，氮化硅，碳化硅，多晶硅等。本公开对于形成介电层部分的介电材料没有特别的限制，只要其介电常数大于空气即可。

在一些实施例中，介电层部分118可以包括一个或多个介电层。

例如，图2示意性例示了根据本公开的实施例的修改的梳齿构件110'。为了简化描述，以下在描述根据本公开的实施例的修改的梳齿构件110'时，仅针对与梳齿构件110之间的不同之处进行详细描述，而省略对相同或相似的部分的重复说明。

如图2所示，梳齿构件110'的介电层部分118’包括两个介电层：第一介电层122和第二介电层124，其中，第二介电层124形成在第一介电层122上。第一介电层122和第二介电层124可以由不同的材料形成。例如，介电层部分可以是由氧化硅和氮化硅组成的复合膜层。尽管图2中仅例示了两个介电层，但本公开不限于此，例如，介电层部分可以为多层复合膜层。

在一些实施例中，介电层部分118/118’可以通过直接氧化的方式形成。可替代地，在一些实施例中，介电层部分118/118’可以通过PECVD(等离子体增强的化学气相沉积)等工艺形成。本领域的技术人员应当理解，本公开对介电层部分118/118’的生成方式没有特别的限制。

在一些实施例中，介电层部分118/118’在第一方向(图1c中的X方向)上的厚度可以设置在0.1um-2um之间，并且优选不超过梳齿在第一方向上的厚度的1/3，但本公开不限于此。

在各种实施例中，静电驱动器100可以包括至少一个上述包括介电层部分的梳齿构件。以上关于梳齿构件描述的相应内容也适用于静电驱动器，下面省略其详细描述。

在各种实施例中，静电驱动器100包括的多个梳齿构件110中的每个梳齿构件都可以包括如上所述的梳齿连接梁112和梳状部分114，其中梳状部分包括形成在梳齿连接梁表面上并沿平行于梳齿连接梁表面的第一方向排列的多个梳齿116。值得注意的是，如上所述，在一些实施例中，可以将多个梳齿构件组合为固定梳齿和/或可动梳齿。在这种情况下，可选地，所组合的多个梳齿构件的梳齿连接梁可以连接成为一个整体。即，组合使用的梳齿构件的梳齿连接梁可以是分开的，也可以是一体的。

此外，静电驱动器100包括的多个梳齿构件110中的至少一个梳齿构件还包括介电层部分118。其中，介电层部分形成在各个梳齿的齿间侧表面的至少一部分上，梳齿的齿间侧表面包括面向相邻梳齿的一个侧表面和与其相对的另一侧表面。

在一些实施例中，介电层部分118可以包括一个或多个介电层。形成介电层部分118的介电材料可以选自有机物、无机物或其组合。介电层部分118可以包括至少一种高介电常数(high-k)材料，诸如碳化硅、氮化硅等。

在一些实施例中，介电层部分118/118’在第一方向(图1b中的X方向)上的厚度可以设置在0.1um-2um之间，并且优选不超过梳齿在第一方向上的厚度的1/3，但本公开不限于此。

如上所述，静电驱动器可以包括多个梳齿构件。当多个梳齿构件包括介电层部分时，不同的梳齿构件的介电层部分的介电常数可以是相同的。例如，在图1a-图1b例示的示例中，梳齿构件110-1和110-2的介电层部分的介电常数可以是相同的。可替代地，当多个梳齿构件包括介电层部分时，不同的梳齿构件中的至少两个梳齿构件的介电层部分的介电常数可以是不同的。例如，在图1a-图1b例示的示例中，梳齿构件110-1和110-2的介电层部分的介电常数可以是不同的。可以通过例如对不同的梳齿构件使用不同的介电材料以及布置不同的层结构来实现不同的介电常数。

在一些实施例中，静电驱动器100包括的多个梳齿构件中的至少一对梳齿构件的梳齿在平行于梳齿连接梁且垂直于第一方向的第二方向上具有高度差。例如，在图1a中，梳齿构件110-1的梳齿和梳齿构件110-2的梳齿在平行于梳齿连接梁且垂直于第一方向的第二方向(图1a中的Z方向)上具有高度差。因此，图1a所示的静电驱动器100属于垂直梳齿驱动型的静电驱动器。但本公开不限于此，例如，本公开也可以适用于平面梳齿驱动型的静电驱动器。

图3示意性例示了根据本公开的实施例的修改的静电驱动器100’。为了简化描述，以下在描述根据本公开的实施例的修改的静电驱动器100’时，仅针对与静电驱动器100之间的不同之处进行详细描述，而省略对相同或相似的部分的重复说明。

如图3所示，静电驱动器100’包括的两个梳齿构件110-1’、110-2中的仅一个梳齿构件110-2包括介电层部分118。

图3给出了静电驱动器包括的多个梳齿构件中的仅部分梳齿构件包括介电层部分的示例。本领域技术人员容易理解，可以根据实际需求来确定是对所有梳齿构件还是部分梳齿构件设置介电层部分。

下面通过理论推导和模型验证来说明根据本公开实施例的静电驱动器对驱动力的提高。

理论推导

以图1a-图1b所示的垂直梳齿驱动型的静电驱动器100为例来分析介电层部分对驱动力的影响。这里，假设梳齿构件110-1构成可动梳齿，而梳齿构件110-2构成固定梳齿。

在静电驱动器100中，利用由梳齿构件110-1构成的可动梳齿与由梳齿构件110-2构成的固定梳齿之间的静电效应产生静电驱动力F。其中，静电驱动力F的方向由可动梳齿指向固定梳齿(图1a中的-Z方向)。静电驱动力F可以如下表示：

其中，n表示成对使用的梳齿构件110-1和梳齿构件110-2所包括的梳齿对的数量，V表示驱动电压，ε₀表示真空介电常数，ε_r表示交错布置的梳齿当中相邻梳齿间的材料(下面简称为梳齿间材料)的介电常数，g表示交错布置的梳齿当中相邻梳齿间的距离(下面简称为梳齿间距)，L表示相邻梳齿在垂直于梳齿连接梁的方向(图1a、图1b中的Y方向)上交叠的长度(下面简称为梳齿交叠长度)。

由上式可知，静电驱动力F与梳齿的数量、梳齿间材料的介电常数、梳齿交叠长度以及驱动电压的平方成正比，与梳齿间距成反比。一般而言，在静电驱动器的芯片设计完成后，n、L、g均已确定，无法进行更改，而驱动电压V无法无限制地增大，因为大的驱动电压会增加梳齿间静电击穿的风险。因此，本申请的发明人认识到，通过增加梳齿间材料的介电常数能够在无需增加芯片尺寸或击穿风险的前提下有效地增加驱动力。

在常规的静电驱动器中，齿间侧表面与空气接触，即梳齿间材料为空气。因此，通过如本公开的实施例中描述的在梳齿构件的齿间侧表面上设置介电层部分，可以在梳齿间提供高于空气的相对介电常数，从而能够有利地在不增加器件尺寸或击穿风险的前提下增加静电驱动器的驱动力。

根据以上分析可知，即使仅部分地覆盖齿间侧表面，依然能够在一定程度上增加梳齿间的介电常数，从而增加静电驱动器的驱动力。因此，本公开不限于介电层部分形成在整个齿间侧表面上的情形，而是只要介电层部分至少部分地形成在齿间侧表面上即可。

此外，覆盖在齿间侧表面以外的表面上的介电材料可能无法增加梳齿间的介电常数，从而不能用于增加静电驱动器的驱动力。因此，虽然介电层部分也可以形成在除齿间侧表面以外的其他表面上，这部分介电层部分是不必要的。

虽然以上分析是以具有两个梳齿构件的垂直梳齿驱动型的静电驱动器100为例进行的，但本领域技术人员容易理解，以上分析同样适用于具有任意多个梳齿构件的任意梳齿驱动型的静电驱动器。

模型验证

为了验证以上分析，使用如图4a所示的根据本公开的实施例的静电驱动器400作为模型来例示设置介电层部分对驱动大小的影响。

在图4a所示的模型中，布置在中间的两个梳齿构件背靠背地组合成一个可动梳齿410，而分别与可动梳齿410的两个梳齿构件成对使用的另两个梳齿构件布置在可动梳齿410的两侧并构成两个固定梳齿420。其中，转轴430沿排列各个梳齿的第一方向(图4a中的X方向)延伸并贯穿通过可动梳齿的中心。成对使用的梳齿构件的梳齿在第二方向(图4a中的Z方向)上具有高度差。即，图4a所示的静电驱动器400属于垂直梳齿驱动型的。模型的参数可以如下设定，梳齿的(图4a中的Y方向)长度为25um，(图4a中的Z方向)高度为20um，(图4a中的X方向)宽度为5um，梳齿间距为3um，以及梳齿交叠长度为0um。此外，可动梳齿被设定为接地，固定梳齿上被设定为施加有100V的电压。

图4b中例示了使用图4a所示的静电驱动器获取的介电层部分与驱动大小的关系。其中，点430的最大位移可以表示驱动力的大小。从图4b中可以看到，和梳齿表面无介电层部分的情况相比，在梳齿表面制备0.5um的SiO后，点430的最大位移由0.32um增加为0.84um，这从数值上证实了设置介电层部分可以有效地增加驱动力。

以上的理论分析和模型验证可以证明，通过设置介电层部分，根据本公开的梳齿构件和包括至少一个该梳齿构件的静电驱动器能够用于有效地增加静电驱动力，从而提升相关MEMS器件的灵敏度等性能。例如，可以有效增大静电驱动的MEMS微振镜的偏转角度。作为采用静电驱动的MEMS微振镜作为扫描器的激光雷达，通过增大微振镜的偏转角度，可明显改善激光雷达的视场，提高其检测能力。值得注意的是，目前MEMS激光雷达的视场偏小，因此，改善激光雷达的视场具有广泛的应用价值。此外，通过设置由诸如氧化硅和氮化硅等形成的介电层部分，可以在梳齿表面增加钝化层，从而可以有效提升梳齿在高电压驱动下的可靠性，防止静电击穿等不良的发生。而且，这种方法不会增加芯片的尺寸，且易于制备。

下面结合图5a-图5b来描述根据本公开的实施例的制造用于静电驱动器的梳齿构件的方法500。上面结合图1a-1c、图2-图3所描述的内容也可以适用于对应的特征。

在步骤502，获得中间梳齿构件。其中，中间梳齿构件包括梳齿连接梁和梳状部分。如上所述，梳状部分包括形成在梳齿连接梁表面上并沿平行于梳齿连接梁表面的第一方向排列的多个梳齿。在一些实施例中，可通过对衬底或中间层进行刻蚀来获得梳齿。中间梳齿构件所包括的梳齿连接梁和梳状部分也可以具有上面针对本公开的梳齿构件描述的梳齿连接梁和梳状部分的相应特征，这里很多内容不再重复描述。

在步骤504，在各个梳齿的齿间侧表面的至少一部分上形成介电层部分，其中，梳齿的齿间侧表面包括面向相邻梳齿的一个侧表面和与其相对的另一侧表面。

在一些实施例中，可以通过氧化的方法在各个梳齿的齿间侧表面的至少一部分上形成介电层部分。例如，在刻蚀形成梳齿之后，对梳齿表面进行氧化，可以获得氧化硅层。在氧化的方法中，可以通过控制例如氧化的温度和/或氧化的时间来控制氧化物的厚度。有利地，采用氧化的方法来形成介电层部分可以不改变梳齿在第一方向上的厚度，从而避免梳齿厚度增加可能带来的问题。此外，值得注意的是，对梳齿表面进行氧化的处理可能会通过形成介电层部分而减少梳齿间的空气间隙，但同时使得梳齿本身变薄，从而增加梳齿间距(如图1b中所示的g)，进而对驱动力造成一定的负面影响，但由于介电层部分的厚度相对于梳齿间距而言是可忽略的，因此从整体效果来看，利用氧化的方法来形成介电层部分依然能够有效地增强驱动力。

通过氧化的方法来形成介电层部分可以在梳齿的整个暴露表面上包裹氧化物(例如氧化硅)，从而能够有利地在提升驱动力的同时还提升梳齿对于水汽等物质的可靠性，进而增加梳齿构件的最终可靠性。

可替代地，在一些实施例中，可以通过PECVD的方法在各个梳齿的齿间侧表面的至少一部分上形成介电层部分。值得注意的是，PECVD属于方向性的沉积，其工作过程需要在电场的作用下向基板一侧进行沉积。因此，通过PECVD的方法来形成介电层部分可以在梳齿的顶部和侧面沉积，而无法在梳齿的背面沉积。

尽管以上给出了通过氧化的方法和PECVD的方法来形成介电层部分的具体示例，本领域的技术人员应当理解，介电层部分可以通过任何合适的工艺形成。

注意到，在形成介电层部分的过程中，除了齿间侧表面以外的其它暴露表面(例如顶表面)也可能会形成相应的介电层。

根据以上的理论分析，形成在齿间侧表面以外的其它暴露表面上的介电层可能无法增加梳齿间的介电常数，从而不能用于增加静电驱动器的驱动力。因此，虽然介电层部分也可以形成在除齿间侧表面以外的其他表面上，这部分介电层部分是不必要的。在一些实施例中，例如为了避免带来可能的一些负面效应，可以去除在其它暴露表面上形成的介电层。

因此，在一些实施例中，在各个梳齿的齿间侧表面的至少一部分上形成介电层部分可以通过以下若干个子步骤形成。

在步骤5042，在梳齿的多个暴露表面上形成中间介电层。

这里，该多个暴露表面包括齿间侧表面以及其它暴露表面，诸如静电驱动器的顶表面。

在步骤5044，去除在除齿间侧表面以外的其它暴露表面上的中间介电层。

可以采用本领域已知的任何合适的蚀刻方法来完成该去除步骤，包括但不限于利用图案化的掩模(例如，光致抗蚀剂或者硬掩模)。在这里可使用任何已知的适合的蚀刻工艺，诸如湿法蚀刻、干法蚀刻(如等离子体蚀刻等)。

值得注意的是，在以上制作梳齿构件的各个步骤之间的边界仅仅是说明性的。在实际操作中，各个步骤之间可以任意组合，甚至合成单个步骤。此外，各个步骤的执行顺序不受描述顺序的限制，并且部分步骤可以省略。例如，步骤502和步骤504可以同时执行，以在获得中间梳齿构件的同时形成介电层部分。

如上所述，根据本公开的静电驱动器包括多个梳齿构件。

在本公开的一些实施例中，静电驱动器的实现方法包括使用根据如上所述的制造的梳齿构件的方法的步骤来制造所述多个梳齿构件中的至少一个梳齿构件。

可替代地，在本公开的一些实施例中，在可预先获得如上所述的梳齿构件的情况下，静电驱动器的实现方法包括使用如上所述的梳齿构件来实现所述多个梳齿构件中的至少一个梳齿构件。

本公开实施例还提供了微机电系统，该系统包括上述实施例中的静电驱动器，该静电驱动器可以被配置为向系统提供驱动力。

应当理解，这里的微机电系统可以包括但不限于MEMS微振镜、MEMS加速度计、MEMS麦克风、微马达、微泵、微振子、MEMS光学传感器、MEMS压力传感器、MEMS陀螺仪、MEMS湿度传感器、MEMS气体传感器等等以及它们的集成产品。

本公开实施例还提供了激光雷达系统。该系统使用上述实施例中的微机电系统来引导从光源发射的光以扫描目标对象。

图6示意性地例示了根据本公开的实施例的激光雷达系统600的配置。微机电系统604可以被用作激光雷达系统600中的扫描器，使来自光源602的发射光束的方向发生偏转，以对目标对象620进行扫描，实现更宽的发射视场或扫描视场。尽管图6中例示的激光雷达系统是发射接收非同轴的激光雷达系统，但本公开不限于此，例如，根据本公开的实施例的激光雷达系统也可以是发射接收同轴的激光雷达系统。

在一些实施例中，除了用作扫描器的微机电系统604，激光雷达系统600还可以包括光源602、光接收器606和控制器608。其中，光源602可以被配置为发射光。光接收器606可以被配置为接收并检测来自目标对象620的反射光的一部分并产生对应的电信号。控制器608被配置为与光源602、扫描器604和光接收器606中的一个或多个通信耦接并控制其操作。例如，控制器608可以控制光源602是否以及何时发射光束。控制器608可以控制微机电系统604将光束扫描至具体的位置。控制器608可以处理和分析由光接收器606输出的电信号，以最终确定目标对象620的位置、速度等特征。在一些实施例中，激光雷达系统600还可以包括发射透镜610、接收透镜612、外壳614、窗口616等中的一个或多个。

本公开实施例还提供了车辆。该车辆使用上述实施例中的激光雷达系统来提供传感信息。

图7示意性地例示了根据本公开的实施例的使用上述激光雷达系统的车辆700的配置。

激光雷达系统702可以被用作车辆700中的传感器，为车辆提供传感信息。其中，如上所述，激光雷达系统702可以包括光源712、扫描器(微机电系统)714、光接收器716和控制器718，这里不再重复描述其具体内容。

在一些实施例中，除了用作传感器的激光雷达系统702，车辆700还包括车辆控制器704和机动系统706。其中，车辆控制器704可以根据激光雷达系统702的感测结果调整机动系统706。

例如，在以上实施例中包括在一个单元中的多个功能可以由分开的装置来实现。替选地，在以上实施例中由多个单元实现的多个功能可分别由分开的装置来实现。另外，以上功能之一可由多个单元来实现。这样的配置包括在本公开的技术范围内。

在本公开中，流程图中所描述的步骤不仅包括以所述顺序按时间序列执行的处理，而且包括并行地或单独地而不是必须按时间序列执行的处理。此外，甚至在按时间序列处理的步骤中，也可以适当地改变该顺序。

本公开实施例的术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本公开中的术语“或”表示包括性的“或”，而非排除性的“或”。提及的“第一”组件不必然要求提供“第二”组件。此外，除非明确指示，否则“第一”或“第二”组件不表示将提及的组件限制于特定顺序。术语“基于”意指“至少部分基于”。

Claims (17)

1.一种梳齿构件，用于静电驱动器，其特征在于，所述梳齿构件包括：

梳齿连接梁；

梳状部分，所述梳状部分包括形成在梳齿连接梁表面上并沿平行于梳齿连接梁表面的第一方向排列的多个梳齿；以及

介电层部分，所述介电层部分形成在各个梳齿的齿间侧表面的至少一部分上，梳齿的齿间侧表面包括面向相邻梳齿的一个侧表面和与其相对的另一侧表面。

2.根据权利要求1所述的梳齿构件，其中，所述介电层部分包括一个或多个介电层。

3.根据权利要求1所述的梳齿构件，其中，所述介电层部分包括至少一种高介电常数材料。

4.根据权利要求1所述的梳齿构件，其中，形成所述介电层部分的介电材料选自有机物、无机物或其组合。

5.根据权利要求1所述的梳齿构件，其中，所述介电层部分在第一方向上的厚度不超过梳齿在第一方向上的厚度的三分之一。

6.一种静电驱动器，其特征在于，包括：

多个梳齿构件，

其中，所述多个梳齿构件中的每个梳齿构件包括

梳齿连接梁，和

梳状部分，所述梳状部分包括形成在梳齿连接梁表面上并沿平行于梳齿连接梁表面的第一方向排列的多个梳齿；以及

其中，所述多个梳齿构件中的至少一个梳齿构件还包括

介电层部分，所述介电层部分形成在各个梳齿的齿间侧表面的至少一部分上，梳齿的齿间侧表面包括面向相邻梳齿的一个侧表面和与其相对的另一侧表面。

7.根据权利要求6所述的静电驱动器，其中，所述介电层部分包括一个或多个介电层。

8.根据权利要求6所述的静电驱动器，其中，所述介电层部分包括至少一种高介电常数材料。

9.根据权利要求6所述的静电驱动器，其中，形成所述介电层部分的介电材料选自有机物、无机物或其组合。

10.根据权利要求6所述的静电驱动器，其中，所述介电层部分在第一方向上的厚度不超过梳齿在第一方向上的厚度的三分之一。

11.根据权利要求6所述的静电驱动器，其中，当多个梳齿构件包括介电层部分时，不同的梳齿构件的介电层部分的介电常数是相同的。

12.根据权利要求6所述的静电驱动器，其中，当多个梳齿构件包括介电层部分时，其中至少两个梳齿构件的介电层部分的介电常数是不同的。

13.根据权利要求6所述的静电驱动器，其中，所述多个梳齿构件中的各个梳齿构件被用于构成可动梳齿或固定梳齿。

14.根据权利要求6所述的静电驱动器，其中，所述多个梳齿构件中的至少一对梳齿构件的梳齿在平行于梳齿连接梁且垂直于第一方向的第二方向上具有高度差。

15.一种微机电系统，其特征在于，所述系统包括：

根据权利要求6-14中任一项所述的静电驱动器，被配置为向所述系统提供驱动力。

16.一种激光雷达系统，其特征在于，

所述系统使用根据权利要求15所述的微机电系统来引导从光源发射的光以扫描目标对象。

17.一种车辆，其特征在于，所述车辆使用根据权利要求16所述的激光雷达系统来提供传感信息。

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