CN220976584U - 微机电遮蔽件与微机电装置 - Google Patents

微机电遮蔽件与微机电装置 Download PDF

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Abstract

本公开的实施例涉及微机电遮蔽件与微机电装置。微机电遮蔽件包括：由孔径通过的半导体衬底；第一和第二半导体层，形成固定到衬底的支撑结构；多个可变形结构，每个可变形结构由第一和第二半导体层之间的至少一者的对应部分形成；多个致动器；多个屏蔽结构，每个屏蔽结构由第一和第二半导体层之间的至少一者的对应部分形成，屏蔽结构围绕下层孔径成角度布置，以提供对孔径的屏蔽，每个屏蔽结构还经由可变形结构耦合到支撑结构。每个致动器可以被控制为在第一和第二位置之间平移对应屏蔽结构，从而改变对孔径的屏蔽。利用本公开的实施例有利地减少屏蔽结构之间的重叠面积，从而减少下层主孔径的遮挡。

Description

微机电遮蔽件与微机电装置
技术领域
本公开涉及包括平移屏蔽结构的MEMS(微机电系统)光学遮蔽件。
背景技术
众所周知，如今手机均配备了改进的相机模块，这保证了目前与专业相机相当的性能水平。这样的模块包括逐渐变大并具有逐渐变高性能的传感器；然而，众所周知，只有少数解决方案才能实现专业相机的典型特性：可变光学孔径。
例如，US2019/0377174描述了MEMS光学遮蔽件，其包括针孔、叶片和被设计为相对于针孔横向移动叶片的致动器。然而，该解决方案仅具有用于调整光学孔径的少量自由度；特别地，光学孔径的调整被限制在光学孔径周边的一部分。
实用新型内容
本公开的目的是提供一种微机电遮蔽件与微机电装置，以至少部分地解决现有技术中存在的上述问题。
本公开的一方面提供了一种微机电遮蔽件(MEMS遮蔽件)，包括：衬底；主孔径，通过所述衬底；第一半导体层，在所述衬底上；第二半导体层，在所述第一半导体层上；多个可变形结构，每个可变形结构是所述第一半导体层和所述第二半导体层中的至少一个半导体层的一部分；多个致动器；以及多个屏蔽结构，各自包括所述第一半导体层和所述第二半导体层中的至少一个半导体层的一部分，所述屏蔽结构围绕所述主孔径，与相邻屏蔽结构的对应可变形结构对耦合的每个屏蔽结构被配置为在至少一个操作状态下至少部分地彼此重叠。
根据一个或多个实施例，其中每个致动器电可控，以引起对应屏蔽结构在相应第一位置和相应第二位置之间的平移，从而改变所述主孔径的所述屏蔽；所述多个屏蔽结构包括成角度交替布置的多个第一屏蔽结构和多个第二屏蔽结构，每个第一屏蔽结构包括所述第二半导体层的相应顶部结构，每个第二屏蔽结构包括所述第一半导体层的相应底部结构；并且其中当所述MEMS遮蔽件处于所述至少一个操作状态时，每个第一屏蔽结构的所述顶部结构与相邻的所述第二屏蔽结构的所述底部结构部分重叠。
根据一个或多个实施例，其中每个第一屏蔽结构还包括由所述第一半导体层形成的相应底部结构，相应顶部结构包括相对于所述相应底部结构(42；342)横向突出的至少一个突出部分；并且其中每个第二屏蔽结构包括相应顶部结构，所述相应顶部结构由所述第二半导体层形成并且暴露对应的所述底部结构的一部分；并且其中当所述MEMS遮蔽件处于所述至少一个操作状态时，每个第一屏蔽结构的所述顶部结构的所述突出部分至少部分地覆盖相邻的所述第二屏蔽结构的所述底部结构的所述暴露部分。
根据一个或多个实施例，其中当所述MEMS遮蔽件处于所述至少一个操作状态时，所述第一屏蔽结构的所述顶部结构的所述突出部分和所述第二屏蔽区的所述底部结构的所述暴露部分至少部分地覆盖所述主孔径。
根据一个或多个实施例，其中每个第一屏蔽结构的所述顶部结构包括相对于对应的下层底部结构固定的顶部辅助部分以及相对于所述顶部辅助部分以悬臂方式延伸并且形成所述突出部分的顶部主部分；并且其中每个第二屏蔽结构的所述底部结构包括底部主部分，所述底部主部分相对于所述对应的覆盖的顶部结构固定并且形成所述底部结构的所述暴露部分。
根据一个或多个实施例，其中所述顶部主部分和所述底部主部分平行于对应方向伸长；并且其中每个致动器电可控，以平行于相应的所述方向平移对应的所述第一屏蔽结构或对应的所述第二屏蔽结构。
根据一个或多个实施例，其中所述方向是径向方向。
根据一个或多个实施例，其中所述方向与所述主孔径的对称轴共面并且等距。
根据一个或多个实施例，其中所述屏蔽结构各自包括由所述第二半导体层形成的相应顶部结构以及由所述第一半导体层形成的相应底部结构；并且其中当所述MEMS遮蔽件处于所述至少一个操作状态时，每个屏蔽结构的所述顶部结构与相邻屏蔽结构的所述底部结构部分重叠。
根据一个或多个实施例，其中每个屏蔽结构的所述顶部结构包括突出部分，所述突出部分相对于对应的所述底部结构横向突出并且使得对应的所述底部结构的部分暴露；并且其中当所述MEMS遮蔽件处于所述至少一个操作状态时，每个屏蔽结构的所述顶部结构的所述突出部分与相邻屏蔽结构的所述底部结构的所暴露的所述部分部分地重叠。
根据一个或多个实施例，其中每个可变形结构包括：悬臂结构；以及可变形耦合结构，其端部被固定到所述悬臂结构和对应的所述屏蔽结构，并且所述可变性耦合结构的端部在与垂直于所述衬底的轴平行的方向上以及在与相应结构方向平行的方向上屈从，所述屈从的方向垂直于所述轴；以及约束结构，其被耦合到所述屏蔽结构、沿着所述轴是刚性的并且在垂直于所述轴的平面中屈从；并且其中每个致动器是压电型的，被耦合到对应悬臂结构并且电可控为引起沿所述对应悬臂结构的所述轴平移以及所述对应可变形耦合结构的随后变形，所述变形在与所述相应结构方向平行的方向上拖曳对应的所述屏蔽结构。
根据一个或多个实施例，其中每个可变形耦合结构包括至少一个细长弹性结构，所述细长弹性结构在静止状态下在垂直于所述轴和相应结构方向的横向方向上延伸并且在与所述轴和所述相应结构方向平行的平面中具有第一惯性主轴和第二惯性主轴，每个惯性主轴相对于所述轴和所述相应结构方向横向，使得固定到所述对应悬臂结构的每个可变形耦合结构的所述端部沿着所述轴的移动引起固定到所述对应屏蔽结构的所述可变形耦合结构的所述端部沿着所述相应结构方向的对应移动。
根据一个或多个实施例，其中所述致动器是静电型的，并且每个致动器包括：至少一个相应定子区，包括所述第一半导体层的部分和所述第二半导体层的部分；以及至少一个相应转子区，由所述第一半导体层和所述第二半导体层中的至少一个半导体层的对应部分形成并且相对于所述对应屏蔽结构固定，所述致动器电可控，以在与相应结构方向平行的方向上平移所述转子区和所述对应屏蔽结构；对于每个屏蔽结构，所述MEMS遮蔽件还包括与所述屏蔽结构耦合的对应约束结构，所述约束结构在与垂直于所述衬底的轴平行的方向上是刚性的，并且在与所述轴垂直的平面中屈从。
本公开的另一方面提供了一种微机电装置，包括：微机电遮蔽件，其包括：衬底；通过所述衬底的孔径；多个悬臂结构，其围绕所述孔径耦合到所述衬底；多个第一屏蔽区，其被耦合到所述多个悬臂结构中的第一悬臂结构；多个第二屏蔽区，其被耦合到所述多个悬臂结构中的第二悬臂结构，所述多个第二屏蔽区比所述第二屏蔽区更靠近所述孔径。
根据一个或多个实施例，其中所述多个第一屏蔽区中的相邻第一屏蔽区通过所述多个第二屏蔽区之一彼此间隔开。
根据一个或多个实施例，装置包括在所述多个第一屏蔽区和所述对应悬臂结构之间的多个第一弹簧结构以及在所述第二屏蔽区和所述对应悬臂结构之间的多个第二弹簧结构。
根据一个或多个实施例，其中所述多个第一屏蔽区各自包括朝向所述孔径的第一导电突起。
根据一个或多个实施例，其中所述多个第二屏蔽区各自包括朝向所述孔径的第二导电突起。
附图说明
为了更好地理解本公开，现在参考附图、纯粹通过非限制性示例来描述其实施例，其中：
图1A-图1B是MEMS遮蔽件的示意性截面图，图1B沿着图2所示的截面线IB-IB截取；
图2是图1B所示MEMS遮蔽件部分去除后的示意性俯视图；
图3是图1A所示MEMS遮蔽件在静止状态下的一部分示意透视图；
图4是图3所示MEMS遮蔽件的一部分的示意性俯视图；
图5A和图5B分别是图4所示MEMS遮蔽件沿截面线V-A–V-A和V-B–V-B截取的示意性截面图；
图6是图1A所示MEMS遮蔽件在静止状态下的另一部分的示意透视图；
图7是图6所示MEMS遮蔽件部分在致动条件下的示意透视图；
图8是本MEMS遮蔽件的一个变型被部分去除后的示意性俯视图；
图9是图8所示MEMS遮蔽件的一部分的示意性俯视图；
图10是图8-图9所示MEMS遮蔽件沿图9所示截面线X-X截取的一部分的示意性截面图；
图11是本MEMS遮蔽件的另一变型的一部分被部分去除后的示意性俯视图；
图12和图15是本MEMS遮蔽件的一个变型被部分去除后的示意性俯视图；
图13A和图14A是图12中所示MEMS遮蔽件的各部分的示意性俯视图；
图13B和图14B是图12中所示的MEMS遮蔽件的各部分分别沿图13A和图14A所示截面线XIIIB–XIIIB和XIVB–XIVB截取的示意性截面图；
图16A是图15所示的MEMS遮蔽件的一部分的示意性俯视图；
图16B是图15所示的MEMS遮蔽件沿图16A所示的截面线XVIB-XVIB截取的一部分的示意性截面图；
图17-图31是半导体晶片在制造工艺的连续步骤期间的示意性截面图；
图32和图33是半导体晶片在制造工艺的一个变型的连续步骤期间的示意性截面图；
图34是半导体晶片在制造工艺期间的另一示意性截面图；以及
图35是MEMS遮蔽件的一个变型的示意性截面图。
具体实施方式
图1A示出了MEMS遮蔽件1，其包括半导体材料(例如，硅)衬底2和第一电介质区4，第一电介质区4被布置在衬底2上并由热氧化物形成。
具体地，衬底2由顶表面Sa和底表面Sb界定，顶表面和底表面平行于正交参考系XYZ的平面XY。第一电介质区4在顶表面Sa上延伸并横向界定窗口W，窗口W留下经暴露的顶表面Sa的中心部分；换言之，第一电介质区4在顶表面Sa的外围部分上延伸。
MEMS遮蔽件1还包括第二电介质区6，其例如由氧化铝(铝)制成并且在第一电介质区4的外围部分上延伸，留下经暴露的第一电介质区4的内部部分，第一电介质区4横向界定上述窗口W。
主孔径9从底表面Sb开始延伸通过衬底2，并延伸到顶表面Sa的中心部分。衬底的侧壁可以在主孔径9处从底表面到顶表面向外逐渐变细。在下文中，为了简化描述并且不意味着任何一般性的损失，主孔径9的对称轴与MEMS遮蔽件1的对称轴H重合，平行于轴Z。此外，根据第一近似，主孔径9具有例如截头圆锥形状或具有多边形底面的截头锥形状，副底面位于底表面Sb的平面中。
窗口W与下层主孔径9连通并且在底部处由壁P界定，壁P由衬底2的一部分形成，该部分横向界定主孔径9的顶部并且具有平面和中空形状。壁P位于顶表面Sa的平面内。
MEMS遮蔽件1还包括导电层7，导电层7在俯视图中具有闭合形状(例如，多边形或圆形)，以围绕主孔径9。
具体地，导电层7具有近似U形的截面，以界定沟槽T。
导电层7的外部部分在侧面和顶部覆盖第一电介质区4的上述内部部分，并且在顶部进一步覆盖第二电介质区6面向对称轴H的部分。导电层7的底部部分覆盖壁P的外部部分；导电层7的内部部分以悬臂方式从底部延伸，以在一定距离处覆盖壁P的内部部分的一部分。
MEMS遮蔽件1还包括多个锚固区(其中两个在图1A中示出并且由8表示)，其由多晶硅制成并在第二电介质区6上延伸。具体地，锚固区8被布置在与导电层7相距横向距离处并且被布置在导电层7外部。
MEMS遮蔽件1还包括由多晶硅制成的第一半导体层14和第二半导体层16，如图2所示，它们形成了多个第一屏蔽结构33和多个第二屏蔽结构35。结合图2，图2指代图1B中图示的实施例，对于主孔径9的形状，这与图1A所示的实施例不同。在下文中，除非另有规定，否则描述将限于图1A所述的实施例；然而，将参考图2，只要它们也适用于图1A所示的实施例。
第一和第二屏蔽结构33、35中的每一个均与平行于平面XY的对应径向方向(图3中示出了一个，由R表示)相关联。如图2所示，在本示例中，假设第一和第二屏蔽结构33、35均为四个。此外，预期第一和第二屏蔽结构33、35中的每一个均与垂直于平面ZR的对应横向方向TR相关联；因此它垂直于对应的径向方向R。
更详细地，第一半导体层14形成：支撑区18，其直接接触地覆盖对应的锚固区8；底部外围区20；以及以下将详细描述的底部内部结构22。
底部外围区20形成固定的底部外围区20’，底部外围区覆盖支撑区18。
此外，对于第一和第二屏蔽结构33、35中的每一个屏蔽结构，底部外围区20形成对应的移动底部外围区20”，其以悬臂方式从固定底部外围区20’延伸。具体地，如果我们用Sref表示第二电介质区6的顶表面，则移动底部外围区20”在一定距离处覆盖表面Sref。
以下将更详细地描述第二半导体层16形成顶部外围区26和顶部内部结构30。
顶部外围区26包括固定的顶部外围区26’，其直接接触地覆盖固定底部外围区20’，与底部外围区20’形成固定外围结构28。
此外，对于第一和第二屏蔽结构33、35中的每一个屏蔽结构，顶部外围区26形成对应的移动顶部外围区26”，可移动顶部外围区26”直接接触地在对应的移动底部外围区20”上延伸，与移动底部外围区20”形成对应的悬臂结构29，悬臂结构29以悬臂方式从上述固定外围结构28延伸。
如图2-图3所示，每个悬臂结构29包括下文将描述的主部分27A和辅助部分27B；主部分27A也在图1A中可见，但是仅大致可见。在这方面，通常附图没有按比例显示。相反，图3中未示出的是第一和第二半导体层14、16之间的间隔；另一方面，该间隔并不对应于物理界面，而是表示如下文所述，第一和第二半导体层14、16(尽管由相同材料制成)在不同时间形成的事实。
如上所述，参考图1A和图3中所示的与第一屏蔽结构33相对应的悬臂结构29(但该描述也适用于其他悬臂结构29，即使它们与第二屏蔽结构35耦合)，主部分27A的第一端部相对于固定外围结构28的对应部分固定(图2中仅示出其中一个)；辅助部分27B被布置在主部分27A和第一屏蔽结构33之间。
更详细地，在静止状态下，主部分27A具有平面形状，沿着相对于径向方向R定向为90°的轴线伸长，而辅助部分27B在径向方向R上伸长，具有近似平行六面体的形状。辅助部分27B的第一端部相对于主部分27A的第二端部固定。
在不影响一般性的情况下，在静止状态和俯视图中，主部分27A具有朝向辅助部分27B逐渐变细的形状，从而限定了具有例如三角形形状的凹部99(其中一个如图2所示)。然而，辅助部分27A的形状可以相对于所示内容而变化。
再次参考图1A，对于第一和第二屏蔽结构33、35中的每一个屏蔽结构，MEMS遮蔽件1包括压电类型的对应致动器36，其在对应悬臂结构29的主部分27A上延伸。
每个致动器36包括：第一电极37，其被布置在对应悬臂结构29的主部分27A上并且由例如选自Mo、Pt、Ti、Al、TiW的材料制成；压电区38，其被布置在第一电极37上并且例如由选自PZT、AlN、掺钪AlN的材料制成；第二电极39，其被布置在压电区38上并且例如由选自Mo、Pt、Ti、Al、TiW的材料制成；以及保护区34，其例如由选自氧化硅、氮化硅和氮化铝的材料制成并且在第二电极39上延伸以及横向包围第一和第二电极37、39以及压电区38，直到其与对应悬臂结构29的主部分27A接触。以本身已知的方式，因此未详细描述或示出，可以例如借助适当的电接触件(未图示)在第一和第二电极37、39之间施加电压，这使得致动器36能够操作。
再次参考第一和第二屏蔽结构33、35，它们由底部内部结构22和顶部内部结构30形成。
更详细地，第一屏蔽结构33彼此相同并且在静止状态下相对于对称轴H以相等的角距离间隔开；具体地，成对的第一相邻屏蔽结构33以90°的角距离间隔开。第二屏蔽结构35彼此相同并且相对于对称轴H以相等的角距离间隔开；具体地，成对的第二相邻屏蔽结构35以90°的角距离间隔开。此外，第一屏蔽结构33和第二屏蔽结构35被布置为以一定角距离间隔而彼此交替。每个第一屏蔽结构33因此成角度地布置在第二相邻屏蔽结构对35之间，第二相邻屏蔽结构对35与第一屏蔽结构35相距45°；同样，每个第二屏蔽结构35成角度地布置在第一相邻屏蔽结构对33之间，第一相邻屏蔽结构对33与第二屏蔽结构35相距45°。
在下文中，参考图1A和图3来描述第一屏蔽结构33，其中如前所述，仅一个第一屏蔽结构34可见。
详细地，第一屏蔽结构33包括由第二半导体层16的内部移动部分30形成的相应顶部屏蔽区40以及由第一半导体层14的内部移动部分22形成的下层底部辅助区42。
顶部屏蔽区40在俯视图中具有矩形形状和L形截面。具体地，顶部屏蔽区40包括主部分45和辅助部分46，主部分45具有平行六面体的形状，其轴线平行于径向方向R，并且端部分别面向对称轴H和顶部外围区26，辅助部分46具有平行六面体形状并且被布置在主部分45面向顶部外围区26的端部下方。
底部辅助区42包括相应的主部分48和相应的辅助部分49，主部分48具有平行六面体的形状，其轴线平行于径向方向R，其端部分别面向底部外围区20和对称轴H，辅助部分49具有平行六面体形状并且被布置在主部分48面向对称轴H的端部下方。
顶部屏蔽区40的辅助部分46直接接触地覆盖在底部辅助区42的主部分48面向底部外围区20的端部上。在底部辅助区42的辅助部分49下方延伸的是由多晶硅制成的悬置导电区50。
在第一近似情况下并且在不意味着损失任何一般性的情况下，顶部屏蔽区40和底部辅助区42的主部分45、48和辅助部分46、49在与第一屏蔽区33相关联的横向方向TR上具有相同延伸。
更详细地，顶部屏蔽区40的主部分45和底部辅助区42的主部分48以悬臂方式从顶部屏蔽区42的辅助部分46朝向对称轴H延伸，而不与对称轴H相交，并在顶部和底部处分别界定对应的凹部51，凹部51由辅助部分46横向界定。附加地，在径向方向R上，顶部屏蔽区40的主部分45具有比底部辅助区42的主部分48更大的延伸，并且因此与对称轴H的距离更短。
在静止状态下，顶部屏蔽区40的主部分45的至少一部分悬置在主孔径9之上，即，其相对于下层底部辅助区42朝向对称轴H突出。
在不影响一般性的任何损失的情况下，底部辅助区42的主部分48的一部分也与对应辅助部分49一起悬置在主孔径9之上，但是与顶部屏蔽区40的主部分45的上述部分相比，顶部屏蔽区的主部分46距对称轴H的距离更大。在不影响一般性的任何损失的情况下，顶部屏蔽区40的辅助部分46至少部分地相对于主孔径9横向错开，但是变型是可能的，其中例如，整个第一屏蔽结构33被布置在主孔径9的顶部上，或者例如如图1B所示的整个底部辅助区42相对于主孔径9横向错开的变型。
在俯视图中，顶部屏蔽区40的主部分45和主孔径9之间的重叠面积大于底部辅助区42的主部分48和主孔径8之间的重叠面积，这是因为如前所述，顶部屏蔽区40的主部分45的径向延伸大于底部辅助区42的主部分48。
第一半导体层14的底部内部结构22和第二半导体层16的顶部内部结构30还针对第一和第二屏蔽结构33、35中的每一个形成对应的可变形耦合结构59。可变形耦合结构59彼此相同；例如，下文描述的是针对图1A和图3所示的第一屏蔽结构33的可变形耦合结构59。
详细地，如图3所示，可变形耦合结构59包括第一弹性结构M1和第二弹性结构M2，图2中以简化的方式示出了这两个结构。
第一和第二弹性结构M1、M2相对于垂直于平面XY且平行于径向方向R的平面彼此相同且对称。因此，下文描述了仅第一弹性结构M1。
第一弹性结构M1是与2021年2月25日以本申请人名义提交的专利申请EP3872451中所述类型相同的弹性转换元件。此外，在不意味着一般性的任何损失的情况下，第一弹性结构M1至少部分地在凹部99内延伸，以减小总体尺寸。
详细地，第一弹性结构M1包括现在参考图3所示的静止状态描述的第一细长结构L1、第二细长结构L2和第三细长结构L3、第一连接臂B1和第二连接臂B2、外部耦合区EC和内部耦合区IC。
外部耦合区EC大致具有平行六面体形状，由第一半导体层14的底部内部结构22和第二半导体层16的顶部内部结构30形成，并且相对于悬臂结构29的辅助部分27B的第二端固定。
在不影响一般性的任何损失的情况下，第一、第二和第三细长结构L1、L2、L3彼此相同，共面且在平行于径向方向R的方向上交错。因此，以下参考图4和图5A-图5B仅描述第一细长结构L2。
详细地，第一细长结构L1包括由第二半导体层16的顶部内部结构30形成的顶部细长部分60以及由第一半导体层14的底部内部结构22形成的底部细长部分62。
顶部细长部分60和底部细长部分62在平行于径向方向R的方向上交错，并且具有平行六面体形状(例如，大致相同的形状)，其轴线平行于横向方向TR并且被布置在沿着轴线Z测量的不同高度处。
在不意味着一般性的任何损失的情况下，顶部细长部分60位于比底部细长部分62更高的高度处；此外，顶部细长部分60和底部细长部分62竖直分离，即，它们在侧视图中彼此不重叠。
第一细长结构L1还包括多个横向部分64(其中三个如图3所示)，在不意味着一般性的任何损失的情况下，横向部分彼此相同、具有平行六面体形状，其轴线平行于轴Z，并且例如在平行于横向方向TR的方向上等距离间隔开。此外，横向部分64被布置在顶部细长部分60和底部细长部分62之间，顶部细长部分60和底部细长部分62被布置在每个横向部分64的相对侧上。具体的，每个横向部分64的顶部部分横向接触顶部细长部分60，而横向部分64底部部分横向接触底部细长部分62。顶部细长部分60、底部细长部62和横向部分64形成单片多晶硅。
第一连接臂B1由第一半导体层14的底部内部结构22和第二半导体层16的顶部内部结构30形成，并且具有平行于平面ZR的近似平面形状(具体是平行六面体形状)。顶部细长部分60和底部细长部分62的第一端部相对于第一连接臂B1固定。顶部细长部分60和底部狭长部分62的第二端部相对于外耦合区EC固定。此外，第二细长结构L2的顶部细长部分60和底部细长部分62具有相应的第一端部，第一端部相对于第一连接臂B1固定，第一连接臂B1因此布置在第一细长结构L1和第二细长结构L2之间。
第二细长结构L2的顶部细长部分60和底部细长部分62的第二端部相对于第二连接臂B2固定，第二连接臂B2具有与第一连接臂B1大致相同的形状。
第三细长结构L3的顶部细长部分60和底部细长部分62的第一端部相对于内耦合区IC固定，内耦合区IC由第一半导体层14的底部内部结构22和第二半导体层16的顶部内部结构30形成，具有大致平行六面体形状并且以悬臂方式从第一屏蔽结构33的角部分开始(例如)相对于其被固定的位置延伸。具体地，内部耦合区IC相对于顶部屏蔽区40和底部辅助区42的各部分固定。
第三细长结构L3的顶部细长部分60和底部细长部分62的第二端部相对于第二连接臂B2固定，第二连接臂B2因此布置在第二细长结构L2和第三细长结构L3之间。
在实践中，第一弹性结构M1具有折叠弹簧的形状，其行为是在上述专利申请EP3872451中描述的类型并在下文中总结。此外，第一弹性结构M1沿着轴线Z和径向方向R屈从，并且在横向方向TR上是刚性的。
如图2和图3所示，对于每个第一屏蔽结构33，MEMS遮蔽件1还包括四个第一平面弹簧69，现在通过示例、参考图3中所示的第一屏蔽结构34对其进行描述。
详细地，第一平面弹簧69由第二半导体层16的内部移动部分30形成并具有细长形状。具体地，在静止状态下，第一平面弹簧69的形状为在平行于横向方向TR的方向上伸长的平行六面体，其第一端部相对于顶部屏蔽区40的主部分45固定并且第二端部相对于对应的第一导柱区71固定。出于将在下文中阐明的原因，第一平面弹簧69沿着轴线Z是刚性的，并且在平行于对应径向方向R的方向上屈从，更一般地在平行于平面XY的方向上屈从。
更详细地，第一平面弹簧69以相对于与平面RZ平行的对称平面对称的方式，两个接两个地布置在顶部屏蔽区40的主部分45的相对侧上。此外，第一导柱区71通过第一和第二半导体层14、16(具体是通过固定底部外围区20’的各部分和下层支撑区18以及固定顶部外围区26’的各部分)形成，并且在底部处锚固到对应的锚固区8。
关于第二屏蔽结构35，现在通过示例的方式、参考图1A和图6所示的第二屏蔽构造35对其进行描述。
详细地，第二屏蔽结构35包括由第一半导体层14的底部内部结构22形成的相应底部屏蔽区75以及由第二半导体层16的顶部内部结构30形成的覆盖的顶部辅助区77。
底部屏蔽区75包括相应的主部分78，主部分78具有平行六面体的形状，其轴线平行于与第二屏蔽结构35相关联的径向方向R，并且其端部分别面向对称轴H和底部外围区20。底部屏蔽区75还包括相应的辅助部分79，辅助部分79具有平行六面体形状并且被布置在主部分78面向对称轴H的端部下方。在辅助部分79下方延伸的是由多晶硅制成的对应悬置导电区80。
顶部辅助区77包括相应的主部分81和相应的辅助部分83。主部分81具有平行六面体的形状，其轴线平行于与第二屏蔽结构35相关联的径向方向R，并且其端部分别面向顶部外围区26和对称轴H。辅助部分83具有平行六面体形状，被布置在主部分81面向顶部外围区26的端部下方，并且进一步直接接触地覆盖底部屏蔽区75的主部分78面向底部外围区20的端部。
在第一近似情况下，在不意味着一般性的任何损失的情况下，底部屏蔽区75和顶部辅助区77的主部分78、81和辅助部分79、83在与第二屏蔽区35相关联的横向方向TR上具有相同延伸。
此外，底部屏蔽区75的主部分78和顶部辅助区77的主部分81以悬臂方式从顶部辅助区76的辅助部分83朝向对称轴H延伸，不与对称轴H相交，并且在顶部和底部处分别限定对应凹部89，凹部89由顶部辅助区77的辅助部分83横向界定。
附加地，在与第二屏蔽结构35相关联的径向方向R上，底部屏蔽区75的主部分78具有比顶部辅助区77的主部分81更大的延伸，并且因此与对称轴H的距离更短。因此，顶部辅助区77的主部分81留下底部屏蔽区75的主部分78面向对称轴H的部分。
更详细地，在静止状态下，辅助部分79和底部屏蔽区75的主部分78的至少一部分悬置在主孔径9之上。在不意味着一般性的任何损失的情况下，顶部辅助区77的辅助部分83至少部分地相对于主孔径9横向交错，但是可以存在变型，其中例如，整个第二屏蔽结构35被布置在主孔径9的顶部上，或者例如如图1B所示的整个顶部辅助区77相对于主孔径9横向交错的变型。此外，在俯视图中，底部屏蔽区75的主部分78和主孔径9之间的重叠面积大于顶部辅助区77的主部分81和主孔径8之间的重叠面积，这是因为如前所述，底部屏蔽区75的主部分78在径向方向R上的延伸大于顶部辅助区77的主部分81的延伸。
如图6所示，第二屏蔽结构35和对应悬臂结构29之间的耦合通过插入对应的可变形耦合结构59来获得，其方式与参考第一屏蔽结构33所述的方式相同。具体地，对于对应的第一和第二弹性结构M1、M2中的每一个，对应的内部耦合区IC以悬臂方式从第二屏蔽结构35的角部分开始(例如)相对于其被固定的位置延伸。具体地，内部耦合区IC相对于底部屏蔽区75和顶部辅助区77的各部分固定。
对于每个第二屏蔽结构35，MEMS遮蔽件1还包括四个第二平面弹簧85，现在通过示例，参考图6所示的第二屏蔽结构35对其进行描述。
具体地，第二平面弹簧85由第一半导体层14的底部内部结构22形成并具有细长形状。具体地，在静止状态下，第二平面弹簧85的形状类似于在相对于对应径向方向R垂直的方向上伸长的平行六面体，其第一端部相对于底部屏蔽区75的主部分78固定并且第二端部相对于对应的第二导柱区87固定。出于将在下文中阐明的原因，第二平面弹簧85沿着轴线Z是刚性的，并且在平行于对应径向方向R的方向上屈从，更一般地在平行于平面XY的方向上屈从。
更详细地，第二平面弹簧85以相对于与平面RZ平行的对称平面对称的方式，两个接两个地布置在底部屏蔽区75的主部分78的相对侧上。此外，第二导柱区87由第一半导体层14形成(具体是由固定底部外围区20’的各部分和下层支撑区18形成)，并且在底部处锚固到对应的锚固区8。
如上所述，在静止状态下，第一屏蔽结构33的顶部屏蔽区40和第二屏蔽结构35的底部屏蔽区75仅部分地遮挡下层主孔径9。具体地，当第一和第二屏蔽结构33、35处于静止状态时，获得主孔径9的最大(部分)遮挡；等效地，在静止状态下，出现最小光学孔径，最小光学孔径被理解为主孔径9的面积，其可以被以法向入射到MEMS遮蔽件1上的光束通过。此外，每个致动器36可以被操作为使得对应的第一/第二屏蔽结构33/35在与对称轴H相对的方向上沿相应的径向方向R移动，从而减少下层主孔径9的遮挡(occulus)，如下文参考图3所示的第一屏蔽结构33详细描述的，即使相同的考虑也适用于第二屏蔽结构35。
如图7所示，致动器36可以被操作为引起对应悬臂结构29沿轴线Z的平移，从而也引起外耦合区EC的平移，外耦合区将第一和第二弹性结构M1、M2的固定部分向上拖曳。由于第一和第二弹性结构M1、M2经由内耦合区IC相对于第一屏蔽结构33固定的部分由于第一平面弹簧69施加的约束而不能沿轴线Z平移，因此可变形耦合结构59发生如图7定性所示的变形。
详细地，第一和第二弹性结构M1、M2的行为与上述专利申请EP3872451中所述的相同。具体地，例如，参考第一弹性结构M1并且进一步参考例如第一细长结构L1，在平行于平面ZR的平面中截取的第一细长结构L1的每个部分具有一对惯性主轴I1、I2(如图5A和图5B所示，参考图4)，每个惯性主轴相对于径向方向R和轴线Z横向。因此，沿着轴线Z施加到第一细长结构L1的力生成第一细长结构L1的所谓的偏离挠曲；具体地，所述力引起沿轴线Z的变形，这导致第一细长结构L1的对应径向方向R上的随后变形。
在实践中，尽管第一和第二弹性结构M1、M2相对于外耦合区EC固定的各部分沿轴线Z平移到第一近似值，但在平面XY中不发生任何移动，第一和第三弹性结构M1、M2相对内耦合区IC固定的各部分不沿轴线Z平移，但是在与对称轴H相对的方向上沿对应的径向方向R平移，拖曳第一屏蔽结构33并减小第一屏蔽结构与下层主孔径9之间的重叠面积。由于该拖曳动作，第一平面弹簧69在俯视图中弯曲。
随着第一和第二屏蔽结构33、35远离对称轴H移动，主孔径9的遮挡减小。此外，由于每个第一屏蔽结构33成角度地布置在一对第二屏蔽结构35之间，反之亦然，并且由于顶部屏蔽区40和底部屏蔽区75分别由第二半导体层16和第一半导体层14形成并且因此布置在不同水平上的事实，每个屏蔽结构的移动可以以独立于相邻屏蔽结构的移动的方式进行，而不会对移动产生任何影响或限制。在这方面，如图2所示，在不意味着一般性的任何损失的情况下，在静止状态下，每个顶部屏蔽区40的主部分45面向对称轴H的端部覆盖两个相邻底部屏蔽区75的主部分78面向对称轴H的端部部分。
在实践中，对主孔径9遮挡的控制在主孔径9的整个周边上并以大量的自由度执行。
根据图8所示的变型(为简化起见，未示出主孔径9)，第一和第二屏蔽结构33、35具有与前述屏蔽结构相同的类型，在静止状态下具有相同的布置，并且具有在相应的径向方向R上进行平移的相同能力，但是致动器(由96表示)是静电型的。现在仅通过示例的方式，参考图9所示的与第一屏蔽结构33耦合的致动器96来描述该变型，但该描述也适用于与第二屏蔽结构35耦合的致动器96。
详细地，致动器96是静电型的并且包括例如一对第一定子区ST1和一对第二定子区ST2，它们由固定外围结构28的对应部分(即，由固定底部外围区20’和固定顶部外围区26’的对应部分)以及下层支撑区18和下层锚固区8形成。第一和第二定子区ST1、ST2因此相对于下层衬底2固定。
此外，第一屏蔽结构33借助耦合体100可操作地耦合到致动器96，耦合体100在俯视图中大致为T形。
具体地，如图10所示，耦合体100由第一半导体层14的底部内部结构22和第二半导体层16的顶部内部结构30形成。此外，耦合体包括：平行六面体形状的细长部分102，细长部分102沿平行于径向方向R的方向延伸，以及横向部分104，其进而包括支撑部分105和多个耦合部分106，支撑部分105具有在平行于横向方向TR的方向上伸长的形状，多个耦合部分106被布置在支撑部分105的两个相对侧上并且在横向方向TR上交错，每个耦合部分106在平行于径向方向R的方向上远离支撑部分105的相应侧。
细长部分102具有相对于第一屏蔽结构33固定的第一端部和相对于横向部分104的支撑部分105固定的第二端部，横向部分104与耦合部分106一起用作转子区。
第一和第二定子区ST1、ST2在横向部分104的相对侧上延伸，并形成在径向方向R上伸长的对应多个元件(分别由107和108表示)。每个第一定子区ST1的细长元件107在平行于横向方向TR的方向上横向交错，以相对于耦合部分106的对应集合交织。同样，每个第二定子区ST2的细长元件108在平行于横向方向TR的方向上横向交错，以相对于耦合部分106的对应集合交织。
两对第三导柱区171在耦合体100的细长部分102的相对侧上延伸，并具有与第一导柱区71相同的结构，并且因此在底部处锚固到对应的锚固区8。每个第三导柱部分171通过插入对应的第三平面弹簧169而机械地耦合到耦合体100的细长部分102，第三平面弹簧169具有例如折叠形状，由第一半导体层14的底部内部结构22和第二半导体层16的顶部内部结构30形成，并且沿着轴线Z是刚性的，并且在平行于对应径向方向R的方向上屈从，更一般地在平行于平面XY的方向上屈从。
在实践中，通过插入第三平面弹簧169，第一屏蔽结构33和耦合体100被悬置并约束到第三导柱区171。尽管未图示，但也可以存在变型，其中第三平面簧169的端部被固定到第一屏蔽结构32，而不是固定到耦合体100。
在使用中，通过在第一和第二定子区ST1、ST2与转子区之间施加电压，耦合体100经受静电性质的力，这导致耦合体100相对于第一和第二定子区ST2在对应的径向方向R上平移；所述平移可以沿任一方向进行。第一屏蔽结构33以相对于耦合体100固定的方式在对应的径向方向R上平移，从而改变下层主孔径9的遮挡。
因此，通过在不同的半导体层中布置形成屏蔽的第一屏蔽结构33和第二屏蔽结构35所提供的优点也在该变型中获得。此外，根据该变型，屏蔽结构可以相对于静止状态下假定的位置经受相对于相应径向方向R测量的正移动和负移动。
如参考图11所示，在使用压电致动器的情况下，也可以获得相对于静止位置的正位移和负位移，现在仅对图3所示的差异进行描述。
详细地，悬臂结构(此处由229表示)包括辅助部分27B，辅助部分27A以与前面描述的相同方式耦合到对应的屏蔽结构；在这方面，在图11中，作为示例，参考第一屏蔽结构33。
悬臂结构229的主部分(此处由227A表示)具有折叠形状，以在俯视图中限定一种C形；具体地，主部分227A包括第一细长子部分228A和第二细长子部228B以及连接子部分228。例如，第一细长子部分228A具有与图2-图3所示的悬臂结构29的主部分27A相同的形状。此外，第二细长子部分228B具有例如在与对应横向方向TR平行的方向上伸长的平行六面体形状；第一和第二细长子部分228A、228B在径向方向R上交错并通过连接子部分228连接。
更详细地，第一细长子部分228A与可变形耦合结构59相对的端部相对于连接子部分228固定。第二细长子部分228B的第一端部和第二端部分别相对于固定外围结构28和连接子部分228固定。
附加地，第一细长子部分228A由与参考图1A和图3描述的致动器类型相同的对应第一致动器(此处由236’表示)覆盖，而第二细长子部分228B由与参考图1A和图3描述的类型相同的对应第二致动器(此处由236”表示)覆盖，第二致动器与第一致动器236’电解耦。以这种方式，通过向第一致动器236’或第二致动器236”交替地提供电压，辅助部分27B沿轴线Z在相对方向上平移，对应的屏蔽结构随之在相对方向上平移。
不论实施例的类型如何，第一和第二屏蔽结构(尽管保持角度交替布置)还可以具有如图12所示不同于所描述的形状和/或布置，其中第一和第二屏蔽结构分别由333和335表示，并且其中仅作为示例，已假设了压电类型的致动，但是在这种情况下也可以采用静电致动的变型(未示出)。因此，以下描述仅限于与图1A所示实施例相关说明的差异。除非另有规定，否则图1A所示实施例中已存在的元件由相同的附图标记表示。此外，在图12和随后的图中，以简化的方式图示了可变形耦合结构59。同样，图12未示出悬臂结构29的主部分27A的第一端部相对于固定外围结构28的对应部分固定(图12中未示出)。附加地，为简化起见，图12未图示第一和第二屏蔽结构333、335之间的耦合以及借助第一和第二平面弹簧的第一和第三导柱区之间的耦合。最后，在下文中，术语“远端”和“近端”被用于指示分别远离或靠近对应可变形耦合结构59布置的屏蔽结构部分。
如上所述，第一屏蔽结构333和第二屏蔽结构335中的每一个在与相应延伸方向(分别由R’表示)平行的方向上延伸。具体地，在静止状态下，第一和第二屏蔽结构333、335相对于对应的延伸方向R’具有相同的相互布置。
平行于平面XY的延伸方向R’与对称轴H共面且等距；换言之，在俯视图和静止状态下，延伸方向R’到达与以对称轴H为中心的假想圆周(未示出)相切的第一近似值。此外，相邻的延伸方向对R’形成等于45°的角度，以在360°上成角度分布。
对于每个屏蔽结构，对应的悬臂结构29、对应的可变形耦合结构59和对应的致动器36具有与图1A所示实施例所述相同的形状和布置，不同之处在于它们指代对应的延伸方向R’，而不是上述径向方向R。
现在参考图13A和图13B所示的第一屏蔽结构333来描述彼此相同的第一屏蔽结构333的形状；此外，被称为“横向方向”(由TR’表示)是垂直于平面ZR’的方向。
详细地，顶部屏蔽区(由340表示)的主部分(由345表示)在与延伸方向R’平行的方向上逐渐变细，即，其在横向方向TR’上的延伸随着与相应可变形耦合结构59的距离增加而减小。
在俯视图中，底部辅助区(由342表示)的主部分(由348表示)大致具有楔形形状，并且除了在与延伸方向R’平行的方向上具有比顶部屏蔽区340的主部分345的最大尺寸更小的最大尺寸之外，在与延伸方向R’平行的方向上也逐渐变细。此外，底部辅助区342的主部分348在与横向方向TR’平行的方向上的最大延伸小于顶部屏蔽区340的主部分340在相同方向上的最大延伸。
顶部屏蔽区340的第二部分(由346表示)在俯视图中具有与底部辅助区342的主部分348大致相同的形状，不同之处在于凹部。换言之，在不意味着一般性的任何损失的情况下，辅助部分346覆盖底部辅助区342的主部分348的近端部分，留下底部辅助区342的主部分348暴露的远端部分。
底部辅助区342的辅助部分和下层悬置导电区分别由349和350表示。
更详细地，由于下文阐述的原因，顶部屏蔽区340的主部分345以悬臂方式从顶部屏蔽区34的辅助部分346延伸，以不仅在与延伸方向R’平行的方向上，而且在与横向方向TR’平行的方向，突出超过底部辅助区域342的主部分338。换言之，顶部屏蔽区340的主部分345的远端部分和近端部分(在下文中称为主部分344的突出近端部分)均相对于下层底部辅助区342悬置并横向突出。
顶部屏蔽区340的主部分340和辅助部分346以及底部辅助区342的主部分348形成与延伸方向R’垂直的耦合壁398。在不意味着一般性的任何损失的情况下，对应的可变形耦合结构59的第一和第二弹性结构M1、M2相对于耦合壁398的各部分固定。
关于彼此相同的第二屏蔽结构335，现在参考图14A和图14B所示的第二遮蔽结构335来描述其形状。
详细地，底部屏蔽区(由375表示)的主部分(由378表示)具有与顶部屏蔽区340的主部分345大致相同的形状，相对于顶部屏蔽区345垂直交错。
顶部辅助区(由377表示)的主部分(由381表示)和辅助部分(由373表示)分别具有与底部辅助区342的主部分348和顶部屏蔽区340的辅助部分346大致相同的楔形形状。因此，顶部辅助区377的主部分381完全覆盖辅助部分383，但留下底部屏蔽区375的主部分378的暴露的远端部分和近端部分(以下称为暴露的近端部分)，暴露的远端部分和近端部分分别在延伸方向R’和横向方向TR’上突出。
底部屏蔽区375的辅助部分和下层悬置导电区分别由379和380来表示。
顶部辅助区377的主部分381和辅助部分383以及底部屏蔽区375的主部分378形成与延伸方向R’垂直的耦合壁399。在不意味着一般性的任何损失的情况下，对应的可变形耦合结构59的第一和第二弹性结构M1、M2相对于耦合壁399的各部分固定。
由于第一和第二屏蔽结构333、335的几何形状，在静止状态下会出现下文将描述的情况。
详细地，考虑到任何第一屏蔽结构333，相应的顶部屏蔽区340的主部分345的远端部分相隔一定距离地覆盖第二屏蔽结构335的底部屏蔽区375的主部分378所暴露的近端部分，第二屏蔽结构335与屏蔽结构332相邻并沿逆时针方向布置。
附加地，顶部屏蔽区340的主部分345的突出近端部分以一定距离覆盖第二屏蔽结构335的底部屏蔽区375的主部分378的远端部分，第二屏蔽结构335与屏蔽结构333相邻并沿顺时针方向布置。
此外，第一屏蔽结构333和第二屏蔽结构335可以以参考前面实施例所述的相同方式在相应的延伸方向R’上平移，以减少屏蔽结构之间的重叠面积，从而减少下层主孔径9(图12中未示出)的遮挡。
根据另一变型，如图15所示，MEMS遮蔽件1可以没有第二屏蔽结构，其中第一屏蔽结构由433表示。此外，在图15中，主孔径9未图示。为简化起见，还未示出第一屏蔽结构433和对应导柱区之间的耦合，该耦合由与前面描述的相同类型的对应平面弹簧提供，并且由第一半导体层14和/或第二半导体层16无差别地形成。
如上所述，MEMS遮蔽件1与图12中所示的不同之处在于，它包括八个第一屏蔽结构433，八个第一屏蔽结构433彼此相同并且以相等的角距离间隔开(在静止状态下)。
如图16A-图16B所示，每个第一屏蔽结构433包括由第二半导体层16的顶部内部结构30形成的相应顶部屏蔽区440以及由第一半导体层14的底部内部结构22形成的相应底部屏蔽区442。
顶部屏蔽区440包括相应的辅助部分446和相应的主部分481；底部屏蔽区442包括相应的主部分448和相应的辅助部分479。下层悬置导电区由480表示。
主部分481的近端部分481’和顶部屏蔽区440的辅助部分446与底部屏蔽区442的主部分448的第一部分448’一起形成主体499；可变形耦合结构59的第一弹性结构M1和第二弹性结构M2相对于主体499固定。
顶部屏蔽区440的主部分481的远端部分481”以悬臂方式大致沿对应的延伸方向R’从主体499延伸，相对于下层底部屏蔽区442突出。
底部屏蔽区442的主部分448的第二部分448”被覆盖的顶部屏蔽区440暴露并且相对于主体499横向交错。
由于第一屏蔽结构433的上述形状，在静止状态下，如图15所示，任何第一屏蔽结构430的顶部屏蔽区440的主部分481的远端部分481”以一定距离覆盖沿逆时针方向相邻并布置的第一屏蔽结构的底部屏蔽区442的主部分448的第二部分448”。此外，任何第一屏蔽结构433的底部屏蔽区442的主部分448的第二部分448”以一定距离被沿顺时针方向相邻并布置的第一屏蔽结构的顶部屏蔽区440的主部分481的远端部分481”覆盖。在这些条件下，由于在俯视图中，第一屏蔽结构之间不存在连续性的解决方案，所以下层主孔径9的遮挡最大。
第一屏蔽结构433可以在相应的延伸方向R’上平移，使得顶部屏蔽区440的主部分481的远端部分481”与相邻的屏蔽结构横向分离，即，不再重叠。换言之，在俯视图中，存在第一屏蔽结构433之间的连续性的解决方案；即，下层主孔径9的遮挡减少。
尽管未示出，但是以下变型是可能的：MEMS遮蔽件1的类型与图12或图15所示的类型相同，但是压电致动是如图11所示的双向类型，或者是静电类型，在这种情况下，屏蔽结构与对应的耦合体耦合。例如，参考图12、图13A-图13B和图14A-图14B所示的变型，在第一屏蔽结构333的情况下，耦合体可以相对于上述耦合壁398固定，并且在第二屏蔽结构335的情况下，可以相对于上述耦合壁399固定。
本MEMS遮蔽件1可以使用以下参考图1A所示实施例描述的工艺来制造。
如图17所示，本工艺最初设想在半导体晶片500的衬底2上形成第一电介质层504和第二电介质层516；第一和第二电介质层504、506分别由热氧化物和氧化铝制成。
接下来，如图18所示，第二电介质层506的一部分被选择性地去除，以通过第二电介质层506形成第一预备开口WP1，从而暴露第一电介质层404的一部分。
然后，如图19所示，第一电介质层504的暴露部分的各部分被选择性地去除，以通过第一电介质层504形成第二预备开口WP2和第三预备开口WP3，第三预备开口WP3的形状类似于沟槽并且在横向上以一定距离围绕第二预备开口WP2。
接下来，如图20所示，多晶硅被沉积，然后进行选择性蚀刻，使得残留的多晶硅在第三预备开口WP3内形成导电层7，以及形成锚固区8和中间导电区510，中间导电区510在第二预备开口WP2中延伸，与衬底2接触，以及在第一电介质层504横向界定第二预备开口WP2的各部分上延伸。导电层7和中间导电区510在横向上彼此分离；因此，上述多晶硅沉积和后续蚀刻的操作留下第一电介质层504的暴露部分，其相对于导电层7和中间导电区510横向交错。此外，第二半导体层506布置在导电层7的外部并相对于锚固区8横向交错的各部分保持暴露。
接下来，如图21所示，第一牺牲区515在导电层7、锚固区8、中间导电区510以及第一和第二电介质层504、506的暴露部分上形成，然后被平坦化(步骤未详细示出)。具体地，第一牺牲区515由通过化学气相沉积铺设的TEOS氧化物制成。
然后，如图22所示，进行蚀刻，以选择性地去除第一牺牲区515布置在锚固区8和中间导电区510上的各部分。具体地，对应的第四预备开口WP4形成，其通过第一牺牲区515并延伸到暴露的中间导电区510的内部部分。在不意味着一般性的任何损失的情况下，除了中间导电区510与衬底2接触的部分之外，中间导电区512的该内部部分还包括中间导电区520在第一电介质层504上延伸的部分。此外，第五预备开口WP5形成，其通过第一牺牲区515并延伸到对应的锚固区8上。
接下来，如图23所示，硅的第一外延生长被执行，以形成第一半导体层14并将其平坦化(步骤未详细示出)，如前所述，第一半导体层由多晶硅制成并在第一牺牲区515上以及第四预备开口WP4内延伸，与中间导电区510直接接触并且在第五预备开口WP5内与锚固区8直接接触。具体地，第一半导体层14在第五预备开口WP5中延伸的部分形成上述支撑区18，即，第一半导体层的锚固。
如图24所示，使用掩模(未示出)，第一半导体层14相对于锚固区8和中间导电区510横向交错的部分然后以选择性的方式去除，以形成多个第一工艺开口520，多个第一工艺开口520通过第一半导体层14并且在底部处由第一牺牲区515的对应部分界定。
第一工艺开口520横向界定第一半导体层14形成底部外围区20和可变形耦合结构59的各部分(具体地，弹性结构的细长结构的底部细长部分62)。
接下来，如图25所示，第二牺牲区525通过化学气相沉积形成，第二牺牲区525由TEOS氧化物形成并且在第一半导体层14上以及第一工艺开口520内延伸，直到其与第一牺牲区515在底部处界定第一工艺开口520的各部分接触。
然后，如图26所示，进行选择性蚀刻，以去除第二牺牲区525布置在第一半导体层14上的各部分，从而相对于第一工艺开口520横向交错。具体地，锚固开口527形成，其在底部处由第一半导体层14的对应部分界定。
接下来，如图27所示，硅的第二外延生长被执行，以形成第二半导体层16，然后将其平坦化(步骤未详细示出)，如前所述，第二半导体层16由多晶硅制成并在第二牺牲区525上以及在锚固开口527内延伸，以接触第一半导体层14在底部处界定锚固开口517的各部分。除了第一屏蔽结构33的顶部屏蔽区40的辅助部分46和第二屏蔽结构35的顶部辅助区77的辅助部分83之外，第二半导体层16与第一半导体层16接触的各部分将形成顶部外围区26和可变形耦合结构59的一部分(具体地，弹性结构的细长结构的横向部分64的一部分)。
然后，如图28所示，致动器36以本身已知的方式形成。
接下来，如图29所示，选择性蚀刻使用掩模(未图示)来执行，以去除第二半导体层16的各部分并形成第二工艺开口530，第二工艺开口530横穿第二半导体层16并在底部处由第二牺牲区525的对应部分界定。
在实践中，第二工艺开口530横向界定第二半导体层16形成弹性结构的细长结构的顶部外围区26和顶部细长部分60的各部分。此外，第二工艺开口530横向界定第一屏蔽结构33的顶部屏蔽区40的主部分45和第二屏蔽结构35的顶部辅助区77的主部分81。
接下来，如图30所示，在半导体晶片500上，保护层540例如通过沉积TEOS氧化物而形成。保护层540在致动器36的保护区34上、第二半导体层16的暴露部分上以及第二工艺开口530内延伸，直到其与第二牺牲区525在底部处界定第二工艺开口530的各部分接触。
然后，如图31所示，使用相应掩模(未示出)，对衬底2执行背侧蚀刻，以选择性地去除在中间导电区510下方布置并形成主孔径9的衬底2的各部分。
具体地，蚀刻是干法蚀刻(例如，使用六氟化硫)，并且由于蚀刻不能去除第一电介质层504的各部分，所以由中间导电区510与衬底2接触的部分以及上述掩模来引导。因此，除了与衬底2接触的中间导电区510的上述部分之外，第一半导体层14的重叠部分被选择性地去除。以这种方式，中间开口550形成，中间开口550延伸通过第一半导体层14和第一电介质层504并与下层主孔径9连通。
在第一屏蔽结构33中的每一个处，中间开口550被对应顶部屏蔽区40的主部分45下方布置的第二牺牲区525的一部分覆盖；事实上，第二牺牲区525的该部分能够在主部分45受到损坏之前实现局部蚀刻停止。
此外，蚀刻掩模使得衬底2相对于覆盖的中间导电区510横向交错的各部分也被去除，所述部分在顶部处由第一电介质层504的对应部分界定。以该方式，主孔径9在顶部处被第一介电层504的这些部分部分闭合，这些部分相对于中间导电区域510与衬底2接触的部分横向交错。第一电介质层504的这些部分进而被导电层7横向包围。在实践中，第一电介质层504的这些部分部分地闭合主孔径9的顶部开口(被理解为主孔径9在衬底2的顶表面Sa的平面中的面积)。
具体地，对于每个第二屏蔽结构35，主孔径9被第一电介质层504的对应部分部分地遮挡，对应部分被对应底部屏蔽区75的主部分78下方布置的第一牺牲区515的对应部分覆盖。第一电介质层504的上述对应部分防止蚀刻对应的底部屏蔽区75。
在图31所示的操作结束时，第一半导体层14的剩余部分形成第一屏蔽结构33的底部辅助区42和第二屏蔽结构35的底部屏蔽区75。中间导电区510的剩余部分构成悬置导电区50、80。在这方面，在图31中，可以注意到，悬置导电区50、80如何相对于对应的辅助部分49、79略微向外突出；该细节与MEMS遮蔽件1的操作目的无关，并且为了简化表示，在其他图中未示出。此外，投影的程度可以比图31所示的小得多(基本上可以忽略不计)。
接下来，蚀刻使用氢氟酸进行，这使得能够去除彼此接触的保护区540以及第一牺牲区515和第二牺牲区525。此外，第一电介质层504在顶部处部分闭合主孔径9的上述部分被去除。第一电介质层504的这些部分被去除，因为它们不受第二电介质层506的氧化铝保护。这样，第一和第二屏蔽结构33、35以及对应的悬臂结构29和对应的可变形耦合结构59被释放，从而获得图1A所示的效果。第一和第二电介质层504、506的剩余部分分别形成第一和第二电介质区4、6。
通常，所描述的制造工艺也可以被用于制造其他实施例，例如具有静电致动的实施例。在这方面，例如参考图8-图10所示的实施例，第一和第二屏蔽结构33、35的形成以与前述相同的方式执行。附加地，第一牺牲区515的形成和随后通过第一半导体层14的第一工艺开口520的形成使得除了第一和第二定子区ST1、ST2由第一半导体层14形成的部分之外，还能够限定第三平面弹簧169和由第一半导体层14形成的耦合体100的各部分。通过第二半导体层16形成第二工艺开口530使得除了第一和第二定子区ST1、ST2由第二半导体层16形成的部分之外，还能够限定第三平面弹簧169和由第二导体层16形成的耦合体100的部分。
其他可能的变型是，例如，如图32所示，前面参考图24所述的第一半导体层14的蚀刻以及第一工艺开口520的形成不需要限定(例如)底部外围区20。在这种情况下，底部外围区20可以在第二半导体层16的后续蚀刻期间被限定，后续蚀刻被执行为使得第一半导体层14的下层部分被去除。为此，如图33所示，如前面参考图26所述的第二牺牲区525的图案化以及在选择性蚀刻第二半导体层16期间使用的掩模(参考图29未示出和提及)使得后一蚀刻不仅形成第二工艺开口530，而且形成深开口530*，深开口530*通过第一半导体层14和第二半导体层16并在底部处由第一牺牲区515界定。此外，尽管未示出，但是在第二半导体层16的蚀刻还包括去除第一半导体层14的下层部分，直到第一牺牲区515的各部分被暴露的变型的情况下，保护层540可以在深开口530*内延伸，直到其与第一牺牲区505的上述部分接触。附加地，通常，深开口530*可以被用于限定由第一半导体层14和第二半导体层16形成的MEMS遮蔽件1的各部分，诸如上述横向部分64。
本解决方案提供的优点从前面的描述中清楚地显现出来。
具体地，本MEMS遮蔽件1可以被电控制为以大量的自由度改变光学孔径。事实上，可以通过对应的屏蔽结构的平移来选择性地屏蔽主孔径9的大量外围部分。屏蔽结构在两个不同水平上图案化的事实使得屏蔽结构本身的角度布置得以优化。在这方面，通常，屏蔽结构的移动对光学孔径的影响还与下层主孔径9的轮廓相关，下层主孔径9的轮廓表示设计者可获得的进一步的自由度。
最后，很明显，可以在不因此脱离如所附权利要求所限定的本公开的范围的情况下，对本文描述和例示的制造工艺和MEMS遮蔽件进行修改和变化。
例如，屏蔽结构、固定外围结构、悬臂结构、可变形耦合结构(在压电致动的情况下)以及耦合体和定子区(在静电致动的情形下)的形状可以不同于已描述的形状。例如，定子区可以进而包括悬臂部分。
此外，例如，由于蚀刻工艺的典型公差，诸如如图27所示导致形成锚固开口527的公差，制造工艺期间不同区的对准可以与所描述的不同。因此，例如，可以获得图34所示的结果，图34将制造工艺的步骤与图31所示步骤相同。
详细地，如果顶表面Stop被指定为第二牺牲区525的顶表面，顶部外围区26和顶部内部结构30(由第二半导体层16形成)位于顶表面Stop上的各部分从顶表面Stop以及将第一和第二半导体层14、16几何上分隔的表面(由Sint表示)之间的相应下层部分略微突出。
再次参考制造工艺，形成第一和第二半导体层14、16的多晶硅可以以本身已知的方式形成，例如通过分别从衬底2和第一半导体层14的暴露部分(未示出)开始的外延生长，以加速其生长并增加第一和第二半导体层14、16的厚度。在这方面，通常，第一半导体层14和第二层16均可以具有例如1μm和80μm之间的厚度。
第二电介质层506以及因此第二电介质区6还可以由不同于氧化铝的耐氢氟酸材料(例如氮化硅)制成。
导柱区和平面弹簧的数量、形状和布置可以与已描述的不同。同样，屏蔽结构或耦合体用于固定平面弹簧的点也可以变化。
最后，第一屏蔽结构可以仅由第二半导体层16的对应部分形成和/或第二屏蔽结构可以仅由第一半导体层14的对应部分形成，例如如图35所示，其中，示出了每个第一屏蔽结构33如何由顶部屏蔽区40的主部分45构成；此外，每个第二屏蔽结构45由底部屏蔽区75构成。
同样，耦合体100和可变形耦合结构59也可以仅由第一半导体层14和第二半导体层16之一的各部分形成；此外，悬臂结构29可以仅由第二半导体层16形成。
最后，导电层7的存在是可选的。
MEMS遮蔽件可以被概括为包括：被主孔径(9)通过的半导体材料衬底(2)；第一半导体层(14)，其被布置在衬底(2)的顶部上；第二半导体层(16)，其被布置在第一半导体层(14)的顶部上，并与第一半导体层(14)一起形成固定到衬底(2)的支撑结构(28、71、87；28、171)；多个可变形结构(29、59、68、85；169)，每个可变形结构由第一和第二半导体层中的至少一个的对应部分形成；多个致动器(36；96)；以及多个屏蔽结构(33；35；333；335；433)，每个屏蔽结构由第一和第二半导体层中的至少一个的对应部分形成，屏蔽结构围绕下层主孔径成角度地布置，以形成主孔径的屏蔽，每个屏蔽结构经由对应的可变形结构进一步机械地耦合到支撑结构；并且其中每个致动器可电控制为引起对应屏蔽结构在相应的第一位置和相应的第二位置之间的平移，从而改变主孔径的屏蔽；并且其中屏蔽结构的所述第一和第二位置使得在MEMS遮蔽件(1)的至少一个操作状态下，相邻屏蔽结构对至少部分地彼此重叠。
所述多个屏蔽结构(33；35；333；335；433)可以包括角度交替布置的多个第一屏蔽结构(32；333)和多个第二屏蔽结构(35；335)，每个第一屏蔽结构可以包括由第二半导体层(16)形成的相应顶部结构(40；340)，每个第二屏蔽结构可以包括由第一半导体层(14)形成的相应底部结构(75；375)；并且其中当MEMS遮蔽件(1)可以处于所述至少一个操作状态时，每个第一屏蔽结构的顶部结构与相邻的第二屏蔽结构的底部结构部分重叠。
每个第一屏蔽结构(33；333)还可以包括由第一半导体层(14)形成的相应底部结构(42；342)，相应顶部结构(40；340)可以包括至少一个突出部分(45；345)，其相对于所述相应底部结构(42；332)横向突出；并且每个第二屏蔽结构(35；335)可以包括相应顶部结构(77；377)，其可以由第二半导体层(16)形成并且留下对应底部结构(75；375)的暴露部分(78；378)；并且当MEMS遮蔽件(1)处于所述至少一个操作状态时，每个第一屏蔽结构的顶部结构的突出部分可以至少部分地覆盖相邻第二屏蔽结构的底部结构的暴露部分。
当MEMS遮蔽件(1)处于所述至少一个操作状态时，第一屏蔽结构(33；333)的顶部结构(40；340)的突出部分(45；345)和第二屏蔽区(35；335)的底部结构(75；375)的暴露部分(78；378)可以至少部分地覆盖主孔径(9)。
每个第一屏蔽结构(33；333)的顶部结构(40；340)可以包括相对于对应的下层底部结构(42；342)固定的顶部辅助部分(46；346)以及相对于顶部辅助部分以悬臂方式延伸并形成所述突出部分(45；345)的顶部主部分(45、345)；并且每个第二屏蔽结构(35；335)的底部结构(42；342)可以包括底部主部分(78；378)，底部主部分(78；378)可以相对于对应覆盖的顶部结构(77；377)固定并且可以形成底部结构的所述暴露部分。
顶部主部分(45；345)和底部主部分(78；378)可以平行于对应方向(R；R’)伸长；并且每个致动器(36；96)可以电可控，以平行于相应方向平移对应第一屏蔽结构(33；333)或对应第二屏蔽结构(35；335)。
所述方向(R)可以是径向方向。
所述方向(R’)可以与主孔径(9)的对称轴(H)共面并等距。
屏蔽结构(433)各自可以包括由第二半导体层(16)形成的相应顶部结构(440)以及由第一半导体层(14)形成的相应底部结构(442)；并且当MEMS遮蔽件(1)处于所述至少一个操作状态时，每个屏蔽结构的顶部结构可以与相邻屏蔽结构的底部结构部分重叠。
每个屏蔽结构(433)的顶部结构(440)可以包括突出部分(481”)，突出部分相对于对应底部结构(442)横向突出并且留下对应底部结构(442)的暴露部分(448”)；并且当MEMS遮蔽件(1)处于所述至少一个操作状态时，每个屏蔽结构的顶部结构的突出部分可以与相邻屏蔽结构的底部结构的暴露部分部分重叠。
每个可变形结构(29、59、69、85)可以包括固定到支撑结构(28、71、87)的悬臂结构(29)；以及可变形耦合结构(59)，其端部被固定到悬臂结构和对应屏蔽结构(33；35；333；335；433)并且在与垂直于衬底(2)的轴(Z)平行的方向上以及与相应的结构方向(R；R’)平行的方向(其垂直于所述轴(Z))上屈从；以及约束结构(69、85)，其将屏蔽结构机械地耦合到支撑结构，沿着所述轴(Z)是刚性的，并且在垂直于所述轴(Z)的平面(XY)中屈从；并且每个致动器(36)可以是压电型的、可以耦合到对应悬臂结构(29)并且可以电可控为使得对应悬臂结构(29)沿着所述轴(Z)平移以及对应可变形耦合结构(59)相应变形，相应变形在平行于相应结构方向(R；R’)的方向上拖曳对应屏蔽结构。
每个可变形耦合结构(59)可以包括至少一个细长弹性结构(L1)，其在静止状态下沿横向方向(TR)延伸，横向方向可以垂直于所述轴(Z)和相应结构方向(R；R’)并且可以在平行于所述轴(Z)和所述相应结构方向(R；R’)的平面(ZR)中具有第一惯性主轴(I1)和第二惯性主轴(I2)，每个惯性主轴可以相对于所述轴(Z)和所述相应结构方向(R；R’)横向，使得固定到对应悬臂结构(29)的每个可变形耦合结构(59)的端部沿着轴(Z)的移动可以引起固定到对应屏蔽结构(33；35；333；335；433)的可变形耦合结构(59)的端部沿着相应结构方向(R；R’)的对应移动。
所述致动器(96)可以是静电型的并且各自可以包括至少一个相应定子区(ST1)，定子区相对于支撑结构(28；169；171)固定并且由第一和第二半导体层(1416)的各部分形成；以及至少一个相应转子区(100)，其由第一和第二半导体层中的至少一个的对应部分形成并相对于对应屏蔽结构(33)固定，致动器电可控为在平行于相应结构方向(R)的方向上平移转子区和对应屏蔽结构；对于每个屏蔽结构，所述MEMS遮蔽件还可以包括对应约束结构(169)，约束结构将屏蔽结构机械地耦合到支撑结构，在与垂直于衬底(2)的轴(Z)平行的方向上是刚性的，并且在与所述轴(Z)垂直的平面(XY)中屈从。
第一和第二半导体层(14、16)可以由多晶硅制成。
用于制造MEMS遮蔽件(1)的工艺可以被概括为包括：在半导体材料的衬底(2)的顶部上形成第一半导体层(14)；在第一半导体层(14)的顶部上形成第二半导体层(16)，第二半导体层(16)与第一半导体层(14)一起形成固定到衬底(2)的支撑结构(28、71、87；28、171)；形成多个可变形结构(29、59、69、85；169)，每个可变形结构由第一和第二半导体层中的至少一个的对应部分形成；形成通过衬底的主孔径(9)；形成多个致动器(36；96)；以及形成多个屏蔽结构(33；35；333；335；433)，每个屏蔽结构由第一和第二半导体层中的至少一个的对应部分形成，屏蔽结构围绕下层主孔径成角度地布置，以形成主孔径的屏蔽，每个屏蔽结构经由对应可变形结构进一步机械地耦合到支撑结构；并且其中每个致动器可电控制为引起对应屏蔽结构在相应第一位置和相应第二位置之间平移，从而改变主孔径的屏蔽；并且其中屏蔽结构的所述第一和第二位置使得在MEMS遮蔽件(1)的至少一个操作状态下，相邻屏蔽结构对至少部分地彼此重叠。
MEMS遮蔽件(1)的制造工艺可以包括：在衬底(2)上形成电介质材料的分层区(504、506)；选择性地去除分层区(504、506)的各部分并暴露衬底(2)的一部分；在衬底(2)的暴露部分上形成中间导电区(510)；在分层区(504、506)和中间导电区(510)上形成第一牺牲电介质区(515)；选择性地去除第一牺牲电介质区(515)的各部分，以暴露中间导电区(510)；在第一牺牲电介质区(515)和中间导电区(510)上形成第一半导体层(14)；在第一半导体层(14)上形成第二牺牲电介质区(525)，使得其以一定距离覆盖中间导电区(510)的至少一部分；在第二牺牲电介质区(525)上形成第二半导体层(16)；以及选择性地去除第二半导体层(16)的各部分，以形成顶部开口(530)，顶部开口横穿第二半导体层(14)并且至少部分地横向界定屏蔽结构(33)；并且形成主孔径(9)可以包括选择性地去除：衬底(2)与中间导电区(510)接触布置的各部分；中间导电区(510)；第一半导体层(14)覆盖中间导电区(510)并被第二牺牲电介质区(525)的对应部分覆盖的各部分，第二牺牲电介质区(525)的所述对应部分被屏蔽结构(33)的对应部分(45)覆盖；以及衬底(2)相对于中间导电区(510)横向交错并且在顶部处由分层区(504、506)相对于第一牺牲电介质区(515)的对应部分覆盖的各部分(504)界定的部分，第一牺牲电介质区(515)的所述对应部分被屏蔽结构(35)的对应部分(78)覆盖；所述工艺可以进一步包括去除第一和第二牺牲电介质区(515、525)以及分层区(504、506)相对于中间导电区(510)横向交错的所述部分，以释放屏蔽结构。
制造工艺可以进一步包括将第二牺牲电介质区(525)图案化，以暴露第一半导体层(14)的各部分；以及形成第二半导体层(16)，使得其接触第一半导体层(14)的暴露部分。
制造工艺还可以包括，在形成第二牺牲电介质区(525)之前，选择性地去除第一半导体层(14)的各部分，以形成界定可变形结构(62)的至少一部分的底部开口(520)；并且形成第二牺牲电介质区(525)可以包括形成第二牺牲电介质区525，使得其在底部开口520内延伸，直到其与所述第一牺牲电介质区(515)接触。
形成分层区(504、506)可以包括在衬底(2)上形成第一电介质层(504)；以及在第一电介质层(504)上形成耐化学试剂的第二电介质层506；并且选择性地去除分层区(504、506)的各部分可以包括选择性地去除第二电介质层(506)的各部分，以暴露第一电介质层的一部分(504)；并且然后去除第一电介质层(504)的暴露部分的各部分，以暴露衬底(2)的所述部分；并且形成第一牺牲电介质区(515)可以包括在第一电介质层(504)的暴露部分相对于中间导电区(510)横向交错的部分上形成第一牺牲电介质区(516)；并且其中所述分层区(504、506)相对于中间导电区(510)横向交错的所述部分(504)可以包括第一电介质层(504)的暴露部分相对于中间导电区(510)横向交错的所述部分；并且去除第一和第二牺牲电介质区(515、525)以及分层区(504、506)相对于中间导电区(510)横向交错的所述部分可以包括使用所述化学试剂来执行蚀刻。
制造工艺可以包括在分层区(504、506)上形成相对于中间导电区(510)横向交错的导电锚固区(8)；并且形成第一牺牲电介质区(515)的步骤可以包括在导电锚固区(8)上形成第一牺牲电介质区(516)；所述工艺可以进一步包括去除第一牺牲电介质区(515)的附加部分，以暴露导电锚固区(8)；并且形成第一半导体层(14)可以包括在导电锚固区(8)上形成第一半导体层(14)。
因此，本公开旨在提供将至少部分克服现有技术的缺点的解决方案。
本公开涉及MEMS光学遮蔽件和相关制造工艺。例如，本公开涉及装置，装置包括：具有衬底的微机电遮蔽件；通过衬底的孔径；多个悬臂结构，其围绕孔径耦合到衬底；多个第一屏蔽区，其被耦合到多个悬臂结构中的第一悬臂结构；以及多个第二屏蔽区，其被耦合到多个悬臂结构中的第二悬臂结构，多个第二屏蔽区比多个第二屏蔽区更靠近孔径。遮蔽件包括多个第一屏蔽区中的相邻第一屏蔽区，相邻第一屏蔽区通过多个第二屏蔽区之一彼此间隔开。多个第一弹簧结构位于多个第一屏蔽区和对应悬臂结构之间，并且多个第二弹簧结构位于多个第二屏蔽区和对应悬臂结构间。
本公开的一方面提供一种用于制造MEMS遮蔽件的工艺，包括：在衬底上形成第一半导体层；在所述第一半导体层上形成通过第二半导体层固定到所述衬底的支撑结构；通过所述第一半导体层和所述第二半导体层中的至少一个半导体层的对应部分，形成多个可变形结构；形成通过所述衬底的主孔径；形成多个致动器；以及通过所述第一半导体层和所述第二半导体层中的至少一个半导体层的对应部分，形成多个屏蔽结构，所述屏蔽结构围绕下层的所述主孔径成角度地布置，以形成所述主孔径的屏蔽，每个屏蔽结构还经由对应的可变形结构机械地耦合到所述支撑结构；并且其中每个致动器可电控，以引起对应屏蔽结构在相应第一位置和相应第二位置之间的平移，从而改变所述主孔径的所述屏蔽；并且其中所述屏蔽结构的所述第一位置和所述第二位置使得在所述MEMS遮蔽件的至少一个操作状态下，相邻屏蔽结构对至少部分地彼此重叠。
根据一个或多个实施例，工艺包括：在所述衬底上形成电介质材料的分层区；选择性地去除所述分层区的各部分并暴露所述衬底的部分；在所述衬底的、所暴露的所述部分上形成中间导电区；在所述分层区和所述中间导电区上形成第一牺牲电介质区；选择性地去除所述第一牺牲电介质区的部分，以暴露所述中间导电区；在所述第一牺牲电介质区和所述中间导电区上形成所述第一半导体层；在所述第一半导体层上形成第二牺牲电介质区，使得所述第二牺牲电介质区以一定距离覆盖所述中间导电区的至少部分；在所述第二牺牲电介质区上形成所述第二半导体层；以及选择性地去除所述第二半导体层的部分，以形成横穿所述第二半导体层并至少部分地横向界定所述屏蔽结构的顶部开口；并且其中形成所述主孔径包括选择性地去除：所述衬底与所述中间导电区接触的部分；所述中间导电区；所述第一半导体层覆盖所述中间导电区并被所述第二牺牲电介质区的对应部分覆盖的部分，所述第二牺牲电介质区的所述对应部分被所述屏蔽结构的对应部分覆盖；以及所述衬底相对于所述中间导电区域横向交错并且在顶部处由所述分层区域相对于所述中间导电区横向交错的各部分界定的部分，所述中间导电区被所述第一牺牲电介质区的对应部分覆盖，所述第一牺牲电介质区的所述对应部分被所述屏蔽结构的对应部分覆盖；所述工艺还包括去除所述第一牺牲电介质区和所述第二牺牲电介质区以及所述分层区相对于所述中间导电区横向交错的所述部分，以释放所述屏蔽结构。
上述各种实施例可以被组合来提供进一步的实施例。实施例的各方面可以根据需要被修改为采用各种专利、申请和出版物的概念来提供进一步的实施例。
根据以上详细描述，可以对实施例进行这些和其他改变。一般而言，在所附权利要求中，所使用的术语不应被解释为将权利要求限制在说明书和权利要求中公开的特定实施例，而应被解释为包括所有可能的实施例以及这些权利要求有权享有的全部等效范围。因此，权利要求不受本公开内容的限制。

Claims (19)

1.一种微机电遮蔽件，其特征在于，包括：
衬底；
主孔径，通过所述衬底；
第一半导体层，在所述衬底上；
第二半导体层，在所述第一半导体层上；
多个可变形结构，每个可变形结构是所述第一半导体层和所述第二半导体层中的至少一个半导体层的一部分；
多个致动器；以及
多个屏蔽结构，各自包括所述第一半导体层和所述第二半导体层中的至少一个半导体层的一部分，所述屏蔽结构围绕所述主孔径，每个屏蔽结构与对应的可变形结构耦合；
其中成对的相邻屏蔽结构被配置为在至少一个操作状态下至少部分地彼此重叠。
2.根据权利要求1所述的微机电遮蔽件，其特征在于，每个致动器电可控，以引起对应屏蔽结构在相应第一位置和相应第二位置之间的平移，从而改变所述主孔径的所述屏蔽；所述多个屏蔽结构包括成角度交替布置的多个第一屏蔽结构和多个第二屏蔽结构，每个第一屏蔽结构包括所述第二半导体层的相应顶部结构，每个第二屏蔽结构包括所述第一半导体层的相应底部辅助区；并且其中当所述微机电遮蔽件处于所述至少一个操作状态时，每个第一屏蔽结构的所述顶部结构与相邻的所述第二屏蔽结构的所述底部辅助区部分重叠。
3.根据权利要求2所述的微机电遮蔽件，其特征在于，每个第一屏蔽结构还包括由所述第一半导体层形成的相应底部辅助区，相应顶部结构包括相对于所述相应底部辅助区横向突出的至少一个突出部分；并且其中每个第二屏蔽结构包括相应顶部结构，所述相应顶部结构由所述第二半导体层形成并且暴露对应的所述底部辅助区的一部分；并且其中当所述微机电遮蔽件处于所述至少一个操作状态时，每个第一屏蔽结构的所述顶部结构的所述突出部分至少部分地覆盖相邻的所述第二屏蔽结构的所述底部辅助区的被暴露的部分。
4.根据权利要求3所述的微机电遮蔽件，其特征在于，当所述微机电遮蔽件处于所述至少一个操作状态时，所述第一屏蔽结构的所述顶部结构的所述突出部分和所述第二屏蔽结构的所述底部辅助区的所述暴露部分至少部分地覆盖所述主孔径。
5.根据权利要求3所述的微机电遮蔽件，其特征在于，每个第一屏蔽结构的所述顶部结构包括相对于对应的下层底部辅助区固定的顶部辅助部分以及相对于所述顶部辅助部分以悬臂方式延伸并且形成所述突出部分的顶部主部分；并且其中每个第二屏蔽结构的所述底部辅助区包括底部主部分，所述底部主部分相对于所述对应的覆盖的顶部结构固定并且形成所述底部辅助区的所述暴露部分。
6.根据权利要求5所述的微机电遮蔽件，其特征在于，所述顶部主部分和所述底部主部分平行于对应方向伸长；并且其中每个致动器电可控，以平行于相应的所述方向平移对应的所述第一屏蔽结构或对应的所述第二屏蔽结构。
7.根据权利要求6所述的微机电遮蔽件，其特征在于，所述方向是径向方向。
8.根据权利要求6所述的微机电遮蔽件，其特征在于，所述方向与所述主孔径的对称轴共面并且等距。
9.根据权利要求1所述的微机电遮蔽件，其特征在于，所述屏蔽结构各自包括由所述第二半导体层形成的相应顶部结构以及由所述第一半导体层形成的相应底部辅助区；并且其中当所述微机电遮蔽件处于所述至少一个操作状态时，每个屏蔽结构的所述顶部结构与相邻屏蔽结构的所述底部辅助区部分重叠。
10.根据权利要求9所述的微机电遮蔽件，其特征在于，每个屏蔽结构的所述顶部结构包括突出部分，所述突出部分相对于对应的所述底部辅助区横向突出并且使得对应的所述底部辅助区的部分暴露；并且其中当所述微机电遮蔽件处于所述至少一个操作状态时，每个屏蔽结构的所述顶部结构的所述突出部分与相邻屏蔽结构的所述底部辅助区的所暴露的所述部分部分地重叠。
11.根据权利要求1所述的微机电遮蔽件，其特征在于，每个可变形结构包括：
悬臂结构；以及
可变形耦合结构，其端部被固定到所述悬臂结构和对应的所述屏蔽结构，并且所述可变形耦合结构的端部在与垂直于所述衬底的轴平行的方向上以及在与相应结构方向平行的方向上屈从，所述屈从的方向垂直于所述轴；以及
约束结构，其被耦合到所述屏蔽结构、沿着所述轴是刚性的并且在垂直于所述轴的平面中屈从；
并且其中每个致动器是压电型的，被耦合到对应悬臂结构并且电可控为引起沿所述对应悬臂结构的所述轴平移以及所述对应可变形耦合结构的随后变形，所述变形在与所述相应结构方向平行的方向上拖曳对应的所述屏蔽结构。
12.根据权利要求11所述的微机电遮蔽件，其特征在于，每个可变形耦合结构包括至少一个细长弹性结构，所述细长弹性结构在静止状态下在垂直于所述轴和相应结构方向的横向方向上延伸并且在与所述轴和所述相应结构方向平行的平面中具有第一惯性主轴和第二惯性主轴，每个惯性主轴相对于所述轴和所述相应结构方向横向，使得固定到所述对应悬臂结构的每个可变形耦合结构的所述端部沿着所述轴的移动引起固定到所述对应屏蔽结构的所述可变形耦合结构的所述端部沿着所述相应结构方向的对应移动。
13.根据权利要求1所述的微机电遮蔽件，其特征在于，所述致动器是静电型的，并且每个致动器包括：
至少一个相应定子区，包括所述第一半导体层的部分和所述第二半导体层的部分；以及
至少一个相应转子区，由所述第一半导体层和所述第二半导体层中的至少一个半导体层的对应部分形成并且相对于所述对应屏蔽结构固定，所述致动器电可控，以在与相应结构方向平行的方向上平移所述转子区和所述对应屏蔽结构；
对于每个屏蔽结构，所述微机电遮蔽件还包括与所述屏蔽结构耦合的对应约束结构，所述约束结构在与垂直于所述衬底的轴平行的方向上是刚性的，并且在与所述轴垂直的平面中屈从。
14.一种微机电装置，其特征在于，包括：
根据权利要求1至13中任一项所述的微机电遮蔽件。
15.根据权利要求14所述的微机电装置，其特征在于，所述微机电遮蔽件包括：
多个悬臂结构，其围绕所述孔径耦合到所述衬底；
多个第一屏蔽区，其被耦合到所述多个悬臂结构中的第一悬臂结构；
多个第二屏蔽区，其被耦合到所述多个悬臂结构中的第二悬臂结构，所述多个第二屏蔽区比所述第二屏蔽区更靠近所述孔径。
16.根据权利要求15所述的微机电装置，其特征在于，所述多个第一屏蔽区中的相邻第一屏蔽区通过所述多个第二屏蔽区之一彼此间隔开。
17.根据权利要求16所述的微机电装置，其特征在于，包括在所述多个第一屏蔽区和所述对应悬臂结构之间的多个第一弹簧结构以及在所述第二屏蔽区和所述对应悬臂结构之间的多个第二弹簧结构。
18.根据权利要求17所述的微机电装置，其特征在于，所述多个第一屏蔽区各自包括朝向所述孔径的第一导电突起。
19.根据权利要求18所述的微机电装置，其特征在于，所述多个第二屏蔽区各自包括朝向所述孔径的第二导电突起。
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