IT202100011039A1 - Procedimento per la fabbricazione di un dispositivo microelettromeccanico a specchio e dispositivo microelettromeccanico a specchio - Google Patents

Procedimento per la fabbricazione di un dispositivo microelettromeccanico a specchio e dispositivo microelettromeccanico a specchio Download PDF

Info

Publication number
IT202100011039A1
IT202100011039A1 IT102021000011039A IT202100011039A IT202100011039A1 IT 202100011039 A1 IT202100011039 A1 IT 202100011039A1 IT 102021000011039 A IT102021000011039 A IT 102021000011039A IT 202100011039 A IT202100011039 A IT 202100011039A IT 202100011039 A1 IT202100011039 A1 IT 202100011039A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
dummy
layer
forming
piezoelectric
support frame
Prior art date
Application number
IT102021000011039A
Other languages
English (en)
Inventor
Roberto Carminati
Nicolo' Boni
Irene Martini
Massimiliano Merli
Laura Oggioni
Original Assignee
St Microelectronics Srl
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by St Microelectronics Srl filed Critical St Microelectronics Srl
Priority to IT102021000011039A priority Critical patent/IT202100011039A1/it
Priority to US17/729,558 priority patent/US20220350134A1/en
Priority to EP22170130.3A priority patent/EP4083679B1/en
Priority to CN202221030620.6U priority patent/CN218413054U/zh
Priority to CN202210472853.XA priority patent/CN115268059A/zh
Publication of IT202100011039A1 publication Critical patent/IT202100011039A1/it

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
    • B81C1/00349—Creating layers of material on a substrate
    • B81C1/00373—Selective deposition, e.g. printing or microcontact printing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B7/00—Microstructural systems; Auxiliary parts of microstructural devices or systems
    • B81B7/02—Microstructural systems; Auxiliary parts of microstructural devices or systems containing distinct electrical or optical devices of particular relevance for their function, e.g. microelectro-mechanical systems [MEMS]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
    • B81C1/00388—Etch mask forming
    • B81C1/00428—Etch mask forming processes not provided for in groups B81C1/00396 - B81C1/0042
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0816—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
    • G02B26/0833—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD
    • G02B26/0858—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD the reflecting means being moved or deformed by piezoelectric means
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/20—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators
    • H10N30/204—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators using bending displacement, e.g. unimorph, bimorph or multimorph cantilever or membrane benders
    • H10N30/2041—Beam type
    • H10N30/2042—Cantilevers, i.e. having one fixed end
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/03—Microengines and actuators
    • B81B2201/032—Bimorph and unimorph actuators, e.g. piezo and thermo
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/04—Optical MEMS
    • B81B2201/042—Micromirrors, not used as optical switches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C2201/00—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems
    • B81C2201/01—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate
    • B81C2201/0174—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate for making multi-layered devices, film deposition or growing
    • B81C2201/0183—Selective deposition
    • B81C2201/0187—Controlled formation of micro- or nanostructures using a template positioned on a substrate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C2201/00—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems
    • B81C2201/01—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate
    • B81C2201/0198—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate for making a masking layer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Micromachines (AREA)

Description

DESCRIZIONE
del brevetto per invenzione industriale dal titolo:
?PROCEDIMENTO PER LA FABBRICAZIONE DI UN DISPOSITIVO MICROELETTROMECCANICO A SPECCHIO E DISPOSITIVO MICROELETTROMECCANICO A SPECCHIO?
La presente invenzione ? relativa a un procedimento per la fabbricazione di un dispositivo microelettromeccanico a specchio e a un dispositivo microelettromeccanico a specchio.
Come ? noto, la tecnica cosiddetta ?shadow mask? ? largamente utilizzata nella fabbricazione di dispositivi microelettromeccanici a microspecchi ed ? particolarmente apprezzata per la semplicit? di esecuzione e per gli elevati valori di riflettivit? ottenibili. La tecnica viene applicata nelle fasi finali di fabbricazione, dopo che in una fetta semiconduttrice sono stati definite le strutture di supporto e le strutture di attuazione, normalmente di tipo piezoelettrico, e sono stati deposti e sagomati strati di metallizzazione e di passivazione.
In sostanza, una maschera, per l?appunto chiamata ?shadow?, viene formata separatamente dalla fetta semiconduttrice e presenta aperture corrispondenti per forma e disposizione ai microspecchi da realizzare. La maschera ?shadow? viene allineata e applicata alla fetta in lavorazione, quindi, mediante un processo di deposizione per sputtering per esempio di oro/alluminio, i microspecchi vengono formati attraverso le aperture nella maschera ?shadow? stessa.
Un problema frequente si verifica quando la maschera ?shadow? viene applicata alla fetta semiconduttrice per la deposizione dei microspecchi o quando la maschera stessa viene in seguito rimossa. Infatti, la fetta in lavorazione presente strutture prominenti su cui la maschera ?shadow? appoggia. Le parti pi? in rilievo sono di solito pile di strati corrispondenti ai contatti delle strutture piezoelettriche di attuazione e quindi svolgono una funzione critica per il funzionamento del dispositivo a microspecchi. Quando la maschera ?shadow? viene applicata e rimossa, alcune delle strutture a contatto possono essere danneggiate con relativa facilit?, compromettendo la funzionalit? dell?intero dispositivo. Di conseguenza, la resa del processo di fabbricazione pu? non essere soddisfacente.
Scopo della presente invenzione ? fornire un procedimento per la fabbricazione di un dispositivo microelettromeccanico a specchio e un dispositivo microelettromeccanico a specchio che permettano di superare o almeno attenuare le limitazioni descritte.
Secondo la presente invenzione vengono forniti un procedimento per la fabbricazione di un dispositivo microelettromeccanico a specchio e un dispositivo microelettromeccanico a specchio come definiti rispettivamente nelle rivendicazioni 1 e 11.
Per una migliore comprensione dell?invenzione, ne verranno ora descritte alcune forme di realizzazione, a puro titolo di esempio non limitativo e con riferimento ai disegni allegati, nei quali:
- la figura 1 ? una vista in pianta dall?alto, con parti rimosse, di un dispositivo microelettromeccanico a specchio in accordo a una forma di realizzazione della presente invenzione;
- la figura 2 ? una sezione trasversale attraverso il dispositivo microelettromeccanico a specchio di figura 1, presa lungo la linea II-II di figura 1;
- la figura 3 ? una sezione trasversale attraverso il dispositivo microelettromeccanico a specchio di figura 1, presa lungo la linea III-III di figura 1;
- le figure 4, 6, 8, 10, 12 mostrano una sezione trasversale, corrispondente alla linea II-II di figura 1, attraverso una fetta semiconduttrice in fasi successive di un processo di fabbricazione in accordo a una forma di realizzazione della presente invenzione,
- le figure 5, 7, 9, 11, 13 mostrano una sezione trasversale, corrispondente alla linea III-III di figura 1, attraverso la fetta semiconduttrice di figura 4 in fasi successive del processo di lavorazione secondo l?invenzione;
- la figura 14 ? una prima sezione trasversale attraverso un dispositivo microelettromeccanico a specchio in una diversa forma di realizzazione della presente invenzione;
- la figura 15 ? una seconda sezione trasversale attraverso il dispositivo microelettromeccanico a specchio di figura 12;
- la figura 16 ? uno schema a blocchi semplificato di un dispositivo picoproiettore incorporante un dispositivo microelettromeccanico a specchio in accordo a una forma di realizzazione della presente invenzione; e
- la figura 17 ? una vista schematica di un apparecchio elettronico portatile utilizzante il dispositivo picoproiettore di figura 7.
Con riferimento alle figure 1-3, un dispositivo microelettromeccanico a specchio basato su tecnologia MEMS e realizzato in accordo a una forma di realizzazione della presente invenzione ? indicato nel suo complesso con il numero 1. Nell?esempio non limitativo illustrato, il dispositivo microelettromeccanico a specchio 1 ? di tipo monoassiale ed ? formato in un die di materiale semiconduttore, in particolare silicio.
Il dispositivo microelettromeccanico a specchio 1 comprende una cornice di supporto 2, che delimita una cavit? 3, e una piastra 5. Un cappuccio 4 ? unito alla cornice di supporto 2 ed ? disposto a chiusura della cavit? 3 su un lato opposto alla piastra 5.
La piastra 5 chiude parzialmente la cavit? 3 ed ? collegata ad ancoraggi 2a della cornice di supporto 2 mediante elementi elastici 6, in modo da essere orientabile attorno a un asse di rotazione X, che ? anche un asse mediano della piastra 5.
Nella forma di realizzazione di figura 1, la piastra 5 ha forma sostanzialmente ellittica ed ? simmetrica rispetto all?asse di rotazione X, cos? come rispetto a un asse Y perpendicolare all?asse di rotazione X e definente, con l?asse di rotazione X, un piano XY parallelo alla piastra 5. La forma della piastra 5 non ? da intendere come limitativa. Per esempio, la piastra 5 potrebbe essere quadrangolare o poligonale con un diverso numero di lati, oppure circolare.
Un microspecchio 7 definito da uno strato di materiale riflettente, per esempio oro o alluminio, occupa una porzione centrale di una faccia della piastra 5 opposta alla cavit? 3. La piastra 5 ? provvista di una struttura di rinforzo 5a, per esempio in forma di una o pi? nervature, che si estende nella cavit? 3.
Il dispositivo microelettromeccanico a specchio 1 comprende inoltre gruppi attuatori di movimento 8 configurati per orientare la piastra 5 attorno agli assi di rotazione X, Y. Nella forma di realizzazione di figura 1, sono presenti quattro gruppi attuatori disposti in modo specularmente simmetrico in rispettivi quadranti rispetto al centro della piastra 5. In dettaglio, i gruppi attuatori si estendono dalla cornice di supporto 2 verso la piastra 5 e ciascun gruppo attuatore di movimento 8 comprende una struttura a mensola 9, c e un attuatore piezoelettrico 10, disposto sulla rispettiva struttura a mensola 9. Le estremit? delle strutture a mensola 9 sono collegate alla piastra 5 mediante elementi elastici di comando 11. Piazzole di contatto 12 sono accoppiate a rispettivi attuatori piezoelettrici 10 mediante linee di connessione 13 solo parzialmente mostrate in figura 1 per applicare segnali elettrici di comando. I gruppi attuatori 8 sono fra loro indipendenti e possono essere azionati per orientare la piastra 5 rispetto all? asse di rotazione X in modo controllato, come spiegato per esempio nella domanda di brevetto europeo pubblicata EP 3666 727 A1.
In dettaglio, ciascun attuatore piezoelettrico 10 comprende una pila di strati includente un elettrodo inferiore (?bottom electrode?) 15, che si estende sulla rispettiva struttura a mensola 9, una regione piezoelettrica 16, per esempio di PZT (Piombo Zirconato di Titanio) e un elettrodo superiore (?top electrode?) 17. Qui e nel seguito per ?elettrodo inferiore? si intende un elettrodo formato fra la superficie della rispettiva mensola e la rispettiva regione piezoelettrica, mentre per ?elettrodo superiore? si intende un elettrodo formato sulla rispettiva regione piezoelettrica e opposto a un corrispondente elettrodo inferiore. L?elettrodo inferiore 15 e l?elettrodo superiore 17 sono accoppiati a rispettive piazzole di contatto 12 sulla cornice di supporto 2 attraverso le linee di connessione 13. La pila di strati formante gli attuatori piezoelettrici 10 include anche, nell?ordine: porzioni di un primo strato di passivazione 20; porzioni di uno strato di metallizzazione di instradamento (?routing?) formante contatti di attuatore 21 attraverso aperture nel primo strato di passivazione 20 e le linee di connessione 13; e porzioni di un secondo strato di passivazione 22 ricoprente il primo strato di passivazione 20, i contatti di attuatore 21 e le linee di connessione 13.
Il dispositivo microelettromeccanico a specchio 1 comprende strutture distanziali 25 che sono disposte sulla cornice di supporto 2 attorno alla cavit? 3 e sporgono dalla superficie della cornice di supporto 2 stessa maggiormente rispetto alle altre strutture del dispositivo microelettromeccanico a specchio 1, in particolare alle pile di strati degli attuatori piezoelettrici 10. In una forma di realizzazione, in particolare, le strutture distanziali 25 comprendono, come le pile di strati degli attuatori piezoelettrici 10, un attuatore ?dummy? 27 con un elettrodo inferiore ?dummy? 28, una regione piezoelettrica ?dummy? 29 e un elettrodo superiore ?dummy? 30, porzioni del primo strato di passivazione 20 sovrastanti l?attuatore ?dummy? 27, linee ?dummy? 31 formate da rispettive porzioni dello strato di metallizzazione di instradamento e porzioni del secondo strato di passivazione 22 che ricoprono le linee ?dummy? 31. Inoltre, le strutture distanziali 25 comprendono, sopra le porzioni del secondo strato di passivazione 22 che ricoprono le linee ?dummy? 31, rispettive regioni di adesione 33 e contatti ?dummy? 35, formati da uno strato di metallizzazione da cui sono ricavate anche le piazzole 12. Gli strati di adesione 28 e i contatti ?dummy? 35 sono prominenti rispetto alle altre strutture del dispositivo microelettromeccanico a specchio 1, in particolare alle pile di strati degli attuatori piezoelettrici 10. Per questo motivo, le strutture distanziali 25 offrono importanti vantaggi durante la fabbricazione del dispositivo microelettromeccanico a specchio 1, come risulta dalla descrizione che segue.
Con riferimento alle figure 4 e 5, una fetta semiconduttrice 50 di tipo SOI comprende un primo strato semiconduttore 51, per esempio uno strato epitassiale monocristallino o pseudo-epitassiale policristallino, e un secondo strato semiconduttore 52, per esempio un substrato monocristallino. Il primo strato semiconduttore 51 e il secondo strato semiconduttore 52 sono separati da uno strato dielettrico 53, che si estende anche su una faccia del secondo strato semiconduttore 52 opposta al primo strato semiconduttore 51. Sul primo strato semiconduttore 51 viene inizialmente cresciuto uno strato di ossido termico 54, quindi vengono deposti in successione e definiti uno strato di elettrodo inferiore 55, uno strato piezoelettrico 56 e uno strato di elettrodo superiore 57. Porzioni residue della pila formata dallo strato di elettrodo inferiore 55, dallo strato piezoelettrico 56 e dallo strato di elettrodo superiore 57 definiscono gli attuatori piezoelettrici 10 (rispettivamente l?elettrodo inferiore 15, la regione piezoelettrica 16 e l?elettrodo superiore 17) e gli attuatori ?dummy? 27 (rispettivamente l?elettrodo inferiore 28, la regione piezoelettrica 29 e l?elettrodo superiore 30).
Successivamente (figure 6 e 7), viene deposto il primo strato di passivazione 20 e vengono aperte finestre contatti 58 sopra gli attuatori piezoelettrici 10. Lo strato di metallizzazione di instradamento, qui indicato con il numero 59, viene deposto e sagomato per formare le linee di connessione 13, i contatti di attuatore 21 nelle finestre contatti 58 e le linee ?dummy? 31 sopra gli attuatori ?dummy? 27.
Con riferimento alle figure 8 e 9, il secondo strato di passivazione 22 viene deposto e copre le linee di connessione 13, i contatti di attuatore 21 e le linee ?dummy? 31. Poi uno strato di adesione 60 e uno strato di metallizzazione piazzole 62 vengono deposti e sagomati per formare le regioni di adesione 33 le piazzole 12 (non visibili nelle figure 8 e 9; si veda la figura 1), le linee di connessione 13 e i contatti ?dummy? 35. In particolare, i contatti ?dummy? sono realizzati sopra gli attuatori ?dummy? 27. Le strutture distanziali 25 vengono cos? completate. Le strutture distanziali 25 sporgono dalla superficie della cornice di supporto 2 maggiormente sia rispetto alle piazzole 12, che sono realizzate sopra lo strato di metallizzazione di instradamento, ma senza l?interposizione di materiale piezoelettrico, sia rispetto alle pile degli attuatori piezoelettrici 10, dove i contatti ?dummy? sono assenti.
Come mostrato nelle figure 10 e 11, gli strati di passivazione 20, 22, lo strato di ossido termico 54, il primo strato semiconduttore 51 e lo strato dielettrico 53 (fra il primo strato semiconduttore 51 e il secondo strato semiconduttore 52) vengono attaccati in modo anisotropo e una porzione della cornice di supporto 2, la piastra 5 e gli ancoraggi 2a vengono definiti. In questa fase, gli strati di passivazione 20, 22 e lo strato di ossido termico 54 vengono rimossi anche sopra la porzione del primo strato semiconduttore 51 destinata a formare la piastra 5.
A questo punto (figure 12 e 13), una maschera ?shadow? 70 viene definita e applicata alla fetta semiconduttrice 1 sul lato della piastra 5. La maschera ?shadow? 70 si appoggia in pratica solo alle strutture distanziali 25, che sporgono maggiormente rispetto alle altre strutture presenti sulla fetta semiconduttrice 1, e soprattutto non entra in contatto con strutture di connessione elettrica e con gli attuatori piezoelettrici 10. La maschera ?shadow? 70 presenta un?apertura 71 in posizione corrispondente alla piastra 5. Il microspecchio 7 viene poi formato attraverso l?apertura 71 della maschera ?shadow? 70 per esempio mediante deposizione di alluminio o oro per sputtering. La maschera ?shadow? 70 viene poi rimossa. Infine, il cappuccio 4 ? unito alla cornice di supporto 2 a chiusura della cavit? 3 sul retro della fetta semiconduttrice 1, che viene poi divisa in ?dice? per ottenere copie del dispositivo microelettromeccanico 1 delle figure 1 e 3.
L?impiego delle strutture distanziali 25 ? particolarmente vantaggioso perch? il dispositivo microelettromeccanico a specchio 1 viene protetto quando la maschera ?shadow? 70 viene applicata e rimossa. Durante questa fase, solo le strutture distanziali 25, che sono in contatto con la maschera ?shadow? 70, possono essere danneggiate, mentre tutte le altre strutture non sono esposte a rischi. D?altra parte, le strutture distanziali 25 non sono funzionali all?uso del dispositivo microelettromeccanico a specchio 1 e quindi eventuali danni o perfino la completa distruzione sono del tutto irrilevanti. Le parti necessarie al funzionamento sono invece salvaguardate e quindi l?applicazione e la rimozione della maschera ?shadow? 70, che normalmente potrebbero causare un?elevata percentuale di scarti, non comportano rischi significativi. La resa complessiva del procedimento ? quindi elevata.
Un ulteriore vantaggio deriva dal fatto che le strutture distanziali 25 includono la stessa sequenza di strati degli attuatori piezoelettrici e, in aggiunta, una porzione dello strato di metallizzazione utilizzato per le piazzole 12. Da un lato, infatti, la sequenza degli strati garantisce che le strutture distanziali 25 sporgano dalla cornice di supporto 2 pi? delle altre strutture del dispositivo microelettromeccanico a specchio 1, in particolare pi? degli attuatori piezoelettrici 10. Dall?altro lato, la fabbricazione delle strutture distanziali 25 non richiede alcuna fase di processo aggiuntiva e quindi non incide sui costi di produzione. Tutti gli strati che formano le strutture distanziali 25 sono utilizzati per altre strutture del dispositivo microelettromeccanico a specchio 1 e possono essere sagomati nelle stesse fasi di processo e con le stesse maschere opportunamente disegnate con cui sono definite le altre strutture.
Sebbene ci? sia particolarmente vantaggioso, non ? tuttavia indispensabile che le strutture distanziali siano formate dagli stessi strati da cui vengono ricavate le altre strutture del dispositivo microelettromeccanico a specchio 1. Per esempio, le strutture distanziali potrebbero essere realizzate in tutto o in parte di altri materiali, per esempio includendo parti di materiali polimerici, come mostrato in figura 14, dove parti uguali a quelle gi? mostrate sono indicate con gli stessi numeri di riferimento. In questo caso, un dispositivo microelettromeccanico a specchio 100 comprende strutture distanziali 125 in materiale polimerico che definiscono le massime prominenze rispetto alla cornice di supporto 2.
La figura 7 illustra un dispositivo picoproiettore 200 che comprende il dispositivo microelettromeccanico a specchio 1, un?unit? di controllo 202, una sorgente di luce 203 e un?interfaccia 204 per la connessione a un apparecchio elettronico, come un calcolatore elettronico fisso o portatile, un tablet o un telefono cellulare.
L?unit? di controllo 201 controlla, in funzione di un?immagine da proiettare, un fascio di luce emesso dalla sorgente di luce 203 e l?orientazione della piastra 5 in modo da coordinare la proiezione di una sequenza di punti immagine e una procedura di scansione bidimensionale di un?area immagine.
In figura 8 ? illustrato un apparecchio elettronico 250, in particolare un telefono cellulare, accoppiato al dispositivo picoproiettore 200 attraverso l?interfaccia 204. L?apparecchio elettronico 250 ? provvisto di un processore di sistema 251 che fornisce un segnale immagine, per esempio un file in un formato immagine standard, al dispositivo picoproiettore 200.
In una forma di realizzazione, il dispositivo picoproiettore pu? essere integrato nell?apparecchio portatile.
Risulta infine evidente che al procedimento e al dispositivo descritti possono essere apportate modifiche e varianti, senza uscire dall?ambito della presente invenzione, come definito nelle rivendicazioni allegate.
In particolare, il dispositivo microelettromeccanico a specchio pu? essere di tipo biassiale. Inoltre, la forma e della piastra e del microspecchio possono essere liberamente definite secondo le preferenze di progetto. Per esempio, la piastra e il microspecchio possono essere circolari, quadrangolari o pi? generalmente poligonali. Inoltre, il microspecchio non deve necessariamente avere la stessa forma della piastra.
Per quanto riguarda il procedimento, il microspecchio pu? essere formato sulla piastra attraverso la maschera ?shadow? dopo l?attacco del secondo strato semiconduttore.

Claims (16)

RIVENDICAZIONI
1. Procedimento per fabbricare un dispositivo microelettromeccanico a specchio comprendente:
in una fetta semiconduttrice (50), definire una cornice di supporto (2), una piastra (5) collegata alla cornice di supporto (2) in modo da essere orientabile attorno ad almeno un asse di rotazione (X) e strutture a mensola (9) estendentisi dalla cornice di supporto (2) e accoppiate alla piastra (5) in modo che flessioni delle strutture a mensola (9) causino rotazioni della piastra (5) attorno all?almeno un asse di rotazione (X);
formare attuatori piezoelettrici (10) sulle strutture a mensola (9);
formare piazzole (12) sulla cornice di supporto (2); e formare strutture distanziali (25) sporgenti dalla cornice di supporto (2) maggiormente sia rispetto alle piazzole (12), sia rispetto a pile di strati (15, 16, 17, 20, 21, 22) formanti gli attuatori piezoelettrici (10).
2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, comprendente applicare una maschera ?shadow? (70) alle strutture distanziali (25);
formare un microspecchio (7) sulla piastra (5) utilizzando la maschera ?shadow? (70);
rimuovere la maschera ?shadow? (70).
3. Procedimento secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui le strutture distanziali (25) sono le massime prominenze dalla cornice di supporto (2).
4. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui formare attuatori piezoelettrici (10) comprende:
deporre in successione uno strato di elettrodo inferiore (55), uno strato piezoelettrico (56) e uno strato di elettrodo superiore (57) sulla fetta semiconduttrice (50); e
per ciascun attuatore piezoelettrico (10), formare un elettrodo inferiore di attuatore (15), una regione piezoelettrica di attuatore (16) e un elettrodo superiore di attuatore (17) rispettivamente dallo strato di elettrodo inferiore (55), dallo strato piezoelettrico (56) e dallo strato di elettrodo superiore (57).
5. Procedimento secondo la rivendicazione 4, in cui formare strutture distanziali (25) comprende, per ciascuna struttura distanziale (25), formare un attuatore ?dummy? (27).
6. Procedimento secondo la rivendicazione 4, in cui formare un attuatore ?dummy? (27) comprende formare un elettrodo inferiore ?dummy? (28), una regione piezoelettrica ?dummy? (29) e un elettrodo superiore ?dummy? (30) rispettivamente dallo strato di elettrodo inferiore (55), dallo strato piezoelettrico (56) e dallo strato di elettrodo superiore (57).
7. Procedimento secondo la rivendicazione 5 o 6, comprendente:
depositare un primo strato di passivazione (20); aprire finestre contatti (58) nel primo strato di passivazione (20) sopra gli attuatori piezoelettrici (10);
depositare uno strato di metallizzazione di instradamento (59);
formare contatti di attuatore (21) nelle finestre contatti (58) dallo strato di metallizzazione di instradamento (59); e
depositare un secondo strato di passivazione (22) ricoprente il primo strato di passivazione (20) e i contatti di attuatore (21).
8. Procedimento secondo la rivendicazione 7, in cui formare strutture distanziali (25) comprende, per ciascuna struttura distanziale (25):
formare linee ?dummy? (31) dallo strato di metallizzazione di instradamento (59) su porzioni del primo strato di passivazione (20) sovrastanti il rispettivo l?attuatore ?dummy? (27); e
ricoprire le linee ?dummy? (31) con rispettive porzioni del secondo strato di passivazione (22).
9. Procedimento secondo la rivendicazione 8, comprendente depositare uno strato di adesione (60) sul secondo strato di passivazione (22) e uno strato di metallizzazione di piazzole (62) sullo strato di adesione (60); e in cui formare strutture distanziali (25) comprende formare regioni di adesione (33) e contatti ?dummy? (35) sopra gli attuatori ?dummy? (27), rispettivamente dallo strato di adesione (60) e dallo strato di metallizzazione di piazzole (62).
10. Procedimento secondo la rivendicazione 9, in cui formare piazzole (12) comprende formare le piazzole (12) dallo strato di metallizzazione di piazzole (62).
11. Dispositivo microelettromeccanico a specchio comprendente:
una cornice di supporto (2) di materiale semiconduttore;
una piastra (5) collegata alla cornice di supporto (2) in modo da essere orientabile attorno ad almeno un asse di rotazione (X);
un microspecchio (7) sulla piastra (5);
strutture a mensola (9) estendentisi dalla cornice di supporto (2) e accoppiate alla piastra (5) in modo che flessioni delle strutture a mensola (9) causino rotazioni della piastra (5) attorno all?almeno un asse di rotazione (X);
attuatori piezoelettrici (10) sulle strutture a mensola (9);
piazzole (12) sulla cornice di supporto (2); e strutture distanziali (25) sporgenti dalla cornice di supporto (2) maggiormente sia rispetto alle piazzole (12), sia rispetto a pile di strati (15, 16, 17, 20, 21, 22) formanti gli attuatori piezoelettrici (10).
12. Dispositivo secondo la rivendicazione 11, in cui le strutture distanziali (25) sono le massime prominenze dalla cornice di supporto (2).
13. Dispositivo secondo la rivendicazione 11 o 12, in cui:
ciascuna struttura distanziale (25) comprende un attuatore ?dummy? (27);
ciascun attuatore piezoelettrico (10) comprende un elettrodo inferiore di attuatore (15), una regione piezoelettrica di attuatore (16) e un elettrodo superiore di attuatore (17); e
ciascun attuatore ?dummy? (27) comprende un elettrodo inferiore ?dummy? (28), una regione piezoelettrica ?dummy? (29) e un elettrodo superiore ?dummy? (30)
14. Dispositivo secondo la rivendicazione 13, comprendente un primo strato di passivazione (20) almeno in parte sopra gli attuatori piezoelettrici (10) e gli attuatori ?dummy? (27);
un secondo strato di passivazione (22) sopra il primo strato di passivazione (20);
linee di connessione (13) fra il primo strato di passivazione (20) e il secondo strato di passivazione (22);
in cui gli attuatori piezoelettrici (10) comprendono contatti di attuatore (21) colleganti a rispettive linee di connessione (13) attraverso il primo strato di passivazione (20); e
in cui le strutture distanziali (25) comprendono linee ?dummy? (31) fra porzioni del primo strato di passivazione (20) sovrastanti rispettivi attuatori ?dummy? (27) e il secondo strato di passivazione (22).
15. Apparecchio picoproiettore comprendente: un?unit? di controllo
un dispositivo micromeccanico a specchio (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, controllato dall?unit? di controllo;
una sorgente di luce (62), orientata verso il dispositivo micromeccanico (1; 100; 200; 300) e controllata dall?unit? di controllo per generare un fascio luminoso (63) in funzione di un?immagine da generare.
16. Apparecchio elettronico portatile comprendente un processore di sistema e un apparecchio picoproiettore secondo la rivendicazione 15 accoppiato al processore di sistema.
IT102021000011039A 2021-04-30 2021-04-30 Procedimento per la fabbricazione di un dispositivo microelettromeccanico a specchio e dispositivo microelettromeccanico a specchio IT202100011039A1 (it)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102021000011039A IT202100011039A1 (it) 2021-04-30 2021-04-30 Procedimento per la fabbricazione di un dispositivo microelettromeccanico a specchio e dispositivo microelettromeccanico a specchio
US17/729,558 US20220350134A1 (en) 2021-04-30 2022-04-26 Process for manufacturing a microelectromechanical mirror device and microelectromechanical mirror device
EP22170130.3A EP4083679B1 (en) 2021-04-30 2022-04-26 Process for manufacturing a microelectromechanical mirror device and microelectromechanical mirror device
CN202221030620.6U CN218413054U (zh) 2021-04-30 2022-04-29 微机电反射镜设备、微投影仪装置和便携式电子装置
CN202210472853.XA CN115268059A (zh) 2021-04-30 2022-04-29 制造微机电反射镜器件的方法和微机电反射镜器件

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102021000011039A IT202100011039A1 (it) 2021-04-30 2021-04-30 Procedimento per la fabbricazione di un dispositivo microelettromeccanico a specchio e dispositivo microelettromeccanico a specchio

Publications (1)

Publication Number Publication Date
IT202100011039A1 true IT202100011039A1 (it) 2022-10-30

Family

ID=76808084

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
IT102021000011039A IT202100011039A1 (it) 2021-04-30 2021-04-30 Procedimento per la fabbricazione di un dispositivo microelettromeccanico a specchio e dispositivo microelettromeccanico a specchio

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20220350134A1 (it)
EP (1) EP4083679B1 (it)
IT (1) IT202100011039A1 (it)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016134329A1 (en) * 2015-02-20 2016-08-25 Si-Ware Systems Selective step coverage for micro-fabricated structures
EP3666727A1 (en) 2018-12-14 2020-06-17 STMicroelectronics S.r.l. Microelectromechanical device with a structure tiltable by piezoelectric actuation having improved mechanical and electrical characteristics

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016134329A1 (en) * 2015-02-20 2016-08-25 Si-Ware Systems Selective step coverage for micro-fabricated structures
EP3666727A1 (en) 2018-12-14 2020-06-17 STMicroelectronics S.r.l. Microelectromechanical device with a structure tiltable by piezoelectric actuation having improved mechanical and electrical characteristics

Also Published As

Publication number Publication date
EP4083679B1 (en) 2024-05-29
US20220350134A1 (en) 2022-11-03
EP4083679A1 (en) 2022-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6412009B2 (ja) ウェハレベルパッケージされた回路デバイスのための集積型接合ラインスペーサ
US20060066964A1 (en) MEMS mirror with tip or piston motion for use in adaptive optics
CN101056072A (zh) 错列垂直梳状驱动器加工方法
IT201600079455A1 (it) Procedimento di fabbricazione di un dispositivo a microspecchio di tipo mems e relativo dispositivo
JP2007033355A (ja) 半導体センサの製造方法及び半導体センサ
ITUA20164673A1 (it) Dispositivo mems formato da almeno due strati strutturali incollati reciprocamente e relativo processo di fabbricazione
JP2008254441A (ja) 封止材の場所打ちによる流路形成方法
IT202000015775A1 (it) Attuatore angolare piezoelettrico per un otturatore mems e relativo metodo di fabbricazione
IT201800002364A1 (it) Dispositivo micro-manipolatore micro-elettro-meccanico con comando piezoelettrico, mobile nel piano
IT202100011039A1 (it) Procedimento per la fabbricazione di un dispositivo microelettromeccanico a specchio e dispositivo microelettromeccanico a specchio
WO2022121529A1 (zh) 一种惯性传感器及其形成方法
JP2008194813A (ja) 可動素子およびその製造方法
EP1211726B1 (en) Single-crystal-silicon flexible ribbon for micro-mirror and MEMS assembly on silicon-on-insulator (SOI) material
CN218413054U (zh) 微机电反射镜设备、微投影仪装置和便携式电子装置
JP4288573B2 (ja) 半導体ウェハのチップ化方法
KR100888080B1 (ko) 마이크로미러 어레이 제작 방법
CN113056437B (zh) 用于制造微机电传感器的方法和微机电传感器
US8278724B2 (en) Methods of fabricating a micromechanical structure
US20230168488A1 (en) Micro-electro-mechanical optical shutter with rotating shielding structures and related manufacturing process
IT202100030275A1 (it) Otturatore ottico microelettromeccanico con strutture schermanti traslanti e relativo procedimento di fabbricazione
JP2009295720A (ja) 半導体装置の製造方法
JP7157019B2 (ja) 圧力センサ
US20240017986A1 (en) MEMS Device and Method for Manufacturing a MEMS Device
US20070269959A1 (en) Method of aligning mask layers to buried features
IT202000024352A1 (it) Dispositivo mems avente una migliorata distribuzione di stress e relativo procedimento di fabbricazione