IT202100030275A1 - Otturatore ottico microelettromeccanico con strutture schermanti traslanti e relativo procedimento di fabbricazione - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

?OTTURATORE OTTICO MICROELETTROMECCANICO CON STRUTTURE SCHERMANTI TRASLANTI E RELATIVO PROCEDIMENTO DI FABBRICAZIONE?

La presente invenzione ? relativa ad un otturatore ottico microelettromeccanico (?micro-electro-mechanical?, MEMS) includente strutture schermanti traslanti, nonch? al relativo procedimento di fabbricazione.

Come ? noto, sono oggigiorno disponibili cellulari equipaggiati con moduli fotografici (?camera module?) perfezionati, i quali garantiscono prestazioni ormai comparabili con le prestazioni delle fotocamere professionali. Tali moduli includono sensori via via pi? grandi e pi? performanti; tuttavia, ? noto come poche soluzioni consentano di implementare una caratteristica tipica delle fotocamere professionali: un?apertura ottica (?optical aperture?) variabile.

Ad esempio, US 2019/0377174 descrive un otturatore ottico MEMS includente un pinhole, una lama (?blade?) e un attuatore atto a muovere la lama lateralmente rispetto al pinhole. Tale soluzione, tuttavia, dispone di un ridotto numero di gradi liber? relativi alla regolazione dell?apertura ottica; in particolare, la regolazione dell?apertura ottica ? limitata ad una porzione del perimetro dell?apertura ottica.

Scopo della presente invenzione ? quindi fornire una soluzione che superi almeno in parte gli inconvenienti della tecnica nota.

Secondo la presente invenzione vengono realizzati un otturatore ottico MEMS e un relativo procedimento di fabbricazione, come definiti nelle rivendicazioni allegate.

Per una migliore comprensione della presente invenzione ne vengono ora descritte forme di realizzazione, a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:

- le figure 1A-1B mostrano schematicamente sezioni trasversali di otturatori MEMS, la figura 1B essendo presa lungo una linea di sezione IB-IB mostrata in figura 2;

- la figura 2 mostra schematicamente una vista dall?alto con porzioni rimosse dell?otturatore MEMS mostrato in figura 1B;

- la figura 3 mostra schematicamente una vista prospettica di una porzione dell?otturatore MEMS mostrato in figura 1A, in condizioni di riposo;

- la figura 4 mostra schematicamente una vista dall?alto di una porzione dell?otturatore MEMS mostrato in figura 3;

- le figure 5A e 5B mostrano schematicamente sezioni trasversali della porzione di otturatore MEMS mostrata in figura 4, prese rispettivamente lungo le linee di sezione V-A - V-A e V-B - V-B;

- la figura 6 mostra schematicamente una vista prospettica di una ulteriore porzione dell?otturatore MEMS mostrato in figura 1A, in condizioni di riposo;

- la figura 7 mostra schematicamente una vista prospettica della porzione dell?otturatore MEMS mostrata in figura 6, in condizioni di attuazione;

- la figura 8 mostra schematicamente una vista dall?alto con porzioni rimosse di una variante del presente otturatore MEMS;

- la figura 9 mostra schematicamente una vista dall?alto di una porzione dell?otturatore MEMS mostrato in figura 8;

- la figura 10 mostra schematicamente una sezione trasversale di una porzione dell?otturatore MEMS mostrato nelle figure 8-9, presa lungo una linea di sezione X-X mostrata in figura 9;

- la figura 11 mostra schematicamente una vista dall?alto con porzioni rimosse di una parte di una ulteriore variante del presente otturatore MEMS;

- le figure 12 e 15 mostrano schematicamente viste dall?alto con porzioni rimosse di varianti del presente otturatore MEMS;

- le figure 13A e 14A mostrano schematicamente viste dall?alto di porzioni dell?otturatore MEMS mostrato in figura 12;

- le figure 13B e 14B mostrano schematicamente sezioni trasversali di porzioni dell?otturatore MEMS mostrato in figura 12, prese rispettivamente lungo le linee di sezione XIIIB ? XIIIB e XIVB ? XIVB mostrate rispettivamente nelle figure 13A e 14A;

- la figura 16A mostra schematicamente una vista dall?alto di una porzione dell?otturatore MEMS mostrato in figura 15;

- la figura 16B mostra schematicamente una sezione trasversale di una porzione dell?otturatore MEMS mostrato in figura 15, presa lungo una linea di sezione XVIB ? XVIB mostrata nella figura 16A;

- le figure 17-31 mostrano schematicamente sezioni trasversali di una fetta semiconduttiva durante fasi successive di un procedimento di fabbricazione;

- le figure 32 e 33 mostrano schematicamente sezioni trasversali di una fetta semiconduttiva durante fasi successive di una variante del procedimento di fabbricazione;

- la figura 34 mostra schematicamente una ulteriore sezione trasversale di una fetta semiconduttiva durante un procedimento di fabbricazione; e

- la figura 35 mostra schematicamente una sezione trasversale di una variante dell?otturatore MEMS.

La figura 1A mostra un otturatore MEMS 1, il quale comprende un substrato 2 di materiale semiconduttivo (ad esempio, silicio) ed una prima regione dielettrica 4, la quale ? disposta sul substrato 2 ed ? formata da ossido termico.

In particolare, il substrato 2 ? delimitato da una superficie superiore Sa e da una superficie inferiore Sb, le quali sono parallele a un piano XY di un sistema di riferimento ortogonale XYZ. La prima regione dielettrica 4 si estende sulla superficie superiore Sa e delimita lateralmente una finestra W, la quale lascia esposta una porzione centrale della superficie superiore Sa; in altre parole, la prima regione dielettrica 4 si estende su una porzione periferica della superficie superiore Sa.

L?otturatore MEMS 1 comprende inoltre una seconda regione dielettrica 6, formata ad esempio da ossido di alluminio (allumina) ed estendentesi su una porzione periferica della prima regione dielettrica 4, lasciando esposta una porzione interna della prima regione dielettrica 4, la quale delimita lateralmente la summenzionata finestra W.

Un?apertura principale 9 si estende attraverso il substrato 2 a partire dalla superficie inferiore Sb, fino ad affacciarsi sulla porzione centrale della superficie superiore Sa. Nel seguito si assume, per semplicit? di descrizione e senza alcuna perdita di generalit?, che l?apertura principale 9 abbia asse di simmetria che coincide con un asse di simmetria H dell?otturatore MEMS 1, parallelo all?asse Z. Inoltre, in prima approssimazione l?apertura principale 9 ha ad esempio forma di tronco di cono o tronco di piramide con base poligonale, con base minore che giace nel piano della superficie inferiore Sb.

La finestra W comunica con la sottostante apertura principale 9 ed ? delimitata inferiormente da una parete P, la quale ? formata da una parte del substrato 2 che delimitata lateralmente la parte superiore dell?apertura principale 9 ed ha una forma piana e cava. La parete P giace nel piano della superficie superiore Sa.

L?otturatore MEMS 1 comprende inoltre uno strato conduttivo 7, il quale ha una forma chiusa in vista dall?alto (poligonale o circolare, ad esempio), in modo da circondare l?apertura principale 9.

In particolare, lo strato conduttivo 7 ha una sezione con forma approssimativamente a ?U?, in modo da delimitare una trincea T.

Una porzione esterna dello strato conduttivo 7 riveste lateralmente e superiormente la summenzionata porzione interna della prima regione dielettrica 4 ed inoltre riveste superiormente una porzione della seconda regione dielettrica 6 rivolta verso l?asse di simmetria H. Una porzione inferiore dello strato conduttivo 7 riveste una porzione esterna della parete P; una porzione interna dello strato conduttivo 7 si estende a sbalzo a partire dalla porzione inferiore, in modo da sovrastare, a distanza, parte di una porzione interna della parete P.

L?otturatore MEMS 1 comprende inoltre una pluralit? di regioni di ancoraggio (due mostrate in figura 1A, indicate con 8), formate da polisilicio ed estendentisi sulla seconda regione dielettrica 6. In particolare, le regioni di ancoraggio 8 sono lateralmente distanziate dallo strato conduttivo 7 e sono disposte all?esterno di quest?ultimo.

L?otturatore MEMS 1 comprende inoltre un primo ed un secondo strato semiconduttivo 14, 16, i quali sono formati da silicio policristallino e, come mostrato in figura 2, formano una pluralit? di prime strutture schermanti 33 ed una pluralit? di seconde strutture schermanti 35. A proposito della figura 2, essa si riferisce alla forma di realizzazione mostrata in figura 1B, la quale differisce dalla forma di realizzazione mostrata in figura 1A per la forma dell?apertura principale 9. Nel seguito, la descrizione si limiter? alla forma di realizzazione mostrata in figura 1A, salvo laddove specificato diversamente; riferimenti alla figura 2 verranno comunque fatti, nella misura in cui sono applicabili anche alla forma di realizzazione mostrata in figura 1A.

Ciascuna tra le prime e le seconde strutture schermanti 33, 35 ? associata ad una corrispondente direzione radiale (una mostrata in figura 3, dove ? indicata con R), la quale ? parallela al piano XY. Come mostrato in figura 2, nel presente esempio si assume che sia le prime sia le seconde strutture schermanti 33, 35 siano in numero pari a quattro. Inoltre, si anticipa che ciascuna tra le prime e le seconde strutture schermanti 33, 35 ? associata ad una corrispondente direzione trasversale TR, la quale ? perpendicolare al piano ZR, dunque ? perpendicolare alla corrispondente direzione radiale R.

In maggior dettaglio, il primo strato semiconduttivo 14 forma: regioni di supporto 18, le quali sovrastano, in contatto diretto, corrispondenti regioni di ancoraggio 8; una regione periferica inferiore 20; e una struttura interna inferiore 22, descritta in maggior dettaglio in seguito.

La regione periferica inferiore 20 forma una regione periferica inferiore fissa 20?, la quale sovrasta le regioni di supporto 18.

Inoltre, per ciascuna tra le prime e le seconde strutture schermanti 33, 35, la regione periferica inferiore 20 forma una corrispondente regione periferica inferiore mobile 20?, la quale si estende a sbalzo a partire dalla regione periferica inferiore fissa 20?. In particolare, indicando con Sref la superficie superiore della seconda regione dielettrica 6, la regione periferica inferiore mobile 20? sovrasta la superficie Sref a distanza.

Il secondo strato semiconduttivo 16 forma una regione periferica superiore 26 e una struttura interna superiore 30, descritte in maggior dettaglio in seguito.

La regione periferica superiore 26 comprende una regione periferica superiore fissa 26?, la quale sovrasta, in contatto diretto, la regione periferica inferiore fissa 20?, con cui forma una struttura periferica fissa 28.

Inoltre, per ciascuna tra le prime e le seconde strutture schermanti 33, 35, la regione periferica superiore 26 forma una corrispondente regione periferica superiore mobile 26?, la quale si estende in contatto diretto al di sopra della corrispondente regione periferica inferiore mobile 20?, con cui forma una corrispondente struttura a sbalzo 29, la quale si estende a sbalzo a partire dalla summenzionata struttura periferica fissa 28.

Come visibile nelle figure 2-3, ciascuna struttura a sbalzo 29 comprende una porzione principale 27A ed una porzione secondaria 27B, le quali vengono descritte qui di seguito; la porzione principale 27A ? visibile anche in figura 1A, sia pur in modo approssimato. A tal proposito, in generale le figure non sono in scala. Per quanto concerne, invece, la figura 3, in essa non ? mostrata la separazione tra il primo ed il secondo strato semiconduttivo 14, 16; peraltro, tale separazione non corrisponde a un?interfaccia fisica, bens? si riferisce al fatto che il primo ed il secondo strato semiconduttivo 14, 16, pur essendo formati da un medesimo materiale, sono formati in momenti differenti, come spiegato in seguito.

Ci? premesso, e riferendosi alla struttura a sbalzo 29 relativa alla prima struttura schermante 33 mostrata nelle figure 1A e 3 (ma tale descrizione si applica anche alle altre strutture a sbalzo 29, anche quando accoppiate alle seconde strutture schermanti 35), una prima estremit? della porzione principale 27A ? solidale con una corrispondente porzione della struttura periferica fissa 28 (solo una mostrata in figura 2); la porzione secondaria 27B ? interposta tra la porzione principale 27A e la prima struttura schermante 33.

In maggior dettaglio, in condizioni di riposo, la porzione principale 27A ha una forma planare, allungata lungo un asse orientato a 90? rispetto alla direzione radiale R, mentre la porzione secondaria 27B ? allungata lungo la direzione radiale R, con forma approssimativamente di parallelepipedo. Una prima estremit? della porzione secondaria 27B ? solidale con la seconda estremit? della porzione principale 27A.

Senza alcuna perdita di generalit?, la porzione principale 27A ha, in condizioni di riposo ed in vista dall?alto, una forma rastremata verso la porzione secondaria 27B, in modo da definire un incavo 99 (uno indicato in figura 2) avente ad esempio forma triangolare. La forma della porzione secondaria 27A pu? comunque variare rispetto a quanto mostrato.

Nuovamente con riferimento alla figura 1A, l?otturatore MEMS 1 comprende, per ciascuna tra le prime e le seconde strutture schermanti 33, 35, un corrispondente attuatore 36 di tipo piezoelettrico, il quale si estende al di sopra della porzione principale 27A della corrispondente struttura a sbalzo 29.

Ciascun attuatore 36 comprende: un primo elettrodo 37, disposto sulla porzione principale 27A della corrispondente struttura a sbalzo 29 e formato ad esempio da un materiale a scelta tra: Mo, Pt, Ti, Al, TiW; una regione piezoelettrica 38, disposta sul primo elettrodo 37 e formata ad esempio da un materiale a scelta tra: PZT, AlN, AlN drogato con scandio; un secondo elettrodo 39, disposto sulla regione piezoelettrica 38 e formato ad esempio da un materiale a scelta tra: Mo, Pt, Ti, Al, TiW; e una regione protettiva 34, la quale ? formata ad esempio da un materiale a scelta tra ossido di silicio, nitruro di silicio o nitruro di alluminio e si estende sul secondo elettrodo 39, nonch? in modo da circondare lateralmente il primo ed il secondo elettrodo 37, 39 e la regione piezoelettrica 38, fino a contattare la porzione principale 27A della corrispondente struttura a sbalzo 29. In modo di per s? noto e quindi non descritto in dettaglio, n? mostrato, tra il primo ed il secondo elettrodo 37, 39 pu? essere applicata una tensione, ad esempio mediante opportuni contatti elettrici (non mostrati), la quale consente di azionare l?attuatore 36.

Nuovamente con riferimento alle prime ed alle seconde strutture schermanti 33, 35, esse sono formate dalla struttura interna inferiore 22 e dalla struttura interna superiore 30.

In maggior dettaglio, le prime strutture schermanti 33 sono uguali tra loro ed in condizioni di riposo sono angolarmente equispaziate rispetto all?asse di simmetria H; in particolare, coppie di prime strutture schermanti 33 adiacenti sono angolarmente spaziate di 90?. Le seconde strutture schermanti 35 sono uguali tra loro e sono angolarmente equispaziate rispetto all?asse di simmetria H; in particolare, coppie di seconde strutture schermanti 35 adiacenti sono angolarmente spaziate di 90?. Inoltre, le prime le seconde strutture schermanti 33, 35 sono disposte in modo da essere tra loro angolarmente alternate, cio? angolarmente intervallate. Ciascuna prima struttura schermante 33 ? quindi angolarmente interposta tra una coppia di seconde strutture schermanti adiacenti 35, che distano 45? dalla prima struttura schermante 33; similmente, ciascuna seconda struttura schermante 35 ? angolarmente interposta tra una coppia di prime strutture schermanti adiacenti 33, che distano 45? dalla seconda struttura schermante 35.

Nel seguito, le prime strutture schermanti 33 vengono descritte con riferimento alle figure 1A e 3, in cui, come spiegato in precedenza, ? visibile solo una prima struttura schermante 33.

In dettaglio, la prima struttura schermante 33 comprende una rispettiva regione schermante superiore 40, formata dalla porzione mobile interna 30 del secondo strato semiconduttivo 16, ed una sottostante regione secondaria inferiore 42, formata dalla porzione mobile interna 22 del primo strato semiconduttivo 14.

La regione schermante superiore 40 ha forma rettangolare, in vista dall?alto, ed in sezione ha forma a ?L?. In particolare, la regione schermante superiore 40 comprende una porzione principale 45, la quale ha forma di parallelepipedo con asse parallelo alla direzione radiale R e con estremit? rivolte rispettivamente verso l?asse di simmetria H e verso la regione periferica superiore 26, ed una porzione secondaria 46, la quale ha forma di parallelepipedo ed ? disposta al di sotto dell?estremit? della porzione principale 45 rivolta verso la regione periferica superiore 26.

La regione secondaria inferiore 42 comprende una rispettiva porzione principale 48, la quale ha forma di parallelepipedo con asse parallelo alla direzione radiale R e con estremit? rivolte rispettivamente verso la regione periferica inferiore 20 e verso l?asse di simmetria H, ed una rispettiva porzione secondaria 49, la quale ha forma di parallelepipedo ed ? disposta al di sotto dell?estremit? della porzione principale 48 rivolta verso l?asse di simmetria H.

La porzione secondaria 46 della regione schermante superiore 40 sovrasta, in contatto diretto, l?estremit? rivolta verso la regione periferica inferiore 20 della porzione principale 48 della regione secondaria inferiore 42. Al di sotto della porzione secondaria 49 della regione secondaria inferiore 42 si estende una regione conduttiva sospesa 50, formata da polisilicio.

In prima approssimazione, e senza alcuna perdita di generalit?, le porzioni principali 45, 48 e le porzioni secondarie 46, 49 della regione schermante superiore 40 e della regione secondaria inferiore 42 hanno una medesima estensione lungo la direzione trasversale TR associata alla prima regione schermante 33.

In maggior dettaglio, la porzione principale 45 della regione schermante superiore 40 e la porzione principale 48 della regione secondaria inferiore 42 si estendono a sbalzo a partire dalla porzione secondaria 46 della regione schermante superiore 40, verso l?asse di simmetria H, senza intercettarlo, e delimitando rispettivamente superiormente ed inferiormente un corrispondente recesso 51, il quale ? delimitato lateralmente dalla porzione secondaria 46. Inoltre, lungo la direzione radiale R, la porzione principale 45 della regione schermante superiore 40 ha un?estensione maggiore rispetto alla porzione principale 48 della regione secondaria inferiore 42, dunque ha una distanza inferiore dall?asse di simmetria H.

In condizioni di riposo, almeno parte della porzione principale 45 della regione schermante superiore 40 risulta sospesa sull?apertura principale 9, cio? sporge verso l?asse di simmetria H, rispetto alla sottostante regione secondaria inferiore 42.

Senza alcuna perdita di generalit?, anche parte della porzione principale 48 della regione secondaria inferiore 42 risulta sospesa, insieme alla relativa porzione secondaria 49, al di sopra dell?apertura principale 9, sia pur a distanza maggiore dall?asse di simmetria H rispetto alla summenzionata parte della porzione principale 45 della regione schermante superiore 40. Senza alcuna perdita di generalit?, la porzione secondaria 46 della regione schermante superiore 40 ? almeno in parte lateralmente sfalsata rispetto all?apertura principale 9, sebbene siano comunque possibili varianti in cui, ad esempio, l?intera prima struttura schermante 33 ? sovrapposta all?apertura principale 9 oppure varianti in cui l?intera regione secondaria inferiore 42 ? lateralmente sfalsata rispetto all?apertura principale 9, come mostrato ad esempio in figura 1B.

In vista dall?alto, l?area di sovrapposizione tra la porzione principale 45 della regione schermante superiore 40 e l?apertura principale 9 ? maggiore dell?area di sovrapposizione tra la porzione principale 48 della regione secondaria inferiore 42 e l?apertura principale 9, dal momento che, come spiegato in precedenza, la porzione principale 45 della regione schermante superiore 40 ha un?estensione radiale maggiore rispetto alla porzione principale 48 della regione secondaria inferiore 42.

La struttura interna inferiore 22 del primo strato semiconduttivo 14 e la struttura interna superiore 30 del secondo strato semiconduttivo 16 formano inoltre una corrispondente struttura deformabile d?accoppiamento 59 per ciascuna tra le prime e le seconde strutture schermanti 33, 35. Le strutture deformabili d?accoppiamento 59 sono uguali tra loro; ad esempio, nel seguito viene descritta la struttura deformabile d?accoppiamento 59 relativa alla prima struttura schermante 33 mostrata nelle figure 1A e 3.

In dettaglio, come mostrato in figura 3, la struttura deformabile d?accoppiamento 59 comprende una prima ed una seconda struttura elastica M1, M2, le quali in figura 2 sono mostrate in modo semplificato.

La prima e la seconda struttura elastica M1, M2 sono uguali e simmetriche tra loro, rispetto a un piano perpendicolare al piano XY e parallelo alla direzione radiale R. Pertanto, nel seguito viene descritta solo la prima struttura elastica M1.

La prima struttura elastica M1 ? un elemento elastico di trasformazione del medesimo tipo descritto nella domanda di brevetto EP3872451, depositata il 25/2/2021 a nome della Richiedente. Inoltre, senza alcuna perdita di generalit?, la prima struttura elastica M1 si estende almeno in parte all?interno dell?incavo 99, per ridurre gli ingombri.

In dettaglio, la prima struttura elastica M1 comprende una prima, una seconda ed una terza struttura allungata L1, L2, L3, un primo ed un secondo braccio di raccordo B1, B2, una regione di accoppiamento esterna EC e una regione di accoppiamento interna IC, i quali vengono ora descritti con riferimento alle condizioni di riposo mostrate in figura 3.

La regione di accoppiamento esterna EC ha approssimativamente forma di parallelepipedo, ? formata dalla struttura interna inferiore 22 del primo strato semiconduttivo 14 e dalla struttura interna superiore 30 del secondo strato semiconduttivo 16 ed ? solidale con la seconda estremit? della porzione secondaria 27B della struttura a sbalzo 29.

Senza alcuna perdita di generalit?, la prima, la seconda e la terza struttura allungata L1, L2, L3 sono uguali tra loro, complanari e sfalsate lungo una direzione parallela alla direzione radiale R. Per tale motivo, nel seguito viene descritta solo la prima struttura allungata L1, con riferimento alle figure 4 e 5A-5B.

In dettaglio, la prima struttura allungata L1 comprende una porzione allungata superiore 60, formata dalla struttura interna superiore 30 del secondo strato semiconduttivo 16, ed una porzione allungata inferiore 62, formata dalla struttura interna inferiore 22 del primo strato semiconduttivo 14.

La porzione allungata superiore 60 e la porzione allungata inferiore 62 sono sfalsate lungo una direzione parallela alla direzione radiale R ed hanno forma di parallelepipedi (ad esempio, approssimativamente uguali) con assi paralleli alla direzione trasversale TR e disposti ad altezze differenti, misurate lungo l?asse Z.

Senza alcuna perdita di generalit?, la porzione allungata superiore 60 si trova ad una altezza maggiore rispetto alla porzione allungata inferiore 62; inoltre, la porzione allungata superiore 60 e la porzione allungata inferiore 62 sono verticalmente disgiunte, cio? non si sovrappongono in vista laterale.

La prima struttura allungata L1 comprende inoltre una pluralit? (tre mostrate in figura 3) di porzioni trasversali 64, le quali, senza alcuna perdita di generalit?, sono uguali tra loro, hanno forma di parallelepipedi con assi paralleli all?asse Z e sono ad esempio equispaziate parallelamente alla direzione trasversale TR. Inoltre, le porzioni trasversali 64 sono interposte tra la porzione allungata superiore 60 e la porzione allungata inferiore 62, le quali risultano disposte su lati opposti di ciascuna porzione trasversale 64. In particolare, una parte sommitale di ciascuna porzione trasversale 64 contatta lateralmente la porzione allungata superiore 60, mentre una parte inferiore della porzione trasversale 64 contatta lateralmente la porzione allungata inferiore 62. La porzione allungata superiore 60, la porzione allungata inferiore 62 e le porzioni trasversali 64 formano un unico pezzo di polisilicio.

Il primo braccio di raccordo B1 ? formato dalla struttura interna inferiore 22 del primo strato semiconduttivo 14 e dalla struttura interna superiore 30 del secondo strato semiconduttivo 16 ed ha approssimativamente forma planare (in particolare, forma di parallelepipedo), parallela al piano ZR. Le prime estremit? della porzione allungata superiore 60 e della porzione allungata inferiore 62 sono solidali con il primo braccio di raccordo B1. Le seconde estremit? della porzione allungata superiore 60 e della porzione allungata inferiore 62 sono solidali con la regione di accoppiamento esterna EC. Inoltre, la porzione allungata superiore 60 e la porzione allungata inferiore 62 della seconda struttura allungata L2 hanno rispettive prime estremit?, le quali sono solidali con il primo braccio di raccordo B1, il quale ? quindi interposto tra la prima e la seconda struttura allungata L1, L2.

Le seconde estremit? della porzione allungata superiore 60 e della porzione allungata inferiore 62 della seconda struttura allungata L2 sono solidali con il secondo braccio di raccordo B2, il quale ha in prima approssimazione la medesima forma del primo braccio di raccordo B1.

Le prime estremit? della porzione allungata superiore 60 e della porzione allungata inferiore 62 della terza struttura allungata L3 sono solidali con la regione di accoppiamento interna IC, la quale ? formata dalla struttura interna inferiore 22 del primo strato semiconduttivo 14 e dalla struttura interna superiore 30 del secondo strato semiconduttivo 16, ha forma approssimativamente di parallelepipedo e si estende a sbalzo a partire (ad esempio) da una porzione angolare della prima struttura schermante 33, alla quale ? solidale. In particolare, la regione di accoppiamento interna IC ? solidale con porzioni della regione schermante superiore 40 e della regione secondaria inferiore 42.

Le seconde estremit? della porzione allungata superiore 60 e della porzione allungata inferiore 62 della terza struttura allungata L3 sono solidali con il secondo braccio di raccordo B2, il quale ? quindi interposto tra la seconda e la terza struttura allungata L2, L3.

In pratica, la prima struttura elastica M1 ha una forma di molla ripiegata (?folded?), il cui comportamento ? del tipo descritto nella summenzionata domanda di brevetto EP3872451 e viene riassunto pi? avanti. Inoltre, la prima struttura elastica M1 ? cedevole lungo l?asse Z e lungo la direzione radiale R ed ? rigida lungo la direzione trasversale TR.

Come visibile nelle figure 2 e 3, per ciascuna prima struttura schermante 33, l?otturatore MEMS 1 comprende inoltre quattro prime molle planari 69, le quali vengono ora descritte, a titolo esemplificativo, con riferimento alla prima struttura schermante 33 mostrata in figura 3.

In dettaglio, le prime molle planari 69 sono formate dalla porzione mobile interna 30 del secondo strato semiconduttivo 16 ed hanno forma allungata. In particolare, in condizioni di riposo le prime molle planari 69 hanno forme di parallelepipedi allungati parallelamente alla direzione trasversale TR, con prime estremit? solidali con la porzione principale 45 della regione schermante superiore 40 e con seconde estremit? solidali a corrispondenti prime regioni a pilastro 71. Per motivi che saranno chiariti in seguito, le prime molle planari 69 sono rigide lungo l?asse Z e cedevoli parallelamente alla corrispondente direzione radiale R, e pi? in generale parallelamente al piano XY.

In maggior dettaglio, le prime molle planari 69 sono disposte a due a due su lati opposti della porzione principale 45 della regione schermante superiore 40, in modo simmetrico rispetto a un piano di simmetria parallelo al piano RZ. Inoltre, le prime regioni a pilastro 71 sono formate sia dal primo che dal secondo strato semiconduttivo 14, 16 (in particolare, da porzioni della regione periferica inferiore fissa 20? e da sottostanti regioni di supporto 18, oltre che da porzioni della regione periferica superiore fissa 26?) e sono ancorate inferiormente a corrispondenti regioni di ancoraggio 8.

Per quanto concerne le seconde schermanti 35, esse vengono ora descritte con riferimento, a titolo esemplificativo, alla seconda struttura schermante 35 mostrata nelle figure 1A e 6.

In dettaglio, la seconda struttura schermante 35 comprende una rispettiva regione schermante inferiore 75, formata dalla struttura interna inferiore 22 del primo strato semiconduttivo 14, ed una sovrastante regione secondaria superiore 77, formata dalla struttura interna superiore 30 del secondo strato semiconduttivo 16.

La regione schermante inferiore 75 comprende una rispettiva porzione principale 78, la quale ha forma di parallelepipedo con asse parallelo alla direzione radiale R associata alla seconda struttura schermante 35 e con estremit? rivolte rispettivamente verso l?asse di simmetria H e verso la regione periferica inferiore 20. La regione schermante inferiore 75 comprende inoltre una rispettiva porzione secondaria 79, la quale ha forma di parallelepipedo ed ? disposta al di sotto dell?estremit? della porzione principale 78 rivolta verso l?asse di simmetria H. Al di sotto della porzione secondaria 79 si estende una corrispondente regione conduttiva sospesa 80, formata da polisilicio.

La regione secondaria superiore 77 comprende una rispettiva porzione principale 81 ed una rispettiva porzione secondaria 83. La porzione principale 81 ha forma di parallelepipedo con asse parallelo alla direzione radiale R associata alla seconda struttura schermante 35 e con estremit? rivolte rispettivamente verso la regione periferica superiore 26 e verso l?asse di simmetria H. La porzione secondaria 83 ha forma di parallelepipedo, ? disposta al di sotto dell?estremit? della porzione principale 81 rivolta verso la regione periferica superiore 26 ed inoltre sovrasta, in contatto diretto, l?estremit? rivolta verso la regione periferica inferiore 20 della porzione principale 78 della regione schermante inferiore 75.

In prima approssimazione, e senza alcuna perdita di generalit?, le porzioni principali 78, 81 e le porzioni secondarie 79, 83 della regione schermante inferiore 75 e della regione secondaria superiore 77 hanno una medesima estensione lungo la direzione trasversale TR associata alla seconda regione schermante 35.

Inoltre, la porzione principale 78 della regione schermante inferiore 75 e la porzione principale 81 della regione secondaria superiore 77 si estendono a sbalzo a partire dalla porzione secondaria 83 della regione secondaria superiore 77, verso l?asse di simmetria H, senza intercettarlo, e delimitando rispettivamente superiormente ed inferiormente un corrispondente recesso 89, il quale ? delimitato lateralmente dalla porzione secondaria 83 della regione secondaria superiore 77.

Inoltre, lungo la direzione radiale R associata alla seconda struttura schermante 35, la porzione principale 78 della regione schermante inferiore 75 ha un?estensione maggiore rispetto alla porzione principale 81 della regione secondaria superiore 77, dunque ha una distanza inferiore dall?asse di simmetria H. Conseguentemente, la porzione principale 81 della regione secondaria superiore 77 lascia esposta una parte rivolta verso l?asse di simmetria H della porzione principale 78 della regione schermante inferiore 75.

Ancora in maggior dettaglio, in condizioni di riposo, la porzione secondaria 79 e almeno parte della porzione principale 78 della regione schermante inferiore 75 risultano sospese al di sopra della apertura principale 9. Senza alcuna perdita di generalit?, la porzione secondaria 83 della regione secondaria superiore 77 ? almeno in parte lateralmente sfalsata rispetto all?apertura principale 9, sebbene siano comunque possibili varianti in cui, ad esempio, l?intera seconda struttura schermante 35 ? sovrapposta all?apertura principale 9 oppure varianti in cui l?intera regione secondaria superiore 77 ? lateralmente sfalsata rispetto all?apertura principale 9, come mostrato ad esempio in figura 1B. Inoltre, in vista dall?alto, l?area di sovrapposizione tra la porzione principale 78 della regione schermante inferiore 75 e l?apertura principale 9 ? maggiore dell?area di sovrapposizione tra la porzione principale 81 della regione secondaria superiore 77 e l?apertura principale 9, dal momento che, come spiegato in precedenza, la porzione principale 78 della regione schermante inferiore 75 ha un?estensione lungo la direzione radiale R maggiore rispetto all?estensione della porzione principale 81 della regione secondaria superiore 77.

Come mostrato in figura 6, l?accoppiamento tra la seconda struttura schermante 35 e la corrispondente struttura a sbalzo 29 si ottiene grazie all?interposizione della corrispondente struttura deformabile d?accoppiamento 59, nel medesimo modo descritto con riferimento alla prima struttura schermante 33. In particolare, per ciascuna delle corrispondenti prima e una seconda struttura elastica M1, M2, la corrispondente regione di accoppiamento interna IC si estende a sbalzo a partire (ad esempio) da una porzione angolare della seconda struttura schermante 35, alla quale ? solidale. In particolare, la regione di accoppiamento interna IC ? solidale con porzioni della regione schermante inferiore 75 e della regione secondaria superiore 77.

Per ciascuna seconda struttura schermante 35, l?otturatore MEMS 1 comprende inoltre quattro seconde molle planari 85, le quali vengono ora descritte, a titolo esemplificativo, con riferimento alla seconda struttura schermante 35 mostrata in figura 6.

In dettaglio, le seconde molle planari 85 sono formate dalla struttura interna inferiore 22 del primo strato semiconduttivo 14 ed hanno forma allungata. In particolare, in condizioni di riposo le seconde molle planari 85 hanno forme di parallelepipedi allungati perpendicolarmente rispetto alla corrispondente direzione radiale R (cio?, parallelamente alla corrispondente direzione trasversale TR), con prime estremit? solidali con la porzione principale 78 della regione schermante inferiore 75 e con seconde estremit? solidali con corrispondenti seconde regioni a pilastro 87. Per motivi che saranno chiariti in seguito, le seconde molle planari 85 sono rigide lungo l?asse Z e cedevoli parallelamente alla corrispondente direzione radiale (R), e pi? in generale parallelamente al piano XY.

In maggior dettaglio, le seconde molle planari 85 sono disposte a due a due su lati opposti della porzione principale 78 della regione schermante inferiore 75, in modo simmetrico rispetto a un piano di simmetria parallelo al piano RZ. Inoltre, le seconde regioni a pilastro 87 sono formate dal primo strato semiconduttivo 14 (in particolare, da porzioni della regione periferica inferiore fissa 20? e da sottostanti regioni di supporto 18) e sono ancorate, inferiormente, a corrispondenti regioni di ancoraggio 8.

Tutto ci? premesso, in condizioni di riposo le regioni schermanti superiori 40 delle prime strutture schermanti 33 e le regioni schermanti inferiori 75 delle seconde strutture schermanti 35 occludono solo parzialmente la sottostante apertura principale 9. In particolare, quando le prime e le seconde strutture schermanti 33, 35 sono in condizioni di riposo, si ottiene la massima occlusione (parziale) dell?apertura principale 9; equivalentemente, in condizioni di riposo si verifica la minima apertura ottica, intesa come area dell?apertura principale 9 che pu? essere attraversata da un fascio di luce che incide con incidenza normale sull?otturare MEMS 1. Inoltre, ciascun attuatore 36 pu? essere azionato in modo da muovere lungo la rispettiva direzione radiale R la corrispondente prima/seconda struttura schermante 33/35, in direzione opposta rispetto all?asse di simmetria H, riducendo cos? l?occlusione della sottostante apertura principale 9, come descritto in dettaglio in seguito con riferimento alla prima struttura schermante 33 mostrata in figura 3, sebbene uguali considerazioni si applichino anche alle seconde strutture schermanti 35.

Come mostrato in figura 7, l?attuatore 36 pu? essere azionato in modo da causare una traslazione lungo l?asse Z della corrispondente struttura a sbalzo 29, e quindi anche della regione di accoppiamento esterna EC, la quale trascina verso l?alto le porzioni della prima e della seconda struttura elastica M1, M2 ad essa solidali. Dal momento che le porzioni della prima e della seconda struttura elastica M1, M2 solidali, tramite la regione di accoppiamento interna IC, alla prima struttura schermante 33 non possono traslare lungo l?asse Z, a causa del vincolo esercitato dalle prime molle planari 69, la struttura deformabile d?accoppiamento 59 si deforma come mostrato qualitativamente in figura 7.

In dettaglio, la prima e la seconda struttura elastica M1, M2 si comportano nel medesimo modo descritto nella summenzionata domanda di brevetto EP3872451. In particolare, riferendosi ad esempio alla prima struttura elastica M1, e inoltre riferendosi ad esempio alla prima struttura allungata L1, ciascuna sezione della prima struttura allungata L1 presa in un piano parallelo al piano ZR ha una coppia di assi principali di inerzia I1, I2 (mostrati nelle figure 5A e 5B, le quali fanno riferimento alla figura 4), ciascuno dei quali ? trasversale sia rispetto alla direzione radiale R, sia rispetto all?asse Z. Conseguentemente, una forza applicata sulla prima struttura allungata L1 lungo l?asse Z genera una cosiddetta flessione deviata della prima struttura allungata L1; in particolare, tale forza causa una deformazione lungo l?asse Z, la quale comporta una conseguente deformazione lungo la corrispondente direzione radiale R della prima struttura allungata L1.

In pratica, mentre le porzioni della prima e della seconda struttura elastica M1, M2 solidali con la regione di accoppiamento esterna EC in prima approssimazione traslano lungo l?asse Z, ma non subiscono alcun movimento nel piano XY, le porzioni della prima e della seconda struttura elastica M1, M2 solidali con la regione di accoppiamento interna IC non subiscono traslazioni lungo l?asse Z, ma traslano lungo la corrispondente direzione radiale R, in direzione opposta rispetto all?asse di simmetria H, trascinando la prima struttura schermante 33 e riducendo l?area di sovrapposizione tra quest?ultima e la sottostante apertura principale 9. A causa di tale trascinamento, le prime molle planari 69 si incurvano, in vista dall?alto.

L?occlusione dell?apertura principale 9 diminuisce man mano che le prime e le seconde strutture schermanti 33, 35 si allontanano dall?asse di simmetria H. Inoltre, grazie al fatto che ciascuna prima struttura schermante 33 ? interposta, angolarmente, tra una coppia di seconde strutture schermanti 35, e viceversa, e grazie al fatto che le regioni schermanti superiori 40 e le regioni schermanti inferiori 75 sono formate rispettivamente dal secondo strato semiconduttivo 16 e dal primo strato semiconduttivo 14, dunque sono disposte su livelli differenti, il movimento di ciascuna struttura schermante pu? avvenire in modo indipendente dal movimento delle strutture schermanti adiacenti, senza che si verifichino urti o limitazioni del movimento. A tal proposito, come mostrato in figura 2, e senza alcuna perdita di generalit?, in condizioni di riposo l?estremit? rivolta verso l?asse di simmetria H della porzione principale 45 di ciascuna regione schermante superiore 40 ? sovrapposta a porzioni delle estremit? rivolte verso l?asse di simmetria H delle porzioni principali 78 delle due regioni schermanti inferiori 75 adiacenti.

In pratica, il controllo dell?occlusione dell?apertura principale 9 avviene sull?intero perimetro dell?apertura principale 9 e con un elevato numero di gradi di libert?.

Secondo una variante mostrata in figura 8 (in cui, per semplicit?, non ? mostrata l?apertura principale 9), le prime e le seconde strutture schermanti 33, 35 sono del medesimo tipo descritto in precedenza, hanno la medesima disposizione in condizioni di riposo ed hanno la medesima capacit? di effettuare traslazioni lungo le rispettive direzioni radiali R, ma gli attuatori (indicati con 96) sono di tipo elettrostatico. Tale variante viene ora descritta con riferimento, a titolo puramente esemplificativo, all?attuatore 96 accoppiato alla prima struttura schermante 33 mostrata in figura 9, ma la descrizione si applica anche agli attuatori 96 accoppiati alle seconde strutture schermanti 35.

In dettaglio, l?attuatore 96 ? di tipo elettrostatico e comprende, ad esempio, una coppia di prime regioni di statore ST1 ed una coppia di seconde regioni statore ST2, le quali sono formate da corrispondenti porzioni della struttura periferica fissa 28 (cio?, da corrispondenti porzioni della regione periferica inferiore fissa 20? e della regione periferica superiore fissa 26?), nonch? da sottostanti regioni di supporto 18 e da sottostanti regioni di ancoraggio 8. Le prime e le seconde regioni di statore ST1, ST2 sono quindi solidali con il sottostante substrato 2.

Inoltre, la prima struttura schermante 33 ? operativamente accoppiata all?attuatore 96 attraverso un corpo d?accoppiamento 100 avente approssimativamente forma a ?T? in vista dall?alto.

In particolare, come mostrato in figura 10, il corpo d?accoppiamento 100 ? formato dalla struttura interna inferiore 22 del primo strato semiconduttivo 14 e dalla struttura interna superiore 30 del secondo strato semiconduttivo 16. Inoltre, il corpo d?accoppiamento 100 comprende una porzione allungata 102 a forma di parallelepipedo, la quale si estende parallelamente alla direzione radiale R, ed una porzione trasversale 104, la quale a sua volta comprende una porzione di supporto 105, la quale ha una forma allungata parallelamente alla direzione trasversale TR, e una pluralit? di porzioni d?accoppiamento 106, le quali sono disposte su due lati opposti della porzione di supporto 105 e sono sfalsate lungo la direzione trasversale TR, ciascuna porzione d?accoppiamento 106 dipartendosi dal rispettivo lato della porzione di supporto 105, parallelamente alla direzione radiale R.

La porzione allungata 102 ha una prima estremit? solidale alla prima struttura schermante 33 ed una seconda estremit? solidale con la porzione di supporto 105 della porzione trasversale 104, la quale funge, insieme alle porzioni d?accoppiamento 106, da regione di rotore.

Le prime e le seconde regioni di statore ST1, ST2 si estendono su lati opposti della porzione trasversale 104 e formano corrispondenti pluralit? di elementi allungati lungo la direzione radiale R (indicati rispettivamente con 107 e 108). Gli elementi allungati 107 di ciascuna prima regione di statore ST1 sono lateralmente sfalsati parallelamente alla direzione trasversale TR, in modo da essere interdigitati rispetto a un corrispondente gruppo di porzioni di accoppiamento 106. Similmente, gli elementi allungati 108 di ciascuna seconda regione di statore ST2 sono lateralmente sfalsati parallelamente alla direzione trasversale TR, in modo da essere interdigitati rispetto a un corrispondente gruppo di porzioni di accoppiamento 106.

Due coppie di terze regioni a pilastro 171 si estendono su lati opposti della porzione allungata 102 del corpo d?accoppiamento 100 ed hanno la medesima struttura delle prime regioni a pilastro 71, dunque sono ancorate inferiormente a corrispondenti regioni di ancoraggio 8. Ciascuna terza porzione a pilastro 171 ? meccanicamente accoppiata alla porzione allungata 102 del corpo d?accoppiamento 100 mediante interposizione di una corrispondente terza molla planare 169, la quale ha ad esempio una forma ripiegata, ? formata dalla struttura interna inferiore 22 del primo strato semiconduttivo 14 e dalla struttura interna superiore 30 del secondo strato semiconduttivo 16 ed ? rigida lungo l?asse Z e cedevole parallelamente alla corrispondente direzione radiale (R), e pi? in generale parallelamente al piano XY.

In pratica, la prima struttura schermante 33 ed il corpo d?accoppiamento 100 sono sospesi e vincolati alle terze regioni a pilastro 171 mediante interposizione delle terze molle planari 169. Sebbene non mostrate, sono comunque possibili varianti in cui le terze molle planari 169 hanno estremit? fissate alla prima struttura schermante 33, anzich? al corpo d?accoppiamento 100.

In uso, mediante applicazione di tensioni tra la prima e la seconda regione di statore ST1, ST2 e la regione di rotore, il corpo d?accoppiamento 100 viene assoggettato ad una forza di natura elettrostatica, la quale causa una traslazione del corpo d?accoppiamento 100 rispetto alle prime e alle seconde regioni di statore ST1, ST2, lungo la corrispondente direzione radiale R; tale traslazione pu? avvenire in entrambi i versi. La prima struttura schermante 33 trasla in modo solidale con il corpo d?accoppiamento 100 lungo la corrispondente direzione radiale R, con conseguente variazione dell?occlusione della sottostante apertura principale 9.

I vantaggi dati dal disporre di prime e seconde strutture schermanti 33, 35 che formano schermi in strati semiconduttivi differenti si ottengono quindi anche con tale variante. Inoltre, secondo tale variante, le strutture schermanti possono essere soggette, rispetto alle posizioni assunte nelle condizioni di riposo, a movimenti sia positivi che negativi, misurati rispetto alle rispettive direzioni radiali R.

Spostamenti positivi e negativi rispetto alle posizioni di riposo possono essere ottenuti anche nel caso di impiego di attuatori piezoelettrici, come mostrato con riferimento alla figura 11, la quale viene ora descritta limitatamente alle differenze rispetto a quanto mostrato in figura 3.

In dettaglio, la struttura a sbalzo (qui indicata con 229) comprende la porzione secondaria 27B, la quale ? accoppiata alla corrispondente struttura schermante nel medesimo modo descritto in precedenza; a tal proposito, in figura 11 si fa riferimento, a titolo esemplificato, a una prima struttura schermante 33.

La porzione principale (qui indicata con 227A) della struttura a sbalzo 229 ha una forma ripiegata, in modo da definire una sorta di forma a ?C? in vista dall?alto; in particolare, la porzione principale 227A comprende una prima ed una seconda sottoporzione allungata 228A, 228B ed una sottoporzione di raccordo 228C. Ad esempio, la prima sottoporzione allungata 228A ha la medesima forma della porzione principale 27A della struttura a sbalzo 29 mostrata nelle figure 2-3. Inoltre, la seconda sottoporzione allungata 228B ha ad esempio forma di parallelepipedo allungato parallelamente alla corrispondente direzione trasversale TR; la prima e la seconda sottoporzione allungata 228A, 228B sono sfalsate lungo la direzione radiale R e sono collegate dalla sottoporzione di raccordo 228C.

In maggior dettaglio, l?estremit? della prima sottoporzione allungata 228A opposta rispetto alla struttura deformabile d?accoppiamento 59 ? solidale con la sottoporzione di raccordo 228C. Una prima ed una seconda estremit? della seconda sottoporzione allungata 228B sono solidali, rispettivamente, con una porzione della struttura periferica fissa 28 e con la sottoporzione di raccordo 228C.

In aggiunta, la prima sottoporzione allungata 228A ? sovrastata da un corrispondente primo attuatore, qui indicato con 236?, del medesimo tipo descritto con riferimento alle figure 1A e 3, mentre la seconda sottoporzione allungata 228B ? sovrastata da un corrispondente secondo attuatore, qui indicato con 236?, del medesimo tipo descritto con riferimento alle figure 1A e 3 ed elettricamente disaccoppiato dal primo attuatore 236?. In tal modo, fornendo tensione alternativamente al primo o al secondo attuatore 236?, 236?, si ottengono traslazioni della porzione secondaria 27B lungo l?asse Z con versi opposti, e conseguenti traslazioni con versi opposti della corrispondente struttura schermante.

Indipendentemente dal tipo di attuazione, ? inoltre possibile che le prime e le seconde strutture schermanti, pur mantenendo una disposizione angolarmente alternata, abbiano forma e/o disposizione differente rispetto a quanto descritto, come mostrato ad esempio in figura 12, in cui le prime e le seconde strutture schermanti sono rispettivamente indicate con 333 e 335, ed in cui a titolo puramente esemplificativo si ? ipotizzata un?attuazione di tipo piezoelettrico, sebbene anche in tal caso sia possibile una variante con attuazione elettrostatica (non mostrata). Per tale motivo, nel seguito la descrizione ? limitata alle differenze rispetto a quanto spiegato a proposito della forma di realizzazione mostrata in figura 1A. Elementi gi? presenti nella forma di realizzazione mostrata in figura 1A sono indicati con i medesimi segni di riferimento, salvo laddove specificato diversamente. Inoltre, nella figura 12 e nelle figure successive, le strutture deformabili d?accoppiamento 59 sono mostrate in modo semplificato. Ancora, in figura 12 non ? mostrato che le prime estremit? delle porzioni principali 27A delle strutture a sbalzo 29 sono solidali con corrispondenti porzioni della struttura periferica fissa 28 (non mostrata in figura 12). In aggiunta, per semplicit?, in figura 12 non sono mostrati gli accoppiamenti tra le prime e le seconde strutture schermanti 333, 335 e, rispettivamente, le prime e le seconde regioni a pilastro, attraverso le prime e le seconde molle planari. Infine, nel seguito gli aggettivi ?distale? e ?prossimale? vengono impiegati per indicare parti delle strutture schermanti disposte rispettivamente lontane o vicine rispetto alle corrispondenti strutture deformabili d?accoppiamento 59.

Tutto ci? premesso, ciascuna tra le prime e le seconde strutture schermanti 333, 335 si estende parallelamente ad una rispettiva direzione di estensione (indicate rispettivamente con R?). In particolare, in condizioni di riposo, sia le prime che le seconde strutture schermanti 333, 335 hanno una medesima disposizione reciproca rispetto alle corrispondenti direzioni di estensione R?.

Le direzioni di estensione R?, parallele al piano XY, sono complanari ed equidistanti dall?asse di simmetria H; in altre parole, in vista dall?alto ed in condizioni di riposo, le direzioni di estensione R? sono in prima approssimazione tangenti ad un?ipotetica circonferenza (non mostrata) centrata nell?asse di simmetria H. Inoltre, coppie di direzioni di estensione R? adiacenti formano un angolo pari a 45?, in modo da essere angolarmene distribuite su 360?.

Per ciascuna struttura schermante, la corrispondente struttura a sbalzo 29, la corrispondente struttura deformabile d?accoppiamento 59 ed il corrispondente attuatore 36 hanno le medesime forme e disposizioni descritte a proposito della forma di realizzazione mostrata in figura 1A, fatto salvo di riferirsi alla corrispondente direzione di estensione R?, anzich? alla summenzionata direzione radiale R.

La forma delle prime strutture schermanti 333, tra loro uguali, viene ora descritta con riferimento alla prima struttura schermante 333 mostrata nelle figure 13A e 13B; inoltre, ci si riferisce alla direzione trasversale (indicata con TR?) per indicare una direzione perpendicolare al piano ZR?.

In dettaglio, la porzione principale (indicata con 345) della regione schermante superiore (indicata con 340) ? rastremata lungo una direzione parallela alla direzione di estensione R?, cio? ha un?estensione lungo la direzione trasversale TR? che si riduce al crescere della distanza dalla rispettiva struttura deformabile d?accoppiamento 59.

In vista dall?alto, la porzione principale (indicata con 348) della regione secondaria inferiore (indicata con 342) ha approssimativamente una forma a cuneo e, oltre ad avere, parallelamente alla direzione di estensione R?, dimensione massima inferiore rispetto alla dimensione massima della porzione principale 345 della regione schermante superiore 340, ? anch?essa rastremata parallelamente alla direzione di estensione R?. Inoltre, la massima estensione della porzione principale 348 della regione secondaria inferiore 342 parallelamente alla direzione trasversale TR? ? inferiore alla massima estensione, lungo la medesima direzione, della porzione principale 345 della regione schermante superiore 340.

La porzione secondaria (indicata con 346) della regione schermante superiore 340 ha approssimativamente la medesima forma, in vista dall?alto, della porzione principale 348 della regione secondaria inferiore 342, a meno di una rientranza. In altre parole, e senza alcuna perdita di generalit?, la porzione secondaria 346 sovrasta una parte prossimale della porzione principale 348 della regione secondaria inferiore 342, lasciando esposta una parte distale della porzione principale 348 della regione secondaria inferiore 342.

La porzione secondaria della regione secondaria inferiore 342 e la sottostante regione conduttiva sospesa sono indicate rispettivamente con 349 e 350.

Ancora in maggior dettaglio, la porzione principale 345 della regione schermante superiore 340 si estende a sbalzo a partire dalla porzione secondaria 346 della regione schermante superiore 340, in modo da sporgere oltre la porzione principale 348 della regione secondaria inferiore 342, non solo parallelamente alla direzione di estensione R?, ma anche parallelamente alla direzione trasversale TR?, per motivi che saranno chiariti in seguito. In altre parole, risultano sospese e sporgenti lateralmente rispetto alla sottostante regione secondaria inferiore 342 sia una parte distale, sia una parte prossimale della porzione principale 345 della regione schermante superiore 340, alla quale nel seguito ci si riferisce come alla parte prossimale sporgente della porzione principale 345.

La porzione principale 340 e la porzione secondaria 346 della regione schermante superiore 340 e la porzione principale 348 della regione secondaria inferiore 342 formano una parete di accoppiamento 398, la quale ? perpendicolare alla direzione di estensione R?. Senza alcuna perdita di generalit?, la prima e la seconda struttura elastica M1, M2 della corrispondente struttura deformabile d?accoppiamento 59 sono solidali con porzioni della parete di accoppiamento 398.

Per quanto concerne le seconde strutture schermanti 335, tra loro uguali, la loro forma viene ora descritta con riferimento alla seconda struttura schermante 335 mostrata nelle figure 14A e 14B.

In dettaglio, la porzione principale (indicata con 378) della regione schermante inferiore (indicata con 375) ha approssimativamente la medesima forma delle porzioni principali 345 delle regioni schermanti superiori 340, rispetto alle quali ? verticalmente sfalsata.

La porzione principale (indicata con 381) e la porzione secondaria (indicata con 383) della regione secondaria superiore (indicata con 377) hanno approssimativamente le medesime forme a cuneo della porzione principale 348 della regione secondaria inferiore 342 e, rispettivamente, della porzione secondaria 346 della regione schermante superiore 340. Conseguentemente, la porzione principale 381 della regione secondaria superiore 377 sovrasta interamente la porzione secondaria 383, ma lascia esposta una parte distale ed una parte prossimale della porzione principale 378 della regione schermante inferiore 375 (alla quale nel seguito ci si riferisce come alla parte prossimale esposta), le quali sporgono rispettivamente lungo la direzione di estensione R? e lungo la direzione trasversale TR?.

La porzione secondaria della regione schermante inferiore 375 e la sottostante regione conduttiva sospesa sono indicate rispettivamente con 379 e 380.

La porzione principale 381 e la porzione secondaria 383 della regione secondaria superiore 377 e la porzione principale 378 della regione schermante inferiore 375 formano una parete di accoppiamento 399, la quale ? perpendicolare alla direzione di estensione R?. Senza alcuna perdita di generalit?, la prima e la seconda struttura elastica M1, M2 della corrispondente struttura deformabile d?accoppiamento 59 sono solidali a porzioni della parete di accoppiamento 399.

Grazie alle forme geometriche delle prime e delle seconde strutture schermanti 333, 335, in condizioni di riposo si verifica quanto descritto qui di seguito.

In dettaglio, considerando una qualsiasi prima struttura schermante 333, la parte distale della porzione principale 345 della rispettiva regione schermante superiore 340 sovrasta, a distanza, la parte prossimale esposta della porzione principale 378 della regione schermante inferiore 375 della seconda struttura schermante 335 adiacente alla struttura schermante 333 e disposta in senso antiorario.

Inoltre, la parte prossimale sporgente della porzione principale 345 della regione schermante superiore 340 sovrasta, a distanza, la parte distale della porzione principale 378 della regione schermante inferiore 375 della seconda struttura schermante 335 adiacente alla struttura schermante 333 e disposta in senso orario.

Inoltre, le prime e le seconde strutture schermanti 333, 335 possono traslare lungo le rispettive direzioni di estensione R?, nel medesimo modo descritto con riferimento alle precedenti forme di realizzazione, in modo da ridurre l?area di sovrapposizione tra le strutture schermanti, e quindi ridurre l?occlusione della sottostante apertura principale 9 (non mostrata in figura 12).

Secondo un?ulteriore variante, l?otturatore MEMS 1 pu? essere privo delle seconde strutture schermanti, come mostrato in figura 15, in cui le prime strutture schermanti sono indicate con 433. Anche in figura 15, l?apertura principale 9 non ? mostrata; inoltre, per semplicit?, non sono mostrati gli accoppiamenti tra le prime strutture schermanti 433 e corrispondenti regioni a pilastro, attraverso corrispondenti molle planari del medesimo tipo descritto in precedenze e formate indifferentemente dal primo e/o dal secondo strato semiconduttivo 14, 16.

Ci? premesso, l?otturatore MEMS 1 differisce da quanto mostrato in figura 12 per il fatto di includere otto prime strutture schermanti 433, uguali tra loro e angolarmente equispaziate (in condizioni di riposo).

Come mostrato nelle figure 16A-16B, ciascuna prima struttura schermante 433 comprende una rispettiva regione schermante superiore 440, formata dalla struttura interna superiore 30 del secondo strato semiconduttivo 16, e una rispettiva regione schermante inferiore 442, formata dalla struttura interna inferiore 22 del primo strato semiconduttivo 14.

La regione schermante superiore 440 comprende una rispettiva porzione secondaria 446 ed una rispettiva porzione principale 481; la regione schermante inferiore 442 comprende una rispettiva porzione principale 448 ed una rispettiva porzione secondaria 479. La sottostante regione conduttiva sospesa ? indicata con 480.

Una parte prossimale 481? della porzione principale 481 e la porzione secondaria 446 della regione schermante superiore 440 formano, insieme a una prima parte 448? della porzione principale 448 della regione schermante inferiore 442, un corpo principale 499; la prima e la seconda struttura elastica M1, M2 della struttura deformabile d?accoppiamento 59 sono solidali con il corpo principale 499.

Una parte distale 481? della porzione principale 481 della regione schermante superiore 440 si estende a sbalzo a partire dal corpo principale 499, approssimativamente lungo la corrispondente direzione di estensione R?, sporgendo rispetto alla sottostante regione schermante inferiore 442.

Una seconda parte 448? della porzione principale 448 della regione schermante inferiore 442 ? lasciata esposta dalla sovrastante regione schermante superiore 440 ed ? lateralmente sfalsata rispetto al corpo principale 499.

Grazie alla summenzionata forma delle prime strutture schermanti 433, in condizioni di riposo si verifica che, come mostrato in figura 15, la parte distale 481? della porzione principale 481 della regione schermante superiore 440 di una qualsiasi prima struttura schermante 433 sovrasta, a distanza, la seconda parte 448? della porzione principale 448 della regione schermante inferiore 442 della prima struttura schermante adiacente e disposta in senso antiorario. Inoltre, la seconda parte 448? della porzione principale 448 della regione schermante inferiore 442 di una qualsiasi prima struttura schermante 433 ? sovrastata, a distanza, dalla parte distale 481? della porzione principale 481 della regione schermante superiore 440 della prima struttura schermante adiacente e disposta in senso orario. In tali condizioni, l?occlusione della sottostante apertura principale 9 ? massima, dal momento che, in vista dall?alto, non vi ? soluzione di continuit? tra le prime strutture schermanti.

Le prime strutture schermanti 433 possono traslare lungo le rispettive direzioni di estensione R?, in modo tale per cui le parti distali 481? delle porzioni principali 481 delle regioni schermanti superiore 440 diventano lateralmente separate, cio? non pi? sovrapposte, dalle strutture schermanti adiacenti. In altre parole, in vista dall?alto, vi ? soluzione di continuit? tra le prime strutture schermanti 433, cio? si riduce l?occlusione della sottostante apertura principale 9.

Sebbene non mostrate, sono inoltre possibili varianti in cui l?otturatore MEMS 1 ? del medesimo tipo mostrato nelle figure 12 o 15, ma in cui l?attuazione piezoelettrica ? di tipo bidirezionale, come mostrato in figura 11, oppure ? di tipo elettrostatico, nel qual caso le strutture schermanti sono accoppiate a corrispondenti corpi d?accoppiamento. Ad esempio, con riferimento alla variante mostrata nelle figure 12, 13A-13B e 14A-14B, i corpi d?accoppiamento possono essere solidali con le summenzionate pareti d?accoppiamento 398, nel caso delle prime strutture schermanti 333, e con le summenzionate pareti d?accoppiamento 399, nel caso delle seconde strutture schermanti 335.

Il presente otturatore MEMS 1 pu? essere fabbricato mediante il procedimento descritto qui di seguito con riferimento, ad esempio, alla forma di realizzazione mostrata in figura 1A.

Come mostrato in figura 17, il presente procedimento prevede inizialmente di formare un primo ed un secondo strato dielettrico 504, 506 sul substrato 2 di una fetta semiconduttiva (?semiconductor wafer?) 500; il primo ed il secondo strato dielettrico 504, 506 sono formati rispettivamente da ossido termico e da ossido di alluminio.

In seguito, come mostrato in figura 18, viene rimossa selettivamente una parte del secondo strato dielettrico 506, in modo da formare una prima apertura preliminare WP1 attraverso il secondo strato dielettrico 506, in modo da esporre una parte del primo strato dielettrico 504.

Successivamente, come mostrato in figura 19, vengono rimosse selettivamente porzioni della parte esposta del primo strato dielettrico 504, in modo da formare, attraverso il primo strato dielettrico 504, una seconda apertura preliminare WP2 e una terza apertura preliminare WP3, la quale ha una forma a trincea e circonda lateralmente, a distanza, la seconda apertura preliminare WP2.

In seguito, come mostrato in figura 20, viene effettuata una deposizione di polisilicio ed un successivo attacco selettivo, in modo che il polisilicio residuo formi lo strato conduttivo 7, all?interno della terza apertura preliminare WP3, nonch? le regioni di ancoraggio 8 ed una regione conduttiva intermedia 510, la quale si estende nella seconda apertura preliminare WP2, a contatto con il primo strato dielettrico 504, nonch? al di sopra di porzioni del primo strato dielettrico 504 che delimitano lateralmente la seconda apertura preliminare WP2. Lo strato conduttivo 7 e la regione conduttiva intermedia 510 sono tra loro separati lateralmente; conseguentemente, le summenzionate operazioni di deposizione di polisilicio e di successivo attacco lasciano esposte parti del primo strato dielettrico 504, le quali sono lateralmente sfalsate rispetto allo strato conduttivo 7 ed alla regione conduttiva intermedia 510. Inoltre, rimangono esposte porzioni del secondo strato semiconduttivo 506 disposte all?esterno dello strato conduttivo 7 e lateralmente sfalsate rispetto alle regioni di ancoraggio 8.

In seguito, come mostrato in figura 21, viene formata (e successivamente planarizzata; fase non mostrata in dettaglio) una prima regione sacrificale 515, al di sopra dello strato conduttivo 7, delle regioni di ancoraggio 8 e della regione conduttiva intermedia 510, nonch? al di sopra delle porzioni esposte del primo e del secondo strato dielettrico 504, 506. In particolare, la prima regione sacrificale 515 ? formata da ossido TEOS, mediante deposizione chimica da vapore.

In seguito, come mostrato in figura 22, viene eseguito un attacco (?etch?) per rimuovere selettivamente porzioni della prima regione sacrificale 515 disposte sulle regioni di ancoraggio 8 e sulla regione conduttiva intermedia 510. In particolare, viene formata una corrispondente quarta apertura preliminare WP4, la quale attraversa la prima regione sacrificale 515 e si affaccia su una porzione interna della regione conduttiva intermedia 510, la quale viene esposta. Senza alcuna perdita di generalit?, tale porzione interna della regione conduttiva intermedia 510 include, oltre alla parte della regione conduttiva intermedia 510 posta a contatto con il substrato 2, anche parti della regione conduttiva intermedia 510 che si estendono al di sopra del primo strato dielettrico 504. Inoltre, vengono formate quinte aperture preliminari WP5, le quali attraversano la prima regione sacrificale 515 e si affacciano su corrispondenti regioni di ancoraggio 8.

In seguito, come mostrato in figura 23, viene eseguita una prima crescita epitassiale di silicio, in modo da formare, e successivamente planarizzare (fase non mostrata in dettaglio), il primo strato semiconduttivo 14, il quale ? formato, come detto, da silicio policristallino, e si estende sulla prima regione sacrificale 515, nonch? all?interno della quarta apertura preliminare WP4, in contatto diretto con la regione conduttiva intermedia 510, ed all?interno delle quinte aperture preliminari WP5, in contatto diretto con le regioni di ancoraggio 8. In particolare, le porzioni del primo strato semiconduttivo 14 che si estendono all?interno delle quinte aperture preliminari WP5 formano le summenzionate regioni di supporto 18, cio? gli ancoraggi del primo strato semiconduttivo 14.

Come mostrato in figura 24, mediante impiego di una maschera (non mostrata) vengono successivamente rimosse in modo selettivo porzioni del primo strato semiconduttivo 14 lateralmente sfalsate rispetto alle regioni di ancoraggio 8 ed alla regione conduttiva intermedia 510, in modo da formare una pluralit? di prime aperture di processo 520, le quali attraversano il primo strato semiconduttivo 14 e sono delimitate inferiormente da corrispondenti porzioni della prima regione sacrificale 515.

Le prime aperture di processo 520 delimitano lateralmente le porzioni del primo strato semiconduttivo 14 che formano la regione periferica inferiore 20 e le strutture deformabili d?accoppiamento 59 (in particolare, le porzioni allungate inferiori 62 delle strutture allungate delle strutture elastiche).

In seguito, come mostrato in figura 25, viene formata mediante deposizione chimica da vapore una seconda regione sacrificale 525, la quale ? formata da ossido TEOS e si estende al di sopra del primo strato semiconduttivo 14, nonch? all?interno delle prime aperture di processo 520, fino a contattare le porzioni della prima regione sacrificale 515 che delimitano inferiormente le prime aperture di processo 520.

In seguito, come mostrato in figura 26, viene eseguito un attacco selettivo, in modo da rimuovere porzioni della seconda regione sacrificale 525 disposte al di sopra del primo strato semiconduttivo 14, dunque lateralmente sfalsate rispetto alle prime aperture di processo 520. In particolare, vengono formate aperture d?ancoraggio 527, le quali sono delimitate inferiormente da corrispondenti porzioni del primo strato semiconduttivo 14.

In seguito, come mostrato in figura 27, viene eseguita una seconda crescita epitassiale di silicio, in modo da formare, e successivamente planarizzare (fase non mostrata in dettaglio), il secondo strato semiconduttivo 16, il quale ? formato, come detto, da silicio policristallino e si estende sulla seconda regione sacrificale 525, nonch? all?interno delle aperture di ancoraggio 527, in modo da contattare le porzioni del primo strato semiconduttivo 14 che delimitano inferiormente le aperture di ancoraggio 527. Le porzioni del secondo strato semiconduttivo 16 che contattano il primo strato semiconduttivo 14 sono destinate a formare la regione periferica superiore 26 e parte delle strutture deformabili d?accoppiamento 59 (in particolare, parte delle porzioni trasversali 64 delle strutture allungate delle strutture elastiche), oltre che le porzioni secondarie 46 delle regioni schermanti superiori 40 delle prime strutture schermanti 33 e le porzioni secondarie 83 delle regioni secondarie superiori 77 delle seconde strutture schermanti 35.

In seguito, in modo di per s? noto vengono formati gli attuatori 36, come mostrato in figura 28.

Successivamente, come mostrato in figura 29, viene eseguito (mediante impiego di una maschera, non mostrata) un attacco selettivo, in modo da rimuovere porzioni del secondo strato semiconduttivo 16 e formare seconde aperture di processo 530, le quali attraversano il secondo strato semiconduttivo 16 e sono delimitate inferiormente da corrispondenti porzioni della seconda regione sacrificale 525.

In pratica, le seconde aperture di processo 530 delimitano lateralmente le porzioni del secondo strato semiconduttivo 16 che formano la regione periferica superiore 26 e le porzioni allungate superiori 60 delle strutture allungate delle strutture elastiche. Inoltre, le seconde aperture di processo 530 delimitano lateralmente le porzioni principali 45 delle regioni schermanti superiori 40 delle prime strutture schermanti 33 e le porzioni principali 81 delle regioni secondarie superiori 77 delle seconde strutture schermanti 35.

In seguito, come mostrato in figura 30, sulla fetta semiconduttiva 500 viene formato uno strato di protezione 540, ad esempio mediante deposizione di ossido TEOS. Lo strato di protezione 540 si estende sulle regioni protettive 34 degli attuatori 36, sulle porzioni esposte del secondo strato semiconduttivo 16 ed all?interno delle seconde aperture di processo 530, fino a contattare le porzioni della seconda regione sacrificale 525 che delimitano inferiormente le seconde aperture di processo 530.

Successivamente, come mostrato in figura 31, viene eseguito, mediante impiego di una rispettiva maschera (non mostrata), un attacco dal retro (?backside etch?) del substrato 2, in modo da rimuovere selettivamente porzioni del substrato 2 disposte al di sotto della regione conduttiva intermedia 510 e formare l?apertura principale 9.

In particolare, l?attacco ? di tipo ?dry? (ad esempio, viene usato esafluoruro di zolfo) ed ? guidato, oltre che dalla summenzionata maschera, dalla parte della regione conduttiva intermedia 510 che contatta il substrato 2, dal momento che l?attacco non ? in grado di rimuovere porzioni del primo strato dielettrico 504. Conseguentemente, oltre alla summenzionata parte della regione conduttiva intermedia 510 che contatta il substrato 2, viene selettivamente rimossa una sovrastante porzione del primo strato semiconduttivo 14. In tal modo, viene formata un?apertura intermedia 550, la quale si estende attraverso il primo strato semiconduttivo 14 ed il primo strato dielettrico 504 e comunica con la sottostante apertura principale 9.

In corrispondenza di ciascuna delle prime strutture schermanti 33, l?apertura intermedia 550 ? sovrastata da una porzione della seconda regione sacrificale 525 disposta al di sotto della porzione principale 45 della corrispondente regione schermante superiore 40; tale porzione della seconda regione sacrificale 525 consente appunto di arrestare localmente il processo di attacco, prima di danneggiare la porzione principale 45.

Inoltre, la maschera dell?attacco ? tale per cui vengono rimosse anche porzioni del substrato 2 lateralmente sfalsate rispetto alla sovrastante regione conduttiva intermedia 510, le quali sono delimitate superiormente da corrispondenti porzioni del primo strato dielettrico 504. In tal modo, l?apertura principale 9 risulta parzialmente chiusa, superiormente, da tali porzioni del primo strato dielettrico 504, le quali sono lateralmente sfalsate rispetto alla parte della regione conduttiva intermedia 510 a contatto con il substrato 2; tali porzioni del primo strato dielettrico 504 sono a loro volta circondate lateralmente dallo strato conduttivo 7. In pratica, tali porzioni del primo strato dielettrico 504 chiudono parzialmente l?imboccatura superiore dell?apertura principale 9, intesa come l?area dell?apertura principale 9 nel piano della superficie superiore Sa del substrato 2.

In particolare, per ciascuna seconda struttura schermante 35, l?apertura principale 9 ? parzialmente occlusa da una corrispondente porzione del primo strato dielettrico 504, la quale ? sovrastata da una corrispondente porzione della prima regione sacrificale 515 disposta al di sotto della porzione principale 78 della corrispondente regione schermante inferiore 75. Tale corrispondente porzione del primo strato dielettrico 504 protegge dall?attacco la corrispondente regione schermante inferiore 75.

Al termine delle operazioni mostrate in figura 31, le porzioni rimanenti del primo strato semiconduttivo 14 formano le regioni secondarie inferiori 42 delle prime strutture schermanti 33 e le regioni schermanti inferiori 75 delle seconde strutture schermanti 35. Le porzioni rimanenti della regione conduttiva intermedia 510 formano le regioni conduttive sospese 50, 80. A tal proposito, in figura 31 si nota come le regioni conduttive sospese 50, 80 sporgano lievemente verso l?esterno, rispetto alle corrispondenti porzioni secondarie 49, 79; tale dettaglio ? irrilevante ai fini del funzionamento dell?otturatore MEMS 1 e, per semplicit? di visualizzazione, non ? stato mostrato nelle altre figure. Inoltre, l?entit? della sporgenza pu? essere molto ridotta (sostanzialmente, trascurabile) rispetto a quanto mostrato in figura 31.

In seguito, viene eseguito un attacco mediante acido fluoridrico, il quale consente di rimuovere la regione di protezione 540 e la prima e la seconda regione sacrificale 515, 525, le quali sono in contatto tra loro. Inoltre, vengono rimosse le summenzionate porzioni del primo strato dielettrico 504 che in parte chiudevano, superiormente, l?apertura principale 9; tali porzioni del primo strato dielettrico 504 vengono rimosse perch? non protette dall?ossido di alluminio del secondo strato dielettrico 506. In tal modo, vengono rilasciate le prime e le seconde strutture schermanti 33, 35, nonch? le corrispondenti strutture a sbalzo 29 e le corrispondenti strutture deformabili d?accoppiamento 59, ottenendo quanto mostrato in figura 1A. Le porzioni residue del primo e del secondo strato dielettrico 504, 506 formano rispettivamente la prima e la seconda regione dielettrica 4, 6.

In generale, il procedimento di fabbricazione descritto pu? essere impiegato per fabbricare anche le altre forme di realizzazione, come ad esempio le forme di realizzazione con attuazione elettrostatica. A tal proposito, riferendosi ad esempio alla forma di realizzazione mostrata nelle figure 8-10, la formazione delle prime e delle seconde strutture schermanti 33, 35 avviene nel medesimo modo descritto in precedenza. Inoltre, la formazione della prima regione sacrificale 515 e la successiva formazione delle prime aperture di processo 520 attraverso il primo strato semiconduttivo 14 consente di definire le parti delle terze molle planari 169 e del corpo d?accoppiamento 100 formate dal primo strato semiconduttivo 14, oltre che le parti delle prime e delle seconde regioni di statore ST1, ST2 formate dal primo strato semiconduttivo 14. La formazione delle seconde aperture di processo 530 attraverso il secondo strato semiconduttivo 16 consente di definire le parti delle terze molle planari 169 e del corpo d?accoppiamento 100 formate dal secondo strato semiconduttivo 16, oltre che le parti delle prime e delle seconde regioni di statore ST1, ST2 formate dal secondo strato semiconduttivo 16.

Sono inoltre possibili varianti in cui, ad esempio, l?attacco del primo strato semiconduttivo 14, menzionato in precedenza con riferimento alla figura 24, e quindi le prime aperture di processo 520, non comporta la definizione della (ad esempio) regione periferica inferiore 20, come mostrato in figura 32. In tal caso, la regione periferica inferiore 20 pu? essere definita durante il successivo attacco del secondo strato semiconduttivo 16, che viene eseguito in modo da causare anche la rimozione di sottostanti porzioni del primo strato semiconduttivo 14. A tal fine, come mostrato in figura 33, la sagomatura della seconda regione sacrificale 525, precedentemente descritta con riferimento alla figura 26, e la maschera (non mostrata e citata con riferimento alla figura 29) impiegata durante l?attacco selettivo del secondo strato semiconduttivo 16 sono tali per cui quest?ultimo attacco causa la formazione, oltre che delle seconde aperture di processo 530, anche di aperture profonde 530*, le quali attraversano sia il primo che il secondo strato semiconduttivo 14, 16 e sono delimitate inferiormente dalla prima regione sacrificale 515. Inoltre, sebbene non mostrato, nel caso delle varianti in cui l?attacco del secondo strato semiconduttivo 16 comporta anche la rimozione di sottostanti porzioni del primo strato semiconduttivo 14, fino ad esporre porzioni della prima regione sacrificale 515, lo strato di protezione 540 pu? estendersi all?interno delle aperture profonde 530* fino a contattare tali porzioni della prima regione sacrificale 515. In aggiunta, in generale le aperture profonde 530* possono essere impiegate per definire parti dell?otturatore MEMS 1 formate sia dal primo che dal secondo strato semiconduttivo 14, 16, quali ad esempio le summenzionate porzioni trasversali 64.

I vantaggi che la presente soluzione consente di ottenere emergono chiaramente dalla descrizione precedente.

In particolare, il presente otturatore MEMS 1 ? controllabile elettricamente in modo da variare l?apertura ottica con un elevato numero di gradi di libert?. Infatti, ? possibile schermare selettivamente un elevato numero di porzioni perimetrali dell?apertura principale 9, mediante traslazioni di corrispondenti strutture schermanti. Il fatto che le strutture schermanti siano sagomate su due diversi livelli consente di ottimizzare la disposizione angolare delle stesse strutture schermanti. A tal proposito, in generale l?effetto del movimento delle strutture schermanti sull?apertura ottica dipende anche dal profilo della sottostante apertura principale 9, il quale rappresenta un ulteriore grado di libert? a disposizione del progettista. Risulta infine chiaro che al procedimento di fabbricazione e all?otturatore MEMS qui descritti ed illustrati possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall?ambito protettivo della presente invenzione, come definito nelle rivendicazioni allegate.

Ad esempio, la forma delle strutture schermanti, della struttura periferica fissa, delle strutture a sbalzo, delle strutture deformabili d?accoppiamento (in caso di azionamento piezoelettrico) e dei corpi d?accoppiamento e delle regioni di statore (in caso di azionamento elettrostatico) possono essere diverse rispetto a quanto descritto. Ad esempio, le regioni di statore possono includere a loro volta porzioni sbalzo.

Inoltre, gli allineamenti delle diverse regioni durante il procedimento di fabbricazione possono essere diversi rispetto a quanto descritto, ad esempio a causa delle tolleranze tipiche dei processi di attacco, quali ad esempio quelli che conducono alla formazione delle aperture d?ancoraggio 527, mostrati in figura 27. E? quindi ad esempio possibile che si verifichi quanto mostrato in figura 34, la quale si riferisce alla medesima fase del procedimento di fabbricazione mostrata in figura 31.

In dettaglio, riferendosi alla superficie sommitale Stop per indicare la superficie superiore della seconda regione sacrificale 525, le parti della regione periferica superiore 26 e della struttura interna superiore 30 (formate dal secondo strato semiconduttivo 16) che si trovano al di sopra della superficie sommitale Stop risultano leggermente aggettanti rispetto alle rispettive sottostanti porzioni disposte tra la superficie sommitale Stop e la superficie (indicata con Sint) che separa geometricamente il primo ed il secondo strato semiconduttivo 14, 16.

Ancora con riferimento al procedimento di fabbricazione, il polisilicio che forma il primo ed il secondo strato semiconduttivo 14, 16 pu? essere formato in modo di per s? noto, ad esempio mediante crescita epitassiale a partire da porzioni esposte (non mostrate) del substrato 2 e, rispettivamente, del primo strato semiconduttivo 14, al fine di velocizzarne la crescita e aumentare gli spessori del primo e del secondo strato semiconduttivo 14, 16. A tal proposito, in generale sia il primo che il secondo strato semiconduttivo 14, 16 possono avere spessore compreso ad esempio tra 1?m e 80?m.

E? inoltre possibile che il secondo strato dielettrico 506, e quindi la seconda regione dielettrica 6, sia formato da un materiale resistente all?acido fluoridrico (diverso dall?ossido di alluminio (ad esempio, nitruro di silicio).

Il numero, la forma e la disposizione delle regioni a pilastro e delle molle planari possono essere differenti rispetto a quanto descritto. Similmente, possono variare anche i punti delle strutture schermanti o dei corpi d?accoppiamento a cui le molle planari sono fissate.

Infine, ? possibile che le prime strutture schermanti siano formate solo da corrispondenti porzioni del secondo strato semiconduttivo 16 e/o che le seconde strutture schermanti siano formate solo da corrispondenti porzioni del primo strato semiconduttivo 14, come mostrato ad esempio in figura 35, in cui ad esempio si mostra come ciascuna prima struttura schermante 33 sia costituita dalla porzione principale 45 della regione schermante superiore 40; inoltre, ciascuna seconda struttura schermante 45 ? costituita dalla regione schermante inferiore 75.

Analogamente, anche i corpi d?accoppiamento 100 e le strutture deformabili d?accoppiamento 59 possono essere formati solo da porzioni di uno tra il primo ed il secondo strato semiconduttivo 14, 16; inoltre, le strutture a sbalzo 29 possono essere formate solo dal secondo strato semiconduttivo 16.

Infine, la presenza dello strato conduttivo 7 ? opzionale.

Claims (20)

RIVENDICAZIONI

1. Otturatore MEMS comprendente:

- un substrato (2) di materiale semiconduttore attraversato da un?apertura principale (9);

- un primo strato semiconduttivo (14), disposto al di sopra del substrato (2);

- un secondo strato semiconduttivo (16), disposto al di sopra del primo strato semiconduttivo (14) e formante, insieme al primo strato semiconduttivo (14), una struttura di supporto (28,71,87;28,171) fissata al substrato (2);

- una pluralit? di strutture deformabili (29,59,68,85;169), ciascuna delle quali ? formata da una corrispondente porzione di almeno uno tra il primo ed il secondo strato semiconduttivo;

- una pluralit? di attuatori (36;96);

- una pluralit? di strutture schermanti (33;35;333;335;433), ciascuna delle quali ? formata da una corrispondente porzione di almeno uno tra il primo ed il secondo strato semiconduttivo, le strutture schermanti essendo disposte angolarmente attorno alla sottostante apertura principale, in modo da formare una schermatura dell?apertura principale, ciascuna struttura schermante essendo inoltre meccanicamente accoppiata alla struttura di supporto tramite una corrispondente struttura deformabile;

ed in cui ciascun attuatore ? elettricamente controllabile in modo da causare una traslazione di una corrispondente struttura schermante tra una rispettiva prima posizione ed una rispettiva seconda posizione, variando la schermatura dell?apertura principale; ed in cui dette prime e seconde posizioni delle strutture schermanti sono tali per cui, in almeno una condizione operativa dell?otturatore MEMS (1), coppie di strutture schermanti adiacenti sono almeno parzialmente sovrapposte l?una all?altra.

2. Otturatore MEMS secondo la rivendicazione 1, in cui detta pluralit? di strutture schermanti (33;35;333;335;433) comprende una pluralit? di prime strutture schermanti (33;333) ed una pluralit? di seconde strutture schermanti (35;335), le quali sono disposte angolarmente alternate, ciascuna prima struttura schermante comprendendo una rispettiva struttura superiore (40;340), formata dal secondo strato semiconduttivo (16), ciascuna seconda struttura schermante comprendendo una rispettiva struttura inferiore (75;375), formata dal primo strato semiconduttivo (14); ed in cui, quando l?otturatore MEMS (1) ? in detta almeno una condizione operativa, la struttura superiore di ciascuna prima struttura schermante ? parzialmente sovrapposta alle strutture inferiori delle seconde strutture schermanti adiacenti.

3. Otturatore MEMS secondo la rivendicazione 2, in cui ciascuna prima struttura schermante (33;333) comprende inoltre una rispettiva struttura inferiore (42;342), formata dal primo strato semiconduttivo (14), la rispettiva struttura superiore (40;340) comprendendo almeno una parte sporgente (45;345), la quale sporge lateralmente rispetto a detta rispettiva struttura inferiore (42;342); ed in cui ciascuna seconda struttura schermante (35;335) comprende una rispettiva struttura superiore (77;377), la quale ? formata dal secondo strato semiconduttivo (16) e lascia esposta una parte (78;378) della corrispondente struttura inferiore (75;375); ed in cui, quando l?otturatore MEMS (1) ? in detta almeno una condizione operativa, la parte sporgente della struttura superiore di ciascuna prima struttura schermante sovrasta almeno parzialmente le parti esposte delle strutture inferiori delle seconde strutture schermanti adiacenti.

4. Otturatore MEMS secondo la rivendicazione 3, in cui, quando l?otturatore MEMS (1) ? in detta almeno una condizione operativa, le parti sporgenti (45;345) delle strutture superiori (40;340) delle prime strutture schermanti (33;333) e le parti esposte (78;378) delle strutture inferiori (75;375) delle seconde regioni schermanti (35;335) sovrastano almeno in parte l?apertura principale (9).

5. Otturatore MEMS secondo la rivendicazione 3 o 4, in cui la struttura superiore (40;340) di ciascuna prima struttura schermante (33;333) comprende una porzione secondaria superiore (46; 346), solidale con la corrispondente sottostante struttura inferiore (42;342), ed una porzione principale superiore (45;345), la quale si estende a sbalzo rispetto alla porzione secondaria superiore e forma detta parte sporgente (45;345); ed in cui la struttura inferiore (42;342) di ciascuna seconda struttura schermante (35;335) comprende una porzione principale inferiore (78;378), la quale ? solidale con la corrispondente sovrastante struttura superiore (77;377) e forma detta parte esposta della struttura inferiore.

6. Otturatore MEMS secondo la rivendicazione 5, in cui le porzioni principali superiori (45;345) e le porzioni principali inferiori (78;378) sono allungate parallelamente a corrispondenti direzioni (R;R?); ed in cui ciascun attuatore (36;96) ? elettricamente controllabile in modo da traslare la corrispondente prima struttura schermante (33;333) o la corrispondente seconda struttura schermante (35;335) parallelamente alla rispettiva direzione.

7. Otturatore MEMS secondo la rivendicazione 6, in cui dette direzioni (R) sono direzioni radiali.

8. Otturatore MEMS secondo la rivendicazione 6, in cui dette direzioni (R?) sono complanari e equidistanti da un asse di simmetria (H) dell?apertura principale (9).

9. Otturatore MEMS secondo la rivendicazione 1, in cui le strutture schermanti (433) comprendono, ciascuna, una rispettiva struttura superiore (440), formata dal secondo strato semiconduttivo (16), e una rispettiva struttura inferiore (442), formata dal primo strato semiconduttivo (14); ed in cui, quando l?otturatore MEMS (1) ? in detta almeno una condizione operativa, la struttura superiore di ciascuna struttura schermante ? parzialmente sovrapposta alla struttura inferiore di una struttura schermante adiacente.

10. Otturatore MEMS secondo la rivendicazione 9, in cui la struttura superiore (440) di ciascuna struttura schermante (433) comprende una parte sporgente (481?), la quale sporge lateralmente rispetto alla corrispondente struttura inferiore (442), e lascia esposta una parte (448?) della corrispondente struttura inferiore (442); ed in cui, quando l?otturatore MEMS (1) ? in detta almeno una condizione operativa, la parte sporgente della struttura superiore di ciascuna struttura schermante ? parzialmente sovrapposta alla parte esposta della struttura inferiore della struttura schermante adiacente.

11. Otturatore MEMS secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui ciascuna struttura deformabile (29,59,69,85) comprende:

- una struttura a sbalzo (29), fissata alla struttura di supporto (28,71,87); e

- una struttura deformabile d?accoppiamento (59), la quale ha estremit? fissate alla struttura a sbalzo e alla corrispondente struttura schermante (33;35;333;335;433) ed ? cedevole parallelamente ad un asse (Z) perpendicolare al substrato (2) e parallelamente ad una rispettiva direzione di struttura (R;R?), la quale ? perpendicolare a detto asse (Z); e

- una struttura di vincolo (69,85), la quale accoppia meccanicamente la struttura schermante alla struttura di supporto, ? rigida lungo detto asse (Z) ed ? cedevole in un piano (XY) perpendicolare a detto asse (Z);

ed in cui ciascun attuatore (36) ? di tipo piezoelettrico, ? accoppiato ad una corrispondente struttura a sbalzo (29) ed ? elettricamente controllabile in modo da causare una traslazione lungo detto asse (Z) della corrispondente struttura a sbalzo (29) ed una conseguente deformazione della corrispondente struttura deformabile d?accoppiamento (59), la quale trascina la corrispondente struttura schermante parallelamente alla rispettiva direzione di struttura (R;R?).

12. Otturatore MEMS secondo la rivendicazione 11, in cui ciascuna struttura deformabile d?accoppiamento (59) comprende almeno una struttura elastica allungata (L1), la quale, in condizioni di riposo, si estende lungo una direzione trasversale (TR), la quale ? perpendicolare a detto asse (Z) e alla rispettiva direzione di struttura (R;R?), ed ha, in un piano (ZR) parallelo a detto asse (Z) e a detta rispettiva direzione di struttura (R;R?), un primo ed un secondo asse principale di inerzia (I1, I2), ciascuno dei quali ? trasversale rispetto a detto asse (Z) e a detta rispettiva direzione di struttura (R;R?), in maniera tale per cui movimenti lungo detto asse (Z) dell?estremit? di ciascuna struttura deformabile d?accoppiamento (59) fissata alla corrispondente struttura a sbalzo (29) causano corrispondenti movimenti lungo la rispettiva direzione di struttura (R;R?) dell?estremit? della struttura deformabile d?accoppiamento (59) fissata alla corrispondente struttura schermante (33;35;333;335;433).

13. Otturatore MEMS secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 10, in cui detti attuatori (96) sono di tipo elettrostatico e comprendono, ciascuno:

- almeno una rispettiva regione di statore (ST1), solidale con la struttura di supporto (28,169,171) e formata da porzioni del primo e del secondo strato semiconduttivo (14,16); e

- almeno una rispettiva regione di rotore (100), formata da una corrispondente porzione di almeno uno tra il primo ed il secondo strato semiconduttivo e solidale con la corrispondente struttura schermante (33), l?attuatore essendo elettricamente controllabile in modo da traslare la regione di rotore e la corrispondente struttura schermante parallelamente ad una rispettiva direzione di struttura (R); detto otturatore MEMS comprendendo inoltre, per ciascuna struttura schermante, una corrispondente struttura di vincolo (169), la quale accoppia meccanicamente la struttura schermante alla struttura di supporto, ? rigida parallelamente a un asse (Z) perpendicolare al substrato (2) ed ? cedevole in un piano (XY) perpendicolare a detto asse (Z).

14. Otturatore MEMS secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il primo ed il secondo strato semiconduttivo (14,16) sono di polisilicio.

15. Procedimento di fabbricazione di un otturatore MEMS (1), comprendente:

- formare un primo strato semiconduttivo (14) su un substrato (2) di materiale semiconduttore;

- al di sopra del primo strato semiconduttivo (14), formare un secondo strato semiconduttivo (16), il quale forma, con il primo strato semiconduttivo (14), una struttura di supporto (28,71,87;28,171) fissata al substrato (2);

- formare una pluralit? di strutture deformabili (29,59,69,85;169), ciascuna delle quali ? formata da una corrispondente porzione di almeno uno tra il primo ed il secondo strato semiconduttivo;

- formare un?apertura principale (9) attraverso il substrato;

- formare una pluralit? di attuatori (36;96);

- formare una pluralit? di strutture schermanti (33;35;333;335;433), ciascuna delle quali ? formata da una corrispondente porzione di almeno uno tra il primo ed il secondo strato semiconduttivo, le strutture schermanti essendo disposte angolarmente attorno alla sottostante apertura principale, in modo da formare una schermatura dell?apertura principale, ciascuna struttura schermante essendo inoltre meccanicamente accoppiata alla struttura di supporto tramite una corrispondente struttura deformabile;

ed in cui ciascun attuatore ? elettricamente controllabile in modo da causare una traslazione di una corrispondente struttura schermante tra una rispettiva prima posizione ed una rispettiva seconda posizione, variando la schermatura dell?apertura principale; ed in cui dette prime e seconde posizioni delle strutture schermanti sono tali per cui, in almeno una condizione operativa dell?otturatore MEMS (1), coppie di strutture schermanti adiacenti sono almeno parzialmente sovrapposte l?una all?altra.

16. Procedimento di fabbricazione di un otturatore MEMS (1) secondo la rivendicazione 15, comprendente:

- sul substrato (2), formare una regione stratiforme (504,506) di materiale dielettrico;

- rimuovere selettivamente porzioni della regione stratiforme (504,506) ed esporre una porzione del substrato (2);

- sulla porzione esposta del substrato (2), formare una regione conduttiva intermedia (510);

- formare una prima regione dielettrica sacrificale (515) sulla regione stratiforme (504,506) e sulla regione conduttiva intermedia (510);

- rimuovere selettivamente porzioni della prima regione dielettrica sacrificale (515), in modo da esporre la regione conduttiva intermedia (510);

- formare il primo strato semiconduttivo (14) sulla prima regione dielettrica sacrificale (515) e sulla regione conduttiva intermedia (510);

- formare una seconda regione dielettrica sacrificale (525) sul primo strato semiconduttivo (14), in modo che sovrasti a distanza almeno parte della regione conduttiva intermedia (510);

- formare il secondo strato semiconduttivo (16) sulla seconda regione dielettrica sacrificale (525); e

- rimuovere selettivamente porzioni del secondo strato semiconduttivo (16), in modo da formare aperture superiori (530) che attraversano il secondo strato semiconduttivo (16) e delimitano lateralmente almeno in parte le strutture schermanti (33);

ed in cui formare l?apertura principale (9) comprende rimuovere selettivamente: porzioni del substrato (2) disposte a contatto con la regione conduttiva intermedia (510); la regione conduttiva intermedia (510); porzioni del primo strato semiconduttivo (14) che sovrastano la regione conduttiva intermedia (510) e sono sovrastate da corrispondenti porzioni della seconda regione dielettrica sacrificale (525), dette corrispondenti porzioni della seconda regione dielettrica sacrificale (525) essendo sovrastate da corrispondenti porzioni (45) delle strutture schermanti (33); e porzioni del substrato (2) che sono lateralmente sfalsate rispetto alla regione conduttiva intermedia (510) e sono delimitate superiormente da porzioni (504) della regione stratiforme (504,506) lateralmente sfalsate rispetto alla regione conduttiva intermedia (510), le quali sono sovrastate da corrispondenti porzioni della prima regione dielettrica sacrificale (515), dette corrispondenti porzioni della prima regione dielettrica sacrificale (515) essendo sovrastate da corrispondenti porzioni (78) delle strutture schermanti (35);

detto procedimento comprendendo inoltre rimuovere la prima e la seconda regione dielettrica sacrificale (515,525) e dette porzioni della regione stratiforme (504,506) lateralmente sfalsate rispetto alla regione conduttiva intermedia (510), in modo da rilasciare le strutture schermanti.

17. Procedimento di fabbricazione secondo la rivendicazione 16, comprendente inoltre:

- sagomare (?pattern?) la seconda regione dielettrica sacrificale (525) in modo da esporre porzioni del primo strato semiconduttivo (14); e

- formare il secondo strato semiconduttivo (16) in modo che contatti le porzioni esposte del primo strato semiconduttivo (14).

18. Procedimento di fabbricazione secondo la rivendicazione 16 o 17, comprendente inoltre, prima di formare la seconda regione dielettrica sacrificale (525), rimuovere selettivamente porzioni del primo strato semiconduttivo (14), in modo da formare aperture inferiori (520) che delimitano almeno parte delle strutture deformabili (62); ed in cui formare la seconda regione dielettrica sacrificale (525) comprende formare la seconda regione dielettrica sacrificale (525) in modo che si estenda all?interno delle aperture inferiori (520), fino a contattare la prima regione dielettrica sacrificale (515).

19. Procedimento di fabbricazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 16 a 18, in cui formare la regione stratiforme (504,506) comprende:

- sul substrato (2), formare un primo strato dielettrico (504); e

- sul primo strato dielettrico (504), formare un secondo strato dielettrico (506) resistente ad un agente chimico; ed in cui rimuovere selettivamente porzioni della regione stratiforme (504,506) comprende:

- rimuovere selettivamente porzioni del secondo strato dielettrico (506), in modo da esporre una parte del primo strato dielettrico (504); e successivamente

- rimuovere porzioni della parte esposta del primo strato dielettrico (504), in modo da esporre detta porzione del substrato (2);

ed in cui formare la prima regione dielettrica sacrificale (515) comprende formare la prima regione dielettrica sacrificale (515) su porzioni della parte esposta del primo strato dielettrico (504) che sono lateralmente sfalsate rispetto alla regione conduttiva intermedia (510); ed in cui dette porzioni (504) della regione stratiforme (504,506) lateralmente sfalsate rispetto alla regione conduttiva intermedia (510) comprendono dette porzioni della parte esposta del primo strato dielettrico (504) che sono lateralmente sfalsate rispetto alla regione conduttiva intermedia (510); ed in cui rimuovere la prima e la seconda regione dielettrica sacrificale (515,525) e dette porzioni della regione stratiforme (504,506) lateralmente sfalsate rispetto alla regione conduttiva intermedia (510) comprende eseguire un attacco con detto agente chimico.

20. Procedimento di fabbricazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 15 a 19, comprendente formare, sulla regione stratiforme (504,506), regioni conduttive di ancoraggio (8) lateralmente sfalsate rispetto alla regione conduttiva intermedia (510); ed in cui la fase di formare la prima regione dielettrica sacrificale (515) comprende formare la prima regione dielettrica sacrificale (515) sulle regioni conduttive di ancoraggio (8); detto procedimento comprendendo inoltre rimuovere porzioni addizionali della prima regione dielettrica sacrificale (515), in modo da esporre le regioni conduttive di ancoraggio (8); ed in cui formare il primo strato semiconduttivo (14) comprende formare il primo strato semiconduttivo (14) sulle regioni conduttive di ancoraggio (8).