JP6825612B2 - 中央支持部を備えたmems反射器 - Google Patents
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Description
図5は、本開示に係るMEMS反射器システムにおける反射器本体の中央部分を示す。中央取付点512は、たわみ部で反射器本体511の中央開口部513の側壁に取り付けられている。示した実施形態では、たわみ部は、中央取付点512を取り囲むジンバルフレーム53を含む。たわみ部はさらに、中央取付点512からジンバルフレーム53まで第1軸上で互いに反対方向に延在する第1ねじり梁531および第2ねじり梁532と、ジンバルフレーム53から反射器本体511の中央開口部513の側壁まで、第1軸に垂直の第2軸上で互いに反対方向に延在する第3ねじり梁533および第4ねじり梁534とを含む。
図6は、本開示に係るMEMS反射器システムにおける反射器本体の中央部分を示す。中央取付点612は、たわみ部で反射器本体611の中央開口部613の側壁に取り付けられている。示した実施形態では、たわみ部は、中央取付点612から反射器本体611の中央開口部613の側壁まで第1軸に沿って互いに反対方向に延在する第1蛇状たわみ部631および第2蛇状たわみ部632と、中央取付点612から反射器本体611の中央開口部613の側壁まで、第1軸に垂直の第2軸に沿って互いに反対方向に延在する第3蛇状たわみ部633および第4蛇状たわみ部634とを含む。
本開示はまた、走査微小電気機械反射器システムを製造するための方法について述べる。方法は、固定フレームおよび反射器を含むデバイスウェハを設けるステップと、反射器内に、反射器本体と、反射器本体の中央開口部内に位置する中央取付点とを設けるステップとを含む。方法はさらに、デバイスウェハ内に、反射器本体をデバイス平面から傾けるように構成される1以上のアクチュエータユニットを設けるステップと、反射器本体の中央開口部の側壁から中央取付点まで延在する1以上のたわみ部であって、アクチュエータユニットが反射器本体をデバイス平面から傾けた時に、中央取付点がデバイス平面において静止を維持し得るように構成される1以上のたわみ部を設けるステップとを含む。方法はさらに、デバイスウェハの上に、第1キャビティの垂直方向を画定する第1キャビティ壁を含む第1パッケージング部品を設けるステップと、第1キャビティ内に延在するように中央支持構造体を第1キャビティ壁内に設けるステップと、中央支持構造体を中央取付点に接合するように、第1パッケージング部品をデバイスウェハに接合するステップとを含む。
中央開口部(513、613)が反射器(511、611)を貫通して延在し、中央取付点(512、612)およびたわみ部(53、531〜534、631〜634)の垂直厚さが反射器本体(511、611)の垂直厚さと等しいMEMS反射器システムは、デバイスウェハ内に反射器を設けるステップが、中央取付点(512、612)およびたわみ部(53、531〜534、631〜634)の垂直厚さが反射器本体(511、611)の垂直厚さと等しくなるように、中央開口部(513、613)、中央取付点(512、612)、およびたわみ部(53、531〜534、631〜634)を、デバイスウェハを貫通する深掘り反応性イオンエッチング(DRIE)工程でエッチングするステップを含む方法で設けてもよい。
中央開口部(513、613)が反射器(511、611)の第1の深さまで延在し、中央取付点(512、612)およびたわみ部(53、531〜534、631〜634)の垂直厚さが反射器本体(511、611)の垂直厚さよりも小さいMEMS反射器システムは、デバイスウェハ内に反射器を設けるステップが、中央取付点(512、612)およびたわみ部(53、531〜534、631〜634)の垂直厚さが反射器本体(511、611)の垂直厚さより小さくなるように、中央開口部(513、613)、中央取付点(512、612)、およびたわみ部(53、531〜534、631〜634)を、異方性エッチング工程と等方性エッチング工程との組合せでエッチングするステップを含む方法で設けてもよい。
図8は、反射器本体811の中央開口部が、反射器を貫通するのではなく、途中まで延在する例示的な走査MEMS反射器システムを示す。参照番号821〜824および86は、それぞれ図2の参照番号221〜224および26に対応する。反射器本体811の底面の反射領域は、例えばチタン−白金−金の薄膜であってもよい反射コーティング88を含む。この反射領域は、中央開口部が反射器を貫通して延在する図2に示す反射器システムより、図8に示す反射器システムにおいて、わずかに大きい。
Claims (13)
- デバイス平面を規定するデバイスウェハであって、前記デバイスウェハは、反射器本体を含む反射器と、前記反射器本体を取り囲む固定フレームとを含み、前記反射器は、1以上のアクチュエータユニットによって前記固定フレームから懸架され、前記1以上のアクチュエータユニットは、一端部が前記固定フレームに取り付けられ、他端部が前記反射器本体に取り付けられ、前記反射器本体を前記デバイス平面から傾けるように構成されるデバイスウェハと、
前記デバイス平面の上方で前記反射器本体と垂直方向において位置合わせされた第1キャビティ、および前記デバイス平面の下方で前記反射器本体と垂直方向において位置合わせされた第2キャビティと、
前記第1キャビティの垂直方向を画定する第1キャビティ壁を含む、前記デバイスウェハの上にある第1パッケージング部品と、
前記第2キャビティの垂直方向を画定する第2キャビティ壁を含む、前記デバイスウェハの下方にある第2パッケージング部品とを備え、
前記反射器はさらに、中央取付点を含み、前記中央取付点は、前記反射器本体の中央開口部内に位置し、前記中央開口部の側壁から前記中央取付点まで、1以上のたわみ部が延在し、
前記たわみ部は、前記1以上のアクチュエータユニットが前記反射器本体を前記デバイス平面から傾けた時に、前記中央取付点が前記デバイス平面において静止を維持し得るように構成され、
前記第1キャビティ壁および前記第2キャビティ壁のうちの少なくとも一方は、さらに、前記キャビティ壁から、対応する前記キャビティを通って前記反射器の前記中央取付点まで延在する中央支持構造体を含む、
走査微小電気機械反射器システム。 - 前記たわみ部は、前記中央取付点を取り囲むジンバルフレームと、前記中央取付点から前記ジンバルフレームまで第1軸上で互いに反対方向に延在する第1ねじり梁および第2ねじり梁と、前記ジンバルフレームから前記反射器本体の前記中央開口部の前記側壁まで、前記第1軸に垂直の第2軸上で互いに反対方向に延在する第3ねじり梁および第4ねじり梁とを含む、
請求項1に記載の走査微小電気機械反射器システム。 - 前記たわみ部は、前記中央取付点から前記反射器本体の前記中央開口部の前記側壁まで第1軸に沿って互いに反対方向に延在する第1蛇状たわみ部および第2蛇状たわみ部と、前記中央取付点から前記反射器本体の前記中央開口部の前記側壁まで、前記第1軸に垂直の第2軸に沿って互いに反対方向に延在する第3蛇状たわみ部および第4蛇状たわみ部とを含む、
請求項1に記載の走査微小電気機械反射器システム。 - 前記中央開口部は、前記反射器を貫通して延在し、前記中央取付点および前記たわみ部の垂直厚さは、前記反射器本体の垂直厚さと等しい、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の走査微小電気機械反射器。 - 前記中央開口部は、前記反射器の第1の深さまで延在し、前記中央取付点および前記たわみ部の垂直厚さは、前記反射器本体の垂直厚さよりも小さい、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の走査微小電気機械反射器。 - 前記デバイスウェハは、ダブル・シリコン・オン・インシュレータ・ウェハである、
請求項5に記載の走査微小電気機械反射器。 - 走査微小電気機械反射器システムを製造するための方法であって、
固定フレームおよび反射器を含むデバイスウェハを設けるステップと、
前記反射器内に、反射器本体と、前記反射器本体の中央開口部内に位置する中央取付点とを設けるステップと、
前記デバイスウェハ内に、1以上のアクチュエータユニットを設けるステップであって、前記反射器は、前記1以上のアクチュエータユニットによって前記固定フレームから懸架され、前記アクチュエータユニットは、一端部が前記固定フレームに取り付けられ、他端部が前記反射器本体に取り付けられ、前記反射器本体をデバイス平面から傾けるように構成されるステップと、
前記反射器本体の前記中央開口部の前記側壁から前記中央取付点まで延在する1以上のたわみ部であって、前記アクチュエータユニットが前記反射器本体を前記デバイス平面から傾けた時に、前記中央取付点が前記デバイス平面において静止を維持し得るように構成される1以上のたわみ部を設けるステップと、
前記デバイスウェハの上に、第1キャビティの垂直方向を画定する第1キャビティ壁を含む第1パッケージング部品を設けるステップと、
前記第1キャビティ内に延在するように中央支持構造体を前記第1キャビティ壁内に設けるステップと、
前記中央支持構造体を前記中央取付点に接合するように、前記第1パッケージング部品を前記デバイスウェハに接合するステップとを含む、
方法。 - 設けられた前記たわみ部は、前記中央取付点を取り囲むジンバルフレームと、前記中央取付点から前記ジンバルフレームまで第1軸上で互いに反対方向に延在する第1ねじり梁および第2ねじり梁と、前記ジンバルフレームから前記反射器本体の前記中央開口部の前記側壁まで、前記第1軸に垂直の第2軸上で互いに反対方向に延在する第3ねじり梁および第4ねじり梁とを含む、
請求項7に記載の方法。 - 設けられた前記たわみ部は、前記中央取付点から前記反射器本体の前記中央開口部の前記側壁まで第1軸に沿って互いに反対方向に延在する第1蛇状たわみ部および第2蛇状たわみ部と、前記中央取付点から前記反射器本体の前記中央開口部の前記側壁まで、前記第1軸に垂直の第2軸に沿って互いに反対方向に延在する第3蛇状たわみ部および第4蛇状たわみ部とを含む、
請求項7に記載の方法。 - 前記デバイスウェハ内に前記反射器を設けるステップは、前記中央取付点および前記たわみ部の垂直厚さが前記反射器本体の垂直厚さと等しくなるように、前記中央開口部、前記中央取付点、および前記たわみ部を、前記デバイスウェハを貫通するDRIE工程でエッチングするステップを含む、
請求項7〜9のいずれか1項に記載の方法。 - 前記デバイスウェハ内に前記反射器を設けるステップは、前記中央取付点および前記たわみ部の垂直厚さが前記反射器本体の垂直厚さより小さくなるように、前記中央開口部、前記中央取付点、および前記たわみ部を、異方性エッチング工程と等方性エッチング工程との組合せでエッチングするステップを含む、
請求項7〜9のいずれか1項に記載の方法。 - 前記デバイスウェハは、ダブル・シリコン・オン・インシュレータ・ウェハである、
請求項11に記載の方法。 - 前記中央開口部、前記中央取付点および前記たわみ部をエッチングするのと同じ工程で、1以上の質量低減キャビティを前記反射器本体内でエッチングする、
請求項11に記載の方法。
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