TWI464105B - 二維梳形致動器及其製造方法 - Google Patents

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Description

二維梳形致動器及其製造方法
本發明係關於一種致動器及其方法，特別是有關於一種二維梳形致動器及其製造方法。
近年來，利用微機電加工技術製造的微結構元件廣泛應用於各種感測器或致動器領域，例如加速度感測器、角速度感測器或是微振鏡致動器中皆包含不同設計的微結構元件。
參考第1A圖，其繪示習知技術中一致動器100之局部剖視圖。該致動器100包括支撐座102以及可振動元件104，該支撐座102具有基材106、絕緣層108以及元件層110，該可振動元件104設置於該元件層110中空區域之間，且該可振動元件104與該元件層110係為共平面(co-planar)，由於共平面的特性，該可振動元件104無法轉動至一個固定角度，因而必須額外施加一固定偏移作用力(constant biasing force)，以啟動該可振動元件104之轉動，致使該致動器100的結構太過於複雜。
參考第1B圖，其繪示習知技術中另一致動器100之局部剖視圖。該致動器100包括支撐座102以及可振動元件104，該支撐座102具有基材106、絕緣層108以及元件層110，該可振動元件104設置於該支撐座102的上方。由於習知技術必須使用等向性蝕刻(Isotropic etch)法移除該可振動元件104下方的部分絕緣層108以及元件層110之材料，以於該元件層110形成梳形(comb)結構，然而等向性蝕刻會使該元件層110產生不當的橫向過切(lateral undercut)，以致於無法正確控制該梳形結構之尺寸大小，例如該可振動元件104相對於該支撐座102產生尺寸不對稱的狀態，使得該致動器100無法正常運作。
參考第1C圖，其繪示習知技術中又一致動器100之局部剖視圖。該致動器100包括支撐座102以及可振動元件104，該支撐座102具有基材106、絕緣層108以及元件層110，該元件層110的高度h1小於該可振動元件104的高度h2，導致該可振動元件104與該元件層110的重疊面積縮減，而該重疊面積與該致動器100的靜電驅動力(electrostatic force)相關，該重疊面積縮減表示該可振動元件104與該元件層110之間的靜電驅動力降低，故該致動器100無法正常啟動。此外，當蝕刻該元件層110造成高度減少時，該元件層110所在的絕緣體上覆矽(Silicon On Insulator,SOI)晶圓在製造過程中亦會產生高度變異(height variation)，亦即造成該元件層110的表面不均勻。有鑑於此，需要發展一種新式的致動器及其製造方法，以解決上述之問題。
為解決上述問題，本發明提供一種二維梳形致動器及其製造方法，該二維梳形致動器主要包括支承基座、框架以及可移動體。該支承基座依序具有堆疊的基材、絕緣層以及元件層，該支承基座設置兩組第一梳形電極。該框架依附於該支承基座，用以繞著一第一旋轉軸作轉動，該框架具有兩組內部梳形電極以及兩組外部梳形電極，其中該兩組外部梳形電極分別叉合於該兩組第一梳形電極。該可移動體依附於該框架，用以繞著垂直於該第一旋轉軸之一第二旋轉軸作轉動，該可移動體具有兩組第二梳形電極，分別叉合於該兩組內部梳形電極，其中該兩組第二梳形電極其中之一者的厚度與相對應叉合的該兩組內部梳形電極的厚度不相等，該兩組外部梳形電極其中之一者的厚度與相對應叉合該兩組第一梳形電極的厚度不相等。
此二維梳形致動器的製造方法，包括下列步驟：
(a)　沉積第一罩幕層於一絕緣層上覆矽(SOI)晶圓上，並定義第一圖案，其中該絕緣層上覆矽(SOI)晶圓依序具有堆疊的基材、絕緣層以及元件層。
(b)　依據該第一圖案，蝕刻該元件層至曝露出該絕緣層，以形成一溝渠，並且移除該第一罩幕層。
(c)　沉積一氧化矽層於該溝渠元件層上並填滿該溝渠。
(d)　移除位於該元件層上之該氧化矽層。
(e)　沉積一導電層，以覆蓋該元件層。
(f)　沉積第二罩幕層於該導電層上，並定義第二圖案。
(g)　依據該第二圖案，蝕刻該導電層以曝露該元件層，並且移除該第二罩幕層。
(h)　沉積第三罩幕層於該導電層以及該元件層上，並定義第三圖案。
(i)　依據該第三圖案，依序蝕刻該導電層以及該元件層，以於該導電層上形成至少一梳形電極，並於該元件層上形成至少一梳形電極、框架以及可移動體；蝕刻之後移除該第三罩幕層。
(j)　沉積第四罩幕層於該基材上，並定義第四圖案。
(k)　依據該第四圖案，蝕刻該基材至曝露出該絕緣層，之後移除該第四罩幕層。
(l)　蝕刻該絕緣層上覆矽(SOI)晶圓的絕緣層，以形成該二維梳形致動器。
本發明另亦揭露一種二維梳形致動器之製造方法，包括以下步驟：
(a)　沉積一第一罩幕層於一絕緣層上覆矽(SOI)晶圓上，並定義一第一圖案，其中該絕緣層上覆矽(SOI)晶圓依序具有一基材、一絕緣層以及一元件層。
(b)　依據該第一圖案蝕刻該元件層至該絕緣層，以形成一溝渠，並且移除該第一罩幕層。
(c)　形成一氧化矽薄膜層於該溝渠的側壁以及該元件層上。
(d)　沉積一第二罩幕層於該氧化矽薄膜層上，並定義一第二圖案。
(e)　依據該第二圖案，蝕刻該氧化矽薄膜層至曝露出該元件層，並且在蝕刻之後移除該第二罩幕層。
(f)　沉積一導電層於該元件層上，並且填滿該溝渠。
(g)　沉積一第三罩幕層於該導電層上，並定義一第三圖案。
(h)　依據該第三圖案，蝕刻該導電層至該元件層，並且在蝕刻之後移除該第三罩幕層。
(i)　沉積一第四罩幕層於該導電層以及該元件層上，並定義一第四圖案。
(j)　依據該第四圖案，蝕刻該導電層以及該元件層至該絕緣層，並且在蝕刻之後移除該第四罩幕層。
(k)　沉積一第五罩幕層於該基材上，並定義一第五圖案。
(l)　依據該第五圖案，蝕刻該基材至曝露出該絕緣層。
(m)　蝕刻該絕緣層而形成該二維梳形致動器。
具體來說，本發明之二維致動器及其製造方法可增加該致動器的旋轉角度以及可使用的頻率範圍，解決該致動器啟動困難的問題，並利用同一罩幕層圖案蝕刻形成導電層以及元件層之梳形電極，解決習知技術中致動器的上、下層梳形電極因利用不同罩幕層圖案分別蝕刻而造成對準的問題，且進一步解決習知技術中使用等向性蝕刻導致使元件層不當的橫向過切之問題。
為讓本發明之上述內容能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
本發明之較佳實施例藉由所附圖式與下面之說明作詳細描述，在不同的圖式中，相同的元件符號表示相同或相似的元件。
參考第2A圖，其繪示依據本發明實施例中二維梳形致動器200之俯視圖。該二維梳形致動器200適用於微機電系統(Micro Electro Mechanical Systems,MEMS)，主要包括支承基座(supporting base)202、框架(frame)204以及可移動體(movable body)206。該支承基座202設置兩組第一梳形電極(208a、208b)。
該框架204係利用第一扭轉桿(torsion bar)215a依附於該支承基座202，用以繞著第一旋轉軸210a作轉動，其中該框架204具有兩組內部梳形電極(212a、212b)以及兩組外部梳形電極(214a、214b)，該兩組外部梳形電極(214a、214b)分別叉合(例如交錯排列)於該兩組第一梳形電極(208a、208b)，且該兩組外部梳形電極(214a、214b)其中之一者的厚度與相對應叉合的該兩組第一梳形電極(208a、208b)的厚度不相等。當施加至少一電位差於該兩組外部梳形電極(214a、214b)與該兩組第一梳形電極(208a、208b)時，將產生一靜電驅動力，可使該框架204繞著該第一旋轉軸210a相對於該支承基座202作旋轉運動。
該可移動體206利用第二扭轉桿(torsion bar)215b依附於該框架204，用以繞著垂直於該第一旋轉軸210a之第二旋轉軸210b作轉動，該可移動體206具有兩組第二梳形電極(216a、216b)，且該兩組第二梳形電極(216a、216b)分別叉合(例如交錯排列)於該兩組內部梳形電極(212a、212b)，其中該兩組第二梳形電極(216a、216b)其中之一者的厚度與相對應叉合的該兩組內部梳形電極(212a、212b)的厚度不相等。當施加電位差於該兩組內部梳形電極(212a、212b)與該兩組第二梳形電極(216a、216b)之間時，將產生該靜電驅動力，可使該可移動體206繞著該第二旋轉軸210b相對於該框架204作旋轉運動。
此外，本發明利用溝渠220區隔該二維梳形致動器200為四個電性絕緣(electrically insulated)區域，包括該支承基座202的兩個區域、該框架204與該可移動體206等四個區域，使得該兩組第二梳形電極(216a、216b)分別電性絕緣於該兩組內部梳形電極(212a、212b)，且該兩組外部梳形電極(214a、214b)分別電性絕緣於該兩組第一梳形電極(208a、208b)。並且利用該溝渠220電性隔離一部份的支承基座202之區域，以形成電極接觸墊(222a、222b)，其中該電極接觸墊222a依序經由上方的該第一扭轉桿215a以及左側的該第二扭轉桿215b電性連接於該可移動體206，該電極接觸墊222b經由下方的該第一扭轉桿215a電性連接於該框架204，該電極接觸墊(222a、222b)用以接收外部施加的電力，以於該支承基座202、框架204以及可移動體206之間形成電位差。
在本發明之二維梳形致動器200中，扭力T正比於相對應叉合之梳形電極之間重疊面積變化量A除以旋轉角度的變化量度θ，亦即扭力T正比於相對應叉合之梳形電極之間重疊面積A與旋轉角度θ之偏微分，如下列公式(1)所示：
其中，扭力T：當施加電位差於梳形電極之間時所產生的扭力，例如當施加電位差於該兩組外部梳形電極(214a、214b)與該兩組第一梳形電極(208a、208b)之間時，使該框架204相對於該支承基座202產生旋轉運動的扭力，或是當施加電位差於該兩組內部梳形電極(212a、212b)與該兩組第二梳形電極(216a、216b)之間時，使該可移動體206相對於該框架204產生旋轉運動的扭力；重疊面積A：相對應叉合之梳形電極之間的重疊面積；以及旋轉角度θ：該框架204以及該可移動體206的旋轉角度。
本發明之二維梳形致動器200設置一導電層218於該兩組第一梳形電極(208a、208b)、該兩組內部梳形電極(212a、212b)及該兩組外部梳形電極(214a、214b)以及該兩組第二梳形電極(216a、216b)之至少其中一組梳形電極上，其中該導電層218係分別標示於第2B-2E圖、第3A-3D圖、第4A-4C圖、第5A-5D圖以及第6A-6D圖。在一實施例中，該導電層218的材質係選自於多晶矽(poly silicon)、金屬(metal)以及任意的導電材質。上述之該導電層218形成於該支承基座202、該框架204以及該可移動體206的結構將配合後附圖式作詳細說明。
參考第2A圖以及第2B-2E圖，第2B-2E圖繪示依據本發明之第一實施例中沿著第2A圖之A-A’剖面線的二維梳形致動器200之剖視圖。如第2A圖、第2B圖所示，該兩組第二梳形電極(216a、216b)、該兩組內部電極(212a、212b)分別設置於該第二旋轉軸210b的相異兩側，當位於該第二旋轉軸210b第一側的第二梳形電極216a以及位於該第二旋轉軸210b第二側的內部梳形電極212b分別設置該導電層218時，該第二梳形電極216a之厚度大於相對應叉合的內部梳形電極212a，且該內部梳形電極212b的厚度大於相對應叉合的第二梳形電極216b，又，該第二梳形電極216a之厚度可等於該內部梳形電極212b之厚度。
例如由第2B圖之水平位置順時針轉動至第2C圖之狀態所示，當該兩組內部梳形電極(212a、212b)與該兩組第二梳形電極(216a、216b)之間具有一固定電位差，利用設置該導電層218的該第二梳形電極216a與相對應叉合的該內部梳形電極212a之厚度差值所產生的重疊面積變化量相對於旋轉角度變化量、以及利用設置該導電層218的該內部梳形電極212b與相對應叉合的該第二梳形電極216b之厚度差值所產生的重疊面積變化量相對於旋轉角度變化量，藉由靜電作用力產生使該可移動體206相對於該框架204作轉動之扭力，該可移動體206將繞著該第二旋轉軸210b作單向轉動(順時針或是逆時針)。
如第2D圖、第2E圖所示，當該該兩組內部梳形電極(212a、212b)與該兩組第二梳形電極(216a、216b)之間具有一交流變動電位差，該可移動體206繞著該第二旋轉軸210b作雙向往復震盪運動。第2F圖繪示依據本發明第2B至2E圖中該可移動體206繞著該第二旋轉軸210b作雙向往復震盪之旋轉角度與交流變動電位差之間的相位及振幅關係圖。其中橫軸為時間，縱軸為旋轉角度以及交流變動電位差AC1，當該兩組內部梳形電極(212a、212b)與該兩組第二梳形電極(216a、216b)之間施加一交流變動電位差AC1時，該可移動體206依序由第2B圖(相對應於T1)轉動至第2D圖(相對應於T2)，接著反轉至第2B圖(相對應於T3)，然後轉動至第2E圖(相對應於T4)，最後回到第2B圖(相對應於T5)之水平位置，以完成一個週期的雙向往復震盪運動。該交流變動電位差AC1之波形(waveform)可為多種形狀，例如方形波、三角形波、正弦曲線(sinusoidal)波以及半正弦曲線(half-sinusoidal)波等。在一實施例中，當該交流變動電位差AC1之最大振幅固定時，方形波係以較佳效率驅動該可移動體206擺動至最大旋轉角度，並且藉由控制交流變動電位差AC1使該可移動體206的旋轉角度進行如第2F圖之正弦運動擺動。
在習知技術中，因位於第二旋轉軸相異兩側的兩組內部梳形電極及兩組第二梳形電極並無設置導電層，結構對稱，可移動體需繞著第二旋轉軸有一初始扭轉角度，如此當兩組內部梳形電極與兩組第二梳形電極之間施加一電位差時，於第二旋轉軸兩側因靜電力產生不對稱的扭力，方能帶動可移動體轉動。此初始扭轉角度一般係藉由製造裕度或特意設計構造而產生。而本發明之第一實施例中，因設置該導電層218，即使如圖2B所示，該可移動體206繞著該第二旋轉軸210b無初始扭轉角度，當該兩組內部梳形電極(212a、212b)與該兩組第二梳形電極(216a、216b)之間施加一電位差時，於該第二旋轉軸210b兩側亦會產生不對稱的扭力，故可輕易啟動該可移動體206轉動。同時因該第二梳形電極216a及該內部梳形電極212b設置該導電層218，使得該兩組內部梳形電極(212a、212b)與該兩組第二梳形電極(216a、216b)之間重疊面積以及重疊面積變化量相對於旋轉角度變化量增加，亦使該可移動體206更容易啟動旋轉。
參考第2A圖以及第3A-3D圖，第3A-3D圖繪示依據本發明之第一實施例中沿著第2A圖之B-B’剖面線的二維梳形致動器200之剖視圖。如第2A圖、第3A圖所示，該支承基座202依序具有堆疊的基材202a、絕緣層202b以及元件層202c。該兩組第一梳型電極(208a、208b)設置於該元件層202c，該兩組第一梳型電極(208a、208b)、該兩組外部電極(214a、214b)分別設置於該第一旋轉210a的相異兩側。當位於該第一旋轉軸210a第一側的外部梳形電極214a以及位於該第一旋轉軸210a第二側的第一梳形電極208b分別設置該導電層218時，該外部梳形電極214a之厚度大於相對應叉合的第一梳形電極208a，且該第一梳形電極208b之厚度大於相對應叉合的外部梳形電極214b。在本實施例中，該外部梳形電極214a之厚度可等於該第一梳形電極208b之厚度。
例如由第3A圖之水平位置順時針轉動至第3B圖之狀態，當該兩組外部梳形電極(214a、214b)與該兩組第一梳形電極(208a、208b)之間具有至少一固定電位差，利用具有該導電層218的該外部梳形電極214a與相對應叉合的該第一梳形電極208a之厚度差值所產生的重疊面積變化量相對於旋轉角度變化量、以及利用具有該導電層218的該第一梳形電極208b與相對應叉合的該外部梳形電極214b之厚度差值所產生的重疊面積變化量相對於旋轉角度變化量，藉由靜電作用力產生使該框架204相對於該支承基座202作轉動之扭力，該框架204將繞著該第一旋轉軸210a作單向轉動(順時針或是逆時針)。
如第3C圖、第3D圖所示，當該兩組外部梳形電極(214a、214b)與該兩組第一梳形電極(208a、208b)之間具有至少一交流變動電位差，該框架204繞著該第一旋轉軸210a作雙向往復震盪運動。第3E圖繪示依據本發明第3A圖中該框架204繞著該第一旋轉軸210a作雙向往復震盪之旋轉角度與交流變動電位差之間的相位及振幅關係圖。其中橫軸為時間，縱軸為旋轉角度以及交流變動電位差AC2，當該兩組外部梳形電極(214a、214b)與該兩組第一梳形電極(208a、208b)之間施加一交流變動電位差AC2時，該框架204依序由第3A圖(相對應於T1)轉動至第3C圖(相對應於T2)，接著反轉至第3A圖(相對應於T3)，然後轉動至第3D圖(相對應於T4)，最後回到第3A圖(相對應於T5)之水平位置，以完成一個週期的雙向往復震盪運動。該交流變動電位差AC2之波形(waveform)可為多種形狀，例如方形波、三角形波、正弦曲線(sinusoidal)波以及半正弦曲線(half-sinusoidal)波等。在一實施例中，當該交流變動電位差AC2之振幅固定時，方形波係以較佳效率驅動該框架204擺動至最大旋轉角度，並且藉由控制交流變動電位差AC2使該框架204的旋轉角度進行如第3E圖之正弦運動擺動。
在習知技術中，因位於第一旋轉軸相異兩側的兩組第一梳形電極及兩組外部梳形電極並無設置導電層，結構對稱，所以框架需有一初始扭轉角度才能繞著第一旋轉軸轉動，當兩組外部梳形電極與兩組第一梳形電極之間施加一電位差時，於第一旋轉軸兩側因靜電力產生不對稱的扭力，方能帶動框架轉動。此初始扭轉角度一般係藉由製造裕度或特意設計構造而產生。而本發明之上述實施例中，因該外部梳形電極214a及該第一梳形電極208b設置該導電層218，即使該框架204繞著該第一旋轉軸210a無初始扭轉角度，如圖3A所示，當該兩組外部梳形電極(214a、214b)與該兩組第一梳形電極(208a、208b)之間施加一電位差時，於該第一旋轉軸210a兩側亦會產生不對稱的扭力，故可輕易啟動該框架204轉動。同時因設置該導電層218，使得該兩組外部梳形電極(214a、214b)與該兩組第一梳形電極(208a、208b)之間重疊面積以及重疊面積變化量相對於旋轉角度變化量增加，亦使該框架204更容易啟動旋轉。
參考第2A圖以及第4A-4C圖，第4A-4C圖繪示依據本發明之第二實施例中沿著第2A圖之A-A’剖面線的二維梳形致動器200之剖視圖。如第2A圖、第4A圖所示，該兩組第二梳形電極(216a、216b)、該兩組內部電極(212a、212b)分別設置於該第二旋轉軸210b的相異兩側，當位於該第二旋轉軸210b第一側的內部梳形電極212b設置該導電層218時，該內部梳形電極212b的厚度大於相對應叉合的第二梳形電極216b，又位於該第二旋轉軸210b第二側的第二梳形電極216a之厚度等於相對應叉合的內部梳形電極212a。
例如由第4A圖之水平位置狀態順時針轉動至第4B圖之狀態，當該兩組內部梳形電極(212a、212b)與該兩組第二梳形電極(216a、216b)之間具有一固定電位差，利用具有該導電層218的該內部梳形電極212b與相對應叉合的第二梳形電極216b之厚度差值所產生的重疊面積變化量相對於旋轉角度變化量，藉由靜電作用力產生使該可移動體206相對於該框架204作轉動之扭力，該可移動體206將繞著該第二旋轉軸210b作單向轉動(順時針或是逆時針)。
如第4C圖所示，當該兩組內部梳形電極(212a、212b)與該兩組第二梳形電極(216a、216b)之間具有一交流變動電位差，該可移動體206繞著該第二旋轉軸210b作雙向往復震盪運動。當施加該交流變動電位差時，該可移動體206繞著該第二旋轉軸210b作雙向往復震盪之旋轉角度與交流變動電位差之間的相位及振幅關係與第2F圖類似，在此不予贅述。
參考第2A圖以及第5A-5D圖，第5A-5D圖繪示依據本發明之第三實施例中沿著第2A圖之B-B’剖面線的二維梳形致動器200之剖視圖。如第2A圖、第5A圖所示，該支承基座202依序具有堆疊的基材202a、絕緣層202b以及元件層202c。該兩組第一梳形電極(208a、208b)設置於該基材202a，且該兩組第一梳形電極(208a、208b)分別設置於該第一旋轉軸210a之相異兩側。當該兩組外部梳形電極(214a、214b)設置該導電層218時，該兩組外部梳形電極(214a、214b)位於該兩組第一梳形電極(208a、208b)之上方，且該兩組外部梳形電極(214a、214b)的高度高於該元件層202c。
當該兩組外部梳形電極(214a、214b)與相對應叉合之該兩組第一梳形電極(208a、208b)之間具有至少一固定電位差時，該相對應叉合的梳形電極之間因為靜電力產生之扭力使該框架204繞著該第一旋轉軸210a作單向轉動。在該導電層218的上表面邊緣219轉動至與該基材202a及該絕緣層202b的交界面相同水平高度之前，該相對應叉合的梳形電極之間重疊面積變化量相對於旋轉角度變化量維持於一極大值，故可使該框架204持續轉動，直至該導電層218的上表面之邊緣高度219轉動至與該基材202a及該絕緣層202b交界面之相同水平高度，亦即該框架204由第5B圖之θ轉動至第5C圖之θ_max。一旦該導電層218的上表面邊緣219轉動至低於該基材202a及該絕緣層202b的交界面，梳形電極之間重疊面積變化量相對於旋轉角度變化量立刻下降至極小值，無法再提供該框架204繼續轉動所需的扭力。其中導電層218的上表面邊緣219轉動至與該基材202a及該絕緣層202b的交界面相同水平高度時，該框架204轉動的角度定義為最大旋轉角度θ_max，如第5C圖所示。
在本實施例中，利用導電層218增加該框架204的該兩組外部梳形電極(214a、214b)之厚度，以使該兩組外部梳形電極(214a、214b)與該兩組第一梳形電極(208a、208b)之間的重疊面積變大，以產生較大的扭力。同時藉由增加該兩組外部梳形電極(214a、214b)的厚度，使該相對應叉合的梳形電極之間重疊面積變化量相對於旋轉角度變化量維持於極大值的旋轉角度之範圍增加，如第5C圖中之θ_max相較於第5B圖中之θ，故可使該框架204的旋轉角度θ增加至最大旋轉角度θ_max。
如第5C圖所示，當設置該導電層218之該兩組外部梳形電極(214a、214b)與相對應叉合之該兩組第一梳形電極(208a、208b)之間具有至少一交流變動電位差，該框架204繞著該第一旋轉軸210a作雙向往復震盪運動。第5E圖繪示依據本發明第5A圖中該框架204繞著該第一旋轉軸210a作雙向往復震盪之旋轉角度與交流變動電位差之間的相位及振幅關係圖。其中橫軸為時間，縱軸為旋轉角度以及交流變動電位差AC3、AC4，當位於該第一旋轉軸210a第一側之第一梳形電極(208b)與外部梳形電極(214b)之間施加交流變動電位差AC3，且位於該第一旋轉軸210a第二側之第一梳形電極(208a)與外部梳形電極(214a)之間施加交流變動電位差AC4時，該框架204依序由第5A圖(相對應於T1)轉動至第5C圖(相對應於T2)，接著反轉至第5A圖(相對應於T3)，然後轉動至第5D圖(相對應於T4)，最後回到第5A圖(相對應於T5)之水平位置，以完成一個週期的雙向往復震盪運動。
上述係藉由控制交流變動電位差AC3、AC4，以使該框架204進行如第5E圖之鋸齒形波的擺動，其中在T1與T2之區間以及T4與T5之區間利用交流變動電位差AC3、AC4之調控使該框架204作快速旋轉。若是同時施加一交流變動電位差AC1於該兩組第二梳形電極(216a、216b)與該兩組內部梳形電極(212a、212b)之間，例如第2B-2D圖或是第4A-4C圖所示，將使該可移動體206於空間中的擺動軌跡如第5F圖顯示之逐行水平掃描，該擺動軌跡係沿著水平方向掃描(HS)以及垂直方向掃描(VS)。
參考第2A圖以及第6A-6D圖，第6A-6D圖繪示依據本發明之第四實施例中沿著第2A圖之B-B’剖面線的二維梳形致動器200之剖視圖。如第2A圖、第6A圖所示，該支承基座202包括基材202a、絕緣層202b以及元件層202c。該兩組第一梳形電極(208a、208b)設置於該元件層202c，且該支承基座202更包括兩組第三梳形電極(208a’、208b’)，該兩組第一梳形電極(208a、208b)分別叉合於該兩組外部梳形電極(214a、214b)，該兩組第三梳形電極(208a’、208b’)分別叉合於該兩組外部梳形電極(214a、214b)。該兩組第三梳形電極(208a’、208b’)堆疊於該兩組第一梳形電極(208a、208b)上，但是該兩組第三梳形電極(208a’、208b’)與該兩組第一梳形電極(208a、208b)係為互相絕緣的狀態。該兩組第一梳形電極(208a、208b)、該兩組外部電極(214a、214b)分別位於該第一旋轉軸210a的相異兩側，且該兩組第三梳形電極(208a’、208b’)亦分別位於該第一旋轉軸210a的相異兩側。在本實施例中，該兩組外部梳形電極(214a、214b)設置該導電層218，高度高於該兩組第一梳形電極(208a、208b)。
當設置該導電層218之該兩組外部梳形電極(214a、214b)與相對應叉合之該兩組第三梳形電極(208a’、208b’)之間具有至少一第一固定電位差，該相對應叉合的梳形電極之間因靜電力產生之扭力使使該框架204繞著該第一旋轉軸210a作單向轉動，當該導電層218的上表面邊緣219轉動至與該基材202a及該絕緣層202b的交界面相同水平高度之前，該相對應叉合的梳形電極之間重疊面積變化量相對於旋轉角度變化量維持於一極大值，故可使該框架204持續轉動，直至該導電層218的上表面之邊緣高度219轉動至與該基材202a及該絕緣層202b交界面之相同水平高度時，亦即該框架204由第6B圖之θ轉動至第6C圖之θ_max。一旦該導電層218的上表面邊緣219轉動至低於該基材202a及該絕緣層202b的交界面，該相對應叉合的梳形電極之間重疊面積變化量相對於旋轉角度變化量立刻下降至極小值，無法再提供該框架204繼續轉動所需的扭力。其中導電層218的上表面邊緣219轉動至與該基材202a及該絕緣層202b的交界面相同水平高度時，該框架204轉動的角度定義為最大旋轉角度θ_max，如第6C圖所示。同樣地，當設置該導電層218之該兩組外部梳形電極(214a、214b)與相對應叉合之該兩組第一梳形電極(208a、208b)之間具有至少一第二固定電位差，以使該框架204繞著該第一旋轉軸210a由該最大旋轉角度θ_max反轉。
上述實施例中，利用導電層218增加該兩組外部梳形電極(214a、214b)之厚度，以使該兩組外部梳形電極(214a、214b)與該兩組第三梳形電極(208a’、208b’)之間的重疊面積變大，以產生較大的扭力。同時藉由增加該兩組外部梳形電極(214a、214b)的厚度，使梳形電極之間重疊面積變化量相對於旋轉角度變化量維持於極大值的旋轉角度之範圍增加，如第6C圖中之θ_max相較於第6B圖中之θ，故可使該框架204的旋轉角度θ增加至最大旋轉角度θ_max。
另，如第6C圖、第6D圖所示當設置該導電層218之該兩組外部梳形電極(214a、214b)與相對應叉合之該兩組第一梳型電極(208a、208b)及該兩組第三梳形電極(208a’、208b’)之間具有至少一交流變動電位差，該框架204繞著該第一旋轉軸210a作雙向往復震盪運動。第6E圖繪示依據本發明第6A圖中該框架204繞著該第一旋轉軸210a作雙向往復震盪之旋轉角度與交流變動電位差之間的相位及振幅關係圖。其中橫軸為時間，縱軸為旋轉角度以及交流變動電位差AC5、AC6、AC7、AC8，當位於該第一旋轉軸210a第一側的第一梳形電極(208b)與外部梳形電極(214b)之間施加一交流變動電位差AC5，位於該第一旋轉軸210a第二側的第一梳形電極(208a)與外部梳形電極(214a)之間施加一交流變動電位差AC6，位於該第一旋轉軸210a第一側的第三梳形電極(208b’)與外部梳形電極(214b)之間施加一交流變動電位差AC7，位於該第一旋轉軸210a第二側的第三梳形電極(208a’)與外部梳形電極(214a)之間施加一交流變動電位差AC8時，該框架204依序由第6A圖(相對應於T1)轉動至第5C圖(相對應於T2)，接著反轉至第6A圖(相對應於T3)，然後轉動至第6D圖(相對應於T4)，最後回到第6A圖(相對應於T5)之水平位置，以完成一個週期的雙向往復震盪運動。
上述係藉由控制交流變動電位差AC5、AC6、AC7及AC8，以使框架204進行如第6E圖之鋸齒形波的擺動，其中在T1與T2之區間以及T4與T5之區間利用交流變動電位差AC5、AC6、AC7、AC8之調控使該框架204作更快速的旋轉。若是同時施加一交流變動電位差AC1於該兩組第二梳形電極(216a、216b)與該兩組內部梳形電極(212a、212b)之間，例如第2B-2D圖或是第4A-4C圖所示，將使該可移動體206於空間中的的擺動軌跡如第5F圖顯示之逐行水平掃描。
根據上述，本發明之二維梳形致動器200利用該導電層218增加梳形電極的厚度，使該支承基座202、框架204以及可移動體206之間的梳形電極之重疊面積變大，藉以增加扭力，以提高該二維梳形致動器200的旋轉角度。此外，本發明之二維梳形致動器200藉由施加不同型式的電位差(例如固定電位差及交流變動電位差)，使得二維梳形致動器200的頻率使用範圍較大，並且由該使用頻率範圍可找出相對應的旋轉角度，以準確控制該二維梳形致動器200的運動。
參考第7圖，其繪示依據本發明實施例中沿著第2A圖之C-C’剖面線之具有強化結構的二維梳形致動器200之剖視圖。上述之第一實施例至第四實施例中，該可移動體206的上表面更包括一強化結構224，用以加強該可移動體206旋轉時的強度。該強化結構224與導電層218高度相同，係於同一製程步驟中蝕刻而成。該可移動體206的下表面更包括一反射層226，以增加該可移動體206的對於特定波長光線的反射率，其中該反射層226的材質例如是金屬或是介電材料塗層。應注意的是，當使用該具有強化結構224的二維梳形致動器200時，該反射層226的表面係為面對於入射光線的方向。
參考第2A圖、第2B圖、第3A圖以及第8A-8M圖，第8A-8M圖繪示依據本發明之第一實施例中二維梳形致動器200的製造方法之流程剖視圖。該製造流程包括下列步驟：
在第8A圖中，沉積第一罩幕層於一絕緣層上覆矽(SOI)晶圓上，並定義第一圖案800a，其中該絕緣層上覆矽(SOI)晶圓依序具有堆疊的基材202a、絕緣層202b以及元件層202c。
在第8B圖中，依據該第一圖案800a，蝕刻該元件層202c至曝露出該絕緣層202b，以形成一溝渠220，之後移除該第一罩幕層。
在第8C圖中，沉積一氧化矽層804於該元件層202c上並填滿該溝渠220。
在第8D圖中，移除位於該元件層202c上之該氧化矽層804。
在第8E圖中，沉積一導電層218，以覆蓋該元件層202c。該導電層218的材質例如是多晶矽或是金屬，在一實施例中，利用沉積法形成該多晶矽以及利用電鍍法或是濺鍍形成該金屬，其中該導電層218的厚度介於5μm至100μm之間，或是任意的厚度大小。
在第8F圖中，沉積第二罩幕層於該導電層218上，並定義第二圖案800b。
在第8G圖中，依據該第二圖案800b，蝕刻該導電層218以曝露該元件層202c以及該溝渠220，之後移除該第二罩幕層。
在第8H圖中，沉積第三罩幕層於該導電層218以及該元件層202c上，並定義第三圖案800c。
在第8I圖中，並參考第2B圖以及第3A圖，依據該第三圖案800c，依序蝕刻該導電層218以及該元件層202c，以於該導電層218上形成至少一梳形電極，並於該元件層202c上形成至少一梳形電極、該框架204以及該可移動體206；蝕刻之後移除該第三罩幕層。在一實施例中，使用非等向蝕刻法蝕刻該導電層218以及該元件層202c。具體來說，本發明之二維致動器200的製造方法係利用同一第三罩幕層之第三圖案800c由上向下蝕刻該導電層218以及該元件層202c，依序形成該導電層218之梳形電極，該元件層202c之梳形電極及該支承基座202、該框架204以及該可移動體206，直至曝露絕緣層202b，以作為蝕刻停止層。由於上述之各個梳形電極利用同一罩幕層圖案蝕刻產生，故能解決習知技術中致動器的上、下層梳形電極之間必須對準的問題。並且進一步解決習知技術中使用等向性蝕刻導致使第1B圖所示該元件層110不當的橫向過切(lateral undercut)之問題。
在第8J圖中，沉積第四罩幕層於該基材202a上，並定義第四圖案800d。
在第8K圖中，依據該第四圖案800d，蝕刻該基材202a至曝露出該絕緣層202b，之後移除該第四罩幕層。
在第8L圖中，移除該絕緣層上覆矽(SOI)晶圓的絕緣層202b，使該框架204以及該可移動體206可分別繞著第一旋轉軸210a以及第二旋轉軸210b作轉動，以形成該二維梳形致動器200。
在第8M圖中，沉積金屬層於該元件層202c上，以形成反射層226及複數電極接觸墊(222a、222b)。
參考第2A圖以及第9A-9O圖，第9A-9O圖繪示依據本發明之第二實施例中二維梳形致動器200的製造方法之流程剖視圖。該製造流程包括下列步驟：在第9A圖中，沉積第一罩幕層於絕緣層上覆矽(SOI)晶圓上，並定義第一圖案800a，其中該絕緣層上覆矽(SOI)晶圓依序具有堆疊的基材202a、絕緣層202b以及元件層202c。
在第9B圖中，依據該第一圖案800a，蝕刻該元件層202c至曝露出該絕緣層202b，以形成溝渠220，之後移除該第一罩幕層。
在第9C圖中，形成一氧化矽層804於該溝渠220的側壁以及該元件層202c上。
在第9D圖中，沉積第二罩幕層於該氧化矽層804上，並定義第二圖案800b。
在第9E圖中，依據該第二圖案800b，蝕刻該氧化矽層804至曝露出該元件層202c，並且在蝕刻之後移除該第二罩幕層。
在第9F圖中，沉積一導電層218於該元件層202c上，並且填滿該溝渠220。該導電層218的材質例如是多晶矽或是金屬，在一實施例中，利用沉積法形成該多晶矽以及利用電鍍法或是濺鍍形成該金屬。
在第9G圖中，研磨該導電層218至一預定厚度，較佳實施例中，該導電層218的預定厚度介於5 μm至100 μm之間，或是任意的厚度大小。
在第9H圖中，沉積第三罩幕層於該導電層218上，並定義第三圖案800c。
在第9I圖中，依據該第三圖案800c，蝕刻該導電層218至曝露出該元件層202c，並且在蝕刻之後移除該第三罩幕層。
在第9J圖中，沉積第四罩幕層於該導電層218以及該元件層202c上，並定義第四圖案800d。
在第9K圖中，依據該第四圖案800d，依序蝕刻該導電層218以及該元件層202c，以於該導電層218上形成梳形電極，並於該元件層202c上形成梳形電極、該框架204以及該可移動體206；並且在蝕刻之後移除該第四罩幕層，在一實施例中，係使用非等向蝕刻法蝕刻該導電層218以及該元件層202c。具體來說，本發明之二維致動器200的製造方法係利用同一第四罩幕層之第四圖案800d由上向下蝕刻導電層218以及元件層202c，依序形成導電層218之梳形電極，元件層202c之梳形電極及該支承基座202、該框架204以及該可移動體206，直至曝露該絕緣層202b，以作為蝕刻停止層。由於上述之各個梳形電極利用同一罩幕層圖案蝕刻產生，故能解決習知技術中致動器的上、下層梳形電極之間必須對準的問題。並且進一步解決習知技術中使用等向性蝕刻導致如第1B圖所示該元件層110產生不當的橫向過切(lateral undercut)之問題。
在第9L圖中，沉積第五罩幕層於該基材202a上，並定義第五圖案800e。
在第9M圖中，依據該第五圖案800e，蝕刻該基材202a至曝露出該絕緣層202b，之後移除該第五罩幕層。
在第9N圖中，移除該絕緣層上覆矽(SOI)晶圓的絕緣層202b，使該框架204以及該可移動體206可分別繞著第一旋轉軸210a以及第二旋轉軸210b作轉動，以形成該二維梳形致動器200。
在第9O圖中，沉積一金屬層於該元件層202c上，以形成反射層226及複數電極接觸墊(222a、222b)。
綜上所述，本發明提供一種二維梳形致動器及其製造方法，以提高該二維梳形致動器的旋轉角度；本發明之二維梳形致動器藉由施加不同型式的電位差，使得二維梳形致動器頻率使用範圍較大；另外，本發明之二維梳形致動器還利用導電層增加扭力，以解決致動器啟動困難之問題；並且解決該致動器的上、下層梳形電極之間對準的問題。
雖然本發明已用較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100．．．致動器
102．．．支撐座
104．．．可振動元件
106．．．基材
108．．．絕緣層
110．．．元件層
200．．．二維梳形致動器
202．．．支承基座
202a．．．基材
202b．．．絕緣層
202c．．．元件層
204．．．框架
206．．．可移動體
208a、208b．．．第一梳形電極
208a’、208b’．．．第三梳形電極
210a．．．第一旋轉軸
210b．．．第二旋轉軸
212a、212b．．．內部梳形電極
214a、214b．．．外部梳形電極
215a．．．第一扭轉桿
215b．．．第二扭轉桿
216a、216b．．．第二梳形電極
218．．．導電層
219．．．上表面邊緣
220．．．溝渠
222a、222b．．．電極接觸墊
224．．．強化結構
226．．．反射層
800a．．．第一圖案
800b．．．第二圖案
800c．．．第三圖案
800d．．．第四圖案
800e．．．第五圖案
804．．．氧化矽層
第1A-1C圖係繪示習知技術之二維梳形致動器之示意圖。
第2A圖係繪示依據本發明實施例中二維梳形致動器之俯視圖。
第2B-2E圖係繪示依據本發明之第一實施例中沿著第2A圖之A-A’剖面線的二維梳形致動器之剖視圖。
第2F圖係繪示依據本發明第2B圖中可移動體繞著該第二旋轉軸作雙向往復震盪之旋轉角度與交流變動電位差之間的相位及振幅關係圖。
第3A-3D圖係繪示依據本發明之第一實施例中沿著第2A圖之B-B’剖面線的二維梳形致動器之剖視圖。
第3E圖繪示依據本發明第3A圖中框架繞著該第一旋轉軸作雙向往復震盪之旋轉角度與交流變動電位差之間的相位及振幅關係圖。
第4A-4C圖係繪示依據本發明之第二實施例中沿著第2A圖之A-A’剖面線的二維梳形致動器之剖視圖。
第5A-5D圖係繪示依據本發明之第三實施例中沿著第2A圖之B-B’剖面線的二維梳形致動器之剖視圖。
第5E圖繪示依據本發明第5A圖中框架繞著該第一旋轉軸作雙向往復震盪之旋轉角度與交流變動電位差之間的相位及振幅關係圖。
第5F圖繪示依據本發明實施例中二維梳形致動器之逐行水平掃描的示意圖。
第6A-6D圖係繪示依據本發明之第四實施例中沿著第2A圖之B-B’剖面線的二維梳形致動器之剖視圖。
第6E圖繪示依據本發明第6A圖中框架繞著該第一旋轉軸作雙向往復震盪之旋轉角度與交流變動電位差之間的相位及振幅關係圖。
第7圖係繪示依據本發明實施例中沿著第2A圖之C-C’剖面線之具有強化結構的二維梳形致動器之剖視圖。
第8A-8M圖係繪示依據本發明之第一實施例中二維梳形致動器的製造方法之流程剖視圖。
第9A-9O圖係繪示依據本發明之第二實施例中二維梳形致動器的製造方法之流程剖視圖。
200．．．二維梳形致動器
202．．．支承基座
204．．．框架
206．．．可移動體
208a、208b．．．第一梳形電極
210a．．．第一旋轉軸
210b．．．第二旋轉軸
212a、212b．．．內部梳形電極
214a、214b．．．外部梳形電極
215a．．．第一扭轉桿
215b．．．第二扭轉桿
216a、216b．．．第二梳形電極
220．．．溝渠
222a、222b．．．電極接觸墊

Claims (31)

  1. 一種二維梳形致動器，包括：一支承基座，設置兩組第一梳形電極；一框架，依附於該支承基座，用以繞著一第一旋轉軸作轉動，該框架具有兩組內部梳形電極以及兩組外部梳形電極，其中該兩組外部梳形電極分別叉合於該兩組第一梳形電極；以及一可移動體，依附於該框架，用以繞著垂直於該第一旋轉軸之一第二旋轉軸作轉動，該可移動體具有兩組第二梳形電極，分別叉合於該兩組內部梳形電極，其中該兩組第二梳形電極其中之一者的厚度與相對應叉合的該兩組內部梳形電極的厚度不相等，該兩組外部梳形電極其中之一者的厚度與相對應叉合該兩組第一梳形電極的厚度不相等。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之二維梳形致動器，更包括一導電層，設置於該兩組第一梳形電極、該兩組內部梳形電極、該兩組外部梳形電極以及該兩組第二梳形電極之至少其中一組梳形電極上。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之二維梳形致動器，其中該兩組第二梳形電極分別設置於該第二旋轉軸的相異兩側。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之二維梳形致動器，其中該兩組第二梳形電極與該兩組內部梳形電極之間具有一固定電位差，以使該可移動體繞著該第二旋轉軸作單向轉動。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之二維梳形致動器，其中該兩組第二梳形電極與該兩組內部梳形電極之間具有一交流變動電位差，以使該可移動體繞著該第二旋轉軸作雙向往復震盪運動。
  6. 如申請專利範圍第2項所述之二維梳形致動器，該支承基座更包括依序堆疊的一基材、一絕緣層以及一元件層，該兩組第一梳形電極設置於該元件層，並位於該第一旋轉軸的相異兩側。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之二維梳形致動器，其中該兩組外部梳形電極與相對應叉合之該兩組第一梳形電極之間具有至少一固定電位差，以使該框架相對於該第一旋轉軸作單向轉動。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之二維梳形致動器，其中該兩組外部梳形電極與相對應叉合之該兩組第一梳形電極之間具有至少一交流變動電位差，以使該框架相對於該第一旋轉軸作雙向往復震盪運動。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之二維梳形致動器，該支承基座更包含兩組第三梳形電極設置於該基材，該兩組第三梳形電極分別叉合於該兩組外部梳形電極。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之二維梳形致動器，其中設置該導電層之該兩組外部梳形電極與相對應叉合之該兩組第三梳形電極之間具有至少一第一固定電位差，以使該框架繞著該第一旋轉軸作單向轉動，當該導電層的上表面之邊緣高度轉動至與該基材及該絕緣層交界面相同水平高度時，該框架處於一最大旋轉角度，該兩組外部梳形電極與相對應叉合之該兩組第一梳形電極之間具有至少一第二固定電位差，以使該框架繞著該第一旋轉軸由該最大旋轉角度反轉。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之二維梳形致動器，其中設置該導電層之該兩組外部梳形電極與相對應叉合之該兩組第一梳形電極及該兩組第三梳形電極之間具有至少一交流變動電位差，以使該框架繞著該第一旋轉軸作雙向往復震盪運動。
  12. 如申請專利範圍第2項所述之二維梳形致動器，該支承基座更包含依序堆疊的一基材、一絕緣層以及一元件層，該兩組第一梳形電極設置於該基材，並位於該第一旋轉軸的相異兩側。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之二維梳形致動器，其中該兩組外部梳形電極位於該兩組第一梳形電極之上方，且設置該導電層之該兩組外部梳形電極之高度高於該元件層。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之二維梳形致動器，其中當設置該導電層之該兩組外部梳形電極與相對應叉合之該兩組第一梳形電極之間具有至少一固定電位差，以使該框架繞著該第一旋轉軸作單向轉動，當該導電層的上表面之邊緣高度轉動至與該基材及該絕緣層交界面相同水平高度時，該框架處於一最大旋轉角度。
  15. 如申請專利範圍第12項所述之二維梳形致動器，其中當設置該導電層之該兩組外部梳形電極與相對應叉合之該兩組第一梳形電極之間具有至少一交流變動電位差，該框架繞著該第一旋轉軸作雙向往復震盪運動。
  16. 如申請專利範圍第1項所述之二維梳形致動器，其中該兩組第一梳形電極分別設置於該第一旋轉軸的相異兩側。
  17. 如申請專利範圍第1項所述之二維梳形致動器，其中該兩組第二梳形電極分別設置於該第二旋轉軸的相異兩側。
  18. 如申請專利範圍第1項所述之二維梳形致動器，其中該兩組第二梳形電極與該兩組內部梳形電極之間具有一固定電位差，以使該可移動體繞著該第二旋轉軸作單向轉動。
  19. 如申請專利範圍第1項所述之二維梳形致動器，其中該兩組第二梳形電極與該兩組內部梳形電極之間具有一交流變動電位差，以使該可移動體繞著該第二旋轉軸作雙向往復震盪運動。
  20. 如申請專利範圍第1項所述之二維梳形致動器，其中該兩組外部梳形電極與相對應叉合之該兩組第一梳形電極之間具有至少一固定電位差，以使該框架繞著該第一旋轉軸作單向轉動。
  21. 如申請專利範圍第1項所述之二維梳形致動器，其中該兩組外部梳形電極與相對應叉合之該兩組第一梳形電極之間具有至少一交流變動電位差，以使該框架繞著該第一旋轉軸作雙向往復震盪運動。
  22. 如申請專利範圍第1項所述之二維梳形致動器，更包含一強化結構，位於該可移動體的上表面。
  23. 如申請專利範圍第1項所述之二維梳形致動器，更包含一反射層，位於該可移動體的下表面。
  24. 如申請專利範圍第1項所述之二維梳形致動器，更包含複數電極接觸墊，位於該支承基座上。
  25. 一種二維梳形致動器的製造方法，至少包括下列步驟：(a)　沉積一第一罩幕層於一絕緣層上覆矽(SOI)晶圓上，以定義一第一圖案，其中該絕緣層上覆矽(SOI)晶圓依序具有一基材、一絕緣層以及一元件層；(b)　依據該第一圖案蝕刻該元件層至該絕緣層，以形成一溝渠，並且在蝕刻之後移除該第一罩幕層；(c)　沉積一氧化矽層於該元件層上並填滿該溝渠；(d)移除位於該元件層上之該氧化矽層；(e)沉積一導電層，以覆蓋該元件層；(f)沉積一第二罩幕層於該導電層上，以定義一第二圖案；(g)依據該第二圖案，蝕刻該導電層至曝露該元件層，並且移除該第二罩幕層，(h)沉積一第三罩幕層於該導電層以及該元件層上，以定義一第三圖案；(i)依據該第三圖案，蝕刻該導電層以及該元件層以形成至少一梳形電極，一框架以及一可移動體，並且在蝕刻之後移除該第三罩幕層；(j)沉積一第四罩幕層於該基材上，以定義一第四圖案；(k)依據該第四圖案，蝕刻該基材至曝露出該絕緣層，並且移除該第四罩幕層；以及(l)蝕刻該絕緣層而形成該二維梳形致動器，其中該二維梳形致動器包括：一支承基座，設置兩組第一梳形電極；該框架，依附於該支承基座，用以繞著一第一旋轉軸作轉動，該框架具有兩組內部梳形電極以及兩組外部梳形電極，其中該兩組外部梳形電極分別叉合於該兩組第一梳形電極；以及該可移動體，依附於該框架，用以繞著垂直於該第一旋轉軸之一第二旋轉軸作轉動，該可移動體具有兩組第二梳形電極，分別叉合於該兩組內部梳形電極，其中該兩組第二梳形電極其中之一者的厚度與相對應叉合的該兩組內部梳形電極的厚度不相等，該兩組外部梳形電極其中之一者的厚 度與相對應叉合該兩組第一梳形電極的厚度不相等。
  26. 如申請專利範圍第25項所述之製造方法，其中在步驟(i)中，係使用非等向性蝕刻法蝕刻該導電層以及該元件層。
  27. 如申請專利範圍第25項所述之製造方法，其中在步驟(l)之後，更包括步驟：(l1)沉積一金屬層於該元件層上，以形成一反射層以及複數電極接觸墊。
  28. 一種二維梳形致動器的製造方法，至少包括下列步驟：(a)沉積一第一罩幕層於一絕緣層上覆矽(SOI)晶圓上，以定義一第一圖案，其中該絕緣層上覆矽(SOI)晶圓依序具有一基材、一絕緣層以及一元件層；(b)依據該第一圖案蝕刻該元件層至該絕緣層，以形成一溝渠，並且移除該第一罩幕層；(c)形成一氧化矽薄膜層於該溝渠的側壁以及該元件層上；(d)沉積一第二罩幕層於該氧化矽薄膜層上，以定義一第二圖案；(e)依據該第二圖案，蝕刻該氧化矽薄膜層至曝露出該元件層，並且在蝕刻之後移除該第二罩幕層；(f)沉積一導電層於該元件層上，並且填滿該溝渠；(g)沉積一第三罩幕層於該導電層上，以定義一第三圖案；(h)依據該第三圖案，蝕刻該導電層至該元件層，並且在蝕刻之後移除該第三罩幕層；(i)沉積一第四罩幕層於該導電層以及該元件層上，以定義一第四圖案； (j)依據該第四圖案，蝕刻該導電層以及該元件層至該絕緣層，並且在蝕刻之後移除該第四罩幕層；(k)沉積一第五罩幕層於該基材上，以定義一第五圖案；(l)依據該第五圖案，蝕刻該基材至曝露出該絕緣層；以及(m)蝕刻該絕緣層而形成該二維梳形致動器，其中該二維梳形致動器包括：一支承基座，設置兩組第一梳形電極；一框架，依附於該支承基座，用以繞著一第一旋轉軸作轉動，該框架具有兩組內部梳形電極以及兩組外部梳形電極，其中該兩組外部梳形電極分別叉合於該兩組第一梳形電極；以及一可移動體，依附於該框架，用以繞著垂直於該第一旋轉軸之一第二旋轉軸作轉動，該可移動體具有兩組第二梳形電極，分別叉合於該兩組內部梳形電極，其中該兩組第二梳形電極其中之一者的厚度與相對應叉合的該兩組內部梳形電極的厚度不相等，該兩組外部梳形電極其中之一者的厚度與相對應叉合該兩組第一梳形電極的厚度不相等。
  29. 如申請專利範圍第28項所述之製造方法，其中在步驟(j)中，係使用非等向性蝕刻法蝕刻該導電層以及該元件層。
  30. 如申請專利範圍第28項所述之製造方法，其中在步驟(f)之後，更包括步驟(f1)：研磨該導電層至5μm至100μm之間。
  31. 如申請專利範圍第28項所述之製造方法，其中在步驟(m)之後，更包括步驟：(m1)沉積一金屬層於該元件層上，以形成一反射層以及複數電極接觸墊。
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