WO2023108365A1

WO2023108365A1 - 微机电系统mems微镜及其制备方法、探测装置

Info

Publication number: WO2023108365A1
Application number: PCT/CN2021/137542
Authority: WO
Inventors: 李展信; 李梅; 卢璐
Original assignee: 华为技术有限公司
Priority date: 2021-12-13
Filing date: 2021-12-13
Publication date: 2023-06-22
Also published as: CN116601737A

Abstract

一种微机电系统MEMS微镜及其制备方法、探测装置，涉及微机电系统技术领域，用于解决温度对MEMS微镜测量结果造成的影响。MEMS微镜包括镜面部(1)、环状的线圈部(2)、连接线圈部(2)和镜面部(1)的部分转轴(3)、位于线圈部(2)远离镜面部(1)一侧且与线圈部(2)连接的另一部分转轴(3)。镜面部(1)被线圈部(2)围绕，转轴(3)包括依次层叠设置的第一硅层(301)、第一介质层(401)以及第一半导体层(501)。第一半导体层(501)包括至少一个电阻(311)，至少一个电阻(311)中含有压敏电阻。

Description

微机电系统MEMS微镜及其制备方法、探测装置

技术领域

本申请涉及微机电系统技术领域，尤其涉及一种微机电系统MEMS微镜及其制备方法、探测装置。

背景技术

微机电系统(micro electro mechanical system，MEMS)微镜是一种采用光学MEMS技术制造的，并把微光反射镜与MEMS驱动器集成于一体的光学MEMS器件。相较于传统的扫描镜，MEMS微镜具有尺寸小、成本低、扫描频率高、响应速度快和功耗低等优点，广泛应用于光通信、扫描成像以及激光雷达等领域。

MEMS微镜主要包括一组第一转轴、一组第二转轴、线圈以及镜面。线圈转动带动第一转轴和第二转轴带动，进而带动镜面旋转，以实现镜面反射的激光在空间中的扫描，通过目标物体反射的反射信号，来探测相应的目标物体，获得目标物体至发射点的距离信息和方位信息。因此，准确测量MEMS微镜的镜面转角，进而得到目标物体准确的距离信息和方位信息显得尤为重要。

当下，如何准确的测量MEMS微镜的镜面转角，尤其是如何在高温环境下准确测量MEMS微镜的镜面转角，成为本领域技术人员当前重点解决的技术问题。

发明内容

本申请实施例提供一种微机电系统MEMS微镜及其制备方法、探测装置，用于解决MEMS微镜测量结果不准确的问题。

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：

本申请实施例的第一方面，提供一种MEMS微镜包括镜面部、环状的线圈部、连接线圈部和镜面部的部分转轴、位于线圈部远离镜面部一侧且与线圈部连接的另一部分转轴。其中，镜面部被线圈部围绕。转轴包括依次层叠设置的第一硅层、第一介质层以及第一半导体层。第一半导体层包括至少一个电阻，至少一个电阻中含有压敏电阻。

本申请提供的MEMS微镜的转轴中包括电阻，电阻的下方设置有第一介质层，第一介质层可将电阻与第一硅层阻隔开，避免电阻与第一硅层之间形成PN结。从而避免了PN结隔离造成的耐温限制，使MEMS微镜可以在高温环境下工作，进而减小温度变化对电阻的反馈信号带来的影响，减小MEMS微镜的测量误差，提高MEMS微镜测量的灵敏度，提高通过压敏电阻反馈信号表征镜面部的转角大小的稳定性和可靠性。同时，利用第一介质层隔离了电阻，在工作过程中，可以有效隔离电阻流出的漏电流。另外，第一介质层还可以作为应力缓冲层，增强MEMS微镜转轴的韧性，降低转轴在转动过程中断裂的风险。

在一些实施例中，至少一个电阻包括多个电阻，多个电阻构成惠斯通电桥。利用惠斯通电桥能够更精确的测量出阻值的变化，进而提高测量的灵敏度。

在一些实施例中，电阻包括轻掺杂部和位于轻掺杂部两端的重掺杂部；转轴还包括第一绝缘层和第一引线，第一绝缘层设置在第一半导体层上，第一引线通过第一绝缘层上的第一过孔与电阻的重掺杂部电连接。重掺杂后的半导体膜内载流子浓度较高，阻值较小。通过重掺杂部与第一引线电连接，可提高电阻与第一引线的连接效果。

在一些实施例中，第一半导体层的材料包括多晶硅或者单晶硅。易于实现通过注入掺杂离子形成电阻。

在一些实施例中，至少一个电阻设置在第一介质层的表面。使形成的电阻底部与第一介质层直接接触，避免电阻与第一介质层之间存在半导体材料，从而可避免形成PN结。

在一些实施例中，第一半导体层还包括第一半导体图案，第一半导体图案包裹在至少一个电阻外围。制备工艺简单，易于实现。

在一些实施例中，MEMS微镜还包括隔离结构，隔离结构设置在电阻与第一半导体图案之间。隔离结构可有效隔离电阻与第一半导体图案，避免电阻与第一半导体图案形成PN结。

在一些实施例中，线圈部包括依次层叠设置的第二硅层、第二介质层以及第二半导体层；第二半导体层包括盘绕成多圈的第二半导体图案，第二半导体图案作为线圈部的线圈。通过将第二半导体层作为线圈部的线圈，可无需再单独形成线圈。从而简化线圈部的制备工艺，减小了线圈部的厚度。进一步的，在线圈部、转轴以及镜面部的厚度相同的情况下，相当于也减小了转轴以及镜面部的厚度，进而减小了微镜的厚度，减小了线圈转动带动转轴转动时的应力，缓解了线圈部与转轴连接处、转轴与镜面部连接处断裂的风险。

在一些实施例中，线圈部包括依次层叠设置的第二硅层、第二介质层、第二半导体层、第二绝缘层以及线圈；线圈的材料包括金属。利用金属材料形成的线圈导电性能好，通电后驱动电流较大，进而使MEMS微镜的转角较大，测量灵敏度高。

在一些实施例中，镜面部包括依次层叠设置的第三硅层、第三介质层、第三半导体、第三绝缘以及镜面，镜面的材料包括反光材料。实现MEMS微镜对光线的反射。

在一些实施例中，第一硅层、第二硅层以及第三硅层同层设置，每个第一硅层与第二硅层接触连接，位于第二硅层和第三硅层之间的第一硅层还与第三硅层接触连接。工艺简单，易于实现。

在一些实施例中，第一介质层、第二介质层以及第三介质层同层设置；每个第一介质与第二介质接触连接，位于第二介质层和第三介质层之间的第一介质层还与第三介质层接触连接。工艺简单，易于实现。

在一些实施例中，第一半导体层、第二半导体层以及第三半导体层同层设置。工艺简单，易于实现。

在一些实施例中，镜面部、线圈部以及转轴的厚度相同。MEMS微镜受力均匀。

在一些实施例中，MEMS微镜还包括多个支撑梁，镜面部和线圈部的背面分别设置有支撑梁；支撑梁包括层叠设置的硅底层和掩埋氧化层，掩埋氧化层设置在硅底层和第一硅层之间。支撑梁用于支撑镜面部和线圈部。

本申请实施例的第二方面，提供一种MEMS微镜的制备方法，包括：对基底中半导体膜的部分区域注入掺杂离子，形成至少一个电阻；其中，基底包括位于最表层的半导体膜和位于半导体膜内侧的介质膜；形成线圈和镜面；对基底进行切割，形成镜面部、线圈部以及多个转轴；线圈部为环状，镜面部被线圈部围绕；多个转轴中的部分转轴位于线圈部和镜面部之间，且与线圈部和镜面部分别连接；多个转轴中的另一部分转轴位于线圈部远离镜面部一侧，且与线圈部连接；其中，多个转轴中的至少一个转轴包括至少一个电阻。

本申请实施例提供的MEMS微镜的制备方法，通过对基底中半导体膜注入掺杂离子形成电阻，并在半导体膜的内侧设置介质膜。使得电阻的底面与介质膜直接接触，实现绝缘。这样一来，电阻与硅膜无法形成PN结，进而避免了PN结造成的耐温限制，使MEMS微镜可以在高温环境下工作，进而减小温度变化对电阻的反馈信号带来的影响，减小MEMS微镜的测量误差，提高MEMS微镜测量的灵敏度。同时，利用介质膜隔离了电阻，在工作过程中，可以有效隔离电阻流向基底的漏电流。

在一些实施例中，对基底中半导体膜的部分区域注入掺杂离子之前，制备方法还包括：在绝缘体上硅SOI上依次形成介质膜和半导体膜。制作成本低，工艺简单。

在一些实施例中，对基底中半导体膜的部分区域注入掺杂离子之前，制备方法还包括：提供双绝缘体上硅SOI，双SOI作为基底。工艺简单，易于实现。

在一些实施例中，制备方法还包括：在半导体膜上形成至少一个第一隔离开口，第一隔离开口位于电阻的外围；在第一隔离开口内形成第一隔离结构。第一隔离结构可以有效隔离电阻和半导体膜，避免电阻与半导体膜形成PN结。

在一些实施例中，形成线圈，包括：在半导体膜上形成多个第二隔离开口，第二隔离开口盘绕成多圈；半导体膜中位于第二隔离开口围城的区域内的部分作为线圈部的线圈。用半导体膜制备线圈，可无需单独的线圈，制备形成的MEMS微镜厚度较小。

在一些实施例中，制备方法还包括：对半导体膜中，待作为线圈的部分进行掺杂。利用对半导体膜进行掺杂形成的线圈质量较轻，进而使得转轴受到的应力较小，且制备成本低。

在一些实施例中，形成线圈，包括：在半导体膜远离介质膜一侧形成线圈。制备线圈的工艺简单，易于实现。

本申请实施例的第三方面，提供一种探测装置，包括第一方面任一项的MEMS微镜以及接收器；接收器用于接收MEMS微镜反射出的光信号。

本申请实施例第三方面提供的探测装置，包括第一方面任一项的MEMS微镜，其有益效果与MEMS微镜的有益效果相同，此处不再赘述。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种探测装置的结构示意图；

图2A为本申请实施例提供的一种MEMS微镜的结构示意图；

图2B为图2A中A1-A2向的一种剖视示意图；

图3为本申请实施例提供的一种MEMS微镜的压敏电阻反馈信号图；

图4为图2A中A1-A2向的又一种剖视示意图；

图5为本申请实施例提供的一种MEMS微镜制备方法的流程示意图；

图6A-图6L为本申请实施例提供的一种MEMS微镜的制备方法的过程示意图；

图7A为本申请实施例提供的又一种MEMS微镜的结构示意图；

图7B为图7A中B1-B2向的一种剖视示意图；

图7C为图7A中C1-C2向的一种剖视示意图；

图7D为图7A中B1-B2向的又一种剖视示意图；

图7E为图7A中C1-C2向的又一种剖视示意图；

图8A为图7A中B1-B2向的又一种剖视示意图；

图8B为图7A中C1-C2向的又一种剖视示意图；

图9为图7A中B1-B2向的又一种剖视示意图；

图10为本申请实施例提供的另一种MEMS微镜制备方法的流程示意图；

图11A-图11C为本申请实施例提供的另一种MEMS微镜的制备方法的过程示意图；

图12为本申请实施例提供的另一种MEMS微镜的结构示意图；

图13为本申请实施例提供的又一种MEMS微镜的结构示意图。

附图标记：

1-镜面部；2-线圈部；3-转轴；4-支撑梁；5-外边框；2a-第一端部；2b-第二端部；101-镜面；201-线圈；31-第一转轴；32-第二转轴；10-硅衬底；20-掩埋氧化膜；30-硅膜；40-介质膜；50-半导体膜；60-绝缘膜；10＇-第一硅衬底；20＇-第一掩埋氧化层；30＇-第一硅膜；311-电阻；311a-轻掺杂部；311b-重掺杂部；511＇-第一隔离开口；511-第一隔离结构；512＇-第二隔离开口；512-第二隔离结构；521-第一半导体图案；522-第二半导体图案；61-第一绝缘膜；62-第二绝缘膜；611＇-第一过孔；612＇-第二过孔；613＇-第三过孔；614＇-第四过孔；611-第一引线；611a-第一引线的第一部分；611b-第一引线的第二部分；612-第二引线；11-硅底层；21-掩埋氧化层；201＇-掺杂图案；301-第一硅层；401-第一介质层；501-第一半导体层；601-第一绝缘层；302-第二硅层；402-第二介质层；502-第二半导体层；602-第二绝缘层；303-第三硅层；403-第三介质层；503-第三半导体层；603-第三绝缘层。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

以下，本申请实施例中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述方便，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本申请实施例中，“上”、“下”、“左”以及“右不限于相对附图中的部件示意置放的方位来定义的，应当理解到，这些方向性术语可以是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据附图中部件附图所放置的方位的变化而相应地发生变化。

在本申请实施例中，除非上下文另有要求，否则，在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”被解释为开放、包含的意思，即为“包含，但不限于”。在说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例性实施例”、“示例性地”或“一些示例”等旨在表明与该实施例或示例相关的特定特征、结构、材料或特性包括在本公开的至少一个实施例或示例中。上述术语的示意性表示不一定是指同一实施例或示例。此外，所述的特定特征、结构、材料或特点可以以任何适当方式包括在任何一个或多个实施例或示例中。

在描述一些实施例时，可能使用了“耦接”和“连接”及其衍伸的表达。例如，描述一些实施例时可能使用了术语“连接”以表明两个或两个以上部件彼此间有直接物理接触或电接触。又如，描述一些实施例时可能使用了术语“耦接”以表明两个或两个以上部件有直接物理接触或电接触。然而，术语“耦接”也可能指两个或两个以上部件彼此间并无直接接触，但仍彼此协作或相互作用。这里所公开的实施例并不必然限制于本文内容。

在本申请实施例中，“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本申请实施例中参照作为理想化示例性附图的剖视图和/或平面图和/或等效电路图描述了示例性实施方式。在附图中，为了清楚，放大了层和区域的厚度。因此，可设想到由于例如制造技术和/或公差引起的相对于附图的形状的变动。因此，示例性实施方式不应解释为局限于本文示出的区域的形状，而是包括因例如制造而引起的形状偏差。例如，示为矩形的蚀刻区域通常将具有弯曲的特征。因此，附图中所示的区域本质上是示意性的，且它们的形状并非旨在示出设备的区域的实际形状，并且并非旨在限制示例性实施方式的范围。

本申请实施例提供一种探测装置，该探测装置可以应用于光通信、扫描成像以及激光雷达等领域。探测装置包括微机电系统MEMS微镜以及接收器。本申请实施例对上述探测装置的具体形式不做特殊限制。以下实施例为了方便说明，均是以雷达系统为例进行举例说明。

示例一种雷达系统。雷达系统例如可以应用于机动车辆、无人驾驶车辆、无人机、轨道车、自行车、信号灯、测速装置或网络设备(如各种系统中的基站、终端设备)等通信设备中，用于实现空间扫描、避障、线路规划等功能。本申请适用于车与车之间的雷达系统，也适用于车与无人机等其他装置的雷达系统，或其他装置之间的雷达系统。例如，雷达系统可以安装在智能运输设备、智能家居设备、机器人等智能终端上。本申请对安装雷达系统的终端设备类型，雷达系统的安装位置和雷达系统的功能不做限定。

示例性的，如图1所示，雷达系统主要包括光源、接收器(recevier)、光学镜组和微机电系统MEMS微镜。

光学镜组可以包括光学反射镜和光学透镜。光源用于提供脉冲式激光。可选的，可以设置激光脉冲的脉冲宽度、脉冲频率和脉冲功率。激光脉冲经过光学反射镜(optical mirror)以及MEMS微镜后可以在空间中形成二维阵面的扫描。激光脉冲在遇到物体后形成反射，反射光经过MEMS微镜、光学反射镜以及光学透镜后被接收器接收。接收器用于将接收到的光信号转换为电信号。MEMS架构下的雷达系统是利用MEMS微镜的转动来实现激光在空间中的扫描，从而实现激光探测。比如，一种应用可以为通过计算发射光与接收光之间的时间差来确定空间中被扫描的每个点的距离。其中， MEMS架构的雷达系统的一个重要指标是空间扫描分辨率，空间扫描分辨率与MEMS微镜的工作模式相关。需要说明，本申请实施例对雷达系统还包括的其他部件不做限定，对雷达系统中每个部件的名称不做限定。例如，MEMS微镜也可以称为扫描器，接收器也可以称为探测器。

本申请实施例提供一种MEMS微镜，如图2A所示，MEMS微镜主要包括镜面部1、线圈部2以及多个转轴3。线圈部2为环状，且镜面部1被线圈部2围绕。部分转轴3位于线圈部2和镜面部1之间，另一部分转轴3位于线圈部2远离镜面部1的一侧，与线圈部2连接。

在一些实施例中，线圈部2设置有线圈，镜面部1包括表面具有反光材料的镜面。

在一些实施例中，转轴3包括两个第一转轴31和两个第二转轴32。其中，两个第一转轴31作为慢轴位于线圈部2远离镜面部1的一侧，且与线圈部2连接。两个第二转轴32作为快轴位于线圈部2和镜面部1之间，且与线圈部2和镜面部1分别连接。

如图2A所示，两个第一转轴31的轴线在同一直线上，且两个第一转轴31间隔设置。线圈部2中的线圈盘绕成封闭形状。两个第一转轴31的彼此靠近的两端被分别固定在线圈部2的两个相对的第一端部2a上，从而使得线圈部2转动能够带动两个第一转轴31转动。

两个第二转轴32的轴线在同一直线上，且两个第二转轴32间隔设置。两个第二转轴32的彼此远离的两端被分别固定在线圈部2的两个相对的第二端部2b上，两个第二转轴32的彼此靠近的两端部被分别固定在镜面部1的两侧。例如，两个第一转轴31的轴线和两个第二转轴32的轴线相互垂直，将镜面部1和线圈部2划分为四等份。

这样一来，线圈部2可以沿着沿两个第一转轴31的轴线转动。示例性的，线圈部2沿着两个第一转轴31的轴线进行微小角度的正反转动，转动角度在4°～7°的区间范围内。例如，转动角度可以是4.3°、5°、5.2°、6°或者6.4°

线圈部2还可以沿着沿两个第二转轴32的轴线转动。示例性的，线圈部2沿着两个第二转轴32的轴线进行微小角度的正反转动。

线圈部2的线圈处于外加磁场中(图中未示出)，向线圈通入两种不同频率的驱动信号，这两种不同驱动信号的频率可以分别与第一转轴31和第二转轴32的固有频率(振动的频率仅与物体的固有特性有关，如质量、形状、材质等)接近。这时，线圈在磁场和两种不同频率的驱动信号的作用下，以一定频率进行摆动(即摆动频率)，带动线圈部2摆动。当线圈部2的摆动频率与第一转轴31和第二转轴32的固有频率一致时，产生共振效应，线圈部2将达到最大幅度的摆动。线圈部2转动带动镜面部1的镜面偏转，进而改变镜面反射光的传播方向，实现经镜面反射出的光线呈二维阵面的扫描。

为了能够表征镜面101的旋转角度，在一些实施例中，通过在第一转轴31和第二转轴32内设置压敏电阻，当线圈部2转动时，会带动第一转轴31、第二转轴32以及镜面部1转动。这时，第一转轴31和第二转轴32内的压敏电阻会受到一定的压力。利用第一转轴31和第二转轴32内压敏电阻的阻值变化表征第一转轴31和第二转轴32的转角，进而表征镜面101的旋转角度。

在一些实施例中，如图2B所示，MEMS微镜还包括支撑梁4，支撑梁4设置于镜面部1和线圈部2的背面，用于支撑镜面部1和线圈部2，同时使镜面部1在转动过程中不易发生弯折，避免因为镜面部1弯折而导致反射光的传播方向发生改变，影响测量结果。

示例性的，如图2B所示，转轴3包括第一硅膜30＇、第一绝缘层60以及电阻311。其中，电阻311位于第一硅膜30＇内。

线圈在驱动信号的驱动下发生转动，带动第二转轴32转动，从而带动镜面转动。同时，第一转轴31与线圈连接，线圈转动带动第一转轴31转动。转轴3内的压敏电阻接收到转轴3转动时施加的压力后，阻值发生改变。通过惠斯通电桥将压敏电阻的阻值变化转换为输出电压，通过对输出电压和镜面旋转角度的标定(例如可以是设置一个输出电压与镜面旋转角度的对照表)就可以实现对镜面旋转角度的测量。

然而，如图2B所示，由于电阻311的外围以及底部都与第一硅膜30＇直接接触，形成PN结。PN结反向偏置时会有少量电流通过，即漏电流。压敏电阻的外围及底面等五个表面均形成PN结，MEMS微镜在工作时五个表面形成的PN结均有漏电流产生，导致产生了较大的漏电流。尤其是在高温下工作时，当温度上升，PN结处的电子将会获得更高的能量，电子运动加剧，使PN结处的电子迁移的几率增加，因此漏电流更大，导致测量结果影响较大。

图3示意出不同温度下，镜面的旋转角度分别与第一转轴31和第二转轴32中压敏电阻的反馈信号的折线图。可以看出，当温度变化时，压敏电阻的反馈信号与镜面旋转角度的比值也不同。在不同温度下，相同的旋转角度可能表征出的压敏电阻反馈信号存在差异。在这种情况下，会影响通过压敏电阻的反馈信号来表征镜面的旋转角度的准确度。

基于此，为了解决温度对MEMS微镜测量结果造成影响的问题，通常通过增加温度传感器来将温度变化因素考虑进压阻反馈信号。

然而，增加温度传感器一方面会增加MEMS微镜的制备成本，另一方面，又会引入新的集成工艺的问题。

基于此，为了解决上述温度对MEMS微镜测量结果造成影响的问题，同时又尽量的降低工艺成本和集成难度，本申请实施例还提供一种MEMS微镜。

以下提供两个具体实施例，对MEMS微镜的制备方法进行示例性说明。

实施例一

如图4所示，MEMS微镜主要包括镜面部1、线圈部2、多个转轴3以及支撑梁4。其中，多个转轴3中的至少一个转轴3包括压敏电阻。

如图5所示，本申请实施例提供一种MEMS微镜的制备方法，包括：

S1、如图6A所示，提供基底110。其中，基底110包括位于最表层的半导体膜50和位于半导体膜50内侧的介质膜40。

此处释明的是，基底110可以是双绝缘体上硅(silicon on insulator，SOI)片，也可以是对单SOI片进行加工后得到的基底110，本申请实施例对此不做限定。

在一些实施例中，如图6A所示，提供双SOI，双SOI作为基底110。

双SOI包括依次层叠设置的硅衬底10、掩埋氧化膜20、硅膜30、介质膜40以及半导体膜50。

其中，硅衬底10的材料包括单晶硅，厚度在200μm～400μm的区间范围内。例如，硅衬底10的厚度可以是210μm、223μm、236μm、249μm、257μm、263μm、278μm、291μm、304μm、312μm、329μm、334μm、356μm、362μm、363μm、384μm、390μm或者397μm。

掩埋氧化膜20的材料包括氧化硅，厚度在1μm～2μm的区间范围内。例如，掩埋氧化膜20的厚度可以是1.1μm、1.2μm、1.3μm、1.5μm、1.7μm、1.8μm或者1.9μm。

硅膜30的材料包括单晶硅，厚度在20μm～40μm的区间范围内。例如，硅膜30的厚度可以是22μm、25μm、28μm、30μm、33μm、36μm或者39μm。

介质膜40的材料包括氧化硅或者氮化硅，厚度在0.5μm～2.5μm的区间范围内。例如，介质膜40的厚度可以是0.6μm、0.8μm、1.1μm、1.2μm、1.4μm、1.6μm、1.8μm、2.0μm、2.1μm、2.3μm或者2.4μm。

半导体膜50的材料包括单晶硅，厚度在1μm～2μm的区间范围内。例如，半导体膜50的厚度可以是1.1μm、1.2μm、1.3μm、1.5μm、1.7μm、1.8μm或者1.9μm。

由于半导体膜50的厚度过大会导致后续通过对半导体膜50的部分区域进行掺杂，以形成压敏电阻时，掺杂离子无法贯穿半导体膜50。导致最终形成的压敏电阻的底面与半导体膜50接触形成PN结，产生漏电流。而半导体膜50的厚度过小则无法在半导体膜50上形成压敏电阻。本申请实施例的半导体膜50的厚度在1μm～2μm的区间范围内，使半导体膜50上形成的压敏电阻底面能够与介质膜40直接接触，避免形成PN结。同时，利用介质膜40隔离压敏电阻与硅膜30。

在另一些实施例中，如图6B所示，在SOI上依次形成介质膜40和半导体膜50，形成基底110。

其中，SOI包括依次层叠设置的硅衬底10、掩埋氧化膜20以及硅膜30。

这时，半导体膜50的材料包括多晶硅，厚度在1μm～2μm的区间范围内。

关于SOI片的硅衬底10、掩埋氧化膜20以及硅膜30的材料和厚度，可参考上述关于双SOI中的硅衬底10、掩埋氧化膜20以及硅膜30的材料和厚度的描述，此处不再赘述。

在又一些实施例中，如图6C所示，形成依次层叠设置的硅衬底10、掩埋氧化膜20、硅膜30、介质膜40以及半导体膜50作为基底110。

关于硅衬底10、掩埋氧化膜20、硅膜30、介质膜40的材料和厚度可参考上述关于双SOI中各膜层的描述，此处不再赘述。

S2、如图6D所示，对基底110中半导体膜50的部分区域注入掺杂离子，形成至少一个电阻311。

在一些实施例中，步骤S2中形成一个电阻311，该电阻311为压敏电阻，该压敏电阻位于转轴3内，用于通过压敏电阻的阻值测量该转轴3的转角。

在另一些实施例中，步骤S2中形成两个电阻311，两个电阻311均为压敏电阻，其中一个第一转轴31内设置有一个压敏电阻，一个第二转轴32内设置有一个压敏电阻。

在又一些实施例中，步骤S2中形成四个电阻311，四个电阻311均为压敏电阻，每个第一转轴31内设置有一个压敏电阻，每个第二转轴32内设置有一个压敏电阻。

在再一些实施例中，步骤S2中形成多个电阻311，多个电阻311用于构成两个惠斯通电桥，其中一个第一转轴31内设置有一个惠斯通电桥，其中一个第二转轴32内设置有一个惠斯通电桥。

示例的，惠斯通电桥的结构如图6E所示，包括四个电阻R1、R2、R3、R4，四个电阻R1、R2、R3、R4作为惠斯通电桥的桥臂。在惠斯通电桥的输入端Vin施加固定的输入电压，当惠斯通电桥内的电阻阻值发生微小变化时，惠斯通电桥将电阻值的变化转换为电压从输出端Vout输出。

本申请实施例通过在转轴内设置惠斯通电桥，利用惠斯通电桥可以精确测量电阻，从而准确的测量镜面的转角。

还有一些实施例中，步骤S2中形成多个电阻311，多个电阻311用于构成四个惠斯通电桥，每个第一转轴31内设置有一个惠斯通电桥，每个第二转轴32内设置有一个惠斯通电桥。

构成惠斯通电桥的多个电阻311中至少有一个为压敏电阻。示例性的，四个电阻311构成惠斯通电桥。也就是说，构成惠斯通电桥的四个电阻311中一个为压敏电阻，三个为定值电阻。或者，构成惠斯通电桥的四个电阻311中两个为压敏电阻，两个为定值电阻。或者，构成惠斯通电桥的四个电阻311中三个为压敏电阻，一个为定值电阻。或者，构成惠斯通电桥的四个电阻311均为压敏电阻。本申请实施例对此不做限定。

本申请实施例对形成的电阻311数量和位置不做限定，根据实际需要合理设计即可。

示例性的，如图6D所示，步骤S2包括：

S21、在半导体膜50上形成至少一个第一隔离开口511＇，第一隔离开口511＇位于待形成的电阻311的外围。

本申请实施例对形成的多个第一隔离开口511＇的大小和形状不做限定，根据实际需要合理设计即可。

应当明白的是，待形成的电阻311位于转轴3内。那么，第一隔离开口511＇也位于待形成的转轴3所在区域。也就是说，执行步骤S21后，每个具有待形成电阻311的转轴3中均会形成第一隔离开口511＇。

在一些实施例中，第一隔离开口511＇例如位于待形成的转轴3的靠近线圈部2一侧(或者理解为转轴3的根部)。

当线圈部2转动进而带动转轴3转动时，转轴3根部受到的压力更明显、更集中，若后续形成的电阻311位于转轴3的根部，则电阻311受到线圈部2施加的压力时阻值变化会更明显，提高电阻311反馈信号的灵敏度。

在一些实施例中，第一隔离开口511＇贯穿半导体膜50，露出介质膜40。

这样一来，在第一隔离开口511＇内形成的第一隔离结构511可完全隔离开半导体膜50和电阻311。

在一些实施例中，第一隔离开口511＇为环状结构，包围待形成电阻311。例如第一隔离开口511＇为矩形环状。

这样一来，在第一隔离开口511＇内形成第一隔离结构511后，可使得电阻311的四周都包裹有第一隔离结构511。

S22、在第一隔离开口511＇内形成第一隔离结构511。

在第一隔离开口511＇中填充隔离材料，形成第一隔离结构511。其中，第一隔离结构511的隔离材料可以与介质膜40的材料相同，例如，可以是氧化硅或者氮化硅。或者，第一隔离结构511的材料可以与介质膜40的材料不同，例如，可以是其他任何能够起到隔离作用的材料。

此处释明的是，执行步骤S21后，每个具有待形成电阻311的转轴3中均会形成第一隔离开口511＇。那么，执行步骤S22后，每个具有待形成电阻311的转轴3中均会形成第一隔离结构511。那么半导体膜50中，位于每个转轴3中的第一隔离结构511围成的区域内的部分作为该转轴3中的待形成电阻311的部分。

S23、对半导体膜50中，待作为电阻311的部分进行轻掺杂。

其中，轻掺杂时使用的掺杂离子可以是硼或者磷，本申请实施例对此不做限定，只要与硅膜30中掺杂的离子不同即可。

轻掺杂后的半导体膜50内载流子浓度较低，阻值较大，能够作为电阻311。轻掺杂后得到的电阻311，具有灵敏且变化率高等优点。

S24、对轻掺杂后的半导体膜50的两端进行重掺杂，形成电阻311。

如图6D所示，制备得到的电阻311包括轻掺杂部311a和位于轻掺杂部311a两端的重掺杂部311b。

其中，重掺杂后的重掺杂部311b内载流子浓度较高，阻值较小。因此，重掺杂部311b与后续制备的引线电连接，可提高二者的连接效果。

本申请实施例对重掺杂部311b的大小不做限定，只要满足在轻掺杂部311a的外围即可。

应当理解的是，本申请实施例中的重掺杂和轻掺杂与注入掺杂离子和半导体膜50内半导体原子的比例相关。例如。重掺杂的掺杂离子和半导体原子的浓度比约是千分之一，而轻掺杂的掺杂离子和半导体原子的浓度比约是十亿分之一。

此处释明的是，可以通过改变掺杂离子的类型和浓度来控制形成的电阻311为压敏电阻或者定值电阻。本申请实施例对此不做限定，根据实际需要合理设计即可。

在一些实施例中，对位于第一隔离结构511内的半导体膜50进行轻掺杂以及重掺杂之后，还需要进行高温退火，以使形成的电阻311更加稳定。

需要说明的是，在第一转轴31上形成电阻311的方法与在第二转轴32上形成电阻311的方法相同，根据实际需要合理设计即可，在此不再赘述。后续形成方法中均以第一转轴31进行示意。

S3、形成绝缘膜、第一引线的第一部分和第二引线。

其中，第一引线与电阻311电连接，后续通过外接电路第一引线向电阻施加一定的电压。第二引线与后续形成的线圈电连接，后续通过第二引线向线圈施加不同频率的驱动信号。其中，第一引线和第二引线为独立的两条独立的电路走线。

示例性的，步骤S3包括：

S31、如图6F所示，形成第一绝缘膜61，第一绝缘膜61覆盖半导体膜50和电阻311。

第一绝缘膜61的材料可以与介质膜40的材料相同，也可以不同。第一绝缘膜61用于隔离半导体膜50和后续形成的第一引线611。

S32、在第一绝缘膜61上形成多个第一过孔611＇。

其中，第一过孔611＇位于电阻311的重掺杂部311b的上方，以便后续形成于电阻311的重掺杂部311b电连接的第一引线的第一部分611a。

S33、形成第一引线的第一部分611a。

其中，第一引线的第一部分611a通过第一绝缘膜61上的第一过孔611＇与电阻311的重掺杂部311b电连接。

第一引线的第一部分611a的材料可以是铝、铜、金或者其他导电性能较好的金属材料，本申请实施例对比不做限定。

在一些实施例中，形成与电阻311的重掺杂部311b电连接的第一引线的第一部分611a后，再形成后续与线圈201电连接的第二引线。

此处释明的是，第一引线可以为第一部分611a和第二部分互连的多段结构，也可以为单段结构。根据需要合理设置即可。

示例性的，如图6G所示，步骤S3还包括：

S34、在第一绝缘膜61上形成第二引线612。

第二引线612位于待形成线圈部2的区域内，与后续形成的线圈位置对应。

其中，第二引线612可以与步骤S33中第一引线的第一部分611a同时形成。

S35、形成第二绝缘膜62。

在形成第二引线612后，还需要形成第二绝缘膜62覆盖第一引线的第一部分611a和第二引线612。因此，在一些实施例中，绝缘膜60包括层叠设置的第一绝缘膜61和第二绝缘膜62。

S36、在第二绝缘膜62上形成多个第二过孔612＇和第三过孔613＇。

其中，第二过孔612＇位于待形成线圈部2的区域内，且露出第二引线612。

第三过孔613＇位于转轴3的区域内，且露出第一引线的第一部分611a，用于后续形成与第一引线的第一部分611a接触连接的第一引线的第二部分。

本申请实施例对第一引线的第一部分611a和第二引线612的具体结构不做限定，根据实际需要合理设计即可。

S4、如图6H所示，形成线圈201。

在一些实施例中，如图6H所示，步骤S4包括：

在绝缘膜60远离介质膜40一侧形成线圈201，线圈201的材料可以是金、铜或者其他导电性能较好的金属材料，本申请实施例对此不做限定。

利用金或者铜等金属材料形成的线圈201导电性能好，通电后驱动电流较大，进而使MEMS微镜的转角较大，测量灵敏度高。

此处释明的是，线圈201可以设置于绝缘膜60的表面即可，也可以设置于绝缘膜60的表面后，再形成第三绝缘膜进行覆盖。

其中，如图6I所示，线圈201的首尾分别与第二引线612电连接。为了便于理解，将后续刻蚀形成的镜面部1、线圈部2、第一转轴31以及第二转轴32用虚线进行示意。例如，线圈201通过第二绝缘膜62上的第二过孔612＇与第二引线612电连接。

在一些实施例中，如图6H所示，在形成线圈201时，还同时形成第一引线的第二部分611b。第二部分611b通过第二绝缘膜62上的第三过孔613＇与第一部分611a接触连接。也就是说，第一引线611包括第一部分611a和第二部分611b。

在另一些实施例中，不执行步骤S33，直接与线圈201同步形成第一引线611，第一引线611通过绝缘膜60上的过孔与电阻311的重掺杂部311b电连接。

S5、如图6J所示，形成镜面101。

在绝缘膜60的表面，即绝缘膜60远离半导体膜50的一侧，镀上反光材料，形成镜面101。其中，反光材料可以包括金、铝或者其他任何高反射率的光学反射薄膜材料。

在一些实施例中，镜面部1、线圈部2以及转轴3的厚度相同。为了保证镜面部1、线圈部2以及转轴3的厚度相同，通常通过加厚镜面101的厚度来实现。

S6、如图6K和图6L所示，对基底110进行切割，形成镜面部1、线圈部2、多个转轴3以及支撑梁4。

示例性的，步骤S6包括：

S61、从绝缘膜60的表面进行刻蚀，形成镜面部1、线圈部2、两个第一转轴31以及两个第二转轴32。

其中，依次刻蚀绝缘膜60、半导体膜50、介质膜40以及硅膜30，掩埋氧化膜20作为刻蚀停止层。例如，可以对基底110靠近线圈201的表面进行深刻蚀，制作出高深宽比的镜面部1、线圈部2以及多个转轴3(第一转轴31和第二转轴32)。镜面101位于镜面部1，线圈201位于线圈部2。

在一些实施例中，如图6L所示，MEMS微镜还包括外边框5，外边框5位于线圈部2的外围，且第一转轴31远离线圈部2的两端与外边框5固定连接。

此处释明的是，以绝缘膜60为例，绝缘膜60中部分作为外边框5的绝缘膜，绝缘膜60中部分作为第一转轴31或第二转轴32中的第一绝缘层，绝缘膜60中部分作为线圈部2中的第二绝缘层，绝缘膜60中部分作为镜面部1中的第三绝缘层。其中，外边框5中的部分绝缘膜与第一转轴31中的第一绝缘层、第二转轴32中的第一绝缘层、线圈部2中的第二绝缘层以及镜面部1中的第三绝缘层连接。

S62、从硅衬底10远离掩埋氧化膜20的表面，对硅衬底10和掩埋氧化膜20进行深刻蚀，形成支撑梁4。

支撑梁4包括层叠设置的硅底层11和掩埋氧化层21。掩埋氧化层201设置在硅底层101和第一硅层301之间。

镜面部1和线圈部2的背面分别设置有支撑梁4。支撑梁4用于支撑镜面部1和线圈部2，同时使镜面部1在转动过程中不易发生弯折，避免因为镜面部1弯折而导致反射光的传播方向发生改变，影响测量结果。

其中，镜面部1和线圈部2三者中，每个的背面可以设置一个支撑梁4，也可以设置多个支撑梁4，根据需要合理设置即可。

本申请实施例提供的上述制备方法，并不做任何步骤顺序的限制，可以根据需要合理调整。

此外，上述S1-S6的步骤，可以根据需要去除其中的某些步骤，并不限定为每个步骤都必须包含。也可以根据需要增加某些步骤，不限定为仅包含上述步骤。

本申请实施例提供的MEMS微镜的制备方法，通过在基底110最表层的半导体膜50注入掺杂离子形成电阻311，并在半导体膜50的内侧设置介质膜40。使得电阻311的底面与介质膜40直接接触，实现绝缘。这样一来，电阻311与硅膜30无法形成PN结，进而避免了PN结造成的耐温限制，使MEMS微镜可以在高温环境下工作，进而减小温度变化对电阻311的反馈信号带来的影响，减小MEMS微镜的测量误差，提高MEMS微镜测量的灵敏度。同时，利用介质膜40隔离了电阻311，在工作过程中，可以有效隔离电阻311流向基底110的漏电流。

下面实施例对本申请实施例提供的MEMS微镜进行说明，MEMS微镜可以采用上述MEMS微镜的制备方法得到。

如图7A所示，本申请实施例提供的MEMS微镜包括：镜面部1、线圈部2、多个转轴3以及支撑梁(图7A中未示出)。

其中，多个转轴3中的部分转轴3位于线圈部2远离镜面部1的一侧，且与线圈部2连接。多个转轴3中的部分转轴位于线圈部2与镜面部1之间。两个第一转轴31远离线圈部2的两端均与外边框5(图7A中未示出)固定连接。

在一些实施例中，如图7A所示，多个转轴3包括至少一个第一转轴31(图7A中以两个第一转轴31为例)和至少一个第二转轴32(图7A中以两个第二转轴32为例)。

第一转轴31位于线圈部2远离镜面部1的一侧，且与线圈部2连接。第一转轴31也可以称为MEMS微镜的慢轴或者外轴。

第二转轴32位于线圈部2和镜面部1之间，且与线圈部2和镜面部1分别连接。第二转轴32用于在线圈201转动时带动镜面101转动。第二转轴32也可以称为MEMS微镜的快轴或者内轴。

示例性的，如图7A所示，多个转轴3包括两个第一转轴31和两个第二转轴32。其中，两个第一转轴31的轴线在同一直线上，且两个第一转轴31间隔设置。两个第一转轴31的彼此靠近的两端被分别固定在线圈部2的两个相对的第一端部2a上。第二转轴32的轴线在同一直线上，且两个第二转轴32间隔设置。两个第二转轴32的彼此远离的两端被分别固定在线圈部2的两个相对的第二端部2b上，两个第二转轴32的彼此靠近的两端部被分别固定在镜面部1的两侧。关于镜面部1对称设置，两个第二转轴32关于镜面部1对称设置，且两个第一转轴31的轴线与两个第二转轴32的轴线相交。例如，两个第一转轴31的轴线与两个第二转轴32的轴线垂直相交，将镜面部1和线圈部2划分为四等份。

如图7B(沿图7A中B1-B2向的剖视图)和图7C(沿图7A中C1-C2向的剖视图)所示，多个转轴3中的每个转轴3包括依次层叠设置的第一硅层301、第一介质层401、第一半导体层501以及第一绝缘层601。

在一些实施例中，每个转轴3中的至少一个转轴3的第一半导体层501包括至少一个电阻311和包裹在至少第一电阻311外围的第一半导体图案521。至少一个电阻 311中含有压敏电阻。包含电阻311的转轴3还包括第一引线611，第一引线611与电阻311电连接，通过第一引线611为电阻311施加一定的电压。当电阻阻值发生微小变化时，将电阻阻值的变化转换为电压从输出端输出。

在一些实施例中，多个第一转轴31中至少一个第一转轴31包括至少一个电阻311。

示例的，如图7B所示，两个第一转轴31中的一个第一转轴31的第一半导体层501中包括电阻311和第一半导体图案521，第一半导体图案521包裹在电阻311的外围。两个第一转轴31中的另一个第一转轴31的第一半导体层501中不包括电阻311。

示例的，包括电阻311的第一转轴31中包括多个电阻311，多个电阻311中的至少一个为压敏电阻。多个电阻311通过第一引线611互连构成惠斯通电桥。示例性的，四个电阻311构成惠斯通电桥，构成惠斯通电桥的四个电阻311中的至少一个为压敏电阻。

也就是说，构成惠斯通电桥的四个电阻311中一个为压敏电阻，三个为定值电阻。或者，构成惠斯通电桥的四个电阻311中两个为压敏电阻，两个为定值电阻。或者，构成惠斯通电桥的四个电阻311中三个为压敏电阻，一个为定值电阻。或者，构成惠斯通电桥的四个电阻311均为压敏电阻。本申请实施例对此不做限定。

在一些实施例中，多个第二转轴32中至少一个第二转轴32包括至少一个电阻311。

示例的，如图7C所示，两个第二转轴32中的一个第二转轴32的第一半导体层501中包括电阻311和第一半导体图案521，第一半导体图案521包裹在电阻311的外围。两个第二转轴32中的另一个第二转轴32的第一半导体层501中不包括电阻311。

示例的，包括电阻311的第二转轴32中包括多个电阻311，多个电阻311中的至少一个为压敏电阻。多个电阻311通过第一引线611互连构成惠斯通电桥。示例性的，四个电阻311构成惠斯通电桥，构成惠斯通电桥的四个电阻311中的至少一个为压敏电阻。

利用惠斯通电桥能够更精确的测量出电阻311的阻值变化，进而提高测量的灵敏度。

或者，示例性的，如图7D所示，两个第一转轴31中的第一半导体层501中均包括电阻311和第一半导体图案521。

示例性的，如图7E所示，两个第二转轴32中的第一半导体层502中均包括电阻311和第一半导体图案521。

本申请实施例对此不做限定，满足至少一个第一转轴31和一个第二转轴32中包括至少一个电阻311即可。

可以理解的是，电阻311应为导电结构，内部具有载流子。第一半导体图案521不含有电阻311内的载流子。另外，压敏电阻用于接收线圈部2转动带动转轴3转动时产生的压力。因此，压敏电阻在第一半导体层501中的设置位置应能接收到转轴转动时产生的压力。使得压敏电阻的阻值随着线圈部2中线圈201转动时带动转轴3产生压力的不同而发生改变。以实现利用电阻311所在电路中输出电压的大小来表征线圈201旋转的角度，进而表征镜面101旋转的角度。

在一些实施例中，如图7D和图7E所示，每个电阻311设置在第一介质层401的表面。

也就是说电阻311的底部与第一介质层401直接接触，电阻311与第一介质层401之间未夹杂第一半导体图案521。

这样一来，能够有效避免电阻311底部与位于电阻311和第一介质层401之间的第一半导体图案521形成PN结，进而避免PN结在温度升高时产生较大的漏电流。

在一些实施例中，第一半导体层501的材料包括多晶硅或者单晶硅。

通过上述对MEMS微镜的制备方法的描述可知，基底110的结构不同，转轴3中第一半导体层501的材料也不同。

在另一些实施例中，如图8A和图8B所示，每个转轴3中的至少一个转轴3的第一半导体层501包括至少一个电阻311。至少一个电阻311中含有压敏电阻。包含电阻311的转轴3还包括第一引线611，第一引线611与电阻311电连接，完成信号传输。

也就是说，与图7D和图7E不同的是，包括电阻311的转轴3中，第一半导体层501中不再包括第一半导体图案521。

当然，如图8A所示，不包括电阻311的转轴3中(例如位于右侧的第一转轴31)，可以包括第一半导体层501，只是第一半导体层501中不再包括电阻311。

或者，如图8B所示，不包括电阻311的转轴3中(例如位于右侧的第二转轴32)，不再包括第一半导体层501。也就是说，去除第一半导体图案521的同时，去除了未包含电阻311的转轴3中的第一半导体层501，在去除的第一半导体层501的位置处填充了后续形成的第一绝缘层601。

这样一来，可以避免电阻311与第一半导体图案521之间形成PN结。

如图9所示，在一些实施例中，MEMS微镜还包括隔离结构，隔离结构设置在电阻311的外围，位于电阻311与第一半导体图案521之间。

为了做出区分，本示例中将设置在电阻311与第一半导体图案521之间的隔离结构称之为第一隔离结构511。

在一些实施例中，电阻311的至少一侧设置有第一隔离结构511。

示例的，电阻311的一侧设置有第一隔离结构511。或者电阻311的多侧设置有第一隔离结构511。或者，电阻311的外围一圈都设置有第一隔离结构311。这样一来，相当于第一隔离结构511包裹在电阻311的外围，第一半导体图案521包裹在第一隔离结构511的外围。

通过在电阻311的外侧设置第一隔离结构511，设置有第一隔离结构511的位置处电阻311不会和第一半导体图案521形成PN结。在第一隔离结构511包裹在电阻311外围的情况下，电阻311的四周均不会和第一半导体图案521形成PN结。第一介质层401设置在电阻311的底部，使电阻311不会和第一硅层301形成PN结。这样一来，相当于电阻311的四周和底部均包裹有绝缘材料。电阻311与四周和底部均无法形成PN结，避免PN结在温度升高时产生较大的漏电流。

在一些实施例中，如图7B和图7C所示，转轴3包括层叠设置的两层第一绝缘层601，两层第一绝缘层601之间设置有第一引线611的第一部分611a，位于上层的第一绝缘层601的表面设置有第一引线611的第二部分611b。第一部分611a、第二部分611b以及电阻311的重掺杂部311b通过第一绝缘层601上的过孔电连接。实现将电阻311接入电路的作用。

需要说明的是，第一绝缘层601可以为多层膜层，也可以为单层膜层。同理，第一引线611可以为互连的多段结构，也可以为单段结构。根据需要合理设置即可，图7B中的结构仅为一种示意。

关于电阻311的结构，在一些实施例中，电阻311是通过轻掺杂得到的。

在另一些实施例中，如图9所示，电阻311包括轻掺杂部311a和位于轻掺杂部311a相对的两端的重掺杂部311b。

其中，轻掺杂部311a和重掺杂部311b内的掺杂离子与半导体原子的浓度之比不同。

关于线圈部2的结构，如图7A所示，线圈部2为环状，且镜面部1被线圈部2围绕。

如图7B所示，线圈部2包括依次层叠设置的第二硅层302、第二介质层402、第二半导体层502以及第二绝缘层602，线圈部2还包括设置在第二绝缘层602上的线圈201。

线圈201的材料包括金属，例如，线圈201的材料包括金、铜或者其他导电性能较好的金属。

在一些实施例中，线圈部2包括层叠设置的两层第二绝缘层602，两层第二绝缘层602之间设置有第二引线612，线圈201通过位于上层的第二绝缘层602上的第二过孔612＇与第二引线612电连接。第二引线612用于为线圈201施加驱动信号，进而使线圈部2发生转动。其中，第二引线612可以从第一转轴31连接至线圈201。

需要强调的是，本申请实施例中，线圈部2与转轴3连接。二者可以直接连接，也可以间接连接。

示例性的，第一硅层301与第二硅层302同层设置且接触连接；第一介质层401和第二介质层402同层设置且接触连接；第一半导体层501与第二半导体层502同层设置。

这样一来，结构简单，便于制备，还可以实现转轴3和线圈部2的连接。

关于镜面部1的结构，如图7B和图7C所示，镜面部1包括第三硅层303、第三介质层403、第三半导体503、第三绝缘体603以及镜面101。

其中，镜面101的材料包括反光材料。例如，镜面101的材料包括金或者铝。

本申请实施例中，镜面部1通过位于镜面部1和线圈部2之间的转轴3连接。例如，镜面部1通过第二转轴32与线圈部2连接。

其中，镜面部1与第二转轴32可以是直接接触连接，也可以是间接连接。

在一些实施例中，第三硅层303与第一硅层301和第二硅层302同层设置，且第三硅层303与位于第二硅层302和第三硅层303之间的第一硅层301接触连接。第三介质层403与第一介质层401、第二介质层402同层设置，且第三介质层403与位于第二介质层402和第三介质层403之间的第一介质层401接触连接。第三半导体层503与第一半导体层501、第二半导体层502同层设置，且第三半导体层503与位于第二半导体层502和第三半导体层503之间的第一半导体层501接触连接。

在一些实施中，镜面101远离第三绝缘层603的表面还设置有透明盖板。通过设置透明盖板，可实现不影响光反射的情况下，保护镜面101不受损坏。

关于支撑梁4的结构，如图7B和图7C所示，支撑梁4设置在镜面部1和线圈部2的背面，用于支撑镜面部1和线圈部2等结构。本申请实施例中对支撑梁4的位置和数量不做限定，根据实际需要合理设置即可。

支撑梁4包括层叠设置的硅底层11和掩埋氧化层21。其中，支撑梁4是通过对硅衬底10和掩埋氧化膜20进行图案化后得到的。

本申请实施例提供的MEMS微镜，该MEMS微镜可以利用实施例一提供的MEMS制备方法制备得到，MEMS微镜包括镜面部1、环状的线圈部2、连接线圈部2和镜面部1的部分转轴3、位于线圈部2远离镜面部1一侧且与线圈部2连接的另一部分转轴3。镜面部1被线圈部2围绕。转轴3包括依次层叠设置的第一硅层301、第一介质层401以及第一半导体层501。第一半导体层501包括至少一个电阻311，至少一个电阻311中含有压敏电阻。当线圈部2带动镜面部1和转轴3转动时，压敏电阻用于接收转轴3受到的压力，阻值发生变化。通过将阻值变化转换为输出电压，通过对输出电压和镜面部1旋转角度的标定实现对镜面部1旋转角度的测量。

转轴3中包括电阻311，电阻311的下方设置有第一介质层401，第一介质层401可将电阻311与第一硅层301阻隔开，避免电阻311与第一硅层301之间形成PN结。在电阻311的外围还设置有第一隔离结构511的情况下，第一隔离结构511可将电阻311与第一半导体图案521阻隔开，避免电阻311与第一半导体图案521之间形成PN结。从而避免了PN结隔离造成的耐温限制，使MEMS微镜可以在高温环境下工作，进而减小温度变化对电阻311的反馈信号带来的影响，减小MEMS微镜的测量误差，提高MEMS微镜测量的灵敏度，提高通过压敏电阻反馈信号表征镜面部1的旋转角度的稳定性和可靠性。同时，利用第一介质层401隔离了电阻311，在工作过程中，可以有效隔离电阻311流出的漏电流。另外，第一介质层401还可以作为应力缓冲层，增强MEMS微镜的转轴3韧性，降低转轴3在转动过程中断裂的风险。

实施例二

实施例二与实施例一的主要不同之处在于：线圈部2中线圈201的结构不同。本申请实施例还提供一种MEMS微镜的制备方法，如图10所示，包括：

S1＇、提供基底110。其中，基底110包括位于最表层的半导体膜50和位于半导体膜50内侧的介质膜40。

S2＇、对基底110中半导体膜50的部分区域注入掺杂离子，形成至少一个电阻311。

步骤S1＇和S2＇与上述步骤S1和S2相同，可参考上述关于S1和S2的相关描述。

S3＇、如图11A所示，形成线圈201。

在一些实施例中，如图11A所示，步骤S3＇包括：

S311＇、对部分半导体膜50进行掺杂，形成掺杂图案201＇。

应当明白的是，对待作为线圈201的部分半导体膜50注入掺杂离子。注入的掺杂离子可以是硼或者磷。

这里对半导体膜50进行重掺杂，形成的线圈201内载流子浓度高，导电性能好。

利用对半导体膜50进行重掺杂形成的线圈201质量较轻，进而使得转轴3受到的压力较小，且制备成本低。同时形成的线圈201厚度较小，进而制备形成的MEMS微镜厚度较小。

S312＇、在掺杂图案201＇上以及掺杂图案201＇与半导体膜50的交界处形成多个第二隔离开口512＇，掺杂图案201＇中未被去除的部分作为线圈201。

应当注意的是，第二隔离开口512＇盘绕成多圈，且具有环形缝隙。

S313＇、在第二隔离开口512＇内形成第二隔离结构512。

填充第二隔离开口512＇，形成第二隔离结构512。其中，第二隔离结构512的材料可以与第一隔离结构511的材料相同。本申请实施例对此不做限定。

在另一些实施例中，如图11B所示，步骤S3＇包括：

S321＇、在半导体膜50上形成多个第二隔离开口512＇，相邻第二隔离开口512＇之间的部分作为线圈部2的线圈201。

第二隔离开口512＇可以与上述步骤S21中第一隔离开口511＇同时形成，也可以在形成电阻311后再形成第二隔离开口512＇。本申请实施例对比不做限定。

S322＇、在第二隔离开口512＇内形成第二隔离结构512。

S323＇、对半导体膜50中待作为线圈201的部分半导体膜50(位于相邻第二隔离结构512之间的部分)进行掺杂(或者理解为对第二隔离结构512围城的区域内的部分进行掺杂)。

利用对半导体膜50进行重掺杂形成的线圈201质量较轻，进而使得转轴3受到的应力较小，且制备成本低。同时形成的线圈201厚度较小，进而制备形成的MEMS微镜厚度较小。

S4＇、如图11C所示，形成绝缘膜60、第一引线611和第二引线612。

形成第一引线611的步骤参见实施例一中的步骤S31～S33。实施例一中的第一引线611的第一部分611a作为实施例二中的第一引线611。

示例性的，如图11C所示，步骤S4＇包括：

S41＇、形成第一绝缘膜61。

第一绝缘膜61位于半导体膜50表面上，且覆盖线圈201和电阻311。第一绝缘膜61用于隔离半导体膜50和后续形成的第一引线611以及第二引线612。

S42＇、在第一绝缘膜上形成多个第一过孔611＇和多个第四过孔614＇。

S43＇、形成第一引线611和第二引线612。

其中，第一引线611通过第一绝缘膜61上的第一过孔611＇与电阻311的重掺杂部311b电连接。第二引线612通过第一绝缘膜61上的第四过孔614＇与线圈201电连接。

S44＇、形成第二绝缘膜62。

第二绝缘膜62位于第一绝缘膜61表面上，且覆盖第一引线611和第二引线612。

第一绝缘膜61和第二绝缘膜62构成绝缘膜60。

S5＇、形成镜面101。

S6＇、对基底110靠近线圈201的表面进行刻蚀，形成镜面部1、线圈部2、多个转轴3以及支撑梁4。

步骤S5＇和S6＇与上述步骤S5和S6相同，可参考上述关于S5和S6的相关描述。

本申请实施例二提供的上述制备方法，并不做任何步骤顺序的限制，可以根据需要合理调整。

此外，上述S1＇-S6＇的步骤，可以根据需要去除其中的某些步骤，并不限定为每个步骤都必须包含。也可以根据需要增加某些步骤，不限定为仅包含上述步骤。

本申请实施例提供一种MEMS微镜，该MEMS微镜可以利用实施例二提供的MEMS微镜的制备方法制备得到。

实施例二与实施例一的MEMS微镜不同之处在于线圈部2的不同。

在一些实施例中，如图12所示，第二半导体层502作为线圈部2的线圈201，第二半导体层502的材料包括半导体材料和掺杂离子。

其中，第二半导体层502的材料与第一半导体层501的材料可以相同。例如，第二半导体层502的材料包括单晶硅或者多晶硅。掺杂离子包括磷或者硼。

如图13所示，第二半导体层502包括盘绕成多圈的第二半导体图案522，第二半导体图案522构成线圈部2的线圈201。

其中，第二半导体图案522的间隙处设置有第二隔离结构512，以使得相邻第二半导体图案522各线圈相互绝缘。

相应的，第二绝缘层602设置有第四过孔614＇，第二引线612通过第四过孔614＇与线圈部2的线圈201电连接，用于为线圈201施加驱动信号。

这种情况下，第二半导体层502作为线圈部2的线圈201，减小了线圈部2的厚度。又由于线圈部2、转轴3以及镜面部1的表面齐平，因此也减小了转轴3以及镜面部1的厚度，进而减小了MEMS微镜的厚度，减小了线圈201转动带动转轴3转动时的应力，缓解了线圈部2与转轴3连接处、转轴3与镜面部1连接处断裂的风险。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

一种微机电系统MEMS微镜，其特征在于，包括：

镜面部；

环状的线圈部，所述镜面部被所述线圈部围绕；

多个转轴，所述多个转轴中的部分转轴位于所述线圈部和所述镜面部之间，且与所述线圈部和所述镜面部分别连接；所述多个转轴中的部分转轴位于所述线圈部远离所述镜面部一侧，且与所述线圈部连接；

其中，所述多个转轴中的至少一个转轴包括依次层叠设置的第一硅层、第一介质层以及第一半导体层；所述第一半导体层包括至少一个电阻，所述至少一个电阻中含有压敏电阻。
根据权利要求1所述的MEMS微镜，其特征在于，所述至少一个电阻包括多个电阻，所述多个电阻构成惠斯通电桥。
根据权利要求1或2所述的MEMS微镜，其特征在于，所述电阻包括轻掺杂部和位于所述轻掺杂部两端的重掺杂部；

所述转轴还包括第一绝缘层和第一引线，所述第一绝缘层设置在所述第一半导体层上，所述第一引线通过所述第一绝缘层上的过孔与所述电阻的所述重掺杂部电连接。
根据权利要求1-3任一项所述的MEMS微镜，其特征在于，所述第一半导体层的材料包括多晶硅或者单晶硅。
根据权利要求1-4任一项所述的MEMS微镜，其特征在于，所述至少一个电阻设置在所述第一介质层的表面。
根据权利要求1-5任一项所述的MEMS微镜，其特征在于，所述第一半导体层还包括第一半导体图案，所述第一半导体图案包裹在所述至少一个电阻的外围。
根据权利要求6所述的MEMS微镜，其特征在于，所述MEMS微镜还包括隔离结构，所述隔离结构设置在所述电阻与所述第一半导体图案之间。
根据权利要求1-7任一项所述的MEMS微镜，其特征在于，所述线圈部包括依次层叠设置的第二硅层、第二介质层以及第二半导体层；所述第二半导体层包括盘绕成多圈的第二半导体图案，所述第二半导体图案作为所述线圈部的线圈。
根据权利要求1-7任一项所述的MEMS微镜，其特征在于，所述线圈部包括依次层叠设置的第二硅层、第二介质层、第二半导体层、第二绝缘层以及线圈；所述线圈的材料包括金属。
根据权利要求1-9任一项所述的MEMS微镜，其特征在于，所述镜面部包括依次层叠设置的第三硅层、第三介质层、第三半导体、第三绝缘以及镜面，所述镜面的材料包括所述反光材料。
根据权利要求10所述的MEMS微镜，其特征在于，

所述第一硅层、第二硅层以及所述第三硅层同层设置，每个所述第一硅层与所述第二硅层接触连接，位于所述第二硅层和所述第三硅层之间的所述第一硅层还与所述第三硅层接触连接；

和/或，

所述第一介质层、第二介质层以及所述第三介质层同层设置；每个所述第一介质与所述第二介质接触连接，位于所述第二介质层和所述第三介质层之间的所述第一介质层还与所述第三介质层接触连接；

和/或，

所述第一半导体层、第二半导体层以及所述第三半导体层同层设置。
根据权利要求1-11任一项所述的MEMS微镜，其特征在于，所述镜面部、所述线圈部以及所述转轴的厚度相同。
根据权利要求1-12任一项所述的MEMS微镜，其特征在于，所述MEMS微镜还包括多个支撑梁，所述镜面部以及所述线圈部的背面分别设置有所述支撑梁；

所述支撑梁包括层叠设置的硅底层和掩埋氧化层，所述掩埋氧化层设置在所述硅底层和所述第一硅层之间。
一种微机电系统MEMS微镜的制备方法，其特征在于，包括：

对基底中半导体膜的部分区域注入掺杂离子，形成至少一个电阻；其中，所述基底包括位于最表层的所述半导体膜和位于所述半导体膜内侧的介质膜；

形成线圈和镜面；

对所述基底进行切割，形成镜面部、线圈部以及多个转轴；所述线圈部为环状，所述镜面部被所述线圈部围绕；所述多个转轴中的部分转轴位于所述线圈部和所述镜面部之间，且与所述线圈部和所述镜面部分别连接；所述多个转轴中的另一部分转轴位于所述线圈部远离所述镜面部一侧，且与所述线圈部连接；

其中，所述多个转轴中的至少一个转轴包括所述至少一个电阻。
根据权利要求14所述的MEMS微镜的制备方法，其特征在于，对基底中半导体膜的部分区域注入掺杂离子之前，所述制备方法还包括：

在绝缘体上硅SOI上依次形成所述介质膜和所述半导体膜。
根据权利要求14所述的MEMS微镜的制备方法，其特征在于，对基底中半导体膜的部分区域注入掺杂离子之前，所述制备方法还包括：

提供双绝缘体上硅SOI，所述双SOI作为所述基底。
根据权利要求14-16任一项所述的MEMS微镜的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：

在所述半导体膜上形成至少一个第一隔离开口，所述第一隔离开口位于所述电阻的外围；

在所述第一隔离开口内形成第一隔离结构。
根据权利要求14-17任一项所述的MEMS微镜的制备方法，其特征在于，形成线圈，包括：

在所述半导体膜上形成第二隔离开口，所述第二隔离开口盘绕成多圈；所述半导体膜中位于所述第二隔离开口围成的区域内的部分作为所述线圈部的线圈。
根据权利要求18所述的MEMS微镜的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：

对所述半导体膜中，待作为所述线圈的部分进行掺杂。
根据权利要求14-17任一项所述的MEMS微镜的制备方法，其特征在于，形成线圈，包括：

在所述半导体膜远离所述介质膜一侧形成所述线圈。
一种探测装置，其特征在于，包括权利要求1-13任一项所述的MEMS微镜以及接收器；所述接收器用于接收所述MEMS微镜反射出的光信号。