本公開涉及微機(jī)電，尤其涉及一種振鏡單元及其制備方法、掃描鏡、雷達(dá)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、微機(jī)電系統(tǒng)(micro-electro-mechanical?system，mems)振鏡是一種基于mems技術(shù)工藝制作而成的微小可驅(qū)動(dòng)反射鏡，通常鏡面直徑通常只有幾毫米。

2、與傳統(tǒng)光學(xué)掃描鏡相比，具有重量輕，體積小，易于大批量生產(chǎn)，生產(chǎn)成本較低的優(yōu)點(diǎn)。在光學(xué)、機(jī)械性能和功耗方面表現(xiàn)更加突出。mems振鏡目前在激光雷達(dá)、高清投影、激光共焦顯微系統(tǒng)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(augmented?reality，ar)等市場(chǎng)都有了成熟的運(yùn)用。mems振鏡的運(yùn)動(dòng)方式包括平動(dòng)和扭轉(zhuǎn)兩種機(jī)械運(yùn)動(dòng)。對(duì)于扭轉(zhuǎn)mems振鏡，當(dāng)其光學(xué)偏轉(zhuǎn)角度較大(達(dá)到10°以上)，可以實(shí)現(xiàn)激光的指向偏轉(zhuǎn)、圖形化掃描以及圖像掃描。

3、mems振鏡的驅(qū)動(dòng)方式分為靜電、電磁、壓電和電熱4種驅(qū)動(dòng)方式，其中靜電驅(qū)動(dòng)分為平板電極和梳齒電極(指垂直梳齒)兩種驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)。平板電極驅(qū)動(dòng)的mems振鏡單元簡(jiǎn)單，加工工藝難度低，但通過(guò)平板電極間的靜電吸引力產(chǎn)生吸附作用需要較大的驅(qū)動(dòng)電壓，而且容易發(fā)生吸合現(xiàn)象。而梳齒電極相對(duì)的一組垂直梳齒分別施加正電壓和接地，相對(duì)的垂直梳齒間產(chǎn)生靜電作用力，該作用力驅(qū)動(dòng)垂直梳齒運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)與垂直梳齒相連接的微鏡運(yùn)動(dòng)，但垂直梳齒在制作工藝中存在對(duì)位工藝難的問(wèn)題，導(dǎo)致生產(chǎn)成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開實(shí)施例提供一種振鏡單元及其制備方法、掃描鏡、雷達(dá)系統(tǒng)，用以解決上述技術(shù)問(wèn)題。

2、第一方面，為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本公開實(shí)施例提供一種振鏡單元，包括鍵合設(shè)置的第一基板和第二基板，所述第一基板具有凹槽，所述第二基板具有空腔結(jié)構(gòu)，所述第二基板包括容置于所述空腔結(jié)構(gòu)內(nèi)的振鏡結(jié)構(gòu)，所述振鏡結(jié)構(gòu)具有轉(zhuǎn)動(dòng)軸，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸與所述空腔結(jié)構(gòu)固定，所述第一基板包括：

3、第一襯底基板；

4、靜電驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，位于所述第一襯底基板的一側(cè)；

5、平板電極，位于所述靜電驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)離所述第一襯底基板的一側(cè)，且與所述靜電驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)相互絕緣設(shè)置，所述靜電驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)帶動(dòng)所述平板電極在第一方向上往復(fù)運(yùn)動(dòng)；所述平板電極包括位于所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸的不同側(cè)的第一主電極和第二主電極；其中，所述第一方向垂直于所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸的延伸方向；

6、在所述往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，所述第一主電極和所述第二主電極與所述振鏡結(jié)構(gòu)的交疊面積發(fā)生變化，使作用于所述振鏡結(jié)構(gòu)的靜電吸引力發(fā)生改變，帶動(dòng)所述振鏡結(jié)構(gòu)沿著所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。

7、一種可能的實(shí)施方式，所述振鏡結(jié)構(gòu)在接地后分別與所述第一主電極和所述第二主電極構(gòu)成兩個(gè)平板電容。

8、一種可能的實(shí)施方式，所述靜電驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，包括：

9、相互嚙合的靜梳齒電極和動(dòng)梳齒電極，所述動(dòng)梳齒電極用于在與所述靜梳齒電極的靜電吸引力的作用下相對(duì)所述靜梳齒電極在平行于所述第一襯底基板的平面內(nèi)沿著所述第一方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所述第一方向?yàn)槭猃X的延伸方向；

10、所述靜梳齒電極固定于所述第一襯底基板的一側(cè)表面，所述動(dòng)梳齒電極與所述凹槽通過(guò)彈性件固定安裝，所述動(dòng)梳齒電極與所述靜梳齒電極遠(yuǎn)離所述第一襯底基板的一面位于同一平面，且所述靜梳齒電極靠近所述第一襯底基板的一面與所述第一襯底基板接觸，所述動(dòng)梳齒電極靠近所述第一襯底基板的一面懸空，所述平板電極固定于所述動(dòng)梳齒電極背離所述第一襯底基板一側(cè)的表面。

11、一種可能的實(shí)施方式，所述動(dòng)梳齒電極包括：相對(duì)設(shè)置的第一梳齒基板和第二梳齒基板、多個(gè)動(dòng)梳齒、連接所述第一梳齒基板與所述第二梳齒基板的連接部、以及多個(gè)第一懸臂梁；

12、所述第一梳齒基板與所述第二梳齒基板沿著所述第一方向排列且沿著所述第二方向延伸，所述連接部或所述第一梳齒基板與所述第二梳齒基板分別通過(guò)所述多個(gè)第一懸臂梁與所述凹槽固定；所述多個(gè)動(dòng)梳齒沿著所述第一方向延伸且沿著所述第二方向排列，所述多個(gè)動(dòng)梳齒間隔設(shè)置且固定在所述第一梳齒基板和所述第二梳齒基板上；所述第一方向與所述第二方向垂直。

13、一種可能的實(shí)施方式，所述靜梳齒電極包括：相對(duì)設(shè)置的第三梳齒基板和第四梳齒基板、多個(gè)靜梳齒，所述第三梳齒基板與所述第四梳齒基板絕緣設(shè)置；

14、所述第三梳齒基板與所述第四梳齒基板沿著所述第一方向排列且沿著第二方向延伸；所述多個(gè)靜梳齒沿著所述第一方向延伸且沿著所述第二方向排列，所述多個(gè)靜梳齒間隔設(shè)置且固定在所述第三梳齒基板和所述第四梳齒基板上，且固定于所述第三梳齒基板上的靜梳齒與固定于所述第一梳齒基板上的動(dòng)梳齒嚙合，固定于所述第四梳齒基板上的靜梳齒與固定于所述第二梳齒基板上的動(dòng)梳齒交錯(cuò)設(shè)置。

15、一種可能的實(shí)施方式，所述連接部為一個(gè)，且所述連接部連接于所述第一梳齒基板與所述第二梳齒基板的中部位置；

16、所述第三梳齒基板和所述第四梳齒基板位于所述第一梳齒基板與所述第二梳齒基板間，所述第三梳齒基板和所述第四梳齒基板均被所述連接部分隔為兩部分，且所述兩部分通過(guò)連接線相互導(dǎo)通；

17、或，所述第三梳齒基板和所述第四梳齒基板位于所述第一梳齒基板和所述第二梳齒基板的兩側(cè)。

18、一種可能的實(shí)施方式，所述連接部為兩個(gè)，兩個(gè)所述連接部分別連接于所述第一梳齒基板與所述第二梳齒基板的端部，所述第一梳齒基板、所述第二梳齒基板和兩個(gè)所述連接部依次連接圍成閉合圖案；

19、所述多個(gè)靜梳齒和所述多個(gè)動(dòng)梳齒在所述第一襯底基板的正投影均位于所述閉合圖案內(nèi)部；或，所述多個(gè)靜梳齒和所述多個(gè)動(dòng)梳齒在所述第一襯底基板的正投影均位于所述閉合圖案之外。

20、一種可能的實(shí)施方式，所述多個(gè)靜梳齒和所述多個(gè)動(dòng)梳齒在所述第一襯底基板的正投影均位于所述閉合圖案內(nèi)部時(shí)，所述靜梳齒電極還包括：

21、絕緣結(jié)構(gòu)，位于所述第三梳齒基板和所述第四梳齒基板之間。

22、一種可能的實(shí)施方式，所述第一梳齒基板和所述第二梳齒基板具有鏤空結(jié)構(gòu)。

23、一種可能的實(shí)施方式，所述第一基板還包括：

24、位于所述動(dòng)梳齒電極與所述平板電極之間的第一隔離層，所述第一隔離層在所述第一襯底基板上的正投影覆蓋所述第一梳齒基板和所述第二梳齒基板以及所述多個(gè)第一懸臂梁。

25、一種可能的實(shí)施方式，所述平板電極，還包括：多個(gè)第二懸臂梁；

26、所述第一主電極在所述第一襯底基板上的正投影覆蓋所述第一梳齒基板，所述第二主電極在所述第一襯底基板上的正投影覆蓋所述第二梳齒基板，所述第一主電極與所述第二主電極分別通過(guò)所述多個(gè)第二懸臂梁與所述凹槽固定。

27、一種可能的實(shí)施方式，所述第一主電極和所述第二主電極還分別覆蓋與所述第一梳齒基板、所述第二梳齒基板連接的動(dòng)梳齒的一部分。

28、一種可能的實(shí)施方式，所述平板電極還包括：第一副電極和第二副電極；所述第一副電極在所述第一襯底基板上的正投影覆蓋所述第三梳齒基板及與第三梳齒基板連接的靜梳齒的一部分，所述第二副電極在所述第一襯底基板上的正投影覆蓋所述第四梳齒基板及與第四梳齒基板連接的靜梳齒的一部分；在所述動(dòng)梳齒電極帶動(dòng)所述平板電極往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，所述第一副電極與所述第一主電極接觸，或所述第二副電極與所述第一主電極接觸。

29、一種可能的實(shí)施方式，所述第一隔離層還覆蓋所述第一副電極和第二副電極，所述第一隔離層面向所述第一襯底基板的一側(cè)表面具有多個(gè)凹陷結(jié)構(gòu)，所述凹陷結(jié)構(gòu)覆蓋多個(gè)對(duì)應(yīng)的梳齒。

30、一種可能的實(shí)施方式，所述第一襯底基板的一側(cè)表面具有與所述凹槽重合的凹陷結(jié)構(gòu)，所述靜梳齒電極位于所述凹陷結(jié)構(gòu)內(nèi)。

31、一種可能的實(shí)施方式，所述振鏡結(jié)構(gòu)，還包括：

32、第二襯底基板，所述第二襯底基板具有開口，所述開口與所述空腔結(jié)構(gòu)重合；

33、轉(zhuǎn)動(dòng)板，與所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸固定連接，所述轉(zhuǎn)動(dòng)板用于在所述兩個(gè)平板電容的靜電吸引力的作用下沿所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)；

34、反射鏡，位于所述轉(zhuǎn)動(dòng)板遠(yuǎn)離所述第一基板的一側(cè)表面，并與所述轉(zhuǎn)動(dòng)板固定。

35、第二方面，本公開實(shí)施例提供了一種掃描鏡，包括一個(gè)或呈陣列排布的多個(gè)如第一方面所述的振鏡單元。

36、第三方面，本公開實(shí)施例提供了一種振鏡單元的制備方法，包括：

37、在第一襯底基板的一側(cè)，形成靜電驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)；

38、在所述靜電驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)離所述第一襯底基板的一側(cè)，形成平板電極，得到第一基板；所述平板電極包括沿第一方向排列的第一主電極和第二主電極，所述靜電驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)帶動(dòng)所述平板電極在所述第一方向上往復(fù)運(yùn)動(dòng)，且與所述靜電驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)相互絕緣設(shè)置；

39、在第二襯底基板中形成開口，并在開口對(duì)應(yīng)的區(qū)域形成轉(zhuǎn)動(dòng)板，得到具有空腔結(jié)構(gòu)的第二基板；其中，所述空腔結(jié)構(gòu)與所述開口重合，所述轉(zhuǎn)動(dòng)板位于所述空腔結(jié)構(gòu)內(nèi)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)板具有轉(zhuǎn)動(dòng)軸，所述旋轉(zhuǎn)軸與所述空腔結(jié)構(gòu)固定；

40、將所述第二基板與所述第一基板對(duì)合后，在所述轉(zhuǎn)動(dòng)板遠(yuǎn)離所述第一基板的一側(cè)表面沉積反射層，并圖案化所述反射層得到反射鏡；其中，所述轉(zhuǎn)動(dòng)板在接地后與所述第一主電極和所述第二主電極構(gòu)成兩個(gè)平板電容；所述第一主電極和所述第二主電極位于所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸的不同側(cè)；在所述靜電驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)帶動(dòng)所述平板電極往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，所述第一主電極和所述第二主電極與所述轉(zhuǎn)動(dòng)板的交疊面積發(fā)生變化，使所述兩個(gè)平板電容分別作用于所述轉(zhuǎn)動(dòng)板的靜電吸引力發(fā)生改變，帶動(dòng)所述轉(zhuǎn)動(dòng)板沿著所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。

41、一種可能的實(shí)施方式，在第一襯底基板的一側(cè)，形成靜電驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，包括：

42、刻蝕所述第一襯底基板，得到具有凹陷結(jié)構(gòu)的第一襯底基板；

43、在所述凹陷結(jié)構(gòu)的底面沉積第一金屬層，并刻蝕所述第一金屬層，得到靜梳齒電極；

44、在所述靜梳齒電極遠(yuǎn)離所述第一襯底基板的一側(cè)沉積第一氮化硅層，并圖案化所述第一氮化硅層，得到覆蓋所述靜梳齒電極的連接線的第一子隔離層；

45、在所述第一襯底基板的靠近所述第一子隔離層的一側(cè)，沉積第二氮化硅層，并圖案化所述第二氮化硅層，得到覆蓋所述凹陷結(jié)構(gòu)之外區(qū)域的第二子隔離層；其中，第二隔離層包括所述第一子隔離層和所述第二子隔離層；

46、在所述第二子隔離層遠(yuǎn)離所述襯底基板的一側(cè)沉積第二金屬層，并刻蝕所述第二金屬層，得到與所述第二子隔離層固定連接、且與所述靜梳齒電極相互嚙合的所述動(dòng)梳齒電極；其中，所述動(dòng)梳齒電極用于在靜電吸引力的作用下相對(duì)所述靜梳齒電極在平行于所述第一襯底基板的平面內(nèi)沿著所述第一方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所述第一方向?yàn)槭猃X的延伸方向。

47、一種可能的實(shí)施方式，在所述靜電驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)離所述第一襯底基板的一側(cè)，形成平板電極，包括：

48、在所述動(dòng)梳齒電極遠(yuǎn)離所述第一襯底基板的一側(cè)沉積第三氮化硅層，并圖案化所述第三氮化硅層，得到覆蓋第一梳齒基板和第二梳齒基板及多個(gè)第一懸臂梁的第一隔離層；其中，所述動(dòng)梳齒電極包括：相對(duì)設(shè)置的第一梳齒基板和第二梳齒基板、多個(gè)動(dòng)梳齒、連接所述第一梳齒基板與所述第二梳齒基板的連接部、以及多個(gè)第一懸臂梁；所述多個(gè)動(dòng)梳齒沿著所述第一方向排列且沿著所述第二方向延伸，所述多個(gè)動(dòng)梳齒間隔設(shè)置且固定在所述第一梳齒基板和所述第二梳齒基板上；所述第一方向與所述第二方向垂直；

49、在所述第一隔離層遠(yuǎn)離所述襯底基板的一側(cè)，沉積第三金屬層，并圖案化所述第三金屬層，得到所述平板電極；其中，第一主電極覆蓋所述第一梳齒基板，所述第二主電極覆蓋所述第二梳齒基板。

50、第四方面，本公開實(shí)施例提供了一種雷達(dá)系統(tǒng)，包括：

51、激光發(fā)射組件，用于發(fā)射激光；

52、反射單元；

53、如第二方面所述的掃描鏡，所述反射單元將所述激光反射到所述掃描鏡，經(jīng)所述掃描鏡對(duì)障礙物進(jìn)行掃描；

54、聚焦透鏡，用于聚焦所述障礙物反射的激光；

55、波束接收組件，用于接收所述聚焦透鏡聚焦后的激光；

56、控制組件，用于根據(jù)所述波束接收組件反饋的信號(hào)形成所述障礙物的圖像。