專利名稱:二維梳形致動器及其制造方法
二維梳形致動器及其制造方法
技術領域:
本發(fā)明是關于一種致動器及其方法,特別是有關于一種二維梳形致動器及其制造方法。
背景技術:
近年來,利用微機電加工技術制造的微結構元件廣泛應用于各種傳感器或致動器領域,例如加速度傳感器、角速度傳感器或是微振鏡致動器中皆包含不同設計的微結構元件。參考圖1A,其繪示現有技術中一致動器100的局部剖視圖。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設置于該元件層110中空區(qū)域之間,且該可振動元件104與該元件層110是共平面(co-planar),由于共平面的特性,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 的轉動,致使該致動器100的結構太過于復雜。參考圖1B,其繪示現有技術中另一致動器100的局部剖視圖。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設置于該支撐座102的上方。由于現有技術必須使用等向性蝕刻(Isotropic etch)法移除該可振動元件104下方的部分該絕緣層108以及該元件層110的材料,以于該元件層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),以致于無法正確控制該梳形結構的尺寸大小,例如該可振動元件104 相對于該支撐座102產生尺寸不對稱的狀態(tài),使得該致動器100無法正常運作。參考圖1C,其繪示現有技術中又一致動器100的局部剖視圖。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hi小于該可振動元件104的高度h2,導致該可振動元件104與該元件層110的重迭面積縮減,而該重迭面積與該致動器100的靜電驅動力(electrostatic force)相關,該重迭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所在的絕緣體上覆硅(Silicon On Insulator, S0I)晶圓在制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。有鑒于此,需要發(fā)展一種新式的致動器及其制造方法,以解決上述問題。
發(fā)明內容為解決上述問題,本發(fā)明的一目的在于提供一種二維梳形致動器及其制造方法, 其可增加該致動器的旋轉角度以及可使用的頻率范圍。本發(fā)明的又一目的在于提供一種二維梳形致動器及其制造方法,其可解決該致動器啟動困難的問題,并解決致動器的上、下層梳形電極因利用不同罩幕層圖案分別蝕刻而
5造成對準的問題,以及進一步解決使用等向性蝕刻導致使元件層不當的橫向過切的問題。為達成上述目的,本發(fā)明提供一種二維梳形致動器及其制造方法,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棧的基材、絕緣層以及元件層,該支承基座設置兩組第一梳形電極。該框架依附于該支承基座,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于該兩組第一梳形電極。該可移動體依附于該框架,用以繞著垂直于該第一旋轉軸的一第二旋轉軸作轉動,該可移動體具有兩組第二梳形電極,分別叉合于該兩組內部梳形電極,其中該兩組第二梳形電極中的其中之一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的其中之一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制造方法,包括下列步驟(a)沉積第一罩幕層于一絕緣層上覆硅(SOI)晶圓上,并定義第一圖案,其中該絕緣層上覆硅(SOI)晶圓依序具有堆棧的基材、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,并且移除
該第一罩幕層。(c)沉積一氧化硅層于該溝渠元件層上并填滿該溝渠。(d)移除位于該元件層上的該氧化硅層。(e)沉積一導電層,以覆蓋該元件層。(f)沉積第二罩幕層于該導電層上,并定義第二圖案。(g)依據該第二圖案,蝕刻該導電層以曝露該元件層,并且移除該第二罩幕層。(h)沉積第三罩幕層于該導電層以及該元件層上,并定義第三圖案。(i)依據該第三圖案,依序蝕刻該導電層以及該元件層,以于該導電層上形成至少一梳形電極,并于該元件層上形成至少一梳形電極、框架以及可移動體;蝕刻之后移除該第二罩眷層ο(j)沉積第四罩幕層于該基材上,并定義第四圖案。(k)依據該第四圖案,蝕刻該基材至曝露出該絕緣層,之后移除該第四罩幕層。(1)蝕刻該絕緣層上覆硅(SOI)晶圓的絕緣層,以形成該二維梳形致動器。本發(fā)明另亦揭露一種二維梳形致動器的制造方法,包括以下步驟(a)沉積一第一罩幕層于一絕緣層上覆硅(SOI)晶圓上,并定義一第一圖案,其中該絕緣層上覆硅(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,并且移除該第一罩眷層。(c)形成一氧化硅薄膜層于該溝渠的側壁以及該元件層上。(d)沉積一第二罩幕層于該氧化硅薄膜層上,并定義一第二圖案。(e)依據該第二圖案,蝕刻該氧化硅薄膜層至曝露出該元件層,并且在蝕刻之后移除該第二罩幕層。(f)沉積一導電層于該元件層上,并且填滿該溝渠。(g)沉積一第三罩幕層于該導電層上,并定義一第三圖案。(h)依據該第三圖案,蝕刻該導電層至該元件層,并且在蝕刻之后移除該第三罩幕層。(i)沉積一第四罩幕層于該導電層以及該元件層上,并定義一第四圖案。(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,并且在蝕刻之后移除該第四罩幕層。(k)沉積一第五罩幕層于該基材上,并定義一第五圖案。(1)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。相較于現有技術,本發(fā)明二維致動器及其制造方法利用導電層設置于該第一梳形電極、該內部梳形電極及該外部梳形電極以及該第二梳形電極,可增加該致動器的旋轉角度以及可使用的頻率范圍,解決該致動器啟動困難的問題,并利用同一罩幕層圖案蝕刻形成導電層以及元件層的梳形電極,解決現有技術中致動器的上、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,且進一步解決現有技術中使用等向性蝕刻導致使元件層不當的橫向過切的問題。為讓本發(fā)明的上述內容能更明顯易懂,下文特舉較佳實施例,并配合所附圖式,作詳細說明如下
圖1A-1C繪示現有技術的二維梳形致動器的示意圖。圖2A繪示依據本發(fā)明實施例中二維梳形致動器的俯視圖。圖2B-2E繪示依據本發(fā)明的第一實施例中沿著圖2A的A_A’剖面線的二維梳形致動器的剖視圖。圖2F繪示依據本發(fā)明圖2B中可移動體繞著該第二旋轉軸作雙向往復震蕩的旋轉角度與交流變動電位差之間的相位及振幅關系圖。圖3A-3D繪示依據本發(fā)明的第一實施例中沿著圖2A的B_B’剖面線的二維梳形致動器的剖視圖。圖3E繪示依據本發(fā)明圖3A中框架繞著該第一旋轉軸作雙向往復震蕩的旋轉角度與交流變動電位差之間的相位及振幅關系圖。圖4A-4C繪示依據本發(fā)明的第二實施例中沿著圖2A的A_A’剖面線的二維梳形致動器的剖視圖。圖5A-5D繪示依據本發(fā)明的第三實施例中沿著圖2A的B_B’剖面線的二維梳形致動器的剖視圖。圖5E繪示依據本發(fā)明圖5A中框架繞著該第一旋轉軸作雙向往復震蕩的旋轉角度與交流變動電位差之間的相位及振幅關系圖。圖5F繪示依據本發(fā)明實施例中二維梳形致動器的逐行水平掃描的示意圖。圖6A-6D繪示依據本發(fā)明的第四實施例中沿著圖2A的B_B’剖面線的二維梳形致動器的剖視圖。圖6E繪示依據本發(fā)明圖6A中框架繞著該第一旋轉軸作雙向往復震蕩的旋轉角度與交流變動電位差之間的相位及振幅關系圖。圖7繪示依據本發(fā)明實施例中沿著圖2A的C-C’剖面線的具有強化結構的二維梳形致動器的剖視圖。圖8A-8M繪示依據本發(fā)明的第一實施例中二維梳形致動器的制造方法的流程剖視圖。圖9A-90繪示依據本發(fā)明的第二實施例中二維梳形致動器的制造方法的流程剖視圖。
具體實施方式本發(fā)明的較佳實施例通過所附圖式與下面的說明作詳細描述,在不同的圖式中, 相同的元件符號表示相同或相似的元件。參考圖2A,其繪示依據本發(fā)明實施例中二維梳形致動器200的俯視圖。該二維梳形致動器200適用于微機電系統(tǒng)(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是利用第一扭轉桿(torsion bar) 21 依附于該支承基座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Ql2a、212b)以及兩組外部梳形電極Ol4a、214b),該兩組外部梳形電極Ql4a、214b)分別叉合(例如交錯排列)于該兩組第一梳形電極O08a、208b),且該兩組外部梳形電極(2Ha、214b)中的其中之一的厚度與相對應叉合的該兩組第一梳形電極O08a、208b)的厚度不相等。當施加至少一電位差于該兩組外部梳形電極(2Ha、214b)與該兩組第一梳形電極Q08a、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相對于該支承基座202作旋轉運動。該可移動體206利用第二扭轉桿(torsion bar) 21 依附于該框架204,用以繞著垂直于該第一旋轉軸210a的第二旋轉軸210b作轉動,該可移動體206具有兩組第二梳形電極Ol6a、216b),且該兩組第二梳形電極(216a、216b)分別叉合(例如交錯排列)于該兩組內部梳形電極Ol2a、212b),其中該兩組第二梳形電極Ql6a、216b)中的其中之一的厚度與相對應叉合的該兩組內部梳形電極Ol2a、212b)的厚度不相等。當施加電位差于該兩組內部梳形電極Ol2a、212b)與該兩組第二梳形電極Ol6a、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相對于該框架204作旋轉運動。此外,本發(fā)明利用溝渠220區(qū)隔該二維梳形致動器200為四個電性絕緣 (electrically insulated)區(qū)域,包括該支承基座202的兩個區(qū)域、該框架204與該可移動體206等四個區(qū)域,使得該兩組第二梳形電極(216a、216b)分別電性絕緣于該兩組內部梳形電極Ol2a、212b),且該兩組外部梳形電極Ql4a、214b)分別電性絕緣于該兩組第一梳形電極(208a、208b)。并且利用該溝渠220電性隔離一部分的支承基座202的區(qū)域,以形成電極接觸墊022a、222b),其中該電極接觸墊22 依序經由上方的該第一扭轉桿21 以及左側的該第二扭轉桿21 電性連接于該可移動體206,該電極接觸墊222b經由下方的該第一扭轉桿21 電性連接于該框架204,該電極接觸墊(22h、222b)用以接收外部施加的電力,以于該支承基座202、框架204以及可移動體206之間形成電位差。在本發(fā)明的二維梳形致動器200中,扭力T正比于相對應叉合的梳形電極之間重迭面積變化量3A除以旋轉角度的變化量度5Θ ,亦即扭力τ正比于相對應叉合的梳形電極之間重迭面積A與旋轉角度θ的偏微分,如下列公式(1)所示其中,扭力T 當施加電位差于梳形電極之間時所產生的扭力,例如當施加電位差于該兩組外部梳形電極(2Ha、214b)與該兩組第一梳形電極(208a、208b)之間時,使該框架204相對于該支承基座202產生旋轉運動的扭力,或是當施加電位差于該兩組內部梳形電極Ql2a、212b)與該兩組第二梳形電極(216a、216b)之間時,使該可移動體206相對于該框架204產生旋轉運動的扭力; 重迭面積A 相對應叉合的梳形電極之間的重迭面積;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(fā)明的二維梳形致動器200設置一導電層218于該兩組第一梳形電極O08a、 208b)、該兩組內部梳形電極(21h、212b)及該兩組外部梳形電極Ol4a、214b)以及該兩組第二梳形電極Ol6a、216b)的至少其中一組梳形電極上,其中該導電層218分別標示于圖 2B-2E、圖3A-3D、圖4A-4C、圖5A-5D以及圖6A-6D。在一實施例中,該導電層218的材質選自于多晶硅(poly silicon)、金屬(metal)以及任意的導電材質。上述的該導電層218形成于該支承基座202、該框架204以及該可移動體206的結構將配合后附圖式作詳細說明。參考圖2A以及圖2B-2E,圖2B-2E繪示依據本發(fā)明的第一實施例中沿著圖2A的 A-A'剖面線的二維梳形致動器200的剖視圖。如圖2A、圖2B所示,該兩組第二梳形電極 Ol6a、216b)、該兩組內部電極(21h、212b)分別設置于該第二旋轉軸210b的相異兩側,當位于該第二旋轉軸210b第一側的第二梳形電極216a以及位于該第二旋轉軸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的厚度大于相對應叉合的內部梳形電極212a,且該內部梳形電極212b的厚度大于相對應叉合的第二梳形電極216b,又,該第二梳形電極216a的厚度可等于該內部梳形電極212b的厚度。例如由圖2B的水平位置順時針轉動至圖2C的狀態(tài)所示,當該兩組內部梳形電極 (212a,212b)與該兩組第二梳形電極Ql6a、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21 的厚度差值所產生的重迭面積變化量相對于旋轉角度變化量、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的厚度差值所產生的重迭面積變化量相對于旋轉角度變化量,通過靜電作用力產生使該可移動體206相對于該框架204作轉動的扭力,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)。如圖2D、圖2E所示,當該兩組內部梳形電極Ql2a、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作雙向往復震蕩運動。圖2F繪示依據本發(fā)明圖2B至2E中該可移動體206繞著該第二旋轉軸210b 作雙向往復震蕩的旋轉角度與交流變動電位差之間的相位及振幅關系圖。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Ql2a、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ACl時,該可移動體206依序由圖2B (相對應于Tl)轉動至圖2D (相對應于T2),接著反轉至圖2B (相對應于T3),然后轉動至圖2E(相對應于T4),最后回到圖2B(相對應于T5)的水平位置,以完成一個周期的雙向往復震蕩運動。該交流變動電位差ACl的波形(waveform)可為多種形狀,例如方形波、三
9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ACl的最大振幅固定時,方形波是以較佳效率驅動該可移動體206 擺動至最大旋轉角度,并且通過控制交流變動電位差ACl使該可移動體206的旋轉角度進行如圖2F的正弦運動擺動。在現有技術中,因位于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并無設置導電層,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,于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是利用制造裕度或特意設計構造而產生。而本發(fā)明的第一實施例中,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(21h、212b)與該兩組第二梳形電極(216a、216b)之間施加一電位差時,于該第二旋轉軸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Ql2a、212b)與該兩組第二梳形電極(216a、216b)之間重迭面積以及重迭面積變化量相對于旋轉角度變化量增加,亦使該可移動體206更容易啟動旋轉。參考圖2A以及圖3A-3D,圖3A-3D繪示依據本發(fā)明的第一實施例中沿著圖2A的 B-B’剖面線的二維梳形致動器200的剖視圖。如圖2A、圖3A所示,該支承基座202依序具有堆棧的基材20 、絕緣層20 以及元件層202c。該兩組第一梳型電極(208a、208b)設置于該元件層202c,該兩組第一梳型電極Q08a、208b)、該兩組外部電極(2Ha、214b)分別設置于該第一旋轉210a的相異兩側。當位于該第一旋轉軸210a第一側的外部梳形電極21 以及位于該第一旋轉軸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21 的厚度大于相對應叉合的第一梳形電極208a,且該第一梳形電極208b的厚度大于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21 的厚度可等于該第一梳形電極208b的厚度。例如由圖3A的水平位置順時針轉動至圖:3B的狀態(tài),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21 與相對應叉合的該第一梳形電極208a的厚度差值所產生的重迭面積變化量相對于旋轉角度變化量、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的厚度差值所產生的重迭面積變化量相對于旋轉角度變化量,利用靜電作用力產生使該框架204相對于該支承基座202作轉動的扭力,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)。如圖3C、圖3D所示,當該兩組外部梳形電極Ql4a、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作雙向往復震蕩運動。圖3E繪示依據本發(fā)明圖3A中該框架204繞著該第一旋轉軸210a作雙向往復震蕩的旋轉角度與交流變動電位差之間的相位及振幅關系圖。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Ql4a、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依序由圖3A(相對應于Tl)轉動至圖3C (相對應于T2),接著反轉至圖3A (相對應于T3),然后轉動至圖3D (相對應于T4),最后回到圖3A(相對應于T5)的水平位置,以完成一個周期的雙向往復震蕩運動。該交流變動電位差AC2的波形(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的振幅固定時,方形波是以較佳效率驅動該框架204擺動至最大旋轉角度, 并且利用控制交流變動電位差AC2使該框架204的旋轉角度進行如圖3E的正弦運動擺動。在現有技術中,因位于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并無設置導電層,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,于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是利用制造裕度或特意設計構造而產生。而本發(fā)明的上述實施例中,因該外部梳形電極21 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(2Ha、214b)與該兩組第一梳形電極(208a、208b)之間施加一電位差時,于該第一旋轉軸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Ql4a、214b)與該兩組第一梳形電極 (208a、208b)之間重迭面積以及重迭面積變化量相對于旋轉角度變化量增加,亦使該框架 204更容易啟動旋轉。參考圖2A以及圖4A-4C,圖4A-4C繪示依據本發(fā)明的第二實施例中沿著圖2A的 A-A'剖面線的二維梳形致動器200的剖視圖。如圖2A、圖4A所示,該兩組第二梳形電極 Ol6a、216b)、該兩組內部電極(21h、212b)分別設置于該第二旋轉軸210b的相異兩側,當位于該第二旋轉軸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的厚度大于相對應叉合的第二梳形電極216b,又位于該第二旋轉軸210b第二側的第二梳形電極216a的厚度等于相對應叉合的內部梳形電極21加。例如由圖4A的水平位置狀態(tài)順時針轉動至圖4B的狀態(tài),當該兩組內部梳形電極 (212a,212b)與該兩組第二梳形電極Ql6a、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的厚度差值所產生的重迭面積變化量相對于旋轉角度變化量,利用靜電作用力產生使該可移動體206相對于該框架204作轉動的扭力,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)。如圖4C所示,當該兩組內部梳形電極(21h、212b)與該兩組第二梳形電極Ql6a、 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作雙向往復震蕩運動。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作雙向往復震蕩的旋轉角度與交流變動電位差之間的相位及振幅關系與圖2F類似,在此不予贅述。參考圖2A以及圖5A-5D,圖5A-5D繪示依據本發(fā)明的第三實施例中沿著圖2A的 B-B'剖面線的二維梳形致動器200的剖視圖。如圖2A、圖5A所示,該支承基座202依序具有堆棧的基材20 、絕緣層202b以及元件層202c。該兩組第一梳形電極(208a、208b) 設置于該基材20 ,且該兩組第一梳形電極(208a、208b)分別設置于該第一旋轉軸210a 的相異兩側。當該兩組外部梳形電極(2Ha、214b)設置該導電層218時,該兩組外部梳形電極(2Ha、214b)位于該兩組第一梳形電極Q08a、208b)的上方,且該兩組外部梳形電極 (214a,214b)的高度高于該元件層202c。當該兩組外部梳形電極Ql4a、214b)與相對應叉合的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的扭力使該框架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20 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迭面積變化量相對于旋轉角度變化量維持于一極大值,故可使該框架204持續(xù)轉動,直至該導電層218的上表面的邊緣高度219轉動至與該基材20 及該絕緣層202b 交界面的相同水平高度,亦即該框架204由圖5B的θ轉動至圖5C的9_max。一旦該導電層218的上表面邊緣219轉動至低于該基材20 及該絕緣層202b的交界面,梳形電極之間重迭面積變化量相對于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(xù)轉動所需的扭力。其中該導電層218的上表面邊緣219轉動至與該基材20 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9_max,如圖 5C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Ql4a、 214b)的厚度,以使該兩組外部梳形電極(2Ha、214b)與該兩組第一梳形電極(208a、208b) 之間的重迭面積變大,以產生較大的扭力。同時通過增加該兩組外部梳形電極(2Ha、214b) 的厚度,使該相對應叉合的梳形電極之間重迭面積變化量相對于旋轉角度變化量維持于極大值的旋轉角度的范圍增加,如圖5C中的e_max相較于圖5B中的Θ,故可使該框架204 的旋轉角度θ增加至最大旋轉角度e_max。如圖5C所示,當設置該導電層218的該兩組外部梳形電極(2Ha、214b)與相對應叉合的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作雙向往復震蕩運動。圖5E繪示依據本發(fā)明圖5A中該框架204繞著該第一旋轉軸210a作雙向往復震蕩的旋轉角度與交流變動電位差之間的相位及振幅關系圖。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,當位于該第一旋轉軸210a第一側的第一梳形電極Q08b)與外部梳形電極014b)之間施加交流變動電位差AC3,且位于該第一旋轉軸210a第二側的第一梳形電極與外部梳形電極
之間施加交流變動電位差AC4時,該框架204依序由圖5A (相對應于Tl)轉動至圖5C (相對應于T2),接著反轉至圖5A(相對應于T3),然后轉動至圖5D (相對應于T4),最后回到圖 5A(相對應于T5)的水平位置,以完成一個周期的雙向往復震蕩運動。上述利用控制交流變動電位差AC3、AC4,以使該框架204進行如圖5E的鋸齒形波的擺動,其中在Tl與T2的區(qū)間以及T4與T5的區(qū)間利用交流變動電位差AC3、AC4的調控使該框架204作快速旋轉。若是同時施加一交流變動電位差ACl于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,例如圖2B-2D或是圖4A-4C所示, 將使該可移動體206于空間中的擺動軌跡如圖5F顯示的逐行水平掃描,該擺動軌跡是沿著水平方向掃描(HS)以及垂直方向掃描(VS)。參考圖2A以及圖6A-6D,圖6A-6D繪示依據本發(fā)明的第四實施例中沿著圖2A的 B-B’剖面線的二維梳形致動器200的剖視圖。如圖2A、圖6A所示,該支承基座202包括基材20加、絕緣層20 以及元件層202c。該兩組第一梳形電極(208a、208b)設置于該元件層202c,且該支承基座202還包括兩組第三梳形電極(208a,、208b,),該兩組第一梳形電極 (208a、208b)分別叉合于該兩組外部梳形電極Ol4a、214b),該兩組第三梳形電極(208a,、 208b,)分別叉合于該兩組外部梳形電極Ol4a、214b)。該兩組第一梳形電極(208a、208b)堆棧于該兩組第三梳形電極O08a,、208b,)上,但是該兩組第三梳形電極O08a,、208b,) 與該兩組第一梳形電極(208a、208b)是互相絕緣的狀態(tài)。該兩組第一梳形電極O08a、 208b)、該兩組外部電極(2Ha、214b)分別位于該第一旋轉軸210a的相異兩側,且該兩組第三梳形電極O08a’、208b’)亦分別位于該第一旋轉軸210a的相異兩側。在本實施例中,該兩組外部梳形電極(2Ha、214b)設置該導電層218,高度高于該兩組第一梳形電極Q08a、 208b)。當設置該導電層218的該兩組外部梳形電極(2Ha、214b)與相對應叉合的該兩組第三梳形電極O08a’、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的扭力使使該框架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20 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迭面積變化量相對于旋轉角度變化量維持于一極大值,故可使該框架204持續(xù)轉動,直至該導電層218的上表面的邊緣高度219轉動至與該基材20 及該絕緣層202b交界面的相同水平高度時,亦即該框架204由圖6B的θ轉動至圖6C的9_max。一旦該導電層218的上表面邊緣219轉動至低于該基材20 及該絕緣層 202b的交界面,該相對應叉合的梳形電極之間重迭面積變化量相對于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(xù)轉動所需的扭力。其中該導電層218的上表面邊緣219轉動至與該基材20 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9_max,如圖6C所示。同樣地,當設置該導電層218的該兩組外部梳形電極(2Ha、214b)與相對應叉合的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014a、214b)的厚度,以使該兩組外部梳形電極(2Ha、214b)與該兩組第三梳形電極Q08a’、208b’)之間的重迭面積變大,以產生較大的扭力。同時通過增加該兩組外部梳形電極(2Ha、214b)的厚度,使梳形電極之間重迭面積變化量相對于旋轉角度變化量維持于極大值的旋轉角度的范圍增加, 如圖6C中的θ _max相較于圖6B中的θ,故可使該框架204的旋轉角度θ增加至最大旋轉角度9_maX。另,如圖6C、圖6D所示當設置該導電層218的該兩組外部梳形電極(2Ha、214b) 與相對應叉合的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作雙向往復震蕩運動。圖6E繪示依據本發(fā)明圖6A中該框架204繞著該第一旋轉軸210a作雙向往復震蕩的旋轉角度與交流變動電位差之間的相位及振幅關系圖。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,當位于該第一旋轉軸210a第一側的第一梳形電極 (208b)與外部梳形電極014b)之間施加一交流變動電位差AC5,位于該第一旋轉軸210a 第二側的第一梳形電極O08a)與外部梳形電極014a)之間施加一交流變動電位差AC6,位于該第一旋轉軸210a第一側的第三梳形電極Q08b’ )與外部梳形電極014b)之間施加一交流變動電位差AC7,位于該第一旋轉軸210a第二側的第三梳形電極Q08a’)與外部梳形電極之間施加一交流變動電位差AC8時,該框架204依序由圖6A (相對應于Tl) 轉動至圖6C (相對應于T2),接著反轉至圖6A (相對應于T3),然后轉動至圖6D (相對應于T4),最后回到圖6A(相對應于T5)的水平位置,以完成一個周期的雙向往復震蕩運動。上述是利用控制交流變動電位差AC5、AC6、AC7及AC8,以使框架204進行如圖6E 的鋸齒形波的擺動,其中在Tl與T2的區(qū)間以及T4與T5的區(qū)間利用交流變動電位差AC5、 AC6、AC7、AC8的調控使該框架204作更快速的旋轉。若是同時施加一交流變動電位差ACl于該兩組第二梳形電極(216a、216b)與該兩組內部梳形電極(21h、212b)之間,例如圖2B-2D 或是圖4A-4C所示,將使該可移動體206于空間中的的擺動軌跡如圖5F顯示的逐行水平掃描。根據上述,本發(fā)明的二維梳形致動器200利用該導電層218增加梳形電極的厚度, 使該支承基座202、該框架204以及該可移動體206之間的梳形電極的重迭面積變大,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(fā)明的二維梳形致動器200 通過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的頻率使用范圍較大,并且由該使用頻率范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。參考圖7,其繪示依據本發(fā)明實施例中沿著圖2A的C-C’剖面線的具有強化結構的二維梳形致動器200的剖視圖。上述的第一實施例至第四實施例中,該可移動體206的上表面還包括一強化結構224,用以加強該可移動體206旋轉時的強度。該強化結構2M與該導電層218高度相同,是于同一制程步驟中蝕刻而成。該可移動體206的下表面還包括一反射層226,以增加該可移動體206的對于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涂層。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的表面是面對于入射光線的方向。參考圖2A、圖2B、圖3A以及圖8A-8M,圖8A-8M繪示依據本發(fā)明的第一實施例中二維梳形致動器200的制造方法的流程剖視圖。該制造流程包括下列步驟在圖8A中,沉積第一罩幕層于一絕緣層上覆硅(SOI)晶圓上,并定義第一圖案 800a,其中該絕緣層上覆硅(SOI)晶圓依序具有堆棧的基材20 、絕緣層202b以及元件層 202c。在圖8B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,之后移除該第一罩幕層。在圖8C中,沉積一氧化硅層804于該元件層202c上并填滿該溝渠220。在圖8D中,移除位于該元件層202c上的該氧化硅層804。在圖8E中,沉積一導電層218,以覆蓋該元件層202c。該導電層218的材質例如是多晶硅或是金屬,在一實施例中,利用沉積法形成該多晶硅以及利用電鍍法或是濺鍍形成該金屬,其中該導電層218的厚度介于5 μ m至100 μ m之間,或是任意的厚度大小。在圖8F中,沉積第二罩幕層于該導電層218上,并定義第二圖案800b。在圖8G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,之后移除該第二罩幕層。在圖8H中,沉積第三罩幕層于該導電層218以及該元件層202c上,并定義第三圖案 800c。在圖81中,并參考圖2B以及圖3A,依據該第三圖案800c,依序蝕刻該導電層218 以及該元件層202c,以于該導電層218上形成至少一梳形電極,并于該元件層202c上形成至少一梳形電極、該框架204以及該可移動體206 ;蝕刻之后移除該第三罩幕層。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(fā)明的二維致動器200的制造方法是利用同一第三罩幕層的第三圖案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的梳形電極,該元件層202c的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。由于上述的各個梳形電極利用同一罩幕層圖案蝕刻產生,故能解決現有技術中致動器的上、 下層梳形電極之間必須對準的問題。并且進一步解決現有技術中使用等向性蝕刻導致使圖 IB所示該元件層110不當的橫向過切(lateral undercut)的問題。在圖8J中,沉積第四罩幕層于該基材20 上,并定義第四圖案800d。在圖8K中,依據該第四圖案800d,蝕刻該基材20 至曝露出該絕緣層202b,之后移除該第四罩幕層。在圖8L中,移除該絕緣層上覆硅(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。在圖8M中,沉積金屬層于該元件層202c上,以形成反射層2 及若干電極接觸墊 (222a,222b)。參考圖2A以及圖9A-90,圖9A-90繪示依據本發(fā)明的第二實施例中二維梳形致動器200的制造方法的流程剖視圖。該制造流程包括下列步驟在圖9A中,沉積第一罩幕層于絕緣層上覆硅(SOI)晶圓上,并定義第一圖案800a, 其中該絕緣層上覆硅(SOI)晶圓依序具有堆棧的基材20 、絕緣層202b以及元件層202c。在圖9B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,之后移除該第一罩幕層。在圖9C中,形成一氧化硅層804于該溝渠220的側壁以及該元件層202c上。在圖9D中,沉積第二罩幕層于該氧化硅層804上,并定義第二圖案800b。在圖9E中,依據該第二圖案800b,蝕刻該氧化硅層804至曝露出該元件層202c, 并且在蝕刻之后移除該第二罩幕層。在圖9F中,沉積一導電層218于該元件層202c上,并且填滿該溝渠220。該導電層218的材質例如是多晶硅或是金屬,在一實施例中,利用沉積法形成該多晶硅以及利用電鍍法或是濺鍍形成該金屬。在圖9G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的預定厚度介于5 μ m至100 μ m之間,或是任意的厚度大小。在圖9H中,沉積第三罩幕層于該導電層218上,并定義第三圖案800c。在圖91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,并且在蝕刻之后移除該第三罩幕層。在圖9J中,沉積第四罩幕層于該導電層218以及該元件層202c上,并定義第四圖案 800cL在圖9K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,以于該導電層218上形成梳形電極,并于該元件層202c上形成梳形電極、該框架204以及該可移動體206 ;并且在蝕刻之后移除該第四罩幕層,在一實施例中,是使用非等向蝕刻法蝕
15刻該導電層218以及該元件層202c。具體來說,本發(fā)明的二維致動器200的制造方法是利用同一第四罩幕層的第四圖案800d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的梳形電極,該元件層202c的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。由于上述的各個梳形電極利用同一罩幕層圖案蝕刻產生,故能解決現有技術中致動器的上、下層梳形電極之間必須對準的問題。并且進一步解決現有技術中使用等向性蝕刻導致如圖IB所示該元件層110產生不當的橫向過切(lateral undercut)的問題。在圖9L中,沉積第五罩幕層于該基材20 上,并定義第五圖案SOOe。在圖9M中,依據該第五圖案800e,蝕刻該基材20 至曝露出該絕緣層202b,之后
移除該第五罩幕層。在圖9N中,移除該絕緣層上覆硅(SOI)晶圓的該絕緣層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。在圖90中,沉積一金屬層于該元件層202c上,以形成反射層2 及若干電極接觸墊(222a,222b)。綜上所述,本發(fā)明提供一種二維梳形致動器及其制造方法,利用導電層設置于該第一梳形電極、該內部梳形電極及該外部梳形電極以及該第二梳形電極,以提高該二維梳形致動器的旋轉角度;本發(fā)明的二維梳形致動器通過施加不同型式的電位差,使得二維梳形致動器頻率使用范圍較大;另外,本發(fā)明的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的問題;并且解決該致動器的上、下層梳形電極之間對準的問題。
權利要求
1.一種二維梳形致動器,其特征在于該二維梳形致動器包括一支承基座、一框架以及一可移動體,其中該支承基座設置兩組第一梳形電極,該框架依附于支承基座,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于該兩組第一梳形電極,該可移動體依附于框架,用以繞著垂直于該第一旋轉軸的一第二旋轉軸作轉動,該可移動體具有兩組第二梳形電極,分別叉合于該兩組內部梳形電極,其中該兩組第二梳形電極中的其中之一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中的其中之一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.如權利要求1所述的二維梳形致動器,其特征在于該二維梳形致動器還包括一導電層,設置于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的至少其中一組梳形電極上。
3.如權利要求2所述的二維梳形致動器,其特征在于該兩組第二梳形電極分別設置于該第二旋轉軸的相異兩側。
4.如權利要求2所述的二維梳形致動器,其特征在于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.如權利要求2所述的二維梳形致動器,其特征在于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蕩運動。
6.如權利要求2所述的二維梳形致動器,其特征在于該支承基座還包括依序堆棧的一基材、一絕緣層以及一元件層,該兩組第一梳形電極設置于該元件層,并位于該第一旋轉軸的相異兩側。
7.如權利要求6所述的二維梳形致動器,其特征在于該兩組外部梳形電極與相對應叉合的該兩組第一梳形電極之間具有至少一固定電位差,以使該框架相對于該第一旋轉軸作單向轉動。
8.如權利要求6所述的二維梳形致動器,其特征在于該兩組外部梳形電極與相對應叉合的該兩組第一梳形電極之間具有至少一交流變動電位差,以使該框架相對于該第一旋轉軸作雙向往復震蕩運動。
9.如權利要求6所述的二維梳形致動器,其特征在于該支承基座更包含兩組第三梳形電極設置于該基材,該兩組第三梳形電極分別叉合于該兩組外部梳形電極。
10.如權利要求9所述的二維梳形致動器,其特征在于設置該導電層的該兩組外部梳形電極與相對應叉合的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的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,該框架處于一最大旋轉角度,該兩組外部梳形電極與相對應叉合的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.如權利要求9所述的二維梳形致動器,其特征在于設置該導電層的該兩組外部梳形電極與相對應叉合的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蕩運動。
12.如權利要求2所述的二維梳形致動器,其特征在于該支承基座更包含依序堆棧的一基材、一絕緣層以及一元件層,該兩組第一梳形電極設置于該基材,并位于該第一旋轉軸的相異兩側。
13.如權利要求12所述的二維梳形致動器,其特征在于該兩組外部梳形電極位于該兩組第一梳形電極的上方,且設置該導電層的該兩組外部梳形電極的高度高于該元件層。
14.如權利要求12所述的二維梳形致動器,其特征在于當設置該導電層的該兩組外部梳形電極與相對應叉合的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的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,該框架處于一最大旋轉角度。
15.如權利要求12所述的二維梳形致動器,其特征在于當設置該導電層的該兩組外部梳形電極與相對應叉合的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蕩運動。
16.如權利要求1所述的二維梳形致動器,其特征在于該兩組第一梳形電極分別設置于該第一旋轉軸的相異兩側。
17.如權利要求1所述的二維梳形致動器,其特征在于該兩組第二梳形電極分別設置于該第二旋轉軸的相異兩側。
18.如權利要求1所述的二維梳形致動器,其特征在于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.如權利要求1所述的二維梳形致動器,其特征在于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蕩運動。
20.如權利要求1所述的二維梳形致動器,其特征在于該兩組外部梳形電極與相對應叉合的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.如權利要求1所述的二維梳形致動器,其特征在于該兩組外部梳形電極與相對應叉合的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蕩運動。
22.如權利要求1所述的二維梳形致動器,其特征在于更包含一強化結構,位于該可移動體的上表面。
23.如權利要求1所述的二維梳形致動器,其特征在于更包含一反射層,位于該可移動體的下表面。
24.如權利要求1所述的二維梳形致動器,其特征在于更包含若干電極接觸墊,位于該支承基座上。
25.—種二維梳形致動器的制造方法,其特征在于該制造方法至少包括下列步驟(a)沉積一第一罩幕層于一絕緣層上覆硅晶圓上,以定義一第一圖案,其中該絕緣層上覆硅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,并且在蝕刻之后移除該第一罩幕層;(c)沉積一氧化硅層于該元件層上并填滿該溝渠;(d)移除位于該元件層上的該氧化硅層;(e)沉積一導電層,以覆蓋該元件層;(f)沉積一第二罩幕層于該導電層上,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,并且移除該第二罩幕層;(h)沉積一第三罩幕層于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,并且在蝕刻的后移除該第三罩幕層;(j)沉積一第四罩幕層于該基材上,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,并且移除該第四罩幕層;以及 (1)蝕刻該絕緣層而形成該二維梳形致動器。
26.如權利要求25所述的制造方法,其特征在于在步驟(i)中,是使用非等向性蝕刻法蝕刻該導電層以及該元件層。
27.如權利要求25所述的制造方法,其特征在于在步驟(1)之后,還包括步驟(11) 沉積一金屬層于該元件層上,以形成一反射層以及若干電極接觸墊。
28.—種二維梳形致動器的制造方法,其特征在于該制造方法至少包括下列步驟(a)沉積一第一罩幕層于一絕緣層上覆硅晶圓上,以定義一第一圖案,其中該絕緣層上覆硅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,并且移除該第一罩幕層;(c)形成一氧化硅薄膜層于該溝渠的側壁以及該元件層上;(d)沉積一第二罩幕層于該氧化硅薄膜層上,以定義一第二圖案;(e)依據該第二圖案,蝕刻該氧化硅薄膜層至曝露出該元件層,并且在蝕刻之后移除該第二罩幕層;(f)沉積一導電層于該元件層上,并且填滿該溝渠;(g)沉積一第三罩幕層于該導電層上,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,并且在蝕刻之后移除該第三罩幕層;(i)沉積一第四罩幕層于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,并且在蝕刻之后移除該第四罩幕層;(k)沉積一第五罩幕層于該基材上,以定義一第五圖案; (1)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。
29.如權利要求觀所述的制造方法,其特征在于在步驟(j)中,是使用非等向性蝕刻法蝕刻該導電層以及該元件層。
30.如權利要求觀所述的制造方法,其特征在于在步驟(f)之后,還包括步驟(fl) 研磨該導電層至5μπ 至ΙΟΟμ 之間。
31.如權利要求28所述的制造方法,其特征在于在步驟(m)之后,還包括步驟(ml) 沉積一金屬層于該元件層上,以形成一反射層以及若干電極接觸墊。
全文摘要
本發(fā)明提供一種二維梳形致動器及其制造方法,包括支承基座、框架以及可移動體。該支承基座設置第一梳形電極,該框架具有內部梳形電極以及外部梳形電極,該外部梳形電極分別叉合于該第一梳形電極。該可移動體具有第二梳形電極,分別叉合于該內部梳形電極,其中該第二梳形電極的厚度與相對應叉合的該內部梳形電極的厚度不相等,且該外部梳形電極的厚度與相對應叉合的該第一梳形電極的厚度不相等。本發(fā)明利用一導電層設置于該第一梳形電極、內部梳形電極及外部梳形電極以及第二梳形電極,以增加旋轉角度以及可使用頻率范圍。
文檔編號B81C1/00GK102311090SQ20101022641
公開日2012年1月11日 申請日期2010年7月2日 優(yōu)先權日2010年7月2日
發(fā)明者林大為, 洪昌黎 申請人:先進微系統(tǒng)科技股份有限公司