用于防止微镜的大的平面外位移的竖直机械止动部及其制造方法与流程

背景技术：

1、本公开涉及能减少和/或限制由冲击引起的平面外位移的微机电系统(mems)镜阵列以及制造该mems镜阵列的方法。

2、背景：mems(微机电系统)装置是具有电子电路系统的微型机械结构并且使用传统的集成电路(ic)制造方法来制造。一种类型的mems装置是微型万向镜装置。万向镜装置包括悬置于基板并且能由于静电致动而围绕万向架枢转的镜部件。静电致动产生使镜部件枢转的电场。通过允许镜部件枢转，镜部件能够具有一角度运动范围，在该角度运动范围内，镜部件可以将光束重新定向到不同的位置。

3、光开关是将来自输入光纤的光束耦合到输出光纤的开关装置。通常，来自输入光纤的光束被准直并引导向期望位置，诸如输出光纤。开关镜阵列中的可移动镜(例如万向镜)将光束重新定向到期望位置。

4、在光开关内部，阵列中的镜可能需要旋转10度至20度或更大，以将光束引导到期望位置。镜的上方和下方需要有足够的空间以允许这些旋转。然而，镜在上方和下方具有这种大空间也使得镜能在竖直(平面外)方向上线性移动。镜弯曲部设计成防止在正常操作条件下发生这种不期望的平面外线性运动。例如，当在运输或安装期间搬运光开关时，光开关可能会掉落或受到足够力的冲击，以使镜发生大的平面外偏转。这可能损坏开关阵列中的镜，从而使镜无法操作。

5、需要减少和/或限制由冲击引起的平面外位移的mems镜阵列以及制造该mems镜阵列的方法。

技术实现思路

1、公开了mems镜阵列以及制造mems阵列的方法，该mems镜阵列限制由冲击引起的平面外位移，从而降低损坏的可能性。还公开了这样的mems镜阵列以及制造这些阵列的方法，该mems镜阵列限制平面外位移，同时仍然允许光开关所需的大的角度旋转。

2、本公开的一个方面提供了一种镜阵列。镜阵列包括盖、基座以及位于盖与基座之间的可移动镜。可移动镜包括：静止框架，包括腔体；可移动框架，位于腔体中；以及中央平台，位于腔体中。镜阵列还包括位于基座上的第一突出部。第一突出部在第一方向上与中央平台重叠。

3、本公开的实现方式可以包括以下可选特征中的一者或多者。中央平台可以包括面向第一突出部的底部部分。此外，第一突出部可以与中央平台的底部部分隔开一预定距离。第一突出部与中央平台的底部之间的预定距离介于3μm至15μm之间。

4、可选地，镜阵列还可以包括位于盖上的第二突出部以及位于盖上的第三突出部。第二突出部和第三突出部可以配置为朝向基座延伸。镜阵列还可以包括第一静止框架弯曲部和第二静止框架弯曲部。第一静止框架弯曲部和第二静止框架弯曲部使可移动框架悬置于静止框架。第二突出部可以配置为在第一方向上与第一静止框架弯曲部重叠，并且第三突出部也可以配置为在第一方向上与第二静止框架弯曲部重叠。第二突出部也可以定位成与第一静止框架弯曲部隔开一预定距离。第二突出部与第一静止框架弯曲部之间的预定距离介于3μm至15μm之间。第三突出部也可以定位成与第二静止框架弯曲部隔开一预定距离。第三突出部与第二静止框架弯曲部之间的预定距离也介于3μm至15μm之间。第二突出部和第三突出部可以定位成使得第二突出部和第三突出部在第一方向上不与中央平台重叠。

5、镜阵列还可配置为包括位于基座上的第四突出部以及位于基座上的第五突出部。第一突出部可以位于第四突出部与第五突出部之间。此外，第四突出部可以配置为支撑第一支撑构件，而第五突出部配置为支撑第二支撑构件。中央平台还可以包括朝向第一突出部延伸的底部部分，其中，该底部部分位于第一支撑构件与第二支撑构件之间。

6、本公开的另一方面提供了一种镜阵列。该镜阵列包括可移动镜以及覆盖可移动镜的盖晶圆。可移动镜还包括：静止框架，包括腔体；可移动框架，位于腔体中；以及中央平台，位于腔体中。可移动框架可以通过第一静止框架弯曲部和第二静止框架弯曲部悬置于静止框架。镜阵列还可以包括位于盖晶圆上的第一突出部。第一突出部朝向可移动镜延伸。

7、本公开的实现方式可以包括以下可选特征中的一者或多者。第一突出部可以在第一方向上与第一静止框架弯曲部重叠。在第一突出部与第一静止框架弯曲部之间可以设置有间隙，该间隙介于3μm至15μm之间。镜阵列还可以包括位于盖晶圆上的第二突出部。第二突出部可以定位成在第一方向上与第二静止框架弯曲部重叠。在第二突出部与第二静止框架弯曲部之间可以设置有间隙，该间隙介于3μm至15μm之间。

8、镜阵列还可以配置为包括基座晶圆以及位于基座晶圆上的第三突出部。第三突出部也可以在第一方向上与中央平台重叠。第三突出部也可以与中央平台的底部部分隔开预定距离，该预定距离诸如介于3μm和15μm。

9、前面的总体描述以及下面的详细描述都仅是示例性的和说明性的，并且不限制所要求保护的本公开的实施方式。

10、援引加入

11、本说明书中提到的所有出版物、专利和专利申请都通过引证并入本文，其程度与每个单独的出版物、专利或专利申请被具体地且单独地指出通过引证并入本文的程度一样。

12、1996年3月26日授予laermer等人的us 5,501,893 a；

13、1997年6月3日授予grieff等人的us 5,635,739 a；

14、1997年12月9日授予knipe等人的us 5,696,619 a；

15、2002年8月6日授予little等人的us 6,430,333 bl；

16、2003年12月16日授予hung等人的us 6,664,706 bl；

17、2005年7月5日授予novotny等人的us 6,914,711 b2；

18、2006年8月15日授予kim等人的us 7,092,141 b2；

19、2007年8月28日授予adams等人的us 7,261,826 b2；

20、2008年2月12日授予noh等人的us 7,330,297 b2；以及

21、1998年12月31日授予behin等人的“用于光纤开关的磁致动微型镜”。

技术特征：

1.一种镜阵列，包括：

2.根据权利要求1所述的镜阵列，其中，所述中央平台包括面向所述第一突出部的底部部分。

3.根据权利要求2所述的镜阵列，其中，所述第一突出部与所述中央平台的底部部分隔开一预定距离。

4.根据权利要求3所述的镜阵列，其中，所述预定距离介于3μm至15μm之间。

5.根据权利要求1所述的镜阵列，还包括：

6.根据权利要求5所述的镜阵列，还包括：

7.根据权利要求6所述的镜阵列，其中，所述第二突出部在所述第一方向上与所述第一静止框架弯曲部重叠，并且其中，所述第三突出部在所述第一方向上与所述第二静止框架弯曲部重叠。

8.根据权利要求6所述的镜阵列，其中，所述第二突出部与所述第一静止框架弯曲部隔开一预定距离。

9.根据权利要求8所述的镜阵列，其中，所述预定距离介于3μm至15μm之间。

10.根据权利要求6所述的镜阵列，其中，所述第三突出部与所述第二静止框架弯曲部隔开一预定距离。

11.根据权利要求10所述的镜阵列，其中，所述预定距离介于3μm至15μm之间。

12.根据权利要求5所述的镜阵列，其中，所述第二突出部和所述第三突出部在所述第一方向上不与所述中央平台重叠。

13.根据权利要求1所述的镜阵列，还包括：

14.根据权利要求13所述的镜阵列，其中，所述第四突出部配置为支撑第一支撑构件，并且其中，所述第五突出部配置为支撑第二支撑构件。

15.根据权利要求14所述的镜阵列，其中，所述中央平台包括朝向所述第一突出部延伸的底部部分，并且其中，所述底部部分位于所述第一支撑构件与所述第二支撑构件之间。

16.一种镜阵列，包括：

17.根据权利要求16所述的镜阵列，其中，所述第一突出部在第一方向上与所述第一静止框架弯曲部重叠。

18.根据权利要求16所述的镜阵列，其中，所述第一突出部与所述第一静止框架弯曲部之间的间隙介于3μm至15μm之间。

19.根据权利要求16所述的镜阵列，还包括位于所述盖晶圆上的第二突出部，其中，所述第二突出部在第一方向上与所述第二静止框架弯曲部重叠。

20.根据权利要求19所述的镜阵列，其中，所述第二突出部与所述第二静止框架弯曲部之间的间隙介于3μm至15μm之间。

21.根据权利要求16所述的镜阵列，还包括：

22.根据权利要求21所述的镜阵列，其中，所述第三突出部与所述中央平台的底部部分隔开一预定距离。

23.根据权利要求22所述的镜阵列，其中，所述预定距离介于3μm至15μm之间。

24.一种镜阵列的制造方法，所述方法包括：

25.根据权利要求24所述的镜阵列的制造方法，其中，形成所述盖包括：

26.根据权利要求25所述的镜阵列的制造方法，还包括：

27.根据权利要求24所述的镜阵列的制造方法，其中，形成所述基座包括：

28.根据权利要求27所述的镜阵列的制造方法，还包括：

技术总结一种镜阵列，包括盖、基座以及位于盖与基座之间的可移动镜。可移动镜包括具有腔体的静止框架、位于腔体中的可移动框架以及位于腔体中的中央平台。镜阵列还包括位于基座晶圆上的第一突出部。第一突出部在第一方向上与中央平台重叠。技术研发人员：斯科特·A·米勒受保护的技术使用者：卡利恩特科技公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13