[发明专利]一种大尺寸MEMS微镜结构及制作方法

说明书

本发明公开了一种大尺寸MEMS微镜结构。该大尺寸MEMS微镜结构包括MEMS微镜，MEMS微镜包括偏转机构，所述偏转机构的底部开设有若干个空腔，偏转机构的两端设置有连接部，连接部的端部通过转轴连接有驱动机构，驱动机构的底部设置有底座，底座开设有供偏转机构翻转的第一真空腔，驱动机构的两侧设置有驱动电极，底座设置有与驱动电极连通的TSV结构，所述偏转机构的顶部设置有镜面，镜面的上方设置有光学体，光学体包括与驱动机构固接的基座，基座的底部开设有供偏转机构翻转的第二真空腔，基座的顶部设置有半球体，半球体的投影覆盖偏转机构。本发明解决了现有技术驱动力较小，不能克服大镜面微镜自身具有较大的惯性量的问题。

技术领域

本发明涉及微机电技术领域，特别涉及一种大尺寸MEMS微镜结构及制作方法。

背景技术

现有的MEMS微镜在激光雷达领域有着广泛的应用。对于远距离处目标物的探测一般采用同轴或非同轴光路的方式去实现，而在同轴扫描中都需要MEMS微镜对发射光和接收光进行处理，这使得MEMS微镜需要具有较大的镜面，但较大的镜面会带来较大的惯性量，较大的惯性量限制了MEMS微镜的扫描视角。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种可以减小镜面在运动过程中带来的惯性量，从而能够扩大微镜扫描视角的大尺寸MEMS微镜结构。

为实现上述目的，本发明的大尺寸MEMS微镜结构及制作方法采用的技术方案是：

一种大尺寸MEMS微镜结构及制作方法，包括MEMS微镜，MEMS微镜包括偏转机构，所述偏转机构的底部开设有若干个空腔，偏转机构的两端设置有连接部，连接部的端部通过转轴连接有驱动机构，驱动机构的底部设置有底座，底座开设有供偏转机构翻转的第一真空腔，驱动机构的两侧设置有驱动电极，底座设置有与驱动电极连通的TSV结构，所述偏转机构的顶部设置有镜面，镜面的上方设置有光学体，光学体包括与驱动机构固接的基座，基座的底部开设有供偏转机构翻转的第二真空腔，基座的顶部设置有半球体，半球体的投影覆盖偏转机构。

优先的，所述第一真空腔的竖截面为矩形、梯形、三角形、半圆形中的一种或多种组合，所述第二真空腔的竖截面为矩形、梯形、三角形、半圆形中的一种或多种组合。

优选的，所述底座的顶部至少设置有两个第一定位柱，驱动机构开设有第一定位柱插入的第一定位孔，所述基座的底部至少设置有两个第二定位柱，驱动机构开设有第二定位柱插入的第二定位孔。

优选的，所述底座采用硅片、硅晶圆或玻璃制作。

优选的，所述MEMS微镜的驱动方式可采用静电式或电磁式等。

为实现上述目的，本发明的大尺寸MEMS微镜结构的制作方法采用的技术方案是：

包括如下步骤：

a、制备MEMS微镜；

b、制备底座；

c、制备光学体；

d、整体装配：利用键合/胶粘等物理化学的方式将底座安装于MEMS微镜的底部，利用键合/胶粘等物理化学的方式将光学体安装于MEMS微镜的顶部。

优选的，所述步骤a中MEMS微镜的衬底采用硅晶圆，驱动方式采用静电式，具体步骤包括:

S1：将硅晶圆清洗后减薄到合适的厚度；

S2：在硅晶圆底部的四个拐角处分别刻蚀出一个第一定位孔，在硅晶圆顶部的四个拐角处分别刻蚀出一个第二定位孔；

S3：在硅晶圆上蒸发或溅射金属材料，刻蚀出镜面；

S4：在镜面的相对一侧刻蚀出若干个空腔；

S5：在硅晶圆上刻蚀转子梳齿、定子梳齿以及第一通孔；