[发明专利]一种二维扫描微镜

说明书

技术领域

本发明涉及微机电系统(MEMS:Micro-electromechanical Systems)技术领域，具体涉及一种具有分布式弹性结构的微镜。

背景技术

微镜是基于半导体微加工技术的光学装置。由于具有体积小、扫描频率高和能耗低的特点，微镜在激光雷达、激光扫描投影、内窥镜、光开关和红外光谱仪等领域，拥有广泛的应用前景。其中激光雷达和激光扫描投影等应用需要将激光在两个互相垂直的方向上进行扫描，在这样的应用情境下，使用具有二维扫描能力的微镜是最好的选择。

微镜的驱动手段分为多种，其中静电驱动微镜工艺简单、结构紧凑，具有最广阔的应用前景。通常，二维静电驱动微镜使用平衡架结构，其中快轴扫描模式的动梳齿和静梳齿都位于微镜的可动部分上，必须要对外框架进行深槽刻蚀以实现该梳齿对的电隔离。然而刻蚀槽的存在会影响外框架的机械强度，通常需要先沉积二氧化硅绝缘层，再基于LPCVD技术将刻蚀槽用多晶硅填平，最后使用化学机械研磨去除沉积到刻蚀槽外的物质。相对于简单的一维扫描微镜，上述操作大大增加了二维扫描微镜的加工工艺难度和成本，对产品良率也构成威胁。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明提出一种二维扫描微镜及其制造方法，其具体技术方案如下：

本发明的第一方面，提供一种二维扫描微镜，所述微镜包括：镜面和外框架，所述镜面和外框架之间通过第一扭转轴相连，所述第一扭转轴定义第一方向；所述外框架具有沿着第二方向，向所述外框架两侧延伸的横梁，所述横梁末端具有沿着第二方向延伸第二扭转轴；所述第二扭转轴与固定锚点连接，通过所述固定锚点上的焊盘与外电路实现电连接；所述横梁的两侧均设置有动梳齿，静梳齿与动梳齿交错设置，并布置在横梁外侧的焊盘上，静梳齿与动梳齿构成第一梳齿对结构。

本发明的第二方面，提供一种二维扫描微镜，所述微镜包括：镜面和外框架，所述镜面和外框架之间通过第一扭转轴相连，所述第一扭转轴定义第一方向；所述外框架具有沿着第二方向，向所述外框架两侧延伸的横梁，所述横梁末端具有沿着第二方向延伸第二扭转轴；所述第二扭转轴与固定锚点连接，通过所述固定锚点上的焊盘与外电路实现电连接；所述横梁的一侧均设置有单侧动梳齿，与所述横梁对应的横梁区焊盘上设置有与所述动梳齿交错设置的单侧静梳齿，所述单侧静梳齿与所述单侧动梳齿构成第一梳齿对结构。

本发明能够达到的有益效果：

第一，本发明实施例提供的微镜结构，梳齿对都布置在外框架以外，与镜面之间不存在梳齿对，结构更为紧凑。

第二，与驱动梳齿电隔离的探测梳齿可以精确地测定两个维度上镜面的转动幅度。

第三，外框架绕快轴转动的幅度很小，可以有效缓解快轴扫描模式对慢轴扫描模式的调制效应。

第四，在制造过程中无需在外框架上进行深槽刻蚀、填平和化学机械研磨，大大减小了工艺复杂度，降低了成本。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明；

图1是本发明实施例提供的二维微镜结构示意图。

图2是本发明实施例提供的二维微镜结构示意图。

图3是本发明实施例提供的二维微镜结构示意图。

图4是本发明实施例提供的二维微镜结构示意图。

图5是本发明实施例提供的二维微镜结构示意图。

图6是本发明实施例提供的二维微镜结构示意图。

图7是本发明实施例提供的二维微镜结构示意图。

图8是本发明实施例提供的二维微镜结构示意图。

图9是本发明实施例提供的二维微镜结构示意图。

图10是本发明实施例提供的二维微镜结构示意图。

图11是本发明实施例提供的二维微镜结构示意图。

图12是本发明实施例提供的二维微镜结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例一：