【技术实现步骤摘要】
MEMS器件和自动聚焦系统
本公开涉及一种微机电(“微机电系统”,MEMS)器件,其包括膜和能够控制膜的弯曲的致动器。
技术介绍
已知的MEMS致动器至少部分地由半导体材料制成。这种微机电致动器使得能够将不同类型的能量形式转换成机械能量。特别地,已知压电致动的MEMS器件,其中压电材料的薄层在MEMS器件的悬置部分例如悬臂或膜上方延伸。向压电层施加电场在压电层上产生应力并且随后产生MEMS器件的悬置部分的弹性变形。在这种类型的MEMS器件中,由于在制造MEMS器件的工艺结束时所出现的残余应力的存在,悬置部分的初始位置,也即是在没有施加到压电层的电场的情况下悬置部分所假定的位置,难以控制。对于这些MEMS器件的各种应用,诸如射频开关(“RF开关”)或具有可重新配置的聚焦透镜的光学器件,在没有施加到对应压电层的外部电场的情况下,优选的是该悬置部分处于设计阶段所定义的已知初始位置中,例如处于没有残余应力的情况下所假定的位置中。例如,在射频开关的情况下,悬置部分可以是可变形的,以便通过施加电压控制信号以已知的方式打开或关闭电路中的电连接;由于残余应力引起的悬置部分的初始位置中的不希望的改变意味着产生打开或关闭电连接所需的悬置部分的弹性变形所需的电压不同于在设计阶段所定义的电压。例如,所需的电压可能大于在设计阶段所指定的电压;所需的电压甚至可能大于可以被施加到悬置部分的最大电压,在这种情况下,提供所期望的电连接是不可能的。图1和图2A示意性地示出了从上方观察的已知类型的光学器件1,以及由三个轴x、y、z形成的正交参考系统。光学器件1相关于光轴O具有圆柱对称性。光学器 ...
【技术保护点】
1.一种MEMS器件,其特征在于,包括:支撑体,至少部分地由半导体材料形成;第一腔体,在所述支撑体内延伸;膜,包括第一表面和与所述第一表面相对的第二表面,并且所述膜包括在所述第一表面上固定到所述支撑体的周边部分和在所述第一腔体上方延伸的悬置部分;突出区域,固定到所述膜的所述第一表面;第一可变形结构,在所述膜的所述悬置部分的所述第二表面上方延伸,与所述膜的所述悬置部分的中心部分相隔一段距离,所述第一可变形结构相对于所述突出区域而朝向所述膜的所述周边部分横向突出,并且所述突出区域相对于所述第一可变形结构而朝向所述膜的所述悬置部分的中心部分横向突出,所述第一可变形结构以电可控制的方式是可变形的,以致使所述膜的所述悬置部分的变形,从而致使所述悬置部分的中心部分沿第一方向平移;和第二可变形结构,至少部分地在所述膜的所述悬置部分的第二表面上方延伸,所述第二可变形结构在所述膜的所述周边部分的方向上从所述第一可变形结构横向偏移,所述第二可变形结构以电可控制的方式是可变形的,以致使所述膜的所述悬置部分的变形,从而致使所述悬置部分的中心部分沿不同于所述第一方向的第二方向平移。
【技术特征摘要】
2017.08.07 IT 1020170000912261.一种MEMS器件,其特征在于,包括:支撑体,至少部分地由半导体材料形成;第一腔体,在所述支撑体内延伸;膜,包括第一表面和与所述第一表面相对的第二表面,并且所述膜包括在所述第一表面上固定到所述支撑体的周边部分和在所述第一腔体上方延伸的悬置部分;突出区域,固定到所述膜的所述第一表面;第一可变形结构,在所述膜的所述悬置部分的所述第二表面上方延伸,与所述膜的所述悬置部分的中心部分相隔一段距离,所述第一可变形结构相对于所述突出区域而朝向所述膜的所述周边部分横向突出,并且所述突出区域相对于所述第一可变形结构而朝向所述膜的所述悬置部分的中心部分横向突出,所述第一可变形结构以电可控制的方式是可变形的,以致使所述膜的所述悬置部分的变形,从而致使所述悬置部分的中心部分沿第一方向平移;和第二可变形结构,至少部分地在所述膜的所述悬置部分的第二表面上方延伸,所述第二可变形结构在所述膜的所述周边部分的方向上从所述第一可变形结构横向偏移,所述第二可变形结构以电可控制的方式是可变形的,以致使所述膜的所述悬置部分的变形,从而致使所述悬置部分的中心部分沿不同于所述第一方向的第二方向平移。2.根据权利要求1所述的MEMS器件,其特征在于,所述突出区域的厚度大于所述膜的厚度的两倍。3.根据权利要求2所述的MEMS器件,其特征在于,所述第一可变形结构包括由压电材料形成的至少一个内部可变形区域或者对应的具有不同热膨胀系数的材料的重叠区域对;和所述第二可变形结构包括由压电材料形成的至少一个外部可变形区域或者对应的具有不同热膨胀系数的材料的重叠区域对。4.根据权利要求3所述的MEMS器件,其特征在于,所述内部可变形区域围绕所述膜的所述悬置部分的中心部分,并且其中所述外部可变形区域以一段距离围绕所述内部可变形区域。5.根据权利要求3所述的MEMS器件,其特征在于,所述第一可变形结构包括多个内部可变形区域,所述多个内部可变形区域围绕所述膜的所述悬置部分的中心部分布置;和所述第二可变形结构包括多个外部可变形区域,所述内部可变形区域和所述外部可变形区域成角度地相互交叉。6.根据权利要求5所述的MEMS器件,其特征在于,所述膜的所述悬置部分的中心部分具有对称轴线,并且其中所述内部可变形区域最接近所述对称轴线并且与所述对称轴线间隔开第一距离,并且其中最接近所述膜的所述周边部分的对称轴线的点与所述对称轴线间隔开第二距离,并且其中所述第一距离大于所述第二距离的三分之二。7.根据权利要求6所述的MEMS器件,其特征在于,所述至少一个内部可变形区域和所述至少一个外部可变形区域是相同的压电材料。8.根据权利要求7所述的MEMS器件,其特征在于,所述压电材料是单晶态型压电材料。9.根据权利要求8所述的MEMS器件,其特征在于,所述压电材料是PZT。10.根据权利要求1所述的MEMS器件,其特征在于,还包括延伸通过所述膜的孔,并且其中所述突出区域界定延伸通过所述突出区域的整个厚度的第二腔体,所述第二腔体面向所述孔。11.根据权利要求10所述的MEMS器件,其特征在于,还包括光学耦合到所述孔和所述次腔体的透镜,并且其中所述透镜机械地耦合到所述膜并且响应于所述膜的变形而变形。12.一种自动聚焦系统,其特征在于,包括:MEMS器件,被配置为接收光信号,所述器件包括:支撑体,包括第一表面和第二表面;第一腔体,在所述支撑体内从所述第一表面延伸到所述第二表面,在所述腔体的中心定义对称轴线;膜,包括具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面的周边部分,所述膜包括在所述第一表面处附接到所述支撑体的所述第一表面的周边部分,并且包括在所述第一腔体上方延伸的悬置部分;第一可变形结构,在所述膜的所述悬置部分的所述第二表面上;突出区域,在所述膜的所述悬置部分的所述第一表面上,所述突出区域与所述第一可变形结构部分重叠,并且所述突出区域朝向对称轴线横向延伸超过所述第一可变形结构;第二可变形结构,在所述膜的至少所述周边部分的所述第二表面上,所述第二可变形结构与所述第一腔体重叠并且在朝向所述膜的所述周边部分的方向上从所述第一可变形结构横向偏移;和透镜,光学耦合到所述第一腔体...
【专利技术属性】
技术研发人员:D·帕希,D·朱斯蒂,I·马蒂尼,
申请(专利权)人:意法半导体股份有限公司,
类型:新型
国别省市:意大利,IT
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