IT201900007219A1 - Attuatore mems piezoelettrico per la compensazione di movimenti indesiderati e relativo processo di fabbricazione - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

“ATTUATORE MEMS PIEZOELETTRICO PER LA COMPENSAZIONE DI MOVIMENTI INDESIDERATI E RELATIVO PROCESSO DI FABBRICAZIONE”

La presente invenzione è relativa ad un attuatore MEMS (“Microelectromechanical System”, sistema micro-elettromeccanico) piezoelettrico per la compensazione di movimenti indesiderati e ad un relativo processo di fabbricazione. In particolare, nel seguito si fa riferimento ad un attuatore MEMS piezoelettrico configurato per eseguire la stabilizzazione ottica di un’immagine (“Optical Image Stabilization”, OIS) in dispositivi ottici quali, ad esempio, fotocamere digitali (“Digital Still Cameras”, DSC) in particolare per applicazioni di autofocus, senza che l'invenzione sia limitata a questi.

Come noto, gli attuatori sono dispositivi che convertono una grandezza fisica di un tipo in un'altra di differente tipo; in particolare, la grandezza derivante dalla conversione solitamente comporta una qualche forma di movimento o azione meccanica.

Recentemente, sono stati proposti attuatori di dimensioni micro- e nanometriche, anche chiamati micro- o nano-attuatori, realizzabili con la tecnologia dei semiconduttori (cosiddetti MEMS) e quindi a costi molto contenuti. Tali micro- e nano-attuatori sono utilizzabili in una varietà di dispositivi, in particolare in dispositivi mobili e portatili.

Esempi di microattuatori sono valvole, interruttori, pompe, micromotori lineari e rotativi, dispositivi di posizionamento lineare, altoparlanti, e dispositivi ottici (ad esempio, dispositivi ottici per autofocus).

I microattuatori di tipo noto lavorano essenzialmente secondo quattro principi fisici:

− Elettrostatico: essi sfruttano l'attrazione fra conduttori caricati in modo opposto;

− Termico: essi sfruttano lo spostamento causato dall'espansione o contrazione termica;

− Piezoelettrico: essi sfruttano lo spostamento causato da sforzi ("strain") e stress indotti da campi elettrici; e

− Magnetico: essi sfruttano lo spostamento causato dall'interazione fra diversi elementi presentanti caratteristiche magnetiche, quali magneti permanenti, campi magnetici esterni, materiali magnetizzabili e conduttori di corrente elettrica.

Ciascuna tecnologia presenta vantaggi e limiti per quanto riguarda consumo di potenza, rapidità di movimento, forza esercitata, ampiezza di movimento, profilo di movimento, semplicità di fabbricazione, ampiezza dei segnali elettrici applicati, robustezza e sensibilità, che ne rendono vantaggioso l'uso in talune applicazioni, ma non in altre e determinano, quindi, il campo di utilizzazione.

Di seguito, si considera un dispositivo attuatore in tecnologia MEMS operante secondo un principio piezoelettrico e in particolare in grado di sfruttare la tecnologia MEMS piezoelettrica a film sottile (TFP, “Thin Film Piezo”).

La tecnologia MEMS piezoelettrica a film sottile utilizza attualmente una modalità di attuazione unimorfa, in cui una struttura (ad esempio, una membrana, una trave, detta anche "beam", o una trave a sbalzo, detta anche "cantilever"), formata generalmente da almeno due strati sovrapposti, viene piegata per effetto di variazioni nello sforzo applicato. In questo caso, si ha un’alterazione controllata dello sforzo in uno degli strati, chiamato strato attivo, che provoca uno sforzo passivo nell'altro o negli altri strati, chiamati anche strati inattivi o passivi, con conseguente flessione della struttura.

Tale tecnica viene usata vantaggiosamente per piegare la membrana, la trave o la trave a sbalzo nelle applicazioni in cui è desiderato un movimento in verticale, ovvero in direzione perpendicolare al piano di giacitura della struttura, ad esempio in testine di stampa a getto di liquido, sistemi di autofocus, micro-pompe, microinterruttori e altoparlanti.

Ad esempio, nelle figure 1A e 1B è mostrata una trave a sbalzo 1 vincolata ad una prima estremità 2 e libera di flettersi ad una seconda estremità 3. La trave 1 è qui formata da una pila di strati includenti uno strato portante 5, ad esempio di un materiale semiconduttore di un primo tipo di conducibilità, ad esempio di tipo P; uno strato attivo 6, ad esempio di materiale piezoelettrico (PZT); e uno strato superiore 7, ad esempio di un materiale semiconduttore di un secondo tipo di conducibilità, ad esempio di tipo N.

In presenza di una polarizzazione inversa, come mostrato in figura 1B, il campo elettrico applicato provoca sforzi nella trave 1 che danno origine ad un movimento della seconda estremità 3 verso il basso.

Un esempio di realizzazione di un attuatore piezoelettrico MEMS applicato ad un generico dispositivo ottico è mostrato nelle figure 2A e 2B. Qui, il dispositivo ottico, indicato con 10, comprende una parte deformabile o membrana 15, ad esempio di vetro (ad esempio BPSG, “BoroPhosphoSilicate Glass”, vetro borofosfosilicato), poggiante, attraverso un elemento a lente 11 (ad esempio di materiale polimerico), su un supporto 12, ad esempio anch'esso di vetro; la membrana 15, inoltre, porta due regioni piezoelettriche 13, disposte a distanza reciproca.

In assenza di polarizzazione, figura 2A, la membrana 15 e l'elemento a lente 11 presentano superfici planari e non modificano il percorso di un fascio di luce 16 che li attraversa. Quando le regioni piezoelettriche 13 vengono polarizzate, figura 2B, esse provocano una deformazione della membrana 15. La deformazione della zona centrale della membrana 15 viene trasmessa all'elemento a lente 11, la cui superficie superiore si incurva, modificando il fuoco dell'elemento a lente 11 e quindi il percorso del fascio di luce 16. È così possibile modificare le caratteristiche di trasmissione ottica del dispositivo ottico 10.

È inoltre noto che dispositivi ottici noti, quali le fotocamere digitali, possono essere soggetti, in uso, a movimenti indesiderati indotti dall’esterno, quali, ad esempio, movimenti vibrazionali indotti dal tremolio della mano dell’utente che sta usando la fotocamera digitale.

In particolare, in uso, una o più lenti del dispositivo ottico ricevono un fascio luminoso e lo focalizzano verso un sensore di immagine, alloggiato nel dispositivo ottico; successivamente, il sensore di immagine riceve ed elabora il fascio luminoso focalizzato in modo da generare un’immagine.

Tuttavia, quando il dispositivo ottico è soggetto a movimenti indesiderati, il percorso ottico del fascio luminoso attraverso le lenti verso il sensore di immagine è deviato; conseguentemente, il sensore di immagine riceve il fascio luminoso in una posizione spostata rispetto al caso in cui i movimenti indotti dall’esterno siano assenti. Pertanto, il sensore di immagine può generare un’immagine di bassa qualità, ad esempio sfocata.

Al fine di risolvere tale problema, negli ultimi anni sono stati sviluppati dispositivi ottici integranti attuatori e relativi sistemi di rilevamento configurati per quantificare e compensare i movimenti indesiderati.

Ad esempio, US 9,625,736 descrive un attuatore del tipo schematizzato nelle figure 3A-3B. In particolare, la figura 3A mostra un esempio di una porzione di un dispositivo ottico 30 (ad esempio, una fotocamera digitale) includente un attuatore 40 per la compensazione di movimenti indesiderati indotti dall’esterno e generanti spostamenti lungo un asse X ed un asse Y di un sistema di riferimento cartesiano XYZ. Nell'esempio mostrato, l’attuatore 40 è un motore a bobina mobile (“Voice Coil Motor”, VCM), ovvero un attuatore elettromagnetico.

Il dispositivo ottico 30 comprende una struttura di supporto 32 comprendente un involucro 52 (non visibile in figura 3B per motivi di chiarezza) e un substrato 42 definenti una prima e una seconda superficie 32A, 32B. La struttura di supporto 32 alloggia una prima cavità 34, in comunicazione con l’ambiente esterno mediante un’apertura 36 formata nell'involucro 52 in corrispondenza della prima superficie 32A. In particolare, la cavità 34 alloggia l’attuatore 40.

Il substrato 42, di materiale semiconduttore (ad esempio, polisilicio), presenta un incavo 44 rivolto verso l'esterno della struttura di supporto 32 e alloggiante una prima scheda a circuito stampato 46 (“Printed Circuit Board”, PCB).

La prima scheda a circuito stampato 46 porta un sensore di movimento 48 e un circuito integrato di pilotaggio 49, elettricamente accoppiati tra loro mediante piste conduttive non mostrate.

Un primo, un secondo, un terzo ed un quarto elemento magnetico permanente 51A-51D sono disposti all'interno della struttura di supporto 32 e hanno forma, ad esempio, a parallelepipedo avente spessore ridotto in vista dall’alto (figura 3B). In particolare, il primo ed il secondo elemento magnetico permanente 51A, 51B hanno magnetizzazione opposta fra loro, si estendono su due lati opposti della struttura di supporto 32 e hanno lati lunghi (nella vista dall'alto di figura 3B) paralleli all'asse X del sistema di riferimento cartesiano XYZ; in modo analogo, il terzo ed il quarto elemento magnetico permanente 51C, 51D hanno magnetizzazione opposta fra loro, si estendono su altri due lati opposti della struttura di supporto 32 e hanno lati lunghi (nella vista dall'alto di figura 3B) paralleli all'asse Y del sistema di riferimento cartesiano XYZ.

Gli elementi magnetici permanenti 51A-51D sono disposti lungo le pareti laterali dell'involucro 52, all'interno dello stesso, e circondano a distanza l’attuatore 40.

L'involucro 52 si estende lateralmente e al di sopra degli elementi magnetici permanenti 51A-51D, nonché almeno in parte lateralmente al substrato 42 (figura 3A).

Il dispositivo ottico 30 comprende inoltre un modulo di acquisizione immagine 38 includente un primo ed un secondo modulo ottico 60, 61 coassiali tra loro ed aventi asse ottico S parallelo all’asse Z.

In dettaglio, il primo modulo 60 comprende una prima lente 70, configurata per ricevere un fascio luminoso 72 dall’ambiente esterno. Il secondo modulo 61 comprende seconde lenti 71 (tre mostrate schematicamente in figura 3), otticamente accoppiate alla prima lente 70.

Il modulo di acquisizione immagine 38 è alloggiato in un bariletto (“barrel”) 80, in una cavità 81 di questo.

Inoltre, il dispositivo ottico 30 comprende un secondo circuito stampato 82, accoppiato al bariletto 80 in corrispondenza di una propria superficie superiore 82A in modo da delimitare inferiormente la cavità 81 del bariletto 80. Un sensore di immagine 84 si estende sulla superficie superiore 82A del secondo circuito stampato 82; ad esempio, il sensore di immagine 84 è formato da una matrice di diodi ed è elettricamente accoppiato al secondo circuito stampato 82. Inoltre, il sensore di immagine 84 è operativamente accoppiato al modulo di acquisizione immagine 38; in particolare, il primo ed il secondo modulo ottico 60, 61 sono configurati per focalizzare il fascio luminoso 72 sul sensore di immagine 84.

L’attuatore 40 del dispositivo ottico 30 comprende un corpo magnetico 90 (ad esempio, di materiale ferromagnetico) circondante il bariletto 80 e una bobina 92, estendentesi attorno al corpo magnetico 90 ed accoppiata elettricamente al circuito integrato di pilotaggio 49 mediante piste conduttive (non mostrate).

In uso, quando il dispositivo ottico 30 è soggetto a movimenti indesiderati indotti dall’esterno, il sensore di movimento 48 rileva tali movimenti e genera un segnale elettrico, il quale è tramesso al circuito integrato di pilotaggio 49; il circuito integrato di pilotaggio 49 elabora tale segnale elettrico e determina, ad esempio, magnitudine e direzione della forza generata dai movimenti sul dispositivo ottico 30.

Sulla base delle informazioni elaborate, il circuito integrato di pilotaggio 49 genera una corrente che è trasmessa alla bobina 92 per movimentare la struttura di rilevamento immagine 38 lungo gli assi X e Y.

In dettaglio, e in modo di per sé noto, per effetto del passaggio della corrente nella bobina 92, una forza di Lorentz agisce tra l’attuatore 40 e gli elementi magnetici permanenti 51A-51D e causa il movimento del modulo di acquisizione immagine 38, insieme al bariletto 80 e al secondo circuito stampato 82, verso il primo o il secondo elemento magnetico permanente 51A, 51B (movimento lungo X) e/o verso il terzo o il quarto elemento magnetico permanente 51C, 51D (movimento lungo Y).

Di conseguenza, il fascio luminoso 72 viene deviato di un angolo correlato alla magnitudine della forza di Lorentz, compensando i movimenti indesiderati.

L’attuatore 40 del dispositivo ottico 30 consente di eseguire una correzione del percorso ottico del fascio luminoso 72 di un angolo che, per fotocamere digitali di livello medio, è di ad esempio, ±0,75° e, per fotocamere digitali professionali, è, ad esempio, di ±1,50°.

Tuttavia, dispositivi ottici del tipo mostrato in figura 3 hanno alcuni svantaggi.

In particolare, l’attuatore 40 movimenta il modulo di acquisizione immagine 38 con una velocità limitata, in quanto l’attuazione elettromagnetica è lenta.

Inoltre, la corrente richiesta dalla bobina 92 dell’attuatore 40 per generare una forza di Lorentz sufficiente da compensare i movimenti indesiderati indotti dall’esterno è elevata (ad esempio, compresa tra 50 mA e 80 mA).

Scopo della presente invenzione è mettere a disposizione un attuatore MEMS e un relativo processo di fabbricazione che superino gli inconvenienti della tecnica nota.

Secondo la presente invenzione vengono realizzati un attuatore MEMS e un relativo processo di fabbricazione, come definiti nelle rivendicazioni allegate.

Per una migliore comprensione della presente invenzione, ne vengono ora descritte forme di realizzazione, a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:

- le figure 1A e 1B mostrano viste laterali semplificate di un attuatore MEMS di tipo piezoelettrico noto in condizione, rispettivamente, di riposo e di deformazione;

- le figure 2A e 2B mostrano viste laterali semplificate di un altro attuatore MEMS di tipo piezoelettrico noto, utilizzato in un dispositivo ottico in condizione, rispettivamente, di riposo e di deformazione;

- la figura 3A è una sezione trasversale schematica di un dispositivo ottico di tipo noto;

- la figura 3B è una vista dall’alto schematica e con parti asportate del dispositivo ottico di figura 3A;

- la figura 4 mostra una vista dall’alto del presente attuatore MEMS secondo una prima forma di realizzazione;

- la figura 5 è una vista dal basso in prospettiva dell’attuatore MEMS di figura 4;

- la figura 6 è una sezione longitudinale di una parte dell’attuatore MEMS di figura 4, presa lungo la linea di sezione VI-VI di figura 4;

- le figure 7 e 8 sono viste prospettiche dell’attuatore MEMS di figura 4, in differenti posizioni operative;

- la figura 9 è una vista dall’alto del presente attuatore MEMS secondo un’altra forma di realizzazione;

- la figura 10 è una vista dall’alto del presente attuatore MEMS secondo un’ulteriore forma di realizzazione; e

- le figure 11-15 mostrano sezioni trasversali attraverso una porzione dell’attuatore MEMS delle figure 3, 9 e 10, in fasi di fabbricazione successive.

Le figure 4-6 mostrano schematicamente un attuatore MEMS 100, di tipo piezoelettrico. In particolare, l’attuatore MEMS 100 è configurato per essere integrato dispositivi ottici, ad esempio per autofocus, e consente di compensare movimenti indesiderati.

L'attuatore MEMS 100 è formato da un corpo 101 monolitico di materiale semiconduttore (ad esempio, polisilicio) di forma generalmente parallelepipeda dotata di una prima ed una seconda superficie maggiore 100A e 100B e spessore ridotto (in direzione parallela ad un asse cartesiano Z di un sistema di riferimento cartesiano XYZ). Nella forma di realizzazione delle figure 4-6, l'attuatore MEMS 100 ha (in vista dall'alto) forma quadrata, con lato di, ad esempio, 7 mm×7 mm e profondità (in direzione Z) di, ad esempio, 710 µm.

Il corpo 101 dell’attuatore MEMS 100 comprende una porzione portante 102, avente, in vista dall’alto (figura 4), forma quadrangolare (ad esempio, quadrata); un primo telaio 104, circondante la porzione portante 102, avente forma, in vista dall’alto, poligonale (ad esempio, di esagono allungato) ed accoppiato alla porzione portante 102 mediante primi elementi deformabili 115; e un secondo telaio 108, circondante il primo telaio 104, avente, in vista dall’alto, forma quadrangolare (ad esempio, quadrata) ed accoppiato al primo telaio 104 mediante secondi elementi deformabili 116. Il secondo telaio 108 è qui ruotato di 45° rispetto al primo telaio 104.

In particolare, nella forma di realizzazione mostrata nelle figure 4-6, le due diagonali del secondo telaio 108 formano un primo e un secondo asse di simmetria A, B, trasversali (in particolare, perpendicolari) tra loro, della porzione portante 102, costituenti anche assi di simmetria per il primo telaio 104 che è allungato in direzione del primo asse di simmetria A. In particolare, il primo telaio 104 presenta due lati lunghi 104A, paralleli fra loro e al primo asse di simmetria A, e quattro lati corti 104B (paralleli a due a due) trasversali rispetto agli assi di simmetria A, B (qui posti a 45°). I lati lunghi 104A del primo telaio 104 sono quindi trasversali (a 45°) rispetto ai lati del secondo telaio 108 e i lati corti 104B del primo telaio 104 sono paralleli (a due a due) ai lati del secondo telaio 108.

In particolare, gli assi di simmetria A, B si intersecano in un centro O e giacciono in un piano XY del sistema di riferimento cartesiano XYZ, assimilabile alle superfici maggiori 100A, 100B dell'attuatore MEMS 100, data la profondità trascurabile di questo (lungo l'asse Z).

La porzione portante 102 ha una un'apertura 120, avente forma, ad esempio, circolare con centro O, coincidente con il centro del secondo telaio 108 e dell'attuatore MEMS 100.

L'attuatore MEMS 100 porta una lente 125, di materiale trasparente (ad esempio, vetro quale BPSG, ossido di silicio oppure PSG), fissata, ad esempio incollata, alla porzione portante 102 sulla seconda superficie 100B dell'attuatore, e qui di forma parallelepipeda. In maggior dettaglio, l'apertura 120 è configurata per consentire, in uso, il passaggio di un fascio luminoso attraverso la lente 125.

I primi elementi deformabili 115 comprendono un primo ed un secondo elemento a molla 106, 107; inoltre, i secondi elementi deformabili 116 comprendono terzi e quarti elementi a molla 110, 111.

Il primo ed il secondo elemento a molla 106, 107 sono simmetrici uno all'altro rispetto al secondo asse di simmetria B, sono fissati alla porzione portante 102 mediante rispettive prime estremità 106A, 107A e sono fissati al primo telaio 104 mediante rispettive seconde estremità 106B, 107B. Nella forma di realizzazione mostrata nelle figure 4 e 5, il primo ed il secondo elemento a molla 106, 107 hanno forma a serpentina.

In particolare, ciascun primo e secondo elemento a molla 106, 107 comprende rispettivi primi e secondi bracci deformabili 130, 132, e rispettivi primi e secondi bracci di collegamento 131, 133, estendentisi parallelamente fra loro e al secondo asse di simmetria B, nonché perpendicolarmente al primo asse di simmetria A. I primi e secondi bracci di collegamento 131, 133 sono interposti fra due rispettivi primi e secondi bracci deformabili 130, 132 successivi tra loro lungo la forma a serpentina (in una direzione parallela al primo asse di simmetria A). In particolare, ciascun braccio di collegamento 131, 133 collega estremità successive dei bracci deformabili 130, 132 disposte su lati opposti del primo asse di simmetria A.

Analogamente, il terzo ed il quarto elemento a molla 110, 111 sono simmetrici uno all'altro rispetto al primo asse di simmetria A e sono fissati al primo telaio 104 mediante rispettive prime estremità 110A, 111A e al secondo telaio 108 mediante rispettive seconde estremità 110B, 111B. Nella forma di realizzazione mostrata nelle figure 4 e 5, anche il terzo ed il quarto elemento a molla 110, 111 hanno forma a serpentina.

Analogamente al primo e al secondo elemento a molla 106, 107, ciascun terzo e quarto elemento a molla 110, 111 comprende rispettivi terzi e quarti bracci deformabili 140, 142 e rispettivi terzi e quarti bracci di collegamento 141, 143, estendentisi parallelamente fra loro e al primo asse di simmetria A, nonché perpendicolarmente al secondo asse di simmetria B. I terzi e i quarti bracci di collegamento 141, 143 sono interposti fra rispettivi terzi e quarti bracci deformabili 140, 142 successivi (in una direzione parallela al secondo asse di simmetria B) in modo da formare la struttura a serpentina.

Le prime estremità 106A, 107A del primo e del secondo elemento a molla 106, 107 sono fissate alla porzione portante 102 in posizione simmetrica rispetto al secondo asse di simmetria B, distanziate dal e sullo stesso lato del primo asse di simmetria A, ad esempio in prossimità del terzo elemento a molla 110. Inoltre, le seconde estremità 106B, 107BA del primo e del secondo elemento a molla 106, 107 sono fissate al primo telaio 104 in corrispondenza di due rispettivi lati corti 104B, in posizione simmetrica rispetto al secondo asse di simmetria B, distanziate dal e sullo stesso lato del primo asse di simmetria A, qui in prossimità del quarto elemento a molla 111.

Analogamente, le prime estremità 110AB, 111A del terzo e del quarto elemento a molla 110, 111 sono fissate al primo telaio 104 in corrispondenza di due rispettivi lati lunghi 104A, in posizione simmetrica rispetto al primo asse di simmetria A, distanziate dal e sullo stesso lato del secondo asse di simmetria B, ad esempio adiacente al primo elemento a molla 106. Inoltre, le seconde estremità 110B, 111B del terzo e quarto elemento a molla 110, 111 sono fissate al secondo telaio 108 in posizione simmetrica rispetto al primo asse di simmetria A, distanziate dal e sullo stesso lato del secondo asse di simmetria B, qui in posizione adiacente al secondo elemento a molla 107.

Data la disposizione dei bracci deformabili 130, 132, 140, 142 e dei bracci di collegamento 131, 133, 141, 143 trasversalmente ai lati del secondo telaio 108, in prossimità degli spigoli di questo, essi presentano lunghezze variabili, come visibile dalle figure 4 e 5.

Come visibile in particolare in figura 5, i bracci deformabili 130, 132, 140, 142 presentano spessore inferiore al resto del corpo 101, tranne che alle proprie estremità, in modo da avere elevata flessibilità, come descritto in dettaglio in seguito con riferimento alla figura 6. Ad esempio, essi possono presentare spessore di compreso tra 4 µm e100 µm, in particolare qui di 80 µm.

Ciascuno dei bracci deformabili 130, 132, 140, 142 porta una rispettiva banda 150 di materiale piezoelettrico, ad esempio, di una ceramica a base di titanato-zirconato di piombo (PZT) o di nitruro di alluminio (AlN).

La figura 6 mostra la struttura del primo braccio deformabile 130; tale struttura è identica anche per i bracci deformabili 132, 140, 142. Inoltre, la figura 6 mostra anche una porzione del primo telaio 104 (in particolare, di uno dei lati lunghi 104A).

In dettaglio, il braccio deformabile 130 comprende una prima ed una seconda porzione di substrato 702A, 702B, delimitanti lateralmente una cavità 810. Il lato lungo 104AB comprende una terza porzione di substrato 702C, delimitante lateralmente, insieme al secondo elemento di substrato 702B, una trincea 755.

Un primo strato isolante 704, ad esempio di ossido di silicio, si estende sulle porzioni di substrato 702A-702C.

Uno strato di membrana 706, di materiale semiconduttore (ad esempio, polisilicio), si estende sul primo strato isolante 704; in particolare, esso è parzialmente sospeso sulla cavità 810, in modo da formare qui una membrana 812 (porzione di spessore ridotto visibile anche in figura 5).

Un secondo strato isolante 180, ad esempio di ossido di silicio, si estende almeno in parte sullo strato di membrana 706.

La banda 150 si estende sul secondo strato isolante 180; in particolare, la prima banda 150 comprende una pila formata da un primo elettrodo 171, una regione piezoelettrica 172 e un secondo elettrodo 173. In modo di per sé noto, la banda 150 forma un condensatore. In uso, il primo elettrodo 171 viene collegato ad un potenziale di riferimento (ad esempio a massa) e il secondo elettrodo 173 viene collegato ad un generatore di tensione 200 mediante prime piste conduttive 210 (mostrate schematicamente in figura 4).

Un primo strato di passivazione 730, ad esempio di ossido di alluminio, si estende sul primo strato isolante 180 e sul primo e sul secondo elettrodo 171, 173, nonché lateralmente alla regione piezoelettrica 172; inoltre, un secondo strato di passivazione 732, ad esempio di USG (“Undoped Silicon Glass”, vetro di silicio non drogato), si estende sul primo strato di passivazione 730. In particolare, il primo e il secondo strato di passivazione 730, 732 sono attraversati da una prima ed una seconda apertura di contatto 740, 741, le quali espongono, rispettivamente, porzioni del primo ed del secondo elettrodo 171, 173 della banda 150.

Un primo ed un secondo strato di metallizzazione 734A, 734B, di materiale conduttivo si estendono sul secondo strato di passivazione 732 e nelle aperture di contatto 740, 741, in modo da contattare elettricamente il primo e il secondo elettrodo 171, 173.

Un terzo strato di passivazione 736, ad esempio di nitruro, si estende sul secondo strato di passivazione 732 e sul primo e sul secondo strato di metallizzazione 734A, 734B. Il terzo strato di passivazione 736 è attraversato da una terza apertura di contatto 750, la quale espone una porzione del primo strato di metallizzazione 734A.

Uno strato di contatto 752, di materiale conduttivo (ad esempio, oro, Au), si estende sul terzo strato di passivazione 736 e riempie la terza apertura di contatto 750 in modo da contattare elettricamente il primo strato di metallizzazione 734A.

Con riferimento nuovamente alla figura 4, le bande 150 dei primi e secondi bracci deformabili 130, 132 sono polarizzate dal primo generatore di tensione 200 mediante le prime piste conduttive 210 e le bande 150 dei terzi e quarti bracci deformabili 140, 142 vengono collegate elettricamente ad un secondo generatore di tensione 202 mediante seconde piste conduttive 212 (mostrate schematicamente in figura 4).

L'applicazione di una tensione di attuazione statica (ad esempio pari a 40 V) alle bande 150 dei terzi e quarti bracci deformabili 140, 142 provoca la deflessione di questi fuori dal piano XY verso l'alto; inoltre, data la mancanza di polarizzazione dei terzi e dei quarti bracci di collegamento 141, 143, essi non vengono deformati ma ruotano rigidamente con i terzi e i quarti bracci deformabili 140, 142 rispettivamente. Pertanto, grazie anche alla forma a serpentina del terzo e del quarto elemento a molla 110, 111, il primo telaio 104, il primo elemento a molla 106, il secondo elemento a molla 107 e la porzione portante 102 ruotano approssimativamente intorno al secondo asse di simmetria B, come mostrato in figura 7 (nella quale l’attuatore MEMS 100 è mostrato ruotato di 90° in senso antiorario rispetto alla vista dall’alto di figura 5).

Analogamente, applicando una tensione di attuazione statica (ad esempio pari a 40 V) alle bande 150 dei primi e dei secondi bracci deformabili 130, 132, è possibile ottenere la rotazione rigida dei primi e dei secondi bracci di collegamento 131, 133 rispettivamente con i primi e i secondi bracci deformabili 130, 132, nonché la rotazione della porzione portante 102 approssimativamente intorno al primo asse di simmetria A, come mostrato in figura 8 (nella quale l’attuatore MEMS 100 è mostrato ruotato di 90° in senso antiorario rispetto alla vista dall’alto di figura 5).

Polarizzando contemporaneamente tutte le bande 150 e modulando la tensione di attuazione applicata ad esse ̧ è possibile ruotare la porzione portante 102 intorno ad entrambi gli assi di rotazione A, B con angolo selezionabile (fino ad un valore massimo di, ad esempio, 1,2°).

La figura 9 mostra un’altra forma di realizzazione del presente attuatore MEMS. In dettaglio, la figura 9 mostra un attuatore MEMS 300 avente una struttura generale simile a quella dell'attuatore MEMS 100 mostrato nelle figure 4-6, per cui parti simili a quelle mostrate e descritte con riferimento alle figure 4-6 sono indicate nella figura 9 con numeri di riferimento aumentati di 200 e non verranno descritte ulteriormente.

Nella forma di realizzazione di figura 9, il primo e il secondo elemento a molla 306, 307 hanno prime e seconde estremità 306A, 307A e 306B, 307B e disposte rispettivamente su lati opposti sia del primo che del secondo asse di simmetria A, B; in generale, il secondo elemento a molla 307 è ottenibile ruotando il primo elemento a molla 306 di 180° rispetto al centro O. Analogamente, il terzo e il quarto elemento a molla 310, 311 hanno prime e seconde estremità 310A, 311A e 310B, 310B e disposte rispettivamente su lati opposti sia del primo che del secondo asse di simmetria A, B; in generale, il quarto elemento a molla 311 è ottenibile ruotando il terzo elemento a molla 310 di 180° rispetto al centro O.

Nella presente forma di realizzazione, ciascuna delle bande 350 è elettricamente collegata ad un rispettivo generatore di tensione 400-403; in questo modo, in uso, ciascuna delle bande 350 può essere attuata indipendentemente dalle altre bande 350.

In uso, il attuatore MEMS 300 di figura 9 opera in modo simile a quanto descritto con riferimento alle figure 7-8, tranne che per il fatto che il primo e il secondo elemento a molla 306, 307 provocano rotazioni in senso opposto della porzione portante 302 approssimativamente intorno al primo asse di simmetria A e il terzo e quarto elemento a molla 310, 311 provocano rispettivamente rotazioni in senso opposto del primo telaio 304 e della porzione portante 302 approssimativamente intorno al secondo asse di simmetria B. I generatori di tensione 400 e 401 vengono quindi attivati alternativamente, così come i generatori di tensione 402, 403.

Realizzando i bracci deformabili 330, 332, 340, 342 con spessore pari a 50 µm, e comandando i generatori di tensione 400-404 con tensioni modulabili fino a 40 V, è possibile ottenere l'orientamento della porzione portante 302 (e, quindi, della lente, non mostrata) di un angolo, ad esempio, di 1,57° e -1,57° rispetto agli assi di rotazione A, B.

La figura 10 mostra un’ulteriore forma di realizzazione del presente attuatore MEMS. In dettaglio, la figura 9 mostra un attuatore MEMS 500 avente una struttura generale simile a quella dell'attuatore MEMS 300 mostrato nella figura 9, per cui parti simili a quelle mostrate e descritte con riferimento alla figura 9 sono indicate in figura 10 con numeri di riferimento aumentati di 200 e non verranno descritte ulteriormente.

In particolare, l'attuatore MEMS 500 comprende, oltre alla geometria descritta sopra con riferimento alla figura 9, un primo, un secondo, un terzo ed un quarto braccio torsionale 620, 621, 630, 631 atti a collegare ciascun elemento a molla 506, 507, 510, 511 rispettivamente con il primo e il secondo telaio 504, 508. In particolare, i bracci torsionali 620, 621 si estendono lungo il primo asse di simmetria A e sono soggetti a deformazione torsionale intorno al tale asse A; analogamente, i bracci torsionali 630, 631 si estendono lungo il secondo asse di simmetria B e sono soggetti a deformazione torsionale intorno a tale asse B.

In dettaglio, il primo e il secondo braccio torsionale 620, 621 si estendono fra un braccio deformabile 530A, 532A rispettivamente del primo e del secondo elemento a molla 506, 507 disposto in posizione più remota dal centro O e lo spigolo affacciato del primo telaio 504 (spigolo fra i lati corti 504B del primo telaio 504, attraversato dal primo asse di simmetria A).

Analogamente, il terzo e il quarto braccio torsionale 630, 631 si estendono fra un braccio deformabile 540A, 542A rispettivamente del terzo e del quarto elemento a molla 510, 511 disposto in posizione più remota dal centro O e lo spigolo affacciato del secondo telaio 508 (spigolo fra i lati del secondo telaio 508, attraversato dal secondo asse di simmetria B).

In uso, l'attuatore MEMS 500 di figura 10 opera in maniera analoga a quanto descritto per il attuatore MEMS 300 di figura 9.

Da simulazioni effettuate dalla Richiedente, è stato verificato che, rispetto all'attuatore MEMS 300 mostrato nelle figure 9-13, l'attuatore MEMS 500 ha una maggiore resistenza a sollecitazioni esterne, nonché una frequenza di risonanza maggiore grazie alla presenza dei bracci torsionali 620, 621, 630, 631; inoltre, è stato verificato che lo stress generato da una sollecitazione esterna (ad esempio, una pressione) si concentra prevalentemente nei bracci torsionali 620, 621, 630, 631.

Le figure 11-15 mostrano fasi successive di un processo di fabbricazione dell’attuatore MEMS 100, 300, 500, in particolare dei bracci deformabili 130, 132, 140, 142, 330, 332, 340, 342, 530, 532, 540, 542 e di parte del primo e del secondo telaio 104, 108, 304, 308, 504, 508 ad essi affacciati. Per semplicità, nel seguito si fa unicamente riferimento all’attuatore MEMS 100, in particolare ad uno dei bracci deformabili 130 e ad una porzione del primo telaio 104 (in particolare, uno dei lati lunghi 104A).

In dettaglio, la figura 11 mostra una prima fetta 700, avente una superficie superiore 700A ed una superficie inferiore 700B; in particolare, la prima fetta 700 è lavorata secondo fasi di fabbricazione analoghe a quanto descritto nel brevetto statunitense US 2014/0313264 A1. Pertanto, le fasi di fabbricazione della prima fetta 700 comuni al brevetto sopracitato sono riportate brevemente di seguito.

La prima fetta 700 comprende un substrato 702, di materiale semiconduttore (ad esempio, silicio); il primo strato isolante 704, estendentesi sul substrato 702; lo strato di membrana 706, estendentesi sullo strato intermedio 704; il secondo strato isolante 180 di figura 6; e una prima pila di strati 710, estendentesi sulla superficie superiore 700A.

In dettaglio, il primo e il secondo strato isolante 704, 180 vengono formati secondo tecniche di crescita o deposizione note, ad esempio crescita termica, e hanno spessore compreso, ad esempio, tra 0,1 e 2 µm. Inoltre, lo strato di membrana 706 è cresciuto epitassialmente in modo di per sé noto e ha spessore, ad esempio, compreso tra 25 e 100 µm, ad esempio 60 µm.

La pila di strati 710 comprende strati destinati a formare il primo elettrodo 171, la regione piezoelettrica 172 e il secondo elettrodo 173 di figura 6 e, pertanto, sono indicati in figura 11 con il medesimo numero di riferimento.

Successivamente, figura 12, la pila di strati 710 viene definita secondo tecniche di attacco note in modo da formare il primo e il secondo elettrodo 171, 173 nonché la regione piezoelettrica 172. Inoltre, il secondo strato isolante 180 viene definito secondo tecniche di attacco note in modo da formare un’apertura 720, la quale espone una porzione 722 dello strato di membrana 706.

In seguito, figura 13, una seconda pila di strati 725 viene depositata e definita secondo tecniche di deposizione e definizione di tipo note.

In particolare, la seconda pila di strati 725 comprende il primo strato di passivazione 730; e il secondo strato di passivazione 732, estendentesi sul primo strato di passivazione 730. Il primo ed il secondo strato di passivazione 730, 732 sono depositati e definiti in modo di per sé noto per formare la prima ed la seconda apertura di contatto 740, 741 ed esporre, rispettivamente, porzioni del primo e del secondo elettrodo 171, 173.

La seconda pila di strati 725 comprende inoltre il primo e il secondo strato di metallizzazione 734A, 734B, depositati e definiti secondo tecniche di deposizione e definizione note, per formare linee di connessione elettrica.

La seconda pila di strati 725 comprende inoltre il terzo strato di passivazione 736, il quale è definito in modo da formare la terza apertura di contatto 750 e, quindi, in modo da esporre almeno in parte il primo strato di metallizzazione 734A.

Successivamente, figura 14, lo strato di contatto 752 viene depositato e definito in modo noto.

Inoltre, in modo non mostrato, lo strato di membrana 706 viene attaccato mediante tecniche di attacco di tipo noto. In questa fase, viene definita la geometria delle porzioni più sottili del corpo 101 (in particolare, delle membrane formanti i bracci deformabili 130, 132, 140, 142). Nello strato di membrana 706 sono quindi formate trincee di cui in figura 6 è visibile la trincea 755.

In dettaglio, uno strato adesivo 765 (ad esempio, un adesivo di accoppiamento quale il BrewerBOND® 305, https://www.brewerscience.com/products/brewerbondmaterials/, di spessore tale da planarizzare la struttura) è depositato mediante tecniche di deposizione note sul terzo strato di passivazione 736 e sullo strato di contatto 752.

In seguito, sempre figura 14, una fetta portante (“carrier wafer”) 770 è accoppiata allo strato adesivo 765; ad esempio, la fetta portante 770 può essere una fetta DSP (“Double Side Polished”) avente spessore, ad esempio, di 400 µm. In questo modo si ottiene una seconda fetta 800, delimitata superiormente da una superficie superiore 800A e inferiormente dalla superficie inferiore 700B.

Quindi, figura 15, la seconda fetta 800 viene ribaltata e attaccata a partire dalla superficie inferiore 700B, usando tecniche di mascheratura ed attacco note. In particolare, il substrato 702 viene attaccato e rimosso selettivamente per il suo intero spessore (ad esempio, DRIE) in modo da formare le porzioni di substrato 702A-702C, la cavità 810 e una prima parte della trincea 755; quindi, il primo strato isolante 704 viene attaccato e rimosso selettivamente. In questa fase, viene completata la definizione della geometria del corpo 101, in particolare della porzione interna 102, dei bracci di collegamento 131, 133, 141, 143 e dei telai 104, 108. Si forma così la cavità 810 che espone almeno in parte lo strato di membrana 706 e lo strato adesivo 765.

Successivamente, lo strato adesivo 765 viene rimosso mediante tecniche di distacco termico, “thermal slide release” (ad esempio, di WaferBOND®, https://www.brewerscience.com/products/waferbond-ht-10-10/), in modo da staccare la fetta portante 770 dalla prima fetta 700. Prima o dopo il distacco della fetta portante 700, la prima fetta 700 viene tagliata, per formare una pluralità di corpi 101 adiacenti.

In seguito, in modo non mostrato, la fetta 700 viene tagliata in modo da formare l’attuatore MEMS 100 delle figure 4-6.

Il presente attuatore MEMS e il relativo processo di fabbricazione presentano diversi vantaggi.

In particolare, il corpo 101 è monolitico e formato in una stessa regione strutturale di materiale semiconduttore su cui vengono formati gli elementi di attuazione piezoelettrica che consentono la rotazione biassiale della porzione portante 102 (bande 150) e le strutture ottiche (lente 125). Di conseguenza, il corpo 101 può essere realizzato usando le tecniche di fabbricazione dei semiconduttori, in modo semplice, poco costoso e affidabile.

Gli elementi a molla 106, 107, 110, 111, 306, 307, 310, 311, 506, 507, 510, 511 consentono inoltre di ruotare la porzione portante 102, 302, 502 (e, quindi, la lente 125) in modo veloce e preciso. Infatti, l’attuazione delle bande 350 avviene a tensioni di attuazione basse (ad esempio, a 40 V); conseguentemente, il consumo di potenza dell’attuatore MEMS 100, 300, 500 è ridotto.

Risulta infine chiaro che all’attuatore MEMS e al relativo processo di fabbricazione qui descritti ed illustrati possono essere apportate modifiche e varianti, senza uscire dall’ambito protettivo della presente invenzione, come definito nelle rivendicazioni allegate.

Ad esempio, i bracci torsionali 620, 621, 630, 631 di figura 14 possono essere implementati anche nella forma di realizzazione di figura 4.

Claims (14)

1. RIVENDICAZIONI 1. Attuatore MEMS (100; 300; 500) comprendente un corpo monolitico (101; 301; 501) di materiale semiconduttore includente: una porzione portante (102; 302; 502) di materiale semiconduttore, orientabile rispetto ad un primo e ad un secondo asse di rotazione (A, B), il primo asse di rotazione essendo trasversale al secondo asse di rotazione; un primo telaio (104; 304; 504) di materiale semiconduttore, accoppiato alla porzione portante mediante primi elementi deformabili (115; 315; 515) configurati per comandare una rotazione della porzione portante attorno al primo asse di rotazione (A); e un secondo telaio (108; 308; 508) di materiale semiconduttore, accoppiato al primo telaio mediante secondi elementi deformabili (116; 316; 516) accoppiati fra il primo e il secondo telaio e configurati per comandare una rotazione della porzione portante attorno al secondo asse di rotazione (B), in cui i primi e i secondi elementi deformabili portano rispettivi primi e secondi elementi di attuazione piezoelettrica (150; 350; 550).
2. 2. Attuatore secondo la rivendicazione 1, in cui il primo telaio (104; 304; 504) ha una prima forma poligonale simmetrica rispetto ad un primo ed un secondo asse di simmetria (A, B) paralleli al primo e al secondo asse e di rotazione (A, B) e il secondo telaio (108; 308; 508) ha una seconda forma poligonale simmetrica rispetto al primo e al secondo asse di simmetria, la prima forma poligonale essendo allungata in direzione parallela al primo asse di simmetria e definendo porzioni di estremità longitudinale (104B; 304B; 504B) circondanti i primi elementi deformabili (115; 315; 515), in cui i primi elementi deformabili si estendono perpendicolarmente al primo asse di simmetria e i secondi elementi deformabili (116; 316; 516) si estendono parallelamente al primo asse di simmetria.
3. 3. Attuatore secondo la rivendicazione 2, in cui il primo telaio (104; 304; 504) ha forma esagonale allungata, avente due primi lati (104A; 304A; 504A) paralleli al primo asse di simmetria e quattro lati di estremità (104B; 304B; 504B) estendentisi paralleli fra loro a due a due, e trasversalmente al primo e al secondo asse di simmetria (A, B), e il secondo telaio (108; 308; 508) ha forma quadrangolare regolare, con lati paralleli a due a due fra loro e ai lati di estremità del primo telaio.
4. 4. Attuatore secondo la rivendicazione 3, in cui i lati del secondo telaio (108; 308; 508) si estendono a 45° rispetto al primo e al secondo asse di simmetria (A, B) e i primi e secondi elementi deformabili (115, 116; 315, 316; 515, 516) si estendono a 45° rispetto ai lati del secondo telaio.
5. 5. Attuatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 2-4, in cui i primi e secondi elementi deformabili (115, 116; 315, 316; 515, 516) sono formati ciascuno da un primo (106, 110; 306, 310; 506, 510) ed un secondo elemento elastico (107, 111; 307, 311; 507, 511), il primo e il secondo elemento elastico (106, 107; 306, 307; 506, 507) dei primi elementi deformabili (115; 315; 515) essendo disposti su lati opposti della porzione portante (102; 302; 502) e il primo e il secondo elemento elastico (110, 111; 310, 311; 510, 511) dei secondi elementi deformabili (116; 316; 516) essendo disposti su lati opposti del primo telaio (104; 304; 504), i primi e secondi elementi elastici (106, 107, 110, 111; 306, 307, 310, 311; 506, 507, 510, 511) avendo forma a serpentina, in cui il primo e il secondo elemento elastico dei primi elementi deformabili si estendono trasversalmente al primo asse di simmetria (A) e il primo e il secondo elemento elastico dei secondi elementi deformabili si estendono trasversalmente al secondo asse di simmetria (B).
6. 6. Attuatore secondo la rivendicazione 5, in cui il primo e il secondo elemento elastico (106, 107; 306, 307; 506, 507) dei primi elementi deformabili (115; 315; 515) comprendono: rispettivi primi e secondi bracci deformabili (130, 132; 330, 332; 530, 532) portanti i primi elementi di attuazione piezoelettrica (150; 350; 550); e rispettivi primi e secondi bracci di collegamento (131, 133; 331, 333; 531, 533) colleganti estremità opposte di rispettivi primi e secondi bracci deformabili successivi tra loro in modo da formare la forma a serpentina.
7. 7. Attuatore secondo la rivendicazione 5 o 6, in cui il primo e il secondo elemento elastico (110, 111; 310, 311; 510, 511) dei secondi elementi deformabili (116; 316; 516) comprendono: rispettivi terzi e quarti bracci deformabili (140, 142; 340, 342; 540, 542) portanti i secondi elementi di attuazione piezoelettrica (150; 350; 550); e rispettivi terzi e quarti bracci di collegamento (141, 143; 341, 343; 541, 543) colleganti estremità opposte di rispettivi terzi e quarti bracci deformabili successivi tra loro in modo da formare la forma a serpentina.
8. 8. Attuatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 5-7, in cui: il primo e il secondo elemento elastico (106, 107) dei primi elementi deformabili (115) sono accoppiati alla porzione portante (102) mediante rispettive prime estremità (106A, 107A) e al primo telaio mediante rispettive seconde estremità (106B, 107B); il primo e il secondo elemento elastico (110, 111) dei secondi elementi deformabili (116) sono accoppiati al primo telaio (104) mediante rispettive prime estremità (110A, 111A) e al secondo telaio (108) mediante rispettive seconde estremità (110B, 111B); le prime e le seconde estremità (106A, 107A, 106B, 107B) del primo e il secondo elemento elastico dei primi elementi deformabili (115) sono disposte simmetricamente rispetto al secondo asse di rotazione (B); e le prime e le seconde estremità (110A, 111A, 110B, 111B) del primo e il secondo elemento elastico dei secondi elementi deformabili (116) sono simmetriche rispetto al primo asse di rotazione (A).
9. 9. Attuatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 5-7, in cui: il primo e il secondo elemento elastico (306, 307; 506, 507) dei primi elementi deformabili (315; 515) sono accoppiati alla porzione portante (302; 502) mediante rispettive prime estremità (306A, 307A; 506A, 507A) e al primo telaio (304; 504) mediante rispettive seconde estremità (306B, 307B; 506B, 507B), il primo e il secondo elemento elastico (310, 311; 510, 511) dei secondi elementi deformabili (316; 516) sono accoppiati al primo telaio (304; 504) mediante rispettive prime estremità (310A, 311A; 510A, 511A) e al secondo telaio (308; 508) mediante rispettive seconde estremità (310B, 311B; 510B, 511B), il primo e il secondo asse di simmetria (A, B) definiscono un centro (O) dell'attuatore (100; 300; 500), e le prime e le seconde estremità (306A, 307A, 306B, 307B; 506A, 507A, 506B, 507B) del primo e del secondo elemento elastico dei primi e dei secondi elementi deformabili (315, 316; 515, 516) sono disposte ruotate di 180° rispetto al centro (O).
10. 10. Attuatore secondo la rivendicazione 9, comprendente inoltre primi e secondi bracci torsionali (620, 621, 630, 631) di materiale semiconduttore, in cui i primi bracci torsionali (620, 621) si estendono tra i primi elementi elastici (506, 507) e il primo telaio (504), ed in cui i secondi bracci torsionali (630, 631) si estendono tra i secondi elementi elastici (510, 511) e il secondo telaio (508).
11. 11. Attuatore secondo la rivendicazione precedente, in cui i primi bracci torsionali (620, 621) si estendono lungo il primo asse di simmetria (A) e i secondi bracci torsionali (630, 631) si estendono lungo il secondo asse di simmetria (B).
12. 12. Attuatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la porzione portante (102; 302; 502) ha una prima (100A; 300A; 500A) ed una seconda superficie maggiore (100B) e comprende un’apertura centrale (120; 320; 520), la porzione portante supportando una lente (125).
13. 13. Processo di fabbricazione di un attuatore MEMS (100; 300; 500) comprendente un corpo monolitico (101; 301; 501) di materiale semiconduttore, il metodo comprendendo le fasi di: formare una porzione portante (102; 302; 502) di materiale semiconduttore orientabile rispetto ad un primo e ad un secondo asse di rotazione (A, B), il primo asse di rotazione essendo trasversale al secondo asse di rotazione; formare un primo telaio (104; 304; 504) di materiale semiconduttore; formare primi elementi deformabili (115; 315; 515) di materiale semiconduttore, accoppiati al primo telaio e configurati per comandare una rotazione della porzione portante attorno al primo asse di rotazione (A); formare un secondo telaio (108; 308; 508) di materiale semiconduttore; e formare secondi elementi deformabili (116; 316; 516) di materiale semiconduttore, accoppiati al primo telaio e al secondo telaio e configurati per comandare una rotazione della porzione portante attorno al secondo asse di rotazione (B), in cui i primi e i secondi elementi deformabili portano rispettivi primi e secondi elementi di attuazione piezoelettrica (150; 350; 550).
14. 14. Processo secondo la rivendicazione 13, comprendente le fasi di: formare, su una prima superficie (700A) di una prima fetta (700) di materiale semiconduttore, un primo strato isolante (704); formare, sul primo strato isolante, uno strato di membrana (706) di materiale semiconduttore; formare, sullo strato di membrana, un secondo strato isolante (180); formare, sul secondo strato isolante, un primo elettrodo (171); formare, sul primo elettrodo, una regione piezoelettrica (172); formare, sulla regione piezoelettrica, un secondo elettrodo; formare una apertura (720) nel secondo strato isolante (180) in modo da esporre una prima porzione (722) dello strato di membrana; rimuovere porzioni selettive della fetta per formare la porzione portante (102, 302; 502), il primo e il secondo telaio (104, 108; 304, 308; 504, 508), i primi e i secondi elementi deformabili (115, 116; 315, 316; 515, 516); formare uno strato adesivo (765) ricoprente il primo elettrodo, la regione piezoelettrica, il secondo elettrodo e il secondo strato isolante; accoppiare una seconda fetta (770) allo strato adesivo in modo da formare una terza fetta (800); rimuovere porzioni della prima fetta (700) e del primo strato isolante (704) a partire da una seconda superficie (700B) della prima fetta in modo da formare porzioni di substrato (702A-702C) delimitanti lateralmente una cavità (810) delimitante porzioni di membrana (812) dei primi e dei secondi elementi deformabili; e staccare la seconda fetta (770) rimuovendo lo strato adesivo.