製造解除短路的致動反射鏡陣列的方法
2023-05-09 16:42:41
專利名稱：製造解除短路的致動反射鏡陣列的方法
技術領域：
本發明涉及一種光學投影系統；且更具體地，涉及一種製造用於該系統中的M×N薄膜致動反射鏡陣列的改造的方法。
在現有技術中可用的各種視頻顯示系統中，已知一種光學投影系統能夠提供大尺度的高質量顯示。在該光學投影系統中，來自一燈的光線被均勻地照射到一例如M×N致動反射鏡的陣列上，其中各反射鏡與各致動器相連。這些致動器可由響應施加於其的電場而變形的例如壓電或電致伸縮材料的電致位移材料製成。
來自各反射鏡的反射光束被入射到例如一光反射體的孔上。通過對各致動器施加一電信號，各反射鏡對於入射光束的相對位置被改變，從而致使來自各反射鏡的反射光束的光路發生偏差。當各反射光束的光路被改變時，通過該孔的來自各反射鏡的反射光量被改變，從而調製光束的密度。通過該孔的被調製的光束經一適當的光學裝置，例如一投影透鏡被發送到一投影屏幕上，從而在其上顯示圖象。
在
圖1A至1F中，示出了在製造M×N薄膜致動反射鏡101的陣列100中所包括的製造步驟，其中M及N為整數，該製造方法被公開在題為「製造一薄膜致動反射鏡陣列的方法」，美國序列號為08/598,478的共有未決申請中。
該製造陣列100的過程開始於準備一有源矩陣10，該有源矩陣10包括一基底12，帶有一M×N連接端子14陣列及-M×N電晶體陣列(未示出)，其中各連接端子14電連接至電晶體陣列中相應的電晶體。
在接著的步驟中，通過採用例如CVD法或旋轉塗覆法在有源矩陣10的頂上澱積一由例如PSG或氮化矽製成的且具有0.1～2μm厚度的鈍化層70。
然後，通過採用濺射法或CVD法在鈍化層70的頂上澱積一由氮化物製成的腐蝕劑阻止層80。
在接著的步驟中，在腐蝕劑阻止層80的頂上澱積一薄膜待除層20，該薄膜待除層20具有0.1～2μm的厚度並由金屬，例如銅(Cu)或鎳(Ni)、磷一矽玻璃(PSG)或多晶矽製成。如果該薄膜待除層20由金屬製成，其通過採用一濺射法或蒸鍍法而澱積成，如果該薄膜待除層20由PSG製成，其通過採用化學汽相澱積(CVD)法或旋轉塗覆法而澱積成，如果該薄膜待除層20由多晶矽製成，其通過採用CVD法而澱積成。
然後，通過採用蝕刻法在該薄膜待除層上形成-M×N對空腔陣列(未示出)，如圖1A所示。各對中的一個空腔包圍一連接端子14。
接著，通過採用CVD法在包括這些空腔的薄膜待除層20的頂上澱積一由絕緣材料製成且具有0.1～2μm厚度的彈性層30。
在下一步驟中，通過採用蝕刻法在彈性層30上形成一M× N接觸孔37的陣列，其中各接觸孔37暴露出連接端子14的一頂部且具有內表面(未示出)，如圖1B所示。
然後，通過採用濺射法或真空蒸鍍法在包括各接觸孔37的內表面的彈性層30的頂上澱積由導電材料製成且具有0.1～2μm厚度的第二薄膜層40。
接著，通過採用CVD法、蒸鍍法、Sol-Gel法或濺射法在第二薄膜層40的頂上澱積一由壓電材料或電致伸縮材料製成且具有0.1～2μm厚度的薄膜電致位移層50。然後對該薄膜電致位移層50進行熱處理以使發生相變，如圖1C所示。
在下一步驟中，通過採用濺射或真空蒸鍍法在薄膜電致位移層50的頂上澱積一由導電及反光材料製成，且具有0.1～2μm厚度的第一薄膜層60，如圖1D所示。
在以上步驟後，通過使用蝕刻法，例如光刻法或雷射修剪法分別構型第一薄膜層60、薄膜電致位移層50、第二薄膜層40及彈性層30直至薄膜待除層20的頂部被暴露出，從而形成M×N致動機構90的陣列，各致動機構90具有第一薄膜電極65、薄膜電致位移構件55、第二薄膜電極45及彈性構件35，如圖1E所示。各第二薄膜電極45被電連接至一相應的連接端子14，從而在各致動機構90上起到信號電極的作用。各第一薄膜電極65被電連接至地，從而在各致動機構90中既起到反射鏡又起到公共偏置電極的作用。
由於各薄膜電致位移構件55非常地薄，如果它由壓電材料製成則不需極化(pole)它因為在薄膜致動反射鏡101的工作期間它由施加的電信號所極化。
在上述步驟後，接著以一薄膜保護層(未示出)完全覆蓋各致動機構90。
然後通過使用蝕刻法去除薄膜待除層20，最後，去除薄膜保護層，從而形成M×N薄膜致動反射鏡101的陣列100，如圖1F所示。
然而，圖1C的詳細視圖中所示的接觸孔37存在有許多問題，其中之一便是形成裂紋57。薄膜電致位移層50在熱處理後即跟著進行快速冷卻導致了澱積在接觸孔37頂部上的薄膜電致位移層50的一部分形成裂紋。該裂紋57可能致使隨後形成在該薄膜電致位移構件55的頂部上的第一薄膜電極65與第二薄膜電極45之間形成電連接，導致其間發生短路。由於該陣列100中各致動機構90中的第一薄膜電極65與同行或同列中的其它第一薄膜電極(未示出)互連接，如果致動機構90中的一個由於上述原因，即短路而不能工作，則同行或同列中的所有其它致動機構90則變得不能工作。
因此，本發明的主要目的是提供一種製造用於光學投影系統中的M×N薄膜致動反射鏡陣列的方法，該方法能將製造中所包括的熱處理的影響減至最小。
根據本發明的一個方面，提供有一種製造用於光學投影系統中的M×N薄膜致動反射鏡陣列的方法，其中M及N為整數，該方法包括有以下步驟提供一具有M×N連接端子陣列的有源矩陣；在各連接端子的頂上形成一接觸構件；在有源矩陣的頂上形成一薄膜待除層；在薄膜待除層的頂上形成一M×N致動機構陣列，其中各致動機構有一第一薄膜電極，一薄膜電致位移構件、一第二薄膜電極及具有一接觸孔的彈性構件；並去除薄膜待除層，從而形成M×N薄膜致動反射鏡陣列。
通過以下結合附圖對優選實施例的描述，車發明以上及其它目的和特徵將變得顯然，附圖中。
圖1A至1F給出了說明先前公開的製造一M×N薄膜致動反射鏡陣列的方法的概略性截面視圖；及圖2A至2F給出了說明根據本發明的製造一M×N薄膜致動反射鏡陣列的方法的概略性截面視圖。
圖2A至2F給出了說明根據本發明的製造用於光學投影系統中的一M×N薄膜致動反射鏡301的陣列300的方法的概略性截面視圖，其中M及N為整數。應該注意到圖2A至2F中出現的相同部件用相同的參考數字表示。
製造陣列300的過程開始於準備一包括一有源矩陣210，帶有一基底212，其頂上形成有M×N連接端子214的陣列和一M×N電晶體陣列(未示出)，其中各連接端子被電連接至電晶體陣列中的一相應電晶體。
然後，在各連接端子214的頂上形成一由導電材料，例如鉑製成的一接觸構件216，其是通過首先採用濺射法，蒸鍍法或化學汽相澱積(CVD)法澱積一由導電材料製成的層(未示出)，然後採用蝕刻法，例如反應離子蝕刻(RIE)法或離子碾磨法選擇地去除該層，從而在各連接端子214的頂上形成接觸構件216。該接觸構件216具有一頂表面。
在接著的步驟中，通過採用例如CVD法或旋轉塗覆法在有源矩陣210的頂上澱積由例如PSG或氮化矽製成的且具有0.1～2μm厚度的鈍化層270，其中鈍化層270有一頂表面。
在接著的步驟中，通過採用化學機械拋光(CMP)法平整鈍化層270的頂表面直至接觸構件216的頂表面被暴露出，從而提供鈍化層270和接觸構件216相平的頂表面，如圖2A所示。
然後，通過採用例如濺射法或CVD法在鈍化層270和接觸構件216相平的頂表面上澱積由氮化物製成且具有0.1～2μm厚度的腐蝕劑阻止層280。
在下一步驟中，在腐蝕劑阻止層280的頂上澱積一由金屬，例如銅(Cu)或鎳(Ni)製成的且具有0.1～2μm厚度的薄膜待除層220，如果該薄膜待除層由金屬製成，採用濺射法或蒸鍍法澱積而成，如果該薄膜待除層由PSG製成，採用化學汽相澱積(CVD)法或旋轉塗覆法澱積而成，如果該薄膜待除層由多晶矽製成，採用CVD法澱積而成。
在接著的步驟中，通過採用蝕刻法在薄膜待除層220上形成一M×N對空腔陣列(未示出)，如圖2B所示。各對中的各空腔包圍形成在連接端子214頂上的一連接構件216。
接著，通過採用化學汽相澱積(CVD)法在包括這些空腔的薄膜待除層220的頂上澱積一由絕緣材料，例如氮化矽製成的且具有0.1～2μm厚度的彈性層230。
在接著的步驟中，通過採用蝕刻法在彈性層230上形成一M×N接觸孔237的陣列，如圖2C所示，其中各接觸孔237暴露出接觸構件216的一頂部並具有內表面(未示出)。
然後，通過採用濺射法或真空蒸鍍法在包括各接觸孔237的內表面的彈性層230的頂上澱積一由導電材料，例如Pt/Ta且具有0.1～2μm厚度的第二薄膜層240。
接著，通過採用CVD法、蒸鍍法、Sol-Gel法或濺射法在第二薄膜層240的頂上澱積一由壓電材料，例如PZT或電致伸縮材料，例如PMN製成的且具有0.1～2μm厚度的薄膜電致位移層250。然後對該薄膜電致位移層250進行熱處理以發生相變。
在接著的步驟中，通過採用濺射法或真空蒸鍍法在薄膜電致位移層250的頂上澱積一由導電且反光材料，例如鋁(Al)或銀(Ag)製成且具有0.1～2μm厚度的第一薄膜層260，如圖2D所示。
在上述步驟之後，通過採用光刻法或雷射修剪法分別構型第一薄膜層260、薄膜電致位移層250、第二薄膜層240和彈性層230直止薄膜待除層220的頂部暴露出來，從而形成M×N致動機構200的陣列，其中各致動機構200具有一第一薄膜電極265、一薄膜電致位移構件255、一第二薄膜電極245和一具有接觸孔237的彈性構件235，如圖2E所示。各第二薄膜電極245通過接觸構件216被電連接至相應的連接端子214，從而在各致動機構200中起到信號電極的作用。各第一薄膜電極265被電連接至地，從而在各致動機構200中起到反射鏡及公共偏置電極的作用。
由於各薄膜電致位移構件255非常地薄，如果它由壓電材料製成則不需極化(Pole)它因為在薄膜致動反射鏡301的工作期間它可被所施加的電信號所極化。
最後，去除薄膜待除層220，從而形成M×N薄膜致動反射鏡301的陣列300，如圖2F所示。
在本發明的製造M×N薄膜致動反射鏡301的陣列300的方法，由於形成在連接端子214的頂上的接觸構件216減小了接觸孔237的深度，所以在其熱處理期間在薄膜電致位移層250上可以不形成裂紋，從面防止了各致動機構200中的薄膜電極相互間產生電接觸，從而防止了其間的短路。
雖然僅相對優選實施例對本發明進行了描述，但不脫離由所附權利要求限定的本發明的範圍也可作出其它的改型和變化。
權利要求
1.一種製造薄膜致動反射鏡陣列的方法，該方法包括有以下步驟提供一具有一連接端子陣列的有源矩陣；在各連接端子的頂上形成一接觸構件；在有源矩陣的頂上形成一薄膜待除層；在薄膜待除層的頂上形成一致動機構陣列，其中各致動機構有一第一薄膜電極、一薄膜電致位移構件、一第二薄膜電極及一具有一接觸孔的彈性構件；及去除薄膜待除層，從而形成薄膜致動反射鏡陣列。
2.根據權利要求1所述的方法，其中通過首先在有源矩陣的頂上澱積一層，然後有選擇地去除該層而形成該接觸構件。
3.根據權利要求2所述的方法，其中通過採用濺射法、蒸鍍法或化學汽相澱積(CVD)法在有源矩陣的頂上澱積成該層。
4.根據權利要求2所述的方法，其中澱積在有源矩陣頂上的該層為導電材料。
5.根據權利要求2所述的方法，其中通過採用反應離子蝕刻(RIE)法或離子碾磨法而選擇地去除該層。
6.根據權利要求1所述的方法，還包括在形成該接觸構件後在有源矩陣的頂上澱積一鈍化層的步驟。
7.根據權利要求6所述的方法，其中在澱積成後該鈍化層被平整。
8.根據權利要求7所述的方法，其中通過採用化學機械拋光(CMP)法來平整該鈍化層。
9.根據權利要求8所述的方法，還包括有在平整該鈍化層後在該鈍化層的頂上澱積一腐蝕劑阻止層的步驟。
全文摘要
一種製造薄膜致動反射鏡陣列的方法，包括有以下步驟提供一具有一連接端子陣列的有源矩陣；在各連接端子的頂上形成一接觸構件；在有源矩陣的頂上形成一薄膜待除層；在薄膜待除層的頂上形成一致動機構陣列，其中各致動機構有第一薄膜電極、薄膜電致位移構件、第二薄膜電極及具有一接觸孔的彈性構件；去除薄膜待除層，形成薄膜致動反射鏡陣列。
文檔編號G02B26/08GK1156831SQ9611390
公開日1997年8月13日 申請日期1996年12月23日 優先權日1995年12月22日
發明者南潤宇 申請人:大宇電子株式會社