用在光學投影系統中的薄膜致動反射鏡陣列的製作方法
2023-04-24 07:15:11
專利名稱：用在光學投影系統中的薄膜致動反射鏡陣列的製作方法
技術領域：
本發明涉及光學投影系統，較具體地說，涉及用於這種系統的一種M×N薄膜致動反射鏡陣列及其製造方法。
背景技術：
在本技術領域內可獲得的各種視像顯示系統中，已知光學投影系統能夠以大尺寸給出高質量的顯示。在這種光學投影系統中，來自光源的光均勻地照射在一個例如M×N的致動反射鏡陣列上，其中各個反射鏡都與相應的各個致動器相耦合。致動器可以用壓電材料或電致伸縮材料之類的電致位移材料做成，這種材料能對施加於其上的電場作出響應而發生形變。
從各個反射鏡反射的光束入射到例如一個光闌的小孔上。通過給各個致動器加上電信號，各反射鏡和入射光束之間的相對位置將發生改變，由此使各反射鏡的反射光束的光路發生偏轉。當各個反射光束的光路改變時，從各反射鏡反射出的光束的能通過小孔的光量便發生變化，從而調製了光束的強度。藉助一個適當的光學裝置，例如一個投影透鏡，通過小孔的受調製光束被傳送到一個投影屏幕上，由此在屏幕上顯示出圖象。
在
圖1A至圖中1G中，分別示出了有關製備M×N薄膜致動反射鏡100陣列101的製造步驟，其中M和N為整數，這已在下列懸而未決的屬於本申請人的美國專利申請中公開美國專利申請序列號08/430,628，標題為「薄膜致動反射鏡陣列」。
製造陣列100的過程從製備有源矩陣10開始，該矩陣有一個基底12、一個M×N電晶體陣列(未示出)以及一個M×N接線端14陣列。
下一步驟是，在有源矩陣10的頂面上形成一個薄膜待除層24，如果此薄膜待除層24由金屬製成則用濺射法或蒸鍍法形成，如果此薄膜待除層24由磷-矽玻璃(PSG)製成則用化學氣相澱積法(CVD)或旋轉鍍膜法形成，如果此薄膜待除層24由多晶矽製成則用化學氣相澱積法(CVD)形成。
其後，形成一個支持層20，它含有一個由薄膜待除層24圍繞的M×N支持單元22陣列，其中支持層20是這樣形成的通過光刻法在薄膜待除層24上形成一個M×N空槽陣列(未示出)，各個空槽位於各個接線端14的周圍；以及在每個空槽內用濺射法或化學氣相澱積法(CVD)形成一個支持單元22，如圖1A所示。此支持單元22由絕緣材料製成。
再下一個步驟是，通過用溶膠一凝膠法、濺射法或化學氣相澱積法(CVD)在支持層20頂面形成一個用與支持單元22相同的絕緣材料製成的彈性層30。
接著，在各個支持單元22中，用下述方法形成由金屬製成的導體26首先用蝕刻法形成一個M×N空洞陣列(未示出)，各個空洞從彈性層30頂部延伸到接線端14的頂部，然後在空洞中充填金屬由此形成導體26，如圖1B所示。
下一個步驟是，通過濺射法在含有導體26的彈性層30的頂部形成一個由導電材料製成的第二薄膜層40。第二薄膜層40通過在支持單元22中形成的導體26電連接到電晶體。
然後，通過用濺射法、化學氣相澱積法(CVD)或溶膠-凝膠法，如圖1C所示，在第二薄膜層40的頂部形成一個由象PZT(鋯鈦酸鉛)那樣的壓電材料製成的薄膜電致位移層50。
再下一個步驟是，用光刻法或雷射裁剪法使薄膜電致位移層50、第二薄膜層40和彈性層30構型成M×N薄膜電致位移單元55陣列、M×N第二薄膜電極45陣列和M×N彈性單元35陣列，直至支持層20中的薄膜待除層24暴露出來，如圖1D所示。各個第二薄膜電極45通過在各個支持單元22中形成的導體26電連接到相應的電晶體上，並作為各個薄膜致動反射鏡101的信號電極。
接著，以高溫對各個薄膜電致位移單元55進行熱處理，例如，對於PZT(鋯鈦酸鉛)大約為650℃，以使薄膜電致位移層55發生相變，由此形成M×N熱處理結構陣列(未示出)。由於每個薄膜電致位移單元55都非常薄，所以在它是由壓電材料製成的情況下，它不需要被極化這是由於在薄膜致動反射鏡101的工作過程中，它可以通過施加電信號而被極化。
在完成上述步驟後，通過下述方法，在M×N熱處理結構陣列中的薄膜電致位移單元55的頂部，形成一個由既導電又反光的材料製成的第一薄膜電極65首先用濺射法形成一個由既導電又反光的材料製成的層60，完全覆蓋住M×N熱處理結構陣列的頂部，包括暴露的支持層20，如圖1E所示，然後，用蝕刻法選擇性地去除層60，形成M×N致動反射鏡結構111陣列110，其中每個致動反射鏡結構111包含一個頂面和四個側面，如圖1F所示。各個第一薄膜電極65作為各個薄膜致動反射鏡101中的反射鏡和偏置電極。
然後，在上述步驟後，通過用薄膜保護層(未示出)完全覆蓋住各個致動反射鏡結構111的頂面和四個側面。
接著，在支持層20上，用蝕刻法去除薄膜待除層24。最後，用蝕刻法去除薄膜保護層，由此形成M×N薄膜致動反射鏡101陣列100，如圖1G所示。
上述關於製造薄膜致動反射鏡101陣列100的方法存在一些不足。通常，去除薄膜待除層24後，要通過使用清洗劑，清洗在去除薄膜待除層中使用的蝕刻劑或化學製劑，然後通過蒸發的方法將這些清洗劑去除。在去除清洗劑的過程中，清洗劑的表面張力將彈性單元35向下拉向有源矩陣10，從而使彈性單元35粘到有源矩陣10上，影響了各薄膜致動反射鏡101的性能。因此，當很多薄膜致動反射鏡受到影響時，陣列100的綜合性能也隨之降低。
而且，在用蝕刻法去除支持層20的薄膜待除層24以形成各個薄膜致動反射鏡101的致動空間的過程中，蝕刻劑或化學製劑通過致動反射鏡結構111之間的縫隙被加入。然而，完全去除在支持層20中的薄膜待除層24要極長的時間，而且薄膜待除層可能會因沒有被完全去除，在產生的致動空間留下殘餘物，這樣將降低受影響的薄膜致動反射鏡101的性能。而且，當很多薄膜致動反射鏡受影響時，陣列100的綜合性能也隨之降低。
除了製造方法的上述不足之外，陣列100還有一個主要的缺點，即綜合光學效率。當各個薄膜致動反射鏡101響應加在薄膜電致位移單元55上的電場發生形變時，與其連接的第一薄膜電極65，它同時也作為反射鏡，也發生形變，因此，平坦的頂面被彎曲的頂面取代，該頂面是用來反射光束的。因此，陣列100的綜合光學效率降低。
本發明簡述因此，本發明的一個主要目的是提供一種M×N薄膜致動反射鏡陣列，其中薄膜反射鏡所具有的新穎的結構，使在生產過程中去除清洗劑時能夠防止彈性單元與有源矩陣的粘接。
本發明的另外一個主要目的是提供一種M×N薄膜致動反射鏡陣列，其中薄膜放射鏡所具有的新穎的結構能確保在生產過程中對薄膜待除層有效並且徹底的去除。
本發明的再一個主要目的是提供一種M×N薄膜致動反射鏡陣列，該陣列具有更高的光學效率。
本發明的還一個目的是提出一種M×N薄膜致動反射鏡陣列的製造方法。
根據本發明的一個方面，提供了一種M×N薄膜致動反射鏡陣列，其中，M和N為整數，用於一種光學投影系統，該陣列包括有源矩陣，該有源矩陣包含一個基底，一個M×N電晶體陣列和一個M×N接線端陣列，其中各個接線端被電連接到電晶體陣列中相應的電晶體上；鈍化層，其在有源矩陣的頂部形成；蝕刻停止層，其在鈍化層的頂部形成；以及M×N致動結構陣列，每個致動結構具有一個近端和一個遠端，每個致動結構在其遠端具有一個尖端和一個橫穿其結構的蝕刻口，每個致動結構包括，一個第一薄膜電極、一個薄膜電致位移單元、一個第二薄膜電極、一個彈性單元和一個導體，其中第一薄膜電極位於薄膜電致位移單元的頂部，且被水平條分為致動部分和反光部分，水平條使致動部分和反光部分相電分離，致動部分接地，由此使致動部分作為反射鏡和偏電極，反光部分作為反射鏡，薄膜電致位移單元被置於第二薄膜電極的頂部，第二薄膜電極形成於彈性單元的頂部，第二薄膜電極通過導體和接線端電連接到相應的電晶體上，且與在其它薄膜致動反射鏡中的第二薄膜電極相電分離，由此使其作為信號電極，彈性單元位於第二薄膜電極的底部。彈性單元近端的底面部分，通過部分插入其中的蝕刻停止層和鈍化層與有源矩陣相連接，由此使致動結構伸出懸臂。導體從薄膜電致位移單元的頂部延伸至相應的接線端的頂部，由此使第二薄膜電極電連接到接線端。
根據本發明的另一個方面，提供了一種製造M×N薄膜致動反射鏡陣列的方法，其中，M和N為整數，每個薄膜致動反射鏡相當於一個象素，用於一種光學投影系統，該方法包括如下步驟提供一個有源矩陣，該有源矩陣包括一個基底，一個M×N接線端陣列和一個M×N電晶體陣列，其中各個接線端被電連接到電晶體陣列中相應的電晶體上；在有源矩陣的頂部澱積一個鈍化層；在鈍化層的頂部澱積一個蝕刻停止層；在蝕刻停止層的頂部澱積一個薄膜待除層，其中，薄膜待除層具有一個頂面；整平薄膜待除層的頂面；在薄膜待除層中以如下方式形成M×N對空槽陣列，即每對空槽中的一個空槽圍繞一個接線端；在包含空槽的薄膜待除層中相繼澱積一個彈性層和一個第二薄膜層；均勻切割第二薄膜層形成M×N第二薄膜電極陣列，其中每個第二薄膜電極與其它第二薄膜電極相電分離；在M×N第二薄膜電極陣列的頂部相繼澱積一個電致位移層和一個第一薄膜層，由此形成一個多層結構；使多層結構在M×N薄膜致動反射鏡結構陣列中形成圖案，直至薄膜待除層以下面的方式暴露，即各個致動反射鏡結構在其遠端具有一個尖端和橫穿其結構的蝕刻口，各個致動反射鏡結構包括第一薄膜電極、薄膜電致位移單元、第二薄膜電極和彈性單元，其中第一薄膜電極被水平條分為致動部分和反光部分水平條使致動部分和反光部分相電分離，致動部分被接地；形成M×N空洞陣列，各個空洞從薄膜電致位移單元的頂部延伸至相應的接線端；用金屬填充各個空洞形成導體，由此形成M×N致動反射鏡半成品的陣列；通過在有源矩陣形成切口半切割有源矩陣；用薄膜保護層完全覆蓋住各個致動反射鏡的半成品；用蝕刻劑或化學製劑去除薄膜待除層，其中蝕刻劑或化學製劑被插入到各個致動反射鏡半成品的蝕刻口和致動反射鏡半成品之間的縫隙中；去除薄膜保護層；以及把有源矩陣完全切割成要求的形狀，由此形成M×N薄膜致動反射鏡陣列。
附圖簡述本發明的上述目的和其它目的以及特點將通過下面結合附圖對優選實施例的說明而變得清楚明了，在附圖中圖1A至1G示出了說明過去已公開的製造M×N薄膜致動反射鏡陣列的方法的示意性橫截面圖；圖2示出了根據本發明的M×N薄膜致動反射鏡陣列的橫截面圖；圖3A至3N示出了說明製造如圖2所示的M×N薄膜致動反射鏡陣列的方法的示意性橫截面圖。
圖4A至4D示出了如圖2所示的組成各個薄膜致動反射鏡的薄膜層的俯視圖。
本發明實現方式圖2為用在光學投影系統中的M×N薄膜致動反射鏡301陣列300的橫截面圖，其中M和N為整數，圖3A至3N為說明製造M×N薄膜致動反射鏡301陣列300的方法的示意性橫截面圖，以及圖4A至4D為根據本發明的組成各個薄膜致動反射鏡301的薄膜層的俯視圖。值得注意的是，在圖2、圖3A至圖3N和圖4A至圖4D中出現的相同部分採用相同的標號。
在圖2中，提供了一個根據本發明的說明M×N薄膜致動反射鏡301陣列300的橫截面圖，該陣列300包含一個有源矩陣210、一個鈍化層220、一個蝕刻停止層230和M×N致動結構200陣列。
有源矩陣210包括一個基底212，一個M×N電晶體陣列(未示出)和一個M×N接線端214陣列，其中每個接線端214電連接到電晶體陣列中相應的電晶體上。
鈍化層220由例如磷-矽玻璃(PSG)或氮化矽製成，有0.1-2微米厚，其位於有源矩陣210的頂部。
蝕刻停止層230由氮化矽製成，有0.1-2微米厚，位於鈍化層220的頂部。
各個致動結構200具有遠端和近端，還包括在其遠端的尖端(未示出)和橫穿致動結構的蝕刻口(未示出)。每個致動結構200具有一個第一薄膜電極285、一個薄膜電致位移單元275、一個第二薄膜電極265、一個彈性單元255和一個導體295。第一薄膜電極285，由例如鋁(Al)或銀(Ag)之類的既導電又反光的材料製成，其位於薄膜電致位移單元275的頂部，且被水平條287分為驅動部分和反光部分190、195，其中，水平條287使致動部分和反光部分190、195相電分離。致動部分190被接地，因此既作為反射鏡同時又作為共用偏置電極。反光部分195作為反射鏡。薄膜電致位移單元275，由壓電材料例如象PZT(鋯鈦酸鉛)或者電致伸縮材料例如PMN(鈮酸鉛鎂)製成，位於第二薄膜電極265的頂部。第二薄膜電極265，由導電材料例如象鉑鉭合金(Pt/Ta)製成，位於彈性單元255的頂部並且通過導體295和接線端214電連接到相應的電晶體上，而且與其它薄膜致動反射鏡301中的第二薄膜電極265相電分離，由此使其作為信號電極。彈性單元255，由氮化物例如象氮化矽製成，其位於第二薄膜電極265的下方。彈性單元255近端的底面部分，通過部分夾入其中的蝕刻停止層230和鈍化層220與有源矩陣210相連接，由此使致動結構200構成懸臂。導體295，由金屬例如鎢(W)製成，其從薄膜電致位移單元275的頂部延伸至相應的接線端214的頂部，由此使第二薄膜電極265電連接到接線端214。在各個薄膜致動反射鏡301中，從薄膜電致位移單元275的頂部向下延伸的導體295與位於薄膜電致位移單元275頂部的第一薄膜電極285並不彼此電連接。
在圖3A至圖3N中，提供了示意性的橫截面圖來說明製造在圖2中示出的M×N薄膜致動反射鏡301陣列300的方法。
製造陣列300的過程從製備有源矩陣210開始，如圖3A所示，它包括一個基底212、一個M×N接線端214陣列和一個M×N電晶體陣列(未示出)。基底212由絕緣材料例如矽晶片製成。各個接線端214電連接到電晶體陣列中相應的電晶體上。
下一個步驟是，如圖3B所示，在有源矩陣210的頂部，用例如化學氣相澱積法(CVD)或旋轉鍍膜法形成一個鈍化層220，此鈍化層220有0.1-2微米厚，由例如磷-矽玻璃(PSG)或者氮化矽製成。
其後，如圖3C所示，蝕刻停止層230，由例如氮化矽製成，有0.1-2微米厚，其用濺射法或化學氣相澱積法(CVD)在鈍化層220的頂部澱積。
然後，如圖3D所示，在蝕刻停止層230的頂部形成一個薄膜待除層240。如果此薄膜待除層240由金屬製成，則用濺射法或蒸鍍法形成，如果此薄膜待除層240由磷-矽玻璃(PSG)製成，則用化學氣相澱積法(CVD)或旋轉鍍膜法形成，如果此薄膜待除層220由多晶矽製成，則用化學氣相澱積法(CVD)形成。薄膜待除層240具有一個頂部表面。
接著，如圖3E所示，薄膜待除層240的頂部表面先用玻璃旋轉法(SOG)或化學機械拋光法(CMP)，然後用刮擦法使其平整。
隨後，如圖3F所示，用下面的方法在薄膜待除層240中形成M×N對空槽245陣列，即用幹蝕刻或溼蝕刻法使在各對空槽中的空槽245之一圍繞著接線端214之一。
下一個步驟是，如圖3G所示，用化學氣相澱積法(CVD)在包括空槽245的薄膜待除層240的頂部澱積形成一個彈性層250，它由氮化物例如氮化矽製成，厚0.1-2微米。在澱積過程中，彈性層250內部的壓力通過改變作為時間的函數的氣體比率來控制。
其後，用濺射法或真空蒸鍍法在彈性層250的頂部形成第二薄膜層(未標示出)，它由導電材料例如Pt/Ta(鉑鉭合金)製成，厚0.1-2微米。然後，此第二薄膜層用幹蝕刻法被均勻切割成M×N第二薄膜電極265陣列，其中，每個第二薄膜電極265與其它第二薄膜電極265相電分離，如圖3H所示。
接著，如圖3I所示，用真空蒸鍍、溶膠-凝膠、濺射或化學氣相澱積法(CVD)在M×N第二薄膜電極265陣列的頂部澱積一個薄膜電致位移層270，它由壓電材料例如PZT或者電致伸縮材料例如PMN製成，其厚度為0.1-2微米。然後用RTA(快速退火法)，對薄膜電致位移層270進行熱處理，以使其發生相變。
由於薄膜電致位移層270都非常薄，所以在它是由壓電材料製成的情況下，它不需要被極化這是由於在薄膜致動反射鏡301的工作過程中，它可以通過施加電信號而進行極化。
隨後，如圖3J所示，用濺射法或者真空蒸鍍法在薄膜電致位移層270頂部形成一個第一薄膜層280，它由例如鋁(Al)或銀(Ag)之類的既導電又反光的材料製成，其厚度為0.1-2微米，由此形成一個多層結構350。
再下一個步驟是，如圖3K所示，通過用光刻法或雷射裁剪法在多層結構350中構成M×N薄膜致動反射鏡結構345陣列340，直至薄膜待除層240以下面的方式暴露出來，即各個致動反射鏡結構345在其遠端具有一個尖端(未示出)和橫穿其結構的蝕刻口(未示出)。各個致動反射鏡結構345包括第一薄膜電極285、薄膜電致位移單元275、第二薄膜電極265和彈性單元255。第一薄膜電極285被水平條287分為致動部分和反光部分190、195，其中，水平條287使致動部分和反光部分190、195相電分離。致動部分190被接地。
隨後的步驟是，如圖3L所示，通過用蝕刻法形成M×N空洞290陣列，其中各個空洞從薄膜電致位移單元275的頂部延伸至相應的接線端214的頂部。
再下一個步驟是，如圖3M所示，通過用例如發射法(lift-offm ethod)，用金屬例如鎢(W)填充各個空洞290形成導體295，由此形成M×N致動反射鏡335陣列330的半成品。
在完成上述步驟後，用光刻法制出具有約為有源矩陣210厚度的三分之一的深度的切口(未示出)。此步驟也被稱為半切割步驟。
再下一個步驟是，用薄膜保護層(未示出)完全覆蓋住各致動反射鏡335的半成品。
然後，通過用溼蝕刻法使用蝕刻劑或化學製劑例如氟化氫(HF)蒸氣除去薄膜待除層240，其中蝕刻劑或化學製劑通過在各個致動反射鏡335半成品中的蝕刻口和致動反射鏡335半成品之間的縫隙被加入，由此形成各個薄膜致動反射鏡301的致動空間。
接著，除去薄膜保護層。
最後，用光刻法或雷射剪裁法，有源矩陣210被完全切割成要求的形狀，由此形成M×N薄膜致動反射鏡301陣列300，如圖3N所示。
圖4A至圖4D分別為分根據本發明的組成各個薄膜致動反射鏡301的第一薄膜電極285、薄膜電致位移單元275、第二薄膜電極265和彈性單元255的俯視圖，各個薄膜層具有一個在其遠端的尖端205和蝕刻口289。如圖4C所示，第二薄膜電極265與陣列300中的其它薄膜致動反射鏡301的第二薄膜電極265相電分離。
在本發明的M×N薄膜致動反射鏡301和其製造方法中，在各個薄膜致動反射鏡301中的第一薄膜電極285被水平條287分為致動部分和反光部分190、195，在各個薄膜致動反射鏡301的工作過程中，只有位於第一薄膜電極致動部分190下面的薄膜電致位移單元275、第二薄膜電極265和彈性單元255部分變形，而其他部分仍保持為水平，使反光部分195更有效地反射到其上的光束，由此增加陣列300的光學效率。
而且，通常，去除薄膜待除層240後，要通過使用清洗劑，清洗在去除薄膜待除層中使用的蝕刻劑或化學製劑，然後再通過蒸發的方式將清洗劑去除。在去除清洗劑的過程中，清洗劑在各個薄膜致動反射鏡301的尖端匯合，使其容易被去除，由此降低彈性單元255粘住有源矩陣210的可能性，這樣將對保持結構完整性和薄膜致動反射鏡301的性能，提高陣列300的綜合性能有大幫助。
另外，由於在薄膜待除層240中使用的蝕刻劑或化學製劑通過蝕刻口289以及致動結構200之間的縫隙被加入，因此薄膜待除層240可以更有效和完全的方式被去除。
應該注意到，儘管薄膜致動反射鏡301和其製造方法在相對於各個薄膜致動反射鏡具有單一形態結構的情況下進行描述的，但上述方法可以同樣適用於各個薄膜致動反射鏡具有雙重形態結構的情況，對於後一種情況，僅僅涉及附加的電致位移和電極層以及其結構。
儘管只是通過某些優選實施例對本發明進行了說明，然而在不偏離由下述權利要求所規定的本發明範疇的情形下，可以做出其他各種修改和變化。
權利要求
1.一種M×N薄膜致動反射鏡陣列，其中，M和N為整數，用於一種光學投影系統，該陣列包括有源矩陣，該有源矩陣包含一個基底、一個M×N電晶體陣列和一個M×N接線端陣列，其中各個接線端被電連接到電晶體陣列中相應的電晶體上；鈍化層，其在有源矩陣的頂部形成；蝕刻停止層，其在鈍化層的頂部形成；以及M×N致動結構陣列，每個致動結構具有一個近端和一個遠端，每個致動結構在其遠端具有一個尖端和一個橫穿其結構的蝕刻口，每個致動結構包括，一個第一薄膜電極、一個薄膜電致位移單元、一個第二薄膜電極、一個彈性單元和一個導體，其中第一薄膜電極位於薄膜電致位移單元的頂部，且被水平條分為致動部分和反光部分，水平條使致動部分和反光部分相電分離，致動部分接地，由此使致動部分作為反射鏡和偏置電極，反光部分作為反射鏡，薄膜電致位移單元被置於第二薄膜電極的頂部，第二薄膜電極形成於彈性單元的頂部，第二薄膜電極通過導體和接線端電連接到相應的電晶體上，且與在其它薄膜致動反射鏡中的第二薄膜電極相電分離，由此使其作為信號電極，彈性單元位於第二薄膜電極的底部；彈性單元近端的底面部分，通過部分插入其中的蝕刻停止層和鈍化層與有源矩陣相連接，由此使致動結構構成懸臂；導體從薄膜電致位移單元的頂部延伸至相應的接線端的頂部，由此使第二薄膜電極電連接到接線端。
2.如權利要求1所述的陣列，其中，鈍化層由磷-矽玻璃(PSG)或氮化矽製成。
3.如權利要求1所述的陣列，其中，蝕刻停止層由氮化矽製成。
4.一種製造M×N薄膜致動反射鏡陣列的方法，其中，M和N為整數，每個薄膜致動反射鏡相當於一個象素，用於一種光學投影系統，該方法包括如下步驟提供一個有源矩陣，該有源矩陣包括一個基底、一個M×N接線端陣列和一個M×N電晶體陣列，其中各個接線端被電連接到電晶體陣列中相應的電晶體上；在有源矩陣的頂部澱積一個鈍化層；在鈍化層的頂部澱積一個蝕刻停止層；在蝕刻停止層的頂部澱積一個薄膜待除層，其中，薄膜待除層具有一個頂面；整平薄膜待除層的頂面；在薄膜待除層中以如下方式形成M×N對空槽陣列，即每對空槽中的一個空槽圍繞一個接線端；在包含空槽的薄膜待除層中相繼澱積一個彈性層和一個第二薄膜層；均勻切割第二薄膜層形成M×N第二薄膜電極陣列，其中每個第二薄膜電極與其它第二薄膜電極相電分離；在M×N第二薄膜電極陣列的頂部相繼澱積一個電致位移層和一個第一薄膜層，由此形成一個多層結構；在多層結構中形成M×N薄膜致動反射鏡結構陣列，直至薄膜待除層以下面的方式暴露，即各個致動反射鏡結構在其遠端具有一個尖端和橫穿其結構的蝕刻口，各個致動反射鏡結構包括第一薄膜電極、薄膜電致位移單元、第二薄膜電極和彈性單元，其中第一薄膜電極被水平條分為致動部分和反光部分水平條並使致動部分和反光部分相電分離，致動部分被接地；形成M×N空洞陣列，各個空洞從薄膜電致位移單元的頂部延伸至相應的接線端；用金屬填充各個空洞形成導體，由此形成M×N致動反射鏡半成品的陣列；通過在有源矩陣形成切口半切割有源矩陣；用薄膜保護層完全覆蓋住各個致動反射鏡半成品；用蝕刻劑或化學製劑去除薄膜待除層，其中蝕刻劑或化學製劑被加入到各個致動反射鏡半成品的蝕刻口和致動反射鏡半成品之間的縫隙中；去除薄膜保護層；以及把有源矩陣完全切割成要求的形狀，由此形成M×N薄膜致動反射鏡陣列。
5.如權利要求4所述的方法，其中，鈍化層由磷-矽玻璃(PSG)或氮化矽製成。
6.如權利要求5所述的方法，其中，鈍化層厚0.1-2微米。
7.如權利要求6所述的方法，其中，鈍化層用化學氣相澱積法(CVD)或旋轉鍍膜法形成。
8.如權利要求4所述的方法，其中，蝕刻停止層由氮化矽製成。
9.如權利要求8所述的方法，其中，蝕刻停止層厚0.1-2微米。
10.如權利要求9所述的方法，其中，蝕刻停止層用濺射法或化學氣相澱積法(CVD)形成。
11.如權利要求4所述的方法，其中，用玻璃旋轉法(SOG)或化學機械拋光法，然後使用刮擦法，整平薄膜待除層的頂面。
12.如權利要求4所述的方法，其中，用幹蝕刻或溼蝕刻法形成空槽陣列。
13.如權利要求4所述的方法，其中，用幹蝕刻法均勻切割第二薄膜層。
14.如權利要求8所述的方法，其中，用快速退火法(RTA)對薄膜電致位移層進行熱處理。
15.如權利要求4所述的方法，其中，以有源矩陣厚度的三分之一的深度在有源矩陣形成切口。
16.如權利要求4所述的方法，其中，用光刻法形成切口。
17.如權利要求4所述的方法，其中，用光刻或雷射裁剪法完全切割有源矩陣。
全文摘要
本發明的一種M×N薄膜致動反射鏡反射鏡陣列包括有源矩陣、絕緣層、蝕刻停止層和M×N致動結構陣列每個致動結構在其遠端有一尖端,且有橫穿其結構的蝕刻口,還包括一個帶水平條的第一薄膜電極、一個薄膜電致位移單元、一個第二薄膜電極、一個彈性單元和一個導體。形成水平條、尖端和蝕刻口分別是為增加各個薄膜致動反射鏡的光學效率,促進去除清洗劑和使薄膜待除層容易去除。
文檔編號H04N5/74GK1182519SQ96193409
公開日1998年5月20日 申請日期1996年3月7日 優先權日1995年4月21日
發明者閔庸基 申請人:大宇電子株式會社