CN101027594A - 控制微机电系统装置内结构的机电行为 - Google Patents

Abstract

在一个实施例中，本发明提供一种用于制作微机电系统装置的方法。所述方法包含：制作第一层，所述第一层包含具有特征机电响应和特征光学响应的膜，其中所述特征光学响应是需要的且所述特征机电响应是不需要的；和通过至少减少在激活所述微机电系统装置期间所述第一层上的电荷累积来修改所述第一层的特征机电响应。

Description

控制微机电系统装置内结构的机电行为

技术领域

本发明涉及微机电系统装置。具体地说，其涉及微机电系统装置中的薄膜结构以及涉及此类薄膜结构的机电和光学响应。

背景技术

当今，可使用微制作技术来制作很多种微机电系统(MEMS)装置。这些MEMS装置的实例包括马达、泵、阀、开关、传感器、像素等。

这些MEMS装置通常利用不同领域(例如，光学、电学和机械领域)的原理和现象。此类原理和现象虽然似乎难以在宏观世界中得以利用，但可在MEMS装置的微观世界中变得极为有用，在MEMS装置的微观世界中此类现象被放大。举例来说，在宏观世界中一般认为太弱而无法利用的静电力在MEMS装置的微观世界中足够强大而能够通常以高速度和低能量消耗来激活这些装置。

MEMS装置中所使用的材料一般是基于其在光学、电学和机械领域中的固有性质和对于输入(例如)驱动或激活电压的特征响应来选择的。

一个影响MEMS装置制作的问题在于，在某些情况下，对于输入具有极需要的响应(例如，对于入射光的光学响应)的材料也可能对于输入具有不需要的响应(例如，对于激活或驱动电压的机电响应)。为了克服或至少减少不良响应，通常必须以高代价来寻找或开发新材料。

MEMS装置制作的另一问题在于，有时针对材料的特征响应而选择的材料可能由于受到在特定微制作过程期间所使用的化学试剂作用而受到破坏。这使得所述材料对于输入展现较少特征响应。

发明内容

在一个实施例中，提供一种具有衬底的MEMS装置，所述MEMS装置包括形成在所述衬底上方的电极层、形成在所述电极层上方的介电层、形成在所述介电层上方的第一蚀刻阻障层、形成在所述第一蚀刻阻障层上方的第二蚀刻阻障层、位于所述第二蚀刻阻障层上方的腔，和位于所述腔上方的移动层。

在另一实施例中，提供一种MEMS装置，所述MEMS装置包括用于传导电信号的传导构件、用于支撑所述传导构件的支撑构件、用于电绝缘所述传导构件的绝缘构件、用于保护所述绝缘构件的第一保护构件、用于保护所述第一保护构件的第二保护构件，和用于界定具有可变尺寸的腔的界定构件。

在另一实施例中，提供一种制造MEMS装置的方法，所述方法包括在衬底上沉积电极层、在所述电极层上方沉积介电层、在所述介电层上方沉积蚀刻终止层，和在所述蚀刻终止层上方沉积保护层。

在另一实施例中，提供一种制造MEMS装置的方法，所述方法包括：在衬底上沉积电极层；在所述电极层上方沉积第一介电层；在所述第一介电层上方沉积第二介电层；在所述第二介电层上方沉积第三介电层；在所述第三介电层上方沉积第一牺牲层；执行初步蚀刻以去除所述第一牺牲层的一部分，从而暴露所述第三介电层的至少一部分；和在所述第一牺牲层的剩余部分和所述第三介电层的暴露部分上方沉积第二牺牲层。

在另一实施例中，提供一种MEMS装置，所述MEMS装置包括衬底；位于衬底上方的电极层；位于所述电极层上方的电荷俘获层，其中所述电荷俘获层经配置以俘获正电荷和负电荷两者；和位于所述电荷俘获层上方的第一蚀刻阻障层。

在另一实施例中，提供一种制造MEMS装置的方法，包括在衬底上沉积电极层；在所述电极层上方沉积电荷俘获层，其中所述电荷俘获层经配置以俘获正电荷和负电荷两者；和在所述电荷俘获层上方沉积第一蚀刻阻障层。

在另一实施例中，提供一种MEMS装置，所述MEMS装置包括衬底、形成在所述衬底上方的电极层、形成在所述电极层上方的氮化硅层，和形成在所述氮化硅层上方的氧化铝层。

在另一实施例中，提供一种MEMS装置，所述MEMS装置包括用于传导电信号的构件、用于支撑所述传导构件的构件、用于俘获正电荷和负电荷两者的构件，和用于保护所述用于俘获电荷的构件的构件。

附图说明

图1和2分别展示在未激活和激活状态中的MEMS装置的示意横截面；

图3展示用于图1和2的MEMS装置的激活和释放电压的图；

图4展示根据本发明一个实施例用于MEMS装置的一个薄膜堆叠；

图5展示根据本发明另一实施例用于MEMS装置的薄膜堆叠；

图6展示包括附图图5所示的薄膜堆叠的MEMS装置的滞后曲线；

图7展示用于MEMS装置的薄膜堆叠的另一实施例；

图8展示包括附图图7的薄膜堆叠的MEMS装置的滞后曲线；

图9A-9D展示用于MEMS装置的薄膜堆叠的实施例；

图10A-10H说明用于制造MEMS装置的示范性过程；

图11A和11B展示用于MEMS装置的薄膜堆叠的实施例；

图11C是根据本发明实施例的两个包括薄膜堆叠的干涉式调制器的横截面；

图11D展示用于MEMS装置的薄膜堆叠的另一实施例；

图12A展示根据本发明一个实施例的MEMS装置内的静电流体流动系统的方框图；

图12B是图8a的流体流动系统的示意等角视图，其说明其操作原理；和

图13示意展示根据本发明的MEMS装置的另一实施例。

图14A和14B是说明包含多个干涉式调制器的视觉显示装置的实施例的系统方框图。

具体实施方式

微机电系统(MEMS)装置内的特定结构或层可能对于其对于入射光形式的输入的光学响应是需要的，但同时可能对于激活或驱动电压形式的输入具有不需要的机电响应。本文揭示若干技术以操纵或控制所述结构或层的机电响应，因此至少减少不需要的机电响应。

作为MEMS装置的说明性但并非限制性实例，考虑附图图1所示的干涉调制器(IMOD)装置10。参看图1，将看到为了不混淆本发明各方面，已出于说明目的而大大简化了IMOD装置10。

IMOD装置10包括透明层12和反射层14，所述反射层14与所述透明层12由气隙16间隔。反射层14支撑在柱18上，且可朝向透明层12静电移位，从而关闭气隙16。连接到驱动机构22的电极20用于促使反射层14进行静电移位。图1展示未驱动或未移位状态下的反射层14，而图2展示驱动或移位状态下的反射层14。反射层14通常经选择以在其与透明层12接触时产生对于入射光的所需的光学响应。在一个IMOD设计中，透明层12可包含SiO₂。电极20和透明层12形成在衬底24上。衬底24、电极20和其上的透明层12将被称为“薄膜堆叠”。

通常，多个IMOD装置10被制作成大阵列，以便在反射显示器内形成像素。在此类反射显示器内，每个IMOD装置10实质上界定在非驱动状态中时具有特征光学响应且在驱动状态中时具有特征光学响应的像素。可选择透明层12和气隙16的尺寸，使得反射显示器内的IMOD可在非驱动状态中时反射红、蓝或绿光，且可在驱动状态中时吸收光，如相对于图10A-10H更详细描述。

将了解，在反射显示器的操作期间，IMOD装置10被快速赋能或去能以便传送信息。当赋能时，IMOD10装置的反射层14被静电驱动朝向透明层12，且当IMOD10被去能时，允许反射层14返回其未驱动状态。为了将反射层14保持在其驱动状态，将偏压施加到每个IMOD装置10。

如果激活电压V_actuation(定义为将IMOD装置的反射层14静电驱动到其驱动状态(如附图图2所示)所需的电压)等于释放电压V_release(定义为反射层14返回其未移位状态(如附图图1所示)时的电压)，那么选择可施加到反射显示器内的所有IMOD10以将反射显示器内的每个个别IMOD装置10的反射层14保持在其驱动状态的恰当的偏压V_bias变得极其困难。此原因在于，反射显示器内的每个IMOD10可能具有微小变化，例如层12、14等的厚度变化，其实际上针对每个IMOD10导致不同的释放电压V_release。另外，由于线路电阻的缘故，基于IMOD10在显示器内的位置，施加到每个IMOD10的实际电压将存在变化。此使得非常难以(如果可能的话)选择将使反射显示器内的每个个别IMOD10的反射层14保持在其驱动状态的V_bias的值。参看附图图3来解释这一情况，图3展示IMOD10的反射层14的观测到的滞后行为，其中透明层12包含SiO₂。

参看图3，展示曲线30，其针对包含SiO₂透明层的IMOD10，在X轴上描绘施加的电压(以伏为单位)，在Y轴上描绘以伏为单位测量到的光学响应。如可以看到，在约12.5伏处发生反射层14的激活，即V_actuation等于12.5伏，且当施加的电压下降到12.5伏以下时，反射层14返回其未驱动状态，即V_release等于12.5伏。因此，其中透明层仅包含SiO₂的IMOD装置10中的反射层14有时可能不展现滞后。因此，如果反射显示器是使用IMOD装置10来制作的，每个IMOD装置10包含透明层12和图3的滞后行为，那么将不可能选择V_bias的值。举例来说，如果V_bias选择为12.5伏，那么由于反射显示器中IMOD装置10内的变化，对于IMOD装置10中的至少一些来说，12.5伏的V_bias将不能将那些IMOD装置10的反射层14保持在驱动状态。

为了选择足以将反射显示器内的个别IMOD装置10的反射层14保持在其驱动状态的V_bias，反射显示器内的个别IMOD装置10的每个反射层14必须展现某一程度的滞后，其被定义为V_actuation与V_release之间的非零差值。

鉴于本文的揭示内容，将了解，每个IMOD装置10的反射层14的机电响应由反射层14的机电性质以及透明层12的电学性质决定。在一个特定IMOD装置设计中，透明层12包含SiO₂，其在反射层14与其接触时产生所需的光学响应。然而，包含SiO₂的透明层12具有特定电学特征或性质(SiO₂俘获负电荷)，所述电学特征或性质影响反射层14的滞后行为。因此，透明层12具有所需的光学响应但对于驱动或激活电压具有不良机电响应，所述不良机电响应影响反射层14的滞后行为。

根据本发明实施例，通过在薄膜堆叠中添加另一层或多层取代SiO₂而改变透明层12的机电行为。此另一层至少使透明层12对反射层14的滞后行为的影响最小或补偿所述影响。

图4说明示范性薄膜堆叠，其可用于修改装置的机电响应，即通过移位或以另外方式修改滞后曲线来进行修改。具体地说，图4说明通过沉积(优选地通过CVD)而在衬底32和电极34上形成复合层35。复合层35包含下层36，其可为钼、含硅材料(例如，硅、氮化硅、氧化硅等)、钨或钛，优选地为氧化硅(其为介电材料)。在某些实施例中，可在稍后蚀刻步骤中去除下层36的若干部分。上层或“终止”层38优选地是比下层36对稍后蚀刻步骤更具抵抗力的材料，且也可为金属(例如，钛、铝、银、铬)或介电材料，优选地为金属氧化物(例如，氧化铝)。氧化铝可直接沉积或通过沉积铝层且随后进行氧化作用来沉积。上层和下层38、36可由相同材料组成，但优选地为不同材料。在任何特定复合层35中，部分36、38中的至少一者是电绝缘体，以避免使下部电极20短路到移动电极14(见图1和2)。终止层38可薄于或厚于下层36。举例来说，在实施例中，终止层38的厚度可在约50埃到约500埃范围内，且下层36的厚度可在约500埃到约3000埃的范围内。终止层38充当蚀刻终止物，从而防止对位于蚀刻终止物38下方的下层36造成去除或其它破坏。终止层38比下层36对去除(例如，蚀刻)更具抵抗力。在特定实施例中，相对于图5更详细论述，终止层38是氧化铝，且介电层38是氧化硅。

在下文更详细论述的其它实施例中，适于保护下层36免受给定蚀刻过程影响的终止层38自身可能需要保护，使其免受先前或后续蚀刻过程影响或免受环境条件影响。在此类情况下，沉积第二保护层39(图4中以幻象展示)可有利地用于保护终止层38。在某些实施例中，可沉积层36和38，且可使用蚀刻过程，在此期间终止层38保护介电层36。保护层39可接着沉积在终止层38上方，且可保护其免受后续蚀刻过程影响或免受环境条件影响。在替代实施例中，保护层39可在蚀刻之前沉积在终止层38上，且保护其免受第一蚀刻过程影响，所述第一蚀刻过程否则会对终止层38具有不良影响。可接着通过后续蚀刻过程来去除保护层39，在所述后续蚀刻过程期间终止层38保护介电层36。在示范性堆叠中，保护层39包含SiO₂，终止层38包含Al₂O₃，且下层36包含SiO₂。术语“蚀刻终止”、“保护”和“蚀刻阻障”在本文中交替使用以描述在至少一个过程步骤(例如，蚀刻步骤)期间遮蔽下伏材料使其免受损害的层。

如先前论述，在本发明的一个实施例中，另一层包含Al₂O₃，其根据已知沉积技术而沉积在透明层12上方。此导致如附图图5所示的薄膜堆叠40，其包含衬底42、电极44、SiO₂反射层46和Al₂O₃层48。

附图图6展示IMOD装置10的滞后曲线50，所述IMOD装置10包含薄膜堆叠40。与滞后曲线30(图3)一样，X轴以伏为单位描绘施加的电压，而Y轴以伏为单位描绘光学响应。滞后曲线50展示定义为V_actuation(7.8伏)与V_release(5.0伏)之间的差值的2.8伏的滞后窗口。当反射显示器内个别IMOD10每一者具有各自反射层14且所述反射层14展现根据滞后曲线50的滞后时，将看到，可能选择5伏与7.8伏之间的V_bias值，所述V_bias值将有效地执行将反射显示器内的每个个别IMOD装置10的反射层14保持在其驱动状态的功能。在本发明另一实施例中，薄膜堆叠可经进一步修改以在上方包括Al₂O₃层，以及在下方包括透明层12。在附图图7中展示此实施例，其中将看到，薄膜堆叠60包括衬底62、电极64、第一Al₂O₃层66、SiO₂透明层68和第二Al₂O₃层70。

附图图8展示具有附图图7所示的薄膜堆叠60的IMOD装置10的反射层14的滞后曲线80。将看到，滞后窗口现在较宽(即4.5伏)，其为V_actuation(9伏)与V_release(4.5伏)之间的差值。

然而，可使用具有高电荷俘获密度的其它材料，在上文中相对于图5论述了其中某些材料。这些材料包括AlO_x(其为Al₂O₃的不按化学计量版本)、氮化硅(Si₃N₄)、其不按化学计量版本(SiN_x)，和五氧化二钽(Ta₂O₅)及其不按化学计量版本(TaO_x)。所有这些材料都具有比SiO₂高若干数量级的电荷俘获密度，且往往会俘获具有任何极性的电荷。因为这些材料具有高电荷俘获密度，所以与SiO₂相比，相对较容易地将电荷引入和引出这些材料，SiO₂具有低电荷俘获密度且具有仅俘获负电荷的亲和力。

具有高电荷俘获密度的材料的其它实例包括稀土金属氧化物(例如，氧化铪)和聚合材料。另外，经掺杂以俘获负电荷或正电荷的半导体材料可用于在SiO₂透明层12上方且视情况在其下方形成另一层。

至此，已描述了用于操纵MEMS装置的机电行为的技术，其中通过使用具有高电荷俘获密度的电荷俘获层来控制MEMS装置内的电荷累积。然而，将了解，本发明涵盖使用任何电荷俘获层来改变或控制MEMS装置的机电行为，而不管其电荷俘获密度如何。自然地，将由正寻求MEMS装置的什么机电行为来指示选择具有高、低或中等电荷俘获密度的电荷俘获层。

在某些实施例，并入薄层或集合体形式的金属提供用于操纵MEMS装置中主膜(hostfilm)的电荷俘获密度的又一机构。通过产生孔隙或在主膜的材料特征中产生变化或周期性来构造主膜也可用于改变电荷俘获特征。

根据本发明的另一实施例，如上文相对于图4和5所论述，IMOD装置10包括化学阻障层，其沉积在透明层12上方，以便保护透明层12免受由于在微制作过程中受到化学蚀刻剂作用而引起的损害或降级。举例来说，在一个实施例中，包含SiO₂的透明层12由包含Al₂O₃的上覆层保护，所述上覆层充当针对蚀刻剂(例如，XeF₂)的化学阻障。在此类实施例中，已发现，当保护透明SiO₂层12使其免受蚀刻剂影响时，SiO₂中的不均匀性与机电行为中的伴随的不均匀性一起被消除，从而促使每个IMOD装置10内的反射层14显示滞后。

如所论述，氮化硅(化学计量或非化学计量的)可用作电荷俘获层。图9A描绘薄膜堆叠140a，其中在电极144和衬底142上方形成包含氮化硅的介电层146。在氮化硅层146上方，形成氧化铝终止层148以在蚀刻过程期间保护氮化硅。因为氮化硅具有高电荷俘获密度且能够俘获正电荷和负电荷两者，所以使用氮化硅层146与使用氧化硅层将对薄膜堆叠140的机电性质(即，对滞后曲线的宽度)具有不同的影响。

在替代实施例中，图9A的薄膜堆叠140a可经修改以在蚀刻终止层148上方包括保护层。图9B描绘薄膜堆叠140b，其包括保护层或第二蚀刻阻障层150a，所述保护层或第二蚀刻阻障层150a在此实施例中包含额外氮化硅层。优选地在沉积第一蚀刻终止层148之后立即沉积保护层150a，如上文所论述。在另一实施例中，如图9C所示，薄膜堆叠140c包括保护层或第二蚀刻阻障层150b，所述保护层或第二蚀刻阻障层150b包含氧化硅。

优选地通过与将用于去除牺牲材料以形成腔的相同蚀刻过程去除保护层150a或150b。或者，可通过第一蚀刻去除牺牲材料，且可通过第二蚀刻去除保护层150a或150b。保护层(例如，层150a或150b)可包含氧化硅或氮化硅(如先前所论述)，但在替代实施例中，也可包含钼、钛、非晶硅或任何其它恰当材料。在某些制造过程中，如从下文对图10A-10H的论述中将更好地理解，保护层150a或150b可用于在图案化大部分牺牲层期间保护氧化铝。因为保护层150a、b优选地与牺牲材料同时被去除，所以保护层也可认为是具有不同组份的上部或大部分牺牲材料下方的下部或薄牺牲层。

可选择第一或图案化蚀刻，使得以比保护层150a、b(例如，氧化硅、氮化硅、非晶硅或钛)高得多的速率来蚀刻大部分牺牲材料(例如，Mo)，且可选择第二或释放蚀刻，使得以比第一蚀刻终止层148高得多的速率来蚀刻保护层150a、b。另外，如果保护层150a、b的某部分保留在第一蚀刻终止层148上方，那么可进一步保护第一蚀刻终止层148(例如，Al₂O₃)，从而使蚀刻终止层受到蚀刻剂的作用最小。

由图9B和9C的保护层150a、b提供的额外保护层可有利地使蚀刻终止层148受到蚀刻剂的作用和蚀刻终止层148受到不同蚀刻过程的作用量的变化最小。将了解，在许多制造过程(例如，下文相对于图10A-10H描述的牺牲材料图案化过程)中，保护层150a、b可遮蔽蚀刻终止层148使其免受蚀刻剂影响。蚀刻终止层148可接着在部分或完全去除第二蚀刻阻障层150a、b的后续蚀刻(例如，下文相对于图10F-10G描述的释放蚀刻)期间保护下伏介电层146。

如相对于图7所论述，可在介电层146下方提供额外氧化铝层。图9D描绘此类实施例，其中薄膜堆叠140d除了包括位于介电层146上方的蚀刻终止层148之外还包括位于介电层146下方的氧化铝层152。此配置可修改装置的机电特征，即通过加宽滞后曲线来进行修改。尽管未说明，但将了解，在图9D的配置中也可在第一蚀刻终止层148上方提供额外第二蚀刻阻障层或保护层。

图10A-10C是说明用于制造未释放干涉式调制器阵列的过程中的初始步骤的横截面图(下文相对于图10F-10H来论述通过去除牺牲材料以形成干涉式调制器而进行的释放)。在图10A-10H中，将说明形成具有三个干涉式调制器200(红色子像素)、210(绿色子像素)和220(蓝色子像素)的阵列，所述干涉式调制器200、210、220中的每一者在下部电极/镜234与上部金属镜层238a、238b、238c之间具有不同距离，如图10H中所指示，图10H展示最终配置。可通过使用三个(或三个以上)调制器元件形成所得图像中的每个像素来形成彩色显示器。每个干涉式调制器腔(例如，图10H中的腔275、280、285)的尺寸确定干涉的性质和所得颜色。一种形成彩色像素的方法是构造干涉式调制器阵列，每一干涉式调制器具有不同尺寸(例如，如此实施例中所示的对应于红色、绿色和蓝色的三种不同尺寸)的腔。腔的干涉性质直接受其尺寸影响。为了形成这些变化的腔尺寸，可制作并图案化多个牺牲层(如下文所述)，使得所得像素反射对应于三个基色中的每一者的光。其它颜色组合也是可能的，还可能使用黑色和白色像素。

图10A说明类似于先前论述的那些光学堆叠(例如，图9B的光学堆叠140b)的光学堆叠235，其通过以下步骤形成：首先通过在透明衬底231上沉积氧化铟锡电极层来形成电极/镜层234；接着在所述氧化铟锡电极层上沉积第一镜层，从而形成复合层，所述复合层将被称为下部电极层234。在所说明的实施例中，第一镜层包含铬。其它反射金属(例如，钼和钛)也可用于形成第一镜层。在图10中，虽然氧化铟锡电极层和第一镜层被指示为单层234，但将了解，电极层234包含形成在氧化铟锡电极层上的第一镜层。在本申请案其它地方，此类复合结构也可用于电极层中。透明衬底231的检视表面231a在衬底231的与下部电极层234相对侧。在此处未展示的过程中，下部电极层234经图案化和蚀刻以根据显示器设计需要而形成电极列、行或其它有用形状。如图10A所指示，光学堆叠235也包括介电层237，其可包含(例如)位于下部电极层234上方的通常在已图案化并蚀刻电极层235之后形成的氧化硅或电荷俘获层(例如，氮化硅或上文列举的其它实例)。另外，光学堆叠235包括位于介电层或电荷俘获层237上方的第一蚀刻阻障层236。如上文注意到，第一蚀刻层236优选地包含氧化铝。保护层或第二蚀刻终止阻障层244沉积在第一蚀刻终止层236上方。在各种实施例中，第二蚀刻终止或阻障层244包含氧化硅、氮化硅、钼、钛或非晶硅。

图10A进一步说明通过在光学堆叠235上方(且因此在第一和第二蚀刻阻障236、244、介电层237和下部电极层234上方)沉积钼(在所说明的实施例中)而形成的第一像素牺牲层246a。在其它配置中，牺牲材料可为(例如)钛或非晶硅，但在任何情况下被选择成不同于第二蚀刻阻障层244且可相对于第二蚀刻阻障层244来进行选择性蚀刻。所说明的实施例的钼经蚀刻以形成第一像素牺牲层246a，从而暴露第二蚀刻阻障的一部分244a，其上覆在最终将包括在所得绿色和蓝色干涉式调制器210、220(图10H)中的终止层236的相应部分上。第一牺牲层246a的厚度(与如下文所述的随后沉积的层的厚度一起)影响所得干涉式调制器200中的相应腔275(图10H)的尺寸。优选地选择用于去除第一牺牲层246a的一部分的蚀刻剂以便不蚀刻第二蚀刻阻障层244或以便以比牺牲层246低得多的速率来对其进行蚀刻。因此，尽管第二蚀刻阻障的部分244a被暴露，但其优选地尽可能不受这些蚀刻剂影响。示范性蚀刻剂是磷酸/乙酸/硝酸或“PAN”蚀刻剂，其相对于第二蚀刻阻障244的材料(例如，氧化硅、氮化硅、钛或非晶硅)而选择性地去除Mo。

图10B-10C说明通过沉积、遮蔽和图案化而在第二蚀刻阻障层244的暴露部分244a和第一像素牺牲层246a上方形成第二像素牺牲层246b。第二像素牺牲层246b优选地包含与第一像素牺牲层246a相同的牺牲材料(此实施例中为钼)。因此，可采用相同的选择性蚀刻化学。如图10C说明那样图案化并蚀刻第二像素牺牲层246b，以暴露上覆在最终将包括在所得蓝色干涉式调制器220(图10H)中的第一蚀刻阻障236的相应部分上的第二蚀刻阻障244的一部分244b。

第三像素牺牲层246c接着沉积在终止层236的暴露部分236b和第二像素牺牲层246b上方，如图10D所说明。在此实施例中无需图案化或蚀刻第三像素牺牲层246c，因为其厚度将影响所得干涉式调制器200、210、220(图10H)中所有三个腔275、280、285的尺寸。所述三个沉积的像素牺牲层246a、246b、246c不必具有相同厚度。

图10E说明通过在第三像素牺牲层上方沉积含铝金属层而形成第二镜层238。在所说明的实施例中，第二镜层238还充当电极。虽然以上描述指的是用于制作图10中所说明的各层的特定示范性材料，但将了解，也可使用例如如本申请案中其它地方描述的其它材料。

图10F说明制作过程的中间阶段，其中已蚀刻镜层238以形成上部镜部分238a、b、c，且已在镜部分238a、b、c上方沉积了额外牺牲材料层246d。因此，牺牲材料袋246a、b、c、d存在于光学堆叠235与上部镜部分238a、238b、238c之间或其周围。这些袋由支柱240a、b、c、d分隔。图10G说明去除牺牲层246a、b、c、d以形成腔275、280、285，从而暴露下伏在镜层的部分238a、b、c下方的第二蚀刻终止层244。在所说明的实施例中，气体或蒸气XeF₂用作蚀刻剂以去除钼牺牲层246a、b、c、d。将了解，XeF₂可充当含氟气体(例如，F₂和HF)源，且因此可替代XeF₂或除XeF₂之外额外使用F₂或HF作为针对优选牺牲材料的蚀刻剂。

通常将通过释放蚀刻而至少部分地去除第二蚀刻终止阻障层244的暴露部分244和牺牲层246a、b、c、d。举例来说，可通过用于去除钼牺牲层的XeF₂蚀刻剂来去除非常薄的SiO₂蚀刻终止层(例如244)。氮化硅、钛和非晶硅也是如此。通常，从腔区域275、280、285中的第一蚀刻阻障层236上方去除第二蚀刻阻障层244的全部，如图10H所示。位于腔外部并在支柱240a、b、c、d下方的第二蚀刻阻障层244尚未通过蚀刻去除，如图10H中可看到。然而，在释放蚀刻过程之后，第二蚀刻阻障244的某些部分可能甚至残留在腔区域中(图10H未展示)。任何残留的第二蚀刻阻障244是透明的且非常薄以致于不影响装置的光学性质。另外，任何残留的第二蚀刻阻障244将通常具有非均匀厚度，这是因为在去除牺牲材料的差异厚度期间受到蚀刻剂的差异作用。在另一实施例中，使用第二蚀刻剂去除第二蚀刻阻障层244。

图10H与10E的比较说明腔275(图10H)的尺寸对应于三个牺牲层246a、b、c的组合厚度。同样，腔280的尺寸对应于两个牺牲层246b、c的组合厚度，且腔285的尺寸对应于第三牺牲层246c的厚度。因此，腔275、280、285的尺寸根据所述三层246a、b、c的各种组合厚度而变化，从而导致能够显示三种不同颜色(例如，红色、绿色和蓝色)的干涉式调制器200、210、220阵列。

如上文所论述，第二蚀刻阻障244的若干部分将比阻障244的其它部分受到更多量的蚀刻剂的作用。这是因为重复沉积和蚀刻大部分牺牲层，如上文所论述且在图10A-10E中所描绘。尽管牺牲层246a和246b的图案蚀刻中使用的蚀刻剂优选地经选择以尽可能对第二蚀刻阻障层244具有最小影响，但所述蚀刻剂可对层244具有某些不良影响。因此，通过图10G中描绘的过程的阶段，就在通过蚀刻过程去除大部分牺牲材料之前，第二阻障层244可由于蚀刻剂作用的变化而在不同位置处具有变化的性质或高度。然而，因为第二阻障层244薄且透明或在后续释放蚀刻期间从腔处被完全去除，所以这些变化将对完成的MEMS装置的光学或机电行为具有最小影响。由于此第二阻障层244提供的保护，第一阻障层236(在某些实施例中其预期形成完成的MEMS装置的一部分)将仅受到单个蚀刻过程(释放蚀刻)作用，所述蚀刻过程通常具有高度选择性且将不侵袭Al₂O₃，且可使层236的性质变化最小。

重要的是，第一蚀刻终止层236在释放蚀刻期间保护下伏介电(例如，SiO₂)或电荷俘获层(例如，Si₃N₄)。所述释放蚀刻是长期且有害的蚀刻，其副产物需要长时间扩散离开腔275、280、285。因此，光学堆叠235中的下伏功能层由优选的Al₂O₃蚀刻终止层236保护。

图11A和11B描绘薄膜堆叠，其中使用二氧化硅介电层，且其中在蚀刻终止层上方形成保护层。参看图11A，薄膜堆叠160a包括位于电极层164和衬底162上方的氧化硅介电层166。在介电层166上方，设置有蚀刻终止层168，其优选地包含氧化铝。氧化硅的保护层或第二蚀刻阻障层170a沉积在第一蚀刻终止层168上方。在另一实施例中，如图11B所示，薄膜堆叠160b包括保护层或第二蚀刻阻障层170b，其包含氮化硅。

在某些实施例中，可选择性地去除薄膜堆叠160a、b层的一个或一个以上部分。在其它实施例中，可在蚀刻终止层的残留物上方提供保护层，使得在电极的至少一部分上方存在与相对于图11A和11B论述的薄膜结构类似的薄膜结构。相对于图11C描述此实施例。

图11C描绘一对类似于图1和2的调制器10的干涉式调制器172，其包括薄膜堆叠160c。所述堆叠160c包含图案化电极层164、已被蚀刻以形成介电部分166a、166b、166b的介电层，和已被蚀刻以形成蚀刻终止部分168a、168b和168c的蚀刻终止层。可通过使用光掩模、用于去除蚀刻终止层168的选定部分的第一蚀刻和用于去除通过去除蚀刻终止层168而揭露的介电层166的若干部分的后续蚀刻来进行蚀刻终止部分168a、b、c的形成。可移位反射层174由柱176支撑，从而形成干涉式腔178。

所属领域的技术人员还将了解到，在所说明的实施例中，腔的若干部分可含有介电常数材料，例如腔178的内壁中的某些或全部可视情况由介电材料涂覆或覆盖。优选地，此介电材料是低介电常数材料。举例来说，在蚀刻以形成图11C中所说明的干涉式调制器之后，可在底部电极164的暴露的顶部表面上方在底部电极164上形成介电材料层。优选地，任何此类介电材料层均相对较薄，使得在驱动和未驱动状态期间顶部电极174与介电材料之间保留气隙。腔178的可由介电材料涂覆的其它内壁包括顶部电极174和薄膜堆叠160c。如果薄膜堆叠160c包括介电材料顶层，那么将产生类似于(分别为图11A和11B的)堆叠160a和160b的薄膜堆叠。在使用低介电常数材料的实施例中，优选材料包括多孔介电材料(例如，气凝胶)和经改质的氧化硅。第6,171,945号和第6,660,656号美国专利描述低介电常数材料及其制作方法。优选的低介电常数材料具有约3.3或更小的介电常数，更优选地约3.0或更小的介电常数。

如相对于图9D所论述，可在介电层下方提供额外的氧化铝层。图11D描绘与图9D中描绘的实施例类似的实施例，其中薄膜堆叠160d除了位于介电层上方的蚀刻终止层168之外还包括位于氧化硅介电层166下方的氧化铝层172。如先前所论述，包括此额外层可(例如)通过加宽滞后曲线来修改装置的机电特征。

如相对于图10所论述，优选地在图案化电极层之后进行电荷俘获层的沉积。为简单起见，本申请案中描绘和论述的许多堆叠描绘连续的电极层。然而，将了解，这些图只是示意图，其未按比例绘制且其表示特定薄膜堆叠的位于电极上方的那些部分。形成包括图案化电极的薄膜堆叠还将产生在另一层(例如，氧化硅层或电荷俘获层(例如氮化硅))的一部分与衬底之间不存在电极层的堆叠区域。

图12A和12B展示MEMS装置内的另一应用，其中电荷俘获层用于控制MEMS装置内结构的电磁行为。

参看图12A，参考元件符号90一般指示静电流体流动系统的一部分。所述静电流体流动系统包括衬底92，在衬底92内形成大致U形通道94。通道94包括第一材料的内层96，选择所述第一材料是(例如)由于其化学和机械性质，例如，所述材料可尤其耐磨且可展现由于流体在通道内的流动而引起的极小降级。通道94还包括外层98，选择其是由于其电荷俘获性质，如下文将更详细解释。

静电流体流动系统90还包括若干对电极100和102，其经选择性赋能以促使流体内的电荷粒子在通道94中在附图图8b中箭头104指示的方向上移位。在一个实施例中，外层98俘获流体中的电荷，从而对系统101内流体流动提供更高的控制。在另一实施例中，层98可俘获电荷以便消除或减少滞后影响。

现参看附图图13，展示使用电荷俘获层来改变MEMS装置内结构的机电行为的另一应用。在图13中，参考元件符号120一般指示马达，所述马达包含与定子124轴向对准并间隔的转子122。如可以看到，定子124形成在衬底126上且包括电极128，所述电极128在使用中由驱动机构(未图示)赋能。转子122包括圆柱部分130，其与轴杆132牢固结合。转子122的材料可由于其机械性质(包括耐磨性)而被选择，但可具有响应于输入的不良电学性质(例如在赋能电极128以便促使转子122转动时)。为了补偿这些不良电学性质，在转子122上沉积层134和136以便有效地充当电荷俘获层来改变转子122的机电行为。

图14A和14B是说明显示装置2040的实施例的系统方框图。显示装置2040可为(例如)蜂窝式或移动电话。然而，显示装置2040的相同组件或其微小变化也可说明例如电视和便携式媒体播放器的各种类型的显示装置。

显示装置2040包括外壳2041、显示器2030、天线2043、扬声器2045、输入装置2048和麦克风2046。外壳2041一般由所属领域的技术人员众所周知的多种制造过程中的任一种形成，包括注入模制和真空成形。另外，外壳2041可由多种材料中的任一种制成，包括(但不限于)塑料、金属、玻璃、橡胶和陶瓷或其组合。在一个实施例中，外壳2041包括可去除部分(未图示)，其可与具有不同颜色或含有不同标志、图片或符号的其它可去除部分互换。

示范性显示装置2040的显示器2030可为多种显示器中的任一种，包括双稳态显示器(如本文所描述)。在其它实施例中，如所属领域的技术人员众所周知，显示器2030包括平板显示器(例如，等离子、EL、OLED、STN LCD或TFT LCD(如上所述))或非平板显示器(例如，CRT或其它电子管装置)。然而，出于描述本实施例的目的，显示器2030包括干涉式调制器显示器，如本文所述。

图14B中示意说明示范性显示装置2040的一个实施例的组件。所说明的示范性显示装置2040包括外壳2041，且可包括至少部分地封闭在其中的额外组件。举例来说，在一个实施例中，示范性显示装置2040包括网络接口2027，其包括耦合到收发器2047的天线2043。所述收发器2047连接到处理器2021，处理器2021连接到调节硬件2052。所述调节硬件2052可经配置以调节信号(例如，过滤信号)。调节硬件2052连接到扬声器2045和麦克风2046。处理器2021也可连接到输入装置2048和驱动器控制器2029。驱动器控制器2029耦合到帧缓冲器2028且耦合到阵列驱动器2022，所述阵列驱动器2022又耦合到显示器阵列2030。如特定示范性显示装置2040设计需要，电源2050向所有组件提供电力。

网络接口2027包括天线2043和收发器2047，使得示范性显示装置2040可通过网络而与一个或一个以上装置通信。在一个实施例中，网络接口2027也可具有某些处理能力以减轻处理器2021的要求。天线2043是所属领域的技术人员已知的用于传输和接收信号的任何天线。在一个实施例中，天线根据IEEE802.11标准(包括IEEE802.11(a)、(b)或(g))而传输和接收RF信号。在另一实施例中，天线根据BLUETOOTH标准而传输和接收RF信号。在蜂窝式电话的情况下，天线经设计以接收用于在无线手机网络内通信的CDMA、GSM、AMPS或其它已知信号。收发器2047预先处理从天线2043接收到的信号，使得其可由处理器2021接收并进行进一步操纵。收发器2047也处理从处理器2021接收到的信号，使得其可经由天线2043而从示范性显示装置2040处发射。

在替代实施例中，收发器2047可由接收器取代。在又一替代实施例中，网络接口2027可由图像源取代，所述图像源可存储或产生待发送到处理器2021的图像数据。举例来说，图像源可为含有图像数据的数字视频光盘(DVD)或硬盘驱动器，或者产生图像数据的软件模块。

处理器2021一般控制示范性显示装置2040的整体操作。处理器2021接收来自网络接口2027或图像源的数据(例如，压缩图像数据)，并将所述数据处理为原始图像数据或处理为易于处理成原始图像数据的格式。处理器2021接着将经处理的数据发送到驱动器控制器2029或发送到帧缓冲器2028以供存储。原始数据通常指的是识别图像内每个位置处的图像特征的信息。举例来说，此类图像特征可包括颜色、饱和度和灰度等级。

在一个实施例中，处理器2021包括微控制器、CPU或逻辑单元以控制示范性显示装置2040的操作。调节硬件2052一般包括放大器和过滤器以便将信号传输到扬声器2045且以便从麦克风2046接收信号。调节硬件2052可以是示范性显示装置2040内的离散组件，或可并入在处理器2021或其它组件内。

驱动器控制器2029从处理器2021处直接获取或从帧缓冲器2028处获取由处理器2021产生的原始图像数据，且恰当地重新格式化所述原始图像数据以便高速传输到阵列驱动器2022。具体地说，驱动器控制器2029将原始图像数据重新格式化为具有类似光栅格式的数据流，使得其具有适于在显示器阵列2030上扫描的时间顺序。接着，驱动器控制器2029将经格式化的信息发送到阵列驱动器2022。尽管驱动器控制器2029(例如，LCD控制器)通常作为独立集成电路(IC)而与系统处理器2021相关联，但可以多种方式来实施此类控制器。其可作为硬件而内嵌在处理器2021中，作为软件而内嵌在处理器2021中，或与阵列驱动器2022完全集成在硬件中。

通常，阵列驱动器2022接收来自驱动器控制器2029的经格式化的信息，且将视频数据重新格式化为平行组波形，所述波形可以每秒多次的速度施加到从显示器的x-y像素矩阵引出的几百且有时几千条引线。

在一个实施例中，驱动器控制器2029、阵列驱动器2022和显示器阵列2030适于本文所述的类型的显示器中的任一者。举例来说，在一个实施例中，驱动器控制器2029是常规显示器控制器或双稳态显示器控制器(例如，干涉式调制器控制器)。在另一实施例中，阵列驱动器2022是常规驱动器或双稳态显示器驱动器(例如，干涉式调制器显示器)。在一个实施例中，驱动器控制器2029与阵列驱动器2022集成。此实施例在高度集成系统(例如，蜂窝式电话、手表和其它小面积显示器)中是常见的。在又一实施例中，显示器阵列2030是典型的显示器阵列或双稳态显示器阵列(例如，包括干涉式调制器阵列的显示器)。

输入装置2048允许用户控制示范性显示装置2040的操作。在一个实施例中，输入装置2048包括键区，例如QWERTY键盘或电话键区、按钮、开关、触控式屏幕、压敏或热敏膜。在一个实施例中，麦克风2046是用于示范性显示装置2040的输入装置。当使用麦克风2046将数据输入到装置时，可由用户提供语音命令来控制示范性显示装置2040的操作。

电源2050可包括此项技术中众所周知的多种能量存储装置。举例来说，在一个实施例中，电源2050是可充电电池，例如镍镉电池或锂离子电池。在另一实施例中，电源2050是可再生能源、电容器或太阳能电池，包括塑料太阳能电池和太阳能电池涂料。在另一实施例中，电源2050经配置以从壁式插座接收电力。

在某些实施方案中，控制可编程性驻存(如上所述)在驱动器控制器中，所述驱动器控制器可位于电子显示系统中的若干位置处。在某些情况下，控制可编程性驻存在阵列驱动器2022中。所属领域的技术人员将了解，上述最佳化可在任何数目的硬件和/或软件组件中且以各种配置实施。

虽然已参考特定示范性实施例描述了本发明，但将了解，可在不脱离如权利要求书中陈述的本发明的较广泛的精神的情况下对这些实施例作出各种修改和变化。因此，应在说明意义而并非限制意义上来看待说明书和附图。

Claims (89)

1.一种具有衬底的MEMS装置，其包含：

一电极层，其形成在所述衬底上方；

一介电层，其形成在所述电极层上方；

一第一蚀刻阻障层，其形成在所述介电层上方；

一第二蚀刻阻障层，其形成在所述第一蚀刻阻障层上方；

一腔，其位于所述第二蚀刻阻障上方；和

一移动层，其位于所述腔上方。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二蚀刻阻障层包含氧化硅。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述介电层包含氧化硅，且所述第一蚀刻阻障层包含氧化铝。

4.根据权利要求2所述的装置，其中所述介电层包含一电荷俘获层。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二蚀刻阻障层包含氮化硅。

6.根据权利要求5所述的装置，其中所述介电层包含氧化硅，且所述第一蚀刻阻障层包含氧化铝。

7.根据权利要求5所述的装置，其中所述介电层包含氮化硅，且所述第一蚀刻阻障层包含氧化铝。

8.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二蚀刻阻障层包含钛。

9.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二蚀刻阻障层包含钼。

10.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二蚀刻阻障层包含非晶硅。

11.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二蚀刻阻障层在所述第一蚀刻阻障层的表面上方具有一变化的厚度。

12.根据权利要求11所述的装置，其中所述第二蚀刻阻障仅覆盖所述第一蚀刻阻障层的一部分。

13.根据权利要求1所述的装置，其额外包含：

一处理器，其与所述电极层和所述可移动层中的至少一者电连通，所述处理器经配置以处理图像数据；和

一存储器装置，其与所述处理器电连通。

14.根据权利要求13所述的装置，其额外包含一驱动器电路，所述驱动器电路经配置以将至少一个信号发送到所述电极层和所述可移动层中的至少一者。

15.根据权利要求14所述的装置，其额外包含一控制器，所述控制器经配置以将所述图像数据的至少一部分发送到所述驱动器电路。

16.根据权利要求13所述的装置，其进一步包含一图像源模块，所述图像源模块经配置以将所述图像数据发送到所述处理器。

17.根据权利要求16所述的装置，其中所述图像源模块包含一接收器、收发器和发送器中的至少一者。

18.根据权利要求13所述的装置，其进一步包含一输入装置，所述输入装置经配置以接收输入数据并将所述输入数据传送到所述处理器。

19.一种操作根据权利要求1所述的装置的方法，所述方法包含向所述电极层施加一第一信号和向所述可移动层施加一第二信号，从而促使所述可移动层在所述腔内移动。

20.一种MEMS装置，其包含：

传导构件，其用于传导一电信号；

支撑构件，其用于支撑所述传导构件；

绝缘构件，其用于电绝缘所述传导构件；

第一保护构件，其用于保护所述绝缘构件；

第二保护构件，其用于保护所述第一保护构件；和

界定构件，其用于界定一具有一可变尺寸的腔。

21.根据权利要求20所述的装置，其中：

所述支撑构件包含一透明衬底；

所述传导构件包含一形成在所述透明衬底上方的电极层；且

所述界定构件包含一通过腔而与所述第一保护构件分离的可移动层。

22.根据权利要求20或21所述的装置，其中所述绝缘构件包含一形成在所述传导构件上方的介电层。

23.根据权利要求22所述的装置，其中所述介电层包含氧化硅和氮化硅中的至少一者。

24.根据权利要求20、21或22所述的装置，其中所述第一保护构件包含一形成在所述绝缘构件上方的第一蚀刻阻障层。

25.根据权利要求24所述的装置，其中所述蚀刻阻障层包含氧化铝。

26.根据权利要求20、21、22或24所述的装置，其中所述第二保护构件包含一形成在所述第一保护构件上方的第二蚀刻阻障层。

27.根据权利要求26所述的装置，其中所述第二蚀刻阻障层包含氧化硅、氮化硅、非晶硅、钼和钛中的至少一者。

28.一种制造一MEMS装置的方法，其包含：

在一衬底上沉积一电极层；

在所述电极层上方沉积一介电层；

在所述介电层上方沉积一蚀刻终止层；和

在所述蚀刻终止层上方沉积一保护层。

29.根据权利要求28所述的方法，其中所述蚀刻终止层包含氧化铝，且其中所述介电层包含氮化硅。

30.根据权利要求28所述的方法，其中所述蚀刻终止层包含氧化铝，且其中所述介电层包含氧化硅。

31.根据权利要求28所述的方法，其中所述蚀刻终止层包含氧化铝，所述方法额外包含在所述电极层上方沉积一第二氧化铝层，其中所述介电层沉积在所述第二氧化铝层上方。

32.根据权利要求28所述的方法，其中所述蚀刻终止层包含氧化铝，所述方法额外包含：

在所述保护层上方沉积至少一第一牺牲层；

在所述牺牲层上方沉积一反射层；和

蚀刻所述第一牺牲层以完全去除所述第一牺牲层，从而形成一干涉式腔。

33.根据权利要求32所述的方法，其中蚀刻所述第一牺牲层以完全去除所述第一牺牲层包含相对于所述蚀刻阻障层而蚀刻所述第一牺牲层和所述保护层两者。

34.根据权利要求32所述的方法，其中蚀刻所述第一牺牲层以完全去除所述第一牺牲层包含相对于所述保护层而蚀刻所述第一牺牲层。

35.根据权利要求34所述的方法，其额外包含相对于所述蚀刻阻障层而蚀刻所述保护层，其中蚀刻所述保护层是在去除所述第一牺牲层之后进行的。

36.根据权利要求32所述的方法，其额外包含：

执行一初步蚀刻以去除所述第一牺牲层的一部分，从而暴露所述保护层的一部分；和

在所述第一牺牲层上方沉积至少一第二牺牲层；其中所述蚀刻所述第一牺牲层以完全去除所述第一牺牲层包含去除所述第二牺牲层的至少一部分。

37.根据权利要求36所述的方法，其中所述保护层包含氧化硅。

38.根据权利要求36所述的方法，其中所述保护层包含氮化硅。

39.根据权利要求36所述的方法，其中所述保护层包含非晶硅。

40.根据权利要求36所述的方法，其中所述保护层包含钼。

41.根据权利要求36所述的方法，其中所述保护层包含钛。

42.根据权利要求36所述的方法，其中

43.根据权利要求36所述的方法，其中蚀刻所述第一牺牲层以完全去除所述第一牺牲层随后去除所述保护层的至少一部分。

44.一种通过根据权利要求28所述的工艺制造的MEMS装置。

45.一种制造一MEMS装置的方法，其包含：

在一衬底上沉积一电极层；

在所述电极层上方沉积一第一介电层；

在所述第一介电层上方沉积一第二介电层；

在所述第二介电层上方沉积一第三介电层；

在所述第三介电层上方沉积一第一牺牲层；

执行一初步蚀刻以去除所述第一牺牲层的一部分，从而暴露所述第三介电层的至少一部分；和

在所述第一牺牲层的剩余部分和所述第三介电层的暴露部分上方沉积一第二牺牲层。

46.根据权利要求45所述的方法，其中所述第一介电层包含氧化硅和氮化硅中的至少一者。

47.根据权利要求45所述的方法，其中所述第二介电层包含氧化铝。

48.根据权利要求45所述的方法，其中所述第三介电层包含一保护层。

49.根据权利要求48所述的方法，其中所述保护层包含氧化硅、氮化硅、非晶硅、钼和钛中的至少一者。

50.根据权利要求45所述的方法，其中所述初步蚀刻相对于所述第三介电层而蚀刻所述第一牺牲层。

51.根据权利要求45所述的方法，其额外包含：

在所述第二牺牲层上方形成一反射层；

图案化所述反射层以形成至少两个可移动层；和

蚀刻所述第一和第二牺牲层，从而形成至少一第一腔和一第二腔，其中所述第一腔的一高度不同于所述第二腔的一高度。

52.根据权利要求51所述的方法，其中蚀刻所述第一和第二牺牲层包含相对于所述第二介电层而蚀刻所述第一和第二层。

53.根据权利要求52所述的方法，其中蚀刻所述第一和第二牺牲材料去除所述第三介电层的至少一部分。

54.一种通过根据权利要求45所述的方法形成的MEMS装置。

55.一种MEMS装置，其包含：

一衬底；

一电极层，其位于一衬底上方；

一电荷俘获层，其位于所述电极层上方，其中所述电荷俘获层经配置以俘获正电荷和负电荷两者；和

一第一蚀刻阻障层，其位于所述电荷俘获层上方。

56.根据权利要求55所述的装置，其中所述第一蚀刻阻障层包含氧化铝。

57.根据权利要求55所述的装置，其中所述电荷俘获层包含氮化硅和五氧化二钽中的至少一者。

58.根据权利要求55所述的装置，其额外包含一位于所述第一蚀刻阻障层上方的第二蚀刻阻障层。

59.根据权利要求58所述的装置，其中所述第二蚀刻阻障层包含一选自由以下物质组成的群组的材料：氧化硅、氮化硅、非晶硅、钼和钛。

60.根据权利要求55所述的装置，其额外包含：

一处理器，其与所述电极层和所述可移动层中的至少一者电连通，所述处理器经配置以处理图像数据；和

一存储器装置，其与所述处理器电连通。

61.根据权利要求60所述的装置，其额外包含一驱动器电路，所述驱动器电路经配置以将至少一个信号发送到所述电极层和所述可移动层中的至少一者。

62.根据权利要求61所述的装置，其额外包含一控制器，所述控制器经配置以将所述图像数据的至少一部分发送到所述驱动器电路。

63.根据权利要求60所述的装置，其进一步包含一图像源模块，所述图像源模块经配置以将所述图像数据发送到所述处理器。

64.根据权利要求63所述的装置，其中所述图像源模块包含一接收器、收发器和发送器中的至少一者。

65.根据权利要求60所述的装置，其进一步包含一输入装置，所述输入装置经配置以接收输入数据并将所述输入数据传送到所述处理器。

66.一种制造MEMS装置的方法，其包含：

在一衬底上沉积一电极层；

在所述电极层上方沉积一电荷俘获层，其中所述电荷俘获层经配置以俘获正电荷和负电荷两者；和

在所述电荷俘获层上方沉积一第一蚀刻阻障层。

67.根据权利要求55所述的方法，其中所述第一蚀刻阻障包含氧化铝。

68.根据权利要求67所述的方法，其中所述电荷俘获层包含氮化硅。

69.根据权利要求67所述的方法，其中所述电荷俘获层包含五氧化二钽。

70.根据权利要求55所述的方法，其额外包含：

在所述第一蚀刻阻障层上方沉积一第二蚀刻阻障层；

在所述第二蚀刻阻障层上方沉积一第一牺牲材料层；

执行一第一蚀刻以去除所述第一牺牲材料层的一部分，从而暴露所述第二蚀刻阻障层的一部分；

在所述第一牺牲材料层上方和在所述第二蚀刻阻障层的所述暴露部分上方沉积至少一第二牺牲材料层；

在所述第一和第二牺牲材料层上方沉积一电极；和

执行一第二蚀刻以去除至少所述第一和第二牺牲材料层，从而形成一干涉式腔。

71.根据权利要求70所述的方法，其中所述第一蚀刻相对于所述第二蚀刻阻障层而蚀刻所述第一牺牲材料层。

72.根据权利要求70所述的方法，其中所述第二蚀刻相对于所述第一蚀刻阻障层而蚀刻所述第一和第二牺牲材料层。

73.根据权利要求70所述的方法，其中所述第二蚀刻阻障层包含一选自由以下物质组成的群组的材料：氧化硅、氮化硅、非晶硅、钼和钛。

74.根据权利要求70所述的方法，其中使用一蚀刻剂来执行所述第一蚀刻，所述第二蚀刻阻障层比所述第一牺牲层对于所述蚀刻剂更具抵抗力。

75.根据权利要求70所述的方法，其中在所述第二蚀刻期间至少部分地去除所述第二蚀刻阻障，且所述第一蚀刻阻障层对于所述第二蚀刻具有抵抗力。

76.一种通过根据权利要求55所述的方法制造的MEMS装置。

77.一种MEMS装置，其包含：

一衬底；

一电极层，其形成在所述衬底上方；

一氮化硅层，其形成在所述电极层上方；和

一氧化铝层，其形成在所述氮化硅层上方。

78.根据权利要求77所述的装置，其额外包含：

一腔，其形成在所述氧化铝层上方；和

一可移动层，其形成在所述腔上方。

79.根据权利要求78所述的装置，其中所述装置是一干涉式调制器。

80.根据权利要求79所述的装置，其额外包含一形成在所述氧化铝层上方的氧化硅层。

81.根据权利要求80所述的装置，其中所述氧化硅层位于所述氧化铝层上方、在将所述可移动层支撑在所述腔上方的柱下方。

82.根据权利要求78所述的装置，其额外包含一形成在所述氧化铝层上方的氮化硅层。

83.根据权利要求82所述的装置，其中所述氮化硅层位于所述氧化铝层上方、在将所述可移动层支撑在所述腔上方的柱下方。

84.根据权利要求77所述的装置，其额外包含一第二氧化铝层，其中所述第二氧化铝层形成在所述电极层上方，且其中所述氮化硅层形成在所述第二氧化铝层上方。

85.一种操作根据权利要求78所述的装置的方法，所述方法包含向所述电极层施加一第一信号和向所述可移动层施加一第二信号，从而促使所述可移动层在所述腔内移动。

86.一种MEMS装置，其包含：

用于传导一电信号的构件；

用于支撑所述传导构件的构件；

用于俘获正电荷和负电荷两者的构件；和

用于保护所述用于俘获电荷的构件的构件。

87.根据权利要求86所述的装置，其中所述支撑构件包含一透明衬底，且其中所述用于传导电信号的构件包含一形成在所述透明衬底上方的电极层。

88.根据权利要求86或87所述的装置，其中所述电荷俘获构件包含一形成在所述传导构件上方的电荷俘获材料层，所述电荷俘获材料经配置以俘获正电荷和负电荷两者。

89.根据权利要求86、87或88所述的装置，其中所述保护构件包含一形成在所述电荷俘获构件上方的蚀刻阻障层。

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