CN102354052A - 数字微镜器件及其形成方法 - Google Patents
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Abstract
一种数字微镜器件及其形成方法,数字微镜器件包括:基底,其上形成有微镜器件控制电路结构;数字微镜阵列,数字微镜阵列中的每一数字微镜包括反光镜、两个第一极板、两个第二极板、铰链;两个第二极板位于基底上,与微镜器件控制电路结构电连接;两个第一极板位于两个第二极板上方,且分别与两个第二极板相对;铰链位于第二极板上方;反光镜位于第一极板上方,且反光镜通过第一插栓与两个第一极板电连接,反光镜通过第二插栓与铰链电连接,铰链与微镜器件控制电路结构电连接;在第一极板和第二极板之间具有电压差时,反光镜绕铰链偏转。本发明结构简单,可以提高铰链的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及投影仪技术领域,尤其涉及数字微镜器件及其形成方法。
背景技术
DMD(digital mirror device)数字微镜器件是一种整合的微机电上层结构电路单元(MEMS superstructure cell),它是利用CMOS SRAM记忆晶胞所制成。DMD上层结构的制造是从完整CMOS内存电路开始,再透过光罩层的使用,制造出铝导电层和硬化光阻层(hardened photoresist)交替的上层结构,铝导电层包括地址电极(address electrode)、绞链(hinge)、轭(yoke)和反光镜,硬化光阻层则作为牺牲层(sacrificial layer),用来形成空气间隔(air gaps)。铝导电层经过溅镀沉积(sputter-deposited)以及电浆蚀刻(plasma-etched)处理形成地址电极(address electrode)、绞链(hinge)、轭(yoke)和反光镜;牺牲层则经过电浆去灰(plasma-ashed)处理,以便制造出层间的空气间隙。每个反光镜都能将光线从两个方向反射出去,实际反射方向则视底层记忆晶胞的状态而定;当记忆晶胞处于「ON」状态时,反光镜会旋转至+12度,记忆晶胞处于「OFF」状态,反光镜会旋转至-12度。只要结合DMD以及适当光源和投影光学系统,反光镜就会把入射光反射进入或是离开投影镜头的透光孔,使得「ON」状态的反光镜看起来非常明亮,「OFF」状态的反光镜看起来就很黑暗。利用二位脉冲宽度调变可以得到灰阶效果,如果使用固定式或旋转式彩色滤镜,再搭配一颗或三颗DMD芯片,即可得到彩色显示效果。
图1为现有技术中的一种数字微镜的立体分解图,参考图1,现有技术的数字微镜形成在基底10上,其中基底10上形成有CMOS电路结构,该CMOS电路结构为微镜器件控制电路结构。现有技术的数字微镜包括:反光镜11、位于所述反光镜11下方且与所述反光镜11相对的轭板(yoke)12,铰链13,在所述反光镜11和轭板12之间具有电势差时,轭板12与所述反光镜11之间具有静电力,所述反光镜11可绕所述铰链13旋转预定的角度。反光镜11具有反光镜支柱111,反光镜11通过反光镜支柱111与铰链13连接。数字微镜还包括:反光镜地址电极14,所述反光镜地址电极14与所述基底10上的CMOS电路结构连接,通过CMOS电路结构向反光镜地址电极14提供电压,反光镜地址电极14与反光镜11电连接,从而CMOS电路结构通过反光镜地址电极14向反光镜11提供电压,使反光镜11具有预定的电势。数字微镜还包括:轭板地址电极15,所述轭板地址电极15与所述基底10上的CMOS电路结构连接,通过CMOS电路结构向轭板地址电极15提供电压,轭板地址电极15与轭板12电连接,从而CMOS电路结构通过轭板地址电极15向轭板12提供电压,使轭板12具有预定的电势。在基底10和轭板12之间具有偏置/复位总线(bias/reset bus)16。
以上所述的现有技术的数字微镜器件结构复杂,成品率低,驱动电压高(功耗高)。
发明内容
本发明解决的问题是现有技术的数字微镜器件结构复杂,成品率低,驱动电压高(功耗高)。
为解决上述问题,本发明提供一种数字微镜器件,包括:
基底,所述基底上形成有微镜器件控制电路结构;
位于所述基底上的数字微镜阵列,数字微镜阵列中的每一数字微镜包括一个反光镜、两个第一极板、两个第二极板、铰链;
所述两个第二极板位于所述基底上,与所述微镜器件控制电路结构电连接;
所述两个第一极板位于所述两个第二极板上方,且分别与所述两个第二极板相对;
所述铰链位于所述第二极板上方、且其在两个第一极板平面上的投影位于两个第一极板之间;
所述反光镜位于所述两个第一极板上方,且所述反光镜通过第一插栓与两个第一极板电连接,所述反光镜通过第二插栓与所述铰链电连接,所述铰链与所述微镜器件控制电路结构电连接;在所述第一极板和第二极板之间具有电压差时,所述反光镜绕所述铰链偏转。
可选的,所述铰链包括导电层和介质层,所述铰链的导电层靠近所述第二极板,所述铰链的介质层远离所述第二极板。
可选的,所述第一极板包括导电层和介质层,所述导电层靠近所述第二极板,所述介质层远离所述第二极板,所述介质层相对于所述导电层具有压应力。
可选的,所述第一极板包括导电层和介质层,所述导电层远离所述第二极板,所述介质层靠近所述第二极板,所述介质层相对于所述导电层具有拉应力。
可选的,还包括密封盖阵列,每一个密封盖在所述每一个数字微镜上方遮盖所述数字微镜。
可选的,所述密封盖包括封盖层、密封层和两个第一连接柱、两个第二连接柱;
所述封盖层位于所述数字微镜上方,通过第一连接柱和第二连接柱与所述铰链连接,两个第一连接柱的一端与所述铰链的一端连接,另一端与所述第二连接柱的一端连接,所述第二连接柱的另一端与所述封盖层连接,所述封盖层具有开口;
所述密封层位于所述封盖层表面,且密封所述开口。
可选的,还包括两个连接端;所述两个连接端位于两个第二极板之间;
所述第二极板通过第三插栓与所述微镜器件控制电路结构电连接,所述连接端通过第四插栓与所述微镜器件控制电路结构电连接;
所述铰链通过第五插栓与所述连接端电连接。
可选的,所述铰链的介质层的材料选自氧化硅、碳化硅、氮氧化硅、碳氧化硅其中之一或者他们的任意组合。
可选的,所述铰链的导电层的材料选自金、银、铜、铝、钛、铬、钼、镉、镍、钴其中之一或者他们的任意的组合;或者,选自多晶硅、非晶硅、多晶锗、非晶锗、多晶锗硅、非晶锗硅其中之一或者他们的任意组合。
可选的,所述第一极板的介质层的材料选自氧化硅、碳化硅、氮氧化硅、碳氧化硅其中之一或者他们的任意组合。
可选的,所述第一极板的导电层的材料选自金、银、铜、铝、钛、铬、钼、镉、镍、钴其中之一或者他们的任意的组合。
可选的,所述微镜器件控制电路结构为CMOS控制电路结构。
本发明还提供一种形成数字微镜器件的方法,包括:
提供基底,所述基底上形成有微镜器件控制电路结构;
在所述基底上形成第二极板以及第二极板与所述微镜器件控制电路结构连接的第一互连结构;
形成图形化的第一牺牲层,覆盖所述第二极板和基底形成的表面,定义出与所述微镜器件控制电路结构连接的第二互连结构;
在所述图形化的第一牺牲层图形化的位置形成与所述微镜器件控制电路结构连接的第二互连结构;
在所述图形化的第一牺牲层、第二互连结构两者形成表面上形成铰链和第一极板,所述铰链与所述第二互连结构电连接;
形成图形化的第二牺牲层,覆盖所述铰链、第一极板和图形化的第一牺牲层,所述图形化的第二牺牲层定义出第一插栓、第二插栓;
在所述图形化的第二牺牲层图形化的位置形成第一插栓、第二插栓;
在所述图形化的第二牺牲层、第一插栓、第二插栓三者组成的表面上形成反光镜,所述反光镜通过所述第一插栓与所述第一极板电连接,所述反光镜通过第二插栓与所述铰链电连接;
去除图形化的第一牺牲层和图形化的第二牺牲层。
可选的,形成反光镜后,去除图形化的第一牺牲层和图形化的第二牺牲层之前,还包括:形成密封盖,在数字微镜的顶部密封数字微镜。
可选的,在形成第二极板时,还形成了两个连接端;所述两个连接端位于两个第二极板之间、沿铰链延伸方向的两端。
可选的,所述在所述基底上形成第二极板以及第二极板与所述微镜器件控制电路结构连接的第一互连结构、形成连接端包括:
在所述基底上形成介质层;
图形化所述介质层,形成第三通孔和第四通孔;
在所述第三通孔和第四通孔中沉积导电材料形成第三插栓和第四插栓,第三通孔对应形成第三插栓,第四通孔对应形成第四插栓,所述第一互连结构包括第三插栓和第四插栓;
在所述图形化的介质层和第三插栓、第四插栓形成的表面上形成导电层;
图形化所述导电层,形成第二极板、连接端,所述第二极板通过第三插栓与所述微镜器件控制电路结构电连接,所述连接端通过第四插栓与所述微镜器件控制电路结构电连接。
可选的,所述形成图形化的第一牺牲层,覆盖所述第二极板和基底形成的表面,定义出与所述微镜器件控制电路结构连接的第二互连结构;在所述图形化的第一牺牲层图形化的位置形成与所述微镜器件控制电路结构连接的第二互连结构包括:
形成第一牺牲层;
在所述第一牺牲层上形成图形化的光刻胶层;
以所述图形化的光刻胶层为掩膜刻蚀所述第一牺牲层,在第一牺牲层中形成第五通孔;
去除所述图形化的光刻胶层;
在所述第五通孔的侧壁形成介质层;
在所述第五通孔的侧壁形成介质层后,在所述第五通孔内填满导电材料,形成第五插栓,第五插栓作为第二互连结构。
可选的,所述在所述图形化的第一牺牲层、第二互连结构两者形成表面上形成铰链和第一极板包括:
在所述图形化的第一牺牲层、第二互连结构两者形成的表面上依次形成导电层、介质层;
图形化所述图形化的第一牺牲层、第二互连结构上的导电层和介质层,形成铰链和第一极板。
可选的,所述形成图形化的第二牺牲层,覆盖所述铰链、第一极板和图形化的第一牺牲层,所述图形化的第二牺牲层定义出第一插栓、第二插栓;在所述图形化的第二牺牲层图形化的位置形成第一插栓、第二插栓包括:
形成第二牺牲层,覆盖所述铰链、第一极板和图形化的第一牺牲层;
在所述第二牺牲层上形成图形化的光刻胶层;
以所述图形化的光刻胶层为掩膜刻蚀所述第二牺牲层,在第二牺牲层中形成第一通孔和第二通孔;
去除所述图形化的光刻胶层;
在所述第一通孔的侧壁、第二通孔的侧壁形成介质层;
在所述第一通孔的侧壁、第二通孔的侧壁形成介质层后,在所述第一通孔、第二通孔内填满导电材料,形成第一插栓、第二插栓,第一通孔对应形成第一插栓,第二通孔对应形成第二插栓。
可选的,在所述图形化的第二牺牲层、第一插栓、第二插栓三者组成的表面上形成反光镜包括:
在所述图形化的第二牺牲层、第一插栓、第二插栓三者组成的表面上形成导电层;
图形化所述导电层形成反光镜。
可选的,所述形成密封盖包括:
在第二牺牲层中形成第一通孔和第二通孔时,也在第二牺牲层中形成第六通孔,所述第六通孔定义出第一连接柱;
在所述第一通孔的侧壁、第二通孔的侧壁形成介质层时,也在所述第六通孔内填满介质层,形成第一连接柱;
形成反光镜之后,形成第三牺牲层,覆盖所述反光镜、第一连接柱以及所述图形化的第二牺牲层;
图形化所述第三牺牲层,在所述第三牺牲层中形成第七通孔,所述第七通孔暴露出所述第一连接柱;
在所述第七通孔内填满介质层,形成第二连接柱,所述第一连接柱和第二连接柱连接;
形成封盖层,覆盖所述第三牺牲层以及第二连接柱,所述封盖层上具有多个开口,暴露出第三牺牲层。
可选的,在所述去除图形化的第一牺牲层和图形化的第二牺牲层时,去除图形化的第三牺牲层。
可选的,所述第一牺牲层、第二牺牲层、第三牺牲层的材料为非晶碳、光刻胶、二氧化硅、锗或者非晶硅。
可选的,去除非晶碳或者光刻胶的方法为:
将氧等离子体通入所述开口,在温度范围为150℃~450℃的条件下灰化所述非晶碳或者光阻;
去除二氧化硅的方法为:将HF蒸汽通入所述开口去除二氧化硅;
去除非晶硅的方法为:通过所述开口利用包含SF6、O2和CHF3的混合气体的等离子体等离子刻蚀所述非晶硅以去除非晶硅。
可选的,还包括:在去除第一牺牲层、第二牺牲层和第三牺牲层后,形成密封层,覆盖所述封盖层,且密封所述开口。
可选的,所述第二极板的材料选自金、银、铜、铝、钛、铬、钼、镉、镍、钴其中之一或者他们的任意的组合;或者,选自多晶硅、非晶硅、多晶锗、非晶锗、多晶锗硅、非晶锗硅其中之一或者他们的任意组合。
可选的,所述导电材料为铜或钨,或者选自多晶硅、非晶硅、多晶锗、非晶锗、多晶锗硅、非晶锗硅其中之一或者他们的任意组合。
可选的,所述介质层的材料选自氧化硅、碳化硅、氮氧化硅、碳氧化硅其中之一或者他们的任意组合。
可选的,所述导电层的材料选自金、银、铜、铝、钛、铬、钼、镉、镍、钴其中之一或者他们的任意的组合;或者,选自多晶硅、非晶硅、多晶锗、非晶锗、多晶锗硅、非晶锗硅其中之一或者他们的任意组合。
可选的,所述微镜器件控制电路结构为CMOS控制电路结构。
与现有技术相比,本发明技术方案具有以下优点:
本发明的数字微镜器件,结构简单。
并且,在实施例中铰链包括导电层和介质层,由于介质层的存在,介质层的强度大于导电层的强度,相对于现有技术中仅包括导电层的铰链,提高了铰链的强度,从而可以提高铰链的可靠性(也就是说,铰链可以转动的次数)。
进一步的,在实施例中,位于所述第二极板上方的第一极板也包括导电层和介质层,所述介质层靠近所述第二极板,所述导电层远离所述第二极板,所述介质层相对于所述导电层具有压应力。由于介质层对导电层的压应力的存在,当第一极板和第二极板之间具有电势差,具有吸引力时,第一极板较容易向第二极板方向偏转,这样第一极板和第二极板之间的电势差相对于现有技术可以降低,因此可以降低驱动电压,从而可以降低功耗。
进一步的,在本发明中,数字微镜器件的顶部形成有密封盖,该密封盖的存在可以起到密封数字微镜器件的作用,防止水蒸气、灰尘、杂质等进入数字微镜器件内,这样可以提高数字微镜器件的寿命,防止水蒸气、灰尘、杂质等进入数字微镜器件内影响数字微镜器件的使用。
附图说明
图1是现有技术的数字微镜的立体分解示意图;
图2为本发明具体实施例的数字微镜器件的立体结构示意图,
图3为本发明具体实施方式的形成数字微镜器件的方法的流程图;
图4a、图4b~图16a、图16b为本发明具体实施例的形成数字微镜器件的方法的剖面结构示意图,其中,各幅a图为图2中所示的a-a方向的剖面结构示意图,各幅b图为图2中所示的b-b方向的剖面结构示意图。
具体实施方式
本发明的数字微镜器件,结构简单。而且,在具体实施例中铰链包括导电层和介质层,由于介质层的存在,介质层的强度大于导电层的强度,相对于现有技术中仅包括导电层的铰链,提高了铰链的强度,从而可以提高铰链的可靠性(也就是说,提高铰链可以转动的次数)。
进一步的,在本发明中,位于所述第二极板上方的第一极板也包括导电层和介质层,所述介质层靠近所述第二极板,所述导电层远离所述第二极板,所述介质层相对于所述导电层具有压应力,所述导电层相对于所述介质层具有拉应力。由于介质层对导电层的压应力的存在,当第一极板和第二极板之间具有电势差,具有吸引力时,第一极板较容易向第二极板方向偏转,这样第一极板和第二极板之间的电势差相对于现有技术可以降低,因此可以降低驱动电压,从而可以降低功耗。
进一步的,在本发明中,数字微镜器件的顶部形成有密封盖,该密封盖的存在可以起到密封数字微镜器件的作用,防止水蒸气、灰尘、杂质等进入数字微镜器件内,这样可以提高数字微镜器件的寿命,防止水蒸气、灰尘、杂质等进入数字微镜器件内影响数字微镜器件的使用。
图2为本发明具体实施例的数字微镜器件的立体结构示意图,图16a为图2所示的数字微镜器件沿a-a方向的剖面结构示意图,图16b为图2所示的数字微镜器件沿b-b方向的剖面结构示意图,其中a-a方向垂直于b-b方向,结合参考图2和图16a、图16b,本发明的数字微镜器件,包括:基底30,所述基底30上形成有微镜器件控制电路结构31;位于所述基底30上的数字微镜阵列,数字微镜阵列中的每一数字微镜包括反光镜36、两个第一极板35、两个第二极板33、铰链34;所述两个第二极板33位于所述基底30上,与所述微镜器件控制电路结构电连接;所述两个第一极板35位于所述两个第二极板33上方,且所述两个第一极板35与所述两个第二极板33相对设置;所述铰链34位于所述第二极板33上方、且其在两个第一极板35平面上的投影位于两个第一极板35之间,在图示中,铰链34位于两个第一极板35之间,当然在其他实施例中,铰链34也可以不位于第一极板之间,只要保证其在两个第一极板35平面上的投影位于两个第一极板35之间即可;所述反光镜36位于所述第一极板35上方,且所述反光镜36通过第一插栓431与第一极板35电连接,所述反光镜36通过第二插栓432与所述铰链34电连接,所述铰链34与所述微镜器件控制电路结构电连接;在所述第一极板35和第二极板33之间具有电压差时,所述反光镜36绕所述铰链34偏转。本发明中数字微镜器件的结构简单。
在具体实施例中,所述铰链34包括导电层341和介质层342,所述导电层341靠近所述第二极板33,所述介质层342远离所述第二极板33。本发明中,由于介质层342的存在,介质层342的强度大于导电层341的强度,相对于现有技术中仅包括导电层的铰链,提高了铰链的强度,从而可以提高铰链的可靠性(也就是说,提高铰链可以转动的次数),可以提高数字微镜的使用寿命。
结合参考图2和图16b,在本发明中,所述第一极板35包括导电层351和介质层352,所述介质层352远离所述第二极板33,所述导电层351靠近所述第二极板33,所述介质层352相对于所述导电层351具有压应力。由于介质层352对导电层351的压应力的存在,当第一极板35和第二极板33之间具有电势差,具有吸引力时,第一极板35较容易向第二极板33方向偏转,这样第一极板35和第二极板33之间的电势差相对于现有技术可以降低,因此可以降低驱动电压,从而可以降低功耗。
在另一实施例中也可以所述第一极板包括导电层和介质层,所述导电层远离所述第二极板,所述介质层靠近所述第二极板,所述介质层相对于所述导电层具有拉应力,使得第一极板35的边缘相对于中央向第二极板靠近。
结合参考图2以及图16a、图16b,本发明具体实施例中,两个第一极板35厚度相同,两者的上下表面均在同一平面上,且两者之间具有一定间距。两个第一极板35的形状在本发明具体实施例中相同,且均为三角形,然而,第一极板35的形状不限于三角形,可以为任意形状的平板。所述铰链34位于两个第一极板35之间。
结合参考图2以及图16a、图16b,本发明具体实施例中,每一个数字微镜还包括两个连接端332;所述两个连接端位于两个第二极板33之间、铰链34延伸方向的两端。两个第二极板33厚度相同,两者的上下表面均在同一平面上,且两者之间具有一定间距。两个第二极板33的形状在本发明具体实施例中相同,且均为三角形,然而,第二极板33的形状不限于三角形,可以为任意形状的平板。在本发明具体实施例中,第一极板35和第二极板33的形状相同。
本发明具体实施例中,所述第二极板33通过第三插栓333与所述微镜器件控制电路结构电连接,所述两个连接端332通过第四插栓334与所述微镜器件控制电路结构电连接,所述铰链34通过第五插栓343与两个连接端332连接的第四插栓334电连接。因此,参考图16a,本发明具体实施例中,反光镜36通过第一插栓431与两个第一极板35电连接,通过第二插栓432与铰链34电连接,铰链34通过第五插栓343、以及第四插栓334与微镜器件控制电路结构电连接;也就是说,微镜器件控制电路结构通过第四插栓334、第五插栓343提供给铰链34电势,而铰链34通过第二插栓432和第一插栓431将电势提供给第一极板35,即铰链34、第二插栓432、第一插栓431、第一极板35具有相同的电势。参考图16b,第二极板33通过第三插栓333与微镜器件控制电路结构电连接,即微镜器件控制电路结构通过第三插栓333向第二极板33提供电势。
本发明的数字微镜的工作原理为:通过微镜器件控制电路结构向第一极板35和第二极板33提供电压,控制第一极板35和第二极板33之间的电势差,使第一极板35和第二极板33之间具有吸引力,由于第一极板35和反光镜36连接,因此第一极板35在第二极板33的吸引力的作用下可以带动反光镜36绕铰链34旋转预定的角度。其中反光镜36旋转的角度与第一极板35和第二极板33之间的电势差有关。
本发明中,所述铰链34的介质层342和所述第一极板35的介质层352的材料选自氧化硅、碳化硅、氮氧化硅、碳氧化硅其中之一或者他们的任意组合。所述铰链34的导电层341、所述第一极板35的导电层351和所述第二极板33的材料选自金、银、铜、铝、钛、铬、钼、镉、镍、钴其中之一或者他们的任意的组合;或者,选自多晶硅、非晶硅、多晶锗、非晶锗、多晶锗硅、非晶锗硅其中之一或者他们的任意组合。
结合参考图16a和图16b,本发明中,所述数字微镜器件还包括密封盖阵列,每一个密封盖在所述每一个数字微镜上方遮盖所述数字微镜。该密封盖的存在可以起到密封数字微镜器件的作用,防止水蒸气、灰尘、杂质等进入数字微镜器件内,这样可以提高数字微镜器件的寿命,防止水蒸气、灰尘、杂质等进入数字微镜器件内影响数字微镜器件的使用。
本发明具体实施例中,所述密封盖包括封盖层37、密封层38和两个第一连接柱433、两个第二连接柱441,所述封盖层37位于所述反光镜36上方,通过第一连接柱433和第二连接柱441与所述铰链34连接,两个第一连接柱433的一端与所述铰链34的两端连接,第一连接柱433的另一端与所述第二连接柱441的一端连接,所述第二连接柱441的另一端与所述封盖层37连接,所述封盖层37具有开口371;所述密封层38位于所述封盖层37表面,密封所述开口371。第一连接柱433和第二连接柱441一起起到支撑密封盖的作用。在此,第一连接柱433和第二连接柱441仅为本发明的一实施例,在其他实施例中,也可以其他方式支撑密封盖。
根据以上所述的本发明的数字微镜器件,本发明还提供了一种形成数字微镜器件的方法。
为了使本领域的技术人员可以更好的理解本发明,下面结合附图说明本发明具体实施方式的形成数字微镜器件的方法,图3本发明具体实施方式的形成数字微镜器件的方法的流程图,参考图3,本发明具体实施方式的形成数字微镜器件的方法包括:
步骤S21,提供基底,所述基底上形成有微镜器件控制电路结构;
步骤S22,在所述基底上形成第二极板以及第二极板与所述微镜器件控制电路结构连接的第一互连结构;
步骤S23,形成图形化的第一牺牲层,覆盖所述第二极板和基底形成的表面,定义出与所述微镜器件控制电路结构连接的第二互连结构;
步骤S24,在所述图形化的第一牺牲层图形化的位置形成与所述微镜器件控制电路结构连接的第二互连结构;
步骤S25,在所述图形化的第一牺牲层、第二互连结构两者形成表面上形成铰链和第一极板,所述铰链与所述第二互连结构电连接;
步骤S26,形成图形化的第二牺牲层,覆盖所述铰链和第一极板和图形化的第一牺牲层,所述图形化的第二牺牲层定义出第一插栓、第二插栓;
步骤S27,在所述图形化的第二牺牲层图形化的位置形成第一插栓、第二插栓;
步骤S28,在所述图形化的第二牺牲层、第一插栓、第二插栓三者组成的表面上形成反光镜,所述反光镜通过所述第一插栓与所述第一极板电连接,所述反光镜通过第二插栓与所述铰链电连接;
步骤S29,去除图形化的第一牺牲层和图形化的第二牺牲层。
为了使本领域技术人员可以更好的理解本发明的形成数字微镜器件的方法,下面结合附图以及具体实施例详细说明本发明形成数字微镜器件的方法。图4a、图4b~图16a、图16b为本发明具体实施例的形成数字微镜器件的方法的剖面结构示意图,其中,各幅a图为图2中所示的a-a方向的剖面结构示意图,各幅b图为图2中所示的b-b方向的剖面结构示意图,结合参考图3和图4a~图16b详细说明本发明形成数字微镜器件的方法。
结合参考图3和图4a、图4b,执行步骤S21,提供基底30,所述基底30上形成有微镜器件控制电路结构31。本发明具体实施例中,所述微镜器件控制电路结构为CMOS SRAM电路结构。
结合参考图3和图5a、图5b,执行步骤S22,在所述基底30上形成第二极板33以及第二极板33与所述微镜器件控制电路结构31连接的第一互连结构。在本发明具体实施例中,在该步骤S22中也形成两个连接端332,所述两个连接端332位于第二极板33之间、沿铰链延伸方向的两端。所述第一互连结构包括第三插栓333和第四插栓334,所述两个第二极板33通过两个第三插栓333与所述微镜器件控制电路结构电连接,所述两个连接端332通过两个第四插栓334与所述微镜器件控制电路结构电连接。
本发明具体实施例中,所述在所述基底30上形成第二极板33、连接端332以及第二极板33、连接端332与所述微镜器件控制电路结构连接的第一互连结构包括:在所述基底30上形成介质层;图形化所述介质层,形成第三通孔和第四通孔;在所述第三通孔和第四通孔中填充导电材料,形成第三插栓333和第四插栓334,第三通孔对应形成第三插栓333,第四通孔对应形成第四插栓334;在所述图形化的介质层和第三插栓、第四插栓形成的表面形成导电层;图形化所述导电层,形成第二极板33、连接端332。本发明中,形成第二极板33、连接端332后,沉积介质材料于第二极板33、连接端332之间的间隙,该介质材料起到保护第二极板33、连接端332以及绝缘的作用。其中,基底30上形成的介质层的材料可以选自氧化硅、碳氧化硅、氮氧化硅等本领域技术人员公知的介质层材料其中之一或者他们的任意组合,形成介质层的方法为化学气相沉积,利用化学气相沉积形成介质层后,对介质层进行平坦化工艺,使介质层的表面平坦化。之后在介质层的表面利用旋涂法形成光刻胶层,利用曝光、显影工艺图形化光刻胶层,形成图形化的光刻胶层,定义出第三通孔和第四通孔,然后以图形化的光刻胶层为掩膜刻蚀介质层,形成图形化的介质层,在介质层中形成第三通孔和第四通孔,之后灰化去除图形化的光刻胶。接着,在第三通孔和第四通孔内填充导电材料,形成第三插栓和第四插栓。本发明具体实施例中,第二极板33、连接端332间隙中的介质材料可以选自氧化硅、碳氧化硅、氮氧化硅等本领域技术人员公知的介质材料其中之一或者他们的任意组合,形成介质材料的方法为化学气相沉积,利用化学气相沉积形成介质材料后,对介质材料进行平坦化工艺,
本发明具体实施例中,在所述第三插栓和第四插栓中填充导电材料之前,还包括扩散阻挡层,覆盖所述第三通孔的侧壁和底部、第四通孔的侧壁和底部;之后,在所述第三通孔和第四通孔内填充导电材料形成第三插栓333和第四插栓334,所述导电材料并覆盖所述扩散阻挡层。所述导电材料为铜或钨或者导电的非金属,导电的非金属可以为重参杂的多晶硅、非晶硅、多晶锗、非晶锗、多晶锗硅、非晶锗硅等。
结合参考图3和图6a、图6b,执行步骤S23,形成图形化的第一牺牲层41,覆盖所述第二极板33和基底形成的表面,定义出与所述微镜器件控制电路结构连接的第二互连结构。
本发明具体实施例中,所述形成图形化的第一牺牲层41包括:形成第一牺牲层;在所述第一牺牲层上形成图形化的光刻胶层;以所述图形化的光刻胶层为掩膜刻蚀所述第一牺牲层,在第一牺牲层中形成第五通孔42;去除所述图形化的光刻胶层。本发明具体实施例中,第一牺牲层的材料为非晶碳,形成第一牺牲层的方法为其形成方法为CMOS工艺中的普通的化学气相沉积工艺。形成第一牺牲层后,图形化所述第一牺牲层,形成图形化的第一牺牲层41,暴露出图形化的位置的下层结构。图形化所述第一牺牲层的方法为:在第一牺牲层上形成掩膜层(该掩膜层可以为光刻胶),之后图形化形成的掩膜层,然后以图形化的掩膜层为掩膜,刻蚀去除未被图形化的掩膜层覆盖的第一牺牲层,形成图形化的第一牺牲层41。
结合参考图3和图7a、图7b,执行步骤S24,在所述图形化的第一牺牲层图形化的位置形成与所述微镜器件控制电路结构连接的第二互连结构。结合参考图3,本发明具体实施例中,所述第二互连结构包括第五插栓343,所述第五插栓343的两端分别与所述铰链34和所述两个连接端332电连接,第五插栓343和第四插栓334电连接,所述铰链34通过所述第五插栓343、所述第四插栓334与所述微镜器件控制电路结构电连接。
本发明中,所述在所述图形化的第一牺牲层图形化的位置形成与所述微镜器件控制电路结构连接的第二互连结构包括:在所述第五通孔的侧壁形成介质层(图中未标号);在所述第五通孔的侧壁形成介质层后,在所述第五通孔内填满导电材料,形成第五插栓。本发明具体实施例中,在所述第五通孔的侧壁形成介质层后,在所述第五通孔内填满导电材料之前,还包括:在所述第五通孔的侧壁和底部形成扩散阻挡层(图中未标号),所述扩散阻挡层在第五通孔的侧壁覆盖第五通孔侧壁的介质层。
本发明具体实施例中,所述第五通孔侧壁的介质层的材料为氧化硅,在第五通孔的侧壁形成介质的方法为:利用化学气相沉积方法沉积氧化硅于第五通孔内,并填满第五通孔,之后利用平坦化工艺平坦化高于第一牺牲层表面的氧化硅,接着利用干法刻蚀工艺去除第五通孔内的氧化硅,保留第五通孔侧壁的预定厚度的氧化硅。其中,第五通孔侧壁的介质层的作用为:在之后去除图形化的第一牺牲层后,介质层可以起到支撑第五插栓的作用。
本发明中,第五通孔侧壁的介质层的材料不限于氧化硅,其可以选自氧化硅、碳化硅、氮氧化硅、碳氧化硅其中之一或者他们的任意组合。第五通孔侧壁的扩散阻挡层的材料可以为本领域技术人员公知的材料。第五通孔内的导电材料为铜或钨或者导电的非金属,导电的非金属可以为重参杂的多晶硅、非晶硅、多晶锗、非晶锗、多晶锗硅、非晶锗硅等。
结合参考图3和图8a、图8b、图9a、图9b,执行步骤S25,在所述图形化的第一牺牲层41、第二互连结构两者形成表面上形成铰链34和第一极板35,所述铰链34与所述第二互连结构电连接。在该具体实施例中,第二互连结构为第五插栓,也就是在所述图形化的第一牺牲层41、第五插栓两者形成表面上形成铰链34和第一极板35。
参考图8a和8b,所述铰链34包括导电层341和介质层342,所述导电层341靠近所述第二极板33,所述介质层342远离所述第二极板33;由于介质层的存在,介质层的强度大于导电层的强度,相对于现有技术中仅包括导电层的铰链,提高了铰链的强度,从而可以提高铰链的可靠性(也就是说,铰链可以转动的次数)。参考图9a和9b,本发明具体实施例中,所述第一极板35包括导电层351和介质层352,所述第一极板35的导电层351靠近所述第二极板33,所述第一极板35的介质层352远离所述第二极板33,所述第一极板35的介质层352相对于所述第一极板35的导电层351具有压应力。由于介质层对导电层的压应力的存在,使得第一极板35的边缘相对于中央向第二极板靠近,当第一极板和第二极板之间具有电势差,具有吸引力时,第一极板较容易向第二极板方向偏转,这样第一极板和第二极板之间的电势差相对于现有技术可以降低,因此可以降低驱动电压,从而可以降低功耗。
在另一实施例中也可以所述第一极板包括导电层和介质层,所述导电层远离所述第二极板,所述介质层靠近所述第二极板,所述介质层相对于所述导电层具有拉应力,使得第一极板35的边缘相对于中央向第二极板靠近。使得第一极板35的边缘相对于中央向第二极板靠近
参考图8a和图8b,本发明具体实施例中,所述在所述图形化的第一牺牲层41、第二互连结构两者表面上形成铰链34包括:在所述图形化的第一牺牲层41和第五插栓343组成的表面上依次形成导电层、介质层;图形化所述图形化的第一牺牲层上的导电层和介质层,形成铰链。所述铰链34的介质层342的材料选自氧化硅、碳化硅、氮氧化硅、碳氧化硅其中之一或者他们的任意组合。所述铰链34的导电层341的材料选自金、银、铜、铝、钛、铬、钼、镉、镍、钴其中之一或者他们的任意的组合。
参考图9a和图9b,本发明具体实施例中,形成铰链34后,形成第一极板35,形成第一极板35的方法包括:在所述图形化的第一牺牲层41和铰链34组成的表面上依次形成导电层、介质层,即先形成导电层,之后再形成介质层,该介质层覆盖导电层;图形化所述图形化的第一牺牲层41和铰链34组成的表面上的导电层和介质层,形成第一极板35。所述第一极板35的介质层的材料选自氧化硅、碳化硅、氮氧化硅、碳氧化硅其中之一或者他们的任意组合。所述第一极板35的导电层的材料选自金、银、铜、铝、钛、铬、钼、镉、镍、钴其中之一或者他们的任意的组合。
需要说明的是,本发明具体实施例中,第一极板35和铰链34在两个工艺步骤中形成,在其他实施例中,第一极板35和铰链34也可以在同一工艺步骤中形成,即在所述图形化的第一牺牲层41和第五插栓343组成的表面上依次形成导电层、介质层;图形化所述图形化的第一牺牲层上的导电层和介质层,形成铰链34和第一极板35,无需进行两次导电层和介质层的形成和刻蚀工艺。
结合参考图3和图10a、图10b,执行步骤S26,形成图形化的第二牺牲层43,覆盖所述铰链34、第一极板35和图形化的第一牺牲层41,所述图形化的第二牺牲层定义出第一插栓、第二插栓。参考图10b,在图形化的第二牺牲层中43包括第一通孔431′和第二通孔432′,所述第一通孔431′和第二通孔432′分别定义出第一插栓、第二插栓,其中第一通孔431′定义出第一插栓、第二通孔432′定义出第二插栓。第一通孔431′的数量为两个,第二通孔432的数量为一个。本发明具体实施例中,图形化的第二牺牲层43中还包括第六通孔433′,所述第六通孔433′定义出密封盖(在后续的工艺中形成)与所述铰链34连接的位置。
本发明具体实施例中,所述形成图形化的第二牺牲层43包括:形成第二牺牲层,覆盖所述铰链34、第一极板35和图形化的第一牺牲层41;在所述第二牺牲层上形成图形化的光刻胶层;以所述图形化的光刻胶层为掩膜刻蚀所述第二牺牲层,形成第一通孔431′、第二通孔432′和第六通孔433′;去除所述图形化的光刻胶层(灰化)。
结合参考图3和图11a、图11b,执行步骤S27,在所述图形化的第二牺牲层43图形化的位置形成第一插栓431、第二插栓432;在本发明具体实施例中,也包括形成第一连接柱433,即在第一通孔431′、第二通孔432′以及第六通孔433′的位置相应形成第一插栓431、第二插栓432和第一连接柱433。
所述在所述图形化的第二牺牲层43图形化的位置形成第一插栓431、第二插栓432包括:在所述第一通孔431′的侧壁、第二通孔432′的侧壁形成介质层(图中未标号);在所述第一通孔431′的侧壁和底部、第二通孔432′的侧壁和底部形成扩散阻挡层(图中未标号),在第一通孔431′的侧壁、第二通孔432′的侧壁覆盖第一通孔431′侧壁、第二通孔432′侧壁的介质层;在所述第一通孔431′、第二通孔432′内填满导电材料,覆盖第一通孔431′和第二通孔432′内的扩散阻挡层,形成第一插栓431、第二插栓432,第一通孔431′对应形成第一插栓431,第二通孔432′对应形成第二插栓432。本发明具体实施例中,所述第一通孔431′侧壁的介质层的材料为氧化硅,第二通孔432′侧壁的介质层的材料为氧化硅,在第一通孔431′的侧壁、第二通孔432′侧壁形成介质的方法为:利用化学气相沉积方法沉积氧化硅于第一通孔431′、第二通孔432′内,并填满、第一通孔431′、第二通孔432′,之后利用平坦化工艺平坦化高于第二牺牲层表面的氧化硅,接着利用干法刻蚀工艺去除第一通孔431′、第二通孔432′内的氧化硅,保留第一通孔431′、第二通孔432′侧壁的预定厚度的氧化硅。其中,第一通孔431′、第二通孔432′侧壁的介质层的作用为:在之后去除图形化的第二牺牲层后,介质层可以起到支撑第一插栓431、第二插栓432的作用。
本发明具体实施例中,形成第一连接柱433包括:在第六通孔433′内填满介质材料,形成第一连接柱433。在本发明的具体实施例中,也就是在第一通孔431′、第二通孔432′填满介质材料时,也在所述第六通孔433′内填满介质材料,形成第一连接柱433。本发明具体实施例中,第六通孔433′内介质材料也为氧化硅,利用化学气相沉积方法沉积氧化硅于第一通孔431′、第二通孔432′、第六通孔433′内,并填满第一通孔431′、第二通孔432′、第六通孔433′,之后利用平坦化工艺平坦化高于第二牺牲层表面的氧化硅。
第六通孔、第一通孔、第二通孔内的导电材料为铜或钨或导电的非金属,导电的非金属可以为重参杂的多晶硅、非晶硅、多晶锗、非晶锗、多晶锗硅、非晶锗硅等。
结合参考图3和图12a、图12b,执行步骤S28,在所述图形化的第二牺牲层43、第一插栓、第二插栓三者组成的表面上形成反光镜36,所述反光镜36通过所述第一插栓431与所述第一极板35电连接,所述反光镜36通过第二插栓432与所述铰链34电连接。本发明具体实施例中,在所述图形化的第二牺牲层43上形成反光镜36包括:在所述图形化的第二牺牲层43、第一插栓、第二插栓三者组成的表面上形成导电层,覆盖所述图形化的第二牺牲层43、第一插栓431、第二插栓432以及第一连接柱433;图形化所述图形化的第二牺牲层、第一插栓、第二插栓三者组成的表面上的导电层形成反光镜36。反光镜的材料选自金、银、铜、铝、钛、铬、钼、镉、镍、钴其中之一或者他们的任意的组合。利用物理气相沉积方法在图形化的第二牺牲层43上形成导电层,之后对导电层进行平坦化工艺;接着,在平坦化后的导电层上形成光刻胶层,利用曝光、显影工艺图形化光刻胶层,形成图形化的光刻胶层;之后,以图形化的光刻胶层为掩膜,刻蚀图形化的第二牺牲层43上的导电层,形成反光镜36,然后灰化去除图形化的光刻胶层。
结合参考图3和图15a、图15b,执行步骤S29,去除图形化的第一牺牲层和图形化的第二牺牲层。本发明具体实施例中,形成反光镜36后,去除图形化的第一牺牲层和图形化的第二牺牲层之前,还包括:形成密封盖,在所述数字微镜的顶部密封所述数字微镜。结合参考图2和图16a、图16b,每一个密封盖在所述每一个数字微镜上方遮盖所述数字微镜。该密封盖的存在可以起到密封数字微镜器件的作用,防止水蒸气、灰尘、杂质等进入数字微镜器件内,这样可以提高数字微镜器件的寿命,防止水蒸气、灰尘、杂质等进入数字微镜器件内影响数字微镜器件的使用。结合参考图16a、图16b以及图2,本发明具体实施例中,所述密封盖包括封盖层37、密封层38和两个第一连接柱433、两个第二连接柱441,所述封盖层37位于所述反光镜36上方,通过第一连接柱433和第二连接柱441与所述铰链34连接,两个第一连接柱433的一端分别与所述铰链34的两端连接,第一连接柱433的另一端与所述第二连接柱441的一端连接,所述第二连接柱441的另一端与所述封盖层37连接,所述封盖层37具有开口371;所述密封层38位于所述封盖层37表面,密封所述开口371。第一连接柱433和第二连接柱441一起起到支撑密封盖的作用。在此,第一连接柱433和第二连接柱441仅为本发明的一实施例,在其他实施例中,也可以其他方式支撑密封盖。
所述形成密封盖包括:形成两个第一连接柱433、两个第二连接柱441以及封盖层37和密封层38。具体的形成方法包括:参考图11a,形成两个第一连接柱433,本发明具体实施例中,第一连接柱433在之前的工艺中已经形成,此不做详述;形成反光镜36之后,参考图13a和图13b,形成第三牺牲层44,覆盖所述反光镜36、第一连接柱433以及所述图形化的第二牺牲层43;图形化所述第三牺牲层44,在所述第三牺牲层中形成第七通孔,所述第七通孔暴露出所述第一连接柱433;在所述第一连接柱433内填满介质层,形成第二连接柱441,所述第二连接柱441与所述第一连接柱433电连接;之后,参考图14a和图14b,形成封盖层37,覆盖所述图形化的第三牺牲层44以及第二连接柱441,所述封盖层上具有多个开口371,暴露出图形化的第三牺牲层44。
本发明具体实施例中,第一连接柱433内的介质层材料选自氧化硅、碳化硅、氮氧化硅、碳氧化硅其中之一或者他们的任意组合,优选氧化硅。在所述第一连接柱433内填满介质层,形成第二连接柱441包括:利用化学气相沉积方法沉积氧化硅于第七通孔内,并填满第七通孔,之后利用平坦化工艺平坦化高于第三牺牲层表面的氧化硅。
本发明具体实施例中,封盖层37的材料选自氧化硅、碳化硅、氮氧化硅、碳氧化硅其中之一或者他们的任意组合,优选氧化硅。形成封盖层37的方法为:利用化学气相沉积方法沉积氧化硅层,覆盖图形化的第三牺牲层44和第二连接柱441形成的表面;之后,在氧化硅层表面形成光刻胶层,利用曝光、显影工艺图形化光刻胶层形成图形化的光刻胶层,定义出开口371的位置;然后,以图形化的光刻胶层为掩膜,刻蚀氧化硅层,形成开口371,具有开口371的氧化硅层作为封盖层371;最后,灰化去除图形化的光刻胶层。
参考图15a和图15b,本发明具体实施例中,形成封盖层37后,去除图形化的第一牺牲层和图形化的第二牺牲层,且在所述去除图形化的第一牺牲层和图形化的第二牺牲层时,同时去除图形化的第三牺牲层。所述第一牺牲层、第二牺牲层、第三牺牲层的材料为非晶碳。所述去除第一牺牲层、第二牺牲层和第三牺牲层包括:等离化氧气形成氧等离子体;将所述氧等离子体通入所述开口,在温度范围为150℃~450℃的条件下灰化所述非晶碳。
以上所述的具体实施例中,所述第一牺牲层、第二牺牲层、第三牺牲层材料为非晶碳,在其他实施例中,第一牺牲层、第二牺牲层、第三牺牲层的材料也可以为光刻胶、二氧化硅、锗或者非晶硅。当然,第一牺牲层、第二牺牲层、第三牺牲层的材料发生变化以后,形成第一牺牲层、第二牺牲层、第三牺牲层的方法也相应的需要进行变化,其均为本领域技术人员的常用技术手段,在此不做赘述。
需要说明的是,光刻胶的去除方法和非晶碳的去除方法相同,此不做赘述。去除二氧化硅的方法为:将HF蒸汽通入所述开口去除二氧化硅。去除非晶硅的方法为:通过所述开口利用包含SF6、O2和CHF3的混合气体的等离子体等离子刻蚀所述非晶硅以去除非晶硅。
参考图16a和图16b,在去除第一牺牲层、第二牺牲层和第三牺牲层后,形成密封层38,覆盖所述封盖层37,且密封所述开口371。所述密封盖包括封盖层37、密封层38和第一连接柱433、第二连接柱441。本发明具体实施例中,所述密封层38的材料选自氧化硅、碳化硅、氮氧化硅、碳氧化硅其中之一或者他们的任意组合,优选氧化硅。利用化学气相沉积方法在封盖层37的表面和开口371内形成氧化硅,密封开口371,之后利用平坦化工艺平坦化氧化硅表面。在本发明中,数字微镜器件的顶部形成有密封盖,该密封盖的存在可以起到密封数字微镜器件的作用,防止水蒸气、灰尘、杂质等进入数字微镜器件内,这样可以提高数字微镜器件的寿命,防止水蒸气、灰尘、杂质等进入数字微镜器件内影响数字微镜器件的使用。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上,但其并不是用来限定本发明,任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内,都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改,因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰,均属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (30)
1.一种数字微镜器件,其特征在于,包括:
基底,所述基底上形成有微镜器件控制电路结构;
位于所述基底上的数字微镜阵列,数字微镜阵列中的每一数字微镜包括一个反光镜、两个第一极板、两个第二极板、铰链;
所述两个第二极板位于所述基底上,与所述微镜器件控制电路结构电连接;
所述两个第一极板位于所述两个第二极板上方,且分别与所述两个第二极板相对;
所述铰链位于所述第二极板上方、且其在两个第一极板平面上的投影位于两个第一极板之间;
所述反光镜位于所述两个第一极板上方,且所述反光镜通过第一插栓与两个第一极板电连接,所述反光镜通过第二插栓与所述铰链电连接,所述铰链与所述微镜器件控制电路结构电连接;在所述第一极板和第二极板之间具有电压差时,所述反光镜绕所述铰链偏转。
2.如权利要求1所述的数字微镜器件,其特征在于,所述铰链包括导电层和介质层,所述铰链的导电层靠近所述第二极板,所述铰链的介质层远离所述第二极板。
3.如权利要求1所述的数字微镜器件,其特征在于,所述第一极板包括导电层和介质层,所述导电层靠近所述第二极板,所述介质层远离所述第二极板,所述介质层相对于所述导电层具有压应力。
4.如权利要求1所述的数字微镜器件,其特征在于,所述第一极板包括导电层和介质层,所述导电层远离所述第二极板,所述介质层靠近所述第二极板,所述介质层相对于所述导电层具有拉应力。
5.如权利要求1~3任一项所述的数字微镜器件,其特征在于,还包括密封盖阵列,每一个密封盖在所述每一个数字微镜上方遮盖所述数字微镜。
6.如权利要求4所述的数字微镜器件,其特征在于,
所述密封盖包括封盖层、密封层和两个第一连接柱、两个第二连接柱;
所述封盖层位于所述数字微镜上方,通过第一连接柱和第二连接柱与所述铰链连接,两个第一连接柱的一端与所述铰链的一端连接,另一端与所述第二连接柱的一端连接,所述第二连接柱的另一端与所述封盖层连接,所述封盖层具有开口;
所述密封层位于所述封盖层表面,且密封所述开口。
7.如权利要求5所述的数字微镜器件,其特征在于,还包括两个连接端;所述两个连接端位于两个第二极板之间;
所述第二极板通过第三插栓与所述微镜器件控制电路结构电连接,所述连接端通过第四插栓与所述微镜器件控制电路结构电连接;
所述铰链通过第五插栓与所述连接端电连接。
8.如权利要求2所述的数字微镜器件,其特征在于,所述铰链的介质层的材料选自氧化硅、碳化硅、氮氧化硅、碳氧化硅其中之一或者他们的任意组合。
9.如权利要求2所述的数字微镜器件,其特征在于,所述铰链的导电层的材料选自金、银、铜、铝、钛、铬、钼、镉、镍、钴其中之一或者他们的任意的组合;或者,选自多晶硅、非晶硅、多晶锗、非晶锗、多晶锗硅、非晶锗硅其中之一或者他们的任意组合。
10.如权利要求3所述的数字微镜器件,其特征在于,所述第一极板的介质层的材料选自氧化硅、碳化硅、氮氧化硅、碳氧化硅其中之一或者他们的任意组合。
11.如权利要求3所述的数字微镜器件,其特征在于,所述第一极板的导电层的材料选自金、银、铜、铝、钛、铬、钼、镉、镍、钴其中之一或者他们的任意的组合。
12.如权利要求1所述的数字微镜器件,其特征在于,所述微镜器件控制电路结构为CMOS控制电路结构。
13.一种形成权利要求1所述的数字微镜器件的方法,其特征在于,包括:
提供基底,所述基底上形成有微镜器件控制电路结构;
在所述基底上形成第二极板以及第二极板与所述微镜器件控制电路结构连接的第一互连结构;
形成图形化的第一牺牲层,覆盖所述第二极板和基底形成的表面,定义出与所述微镜器件控制电路结构连接的第二互连结构;
在所述图形化的第一牺牲层图形化的位置形成与所述微镜器件控制电路结构连接的第二互连结构;
在所述图形化的第一牺牲层、第二互连结构两者形成表面上形成铰链和第一极板,所述铰链与所述第二互连结构电连接;
形成图形化的第二牺牲层,覆盖所述铰链、第一极板和图形化的第一牺牲层,所述图形化的第二牺牲层定义出第一插栓、第二插栓;
在所述图形化的第二牺牲层图形化的位置形成第一插栓、第二插栓;
在所述图形化的第二牺牲层、第一插栓、第二插栓三者组成的表面上形成反光镜,所述反光镜通过所述第一插栓与所述第一极板电连接,所述反光镜通过第二插栓与所述铰链电连接;
去除图形化的第一牺牲层和图形化的第二牺牲层。
14.如权利要求12所述的形成数字微镜器件的方法,其特征在于,形成反光镜后,去除图形化的第一牺牲层和图形化的第二牺牲层之前,还包括:形成密封盖,在数字微镜的顶部密封数字微镜。
15.如权利要求12所述的形成数字微镜器件的方法,其特征在于,在形成第二极板时,还形成了两个连接端;所述两个连接端位于两个第二极板之间、沿铰链延伸方向的两端。
16.如权利要求14所述的形成数字微镜器件的方法,其特征在于,所述在所述基底上形成第二极板以及第二极板与所述微镜器件控制电路结构连接的第一互连结构、形成连接端包括:
在所述基底上形成介质层;
图形化所述介质层,形成第三通孔和第四通孔;
在所述第三通孔和第四通孔中沉积导电材料形成第三插栓和第四插栓,第三通孔对应形成第三插栓,第四通孔对应形成第四插栓,所述第一互连结构包括第三插栓和第四插栓;
在所述图形化的介质层和第三插栓、第四插栓形成的表面上形成导电层;
图形化所述导电层,形成第二极板、连接端,所述第二极板通过第三插栓与所述微镜器件控制电路结构电连接,所述连接端通过第四插栓与所述微镜器件控制电路结构电连接。
17.如权利要求12所述的形成数字微镜器件的方法,其特征在于,所述形成图形化的第一牺牲层,覆盖所述第二极板和基底形成的表面,定义出与所述微镜器件控制电路结构连接的第二互连结构;在所述图形化的第一牺牲层图形化的位置形成与所述微镜器件控制电路结构连接的第二互连结构包括:
形成第一牺牲层;
在所述第一牺牲层上形成图形化的光刻胶层;
以所述图形化的光刻胶层为掩膜刻蚀所述第一牺牲层,在第一牺牲层中形成第五通孔;
去除所述图形化的光刻胶层;
在所述第五通孔的侧壁形成介质层;
在所述第五通孔的侧壁形成介质层后,在所述第五通孔内填满导电材料,形成第五插栓,第五插栓作为第二互连结构。
18.如权利要求12所述的形成数字微镜器件的方法,其特征在于,所述在所述图形化的第一牺牲层、第二互连结构两者形成表面上形成铰链和第一极板包括:
在所述图形化的第一牺牲层、第二互连结构两者形成的表面上依次形成导电层、介质层;
图形化所述图形化的第一牺牲层、第二互连结构上的导电层和介质层,形成铰链和第一极板。
19.如权利要求13所述的形成数字微镜器件的方法,其特征在于,所述形成图形化的第二牺牲层,覆盖所述铰链、第一极板和图形化的第一牺牲层,所述图形化的第二牺牲层定义出第一插栓、第二插栓;在所述图形化的第二牺牲层图形化的位置形成第一插栓、第二插栓包括:
形成第二牺牲层,覆盖所述铰链、第一极板和图形化的第一牺牲层;
在所述第二牺牲层上形成图形化的光刻胶层;
以所述图形化的光刻胶层为掩膜刻蚀所述第二牺牲层,在第二牺牲层中形成第一通孔和第二通孔;
去除所述图形化的光刻胶层;
在所述第一通孔的侧壁、第二通孔的侧壁形成介质层;
在所述第一通孔的侧壁、第二通孔的侧壁形成介质层后,在所述第一通孔、第二通孔内填满导电材料,形成第一插栓、第二插栓,第一通孔对应形成第一插栓,第二通孔对应形成第二插栓。
20.如权利要求12所述的形成数字微镜器件的方法,其特征在于,在所述图形化的第二牺牲层、第一插栓、第二插栓三者组成的表面上形成反光镜包括:
在所述图形化的第二牺牲层、第一插栓、第二插栓三者组成的表面上形成导电层;
图形化所述导电层形成反光镜。
21.如权利要求18所述的形成数字微镜器件的方法,其特征在于,所述形成密封盖包括:
在第二牺牲层中形成第一通孔和第二通孔时,也在第二牺牲层中形成第六通孔,所述第六通孔定义出第一连接柱;
在所述第一通孔的侧壁、第二通孔的侧壁形成介质层时,也在所述第六通孔内填满介质层,形成第一连接柱;
形成反光镜之后,形成第三牺牲层,覆盖所述反光镜、第一连接柱以及所述图形化的第二牺牲层;
图形化所述第三牺牲层,在所述第三牺牲层中形成第七通孔,所述第七通孔暴露出所述第一连接柱;
在所述第七通孔内填满介质层,形成第二连接柱,所述第一连接柱和第二连接柱连接;
形成封盖层,覆盖所述第三牺牲层以及第二连接柱,所述封盖层上具有多个开口,暴露出第三牺牲层。
22.如权利要求20所述的形成数字微镜器件的方法,其特征在于,在所述去除图形化的第一牺牲层和图形化的第二牺牲层时,去除图形化的第三牺牲层。
23.如权利要求21所述的形成数字微镜器件的方法,其特征在于,所述第一牺牲层、第二牺牲层、第三牺牲层的材料为非晶碳、光刻胶、二氧化硅、锗或者非晶硅。
24.如权利要求22所述的形成数字微镜器件的方法,其特征在于,去除非晶碳或者光刻胶的方法为:
将氧等离子体通入所述开口,在温度范围为150℃~450℃的条件下灰化所述非晶碳或者光阻;
去除二氧化硅的方法为:将HF蒸汽通入所述开口去除二氧化硅;
去除非晶硅的方法为:通过所述开口利用包含SF6、O2和CHF3的混合气体的等离子体等离子刻蚀所述非晶硅以去除非晶硅。
25.如权利要求21所述的形成数字微镜器件的方法,其特征在于,还包括:在去除第一牺牲层、第二牺牲层和第三牺牲层后,形成密封层,覆盖所述封盖层,且密封所述开口。
26.如权利要求15所述的形成数字微镜器件的方法,其特征在于,所述第二极板的材料选自金、银、铜、铝、钛、铬、钼、镉、镍、钴其中之一或者他们的任意的组合;或者,选自多晶硅、非晶硅、多晶锗、非晶锗、多晶锗硅、非晶锗硅其中之一或者他们的任意组合。
27.如权利要求15或16或18所述的形成数字微镜器件的方法,其特征在于,所述导电材料为铜或钨,或者选自多晶硅、非晶硅、多晶锗、非晶锗、多晶锗硅、非晶锗硅其中之一或者他们的任意组合。
28.如权利要求17所述的形成数字微镜器件的方法,其特征在于,所述介质层的材料选自氧化硅、碳化硅、氮氧化硅、碳氧化硅其中之一或者他们的任意组合。
29.如权利要求17所述的形成数字微镜器件的方法,其特征在于,所述导电层的材料选自金、银、铜、铝、钛、铬、钼、镉、镍、钴其中之一或者他们的任意的组合;或者,选自多晶硅、非晶硅、多晶锗、非晶锗、多晶锗硅、非晶锗硅其中之一或者他们的任意组合。
30.如权利要求13所述的形成数字微镜器件的方法,其特征在于,所述微镜器件控制电路结构为CMOS控制电路结构。
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