CN1156831A - 制造解除短路的致动反射镜阵列的方法 - Google Patents
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Abstract
一种制造薄膜致动反射镜阵列的方法，包括有以下步骤：提供一具有一连接端子阵列的有源矩阵；在各连接端子的顶上形成一接触构件；在有源矩阵的顶上形成一薄膜待除层；在薄膜待除层的顶上形成一致动机构阵列，其中各致动机构有第一薄膜电极、薄膜电致位移构件、第二薄膜电极及具有一接触孔的弹性构件；去除薄膜待除层，形成薄膜致动反射镜阵列。
Description
本发明涉及一种光学投影系统；且更具体地，涉及一种制造用于该系统中的M×N薄膜致动反射镜阵列的改造的方法。
在现有技术中可用的各种视频显示系统中，已知一种光学投影系统能够提供大尺度的高质量显示。在该光学投影系统中，来自一灯的光线被均匀地照射到一例如M×N致动反射镜的阵列上，其中各反射镜与各致动器相连。这些致动器可由响应施加于其的电场而变形的例如压电或电致伸缩材料的电致位移材料制成。
来自各反射镜的反射光束被入射到例如一光反射体的孔上。通过对各致动器施加一电信号，各反射镜对于入射光束的相对位置被改变，从而致使来自各反射镜的反射光束的光路发生偏差。当各反射光束的光路被改变时，通过该孔的来自各反射镜的反射光量被改变，从而调制光束的密度。通过该孔的被调制的光束经一适当的光学装置，例如一投影透镜被发送到一投影屏幕上，从而在其上显示图象。
在图1A至1F中，示出了在制造M×N薄膜致动反射镜101的阵列100中所包括的制造步骤，其中M及N为整数，该制造方法被公开在题为“制造一薄膜致动反射镜阵列的方法”，美国序列号为08/598,478的共有未决申请中。
该制造阵列100的过程开始于准备一有源矩阵10，该有源矩阵10包括一基底12，带有一M×N连接端子14阵列及-M×N晶体管阵列(未示出)，其中各连接端子14电连接至晶体管阵列中相应的晶体管。
在接着的步骤中，通过采用例如CVD法或旋转涂覆法在有源矩阵10的顶上淀积一由例如PSG或氮化硅制成的且具有0.1～2μm厚度的钝化层70。
然后，通过采用溅射法或CVD法在钝化层70的顶上淀积一由氮化物制成的腐蚀剂阻止层80。
在接着的步骤中，在腐蚀剂阻止层80的顶上淀积一薄膜待除层20，该薄膜待除层20具有0.1～2μm的厚度并由金属，例如铜(Cu)或镍(Ni)、磷一硅玻璃(PSG)或多晶硅制成。如果该薄膜待除层20由金属制成，其通过采用一溅射法或蒸镀法而淀积成，如果该薄膜待除层20由PSG制成，其通过采用化学汽相淀积(CVD)法或旋转涂覆法而淀积成，如果该薄膜待除层20由多晶硅制成，其通过采用CVD法而淀积成。
然后，通过采用蚀刻法在该薄膜待除层上形成-M×N对空腔阵列(未示出)，如图1A所示。各对中的一个空腔包围一连接端子14。
接着，通过采用CVD法在包括这些空腔的薄膜待除层20的顶上淀积一由绝缘材料制成且具有0.1～2μm厚度的弹性层30。
在下一步骤中，通过采用蚀刻法在弹性层30上形成一M× N接触孔37的阵列，其中各接触孔37暴露出连接端子14的一顶部且具有内表面(未示出)，如图1B所示。
然后，通过采用溅射法或真空蒸镀法在包括各接触孔37的内表面的弹性层30的顶上淀积由导电材料制成且具有0.1～2μm厚度的第二薄膜层40。
接着，通过采用CVD法、蒸镀法、Sol-Gel法或溅射法在第二薄膜层40的顶上淀积一由压电材料或电致伸缩材料制成且具有0.1～2μm厚度的薄膜电致位移层50。然后对该薄膜电致位移层50进行热处理以使发生相变，如图1C所示。
在下一步骤中，通过采用溅射或真空蒸镀法在薄膜电致位移层50的顶上淀积一由导电及反光材料制成，且具有0.1～2μm厚度的第一薄膜层60，如图1D所示。
在以上步骤后，通过使用蚀刻法，例如光刻法或激光修剪法分别构型第一薄膜层60、薄膜电致位移层50、第二薄膜层40及弹性层30直至薄膜待除层20的顶部被暴露出，从而形成M×N致动机构90的阵列，各致动机构90具有第一薄膜电极65、薄膜电致位移构件55、第二薄膜电极45及弹性构件35，如图1E所示。各第二薄膜电极45被电连接至一相应的连接端子14，从而在各致动机构90上起到信号电极的作用。各第一薄膜电极65被电连接至地，从而在各致动机构90中既起到反射镜又起到公共偏置电极的作用。
由于各薄膜电致位移构件55非常地薄，如果它由压电材料制成则不需极化(pole)它：因为在薄膜致动反射镜101的工作期间它由施加的电信号所极化。
在上述步骤后，接着以一薄膜保护层(未示出)完全覆盖各致动机构90。
然后通过使用蚀刻法去除薄膜待除层20，最后，去除薄膜保护层，从而形成M×N薄膜致动反射镜101的阵列100，如图1F所示。
然而，图1C的详细视图中所示的接触孔37存在有许多问题，其中之一便是形成裂纹57。薄膜电致位移层50在热处理后即跟着进行快速冷却导致了淀积在接触孔37顶部上的薄膜电致位移层50的一部分形成裂纹。该裂纹57可能致使随后形成在该薄膜电致位移构件55的顶部上的第一薄膜电极65与第二薄膜电极45之间形成电连接，导致其间发生短路。由于该阵列100中各致动机构90中的第一薄膜电极65与同行或同列中的其它第一薄膜电极(未示出)互连接，如果致动机构90中的一个由于上述原因，即短路而不能工作，则同行或同列中的所有其它致动机构90则变得不能工作。
因此，本发明的主要目的是提供一种制造用于光学投影系统中的M×N薄膜致动反射镜阵列的方法，该方法能将制造中所包括的热处理的影响减至最小。
根据本发明的一个方面，提供有一种制造用于光学投影系统中的M×N薄膜致动反射镜阵列的方法，其中M及N为整数，该方法包括有以下步骤：提供一具有M×N连接端子阵列的有源矩阵；在各连接端子的顶上形成一接触构件；在有源矩阵的顶上形成一薄膜待除层；在薄膜待除层的顶上形成一M×N致动机构阵列，其中各致动机构有一第一薄膜电极，一薄膜电致位移构件、一第二薄膜电极及具有一接触孔的弹性构件；并去除薄膜待除层，从而形成M×N薄膜致动反射镜阵列。
通过以下结合附图对优选实施例的描述，车发明以上及其它目的和特征将变得显然，附图中。
图1A至1F给出了说明先前公开的制造一M×N薄膜致动反射镜阵列的方法的概略性截面视图；及
图2A至2F给出了说明根据本发明的制造一M×N薄膜致动反射镜阵列的方法的概略性截面视图。
图2A至2F给出了说明根据本发明的制造用于光学投影系统中的一M×N薄膜致动反射镜301的阵列300的方法的概略性截面视图，其中M及N为整数。应该注意到图2A至2F中出现的相同部件用相同的参考数字表示。
制造阵列300的过程开始于准备一包括一有源矩阵210，带有一基底212，其顶上形成有M×N连接端子214的阵列和一M×N晶体管阵列(未示出)，其中各连接端子被电连接至晶体管阵列中的一相应晶体管。
然后，在各连接端子214的顶上形成一由导电材料，例如铂制成的一接触构件216，其是通过首先采用溅射法，蒸镀法或化学汽相淀积(CVD)法淀积一由导电材料制成的层(未示出)，然后采用蚀刻法，例如反应离子蚀刻(RIE)法或离子碾磨法选择地去除该层，从而在各连接端子214的顶上形成接触构件216。该接触构件216具有一顶表面。
在接着的步骤中，通过采用例如CVD法或旋转涂覆法在有源矩阵210的顶上淀积由例如PSG或氮化硅制成的且具有0.1～2μm厚度的钝化层270，其中钝化层270有一顶表面。
在接着的步骤中，通过采用化学机械抛光(CMP)法平整钝化层270的顶表面直至接触构件216的顶表面被暴露出，从而提供钝化层270和接触构件216相平的顶表面，如图2A所示。
然后，通过采用例如溅射法或CVD法在钝化层270和接触构件216相平的顶表面上淀积由氮化物制成且具有0.1～2μm厚度的腐蚀剂阻止层280。
在下一步骤中，在腐蚀剂阻止层280的顶上淀积一由金属，例如铜(Cu)或镍(Ni)制成的且具有0.1～2μm厚度的薄膜待除层220，如果该薄膜待除层由金属制成，采用溅射法或蒸镀法淀积而成，如果该薄膜待除层由PSG制成，采用化学汽相淀积(CVD)法或旋转涂覆法淀积而成，如果该薄膜待除层由多晶硅制成，采用CVD法淀积而成。
在接着的步骤中，通过采用蚀刻法在薄膜待除层220上形成一M×N对空腔阵列(未示出)，如图2B所示。各对中的各空腔包围形成在连接端子214顶上的一连接构件216。
接着，通过采用化学汽相淀积(CVD)法在包括这些空腔的薄膜待除层220的顶上淀积一由绝缘材料，例如氮化硅制成的且具有0.1～2μm厚度的弹性层230。
在接着的步骤中，通过采用蚀刻法在弹性层230上形成一M×N接触孔237的阵列，如图2C所示，其中各接触孔237暴露出接触构件216的一顶部并具有内表面(未示出)。
然后，通过采用溅射法或真空蒸镀法在包括各接触孔237的内表面的弹性层230的顶上淀积一由导电材料，例如Pt/Ta且具有0.1～2μm厚度的第二薄膜层240。
接着，通过采用CVD法、蒸镀法、Sol-Gel法或溅射法在第二薄膜层240的顶上淀积一由压电材料，例如PZT或电致伸缩材料，例如PMN制成的且具有0.1～2μm厚度的薄膜电致位移层250。然后对该薄膜电致位移层250进行热处理以发生相变。
在接着的步骤中，通过采用溅射法或真空蒸镀法在薄膜电致位移层250的顶上淀积一由导电且反光材料，例如铝(Al)或银(Ag)制成且具有0.1～2μm厚度的第一薄膜层260，如图2D所示。
在上述步骤之后，通过采用光刻法或激光修剪法分别构型第一薄膜层260、薄膜电致位移层250、第二薄膜层240和弹性层230直止薄膜待除层220的顶部暴露出来，从而形成M×N致动机构200的阵列，其中各致动机构200具有一第一薄膜电极265、一薄膜电致位移构件255、一第二薄膜电极245和一具有接触孔237的弹性构件235，如图2E所示。各第二薄膜电极245通过接触构件216被电连接至相应的连接端子214，从而在各致动机构200中起到信号电极的作用。各第一薄膜电极265被电连接至地，从而在各致动机构200中起到反射镜及公共偏置电极的作用。
由于各薄膜电致位移构件255非常地薄，如果它由压电材料制成则不需极化(Pole)它：因为在薄膜致动反射镜301的工作期间它可被所施加的电信号所极化。
最后，去除薄膜待除层220，从而形成M×N薄膜致动反射镜301的阵列300，如图2F所示。
在本发明的制造M×N薄膜致动反射镜301的阵列300的方法，由于形成在连接端子214的顶上的接触构件216减小了接触孔237的深度，所以在其热处理期间在薄膜电致位移层250上可以不形成裂纹，从面防止了各致动机构200中的薄膜电极相互间产生电接触，从而防止了其间的短路。
虽然仅相对优选实施例对本发明进行了描述，但不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围也可作出其它的改型和变化。
Claims (9)
1、一种制造薄膜致动反射镜阵列的方法，该方法包括有以下步骤：
提供一具有一连接端子阵列的有源矩阵；
在各连接端子的顶上形成一接触构件；
在有源矩阵的顶上形成一薄膜待除层；
在薄膜待除层的顶上形成一致动机构阵列，其中各致动机构有一第一薄膜电极、一薄膜电致位移构件、一第二薄膜电极及一具有一接触孔的弹性构件；及去除薄膜待除层，从而形成薄膜致动反射镜阵列。
2、根据权利要求1所述的方法，其中通过首先在有源矩阵的顶上淀积一层，然后有选择地去除该层而形成该接触构件。
3、根据权利要求2所述的方法，其中通过采用溅射法、蒸镀法或化学汽相淀积(CVD)法在有源矩阵的顶上淀积成该层。
4、根据权利要求2所述的方法，其中淀积在有源矩阵顶上的该层为导电材料。
5、根据权利要求2所述的方法，其中通过采用反应离子蚀刻(RIE)法或离子碾磨法而选择地去除该层。
6、根据权利要求1所述的方法，还包括在形成该接触构件后在有源矩阵的顶上淀积一钝化层的步骤。
7、根据权利要求6所述的方法，其中在淀积成后该钝化层被平整。
8、根据权利要求7所述的方法，其中通过采用化学机械抛光(CMP)法来平整该钝化层。
9、根据权利要求8所述的方法，还包括有在平整该钝化层后在该钝化层的顶上淀积一腐蚀剂阻止层的步骤。
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