CN1166965C - 制造薄膜致动的反射镜阵列的方法 - Google Patents
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Abstract
制造M×N块薄膜致动的反射镜的阵列的方法，包括：制备一有源矩阵；淀积一钝化层及一蚀刻剂阻挡层；淀积一薄膜待除层；建立M×N对空的空腔的阵列及一连续的待除区，从而形成组合层；构成M×N个致动的反射镜结构的阵列，各该结构包含第一薄膜电极、薄膜电致位移件、第二薄膜电极、弹性件；及清除薄膜待除层，从而构成M×N块薄膜致动的反射镜的阵列。由于等切割位于连续的待除区上方，在清除待除区时不会影响钝化层及有源矩阵。
Description
本发明涉及光学投影系统；更具体地，涉及制造供在该系统中使用的M×N块薄膜致动的反射镜的阵列的方法。
在本技术中可得到的各种视频显示系统中，已知光学投影系统是能够提供大规模高质量显示的。在这种光学投影系统中，将来自灯的光线均匀地照射在诸如M×N块致动的反射镜的阵列上，其中各反射镜与各致动器耦合。这些致动器可用诸如响应作用在其上的电场而变形的压电或电致伸缩材料等电致位移材料制成。
来自各反射镜的反射光束入射在诸如遮光板的小孔上。通过在各致动器上作用一个电信号，便改变了各反射镜对入射光束的相对位置，从而导致自来自各反射镜的反射光束的光径的偏移。随着各反射光束的光径的变化，改变了从各反射镜通过小孔反射的光量，借此调制光束的强度。通过小孔调制的光束通过诸如投影透镜等适当的光学器件透射到投影屏幕上，借此在其上面显示图象。
在图1A至1F中，示出了陈述包含在制造M×N块薄膜致动的反射镜101的阵列100中的步骤的示意剖视图，其中M与N为整数，这是公开在名为“供在光学投影系统中使用的薄膜致动的反射镜阵列”的共有未决的公布号为WO96/33576号国际申请中的。
制造阵列100的工艺从制备包含一块基板112及M×N个连接端114的阵列的一个有源矩阵110开始。
在随后的步骤中，在有源矩阵110顶上相继地形成一个钝化层120及一个蚀刻剂阻挡层130，如图1A中所示。
此后，在蚀刻剂阻挡层130顶上形成包含M×N对空的空腔145的阵列的一个薄膜待除层140，各空的空腔145包围各连接端114，如图1B中所示。
在下一步骤中，在包含各空的空腔145的薄膜待除层140顶上相继地形成一个弹性层150与一个第二薄膜层160。
然后以下述方式等切割(iso-cut)第二薄膜层160，即用干蚀刻法将第二薄膜层160形成为M×N个第二薄膜电极165的阵列，其中各第二薄膜电极165是互相电断开的，如图1C中所示。
在随后的步骤中，在第二薄膜电极165顶上相继地形成一个薄膜电致位移层170及一个第一薄膜层180，从而形成多层结构190，如图1D中所示。
随后，从薄膜电致位移层170上方到对应的连接端114上方，形成M×N个导管197的阵列。
接着，用光刻与激光修整法将多层结构190制成M×N个致动的反射镜结构的阵列的图案，直到暴露出薄膜待除层140为止，其方式为各致动的反射镜结构包含一个第一薄膜电极185、一个薄膜电致位移件175、一个薄膜第二电极165及一个弹性件155，如图1E中所示。
最后，用蚀刻剂或化学制品清除薄膜待除层140，从而形成M×N块薄膜致动的反射镜101的阵列100，如图1F中所示。
存在着与上述制造M×N块薄膜致动的反射镜101的阵列100的方法关联的某些缺点。例如，在制成多层结构190的图案时，如果等切割进行得太深或不正确地定位，则在图案中等切割重叠的区域中，有可能清除掉位于等切割下方的蚀刻剂阻挡层130的部分。这又依次导致位于蚀刻剂阻挡层130的清除部分下方的钝化层120与有源矩阵110的部分受到侵袭并被用来清除薄膜牺牲层140的蚀刻蚀蚀刻，而导致有源矩阵110不能工作。
因此，本发明的目的为提供制造在光学投影系统中使用的M×N块薄膜致动的反射镜的阵列的方法，本方法能防止用在清除连续的待除区中的蚀刻剂侵袭有源矩阵。
按照本发明，提供了用于制造M×N块薄膜致动的反射镜的阵列的方法，其中M为N为整数，该阵列是供在光学投影系统中使用的，该方法包括下述步骤：制备包含一块基板及M×N个连接端的一个有源矩阵；在有源矩阵顶上相继地淀积一个蚀刻剂阻挡层及一个薄膜待除层；在薄膜待除层中形成M×N对空的空腔的阵列及一个连续的待除区，从而形成一个组合层；在组合层顶上淀积由绝缘材料制成的一个弹性层，各空的空腔填满绝缘材料；在弹性层顶上淀积一个第二薄膜层；以从下述方式将第二薄膜层等切割成M×N个第二薄膜电极的阵列，即各第二薄膜电极是互相电断开的且等切割位于连续的待除区上方；淀积一个薄膜电致位移层及一个第一薄膜层，从而构成一个多层结构；形成M×N个导管的阵列；将多层结构制成M×N个致动的反射镜结构的阵列的图案，直到暴露出连续的待除区为止，其方式为各致动的反射镜结构包含一个第一薄膜电极、一个薄膜电致位移件、一个第二薄膜电极及一个弹性件；以及清除连续的待除区，从而形成M×N块薄膜致动的反射镜的阵列。
从下面对结合附图给出的较佳实施例的描述中，本发明的上述与其它目的及特征将是明白的，附图中：
图1A至1F为陈述用于制造M×N块薄膜致动的反射镜的阵列的以前公开的方法的示意性剖视图；以及
图2A至2J为展示按照本发明的制造M×N块薄膜致动的反射镜的阵列的方法的示意性剖视图。
图2A至2J中提供了展示按照本发明的一个实施例，制造用在光学投影系统中的M×N块薄膜致动的反射镜201的阵列200的方法的示意性剖视图。应指出，出现在图2A至2J中的相同部件用相同的参照数字表示。
制造阵列200的工艺从制备包含一块基板212及M×N个连接端214的一个阵列的有源矩阵210开始。基板212是由诸如硅片等绝缘材料制成的。
在下一步骤中，用诸如CVD(化学气相淀积)法等在有源矩阵210顶上形成由诸如PSG或BPSG制成并具有厚度0.1-2μm的一个钝化层220。
此后，用诸如CVD法在钝化层220顶上淀积由氮化硅制成并具有厚度0.1-2μm的一个蚀刻剂阻挡层230，如图2A中所示。
然后，用CVD或物理气相淀积(PVD)在蚀刻阻挡层230顶上淀积由诸如PSG或多晶硅制成并具有厚度0.1-2μm的一个薄膜待除层240，如图2B中所示。
随后，在薄膜待除层240中制成M×N对空的空腔245的阵列，其中各对中的一个空的空腔245位于一个连接端上方，如图2C中所示，以构成包含被蚀刻剂阻挡层230上面的连续待除区340包围的M×N对空的空腔245的阵列的一个组合层440。
在下一步骤中，用CVD法在组合层440顶上淀积由诸如氮化硅等氮化物制成并具有厚度0.1-2μm的一个弹性层，从而各空的空腔245填满同一材料。
在随后的步骤中，用溅镀或真空蒸发法在弹性层250顶上形成由诸如Al、Pt或Ta等导电材料制成并具有厚度0.1-2μm的第二薄膜层260，如图2D中所示。
上述步骤之后，用干蚀刻法将第二薄膜层260等切割成M×N个第二薄膜电极265的阵列，各第二薄膜电极265是用等切割区195互相电隔离的，如图2E中所示。应进一步指出，第二薄膜层260是以这样的方式等切割的，使得第二薄膜层260的等切割区295位于连续的待除区340上方。
在后面的步骤中，用蒸发、溶胶-凝胶、溅镀或CVD法在包含等切割区295的第二薄膜层260顶上淀积由诸如PZT(压电跃变)等压电材料或诸如PMN等电致伸缩材料制成并具有厚度0.1-2μm的一个薄膜电致位移层270。
然后，用溅镀或真空蒸发法在薄膜电致位移层270顶上形成由诸如铝(Al)、铂(Pt)或钛(Ti)等导电且反光材料制成并具有厚度0.1-2μm的第一薄膜层280，从而构成一个多层结构290，如图2F中所示。
接着，形成M×N个孔310的阵列，各孔310从第一薄膜层280顶部延伸到对应的连接端214的顶部，如图2G中所示。
在后面的步骤中，用发射(lift-off)法在各孔310中填满诸如钨(W)等金属，从而形成M×N个导线管315的阵列。然后以下述方式将第一薄膜层280制成第一薄膜电极285的阵列的图案，即将各导线管315与各第一薄膜电极285电隔离，如图2H中所示。
在后面的步骤中，用光刻或激光修整法将多层结构290制成M×N个半致动的反射镜结构350的阵列的图案，直到暴露连续的待除区340为止。各半致动的反射镜结构350包含一个第一薄膜电极285、一个薄膜电致位移件275、一个第二薄膜电极265、一个弹性件255及一对导线管315，如图2I中所示。
然后用蚀刻剂或化学制品，诸如氟化氢(HF)，清除连续的待除区340，从而构成M×N块薄膜致动的反射镜201的阵列200，如图2J中所示。
在M×N块薄膜致动的反射镜201的创造性阵列200及其制造方法中，在半致动反射镜结构350的构成中，由于等切割295是位于连续的待除区340上方的，即使图案与等切割295重合，也不会破坏蚀刻剂阻挡层230，因而在清除连续的待除区340中，蚀刻剂只侵袭连续的待除区340，而不会影响位于其下方的钝化层220与有源矩阵210。
虽然只对一定的较佳实施例描述了本发明，但可以作出其它的修改与变化而不脱离下列权利要求中所陈述的本发明的精神与范围。
Claims (2)
1、一种用于制造供在光学投影系统中使用的M×N块薄膜致动的反射镜的阵列的方法，其中M与N为整数，该方法包括下述步骤：
制备包含一块基板及M×N个连接端的一个阵列的一个有源矩阵；
在该有源矩阵顶上相继淀积一个蚀刻剂阻挡层及一个薄膜待除层；
在薄膜待除层中形成M×N对空的空腔的一个阵列及一个连续的待除区，从而形成一个组合层；
在组合层顶上淀积由绝缘材料制成的一个弹性层，各空的空腔中填充绝缘材料；
在弹性层顶上淀积一个第二薄膜层；
以下述方式将第二薄膜层等切割成M×N个第二薄膜电极的一个阵列，即各第二薄膜电极互相电隔离，并且等切割位于连续的待除区的上方；
淀积一个薄膜电致位移层及一个第一薄膜层，从而构成一个多层结构；
形成M×N个导线管的一个阵列；将多层结构制成M×N个致动的反射镜结构的一个阵列，直到暴露连续的待除区为止，其方式为各致动的反射镜结构包含一个第一薄膜电极、一个薄膜电致位移件、一个第二薄膜电极及一个弹性件；以及
清除连续的待除区，从而构成M×N块薄膜致动的反射镜的阵列。
2、如权利要求1的方法，其中所述制备有源矩阵的步骤包括在有源矩阵顶上形成一个钝化层的步骤。
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