CN1168323C - 光投影系统中的薄膜激励镜列 - Google Patents

Abstract

披露了薄膜AMA。薄膜AMA由一个活性矩阵，一个支持件(175)，激励元件(210，211)和反射器(260)构成。支持件(175)由一条支持线(174)，方环形支持层170和锚(171，172)构成。绝缘件(220，221)从顶电极(200，201)直到支持层(170)。支撑激励元件(210，211)的锚(171，172)垂直于激励元件(210，211)。由于不会产生应力集中线，避免了激励元件(210，211)的初始倾斜。这样，反射器(260)的反射角就有规可循，从而提高了光效率，优化了屏幕上投影图像的画质。而且，通过绝缘件(220，221)避免了顶电极(200，201)和底电极(180，181)间的短路现象，从而有效减少了象素中的点缺陷。

Description

光投影系统中的薄膜激励镜列

技术领域

本发明介绍了一种光投影系统中的薄膜激励镜列，该发明尤其能有效防止象素点缺陷，并优化屏幕上的投影图象品质。

背景技术

通常，根据其光学原理，光调制器可分为两种。一种是直接光调制器，如阴极射线管(CRT)；另一种是传送光调制器，如液晶显示(LCD)。CRT能在屏幕上产生优质画面，但CRT的重量，体积和生产成本随屏幕的增大而增加。LCD的光结构简单，所以其重量和体积都比CRT的小。但由于光偏振，LCD的光效率很低，小于1～2％。而且，LCD的液晶材料还存在别的问题，如响应缓慢和过热。

因此，人们开发出数字镜装置(DMD)和激励镜列(AMA)以解决这些问题。目前，DMD的光效率大约为5％，而AMA的光效率大于10％。AMA强化了画面的对比，因此，屏幕上的画面更清晰明亮。AMA不受偏振光的影响，也不会影响光偏振，比LCD和DMD的效率更高。

图1为美国第5,126,836号专利(U.S.Patent 5,126,836，授予Gregory Um)中介绍的传统AMA的发动机系统简图。参见图1，来自光源1的一束入射光穿过第一道狭缝3和第一个透镜5后，根据代表色的红绿蓝(RGB)系统被分解为红光，绿光和蓝光。分解出的红光，绿光和蓝光分别被第一个镜子7，第二个镜子9和第三个镜子11反射，被镜子7，9，11反射的光分别入射到AMA装置13，15和17。AMA装置13，15，17使其中的镜子倾斜，这样入射光被镜子反射。该发明中，AMA装置中的镜子倾斜是镜子下活性层的变形造成的。被AMA装置13，15，17反射的光穿过第二个透镜19和第二道狭缝21，通过投影透镜23在屏幕上成像(未示出)。

在大多数情况下，用ZnO做活性层。但锆钛酸铅(PZT:Pb(Zr，Ti)O₃)的压电性比ZnO更好。PZT是锆酸铅和钛酸铅的完全固溶体。立方结构的PZT存在于高温顺电相中。室温下，根据锆和钛的组成比，斜方结构的PZT存在于反铁电相中，菱形晶结构的PZT存在于铁电相中，正方晶结构的PZT存在于铁磁相中。正方晶和菱形晶的变形相界(MPB)在组成为Zr∶Ti＝1∶1时存在。PZT在MPB处有最大的绝缘性和最大的压电性。MPB在大范围内存在，其中正方晶相和菱形晶相共存，但在一定组成时并不存在。关于PZT中相共存区的组成，研究人员并未达成一致，对相共存区的成因提出了许多理论，如热力学稳定性，组成波动和内部应力。现在，PZT薄膜可通过多种步骤生产，如旋转涂层法，有机金属化学气相沉积(OMCVD)法和溅射法。

AMA通常分为大块型AMA和薄膜型AMA。美国专利第5,469,302号(U.S.Patent No.5,469,302，授予Dae-Young Lim)介绍了大块型AMA。在大块型AMA中，在具有晶体管的活性矩阵上装一层由插有金属电极的多层陶瓷组成的陶瓷片后，通过锯切陶瓷片，把一面镜子固定在该陶瓷片上。但大块型的AMA有它的缺点：它需要非常精确的加工和设计，而且活性层的反应很慢。因此，采用半导体技术生产薄膜AMA的方法得到了发展。

仍在USPTO中处于未决状态的美国专利第08/792,453号(U.S.Patent No.08/792,453)，题为“光投影系统中的薄膜激励镜列及其生产技术)，在此一并列出。

图2为薄膜AMA的平面图，图3为图2所示的薄膜AMA的透视图，

图4为图3中沿A₁-A₂直线的截面图。

参见图2～4，薄膜AMA具有基体31，基体31上制成的激励器57，及在激励器57中部制成的反射件55构成。

包括电连线(未示出)的基体31，具有一个形成在电连线上的连接终端33、覆盖在基体31和连接终端33上的钝化层35、及钝化层35上覆盖的蚀刻终止层37构成。激励器57由一支持层43，一个底电极45，一层活性层47，一个顶电极49和一个经由接触53构成。

参见图3，支持层43的第一部分位于底电极45底部，第二部分超出底电极45底部。支持层43两侧的底部与蚀刻终止层37相连。支持层43相连的部分称为锚43a，43b，支撑着激励器57。支持层43的侧边从相连的部分平行延伸。支持层43的中心部分在两侧边之间与侧边制成整体，支持层43的中心部分为长方形。

底电极45位于支持层43的中心部分和侧边上。活性层47位于底电极45上，而顶电极49位于活性层47上。底电极45为U形。活性层47比底电极45小，形状和底电极45相同。顶电极49比活性层47小，形状和活性层47相同。当给底电极45施加第一个信号，给顶电极49施加第二个信号时，在顶电极49和底电极45之间就产生了一个电场，造成活性层47在电场作用下变形。

经由接触53位于经由孔51中，经由孔51从活性层47穿过底电极45、支持层43、蚀刻终止层37和钝化层35，到达连接终端33。经由接触53把底电极45与连接终端33连通。

反射入射光的反射器55位于支持层43的中部。反射器55的厚度是预先确定的，为从支持层43的表面到活性层47的一侧。反射器55最好是一面长方形的镜子。

下文将介绍一种生产薄膜AMA的技术。

图5A～5D展示了薄膜AMA的生产步骤。

参见图5A，钝化层35位于安装有电连线(未示出)和连接终端33的基体31上。电连线和连接终端33从外界接收第一信号(图象信号)，然后把第一信号传送给底电极45。电连线最好由一个金属氧化物半导体(MOS)晶体管进行开关操作。连接终端33由金属制成，如钨(W)。连接终端33与电连线相连。钝化层35由磷-硅酸盐玻璃(PSG)通过化学气相沉积(CVD)法制成，所得到的钝化层35的厚度为0.1微米～1.0微米。在随后的生产过程中，钝化层35对安装有电连线和连接终端33的基体31具有保护作用。

蚀刻终止层37用氮化物通过低压化学气相沉积(LPCVD)法沉积在钝化层35上，得到的蚀刻终止层37的厚度为1000埃～2000埃。蚀刻终止层37在随后的蚀刻步骤中能保护钝化层35和基体31。

牺牲层39用PSG通过大气压CVD法沉积在蚀刻终止层37上，所得到的牺牲层39的厚度为0.5微米～4.0微米。在这种情况下，所得到的牺牲层39的平滑度很差，因为牺牲层39覆盖了安装有电连线和连接终端33的基体31的顶部。因此，通过在玻璃上的旋转(SOG)法或化学机械抛光(CMP)法，对牺牲层39的表面进行整平。然后，其下具有连接终端33的牺牲层39的第一部分和与其相近的第二部分被蚀刻，使得其下具有连接终端33的蚀刻终止层37的第一部分和与其相近的第二部分暴露，以便制成支持层43。

参见图5B，在蚀刻终止层37和牺牲层39的第一和第二部分上制成第一层。第一层由刚性材料如氮化物或金属制成。第一层由LPCVD法制成，所得到的第一层的厚度为0.1微米～1.0微米。第一层应进行图案化处理，以便制成支持层43。

底电极层由导电金属，如铂(Pt)，钽(Ta)或铂-钽(Pt-Ta)在第一层上制成。底电极层通过溅射法或CVD法制成，所得到的底电极层的厚度为0.1微米～1.0微米。然后，底电极层被均匀切割，以分离出单个的底电极层，这样，薄膜AMA的每个象素通过电连线和连接终端33，独立地接收来自外界的第一信号。底电极层应进行图案化处理，以便制成底电极45。

第二层由压电材料，如PZT(Pb(Zr，Ti)O₃或PLZT((Pb，La)(Zr，Ti)O₃在底电极层上制成，所得到的第二层的厚度约为0.1微米～1.0微米。最好，第二层的厚度为0.4微米。在用凝胶法、溅射法或CVD法生成第二层后，采用快速热退火(RTA)技术对第二层进行退火处理。第二层应进行图案化处理，以便制成活性层47。

用导电金属，如铝(Al)，铂(Pt)或银(Ag)在第二层上制成顶电极层。顶电极层可通过溅射法或CVD法获得，所得到的顶电极层的厚度为0.1微米～1.0微米。顶电极层应进行图案化处理，以便制成顶电极49。

参见图5C，用旋转涂层技术在顶电极层上涂覆第一光致抗蚀剂(未示出)之后，通过把光致抗蚀剂作为蚀刻罩，顶电极层被图案化以制成顶电极49。这样，顶电极49为U形。第二个信号(偏压信号)被施加给顶电极49，从而在顶电极49和底电极45之间产生电场。

在刻蚀去除第一光致抗蚀剂之后，在顶电极49和第二层上用旋转涂层技术涂覆第二光致抗蚀剂(未示出)。通过把第二光致抗蚀剂作为蚀刻罩，第二层被图案化以制成活性层47。活性层为U形，比顶电极49更宽。在刻蚀去除第二光致抗蚀剂之后，在顶电极49、活性层47和底电极层上用旋转涂层技术涂覆第三光致抗蚀剂(未示出)。通过把第三光致抗蚀剂作为蚀刻罩，底电极层被图案化以制成底电极45。底电极层为U形，比活性层47更宽。然后，用蚀刻去除第三光致抗蚀剂。

然后，活性层47、底电极45、第一层、蚀刻终止层37和钝化层35局部被刻蚀，以制成从活性层47贯穿到连接终端33的经由孔51。经由接触53位于经由孔51中，用导电金属，如钨(W)，铂，铝和钛制成。经由接触53可通过溅射法或CVD法获得，这样经由接触53能从连接终端33贯穿到底电极45。经由接触53把连接终端33和底电极45连通。

参见图5D，在底电极45上用旋转涂层技术涂覆第四光致抗蚀剂之后，通过把第四光致抗蚀剂(未示出)作为蚀刻罩，第一层被图案化以制成支持层43。支持层43由侧边和中心部分构成。支持层43的侧边的底部的一部分与蚀刻终止层37相连并称为锚43a，43b。以相连的部分为起点，支持层43的侧边位于蚀刻终止层37的上方，并与之平行。支持层43的中心部分在两侧边之间与侧边制成整体。支持层43为长方形。随后，蚀刻去除第四光致抗蚀剂。在第一层图案化时，牺牲层39部分裸露。

在牺牲层39的裸露部分和支持层43上用旋转涂层技术涂覆第五光致抗蚀剂之后，第五光致抗蚀剂被蚀刻以使支持层43的中心部分裸露。在支持层43的中心部位，用反射材料，如银，铂或铝制成反射器55。可通过溅射法或CVD法获得反射器55，所得到的反射器55的厚度为0.3微米～2.0微米。用于反射光源(未示出)发出的入射光的反射器55的形状与支持层43的中心部位形状相同。然后，用氟化氢(HF)气体去除第五光致抗蚀剂和牺牲层39，这样就得到了激励器57。在牺牲层39被去除后，在它原来的位置上会出现一道气隙41。

第一信号通过电连线、连接终端33、和经由接触53从外界传给底电极45。同时，当第二信号通过一根公用线(未示出)传给顶电极49时，在顶电极49和底电极45之间就产生了电场。位于顶电极49和底电极45之间的活性层47在电场的作用下发生变形。活性层47在与电场垂直的方向发生变形。具有活性层47的激励器57沿着与支持层43位置相反的方向被激励。即，激励器57被向上激励，由于激励器57的倾斜，与底电极45相连的支持层43也被向上激励。

反射来自光源的入射光的反射器55和激励器57一样，也是倾斜的，因为反射器55位于支持层43的中心部分。因此，反射器把光反射到屏幕上，从而在屏幕上得到图像。

但在上述的薄膜AMA中，从第二层(活性层)中底电极均匀切割(iso-cutted)的部分，到第二层的其它部分，有裂纹产生，因为第二层是在底电极层被均匀切割以分离薄膜AMA的象素之后，形成在底电极层上。因此，由于顶电极和底电极通过活性层中的裂纹被局部连通，在顶电极和底电极之间可能会产生短路。短路出现时，激励器不能被激励，从而导致薄膜AMA中出现象素的点缺陷。

而且，在牺牲层被图案化以制成支撑激励器的锚时会产生应力集中线。由于变形驱动力，如非均匀残余应力和应力梯度，作用在应力集中线上，可能导致激励器在无外加第一和第二信号时就发生倾斜。由于当激励器在初始状态就倾斜时，反射器的反射角度会偏离预定的角度，从而导致入射光的光效率降低，屏幕上的成像质量也随之下降。

发明内容

因此，考虑到上述的传统问题，本发明的目标就是提供一种能有效避免象素点缺陷的光投影系统中的薄膜激励镜列，本专利不用均匀切割底电极，通过提高入射光的光效率优化屏幕上的图象品质。

为实现上述目标，本发明介绍一种光投影系统中的薄膜激励镜列，其中包括一个活性矩阵，一个支持件，第一激励元件，第二激励元件和一个反射器。

活性矩阵包括：一个基体，其内部装有进行开关操作的金属氧化物半导体晶体管；第一金属层，其中装有传送第一信号的金属氧化物半导体的从漏处延伸出的漏衬底。

支持件包括：一条支持线、支持层、一第一锚和两个第二锚。支持线位于活性矩阵上，支持层与支持线制成整体。支持层为方环形。第一锚和第二锚分别位于活性矩阵和支持层中邻近支持线的部分之间。

第一激励元件包括：第一底电极、第一活性层和第一顶电极。第一底电极接收第一信号。第一底电极位于支持层与支持线垂直的第一部分，第一顶电极对应第一底电极。第一顶电极接收第二信号，产生第一电场。第一活性层位于第一顶电极和第一底电极之间，在第一电场作用下发生变形。

第二激励元件包括：第二底电极、第二活性层和第二顶电极。第二底电极接收第一信号。第二底电极位于支持层与支持线垂直的第二部分，第二顶电极对应第二底电极。第二顶电极接收第二信号，产生第二电场。第二活性层形成在第二顶电极和第二底电极之间，在第二电场作用下发生变形。

反射器位于第一激励元件和第二激励元件的上方，以便反射入射光。

活性矩阵最好在基体上的第一金属层上涂覆一层第一钝化层，在第一钝化层上涂覆第二金属层，在第二金属层上涂覆第二钝化层，在第二钝化层上涂覆蚀刻终止层。

第一底电极为矩形，并有一突出部分，第一活性层为比第一底电极小的矩形，而第一顶电极为比第一活性层小的矩形。而且，第二底电极为矩形，并有一与第一底电极突出部分相对的突出部分，第二活性层为比第二底电极小的矩形，而第二顶电极为比第二活性层小的矩形。

第一底电极最好为倒L形，第二底电极最好为与第一底电极相对应的L形。

第一锚位于第一激励元件和第二激励元件的下方，并处于两者之间，与下方有漏衬底的活性矩阵的第一部分相连，各第二锚分别位于第一激励元件和第二激励元件的外下方。各第二锚分别与活性矩阵第一部分附近的第二和第三部分相连。

薄膜激励镜列最好还有一个经由接触，用于把来自漏衬底的第一信号传送给第一底电极和第二底电极；以及从经由接触直到第一底电极的伸出部分的第一底电极连接件和从经由接触直到第二底电极的伸出部分的第二底电极连接件。经由接触位于经由孔中，该孔从第一锚直到漏衬底。经由接触、第一底电极连接件和第二底电极连接件由导电金属制成，如银、铂、钽或铂-钽。

更优的结构是，薄膜激励镜列还应有一传送第二信号的公用线；由第一顶电极的一部分直到支持层的一部分，经由第一底电极的一部分制成的第一绝缘件；从公用线到第一顶电极，经由第一绝缘件制成的第一顶电极连接件；从第二顶电极的一部分直到支持层的一部分，经由第二底电极的一部分制成的第二绝缘件；及从公用线直到第二顶电极，经由第二绝缘件制成的第二顶电极连接件。公用线位于支持线上。

第一绝缘件和第二绝缘件由无定形硅或低温氧化物，如二氧化硅(SiO₂)和五氧化二磷(P₂O₅)制成。

第一和第二顶电极连接件由导电金属制成，如银、铂、钽或铂-钽。

在反射器的中心部分和支持层的与支持线相距平行的部分之间制一柱，以支撑反射器。

本发明中的薄膜AMA中，来自外界的第一信号经由基体中的MOS晶体管、第一金属层的漏衬底、经由接触、及第一和第二底电极连接件，被施加给第一和第二底电极。同时，来自外界的第二信号经由公用线及第一和第二顶电极连接件，被施加给第一和第二顶电极。这样，在第一顶电极和第一底电极之间就产生了第一电场，在第二顶电极和第二底电极之间产生了第二电场。位于第一顶电极和第一底电极之间的第一活性层在第一电场的作用下发生变形。位于第二顶电极和第二底电极之间的第二活性层在第二电场的作用下发生变形。第一和第二活性层发生变形的方向分别垂直于第一和第二电场的方向。具有第一活性层的第一激励元件和具有第二活性层的第二激励元件，按与支持层位置相反的方向被激励。即，第一激励元件和第二激励元件被向上激励，根据第一和第二激励元件的倾斜角度，与第一和第二底电极相连的支持层也被向上激励。

位于支持层上的柱支撑着反射器。反射来自光源的入射光的反射器也随第一和第二激励元件的倾斜而倾斜。这样，反射器把光反射到屏幕上，从而在屏幕上成像。

根据本发明，支撑激励元件的第一和第二锚与激励元件的方向垂直。因为在各锚和激励元件之间没有应力集中线，激励元件表面水平，无初始倾斜。这样，激励元件上的反射器所需的反射角有规可循，因此光效率提高，屏幕上投影的画质也得到了提高。

而且，绝缘件避免了顶电极和底电极间的短路，因此，有效减少了薄膜AMA中象素的点缺陷。

附图说明

下文中参照附图对优选实施例的详细介绍，使本发明的目的和优点变得更为明显。附图中：

图1为传统激励镜列的引擎系统的简图。

图2为一本申请受让人的先前申请中所披露的光投影系统中薄膜激励镜列的平面图。

图3为图2所示光投影系统中薄膜激励镜列的透视图。

图4为图3中沿A₁-A₂直线的截面图。

图5A～5D为图4所示的光投影系统中薄膜激励镜列的生产步骤。

图6为根据本发明的光投影系统中薄膜激励镜列的平面图；

图7为图6所示的光投影系统中薄膜激励镜列的透视图；

图8为图7中沿B₁-B₂直线的截面图；

图9为图7中沿C₁-C₂直线的截面图；

图10A～10G为根据本发明的光投影系统中薄膜激励镜列的生产步骤。

具体实施方式

下文中，将结合所附各图，对本发明的优选实施例进行更详细的介绍。

图6为根据本发明的光投影系统中薄膜激励镜列的平面图，图7为图6所示的光投影系统中薄膜激励镜列的透视图；图8为图7中沿B₁-B₂直线的截面图；图9为图7中沿C₁-C₂直线的截面图。

参见图6和图7，根据本发明，薄膜AMA包括一个活性矩阵100、活性矩阵100上的一个支持件175、分别位于支持件175上的第一激励元件210和第二激励元件211、第一激励元件210和第二激励元件211上的反射器260。

参见图8，活性矩阵100包括一个基体101，其中有M×N(M、N为整数)个P-MOS晶体管120，从源110和P-MOS晶体管120的漏105延伸出的第一金属层135、第一钝化层140，第二金属层145，第二钝化层150和蚀刻终止层155。第一金属层135位于基体101上，第一钝化层140位于第一金属层135和基体101上。第二金属层145位于第一钝化层140上，而第二钝化层150位于第二金属层145上。蚀刻终止层155位于第二钝化层150上。

第一金属层135中有一个漏衬底从P-MOS晶体管120的漏105延伸至第一锚171，第一锚171位于第一激励元件210和第二激励元件211之间的下方。第二金属层145包括一个钛层和一个氮化钛层。在第二金属层145中有一个孔147，第二金属层中有位于其下方的第一金属层135的漏衬底。

参见图7至9，支持件175包括一条支持线174，支持层170，第一锚171和两个第二锚172a、172b。支持线174和支持层170位于蚀刻层155上。第一气隙165界于蚀刻终止层155和支持线174之间。第一气隙165还界于蚀刻终止层155和支持层170之间。

公用线240位于支持线174上。支持线174的作用是支撑公用线240。支持层170为方环形。支持层170与支持线174制成整体。

第一锚171位于方环形的支持层170的两臂之间的下方。支持层170的两臂从支持线174垂直伸出。第一锚171与蚀刻终止层155的第一部分相连，蚀刻终止层155的下方装有第一金属层135的漏衬底。第一锚171与支持层170的两臂制成整体。两个第二锚172a、172b分别形成在支持层170的两臂的外下方。第二锚172a、172b与支持层170的两臂整体形成并分别与蚀刻终止层155的第二和第三部分相连。第一锚171和两个第二锚172a、172b在支持层170邻近支持线174的部分的下方相连。第一锚171和两个第二锚172a、172b共同支撑着支持层170，这样，第一锚171和两个第二锚172a、172b支撑着第一激励元件210和第二激励元件211。第一锚171和两个第二锚172a、172b都为方框形。

支持层170的中心部分由第一锚171支撑，支持层170的侧部由第二锚172a、172b支撑。这样，支持件175的垂直部分为如图8所示的T形。

经由孔270从第一锚171的中心部分的表面，经由蚀刻终止层155、第二钝化层150、第二金属层145中的孔147和第一钝化层140，贯穿到第一金属层135的漏衬底。孔270中有一个经由接触280。

第一激励元件210和第二激励元件211分别位于支持层170的两臂上。第一激励元件210与第二激励元件211平行。第一激励元件210由一个第一底电极180；第一活性层190和第一顶电极200构成。第二激励元件211由一个第二底电极181；第二活性层191和第二顶电极201构成。

第一底电极180位于支持层170两臂中的一臂上。第一底电极180为矩形，有一突出部分，最好为倒L形。第一底电极180距离支持线174有一定距离。第一底电极180的突出部分象台阶一样向下延伸。第一底电极180的突出部分延伸到邻近经由孔270的第一锚171部分。第一活性层190位于底电极180的上方。第一活性层190为比第一底电极180小的矩形。第一顶电极200位于第一活性层190上。第一顶电极200为比第一活性层190小的矩形。

第二底电极181位于支持层170两臂中的另一臂上。第二底电极181为矩形，有一突出部分，最好为与第一底电极180相对应的L形。第二底电极181距离支持线174也有一定距离。第二底电极181的突出部分与第一底电极180的突出部分相似，也延伸到邻近经由孔270的第一锚171部分。这样，第一和第二底电极180、181的突出部分环绕着经由孔270相应地形成。第二活性层191位于第二底电极181的上方。第二活性层191为比第二底电极181小的矩形。第二顶电极201位于第二活性层191上。第二顶电极201为比第二活性层191小的矩形。

经由接触280从第一金属层135的漏衬底直到经由孔270的顶部。第一底电极连接件290从经由接触280直到第一底电极180的突出部分。第一底电极180通过接触280和第一底电极连接件290，与第一金属层135的漏衬底相连。而且，第二底电极连接件291从经由接触280直到第二底电极181的突出部分。第二底电极181通过经由接触280和第二底电极连接件291，与第一金属层135的漏衬底相连。

第一绝缘件220从第一顶电极200的一部分直到支持层170邻近支持线174的一部分。第一顶电极连接件230经由第一绝缘件220，构成了第一顶电极200到公用线240的一部分。第一顶电极连接件230把第一顶电极200与公用线240连通。第一绝缘件220防止第一顶电极200与第一底电极180相连，因此，第一绝缘件220防止了第一顶电极200和第一底电极180之间的短路。

而且，第二绝缘件221从第二顶电极201的一部分直到支持层170邻近支持线174的一部分。第二顶电极连接件231经由第二绝缘件221，构成了第二顶电极201到公用线240的一部分。第二顶电极连接件231把第二顶电极201与公用线240连通。第二绝缘件221和第二顶电极连接件231分别平行于第一绝缘层220和第一顶电极连接件230。第二绝缘件221防止第二顶电极201与第二底电极181相连，因此，第二绝缘件221防止了第二顶电极201和第二底电极181之间制成的短路。

柱250位于方环形的支持层170的一定部位，该部位上没有第一激励元件210和第二激励元件211(也就是说，支持层170的一部分距离支持线174有一定距离并与之平行)。柱250支撑着反射器260。反射器260最好为矩形。

反射器260的中心部分由柱250支撑。反射器260的侧面平行，位于第一激励元件210和第二激励元件211上方。第二气隙310界于反射器260的侧面部分和第一和第二激励元件210、211之间。反射器260根据第一激励元件210和第二激励元件211被激励的状态，产生倾斜，这样反射器260把来自光源(未示出)的入射光按照预定的角度反射。

下文要介绍本发明中的光投影系统中的薄膜AMA激励镜列的生产技术。

图10A至10G为本发明的薄膜AMA激励镜列的生产步骤。图10A至10G中，与图7中相同的部件用同样的标注数字。

参见图10A，绝缘层125位于基体101上方，以便在由硅组成的基体101形成后在硅基体101上，通过硅的局部氧化技术，把活性区与场区分离开来。基体101最好是N型硅片。然后，在栅115在P⁺源110和P⁺漏105间制成后，随着P⁺源110和P⁺漏105在活性区上制成，相应地制成M×N(M、N为整数)个P型金属氧化物半导体(MOS)晶体管120。P-MOS晶体管120接收来自外界的第一信号(图像信号)，并进行开关操作。

在装有P-MOS晶体管120的基体101上制成一层绝缘层130后，绝缘层130下方装有漏105和源110的部分分别制成了孔，从而暴露出漏105和源110。在有孔的绝缘层130上制成一层由钛(Ti)、氮化钛(TiN)、钨(W)和氮化物组成的涂层后，该涂层被图案化以制成第一金属层135。为传送第一信号，第一金属层135有一漏衬底从P-MOS晶体管120的漏105延伸到支撑支持层170的第一锚171。

第一钝化层140位于基体101和第一金属层135上。第一钝化层140由磷-硅酸玻璃(PSG)制成，第一钝化层140通过化学气相沉积(CVD)法得到，所得到的钝化层140的厚度界于8000埃到9000埃之间。第一钝化层140在随后的生产步骤中，对含有P-MOS晶体管120的基体101起保护作用。

第二金属层145位于第一钝化层140上。第二金属层145由钛层和氮化钛层组成。为制成第二金属层145，首先，用溅射法在第一钝化层140上制得钛层，所得到的钛层的厚度大约界于300埃到500埃之间。然后，用物理气相沉积法在钛层上制得氮化钛层，所得到的氮化钛层的厚度约为1000埃～1200埃。第二金属层145隔绝基体101上的入射光，这样，第二金属层145防止了光泄露电流从基体101上流失。接着，第二金属层145中含有漏衬底的部分被刻蚀，制成孔147。孔147把经由接触280与第二金属层145隔离开。

第二钝化层150位于第二金属层145和孔147的上方。第二钝化层150由磷-硅酸玻璃制成。第二钝化层150通过CVD法得到。所得到的钝化层150的厚度约为2000埃～3000埃。第二钝化层150在随后的生产步骤中，对第二金属层145和基体101上的组合层起保护作用。

蚀刻终止层155位于第二钝化层150的上方，由低温氧化物(LTO)，如二氧化硅(SiO₂)、五氧化二磷(P₂O₅)组成。蚀刻终止层155由低压CVD法(LPCVD)在350℃～450℃之间制成，所得到的蚀刻终止层155的厚度约为0.2微米～0.8微米。蚀刻终止层155在随后的生产步骤中，对第二钝化层150和基体101上的组合层起保护作用。这样，活性矩阵100就制成了，包括基体101，第一金属层135，第一钝化层140，第二金属层145，第二钝化层150和蚀刻终止层155。

第一牺牲层160位于蚀刻终止层155上，在温度低于约500℃时用多硅制成。第一牺牲层160通过LPCVD法获得，所得到的第一牺牲层160的厚度约为2.0微米～3.0微米。在这种情况下，第一牺牲层160的平滑度很差，因为第一牺牲层160覆盖了活性矩阵100的顶部，而活性矩阵100中有MOS晶体管120和组合层。因此，通过在玻璃上旋转(SOG)或化学机械抛光(CMP)法对第一牺牲层160的表面进行整平，所得到的第一牺牲层160的厚度约为1.1微米。

图10B为图案化后的第一牺牲层160的平面图。

参见图10B，在第一牺牲层160上涂覆第一光致抗蚀剂(未示出)并图案化后，第一牺牲层160的第一部分，其中含有第二金属层145中的孔147；及第一牺牲层160中邻近第一部分的第二和第三部分被刻蚀至裸露出蚀刻终止层155。在蚀刻终止层155的裸露处制成第一锚171和第二锚172a、172b。这些蚀刻终止层155的裸露部分为有一定间隔的矩形。然后第一光致抗蚀剂被去除。

参见图10C，第一层169位于蚀刻终止层155的裸露部分的上方，这些蚀刻终止层155的裸露部分为矩形，并位于第一牺牲层160上。第一层169由刚性材料，如氮化物或金属组成。第一层169通过LPCVD法获得，所得到的第一层169的厚度约为0.1微米～1.0微米。第一层169将被图案化，以制成包括支持层170、支持线174，第一锚171和两个第二锚172a、172b的支持件175。届时，第一锚171位于蚀刻终止层155的裸露部分的中心，而两个第二锚172a、172b则分别位于蚀刻终止层155的其它裸露部分。

底电极179位于第一层169上。底电极179由导电金属如铂(Pt)、钽(Ta)、或铂-钽(Pt-Ta)制成。底电极层179可通过溅射法或CVD法得到，所得到的底电极层179的厚度约为0.1微米～1.0微米。底电极层179被图案化，以制成突出部分相对的第一底电极180和第二底电极181。

第二层189位于底电极层179上。第二层189由压电材料，如PZT(Pb(Zr，Ti)O₃或PLZT((Pb，La)(Zr，Ti)O₃在底电极层上制成，通过凝胶法、溅射法或CVD法生成第二层189。所得到的第二层189的厚度约为0.1微米～1.0微米。根据凝胶法，第二层189最好采用溅射法由PZT制成。所得到的第二层的厚度约为0.4微米。然后采用快速热退火(RTA)技术对第二层189进行退火处理。第二层189应进行图案化处理，以便制成在第一和第二电场作用下能发生变形的第一活性层190和第二活性层191。

顶电极层199位于第二层189上。顶电极层199由导电金属制成，如钽、铂或银(Ag)。顶电极层199可通过溅射法或CVD法获得。所得到的顶电极层199的厚度约为0.1微米～1.0微米。顶电极层199将被图案化，以制成间隔一定距离的第一顶电极200和第二顶电极201。

参见图10D，在用旋转涂层技术在顶电极层199上涂覆第二光致抗蚀剂(未示出)之后，顶电极层199被图案化，以便通过把第二光致抗蚀剂当作蚀刻罩，制成矩形的第一顶电极200和第二顶电极201(见图7)。第一顶电极200和第二顶电极201互相平行。第二信号(偏压信号)通过公用线240被施加给第一顶电极200和第二顶电极201。接着，第二光致抗蚀剂被去除。

第二层1 89被图案化，以便经过与顶电极层199相同的步骤，制成第一活性层190和第二活性层191，第一活性层190和第二活性层191互相平行。在这种情况下，第一活性层190和第二活性层191为矩形，分别比第一顶电极200和第二顶电极201更宽，如图7所示。

底电极层179被图案化，以便经过与顶电极层199相同的步骤，制成第一底电极180和第二底电极181。第一底电极180和第二底电极181都为矩形，并有突出部分。第一底电极180最好为倒L形，而第二底电极181最好为与第一底电极180相对应的L形。第一底电极180和第二底电极181分别比第一活性层190和第二活性层191更宽。

在制成第一底电极180和第二底电极181时，同时在第一层169的一部分上制成公用线240。而第一层169将被图案化，以制成支持线174。公用线240与第一底电极180和第二底电极181垂直，如图7所示。公用线240与第一底电极180和第二底电极181之间以一定距离隔开，所以公用线240不会与第一底电极180和第二底电极181接触。这样，就制成了第一激励元件210和第二激励元件211。第一激励元件210包括：第一底电极180，第一活性层190和第一顶电极200，而第二激励元件211包括：第二底电极181，第二活性层191和第二顶电极201。

然后，第一层169被图案化，以便制成支持件175，支持件175包括：支持层170′，支持线174，第一锚171和两个第二锚172a、172b。这时，在与蚀刻终止层155的裸露部分相连的第一层169中，第一锚171位于蚀刻终止层155的裸露部分的中心，而两个第二锚172a、172b则分别位于蚀刻终止层155的其它裸露部分。第二金属层145中的孔147位于第一锚171的下方。支持层170为方环形，与蚀刻终止层155上方的支持线174制成一个整体。去除第一牺牲层160后，就制成了支持件175，如图7所示。

第一锚171位于方环状支持层170的两臂间的下方。支持层170的两臂从支持线174垂直伸出。第一锚171与蚀刻终止层155的裸露部分的中心，即蚀刻终止层155的第一裸露部分相连，其中包括位于其下方的第一金属层135的漏衬底。第一锚171与支持层170的两臂制成整体。两个第二锚172a、172b分别位于支持层170两臂的外下方。第二锚172a、172b与支持层170的两臂制成一个整体，并分别与蚀刻终止层155的第二和第三部分相连。第一锚171和两个第二锚172a、172b在支持层170邻近支持线174的部分的下方相连。第一激励元件210和第二激励元件211分别位于支持层170的两臂上。这样，第一锚171位于第一激励元件210和第二激励元件211间的下方，而第二锚172a、172b分别位于第一激励元件210和第二激励元件211间的外下方。第一锚171和两个第二锚172a、172b共同支撑着支持层170，这样，第一锚171和两个第二锚172a、172b分别支撑着第一激励元件210和第二激励元件211。

参见图10E，在支持件175，第一激励元件210和第二激励元件211上涂覆第三光致抗蚀剂(未示出)后，第三光致抗蚀剂被图案化以使公用线240，支持件175，第一顶电极200和第二顶电极201裸露。第一底电极180和第二底电极181的突出部分同时也暴露出来。

接着，采用LPCVD法，在支持件175，第一顶电极200和第二顶电极201的裸露部分上制得LTO后，第一绝缘件220和第二绝缘件221通过使LTO，如二氧化硅(SiO₂)和五氧化二磷(P₂O₅)图案化而制得。第一绝缘件220从第一顶电极200，经由第一活性层190和第一底电极180，直到支持层170。第二绝缘件221从第二顶电极200，经由第二活性层190和第二底电极180，直到支持层170。第一绝缘件220和第二绝缘件221的厚度界于0.2微米和0.4微米之间，最好为0.3微米。

图10F为经由接触280的截面图。参见图10F，经由孔270从第一锚171，经刻蚀蚀刻终止层155，第二钝化层150和第一钝化层140，穿过第二金属层145的孔147，直到第一金属层135的漏衬底。接着，在经由孔270中制得经由接触280。第一底电极连接件290和第二底电极连接件291分别从经由孔270，延伸到第一底电极180和第二底电极181的突出部分。同时，第一顶电极连接件230从公用线240，穿过第一绝缘件220和支持层170，延伸到第一顶电极200的某处。第二顶电极连接件231也从公用线240，穿过第二绝缘件221和支持层170，延伸到第二顶电极201的某处，如图7所示。第一顶电极连接件230与第二顶电极连接件231平行。

经由接触280，第一底电极连接件290，第二底电极连接件291，第一顶电极连接件230和第二顶电极连接件231一般都用溅射法或CVD法，由导电金属制成，如铂，钽或铂-钽。经由接触280，第一底电极连接件290，第二底电极连接件291，第一顶电极连接件230和第二顶电极连接件231的各自的厚度都为0.1微米～0.2微米。第一顶电极连接件230和第二顶电极连接件231把公用线240分别和第一顶电极200、第二顶电极201连接起来。第一底电极180的突出部分通过经由接触280和第一底电极连接件290，与漏衬底相连。第二底电极181的突出部分通过经由接触280和第二底电极连接件291，与漏衬底相连。

参见图10G，在第一激励元件210，第二激励元件211和支持件175上制得第二牺牲层300。第二牺牲层300由多晶硅通过LPCVD法制成。第二牺牲层300覆盖了第一激励元件210和第二激励元件211。接着，用CMP法对第二牺牲层300的表面进行整平，以使其均匀平整。

然后，为制得反射器260和柱250，第二牺牲层300的一部分被刻蚀，暴露出支持层170的一部分，该部分与支持线174有一定距离且与之平行。即，支持层中不包括第一激励元件210和第二激励元件211的部分被暴露出来。在支持层170的裸露部分和牺牲层300上制成一层金属层后，对具有反射性的金属层图案化后，同时制成柱250和反射器260。反射器260和柱250都用铝通过溅射法或CVD法制成。反射器260的中心部分由柱250支撑，反射器260的侧部位于第一激励元件210和第二激励元件211的上方，并互相平行。反射器260最好为矩形。

这样，在第一牺牲层160和第二牺牲层300用氟化溴(BrF₃或BrF₅)气体或氟化氙(XeF₂，XeF₄，XeF₆)去除后，通过冲洗，干燥，就完成了图7所示的薄膜AMA的制作。在第二牺牲层300原来的位置上制成第二气隙310，在第一牺牲层160原来的位置上制成第一气隙165。

下文将介绍根据本发明的光投影系统中薄膜AMA的运用。

本发明中的薄膜AMA中，来自外界的第一信号通过基体101中的MOS晶体管120，第一金属层135的漏衬底，经由接触280和第一和第二底电极连接件290，291，被施加给第一和第二底电极180、181。同时，来自外界的第二信号通过公用线240，第一和第二顶电极连接件230、231，被施加给第一和第二顶电极200、201。这样，在第一顶电极200和第一底电极180之间产生第一电场，在第二顶电极201和第二底电极181之间产生第二电场。界于第一底电极180和第一顶电极200之间的第一活性层190在第一电场的作用下发生变形，界于第二底电极181和第二顶电极201之间的第二活性层191在第二电场的作用下发生变形。第一活性层190和第二活性层191发生变形的方向分别垂直于第一和第二电场的方向。含有第一活性层190的第一激励元件210和含有第二活性层191的第二激励元件211沿与支持层170位置相反的方向被激励。即，第一、第二激励元件210、211被向上激励，根据第一、第二激励元件210、211的激励，与第一、第二底电极180、181相连的支持层170也被向上激励。

反射器260由位于支持层170上某处的柱250支撑。反射来自光源的入射光的反射器260随第一、第二激励元件210、211发生倾斜。这样，反射器260把光反射到屏幕上，在屏幕上成像。

本发明的光投影系统中的薄膜激励镜列中，支持件由支持线，方环形的支持层，第一锚和第二锚构成。第一、第二激励元件分别构成方环形支持层的两臂。支撑激励元件的各锚与激励元件垂直。激励元件表面水平，无初始倾斜，因为在锚和激励元件之间不会产生应力集中线。这样，激励元件上的反射器的反射角就有规可循了，从而提高了光效率，优化了画质。

而且，用绝缘件避免了顶电极和底电极之间的短路现象。因此，有效减少了薄膜AMA中象素的点缺陷。

尽管介绍的只是优选的本发明的实施例，应该知道本发明不只局限于本实施例，本领域的技术人员可在不脱离权利要求所限定的实质和范围内对其作出改进。

Claims (17)

1.被第一和第二信号激励的光投影系统中的薄膜激励镜列，所述的薄膜激励镜列包括：

一个活性矩阵，具有：一个基体，其内部装有进行开关操作的金属氧化物半导体晶体管；第一金属层，其中有从传送第一信号的金属氧化物半导体的漏处延伸出的漏衬底；

一个支持件，包括：1)一条在所述的活性矩阵上方的支持线；2)方环形的支持层，所述的支持层与支持线制成整体；3)第一锚和两个第二锚，第一锚和第二锚分别位于所述的活性矩阵和邻近所述的支持线的支持层之间；

一个第一激励元件，包括：a)接收第一信号的第一底电极，所述的第一底电极位于所述的支持层与所述的支持线垂直的第一部分；b)响应所述的第一底电极的第一顶电极，所述的第一顶电极接收第二信号，产生第一电场；c)第一活性层位于所述的第一顶电极和所述的第一底电极之间，在第一电场作用下发生变形；

一个第二激励元件具有：i)接收第一信号的第二底电极，所述的第二底电极位于所述的支持层与所述的支持线垂直的第二部分；ii)对应所述的第二底电极的第二顶电极，所述的第二顶电极接收第二信号，产生第二电场，iii)位于第二顶电极和第二底电极之间的第二活性层，在第二电场作用下发生变形；和

一个反射光的反射器，所述的反射器位于所述的第一激励元件和所述的第二激励元件的上方。

2.根据权利要求1的光投影系统中的薄膜激励镜列，其中所述的活性矩阵还包括：

位于所述的第一金属层和所述的基体的上方的第一钝化层；

位于所述的第一钝化层上方的第二金属层；

位于所述的第二金属层上方的第二钝化层；和

位于所述的第二钝化层上方的蚀刻终止层。

3.根据权利要求1的光投影系统中的薄膜激励镜列，其中所述的第一底电极为矩形，有一突出部分，所述的第一活性层为比所述的第一底电极小的矩形，所述的第一顶电极为比所述的第一活性层小的矩形，所述的第二底电极为矩形，也有一与所述的第一底电极的突出部分对应的突出部分，所述的第二活性层为比所述的第二底电极小的矩形，所述的第二顶电极为比所述的第二活性层小的矩形。

4.根据权利要求3的光投影系统中的薄膜激励镜列，其中所述的第一底电极为倒L形，而所述的第二底电极为与所述的第一底电极对应的L形。

5.根据权利要求3的光投影系统中的薄膜激励镜列，其中所述的第一锚位于所述的第一激励元件和所述的第二激励元件间的下方，与下方有漏衬底的所述的活性矩阵的第一部分相连，所述的各第二锚分别位于所述的第一激励元件和所述的第二激励元件的外下方，所述的两个第二锚分别与所述的活性矩阵中邻近第一部分的第二和第三部分相连。

6.根据权利要求5的光投影系统中的薄膜激励镜列，其中所述的薄膜激励镜列还包括：

一个经由接触，用于把来自漏衬底的第一信号传送给所述的第一底电极和所述的第二底电极；所述的经由接触位于一个经由孔中，该孔从所述的第一锚直通到漏衬底；

一个第一底电极连接件，该连接件从所述的经由接触直通到所述的第一底电极的突出部分；和

一个第二底电极连接件，该连接件从所述的经由接触直通到所述的第二底电极的突出部分。

7.根据权利要求6的光投影系统中的薄膜激励镜列，其中所述的经由接触、所述的第一底电极连接件和所述的第二底电极连接件由导电金属制成。

8.根据权利要求1的光投影系统中的薄膜激励镜列，其中所述的薄膜激励镜列还包括：

一条传送第二信号的公用线，所述的公用线位于所述的支持线的上方；

一个第一绝缘件，该绝缘件由所述的第一顶电极的一部分直到所述的支持层的一部分，经由所述的第一底电极制成；

一个第一顶电极连接件，该连接件从所述的公用线到所述的第一顶电极，经由所述的第一绝缘件制成；

一个第二绝缘件，该绝缘件从所述的第二顶电极的一部分直到所述的支持层的一部分，经由所述的第二底电极的一部分制成；

一个第二顶电极连接件，该连接件从所述的公用线直到所述的第二顶电极，经由所述的第二绝缘层制成。

9.根据权利要求8的光投影系统中的薄膜激励镜列，其中所述的第一绝缘件和第二绝缘件由无定形硅制成。

10.根据权利要求8的光投影系统中的薄膜激励镜列，其中所述的第一绝缘件和第二绝缘件由二氧化硅或五氧化二磷制成。

11.根据权利要求8的光投影系统中的薄膜激励镜列，其中所述的第一顶电极连接件和所述的第二顶电极连接件由导电金属制成。

12.根据权利要求8的光投影系统中的薄膜激励镜列，其中所述的薄膜激励镜列还包括支撑所述的反射器的柱，所述的柱位于所述的反射器的中心部分和所述的支持层中与所述的支持线相距平行的部分之间。

13.根据权利要求1的光投影系统中的薄膜激励镜列，其中，第一底电极具有一突起部分，第二底电极具有与第一底电极的突起部分相对应的突起部分，所述的薄膜激励镜列包括：

一条传送第二信号的公用线，所述的公用线位于所述的支持线的上方；

一个第一顶电极连接件，该连接件从所述的公用线到所述的第一顶电极制成；以及

一个第二顶电极连接件，该连接件从所述的公用线到所述的第二顶电极制成。

14.根据权利要求13的光投影系统中的薄膜激励镜列，其中所述的第一锚位于所述的第一激励元件和所述的第二激励元件间的下方，与下方有漏衬底的所述的活性矩阵的第一部分相连，所述的各第二锚分别位于所述的第一激励元件和所述的第二激励元件的外下方，所述的各第二锚分别与所述的活性矩阵中邻近第一部分的第二和第三部分相连。

15.根据权利要求13的光投影系统中的薄膜激励镜列，所述的薄膜激励镜列还包括：

一个经由接触，用于把来自漏衬底的第一信号传送给所述的第一底电极和所述的第二底电极；所述的经由接触位于一个经由孔中，该孔从所述的第一锚直通到漏衬底；

一个第一底电极连接件，该连接件从所述的经由接触直通到所述的第一底电极的突出部分的；和

一个第二底电极连接件，该连接件从所述的经由接触直通到所述的第二底电极的突出部分。

16.根据权利要求13的光投影系统中的薄膜激励镜列，所述的薄膜激励镜列还包括：

一个第一绝缘件，该绝缘件位于所述的第一顶电极连接件的下方，从所述的第一顶电极的某处，经由所述的第一底电极的某处，直到所述的支持层的某处；和

一个第二绝缘件，该绝缘件位于所述的第二顶电极连接件的下方，从所述的第二顶电极的某处，经由所述的第二底电极的某处，直到所述的支持层的某处。

17.根据权利要求16的光投影系统中的薄膜激励镜列，所述的第一绝缘件和第二绝缘件由无定形硅或二氧化硅或五氧化二磷制成。

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