CN117795392A - 带有减小静摩擦力的数字微镜器件 - Google Patents

Abstract

一个示例(610)包括：电极层(625)，该电极层包括地址电极(636、637)和铰链基部(639)；在电极层之上的铰链层(623)，铰链层包括：扭转铰链(619)，该扭转铰链在相对端之间具有纵向轴线；与扭转铰链间隔开的第一单个弹簧尖端(607)和第二单个弹簧尖端(617)；以及与扭转铰链、与第一单个弹簧尖端并且与第二单个弹簧尖端间隔开的凸起电极(606、616)；以及在铰链层之上的反射镜(614)，反射镜具有在第一拐角和第二拐角之间的对角线上的倾斜轴线，倾斜轴线与扭转铰链的纵向轴线对齐，反射镜具有跨过倾斜轴线彼此相对的第一倾斜拐角和第二倾斜拐角，第一单个弹簧尖端在第一倾斜拐角下方，并且第二单个弹簧尖端在第二倾斜拐角下方。

Description

带有减小静摩擦力的数字微镜器件

技术领域

背景技术

数字微镜器件(DMD)是可以用作反射空间光调制器的微机电系统(MEMS)器件。示例DMD可以使用幅度或相位调制来投射光或投射图像。投影仪、显示器、平视显示器、虚拟现实和增强现实视觉系统、打印机、3D打印机、光谱仪、测距设备、机器视觉、相机、光传感器和光源(诸如汽车前照灯或其他车辆前照灯)是可以使用DMD的示例应用。光网络系统和光开关可以使用DMD来实现。包括单色或彩色光的可见光可以与DMD一起使用，并且包括红外光和紫外光的其他光可以与DMD一起使用。

发明内容

一个示例包括：包括地址电极和铰链基部的电极层；在电极层之上的铰链层，所述铰链层包括：扭转铰链(torsional hinge)，所述扭转铰链在相对端之间具有纵向轴线；与所述扭转铰链间隔开的第一单个弹簧尖端和第二单个弹簧尖端；以及与所述扭转铰链、与所述第一单个弹簧尖端并且与所述第二单个弹簧尖端间隔开的凸起电极；以及在所述铰链层之上的反射镜，所述反射镜具有在第一拐角和第二拐角之间的对角线上的倾斜轴线，所述倾斜轴线与所述扭转铰链的所述纵向轴线对齐，所述反射镜具有跨过所述倾斜轴线彼此相对的第一倾斜拐角和第二倾斜拐角，所述第一单个弹簧尖端在所述第一倾斜拐角下方，并且所述第二单个弹簧尖端在所述第二倾斜拐角下方。

另一示例包括：包括地址电极的电极层；包括反射镜的反射镜层，所述反射镜被配置为围绕倾斜轴线倾斜，所述倾斜轴线在第一拐角和第二拐角之间呈对角线延伸，所述反射镜具有第一倾斜拐角和第二倾斜拐角；以及在所述地址电极之上和所述反射镜层之下的铰链层，所述铰链层包括：扭转铰链，所述扭转铰链在两端之间具有纵向轴线；与所述扭转铰链间隔开的凸起电极；以及在所述第一倾斜拐角之下的第一弹簧尖端和在所述第二倾斜拐角之下的第二弹簧尖端，所述第一倾斜拐角被配置为当所述反射镜相对于水平位置倾斜第一角度时接触所述第一弹簧尖端，并且所述第二倾斜拐角被配置为在所述反射镜相对于所述水平位置倾斜第二角度时接触所述第二弹簧尖端。

进一步的示例包括：半导体衬底；以及在所述半导体衬底上的电极层，所述电极层包括第一地址电极、与所述第一地址电极间隔开的第二地址电极以及与所述第一地址电极和所述第二地址电极间隔开的铰链基部。铰链层在所述电极层之上，所述铰链层包括：扭转铰链，所述扭转铰链在相对端之间具有纵向轴线；与所述扭转铰链间隔开的第一单个弹簧尖端和第二单个弹簧尖端；以及与所述扭转铰链、与所述第一单个弹簧尖端并且与所述第二单个弹簧尖端间隔开的凸起电极。反射镜在所述铰链层之上，所述反射镜在第一拐角和第二拐角之间的对角线上具有倾斜轴线，所述倾斜轴线与所述扭转铰链的所述纵向轴线对齐。第一弹簧尖端过孔支撑第一单个弹簧尖端，并且第二弹簧尖端过孔支撑第二单个弹簧尖端，所述第一弹簧尖端过孔和第二弹簧尖端过孔分别将所述第一弹簧尖端与所述第二弹簧尖端机械地和电气地耦连到所述铰链基部；并且所述第一单个弹簧尖端位于所述第一倾斜拐角下方，并且所述第二单个弹簧尖端位于所述第二倾斜拐角下方。

附图说明

为了更完整地理解本文描述的本申请的各方面的说明性示例及其优点，现在参考结合附图进行的以下描述，其中：

图1在框图中示出了使用数字微镜器件(DMD)进行投影的系统。

图2示出了反射镜(mirror)的操作。

图3A在平面视图中示出了带有处于开启状态(on state)和关闭状态(off state)的反射镜的DMD的一部分；图3B在横截面视图中示出了处于开启状态和关闭状态的反射镜的倾斜操作。

图4在平面视图中示出了带有处于正交布置的反射镜的DMD的一部分。

图5A在部分分解视图中示出了用于形成示例布置的像素的金属层和过孔，图5B在投影视图中示出了在反射镜处于着陆倾斜位置的情况下的图6A的像素，而图5C在沿倾斜轴线观察的另一投影视图中示出图5B的像素。

图6A-图6D在平面视图中示出了用于实现图5A-图5C中所示的示例像素的金属层和过孔。图6E-图6F是分别沿着图6D的反射镜的倾斜轴线和滚动轴线截取的横截面。图6G在局部剖面投影中示出了结合了布置的特征的像素。

图7在平面视图中示出了被取向以用于正交DMD阵列的布置的像素的示例取向。

图8A在特写投影视图中示出了与这些布置一起使用的弹簧尖端的细节。图8B在俯视图中示出了与这些布置一起使用的两个替代弹簧尖端的比较。

图9在框图中示出了与一种布置一起使用的系统。

除非另有说明，不同图中对应的数字和符号一般指对应的部分。绘制这些图是为了清楚地示出说明性示例布置的相关方面，而不一定按比例绘制。

具体实施方式

以下详细描述了结合本申请的各方面的示例布置的制作和使用。所描述的示例提供了许多可应用的发明概念，这些概念可以体现在广泛的各种特定上下文中。所描述的具体示例和布置说明了制造和使用各种布置的具体方式，并且所描述的示例既不限制本说明书的范围，也不限制所附权利要求的范围。

例如，当术语“耦连”在本文中用于描述元件之间的关系时，在说明书和所附权利要求中使用的该术语应被广泛解释，并且不限于连接或直接连接，而是术语“耦连”可以包括与中间元件形成的连接，并且附加元件和各种连接可以被用在耦连的任何元件之间。本文使用了术语“光学耦连”。“光学耦连”的元件在元件之间具有光学连接，但是各种中间元件可以在光学耦连的元件之间。

本文使用了术语“像素”。像素是术语“图片元件”的缩写。像素是数字显示器中使用的最小可寻址元件。DMD像素是可寻址图像元件的阵列中的一个元件，其在DMD上显示用于调制光的图案。DMD能够被用于实现空间光调制器(“SLM”)。在DMD中，像素是反射镜。在一个示例中，SLM是数字微镜器件，并且像素由几微米宽的反射镜形成，并且通常被称为微镜。SLM可以具有按行和列排列的数千或数百万个像素。在使用DMD实现的幅度调制SLM中，当DMD被照明时，像素可以被描述为处于“开启状态”或处于“关闭状态”。在这些布置中，处于开启状态的像素调制照明光以产生被布置为被投射为图像的开启状态光。处于关闭状态的像素对光进行调制以产生远离投影元件的关闭状态光。以这种方式，SLM产生投射的图像。

DMD包含可移动反射镜，该可移动反射镜能够根据所存储的数据快速定位。在一个示例DMD器件中，以二维阵列排列图像元件(“像素”)的阵列，其中每个像素是一个反射镜。每个反射镜具有对应的存储元件，诸如互补金属氧化物半导体(CMOS)静态随机存取存储器(SRAM)单元。将与图像相对应的数据加载到存储单元中，并且当根据存储单元中存储的数据对反射镜供电和切换时，反射镜可以倾斜到两个位置中的一个，其中第一位置对应于开启状态，从而反射将由系统投射的照明光，或者倾斜到对应于关闭状态的第二位置，从而将光反射离开系统中的投影仪。包括DMD的系统可以快速切换图案，从而通过用各种图案加载DMD阵列并在一帧周期内多次照明器件，可以显示宽范围的强度和颜色。可以使用脉冲宽度调制来切换和照明DMD图案来实现强度梯度。对于使用DMD实现的系统，可以实现高分辨率和高对比度。

反射镜会经受静摩擦力，这种摩擦力倾向于阻止反射镜的表面从着陆点移动。静摩擦力倾向于将反射镜保持在倾斜的位置。如果静摩擦力超过反射镜上的返回力，在一些情形下可能导致反射镜卡住。当反射镜用作空间光调制器时，卡住的反射镜会在投射的图像中造成可见缺陷。反射镜尺寸的减小，诸如当制造的反射镜器件的大小通过尺寸缩放而从先前的大小减小时，会增加静摩擦力。

在本说明书中，DMD反射镜被描述为具有“倾斜轴线”和“滚动轴线”。该布置中的反射镜被安装到扭转铰链，该扭转铰链能够沿着纵向轴线旋转，并且反射镜的对角线被安装到该铰链并且在该铰链上方间隔开，并且反射镜的对角线，即倾斜轴线，与扭转铰链的纵向轴线对齐。当静电力被施加到反射镜上时，静电力引起反射镜沿着倾斜轴线倾斜。滚动轴线垂直于倾斜轴线，并且在反射镜的中心处与倾斜轴线相交。在操作中，垂直于倾斜轴线的反射镜的两个相对拐角可以通过在两个方向中的一个方向上倾斜反射镜来移动，从而沿着纵向轴线旋转扭转铰链。为倾斜的反射镜提供至少一个着陆点的弹簧尖端的着陆尖端沿着滚动轴线放置，在一个示例中，弹簧尖端的着陆尖端与滚动轴线精确对齐放置。弹簧尖端是柔性的，并且为反射镜的底表面提供了着陆点。

图1是示出用于投影系统100的示例布置的框图。在图1中，光源110产生光，该光透射通过收集和准直透镜112。来自准直透镜112的光束行进到光束整形透镜114，在那里光被聚焦在DMD 120的表面上。然后，光束从DMD 120的反射镜反射到投影透镜组130，在该示例中，该投影透镜组包括双合透镜(doublet lens)132、聚焦透镜134、柱面透镜136和变形透镜(anamorphic lens)138。这些布置对于使用DMD的许多应用是有用的，例如包括便携式投影仪的数字图像投影仪、智能手机和平板电脑中使用的超微投影仪、视频显示器、平视显示器、电影院和演示投影仪、视频游戏、LIDAR系统、窗口显示器、智能前灯和近眼显示器(诸如虚拟现实或增强现实头戴视图器、眼镜和显示器)。当使用彩色投影仪时，可以增加光源的数量，例如，可以使用红色、绿色和蓝色发光二极管(LED)以按顺序的红色-绿色-蓝色操作来照明SLM以投射彩色图像。替代布置包括使用磷光体轮、滤色器、彩色激光二极管和/或静态磷光体来产生多种颜色。

光源110可以使用LED产生白光，其他白光光源也是可用的。替代方案包括使用蓝色激光器来激发黄色磷光体、卤素灯或白炽灯。

在照明光束被DMD 120接收之后，根据从图像投影电路或系统以电子方式供应的图像信息，显示在DMD 120上的图案对光进行调制。经调制的光从DMD 120反射并进入投影透镜组130。变形透镜138还可以对光束进行整形以满足期望的纵横比。在其他应用中，可以省略变形透镜元件，并且可以使用DMD 120的均匀照明和投射的图像中的均匀光分布。

图2示出了示例反射镜221的操作。在该布置中使用的DMD将在二维阵列中具有数千、数十万甚至数百万个反射镜。示例反射镜221以+/-12度倾斜。在DMD器件中，使用不同的反射镜倾斜角度，诸如+/-10度、+/-14度或+/-17度。当反射镜221未通电时，该反射镜具有平坦状态位置，该位置在图2中被命名为“平坦”状态(0度)(“FLAT”STATE(0DEGREES))。当反射镜221处于“关闭”状态(“OFF”STATE)时，它从平坦位置倾斜到-12度位置，并且从光源110接收到的照明光被反射以被引导远离投影透镜组130并朝向命名为“关闭状态光阱211(OFFSTATE LIGHT TRAP 211)”的光阱引导。当反射镜221处于“开启”状态(“ON”STATE)时，反射镜221倾斜到+12度位置，并且来自光源110的照明光从反射镜反射到命名为投影透镜组(PROJECTION LENS SET)的投影透镜组130。在平坦(FLAT)状态下，反射的光将被引导到标记为平坦表面反射(FLAT SURFACE REFLECTIONS)的光线，然而在系统中，平坦(FLAT)状态下没有照明呈现给反射镜，因此很少有光被反射作为FLAT SURFACE REFLECTIONS(平坦表面反射)。如下面进一步描述的，在该布置的DMD中，存储单元的以行和列的阵列被耦连到反射镜的阵列，并且存储单元被写入显示数据。当反射镜被更新时，反射镜的整个阵列根据存储在存储器阵列中的图案改变位置，反射镜采取由存储在相关联的存储单元中的数据所确定的位置。在器件的一种布置中，存储单元以行和列形成在硅衬底中，并且反射镜在存储单元的阵列上形成具有行和列的反射镜阵列。反射镜平放在对应的存储单元上方，该存储单元存储控制各个反射镜的运动的数据。

图3A和图3B示出了处于菱形取向的DMD微镜阵列中的反射镜301的一部分300的操作。在图3A中，反射镜302被标记为“开启状态”微镜(“ON-STATE”MICROMIRRORS)，并且被显示为明亮的，指示光正被朝向观看者投射。反射镜303被标记为“关闭状态”微镜(“OFF-STATE”MICROMIRRORS)，并且被遮蔽为深色，指示光被远离观看者反射，并且进入光阱中(图3A中未示出)。标记为“光(LIGHT)”的照明光304从左侧(如图3A中所示取向的)进入反射镜301的阵列。

图3B在沿图3A中的线A-A截取的横截面视图中显示了“开启状态”(“ON-STATE”)反射镜和“关闭状态”(“OFF-STATE”)反射镜的操作。反射镜321和323被示出在硅衬底325之上。反射镜321处于“开启状态”(“ON-STATE”)，并且倾斜到公差为+/-β的正角度+α。在图3B所示的示例中，α可以是10度、12度、14度、17度或其他角度。入射照明光被“开启状态”(“ON-STATE”)反射镜321朝向命名为“投射的光路径”(“PROJECTED-LIGHT PATH”)的路径反射。反射镜323处于“关闭状态”(“OFF-STATE”)，并且被显示为倾斜到角度-α+/-β。照明光(命名为“入射照明光路径”(“INCIDENT ILLUMINATION LIGHT PATH”))然后从投影光路径反射到“关闭状态光路径”(“OFF-STATE-LIGHT PATH”)，并反射到光阱(未示出)。使用DMD来调制入射光的强度是减法过程；如果阵列中的所有反射镜在给定的显示时间内处于开启状态，则所有入射照明光被反射到投影光路径。对于处于关闭状态的任何反射镜，入射照明光被反射离开投影光路径。通过将位图图案加载到DMD上，可以调制光的强度，并且可以投射图像。当使用彩色照明时，显示在DMD上的图案的脉宽调制可以用于进一步改变强度并改变颜色强度。

图4在平面视图中示出了处于正交布置的反射镜401的阵列的一部分。在图4中，反射镜401围绕对角线反射镜倾斜轴线倾斜，并且反射镜的侧面被间隔开但彼此平行，其中反射镜的行和列对齐。相反，在图3A所示的带有菱形像素取向的DMD反射镜阵列中，行和列交错，并且相邻行中的像素交织，以提供所需的覆盖范围。

随着DMD技术的进步，以及半导体器件和MEMS器件的发展，器件的大小被制造得越来越小。当制造工艺进步以支持更小的反射镜和电路时，可以使用尺寸缩放来缩小器件大小。更小的反射镜大小和更小的DMD大小允许更小的系统，并且随着在晶片上制造更多器件而提高半导体晶片的产量，从而降低成本。较小的反射镜也可以用于通过使用每器件更多的像素和通过使用每单位面积更多的像素来提高分辨率。

当DMD反射镜通过尺寸缩放而减小大小时，在实验和分析中已经确定，由于静摩擦力而作用在反射镜上的力，以及使反射镜返回到平坦位置的相反静电力，并不是线性缩放的。在一些像素节距维度上，反射镜可能在静摩擦力超过静电力的像素大小处具有交叉点，并且可以预期反射镜被卡住。由于卡住的反射镜是SLM中的缺陷，这种影响(随着反射镜缩放的减少而增加相对静摩擦力)限制了减小像素大小的可能性。一种反射镜设计在反射镜的每个倾斜拐角之下具有两个弹簧尖端，并且当倾斜时，反射镜接触两个弹簧尖端着陆尖端。在这些布置中，单个弹簧尖端用于反射镜的倾斜拐角(tilting corner)，并且倾斜的反射镜接触单个弹簧尖端着陆尖端，这可以减少高达50％的静摩擦力。使用这些布置能够进一步减小反射镜尺寸，而不会增加在缩小使用某些方法形成的反射镜时可能导致的反射镜卡住问题。

图5A在部分分解视图中示出了提供减少的静摩擦力以及其他优点的一种布置的像素610。在图5A中，像素610是半导体衬底611中的存储单元604之上的微机电系统(MEMS)结构。分解视图中示出了三个层，如图5A中取向所示，从上到下移动，反射镜层621、铰链层623和电极层625。在用于形成一种布置的示例工艺中，这些层是铝或铝合金的。铝和铝合金可用作DMD像素的材料，因为铝可以被抛光并且制成高反射性的，这对于反射镜是期望的。可以使用在半导体工艺中使用的其他金属，诸如金、镍、钯、银、铜和这些金属的合金，并且可以向金属层添加镀层。在一个示例中，反射镜层621和电极层625具有铝或铝合金，它们可以是相同的材料，但在可替代的布置中，不同的材料或金属可以用于不同的层。在一个示例中，铰链层623包含铝或铝合金，诸如钛铝合金(AlxTiy)，例如Al₃Ti。铰链层623可以具有20-35纳米之间的厚度，厚度随着像素节距而变化，并且具有较小节距的像素将具有较小的厚度。反射镜层621可以是厚度在120-220纳米之间的铝或铝合金，该厚度同样取决于像素节距。反射镜层621形成反射镜614，并且可以被抛光以增加反射率。

在图5A中，像素610包括反射镜614，其具有诸如抛光铝的反射表面。DMD反射镜是矩形的，并且在所示的示例中，反射镜614是带有相等长度边L的正方形或菱形。在一个示例中，反射镜614具有6.4微米的对角线节距Pd和大约5.4微米的边长L。其他示例包括带有约5.4微米的边长L的约7.6微米的对角线节距Pd、带有约7.6微米的边长L的约10.8微米的对角线节距Pd以及带有约9.0微米的边长L的约12.8微米的对角线节距Pd。在未来的例子中，反射镜的大小将进一步减小到小于6.4微米的对角线节距。随着用于制造反射镜的工艺的继续推进，像素尺寸的额外减小是预期的并且是期望的。

当形成像素610时，金属沉积步骤和牺牲材料沉积用于形成电极层625和铰链层623，并且金属沉积步骤用于形成反射镜层621。三个层621、623、625通过光刻步骤形成，该光刻步骤包括金属沉积、光致抗蚀剂沉积、图案和蚀刻。电极层625和铰链层623各自被沉积和图案化，然后被牺牲间隔层(未示出，如图6A所示，在制造完成后的像素610，去除了牺牲间隔层)覆盖，诸如硬化的光致抗蚀剂或可移除的聚合物。过孔是通过在这些牺牲层中图案化开口/然后用金属填充或镀覆这些开口而形成的。在一种方法中，当金属层沉积在牺牲层上时，沉积的金属层延伸通过过孔位置中的牺牲层中的开口，并且当牺牲层随后在蚀刻步骤中被去除时，过孔被形成为在金属层之间延伸的中空或填充的支撑杆或柱，这些支撑杆或柱通过空气间隙间隔开。过孔形成用于铰链层特征和用于反射镜的垂直机械支撑，并且在金属层之间形成电连接。

电极层625包括两个地址电极636和637，以及与地址电极636和637间隔开的铰链基部639。铰链基部639包括用于铰链过孔629的过孔垫和用于弹簧尖端过孔627的附加过孔垫。地址电极636、637包括用于凸起电极过孔626的过孔垫。

电极层625是像素610中的最低金属层，是最接近半导体衬底611的金属层，并且可以使用金属溅射沉积在电介质上形成。可以使用铝和铝合金。在一种示例工艺中，然后使用光刻法对电极层625进行图案化。然后第一牺牲层(未示出，因为它稍后在像素610完成之前被移除)被沉积在电极层625之上，并且被图案化以在第一牺牲层中形成对应于铰链过孔629、凸起电极过孔626和弹簧尖端过孔627的开口。这些开口可以在随后的铰链层623的金属沉积步骤中被填充，或者在可替代的过孔工艺中，在沉积铰链层623之前，可以用过孔导体材料填充开口或者用过孔导体材料镀覆开口。

铰链层623包括凸起电极606、616、扭转铰链619和弹簧尖端607、617。在这些布置中，铰链层623中的弹簧尖端607、617与扭转铰链619间隔开并且与凸起电极606、616间隔开。扭转铰链619由铰链过孔629支撑在两端上。铰链过孔629将扭转铰链619物理地和电气地耦连到电极层625的铰链基部639。扭转铰链619被铰链过孔629保持在张力下，以提供倾向于使扭转铰链619返回到水平位置的扭转力，并使反射镜614返回到平坦位置。

反射镜层621包括反射镜614。反射镜614与扭转铰链619间隔开足够大的空气间隙，以允许反射镜614在扭转铰链上方倾斜。反射镜过孔618在反射镜的中心位置处将扭转铰链619的中心衬垫部分机械地连接到反射镜614。反射镜过孔618将扭转铰链619上的中心衬垫机械地和电气地耦连到反射镜614。在使用该布置的DMD中，可以通过电源将偏置电压施加到DMD中的像素的反射镜，该电源可以耦连到像素的铰链基部639，从而提供对反射镜的偏置电压的控制。反射镜可以通过施加在反射镜、凸起电极和地址电极之间的静电力而倾斜。

在一种示例性制造工艺中，铰链层623通过金属沉积被形成在第一牺牲间隔层(未示出)之上，并且使用包括图案和蚀刻工艺的光刻技术被图案化。铰链过孔629、弹簧尖端过孔627和凸起电极过孔626在去除第一牺牲层之前形成在第一牺牲层中形成的开口中。也可以是硬化的光致抗蚀剂的第二牺牲间隔层(未示出)被施加在铰链层623之上，并且被图案化以在扭转铰链619的中心衬垫上形成用于反射镜过孔618的开口。然后反射镜层621在第二牺牲层上被沉积并被图案化。当扭转铰链619沿着其纵向轴线旋转时，反射镜过孔618将使反射镜614能够倾斜，并且反射镜614能够围绕平行于扭转铰链619的纵向轴线的反射镜倾斜轴线在两个方向中的一个方向上倾斜，从而使反射镜的沿着垂直于扭转铰链619的滚动轴线平放的两个相对的倾斜拐角倾斜。

电极层625的地址电极636、637电耦连到形成在半导体衬底611中的存储单元604。凸起电极606、616通过凸起电极过孔626电耦连到地址电极636、637，并且在操作中，在反射镜614和凸起电极606、616以及地址电极636和637之间提供静电力。

铰链层623的弹簧尖端607、617由弹簧尖端过孔627支撑，并且物理地和电气地耦连到电极层625的铰链基部639。过孔627、626和629进行机械连接并且电耦连各种金属层上的元件，并且当通过蚀刻去除制造中使用的牺牲介电层(未示出)时，这些过孔成为铰链层元件的机械支撑，并且反射镜过孔618支撑反射镜614并将其连接到扭转铰链619。在这些布置中，单个弹簧尖端和单个弹簧尖端过孔在反射镜614的每个倾斜拐角之下，使得当反射镜着陆在着陆位置时，反射镜上的静摩擦力由于接触面积减小而减小。减小了用于弹簧尖端的面积，增加了凸起电极的面积，并增加了定位凸起电极过孔和地址电极的灵活性。

图5B在投影视图中示出了图5A的像素610，其中反射镜614处于着陆倾斜位置。在图5B中，反射镜614朝向观看者倾斜，使得照明光将被反射出页面。扭转铰链619被示为旋转，使得反射镜614的第一倾斜拐角612下降以在着陆尖端620处接触弹簧尖端617。当反射镜围绕反射镜倾斜轴线651倾斜时，反射镜614的相对倾斜拐角613向上倾斜并远离对应的弹簧尖端。在一个示例中，反射镜倾斜相对于水平或平坦位置为+/-12度。弹簧尖端617包括带有着陆尖端620的柔性梁641，并且提供机械弹簧作用，当静电力改变以允许反射镜614返回到平坦位置或者使反射镜614在相反方向上倾斜时，该机械弹簧作用有助于使反射镜612返回从而离开着陆位置。在该示例布置中，带有单个着陆尖端(620或630)的单个弹簧尖端(617或607)被定位在反射镜614的相对倾斜拐角612、613中的每一个之下。连接两个倾斜拐角612、613的滚动轴线653垂直于反射镜倾斜轴线651，剩余的两个反射镜拐角沿着反射镜614的对角线、沿着反射镜倾斜轴线651平放。弹簧尖端607、617的着陆尖端620、630的位置通过将倾斜反射镜614着陆在适当的倾斜角度来控制反射镜614的倾斜角度。凸起电极606和616被定位在扭转铰链619和弹簧尖端607、617之间的铰链层(参见图5A中的铰链层623)中，并且凸起电极606、616关于滚动轴线653对称。在所示的示例中，凸起电极606、616包括从滚动轴线的一侧延伸到滚动轴线653的另一侧的部分。这种对称的图案化提供了施加到反射镜614的底表面的静电力的平衡，并且通过减小反射镜614中沿着滚动轴线的滚动力矩来帮助防止反射镜的滚动。

在操作中，当像素610起作用时，凸起电极606、616和反射镜614之间的静电力致使反射镜在正方向或负方向上倾斜，从而旋转扭转铰链619。反射镜过孔618随着扭转铰链619的旋转而移动，从而使反射镜614倾斜。当反射镜614倾斜时，在倾斜拐角612或613中的一个中的反射镜614的底表面着陆在对应弹簧尖端607、617的着陆尖端620、630中的一个上并停止。在反射镜614的倾斜拐角612、613中的每一个之下存在单个弹簧尖端(607或617)和单个弹簧尖端过孔627。图5B中的反射镜614处于着陆位置。弹簧尖端位置和从弹簧尖端到反射镜614的距离控制反射镜倾斜角度，然后可以使其在DMD器件上以及在半导体晶片上形成的器件之间均匀。用于形成反射镜614和反射镜过孔618的第二牺牲层(未示出)的厚度控制反射镜614和弹簧尖端617之间的间隔。

图5C在另一投影视图中示出处于着陆位置的反射镜614的像素610。在图5C中，该视图是沿着扭转铰链619的纵向轴线观看的。在图5C中，反射镜614向右倾斜，使得倾斜拐角613现在位于图的左侧，并且被升高，向上倾斜并且远离凸起电极606和位于倾斜拐角613之下的弹簧尖端607，其中着陆尖端630远离扭转铰链619延伸并且垂直于扭转铰链619的纵向轴线取向。扭转铰链619上的中心衬垫647被示出为承载反射镜过孔618，并且当扭转铰链619由于反射镜614、凸起电极606、616和地址电极之间的静电力而旋转时，反射镜614倾斜。当反射镜倾斜时，反射镜过孔618也旋转。然后，如图5B所示，倾斜拐角612着陆在弹簧尖端617和着陆尖端620上，其中凸起电极616在倾斜拐角612之下。

图6A-图6F在平面视图中示出了用于实现图5A-图5C中所示的示例像素的金属层和过孔。在图6A中，电极层(参见图5A中的层625)以指示反射镜614在电极层之上的位置的虚线轮廓显示。地址电极636、637被示出在反射镜614之下，并且每个地址电极636、637被布置为关于滚动轴线653对称并且远离铰链基部639延伸。铰链基部639沿着反射镜倾斜轴线651延伸到反射镜倾斜轴线651上的相对端处的铰链过孔支撑垫，并且还沿着滚动轴线653延伸到铰链基部的任一端处的弹簧尖端过孔支撑垫640。铰链基部639与地址电极636、637间隔开。在所示的布置中，弹簧尖端过孔垫640形成为电极层中的铰链基部639的一部分，并且远离倾斜轴线、垂直于倾斜轴线延伸，并且延伸到形成在地址电极636、637中的开口中。地址电极636、637中的开口面向铰链基部639。弹簧尖端过孔垫640以滚动轴线653为中心，并且布局可以如图5A所示进行布置，使得金属到金属的间隔距离(MMsP)在铰链基部639和地址电极636、637之间是一致的并且近似均匀的。在一个示例中，间隔MMsp可以是用于特定制造工艺的最小金属到金属间隔。使用均匀的金属到金属间隔最大限度地减少了牺牲间隔层的形貌，从而通过改进溅射涂层工艺(诸如光致抗蚀剂涂层)提高了产量。通过将地址电极636、637图案化为在滚动轴线653的两侧对称间隔开，施加到反射镜614的静电力可以被平衡，使得当反射镜倾斜时，反射镜不具有滚动力矩，并且在没有任何滚动的情况下沿着滚动轴线与弹簧尖端的着陆尖端相会。如果在模拟或在实验中，使用这些布置产生的反射镜确实显示出滚动力矩，则可以改变地址电极636、637的形状以平衡静电力。通过使用地址电极中的开口以允许弹簧尖端过孔定位成延伸到开口中，弹簧尖端的位置可以被放置得远离铰链，从而增加了弹簧尖端过孔和地址电极的布局灵活性。

如以上关于图5A所描述的，地址电极636、637中的每一个都耦连到地址电极之下的存储单元(参见图5A中的半导体衬底611中的存储单元604)，并且地址电极636、637将把与存储的数据相对应的电压传送到凸起电极606、616。在操作期间，凸起电极和地址电极向反射镜614施加静电力。

图6B在另一平面视图中示出了用于弹簧尖端过孔627、铰链过孔629和凸起电极过孔626的过孔图案。这些过孔为铰链层中的弹簧尖端、铰链和凸起电极提供机械支撑(参见图5A中的铰链层623中的扭转铰链619、凸起电极606、616、弹簧尖端607、617)。在图6B中，虚线指示反射镜614在弹簧尖端过孔627、铰链过孔629和凸起电极过孔626之上的位置。在图6B中，铰链过孔629定位在铰链的任一端(参见图5A中的扭转铰链619)，并且将扭转铰链619的端部(参见图5A)沿着倾斜轴线651耦连到铰链基部639(参见图6A)。弹簧尖端过孔627被定位在反射镜614的相对的倾斜拐角之下，并将弹簧尖端(参见图5A中的607、617)耦连到铰链基部639(参见图6A)。弹簧尖端过孔627与滚动轴线653对齐，并且在像素610的示例布置中与倾斜轴线651等距。凸起电极过孔626也在反射镜614的倾斜拐角之下。

图6C在平面视图中示出了用于一种示例布置的铰链层(参见图5A中的层623)。在图6C中，虚线指示反射镜614在铰链层623之上的位置。在形成DMD像素时，在包括存储单元(参见图5A中的半导体衬底611和存储单元604)的半导体衬底之上沉积并图案化电极层(参见图5A中的625)。在图6C中，铰链层被示出为包括弹簧尖端607、617、凸起电极606、616和铰链619。

在图6C中，凸起电极606、616被对称地成形为在滚动轴线653的任一侧上具有相等的面积，并且凸起电极具有延伸穿过滚动轴线653的部分，这允许平衡反射镜上的静电力，以确保反射镜沿倾斜轴线倾斜而不产生沿滚动轴线的任何滚动力矩。不同于图中所示示例的凸起电极形状可以用于补偿在实验或模拟中观察到的任何滚动力矩。

图6D在组合平面视图中示出了像素的金属层和过孔。地址电极636、637和电极层625的铰链基部被显示，并且凸起电极606、616被显示为在弹簧尖端607、617和扭转铰链619之间。扭转铰链619具有形成在扭转铰链619上的中心过孔垫处的反射镜过孔618。反射镜614用虚线示出，以指示元件在反射镜614之下的位置。着陆尖端620从弹簧尖端617延伸并且与铰链间隔开距离Dh,st，对于具有6.4微米对角线节距的示例反射镜来说，该距离可以是例如2.2微米，并且凸起电极616与铰链间隔开距离Dh,e，该距离Dh,e比弹簧尖端着陆尖端距离更小。从铰链到着陆尖端620的距离Dh,st成比例地大于其他DMD像素，这提高了元件布局的灵活性。对每个倾斜拐角使用单个弹簧尖端和单个弹簧尖端过孔会为其他元件带来额外的面积。

图6E在横截面视图中示出了图6D的反射镜614。图6E的横截面是沿着图6D中的线6E-6E截取的，该线沿着倾斜轴线。反射镜614通过反射镜过孔618机械地支撑并电连接到扭转铰链619。扭转铰链619是通过铰链过孔629机械地支撑并电连接到铰链基部639的平面形状。抗反射涂层(有时称为“ARC”)642显示为覆盖在铰链基部639上，这可以通过减少来自反射镜614下方元件的不希望的反射来提高性能。

图6F在另一个横截面视图中示出了图6D的像素。图6F的横截面是沿着图6D中的线6F-6F截取的，该线沿着滚动轴线。反射镜614通过反射镜过孔618机械地支撑并电连接到扭转铰链619。弹簧尖端607、617通过弹簧尖端过孔627支撑并电连接到铰链基部639。凸起电极606、616被示出为与扭转铰链619和弹簧尖端607、617间隔开，并且定位在弹簧尖端607、617和扭转铰链619之间。ARC 642被示为覆盖铰链基部639和地址电极637、636，这可以通过减少不希望的反射来提高性能。地址电极636、637也显示在反射镜614之下。

图6G在投影视图中示出了像素610，其中反射镜614透明地示出以示出元件的位置。反射镜614通过反射镜过孔618安装到扭转铰链619。在这些布置中，扭转铰链619由铰链的每一端处的铰链过孔629支撑并连接到该铰链过孔629，并且铰链619具有相对于反射镜614呈对角线延伸的纵向轴线，使得反射镜612可以沿着倾斜轴线651倾斜。反射镜614的第一和第二倾斜拐角612、613各自在反射镜下方具有对应的弹簧尖端607、617。弹簧尖端607和617分别包括沿滚动轴线653延伸的着陆尖端630、620。凸起电极606、616在倾斜拐角612、613下方，并且与弹簧尖端607、617和扭转铰链619在相同的金属层中。在这些布置中，凸起电极606、616成形为关于滚动轴线653对称，并且一部分延伸穿过滚动轴线653。弹簧尖端607、617与扭转铰链619间隔开，并且凸起电极606和616平放在扭转铰链619和弹簧尖端607、617之间。凸起电极606、616由凸起电极过孔626支撑，该凸起电极过孔626将凸起电极606、616电耦连到形成在凸起电极606、616下方的地址电极。用于反射镜614的每个倾斜拐角的地址电极(参见图6D中的636、637)延伸到反射镜拐角之下的区域中，并且具有面向扭转铰链619的开口，弹簧尖端过孔627定位在这些开口内。弹簧尖端607、617然后被定位成使得来自地址电极和凸起电极606、616的静电力包围弹簧尖端607、617，并且形成地址电极636、637和凸起电极606、616的金属层的区域被对称地形成在滚动轴线653的两侧，以平衡静电力。当反射镜614不受来自地址电极和凸起电极的静电力的作用时，扭转铰链619将返回到如图6G所示的平坦位置，并且反射镜614将平放在水平面中(如图6G中元件的取向)。

在这些布置中，形成单个弹簧尖端过孔，而不是在其他布置中使用的多个弹簧尖端过孔来用于反射镜的倾斜拐角。通过对每个倾斜拐角使用单个弹簧尖端过孔，增加了可用于凸起电极过孔的面积，并且增强了器件缩放，因为可以更容易地满足从过孔到过孔的最小间隔规则(因为这些布置在镜像区域中使用更少的过孔)。在这些布置中，像素利用带有着陆尖端的弹簧尖端形成，该着陆尖端对于每个着陆位置形成小的接触区域。在图5A-图5C所示的示例布置中，单个弹簧尖端着陆尖端将在每个着陆状态下与反射镜614的底表面接触。因此，通过使用在反射镜着陆时接触反射镜的单个弹簧尖端着陆尖端，这些布置中的静摩擦力减小，例如减小了多达50％，这使得能够使用具有减小的静摩擦力的较小像素尺寸。使用这些布置降低了像素被卡住的可能性，特别是当像素被缩放到更小的尺寸时。通过使用这些布置所获得的进一步优点包括用于电极支撑过孔的额外面积(由于在反射镜的倾斜拐角之下使用单个弹簧尖端过孔)，并且该额外面积提供布局的灵活性，这可以进一步增强像素缩放。

图7在平面视图中示出了被取向用于正交DMD阵列的布置的像素的示例取向。在图7中，像素810包括带有对角倾斜轴线851的反射镜814以及带有滚动轴线853的第一倾斜拐角812和第二倾斜拐角813。反射镜814将倾斜，使得在图7的左下角中的第一倾斜拐角812可以朝其之下的弹簧尖端或远离该弹簧尖端倾斜，类似地，第二倾斜拐角813可以朝其之下的弹簧尖端或远离该弹簧尖端倾斜。例如，像素的这种取向可以用于形成图4的正交反射镜阵列。在一种替代布置中，像素810可以被旋转以利用从图的左下延伸到右上的倾斜轴线851定位，并且被用于诸如图4中的正交反射镜阵列中。像素810包括图5A中的像素610的元件，并且被取向为使得在正交阵列中，像素具有如图4所示的平行边，而不是图3A的菱形像素取向。

图8A在特写投影视图中示出了与这些布置一起使用的弹簧尖端617的细节。弹簧尖端617具有弹簧尖端梁941，该弹簧尖端梁941从连接到弹簧尖端过孔627的弹簧尖端轴环818延伸并且终止于着陆尖端620。如图9A中的阴影图案和键所示，当反射镜着陆时，着陆尖端620的接触反射镜的部分可以变化，接触区域6201从0埃的接触长度延伸到50埃，并且接触区域6202从50埃的接触长度延伸到100埃。在图8A的示例中，柔性梁641沿着其从弹簧尖端轴环818延伸的长度具有单一宽度。弹簧尖端617形成有扭转铰链，并且可以具有相同的材料，可以使用铝或铝合金，诸如Al₃Ti。弹簧尖端梁641是柔性的，但具有足够的刚度以在反射镜倾斜到着陆位置时为反射镜提供限定的着陆位置。在可替代的布置中，弹簧尖端梁641的宽度可以被制成部分更宽或者形状不同，以使用平面内特征来增加刚度。

图8B在俯视图中示出了图8A的弹簧尖端617(并且参见图5A-图5C)，并且在替代布置中示出了带有分开的着陆尖端820的弹簧尖端847，其中一个着陆尖端820在滚动轴线653的任一侧上。在图8B中，弹簧尖端617具有从弹簧尖端轴环818延伸到单个着陆尖端620的柔性弹簧尖端梁841。此外，柔性弹簧尖端梁641可以具有在弹簧尖端轴环818附近更宽的部分，并且通过使用这些不同的形状，可以在不改变厚度的情况下实现各种刚度。弹簧尖端过孔直径Vd的示例尺寸包括0.4-0.7微米的过孔直径。柔性梁长度Bl的示例尺寸包括0.3-0.7微米的梁长度。轴环宽度Cw的示例尺寸包括0.05–0.2微米。弹簧尖端梁641可以具有从0.15微米至0.6微米的梁宽度Bw的范围。示例弹簧尖端梁641具有尖端620，尖端620的两侧成45度角以形成三角形尖端，可以使用其他尖端形状和其他角度。理想情况下，倾斜反射镜拐角将在沿着滚动轴线的单个点处接触弹簧尖端着陆尖端，但是反射镜拐角可以具有滚动力矩，其中接触区域6201、6202的大小根据滚动力矩而变化。在图8B中，所示的着陆尖端620与着陆尖端的侧面具有间隔Ds1。在具有更大滚动力矩的反射镜的示例中，通过提供与滚动轴线间隔更远的着陆尖端，可以使用分开的着陆尖端来增加稳定性。

弹簧尖端847在弹簧尖端梁851上具有一对着陆尖端821、820，其中着陆尖端820、821对称地布置在滚动轴线653的两侧。在观察到镜面滚动的示例中，替代的弹簧尖端847可以提供进一步的稳定性。单个弹簧尖端617从滚动轴线到接触区域6201和6202的距离Ds1远小于从滚动轴线到着陆尖端820的侧面的距离Ds2，其中接触区域8201为0-50埃，接触区域8202为50-100埃。分开的着陆尖端820、821可以具有各种形状，并且可以通过使用沿着梁851的长度的各种宽度来改变刚度或柔性，并且尖端820、822的角度可以与所示的示例不同。在一个示例中，分开的着陆尖端820、821可以与滚动轴线间隔0.2微米至0.6微米之间的距离Ds2。在这些布置中，倾斜的反射镜着陆在单个着陆尖端上，这与其他反射镜设计相比减少了静摩擦力，其他反射镜的设计为每个倾斜的反射镜拐角使用两个着陆尖端。弹簧尖端617和弹簧尖端847都示出了将单个弹簧尖端定位在DMD像素中的反射镜的每个倾斜拐角之下的示例。在每个倾斜拐角之下使用单个弹簧尖端改善了静摩擦力(与不使用该布置形成的DMD像素相比)，增加了反射镜之下的可用面积，并由于使用该布置所产生的布局的灵活性而提高了器件的缩放比例。用于反射镜的每个倾斜拐角的铰链层中的单个弹簧尖端具有对应的单个弹簧尖端过孔，与现有方法相比，增加了可用于凸起电极过孔的面积并增加了过孔布局的灵活性。

图9在框图中示出了与布置一起使用的系统900的各种元件。使用DMD911，其包括具有用于反射镜的每个倾斜拐角的单个弹簧尖端的布置的像素。可以使用数字信号处理器(DSP)、微处理器或微控制器单元(MCU)来实现的处理器951接收数字视频输入(DVI)信号。数字控制器953向DMD 911提供数字数据，包括用于显示的数据。模拟控制器957控制到DMD911和到照明源915的功率信号。来自照明源915的光通过照明光学器件916光学耦连到DMD911。来自DMD 911的开启像素的开启图案化光然后光学耦连到成像光学器件913。开启状态图案化光然后被投射为开启状态光973并从系统900输出。从处于关闭状态的DMD 911中的像素反射的关闭状态图案化光被光学耦连到光阱914。

在权利要求的范围内，对所描述的实施例进行修改是可能的，并且其他实施例也是可能的。

Claims (20)

1.一种装置，包括：

电极层，所述电极层包括地址电极和铰链基部；

在所述电极层之上的铰链层，所述铰链层包括：

扭转铰链，所述扭转铰链具有在相对端之间的纵向轴线；

与所述扭转铰链间隔开的第一单个弹簧尖端和第二单个弹簧尖端；以及

与所述扭转铰链、与所述第一单个弹簧尖端并且与所述第二单个弹簧尖端间隔开的凸起电极；以及

在所述铰链层之上的反射镜，所述反射镜具有在第一拐角和第二拐角之间的对角线上的倾斜轴线，所述倾斜轴线与所述扭转铰链的所述纵向轴线对齐，所述反射镜具有跨过所述倾斜轴线彼此相对的第一倾斜拐角和第二倾斜拐角，所述第一单个弹簧尖端在所述第一倾斜拐角下方，并且所述第二单个弹簧尖端在所述第二倾斜拐角下方。

2.根据权利要求1所述的装置，进一步包括：

支撑所述第一单个弹簧尖端的第一弹簧尖端过孔和支撑所述第二单个弹簧尖端的第二弹簧尖端过孔，所述第一弹簧尖端过孔和所述第二弹簧尖端过孔将所述第一单个弹簧尖端和所述第二单个弹簧尖端分别机械地和电气地耦连到所述铰链基部。

3.根据权利要求2所述的装置，进一步包括支撑所述凸起电极并将所述凸起电极电耦连到所述地址电极的凸起电极过孔。

4.根据权利要求3所述的装置，进一步包括位于所述扭转铰链上的反射镜过孔，所述反射镜过孔支撑所述反射镜并将所述反射镜电耦连到所述扭转铰链。

5.根据权利要求4所述的装置，进一步包括：

在所述扭转铰链的所述相对端处的铰链过孔，所述铰链过孔支撑所述扭转铰链并将所述扭转铰链电耦连到所述铰链基部。

6.根据权利要求5所述的装置，其中所述反射镜被配置为绕所述倾斜轴线从水平位置倾斜第一角度，并且所述第一倾斜拐角被配置为接触所述第一单个弹簧尖端，并且所述反射镜被配置为绕所述倾斜轴线倾斜与所述第一角度相反的第二角度，并且所述第二倾斜拐角被配置为接触所述第二单个弹簧尖端。

7.根据权利要求6所述的装置，其中用于所述第一单个弹簧尖端的所述第一弹簧尖端过孔是在所述反射镜的所述第一倾斜拐角之下的单个弹簧尖端过孔，并且用于所述第二单个弹簧尖端的所述第二弹簧尖端过孔是在所述反射镜的所述第二倾斜拐角之下的单个弹簧尖端过孔。

8.根据权利要求2所述的装置，所述反射镜具有垂直于所述倾斜轴线并与所述倾斜轴线在所述反射镜的中心处相交的滚动轴线，所述第一倾斜拐角和所述第二倾斜拐角与所述滚动轴线对齐；并且

所述第一单个弹簧尖端进一步包括：

弹簧尖端梁，所述弹簧尖端梁从弹簧尖端轴环柔性地延伸，所述弹簧尖端轴环接触所述第一弹簧尖端过孔，所述弹簧尖端梁沿着所述滚动轴线朝向所述反射镜的所述第一倾斜拐角延伸；以及

在所述弹簧尖端梁的端部处的至少一个着陆尖端。

9.根据权利要求8所述的装置，其中所述第一单个弹簧尖端的所述弹簧尖端梁具有与所述滚动轴线对齐的所述至少一个着陆尖端。

10.根据权利要求8所述的装置，其中所述第一单个弹簧尖端的所述弹簧尖端梁具有偏离所述滚动轴线的所述至少一个着陆尖端。

11.根据权利要求8所述的装置，其中所述至少一个着陆尖端进一步包括第一着陆尖端，并且进一步包括与所述第一着陆尖端间隔开的第二着陆尖端，所述第一着陆尖端和所述第二着陆尖端在所述滚动轴线的相对侧上。

12.一种装置，包括：

电极层，所述电极层包括地址电极；

反射镜层，所述反射镜层包括反射镜，所述反射镜被配置为围绕倾斜轴线倾斜，所述倾斜轴线在第一拐角和第二拐角之间呈对角线延伸，所述反射镜具有第一倾斜拐角和第二倾斜拐角；以及

铰链层，所述铰链层在所述地址电极之上并且在所述反射镜层之下，所述铰接层包括：

扭转铰链，所述扭转铰链在两端之间具有纵向轴线；

与所述扭转铰链间隔开的凸起电极；以及

在所述第一倾斜拐角之下的第一弹簧尖端和在所述第二倾斜拐角之下的第二弹簧尖端，所述第一倾斜拐角被配置为当所述反射镜相对于水平位置以第一角度倾斜时接触所述第一弹簧尖端，并且所述第二倾斜拐角被配置为当所述反射镜相对于所述水平位置以第二角度倾斜时与所述第二弹簧尖端接触。

13.根据权利要求12所述的装置，进一步包括支撑所述第一弹簧尖端的第一弹簧尖端过孔和支撑所述第二弹簧尖端的第二弹簧尖端过孔，所述第一弹簧性尖端和所述第一弹簧尖端过孔在所述反射镜的所述第一倾斜拐角之下，并且是用于所述反射镜的所述第一倾斜拐角的单个弹簧尖端和单个弹簧尖端过孔。

14.根据权利要求12所述的装置，其中所述铰链层中的所述凸起电极中的一个位于所述第一弹簧尖端和所述扭转铰链之间，并且与所述第一弹簧尖端间隔开。

15.根据权利要求14所述的装置，其中所述反射镜具有垂直于所述倾斜轴线并与所述倾斜轴线在所述反射镜的中心处相交的滚动轴线，所述第一倾斜拐角和所述第二倾斜拐角与所述滚动轴线对齐，并且所述凸起电极中的一个关于所述滚动轴线对称，并且具有延伸穿过所述滚动轴线的部分。

16.根据权利要求12所述的装置，其中所述地址电极在所述反射镜的所述第一倾斜拐角和所述第二倾斜拐角之下，并且所述地址电极进一步具有面向所述反射镜的中心的开口，并且所述第一弹簧尖端过孔和所述第二弹簧尖端过孔被安装在所述电极层中的铰链基部的弹簧尖端过孔垫上，所述弹簧尖端过孔垫延伸到所述地址电极中的所述开口中。

17.一种装置，包括：

半导体衬底；

在所述半导体衬底之上的电极层，所述电极层包括第一地址电极、与所述第一地址电极间隔开的第二地址电极以及与所述第一地址电极和所述第二地址电极间隔开的铰链基部；

在所述电极层之上的铰链层，所述铰链层包括：

扭转铰链，所述扭转铰链具有在相对端之间的纵向轴线；

与所述扭转铰链间隔开的第一单个弹簧尖端和第二单个弹簧尖端；以及

与所述扭转铰链、与所述第一单个弹簧尖端并且与所述第二单个弹簧尖端间隔开的凸起电极；

在所述铰链层之上的反射镜，所述反射镜在第一拐角和第二拐角之间的对角线上具有倾斜轴线，所述倾斜轴线与所述扭转铰链的所述纵向轴线对齐；

支撑所述第一单个弹簧尖端的第一弹簧尖端过孔和支撑所述第二单个弹簧尖端的第二弹簧尖端过孔，所述第一弹簧尖端过孔和所述第二弹簧尖端过孔将所述第一弹簧尖端和所述第二弹簧尖端分别机械地和电气地耦连到所述铰链基部；并且

所述第一单个弹簧尖端在所述第一倾斜拐角下方，并且所述第二单个弹簧尖端在所述第二倾斜拐角下方。

18.根据权利要求17所述的装置，所述反射镜具有垂直于所述倾斜轴线并与所述倾斜轴线在所述反射镜的中心处相交的滚动轴线，所述第一拐角和所述第二拐角与所述滚动轴线对齐，所述第一单个弹簧尖端进一步包括：

弹簧尖端梁，所述弹簧尖端梁从所述第一弹簧尖端过孔沿着所述滚动轴线朝向所述反射镜的所述第一拐角柔性地延伸；以及

在所述弹簧尖端梁的端部处的至少一个着陆尖端。

19.根据权利要求18所述的装置，其中所述第一单个弹簧尖端的所述弹簧尖端梁具有与所述滚动轴线对齐的所述至少一个着陆尖端。

20.根据权利要求18所述的装置，其中所述至少一个着陆尖端进一步包括第一着陆尖端和与所述第一着陆尖端间隔开的第二着陆尖端，所述第一着陆尖端和所述第二着陆尖端在所述滚动轴线的相对侧上。