CN1212020C - 薄膜驱动反射镜阵列及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

这里公开了薄膜AMA(驱动反射镜阵列)及其制造方法。薄膜AMA具有有源矩阵、支撑部件(175)、致动部分(210，211)、反射部件(260)及平面性增强部件(290)。例如应力平衡层或加强部件等平面性增强部件(290)形成于反射部件(260)之下，以提高反射部件(260)的平面性，使反射部件(260)没有弯曲。因此，尽管在形成反射部件期间，例如残余应力等变形应力会发生在反射部件(260)中，但由于平面性增强部件，反射部件(260)可以具有水平表面，所以提高了光效率，进而提高了投射到屏幕上的图像的质量。

Description

薄膜驱动反射镜阵列及其制造方法
发明领域
本发明涉及一种薄膜驱动反射镜阵列，特别涉及一种具有提高的光效率的薄膜驱动反射镜阵列及其制造方法，光效率的提高是通过提高形成于致动部分上的反射部件的平面性实现的。
背景技术
一般情况下，光调制器根据它们的光学系统分为两类。一类是直接光调制器，例如阴极射线管(CRT)，另一类是传输光调制器，例如液晶显示器(LCD)。CRT在屏幕上产生质量优异的图像，但CRT的重量、体积及制造成本随屏幕的增大而增大。LCD具有简单的光学结构，所以LCD的重量和体积小于CRT。然而，由于光偏振，LCD具有低于1-2％的很差光效率。另外，LCD的液晶显示材料存在一些问题，例如响应缓慢和过热。
于是，为解决这些问题，开发出了数字反射镜器件(DMD)和驱动反射镜阵列(AMA)。目前，DMD的光效率约5为％，AMA的光效率约为10％。AMA增强了屏幕上图像的对比度，所以屏幕上图像更清晰更亮。AMA不受光偏振的影响，也不会影响光的偏振，因此，AMA比LCD或DMD更有效。
AMA一般分为体型AMA和薄膜型AMA。美国专利5469302(授予Dae-Young Lim)中披露了体型AMA。在体型AMA中，在具有晶体管的有源矩阵上安装了由其间夹有金属电极的多层陶瓷构成的陶瓷晶片后，通过锯切陶瓷晶片，在陶瓷晶片上安装反射镜。然而，体型AMA的缺点是，它需要很精确的工艺和设计，并且有源层的响应慢。因此，开发出了利用半导体技术制造的薄膜AMA。
题为“光学投影系统中的薄膜驱动反射镜阵列及其制造方法”系列号为08/814019的美国专利申请中公开了这种薄膜AMA，该申请目前在USPOT待审，已转让给本申请的受让人。
图1是展示薄膜AMA的透视图，图2是沿图1的线A1-A2取的剖面图，图3是沿图1的线B1-B2取的剖面图。
参见图1和2，薄膜AMA具有基片1、形成于基片1上的致动器90，和安装于致动器90上的反射部件80。
参见图2，基片1具有电布线(未示出)、形成于电布线上的连接端子5、形成于基片1及连接端子5上的钝化层10、及形成于钝化层10上的腐蚀停止层15。电布线和连接端子5接收外部的第一信号，并传输第一信号。电布线较好是具有用于开关操作的金属氧化物半导体(MOS)晶体管。钝化层10保护具有电布线和连接端子5的基片1。腐蚀停止层15防止钝化层10和基片1在随后的腐蚀步骤中被腐蚀。
致动器90具有包括第一部分和第二部分的支撑层30、形成于支撑层30上的下电极35、形成于下电极35上的有源层40、形成于有源层40上的上电极45、形成于支撑层30的第一部分上的共用线50、及形成于上电极50的一部分上的立柱75，所说第一部分固定于其下形成有连接端子5的那部分腐蚀停止层15上，所说第二部分平行于腐蚀停止层15形成。气隙25夹在腐蚀停止层15和支撑层30的第二部分之间。共用线50连接到上电极45。反射部件80由立柱75支撑，以便反射部件80形成为平行于上电极45。
参见图3，致动器90具有形成于通孔55中的通路接触60和形成为从通路接触60到下电极35的连接部件70。形成从支撑层30的第一部分的一部分到连接端子5的通孔55。下电极35通过连接部件70连接到通路接触60。因此，作为图像信号的第一信号从外部通过电布线、连接端子5、通路接触60和连接部件70加到下电极35上。同时，作为偏置信号的第二信号通过共用线50从外部加到上电极45上，在上电极45和下电极35之间产生电场。于是，形成于上下电极45和35之间的有源层40在电场作用下变形。
较好是，支撑层30是T形，下电极35是矩形。下电极35形成于支撑层30的中心部分。有源层40具有小于下电极35的矩形形状，上电极45具有小于有源层40的矩形形状。
下面介绍制造薄膜AMA的方法。
图4A和4D展示了制造图2中的薄膜AMA的步骤。参见图4A，首先，提供具有电布线(未示出)和连接端子5的基片1。基片1较好是由例如硅(Si)等半导体构成。连接端子5利用钨(W)形成。连接端子5连接到电布线。电布线和连接端子5接收第一信号，并将第一信号传输到下电极35。
在具有电布线和连接端子5的基片1上，形成钝化层10。钝化层10由磷硅玻璃(PSG)构成。钝化层10利用化学汽相淀积(CVD)法形成，使钝化层10的厚度为0.1-1.0微米。在随后的制造步骤中，钝化层10保护包括电布线和连接端子5的基片1。
在钝化层10上，利用氮化物形成腐蚀停止层15，使腐蚀停止层15的厚度为1000-2000埃。腐蚀停止层15利用低压化学汽相淀积(LPCVD)法形成。在随后的腐蚀步骤中，腐蚀停止层15保护钝化层10和基片1。
在腐蚀停止层15上，利用PSG形成第一牺牲层20，使第一牺牲层2的厚度为0.5-2.0微米。第一牺牲层20可以使致动器90的形成容易。在致动器90完全形成后，利用氟化氢蒸汽(HF)去掉第一牺牲层20，第一牺牲层20利用常压CVD(APCVD)法形成。这种情况下，由于第一牺牲层20覆盖具有电布线和接连端子5的基片1的上部，所以第一牺牲层20的平面性很差。因此，利用旋涂玻璃(SOG)或化学机械抛光(CMP)法平面化第一牺牲层20。第一牺牲层20的表面较好是利用CMP法平面化。
沿纵向构图具有形成于其下的的连接端子5的第一牺牲层20的一部分，以暴露腐蚀停止层15的一部分后，在腐蚀停止层15的暴露部分和第一牺牲层20上形成第一层29。第一层29利用例如氮化物或金属等刚性材料构成，使第一层29的厚度为0.1-1.0微米。在利用LPVD法形成第一层29时，根据反应时间调节氮化物气体的比例，从而减轻第一层29中的应力。
参见图4B，用旋涂法在第一层29上形成第一光刻胶层32后，构图第一光刻胶32，沿水平方向暴露第一层29的一部分。结果，露出第一层29的与连接端子5相邻的矩形部分。利用溅射法在第一层29的露出部分和第一光刻胶层32上形成了下电极层后，构图下电极层，在第一层29的露出部分，对应于将形成共用线50的位置，形成下电极35。这样，下电极35具有矩形形状。下电极35由例如铂(Pt)、钽(Ta)或铂-钽(Pt-Ta)等导电金属构成，使下电极35厚度为0.1-1.0微米。
在下电极35和第一光刻胶层32上形成第二层39。第二层39由例如PZT(Pb(Zr，Ti)O3)或PLZT((Pb，La)(Zr，Ti)O3)构成，使第二层39厚约0.1-1.0微米，较好是0.4微米。另外，第二层39还可由例如PMN(Pb(Mg，Nb)O3)等电致伸缩材料构成。第二层39利用溶凝胶法、溅射法或CVD法形成。然后，利用快速热退火法(RTA)退火第二层39。第二层39将构图成形成有源层40。
在第二层39上形成上电极层44。上电极层44由例如铝(Al)、铂或钽等导电金属构成。上电极层44利用溅射法或CVD法形成，使上电极层44的厚度为0.1-1.0微米。
参见图4C，利用旋涂法在上电极层44上涂敷了第二光刻胶层(未示出)后，利用第二光刻胶层作腐蚀掩模，构图上电极层44，形成矩形上电极45。然后通过剥离去掉第二光刻胶层。利用与上电极层44相同的方法构图第二层39。即，利用旋涂法在上电极45和第二层39上涂敷了第三光刻胶层(未示出)后，利用第三光刻胶层作腐蚀掩模，构图第二层39，形成有源层40。有源层40具有宽于上电极45的矩形形状。这种情况下，有源层40小于下电极35。然后通过剥离去掉第三光刻胶层。
利用上述方法构图第一层29，形成支撑层30。支撑层30为T形，不同于下电极35的形状。下电极35形成于支撑层30的中心部分上。
去掉了第一光刻胶层32后，在支撑层30的第一部分上形成共用线50。即，利用旋涂法在支撑层30上涂敷第四光刻胶层(未示出)，然后，构图第四光刻胶层，暴露支撑层30的第一部分，并用例如铂、钽、铂-钽或铝等导电金属，在支撑层30的露出部分上形成共用线50。共用线50利用溅射法或CVD法形成，使共用线50的厚度为0.5-2.0微米。此时，共用线50与下电极135分开预定的距离，并固定到上电极45和有源层40上。
构图第四光刻胶层后，露出具有形成于其下的连接端子5的支撑层30第一部分的一部分和与支撑层30第一部分的一部分相邻的一部分。通过腐蚀，穿过腐蚀停止层15和钝化层10，形成从支撑层30第一部分的该部分到连接端子5的通孔55。在通孔55中形成从连接端子5到支撑层30的通路接触60。同时，在与支撑层30第一部分的该部分相邻的部分上，形成从下电极35到通路接触60的连接部分70。于是通路接触60、连接部件70和下电极35一个连一个。通路接触60和连接部件70用例如铂、钽、铂-钽等导电金属构成。连接部件70的厚度为0.5-1.0微米。于是，在腐蚀去掉第四光刻胶层后，完成了具有上电极45、有源层40、下电极35和支撑层30的致动器90。
参见图4D，利用氟化氢汽去掉了第一牺牲层20后，利用具有流动性的聚合物在致动器90上形成第二牺牲层85。利用旋涂法形成第二牺牲层85，使第二牺牲层85覆盖上电极45。然后，构图第二牺牲层85，露出上电极45的一部分。在上电极45的露出部分上形成立柱75，并在立柱75和第二牺牲层85上形成反射部件80。立柱75和反射部件80利用例如铝、铂或银等反射金属同时形成。立柱75和反射部件80利用溅射法或CVD法形成。用于反射光源(未示出)的入射光的反射部件80是反射镜，厚为0.1-1.0微米。反射部件80具有矩形板形状，覆盖上电极45。腐蚀去掉了第二牺牲层85后，便完成了图1和2所示的反射部件80形成于其上的致动器90。
在薄膜AMA中，第二信号通过共用线150从外部加于上电极45上。同时，第一信号通过电布线、连接端子5、通路接触60和连接部件70从外部加到下电极35上。于是，在上电极45和下电极35间产生电场。在该电场作用下，形成于上电极45和下电极35间的有源层40变形。有源层40在垂直于电场的方向变形。有源层40在与支撑层30相对的方向动作。即，具有有源层40的致动器90以预定倾斜角向上动作。
由于反射部件80由立柱75支撑，并形成于致动器90上，所以用于反射光源的入射光的反射部件80借助于致动器90倾斜。因此，反射部件80将光反射到屏幕上，从而将图像投影到屏幕上。
然而，在上述薄膜AMA中，由于形成反射部件时在反射部件中产生的变形应力，导致了反射部件的平面性下降，所以从光源入射的光的光效率下降。即，在金属层淀积于第二牺牲层上并构图，从而形成反射部件时，由于例如形成和构图金属层时的压力或张力造成的残余应力等变形应力，反射部件会向上或向下弯曲，所以反射部件的平面性下降。结果，由于反射部件的光效率下降，投射到屏幕上的图像质量下降。
发明的公开
因此，考虑到上述常规问题，本发明的第一目的是提供一种薄膜驱动反射镜阵列，利用水平反射部件，提高了光效率，所以投射到屏幕上的图像的质量提高。
本发明的第二目的是提供一种制造薄膜驱动反射镜阵列的方法，利用水平的反射部件提高光效率，从而提高投射到屏幕上图像的质量。
为实现第一目的，本发明提供一种薄膜驱动反射镜阵列，该薄膜驱动反射镜阵列具有有源矩阵、支撑部件、第一致动部分、第二致动部分、反射部件和平面性增强部件。有源矩阵具有基片和第一金属层，基片包括配于其中用于开关操作的金属氧化物半导体晶体管，第一金属层具有从金属氧化物半导体延伸出用于传输信号的漏焊盘。第一钝化层形成于第一金属层和基片上，第二金属层形成于第一钝化层上，第二钝化层形成于第二金属层上，腐蚀停止层形成于第二钝化层上。
支撑部件具有形成于有源矩阵之上的支撑线、与支撑线形成一体的支撑层和分别形成于有源矩阵和支撑层的与支撑线相邻的部分之间的多个固定器。
第一致动部分具有形成于支撑层的垂直于支撑线的第一部分处的第一下电极，对应于第一下电极的第一上电极，和形成于第一下电极和第一上电极间的第一有源层。第二致动部分也具有垂直于支撑线形成的支撑层的第二部分处形成的第二下电极，对应于第二下电极的第二上电极，和形成于第二下电极和第二上电极间的第二有源层。第一下电极具有反L形，第一有源层具有小于第一下电极的矩形形状，第一上电极具有小于第一有源层的矩形形状，第二下电极具有与第一下电极对应的L形，第二有源层具有小于第二下电极的矩形形状，第二上电极具有小于第二有源层的矩形形状。形成从漏焊盘到第一和第二下电极的通路接触，在支撑线上形成共用线，通过第一下电极的一部分，形成从第一上电极的一部分到支撑层的一部分的第一绝缘部件，通过第一绝缘层，形成从共用线到第一上电极的第一上电极连接部件，通过第二下电极的一部分，形成从第二上电极的一部分到支撑层的一部分的第二绝缘部件，通过第二绝缘层，形成从共用线到第二上电极的第二上电极连接部件。
在第一和第二致动部分上形成反射部件。
在反射部件之下形成用于提高反射部件的平面性的平面性增强部件。平面性增强部件是一种形成于反射部件下的应力平衡层或形成于反射部件外围部分之下的加强部件。应力平衡层较好是由氮化物构成，加强部件较好是由与反射部件相同的金属构成。加强部件具有四根线条设置成矩形的形状。加强部件还具有X形、锐形(sharp)或菱形(diamond)。
为实现第二目的，本发明提供一种制造薄膜驱动反射镜阵列的方法，包括以下步骤：
i)提供有源矩阵，该有源矩阵具有：其中包括用于开关操作的金属氧化物半导体的基片，和包括从金属氧化物晶体管的漏延伸出的漏焊盘的第一金属层；
ii)在有源矩阵上形成第一牺牲层，并构图第一牺牲层；
iii)在构图的第一牺牲层上一个接一个形成第一层、下电极层、第二层和上电极层；
iv)通过构图上电极层、构图第二层和构图下电极层，形成包括第一下电极、第一有源层和第一上电极的第一致动部分，和包括第二下电极、第二有源层和第二上电极的第二致动部分；
v)构图第一层，形成具有支撑线、支撑层和多个固定器的支撑部件；
vi)在支撑线上形成共用线；
vii)在第一和第二致动部分和支撑部件上形成第二牺牲层，构图第二牺牲层；
viii)在构图的第二牺牲层上形成平面性增强部件；及
ix)在平面性增强部件上形成反射部件。
利用氮化物和等离子增强化学汽相淀积法进行步骤viii)。在构图了第二牺牲层后，同时进行步骤viii)和步骤ix)，并且构图的第二牺牲层具有四根线条设置成矩形、X形锐形或菱形的形状。
在本发明的薄膜AMA中，第一信号从外部通过晶体管、漏焊盘和通路接触，加于第一和第二下电极上。同时，第二信号从外部通过共用线、第一和第二上电极连接部件，加于第一和第二上电极上。于是在第一上电极和第一下电极之间产生第一电场，在第二下极和第二上电极之间产生电场。形成于第一上下电极之间的第一有源层在第一电场的作用下变形，形成于第二上下电极之间的第二有源层在第二电场的作用下变形。第一和第二有源层分别在垂直于第一和第二电场的方向变形。具有第一有源层的第一致动部分和具有第二有源层的第二致动部分在与设置支撑层的位置相对的方向被驱动。即，第一和第二致动部分被向上驱动，附着于第一和第二下电极上的支撑层也在第一和第二致动部分的驱动下被向上驱动。
反射从光源入射的光的反射部件随第一和第二致动部分倾斜。因此，反射部分将光反射到屏幕上，从而将图像投射到屏幕上。
在本发明的薄膜AMA中，在反射部件下设置例如应力平衡层或加强部件等平面性提高部件，提高反射部件的平面性，使反射部件没有弯曲。因此，尽管在反射部件的形成中，反射部件中产生例如残余应力等变形应力，但由于平面性增强部件，反射部件可具有水平表面，所以提高了光效率，进而提高了投射到屏幕上的图像的质量。
附图简介
通过结合附图具体介绍优选实施例，可以使本发明的上述目的和优点更清楚，附图中：
图1是展示该申请的受让人的在先申请中公开的薄膜驱动反射镜阵列的透视图；
图2是沿图1的线A1-A2取的剖面图；
图3是沿图1的线B1-B2取的剖面图；
图4A-4D展示了图2的薄膜驱动反射镜阵列的制造步骤；
图5是展示本发明第一实施例的薄膜驱动反射镜阵列的平面图；
图6是展示图5所示薄膜驱动反射镜阵列的透视图；
图7是沿图6中的线C1-C2取的剖面图；
图8是沿图6中的线D1-D2取的剖面图；
图9A-9G展示了本发明第一实施例的薄膜驱动反射镜阵列的各制造步骤；
图10是展示本发明第二实施例的薄膜驱动反射镜阵列的平面图；
图11A-11D是本发明第二实施例的反射部件和平面性增强部件的放大平面图。
发明的最佳实施模式
下面将结合各附图更具体地介绍本发明的优选实施例。
实施例1
图5是展示本发明第一实施例的薄膜驱动反射镜阵列的平面图，图6是展示图5所示薄膜驱动反射镜阵列的透视图，图7是沿图6中的线C1-C2取的剖面图，图8是沿图6中的线D1-D2取的剖面图。
参见图5和7，根据本实施例的薄膜AMA具有有源矩阵100、形成于有源矩阵100上的支撑部件175、分别形成于支撑部件175上的第一和第二致动部分210和211、形成于第一和第二致动部分210和211上的反射部件260、及形成于反射部件260之下的平面性增强部件290。
参见图7，有源矩阵100具有基片101，基片101包括M×N(M，N是整数)个P-MOS晶体管120，从P-MOS晶体管120的源110和漏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，和腐蚀停止层155。第一金属层135形成于基片101上，第一钝化层140形成于第一金属层135和基片101上。第二金属层145形成于第一钝化层140上，第二钝化层150形成于第二金属层145上。腐蚀停止层155形成于第二钝化层150上。
为传输第一信号(图像信号)，第一金属层135具有从P-MOS晶体管120的漏延伸到形成于第一和第二致动部分210和211之下和之间的第一固定器171的漏焊盘。第二金属层145包括钛层和氮化钛层。孔147形成于具有形成于其下的第一金属层135的漏焊盘的第二金属层145的一部分中。
参见图6和8，支撑部件175具有支撑线174、支撑层170、第一固定器171和两个第二固定器172a和172b。支撑线174和支撑层170形成于腐蚀停止层155之上。第一气隙165夹在腐蚀停止层155和支撑线174之间。第一气隙165也夹在腐蚀停止层155和支撑层170之间。
共用线240形成于支撑线174上。支撑线174支撑共用线240。支撑层170具有矩形环形状。支撑层170与支撑线174形成一体。
第一固定器171形成于矩形环形支撑层170的两臂之下和之间。支撑层170的这两个臂从支撑线174垂直延伸出。第一固定器171固定到腐蚀停止层155的具有形成于其下的第一金属层135的漏焊盘的第一部分上。第一固定器171与支撑层170的这两个臂形成一体。两个第二固定器172a和172b分别形成于支撑层170的这两个臂横向部分之下。第二固定器172a和172b也与支撑层170的这两个臂形成一体。第二固定器172a和172b分别固定到腐蚀停止层155的第二部分和第三部分上。第一固定器171及两个第二固定器172a和172b都固定于支撑层170的与支撑线174相邻的部分下。第一固定器171及第二固定器172a和172b一起支撑支撑层170，所以第一固定器171及第二固定器172a和172b支撑第一和第二致动部分210和211。第一固定器171及第二固定器172a和172b都为盒形。
支撑层170的中心部分由第一固定器171支撑，支撑层170的横向部分由第二固定器172a和172b支撑。
穿过腐蚀停止层155、第二钝化层150、第二金属层145的孔147和第一钝化层140的部分，形成从第一固定器171的表面到第一金属层135的漏焊盘的通孔270。
第一和第二致动部分210和211分别形成于支撑层170的这两臂上。第一和第二致动部分210和211形成为彼此平行。第一致动部分210具有第一下电极180、第一有源层190、第一上电极200。第二致动部分具有第二下电极181、第二有源层191、第二上电极201。
第一下电极180形成于支撑层170的两个臂之一上。第一下电极180具有包括突出部分的矩形形状。第一下电极180较好是具有反L形。第一下电极180离开支撑线174预定距离。第一下电极180的突出部分象楼梯一样向下延伸。第一下电极180的突出部分延伸到第一固定器171的与通孔270相邻的部分。第一有源层190形成于第一下电极180上，第一有源层190具有小于第一下电极180的矩形形状。第一上电极200形成于第一有源层190上。第一上电极200具有小于第一有源层190的矩形形状。
第二下电极181形成于支撑层170的两个臂的另一个上。第二下电极181具有包括突出部分的矩形形状。第二下电极181较好是具有与第一下电极180对应的L形形状。第二下电极181也离开支撑线174预定距离。象第一下电极180的突出部分一样，第二下电极181的突出部分也延伸到第一固定器171的与通孔270相邻的部分。因此，第一和第二下电极180和181的突出部分相应地形成在通孔270周围取中心。第二有源层191形成于第二下电极181上，第二有源层191具有小于第二下电极181的矩形形状。第二上电极201形成于第二有源层191上。第二上电极201具有小于第二有源层191的矩形形状。
穿过通孔270，形成从第一金属层135的漏焊盘到第一和第二下电极180和181的突出部分的通路接触280。这样第一和第二下电极180和181通过通路接触280与第一金属层135的漏焊盘连接。
形成从第一上电极200的一部分到支撑层170的与支撑线174相邻的部分的第一绝缘部件220。通过第一绝缘部件220，形成从第一上电极200的一部分到共用线240的第一上电极连接部件230。第一上电极连接部件230连接第一上电极200与共用线240。第一绝缘部件220可以防止第一上电极200连接到第一下电极180，因而第一绝缘部件220可以防止第一上电极200和第一下电极180间发生短路。
另外，形成从第二上电极201的一部分到支撑层170的与支撑线174相邻的部分第二绝缘部件221。通过第二绝缘部件221，形成从第二上电极201的一部分到共用线240的第二上电极连接部件231。第二上电极连接部件231连接第二上电极201与共用线240。第二绝缘部件221和第二上电极连接部分231分别平行于第一绝缘层220和第一上电极连接部件230形成。第二绝缘部件221可以防止第二上电极201连接到第二下电极181，因而第二绝缘部件221可以防止第二上电极201和第二下电极180间发生短路。
在具有矩形环形状的支撑层170的未形成第一和第二致动部分210和211的部分处，形成立柱250。即，该支撑层170的一部分在平行方向与支撑线174隔离。立柱250支撑反射从光源(未示出)入射的光的反射部件260。反射部件260较好是具有矩形形状。在反射部件260之下形成平面性增强部件290。平面性增强部件290用于提高反射部件260的平面性，以提高反射部件260的光效率，所以可以提高投射到屏幕(未示出)上的图像的质量。
在本实施例中，平面性增强部件290是具有与反射部件260相同形状的应力平衡层。应力平衡层和立柱250利用例如氮化硅(Si3N4)等氮化物同时形成。
反射部件260和平面性增强部件290的中心部分由立柱250支撑。反射部件260和平面性增强部件290的横向部分平行地形成于第一和第二致动部分210和211之上。第二气隙310夹在平面性增强部件290的横向部分和第一和第二致动部分210、211之间。在第一和第二致动部分210和211被驱动时，反射部件260倾斜，所以反射部件260可以以预定角度反射来自光源的入射光。
下面介绍制造本发明的光投射系统中的薄膜AMA的方法。
图9A-9G展示了该实施例的薄膜AMA的各制造步骤。在图9A-9G中，用相同的标号表示与图7中相同的元件。
参见图9A，提供由硅构成的基片101，之后，利用硅局部氧化法，在基片101上形成隔离层125，隔离基片101上的有源区和场区。基片101较好是N型硅晶片。接着，在源110和漏105间形成栅115后，在有源区上形成P+源110和P+漏105，从而完成M×N(M和N是整数)个P型金属氧化物半导体(MOS)晶体管120。P-MOS晶体管120从外部接收第一信号，并进行开关操作。
在具有形成于其中的P-MOS晶体管120的基片101上形成绝缘层130后，分别在具有形成于其下的漏105和源110的部分形成开口，从而露出漏105和源110的部分。在具有开口的绝缘层130上形成由钛(Ti)、氮化钛(TiN)、钨(W)和氮化物构成的层，构图该层，形成第一金属层135。第一金属层135具有从P-MOS晶体管120的漏105延伸到第一固定器171的漏焊盘，用以传输第一信号，
在第一金属层135和基片101上形成第一钝化层140。第一钝化层140利用磷硅玻璃(PSG)形成。利用化学汽相淀积(CVD)法形成第一钝化层140，使第一钝化层140厚为8000至9000埃。在随后的制造步骤中，第一钝化层140保护具有P-MOS晶体管120的基片101。
在第一钝化层140上形成第二金属层145。第二金属层145由钛层和氮化钛层构成。为形成第二金属层145，首先，在第一钝化层140上用溅射法形成钛层，使钛层厚300-500埃。接着，在钛层上用物理汽相淀积(PVD)法淀积氮化钛层，使氮化钛层厚1000-1200埃。第二金属层145可以隔绝入射到基片101上的光，所以第二金属层145可以防止光漏电流流过基片101。然后，腐蚀第二金属层145的具有形成于其下的漏焊盘的部分，从而形成孔147。孔147隔离通路接触280和第二金属层145。
在第二金属层145上形成第二钝化层150。第二钝化层150利用PSG形成。第二钝化层150利用CVD法形成，厚度为2000-3000埃。在随后的制造步骤中，第二钝化层150保护形成于基片101上的第二金属层145和所得各层。
利用低温氧化物(LTO)例如二氧化硅(SiO2)或五氧化二磷(P2O5)，在第二钝化层150上形成腐蚀停止层155。腐蚀停止层155利用350-450℃下的低压CVD(LPCVD)法形成，其厚形成为0.2-0.8微米。在随后的腐蚀步骤中，腐蚀停止层155保护形成于基片101上的第二钝化层150和所得各层。结果，完成了由基片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和腐蚀停止层155构成的有源矩阵100。
在低于约500℃的温度，利用多晶硅，在腐蚀停止层155上形成第一牺牲层160。第一牺牲层160利用LPCVD法形成，第一牺牲层160厚2.0-3.0微米。这时，由于第一牺牲层160覆盖具有MOS晶体管120和所得各层的有源矩阵100的上部，所以第一牺牲层160的平面性很差。因此，利用旋涂玻璃(SOG)或化学机械抛光(CMP)法平面化第一牺牲层160的表面，使第一牺牲层160厚约1.1微米。
图9B是展示构图的第一牺牲层160的平面图。
参见图9A和9B，在第一牺牲层160上涂敷第一光刻胶(未示出)并构图后，腐蚀第一牺牲层160的具有形成于其下的第二金属层145的孔147的第一部分和与第一部分相邻的第一牺牲层160的第二和第三部分，露出腐蚀停止层155的各部分。在腐蚀停止层155的各暴露部分将形成第一固定器171和第二固定器172a和172b。腐蚀停止层155的这些暴露部分分别为具有间隔预定距离的矩形形状。然后，去掉第一光刻胶。
参见图9C，在腐蚀停止层155的这些具有矩形形状的暴露部分上和第一牺牲层160上形成第一层169。第一层169利用刚性材料例如氮化物或金属等形成。第一层169利用LPCVD法形成，使第一层169厚为0.1-1.0微米。构图第一层169，从而形成具有支撑层170、支撑线174、固定器171和两个第二固定器172a、172b的支撑部件175。此时，第一固定器171位于腐蚀停止层155的中心暴露部分，两个第二固定器172a、172b分别位于腐蚀停止层155的其它暴露部分。
在第一层169上形成下电极层179。下电极层179利用导电金属例如铂(Pt)、钽(Ta)或铂-钽(Pt-Ta)形成。下电极层179利用溅射法或CVD法形成，使下电极层179厚约0.1-1.0微米。下电极层179将被构图形成分别具有彼此相对的突出部分的第一下电极180和第二下电极181。
在下电层179上形成第二层189。第二层189利用压电材料例如PZT(Pb(Zr，Ti)O3)或PLZT((Pb，La)(Zr，Ti)O3)和利用溶凝胶法、溅射法、旋涂法或CVD法等形成，使第二层189的厚度约为0.1-1.0微米。第二层189较好是利用旋涂法和利用溶凝胶法形成的PZT形成，使第二层189厚约0.4微米。然后，利用快速热退火法(RTA)退火第二层189。第二层189将构图形成第一和第二有源层190和191。
在第二层189上形成上电极层199。上电极层199利用导电金属例如钽、铂、或银(Ag)形成。上电极层199利用溅射法或CVD法形成，使上电极层199厚约0.1-1.0微米。上电极层199将构图形成彼此隔开预定距离的第一和第二上电极200和201。
参见图9D，在上电极层199上用旋涂法涂敷第二光刻胶(未示出)后，利用第二光刻胶作腐蚀掩模，构图上电极层199，从而形成第一和第二上电极200和201，它们分别具有矩形形状(见图6)。第一和第二上电极200和201形成为彼此平行。第二信号(偏置信号)通过共用线240加于第一和第二上电极200和201上。然后，去掉第二光刻胶层。
利用与上电极层199相同的工艺，构图第二层189，从而形成第一和第二有源层190和191。第一和第二有源层190和191也形成为彼此平行。此时，第一和第二有源层190和191分别具有比第一和第二上电极200和201宽的矩形形状，如图6所示。
利用与上电极层199相同的工艺，构图下电极层179，从而形成第一和第二下电极180和181。第一和第二下电极180和181分别具有矩形形状，并相应地具有突出部分。第一下电极180较好是具有反L形形状，第二下电极181较好是具有与第一下电极180对应的L形。第一和第二下电极180和181分别比第一和第二有源层190和191宽。
在形成第一和第二下电极180和181时，同时在第一层169的将构图成支撑线174的部分形成共用线240。共用线240在垂直于第一和第二下电极180和181的方向形成，如图6所示。共用线240与第一和第二下电极180分开预定距离，这样共用线240不会与第一和第二下电极180和181接触。结果，完成了第一和第二致动部分210和211。
然后，构图第一层169，形成具有支撑层170、支撑线174、第一固定器171和两个第二固定器172a、172b的支撑部件175。此时，在固定于腐蚀停止层155的各暴露部分的第一层169中，第一固定器171位于腐蚀停止层155的中心暴露部分，两个第二固定器172a和172b分别位于腐蚀停止层155的其它暴露部分。第二金属层145的孔147形成于第一固定器171之下，支撑层170具有矩形环形状，与形成于腐蚀停止层155之上的支撑线174形成一体。去掉第一牺牲层169后，如图6所示，完成了支撑部件175。
第一固定器171形成于矩形环形的支撑层170的两臂之下和之间。支撑层170的两臂从支撑线174垂直延伸。第一固定器171固定于腐蚀停止层155的中心暴露部分，腐蚀停止层155的具有形成于其下的第一金属层135的漏焊盘的第一暴露部分。第一固定器171与支撑层170的两臂形成一体。两第二固定器172a和172b分别形成在支撑层170的两臂之下外侧。第二固定器172a和172b也与支撑层170的两个臂形成一体，并分别固定于腐蚀停止层155的第二和第三暴露部分。第一和第二固定器171和172a、172b分别固定于支撑层170的与支撑线174相邻的部分之下。第一和第二致动部分210和211分别形成于支撑层170的两臂上。因此，第一固定器171形成在第一和第二致动部分210和211之下和之间，第二固定器172a和172b分别形成在第一和第二致动部分210和211的横向部分之下。第一固定器171和第二固定器172a、172b一起支撑支撑层170，所以第一固定器171和第二固定器172a、172b支撑第一和第二致动部分210和211。
参见图9E，在支撑部件175上、第一和第二致动部分210和211上，形成第三光刻胶(未示出)后，构图第三光刻胶，露出共用线240、支撑部件175、第一上电极200和第二上电极201的部分。此时，同时露出第一和第二下电极180的突出部分。
随后，在支撑部件175、第一上电极200和第二上电极201的暴露部分上，利用LPCVD法形成LTO后，通过构图例如二氧化硅或五化二磷等LTO，形成第一和第二绝缘部件220和221。通过第一有源层190和第一下电极180的部分，形成从第一上电极200的一部分到支撑层170的一部分的第一绝缘部件220。还通过第二有源层191和第二下电极181的部分，形成从第二上电极201的一部分到支撑层170的一部分的第二绝缘部件221。第一和第二绝缘层220和221厚分别为约0.2-0.4微米。
图9F是展示通路接触280的剖面图。参见图9F，通过腐蚀腐蚀停止层155、第二钝化层150和第一钝化层140的部分，穿过第二金属层145的孔147，形成从第一固定器171到第一金属层135的漏盘的通孔270。然后，穿过通孔270，形成从第一金属层135的漏焊盘到第一和第二下电极180和181的突出部分的通路接触280。因此，第一和第二下电极180通过通路接触280与漏焊盘连接。同时，通过第一绝缘部件220和支撑层170，形成从共用线240到第一上电极200的一部分的第一上电极连接部件230。还通过第二绝缘部件221和支撑层170，形成从共用线240到第二上电极201的一部分的第二上电极连接部件231，如图6所示。第一和第二上电极连接部件230和231彼此平行形成。
通路接触280、第一和第二上电极连接部件230和231都利用导电金属例如铂、钽或铂-钽且通过溅射法或CVD法形成。通路接触280、第一和第二上电极连接部件230和231厚分别为约0.1-0.2微米、第一和第二上电极连接部件230和231分别连接共用线240与第一上电极200和第二上电极201。
参见图9G，在第一和第二致动部分210和211及支撑部件175上形成第二牺牲层300。第二牺牲层300利用多晶硅且通过LPCVD法形成。第二牺牲层300充分覆盖第一和第二致动部分210和211。然后，利用CMP法平面化第二牺牲层300的表面，使第二牺牲层300具有水平表面。
然后，腐蚀第二牺牲层300的一部分，露出支撑层170的在平行方向与支撑线174隔开的部分。即，露出支撑层170的未形成第一和第二致动部分210和211的部分。利用等离子增强化学汽相淀积法(PECVD)，在支撑层170的暴露部分和牺牲层300上形成厚约0.1-1.0微米的氮化物后，通过构图例如氮化硅等的氮化物，同时形成立柱250和平面性增强部件290(应力平衡层)。然后，利用CMP法平面化平面性增强部件290的表面，使之具有水平表面。平面性增强部件290可以防止反射部件260形成时反射部件260弯曲或变形。
利用溅射或CVD法在平面性增强部件290上形成金属层后，通过构图例如铝、铂、银或铝合金等具有反射性的金属层，在平面性增强部件290上形成反射部件260。反射部件260和平面性增强部件290具有尺寸相同的矩形形状。反射部件260和平面性增强部件290的中心部分由立柱250支撑，反射部件260和平面性增强部件290的横向部分平行地形成于第一和第二致动部分210和211之上。
因此，利用氟化溴(BrF3，BrF5)或氟化氙(XeF2，XeF4或XeF6)蒸汽去掉第一和第二牺牲层160和300后，通过漂洗和干燥，最后完成了图6所示的薄膜AMA。在第二牺牲层300所在位置形成第二气隙310，在第一牺牲层160所在位置形成第一气隙165。
下面介绍根据本实施例的薄膜AMA的工作情况。
在本实施例的薄膜AMA中，第一信号从外部通过MOS晶体管120、漏焊盘和通路接触280加到第一和第二下电极180和181。同时，第二信号从外部通过共用线240及第一和第二上电极连接部件230和231加到第一和第二上电极200和201。这样，在第一上电极200和第一下电极180之间产生第一电场，在第二上电极201和第二下电极181之间产生第二电场。形成于第一上电极200和第一下电极180之间的第一有源层190在第一电场作用下变形，形成在第二上电极201和第二下电极181之间的第二有源层191在第二电场作用下变形。第一和第二有源层190和191分别在垂直于第一和第二电场的方向上变形。具有第一和第二有源层190和191的第一和第二致动部分210和211在与支撑层170所在位置相反的方向被驱动。即，第一和第二致动部分210和211被向上驱动，附着于第一和第二下电极180和181上的支撑层170在第一和第二致动部分210和211的驱动下，也被向上驱动。
反射来自光源的入射光的反射部件260随第一和第二致动部分210和211倾斜。因此，反射部件260将该光反射到屏幕上，于是将图像投射到屏幕上。
实施例2
图10是展示本发明第二实施例的薄膜驱动反射镜阵列的平面图，图11A-11D是本发明第二实施例的反射部件和平面性增强部件的放大平面图。在图10-11D中，相同的标号表示与图5中相同的元件。
在该实施例中，除在反射部件260下形成的加强部件290a、290b、290c、290d外，薄膜AMA的构成和制造步骤与第一实施例相同。另外，本实施例的薄膜AMA的工作情况也与第一实施例相同。本实施例中，平面性增强部件是加强部件290a、290b、290c、290d。
参见图10和11A，加强部件290a形成于反射部件260的外围部分之下。加强部件290a具有与第一实施例的应力平衡层相同的作用。加强部件290a可以防止反射部件260向上或向下弯曲。加强部件290a由设置成矩形的四根线条构成。加强部件290a与反射部件260形成一体。
下面将介绍加强部件290a的制造步骤。
在构图第二牺牲层300以形成立柱250和反射部件260后，加强部件290a与立柱250和反射部件260同时形成。即，第二牺牲层300构图成暴露支撑层170的一部分，然后，利用溅射法或CVD法，在支撑层170的暴露部分和已构图的第二牺牲层300上形成例如铝、铂、银或铝合金等具有反射性的金属层，然后，构图金属层，形成立柱250、加强部件290a和反射层260。这种情况下，第二牺牲层300的图形具有预定深度，并具有四根线条设置成矩形的形状。加强部件290a形成于第二牺牲层300的图形上，所以加强部件290a具有与第二牺牲图形相同的形状。
由于加强部件的形状由第二牺牲层300的图形确定，所以加强部件可以具有如图11B-11D所示的不同形状用以提高反射部件260的平面性。加强部件可以具有X形(见图11B)、菱形(见图11C)或锐形(见图11C)。
工业应用
本发明的薄膜AMA中，在反射部件之下形成例如应力平衡层或加强部件等平面性增强部件，以提高反射部件的平面性，使之不发生弯曲。因此，尽管在形成反射部件期间，反射部件中发生例如残余应力等变形应力，但利用平面性增强部件，反射部件可具有水平表面，所以可以提高光效率，进而提高投射到屏幕上的图像的质量。
尽管介绍了本发明的优选实施例，但应理解，本发明不应限于这些优选实施例，所属领域的技术人员可以在本发明的权利要求范围内，做出各种变化和改进。

Claims (15)

1.一种由被第一信号和第二信号驱动的薄膜驱动反射镜阵列，所说薄膜驱动反射镜阵列包括：
有源矩阵，所说有源矩阵具有基片和第一金属层，基片包括安装于其中用于开关操作的金属氧化物半导体晶体管，第一金属层具有从用于传输第一信号的金属氧化物半导体晶体管的漏延伸的漏焊盘；
支撑装置，具有形成于有源矩阵之上的支撑线、与所说支撑线形成一体的支撑层和分别形成于有源矩阵和支撑层的与所说支撑线相邻的各部分之间的多个固定器；
第一致动部分，具有接收第一信号的第一下电极、所说第一下电极形成于垂直所说支撑线形成的所说支撑层的第一部分处，与所说第一下电极对应、用于接收第二信号并产生第一电场的第一上电极，形成于所说第一下电极和第一上电极之间且在第一电场的作用变形的第一有源层；
第二致动部分，具有接收第一信号的第二下电极，所说第二下电极形成在垂直于所说支撑线形成的支撑层的第二部分处，与所说第二下电极对应、接收第二信号并产生第二电场的第二上电极，形成于所说第二下电极和第二上电极之间并在第二电场作用下变形的第二有源层；
反射光的反射装置，所说反射装置形成于所说第一和第二致动部分之上；及
平面性增强装置，用于提高所说反射装置的平面性，其中所说平面性增强装置是形成于所说反射装置下的应力平衡层或形成于所说反射装置外围部分之下的加强部件。
2.根据权利要求1的薄膜驱动反射镜阵列，其中所说有源矩阵还包括：
形成于所说第一金属层和基片上的第一钝化层；
形成于所说第一钝化层上的第二金属层；
形成于所说第二金属层上的第二钝化层；及
形成于所说第二钝化层上的腐蚀停止层。
3.根据权利要求1的薄膜驱动反射镜阵列，其中所说第一下电极为反L形，所说第一有源层具有小于所说第一下电极矩形形状，所说第一上电极具有小于所说第一有源层的矩形形状，所说第二下电极具有对应于所说第一下电极的L形形状，所说第二有源层具有小于所说第二下电极的矩形形状，所说第二上电极具有小于所说第二有源层的矩形形状。
4.根据权利要求1的薄膜驱动反射镜阵列，其中所说薄膜驱动反射镜阵列还包括：
通路接触，用于将第一信号从漏焊盘传输到所说第一下电极和所说第二下电极，所说通路接触形成为从漏焊盘到所说第一和第二下电极。
共用线，用于传输第二信号，所说共用线形成于所说支撑线上；
第一绝缘装置，它形成为通过所说第一下电极的一部分，从所说第一上电极的一部分到所说支撑层的一部分；
第一上电极连接装置，它形成为通过所说第一绝缘层，从所说共用线到所说第一上电极；
第二绝缘装置，它形成为通过所说第二下电极的一部分，从所说第二上电极的一部分到所说支撑层的一部分；及
第二上电极连接装置，它形成为通过所说第二绝缘层，从所说共用线到所说第二上电极。
5.根据权利要求1的薄膜驱动反射镜阵列，其中所说应力平衡层由氮化物构成。
6.根据权利要求1的薄膜驱动反射镜阵列，其中所说加强部件由与所说反射装置相同的金属构成。
7.根据权利要求1的薄膜驱动反射镜阵列，其中所说加强部件具有四根线条设置成矩形的形状。
8.根据权利要求1的薄膜驱动反射镜阵列，其中所说加强部件是X形。
9.根据权利要求1的薄膜驱动反射镜阵列，其中所说加强部件是锐形。
10.根据权利要求1的薄膜驱动反射镜阵列，其中所说加强部件是菱形。
11.一种制造薄膜驱动反射镜阵列的方法，包括以下步骤：
i)提供有源矩阵，该有源矩阵具有：其中包括用于开关操作的金属氧化物半导体的基片，和包括从金属氧化物晶体管的漏延伸出的漏焊盘的第一金属层；
ii)在所说有源矩阵上形成第一牺牲层，并构图所说第一牺牲层；
iii)在所说构图的第一牺牲层上一个接一个形成第一层、下电极层、第二层和上电极层；
iv)通过构图所说上电极层、构图所说第二层和构图所说下电极层，形成包括第一下电极、第一有源层和第一上电极的第一致动部分，和包括第二下电极、第二有源层和第二上电极的第二致动部分；
v)构图所说第一层，形成具有支撑线、支撑层和多个固定器的支撑装置；
vi)在所说支撑线上形成共用线；
vii)在所说第一和第二致动部分和所说支撑装置上形成第二牺牲层，构图所说第二牺牲层；
viii)在所说构图的第二牺牲层上形成平面性增强装置；及
ix)在所说平面性增强装置上形成反射装置，其中所说平面性增强装置是形成于所说反射装置下的应力平衡层或形成于所说反射装置外围部分之下的加强部件。
12.根据权利要求11的制造薄膜驱动反射镜阵列的方法，所说方法还包括以下步骤：
在所说有源矩阵上一个接一个地形成第一钝化层、第二金属层、第二钝化层、腐蚀停止层；
形成从所说第一上电极的一部分到所说支撑层的一部分的第一绝缘装置；
通过所说第一绝缘层，形成从所说共用线到所说第一上电极的第一上电极连接装置；
形成从所说第二上电极的一部分到所说支撑层的一部分的第二绝缘装置；
通过所说第二绝缘层，形成从所说共用线到所说第二上电极的第二上电极连接装置；及
形成从漏焊盘到所说第一和第二下电极的通路接触。
13.根据权利要求11的制造薄膜驱动反射镜阵列的方法，其中利用氮化物和等离子增强化学汽相淀积法进行步骤viii)。
14.根据权利要求11的制造薄膜驱动反射镜阵列的方法，其中同时进行步骤viii)和步骤ix)。
15.根据权利要求14的制造薄膜驱动反射镜阵列的方法，其中构图所说第二牺牲层后，所说构图的第二牺牲层具有四根线条设置成矩形的形状、X形状、锐形形状或菱形状。
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