CN1402033A - 功能器件及其制造方法及驱动器电路 - Google Patents

功能器件及其制造方法及驱动器电路 Download PDF

Info

Publication number
CN1402033A
CN1402033A CN02130561A CN02130561A CN1402033A CN 1402033 A CN1402033 A CN 1402033A CN 02130561 A CN02130561 A CN 02130561A CN 02130561 A CN02130561 A CN 02130561A CN 1402033 A CN1402033 A CN 1402033A
Authority
CN
China
Prior art keywords
function element
electrode
drive circuit
substrate
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN02130561A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1260589C (zh
Inventor
奥村俊之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Publication of CN1402033A publication Critical patent/CN1402033A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1260589C publication Critical patent/CN1260589C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
    • G02B6/29379—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device
    • G02B6/29395—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device configurable, e.g. tunable or reconfigurable
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
    • B81C1/00015—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems
    • B81C1/00222—Integrating an electronic processing unit with a micromechanical structure
    • B81C1/00238—Joining a substrate with an electronic processing unit and a substrate with a micromechanical structure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C3/00—Assembling of devices or systems from individually processed components
    • B81C3/001—Bonding of two components
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/001—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements based on interference in an adjustable optical cavity
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0816—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
    • G02B26/0833—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0816—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
    • G02B26/0833—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD
    • G02B26/0841—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD the reflecting element being moved or deformed by electrostatic means
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/12007—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/35—Optical coupling means having switching means
    • G02B6/351—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements
    • G02B6/3512—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements the optical element being reflective, e.g. mirror
    • G02B6/3518—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements the optical element being reflective, e.g. mirror the reflective optical element being an intrinsic part of a MEMS device, i.e. fabricated together with the MEMS device
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/35—Optical coupling means having switching means
    • G02B6/3564—Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details
    • G02B6/3568—Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details characterised by the actuating force
    • G02B6/357—Electrostatic force
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/35—Optical coupling means having switching means
    • G02B6/3586—Control or adjustment details, e.g. calibrating
    • G02B6/3588—Control or adjustment details, e.g. calibrating of the processed beams, i.e. controlling during switching of orientation, alignment, or beam propagation properties such as intensity, size or shape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/04—Optical MEMS
    • B81B2201/047—Optical MEMS not provided for in B81B2201/042 - B81B2201/045
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C2201/00—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems
    • B81C2201/01—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate
    • B81C2201/0174—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate for making multi-layered devices, film deposition or growing
    • B81C2201/019—Bonding or gluing multiple substrate layers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B2006/12083—Constructional arrangements
    • G02B2006/12104—Mirror; Reflectors or the like
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
    • G02B6/29346—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by wave or beam interference
    • G02B6/29358—Multiple beam interferometer external to a light guide, e.g. Fabry-Pérot, etalon, VIPA plate, OTDL plate, continuous interferometer, parallel plate resonator
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
    • G02B6/29346—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by wave or beam interference
    • G02B6/29361—Interference filters, e.g. multilayer coatings, thin film filters, dichroic splitters or mirrors based on multilayers, WDM filters
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
    • G02B6/29346—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by wave or beam interference
    • G02B6/29361—Interference filters, e.g. multilayer coatings, thin film filters, dichroic splitters or mirrors based on multilayers, WDM filters
    • G02B6/29362—Serial cascade of filters or filtering operations, e.g. for a large number of channels
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/35—Optical coupling means having switching means
    • G02B6/351—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements
    • G02B6/3512—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements the optical element being reflective, e.g. mirror
    • G02B6/352—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements the optical element being reflective, e.g. mirror the reflective optical element having a shaped reflective surface, e.g. a reflective element comprising several reflective surfaces or facets that function together
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/35—Optical coupling means having switching means
    • G02B6/354—Switching arrangements, i.e. number of input/output ports and interconnection types
    • G02B6/3544—2D constellations, i.e. with switching elements and switched beams located in a plane
    • G02B6/3546—NxM switch, i.e. a regular array of switches elements of matrix type constellation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/35—Optical coupling means having switching means
    • G02B6/354—Switching arrangements, i.e. number of input/output ports and interconnection types
    • G02B6/3554—3D constellations, i.e. with switching elements and switched beams located in a volume
    • G02B6/3556—NxM switch, i.e. regular arrays of switches elements of matrix type constellation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/35—Optical coupling means having switching means
    • G02B6/354—Switching arrangements, i.e. number of input/output ports and interconnection types
    • G02B6/356—Switching arrangements, i.e. number of input/output ports and interconnection types in an optical cross-connect device, e.g. routing and switching aspects of interconnecting different paths propagating different wavelengths to (re)configure the various input and output links
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/35—Optical coupling means having switching means
    • G02B6/3564—Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details
    • G02B6/3584—Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details constructional details of an associated actuator having a MEMS construction, i.e. constructed using semiconductor technology such as etching
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/35—Optical coupling means having switching means
    • G02B6/3594—Characterised by additional functional means, e.g. means for variably attenuating or branching or means for switching differently polarized beams
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)

Abstract

一种功能器件及其制造方法。制备一驱动器电路衬底，将反射镜衬底设置在驱动器电路衬底之上。九个反射镜元件以3×3矩阵的形式被安置在反射镜衬底上。反射镜元件是由微电子机械系统(MEMS)制备。在驱动器电路衬底上设置绝缘衬底，在绝缘衬底上设置驱动光反射镜元件的驱动器电路。驱动器电路衬底通过热固粘合剂或类似物与反射镜衬底连接。

Description

功能器件及其制造方法及驱动器电路
技术领域
本发明涉及一种具有功能元件的功能器件，该功能元件执行输入信号转换、路径变更、波长及启动/禁止电连接等等之类的处理功能；这种功能器件的制造方法；和一种驱动器电路，特别是涉及一种通过微电子机械部分控制功能器件操作的功能器件。
背景技术
在光学连接的网络系统，例如波分多路复用(WDM)型的光纤系统方面，日益增长着对切换光学路径技术，和从输入光中选择预定波长的光的技术。这种光学连接的网络系统，在网络的每个节上，利用光学开关从多波长的光中有选择地把预定波长的光分解出来，然后改变光的路径。将来需要传递的通信信息量，很可能会增加，要求设计多通道及大规模的光学器件，例如光学开关。
由于被分类为光学器件的光学开关不用光电转换而改变光的路径，所以它有一些特征，如延迟时间减至可能的最小，不依赖于传递速度和可扩展性。至今已提出不少配置光学开关的转换方法，包括采用光纤机械运转的方法，基于法拉弟旋转的方法，和使用反射镜的方法。
一种光学开关用的是反射镜，并采用反射镜微电子机械系统(MEMS)，采用驱动装置驱动反射镜，因为所述光学开关是用制造半导体集成电路的微制造技术制造的，所以它在降低成本和大规模制造方面有好处，并可期望作为光学开关充分满足将来的多通道设计所引起的对大规模制造光学开关的需要。
例如，日本专利公报No.2000-314846揭示了一种由MEMS形成的反射镜。具体说，日本专利公报No.2000-314846揭示了一种技术，提供的反射镜被杠杆以旋转的方式耦联至支座，在支座上附接有电极并施加电压给电极，从而使反射镜的操作受电极和反射镜之间产生的静电力控制。日本专利公报No.2001-117025揭示了一种也是由MEMS形成的反射镜。还有，日本专利公报No.330254/1999揭示一种技术，是在半导体器件中配备有开关装置，它具有形成在衬底上的多个MOS晶体管，和形成在MOS晶体管中的多个开关元件或MEMS，开关元件通过由不定的库仑力提供的内连的变动，执行开关操作。日本专利公报No.330254/1999也描述过用这种技术，有较高设计自由度的可变逻辑LSI，能通过提供半导体器件与MOS晶体管之间的不可变连接，和提供其与开关元件之间的可变连接，而得以实现。
日本专利公报No.144596/1999揭示了一种在半导体单片微波集成电路衬底上，利用MEMS形成RF开关的技术。这一技术提供以跷跷板形式转动地被支持在衬底上的杠杆，并给杠杆近处的电极施加电压，从而在杠杆和电极之间产生静电力，使杠杆转动。这使在衬底上形成的端子能够与在杠杆底侧形成的端子接触，或者不接触，从而打开或者关闭开关。日本专利公报No.144596/1999描述这一技术的使用能形成具有良好灵敏度的RF开关矩阵。
美国专利No.5,963,788(Carole C.Barron等人)揭示了一种制备驱动器电路的技术，这个驱动器电路对与其形成在同一硅衬底上的MEMS元件进行驱动。
日本专利公报No.2002-36200揭示一种技术，把MEMS器件模块和驱动MEMS器件模块所需要的IC控制电路模块集成在一个衬底相连的共用系统中。这可保证MEMS器件模块和IC控制电路模块在替换或修理时很容易分开。
但是，上述现有技术有下列问题。虽然静电力，磁力，压电效应，热膨胀等等的力，可用作例如反射镜、RF开关这样的功能元件的驱动力，但配置这种功能元件的器件仍需要驱动器电路，以产生这种驱动力。例如，在静电力被用作反射镜的驱动力时，除了用来产生电压的施加电压产生电路以外，还需要驱动器电路，对被驱动的MEMS进行选择和控制。
例如，图1中所示的前述日本专利公No.2001-117025，这种常规的驱动器电路被制备在一块衬底上，这块衬底与其上形成功能元件例如反射镜和驱动功能元件(以后总称为“MEMS元件”)的驱动装置的衬底是分离的，并通过导线焊接或电镀金属软片之类，与其上形成MEMS元件的衬底相连。如果光学器件的规模由于多通道设计而变得较大，需驱动的MEMS的数目增加，驱动器电路与各个MEMS元件的互连数目以及驱动器电路的规模就要增加，结果使整个设备增大。这就是说，虽然对MEMS元件的驱动和控制只要求电极，但用来与外部单元交换驱动控制信号的端子数目，由于多通道设计和大规模矩阵而增加，从而增加了安置有关互连所需的面积。例如，如果驱动单个MEMS元件需要两个电极，那么，n行乘n列(n是整数)的矩阵布置(阵列)需要总数2n2个电极，并且器件上应提供数量为2n2个端子，这会导致需要较大面积来安排这些端子的互连。
根据在美国专利No.5,963,788揭示的技术，在硅衬底的顶部表面上提供有一个空腔部分，在空腔中形成MEMS元件，然后，在硅衬底的顶部表面的一个区域形成驱动器电路，这个区域与空腔部分是不同的。所以，这种技术需要在形成驱动器电路时有保护MEMS元件的步骤，和在形成驱动器电路后有平面化的步骤。这使需要的步骤数量不必需地增加。在布置数千个由MEMS元件形成的光反射镜以实现多通道设计的情况下，占据硅衬基顶部表面的空腔部分的面积比例增加，因此，在制造设备的时候，硅衬底的机械强度减小。
还有，至于日本专利公报No.2002-36200中揭示的技术，在以可替换方式使衬底相连的系统中安排多个模块，有必要保证模块之间的校准精度。例如，在每个MEMS模块包含用在光通信的反射镜的情况下，模块之间的光学路径应该精确地保证。这势必导致复杂的组装过程，或者组装设备的较低可靠性。因为每个MEMS模块本身采用密封结构，所以，它的体积比MEMS芯片大，这使大规模阵列设计中的设备比较大。
发明内容
所以，本发明的一个目的是提供一种功能器件，该功能器件能抑制由多通道设计引起互连数量增加而导致的尺寸扩大，容易制造，具有较高机械强度和有利于降低成本，并改善可靠性；提供一种制造功能器件以及固封在功能器件上的驱动器电路的方法。
根据本发明的一种功能器件包括：多个功能元件，每个功能元件处理输入信号，并输出被处理的信号；具有衬底和驱动器电路的驱动器电路衬底，提供在衬底上的驱动器电路用于驱动功能元件；具有绝缘层的接合层，绝缘层以绝缘材料形成，其用于将功能元件与驱动器电路衬底接合；和提供在绝缘层上的连接端子，其用于将功能元件连接至驱动器电路。
根据本发明，提供有功能元件和驱动器电路衬底，驱动器电路衬底具有用于驱动功能元件的驱动器电路，功能元件通过接合层连接至驱动器电路衬底。即使在提供大量功能元件而采用多通道设计的情况下，也可能抑制因驱动器电路面积增加而导致整个功能器件的扩大。
由于驱动器电路与功能元件之间的距离能做得较短，所以，它们之间的互连可做得尽可能短。另外，由于驱动器电路形成在驱动器电路衬底上，功能元件又是通过接合层与驱动器电路衬底相连，所以，制造起来比较容易，衬底的强度不会变低，以及在驱动器电路衬底与功能元件之间少有集成化和物理上的未对准的情况，因此，与功能元件直接形成在衬底上相比，能够改进功能器件的可靠性，降低制造成本。
再有，与使用可替代模块的情形相比，通过接合层将功能元件连接至驱动器电路基底，能改进功能器件的可靠性和使器件小型化。因为功能元件和驱动器电路衬底能独立制造，所以能够独立地确定功能元件和驱动器电路衬底是否令人满意。这能使功能器件的总产量增加。
更好的是功能器件应进一步包括将驱动器电路与外部电路连接的输入/输出端子，并且输入/输出端子的数目应小于连接端子的数目。这能减少驱动器电路与外部电路之间的互连数量，能够减小互连布置所需要的面积。
每个功能元件可具有用于处理输入信号的处理元件；用于以可动方式支持处理元件的微电子机械部分；和驱动电极，其用于通过在驱动电极和其上有来自驱动器电路的电压的功能元件之间产生静电力，而移动处理元件。这能以简单的结构，使来自驱动器电路的电信号转换为处理元件的机构动作。
在这种情况下，每一功能元件可有至少3个驱动电极。这样的设计能允许处理元件自由运动，从而增加信号处理的自由度。
信号可以是光学信号，处理元件可以是至少反射一部分光学信号的反射镜，微电子机械部分以可移动的方式支持光反射镜，功能器件可执行光交换，即驱动电极控制光反射镜的角度，光反射镜可选择地输出所输入的光学信号。
在这种情况下，驱动电极可由透明导体组成，光反射镜可以是半透射的，衬底可由透明绝缘体形成，驱动器电路衬底可具有在不面对功能元件的那一侧包括光检测元件的光检测衬底。这样就能在利用这种光学器件进行光通信时，一直监控光学信号。因此，能够检测通过功能器件的光学信号的反常状态，和通信路径的中断等等。
用另一种方案，信号可以是光学信号，处理元件可以是用来从光学信号中，有选择地将任意波长的光分离出来的光学纤维，微电子机械部分可以用来回移动的方式支持光纤，随着功能器件的驱动电极控制光纤的位置，让光纤介入光学信号的通带，光纤便可从光学信号中有选择地分离任意波长的光，并输出分离的光。
用另一种方案，信号可以是电信号，处理元件可以是开关元件，当它变形时，将它的有电信号输入的输入端子连接至输出端子，驱动电极可使开关元件变形，以许可或禁止电信号施加至输出端子。
驱动器电路可以有一个晶体管阵列；连接至晶体管栅极的单根栅线或多根栅线；连接至晶体管源极的多根漏/源线；连接至晶体管的漏极和驱动电极的端子，其用于将加至漏极的电压施加至驱动电极；和漏/源驱动器电路，其用于有选择地向漏/源线输入信号。因此，即使光学开关采用多通道设计并具有较大的尺寸，电路部分也不会增大，因而进一步抑制了功能器件的增大。
根据本发明的另一功能器件包括：功能元件可移动支持结构，其具有功能元件，用于对入射到其表面的光的至少一部分进行处理，并输出被处理过的光；和微电子机械部分，其用于支持功能元件并控制功能元件的操作；和驱动器电路衬底结构，其安置在从功能元件可移动支持结构看没有提供功能元件的那一侧，并且具有绝缘体衬底和形成在该衬底上的驱动器电路，该驱动器电路用于控制微电子机械部分的操作。
根据本发明，提供有功能元件可移动支持结构，它具有功能元件和微电子机械部分；驱动器电路衬底结构安置在从功能元件可移动支持结构看没有提供功能元件的那一侧。因此，即使在功能器件采用多通道设计的情况下，也能够抑制因驱动器电路面积增加而导致的整个功能器件的增大。
由于驱动器电路是在驱动器电路衬底结构的绝缘体衬底上形成的，所以，在驱动器电路衬底结构与功能元件可移动支持结构之间少有集成化和物理上的未对准，因此，能够提高功能器件的可靠性并将低成本。再有，因为驱动器电路和微电子机械部分之间的距离能做得比较短，它们之间的互连也就能做得尽可能短，因此，保证了功能器件的小型化和它的可靠性的改进。
根据本发明的制造功能器件的方法包括步骤：在硅衬底上形成处理元件，和以可移动方式支持处理元件的微电子机械部分；在绝缘衬底上形成通孔；在绝缘衬底的第一侧形成第一电极，和在绝缘衬底的第二侧形成第二电极，第二电极经过通孔与第一电极相连；通过将处理元件和微电子机械部分接合至绝缘层，制备功能元件可移动支持结构；通过在衬底上形成驱动功能元件的驱动器电路，制备驱动器电路衬底；和以使驱动器电路被连接至第二电极的方式，将功能元件可移动支持结构接合至驱动器电路衬底。
根据本发明的驱动器电路，它被设置在具有多个功能元件的功能器件中，其中，每一功能元件对输入信号进行处理并输出被处理过的信号，并且，该驱动器电路驱动功能元件，所述驱动器电路包括：晶体管阵列；连接至晶体管栅极的单根栅极线或多根栅极线；连接至晶体管源极的多根漏/源线；连接至晶体管漏极和功能元件的端子，其用于将施加给漏极的电压施加给功能元件；和漏/源驱动器电路，其用于有选择地向漏/源线输入信号。
从以上可以看出，本发明能提供一种功能器件，即使采用多通道设计，它也能抑制功能器件的增大，确保成本降低和光学通信的改善。
附图说明
图1是表示根据本发明第一实施例的功能器件结构的透视图；
图2是经过反射镜元件11的X-X轴并垂直于反射镜框14表面横截的横截面图；
图3是表示反射镜元件11的放大平面图；
图4是表示根据实施例的光反射镜的电极布局图；
图5是一个等效的电路简图，表示驱动根据实施例的功能器件的单个光反射镜的四个反射镜元件开关部分；
图6是一个等效电路简图，表示根据实施例的功能器件的反射镜元件开关部分和驱动器电路部分结构；
图7是表示根据实施例功能器件的制造方法流程图；
图8A至8G是逐步横截面图，表示根据实施例的功能器件的制造方法；
图9A至9C是在图8G之后的逐步横截面图，表示根据实施例的功能器件的制造方法；
图10A至10D是逐步横截面图，表示怎样形成根据实施例的基底16；
图11A至11D是在图10D之后的逐步横截面图，表示怎样形成根据实施例的基底16；
图12A至12C是在图11D之后的逐步横截面图，表示怎样形成根据实施例的基底16；
图13A至13C是在图12C之后的逐步横截面图，表示怎样形成根据实施例的基底16；
图14A至14C是在图13C之后的逐步横截面图，表示怎样形成根据实施例的基底16；
图15A至15D是逐步横截面图，表示怎样形成根据实施例的另一基底16；
图16A至16D是在图15D之后的逐步横截面图，表示怎样形成基底16；
图17A至17C是在图16D之后的逐步横截面图，表示怎样形成基底16；
图18A至18B是在图17C之后的逐步横截面图，表示怎样形成基底16；
图19是表示根据修改实施例的反射镜元件的平面图；
图20是部分横截面图，表示根据本发明第二实施例的功能器件，所表示的是经过反射镜元件11的X-X轴并垂直于反射镜框14表面的横截面；
图21是部分横截面图，表示根据本发明第三实施例的功能器件，所表示的是经过反射镜元件11的X-X轴并垂直于反射镜框14表面的横截面；
图22是部分横截面图，表示根据本发明第四实施例的功能器件，所表示的是经过反射镜元件11的X-X轴并垂直于反射镜框14表面的横截面；
图23是部分横截面图，表示根据本发明第五实施例的功能器件，所表示的是经过反射镜元件11的X-X轴并垂直于反射镜框14表面的横截面；
图24是表示根据本发明第六实施例的功能器件的结构透视图；
图25是沿图24中的A-A线所作的横截面图；
图26是表示根据本发明第七实施例的功能器件的结构透视图；和
图27是沿图26中的A-A线所作的横截面图。
具体实施方案
下面将参考附图，具体地描述本发明的优选实施例。首先，讨论本发明的第一实施例。图1是表示根据实施例的功能器件的结构的透视图，图2是反射镜元件11的横截面图，图3是表示反射镜元件11的详细的结构的放大平面图，图4是表示光反射镜电极的布置的横截面图，图5是表示四个反射镜元件开关部分的等效电路，该开关驱动功能器件的单个光反射镜，以及图6是反射镜元件开关部分和驱动器电路部分的结构的等效电路图。注意，图2是经过图3所示的X-X轴横截，并垂直于反射镜框14的表面的横截面图。根据本实施例的功能器件是利用九个光反射镜排列为阵列的一光学开关，并且使用静电力作为驱动光反射镜的驱动力。
如图1所示，根据本实施例的光学开关或功能器件，具有驱动器电路衬底2和在驱动器电路衬底2上以分层形式提供的反射镜衬底1。驱动器电路衬底2和反射镜衬底1通过树脂层3连接在一起。连接元件32(参看图2)提供在树脂层3中，并且，树脂层3和连接元件32形成一接合层。反射镜衬底1至少提供有一个反射镜元件11，例如九个反射镜元件11，以矩阵形式布置(3行乘3列)。驱动器电路衬底2提供有驱动和控制反射镜元件11的电路，并且通过热固性粘合剂元类的树脂层3，连接至反射镜衬底1和连接元件32(参看图2)。
反射镜衬底1和驱动器电路衬底2具有近似平行六面体的形状，它们的一侧在长度上接近相等，而驱动器电路衬底2的另一侧长度稍长于反射镜衬底1的另一侧长度。这就在驱动器电路衬底2的表面上提供了不被反射镜衬底1覆盖的一区域，这里，例如提供有四个外部输入端口4。
如图2所示，反射镜衬底1提供有基底16，该基底由绝缘体或覆盖以绝缘体的硅形成，例如硅氧化物；绝缘体的衬托15，例如玻璃，它以预定的间隔被提供在基底16上；和反射镜元件11，它提供在衬托15上，借助于衬托15保持预定的间隔。如下面将要讨论的，每个反射镜元件11具有能够进行三维运动那样的结构。反射镜元件11和基底16通过衬托15，以预定间隔连接在一起(其中基底16提供有后面将要讨论的通过电极)，从而形成反射镜衬底1。
在基底16中形成通孔19a，并且，对于每个反射镜元件11，在通孔19a的上面，在基底16的上表面(在反射镜元件11的那一侧)，提供有四个以静电力驱动单个反射镜元件11的驱动电极17。在通孔19a的下面，在基底16的背面，提供有连接电极18。驱动电极17和连接电极18通过相关的通孔19a分别连接在一起，从而形成通过电极。焊料或锡(Sn)的导体19b填埋每个通孔19a中。Au(金)或焊料的连接凸块(块)31，提供在每个连接电极18的上表面。
如图3和4所示，反射镜元件11包括盘状反射镜本体12，可转动地支持反射镜本体12的环状支撑13，和反射镜框14。支撑13是支持反射镜本体12的微电子机械部分，作为可移动的处理元件。在反射镜框14上形成开孔14a。支撑13安排在反射镜框14的孔14a中，包括一个环13b，两个轴元件13c和两个轴元件13d。环13b安排在孔14a的里面，反射镜本体12安排在环13b的里面。
两个轴元件13c以其轴方向是X方向的方式，与反射镜框14的孔14a内壁耦连，并且可转动地支持环13b。因此，环13b通过可围绕X-X轴转动的两个轴元件13c，与反射镜框14耦连。两个轴元件13d以其轴方向是Y方向的方式，与环13b的内壁耦连，并且可转动地支持反射镜本体12。因此，反射镜本体12通过可围绕Y-Y轴可转动的两个轴元件13d与环13b耦连。结果，支撑13以X-X和Y-Y轴作为旋转轴可转动地支持反射镜本体12，它们分别在平行于反射镜框14上表面和彼此垂直的两个方向上，也就是在X方向和Y方向上延伸。这使得有可能在任何方向上为反射镜本体12定向，使反射镜本体12能够将来自光输入路径(未示)的输入光，在任意方向上输出至光输出路径(未示)。
反射镜本体12可以是完全地反射输入光的全反射型，例如，覆盖在衬底上的厚金属膜，或者是半透射型，它反射输入光的一部分并直接通过剩余的部分，例如，覆盖在透明衬底上的薄金属膜。
对于单个反射镜本体12，有四个驱动电极17提供在反射镜本体12下面的基底16上的区域中。在图3中，四个驱动电极17由符号“17a”至“17d”指示。反射镜驱动电极17b和17d安排在环13b相对于反射镜框14的旋转轴的下方，处于经过反射镜本体12的中心并垂直于基底16顶面的线的对称位置(此后，称为反射镜本体12的中心轴)。反射镜驱动电极17a和17c安排在相对于环13b的反射镜本体12的旋转轴的下方，处于反射镜本体12中心轴的对称位置。反射镜本体12，支撑13和反射镜驱动电极的17a至17d组成功能元件。
如图2所示，驱动器电路衬底2提供有绝缘体的衬底21。例如玻璃，并且在衬底21上提供有元件开关部分22，每个开关由薄膜半导体或薄膜加工备制的类似物构成。所提供的元件开关部分22在数量上等于驱动电极17。在衬底21上提供有驱动器电路部分23，它可选择地驱动元件开关部分22。覆盖元件开关部分22和驱动器电路部分23的绝缘层25提供在衬底21上。接触孔25a形成在绝缘层25中，其部位与元件开关部分22部位相应，导体25b填埋在接触孔25a中。导体25b连接至元件开关部分22的外电极(未示)。表面电极24提供在绝缘层25上表面的那些安排有相关接触孔25a的上面区域。表面电极24通过接触孔25a中的导体25b与外电极(未示)相连。
驱动器电路衬底2进一步提供有外部输入端口4(参看图1)，它们包括：输入端子，向其输入的是从外部控制电路(未示)向驱动器电路部分23输入的用于选择预定的元件开关部分22的信号和时钟信号等等；和输入端子，其用于接收驱动反射镜元件11的外加电压。
在面向驱动器电路衬底2的反射镜衬底1那一侧上提供的连接凸块(块)31分别紧靠面向反射镜衬底1的驱动器电路衬底2那一侧提供的表面电极24。焊料或导电粘合剂的连接元件32以覆盖连接凸块(块)31和表面电极24的方式被提供。相关的连接凸块(块)31和表面电极24通过压力焊接或类似方式连接在一起，并且为了加强，用有关的连接元件32覆盖其周围。基底16与绝缘层25之间的连接电极18，连接凸块(块)31，表面电极24和连接元件32的周围，填充以热固性粘合剂或类似物的树脂层3，以密封它们。
因为反射镜衬底1通过连接元件32和树脂层3层叠在驱动器电路衬底2上，所以反射镜衬底1的驱动电极17通过导体19b，连接电极18，连接凸块(块)31，连接元件32，表面电极24和导体25b，连接至驱动器电路衬底2的有关元件开关部分22。驱动电极17，导体19b，连接电极18，连接凸块(块)31，表面电极24，导体25b和元件开关部分32按列举的顺序，沿几乎是垂直的方向排列。
虽然所说明的实施例的连接凸块(块)31提供在各自的连接电极18上，并紧靠各自的表面电极24的上表面上，但是连接凸块(块)31也可与各自的连接电极18紧靠，而提供在各自表面电极24上。在这种情况下，连接元件32以覆盖连接凸块(块)31和连接电极18的方式形成。
虽然所说明的实施例的连接电极18直接提供在驱动电极17的下方，并在这些位置上与各自表面电极24相连，但表面电极24和连接电极18可安排在绝缘层25的任意位置上，并且基底16在驱动电极17与元件开关部分22之间的电气连接范围内是可靠的。
元件开关部分22由图5虚线区域内所示的等效电路构成。图5表示驱动单个光反射镜11的电路的等效电路。在元件开关部分22提供的是一个薄膜晶体管(TFT)53，它的栅极与栅线51相连。漏/源线52与TFT 53的源极相连，保持电容55和端子56在TFT 53漏极与地电极之间并联。当栅线51被禁止而使TFT 53被禁止时，保持电容55保持反射镜本体12的取向，它向驱动电极17提供电荷，以补偿由于自然放电的损失。保持电容55的电容量由栅线扫描频率和反射镜元件11的数目确定，必须这样来设置，即电量可保持至下一次栅线扫描。端子56包括TFT侧的端子和地电位侧的端子。前者TFT侧端子是元件开关部分的外电极，并与导体25b相连。如前所述，导体25b通过表面电极24，连接凸块(块)31，连接电极18和导体19b，与驱动电极17相连。端子56的地电位侧端子与反射镜本体12的地电极相连(参看图4)。
四个元件开关部分22形成一个单独的组，与共用栅线51相连，以驱动单个反射镜元件11。单个组中的各个元件开关部分22分别与驱动电极17a，17b，17c和17d相连。
如图6所示，多个元件开关部分22在根据本实施例的功能器件中按阵列形式布置。在反射镜元件11按m×n阵列布置的情况下，如上所述，由于驱动单个反射镜元件11需要四个元件开关部分22，所以元件开关部分22按m×4n阵列布置。因为反射镜元件11是按例如3×3矩阵列布置的，所以，元件开关部分22按阵列3×12布置。每一列的元件开关部分33与共用的漏/源线52。因此，在光学部件中有总数为4×n根漏/源线52。漏/源线52与漏/源线驱动器电路61的扫描列D/S1，D/S2，…，和D/S4n相连，该漏/源线驱动器电路61用于选择加至漏/源线52上的电压。
每一行中的元件开关部分22与共用的栅线51相连。因此，光学器件中有总数为m根共用栅线51。栅线51与栅线驱动器电路62的扫描行G1，G2，…，和Gm相连，该栅线驱动器电路62用于选择加至栅线51的电压。漏/源线驱动器电路61和栅线驱动器电路62构成控制和驱动元件开关部分22的驱动器电路部分23。另外，至少两个通道的外施电压产生部分63与漏/源线驱动器电路61相连。外施电压产生部分63通过漏/源线驱动器电路61将电压加至漏/源线52，它由外部功能器件提供。
下面将讨论根据本实施例的功能器件的操作。如图5和6所示，驱动器电路部分23的栅线驱动器电路62扫描并顺序地驱动扫描行G1，G2，G3，…，和Gm，此时，使得所有与单根栅线51相连的TFT 53同时接通。
外施电压产生部分63，响应从控制部分(未示)来的指令，向漏/源线驱动器电路61提供两个通道外施电压，用于控制任意方向上反射镜本体12的指向。漏/源线驱动器电路61从那些与驱动电极17a，17b，17c和17d相连的扫描列(例如，D/S1至D/S4)选择两个驱动电极，用于控制预定方向上反射镜本体12的指向，并将所选择的两个扫描列与外施电压产生部分63相连。结果，由外施电压产生部分63提供的两个通道外施电压分别加至所选的两个扫描列。因此，在与由栅线驱动器电路62施加有电压的单根栅线51相连接的，元件开关部分22的TFT 53当中，那些与由漏/源线驱动器电路61选择的两个漏/源线52相连接的TFT 53被允许(接通)，并且输入到漏/源线52的电压被加给相关元件开关部分22的端子56。例如，当栅线驱动器电路62将电压施加到扫描行G1，漏/源线驱动器电路61选择扫描列D/S1和D/S3，并将电压施加到那里时，位于扫描行G1和扫描列D/S1和D/S3交叉点的元件开关部分22被驱动。
通过漏/源线选择信号线(未示)，响应从控制部分(未示)来的指令，漏/源线驱动器电路61改变将与外施电压产生部分相连的两根扫描列，并将预定的电压加至两扫描列。漏/源驱动器电路61具有逻辑电路(未示)或电路，例如模拟开关(未示)，并且借助于逻辑电路或模拟开关或类似的，根据来自控制部分(未示)的时钟信号，改变将与外施电压产生部分63相连的漏/源线52，每四根线一组。结果，能够选择安排在同一行的一个四列中元件开关部分22的两根漏/源线52。
如图2所示，元件开关部分22的端子56(参看图5)的TFT侧端子，通过导体25b、表面电极24、连接凸块(块)31、连接电极18和导体19b，与驱动电极17相连接。因此，加到元件开关部分22端子56上的电压被加至驱动电极17。因为包含在一组四个元件开关部分22中的各个端子56，分别与驱动单个反射镜元件11的四个驱动电极17a，17b，17c和17d相连接，所以，给四个元件开关部分22的两个施加电压，也就是给从一组驱动电极17a，17b，17c和17d选择的两个驱动电极施加电压。
如图4所示，当预定电压加给驱动电极17b或17d，而反射镜本体12被看作地时，在反射镜本体12与驱动电极17b或17d之间产生静电力，以致反射镜本体12围绕着Y方向上延伸的旋转轴转动。因为反射镜本体12具有彼此垂直的旋转轴，并且总数为四的驱动电极17提供在相对于反射镜本体12中心轴互相对称的位置上，如前面所述，反射镜本体12通过将电压加至四个驱动电极17a，17b，17c和17d中的一个或两个驱动电极17，可在任意方向上从倾斜。在同时将电压加至两个驱动电极17的情况下，那两个驱动电极如从反射镜本体12中心轴所视的，是布置在彼此垂直的方向上。例如，它们是如图3所示的驱动电极17a和17b。没有电压同时加到驱动电极17a和17c。在上述方式中，反射镜本体12可在任意方向上被定向，反射任意方向上的输入光。
栅线驱动器电路62，根据从控制部分(未示)来的时钟信号，保持单个栅线51使能状态，直至完成对所有与栅线51连接的反射镜元件11的驱动。在与单根栅线51连接的最后一列(第4n列)的反射镜元件11的驱动完成之后，栅线驱动器电路62使下一栅线51接通，并且同样地执行前面提到的行操作。如此逐行地执行这一操作，直至最后一行，电压被加至那些TFT 53中的各个驱动电极17，这些TFT 53的栅极与指向反射镜本体12的同一栅线相连。所有提供在本实施例的光学开关的反射镜元件11都能用这种方式驱动的。
如上所述，以m×n阵列排列的光反射镜元件的驱动控制，可通过与从控制部分(未示)来的时钟信号进行扫描操作同步来实现。
虽然前述实施例已经给出这样的情况，即驱动电极17a，17b，17c和17d布置的方向，与轴元件13c和13d布置的方向，或者反射镜本体12旋转轴所在的方向是一致的，但这些方向也可以彼此不一致。例如，方向可以偏移，例如45°。
尽管连接电极18通过实施例的连接凸块(块)31和连接元件32的压力焊接，或者诸如此类，与表面电极24相连接，但是这种连接也可以通过BGA(球栅阵列(组件))实现，其中焊球提供在表面电极24或连接电极18上，以便将电极18和24连接在一起。
虽然外施电压产生部分63(参看图6)产生两个通道的电压，以便引起本实施例的最小反射镜驱动，但外施电压产生部分63也可以产生四个通道的电压，或等效于要连接的n列光反射镜的通道(也就是，4n通道)电压。在产生四个通道电压的情况下，下面这些功能，即从与单个元件开关部分22连接的漏/源线驱动器电路61的四根漏/源线52中，选择和连接两根漏/源线，以及改变和连接四根漏/源线52，是不要求的，这样，漏/源线驱动器电路61只需具有顺序改变每四根漏/源线52的功能就可以了。在外施电压产生部分63产生相当于n列的通道电压的情况下，控制部分在数量上提供相当于n列通道数(也就是，4n通道)的指令，但有选择地改变漏/源线驱动器电路61中的漏/源线52的功能，是完全不必要的。这只要求在驱动光学器件时扫描栅极线51，因此，使得有可能快速地实现对反射镜元件11阵列的全面控制。
虽然在所描述的实施例中，外施电压产生部分63是设置在驱动器电路衬底2外部的，但是，外施电压产生部分63也可设置在驱动器电路衬底2上的驱动器电路部分23中。
另外，虽然在所描述的实施例中，支撑13具有双环结构，但是，支撑13也可以是能转动反射镜本体12的光反射表面的旋转支撑弹簧，或球和座。
现在将描述根据本实施例的功能器件的制造方法。图7是表示根据本实施例的功能器件的制造方法的流程图，图8A至8G和9A至9C是表示根据本实施例的功能器件的制造方法的逐步横截面图。在根据本实施例的功能器件的制造方法中，先将反射镜衬底1和驱动器电路衬底2分别准备好，并且通过树脂层3连接在一起，制备功能器件。
下面将详细地讨论本方法，首先，如图7的步骤S1和图8A所示，制备好硅衬底11a。其次，刻蚀硅衬底11a，形成如图8B所示的反射镜元件11。反射镜元件11利用硅半导体处理技术，对沉积在硅衬底上的多晶硅薄膜，进行圆片加工而形成。
下一步，如图7步骤S2和图8C所示，驱动电极17在衬底16a的一侧形成，连接电极18在另一侧形成，将驱动电极17连接至连接电极18的通孔19a，在衬底16a中形成。这样就准备了基底16。形成步骤S2所示的基底16的详细方法，将在后面给出。
然后，如图7步骤S3和图8D所示，金(Au)线之类形成的连接凸块(块)31，以这样的方法形成，它们在高处变得平滑，连接元件32加在连接凸块(块)31的周围。
下一步，在图7的步骤S4和图8E中，制备绝缘板15a，例如玻璃。然后，如图8F所示，利用激光处理或类似方法，对板15a进行加工，以形成预定大小的开孔15b。结果，衬托15被制备好。
再往后，如图7步骤S5和图8G所示，在步骤S1所示的过程中所制备的反射镜元件11，以及提供有在步骤S2和S3所示的过程中已制备好的通过电极的基底16，通过在步骤S4所示的过程中所制备的衬托15，借助于附着力或静电力连接，以定位在预定位置的方式连接在一起，因而形成反射镜衬底1。
与此同时，从步骤S1至S5的过程往后，单独地制备驱动器电路衬底2，如图7步骤S6和图9A所示。这就是，由薄膜半导体或类似物组成的元件开关部分22，和驱动器电路部分23，利用常规薄膜处理方法，在绝缘衬底21例如玻璃上形成。然后，绝缘层25以覆盖元件开关部分22和驱动器电路部分23的方式形成。再以后，有待与元件开关部分22连接的接触孔25b在绝缘层25中形成，导体25b填埋在接触孔25b中。此后，表面电极24以与接触孔25a连接的方式，在绝缘层25的上表面形成。这就提供了驱动器电路衬底2。
下一步，如图7步骤S7和图9B所示，热固性粘合剂或类似物地树脂层3，被加到在步骤S6制备的驱动器电路衬底2上形成有表面电极24的那一侧。然后，如图9C所示，提供有连接凸块(块)31和连接元件32并在步骤S5所示的过程中制备的反射镜衬底1，和在步骤S6所示的过程中制备的驱动器电路衬底2，以将连接凸块(块)31紧靠表面电极24的方式，对准地一个叠在另一个上面，在使反射镜衬底1与驱动器电路衬底2彼此紧靠的方向上施加压力，并加热以固化树脂层3，从而将反射镜衬底1与驱动器电路衬底2连接在一起。这就产生了功能器件，如图7中的步骤S8所示。
虽然本实施例前面描述已经给出这种情况，即形成连接凸块(块)31(步骤S3)的过程是紧接在基底16(步骤S2)中形成通过电极的过程之后完成的，但前者过程也可紧接在形成反射镜衬底1步骤S5的过程之后完成。连接凸块(块)31可在驱动器电路衬底2的表面电极24上形成。在这种情况下，处理过程应当在制备驱动器电路衬底2(步骤S6)之后，立刻完成，树脂层3应当加在形成连接电极18的那一侧。
现在将详细描述形成图7步骤S2中所示基底16的方法。图10A至10D，11A至11D，12A至12C，13A至13C和14A至14C是表示如何形成基底16的逐步横截面图。图15A至15D，16A至16D，17A至17C，18A至18B是表示如何形成另一个基底16的逐步横截面图。
如图10A所示，准备好例如硅板16a。然后，如图10B所示，硅板16a被热氧化，以使硅板16a的表面上形成例如1μm厚度的硅氧化物层112。下一步，如图10C所示，具有开孔113a的光致抗蚀剂掩模113，在硅板16a的表面上形成。然后，如图10D所示，用光致抗蚀剂掩模作为掩模，使用CHF3和CF4进行活性离子刻蚀(RIE)，有选择地除去硅氧化物层112。
下一步，如图11A所示，光致抗蚀剂掩模113被除去。往下，如图11B所示，以硅氧化物层112作为掩模，使用SF6和CF4进行RIE，有选择地刻蚀出硅板16a，从而形成通孔19a。其次，如图11C所示，硅氧化物层112被HF(氢氟酸)除去。然后，如图11D所示，硅氮化物的绝缘层114，利用CVD(化学汽相淀积—译注)法在硅板16a的表面上形成。
再往下，如图12A所示，利用CVD法形成多晶硅层115，以便覆盖绝缘层114。多晶硅层115的厚度由考虑所得通孔部位的电阻和处理的负荷来确定，并可加以调整，例如，0.5至10μm，最好1至5μm。其次，如图12B所示，多晶硅层115的表面被热氧化，形成例如0.2至2μm厚度的硅氧化物层116。然后，如图12C所示，光致抗蚀剂掩模117在硅板16a的一侧形成，而光致抗蚀剂掩模118在硅板的另一侧以及通孔19a的内部形成。一片抗蚀剂用作光致抗蚀剂掩模117，自旋涂层的光致抗蚀剂用作光致抗蚀剂掩模118。
下一步，如图13A所示，以光致抗蚀剂掩模117和118作为掩模，使用CHF3和CF4进行RIE，有选择地刻蚀出硅氧化物层116。下一步，如图13B所示，光致抗蚀剂掩模117和118被除去。然后，如图13C所示，以硅氧化物层116作为掩模，使用SF6进行RIE，有选择地刻蚀出硅氧化物层115。
其次，如图14A所示，硅氧化物层116被HF(氢氟酸)除去，因此，剩下的多晶硅层115具例如0.3至8μm，更适当地为1至4μm的厚度。下一步，如图14B所示，多晶硅层115以磷(P)掺杂。结果，多晶硅层115变成N型的，电阻变得较低。此时因为磷(P)在硅氮化物的绝缘层14中不扩散，所以，绝缘层114的绝缘性能被保持。下一步，如图14C所示，将成为驱动电极17和连接电极18的金(Au)的互连图案111形成。由于导电的多晶硅层115这样在通孔19a的侧壁上形成，所以，驱动电极17和连接电极18被连接在一起。因此，基底16制备好。
装备有驱动电极17和连接电极18组成的通过电极的基底16，可用如图15A至15D，16A至16D，17A至17C，18A至18B所举例说明的另一种方法，进行制备。首先，例如，制备硅板16a。然后，如图15B所示，硅板16a被热氧化，在硅板16a的表面上形成例如1μm厚度的氧化层122。下一步，如图15C所示，具有开孔123a的光致抗蚀剂掩模123在硅板16a的表面上形成。然后，如图15D所示，以光致抗蚀剂掩模123作为掩模，使用CHF3和CF4进行RIE，有选择地刻蚀出硅氧化物层122。
其次，如图16A所示，硅氧化物层122被除去。下一步，如图16B所示，以硅氧化物层122作为掩模，使用SF6和CF4进行RIE，有选择地刻蚀出硅板16a，因而形成通孔19a。然后，如图16C所示，硅氧化物层122用HF(氧氟酸)除去。然后，如图16D所示，硅氮化物的绝缘层用CVD法在硅板16a表面上形成。
其次，如图17A所示，铜(Cu)层125，通过无电极电镀形成例如0.5至10μm的厚度。下一步，例如图17B所示，光致抗蚀剂掩模126在硅板16a的表面上形成，光致抗蚀剂掩模127在硅板16a的底侧以及通孔19a的内侧形成。一片抗蚀剂用作光致抗蚀剂掩模126，自旋涂层光致抗蚀剂用作光致抗蚀剂掩模127。下一步，如图17C所示，以光致抗蚀剂掩模126和127作为掩模，铜层123通过化学刻蚀，有选择地被刻蚀出来。
此后，如图18A所示，光致抗蚀剂掩模126和127被除去。然后，如图18B所示，将成为驱动电极17和连接电极18的金(Au)的互连图案128形成。由于无电极电镀铜层125这样在通孔19a的侧壁上形成，所以，驱动电极17和连接电极18之间的电气连接得到保证。因此，制备了基底16。
根据本实施例，多个TFT形成在具有绝缘表面的衬底上，并且，具有反射镜元件11的反射镜衬底1层叠在驱动器电路衬底2上，驱动器电路衬底2具有开关电路，驱动器电路，逻辑电路等等，这些部件以单片形式构成，而在反射镜衬底1与驱动器电路衬底上2之间保持电气连接。与反射镜衬底和驱动器电路衬底单独制备并通过柔性衬底或诸如此类进行连接的情况相比较，这种结构使得向反射镜元件11提供驱动和控制信号的互连尽可能地减少。例如，m×n阵列的光学开关，现有技术要求至少向外部单元提供包括接地互连在内的(4×m×n+1)个互连。根据本实施例，相比之下，甚至在外施电压产生部分提供数量上等于n列的通道数(也就是，4n通道)的情况下，互连数目可减至最少，即(4×n+m+1)。这有可能使布置互连线的面积减少，尺寸减少，功能器件小型化和它的可靠性改进。另外，能够用单个驱动器电路都驱动所有的反射镜元件，而不必要提供与反射镜元件相同数目的驱动器电路部分。因此，甚至在由于光学开关的多通道设计和大尺寸设计而增加反射镜元件数量的情况下，电路部分不必增大，因此，使得能够抑制光学器件的扩大。
另外，在具有绝缘表面的衬底上形成的多个TFT，可允许以低成本制备光学器件。而且，因为光学器件是通过各自的过程，制备反射镜衬底和驱动器电路衬底，并将一个衬底层叠在另一个衬底上而构成，所以，能够使制备衬底的过程和两个衬底的性能最佳化。
在作为本发明优先权基础的在本发明申请之后公开的日本专利公报2002-189178中，描述了以单片电路形式在半导体衬底上形成MEMS元件驱动电路、绝缘层和MEMS元件的技术。然而，在日本专利公报2002-189178中描述的技术不能在生产过程中独立地评估MEMS元件驱动电路和MEMS元件的特性，而且它只能够在生产过程的最后一阶段确定器件作为一个整体是否是符合要求的。这导致器件产量的降低。根据本实施例，由于反射镜衬底和驱动器电路衬底是在分开的处理过程中制备的，所以在制造过程中反射镜衬底和驱动器电路衬底可以独立的评估，并能够优化制备两种衬底的过程和它们的特性。这在提高产量方面是有利的。
现在将讨论实施例的修改。图19是表示根据修改的反射镜元件的平面图。前述实施例已给出这种情况，即四个驱动电极17a至17d相对于反射镜本体12的中心轴，布置为四元彼此二次对称。在修改中，驱动电极17e，17f和17g相对于反射镜本体12的中心轴，布置为彼此三元对称，如图19所示。在修改的功能器件中，开关元件部分22的数目等于提供的驱动电极17的数目。驱动电极17e至17g分别与开关元件部分22相连，以便将预定的电压加至各自的驱动电极。修改的其他结构与第一实施例的结构相同。
由于修改的反射镜本体12与第一实施例相同，也是接地的，所以，跟随施加至驱动电极17e至17g的电压，在驱动电极17e至17g与反射镜本体12之间产生静电力。当电压施加至驱动电极17e，或者相等的电压施加至驱动电极17f和17g时，在加了电压的驱动电极与反射镜本体12之间产生静电力，引起反射镜本体12围绕在X方向上延伸的旋转轴转动。这就是说，反射镜本体12与环13b一起转动，以轴元件13c为旋转轴。另一方面，当电压加至驱动电极17e和17f，或电压加至驱动电极17e至17g时，反射镜本体12相对于环13b转动，以轴元件13c为旋转轴。向驱动电极17e施加电压的理由是抵消由静电力所产生的在旋转力矩X方向上的旋转轴分力，这是需要的，因为这个分力使驱动电极17f和17g偏离X轴。驱动电极17f和17g偏离X轴的量L，由等式L＝r×sinθ给出，在这里，r是从X轴和Y轴的交点到驱动电极中心的距离，θ是交点和中心的连线与X轴形成的角度(θ＝30°，在三元对称情况下)。
在修改中，由于反射镜本体12具有相互垂直的旋转轴，三个驱动电极17提供在相对于反射镜本体12的中心轴三元对称的位置上，所以，通过将电压加至三个驱动电极17e，17f和17g之一个或两个，反射镜本体12可以在任意方向倾斜。与第一实施例相比较，修改能够减少驱动电极17和开关元件部分22的数量。
利用同样的设想，这里的驱动电极的数量是五个或更多，通过使每个驱动电极产生的静电力分解为各个旋转轴的分量，并控制这些分量，使反射镜本体12能在任意方向上倾斜。在这种方法中，反射镜本体12能够定向在任何方向上，以在任意方向上反射输入光。
下面将讨论本发明的第二实施例。图20是表示根据本实施例的功能器件的部分横截面图，所表示的横截面是经过反射镜元件11的X-X轴(见图2)并垂直于反射镜框14的表面而作出的。实施例的功能器件，与根据第一实施例的功能器件类似，它是一个光学开关，该开关利用光反射镜并利用静电力作为驱动光反射镜的驱动力。但应注意与第一实施例的功能器件的不同，第一实施例的功能器件具有在带绝缘表面的衬底21上形成多个TFT所制备的驱动器电路，而根据本实施例的功能器件利用电路衬底，该衬底具有制备在硅或诸如此类的半导体衬底表面上的驱动器电路。
如图20所示，根据本实施例的功能器件包括反射镜衬底1和驱动器电路衬底2a。在驱动器电路衬底2a中，与第一实施例的驱动器电路衬底2不同，由薄膜过程制造的晶体管构成的每个元件开关部分22a，被提供在硅或诸如此类的半导体衬底26的表面上。所提供的元件开关部分22a的数量等于驱动器电路17，有选择地驱动元件开关部分22a的驱动器电路部分23a提供在衬底26上，与第一实施例相同。氧化物膜(未示)提供在元件开关部分22a和驱动器电路部分23a上。表面电极24a提供在元件开关部分22a上。注意，氧化物膜的一部分被除去，以便元件开关部分22a连接至各自的表面电极24a。表面电极24a提供在与反射镜衬底1的连接电极18相应的位置上。与第一实施例中相同，表面电极24a和连接电极18可在氧化膜(未示)和基底16上，在驱动电极17与元件开关部分22a之间电气连接得到保证的范围内的任意位置上安排。
第二实施例的反射镜衬底1的结构与第一实施例的反射镜衬底1(见图2)的结构相同。根据本实施例的功能器件的其他结构，与根据第一实施例的功能器件的相应结构相同。
下面将讨论根据本实施例的功能器件的操作。已经在元件开关部分22a产生的电压；被施加至表面电极24a。如同第一实施例，因为表面电极24a通过相关的连接电极18，连接至相关的驱动电极17，所以，在驱动电极17与反射镜本体12之间产生静电力，从而控制反射镜本体12的方向。根据本实施例的功能器件的其他操作部分，与根据第一实施例的功能器件的那些操作相同。
除第一实施例的优点之外，第二实施例还有这样的优点，即由于驱动器电路制备在硅或诸如此类的半导体衬底上，所以，能够得到快速和高电压的元件开关部分和驱动器电路部分。由于现有的逻辑电路和操作电路可包括在内，所以，驱动器电路可具有较多的功能和较高的性能。
虽然驱动器电路能形成在半导体衬底和MEMS元件上，例如反射镜元件，能以单片形式在驱动器电路上形成，但这种方法不能在制造期间评价驱动器电路和MEMS元件的特性，在制造过程最后一步之前，不可能确定器件是否满意。相比之下，根据本实施例，反射镜衬底和驱动器电路衬底是分别制备的，这些衬底可独立地评价。因此，功能器件的总产量变得很高。
如在前面所描述的日本专利2002-189178中，当驱动器电路可以形成在半导体衬底上的同时，而MEMS元件如反射镜元件，可以按单片电路的形式形成在驱动器电路上，这种方法不允许在生产过程中评估驱动器电路和MEMS元件，而且在生产过程的最后一阶段之前，它不能确定器件是否符合要求。根据本实施例，形成对比，反射镜衬底和驱动器衬底是可以分开制备的，因此这些衬底是能够独立地评估的。因此功能器件的总产量增高。
下面将讨论本发明的第三实施例。图21是表示根据本实施例的功能器件的部分横截面图，所表示的横截面是经过反射镜元件11的X-X轴(见图2)并垂直于反射镜框14的表面作出的。实施例的功能器件，与根据第一实施例的功能器件类似，它是一个光学开关，该开关利用光反射镜并利用静电力作为驱动光反射镜的驱动力。但应注意与第一实施例的不同，第一实施例的功能器件具有在带绝缘表面的衬底21上形成多个TFT所制备的驱动器电路，而根据本实施例的功能器件利用电路衬底，该衬底具有这样制备的驱动器电路，即在绝缘衬底上提供多个半导体芯片，无源元件等等，互连这些元件，然后模制最后的结构。
如图21所示，根据本实施例的功能器件包括反射镜衬底1和驱动器电路衬底2b。驱动器电路衬底2b在元件开关部分和驱动器电路部分的结构上，不同于第一实施例的驱动器电路衬底2。根据本实施例，单个或多个电路芯片28，例如半导体集成电路和无源电路元件，安装在陶瓷，环氧树脂或诸如此类的绝缘衬底27上，于是构成元件开关部分22b。当元件开关部分提供的数量与驱动器电路17相同时，单个元件开关部分22b可提供在单个绝缘衬底27上。绝缘衬底27安装在基底16上，并通过绝缘树脂层3b模制。通过电极类似于第一实施例的通过电极，提供在基底21b上，表面电极24b在这里形成，以便通过焊线或诸如此类，将绝缘衬底27上的元件开关部分22b连接至表面电极24a。
与第一实施例中相同，表面电极24b和连接电极18可布置在基底21b和基底16上的在驱动电极17与元件开关部分22b之间电气连接得到保证的范围内的任意位置上。有选择地驱动元件开关部分22b的驱动器电路部分23b，如同第一实施例，提供在衬底21b上。
第三实施例中反射镜衬底1的结构与第一实施例中反射镜衬底1(见图2)的结构相同。根据本实施例的功能器件的其他结构，与根据第一实施例的功能器件的结构相同。
下面将讨论根据本实施例的功能器件的操作。已在元件开关部分22b上产生的电压经通过电极加至表面电极24b。如同第一实施例，由于表面电极24b通过相关的连接电极18，与相关的驱动电极17相连，所以，在驱动电极17与反射镜本体12之间产生静电力，从而控制反射镜本体12的方向。根据本实施例的光学器件的其他操作，与根据第一实施例的功能器件的那些操作相同。
除了第一实施例的优点之外，第三实施例还有一个优点，即由于驱动器电路是用多个电路芯片制备的，所以能获得高电压的元件开关部分和驱动器电路部分。另外，制备驱动器电路时，不需要复杂的薄膜处理过程，这会带来降低驱动器电路的成本这一优点。
下面将讨论本发明的第四实施例。图22是表示根据本实施例的功能器件结构的部分横截面图，所表示的横截面是经过反射镜元件11(见图2)的X-X轴并垂直于反射镜框14的表面而作出的。本实施例的功能器件与第一实施例的功能器件类似，是一种光学开关，它利用光反射镜并利用静电力作为驱动光反射镜的驱动力。但应注意，与第一实施例的功能器件的不同之处在于：形成在基底16底侧的连接电极18，与驱动器电路衬底2的表面电极24之间的电气连接，是通过连接凸块31和连接元件32来保证的，驱动器电路衬底2的表面电极24是反射镜元件11的驱动电极。
如图22中所示，根据本实施例的功能器件包括反射镜衬底1a和驱动器电路衬底2。反射镜衬底1a与根据第一实施例的反射镜衬底1(见图2)的不同之处在于：驱动电极17，基底16，连接电极18和连接凸块31是层叠在一起的。根据第四实施例的功能器件与根据第一实施例的功能器件的不同之处在于：树脂层3和连接元件32被省去。本实施例的驱动器电路衬底2的结构，与第一实施例(见图2)的驱动器电路衬底2的结构相同。根据本实施例的功能器件的其他结构，与根据第一实施例的相应结构相同。
下面将讨论根据本实施例的功能器件的操作。已经在元件开关部分22中产生的电压，通过接触孔25a中的导体25b，被施加至表面电极24。在表面电极24和反射镜本体12之间产生静电力，从而控制反射镜本体12的方向。也就是说，本实施例中的表面电极24用作第一实施例中的驱动电极17。根据本实施例的功能器件的其他部分的操作，与根据经一实施例的功能器件的相应操作相同。
除了第一实施例的优点以外，第四实施例还有一个优点，即可以去掉驱动电极17，基底16，连接电极18，连接凸块31，树脂层3和连接元件32。这能简化光学器件的结构，并降低生产成本。也能够去掉一些处理过程，例如在连接电极18上形成连接凸块31，以保证电极之间的电气连接以及连接电极18与表面电极24之间的定位，这些省略使成本进一步降低。
下面将讨论本发明的第五实施例。图23是表示根据本实施例的功能器件结构的部分横截面图，所表示的横截面是经过反射镜元件11(见图2)的X-X轴并垂直于反射镜框14的表面而作出的。本实施例的功能器件与第一至每四实施例的功能器件类似，是一种光学开关，它利用光反射镜并利用静电力作为驱动光反射镜的驱动力。
如图23中所示，根据本实施例的功能器件包括反射镜衬底1b和驱动器电路衬底2。反射镜衬底1b与第四实施例的反射镜衬底1a(见图22)的不同之处在于：反射镜本体12被以半透明反射镜本体82替换。这就是说，反射镜本体82反射部分输入光，并让剩余部分的光直接通过。例如在透明衬底上形成薄的涂层，为反射镜本体82所用。
驱动器电路衬底2c与第四实施例中的驱动器电路衬底2(见图22)的不同之处在于：透明绝缘体如玻璃的透明衬底21c被用来替换衬底21。除此之外，透明绝缘层25c被用来替换绝缘层25。再有，ITO(铟锡氧化物)的透明的表面电极84被用来替换表面电极24。另外，具有光电检测元件83的光电检测衬底81，例如PIN型光电二极管或雪崩光电二极管，被提供在驱动器电路衬底2c的透明衬底21c的底侧(即不安排元件开关部分22的那一侧)。光电检测元件83处于反射镜本体82的正下方，并具有光接收表面，其面积大致等同于反射镜本体82的面积。根据本实施例的功能器件的其他结构，与根据第四实施例(见图22)的相应结构相同。
下面将讨论根据本实施例的功能器件的操作。在元件开关部分22中已经产生的电压，经过接触孔25a中的导体25b，被施加至透明的导电表面电极84。在透明的导电表面电极84与反射镜本体82之间产生静电力，从而控制反射镜本体82的方向。这就是说，本实施例中的透明的导电表面电极84用作第四实施例中的驱动电极24。入射至反射镜本体82的部分光线被反射，剩余的部分则被发送。发送的光经过透明的导电表面电极84，透明的绝缘层25c和基底21b，到达光电检测元件83的光接收表面。根据本实施例的功能器件的其他操作，与根据第一实施例的功能器件的相应操作相同。
由于透明的导电表面电极84在第五实施例中用作驱动电极。它产生与反射镜本体82有关的静电力，所以本实施例能保证与第四实施例中相同的操作。由于反射镜本体是半透明的，驱动电极是透明的电极84，使用透明绝缘体如玻璃的基底21b，所以，部分输入光被输入至提供在光电检测衬底81上的光电检测元件83。结果，通过驱动反射镜本体82，使输入光指向预定方向时，部分输入光能被输入至光电检测元件83。
因此，除了具有第四实施例的优点之外，本实施例还有这样的优点，即在通信期间，能通过光电检测元件83经常监测光学信号的强度。所以，能够检测经过光学开关的光学信号的异常情况，和例如通信路径中断之类的故障。这样能保证光学路径在通信中的安全，改进通信网络的质量和可靠性。
下面将讨论本发明的第六实施例。图24是表示根据本实施例的功能器件结构的透视图，图25是沿图24的A-A线所作的横截面图。根据本实施例的功能器件利用可变波长滤光器并利用静电力作为驱动可变波长滤光器的驱动力。
如图24中所示，根据本实施例的功能器件具有层叠在驱动器电路衬底2上的滤光器衬底91。滤光器衬底91提供有基底96，其上安排至少一个可变波长滤光器元件部分例如六个可变波长滤光器元件部分92排成阵列。可变波长滤光器元件部分92通过刻蚀硅衬底，或利用硅半导体处理技术对沉积的薄膜进行三维处理，而制备。每一可变波长滤光器元件部分92包括滤光器元件95，用于支持滤光器元件95的可移动驱动器93和定片94。可用作滤光器元件95的滤光器包括使用厚度连续变化的多介电层的滤光器，和相对的反射表面之间的空隙变化的法布里-珀罗(Fabry-Perot)滤光器。图24表示提供使用多介电层的滤光器的情形。
在用多介电层作为滤光器元件95的情况下，驱动器93的运动方向垂直于输入光输入的方向。例如，如果输入光B在图24中的Y方向输入，驱动器93的运动方向就是X方向。如果使用改变相对的反射面之间空隙的法布里-珀罗滤光器(未示)，驱动器93的运动方向与输入光的入射方向平行，例如，当输入光B在Y方向输入时，驱动器93的运动方向就是Y方向。
驱动器93和定片94两者都具有梳齿状电极，并被相互成套地安排。驱动器93由固定在滤光器衬底91的基底96上的片簧(未示)支持，并与基底96分离。驱动器93和定片94的形状不局限于图24中所示的梳齿形状，而是可以采用各种形状，只要驱动器93在预定方向被驱动，例如，使用多介电层滤光器时，与光的入射方向垂直，或使用法布里-珀罗滤光器时，与光的入射方向平行。
如在图25中所示，与驱动器93相连的驱动电极97a和与定片94相连的驱动电极97b，被提供在基底96的表面上(在安排有可变波长滤光器元件部分92的那一侧)。通孔96a形成在基底96中，处于驱动电极97a和97b的下方。驱动电极98和定片电极99被提供在基底96的背面(没有安排可变波长滤光器元件部分92那一侧)，处于通孔96a的下面。连接凸块31被安排在驱动电极98和定片电极99的表面上。驱动电极98和定片电极99通过填埋在通孔96a中的有关导电元件96b，分别连接至驱动器93和定片94。每一驱动电极98通过片簧(未示)连接至相关的驱动器93。虽然上述实施例已给出的情况是，图25中的本实施例的驱动器电路衬底2的结构与第一实施例中的驱动器电路衬底的结构相同，但驱动器电路衬底2也可以与第二实施例中的驱动器电路衬底2a，或第三实施例中的驱动器电路衬底2b相同。
滤光器衬底91通过树脂层3层叠在驱动器电路衬底2上。更具体地说，与提供在驱动器电路衬底2表面上的元件开关部分22的电极相连的表面电极24，在电气上与提供在滤光器衬底91底侧的有关驱动器电路98和定片电极99相连。
连接凸块(块)31分别紧靠表面电极24，焊料或导电粘合剂的连接元件，以覆盖连接凸块(块)31和表面电极24的方式被提供。有关的连接凸块(块)31和表面电极24通过压力焊接或诸如此类，连接在一起，并利用有关的连接元件32覆盖在周围，起加强作用。热固性粘合剂或诸如此类的树脂层3填充在基底96和绝缘层25之间的驱动器电路98，定片电极99，连接凸块(块)31，表面电极24和连接元件32的周围，以密封它们。
虽然所例举的实施例，具有分别提供在驱动器电路98和定片电极99的顶表面上并分别紧靠表面电极24的连接凸块31，但是，连接凸块31也可以分别以紧靠驱动器电路98和定片电极99的方式，分别提供在表面电极24上。在这种情况下，连接元件32以覆盖连接凸块31，驱动器电路98和定片电极99的方式形成。
虽然所例举的实施例具有分别安排在驱动器93和定片94正下方，并在这个位置分别与表面电极24相连的驱动器电路98和定片电极99，但是，驱动器电路98和定片电极99以及表面电极24，也可以安排在基底96的底侧和绝缘层25的顶表面的任意位置上，只要在驱动器电路98和定片电极99与表面电极24之间的电气连接得到保证就可以。
下面将讨论根据本实施例的功能器件的操作。因为操作类似于第一实施例，所以预定的元件开关部分22通过接触孔25a进行选择，并将电压加至表面电极24。虽然第一实施例需要四个元件开关部分22驱动单个反射镜元件11，但是第六实施例只需要最少的两个元件开关部分22，用来驱动单个可变波长滤光器元件部分92。
为了驱动预定可变波长滤光器元件部分92，与这个可变波长滤光器元件部分92相对应的元件开关部分22的栅极被使能(接通)，将从外施电压产生部分63(见图6)来的电压加至定片电极99和驱动器电路98，如同第一实施例。施加至驱动器电路98的电压，通过导电元件96b和驱动器电路97a加至驱动器93。施加至定片电极99的电压，通过导电元件96b和驱动器电路97b加至定片94。由于具有梳齿状电极的驱动器93和定片94是彼此成套地安排的，所以，在驱动器93和定片94之间，产生静电力。这个力使驱动器93按照加在定片电极99与驱动器电路93之间的电压，在X方向上移动。
因此，耦联至驱动器93的滤光器元件95按照驱动器93的运动而运动。结果是滤光器元件95介入输入光B的路径。由于滤光器元件95是由介电的多层形成的，所以，在Y方向输入的、能通过滤光器元件95的输入光B的成分的波长，被限制为特定的波长。因为滤光器元件95的形状是在X方向的厚度有斜坡，所以滤光器元件95在X方向的运动，改变能通过滤光器元件95的光的波长。这使得有能够提供有选择地让含有任意波长的输入光B的成分通过的滤光能力。还有，在光学器件中提供多个可变波长滤光器元件部分92，能提供具有多通道滤光器的光学器件。
虽然上述实施例已给出的情况是电压被施加到定片94和驱动器93的每一者，但是，对驱动器93的驱动，只要求在定片94和驱动器93之间施加电位差。因此，即使定片94接地，驱动器93上加有预定的电压，也可能进行与定片94和驱动者93两者都加有电压的情况下的操作等效的操作。既然是这样，连接至定片94的开关部分22就可以省去，因而进一步简化了功能器件的结构。
根据配置有多通道滤光器的功能器件的适用实施例，能够尽量减少向可变波长滤光器元件部分92提供驱动和控制信号所需用的互连。这就能保证光学器件的小型化和高可靠性。也能够不必提供与可变波长滤光器元件部分同样数量的驱动器电路部分，而用单个的驱动器电路部分驱动所有的可变波长滤光器元件部分。因此，即使可变波长滤光器元件部分采用多通道设计，电路部分也不会变得更大，也就能够抑制功能器件的增大。还有，驱动器电路是通过在衬底上形成多个FTF而制备的，所以能以低成本制备驱动器电路。再说，因为功能器件是在分开的处理过程中制备滤光器功能元件和驱动器电路衬底，再将它们层叠起来而构成的，所以，能够使滤光器功能元件和驱动器电路衬底的制备过程以及它们的性能最佳化。
下面将讨论根据本发明的第七实施例。图2b是表示根据本实施例的功能器件结构的透视图，图27是沿图26中A-A线的横截面图。根据本实施例的功能器件采用RF微电子机械开关，并利用静电力作为驱动力，去驱动这个开关。
如在图26和27中所示，根据本实施例的功能器件，具有层叠在驱动器电路衬底2上的开关衬底161。基底1616被提供在开关衬底161上，开关衬底161上至少设置一个开关元件部分，例如六开关元件部分1611阵列。开关元件部分1611用硅半导体加工工艺，通过刻蚀硅衬底或对沉积的多晶硅薄膜进行三维加工，制备而成。
在开关元件部分1611中，衬托1615被提供在基底1616上，柔性悬臂梁杠杆1612被提供在衬托1615上。悬臂梁杠杆1612具有平行六面体形状，它的长度方向平行于基底1616延伸。悬臂梁杠杆1612的一个端部1612a被支持在衬托1615上，而另一端部1612b则不被支持。一个电触点1628被提供在端部1612b的底表面，结果是悬臂梁杠杆1612支持电触点1628。一个电触点1629被提供在基底1616上。电触点1629被安排的位置是，当悬臂梁杠杆1612变形而使端部1612b向下位移，电触点1628下落时，电触点1629与电触点1628接触。再有，触点1629形成RF(射频)输入端口，RF输入信号由此输入，而触点1628形成RF输出端口。
如图27中所示，驱动电极1617a和1617b被提供在基底1616。驱动电极1617c被提供在悬臂梁杠杆1612上，并被连接至基底1616上的驱动电极1617b。因此，驱动电极1617a和驱动电极1617c之间被安排有一个预定的由悬臂梁杠杆1612和衬托1615形成的间隔。通过19a被形成在基底1616中，处于驱动电极1617a和1617b的下面。驱动电极1617a和1617b经过通孔19a被连接至电极18，因而形成通过电极。焊料的导体19b，锡(Sn)或类似物可填入通孔19a。还有，Au(金)的连接凸块(块)31或焊料被提供在连接电极18的表面。
驱动器电路衬底2和树脂层3的结构与第一实施例的相同。特别是，开关衬底161是经过树脂层3层叠在驱动器电路衬底2上的。具体地说，与元件开关部分22的电极连接的表面电极24电连接至提供在开关衬底161底侧的有关连接电极18。连接凸块(块)31在表面电极24上，焊料或导电粘合剂的连接元件32的提供方式是覆盖连接凸块31和表面电极24。有关的连接凸块31和表面电极24通过压焊或类似方法连接在一起，并以有关的连接元件32覆盖于周围，起加强作用。热固粘合剂或类似物的树脂层3充满连接电极18，连接凸块31，表面电极24和基底1616与绝缘层25之间的连接元件32的周围，将它们密封。
虽然图示实施例的连接凸块31提供在有关连接电极18的顶部表面，并紧靠在有关表面电极24上，但连接凸块31也可提供在有关表面电极24上，并紧靠有关连接电极18。在这种情况下，连接元件32以覆盖连接凸块31和连接电极18的方式形成。
虽然上述实施例的连接电极18直接提供在驱动电极1617a和1617b，并在那些位置上被连接至有关的表面电极24，但连接电极18和表面电极24也能安排在基底1616底侧和绝缘层25表面的任意位置上，只要确保两个电极之间的电连接。
虽然上述实施例的给出的情况是，实施例中的驱动器电路衬底2的结构与第一实施例中的驱动器电路衬底2的结构相同。但驱动器电路衬底2也可与第二实施例中的驱动器电路衬底2a，或第三实施例中的驱动器电路衬底2b相同。
下面将讨论根据本实施例的功能器件的操作。通过与第一实施例的操作相同的操作，选择一个预定的元件开关部分22，并通过接触孔25a向表面电极24施加电压。虽然第一实施例要求4个元件开关部分22驱动单个反射镜元件11(见图2)，但第七实施例需要最少的两个元件开关部分22驱动单个元件开关部分1611。
所选择的元件开关部分22的栅极被使能(接通)从外施电压产生部分63(见图6)向连接电极18a和18b施加电压。施加至连接电极18a的电压，被施加至驱动电极1617a。施加至连接电极18b的电压，通过驱动电极1617b施加至1617c。这会在驱动电极1617a和驱动电极1617c之间产生静电力，因此使悬臂梁杠杆1612变形，其端部1612b向下偏移。结果，电触点1628与电触点1629接触，使RF输入信号被输出至RF输出端口。当停止给驱动电极1617a和驱动电极1617c施加电压时，悬臂梁杠杆1612由于其本身的恢复力，返回至图27中所示的静态位置。
彼此分离的两个电触点1629，可提供在基底1616上，分别作为RF输入端子和RF输出端子，结果是当这两个触点进而与电触点1628接触时，RF输入端子被连接至RF输出端子。
这个实施例能实现RF开关，其有选择地许可或禁止RF输入信号输出至输出端口。另外，带有多个开关元件部分1611的功能器件能产生带有多信道开关的功能器件。
虽然上述实施例给出的情况是，施加给驱动电极1617a和驱动电极1617c两者是电压，但开关元件部分1611的驱动，也可只要求在驱动电极1617a和1617c之间施加电位差。所以，驱动电极1617c可以接地，而预定电压可施加至驱动电极1617a，或者地电位加至驱动电极1617a，而预定电压则加至1617c。在这种情况下，也能够进行与电压加至两个驱动电极时的操作等效的操作。这样，将被连接至驱动电极1617c的开关部分22可以省去，因而进一步简化功能器件的结构。
根据适用于备有多信道开关的功能器件的实施例，能够尽量地减少用于向开关元件部分供给驱动和控制信号的互联。这能保证光学器件的小型化和高可靠性。也有可能驱动全部开关元件部分，但不必提供与开关元件部分数目相同的驱动器电路部分，而只用单个驱动器电路部分。因此，即使开关元件部分采用多通道设计，电路部分也不会变得更大，从而有可能抑制功能器件的增大。另外，因为功能器件是通过在衬底上形成多个TFT而制备的，所以功能器件能以低成本制备。还有，因为功能器件是通过以单独的处理过程准备好开关功能元件和驱动器电路衬底，再将它们一个层叠于另一之上而构成的，所以，能够使制备开关功能元件和驱动器电路衬底的过程，以及它们的性能，达到最佳化。

Claims (33)

1.一种功能器件，其中包括：
多个功能元件，其中每一功能元件处理输入信号，并输出被处理过的信号；
驱动器电路衬底，其具有衬底和提供在所述衬底上的驱动器电路，其用于驱动所述功能元件；和
接合层，其具有由绝缘材料形成的绝缘层，所述接合层将所述功能元件接合至所述驱动器电路衬底；和形成在绝缘层中的连接端子，其用于将所述功能元件连接至所述驱动器电路。
2.根据权利要求1所述的功能器件，其特征在于进一步包括输入/输出端子，其用于将所述驱动器电路连接至外部电路，其中，所述输入/输出端子的数目小于所述连接端子的数目。
3.根据权利要求1所述的功能器件，其特征在于所述衬底由绝缘材料形成。
4.根据权利要求1所述的功能器件，其特征在于所述衬底由半导体材料形成，并且，所述驱动器电路形成在所述衬底的表面上。
5.根据权利要求1至4之任一项所述的功能器件，其特征在于每一所述功能元件包括：
处理元件，其用于处理所述输入信号；
微电子机械部分，其用于以可移动方式支持所述处理元件；和
驱动电极，其通过在所述驱动电极和其上加有来自所述驱动器电路的电压的所述处理元件之间产生静电力，使所述处理元件移动。
6.根据权利要求5所述的功能器件，其特征在于每一所述功能元件包括至少3个驱动电极。
7.根据权利要求5所述的功能器件，其特征在于所述信号是光学信号，所述处理元件是至少反射一部分所述光学信号的光反射镜，所述微电子机械部分以可转动的方式支持所述光反射镜，随所述驱动电极控制所述光反射镜的角度以及所述光反射镜有选择地输出所述光学信号输入，所述功能器件执行光交换。
8.根据权利要求7所述的功能器件，其特征在于所述驱动电极由透明导体组成，所述光反射镜是半透明的，所述衬底由透明绝缘体形成，所述驱动器电路衬底包括光检测衬底，所述光检测衬底包含处于不面对所述功能元件的那一侧的光检测元件。
9.根据权利要求5所述的功能器件，其特征在于所述信号是光学信号，所述处理元件是滤光器，其用于从所述光学信号中有选择地分离出任意波长的光，所述微电子机械部分以可来回活动的方式支持所述滤光器，随着所述功能器件的所述驱动电极控制所述滤光器的位置，使所述滤光器介入所述光学信号的通带，所述滤光器从所述光学信号输入中有选择地分离出任意波长的光，并输出所述分离出的光。
10.根据权利要求5所述的功能器件，其特征在于所述信号是电信号，所述处理元件是开关元件，其变形时，将输入所述电信号的输入端子连接至输出端子，所述驱动电极使所述开关元件变形，以选择许可或禁止向所述输出端子提供所述电信号。
11.根据权利要求5所述的功能器件，其特征在于每一所述功能元件包括第二电极，其被安排在所述功能元件的面对所述驱动器电路衬底的那一侧，并被连接至所述驱动电极，所述驱动器电路衬底具有第三电极，其被安排在所述驱动器电路衬底的面对所述功能元件的那一侧，并被连接至所述驱动器电路，所述第二电极和所述第三电极通过有关的连接端子连接在一起，所述驱动电极通过所述第二和第三电极被连接至所述驱动器电路。
12.根据权利要求11所述的功能器件，其特征在于所述第二电极和所述第三电极是以从垂直于所述衬底表面的方向看为相同的图案形成的，所述功能元件具有电极衬底，其中，所述驱动电极形成在上表面，所述第二电极形成在背表面，并形成通孔，其用于将所述驱动电极连接至所述第二电极，并保持所述微电子机械部分。
13.根据权利要求11所述的功能器件，其特征在于每一所述连接端子由焊料球，导电材料形成的块，或导电粘合剂组成的层形成。
14.根据权利要求5所述的功能器件，其特征在于所述驱动电极被安排在所述接合层的面对所述处理元件的那一侧。
15.根据权利要求5所述的功能器件，其特征在于所述驱动器电路包括：
晶体管阵列；
连接至所述晶体管栅极的单根栅线或多根栅线；
连接至所述晶体管源极的多根漏/源线；
连接至所述晶体管漏极和所述驱动电极的端子，其用于将施加给所述漏极的电压提供给所述驱动电极；和
漏/源驱动器电路，其用于有选择地将信号输入至所述漏/源线。
16.根据权利要求15所述的功能器件，其特征在于所述驱动器电路包括栅极驱动器电路，其用于有选择地将信号输入至所述单根栅线或所述多根栅线。
17.根据权利要求15所述的功能器件，其特征在于所述驱动器电路包括外施电压产生部分，其用于向所述漏/源驱动器电路供应电压，所述电压通过由所述漏/源驱动器电路所选择的漏/源线、与选中的这根漏/源线连接的晶体管和与这个晶体管连接的所述端子之一，被施加至所述驱动电极的有关之一，从而在这一有关的驱动电极与所述驱动电极所关联的处理元件之间产生静电力。
18.一种功能器件，其中包括
功能元件可移动支持结构，其具有：功能元件，其用于对输入至所述功能元件表面的至少一部分光，进行光学处理，并输出所述处理过的光；和微电子机械部分，其用于支持所述功能元件并控制所述功能元件的操作；和
驱动器电路衬底结构，其被安排在从所述功能元件可移动支持结构看没有提供所述功能元件的那一侧，并具有绝缘体衬底和形成在所述衬底上的驱动器电路，所述驱动器电路用于控制所述微电子机械部分操作。
19.根据权利要求18所述的功能器件，其特征在于所述功能元件是光反射镜，其用于反射至少一部分输入光，并有选择地将输入光输出，从而执行光交换。
20.根据权利要求18所述的功能器件，其特征在于所述功能元件是可变波长滤光器，其用于从所述输入光中有选择地分离出任意滤长的光，并输出分离的光。
21.根据权利要求18至20之任一项所述的功能器件，其特征在于进一步包括第一电极，其被连接至所述驱动器电路，并被施加来自所述驱动器电路的电压，以在所述第一电极和所述功能元件之间产生静电力，从而控制所述功能元件的操作。
22.根据权利要求21所述的功能器件，其特征在于所述第一电极被提供在所述功能元件可移动支持结构中，所述功能元件可移动支持结构还具有第二电极，其被安排在所述功能元件可移动支持结构的面对所述驱动器电路衬底结构的那一侧，并被连接至所述第一电极，所述驱动器电路衬底结构具有第三电极，其被安排在所述驱动器电路衬底结构的面对所述功能元件可移动支持结构的那一侧，并被连接至所述驱动电路，所述第二电极和所述第三电极在所述功能元件可移动支持结构和所述驱动器电路衬底结构的连接面上被连接在一起，所述第一电极通过所述第二和第三电极被连接至驱动器电路。
23.根据权利要求21所述的功能器件，其特征在于所述第一电极被安排在所述驱动器电路衬底结构的面对所述功能元件可移动支持结构的那一侧。
24.根据权利要求19所述的功能器件，其特征在于所述功能器件具有第一电极，其由透明导体组成并被连接至所述驱动器电路，其用于通过所述第一电极和所述光反射镜之间产生的静电力，控制所述功能元件的操作，所述光反射镜是半透明的，所述衬底由透明绝缘体形成，所述驱动器电路衬底结构包括光检测衬底，光检测衬底在不面对所述功能元件可移动支持结构的那一侧包含光电检测元件。
25.根据权利要求21所述的功能器件，其特征在于所述驱动器电路包括：
晶体管阵列；
连接至所述晶体管栅极的单根栅线或多根栅线；
连接至所述晶体管源极的多根漏/源线；
连接至所述晶体管漏极和所述第一电极的端子，其用于将施加给所述漏极电压提供给所述第一电极；和
漏/源驱动器电路，其用于有选择地将信号输入至所述漏/源线。
26.根据权利要求25所述的功能器件，其特征在于所述驱动器电路包括栅极驱动器电路，其用于有选择地将信号输入至所述单根栅线或所述多根栅线。
27.根据权利要求25所述的功能器件，其特征在于所述驱动器电路包括外施电压产生部分，其用于向所述漏/源驱动器电路供应电压，所述电压是通过由所述漏/源驱动器电路所选择的漏/源线，与选中的这根漏/源线连接的晶体管，和与这个晶体管连接的所述端子之一，被施加至所述第一电极，从而在所述第一电极与所述处理元件之间产生静电力。
28.一种功能器件的制造方法，其特征在于包括步骤：
在硅衬底上形成处理元件和可移动地支持所述处理元件的微电子机械部分；
在绝缘衬底上形成通孔；
在所述绝缘衬底的第一侧形成第一电极，在所述绝缘衬底的第二侧形成第二电极，所述第二电极通过所述通孔连接至所述第一电极；
通过将所述处理元件和所述微电子机械部分接合至所述绝缘衬底，制备功能元件可移动支持结构；
通过在衬底上形成驱动功能元件的驱动器电路，制备驱动器电路衬底；和
以使所述驱动器电路连接至所述第二电极的方式，将所述功能元件可移动支持结构接合至所述驱动器电路衬底。
29.根据权利要求28所述的的制造方法，其特征在于将所述功能元件可移动支持结构的衬底接合至所述驱动器电路衬底，是经过接合层实现的，所述接合层具有：由绝缘材料形成的绝缘层，其用于将所述功能元件接合至所述驱动器电路衬底；和提供在所述绝缘层中的连接端子，其用于将所述功能元件连接至所述驱动器电路。
30.在功能器件中设置的一种驱动器电路，该功能器件具有多个功能元件，每一功能元件对输入信号进行处理，并输出被处理过的信号，用以驱动所述功能元件，所述驱动器电路包括：
晶体管阵列；
连接至所述晶体管栅极的单根栅线或多根栅线；
连接至所述晶体管源极的多根漏/源线；
连接至所述晶体管漏极和所述功能元件的端子，其用于将施加给所述漏极的电压提供给所述功能元件；和
漏/源驱动器电路，其用于有选择地将信号输入至所述漏/源线。
31.根据权利要求30所述的驱动器电路，其特征在于进一步包括栅极驱动器电路，其用于有选择地将信号输入至所述单根栅线或所述多根栅线。
32.根据权利要求30所述的驱动器电路，其特征在于进一步包括外施电压产生部分，其用于向所述漏/源驱动器电路供应电压，所述电压，通过由所述漏/源驱动器电路所选择的漏/源线，与选中的这根漏/源线连接的晶体管，和与这个晶体管连接的所述端子之一，被施加至所述功能元件的有关之一。
33.根据权利要求30至32之任一项所述的驱动器电路，其特征在于每一所述功能元件包括：
处理元件，其用于处理所述输入信号；
微电子机械部分，其用于以可移动方式支持所述处理元件；和
驱动电极，其通过在所述驱动电极和其上加有来自所述驱动器电路的电压的所述处理元件之间产生静电力，使所述处理元件移动。
CNB021305617A 2001-08-17 2002-08-16 功能器件及其制造方法及驱动器电路 Expired - Fee Related CN1260589C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001248420 2001-08-17
JP2001248420 2001-08-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1402033A true CN1402033A (zh) 2003-03-12
CN1260589C CN1260589C (zh) 2006-06-21

Family

ID=19077581

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB021305617A Expired - Fee Related CN1260589C (zh) 2001-08-17 2002-08-16 功能器件及其制造方法及驱动器电路

Country Status (2)

Country Link
US (3) US6781208B2 (zh)
CN (1) CN1260589C (zh)

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101128765B (zh) * 2005-02-23 2010-12-01 皮克斯特罗尼克斯公司 显示方法和装置
US8482496B2 (en) 2006-01-06 2013-07-09 Pixtronix, Inc. Circuits for controlling MEMS display apparatus on a transparent substrate
US8519945B2 (en) 2006-01-06 2013-08-27 Pixtronix, Inc. Circuits for controlling display apparatus
US8519923B2 (en) 2005-02-23 2013-08-27 Pixtronix, Inc. Display methods and apparatus
US8520285B2 (en) 2008-08-04 2013-08-27 Pixtronix, Inc. Methods for manufacturing cold seal fluid-filled display apparatus
US8526096B2 (en) 2006-02-23 2013-09-03 Pixtronix, Inc. Mechanical light modulators with stressed beams
US8599463B2 (en) 2008-10-27 2013-12-03 Pixtronix, Inc. MEMS anchors
US9082353B2 (en) 2010-01-05 2015-07-14 Pixtronix, Inc. Circuits for controlling display apparatus
US9087486B2 (en) 2005-02-23 2015-07-21 Pixtronix, Inc. Circuits for controlling display apparatus
US9134552B2 (en) 2013-03-13 2015-09-15 Pixtronix, Inc. Display apparatus with narrow gap electrostatic actuators
US9135868B2 (en) 2005-02-23 2015-09-15 Pixtronix, Inc. Direct-view MEMS display devices and methods for generating images thereon
US9158106B2 (en) 2005-02-23 2015-10-13 Pixtronix, Inc. Display methods and apparatus
US9176318B2 (en) 2007-05-18 2015-11-03 Pixtronix, Inc. Methods for manufacturing fluid-filled MEMS displays
US9229222B2 (en) 2005-02-23 2016-01-05 Pixtronix, Inc. Alignment methods in fluid-filled MEMS displays
US9261694B2 (en) 2005-02-23 2016-02-16 Pixtronix, Inc. Display apparatus and methods for manufacture thereof
US9336732B2 (en) 2005-02-23 2016-05-10 Pixtronix, Inc. Circuits for controlling display apparatus
US9500853B2 (en) 2005-02-23 2016-11-22 Snaptrack, Inc. MEMS-based display apparatus
CN109126917A (zh) * 2018-10-09 2019-01-04 京东方科技集团股份有限公司 微流控芯片及其驱动方法
CN110780439A (zh) * 2019-12-11 2020-02-11 江苏德恩医学技术有限公司 一种手持式三维扫描显微镜
CN111722406A (zh) * 2019-03-19 2020-09-29 苏州溢博伦光电仪器有限公司 一种微型内窥镜
CN112164625A (zh) * 2020-10-13 2021-01-01 中北大学 一种基于单刀四掷开关的4×4全交换矩阵开关

Families Citing this family (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999052006A2 (en) 1998-04-08 1999-10-14 Etalon, Inc. Interferometric modulation of radiation
US8928967B2 (en) 1998-04-08 2015-01-06 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Method and device for modulating light
JP2004037791A (ja) * 2002-07-03 2004-02-05 Olympus Corp 静電駆動型ミラー装置
US7177143B1 (en) 2002-08-05 2007-02-13 Communication Associates, Inc. Molded electronic components
JP2004146748A (ja) * 2002-10-28 2004-05-20 Alps Electric Co Ltd 薄膜キャパシタ素子
US20040160118A1 (en) 2002-11-08 2004-08-19 Knollenberg Clifford F. Actuator apparatus and method for improved deflection characteristics
US7019434B2 (en) * 2002-11-08 2006-03-28 Iris Ao, Inc. Deformable mirror method and apparatus including bimorph flexures and integrated drive
US20070131652A1 (en) * 2003-01-12 2007-06-14 Mitsuhiro Okune Plasma etching method
US7509438B1 (en) * 2003-02-14 2009-03-24 Cisco Technology, Inc. Bi-directional line switched ring support for path trace monitoring on a protection path
US7015885B2 (en) * 2003-03-22 2006-03-21 Active Optical Networks, Inc. MEMS devices monolithically integrated with drive and control circuitry
US7375874B1 (en) 2003-03-22 2008-05-20 Active Optical Mems Inc. Light modulator with integrated drive and control circuitry
US7142346B2 (en) * 2003-12-09 2006-11-28 Idc, Llc System and method for addressing a MEMS display
JP2005173436A (ja) * 2003-12-15 2005-06-30 Canon Inc 光偏向器
US6912082B1 (en) * 2004-03-11 2005-06-28 Palo Alto Research Center Incorporated Integrated driver electronics for MEMS device using high voltage thin film transistors
DE102004012629B4 (de) * 2004-03-16 2010-07-29 Qimonda Ag Speicherbauelement mit einem Feldeffekt-Halbleiterschalter und Verfahren zu seiner Herstellung
US8576474B2 (en) * 2004-08-14 2013-11-05 Fusao Ishii MEMS devices with an etch stop layer
US7889163B2 (en) 2004-08-27 2011-02-15 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Drive method for MEMS devices
US7499208B2 (en) * 2004-08-27 2009-03-03 Udc, Llc Current mode display driver circuit realization feature
US7532195B2 (en) 2004-09-27 2009-05-12 Idc, Llc Method and system for reducing power consumption in a display
US7310179B2 (en) * 2004-09-27 2007-12-18 Idc, Llc Method and device for selective adjustment of hysteresis window
US7675669B2 (en) 2004-09-27 2010-03-09 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Method and system for driving interferometric modulators
US7136213B2 (en) * 2004-09-27 2006-11-14 Idc, Llc Interferometric modulators having charge persistence
US7724993B2 (en) 2004-09-27 2010-05-25 Qualcomm Mems Technologies, Inc. MEMS switches with deforming membranes
US7843410B2 (en) 2004-09-27 2010-11-30 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Method and device for electrically programmable display
US8878825B2 (en) 2004-09-27 2014-11-04 Qualcomm Mems Technologies, Inc. System and method for providing a variable refresh rate of an interferometric modulator display
US8310441B2 (en) 2004-09-27 2012-11-13 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Method and system for writing data to MEMS display elements
US7679627B2 (en) * 2004-09-27 2010-03-16 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Controller and driver features for bi-stable display
KR100722617B1 (ko) * 2004-10-08 2007-05-28 삼성전기주식회사 광변조기 모듈 패키지 구조
KR20080027236A (ko) 2005-05-05 2008-03-26 콸콤 인코포레이티드 다이나믹 드라이버 ｉｃ 및 디스플레이 패널 구성
US7948457B2 (en) 2005-05-05 2011-05-24 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Systems and methods of actuating MEMS display elements
US7920136B2 (en) 2005-05-05 2011-04-05 Qualcomm Mems Technologies, Inc. System and method of driving a MEMS display device
US20070126673A1 (en) * 2005-12-07 2007-06-07 Kostadin Djordjev Method and system for writing data to MEMS display elements
US8391630B2 (en) 2005-12-22 2013-03-05 Qualcomm Mems Technologies, Inc. System and method for power reduction when decompressing video streams for interferometric modulator displays
US7916980B2 (en) 2006-01-13 2011-03-29 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Interconnect structure for MEMS device
US8194056B2 (en) 2006-02-09 2012-06-05 Qualcomm Mems Technologies Inc. Method and system for writing data to MEMS display elements
US8049713B2 (en) 2006-04-24 2011-11-01 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Power consumption optimized display update
US7702192B2 (en) 2006-06-21 2010-04-20 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Systems and methods for driving MEMS display
US7777715B2 (en) 2006-06-29 2010-08-17 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Passive circuits for de-multiplexing display inputs
US8012453B2 (en) * 2007-10-25 2011-09-06 Surendra Saxena Carbon sequestration and production of hydrogen and hydride
US8704314B2 (en) * 2007-12-06 2014-04-22 Massachusetts Institute Of Technology Mechanical memory transistor
US8736590B2 (en) 2009-03-27 2014-05-27 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Low voltage driver scheme for interferometric modulators
DE102010003226A1 (de) * 2010-03-24 2011-09-29 Cube Optics Ag Multiplexer/Demultiplexer mit Justierspiegel
TW201243287A (en) * 2011-04-28 2012-11-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Laser range finder
JP2013238755A (ja) 2012-05-16 2013-11-28 Seiko Epson Corp 光学モジュール、電子機器、食物分析装置、分光カメラ、及び波長可変干渉フィルターの駆動方法
JP6107186B2 (ja) 2013-02-05 2017-04-05 セイコーエプソン株式会社 光学モジュール、電子機器、及び分光カメラ
JP6543884B2 (ja) 2014-01-27 2019-07-17 セイコーエプソン株式会社 アクチュエーター制御装置、光学モジュール、電子機器、及びアクチュエーター制御方法
JP6413325B2 (ja) 2014-05-01 2018-10-31 セイコーエプソン株式会社 アクチュエーター装置、電子機器、及び制御方法
ES2868632T3 (es) * 2017-11-23 2021-10-21 Morrow N V Conector eléctrico para un dispositivo óptico
CN109873053B (zh) * 2019-04-01 2021-02-09 北京京东方传感技术有限公司 阵列基板、其制备方法及数字微流控芯片

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5444821A (en) * 1993-11-10 1995-08-22 United Microelectronics Corp. Artificial neuron element with electrically programmable synaptic weight for neural networks
US5552924A (en) * 1994-11-14 1996-09-03 Texas Instruments Incorporated Micromechanical device having an improved beam
US5963788A (en) 1995-09-06 1999-10-05 Sandia Corporation Method for integrating microelectromechanical devices with electronic circuitry
US6140144A (en) * 1996-08-08 2000-10-31 Integrated Sensing Systems, Inc. Method for packaging microsensors
JP3207161B2 (ja) 1997-07-18 2001-09-10 ティアールダブリュー インコーポレイテッド マイクロ電気機械システムスイッチ
US6150724A (en) * 1998-03-02 2000-11-21 Motorola, Inc. Multi-chip semiconductor device and method for making the device by using multiple flip chip interfaces
JP3421574B2 (ja) 1998-05-21 2003-06-30 株式会社東芝 半導体装置
JP4362886B2 (ja) 1999-04-30 2009-11-11 ソニー株式会社 振動体装置及びその作動方法
US6433463B1 (en) * 1999-06-04 2002-08-13 Wisconsin Alumni Research Foundation Method and apparatus for stress pulsed release and actuation of micromechanical structures
TW457690B (en) * 1999-08-31 2001-10-01 Fujitsu Ltd Liquid crystal display
US6507421B1 (en) 1999-10-08 2003-01-14 Lucent Technologies Inc. Optical monitoring for OXC fabric
KR100486704B1 (ko) 1999-11-05 2005-05-03 삼성전자주식회사 광스캐너 및 이를 적용한 레이저 영상투사장치 및 그 구동방법
JP3675688B2 (ja) * 2000-01-27 2005-07-27 寛治 大塚 配線基板及びその製造方法
US6396711B1 (en) 2000-06-06 2002-05-28 Agere Systems Guardian Corp. Interconnecting micromechanical devices
JP4560958B2 (ja) 2000-12-21 2010-10-13 日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム

Cited By (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9336732B2 (en) 2005-02-23 2016-05-10 Pixtronix, Inc. Circuits for controlling display apparatus
US9135868B2 (en) 2005-02-23 2015-09-15 Pixtronix, Inc. Direct-view MEMS display devices and methods for generating images thereon
US9158106B2 (en) 2005-02-23 2015-10-13 Pixtronix, Inc. Display methods and apparatus
US8519923B2 (en) 2005-02-23 2013-08-27 Pixtronix, Inc. Display methods and apparatus
US9274333B2 (en) 2005-02-23 2016-03-01 Pixtronix, Inc. Alignment methods in fluid-filled MEMS displays
US9261694B2 (en) 2005-02-23 2016-02-16 Pixtronix, Inc. Display apparatus and methods for manufacture thereof
US9229222B2 (en) 2005-02-23 2016-01-05 Pixtronix, Inc. Alignment methods in fluid-filled MEMS displays
US9177523B2 (en) 2005-02-23 2015-11-03 Pixtronix, Inc. Circuits for controlling display apparatus
US9087486B2 (en) 2005-02-23 2015-07-21 Pixtronix, Inc. Circuits for controlling display apparatus
US9500853B2 (en) 2005-02-23 2016-11-22 Snaptrack, Inc. MEMS-based display apparatus
CN101128765B (zh) * 2005-02-23 2010-12-01 皮克斯特罗尼克斯公司 显示方法和装置
US8482496B2 (en) 2006-01-06 2013-07-09 Pixtronix, Inc. Circuits for controlling MEMS display apparatus on a transparent substrate
US8519945B2 (en) 2006-01-06 2013-08-27 Pixtronix, Inc. Circuits for controlling display apparatus
US9128277B2 (en) 2006-02-23 2015-09-08 Pixtronix, Inc. Mechanical light modulators with stressed beams
US8526096B2 (en) 2006-02-23 2013-09-03 Pixtronix, Inc. Mechanical light modulators with stressed beams
US9176318B2 (en) 2007-05-18 2015-11-03 Pixtronix, Inc. Methods for manufacturing fluid-filled MEMS displays
US8891152B2 (en) 2008-08-04 2014-11-18 Pixtronix, Inc. Methods for manufacturing cold seal fluid-filled display apparatus
US8520285B2 (en) 2008-08-04 2013-08-27 Pixtronix, Inc. Methods for manufacturing cold seal fluid-filled display apparatus
US9116344B2 (en) 2008-10-27 2015-08-25 Pixtronix, Inc. MEMS anchors
US9182587B2 (en) 2008-10-27 2015-11-10 Pixtronix, Inc. Manufacturing structure and process for compliant mechanisms
US8599463B2 (en) 2008-10-27 2013-12-03 Pixtronix, Inc. MEMS anchors
US9082353B2 (en) 2010-01-05 2015-07-14 Pixtronix, Inc. Circuits for controlling display apparatus
US9134552B2 (en) 2013-03-13 2015-09-15 Pixtronix, Inc. Display apparatus with narrow gap electrostatic actuators
US11654433B2 (en) 2018-10-09 2023-05-23 Beijing Boe Optoelectronics Technology Co., Ltd. Microfluidic chip and driving method thereof
CN109126917A (zh) * 2018-10-09 2019-01-04 京东方科技集团股份有限公司 微流控芯片及其驱动方法
CN109126917B (zh) * 2018-10-09 2020-04-10 京东方科技集团股份有限公司 微流控芯片及其驱动方法
WO2020073872A1 (zh) * 2018-10-09 2020-04-16 京东方科技集团股份有限公司 微流控芯片及其驱动方法
CN111722406A (zh) * 2019-03-19 2020-09-29 苏州溢博伦光电仪器有限公司 一种微型内窥镜
CN110780439A (zh) * 2019-12-11 2020-02-11 江苏德恩医学技术有限公司 一种手持式三维扫描显微镜
CN112164625A (zh) * 2020-10-13 2021-01-01 中北大学 一种基于单刀四掷开关的4×4全交换矩阵开关
CN112164625B (zh) * 2020-10-13 2022-11-29 中北大学 一种基于单刀四掷开关的4×4全交换矩阵开关

Also Published As

Publication number Publication date
US20030034542A1 (en) 2003-02-20
US7026698B2 (en) 2006-04-11
US6787384B2 (en) 2004-09-07
US6781208B2 (en) 2004-08-24
US20040042287A1 (en) 2004-03-04
US20040209393A1 (en) 2004-10-21
CN1260589C (zh) 2006-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1260589C (zh) 功能器件及其制造方法及驱动器电路
CN1242285C (zh) 微镜单元及其制作方法
CN1207593C (zh) 包括由导电衬垫隔开的镜面基片和布线基片的微镜面单元
CN1214971C (zh) 二维激励器及其制造方法
US7592200B2 (en) Solid-state imaging device and method of manufacturing the same
EP3497757A1 (en) Vertical emitters integrated on silicon control backplane
CN1221832C (zh) 光学扫描头及其制造方法
CN1943086A (zh) 半导体发光元件及其制造方法
CN101055866A (zh) 光学装置用模块和光学装置用模块的制造方法
US20020145185A1 (en) Critically aligned optical MEMS dies for large packaged substrate arrays and method of manufacture
CN1251327C (zh) 半导体集成电路、信号传输装置、光电装置和电子仪器
JP2004226872A (ja) カメラモジュール及びその製造方法
CN1580863A (zh) 微型振荡元件及其驱动方法
US20050161756A1 (en) Package of a semiconductor device with a flexible wiring substrate and method for the same
US9052476B2 (en) Wafer-level packaged optical subassembly and transceiver module having same
KR101906467B1 (ko) 웨이퍼 내의 컴플라이언트 상호접속부
EP3781972B1 (en) Optical assembly
CN1522459A (zh) 光电子器件集成
CN101137923A (zh) 微小机械构造体
JP2016091023A (ja) ウェハレベルパッケージングされた光学サブアセンブリ及びそれを有する送受信モジュール
CN1267425A (zh) 薄膜驱动反射镜阵列
CN1575430A (zh) 具有可动光传输微结构的光开关元件
CN1265229C (zh) 光开关及光开关系统
CN100524637C (zh) 使用划线及折断工艺对光学器件进行晶片级封装的方法
CN1703369A (zh) 微致动器装置及使用了该装置的光开关系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: DENSO CORP.

Free format text: FORMER OWNER: NIPPON ELECTRIC CO., LTD.

Effective date: 20050520

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20050520

Address after: Japan's Aichi

Applicant after: Denso Co., Ltd.

Address before: Tokyo, Japan

Applicant before: NEC Corp.

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20060621

Termination date: 20150816

EXPY Termination of patent right or utility model