CZ288386B6 - Array of M times N thin film actuated mirrors and method for the manufacture thereof - Google Patents

Array of M times N thin film actuated mirrors and method for the manufacture thereof Download PDF

Info

Publication number
CZ288386B6
CZ288386B6 CZ19971487A CZ148797A CZ288386B6 CZ 288386 B6 CZ288386 B6 CZ 288386B6 CZ 19971487 A CZ19971487 A CZ 19971487A CZ 148797 A CZ148797 A CZ 148797A CZ 288386 B6 CZ288386 B6 CZ 288386B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
layer
thin film
film electrode
electrode
thin
Prior art date
Application number
CZ19971487A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ148797A3 (en
Inventor
Yong-Ki Min
Original Assignee
Daewoo Electronics Co Ltd
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 Daewoo Electronics Co Ltd filed Critical Daewoo Electronics Co Ltd
Publication of CZ148797A3 publication Critical patent/CZ148797A3/cs
Publication of CZ288386B6 publication Critical patent/CZ288386B6/cs

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/015—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on semiconductor elements having potential barriers, e.g. having a PN or PIN junction
    • 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
    • B81C1/00214—Processes for the simultaneaous manufacturing of a network or an array of similar microstructural devices
    • 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
    • B81C1/00134—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems comprising flexible or deformable structures
    • B81C1/00174—See-saws
    • 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
    • G02B26/0858—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 means being moved or deformed by piezoelectric means
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/30—Picture reproducers using solid-state colour display devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/03—Microengines and actuators
    • B81B2201/032—Bimorph and unimorph actuators, e.g. piezo and thermo
    • 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
    • B81B2201/042—Micromirrors, not used as optical switches
    • 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
    • B81C2201/0101—Shaping material; Structuring the bulk substrate or layers on the substrate; Film patterning
    • B81C2201/0102—Surface micromachining
    • B81C2201/0105—Sacrificial layer
    • B81C2201/0109—Sacrificial layers not provided for in B81C2201/0107 - B81C2201/0108

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
  • Micromachines (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Mirrors, Picture Frames, Photograph Stands, And Related Fastening Devices (AREA)

Description

Oblast techniky
Přihlašovaný vynález se týká jednak soustavy MxN tenkovrstvových ovládaných zrcadel a jednak způsobu jejich výroby.
Dosavadní stav techniky
Mezi řadou různých videoprojekčních systémů, které jsou dostupné v této oblasti techniky, je znám optický projekční systém se schopností poskytovat vysoce kvalitní zobrazování ve značném rozsahu. V takovém projekčním systému osvětluje světlo z lampy rovnoměrně soustavu MxN ovládaných zrcadel, kdy každé z těchto zrcadel je připojeno k příslušnému ovladači. Ovladače mohou být vyrobeny z elektricky přemístitelného materiálu, jako je piezoelektrický nebo elektrostrikční materiál, který se deformuje v reakci na vytvoření elektrického pole.
Odražený světelný paprsek z každého zrcadla dopadá do otvoru například optické přepážky. Přivedením elektrického signálu do každého ovladače se poloha zrcadla ve vztahu k dopadajícímu světelnému paprsku mění, což způsobuje vychýlení optické dráhy odraženého paprsku od jednotlivých zrcadel. Tím, že se optická dráha jednotlivých odražených paprsků mění, mění se i množství odraženého světla od každého ze zrcadel, které prochází otvorem, takže dochází k modulování intenzity paprsku. Modulované paprsky procházející otvorem jsou přenášeny na zobrazovací plochu prostřednictvím příslušného optického zařízení, jako jsou zobrazovací čočky, kde je snímaný obraz zobrazen.
Známý postup výroby soustavy MxN ovládaných zrcadel začíná přípravou aktivní matrice, která má horní povrch a která obsahuje substrát, soustavu MxN tranzistorů, soustavu vedení vodičů a uspořádání MxN připojovacích svorek.
V průběhu následujícího kroku je na horním povrchu aktivní matrice vytvořena tenká pomocná vrstva, a to použitím rozprašovacího nebo odpařovacího způsobu vytváření povlaku, když je tenká pomocná vrstva zhotovována z kovu, nebo použitím chemického srážení kovových par (CVD), když je tenká pomocná vrstva vyrobena z polysilanů, nebo odstřeďovacím potahovacím způsobem, když je tenká pomocná vrstva zhotovována z fosforečného křemičitého skla (PSG).
Poté je vytvořena nosná vrstva, obsahující sestavu MxN nosných součástí, která je obklopena tenkou pomocnou vrstvou, přičemž nosná vrstva je zhotovována vytvořením sestavy MxN prázdných drážek na tenké pomocné vrstvě použitím fotolitografíckého způsobu, kdy každá z těchto drážek je vedena kolem všech připojovacích svorek a vytvořením nosných součástí ve všech prázdných drážkách vedených kolem každé z připojovacích svorek, s použitím rozprašovacího způsobu nebo způsobu srážení kovových par. Nosné součásti jsou vyrobeny z izolačního materiálu.
V průběhu provádění následujícího kroku je na nosnou vrstvu nanesena s použitím Sol-Gelu rozprašovacím způsobem nebo způsobem srážení kovových par pružná vrstva z téhož izolačního materiálu, který byl použit při zhotovování nosných součástí.
Potom je v každé nosné součásti zhotoveno vedení z kovu tak, že nejdříve se leptáním vytvoří sestava MxN děr, kdy každá z těchto děr prochází od vrchu pružné vrstvy k vrchu každé z připojovacích svorek, po čemž následuje vyplnění těchto děr kovem, takže výsledkem je vytvoření vedení.
-1 CZ 288386 B6
Při provádění dalšího krokuje na vrchu pružné vrstvy, obsahující vedení, zhotovena druhá tenká vrstva, a to použitím rozprašovacího způsobu pokovování. Druhá tenká vrstva je elektricky připojena k tranzistorům přes vedení, vytvořená v nosných součástech.
Poté je na vrchu druhé tenké vrstvy vytvořena, s použitím rozprašovacího způsobu, způsobu srážení kovových par nebo pomocí Sol-Gelu, tenká, elektricky přemístitelná vrstva z piezoelektrického materiálu, například zirkontitanátu s příměsí olova.
V následujícím kroku je pak provedeno vzorování tenké, elektricky posunovatelné vrstvy, druhé tenké vrstvy a pružné vrstvy do sestavy Μ x N tenkovrstvových, elektricky posunovatelných součástí, sestavy MxN druhých tenkovrstvých elektrod a sestavy MxN pružných součástí s použitím fotolitografíckého způsobu nebo způsobu laserového odstřihování potud, až se obnaží nosná vrstva. Všechny druhé tenkovrstvé elektrody jsou elektricky připojeny k příslušným tranzistorům přes vedení, která jsou vytvořena v každé nosné součásti a která plní funkci signálních elektrod v tenkovrstvových ovládaných zrcadlech.
Každá z tenkovrstvových, elektricky posunovatelných součástí je tepelně upravena při vysoké teplotě, například zirkontitanát s příměsí olova přibližně při teplotě 650 °C, aby bylo umožněno konání fázového přechodu, čímž je vytvořena sestava MxN teplem upravených struktur. Protože každá z tepelně upravených tenkovrstvových, elektricky posunovatelných součástí je dostatečně tenká, nevzniká potřeba jejich polarizování v případě, že jsou vyrobeny z piezoelektrického materiálu, který může být polarizován elektrickým signálem přiváděným v průběhu činnosti tenkovrstvových ovládaných zrcadel.
Po předchozím kroku je utvořena sestava MxN prvních tenkovrstvých elektrod z elektricky vodivého a světlo odrážejícího materiálu na vrchu tenkovrstvových, elektricky posunovatelných součástí v sestavě MxN tepelně upravených struktur tak, že nejdříve je vytvořena vrstva z elektricky vodivého a světlo odrážejícího materiálu, která úplně pokrývá vrch sestavy MxN tepelně upravených struktur, včetně předtím obnažené nosné vrstvy, s použitím způsobu pokovování rozprašováním a následně je odstraněna vrstva leptáním, výsledkem čehož je vytvoření soustavy MxN ovládaných zrcadlových struktur, kdy každá z těchto ovládaných zrcadlových struktur obsahuje horní povrch a čtyři boční povrchy.
Každá z prvních tenkovrstvých elektrod účinkuje jako zrcadlo a rovněž jako naklánějící se elektroda v tenkovrstvových ovládaných zrcadlech.
Po právě uvedeném kroku následuje úplné povlečení horního povrchu a čtyř bočních povrchů všech ovládaných zrcadlových struktur tenkou ochrannou vrstvou.
Tenká pomocná vrstva nosné vrstvy je následně odstraněna leptáním. Nakonec je odstraněna tenká ochranná vrstva a je vytvořena soustava MxN tenkovrstvových ovládaných zrcadel.
Existují však určité nedostatky, jež souvisí suvedeným způsobem výroby soustavy MxN tenkovrstvových ovládaných zrcadel. Vytváření tenkovrstvových, elektricky posunovatelných součástí vyžaduje vysokou teplotu, a proto musí být vyžadována zvláštní opatrnost při výběru vhodného materiálu pro tenkou pomocnou vrstvu, který by byl schopen vydržet uvedenou vysokou teplotu. Protože způsob výroby soustavy zahrnuje, jak bylo uvedeno, postup v podmínkách vysokých teplot, musí být materiály použité pro elektrody v tenkovrstvových ovládaných zrcadlech a pro rozvody vodičů v aktivní matrici rovněž schopny vydržet vysoké teploty a takové materiály jsou obvykle drahé, což v této souvislosti prodražuje výrobní náklady.
Vysoká teplota, vyžadovaná při vytváření tenkovrstvových elektricky posunovatelných součástí, může navíc nepříznivě ovlivnit strukturální celistvost jednotlivých ovládaných zrcadel, která za takových okolností mohou snížit kvalitu celkového výkonu soustavy.
-2CZ 288386 B6
Podstata vynálezu
Proto je prvořadým cílem přihlašovaného vynálezu vytvořit soustavu MxN tenkovrstvových ovládaných zrcadel pro použití v optickém projekčním systému, při jejíž výrobě nebude vyžadována úprava v podmínkách vysokých teplot.
Dalším cílem přihlašovaného vynálezu je vyvinout způsob výroby soustavy MxN tenkovrstvových ovládaných zrcadel pro použití v optickém projekčním systému, který nebude uplatňovat úpravu v podmínkách vysokých teplot, čímž se usnadní výběr materiálu pro tenkou pomocnou vrstvu.
Prvního z těchto cílů je dosaženo u soustavy MxN tenkovrstvových ovládaných zrcadel, jejíž podstatou je to, že se skládá z aktivní matrice s horním povrchem, zahrnující podkladovou vrstvu se soustavou MxN připojovacích svorek a soustavou MxN tranzistorů a ze soustavy MxN ovládaných struktur, kde každá ovládací struktura má proximální konec a distální konec a zahrnuje jednak druhou tenkovrstvou elektrodu, uspořádanou jako druhá vychylovací elektroda, jednak dolní elektricky přemístitelný prvek s horním a dolním povrchem, jednak prostřední tenkovrstvou elektrodu, uspořádanou jako signální elektroda, jednak horní elektricky přemístitelný prvek s horním a dolním povrchem a jednak první tenkovrstvou elektrodu, uspořádanou jako zrcadlo a první vychylovací elektroda, přičemž horní elektricky přemístitelný prvek a dolní elektricky přemístitelný prvek jsou odděleny prostřední tenkovrstvou elektrodou, přičemž první tenkovrstvá elektroda je umístěna na horním povrchu horního elektricky přemístitelného prvku a druhá tenkovrstvá elektroda je umístěna na dolním povrchu dolního elektricky přemístitelného prvku, přičemž prostřední tenkovrstvá elektroda je elektricky připojena ke všem tranzistorům prostřednictvím připojovacích svorek a proximální konec každé ovládací struktury je připevněn k hornímu povrchu aktivní matrice.
Podstatou soustavy je také to, že první tenkovrstvá elektroda je elektricky připojena ke druhé tenkovrstvé elektrodě. Podstatou způsobu výroby soustavy MxN tenkovrstvových ovládaných zrcadel je pak to, že nejprve se připraví aktivní matrice s horním povrchem a podkladovou vrstvou se soustavou MxN tranzistorů a soustavou MxN připojovacích svorek, načež se na horní povrch aktivní matrice uloží tenká pomocná vrstva, jejíž části, vytvořené na horní ploše každé připojovací svorky v horní matrici, se následně odstraní, pak se vytvoří druhá vrstva druhé tenkovrstvé elektrody z druhého elektricky vodivého materiálu na horním povrchu aktivní matrice obsahující tenkou pomocnou vrstvu, dále se odstraní části druhé vrstvy druhé tenkovrstvé elektrody vytvořené na horní ploše každé připojovací svorky na horní matrici, načež se na horní povrch aktivní matrice a na druhou vrstvu druhé tenkovrstvé elektrody uloží dolní elektricky přemístitelná vrstva, poté se vytvoří soustava MxN děr, majících vnitřní povrch a procházejících od horní části dolní elektricky přemístitelné vrstvy k horní části každé připojovací svorky, dále se vytvoří prostřední elektrodová vrstva prostřední tenkovrstvé elektrody z prvního elektricky vodivého materiálu na horní části dolní elektricky přemístitelné vrstvy, zahrnující vnitřní povrchy všech děr, pak se na horní část prostřední elektrodové vrstvy prostřední tenkovrstvé elektrody uloží horní elektricky přemístitelná vrstva, při současném zaplňování děr, dále se vytvoří první vrstva první tenkovrstvé elektrody z elektricky vodivého a světlo odrážejícího materiálu, a to na horní části horní elektricky přemístitelné vrstvy, čímž se vytváří mnohovrstvá struktura, zahrnující první vrstvu první tenkovrstvé elektrody, horní elektricky přemístitelnou vrstvu, prostřední vrstvu prostřední elektrody, dolní elektricky přemístitelný prvek a druhou vrstvu druhé tenkovrstvé elektrody, načež se provádí vzorování mnohovrstvé struktury do soustavy MxN polotovarů ovládacích struktur, přičemž každý polotovar ovládacích struktur zahrnuje první tenkovrstvou elektrodu, horní elektricky přemístitelný prvek, prostřední tenkovrstvou elektrodu, dolní elektricky přemístitelný prvek a druhou tenkovrstvou elektrodu, po kterém se nakonec odstraní tenká pomocná vrstva k vytvoření soustavy MxN tenkovrstvových ovládaných zrcadel.
-3CZ 288386 B6
Podstatou způsobuje dále to, že horní a dolní elektricky přemístitelná vrstva se vyrábí v tloušťce 0,1 až 0,2 pm z krystalograficky asymetrického materiálu jako je ZnO.
Za podstatu způsobu je nutno považovat i to, že horní a dolní elektricky přemístitelná vrstva se vytváří vakuových odpařováním nebo rozprašováním.
Pro způsob je podstatné i to, že tenká pomocná vrstva se vytváří buď vakuovým odpařováním, nebo rozprašováním, jestliže je tenká pomocná vrstva vyrobena z oxidu nebo se vytváří rotačním pokovováním, jestliže je tenká pomocná vrstva vyrobena z polymeru.
Podstatou navrhovaného způsobu je pak i to, že první vrstva první tenkovrstvé elektrody, druhá vrstva druhé tenkovrstvé elektrody a prostřední vrstva prostřední tenkovrstvé elektrody se vytváří vakuovým odpařováním nebo rozprašováním a vyrábí se v tloušťce 0,1 a 2 pm.
Přehled obrázků na výkresech
Uvedené a další cíle a znaky přihlašovaného vynálezu se stanou jasnější po prostudování následujícího popisu upřednostňovaných provedení, ke kterému se vztahují přiložené výkresy na nichž obr. 1 znázorňuje perspektivní pohled na průřez soustavy Μ x N tenkovrstvových ovládaných zrcadel podle vynálezu a obr. 2A až 21 schematické průřezy, znázorňující jednotlivé fáze způsobu výroby soustavy M xN tenkovrstvových ovládaných zrcadel podle vynálezu.
Příklady provedení vynálezu
Na obr. 1 je nakreslen perspektivní pohled na soustavu 100 Μ x N tenkovrstvových ovládaných zrcadel 101 podle vynálezu, obsahující aktivní matrici 120 a sestavu Μ x N ovládacích struktur 111, kdy každá z těchto ovládacích struktur 111 má dvousložkovou strukturu.
Aktivní matrice 120 má horní povrch a obsahuje podkladovou vrstvu 122 se sestavou Μ x N připojovacích svorek 124, soustavu vedení vodičů (není předvedeno) a sestavu MxN tranzistorů (není předvedeno), kdy každá připojovací svorka 124 je elektricky připojena k příslušnému tranzistoru.
Každá z ovládacích struktur 111. mající proximální konec a distální konec, obsahuje druhou tenkovrstvou elektrodu 165 pro plnění funkce druhé naklánějící se elektrody, dolní elektricky přemístitelný prvek 185, mající horní povrch a dolní povrch, prostřední tenkovrstvou elektrodu 135 pro plnění funkce signální elektrody, horní elektricky přemístitelný prvek 175, mající horní povrch a dolní povrch a první tenkovrstvou elektrodu 155 pro plnění funkce zrcadla a současně i první naklánějící se elektrody, přičemž bližší konec všech ovládacích struktur lilie připevněn k hornímu povrchu aktivní matrice 120 a první tenkovrstvá elektroda 155 ie elektricky vzájemně propojena s druhou tenkovrstvou elektrodou J_65. Horní elektricky přemístitelný prvek 175 ie od dolního elektricky přemístitelného prvku 185 oddělen prostřední tenkovrstvou elektrodou 135. První tenkovrstvá elektroda 155 je umístěna na horním povrchu horního elektricky přemístitelného prvku 175. Prostřední tenkovrstvá elektroda 135 je elektricky připojena ke každému z tranzistorů přes příslušné připojovací svorky 124. Horní elektricky přemístitelný prvek 175 i dolní elektricky přemístitelný prvek 185 každého z tenkovrstvových ovládaných zrcadel 101 jsou vyrobeny z krystalograficky asymetrického materiálu, například oxidu zinečnatého (ZnO). Takový materiál se vyznačuje tím, že nevykazuje žádnou hysterezní smyčku a může být zpracováván při teplotě v rozsahu od 200 °C do 300 °C. Proto použití takového materiálu pro
-4CZ 288386 B6 homí elektricky přemístitelnou vrstvu 175 a i dolní elektricky přemístitelnou vrstvu 185 umožňuje použití levnějších materiálů jako hliník (Al) nebo stříbro (Ag) v první tenkovrstvé elektrodě 155, druhé tenkovrstvé elektrodě 165 a prostřední tenkovrstvé elektrodě 135, čímž jsou celkové náklady na výrobu sestavy 100 sníženy.
Polarizační směr homí elektricky přemístitelné vrstvy 175 je stejný, jako je tomu v případě dolní elektricky přemístitelné vrstvy 185. Je-li elektrické pole vytvořeno na homí elektricky přemístitelné vrstvě 175 a dolní elektricky přemístitelné vrstvě 185 v každém z tenkovrstvových zrcadel 101, shoduje se polarizační směr v jedné elektricky přemístitelné vrstvě 175 s elektrickým polem a polarizační směr druhé elektricky přemístitelné vrstvy 185 je opačný ve vztahu k elektrickému poli. V takovém případě se bude elektricky přemístitelná vrstva 175, jejíž polarizační směr se shoduje s elektrickým polem, natahovat svisle a smršťovat vodorovně a elektricky přemístitelná vrstva 185, jejíž směr polarizace je opačný od elektrického pole, se bude smršťovat svisle a natahovat vodorovně, což dává možnost rozvinutí dvousložkového režimu.
Na obr. 2A až 21 jsou znázorněny schematické průřezy zachycující jednotlivé fáze způsobu výroby soustavy 100 MxN tenkovrstvových zrcadel 101 podle přihlašovaného vynálezu.
Postup výroby soustavy 100 začíná přípravou aktivní matrice 120. mající homí povrch a obsahující podkladovou vrstvu 122 se sestavou MxN připojovacích svorek 124, soustavu vedení vodičů (není předvedeno) a sestavu MxN tranzistorů (není předvedeno), přičemž podkladová vrstva 122 je vyrobena z izolačního materiálu, jako je například sklo.
Následuje utvoření tenké pomocné vrstvy 140, která má tloušťku od 1 do 2 pm, nanesení oxidu, například ZnO, nebo polymeru, například polyimidu, na vrch aktivní matrice 120 s použitím způsobu rozprašování nebo vakuového odpařovacího způsobu tehdy, když je tenká pomocná vrstva 140, utvářena z oxidu a s použitím odstředivého potahovacího způsobu tehdy, když je tenká pomocná vrstva 140 utvářena z polymeru. Jak již bylo v předchozím textu uvedeno, použití oxidu zinečnatého (ZnO) při vytváření horního elektricky přemístitelného prvku 175 a dolního, elektricky přemístitelného prvku 185 odstraňuje potřebu uplatnění už známého výrobního postupu, vyžadujícího vysoké teploty, takže výběr vhodného materiálu pro tenkou pomocnou vrstvu 140 je daleko snadnější.
V průběhu následujícího kroku jsou části tenké pomocné vrstvy 140, utvořené na vršku každé z připojovacích svorek 124 na aktivní matrici 120, odstraněny s použitím fotolitografického způsobu tak, jak je to předvedeno na obr. 2A.
Při provádění navazujícího kroku je s použitím způsobu rozprašování nebo vakuového odpařovacího způsobu utvořena druhá vrstva 160, zhotovená z druhého elektricky vodivého materiálu, která má tloušťku v rozsahu od 0,1 do 2 pm a která se nachází na vrchu aktivní matrice 120 spolu s tenkou pomocnou vrstvou 140.
Poté jsou části druhé vrstvy 160, utvořené na vršcích všech připojovacích svorek 124 aktivní matrice 120, odstraněny, jak je vidět na obr. 2B s použitím fotolitografického způsobu nebo způsobu odřezávání laserem.
Na obr. 2C je pak vidět, že na vrchu aktivní matrice 120, která již obsahuje druhou vrstvu 160, je utvořena dolní elektricky přemístitelná vrstva 180 z oxidu zinečnatého (ZnO), jež má tloušťku v rozsahu od 0,1 do 2 pm, s použitím vakuového odpařovacího způsobu nebo způsobu rozprašování. Tenká vrstva z oxidu zinečnatého (ZnO) může být vytvářena při teplotě od 200 °C do 300 °C.
Při provádění dalšího kroku je s použitím leptacího způsobu vytvořena sestava MxN děr 190 (viz obr. 2D), kdy každá díra 190 má vnitřní povrchy je vedena od vrchu dolní elektricky přemístitelné vrstvy 180 aktivní matricí 120 na vršek každé příslušné připojovací svorky 124.
-5CZ 288386 B6
Na obr. 2E je vidět, že prostřední vrstva 130, která je vyrobena s použitím rozprašovacího způsobu nebo způsobu vakuového odpařování z prvního, elektricky vodivého materiálu, například hliníku (Al) a která má tloušťku od 0,1 do 2 pm, je umístěna na vrchu dolní elektricky přemístitelné vrstvy 180. obsahující vnitřní povrchy děr 190.
Při provádění následujícího krokuje na vrch prostřední vrstvy 130, při současném vyplňování děr 190 s použitím způsobu vakuového odpařování nebo rozprašovacího způsobu umístěna, jak je předvedeno na obr. 2F, horní elektricky přemístitelná vrstva 170, která je vyrobena z téhož materiálu jako dolní elektricky přemístitelná vrstva 180 a která má tloušťku od 0,1 do 2 pm.
Na obr. 2G je pak vidět, že první vrstva 150, která je vyrobena z elektricky vodivého a světlo odrážejícího materiálu, například hliníku (Al) nebo stříbra (Ag) a která má tloušťku od 0,1 do 2 pm je umístěna na vrchu horní elektricky přemístitelné vrstvy 170 s použitím rozprašovacího způsobu nebo způsobu vakuového odpařování, čímž je dokončeno vytvoření mnohovrstvé struktury 200, obsahující první vrstvu 150, horní elektricky přemístitelnou vrstvu 170, prostřední vrstvu 130, dolní elektricky přemístitelnou vrstvu 180 a druhou vrstvu 160.
Následně je, s použitím fotolitografického způsobu nebo způsobu laserového odřezávání, prováděno vzorování mnohovrstvé struktury 200 do sestavy Μ x N polotovarů 250 ovládacích struktur 111 obsahujících první tenkovrstvou elektrodu 155, horní elektricky přemístitelnou vrstvu 175. prostřední tenkovrstvou elektrodu 135, dolní elektricky přemístitelnou vrstvu 185 a druhou tenkovrstvou elektrodu 165 do té míry, až se obnaží tenká pomocná vrstva 140.
Při provádění dalšího kroku je pak tenká pomocná vrstva 140 s použitím způsobu leptání odstraněna, čímž je vytvořena soustava 100 Μ x N tenkovrstvových ovládaných zrcadel 101, která je předvedena na obr. 2H.
Na rozdíl od již známého způsobu výroby soustavy M xN tenkovrstvových ovládaných zrcadel, který vyžaduje vysoké teploty při vynucování fázového přechodu elektricky posunovatelného materiálu, tvořícího tenkou, elektricky posunovatelnou vrstvu, nemusí být při provádění vynalezeného způsobu, kdy jsou horní i dolní elektricky přemístitelné vrstvy 175. 185 všech ovládacích struktur 111 vyrobeny z oxidu zinečnatého (ZnO), vysokoteplotní proces vyžadován, což umožňuje provádět výběr materiálu pro výrobu tenké pomocné vrstvy 140 z většího počtu materiálů.
Navíc použití ZnO pro vytváření horní elektricky přemístitelné vrstvy 175 a dolní elektricky přemístitelné vrstvy 185 umožňuje jak uplatnění levnějších materiálů s nižším bodem tavení pro výrobu první tenkovrstvé elektrody 155, druhé tenkovrstvé elektrody 165 a prostřední tenkovrstvé elektrody 135, nacházející se v tenkovrstvových ovládaných zrcadlech 101, tak provádění přímočarého vzorování, v důsledku čehož jsou celkové výrobní náklady sníženy.
Protože je soustava 100 vytvářena bez použití vysokých teplot, může být navíc lépe ochráněna její strukturální celistvost a tím i vlastní účinnost.
I když přihlašovaný vynález byl popsán pouze s ohledem na určitá upřednostňovaná provedení, mohou být provedeny další modifikace a varianty, aniž by došlo k opuštění rozsahu přihlašovaného vynálezu, jenž je specifikován v následujících patentových nárocích.

Claims (13)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Soustava (100) MxN tenkovrstvových ovládaných zrcadel (101) k použití v optickém projekčním systému, kde M a N jsou celá čísla a kde každé z ovládaných zrcadel (101) má dvouvrstvou strukturu, v y z n a č u j í c í se tím, že sestává jednak z aktivní matrice (120) shorním povrchem, zahrnující podkladovou vrstvu (122) se soustavou MxN připojovacích svorek (124) a soustavou MxN tranzistorů a jednak ze soustavy MxN ovládacích struktur (111), kde každá ovládací struktura (111) má proximální konec a distální konec a zahrnuje jednak druhou tenkovrstvou elektrodu (165), uspořádanou jako druhá vychylovací elektroda, jednak dolní elektricky přemístitelný prvek (185) s horním a dolním povrchem, jednak prostřední tenkovrstvou elektrodu (135), uspořádanou jako signální elektroda, jednak horní elektricky přemístitelný prvek (175) s horním a dolním povrchem a jednak první tenkovrstvou elektrodu (155), uspořádanou jako zrcadlo a první vychylovací elektroda, přičemž horní elektricky přemístitelný prvek (175) a dolní elektricky přemístitelný prvek (185) jsou odděleny prostřední tenkovrstvou elektrodou (135), přičemž první tenkovrstvá elektroda (155) je umístěna na horním povrchu horního elektricky přemístitelného prvku (175) a druhá tenkovrstvá elektroda (165) je umístěna na dolním povrchu dolního elektricky přemístitelného prvku (185), přičemž prostřední tenkovrstvá elektroda (135) je elektricky připojena k tranzistorům prostřednictvím připojovacích svorek (124) a proximální konec každé ovládací struktury (111) je připevněn k hornímu povrchu aktivní matrice (120).
  2. 2. Soustava podle nároku 1, vyznačující se tím, že první tenkovrstvá elektroda (155) je elektricky připojena ke druhé tenkovrstvé elektrodě (165).
  3. 3. Způsob výroby soustavy (100) MxN tenkovrstvových ovládaných zrcadel (101) kpoužití v optickém projekčním systému, kde M a N jsou celá čísla a kde každé z ovládaných zrcadel (101) má dvouvrstvou strukturu, podle nároků la2, vyznačující se tím, že nejprve se připraví aktivní matrice (120) s horním povrchem a podkladovou vrstvou (122) se soustavou MxN tranzistorů a soustavou MxN připojovacích svorek (124), načež se na horní povrch aktivní matrice (120) uloží tenká pomocná vrstva (140), jejíž části, vytvořené na horní ploše každé připojovací svorky (124) v horní matrici (120) se následně odstraní, pak se vytvoří druhá vrstva (160) druhé tenkovrstvé elektrody (165) z druhého elektricky vodivého materiálu na horním povrchu aktivní matrice (120) obsahující tenkou pomocnou vrstvu (140), dále se odstraní části druhé vrstvy (160) druhé tenkovrstvé elektrody (165) vytvořené na horní ploše každé připojovací svorky (124) na horní matrici (120), načež se na horní povrch aktivní matrice (120) a na druhou vrstvu (160) druhé tenkovrstvé elektrody (165) uloží dolní elektricky přemístitelná vrstva (180), poté se vytvoří soustava Μ x N děr (190), mající vnitřní povrch a procházejících od horní části dolní elektricky přemístitelné vrstvy (180) k horní části každé připojovací svorky (124) dále se vytvoří prostřední elektrodová vrstva (130) prostředni tenkovrstvé elektrody (135) z prvního elektricky vodivého materiálu na horní části dolní elektricky přemístitelné vrstvy (180), zahrnující vnitřní povrchy všech děr (190), pak se na horní část prostřední elektrodové vrstvy (130) prostřední tenkovrstvé elektrody (135) uloží horní elektricky přemístitelná vrstva (170), při současném zaplňování děr (190), dále se vytvoří první vrstva (150) první tenkovrstvé elektrody (155) z elektricky vodivého a světlo odrážejícího materiálu, a to na horní části horní elektricky přemístitelné vrstvy (170), čímž se vytváří mnohovrstvá struktura (200), zahrnující první vrstvu (150) první tenkovrstvé elektrody (155), horní elektricky přemístitelnou vrstvu (170), prostřední vrstvu (130) prostřední elektrody (135), dolní elektricky přemístitelný prvek (185) a druhou vrstvu (160) druhé tenkovrstvé elektrody (165), načež se provádí vzorování mnohovrstvé struktury (200) do soustavy MxN polotovarů (250) ovládacích struktur (111), přičemž každý polotovar (250) ovládacích struktur (111) zahrnuje první tenkovrstvou elektrodu (155), horní elektricky přemístitelný prvek (175), prostřední tenkovrstvou elektrodu (135), dolní elektricky přemístitelný prvek (185) a druhou tenkovrstvou elektrodu (165), po kterém se nakonec odstraní
    -7CZ 288386 B6 tenká pomocná vrstva (140) kvytvoření soustavy (100) MxN tenkovrstvových ovládaných zrcadel (101).
  4. 4. Způsob podle nároku3, vyznačující se tím, že horní a dolní elektricky přemístitelná vrstva (170,180) se vyrábí z krystalograficky asymetrického materiálu.
  5. 5. Způsob podle nároku4, vyznačující se tím, že krystalograficky asymetrickým materiálem je ZnO.
  6. 6. Způsob podle nároku3, vyznačující se tím, že horní a dolní elektricky přemístitelná vrstva (170, 180) se vyrábí v tloušťce 0,1 až 2 pm.
  7. 7. Způsob podle nároku3, vyznačující se tím, že horní a dolní elektricky přemístitelná vrstva (170,180) se vytváří vakuovým odpařováním nebo rozprašováním.
  8. 8. Způsob podle nároku3, vyznačující se vyrábí z oxidu.
  9. 9. Způsob podle nároku3, vyznačující se vyrábí z polymeru.
  10. 10. Způsob podle nároku 8, vyznačující se vytváří vakuovým odpařováním nebo rozprašováním
  11. 11. Způsob podle nároku9, vyznačující se vytváří rotačním pokovováním.
    tím, že tenká pomocná vrstva (140) se tím, že tenká pomocná vrstva (140) se tím, že tenká pomocná vrstva (140) se tím, že tenká pomocná vrstva (140) se
  12. 12. Způsob podle nároku3, vyznačující se tím, že první vrstva (150) první tenkovrstvé elektrody (155), druhá vrstva (160) druhé tenkovrstvé elektrody (165) a prostřední vrstva (130) prostřední tenkovrstvé elektrody (135) se vytváří vakuovým odpařováním nebo rozprašováním.
  13. 13. Způsob podle nároku3, vyznačující se tím, že první vrstva (150) první tenkovrstvé elektrody (155), druhá vrstva (160) druhé tenkovrstvé elektrody (165) a prostřední vrstva (130) prostřední tenkovrstvé elektrody (135) se vyrábí v tloušťce 0,1 až 2 pm.
CZ19971487A 1994-11-14 1995-10-17 Array of M times N thin film actuated mirrors and method for the manufacture thereof CZ288386B6 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019940029763A KR960018646A (ko) 1994-11-14 1994-11-14 광로조절장치의 제조방법
PCT/KR1995/000133 WO1996015630A1 (en) 1994-11-14 1995-10-17 Array of thin film actuated mirrors and method for the manufacture thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ148797A3 CZ148797A3 (en) 1997-12-17
CZ288386B6 true CZ288386B6 (en) 2001-06-13

Family

ID=19397806

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ19971487A CZ288386B6 (en) 1994-11-14 1995-10-17 Array of M times N thin film actuated mirrors and method for the manufacture thereof

Country Status (18)

Country Link
US (1) US5606452A (cs)
EP (1) EP0712021B1 (cs)
JP (1) JPH10508952A (cs)
KR (1) KR960018646A (cs)
CN (1) CN1061203C (cs)
AU (1) AU701168B2 (cs)
BR (1) BR9510396A (cs)
CA (1) CA2205168A1 (cs)
CZ (1) CZ288386B6 (cs)
DE (1) DE69522898T2 (cs)
HU (1) HU221360B1 (cs)
MY (1) MY132060A (cs)
PE (1) PE36497A1 (cs)
PL (1) PL178550B1 (cs)
RU (1) RU2143715C1 (cs)
TW (1) TW305944B (cs)
UY (1) UY24087A1 (cs)
WO (1) WO1996015630A1 (cs)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6969635B2 (en) * 2000-12-07 2005-11-29 Reflectivity, Inc. Methods for depositing, releasing and packaging micro-electromechanical devices on wafer substrates
KR970054559A (ko) * 1995-12-22 1997-07-31 배순훈 광로 조절 장치의 제조 방법
TW357271B (en) * 1996-02-26 1999-05-01 Seiko Epson Corp Light regulator, display and the electronic machine
EP0810458B1 (en) * 1996-05-29 2001-09-19 Daewoo Electronics Co., Ltd Array of thin film actuated mirrors and method for the manufacture thereof
US5930025A (en) * 1996-05-29 1999-07-27 Daewoo Electronics Co., Ltd. Array of thin film actuated mirrors and method for the manufacture thereof
KR100229788B1 (ko) * 1996-05-29 1999-11-15 전주범 광로 조절 장치의 제조 방법
US5945898A (en) * 1996-05-31 1999-08-31 The Regents Of The University Of California Magnetic microactuator
US5991064A (en) * 1996-06-29 1999-11-23 Daewoo Electronics Co., Ltd. Thin film actuated mirror array and a method for the manufacture thereof
KR100212539B1 (ko) * 1996-06-29 1999-08-02 전주범 박막형 광로조절장치의 엑츄에이터 및 제조방법
AU717083B2 (en) * 1996-08-21 2000-03-16 Daewoo Electronics Co., Ltd. Thin film actuated mirror array for use in an optical projection system
WO1998008127A1 (en) * 1996-08-21 1998-02-26 Daewoo Electronics Co., Ltd. Thin film actuated mirror array for use in an optical projection system
US5949568A (en) * 1996-12-30 1999-09-07 Daewoo Electronics Co., Ltd. Array of thin film actuated mirrors having a levelling member
EP1033037B1 (en) * 1997-06-30 2006-12-13 Daewoo Electronics Corporation Thin film actuated mirror including a seeding member and an electrodisplacive member made of materials having the same crystal structure and growth direction
US7281808B2 (en) * 2003-06-21 2007-10-16 Qortek, Inc. Thin, nearly wireless adaptive optical device
JP4037394B2 (ja) * 2004-09-16 2008-01-23 株式会社東芝 マイクロメカニカルデバイス

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3544201A (en) * 1968-01-02 1970-12-01 Gen Telephone & Elect Optical beam deflector
US4615595A (en) * 1984-10-10 1986-10-07 Texas Instruments Incorporated Frame addressed spatial light modulator
US4793699A (en) * 1985-04-19 1988-12-27 Canon Kabushiki Kaisha Projection apparatus provided with an electro-mechanical transducer element
US5172262A (en) * 1985-10-30 1992-12-15 Texas Instruments Incorporated Spatial light modulator and method
US5185660A (en) * 1989-11-01 1993-02-09 Aura Systems, Inc. Actuated mirror optical intensity modulation
US5126836A (en) * 1989-11-01 1992-06-30 Aura Systems, Inc. Actuated mirror optical intensity modulation
GB2239101B (en) * 1989-11-17 1993-09-22 Marconi Gec Ltd Optical device
US5085497A (en) * 1990-03-16 1992-02-04 Aura Systems, Inc. Method for fabricating mirror array for optical projection system
US5216537A (en) * 1990-06-29 1993-06-01 Texas Instruments Incorporated Architecture and process for integrating DMD with control circuit substrates
US5170283A (en) * 1991-07-24 1992-12-08 Northrop Corporation Silicon spatial light modulator
US5175465A (en) * 1991-10-18 1992-12-29 Aura Systems, Inc. Piezoelectric and electrostrictive actuators
US5159225A (en) * 1991-10-18 1992-10-27 Aura Systems, Inc. Piezoelectric actuator
US5247222A (en) * 1991-11-04 1993-09-21 Engle Craig D Constrained shear mode modulator
KR970003007B1 (ko) * 1993-05-21 1997-03-13 대우전자 주식회사 투사형 화상표시장치용 광로조절장치 및 그 구동방법
US5481396A (en) * 1994-02-23 1996-01-02 Aura Systems, Inc. Thin film actuated mirror array

Also Published As

Publication number Publication date
AU3674495A (en) 1996-06-06
CZ148797A3 (en) 1997-12-17
CA2205168A1 (en) 1996-05-23
PE36497A1 (es) 1997-11-27
BR9510396A (pt) 1997-12-23
AU701168B2 (en) 1999-01-21
MY132060A (en) 2007-09-28
UY24087A1 (es) 1996-04-11
EP0712021B1 (en) 2001-09-26
JPH10508952A (ja) 1998-09-02
PL178550B1 (pl) 2000-05-31
WO1996015630A1 (en) 1996-05-23
RU2143715C1 (ru) 1999-12-27
US5606452A (en) 1997-02-25
DE69522898T2 (de) 2002-06-20
CN1163689A (zh) 1997-10-29
HU221360B1 (en) 2002-09-28
DE69522898D1 (de) 2001-10-31
KR960018646A (ko) 1996-06-17
PL320161A1 (en) 1997-09-15
EP0712021A1 (en) 1996-05-15
HUT77722A (hu) 1998-07-28
TW305944B (cs) 1997-05-21
CN1061203C (zh) 2001-01-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ288386B6 (en) Array of M times N thin film actuated mirrors and method for the manufacture thereof
AU693125B2 (en) Thin film actuated mirror array for use in an optical projection system and method for the manufacture thereof
AU693119B2 (en) Thin film actuated mirror array and methods for its manufacture
US5690839A (en) Method for forming an array of thin film actuated mirrors
US5636070A (en) Thin film actuated mirror array
US5579179A (en) Method for manufacturing an array of thin film actuated mirrors
CZ288251B6 (en) Thin film actuated mirror array for use in an optical projection system and method for the manufacture thereof
US5768006A (en) Thin film actuated mirror array for use in an optical projection system
US5677785A (en) Method for forming an array of thin film actuated mirrors
US5702569A (en) Method for manufacturing a thin film actuated mirror having a stable elastic member
US5637517A (en) Method for forming array of thin film actuated mirrors
US5610773A (en) Actuated mirror array and method for the manufacture thereof
US5859724A (en) Method for the manufacture of a short-circuit free actuated mirror array
US5706122A (en) Method for the formation of a thin film actuated mirror array
AU703795B2 (en) Low temperature formed thin film actuated mirror array
US5696620A (en) Thin film actuated mirror array incorporating therein temperature compensating layers
RU2187212C2 (ru) Способ изготовления матрицы управляемых тонкопленочных зеркал
US5683593A (en) Method for manufacturing a thin film actuated mirror array
AU717083B2 (en) Thin film actuated mirror array for use in an optical projection system
MXPA97003467A (en) Provision of melted effected melters and paraly method manufacturing of mis
GB2304424A (en) Thin film actuated mirror

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20031017