CZ304197A3 - Seskupení ovládaných zrcadel tenkého filmu s dielektrickými vrstvami - Google Patents

Seskupení ovládaných zrcadel tenkého filmu s dielektrickými vrstvami Download PDF

Info

Publication number
CZ304197A3
CZ304197A3 CZ973041A CZ304197A CZ304197A3 CZ 304197 A3 CZ304197 A3 CZ 304197A3 CZ 973041 A CZ973041 A CZ 973041A CZ 304197 A CZ304197 A CZ 304197A CZ 304197 A3 CZ304197 A3 CZ 304197A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
thin film
layer
actuated
array
electrode
Prior art date
Application number
CZ973041A
Other languages
English (en)
Inventor
Yong-Geun Lim
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 CZ304197A3 publication Critical patent/CZ304197A3/cs

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/015Devices 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
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0816Optical 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
    • G02B26/0833Optical 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
    • G02B26/0858Optical 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
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/0102Constructional details, not otherwise provided for in this subclass
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F2203/00Function characteristic
    • G02F2203/02Function characteristic reflective

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)

Description

Oblast techniky
Vynález se týká optického projekčního systému, zejména seskupení Μ x N ovládaných zrcadel tenkého filmu, pro použití · v tomto systému, a dále způsobu jeho výroby, kde každé ovládané zrcadlo tenkého filmu zahrnuje soustavu dielektrických členů vytvořených na horní straně každého ovládaného zrcadla tenkého filmu, a to za účelem zlepšení optické výkonnosti systému.
Dosavadní stav techniky
Mezi různými projekčními systémy existujícími v oboru, je dobře znám optický projekční systém schopný poskytnout obraz o vysoké kvalitě a ve velkém měřítku. U takového optického projekčního systému světlo z lampy rovnoměrně osvětluje seskupení například Μ x N ovládaných zrcadel, kdy každé zrcadlo je spojeno s každým z akčních členů. Akční členy mohou být zhotoveny z elektrovychylujicích materiálů, například z piezoelektrických nebo elektrostrikčních materiálů, které se vlivem použitého elektrického pole deformují.
Odražené světelné paprsky od každého zrcadla dopadají na otvor (štěrbinu) například optické přepážky. Přivedením elektrického signálu na každý akční člen se relativní poloha každého zrcadla k původnímu světelnému paprsku mění, čímž způsobuje odchýlení optické dráhy odraženého paprsku od každého zrcadla. Jelikož se optická dráha každého odraženého paprsku mění, mění se i množství světla odraženého od zrcadel a procházejícího štěrbinou, čímž dochází k modulování intenzity paprsku. Modulované paprsky procházející štěrbinou dopadají na projekční plochu prostřednictvím optického zařízení, jakým je například soustava projekčních čoček, a vytváří na projekční ploše obraz.
·· ·
Na obr.1A až 1G jsou znázorněny jednotlivé výrobní kroky výroby seskupení 10 Μ x N ovládaných zrcadel tenkého filmu 11, kde M a N jsou celá čísla určující sloupec a řadu v seskupení 10. jak je to uvedeno v dosud nevyřízené U.S. patentové přihlášce 08/430,628 pod názvem Seskupení ovládaných zrcadel tenkého filmu”.
Výrobní proces seskupení 10 začíná přípravou aktivní matrice 20. která obsahuje podkladovou vrstvu 22, seskupeni Μ x N transistorů (nejsou zobrazeny) a seskupení Μ x N spojovacích terminálů 24.
V následujícím kroku se na horním povrchu aktivní matice 20 vytváří obětní (sacrificialní) vrstva tenkého filmu 40 pomocí metody rozprašování nebo naparování, je-li obětní vrstva tenkého filmu 40 vyrobena z kovu, chemickým nanášením páry (CVD) nebo odstředivým nanášením vrstvy, jestliže je obětní vrstva tenkého filmu 40 zhotovena z fosfor-silikátového skla (PSG), a pomocí metody CVD, jestliže je obětní vrstva tenkého filmu 40 vyrobena z Poly-Si.
Dále se vytváří podpůrná vrstva 15 zahrnující seskupení Μ x N podpůrných členů 30 obklopených obětní vrstvou tenkého filmu 40, kde podpůrná vrstva 15 je formována: vytvořením seskupení Μ x N prázdných míst (nejsou znázorněny) na obětní vrstvě tenkého filmu 40 pomocí fotolitografie, přičemž každé prázdné místo je umístěno okolo spojovacích terminálů 24., vytvořením podpůrného členu 30 v každé prázdné mezeře použitím metody rozprašování nebo CVD, jak je to znázorněno na obr.lA. Podpůrné členy 30 jsou zhotoveny z izolačního materiálu. V následujícím kroku je na horní straně podpůrné vrstvy 15 vytvořena, použitím Sol-Gel (koloidní gelový roztok), metody rozprášení, nebo metody CVD, pružná vrstva 70, zhotovená ze stejného materiálu jako podpůrné členy 30.
Následuje vytvoření kovového vedení 35 v každém podpůrném členu 30, a to : nejprve vytvořením seskupení Μ x N otvorů (nejsou znázorněny) technikou leptání, kde každý otvor vystupuje z horním části pružné vrstvy 70 směrem do horní části • · ·
- 3 spojovacího terminálu 24, a dále vyplněním otvorů kovem, čímž se vytvoří vedení 35, jak je to znázorněno na obr.lB.
V dalším kroku se pokovením vytvoří, z elektricky vodivého materiálu, druhá vrstva tenkého filmu 60, a to na horní straně pružné vrstvy 70, včetně vedení 35 f a to metodou rozprašování. Druhá vrstva tenkého filmu 60 je elektricky připojena k transistorům přes vedení 35 v podpůrném členu 20.
Následuje vytvoření elektrovychylujicí tenké vrstvy 20 z piezoelektrického materiálu, například ze slitiny olova, zirkonu a titanu (PZT), na horní straně druhé vrstvy tenkého filmu 20, použitím metody pokovování, CVD nebo Sol-Gel, tak jak je to znázorněno na obr.lC.
V následujícím kroku je elektrovychylujicí vrstva tenkého filmu 80, druhá vrstva tenkého filmu 60 a pružná vrstva 70. upravena do seskupení Μ x N elektrovychylujících členů tenkého filmu 85, seskupení Μ x N elektrod druhého tenkého filmu 65 a seskupení Μ x N pružných členů 75, pomocí fotolitografické techniky nebo úpravou laserem, až do obnažení (exponování) podpůrné vrstvy 15, jak je to vidět na obr.ID. Každá z druhých elektrod tenkého filmu 65 je elektricky spojena s transistorem prostřednictvím vedení 35, vytvořeném v každém podpůrném členu 30. a funguje jako signální elektroda v ovládaných zrcadlech tenkého filmu 11.
Každý z elektrovychylujících členů tenkého filmu je tepelně zpracován, aby se umožnilo vytvoření fázového přechodu, a přitom se vytvořilo seskupení Μ x N tepelně zpracovaných struktur (nejsou znázorněny). Jelikož je každý elektrovychylujicí člen 85 dostatečně silný, není nutné ho v případě, že je zhotoven z piezoelektrického materiálu, polovat, k nastavení dojde během zavedení elektrického signálu na ovládaná zrcadla tenkého filmu
11.
Po realizaci předchozího kroku se vytváří sestava Μ x N prvních elektrod tenkého filmu 55, vyrobených z elektrovodivého a světlo odrážejícího materiálu, například hliníku Al nebo stříbra Ag a to na horních částech elektrovychylujících členů • · · ·
- 4 tenkého filmu 85 v sestavě Μ x N tepelně zpracovaných struktur, nejprve vytvořením vrstvy 50, zhotovené z elektricky vodivého a světlo odrážejícího materiálu, který zcela pokrývá horní stranu sestavy Μ x N tepelně zpracované struktury, včetně obnažené podpůrné vrstvy 15, a to technikou rozprašování ve vakuu, jak je to znázorněno na obr. IE, a dále selektivním odstraněním vrstvy 50 leptáním, což má za následek vytvoření seskupení 90 Μ x N ovládaných struktur zrcadel 95, kde každá ovládaná struktura zrcadel 95 zahrnuje horní povrch a čtyři boční povrchy, jak je to znázorněno na obr.lF. Každá první elektroda tenkého filmu 55 funguje jako zrcadlo a jako elektroda s předpětím v ovládaných zrcadlech tenkého filmu 11.
Předchozí krok je následován úplným pokrytím horního povrchu a čtyř bočních povrchů v každé struktuře ovládaných zrcadel 95, tenkou ochrannou vrstvou (není zobrazena).
Obětní vrstva tenkého filmu 40 v podpůrné vrstvě 15 je odstraněna leptáním. Nakonec se leptáním odstraní ochranná vrstva tenkého filmu, čímž se vytvoří seskupení 10 Μ x N ovládaných zrcadel tenkého filmu 11, jak to lze vidět na obr.lG.
Vyskytují se jisté nedostatky spojené se způsobem výroby seskupení 10 Μ x N ovládaných zrcadel tenkého filmu 11.Během odstraňování ochranné vrstvy tenkého filmu může leptadlo chemicky napadnout první elektrodu tenkého filmu 55, která rovněž funguje jako zrcadlo, v každém ovládaném zrcadle tenkého filmu 11, což může nepříznivě ovlivnit optickou účinnost sestavy 10 ovládaných zrcadel tenkého filmu. Kromě toho může první elektroda tenkého filmu 55 zkorodovat, zvláště tehdy, je-li vyrobena z Ag, což dále snižuje odrazivost zrcadla.
Podstata vynálezu
Prvotním cílem tohoto vynálezu je poskytnou seskupení
Μ x N ovládaných zrcadel tenkého filmu, které by bylo schopné zajistit optimální optickou účinnost, a dále způsob výroby • · · ·
- 5 • · · · • · ·* · zmíněného seskupení.
V souladu s jedním aspektem tohoto vynálezu se poskytuje způsob výroby seskupení Μ χ N ovládaných zrcadel tenkého filmu, kde M a N jsou celá čísla, které se použijí v optických projekčních systémech, kde seskupení zahrnuje: aktivní matrici včetně podkladové vrstvy, seskupení Μ χ N spojovacích terminálů a seskupení Μ χ N tranzistorů, kde každý spojovací terminál je· připojen k odpovídajícímu tranzistoru v seskupeni Μ χ N tranzistorů, dále Μ χ N vedení, které je zhotoveno z elektricky vodivého materiálu, seskupení Μ χ N ovládacích struktur, které mají spojovací a světlo odrážející části, kde každá ovládcí struktura obsahuje pružný prvek, druhou elektrodu tenkého filmu, elektrovychylujicí prvek tenkého filmu a první elektrodu tenkého filmu, přičemž vedení je umístěno u spojovacích částí v každé ovládací struktuře, táhnoucí se ze spodní části druhé elektrody tenkého filmu k horní části spojovacího terminálu, elektricky spojeného s odpovídajícím tranzistorem, aby mohla druhá elektroda tenkého filmu fungovat jako signální elektroda v každém ovládaném zrcadle tenkého filmu, kde první elektroda tenkého filmu zhotovená ze světlo odrážejícího a elektricky vodivého materiálu je uzemněna, a tím může fungovat jako zrcadlo a elektroda s předpětím, a to v každé ovládaném zrcadle tenkého filmu, a Μ χ N vícevrstvého dielektrického členu tenkého filmu, kde je každý dielektrický člen umístěný na horní částí odrážející části v každé ovládací struktuře, přičemž každý dielektrický člen má předem stanovenou tloušťku a specifický index lomu.
V souladu s jiným aspektem tohoto vynálezu se poskytuje způsob výroby seskupení Μ χ N ovládaných zrcadel tenkého filmu, kdy tento způsob zahrnuje kroky: poskytnutí aktivní matrice včetně podkladové vrstvy, seskupení Μ χ N spojovacích terminálů a seskupení Μ χ N transistorů, kde každý spojovací terminál je elektricky spojený s odpovídajícím transistorem; umístění obětní vrstvy na horní části aktivní matrice; vytvoření seskupení Μ χ N prázdných míst v obětní vrstvě tenkého filmu, kde každé prázdné místo je umístěno okolo horní strany spojovacího terminálů; umístění pružné vrstvy vyrobené z izolačního materiálu na horní straně obětní vrstvy tenkého filmu, kde vyplňuje prázdná místa.; vytvoření seskupení Μ x N vedení v pružné vrstvě, kde každé vedení vychází z horní části pružné vrstvy směrem k horní části odpovídajícího spojovacího terminálu; umístění druhé vrstvy tenkého filmu, elektrovychylujicí vrstvy a první vrstvy tenkého filmu na horní část pružné vrstvy, kde druhá vrstva tenkého filmu je zhotovena z elektricky vodivého materiálu, a kde první vrstva tenkého filmu je zhotovena z elektricky vodivého a světlo odrážejícího materiálu; vytvoření vzorování u první vrstvy tenkého filmu, elektrovychylujicí vrstvy tenkého filmu, druhé vrstvy tenkého filmu a pružné vrstvy, až do exponování obětní vrstvy, přičemž se vytváří seskupení Μ x N polotovar ovládací struktury, kdy každý polotovar ovládací struktury získá první elektrodu tenkého filmu, elektrovychylujicí člen tenkého filmu druhou elektrodu tenkého filmu a pružný prvek; umístění množství dielektrických vrstev tenkého filmu na horní stranu polotovaru ovládacích struktur včetně exponované obětní vrstvy tenkého filmu, kde každá dielektrická vrstva má předem stanovenou tloušťku; vzorování dielektrických vrstev tenkého filmu do Μ x N počtu vícevrstvého dielektrického členu tenkého filmu, a to až do okamžiku, kdy je obětní vrstva opět exponovaná, čímž se vytváří seskupení Μ x N polotovaru ovládaných zrcadel, kde je množství dielektrických vrstev tenkého filmu vzorováno tak, že každý polotovar ovládaného zrcadla je libovolně rozdělen na část ovládací a část odrážející světlo, přičemž každý průchod a každý dielektrický člen je umístěný v ovládací části a světlo odrážející části v každém polotovaru ovládaného zrcadla; pokrytí každého polotovaru ovládaného zrcadla ochrannou vrstvou tenkého filmu, čímž se vytvoří seskupení Μ x N chráněných ovládaných zrcadel; odstranění obětní vrstvy tenkého filmu, a tím vytvoření seskupení Μ x N ovládaných zrcadel tenkého filmu.
• · · ·
- 7 Přehled obrázků na výkrese
Dříve uvedené, ale i další cíle a znaky tohoto vynálezu budou zřejmé z následujícího popisu provedení, kterému se dává přednost, a z připojených výkresů na kterých:
obr.lA až 1G schematicky znázorňuje příčný řez, zobrazující způsob výroby seskupení Μ χ N ovládaných zrcadel podle dosavadního stavu techniky, obr.2 znázorňujme příčný řez seskupením Μ χ N ovládaných zrcadel, podle jednoho provedení tohoto vynálezu, obr.3A až 3F schematicky znázorňuje způsob výroby seskupení Μ χ N ovládaných zrcadel, podle tohoto vynálezu, zobrazeného na obr.2.
Příklady provedení vynálezu
Na obr.2 a 3A až 3F je zobrazen příčný řez seskupením 200 Μ x N ovládaných zrcadel tenkého filmu 201, kde M a N jsou celá čísla, kdy toto seskupení se dá použít v optickém projekčním systému, a kde schematický příčný řez seskupením zobrazuje způsob výroby tohoto seskupení. Podobné díly, zobrazené na obr.2 a 3A až 3F jsou označeny stejnými referenčními číslicemi.
Na obr.2 je znázorněn příčný řez seskupením 200 Μ χ N ovládaných zrcadel tenkého filmu 201 jednoho provedení, podle tohoto vynálezu. Seskupení 200 zahrnuje aktivní matrici 210, M χ N vedení 225. seskupení Μ χ N ovládaných struktur 300 a Μ x N počet vícevrstvých stohů 400 dielektrických členů tenkého filmu 401. Na obr.l je pro jednoduchost znázorněno seskupení 200 Μ χ N ovládaných zrcadel tenkého filmu 201, kdy každé ovládané zrcadlo 201 má vícevrstvý stoh 400 dielektrických členů 401, přičemž vícevrstvý stoh 400 sestává z páru dielektrických členů 401.
Aktivní matrice 210 zahrnuje podkladovou vrstvu 212. se skupením Μ χ N spojovacích terminálů 214 a seskupením Μ χ N transistorů ( nejsou znázorněny), přičemž každý spojovací
terminál 214 je elektricky spojen s transistory. Každá ovládací struktura 300 má spojovací a světlo odrážející části 330 a 335, a dále zahrnuje pružný člen 235, druhou elektrodu tenkého filmu 245. elektrovychylujicí člen 255 a první elektrodu tenkého filmu 265. Každý průchod 225. vyrobený z elektricky vodivého materiálu, je umístěný u spojovací části 330 v každé ovládací struktuře 300. kde vystupuje ze spodní části druhé elektrody tenkého filmu 245 do horní části odpovídajícího spojovacího terminálu 214, který je elektricky připojen k transistoru, čímž spojuje druhou elektrodu tenkého filmu 245 s transistorem, a tím umožňuje druhé elektrodě fungovat jako signální elektroda v každém ovládaném zrcadle tenkého filmu 201. První elektroda tenkého filmu, vyrobená z elektricky vodivého a světlo odrážejícího materiálu, například z Ag, je elektricky spojena se zemí, což ji umožňuje fungovat jako zrcadlo, stejně jako elektroda s předpětím, a to v každém ovládaném zrcadle tenkého filmu 201.
Každý vícevrstvý stoh 400 dielektrického členu tenkého filmu 401 je umístěn na horní straně části odrážející světlo 335 v každé ovládané struktuře 300, přičemž každý dielektrický člen tenkého filmu 401 má předem určenou tloušťku a specifický index lomu.
Ve viditelné oblasti je možné zvýšit odraznost (činitel odrazu) jednoduché kovové vrstvy tím, že se potáhne zvláštní dielektrickou vrstvou.
Činitel odrazu R kovu na vzduchu při kolmém úhlu dopadu je
R= 1-f 2n/(l+n2+k2)1 , kde rov.1 l+[2n/(l+n2+k2)] n a k je index lomu, resp. koeficient absorpce kovu.
Tak například, je-li kov překryt dvěma čtvrtvlnovými materiály s indexem lomu n a n^, kde n^ je blízký kovu, potom optický činitel odrazu R ve vzduchu při kolmém úhlu dopadu se
- 9 rovná:
R = l-Γ2η^/η^)2η1/Γl+n^/n^l^fn^+k2)1 rov.2 l+[2(ni/n2)2n]/[l+(n;L/n2)4(n2+k2) ]
Tato hodnota bude větší než činitel odrazu holého kovu, který je dán rovnicí
2/η3/η^)Ζη 1+(ηχ2)4(n2+ k2) < 2n l+n2+k2 rov. 3 což vyhovuje pro ( η )2 > 1 n
nebo ( η )2 < 1 rov.4 n1 n2+k
2 za předpokladu, že n2+k2 > 1.
Podle rov.4 se může činitel odrazu zvýšit pomocí páru čtvrtvlnových vrstev pro které platí, že (nx/n2) > 1, přitom ηχ je hodnota indexu lomu vnější vrstvy a n? je indexem lomu pro vrstvu blíže ke kovu. Čím je tento poměr vyšší, tím větší je vzestup činitele odrazu.
Například, neupravený činitel odrazu hliníku je přibližně 91,6% pro světelný paprsek s vlnovou délkou 550 nm a při kolmém úhlu dopadu.
Jestliže je hliník potažen dvěma čtvrtvlnovými vrstvami z fluoridu hořčíku s indexem 1,38 pro vrstvu blíže k hliníku, a 2,35 pro vrstvu ze sulfidu zinku, potom (ni/n2)2= 2,9 a podle rovnice 3, činitel odrazu stoupne na 96.9%.
Činitel odrazu každého ovládaného zrcadla tenkého filmu 201 v seskupení 200 se může maximalizovat optimalizací tloušťky a indexu lomu každého dielektrického členu 401. který tvoři vícevrstvý stoh 400, optimalizací počtu dielektrických členů
401 a úhlu dopadu, a to cestou simulace.
Každý vícevrstvý stoh 400 dielektrických členů 401 ochraňuje první elektrody 265 v každé ovládací struktuře 300 před chemickým nebo fyzickým poškozením, a rovněž poskytuje maximální činitel odrazu každému ovládanému zrcadlu tenkého filmu 201, čímž zajišťuje optimální optickou účinnost u každého ovládaného zrcadla tenkého filmu 2 v seskupení 200.
Na obr. 3A až 3F je schematicky znázorněn příčný řez, který vysvětluje způsob výroby seskupení 200 Μ x N ovládaných zrcadel tenkého filmu 201 z obr.2.
Proces výroby seskupení 200 začíná přípravou aktivní matrice 210 včetně podkladové vrstvy 212, seskupeni Μ x N spojovacích terminálů 214 a seskupení Μ x N transistorů (není znázorněno), kde podkladová vrstva 212 je zhotovena z izolačního materiálu,
V následujícím kroku je na horní straně aktivní matrice 210 vytvořena tenká obětní vrstva 220 o tloušťce 0,1 - 2 /»m, vyrobená z kovu, například z mědi (Cu) nebo niklu (Ni), z fosfor-silikátového skla (PSG) nebo poly-Si. Obětní vrstva tenkého filmu 220 je vytvořena rozprašováním nebo odpařováním ve vakuu, jestliže je obětní vrstva 220 vyrobena z kovu, chemickým naparováním (CVD) nebo odstředivým nanášením, jestliže je obětní vrstva zhotovena z PSG, nebo pomocí CVD, je-li obětní vrstva 220 vyrobena z poly-Si.
Dále se vytváří seskupení Μ x N prázdných míst (nejsou znázorněny) na obětní vrstvě 220 pomocí fotolitografie. Každé prázdné místo je umístěno okolo spojovacích terminálů 214.
V následujícím kroku je na horní straně obětní vrstvy 220 umístěna pružná vrstva 230. která je vyrobena z izolačního materiálu, například z nitridu křemíku, a má tloušťku 0,1 -2/í,m, kde pružná vrstva zahrnuje prázdná místa a je umístěna pomocí Sol-Gel (koloidního gelového roztoku), metody rozprášení nebo metody CVD.
Následuje vytvoření Μ x N kovových vedení 225 zhotovených z tungstenu (W), a to v pružné vrstvě 230.
Každé vedení 225 je vytvářeno: nejprve vytvořením seskupení
Μ x N otvorů (nejsou znázorněny), a to leptáním, kde každý otvor vystupuje z horní části pružné vrstvy 230 směrem do horní části spojovacího terminálu 214, dále vyplněním otvorů kovem metodou rozprašování, jak je to znázorněno na obr.3A.
Dále se z elektricky vodivého materiálu, například platiny (Pt) nebo platiny/titanu (Pt/Ti), vytvoří druhá vrstva tenkého filmu 240 o tlouštce 0,1 - 2<α,τη, a to na horní straně pružné vrstvy 230 a vedení 225 pomocí rozprašování nebo napařováním ve vakuu.
Následuje vytvoření elektrovychylující vrstvy tenkého filmu 250 z piezoelektrického materiálu, například z titaničitanu olova a zirkonu (PZT), nebo z elektrostriktivního materiálu, například z niobičnanu olova a hořčíku (PMN), o tlouštce 0,1-2 ^m, na horní straně druhé vrstvy tenkého filmu 240 pomocí odpařování ve vakuu nebo metodou rozprašování.
Elektrovychylujicí vrstva tenkého filmu 250 je dále tepelně zpracována tak, aby se umožnil fázový přechod.
V následujícím kroku je vytvořena první vrstva tenkého filmu, vyrobená z elektricky vodivého a světlo odrážejícího materiálu, například z hliníku (Al) nebo stříbra (Ag) o tloušče 0,1 - 2(/í/m, a to na horní straně elektrovychylující vrstvy 250, pomocí metody rozprašování nebo odpařováním ve vakuu, jak je to znázorněno na obr.3B.
V následujícím kroku je první vrstva tenkého filmu 260, elektrovychylujicí vrstva 250. druhá vrstva tenkého filmu 240 a pružná vrstva 230, vzorována až do odstranění (exponování) obětní vrstvy tenkého filmu 220. čímž se vytvoří seskupení 340 Μ x N polotovarů ovládacích struktur 341. jak je to znázorněno na obr. 3C, přičemž každý polotovar ovládací struktury 341 zahrnuje první elektrodu tenkého filmu 265 elektrovychlujicí člen tenkého filmu 245 a pružný člen 235. Druhá elektroda tenkého filmu 245 v každém polotovaru ovládací struktury 341 je elektricky připojena k transistoru přes odpovídající vedení 225 a odpovídající spojovací terminál 214. což jí umožňuje fungovat, v každém ovládaném zrcadle tenkého filmu 201, jako signální
• · ·
elektroda. První elektroda tenkého filmu v každém polotovaru ovládací struktury 341 funguje, v každém ovládaném zrcadle tenkého filmu 201, jako zrcadlo a elektroda s předpětím.
Jelikož je každý elektrovychylujicí člen 255 dostatečně tenký, není nutné ho v případě , že je vyroben z piezoelektrického materiálu, polovat, protože se může polovat elektrickým signálem během činnosti ovládaného zrcadla 201. Později je dielektrická vrstva tenkého filmu (není znázorněna) umístěna na horní stranu polotovaru ovládaného zrcadla 341, včetně exponované obětní vrstvy 220. a to pomocí metody rozprašování nebo naparování. Každá dielektrická vrstva má předem stanovenou tloušťku a index lomu. Z důvodu jednoduchosti jsou znázorněny pouze dvě dielektrické vrstvy tenkého filmu.
Po shora uvedeném kroku se vzorkují dielektrické vrstvy, a to až do opětovné expozice obětní vrstvy tenkého filmu 220, do Μ x N počtu vícevrstvých stohů 400 dielektrických členů 401. použitím fotolitografické metody nebo laserovým lemováním, čímž se vytváří seskupení 320 Μ χ N polotovarů ovládaných zrcadel tenkého filmu, jak je to znázorněno na obr. 3D. Množství dielektrických vrstev se vzoruje tak, že každý polotovar ovládaných zrcadel 321 má ovládací a světlo odrážející část 330. 335. kdy je každé vedení 225 umístěno u ovládací části 330 v každém polotovaru ovládaného zrcadla 321, a každý vícevrstvý stoh 400 dielektrického členu 401 je umístěn u světlo odrážející části 335 v každém polotovaru ovládaného zrcadla 321. Každý polotovar ovládaného zrcadla zahrnuje vícevrstvý stoh 400 dielektrických členů 401, první elektrodu tenkého filmu 265. elektrovychylujicí člen 255, druhou elektrodu tenkého filmu 245 a pružný člen 235.
V následujícím kroku je každý polotovar ovládaného zrcadla 321 zcela pokryt ochrannou vrstvou tenkého filmu 290. čímž se vytvoří seskupení 310 Μ χ N chráněných ovládaných zrcadel tenkého filmu 311, jak je to znázorněno na obr.3E.
Potom se leptáním odstraní obětní vrstva tenkého filmu 220.
Nakonec se odstraní ochranná vrstva tenkého filmu 290. a tím se
vytvoří seskupení 200 Μ x N ovládaných zrcadel tenkého filmu 201, jak je to znázorněno na obr.3F.
Je nutné pochopit, že i když ovládané zrcadlo tenkého filmu, připravené podle tohoto vynálezu, má unimorfní strukturu, může se způsob výroby, podle tohoto vynálezu, stejně aplikovat při výrobě seskupení ovládaných zrcadel tenkého filmu s bimorfní strukturou, kdy tento způsob zahrnuje informaci o další elektrovychylujicí vrstvě a další elektrodové vrstvě.
Dále je nutné poznamenat, že způsob podle tohoto vynálezu se může modifikovat, aby umožnil výrobu seskupení ovládaných zrcadel s různou geometrií.
Tento vynález byl popsán pomocí jistých provedení, kterým se dává přednost, ale je jistě možné použít i jiné modifikace a variace, aniž by došlo k vzdálení se od rozsahu tohoto vynálezu, jak to bude vyjádřeno v následujících nárocích.

Claims (7)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Seskupení Μ x N ovládaných zrcadel tenkého filmu, kde M a N jsou celá čísla, pro použití v optických projekčních systémech, kdy seskupení zahrnuje:
    aktivní matrici včetně podkladové vrstvy, seskupení Μ x N spojovacích terminálů a seskupeni Μ x N transistorů, kde je každý spojovací terminál elektricky připojen k odpovídajícímu transistoru v seskupeni Μ x N transistorů,
    M x N vedení, kde každé vedení je vyrobeno z elektricky vodivého materiálu, seskupení Μ x N ovládacích struktur, kde každá struktura má spojovací a světlo odrážející části, kdy každá ovládací struktura zahrnuje pružný prvek, druhou elektrodu tenkého filmu, elektrovychylující člen a první elektrodu tenkého filmu, kde každé vedení je umístěno u spojovací části v každé aktivní struktuře, která vystupuje ze spodní části druhé elektrody tenkého filmu do horní části spojovacího terminálu, který je elektricky připojený k odpovídajícímu transistoru, což umožňuje, aby druhá elektroda tenkého filmu fungovala jako signální elektroda v každém ovládaném zrcadle, a kde je první elektroda tenkého filmu, vyrobená ze světlo odrážejícího a elektricky vodivého materiálu, uzemněna, a tím může v každém ovládaném zrcadle tenkého filmu fungovat jako zrcadlo a elektroda s předpětím,
    M x N počet vícevrstvých stohů dielektrických členů tenkého filmu, kde je každý dielektrický člen umístěný na horní straně části odrážející světlo v každé ovládací struktuře, kde každý dielektrický člen tenkého filmu má předem stanovenou tloušťku a specifický index lomu.
    ΦΦΦΦ
    Φ φφφ
    55 55^4-55 • · · φφφφ • · · · • · · · • · φφφ · φ φ φ · · φ ·
  2. 2. Seskupení podle nároku 1,vyznačující se tím, že každé ovládané zrcadlo tenkého filmu má bimorfní strukturu, kde tato bimorfní struktura zahrnuje pár elektrovychylujících členů oddělených elektrodou.
  3. 3. Seskupení podle nároku 2,vyznačující se tím, že každé ovládané zrcadlo tenkého filmu zahrnuje další elektrovychylujicí vrstvu a další elektrodovou vrstvu.
  4. 4. Způsob výroby seskupení Μ x N ovládaných zrcadel tenkého filmu, kdy tento způsob zahrnuje kroky:
    poskytnutí aktivní matrice včetně podkladové vrstvy, seskupení Μ x N spojovacích terminálů a seskupení Μ x N transistorů, kde každý spojovací terminál je elektricky připojen k odpovídajícímu transistoru, umístění obětní vrstvy tenkého filmu na horní část aktivní matrice, vytvoření seskupení Μ x N prázdných mezer v obětní vrstvě tenkého filmu, kde každá prázdná mezera je umístěna okolo horní části spojovacího terminálu, umístění pružné vrstvy, vyrobené z izolačního materiálu, na horní část obětní vrstvy, zatímco se plní prázdná místa, vytváření seskupení Μ x N vedení v pružné vrstvě, kde každé vedení vychází z horní části pružné vrstvy a směřuje do horní části odpovídajícího spojovacího terminálu, umístění druhé vrstvy tenkého filmu, elektrovychylujicí vrstvy tenkého filmu a první vrstvy tenkého filmu na horní část pružné vrstvy, kdy druhá vrstva tenkého filmu je vyrobena z elektricky vodivého materiálu, a kde první
    7>κ • ·· ·« ···· • · · · · · · • · · · · • ··»··· • · · · ··· ···· ©· · ···· ··· • · »
    vrstva tenkého filmu je vyrobena z elektricky vodivého a světlo odrážejícího materiálu, vzorování prvního tenkého filmu, elektrovychylujícího tenkého filmu, druhého tenkého filmu a pružných vrstev, a to až do okamžiku, kdy je obětní vrstva exponována, čímž se vytvoří seskupení Μ χ N polotovar ovládacích struktur, kde každý polotovar ovládací struktury má první elektrodu tenkého filmu, elektrovychylujicí člen tenkého filmu, druhou elektrodu tenkého filmu a pružný člen,
    Umístění množství dielektrických vrstev tenkého filmu na horní část polotovaru ovládacích struktur zahrnujících exponované obětní vrstvy, kde každá dielektrická vrstva tenkého filmu má předepsanou tloušťku, vzorování množství dielektrických vrstev tenkého filmu do M χ N počtu vícevrstvých stohů dielektrických členů tenkého filmu, a to až do okamžiku, kdy je obětní vrstva tenkého filmu opět exponována, čímž se vytvoří seskupení Μ χ N polotovarů ovládaných zrcadel, kde je množství dielektrických vrstev tenkého filmu vzorováno tak, že každý polotovar ovládaného zrcadla je libovolně rozdělen na ovládací a světlo odrážející části, kde je každé vedení a každý dielektrický člen tenkého filmu umístěn na ovládací části a světlo odrážející části v každém polotovaru ovládaného zrcadla tenkého filmu, potažení každého polotovaru ovládaného zrcadla tenkou ochrannou vrstvou tenkého filmu, a tím vytvoření seskupení M χ N chráněných ovládaných zrcadel, odstranění obětní vrstvy tenkého filmu odstranění ochranné vrstvy tenkého filmu, a tím vytvoření seskupení Μ x N ovládaných zrcadel tenkého filmu.
  5. 5. Způsob podle nároku 4,vyznačující se tím, že se umístí dielektrické vrstvy tenkého filmu, a to rozprašováním nebo naparováním.
  6. 6. Způsob podle nároku 4,vyznačující se tím, že každé ovládané zrcadlo tenkého filmu má bimorfní strukturu, kdy bimorfní struktura zahrnuje pár elektrovychylujicích členů oddělených elektrodou.
  7. 7. Způsob podle nároku 4,vyznačující se tím, že dále zahrnuje vytvoření další elektrodové vrstvy a další elektrovychylujicí vrstvy, a to po umístění elektrovychylujicí vrstvy.
CZ973041A 1996-01-31 1996-04-08 Seskupení ovládaných zrcadel tenkého filmu s dielektrickými vrstvami CZ304197A3 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019960002315A KR100229790B1 (ko) 1996-01-31 1996-01-31 유전층을 갖는 박막형광로 조절장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ304197A3 true CZ304197A3 (cs) 1998-04-15

Family

ID=36955865

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ973041A CZ304197A3 (cs) 1996-01-31 1996-04-08 Seskupení ovládaných zrcadel tenkého filmu s dielektrickými vrstvami

Country Status (14)

Country Link
JP (1) JP4152437B2 (cs)
KR (1) KR100229790B1 (cs)
CN (1) CN1104815C (cs)
AR (1) AR001149A1 (cs)
AU (1) AU724477B2 (cs)
BR (1) BR9607803A (cs)
CA (1) CA2216557A1 (cs)
CZ (1) CZ304197A3 (cs)
HU (1) HUP9801148A3 (cs)
PE (1) PE47197A1 (cs)
PL (1) PL179839B1 (cs)
TW (1) TW348324B (cs)
UY (1) UY24186A1 (cs)
WO (1) WO1997028653A1 (cs)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4582380B2 (ja) * 2001-05-11 2010-11-17 ソニー株式会社 光変調素子とそれを用いた光学装置、および光変調素子の製造方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5260798A (en) * 1989-11-01 1993-11-09 Aura Systems, Inc. Pixel intensity modulator
US5247222A (en) * 1991-11-04 1993-09-21 Engle Craig D Constrained shear mode modulator
PL176406B1 (pl) * 1993-10-29 1999-05-31 Daewoo Electronics Co Ltd Układ zwierciadeł cienkowarstwowych ruchomych i sposób wytwarzania układu zwierciadeł cienkowarstwowych ruchomych
RU2141175C1 (ru) * 1993-11-09 1999-11-10 Дэу Электроникс Ко., Лтд. Тонкопленочная приводимая в действие зеркальная матрица для использования в оптической проекционной системе и способ ее изготовления
US5355008A (en) * 1993-11-19 1994-10-11 Micrel, Inc. Diamond shaped gate mesh for cellular MOS transistor array

Also Published As

Publication number Publication date
MX9707476A (es) 1997-11-29
AU5289996A (en) 1997-08-22
TW348324B (en) 1998-12-21
CN1179871A (zh) 1998-04-22
AU724477B2 (en) 2000-09-21
PL322490A1 (en) 1998-02-02
JP4152437B2 (ja) 2008-09-17
KR100229790B1 (ko) 1999-11-15
WO1997028653A1 (en) 1997-08-07
UY24186A1 (es) 1996-06-21
HUP9801148A3 (en) 2002-07-29
CA2216557A1 (en) 1997-08-07
CN1104815C (zh) 2003-04-02
PL179839B1 (pl) 2000-11-30
AR001149A1 (es) 1997-09-24
HUP9801148A2 (hu) 1998-08-28
KR970060514A (ko) 1997-08-12
BR9607803A (pt) 1998-07-07
JPH11503538A (ja) 1999-03-26
PE47197A1 (es) 1998-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1082770C (zh) 用在光学投影系统中的薄膜致动反射镜阵列
CN1047056C (zh) 薄膜致动反射镜阵列及其制造方法
JPH09179042A (ja) M×n個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイの製造方法
CN1064135C (zh) 薄膜可驱动反射镜阵列
JPH09269456A (ja) 光投射システム用m×n個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイの製造方法
CN1197932A (zh) 薄膜致动镜阵列及其制作方法
CN1062664C (zh) 改进的制造薄膜可致动反射镜阵列的方法
CZ262196A3 (en) System of mirrors controlled by a thin film intended for use in an optical projection system and process for producing thereof
US5677785A (en) Method for forming an array of thin film actuated mirrors
CZ148797A3 (en) System of controlled mirrors with thin layers and process for producing thereof
US5636051A (en) Thin film actuated mirror array having dielectric layers
US5627673A (en) Array of thin film actuated mirrors for use in an optical projection system
CZ304197A3 (cs) Seskupení ovládaných zrcadel tenkého filmu s dielektrickými vrstvami
CZ188297A3 (cs) Seskupení ovládaných zrcadel tenkého filmu, vytvářené při nízkých teplotách a způsob jeho výroby
US5706122A (en) Method for the formation of a thin film actuated mirror array
US5701192A (en) Thin film actuated mirror array and method of manufacturing the same
JPH1082960A (ja) 薄膜アクチュエーテッドミラーアレイ及びその製造方法
CN1184950A (zh) 制造具有增强的结构完整性的薄膜致动反射镜阵列的方法
CN1220068A (zh) 薄膜致动反射镜阵列及其制造方法
CN1164663A (zh) 在薄膜致动反射镜中形成连接孔的方法
US5683593A (en) Method for manufacturing a thin film actuated mirror array
MXPA97007476A (en) Formulation of mirrors operated by peliculelelgae that has dielectri coats
MXPA97004519A (en) Formation of mirrors accessed by peliculelelade formed to low temperat
CN1195116A (zh) 具有一组合层的薄膜致动镜
GB2304424A (en) Thin film actuated mirror

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic