Technisches
Gebiettechnical
area
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine aktuierte Spiegelmatrix auf
Dünnschichtbasis
für ein
optisches Projektionssystem und insbesondere eine aktuierte Spiegelmatrix
auf Dünnschichtbasis
für ein optisches
Projektionssystem, die das Auftreten von Pixel-Punktdefekten deutlich
verringert und die Qualität
des auf den Bildschirm projizierten Bildes verbessert.The
The present invention relates to an actuated mirror matrix
thin film base
for a
optical projection system and in particular an actuated mirror matrix
on a thin film basis
for an optical
Projection system, which clearly shows the appearance of pixel point defects
reduced and the quality
of the image projected on the screen.
Sowohl
die WO 98/00978 A1 und die EP
0 810 458 A2 offenbaren eine aktuierte Spiegelmatrix auf
Dünnschichtbasis
für ein
optisches Projektionssystem. Beide Dokumente betreffen lediglich
den allgemeinen technischen Stand.Both WO 98/00978 A1 and the EP 0 810 458 A2 disclose an actuated thin-film based mirror matrix for a projection optical system. Both documents relate only to the general technical state.
Im
Allgemeinen werden Lichtmodulatoren in zwei Gruppen entsprechend
der verwendeten Optik eingeteilt. Ein erster Typ ist ein direkter
Lichtmodulator, wie eine Kathodenröhre (CRT), und der andere Typ
ist ein in Transmission arbeitender Lichtmodulator, beispielsweise
eine Flüssigkristallanzeige
(LCD). Eine CRT erzeugt eine höhere
Bildqualität
auf dem Bildschirm, allerdings steigen bei einer Vergrößerung des
Bildschirms das Gewicht, das Volumen und die Herstellungskosten
einer CRT. Ein LCD weist eine einfache optische Struktur auf, sodass
das Gewicht und das Volumen eines LCDs geringer sind im Vergleich
zu einer CRT. Allerdings weist ein LCD eine geringe Lichteffizienz
unter 1 bis 2% aufgrund der Lichtpolarisation auf. Darüber hinaus
liegen weitere Probleme bei Flüssigkristallmaterialien
für LCDs
vor, beispielsweise eine langsame Reaktionszeit und eine Neigung
zur Überhitzung.in the
Generally, light modulators will be divided into two groups
divided the optics used. A first type is a direct one
Light modulator, such as a cathode tube (CRT), and the other type
is a light modulator operating in transmission, for example
a liquid crystal display
(LCD). A CRT generates a higher one
picture quality
on the screen, however, increase at a magnification of the
Screen the weight, volume and manufacturing costs
a CRT. An LCD has a simple optical structure, so that
The weight and volume of an LCD are lower in comparison
to a CRT. However, an LCD has a low light efficiency
below 1 to 2% due to light polarization. Furthermore
There are further problems with liquid crystal materials
for LCDs
before, for example, a slow reaction time and an inclination
for overheating.
Daher
wurden Digitalspiegelvorrichtungen (digital mirror device – DMD) und
aktuierte Spiegelmatrizen (actuated mirror arrays – AMA) entwickelt, um
die genannten Probleme zu lösen.
Derzeit weist ein DMD eine Lichteffizienz von ungefähr 5% und
ein AMA eine Lichteffizienz von ungefähr 10% auf. Das AMA erhöht den Kontrast
eines Bilds auf einem Bildschirm, sodass das Bild auf dem Bildschirm
deutlicher und heller erscheint. Das AMA wird nicht durch die Lichtpolarisation
beeinflusst und beeinflusst diese nicht und ist daher effizienter
im Vergleich zu einem LCD oder einem DMD.Therefore
were digital mirror devices (DMD) and
Actuated mirror arrays (AMA) developed to
to solve the mentioned problems.
Currently, a DMD has a light efficiency of about 5% and
an AMA has a light efficiency of about 10%. The AMA increases the contrast
a picture on a screen, so the picture on the screen
appears clearer and lighter. The AMA will not go through the light polarization
does not influence and influence them and is therefore more efficient
compared to an LCD or a DMD.
1 zeigt
ein schematisches Diagramm für das
Funktionsprinzip eines konventionellen AMA, entsprechend zur Offenbarung
aus dem US-Patent US 5,126,836 (erteilt
für Gregory
Um). Wie in 1 dargestellt, tritt ein von
einer Lichtquelle einfallender Lichtstrahl durch einen ersten Spalt 3 und
eine erste Linse 5 hindurch und wird in rotes, grünes und
blaues Licht entsprechend dem Rot-Grün-Blau-System (RGB)
für die
Farbdarstellung aufgespalten. Nachdem die aufgeteilten roten, grünen und
blauen Lichtanteile jeweils an einem ersten Spiegel 7,
einem zweiten Spiegel 9 und einem dritten Spiegel 11 reflektiert
werden, werden die reflektierten Lichtanteile jeweils auf AMA-Vorrichtungen 13, 15 und 17,
die zu den Spiegeln 7, 9 und 11 korrespondieren,
auftreffen. In den AMA-Vorrichtungen 13, 15 und 17 werden
die darin angeordneten Spiegel verkippt, sodass das einfallende
Licht durch die Spiegel reflektiert wird. Für diesen Fall werden die in
den AMA-Vorrichtungen 13, 15 und 17 installierten
Spiegel entsprechend zur Deformation von unterhalb der Spiegel ausgebildeten, aktiven
Schichten verkippt. Das von den AMA-Vorrichtungen 13, 15 und 17 reflektierte
Licht tritt durch eine zweite Linse 19 und einen zweiten
Spalt 21 hindurch und dient zur Ausbildung eines Bildes
auf einen Bildschirm (nicht dargestellt) unter Verwendung einer
Projektionslinse 23. 1 shows a schematic diagram of the principle of operation of a conventional AMA, according to the disclosure of the US patent US 5,126,836 (granted to Gregory Um). As in 1 1, a light beam incident from a light source passes through a first gap 3 and a first lens 5 and is split into red, green and blue light according to the red-green-blue (RGB) system for color representation. After the split red, green and blue lights each at a first mirror 7 , a second mirror 9 and a third mirror 11 are reflected, the reflected light components each on AMA devices 13 . 15 and 17 leading to the mirrors 7 . 9 and 11 correspond, strike. In the AMA devices 13 . 15 and 17 The mirrors disposed therein are tilted so that the incident light is reflected by the mirrors. In this case, those in the AMA devices 13 . 15 and 17 installed mirror tilted according to the deformation of formed below the mirror active layers. That from the AMA devices 13 . 15 and 17 reflected light passes through a second lens 19 and a second gap 21 and serves to form an image on a screen (not shown) using a projection lens 23 ,
In
den meisten Fällen
wird ZnO als aktive Schicht verwendet. Allerdings weist Bleizirkonat-Titanat
(PZT:Pb(Zr, Ti)O3) im Vergleich zu ZnO verbesserte
piezoelektrische Eigenschaften auf. PZT ist eine vollständige, einen
Festkörper
bildende Mischung aus Bleizirkonat (PbZrO3)
und Bleititanat (PbTiO3). Bei hohen Temperaturen
existiert die kubische Struktur des PZT als paraelektrische Phase. Eine
orthorhombische Struktur des PZT existiert in einer antiferroelektrischen
Phase, eine rhomboedrische Struktur des PZT existiert in einer ferroelektrischen
Phase und eine tetragonale Struktur des PZT existiert in einer ferromagnetischen
Phase in Abhängigkeit
des Zusammensetzungsverhältnisses
von Zr zu Ti bei Raumtemperatur. Die morphotropische Phasengrenze
(MPB) zwischen der tetragonalen Phase und der rhomboedrischen Phase
existiert für
eine Zusammensetzung, welche ein Verhältnis Zr:Ti von 1:1 aufweist.
PZT weist maximale dielektrische Eigenschaften und maximale piezoelektrische
Eigenschaften an der MPB auf. Die MPB existiert in einem weiten
Bereich, in dem eine Koexistenz zwischen der tetragonalen Phase
und der rhomboedrischen Phase besteht, allerdings tritt diese nicht
bei einer bestimmten Zusammensetzung auf. Die Forscher sind sich nicht über die
Zusammensetzung des Bereichs des PZT, in dem die Phasen koexistieren,
einig. Unterschiedliche Theorien, beispielsweise thermodynamische
Stabilität,
Fluktuationen der Zusammensetzung und innere Spannungen, wurden
vorgeschlagen als Begründung
für die
Bereiche koexistierender Phasen. Heutzutage wird PZT auf Dünnschichtbasis
mittels verschiedener Prozesse aufgebracht, beispielsweise einem
Aufschleuder-Verfahren,
organometallischer chemischer Gasphasenabscheidung (OMCVD) und einem
Sputtering-Verfahren.In most cases, ZnO is used as the active layer. However, lead zirconate titanate (PZT: Pb (Zr, Ti) O 3 ) has improved piezoelectric properties compared to ZnO. PZT is a complete, solid-state mixture of lead zirconate (PbZrO 3 ) and lead titanate (PbTiO 3 ). At high temperatures, the cubic structure of the PZT exists as a paraelectric phase. An orthorhombic structure of PZT exists in an antiferroelectric phase, a rhombohedral structure of PZT exists in a ferroelectric phase, and a tetragonal structure of PZT exists in a ferromagnetic phase depending on the composition ratio of Zr to Ti at room temperature. The morphotropic phase boundary (MPB) between the tetragonal phase and the rhombohedral phase exists for a composition having a Zr: Ti ratio of 1: 1. PZT exhibits maximum dielectric properties and maximum piezoelectric properties at the MPB. The MPB exists in a wide range where there is coexistence between the tetragonal phase and the rhombohedral phase, but this does not occur in a particular composition. The researchers do not agree on the composition of the area of PZT in which the phases co-exist. Different theories, for example thermodynamic stability, compositional fluctuations and internal stresses, have been proposed as justification for the regions of coexisting phases. Today, thin film based PZT is applied by a variety of processes, such as a spin-on process, organometallic chemical vapor deposition (OMCVD) and a sputtering process.
Die
AMAs werden im Allgemeinen aufgeteilt in AMAs vom Festkörpertyp
und AMAs auf Dünnschichtbasis.
Ein AMA vom Festkörpertyp
wird durch das US-Patent
5,469,302 (erteilt für
Dae-Young Lim) offenbart. Für
ein AMA vom Festkörpertyp
wird ein keramischer Wafer, der aus einer mehrlagigen Keramik mit
zwischen den Schichten angeordneten Metallelektroden besteht, auf
eine aktive Matrix aufgesetzt, die Transistoren umfasst, durch die
Bearbeitung des keramischen Wafers mit einem Sägeverfahren wird ein Spiegel
auf den keramischen Wafer aufgesetzt. Allerdings ist ein AMA vom
Festkörpertyp dahingehend
nachteilig, da die Prozessierung und das Design eine hohe Genauigkeit
verlangen und die Reaktionszeit der aktiven Schicht langsam ist.
Folglich wurden AMAs auf Dünnschichtbasis
entwickelt, für
deren Herstellung die Verfahren der Halbleitertechnologie verwendet
werden.The AMAs are generally split into solid-state AMAs and thin-film AMAs. A solid-state AMA is disclosed by U.S. Patent 5,469,302 (issued to Dae-Young Lim). disclosed. For a solid-state AMA, a ceramic wafer consisting of a multilayer ceramic with metal electrodes arranged between the layers is placed on an active matrix comprising transistors, by machining the ceramic wafer by a sawing process, a mirror is placed on the ceramic wafer , However, a solid-state AMA is disadvantageous in that the processing and the design demand high accuracy and the response time of the active layer is slow. As a result, thin-film AMAs have been developed using semiconductor technology techniques.
Ein
AMA auf Dünnschichtbasis
wird durch die US-Schrift mit der Serien-Nr. 08/792.453 mit dem Titel „THIN FILM
ACTUATED MIRROR ARRAY IN AN OPTICAL PROJECTION SYSTEM AND METHOD
FOR MANUFACTURING THE SAME",
die gegenwärtig
beim US-Patent- und Markenamt anhängig und Gegenstand einer Übertragung
auf den Anmelder der vorliegenden Anmeldung ist.One
Thin-film AMA
is by the US-scripture with the serial no. 08 / 792,453 entitled "THIN FILM
ACTUATED MIRROR ARRAY IN OPTICAL PROJECTION SYSTEM AND METHOD
FOR MANUFACTURING THE SAME ",
the present
pending at the US Patent and Trademark Office and subject to transfer
to the assignee of the present application.
2 zeigt
in einer Draufsicht ein AMA auf Dünnschichtbasis. 3 ist
eine perspektivische Ansicht, die das AMA auf Dünnschichtbasis aus 1 zeigt,
und 4 ist eine Querschnittsdarstellung entlang der
Linie A1-A2 aus 3. 2 shows in a plan view a thin-film based AMA. 3 Fig. 13 is a perspective view showing the thin-film AMA 1 shows, and 4 is a cross-sectional view taken along the line A 1 -A 2 3 ,
Bezug
nehmend auf 2–4 weist
das AMA auf Dünnschichtbasis
ein Substrat 31, einen auf dem Substrat 31 ausgebildeten
Aktuator 57, ein reflektives Element 55 auf, das
auf einem zentralen Bereich des Aktuators 57 ausgebildet
ist.Referring to 2 - 4 For example, the thin film based AMA has a substrate 31 , one on the substrate 31 trained actuator 57 , a reflective element 55 on that on a central area of the actuator 57 is trained.
Das
Substrat 31 mit einer elektrischen Verdrahtung (nicht dargestellt)
umfasst einen Anschluss 33, der auf der Verdrahtung ausgebildet
ist, eine Passivierungsschicht 35, die das Substrat 31 und
den Anschluss 33 überzieht,
eine Ätzstoppschicht 37,
die die Passivierungsschicht 35 überzieht. Der Aktuator 57 umfasst
eine Tragschicht 43, eine untere Elektrode 45,
eine aktive Schicht 47, eine obere Elektrode 49 und
eine Durchkontaktierung 53.The substrate 31 with an electrical wiring (not shown) comprises a connection 33 formed on the wiring, a passivation layer 35 that the substrate 31 and the connection 33 covers, an etch stop layer 37 containing the passivation layer 35 coats. The actuator 57 includes a support layer 43 , a lower electrode 45 , an active layer 47 , an upper electrode 49 and a via 53 ,
Gemäß 3 weist
die Tragschicht 43 einen ersten Bereich auf, der unterhalb
der untere Elektrode 45 befestigt ist, und einen zweiten
Bereich, der aus der unteren Elektrode 45 hervorsteht.
Die Unterseiten von beiden Seitenrändern der Tragschicht 43 sind
teilweise mit der Ätzstoppschicht 37 verbunden. Die
befestigten Bereiche der Tragschicht 43 werden als Anker 43a, 43b bezeichnet,
die den Aktuator 57 tragen. Die Seitenränder der Tragschicht 43 sind
von den befestigten Bereichen aus parallel verlaufend verlängert. Der
zentrale Bereich der Tragschicht 43 ist zwischen den Seitenrändern ausgebildet
und mit diesen einstückig
verbunden. Der zentrale Bereich der Tragschicht 43 weist
eine rechteckförmige
Gestalt auf.According to 3 has the base course 43 a first area, which is below the lower electrode 45 is attached, and a second area, that of the lower electrode 45 protrudes. The bottoms of both side edges of the base layer 43 are partially with the etch stop layer 37 connected. The paved areas of the base course 43 be as anchors 43 . 43b denotes the actuator 57 wear. The side edges of the base layer 43 are extended parallel from the paved areas. The central area of the base course 43 is formed between the side edges and connected in one piece. The central area of the base course 43 has a rectangular shape.
Die
untere Elektrode 45 ist in einem zentralen Bereich der
Seitenränder
der Tragschicht 43 ausgebildet. Die aktive Schicht 47 ist
auf der unteren Elektrode 45 und die obere Elektrode 49 ist
auf der aktiven Schicht 47 ausgebildet. Die untere Elektrode 45 weist
eine U-Form auf. Die aktive Schicht 47 ist schmäler als
die untere Elektrode 45 und weist dieselbe Form wie die
untere Elektrode 45 auf. Die obere Elektrode 49 ist
schmäler
als die aktive Schicht 47 und weist die Form der aktiven
Schicht 47 auf. Wenn ein erstes Signal der unteren Elektrode 45 zugeführt wird
und ein zweites Signal der oberen Elektrode 49 zugeführt wird,
entsteht zwischen der oberen Elektrode 49 und der unteren
Elektrode 45 ein elektrisches Feld, sodass die aktive Schicht 47 durch
das elektrische Feld deformiert wird.The lower electrode 45 is in a central area of the side edges of the base course 43 educated. The active layer 47 is on the lower electrode 45 and the upper electrode 49 is on the active layer 47 educated. The lower electrode 45 has a U-shape. The active layer 47 is narrower than the bottom electrode 45 and has the same shape as the lower electrode 45 on. The upper electrode 49 is narrower than the active layer 47 and has the shape of the active layer 47 on. If a first signal of the lower electrode 45 is supplied and a second signal of the upper electrode 49 is supplied, arises between the upper electrode 49 and the lower electrode 45 an electric field, so the active layer 47 is deformed by the electric field.
Die
Durchkontaktierung 53 ist im Durchgangsloch 51 ausgebildet,
das sich von einem Bereich der aktiven Schicht 47 durch
die unteren Elektrode 45, die Tragschicht 43,
die Ätzstoppschicht 37 und
die Passivierungsschicht 35 hindurch zum Anschluss 33 erstreckt.
Die Durchkontaktierung 53 verbindet die untere Elektrode 45 mit
dem Anschluss 33.The via 53 is in the through hole 51 formed, extending from a region of the active layer 47 through the lower electrode 45 , the base layer 43 , the etch stop layer 37 and the passivation layer 35 through to the connection 33 extends. The via 53 connects the bottom electrode 45 with the connection 33 ,
Das
reflektive Element 55 zur Reflexion des einfallenden Lichts
wird im zentralen Bereich der Tragschicht 43 ausgebildet.
Das reflektive Element 55 weist eine vorbestimmte Dicke
von der Oberfläche der
Tragschicht 43 zur Seite der aktiven Schicht 47 auf.
Bevorzugt ist das reflektive Element 55 ein Spiegel, der
eine rechteckförmige
Gestalt aufweist.The reflective element 55 for reflection of the incident light is in the central region of the support layer 43 educated. The reflective element 55 has a predetermined thickness from the surface of the support layer 43 to the side of the active layer 47 on. The reflective element is preferred 55 a mirror having a rectangular shape.
Im
Folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung eines AMA auf Dünnschichtbasis
beschrieben.in the
The following is a process for producing a thin-film based AMA
described.
5A bis 5D illustrieren
die Schritte zur Herstellung des AMA auf Dünnschichtbasis. 5A to 5D illustrate the steps to make the thin-film based AMA.
Mit
Bezug auf 5A wird die Passivierungsschicht 35 auf
dem Substrat 31, auf dem eine elektrische Verdrahtung (nicht
dargestellt) und ein Anschluss 33 vorliegen, ausgebildet.
Die elektrische Verdrahtung und der Anschluss 33 empfangen
ein erstes Signal (Bildsignal) von extern und übertragen das erste Signal
zur unteren Elektrode 45. Bevorzugt umfasst die elektrische
Verdrahtung einen Metalloxid-Halbleitertransistor (MOS) zur Ausführung von Schaltoperationen.
Der Anschluss 33 ist mittels eines Metalls hergestellt,
beispielsweise Wolfram (W). Der Anschluss 33 ist mit der
elektrischen Verdrahtung verbunden. Die Passivierungsschicht 35 wird
aus einem Phosphorsilikatglas (PSG) hergestellt und mittels einer
chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) aufgebracht, sodass die Passivierungsschicht 35 eine
Schichtstärke
von 0,1 μm
bis 1,0 μm
aufweist. Die Passivierungsschicht 35 schützt das
Substrat 31 mit der elektrischen Verdrahtung und dem Anschluss 33 während der
nachfolgenden Verfahrensschritte.Regarding 5A becomes the passivation layer 35 on the substrate 31 on which an electrical wiring (not shown) and a connection 33 present, trained. The electrical wiring and the connection 33 receive a first signal (image signal) externally and transmit the first signal to the lower electrode 45 , Preferably, the electrical wiring comprises a metal oxide semiconductor transistor (MOS) for performing switching operations. The connection 33 is made by means of a metal, for example tungsten (W). The connection 33 is connected to the electrical wiring. The passivation layer 35 is made of a phosphosilicate glass (PSG) and applied by means of chemical vapor deposition (CVD), so that the passivation layer 35 has a layer thickness of 0.1 .mu.m to 1.0 .mu.m. The passivation layer 35 protects the substrate 31 with the electrical wiring and the connection 33 during the subsequent process steps.
Die Ätzstoppschicht 37 wird
auf der Passivierungsschicht 35 mittels eines Nitrids hergestellt,
das durch ein chemisches Gasphasenabscheidungsverfahren bei Niederdruck
(LPCVD) derart aufgebracht wird, sodass die Ätzstoppschicht 37 eine
Schichtstärke
von 1000 Å und
2000 Å aufweist.
Die Ätzstoppschicht 37 schützt die
Passivierungsschicht 35 und das Substrat während der
nachfolgenden Ätzschritte.The etch stop layer 37 will be on the passivation layer 35 by a nitride deposited by a low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) method so that the etch stop layer 37 has a layer thickness of 1000 Å and 2000 Å. The etch stop layer 37 protects the passivation layer 35 and the substrate during the subsequent etching steps.
Eine
Opferschicht 39 wird auf der Ätzstoppschicht 37 mittels
PSG und einem CVD-Verfahren bei Atmosphärendruck (APCVD) derart hergestellt,
dass die Opferschicht 39 eine Schichtstärke zwischen 0,5 μm bis 4,0 μm aufweist.
Für diesen
Fall ist der Grad der Ebenheit der Opferschicht 39 schlecht,
da die Opferschicht 39 über
das Substrat 31 mit der elektrischen Verdrahtung und dem
Anschluss 33 gelegt ist. Daher wird die Oberfläche der
Opferschicht 39 geebnet, indem ein Spin-on-Glas (SOG) oder
ein chemisch/mechanisches Politurverfahren (CMP) verwendet wird.
Nachfolgend werden ein erster Bereich der Opferschicht 39,
unterhalb dem der Anschluss 33 angeordnet ist, und ein
zweiter Bereich der Opferschicht 39, der benachbart zum
ersten Bereich der Opferschicht 39 liegt, angeätzt, um
einen ersten Bereich der Ätzstoppschicht 37 mit
dem darunterliegenden Anschluss 33 und einen zweiten Bereich
der Ätzstoppschicht 37,
der benachbart zum ersten Bereich der Ätzstoppschicht 37 liegt,
freigelegt, um die Tragschicht 43 anzulegen.A sacrificial layer 39 becomes on the etch stop layer 37 by PSG and a CVD method at atmospheric pressure (APCVD) prepared such that the sacrificial layer 39 has a layer thickness between 0.5 microns to 4.0 microns. In this case, the degree of flatness is the sacrificial layer 39 bad, because the sacrificial layer 39 over the substrate 31 with the electrical wiring and the connection 33 is laid. Therefore, the surface of the sacrificial layer becomes 39 using a spin on glass (SOG) or a chemical / mechanical polishing (CMP) method. The following is a first section of the sacrificial layer 39 below which the connection 33 is arranged, and a second area of the sacrificial layer 39 that is adjacent to the first area of the sacrificial layer 39 is etched around a first region of the etch stop layer 37 with the underlying connection 33 and a second region of the etch stop layer 37 adjacent to the first region of the etch stop layer 37 lies exposed to the base course 43 to apply.
Gemäß 5B wird
eine erste Schicht auf den ersten und den zweiten Bereichen der Ätzstoppschicht 37 und
der Opferschicht 39 ausgebildet. Die erste Schicht wird
mittels eines festen Materials wie Nitrid oder einem Metall angelegt.
Die erste Schicht wird mittels eines LPCVD-Verfahrens aufgebracht, sodass
die erste Schicht eine Schichtstärke
zwischen 0,1 μm
und 1,0 μm
aufweist. Die erste Schicht wird derart strukturiert, dass die Tragschicht 43 entsteht.According to 5B becomes a first layer on the first and second areas of the etch stop layer 37 and the sacrificial layer 39 educated. The first layer is applied by means of a solid material such as nitride or a metal. The first layer is applied by means of an LPCVD method, so that the first layer has a layer thickness between 0.1 μm and 1.0 μm. The first layer is structured in such a way that the base layer 43 arises.
Die
untere Elektrodenschicht wird auf der ersten Schicht mittels eines
elektrisch leitfähigen
Metalls, beispielsweise Platin (Pt), Tantal (Ta) oder Platin-Tantal
(Pt-Ta), hergestellt.
Die untere Elektrodenschicht wird mittels eines Sputterverfahrens
oder eines CVD-Verfahrens derart aufgebracht, dass die untere Elektrodenschicht
eine Schichtstärke
zwischen 0,1 μm
und 1,0 μm
aufweist. In der Folge wird mittels eines Wasserstrahlverfahrens
die untere Elektrodenschicht eingeschnitten (iso-cutted), um jede der unteren Elektrodenschichten
abzutrennen, sodass jedes Pixel der AMA auf Dünnschichtbasis unabhängig von den
anderen ein erstes Signal von extern über die elektrische Verdrahtung
und den Anschluss 33 empfängt. Die untere Elektrodenschicht
wird zur Ausbildung der unteren Elektrode 45 strukturiert.The lower electrode layer is formed on the first layer by means of an electrically conductive metal such as platinum (Pt), tantalum (Ta) or platinum tantalum (Pt-Ta). The lower electrode layer is applied by means of a sputtering method or a CVD method such that the lower electrode layer has a layer thickness between 0.1 μm and 1.0 μm. Subsequently, by means of a water-jet method, the lower electrode layer is cut (iso-cutted) to separate each of the lower electrode layers so that each pixel of the thin-film based AMA independently from the others, receives a first external signal through the electrical wiring and the terminal 33 receives. The lower electrode layer becomes the lower electrode 45 structured.
Eine
zweite Schicht wird auf der unteren Elektrodenschicht mittels eines
piezoelektrischen Materials, beispielsweise PZT (Pb(Zr, Ti)O3) oder PLZT ((Pb, La)(Zr, Ti)O3),
hergestellt, sodass die zweite Schicht eine Schichtstärke von
0,1 μm bis
1,0 μm aufweist.
Bevorzugt hat die zweite Schicht eine Schichtstärke von ungefähr 0,4 μm. Nachdem
die zweite Schicht durch ein Sol-Gel-Verfahren, ein Sputterverfahren
oder ein CVD-Verfahren hergestellt wurde, wird die zweite Schicht
mittels eines thermischen Kurzzeit-Temperverfahrens (RTA) getempert.
Die zweite Schicht wird zur Ausbildung der aktiven Schicht 47 strukturiert.A second layer is formed on the lower electrode layer by means of a piezoelectric material, for example PZT (Pb (Zr, Ti) O 3 ) or PLZT ((Pb, La) (Zr, Ti) O 3 ), so that the second layer has a layer thickness from 0.1 μm to 1.0 μm. The second layer preferably has a layer thickness of approximately 0.4 μm. After the second layer has been produced by a sol-gel method, a sputtering method or a CVD method, the second layer is annealed by means of a thermal short-time annealing method (RTA). The second layer becomes the formation of the active layer 47 structured.
Die
obere Elektrodenschicht wird auf der zweiten Schicht mit Hilfe eines
elektrisch leitfähigen Metalls
hergestellt, beispielsweise mittels Aluminium (Al), Platin oder
Silber (Ag). Die obere Elektrodenschicht wird mittels eines Sputterverfahrens
oder eines CVD-Verfahrens so angelegt, dass die obere Elektrodenschicht
eine Schichtstärke
zwischen 0,1 μm
und 1,0 μm
aufweist. Die obere Elektrodenschicht wird zur Ausbildung der oberen
Elektrode 49 strukturiert.The upper electrode layer is produced on the second layer by means of an electrically conductive metal, for example by means of aluminum (Al), platinum or silver (Ag). The upper electrode layer is applied by a sputtering method or a CVD method so that the upper electrode layer has a layer thickness between 0.1 μm and 1.0 μm. The upper electrode layer becomes the upper electrode 49 structured.
Gemäß 5C wird
nach dem Aufschleudern des Photolacks (nicht dargestellt) auf die
obere Elektrodenschicht mittels eines Spin-Coating-Verfahrens die
obere Elektrodenschicht zur Ausbildung der oberen Elektrode 49 strukturiert,
wobei der Photolack als Ätzmaske
verwendet wird. Als Folge entsteht eine obere Elektrode 49 in
U-Form. Das zweite Signal (Vorspannungssignal) wird der oberen Elektrode 49 zur
Erzeugung eines elektrischen Felds zwischen der obere Elektrode 49 und
der unteren Elektrode 45 zugeleitet.According to 5C After spin-coating the photoresist (not shown) onto the upper electrode layer by a spin coating method, the upper electrode layer is formed to form the upper electrode 49 structured, wherein the photoresist is used as an etching mask. As a result, an upper electrode is formed 49 in U-shape. The second signal (bias signal) becomes the upper electrode 49 for generating an electric field between the upper electrode 49 and the lower electrode 45 fed.
Ein
zweiter Photolack (nicht dargestellt) wird auf die obere Elektrode 49 und
auf die zweite Schicht mittels eines Spin-Coating-Verfahrens aufgebracht, nachdem
der erste Photolack mittels eines Ätzschritts entfernt wurde.
Die zweite Schicht wird zur Ausbildung der aktiven Schicht 47 unter
Zuhilfenahme des zweiten Photolacks als Ätzmaske strukturiert. Die aktive
Schicht 47 weist eine U-Form auf und ist breiter als die
obere Elektrode 49. Nachdem der zweite Photolack durch Ätzen abgenommen
wurde, wird ein dritter Photolack (nicht dargestellt) auf die obere
Elektrode 49, die aktive Schicht 47 und die untere
Elektrodenschicht mittels eines Spin-Coating-Verfahrens aufgebracht.
Die untere Elektrodenschicht wird zur Ausbildung der unteren Elektrode 45 strukturiert,
indem der dritte Photolack als Ätzmaske verwendet
wird. Die untere Elektrode 45 weist eine U-Form auf, die
weiter ist als jene der aktiven Schicht 47. Daraufhin wird
die dritte Photoschicht durch einen Ätzschritt entfernt.A second photoresist (not shown) is placed on the upper electrode 49 and applied to the second layer by a spin-coating method after the first photoresist has been removed by an etching step. The second layer becomes the formation of the active layer 47 structured with the aid of the second photoresist as an etching mask. The active layer 47 has a U-shape and is wider than the upper electrode 49 , After the second photoresist has been removed by etching, a third photoresist (not shown) is applied to the upper electrode 49 , the active layer 47 and the lower electrode layer is applied by a spin-coating method. The lower electrode layer becomes the lower electrode 45 structured by using the third photoresist as an etching mask. The lower electrode 45 has a U-shape that is wider than that of the active layer 47 , Thereafter, the third photo-layer is removed by an etching step.
Nachfolgend
werden Bereiche der aktiven Schicht 47, der unteren Elektrode 45,
der ersten Schicht, der Ätzstoppschicht 37 und
der Passivierungsschicht 35 derart angeätzt, dass ein Durchgangsloch 51 von
einem Bereich der aktiven Schicht 47 zum Anschluss 33 ausgebildet
wird. Im Durchgangsloch 51 wird eine Durchkontaktierung 53 mittels
eines elektrisch leitfähigen
Metalls, beispielsweise Wolfram (W), Platin, Aluminium oder Titan,
hergestellt. Die Durchkontaktierung 53 wird mit Hilfe eines Sputterverfahrens
oder eines CVD-Verfahrens hergestellt, sodass die Durchkontaktierung 53 zwischen dem
Anschluss 33 und der unteren Elektrode 45 ausgebildet
ist. Die Durchkontaktierung 53 verbindet die untere Elektrode 45 mit
dem Anschluss 33.The following are areas of the active layer 47 , the lower electrode 45 , the first layer, the etch stop layer 37 and the passivation layer 35 so etched that a through hole 51 from a region of the active layer 47 to the connection 33 is trained. In the through hole 51 becomes a via 53 by means of an electrically conductive metal, for example tungsten (W), platinum, aluminum or titanium. The via 53 is made by means of a sputtering method or a CVD method, so that the via 53 between the connection 33 and the lower electrode 45 is trained. The via 53 connects the bottom electrode 45 with the connection 33 ,
Gemäß 5D wird
die erste Schicht zur Ausbildung einer Tragschicht 43 strukturiert,
indem ein vierter Photolack (nicht dargestellt) als Ätzmaske verwendet
wird, nachdem der vierte Photolack auf die untere Elektrode 45 mittels
eines Spin-Coating-Verfahrens
aufgebracht wurde. Die Tragschicht 43 weist seitliche Randbereiche
und einen zentralen Bereich auf. Die Unterseiten der seitlichen
Randbereiche der Tragschicht 43 sind teilweise mit der Ätzstoppschicht 37 verbunden
und werden als Anker 43a, 43b bezeichnet. Die
seitlichen Randbereiche der Tragschicht 43 werden parallel
verlaufend und oberhalb der an der Ätzstoppschicht 37 befestigten Bereiche
ausgebildet. Der zentrale Bereich der Tragschicht 43 ist
einstückig
mit den seitlichen Randbereichen ausgebildet und liegt zwischen
den seitlichen Randbereichen. Der zentrale Bereich der Tragschicht 43 ist
von rechteckförmiger
Gestalt. Daraufhin wird der Photolack durch Ätzen entfernt. Ein Bereich
der Opferschicht 39 wird beim Strukturieren der ersten Schicht
freigelegt.According to 5D becomes the first layer to form a support layer 43 is patterned by using a fourth photoresist (not shown) as an etch mask after the fourth photoresist is applied to the bottom electrode 45 was applied by means of a spin-coating process. The base course 43 has lateral edge areas and a central area. The undersides of the lateral edge regions of the base layer 43 are partially with the etch stop layer 37 connected and become as anchors 43 . 43b designated. The lateral edge areas of the base course 43 are parallel and above the etch stop layer 37 formed fastened areas. The central area of the base course 43 is formed integrally with the lateral edge regions and lies between the lateral edge regions. The central area of the base course 43 is rectangular in shape. Then the photoresist is removed by etching. An area of the sacrificial layer 39 is exposed during structuring of the first layer.
Nachdem
die Beschichtung mit dem fünften Photolack
der freigelegten Bereiche der Opferschicht 39 und der Tragschicht 43 mittels
eines Spin-Coating-Verfahrens aufgebracht ist, wird der fünfte Photolack
zur Freilegung des zentralen Bereichs der Tragschicht 43 strukturiert.
Das reflektive Element 55 wird auf den zentralen Bereich
der Tragschicht 43 mittels eines reflektiven Materials
hergestellt, beispielsweise mittels Silber, Platin oder Aluminium.
Das reflektive Element 55 wird durch ein Sputterverfahren oder
ein CVD-Verfahren so hergestellt, dass das reflektive Element 55 eine
Schichtstärke
zwischen 0,3 μm
bis 2,0 μm
aufweist. Das reflektive Element 55 zur Reflexion des von
der Lichtquelle (nicht dargestellt) einfallenden Lichts hat dieselbe
Form wie der zentrale Bereich der Tragschicht 43. Nachfolgend
wird der fünfte
Photolack und die Opferschicht 39 mittels eines Wasserstofffluoriddampfs
(HF) entfernt, sodass der Aktuator 57 vollendet ist. Die
Opferschicht 39 wird entfernt und ein Luftspalt 41 wird
an jener Stelle gebildet, an der sich die Opferschicht 39 befand.After the coating with the fifth photoresist of the exposed areas of the sacrificial layer 39 and the base layer 43 is applied by means of a spin-coating method, the fifth photoresist is to expose the central region of the support layer 43 structured. The reflective element 55 gets onto the central area of the base course 43 produced by means of a reflective material, for example by means of silver, platinum or aluminum. The reflective element 55 is prepared by a sputtering method or a CVD method so that the reflective element 55 has a layer thickness between 0.3 microns to 2.0 microns. The reflective element 55 for reflecting the light incident from the light source (not shown) has the same shape as the central portion of the base layer 43 , Subsequently, the fifth photoresist and the sacrificial layer 39 removed by means of a hydrogen fluoride vapor (HF), so that the actuator 57 is completed. The sacrificial layer 39 is removed and an air gap 41 is formed at the place where the sacrificial layer is 39 was.
Das
erste Signal wird der unteren Elektrode 45 mittels der
elektrischen Verdrahtung, dem Anschluss 33 und dem Kontakt 53 von
extern zugeführt. Gleichzeitig
erfolgt das Anlegen eines zweiten Signals an die obere Elektrode 49 von
der gemeinsamen Leitung (nicht dargestellt) aus, sodass ein elektrisches
Feld zwischen der oberen Elektrode 49 und der unteren Elektrode 45 gebildet
wird. Die aktive Schicht 47, die zwischen der oberen Elektrode 49 und
der unteren Elektrode 45 ausgebildet ist, wird durch das
elektrische Feld deformiert. Die aktive Schicht 47 wird
in einer Richtung senkrecht zum elektrischen Feld deformiert. Der
Aktuator 57 mit der aktiven Schicht 47 wird in
eine Richtung ausgelenkt, die entgegengesetzt zur Lage der Tragschicht 43 ist. Dies
bedeutet, dass der Aktuator 57 eine Stellbewegung nach
oben ausführt
und die Tragschicht 43, die mit der unteren Elektrode 45 verbunden
ist, ebenfalls nach oben bewegt wird, entsprechend der Kippbewegung
des Aktuators 57.The first signal becomes the lower electrode 45 by means of the electrical wiring, the connection 33 and the contact 53 supplied externally. At the same time, a second signal is applied to the upper electrode 49 from the common line (not shown), so that an electric field between the upper electrode 49 and the lower electrode 45 is formed. The active layer 47 between the top electrode 49 and the lower electrode 45 is formed, is deformed by the electric field. The active layer 47 is deformed in a direction perpendicular to the electric field. The actuator 57 with the active layer 47 is deflected in a direction opposite to the position of the base layer 43 is. This means that the actuator 57 performs an actuating movement upwards and the support layer 43 connected to the lower electrode 45 is also moved upward, according to the tilting movement of the actuator 57 ,
Das
reflektive Element 55, das das von der Lichtquelle einfallende
Licht reflektiert, wird mit dem Aktuator 57 verkippt, da
das reflektive Element 55 am zentralen Bereich der Tragschicht 43 ausgebildet
ist. Folglich reflektiert das reflektive Element 55 Licht
auf dem Bildschirm, sodass auf dem Bildschirm ein Bild dargestellt
wird.The reflective element 55 , which reflects the light incident from the light source, is transmitted to the actuator 57 tilted, as the reflective element 55 at the central area of the base course 43 is trained. Consequently, the reflective element reflects 55 Light on the screen so that an image is displayed on the screen.
Allerdings
können
in den voranstehend beschriebenen AMA auf Dünnschichtbasis Risse entstehen,
die von dem Bereich der zweiten Schicht (aktive Schicht), der durch
das Wasserstrahlschneiden (iso-cutted) der unteren Elektrodenschicht
hergestellt wird, bis zum anderen Bereich der zweiten Schicht reichen,
da die zweite Schicht auf der unteren Elektrodenschicht ausgebildet
wird, nachdem das Wasserstrahlschneiden zur Trennung der Pixels
des AMA auf Dünnschichtbasis
erfolgt ist. Folglich kann ein elektrischer Kurzschluss zwischen
der oberen Elektrode und der unteren Elektrode auftreten, da die obere
Elektrode und die untere Elektrode teilweise über die Risse, die in der aktiven
Schicht entstehen, in Verbindung stehen. Wird ein elektrischer Kurzschluss
erzeugt, so kann der Aktuator nicht mehr angesteuert werden und
es tritt ein Punktdefekt an einem Pixel für das AMA auf Dünnschichtbasis
auf.Indeed
can
cracks develop in the above-described AMA on a thin film basis,
that of the area of the second layer (active layer) passing through
the water jet cutting (iso-cutted) of the lower electrode layer
produced until reaching the other area of the second layer,
since the second layer is formed on the lower electrode layer
after the waterjet cutting to separate the pixels
of the AMA on a thin film basis
is done. Consequently, an electrical short between
the upper electrode and the lower electrode occur because the upper
Electrode and the lower electrode partly over the cracks, which in the active
Layer arise, communicate. Will be an electrical short circuit
generated, so the actuator can not be controlled and
There is a dot defect at one pixel for the thin-film AMA
on.
Außerdem kann
ein anfängliches
Verkippen des Aktuators vorliegen, ohne dass die ersten und die
zweiten Signale angelegt sind, da eine zur Deformation führende Stellkraft,
beispielsweise eine ungleichmäßige, remanente
Spannung oder ein Spannungsgradient, auf die Spannungsbündelungslinie einwirken,
die bei der Strukturierung der Opferschicht erzeugt wird, um die
Anker zur Abstützung
der Aktuatoren herzustellen. Als Folge nimmt die Beleuchtungsstärke des
einfallenden Lichts ab, da das reflektive Element nicht den gewünschten
Kippwinkel aufweist, wenn der Aktuator eine initiale Verkippung
ausführt,
sodass die Qualität
des auf den Bildschirm projizierten Bildes abnimmt.In addition, there may be initial tilting of the actuator without applying the first and second signals, since a restraining force, such as an uneven, remanent, or a voltage gradient, acts on the stress line created in the patterning of the sacrificial layer to make the anchors for supporting the actuators. As a result, the illuminance of the incident light decreases because the reflective element does not have the desired tilt angle when the actuator is tilted initially results in a decrease in the quality of the image projected on the screen.
Offenbarung
der Erfindungepiphany
the invention
Demgemäß besteht
ausgehend von den voranstehend beschriebenen Problemen konventioneller
Systeme ein Ziel der Erfindung darin, eine aktuierte Spiegelmatrix
auf Dünnschichtbasis
für ein
optisches Projektionssystem anzugeben, das das Auftreten von Pixelpunktdefekten
verhindert ohne ein Wasserstrahlschneiden der unteren Elektroden
auszuführen
und die Qualität
des auf den Bildschirm projizierten Bildes durch eine Vergrößerung der
Lichteffizienz der Ausleuchtung verbessert.Accordingly, there is
starting from the problems described above conventional
It is an object of the invention to provide an actuated mirror matrix
on a thin film basis
for a
indicate optical projection system, the occurrence of pixel point defects
prevented without water jet cutting of the lower electrodes
perform
and the quality
of the image projected on the screen by enlarging the
Lighting efficiency of illumination improved.
Um
das voranstehend genannte Ziel zu erreichen, wird gemäß der vorliegenden
Erfindung eine aktuierte Spiegelmatrix auf Dünnschichtbasis für ein optisches
Projektionssystem angegeben, die eine aktive Matrix, einen Tragsteg,
einen ersten Aktuatorteil, einen zweiten Aktuatorteil und ein reflektives
Element umfasst.Around
To achieve the above object is, according to the present
Invention provides an actuated thin-film based mirror matrix for optical
Projection system indicated that an active matrix, a support bar,
a first actuator part, a second actuator part and a reflective one
Element comprises.
Die
aktive Matrix weist ein Substrat mit einem darin aufgenommenen Metalloxid-Halbleitertransistor
zur Ausführung
von Schaltoperationen und eine erste Metallschicht mit einem Drain-Kontakt
auf, der sich von der Drain-Elektrode des Metalloxid-Halbleitertransistors
zur Übertragung
eines ersten Signals erstreckt.The
active matrix has a substrate with a metal oxide semiconductor transistor received therein
for execution
of switching operations and a first metal layer with a drain contact
extending from the drain of the metal oxide semiconductor transistor
for transmission
extends a first signal.
Die
Tragstruktur umfasst einen Tragsteg, eine Tragschicht, einen ersten
Anker und zwei zweite Anker. Der Tragsteg wird auf der aktiven Matrix
ausgebildet und die Tragschicht ist mit dem Tragsteg einstückig ausgebildet.
Die Tragschicht weist eine ringförmig
geschlossene, rechteckförmige
Gestalt auf. Der erste Anker und die zweiten Anker sind jeweils zwischen
der aktiven Matrix und Bereichen der Tragschicht, die benachbart
an den Tragsteg angrenzt, ausgebildet.The
Support structure comprises a support web, a support layer, a first
Anchor and two second anchors. The support bar will be on the active matrix
formed and the support layer is integrally formed with the support web.
The support layer has an annular shape
closed, rectangular
Build up. The first anchor and the second anchor are each between
the active matrix and areas of the base layer adjacent
adjacent to the support web formed.
Der
erste Aktuatorteil umfasst eine erste untere Elektrode, eine erste
aktive Schicht und eine erste obere Elektrode. Die erste untere
Elektrode empfängt
ein erstes Signal. Die erste untere Elektrode wird in einem ersten
Bereich der Tragschicht hergestellt, die senkrecht zum Tragsteg
verläuft,
und die erste obere Elektrode entspricht der ersten unteren Elektrode.
Die erste obere Elektrode empfängt
ein zweites Signal und erzeugt ein erstes elektrisches Feld. Die
erste aktive Schicht wird zwischen der ersten unteren Elektrode
und der ersten oberen Elektrode ausgebildet und sie wird durch das
erste elektrische Feld deformiert.Of the
first actuator part comprises a first lower electrode, a first one
active layer and a first upper electrode. The first lower one
Electrode receives
a first signal. The first lower electrode is in a first
Area of the base layer made perpendicular to the support bar
runs,
and the first upper electrode corresponds to the first lower electrode.
The first upper electrode receives
a second signal and generates a first electric field. The
first active layer is between the first lower electrode
and the first upper electrode and is formed by the
first electric field deformed.
Das
zweite Aktuatorteil umfasst entsprechend eine zweite untere Elektrode,
ein zweite aktive Schicht und eine zweite obere Elektrode. Die zweite untere
Elektrode empfängt
das erste Signal. Die zweite untere Elektrode wird auf einem zweiten
Bereich der Tragschicht ausgebildet, die senkrecht zum Tragsteg
verläuft.
Die zweite obere Elektrode entspricht der zweiten unteren Elektrode
und empfängt das
zweite Signal, sodass ein zweites elektrisches Feld erzeugt wird.
Die zweite aktive Schicht wird zwischen der zweiten unteren Elektrode
und der zweiten oberen Elektrode ausgebildet und sie wird durch
das zweite elektrische Feld deformiert.The
second actuator part correspondingly comprises a second lower electrode,
a second active layer and a second upper electrode. The second lower one
Electrode receives
the first signal. The second lower electrode will be on a second
Area of the base layer formed perpendicular to the support bar
runs.
The second upper electrode corresponds to the second lower electrode
and receive that
second signal, so that a second electric field is generated.
The second active layer is between the second lower electrode
and the second upper electrode and it is through
deformed the second electric field.
Das
reflektive Element wird oberhalb des ersten Aktuatorteils und des
zweiten Aktuatorteils derart ausgebildet, dass das einfallende Licht
reflektiert wird.The
Reflective element is above the first actuator part and the
second actuator part formed such that the incident light
is reflected.
Bevorzugt
umfasst die aktive Matrix ferner eine erste Passivierungsschicht,
die auf der ersten Metallschicht und dem Substrat ausgebildet ist,
eine zweite Metallschicht, die auf der ersten Passivierungsschicht
ausgebildet ist, eine zweite Passivierungsschicht, die auf der zweiten
Metallschicht und einer Ätzstoppschicht
ausgebildet wird, die wiederum auf der zweiten Passivierungsschicht
ausgebildet ist.Prefers
the active matrix further comprises a first passivation layer,
formed on the first metal layer and the substrate,
a second metal layer on top of the first passivation layer
is formed, a second passivation layer on the second
Metal layer and an etch stop layer
is formed, which in turn on the second passivation layer
is trained.
Die
erste untere Elektrode weist eine rechteckige Gestalt auf und umfasst
einen vorstehenden Bereich, die erste aktive Schicht ist von rechteckförmiger Gestalt,
die schmäler
ist als jene der ersten unteren Elektrode, und die erste obere Elektrode
ist von rechteckförmiger
Gestalt, die schmäler
ist als jene der ersten aktiven Schicht. Ebenso hat die zweite untere
Elektrode eine rechteckförmige
Gestalt und umfasst einen vorstehenden Bereich, der zum vorstehenden
Bereich der ersten unteren Elektrode korrespondiert, die zweite
aktive Schicht ist von rechteckförmiger
Gestalt und schmäler
als diejenige der zweiten unteren Elektrode und die zweite obere
Elektrode ist von rechteckförmiger
Gestalt, die schmäler
ist als jene der zweiten aktiven Schicht.The
first lower electrode has a rectangular shape and comprises
a protruding area, the first active layer is of a rectangular shape,
the narrower
is as that of the first lower electrode, and the first upper electrode
is of rectangular shape
Shape, the narrower
is than that of the first active layer. Likewise, the second lower has
Electrode a rectangular
Shape and includes a protruding portion, the above
Area of the first lower electrode corresponds, the second
active layer is of rectangular
Shape and narrower
as that of the second lower electrode and the second upper one
Electrode is of rectangular shape
Shape, the narrower
is than that of the second active layer.
Bevorzugt
weist die erste untere Elektrode eine auf dem Kopf gestellte L-Form
auf und die zweite untere Elektrode weist eine L-Form auf, die jener der
ersten unteren Elektrode entspricht.Prefers
For example, the first lower electrode has an inverted L shape
on and the second lower electrode has an L-shape, that of the
corresponds to the first lower electrode.
Der
erste Anker wird unterhalb und zwischen dem ersten Aktuatorteil
und dem zweiten Aktuatorteil ausgebildet und dieser ist mit einem
ersten Bereich der aktiven Matrix verbunden, unter dem der Drain-Kontakt
ausgebildet ist, und die zweiten Anker sind jeweils unterhalb den
Außenseiten
des ersten Aktuatorteils und des zweiten Aktuatorteils ausgebildet.
Die zweiten Anker sind jeweils mit einem zweiten Bereich und einem
dritten Bereich der aktiven Matrix, die angrenzend zum ersten Bereich
der aktiven Matrix angeordnet sind, verbunden.Of the
first anchor is below and between the first actuator part
and the second actuator part is formed and this is with a
connected to the first region of the active matrix, under which the drain contact
is formed, and the second anchors are respectively below the
outsides
formed of the first actuator part and the second actuator part.
The second anchors are each with a second area and one
third area of the active matrix, which is adjacent to the first area
the active matrix are connected.
Bevorzugt
umfasst die aktuierte Spiegelmatrix auf Dünnschichtbasis ferner eine
Durchkontaktierung zur Übertragung
eines ersten Signals vom Drain-Kontakt zur ersten unteren Elektrode
und zur zweiten unteren Elektrode, ein Anschlusselement für die erste
untere Elektrode, das von der Durchkontaktierung bis zum vorstehenden
Bereich der ersten unteren Elektrode reicht, und ein Anschlusselement
für die
zweite untere Elektrode, das von der Durchkontaktierung bis zum
vorstehenden Bereich der zweiten unteren Elektrode reicht. Die Durchkontaktierung wird
im Durchgangsloch ausgebildet, das sich vom ersten Anker bis zum
Drain-Kontakt erstreckt. Die Durchkontaktierung, das Anschlusselement
für die erste
untere Elektrode und das Anschlusselement für die zweite untere Elektrode
werden mittels eines elektrisch leitfähigen Metalls hergestellt,
beispielsweise mittels Silber, Platin, Tantal oder Platin-Tantal.Preferably, the actuated thin-film-based mirror matrix further comprises a via for transmitting a first signal from the drain contact to the first lower electrode and the second lower electrode, a first lower electrode connecting member extending from the via to the protruding portion of the first lower electrode, and a second lower electrode connecting member that extends from the via to the protruding portion of the second lower electrode. The via is formed in the via extending from the first armature to the drain contact. The via, the first lower electrode terminal, and the second lower electrode terminal are made by means of an electrically conductive metal, for example, silver, platinum, tantalum, or platinum tantalum.
Für eine bevorzugtere
Ausgestaltung umfasst die aktuierte Spiegelmatrix auf Dünnschichtbasis
eine gemeinsame Leitung zur Übertragung
des zweiten Signals, ein erstes Isolationselement, das zwischen
einem Bereich der ersten oberen Elektrode und einem Bereich der
Tragschicht über
einem Bereich der ersten unteren Elektrode hinweg ausgebildet wird,
ein Anschlusselement für
eine erste obere Elektrode, das von der gemeinsamen Leitung zur ersten
oberen Elektrode über
das erste Isolationselement hinweg angelegt wird, ein zweites Isolationselement,
das von einem Bereich der zweiten oberen Elektrode zu einem Bereich
der Tragschicht über
einen Bereich der zweiten unteren Elektrode hinweg angelegt wird,
und ein Anschlusselement für
eine zweite obere Elektrode, das von der gemeinsamen Leitung zur
zweiten oberen Elektrode über
das zweite Isolationselement hinweg reicht. Die gemeinsame Leitung
wird auf dem Tragsteg angelegt.For a more preferred
Embodiment includes the actuated thin-film based mirror matrix
a common line for transmission
of the second signal, a first isolation element between
a region of the first upper electrode and a region of the
Base layer over
is formed over a region of the first lower electrode,
a connection element for
a first upper electrode extending from the common line to the first
upper electrode over
the first insulation element is applied, a second insulation element,
that of a region of the second upper electrode to a region
the base layer over
a region of the second lower electrode is applied across
and a connection element for
a second upper electrode extending from the common line to
second upper electrode over
the second insulation element extends. The common management
is created on the support bridge.
Das
erste und das zweite Isolationselement werden mittels amorphem Silizium
oder einem Niedertemperaturoxid wie Siliziumdioxid (SiO2)
oder Phosphorsäureanhydrid
(P2O5) hergestellt.The first and second insulating members are made by means of amorphous silicon or a low-temperature oxide such as silicon dioxide (SiO 2 ) or phosphoric anhydride (P 2 O 5 ).
Die
Anschlusselemente für
die erste und die zweite obere Elektrode werden mittels eines elektrisch
leitfähigen
Metalls hergestellt, beispielsweise mittels Silber, Platin, Tantal
oder Platin-Tantal.The
Connection elements for
the first and the second upper electrode are connected by means of an electric
conductive
Made of metal, for example by means of silver, platinum, tantalum
or platinum tantalum.
Ein
Pfosten zum Tragen des reflektiven Elements wird zwischen einem
zentralen Bereich des reflektiven Elements und einem Bereich der
Tragschicht ausgebildet, der parallel zum Tragsteg verläuft.One
Pole to carry the reflective element will be between one
central area of the reflective element and an area of
Support layer formed, which runs parallel to the support web.
Für das AMA
auf Dünnschichtbasis
gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein erstes Signal von extern an die erste und die
zweite untere Elektrode über
den MOS-Transistor, der im Substrat angeordnet ist, den Drain-Kontakt
der ersten Metallschicht, die Durchkontaktierung und die Anschlusselemente für die erste
und die zweite untere Elektrode angelegt. Zur gleichen Zeit wird
ein externes Signal zur ersten und zweiten oberen Elektrode über die
gemeinsame Leitung und die Anschlusselemente für die erste und die zweite
obere Elektrode zugeführt. Als
Folge wird ein erstes elektrisches Feld zwischen der ersten oberen
Elektrode und der ersten unteren Elektrode erzeugt und ein zweites
elektrisches Feld wird zwischen der zweiten oberen Elektrode und
der zweiten unteren Elektrode erzeugt. Die erste aktive Schicht,
die zwischen der ersten oberen Elektrode und der ersten unteren
Elektrode ausgebildet ist, wird durch das erste elektrische Feld
deformiert und die zweite aktive Schicht, die zwischen der zweiten
oberen Elektrode und der zweiten unteren Elektrode ausgebildet ist,
wird durch das zweite elektrische Feld deformiert. Die erste und
die zweite aktive Schicht werden jeweils in Richtungen ausgelenkt,
die senkrecht zum ersten und zum zweiten elektrischen Feld verlaufen.
Der erste Aktuatorteil mit der ersten aktiven Schicht und der zweite
Aktuatorteil mit der zweiten aktiven Schicht werden entgegengesetzt
zur Lage der Tragschicht ausgelenkt. Demnach werden der erste und
der zweite Aktuatorteil nach oben bewegt und die mit der ersten
und der zweiten unteren Elektrode verbundene Tragschicht wird ebenfalls nach
oben bewegt entsprechend zur Kippbewegung des ersten und des zweiten
Aktuatorteils.For the AMA
on a thin film basis
according to the present
Invention is a first signal from the outside to the first and the
second lower electrode over
the MOS transistor disposed in the substrate, the drain contact
the first metal layer, the via and the connection elements for the first
and the second lower electrode is applied. At the same time will
an external signal to the first and second upper electrodes via the
common line and the connection elements for the first and the second
supplied to the upper electrode. When
The result is a first electric field between the first upper
Electrode and the first lower electrode and generates a second
electric field is between the second upper electrode and
the second lower electrode is generated. The first active layer,
between the first upper electrode and the first lower one
Electrode is formed by the first electric field
deformed and the second active layer between the second
the upper electrode and the second lower electrode is formed,
is deformed by the second electric field. The first and
the second active layer is deflected in each direction,
which are perpendicular to the first and the second electric field.
The first actuator part with the first active layer and the second
Actuator part with the second active layer are opposed
deflected to the position of the support layer. Accordingly, the first and
the second actuator part moves up and the one with the first
and the second lower electrode connected support layer is also after
moved up according to the tilting movement of the first and second
Actuator part.
Das
reflektive Element wird durch den Pfosten getragen, der im Bereich
der Tragschicht ausgebildet ist. Das reflektive Element, welches
das von der Lichtquelle einfallende Licht reflektiert, wird mit dem
ersten und dem zweiten Aktuatorteil gekippt. Folglich reflektiert
das reflektive Element Licht auf den Bildschirm, sodass auf dem
Bildschirm ein Bild entsteht.The
Reflective element is carried by the post, which is in the area
the support layer is formed. The reflective element, which
the light incident from the light source is reflected with the
tilted first and the second Aktuatorteil. Consequently reflected
the reflective element light on the screen, so on the
Screen creates an image.
Gemäß der vorliegenden
Erfindung werden der erste und die zweite Anker, die die Aktuatorteile tragen,
in senkrechter Richtung zu den Aktuatorteilen ausgebildet. Die Aktuatorteile
weisen ebene Oberflächen
ohne anfängliche
Verkippung auf, da keine Spannungs-Bündelungslinie zwischen den
Ankern und den Aktuatorteilen erzeugt wird. Als Folge kann der gewünschte Reflexionswinkel,
der sich auf dem reflektiven Element, das auf den Aktuatorteilen
ausgebildet ist, einstellt, gleichmäßig sein, sodass die Lichteffizienz
erhöht
wird und die Qualität
des auf den Bildschirm projizierten Bildes verbessert ist.According to the present
Invention, the first and second anchors carrying the actuator parts,
formed in the direction perpendicular to the Aktuatorteilen. The actuator parts
have flat surfaces
without initial
Tilting on, since no voltage bundling line between the
Anchors and the actuator parts is generated. As a consequence, the desired reflection angle,
which is on the reflective element that is on the actuator parts
is formed, adjusts, be even, so the light efficiency
elevated
will and the quality
the image projected on the screen is improved.
Ferner
wird die Entstehung von elektrischen Kurzschlüssen zwischen den oberen Elektroden
und den unteren Elektroden durch die Isolationselemente verhindert.
Als Folge werden Punktpixeldefekte des AMA auf Dünnschichtbasis wirksam verringert.Further
is the emergence of electrical short circuits between the upper electrodes
and the lower electrodes prevented by the insulation elements.
As a result, spot pixel defects of the thin-film based AMA are effectively reduced.
Kurzbeschreibung
der FigurenSummary
the figures
Die
voranstehend genannten Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden durch die nachfolgende, detaillierte Beschreibung eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels
mit Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen deutlicher, in welchen im Einzelnen Folgendes dargestellt
ist:The above objects and advantages of the present invention are achieved by the the following, more detailed description of a preferred embodiment with reference to the accompanying drawings, in which in detail:
1 zeigt
eine schematische Ansicht zur Darstellung des Aufbauprinzips einer
konventionellen, aktuierten Spiegelmatrix; 1 shows a schematic view illustrating the construction principle of a conventional, actuated mirror matrix;
2 zeigt
eine ebene Ansicht, die eine aktuierte Spiegelmatrix auf Dünnschichtbasis
für ein optisches
Projektionssystem darstellt, das in einer vorausgehenden Anmeldung
des Anmelders der vorliegenden Anmeldung offenbart wird; 2 Fig. 12 is a plan view illustrating an actuated thin-film-based mirror matrix for a projection optical system disclosed in a preceding application of the assignee of the present application;
3 zeigt
eine perspektivische Ansicht, die die aktuierte Spiegelmatrix auf
Dünnschichtbasis
für ein
optisches Projektionssystem gemäß 2 darstellt; 3 FIG. 12 is a perspective view showing the actuated thin-film-based mirror matrix for a projection optical system according to FIG 2 represents;
4 ist
eine Querschnittansicht entlang der Linie A1-A2 aus 3; 4 is a cross-sectional view taken along the line A 1 -A 2 3 ;
5A–5D zeigen
die Schritte zur Herstellung einer aktuierten Spiegelmatrix auf
Dünnschichtbasis
für ein
optisches Projektionssystem gemäß 4; 5A - 5D show the steps for fabricating a thin-layer actuated mirror matrix for a projection optical system according to FIG 4 ;
6 zeigt
eine Ansicht von oben zur Darstellung einer erfindungsgemäßen, aktuierten
Spiegelmatrix auf Dünnschichtbasis
für ein
optisches Projektionssystem; 6 Figure 11 is a top view showing a thin film based actuated mirror matrix of the present invention for a projection optical system;
7 zeigt
eine perspektivische Ansicht zur Darstellung der aktuierten Spiegelmatrix
auf Dünnschichtbasis
für ein
optisches Projektionssystem gemäß 6; 7 FIG. 12 is a perspective view showing the actuated thin-film-based mirror matrix for a projection optical system according to FIG 6 ;
8 zeigt
eine Querschnittansicht entlang der Linie B1-B2 aus 7; 8th shows a cross-sectional view taken along the line B 1 -B 2 7 ;
9 zeigt
eine Querschnittansicht entlang der Linie C1-C2 aus 7; und 9 shows a cross-sectional view along the line C 1 -C 2 7 ; and
10A–10G zeigen die Herstellungsschritte für eine aktuierte
Spiegelmatrix auf Dünnschichtbasis
für ein
optisches Projektionssystem gemäß der vorliegenden
Erfindung. 10A - 10G show the fabrication steps for a thin layer based actuated mirror matrix for a projection optical system according to the present invention.
Bevorzugte
Ausgestaltungen zur Ausführung
der Erfindungpreferred
Embodiments for execution
the invention
Im
Folgenden wird die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung detaillierter mit Bezug auf die beigeschlossenen Zeichnungen
erläutert.in the
Following is the preferred embodiment of the present invention
Invention in more detail with reference to the accompanying drawings
explained.
6 zeigt
eine Draufsicht, die eine erfindungsgemäße, aktuierte Spiegelmatrix
auf Dünnschichtbasis
darstellt, die für
ein optisches Projektionssystem verwendet wird, 7 ist
eine perspektivische Ansicht, zur Darstellung der aktuierten Spiegelmatrix
auf Dünnschichtbasis
aus 6, 8 zeigt eine Querschnittsansicht
entlang der Schnittlinie B1-B2 aus 7 und 9 zeigt
eine Querschnittansicht entlang der Schnittlinie C1-C2 aus 7. 6 FIG. 10 is a plan view illustrating a thin-layer based actuated mirror matrix of the present invention used for a projection optical system. FIG. 7 FIG. 12 is a perspective view illustrating the actuated thin-film-based mirror matrix. FIG 6 . 8th shows a cross-sectional view taken along the section line B 1 -B 2 7 and 9 shows a cross-sectional view along the section line C 1 -C 2 7 ,
Bezug
nehmend auf 6 und 7, umfasst
eine erfindungsgemäße, aktuierte
Spiegelmatrix auf Dünnschichtbasis
eine aktive Matrix 100, ein Tragelement 175, das
auf der aktiven Matrix 100 ausgebildet ist, einen ersten
Aktuatorteil 210 und entsprechend einen zweiten Aktuatorteil 211,
die auf dem Tragelement 175 ausgebildet sind, und ein reflektives
Element 260, das oberhalb des ersten Aktuatorteils 210 und
oberhalb des zweiten Aktuatorteils 211 ausgebildet ist.Referring to 6 and 7 , an activated, thin-layer based mirrored mirror matrix according to the invention comprises an active matrix 100 , a support element 175 that's on the active matrix 100 is formed, a first actuator part 210 and according to a second actuator part 211 on the support element 175 are formed, and a reflective element 260 , above the first actuator part 210 and above the second actuator part 211 is trained.
Gemäß 8 weist
die aktive Matrix 100 ein Substrat 101 mit M × N P-MOS
Transistoren 120 (M, N sind ganze Zahlen), eine erste Metallschicht 135, die
sich von einer Source 110 und einer Drain 105 eines
P-MOS-Transistors 120 aus erstreckt, eine erste Passivierungsschicht 140,
eine zweite Metallschicht 145, eine zweite Passivierungsschicht 150 und
eine Ätzstoppschicht 155 auf.
Die erste Metallschicht 135 ist auf dem Substrat 101 ausgebildet
und die erste Passivierungsschicht 140 ist auf der ersten
Metallschicht 135 und auf dem Substrat 101 ausgebildet. Die
zweite Metallschicht 145 ist auf der ersten Passivierungsschicht 140 ausgebildet
und die zweite Passivierungsschicht 150 ist auf der zweiten
Metallschicht 145 ausgebildet. Die Ätzstoppschicht 155 ist auf
der zweiten Passivierungsschicht 150 ausgebildet.According to 8th indicates the active matrix 100 a substrate 101 with M × N P-MOS transistors 120 (M, N are integers), a first metal layer 135 that are different from a source 110 and a drain 105 a P-MOS transistor 120 out, a first passivation layer 140 , a second metal layer 145 , a second passivation layer 150 and an etch stop layer 155 on. The first metal layer 135 is on the substrate 101 formed and the first passivation layer 140 is on the first metal layer 135 and on the substrate 101 educated. The second metal layer 145 is on the first passivation layer 140 formed and the second passivation layer 150 is on the second metal layer 145 educated. The etch stop layer 155 is on the second passivation layer 150 educated.
Die
erste Metallschicht 135 weist einen Drain-Kontakt auf,
der sich von der Drain-Elektrode 105 des
P-MOS-Transistors 120 aus bis zu einem ersten Anker 177 erstreckt,
der zwischen dem ersten Aktuatorteil 210 und dem zweiten
Aktuatorteil 211 und unterhalb dieser ausgebildet ist.
Die zweite Metallschicht 145 umfasst eine Titanschicht
und eine Titannitridschicht. Die Öffnung 147 ist in
einem Bereich der zweiten Metallschicht 145 ausgebildet,
unterhalb dem der Drain-Kontakt der ersten Metallschicht 135 ausgebildet
ist.The first metal layer 135 has a drain contact extending from the drain 105 of the P-MOS transistor 120 out to a first anchor 177 extending between the first actuator part 210 and the second actuator part 211 and is formed below this. The second metal layer 145 includes a titanium layer and a titanium nitride layer. The opening 147 is in an area of the second metal layer 145 formed below the drain contact of the first metal layer 135 is trained.
Wie
in den 7 bis 9 dargestellt, umfasst die Tragstruktur 175 einen
Tragsteg 174, eine Tragschicht 170, einen ersten
Anker 171 und zwei zweite Anker 172a, 172b.
Der Tragsteg 174 und die Tragschicht 170 werden
oberhalb der Ätzstoppschicht 155 ausgebildet.
Ein erster Luftspalt 165 wird zwischen der Ätzstoppschicht 155 und
dem Tragsteg 174 angeordnet. Der erste Luftspalt 165 befindet
sich zwischen der ersten Ätzstoppschicht 155 und
der Tragschicht 170.As in the 7 to 9 illustrated, includes the support structure 175 a carrying bridge 174 , a base course 170 , a first anchor 171 and two second anchors 172a . 172b , The carrying bridge 174 and the base layer 170 are above the etch stop layer 155 educated. A first air gap 165 is between the etch stop layer 155 and the carrying bridge 174 arranged. The first air gap 165 is located between the first etch stop layer 155 and the base layer 170 ,
Eine
gemeinsame Leitung 240 ist auf dem Tragsteg 174 ausgebildet.
Der Tragsteg 174 dient dazu, die gemeinsame Leitung 240 zu
tragen. Die Tragschicht 170 weist eine ringförmig geschlossene, rechteckige
Form auf. Die Tragschicht 170 ist mit dem Tragsteg 174 einstückig ausgebildet.A common leadership 240 is on the carrying web 174 educated. The carrying bridge 174 serves the common direction 240 to wear. The base course 170 has an annular closed, rectangular shape. The base course 170 is with the carrying bridge 174 integrally formed.
Der
erste Anker 171 ist zwischen den beiden Armen der ringförmig geschlossenen,
rechteckförmigen
Tragschicht 170 und unterhalb dieser ausgebildet. Die beiden
Arme der Tragschicht 170 weisen vom Tragsteg 174 rechtwinklig
weg. Der erste Anker 171 ist an einem ersten Bereich der Ätzstoppschicht 155 befestigt,
unterhalb dem der Drain-Kontakt der ersten Metallschicht 135 ausgebildet
ist. Der erste Anker 171 ist mit den beiden Armen der Tragschicht 170 einstückig ausgebildet.
Die beiden Anker 172a, 172b sind jeweils auf den
Außenseiten
dieser beiden Arme der Tragschicht 170 und unterhalb dieser
ausgebildet. Die zweiten Anker 172a, 172b sind
ebenfalls einstückig
mit den beiden Armen der Tragschicht 170 ausgebildet. Die
beiden Anker 172a, 172b sind jeweils mit einem
zweiten Bereich der Ätzstoppschicht 155 und
mit einem dritten Bereich der Ätzstoppschicht 155 verbunden.
Der erste Anker 171 und die beiden zweiten Anker 172a, 172b sind
unterhalb von Bereichen der Tragschicht 170 befestigt,
die benachbart zum Tragsteg 174 liegen. Der erste Anker 171 und
die beiden zweiten Anker 172a, 172b tragen gemeinsam
die Tragschicht 170, sodass der erste Anker 171 und
die zweiten Anker 172a, 172b den ersten Aktuatorteil 210 und
den zweiten Aktuatorteil 211 stützt. Der erste Anker 171 und
die zweiten Anker 172a, 172b sind jeweils kastenförmig.The first anchor 171 is between the two arms of the annular closed, rectangular support layer 170 and formed below this. The two arms of the base course 170 pointing away from the carrying bridge 174 right-angled way. The first anchor 171 is at a first portion of the etch stop layer 155 attached, below which the drain contact of the first metal layer 135 is trained. The first anchor 171 is with the two arms of the base course 170 integrally formed. The two anchors 172a . 172b are each on the outsides of these two arms of the base layer 170 and formed below this. The second anchor 172a . 172b are also integral with the two arms of the base course 170 educated. The two anchors 172a . 172b are each with a second portion of the etch stop layer 155 and a third portion of the etch stop layer 155 connected. The first anchor 171 and the two second anchors 172a . 172b are below areas of the base course 170 attached, which is adjacent to the supporting bridge 174 lie. The first anchor 171 and the two second anchors 172a . 172b wear the base course together 170 , so the first anchor 171 and the second anchors 172a . 172b the first actuator part 210 and the second actuator part 211 supports. The first anchor 171 and the second anchors 172a . 172b are each box-shaped.
Der
mittlere Bereich der Tragschicht 170 wird vom ersten Anker 171 abgestützt und
die seitlichen Bereiche der Tragschicht 170 werden mittels
der zweiten Anker 172a, 172b abgestützt. Folglich
weist ein Querschnitt der Tragstruktur 175 gemäß 8 eine
T-Form auf.The middle area of the base course 170 gets off the first anchor 171 supported and the lateral areas of the base course 170 be by means of the second anchor 172a . 172b supported. Consequently, a cross section of the support structure 175 according to 8th a T-shape on.
Ein
Durchgangsloch (via hole) 270 ist von der Oberfläche eines
mittleren Bereichs des ersten Ankers 171 bis zum Drain-Kontakt
der ersten Metallschicht 135 ausgebildet und erstreckt
sich durch Bereiche der ersten Ätzstoppschicht 155,
der zweiten Passivierungsschicht 150, der Öffnung 147 in
der zweiten Metallschicht 145 und der ersten Passivierungsschicht 140.
Eine Durchkontaktierung (via contact) 280 ist im Durchgangsloch 270 ausgebildet.A through hole (via hole) 270 is from the surface of a middle region of the first anchor 171 until the drain contact of the first metal layer 135 formed and extends through portions of the first Ätzstoppschicht 155 , the second passivation layer 150 , the opening 147 in the second metal layer 145 and the first passivation layer 140 , A via (via contact) 280 is in the through hole 270 educated.
Der
erste Aktuatorteil 210 und der zweite Aktuatorteil 211 sind
jeweils auf den beiden Armen der Tragschicht 170 ausgebildet.
Der erste Aktuatorteil 210 und der zweite Aktuatorteil 211 sind
parallel liegend zueinander angelegt. Der erste Aktuatorteil 210 weist
eine erste untere Elektrode 180, eine erste aktive Schicht 190 und
eine erste obere Elektrode 200 auf. Der zweite Aktuatorteil 211 weist
eine zweite untere Elektrode 181, eine zweite aktive Schicht 191 und
eine zweite obere Elektrode 201 auf.The first actuator part 210 and the second actuator part 211 are each on the two arms of the base course 170 educated. The first actuator part 210 and the second actuator part 211 are laid out parallel to each other. The first actuator part 210 has a first lower electrode 180 , a first active layer 190 and a first upper electrode 200 on. The second actuator part 211 has a second lower electrode 181 , a second active layer 191 and a second upper electrode 201 on.
Die
erste untere Elektrode 180 ist auf einem der beiden Arme
der Tragschicht 170 ausgebildet. Die erste untere Elektrode 180 ist
rechteckförmig
und weist einen vorstehenden Bereich auf, bevorzugt ist die erste
untere Elektrode 180 von umgekehrter, L-förmiger Gestalt.
Die erste untere Elektrode 180 ist mit einem vorbestimmten
Abstand zum Tragsteg 174 ausgebildet. Der vorstehende Bereich
der ersten unteren Elektrode 180 ist nach unten wie eine
Treppe verlängert.
Der vorstehende Bereich der ersten unteren Elektrode 180 ist
zu einem Bereich am ersten Anker 171 benachbart zum Durchgangsloch 270 verlängert. Die
erste aktive Schicht 190 ist auf der ersten unteren Elektrode 180 ausgebildet.
Die erste aktive Schicht 190 ist rechteckförmig und
kleiner als die erste untere Elektrode 180. Die erste obere
Elektrode 200 ist auf der ersten aktiven Schicht 190 ausgebildet.
Die erste obere Elektrode 200 ist rechteckförmig und
kleiner als die erste aktive Schicht 190.The first lower electrode 180 is on one of the two arms of the base course 170 educated. The first lower electrode 180 is rectangular and has a protruding portion, preferably, the first lower electrode 180 of inverted, L-shaped shape. The first lower electrode 180 is at a predetermined distance to the support bar 174 educated. The projecting portion of the first lower electrode 180 is extended downstairs like a staircase. The projecting portion of the first lower electrode 180 is to an area at the first anchor 171 adjacent to the through hole 270 extended. The first active layer 190 is on the first lower electrode 180 educated. The first active layer 190 is rectangular and smaller than the first lower electrode 180 , The first upper electrode 200 is on the first active layer 190 educated. The first upper electrode 200 is rectangular and smaller than the first active layer 190 ,
Die
zweite untere Elektrode 181 ist auf dem anderen der beiden
Arme der Tragschicht 170 ausgebildet. Die zweite untere
Elektrode 181 ist rechteckförmig und weist einen vorstehenden
Bereich auf, bevorzugt weist die zweite untere Elektrode 181 eine L-Form
auf, die jener der ersten unteren Elektrode 180 entspricht.
Die zweite untere Elektrode 181 weist ebenfalls einen vorbestimmten
Abstand zum Tragsteg 174 auf. Der vorstehende Bereich der
zweiten unteren Elektrode 181 ist zu einem Bereich auf
dem ersten Anker 171 verlängert, der benachbart zum Durchgangsloch 270 liegt,
entsprechend zum vorstehenden Bereich auf der ersten unteren Elektrode 180.
Folglich sind die vorstehenden Bereiche der ersten und der zweiten
unteren Elektroden 180, 181 übereinstimmend zueinander,
zentrisch um das Durchgangsloch 270 ausgebildet. Die zweite
aktive Schicht 191 wird auf der zweiten unteren Elektrode 181 ausgebildet.
Die zweite aktive Schicht 191 ist rechteckförmig und
kleiner als die zweite untere Elektrode 181. Die zweite
obere Elektrode 201 wird auf der zweiten aktiven Schicht 191 ausgebildet.
Die zweite obere Elektrode 201 ist rechteckförmig und kleiner
als die zweite aktive Schicht 191.The second lower electrode 181 is on the other of the two arms of the base course 170 educated. The second lower electrode 181 is rectangular and has a protruding portion, preferably, the second lower electrode 181 an L-shape, that of the first lower electrode 180 equivalent. The second lower electrode 181 also has a predetermined distance from the support web 174 on. The projecting portion of the second lower electrode 181 is to an area on the first anchor 171 extended, the adjacent to the through hole 270 is located corresponding to the projecting area on the first lower electrode 180 , Consequently, the projecting portions of the first and second lower electrodes are 180 . 181 coincident to each other, centered around the through hole 270 educated. The second active layer 191 is on the second lower electrode 181 educated. The second active layer 191 is rectangular and smaller than the second lower electrode 181 , The second upper electrode 201 becomes on the second active layer 191 educated. The second upper electrode 201 is rectangular and smaller than the second active layer 191 ,
Das
Durchgangsloch 280 ist so ausgebildet, dass es sich vom
Drain-Kontakt der ersten Metallschicht 135 bis zur Oberseite
des Durchgangslochs 270 erstreckt. Ein Anschlusselement
für die
erste untere Elektrode 290 wird so ausgebildet, dass es
sich von der Durchkontaktierung 280 zum vorstehenden Bereich
der ersten unteren Elektrode 180 erstreckt. Die erste untere
Elektrode 180 ist mit dem Drain-Kontakt der ersten Metallschicht 135 über die
Durchkontaktierung 280 und das Anschlusselement für die erste
untere Elektrode 290 verbunden. Ferner ist ein Anschlusselement
für die
zweite untere Elektrode 291 angelegt, das sich von der
Durchkontaktierung 280 zum vorstehenden Bereich der zweiten
unteren Elektrode 181 erstreckt. Die zweite untere Elektrode 181 ist
mit dem Drain-Kontakt der ersten Metallschicht 135 mittels
der Durchkontaktierung 280 und dem Anschlusselement für die zweite
untere Elektrode 291 verbunden.The through hole 280 is formed so that it is the drain contact of the first metal layer 135 to the top of the through hole 270 extends. A connection element for the first lower electrode 290 is designed to be different from the via 280 to the projecting portion of the first lower electrode 180 extends. The first lower electrode 180 is with the drain contact of the first metal layer 135 via the via 280 and the connection member for the first lower electrode 290 connected. Furthermore, a connection element for the second lower electrode 291 created, extending from the via 280 to the projecting portion of the second lower electrode 181 extends. The second lower electrode 181 is with the drain contact of the first metal layer 135 by means of the via 280 and the connection element for the second lower electrode 291 connected.
Ein
erstes Isolationselement 220 wird so ausgebildet, dass
es sich von einem Bereich der ersten oberen Elektrode 200 zu
einem Bereich der Tragschicht 170 erstreckt, der benachbart
zum Tragsteg 174 liegt. Das Anschlusselement für die erste
obere Elektrode 230 ist als ein Element angelegt, das von der
ersten oberen Elektrode 200 zur gemeinsamen Leitung 240 führt und über das
erste Isolationselement 220 hinweg reicht. Das Anschlusselement 230 für die erste
obere Elektrode verbindet die erste obere Elektrode 200 mit
der gemeinsamen Leitung 240. Das erste Isolationselement 220 verhindert,
dass die erste obere Elektrode 200 mit der ersten unteren Elektrode 180 verbunden
wird, sodass das erste Isolationselement 220 die Ausbildung
eines elektrischen Kurzschlusses zwischen der ersten oberen Elektrode 200 und
der ersten unteren Elektrode 180 verhindert.A first insulation element 220 is formed so as to extend from a region of the first upper electrode 200 to an area of the base course 170 extends, adjacent to the support bridge 174 lies. The connection element for the first upper electrode 230 is applied as an element from the first upper electrode 200 for joint management 240 leads and over the first insulation element 220 is enough. The connection element 230 for the first upper electrode connects the first upper electrode 200 with the common line 240 , The first insulation element 220 prevents the first upper electrode 200 with the first lower electrode 180 is connected, so that the first insulating element 220 the formation of an electrical short between the first upper electrode 200 and the first lower electrode 180 prevented.
Ferner
wird ein zweites Isolationselement 221 zwischen einem Bereich
der zweiten oberen Elektrode 201 und einem Bereich der
Tragschicht 170 ausgebildet, der benachbart zum Tragsteg 174 liegt.
Ein Anschlusselement für
eine zweite obere Elektrode 231 ist zwischen einem Bereich
der zweiten oberen Elektrode 201 und der gemeinsamen Leitung 240 ausgebildet
und reicht über
das zweite Isolationselement 221 hinweg. Das Anschlusselement für die zweite
obere Elektrode 231 verbindet die zweite obere Elektrode 201 mit
der gemeinsamen Leitung 240. Das zweite Isolationselement 221 und
das Anschlusselement für
die zweite obere Elektrode 231 werden jeweils parallel
zum ersten Isolationselement 220 und zum Anschlusselement
für die
erste obere Elektrode 230 ausgebildet. Das zweite Isolationselement 221 verhindert,
dass die zweite obere Elektrode 201 in Kontakt mit der
zweiten unteren Elektrode 181 tritt, sodass das zweite
Isolationselement 221 die Entstehung eines elektrischen
Kurzschlusses zwischen der zweiten oberen Elektrode 201 und
der zweiten unteren Elektrode 181 verhindert.Furthermore, a second insulating element 221 between a region of the second upper electrode 201 and a region of the base layer 170 formed, which adjacent to the support bridge 174 lies. A connection element for a second upper electrode 231 is between a region of the second upper electrode 201 and the common line 240 formed and extends over the second insulating element 221 time. The connection element for the second upper electrode 231 connects the second upper electrode 201 with the common line 240 , The second insulation element 221 and the terminal for the second upper electrode 231 are each parallel to the first insulation element 220 and to the connection element for the first upper electrode 230 educated. The second insulation element 221 prevents the second upper electrode 201 in contact with the second lower electrode 181 occurs, leaving the second isolation element 221 the formation of an electrical short between the second upper electrode 201 and the second lower electrode 181 prevented.
Der
Pfosten 250 wird auf einem Bereich der ringförmig geschlossenen,
rechteckigen Tragschicht 170 ausgebildet, in welchem der
erste Aktuatorteil 210 und der zweite Aktuatorteil 211 nicht
angelegt sind (d.h. ein Bereich der Tragschicht 170 der
in Parallelrichtung vom Tragsteg 174 beabstandet ist).
Der Pfosten 250 trägt
das reflektive Element 260. Bevorzugt weist das reflektive
Element 260 eine rechteckige Form auf.The post 250 is on a portion of the annular closed, rectangular support layer 170 formed, in which the first actuator part 210 and the second actuator part 211 are not applied (ie an area of the base layer 170 in the parallel direction from the support bar 174 is spaced). The post 250 carries the reflective element 260 , Preferably, the reflective element 260 a rectangular shape.
Der
mittlere Bereich des reflektiven Elements 260 wird durch
den Pfosten 250 abgestützt. Die
seitlichen Bereiche des reflektiven Elements 260 sind parallel
zueinander und oberhalb des ersten Aktuatorteils 210 und
oberhalb des zweiten Aktuatorteils 211 ausgebildet. Ein
zweiter Luftspalt 310 ist zwischen diesen Randbereichen
des reflektiven Elements 260 und den ersten und zweiten
Aktuatorteilen 210, 211 angeordnet. Das reflektive
Element 260 wird entsprechend zur Aktuation des ersten
Aktuatorteils 210 und des zweiten Aktuatorteils 211 verkippt, sodass
das reflektive Element 260 das von einer Lichtquelle (nicht
dargestellt) einfallende Licht in einem vorbestimmten Winkel reflektiert.The middle area of the reflective element 260 gets through the post 250 supported. The lateral areas of the reflective element 260 are parallel to each other and above the first actuator part 210 and above the second actuator part 211 educated. A second air gap 310 is between these border areas of the reflective element 260 and the first and second actuator parts 210 . 211 arranged. The reflective element 260 becomes corresponding to the actuation of the first actuator part 210 and the second actuator part 211 tilted so that the reflective element 260 the light incident from a light source (not shown) reflects light at a predetermined angle.
Ein
Verfahren zur Herstellung eines AMA auf Dünnschichtbasis für ein optisches
Projektionssystem gemäß der vorliegenden
Erfindung wird nachfolgend erläutert.One
A method of making a thin film based AMA for optical
Projection system according to the present
Invention will be explained below.
10A bis 10G zeigen
die Herstellungsschritte für
ein AMA auf Dünnschichtbasis
gemäß der vorliegenden
Erfindung. In 10A bis 10G werden
für dieselben
Elemente wie in 7 übereinstimmende Bezugszeichen
verwendet. 10A to 10G show the manufacturing steps for a thin film based AMA according to the present invention. In 10A to 10G be for the same elements as in 7 matching reference numerals used.
Wie
aus 10A ersichtlich ist, wird ein
Isolationselement 125 auf dem Substrat 101 ausgebildet,
um eine aktive Region und eine Feldregion im Substrat 101 durch
ein örtlich
begrenztes Oxidationsverfahren für
Silizium zu trennen, nachdem das aus Silizium bestehende Substrat 101 bereitgestellt
ist. Bevorzugt ist das Substrat 101 ein Siliziumwafer vom n-Typ.
Nachfolgend werden M × N
Metalloxid-Halbleiter-Transistoren
(MOS) 120 vom p-Typ (M, N sind ganze Zahlen) hergestellt,
entsprechend werden eine P+-Source-Elektrode 110 und
die P+-Drain-Elektrode 105 auf dem aktiven
Bereich ausgebildet, dann wird ein Gate 115 zwischen der
Source-Elektrode 110 und der Drain-Elektrode 105 hergestellt.
Der P-MOS-Transistor 120 empfängt ein erstes Signal (Bildsignal)
von extern und führt
einen Schaltwechsel aus.How out 10A is apparent, becomes an insulating element 125 on the substrate 101 formed to an active region and a field region in the substrate 101 by a localized oxidation process for silicon after the substrate made of silicon 101 is provided. The substrate is preferred 101 an n-type silicon wafer. Hereinafter, M × N Metal Oxide Semiconductor Transistors (MOS) will be described. 120 p-type (M, N are integers) are prepared, correspondingly, a P + source electrode 110 and the P + drain electrode 105 formed on the active area, then becomes a gate 115 between the source electrode 110 and the drain electrode 105 produced. The P-MOS transistor 120 receives a first signal (image signal) externally and executes a switching change.
Nachdem
eine Isolationsschicht 130 auf dem Substrat 101 mit
dem darin angelegten P-MOS-Transistor 102 ausgebildet ist,
werden jeweils Öffnungen an
den Stellen der Isolationsschicht 130 angelegt, unter denen
eine Drain-Elektrode 105 und eine Source-Elektrode 110 vorliegt,
sodass die Bereiche der Drain-Elektroden 105 und
der Source-Elektroden 110 freigelegt werden. Nachdem eine
Schicht auf der Isolationsschicht 130 mit den Öffnungen
ausgebildet ist, die aus Titan (Ti), Titannitrid (TiN), Wolfram
(W) und Nitrid besteht, wird die Schicht zur Ausbildung der ersten
Metallschicht 135 strukturiert. Zur Übertragung des ersten Signals
weist die erste Metallschicht 135 einen Drain-Kontakt auf,
der sich von der Drain-Elektrode 105 des P-MOS-Transistors 120 zum
ersten Anker 171 erstreckt, der die Tragschicht 170 abstützt.After an insulation layer 130 on the substrate 101 with the P-MOS transistor applied therein 102 is formed, each openings at the locations of the insulating layer 130 created, under which a drain electrode 105 and a source electrode 110 so that the areas of the drain electrodes 105 and the source electrodes 110 be exposed. After a layer on the insulation layer 130 formed with the openings consisting of titanium (Ti), titanium nitride (TiN), tungsten (W) and nitride, the layer for forming the first metal layer 135 structured. For transmitting the first signal, the first metal layer 135 a drain contact extending from the drain 105 of the P-MOS transistor 120 to the first anchor 171 extends, which is the base layer 170 supported.
Die
erste Passivierungsschicht 140 wird auf der ersten Metallschicht 135 und
dem Substrat 101 ausgebildet. Die erste Passivierungsschicht 140 wird durch
die Verwendung eines Phosphorsilikatglases (PSG) ausgebildet. Die
erste Passivierungsschicht 140 wird durch chemische Gasphasenabscheidung (CVD)
hergestellt, sodass die erste Passivierungsschicht 140 eine
Schichtstärke
zwischen ungefähr 8000 Å bis 9000 Å aufweist.
Die erste Passivierungsschicht 140 schützt das Substrat 101 mit
den P-MOS-Transistoren 120 während der nachfolgenden Herstellungsschritte.The first passivation layer 140 is on the first metal layer 135 and the substrate 101 educated. The first passivation layer 140 is formed by the use of a phosphosilicate glass (PSG). The first passivation layer 140 is produced by chemical vapor deposition (CVD), so that the first passivation layer 140 has a layer thickness between about 8000 Å to 9000 Å. The first passivation layer 140 protects the substrate 101 with the P-MOS transistors 120 during the subsequent manufacturing steps.
Die
zweite Metallschicht 145 ist auf der ersten Passivierungsschicht 140 ausgebildet.
Die zweite Metallschicht 145 besteht aus einer Titanschicht
und einer Titannitridschicht. Zur Ausbildung der zweiten Metallschicht 145 wird
zunächst
die Titanschicht auf der ersten Passivierungsschicht 140 mittels
eines Sputterverfahrens so hergestellt, dass die Titanschicht eine
Schichtstärke
von ungefähr
300 Å bis 500 Å aufweist.
Als nächstes
wird die Titannitridschicht auf der Titanschicht mittels einer physikalischen
Gasphasenabscheidung (CVD) so hergestellt, dass die Titannitridschicht
eine Schichtstärke
von ungefähr
1000 Å bis
1200 Å aufweist.
Die zweite Metallschicht 145 hält die auf das Substrat 101 einfallende Lichtstrahlung
ab, sodass die zweite Metallschicht 145 den Durchfluss
eines Photo-Leckstroms durch das Substrat 101 verhindert.
Sodann wird ein Bereich der zweiten Metallschicht 145,
unter dem der Drain-Kontakt ausgebildet ist, derart angeätzt, dass eine Öffnung 147 entsteht.
Die Öffnung 147 isoliert die
Durchkontaktierung 280 gegen die zweite Metallschicht 145.The second metal layer 145 is on the first passivation layer 140 educated. The second metal layer 145 consists of a titanium layer and a titanium nitride layer. For forming the second metal layer 145 First, the titanium layer on the first passivation layer 140 by a sputtering method so that the titanium layer has a layer thickness of about 300 Å to 500 Å. Next, the titanium nitride layer is formed on the titanium layer by physical vapor deposition (CVD) so that the titanium nitride layer has a layer thickness of about 1000 Å to 1200 Å. The second metal layer 145 Keep that on the substrate 101 incident light radiation, so that the second metal layer 145 the flow of a photo leakage current through the substrate 101 prevented. Then, a region of the second metal layer 145 , under which the drain contact is formed, etched such that an opening 147 arises. The opening 147 Insulates the via 280 against the second metal layer 145 ,
Die
zweite Passivierungsschicht 150 wird auf der zweiten Metallschicht 145 und
der Öffnung 147 ausgebildet.
Die zweite Passivierungsschicht 150 wird mittels Phosphorsilikatglas
hergestellt. Die zweite Passivierungsschicht 150 wird durch
ein CVD-Verfahren ausgebildet, sodass die zweite Passivierungsschicht 150 eine
Schichtstärke
zwischen ungefähr 2000 Å und 3000 Å aufweist.
Die zweite Passivierungsschicht 150 stützt die zweite Metallschicht 145 und
die nachfolgenden Schichten auf dem Substrat 101 während der
nachfolgenden Herstellungsschritte.The second passivation layer 150 is on the second metal layer 145 and the opening 147 educated. The second passivation layer 150 is produced by means of phosphosilicate glass. The second passivation layer 150 is formed by a CVD method, so that the second passivation layer 150 has a layer thickness between about 2000 Å and 3000 Å. The second passivation layer 150 supports the second metal layer 145 and the subsequent layers on the substrate 101 during the subsequent manufacturing steps.
Die Ätzstoppschicht 155 wird
auf der zweiten Passivierungsschicht 150 mittels eines
Niedertemperatur-Oxids (LTO), wie beispielsweise Siliziumdioxid (SiO2) oder Phosphorsäureanhydrid (P2O5), ausgebildet. Die Ätzstoppschicht 155 wird
durch ein Niederdruck-CVD-Verfahren (LPCVD) bei einer Temperatur zwischen
ungefähr
350°C und
450°C hergestellt,
sodass die Ätzstoppschicht 155 eine
Schichtstärke
von ungefähr
0,2 μm und
0,8 μm aufweist.
Die Ätzstoppschicht 155 schützt die
zweite Passivierungsschicht 150 und die nachfolgenden Schichten
auf dem Substrat 101 für
die nachfolgenden Ätzschritte.
Als Resultat folgt die Fertigstellung der aktiven Matrix 100, die
aus dem Substrat 101, der ersten Metallschicht 135,
der ersten Passivierungsschicht 140 und der zweiten Metallschicht 145,
der zweiten Passivierungsschicht 150 und der Ätzstoppschicht 155 besteht.The etch stop layer 155 will be on the second passivation layer 150 by means of a low-temperature oxide (LTO), such as, for example, silicon dioxide (SiO 2 ) or phosphoric anhydride (P 2 O 5 ). The etch stop layer 155 is prepared by a low pressure CVD method (LPCVD) at a temperature between about 350 ° C and 450 ° C so that the etch stop layer 155 has a layer thickness of about 0.2 microns and 0.8 microns. The etch stop layer 155 protects the second passivation layer 150 and the subsequent layers on the substrate 101 for the subsequent etching steps. The result is the completion of the active matrix 100 coming from the substrate 101 , the first metal layer 135 , the first passivation layer 140 and the second metal layer 145 , the second passivation layer 150 and the etch stop layer 155 consists.
Eine
erste Opferschicht 160 wird auf der Ätzstoppschicht 155 durch
die Verwendung von Polysilizium bei einer Temperatur unterhalb von
ungefähr 500°C hergestellt.
Die erste Opferschicht 160 wird mittels eines LPCVD-Verfahrens
ausgebildet, sodass die erste Opferschicht 160 eine Schichtstärke von
ungefähr
2,0 μm bis
3,0 μm aufweist.
Für diesen
Fall ist der Grad der Ebenheit der ersten Opferschicht 160 schlecht,
da diese die aktive Matrix 100 mit den MOS-Transistoren 120 und
den nachfolgenden Schichten abdeckt. Daher wird die Oberfläche der ersten
Opferschicht 160 geebnet, indem ein Spin-on-Glas (SOG)
aufgeschleudert wird oder indem eine chemisch/mechanische Politur
(CMP) angewandt wird, sodass die erste Opferschicht 160 eine Schichtstärke von
ungefähr
1,1 μm aufweist.A first sacrificial layer 160 becomes on the etch stop layer 155 produced by the use of polysilicon at a temperature below about 500 ° C. The first sacrificial layer 160 is formed by means of an LPCVD method, so that the first sacrificial layer 160 has a layer thickness of about 2.0 microns to 3.0 microns. In this case, the degree of flatness is the first sacrificial layer 160 bad, because this is the active matrix 100 with the MOS transistors 120 and the subsequent layers. Therefore, the surface of the first sacrificial layer becomes 160 by spin-on-glass (SOG) or by applying a chemical / mechanical polish (CMP) to form the first sacrificial layer 160 has a layer thickness of about 1.1 microns.
10B zeigt eine Draufsicht, die die strukturierte
erste Opferschicht 160 darstellt. 10B shows a plan view of the structured first sacrificial layer 160 represents.
Gemäß der Darstellung
in 10B wird nach der Abscheidung eines (nicht dargestellten) ersten
Photolacks auf der ersten Opferschicht 160 dessen Strukturierung
vorgenommen und es werden ein erster Bereich der ersten Opferschicht 160,
unterhalb der die Öffnung 147 in
der zweiten Metallschicht 145 ausgebildet ist, und ein
zweiter und ein dritter Bereich der ersten Opferschicht 160,
die benachbart zum ersten Bereich liegen, angeätzt, sodass Bereiche der Ätzstoppschicht 155 freigelegt
werden. Der erste Anker 171 und die zweiten Anker 172a, 172b werden
an den freigelegten Bereichen der Ätzstoppschicht 155 angelegt.
Diese freigelegten Bereiche der Ätzstoppschicht 155 haben
jeweils eine Rechtecksform und sind in vorbestimmten Abständen angeordnet.
Daraufhin wird der erste Photolack entfernt.As shown in 10B after deposition of a first photoresist (not shown) on the first sacrificial layer 160 its structuring is made and it becomes a first area of the first sacrificial layer 160 , below the opening 147 in the second metal layer 145 is formed, and a second and a third region of the first sacrificial layer 160 etched adjacent to the first region, so that portions of the etch stop layer 155 be exposed. The first anchor 171 and the second anchors 172a . 172b become at the exposed areas of the etch stop layer 155 created. These exposed areas of the etch stop layer 155 each have a rectangular shape and are arranged at predetermined intervals. Then the first photoresist is removed.
Wie
in 10C dargestellt, wird eine erste Schicht 169 auf
jenen Bereichen der Ätzstoppschicht 155,
die eine Rechtecksform aufweisen, und der ersten Opferschicht 160 ausgebildet.
Die erste Schicht 169 wird aus einem harten Material, beispielsweise Nitrid
oder einem Metall hergestellt. Die erste Schicht 169 wird
mit Hilfe eines LPCVD-Verfahrens hergestellt, sodass die erste Schicht 169 eine
Schichtstärke
von ungefähr
0,1 μm bis
1,0 μm aufweist.
Die erste Schicht 169 wird strukturiert, sodass die Tragstruktur 175 mit
der Tragschicht 170, dem Tragsteg 174, dem ersten
Anker 171 und den beiden zweiten Ankern 172a, 172b entsteht.
Zu dieser Zeit befindet sich der erste Anker 171 im Zentrum
des freigelegten Bereichs der Ätzstoppschicht 155 und
die beiden zweiten Anker 172a, 172b sind entsprechend
an weiteren freigelegten Bereichen der Ätzstoppschicht 155 angeordnet.As in 10C shown, becomes a first layer 169 on those areas of the etch stop layer 155 , which have a rectangular shape, and the first sacrificial layer 160 educated. The first shift 169 is made of a hard material such as nitride or a metal. The first shift 169 is made using an LPCVD process, so that the first layer 169 has a layer thickness of about 0.1 microns to 1.0 microns. The first shift 169 is structured so that the support structure 175 with the base layer 170 , the carrying bridge 174 , the first anchor 171 and the two second anchors 172a . 172b arises. At this time is the first anchor 171 in the center of the exposed Be rich of etch stop layer 155 and the two second anchors 172a . 172b are corresponding to further exposed areas of the etch stop layer 155 arranged.
Eine
untere Elektrodenschicht 179 wird auf der ersten Schicht 169 ausgebildet.
Die untere Elektrodenschicht 179 wird mittels eines elektrisch
leitfähigen
Metalls, wie Platin (Pt), Tantal (Ta) oder Platin-Tantal (Pt, Ta),
hergestellt. Die untere Elektrodenschicht 179 wird mittels
eines Sputterverfahrens oder eines CVD-Verfahrens so hergestellt, dass die
untere Elektrodenschicht 179 eine Schichtstärke von
ungefähr
0,1 μm bis
1,0 μm aufweist.
Die untere Elektrodenschicht 179 wird so strukturiert,
dass die erste untere Elektrode 180 und entsprechend die
zweite untere Elektrode 181 mit den einander gegenüberliegenden,
vorstehenden Bereichen entstehen.A lower electrode layer 179 will be on the first layer 169 educated. The lower electrode layer 179 is prepared by means of an electrically conductive metal such as platinum (Pt), tantalum (Ta) or platinum tantalum (Pt, Ta). The lower electrode layer 179 is prepared by a sputtering method or a CVD method so that the lower electrode layer 179 has a layer thickness of about 0.1 microns to 1.0 microns. The lower electrode layer 179 is structured so that the first lower electrode 180 and correspondingly the second lower electrode 181 arise with the opposite, protruding areas.
Eine
zweite Schicht 189 wird auf der unteren Elektrodenschicht 179 ausgebildet.
Die zweite Schicht 189 wird durch die Verwendung eines
piezoelektrischen Materials, beispielsweise PZT (Pb(Zr, Ti)O3) oder PLZT ((Pb, La)(Zr, Ti)O3)
oder mittels eines Sol-Gel-Verfahrens, eines Sputterverfahrens oder
einem CVD-Verfahren
so hergestellt, dass die zweite Schicht 189 eine Schichtstärke von
ungefähr 0,1 μm bis 1,0 μm aufweist.
Bevorzugt wird die zweite Schicht 189 mittels eines Sputterverfahrens
hergestellt und indem ein PZT verwendet wird, das durch ein Sol-Gel-Verfahren
hergestellt wird, sodass die zweite Schicht 189 einen Schichtstärke von
ungefähr 0,4 μm aufweist.
Sodann wird die zweite Schicht 189 mittels eines thermischen
Kurzzeit-Temper-Verfahrens (RTA) getempert. Die zweite Schicht 189 wird zur
Ausbildung einer ersten aktiven Schicht 190 und einer zweiten
aktiven Schicht 191 strukturiert, die entsprechend durch
das erste elektrische Feld und das zweite elektrische Felder einer
Deformation unterliegen.A second layer 189 is on the bottom electrode layer 179 educated. The second layer 189 is determined by the use of a piezoelectric material, for example PZT (Pb (Zr, Ti) O 3 ) or PLZT ((Pb, La) (Zr, Ti) O 3 ) or by a sol-gel method, a sputtering method or a CVD Process made so that the second layer 189 has a layer thickness of about 0.1 microns to 1.0 microns. The second layer is preferred 189 produced by a sputtering method and by using a PZT prepared by a sol-gel method, so that the second layer 189 has a layer thickness of about 0.4 microns. Then the second layer 189 annealed by means of a thermal short-time annealing process (RTA). The second layer 189 becomes the formation of a first active layer 190 and a second active layer 191 structured accordingly subject to deformation by the first electric field and the second electric fields.
Eine
obere Elektrodenschicht 199 wird auf der zweiten Schicht 189 ausgebildet.
Die obere Elektrodenschicht 199 wird mittels eines elektrisch
leitfähigen
Metalls angelegt, beispielsweise Tantal, Platin oder Silber (Ag).
Die obere Elektrodenschicht 199 wird durch ein Sputterverfahren
oder ein CVD-Verfahren angelegt, sodass die obere Elektrodenschicht 199 eine
Schichtstärke
von ungefähr
0,1 μm bis
1,0 μm aufweist.
Die obere Elektrodenschicht 199 wird strukturiert, sodass
die erste obere Elektrode 200 und die zweite obere Elektrode 201 entstehen,
die in einem bestimmten Abstand voneinander angeordnet sind.An upper electrode layer 199 will be on the second layer 189 educated. The upper electrode layer 199 is applied by means of an electrically conductive metal, for example tantalum, platinum or silver (Ag). The upper electrode layer 199 is applied by a sputtering method or a CVD method, so that the upper electrode layer 199 has a layer thickness of about 0.1 microns to 1.0 microns. The upper electrode layer 199 is structured so that the first upper electrode 200 and the second upper electrode 201 arise, which are arranged at a certain distance from each other.
Wie
in 10D dargestellt, wird nach der Beschichtung der
oberen Elektrodenschicht 199 mit einem zweiten Photolack
(nicht dargestellt) mittels eines Aufschleuder-Verfahrens die Strukturierung
der oberen Elektrodenschicht 199 vorgenommen, sodass die
erste obere Elektrode 200 und die zweite obere Elektrode 201 ausgebildet
werden, die jeweils von rechteckiger Form sind (siehe 7),
indem der zweite Photolack als Ätzmaske
verwendet wird. Die erste obere Elektrode 200 und die zweite
obere Elektrode 201 werden zueinander parallel ausgebildet. Ein
zweites Signal (ein Vorspannungssignal) wird an die erste obere
Elektrode 200 und die zweite obere Elektrode 201 über die
gemeinsame Leitung 240 angelegt. Daraufhin wird der zweite
Photolack entfernt.As in 10D is shown after the coating of the upper electrode layer 199 with a second photoresist (not shown) by means of a spin-on method, the structuring of the upper electrode layer 199 made so that the first upper electrode 200 and the second upper electrode 201 are formed, each of rectangular shape (see 7 ) by using the second photoresist as an etching mask. The first upper electrode 200 and the second upper electrode 201 are formed parallel to each other. A second signal (a bias signal) is applied to the first upper electrode 200 and the second upper electrode 201 on the common line 240 created. Then the second photoresist is removed.
Die
zweite Schicht 189 wird zur Ausbildung der ersten aktiven
Schicht 190 und der zweiten aktiven Schicht 191 strukturiert,
indem das gleiche Verfahren wie zur Herstellung der oberen Elektrodenschicht 199 verwendet
wird. Die erste aktive Schicht 190 und entsprechend die
zweite aktive Schicht 191 werden entsprechend parallel
zueinander angelegt. In diesem Fall haben die erste aktive Schicht 190 und entsprechend
die zweite aktive Schicht 191 eine rechteckförmige Gestalt,
wobei diese breiter ist als jene der ersten oberen Elektrode 200 und
der zweiten oberen Elektrode 201 gemäß der Darstellung in 7.The second layer 189 becomes the formation of the first active layer 190 and the second active layer 191 structured by the same method as for the preparation of the upper electrode layer 199 is used. The first active layer 190 and correspondingly the second active layer 191 are created accordingly parallel to each other. In this case have the first active layer 190 and correspondingly the second active layer 191 a rectangular shape, which is wider than that of the first upper electrode 200 and the second upper electrode 201 as shown in 7 ,
Die
untere Elektrodenschicht 179 wird durch das gleiche Verfahren
wie zur Herstellung der oberen Elektrodenschicht 199 zur
Ausbildung der ersten unteren Elektrode 180 und der zweiten
unteren Elektrode 181 strukturiert. Die erste untere Elektrode 180 und
entsprechend die zweite untere Elektrode 181 sind von rechteckförmiger Gestalt,
wobei diese übereinstimmend
vorspringende Bereiche aufweisen. Bevorzugt weist die erste untere
Elektrode 180 eine auf den Kopf gestellte L-Form auf und
die zweite untere Elektrode 181 weist eine L-Form auf,
die jener der ersten unteren Elektrode 180 entspricht.
Die erste untere Elektrode 180 und die zweite untere Elektrode 181 sind
jeweils breiter als die erste aktive Schicht 190 und die
zweite aktive Schicht 191.The lower electrode layer 179 is by the same method as for the preparation of the upper electrode layer 199 for forming the first lower electrode 180 and the second lower electrode 181 structured. The first lower electrode 180 and correspondingly the second lower electrode 181 are of rectangular shape, wherein they have matching projecting portions. Preferably, the first lower electrode 180 an inverted L-shape and the second lower electrode 181 has an L-shape, that of the first lower electrode 180 equivalent. The first lower electrode 180 and the second lower electrode 181 are each wider than the first active layer 190 and the second active layer 191 ,
Bei
der Herstellung der ersten unteren Elektrode 180 und der
zweiten unteren Elektrode 181 wird gleichzeitig die gemeinsame
Leitung 240 auf einem Bereich der ersten Schicht 169 ausgebildet,
die zur Herstellung des Tragstegs 174 strukturiert wird.
Die gemeinsame Leitung 240 wird senkrecht zur ersten unteren
Elektrode 180 und zur zweiten unteren Elektrode 181 gemäß der Darstellung
in 7 ausgebildet. Die gemeinsame Leitung 240 wird über einen vorbestimmten
Abstand von der ersten und der zweiten unteren Elektrode 180, 181 getrennt,
sodass die gemeinsame Leitung 240 mit der ersten unteren Elektrode 180 und
der zweiten unteren Elektrode 181 nicht in Kontakt tritt.
Das Resultat ist die Fertigstellung des ersten Aktuatorteils 210 und
des zweiten Aktuatorteils 211. Das erste Aktuatorteil 210 umfasst die
erste untere Elektrode 180, die erste aktive Schicht 190,
die erste obere Elektrode 200 und der zweite Aktuatorteil 211 umfasst
die zweite untere Elektrode 181, die zweite aktive Schicht 191 und
die zweite obere Elektrode 201.In the production of the first lower electrode 180 and the second lower electrode 181 becomes simultaneously the common line 240 on an area of the first layer 169 designed for the production of the support web 174 is structured. The common management 240 becomes perpendicular to the first lower electrode 180 and to the second lower electrode 181 as shown in 7 educated. The common management 240 is over a predetermined distance from the first and second lower electrodes 180 . 181 separated, so the common line 240 with the first lower electrode 180 and the second lower electrode 181 does not contact. The result is the completion of the first actuator part 210 and the second actuator part 211 , The first actuator part 210 includes the first lower electrode 180 , the first active layer 190 , the first upper electrode 200 and the second actuator part 211 includes the second lower one electrode 181 , the second active layer 191 and the second upper electrode 201 ,
Nachfolgend
wird die erste Schicht 169 strukturiert, um die Tragstruktur 175 mit
der Tragschicht 170, dem Tragsteg 174, dem ersten
Anker 171 und den beiden zweiten Anker 172a, 172b auszubilden.
Als Teil der ersten Lage 169, die mit den freigelegten
Bereichen der Ätzstoppschicht 155 verbunden
ist, befindet sich in diesem Fall der erste Anker 171 in
der Mitte der freigelegten Bereiche der Ätzstoppschicht 155 und
die beiden zweiten Anker 172a, 172b sind entsprechend
an den weiteren freigelegten Bereichen der Ätzstoppschicht 155 angeordnet.
Die Öffnung 147 in
der zweiten Metallschicht 145 ist unter dem ersten Anker 171 ausgebildet.
Die Tragschicht 170 weist eine ringförmig geschlossene, rechteckige Form
auf und ist mit dem Tragsteg 174 in einem Stück ausgebildet,
der oberhalb der Ätzstoppschicht 155 ausgebildet
ist. Die Tragstruktur 175 ist dann wie in 7 gezeigt
vollendet, wenn die erste Opferschicht 160 entfernt ist.Below is the first layer 169 structured to the support structure 175 with the base layer 170 , the carrying bridge 174 , the first anchor 171 and the two second anchors 172a . 172b train. As part of the first location 169 with the exposed areas of the etch stop layer 155 In this case, the first anchor is located 171 in the middle of the exposed areas of the etch stop layer 155 and the two second anchors 172a . 172b are corresponding to the other exposed areas of the etch stop layer 155 arranged. The opening 147 in the second metal layer 145 is under the first anchor 171 educated. The base course 170 has an annular closed, rectangular shape and is connected to the support web 174 formed in one piece above the etch stop layer 155 is trained. The supporting structure 175 is then like in 7 shown completed when the first sacrificial layer 160 is removed.
Der
erste Anker 171 ist unterhalb und zwischen den beiden Armen
der ringförmig
geschlossenen, rechteckförmigen
Tragschicht 170 ausgebildet. Die beiden Arme der Tragschicht 170 stehen
vom Tragsteg 174 rechtwinklig weg. Der erste Anker 171 ist
mit dem Zentrum des freigelegten Bereichs der Ätzstoppschicht 155 verbunden.
Dieser stellt einen ersten, freigelegten Bereich der Ätzstoppschicht 155 dar,
unterhalb dem der Drain-Kontakt der ersten Metallschicht 135 ausgebildet
ist. Der erste Anker 171 ist zusammen mit den beiden Armen
der Tragschicht 170 einstückig ausgebildet. Die beiden
Anker 172a, 172b sind jeweils unter den beiden
Armen der Tragschicht 170 ausgebildet. Die zweiten Anker 172a, 172b sind
zusammen mit den beiden Armen der Tragschicht 170 einstückig ausgebildet
und jeweils mit einem zweiten und einem dritten freigelegten Bereich
der Ätzstoppschicht 155 verbunden.
Der erste Anker 171 und die zweiten Anker 172a, 172b sind
unterhalb der Bereiche der Tragschicht 170 befestigt, die
benachbart zum Tragsteg 174 liegt. Der erste Aktuatorteil 210 und
der zweite Aktuatorteil 211 sind jeweils auf den beiden
Armen der Tragschicht 170 ausgebildet. Folglich ist der
erste Anker 171 unterhalb und zwischen dem ersten Aktuatorteil 210 und
dem zweiten Aktuatorteil 211 ausgebildet und die zweiten Anker 172a, 172b sind
jeweils unterhalb der Außenseiten
des ersten und des zweiten Aktuatorteils 210, 211 ausgebildet.
Der erste Anker 171 und die zweiten Anker 172a, 172b tragen
gemeinsam die Tragschicht 170, sodass der erste Anker 171 und
die zweiten Anker 172a, 172b jeweils den ersten
Aktuatorteil 210 und den zweiten Aktuatorteil 211 abstützen.The first anchor 171 is below and between the two arms of the annular closed, rectangular support layer 170 educated. The two arms of the base course 170 stand by the carrying bridge 174 right-angled way. The first anchor 171 is at the center of the exposed area of the etch stop layer 155 connected. This provides a first, exposed area of the etch stop layer 155 below which is the drain contact of the first metal layer 135 is trained. The first anchor 171 is along with the two arms of the base course 170 integrally formed. The two anchors 172a . 172b are each under the two arms of the base layer 170 educated. The second anchor 172a . 172b are together with the two arms of the base course 170 formed integrally and each with a second and a third exposed portion of the etch stop layer 155 connected. The first anchor 171 and the second anchors 172a . 172b are below the areas of the base course 170 attached, which is adjacent to the supporting bridge 174 lies. The first actuator part 210 and the second actuator part 211 are each on the two arms of the base course 170 educated. Consequently, the first anchor is 171 below and between the first actuator part 210 and the second actuator part 211 trained and the second anchor 172a . 172b are respectively below the outer sides of the first and second Aktuatorteils 210 . 211 educated. The first anchor 171 and the second anchors 172a . 172b wear the base course together 170 , so the first anchor 171 and the second anchors 172a . 172b each the first actuator part 210 and the second actuator part 211 support.
Wie
aus 10E ersichtlich, wird nach dem Auftragen
eines dritten Photolacks (nicht dargestellt) auf die Tragstruktur 175,
den ersten Aktuatorteil 210 und den zweiten Aktuatorteil 211,
dieser dritte Photolack strukturiert um Bereiche der gemeinsamen
Leitung 240, der Tragstruktur 175, die erste oberen
Elektrode 200 und die zweite oberen Elektrode 201 freizulegen.
Gleichzeitig werden die vorstehenden Bereiche der ersten unteren
Elektrode 180 und der zweiten unteren Elektrode 181 gleichzeitig
freigelegt.How out 10E can be seen after applying a third photoresist (not shown) on the support structure 175 , the first actuator part 210 and the second actuator part 211 , this third photoresist structures around areas of the common line 240 , the supporting structure 175 , the first upper electrode 200 and the second upper electrode 201 expose. At the same time, the projecting portions of the first lower electrode become 180 and the second lower electrode 181 uncovered at the same time.
Nachfolgend
wird das erste Isolationselement 220 und das zweite Isolationselement 221 durch
die Strukturierung des LTO, z.B. Siliziumdioxid (SiO2)
oder Phosphorsäureanhydrid
(P2O5), ausgebildet,
nachdem das LTO auf den freigelegten Bereichen der Tragstruktur 175,
der ersten oberen Elektrode 200 und der zweiten oberen
Elektrode 201 mittels eines LPCVD-Verfahrens hergestellt
wurde. Das erste Isolationselement 220 wird zwischen einem
Bereich der ersten oberen Elektrode 200 und einem Bereich
der Tragschicht 170 ausgebildet und erstreckt sich über Bereiche
der ersten aktiven Schicht 190 und der ersten unteren Elektrode 180.
Das zweite Isolationselement 221 wird ebenfalls zwischen
einem Bereich der ersten oberen Elektrode 200 und einem Bereich
der Tragschicht 170 ausgebildet und erstreckt sich über Bereiche
der ersten aktiven Schicht 190 und der ersten unteren Elektrode 180.
Das erste Isolationselement 220 und das zweite Isolationselement 221 weisen
jeweils eine Schichtstärke
zwischen ungefähr
0,2 μm und
0,4 μm auf,
bevorzugt wird 0,3 μm.Subsequently, the first insulating element 220 and the second insulation element 221 formed by the structuring of the LTO, for example silicon dioxide (SiO 2 ) or phosphoric anhydride (P 2 O 5 ), after the LTO on the exposed areas of the support structure 175 , the first upper electrode 200 and the second upper electrode 201 produced by an LPCVD method. The first insulation element 220 is between a region of the first upper electrode 200 and a region of the base layer 170 formed and extends over portions of the first active layer 190 and the first lower electrode 180 , The second insulation element 221 is also between a portion of the first upper electrode 200 and a region of the base layer 170 formed and extends over portions of the first active layer 190 and the first lower electrode 180 , The first insulation element 220 and the second insulation element 221 each have a layer thickness between about 0.2 microns and 0.4 microns, preferably 0.3 microns.
10F zeigt eine Querschnittansicht zur Darstellung
der Durchkontaktierung 280. Wie in 10F dargestellt,
ist das Durchgangsloch 270 so ausgebildet, dass es vom
ersten Anker 171 bis zum Drain-Kontakt der ersten Metallschicht 135 und
durch die Öffnung 147 der
zweiten Metallschicht 145 hindurchreicht, wobei dessen
Herstellung durch das Ätzen
von Bereichen der Ätzstoppschicht 155,
der zweiten Passivierungsschicht 150 und der ersten Passivierungsschicht 140 erfolgt. 10F shows a cross-sectional view illustrating the via 280 , As in 10F shown is the through hole 270 designed so that it from the first anchor 171 until the drain contact of the first metal layer 135 and through the opening 147 the second metal layer 145 the production thereof is achieved by etching portions of the etch stop layer 155 , the second passivation layer 150 and the first passivation layer 140 he follows.
Daraufhin
wird die Durchkontaktierung 280 im Durchgangsloch 270 angelegt.
Das Anschlusselement für
die erste untere Elektrode 290 und das Anschlusselement
für die
zweite untere Elektrode 291 werden jeweils vom Durchgangsloch 270 bis
zu den vorstehenden Bereichen der ersten unteren Elektrode 180 und
der zweiten unteren Elektrode 181 angelegt. Gleichzeitig
wird das Anschlusselement für
die erste obere Elektrode 230 von der gemeinsamen Leitung 240 zu
einem Bereich der ersten oberen Elektrode 200 über das
erste Isolationselement 220 und die Tragschicht 170 hinweg
ausgebildet. Das Anschlusselement für die zweite obere Elektrode 231 wird ebenso
zwischen der gemeinsamen Leitung 240 und einem Bereich
der zweiten oberen Elektrode 201 angelegt und erstreckt
sich über
das zweite Isolationselement 221 und die Tragschicht 170 entsprechend der Darstellung
in 7. Das Anschlusselement für die erste obere Elektrode 230 und
das Anschlusselement für
die zweite obere Elektrode 231 werden parallel zueinander
angelegt.Then the feedthrough becomes 280 in the through hole 270 created. The connection element for the first lower electrode 290 and the connection element for the second lower electrode 291 are each from the through hole 270 to the protruding portions of the first lower electrode 180 and the second lower electrode 181 created. At the same time, the connection element for the first upper electrode 230 from the common line 240 to a region of the first upper electrode 200 over the first insulation element 220 and the base layer 170 trained. The connection element for the second upper electrode 231 is also between the common line 240 and a portion of the second upper electrode 201 created and extends over the second isolation element 221 and the base layer 170 as shown in 7 , The connection element for the first upper electrode 230 and the terminal for the second upper electrode 231 are created parallel to each other.
Die
Durchkontaktierung 280, das Anschlusselement für die erste
untere Elektrode 290, das Anschlusselement für die zweite
untere Elektrode 291, das Anschlusselement für die erste
obere Elektrode 230 und das Anschlusselement für die zweite
obere Elektrode 231 werden aus einem elektrisch leitfähigen Metall,
z. B. Platin, Tantal oder Platin-Tantal, hergestellt und mittels
eines Sputterverfahrens oder eines CVD-Verfahrens aufgebracht. Die
Durchkontaktierung 280, das Anschlusselement für die erste
untere Elektrode 290, das Anschlusselement für die zweite
untere Elektrode 291, das Anschlusselement für die erste
obere Elektrode 230 und das Anschlusselement für die zweite
obere Elektrode 231 weisen jeweils eine Schichtstärke von
ungefähr
0,1 μm bis 0,2 μm auf. Das
Anschlusselement für
die erste obere Elektrode 230 und das Anschlusselement
für die zweite
obere Elektrode 231 verbinden jeweils die gemeinsame Leitung 240 mit
der ersten oberen Elektrode 200 und der zweiten oberen
Elektrode 201. Der vorstehende Bereich der ersten unteren
Elektrode 180 ist über
die Durchkontaktierung 280 und das Anschlusselement für die erste
untere Elektrode 290 mit dem Drain-Kontakt verbunden. Der
vorstehende Bereich der zweiten unteren Elektrode 181 ist über die Durchkontaktierung 280 und
das Anschlusselement der zweiten unteren Elektrode 291 entsprechend
mit dem Drain-Kontakt verbunden.The via 280 , the connection element for the first lower electrode 290 , the connection element for the second lower electrode 291 , the connecting element for the first upper electrode 230 and the terminal for the second upper electrode 231 be made of an electrically conductive metal, for. As platinum, tantalum or platinum tantalum, produced and applied by means of a sputtering process or a CVD process. The via 280 , the connection element for the first lower electrode 290 , the connection element for the second lower electrode 291 , the connecting element for the first upper electrode 230 and the terminal for the second upper electrode 231 each have a layer thickness of about 0.1 .mu.m to 0.2 .mu.m. The connection element for the first upper electrode 230 and the terminal for the second upper electrode 231 each connect the common line 240 with the first upper electrode 200 and the second upper electrode 201 , The projecting portion of the first lower electrode 180 is over the via 280 and the connection member for the first lower electrode 290 connected to the drain contact. The projecting portion of the second lower electrode 181 is over the via 280 and the terminal of the second lower electrode 291 correspondingly connected to the drain contact.
Gemäß der Darstellung
in 10G wird eine zweite Opferschicht 300 auf
dem ersten Aktuatorteil 210, dem zweiten Aktuatorteil 211 und
der Tragstruktur 175 ausgebildet. Die zweite Opferschicht 300 wird aus
Polysilizium hergestellt und mittels eines LPCVD-Verfahrens aufgebracht.
Die zweite Opferschicht 300 deckt das erste Aktuatorteil 210 und
das zweite Aktuatorteil 211 hinreichend ab. Daraufhin wird
die Oberfläche
der zweiten Opferschicht 300 mittels eines CMP-Verfahrens geebnet,
sodass die zweite Opferschicht 300 eine ebene Oberfläche aufweist.As shown in 10G becomes a second sacrificial layer 300 on the first actuator part 210, the second actuator part 211 and the support structure 175 educated. The second sacrificial layer 300 is made of polysilicon and applied by means of an LPCVD process. The second sacrificial layer 300 covers the first actuator part 210 and the second actuator part 211 sufficiently. Then the surface of the second sacrificial layer becomes 300 leveled by a CMP method, so that the second sacrificial layer 300 has a flat surface.
Als
nächstes
wird zur Ausbildung des reflektiven Elements 260 und des
Pfostens 250 ein Bereich der zweiten Opferschicht 300 zur
Freilegung eines Bereichs der Tragschicht 170 angeätzt, der
in Parallelrichtung vom Tragsteg 174 beabstandet ist. Folglich
wird jener Bereich der Tragschicht 170 freigelegt, an dem
der erste Aktuatorteil 210 und der zweite Aktuatorteil 211 nicht
angelegt sind. Der Pfosten 250 und das reflektive Element 260 werden
gleichzeitig durch die Strukturierung einer Metallschicht hergestellt,
die reflektierend ist, nachdem die Metallschicht auf die freigelegten
Bereiche der Tragschicht 170 und der Opferschicht 300 aufgebracht
ist. Der Pfosten 250 und das reflektive Element 260 werden
aus Aluminium hergestellt und mittels eines Sputterverfahrens oder
eines CVD-Verfahrens
ausgebildet. Der zentrale Bereich des reflektiven Elements 260 wird durch
den Pfosten 250 getragen und die seitlichen Bereiche des
reflektiven Elements 260 werden parallel und oberhalb des
ersten Aktuatorteils 210 und oberhalb des zweiten Aktuatorteils 211 ausgebildet. Bevorzugt
weist das reflektive Element 260 eine rechteckförmige Gestalt
auf.Next is the formation of the reflective element 260 and the post 250 an area of the second sacrificial layer 300 for exposing a portion of the base layer 170 etched in the direction parallel to the support bridge 174 is spaced. Consequently, that area of the base layer becomes 170 exposed, on which the first actuator part 210 and the second actuator part 211 not created. The post 250 and the reflective element 260 are simultaneously formed by patterning a metal layer that is reflective after the metal layer has hit the exposed areas of the base layer 170 and the sacrificial layer 300 is applied. The post 250 and the reflective element 260 are made of aluminum and formed by a sputtering method or a CVD method. The central area of the reflective element 260 gets through the post 250 worn and the lateral areas of the reflective element 260 be parallel and above the first Aktuatorteils 210 and above the second actuator part 211 educated. Preferably, the reflective element 260 a rectangular shape.
Folglich
wird das in 7 dargestellte AMA auf Dünnschichtbasis
durch Spülen
und Trocknen nach der Abnahme der ersten Opferschicht 160 und der
zweiten Opferschicht 300 mittels eines Bromfluoriddampfs
(BrF3 oder BrF5)
oder eines Xenonfluoriddampfs (XeF2, XeF4 oder XeF6) fertiggestellt.
Ein zweiter Luftspalt 310 ist an einer Stelle ausgebildet, an
der sich die zweite Opferschicht 300 befand und ein erster
Luftspalt 165 ist an einer Stelle ausgebildet, an der sich
die zweite Opferschicht 160 befand.Consequently, the in 7 thin film based AMA by rinsing and drying after removal of the first sacrificial layer 160 and the second sacrificial layer 300 by means of a bromine fluoride vapor (BrF 3 or BrF 5 ) or a xenon fluoride vapor (XeF 2 , XeF 4 or XeF 6 ) completed. A second air gap 310 is formed at a position where the second sacrificial layer is located 300 and a first air gap 165 is formed at a position where the second sacrificial layer is located 160 was.
Im
Folgenden wird der Betrieb des erfindungsgemäßen AMA auf Dünnschichtbasis
für ein optisches
Projektionssystem beschrieben.in the
The following is the operation of the thin-film based AMA according to the invention
for an optical
Projection system described.
An
ein erfindungsgemäßes AMA
auf Dünnschichtbasis
wird ein erstes Signal von außen
der ersten und der zweiten unteren Elektrode 180, 181 über den
MOS-Transistor 120,
der im Substrat 101 angelegt ist, den Drain-Kontakt der
ersten Metallschicht 135, die Durchkontaktierung 280 und
die Anschlusselemente für
die erste und die zweite untere Elektrode 290, 291 zugeführt. Gleichzeitig
wird ein zweites Signal von außen
der ersten und der zweiten oberen Elektrode 200, 201 über die
gemeinsame Leitung 240 und die Anschlusselemente für die erste und
die zweite obere Elektrode 230, 231 zugeführt. Folglich
wird ein erstes elektrisches Feld zwischen der ersten oberen Elektrode 200 und
der ersten unteren Elektrode 180 erzeugt und es wird ein
zweites elektrisches Feld zwischen der zweiten oberen Elektrode 201 und
der zweiten unteren Elektrode 181 erzeugt. Die zwischen
der ersten oberen Elektrode 200 und der ersten unteren
Elektrode 180 ausgebildete erste aktive Schicht 190 wird
durch das erste elektrische Feld deformiert und die zweite aktive
Schicht 191, die zwischen der zweiten oberen Elektrode 201 und
der zweiten unteren Elektrode 181 angelegt ist, wird durch
das zweite elektrische Feld deformiert. Die erste und die zweite
aktive Schicht 190, 191 werden jeweils in Richtungen
ausgelenkt, die senkrecht zum ersten und zum zweiten elektrischen
Feld verlaufen. Der erste Aktuatorteil 210 mit der ersten
aktiven Schicht 190 und der zweite Aktuatorteil 211 mit
der zweiten aktiven Schicht 191 führen eine Stellbewegung in
eine zur Lage der Tragschicht 170 entgegengesetzten Richtung
aus. Entsprechend werden der erste und der zweite Aktuatorteil 210, 211 nach
oben bewegt und die Tragschicht 170, die in Verbindung
zu den ersten und zweiten unteren Elektroden 180, 181 steht,
wird entsprechend der Stellbewegungen des ersten und des zweiten
Aktuatorteils 210, 211 nach oben ausgelenkt.A thin film-based AMA according to the present invention receives a first external signal from the first and second lower electrodes 180 . 181 over the MOS transistor 120 that is in the substrate 101 is applied, the drain contact of the first metal layer 135 , the through-hole 280 and the terminal members for the first and second lower electrodes 290 . 291 fed. At the same time, a second signal from the outside of the first and the second upper electrode 200 . 201 on the common line 240 and the terminal members for the first and second upper electrodes 230 . 231 fed. Consequently, a first electric field between the first upper electrode 200 and the first lower electrode 180 generates and it becomes a second electric field between the second upper electrode 201 and the second lower electrode 181 generated. The between the first upper electrode 200 and the first lower electrode 180 trained first active layer 190 is deformed by the first electric field and the second active layer 191 between the second upper electrode 201 and the second lower electrode 181 is applied is deformed by the second electric field. The first and second active layers 190 . 191 are each deflected in directions that are perpendicular to the first and second electric field. The first actuator part 210 with the first active layer 190 and the second actuator part 211 with the second active layer 191 lead an adjusting movement in a to the position of the support layer 170 opposite direction. Accordingly, the first and second actuator parts become 210 . 211 moved up and the base course 170 connected to the first and second lower electrodes 180 . 181 is, is in accordance with the actuating movements of the first and the second Aktuatorteils 210 . 211 deflected upwards.
Das
reflektive Element 260 wird durch den Pfosten 250 getragen,
der in einem Bereich der Tragschicht 170 ausgebildet ist.
Das reflektive Element 260, das das von der Lichtquelle
auftreffende Licht reflektiert, wird mit dem ersten und dem zweiten
Aktuatorteil 210, 211 verkippt. Als Folge reflektiert
das reflektive Element 260 Licht auf den Bildschirm, sodass
ein Bild auf dem Bildschirm projiziert wird.The reflective element 260 gets through the post 250 worn in an area of the base course 170 is trained. The reflective element 260 which reflects the light incident from the light source is transmitted to the first and second actuator parts 210 . 211 tilted. As a result, the reflective element reflects 260 Light on the screen so that an image is projected on the screen.
Die
Tragstruktur der erfindungsgemäßen aktuierten
Spiegelmatrix auf Dünnschichtbasis
für ein optisches
Projektionssystem umfasst einen Tragsteg, eine Tragschicht, mit
einer ringförmig
geschlossenen, rechteckförmigen
Gestalt, einen ersten Anker und die zweiten Anker. Der erste und
der zweite Aktuatorteil sind jeweils auf den Armen der ringförmig geschlossenen,
rechteckförmigen
Tragschicht ausgebildet. Die die Aktuatorteile abstützenden
Anker werden in einer senkrechten Richtung zu den Aktuatorteilen
ausgebildet. Die Aktuatorteile weisen ebene Oberflächen auf,
die anfänglich
nicht verkippt sind, da zwischen den Ankern und den Aktuatorteilen
keine linienförmig
verlaufende Spannungsbündelung auftritt.
Folglich ist der gewünschte
Reflexionswinkel des reflektiven Elements, das auf den Aktuatorteilen ausgebildet
ist, gleichmäßig, sodass
die Lichteffizienz und die Qualität des auf dem Bildschirm projizierten
Bildes verbessert sind.The
Supporting structure of the actuator according to the invention
Thin-film based mirror matrix
for an optical
Projection system includes a support bar, a base layer, with
a ring-shaped
closed, rectangular
Figure, a first anchor and the second anchor. The first and
the second actuator part are each on the arms of the annularly closed,
rectangular
Support layer formed. The actuator parts supporting
Anchors become in a direction perpendicular to the Aktuatorteilen
educated. The actuator parts have flat surfaces,
the initial
are not tilted, as between the anchors and the Aktuatorteilen
not linear
running voltage bundling occurs.
Consequently, the desired
Reflection angle of the reflective element formed on the actuator parts
is, even, so
the light efficiency and the quality of the projected on the screen
Image are improved.
Darüber hinaus
kann durch die Isolationselemente eine Ausbildung von elektrischen
Kurzschlüssen
zwischen den oberen Elektroden und den unteren Elektroden verhindert
werden. Als Folge sind Punktfehler der Pixel der AMA auf Dünnschichtbasis deutlich
verringert.Furthermore
can through the insulation elements training of electrical
short circuits
between the upper electrodes and the lower electrodes prevented
become. As a result, dot defects of the pixels of the thin-film based AMA are evident
reduced.
Obwohl
ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde, ist ersichtlich, dass
die vorliegende Erfindung nicht auf dieses bevorzugte Ausgestaltungsbeispiel
festgelegt ist und unterschiedliche Änderungen und Modifikationen
von einem Fachmann ausgeführt
werden können,
ohne vom beanspruchten Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.Even though
a preferred embodiment
of the present invention, it can be seen that
the present invention is not limited to this preferred embodiment
is fixed and different changes and modifications
executed by a specialist
can be
without departing from the claimed scope of the invention.