JP2007514183A - 高性能マイクロミラー配列素子および高性能マイクロミラー配列素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図8M
Description
これらの本発明の効果は、以下の詳細な説明および請求項から明らかになる。
1)マイクロミラー、
2)マイクロミラーアドレス電極、および
3)制御回路。
図1の特定のケースにおいて、制御回路は直角データ線(101および102)、水平アドレス線(103および104)、NMOSトランジスタ(117、118、119および120)およびそれらを結ぶ電気接続から成り、制御回路は、マイクロミラーおよびそのアドレス電極間のバイアス電圧の加圧を制御するために提供される回路としての手段である。図1に示すように、制御回路は、NMOSトランジスタからできている。しかしながら、制御回路はCMOS回路、PMOS回路、バイポーラートランジスタ回路、BiCMOS回路、DMOS回路、HEMT回路、アモルファスシリコン薄膜トランジスタ回路、ポリシリコン薄膜トランジスタ回路、SiGeトランジスタ回路、SiCトランジスタ回路、GaNトランジスタ回路、GaAsトランジスタ回路、InPトランジスタ回路、CdSeトランジスタ回路、有機トランジスタ回路および共役高分子トランジスタ回路を含む他方式の回路でもよいことを理解しなければならない。
1)マイクロミラー支持構造811の上部は、露出していて平面であること、
2)除去的層803は平面であること、そして、
3)マイクロミラー支持構造811の上部および除去的層803の上部は、同じレベルにある。
この明細書において、上部は、図面ページでは一番下を意味する。平坦化工程の結果は、図式的に図8Kに示される。
Claims (48)
- 1次元または2次元に配列された複数の電気力学的マイクロミラー素子から構成され、該電気力学的マイクロミラー素子は第1の表面層および第2の表面層を有する素子基板から構成され、該第1の表面層には制御回路がそして該第2の表面層にはマイクロミラーの配列素子が構成され、該各マイクロミラー部分は反射面が非偏向状態において凹凸のない実質的平面でかつ該マイクロミラーを支持する少なくとも1つの支持構造を有する、電気力学的マイクロミラーの配列素子。
- CMOS回路、NMOS回路、PMOS回路、バイポーラートランジスタ回路、BiCMOS回路、DMOS回路、HEMT回路、アモルファスシリコン薄膜トランジスタ回路、ポリシリコン薄膜トランジスタ回路、SiGeトランジスタ回路、SiCトランジスタ回路、GaNトランジスタ回路、GaAsトランジスタ回路、InPトランジスタ回路、CdSeトランジスタ回路、有機トランジスタ回路および共役高分子トランジスタ回路から選ばれた制御回路を有する、請求項1記載の電気力学的マイクロミラーの配列素子。
- シリコン−オン−絶縁物(SOI)、シリコン、多結晶シリコン、ガラス、プラスチック、セラミック、ゲルマニウム、SiGe、SiC、サファイア、クォーツ、GaAsおよびInPから選ばれた素子基板を有する、請求項1記載の電気力学的マイクロミラーの配列素子。
- 前記マイクロミラーを駆動するための少なくとも1個のアドレス電極を有する、請求項1記載の電気力学的マイクロミラーの配列素子。
- 前記制御回路と前記少なくとも1つのマイクロミラー部分のアドレス電極とを接続する少なくとも1つの電気的導電経路線体を有する請求項4記載の電気力学的マイクロミラーの配列素子。
- 前記基板を貫通しかつ該貫通部が金属で埋めたビアの形である少なくとも1つの電気的導電経路線体を有する、請求項5記載の電気力学的マイクロミラーの配列素子。
- 前記第1の表面層および前記第2の表面層の間が絶縁層で構成された素子基板からなる、請求項1記載の電気力学的マイクロミラーの配列素子。
- 前記マイクロミラーが金属ミラーからなる、請求項1記載の電気力学的マイクロミラーの配列素子。
- 前記マイクロミラーが多層誘電体ミラーからなる、請求項1記載の電気力学的マイクロミラーの配列素子。
- 前記マイクロミラーの反射率が少なくとも80%である、請求項1記載の電気力学的マイクロミラーの配列素子。
- 前記マイクロミラーの反射率が少なくとも90%である、請求項10記載の電気力学的マイクロミラーの配列素子。
- 前記マイクロミラーの反射率が少なくとも95%である、請求項11記載の電気力学的マイクロミラーの配列素子。
- 前記素子基板の平面に入射する光伝播ベクトル方向に直角となる辺を有さない前記マイクロミラーで構成された、請求項1記載の電気力学的マイクロミラーの配列素子。
- 前記マイクロミラーが、該マイクロミラーの反射面が偏向しているときも偏向していないときも、前記素子基板の平面に入射する光伝播ベクトル方向に対して60度以上で120度以下となる少なくとも1辺を有し、該1辺は光吸収物質の層で覆われている、請求項1記載の電気力学的マイクロミラーの配列素子。
- 前記マイクロミラーが多角形からなる、請求項1記載の電気力学的マイクロミラーの配列素子。
- 前記多角形が長方形および六角形からなる、請求項15記載の電気力学的マイクロミラーの配列素子。
- 前記マイクロミラー支持構造を支持するために配列されたねじりヒンジと、前記基板上の該ねじりヒンジを支持する一対の支持構造からなる前記マイクロミラー部分を有する、請求項1記載の電気力学的マイクロミラーの配列素子。
- 前記マイクロミラー部が、前記マイクロミラーの回転を制限する、少なくとも1つの停止部材を有する、請求項1記載の電気力学的マイクロミラーの配列素子。
- 第1の停止部材は第1の方向での前記マイクロミラー回転を制限し、第2の停止部材は第2の方向での前記マイクロミラー回転を制限する、少なくとも1つの停止部材を有する、請求項18記載の電気力学的マイクロミラーの配列素子。
- 請求項1に記載の配列素子から成る空間光変調器(SLM)。
- 前記基板の第1の表面層上に制御回路を形成する第1の工程と第2の表面層上に複数のマイクロミラー部を形成する第2の工程からなり、該第2の工程がマイクロミラーを支持するための複数の支持構造を形成し、非偏向状態において複数の凹凸のない実質的に平面なマイクロミラーを形成することからなる、電気力学的マイクロミラーの配列素子の製造方法。
- CMOS回路、NMOS回路、PMOS回路、バイポーラートランジスタ回路、BiCMOS回路、DMOS回路、HEMT回路、アモルファスシリコン薄膜トランジスタ回路、ポリシリコン薄膜トランジスタ回路、SiGeトランジスタ回路、SiCトランジスタ回路、GaNトランジスタ回路、GaAsトランジスタ回路、InPトランジスタ回路、CdSeトランジスタ回路、有機トランジスタ回路および共役高分子トランジスタ回路から選択された回路を形成することからなる制御回路形成工程からなる、請求項21記載の電気力学的マイクロミラーの配列素子の製造方法。
- 前記素子基板がシリコン−オン−絶縁物(SOI)シリコン、多結晶シリコン、ガラス、プラスチック、セラミック、ゲルマニウム、SiGe、SiC、サファイア、クォーツ、GaAsおよびInPからなるグループから選択された素子基板を用いる、請求項21記載の電気力学的マイクロミラーの配列素子の製造方法。
- 前記の複数のマイクロミラーを駆動させるための複数のアドレス電極を付加的に形成する工程を有する前記マイクロミラー部の形成工程を有する、請求項21記載の電気力学的マイクロミラーの配列素子の製造方法。
- 前記制御回路を前記の複数のアドレス電極に接続する複数の電気経路線が前記素子基板に形成される工程を有する、請求項24記載の電気力学的マイクロミラーの配列素子の製造方法。
- 少なくとも1つの前記基板の貫通部を形成する工程と、少なくとも1つの貫通部を金属化する工程とで構成された該貫通部が金属で埋めたビアの形である複数の電気的導電経路線体を形成する工程を有する、請求項25記載の電気力学的マイクロミラーの配列素子の製造方法。
- 前記素子基板として前記第1の表面層と前記第2の表面層の間に絶縁層が付加的に形成される工程を有する、請求項21記載の電気力学的マイクロミラーの配列素子の製造方法。
- マイクロミラーを形成する前記工程は、反射面に金属コーティングをする工程を有する、請求項21記載の電気力学的マイクロミラーの配列素子の製造方法。
- マイクロミラーを形成する前記工程は、反射面に多層誘電体コーティングをする工程を有する、請求項21記載の電気力学的マイクロミラーの配列素子の製造方法。
- マイクロミラー部を形成する前記工程は、除去材料の層に埋め込まれるように、マイクロミラー支持構造を複数形成する工程と、前記除去層および前記マイクロミラー支持構造の上部が実質的に平面であるように平坦化すること工程と、該平坦面上にマイクロミラー素材を付着す工程と、複数のマイクロミラーを形成するために、前記マイクロミラー素材をパターン化する工程と、そして、エッチング・プロセスによって前記の除去層を取り除く工程によりなる、請求項21記載の電気力学的マイクロミラーの配列素子の製造方法。
- 前記除去層材がフォトレジスト高分子、シリコン酸化物、窒化シリコン、シリコン・オキシ窒化物およびアモルファスシリコンから選択された材料からなる、請求項30記載の電気力学的マイクロミラーの配列素子の製造方法。
- 前記平坦化する工程はケミカルメカニカルポリシング(CMP)プロセスからなる、請求項30記載の電気力学的マイクロミラーの配列素子の製造方法。
- 複数のマイクロミラーを形成する工程が、その反射面が前記素子基板の平面に入射する光伝播ベクトル方向に直角となる辺を有さないように各々のマイクロミラーをパターン化する工程を有する、請求項21記載の電気力学的マイクロミラーの配列素子の製造方法。
- 前記マイクロミラーがその状態を偏向していない状態または偏向した状態のとき、該マイクロミラーの反射面の少なくとも1つの辺が前記素子基板の平面上の入射光線伝播ベクトル方向に対し60度以上120度未満となるように、複数のマイクロミラーが各々のマイクロミラーにパターン化され、前記の少なくとも1つの辺が光吸収材料の層で覆う工程を有する、請求項21記載の電気力学的マイクロミラーの配列素子の製造方法。
- 前記の各々のマイクロミラーが多角形であるようにパターン化された請求項21記載の電気力学的マイクロミラーの配列素子の製造方法。
- 前記多角形が長方形および六角形からなる選択された多角形である、請求項35記載の電気力学的マイクロミラーの配列素子の製造方法。
- 前記の各々のマイクロミラーを支えるためのねじりヒンジを形成する工程は、ねじりヒンジを支えるための、複数の支持構造を形成すること、そして、複数のねじりヒンジを形成することからなる、請求項21記載の電気力学的マイクロミラーの配列素子の製造方法。
- 前記の各々のマイクロミラーの回転を制限する少なくとも1つの停止部材を形成することからなる、請求項21記載の電気力学的マイクロミラーの配列素子の製造方法。
- 少なくとも1つの停止部材を形成する前記工程が、第1の方向において、前記の各々のマイクロミラーの回転を制限する第1の停止部材を形成し、前記第1の方向とは反対方向において、前記の各々のマイクロミラーの回転を制限する、第2の停止部材を形成することからなる、請求項38記載の電気力学的マイクロミラーの配列素子の製造方法。
- エピタキシャル最上層のシリコン層、絶縁体層および最下層のシリコン層からなるシリコン−オン−絶縁物基板を提供する工程と、前記エピタキシャル最上層のシリコン層上に制御回路を形成する工程と、前記最下層のシリコン層を取り除くことにより絶縁体層を露出させる工程と、複数のマイクロミラー部を前記露出した絶縁体層の上に形成する工程と、マイクロミラーを支えるための複数の支持構造を形成する工程と、前記マイクロミラーが偏向していない状態においてその反射面が凹部も凸部もない実質的に平坦である、複数のマイクロミラーを形成する工程からなる、電気力学的マイクロミラーの配列素子の製造方法。
- 制御回路を形成する前記工程は、CMOS回路、NMOS回路、PMOS回路、バイポーラートランジスタ回路、BiCMOS回路およびDMOS回路から選択されて形成された、請求項40記載の電気力学的マイクロミラーの配列素子の製造方法。
- 前記最下層のシリコン層を取り除く研磨工程を有する、請求項40記載の電気力学的マイクロミラーの配列素子の製造方法。
- 前記最下層のシリコン層を取り除く前記工程がケミカルメカニカルポリシング(CMP)である、請求項40記載の電気力学的マイクロミラーの配列素子の製造方法。
- 前記マイクロミラー部を形成する前記工程は前記複数のマイクロミラーを駆動させるための複数のアドレス電極を付加的に形成する工程を有する、請求項40記載の電気力学的マイクロミラーの配列素子の製造方法。
- 前記制御回路を前記複数のアドレス電極に接続する基板に複数の電気的導電経路線体を付加的に構成する工程を有する、請求項40記載の電気力学的マイクロミラーの配列素子の製造方法。
- 前記複数の電気的導電線として、前記基板を通して少なくとも1つの貫通部を形成し、該貫通部が金属化する工程からなる、請求項45記載の電気力学的マイクロミラーの配列素子の製造方法。
- 除去材料の層に埋め込まれるように、前記複数のマイクロミラー支持構造を形成する工程と、前記除去層および前記マイクロミラー支持構造の上部が実質的に平面であるように前記除去層を平坦化する工程と、マイクロミラー支持構造を前記平坦面に形成する工程と、複数のマイクロミラーを形成するため前記マイクロミラー材料をパターン化する工程と、エッチング・プロセスによって前記除去層を取り除く工程とからなる、請求項40記載の電気力学的マイクロミラーの配列素子の製造方法。
- 前記平坦化の工程はケミカルメカニカルポリシング(CMP)プロセスからなる、請求項47記載の電気力学的マイクロミラーの配列素子の製造方法。
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