JPH10242545A - 薄膜アクチュエーテッドミラーアレイ及びその製造方法 - Google Patents
薄膜アクチュエーテッドミラーアレイ及びその製造方法Info
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- JPH10242545A JPH10242545A JP9345063A JP34506397A JPH10242545A JP H10242545 A JPH10242545 A JP H10242545A JP 9345063 A JP9345063 A JP 9345063A JP 34506397 A JP34506397 A JP 34506397A JP H10242545 A JPH10242545 A JP H10242545A
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Abstract
傾き現象を防止し得る薄膜アクチュエーテッドミラーア
レイ及びその製造方法を提供する。 【解決手段】基板312 、M×N個のトランジスタ430 、
M個のソースライン442、N個のゲートライン444 、M
×N個の接続端子446 及びM×N個のラベル付け部448
のアレイを有する能動マトリックス410 と、能動マトリ
ックス410 の上部に形成されるパッシベーション層320
と、パッシベーション層320 の上部に形成される食刻液
流入防止層330 と、各々が第1薄膜電極385 、電気的に
変形可能な薄膜部375 、第2薄膜電極365 、弾性部355
及びコンジット395 を有するM×N個の駆動構造体200
とを含む。
Description
用いられるM×N個の薄膜アクチュエーテッドミラーア
レイに関し、特に、各々の薄膜アクチュエーテッドミラ
ーがレベル付け部を有するM×N個の薄膜アクチュエー
テッドミラーアレイに関する。
ムのうち、光投射システムは高画質の画像を大画面で提
供し得るものとして知られている。そのような光投射シ
ステムにおいて、ランプから発せられた光は、例えば、
M×N個の薄膜アクチュエーテッドミラーのアレイ上に
一様に入射される。ここで、各ミラーは各アクチュエー
タに接続されている。これらのアクチュエーターは、印
加された電界信号に応じて変形を起こす、圧電物質また
は電歪物質のような電気的に変形可能な物質からなり得
る。
学バッフルの開口に入射される。各アクチュエーターに
電気信号を印加することによって、各ミラーの入射光線
に対する相対的な位置が変更されることによって、各ミ
ラーからの反射光線の光路が偏向される。各反射光線の
光路が変わる場合、開口を通じて各ミラーから反射され
た光線の光量が変わることによって光の強さが変調され
る。開口を経て変調された光線は、投射レンズのような
適切な光学装置を介して投射スクリーン上に入射し、そ
の上に像を表示する。
ッドミラー101 よりなるアレイ100の製造方法を説明す
るための概略的な断面図が各々示されている。ここで、
M及びNは各々正の整数である。このアレイ100 は、本
願出願と出願人を同じくする米国特許出願番号第08/60
2,928号明細書に、「THIN FILM ACTUATED MIRROR ARRAY
FOR USE IN AN OPTICAL PROJECTION SYSTEM 」との名
称で開示されている。
び線B−Bに沿って、線A−A及び線C−Cに沿って取
った概略的な断面図である。
ッシベーション(passivation) 層120 、食刻液流入防止
層130 及びM×N個の駆動構造体200 のアレイを備え
る。能動マトリックス110 は、基板112 、M×N個のト
ランジスタのアレイ(図示せず)及びM×N個の接続端
子114 のアレイを備える。
イ素からなり、厚み0.1 〜2μm のパッシベーション層
120 は、能動マトリックス110 の上部に位置する。
食刻液流入防止層130 は、パッシベーション層120 の上
部に位置する。
5 、変形可能な薄膜部175 、第2薄膜電極165 、弾性部
155 及びコンジット195 から構成される。光反射性及び
導電性物質からなる第1薄膜電極185 は、変形可能な薄
膜部175 の上部に位置し電気的に接地されて、ミラーだ
けではなく共通バイアス電極として作用する。圧電物質
または電歪物質からなる変形可能な薄膜部175 は、第2
薄膜電極165 の上部に位置する。導電性物質からなる第
2薄膜電極165 は、弾性部155 の上部に位置し、コンジ
ット195 及び接続端子114 を通じて対応するトランジス
タに電気的に接続され、他の薄膜アクチュエーテッドミ
ラー101 における第2薄膜電極165 から電気的に非接続
とされて、信号電極として作用する。窒化物からなる弾
性部155は、第2薄膜電極165 の下部に位置する。金属
からなるコンジット195 は、変形可能な薄膜部175 の上
部から対応する接続端子114 の上部まで延在する。各々
の薄膜アクチュエーテッドミラー101 において変形可能
な薄膜部175 の上部から下の方に延在するコンジット19
5 と変形可能な薄膜部175 の上部に形成された第1薄膜
電極185 とは、互いに電気的に接続されていない。各々
の能動マトリックス200 は、近位端210 及び遠位端220
を有し、近位端210 は第1側面部212 と第2側面部214
とに分けられる。近位端210 の下部は食刻液流入防止層
130 とパッシベション層120 との間に部分的に貫通し
て、能動マトリックス110 の上部に形成されることによ
って、駆動構造体200 を片持ちすることにする。
ドミラー101 のアレイ100 には幾つかの欠点がある。即
ち、各駆動構造体200 における近位端210 の下部が駆動
構造体を片持ちするため能動マトリックス110 の上部に
形成されており、能動マトリックス110 の接続端子114
の各々が近位端210 の第1側面部212 の下部に位置する
ので、近位端210 における第1側面部212 の高さと第2
側面部214 の高さとが異なって、駆動構造体200 が傾く
ようになるという不都合がある。
は、光投射システムに用いられ、各薄膜アクチュエーテ
ッドミラーがレベル付け部を有するM×N(M、Nは正
の整数)個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイを提
供することにある。本発明の他の目的は、M×N個の薄
膜アクチュエーテッドミラーアレイの製造方法を提供す
ることにある。
めに、本発明の一実施例によれば、光投射システムに用
いられるM×N(M、Nは正の整数)個の薄膜アクチュ
エーテッドミラーアレイであって、基板、M×N個のM
OSトランジスタ、M個のソースライン、N個のゲート
ライン、M×N個の接続端子及びM×N個のレベル付け
部のアレイを有する能動マトリックスと、前記能動マト
リックスの上部に形成される不動態化層(パッシベーシ
ョン層)と、前記パッシベーション層の上部に形成され
る食刻液流入防止層と、各々が第1薄膜電極、電気的に
変形可能な薄膜部、第2薄膜電極、弾性部及びコンジッ
トを有するM×N個の駆動構造体とを含むことを特徴と
し、前記第1薄膜電極が前記変形可能な薄膜部の上部に
位置すると共に、電気的に接地されることによってミラ
ーだけではなく共通バイアス電極として作用し、前記変
形可能な薄膜部が前記第2薄膜電極の上部に位置し、前
記第2薄膜電極が前記弾性部の上部に位置し、前記コン
ジット及び前記接続端子を通じて対応するトランジスタ
に電気的に接続されることによって信号電極として作用
し、前記弾性部が前記第2薄膜電極の下部に位置し、前
記コンジットが前記変形可能な薄膜部の上部から前記接
続端子の上部まで延在し、前記駆動構造体の各々が近位
端と遠位端から構成され、前記近位端は第1側面部と第
2側面部に分けられ、前記近位端の第1側面部は前記パ
ッシベーション層と前記食刻液流入防止層との間に部分
的に貫通して、前記能動マトリックスにおける前記接続
端子の上部に位置し、前記近位端の第2側面は前記能動
マトリックスにおける前記レベル付け部の上部に位置す
ることによって、前記駆動構造体を片持ちすることを特
徴とする薄膜アクチュエーテッドミラーアレイが提供さ
れる。
テムに用いられるM×N(M、Nは正の整数)個の薄膜
アクチュエーテッドミラーアレイの製造方法であって、
M×N個のMOSトランジスタのアレイ及びM個のソー
スラインを有する基板を準備する第1工程と、前記MO
Sトランジスタのアレイを有する前記基板の上部に金属
層を蒸着する第2工程と、前記金属層をM×N個のレベ
ル付け部のアレイ、M×N個の接続端子のアレイ及びN
個のゲートラインにパターニングすることによって、能
動マトリックスを形成する第3工程と、前記能動マトリ
ックスの上部にパッシベーション層及び食刻液流入防止
層を各々形成する第4工程と、前記食刻液流入防止層の
上部にM×N対の空スロットのアレイを有する薄膜犠牲
層を形成する第5工程と、前記薄膜犠牲層の上部に弾性
層及び第2薄膜層を各々蒸着する第6工程と、前記第2
薄膜層をM×N個の第2薄膜電極にイソ−カッティング
(iso-cutting)する第7工程と、前記第2薄膜電極の上
部に変形可能な薄膜層及び第1薄膜層を各々蒸着するこ
とによって、多層構造体を形成する第8工程と、前記薄
膜犠牲層が露出するまで、前記多層構造体を、各々が第
1薄膜電極、変形可能な薄膜部、第2薄膜電極及び弾性
部を有するM×N個の未完成駆動構造体にパターニング
する第9工程と、M×N個のコンジットのアレイを前記
変形可能な薄膜部の上部から対応する接続端子の上部ま
で形成することによって、M×N個の駆動構造体を形成
する第10工程と、前記薄膜犠牲層を取除くことによっ
て、M×N個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイを
形成する第11工程とを含むことを特徴とする薄膜アクチ
ュエーテッドミラーアレイの製造方法が提供される。
て図面を参照しながらより詳しく説明する。図3(A)及び
図3(B)は、各々、光投射システムに用いられ、M×N個
の薄膜アクチュエーテッドミラー301 のアレイ300 の断
面図であり、図4(A)及び図4(B)は各々薄膜アクチュエー
テッドミラー301 における能動マトリックス310 の平面
図であり、図5〜図14は各々M×N個の薄膜アクチュ
エーテッドミラー301 のアレイ300 の製造方法を説明す
るための概略的な断面図である。ここで、M、Nは正の
整数である。各図中で、同一部分は同一の参照符号を付
して表示したことに注目されたい。
膜アクチュエーテッドミラー301のアレイ300 を説明す
る概略的な断面図であって、アレイ300 は、能動マトリ
ックス310 、パッシベーション層320 、食刻液流入防止
層330 及びM×N個の駆動構造体410 のアレイを備え
る。
N個のMOSトランジスタ430 のアレイ、M個のソース
ライン442 、N個のゲートライン(図示せず)、M×N
個の接続端子446 のアレイ、M×N個のレベル付け部44
8 のアレイを備える。
イ素からなり、厚み0.1 〜2μm のパッシベーション層
320 は、能動マトリックス310 の上部に位置する。
食刻液流入防止層330 は、パッシベーション層320 の上
部に位置する。
5 、変形可能な薄膜部375 、第2薄膜電極365 、弾性部
355 及びコンジット395 を備える。アルミニウム(Al)ま
たは銀(Ag)のような導電性及び光反射性物質からなる第
1薄膜電極385 は、変形可能な薄膜部375 の上部に位置
し、電気的に接地されることによって、ミラーだけでは
なく共通バイアス電極として作用する。ジルコン酸チタ
ン酸鉛(PZT) のような圧電物質または硝酸マグネシウム
鉛(PMN) のような電歪物質からなる変形可能な薄膜部37
5 は、第2薄膜電極365 の上部に位置する。白金/タン
タル(Pt/Ta) のような導電性物質からなる第2薄膜電極
365 は、弾性部355 の上部に位置し、コンジット395 及
び接続端子446 を通じて対応するトランジスタに電気的
に接続され、他の薄膜アクチュエーテッドミラー301 の
第2薄膜電極365 と電気的に非接続とされることによっ
て、信号電極として作用する。窒化ケイ素のような窒化
物からなる弾性部355 は、第2薄膜電極365 の下部に位
置する。タングステン(W)のような金属からなるコンジ
ット395 は、変形可能な薄膜部375 の上部から接続端子
446 の上部まで延在して形成される。各々の薄膜アクチ
ュエーテッドミラー301 において、変形可能な薄膜部37
5 の上部から下の方に延在するコンジット395 と変形可
能な薄膜部375 の上部に位置する第1薄膜電極385 と
は、互いに電気的に接続されていない。各々の駆動構造
体410 は、近位端420 及び遠位端425 を有し、近位端42
0 は第1側面部422 と第2側面部424 に分けられる。こ
こで、近位端420 の第1側面部422 は食刻液流入防止層
330 とパッシベーション層320 との間に部分的に貫通し
て、能動マトリックス310 の接続端子446 の上部に形成
されており、近位端420 の第2側面部424 は能動マトリ
ックス310 のレベル付け部448 の上部に形成されること
によって、駆動構造体410 を片持ちする。
によるM×N個の薄膜アクチュエーテッドミラー301 の
アレイ300 における能動マトリックス310 の平面図が各
々示されている。
ゲート端子434 及びドレイン端子436 を有し、同行に位
置したソース端子432 の各々はソースライン442 として
互いに電気的に接続されており、同列に位置したゲート
端子434 の各々はゲートライン444 として互いに電気的
に接続され、各ドレイン端子436 は対応する接続端子44
6 に電気的に接続されている。ソースライン442 は、ゲ
ートライン444 と電気的に短絡されている。各アクチュ
エーテッドミラー301 において、各接続端子446 は近位
端420 の第1側面部の下部に位置し、各レベル付け部44
8 は近位端420の第2側面部の下部に位置している。レ
ベル付け部448 の上部が接続端子446 の上部と同一に形
成されるように、レベル付け部448 は能動マトリックス
310 に組み込まれる。図4Aに示すように、本発明の一実
施例によれば、各レベル付け部448 は、接続端子446
を、隣接する薄膜アクチュエーテッドミラー301 におけ
る近位端420 の第1側面部422 から薄膜アクチュエーテ
ッドミラー301 における近位端420 の第2側面部424 ま
で延在することによって形成される。図4Bに示すよう
に、本発明の他の実施例によれば、ゲートライン444
は、薄膜アクチュエーテッドミラー301 における近位端
420 の第2側面部に位置することによって、レベル付け
部448 として働きを果たす。
の薄膜アクチュエーテッドミラー301 のアレイ300 の製
造方法を説明する断面図である。
個の薄膜アクチュエーテッドミラー301 のアレイ300 の
製造方法を説明する概略的な断面図が示されている。ア
レイ300 の製造工程は、M×N個のトランジスタ430 の
アレイ、M個のソースライン442 を有する基板312 の準
備から始まる。同列に位置する各ソース端子432 はソー
スライン442 のうちのいずれか一つを通じて電気的に互
いに接続している。
うな金属からなる金属層440 が、トランジスタ430 を有
する基板312 の上部にスパッタリング法を用いて蒸着さ
れる。
4 、M×N個の接続端子446 のアレイ及びM×N個のレ
ベル付け部448 のアレイにパターニングされることによ
って、能動マトリックス310 が形成される。図4A、図4B
及び図7に示すように、同行に位置する各ゲート端子43
4 は、ゲートライン444 のうちのいずれか一つを通じて
互いに電気的に接続される。各ドレイン端子436 は、対
応する接続端子446 に電気的に接続される。
り、厚み、0.1 〜2μm のパッシベーション層320 が、
CVD 法またはスピンコーティング法を用いて、能動マト
リックス310 の上部に形成される。
なり、厚み、0.1 〜2μm の食刻液流入防止層330 が、
スパッタリング法またはCVD 法を用いて、パッシベーシ
ョン層の上部に蒸着される。その後、薄膜犠牲層340
が、食刻液流入防止層330 の上部に形成される。薄膜犠
牲層340 は、金属からなる場合はスパッタリング法また
は蒸着法を用いて形成され、PSGからなる場合にはCV
D 法またはスピンコーティング法を用いて形成し、ポリ
シリコンからなる場合にはCVD 法を用いて形成される。
空スロット345 のうちのいずれか一つがドライエッチン
グ法及びウェットエッチング法を用いて接続端子446 の
うちのいずれか一つを取囲むように、M×N対の空スロ
ット345 のアレイが薄膜犠牲層340 に形成される。
り、厚み、0.1 〜2μmの弾性層350が、CVD 法を用い
て、空スロット345 を有する薄膜犠牲層340 の上部に蒸
着される。
ような導電性物質からなり、厚み、0.1〜2μm の第2
薄膜層(図示せず)が、スパッタリング法または真空蒸
着法を用いて弾性層の上部に形成される。その後、第2
薄膜層は、ドライエッチング法を用いてM×N個の第2
薄膜電極365 のアレイにイソ−カッティングされる。こ
こで、各々の第2薄膜電極365 は、他の第2薄膜電極36
5 と電気的に非接続とされている。
のような電歪物質からなり、厚み、0.1 〜2μm の変形
可能な薄膜層370 が、蒸着法、ゾル−ゲル法、スパッタ
リング法及びCVD 法を用いてM×N個の第2薄膜電極36
5 の上部に蒸着される。次に、図11に示すように、ア
ルミニウム(Al)または銀(Ag)のような導電性であり光反
射性物質からなり、厚み、0.1 〜2μm の第1薄膜層38
0 が、スパッタリング法または真空蒸着法を用いて変形
可能な薄膜層370 の上部に形成されることによって、多
層構造体390 が形成される。
薄膜犠牲層340 が露出されるまで、フォトリソグラフィ
ー法またはレーザ切断法を用いてM×N個の未完成駆動
構造体400 のアレイにパターニングされる。各々の未完
成駆動構造体400 は、第1薄膜電極385 、変形可能な薄
膜部375 、第2薄膜電極365 及び弾性部355 を備える。
ず)が、エッチング法を用いて形成される。ここで、各
孔は変形可能な薄膜部375 の上部から対応する接続端子
446 の上部まで延在して形成される。
5 が、各孔をリフト−オフ法を用いてタングステン(W)
のような金属で埋め込んで形成されることによって、M
×N個の駆動構造体410 のアレイを形成する。
例えば、フッ化水素(HF)蒸気等の食刻液または化学液で
ウエットエッチング法を用いて取り除かれることによっ
て、M×N個の薄膜アクチュエーテッドミラー301 のア
レイ300 が形成される。
ドミラー301 のアレイ300 において、能動マトリックス
310 は、M×N個の接続端子446 のアレイ及びM×N個
のレベル付け部448 を備える。接続端子446 及びレベル
付け部448 が、薄膜アクチュエーテッドミラー301 にお
ける近位端420 の第1及び第2側面部422 、424 の下部
に各々位置され、接続端子446 の上部とレベル付け部44
8 の上部とが互いに同一に形成され近位端420 の第1側
面部422 と第2側面部424 が互いに同じ高さに形成する
ようにする。
について説明したが、本発明の請求範囲を逸脱すること
なく、当業者は種々の改変をなし得るであろう。
を各薄膜アクチュエーテッドミラーに組み込むことによ
って、薄膜アクチュエーテッドミラーアレイの製造の
際、駆動構造体の傾き現象を防止することができる。
ッドミラーアレイの平面図である。
及び線B−Bに沿って、線A−A及び線C−Cに沿って
取った概略的な断面図である。
M×N個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイを説明
するための概略的な断面図である。
例によるM×N個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレ
イの能動マトリックスの平面図である。
ドミラーアレイの製造方法を説明するための断面図であ
る。
である。
である。
である。
である。
図である。
図である。
図である。
図である。
図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 光投射システムに用いられるM×N
(M、Nは正の整数)個の薄膜アクチュエーテッドミラ
ーアレイであって、 基板、M×N個のMOSトランジスタ、M個のソースラ
イン、N個のゲートライン、M×N個の接続端子及びM
×N個のレベル付け部のアレイを有する能動マトリック
スと、 前記能動マトリックスの上部に形成される不動態化層
(パッシベーション層)と、 前記パッシベーション層の上部に形成される食刻液流入
防止層と、 各々が第1薄膜電極、電気的に変形可能な薄膜部、第2
薄膜電極、弾性部及びコンジットを有するM×N個の駆
動構造体とを含むことを特徴とし、 前記第1薄膜電極が前記変形可能な薄膜部の上部に位置
すると共に、電気的に接地されることによってミラーだ
けではなく共通バイアス電極として作用し、前記変形可
能な薄膜部が前記第2薄膜電極の上部に位置し、前記第
2薄膜電極が前記弾性部の上部に位置し、前記コンジッ
ト及び前記接続端子を通じて対応するトランジスタに電
気的に接続されることによって信号電極として作用し、
前記弾性部が前記第2薄膜電極の下部に位置し、前記コ
ンジットが前記変形可能な薄膜部の上部から前記接続端
子の上部まで延在し、前記駆動構造体の各々が近位端と
遠位端から構成され、前記近位端は第1側面部と第2側
面部に分けられ、前記近位端の第1側面部は前記パッシ
ベーション層と前記食刻液流入防止層との間に部分的に
貫通して、前記能動マトリックスにおける前記接続端子
の上部に位置し、前記近位端の第2側面は前記能動マト
リックスにおける前記レベル付け部の上部に位置するこ
とによって、前記駆動構造体を片持ちすることを特徴と
する薄膜アクチュエーテッドミラーアレイ。 - 【請求項2】前記MOSトランジスタの各々が、対応す
る接続端子に電気的に接続されることを特徴とする請求
項1に記載の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイ。 - 【請求項3】前記レベル付け部の上部が、前記接続端子
の上部と同一の高さになっていることを特徴とする請求
項1に記載の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイ。 - 【請求項4】前記レベル付け部の各々が、前記接続端子
を隣接する薄膜アクチュエーテッドミラーにおける前記
近位端の前記第1側面部から、前記薄膜アクチュエーテ
ッドミラーにおける前記近位端の前記第2側面部まで延
在することによって形成されることを特徴とする請求項
3に記載の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイ。 - 【請求項5】前記レベル付け部の各々が、前記ゲートラ
インが前記薄膜アクチュエーテッドミラーにおける前記
近位端の前記第2側面部の下に位置することを特徴とす
る請求項3に記載の薄膜アクチュエーテッドミラーアレ
イ。 - 【請求項6】光投射システムに用いられるM×N(M、
Nは正の整数)個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレ
イの製造方法であって、 M×N個のMOSトランジスタのアレイ及びM個のソー
スラインを有する基板を準備する第1工程と、 前記MOSトランジスタのアレイを有する前記基板の上
部に金属層を蒸着する第2工程と、 前記金属層をM×N個のレベル付け部のアレイ、M×N
個の接続端子のアレイ及びN個のゲートラインにパター
ニングすることによって、能動マトリックスを形成する
第3工程と、 前記能動マトリックスの上部にパッシベーション層及び
食刻液流入防止層を各々形成する第4工程と、 前記食刻液流入防止層の上部にM×N対の空スロットの
アレイを有する薄膜犠牲層を形成する第5工程と、 前記薄膜犠牲層の上部に弾性層及び第2薄膜層を各々蒸
着する第6工程と、 前記第2薄膜層をM×N個の第2薄膜電極にイソ−カッ
ティング(iso-cutting) する第7工程と、 前記第2薄膜電極の上部に変形可能な薄膜層及び第1薄
膜層を各々蒸着することによって、多層構造体を形成す
る第8工程と、 前記薄膜犠牲層が露出するまで、前記多層構造体を、各
々が第1薄膜電極、変形可能な薄膜部、第2薄膜電極及
び弾性部を有するM×N個の未完成駆動構造体にパター
ニングする第9工程と、 M×N個のコンジットのアレイを前記変形可能な薄膜部
の上部から対応する接続端子の上部まで形成することに
よって、M×N個の駆動構造体を形成する第10工程と、 前記薄膜犠牲層を取除くことによって、M×N個の薄膜
アクチュエーテッドミラーアレイを形成する第11工程と
を含むことを特徴とする薄膜アクチュエーテッドミラー
アレイの製造方法。 - 【請求項7】前記金属層が、タングステン(W)からな
ることを特徴とする請求項6に記載の薄膜アクチュエー
テッドミラーアレイの製造方法。 - 【請求項8】前記金属層が、スパッタリング法によって
蒸着されることを特徴とする請求項7に記載の薄膜アク
チュエーテッドミラーアレイの製造方法。
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