JPH10510931A - 低温度形成の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

Abstract

(57)【要約】 本発明のＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイは、上面を有し、Ｍ×Ｎ個の接続端子のアレイ及びＭ×Ｎ個のトランジスタのアレイを有する基板を備える能動マトリックスと、Ｍ×Ｎ個の駆動構造体のアレイとを含む。各駆動構造体のアレイはバイモフ構造となされ、駆動部及び光反射部を有し、駆動部は第２薄膜電極の前方部分、電気的に変形可能な下部部材、中間電極、電気的に変形可能な上部部材及び第１薄膜電極の前方部分を備える。第２薄膜電極の前方部分は各接続端子及び各トランジスタに電気的に接続され、第１薄膜電極の残余部分が第２薄膜電極の残余部分の上部に位置して光反射部が形成されて、両薄膜電極は信号電極としての働きを果たし、両変形可能な部材の間に介在された中間電極は共通バイアス電極としての働きを果たす。

Description

【発明の詳細な説明】 低温度形成の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発明の技術分野 本発明は、光投射システムに関し、特に、各々がバイモフ構造になるＭ×Ｎ個 の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に関する。背景技術 従来の多様なビデオディスプレーシステムのうち、光投射システムは高画質の 映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線は、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 らなる。 各ミラーから反射された光線は、例えば、光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調節される。開口を通じて調 節された光線は、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に 投射され、その上に像を表す。 図１Ａ〜図１Ｇには、Ｍ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラー１０１のアレ 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は各々該アレイ１００において列及び行を表し、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／ ４３０，６２８号明細書に、「ＴＨＩＮ ＦＩＬＭ ＡＣＴＵＡＴＥＤ ＭＩＲ ＲＯＲ ＡＲＲＡＹ」との名称で開示されている。 アレイ１００の製造工程は、上面を有し、基板１２、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１４のアレイを備える能動マトリ ックス１０を準備することから始まる。 その後、能動マトリックス１０の上面に薄膜犠牲層２８が形成される。この薄 膜犠牲層２８の形成は、薄膜犠牲層２８が金属からなる場合はスパッタリング法 及または蒸着法を、ＰＳＧからなる場合は化学気相成長法（ＣＶＤ）またはスピ ンコーティング法を、ポリシリコンからなる場合にはＣＶＤ法を各々用いて行わ れる。 その後、図１Ａに示すように、薄膜犠牲層２８により取り囲まれたＭ×Ｎ個の 支持部材２４のアレイを有する支持層２０が形成される。ここで、支持層２０の 形成は、各々が各接続端子１４の周囲に位置するＭ×Ｎ個の空スロットのアレイ （図示せず）をフォトリソグラフィー法を用いて、薄膜犠牲層２８の上に形成し 、各接続端子１４の周囲に位置した各空スロットに支持部材２４がスパッタリン グ法またはＣＶＤ法を用いて形成されるプロセスによって行われる。支持部材２ ４は絶縁性物質から作られる。 続いて、支持部材２４のように絶縁性物質からなる弾性層６０が、支持層２０ の上にゾルーゲル（ｓｏｌ−ｇｅｌ）法、スパッタリングまたはＣＶＤ法を用い て形成される。 しかる後、図１Ｂに示すように、金属からなるコンジット２２が各支持部材２ ４に形成される。このコンジット２２は最初、エッチング法を用いて、各々が弾 性層６０の上部から各接続端子１４の上部まで延在するＭ×Ｎ個の孔のアレイ（ 図示せず）を生成し、各孔内に金属を埋め込んで形成される。 次に、導電性の物質からなる第２薄膜層４０が、スパッタリング法を用いて、 コンジット２２を含む弾性層６０の上に形成される。この第２薄膜層４０は支持 部材２４に形成されたコンジット２２を通じて各トランジスタに電気的に接続さ れている。 その後、図１Ｃに示したように、例えば、ＰＺＴのような圧電物質からなる電 気的に変形可能な薄膜層７０がスパッタリング法、ＣＶＤ法またはゾル−ゲル法 を用いて第２薄膜層４０の上に形成される。 続いて、図１Ｄに示したように、変形可能な薄膜層７０、第２薄膜層４０及び 弾性層６０が、フォトリソグラフィー法またはレーザトリミング法を用いて支持 層２０が露出されるまで、各々Ｍ×Ｎ個の電気的に変形可能な薄膜部７５のアレ イ、Ｍ×Ｎ個の第２薄膜電極４５のアレイ、及びＭ×Ｎ個の弾性部６５のアレイ にパターニングされる。第２薄膜電極４５の各々は各支持部材２４に形成された 各コンジット２２を通じて各トランジスタに電気的に接続されており、各薄膜ア クチュエーテッドミラー１０１において信号電極としての働きを果たす。 次に、各変形可能な薄膜部７５がＰＺＴからなる場合、薄膜部７５は例えば、 ６５０℃の高温にて熱処理されて、相転移が引き起こされてＭ×Ｎ個の熱処理済 みの構造体のアレイ（図示せず）が形成される。この場合、各変形可能な薄膜部 ７５が十分に薄くなっているため、薄膜部７５が圧電物質で作られる場合は別に 分極する必要はない。これは、薄膜アクチュエーテッドミラー１０１の駆動の際 に印加された電気信号によって分極できるからである。 次に、図１Ｅに示すように、導電性及び光反射性の物質からなるＭ×Ｎ個の第 １薄膜電極３５のアレイが、Ｍ×Ｎ個の熱処理済みの構造体のアレイにおける変 形可能な薄膜部７５の上に形成される。この第１薄膜電極３５の形成は最初スパ ッタリング法を用いて、導電性及び光反射性の物質からなり、Ｍ×Ｎ個の熱処理 済みの構造体の上部を完全に覆い、また露出された支持層２０を有する層３０を 形成し、その後に、エッチング法を用いて層３０を選択的に取り除いて行われる 。かくして、Ｍ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラー構造体１１１のアレイ１ １０が形成される。図１Ｆに示すように、各アクチュエーテッドミラー構造体１ １１は一つの上面及び四つの側面を有する。各第１薄膜電極３５は各薄膜アクチ ュエーテッドミラー１０１においてバイアス電極だけではなく、ミラーとしても 作用する。 その後、各アクチュエーテッドミラー構造体１１１における一つの上面及び四 つの側面を完全に覆う薄膜保護層（図示せず）が形成される。 その後、支持層２０における薄膜犠牲層２８がエッチング法によって取り除か れる。最後に、図１Ｇに示すように、薄膜保護層が取り除かれることによって、 Ｍ×Ｎ個のアクチュエーテッドミラー１０１のアレイ１００が形成される。 しかしながら、前述したＭ×Ｎ個のアクチュエーテッドミラー１０１のアレイ １００の製造方法には多くの欠点がある。詳述すると、変形可能な薄膜部７５を 形成するのには高温プロセスを要するので、薄膜犠牲層２８として適切な高温耐 性材料を選択する必要がある。 さらに、そのような高温プロセスのため、高温耐性の電極物質を用いなければ ならないが、そのような電極物質は一般的に高価であるため、アレイ１００の製 造の際、高コスト化をもたらす。 更に、変形可能な薄膜部７５の形成の際に要する高温プロセスは、各薄膜アク チュエーテッドミラー１０１の構造的インテグリティーに悪影響を与えられるか ら、アレイ１００の全体的な性能を低下させる恐れがある。 また、前記した製造方法には、アレイ１００の全体的な光効率性に対しても欠 点を有する。各薄膜アクチュエーテッドミラー１０１が変形可能な薄膜部７５に 印加された電気信号に応動して変形される場合、そこに取り付けられた第１薄膜 電極３５はミラーとして作用し、且つ、平らな上面を形成するのに代わって該上 面を変形させて反射光線によって湾曲した上面を形成する。その結果、アレイ１ ００の全体的な光効率を低下させるという不都合がある。発明の開示 従って、本発明の目的は、光投射システムに用いられ、高温プロセスを要せず に、薄膜犠牲層及び薄膜電極用に適合した材料を低価で用い得る、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。 本発明の他の目的は、光投射システムに用いられ、製造の際に高温プロセスを 要しないＭ×Ｎ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 。 本発明の更に他の目的は、光投射システムに用いられ、向上された光効率性を 有するＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイを提供することにある。 上記の目的を達成するために、本発明の一実施例によれば、光投射システムに 用いられ、各々が光反射部及び駆動部を有する、Ｍ×Ｎ（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、上面を有し、Ｍ×Ｎ個の接 続端子のアレイ及びＭ×Ｎ個のトランジスタのアレイを有する、基板を備える能 動マトリックスを準備する第１工程と、前記能動マトリックスの上面に、薄膜犠 牲層を形成する第２工程と、前記能動マトリックスでの前記各接続端子の上部に 形成された前記薄膜犠牲層を取り除く第３工程と、前記薄膜犠牲層の上面及び前 記能動マトリックスの上部に、第２薄膜電極層を形成する第４工程と、前記第２ 薄膜電極層の上部に、結晶学的に非対称性構造をなし、無ヒステリシス性であり 、且つ２００℃〜３００℃温度にて形成される物質からなる、電気的に変形可能 な下部層を形成する第５工程と、前記変形可能な下部層の上部に、中間電極層を 形成する第６工程と、前記中間電極層を列方向にパターニングして、各々が互い に分離されており、前記変形可能な下部層の部分を覆って該部分が同列で前記接 続端子を取り囲むようにする、Ｍ個のパターニング済みの中間電極層を形成する 第７工程と、前記変形可能な下部層と同一の物質からなる電気的に変形可能な上 部層を、前記パターニング済みの中間電極層を介在して前記変形可能な下部層の 上部に形成する第８工程と、前記第２薄膜電極層が露出されるまで、前記変形可 能な両層を列方向にパターニングしてＭ個のパターニング済みの層及び対応数の 露出された第２薄膜電極層を有するパターニング済みの構造体を形成することに よって、前記各薄膜アクチュエーテッドミラーにおける前記光反射部及び駆動部 を規定する第９工程であって、前記各パターニング済みの層は前記各薄膜アクチ ュエーテッドミラーにおける前記駆動部に対応し、前記露出された第２薄膜電極 層の一つだけ互いにから分離されており、前記パターニング済みの中間電極層を 取り囲み、前記露出された第２薄膜電極層の各々は前記各薄膜アクチュエーテッ ドミラーにおける前記光反射部に対応する、該第９工程と、導電性及び光反射性 の物質からなる第１薄膜電極層を前記パターニング済みの構造の上部に形成して 、未完成のアクチュエーテッド構造体を形成する第１０工程と、前記薄膜犠牲層 が露出されるまで前記未完成のアクチュエーテッド構造体を行方向にパターニン グして、各々が第１薄膜電極層、電気的に変形可能な上部部材、中間電極、電気 的に変形可能な下部部材及び第２薄膜電極を有する、Ｍ×Ｎ個の未完成のアクチ ュエーテッドミラーアレイを形成する第１１工程と、前記薄膜犠牲層を取り除く ことによって、Ｍ×Ｎ個のアクチュエーテッドミラーアレイを形成する第１２工 程とを含むことを特徴とするＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイの 製造方法が提供される。 本発明の他の実施例によれば、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のアレイであって、該Ｍ及びＮは、各々該アレイにおい て列及び行を表す正の整数であり、上面を有し、Ｍ×Ｎ個の接続端子のアレイ及 びＭ×Ｎ個のトランジスタのアレイを有する基板を備える能動マトリックスと、 各々がバイモフ構造となされ、駆動部及び光反射部を有するＭ×Ｎ個の駆動構造 体のアレイとを含み、前記Ｍ×Ｎ個の駆動構造体のアレイに於いて、前記駆動部 は第１薄膜電極の前方部分、電気的に変形可能な上部部材、中間電極、電気的に 変形可能な下部部材及び第２薄膜電極の前方部分を有し、前記光反射部は前記第 １薄膜電極の残余部分及び前記第２薄膜電極の残余部分を有し、前記変形可能な 両部材は結晶学的に非対称性構造をなしヒステリシスが生じなく、２００℃〜３ ００℃温度にて形成される物質からなり、前記第２薄膜電極の前方部分の下部は 前記各接続端子及び前記各トランジスタに電気的に接続されて、前記第２薄膜電 極が信号電極としての働きを果たすようにし、前記変形可能な下部部材は前記第 ２薄膜電極の前方部分の上部に位置し、前記中間電極は前記変形可能な下部部材 の上部に形成されて共通バイアス電極としての働きを果たし、前記変形可能な上 部部材は前記中間電極を介在して前記変形可能な下部部材の上部に形成され、前 記第１薄膜電極は導電性及び光反射性の物質からなり、前記変形可能な上部部材 及び前記光反射部の方で前記第２薄膜電極の残余部分の上部に位置して、前記第 １薄膜電極が前記第２薄膜電極に電気的に接続されて、前記第１薄膜電極が前記 各駆動構造体においてミラーのみならず前記信号電極としての働きを果たすよう にすることを特徴とするＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイが提供 される。図面の簡単な説明 図１Ａ〜図１Ｇは、従来のＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイの 製造方法を説明するための概略的な断面図であり、 図２は、本発明の一実施例に基づくＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラー アレイの断面図であり、 図３Ａ〜図３Ｇは、図２中の本発明の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説明するための概略的な断面図であり、 図４は、本発明の他の実施例に基づくＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラ ーアレイの断面図であり、 図５Ａ〜図５Ｄは、図４中の本発明の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説明するための概略的な断面図である。発明の実施の様態 以下、本発明の好適実施例について図面を参照しながらより詳しく説明する。 図２は本発明によるＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラー２０１のアレイ ２００の断面図であり、図４は本発明によるＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッド ミラー４０１のアレイ４００の断面図である。ここで、Ｍ及びＮは該アレイにお いて列及び行を表し、正の整数である。各図中で、同一部分には同一符号を付し て説明することに注目されたい。 図２は、本発明のＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラー２０１のアレイ２ ００の断面図であって、アレイ２００は能動マトリックス２１０と各々がバイモ フ構造になるＭ×Ｎ個の駆動構造体２５０のアレイとを有する。 能動マトリックス２１０は、Ｍ×Ｎ個の接続端子２１４のアレイ及びＭ×Ｎ個 のトランジスタのアレイ（図示せず）を有する基板２１２を有しており、各接続 端子２１４は各トランジスタに電気的に接続されている。 各駆動構造体２５０には、駆動部１８０及び光反射部１９０が設けられている 。各駆動構造体２５０における駆動部１８０は第２薄膜電極２４５の前方部分、 電気的に変形可能な下部部材２８５、中間電極２９５、電気的に変形可能な上部 部材２７５及び第１薄膜電極２３５の前方部分を有し、光反射部１９０は他の上 部に位置した両薄膜電極２３５、２４５の残余部分によって形成される。各駆動 構造体２５０における駆動部１８０の第２薄膜電極２４５の前方部分の下面は、 能動マトリックス２１０の上面に接触されて、各接続端子２１４及び各トランジ スタに電気的に接続されることによって、第２薄膜電極２４５は各駆動構造体２ ５０における信号電極として作用することになる。電気的に変形可能な下部部材 ２８５は第２薄膜電極２４５の前方部分の上部に位置する。中間電極２９５は変 形可能な両部材２７５、２８５の間に介在されて、各駆動構造体２５０における 共通バイアス電極としての働きを果たす。変形可能な上部部材２７５は中間電極 ２９５を介在して変形可能な下部部材２８５の上に位置する。導電性及び光反射 性 の物質から作られる第１薄膜電極２３５は、変形可能な上部部材２７５の上部及 び光反射部１９０の第２薄膜電極２４５の残余部分の上部に位置して、第１薄膜 電極２３５が第２薄膜電極２４５に電気的に接続されることによって、第１薄膜 電極２３５は各駆動構造体２５０においてミラーだけではなく信号電極としても 作用することになる。 各薄膜アクチュエーテッドミラー２０１において、変形可能な両部材２７５、 ２８５は結晶学的に非対称性物質、例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）またはアルミニ ウム窒化物（ＡｌＮ）から作られている。更に、それらの物質には、ヒステリシ スループが存在しなく、２００℃〜３００℃の温度にて形成されることができる という特徴がある。このような物質を変形可能な両部材２７５、２８５に用いる ことによって、第１薄膜電極２３５、第２薄膜電極２４５、中間電極２９５に対 してアルミニウム（Ａｌ）または銀（Ａｇ）のような低融点、低価の電極材料を 用いることができ、アレイ２００の全体的な低コスト化が可能である。 変形可能な上部部材２７５の分極方向は変形可能な下部部材２８５の分極方向 と同一である。各薄膜アクチュエーテッドミラー２０１において、電界信号が変 形可能な両部材２７５、２８５に印加される場合、一方の変形可能な部材の分極 方向は電界方向と一致し、他方の変形可能な部材の分極方向は電界方向と反対と なる。このような場合、電界方向と一致する変形可能な部材は垂直的に拡張し水 平的に収縮し、また逆方向の分極方向を有する変形可能な部材は垂直的に収縮し 水平的に拡張することによって、バイモフ形式にて作動するようにする。更に、 第１薄膜電極２３５及び第２薄膜電極２４５が結合されて、各薄膜アクチュエー テッドミラー２０１における光反射部１９０が形成され、また電気信号が薄膜ア クチュエーテッドミラー２０１に印加される時、各駆動構造体２５０における光 反射部１９０は平坦になって、光線反射が十分に行われることによって、各薄膜 アクチュエーテッドミラー２０１の光効率を向上させる。 図３Ａ〜図３Ｇには、本発明のＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラー２０ １のアレイ２００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。 アレイ２００の製造プロセスは、上面を有し、Ｍ×Ｎ個の接続端子２１４のア レイ及びＭ×Ｎ個のトランジスタのアレイ（図示せず）が設けられた基板２１２ を有する能動マトリックス２１０の準備から始まる。ここで、基板２１２は絶縁 性物質（例えば、シリコンウェーハ（Ｓｉ−ｗａｆｅｒ））からなる。 しかる後、０．１〜２μｍの厚さを有し、酸化物（例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ ））またはポリマー（例えば、ポリイミド）からなる薄膜犠牲層２２８が、能動 マトリックス２１０の上に形成される。この薄膜犠牲層２２８の形成は、薄膜犠 牲層２２８が酸化物からなる場合はスパッタリング法または蒸着法を、ポリマー からなる場合にはスピンコーティング法を各々用いて行われる。 その後、能動マトリックス２１０の各接続端子２１４の上部周囲に形成された 薄膜犠牲層２２８の部分が、フォトリソグラフィー法によって取り除かれて露出 される。 次に、図３Ａに示したように、例えば、ＡｌまたはＡｇのような第１導電性物 質からなり、０．１〜２μｍの厚さを有する第２薄膜電極層２４０が、スパッタ リング法または真空蒸着法によって薄膜犠牲層２２８の上部及び能動マトリック ス２１０の露出上面に被着されることによって、第２薄膜電極層２４０は各接続 端子２１４に電気的に接続される。 図３Ｂに示したように、結晶学的に非対称性を有し、低温度で形成可能な例え ば、酸化亜鉛（ＺｎＯ））のような物質からなり、０．１〜２μｍの厚さを有す る電気的に変形可能な下部層２８０が、第２薄膜電極層２４０の上部に蒸着法ま たはスパッタリング法によって被着される。 続いて、第２導電性物質（例えば、ＡｌまたはＡｇ）からなり、０．１〜２μ ｍの厚さを有する中間電極層（図示せず）が、スパッタリング法または真空蒸着 法によって、変形可能な下部層２８０の上部に形成される。ここで、第２薄膜電 極層２４０及び中間電極層は同一の電導性物質からなる。 しかる後、図３Ｃに示したように、フォトリソグラフィー法またはレーザ切断 法を用いて、中間電極層が横方向にパターニングされてＭ個のパターニング済み の中間電極層２９０が形成される。ここで、パターニング済みの中間電極層２９ ０の各々は互いに分離されており、変形可能な下部層２８０の部分を覆っており 、該部分が下方向に向かっている場合、パターニング済みの中間電極層２９０に よ って覆われた部分は同一列で各接続端子２１４を取り囲むことになる。 その後、図３Ｄに示したように、変形可能な下部層２８０と同一の物質、同一 厚さを有する変形可能な上部層２７０が蒸着法またはスパッタリング法によって 、パターニング済みの中間電極層２９０及び変形可能な下部層２８０の上部に形 成される。 続いて、図３Ｅに示したように、第２薄膜電極層２４０が露出されるまで、変 形可能な両層２７０、２８０がフォトリソグラフィー法またはレーザ切断法によ って、横方向にパターニングされることによって、Ｍ個のパターン層１６０及び 対応数の露出された第２薄膜電極層２４１を有するパターン構造体１５０が形成 される。ここで、各パターン層１６０は露出された第２薄膜電極層２４１の一つ だけ互いに分離されて、各パターン済みの中間電極層２９０を取り囲む。かくし て、各薄膜アクチュエーテッドミラー２０１において、パターン層１６０に対応 する駆動部１８０と露出された第２薄膜電極２４１に対応する光反射部１９０を 形成される。 次に、図３Ｆに示したように、導電性及び光反射性の物質（例えば、Ａｌまた はＡｇ）からなり、５００〜２０００オングストロームの厚さを有する第２薄膜 電極層２３０が、スパッタリング法または真空蒸着法によって、パターン構造体 １５０の上部に形成されることによって、未完成の駆動構造体３００が形成され る。 その後、未完成の駆動構造体３００は薄膜犠牲層２２８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によって、行方向にパターニングされ てＭ×Ｎ個の未完成のアクチュエーテッドミラーのアレイ（図示せず）が形成さ れる。ここで、各未完成のアクチュエーテッドミラーは第１薄膜電極２３５、電 気的に変形可能な上部部材２７５、中間電極２９５、電気的に変形可能な下部部 材２８５及び第２薄膜電極２４５を備える。各未完成のアクチュエーテッドミラ ーにおいて、第１薄膜電極２３５は光反射部１９０の方で第２薄膜電極部２４５ に接続されて、接続端子２１４及びトランジスタに電気的に接続されることによ って、両薄膜電極２３５、２４５は薄膜アクチュエーテッドミラー２０１におい て信号電極として作用する。 最後に、図３Ｇに示したように、薄膜犠牲層２２８がエッチング法によって取 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２０１のア レイ２００が形成される。 図４は、本発明の他の実施例による、Ｍ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラ ー４０１のアレイ４００の断面図であって、各薄膜アクチュエーテッドミラー４ ０１は駆動部３８０及び光反射部３９０を有する。アレイ４００は、各薄膜アク チュエーテッドミラー４０１における光反射部３９０の第１及び第２薄膜電極４ ３５及び４４５が、電気的に変形可能な物質層３７０によって分離されているこ とを除いては、図２中のアレイ２００と同様で、層３７０は光反射部３９０の構 造的なインテグリティー（ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ））を高める働きを果たす。 図５Ａ〜図５Ｄは、Ｍ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラー４０１のアレイ ４００の製造方法を説明するための概略的な断面図である。 アレイ４００の製造プロセスは、図５Ｃに示したように、電気的に変形可能な 上部層４７０及び下部層４８０がフォトリソグラフィー法またはレーザ切断法に よってパターニングされて、変形層３７０が光反射部３９０の方で第２薄膜電極 層４４０の上部に残ることを除いては、図２中のアレイ２００と同様である。 上記した両アレイ２００、４００及びそれらの製造方法においては、各薄膜ア クチュエーテッドミラー２０１、４０１の両変形部がＺｎＯのような結晶学的に 非対称性物質でできているので、例えば、２００〜３００℃の比較的低温で形成 され得るため、その形成の際に高温プロセスを要しないので、薄膜犠牲層に利用 可能な物質を容易に選択することができる。 また、両変形部に対してＺｎＯまたは類似特性の物質を使用することによって 、第１薄膜電極層、第２薄膜電極層及び中間電極層に低融点で、且つ低価の電極 物質を用い得るため、アレイの全体的な製造コストを減らすことができる。。 さらに、アレイ形成の際に高温プロセスは不要とするので、アレイの構造的な 集積性及び駆動性能をより一層向上させることができる。 上記において、本発明の好適な実施の形態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。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．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のア レイであって、該Ｍ及びＮは、各々該アレイにおいて列及び行を表す正の整数で あり、 上面を有し、Ｍ×Ｎ個の接続端子のアレイ及びＭ×Ｎ個のトランジスタのア レイを有する基板を備える能動マトリックスと、 各々がバイモフ構造となされ、駆動部及び光反射部を有するＭ×Ｎ個の駆動 構造体のアレイとを含み、 前記Ｍ×Ｎ個の駆動構造体のアレイに於いて、前記駆動部は第１薄膜電極の 前方部分、電気的に変形可能な上部部材、中間電極、電気的に変形可能な下部部 材及び第２薄膜電極の前方部分を有し、前記光反射部は前記第１薄膜電極の残余 部分及び前記第２薄膜電極の残余部分を有し、前記変形可能な両部材は結晶学的 に非対称性構造をなしヒステリシスが生じなく、２００℃〜３００℃温度にて形 成される物質からなり、前記第２薄膜電極の前方部分の下部は前記各接続端子及 び前記各トランジスタに電気的に接続されて、前記第２薄膜電極が信号電極とし ての働きを果たすようにし、前記変形可能な下部部材は前記第２薄膜電極の前方 部分の上部に位置し、前記中間電極は前記変形可能な下部部材の上部に形成され て共通バイアス電極としての働きを果たし、前記変形可能な上部部材は前記中間 電極を介在して前記変形可能な下部部材の上部に形成され、前記第１薄膜電極は 導電性及び光反射性の物質からなり、前記変形可能な上部部材及び前記光反射部 の方で前記第２薄膜電極の残余部分の上部に位置して、前記第１薄膜電極が前記 第２薄膜電極に電気的に接続されて、前記第１薄膜電極が前記各駆動構造体にお いてミラーのみならず前記信号電極としての働きを果たすようにすることを特徴 とするＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイ。 ２．前記光反射部の方で前記第１及び第２薄膜電極が、電気的に変形可能な物質 層によって分離されることを特徴とする請求の範囲１に記載のＭ×Ｎ個の薄膜ア クチュエーテッドミラーアレイ。 ３．前記変形可能な両部材が、酸化亜鉛またはアルミニウム窒化物からなること を特徴とする請求の範囲１に記載のＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーア レイ。 ４．前記変形可能な上部部材の分極方向が、前記各薄膜アクチュエーテッドミラ ーにおいて、前記変形可能な下部部材の分極方向と同一であることを特徴とする 請求の範囲１に記載のＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイ。 ５．光投射システムに用いられ、各々が光反射部及び駆動部を有する、Ｍ×Ｎ（ 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、 上面を有し、Ｍ×Ｎ個の接続端子のアレイ及びＭ×Ｎ個のトランジスタのア レイを有する、基板を備える能動マトリックスを準備する第１工程と、 前記能動マトリックスの上面に、薄膜犠牲層を形成する第２工程と、 前記能動マトリックスでの前記各接続端子の上部に形成された前記薄膜犠牲 層を取り除く第３工程と、 前記薄膜犠牲層の上面及び前記能動マトリックスの上部に、第２薄膜電極層 を形成する第４工程と、 前記第２薄膜電極層の上部に、結晶学的に非対称性構造をなし、無ヒステリ シス性であり、且つ２００℃〜３００℃温度にて形成される物質からなる、電気 的に変形可能な下部層を形成する第５工程と、 前記変形可能な下部層の上部に、中間電極層を形成する第６工程と、 前記中間電極層を列方向にパターニングして、各々が互いに分離されており 、前記変形可能な下部層の部分を覆って該部分が同列で前記接続端子を取り囲む ようにする、Ｍ個のパターニング済みの中間電極層を形成する第７工程と、 前記変形可能な下部層と同一の物質からなる電気的に変形可能な上部層を、 前記パターニング済みの中間電極層を介在して前記変形可能な下部層の上部に形 成する第８工程と、 前記第２薄膜電極層が露出されるまで、前記変形可能な両層を列方向にパタ ーニングしてＭ個のパターニング済みの層及び対応数の露出された第２薄膜電極 層を有するパターニング済みの構造体を形成することによって、前記各薄膜アク チュエーテッドミラーにおける前記光反射部及び駆動部を規定する第９工 程であって、前記各パターニング済みの層は前記各薄膜アクチュエーテッドミラ ーにおける前記駆動部に対応し、前記露出された第２薄膜電極層の一つだけ互い にから分離されており、前記パターニング済みの中間電極層を取り囲み、前記露 出された第２薄膜電極層の各々は前記各薄膜アクチュエーテッドミラーにおける 前記光反射部に対応する、該第９工程と、 導電性及び光反射性の物質からなる第１薄膜電極層を前記パターニング済み の構造の上部に形成して、未完成のアクチュエーテッド構造体を形成する第１０ 工程と、 前記薄膜犠牲層が露出されるまで前記未完成のアクチュエーテッド構造体を 行方向にパターニングして、各々が第１薄膜電極層、電気的に変形可能な上部部 材、中間電極、電気的に変形可能な下部部材及び第２薄膜電極を有する、Ｍ×Ｎ 個の未完成の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、 前記薄膜犠牲層を取り除くことによって、Ｍ×Ｎ個のアクチュエーテッドミ ラーアレイを形成する第１２工程 と含むことを特徴とする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。 ６．前記薄膜犠牲層が、酸化物またはポリマーからなることを特徴とする請求の 範囲５に記載の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。 ７．前記薄膜犠牲層が、前記酸化物からなる場合はスパッタリング法または真空 蒸着法を用いて、または前記ポリマーからなる場合にはスピンコーティング法を 用いて形成されることを特徴とする請求の範囲５に記載の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。 ８．前記第２薄膜電極層及び前記中間電極層が、０．１〜２μｍの厚さで形成さ れることを特徴とする請求の範囲５に記載の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。 ９．前記第２薄膜電極層及び前記中間電極層が、スパッタリング法または真空蒸 着法によって形成されることを特徴とする請求の範囲８に記載の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。 10．前記変形可能な上下部層が、スパッタリング法または蒸着法によって形成さ れることを特徴とする請求の範囲５に記載の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。 11．前記変形可能な上下部層が、０．１〜２μｍの厚さで形成されることを特徴 とする請求項５に記載の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。 12．前記第１薄膜電極層が、５００〜２０００オングストロームの厚さで形成さ れることを特徴とする請求の範囲５に記載の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。 13．前記第１薄膜電極層が、スパッタリング法または蒸着法によって形成される ことを特徴とする請求の範囲１２に記載の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。 14．前記変形可能な上下部層が、電気的に変形可能な物質層が前記光反射部分に おける前記第２薄膜電極層の上部に残るように、列方向にパターニングされるこ とを特徴とする請求の範囲５に記載の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。