MXPA97004519A - Formacion de espejos accinados por peliculadelgada formados a baja temperatura - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a una formación de espejos accionados por película delgada M x N, en donde M y N son enteros, M y N indicando la columna y la hilera en la formación respectivamente para usarse en un sistema de proyecciónóptica, la formación comprende:una matriz activa que tiene una superficie superior y que incluye un substrato con una formación de terminales de conexión M X N y una formación de transistores M x N;y una formación de estructuras de accionamiento M x N, cada una de las estructuras de accionamiento siendo de una estructura bimorfa, cada una de las estructuras de accionamiento tiene porciones de accionamiento y reflectores de luz, la porción de accionamiento en cada una de las estructuras de accionamiento incluye una porción frontal de un primer electrodo de película delgada, un miembro electrodesplazable superior, un electrodo intermedio, un miembro electrodesplazable inferior y una porción frontal de un segundo electrodo de película delgada, la porción reflectora de luz incluye la porción restante del primer electrodo de película delgada y la porción restante del segundo electrodo de película delgada estando fabricados los miembros electrodesplazables de un material caracterizado porque es cristalográficamente asimétrico, que no exhibe histéresis y se forma a una temperatura que varía de 200 grados C a 300 grados C, en donde la parte interior de la porción frontal del segundo electrodo de película delgada se conecta eléctricamente con cada uno de los terminales de conexión, y cada uno de los transistores para de esta manera permitir que el segundo electrodo de película delgada funcione como un electrodo de señal, el miembro electrodesplazable inferior se coloca en la parte superior de la porción frontal del segundo electrodo de película delgada, el electrodo intermedio se forma en la parte superior del miembro electrodesplazable inferior y funciona como un electrodo de polarización común, el miembro electrodesplazable superior se coloca en la parte superior del miembro electrodesplazable inferior con el electrodo intermedio colocado entre los mismos, y el primer electrodo de película delgada fabricada de un material reflector de luz y eléctricamente conductor se coloca en la parte superior del miembro electrodesplazable superior, y la porción restante del segundo electrodo de película delgada en la porción reflectora de luz, conectando de esta manera eléctricamente el primer electrodo de película delgada, permitiendo que el primer electrodo de película delgada funcione como un espejo y el electrodo de señal en cada una de las estructuras de accionamiento.

Description

"FORMACIÓN DE ESPEJOS ACCIONADOS POR PELÍCULA DELGADA FORMADOS A BAJA TEMPERATURA" CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con un sistema de proyección óptica; y, más particularmente, con una formación de espejos accionados por película delgada M x N, cada uno de los espejos accionados por película delgada siendo de una estructura Dimorfa, para usarse en el sistema y un método para la fabricación de los mismos.

ANTECEDENTES DE LA TÉCNICA Entre los distintos sistemas de presentación de video disponibles en la técnica, se sabe que un sistema de proyección óptica es capaz de proporcionar presentaciones de alta calidad a gran escala. En este sistema de proyección óptica, la luz de una lámpara se ilumina uniformemente hacia una formación de v.gr., espejos accionados por película delgada M a N, en donde cada uno de los espejos está acoplado con cada uno de los accionadores. Los accionadores pueden fabricarse de un material electrodesplazable, tal como un material piezoeléctrico o un material electrorrestrictivo que se deforma en respuesta a un campo eléctrico aplicado al mismo. El haz luminoso reflejado de cada uno de los espejos es incidente sobre una abertura de v.gr., un deflector óptico. Aplicando una señal eléctrica a cada uno de los accionadores, la posición relativa de cada uno de los espejos con respecto al haz luminoso incidente se altera, ocasionando de esta manera una desviación en la trayectoria óptica del haz reflejado desde cada uno de los espejos. A medida que se varia la trayectoria óptica de cada uno de los rayos reflejados, la cantidad de luz reflejada desde cada uno de los espejos que pasa a través de la abertura se cambia, modulando de esta manera la intensidad del haz. Los haces modulados a través de la abertura son transmitidos hacia una pantalla de proyección a través de un dispositivo óptico apropiado, tal como un lente de proyección para de esta manera presentar una imagen sobre el mismo. En las Figuras 1A a 1G, se ilustran pasos de fabricación involucrados para la fabricación de una formación 100 de espejos 101 accionados por película delgada M x N, en donde M y N son enteros, M y N indicando la columna y la hilera en la formación 100, respectivamente que se da a conocer en una solicitud copendiente seguida conmúnmente, la Solicitud de Patente Norteamericana Número de Serie 08/430,628, denominada "THIN FILM ACTUATED MIRROR ARRAY" . El proceso para fabricar la formación 100 comienza con la preparación de una matriz 10 activa que tiene una superficie superior y que comprende un substrato 12, una formación de transistores M x N, (no mostrados) y una formación de terminales 14 de conexión M x N. En un paso subsecuente, se forma en la superficie superior de la matriz 10 activa una capa 28 sacrificatoria de película delgada, usando un método de bombardeo iónico o de evaporación si la capa 28 sacrificatoria de película delgada se fabrica de un metal, una deposición de vapor química (CVD) o un método de revestimiento por centrifugación si la capa 28 sacrificatoria de película delgada se fabrica de un vidrio de fósforo, silicato (PSG) , o un método de CVD si la capa 28 sacrificatoria de película delgada se fabrica de un poli-Si. Luego se forma una capa 20 de soporte incluyendo una formación de miembros 24 de soporte M x N, rodeados mediante la capa 28 sacrificatoria de película delgada, en donde la capa 20 de soporte se forma: creando una formación de ranuras vacias M x N (no ilustradas) en la capa 28 sacrificatoria de película delgada, usando un método de fotolitografía, cada una de las ranuras vacias estando colocadas alrededor de los terminales 14 de conexión; y formando un miembro 24 de soporte en cada una de las ranuras vacias colocadas alrededor de los terminales 14 de conexión usando un método de bombardeo iónico o un método de CVD, como se muestra en la Figura 1A. Los miembros 24 de soporte se fabrican de un material aislante. En un siguiente paso, una capa elástica 60 fabricada del mismo material que los miembros 24 de soporte se forma sobre la parte superior de la capa 20 de soporte, usando un Sol-Gel, un método de bombardeo iónico o un método de CVD. Subsecuentemente, un conducto 22 fabricado de un metal se forma en cada uno de los miembros 24 de soporte: creando primero una formación de agujeros M x N (no ilustrados) cada uno de los agujeros extendiéndose desde la parte superior de la capa 60 elástica hasta la parte superior de los terminales 14 de conexión usando un método de gravado; y llenando los mismos con un metal para de esta manera formar el conducto 22, como se muestra en la Figura IB. En un siguiente paso, una segunda capa 40 de película delgada fabricada de un material eléctricamente conductor se forma en la parte superior de la capa 60 elástica incluyendo los conductos 22, usando un método de bombardeo iónico. La segunda capa 40 de película delgada se conecta eléctricamente con los transistores a través de los conductos 22 formados en los miembros 24 de soporte. Luego, una capa 70 de electrodesplazamiento de película delgada fabricada de un material piezoeléctrico v.gr., titanato de plomo-zirconio (PZT) se forma en la parte superior de la segunda capa 40 de película delgada usando un método de bombardeo iónico, un método de CVD o un método de Sol-Gel, como se muestra en la Figura 1C. En un paso siguiente, la capa 70 electrodesplazable de película delgada, la segunda capa 40 de película delgada y la capa 60 elástica se forman en una formación de miembro 75 electrodesplazables de película delgada M x N, una formación de segundos electrodos 45 de película delgada M x N y una formación del miembro 65 elástico M x N, usando un método de fotolitografía o de recorte de láser hasta que queda expuesta la capa 20 de soporte, como se muestra en la Figura ID. Cada uno de los segundos electrodos 45 de película delgada se conecta eléctricamente con el transistor a través del conducto 22 formado en cada uno de los miembros 24 de soporte y funciona como un electrodo de señal en los espejos 101 accionados por película delgada. Luego, cada uno de los miembros electrodesplazable de película delgada 75 se trata térmicamente a una temperatura elevada, v.gr., de alrededor de 650°C en el caso de PZT, para permitir que se efectúe en una transición de fase para de esta manera formar una formación de estructuras tratadas térmicamente M x N (no ilustradas) . Puesto que cada uno de los miembros 75 electrodesplazables de película delgada es lo suficientemente delgado, no hay necesidad de entibar el mismo en caso de que se fabrique de un material piezoeléctrico: puesto que puede entibarse con la señal eléctrica aplicada durante la operación de los espejos 101 accionados por película delgada. Después del paso anteriormente citado, una formación de primeros electrodos 35 de película delgada M x N fabricados de un material eléctricamente conductor y reflector de luz se forma en la parte superior de los miembros 75 electrodesplazables de película delgada en la formación de estructuras tratadas térmicamente M x N, formando primero una capa 30, fabricada del material eléctricamente conductor y reflector de luz, cubriendo completamenta la parte superior de la formación de estructuras tratadas térmicamente M x N, incluyendo la capa 20 de soporte expuesta, usando un método de bombardeo iónico como se muestra en la Figura 1E y luego removiendo selectivamente la capa 30, usando un método de grabado, dando por resultante en una formación 110 de estructura 111 de espejo accionadas M x N, en donde cada una de las estructuras de espejo accionadas incluye una superficie superior y cuatro superficies laterales como se muestra en la Figura 1F. Cada uno de los primeros electrodos 35 de película delgada funciona como un espejo asi como un electrodo de polarización en los espejos 101 accionados por película delgada. El paso anterior luego es seguido cubriendo completamente la superficie superior de las cuatro superficies laterales en cada una de las estructuras 111 de espejo accionadas con una capa de protección de película delgada (no ilustrada) . La capa 28 sacrificatoria de película delgada en la capa 20 de soporte luego se remueve usando un método de grabado. Finalmente, se remueve la capa de protección de película delgada para de esta manera formar la formación 100 de espejo 101 accionados por película delgada M x N, como se muestra en la Figura 1G. Hay ciertas deficiencias asociadas con el método anteriormente descrito para fabricar la formación 100 de espejos 101 accionados por película delgada M x N. La formación de los miembros 75 electrodesplazables de película delgada involucra una alta temperatura y, por lo tanto debe tenerse cuidado al seleccionar un material apropiado para la capa 28 sacrificatoria de película delgada, capaz de resistir la alta temperatura requerida en la formación de la misma. Además, puesto que el método para la fabricación de la formación 100 involucra el proceso a alta temperatura, los materiales del electrodo usados deben también ser capaces de resistir la alta temperatura y estos materiales del electrodo usualmente son costosos, lo cual a su vez aumentará el costo de fabricación de la formación 100. Además, la alta temperatura requerida durante la formación de los miembros 75 electrodesplazables de película delgada puede afectar perjudicialmente la integridad estructural de cada uno de los espejos 101 accionados por película delgada, que puede comprometer el funcionamiento total de la formación 100. Además de las deficiencias anteriormente descritas en el método para la fabricación de la misma, la formación 100 preparada de esta manera tiene una desventaja principal, siendo la desventaja la eficiencia óptica total. Cuando cada uno de los espejos 101 accionados por película delgada se deforma en respuesta a un campo eléctrico aplicada a través del miembro 75 electrodesplazable de película delgada del mismo, el primer electrodo 35 de película delgada fijada al mismo que también actúa como un espejo se deforma también para de esta manera en vez de crear una superficie superior plana crea una superficie superior curvada desde la cual se reflejan los haces luminosos. Como resultado, disminuye la eficiencia óptica total de la formación 100.

EXPOSICIÓN DE LA INVENCIÓN Por lo tanto, un objeto principal de la presente invención es proporcionar un método para la fabricación de una formación de espejos accionados por película delgada M x N para usarse en un sistema de proyección óptica, estando el método exento del proceso de alta temperatura haciendo de esta manera posible emplear un material menos costoso que se selecciona de una variedad de materiales para la capa sacrificatoria de película delgada y los electrodos. Otro objeto de la presente invención es proporcionar una formación de espejos accionados por película delgada M x N para usarse en un sistema de proyección óptico que permita la remoción del proceso de alta temperatura durante la fabricación de la misma. Todavía otro objeto de la presente invención es proporcionar una formación de espejos accionados por película delgada M x N para usarse en un sistema de proyección óptica que tiene una eficiencia óptica mejorada. De conformidad con un aspecto de la presente invención se proporciona un método para la fabricación de una formación de espejos accionados por película delgada M x N, en donde M y N son enteros y cada uno de los espejos accionados por película delgada incluye una porción reflectora de luz y una porción de accionamiento, para usarse en un sistema de proyección óptica, el método comprende los pasos de: proporcionar una matriz activa que tiene una superficie superior, la matriz activa incluye un substrato con una formación de transistores M x N y una formación de terminales de conexión M x N; formar una placa sacrificatoria de película delgada sobre la superficie superior de la matriz activa, remover porciones de la capa sacrificatoria de película delgada formada alrededor de la parte superior de cada uno de los terminales de conexión en la matriz activa; formar una segunda capa de electrodo de película delgada sobre la parte superior de la capa sacrificatoria de película de delgada y la superficie superior de la matriz activa; depositar una capa electrodesplazable inferior en la parte superior de la segunda capa de electrodo de película delgada, en donde la capa electrodesplazable inferior se fabrica de un material caracterizado porque es cristalográficamente asimétrico, no exhibe histéresis y se forma a una temperatura que varia de 200°C a 300°C; formar una capa de electrodo intermedia en la parte superior de la capa electrodesplazable inferior; modelar la capa del electrodo intermedia en una dirección columnar para producir M número de capas de electrodo intermedias modeladas, en donde cada una de las capas de electrodo intermedias modeladas se desconecta una de la otra y cubre una porción de la capa electrodesplazable inferior de tal manera que la porción abarca los terminales de conexión en una misma columna; depositar una capa electrodesplazable superior, fabricada del mismo material que la capa electrodesplazable inferior, sobre la parte superior de la capa electrodesplazable inferior con las capas de electrodo intermedias modeladas colocadas entre las mismas; modelar las capas electrodesplazables superior e inferior en la dirección columnar hasta que la segunda capa de electrodo de película delgada se exponga para producir una estructura modelada incluyendo M número de capas modeladas y un número correspondiente de segundas capas de electrodos de película delgada expuestas para de esta manera definir la porción de accionamiento y la porción reflectora de luz en cada uno de los espejos accionados por película delgada, en donde cada una de las capas modeladas corresponde a la porción de accionamiento en cada uno de los espejos accionados por película delgada, se desconecta uno del otro por una de las segundas capas del electrodo de película delgada expuestas y rodea cada una de las capas de electrodo intermedias modeladas, y cada una de las segundas capas de electrodo de película delgada expuestas corresponde a la porción reflectora de luz en cada uno de los espejos accionados por película delgada; formar una primera capa de electrodo de película delgada fabricada de un material eléctricamente conductor y reflector en la parte superior de la estructura modelada para producir una estructura accionada semiacabada; modelar la estructura accionada semiacabada en una dirección de la hilera hasta que la capa sacrificatoria de película delgada se expone hacia una formación de expejos accionados semiacabados M x N, en donde cada uno de los espejos accionados semiacabados incluye un primer electrodo de película delgada, un miembro electrodesplazable superior, un electrodo intermedio, un miembro electrodesplazable inferior y un segundo electrodo de película delgada; y remover la capa sacrificatoria de película delgada para de esta manera formar una formación de espejos accionados por película delgada M x N. De conformidad con otro aspecto de la presente invención, se proporciona una formación de espejos accionados por película delgada M x N, en donde M y N son enteros, para usuarse en un sistema de proyección óptica, la formación comprende: una matriz activa que tiene una superficie superior y que incluye un substrato con una formación de terminales de conexión M x N y una formación de transistores M x N; una formación de estructuras de accionamiento M x N, cada una de las estructuras de accionamiento siendo de una estructura bimorfa, cada una de las estructuras de accionamiento tiene una porción de accionamiento y una porción reflectora de luz, la porción de accionamiento en cada una de las estructuras de accionamiento incluye una porción frontal de un primer electrodo de película delgada, un miembro electrodesplazable superior, un electrodo intermedio, un miembro electrodesplazable inferior y una porción frontal de un segundo electrodo de película delgada, la porción reflectora de luz incluye la porción restante del primer electrodo de película delgada y una porción restante del segundo electrodo de película delgada, los miembros electrodesplazables estando fabricados de una material caracterizado porque es cristalográficamente asimétrico, no exhibe histéresis y se forma a una temperatura que varía de 200°C a 300°C, en donde la parte inferior de la porción frontal del segundo electrodo de película delgada se conecta eléctricamente con cada uno de los terminales de conexión y cada uno de los transistores para de esta manera permitir que el segundo electrodo de película delgada funcione como un electrodo de señal, el miembro electrodesplazable inferior se coloca en la parte superior de la porción frontal del segundo electrodo de película delgada, el electrodo intermedio se forma en la parte superior del miembro electrodesplazable inferior y funciona como un electrodo de polarización común, el miembro electrodesplazable superior se coloca sobre la parte superior del miembro electrodesplazable inferior con el electrodo intermedio colocado entre los mismos, y el primer electrodo de película delgada fabricado de un material reflector de luz eléctricamente conductor, se coloca en la parte superior del miembro electrodesplazable superior y la porción restante del segundo electrodo de película delgada en la porción reflectora de luz, conectando de esta manera eléctricamente el primer electrodo de película delgada con el segundo electrodo de película delgada, permitiendo que el primer electrodo de película delgada funcione como un espejo y el electrodo de señal en cada una de las estructuras de accionamiento.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Los objetos y particularidades anteriores y otros de la presente invención se harán evidentes de la siguiente descripción de las modalidades preferidas proporcionadas junto con los dibujos que se acompañan, en donde: Las Figuras 1A a 1G son vistas en sección transversal esquemáticas que ilustran un método para la fabricación de una formación de espejos accionados por película delgada M x N, dada a conocer anteriormente; La Figura 2 es una vista en sección transversal de una formación de espejos accionados por película delgada M x N de conformidad con una modalidad de la presente invención; Las Figuras 3A a 3G son vistas en sección transversal esquemáticas que dan a conocer un método para la fabricación de la formación de la invención de espejos accionados por película delgada M x N ilustrados en la Figura 2; La Figura 4 es una vista en sección transversal de una formación de espejos accionados por película delgada M x N de conformidad con otra modalidad de la presente invención; y Las Figuras 5A a 5D son vistas en sección transversal esquemáticas que dan a conocer un método para la fabricación de la formación de espejos accionados por película delgada M x N, mostrada en la Figura 4.

MODOS PARA LLEVAR A CABO LA INVENCIÓN Se proporcionan en las Figuras 2 y 5, una vista en sección transversal de una formación 200, 400 de la invención, de espejos 201, 401 accionados por película delgada M x N, en donde M y N son enteros, indicando M y N la columna y la hilera de la formación 200, 400 respectivamente para usarse en un sistema de proyección óptica y vistas en sección transversal esquemáticas que dan a conocer un método para la fabricación de los mismos, respectivamente. Debe observarse que las piezas iguales que aparecen en las Figuras 2 y 5 se representan mediante números de referencia iguales. En la Figura 2, se proporciona una vista en sección transversal de la formación 12 de la invención de los espejos 201 accionados por película delgada M x N, comprendiendo la formación 201, una matriz 210 activa y una formación de estructuras 250 de accionamiento M x N, en donde cada una de las estructuras 250 de accionamiento tiene una estructura bimorfa. La matriz 210 activa incluye un sustrato 212 con una formación de terminales 214 de conexión M x N, y una formación de transistores M x N (no ilustrados) en donde cada uno de los terminales 214 de conexión está conectado eléctricamente con los transistores. Cada una de las estructuras 250 de accionamiento se proporciona con las porciones 180, 190 de accionamiento y reflectoras de luz. La porción 180 de accionamiento en cada una de las estructuras 250 de accionamiento incluye una porción frontal de un segundo electrodo 245 de película delgada, un miembro 235 electrodesplazable inferior, un electrodo 295 intermedio, un miembro 275 electrodesplazable superior y una porción frontal de un primer electrodo 235 de película delgada; y la porción 190 reflectora de luz se forma mediante las porciones restantes del primero y el segundo electrodos 235, 245 de película delgada colocadas en la parte superior del otro. La parte inferior de la porción frontal del segundo electrodo 245 de película delgada en la porción 180 de accionamiento en cada una de las estructuras 250 de accionamiento se fija a la superficie superior de la matriz 210 activa de tal manera que se conecta eléctricamente con cada uno de los terminales 214 de conexión que a su vez se conecta eléctricamente con cada uno de los transistores, permitiendo de esta manera que el segundo electrodo 245 de película delgada funcione como un electrodo de señal en cada una de las estructuras 250 de accionamiento. El miembro 285 electrodesplazable inferior se coloca en la parte superior de la porción frontal del segundo electrodo 245 de película delgada. El electrodo 295 intermedio se coloca entre los miembros 275, 285 electrodesplazables superior e inferior y funciona como un electrodo de polarización común en cada una de las estructuras 250 de accionamiento. El miembro 275 electrodesplazable superior se coloca en la parte superior del miembro 285 electrodesplazable inferior con el electrodo 295 intermedio colocado entre los mismos. El primer electrodo 235 de película delgada fabricada de un material eléctricamente conductor y reflector de luz se coloca en la parte superior del miembro 275 electrodesplazable superior y en la parte superior de la porción restante del segundo electrodo de película delgada 245 de la porción 190 reflectora de luz, conectando eléctricamente el primer electrodo 235 de película delgada con el segundo electrodo 245 de película delgada para de esta, manera permitir que el primer electrodo 235 de película delgada, funcione como un espejo asi como el electrodo de señal en cada una de las estructuras 250 de accionamiento. Los miembros electrodesplazables superior e inferior 275, 285 en cada uno de los espejos 201 accionados por película delgada se fabrican de un material cristalográficamente asimétrico, v.gr., óxido de zinc (ZnO) o nitruro de aluminio (A1N) , estando además caracterizado el material porque: no exhibe un lazo de histéresis; puede formarse a una temperatura que varia de 200°C a 300°C. El uso de este material para los miembros 275, 285 electrodesplazables superior e inferior a su vez permite el uso de materiales de electrodo de baja fusión y más económicos, tales como aluminio (Al) , o plata (Ag) , en el primero, el segundo y los electrodos de película delgada intermedios 235, 245, 295, reduciendo de esta manera el costo de fabricación total de la formación 200. La dirección de polarización del miembro 275 electrodesplazable superior es idéntica a aquélla del miembro 285 electrodesplazable inferior. Cuando se aplica un campo eléctrico a través de los miembros 275, 285 electrodesplazables superior e inferior en cada uno de los espejos 201 accionados por película delgada, la dirección de polarización en uno de los miembros electrodesplazables coincide con el campo eléctrico y aquél del otro miembro electrodesplazable es opuesto del campo eléctrico. En este caso, el miembro electrodesplazable cuya dirección de polarización coincide con el campo eléctrico, se expanderá verticalmente y se contraerá horizontalmente, y el miembro electrodesplazable cuya dirección de polarización es opuesta a la del campo eléctrico se contraerá verticalmente y se expandirá horizontalmente, dando lugar de esta manera a un modo de funcionamiento bimorfo. Además, a medida que el primero y segundo electrodos 235, 245 de película delgada se unen juntos para formar la porción 190 reflectora de luz en cada uno de los espejos 201 accionados por película delgada, y la porción 190 reflectora de luz en cada una de las estructuras 250 de accionamiento permanece más plana cuando se aplica una señal eléctrica a los espejos 201 accionados por película delgada, permitiendo que se utilicen completamente para reflejar el haz de luz, mejorando de esta manera la eficiencia óptica de cada uno de los espejos 201 accionados por película delgada. En las Figuras 3A a 3G, se proporcionan vistas en sección transversal esquemáticas que dan a conocer un método para la fabricación de la formación 200 de la invención de los espejos 201 accionados por película delgada M x N. El proceso para fabricar la formación 200 comienza con la preparación de una matriz 210 activa, que tiene una superficie superior y que incluye un substrato 212 como una formación de terminales 214 de conexión M x N y una formación de transistores M x N (no ilustrados) en donde el substrato 212 se fabrica de un material aislante v.gr., una oblea de Si. En un paso subsecuente, una capa 228 sacrificatoria de película delgada fabricada de un óxido v.gr., ZnO, o un polímero v.gr., una poliimida, y que tiene un espesor de 1 a 2 micrómetros, se forma en la parte superior de la matriz 210 activa usando un método de bombardeo iónico o de evaporación al vacio si la capa 228 sacrificatoria de película delgada se fabrica de un óxido, o un método de revestimiento por centrifugación si la capa 228 sacrificatoria de película delgada se fabrica de un polímero. Luego, las porciones de la capa 228 sacrificatoria de película delgada formadas alrededor de la parte superior de cada uno de los terminales 214 de conexión en la matriz 210 activa se remueven, exponiendo de esta manera los mismos usando un método de fotolitografía. Subsecuentemente, una segunda capa 240 de electrodo de película delgada fabricada de un primer material eléctricamente conductor v.gr., aluminio (Al) o plata (Ag) , y que tiene un espesor de 0.1 a 2 micrómetros, se forma en la parte superior de la capa 228 sacrificatoria de película delgada y la capa superior expuesta de la matriz 210 activa, usando un método de bombardeo iónico o de evaporación al vacío de tal manera que la segunda capa 240 del electrodo de pelícuLa delgada se conecta eléctricamente con los terminales 214 de conexión, como se muestra en la Figura 3A. Como se muestra en la Figura 3B, una capa 280 electrodesplazable inferior fabricada de un material formador a baja temperatura cristalográficamente asimétrico, v.gr., ZnO y que tiene un espesor de 0.1 a 2 micrómetros, se forma en la parte superior de la segunda capa 240 del electrodo de película delgada, usando un método de evaporación o un método de bombardeo iónico. En el siguiente paso, una capa del electrodo intermedio (no ilustrada) fabricada de un segundo material eléctricamente conductor, v.gr., Al o Ag, que tiene un espesor de 0.1 a 2 micrómetros se deposita en la parte superior de la capa 280 electrodesplazable inferior usando un método de bombardeo iónico o un método de evaporación al vacío. La segunda capa 240 de electrodo de película delgada y la capa de electrodo intermedia se pueden fabricar del mismo material eléctricamente conductor. Luego, la capa de electrodo intermedia se modela en la dirección columnar para producir M número de capas 290 de electrodo intermedias modeladas como se muestra en la Figura 3C, usando un método de fotolitografía de recorte de láser en donde cada una de las capas 290 de electrodo intermedia modelada se desconecta de cada otra y cubre una porción de la capa 280 electrodesplazable inferior de tal manera que la porción cubierta mediante cada una de las capas 290 de electrodo intermedias modeladas abarca los terminales 214 de conexión en la misma columna, cuando la porción se proyecta hacia abajo. En un siguiente paso, como se muestra en la Figura 3D, una capa 270 electrodesplazable superior fabricada del mismo material y que tiene el mismo espesor que la capa 280 electrodesplazable inferior se forma en la parte superior de las capas 290 de electrodo intermedias modeladas y la capa 280 electrodesplzable inferior, usando un método de evaporación o un método de bombardeo iónico . En un paso siguiente, las capas 270, 280 electrodesplazables superior e inferior se modelan en la dirección columnar hasta que la segunda capa 240 de electrodo de película delgada se expone usando un método de fotolitografía o de recorte de láser para producir una estructura 150 modelada incluyendo M número de capas 160 modeladas y un número correspondiente de segundas capas 214 de electrodo de película delgada, en donde cada una de las capas 160 modelada se separa una de la otra mediante las segundas capas 241 de electrodo de película delgada expuestas y rodea cada una de las capas 290 de electrodo intermedias modeladas como se muesra en la Figura 3E. Este paso da lugar a la porción 180 de accionamiento y la porción 190 reflectora de luz en cada uno de los espejos 201 accionados por película delgada con la porción 180 de accionamiento correspondiendo a la capa 160 modelada, y la porción 190 reflectora de luz correspondiendo a la segunda capa 241 de electrodo de película delgada expuesta. Luego, una primera capa 230 de electrodo de película delgada fabricada de un material eléctricamente conductor y reflector de luz, v.gr., Al o Ag, y que tiene un espesor de 500 a 2000 unidades angstrom, se forma sobre la estructura 150 modelada usando un método de bombardeo iónico o de evaporación al vacio para de esta manera producir una estructura 300 accionada semiacabada, como se muestra en la Figura 3F. Después del paso anterior, la estructura 300 accionada semiacabada se modela en una dirección de la hilera hasta que la capa 228 sacrificatoria de película delgada se expone hacia una formación de espejos accionados en acabados M x N (no ilustrados), cada uno de los espejos semiacabados accionados incluye un primer electrodo 235 de película delgada, un miembro 275 electrodesplazable superior, un electrodo 295 intermedio, un miembro 285 electrodesplazable inferior y un segundo electrodo de película delgada 245, usando un método de fotolitografía o de recorte de láser. En cada uno de los espejos accionados semiacabados, el primer electrodo 235 de película delgada se conecta con el segundo electrodo de película delgada 245 en la porción 190 reflectora de luz que, a su vez, se conecta eléctricamente con el terminal 214 de conexión y el transistor, permitiendo de esta manera que el primero y segundo electrodos 235, 245 de película delgada funcionen como un electrodo de señal en el espejo 201 accionado de película delgada.

Finalmente, la capa 228 sacrificatoria de película delgada luego se remueve usando un método de grabado para de esta manera formar la formación 200 de espejos 201 accionados por película delgada M x N, como se muestra en la Figura 3G. En la Figura 4 se proporciona una vista en sección tranversal de una formación 400 de espejos 401 accionados por película delgada M x N de conformidad con otra modalidad de la presente invención en donde cada uno de los espejos 401 accionados por película delgada incluye una porción 380 de accionamiento y una porción 390 reflectora de luz. La formación 400 es semejante a la formación 200 mostrada en la Figura 2 con la excepción de que el primero y el segundo electrodos 435, 445 de película delgada en la porción 390 reflectora de luz en cada uno de los espejos 401 accionados por película delgada se separan mediante una capa 370 de un material electrodesplazable, proporcionando la capa 370 un soporte adicional para mejorar la integridad estructural de la porción 390 reflectora de luz de la misma. En las Figuras 5A a 5D, se proporcionan vistas en sección transversal esquemáticas que dan a conocer un método para la fabricación de la formación 40 de espejos 401 accionados por película delgada M x N.

El proceso para fabricar la formación 400 es semejante a aquél de la formación 200 que se muestra en la Figura 2 con la excepción de que las capas 470, 480 electrodesplazables superior e inferior se modelan usando un método de fotolitografía o un método de recorte de láser de tal manera que una capa 370 del material electrodesplazable se deja en la parte superior de la segunda capa 440 del electrodo de película delgada en la porción 390 reflectora de luz como se ilustra en la Figura 5C. En las formaciones 200, 400 descritas anteriormente y los métodos para la fabricación de las mismas, puesto que los miembros electrodesplazables superior e inferior de cada uno de los espejos 201, 401 accionados por película delgada se fabrican de un material critalográficamente asimétrico, v.gr., ZnO que se puede formar a temperatura relativamente baja, v.gr., de 200°C a 300°C, se puede evitar el proceso de alta temperatura durante la formación de los mismos haciendo posible de esta manera seleccionar un material que va a usarse para la capa sacrificatoria de película delgada de una escala más amplia de materiales. Además, el uso v.gr., de ZnO o un material que tiene propiedades semejantes para los miembros electrodesplazables superior e. inferior permite el uso de materiales de electrodo de fusión baja y por lo tanto, más económicos en los electrodos de película delgada primero, segundo e intermedio, reduciendo de esta manera el costo de fabricación total de la formación. Además, puesto que la formación se forma sin usar el proceso a alta temperatura, la integridad estructural y por lo tanto, el funcionamiento de la misma se puede conservar mejor. Aún cuando la presente invención se ha descrito con respecto a ciertas modalidades preferidas únicamente, pueden hacerse otras modificaciones y variaciones sin desviarse del alcance de la presente invención, como se señala en las siguientes reivindicaciones:

Claims (14)

R E I V I N D I C A C I O N E S:

1. Una formación de espejos accionados por película delgada M x N, en donde M y N son enteros, M y N indicando la columna y la hilera en la formación respectivamente para usarse en un sistema de proyección óptica, la formación comprende: una matriz activa que tiene una superficie superior y que incluye un substrato con una formación de terminales de conexión M x N y una formación de transistores M x N; y una formación de estructuras de accionamiento M x N, cada una de las estructuras de accionamiento siendo de una estructura bimorfa, cada una de las estructuras de accionamiento tiene porciones de accionamiento y reflectoras de luz, la porción de accionamiento en cada una de las estructuras de accionamiento incluye una porción frontal de un primer electrodo de película delgada, un miembro electrodesplazable superior, un electrodo intermedio, un miembro electrodesplazable inferior y una porción frontal de un segundo electrodo de película delgada, la porción reflectora de luz incluye la porción restante del primer eLectrodo de película delgada y la porción restante del segundo electrodo de película delgada estando fabricados los miembros electrodesplazables de un material caracterizado porque es cristalográficamente asimétrico, que no exhibe histéresis y se forma a una temperatura que varia de 200°C a 300°C, en donde la parte interior de la porción frontal del segundo electrodo de película delgada se conecta eléctricamente con cada uno de los terminales de conexión, y cada uno de los transistores para de esta manera permitir que el segundo electrodo de película delgada funcione como un electrodo de señal, el miembro electrodesplazable inferior se coloca en la parte superior de la porción frontal del segundo electrodo de película delgada, el electrodo intermedio se forma en la parte superior del miembro electrodesplazable inferior y funciona como un electrodo de polarización común, el miembro electrodesplazable superior se coloca en la parte superior del miembro electrodesplazable inferior con el electrodo intermedio colocado entre los mismos, y el primer electrodo de película delgada fabricada de un material reflector de luz y eléctricamente conductor se coloca en la parte superior del miembro electrodesplazable superior, y la porción restante del segundo electrodo de película delgada en la porción reflectora de luz, conectando de esta manera eléctricamente el primer electrodo de película delgada con el segundo electrodo de película delgada, permitiendo que el primer electrodo de película delgada funcione como un espejo y el electrodo de señal en cada una de las estructuras de accionamiento.

2. La formación de conformidad con la reivindicación 1, en donde el primero y segundo electrodos de la película delgada en la porción reflectora de luz se separan mediante una capa de un material electrodesplazable .

3. La formación de conformidad con la reivindicación 1, en donde los miembros electrodesplazables superior e inferior se fabrican de óxido de zinc con nitruro de aluminio.

4. La formación de conformidad con la reivindicación 1, en donde una dirección de polarización del miembro electrodesplazable superior es idéntica a aquélla del miembro electrodesplazable inferior en cada uno de los espejos accionados por película delgada.

5. Un método para la fabricación de una formación de espejos accionados por película delgada M x N, en donde M y N son enteros y cada uno de los espejos accionados por película delgada incluye una porción reflectora de luz y una porción de accionamiento para usarse en un sistema de proyección óptica, el método comprende los pasos de: proporcionar una matriz activa que tiene una superficie superior, la matriz activa incluye un substrato con una formación de transistores M x N y una formación de terminales de conexión M x N; formar una capa sacrificatoria de película delgada en la superficie superior de la matriz activa; remover las porciones de la capa sacrificatoria de película delgada formada alrededor de la parte superior de cada uno de los terminales de conexión en la matriz activa; formar una segunda capa de electrodo de película delgada en la parte superior de la capa sacrificatoria de película delgada y la superficie superior de la matriz activa; depositar una capa electrodesplazable inferior en la parte superior de la segunda capa de electrodo de película delgada, en donde la capa electrodesplazable inferior se fabrica de un material caracterizado porque es cristalográficamente asimétrico, no exhibe histéresis y se forma a una temperatura que varia de 200°C a 300°C; formar una capa de electrodo intermedia en la parte superior de la capa electrodesplazable inferior; modelar la capa de electrodo intermedia en una dirección columnar para producir M número de capas de electrodo intermedias modeladas, en donde cada una de las capas de electrodo intermedias modeladas se desconecta una de la otra y cubre una porción de la capa electrodesplazable inferior de tal manera que la porción rodea los terminales de conexión en una misma columna; depositar una capa electrodesplazable superior fabricada del mismo material que aquél de la capa electrodesplazable inferior en la parte superior de la capa electrodesplazable inferior con las capas de electrodo intermedias modeladas colocadas entre las mismas; modelar las capas electrodesplazables superior e inferior en la dirección columnar hasta que la segunda capa de electrodo de película delgada se expone para producir una estructura modelada incluyendo M número de capas modeladas y un número correspondiente de segundas capas de electrodo de película delgada expuestas para de esta manera definir la porción de accionamiento y la porción reflectora del luz en cada uno de los espejos accionados por película delgada, en donde cada una de las capas modeladas corresponde a la porción de accionamiento en cada uno de los espejos accionados por película delgada, que se desconecta uno del otro mediante una de las segundas capas de electrodo de película delgada expuestas y rodea cada una de las capas de electrodo intermedias modeladas y cada una de las capas de electrodo de película delgada segundas expuestas corresponde a la porción reflectora de luz en cada uno de los espejos accionados por película delgada; formar una primera capa de electrodo de película delgada fabricada de un material eléctricamente conductor y reflector de luz en la parte superior de la estructura modelada para producir una estructura accionada semiacabada; modelar la estructura accionada semiacabada en una dirección de la hilera hasta que la capa sacrificatoria de película delgada se expone, en una capa de espejos accionados semiacabados M x N, en donde cada uno de los espejos accionados semiacabados incluye una primer electrodo de película delgada, un miembro electrodesplazable superior, un electrodo intermedio, un miembro electrodesplazable inferior y un segundo electrodo de película delgada; y remover la capa sacrificatoria de película delgada para de esta manera formar una formación de espejos accionados por película delgada M x N.

6. El método de conformidad con la reivindicación 5, en donde la capa sacrificatoria de película delgada se fabrica de un óxido o un polímero.

7. El método de conformidad con la reivindicación 5, en donde la capa sacrificatoria de película delgada se forma usando un método de bombardeo iónico o un método de evaporación al vacío si la capa sacrificatoria de película delgada se fabrica del óxido o un método de revestimiento por centrifugación si la capa sacrificatoria de película delgada se fabrica del polímero .

8. El método de conformidad con la reivindicación 5, en donde la segunda película delgada y las capas de electrodo intermedias se forman en un espesor de 0.1 a 2 micrómetros.

9. El método de conformidad con la reivindicación 8, en donde la segunda capa de película delgada y la capa de electrodo intermedia se forman usando un método de bombardeo iónico o de evaporación al vacio.

10. El método de conformidad con la reivindicación 5, en donde las capas electrodesplazables superior e inferior se forman usando un método de evaporación o de bombardeo iónico.

11. El método de conformidad con la reivindicación 10, en donde las capas electrodesplazables superior e inferior se forman en un espesor de 0.1 a 2 micrómetros.

12. El método de conformidad con la reivindicación 5, en donde la primera capa del electrodo de película delgada se forma en un espesor de 500 a 2000 unidades angstrom.

13. El método de conformidad con la reivindicación 12, en donde la primera capa de electrodo de película delgada se forma usando un método de bombardeo iónico o un método de evaporación al vacio.

14. El método de conformidad con la reivindicación 5, en donde las capas electrodesplazables superior e inferior se modelan en la dirección columnar de tal manera que una capa del material electrodesplazable se deja en la parte superior de la segunda capa de electrodo de película delgada en la porción reflectora de luz.