RU2187212C2

RU2187212C2 - Method for manufacturing matrix of controlled thin-film mirrors

Info

Publication number: RU2187212C2
Application number: RU99127293/09A
Authority: RU
Inventors: Йонг Ки МИН (KR); Йонг Ки МИН
Original assignee: Дэу Электроникс Ко., Лтд.
Priority date: 1997-05-27
Filing date: 1997-05-27
Publication date: 2002-08-10

Abstract

FIELD: optical projection systems. SUBSTANCE: method for producing M x N thin-film controlled mirrors 401 includes following procedures: preparing substrate 310; coating substrate upper surface with thin-film layer meant for subsequent removal; producing M x N matrix of vacant spaces on thin-film layer meant for subsequent removal; depositing flexible layer; configuring flexible layer as M x N matrix of flexible members 335; forming switching devices 415 on substrate 310 of M x N matrix; depositing passivation layer 340 and etch-preventing layer 350, as well as selective passivation layer so as to open flexible members 335; sequentially forming second M x N matrix of second thin-film electrodes and M x N matrix of electrically shifted members 375 on top of each flexible member 335; forming M x N matrix of control structures; removing thin-film layer. In this way M x N matrix of switching devices for controlled mirrors 401 is produced on substrate 310 upon executing all high-temperature processes to prevent damage to active matrix caused by heat treatment thereby reducing probability of damage to matrix of switching devices 415 due to heat. EFFECT: reduced impact of high-temperature treatment on quality of optical projection system. 10 cl, 19 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к матрице М•N управляемых тонкопленочных зеркал для использования в оптической проекционной системе, а конкретно, к способу ее изготовления, при котором уменьшается влияние входящих в него высокотемпературных процессов обработки. The present invention relates to an M • N matrix of controlled thin-film mirrors for use in an optical projection system, and more particularly, to a method for manufacturing it, in which the influence of the high-temperature processing processes included therein is reduced.

Известно, что среди различных систем видеоотображения оптическая проекционная система, известная из уровня техники, способна обеспечить высокое качество изображения большого размера. В такой оптической проекционной системе свет от лампы однородно освещает матрицу, например М•N управляемых зеркал, в которой каждое зеркало связано с каждым исполнительным элементом. Исполнительные элементы могут быть выполнены из "электросмещаемого" материала, такого как пьезоэлектрический или электрострикционный материал, который деформируется в ответ на прикладываемое к нему электрическое поле. It is known that among various video display systems, an optical projection system known in the art is capable of providing high quality image of a large size. In such an optical projection system, the light from the lamp uniformly illuminates a matrix, for example, M • N controlled mirrors, in which each mirror is connected to each actuating element. Actuators can be made of an “electrically displaceable” material, such as a piezoelectric or electrostrictive material, which is deformed in response to an electric field applied to it.

Световой пучок, отраженный от каждого из зеркал, падает на апертуру, например, оптической диафрагмы. При подаче электрического сигнала на каждый из исполнительных элементов изменяется относительное положение каждого из зеркал для падающего светового пучка, вследствие чего происходит отклонение оптического пути отраженного луча от каждого из зеркал. A light beam reflected from each of the mirrors falls on the aperture of, for example, an optical diaphragm. When an electric signal is applied to each of the actuating elements, the relative position of each of the mirrors for the incident light beam changes, as a result of which the optical path of the reflected beam deviates from each of the mirrors.

Если оптический путь каждого из отраженных пучков изменяется, то изменяется и количество света, отраженного от каждого из зеркал, которое проходит через апертуру, таким образом модулируется интенсивность пучка. Модулированные пучки проходят через апертуру на проекционный экран с помощью соответствующего оптического устройства, такого как проекционная линза, для формирования на экране изображения. If the optical path of each of the reflected beams changes, then the amount of light reflected from each of the mirrors, which passes through the aperture, also changes, so the beam intensity is modulated. The modulated beams pass through the aperture to the projection screen using an appropriate optical device, such as a projection lens, to form an image on the screen.

Фиг. 1А-1I иллюстрируют этапы изготовления, входящие в способ изготовления матрицы 200 М•N управляемых тонкопленочных зеркал 201, где М и N - целые числа, который описан в Международной заявке PCT/KR 96/00142, поданной вместе с собственной (национальной) заявкой на выдачу патента на "Матрицу управляемых тонкопленочных зеркал для оптической проекционной системы". FIG. 1A-1I illustrate manufacturing steps included in a method for manufacturing a 200 M • N matrix of controlled thin-film mirrors 201, where M and N are integers as described in PCT / KR 96/00142, filed together with its own (national) application for the grant of a patent for “A matrix of controlled thin-film mirrors for an optical projection system”.

Технологический процесс изготовления матрицы 200 начинается с подготовки активной матрицы 110, включающей подложку 112 с матрицей М•N переключающих устройств, например транзисторов 115 со структурой металл-оксид-полупроводник (МОП-структурой), и полевым оксидным слоем 116, сформированным на них сверху. Каждый из МОП-транзисторов 115 имеет область 117 истока/стока, оксидный слой 118 затвора и электрод 119 затвора. The manufacturing process of the matrix 200 begins with the preparation of the active matrix 110, including a substrate 112 with an M • N matrix of switching devices, for example, transistors 115 with a metal-oxide-semiconductor structure (MOS structure), and a field oxide layer 116 formed on top of them. Each of the MOS transistors 115 has a source / drain area 117, a gate oxide layer 118, and a gate electrode 119.

На последующем этапе наносится первый пассивирующий слой 120, выполненный, например, из PSG или нитрида кремния и имеющий толщину 0,1-2 мкм, сверху активной матрицы 110 с использованием, например, метода осаждения из газовой фазы или нанесения покрытия центрифугированием. In a subsequent step, a first passivation layer 120 is applied, made, for example, of PSG or silicon nitride and having a thickness of 0.1-2 μm, on top of the active matrix 110 using, for example, a gas deposition method or centrifugal coating.

Затем сверху первого пассивирующего слоя 120 наносится слой 130, препятствующий травлению, имеющий толщину 0.1-2 мкм, с использованием, например, распыления или метода осаждения из газовой фазы, как показано на фиг.1А. Then, an etching preventing layer 130 having a thickness of 0.1-2 microns is deposited on top of the first passivation layer 120, using, for example, spraying or a vapor deposition method, as shown in FIG. 1A.

Затем сверху слоя 130, препятствующего травлению, формируется тонкопленочный "жертвенный" слой (слой, предназначенный для дальнейшего удаления) 140. Тонкопленочный слой 140, предназначенный для дальнейшего удаления, формируется с использованием метода распыления или испарения, если этот тонкопленочный слой 140, предназначенный для дальнейшего удаления, выполняется из металла; метод осаждения из газовой фазы или нанесения покрытия центрифугированием используется в том случае, если тонкопленочный слой 140, предназначенный для дальнейшего удаления, выполняется из PSG, или методом осаждения из газовой фазы, если этот тонкопленочный слой 140, предназначенный для дальнейшего удаления, выполняется из поли-Si. Then, a thin film “sacrificial” layer (a layer intended for further removal) 140 is formed on top of the etching anti-etch layer 130. A thin film layer 140 intended for further removal is formed using a spray or vaporization method if this thin film layer 140 is intended for further removal, made of metal; the gas deposition or centrifugal coating method is used if the thin film layer 140 for further removal is made from PSG, or the gas deposition method if this thin film layer 140 for further removal is made from poly Si.

На следующем этапе на тонкопленочном слое 140, предназначенном для дальнейшего удаления, создается матрица М•N свободных полостей (не показаны) таким образом, что каждая из свободных полостей включает в себя область 117 истока/стока в каждом из МОП-транзисторов 115, методом сухого или мокрого травления. In the next step, a matrix of M • N free cavities (not shown) is created on the thin-film layer 140, intended for further removal, so that each of the free cavities includes a source / drain region 117 in each of the MOS transistors 115 using the dry method or wet pickling.

На следующем этапе сверху тонкопленочного слоя 140, предназначенного для дальнейшего удаления, включающего свободные полости, наносится упругий слой 150, выполненный из изолирующего материала, например нитрида кремния, имеющий толщину 0,1-2 мкм, слой наносится методом осаждения из газовой фазы. In the next step, an elastic layer 150 made of an insulating material, for example silicon nitride, having a thickness of 0.1-2 μm, is applied on top of the thin-film layer 140, intended for further removal, including free cavities, and the layer is deposited by gas vapor deposition.

Далее сверху упругого слоя 150 методом распыления или испарения в вакууме формируется второй тонкопленочный слой 160, выполненный из электропроводящего материала, например Pt/Ta, и имеющий толщину 0,1-2 мкм. Затем второй тонкопленочный слой 160 одинаковым образом разрезается в направлении столбцов методом травления, как показано на фиг.1В. Next, on top of the elastic layer 150, a second thin film layer 160 made of an electrically conductive material, for example Pt / Ta, and having a thickness of 0.1-2 μm, is formed by spraying or evaporation in vacuum. Then, the second thin film layer 160 is similarly cut in the direction of the columns by etching, as shown in figv.

Затем сверху второго тонкопленочного слоя 160 с использованием метода испарения, золь-гельного метода, метода распыления или осаждения из газовой фазы наносится тонкопленочный "электросмещаемый" слой (не показан), выполненный из пьезоэлектрика, например PZT, или из электрострикционного материала, например PMN, и имеющий толщину 0,1-2 мкм. Then, on top of the second thin film layer 160, using a vaporization method, a sol-gel method, a sputtering method or a vapor deposition method, a thin film “electrically displaceable” layer (not shown) made of a piezoelectric material, such as PZT, or of an electrostrictive material, such as PMN, is applied and having a thickness of 0.1-2 microns.

На следующем этапе из тонкопленочного электросмещаемого слоя формируется конфигурация матрицы из М•N тонкопленочных электросмещаемых элементов 175 методом фотолитографии или методом лазерной подгонки, как показано на фиг. 1С. In the next step, a matrix configuration of M • N thin-film electrically-charged elements 175 is formed from a thin-film electrically-charged layer by photolithography or laser fitting, as shown in FIG. 1C.

На следующем этапе из второго тонкопленочного слоя 160 и упругого слоя 150, соответственно, формируется конфигурация матрицы М•N вторых тонкопленочных электродов 165 и матрица М•N упругих элементов 155 методом травления, как показано на фиг.1D. In the next step, from the second thin film layer 160 and the elastic layer 150, respectively, the configuration of the matrix M • N of the second thin film electrodes 165 and the matrix M • N of the elastic elements 155 are formed by etching, as shown in fig.1D.

На последующем этапе части слоя 130, препятствующего травлению, и первого пассивирующего слоя 120, сформированные сверху области 117 истока/стока в каждом из МОП-транзисторов 115, избирательно удаляются, но при этом остаются целыми части 125, окружающие электрод 119 затвора и оксидный слой 118 затвора в каждом МОП-транзисторе 115, удаление осуществляется методом травления, как показано на фиг.1Е. In a subsequent step, portions of the etch preventing layer 130 and the first passivating layer 120 formed on top of the source / drain region 117 in each of the MOS transistors 115 are selectively removed, but the portions 125 surrounding the gate electrode 119 and the oxide layer 118 remain intact. gate in each MOS transistor 115, the removal is carried out by etching, as shown in figa.

Затем формируются: матрица М•N первых тонкопленочных электродов 185 и матрица контактных элементов 183; сначала формируется слой (не показан), выполненный из электропроводящего материала, полностью покрывающий созданную выше структуру методом распыления или вакуумного испарения; а затем избирательно удаляется этот слой методом травления, как показано на фиг.1F. Каждый из первых тонкопленочных электродов 185 расположен сверху тонкопленочного электросмещаемого элемента 175. Каждый из контактных элементов 183 расположен таким образом, что он электрически соединяет второй тонкопленочный электрод 165 с областью 117 истока/стока в каждом МОП-транзисторе 115. Then are formed: the matrix M • N of the first thin-film electrodes 185 and the matrix of contact elements 183; first, a layer (not shown) is formed, made of an electrically conductive material, completely covering the structure created above by spraying or vacuum evaporation; and then this layer is selectively removed by etching, as shown in FIG. 1F. Each of the first thin-film electrodes 185 is located on top of the thin-film electrically movable element 175. Each of the contact elements 183 is arranged so that it electrically connects the second thin-film electrode 165 to the source / drain area 117 in each MOS transistor 115.

На последующем этапе второй пассивирующий слой 187, выполненный, например, из PSG или нитрида кремния и имеющий толщину 0,1-2 мкм, наносится, например, методом осаждения из газовой фазы или методом нанесения покрытия центрифугированием, а затем методом травления формируется конфигурация такая, что он полностью покрывает контактные элементы 183, вследствие чего образуется матрица 210 из М•N структур 211 управляемых зеркал, как показано на фиг.1G. In the next step, the second passivation layer 187, made for example of PSG or silicon nitride and having a thickness of 0.1-2 μm, is applied, for example, by gas deposition or by centrifugal coating, and then a configuration is formed by etching, that it completely covers the contact elements 183, resulting in the formation of a matrix 210 of M • N structures 211 controlled mirrors, as shown in fig.1G.

Затем на последующем этапе каждая из структур 211 управляемых зеркал полностью покрывается первым тонкопленочным защитным слоем (не показан). Then, in a subsequent step, each of the controlled mirror structures 211 is completely covered by a first thin film protective layer (not shown).

Далее методом травления удаляется тонкопленочный слой 140, предназначенный для дальнейшего удаления. После этого удаляется первый тонкопленочный защитный слой, таким образом формируется матрица М•N управляющих структур 100, при этом каждая управляющая структура 100 имеет ближний и дальний концы (не показано), как показано на фиг.1Н. Next, the thin-film layer 140 intended for further removal is removed by etching. After this, the first thin-film protective layer is removed, thereby forming an M • N matrix of control structures 100, with each control structure 100 having near and far ends (not shown), as shown in FIG. 1H.

На следующем этапе матрица М•N управляющих структур 100 покрывается материалом, предназначенным для дальнейшего удаления, включая области, которые образовались, когда был удален тонкопленочный слой 140, предназначенный для дальнейшего удаления; материал наносится таким образом, что верх окончательной структуры (не показана) оказывается полностью плоским. После этого на полученной структуре методом фотолитографии создается матрица М•N свободных канавок (не показано); каждая из этих свободных канавок проходит от верха полученной ранее структуры до верха дальнего конца каждой из управляющих структур 100. In the next step, the matrix M • N of the control structures 100 is coated with a material intended for further removal, including areas that formed when the thin-film layer 140 intended for further removal was removed; the material is applied in such a way that the top of the final structure (not shown) is completely flat. After that, a matrix of M • N free grooves (not shown) is created on the resulting structure by photolithography; each of these free grooves extends from the top of the previously obtained structure to the top of the distal end of each of the control structures 100.

После вышеуказанного этапа сверху материала, предназначенного для дальнейшего удаления, включая свободные канавки, последовательно наносятся зеркальный слой (не показан), выполненный из светоотражающего материала, например Al, и тонкопленочный диэлектрический слой (не показан), а затем зеркальный слой и тонкопленочный диэлектрический слой, соответственно, формируются в конфигурацию матрицы М•N зеркал 190 и матрицы М•N тонкопленочных диэлектрических элементов 195 методом фотолитографии или методом лазерной доводки, таким образом образуется матрица М•N полуготовых управляемых зеркал (не показано), в которой каждое из зеркал 190 имеет углубленную часть (выемку) 197, которая прикреплена к верху дальнего конца управляющей структуры 100. After the above step, a mirror layer (not shown) made of a reflective material, such as Al, and a thin film dielectric layer (not shown), and then a mirror layer and a thin film dielectric layer, are sequentially applied on top of the material for further removal, including free grooves, accordingly, the matrix M • N of mirrors 190 and the matrix M • N of thin-film dielectric elements 195 are formed by the photolithography method or the laser finishing method, thus forming Xia matrix M • N semifinished actuated mirrors (not shown), wherein each of the mirrors 190 has a recessed portion (recess) 197, which is attached to the top of the distal end 100 of the control structure.

Затем на последующем этапе каждое полуготовое управляемое зеркало полностью покрывается вторым тонкопленочным защитным слоем (не показан). Then, in the next step, each semi-finished controllable mirror is completely covered by a second thin-film protective layer (not shown).

Затем методом травления удаляется материал, предназначенный для дальнейшего удаления. После этого удаляется второй тонкопленочный защитный слой, таким образом формируется матрица 200 М•N тонкопленочных управляемых зеркал 201, как показано на фиг.1I. Then, the material intended for further removal is removed by etching. After that, the second thin-film protective layer is removed, thus forming a matrix of 200 M • N thin-film controlled mirrors 201, as shown in FIG.

Вышеописанный способ изготовления матрицы 200 М•N тонкопленочных управляемых зеркал 201 имеет определенные недостатки. Например, способ включает выполнение ряда высокотемпературных процессов, особенно на ранних стадиях, например, формирование упругого слоя 140, выполненного из нитрида, требует минимальной температуры 800^oС, а активная матрица 110 обычно не способна выдерживать такую высокую температуру, в результате это приводит к ее термическому повреждению.The above-described method for manufacturing a 200 M • N matrix of thin-film controlled mirrors 201 has certain disadvantages. For example, the method involves performing a number of high-temperature processes, especially in the early stages, for example, the formation of an elastic layer 140 made of nitride requires a minimum temperature of 800 ^° C, and the active matrix 110 is usually not able to withstand such a high temperature, as a result of which it thermal damage.

Таким образом, цель настоящего изобретения состоит в создании способа для изготовления матрицы М•N тонкопленочных управляемых зеркал для оптической проекционной системы, в котором снижается влияние высокотемпературной обработки, выполняемой при ее изготовлении. Thus, it is an object of the present invention to provide a method for manufacturing an M • N matrix of thin-film controlled mirrors for an optical projection system in which the influence of the high-temperature processing performed in its manufacture is reduced.

В соответствии с настоящим изобретением, предлагается способ для изготовления матрицы М•N тонкопленочных управляемых зеркал для оптической проекционной системы, способ включает следующие этапы: обеспечение подложкой; нанесение сверху подложки тонкопленочного слоя, предназначенного для дальнейшего удаления; создание матрицы М•N свободных полостей на тонкопленочном слое, предназначенном для дальнейшего удаления; нанесение сверху тонкопленочного слоя, предназначенного для дальнейшего удаления, включая свободные полости, упругого слоя; придание упругому слою конфигурации матрицы М•N упругих элементов; формирование матрицы М•N переключающих устройств на подложке; нанесение пассивирующего слоя и слоя, препятствующего травлению, сверху каждого упругого элемента и переключающего устройства; удаление слоя, препятствующего травлению, и пассивирующего слоя избирательно так, чтобы оказались открытыми упругие элементы; формирование последовательно матрицы М•N вторых тонкопленочных электродов и матрицы М•N тонкопленочных электросмещаемых элементов сверху каждого упругого элемента; формирование матрицы М•N первых тонкопленочных электродов и матрицы контактных элементов; удаление тонкопленочного слоя, предназначенного для дальнейшего удаления, таким образом формируется матрица М•N управляющих структур; нанесение на матрицу М•N управляющих структур материала, предназначенного для дальнейшего удаления; нанесение зеркального слоя сверху материала, предназначенного для дальнейшего удаления; придание зеркальному слою конфигурации матрицы М•N зеркал и удаление материала, предназначенного для дальнейшего удаления, таким образом формируется матрица М•N тонкопленочных управляемых зеркал. In accordance with the present invention, there is provided a method for manufacturing an M • N matrix of thin-film controlled mirrors for an optical projection system, the method includes the following steps: providing a substrate; applying a thin film layer on top of the substrate for further removal; creation of a matrix M • N of free cavities on a thin-film layer intended for further removal; applying on top of a thin film layer intended for further removal, including free cavities, of the elastic layer; giving the elastic layer the configuration of the matrix M • N of elastic elements; the formation of the matrix M • N switching devices on the substrate; applying a passivating layer and an etching preventing layer on top of each elastic element and switching device; removal of the etching preventing layer and the passivating layer selectively so that the elastic elements are exposed; sequentially forming the matrix M • N of the second thin-film electrodes and the matrix M • N of thin-film electrically displaced elements on top of each elastic element; the formation of the matrix M • N of the first thin-film electrodes and a matrix of contact elements; removal of a thin-film layer intended for further removal, in this way a matrix of M • N control structures is formed; drawing on the matrix M • N control structures of the material intended for further removal; applying a mirror layer on top of the material intended for further removal; giving the mirror layer the configuration of the matrix M • N of mirrors and removing material intended for further removal, thus forming the matrix M • N of thin-film controlled mirrors.

Вышеуказанные и другие цели и особенности настоящего изобретения станут явными из последующего описания предпочтительных вариантов в сочетании с прилагаемыми чертежами, на которых:
фиг. 1А-1I представляют схематично разрезы, иллюстрирующие способ изготовления матрицы М•N тонкопленочных управляемых зеркал, описанный ранее; а
фиг. 2А-2J представляют схематично разрезы, иллюстрирующие способ изготовления матрицы М•N тонкопленочных управляемых зеркал в соответствии с настоящим изобретением.The above and other objectives and features of the present invention will become apparent from the following description of preferred options in combination with the accompanying drawings, in which:
FIG. 1A-1I are schematic cross-sections illustrating a method for manufacturing an M • N matrix of thin-film controlled mirrors as previously described; a
FIG. 2A-2J are schematic cross-sectional views illustrating a method for manufacturing an M • N matrix of thin-film controlled mirrors in accordance with the present invention.

На фиг. 2А-2J представлены схематично разрезы, иллюстрирующие предложенный в настоящем изобретении способ изготовления матрицы 400 М•N тонкопленочных управляемых зеркал 401, где М и N - целые числа, которая предназначена для использования в оптической проекционной системе. Следует заметить, что одни и те же элементы, встречающиеся на фиг.2А-2J, обозначены одинаковыми цифровыми позициями. In FIG. 2A-2J are schematic cross-sections illustrating the method of manufacturing the 400 M • N matrix of thin-film controlled mirrors 401, where M and N are integers, which is intended for use in an optical projection system, proposed in the present invention. It should be noted that the same elements found in figa-2J are denoted by the same digital positions.

Технологический процесс изготовления матрицы 400 начинается с подготовки подложки 310, выполненной из изолирующего материала, например кремниевой пластины. The manufacturing process of the matrix 400 begins with the preparation of a substrate 310 made of an insulating material, such as a silicon wafer.

На последующем этапе сверху подложки 310 формируется тонкопленочный слой 320, предназначенный для дальнейшего удаления. Тонкопленочный удаляемый слой 320, предназначенный для дальнейшего удаления, формируется методом распыления или испарения, если тонкопленочный слой 320, предназначенный для дальнейшего удаления, выполняется из металла, или используется метод осаждения из газовой фазы или метод нанесения покрытия центрифугированием, если тонкопленочный слой 320, предназначенный для дальнейшего удаления, выполняется из PSG, или же используется метод осаждения из газовой фазы, если тонкопленочный слой 320, предназначенный для дальнейшего удаления, выполняется из поли-Si. In a subsequent step, a thin film layer 320 is formed on top of the substrate 310 for further removal. The thin film removable layer 320 intended for further removal is formed by spraying or evaporation, if the thin film layer 320 intended for further removal is made of metal, or the gas deposition method or centrifugal coating method is used if the thin film layer 320 intended for further removal is performed from the PSG, or a vapor deposition method is used if the thin film layer 320 intended for further removal is performed from poly-Si.

Затем создается матрица М•N свободных полостей 325 на тонкопленочном слое 320, предназначенном для дальнейшего удаления, методом сухого или мокрого травления, как показано на фиг.2А. Then, an M • N matrix of free cavities 325 is created on the thin film layer 320 intended for further removal by dry or wet etching, as shown in FIG. 2A.

На следующем этапе сверху тонкопленочного слоя 320, предназначенного для дальнейшего удаления, включая свободные полости 325, наносится упругий слой (не показан), выполненный из изолирующего материала, например нитрида, и имеющий толщину 0,1-2 мкм; слой наносится с помощью метода осаждения из газовой фазы. In the next step, an elastic layer (not shown) made of an insulating material, such as nitride, and having a thickness of 0.1-2 microns, is applied on top of a thin-film layer 320 intended for further removal, including free cavities 325; the layer is applied using a vapor deposition method.

На последующем этапе упругому слою придается конфигурация матрицы М•N упругих элементов 335 методом травления при высокой температуре, например 800^oС, как показано на фиг.2В, на котором каждый упругий элемент 335 размещается на продолжении от соответствующего тонкопленочного слоя 320, подлежащего удалению к соответствующей пустой полости 325.In the next step, the elastic layer is configured with an M • N matrix of elastic elements 335 by etching at high temperature, for example 800 ^{° C.} , as shown in FIG. 2B, in which each elastic element 335 is placed at a distance from the corresponding thin-film layer 320 to be removed to corresponding empty cavity 325.

После этого на подложке 310 формируется матрица переключающих устройств 415, например, в виде МОП-транзисторов (транзисторы со структурой металл-оксид-полупроводник). Каждый из МОП-транзисторов 415 имеет область 417 истока/стока, оксидный слой 418 затвора и электрод 419 затвора и расположен в соответствующей свободной полости, как показано на фиг.2С. After that, a matrix of switching devices 415 is formed on the substrate 310, for example, in the form of MOS transistors (transistors with a metal-oxide-semiconductor structure). Each of the MOS transistors 415 has a source / drain region 417, a gate oxide layer 418, and a gate electrode 419 and is located in a corresponding free cavity, as shown in FIG. 2C.

На следующем этапе сверху каждого упругого элемента 335 и переключающих устройств 415 наносится первый пассивирующий слой 340, выполненный, например, из PSG или нитрида кремния, и имеющий толщину 0,1-2 мкм, слой наносится с использованием, например, метода осаждения из газовой фазы или метода нанесения покрытия центрифугированием. In the next step, on top of each elastic element 335 and switching devices 415, a first passivation layer 340 is applied, made of, for example, PSG or silicon nitride, and having a thickness of 0.1-2 μm, the layer is deposited using, for example, a vapor deposition method or centrifugal coating method.

После этого наносится сверху первого пассивирующего слоя 340 слой 350, препятствующий травлению, выполненный из нитрида и имеющий толщину 0,1-2 мкм, слой наносится с использованием, например, метода распыления или метода осаждения из газовой фазы, как показано на фиг.2С. After that, an etching preventing layer 350 made of nitride and having a thickness of 0.1-2 μm is applied on top of the first passivating layer 340, and the layer is applied using, for example, a spraying method or a vapor deposition method, as shown in FIG. 2C.

Затем избирательно удаляются части слоя 350, препятствующего травлению, и первого пассивирующего слоя 340, но оставляются при этом нетронутыми (целыми) части 345 с использованием метода травления, как показано на фиг. 2Е. Then parts of the etching preventing layer 350 and the first passivating layer 340 are selectively removed, but parts 345 are left intact using the etching method, as shown in FIG. 2E.

На следующем этапе сверху каждого упругого элемента 355 с использованием метода распыления или метода вакуумного испарения формируется второй тонкопленочный слой (не показано), выполненный из электропроводящего материала, например Pt/Ta, и имеющий толщину 0,1 - 2 мкм. Затем второй тонкопленочный слой разрезается на одинаковые части по направлению столбцов с использованием метода травления. In the next step, a second thin film layer (not shown) made of an electrically conductive material, such as Pt / Ta, and having a thickness of 0.1 - 2 μm is formed on top of each elastic element 355 using a spray method or a vacuum evaporation method. Then, the second thin film layer is cut into equal parts in the direction of the columns using the etching method.

Далее сверху второго тонкопленочного слоя с использованием метода испарения, золь-гелевой технологии, распыления или метода осаждения из газовой фазы наносится тонкопленочный электросмещаемый слой (не показано), выполненный из пьезоэлектрического материала, например PZT, или электрострикционного материала, например PMN, и имеющий толщину 0,1-2 мкм. Then, on top of the second thin-film layer, using a method of evaporation, sol-gel technology, spraying or the method of deposition from the gas phase, a thin-film electrically displaceable layer (not shown) is made of a piezoelectric material, such as PZT, or electrostrictive material, for example PMN, and having a thickness of 0 1-2 microns.

Затем с использованием фотолитографии или метода лазерной доводки тонкопленочному электросмещаемому слою и второму тонкопленочному слою, соответственно, придается конфигурация матрицы М•N тонкопленочных электросмещаемых элементов 375 и матрицы М•N вторых тонкопленочных электродов 365, как показано на фиг.2F. Then, using photolithography or a laser lapping technique, the thin-film electrically movable layer and the second thin-film layer are respectively configured with the matrix M • N of the thin-film electrically-charged elements 375 and the matrix M • N of the second thin-film electrodes 365, as shown in FIG. 2F.

На следующем этапе формируется матрица М•N первых тонкопленочных электродов 385 и матрица контактных элементов 383: сначала формируется слой (не показано), выполненный из электропроводящего материала, полностью покрывающий вышеуказанную структуру с использованием метода распыления или метода вакуумного испарения, а затем этот слой избирательно удаляется с использованием метода травления, как показано на фиг.2G. Каждый первый тонкопленочный электрод 385 расположен сверху тонкопленочного электросмещаемого элемента 375. Каждый контактный элемент 383 расположен таким образом, что он электрически соединяет второй тонкопленочный электрод 365 с областью 417 истока/стока в каждом МОП-транзисторе 415. In the next step, the matrix M • N of the first thin-film electrodes 385 and the matrix of contact elements 383 are formed: first a layer (not shown) is made of an electrically conductive material that completely covers the above structure using a sputtering method or a vacuum evaporation method, and then this layer is selectively removed using the etching method as shown in FIG. Each first thin-film electrode 385 is located on top of the thin-film electrically movable element 375. Each contact element 383 is positioned so that it electrically connects the second thin-film electrode 365 to the source / drain region 417 in each MOS transistor 415.

На следующем этапе наносится второй пассивирующий слой 387, выполненный, например, из PSG или нитрида кремния и имеющий толщину 0,1-2 мкм, с использованием, например, метода осаждения из газовой фазы или нанесения покрытия центрифугированием, а затем ему придается такая конфигурация, чтобы он полностью покрывал контактные элементы 383 с использованием метода травления, таким образом формируется матрица 420 М•N структур 421 управляемых зеркал, как показано на фиг.2Н. In the next step, a second passivation layer 387 is applied, made, for example, of PSG or silicon nitride and having a thickness of 0.1-2 μm, using, for example, the method of deposition from the gas phase or coating by centrifugation, and then it is given such a configuration, so that it completely covers the contact elements 383 using the etching method, a 420 M • N matrix of controlled mirror structures 421 is thus formed, as shown in FIG. 2H.

На последующем этапе каждая из структур 421 управляемых зеркал полностью покрывается первым тонкопленочным защитным слоем (не показано). In a subsequent step, each of the controlled mirror structures 421 is completely covered by a first thin film protective layer (not shown).

Затем с использованием метода травления удаляется тонкопленочный слой 320, предназначенный для дальнейшего удаления. После этого удаляется первый тонкопленочный защитный слой, таким образом формируется матрица М•N управляющих структур 300, причем каждая управляющая структура 300 имеет ближний и дальний концы (не показано), как показано на фиг.21. Then, using the etching method, the thin film layer 320 is removed for further removal. After this, the first thin-film protective layer is removed, thereby forming an M • N matrix of control structures 300, with each control structure 300 having proximal and distal ends (not shown), as shown in Fig. 21.

На следующем этапе матрица М•N управляющих структур 300 покрывается материалом, предназначенным для дальнейшего удаления, включая пространственные области, образованные когда был удален тонкопленочный слой 320, предназначенный для дальнейшего удаления, покрытие выполняется таким образом, что верх окончательной структуры (не показано) оказывается полностью плоским. После этого на полученной структуре создается матрица М•N свободных канавок (не показано) с использованием метода фотолитографии, при этом каждая свободная канавка проходит от верха полученной структуры к верху дальнего конца каждой управляющей структуры 300. In the next step, the matrix M • N of the control structures 300 is coated with a material intended for further removal, including spatial regions formed when the thin film layer 320 intended for further removal was removed, the coating is performed so that the top of the final structure (not shown) is completely flat. After that, a matrix of M • N free grooves (not shown) is created on the resulting structure using the photolithography method, with each free groove extending from the top of the resulting structure to the top of the far end of each control structure 300.

После выполнения вышеуказанного этапа сверху материала, предназначенного для дальнейшего удаления, включая свободные канавки, последовательно наносится зеркальный слой (не показано), выполненный из светоотражающего материала, например Аl, и тонкопленочный диэлектрический слой (не показано), а затем зеркальному слою и тонкопленочному диэлектрическому слою, соответственно, придается конфигурация матрицы М•N зеркал 390 и матрицы М•N тонкопленочных диэлектрических элементов 395 с использованием фотолитографии или метода лазерной доводки, таким образом формируется матрица М•N полуготовых управляемых зеркал (не показано), в которой каждое зеркало 390 имеет впадину 397, которая прикреплена на верху дальнего конца управляющей структуры 300. After performing the above step, a mirror layer (not shown) made of reflective material, such as Al, and a thin film dielectric layer (not shown), and then a mirror layer and a thin film dielectric layer, are sequentially applied on top of the material intended for further removal, including free grooves. accordingly, the configuration of the matrix M • N of mirrors 390 and the matrix M • N of thin-film dielectric elements 395 using photolithography or laser lapping, mayor manner forming a matrix of M • N semifinished actuated mirrors (not shown), wherein each mirror 390 has a cavity 397 which is attached on top of distal end 300 of the control structure.

Затем на последующем этапе каждое полуготовое управляемое зеркало полностью покрывается вторым тонкопленочным защитным слоем (не показано). Then, at the next stage, each semi-finished controllable mirror is completely covered by a second thin-film protective layer (not shown).

Далее с использованием метода травления удаляется материал, предназначенный для удаления. После этого удаляется второй тонкопленочный защитный слой, тем самым формируется матрица 400 М•N тонкопленочных управляемых зеркал 401, как показано на фиг.2J. Then, using the etching method, material intended for removal is removed. After that, the second thin-film protective layer is removed, thereby forming a matrix 400 M • N of thin-film controlled mirrors 401, as shown in fig.2J.

В отличие от описанного ранее способа формирования матрицы М•N тонкопленочных управляемых зеркал в предложенном способе матрица М•N переключающих устройств 415 формируется на подложке 310 после выполнения всех высокотемпературных процессов, что, в свою очередь, уменьшает вероятность возникновения термических повреждений на матрице переключающих устройств 415. In contrast to the previously described method of forming the matrix M • N of thin-film controlled mirrors in the proposed method, the matrix M • N of switching devices 415 is formed on the substrate 310 after performing all high-temperature processes, which, in turn, reduces the likelihood of thermal damage on the matrix of switching devices 415 .

Несмотря на то, что настоящее изобретение было описано в отношении только определенных предпочтительных вариантов, другие модификации и изменения могут быть выполнены без выхода за рамки сущности и объема настоящего изобретения, как оно изложено в последующей формуле изобретения. Although the present invention has been described with respect to only certain preferred options, other modifications and changes may be made without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the following claims.

Claims

1. A method of manufacturing an MxN matrix of thin-film controlled mirrors for an optical projection system, characterized in that it includes the following steps: providing a substrate, applying a thin film layer on top of the substrate for subsequent removal, creating an MxN matrix of free cavities on the thin film layer for further removal, applying on top of a thin film layer intended for further removal, including free cavities, of the elastic layer; giving the elastic layer the configuration of the matrix МxN of elastic elements, forming on the substrate of the matrix МxN switching devices, applying on top of each elastic element and switching device a sequentially passivating layer and a layer that prevents etching, removing the layer that prevents etching and a passivating layer selectively so that the elastic elements, the formation of elastic elements from above, the MxN matrix of the second thin-film electrodes, and then the MxN matrix of thin-film electrically-charged cells nt, the formation of the matrix МxN of the first thin-film electrodes and the matrix of contact elements, the removal of a thin-film layer intended for subsequent removal, thus the formation of the matrix МxN of control structures, coating the matrix МxN of control structures with a material intended for further removal, applying a mirror layer on top of the material intended for further removal, giving the mirror layer the configuration of the matrix MxN mirrors, thereby forming a matrix of semi-finished controlled mirrors, and removing said material, and thus forming a matrix MxN of thin-film controlled mirrors.

2. The method according to claim 1, in which the substrate is made of insulating material.

3. The method according to claim 2, in which the substrate is a silicon wafer.

4. The method according to claim 1, in which each switching device is a metal-oxide-semiconductor (MOS) transistor.

5. The method according to claim 1, in which each switching device is located between two successive elastic elements in the same row or column.

6. The method according to claim 1, which further includes the step of forming a thin film dielectric element on top of each mirror after applying the mirror layer.

7. A method of manufacturing a matrix MxN of thin-film controlled mirrors for an optical projection system in which the matrix MxN of thin-film controlled mirrors includes an active matrix having a substrate with a matrix of MxN switching devices formed on it, a matrix MxN of thin-film control structures formed on the substrate, each of which control structures, includes at least two electrodes, an electrically movable element located between the two electrodes, and an elastic element, and includes a mirror for reflection a light beam incident thereon, the method is accompanied by high-temperature thin film deposition processes for forming elastic elements, characterized in that the step of forming said matrix switching devices is continued after completion of the high-temperature thin film deposition processes.

8. The method according to claim 7, in which the high-temperature processes for applying thin films are performed at a minimum temperature of 800 ^o C.

9. The method according to claim 7, in which the elastic element is made of nitride.

10. The method according to claim 9, in which the elastic element is formed using the method of deposition from the gas phase.