TWI390643B - 微機電系統裝置及其互連 - Google Patents

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TWI390643B
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Teruo Sasagawa
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Qualcomm Mems Technologies Inc
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B7/00—Microstructural systems; Auxiliary parts of microstructural devices or systems
    • B81B7/0006—Interconnects
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/04—Optical MEMS
    • B81B2201/047—Optical MEMS not provided for in B81B2201/042 - B81B2201/045

Description

微機電系統裝置及其互連
本發明之領域係關於微機電系統(MEMS)。更特定言之，本發明之領域係關於製造MEMS之電互連。
微機電系統(MEMS)包括微機械元件、致動器及電子器件。可使用沈積、蝕刻及/或移除基板及/或沈積材料層之部分或添加若干層以形成電氣及機電裝置的其他微加工過程來產生微機械元件。一種類型之MEMS裝置稱為干涉調變器。如本文中所使用，術語干涉調變器或干涉光調變器指代使用光學干涉原理來選擇性地吸收及/或反射光之裝置。在某些實施例中，干涉調變器可包含一對導電板，其中之一者或兩者可完全或部分地為透明及/或反射的，且能夠在施加適當電信號後即進行相對運動。在一特定實施例中，一個板可包含沈積於基板上之固定層，且另一板可包含藉由氣隙而與固定層分離之金屬膜。如本文中較詳細描述，一個板相對於另一板之位置可改變入射於干涉調變器上之光之光學干涉。該等裝置具有廣泛範圍之應用，且此項技術中將有益的是利用及/或修改此等類型之裝置的特性，使得其特徵可用以改良現有產品且產生尚未開發之新產品。
本發明之系統、方法及裝置各具有若干態樣，其中無單一態樣單獨負責其所要屬性。在不限制本發明之範疇的情 況下，現將簡要論述其較為顯著的特徵。在考慮此論述之後且尤其在閱讀標題為"實施方式"之章節之後，吾人將瞭解本發明之特徵如何提供優於其他顯示裝置之優勢。
在某些實施例中，微機電系統(MEMS)裝置之周邊佈線區域包含電互連、部分反射層及透明導體。電互連包括一導電層，該導電層包含選自由鎳、銅、鉻及銀組成之群組的材料。導電層之至少一部分直接處於部分反射層及透明導體之下、直接處於其之上或處於其之間。
在某些實施例中，微機電系統(MEMS)裝置包含基板、陣列區域及周邊區域。陣列區域包含下部電極、可移動上部電極及下部電極與上部電極之間的空腔。周邊區域包含形成陣列區域中之上部電極的一層之一部分及電互連。電互連包含電連接至下部電極及上部電極中之至少一者的導電材料。電互連由與形成陣列區域中之上部電極之層分離且處於其以下的層形成。導電材料係選自由鎳、鉻、銅及銀組成之群組。
在某些實施例中，提供製造微機電系統(MEMS)裝置之方法。該方法包含在基板上沈積第一電極，圖案化第一電極層以在陣列區域中形成下部電極，在基板上沈積導電層，及圖案化該導電層以在周邊區域中形成電互連。導電層包含選自由鎳、鉻、銅及銀組成之群組的材料。該方法進一步包含在陣列區域中之下部電極上沈積一犧牲層，及在圖案化導電層之後在犧牲層上沈積第二電極層以在陣列區域中形成上部電極且在周邊區域中之導電層上沈積第二 電極層。電互連電連接至下部電極及上部電極中之至少一者。該方法進一步包含移除陣列區域中之犧牲層。
本發明之此等及其他態樣將自以下描述及自意欲說明且非限制本發明之所附圖式(未按比例繪製)顯而易見。
以下詳細描述係針對本發明之某些特定實施例。然而，本發明可以許多不同方式來體現。在此描述中，對圖式進行參考，其中在整個圖式中，以相同數字來表示相同部件。自以下描述將顯而易見的是，該等實施例可經實施於經組態以顯示影像(無論是運動(例如，視訊)還是固定(例如，靜止影像)，且無論是本文的還是圖像的)之任何裝置中。更特定言之，預期該等實施例可經實施於多種電子裝置中或與其相關聯，該等電子裝置諸如(但不限於)行動電話、無線裝置、個人資料助理(PDA)、掌上型或攜帶型電腦、GPS接收器/導航器、相機、MP3播放機、攝錄像機、進戲控制台、手錶、時鐘、計算器、電視監視器、平板顯示器、電腦監視器、自動顯示器(例如，里程表顯示器等)、座艙控制器及/或顯示器、相機視圖顯示器(例如，車輛中後視相機之顯示器)、電子照片、電子告示牌或標誌、投影儀、建築結構、封裝及美學結構(例如，一件珠寶上之影像顯示)。具有與本文中所描述之結構類似之結構的MEMS裝置亦可用於非顯示應用中，諸如，可用於電子開關裝置中。
根據本文中描述之實施例，提供微機電系統(MEMS)裝 置及用於製作該裝置之方法。裝置包括連接至裝置內之電極及可移動層(例如，用作干涉調變器中之反射器的鋁)中之至少一者的電互連層。在基板之周邊或佈線區域中，電互連之至少一部分直接形成於形成裝置之基板之陣列區域中的下部電極之部分反射層與透明層之下、之上或之間。電互連較佳地包含鎳。
圖1中說明包含干涉MEMS顯示元件之一個干涉調變器顯示器實施例。在此等裝置中，像素處於明或暗狀態。在明("接通"或"打開")狀態中，顯示元件將入射可見光之大部分反射至使用者。當處於暗("斷開"或"關閉")狀態中時，顯示元件幾乎不向使用者反射入射可見光。視實施例而定，可顛倒"接通"與"斷開"狀態之光反射性質。MEMS像素可經組態而主要以選定色彩來反射，從而允許除了黑色與白色以外之色彩顯示。
圖1為描繪視覺顯示器之一系列像素中之兩個鄰近像素的等角視圖，其中每一像素包含一MEMS干涉調變器。在一些實施例中，干涉調變器顯示器包含此等干涉調變器之列/行陣列。每一干涉調變器包括一對反射層，其經定位為彼此相距可變且可控之距離以形成具有至少一可變尺寸之諧振光學間隙。在一個實施例中，反射層中之一者可在兩個位置之間移動。在第一位置(本文中被稱為鬆弛位置)中，將可移動反射層定位於與固定部分反射層相距相對較大距離處。在第二位置(本文中被稱為致動位置)中，將可移動反射層定位成較緊密地鄰近於部分反射層。視可移動 反射層之位置而定，自兩個層反射之入射光相長或相消地千涉，從而對於每一像素而產生整體反射或非反射狀態。
圖1中之像素陣列之所描繪部分包括兩個鄰近干涉調變器12a與12b。在左側之干涉調變器12a中，可移動反射層14a經說明為處於與光學堆疊16a相距預定距離之鬆弛位置，該光學堆疊16a包括部分反射層。在右側之干涉調變器12b中，可移動反射層14b經說明為處於鄰近於光學堆疊16b之致動位置。
如本文所參考之光學堆疊16a及16b(共同地稱為光學堆疊16)通常包含若干融合層，該等融合層可包括諸如氧化銦錫(ITO)之電極層、諸如鉻之部分反射層以及透明介電質。光學堆疊16因此為導電的、部分透明的且部分反射的，且可(例如)藉由將以上層中之一或多者沈積至透明基板20上而進行製造。部分反射層可由諸如各種金屬、半導體及介電質之多種部分反射的材料形成。部分反射層可由一或多個材料層形成，且每一層可由單一材料或材料之組合形成。
在一些實施例中，光學堆疊16之層經圖案化為平行條帶，且可如下文進一步所描述而形成顯示裝置中之列電極。可移動反射層14a、14b可形成為沈積於支柱18之頂部上之沈積金屬層(與16a、16b之列電極正交)及沈積於支柱18之間的介入犧牲材料之一系列平行條帶。當蝕刻掉犧牲材料時，可移動反射層14a、14b藉由經界定之間隙19而與光學堆疊16a、16b分離。諸如鋁之高度導電且反射之材料 可用於反射層14，且此等條帶可形成顯示裝置中之行電極。
如圖1中之像素12a所說明，在未施加電壓之情況下，間隙19保持於可移動反射層14a與光學堆疊16a之間，其中可移動反射層14a處於機械鬆弛狀態。然而，當將電位差施加至選定列及行時，形成於相應像素處之列電極與行電極之相交處的電容器變得帶電，且靜電力將電極拉在一起。若電壓足夠高，則可移動反射層14變形且被壓至光學堆疊16上。如圖1中右側之像素12b所說明，光學堆疊16內之介電層(此圖式中未說明)可防止短路且可控制層14與16之間的分離距離。無論所施加電位差之極性如何，行為均為相同的。以此方式，可控制反射對比非反射像素狀態之列/行致動在許多方面類似於習知LCD及其他顯示技術中所使用之列/行致動。
圖2至圖5B說明在顯示應用中使用干涉調變器陣列之一個例示性過程及系統。
圖2為說明可併有本發明之態樣之電子裝置之一個實施例的系統方塊圖。在例示性實施例中，電子裝置包括處理器21，該處理器21可為諸如ARM、Pentium、Pentium II、Pentium III、Pentium IV、PentiumPro、8051、MIPS、Power PC、ALPHA之任何通用單晶片或多晶片微處理器，或諸如數位信號處理器、微控制器或可程式化閘陣列之任何專用微處理器。如此項技術中所習知，處理器21可經組態以執行一或多個軟體模組。除了執行作業系 統以外，處理器可經組態以執行一或多個軟體應用程式，包括網頁瀏覽器、電話應用程式、電子郵件程式或任何其他軟體應用程式。
在一個實施例中，處理器21亦經組態以與陣列驅動器22通信。在一個實施例中，陣列驅動器22包括向顯示器陣列或面板30提供信號之列驅動器電路24及行驅動器電路26。圖2中以線1－1來展示圖1中所說明之陣列的橫截面。對於MEMS干涉調變器，列/行致動協定可利用圖3中所說明之此等裝置的滯後性質。可能需要(例如)10伏特之電位差來使可移動層自鬆弛狀態變形為致動狀態。然而，當電壓自彼值降低時，可移動層隨著電壓降回至低於10伏特而維持其狀態。在圖3之例示性實施例中，可移動層直到電壓降至低於2伏特才完全鬆弛。因此，在圖3所說明之實例中存在約3 V至7 V之所施加電壓窗，在該窗內，裝置在鬆弛或致動狀態中均為穩定的。此在本文中被稱作"滯後窗"或"穩定窗"。對於具有圖3之滯後特性的顯示器陣列，可設計列/行致動協定，使得在列選通期間，將選通列中之待致動之像素曝露於約10伏特之電壓差，且將待鬆弛之像素曝露於接近於零伏特之電壓差。在選通之後，將像素曝露於約5伏特之穩態電壓差，使得其仍保持於列選通將其所放入之任何狀態。在經寫入之後，每一像素經歷在此實例中為3伏特至7伏特之"穩定窗"內的電位差。此特徵使得圖1中所說明之像素設計在處於致動或鬆弛預存在狀態中在相同之所施加電壓條件下為穩定的。由於無論處於致動狀態還是 鬆弛狀態的干涉調變器之每一像素實質上為由固定反射層及移動反射層所形成之電容器，所以可在幾乎無功率耗散之情況下在滯後窗內之電壓下保持此穩定狀態。若所施加電位為固定的，則實質上無電流流入像素中。
在典型應用中，可藉由根據第一列中之所要致動像素集合來確定行電極集合而產生顯示訊框。接著，向列1電極施加列脈衝，從而致動對應於所確定之行線的像素。接著，將所確定之行電極集合改變為對應於第二列中之所要致動像素集合。接著，向列2電極施加脈衝，從而根據所確定之行電極來致動列2中之適當像素。列1像素不受列2脈衝影響，且仍保持於其在列1脈衝期間被設定至之狀態。此可針對整個列系列以順序方式被重複以產生訊框。一般而言，藉由每秒以某一所要數目之訊框來連續地重複此過程而以新顯示資料來再新及/或更新訊框。用於驅動像素陣列之列電極及行電極以產生顯示訊框之各種協定亦為熟知的，且其可結合本發明而加以使用。
圖4、圖5A及圖5B說明用於在圖2之3×3陣列上產生顯示訊框之一個可能致動協定。圖4說明可用於展現圖3之滯後曲線之像素之行電壓位準及列電壓位準的可能集合。在圖4之實施例中，使像素致動涉及將適當行設定為－Vbias 且將適當列設定為＋ΔV，其可分別對應於－5伏特與＋5伏特。使像素鬆弛係藉由將適當行設定為＋Vbias 且將適當列設定為相同＋ΔV從而在像素上產生零伏特電位差來完成。在列電壓經保持為零伏特之彼等列中，無論行是處於＋Vbias 還 是－Vbias ，像素在其最初所處之任何狀態中均為穩定的。亦如圖4中所說明，應瞭解，可使用具有與上文所述之極性相反之極性的電壓，例如，使像素致動可涉及將適當行設定為＋Vbias 且將適當列設定為－ΔV。在此實施例中，使像素釋放係藉由將適當行設定為－Vbias 且將適當列設定為相同－ΔV從而在像素上產生零伏特電位差來完成。
圖5B為展示經施加至圖2之3×3陣列之將導致圖5A所說明之顯示配置之一系列列信號及行信號的時序圖，其中致動像素為非反射的。在寫入圖5A所說明之訊框之前，像素可處於任何狀態，且在此實例中，所有列均處於0伏特且所有行均處於＋5伏特。在此等所施加電壓之情況下，所有像素在其現有之致動或鬆弛狀態中均為穩定的。
在圖5A之訊框中，使像素(1,1)、(1,2)、(2,2)、(3,2)及(3,3)致動。為了完成此，在列1之"線時間"期間，將行1及行2設定為－5伏特，且將行3設定為＋5伏特。此並不改變任何像素之狀態，因為所有像素仍保持於3伏特至7伏特之穩定窗中。接著，以自0伏特變為高達5伏特且返回至零之脈衝來對列1進行選通。此使(1,1)及(1,2)像素致動且使(1,3)像素鬆弛。陣列中之其他像素不受影響。為了根據需要來設定列2，將行2設定為－5伏特，且將行1及行3設定為＋5伏特。接著，經施加至列2之相同選通將使像素(2,2)致動且使像素(2,1)及(2,3)鬆弛。再次，陣列之其他像素不受影響。藉由將行2及行3設定為－5伏特且將行1設定為＋5伏特來類似地設定列3。列3選通如圖5A所示而設定列3像素。 在寫入訊框之後，列電位為零，且行電位可保持於＋5伏特或－5伏特，且接著，顯示在圖5A之配置中為穩定的。應瞭解，相同程序可用於具有數打或數百列及行之陣列。亦應瞭解，用以執行列及行致動之時序、序列及電壓位準可在上文所概述之一般原理內廣泛地變化，且以上實例僅為例示性的，且可配合本文中所描述之系統及方法來使用任何致動電壓方法。
圖6A及圖6B為說明顯示裝置40之一實施例的系統方塊圖。顯示裝置40可為(例如)蜂巢式電話或行動電話。然而，顯示裝置40之相同組件或其細微變化亦說明諸如電視及攜帶型媒體播放機之各種類型的顯示裝置。
顯示裝置40包括外殼41、顯示器30、天線43、揚聲器45、輸入裝置48及麥克風46。外殼41一般由熟習此項技術者所熟知之多種製造過程中之任一者形成，包括射出成形及真空成形。另外，外殼41可由多種材料中之任一者形成，包括(但不限於)塑膠、金屬、玻璃、橡膠及陶瓷或其組合。在一個實施例中，外殼41包括可與具有不同色彩或含有不同標識、圖片或符號之其他可移除部分互換的可移除部分(未圖示)。
如本文中所描述，例示性顯示裝置40之顯示器30可為多種顯示器中之任一者，包括雙穩態顯示器。在其他實施例中，如熟習此項技術者所熟知，顯示器30包括如上文所述之諸如電漿、EL、OLED、STN LCD或TFT LCD的平板顯示器，或諸如CRT或其他管裝置之非平板顯示器。然而， 出於描述本實施例之目的，如本文中所描述，顯示器30包括干涉調變器顯示器。
圖6B中示意性地說明例示性顯示裝置40之一個實施例的組件。所說明之例示性顯示裝置40包括外殼41且可包括至少部分地封閉於其中之額外組件。舉例而言，在一個實施例中，例示性顯示裝置40包括網路介面27，該網路介面27包括耦接至收發器47之天線43。收發器47連接至處理器21，該處理器21連接至調節硬體52。調節硬體52可經組態以調節信號(例如，對信號進行濾波)。調節硬體52連接至揚聲器45及麥克風46。處理器21亦連接至輸入裝置48及驅動器控制器29。驅動器控制器29耦接至訊框緩衝器28且耦接至陣列驅動器22，該陣列驅動器22又耦接至顯示器陣列30。電源供應50向特定例示性顯示裝置40設計所需要之所有組件提供電力。
網路介面27包括天線43及收發器47，使得例示性顯示裝置40可在網路上與一或多個裝置通信。在一個實施例中，網路介面27亦可具有一些處理能力以減輕處理器21之需求。天線43為熟習此項技術者已知之用於傳輸及接收信號的任何天線。在一個實施例中，天線根據包括IEEE 802.11(a)、(b)或(g)之IEEE 802.11標準來傳輸及接收RF信號。在另一實施例中，天線根據BLUETOOTH標準來傳輸及接收RF信號。在蜂巢式電話之情況下，天線經設計以接收用以在無線蜂巢式電話網路內通信之CDMA、GSM、AMPS或其他已知信號。收發器47預處理自天線43所接收 之信號，使得該等信號可由處理器21接收且由處理器21進一步操縱。收發器47亦處理自處理器21所接收之信號，使得該等信號可自例示性顯示裝置40經由天線43來傳輸。
在一替代性實施例中，收發器47可由接收器替換。在又一替代性實施例中，網路介面27可由影像源替換，該影像源可儲存或產生待發送至處理器21之影像資料。舉例而言，影像源可為含有影像資料之數位視訊光碟(DVD)或硬碟驅動器或產生影像資料之軟體模組。
處理器21一般控制例示性顯示裝置40之總體操作。處理器21接收來自網路介面27或影像源之諸如壓縮影像資料之資料，且將資料處理為原始影像資料或處理為易被處理為原始影像資料之格式。處理器21接著將經處理之資料發送至驅動器控制器29或發送至訊框緩衝器28用於儲存。原始資料通常指代識別影像內每一位置處之影像特性的資訊。舉例而言，該等影像特性可包括色彩、飽和度及灰度級。
在一個實施例中，處理器21包括微控制器、CPU或邏輯單元以控制例示性顯示裝置40之操作。調節硬體52一般包括放大器及濾波器以用於將信號傳輸至揚聲器45且用於接收來自麥克風46之信號。調節硬體52可為例示性顯示裝置40內之離散組件，或可併入處理器21或其他組件內。
驅動器控制器29直接自處理器21或自訊框緩衝器28獲取由處理器21所產生之原始影像資料，且適當地將原始影像資料重新格式化以用於高速傳輸至陣列驅動器22。特定言之，驅動器控制器29將原始影像資料重新格式化為具有類 光柵格式之資料流，使得其具有適於跨越顯示器陣列30掃描之時間次序。接著，驅動器控制器29將經格式化資訊發送至陣列驅動器22。雖然諸如LCD控制器之驅動器控制器29通常作為獨立積體電路(IC)而與系統處理器21相關聯，但可以許多方式來實施該等控制器。其可作為硬體而嵌入於處理器21中、作為軟體而嵌入於處理器21中或與陣列驅動器22完全整合於硬體中。
通常，陣列驅動器22接收來自驅動器控制器29之格式化資訊，且將視訊資料重新格式化為平行波形集合，該等波形每秒多次經施加至來自顯示器之x－y像素矩陣的數百且有時數千個引線。
在一個實施例中，驅動器控制器29、陣列驅動器22及顯示器陣列30適用於本文中所描述之顯示器之類型中的任一者。舉例而言，在一個實施例中，驅動器控制器29為習知顯示器控制器或雙穩態顯示器控制器(例如，干涉調變器控制器)。在另一實施例中，陣列驅動器22為習知驅動器或雙穩態顯示器驅動器(例如，干涉調變器顯示器)。在一個實施例中，驅動器控制器29與陣列驅動器22整合。該實施例在諸如蜂巢式電話、手錶及其他小面積顯示器之高度整合系統中為普遍的。在又一實施例中，顯示器陣列30為典型顯示器陣列或雙穩態顯示器陣列(例如，包括干涉調變器陣列之顯示器)。
輸入裝置48允許使用者控制例示性顯示裝置40之操作。在一個實施例中，輸入裝置48包括諸如QWERTY鍵盤或電 話小鍵盤之小鍵盤、按鈕、開關、觸敏螢幕，或壓敏性或熱敏性膜。在一個實施例中，麥克風46為例示性顯示裝置40之輸入裝置。當使用麥克風46來將資料輸入至裝置時，可由使用者提供語音命令以用於控制例示性顯示裝置40之操作。
電源供應50可包括此項技術中所熟知之多種能量儲存裝置。舉例而言，在一個實施例中，電源供應50為諸如鎳鎘電池或鋰離子電池之可再充電電池。在另一實施例中，電源供應50為再生性能源、電容器或包括塑膠太陽能電池及太陽能電池漆之太陽能電池。在另一實施例中，電源供應50經組態以自壁式插座接收電力。
在一些實施例中，如上文所述，控制可程式性駐存於可位於電子顯示系統中之若干位置的驅動器控制器中。在一些實施例中，控制可程式性駐存於陣列驅動器22中。熟習此項技術者將認識到，可在任何數目之硬體及/或軟體組件中且在各種組態中實施上文所述之最佳化。
根據上文所陳述之原理而操作之干涉調變器之結構的細節可廣泛地變化。舉例而言，圖7A至圖7E說明可移動反射層14及其支撐結構之五個不同實施例。圖7A為圖1之實施例的橫截面，其中金屬材料條帶14沈積於正交延伸之支撐物18上。支撐物18可包含隔離支柱或連續壁。舉例而言，支撐物18可包括支撐機械或可移動材料之交叉條帶之直線軌道及/或隔離支柱。在一個實施例中，軌道提供主要支撐，且每一空腔內之支柱用以加強機械層。
在圖7B中，可移動反射層14憑藉繫栓32而僅在轉角處附著至支撐物。在圖7C中，可移動反射層14自可變形機械層34懸掛下來，該可變形機械層34可包含可撓性金屬。可變形機械層34在可變形機械層34之周邊周圍直接或間接地連接至基板20。本文中將此等連接稱作支撐結構或支撐物18。圖7D中所說明之實施例具有包括支柱栓塞42之支撐物18，可變形層34擱置於該等支柱栓塞42上。可移動反射層14仍如在圖7A至圖7C中而懸掛於間隙上，但機械層34並不藉由填充機械層34與光學堆疊16之間的孔來形成支撐柱。實情為，支撐物18分別沈積於機械層34下。圖7E中所說明之實施例係基於圖7D所示之實施例，但亦可經調適以配合圖7A至圖7C中所說明之實施例中之任一者以及未圖示之額外實施例而工作。在圖7E所示之實施例中，已使用金屬或其他導電材料之額外層來形成匯流排結構44。此允許沿著干涉調變器後部導引信號，從而消除否則可能必須在基板20上形成之許多電極。
在諸如圖7A至圖7E所示之實施例的實施例中，干涉調變器充當直視式裝置，在該等直視式裝置中，自透明基板20之前側(與其上配置有調變器之側相對的側)查看影像。在此等實施例中，反射層14光學地屏蔽干涉調變器之在反射層之與基板20相對之側上的部分，包括可變形層34。此允許在不負面地影響影像品質之情況下對所屏蔽區進行組態且在其上進行操作。該屏蔽允許圖7E中之匯流排結構44，其提供使調變器之光學性質與調變器之機電性質分離 的能力，諸如，定址及由彼定址所導致之移動。此可分離之調變器架構允許用於調變器之機電態樣及光學態樣的結構設計及材料被選擇且彼此獨立地起作用。此外，圖7C至圖7E所示之實施例具有得自反射層14之光學性質與其機械性質之去耦的額外益處，其機械性質係藉由可變形機械層34來進行。此允許關於光學性質而最佳化用於反射層14之結構設計及材料，且關於所要之機械性質而最佳化用於可變形層34之結構設計及材料。
在本文中可將層、材料及/或其他結構元件描述為關於其他結構元件處於"之上"、"上方"、"之間"等。如本文中所使用，此等術語可意謂直接或間接在…上、在…之上、在…上方、在…之間等，因為多種中間層、材料及/或其他結構元件可插入於本文中描述之結構元件之間。類似地，本文中描述之結構元件(諸如基板或層)可包含單組件結構(例如，單層)或多組件結構(例如，在具有或不具有額外材料層之情況下，包含多個所述材料層之層板)。術語"一或多個"關於物件或元件之使用無論如何不指示未使用該術語之物件或元件之潛在複數配置的缺乏。術語"微機電裝置"如本文中所使用一般指代在製造之任何階段的任何該裝置。
本文中揭示之方法使用導電層之沈積用於MEMS陣列中以同時形成周邊電互連或佈線層。在用於形成微機電系統(例如，干涉調變器)之一些選項中，形成上部電極(例如，反射層14)及/或下部電極(例如，光學堆疊16之層)的沈積 亦可用以在顯示器之周邊中提供電互連及佈線，其中互連使陣列外部之電路(例如，接觸焊墊處之驅動器晶片)電連接至陣列內之電極(列或行)。
將參看圖8A至圖8L描述第一例示性過程。應瞭解8A至圖8L為裝置之列電極或下部電極的橫截面圖。雖然周邊互連由包括形成陣列區域中之MEMS電極之層的多層形成，但彼等層中之一者專門形成於周邊區域中且不充當陣列電極之部分。根據此實施例，周邊佈線/互連包括包含鎳(Ni)、鉻(Cr)、銅(Cu)或銀(Ag)之導電層，且導電層之至少一部分直接處於MEMS裝置內之透明層及部分反射層之下、之上或之間。
參看圖8A至圖8L，在一個實施例中，在透明基板20上形成光學堆疊16。根據此實施例，用ITO 16A覆蓋透明基板20，ITO 16A為用於形成裝置之下部電極之透明導電材料。在替代性實施例中，可替代ITO而用氧化銦鋅(IZO)或氧化鋅(ZnO)來覆蓋透明基板。光學堆疊16之ITO 16A可藉由標準沈積技術來沈積，諸如物理氣相沈積(PVD)，包括濺鍍及蒸鍍。較佳地在ITO 16A上沈積具有(例如)MoCr、Cr、Ta、TaNx 或W之相對較薄的部分反射吸收劑層16B。熟習此項技術者應暸解吸收劑層16B可包含能夠在光學上部分反射之任何材料。
如圖8B中所示，在吸收劑層16B上沈積包含(例如)Ni、Cu、Ag或其合金的導電材料50之一或多層以接觸光學堆疊16之ITO。使用此材料50來產生電互連結構之至少一部 分。如在下文將較為詳細描述的，互連或佈線可使處於陣列外之接觸焊墊上的電路與下部或列電極(例如，陣列區域中之光學堆疊16之導電層)或仍待形成之圖案化電極/可移動層或兩者電連接。如圖8B中所示，較佳地在吸收劑層16B上沈積導電材料50之層。
接著蝕刻並圖案化導電材料50以使得其僅以對於互連佈線之所要圖案保留於互連或周邊區域中，如圖8C中所說明。舉例而言，導電材料50經圖案化以用於將(如參看圖8D所論述，待經圖案化之)列電極連接至列驅動器。導電材料50可另外或替代地經圖案化用於將待形成之上部行電極導引至行驅動器。舉例而言，較佳地用稀釋HNO3 溶液(<15%)蝕刻包含Ni之導電材料50。在導電材料50包含Cu之另一實施例中，可使用各種蝕刻溶液，包括(NH4 )2 S2 O8 ＋去離子水、稀釋HNO3 (<15%)、NH4 OH＋H2 O2 及碘化鉀溶液(KI＋I2 ＋H2 O)。在導電材料50包含Ag之實施例中，可使用諸如NH4 OH＋H2 O2 及碘化鉀溶液(KI＋I2 ＋H2 O)之蝕刻溶液。
導電材料50具有較佳處於約200－5 μm範圍內之厚度，其視導電材料50之電阻率及所需佈線傳導性而定。對於包含Ni之導電材料50，導電材料50之厚度較佳處於約500－2000之範圍內，且更佳地為約1000。如將於下文描述的，此導電材料50亦可充當互連區域中之障壁層。雖然如圖8B所示將導電材料50說明為沈積於整個結構上，但應瞭解，在替代性實施例中，可選擇性地僅在互連區域中沈積導電材料50。因此，應瞭解至少在互連區域中沈積導電材 料50。亦可使用剝離製程來在互連區域中沈積導電材料50。根據該剝離製程，在待移除導電材料50之區上塗佈光阻劑層。接著沈積導電材料50之層，且接著在導電材料50處於光阻劑上之區中選擇性地將其移除(藉由使用光阻劑剝除劑或其他剝除化學品，諸如丙酮)。
導電材料50較佳由鎳形成，因為鎳提供可移動上部電極層中之反射層(例如，鋁鏡面)與光學堆疊16之ITO(下部電極)之間的良好電接觸。熟習此項技術者應瞭解，在其他實施例中，導電材料50可由抵抗基於氟之蝕刻劑(例如，XeF2 )且提供可移動層之反射層與光學堆疊16之ITO之間的良好電接觸之其他導電材料形成，例如，銅(Cu)、鉻(Cr)、銀(Ag)及其合金。
在此實施例中，透明導體16A及吸收劑層16B接著經蝕刻及圖案化為列以形成光學堆疊16之下部電極，如圖8D中所示。根據較佳實施例，首先蝕刻吸收劑層16B，較佳地使用諸如CR－14(硝酸鈰銨Ce(NH4 )2 (NO3 )6 22%、醋酸9%、水69%)之鉻蝕刻來蝕刻Cr或使用PAN(磷酸、醋酸、硝酸)蝕刻來蝕刻MoCr。根據此實施例，一同遮蔽光學堆疊16之導體，且在蝕刻MoCr或Cr層16B之後，蝕刻透明導體16a之ITO(較佳地使用諸如HCl、HBr、HCl＋HNO3 及FeCl3 /HCl/DI之蝕刻劑)。
在其他實施例中，在圖案化透明導體16A及吸收劑層16B以形成光學堆疊16之電極之後圖案化導電材料50以形成電互連結構。
如上文所描述，光學堆疊16亦包括介電層16c(例如，二氧化矽(SiO2 ))以在操作期間於列電極與隨後沈積之行電極之間提供電隔離。可在圖案化列電極之後沈積介電層16C。如圖8E中所示，可用諸如氧化鋁(Al2 O3 )之保護性頂蓋層16D覆蓋介電層16C以保護其不受稍後在製造序列中執行之釋放蝕刻的影響。頂蓋層16D亦可保護介電層16C不受藉由使用基於氟之蝕刻劑進行的對隨後沈積之犧牲層82(於下文描述)之乾式蝕刻(諸如六氟化硫氧(SF6 /O2 )電漿蝕刻)之影響。在一些配置中，在頂蓋層16D上形成另一蝕刻終止層(未圖示)以在後續圖案化步驟期間保護頂蓋層16D，從而界定犧牲材料之多個厚度來界定多個空腔大小及相應色彩。舉例而言，可在頂蓋層16D上沈積約100之薄SiO2 層，以保護頂蓋層16D不受犧牲層82之濕式蝕刻(使用PAN)的影響。理想地，導體50、16B、16A上之介電質16C、保護性頂蓋16D及蝕刻終止物(未圖示)之全部三者均為介電質，且在光學MEMS之情況下為透明的。
如圖8F中所示，在結構上沈積(且稍後在釋放蝕刻中部分移除)較佳包含可由基於氟之蝕刻劑選擇性地蝕刻之材料(且特定言之，鉬(Mo))之犧牲層(或多層)82。熟習此項技術者應瞭解，可替代地僅在影像(或"陣列"或"顯示")區域中選擇性地沈積犧牲層82。犧牲層82較佳包含相對於光學堆疊16之上部層(例如，視實施例而為介電層16C、頂蓋層16D或上覆蝕刻終止物)及MEMS裝置之其他鄰近材料可選擇性地蝕刻之材料。在某些實施例中，此犧牲層82可包 含(例如)鎢(W)、鈦(Ti)或非晶矽。
如圖8G中所說明，根據此實施例，圖案化犧牲層82以使得其僅保留於影像(或"陣列"或"顯示")區中。應瞭解，較佳地在光學堆疊16上沈積犧牲材料82(且稍後選擇性地移除)，以在光學堆疊16與將沈積之可移動層之間界定諧振光學空腔19(圖8L)，如下文所較詳細描述。應瞭解，可在不同位置選擇性地沈積或蝕刻犧牲層82以產生具有不同高度之空腔。舉例而言，犧牲層可包含經沈積且隨後經圖案化以具有多個厚度之多層來產生RGB顯示系統之用於反射多個不同色彩(諸如，紅色、綠色及藍色)之干涉調變器。熟習此項技術者應瞭解，亦圖案化且蝕刻犧牲材料82以便形成通道84用於裝置之顯示或影像區中的支撐結構(下文將描述其沈積)，如圖8G所示。較佳地，執行乾式蝕刻以圖案化犧牲層82。
在圖案化並蝕刻犧牲材料82之後，在整個結構上沈積較佳由諸如二氧化矽(SiO2 )之絕緣材料形成的支撐層62，如圖8H中所示。支撐層62較佳地包含無機材料(例如，氧化物，特定言之為SiO2 )。
如圖8I中所示，接著圖案化此支撐層62以形成用於影像或顯示區中之裝置的支撐結構18。在互連區域中，支撐層62連同光學堆疊16之介電層一起充當絕緣體用於使互連結構電分離及鈍化。如在圖8I之左側所示，圖案化支撐層62以形成對於互連區域中之導電材料50的接觸開口。如圖8I中所示，亦蝕刻光學堆疊16之頂蓋層16D及介電層16C之 部分以形成對於互連區域中之導電材料50的接觸開口。熟習此項技術者應瞭解，可在下文將描述之釋放蝕刻之前或之後形成此等接觸。
如圖8J中所示，在整個結構上沈積可移動層14以在陣列區域中形成裝置之可移動上部電極。如上文所述，所說明可移動層14由為反射的鋁上鎳(nickel over aluminum)形成。在其他實施例中，可移動層可為自獨立圖案化之可變形層懸掛下來的反射器。
在陣列區域中，將可移動層14沈積並圖案化為跨越(例如，正交於)光學堆疊16之列電極的行電極以產生上文描述之列/行陣列。如圖8K中所示，圖案化且蝕刻可移動層14。熟習此項技術者應瞭解，較佳地在可移動層14之處於待藉由釋放蝕刻(在影像或顯示區中)而移除之犧牲層82之區上的部分中蝕刻出孔(未圖示)。在互連區域中，使用可移動層14來形成對於導電材料50之接觸焊墊58。如圖8K中所示，導電材料50形成在下部電極(透明導體16A及可選吸收劑層16B)與用以連接待安裝之列驅動器之接觸焊墊58之間提供電接觸的佈線層。在所說明實施例中，接觸焊墊包括充當陣列中之上部電極及反射器之鋁層。可移動層14之鋁亦將佈線區域連接至互連之接觸區域。導電材料50因此選自與鋁產生良好電接觸之金屬，諸如鎳、Cr、Cu或Ag。
在形成可移動層14之後，在釋放蝕刻中移除犧牲層82之曝露區以在顯示或影像區中在光學堆疊16之固定下部電極 與可移動層14之上部電極之間產生光學空腔19，如圖8L中所示。可使用標準釋放技術來移除犧牲層82。特定釋放技術將取決於待移除之材料。舉例而言，可使用諸如二氟化氙(XeF2 )的基於氟之蝕刻劑以移除鉬(所說明)、鎢或矽犧牲層。熟習此項技術者應瞭解，將釋放蝕刻劑選擇為選擇性的以使得將不由釋放蝕刻來移除支撐結構材料62及可移動層14。
導電材料50經提供為電互連以及充當在顯示或陣列區之外可移動層14與光學堆疊16之電極之間的障壁層。在釋放蝕刻之後，較佳地藉由使用密封劑將背板密封至透明基板20以保護干涉調變器之顯示區。背板保護MEMS裝置不受環境中之有害元素的影響。類似地，密封較佳地提供足以防止水蒸氣及其他污染物進入封裝且損害MEMS裝置之障壁。熟習此項技術者應瞭解，透明基板20可為能夠在其上建構有薄膜MEMS裝置之任何透明物質。該等透明物質包括(但不限於)玻璃、塑膠及透明聚合物。經由透明基板20顯示影像。
根據圖9A至圖9L中所說明之第二實施例，可在沈積光學堆疊16之透明導體16A(例如，ITO)及部分反射吸收劑層16B(例如，MoCr或Cr)之前在基板20上沈積形成互連/佈線之導電材料50。如圖9A中所示，直接在透明基板20上沈積較佳為鎳的導電材料50之層。熟習此項技術者應瞭解，在其他實施例中，導電材料50可包含抵抗基於氟之蝕刻劑(例如，XeF2 )且提供可移動層之反射層與光學堆疊16之 ITO之間的良好電接觸之其他導電材料，例如，銅(Cu)、鉻(Cr)、銀(Ag)及其合金。
接著如圖9B中所示蝕刻且圖案化導電材料50之層，其中MEMS裝置之周邊佈線及接觸焊墊為所要的。舉例而言，較佳地用稀釋HNO3 溶液(較佳地<15%)來蝕刻由鎳形成之導電材料50。接著如圖9C所示在結構上沈積光學堆疊16之透明導體16A及吸收劑16B之層。接著如圖9D中所示，將光學堆疊16之透明導體16A及吸收劑16B之層蝕刻且圖案化為列以形成陣列或影像區域中的光學堆疊16之下部固定電極。根據較佳實施例，首先蝕刻(乾式或濕式蝕刻)吸收劑層16B，較佳地使用諸如CR－14(硝酸鈰銨Ce(NH4 )2 (NO3 )6 22%、醋酸9%、水69%)之鉻蝕刻來蝕刻Cr或使用PAN(磷酸、醋酸、硝酸)蝕刻來蝕刻MoCr。根據此實施例，在蝕刻並圖案化吸收劑層16B之後，較佳地藉由使用諸如HCl：Dl或HBr：Dl之蝕刻劑來蝕刻且圖案化透明導體層16a之ITO。熟習此項技術者應瞭解，HCl及HBr可相對於導電材料50選擇性地蝕刻ITO 16A，且獨立遮蔽步驟並不必要。雖然在所說明實施例中於整個結構上沈積透明導體16A及吸收劑16B之層，但應瞭解其可僅在裝置之陣列或影像區中選擇性地沈積且隨後經圖案化以形成裝置之下部電極。如圖9D中所示，下部或列電極(層16A、16B)與導電材料50之圖案重疊以使得導電材料50可在待安裝於互連區域中之列驅動器與列電極之間載運信號。
如圖9E中所示，接著在結構上沈積光學堆疊16之透明介 電層16C(例如，二氧化矽(SiO2 ))及可選氧化鋁(Al2 O3 )頂蓋層16D，以在操作期間提供固定列電極與隨後形成之移動行電極之間的電隔離。可在圖案化列電極之前或之後沈積介電層16C。應瞭解，在一些配置中，在頂蓋層16D上形成另一蝕刻終止層(未圖示)，以在後續圖案化步驟期間保護頂蓋層16D以界定犧牲材料之多個厚度來界定多個空腔大小及相應色彩。
如圖9F中所示，在結構上沈積(且稍後在釋放蝕刻中移除)較佳包含可由基於氟之蝕刻劑選擇性地蝕刻之材料(且特定言之，鉬(Mo))之犧牲層(或多層)82。應瞭解，在替代性實施例中，可僅在影像區中選擇性地沈積犧牲層82。犧牲層82較佳包含相對於光學堆疊16之上部層及MEMS裝置之其他鄰近材料可選擇性地蝕刻之材料。在某些實施例中，此犧牲層82可包含(例如)鎢(W)、鈦(Ti)或非晶矽。
如圖9G中所說明，根據此實施例，圖案化犧牲層82以使得其僅保留於影像(或"陣列"或"顯示")區中。應瞭解，可在不同位置選擇性地沈積或蝕刻犧牲層82以界定具有不同高度之空腔。舉例而言，犧牲層可包含經沈積且隨後經圖案化以具有多個厚度之多個層來產生RGB顯示系統之用於反射多個不同色彩(諸如，紅色、綠色及藍色)之干涉調變器。熟習此項技術者應瞭解，圖案化且蝕刻犧牲材料82以形成通道84用於裝置之顯示或影像區中的支撐結構(下文將描述其沈積)，如圖9G所示。較佳地，執行乾式蝕刻以圖案化犧牲層82。
在圖案化並蝕刻犧牲材料82之後，在整個結構上沈積較佳由諸如二氧化矽(SiO2 )之絕緣材料形成的支撐層62，如圖9H中所示。支撐層62較佳地包含無機材料(例如，氧化物，特定言之為SiO2 )。
如圖9I中所說明，接著圖案化此支撐層62以形成用於影像或顯示區中之裝置的支撐結構18。在互連區域中，支撐層62連同光學堆疊16之介電層一起充當絕緣體用於使互連結構電分離及鈍化。如在圖9I之左側所示，圖案化支撐層62以形成對於導電材料50之接觸開口。如圖9I中所示，亦蝕刻光學堆疊16之Al2 O3 頂蓋層16D及介電層16C之部分以形成對於佈線/互連50之接觸開口。熟習此項技術者應瞭解，可在下文將描述之釋放蝕刻之前或之後形成此等接觸。
如圖9J中所示，在整個結構上沈積可移動層14以在陣列區域中形成干涉調變器之可移動電極。如上文所述，所說明可移動層14由鋁上鎳形成。在其他實施例中，可移動層可為自獨立圖案化之可變形層懸掛下來的反射器。
在陣列區域中，將可移動層14沈積並圖案化為跨越(例如，正交於)光學堆疊16之列電極的行電極以產生上文描述之列/行陣列。如圖9K中所示，較佳地首先藉由使用HNO3 ：DI蝕刻鎳層隨後藉由使用H3 PO4 或TMAH蝕刻鋁反射層來圖案化且蝕刻可移動層14。熟習此項技術者應瞭解，較佳地在可移動層14之處於待藉由釋放蝕刻(在影像或顯示區中)而移除之犧牲層82之區上的部分中蝕刻出孔(未圖 示)。應瞭解，在互連區域中使用可移動層14來形成對於導電材料50之接觸焊墊58。在此實施例中，可移動層14直接接觸導電材料50且因此電連接至導電材料50。導電材料50形成在下部電極(透明導體16A及可選吸收劑層16B)與用以連接待安裝之列驅動器之接觸焊墊58之間提供電接觸的佈線層。
在形成可移動層14之後，在釋放蝕刻中移除犧牲層82之曝露區以在顯示或影像區中在光學堆疊16之固定電極與可移動層14之上部電極之間產生光學空腔19，如圖9L中所示。可使用標準釋放技術來移除犧牲層82。特定釋放技術將取決於待移除之材料。舉例而言，可使用諸如二氟化氙(XeF2 )的基於氟之蝕刻劑以移除鉬(所說明)、鎢或矽犧牲層。熟習此項技術者應瞭解，將釋放蝕刻劑選擇為選擇性的以使得將不由釋放蝕刻來移除支撐結構材料62及可移動層14。
導電材料50經提供為電互連以及充當在形成陣列區域中之上部電極之可移動層14與形成陣列區域中之下部電極的光學堆疊16之層之間的互連區域中之障壁層。在釋放蝕刻之後，較佳地藉由使用密封劑將背板密封至透明基板20以保護顯示區。
根據圖10A至圖10L中所說明之第三實施例，可在透明導體16A(例如，ITO)上且在沈積光學堆疊16之部分反射吸收劑層16B(例如，MoCr或Cr)之前沈積形成互連/佈線之層的導電材料50。如圖10A中所示，在沈積於透明基板20上 之透明導體層16A上沈積較佳為鎳的導電材料50之層。熟習此項技術者應瞭解，在其他實施例中，導電材料50可包含抵抗基於氟之蝕刻劑(例如，XeF2 )且提供可移動層之反射層與光學堆疊16之ITO之間的良好電接觸之其他導電材料，例如，銅(Cu)、鉻(Cr)、銀(Ag)及其合金。
接著如圖10B所示相對於層16A選擇性地蝕刻且圖案化導電材料50之層，以形成MEMS裝置之周邊互連/佈線。舉例而言，較佳地用稀釋HNO3 溶液(較佳地<15%)來蝕刻由鎳形成之導電材料50。如圖10C所示，較佳地在整個結構上沈積光學堆疊16之MoCr或Cr的吸收劑層16B。
根據一實施例，首先蝕刻(乾式或濕式)吸收劑層16B以使得其保留在圖案化導電材料50及透明導體16A上之一部分上，如圖10D所示。舉例而言，較佳地藉由使用PAN蝕刻來蝕刻MoCr層。可藉由使用諸如CR－14(硝酸鈰銨Ce(NH4 )2 (NO3 )6 22%、醋酸9%、水69%)之鉻蝕刻來蝕刻Cr層。在蝕刻吸收劑層16B之後，接著將透明導體層16A蝕刻且圖案化為列以形成陣列或影像區域中之光學堆疊16之電極，如圖10D中所說明。根據此實施例，在蝕刻並圖案化吸收劑層16B之後，較佳地藉由使用諸如HCl、HBr、HCl＋HNO3 或FeCl3 /HCl/Dl之蝕刻劑來蝕刻且圖案化透明導體層16A。雖然在所說明實施例中在吸收劑層16B之後蝕刻透明導體層16A，但應瞭解其可經同時蝕刻及圖案化以形成裝置之下部電極。
如圖10E中所示，接著在結構上沈積透明介電層16C(例 如，二氧化矽(SiO2 ))及可選氧化鋁(Al2 O3 )頂蓋層16D，以在操作期間提供列電極與隨後沈積之行電極之間的電隔離。可在圖案化列電極之前或之後沈積介電層16C。應瞭解，在一些配置中，在頂蓋層16D上形成另一蝕刻終止層以在後續圖案化步驟期間保護頂蓋層16D，從而界定犧牲材料之多個厚度來界定多個空腔大小及相應色彩。
如圖10F中所示，在結構上沈積(且稍後在釋放蝕刻中移除)較佳包含可由基於氟之蝕刻劑選擇性地蝕刻之材料(且特定言之，鉬(Mo))之犧牲層(或多層)82。應瞭解，在替代性實施例中，可僅在影像區中選擇性地沈積犧牲層82。犧牲層82較佳包含相對於光學堆疊16之上部層及MEMS裝置之其他鄰近材料可選擇性地蝕刻之材料。在某些實施例中，此犧牲層82可包含(例如)鎢(W)、鈦(Ti)或非晶矽。
如圖10G中所說明，根據此實施例，圖案化犧牲層82以使得其僅保留於影像(或"陣列"或"顯示")區中。應瞭解，可在不同位置選擇性地沈積或蝕刻犧牲層82以產生具有不同高度之空腔。舉例而言，犧牲層可包含經沈積且隨後經圖案化以形成具有多個厚度之犧牲層82的多個層來產生RGB顯示系統之用於反射多個不同色彩(諸如，紅色、綠色及藍色)之干涉調變器。熟習此項技術者應瞭解，亦圖案化且蝕刻犧牲材料82以形成通道84用於裝置之顯示或影像區中的支撐結構(下文將描述其沈積)，如圖10G所示。較佳地，執行乾式蝕刻以圖案化犧牲層82。
在圖案化並蝕刻犧牲材料82之後，在整個結構上沈積較 佳由絕緣材料形成之支撐層62，如圖10H中所示。支撐層62較佳地包含無機材料(例如，氧化物，特定言之為SiO2 )。
如圖10I中所示，接著圖案化此支撐層62以形成用於影像或顯示區中之裝置的支撐結構18。在互連區域中，支撐層62連同光學堆疊16之介電層一起充當絕緣體用於使互連結構電分離及鈍化。如在圖10I之左側所示，圖案化支撐層62以形成對於導電材料50之接觸開口。如圖10I中所示，亦蝕刻頂蓋層16D及介電層16C之部分以形成對於吸收劑層16B及導電材料50之接觸開口。熟習此項技術者應瞭解，可在下文將描述之釋放蝕刻之前或之後形成此等接觸。
如圖10J中所示，在整個結構上沈積可移動層14以在陣列區域中形成干涉調變器之可移動電極14。如上文所述，所說明可移動層14由鋁上鎳形成。在其他實施例中，可移動層可為自獨立圖案化之可變形層懸掛下來的反射器。
在陣列區域中，將可移動層14沈積並圖案化為跨越(例如，正交於)光學堆疊16之列電極的行電極以產生上文描述之列/行陣列。如圖10K中所示較佳地首先藉由使用HNO3 ：DI蝕刻鎳層隨後藉由使用H3 PO4 或TMAH蝕刻鋁反射層來圖案化且蝕刻可移動層14。熟習此項技術者應瞭解，較佳地在可移動層14之處於待藉由釋放蝕刻(在影像或顯示區中)而移除之犧牲層82之區上的部分中蝕刻出孔(未圖示)。應瞭解，在互連區域中使用可移動層14來形成對於 導電材料50之接觸焊墊58。導電材料50因此電連接至(經由吸收劑層16B)可移動層14。導電材料50形成在下部電極(透明導體16A及可選吸收劑層16B)與用以連接待安裝之列驅動器之接觸焊墊58之間提供電接觸的佈線層。
在形成可移動層14之後，在釋放蝕刻中移除犧牲層82之曝露區以在顯示或影像區中在光學堆疊16之固定電極與由可移動層14形成之上部電極之間產生光學空腔19，如圖9L中所示。可使用標準釋放技術來移除犧牲層82。特定釋放技術將取決於待移除之材料。舉例而言，可使用諸如二氟化氙(XeF2 )的基於氟之蝕刻劑以移除鉬(所說明)、鎢或矽犧牲層。熟習此項技術者應瞭解，將釋放蝕刻劑選擇為選擇性的以使得將不由釋放蝕刻移除支撐結構材料62及可移動層14。在釋放蝕刻之後，較佳地藉由使用密封劑將背板密封至透明基板20以保護顯示區。
雖然關於裝置之下部電極之佈線說明上文描述之實施例，但應瞭解，可由熟習此項技術者用上部電極之佈線(同時連同或替代下部電極之佈線)製作類似實施例。
儘管以上詳細描述已展示、描述且指出了本發明在應用於各種實施例時之新穎特徵，但應瞭解，熟習此項技術者可在不背離本發明之精神的情況下對所說明之裝置或過程之形式及細節進行各種省略、替代及改變。如將認識到的，可在並不提供本文中陳述之所有特徵及益處的形式內體現本發明，因為一些特徵可與其他特徵分離來使用或實踐。
1－1‧‧‧線
12a‧‧‧干涉調變器/像素
12b‧‧‧干涉調變器/像素
14‧‧‧可移動反射層/金屬材料條帶
14a‧‧‧可移動反射層
14b‧‧‧可移動反射層
16‧‧‧光學堆疊
16a‧‧‧光學堆疊
16A‧‧‧ITO/透明導體
16b‧‧‧光學堆疊
16B‧‧‧吸收劑層
16C‧‧‧介電層
16D‧‧‧頂蓋層
18‧‧‧支柱/支撐物/支撐結構
19‧‧‧間隙/諧振光學空腔
20‧‧‧透明基板
21‧‧‧處理器
22‧‧‧陣列驅動器
24‧‧‧列驅動器電路
26‧‧‧行驅動器電路
27‧‧‧網路介面
28‧‧‧訊框緩衝器
29‧‧‧驅動器控制器
30‧‧‧顯示器面板/顯示器
32‧‧‧繫栓
34‧‧‧可變形機械層
40‧‧‧顯示裝置
41‧‧‧外殼
42‧‧‧支柱栓塞
43‧‧‧天線
44‧‧‧匯流排結構
45‧‧‧揚聲器
46‧‧‧麥克風
47‧‧‧收發器
48‧‧‧輸入裝置
50‧‧‧電源供應/導電材料
52‧‧‧調節硬體
58‧‧‧接觸焊墊
62‧‧‧支撐層
82‧‧‧犧牲層
84‧‧‧通道
圖1為描繪干涉調變器顯示器之一個實施例之一部分的等角視圖，其中第一干涉調變器之可移動反射層位於鬆弛位置，且第二干涉調變器之可移動反射層位於致動位置。
圖2為說明併有3×3干涉調變器顯示器之電子裝置之一個實施例的系統方塊圖。
圖3為針對圖1之干涉調變器之一個例示性實施例的可移動鏡面位置對比所施加電壓之圖式。
圖4為可用以驅動干涉調變器顯示器之列電壓及行電壓之集合的說明。
圖5A及圖5B說明可用以將顯示資料之訊框寫入圖2之3×3干涉調變器顯示器之列信號及行信號的一個例示性時序圖。
圖6A及圖6B為說明包含複數個干涉調變器之視覺顯示裝置之一實施例的系統方塊圖。
圖7A為圖1之裝置的橫截面。
圖7B為干涉調變器之一替代性實施例的橫截面。
圖7C為干涉調變器之另一替代性實施例的橫截面。
圖7D為干涉調變器之又一替代性實施例的橫截面。
圖7E為干涉調變器之一額外替代性實施例的橫截面。
圖8A至圖8L為展示用於製作干涉調變器之一實施例之過程的橫截面。
圖9A至圖9L為展示用於製作干涉調變器之另一實施例之過程的橫截面。
圖10A至圖10L為展示用於製作干涉調變器之另一實施例之過程的橫截面。
14‧‧‧可移動反射層/金屬材料條帶
16‧‧‧光學堆疊
16A‧‧‧ITO/透明導體
16B‧‧‧吸收劑層
16C‧‧‧介電層
16D‧‧‧頂蓋層
18‧‧‧支撐結構
19‧‧‧間隙/諧振光學空腔
20‧‧‧透明基板
50‧‧‧導電材料
58‧‧‧接觸焊墊
62‧‧‧支撐層

Claims (38)

  1. 一種一微機電系統裝置之周邊佈線區域，其包含：一電互連，其包含抵抗基於氟之蝕刻劑之一導電層，該導電層包含選自由鎳、銅、鉻及銀組成之群組之一材料；一部份反射層；及一透明導體，其中該導電層之至少一部份係直接在該部分反射層及該透明導體之下、之上或在該部分反射層及該透明導體之間。
  2. 如請求項1之周邊佈線區域，其中該透明導體係該微機電系統裝置之一下部電極之一層。
  3. 如請求項2之周邊佈線區域，其中該電互連經組態以電連接至該微機電系統裝置之該下部電極及一可移動導電層之至少一者。
  4. 如請求項2之周邊佈線區域，其中該透明導體包含該導電層之下之氧化銦錫。
  5. 如請求項1之周邊佈線區域，其中該部份反射層包含鉻。
  6. 如請求項1之周邊佈線區域，其中該導電層係在該透明導體及該部份反射層之間。
  7. 如請求項1之周邊佈線區域，其中該部份反射層處於該導電層之上且接觸該導電層。
  8. 如請求項1之周邊佈線區域，其中該導電層包含鎳。
  9. 如請求項8之周邊佈線區域，其進一步包含該導電層之 上之一第二鎳層。
  10. 如請求項9之周邊佈線區域，其進一步包含處於該第二層之下且接觸該電互連之一反射層。
  11. 如請求項10之周邊佈線區域，其中該反射層包含鋁。
  12. 一種微機電系統裝置，其包含：一陣列，其包含一下部電極、可移動之一上部電極、及在該下部電極與該上部電極之間的一空腔；及一周邊區域，其包含：形成該陣列中之該上部電極之一層之一部分；及電連接至該下部電極及該上部電極之至少一者之一電互連之一導電材料，其中該導電材料由與形成該陣列中之該上部電極之該層分離且處於該層以下的一層形成，該導電材料抵抗基於氟之蝕刻劑且包含選自由鎳、鉻、銅及銀組成之群組之一材料。
  13. 如請求項12之微機電系統裝置，其中該下部電極包含一透明導電層。
  14. 如請求項13之微機電系統裝置，其中該下部電極進一步包含一部分反射層且該周邊區域中之該導電材料之至少一部分直接處於該透明導電層及該部分反射層之上。
  15. 如請求項13之微機電系統裝置，其中該下部電極進一步包含一部分反射層且該周邊區域中之該導電材料之至少一部分直接處於該透明導電層及該部分反射層之下。
  16. 如請求項13之微機電系統裝置，其中該下部電極進一步包含一部分反射層且該周邊區域中之該導電材料之至少 一部分處於該透明導電層與該部分反射層之間。
  17. 如請求項13之微機電系統裝置，其中該上部電極進一步包含一鋁層上之一鎳層。
  18. 如請求項12之微機電系統裝置，其中該上部電極包含一鋁層。
  19. 如請求項12之微機電系統裝置，其中該裝置係一干涉調變器。
  20. 如請求項12之微機電系統裝置，其進一步包含：一顯示器；與該顯示器電通信之一處理器，該處理器經組態以處理影像資料；及與該處理器電通信之一記憶體裝置。
  21. 如請求項20之微機電系統裝置，其進一步包含：一驅動器電路，其經組態以向該顯示器發送至少一信號。
  22. 如請求項21之微機電系統裝置，其進一步包含：一控制器，其經組態以向該驅動器電路發送該影像資料之至少一部分。
  23. 如請求項20之微機電系統裝置，其進一步包含：一影像源模組，其經組態以將該影像資料發送至該處理器。
  24. 如請求項23之微機電系統裝置，其中該影像源模組包含一接收器、一收發器及一發射器之至少一者。
  25. 如請求項20之微機電系統裝置，其進一步包含： 一輸入裝置，其經組態以接收輸入資料且將該輸入資料通信至該處理器。
  26. 一種製造一微機電系統裝置之方法，其包含：在一透明基板上沈積一第一電極層；圖案化該第一電極層以在一陣列區域中形成若干個下部電極；在該透明基板上沈積一導電層，其中該導電層抵抗基於氟之蝕刻劑且包含選自由鎳、銅、鉻及銀組成之群組的一材料；圖案化該導電層以在一周邊區域中形成用於一電互連之一圖案；在該陣列區域中之該等下部電極上沈積一犧牲層；在圖案化該導電層之後，在該犧牲層上沈積一第二電極層以在該陣列區域中形成若干個上部電極。
  27. 如請求項26之方法，其中在圖案化該導電層之前圖案化該第一電極層。
  28. 如請求項26之方法，其中在圖案化該第一電極層之前圖案化該導電層。
  29. 如請求項26之方法，其進一步包含該上部電極之上之一鎳層。
  30. 如請求項26之方法，其中該電互連接觸該等上部電極以形成該周邊區域中之一接觸焊墊。
  31. 如請求項30之方法，其中該等上部電極包含鋁且該導電層包含鎳。
  32. 如請求項30之方法，其進一步包含安裝連接至該接觸焊墊之一驅動器。
  33. 如請求項26之方法，其進一步包含在圖案化該導電層之後，在該導電層及該等下部電極之上沈積一介電層。
  34. 如請求項26之方法，其中該等下部電極係形成於該導電層之上。
  35. 如請求項26之方法，其中該導電層係形成於該等下部電極之上。
  36. 如請求項26之方法，其進一步包含在該導電層之上沈積一介電層，其中該導電層係形成於該下部電極層之上。
  37. 如請求項26之方法，其中該裝置係一干涉調變器。
  38. 如請求項26之方法，其進一步包含在圖案化該等上部電極之後移除該犧牲層。
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