專利名稱：顯示裝置及其制造方法
顯示裝置及其制造方法技術(shù)領(lǐng)域總體上本發(fā)明涉及圖像顯示領(lǐng)域，本發(fā)明尤其涉及基于MEMS的顯示器以 及其制造方法。
背景技術(shù)：
用機(jī)械的光調(diào)制器構(gòu)成顯示器是基于液晶技術(shù)的顯示器的一種有誘惑力的 替代方案。機(jī)械的光調(diào)制器快速得足以用良好的視角和大范圍的色彩M度顯示 視頻內(nèi)容。機(jī)械的光調(diào)制器在投影顯示應(yīng)用中已經(jīng)取得成功。然而使用機(jī)械的光 調(diào)制器的背光顯示器卻還沒有表現(xiàn)亮度與低功率的有足夠誘惑力的組合。在所屬 技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)需要快速、明亮、低功率的機(jī)械作動(dòng)的顯示器。尤其需要可以高速且 低電壓驅(qū)動(dòng)的初4成作動(dòng)的顯示器以提高圖像質(zhì)量和降低功耗。另外，圍繞液晶顯示器的制造已經(jīng)開發(fā)了重要的制造工業(yè)。然而典型的 MEMS制造技術(shù)往往與液晶顯示器工業(yè)使用的工藝在制造用于控制液晶顯示器的 薄膜部件方面不兼容。為了利用顯示器制造工業(yè)中已經(jīng)投資了的資本，在所屬領(lǐng)域中需要與液晶顯示器制造使用的工藝兼容的基于MEMS的顯示器的制造方法。 發(fā)明內(nèi)容在一個(gè)技術(shù)方面，本發(fā)明涉及制造基于MEMS的光調(diào)制器中采用的作動(dòng)器 的方法，該基于MEMS的光調(diào)制器包括由才;i4成梁支承在一個(gè)基片上的快門。具體 地該方法包括在一個(gè)基片上形成模子，其中該模子包括一個(gè)下水平表面、 一個(gè)上 水平表面和一個(gè)壁。然后在該模子的該下水平表面和該壁上沉積梁材料。接著， 例如通過一種各向異性蝕刻去除沉積在該才莫子的下水平表面上的梁材沖牛，同時(shí)原 封不動(dòng)地保留大部分沉積在該模子的壁上的梁材料，形成一個(gè)順性的梁。
形成一個(gè)連接到該順性的梁上的快門。在一個(gè)實(shí)施方案中，該順性的梁和 該快門材料在一個(gè)步驟中用相同材料形成。在一個(gè)替代實(shí)施方案中，該梁材料不 同于該快門材料。該快門形成在該模子的上水平表面上。該快門材料和/或梁材料 可以包括復(fù)合材料，例如包括非晶硅和金屬。由于例如在復(fù)合物中各層材料的不 同膨脹系數(shù)，復(fù)合物的形成可以在得出的梁上產(chǎn)生不平衡的應(yīng)力。在一個(gè)實(shí)施方案中，該梁材料還才;i4成地和電氣地把該梁連接到一個(gè)設(shè)置在該基片上的一個(gè)支撐點(diǎn)上。例如，該梁材料可以沉積到一個(gè)不到約2微米的厚 度。在不同的實(shí)施方案中，該梁材料沉積到不到約1.5微米的厚度或者甚至不到約lpm的厚度。在形成了該順性的梁和快門以后去除該模子，松開該快門和順性的梁使之能夠活動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施方案中，該才莫子的下水平表面從一個(gè)第一犧牲層的頂部形成。 該;漠子壁可以從一個(gè)第二犧牲層形成并且大體上正交于該下水平表面。在一個(gè)實(shí) 施方案中，去除該模子包括去除該犧牲層的一個(gè)或者兩個(gè)犧牲層都去除。在另 一個(gè)技術(shù)方面，本發(fā)明涉及一種有多個(gè)薄作動(dòng)器梁的空間光調(diào)制器， 該薄作動(dòng)器梁4吏得順性增加，結(jié)果作動(dòng)需要的功率更^f氐。在一個(gè)實(shí)施方案中，該 作動(dòng)器梁把一個(gè)快門懸掛在一個(gè)基片上方。該順性的作動(dòng)器梁在平行于該基片的平面的一個(gè)維度上具有不到約2微米的一個(gè)剖視厚度。在另一個(gè)實(shí)施方案中，該 剖視厚度不到約1.5微米或者不到約1.0孩沐。在另一個(gè)技術(shù)方面，本發(fā)明涉及一種制造一個(gè)顯示器的方法。該方法包括 直接在一個(gè)大體上透明的基片上沉積一介電體材料層，接著直接在該介電體材料 的頂部沉積一金屬層。在該金屬層中形成許多孔徑光闌。該方法包括在該金屬層 的頂部形成一個(gè)控制矩陣并且在該控制矩陣的頂部并且與該控制矩陣電連通地形 成多個(gè)光調(diào)制的快門組件。該控制矩陣控制該多個(gè)快門組件的光調(diào)制功能性。在一個(gè)實(shí)施方案中，該 控制矩陣包括多個(gè)薄膜部件。尤其是，該薄膜部件可以以晶體三極管或者二極管 的形式開關(guān)該薄膜部件。在另一個(gè)技術(shù)方面，本發(fā)明涉及制造一種顯示裝置的類似方法，其中一個(gè)
第二介電體層沉積在該第一介電體層與該金屬層之間。在一個(gè)實(shí)施方案中，該第 二介電體材料的折射率低于該第 一介電體材料的折射率。在又一個(gè)技術(shù)方面，本發(fā)明涉及制造一種顯示裝置的方法，其中在一個(gè)大 體上透明的玻璃基片上沉積一個(gè)高反射率層。該方法還包括在該高反射率層上形 成多個(gè)孔徑光闌。直4矣在該高反射率層的頂部沉積一個(gè)絕緣層，4妾著在該絕》彖層 上形成多個(gè)薄膜部件。然后，該方法包括在該多個(gè)薄膜部件上方并且與該多個(gè)薄 膜部件電連通地形成多個(gè)光調(diào)制快門組件，,人而該薄月莫部件形成一個(gè)控制矩陣， 用于控制該多個(gè)光調(diào)制快門組件的光調(diào)制。在一個(gè)實(shí)施方案中，該高反射率層具有高于90%的反射率。這例如可以從 至少一個(gè)金屬和至少一個(gè)介電體的復(fù)合層形成。作為可供選擇的替代，它可以從 一種致密地沉積的金屬形成。在各種實(shí)施方案中，該金屬通過一種噴涂工藝或者 通過一種離子輔助的蒸發(fā)工藝被沉積。在一個(gè)實(shí)施方案中，該方法還包括在形成該薄膜部件之前在該絕緣層中形 成多個(gè)渡通孔。在形成時(shí)該薄膜在該渡通孔處造成對(duì)該高反射率層的電連接。在另一個(gè)技術(shù)方面，本發(fā)明涉及一個(gè)類似的制造方法，其中在該透明基片 上沉積一種光遮擋層替代高反射率層。在各種實(shí)施方案中，該光遮擋層可以是高 反射率的，它可以是光吸收的，也可以用其他的方式遮擋光。在一個(gè)實(shí)施方案， 該光遮擋層吸收落射在該光遮擋層一側(cè)的光并且反射落射在該光遮擋層的對(duì)側(cè)的 光。在另 一個(gè)技術(shù)方面中，本發(fā)明涉及一種通過形成多個(gè)薄膜部件并且在該薄 膜部件的頂部形成多個(gè)光調(diào)制快門組件制造一種顯示裝置的方法。該光調(diào)制快門 組件的形成，部分地，是通過蝕刻一個(gè)非晶硅層以形成包括在調(diào)制光的組件中的 可運(yùn)動(dòng)的快門的至少 一部分。附圖簡要i兌明通過參照附圖對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)說明會(huì)更加容易理解以上的討i侖

圖1A是4艮據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的顯示裝置的等比例圖示；
圖1B是一個(gè)適用于結(jié)合進(jìn)圖1A的顯示裝置中的一個(gè)示例性快門組件的圖示；圖2A是適用于控制圖1的顯示裝置的快門組件的一種根據(jù)本發(fā)明的一個(gè) 示例性實(shí)施方案的控制矩陣的示意圖；圖2B是結(jié)合圖2A的控制矩陣和圖1B的快門組件的根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示 例性實(shí)施方案的一種像素陣列的等比例圖；圖3A-3B是圖2B所示的根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的控制矩陣的 構(gòu)建階段的等比例圖；圖4A4B是圖2B所示的根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)結(jié)構(gòu)的橫剖視圖；圖5A是適用于控制圖1所示的顯示裝置的快門組件的才艮據(jù)本發(fā)明的一個(gè) 示例性實(shí)施方案的控制矩陣的示意圖；圖5B和5C是圖5A的根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的控制矩陣的平 面圖布局；圖6是圖5B中所示的根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的控制矩陣中一個(gè) 晶體三極管的 一個(gè)橫剖視圖；圖7是制造圖5B中所示的根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的控制矩陣的 方法的流程圖；圖8A-8H是圖5C所示的根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的控制矩陣的 構(gòu)建階段的橫剖視圖；圖9A-9C是用于圖5B的根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的控制矩陣中 的可供選擇的替代開關(guān)結(jié)構(gòu)的橫剖視圖；圖10A-10F是圖5C的根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的控制矩陣的構(gòu)建 階段的橫剖視圖；圖ll是用于圖5C的根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的控制矩陣中的一 個(gè)復(fù)合快門組件的一個(gè)橫剖視細(xì)節(jié)；圖12A-12D是圖11中所示的根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的復(fù)合快門 組件的構(gòu)建階段的橫剖視圖；圖13A-13D是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的具有窄側(cè)壁梁的一個(gè)可 供選擇的替代快門組件的構(gòu)建階段的等比例圖；圖14A和14B是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的形成窄梁的可供選擇 的替代方法的橫剖視圖；圖15示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的具有用于提高強(qiáng)度的側(cè)壁結(jié) 構(gòu)的一種快門組件的等比例圖；圖16示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的一種快門組件的橫剖視圖， 其中該快門和作動(dòng)器梁由不同的才才并牛組成；圖17示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的快門組件、孑L徑光闌和相關(guān) 聯(lián)的控制矩陣的一種可供選擇的替代薄膜結(jié)構(gòu)的一個(gè)橫剖視圖；圖18示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的快門組件、孔徑光闌和相關(guān) 聯(lián)的控制矩陣的 一種可供選擇的替代薄膜結(jié)構(gòu)的一個(gè)橫剖視圖；圖19A和19B是用于譬如圖5C中所示的一種控制矩陣中的根據(jù)本發(fā)明的 一個(gè)示例性實(shí)施方案的可供選擇的替代渡通結(jié)構(gòu)的橫剖視圖；圖20是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的包括一個(gè)快門組件和一個(gè)快門 組件墊片的可供選擇的替代薄膜結(jié)構(gòu)的一個(gè)橫剖視圖；圖21是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案構(gòu)成為一個(gè)MEMS上構(gòu)形的一 種顯示器的一個(gè)組裝圖；圖22是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案構(gòu)成為一個(gè)MEMS下構(gòu)形的一 種顯示器的一個(gè)組裝圖。
具體實(shí)施方式
為了提供對(duì)本發(fā)明的總體理解，下面說明某些示例性實(shí)施方案，包括顯示 圖像的裝置以及其制造方法。然而所屬領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，本文所說明的裝 置和方法可以適當(dāng)?shù)貙?duì)所針對(duì)的應(yīng)用進(jìn)行適應(yīng)和進(jìn)行修改，并且本文所說明的裝 置和方法可以用于其他適當(dāng)?shù)膽?yīng)用中，并且可以理解其他的補(bǔ)充和修改不會(huì)偏離其范疇。 圖1A是才艮據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的顯示裝置100的一個(gè)等比例 圖。顯示裝置100包括多個(gè)光調(diào)制器，尤其是，按行和列安排的多個(gè)快門組件102a-102d (統(tǒng)稱"快門組件102")。在顯示裝置100中，快門組件102a和102d處 于開》丈的狀態(tài)，使得光能夠通過。快門組件102b和102c處于關(guān)閉的狀態(tài)，遮斷 光的通路。通過選才奪性地設(shè)定快門組件102a-102d的狀態(tài)，如果由燈105照明就可 以利用顯示裝置100形成沖殳影顯示或者背光顯示的一個(gè)圖^象104。在另一個(gè)實(shí)施 方案中，裝置100可以通過反射源于該裝置的前方的環(huán)境光形成一個(gè)圖像。在顯示裝置100中，每個(gè)快門組件102對(duì)應(yīng)于圖像104中的一個(gè)像素106。 在其他實(shí)施方案中，顯示裝置IOO可以利用多個(gè)快門組件形成圖像104中的一個(gè) 像素106。例如，顯示裝置100可以包括三個(gè)或者更多的顏色專有的快門組件 102，例如紅、綠和藍(lán)；紅、綠、藍(lán)和白；或者青、絳紅和黃等等。通it^j"應(yīng)于一 個(gè)特定的像素106選4奪性地開》丈一個(gè)或者多個(gè)顏色專有的快門組件102,顯示裝 置IOO可以產(chǎn)生圖像104中的一個(gè)彩色像素106。在另一個(gè)例子中，顯示裝置100 制象素106包括兩個(gè)或者更多快門組件102以提供一個(gè)圖像104中的M。相對(duì) 于一個(gè)圖像， 一個(gè)"像素"對(duì)應(yīng)于由一個(gè)圖像的分辨率確定的最小畫面元。相對(duì)于 顯示裝置100的結(jié)構(gòu)成分，術(shù)語"像素"指得是用于調(diào)制形成一個(gè)圖像的單個(gè)像素的光的組合的才;^成和電部件。每個(gè)快門組件102都包括一個(gè)快門108和一個(gè)孔徑光闌109。為了照明圖像 104中的一個(gè)像素106,把快門108布置得使之允許光朝向一名觀看者穿過孔徑光 闌109。為了保持一個(gè)像素106不發(fā)光，把該快門108布置得使之遮斷光穿過孔徑 光闌109的通^各。孔徑光闌109由一個(gè)穿過每個(gè)快門組件102中的^^射材料或者 光p及收材津+構(gòu)圖的開口形成。該顯示裝置還包括一個(gè)連接到該基片和該快門組件的控制矩陣，用于控制 該快門的運(yùn)動(dòng)?？刂凭仃嚢ㄒ幌盗械碾娀ミB(例如互連110、 112和114),包 括每行像素至少一個(gè)寫賦能互連110 (也稱為"掃描線互連，，)、每列像素的一個(gè) 數(shù)據(jù)互連112，和一個(gè)公共互連114，該公共互連向所有像素或者至少向在顯示裝 置100多個(gè)行和多個(gè)列兩方面中的一些像素提供一個(gè)公共電壓。響應(yīng)于施加一個(gè)
適當(dāng)?shù)碾妷?"寫賦能電壓，Vwe")， 一個(gè)給定行像素的寫賦能互連110使該行中 的像素準(zhǔn)備接受新的快門運(yùn)動(dòng)指令。數(shù)據(jù)互連112以數(shù)據(jù)電壓脈沖形式交流該新 的快門運(yùn)動(dòng)指令。在一些實(shí)施方案中，施加到數(shù)據(jù)互連112的數(shù)據(jù)電壓脈沖直接 對(duì)快門的靜電學(xué)運(yùn)動(dòng)起作用。在其他的實(shí)施方案中，該數(shù)據(jù)電壓脈沖控制開關(guān)，例如晶體三極管或者控制向快門組件102施加分開的作動(dòng)電壓的其他非線性電路 元件，該分開的作動(dòng)電壓典型地幅度上高于該數(shù)據(jù)電壓。于是施加這些作動(dòng)電壓 得出快門108的靜電驅(qū)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)。圖1B示出適于包括進(jìn)圖1A的顯示裝置100中的一個(gè)示例性快門組件130 的圖示?？扉T組件130包括一個(gè)連接到一個(gè)作動(dòng)器134上的快門132。作動(dòng)器134 由兩個(gè)分開的順性的電極梁作動(dòng)器135 ("作動(dòng)器135")形成，如在2005年10月 14日提交的美國專利申請(qǐng)11/251,035號(hào)中所說明?？扉T132在一側(cè)連接到作動(dòng)器 135上。作動(dòng)器135在一個(gè)大體上平行于表面133的運(yùn)動(dòng)平面上橫向地越過表面 133運(yùn)動(dòng)快門132?？扉T132的對(duì)置側(cè)連4妻到一個(gè)彈簧137上，該彈簧4是供一個(gè)與 作動(dòng)器134作用的力相反的恢復(fù)力。每個(gè)作動(dòng)器135都包括一個(gè)順性的負(fù)荷梁136,該順性的負(fù)荷梁把快門132 連接到一個(gè)負(fù)荷支撐點(diǎn)138上。該負(fù)荷支撐點(diǎn)138與該順性的負(fù)荷梁136—同起 才/l4成支承作用，保持快門132接近于表面133懸掛。該表面包括一個(gè)或者多個(gè)容 納光通路的孔徑光闌孔141。負(fù)荷支撐點(diǎn)138物理地把順性的負(fù)荷梁136和快門 132連接到表面133上，并且電氣地把負(fù)荷梁136連接到一個(gè)偏置電壓上，在某些 情況下，該偏置電壓是接地。如果該基片是不透明的，譬如珪，孑L徑光闌孔141就通過蝕刻一個(gè)穿過基 片204的孔陣列形成在該基片中。如果基片204是透明的，譬如玻璃或者塑料， 于是該工藝序列的第一步驟就涉及在該基片上沉積一個(gè)光遮擋層并且然后把該光 遮擋層蝕刻成一個(gè)孔141的陣列。孔徑光闌孔141可以在形狀上大體是圓、橢 圓、多邊形、螺旋形或者不MJ"的。每個(gè)作動(dòng)器135還包括一個(gè)布置在每個(gè)負(fù)荷梁136附近的順性的驅(qū)動(dòng)梁 146。該驅(qū)動(dòng)梁146在一端連接到一個(gè)共用于驅(qū)動(dòng)梁146的驅(qū)動(dòng)梁支撐點(diǎn)148上。 每個(gè)驅(qū)動(dòng)梁146的另一端自由運(yùn)動(dòng)。每個(gè)驅(qū)動(dòng)梁146都是彎曲的，使得它在驅(qū)動(dòng) 梁146的游離端和負(fù)荷梁136的受支撐端附近最"t妻近負(fù)荷梁136。在工作時(shí)，包括快門組件130的一個(gè)顯示裝置經(jīng)驅(qū)動(dòng)梁支撐點(diǎn)148向驅(qū)動(dòng) 梁146施加一個(gè)電位。 一個(gè)第二電位可以施加到負(fù)荷梁136上。所得出的驅(qū)動(dòng)梁 146與負(fù)荷梁136之間的電位差向負(fù)荷梁136的受支撐端拉驅(qū)動(dòng)梁146的游離端， 并且向驅(qū)動(dòng)梁146的受支撐端拉負(fù)荷梁136的快門端，從而向著驅(qū)動(dòng)支撐點(diǎn)148 橫向地驅(qū)動(dòng)快門132。順性的構(gòu)件136像彈簧那樣動(dòng)作，從而在去掉跨在梁136和 146電位之間的電壓時(shí)，負(fù)荷梁136把f夬門132推回其初始位置，釋放存儲(chǔ)在負(fù)荷 梁136中的應(yīng)力。一個(gè)快門組件，譬如快門組件130,包括一種被動(dòng)恢復(fù)力，譬如一個(gè)彈 簧，用于在去掉電壓以后把一個(gè)快門復(fù)原到其靜止位置。其他的快門組件，如在 美國專利申請(qǐng)11/251,035號(hào)和11/326,6%號(hào)中所說明，并且如在圖5中所示，包括 一個(gè)雙組的"開放"和"關(guān)閉"作動(dòng)器和一個(gè)分開的組的"開放"和"關(guān)閉"電極，用于把 快門或運(yùn)動(dòng)到一個(gè)開放的狀態(tài)或者運(yùn)動(dòng)到一個(gè)關(guān)閉的狀態(tài)。美國專利申請(qǐng)11/251,035號(hào)和11/326,696號(hào)說明了各種方法，用之可以經(jīng)一 個(gè)控制矩陣控制一個(gè)快門和孔徑光闌的陣列以用適當(dāng)?shù)幕叶犬a(chǎn)生圖像，在許多情 況下，是運(yùn)動(dòng)的圖像。在某些例子中借助于連接在顯示器的周邊上的驅(qū)動(dòng)電^各上 的行和列互連的一個(gè)無源矩陣陣列完成控制。在其他的情況下適當(dāng)?shù)氖窃谠撽嚵?(所謂的有源矩陣)的每個(gè)像素內(nèi)包括開關(guān)和/或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器件以提高顯示器的速 度、M和/或功耗性能。圖2A是一個(gè)有源控制矩陣200的原理圖，該有源控制矩陣適于包括進(jìn)該顯 示裝置100中用于尋址一個(gè)像素240的陣列("陣列240")。每個(gè)像素201包括一 個(gè)由一個(gè)作動(dòng)器203控制的彈性快門組件202,譬如圖1B的快門組件130。每個(gè) 像素還包括一個(gè)孔徑光闌層250，該孔徑光闌層包括孔徑光闌孔254。諸如快門組 件202之類的快門組件和其變例的進(jìn)一步電氣和4幾械的闡述可以在美國專利申請(qǐng) 11/251， 035號(hào)和11/326， 696號(hào)中查閱?？刂凭仃?00制造成其上形成該快門組件202的基片204表面上的擴(kuò)散的
或者薄膜沉積的電路?？刂凭仃?00包括控制矩陣200中的每列像素201的一個(gè) 掃描線互連206和控制矩陣200中的每列像素201的一個(gè)數(shù)據(jù)互連208。每個(gè)掃描 線互連206把一個(gè)寫賦能電壓源207電連接到一個(gè)對(duì)應(yīng)的像素行201中的像素 201。每個(gè)數(shù)據(jù)互連208把一個(gè)數(shù)據(jù)電壓源("Vd源")209電連接到一個(gè)對(duì)應(yīng)的像 素列201中的像素201。在控制矩陣200中，數(shù)據(jù)電壓Vd提供作動(dòng)快門組件202 所需要的能量的大部分。從而，該數(shù)據(jù)電壓源209還可以起一種作動(dòng)電壓源的作 用。圖2B是包括控制矩陣200的像素240的陣列一個(gè)部分的等比例圖。參見圖 2A和圖2B，對(duì)于像素240的陣列中的每個(gè)像素201或者每個(gè)快門組件，控制矩 陣200包括一個(gè)晶體三極管210和一個(gè)電容器212。每個(gè)晶體三極管210的4冊(cè)才及電 連接到像素201位于其中的陣列240中的行的掃描線互連206。每個(gè)晶體三極管 210的源極電連接到其對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)互連208。每個(gè)快門組件的作動(dòng)器203包括兩個(gè) 電極。每個(gè)晶體三極管210的漏極與對(duì)應(yīng)的電容器212的一個(gè)電極并聯(lián)地電連接 并且連接到對(duì)應(yīng)作動(dòng)器203的電極之一?？扉T組件202中，電容器212的另一個(gè) 電極和作動(dòng)器203的另 一個(gè)電極連接到一個(gè)7>共電位或者地電位。在工作中，為了形成一個(gè)圖像，控制矩陣200通過依次向每個(gè)掃描線互連 206施加電壓V^順序地寫賦能陣列240中的每個(gè)行。對(duì)于一個(gè)寫賦能了的行，對(duì) 該行中的像素201的晶體三極管210的柵4a力口 V恥使電流能夠經(jīng)過數(shù)據(jù)互連208 流過晶體三極管向快門組件202的作動(dòng)器203施加一個(gè)電位。當(dāng)該行寫賦能以 后，數(shù)據(jù)電壓Vd選擇性地施加到數(shù)據(jù)互連208上。在提供模擬M的實(shí)施方案 中，與所希望的位于該寫賦能的掃描線互連206與數(shù)據(jù)互連208的交點(diǎn)處的^象素 201亮度相關(guān)聯(lián)地改變施力。于每個(gè)數(shù)據(jù)互連208的數(shù)據(jù)電壓。在提供數(shù)字控制方 案的實(shí)施方案中，該數(shù)據(jù)電壓選擇為或是相對(duì)低幅度的電壓(即接近地的電 壓)或是等于或超過Vat (作動(dòng)閾值電壓)。響應(yīng)于對(duì)數(shù)據(jù)互連208施加電壓對(duì)應(yīng)的快門組件202中的作動(dòng)器203作動(dòng)，開i文在快門組件202中的快門。 施力口于數(shù)據(jù)互連208的電壓即使在控制矩陣200 1亭止向一個(gè)4于施加電壓Vwe以后 也保留存儲(chǔ)在像素201的電容器212中。因此不需要等待和保持一個(gè)行上的電壓V^長久到足以作動(dòng)快門組件202;這樣的作動(dòng)可以在已經(jīng)從行上去除該寫賦能電 壓后開始進(jìn)行。 一個(gè)行中的電容器212中的電壓大體上一直存儲(chǔ)到寫完整個(gè)視頻幀為止，并且在某些實(shí)施方案中一直存儲(chǔ)到對(duì)該行寫新的數(shù)據(jù)為止。陣列240的像素201形成在一個(gè)基片204上。該陣列包括一個(gè)設(shè)置在該基 片上的孔徑光闌層250,該孔徑光闌層包括陣列240中的每個(gè)像素201的一組孔徑 光闌孔254?？讖焦怅@孔254對(duì)準(zhǔn)每個(gè)像素中的快門組件202。在一個(gè)替代的快門組件實(shí)施方案中，可以^te該快門組件與該作動(dòng)器一起估文 成雙穩(wěn)態(tài)的。就是iJL該快門可以存在于至少兩個(gè)平衡位置(例如開^L和關(guān)閉 的)，同時(shí)只需要少量的功率或者不需要功率把它們保持在兩個(gè)位置之一。更加 具體地，該快門組件可以是才/l^成雙穩(wěn)態(tài)的。 一旦把該快門組件的快門置位，不需 要電能或者保持電壓去保持該位置。在該快門組件的物理元件上的機(jī)才成應(yīng)力可以 把該快門保持在位。該快門組件與該作動(dòng)器一起也可以做成電雙穩(wěn)態(tài)的。在一個(gè)電雙穩(wěn)態(tài)的快 門組件中，存在有于該快門組件的作動(dòng)電壓以下的一個(gè)電壓范圍，如果把該電壓 范圍施加到一個(gè)關(guān)閉的作動(dòng)器上(不論該快門是開放還是關(guān)閉的)，就把該作動(dòng) 器保持關(guān)閉并且把該快門保持在位，即使一個(gè)相反的力作用在該快門上。該相反 的力可以通過一個(gè)彈簧作用，或者該相反的力可以由一個(gè)相反的作動(dòng)器作用，譬 如一個(gè)"開放"或者"關(guān)閉的"作動(dòng)器。一般4t的工藝a^呈圖3A和3B示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案制造陣列240的像素 201的一個(gè)一般化的工藝流程的一個(gè)第一部分。在一個(gè)第一步驟中，如在圖3A中 所示，在一個(gè)透明的基片204上沉積和構(gòu)圖一個(gè)孔徑光闌層250。在圖3B中所示 的第二步驟中，該控制矩陣，包括一個(gè)薄膜開關(guān)或者晶體三才及管210的陣列與電 容器212和互連，譬如掃描線互連206或者數(shù)據(jù)互連208, —起制造在孔徑光闌層 250的頂部。在圖3B中所示的用于制造晶體三極管210的工藝可以是本領(lǐng)域中已 知的用來在液晶顯示器中制造有源矩陣陣列的典型工藝。在最后步驟中，結(jié)杲如
圖2B中所示，在薄膜開關(guān)陣列的頂部形成微電子機(jī)械(或MEMS)快門組件。在一個(gè)簡單的實(shí)施方案中，該孔徑光闌層250通過一個(gè)居間的介電體層與 該控制矩陣絕緣?？讖焦怅@層250可以由一個(gè)與要制造在其上方的有源矩陣兼容 地力口工的薄膜材料組成，但是不需要電連接到該有源矩陣。孑L徑光闌孔254在形 狀上總體可以是圓、橢圓、多邊形、螺旋形或者不規(guī)則的。在某些實(shí)施方案中， 第二步驟的制造序列(形成控制矩陣)不需要包括任何開關(guān)、晶體三極管，或者 電容器而是取而代之地產(chǎn)生由一個(gè)介電體層分開的行和列互連的點(diǎn)陣。這樣一種 控制矩陣也稱為一種無源矩陣，如在所屬領(lǐng)域內(nèi)例如對(duì)制造場發(fā)射陰才及發(fā)光顯示 器所/^口的那沖羊。如將對(duì)圖17所^L明的那樣，在顯示器的其他實(shí)施方案中， 一個(gè)分開的孔徑 光闌層不需要作為該序列中的一個(gè)第一步驟被制造。取而代之可以用在制造有源 矩陣或者無源矩陣中使用的相同的薄膜材料和相同的加工步驟直接制造在玻璃基 片上，如所屬領(lǐng)域內(nèi)典型地公知的那樣。只需要改變掩模設(shè)計(jì)或者像素布局以適 應(yīng)孔徑光闌孔的形成。如將參照?qǐng)D18所-沈明的那樣，在另一個(gè)實(shí)施方案中，該孔徑光闌層作為加 工序列中的一個(gè)最后的步驟被制造。該孔徑光闌層剛性地附著在該基片上但是總 體上懸掛在該快門組件的上方，下方留出空間用于該快門組件的自由位移。孔徑光闌層圖4A示出可在制it^列(圖3A)的第一步驟中制造的孑L徑光闌層250的 一個(gè)孔徑光闌層結(jié)構(gòu)400。該孔徑光闌層結(jié)構(gòu)400包括一個(gè)在一個(gè)玻璃基片401上 沉積成一個(gè)單個(gè)的薄膜的孔徑光闌層401。已經(jīng)蝕刻了孑L徑光闌層401以在孔徑 光闌層401中產(chǎn)生一系列的孔徑光闌孔403。已經(jīng)在孔徑光闌層401的頂部沉積一 個(gè)介電體層404以把它與要制造在其頂部的電路絕緣開。已經(jīng)刻意地斜削孔徑光 闌層401的蝕刻邊緣以降低上方的介電體層中裂紋的概率。孑L徑光闌層401設(shè)計(jì)用于遮擋從該背光到觀看者的光通路。適用作光遮擋 的孔徑光闌層的材料包括金屬，包括而不限于Al、 Cr、 Au、 Ag、 Cu、 Ni、 Ta、Ti、 Nd、 Nb、 W、 Mo和/或其合金。如果沉積到超過30nm的厚度這樣的材料就 在遮斷光透一見上有效。沉積可以通過蒸發(fā)、噴濺或者化學(xué)氣相沉積完成。在許多實(shí)施方案中，優(yōu)選的是孔徑光闌層401具有吸收光的能力。多數(shù)金 屬膜吸收一定的光成分并且反射其余的光成分。在某些應(yīng)用中希望避免反射照射 在孔徑光闌層401上的環(huán)境光以提高顯示器的對(duì)比度。對(duì)于這樣的應(yīng)用，孔徑光 闌層401可以稱為一種"黑1^質(zhì)"。在吸收光上有效，即可以用于在一種黑基質(zhì)中 的某些金屬合金包括然而不限于MoCr、 MoW、 MoTi、 MoTa、 TiW和TiCr。用 上述合金或者簡單金屬譬如Ni和Cr形成的有粗4造表面的金屬膜也在吸收光上有 效。這樣的膜可以通過在高氣壓(在超過20毫托的噴濺氣體環(huán)境中)中的噴濺沉 積制造。粗糙的金屬膜還可以通過彌散金屬顆粒的液體噴灑或者等離子噴灑應(yīng)用 制造，接著進(jìn)行一個(gè)熱燒結(jié)步驟。然后添加一個(gè)介電體層譬如一個(gè)介電體層404 以防止金屬顆粒散裂或者剝落。半導(dǎo)體材料，譬如非晶或者多晶Si、 Ge、 CdTe、 InGaAs、膠態(tài)石墨(碳) 以及合金譬如SiGe也在吸收光上有效。這些材料可以沉積成厚度超過500nm的 膜以防止任何穿過該薄膜的光透射。金屬氧化物或者氮化物也可以在吸收光上有 效，包括4旦是不限于CuO、 NiO、 Cr203、 AgO、 SnO、 ZnO、 TiO、 Ta205、 Mo03、 CrN、 TiN或者TaN。如果以非化學(xué)計(jì)量化的方式制備或者沉積該氧化 物一一通常是通過噴濺或者蒸發(fā)一_尤其是如果該沉積工藝產(chǎn)生點(diǎn)陣中的氧缺 失，這些氧化物或者氮化物的吸收就會(huì)提高。如同半導(dǎo)體材料的情況那樣，該金 屬氧化物應(yīng)當(dāng)沉積成到厚度超過500nm以防止穿過該膜的M射。一類稱為金屬陶瓷的材料也可在吸收光上有效。金屬陶瓷典型地由懸浮在 氧化物或者氮化物基質(zhì)中的小金屬顆粒組成。例子包括在一種0"203基質(zhì)中的Cr 顆?；蛘咴赟i02基質(zhì)中的Cr顆粒。其他懸浮在該基質(zhì)中的金屬顆?？梢允荖i、 Ti、 Au、 Ag、 Mo、 Nb和碳。其他基質(zhì)材料包括Ti02、 Ta205、 "203和813]^4。有可能在適當(dāng)?shù)谋∧げ牧现g使用摧毀性光干涉創(chuàng)立多層吸收結(jié)構(gòu)。 一個(gè) 典型的實(shí)施方案涉及與有適當(dāng)反射性的金屬一起的一個(gè)氧化物或者氮化物局部反 射層。該氧化物可以是一種金屬氧化物例如Q02、 Ti02、 "203或Si02,或者是
一種氮化物譬如Si3N4且該金屬可以是適當(dāng)?shù)慕饘倨┤鏑r、 Mo、 Al、 Ta、 Ti。在 一個(gè)實(shí)施方案中為了吸收從基片進(jìn)入的光，首先在基片402的表面上沉積10-500nm范圍的金屬氧化物薄層，然后沉積一個(gè)10-500nm的厚金屬層。在另一個(gè)實(shí) 施方案中為了吸收從基片相反方向進(jìn)入的光，首先沉積該金屬層，然后沉積該金 屬氧化物。如果該氧化層的厚度選擇為大體上等于0.55微米除以該氧化物層的折 射率的四分之一，上述兩種情況下都可以優(yōu)化雙層堆棧的吸收性。在另一個(gè)實(shí)施方案中，在一個(gè)基片上沉積一個(gè)金屬層，然后沉積一個(gè)計(jì)算 了厚度的適當(dāng)?shù)难趸飳?。然后在該氧化物的頂部沉積一薄層金屬從而該薄金屬 只是局部反射的(厚度不到0.2孩￡米)。該金屬層發(fā)出的局部反射會(huì)摧毀性地干 涉從基片金屬層發(fā)出的反射并且從而產(chǎn)生一種黑基質(zhì)效應(yīng)。如果該氧化層的厚度 選擇為大體上等于0.55微米除以該氧化物層的折射率的四分之一將會(huì)最大化吸 收。圖4B是一種第二孑L徑光闌層結(jié)構(gòu)450的一個(gè)示例性實(shí)施方案。第二孔徑光 闌層結(jié)構(gòu)450包括孔徑光闌層452,該孔徑光闌層有一側(cè)A^射性的而另一側(cè)是 光吸收的。如在2005年9月2日"R交的美國專利申請(qǐng)11/218， 690號(hào)中所說明， 如果一個(gè)孔徑光闌層的一個(gè)表面用反射性材料，譬如一種金屬制造，于是該孔徑光闌層就可以起一種鏡表面作用，該鏡表面把非透射的光回收回一個(gè)所附著的背 光以增加光學(xué)效率。如果以產(chǎn)生一種致密和光滑的薄膜的方式沉積該金屬，如可 以通過噴濺或者通過離子輔助蒸發(fā)達(dá)到的那樣，就可以加強(qiáng)這種反射性。具有加 強(qiáng)的反射性的金屬膜包括Ag、 Au和鋁。從沉積在一個(gè)基片453上的一個(gè)復(fù)合結(jié)構(gòu)形成孔徑光闌層452。圖4B的孔 徑光闌層設(shè)計(jì)用于吸收落射在孔徑光闌層452的頂表面454上的光，同時(shí)反射入 射在孔徑光闌層452的底部456上的光，亦即透射過基片453的光。孑L徑光闌層 452包括4層，即一個(gè)高折射率層458、 一個(gè)低折射率層460、 一個(gè)金屬反射層 462，和一個(gè)吸收層464。蝕刻該孔徑光闌層452以形成一個(gè)孔徑光闌孔466,并 且上覆一個(gè)介電體層468。所屬領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)看出連接有不同折射率的折射 層458和460導(dǎo)致一套局部反射的表面。通過控制這些局部^^射表面的至少兩個(gè)20 之間的間隔可以借助于光干涉加強(qiáng)該膜堆棧的反射性。多層膜可以詔:計(jì)用于提供 跨寬廣的波長帶的高反射性，或者用于提供在離散數(shù)量的個(gè)別波長處的高反射 性，例如匹配于從該背^射出的光的波長?？蛇x作高折射率層458的薄膜包括，但是不限于，Ti02、 HfQ2、 Ta205、 Nb205、 Cr203、 Sc203、 Bi203、 ln203和A1203?？蛇x作低折射率層460的薄膜包 括，j旦是不限于，Si02、 Si3N4、 MgF2、 CaF2和Hff4以及鉆石樣碳。這些膜可以通 過反應(yīng)性噴濺、反應(yīng)性蒸發(fā)、離子輔助蒸發(fā)、離子輔助離子束噴濺沉積或者通過 化學(xué)氣相沉積被沉積。所屬領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，可以通過順序地沉積多對(duì)這 樣的折射層加強(qiáng)反射性。在許多情況下，如果每個(gè)折射層(460和458)的厚度選 擇為大體上等于0.55微米除以該層的折射率的四分之一就可以對(duì)可見光譜最大化 該反射性?？梢詮目讖焦怅@層456去除兩個(gè)折射層458或460的任何一個(gè)卻還同時(shí)在 相當(dāng)?shù)某潭壬咸岣叱练e在一個(gè)透明的基片453的頂部的一種簡單金屬上的孔徑光 闌層452的反射性。只要插入在金屬層462與透明的基片453之間的該折射層具 有低于基片453折射率的折射率就可以得到改進(jìn)。在孑L徑光闌層452中的金屬^^射層462將不僅反射入射光還起遮擋光透射 的作用。以上所列用作光遮擋的孔徑光闌層的任何金屬膜和/或半導(dǎo)體材料都可以 用于該金屬反射層。吸收層464起防止從對(duì)側(cè)到達(dá)基片453的光反射的作用。以上所列用于一 個(gè)黑基質(zhì)的任何吸收材料都可以用于孔徑光闌層452的最頂層。形成孔徑光闌孔466所需要的蝕刻工藝可以包括RF或者DC等離子蝕刻、 離子噴濺，或者濕化學(xué)蝕刻。在孑L徑光闌層452的另一個(gè)實(shí)施方案中，可以形成一個(gè)2層薄膜堆棧。首 先在一個(gè)表面上沉積一個(gè)有加強(qiáng)的反射性的金屬膜，譬如Ag、 Au或者Al。然后 在該金屬頂上沉積以上所列的吸收的黑基質(zhì)材料之一。有一些實(shí)施方案其中優(yōu)選地顛倒圖4B中所示的復(fù)合孔徑光闌層中的層的 次序，具有挨著該基片的吸收層和遠(yuǎn)離該基片的反射膜堆棧。這樣的實(shí)施方案將
參照?qǐng)D22說明。一個(gè)制造復(fù)合的孔徑光闌層452的優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行如下首先，對(duì)于高 折射率層458，在一個(gè)02分壓下通過Ti的反應(yīng)性噴濺沉積來沉積一個(gè)54nm士3nm 厚的1102層。接著對(duì)于#^斤射率層460，在02分壓下通過&02的反應(yīng)性噴濺沉積 來沉積一個(gè)91nm±5nm的Si02膜。接著，對(duì)于金屬反射層462,在真空的、非氧 化的環(huán)境中通過噴濺沉積來沉積一個(gè)100nm士5nm的光滑的Al膜。4妻著構(gòu)圖這三 個(gè)膜458、 460和462以形成孔徑光闌孔466。如所屬領(lǐng)i或內(nèi)所/^口^p典型的光 致抗蝕劑，然后通過帶有孔徑光闌孔466的圖形的光掩模進(jìn)行UV曝光。然后化 學(xué)顯影該光致抗蝕劑成一種蝕刻掩模。該3膜堆棧的蝕刻用一個(gè)有Ar離子的離子 束銑削系統(tǒng)進(jìn)行，該離子束銑削系統(tǒng)依次地除去每個(gè)該膜但是不除去所有的光致 抗蝕劑。在該薄膜的蝕刻完成以后或用一種含水的或基于溶劑的剝除劑成分或通 過臭氧和/或等離子灰化去除該光致抗蝕劑。-接著，作為吸收層464的第一成分，通過等離子輔助化學(xué)氣相沉積來沉積 一個(gè)厚度250nm士10nm的Si3N4薄膜。接著，作為吸收層464的第二成分，通過等 離子輔助化學(xué)氣相沉積來沉積一個(gè)厚度500nm士40nm的非晶珪厚層。然后使用一 種光致抗蝕劑曝光和類似于以上i兌明的顯影步驟用一個(gè)形成孔徑光闌孔466類似的光掩模構(gòu)圖這些膜。然后借助于反應(yīng)性離子蝕刻進(jìn)行Si3N4和該非晶硅的燭刻。最后以覆蓋層的方式通過原子層沉積來沉積一個(gè)50nm士4nm的"203膜。 控制矩陣在另一個(gè)實(shí)施方案中該孔徑光闌層可以用作控制矩陣的電子部件之一，具 有其自己的對(duì)較上層中的控制矩陣的電連接。圖5A至5C示出這樣一種集成的設(shè)計(jì)。圖5A是適于包括在顯示裝置IOO中用于尋址一個(gè)像素陣列的另一個(gè)控制矩 陣500的示意圖?？刂凭仃?00控制一個(gè)像素502的陣列，該像素陣列包括雙作圖5B是一個(gè)像素502的陣列中的兩個(gè)相鄰的4象素502的部分的平面圖布局。圖 5B的布局提供如何4e4空制矩陣500的電子部件安排在一個(gè)像素502內(nèi)以并列地在 一個(gè)基片上制造一個(gè)像素502的陣列的例子。圖5C與圖5B相同并且引出像素 502的其他特征。諸如圖5B/5C的一個(gè)布局可以用于為像素502的每個(gè)功能層產(chǎn) 生光掩模?？刂凭仃?00的部件從一個(gè)功能層的序列構(gòu)成，并且該光4^模用于為 跨基片505的每個(gè)層印制陣列圖形。在陣列502中的像素每個(gè)在形狀上大體上都 是矩形的，帶有180至200微米范圍內(nèi)的一個(gè)節(jié)距，或者像素之間的重復(fù)的距 離。圖5C示出橫剖視標(biāo)記AA、-GG',用作要參照?qǐng)D6、 7、 8和10說明的各種電 氣和機(jī)械部件的順序?qū)拥臋M剖視圖的基準(zhǔn)。為了圖示的目的，在圖5B/5C中只在細(xì)節(jié)上提供導(dǎo)體層、半導(dǎo)體層和快門 層。其他構(gòu)圖特征，譬如切入進(jìn)介電體層中的渡通或者構(gòu)圖進(jìn)該孔徑光闌層中的 孔由符號(hào)標(biāo)記和/或虛線標(biāo)識(shí)。參照?qǐng)D5A和5B，控制矩陣500包括一個(gè)控制矩陣500中的每4亍像素502 的一個(gè)掃描線互連506。控制矩陣500還包括兩個(gè)數(shù)據(jù)互連 一個(gè)lt據(jù)開放互連 508a和一個(gè)數(shù)據(jù)關(guān)閉互連508b,用于該控制矩陣500中的每列像素502。控制矩 陣500還包括一個(gè)預(yù)充電互連510、 一個(gè)全局作動(dòng)互連514，和一個(gè)快門公共互連 515。在該陣列的多個(gè)行和多個(gè)列中的像素502之間共享這些互連510、 514和 515。在一個(gè)實(shí)施方案(在下面更加詳細(xì)地說明的實(shí)施方案)中，在該控制矩陣 500中的所有^象素502之間共享這些互連510、 514和515。在該控制矩陣中的每個(gè)像素502包括一個(gè)快門開放充電晶體三極管516、 一個(gè)快門開放放電晶體三極管518、 一個(gè)快門開放寫賦能晶體三極管517，和一個(gè) 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電容器519。在控制矩陣500中的每個(gè)像素502還包括一個(gè)快門關(guān)閉充電 晶體三極管520、 一個(gè)快門關(guān)閉放電晶體三極管522、 一個(gè)快門關(guān)閉寫賦能晶體三 極管527,和一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電容器529。在該控制矩陣中的每個(gè)像素502包括各種渡通結(jié)構(gòu)，該渡通結(jié)構(gòu)由一個(gè)有 圖5B/5C中的對(duì)角線的方框符號(hào)指示?？刂凭仃?00包括幾個(gè)Ml-M2渡通531 (即把一個(gè)第一金屬層Ml連接到一個(gè)第二金屬層M2的渡通)、 一個(gè)Ap-Ml渡 通533 (即， 一個(gè)把孑L徑光闌層547連接到第一金屬層Ml的渡通)、兩個(gè)驅(qū)動(dòng)支
撐點(diǎn)535、四個(gè)順性的驅(qū)動(dòng)梁537、四個(gè)快門支撐點(diǎn)539、四個(gè)順性的負(fù)荷梁 541、 一個(gè)孔徑光闌孔543和一個(gè)快門545。該孔徑光闌孔543由虛線標(biāo)識(shí)。兩個(gè)相鄰^象素502的部分示于圖5B和5C中。對(duì)于每個(gè)像素502,快門545 通過向左移動(dòng)關(guān)閉在孔徑光闌孔543上。每個(gè)像素的快門開放作動(dòng)電子元件，包 括晶體三極管516、 517和518緊接每個(gè)快門組件504的右邊安置，(這兩個(gè)像素 是等效的，但是在圖5B/5C中只包括最左邊的快門組件504的快門開放電子元 件)。每個(gè)像素的快門關(guān)閉作動(dòng)電子元件，包括晶體三極管520、 522和527緊接 每個(gè)快門組件的左邊安置，(同樣，像素502是等效的，但是只包括最右邊的快 門組件504的快門關(guān)閉電子元件)。對(duì)于一個(gè)給定的像素502,順性的負(fù)荷梁541把快門545才/U成地連接到四個(gè) 快門支撐點(diǎn)539并且把快門545懸掛在基片表面上方。安置在負(fù)荷梁541附近的 順性的驅(qū)動(dòng)梁537枳4成地連*接到驅(qū)動(dòng)支撐點(diǎn)535。 一組驅(qū)動(dòng)梁537 (位于快門545 的右邊)一;U成地連接到一個(gè)驅(qū)動(dòng)支撐點(diǎn)，并且借助于驅(qū)動(dòng)支撐點(diǎn)535和Ml-M2渡 通531電連接到快門開放充電晶體三極管516的漏極。通過在快門545右側(cè)的驅(qū) 動(dòng)梁537與負(fù)荷梁541之間施加一個(gè)大于最低作動(dòng)電壓的電壓，可以51起快門545 運(yùn)動(dòng)到該開放位置，即從孔徑光闌孔543移動(dòng)開。同時(shí)一組驅(qū)動(dòng)梁537和負(fù)荷梁 541向快門右邊運(yùn)動(dòng)形成一個(gè)快門開放作動(dòng)器。另一組驅(qū)動(dòng)梁537 (位于快門545 的左邊)積4成地連接到一個(gè)驅(qū)動(dòng)支撐點(diǎn)535，并且借助于驅(qū)動(dòng)支撐點(diǎn)535和Ml-M2渡通531連接到快門關(guān)閉放電晶體三極管520的漏極。通過使一個(gè)大于最低作 動(dòng)電壓的電壓出現(xiàn)在快門545的左側(cè)的驅(qū)動(dòng)梁537與負(fù)荷梁541之間，可以引起 快門545運(yùn)動(dòng)到該關(guān)閉位置(如圖5B/5C中所示)，即到孔徑光闌孔543頂部上 方的位置。位于快門545的左邊的這組驅(qū)動(dòng)梁537和負(fù)荷梁541形成一個(gè)快門關(guān) 閉作動(dòng)器。在工作中，控制矩陣500設(shè)計(jì)用于獨(dú)立控制截然不同的電氣功能，即a) 預(yù)充電該作動(dòng)器，b)像素尋址和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，和c)該像素的全局作動(dòng)。在每個(gè)幀尋址周期的開始控制矩陣500對(duì)預(yù)充電互連510施加一個(gè)電壓， 該預(yù)充電互連，由于連接快門開放和快門關(guān)閉充電晶體三極管516和520的一冊(cè)極
和漏極雙方，起把這兩個(gè)晶體三極管516和520都導(dǎo)通的作用。把預(yù)充電互連510 脈動(dòng)到一個(gè)超過作動(dòng)快門545最低要求的電壓，例如一個(gè)超過15伏的電壓或者在 某些實(shí)施方案中超過30伏的電壓。在4巴每個(gè)快門開^:和快門關(guān)閉作動(dòng)器的作動(dòng)器 充電以后，在預(yù)充電互連510上的電壓恢復(fù)到零，并且快門開放和快門關(guān)閉晶體 三極管516和520雙方于是都恢復(fù)到其截止?fàn)顟B(tài)。提供到快門開》支和快門關(guān)閉作 動(dòng)器的每個(gè)上的電荷保留儲(chǔ)存在該作動(dòng)器上，因?yàn)轲伣o這些作動(dòng)器的晶體三極管 已經(jīng)恢復(fù)到其截止?fàn)顟B(tài)了。然后通過將一個(gè)寫賦能電壓V^置于掃描線互連506上，依次對(duì)每個(gè)行進(jìn) 行寫賦能。在對(duì)一個(gè)特定行的像素502寫賦能的同時(shí)，控制矩陣500對(duì)應(yīng)于控制 矩陣500中的每個(gè)列像素不是向數(shù)據(jù)開放互連508a就是向數(shù)據(jù)關(guān)閉互連508b施 加一個(gè)數(shù)據(jù)電壓。在經(jīng)寫賦能的行的掃描線互連506施加電壓V^導(dǎo)通對(duì)應(yīng)掃描 線中的像素502的寫賦能晶體三極管517和527雙方。因此施加到彩:據(jù)互連508a 和508b的電壓能夠存儲(chǔ)在相應(yīng)像素502的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電容器519和529上?？傮w 上，為了確保正確的作動(dòng)，每快門組件504只在存儲(chǔ)電容器519或者529的一個(gè) 上允許存儲(chǔ)一個(gè)數(shù)據(jù)電壓。在控制矩陣500中，全局作動(dòng)互連514連接到快門開放放電開關(guān)晶體三極 管518和快門關(guān)閉放電晶體三極管522兩者的源極上。保持全局作動(dòng)互連514處 于顯著高于快門公共互連515的電位的一個(gè)電位上，阻止任何放電開關(guān)晶體三極 管518或者522導(dǎo)通，不論是什么電荷存儲(chǔ)在電容器519和529上。在控制矩陣 500中的全局作動(dòng)通過把全局作動(dòng)互連514帶到一個(gè)等于或者小于快門公共互連 515的電位達(dá)到，這使之能夠取決于在電容器519上還是在電容器520上儲(chǔ)存了 一 個(gè)數(shù)據(jù)電壓導(dǎo)通放電開關(guān)晶體三極管518或者522。當(dāng)轉(zhuǎn)換到導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，快門 開放放電開關(guān)晶體三極管518或者快門關(guān)閉放電晶體三極管522將允許電荷從其 相應(yīng)的作動(dòng)器的一個(gè)或者另一個(gè)泄露。例如，通過只導(dǎo)通快門開放方丈電晶體三極 管518，儲(chǔ)存在快門545右邊的驅(qū)動(dòng)梁537上的電荷將經(jīng)過驅(qū)動(dòng)支撐點(diǎn)535、 Ml-M2渡通531、經(jīng)過晶體三極管518，并且出經(jīng)全局作動(dòng)互連514泄露。結(jié)果是， 一個(gè)超過該最低作動(dòng)電壓的電壓將只保留在該快門與快門左邊的驅(qū)動(dòng)梁之間，并
且將引起該快門向左運(yùn)動(dòng)iiA關(guān)閉位置。在把全局作動(dòng)互連514帶到其作動(dòng)電位的時(shí)間過程中，向數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電容器 519和521施加部分電壓使得能夠部分地導(dǎo)通放電開關(guān)晶體三極管518和522。以 此方式，可以在快門組件504上建立一個(gè)才莫擬電壓，提供用于模擬H圖5B/5C中所示的布局包括兩個(gè)相鄰的^象素的部分，在這兩個(gè)相鄰的^象素 之間某些互連單獨(dú)地分派，而某些互連普遍共享。這些像素的每個(gè)都含有一個(gè)數(shù) 據(jù)開放互連508a和一個(gè)數(shù)據(jù)關(guān)閉互連508b,該互連豎直地沿控制矩陣500的一個(gè) 單個(gè)列連接所有像素502。在圖5B/5C中的兩個(gè)相鄰的像素502還共享一個(gè)公共 的掃描線互連506，該公共的掃描線互連水平地沿控制矩陣500的一個(gè)單個(gè)行連 接所有像素502。然而，這兩個(gè)相鄰的像素共享它們之間的預(yù)充電互連510和全 局作動(dòng)互連514。沿列的方向取向的這兩個(gè)互連置于每兩個(gè)4象素502之間，用電 連接，經(jīng)M1-M2渡通531，向右邊和左邊的兩個(gè)像素都饋送電壓信號(hào)。在顯示器 (未示出)的周邊處，從多個(gè)列發(fā)出的預(yù)充電互連線510和全局作動(dòng)互連線514 被進(jìn)一步相應(yīng)地連接到其他的預(yù)充電互連線和其他的全局作動(dòng)互連線?？刂凭仃?00包括一個(gè)快門公共互連515，該快門公共互連在圖5B/5C的布 局中由一個(gè)分開的導(dǎo)體層建立，該分開的導(dǎo)體層稱為孔徑光闌層547。如在圖3A 和3B中所示孔徑光闌層547制造成一個(gè)墊在控制矩陣500的所有其他層之下的截 然不同的層。在該優(yōu)選的實(shí)施方案中，孔徑光鬧層547用導(dǎo)電的材料制造。孑L徑 光闌層的構(gòu)圖輪廓除了孔徑光闌孔543位置以外都沒有在圖5B/5C中示出。在控 制矩陣500中，該孔徑光闌層用于借助于快門支撐點(diǎn)539在所有行和所有列中的 所有快門545之間造成公共的電連接。替代布局應(yīng)當(dāng)理解，圖5B/5C只是適合于構(gòu)成控制矩陣500的布局的一個(gè)例子?？?以有許多其他等同的布局。例如7>共互連510和514已經(jīng)沿圖5B/5C中的列方向 確定路線，但是有其中這些互連沿行方向確定線路的其他實(shí)施方案。在圖5B/5C 中，公共互連510和514在連接到諸如晶體三極管518之類的晶體三極管的源極 和漏極的相同的金屬層面建立和/或構(gòu)圖。然而，還有這些公共的互連510和514 建立在該薄膜晶體三極管的柵極層面的其他實(shí)施方案，并且還可以有這些互連可以構(gòu)圖為位于下襯的導(dǎo)電孔徑光闌層547中的獨(dú)立的電連接件的另一些實(shí)施方案。在圖5B/5C中所示的控制矩陣500布局中，把快門組件504對(duì)齊使得快門 545沿一個(gè)平行于掃描線互連506的方向運(yùn)動(dòng)?？梢杂衅渲锌扉T545平行于數(shù)據(jù)互 連508a和508b運(yùn)動(dòng)的其他實(shí)施方案。還可以有其中諸如晶體三極管518或者電 容器519之類的電部件不只是設(shè)置在快門組件504左邊或者右邊而且是還設(shè)置在 快門組件504上方或者下方的實(shí)施方案。在圖5B/5C中電部件在像素502中占據(jù) 不同的區(qū)域。然而還可以有諸如晶體三極管518或者電容器519之類的部件構(gòu)成 在處于快門組件504下面的其他薄膜層上的其他實(shí)施方案。所屬領(lǐng)域內(nèi)公知的數(shù)種不同的薄膜開關(guān)可以用于運(yùn)行控制矩陣500。圖6 示用橫剖視示出幾個(gè)適當(dāng)?shù)拈_關(guān)結(jié)構(gòu)之一。圖6中所示的結(jié)構(gòu)包括一個(gè)晶體三極 管，譬如快門開放放電晶體三極管518之類的橫剖視圖。晶體三極管518的結(jié)構(gòu) 類似于所屬領(lǐng)域內(nèi)用于有源矩陣液晶顯示器的晶體三極管的結(jié)構(gòu)。圖6的結(jié)構(gòu) 600還包括一個(gè)電極互連610，譬如在一個(gè)液晶顯示器中普遍用于連接到像素電容 器的電極互連，或者譬如普遍用于連接到一個(gè)顯示器的周邊上的一個(gè)驅(qū)動(dòng)器電3各 上的電極互連。具體地，晶體三極管518代表一個(gè)在所屬技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)稱為倒置交 錯(cuò)背溝道蝕刻薄膜晶體三極管的結(jié)構(gòu)。這種特定晶體三極管的形成和功能的說明 以及其他等等可以在文獻(xiàn)中找到，譬如在Willem den Boer (Elsevier,阿姆斯特 丹，2005)著的"有源矩陣液晶顯示器"中。晶體三極管518從一個(gè)不同的膜或者層的組構(gòu)成，其制造工藝將參照?qǐng)D7-10更加詳細(xì)地說明。具體地，晶體三極管518設(shè)置在一個(gè)孔徑光闌層602的頂 部。在該孔徑光闌層的頂上放置一個(gè)第一介電體層604。晶體三極管518的要素 包括一個(gè)第一導(dǎo)體層606、 一個(gè)第二介電體層608、 一個(gè)第一半導(dǎo)體層610、 一個(gè) 第二導(dǎo)體層612、 一個(gè)第三介電體層614和一個(gè)第三導(dǎo)體層616。在所屬技術(shù)領(lǐng)域 內(nèi)，該第一導(dǎo)體層還稱為柵極金屬層并且晶體三極管518稱為底部柵極晶體三極 管。在所屬技術(shù)領(lǐng)域中，該第二導(dǎo)體層還稱為對(duì)晶體三極管518的源極和漏極的 連接器。在所屬技術(shù)領(lǐng)域中，該第三導(dǎo)體層還稱為電極或者接觸金屬。半導(dǎo)體層610普遍地從非晶硅或者多晶硅形成。該非晶硅既可以用等離子 加強(qiáng)的化學(xué)氣相沉積(PECVD)也可以用熱線沉積從諸如SiH4之類的前體氣體沉 積。可以用在層610的其他半導(dǎo)體材料包括鉆石樣碳、Si、 Ge、 GaAs、 CdTe或者 其合金。形成該半導(dǎo)體層的其他技術(shù)包括低壓化學(xué)氣相沉積和噴濺。半導(dǎo)體層610的頂表面用雜質(zhì)摻雜以增加該非晶硅的電導(dǎo)率并且在該非晶 珪與第二導(dǎo)體層612之間提供歐姆接觸。典型地或用于非晶硅或用于多晶硅的增 加電導(dǎo)率的摻雜物包括碌、砷、硼，或者鋁?？梢园堰@些摻雜物包括作為一個(gè)沉積步驟的部分，即通過在該P(yáng)ECVD腔中把摻雜物前體與SiH4混合，或者以后借 助于從一個(gè)摻雜物氣體擴(kuò)散或者通過離子才i^來添加。多個(gè)薄膜開關(guān)，譬如圖6中所示的代表性的晶體三極管518，是用一個(gè)沉 積、掩模和蝕刻步驟的序列來制造。形成薄膜開關(guān)，譬如晶體三極管518所需要 原掩模和/或沉積步驟的數(shù)量可以在3和IO之間變動(dòng)。在此同時(shí)，用于形成該薄 膜開關(guān)的該沉積、構(gòu)圖和蝕刻步驟也可以用于形成薄膜部件，譬如像素之間的陣 列互連、電容器，或者用于形成到該顯示器的周邊上的驅(qū)動(dòng)器芯片的電扭i矣觸。 可以采用類似的和/或附加的工藝步驟形成MEMS快門顯示器中的薄膜部件，例 如形成薄膜開關(guān)與諸如孔徑光闌層602的孑L徑光闌層之間的電連接，或者用于開 關(guān)之間的電連接、陣列互連，和快門組件，譬如快門組件202或者快門組件 504。制iiM^呈700圖7示出用于構(gòu)成一個(gè)控制矩陣和相關(guān)聯(lián)的快門組件的制造工藝或者M(jìn)4E 700的一個(gè)例子。圖7的規(guī)程700包括形成一種孔徑光闌層的步驟，譬如形成孔徑 光闌層250或者孔徑光闌層602。規(guī)3呈700還包括形成一種開關(guān)或者說晶體三極管 的步驟，譬如形成晶體三極管210或者晶體三極管518的步驟。規(guī)港700還包括 用于制造一種快門組件的步驟，譬如快門組件202或者快門組件504。下面相對(duì) 于形成一種倒置、交錯(cuò)的背溝道蝕刻的晶體三極管，譬如晶體三極管518，說明圖7的規(guī)程700。后文參照?qǐng)D9討論可能適于簡化工藝或者適于形成可供選擇的 替代薄膜開關(guān)和控制矩陣的對(duì)規(guī)程700的修 支和可供選擇的替代。該規(guī)程700在步驟705以在一個(gè)基片上形成一個(gè)孔徑光闌層602開始。孔 徑光闌層形成705包括清潔基片，該基片可以是玻璃或者塑料，接著沉積和蝕刻 孔徑光闌層602。步驟705的幾個(gè)實(shí)施方案已經(jīng)參照?qǐng)D4A和4B說明了 。在某些 情況下該孔徑光闌層可以是復(fù)合的孔徑光闌層譬如孔徑光闌層452。該規(guī)程700在步驟710繼以沉積和蝕刻該第一介電體層，譬如介電體層 504。適用的介電體材料包括，但是不限于，Si02、 Si3N4、 A1203、 Ti02、 HfQ2、 Ta205，這些介電體材料可以或通過噴濺、蒸發(fā)，或通過化學(xué)氣相沉積到0.1至2.0 微米的數(shù)量級(jí)沉積?？梢允┘拥湫偷墓庵驴刮g劑，如所屬領(lǐng)域內(nèi)所/>知，然后經(jīng) 光掩才莫圖形UV曝光，如在圖5的布局中所示，并且最后顯影成一種蝕刻掩才莫。 在介電體層604的蝕刻完成以后或用一個(gè)含水的或基于溶劑的剝除劑成分或通過 臭氧和/或等離子灰化去余留的光致抗蝕劑?？梢杂糜跇?gòu)圖第一介電體層604的蝕 刻工藝包括RF或者DC等離子蝕刻、噴濺蝕刻或者濕化學(xué)蝕刻。該規(guī)程700在步驟715繼以沉積和蝕刻該第一導(dǎo)體層，譬如導(dǎo)體層606,適 用的導(dǎo)體材料包括，但是不限于Al、 Cu、 Ag、 Ni、 Cr、 Mo、 W、 Ti、 Ta、 Nd、 Nb和其合金或者組合。所屬領(lǐng)域內(nèi)使用的一些典型的合金包括TiW、 MoW、 MoCr、 AlNd、 AlTa和AlCr。雙層金屬也可以用作第一導(dǎo)體層606。 一些可以使 用的雙層金屬包括在Al上的Cr、在Al上的Ta、在Ag上的Ta、在Al上的Ti或 者在Al上的Mo。所屬技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)還〃^口三層金屬結(jié)構(gòu)包括Cr/Al/Cr或Cr/Al/Ti 或Ti/Al/Ti、 Cr/Al/Ta、或者Cr/A^Ta。這些金屬或者金屬的組合可以通過DC或 者RF噴濺、蒸發(fā)或者在某些情況下通過化學(xué)氣相沉積施加。適合的厚度可以在 0.1至l.O微米的范圍內(nèi)。對(duì)于構(gòu)圖第一導(dǎo)體層606，可以如所屬領(lǐng)域內(nèi)^W口的那 樣施加典型的光致抗蝕劑并且通過光^r才莫圖形曝光，如在圖5的布局中所示。在 該導(dǎo)體層的蝕刻完成以后或用 一個(gè)含水的或基于溶劑的剝除劑成分或通過臭氧和/ 或等離子灰化去余留的光致抗蝕劑?？梢杂糜跇?gòu)圖該第一導(dǎo)體層的蝕刻工藝包括 RF或者DC等離子蝕刻、噴濺蝕刻、反應(yīng)性離子銑削和/或者濕化學(xué)蝕刻。該規(guī)程700在步驟720繼以沉積和蝕刻該第二介電體層，譬如介電體層 608。適用的介電體材料包括，但是不限于，Si02、 Si3N4、 A1203、 Ti02、 HfD2和 Ta205,這些介電體材料可以或通過噴濺、蒸發(fā)，或通過化學(xué)氣相沉積到0.1至2.0 微米的數(shù)量級(jí)沉積。構(gòu)圖可以借助于典型的光致抗蝕劑達(dá)到，如所屬領(lǐng)域內(nèi)所公 知，然后經(jīng)光掩模圖形曝光，如在圖5的布局中所示。在該介電體層的蝕刻完成 以后或用 一個(gè)含水的或基于溶劑的剝除劑成分或通過臭氧和/或等離子灰化去余留 的光致抗蝕劑。可以用于構(gòu)圖第二介電體層608的蝕刻工藝包括RF或者DC等離 子蝕刻、噴賊蝕刻或者濕化學(xué)蝕刻。該規(guī)程700在步驟725繼以沉積和蝕刻該第-半導(dǎo)體層，譬如半導(dǎo)體層 610。在250至350。C的沉積溫度范圍內(nèi)用一個(gè)PECVD工藝沉積的非晶硅是在該 步驟中施加的典型半導(dǎo)體材料。多晶硅是用于薄膜晶體三極管的一種可供選擇的 替代薄膜半導(dǎo)體材料，然而如在圖9中所示，該多晶硅層典型地在一個(gè)以前的步 驟中施加，或者說處于第一導(dǎo)體層606下方。對(duì)于倒置、交錯(cuò)的背溝道蝕刻晶體 三極管518，沉積一個(gè)雙層非晶硅。對(duì)于層610的第一部分，非晶硅無任何摻雜 物地沉積到0.1至0.2微米的范圍。層610的第二部分包括沉積濃n摻雜的非晶 硅，典型地通itt PECVD腔中包括進(jìn)PH3氣體沉積。層610的第二部分或者說 上部較薄，典型地在0.02至0.05樣沐的范圍。非晶硅晶體三極管小島的構(gòu)圖然后 借助于所屬領(lǐng)域內(nèi)公知的光致抗蝕劑達(dá)到并且通過光掩模圖形曝光，如在圖5的 布局中所示。在該半導(dǎo)體的蝕刻完成以后或用一個(gè)含水的或基于溶劑的剝除劑成 分或通過等離子灰化去除余留的光致抗蝕劑。可以用于構(gòu)圖該半導(dǎo)體小島的蝕刻 工藝包括RF或者DC等離子蝕刻、噴濺蝕刻、反應(yīng)性離子銑削和/或者濕化學(xué)蝕 刻。該規(guī)4i 700在步驟730繼以沉積和蝕刻該第二導(dǎo)體層，譬如導(dǎo)體層612。適 用的導(dǎo)體層材津十包括，^旦是不限于Al、 Cu、 Ag、 Au、 Ni、 Cr、 Mo、 W、 Ti、 Ta、 Nd、 Nb和其合金或者組合。所屬領(lǐng)域內(nèi)使用的一些典型的合金包括TiW、 MoW、 MoCr、 AINd、 AlTa和AlCr。雙層金屬也可以用作該第二導(dǎo)體層。 一些可
以使用的雙層金屬包括在Al上的Cr、在Al上的Ta、在Ag上的Ta、在Al上的 Ti或者在Al上的Mo。所屬技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)還公知三層金屬結(jié)構(gòu)，包括Cr/Al/Cr或 Cr/Al/Ti或Ti/Al/Ti、或Cr/ALTa、或者Cr/A^Ta。這些金屬或者金屬的組合可以通 過DC或者RF噴濺、蒸發(fā)或者在某些情況下通過化學(xué)氣相沉積施加。適合的厚 度可以在0.1至l.O微米的范圍內(nèi)。對(duì)于構(gòu)圖第二導(dǎo)體層612,可以如所屬領(lǐng)域內(nèi) /^口的那樣施加典型的光致抗蝕劑并且通過光掩模圖形曝光，如在圖5的布局中 所示。在第二導(dǎo)體層612的蝕刻完成以后或用一個(gè)含水的或基于溶劑的剝除劑成 分或通過等離子灰化去余留的光致抗蝕劑?？梢杂糜跇?gòu)圖第二導(dǎo)體層612的蝕刻 工藝包括RF或者DC等離子蝕刻、噴濺蝕刻、反應(yīng)性離子銑削和/或者濕化學(xué)蝕 刻。該規(guī)程700在步驟735繼以沉積和蝕刻該第三介電體層，譬如介電體層 614。適用的介電體材料包括Si02、 Si3N4、 A1203、 Ti02、 H幻2和Ta205,這些介電 體材料可以或通過噴濺、蒸發(fā)，或通過化學(xué)氣相沉積到0.2至2.0微米的數(shù)量級(jí)沉 積。構(gòu)圖可以借助于典型的光致抗蝕劑達(dá)到，如所屬領(lǐng)域內(nèi)公知，然后經(jīng)光掩模 圖形曝光，如在圖5的布局中所示。在該介電體層的蝕刻完成以后或用一個(gè)含水 的或基于溶劑的剝除劑成分或通過等離子灰化去余留的光致抗蝕劑?？梢杂糜跇?gòu) 圖第三介電體層614的蝕刻工藝包括RF或者DC等離子蝕刻、噴濺蝕刻或者濕化 學(xué)蝕刻。該規(guī)3呈700在步驟740繼以沉積和蝕刻該第三導(dǎo)體層，譬如導(dǎo)體層616，適 用的導(dǎo)體層材津牛包括，4旦是不限于Al、 Cu、 Ag、 Au、 Ni、 Cr、 Mo、 W、 Ti、 Ta、 Nd、 Nb和其合金或者組合。對(duì)于可以起一個(gè)接觸層或者電極層作用的第三 導(dǎo)體層616，可以采用其他的導(dǎo)電材料，譬如氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅 (IZO) 、 Al摻雜的氧化錫、氟摻雜的氧化錫、銀合金和/或金合金。還可以使用 為用作第二導(dǎo)體層612列舉的其他合金、雙層和/或三層。這些金屬或者金屬的組 合可以通過DC或者RF噴濺、蒸發(fā)或者在某些情況下通過化學(xué)氣相沉積施加。 適合的厚度可以在0.1至l.(H敖米的范圍內(nèi)。對(duì)于構(gòu)圖第三導(dǎo)體層616,可以如所 屬領(lǐng)域內(nèi)/^口的那樣施加典型的光致抗蝕劑并且通過光4^沖莫圖形曝光，如在圖5
的布局中所示。在第三導(dǎo)體層616的蝕刻完成以后或用一個(gè)含水的或基于溶劑的 剝除劑成分或通過等離子灰化去余留的光致抗蝕劑?？梢杂糜跇?gòu)圖第三導(dǎo)體層616的蝕刻工藝包括RF或者DC等離子蝕刻、噴賊蝕刻和/或者濕化學(xué)蝕刻。該步見程700在步驟745繼以沉積和構(gòu)圖該犧牲層，譬如下面在圖8F中示出 的犧牲層805。適用的犧牲層805包括諸如聚酰亞胺之類的聚合物、諸如SiCb之 類的介電體，或者軟金屬，譬如銅或者鋁。在一些情況下該犧牲材料的構(gòu)圖通過 如添加一層所屬領(lǐng)域內(nèi)所公知的光致抗蝕劑進(jìn)行，然后經(jīng)一個(gè)光掩模曝光并且顯 影該光致抗蝕劑以形成一個(gè)蝕刻掩模?？晒奚牧蟐吏用的蝕刻工藝包括RF或 者DC等離子蝕刻或者濕化學(xué)蝕刻。在一些情況下可以得到本身可以光定形的犧 牲材料，意味著其圖形可以通過直接對(duì)光掩模UV照射曝光建立，接著浸泡到一 個(gè)顯影化學(xué)藥品浴或者噴淋顯影化學(xué)制劑中。不i侖在兩種情況下的哪一種，在犧 牲層805中形成的圖形都起接著形成快門層807的模子的作用。犧牲層805 —直 到規(guī)程700的步驟760才去除?？晒┦褂玫臓奚牧系钠渌募?xì)節(jié)參照?qǐng)D12說 明。該規(guī)3呈700在步驟750繼以沉積和構(gòu)圖該快門層，譬如圖8G中所示的快門 層807。用于其本身的適當(dāng)?shù)目扉T層材料包括，但是不限于，金屬，譬如Al、 Cu、 Ni、 Cr、 Mo、 Ti、 Ta、 Nb 、 Nd或其合金；介電體材料，譬如"203、 Si02、 丁&205或者Si3N4;或者半導(dǎo)體材料，譬如鉆石樣碳、Si、 Ge、 GaAs、 CdTe或者其 合金。關(guān)于快門層807的優(yōu)選的材料特性的進(jìn)一步討論可以參照?qǐng)D11。也可以采 用快門層材料的分層的組合，如參照ll所進(jìn)一步地說明的那樣。快門層807可以 沉積到0.1微米至5樣沐范圍的厚度。可以用于較厚的快門材料的沉積技術(shù)包括 DC或者RF噴濺、化學(xué)氣相沉積和/或蒸發(fā)。在一些情況下，可以在犧牲層805的 暴露的表面上沉積一個(gè)導(dǎo)電的籽層以后用無電鍍或者電鍍從溶液沉積該快門材 料。該規(guī)程700在步驟755繼以去除犧牲層805。該步驟也稱為fl^放步驟，旨在 從在其上曾經(jīng)沉積了該快門層的模子釋放該快門層，并且使得形成在快門層807 中的元件能夠自由運(yùn)動(dòng)，或者至少受其作動(dòng)器和對(duì)基片的支撐點(diǎn)或者支承限制地
運(yùn)動(dòng)。聚合物犧牲層805可以在一種氧等離子中去除，或者在一些情況下通過熱解作用去除。某些無機(jī)犧牲層805 (譬如Si02、 Si、 Cu或者Al)可以通過濕化學(xué) 蝕刻和/或蒸發(fā)相蝕刻地去除。該規(guī)程700在步驟760繼以添加介電體涂層，譬如圖8H中所示的介電體涂 層。介電體涂層813可以以敷形方式施加，使得該快門和梁的所有底、頂和側(cè)表 面都均勻地被涂層。這樣的薄膜可以通過熱氧化和/或通過敷形地化學(xué)氣相沉積諸 如A1203、 Cr203、 SCr2、 Ti02、 Hf02、 V205、 NbaCV Ta205、 Si02、或者SisN4之類 的絕緣體，或者借助于原子層沉積類似的材料生成。介電體涂層813可以施加到 10nm到1微米范圍內(nèi)的厚度。在一些情況下可以借助噴賊和蒸發(fā)在側(cè)壁上沉積介 電體涂層813。該規(guī)程700在步驟765結(jié)束于清潔接觸焊盤。因?yàn)樵诓襟E760沉積的介電 體涂層813均勻地涂覆所有表面，在顯示器的周邊的接觸焊盤上去除介電體涂層 813是有用的，在該顯示器周邊處需要對(duì)驅(qū)動(dòng)器芯片或者電源電壓造成電連接。 在一個(gè)實(shí)施方案中，使用一種惰性氣體譬如Ar的噴濺蝕刻足以從所有曝露的表 面去除介電體涂層813。優(yōu)選地在已經(jīng)用到一個(gè)蓋片(譬如分開的玻璃片)保護(hù) 或者密封顯示器的活性區(qū)域以后施用該噴濺蝕刻。該蓋片防止噴濺蝕刻^v該j象素 區(qū)域中的的任何快門組件去除介電體材料。在步驟765避免了噴賊蝕刻的另一個(gè)實(shí)施方案中，可以預(yù)處理該顯示器的 周邊上的所有接觸區(qū)域，使得在步驟760施加的介電體涂層813不粘附到該接觸 區(qū)域并且因此不能夠阻擋一種歐娟:4秦觸。這樣一種無粘附預(yù)處理可以通過圍繞該 顯示器的周邊噴灑或者液體分送施用某些改變接觸表面的化學(xué)反應(yīng)性的成分達(dá) 到。表面處理的例子包括具有化學(xué)組成CH3 (CH2) xSiCl3 (x是大于7而小于30 的數(shù))的三氯氫硅類、全氟辛基三氯氫硅(FOTS)和二甲基二氯硅烷 (DMDCS)?？晒┻x擇的替代表面處理包括具有化學(xué)組成CH3 (CH2) XSH (x是 大于7而小于30的數(shù))的烷基硫醇類。如果在低溫下進(jìn)行沉積，通常低于200攝 氏度，這樣的預(yù)處理可以有效阻滯沉積某些介電體材料。這樣的低溫介電體沉積 可以用原子層化學(xué)氣相沉積達(dá)到。于是在步驟765的接觸焊盤清潔就可以是簡單
的熱處理、對(duì)uv照射曝光或者暴露于臭氧以從接觸焊盤上去除有才;^才料。在步驟765避免了噴賊蝕刻的另一個(gè)實(shí)施方案中，可以在規(guī)程700的步驟 760沉積介電體材料以前用一種犧牲材料覆蓋或者鈍化該顯示器的周邊上的該4妄 觸區(qū)域。可以使用的犧牲材料的例子包括光致抗蝕劑、硅氧烷密封材料，或者聚 二甲基珪氧烷(PDMS)。這些材料可以耐受在步驟760介電體沉積所要求的100 至300。C范圍內(nèi)溫度。可以使用一種噴嘴發(fā)送工具選擇性地在該接觸焊盤區(qū)域中 沉積一種相對(duì)厚的這些材料層。在后一個(gè)實(shí)施方案中，其中在介電體沉積以前已經(jīng)用一種犧牲材料事先涂 敷了該接觸區(qū)域，規(guī)程700的步驟765含有去除該犧牲材料以及任何上方的介電 體材料。在一些情況下去除該犧牲材料可以通過結(jié)合機(jī)械磨擦、濕化學(xué)或者溶劑 溶解和/或氧等離子完成。在犧牲材料沉積成密封膠或者彈性體材料的粘附的厚 (〉20微米)膜的情況中，可以用鑷子或者捏鉗簡單地拉掉該犧牲材料。然后可 以或用去污劑或用弱酸洗劑進(jìn)一步清潔該4妄觸焊盤。應(yīng)當(dāng)理解失見程700示出適用于形成一個(gè)控制矩陣，譬如控制矩陣500,的 一個(gè)工藝序列，然而可以有許多其他的工藝序列。在一些情況下可以改變?cè)摬襟E 的順序。例如，圖9示出一種頂部柵極多晶硅薄膜晶體三極管的結(jié)構(gòu)，其中半導(dǎo) 體層610在第一介電體層604之后而在第一導(dǎo)體層606之前進(jìn)行沉積。還有其中取消賴L程700的某些步驟的控制矩陣的實(shí)施方案。例如圖17示出 其中取消了孔徑光闌層602和第一介電體層604的一種控制矩陣，它們的功能由 該控制矩陣中的其他層承擔(dān)。在其他實(shí)施方案中可以取消第三導(dǎo)體層616。還有一些實(shí)施方案，其中包括規(guī)程700的所有的層卻取消了某些光掩模步 驟和/或蝕刻步驟。例如，如果在該控制矩陣與孔徑光闌層602之間不需要《壬何電 連接，就可以取消第一介電體層604的構(gòu)圖和蝕刻。規(guī)程700包括每個(gè)介電體層 604、 608和614的光掩模和蝕刻步驟?？傮w上包括這些蝕刻步驟以形成該導(dǎo)體層 之間的電連接或者渡通?？梢栽诔练e每個(gè)介電體層后不需要渡通蝕刻步驟地造成 類似的電連接。例如，在一些情況下，在步驟735建立的掩模和蝕刻步驟例如也 可以用作蝕刻穿過下襯的介電體層以揭示下方導(dǎo)體層處的電連接，甚至對(duì)孔徑光 闌層602的電連接，而不需要此前的介電體掩模步驟的輔助。這些渡通組合的一 些例子參照?qǐng)D19說明。圖8A至8H通過橫剖視圖表明可以如何逐步地使用圖7的^!^呈構(gòu)成一個(gè)控 制矩陣和相關(guān)聯(lián)的快門組件。在圖8A至8H中示出四個(gè)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)。這四個(gè)結(jié)構(gòu) 示出好像它們?cè)诨?01上彼此相鄰，然而這是用于圖示的目的，/人而可以給出 一個(gè)公共的高度基準(zhǔn)。給出橫剖視標(biāo)記譬如A-A、和B-B'使得讀者可以通過把圖 8A至8H中的標(biāo)記與圖5B/5C中的相同標(biāo)i^目比較識(shí)別一個(gè)像素內(nèi)的結(jié)構(gòu)的適當(dāng) 的相對(duì)取向。圖8A至8H表明如何構(gòu)成一個(gè)晶體三極管，譬如帶有相關(guān)聯(lián)的電容 器519的晶體三極管518或者晶體三極管210。在圖8A至附指代為晶體三極管 518的該晶體三極管在事實(shí)上可以代表圖5B/5C中所示的任何晶體三極管516、 517、 520、 522或者527的橫剖視。在圖8A至8H中還示出如何制造一個(gè)代表性 的MEMS快門組件，譬如帶有相關(guān)聯(lián)的孔徑光闌孔543 (或者孔徑光闌孔254) 的快門組件504 (它類似于快門組件202)。還示出一個(gè)代表性驅(qū)動(dòng)支撐點(diǎn)的制 造，譬如驅(qū)動(dòng)支撐點(diǎn)535的制造，該驅(qū)動(dòng)支撐點(diǎn)類似于驅(qū)動(dòng)支撐點(diǎn)148。圖8A示出在施用規(guī)程700的步驟705和710以后晶體三極管518、電容器 519、驅(qū)動(dòng)支撐點(diǎn)535和快門組件504的結(jié)構(gòu)。在圖8A中的結(jié)構(gòu)包括一個(gè)孔徑光 闌層602和一個(gè)第一介電體層604。這兩個(gè)層沒有一個(gè)構(gòu)圖在該晶體三極管或者 電容器下方。然而在快門組件504的區(qū)域中對(duì)孑L徑光闌層602施加一個(gè)光圖形。 在孔徑光闌孔543的點(diǎn)位于孔徑光闌層中造一個(gè)開口。還在孔徑光闌層602中也 造一些開口以電絕緣孔徑光闌層602的將處于驅(qū)動(dòng)梁537 (示于圖8E中)下面的 區(qū)域。第一介電體層604沉積于孑L徑光闌層602的上方以后，允許它以覆蓋層的 方式保留在孔徑光闌層602的頂部上方。圖8B示出在施用規(guī)程700的步驟715和720以后晶體三極管518、電容器 519、驅(qū)動(dòng)支撐點(diǎn)535和快門組件504的結(jié)構(gòu)。圖8B包括預(yù)存在層602和604。在 步驟715沉積和構(gòu)圖第一導(dǎo)體層606。在晶體三極管518處構(gòu)圖第一導(dǎo)體層606以 形成該一冊(cè)極金屬。在電容器519處構(gòu)圖第一導(dǎo)體層606以形成該電容器的上電 極。電容器519的下電極由孔徑光闌層602構(gòu)成。對(duì)于驅(qū)動(dòng)支撐點(diǎn)，允許保持該 第一導(dǎo)體層保留原封不動(dòng)，因?yàn)樗鼘⑿纬蓪?duì)驅(qū)動(dòng)支撐點(diǎn)的電連接的部分。在快門組件504的區(qū)域中完全地蝕刻掉第一導(dǎo)體層606。在步驟720允許在圖8B的所有 結(jié)構(gòu)上保留第二介電體608原封不動(dòng)。已經(jīng)凍+削了晶體三才及管518和電容器519的上電才及處的一冊(cè)才及金屬的構(gòu)圖了 的邊緣。斜削了的邊緣可有利于確保一個(gè)敷形涂層以沉積后續(xù)的介電體層并且有 利于避免由于應(yīng)力集中形成的介電體裂紋。介電體層中的裂紋可能導(dǎo)致導(dǎo)體層之 間的漏電。還可以使用在步驟715施加的光掩才對(duì)巴第一導(dǎo)體層606構(gòu)圖成任何數(shù)量的 互連線，譬如圖5B/5C中所示的掃描線互連506。圖8C示出在施用規(guī)程700的步驟725以后的晶體三極管518、電容器 519、驅(qū)動(dòng)支撐點(diǎn)535和快門組件504的結(jié)構(gòu)。圖8C包括預(yù)存在層602、 604、 606 和608。在步驟725沉積和構(gòu)圖半導(dǎo)體層610。對(duì)于倒置、交錯(cuò)的背溝道蝕刻晶體 三極管518，該半導(dǎo)體的沉積往往用兩個(gè)步驟進(jìn)行。首先沉積一個(gè)稍摻雜的非晶 硅層，接著沉積一個(gè)摻雜的非晶硅層。然后把包括半導(dǎo)體層610的這兩個(gè)層一起 構(gòu)圖以形成"硅小島"。往往斜削該硅小島的邊緣。通過光圖形和蝕刻步驟從圖8C 中所示的所有其他結(jié)構(gòu)中去除半導(dǎo)體層610。圖8D示出在施用規(guī)程700的步驟730以后的晶體三極管518、電容器 519、驅(qū)動(dòng)支撐點(diǎn)535和快門組件504的結(jié)構(gòu)。圖8D包括「預(yù)存在層602、 604、 606、 608和610。在步驟730沉積和構(gòu)圖第二導(dǎo)體層612以建立晶體三極管518的 源極804a和漏極804b區(qū)域。對(duì)于圖8中所示倒置、交錯(cuò)的背溝道蝕刻晶體三極 管，在晶體三極管518的頂部的金屬層612的器件之間形成的開口或者間隙決定 穿過半導(dǎo)體層610的導(dǎo)電溝道的臨界尺寸(長度和寬度)。用于把導(dǎo)體層612分 開成源極和漏極區(qū)域804a和804b的蝕刻還持續(xù)進(jìn)入該硅島直到它窮盡上部區(qū)域 或者半導(dǎo)體層610的摻雜的非晶硅部分為止。惟一保留在晶體三極管518的溝道 區(qū)域中的非晶硅是不摻雜的或者稍摻雜的情況的。通過光圖形和蝕刻步驟從圖8D 中所示的所有其他結(jié)構(gòu)中去除第二導(dǎo)體層612。下襯的介電體層608形成構(gòu)圖和 去除第二導(dǎo)體層612的部分的一種方便的蝕刻止檔。
還可以使用在步驟730施力口的光掩才執(zhí)第二導(dǎo)體層612構(gòu)圖成任何數(shù)量的 互連線，譬如圖5B/5C中所示的數(shù)據(jù)開放互連508a或者預(yù)充電互連510。圖8E示出在施用*^呈700的步驟735和740以后的晶體三極管518、電容 器519、驅(qū)動(dòng)支撐點(diǎn)535和快門組件504的結(jié)構(gòu)。圖8E包括3貞存在層602、 604、 606、 608、 610和612。在步驟735沉積和構(gòu)圖第三介電體層614。第三介電體層 614總體上起對(duì)顯示器的后續(xù)處理和封裝環(huán)境鈍化或者保護(hù)晶體三極管518和電 容器519的作用。然而在步驟735施用的介電體蝕刻步驟也已經(jīng)用于去除在驅(qū)動(dòng) 支撐點(diǎn)535的區(qū)域中曾一直覆蓋著第一導(dǎo)體層606和在快門組件504的區(qū)域中覆 蓋了孔徑光闌層602的所有介電體材料。假定在所有前面的介電體沉積的步驟中 使用類似的材料，在構(gòu)圖第三介電體層614中使用的蝕刻化學(xué)制劑可以蝕刻所有 下襯的介電體層并且可以以良好的選擇性要么止于玻璃基片801要么止于含金屬 層602或者606。在身見程700的步驟740沉積第三導(dǎo)體層并且從圖8所示的所有結(jié) 構(gòu)去除該第三導(dǎo)體層。供選擇地允許第三導(dǎo)體層616保留在驅(qū)動(dòng)支撐點(diǎn)535的區(qū) 域中以輔助形成對(duì)該驅(qū)動(dòng)支撐點(diǎn)的 一種歐^f*接觸。圖8F示出在施用規(guī)程700的步驟745以后的晶體三極管518、電容器 519、驅(qū)動(dòng)支撐點(diǎn)535和快門組件504的結(jié)構(gòu)。圖8F包括「預(yù)存在層602、 604、 606、 608、 610、 612和614。在步驟745沉積和構(gòu)圖犧牲層805。在該圖示的例子 中，犧牲層中的圖形只在該支撐點(diǎn)的附近才需要，譬如在驅(qū)動(dòng)支撐點(diǎn)535附近， 在此處將做成該快門組件對(duì)該基片的固附。圖8G示出在施用規(guī)程700的步驟750以后的晶體三極管518、電容器 519、驅(qū)動(dòng)支撐點(diǎn)535和快門組件504的結(jié)構(gòu)。圖8G包括「預(yù)存在層602、 604、 606、 608、 610、 612、 614和805。在步驟750沉積和構(gòu)圖快門層807?？扉T材料 將總體上平放，覆蓋該犧牲材料的表面，并且還涂覆于步驟745在該犧牲層中構(gòu) 圖的孔的側(cè)部和底部，如在驅(qū)動(dòng)支撐點(diǎn)535處所示。蝕刻進(jìn)入快門層807中的圖 形將確定快門545，該快門在圖8G中在一個(gè)阻斷孔徑光闌孔543的位置。蝕刻進(jìn) 快門層807中的圖形還確定該快門組件的作動(dòng)器梁，譬如順性的負(fù)荷梁541或順 性的驅(qū)動(dòng)梁537。從晶體三極管譬如晶體三極管518和電容器譬如電容器519的附
近去除快門層807的材料。圖8H示出在施用規(guī)程700的步驟765以后的晶體三極管518、電容器 519、驅(qū)動(dòng)支撐點(diǎn)535和快門組件504的最終結(jié)構(gòu)。在圖8H中所示的結(jié)構(gòu)包括孔 徑光闌層602、第一介電體層604、第一導(dǎo)體層606、第二介電體層608,第一半 導(dǎo)體層610、第二導(dǎo)體層612、第三介電體層614，和快門層807。圖8G中所示的 結(jié)構(gòu)在規(guī)程700的步驟755中去除了犧牲層805以后達(dá)到。圖8G中所示的快門組 件包括一個(gè)構(gòu)圖了的孔徑光闌孔543、 一個(gè)快門545,和兩組順性的作動(dòng)器梁537 和541。如在平面圖，譬如圖2、圖3和圖5B/5C中所示，順性的負(fù)荷梁541把快 門545積4成地連接到一個(gè)快門支撐點(diǎn)、譬如快門支撐點(diǎn)539或者快門支撐點(diǎn)138。 圖8H中所示的結(jié)構(gòu)在M4i 700的步驟755中去除了該犧牲層以后達(dá)到。還示出的 是介電體涂層813,該介電體涂層在規(guī)程700的步驟760沉積在該快門組件的所有 表面上。應(yīng)當(dāng)理解可以有結(jié)構(gòu)518、 519、 535和504的變例。圖8H中示出電容器 519為使用從孔徑光闌層602和第一導(dǎo)體層606發(fā)出的電極。還可以用規(guī)程700通 過使用其他金屬層作電極建立類似的電容器。例如可以使用第一導(dǎo)體層606和第 二導(dǎo)體層612，或者第三導(dǎo)體層電極形成電容器519。圖8H示出其中在快門層807與第一導(dǎo)體層606之間做電連接的一個(gè)驅(qū)動(dòng)支 撐點(diǎn)535。在其他實(shí)施方案中可以使用其中在較高的層面或者較低的層面之一建 立電連接和機(jī)械連接的一種驅(qū)動(dòng)支撐點(diǎn)。例如，使用規(guī)程700，可以把驅(qū)動(dòng)支撐 點(diǎn)建立成對(duì)孔徑光闌層602或者對(duì)第三導(dǎo)體層616的一種直接連接。圖6至8使用倒置、交錯(cuò)的背溝道蝕刻的薄膜晶體三極管(TFT)的例子 示出控制矩陣500的結(jié)構(gòu)。然而，許多可供選擇的薄膜開關(guān)結(jié)構(gòu)在所屬技術(shù)領(lǐng)域 中/^口并且可以用于提高基于MEMS的快門顯示器。幾個(gè)可供選擇的替代開關(guān)示 于圖9中并且譬如說明在Willem den Boer (Elsevier,阿姆斯特丹，2005 )著的 "有源矩陣液晶顯示器"的文字中。圖9A示出倒置、交錯(cuò)的背溝道蝕刻止檔或者三層TFT901。圖9B示出一 個(gè)頂部柵極TFT903,通常使用多晶硅而不是非晶硅。圖9C示出一種金屬-絕緣
體凌屬(MM)結(jié)構(gòu)，往往稱為薄膜二極管905。每個(gè)結(jié)構(gòu)901、 903和905含有 某些具有與晶體三極管518 (圖6)中的那些相似的功能和相似的沉積/構(gòu)圖工 藝。它們包括一個(gè)孔徑光闌層902、 一個(gè)第一介電體層904、 一個(gè)第一導(dǎo)體層 906、 一個(gè)第二介電體層908、 一個(gè)第二導(dǎo)體層912、 一個(gè)第三介電體層914，和 一個(gè)第三導(dǎo)體層916。與晶體三極管518和工藝流程700相比較，蝕刻止檔TFT901的工藝加以兩 個(gè)額外的層和一個(gè)額外的光掩模。該蝕刻止檔TFT包括兩個(gè)分開地沉積(而不是 一個(gè))的半導(dǎo)體層 一個(gè)本在的非晶硅層918和一個(gè)摻雜的非晶硅層920。蝕刻 止檔TFT901 ii^以一個(gè)附加的蝕刻止檔介電體層922,該附加的蝕刻止檔介電體 層緊接著本在的非晶硅層918之后沉積。連續(xù)蝕刻止檔TFT的工藝，蝕刻止檔介 電體層922典型地構(gòu)圖成該TFT頂部上方的一個(gè)小島。接著沉積摻雜的非晶硅層 920，并且然后把半導(dǎo)體層918和920都構(gòu)圖成一個(gè)硅小島。接著沉積第二導(dǎo)體層 912。把第二半導(dǎo)體層912構(gòu)圖/蝕刻成源極和漏極區(qū)域的工藝包括一個(gè)下襯的摻 雜的非晶硅層920的蝕刻工藝。當(dāng)蝕刻劑達(dá)到蝕刻止檔介電體層922時(shí)該蝕刻工 藝將自然地被停止，從而與規(guī)程700的步驟730的源fe/漏極構(gòu)圖相比較，給與該 工藝顯著多的變化余地(不顯著降低晶體三極管的性能)。用于第一和第二導(dǎo)體 層906和912的材料在晶體三極管901與晶體三極管518之間類似，然而這些晶 體三極管的開關(guān)特性類似。將在下面參照?qǐng)DIO說明的渡通結(jié)構(gòu)也大體上不受使用 晶體三極管518還是晶體三極管901的結(jié)構(gòu)的影響。圖9B示出一個(gè)共頂部低溫多晶薄膜晶體三極管(LTPS-TFT) 903的結(jié)構(gòu)。 與晶體三極管518 (圖6)和規(guī)^呈700相比較，該LTPS-TFT改變半導(dǎo)體層和第一 導(dǎo)體層的次序和順序。圖9B包括一個(gè)緊接在第一介電體層904以后沉積的多晶 硅層924。硅層924典型地沉積成一種非晶硅層并且然后在構(gòu)圖成一個(gè)硅小島以 前借助于受激激光退火轉(zhuǎn)變成多晶硅。然后該多晶硅層的構(gòu)圖接著以覆蓋層的方 式沉積一個(gè)額外的層，即4冊(cè)才及絕纟彖層926。 ^接著沉積和構(gòu)圖第一導(dǎo)體層906以形 成柵極金屬。接著或用離子才i^、等離子浸漬，或通過離子淋^#雜技術(shù)用硼或 磷之一摻雜該硅小島的源極和漏極區(qū)域。(通it^蔽柵極金屬使得可以有源極和 漏極的自對(duì)準(zhǔn)摻雜。)接著把第二介電體層908沉積和構(gòu)圖成一組渡通開口，類似于下面參照?qǐng)DIO說明的Ml-M2渡通531。接著沉積和構(gòu)圖第二導(dǎo)體層912以形 成對(duì)源極和漏極的連接。該工藝在類似于規(guī)程700中說明的序列中以層914和916完成。層924中的多晶硅材料具有比非晶硅晶體三極管譬如晶體三極管518可得 到的高得多的載流子活動(dòng)性。結(jié)果，可以用LTPS驅(qū)動(dòng)相似的電流和相似的開關(guān) 速度，同時(shí)比對(duì)非晶硅晶體三極管所要求的顯著地少的面積。因此使用高活動(dòng) 性、小面積LTPS晶體三極管使之能夠在固定尺寸的基片內(nèi)部構(gòu)成有較小的像 素、較緊密的節(jié)距并且因此有較高的分辨率格式的基于MEMS的快門顯示器。當(dāng)對(duì)基于MEMS的快門顯示器采用LTPS晶體三極管，譬如晶體三極管 903時(shí)，可以對(duì)光圖形和規(guī)程做其他有用的修改。例如，為了形成如在圖10A-10F 所示的Ap-Ml渡通533以用于LTPS晶體三極管，譬如晶體三極管903，在渡通 533的區(qū)域中去除多晶硅層924是適當(dāng)?shù)?。還有在形成渡通533時(shí)，會(huì)正常地開放 穿過第一介電體層604 (步驟710，示于圖IOB中)的渡通的同樣的光構(gòu)圖和蝕刻 可以推遲到沉積一冊(cè)才及介電體層926以后。所屬技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)公知、但是在圖9中沒有示出的該薄膜晶體三極管的另一 個(gè)普通的變例是該交錯(cuò)的頂部柵極非晶硅晶體三極管。在倒置交錯(cuò)的晶體三極管 518 (圖6)的該進(jìn)一步變例中，這兩個(gè)導(dǎo)體層的作用顛倒了。第一導(dǎo)體層606用 于形成對(duì)緊接著沉積在其上方的一個(gè)半導(dǎo)體層610的源極和漏極接觸。第二導(dǎo)體 層612用于形成該4冊(cè)極結(jié)構(gòu)。為了把基于MEMS的快門顯示器適配于非晶的頂部 柵極晶體三極管可以優(yōu)選地把掃描線互連506構(gòu)圖進(jìn)第二導(dǎo)體層612而不是第一 導(dǎo)體層606。相反地，其他互連線，譬如數(shù)據(jù)開放互連508a或者預(yù)充電互連510 可以優(yōu)選地構(gòu)圖進(jìn)第一導(dǎo)體層606。通過取消一些渡通譬如把某些晶體三極管連 接到驅(qū)動(dòng)支撐點(diǎn)535的Ml-M2渡通531的需要，使用非晶的頂部柵極晶體三極管 可以在^f象素內(nèi)部節(jié)省 一些空間。圖9C示出MM薄膜二極管905的結(jié)構(gòu)。與晶體三極管518 (圖6)比較， 二極管905不包括任何半導(dǎo)體層。取而代之的是對(duì)第二介電體材料908 —種特定 的材料選擇。對(duì)第二介電體材料908選擇的材料Si3N4、 丁&205或者鉆石樣》友，即 具有捕獲電荷能力的〃W口其性能或是泄露介電體或者介電體的材料。用于沉積這些材料的技術(shù)包括等離子輔助化學(xué)氣相沉積(PECVD)、熱線沉積，或者后續(xù)電 化學(xué)陽極氧化的噴賊。在工作中，MM 二極管905表現(xiàn)為一種可變電阻，與使用 一個(gè)無源矩陣比 較，該可變電阻可以幫助提高選擇性、尋址和/或在大的像素陣列中可達(dá)到的對(duì)比 度。用于形成渡通結(jié)構(gòu)(參見下面的圖10)的工藝可以稍加改動(dòng)用于MIM二極 管905。使用MM二極管905作開關(guān)結(jié)構(gòu)制造一個(gè)控制矩陣可以不太貴，因?yàn)檫@ 些開關(guān)可以少用一個(gè)沉積步驟、少一個(gè)光掩模來制造，并且與非晶硅晶體三極管 518比具有更容易實(shí)現(xiàn)的構(gòu)圖尺寸。薄膜開關(guān)901、 903和905只是一個(gè)薄膜開關(guān)結(jié)構(gòu)的許多可能的變例的三個(gè) 例子。從以上列舉的例子所屬領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)理解可以有其他的變例?？梢詷?gòu)成 比以上示出或在規(guī)程700中列舉的層數(shù)或多或少的類似結(jié)構(gòu)或者包括對(duì)規(guī)程700 內(nèi)i兌明的步-驟次序加以改變的類似結(jié)構(gòu)。圖IOA示出可以用作控制矩陣500的要素，尤其是用于輔助晶體三極管之 間或者晶體三極管與該快門組件的支撐點(diǎn)之間的互連的幾個(gè)渡通結(jié)構(gòu)的橫剖視 圖。圖10A包括四個(gè)截然不同的類型的渡通結(jié)構(gòu)。圖10A包括Ml-M2渡通531, 這是把第一導(dǎo)體層606連接到第二導(dǎo)體層612的渡通。圖10A包括Ap-Ml渡通 533,這是把孔徑光闌層602連接到第一導(dǎo)體層606的渡通。圖IOA還示出快門支 撐點(diǎn)539,該快門支撐點(diǎn)在快門545與控制矩陣500之間提供才幾械的和電的支承或 者連接。圖10A中的結(jié)構(gòu)示出為好像它們?cè)诨?001上彼itb^目鄰，但是這僅僅 是圖示的目的，從而可以給出一個(gè)公共的高yl^準(zhǔn)。給出橫剖視標(biāo)記譬如E-E、或 者F-F從而讀者可以把圖IOA至10F中的標(biāo)記與圖5B/5C中的相同標(biāo)記相比較識(shí) 別這些結(jié)構(gòu)在該j象素內(nèi)部的位置關(guān)系。圖IOA還示出經(jīng)一個(gè)粘接焊盤1003的橫剖視。粘接焊盤1003促進(jìn)第一導(dǎo) 體層606與可能圍繞顯示器的周邊安裝的驅(qū)動(dòng)器芯片或者電壓源之間的電連接。 該粘接焊盤在圖5B/5C中沒有示出。圖10A中所示的每個(gè)渡通結(jié)構(gòu)共同之處是都包括幾個(gè)金屬層和介電體層。這些渡通結(jié)構(gòu)的每個(gè)都包括一個(gè)孔徑光闌層602、 一個(gè)第一介電體層604、 一個(gè)第 一導(dǎo)體層606、 一個(gè)第二介電體層608、 一個(gè)第二導(dǎo)體層612、 一個(gè)第三介電體層 614、 一個(gè)第三導(dǎo)體層616，和一個(gè)快門層807。圖7中說明的規(guī)4i 700可以用于構(gòu)成圖10A中說明的渡通結(jié)構(gòu)的每一個(gè)。 制造工藝的逐步說明參照?qǐng)D10B-10F中的渡通結(jié)構(gòu)示出。圖10B-10F還示出包括 在不同規(guī)程步驟施用的光掩模的典型設(shè)計(jì)方針。圖10B示出在施行規(guī)程700的步驟705和710之后的Ml-M2渡通531 、 Ap~ Ml渡通533、快門支撐點(diǎn)539和粘接焊盤1003的結(jié)構(gòu)。圖10A中所示的渡通結(jié) 構(gòu)接受孔徑光闌層602的覆層沉積和接著的第一介電體層604的覆層沉積。圖 10A中的渡通結(jié)構(gòu)不需要在孔徑光闌層602的步驟705進(jìn)行任何構(gòu)圖。只有一個(gè) 渡通結(jié)構(gòu)，即Ap-Ml渡通533要求在第一介電體步驟，即步驟710處的構(gòu)圖。在 Ap-Ml渡通的情況下，穿過第一介電體層604蝕刻一個(gè)渡通開口從而可以通過該 Ap-Ml渡通對(duì)孔徑光闌層602做后續(xù)的電接觸。該渡通孔的寬度典型地是2至30 微米。該渡通孔典型地是正方形的盡管也可以有矩形的渡通。該第一介電體層的 厚度典型地在0.1至2.0孩沐的范圍內(nèi)。圖10C示出在施行夫見程700的步驟715之后Ml-M2渡通531、 Ap-Ml渡通 533、快門支撐點(diǎn)539和粘接焊盤1003的結(jié)構(gòu)。圖10C包括預(yù)存在層602、 604。 當(dāng)沉積時(shí)，第一導(dǎo)體層606完全地填充被開放在Ap-Ml渡通533的第一介電體層 中的渡通。優(yōu)選的設(shè)計(jì)方針表明構(gòu)圖的金屬沉積應(yīng)當(dāng)滿出以前步驟中提供的渡通 孔至少2農(nóng)沐。圖IOC還示出在沉積以后在快門支撐點(diǎn)539處完全地蝕刻掉第一 導(dǎo)體層606以露出第 一介電體層604。斜削第 一導(dǎo)體層606的所有構(gòu)圖的邊緣?？?以用于第一導(dǎo)體層606中的金屬的多數(shù)蝕刻劑對(duì)下襯的第一介電體層604有良好 的選擇性，從而金屬蝕刻不會(huì)明顯地侵蝕下襯的介電體層。優(yōu)選的設(shè)計(jì)方針避免 需要蝕刻一個(gè)金屬層以停止下襯的金屬層的情況。圖10D示出在施行M4i 700的步驟720、 725和730之后Ml-M2渡通531 、 Ap-Ml渡通533、快門支撐點(diǎn)539和粘接焊盤1003的結(jié)構(gòu)。圖10D包括預(yù)存在 層602、 604、和606。步驟720用于沉積第二介電體層608,同時(shí)構(gòu)圖在該Ml-M2結(jié)構(gòu)531中開通一個(gè)渡通。覆蓋(即不構(gòu)圖的)介電體允許保留在所有其他的 渡通結(jié)構(gòu)上。半導(dǎo)體層610不包括在圖IOA所示的任何渡通結(jié)構(gòu)中。在步驟725 從圖10D中的每個(gè)結(jié)構(gòu)蝕刻掉第一半導(dǎo)體610。在步驟730中允許該第二導(dǎo)體層 完全地填充穿過第二介電體材料608蝕刻提供的Ml-M2渡通531。從其他渡通的 表面完全地去除第二導(dǎo)體層612,同時(shí)該金屬蝕刻停止在所有下襯的介電體層 上。圖10E示出在施行規(guī)程700的步驟735和740之后Ml-M2渡通531、 Ap-Ml渡通533、快門支撐點(diǎn)539和粘接焊盤1003的結(jié)構(gòu)。圖10E包括預(yù)存在層 602 、 604、 606 、 608和612。步驟735的目的是使用第三介電體層614鈍化和保護(hù) 所有晶體三極管和互連材料的表面，如在Ml-M2渡通531處和在Ap-Ml渡通533 處所示。第三導(dǎo)體層616不包括在內(nèi)并且因此在工藝的步驟740從Ml-M2渡通 531和從Ap-Ml渡通533完全地去掉。在快門支撐點(diǎn)539的區(qū)域中把第三介電體 層614和第三導(dǎo)體層616兩者都去掉。圖IOE示出粘接焊盤1003的完成。粘接焊盤1003的用途是提供一個(gè)穿過 第三介電體層614的渡通，旨在造成對(duì)顯示器周邊處的下襯導(dǎo)體層的電接觸。粘 接焊盤1003示出第三導(dǎo)體層616和第一導(dǎo)體層606之間的一種電渡通或者接觸。 在步驟735內(nèi)進(jìn)行的渡通蝕刻步驟不平常處在于它設(shè)計(jì)得穿過第三介電體層614 和第二介電體層608兩者蝕刻，并且在于它終止于任何下襯的金屬上。在快門支 撐點(diǎn)539的區(qū)域中，用于介電體層614和608的蝕刻將半途而不是完全地蝕刻進(jìn) 第一介電體層604。步驟740提供用于用第三導(dǎo)體層616填充粘4妄焊盤1003,構(gòu) 圖該第三導(dǎo)體層以覆蓋和鈍化顯示器周邊上的該粘接焊盤。圖10F示出在施行頭見程700的步驟745和750之后Ml-M2渡通531、 Ap-Ml 渡通533、快門支撐點(diǎn)539和粘接焊盤1003的結(jié)構(gòu)。圖10F包括預(yù)存在層 602、 604、 606 、 608、 612、 614和616。允許步驟745犧牲層805覆蓋和鈍化除快 門支撐點(diǎn)539處之外的所有結(jié)構(gòu)，該快門支撐點(diǎn)形成快門和負(fù)荷梁的積4戒固附。 該犧牲層的細(xì)節(jié)將參照?qǐng)D12詳述。步驟750包拾決門材料的沉積和構(gòu)圖，將參照
圖12詳述。這些渡通結(jié)構(gòu)的形成中的最終步驟闡述成規(guī)程700的步驟755——去掉犧 牲層。步驟755完成以后就完成了所有渡通的最終結(jié)構(gòu)，如在圖10A中所示。應(yīng)當(dāng)理解可以有其他的變例。比較圖10A至圖8H,可以看到在不同的金 屬層建立了快門支撐點(diǎn)和驅(qū)動(dòng)支撐點(diǎn)驅(qū)動(dòng)支撐點(diǎn)535直接連接到第一導(dǎo)體層 606，而快門支撐點(diǎn)539直接連接到孔徑光闌層。還可以有其中該快門支撐點(diǎn)和該 驅(qū)動(dòng)支撐點(diǎn)固附到相同的金屬層的實(shí)施方案，譬如固附到第一導(dǎo)體層606,該第 一導(dǎo)體層可以降低快門組件504中的任何機(jī)械的高度差別。在圖8A-8H中或者在圖10A-10E中沒有示出的是互連線的形成，譬如掃描 互連506、或者數(shù)據(jù)線互連508a或者預(yù)充電互連510的形成。應(yīng)當(dāng)理解，這些互 連可以通過在控制矩陣500的任何導(dǎo)體層中，譬在如孔徑光闌層602、第一導(dǎo)體 層606、第二導(dǎo)體層608、第三導(dǎo)體層616或者在快門層807中建立適當(dāng)?shù)墓鈭D形 在夫1^呈700內(nèi)合理地建立這些互連。圖11示出根據(jù)一個(gè)基于MEMS的快門顯示器的實(shí)施方案的復(fù)合快門組件 IIOO的橫剖視細(xì)節(jié)，該復(fù)合快門組件包括構(gòu)成在基片1103和孔徑光闌層1106上 的快門1101、 一個(gè)順性的梁1102和一個(gè)支撐點(diǎn)結(jié)構(gòu)1104。復(fù)合的快門組件的元 件包括一個(gè)第一積4成層1105、 一個(gè)導(dǎo)體層1107、 一個(gè)第二積4成層1109和一個(gè)封 裝介電體1111。機(jī)械層U05或者1109的至少一個(gè)將被沉積到超過0.15微米的厚 度，同時(shí)該機(jī)械層的 一個(gè)或者兩個(gè)都將包括該快門組件的主要的承載和機(jī)械作動(dòng) 構(gòu)件。才W成層1105和1109的待選材料包括但是不限于，金屬譬如A1、 Cu、 Ni、 Cr、 Mo、 Ti、 Ta、 Nb、 Nd或者其合金；介電體材料譬如A1203、 Si02、 丁&205或者 Si3N4;或者半導(dǎo)體材料，譬如鉆石樣》灰、Si、 Ge、 GaAs、 CdTe或者其合金。該 層中的至少一個(gè)層，譬如導(dǎo)體層1107應(yīng)該是電導(dǎo)體，以便承載電荷到作動(dòng)元件上 或承載電荷從作動(dòng)元件離開。候選的材料包括，但不限于，Al、 Cu、 Ni、 Cr、 Mo、 Ti、 Ta、 Nb、 Nd或者其合金；或者半導(dǎo)體材料，譬如鉆石樣碳、Si、 Ge、 GaAs、 CdTe或者其合金，尤其是當(dāng)該半導(dǎo)體用磷、砷、硼或者鋁之類的雜質(zhì)摻 雜時(shí)。圖11示出該復(fù)合物的夾層構(gòu)形，其中有相似厚度和機(jī)械特性的機(jī)械層 1105和1109沉積在導(dǎo)體層1107的任一側(cè)。這樣一種夾層結(jié)構(gòu)幫助確保沉積后余留的應(yīng)力和/或由于溫度變化施加的應(yīng)力不作用引起快門組件1100的彎曲或者翹曲?？扉T1101的薄膜堆棧中的材料的至少一種應(yīng)當(dāng)是一種光遮擋體，即在可見 光光鐠內(nèi)是不透明的。如果在快門中才M成層1105導(dǎo)體層1107兩者之一中使用金 屬，它們將有效遮擋95%以上的入射光。半導(dǎo)體材料也可以是對(duì)可見光不透明 的，尤其是在把它們提供得厚度超過0.5微米的情況下。優(yōu)選的是快門1101中的材料的至少一種是光吸收本，從而大體上吸jRa射 光而不是僅僅反射入射光。(許多金屬將主^^昔助于反射而不是吸收遮擋光)。 一些可以用于層1105、 1107或者1109的金屬合金尤其在吸收光上有效。這些合 金包括，但是不限于MoCr、 MoW、 MoTi、 MoTa、 TiW和TiCr合金，在一些情 況下這些合金吸收30%以上的入射光。半導(dǎo)體材料，譬如非晶或者多晶的Si、 Ge、 CdTe、 InGaAs、膠態(tài)石墨(碳)和合金譬如SiGe也在吸收光上有效。在一些實(shí)施方案中復(fù)合的快門組件1100中的層的次序可以顛倒，從而該夾 層的外側(cè)包括一個(gè)導(dǎo)體層而該夾層的內(nèi)側(cè)包括一個(gè)積4成層。如杲希望進(jìn)一步減少穿過快門1101的透射光量和/或增加光吸收量，可以 對(duì)復(fù)合快門1101(圖中未示出)的頂表面、底表面的任何一個(gè)添加或者對(duì)兩個(gè)都添 加附加的吸收涂層。 一些在光吸收上有效的沉積的金屬涂層包括但是不限于Ni、 Cr、 Ti、 Zr及合金，譬如MoCr、 MoW、 MoTi、 MoTa、 TiW和TiCr。粗糙的金屬 涂層加強(qiáng)吸收性。這樣的粗糙表面可以通過在高氣壓(超過20毫托的噴賊氣體環(huán) 境)下噴濺沉積產(chǎn)生。用于快門組件1100的半導(dǎo)體涂層材料，譬如非晶或者多晶的Si、 Ge、 CdTe。 InGaAs、膠態(tài)石墨(碳)和合金譬如SiGe也在吸收光上有效。用金屬氧 化物或者氮化物制造的涂層也可以在吸收光上有效，包括但是不限于CuO、 NiO、 Cr203、 AgO、 SnO、 ZnO、 TiO、 Ta205、 Mo03、 CrN、 TiN或者TaN。如果 以非化學(xué)計(jì)量法的方式一一往往是通過噴濺或者蒸發(fā)一一制備或者沉積該氧化 物，尤其是該沉積工藝在點(diǎn)陣中產(chǎn)生一種氧或者氮的缺失，會(huì)提高這些氧化物或
者氮化物的吸收。金屬陶瓷材料類也可有效地用作快門組件IIOO的吸收材料。金屬陶瓷典型 地由懸浮在氧化物或者氮化物基質(zhì)中的小金屬顆粒組成。例子包括在一種Cr203 基質(zhì)中的Cr顆粒或者在Si02基質(zhì)中的Cr顆粒。其他懸浮在該基質(zhì)中的金屬顆粒 可以是Ni、 Ti、 Au、 Ag、 Mo、 Nb和碳。其他基質(zhì)材料包括Ti02、 Ta205、 A1203 和Si3N4。對(duì)于用光吸收材料涂覆快門組件1100的用途，還可以采用聚合物涂層或者 包括光吸收染料的樹脂。還有可能在適當(dāng)?shù)谋∧げ牧现g使用摧毀性光干涉用多層吸收結(jié)構(gòu)建立快 門涂層。 一個(gè)典型的實(shí)施方案涉及與有適當(dāng)反射性的金屬一起的一個(gè)氧化物或者 氮化物局部反射層。該氧化物可以是一種金屬氧化物例如Cr02、 Ti02、 Al203或 Si02,或者是一種氮化物譬如Si3N4且該金屬可以是適當(dāng)?shù)慕饘倨┤鏑r、 Mo、 Al、 Ta、 Ti。在一個(gè)實(shí)施方案中首先沉積該金屬層，然后沉積該金屬氧化物或者 氮化物。如果該氧化層或氮化物層的厚度選擇為大體上等于0.55微米除以該氧化 物層的折射率的四分之一，上述兩種情況下都可以優(yōu)化雙層的吸收性。對(duì)于一些應(yīng)用希望快門1101的一個(gè)表面是吸收而對(duì)置的表面是一種反射 器。如果圖11中的積械層1105或者1109的任何一個(gè)包括一種光滑金屬，于是將 得出相當(dāng)?shù)腲^射性。在其他的應(yīng)用中可能希望尤其是對(duì)該快門的頂部或者底部兩 者之一添加反射的涂層。良好的反射涂層包括光滑沉積Al、 Au、 Ag、 Cr、 Ni、 或者Nb,在許多情況下進(jìn)一步地用氧化物或者介電體涂層?？扉T組件1100包括一個(gè)封裝介電體層1111。介電體涂層能夠以敷形方式施 力口，使得該快門和梁的所有底、頂和側(cè)表面都均勻地涂層。這樣的薄膜可以通過 熱氧化和/或通過敷形地化學(xué)沉積諸如A1203、 Cr203、 Ti02、 HR)2、 V205、 Nb205、 Ta205、 Si02、或者Si3N4之類的絕緣體，或者借助于原子層沉積沉積類似的材料 生成。該介電體涂層可以施加到10nm到l微米范圍內(nèi)的厚度。在一些情況下可 以借助噴濺和蒸發(fā)在側(cè)壁上沉積介電體涂層。圖12A-12D示出構(gòu)成快門組件1100的工藝，該快門組件包括在一個(gè)基片
1103和孔徑光闌層1106的頂部上的快門1101、 一個(gè)順性的梁1102和支撐點(diǎn)結(jié)構(gòu) 1104,該工藝開始于已經(jīng)在一個(gè)玻璃基片上制造行和列金屬化和供選擇的TFT以 后的點(diǎn)，例如從M^呈700的步驟745開始。圖12A示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案在形成快門組件1100的工藝 中的一個(gè)第一步驟的橫剖視圖。如在圖12A中所示，沉積和構(gòu)圖一個(gè)犧牲層 1113。聚酰亞胺是一種優(yōu)選的犧牲材料。其他可選擇的犧牲材料包括聚合物材 料，譬如聚酰胺、氟聚合物、苯并環(huán)丁烯、聚苯基奎諾希爾 (polyphenylquinoxylene)、聚對(duì)亞苯基二甲基，或者聚降水片烯。選擇這些材料 是因?yàn)槠淠軌蚱秸植诒砻?、在超過250。C的處理溫度下保持機(jī)械完整性以及其 在去除過程中易于蝕刻和/或熱分解。可以在光致抗蝕劑中間找到可供選擇的替代 犧牲層聚乙酸乙烯酯、聚乙烯(polyvinyl ethylene)以及酚醛樹脂或者酚醛清漆 樹脂，盡管它們的使用典型地限于350。C以下。 一個(gè)可供選擇的替代犧牲層是 Si02,只要其他的電子電路或者結(jié)構(gòu)層耐受其去除用的氫氟酸溶劑(Si3N4是耐受 的)就可以優(yōu)先地去除它。另一個(gè)可供選擇的替代犧牲層是石圭，只要其他的電子 電路或者結(jié)構(gòu)層耐受其去除用的氟等離子或者XeF2 (多數(shù)金屬和/或SisN4是耐受 的)就可以優(yōu)先地去除它。另一個(gè)可供選擇替代犧牲層是鋁，只要其他的電子電 路或者結(jié)構(gòu)層耐受其去除用的強(qiáng)石成(濃NaOH)溶液(Cr、 Ni、 Mo、 Ta和Si是 耐受的)就可以優(yōu)先地去除它。仍然還有另一個(gè)替代犧牲層是銅，只要其他的電 子電路或者結(jié)構(gòu)層耐受其去除用的硝S交iU克酸溶液(Cr、 Ni和Si是耐受的)就可 以優(yōu)先地去除它。接著構(gòu)圖犧牲層1113以曝露支撐點(diǎn)區(qū)域1104處的孔或者渡通。可以配制 優(yōu)選的聚酰亞胺材料和其他聚合物樹脂以包括光敏劑一一使得通過一個(gè)UV光掩 模曝光的區(qū)域能夠用一種顯影溶液優(yōu)先地去除。通過在用一個(gè)附加的光致抗蝕劑 層涂覆該犧牲層、光構(gòu)圖該光致抗蝕劑并且最后用該光致抗蝕劑作蝕刻掩?？梢?構(gòu)圖其他犧牲層1113。可以通過用一種硬掩才莫涂覆該犧牲層構(gòu)圖其他犧牲層，該 硬掩?？梢允且槐覵i02或者金屬，譬如鉻。然后借助于光致抗蝕劑和濕化學(xué)蝕 刻把一個(gè)光圖形轉(zhuǎn)變成該硬掩模。在該硬掩模中顯影的圖形能夠非常耐受干化
學(xué)、各向異性的或者等離子蝕刻，這些是可以用于在該犧牲層中給予非常深和窄 的支撐點(diǎn)孔的技術(shù)。在犧牲層中開放了支撐點(diǎn)1104或者渡通區(qū)域以后，可以或化學(xué)地或通過等 離子的噴'減作用蝕刻曝露的和下襯的導(dǎo)電表面1114，以去除任何表面氧化層。這 樣一種接觸蝕刻步驟可以改進(jìn)下襯的導(dǎo)體與快門材料之間的歐姆接觸。在構(gòu)圖了該犧牲層以后可以或使用溶劑清潔或使用酸蝕刻去除任^可光致抗 蝕劑層或者》更掩沖莫。接著，如在圖12B中所示，在構(gòu)成快門組件1100的工藝中沉積快門材料。 快門組件IIOO由多個(gè)薄膜1105、 1107和1109組成。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中第 一才M戒層1105是一個(gè)首先沉積的非晶硅層，接著是一個(gè)包括鋁的導(dǎo)體層1107、 接著是一個(gè)非晶硅的第二層1109。用于快門材料1105、 1107和1109的沉積溫度 低于犧牲材料發(fā)生物理退化的溫度。例如，公知聚酰亞胺在高于400。C的溫度分 解。從而可以在低于400。C的溫度沉積快門材料1105、 1107和1109, 乂人而使得能 夠用聚酰亞胺作犧牲材料。氫化的非晶硅可以用作層1105和109的有用的積4成材 料，因?yàn)榭梢栽?50到350。C的溫度范圍內(nèi)借助于等離子輔助化學(xué)氣相沉積 (PECVD)從硅烷氣體，以相對(duì)無應(yīng)力的狀態(tài)，生成到0.15至3微米的厚度范 圍。用磷雜環(huán)戊二烯氣體(PH3)作摻雜物，從而可以生成低于l歐姆-cm的電阻 率的非晶硅。在可供選擇的替代實(shí)施方案中可以使用類似的PECVD技術(shù)沉積 Si3N4、富硅Si3N4，或者Si02材料作為積4成層1105,或者用于為積4^i: 1105沉積 鉆石樣碳、Ge、 SiGe、 CdTe、或者其他半導(dǎo)體材料。PECVD沉積技術(shù)的一個(gè)優(yōu) 點(diǎn)是該沉積可以是相當(dāng)敷形的，就是說，它可以涂覆各種傾斜的表面或者狹窄的 渡通孔的內(nèi)表面。即使切割進(jìn)該犧牲材料的支撐點(diǎn)或者渡通孔存在幾乎豎直的側(cè) 壁，PECVD技術(shù)也可以在支撐點(diǎn)的底部和頂部水平表面之間提供連續(xù)的涂層。替代技術(shù)包括RE或者DC噴濺、金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積、蒸發(fā)、電鍍或者無電鍍。對(duì)于導(dǎo)體層1107，優(yōu)選金屬薄膜譬如Al,盡管可以替代地選擇譬如Cu、
Ni、 Mo或者Ta之類。包括這樣一種導(dǎo)電材料用于兩個(gè)目的。它降低該快門材料 的總片電阻并且它幫助遮擋穿過快門材料的可見光通路。(如果生成為不到2微 米的厚度，非晶硅可以在一定的程度透射可見光。)可以或通過噴濺，或以一種 較敷形的方式通過化學(xué)氣相沉積技術(shù)、電鍍或者無電鍍沉積該導(dǎo)電材料。構(gòu)成快門組件IIOO的工藝在圖12C中繼續(xù)。在犧牲層1113還在晶片上時(shí) 光4^才莫和蝕刻快門層1105、 1107和1109。首先施加一種光致抗蝕劑材津牛，然后通 過一個(gè)光掩才莫曝光，并且然后顯影以形成一種蝕刻掩模。然后可以在ll^等離子 化學(xué)制劑中蝕刻非晶硅、氮化硅和氧化硅?？梢杂肏F濕化學(xué)制劑蝕刻Si02枳^成 層；并且既可以用化學(xué)制劑也可以用氯基等離子化學(xué)制劑蝕刻導(dǎo)體層中任何金 屬。在圖12C通過光掩模施加的圖形形狀影響快門組件1100的作動(dòng)器和快門中 的機(jī)械特性，譬如石M、順性，以及電壓響應(yīng)?？扉T組件1100包括一個(gè)順性的梁 1102，在圖中用剖視示出。把順性的梁H02造型得寬度小于該快門材料的總高度 或者厚度。優(yōu)選的是保持一種至少1.4: 1的梁尺寸比，以梁1102高于或者厚于其寬度。構(gòu)成快門組件1100的工藝?yán)^續(xù)如在圖12D中所示。去除犧牲層1113,這 從基片1103游離出所有的運(yùn)動(dòng)部分，只有支撐點(diǎn)處例外。優(yōu)選的是用一種氧等離 子去除聚酰亞胺犧牲材料。還可以用一種氧等離子，或者在一些情況下通過熱解 去除用于犧牲層1113的其他聚合物材料。 一些犧牲層1113 (譬如Si02)可以通 過濕化學(xué)蝕刻或者通過蒸發(fā)相蝕刻去除。在圖12D中沒有示出^旦是在圖11中示出的一個(gè)最終工藝中，在快門的所有 暴露表面上沉積一個(gè)介電體涂層1111?？梢砸苑笮蔚姆绞绞┘咏殡婓w涂層1111, 從而使用化學(xué)氣相沉積均勻地涂覆快門1101和梁1102的所有底部、頂部和側(cè)部 表面。"203是層1111的一種優(yōu)選的介電體涂層，該層用原子層沉積沉積到10至 30納米范圍的厚度。最后，可以至所有快門1101和梁1102的表面施加抗靜磨擦涂層。這些涂 層防止一個(gè)作動(dòng)器的兩個(gè)獨(dú)立梁之間的不利的靜磨擦或者粘附。可應(yīng)用的涂層包
括石1M (石墨的和鉆石樣的兩者均可)以及氟聚合物，和/或低蒸發(fā)壓潤滑劑。這 些涂層既可以通過暴露于一種分子蒸氣也可以借助于化學(xué)氣相沉積通過分解一種 前體成分施加?？轨o磨擦涂層還可以通過化學(xué)改變快門表面產(chǎn)生，如氟化、珪烷 化、硅氧化或者氬化絕緣表面。美國專利申請(qǐng)11/251,035號(hào)說明了數(shù)個(gè)可以用于快門組件和作動(dòng)器的設(shè)示基片或者在顯示基片平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)用的順性的作動(dòng)器梁。該作動(dòng)器梁越順性， 驅(qū)動(dòng)這樣的快門組件的作動(dòng)器所需要的電壓就越降低。如果把該梁造型得優(yōu)選地 相對(duì)平面外運(yùn)動(dòng)優(yōu)先或者促進(jìn)平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，那么也4是高作動(dòng)運(yùn)動(dòng)的控制。在一個(gè)優(yōu)選的設(shè)計(jì)中該順性的作動(dòng)器梁具有矩形橫剖-見，譬如圖12C的梁1102，使得該梁高于或者厚于它們的寬度。一個(gè)相對(duì)于一個(gè)平面中的曲率的長的矩形梁的硬度與該平面中該梁中的最薄的尺寸的比達(dá)到三次冪。因此所關(guān)注的是盡可能地減少該順性的梁的寬度以降 低平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的作動(dòng)電壓。然而，使用圖11和12的構(gòu)圖技術(shù)，該梁的寬度卻限 于可得到的(并且經(jīng)濟(jì)的)光刻設(shè)備的分辨率。盡管可以購買到在光致抗蝕劑確 定窄到15納米的零件的圖形的光刻設(shè)備，這樣的設(shè)備卻昂貴，并且單次曝光可構(gòu) 圖的面積有限。對(duì)于在大的玻璃板上經(jīng)濟(jì)的光刻，該分辨率限度較典型的是1微 米或者2樣i米。圖13A-13D是各個(gè)建構(gòu)階段中的快門組件1300的等比例圖示。在一起它們 示出可以以相當(dāng)?shù)陀诖蟛ＡО宓某Ｒ?guī)光刻極限的尺寸生產(chǎn)非常窄的梁的一種工藝 方法。具體地，圖13A-13D示出用之把快門組件1300順性的梁形成為犧牲材料制 造的一個(gè)模子上的側(cè)壁零件的一種工藝。圖13A-13D還示出如何可以把一個(gè)三維 的模子用于制造一種有較復(fù)雜的三維(即非平坦的)形狀的一種快門組件1300。如在圖13A中所示，形成帶有側(cè)壁梁的快門組件1300的工藝開始于沉積和 構(gòu)圖一個(gè)第一犧牲材料1301。在該第一犧牲材料中確定的圖形建立開口或者渡通 1302，在其中最終形成該快門的支撐點(diǎn)。第一犧4生材津牛1301的沉積和構(gòu)圖與參照 圖7、圖8和圖12說明的沉積和構(gòu)圖在概念上類似，并且使用類似的材料。
形成側(cè)壁梁的工藝開始于沉積和構(gòu)圖一個(gè)第二犧牲材料1305。圖13B示出 在構(gòu)圖第二犧牲材料1305以后建立的一個(gè)模子1303的形狀。模子1303還包括帶 有以前確定的渡通1302的第一犧牲材料1301。圖13B中的模子1303包括兩個(gè)截 然不同的水平層面模子1303的底部水平層面1308由第一犧牲層1301的頂部表 面建立并且可以容納在已經(jīng)蝕刻掉第二犧牲層1305的那些區(qū)域內(nèi)。模子1303的 頂部水平層面1310由第二犧牲層1305的頂部表面建立。在圖13B中示出的模子 1303還包括大體上豎直的側(cè)壁1309。形成側(cè)壁梁的工藝?yán)^續(xù)于在犧牲材料1303的所有暴露的表面上沉積和構(gòu)圖 快門材料，如在圖13C中所示。該快門材料沉積得有不到約2^t^的厚度。在一 些實(shí)施方案中，該快門材料沉積得有不到約1.5微米的厚度。在另一些實(shí)施方案 中，該快門材料沉積得有不到約l.O微米的厚度，并且薄到約0.15獨(dú)沐。在沉積 以后，構(gòu)圖該快門材料(這可以是一種如參照?qǐng)Dll說明的復(fù)合快門)，如在圖 13C中所示。顯影進(jìn)該光致抗蝕劑中的圖形設(shè)計(jì)得使該快門材料保留在快門1312 的區(qū)域中以及在支撐點(diǎn)1314處。為在圖13C中所示的所屬技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)公知為各向異性蝕刻步驟所用的蝕刻 工藝還選擇特定的設(shè)備和化學(xué)制劑。該快門材料的各向異性蝕刻在一種等離子空 氣環(huán)境中進(jìn)行，且對(duì)該基片或者該基片近端的一個(gè)電極加以一個(gè)電壓偏置。加以 偏壓的基片(以電場垂直到該基片的表面)導(dǎo)致以接近垂直于該基片的角度朝向 基片力口速離子。這樣加速的離子，與蝕刻化學(xué)制劑相關(guān)聯(lián)，導(dǎo)致沿正交于該基片 的平面的方向比沿平行于該基片的方向快得多的蝕刻速度。因此，實(shí)質(zhì)上消除了 在受該光致抗蝕劑保護(hù)的區(qū)域中快門材料的下切割蝕刻。沿著大體上平行于該受 加速的離子的軌跡的該模子1303的側(cè)壁表面1309,還實(shí)質(zhì)上保護(hù)了快門材料不 受該各向異性蝕刻。這樣受保護(hù)的側(cè)壁快門材料將在此后形成支承快門1312的順 性的梁1316。沿該4莫子的其他(非光致抗蝕劑保護(hù)的)水平表面，譬如頂部水平 表面1310或者底部水平表面1308，該快門材料完全被該蝕刻去除了。只要施加了該基片的或者該基片的靠緊近端中的一個(gè)電極的偏置供電，就 既可在一個(gè)RF的也可以在DC的等離子蝕刻裝置中達(dá)到用于形成側(cè)壁梁的各向
異性蝕刻。對(duì)于RF等離子蝕刻的情況，通過從激勵(lì)電路的接iW反上斷開基片持 定件的連接從而讓基片電位浮在該等離子中就可以得到一種等效自偏置。在一個(gè)實(shí)施方案中可以提供一種蝕刻氣體譬如CHF3、 C4Fs或者CHC13，其中在蝕刻氣體 中既構(gòu)成碳也構(gòu)成氫和/或既構(gòu)成碳也構(gòu)成氟。當(dāng)與一種還是通過基片的電壓偏置 達(dá)到的定向的等離子相關(guān)聯(lián)時(shí)，釋放的C、 H和/或F原子可以遷移到側(cè)壁1309 上，在該側(cè)壁處它們構(gòu)成鈍性的或者說保護(hù)性的準(zhǔn)聚合物涂層。該準(zhǔn)聚合物涂層 進(jìn)一步保護(hù)側(cè)壁梁1316不受蝕刻或者化學(xué)侵蝕。形成側(cè)壁梁的工藝完成于去除第二犧牲層1305和第一犧牲層1301的殘 余，其結(jié)果示于圖13D中。沉積在模子1303的側(cè)壁1309上的材料保留成順性的 梁1316。順性的梁1316枳械地把支撐點(diǎn)1314連接到快門1312上。該支撐點(diǎn)連4妄 到一個(gè)孔徑光闌層1325上。順性的梁1316高且窄。從模子1303的表面形成，側(cè) 壁梁1316寬度與沉積的快門材料的厚度相似。在一些情況下在1316處的梁寬度 將與1312處水平的快門材料的厚度相同，在其他情況下該梁寬度將僅約快門材料 厚度的1/2。側(cè)壁梁1316的高度由第二犧牲材料1305的厚度決定，換言之，由參 照?qǐng)D13B說明的構(gòu)圖步驟過程中建立的模子1303的深度決定。只要所沉積的快門 材料的厚度選才奪得不到2樣沐(對(duì)于許多應(yīng)用0.2到2.0微米的厚度范圍是適當(dāng) 的)，圖13A-13D中所示的方法非常適于生產(chǎn)非常狹窄的梁。常規(guī)的光刻把圖 13A、 13B和13C中所示的構(gòu)圖的零件限制到大得多的尺寸，例如允許最小分辨 的零件不小于2樣沐或者5微米。圖13D示出一個(gè)用上述工藝形成的快門組件1300的等比例圖，該工藝得到 有高縱橫比的橫剖視的順性的梁。例如，只要該第二犧牲層的厚度大于該快門材 料的厚度的4倍，得到到梁高與梁寬的比將會(huì)產(chǎn)生到一個(gè)相似的比例，即大于 4。以上圖中沒有示出但是被包括成導(dǎo)致圖13C的工藝的部分的一個(gè)選項(xiàng)步驟 涉及等比例蝕刻側(cè)壁梁1316以分開或者脫離開沿模子1303的側(cè)壁形成的梁。例 如，通過使用一種等比例蝕刻已經(jīng)在點(diǎn)1324處從該側(cè)壁去除了該快門材料。等比 例蝕刻是一種沿所有方向其蝕刻i!A都相同的蝕刻，從而不再保護(hù)諸如點(diǎn)1324之
類的區(qū)域中的側(cè)壁材料。只要不在該基片上加一個(gè)偏置電壓就可以在典型的等離 子蝕刻設(shè)備中完成該等比例蝕刻。還可以使用濕化學(xué)蝕刻技術(shù)或者蒸發(fā)相蝕刻技術(shù)達(dá)到等比例蝕刻。在點(diǎn)1324處的梁分離通過一個(gè)截然不同序列的光致抗蝕劑分 布、構(gòu)圖和蝕刻iiJ'j。在該情況下光致抗蝕劑圖形設(shè)計(jì)用于保護(hù)側(cè)壁梁1316不受 等比例蝕刻化學(xué)制劑但是在點(diǎn)1324處暴露該側(cè)壁梁。為了保護(hù)模子1303的側(cè)壁1309上沉積的快門材料并且為了產(chǎn)生大體上均 勻橫剖視的側(cè)壁梁1316，要遵循一些特定的工藝準(zhǔn)則。例如在圖13B中，可以把 側(cè)壁1309做得盡可能地豎直。在側(cè)壁1309上的傾斜和/或暴露的表面會(huì)對(duì)各向異 性蝕刻壽丈感。如果也以各向異性的方式ii行圖13B處的構(gòu)圖步驟，即第二犧牲材 料I305的構(gòu)圖，就可以產(chǎn)生豎直的側(cè)壁1309。結(jié)合第二犧牲層1305的構(gòu)圖使用 附加的光致抗蝕劑涂層或者一種硬掩模(見參照?qǐng)D12A的討論)使之能夠在各向 異性蝕刻第二犧牲材料1305時(shí)采用進(jìn)取性的等離子和/或高基片偏置而不擔(dān)心過 度損耗光致抗蝕劑。只要在UV曝光過程小心控制焦點(diǎn)深度并且在最后硬化阻蝕 劑的過程中避免過度的收縮還可以在可照像成型的犧牲材料中產(chǎn)生豎直的側(cè)壁 1309。在側(cè)壁梁處理過程可能有幫助的另 一個(gè)工藝準(zhǔn)則是快門材料沉積的敷形 性。模子1303的表面優(yōu)選地覆蓋以相似厚度的快門材料，不"i侖這些表面的方向是 豎直的還是水平的。當(dāng)用 一種化學(xué)氣相沉積技術(shù)(CVD)沉積時(shí)可以達(dá)到這種敷 形性。具體地可以采用以下的敷形技術(shù)等離子加強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)、 低壓化學(xué)氣相沉積(LPECVD)，和原子層或者自限制層沉積(ALD)。在上述 CVD技術(shù)中可以通過在與暴露于一個(gè)定向的源原子流的表面相對(duì)置的一個(gè)表面上 的反應(yīng)速度限制該薄膜的生長速度。在這樣的敷形沉積技術(shù)中，生成在豎直表面 上的材料的厚度優(yōu)選地至少是生成在水平表面上的材料的厚度的50%。作為可供 選擇的替代方案，只要在鍍層前設(shè)有均勻地涂覆所有表面的一個(gè)金屬籽層，就可 以通過無電鍍或者電4^從溶液敷形地沉積該快門材料。圖13D中示出的快門組件1300具有平行于基片表面設(shè)置的平坦元件，例如 快門1312，以及垂直于該基片表面設(shè)置的元件，例如順性的梁1316。還可以使用
敷形沉積和各向異性蝕刻的技術(shù)產(chǎn)生具有一個(gè)三維的、折疊的或者皺紋形的方面的快門組件。以此方式，即使用沉積0.5微米的厚度構(gòu)成快門1312,也可以通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)一種皺紋狀的盒子和/或具有三維聯(lián)接的表面把結(jié)構(gòu)做得非常硬且輕巧。形成快門組件1300的工藝的另 一個(gè)有用的變例涉及形成有不平衡應(yīng)力的 梁。例如，順性的梁1316可以用兩種不同材料的層板形成。在該層壽反中的應(yīng)力狀 態(tài)可以得出該梁的自發(fā)的彎曲。例如，快門組件1300可以包括分開的負(fù)荷梁和驅(qū) 動(dòng)梁，譬如圖1B中所示的負(fù)荷梁136和驅(qū)動(dòng)梁146。在去除犧牲才莫子材^F譬如第 一和第二犧牲層1301和1305以后，具有不平衡的應(yīng)力的該分開的順性的梁可以 彼此相向彎曲直到它們觸碰為止。這種負(fù)荷梁與驅(qū)動(dòng)梁之間的接觸可以降低作動(dòng) 所要求的電壓。形成疊層梁可以有利地導(dǎo)致不平衡的應(yīng)力。例如，如果疊層梁的一個(gè)表面 受張應(yīng)力而另 一個(gè)表面受壓應(yīng)力，于是該梁將沿一種降低該應(yīng)力的方向彎曲一一 以壓縮的表面出現(xiàn)在彎曲的外側(cè)。在一些情況下該不平衡的應(yīng)力可以源于生長應(yīng) 力，通常是由于兩個(gè)不同的材料之間的點(diǎn)陣不匹配引起的應(yīng)力或者從顆粒的柱形 生長產(chǎn)生的應(yīng)力。在其他的情況下不平衡的應(yīng)力源于兩種材料之間的熱膨脹系數(shù)在有不平〗軒應(yīng)力的一個(gè)疊層梁的實(shí)施方案中，可以用非晶硅或者用復(fù)合非 晶硅與鋁形成該快門材料，如參照?qǐng)D11所說明。然而，在從快門組件1300去除 犧牲材料以前，在梁1316的暴露的表面上沉積一個(gè)附加的介電體材料涂層，譬如 Si02或者Si3N4。還與模子材料1305接觸的梁表面將不涂覆介電體_一因此該層 4反的應(yīng)力狀態(tài)將是不平衡的。如果以一種張應(yīng)力的狀態(tài)沉積該介電體材料，或者 如果快門材料在其與介電體材料的界面處于一種張應(yīng)力的狀態(tài)，于是在去除犧牲 材料1316以后該側(cè)壁梁將彎曲并且彼此發(fā)生接觸。在該層板中使用介電體材料幫 助確保作動(dòng)器梁之間的枳4成接觸，而不形成一種電4妻觸或者短^各。除了以上對(duì)側(cè)壁梁說明的方法以外，還有在快門組件中產(chǎn)生順性的梁的其 他的方法，在此寬度大體上成為2微米以下或者大體上低于實(shí)際光刻卩艮度。在一
個(gè)這樣的技術(shù)中，取代于在一個(gè)模子1303的頂部1310和豎直的側(cè)面1309上以敷形的方式沉積該快門材料，還可以采用只有一個(gè)薄金屬籽層的側(cè)壁工藝。在各向 異性蝕刻了該籽層以后，可以把該金屬籽層用作電鍍一個(gè)較厚的快門材料的基質(zhì)。在此情況下不需要在全表面上敷形地沉積該快門材料，只需要在模子1303的 側(cè)壁1309上連續(xù)電鍍?cè)撟褜?，接著進(jìn)行各向異性蝕刻。
另一種形成狹窄的順性的梁的方法示于圖14A中，該方法利用一個(gè)第三犧 牲層1402。在該方法的第一步驟中，在一個(gè)層1401上沉積一個(gè)第二犧4生模子材 料1404。層1401可以是一個(gè)導(dǎo)體層的部分或者它可以是一種第一犧牲層。接著 在一個(gè)第二犧牲模子材料1404中構(gòu)圖一個(gè)相對(duì)寬的溝槽1403 (大概在寬度上是3 至5微米)。接著在第二犧牲材料1404的頂部沉積第三犧牲材料1402。以敷形的 方式沉積該第三犧牲材料，從而它以相似的厚度既覆蓋豎直的表面也覆蓋水平的 表面，這有窄化該溝槽寬度的作用。在圖示的例子中如果以1至1.5纟效米范圍的 厚度在側(cè)壁上沉積該第三犧牲材料，那么余留的溝槽的寬度將為2微米或者以 下。第四， 一種快門材料1406沉積進(jìn)第三犧牲材料1402形成的余留的溝槽中。 最后，或借助于濕蝕刻或借助于等離子蝕刻把第二和第三犧牲材料1402和1404 兩者都去除，留下一個(gè)狹窄的懸掛的梁。
有幾個(gè)可以用于形成第三犧牲層1402的方法。如果把Si02用作犧牲層 1402，可以借助于等離子加強(qiáng)的沉積或者低壓化學(xué)氣相沉積來沉積Si02。作為可 供選擇的替代方案可以通過分子蒸發(fā)把二對(duì)二甲苯(di-para-xylylene)——也稱為 聚對(duì)亞苯基二曱基或者聚對(duì)亞苯基二曱基C沉積為第三個(gè)且敷形的犧牲層1402。 并且，最后，可以通過無電鍍或者電鍍從溶液沉積犧牲層1402。在該電鍍工藝中 首先通過蒸發(fā)或者噴濺在該模子的暴露的表面上沉積一個(gè)金屬籽層。然后通過電 鍍生成一個(gè)l^f的犧牲金屬涂層(譬如Ni或者Cu)。
另一種狹窄梁形成的方法示于圖14B中。在該情況下在一個(gè)犧牲材料中蝕 刻進(jìn)一個(gè)溝槽的形狀的窄模子。蝕刻的該溝槽的寬度窄于印在光掩模上的溝槽的 寬度，這是一種通過在阻蝕處理的曝光和顯影步驟之間在上方的光致抗蝕劑層中 發(fā)生的形狀變化達(dá)到的窄縮。在該工藝中，在一個(gè)層1407上沉積和硬化一個(gè)第一 犧牲層1408，并且然后在犧牲層1408的頂部沉積一個(gè)相對(duì)厚(2微米)的光致抗 蝕劑1410。在光致抗蝕劑1410中形成一個(gè)溝槽1411。 ^接著作為一個(gè)烘烤或者硬^ 化步驟的一部分，把該光致抗蝕劑加熱到超過130攝氏度的溫度，在此溫度下該 光致抗蝕劑開始 ^弛或者流動(dòng)。原先顯影在阻蝕劑中的光圖形的陡直的側(cè)壁然后 趨于塌陷，把該光致抗蝕劑的邊緣彼此相向移動(dòng)，并且形成一個(gè)有更窄的尺寸 1412的間隙。在接著的步驟中，把該光致抗蝕劑中的該狹窄的圖形1412轉(zhuǎn)移到 犧牲材料1408中，借助于一個(gè)蝕刻步驟建立一個(gè)溝槽1414并且去除該光致抗蝕 劑。第五，用快門材料填充該犧牲材料中的狹窄的溝槽1414，并且最后去除該犧 牲材料以露出 一個(gè)狹窄的懸掛的梁。另一種形成狹窄的順性的梁的方法涉瓦基于氧化該梁材料的削薄技術(shù)。在 該方法中，首先根據(jù)參照?qǐng)D11和圖12說明的直接制法光構(gòu)圖基本寬度(例如3-5 微米)的梁。其次去除該犧牲材料以暴露一個(gè)相對(duì)寬的梁。再次，如果該梁材料 由可氧化的材料組成，譬如Si、 Cu、 Ni、 Ti或者Ta組成，然后就氧化該梁使得 其一半以上的體積由硅或者金屬氧化物占據(jù)而不是由硅或者金屬占據(jù)。并且最后 蝕刻掉該氧化材料曝露大體上窄于原來梁的一個(gè)金屬梁。幾種方法可以用于這樣 的氧化在一個(gè)爐子內(nèi)熱氧化，與高pH溶滴^Jl，和/或可以在一個(gè)電化學(xué)浴中 進(jìn)行的陽極氧化。另一種形成窄順性的梁的方法涉及一種受控的該梁材料的等比例蝕刻。在 該方法中，首先根據(jù)參照?qǐng)D11和圖12說明的直接制法光構(gòu)圖基本寬度(例如3-5 微米)的梁。然而，在該方法中，該梁的蝕刻按兩個(gè)步驟進(jìn)行。首先施加一種各 向異性蝕刻以向下到該層的底部蝕刻該快門材料，清除該梁兩側(cè)之一的上的區(qū) 域。然后，其次施加一個(gè)有窄縮該梁作用的附加的等比例蝕刻。必須注意l是供一 種均勻的等比例的蝕刻速度，因?yàn)樵撐g刻只有在一個(gè)預(yù)設(shè)的時(shí)間間期以后從該蝕 刻+某介耳又出才停止。非均勻的蝕刻速率會(huì)導(dǎo)致^爭顯示裝置對(duì)角不均勻的梁寬度。另一種形成窄順性的梁的方法從削薄技術(shù)起遵循以上列舉的方法，然而使 用該削薄技術(shù)形成一個(gè)狹窄的硬掩模而不是該梁本身?？梢杂山饘?、氧化物或者 聚合物組成?？梢匝趸蛘呶g刻該硬掩模以形成梁和顯著地窄于常規(guī)的光刻極限 的梁寬度。如果硬掩模形成在該快門材料的頂部上，該硬掩沖莫然后就可以保護(hù)該 快門材料的一個(gè)狹窄的梁，因?yàn)橐?一種各向異性蝕刻接著蝕刻該快門材料。圖15示出一種替代的快門組件1500?？扉T組件1500是其中充分利用該側(cè) 壁梁的方法以才是高強(qiáng);M"度比的一種結(jié)構(gòu)的例子?？扉T組件1500包括一個(gè)孑L徑光 闌層1501、 一個(gè)快門支撐點(diǎn)1503、順性的梁1505和一個(gè)快門1507，它們構(gòu)成在 一個(gè)基片1509上。與圖13D中所示的快門組件1300相比較，快門1507不是平坦 的，而是包括其他的側(cè)壁結(jié)構(gòu)1511。這些側(cè)壁結(jié)構(gòu)1511可以用一種與參照?qǐng)D13A-13D說明的形成順性的梁 1505的工藝非常相似的工藝形成。該工藝包括沉積一個(gè)第一犧牲層和一個(gè)第二犧 牲層，包括把兩種犧牲材料都構(gòu)圖以形成一種既有底部表面也有壁部表面的模 子。接著在該模子的底部和壁部上沉積快門材4十并且然后借助于一種各向異性蝕 刻構(gòu)圖。在去除該犧牲材料以后，可以得出一種快門組件，譬如快門組件1500。側(cè)壁結(jié)構(gòu)1511用快門1507的同樣的材料形成并且沿快門1507的周邊的相 當(dāng)?shù)牟糠诌B接到快門上。因此快門1507具有一個(gè)三維的方位，從而在從基片的平 面彎曲出的方面它的有效厚度顯著地厚于所沉積的快門材料的厚度。就是說，快 門1507既包括水平的表面也包括豎直的側(cè)壁表面，并且在彎曲方面的有效厚度顯 著地厚于簡單地經(jīng)該快門的一個(gè)水平剖視測量的厚度。圖16用橫剖視示出一種可供選擇的替代的快門組件1600?？扉T組件1600 是具有非常窄的梁1601的快門組件的另一個(gè)例子，其中可以用顯著地低于常規(guī)的 光刻極限的臨界尺寸形成順性的梁。除了順性的梁1601以外，快門組件1600包 括制造在一個(gè)基片1607上的一個(gè)快門支撐點(diǎn)1603和一個(gè)快門1605。圖16還是其 中快門1605包括側(cè)壁1608以在從該基片的平面彎出的方面提高其石嫂的一種快 門組件的例子。圖16還是其中快門1605用與制&頃性的梁1601的材料不同的材 泮牛組成的一種快門組件的例子。一種形成一個(gè)快門組件1600的方法進(jìn)4亍如下。在一個(gè)基片上沉積和構(gòu)圖一 個(gè)第一犧牲層。接著在該第一犧牲材料的頂部沉積和構(gòu)圖一個(gè)快門層材沖牛1609。 該工藝與參照規(guī)程700的步驟745和750說明并且最后參照?qǐng)D11和12A-12D討論
的工藝相似。接著在快門材料1609的頂部沉積和構(gòu)圖一個(gè)第二犧牲層。構(gòu)圖該第 二犧牲材料以形成一個(gè)既有底部表面也有側(cè)壁表面的模子。為了圖示的目的，一個(gè)示例的模子的水平表面的位置由圖16中虛線1610代表。在多個(gè)區(qū)域中，在構(gòu) 圖第二犧牲材料以后，該犧牲模子的底部將暴露并且由快門層材料1609構(gòu)成。接 著在該才莫子的底部和側(cè)壁上沉積一個(gè)梁材料1611。在多個(gè)區(qū)域中，尤其在該側(cè)壁 的基部，將使該梁材料接觸到并且變得粘接到快門層材料1609。接著施加一種各 向異性蝕刻，該各向異性蝕刻具有或者蝕刻梁材津牛1161或快門層材沖牛1609兩者 之一或者既蝕刻梁材料1161也蝕刻快門層材料1609的能力，尤其是在這些材料 沿該模子的或頂部或底部暴露處。接著借助于一個(gè)蝕刻步驟把第一和第二犧牲材 料雙方都去除，以露出一個(gè)^放了的結(jié)構(gòu)譬如快門組件1600。并且，最后可以施 加一種介電體涂層，譬如圖ii中所示的介電體涂層1111。快門組件1600包括相對(duì)于其他的快門組件IIOO或者1300的優(yōu)點(diǎn)。快門組 件1600允許分別為快門組件1605和順性的梁1601 <吏用不同的材料。例如快門 1605可以由對(duì)可見光不透明的和/或吸收的材料組成，而順性的梁1601可以用彈 性的且耐受折斷的材料形成。例如快門1605可以用一種金屬材料形成而梁1601 可以用非晶硅或者多晶硅形成或者用氧化硅或氮化硅形成?；蛘?，例如，快門 1605可以用分層的材料形成，如參照?qǐng)D4中的孑L徑光闌材料所說明，而梁1601可 以或用金屬材料(例如電鍍的)或用沉積的Si、 Si02或SiHj形成。 一些材料，譬 如導(dǎo)電的覆層或者金屬粘附層，可以用作梁材料1611或快門層材料1609兩者之 一的成分或者既用作梁材料1611材料也用作快門層材料1609的成分。圖17示出經(jīng)過適用于包括進(jìn)顯示裝置100中以尋址一個(gè)j象素陣列的另一種 控制矩陣1700中的一些結(jié)構(gòu)的一個(gè)橫剖視?？刂凭仃?700包括一種構(gòu)成在基片 1702上的倒置交錯(cuò)背溝道蝕刻薄膜晶體三極管1701,該薄膜晶體三極管類似于晶 體三極管518。該控制矩陣還包括一個(gè)快門1703、順性的梁1705、 一個(gè)驅(qū)動(dòng)支撐 點(diǎn)1707和一個(gè)快門支撐點(diǎn)1708。該控制矩陣還包括一個(gè)孔徑光闌孔1709。該控 制矩陣包括以下的層 一個(gè)第一導(dǎo)體層1711、 一個(gè)第一介電體層1713、 一個(gè)第一 半導(dǎo)體層1715、 一個(gè)第二導(dǎo)體層1717、 一個(gè)第二介電體層1719和一個(gè)第三導(dǎo)體
層1721,和一個(gè)快門層1723。與前文"^兌明的控制矩陣200和500相^gj空制矩陣 1700不包括一個(gè)分開的孑L徑光闌層，譬如孑L徑光闌層250或者孑L徑光闌層602。 因此可以比控制矩陣200或者500更便宜地制造控制矩陣1700。在控制矩陣1700中形成孔徑光闌孔1709的功能通過形成在第二導(dǎo)體層 1717中的圖形完成。允許第二導(dǎo)體層1717以覆層的方式保留在除孔徑光闌孔的 區(qū)域中以外的該快門組件的大部分下。第二導(dǎo)體層可以用數(shù)個(gè)金屬形成，該數(shù)個(gè) 金屬還^^射鏡的作用。從該第二導(dǎo)體金屬，例如在區(qū)域1725和1727反射的光 可以返回到背光并且因此提高背光的效率。在控制矩陣1700中，薄膜晶體三極管1701與驅(qū)動(dòng)支撐點(diǎn)1707之間的電連 接通過第二導(dǎo)體層1717建立。第一導(dǎo)體層1711與快門支撐點(diǎn)1708之間的電連接 借助于一個(gè)用第三導(dǎo)體層1721形成的條帶造成。對(duì)于圖17中所示的實(shí)施方案， 既不需要M1-M2渡通，譬如渡通531，也不需要Ap-Ml渡通，譬如渡通533。在同樣不使用分開的孔徑光闌層的一種快門組件的另一個(gè)可能的實(shí)施方案 中，可以在第一導(dǎo)體層1711的頂部構(gòu)成一個(gè)快門支撐點(diǎn)，譬如快門支撐點(diǎn) 1707，并且電連接到第一導(dǎo)體層1711。在此情況下該第一導(dǎo)體層也用作回收返回 到該背光中的光的反射層。在該實(shí)施方案中可以利用它提供一種Ml-M2渡通， 類似于圖10A中所示的渡通531,用于把一個(gè)晶體三極管的漏極電連接到該快門 支撐點(diǎn)。在另一個(gè)變例中可以在控制矩陣1700上在第一導(dǎo)體層1711與該基片之間 插入一個(gè)優(yōu)選地有折射系數(shù)比下襯的基片的折射系數(shù)大的分開的介電體層。這樣 一種居間的介電體層可以加強(qiáng)對(duì)從下方或者穿過該基片落到控制矩陣1700上的光 的光學(xué)反射性。在控制矩陣1700的另一個(gè)變例中， 一個(gè)分開的孔徑光闌層可以插入在控制 矩陣1700與該基片之間并且通過一個(gè)分開的介電體層與控制矩陣1700絕緣。該 分開的孔徑光闌層可以用如參照?qǐng)D4說明的材料形成并且構(gòu)圖以形成一個(gè)孔徑光 闌孑L,譬如孔徑光闌孔1709。該分開的孔徑光闌層可以用選擇以向該背光中最大 限度地回收光的材料構(gòu)成。然而，在該實(shí)施方案中，在控制矩陣1700與孔徑光闌 層之間不才是供渡通或者其他電連4矣。為了避免一個(gè)運(yùn)動(dòng)的快門1703與一個(gè)分開的孑L徑光闌層之間的容性連接，在運(yùn)動(dòng)的快門1703與該孑L徑光闌層之間提供電屏蔽 可能是有利的。這樣的屏蔽可以借助于蝕刻進(jìn)該控制矩陣各層，譬如第一導(dǎo)體層 1711或者第二導(dǎo)體層1717,中的圖形完成。可以電連接這些層使它們承載與該運(yùn) 動(dòng)的快門相同的電位。布i殳控制矩陣1700的金屬區(qū)域1725和1727,這些金屬區(qū) 域包括快門支撐點(diǎn)1707，以或起把光返回進(jìn)背光的反射鏡的作用或起控制矩陣 1700與一個(gè)分開的孔徑光闌層(圖中沒有示出分開的孑L徑光闌層)之間的電屏蔽 的作用。圖18示出經(jīng)過適用于包括進(jìn)顯示裝置IOO中以尋址一個(gè)像素陣列的另一種 控制矩陣1800中的一些結(jié)構(gòu)的一個(gè)4黃剖^L?？刂凭仃?800包括一種構(gòu)成在基片 1802上的倒置交錯(cuò)背溝道蝕刻薄膜晶體三極管1801,該薄膜晶體三極管類似于晶 體三極管518。該控制矩陣還包括一個(gè)快門1803、順性的梁1805、 一個(gè)快門支撐 點(diǎn)1807和一個(gè)懸掛的孔徑光闌層1808。該控制矩陣還包括一個(gè)孔徑光闌孔 1809。該控制矩陣包括以下的層 一個(gè)第一導(dǎo)體層1811、 一個(gè)第一介電體層 1813、 一個(gè)第一半導(dǎo)體層1815、 一個(gè)第二導(dǎo)體層1817、 一個(gè)第二介電體層1819 和一個(gè)第三導(dǎo)體層1821，和一個(gè)快門層1823。與前文il明的控制矩陣200和500 相反，在控制矩陣1800中孔徑光闌層1808以后制造并且置于晶體三極管1801和 快門1803兩者之上而不是置于它們的下方。懸桂的孔徑光闌1808可以借助于類似于使用制造決門組件的步驟745、 750 和755的步驟類似的工藝步驟制造。尤其可以用于諸如步驟750的工藝步驟沉積 和構(gòu)圖一個(gè)快門層1823。接著一個(gè)第二犧牲層(在圖18中未示出)會(huì)沉積在快 門層1823的頂部并且構(gòu)圖以形成一個(gè)渡通，譬如孔徑光闌支撐點(diǎn)1825。接著在 第二犧牲層的頂部沉積和構(gòu)圖該孔徑光闌材料。為孔徑光闌層1808選擇的材料可 以類似于分別i^Nl對(duì)圖4A和4B討論的為層401或者層452選擇的材料。然而對(duì) 于控制矩陣1800的實(shí)施方案，在復(fù)合物452中的各層內(nèi)的光學(xué)層的次序可以顛 倒，會(huì)首先沉積該吸收層，譬如層464,接著沉積金屬反射層462并且然后沉積 兩個(gè)折射層460和458。在構(gòu)圖孔徑光闌層1808以后，可以把兩個(gè)犧牲層都去除
以露出一個(gè)懸掛的結(jié)構(gòu)，如在圖18中所示。往往關(guān)注在一個(gè)固定的顯示器封裝內(nèi)提高一個(gè)顯示器的分辨率，或者關(guān)注 形成該顯示器用的每英寸像素?cái)?shù)。因此關(guān)注降低構(gòu)成該控制矩陣所要求的面積。在許多情況中，可以通過把圖8H或者在圖10A中所示的兩個(gè)或者三個(gè)零件結(jié)合 成降低了面積的單個(gè)結(jié)構(gòu)，從而降低像素的面積。圖19A示出構(gòu)成在基片1901 上的堆棧渡通1900中的這樣一種結(jié)合的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)同時(shí)造成一個(gè)孔徑光闌層 1902、第一導(dǎo)體層1906和快門層1915之間的電接觸。堆棧渡通1900基本上是 Ap-Ml渡通533與快門支撐點(diǎn)539 (參見圖10A) —起成為一種單個(gè)結(jié)構(gòu)的一種 結(jié)合。堆棧渡通1900也包括一個(gè)第一介電體層1904、 一個(gè)第二介電體層1908、 一個(gè)第三介電體層1914，和快門層1915。形成堆棧渡通1900的工藝如下。首先 采用如圖IOB至圖IOD說明的為Ap-Ml渡通533用的相同的工藝步驟和相同的掩 模步驟。然而，在規(guī)程700的步驟735,施加一種掩模圖形使得直接在堆棧渡通 1900的上方建立渡通開口。在該步驟，把第三介電體層1914和第二介電體層 1908兩者都向下蝕刻到第一導(dǎo)體層。在步驟735的渡通的開口應(yīng)當(dāng)大于在步驟 710于該第一介電體層中開放的渡通。接著在堆棧渡通1900的區(qū)域中沉積和去除 第三導(dǎo)體層。接著進(jìn)行形成該快門組件的步驟，包括M^呈700的步驟745至760。 在步驟745中把一個(gè)渡通或者支撐點(diǎn)孔對(duì)準(zhǔn)以前在堆棧渡通1900的區(qū)域中的渡通 開口，使得快門材料1915可以向下達(dá)到第一導(dǎo)體層1906并JLit成與該第一導(dǎo)體 層的電接觸。在該控制矩陣中可以有渡通件的其他組合，如可以從以上的例子中可以看 到的那樣。例如可以用驅(qū)動(dòng)支撐點(diǎn)535(示于圖8H中)j故Ml-M2渡通531的一個(gè)組 合以形成另一個(gè)堆棧渡通，該另一個(gè)堆棧渡通同時(shí)把快門層807連接到第一導(dǎo)體 層606以及連接到第二導(dǎo)體層612。類似地可以把Ml-M2渡通531與Ap-Ml渡通 533 (兩者都示于圖10A中)結(jié)合以在孔徑光闌層602、第一導(dǎo)體層606與第二導(dǎo) 體層612之間建立一種同時(shí)的連接。在許多情況下通過從規(guī)程700取消掩模步驟來節(jié)省成本是有益的。每個(gè)掩 模步驟都涉及沉積該光致抗蝕劑、 一個(gè)光構(gòu)圖步驟，和蝕刻步驟，以及去除阻蝕
劑。圖19B示出可以如何借助于一種條帶連接造成一些渡通連接。條帶連接1950包括一種典型的薄膜晶體三極管，譬如晶體三極管518，和一個(gè)快門支撐點(diǎn)，譬 如支撐點(diǎn)539，它們由條帶1952電連接。晶體三極管518和支撐點(diǎn)539包括在圖 6中和在圖10A中為這些結(jié)構(gòu)示出的所有的層。電條帶1952由第三導(dǎo)體材料1953 構(gòu)成，該第三條帶與圖6中的第三導(dǎo)體材料616類似。形成電條帶1952的工藝進(jìn) 行如下在整個(gè)步驟730中遵循與形成晶體三極管518和用于快門支撐點(diǎn)539的 相同的工藝，例外的是取消了通常在步驟710釆用的光掩模。在步驟745穿過第 三介電體層1954構(gòu)圖一個(gè)渡通并且一直向下蝕刻到把第二導(dǎo)體層1956以及孔徑 光闌層1958都露出為止。接著沉積和構(gòu)圖第三導(dǎo)體層1953使得在第二導(dǎo)體層 1956與孔徑光闌層1958之間建立一種電連接。然后對(duì)步驟745至760遵循快門形 成的通常工藝。在條帶1952造成接觸的相同的點(diǎn)對(duì)孑L徑光闌層1958開》文該快門 支撐點(diǎn)的渡通。有幾種其他可能性，其中一種電條帶可以代替圖10A中所示的多個(gè)渡通結(jié) 構(gòu)。在每個(gè)情況下使用一個(gè)電條帶可以省卻使用一個(gè)掩模步驟。例如從第三導(dǎo)體 層616形成的一個(gè)電條帶也可以用于代替圖10A中所示的Ml-M2渡通531。在此 情況下該條帶用于把第一導(dǎo)體層606電接觸到第三導(dǎo)體層612。 一個(gè)電條帶還可 以用于代替圖10A中所示的Ap-Ml渡通533。在此情況下該條帶既可以用第二導(dǎo) 體層612也可以用第三導(dǎo)體層616形成。在此情況下該條帶將形成第一導(dǎo)體層606 與孔徑光闌層602之間的一種電連接。在一些情況下，甚至快門層807也可以替代第三導(dǎo)體層616并且用作一種 電條帶。在一些情況下快門層807可以通過代替第二導(dǎo)體層612起替代互連線的 作用。在這些情況的某些中與犧4生層805結(jié)合構(gòu)圖的快門層807可以形成一種空 氣橋的條帶。作為一種空氣橋，帶有相關(guān)聯(lián)的支撐點(diǎn)的快門層807可以代替MING 渡通， 譬如渡通531。該空氣橋可以用于連接該控制矩陣的兩個(gè)電部件。例如 在圖5B/5C中該空氣橋可以連接全局作動(dòng)互連514和晶體三極管518的源極。如果不借助于Ml-M2渡通531通過第一導(dǎo)體層606確定這些電信號(hào)的路 線，可代之以使用快門支撐點(diǎn)形成一個(gè)空氣橋通過快門層807確定該信號(hào)的路 線。通過取消Ml-M2渡通的需要，可以達(dá)到降低光掩模的數(shù)量和P爭低制造成 本。顯示組件圖20示出適用于包括進(jìn)顯示裝置100中以尋址一個(gè)^象素陣列的另一種控制 矩陣2000的橫剖視?？刂凭仃?000包括一種構(gòu)成在基片2004上的快門組件2001 以及一個(gè)組件墊片2003。該控制矩陣包括以下的層 一個(gè)第一導(dǎo)體層2005、 一個(gè) 第一介電體層2007、 一個(gè)第二導(dǎo)體層2009、 一個(gè)快門層2011以及組件墊片 2003?？刂凭仃?000可以作為一個(gè)無源矩陣陣列工作，在該像素中沒有薄膜晶體 三極管。在工作中，有利地借助于一個(gè)蓋板保護(hù)快門組件130、 202、 504、 1312、 2001免受環(huán)境影響。在該蓋板(圖中未示出)與基片2004之間的間隔可以充以 一種真空、充以空氣，或者充以一種潤滑液體。通過使用機(jī)械墊片，譬如墊片 2003,保持基片2004與該蓋板之間的間隔。墊片2003適當(dāng)?shù)馗叨壬蠟?至4(H效 米在寬度上為5至20微米。組件墊片2003優(yōu)選地用一種聚合物材料形成。該墊片的制逸偵序可以進(jìn)行 如下。在整個(gè)控制矩陣的形成中，即在整個(gè)步驟740可以遵循規(guī)程700中的步 驟。在步驟745沉積和構(gòu)圖該犧牲層。在形成組件墊片的準(zhǔn)備中，在該墊片要附 著到的下襯的基片上的位置把一個(gè)渡通構(gòu)圖進(jìn)該犧牲層中。在步驟750沉積和構(gòu) 圖快門層2011，如參照?qǐng)D12A-12D或圖13A-13D所說明的那樣。接著在快門層 2011的頂部沉積和構(gòu)圖組件墊片2003的材料。該組件墊片的材料將通過為此目 的而制造的該犧牲層中的一個(gè)渡通造成對(duì)基片的接觸。最后去除在步驟745沉積 的犧牲層。構(gòu)成組件墊片2003的優(yōu)選的聚合物是耐受用于去除該犧牲層的辨，放工藝的 聚合物，該犧牲層譬如是一個(gè)犧牲層805、 1113或者1305。如果采用氧等離子去 除進(jìn)行犧牲層的去除，那么組件墊片2003的適當(dāng)?shù)木酆衔飼?huì)是聚(二酰亞胺-硅 氧烷)共聚物(PISX)、多面的oligosilsequioxane (POSS)珪氧烷共聚物、含氧
化苯膦的聚(芳撐醚苯并噁唑)族、聚(芳撐醚苯并蓬哇)族、聚(芳撐醚1,3,4-噁二唑)和聚(芳撐醚苯并咪峻)族。這些聚合物材料可以通過涂層以一種光致 抗蝕劑和/或一種金屬構(gòu)圖，該光致抗蝕劑和/或金屬接著光刻成一種蝕刻掩模。 然后可以用一種等離子蝕刻完成該墊片聚合物的蝕刻，其中該等離子含有氯、氟 和氧的混合物。在一些情況下可以準(zhǔn)備所選取的聚合物的光敏變化，對(duì)此不需要 蝕刻掩才莫。在一個(gè)替代實(shí)施方案中，組件墊片2003可以包括電鍍或者無電鍍進(jìn)用 一種 犧牲材料制造的模子中。圖21示出顯示組件2100的一個(gè)橫剖視圖形。顯示組件2100包括一個(gè)背光 2101、 一個(gè)擴(kuò)散器2103、 一個(gè)亮度加強(qiáng)膜2105、 一個(gè)MEMS基片2107,和一個(gè) 蓋板，2109。 MEMS基片2107包括一個(gè)孔徑光闌層2111、 一個(gè)控制矩陣(未示 出)，和一個(gè)快門組件2113的陣列。MEMS基片2107具有兩側(cè)，稱為MEMS側(cè) 2115和背側(cè)2117。顯示組件2100的構(gòu)形稱為一種MEMS上構(gòu)形。MEMS上構(gòu)形 意味著該MEMS基片的MEMS側(cè)2115對(duì)置于該背光。在該MEMS上構(gòu)形中， MEMS基片2107的MEMS側(cè)2115面對(duì)觀看者，而MEMS的背側(cè)2117面對(duì)背光 2101。顯示組件2100的孔徑光闌層2111也稱為一種>^射孔徑光闌。 一個(gè)^Jt孔 徑光闌定義為一種該孔徑光闌層的至少一個(gè)表面M射表面的孔徑光闌。這樣的 反射表面的結(jié)構(gòu)例子參照?qǐng)D4給出。顯示組件2100的蓋板2109包括一種黑基質(zhì)2119。該黑基質(zhì)設(shè)計(jì)用于吸收 環(huán)境光，不然從之發(fā)出的反射可能降低顯示器的對(duì)比度。顯示組件2100包括起保 持MEMS基片2107與蓋板2109之間的間隔的作用的組件墊片2121。顯示組件 2100的背光2101包括燈2123。在稱為MEMS上構(gòu)形的顯示組件2100中，反射孔徑光闌2111層被構(gòu)成j吏 得該孔徑光闌的反射表面面對(duì)基片2107,并且因此還面對(duì)背光。在該構(gòu)形中，如 在美國專利申請(qǐng)11/218, 690號(hào)中所說明，不經(jīng)一個(gè)開放的孔徑光闌發(fā)出的背光 中進(jìn)入的光將^^Jt回該背光，在此它變得可以用于回收。圖4A的孔徑光闌層 401和圖4B的復(fù)合孔徑光闌層452是適用于顯示組件2100中的反射孔徑光闌 2111的一個(gè)例子?？讖焦怅@層401可以由反射性材料譬如4Ml者鋁組成。孑L徑光闌452具有一個(gè)反射表面，沉積用于反射經(jīng)基片453落射的光。如果基片402或 者基片453組裝進(jìn)該MEMS上構(gòu)形，譬如顯示組件2100的MEMS基片2107,于 是從背光落射到孔徑光闌401或者452上的光可以回收進(jìn)該背光。控制矩陣1700提供一種適用于顯示組件2100中的反射孔徑光闌層的另一 個(gè)例子?？刂凭仃?700的金屬區(qū)域1725和1727沉積用于把光反射回基片1702 中。如果基片1702組裝進(jìn)MEMS上構(gòu)形，譬如顯示組件2100的MEMS基片 2107，中^、發(fā)生光的回收。控制矩陣1800的懸掛的孑L徑光闌層1808才是供適用于顯示組件2100的另一 種反射孔徑光闌層的例子。如果設(shè)有一個(gè)面對(duì)基片1802的反射表面，那么懸掛的 孔徑光闌層1808將把光反射回基片1802中。如果基片1802組裝進(jìn)MEMS上構(gòu) 形，譬如顯示組件2100的MEMS基片2107,中會(huì)發(fā)生光的回收。當(dāng)一個(gè)顯示器組裝進(jìn)該MEMS上構(gòu)形中并且采用一種反射性孔徑光闌 時(shí)，如杲朝向觀看者的該孔徑光闌的表面用吸收材料制造也是有幫助的。例如， 復(fù)合孔徑光闌452的層464設(shè)計(jì)用于吸收從與基片453相反的一個(gè)方向454落射 的光。在顯示組件2100的MEMS上構(gòu)形中，這種從與背光相反的方向發(fā)出的光 稱為環(huán)境光。通過在面對(duì)環(huán)境的復(fù)合的孔徑光闌層452或者孔徑光闌2111的表面 上提供一種吸收材料，可以提高該顯示器的對(duì)比度。圖22示出一個(gè)顯示組件2200的一個(gè)橫剖視圖。顯示組件2200包括一個(gè)背 光2201、 一個(gè)擴(kuò)散器2203、 一個(gè)亮度加強(qiáng)膜2205、 一個(gè)孔徑光闌板2207和一個(gè) MEMS基片2209。 MEMS基片2209包括一個(gè)孔徑光闌層2211、 一個(gè)控制矩陣 (圖中未示出)，和一個(gè)快門組件2213的陣列。在顯示組件2200中孑L徑光闌板 2207置于MEMS基片2209與背光2201之間。MEMS基片2209具有兩側(cè)，稱為 MEMS側(cè)2215和背側(cè)2217。顯示組件2200的構(gòu)形稱為一種MEMS下構(gòu)形。 MEMS下構(gòu)形意味著該MEMS基片2209的MEMS側(cè)2115方向朝著該背光(并 且反向于觀看者)。顯示組件2200的背光2201包括燈2223。
孑L徑光闌板2207包括一種孔徑光闌層2219,也稱為一種反射的孑L徑光闌。 不經(jīng)一個(gè)開放的孑L徑光闌發(fā)出的從背光ii7v的光將由反射的孔徑光闌2219反射回 該背光，在此它變得可以用于回收。圖4A的孑L徑光闌層401和圖4B的復(fù)合孑L徑 光闌層452是適用于顯示組件2200中的反射的孔徑光闌2219的一個(gè)例子。然 而，因?yàn)榉瓷涞目讖焦怅@制造在與MEMS基片2209分開的孔徑光闌板2207上， 一個(gè)廣范圍的材料變得可以用于制造反射的孔徑光闌2219。厚反射膜，譬如3M />司出售的Vikuiti (商標(biāo))加強(qiáng)的鏡象反射器膜，可以在加層到孔徑光闌板2207 上以后用作^Jt的孔徑光闌2219。在一個(gè)稱為MEMS下構(gòu)形的顯示組件2200的實(shí)施方案中，孔徑光闌層 2211設(shè)計(jì)成一種復(fù)合的孔徑光闌，其中一側(cè)設(shè)計(jì)以反射落射的光而另 一側(cè)設(shè)計(jì)以 吸收落射的光。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，顯示組件2200的孔徑光闌層2211設(shè) 計(jì)成一種吸收的孔徑光闌。 一個(gè)吸收的孔徑光闌設(shè)計(jì)成其中兩個(gè)表面都設(shè)計(jì)成吸 收落射的光的一種孔徑光闌。在MEMS下構(gòu)形的任何一個(gè)實(shí)施方案中，把孔徑光 闌層2211構(gòu)成得4吏孔徑光闌2211的該吸"t^面面對(duì)MEMS基片2209;孔徑光闌 2211的吸收表面因此背向背光2201并且朝向觀看者。在此構(gòu)形中，環(huán)境光將基 本上^皮孔徑光闌層2211吸收。在顯示組件2200的工作中，孔徑光闌才反2207被制造具有沉積的向背光返 回反射光用以回收的反射性孔徑光闌2219。構(gòu)成在MEMS基片2209上并且置于 快門組件2213與基片2209之間的孔徑光闌層2211完成不同的功能。孑L徑光闌層 2211遮擋/"義上關(guān)閉的快門發(fā)出的離角光不讓它逸向觀看者，并且孔徑光闌層 2211設(shè)計(jì)用于吸收環(huán)境光，在每個(gè)情況下提高顯示器的對(duì)比度。圖4A的孔徑光闌層401是適用在顯示組件2200中的吸收的孑L徑光闌2211 的一個(gè)例子。當(dāng)在顯示組件2200中采用孔徑光闌2211的孔徑光闌層401時(shí)，為 層401 (如參照?qǐng)D4A所說明)選擇吸收的材料以提高該顯示器的對(duì)比度。類似于圖4B的復(fù)合孔徑光闌452， 一個(gè)復(fù)合的孑L徑光闌層也可以用作孑L徑 光闌層2211。然而在顯示組件2200的MEMS下構(gòu)形中部署成孔徑光闌層2211 時(shí)，優(yōu)選的是顛倒復(fù)合的孔徑光闌層452的次序。在這樣一種顛倒的次序中，直 接對(duì)著基片453放置吸收層464，后^^屬反射層462和兩個(gè)折射層460和458。 控制矩陣1700也可以部署在一種MEMS下構(gòu)形中。當(dāng)在顯示組件2200中采用控 制矩陣1700時(shí)，為層1717選擇吸收材料以提高該顯示器的對(duì)比度。并且，最后圖18的控制矩陣1800可以部署在一種MEMS下構(gòu)形中，譬如 部署進(jìn)顯示組件2200中。然而在一個(gè)MEMS下構(gòu)形中采用4空制矩陣1800時(shí)，完 全地取消孑L徑光闌板2207可能是優(yōu)選的。控制矩陣1800包括懸掛的孔徑光闌層 1808。懸掛的孔徑光闌層1808具有兩個(gè)表面， 一個(gè)面對(duì)基片1802,而一個(gè)背向該 基片。如果部署進(jìn)一個(gè)MEMS下構(gòu)形中，優(yōu)選的是面對(duì)基片1802的懸掛的孑L徑 光闌層1808的表面用一種吸收材料制造，而背離該基片的懸掛的孔徑光闌1808 的表面優(yōu)選的是用 一種反射性材料或者用 一種反射性的材料組合制造。本發(fā)明可以以其他特定的形式實(shí)施而不偏離本發(fā)明的精神或者其基本特 性。因此上文中的實(shí)施方案要在所有方面都認(rèn)為是說明本發(fā)明，而不是限制本發(fā) 明。
權(quán)利要求
1.一種形成空間光調(diào)制器的方法，該空間光調(diào)制器包括由順性的梁支承的快門，該方法包括在一個(gè)基片上形成一個(gè)模子，其中該模子包括一個(gè)下水平表面、一個(gè)上水平表面和一個(gè)壁；在該模子的該下水平表面和該壁上沉積一種梁材料；去除沉積在該模子的下水平表面上的該梁材料，而保留大部分沉積在該模子的壁上的梁材料，以形成該順性的梁；形成連接到該順性的梁上的快門；并且去除該模子，從而釋放該快門和余留的梁材料。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該模子的下水平表面包括一個(gè)第一犧牲層的頂部。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中去除該模子包括去除該第一犧牲層。
4. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中該模子的壁包括一個(gè)第二犧牲層。
5. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中去除該模子包括去除該第二犧牲層。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中去除該梁材料包括對(duì)該梁材料施加一種各向異 性蝕刻。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，包括向該基片施加一個(gè)電位以控制該各向異性蝕刻 的方向。
8. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該梁材料的沉積把該梁材料連接到設(shè)置在該基 片上的一個(gè)支撐點(diǎn)。
9. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該梁材料的沉積把該梁材料連4妄到沉積在一層 在該才莫子的下水平表面以下沉積的材料上的一個(gè)支撐點(diǎn)上。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其中該梁材料的沉積在該梁材料與該支撐點(diǎn)之間建立了一種電連接。
11. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中形成該快門包括在該才莫子的上水平表面上沉積 一個(gè)快門層，4吏得該快門層連接到該梁材料。
12. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中該快門層包括非晶硅。
13. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中該快門層用不同于該梁材料的一種材料形成。
14. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中該快門層用與該梁材料相同的材料形成。
15. 如權(quán)利要求14所述的方法，其中該梁材料與該快門層一起包括一個(gè)多層的復(fù) 合物。
16. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中該復(fù)合物包括至少一層非晶硅和至少一層金屬。
17. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中該多層在該順性的梁中產(chǎn)生一種不平衡的應(yīng) 力層次。
18. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該模子壁大體上正交于該基片。
19. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該梁材料沉積在該模子的壁上以具有一種不到 約2微米的厚度。
20. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該梁材料沉積在該模子的壁上以具有一種不到 約1.5微米的厚度。
21. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該梁材料沉積在該模子的壁上以具有一種不到 約l.O微米的厚度。
22. —種空間光調(diào)制器，包括確定一個(gè)平面的基片；在該基片上方由一個(gè)順性的梁懸掛的一個(gè)快門，其中該順性的梁的橫剖視 厚度在平行于該基片的平面的一個(gè)維度上不到約2微米。
23. 如權(quán)利要求22所述的空間光調(diào)制器，其中該順性的梁的該尺寸不到約1.5微米。
24. 如權(quán)利要求22所述的空間光調(diào)制器，其中該順性的梁的該尺寸不到約1微米。
25. —種制造顯示裝置的方法包括直接在一個(gè)大體上透明的基片上沉積一介電體材泮牛層 直接在該介電體材料的頂部沉積一金屬層 在該金屬層中形成多個(gè)孔徑光闌； 在該金屬層的頂部形成一個(gè)控制矩陣；并且在該控制矩陣的頂部并且與該控制矩陣電連通地形成多個(gè)調(diào)制光的快門組 件，從而該控制矩陣控制該多個(gè)快門組件的光調(diào)制功能性。
26. 如權(quán)利要求25所述的方法，其中該控制矩陣包括多個(gè)薄膜部件。
27. 如權(quán)利要求26所述的方法，其中這些薄膜部件包括多個(gè)開關(guān)。
28. —種制造顯示裝置的方法，包括直接在一個(gè)大體上透明的基片上沉積一個(gè)第一介電體材料層； 直接在該第一介電體材料的頂部沉積一個(gè)第二介電體材料層； 直接在該介電體材料的頂部沉積一個(gè)金屬層； 在該金屬層中形成多個(gè)孔徑光闌； 在該金屬層的頂部形成一個(gè)控制矩陣；并且在該控制矩陣的頂部并且與該控制矩陣電連通地形成多個(gè)調(diào)制光的快門組 件，從而該控制矩陣控制該多個(gè)快門組件的光調(diào)制功能性。
29. 如權(quán)利要求28所述的方法，其中該第二介電體材料的折射率低于該第一介電 體材料的折射率。
30. —種制造顯示裝置的方法，包括在一個(gè)大體上透明的玻璃基片上沉積一個(gè)高反射率層； 在該高^^射率層中形成多個(gè)孔徑光闌； 直接在該高^^射率層的頂部沉積一個(gè)絕緣層； 在該絕緣層上沉積多個(gè)薄膜部件；在該多個(gè)薄膜部件上方并且與該多個(gè)薄膜部件電連通地形成多個(gè)調(diào)制光的 快門組件，從而這些薄膜部件形成一個(gè)控制矩陣，用于控制該多個(gè)調(diào)制光的快門 組件的光調(diào)制。
31. 如權(quán)利要求30所述的方法，其中該高反射率層具有一個(gè)高于90%的反射率。
32. 如權(quán)利要求30所述的方法，該高反射率層包括至少一種金屬和至少一種介電體的一個(gè)復(fù)合層。
33. 如權(quán)利要求30所述的方法，其中該高反射率層包括一種致密地沉積的金屬。
34. 如權(quán)利要求33所述的方法，包括使用一種噴濺工藝沉積該高反射率層的金屬。
35. 如權(quán)利要求33所述的方法，包括使用一種離子輔助的蒸發(fā)沉積該高反射率層的金屬。
36. 如權(quán)利要求30所述的方法，包括在沉積該多個(gè)薄膜部件之前在該絕緣層中形 成多個(gè)渡通孔。
37. 如權(quán)利要求36所述的方法，其中在該絕緣層上沉積該薄膜部件形成了在該渡 通孔處該高反射率層和該薄膜部件之間的電連接。
38. —種制造顯示裝置的方法，包括在一個(gè)大體上透明的玻璃基片上沉積一個(gè)孔徑光闌層； 在該孔徑光闌層中形成多個(gè)孔徑光闌； 直^妄在該孔徑光闌層的頂部沉積一個(gè)絕緣層； 在該絕緣層中形成多個(gè)渡通孔；在該絕緣層上形成多個(gè)薄膜部件使得該多個(gè)薄膜部件在該多個(gè)渡通孔處電 連接到該孔徑光闌層；并且在該多個(gè)薄膜部件上方、并且與該多個(gè)薄膜部件電連通地形成多個(gè)調(diào)制光 的快門組件，從而這些薄膜部件形成一個(gè)控制矩陣，用于控制該多個(gè)光調(diào)制快門 組件的光調(diào)制。
39. 如權(quán)利要求38所述的方法，其中該孑L徑光闌層包括一種光遮擋材料。
40. 如權(quán)利要求38所述的方法，其中該孑L徑光闌層包括一種光反射材料。
41. 如權(quán)利要求38所述的方法，其中該孑L徑光闌層包括一種光吸收材料。
42. 如權(quán)利要求38所述的方法，其中該孔徑光闌層包括一種光吸收材料和一種光 反射材料。
43. —種制造顯示裝置的方法，包括形成多個(gè)薄膜部件；并且在該薄膜部件的頂部形成多個(gè)調(diào)制光的快門組件，其中該多個(gè)快門組件包 括一層經(jīng)蝕刻的非晶硅以形成多個(gè)可運(yùn)動(dòng)的快門。
全文摘要
披露了一種包括基于快門的光調(diào)制器的顯示裝置以及制造這種裝置的方法。該方法與所屬技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)公知的薄膜制造工藝兼容并且得出具有低功耗的顯示器。
文檔編號(hào)H04N5/74GK101128766SQ200680005823
公開日2008年2月20日 申請(qǐng)日期2006年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月23日
發(fā)明者J·J·菲喬, J·L·斯泰恩, J·甘德希, N·W·哈古德, R·S·佩恩, R·巴頓, T·T·布羅斯尼漢 申請(qǐng)人:皮克斯特羅尼克斯公司