專利名稱：制做薄膜致動反射鏡陣列的方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種用于光學投影系統(tǒng)中的M×N薄膜致動反射鏡陣列；且更具體地，涉及一種用于制做薄膜致動反射鏡陣列的方法，其減小了制做中包含的高溫處理的影響。
在現(xiàn)有技術(shù)的各種視頻顯示系統(tǒng)中，已知一種光學投影系統(tǒng)能夠提供大幅的高質(zhì)量顯示。在這樣一光學投影系統(tǒng)中，來自一燈的光線被均勻地照射在例如一M×N致動反射鏡陣列上，其中各反射鏡與各致動器相連接。這些致動器可由響應施加于其的電場而變形的電致位移材料制成。例如為壓電材料或電致伸縮材料。
來自各反射鏡的反射光束入射在例如一光闌的小孔上。通過對各致動器施加一電信號，各反射鏡與入射光束的相對位置被改變，從而導致來自各反射鏡的反射光束的光路發(fā)生偏轉(zhuǎn)。當各反射光束的光路發(fā)生變化時，自各反射鏡反射的通過該小孔的光量被改變，從而調(diào)制光束的強度，通過該小孔被調(diào)制的光束經(jīng)一適當?shù)墓鈱W裝置例如一投影透鏡被傳送到一投影屏幕上，從而在其上顯示一圖象。
在

圖1A至1I中，示出了一共有未決的申請，國際申請?zhí)朠CT/KE96/00142，題為“用于光學投影系統(tǒng)中的薄膜致動反射鏡陣列”中公開的，制做M×N薄膜致動反射鏡201的陣列200中包含的制做步驟，其中M和N是整數(shù)。
該制做陣列200的處理開始于制備一有源矩陣110，其包括一帶有M×N開關裝置，例如金屬氧化物半導體(MOS)晶體管115的陣列的基底112和形成在其頂上的一場氧化物層116。各MOS晶體管115具有一源/漏極區(qū)117，一門氧化物層118和一門極119。
在接下來的步驟中，通過使用例如CVD或旋轉(zhuǎn)涂覆法在有源矩陣110的頂上沉積由例如PSG或氮化硅制成的具有0.1-2μm厚度的第一鈍化層120。
然后，通過使用例如濺射或CVD法在第一鈍化層120的頂上沉積由氮化物制成的具有0.1-2μm厚度的一蝕刻劑阻止層130，如圖1A所示。
然后，在該蝕刻劑阻止層130的頂上形成一薄膜待除層140。如果該薄膜待除層140由金屬制成，通過使用濺射或蒸鍍法形成該薄膜待除層140，如果該薄膜待除層140由PSG制成，使用CVD或旋轉(zhuǎn)涂覆法，或如果該薄膜待除層140由硅聚合物(poly-Si)制成，使用CVD法。
接著，通過使用干或濕蝕刻法，以這樣的方式在該薄膜待除層140上生成一M×N空腔陣列(未示出)以使各空腔圍繞各MOS晶體管115中的源/漏極區(qū)117。
在下一步驟中，通過使用CVD法在包括這些空腔的該薄膜待除層140的頂上沉積由例如氮化硅的絕緣材料制成的具有0.1-2μm厚度的一彈性層150。
然后，通過使用濺射或真空蒸鍍法在該彈性層150的頂上形成由例如Pt/Ta的導電材料制成的具有0.1-2μm厚度的第二薄膜層160。然后通過使用一蝕刻法沿列方向等切割該第二薄膜層160，如圖1B所示。
然后，通過使用蒸鍍、Sol-Gel、濺射或CVD法在該第二薄膜層160的頂上沉積由例如PZT的壓電材料或例如PMN的電致伸縮材料制成的具有0.1-2μm厚度的一薄膜電致位移層(未示出)。
接著，通過使用光刻法或激光修剪法將該薄膜電致位移層構(gòu)型成M×N薄膜電致位移部件175的一陣列，如圖1C所示。
在接著的步驟中，通過使用蝕刻法將第二薄膜層160和該彈性層150分別構(gòu)型成M×N第二薄膜電極165的一陣列和M×N彈性部件155的一陣列，如圖1D所示。
在接著的步驟中，通過使用一蝕刻法去除形成在各MOS晶體管115中的源/漏極區(qū)117的頂上的蝕刻劑阻止層130和第一鈍化層120的部分，同時留下它們圍繞各MOS晶體管115中的門極119和門氧化層118的未觸動的部分125，如圖1E所示。
接著，通過以下步驟形成M×N第一薄膜電極185的一陣列和接觸部件183的一陣列首先使用濺射或真空蒸鍍法形成由導電材料制成的，完全覆蓋上述機構(gòu)的一層(未示出)；接著使用蝕刻法選擇地去除該層，如圖1F所示。各第一薄膜電極185被定位在該薄膜電致位移部件175的頂上。各接觸部件183被這樣定位以使它將第二薄膜電極165與各MOS晶體管115中的源/漏極區(qū)117電連接。
在以下步驟中，通過使用CVD或旋轉(zhuǎn)涂覆法沉積由例如PSG或氮化硅制成的具有0.1-2μm厚度的第二鈍化層187，且然后通過使用蝕刻法這樣將其構(gòu)型以使它完全覆蓋這些接觸部件183，從而形成M×N致動反射鏡機構(gòu)211的一陣列210，如圖1G所示。
然后用第一薄膜保護層(未示出)完全覆蓋各致動反射鏡機構(gòu)211。
然后通過使用蝕刻法去除該薄膜待除層140。然后，去除第一薄膜保護層，從而形成M×N致動機構(gòu)100的一陣列，各致動機構(gòu)100具有一近端和遠端(未示出)，如圖1H所示。
在下一步驟中，這樣用待除材料覆蓋M×N致動機構(gòu)100的陣列，包括當該薄膜待除層140被去除時形成的間隔以使所得到的機構(gòu)(未示出)的頂部是完全平坦的。然后，通過使用光刻法在該得到的機構(gòu)上生成M×N空槽的一陣列(未示出)，各空槽從該得到的機構(gòu)的頂部延伸至各致動機構(gòu)100的遠端的頂部。
在上述步驟后，序列地在該待除材料包括這些空槽的頂上沉積由反光材料，例如Al制成的一反射鏡層(未示出)和一薄膜介電層(未示出)，且然后通過使用光刻法或激光修剪法分別將該反射鏡層和該薄膜介電層構(gòu)型成M×N反射鏡190的一陣列和M×N薄膜介電部件195的一陣列，從而形成M×N半成品致動反射鏡陣列(未示出)，其中各反射鏡190具有一凹入部分197，該凹入部分197被連接在致動機構(gòu)100的遠端的頂上。
然后用第二薄膜保護層(未示出)完全覆蓋各半成品致動反射鏡。
然后通過使用蝕刻法去除該待除材料。然后，去除該第二薄膜保護層，從而形成該M×N薄膜致動反射鏡201的陣列200，如圖1I所示。
上述制做M×N薄膜致動反射鏡201的陣列200的方法存在有某些缺陷。例如，該方法包括多個高溫處理，特別在早期階段期間，例如形成由氮化物制成的彈性層140要求最低800℃的溫度，而有源矩陣110通常不能承受這樣一高溫，導致其的熱損傷。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種用于制做用于光學投影系統(tǒng)中的薄膜致動反射鏡陣列的方法，其減小了制做中包含的高溫處理的效果。
根據(jù)本發(fā)明，提供有一種制做用于光學投影系統(tǒng)中的薄膜致動反射鏡陣列的方法，該方法包括有步驟設置一基底；在該基底的頂上沉積一薄膜待除層；在該薄膜待除層上生成M×N空腔的一陣列；在該薄膜待除層包括這些空腔的頂上沉積一彈性層；將該彈性層構(gòu)型成M×N彈性部件的一陣列；在該基底上形成M×N開關裝置的一陣列；在各彈性部件和開關裝置的頂上沉積一鈍化層和一蝕刻劑阻止層；選擇地去除該蝕刻劑阻止層和該鈍化層以使這些彈性部件被暴露出；連續(xù)地在各彈性部件的頂上形成M×N第二薄膜電極的一陣列和M×N薄膜電致位移部件的一陣列；形成M×N第一薄膜電極的一陣列和接觸部件的一陣列；去除該薄膜待除層，從而形成M×N致動機構(gòu)的一陣列；用一待除材料覆蓋該M×N致動機構(gòu)的陣列；在該待除材料的頂上沉積一反射鏡層；將該反射鏡層構(gòu)型成M×N反射鏡的一陣列；及去除該待除材料，從而形成該M×N薄膜致動反射鏡陣列。
通過以下附圖對優(yōu)選實施例的描述，本發(fā)明的以上及其它目的和特征將變得顯然，附圖中圖1A至1I給出了說明先前公開的用于制做M×N薄膜致動反射鏡陣列的一方法的概略性截面視圖；及圖2A至2J給出了說明根據(jù)本發(fā)明的用于制做M×N薄膜致動反射鏡陣列的一方法的概略性截面視圖。
圖2A至2J給出了說明根據(jù)本發(fā)明的制做用于一光學投影系統(tǒng)的M×N薄膜致動反射鏡401的一陣列400的一方法的概略性截面視圖。應注意圖2A至2J中出現(xiàn)的相同部件用相同的參考數(shù)字表示。
該制做陣列400的處理開始于制備由絕緣材料制成的一基底310，例如硅片。
在下一步驟中，在基底310的頂上形成一薄膜待除層320。如果該薄膜待除層320由金屬制成，通過使用濺射或蒸鍍法形成該薄膜待除層320，如果該薄膜待除層320由PSG制成，使用CVD或旋轉(zhuǎn)涂覆法，或如果該薄膜待除層320由硅聚合物(poly-Si)制成，使用CVD法。
接著，通過使用干或濕蝕刻法，在該薄膜待除層320上生成M×N空腔325的一陣列，如圖2A所示。
在下一步驟中，通過使用CVD法在包括這些空腔的該薄膜待除層320的頂上沉積由例如氮化物的絕緣材料制成的具有0.1-2μm厚度的一彈性層(未示出)。
在下一步驟，通過使用在例如800℃的高溫下的蝕刻法將該彈性層構(gòu)型成M×N彈性部件335的一陣列，如圖2B所示。
然后，在基底310上形成M×N開關裝置415，例如金屬氧化物半導體(MOS)晶體管的一陣列。各MOS晶體管415具有一源/漏極區(qū)417，一門氧化物層418和一門極419且被定位在同一行或列中的兩相繼的彈性部件335之間，如圖2C所示。
在接下來的步驟中，通過使用例如CVD或旋轉(zhuǎn)涂覆法在各彈性部件335和開關裝置415的頂上沉積由例如PSG或氮化硅制成的具有0.1-2μm厚度的第一鈍化層340。
然后，通過使用例如濺射或CVD法在第一鈍化層340的頂上沉積由氮化物制成的具有0.1-2μm厚度的一蝕刻劑阻止層350，如圖2D所示。
在接著的步驟中，通過使用一蝕刻法去除蝕刻劑阻止層350和第一鈍化層340的部分，同時留下未觸動的部分345，如圖2E所示。
然后，通過使用濺射或真空蒸鍍法在各彈性部件335的頂上形成由例如Pt/Ta的導電材料制成的具有0.1-2μm厚度的第二薄膜層(未示出)。然后通過使用一蝕刻法沿列方向等切割該第二薄膜層。
然后，通過使用蒸鍍、Sol-Gel、濺射或CVD法在該第二薄膜層的頂上沉積由例如PZT的壓電材料或例如PMN的電致伸縮材料制成的具有0.1-2μm厚度的一薄膜電致位移層(未示出)。
接著，通過使用光刻法或激光修剪法將該薄膜電致位移層和第二薄膜層分別構(gòu)型成M×N薄膜電致位移部件375的一陣列和M×N第二薄膜電極365的一陣列，如圖2F所示。
接著，通過以下步驟形成M×N第一薄膜電極385的一陣列和接觸部件383的一陣列首先使用濺射或真空蒸鍍法形成由導電材料制成的，完全覆蓋上述機構(gòu)的一層(未示出)；接著使用蝕刻法選擇地去除該層，如圖2G所示。各第一薄膜電極385被定位在該薄膜電致位移部件375的頂上。各接觸部件383被這樣定位以使它將第二薄膜電極365與各MOS晶體管415中的源/漏極區(qū)417電連接。
在以下步驟中，通過使用CVD或旋轉(zhuǎn)涂覆法沉積由例如PSG或氮化硅制成的具有0.1-2μm厚度的第二鈍化層387，且然后通過使用蝕刻法這樣將其構(gòu)型以使它完全覆蓋這些接觸部件383，從而形成M×N致動反射鏡機構(gòu)421的一陣列420，如圖2H所示。
然后用第一薄膜保護層(未示出)完全覆蓋各致動反射鏡機構(gòu)421。
然后通過使用蝕刻法去除該薄膜待除層320。然后，去該除第一薄膜保護層，從而形成M×N致動機構(gòu)300的一陣列，各致動機構(gòu)300具有一近端和遠端(未示出)，如圖2I所示。
在下一步驟中，這樣用待除材料覆蓋M×N致動機構(gòu)300的陣列，包括當該薄膜待除層320被去除時形成的間隔以使所得到的機構(gòu)(未示出)的頂部是完全平坦的。然后，通過使用光刻法在該得到的機構(gòu)上生成M×N空槽的一陣列(未示出)，各空槽從該得到的機構(gòu)的頂部延伸至各致動機構(gòu)300的遠端的頂部。
在上述步驟后，序列地在該待除材料包括這些空槽的頂上沉積由反光材料，例如Al制成的一反射鏡層(未示出)和一薄膜介電層(未示出)，且然后通過使用光刻法或激光修剪法分別將該反射鏡層和該薄膜介電層構(gòu)型成M×N反射鏡390的一陣列和M×N薄膜介電部件395的一陣列，從而形成M×N半成品致動反射鏡陣列(未示出)，其中各反射鏡390具有一凹入部分397，該凹入部分397被連接在致動機構(gòu)300的遠端的頂上。
然后用第二薄膜保護層(未示出)完全覆蓋各半成品致動反射鏡。
然后通過使用蝕刻法去除該待除材料。然后，去除該第二薄膜保護層，從而形成該M×N薄膜致動反射鏡401的陣列400，如圖2J所示。
與先前公開的用于制做M×N薄膜致動反射鏡陣列的方法相反，在本發(fā)明的方法中，在所有高溫處理完成后，在基底310上形成M×N開關裝置415的一陣列，進而減少了在該開關裝置415的陣列上出現(xiàn)的熱損傷的可能性。
盡管參照具體實施例對本發(fā)明進行了圖示和描述，顯然不脫離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍，本領域的熟練技術(shù)人員可作出許多變化和改型。
權(quán)利要求
1.一種制做用于光學投影系統(tǒng)中的薄膜致動反射鏡陣列的方法，該方法包括有步驟設置一基底；在該基底的頂上沉積一薄膜待除層；在該薄膜待除層上生成M×N空腔的一陣列；在該薄膜待除層包括這些空腔的頂上沉積一彈性層；將該彈性層構(gòu)型成M×N彈性部件的一陣列；在該基底上形成M×N開關裝置的一陣列；在各彈性部件和開關裝置的頂上沉積一鈍化層和一蝕刻劑阻止層；選擇地去除該蝕刻劑阻止層和該鈍化層以使這些彈性部件被暴露出；在各彈性部件的頂上形成M×N第二薄膜電極的一陣列和M×N薄膜電致位移部件的一陣列；形成M×N第一薄膜電極的一陣列和接觸部件的一陣列；去除該薄膜待除層，從而形成M×N致動機構(gòu)的一陣列；用一待除材料覆蓋該M×N致動機構(gòu)的陣列；在該待除材料的頂上沉積一反射鏡層；將該反射鏡層構(gòu)型成M×N反射鏡的一陣列；及去除該待除材料，從而形成該M×N薄膜致動反射鏡陣列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中該基底由絕緣材料制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中該基底是一硅片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中各開關裝置是一金屬氧化物半導體(MOS)晶體管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中各開關裝置被定位在同一行或列中的兩相繼的彈性部件之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括有步驟在沉積該反射鏡層后在各反射鏡的頂上形成一薄膜介電部件。
7.一種用于制做用于光學投影系統(tǒng)中的M×N薄膜致動反射鏡陣列的方法，其中該M×N薄膜致動反射鏡陣列包括具有一基底和形成在該基底上的M×N開關裝置的一陣列的一有源矩陣，包括至少兩電極的形成在該基底上的M×N薄膜致動機構(gòu)的一陣列，沉積在該兩電極和一彈性部件之間的一電致位移部件，和一用于反射入射在其上的光束的反射鏡，該方法初始地包含一系列順序的高溫薄膜處理，低溫薄膜處理和構(gòu)型處理，該方法還特征在于在形成這些致動機構(gòu)中包含的全部高溫處理被完成后，在該基底上形成所述的開關裝置的陣列。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中這些高溫薄膜處理包含一最低溫度800℃。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中高溫薄膜處理和構(gòu)型處理一起被用于形成該彈性部件。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中該彈性部件由氮化物制成。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中通過使用CVD法形成該彈性部件。
12.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中該低溫薄膜處理和構(gòu)型處理被用于形成這些電極和該電致位移部件。
全文摘要
一種用于制做用于光學投影系統(tǒng)中的薄膜致動反射鏡(401)的陣列的方法,該方法包括有步驟:設置一基底(310):在該基底的頂上沉積一薄膜待除層;在該薄膜待除層上生成M×N空腔的一陣列;在該薄膜待除層包括這些空腔的頂上沉積一彈性層;將該彈性層構(gòu)型成M×N彈性部件(335)的一陣列;在該基底上形成M×N開關裝置(415)的一陣列;在各彈性部件和開關裝置的頂上沉積一鈍化層(340)和一蝕刻劑阻止層(350);選擇地去除該蝕刻劑阻止層和該鈍化層以使這些彈性部件被暴露出;連續(xù)地在各彈性部件的頂上形成M×N第二薄膜電極(365)的一陣列和M×N薄膜電致位移部件(375)的一陣列;形成M×N第一薄膜電極的一陣列和接觸部件的一陣列;去除該薄膜待除層,從而形成M×N致動機構(gòu)的一陣列;用一待除材料覆蓋該M×N致動機構(gòu)的陣列;在該待除材料的頂上沉積一反射鏡層:將該反射鏡層構(gòu)型成M×N反射鏡的一陣列;及去除該待除材料,從而形成該M×N薄膜致動反射鏡陣列。為了防止有源矩陣的熱損傷,在本發(fā)明的方法中,在所有高溫處理完成后,在基底(310)上形成M×N開關裝置(415)的一陣列,進而減少了在該開關裝置(415)的陣列上出現(xiàn)的熱損傷的可能性。
文檔編號H04N9/31GK1254479SQ97182217
公開日2000年5月24日 申請日期1997年5月27日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月27日
發(fā)明者閔庸基 申請人:大宇電子株式會社