包括半导体材料的空间光调制器制造技术

本发明专利技术的一方面包括用于抵抗具有静电激励器的微镜装置的偏转漂移的稳定方法，该方法包括如下动作：提供激励器，该激励器包括为所述微镜以及在所述微镜下面的至少一个电极的至少两个构件，所述至少两个构件中的至少一个由半导体材料形成，在所述至少一个半导体构件上设置面向所述激励器的另一构件的表面层，所述表面层具有１０↑［１７］ｃｍ↑［３］或更高的载流子密度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种空间光调制器(SLM)，更具体而言涉及一种以模拟电 压激励的多值的SLM,其中所述SLM在其结构中包括半导体材料。
技术介绍
具有微镜的SLM在本领域中是公知的，例如本专利技术相同申请人的美国 专利6,747,783所揭示的。SLM可以说以两种不同方式激励，才莫拟激励和彰: 字激励。在镜元件的模拟激励中，电极与镜元件之间的静电力用于将镜元件 偏转到大于两个的多个偏转态。在模拟激励中，激励过程中镜位置或偏转程 度由激励力和镜元件的支撑例如铰链的弹簧常数之间的平衡决定。在模拟激 励中，所述镜元件优选设置为完全偏转态与非偏转态之间的多个状态，其中 所述完全偏转态不由固定挡(fixed stop)决定。在数字激励中，仅存在镜的两种不同的偏转态，完全开启或完全关闭， 完全开启可以由固定挡决定，即施加足够高的激励力以驱动镜元件到固定 挡。这样的结构有时被称为DMD(数字微镜装置)结构，且在这样的装置 中，在完全开启和完全关闭态之间不存在偏转态。通常，所述SLM以铝合金制造，即激励器、镜元件以及铰链元件由所 述铝合金制作。所述铝合金已经表现出一些滞弹性行为，即它具有某种记忆 效应，使得对于特定驱动电压，镜元件的偏转不仅取决于所述电压值，而且 取决于所施加的电压值的历史。这应该被认为是迟滞效应，虽然其在时间依 赖关系上通常更为复杂。并非仅有通常使用的铝合金显示一定的滞弹性行 为，似乎大多数金属都如此。不显示任何可测量的滞弹性行为的材料是单晶 硅。硅显示若干种吸引人的性质，例如在室温时优异的弹性行为、充分发展 的蚀刻技术、电导性和合理的DUV电磁辐射反射。然而，在高精度模拟SLM中的激励器和/或镜元件中使用单晶硅的一个 问题是表面势不稳定。已经有实验显示所述表面势由于位于表面上的电荷而 改变1V之大，该表面上的电荷例如是来自空气的电离分子或在硅表面的天然氧化物之上或其中俘获的电子。表面势的差异导致对于相同偏转的激励电 压的改变，即激励器特性的漂移。所述改变可以随时间、温度、电磁辐射暴 露、清洗和施加的电压历史而变化。所有这些共同地使得部分或完全由半导体单晶材料例如单晶硅制作的SLM难以用于高精度的应用。因此，希望发展至少部分由半导体材料制作的SLM结构，其将不具有 上述特性漂移的问题。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供一种SLM结构，其至少部分由半导体 材料制成，且不具有或几乎不具有可测量的特性漂移。除其它之外，此目的根据本专利技术的第一方面通过抵抗微镜装置的偏转漂 移的稳定方法而实现，该微镜装置具有静电激励器，该方法包括如下动作 提供激励器，该激励器包括为所述微镜以及在所述微镜下面的至少一个电极 的至少两个构件，所述至少两个构件中的至少一个由半导体材料形成，在所 述至少一个半导体构件上设置面对所述激励器的另一构件的表面层，所述表 面层具有10"cn^或更高的载流子密度。在所述微镜下面指的是微镜装置的 特定取向。反向微镜装置或同 一装置的其他取向的功能当然不依赖于几何取 向，且"在......下面"应该在此背景下理解。选实施方式的具体描述和附图1-8变得明显，且因此不是限制性的。附图说明图1示意性地绘示在微镜阵列中的三个镜面的俯视图；图2绘示具有一个处于寻址态的微镜的沿图1的A-A的微镜的侧视图;图3绘示未施加电压的沿图1的A-A的^鼓镜的侧视图；图4绘示由半导体表面上的电荷产生的电压变化的能带图；图5绘示图4中的能带图，但具有面对间隙的退化的"金属"层；图6a绘示近退化反型P硅的能带图；图6b绘示被垂直电场驱动以在表面产生导电层的n硅的能带图； 图6c绘示为将半导体屏蔽于表面上的电荷的金属膜的能带图； 图6d绘示退化半导体的整个体积的能带图6e绘示由具有高浓度固定离子的薄膜产生的近退化导电表面层的能带图；图7绘示沿图1的A-A的本专利技术的微镜的侧视图； 图8绘示微镜的另一实施例的侧视图。具体实施方式下面的具体描述将参考附图做出。描述了优选实施例以说明本专利技术，但 不是用于限制本专利技术的范围，本专利技术的范围由权利要求限定。本领域的普通 技术人员在后面的描述的基础上将认识到多种等同的变化。在本专利技术的至少一个示范性实施例中微镜装置可以是SLM。所述SLM 根据本领域技术人员公知的技术例如可以用在平版印刷(lithograph)图案的 形成中、数字或模拟激励中且因此不需要在本文中进一步阐明。图1绘示在微镜阵列10中的三个镜面100的俯视图，为了清楚的原因 而仅示出了三个镜面100，在实际的微镜阵列中镜面的数目可以多达数百万。在图1中示出的微镜是铰链镜面类型，其可以被顺时针偏转或逆时针偏 转。微镜100可以围绕支撑在锚或支柱110的铰链120旋转。图2绘示了与图1中相同的三个镜面。在示出的实施例中，镜面100和 电极130、 140均由硅制成，不仅镜面的反射表面可以由硅制成，而且弯曲 铰链和锚或支柱也可以由硅制成。当施加电压时，如在图2中本专利技术的至少 一个示范性实施例中的中心镜面所示，镜面是可倾斜的。图3绘示与图1中相同的三个镜面，但它们中的任何一个均未施加电压。 即使在无电压的情况下，如图3的稍微倾斜的最左边的镜面及中心镜面所示， 由于硅表面的静电电荷所产生的表面势的差异， 一些镜面也将趋向于倾斜。图7绘示根据本专利技术的微镜阵列的实施例。这里电极130、 140设置有 具有高载流子密度的表面层。表面电阻可以最多为1000Q/平方。镜面100 还设置有具有高载流子密度的表面层。镜面的所述表面面对电极130、 140, 即镜面100与电极130、 140之间的间隙。在图7所示的本专利技术的实施例中， 包括所述镜元件和至少一个电极的激励器结构中仍然可能在半导体材料的 表面势形成静电力。然而，得到的表面势漂移可以小得多，因此镜偏转可以 小得多。至少一个电极中的至少一个和所述镜面可以根据本专利技术的至少一个示范性实施例由半导体材料制作。所述半导体材料还可以根据本专利技术至少一个 示范性实施例提供有表面层，在该表面层中费米能级落在其产生高密度载流 子处的电子能量，即在允许带(导带或价带)内或在带隙中但靠近能带边。 这在大多数情况下等同于产生导电表面层。在本专利技术的一个示范性实施例 中，某一级别的载流子密度可以决定所述费米能级的位置。高密度的载流子 可以通过多种方式实现，例如通过高掺杂、涂覆导电层、通过在半导体中掺杂、在膜中产生固定电荷或通过电场而将表面反型(inversion)或累积。图8绘示本专利技术的另一实施例。在本专利技术的示范性实施例中，朝半导体 的电场方向可以固定以一直具有一个符号的情况下，半导体表面的掺杂可以 使得其一直处于累积中。在图8中，激励器(镜面100和电极130、 140)包 括硅侧和金属侧。这里，金属侧是金属电极130、 140，且硅侧是由硅或其他 类型的半导体材料制成的镜面。如果镜面100关于电极一直为负，则半导体 镜面应该是n掺杂的。此外，在操作过程中的电场不应该接近零，因为即使 在存在电荷的情况下，也需要有限的电场来保证累积。在另一实施例中，电极130、 140和镜面100均由半导体材料制成。在 此情况下，镜面100的掺杂应该与电极的相反，例如n掺杂镜面意味着p掺杂电极。在本专利技术的示范性实施例中，只有在有效(偏本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抵抗具有静电激励器的微镜装置的偏转漂移的稳定方法，包括如下动作：提供激励器，所述激励器包括为所述微镜以及在所述微镜下面的至少一个电极的至少两个构件，所述至少两个构件中的至少一个由半导体材料形成，在所述至少一个半导体构件上 设置面向所述激励器的另一构件的表面层，所述表面层具有１０↑［１７］ｃｍ↑［３］或更高的载流子密度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：托比约恩桑德斯特罗姆，
申请(专利权)人：麦克罗尼克激光系统公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]