薄膜致动镜阵列及其制作方法技术

一种Ｍ×Ｎ薄膜致动镜阵列包括一有源矩阵、一钝化层、一蚀刻剂阻挡层和一个Ｍ×Ｎ致动结构阵列。该有源矩阵包括一基底、一个Ｍ×Ｎ晶体管阵列、一粘附层、一扩散阻挡层、－Ｍ×Ｎ连接端子矩阵和一应力平衡层。该钝化层形成于该有源矩阵的顶端，且该蚀刻剂阻挡层形成于该钝化层的顶端。位于该基底和该连接端子之间的该扩散阻挡层阻挡硅（Ｓｉ）从该基底向该连接端子扩散。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于光学投影系统中的M×N薄膜致动镜阵列；更具体地，涉及一种具有一种被装置于该阵列中的新型结构的有源矩阵。在本领域可以获得的各种视频显示系统中，众所周知光学投影系统能够提供大尺寸的高质量显示。在此光学投影系统中，从一光源来的光均匀地照射在一如M×N的致动镜阵列上，其中各镜与各致动器耦合。各致动器可以用诸如响应于施于其的电场而变形的压电或电致伸缩材料的电致位移材料制成。从每个镜面反射的光束入射在例如一光档板的一小孔上。通过对每一个致动器施加一电信号，来改变每一个镜与入射光束的相对位置，从而引起来自每一镜面的反射光束的光路偏移。由于每一反射光束的光路被改变了，从每一镜面反射的穿过该小孔的光量即被改变，由此调节该光束的强度。被调节的穿过该小孔的光束经诸如投射透镜的合适的光学装置被传至一投影屏上，以由此在其上显示一图象。在附图说明图1A至1H中，诸剖面图显示了在一个共有未决的申请中(美国序列号08/602,928，名称为“用于光学投影系统中的薄膜致动镜阵列”)公开的用于制作一个M×N薄膜致动镜101阵列100的方法。制作该阵列100的过程开始于准备有源矩阵110，该矩阵包括基底112和一个M×N连接端子114阵列。基底112由诸如硅晶片的绝缘材料组成，而连接端子114由诸如钨(W)的导体材料组成，如图1A所示。在下一步中，一个由PSG或氮化硅组成的厚度为0.1-2μm的钝化层120被通过利用例如CVD或旋转镀膜法形成于有源矩阵110的顶端。然后，由氮化硅组成且厚度为0.1-2μm的蚀刻剂阻挡层130被通过利用例如溅射或CVD方法而淀积在钝化层120的顶端，如图1B所示。随之，通过利用CVD或旋转镀膜法、接着用化学机械磨光(CMP)法来在蚀刻剂阻挡层130的顶端形成由PSG组成的、具有平滑上端面的薄膜待除层140。接着，以下述方法在薄膜待除层140中制造一个M×N对空穴145阵列通过利用干的或湿的蚀刻法使每一对中的一个空穴145包围一个连接端子114，如图1C所示。在下一步，通过利用CVD方法在包含空穴145的薄膜待除层140的顶端淀积由例如氮化硅的氮化物组成的厚度为0.1-2μm的弹性层150。然后，通过利用溅射或真空蒸镀法在弹性层150的顶端形成由例如Pt/Ta的导电材料组成的厚度为0.1-2μm的第二薄膜层(未示出)。然后将该第二薄膜层通过利用干蚀刻法等切成一个M×N第二薄膜电极165阵列，其中每一个第二薄膜电极165与其它第二薄膜电极165是电断开的，如图1D所示。接下来，通过利用蒸镀，溶胶凝胶(Sol-Gel)、溅射或CVD法在该M×N第二薄膜电极165阵列的顶端淀积由例如PZT的压电材料或例如PMN的电致伸缩材料组成的厚度为0.1-2μm的薄膜电致位移层170。随后，通过利用溅射或真空蒸镀法在该薄膜电致位移层170的顶端形成由如铝(Al)或银(Ag)的导电的光反射材料组成的厚度为0.1-2μm的第一薄膜层180，从而形成一个多层结构200，如图1E所示。如图1F所示，在下一步中，通过利用光刻或激光裁剪法对该多层结构200构图(pattern)，直到薄膜待除层140暴露出来。在下一步，通过利用移去(lift-off)法形成由例如钨(W)的金属组成的一个M×N导管190阵列，从而形成一个M×N致动结构210阵列，其中每一个致动结构210包括第一薄膜电极185、薄膜电致位移元件175、第二薄膜电极165、弹性元件155和导管190，该导管190从薄膜电致位移元件175的顶端延伸至相应连接端子114的顶端，如图1G所示。最后，通过利用使用例如氟化氢(HF)蒸气的蚀刻剂或化学剂的湿蚀刻法将薄膜待除层140去除，以由此形成一个M×N薄膜致动镜101阵列100，如图1H所示。与上述用于制作M×N薄膜致动镜101阵列100的方法相联，有某些不足存在。在由例如硅晶片组成的基底112的顶端上形成由例如钨的导电材料组成的连接端子114。在制作该薄膜致动镜101中的高温处理期间，基底112中的硅(Si)可能扩散到连接端子114中，以致于在其上可能形成例如硅化钨的高电阻材料，由此引起相应的薄膜致动镜101失灵。因此，本专利技术的一个主要目的是提供一个M×N具有新型结构的薄膜致动镜阵列以防止硅扩散。本专利技术的另一个目的是提供一种用于制作此种M×N薄膜致动镜阵列的方法。根据本专利技术的一个方面，提供了一种M×N薄膜致动镜阵列，其中M和N是整数，该阵列用于光学投影系统，该阵列包括一个包括一基底、一个M×N晶体管阵列、一个粘附层、一个扩散阻挡层、一个M×N连接端子阵列、一个应力平衡层的有源矩阵，其中该扩散阻挡层位于该基底和该连接端子之间，每一个连接端子与晶体管阵列中的相应晶体管电连接；一个在该有源矩阵的顶端形成的钝化层；一个在该钝化层顶端形成的蚀刻剂阻挡层；以及一个M×N致动结构阵列，每一个致动结构包括第一薄膜电极、薄膜电致位移元件、第二薄膜电极、弹性元件和导管，其中第一薄膜电极位于薄膜电致位移元件的顶端，第一薄膜电极用作偏置电极和镜，薄膜电致位移元件位于第二薄膜电极的顶端，该第二薄膜电极形成于该弹性元件的顶端，该第二薄膜电极用作信号电极，而导管将该第二薄膜电极与相应的连接端子作电连接。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种用于制作一个M×N薄膜致动镜阵列的方法，其中M和N是整数，该阵列用于光学投影系统，该方法包括下列步骤准备一个包括形成于其上的一个M×N晶体管阵列的基底；淀积一个粘附层；在该粘附层的顶端形成一个扩散阻挡层；形成一个M×N连接端子阵列；淀积一个应力平衡层以由此形成一个多目的层；选择性地去除该多目的层，由此形成一个有源矩阵；在该有源矩阵的顶端依次淀积一个钝化层和一个蚀刻剂阻挡层；形成一个包括一个M×N对空穴阵列的薄膜待除层；在该薄膜待除层的顶端依次淀积一个弹性层、一第二薄膜层、一薄膜电致位移层和一第一薄膜层，由此形成一个多层结构；将该多层结构构图成一个M×N半成品致动结构阵列直到该薄膜待除层暴露出来；形成一个M×N导管阵列，由此形成一个M×N致动结构阵列；去除该薄膜待除层以由此形成一个M×N薄膜致动镜阵列。本专利技术的上述和其它目的和特征将通过对下述随附图给出的对优选实施例的描述变得显而易见，其中图1A至1H是原理剖面图，说明了以前公知的用于制作一个M×N薄膜致动镜阵列的方法；图2A和2B是原理剖面图，给出了分别根据本专利技术的两个实施例的一个M×N薄膜致动镜阵列；图3A至3K是原理剖面图，说明了用于制作图2A所示的该M×N薄膜致动镜阵列的方法；及图4A至4K是原理剖面图，说明了用于制作图2B所示的该M×N个薄膜致动镜阵列的方法。图2A至2B、3A至3K以及4A至4K是原理性剖面图，提供了一个M×N薄膜致动镜301阵列300，其中M和N是整数，该阵列用于光学投影系统，原理性剖面图说明了一种用于制作分别根据本专利技术的两个实施例的示于图2A和2B的薄膜致动镜阵列的制作方法。应该注意到，出现于图2A和2B、3A至3K和4A至4K中的类似部分用类似的参考数字表示。在图2A和2B中，提供了一种根据本专利技术的两个实施例的一个M×N薄膜致动镜301阵列300的剖面图，该阵列300包括一有源矩阵310、一钝化层340、一蚀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一个Ｍ×Ｎ薄膜致动镜阵列，其中Ｍ和Ｎ是整数，该阵列用于光学投影系统，该阵列包括：一个包括一个基底、一个Ｍ×Ｎ晶体管阵列、一个扩散阻挡层和一个Ｍ×Ｎ连接端子阵列的有源矩阵；一个形成于该有源矩阵顶端上的钝化层；一个形成于该钝化层顶端 上的蚀刻剂阻挡层；以及一个Ｍ×Ｎ致动结构阵列，每一个致动结构包括第一薄膜电极、薄膜电致位移元件、第二薄膜电极、弹性元件和导管，其中第一薄膜电极位于薄膜电致位移元件的顶端，第一薄膜电极用作偏置电极和镜，薄膜电致位移元件位于第二薄膜电极的顶 端，该第二薄膜电极形成于该弹性元件的顶端，该第二薄膜电极用作信号电极，而导管将该第二薄膜电极与相应的连接端子作电连接。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：闵同，
申请(专利权)人：大宇电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]