專利名稱：用于制造薄膜受激鏡面陣列的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適用于光學投影系統(tǒng)的M×N薄膜受激鏡面的陣列；而且更具體的說，本發(fā)明涉及在制造上述陣列的過程中防止薄膜蝕去層被氧化的方法。
在使用各種圖象顯示系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域中，需要能夠在大區(qū)域中產(chǎn)生高質(zhì)量的圖象顯示的光學投影系統(tǒng)。在這類光學投影系統(tǒng)中，是將由光源發(fā)出的光均勻的照射在由，比如說M×N個受激鏡面構(gòu)成的陣列上，其中的每一個鏡面均與一個激勵器相耦合。該激勵器可以由諸如壓電材料等的電致位移材料，或由可以響應(yīng)施加在其上的電場而變形的電致伸縮材料構(gòu)成。
由每一個鏡面反射回來的光束入射至由諸如光學阻擋體等構(gòu)成的孔隙中。通過采用對每一個激勵器施加電信號的方式，可以改變每一個鏡面相對于入射光束的相對位置，從而可以導(dǎo)致由每一個鏡面反射回來的光束的光路的偏移。當各反射光束的光路發(fā)生變化時，由各個鏡面反射回來的光中的入射至孔隙中的光量亦將發(fā)生變化，進而對光束的強度進行著調(diào)制。穿過孔隙的調(diào)制后的光束，可通過由諸如投影透鏡等構(gòu)成的適當?shù)墓鈱W裝置，投射到投影屏上，從而在屏上顯示出圖象。
圖1A至1F示出了一種制作M×N薄膜受激鏡面101的陣列100的制作步驟，其中M和N為正整數(shù)，該方法公開在尚未授權(quán)的中國專利申請第96102420號中，該申請的標題為“用于制作薄膜受激鏡面陣列的方法”。
陣列100的制作工序是由制備激勵矩陣110開始的，該激勵矩陣110包括有一個基底112，后者配置有一個M×N連接端子陣列114和一個M×N晶體管陣列(未示出)，其中的每一個連接端子114均與晶體管陣列中的相應(yīng)的晶體管電連接。
在下一步驟中，將由諸如磷硅玻璃(PSG)等制作的、厚度為0.1-2微米的薄膜蝕去層120，通過化學氣相沉淀(CVD)方法或旋轉(zhuǎn)涂復(fù)方法，配置在激勵矩陣110的頂層處。
然后利用濕法蝕刻方法在薄膜蝕去層120中形成M×N對的空腔陣列(未示出)。在每一對空腔中的一個中包含有一個導(dǎo)體126。
隨后利用CVD方法，將由諸如氮化硅等的絕緣材料構(gòu)成的、厚度為0.1-2微米的彈性體層130設(shè)置在包含有空腔的薄膜蝕去層120的頂層處。
隨后將用諸如鎢(W)等的金屬材料制成的M×N導(dǎo)體陣列126形成在彈性體層130中。如圖1A所示，每一個導(dǎo)體126的構(gòu)成方式為首先形成M×N孔洞陣列(未示出)；利用蝕刻方法使每一個孔洞由彈性體層130的頂層處伸延至相應(yīng)的連接端子114的頂層處；并且利用諸如發(fā)射等方法，將金屬注入在其中。
然后采用陰極濺鍍或真空蒸鍍方法，將由諸如鋁(Al)等的導(dǎo)電材料制成的、厚度為0.1-2微米的第二薄膜層140，形成在包含有導(dǎo)體126的彈性體層130的頂層處。
然后利用CVD方法、蒸鍍方法、溶液膠凝方法或陰極濺鍍方法，將由諸如鈦酸鉛鋯(PZT)等的壓電材料或是諸如鈮酸鉛鎂(PMN)等的電致伸縮材料制作的、厚度為0.1-2微米的薄膜電致位移層150，形成在第二薄膜層140的頂層處。
在下一步驟中，可如圖1B所示，利用陰極濺鍍或真空蒸鍍方法，將用諸如鋁(Al)或銀(Ag)等的導(dǎo)電和光反射材料構(gòu)成的、厚度為0.1-2微米的第一薄膜層160配置在薄膜電致位移層150的頂層處。
在完成了上述的步驟之后，采用光刻方法或激光整形方法對第一薄膜層160、薄膜電致位移層150、第二薄膜層140和彈性體層130進行處理，以形成一個M×N第一薄膜電極陣列165、一個M×N薄膜電致位移元件陣列155、一個M×N第二薄膜電極陣列145和一個M×N彈性元件陣列135，從而形成如圖1C所示的、具有M×N受激鏡面結(jié)構(gòu)181的陣列180。每一個第二薄膜電極145均通過導(dǎo)體126與相應(yīng)的連接端子114相連接，因此可作為每一個薄膜受激鏡面101中的信號電極。每一個第一薄膜電極165用作為鏡面以及配置在其中的偏置電極。
隨后的步驟如圖1D所示，用薄膜保護層170完全蓋復(fù)住每一個受激鏡面結(jié)構(gòu)181的頂面和側(cè)面。
如圖1E所示，采用諸如蝕刻等方法，用諸如氟化氫(HF)等材料除去薄膜蝕去層120。
最后，利用諸如等離子蝕刻方法等的蝕刻方法，除去薄膜保護層170，以形成如圖1F所示的M×N薄膜受激鏡面101的陣列100。
在上述的制作M×N薄膜受激鏡面101的陣列100的方法中存在有某些不足。其中包括由于薄膜蝕去層120是由磷硅玻璃(PSG)構(gòu)成的，所以在用濕法蝕刻方法形成空腔的過程中，在薄膜蝕去層120上的磷將被氧化成五氧化磷(P2O5)，從而會減小在薄膜蝕去層120和濕法蝕刻方法中所使用的光敏抗蝕層之間的粘附力，進而使位于光敏抗蝕層的未曝光部分之下的薄膜蝕去層120也可能會被錯誤的除去。
而且，形成在薄膜蝕去層120表面上的五氧化磷(P2O5)還可能會與濕氣相作用，而形成磷酸(H3PO4)，進而損壞該薄膜蝕去層。
因此，本發(fā)明的一個主要目的就是要提供一種適用于光學投影系統(tǒng)的M×N薄膜受激鏡面的陣列，其中的各個薄膜受激鏡面可以防止薄膜蝕去層被氧化。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種制造適用于光學投影系統(tǒng)的M×N薄膜受激鏡面陣列的方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，是提供一種適用于光學投影系統(tǒng)的M×N薄膜受激鏡面的陣列，其中的M和N為正整數(shù)，該陣列包括一個具有基底和一個M×N連接端子陣列的激勵矩陣；一個形成在激勵矩陣頂層處的鈍化層；一個形成在鈍化層頂層處的蝕刻阻止層；一個具有M×N受激鏡面結(jié)構(gòu)的陣列，每一個受激鏡面結(jié)構(gòu)均包括有一個第一薄膜電極、一個薄膜電致位移元件、一個第二薄膜電極、一個彈性元件和一個抗氧化元件，薄膜電致位移元件配置在兩個電極之間，而抗氧化元件配置在彈性元件之下，其中的每一個第二薄膜電極均通過導(dǎo)體與相應(yīng)的連接端子電連接，因此可作為各薄膜受激鏡面中的信號電極，而每一個第一薄膜電極被用作為鏡面以及配置在其中的偏置電極。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，是提供一種制造適用于光學投影系統(tǒng)的M×N薄膜受激鏡面陣列的方法，其中的M和N為正整數(shù)，該方法包括的步驟有制備一個具有基底和一個M×N連接端子陣列的激勵矩陣；在激勵矩陣的頂層處分別形成一個鈍化層和一個蝕刻阻止層；在蝕刻阻止層的頂層處形成薄膜蝕去層；在薄膜蝕去層的頂層處形成抗氧化層；在薄膜蝕去層中形成M×N對的空腔陣列，其中每一對空腔中的一個空腔均包含有一個連接端子；在包含有空腔的抗氧化層的頂層處設(shè)置彈性體層；在彈性體層中形成M×N導(dǎo)體陣列，其中的每一個導(dǎo)體均由彈性體層的頂層伸延至相應(yīng)的連接端子的頂層處；依次在彈性體層的頂層處，形成一個第二薄膜層、一個薄膜電致位移層和一個第一薄膜層，以形成多層結(jié)構(gòu)；將多層結(jié)構(gòu)制成具有M×N受激鏡面結(jié)構(gòu)的陣列，直到將薄膜蝕去層暴露出來為止，每一個受激鏡面結(jié)構(gòu)均分別包括有一個第一薄膜電極、一個薄膜電致位移元件、一個第二薄膜電極、一個彈性元件和一個抗氧化元件；除去薄膜蝕去層，以形成M×N薄膜受激鏡面的陣列。
由下面參考附圖給出的最佳實施例，可以更清楚的獲知本發(fā)明的上述的和其它的目的和特征。
圖1A至1F為表示一種制造原有的M×N薄膜受激鏡面的陣列的方法的示意性的橫剖面圖。
圖2為表示使用在光學投影系統(tǒng)中的根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的M×N薄膜受激鏡面的陣列的設(shè)置方式的橫剖面圖。
圖3A至3H為表示一種制造根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的M×N薄膜受激鏡面的陣列的方法的示意性的橫剖面圖。
下面參考


本發(fā)明的最佳實施例。
圖2和圖3A至3H中的示意性橫剖面圖分別示出了可使用在光學投影系統(tǒng)中的、根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的M×N薄膜受激鏡面301的陣列300的一種設(shè)置方式，以及一種制造該陣列的方法，其中M和N為正整數(shù)。在圖2和圖3A至3H中的相同部分已經(jīng)用相同的參考標號示出了。
圖2示出了一個已根據(jù)本發(fā)明制作出的具有M×N薄膜受激鏡面301的陣列300的橫剖面圖，其中陣列300包括有一個激勵矩陣210、一個鈍化層220、一個蝕刻阻止層230和一個具有M×N受激鏡面結(jié)構(gòu)321的陣列320。
激勵矩陣210具有基底212、一個M×N晶體管陣列(未示出)和一個M×N連接端子陣列214，其中每一個連接端子214均與M×N晶體管陣列中的相應(yīng)的晶體管電連接。
將由諸如磷硅玻璃(PSG)或氮化硅等材料制成的、厚度為0.1-2微米的鈍化層220，設(shè)置在激勵矩陣210的頂層。
將由氮制成的、厚度為0.1-2微米的蝕刻阻止層230，設(shè)置在鈍化層220的頂層。
每一個受激鏡面結(jié)構(gòu)321均包括有一個第一薄膜電極295、一個薄膜電致位移元件285、一個第二薄膜電極275、一個彈性元件265和一個抗氧化元件255，薄膜電致位移元件285配置在兩個電極295、275之間，而抗氧化元件255配置在彈性元件265之下。每一個第二薄膜電極275均通過一個導(dǎo)體216與相應(yīng)的連接端子214相連接，因此可作為每一個薄膜受激鏡面301中的信號電極，而每一個第一薄膜電極295被作為鏡面以及配置在其中的偏置電極。
圖3A至3H示出了一種制作根據(jù)本發(fā)明的一個最佳實施例構(gòu)造的M×N薄膜受激鏡面301的陣列300的制作方法的橫剖面圖。
陣列300的制作工序是由制備激勵矩陣210開始的，該陣列300包括有一個基底212，后者配置有一個M×N連接端子陣列214和一個M×N晶體管陣列(未示出)。
在下一工序中，將由諸如磷硅玻璃(PSG)或氮化硅等制作的、厚度為0.1-2微米的鈍化層220，通過化學氣相沉淀(CVD)方法或旋轉(zhuǎn)涂復(fù)方法，配置在激勵矩陣210的頂層處。
然后如圖3A所示，將由氮制作的、厚度為0.1-2微米的蝕刻阻止層230，通過諸如陰極濺鍍方法或CVD方法，配置在鈍化層220的頂層處。
在下一步驟中，采用諸如CVD方法或旋轉(zhuǎn)涂復(fù)方法，如圖3B所示，在蝕刻阻止層230的頂層處形成薄膜蝕去層240，后者的厚度為0.1-2微米，并且是由磷硅玻璃(PSG)制作的。
然后如圖3C所示，利用在氮氛圍中的低壓化學氣相沉淀(LPCVD)方法，將用諸如氧化硅(SiO2)或氮化硅(Si3N4)制作的、厚度為100-2000埃()的抗氧化層250，設(shè)置在薄膜蝕去層240的頂層處。
然后如圖3D所示，利用濕法蝕刻方法形成M×N對的空腔陣列245，其中每一個空腔245的構(gòu)成方式為首先在抗氧化層250的頂層形成光敏抗蝕層(未示出)；有選擇性的除去薄膜蝕去層240和抗氧化層250，以形成一個M×N空腔陣列245；除去光敏抗蝕層。每一對空腔中的一個中均包含有一個連接端子214。
隨后利用CVD方法，將由諸如氮化硅等的絕緣材料構(gòu)成的、厚度為0.1-2微米的彈性體層260設(shè)置在包含有空腔的抗氧化層250的頂層處。
隨后如圖3E所示，將用諸如鎢(W)等的金屬材料制成的M×N導(dǎo)體陣列216形成在由彈性體層260的頂層至每一個連接端子214的頂層處。
然后采用陰極濺鍍或真空蒸鍍方法，將由諸如鋁(Al)等的導(dǎo)電材料制成的、厚度為0.1-2微米的第二薄膜層270，形成在包含有導(dǎo)體216的彈性體層260的頂層處。
然后利用CVD方法、蒸鍍方法、溶液膠凝方法或陰極濺鍍方法，將由諸如鈦酸鉛鋯(PZT)等的壓電材料或是諸如鈮酸鉛鎂(PMN)等的電致伸縮材料制作的、厚度為0.1-2微米的薄膜電致位移層280，形成在第二薄膜層270的頂層處。
在下一步驟中，利用陰極濺鍍或真空蒸鍍方法，將用諸如鋁(Al)或銀(Ag)等的導(dǎo)電和光反射材料構(gòu)成的、厚度為0.1-2微米的第一薄膜層290配置在薄膜電致位移層280的頂層處，以形成如圖3F所示的多層結(jié)構(gòu)310。
在完成了上述的步驟之后，對多層結(jié)構(gòu)310采用光刻方法或激光整形方法進行處理，以形成具有M×N受激鏡面結(jié)構(gòu)321的陣列320，直到將薄膜蝕去層240暴露出來為止，正如圖3G所示，每一個受激鏡面結(jié)構(gòu)均包括有一個第一薄膜電極295、一個薄膜電致位移元件285、一個第二薄膜電極275、一個彈性元件265和一個抗氧化元件。
隨后利用蝕刻方法，用諸如氟化氫(HF)等材料除去薄膜蝕去層240，以形成如圖3H所示的具有M×N薄膜受激鏡面301的陣列300。
和在先技術(shù)中的制造M×N薄膜受激鏡面101的陣列100的方法相比較，在本發(fā)明的方法中，抗氧化層250是在形成各個空腔245之前形成在薄膜蝕去層240的頂層處的，從而可以防止薄膜蝕去層240表面上的磷被氧化。
盡管本發(fā)明是結(jié)合某些最佳實施例進行描述的，但還可以在不脫離本發(fā)明的主題和范圍內(nèi)獲得多種變形和改形，而本發(fā)明的主題和范圍是由下述的權(quán)利要求限定的。
權(quán)利要求
1.一種適用于光學投影系統(tǒng)的M×N薄膜受激鏡面的陣列，其特征在于該陣列包括一個具有基底和一個M×N連接端子陣列的激勵矩陣；一個形成在激勵矩陣頂層處的鈍化層；一個形成在鈍化層頂層處的蝕刻阻止層；一個具有M×N受激鏡面結(jié)構(gòu)的陣列，每一個受激鏡面結(jié)構(gòu)均包括有一個第一薄膜電極、一個薄膜電致位移元件、一個第二薄膜電極、一個彈性元件和一個抗氧化元件，薄膜電致位移元件配置在兩個電極之間，而抗氧化元件配置在彈性元件之下，其中的每一個第二薄膜電極均通過導(dǎo)體與相應(yīng)的連接端子相連接，作為每一個薄膜受激鏡面中的信號電極，而每一個第一薄膜電極被用作為鏡面以及設(shè)置在其中的偏置電極。
2.一種制造適用于光學投影系統(tǒng)的M×N薄膜受激鏡面陣列的方法，其中的M和N為正整數(shù)，其特征在于該方法包括的步驟有制備一個具有基底、一個M×N連接端子陣列和一個M×N晶體管陣列的激勵矩陣；在激勵矩陣頂層處分別形成一個鈍化層和一個蝕刻阻止層；在蝕刻阻止層的頂層處形成薄膜蝕去層；在薄膜蝕去層的頂層處形成抗氧化層；形成M×N對的空腔陣列，其中每一對空腔中的一個空腔均包含有一個連接端子；在包含有空腔的抗氧化層的頂層處設(shè)置彈性體層；形成M×N導(dǎo)體陣列，其中的每一個導(dǎo)體由彈性體層的頂層伸延至相應(yīng)的連接端子的頂層處；依次在彈性體層的頂層處，形成一個第二薄膜層、一個薄膜電致位移層和第一薄膜層，以形成多層結(jié)構(gòu)；將多層結(jié)構(gòu)制成具有M×N受激鏡面結(jié)構(gòu)的陣列，直到將薄膜蝕去層暴露出來為止，每一個受激鏡面結(jié)構(gòu)構(gòu)成均分別包括有一個第一薄膜電極、一個薄膜電致位移元件、一個第二薄膜電極、一個彈性元件和一個抗氧化元件；除去薄膜蝕去層，以形成M×N薄膜受激鏡面的陣列。
3.一種如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于抗氧化層由氧化硅(SiO2)制成。
4.一種如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于抗氧化層由氮化硅(Si3N4)制成。
5.一種如權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于抗氧化層的厚度為100-2000埃()。
6.一種如權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于抗氧化層是利用在氮氛圍中的低壓化學氣相沉淀(LPCVD)方法制成的。
7.一種如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于每一個空腔的構(gòu)成方式為在抗氧化層的頂層形成光敏抗蝕層；采用濕法蝕刻方法有選擇性的除去薄膜蝕去層和抗氧化層；完全除去光敏抗蝕層。
全文摘要
本發(fā)明包括一種制造適用于光學投影系統(tǒng)的M×N薄膜受激鏡面陣列的方法,該方法的步驟包括:制備一個激勵矩陣;形成薄膜蝕去層;在薄膜蝕去層的頂層處形成抗氧化層;形成空腔矩陣;設(shè)置彈性體層;在彈性體層中形成導(dǎo)體陣列;依次配置第二薄膜層、薄膜電致位移層和第一薄膜層,以形成多層結(jié)構(gòu);處理多層結(jié)構(gòu),直到將薄膜蝕去層暴露出來為止;除去薄膜蝕去層,以形成M×N薄膜受激鏡面的陣列。
文檔編號H04N5/74GK1175700SQ9711679
公開日1998年3月11日 申請日期1997年8月29日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月30日
發(fā)明者具明権, 嚴珉植 申請人:大宇電子株式會社