[发明专利]制造具有高对比率的反射空间光调制器的方法

说明书

技术领域

本发明涉及制造具有高对比率的反射空间光调制器的方法。 

背景技术

空间光调制器(SLM)在光信息处理、投影显示器、视频和图形监视器、电视和电子照相印刷领域中具有众多应用。反射SLM是以空间图案对入射光进行调制从而反射与电或光输入相对应的图像的器件。可以在相位、强度、偏振态或偏转方向方面调制入射光。反射SLM通常包括能够反射入射光的可寻址图像元素(像素)的区域或二维阵列。源像素数据首先被相关控制电路处理，然后被加载到像素阵列中，一次一帧。 

SLM器件通常由以像素阵列形式布置的多个可动反射元件制成。所产生的器件的性能部分地取决于从像素区域反射的光的强度与背景的强度之间的对比度。背景光的强度可以通过反光表面而非像素元的存在而被增强。 

因此，本领域中需要制造SLM器件的经改进的方法和形成SLM器件的方法，这些SLM器件可以在所产生的图像与背景光强度之间产生更高的对比度。 

发明内容

通过将诸如支撑柱和可动铰链之类的非反射元件布置在像素的反射表面后面，可以增强空间光调制器器件所提供的对比度。根据一个实施例，由牺牲层中的间隙所限定的反射材料的肋将反射表面悬挂在下层的包含铰链的层之上。根据可替换的实施例，由在诸如氧化物之类的介入层中形成的间隙，将反射表面与下层铰链分离。在任一实施例中，将相邻像素区域分离的壁可以在反射表面之下凹进，以进一步减少对入射光的不期望的散射并从而增强对比度。 

根据本发明的一种用于制造反射像素的方法的一个实施例包括：提供带有导电层并且由CMOS衬底上的下层柱支撑的硅层，并且在第一光刻胶掩模的间隙中刻蚀穿导电层和硅层以限定与硅层中的可动铰链部分相邻的开口。在由导电层上的被图案化的第二光刻胶掩模所限定的过孔中沉积反射材料；并且去除第二光刻胶掩模以留下反射材料，反射材料被过孔的此前位置处的凸出物支撑在导电层和铰链之上。 

根据本发明的一种用于制造反射像素的方法的一个实施例包括：提供由CMOS衬底上的下层柱支撑的硅层，在硅层上形成电介质层，并且在第一光刻胶掩模的间隙中刻蚀穿电介质层和硅层以限定与硅层中的可动铰链部分相邻的开口。去除可动铰链上的电介质层，并且在开口中形成光刻胶材料。在电介质和光刻胶材料上沉积反射材料，并且去除光刻胶材料以留下反射材料，反射材料与可动铰链间隔开。 

根据本发明的一种反射结构的一个实施例包括柱之上的可动堆叠物和具有电极的下层CMOS衬底。可动堆叠物包括限定可动铰链部分的硅层和被支撑在可动铰链上的反射表面。 

通过参考下面的结合附图进行阅读的详细描述，本发明的这些和其他目的和特征以及获得这些和其他目的和特征的方式对于本领域技术人员而言将变得显而易见，并本发明本身将被最好地理解。 

附图说明

图1是图示根据本发明一个实施例的空间光调制器的总体结构的图。 

图2a和2b是单个微镜的透视图。 

图3a和3b是示出微镜阵列的顶部和侧面的透视图。 

图4a和4b是示出微镜阵列的底部和侧面的透视图。 

图5a和5b是微镜阵列的俯视图。 

图6a和6b是微镜阵列的仰视图。 

图7a-7d是示出微镜阵列的可替换实施例的单个微镜的顶部、底部和侧面的透视图。 

图8a-8d是示出可替换微镜阵列的顶部和底部的透视图。 

图9a是图示如何制造空间光调制器的优选实施例的流程图。 

图9b至9j是更详细地图示空间光调制器的制造的框图。 

图10更详细地图示掩模的生成和在第一衬底中形成空腔的刻蚀。 

图11是形成于第二衬底上的电极的一个实施例的透视图。 

图12是示出第一衬底上的微镜阵列位于第二衬底上的电极和其他电路上方的透视图。 

图13图示用于刻蚀第一衬底的上表面的掩模的简化实施例。 

图14是粘合在一起的两个衬底的一部分的剖面。 

图15A示出根据本发明的空间光调制器(SLM)的反射像素元的一个实施例的简化平面图。 

图15B示出图15A的反射像素元的沿B-B′线的剖视图。 

图15C示出图15A的反射像素元的沿C-C′线的剖视图。