[发明专利]具有改进性能的封装空间光调制器

说明书

技术领域

本发明涉及空间光调制器的封装。

背景技术

在制造空间光调制器时，通常将多个空间光调制器制作在半导体晶片上。这些空间光调制器然后被密封在微腔中，并随后分割成单独的电路小片。这些微腔典型地包括透明窗口，空间光调制器通过这些透明窗口接收和输出光信号。为了确保空间光调制器的光学性能，很重要的是要避免微腔内的不想要的散射光从透明窗发射出去。

发明内容

在一个方面，本发明描述一种封装的空间光调制器(SLM)。该SLM包括在基板上位于腔内的空间光调制器；部分地限定所述腔的封装盖；位于基板与封装盖之间的间隔壁，其中该间隔壁具有与空间光调制器相邻的内表面；以及位于间隔壁的内表面上的第一光吸收材料，该光吸收材料被配置用来吸收腔内的光。

在另一方面，本发明描述一种操作封装在基板上的腔内的可倾斜反射镜阵列的方法。该方法包括下面步骤。将阵列中的至少一个可倾斜反射镜倾斜到开位置。在开位置处将第一束入射光反射离开可倾斜反射镜，产生第一反射光。使第一反射光透射出腔，其中该腔包括封装盖和位于基板与封装盖之间的间隔壁。将可倾斜反射镜倾斜到关位置。在关位置处将第二束入射光反射离开可倾斜反射镜，产生第二反射光。第二反射光被腔内间隔壁表面上的第一光吸收材料吸收。

在又一方面，本发明提供一种制作用于多个空间光调制器的封装器件的方法。该方法包括下面步骤。在封装盖中形成多个开口。在封装盖上形成窗孔层，该窗孔层包括多个开口。在封装盖上形成间隔壁。在间隔壁和窗孔层上形成第一光吸收材料层，从而生成封装器件，其中第一光吸收材料被配置来吸收腔内的光。

这种系统的实施可以包括一个或多个下列特征。封装盖对可见光、UV或IR光是透明的。第一光吸收材料可以包括锆化合物，例如氧化锆或氮化锆。该器件可以包括位于封装盖表面上的窗孔层，其中该窗孔层包括位于空间光调制器上方的开口。窗孔层可以包括金属氧化物或碳化物，例如铬化合物。窗孔层可以处于腔内。该SLM可以包括位于窗孔层表面上的第二光吸收材料，其中该第二光吸收材料被配置来吸收腔内的光。该第二光吸收材料可以包括铬化合物或锆化合物。该SLM可以包括位于基板表面上的第三光吸收材料，其中该第三光吸收材料被配置来吸收腔内不想要的光。该第三光吸收材料可以包括锆化合物。该第三光吸收材料可以位于基板表面上没有被空间光调制器覆盖的部分上。间隔壁可以包括金属材料。间隔壁可以用粘合剂密封在封装盖或基板上。间隔壁可被结合到封装盖或基板上。间隔壁可以限定基板与封装盖之间的腔高度，该腔高度介于约0.2到2.0微米之间，例如0.5～1微米。空间光调制器可以包括被配置成倾斜到开位置和关位置的可倾斜反射镜，可倾斜反射镜可被配置成当其处于开位置时将光反射出腔。封装盖可以基本上平行于基板的表面，当反射镜处于开位置时，反射镜沿开方向反射光，并且该开方向基本上垂直于封装盖。可倾斜反射镜可被配置成当其处于关位置时将光朝第一光吸收材料反射，其中反射的光被第一光吸收材料吸收。该SLM还可以包括位于基板上的电触点，其中一个或多个电触点被配置成向空间光调制器发送电信号或从空间光调制器接收电信号。这些电触点可以位于腔外。该SLM可以包括位于封装盖表面上的窗孔层，该SLM可以包括可倾斜反射镜阵列，其中该阵列的特征在于第一侧向尺寸和基本正交于第一尺寸的第二侧向尺寸，窗孔层包括位于可倾斜反射镜阵列上方的开口。可倾斜反射镜阵列的第一侧向尺寸可以比窗孔层内开口的相应尺寸宽。

可以通过以下步骤形成间隔壁：在封装盖上形成导电层，在导电层上形成掩模层，其中该掩模层包括多个开口，并且在导电层上、在掩模层的开口内电镀形成间隔壁。形成第一光吸收材料层的步骤包括下列步骤：在间隔壁、窗孔层以及封装盖上对应于窗孔层的开口的表面上涂覆光致抗蚀层；照射光致抗蚀层处于窗孔层开口内的一部分；去除间隔壁和窗孔层上的光致抗蚀层；随后在间隔壁和窗孔层上以及在光致抗蚀层上沉积第一光吸收材料；以及去除封装盖表面上的光致抗蚀层和该光致抗蚀层上的第一光吸收材料。该封装器件的间隔壁随后连接到具有多个空间光调制器的基板的表面，从而在基板上形成多个腔，每个腔包括至少一个空间光调制器。间隔壁用粘合剂密封在基板表面上，或者用等离子体粘合剂粘结在基板表面上。基板的一部分和封装盖的一部分可被切割形成两个或更多个电路小片，每个电路小片包括至少一个封装着其中一个空间光调制器的腔。