[发明专利]机械层及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及机电系统。

背景技术

机电系统包含具有电元件及机械元件、致动器、转换器、传感器、光学组件(例如，镜子)及电子器件的装置。机电系统可以多种尺度制造，包含但不限于微尺度及纳米尺度。例如，微机电系统(MEMS)装置可包含具有从约一微米到几百微米或更大变化的大小的结构。纳米机电系统(NEMS)装置可包含具有小于一微米的大小的结构，包含例如小于几百纳米的大小。机电元件可使用将衬底及/或沉积的材料层的部分蚀除或添加层以形成电及机电装置的沉积、蚀刻、微影及/或其它微加工过程而建立。

一种类型的机电系统装置称为干涉测量调制器(IMOD)。如本文中所使用，术语干涉测量调制器或干涉测量光调制器指代使用光学干涉原理选择性地吸收及/或反射光的装置。在一些实施方案中，干涉测量调制器可包含一对导电板，所述对导电板的一者或两者可为完全或部分透明及/或具反射性，且在施加适当电信号之后可相对运动。在实施方案中，一块板可包含沉积于衬底上的固定层，且另一板可包含通过空气间隙与所述固定层分离的反射膜。一块板相对于另一块板的位置可改变入射于所述干涉测量调制器上的光的光学干涉。干涉测量调制器装置具有广泛应用范围，且预期用于改善现存产品及创造新产品，尤其是具有显示能力的产品。

在干涉测量装置的制造期间，可使用牺牲层以确定反射膜与固定层之间的间隙高度。然而，在移除牺牲层之后，残余机械应力可导致所述反射膜弯曲或扭曲。残余机械应力可来自多种源，例如源自下伏于反射膜的结构的拓扑变动的反射膜中的边缘。需要具有改善镜面平坦度的干涉测量装置。此外，需要具有改善暗状态及/或改善切换速度的干涉测量装置。

发明内容

本发明的系统、方法及装置各自具有若干创新方面，仅仅其中的单一者无法造就本文中揭示的期望属性。

本发明中揭示的标的物的一个创新方面可在设备中实施，所述设备包含衬底及以阵列配置于所述衬底上的多个像素。每一像素包含沿着每一像素的一侧的至少一部分而安置于衬底上的黑色掩模、安置于所述衬底上方及所述黑色掩模的至少一部分上方的光学堆叠及安置于所述光学堆叠上方的机械层。所述机械层包含反射层、帽盖层及安置于所述反射层与所述帽盖层之间的电介质层。每一像素进一步包含在所述机械层与所述光学堆叠之间的腔，且所述机械层可透过所述腔而在致动位置与松弛位置之间移动。所述机械层包含电介质层中沿着每一像素的侧的凹口，且所述凹口减少电介质层与黑色掩模沿着像素的侧的重叠。

在一些实施方案中，所述反射层及所述帽盖层延伸超过所述电介质层的一部分，且在所述凹口的至少一部分中彼此电接触。

在一些实施方案中，所述机械层中的凹口沿着每一像素的侧延伸穿过所述反射层、所述电介质层及所述帽盖层的每一者。

在一些实施方案中，所述凹口具有沿着像素的侧延伸在约2μm与约30μm之间的长度尺寸。在一些实施方案中，所述凹口具有从机械层的边缘延伸到所述机械层中的约0.5μm与约5μm之间的宽度尺寸。

本发明中揭示的标的物的另一创新方面可以形成具有多个像素的机电装置的方法实施。所述方法包含在衬底上沉积黑色掩模，所述黑色掩模沿着每一像素的一侧的至少一部分而安置。所述方法进一步包含在所述衬底上方及所述黑色掩模的至少一部分上方沉积光学堆叠，且在所述光学堆叠上方形成机械层。形成所述机械层包含提供反射层、在所述反射层上方的电介质层及在支撑层上方的帽盖层。所述方法进一步包含在所述机械层与所述光学堆叠之间形成腔，所述机械层可透过所述腔而在致动位置与松弛位置之间移动。所述方法进一步包含沿着每一像素的侧在所述机械层的电介质层中形成凹口，所述凹口减少电介质层与黑色掩模沿着所述像素的侧的重叠。

在一些实施方案中，所述方法进一步包含沿着每一像素的侧而在所述机械层的帽盖层及反射层中形成凹口。

在一些实施方案中，所述反射层及所述帽盖层经形成以延伸超过所述电介质层的一部分，且在所述凹口的至少一部分中彼此电接触。