[发明专利]制造薄膜可驱动反射镜阵列的改进方法

说明书

本发明涉及一种光学投影系统，较具体地说，涉及一种制造用于该系统的M×N薄膜可驱动反射镜阵列的改进方法。

在本技术领域内可获得的各种视象显示系统中，已知光学投影系统能够提供大尺度的高质量显示。在这种光学投影系统中，来自一个光源灯的光束被均匀地照明在一个例如M×N的可驱动反射镜阵列上，其中的每个反射镜都分别与一个驱动器相连接。驱动器可以用诸如压电材料或电致伸缩材料的电致位移材料做成，这些材料在施加于其上的电场的作用下将发生形变。

从各个反射镜反射的光束入射到一个开口，例如一个光学挡板上。通过在各个驱动器上施加一个电信号，各个反射镜相对于入射光束的位置将发生改变，由此使从各个反射镜反射的光束的光路发生偏转。当各个反射光束的光路改变时，从各个反射镜反射的光束中能通过开口的那部分光量就发生变化，从而调制了光束的强度。通过开口的调制光束经过一个诸如投影透镜那样的适当的光学装置，被传送到一个投影屏幕，从而在其上显示出图象。

图1A至1J示出了制造M×N个薄膜可驱动反射镜101的阵列100的过程中所涉及的制造步骤，其中M和N均为整数，该制造步骤已公布于标题为“薄膜可驱动反射镜阵列(THIN FILM ACTUATED MIRROR ARRAY)”、美国专利申请流水号为08/430,628的待批共有美国专利申请中。

如图1A所示，该阵列100的制造过程从制备具有一个顶面120的有源矩阵102开始，该有源矩阵102包括一个基底108、一个M×N晶体管阵列(未示出)以及一个M×N个接线端110的阵列109。

在下一步骤中，在有源矩阵102的顶面120上形成一个薄膜待除层121，如果该薄膜待除层121由金属做成，则它用溅射法或蒸镀法形成；如果该薄膜待除层121由磷硅玻璃(PSG)做成，则它用化学汽相淀积(CVD)法或旋转镀膜法形成；如果该薄膜待除层121由多晶硅做成，则它用CVD法形成，如图1B所示。

接着，如图1C所示，形成一个包含M×N个支持元件104的阵列103和薄膜待除层121在内的第一支持层122，其中第一支持层122是这样形成的：利用照相蚀刻法产生一个M×N空槽阵列(未示出)，使各个空槽分别包围着各个接线端110；并利用溅射法或CVD法在包围着各个接线端110的各个空槽内形成支持元件104。

在下一步骤中，在含有支持元件104的薄膜待除层121的顶部形成一个由绝缘材料做成的弹性层55。

其后，如图1D所示，在每个支持元件104中用下述方法形成一个由金属做成的导管54：首先用腐蚀法产生一个空洞(未示出)，使该空洞从弹性层55的顶部延伸到接线端110的顶部；然后用金属充填该空洞。

接着，如图1E所示，利用溅射法在含有M×N个导体的弹性层55的顶部形成一个由导电材料做成的第二薄膜层123。该第二薄膜层123通过形成在各个支持元件104中的导体54与M×N个晶体管发生电连接。

其后，如图1F所示，利用溶胶-凝胶法、溅射法或CVD法在第二薄膜层123的顶部形成一个由压电材料或电致伸缩材料做成的薄膜电致位移层125，由此形成半完成的驱动结构150。

在接着的步骤中，如图1G所示，利用照相蚀刻法或激光修剪法使半完成驱动结构150的弹性层55、第二薄膜层123以及薄膜电致位移层125形成图案，直到包含M×N个支持元件的阵列103和薄膜待除层121的第一支持层122暴露出来，由此形成M×N个半完成可驱动反射镜结构152的阵列151，其中每个半完成可驱动反射镜结构152都包含一个电致位移层154、一个第二电极层153和一个弹性元件155。

其后，对每个半完成可驱动反射镜结构152中的电致位移层154进行热处理，使之发生相变。

在接着的步骤中，如图1H所示，利用溅射法在每个半完成可驱动反射镜结构152的电致位移层154的顶部形成一个由既导电又反光的材料做成的第一电极层126，以做成M×N个可驱动反射镜结构166的阵列164，其中每个可驱动反射镜结构166都含有一个顶面和四个侧面。

在下一步骤中，如图1I所示，用由光阻材料、二氧化硅或氮化硅做成的薄膜保护层160完全覆盖每个可驱动反射镜结构的顶面和四个侧面，由此形成M×N个被保护的可驱动反射镜结构168的阵列167。