[发明专利]薄膜致动反射镜阵列及其制造方法

说明书

本发明的技术领域

本发明涉及一种光学投影系统，并且，尤其涉及一种用于该系统中的M×N薄膜致动反射镜阵列及其制造方法。

背景技术

在现有技术的各种图像显示系统中，已知一种能够大规模提供高质量的图像显示的光学投影系统。在这种光学投影系统中，由灯泡发出的光均匀地照在例如一M×N致动反射镜阵列上，从而使各反射镜与各致动器相耦合。致动器可由当施以电场即发生变形的电致位移材料、诸如压电或电致伸缩材料做成。

来自各反射镜的反射光束入射到例如遮光板的孔阑上。通过给各致动器施加一电信号，使各反射镜相对于入射光束的位置发生改变，从而使来自各反射镜的反射光束的光路产生偏移。当各反射光束的光路发生改变时，通过孔阑的各反射镜的反射光量被改变，因此，调制了光束的强度。通过孔阑的调制光束经一适当的光学装置、如投影透镜透射到一投影屏上，从而在投影屏上显示出图像。

图1为一个M×N薄膜致动反射镜阵列100的剖面视图，其中M和N为整数，该阵列公开在题为“用于光学投影系统中的薄膜致动反射镜阵列”的美国序列号为08/602,928的共有未决的专利申请中。

阵列100包括一有源矩阵110、一钝化层116、一蚀止层118以及一M×N致动机构阵列120。

有源矩阵110包括一衬底112、一M×N晶体管阵列(未示出)以及一M×N连接端阵列114。各连接端114与晶体管阵列中相应的一个晶体管电连接。

钝化层116由例如磷硅玻璃(PSG)或氮化硅做成，厚度为0.1～2μm，布置在有源矩阵110的顶表面上。

蚀止层118由氮化硅制成，厚度为0.1～2μm，布置在钝化层116上面。

各致动机构120都有一远端和一近端，并且还包括位于其远端的一个顶尖(未示出)和竖直贯穿其身的一个蚀孔(未示出)。各致动机构20都配以一第一薄膜电极132、一薄膜电致位移元件126、一第二薄膜电极124、一弹性件122以及一导管128。第一薄膜电极132由导电且反光的材料如铝(Al)或银(Ag)做成，布置在薄膜电致位移元件126顶表面，并且被一水平条134分割成致动部分130和反光部分140，该水平条134切断了致动与反光部分130,140之间的电连接。其致动部分130接地，因此起到反射镜和共偏置电极的双重作用。反光部分140用作反射镜。薄膜电致位移元件126由压电材料如钛酸铅锆(PZT)或电致伸缩材料如铌酸铅镁(PMN)做成，布置在第二薄膜电极124顶表面。第二薄膜电极124由导电材料如铂/钽(Pt/Ta)做成，布置在弹性件122顶表面，并且通过导管128及连接端114与一相应的晶体管电连接，其中，用干蚀刻方法把第二薄膜层124等割成一M×N第二薄膜电极阵列124，从而各第二薄膜电极124与其它第二薄膜电极124(未示出)都互不导电，因此，使之可作为一个信号电极。弹性件122由氮化物如氮化硅做成，布置在第二薄膜电极124的下面。弹性件122近端的底部支撑在有源矩阵110顶表面，蚀止层118和钝化层116局部地插入其间，因此使致动机构120成为悬臂结构。导管128由某种金属如钨(W)制成，它从薄膜电致位移元件126顶表面开始向下延伸到一相应的连接端114的顶表面，从而将第二薄膜电极122与连接端114电连接。从薄膜电致位移元件126顶表面向下延伸的导管128和置于各薄膜致动反射镜150的薄膜电致位移元件126顶表面上的第一薄膜电极132之间互不导电。

上述的M×N薄膜致动反射镜150的阵列100有某些缺陷，其中之一是每个致动反射镜150的第一和第二电极132、124之间可能发生短路。在这种阵列中，由于每个薄膜致动反射镜150的导管128从相应的连接端114延伸到电致位移元件126的顶表面，因而在布置第一薄膜电极132过程中需要格外小心。第一薄膜电极132必须与各薄膜致动反射镜150的导管128完全绝缘，否则就会导致第一薄膜电极132和第二薄膜电极124电连接而造成它们之间的短路。

发明的描述

因此，本发明的一个主要目的是提供一种M×N薄膜致动反射镜阵列，使每个薄膜致动反射镜具有一种新颖结构可以防止第一和第二电极之间发生短路。

本发明的另一个目的是提供制造这种M×N薄膜致动反射镜阵列的方法。