專利名稱：包括由具有相同晶體結構和成長方向的材料制成的引晶部件和電顯示部件的薄膜致動反射鏡的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種薄膜致動反射鏡的陣列，特別是每個薄膜致動反射鏡包括一個引晶部件和一個電顯示部件(electrodisplacive)，該引晶部件和電顯示部件由具有相同晶體結構和成長方向的材料制成，還涉及用于形成該薄膜致動反射鏡陣列的方法。
背景技術：
在現(xiàn)有技術中使用的各種視頻顯示系統(tǒng)中，能夠以大尺寸提供高質量顯示的光學投影系統(tǒng)是公知的。在這樣的光學投影系統(tǒng)中，來自一個燈的光線均勻地照亮到一個致動反射鏡陣列上，其中，每個反射鏡同各自的致動器相連接。這些致動器可以由響應于施加在其上的電場而變形的電顯示材料制成，例如壓電的或者電致伸縮的材料。
來自每個反射鏡的反射光束入射到一個例如光學擋板的小孔上。通過給每個致動器施加電信號，來改變每個反射鏡與入射光束的相對位置，由此在來自每個反射鏡的反射光束的光路中產生一個偏轉。由于每個反射光束的光路變化了，經過小孔的來自每個反射鏡的反射光的量也發(fā)生變化，由此，來調節(jié)光束的強度。經過小孔的調節(jié)后的光束通過一個適當?shù)墓鈱W裝置例如一個投影透鏡被發(fā)射到一個投影屏幕上，由此在其上顯示一個圖象。


圖1A至圖1H是表示用于制造安裝到一個光學投影系統(tǒng)之前的薄膜致動反射鏡101的一個陣列100的一種方法的截面圖。
制造陣列100的過程從準備一個有源陣列110開始，該有源陣列110包括基片112和一組連接端子114?；?12由一種絕緣材料例如硅晶片制成，并且，連接端子114由一種導電材料例如鎢(W)制成，如圖1A所示的那樣。
在隨后的步驟中，通過使用例如CVD法或者旋涂法，在有源陣列110的頂部形成一個鈍化層120，該鈍化層120由例如PSG或者氮化硅制成并且具有0.1～2μm的厚度。
然后，如圖1B所示的那樣，通過使用例如濺射法或者CVD法而在鈍化層120的頂部沉積一個抗蝕刻劑層130，該抗蝕刻劑層130由氮化硅制成并具有0.1～2μm的厚度。
接著，通過使用例如CVD法或者旋涂法并隨后使用一個化學機械拋光(CMP)法之后，來在抗蝕刻劑層130的頂部形成一個犧牲層140，該犧牲層140由PSG制成并具有一個平頂表面。
接著，如圖1C所示的那樣，通過使用干的或濕的蝕刻法來以這樣的方法在犧牲層140中產生空腔145陣列每個空腔145包圍一個連接端子114。在下一個步驟中，通過使用CVD法而在包括空腔145的犧牲層140的頂部沉積一個彈性層150，該彈性層150由氮化物例如氮化硅形成，并具有0.1～1μm的厚度。
然后，如圖1D所示的那樣，通過使用濺射法或者真空蒸發(fā)法來在彈性層150的頂部形成一個下電極層160，該下電極層160由導電材料例如Pt或者Ta制成，并具有0.1～1μm的厚度。
然后，通過使用溶膠凝膠法來在下電極層160的頂部形成一個電顯示層170，該電顯示層170由一種壓電材料例如PZT制成，并具有0.1～1μm的厚度。
接著，如圖1E所示的那樣，通過使用濺射法或者真空蒸發(fā)法來在電顯示層170的頂部形成一個上電極層180，該上電極層180由導電和反光材料例如鋁(Al)或銀(Ag)制成，并具有0.1～1μm的厚度，由此形成一個多層結構200。
如圖1F所示的那樣，在隨后的步驟中，通過使用光刻法或者激光修整法來對多層結構200進行刻圖，直到犧牲層140被暴露出為止。
在接著的步驟中，如圖1G所示的那樣，通過使用升起法來形成導管190的陣列，該導管190由一種金屬例如鎢(W)制成，由此形成致動結構210的陣列，其中，每個致動結構210包括一個上電極185、一個電顯示部件175、一個下電極165、一個彈性部件155和一個導管190，該導管190從下電極165延伸到一個對應的連接端子114上。
最后，如圖1H所示的那樣，通過使用利用刻蝕劑或者化學的例如氟化氫(HF)蒸發(fā)的濕的刻蝕法來去掉犧牲層140，由此形成薄膜致動反射鏡101的陣列100。
用于制造薄膜致動反射鏡101的陣列100的上述方法具有一定的缺陷。例如，為了在構成電顯示層170的壓電材料例如PZT中獲得最佳的壓電特性，晶粒必須在一定的方向上例如<111>上成長。但是，當電顯示層170使用溶膠凝膠法形成時，存在晶粒不在所需要的方向上成長的可能性，導致了壓電材料不具有最佳的壓電特性。
而且，當電顯示層170這樣形成時，其中的晶粒也會變大，而使電顯示層170的頂部表面變得粗糙。當接著在其頂部形成的上電極層180作為反射鏡而起作用時，上電極層180的頂部表面也會變粗糙，又會對陣列的光學效率產生不利影響。
發(fā)明概述因此，本發(fā)明的首要目的是提供一種薄膜致動反射鏡的陣列，每個薄膜致動反射鏡包括一個電顯示部件，其中，晶粒以所需要的方向成長。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種方法，用于保證構成電顯示部件的晶粒以所需要的方向成長。
根據(jù)本發(fā)明的一個方案，提供一種用于光學投影系統(tǒng)的薄膜致動反射鏡的陣列，該陣列包括具有一個基片、一組連接端子陣列的有源陣列；和一組致動結構的陣列，每個致動結構包括一個作為反射鏡和共同偏壓電極的上電極、一個電顯示部件、一個引晶部件、一個作為信號電極的下電極、一個彈性部件和一個通路連接部，其中，構成引晶部件和電顯示部件的材料具有相同的晶體結構和成長方向。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方案，提供一種用于制造薄膜致動反射鏡陣列的方法，該方法包括以下步驟準備一個包括基片和連接端子陣列的有源陣列；形成一個包括空腔陣列的犧牲層；在包括該空腔的犧牲層的頂部連續(xù)地形成一個彈性層和一個下電極層；在該下電極層頂部形成一個引晶層；形成一個電顯示層；在電顯示層頂部形成一個上電極層，由此而形成一個多層結構；把該多層結構刻圖成為半完成的致動結構的陣列，直到犧牲層暴露為止；形成一個通路連接部陣列，由此而形成致動結構的陣列；以及，去掉犧牲層，由此來形成薄膜致動反射鏡陣列。
附圖的簡要說明本發(fā)明的這些和其他的目的、優(yōu)點及特征將通過結合附圖對本發(fā)明的實施例的描述而得到進一步說明。在這些附圖中圖1A至1H是表示以前公開的薄膜致動反射鏡陣列的截面圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的薄膜致動反射鏡陣列的截面圖；以及圖3A至3G是說明用于制造圖2所示的薄膜致動反射鏡陣列的方法的截面圖。
優(yōu)選實施例的詳細說明在圖2和圖3A至3G中提供了根據(jù)本發(fā)明的薄膜致動反射鏡301的陣列300的截面圖和說明用于制造圖2所示的薄膜致動反射鏡陣列的方法的截面圖。在圖2和圖3A至3G中出現(xiàn)的相同部件用相同的標號表示。
在圖2中，薄膜致動反射鏡301的陣列300包括一個有源陣列310、一個鈍化層320、一個抗蝕刻劑層330和一個致動結構410的陣列。有源陣列310具有一個基片312和連接端子314的陣列?；?12由一種絕緣材料例如硅晶片制成。
鈍化層320由例如PSG或者氮化硅制成并且具有0.1～2μm的厚度，被設置在有源陣列310的頂部。
抗蝕刻劑層330由氮化硅制成并具有0.1～2μm的厚度，被設置在鈍化層320的頂部。
每個致動結構410具有一個最近端和一個最遠端，并包括一個上電極395、一個電顯示部件385、一個引晶部件375、一個下電極365、一個彈性部件355和一個通路連接部425。上電極395由反光和導電材料例如Al、Ag或Pt制成，處于電顯示部件385的頂部并接地，由此起到偏壓電極和反射鏡的作用。電顯示部件385由一種壓電材料例如PZT制成，位于引晶部件375的頂部。引晶部件375由具有與構成電顯示部件385的材料相同的晶體結構和成長方向的材料制成，并位于下電極365的頂部。例如，如果電顯示部件385由PZT制成，則用于引晶部件375的合適的材料是PbTiO3。下電極365由導電材料例如Ta或者Pt/Ta制成，位于彈性部件355的頂部，并通過通路連接部425而同對應的連接端子314電連接，由此作為一個信號電極。由絕緣材料制成的彈性部件355位于下電極365下面，其最近端的底部附著在有源陣列310的頂部上，抗蝕刻劑層330和鈍化層320部分地插入其間，由此懸出致動結構410。通路連接部425從下電極365延伸到對應的連接端子314上，由此把下電極365同對應的連接端子314電連接。電顯示部件385響應于施加在上電極395和下電極365上的電場而變形。
在圖3A至3G中，提供了用于制造圖2所示的薄膜致動反射鏡301的陣列300的方法的截面圖。
制造陣列300的過程從準備一個有源陣列310開始，該有源陣列310包括一個基片112和一組連接端子314。
在隨后的步驟中，通過使用例如CVD法或者旋涂法，在有源陣列310的頂部形成一個鈍化層320，該鈍化層320由例如PSG或者氮化硅制成并且具有0.1～2μm的厚度。
然后，如圖3A所示的那樣，通過使用例如濺射法或者CVD法而在鈍化層320的頂部沉積一個抗蝕刻劑層330，該抗蝕刻劑層330由氮化硅制成并具有0.1～2μm的厚度。
接著，通過使用大氣壓化學蒸發(fā)沉積(APCVD)法和隨后的CMP法而在抗蝕刻劑層330的頂部形成一個犧牲層340，該犧牲層340由例如PSG制成。
接著，如圖3B所示的那樣，通過使用干的或濕的蝕刻法來以這樣的方法在犧牲層340中產生空腔345的陣列每個空腔345包圍一個連接端子114。
在下一個步驟中，通過使用LPCVD法而在包括空腔345的犧牲層340的頂部沉積一個彈性層350，該彈性層350由氮化硅形成，并具有0.1～1.0μm的厚度。
然后，如圖3C所示的那樣，通過使用濺射法或者CVD法來在彈性層350的頂部形成一個下電極層360，該下電極層360由導電材料例如Pt/Ta制成，并具有0.1～1.0μm的厚度。
在下一個步驟中，通過使用旋涂法在下電極層360的頂部形成一個引晶層370，其中，引晶層370具有10～90的厚度，并由一種材料制成，例如PbTiO3，其具有與構成形成在其頂部的電顯示層380的材料相同的晶體結構和成長方向。引晶層370給將要形成在其頂部的電顯示層380提供成核點。
接著，通過使用溶膠凝膠法來在引晶層370的頂部形成一個電顯示層380，該電顯示層380由一種壓電材料例如PZT制成，并具有0.1～1.0μm的厚度。該溶膠凝膠法類似于其他的現(xiàn)有溶膠凝膠法，除了在先驅溶解的混合期間乙?；患尤胍蕴岣咚饴手猓@有助于小晶粒尺寸的電顯示層380的形成。
接著，如圖3D所示的那樣，通過使用濺射法來在電顯示層380的頂部沉積一個上電極層390，該上電極層390由導電和反光材料例如鋁(Al)、銀(Ag)或者鉑(Pt)制成，并具有0.1～1.0μm的厚度，由此形成一個多層結構400。
如圖3E所示的那樣，在隨后的步驟中，通過使用光刻法或者激光修整法來對多層結構400進行刻圖而成為半完成的致動結構405的陣列，直到犧牲層340被暴露出為止，其中，每個半完成的致動結構405包括一個上電極395、一個電顯示部件385、一個引晶部件375、一個下電極365和一個彈性部件355。
在接著的步驟中，如圖3F所示的那樣，在半完成的致動結構400中產生通孔420的陣列，其中，每個通孔420從上電極的頂部延伸到對應的連接端子314上。然后，在該通孔的內側形成一組通路連接部425，其中，每個通路連接部425把下電極365同對應的連接端子314進行電連接，由此形成致動結構410的陣列。
如圖3G所示的那樣，通過使用利用刻蝕劑或者化學的例如氟化氫(HF)蒸發(fā)的濕的刻蝕法來去掉犧牲層340，由此形成薄膜致動反射鏡301的陣列300。
在用于制造本發(fā)明的薄膜致動反射鏡301的陣列300的方法中，由于構成引晶層370的材料具有與構成電顯示層380的材料相同的晶體結構和成長方向，并且，由于其作為成核點，則構成電顯示層380的晶粒以所需要的方向成長，來保證其最佳壓電特性。
而且，在通過使用溶膠凝膠法來形成電顯示層380的過程中，乙?；募尤胗兄谛【Я３叽珉婏@示層380的形成，這也會減小其頂部表面的粗糙度。而且，由于作為反射鏡的上電極層390的頂部表面的粗糙度直接依賴于電顯示層380的頂部表面的粗糙度，則上電極層的頂部表面也會具有減小的粗糙度，這也將提高薄膜致動反射鏡301的光學效率。
雖然本發(fā)明的優(yōu)選實施例已經進行了表示和說明，但是，應當知道，本領域的技術人員可以在不背離本發(fā)明的精神的條件下進行變化和變型，本發(fā)明的范圍由權利要求書限定。
權利要求
1.一種薄膜致動反射鏡陣列，包括一個有源陣列，它包括一個基片的、一組連接端子的陣列；和一組致動結構的陣列，每個致動結構包括一個作為反射鏡和共同偏壓電極的上電極、一個電顯示部件、一個引晶部件、一個作為信號電極的下電極、一個彈性部件和一個通路連接部。
2.根據(jù)權利要求1所述的陣列，其中，引晶部件位于電顯示部件的下面。
3.根據(jù)權利要求1所述的陣列，其中，用于引晶部件的材料和用于電顯示部件的材料具有相同的晶體結構和成長方向。
4.根據(jù)權利要求3所述的陣列，其中，引晶部件由PbTiO3制成。
5.根據(jù)權利要求3所述的陣列，其中，電顯示部件由PZT制成。
6.根據(jù)權利要求1所述的陣列，在有源陣列的頂部還連續(xù)地包括一個鈍化層和一個抗蝕刻劑層。
7.一種用于制造薄膜致動反射鏡陣列的方法，包括以下步驟準備一個包括基片和連接端子陣列的有源陣列；形成一個包括空腔陣列的犧牲層；在包括該空腔的犧牲層的頂部連續(xù)地形成一個彈性層和一個下電極層；在該下電極層頂部形成一個引晶層；形成一個電顯示層；在電顯示層頂部形成一個上電極層，由此而形成一個多層結構；把該多層結構刻圖成為半完成的致動結構的陣列，直到犧牲層暴露為止；形成一個通路連接部陣列，由此而形成致動結構的陣列；以及，去掉犧牲層，由此來形成薄膜致動反射鏡陣列。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，進一步包括下列步驟在有源陣列的頂部連續(xù)地形成一個鈍化層和一個抗蝕刻劑層。
9.根據(jù)權利要求7所述的方法，其中，通過使用具有與電顯示層相同的晶體結構和成長方向的材料的沉積來形成引晶層。
10.根據(jù)權利要求9所述的方法，其中，通過使用旋涂法來沉積引晶層。
11.根據(jù)權利要求7所述的方法，其中，通過使用溶膠凝膠法來形成電顯示層。
12.根據(jù)權利要求11所述的方法，其中，溶膠凝膠法包括加入乙?；牟襟E。
全文摘要
薄膜致動反射鏡(301)的陣列(300)包括:具有一個基片(312)、一組連接端子(314)陣列的有源陣列(310);和一組致動結構(410)的陣列,每個致動結構(410)包括:一個作為反射鏡和共同偏壓電極的上電極(395)、一個由壓電材料制成的電顯示部件(385)、一個由具有與電顯示部件(385)相同的晶體結構和成長方向的材料制成的引晶部件(375)、一個作為信號電極的下電極(365)、一個彈性部件(355)和一個通路連接部(425)。
文檔編號G02B26/08GK1262014SQ98806811
公開日2000年8月2日 申請日期1998年6月26日 優(yōu)先權日1997年6月30日
發(fā)明者柳奈英, 高潤珍 申請人:大宇電子株式會社