JP3920351B2 - 光ピックアップシステム用薄膜アクチュエーテッドミラーアレイ - Google Patents
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Description
本発明は、光投射システムに関し、特に、より向上した光効率を有し、製造工程の際高温プロセスによる影響を最小化し得る構造を有する、光投射システムに用いられるM×N個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイ及びその製造方法に関する。
背景技術
従来の多様なビデオディスプレイシステムのうち、光投射システムは高画質の画像を大画面で提供し得るものとして知られている。そのような光投射システムにおいて、ランプから発せられた光線は例えば、M×N個のアクチュエーテッドミラーのアレイに一様に投射される。ここで、各ミラーは各アクチュエータに接続されている。これらのアクチュエーターは、印加された電界に応じて変形を起こす、圧電材料または電歪材料のような電気的に変形可能な材料からなる。
各ミラーから反射した光線は、例えば、光学バッフルの開口に入射される。各アクチュエーターに電気信号を供給することによって、各ミラーの入射光線に対する相対的な位置が変更され、それに応じて各ミラーからの反射光線の光路が偏向される。各反射光線の光路が変わる場合、開口を通じて各ミラーから反射された光線の光量が変わり、それによって光の強さが変調される。開口を経て変調された光線は、投射レンズ等の適切な光学装置を介して投射スクリーンに入射し、その上に像を表示する。
第1(A)図〜第1(G)図は、M×N個(M及びNは正の整数)の薄膜アクチュエーテッドミラー101よりなるアレイ100の製造方法を説明するための断面図であって、本特許出願と出願人を同じくする米国特許出願第08/430,628号明細書に「THIN FILM ACTUATED MIRROR ARRAY」との名称で開示されている。
アレイ100の製造工程は、基板12、M×N個のトランジスタ(図示せず)のアレイ及びM×N個の接続端子14のアレイを有する能動マトリックス10の準備から始まる。
しかる後、能動マトリックス10の上に薄膜犠牲層24が形成される。この薄膜犠牲層24は、薄膜犠牲層24が金属よりなる場合はスパッタリング法または蒸着法によって、リン珪酸塩ガラス(phosphor-silicate glass;PSG)よなる場合にはCVD法またはスピンコーティング法によって、ポリシリコンよりなる場合はCVD法によって形成される。
その後、薄膜犠牲層24で取囲まれたM×N個の支持部22のアレイを有する支持層20が形成される。ここで、支持層20は、第1(A)図に示すように、フォトリソグラフィー法を用いて各々が接続端子14の周りに位置したM×N個の空スロット(図示せず)を薄膜犠牲層24上に形成し、その後、スパッタリング法またはCVD法を用いて接続端子14の周りに位置した各空スロット内に支持部22を形成することにより形成される。支持部22は絶縁物質よりなる。
続いて、支持部22と同様に絶縁物質よりなる弾性層30が、ゾル−ゲル法、スパッタリング法またはCVD法によって支持層20の上に形成される。
次に、第1(B)図の如く、金属よりなるコンジット26が各支持部22内に形成される。このコンジット26は、弾性層30の上部から接続端子14の上部まで延在するM×N個の孔(図示せず)をエッチング法にて生成した後、該孔を金属で充填させて形成される。
その後、導電性物質よりなる第2薄膜層40が、スパッタリング法によってコンジット26を有する弾性層30の上に形成される。この第2薄膜層40は支持部22内のコンジットを通じてトランジスタに電気的に接続されている。
しかる後、圧電物質(例えば、ジルコン酸チタン酸鉛(PZT))よりなる電気的に変形可能な薄膜層50が、第1(C)図に示すように、スパッタリング法、CVD法またはゾル−ゲル法にて第2薄膜層40の上に形成される。
続いて、第1(D)図に示すように、電気的に変形可能な薄膜層50、第2薄膜層40及び弾性層30に対して、支持層20内の薄膜犠牲層24が露出されるまで、フォトリソグラフィー法またはレーザ切断法を用いてパターニングを施して、M×N個の電気的に変形可能な薄膜部55、M×N個の第2薄膜電極45及びM×N個の弾性部を形成する。第2薄膜電極45の各々は、各支持部22に形成されたコンジット26を通じて対応するトランジスタに電気的に接続されており、薄膜アクチュエーテッドミラー101において信号電極としての機能を果たす。
次に、各電気的に変形可能な薄膜部55を高温(例えば、PZTの場合、略650℃)にて熱処理して相転位が生じるようにし、M×N個の熱処理済みの構造(図示せず)のアレイを形成する。各熱処理された電気的に変形可能な薄膜部55は非常に薄いので、圧電物質よりなる場合は、薄膜アクチュエーテッドミラー101の動作の際印加された電極信号によって分極可能であるので、別に分極する必要はない。
その後、導電性及び光反射性物質よりなるM×N個の第1薄膜電極65のアレイが、M×N個の熱処理された構造のアレイにおける電気的に変形可能な薄膜部55の上に形成される。詳述すると、このM×N個の第1薄膜電極65のアレイは第1(E)図に示すように、まず、支持層20内の露出された薄膜犠牲層24を有する上記熱処理構造を完全に被うように、スパッタリング法を用いて導電性及び光反射性物質よりなる層60を形成し、その後、エッチング法を用いて層60を選択的に取除くことによって、第1(F)図の如く、各々が1つの上面及び4つの側面を有するM×N個のアクチュエーテッドミラー構造111よりなるアレイ110を生成することによって形成される。各第1薄膜電極65は、薄膜アクチュエーテッドミラー101においてミラーだけでなくバイアス電極としての機能をも果たす。
続いて、各アクチュエーテッドミラー構造111における1つの上面及び4つの側面を薄膜保護層(図示せず)で完全に覆う。
その後、支持層20の薄膜犠牲層24がエッチング法により取除かれる。最後に、薄膜保護層が取除かれることによって、第1(G)図に示すように、M×N個の薄膜アクチュエーテッドミラー101よりなるアレイ100が形成される。
しかしながら、前述した従来のM×N個の薄膜アクチュエーテッドミラー101よりなるアレイ100の製造方法には、幾つかの欠点がある。最も大きな問題は全体的な光効率にある。各薄膜アクチュエーテッドミラー101が電気的に変形可能な薄膜部55を経て印加された電界信号に応じて変形を起すとき、そこに接続されているミラーとして機能する第1薄膜電極65をも変形を起し、その上面が平らでなく曲がるようになるため、入射光線を反射させることになり、この反射光線のため第1薄膜電極65の効率性が低下する。その結果、アレイ100の全体的な光効率が低下するという問題がある。
さらに、従来の製造方法は高温プロセスを要するため、能動マトリックス10における接続端子14とコンジット26とに用いられる物質は耐高温性を有するべきであるが、そのような物質は通常高価であり、アレイ100の製造費用をも増加させるという不都合がある。
発明の開示
従って、本発明の目的は、改善された光効率を有する光投射システムに用いられるM×N個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイを提供することにある。
本発明の他の目的は、製造の際必要とする高温の影響を減らし得る新規な構造を有する、光投射システムに用いられるM×N個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイを提供することにある。
本発明のまた他の目的は、そのような光投射システムに用いられるM×N個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイの製造方法を提供することにある。
上記の目的を達成するために、本発明の好適な一実施例によれば、光投射システムに用いられるM×N個(M及びNは正の整数)の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイであって、基板と、該基板の上に形成されたM×N個の切換装置のアレイを有する能動マトリックスと、第1薄膜電極、電気的に変形可能な薄膜部材及び第2薄膜電極を有し、基端及び遊端を有するM×N個の駆動構造体のアレイであって、前記各駆動構造体の基端の下部が前記能動マトリックスの上に取り付けられ、前記各駆動構造体及びそれに対応する切換装置が前記基板の上面で互いに異なる領域に位置する、前記M×N個の駆動構造体と、各々が前記駆動構造体の上に位置し、入射光源を反射させるM×N個のミラーよりなるアレイとを含むことを特徴とする薄膜アクチュエーテッドミラーアレイが提供される。
【図面の簡単な説明】
本発明の上記の、また他の目的および特徴は、添付の図面に関連して記載される好適な実施例から明らかになるであろう。
第1A図〜第1G図は、従来のM×N個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイの製造方法を説明するための概略的な断面図である。
第2図は、本発明の第1実施例によるM×N個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイの製造方法を説明するための概略的な断面図である。
第3A図〜第3I図は、第2図中のM×N個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイの製造方法を説明するための概略的な断面図である。
第4図は、本発明の第2実施例によるM×N個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイの製造方法を説明するための断面図である。
第5図は、本発明の第3実施例によるM×N個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイの製造方法を説明するための断面図である。
発明を実施するための形態
以下、本発明の好適実施例について図面を参照しながらより詳しく説明する。
第2図及び第3(A)図〜第3(I)図は各々、本発明によって、光投射システムに用いられるM×N個の薄膜アクチュエーテッドミラー301よりなるアレイ300を説明するための断面図、及びその製造方法を説明するための概略的な断面図である。ここで、M及びNは正の整数である。また、第4図及び第5図は各々、第2図中のアレイ300の他の実施例を示した断面図である。各図中で、同一部分には同一の参照符号を付して表示したことに注目されたい。
第2図には、本発明の第1実施例によるM×N個の薄膜アクチュエーテッドミラー301のアレイ300の断面図が示されている。このアレイ300は能動マトリックス210、第1パッシベーション層220、食刻液流入防止層230、M×N個の接触部材283のアレイ、第2パッシベーション層287、M×N個の駆動構造体200のアレイ及びM×N個のミラー290のアレイを含む。
能動マトリックス210は、基板212とM×N個の切換装置(例えば、金属酸化物半導体(metal-oxide-semiconductor:MOS)トランジスタ215)のアレイとを有する。各MOSトランジスタ215は、ソース/ドレイン領域217と、ゲート酸化層218と、ゲート電極219と、ゲート酸化層218及びゲート電極219を覆う第1パッシベーション層220の部分225とを含む。各駆動構造体200及び能動マトリックス210内の対応するMOSトランジスタ215は、互いに重複されず、基板212の上面で互いに異なる領域に位置される。能動マトリックス210は、基板212の上面に形成されたフィールド酸化層216をさらに有する。
例えば、リン珪酸塩ガラス(PSG)または窒化ケイ素からなり、厚み0.1〜2μMを有する第1パッシベーション層220は、能動マトリックス210の上に位置する。
窒化ケイ素からなり、厚み0.1〜2μMの食刻液流入防止層230は、第1パッシベーション層220の上に位置する。
駆動構造体200の各々は、基端及び遊端を有し、第1薄膜電極285、圧電物質または電歪物質よりなる電気的に変形可能な部材275、第2薄膜電極265及び絶縁物質よりなる弾性部255を含む。第1薄膜電極285は、電気的に変形可能な部材275の上部に位置し、電気的に接地されて薄膜アクチュエーテッドミラー301においてミラーだけではなく共通バイアス電極としても作用する。電気的に変形可能な部材275は、第2薄膜電極265の上に位置する。第2薄膜電極265は弾性部255の上部に位置し、接触部材283のうちいずれか1つを通じて対応するMOSトランジスタ215におけるソース/ドレイン領域217に電気的に接続されることによって、薄膜アクチュエーテッドミラー301において信号電極として作用するようにする。弾性部255は第2薄膜電極265の下部に位置し、弾性部255の基端における下部が、食刻液流入防止層230及び第1パッシベーション層220を部分的に貫通して、能動マトリックス210の上に取付けられることによって、駆動構造体200を片持ち支持する。
第2パッシベーション層287は、接触部材283を完全に覆うように該接触部材283の上に形成される。
光反射性物質よりなり、入射光源を反射するのに用いられる各ミラー290は、駆動構造体200の遊端の上部に取り付けられた凹部297を有し、駆動構造体200上に片持ち支持されるようにする。各ミラー290における凹部297の位置及び該凹部297が駆動構造体200に取り付けられる位置は、多様な方法にて形成することができ、ミラー290が駆動構造体200に対して置かれる。例えば、ミラー290は、第4図の如く対応する駆動構造体200及び切換装置215の真上に置かれるか、または、第5図の如く隣接する駆動構造体200及びその切換装置215上に配置されてもよい。各ミラー290はその上面に配置された、光反射性物質よりなる薄膜層を有する支持部(図示せず)を含んでもよい。
ミラー290の上部には、その光効率だけでなく構造的な特性を向上させるために、第2図に示すように薄膜誘電体部材295が形成され得る。これは、本特許出願と出願人を同じくする米国特許出願第08/581,015号明細書に「THIN FILM ACTUATED MIRROR ARRAY HAVING DIELECTRIC LAYERS」との名称で開示されている。
本発明はMOSトランジスタ215を採用する方法について説明したが、他の周知の切換装置を採用してもよい。さらに、各弾性部255を各第2薄膜電極265の下に形成する代わりに、各第1薄膜電極285の上に配置することもできる。
M×N個の薄膜アクチュエーテッドミラー300よりなるアレイ301において、電気的に変形可能な薄膜部材275及び薄膜アクチュエーテッドミラー301は、第1及び第2薄膜電極285、265の間の電気的に変形可能な薄膜部材275を経て印加された電界信号に応じて変形される。しかしながら、ミラー290は該ミラー290の凹部297だけを通じて駆動構造体200に物理的に接続されているので、対応するミラー290は平面を維持することになって、入射される光源をより正確で且つ効果的に反射させることによって、アレイ300の全体的な光効率を向上させる。
また、各駆動構造体200及びそれに対応するMOSトランジスタ215は基板212上に互いに重ならないまま配置されるので、駆動構造体200における接触部材283及び第1薄膜電極285は、各薄膜アクチュエーテッドミラー301の製造工程の際電気的に変形可能な薄膜部材275を形成した後形成することができ、従って、変形可能な薄膜部材275の形成の際必要とした高温が、アレイ300の全体的な物理的且つ電気的保全性に影響を及ぼすのを低減する。
第3(A)図〜第3(I)図は、各々、第2図中のM×N個の薄膜アクチュエーテッドミラー301のアレイ300の製造方法を説明するための概略的な断面図である。
アレイ300の製造工程は、M×N個の切換装置(例えば、金属酸化物半導体(MOS)トランジスタ215)のアレイと、基板212と、該基板の上面に形成されたフィールド酸化層216とを有する能動マトリックス210の準備から始まる。各MOSトランジスタ215は、ソース/ドレイン領域217、ゲート酸化層218及びゲート電極219を有する。
続いて、PSGまたは窒化ケイ素からなり、厚み0.1〜2μMの第1パッシベーション層220が、例えば、CVD法またはスピンコーティング法によって、能動マトリックス210の上に蒸着される。
その後、第3(A)図に示すように、窒化ケイ素からなり、厚み0.1〜2μMの食刻液流入防止層230が、例えばスパッタリング法またはCVD法を用いて、第1パッシベーション層220の上に蒸着される。
そして、薄膜犠牲層240が食刻液流入防止層230の上に形成される。この薄膜犠牲層240は、金属よりなる場合はスパッタリング法または蒸着法を用いて、リン珪酸塩ガラス(PSG)よりなる場合はCVD法またはスピンコーティング法を用いて、ポリシリコンよりなる場合にはCVD法を用いて形成される。
続いて、各々の空スロットのアレイ(図示せず)が各MOSトランジスタ215のソース/ドレイン領域217を取囲むように、M×N個の空スロットのアレイがドライエッチング法またはウェットエッチング法によって薄膜犠牲層240に形成される。
次に、例えば、窒化ケイ素のような絶縁性物質からなり、厚み0.1〜2μMの弾性層250が、CVD法によって空スロットを有する薄膜犠牲層240の上に蒸着される。
しかる後に、例えば、Pt/TAのような導電性物質からなり、厚み0.1〜2μMを有する第2薄膜層260が、スパッタリング法または真空蒸着法を用いて、弾性層250の上に形成される。その後、第3(B)図の如く、第2薄膜層260がエッチング法によって縦方向に均等にカッティング(iso-cut)される。
その後、圧電物質(例えば、PZT)または電歪物質(例えば、PMN)からなり、厚み、0.1〜2μMの電気的に変形可能な層(図示せず)が、蒸着法、ゾル−ゲル法、スパッタリング法またはCVD法によって、第2薄膜層260の上に蒸着される。その後、電気的に変形可能な層はRTA(rapid thermal annealing)法によって相転位を起すように熱処理される。
電気的に変形可能な層は非常に薄いので、変形可能な層が圧電物質よりなる場合、薄膜アクチュエーテッドミラー301の動作の際印加された電界信号によって分極可能であるので、別に分極する必要はない。
次に、第3(C)図に示すように、電気的に変形可能な層は、フォトリソグラフィー法またはレーザ切断法を用いて、M×N個の電気的に変形可能な薄膜部材275のアレイにパターニングされる。
続けて、第2薄膜層260及び弾性層250は、第3(D)図に示すように、エッチング法を用いて、各々M×N個の第2薄膜電極265のアレイ及びM×N個の弾性部255のアレイにパターニングされる。
その後、第3(E)図の如く、各MOSトランジスタ215におけるソース/ドレイン領域217の上部に形成された食刻液流入防止層230及び第1パッシベーション層220が、各MOSトランジスタ215におけるゲート酸化層218及びゲート電極219を取囲む無変換部225が残されるまで、エッチング法によって選択的に取り除かれる。
次に、第3(F)図に示すように、スパッタリング法または真空蒸着法によって上記構造を完全に覆うように導電性物質よりなる層(図示せず)を形成し、その後、エッチング法によって該層を選択的に取除くことによって、M×N個の第1薄膜電極285のアレイ及び接触部材283のアレイが形成される。各第1薄膜電極285は電気的に変形可能な薄膜部材275の上に位置される。各接触部材283は第2薄膜電極265が各MOSトランジスタ215のソース/ドレイン領域217と電気的に接触するように、配置される。
その次、例えば、リン珪酸塩ガラス(PSG)または窒化ケイ素からなり、厚み0.1〜2μMを有する第2パッシベーション層287は、例えば、CVD法またはスピンコーティング法を用いて蒸着され、エッチング法を用いて接触部材283を完全に覆うようにパターニングされることによって、第3(G)図に示すように、M×N個のアクチュエーテッドミラー構造311よりなるアレイ310を形成する。
しかる後、各アクチュエーテッドミラー構造311を第1薄膜保護層(図示せず)で完全に覆う。
続けて、薄膜犠牲層240は、エッチング法によって取除かれる。その後、第3(H)図に示すように、第1薄膜保護層が取除かれることによって、基端及び遊端(図示せず)を有するM×N個の駆動構造体200のアレイが形成される。
その次に、薄膜犠牲層240が取除かれるとき形成された空間を所定の犠牲材料で充填してM×N個の駆動構造体200のアレイを被覆することによって、該構造体が完全に平らな上面を有するようにする。その後、M×N個の空スロット(図示せず)のアレイがフォトリソグラフィー法によってその完成構造体上に形成される。各空スロットは、完成構造体の上部から各駆動構造体200の遊端に延在している。
しかる後、光反射性物質(例えば、Al)よりなるミラー層(図示せず)及び薄膜誘電体層(図示せず)は順に、空スロットを有する犠牲材料の上に蒸着され、その後、ミラー層及び薄膜誘電体層は、フォトリソグラフィー法またはレーザ切断法を用いてM×N個のミラー290のアレイ及びM×N個の薄膜誘電体部295のアレイにパターニングされることによって、M×N個の未完成のアクチュエーテッドミラー(図示せず)のアレイを形成する。ここで、各ミラー290は駆動構造体200の遊端の上に取り付けられた凹部297を有する。各ミラー290及び薄膜誘電体部295は、第2図、第4図及び第5図に示すように多様な形態に形成され得る。
続けて、各未完成のアクチュエーテッドミラーが、第2薄膜保護層(図示せず)で完全に覆われる。
その後、エッチング法を用いて犠牲材料が取除かれる。しかる後、第2薄膜保護層が取除かれて、第3(I)図に図示したようにM×N個の薄膜アクチュエーテッドミラー301よりなるアレイ300を形成する。
上記においては、各薄膜アクチュエーテッドミラー301及びその方法に関する説明は、薄膜アクチュエーテッドミラー301における各駆動構造体200がユニモルフ構造を有する場合について行われたが、本発明の方法は、各駆動構造体200が付加的な電気的に変形可能な層及び電極層を有する、バイモルフ構造につい同一に適用され得ることに注目されたい。
さらに、上述した方法は第2薄膜層260の形成前に弾性層250を形成したが、各弾性部255は、本発明による薄膜アクチュエーテッドミラー301のアレイ300の製造の際、第1薄膜電極285を形成した後にも形成し得る。
上記において、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明の請求範囲を逸脱することなく、当業者は種々の改変をなし得るであろう。
Claims (24)
- 光投射システムに用いられるM×N個(M及びNは正の整数)の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイであって、
基板と、該基板の上に形成されたM×N個の切換装置のアレイを有する能動マトリックスと、
第1薄膜電極、圧電物質よりなる電気的に変形可能な薄膜部材及び第2薄膜電極を有し、基端及び遊端を有するM×N個の駆動構造体のアレイであって、前記各駆動構造体の基端の下部が前記能動マトリックスの上に取り付けられ、前記各駆動構造体及びそれに対応する切換装置が前記基板の上面で互いに異なる領域に位置する、前記M×N個の駆動構造体と、
各々が前記駆動構造体の上に位置し、入射光源を反射させるM×N個のミラーよりなるアレイとを含み、
前記第1薄膜電極は前記圧電物質よりなる電気的に変形可能な薄膜部材上に形成され、前記圧電物質よりなる電気的に変形可能な薄膜部材は前記第2薄膜電極上に形成され、
前記圧電物質よりなる電気的に変形可能な薄膜部材及び第1薄膜電極により覆われず、露出された前記第2薄膜電極の一部分がそれに対応する前記切換装置と接触部材により電気的に連結されることを特徴とする薄膜アクチュエーテッドミラーアレイ。 - 前記圧電物質よりなる電気的に変形可能な薄膜部材が、前記各駆動構造体における前記第1薄膜電極と前記第2薄膜電極との間に位置し、前記両電極のうちのいずれかが電気的に接地され、他の電極が前記対応する切換装置に電気的に接続されることを特徴とする請求項1に記載の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイ。
- 前記各駆動構造体が、弾性部をさらに有することを特徴とする請求項1に記載の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイ。
- 前記弾性部が、前記第2薄膜電極の下に位置することを特徴とする請求項3に記載の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイ。
- 前記弾性部が、前記第1薄膜電極の上に配置されることを特徴とする請求項3に記載の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイ。
- 前記各ミラーが、前記駆動構造体の遊端の上に取り付けられる凹部を有することを特徴とする請求項1に記載の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイ。
- 前記切換装置が、金属酸化物半導体(MOS)トランジスタであることを特徴とする請求項1に記載の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイ。
- 前記各ミラーの上面を全体的に覆うM×N個の薄膜誘電体部のアレイを、さらに含むことを特徴とする請求項1に記載の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイ。
- 前記各ミラーが、該上面に蒸着された光反射性材料の薄膜層を有する支持部を備えることを特徴とする請求項1に記載の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイ。
- 前記各駆動構造体が、バイモルフ構造を有することを特徴とする請求項1に記載の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイ。
- 前記能動マトリックスの上部に形成されるパッシベーション層をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイ。
- 前記パッシベーション層の上部に形成される食刻液流入防止層をさらに含むことを特徴とする請求項11に記載の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイ。
- 前記圧電物質よりなる電気的に変形可能な薄膜部材が、圧電材料でできることを特徴とする請求項1に記載の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイ。
- 前記圧電物質よりなる電気的に変形可能な薄膜部材が、電歪材料でできることを特徴とする請求項1に記載の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイ。
- 前記各ミラーが、対応する駆動構造体及び前記切換装置の上部に位置することを特徴とする請求項1に記載の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイ。
- 前記各ミラーが、隣接する駆動構造体及び前記切換装置の上部に位置することを特徴とする請求項1に記載の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイ。
- 光投射システムに用いられるM×N個(M及びNは正の整数)の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイの製造方法であって、
基板と、該基板の上に形成されたM×N個の切換装置のアレイを有する能動マトリックスを提供する段階と、
前記能動マトリックスの上に蒸着された薄膜犠牲層を、各々が前記基板上の前記各切換装置を露出させるM×N個の空スロットにパターニングする段階と、
第2薄膜層及び圧電物質よりなる電気的に変形可能な薄膜層を、前記空スロットを有する前記薄膜犠牲層の上に順次的に蒸着する段階と、
前記圧電物質よりなる電気的に変形可能な薄膜層及び前記第2薄膜層を、各々M×N個の圧電物質よりなる電気的に変形可能な薄膜部のアレイ及びM×N個の第2薄膜電極のアレイにパターニングする段階であって、各パターニング済みの前記圧電物質よりなる電気的に変形可能な薄膜部材及び前記第2薄膜電極は前記各切換装置と異なる領域に位置される該段階と、
各々が前記圧電物質よりなる電気的に変形可能な薄膜部材の上に位置されるM×N個の第1薄膜電極のアレイと、各々が第2薄膜電極とそれに対応する切換装置とが電気的に接触するように配置される接触部材のアレイとを形成する段階と、
前記薄膜犠牲層を取除くことによって、基端及び遊端を有するM×N個の駆動構造体のアレイを形成する段階と、
前記M×N個の駆動構造体のアレイの上にM×N個のミラーのアレイを形成することによって、前記M×N個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイを形成する段階とを含むことを特徴とする薄膜アクチュエーテッドミラーアレイの製造方法。 - 前記薄膜犠牲層を前記M×N個の空スロットのアレイにパターニングした後、弾性層を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項17に記載の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイの製造方法。
- 前記各ミラーが、
M×N個の駆動構造体を犠牲材料で覆うことによって、被覆構造体を形成する段階と、
前記被覆構造体の上部から前記各駆動構造体の遊端に延在している前記M×N個の空スロットのアレイを、前記被覆構造体上に形成する段階と、
ミラー層を前記空スロットを有する前記犠牲材料の上に蒸着する段階と、
前記ミラー層をM×N個のミラーアレイにパターニングする段階と、
前記犠牲材料を取除く段階とによって形成されることを特徴とする請求項17に記載の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイの製造方法。 - 前記パッシベーション層を前記能動マトリックスの上に形成する段階を、さらに含むことを特徴とする請求項17に記載の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイの製造方法。
- 前記パッシベーション層の形成の後、食刻液流入防止層を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項20に記載の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイの製造方法。
- 前記ミラー層の蒸着の後、薄膜誘電体部材を前記各ミラーの上に形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項17に記載の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイの製造方法。
- 前記圧電物質よりなる電気的に変形可能な薄膜層の蒸着の後、付加的な圧電物質よりなる電気的に変形可能な層及び付加的な電極層を順次的に形成することによって、前記各薄膜アクチュエーテッドミラーがバイモルフ構造を有するようにする段階をさらに含むことを特徴とする請求項17に記載の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイの製造方法。
- 光投射システムに用いられるM×N個(M及びNは正の整数)の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイであって、
基板と、該基板の上に形成されたM×N個の金属酸化物半導体(MOS)トランジスタを有する能動マトリックスと、
各々が第1薄膜電極、圧電物質よりなる電気的に変形可能な薄膜部材、第2薄膜電極及び弾性部を有し、基端及び遊端を有するM×N個の駆動構造体のアレイであって、前記第1薄膜電極は前記圧電物質よりなる電気的に変形可能な薄膜部材の上に位置し、電気的に接地されており、前記圧電物質よりなる電気的に変形可能な薄膜部材は前記第2薄膜電極の上に位置し、前記第2薄膜電極は前記弾性部の上に位置し、対応するトランジスタに電気的に接続されており、前記弾性部は前記第2薄膜電極の下部に位置し、前記各駆動構造体の基端の下部は前記能動マトリックスの上に取り付けられ、前記各駆動構造体及びそれに対応するMOSトランジスタは前記基板の上面で互いに異なる領域に位置する、前記各駆動構造体のアレイと、
各々が、前記駆動構造体の遊端の上に取り付けられた凹部を有する、入射光源を反射させるミラーよりなるアレイとを含み、
前記第1薄膜電極は前記圧電物質よりなる電気的に変形可能な薄膜部材上に形成され、前記圧電物質よりなる電気的に変形可能な薄膜部材は前記第2薄膜電極上に形成され、前記第2薄膜電極は前記弾性部上に形成され、
前記圧電物質よりなる電気的に変形可能な薄膜部材及び第1薄膜電極により覆われず、露出された前記第2薄膜電極の一部分がそれに対応する前記切換装置と接触部材により電気的に連結されることを特徴とする薄膜アクチュエーテッドミラーアレイ。
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