JP4970470B2 - Ｍｅｍｓデバイス及びその絶縁層の電気的調整 - Google Patents

Ｍｅｍｓデバイス及びその絶縁層の電気的調整 Download PDF

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Description

本発明は、微小電気機械システム（Microelectromechanical systems：ＭＥＭＳ）デバイスに関係する。
微小電気機械システム（Microelectromechanical systems：ＭＥＭＳ）は、マイクロ機械エレメント、マイクロアクチュエータ、及びマイクロエレクトロニクスを含む。マイクロ機械エレメントは、蒸着、エッチング、及び／または他のマイクロマシニングプロセス（micromachining process）を使用して作成され得ると共に、他のマイクロマシニングプロセスは、基板及び／または蒸着した物質層の部分をエッチングして除去するか、または電気デバイス及び電気機械式デバイスを形成するように層を加える。ＭＥＭＳデバイスの１つのタイプは、干渉変調器と呼ばれる。ここで使用されるように、用語“干渉変調器”または“干渉光変調器”は、光学干渉の原理を用いて、選択的に光を吸収するか、及び／または反射するデバイスのことを指す。一部の実施例において、“干渉変調器”は、一組の導電性のプレートを含むことができ、それらの内の１つまたは両方は、全部または一部分において透過的か、及び／または反射的であり得ると共に、適切な電気信号の印加によって相対運動ができる。特別な実施例において、一方のプレートは、基板に蒸着された固定層を含み得ると共に、もう一方のプレートは、エアギャップによって固定層から分離された金属の膜を含み得る。ここで詳細に説明されたように、一方のプレートの、もう一方のプレートに対する位置は、干渉変調器へ入射する光の光学干渉を変更することができる。
そのようなデバイスは、広い範囲のアプリケーションを有していると共に、それらの特徴が、現存する製品を改良すること、及びまだ開発されていなかった新しい製品を作成することにおいて、有効に利用されることができるように、これらのタイプのデバイスの特性を利用するか、及び／または修正することは、当業者にとって有益であろう。
一実施例において、ＭＥＭＳデバイスを製造する方法であって、前記方法が、第１の電極層を形成する段階と、前記第１の電極層の上に誘電体層を形成する段階と、前記誘電体層の上に犠牲材料の層を蒸着させる段階と、前記犠牲材料の層に対して電圧を印加する段階とを有し、前記犠牲材料の層は導電性があると共に、前記犠牲材料の層は前記誘電体層と電気的に連通していることを特徴とする方法が提供される。
別の実施例において、部分的に製造されたＭＥＭＳデバイスを検査する方法であって、導電性の犠牲層と第１の電極層との間に電圧を印加する段階と、少なくとも前記導電性の犠牲層、前記第１の電極層、及びあらゆる介在する層を横断する抵抗を測定する段階とを有し、前記犠牲層と前記第１の電極層との間に誘電体層が配置されることを特徴とする方法が提供される。
別の実施例において、部分的に製造されたＭＥＭＳデバイスを調整するためのシステムであって、前記システムが、基板と、前記基板の上に配置された第１の電極層と、前記第１の電極層の上に配置された誘電体層と、前記誘電体層の上に配置された導電性の犠牲層と、前記導電性の犠牲層と電気的に連通している電源とを備えることを特徴とするシステムが提供される。
別の実施例において、ＭＥＭＳデバイスを製造する方法であって、前記方法が、第１の電極層を提供する段階と、前記第１の電極層の上に配置された誘電体層を提供する段階と、前記誘電体層の上に配置された導電性の犠牲層を提供する段階と、前記導電性の犠牲層の上に配置された第２の電極層を提供する段階と、一定期間の間、電圧を前記導電性の犠牲層に印加する段階と、空洞共振器の形を定めるように導電性の犠牲材料をエッチングする段階とを有することを特徴とする方法が提供される。
以下の詳細な説明は、本発明のある種の特定の実施例を対象とする。しかしながら、本発明は、多くの異なる方法で具体化され得る。この説明では、同様の構成要素には同様の参照符号が付与された図面を参照する。以下の説明から明白であるように、それらの実施例は、動いている画像（例えば、ビデオ）か、または静止している画像（例えば、静止画）、及びテキストによる画像か、または絵による画像を表示するように構成されたあらゆるデバイスに実装され得る。更に詳しくは、それらの実施例は、携帯電話、無線装置、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ハンドヘルドまたはポータブルコンピュータ、ＧＰＳ受信機／ナビゲータ、カメラ、ＭＰ３プレーヤ、ビデオカメラ、ゲームコンソール、腕時計、置き時計、計算器、テレビジョンモニタ、フラットパネルディスプレイ、コンピュータモニタ、自動車ディスプレイ（例えば、走行距離計ディスプレイ等）、操縦室制御装置及び／またはディスプレイ、カメラビューのディスプレイ（例えば、乗物における後方視界カメラのディスプレイ）、電子写真、電子広告掲示板またはサイン、プロジェクタ、建築物、包装、そして審美的構造（例えば、１つの宝石上の画像のディスプレイ）のような、しかしそれらに限定されない様々な電子機器内で実施され得るか、または様々な電子機器と結合して実施され得るということが意図される。ここで説明されたデバイスと類似した構造のＭＥＭＳデバイスは、電子交換デバイスのような表示装置のないアプリケーションにも同様に使用され得る。
干渉変調器のようなＭＥＭＳデバイスに使用される絶縁層は、電荷を蓄積する傾向があり、それは、特にＭＥＭＳデバイスの製造の直後に、動作電圧のシフトに帰着し得ると共に、性能に対して予期しない影響を与え得る。絶縁層を横断する電圧の継続的な印加は、絶縁層を適当な状態にし、電荷によって絶縁層を安定させるか、及び／または飽和させると共に、特にＭＥＭＳデバイスのアレイを横断して、更に一貫性があり、予測通りの性能に帰着する。そのような電圧は、製造されたＭＥＭＳデバイスを作動状態（actuated state）に駆動すると共に、しばらくの間一定の電圧を維持することによって、印加され得る一方、ＭＥＭＳデバイスが部分的に製造される場合に、導電性の犠牲層を通して所望の電圧を印加するための方法がここで説明される。導電性の犠牲層は、たとえ支柱のような支持構造材の近くでも、有利に、誘電体層または他の下位層に接触すると共に、そこでは作動した反射層には導電性がなく、一部の犠牲材料には特に導電性がある。更に、導電性の犠牲材料が、ＭＥＭＳアレイの至る所に広がる接触層を含み得るので、そのような電圧の印加は単純化される。
干渉法によるＭＥＭＳディスプレイエレメントを含む干渉変調器ディスプレイ（干渉変調ディスプレイ）の一実施例が、図１において例証される。これらの装置において、ピクセルは、明るい状態か、または暗い状態のいずれかにある。明るい（“オン”もしくは“開いた”）状態において、ディスプレイエレメントは、ユーザに対して、入射する可視光線の大部分を反射する。暗い（“オフ”もしくは“閉じた”）状態において、ディスプレイエレメントは、ユーザに対して、入射する可視光線のほとんどを反射しない。実施例に応じて、“オン”状態及び“オフ”状態の光の反射率の特質は、逆転され得る。ＭＥＭＳピクセルは、主として選択された色で反射するように構成され得ると共に、白黒ディスプレイに加えて、カラーディスプレイを可能にする。
図１は、表示装置の一連のピクセルにおける２つの隣接のピクセルを描写する等角図法であって、各ピクセルは、ＭＥＭＳ干渉変調器を含む。いくつかの実施例において、干渉変調器ディスプレイは、これらの干渉変調器の行アレイ／列アレイを備える。各干渉変調器は、少なくとも１つの可変次元を有する共鳴光空洞共振器を形成するために、相互に可変及び制御できる距離に配置された一組の反射層を備える。一実施例において、反射層の内の１つは、２つの位置の間に移動され得る。ここでは弛緩位置（relaxed position）と呼ばれる第１の位置において、移動可能な反射層は、固定の部分的反射層（partially reflective layer）から、比較的大きい距離で配置される。作動位置（actuated position）と呼ばれる第２の位置において、移動可能な反射層は、部分的反射層に対して、より密接に隣接して配置される。２つの層から反射する入射光は、移動可能な反射層の位置に応じて、建設的に、もしくは破壊的に干渉すると共に、各ピクセルに関して、全体的に反射する状態、もしくは反射しない状態のいずれかを生成する。
図１におけるピクセルアレイの描写された部分は、２つの隣接する干渉変調器１２ａ及び１２ｂを含む。左の干渉変調器１２ａにおいて、光学スタック１６ａから所定距離の弛緩位置における移動可能な反射層１４ａが例証されると共に、それは、部分的反射層を備える。右の干渉変調器１２ｂにおいて、光学スタック１６ｂに隣接する作動位置における移動可能な反射層１４ｂが例証される。
ここで参照された、（集合的に光学スタック１６と呼ばれる）光学スタック１６ａ及び１６ｂは、一般的に、インジウム酸化スズ（indium tin oxide：ＩＴＯ）のような電極層を含むことができるいくつかの融合した層、クロム（chromium）のような部分的反射層、及び透過誘電体（transparent dielectric）を含む。光学スタック１６は、従って電気的に導電性があり、部分的に透過的であり、部分的に反射すると共に、例えば上述の層の内の１つ以上を透明基板２０に蒸着することによって製造され得る。部分的反射層は、様々な金属、半導体、及び誘電体のような、部分的に反射する様々な材料から形成され得る。部分的反射層は、材料の１つ以上の層から形成され得ると共に、各々の層は、１つの材料または材料の組み合わせから形成され得る。
いくつかの実施例において、光学スタックの層は、並列の細片に形づけられると共に、更に以下で説明されるように、ディスプレイ装置において行電極を形成し得る。移動可能な反射層１４ａ、１４ｂは、支柱１８の上端に蒸着された、（１６ａ、１６ｂの行電極に直角の、）蒸着された金属層または複数の金属層の一連の並列の細片、及び支柱１８の間に蒸着された介在する犠牲材料として形成され得る。犠牲材料がエッチングされて除去されるとき、移動可能な反射層１４ａ、１４ｂは、光学スタック１６ａ、１６ｂから、定義されたギャップ（gap）１９だけ分離される。アルミニウムのような、非常に導電性を有すると共に反射する材料が、反射層１４のために使用され得ると共に、これらの細片は、ディスプレイ装置において、列電極を形成し得る。
図１におけるピクセル１２ａで例証されたように、電圧の印加がないと、空洞共振器１９は、移動可能な反射層１４ａと光学スタック１６ａとの間で、移動可能な反射層１４ａを、機械的に弛緩状態（relaxed state）に維持する。しかしながら、電位差が選択された行及び列に印加されるとき、対応するピクセルの行電極及び列電極の交差点で形成されたコンデンサが充電された状態になり、同時に静電気力が電極を引き寄せる。その電圧が十分に高いならば、移動可能な反射層１４は、変形させられると共に、光学スタック１６に対して押し付けられる。（この図において例証されない）光学スタック１６の中の誘電体層は、ショートを防止すると共に、図１における右のピクセル１２ｂによって例証されたように、層１４と層１６との間の分離距離を制御し得る。その動作は、印加された電位差の極性に関係なく同じである。このように、反射するピクセル状態対反射しないピクセル状態を制御し得る行／列の操作は、従来の液晶表示装置、及び他のディスプレイ技術において使用される操作に多くの点で類似している。
図２から図５Ｂまでは、ディスプレイアプリケーションにおいて干渉変調器のアレイを使用するための１つの代表的なプロセス及びシステムを例証する。
図２は、本発明の特徴を組み込み得る電子デバイスの一実施例を例証するシステムブロック図である。代表的な実施例において、電子デバイスは、ARM、Pentium(登録商標)、Pentium(登録商標) II、Pentium(登録商標) III、Pentium(登録商標) IV、Pentium(登録商標) Pro、an8051、MIPS(登録商標)、Power PC(登録商標)、ALPHA(登録商標)のような、あらゆる汎用のシングルチッププロセッサまたはマルチチッププロセッサ、またはデジタルシグナルプロセッサ、マイクロコントローラのようなあらゆる特殊用途のマイクロプロセッサ、またはプログラマブルゲートアレイであり得るプロセッサ２１を備える。当該技術において従来通りであるように、プロセッサ２１は、１つ以上のソフトウェアモジュールを実行するように構成され得る。オペレーティングシステムを実行することに加えて、プロセッサは、ウェブブラウザ、電話アプリケーション、電子メールプログラム、または他のソフトウェアアプリケーションを含む１つ以上のソフトウェアアプリケーションを実行するように構成され得る。
一実施例において、プロセッサ２１は、更に、アレイドライバ２２と通信するように構成される。一実施例において、アレイドライバ２２は、信号をディスプレイアレイまたはパネル３０に提供する行ドライバ回路２４及び列ドライバ回路２６を備える。図１において例証されたアレイの断面は、図２におけるライン１−１によって示される。ＭＥＭＳ干渉変調器に関して、行／列作動プロトコルは、図３において例証された、これらのデバイスのヒステリシス特性を利用し得る。例えば、移動可能な層に弛緩状態から作動状態まで変形させることを、１０ボルトの電位差に要求し得る。しかしながら、その電圧がその値から減少するとき、電圧が１０ボルト以下に低下すると、移動可能な層はその状態を維持する。図３の代表的な実施例において、移動可能な層は、電圧が２ボルト未満に低下するまで完全に弛緩しない。従って、図３において例証された例では、約３〜７［Ｖ］の電圧の範囲があり、そこには、その中でデバイスが弛緩状態または作動状態のいずれかで安定している印加された電圧のウィンドウが存在する。これは、ここでは“ヒステリシスウィンドウ”、または“安定ウィンドウ（stability window）”と言われる。図３のヒステリシス特性を有するディスプレイアレイに関して、行／列作動プロトコルは、行ストローブの間に、ストローブされた行における作動させられるべきピクセルが約１０ボルトの電位差にさらされるように、そして弛緩させられるべきピクセルがほぼゼロボルトの電位差にさらされるように設計され得る。ストローブの後で、行ストローブがピクセルに与えた状態を、ピクセルが何でも維持するように、ピクセルは、約５ボルトの定常状態の電位差にさらされる。書き込まれた後で、各ピクセルは、この例では３〜７ボルトの“安定ウィンドウ”の中の電位差を体験する。この特徴は、図１において例証されたピクセル構造を、同じ印加電圧状態の下で、作動状態か、もしくは現在の状態の前の弛緩状態のいずれかの安定した状態にする。作動状態か、または弛緩状態にある干渉変調器の各ピクセルは、基本的に、固定の反射層と移動可能な反射層によって形成されたコンデンサであるので、この安定した状態は、ほとんど電力損失がなく、ヒステリシスウィンドウの中の電圧で保持され得る。基本的には、もし印加電圧が固定されるならば、ピクセルに電流は流れない。
一般的なアプリケーションにおいて、ディスプレイフレームは、第１行における作動したピクセルの所望のセットに従って、一組の列電極をアサートする（アクティブな状態にする）ことによって生成され得る。行パルスが、その場合に、行１の電極に印加されると共に、アサートされた列ラインに対応するピクセルを作動させる。列電極のアサートされたセットは、その場合に、第２の行における作動したピクセルの所望のセットに対応するように変更される。パルスが、その場合に、行２の電極に印加されると共に、アサートされた列電極に従って、適切なピクセルを作動させる。行１のピクセルは、行２のパルスに影響されないと共に、それらが行１のパルスの間にセットされた状態を維持する。これは、フレームを生成するために、順次的な方法で、全体の一連の行に関して繰り返され得る。一般的に、フレームは、１秒当たりいくらかの所望の数のフレームでこのプロセスを持続的に繰り返すことによって、新しいディスプレイデータによって再表示されるか、及び／または更新される。表示フレームを生成するためにピクセルアレイの行電極及び列電極を動かすための多種多様なプロトコルが、同様に、良く知られていると共に、本発明と関連して使用され得る。
図４、図５Ａ、及び図５Ｂは、図２の３×３のアレイに対して表示フレームを生成するために１つの可能な作動プロトコルを例証する。図４は、図３のヒステリシス曲線を示すピクセルのために使用され得る列電圧レベル及び行電圧レベルの可能なセットを例証する。図４の実施例において、ピクセルを動かすことは、適切な列を“−Ｖｂｉａｓ”に設定すると共に、適切な行を“＋ΔＶ”に設定することを必要とし、それは各々“−５ボルト”と“＋５ボルト”に対応し得る。ピクセルを弛緩させることは、適切な列を“＋Ｖｂｉａｓ”に設定すると共に、適切な行を同様に“＋ΔＶ”に設定し、ピクセルを横断してゼロボルトの電位差を生成することによって達成される。行電圧がゼロボルトに維持されているそれらの行では、列が“＋Ｖｉａｓ”または“−Ｖｂｉａｓ”にあるかどうかに関係なく、ピクセルは、それらが当初その中に存在したどんな状態においても安定している。図４において更に例証されるように、上述の極性と反対の極性の電圧が使用され得るということが認識され、例えば、ピクセルを動かすことは、適切な列を“＋Ｖｂｉａｓ”に設定すると共に、適切な行を“−ΔＶ”に設定することを必要とし得る。この実施例では、ピクセルを弛緩させることは、適切な列を“−Ｖｂｉａｓ”に設定すると共に、適切な行を同様に“−ΔＶ”に設定し、ピクセルを横断してゼロボルトの電位差を生成することによって達成される。
図５Ｂは、図２の３×３のアレイに印加される一連の行信号及び列信号を示すタイミング図であり、それは、図５Ａにおいて例証された、作動するピクセルが無反射であるディスプレイ装置に帰着することになる。図５Ａで例証されたフレームを書く前に、ピクセルはあらゆる状態にあり得ると共に、この例では、全ての行は“０”ボルトであり、そして全ての列は“＋５”ボルトである。これらの印加電圧によって、全てのピクセルは、それらが現存する作動状態か、もしくは弛緩状態で安定している。
図５Ａのフレームにおいて、ピクセル（１，１）、（１，２）、（２，２）、（３，２）、及び（３，３）が作動させられる。これを達成するために、行１に対する“ラインタイム”の間、列１及び列２は、“−５ボルト”にセットされると共に、列３は、“＋５ボルト”にセットされる。全てのピクセルが３〜７ボルトの“安定ウィンドウ”に留まるので、これはピクセルの状態を全く変えない。行１は、その場合に、“０ボルト”から“５ボルト”まで動き、そして“０ボルト”に戻るパルスによってストローブされる。これは、（１，１）ピクセル及び（１，２）ピクセルを作動させると共に、（１，３）ピクセルを弛緩させる。アレイにおける他のピクセルは、影響を受けない。要求通りに行２を設定するために、列２は、“−５ボルト”に設定され、そして列１及列３は、“＋５ボルト”に設定される。それから、行２に印加された同じストローブは、ピクセル（２，２）を作動させると共に、ピクセル（２，１）及びピクセル（２，３）を弛緩させることになる。この場合もやはり、アレイの他のピクセルは、影響を受けない。行３は、同様に列２及び列３を“−５ボルト”、そして列１を“＋５ボルト”に設定することによってセットされる。図５Ａで示されたように、行３のストローブは、行３のピクセルを設定する。フレームを書いた後で、行の電位はゼロであり、そして列の電位は、“＋５ボルト”か“−５ボルト”のいずれかに留まることができ、そして、その場合に、図５Ａの装置において表示は安定している。同じ手続きが、数十または数百の行及び列のアレイに対して使用され得るということが認識されることになる。更に、行及び列の作動を実行するために使用される電圧のタイミング、シーケンス、及びレベルは、上記で概説された一般原則の中で大いに変わると共に、上述の例は、単に代表的な例であって、あらゆる作動電圧方法が、ここで説明されたシステム及び方法によって使用され得るということが認識されることになる。
図６Ａ及び図６Ｂは、ディスプレイ装置４０の実施例を例証するシステムブロック図である。例えば、ディスプレイ装置４０は、携帯電話もしくは移動電話であり得る。しかしながら、ディスプレイ装置４０、またはそのわずかな変形の同じ構成要素は、同様に、テレビ及びポータブルメディアプレーヤのような様々なタイプのディスプレイ装置の実例となる。
ディスプレイ装置４０は、筐体４１、ディスプレイ３０、アンテナ４３、スピーカ４５、入力装置４８、及びマイクロホン４６を備える。筐体４１は、一般的に、当業者に良く知られているような、射出成形及び真空成形を含む様々な製造プロセスのあらゆるものから形成される。更に、筐体４１は、プラスチック、金属、ガラス、ゴム、及びセラミックス、またはそれらの組み合わせを含むが、それに限定されない、様々な材料のあらゆるものから生成され得る。一実施例において、筐体４１は、異なる色の他の取り外し可能な部分か、または異なるロゴ、絵、または記号を含んでいる取り外し可能な部分によって置き換えられ得る、取り外し可能な部分（図示せず）を備えている。
ここで説明されたように、代表的なディスプレイ装置４０のディスプレイ３０は、不揮発性ディスプレイ（bi-stable display）を含む様々なディスプレイの内のいずれでもあり得る。他の実施例において、ディスプレイ３０は、当業者に良く知られているように、プラズマディスプレイ、ＥＬディスプレイ、ＯＬＥＤディスプレイ、ＳＴＮ液晶ディスプレイ、または上述のＴＦＴ液晶ディスプレイのようなフラットパネルディスプレイ、またはＣＲＴもしくは他のブラウン管装置のような非フラットパネルディスプレイを含む。しかしながら、本実施例を説明する目的のために、ここで説明されたように、ディスプレイ３０は、干渉変調器ディスプレイを含む。
代表的なディスプレイ装置４０の一実施例の構成要素は、図６Ｂで概略的に例証される。例証された代表的なディスプレイ装置４０は、筐体４１を含むと共に、その中に少なくとも部分的に入れられている追加の構成要素を備え得る。例えば、一実施例において、代表的なディスプレイ装置４０は、トランシーバ４７と連結されたアンテナ４３を有するネットワークインタフェース２７を備える。トランシーバ４７は、プロセッサ２１と接続されていると共に、プロセッサ２１は、調整ハードウェア５２と接続されている。調整ハードウェア５２は、信号を調整する（例えば、信号をフィルタリングする）ように構成され得る。調整ハードウェア５２は、スピーカ４５及びマイクロホン４６と接続されている。プロセッサ２１は、更に、入力装置４８及びドライバコントローラ２９と接続されている。ドライバコントローラ２９は、フレームバッファ２８に、そしてアレイドライバ２２に連結されると共に、アレイドライバ２２は、同様に、ディスプレイアレイ３０と連結される。電源５０は、特定の代表的なディスプレイ装置４０の設計に必要とされる全てのコンポーネントに電力を供給する。
ネットワークインタフェース２７は、代表的なディスプレイ装置４０がネットワークを介して１つ以上の装置と通信し得るように、アンテナ４３と、トランシーバ４７とを備える。一実施例において、ネットワークインタフェース２７は、更に、プロセッサ２１の要求を軽減するいくらかの処理能力を有し得る。アンテナ４３は、信号を送信すると共に受信するための、当業者に知られているあらゆるアンテナである。一実施例において、アンテナは、ＩＥＥＥ ８０２．１１（ａ）、（ｂ）、または（ｇ）を含んでいるＩＥＥＥ ８０２．１１標準に従って、無線信号を送信すると共に受信する。別の実施例において、そのアンテナは、ブルートゥース（BLUETOOTH）標準に従って、無線信号を送信すると共に受信する。携帯電話の場合、アンテナは、無線携帯電話ネットワークの中で通信するために使用されるＣＤＭＡ、ＧＳＭ、ＡＭＰＳ、または他の既知の信号を受信するように設計されている。トランシーバ４７は、アンテナ４３から受信された信号について、それらが受信されて、そしてプロセッサ２１によって更に操作されるように、受信された信号の予備的処理を行う。同様に、トランシーバ４７は、プロセッサ２１から受信された信号について、それらがアンテナ４３を介して代表的なディスプレイ装置４０から送信され得るように、受信された信号を処理する。
代替実施例において、トランシーバ４７は、受信機と交換され得る。更にもう一つの代替実施例において、ネットワークインタフェース２７は、プロセッサ２１に送信されるべき画像データを格納し得るか、もしくは生成し得る画像情報源と交換され得る。例えば、画像情報源は、画像データを含むデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）またはハードディスクドライブのようなメモリ装置、あるいは画像データを生成するソフトウェアモジュールであり得る。
プロセッサ２１は、一般的に、代表的なディスプレイ装置４０の全体の動作を制御する。プロセッサ２１は、ネットワークインタフェース２７または画像情報源から圧縮された画像データのようなデータを受信すると共に、データを処理して、未加工の画像データか、もしくは未加工の画像データに容易に処理される形式にする。それから、プロセッサ２１は、処理されたデータを、ドライバコントローラ２９、もしくは保存のためのフレームバッファ２８に送信する。生データは、一般的に、画像の中の各位置における画像特性を識別する情報のことを指す。例えば、そのような画像特性は、色レベル、飽和レベル、及びグレースケールレベルを含むことができる。
一実施例において、プロセッサ２１は、代表的なディスプレイ装置４０の動作を制御するためのマイクロコントローラ、ＣＰＵ、または論理演算装置を備える。調整ハードウェア５２は、一般的に、スピーカ４５に信号を送信するために、そしてマイクロホン４６から信号を受信するために、増幅器とフィルタを備える。調整ハードウェア５２は、代表的なディスプレイ装置４０の中の個別部品であり得るか、あるいは、プロセッサ２１または他の構成要素の中に組み込まれ得る。
ドライバコントローラ２９は、直接プロセッサ２１から、またはフレームバッファ２８から、プロセッサ２１によって生成された未加工の画像データを取得すると共に、アレイドライバ２２に対する高速伝送のために、適切に未加工の画像データを再フォーマットする。具体的に、ドライバコントローラ２９は、未加工の画像データを、それがディスプレイアレイ３０を横断してスキャンすることに適当な時間等級を有するように、ラスタのような（raster-like）フォーマットを有するデータフローに再フォーマットする。そして、ドライバコントローラ２９は、フォーマットされた情報をアレイドライバ２２に送る。ＬＣＤコントローラのようなドライバコントローラ２９は、多くの場合、独立型（stand-alone）集積回路（ＩＣ）として、システムプロセッサ２１と関連付けられるが、そのようなコントローラは、いろいろな方法で実施され得る。それらは、ハードウェアとしてプロセッサ２１に埋め込まれ得るか、ソフトウェアとしてプロセッサ２１に埋め込まれる得るか、またはアレイドライバ２２と共にハードウェアに完全に統合され得る。
一般的に、アレイドライバ２２は、ドライバコントローラ２９から、フォーマットされた情報を受け取ると共に、ビデオデータを、ディスプレイのピクセルのｘ−ｙ行列が提供する数百及び時折数千のリード線に対して１秒間に何度も印加される波形のパラレルセットに再フォーマットする。
一実施例において、ドライバコントローラ２９、アレイドライバ２２、及びディスプレイアレイ３０は、ここで説明されたあらゆるタイプのディスプレイに適している。例えば、一実施例において、ドライバコントローラ２９は、従来のディスプレイコントローラ、または不揮発性（bi-stable）ディスプレイコントローラ（例えば、干渉変調器コントローラ）である。別の実施例において、アレイドライバ２２は、従来のドライバ、または不揮発性ディスプレイ（例えば、干渉変調器ディスプレイ）ドライバである。一実施例において、ドライバコントローラ２９は、アレイドライバ２２に統合される。そのような実施例は、携帯電話、時計、及び他の小領域ディスプレイのような高集積化されたシステムでは一般的である。更にもう一つの実施例において、ディスプレイアレイ３０は、一般的なディスプレイアレイ、または不揮発性ディスプレイアレイ（例えば、干渉変調器のアレイを含むディスプレイ）である。
入力装置４８は、ユーザが代表的なディスプレイ装置４０の動作を制御することを可能にする。一実施例において、入力装置４８は、“ＱＷＥＲＴＹキーボード（タイプライター式キー配列キーボード）”または電話キーパッドのようなキーパッド、ボタン、スイッチ、タッチスクリーン、感圧膜（pressure-sensitive membrane）または感熱膜（heat-sensitive membrane）を含む。一実施例において、マイクロホン４６は、代表的なディスプレイ装置４０のための入力装置である。マイクロホン４６がデータを装置に入力するために使用されるとき、代表的なディスプレイ装置４０の動作を制御するために、音声命令がユーザによって与えられ得る。
当該技術において知られているように、電源５０は、様々なエネルギー貯蔵装置を備えることができる。例えば、一実施例において、電源５０は、ニッケルカドミウムバッテリ、またはリチウムイオンバッテリのような充電式電池である。別の実施例において、電源５０は、再生可能エネルギー源、コンデンサ、またはプラスチックの太陽電池及び太陽電池ペイント（solar-cell paint）を含む太陽電池である。別の実施例において、電源５０は、壁付きコンセントから電力を得るように構成される。
いくつかの実装において、上述のように、コントロールのプログラム化の可能性は、電子ディスプレイシステムにおいていくつかの場所に配置され得るドライバコントローラに備わっている。いくつかの場合において、コントロールのプログラム化の可能性は、アレイドライバ２２に備わっている。当業者は、上述の最適化が、あらゆる数のハードウェアコンポーネント及び／またはソフトウェアコンポーネントに、そして様々な構成に実装され得るということを認識することになる。
上記の原理に従って動作する干渉変調器の構造の詳細は、広範囲にわたって変化し得る。例えば、図７Ａから図７Ｅは、移動可能な反射層１４及びその支持構造の５つの異なる実施例を例証する。図７Ａは、金属素材１４の細片が直角的に広がる支持部材１８の上に蒸着される、図１の実施例の断面図である。図７Ｂにおいて、移動可能な反射層１４は、テザー（tether：鎖）３２によって、コーナーのみで支持部材１８に付けられる。図７Ｃにおいて、移動可能な反射層１４は、柔軟な金属を含み得る変形可能層（deformable layer）３４から吊るされる。変形可能層３４は、直接的もしくは間接的に、変形可能層３４の周囲を囲むように基板２０につながる。これらの接続は、ここでは支持構造材または支柱と言われる。図７Ｄにおいて例証された実施例は、その上に変形可能層３４が置かれている支柱プラグ４２を備える支持構造材１８を有する。図７Ａから図７Ｃのように、移動可能な反射層１４は、空洞上に浮かせた状態を維持するが、しかし、変形可能層３４は、変形可能層３４と光学スタック１６との間の穴を満たすことによって支柱を形成しない。それどころか、支柱１８は平坦化材料（planarization material）の形状を成しており、それは支柱プラグ４２を形成するために使用される。図７Ｅで例証された実施例は、図７Ｄで示された実施例に基づいているが、しかし、更に、示されなかった追加の実施例と同様に、図７Ａから図７Ｃにおいて例証された実施例の内のいずれとも連携するように構成され得る。図７Ｅで示された実施例において、金属または他の導体の追加の層が、バス構造４４を形成するために使用された。これは、干渉変調器の後背部に沿った信号の経路指定を可能にすると共に、他の場合は基板２０上に形成されなければならなかったかもしれない多くの電極を除去する。
図７において示されたそれらのような実施例において、干渉変調器は、その上に変調器が配置された側の反対側である透過基板２０の正面（前側）から画像が見られる直視型装置（direct-view device）として機能する。これらの実施例において、反射層１４は、基板２０の反対側の、変形可能層３４を含む反射層の側で干渉変調器の部分を光学的に保護する。これは、保護された領域が、画質に否定的な影響を及ぼさずに、構成されて駆動されることを可能にする。そのような保護は、図７Ｅにおけるバス構造４４に、それが、例えばアドレス指定とアドレス指定に起因する動作のような変調器の電気機械的性質から、変調器の光学的性質を分離する能力を提供することを可能にする。この分離可能な変調器構造は、変調器の電気機械的特徴と変調器の光学的特徴のために使用される構造設計と材料とが選択されることと、相互に無関係に機能することを可能にする。更に、図７Ｃから図７Ｅにおいて示された実施例は、反射層１４の光学的性質を変形可能層３４によって導かれる反射層１４の機械的性質から分離することに由来する、付加的な利益を有している。これは、反射層１４のために使用される構造設計及び材料が、光学的性質に関して最適化されることを可能にすると共に、変形可能層３４のために使用される構造設計及び材料が、所望の機械的性質に関して最適化されることを可能にする。
上述のように、多くの実施例において、干渉変調器内の光学スタックは、移動可能な電極から固定電極を分離するように働くと共に、移動可能な電極が光学スタックの隣接の位置に作動させられる場合にショートを防止する、例えば上述の固定電極のような電極の間に配置された誘電体層を備える。しかしながら、多くの誘電体は、例えば電荷蓄積、電荷漏洩、または誘電体層を通したショートのような問題を有する傾向がある。干渉変調器エレメントの動作は、これらの問題の内のいずれによっても影響を受け得る。
誘電体層内の電荷の蓄積は、２つの電極を横断する電圧の印加のせいで、エレメントが電荷の蓄積を通して作動させられるので、干渉変調器エレメントの動作電圧をシフトするように働き、引きつける力となる。誘電体層の中の前から存在する電荷の存在は、移動可能な電極を光学スタックの方へ作動させるのに十分な電荷を蓄積するために必要な電圧を変更する。同様に、不十分な電荷が機械的復元力を克服するように残っているため、解放電圧は、電荷の存在によって同様に変更され得る。漏洩電流と、本質的に漏洩電流の極端なバージョンであるショートの両方は、同様に、干渉変調器エレメントの作動電圧に影響を及ぼすことになる。
蓄積された電荷、または漏洩電流が、個々の干渉変調器エレメントの作動電圧に対して有し得る一般的な影響に加えて、異なる干渉変調器エレメントの間で影響に差異があり得る。干渉変調器エレメントのアレイにおいて、蓄積された電荷、または漏洩電流の影響は、異なる場所で変化し得る。例えば、更に多い量の電荷がアレイの特定の場所に蓄積し得ると共に、その部分におけるアレイの動作は、周囲の部分の動作と異なり得ると共に、それらの変調器が、それらが意図されるときに動作しない原因となる。例えば、誘電体層における欠陥のせいで、電荷の漏れは、特定の場所で更に局所化され得る。
それらの問題は干渉変調器に特有ではないが、しかし移動可能な電極がギャップを通って別の電極まで駆動されるあらゆるＭＥＭＳデバイスに影響を及ぼし得ると共に、誘電体層が２つを分離するために使用されるということが理解されることになる。同様の問題を経験するかもしれない他のタイプのＭＥＭＳデバイスは、ＭＥＭＳスイッチ、ＭＥＭＳラッチ、及びＤＬＰデバイス（反射型ＭＥＭＳデバイスであるデジタル光処理技術（digital light processing）デバイス）を含むが、しかしそれに制限されない。以下の開示の大部分が干渉変調器エレメントの製造及び検査に向けられると同時に、以下の方法及び器具が、同様の特徴を有する他のＭＥＭＳデバイスの製造及び検査における使用のために適合され得るということが理解されることになる。
蓄積された電荷の問題に対処するための方法、及び漏洩電流の問題に関して検査するための方法は、“通電検査（burn-in）”プロセスとも言われる電気的調整プロセスを含むと共に、それは、干渉変調器のようなＭＥＭＳデバイスの製造の終わりまたは終わり近くに実行され得る。この調整プロセスは、同様に、“エージング（aging）”プロセスと言われ得る。そのようなプロセスの一実施例において、ＭＥＭＳデバイスは、作動状態へ駆動されると共に、作動状態でしばらくの間保持される。
図８Ａから図８Ｆは、この場合干渉変調器を備えるＭＥＭＳデバイスを製造する代表的な方法を例証する。図８Ａにおいて、基板２０が提供されると共に、電極層５２が基板上に蒸着される。部分的反射層（partially reflective layer）５４が、その次に、電極層の上に蒸着される。一実施例において、電極層５２は、酸化インジウムスズ（indium-tin-oxide：ＩＴＯ）のような透明導電材料であると共に、部分的反射層５４は、クロム（Ｃｒ）のような材料を含む。しかしながら、干渉変調のためのＭＥＭＳスイッチ及び代替えの構造を備える他のデバイスの製造において、部分的反射層は、他の場所に配置されるか、または含まれないと共に、電極層は不透明であり得るということが理解されることになる。別の実施例において、電極層そのものが、部分的に反射し得る。
図８Ｂにおいて、電極層５２、及び部分的反射層５４が、形づけられてエッチングされるということ、そして、代わりに絶縁層とも言われる誘電体層５６が、光学スタック１６を形成して、部分的反射層５４の上に蒸着されるということが理解され得る。電極層及び部分的反射層の形づけ及びエッチングは、例えば、基板の表面上のギャップ５５によって分離された帯状電極を形成するように実行され得る。形づけ及びエッチングは、更に、必要ならば、形成されるべき支持構造材の下側、及びディスプレイの他の非活動的な部分から、電極及び部分的な反射表面を取り除くために使用され得る。一部の実施例において、誘電体層５６は、酸化ケイ素（silicon oxide）または窒化ケイ素（silicon nitride）を含み得るが、しかし、他の酸化物のような他の適当な絶縁材料が同様に使用され得る。他の実施例において、誘電体層５６は、多層誘電体層（multiple dielectric layers）を含み得る。例えば、誘電体層５６は、ＳｉＯ２層（二酸化ケイ素層）の上に配置されたＡｌ２Ｏ３層（酸化アルミニウム層）を含み得ると共に、更なる実施例において、Ａｌ２Ｏ３層の上に配置された追加のＳｉＯ２層を含み得る。
図８Ｃにおいて、示されるように、犠牲層６０が誘電体層の上に蒸着されて、開口部（aperture）６２を形成するように、形づけられてエッチングされ得るということが理解され得る。犠牲層６０の高さは、完成した干渉変調器において、固定電極と移動可能な電極との間の距離を決定することになる。図８Ｃにおいて、犠牲層６０は、一定の厚さを有するものとして示されるが、しかし、変化する厚さを有する犠牲層が、例えば、異なる変調器が電極間の距離に基づいて異なる色を映す干渉変調器のアレイを製造するために使用され得るということが理解されることになる。開口部（aperture）６２は、図１の支柱１８のような支持構造材の形成を可能にすると共に、それは、固定電極と移動可能な電極との分離を維持するために使用され得る。一部の実施例において、犠牲材料は、モリブデン（molybdenum）、アモルファスシリコン（amorphous silicon）、ポリシリコン（polysilicon）、または他の適当な材料を含み得る。好ましくは、犠牲材料は、あらゆる隣接の層または構造と比較して、それらの層／構造に対する深刻なダメージなしで、犠牲材料の後での除去を容易にするために、選択的にエッチング可能である。同様に、以下で論じられるように、犠牲材料は、好ましくは導電性を有する。もし、隣接の構造において、それらの材料に対する犠牲材料の選択的なエッチングを不可能にする材料を使用することが望ましいならば、犠牲材料のエッチングから隣接の層／構造を保護するために、エッチング障壁層（etch barrier layer）（図示せず）が蒸着され得る。
図８Ｄにおいて、支持構造材６４が開口部６２の中に形成されると共に、反射層６６及び変形可能層（deformable layer）６８が、犠牲層６０及び支持構造材６４の上に蒸着され、変形可能な反射層７０を形成するということが理解され得る。支持構造材６４は、様々な方法で形成されると共に、様々な適当な材料から形成されることができ、それらは、フォトレジスト（photoresist）、スピンオンガラス（spin-on glass）、酸化ケイ素、窒化ケイ素、及び酸化アルミニウム（aluminum oxide）を含むが、それに限定されない。異なる形を有する支持構造材が、同様に形成され得る。
描写された実施例において、変形可能な反射層７０は、２つの明白な層から形成される。一部の実施例において、反射層６６は、アルミニウムのような高い反射率を有する材料を含む。変形可能層６８は、その反射率によって選択されることはないが、しかし、その代りに、適当な機械的性質に基づいて選択され得ると共に、ニッケルのような材料を含み得る。１つの代替えの実施例において、変形可能な反射層７０は、適当な反射する性質及び機械的な性質を有する１つの層から形成され得る。別の代替えの実施例において、図７Ｃから図７Ｅの完成された干渉変調器において描写されたように、反射層は、変形可能層からコネクタまたはテザー（tether：鎖）によってつり下げられるように形成され得る。そのような変調器の製造は、つり下げられた反射層と覆っている機械的な層との間のギャップを定義するために、犠牲材料の追加の層を蒸着するように、上述のプロセスの修正を必要とし得る。
図８Ｅにおいて、反射層６６及び変形可能層６８のような覆っている層は、所望の構造を形成するように、形づけられてエッチングされる。一部の実施例において、覆っている層は、エッチングホール７２を形成するように、形づけられてエッチングされ得ると共に、それは、犠牲層６０の追加の部分をあらわにすることによって、犠牲材料の後でのエッチングを容易にする。覆っている層は、同様に、帯状電極を形成するように、形づけられてエッチングされ得ると共に、それは、上述のように、基板上に形成された固定の帯状電極に対して垂直に続いている。犠牲材料が覆っている層の動きを抑制するので、製造工程のこの段階において、ＭＥＭＳデバイスは、“解放されない（unreleased）”と言われる。
図８Ｆにおいて、犠牲層６０を除去するための犠牲層のエッチングが実行され、覆っている電極の、基板上の固定電極の方への移動を可能にする。ＭＥＭＳデバイスは、従って、“解放された（released）”と言われる。このプロセスが、図１の変調器と類似した解放された干渉変調器を形成することになるということが理解され得る。
代替えの、もしくは追加の構造が形成されるべきであるならば、上述のプロセスが、必要に応じて変更され得るということが理解されることになる。例えば、一部のステップは、異なる順番に実行され得るか、または完全に除外され得る。
一実施例において、図８Ｆで描写されたステージのようなステージでは、一度犠牲層６０が除去されたならば、簡潔に上述されたように、調整処理が解放されたＭＥＭＳデバイスに関して実行され得る。図９Ａは、基板２０、基板上に配置された第１の電極８０、及び第１の電極の上に配置される誘電体層５６を備える、図８Ｆの干渉変調器と類似したＭＥＭＳデバイスを描写する。ＭＥＭＳデバイスが干渉変調器である実施例において、これらの層は、図１の光学スタック１６のような、干渉変調器のための光学スタック１６を形成し得る。そのような実施例において、第１の電極８０と誘電体層５６との間の部分的反射層のような、光学スタック１６が図示されなかった追加の層を含み得るということが理解されることになる。支持構造材６４は、誘電体層５６からエアギャップ８４だけ離れて、第２の電極８２に対して間隔をあける。干渉変調器が、そのような構造または同様の構造を有するＭＥＭＳデバイスの１つの例であると同時に、スイッチ及びラッチのような他のＭＥＭＳデバイスは、エアギャップ及び誘電体層によって別の電極から分離された移動可能な電極を、更に備え得る。
図９Ｂにおいて、第２の電極８２が第１の電極８０の方へ屈折すると共に、第２の電極８２の一部分を誘電体層５６に接触させるように、第２の電極が接地されるいっぽうで、第１の電極を横断する電圧が印加される。その電圧は、電源８５によって印加される。この実施例において、印加電圧は、その場合に、しばらくの間維持される。継続的な電圧の印加は、誘電体層５６の中に蓄積される電荷を安定させると共に、誘電体層５６を飽和させるのに役立つ。この安定化及び飽和は、誘電体層５６の内部のエージングプロセスの結果であると同時に、誘電体層５６を横断する電圧の継続的な印加は、このエージングプロセスを加速するのに役立つと共に、エージングしていないＭＥＭＳデバイスの性能より一貫性のある初期性能を有するＭＥＭＳデバイスに帰着する。
一般的に、干渉変調器のようなＭＥＭＳデバイスは、複数の行及び列の帯状電極を備える大きなアレイで製造される。この調整処理は、アレイ内の各ＭＥＭＳデバイスに対して、同時に実行され得る。一実施例において、これは、行電極の各々、または列電極の各々をショートさせるショート構造（shorting structure）の使用を通して実行され得ると共に、アレイにおける各々のＭＥＭＳデバイスを横断する電圧の印加を容易にする。一実施例において、これらのショート構造は、製造工程における後半に刻みつけられることになる、基板の部分に蒸着される導電性のリード線を含む。別の実施例において、ショート構造は、電極の間の所望の接続を生成するために利用される外部装置を含む。アレイにおける各々のＭＥＭＳデバイスを横断する電圧の継続的な印加は、誘電体層の対応する部分をエージングすることになると共に、上述のように、アレイを横断してより一定の性能を提供する。
しかしながら、この調整方法にはある種の障害が存在する。１つ目には、図９Ｂにおいて、電圧が印加されているとき、誘電体層５６の必ずしも全ての部分が移動可能な電極８２と接触する状態になるとは限らないということが理解され得る。支持構造材６４を囲む誘電体層５６の部分８６は、移動可能な電極８２と接触しない。誘電体層５６のそれらの部分８６は、従って、移動可能な電極８２と接触した誘電体層５６の部分ほど、効果的にエージングされない。
更に、簡潔に上で論じられたように、行電極及び列電極によってアドレス指定できるアレイにおいて、個々のＭＥＭＳエレメントを“通電検査（burn-in）”するために、十分な電圧が対応する行電極と列電極とを横断して印加されなければならない。干渉変調器のようなＭＥＭＳデバイスのアレイ全体を通電検査する最も速い道は、例えば行電極を接地する一方、列電極の各々を横断する同じ電圧を印加することであり、これらの電極と各々との接続を生成することを必要とする。これは、それらの内の１つが上述のショート構造の使用である様々な方法で達成され得るが、しかしこのプロセスを単純化することが望ましい。
図１０を参照して論じられた代替えの実施例において、通電検査プロセスは、製造工程における初期の段階で有利に実行され得る。図１０は、図９Ａ及び図９Ｂのデバイスと類似した部分的に製造されたＭＥＭＳデバイスを描写する。デバイスは、基板２０、基板の上に配置される第１の電極８０、及び第１の電極８０の上に配置される誘電体層５６を備える。犠牲層６０は、誘電体層５６の上に配置されていると共に、第２の電極８２は、第２の電極８２の下側から犠牲層６０を通って下向きに伸びる支持構造材６４によって、犠牲層６０の上に配置される。例証された実施例において、犠牲層６０の部分をあらわにする開口部８６が、第２の電極８２に形成された。しかしながら、以下で更に詳細に論じられるように、他の実施例において、開口部８６は第２の電極に形成されない可能性があると共に、第２の電極を越えて伸びる犠牲層の部分に電圧が印加され得る。この実施例において、犠牲層は、モリブデンのような導体を含む。
第１の電極８０が接地される一方、その場合に、電圧が、電源８５によって、導電性の犠牲層６０へ印加される。理解され得るように、導電性の犠牲層６０は、図９Ｂの作動した第２の電極８２と異なり、支持構造材６４を直接囲む領域においてさえも、下位層と接触している。従って、電力は、支持領域は別として、誘電体層５６全体に、より効果的に印加され、エージングプロセスを加速する。更に、多くの実施例において、導電性の犠牲層６０は、第２の電極８２より導電性があり、通電検査プロセス、特に犠牲層６０がモリブデンを含む場合の通電検査プロセスを容易にする。特に、ＭＥＭＳデバイスが干渉変調器である実施例において、誘電体層５６と接触する状態となる第２の電極８２の部分は、その導電性の性質（例えば、図８Ｄの反射層６６）よりも、クロム（Ｃｒ）またはアルミニウム（Ａｌ）のような、その反射の性質によって選択される材料を含み得る。
電圧は、一般的に所定時間の間印加される。一実施例において、電圧は、少なくとも約５分間印加される。別の実施例において、電圧は、少なくとも約１０分間印加される。電圧の印加に望ましい時間の長さは、解放されないＭＥＭＳデバイスにおける様々な層の構成と厚さ、ＭＥＭＳデバイスの構造、印加される電圧、及び環境要因を含む様々な要因によって変わることになる、ということが理解されることになる。特に、エージングプロセスは、より高い温度で加速される。
有利に、一部の実施例において、図１１を参照して以下で論じられるように、犠牲層６０は、部分的に製造されたＭＥＭＳデバイスのアレイ全体の至る所に伸びる１つの連続的な層である。従って、導電性の犠牲層６０の単一の部分に対する電圧の印加は、アレイ内のＭＥＭＳデバイスの各々における誘電体層５６のエージングを可能にすることになる。上側の電極８２よりむしろ、犠牲層６０に対する電圧の印加は、上側の電極８２を接続するショート構造の必要性を有利に消去し、上述のように、通電検査プロセスを単純化する。
一部の実施例において、第２の電極８２は、犠牲層６０に対する電圧の直接的な印加を可能にする開口部８６を形成するように、形づけられてエッチングされ得る。しかしながら、更にＭＥＭＳデバイスの通電検査を保証するために、犠牲領域上の１つ以上の場所に電圧を印加することに価値があり得る。一部の実施例において、犠牲層は、第２の電極層の蒸着前に形づけられ得ると共に、第２の電極８２を越えて伸びる、下にある犠牲層６０の一部分である接触領域８７のような構造の形成を可能にする。図１１は、そのようなアレイの単純化されたバージョンの上から見た図を描写する。同様に、図１１において理解され得るように、アレイの至る所の支持構造材６４の存在にもかかわらず、単一のポイントまたは少しのポイントにおける犠牲層６０に対する電圧の印加が効果的であると共に、通電検査プロセスを単純化し得るように、犠牲層６０は、ＭＥＭＳアレイの至る所に伸びる連続的な層を備える。更なる実施例において、複数の場所における電圧の印加を可能にする複数の接触領域８７が形成され得る。他の実施例において、これらの接触領域８７は、様々な形を含むと共に、より薄いリード線を介して犠牲層の残りと接続された広い接触領域のような、様々な場所において形成され得る。更に他の実施例において、犠牲層６０の周辺部は、（同様に、図１１において理解され得るように、）それが第２の電極８２を越えて伸びるように、実質的にエッチングされない状態で放置され得ると共に、電圧は、第２の電極８２の外側のあらゆる場所において印加され得る。様々な実施例において、電圧は、図１０の開口部８６のような、覆っている層における開口部（図示せず）を介して印加され得る。
第１の電極層８０は、一般的に、ＭＥＭＳアレイの至る所で、誘電体層５６によって保護される。図１１において理解され得るように、第１の電極層８０との電気的接続を生成するために、第１の電極層８０の拡張は、少なくとも部分的にアレイ及び誘電体層を越えて伸びる導電性のリード線８８を形成するように、形づけられてエッチングされ得る。これらの導電性のリード線８８は、接触点９０を含み得るか、または接触点９０に接続し得ると共に、一部の実施例では、それは、導体パッドまたは導電性のバンプ（***）を含み得る。一部の実施例において、これらの導電性のリード線は、例えば上述のようなショート構造の使用を通して、一時的に一緒にショートさせられ得ると共に、その場合に、完成したデバイスにおける様々な帯状電極と通信するために使用され得る。
上述のタイプのＭＥＭＳデバイスの誘電体層における欠陥は、移動可能な電極を作動させるために、第１の電極と第２の電極との間に電圧が印加されるとき、漏洩電流またはショートに帰着し得る。通電検査プロセスに加えて、誘電体層に欠陥があるか、もしくは誘電体層が何らかの方法で絶縁不良を提供するデバイスを識別するために、ＭＥＭＳデバイスまたはアレイは、同様に、製造工程において、この時点で検査される。いくつかの実施例において、この検査は、ＭＥＭＳデバイスまたはアレイを横断する抵抗を測定することを含み、それは、通電検査プロセスの間、または個別のプロセスにおいて実行され得る。犠牲層及び内在する電極がいくらかの抵抗の一因になると同時に、抵抗測定は、誘電体層の抵抗によって支配されることになる。もし測定された抵抗が、予測される抵抗と、かなりの量の差で異なるならば、ＭＥＭＳデバイスまたはアレイは、潜在的に欠陥があると識別され得る。解放されないＭＥＭＳデバイスまたはアレイを検査することによって、移動可能な層がその点において誘電体層のそれらの部分と接触する可能性がない解放されたＭＥＭＳデバイスまたはアレイ（例えば、図８Ｆ及び図９Ａ）を検査することより、支持構造材を囲む誘電体層のそれらの部分における欠陥は、更に容易に識別され得る。
一実施例において、解放されない干渉変調器のアレイ（例えば図８Ｅ及び図１０）は、上述のようにエージングされて、予測される抵抗は、約１０［ＭΩ］であり得る。特別な実施例において、もし電圧が導電性の犠牲層に印加される場合に測定された抵抗が約１００［ｋΩ］より小さいならば、干渉変調器のアレイは、潜在的に欠陥があると識別される。別の実施例において、測定された抵抗が約１０［ｋΩ］より小さいならば、干渉変調器のアレイは、潜在的に欠陥があると識別される。別の実施例において、もし解放されないＭＥＭＳデバイスを横断する測定された抵抗が予測される抵抗より少なくとも約２桁の差で小さいならば、ＭＥＭＳデバイスは、潜在的に欠陥があると識別される。
上述の実施例の様々な組み合わせが可能であるということが理解されることになる。例えば、電圧が直接犠牲層に印加される実施例において、電圧は、犠牲材料を覆う１つまたは全ての層の蒸着の前に印加され得ると共に、電圧を印加する目的のために、覆っている層において開口部をエッチングする必要性を除去する。別の実施例において、犠牲層と第１の電極とを横断する電圧は、犠牲層を接地して、帯状電極に電圧を印加するように、別の方法で印加され得る。上述の方法及び装置の様々な他の組み合わせが熟考される。更に、それらのＭＥＭＳデバイスの性能を向上させるために、上述のＭＥＭＳデバイスを形成して検査する方法が、ＭＥＭＳデバイスを形成して検査する他の方法と組み合わされて利用され得るということが理解されることになる。
同様に、上述の実施例における層の順序と層を形成する材料は、単に代表的なものであるということが認識されることになる。更に、いくつかの実施例において、示されなかった他の層は、ＭＥＭＳデバイスの部分を形成するように、もしくは基板上に他の構造体を形成するように、蒸着されて処理される。他の実施例において、これらの層は、代わりに使える材料の蒸着、形づけ、及びエッチング、そしてプロセスを用いて形成され得るか、異なる順序で蒸着され得るか、または当業者に知られているであろう異なる材料から構成され得る。
更に、実施例に応じて、ここで説明されたあらゆる方法の行為または事象は、文章が明確に、そして明瞭に別の方法で明示しない限り、他のシーケンスにおいて実行され得るか、集約され得るか、併合され得るか、または完全に省略され得るということが認識されることになる（例えば、全ての行為または事象が方法の実践にとって必要であるとは限らない）。
上述の詳細な説明が示され、説明され、そして様々な実施例に適用された発明の新奇な特徴が指し示された一方、例証されたプロセスのデバイスの形態及び詳細において、様々な省略、置換、及び変更が、当業者によって、本発明の精神からはずれずに実行され得るということが理解されることになる。認識されるように、いくつかの特徴は、他のものから分離して使用され得るか、もしくは実行され得るので、本発明は、ここで説明された特徴及び利益の全てを提供しない形態で具体化され得る。
第１の干渉変調器の移動可能な反射層が弛緩位置にあり、第２の干渉変調器の移動可能な反射層が作動位置にある干渉変調器ディスプレイの一実施例の部分を描写する等角図である。 ３×３の干渉変調器ディスプレイを組み込む電子機器の一実施例を例証するシステムブロック図である。 図１の干渉変調器の代表的な一実施例に関する移動可能な鏡の位置と印加電圧とを対比した図である。 干渉変調器ディスプレイを動かすために使用され得る一組の行電圧及び列電圧の実例を示す図である。 図２の３×３の干渉変調器ディスプレイを示す図である。 図２の３×３の干渉変調器ディスプレイにディスプレイデータのフレームを書くために使用され得る行信号及び列信号に関する１つの代表的なタイミングを例証する図である。 複数の干渉変調器を備える画像表示装置の実施例を例証するシステムブロック図である。 複数の干渉変調器を備える画像表示装置の実施例を例証するシステムブロック図である。 図１のデバイスの断面図である。 干渉変調器の代替実施例の断面図である。 干渉変調器の別の代替実施例の断面図である。 干渉変調器の更にもう一つの代替実施例の断面図である。 干渉変調器の追加の代替実施例の断面図である。 ＭＥＭＳデバイスの製造における特定の段階を描写する断面図である。 ＭＥＭＳデバイスの製造における特定の段階を描写する断面図である。 ＭＥＭＳデバイスの製造における特定の段階を描写する断面図である。 ＭＥＭＳデバイスの製造における特定の段階を描写する断面図である。 ＭＥＭＳデバイスの製造における特定の段階を描写する断面図である。 ＭＥＭＳデバイスの製造における特定の段階を描写する断面図である。 作動していない状態のＭＥＭＳデバイスの断面図である。 ＭＥＭＳデバイスが作動状態に駆動される通電検査プロセスの間のＭＥＭＳデバイスの断面図である。 電圧が導電性の犠牲層に印加される通電検査プロセスの間の部分的に製造されたＭＥＭＳデバイスの断面図である。 図１０のＭＥＭＳデバイスのような部分的に製造されたＭＥＭＳデバイスのアレイの平面図である。
符号の説明
２１ プロセッサ
２２ アレイドライバ
２４ 行ドライバ回路
２６ 列ドライバ回路
２７ ネットワークインタフェース
２８ フレームバッファ
２９ ドライバコントローラ
３０ ディスプレイアレイ
４３ アンテナ
４５ スピーカ
４６ マイクロホン
４７ トランシーバ
４８ 入力装置
５０ 電源
５２ 調整ハードウェア

Claims (26)

  1. ＭＥＭＳデバイスを製造する方法であって、
    第１の電極層を形成する段階と、
    前記第１の電極層の上に誘電体層を形成する段階と、
    前記誘電体層の上に犠牲材料の層を蒸着させる段階と、
    前記犠牲材料の層に対して電圧を印加する段階とを有し、
    前記犠牲材料の層は導電性があると共に、
    前記犠牲材料の層は前記誘電体層と電気的に連通している
    ことを特徴とする方法。
  2. 前記犠牲材料の層の上に第２の電極層を形成する段階を更に有する
    ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 前記犠牲材料の層の少なくとも一部分を露出するように前記第２の電極層を形づける段階を更に有し、
    前記電圧が、露出された前記少なくと一部分に対して印加される
    ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
  4. 前記第２の電極層を形づける段階が、前記第２の電極層に開口部を形成する段階を有する
    ことを特徴とする請求項３に記載の方法。
  5. 接触領域を形成するように前記犠牲材料の層を形づける段階を更に有し、
    前記電圧が、前記接触領域に対して印加される
    ことを特徴とする請求項３に記載の方法。
  6. 前記第１の電極層と前記誘電体層との間に、部分的反射層を形成する段階を更に有する
    ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
  7. 前記第２の電極層を形成する段階が、前記犠牲材料の層に隣接する反射層を形成する段階を有する
    ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
  8. 前記第２の電極層を形成する段階が、前記犠牲材料の層の上に変形可能層を形成する段階を有する
    ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
  9. 前記電圧が、前記誘電体層における電荷を安定させるのに十分な一定期間の間印加される
    ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  10. 前記電圧が、少なくとも５分の間印加される
    ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  11. 前記電圧が、少なくとも１０分の間印加される
    ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  12. 前記第１の電極層と電気的に連通している少なくとも１つの導電性のリード線を形成する段階を更に有し、
    前記電圧が、前記少なくとも１つの導電性のリード線に対して印加される
    ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  13. 前記誘電体層が、酸化ケイ素を含む
    ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  14. 前記誘電体層が、窒化ケイ素を含む
    ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  15. 前記犠牲材料の層が、モリブデンを含む
    ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  16. 部分的に製造されたＭＥＭＳデバイスを検査する方法であって、
    導電性の犠牲層と第１の電極層との間に誘電体層が配置された前記犠牲層と前記第１の電極層との間に、電圧を印加する段階と、
    少なくとも前記導電性の犠牲層、前記第１の電極層、及び前記誘電体層を横断する抵抗を測定する段階とを有する
    ことを特徴とする方法。
  17. もし前記抵抗が所定値を下回っているならば、ＭＥＭＳデバイスを欠陥品であると特定する段階を更に有する
    ことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
  18. もし前記抵抗が１００［ｋΩ］より小さいならば、ＭＥＭＳデバイスが、欠陥品であると特定される
    ことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
  19. もし前記抵抗が１０［ｋΩ］より小さいならば、ＭＥＭＳデバイスが、欠陥品であると特定される
    ことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
  20. 部分的に製造されたＭＥＭＳデバイスを調整するためのシステムであって、
    前記システムが、
    基板と、
    前記基板の上に配置された第１の電極層と、
    前記第１の電極層の上に配置された誘電体層と、
    前記誘電体層の上に配置された導電性の犠牲層と、
    前記導電性の犠牲層と電気的に連通している電源と
    を備えることを特徴とするシステム。
  21. 前記導電性の犠牲層の上に配置された第２の電極層を更に備え、
    前記第２の導電性の層は、下に存在する前記犠牲層の一部分を露出するように形づけられ、
    前記電源が、前記導電性の犠牲層の露出された部分と電気的に連通している
    ことを特徴とする請求項２０に記載のシステム。
  22. ＭＥＭＳデバイスを製造する方法であって、
    第１の電極層を提供する段階と、
    前記第１の電極層の上に配置された誘電体層を提供する段階と、
    前記誘電体層の上に配置された導電性の犠牲層を提供する段階と、
    前記導電性の犠牲層の上に配置された第２の電極層を提供する段階と、
    一定期間の間、電圧を前記導電性の犠牲層に印加する段階と、
    空洞共振器の形を定めるように導電性の犠牲材料をエッチングする段階と
    を有することを特徴とする方法。
  23. 前記第１の電極層と前記誘電体層との間に配置された部分的反射層を提供する段階を更に有し、
    前記第２の電極層が、反射層を構成する
    ことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
  24. 前記導電性の犠牲層が、モリブデンを含む
    ことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
  25. 前記導電性の犠牲材料をエッチングすることは、２フッ化キセノン（ＸｅＦ２）によるエッチングを含む
    ことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
  26. 前記誘電体層が、酸化ケイ素と窒化ケイ素の内の少なくとも１つを含む
    ことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
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