專利名稱：微鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種使用于微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS，Micro Electro-MechanicalSystem)中的微鏡(Micromirror)，特別涉及一種具有一上氮化鈦層及一純鋁層的多層式微鏡，且純鋁層是設(shè)置于氮化鈦層下，以減少微鏡中的缺陷發(fā)生率。
背景技術(shù)：
投影系統(tǒng)中的最新進(jìn)展是利用一種光學(xué)半導(dǎo)體，而此種光學(xué)半導(dǎo)體即為一數(shù)字微鏡裝置。一數(shù)字微鏡裝置芯片可以說是目前世上最為復(fù)雜的光開關(guān)(lightswitch)，并且其包含有一系列約750,000至1,300,000個(gè)樞設(shè)的精微微鏡。每一個(gè)微鏡都可量測(cè)小于人類頭發(fā)寬度1/5的距離，且在一投射影像中，每一個(gè)微鏡是對(duì)應(yīng)于一個(gè)像素(pixel)。數(shù)字微鏡裝置芯片可以結(jié)合有一數(shù)字影像或圖像信號(hào)、一光源以及一投影鏡頭，如此一來，微鏡即可將一全數(shù)字影像反射至一屏幕或其它表面上。
盡管目前的數(shù)字微鏡裝置有多種構(gòu)造，典型的微鏡大多是設(shè)置于微小的樞紐上，而此樞紐可使微鏡傾斜朝向(開啟)一投影系統(tǒng)中的光源以反射光線，或使微鏡傾斜遠(yuǎn)離于(關(guān)閉)該光源，以在一投射表面上產(chǎn)生一較暗的像素。輸入半導(dǎo)體中的一數(shù)字流對(duì)影像轉(zhuǎn)換碼(Bitstream-to-Image code)可導(dǎo)引每一個(gè)微鏡于一秒內(nèi)開啟或關(guān)閉數(shù)次。當(dāng)微鏡開啟的頻率高于其關(guān)閉的頻率時(shí)，微鏡即可反射一較亮的灰色像素，反之，微鏡即可反射一較暗的灰色像素。一些投影系統(tǒng)可使像素適度地偏轉(zhuǎn)(偏斜)以產(chǎn)生1,024個(gè)灰色色度，進(jìn)而可將輸入至數(shù)字微鏡裝置中的影像或圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換成一高精細(xì)的灰階影像。在一些系統(tǒng)中，當(dāng)由一燈泡所產(chǎn)生的光線行進(jìn)至數(shù)字微鏡裝置的面板表面時(shí)，該光線會(huì)通過一色輪(ColorWheel)，此色輪可將該光線過濾成紅光、綠光及藍(lán)光。一單芯片的數(shù)字微鏡裝置投影系統(tǒng)可產(chǎn)生至少16,700,000個(gè)顏色。當(dāng)三個(gè)數(shù)字微鏡裝置芯片被運(yùn)用時(shí)，則可產(chǎn)生超過35×1012個(gè)顏色。值得注意的是，每一個(gè)微鏡的開啟及關(guān)閉狀態(tài)乃是與三原色(紅、綠、藍(lán))調(diào)和，而可產(chǎn)生寬范圍的顏色。
圖1所示為第一種現(xiàn)有數(shù)字微鏡裝置(DMD)10，此數(shù)字微鏡裝置10可包括有一半導(dǎo)體裝置12，例如，一互補(bǔ)性氧化金屬半導(dǎo)體記憶裝置(CMOS memorydevice)。半導(dǎo)體裝置12具有一電路系統(tǒng)13，而可根據(jù)一影像或圖像信號(hào)來致動(dòng)一電極(或多個(gè)電極)。一第一層14成形于半導(dǎo)體裝置12上，其可具有一軛式地址電極(yoke address electrode)16、穿孔(vias，未顯示)以及一偏壓重置總線(bias-reset bus)20，穿孔乃從第一層14中向下成形至半導(dǎo)體裝置12的電路系統(tǒng)13上。一第二層22成形于第一層14上，其可具有一軛(yoke，未顯示)、一扭轉(zhuǎn)樞紐26(torsion hinge)以及二個(gè)微鏡地址電極28。一微鏡32成形及定位于第二層22上，因此，當(dāng)其中一個(gè)微鏡地址電極28被半導(dǎo)體裝置12致動(dòng)時(shí)，微鏡32可以做對(duì)角線式的偏轉(zhuǎn)。此外，微鏡32還可具有一反射層，此反射層傳統(tǒng)上包含了鋁。仍如圖1所示，數(shù)字微鏡裝置10具有復(fù)雜的構(gòu)造，故其制造成本昂貴以及其產(chǎn)量會(huì)受到限制。再者，微鏡32還具有一些缺點(diǎn)，將于以下的敘述中說明。
圖2所示為用于第二種現(xiàn)有數(shù)字微鏡裝置中的一第一次組件40。第一次組件40可具有一透明層42、樞紐44以及微鏡32。透明層42可以是玻璃材料，而樞紐44是成形于透明層42上。微鏡32則是設(shè)置于樞紐44上，而可對(duì)樞紐44及透明層42做樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
如圖3所示，每一個(gè)微鏡32都通過一樞紐44連接于透明層42。各種數(shù)字微鏡裝置中的所有組件都可以通過現(xiàn)有技術(shù)中半導(dǎo)體或微機(jī)電微處理技術(shù)所制造。
圖4所示為用于第二種現(xiàn)有數(shù)字微鏡裝置中的一第二次組件46。第二次組件46可具有一半導(dǎo)體裝置12以及多個(gè)電極48。半導(dǎo)體裝置12可以是一互補(bǔ)性氧化金屬半導(dǎo)體記憶裝置(CMOS memory device)。每一個(gè)電極48分別對(duì)應(yīng)于每一個(gè)微鏡32，并且成形于半導(dǎo)體裝置12上，用以與位于半導(dǎo)體裝置12中的電路系統(tǒng)(未顯示)連接。因此，電極48可根據(jù)一影像或圖像信號(hào)而選擇性地被致動(dòng)。
如圖5所示，在數(shù)字微鏡裝置10’中，第一次組件40被翻轉(zhuǎn)設(shè)置于第二次組件46上，使第一次組件40的微鏡32面向第二次組件46的電極48。間隔組件50設(shè)置于第一次組件40與第二次組件46之間，因此，微鏡32以一距離間隔于電極48，并且每一個(gè)微鏡32都可自由地偏轉(zhuǎn)或通過對(duì)應(yīng)的電極48的運(yùn)作而做樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
如圖5所示，當(dāng)光線被導(dǎo)引至微鏡32上時(shí)，電極48可以被致動(dòng)，以驅(qū)使其所對(duì)應(yīng)的微鏡32繞著樞紐44做樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。因此，該光線可根據(jù)電極48被致動(dòng)與否來決定是否被微鏡32所反射。如上所述，根據(jù)一特定微鏡32因?qū)?yīng)的電極48被致動(dòng)而偏轉(zhuǎn)的速度及頻率，由該特定微鏡32(像素)所投射的影像即可在投射屏幕(未顯示)或其它表面上顯現(xiàn)亮暗。
如圖6及圖7所示，現(xiàn)有的微鏡在鋁層中通常會(huì)具有凸塊54或空隙52。傳統(tǒng)上，含有濺鍍于鋁上的涂覆層的微鏡32通常會(huì)有凸塊54或空隙52，而凸塊54或空隙52常會(huì)導(dǎo)致投射影像發(fā)生扭曲現(xiàn)象。
圖8所示為一種現(xiàn)有微鏡32的多層結(jié)構(gòu)。此微鏡32包括有一基板60、一第一保護(hù)層62、一反射層64、一處理層66以及一第二保護(hù)層68?；?0傳統(tǒng)上采用玻璃材料。第一保護(hù)層62傳統(tǒng)上采用等離子體加強(qiáng)式氧化物(plasma-enhanced oxide，PEOX)，并且沉積于基板60上。反射層64傳統(tǒng)上采用鋁硅銅(AlSiCu)，并且沉積于第一保護(hù)層62上。處理層66傳統(tǒng)上采用鈦(Titanium)，并且沉積于反射層64上。第二保護(hù)層68傳統(tǒng)上也采用等離子體加強(qiáng)式氧化物(PEOX)，并且是沉積于處理層66上。
然而，采用鋁硅銅做為反射層64會(huì)具有一些缺點(diǎn)。首先，金屬凹陷會(huì)容易形成于反射層64中。再者，硅會(huì)很容易沉淀于反射層64中，因而使得從微鏡32所反射的光線產(chǎn)生不穩(wěn)定的對(duì)比比率。對(duì)于反射層64采用純鋁而言，其會(huì)對(duì)反射層64的表面造成嚴(yán)重的金屬崎嶇現(xiàn)象，因而會(huì)扭曲從微鏡32所反射來的光線。此外，對(duì)于第二保護(hù)層68采用等離子體加強(qiáng)式氧化物(PEOX)而言，其會(huì)產(chǎn)生一不穩(wěn)定的微鏡間隔物蝕刻停止點(diǎn)(Mirror Spacer Etching Stop Point)，因而會(huì)導(dǎo)致退讓的CID一致性。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的一個(gè)目的是要提供一種具有增進(jìn)反射特性的微鏡。
本實(shí)用新型的另一目的是要提供一種可以減少空隙或凹處的微鏡。
本實(shí)用新型的另一目的是要提供一種可改善表面崎嶇情形的微鏡。
本實(shí)用新型的另一目的是要提供一種新穎的微鏡，其具有由純鋁所制成的一反射層以及由氮化鈦所制成的一保護(hù)層。
本實(shí)用新型的另一目的是要提供一種新穎的微鏡，其反射層實(shí)質(zhì)上可不具有任何沉淀物。
本實(shí)用新型的另一目的是要提供一種新穎的微鏡，其保護(hù)層可做為一有效的微鏡間隔物蝕刻停止層。
如上所述，本實(shí)用新型提供一種微鏡，其包括一基板；一反射層，成形于所述的基板上，并且包括有純鋁；以及一保護(hù)層，成形于所述的反射層上，并且包括有氮化鈦。
所述的微鏡還包括一處理層，成形于所述的反射層與所述的保護(hù)層之間。
所述的微鏡還包括一第一保護(hù)層，成形于所述的基板與所述的反射層之間，其中，所述的保護(hù)層包括有一第二保護(hù)層。
所述的微鏡還包括一處理層，成形于所述的反射層與所述的第二保護(hù)層之間。
所述的反射層的厚度介于2000埃(mm)與4000埃(mm)之間，以及所述的保護(hù)層的厚度介于200埃(200×10-10mm)與1000埃(1000×10-10mm)之間。
本實(shí)用新型的有益效果在于，純鋁制成的反射層可以避免產(chǎn)生凸塊及空隙，將處理層成形在反射層上，有效地消除反射層上的凸塊及空隙的數(shù)量，減少微鏡投射出影像的影像扭曲，改善反射層表面崎嶇現(xiàn)象，使得微鏡可全體地從數(shù)字微鏡裝置中投射高品質(zhì)的影像至投射屏幕或其它表面上。


圖1所示為一現(xiàn)有數(shù)字微鏡裝置的立體分解示意圖；圖2所示為一現(xiàn)有數(shù)字微鏡裝置中的一第一次組件的立體示意圖；圖3所示為一現(xiàn)有數(shù)字微鏡裝置中的一第一次組件的側(cè)視示意圖；圖4所示為一現(xiàn)有數(shù)字微鏡裝置中的一第二次組件的側(cè)視示意圖；圖5所示為一現(xiàn)有數(shù)字微鏡裝置的側(cè)視示意圖；圖6所示為一現(xiàn)有微鏡的平面示意圖，其中，該現(xiàn)有微鏡具有凸塊及空隙；圖7所示為另一現(xiàn)有微鏡的平面示意圖，其中，該現(xiàn)有的微鏡具有凸塊及空隙；圖8所示為一現(xiàn)有的微鏡的側(cè)視示意圖；圖9所示為本實(shí)用新型的微鏡的側(cè)視示意圖；圖10所示為本實(shí)用新型的一對(duì)微鏡樞設(shè)于一透明基板的立體示意圖；以及圖11所示為本實(shí)用新型的數(shù)字微鏡裝置的側(cè)視示意圖。
數(shù)字微鏡裝置 10、10’、98半導(dǎo)體裝置12、88電路系統(tǒng) 13 第一層14軛式地址電極 16 偏壓重置總線 20第二層22 扭轉(zhuǎn)樞紐 26微鏡地址電極 28 微鏡 32、72第一次組件40、94 透明層42樞紐 44 第二次組件46、96電極 48、90 間隔組件 50空隙 52 凸塊 54基板 60 第一保護(hù)層62反射層64 處理層66第二保護(hù)層68 基板 74第一保護(hù)層76 反射層78
處理層80 第二保護(hù)層 82樞紐 84 間隔物 85透明基板 8具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型實(shí)施過程。
請(qǐng)參閱圖9，本實(shí)施例的微鏡72包括有一基板74、一第一保護(hù)層76、一反射層78、一處理層80以及一第二保護(hù)層82。
基板74是以玻璃材料所制成。
第一保護(hù)層76成形于基板74上，并且可以包括有(但不限于)氮化硅、氧化硅或氮氧化硅等材料。在本實(shí)施例中，第一保護(hù)層76包括有等離子體加強(qiáng)式硅氧化物(PEOX)或氧化硅。此外，第一保護(hù)層76的厚度可以是介于200埃(200×10-10mm)與600埃(600×10-10mm)之間。較佳的是，第一保護(hù)層76的厚度是400埃(400×10-10mm)。
反射層78成形于第一保護(hù)層76上，并且包括有一光反射材料。在本實(shí)施例中，反射層78由純鋁所制成，并且反射層78的厚度可以介于2000埃(2000×10-10mm)與4000埃(2000×10-10mm)之間。較佳的是，反射層78的厚度是2800埃(2800×10-10mm)。反射層78可以利用現(xiàn)有技術(shù)成形于第一保護(hù)層76上，例如，反射層78可以利用網(wǎng)印(screen printing)、化學(xué)汽相沉積(CVD)以及以金屬薄片鎖固等方式而成形于第一保護(hù)層76上。較佳的是，反射層78通過將鋁濺鍍于第一保護(hù)層76上而成形。特別的是，純鋁所制成的反射層78可以避免凸塊及空隙的產(chǎn)生。
處理層80成形于反射層78上，并且具有一足夠的厚度，可有效地消除或?qū)嵸|(zhì)上減少在反射層78上的凸塊及空隙的數(shù)量，因此，在微鏡72所投射出的影像中，其影像扭曲的情形可以減少。較佳的是，處理層80由鈦制成，并且可利用現(xiàn)有的技術(shù)成形于反射層78上，例如，處理層80可以通過濺鍍的方式成形于反射層78上。此外，處理層80的厚度可以介于20埃(20×10-10mm)與200埃(200×10-10mm)之間。較佳的是，處理層80的厚度是80埃(80×10-10mm)。再者，處理層80還可具有應(yīng)力釋放或潤滑的功效。
第二保護(hù)層82成形于處理層80上。特別的是，第二保護(hù)層82由氮化鈦所制成，并且以物理汽相沉積(PVD)的方式在室溫下沉積于處理層80上。此外，第二保護(hù)層82的厚度可以介于200埃(200×10-10mm)與1000埃(1000×10-10mm)之間。較佳的是，第二保護(hù)層82的厚度是500埃(500×10-10mm)。特別的是，當(dāng)?shù)佒瞥傻牡诙Ｗo(hù)層82在室溫下沉積于處理層80上時(shí)，反射層78的表面崎嶇現(xiàn)象可以被有效改善。
請(qǐng)參閱圖10及圖11，一數(shù)字微鏡裝置(DMD)98主要包括有一第一次組件94、一第二次組件96以及多個(gè)間隔物85。
第一次組件94包括有多個(gè)微鏡72、一透明基板(透明層)86以及多個(gè)樞紐84。透明基板86可以(但不限于)由玻璃材料所制成。多個(gè)樞紐84設(shè)置于透明基板86上。每一個(gè)微鏡72都通過對(duì)應(yīng)的樞紐84設(shè)置于透明基板86上，因此，每一個(gè)微鏡72都可對(duì)透明基板86以及其所對(duì)應(yīng)的樞紐84做樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。第一次組件94的組裝制造可以通過現(xiàn)有技術(shù)來完成。
第二次組件96可包括有一半導(dǎo)體裝置88以及多個(gè)電極90。半導(dǎo)體裝置88可以是(但不限于)一互補(bǔ)性氧化金屬半導(dǎo)體記憶裝置(CMOS memory device)。多個(gè)電極90都成形于半導(dǎo)體裝置88上，并且每一個(gè)電極90都對(duì)應(yīng)于第一次組件94上的每一個(gè)微鏡72。此外，每一個(gè)電極90都連接于半導(dǎo)體裝置88的電路系統(tǒng)(未顯示)，因此每一個(gè)電極90都可以根據(jù)一影像或圖像信號(hào)而選擇性被致動(dòng)。至于第二次組件96的組裝制造也可以通過現(xiàn)有的技術(shù)來完成。
如圖11所示，在數(shù)字微鏡裝置98中，第一次組件94被翻轉(zhuǎn)過來設(shè)置于第二次組件96上，如此一來，第一次組件94的微鏡72都面向第二次組件96的電極90。
間隔物85則設(shè)置于第一次組件94與第二次組件96之間，可使第一次組件94的微鏡72以一特定距離間隔于第二次組件96的電極90。因此，當(dāng)一特定電極90被致動(dòng)而驅(qū)使其所對(duì)應(yīng)的微鏡72偏轉(zhuǎn)時(shí)，該微鏡72即可自由地樞轉(zhuǎn)于其所連接的樞紐84上。
在數(shù)字微鏡裝置98的運(yùn)作過程中，光線92會(huì)被導(dǎo)引至微鏡72上，一特定電極90會(huì)被致動(dòng)而驅(qū)使其所對(duì)應(yīng)的微鏡72繞著樞紐84偏轉(zhuǎn)。因此，依據(jù)該特定電極90是否被致動(dòng)，光線92即可被對(duì)應(yīng)的微鏡72所反射或不被對(duì)應(yīng)的微鏡72所反射。此外，根據(jù)一特定微鏡72因?qū)?yīng)的電極98被致動(dòng)而偏轉(zhuǎn)的速度及頻率，由該特定微鏡72所投射出的影像(像素)即可在一投射屏幕(未顯示)或其它表面上顯現(xiàn)亮暗。另外，由于每一個(gè)微鏡72的反射層78的表面崎嶇情形已減少，以及在反射層78中的沉淀物、凸塊、凹處以及空隙已不存在，故微鏡72可以全體地從數(shù)字微鏡裝置98中投射出一高品質(zhì)的影像至投射屏幕或其它表面上。
以上實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型，本實(shí)用新型的權(quán)利范圍應(yīng)以權(quán)利要求書的范圍為準(zhǔn)，而非僅限于上述實(shí)施例。
權(quán)利要求1.一種微鏡，其特征在于，包括一基板；一反射層，成形于所述的基板上，并且包括有純鋁；以及一保護(hù)層，成形于所述的反射層上，并且包括有氮化鈦。
2.如權(quán)利要求1所述的一種微鏡，其特征在于，還包括一處理層，成形于所述的反射層與所述的保護(hù)層之間。
3.如權(quán)利要求1所述的一種微鏡，其特征在于，還包括一第一保護(hù)層，成形于所述的基板與所述的反射層之間，其中，所述的保護(hù)層包括有一第二保護(hù)層。
4.如權(quán)利要求3所述的一種微鏡，其特征在于，還包括一處理層，成形于所述的反射層與所述的第二保護(hù)層之間。
5.如權(quán)利要求1所述的一種微鏡，其特征在于，所述的反射層的厚度介于2000埃(2000×10-10mm)與4000埃(4000×10-10mm)之間，以及所述的保護(hù)層的厚度介于200埃(200×10-10mm)與1000埃(1000×10-10mm)之間。
6.如權(quán)利要求5所述的一種微鏡，其特征在于，還包括一處理層，成形于所述的反射層與所述的保護(hù)層之間。
7.如權(quán)利要求5所述的一種微鏡，其特征在于，還包括一第一保護(hù)層，成形于所述的基板與所述的反射層之間，其中，所述的保護(hù)層包括有一第二保護(hù)層。
8.如權(quán)利要求7所述的一種微鏡，其特征在于，還包括一處理層，成形于所述的反射層與所述的第二保護(hù)層之間。
9.一種微鏡，其特征在于，包括一基板；一第一保護(hù)層，成形于所述的基板上；一反射層，成形于所述的第一保護(hù)層上，并且包括有純鋁；一處理層，成形于所述的反射層上；以及一第二保護(hù)層，成形于所述的處理層上，并且包括有氮化鈦。
10.如權(quán)利要求9所述的一種微鏡，其特征在于，所述的第一保護(hù)層還包括有等離子體加強(qiáng)式硅氧化物。
11.如權(quán)利要求9所述的一種微鏡，其特征在于，所述的處理層還包括有鈦。
12.如權(quán)利要求11所述的一種微鏡，其特征在于，所述的第一保護(hù)層還包括有電漿加強(qiáng)式硅氧化物。
13.如權(quán)利要求9所述的一種微鏡，其特征在于，所述的反射層的厚度為2800埃(2800×10-10mm)，以及所述的第二保護(hù)層的厚度為500埃(500×10-10mm)。
14.如權(quán)利要求13所述的一種微鏡，其特征在于，所述的第一保護(hù)層還包括有等離子體加強(qiáng)式硅氧化物。
15.如權(quán)利要求13所述的一種微鏡，其特征在于，所述的處理層還包括有鈦。
16.如權(quán)利要求15所述的一種微鏡，其特征在于，所述的第一保護(hù)層還包括有等離子體加強(qiáng)式硅氧化物。
專利摘要一種微鏡，包括一基板、一反射層以及一保護(hù)層。反射層成形于基板上，并且包括有純鋁。保護(hù)層成形于反射層上，并且包括有氮化鈦。
文檔編號(hào)G02B26/08GK2795888SQ200520005839
公開日2006年7月12日 申請(qǐng)日期2005年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月19日
發(fā)明者王升平, 張毓華, 陳斐筠, 何大椿, 陳加強(qiáng) 申請(qǐng)人:臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司