專利名稱：數字微鏡器件及其形成方法
技術領域：
本發(fā)明涉及投影儀技術領域，尤其涉及數字微鏡器件及其形成方法。
背景技術：
DMD(digital mirror device)數字微鏡器件是一種整合的微機電上層結構電路單元(MEMS superstructure cell)，它是利用CMOS SRAM記憶晶胞所制成。DMD上層結構的制造是從完整CMOS內存電路開始，再透過光罩層的使用，制造出鋁導電層和硬化光阻層 (hardened photoresist)交替的上層結構,鋁導電層包括地址電極(address electrode)、 絞鏈(hinge)、軛(yoke)和反光鏡，硬化光阻層則作為犧牲層(sacrificial layer)，用來形成空氣間隔(air gaps)。鋁導電層經過濺鍍沉積(sputter-d印osited)以及電漿蝕刻 (plasma-etched)處理形成地址電極(address electrode)、絞鏈(hinge)、軛(yoke)禾口反光鏡；犧牲層則經過電漿去灰(plasma-ashed)處理，以便制造出層間的空氣間隙。每個反光鏡都能將光線從兩個方向反射出去，實際反射方向則視底層記憶晶胞的狀態(tài)而定；當記憶晶胞處于「0N」狀態(tài)時，反光鏡會旋轉至+12度，記憶晶胞處于「OFF」狀態(tài)，反光鏡會旋轉至-12度。只要結合DMD以及適當光源和投影光學系統(tǒng)，反光鏡就會把入射光反射進入或是離開投影鏡頭的透光孔，使得「0N」狀態(tài)的反光鏡看起來非常明亮，ΓOFFJ狀態(tài)的反光鏡看起來就很黑暗。利用二位脈沖寬度調變可以得到灰階效果，如果使用固定式或旋轉式彩色濾鏡，再搭配一顆或三顆DMD芯片，即可得到彩色顯示效果。圖1為現有技術中的一種數字微鏡的立體分解圖，參考圖1，現有技術的數字微鏡形成在基底10上，其中基底10上形成有CMOS電路結構，該CMOS電路結構為微鏡器件控制電路結構。現有技術的數字微鏡包括反光鏡11、位于所述反光鏡11下方且與所述反光鏡 11相對的軛板(yoke) 12，鉸鏈13，在所述反光鏡11和軛板12之間具有電勢差時，軛板12 與所述反光鏡11之間具有靜電力，所述反光鏡11可繞所述鉸鏈13旋轉預定的角度。反光鏡11具有反光鏡支柱111，反光鏡11通過反光鏡支柱111與鉸鏈13連接。數字微鏡還包括反光鏡地址電極14，所述反光鏡地址電極14與所述基底10上的CMOS電路結構連接， 通過CMOS電路結構向反光鏡地址電極14提供電壓，反光鏡地址電極14與反光鏡11電連接，從而CMOS電路結構通過反光鏡地址電極14向反光鏡11提供電壓，使反光鏡11具有預定的電勢。數字微鏡還包括軛板地址電極15，所述軛板地址電極15與所述基底10上的 CMOS電路結構連接，通過CMOS電路結構向軛板地址電極15提供電壓，軛板地址電極15與軛板12電連接，從而CMOS電路結構通過軛板地址電極15向軛板12提供電壓，使軛板12 具有預定的電勢。在基底10和軛板12之間具有偏置/復位總線(bias/reset bus) 16。以上所述的現有技術的數字微鏡器件結構復雜，成品率低，驅動電壓高(功耗
1 ) O

發(fā)明內容
本發(fā)明解決的問題是現有技術的數字微鏡器件結構復雜，成品率低，驅動電壓高(功耗高)。為解決上述問題，本發(fā)明提供一種數字微鏡器件，包括基底，所述基底上形成有微鏡器件控制電路結構；位于所述基底上的數字微鏡陣列，數字微鏡陣列中的每一數字微鏡包括一個反光鏡、兩個第一極板、兩個第二極板、鉸鏈；所述兩個第二極板位于所述基底上，與所述微鏡器件控制電路結構電連接；所述兩個第一極板位于所述兩個第二極板上方，且分別與所述兩個第二極板相對；所述鉸鏈位于所述第二極板上方；所述反光鏡位于所述第一極板上方，且所述反光鏡通過第一插栓與兩個第一極板電連接，所述反光鏡通過第二插栓與所述鉸鏈電連接；在所述第一極板或第二極板之間具有電壓差時，所述反光鏡繞所述鉸鏈偏轉；還包括兩個卡口，所述鉸鏈兩端分別可活動設于所述兩個卡口內，所述卡口固定且與所述微鏡器件控制電路結構電連接，在所述鉸鏈與所述卡口接觸時，所述卡口與所述鉸鏈電連接。可選的，還包括兩個連接端，位于所述兩個第二極板之間，所述第二極板通過第三插栓與所述微鏡器件控制電路結構電連接，所述連接端通過第四插栓與所述微鏡器件控制電路結構電連接；所述卡口通過第五插栓與所述連接端電連接?？蛇x的，所述卡口包括底板、頂板以及側壁；所述底板與所述第五插栓電連接，所述頂板與所述底板相對，所述側壁連接所述底板與所述頂板。可選的，所述鉸鏈包括導電層和介質層，所述導電層靠近所述第二極板，所述介質層遠離所述第二極板。可選的，所述第一極板包括導電層和介質層，所述導電層靠近所述第二極板，所述介質層遠離所述第二極板，所述介質層相對于所述導電層具有壓應力。可選的，所述第一極板包括導電層和介質層，所述導電層遠離所述第二極板，所述介質層靠近所述第二極板，所述介質層相對于所述導電層具有拉應力。本發(fā)明還提供一種形成數字微鏡器件的方法，包括提供基底，所述基底上形成有微鏡器件控制電路結構；在所述基底上形成第二極板、兩個連接端以及第二極板、兩個連接端與所述微鏡器件控制電路結構連接的第三插栓和第四插栓；形成第一犧牲層，覆蓋所述第二極板、兩個連接端和基底形成的表面，在所述第一犧牲層的表面形成第一極板；形成第二犧牲層，覆蓋所述第一極板和所述第一犧牲層，在所述第二犧牲層和第一犧牲層中形成第五插栓，在所述第五插栓上形成所述卡口的底板；形成第三犧牲層，覆蓋所述第二犧牲層、所述卡口的底板，在所述第三犧牲層表面形成鉸鏈；形成第四犧牲層，覆蓋所述第三犧牲層和鉸鏈，在所述第四犧牲層和第三犧牲層中形成卡口的側壁、第四犧牲層的表面形成卡口的頂板；形成第五犧牲層，覆蓋所述第四犧牲層和所述卡口，在所述第五犧牲層、第四犧牲層、第三犧牲層、第二犧牲層中形成第一插栓、在所述第四犧牲層和第五犧牲層中形成第二插栓；在所述第五犧牲層和第一插栓、第二插栓形成的表面上形成反光鏡，所述反光鏡與所述第二插栓電連接；去除第五犧牲層、第四犧牲層、第三犧牲層、第二犧牲層以及第一犧牲層?？蛇x的，所述在所述基底上形成第二極板、兩個連接端以及第二極板、兩個連接端與所述微鏡器件控制電路結構連接的第三插栓和第四插栓包括在所述基底上形成介質層；圖形化所述介質層，形成第三通孔和第四通孔；在所述第三通孔和第四通孔中沉積導電材料形成第三插栓和第四插栓，第三通孔對應形成第三插栓，第四通孔對應形成第四插栓；在所述圖形化的介質層和第三插栓、第四插栓形成的表面形成導電層；圖形化所述導電層，形成第二極板、連接端?？蛇x的，在所述第二犧牲層和第一犧牲層中形成第五插栓，在所述第五插栓上形成所述卡口的底板包括圖形化所述第二犧牲層和第一犧牲層，在所述第二犧牲層和第一犧牲層中形成第五通孑L ；在所述第五通孔的側壁形成介質層；在所述第五通孔的側壁形成介質層后，在所述第五通孔內填滿導電材料，形成第五插栓；在所述第五插栓和所述第二犧牲層組成的表面上形成導電層；圖形化所述導電層，形成卡口的底板。可選的，所述在所述第三犧牲層表面形成鉸鏈包括在所述第三犧牲層表面依次形成導電層、介質層；圖形化所述導電層和介質層，形成鉸鏈?？蛇x的，所述在所述第四犧牲層和第三犧牲層中形成卡口的側壁、第四犧牲層的表面形成卡口的頂板包括在所述第四犧牲層表面形成圖形化的光刻膠層；以所述圖形化的光刻膠層為掩膜刻蝕所述第四犧牲層，在所述第四犧牲層中形成開口，所述開口暴露出所述底板遠離鉸鏈的邊緣部分；在所述開口的側壁、底部以及所述第四犧牲層的表面形成導電層；圖形化所述導電層，保留所述開口側壁、底部以及與所述底板相對的第四犧牲層表面的導電層，形成卡口的側壁以及頂板，其中與所述底板相對的導電層為頂板，連接頂板和底板的開口側壁的導電層為卡口的側壁。與現有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點本技術方案的數字微鏡器件，結構簡單，而且，鉸鏈的兩端可活動于卡口內，因此鉸鏈對力比較敏感，這樣可以提高數字微鏡器件的靈敏度。
進一步的，鉸鏈包括導電層和介質層，由于介質層的存在，介質層的強度大于導電層的強度，相對于現有技術中僅包括導電層的鉸鏈，提高了鉸鏈的強度，從而可以提高鉸鏈的可靠性(也就是說，提高鉸鏈可以轉動的次數)。進一步的，位于所述第二極板上方的第一極板也包括導電層和介質層，所述介質層靠近所述第二極板，所述導電層遠離所述第二極板，所述介質層相對于所述導電層具有壓應力。由于介質層對導電層的壓應力的存在，當第一極板和第二極板之間具有電勢差，具有吸引力時，第一極板較容易向第二極板方向偏轉，從而反光鏡容易偏轉，這樣第一極板和第二極板之間的電勢差相對于現有技術可以降低，因此可以降低驅動電壓，從而可以降低功耗。


圖1是現有技術的數字微鏡的立體分解示意圖；圖2是本發(fā)明具體實施例的數字微鏡的立體分解示意圖；圖3為本發(fā)明具體實施方式
的形成數字微鏡器件的方法的流程圖；圖4a、4b 圖20a、圖20b為本發(fā)明具體實施例的形成數字微鏡器件的方法的剖面結構示意圖，其中，各幅a圖為圖2中所示的a-a方向的剖面結構示意圖，各幅b圖為圖 2中所示的b-b方向的剖面結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖詳細說明本發(fā)明具體實施例的數字微鏡器件。圖2為本發(fā)明具體實施例的數字微鏡器件的立體結構示意圖，圖20a為圖2所示的數字微鏡器件沿a-a方向的剖面結構示意圖，圖20b為圖2所示的數字微鏡器件沿b_b 方向的剖面結構示意圖，其中a-a方向垂直于b-b方向，結合參考圖2和圖20a、圖20b，本發(fā)明的數字微鏡器件，包括基底30，所述基底30上形成有微鏡器件控制電路結構31 ；位于所述基底30上的數字微鏡陣列，數字微鏡陣列中的每一數字微鏡包括反光鏡36、兩個第一極板35、兩個第二極板33、鉸鏈34 ；所述兩個第二極板33位于所述基底30上，與所述微鏡器件控制電路結構31電連接；所述兩個第一極板35位于所述兩個第二極板33上方，且所述兩個第一極板35與所述兩個第二極板33相對設置；所述鉸鏈34位于所述第二極板33 上方；所述反光鏡36位于所述第一極板35上方，且所述反光鏡36通過第一插栓361與第一極板35電連接，所述反光鏡36通過第二插栓362與所述鉸鏈34電連接，所述鉸鏈34與所述微鏡器件控制電路結構電連接；在所述第一極板35和第二極板33之間具有電壓差時， 所述反光鏡36繞所述鉸鏈34偏轉。本發(fā)明中，數字微鏡器件還包括兩個卡口 37，所述鉸鏈34兩端分別設于所述兩個卡口 37內且處于懸浮狀態(tài)，所述卡口 37固定且與所述微鏡器件控制電路結構31電連接。鉸鏈的兩端懸浮于卡口內，因此鉸鏈對力比較敏感，這樣可以提高數字微鏡器件的靈敏度。本發(fā)明中，結合參考圖20a和圖20b，所述鉸鏈34包括導電層341和介質層342， 所述導電層341靠近所述第二極板33，所述介質層342遠離所述第二極板33。本發(fā)明中， 由于介質層342的存在，介質層342的強度大于導電層341的強度，相對于現有技術中僅包括導電層的鉸鏈，提高了鉸鏈的強度，從而可以提高鉸鏈的可靠性(也就是說，鉸鏈可以轉動的次數)，提高數字微鏡的使用壽命。結合參考圖2和圖20b，在本發(fā)明中，所述第一極板35包括導電層351和介質層 352，所述介質層352遠離所述第二極板33，所述導電層351靠近所述第二極板33，所述介質層352相對于所述導電層351具有壓應力。由于介質層352對導電層351的壓應力的存在，使得第一極板35的邊緣相對于中央向第二極板33靠近，當第一極板35和第二極板33 之間具有電勢差，具有吸引力時，第一極板35較容易向第二極板33方向偏轉，這樣第一極板35和第二極板33之間的電勢差相對于現有技術可以降低，因此可以降低驅動電壓，從而可以降低功耗。在另一實施例中也可以所述第一極板包括導電層和介質層，所述導電層遠離所述第二極板，所述介質層靠近所述第二極板，所述介質層相對于所述導電層具有拉應力，使得第一極板35的邊緣相對于中央向第二極板靠近。結合參考圖2以及圖20a、圖20b，本發(fā)明具體實施例中，兩個第一極板35厚度相同，兩者的上下表面均在同一平面上，且兩者之間具有一定間距。兩個第一極板35的形狀在本發(fā)明具體實施例中相同，且均為三角形，然而，第一極板35的形狀不限于三角形，可以為任意形狀的平板。所述鉸鏈34位于兩個第一極板35之間，但在本發(fā)明具體實施例中，鉸鏈；34的平面與兩個第一極板35的不在一個平面內。結合參考圖2以及圖20a、圖20b，本發(fā)明具體實施例中，每一個數字微鏡還包括兩個連接端332 ；所述兩個連接端位于兩個第二極板33之間。兩個第二極板33厚度相同，兩者的上下表面均在同一平面上，且兩者之間具有一定間距。兩個第二極板33的形狀在本發(fā)明具體實施例中相同，且均為三角形，然而，第二極板33的形狀不限于三角形，可以為任意形狀的平板。在本發(fā)明具體實施例中，第一極板35和第二極板33的形狀相同。所述第二極板33通過第三插栓333與所述微鏡器件控制電路結構電連接，所述連接端332通過第四插栓334與所述微鏡器件控制電路結構電連接，所述卡口 37通過第五插栓343與兩個連接端332電連接。因此，結合參考圖2以及圖20a和圖20b，本發(fā)明具體實施例中，反光鏡36通過第一插栓361與第一極板35電連接，通過第二插栓362與鉸鏈34 電連接，鉸鏈；34的兩端可活動設于卡口 37內，也就是懸浮在卡口 37內，卡口 37通過第五插栓343、連接端332以及第四插栓334與微鏡器件控制電路結構31電連接，在鉸鏈34與卡口 37接觸后，鉸鏈34與卡口具有相同的電勢，因此通過第一插栓361與卡口 37電連接的第一極板35也具有與卡口相同的電勢。參考圖16b，第二極板33通過第三插栓333與微鏡器件控制電路結構電連接，即微鏡器件控制電路結構通過第三插栓333向第二極板33提供由熱供電勢。結合參考圖20a和圖20b，本發(fā)明具體實施例中，卡口 37具有一底板371、與底板 371相對的頂板373，以及與所述底板371和頂板373連接的側壁372，其中，底板371與所述第五插栓343的頂部接觸、且與所述第五插栓343電連接，所述鉸鏈34的兩端懸置于底板371和頂板373之間。本發(fā)明中，卡口 37的形狀不限于以上本發(fā)明具體實施例中限定的形狀。本發(fā)明具體實施例的數字微鏡的工作原理為通過微鏡器件控制電路結構向第一極板35和第二極板33提供電壓，控制第一極板35和第二極板33之間的電勢差，使其中一個第一極板35和第二極板33之間具有吸引力，由于第一極板35和反光鏡36連接，因此第一極板35在第二極板33的吸引力的作用下可以帶動反光鏡36繞鉸鏈34旋轉預定的角度。由于具有兩個第一極板和兩個第二極板，因此反光鏡36根據具有電勢差的其中一個第一極板和第二極板決定偏轉的方向。反光鏡36旋轉的角度與第一極板35和第二極板33 之間的電勢差有關。在反光鏡36繞鉸鏈旋轉時，鉸鏈的兩端懸浮于卡口內，因此鉸鏈對力比較敏感，這樣可以提高數字微鏡器件的靈敏度。本發(fā)明具體實施例中，所述鉸鏈34的介質層342、所述第一極板35的介質層352 的材料選自氧化硅、碳化硅、氮氧化硅、碳氧化硅其中之一或者他們的任意組合。所述鉸鏈 34的導電層341、所述第一極板35的導電層351、所述第二極板33、所述卡口 37的材料選自金、銀、銅、鋁、鈦、鉻、鉬、鎘、鎳、鈷其中之一或者他們的任意的組合；或者，選自多晶硅、 非晶硅、多晶鍺、非晶鍺、多晶鍺硅、非晶鍺硅其中之一或者他們的任意組合。根據以上所述的本發(fā)明的數字微鏡器件，本發(fā)明還提供了一種形成數字微鏡器件的方法。為了使本領域的技術人員可以更好的理解本發(fā)明，下面結合

本發(fā)明具體實施方式
的形成數字微鏡器件的方法，圖3本發(fā)明具體實施例的形成數字微鏡器件的方法的流程圖，參考圖3，本發(fā)明具體實施例的形成數字微鏡器件的方法包括步驟Si，提供基底，所述基底上形成有微鏡器件控制電路結構；步驟S2，在所述基底上形成第二極板、兩個連接端以及第二極板、兩個連接端與所述微鏡器件控制電路結構連接的第三插栓和第四插栓；步驟S3，形成第一犧牲層，覆蓋所述第二極板、兩個連接端和基底形成的表面，在所述第一犧牲層的表面形成第一極板；步驟S4，形成第二犧牲層，覆蓋所述第一極板和所述第一犧牲層，在所述第二犧牲層和第一犧牲層中形成第五插栓，在所述第五插栓上形成所述卡口的底板；步驟S5，形成第三犧牲層，覆蓋所述第二犧牲層、所述卡口的底板，在所述第三犧牲層表面形成鉸鏈；步驟S6，形成第四犧牲層，覆蓋所述第三犧牲層和鉸鏈，在所述第四犧牲層和第三犧牲層中形成卡口的側壁、第四犧牲層的表面形成卡口的頂板；步驟S7,形成第五犧牲層，覆蓋所述第四犧牲層和所述卡口，在所述第五犧牲層、 第四犧牲層、第三犧牲層、第二犧牲層中形成第一插栓、在所述第四犧牲層和第五犧牲層中形成第二插栓；步驟S8，在所述圖形化的第五犧牲層和第一插栓、第二插栓形成的表面上形成反光鏡，所述反光鏡與所述第二插栓電連接；步驟S9，去除第五犧牲層、第四犧牲層、第三犧牲層、第二犧牲層以及第一犧牲層。為了使本領域技術人員可以更好的理解本發(fā)明的形成數字微鏡器件的方法，下面結合附圖以及具體實施例詳細說明本發(fā)明形成數字微鏡器件的方法。圖如、仙 圖20a、圖 20b為本發(fā)明具體實施例的形成數字微鏡器件的方法的剖面結構示意圖，其中，各幅a圖為圖2中所示的a-a方向的剖面結構示意圖，各幅b圖為圖2中所示的b_b方向的剖面結構示意圖，結合參考圖3和圖4a、4b 圖20a、圖20b詳細說明本發(fā)明具體實施例的形成數字微鏡器件的方法。結合參考圖3和圖如、圖4b，執(zhí)行步驟Sl，提供基底30，所述基底30上形成有微鏡器件控制電路結構31。本發(fā)明具體實施例中，所述微鏡器件控制電路結構31為CMOS SRAM 電路結構。結合參考圖3和圖5a、圖恥，執(zhí)行步驟S2，在所述基底30上形成第二極板33、兩個連接端332以及第二極板33、兩個連接端332與所述微鏡器件控制電路結構31連接的第三插栓333和第四插栓334。本發(fā)明具體實施例中，所述在所述基底30上形成第二極板33、連接端332以及第二極板33、連接端332與所述微鏡器件控制電路結構連接的第三插栓333和第四插栓334 包括在所述基底30上形成介質層；圖形化所述介質層，形成第三通孔和第四通孔；在所述第三通孔和第四通孔中填充導電材料，形成第三插栓333和第四插栓334，第三通孔對應形成第三插栓333，第四通孔對應形成第四插栓334;在所述圖形化的介質層和第三插栓、第四插栓形成的表面形成導電層；圖形化所述導電層，形成第二極板33、連接端332。本發(fā)明中，形成第二極板33、連接端332后，沉積介質材料于第二極板33、連接端332之間的間隙， 該介質材料起到保護第二極板33、連接端332以及絕緣的作用。其中，基底30上形成的介質層的材料可以選自氧化硅、碳氧化硅、氮氧化硅等本領域技術人員公知的介質層材料其中之一或者他們的任意組合，形成介質層的方法為化學氣相沉積，利用化學氣相沉積形成介質層后，對介質層進行平坦化工藝，使介質層的表面平坦化。之后在介質層的表面利用旋涂法形成光刻膠層，利用曝光、顯影工藝圖形化光刻膠層，形成圖形化的光刻膠層，定義出第三通孔和第四通孔，然后以圖形化的光刻膠層為掩膜刻蝕介質層，形成圖形化的介質層， 在介質層中形成第三通孔和第四通孔，之后灰化去除圖形化的光刻膠。接著，在第三通孔和第四通孔內填充導電材料，形成第三插栓和第四插栓。本發(fā)明具體實施例中，第二極板33、 連接端332間隙中的介質材料可以選自氧化硅、碳氧化硅、氮氧化硅等本領域技術人員公知的介質材料其中之一或者他們的任意組合，形成介質材料的方法為化學氣相沉積，利用化學氣相沉積形成介質材料后，對介質材料進行平坦化工藝。本發(fā)明具體實施例中，在所述第三插栓和第四插栓中填充導電材料之前，還包括擴散阻擋層，覆蓋所述第三通孔的側壁和底部、第四通孔的側壁和底部；之后，在所述第三通孔和第四通孔內填充導電材料形成第三插栓333和第四插栓334，所述導電材料并覆蓋所述擴散阻擋層。所述導電材料為銅或鎢或者導電的非金屬，導電的非金屬可以為重參雜的多晶硅、非晶硅、多晶鍺、非晶鍺、多晶鍺硅、非晶鍺硅等。結合參考圖3和圖6a、圖6b，執(zhí)行步驟S3，形成第一犧牲層41，覆蓋所述第二極板、兩個連接端和基底形成的表面，在所述第一犧牲層的表面形成第一極板。本發(fā)明具體實施例中，第一犧牲層41的材料為非晶碳，形成第一犧牲層41的方法為其形成方法為CMOS工藝中的普通的化學氣相沉積工藝。形成第一犧牲層41后，在所述第一犧牲層上形成第一極板。本發(fā)明具體實施例中，所述第一極板35包括導電層351和介質層352，所述第一極板35的導電層351靠近所述第二極板33，所述第一極板35的介質層 352遠離所述第二極板33，所述第一極板35的介質層352相對于所述第一極板35的導電層351具有壓應力。由于介質層對導電層的壓應力的存在，使得第一極板35的邊緣相對于中央向第二極板靠近，當第一極板和第二極板之間具有電勢差，具有吸引力時，第一極板較容易向第二極板方向偏轉，這樣第一極板和第二極板之間的電勢差相對于現有技術可以降低，因此可以降低驅動電壓，從而可以降低功耗。形成第一極板35的方法包括在所述第一犧牲層41表面上依次形成導電層352、介質層351，即先形成導電層352，之后再形成介質層 351，該介質層351覆蓋導電層；圖形化導電層352和介質層351，形成第一極板35。所述第一極板35的介質層的材料選自氧化硅、碳化硅、氮氧化硅、碳氧化硅其中之一或者他們的任意組合。所述第一極板35的導電層的材料選自金、銀、銅、鋁、鈦、鉻、鉬、鎘、鎳、鈷其中之一或者他們的任意的組合。在另一實施例中也可以所述第一極板包括導電層和介質層，所述導電層遠離所述第二極板，所述介質層靠近所述第二極板，所述介質層相對于所述導電層具有拉應力，使得第一極板35的邊緣相對于中央向第二極板靠近。結合參考圖3和圖10a、圖10b，執(zhí)行步驟S4，形成第二犧牲層42，覆蓋所述第一極板和所述第一犧牲層41，在所述第二犧牲層42和第一犧牲層41中形成第五插栓343，在所述第五插栓343上形成所述卡口的底板371。具體為參考圖7a和圖7b，本發(fā)明具體實施例中，第二犧牲層42的材料為非晶碳，形成第二犧牲層42的方法為CMOS工藝中的普通的化學氣相沉積工藝。第二犧牲層42覆蓋第一極板33和所述第一犧牲層41，也就是說，在第一極板33和所述第一犧牲層41組成的表面上形成第二犧牲層42。本發(fā)明具體實施例中，形成第二犧牲層42后，在第一犧牲層41和第二犧牲層42 中形成第五插栓的方法具體包括參考圖8a和圖8b，圖形化所述第二犧牲層42和第一犧牲層41，在所述第二犧牲層42和第一犧牲層41中形成第五通孔421。參考圖9a和圖％， 在所述第五通孔421的側壁形成介質層422 ；在所述第五通孔421的側壁形成介質層422 后，在所述第五通孔421內填滿導電材料，形成第五插栓343。本發(fā)明具體實施例中，在所述第五通孔421的側壁形成介質層422后，在所述第五通孔內填滿導電材料之前，還包括在所述第五通孔的側壁和底部形成擴散阻擋層423，所述擴散阻擋層423在第五通孔的側壁覆蓋第五通孔側壁的介質層422 ；在所述第五通孔的側壁和底部形成擴散阻擋層后，在所述第五通孔內填滿導電材料，形成第五插栓。也就是說，在本發(fā)明的其他實施例中，也可以沒有擴散阻擋層423，在第五通孔的側壁形成介質層后，用導電材料填滿第五通孔形成第五插栓。本發(fā)明具體實施例中，所述第五通孔側壁的介質層的材料為氧化硅，在第五通孔的側壁形成介質的方法為利用化學氣相沉積方法沉積氧化硅于第五通孔內，并填滿第五通孔，之后利用平坦化工藝平坦化高于第一犧牲層表面的氧化硅，接著利用干法刻蝕工藝去除第五通孔內的氧化硅，保留第五通孔側壁的預定厚度的氧化硅。其中，第五通孔側壁的介質層的作用為在之后去除圖形化的第一犧牲層后，介質層可以起到支撐第五插栓的作用。本發(fā)明中，第五通孔側壁的介質層的材料不限于氧化硅，其可以選自氧化硅、碳化硅、氮氧化硅、碳氧化硅其中之一或者他們的任意組合。第五通孔內的導電材料為銅或鎢或者導電的非金屬，導電的非金屬可以為重參雜的多晶硅、非晶硅、多晶鍺、非晶鍺、多晶鍺硅、非晶錯娃等。參考圖IOa和圖10b，形成第五插栓343后，在所述第五插栓343上形成所述卡口的底板371。本發(fā)明具體實施例中，底板371的材料選自金、銀、銅、鋁、鈦、鉻、鉬、鎘、鎳、鈷其中之一或者他們的任意的組合。在所述第五插栓343上形成所述卡口的底板371的方法為利用氣相沉積方法形成導電層，該導電層覆蓋第二犧牲層以及第五插栓，之后，圖形化該導電層形成底板371。其中，圖形化導電層的方法為本領域技術人員的公知常識，此不做贅述。結合參考圖3和圖11a、圖11b，執(zhí)行步驟S5，形成第三犧牲層43，覆蓋所述第二犧牲層42、所述卡口的底板371，在所述第三犧牲層43表面形成鉸鏈34。具體為本發(fā)明具體實施例中，第二犧牲層42的材料為非晶碳，形成第二犧牲層42的方法為CMOS工藝中的普通的化學氣相沉積工藝。形成第三犧牲層43后，在所述第三犧牲層43表面形成鉸鏈34。 本發(fā)明具體實施例中，鉸鏈；34包括導電層341和介質層342，所述導電層341靠近所述第一極板35、第二極板33，所述介質層342遠離所述第一極板35、第二極板33，也就是說，導電層341位于所述第三犧牲層43上，介質層342位于導電層341上。本發(fā)明具體實施例中， 由于介質層342的存在，介質層342的強度大于導電層341的強度，相對于現有技術中僅包括導電層的鉸鏈，提高了鉸鏈的強度，從而可以提高鉸鏈的可靠性(也就是說，鉸鏈可以轉動的次數)，提高數字微鏡的使用壽命。本發(fā)明具體實施例中，形成鉸鏈34的方法為在所述第三犧牲層43的表面上依次形成導電層、介質層；圖形化所述圖形化的第三犧牲層43上的導電層和介質層，形成鉸鏈34。所述鉸鏈34的介質層342的材料選自氧化硅、碳化硅、 氮氧化硅、碳氧化硅其中之一或者他們的任意組合。所述鉸鏈34的導電層341的材料選自金、銀、銅、鋁、鈦、鉻、鉬、鎘、鎳、鈷其中之一或者他們的任意的組合；或者，選自多晶硅、非晶硅、多晶鍺、非晶鍺、多晶鍺硅、非晶鍺硅其中之一或者他們的任意組合。結合參考圖3和圖15a、圖15b，執(zhí)行步驟6，形成第四犧牲層44，覆蓋所述第三犧牲層43和鉸鏈34，在所述第四犧牲層44和第三犧牲層43中形成卡口的側壁372、在第四犧牲層44的表面形成卡口的頂板373。具體為結合參考圖1 和圖12b，形成第四犧牲層44，覆蓋所述第三犧牲層43和鉸鏈34。 本發(fā)明具體實施例中，第四犧牲層44的材料為非晶碳，形成第四犧牲層42的方法為CMOS 工藝中的普通的化學氣相沉積工藝。結合參考圖13a和圖13b，圖形化所述第四犧牲層44，在所述第四犧牲層44中形成開口 441，所述開口 441暴露出所述卡口的底板371遠離鉸鏈的邊緣部分。其中，圖形化第四犧牲層44的方法為在第四犧牲層44的表面形成光刻膠層；之后圖形化所述光刻膠層，定義出開口 441的位置；然后以圖形化的光刻膠層為掩膜刻蝕第四犧牲層44，形成開口 441 ；最后灰化去除光刻膠層。結合參考圖1 和圖14b，在所述開口 441的側壁、底部以及圖形化的第四犧牲層 44的表面上形成導電層372 ‘，形成介質層374，所述介質層374填滿開口 441且覆蓋所述導電層372'。本發(fā)明具體實施例中，導電層372'的材料選自金、銀、銅、鋁、鈦、鉻、鉬、鎘、 鎳、鈷其中之一或者他們的任意的組合；或者，選自多晶硅、非晶硅、多晶鍺、非晶鍺、多晶鍺硅、非晶鍺硅其中之一或者他們的任意組合，采用物理氣相沉積方法形成導電層372'。介質層374的材料選自氧化硅、碳化硅、氮氧化硅、碳氧化硅其中之一或者他們的任意組合， 利用化學氣相沉積方法形成介質層374。結合參考圖15a和圖15b，圖形化所述導電層372 ‘和介質層374，形成卡口的側壁372和頂板373。本發(fā)明具體實施例中，圖形化所述導電層372'和介質層374時，保留了開口內的介質層和導電層，其中，與頂板373和底板371均接觸的導電層作為卡口的側壁 372。圖形化所述導電層372'和介質層374的方法為在所述介質層374的表面上形成光刻膠層，圖形化所述光刻膠層定義出側壁372和頂板373的位置，以圖形化的光刻膠層為掩膜，依次刻蝕介質層374和導電層372'形成卡口的側壁372和頂板373，最后灰化去除圖形化的光刻膠層。結合參考圖3和圖18a、圖18b，執(zhí)行步驟S7，形成第五犧牲層45，覆蓋所述第四犧牲層44和所述卡口 37，在所述第五犧牲層45、第四犧牲層44、第三犧牲層43、第二犧牲層 42中形成第一插栓361、在所述第四犧牲層44和第五犧牲層45中形成第二插栓362。所述第一插栓361與第一極板35電連接，第二插栓362與之后形成的反光鏡電連接。具體為結合參考圖16a、圖16b，形成第五犧牲層45，覆蓋所述第四犧牲層44和所述卡口 37。本發(fā)明具體實施例中，第四犧牲層44的材料為非晶碳，形成第四犧牲層44的方法為 CMOS工藝中的普通的化學氣相沉積工藝。結合參考圖17a、圖17b，圖形化所述第五犧牲層45、第四犧牲層44、第三犧牲層 43、第二犧牲層42，在所述第五犧牲層45、第四犧牲層44、第三犧牲層43、第二犧牲層42中形成第一通孔451，圖形化所述第五犧牲層45、第四犧牲層44，在所述第五犧牲層45、第四犧牲層44中形成第二通孔452?？梢韵刃纬傻谝煌?51，之后再形成第二通孔452 ；也可以先形成第二通孔452，之后再形成第一通孔451。以先形成第一通孔451，之后再形成第二通孔452為例詳述第一通孔451和第二通孔452的形成方法在第五犧牲層45的表面形成第一光刻膠層，圖形化第一光刻膠層定義出第一通孔451，然后以圖形化的第一光刻膠層為掩膜依次刻蝕第五犧牲層45、第四犧牲層44、第三犧牲層43、第二犧牲層42形成第一通孔451，接著灰化去除圖形化的第一光刻膠層。形成第一通孔451后，形成第二光刻膠層， 覆蓋第一通孔的底部、側壁和第五犧牲層45 ；圖形化第二光刻膠層定義出第二通孔452 ；然后，以圖形化的第二光刻膠層為掩膜依次刻蝕第五犧牲層45、第四犧牲層44，在第五犧牲層45、第四犧牲層44中形成第二通孔452。本領域技術人員根據以上所述的具體實施例以及本領域技術人員的公知技術，可以毫無疑問的推知先形成第二通孔452，之后再形成第一通孔451的方法。結合參考圖18a和圖18b，在第一通孔451中形成第一插栓361，在第二開口 452 中形成第二插栓362。本發(fā)明具體實施例中，形成第一插栓361的方法為在所述第一通孔 451的側壁形成介質層(圖中未標號)；在所述第一通孔451的側壁和底部形成擴散阻擋層 (圖中未標號)，擴散阻擋層在第一通孔451的側壁覆蓋第一通孔451側壁的介質層；在所述第一通孔451內填滿導電材料，形成第一插栓361。本發(fā)明具體實施例中，所述第一通孔 451側壁的介質層的材料為氧化硅，在第一通孔451側壁形成介質的方法為利用化學氣相沉積方法沉積氧化硅于第一通孔451內并填滿第一通孔451，之后利用平坦化工藝平坦化高于第五犧牲層45表面的氧化硅，接著利用干法刻蝕工藝去除第一通孔451內的氧化硅， 保留第一通孔451側壁的預定厚度的氧化硅。其中，第一通孔451側壁的介質層的作用為 在之后去除圖形化的第五犧牲層、第四犧牲層、第三犧牲層、第二犧牲層和第一犧牲層后， 介質層可以起到支撐第一插栓361的作用。其中第一插栓361和第二插栓362可以在同一工藝中形成，也可以在分別形成，可以先形成第一插栓361，也可以先形成第二插栓。第一通孔和第二通孔內的導電材料為銅或鎢或者導電的非金屬，導電的非金屬可以為重參雜的多晶硅、非晶硅、多晶鍺、非晶鍺、多晶鍺硅、非晶鍺硅等。結合參考圖3和圖19a、圖19b，執(zhí)行步驟S8，在所述圖形化的第五犧牲層45和第一插栓361、第二插栓362形成的表面上形成反光鏡36，所述反光鏡36與所述第二插栓362 電連接。本發(fā)明具體實施例中，形成反光鏡36包括在所述圖形化的第五犧牲層45和第一插栓361、第二插栓362形成的表面上形成導電層；圖形化所述導電層形成反光鏡36。反光鏡36的材料選自金、銀、銅、鋁、鈦、鉻、鉬、鎘、鎳、鈷其中之一或者他們的任意的組合；或者，選自多晶硅、非晶硅、多晶鍺、非晶鍺、多晶鍺硅、非晶鍺硅其中之一或者他們的任意組合。利用物理氣相沉積方法形成導電層，之后對導電層進行平坦化工藝；接著，在平坦化后的導電層上形成光刻膠層，利用曝光、顯影工藝圖形化光刻膠層，形成圖形化的光刻膠層； 之后，以圖形化的光刻膠層為掩膜，刻蝕導電層形成反光鏡36，然后灰化去除圖形化的光刻膠層。結合參考圖3和圖20a、圖20b，執(zhí)行步驟S9，去除第五犧牲層、第四犧牲層、第三犧牲層、第二犧牲層以及第一犧牲層。本發(fā)明具體實施例中，去除圖形化的第五犧牲層、圖形化的第四犧牲層、圖形化的第三犧牲層、圖形化的第二犧牲層以及第一犧牲層的方法為等離化氧氣形成氧等離子體；在溫度范圍為150°C 450°C的條件下使所述氧等離子體流過圖形化的第五犧牲層、圖形化的第四犧牲層、圖形化的第三犧牲層、圖形化的第二犧牲層以及第一犧牲層，灰化所述非晶碳。以上所述的具體實施例中，所述第一犧牲層、第二犧牲層、第三犧牲層、第四犧牲層以及第五犧牲層的材料為非晶碳，在其他實施例中，第一犧牲層、第二犧牲層、第三犧牲層、第四犧牲層以及第五犧牲層的材料也可以為光刻膠、二氧化硅、鍺或者非晶硅。當然，第一犧牲層、第二犧牲層、第三犧牲層、第四犧牲層以及第五犧牲層的材料發(fā)生變化以后，形成第一犧牲層、第二犧牲層、第三犧牲層、第四犧牲層以及第五犧牲層的方法也相應的需要進行變化，其均為本領域技術人員的常用技術手段，在此不做贅述。需要說明的是，光刻膠的去除方法和非晶碳的去除方法相同，此不做贅述。去除二氧化硅的方法為利用HF蒸汽去除二氧化硅。去除非晶硅的方法為禾Ij用包含SF6、02* CHF3的混合氣體的等離子體等離子刻蝕所述非晶硅以去除非晶硅。本發(fā)明的數字微鏡器件，結構簡單，而且，鉸鏈的兩端可活動設于卡口內，因此鉸鏈對力比較敏感，這樣可以提高數字微鏡器件的靈敏度。進一步的，鉸鏈包括導電層和介質層，由于介質層的存在，介質層的強度大于導電層的強度，相對于現有技術中僅包括導電層的鉸鏈，提高了鉸鏈的強度，從而可以提高鉸鏈的可靠性(也就是說，鉸鏈可以轉動的次數)。進一步的，位于所述第二極板上方的第一極板也包括導電層和介質層，所述介質層靠近所述第二極板，所述導電層遠離所述第二極板，所述介質層相對于所述導電層具有壓應力，所述導電層相對于所述介質層具有拉應力。由于介質層對導電層的壓應力的存在， 當第一極板和第二極板之間具有電勢差，具有吸引力時，第一極板較容易向第二極板方向偏轉，從而反光鏡較容易向第二極板方向偏轉，這樣第一極板和第二極板之間的電勢差相對于現有技術可以降低，因此可以降低驅動電壓，從而可以降低功耗。本發(fā)明雖然已以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領域技術人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，都可以利用上述揭示的方法和技術內容對本發(fā)明技術方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內容，依據本發(fā)明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術方案的保護范圍。
權利要求
1.一種數字微鏡器件，其特征在于，包括 基底，所述基底上形成有微鏡器件控制電路結構；位于所述基底上的數字微鏡陣列，數字微鏡陣列中的每一數字微鏡包括一個反光鏡、 兩個第一極板、兩個第二極板、鉸鏈；所述兩個第二極板位于所述基底上，與所述微鏡器件控制電路結構電連接； 所述兩個第一極板位于所述兩個第二極板上方，且分別與所述兩個第二極板相對； 所述鉸鏈位于所述第二極板上方；所述反光鏡位于所述第一極板上方，且所述反光鏡通過第一插栓與兩個第一極板電連接，所述反光鏡通過第二插栓與所述鉸鏈電連接；在所述第一極板或第二極板之間具有電壓差時，所述反光鏡繞所述鉸鏈偏轉； 還包括兩個卡口，所述鉸鏈兩端分別可活動設于所述兩個卡口內，所述卡口固定且與所述微鏡器件控制電路結構電連接，在所述鉸鏈與所述卡口接觸時，所述卡口與所述鉸鏈電連接。
2.如權利要求1所述的數字微鏡器件，其特征在于，還包括兩個連接端，位于所述兩個第二極板之間，所述第二極板通過第三插栓與所述微鏡器件控制電路結構電連接，所述連接端通過第四插栓與所述微鏡器件控制電路結構電連接；所述卡口通過第五插栓與所述連接端電連接。
3.如權利要求2所述的數字微鏡器件，其特征在于，所述卡口包括底板、頂板以及側壁；所述底板與所述第五插栓電連接，所述頂板與所述底板相對，所述側壁連接所述底板與所述頂板。
4.如權利要求1 3任一項所述的數字微鏡器件，其特征在于，所述鉸鏈包括導電層和介質層，所述導電層靠近所述第二極板，所述介質層遠離所述第二極板。
5.如權利要求1 3任一項所述的數字微鏡器件，其特征在于，所述第一極板包括導電層和介質層，所述導電層靠近所述第二極板，所述介質層遠離所述第二極板，所述介質層相對于所述導電層具有壓應力。
6.如權利要求1 3任一項所述的數字微鏡器件，其特征在于，所述第一極板包括導電層和介質層，所述導電層遠離所述第二極板，所述介質層靠近所述第二極板，所述介質層相對于所述導電層具有拉應力。
7.一種形成權利要求3所述的數字微鏡器件的方法，其特征在于，包括 提供基底，所述基底上形成有微鏡器件控制電路結構；在所述基底上形成第二極板、兩個連接端以及第二極板、兩個連接端與所述微鏡器件控制電路結構連接的第三插栓和第四插栓；形成第一犧牲層，覆蓋所述第二極板、兩個連接端和基底形成的表面，在所述第一犧牲層的表面形成第一極板；形成第二犧牲層，覆蓋所述第一極板和所述第一犧牲層，在所述第二犧牲層和第一犧牲層中形成第五插栓，在所述第五插栓上形成所述卡口的底板；形成第三犧牲層，覆蓋所述第二犧牲層、所述卡口的底板，在所述第三犧牲層表面形成鉸鏈；形成第四犧牲層，覆蓋所述第三犧牲層和鉸鏈，在所述第四犧牲層和第三犧牲層中形成卡口的側壁、第四犧牲層的表面形成卡口的頂板；形成第五犧牲層，覆蓋所述第四犧牲層和所述卡口，在所述第五犧牲層、第四犧牲層、 第三犧牲層、第二犧牲層中形成第一插栓、在所述第四犧牲層和第五犧牲層中形成第二插栓；在所述第五犧牲層和第一插栓、第二插栓形成的表面上形成反光鏡，所述反光鏡與所述第二插栓電連接；去除第五犧牲層、第四犧牲層、第三犧牲層、第二犧牲層以及第一犧牲層。
8.如權利要求7所述的形成數字微鏡器件的方法，其特征在于，所述在所述基底上形成第二極板、兩個連接端以及第二極板、兩個連接端與所述微鏡器件控制電路結構連接的第三插栓和第四插栓包括在所述基底上形成介質層；圖形化所述介質層，形成第三通孔和第四通孔；在所述第三通孔和第四通孔中沉積導電材料形成第三插栓和第四插栓，第三通孔對應形成第三插栓，第四通孔對應形成第四插栓；在所述圖形化的介質層和第三插栓、第四插栓形成的表面形成導電層； 圖形化所述導電層，形成第二極板、連接端。
9.如權利要求7所述的形成數字微鏡器件的方法，其特征在于，在所述第二犧牲層和第一犧牲層中形成第五插栓，在所述第五插栓上形成所述卡口的底板包括圖形化所述第二犧牲層和第一犧牲層，在所述第二犧牲層和第一犧牲層中形成第五通孔；在所述第五通孔的側壁形成介質層；在所述第五通孔的側壁形成介質層后，在所述第五通孔內填滿導電材料，形成第五插栓；在所述第五插栓和所述第二犧牲層組成的表面上形成導電層； 圖形化所述導電層，形成卡口的底板。
10.如權利要求7所述的形成數字微鏡器件的方法，其特征在于，所述在所述第三犧牲層表面形成鉸鏈包括在所述第三犧牲層表面依次形成導電層、介質層； 圖形化所述導電層和介質層，形成鉸鏈。
11.如權利要求7所述的形成數字微鏡器件的方法，其特征在于，所述在所述第四犧牲層和第三犧牲層中形成卡口的側壁、第四犧牲層的表面形成卡口的頂板包括在所述第四犧牲層表面形成圖形化的光刻膠層；以所述圖形化的光刻膠層為掩膜刻蝕所述第四犧牲層，在所述第四犧牲層中形成開口，所述開口暴露出所述底板遠離鉸鏈的邊緣部分；在所述開口的側壁、底部以及所述第四犧牲層的表面形成導電層； 圖形化所述導電層，保留所述開口側壁、底部以及與所述底板相對的第四犧牲層表面的導電層，形成卡口的側壁以及頂板，其中與所述底板相對的導電層為頂板，連接頂板和底板的開口側壁的導電層為卡口的側壁。
全文摘要
一種數字微鏡器件及其形成方法，數字微鏡器件包括基底，其上形成有微鏡器件控制電路結構；數字微鏡陣列，數字微鏡陣列中的每一數字微鏡包括反光鏡、兩個第一極板、兩個第二極板、鉸鏈；兩個第二極板位于基底上，與微鏡器件控制電路結構電連接；兩個第一極板位于兩個第二極板上方，且分別與兩個第二極板相對；鉸鏈位于第二極板上方；反光鏡位于第一極板上方，且反光鏡通過第一插栓與兩個第一極板電連接，反光鏡通過第二插栓與鉸鏈電連接；在第一極板或第二極板之間具有電壓差時，反光鏡繞鉸鏈偏轉；還包括兩個卡口，鉸鏈兩端分別設于兩個卡口內且處于懸浮狀態(tài)。本技術方案結構簡單，鉸鏈的兩端懸浮于卡口內，可以提高數字微鏡器件的靈敏度。
文檔編號B81C1/00GK102360120SQ20111029619
公開日2012年2月22日 申請日期2011年9月30日 優(yōu)先權日2011年9月30日
發(fā)明者唐德明, 毛劍宏 申請人:上海麗恒光微電子科技有限公司