专利名称：微镜的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种使用于微机电系统(MEMS，Micro Electro-MechanicalSystem)中的微镜(Micromirror)，特别涉及一种具有一上氮化钛层及一纯铝层的多层式微镜，且纯铝层是设置于氮化钛层下，以减少微镜中的缺陷发生率。
背景技术：
投影系统中的最新进展是利用一种光学半导体，而此种光学半导体即为一数字微镜装置。一数字微镜装置芯片可以说是目前世上最为复杂的光开关(lightswitch)，并且其包含有一系列约750,000至1,300,000个枢设的精微微镜。每一个微镜都可量测小于人类头发宽度1/5的距离，且在一投射影像中，每一个微镜是对应于一个像素(pixel)。数字微镜装置芯片可以结合有一数字影像或图像信号、一光源以及一投影镜头，如此一来，微镜即可将一全数字影像反射至一屏幕或其它表面上。
尽管目前的数字微镜装置有多种构造，典型的微镜大多是设置于微小的枢纽上，而此枢纽可使微镜倾斜朝向(开启)一投影系统中的光源以反射光线，或使微镜倾斜远离于(关闭)该光源，以在一投射表面上产生一较暗的像素。输入半导体中的一数字流对影像转换码(Bitstream-to-Image code)可导引每一个微镜于一秒内开启或关闭数次。当微镜开启的频率高于其关闭的频率时，微镜即可反射一较亮的灰色像素，反之，微镜即可反射一较暗的灰色像素。一些投影系统可使像素适度地偏转(偏斜)以产生1,024个灰色色度，进而可将输入至数字微镜装置中的影像或图像信号转换成一高精细的灰阶影像。在一些系统中，当由一灯泡所产生的光线行进至数字微镜装置的面板表面时，该光线会通过一色轮(ColorWheel)，此色轮可将该光线过滤成红光、绿光及蓝光。一单芯片的数字微镜装置投影系统可产生至少16,700,000个颜色。当三个数字微镜装置芯片被运用时，则可产生超过35×1012个颜色。值得注意的是，每一个微镜的开启及关闭状态乃是与三原色(红、绿、蓝)调和，而可产生宽范围的颜色。
图1所示为第一种现有数字微镜装置(DMD)10，此数字微镜装置10可包括有一半导体装置12，例如，一互补性氧化金属半导体记忆装置(CMOS memorydevice)。半导体装置12具有一电路系统13，而可根据一影像或图像信号来致动一电极(或多个电极)。一第一层14成形于半导体装置12上，其可具有一轭式地址电极(yoke address electrode)16、穿孔(vias，未显示)以及一偏压重置总线(bias-reset bus)20，穿孔乃从第一层14中向下成形至半导体装置12的电路系统13上。一第二层22成形于第一层14上，其可具有一轭(yoke，未显示)、一扭转枢纽26(torsion hinge)以及二个微镜地址电极28。一微镜32成形及定位于第二层22上，因此，当其中一个微镜地址电极28被半导体装置12致动时，微镜32可以做对角线式的偏转。此外，微镜32还可具有一反射层，此反射层传统上包含了铝。仍如图1所示，数字微镜装置10具有复杂的构造，故其制造成本昂贵以及其产量会受到限制。再者，微镜32还具有一些缺点，将于以下的叙述中说明。
图2所示为用于第二种现有数字微镜装置中的一第一次组件40。第一次组件40可具有一透明层42、枢纽44以及微镜32。透明层42可以是玻璃材料，而枢纽44是成形于透明层42上。微镜32则是设置于枢纽44上，而可对枢纽44及透明层42做枢转运动。
如图3所示，每一个微镜32都通过一枢纽44连接于透明层42。各种数字微镜装置中的所有组件都可以通过现有技术中半导体或微机电微处理技术所制造。
图4所示为用于第二种现有数字微镜装置中的一第二次组件46。第二次组件46可具有一半导体装置12以及多个电极48。半导体装置12可以是一互补性氧化金属半导体记忆装置(CMOS memory device)。每一个电极48分别对应于每一个微镜32，并且成形于半导体装置12上，用以与位于半导体装置12中的电路系统(未显示)连接。因此，电极48可根据一影像或图像信号而选择性地被致动。
如图5所示，在数字微镜装置10’中，第一次组件40被翻转设置于第二次组件46上，使第一次组件40的微镜32面向第二次组件46的电极48。间隔组件50设置于第一次组件40与第二次组件46之间，因此，微镜32以一距离间隔于电极48，并且每一个微镜32都可自由地偏转或通过对应的电极48的运作而做枢转运动。
如图5所示，当光线被导引至微镜32上时，电极48可以被致动，以驱使其所对应的微镜32绕着枢纽44做枢转运动。因此，该光线可根据电极48被致动与否来决定是否被微镜32所反射。如上所述，根据一特定微镜32因对应的电极48被致动而偏转的速度及频率，由该特定微镜32(像素)所投射的影像即可在投射屏幕(未显示)或其它表面上显现亮暗。
如图6及图7所示，现有的微镜在铝层中通常会具有凸块54或空隙52。传统上，含有溅镀于铝上的涂覆层的微镜32通常会有凸块54或空隙52，而凸块54或空隙52常会导致投射影像发生扭曲现象。
图8所示为一种现有微镜32的多层结构。此微镜32包括有一基板60、一第一保护层62、一反射层64、一处理层66以及一第二保护层68。基板60传统上采用玻璃材料。第一保护层62传统上采用等离子体加强式氧化物(plasma-enhanced oxide，PEOX)，并且沉积于基板60上。反射层64传统上采用铝硅铜(AlSiCu)，并且沉积于第一保护层62上。处理层66传统上采用钛(Titanium)，并且沉积于反射层64上。第二保护层68传统上也采用等离子体加强式氧化物(PEOX)，并且是沉积于处理层66上。
然而，采用铝硅铜做为反射层64会具有一些缺点。首先，金属凹陷会容易形成于反射层64中。再者，硅会很容易沉淀于反射层64中，因而使得从微镜32所反射的光线产生不稳定的对比比率。对于反射层64采用纯铝而言，其会对反射层64的表面造成严重的金属崎岖现象，因而会扭曲从微镜32所反射来的光线。此外，对于第二保护层68采用等离子体加强式氧化物(PEOX)而言，其会产生一不稳定的微镜间隔物蚀刻停止点(Mirror Spacer Etching Stop Point)，因而会导致退让的CID一致性。
发明内容
本实用新型的一个目的是要提供一种具有增进反射特性的微镜。
本实用新型的另一目的是要提供一种可以减少空隙或凹处的微镜。
本实用新型的另一目的是要提供一种可改善表面崎岖情形的微镜。
本实用新型的另一目的是要提供一种新颖的微镜，其具有由纯铝所制成的一反射层以及由氮化钛所制成的一保护层。
本实用新型的另一目的是要提供一种新颖的微镜，其反射层实质上可不具有任何沉淀物。
本实用新型的另一目的是要提供一种新颖的微镜，其保护层可做为一有效的微镜间隔物蚀刻停止层。
如上所述，本实用新型提供一种微镜，其包括一基板；一反射层，成形于所述的基板上，并且包括有纯铝；以及一保护层，成形于所述的反射层上，并且包括有氮化钛。
所述的微镜还包括一处理层，成形于所述的反射层与所述的保护层之间。
所述的微镜还包括一第一保护层，成形于所述的基板与所述的反射层之间，其中，所述的保护层包括有一第二保护层。
所述的微镜还包括一处理层，成形于所述的反射层与所述的第二保护层之间。
所述的反射层的厚度介于2000埃(mm)与4000埃(mm)之间，以及所述的保护层的厚度介于200埃(200×10-10mm)与1000埃(1000×10-10mm)之间。
本实用新型的有益效果在于，纯铝制成的反射层可以避免产生凸块及空隙，将处理层成形在反射层上，有效地消除反射层上的凸块及空隙的数量，减少微镜投射出影像的影像扭曲，改善反射层表面崎岖现象，使得微镜可全体地从数字微镜装置中投射高品质的影像至投射屏幕或其它表面上。
图1所示为一现有数字微镜装置的立体分解示意图；图2所示为一现有数字微镜装置中的一第一次组件的立体示意图；图3所示为一现有数字微镜装置中的一第一次组件的侧视示意图；图4所示为一现有数字微镜装置中的一第二次组件的侧视示意图；图5所示为一现有数字微镜装置的侧视示意图；图6所示为一现有微镜的平面示意图，其中，该现有微镜具有凸块及空隙；图7所示为另一现有微镜的平面示意图，其中，该现有的微镜具有凸块及空隙；图8所示为一现有的微镜的侧视示意图；图9所示为本实用新型的微镜的侧视示意图；图10所示为本实用新型的一对微镜枢设于一透明基板的立体示意图；以及图11所示为本实用新型的数字微镜装置的侧视示意图。
数字微镜装置 10、10’、98半导体装置12、88电路系统 13 第一层14轭式地址电极 16 偏压重置总线 20第二层22 扭转枢纽 26微镜地址电极 28 微镜 32、72第一次组件40、94 透明层42枢纽 44 第二次组件46、96电极 48、90 间隔组件 50空隙 52 凸块 54基板 60 第一保护层62反射层64 处理层66第二保护层68 基板 74第一保护层76 反射层78
处理层80 第二保护层 82枢纽 84 间隔物 85透明基板 8具体实施方式
为使本实用新型的目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例并配合附图详细说明本实用新型实施过程。
请参阅图9，本实施例的微镜72包括有一基板74、一第一保护层76、一反射层78、一处理层80以及一第二保护层82。
基板74是以玻璃材料所制成。
第一保护层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。在本实施例中，第一保护层76包括有等离子体加强式硅氧化物(PEOX)或氧化硅。此外，第一保护层76的厚度可以是介于200埃(200×10-10mm)与600埃(600×10-10mm)之间。较佳的是，第一保护层76的厚度是400埃(400×10-10mm)。
反射层78成形于第一保护层76上，并且包括有一光反射材料。在本实施例中，反射层78由纯铝所制成，并且反射层78的厚度可以介于2000埃(2000×10-10mm)与4000埃(2000×10-10mm)之间。较佳的是，反射层78的厚度是2800埃(2800×10-10mm)。反射层78可以利用现有技术成形于第一保护层76上，例如，反射层78可以利用网印(screen printing)、化学汽相沉积(CVD)以及以金属薄片锁固等方式而成形于第一保护层76上。较佳的是，反射层78通过将铝溅镀于第一保护层76上而成形。特别的是，纯铝所制成的反射层78可以避免凸块及空隙的产生。
处理层80成形于反射层78上，并且具有一足够的厚度，可有效地消除或实质上减少在反射层78上的凸块及空隙的数量，因此，在微镜72所投射出的影像中，其影像扭曲的情形可以减少。较佳的是，处理层80由钛制成，并且可利用现有的技术成形于反射层78上，例如，处理层80可以通过溅镀的方式成形于反射层78上。此外，处理层80的厚度可以介于20埃(20×10-10mm)与200埃(200×10-10mm)之间。较佳的是，处理层80的厚度是80埃(80×10-10mm)。再者，处理层80还可具有应力释放或润滑的功效。
第二保护层82成形于处理层80上。特别的是，第二保护层82由氮化钛所制成，并且以物理汽相沉积(PVD)的方式在室温下沉积于处理层80上。此外，第二保护层82的厚度可以介于200埃(200×10-10mm)与1000埃(1000×10-10mm)之间。较佳的是，第二保护层82的厚度是500埃(500×10-10mm)。特别的是，当氮化钛制成的第二保护层82在室温下沉积于处理层80上时，反射层78的表面崎岖现象可以被有效改善。
请参阅图10及图11，一数字微镜装置(DMD)98主要包括有一第一次组件94、一第二次组件96以及多个间隔物85。
第一次组件94包括有多个微镜72、一透明基板(透明层)86以及多个枢纽84。透明基板86可以(但不限于)由玻璃材料所制成。多个枢纽84设置于透明基板86上。每一个微镜72都通过对应的枢纽84设置于透明基板86上，因此，每一个微镜72都可对透明基板86以及其所对应的枢纽84做枢转运动。第一次组件94的组装制造可以通过现有技术来完成。
第二次组件96可包括有一半导体装置88以及多个电极90。半导体装置88可以是(但不限于)一互补性氧化金属半导体记忆装置(CMOS memory device)。多个电极90都成形于半导体装置88上，并且每一个电极90都对应于第一次组件94上的每一个微镜72。此外，每一个电极90都连接于半导体装置88的电路系统(未显示)，因此每一个电极90都可以根据一影像或图像信号而选择性被致动。至于第二次组件96的组装制造也可以通过现有的技术来完成。
如图11所示，在数字微镜装置98中，第一次组件94被翻转过来设置于第二次组件96上，如此一来，第一次组件94的微镜72都面向第二次组件96的电极90。
间隔物85则设置于第一次组件94与第二次组件96之间，可使第一次组件94的微镜72以一特定距离间隔于第二次组件96的电极90。因此，当一特定电极90被致动而驱使其所对应的微镜72偏转时，该微镜72即可自由地枢转于其所连接的枢纽84上。
在数字微镜装置98的运作过程中，光线92会被导引至微镜72上，一特定电极90会被致动而驱使其所对应的微镜72绕着枢纽84偏转。因此，依据该特定电极90是否被致动，光线92即可被对应的微镜72所反射或不被对应的微镜72所反射。此外，根据一特定微镜72因对应的电极98被致动而偏转的速度及频率，由该特定微镜72所投射出的影像(像素)即可在一投射屏幕(未显示)或其它表面上显现亮暗。另外，由于每一个微镜72的反射层78的表面崎岖情形已减少，以及在反射层78中的沉淀物、凸块、凹处以及空隙已不存在，故微镜72可以全体地从数字微镜装置98中投射出一高品质的影像至投射屏幕或其它表面上。
以上实施例仅用于说明本实用新型，本实用新型的权利范围应以权利要求书的范围为准，而非仅限于上述实施例。
权利要求1.一种微镜，其特征在于，包括一基板；一反射层，成形于所述的基板上，并且包括有纯铝；以及一保护层，成形于所述的反射层上，并且包括有氮化钛。
2.如权利要求1所述的一种微镜，其特征在于，还包括一处理层，成形于所述的反射层与所述的保护层之间。
3.如权利要求1所述的一种微镜，其特征在于，还包括一第一保护层，成形于所述的基板与所述的反射层之间，其中，所述的保护层包括有一第二保护层。
4.如权利要求3所述的一种微镜，其特征在于，还包括一处理层，成形于所述的反射层与所述的第二保护层之间。
5.如权利要求1所述的一种微镜，其特征在于，所述的反射层的厚度介于2000埃(2000×10-10mm)与4000埃(4000×10-10mm)之间，以及所述的保护层的厚度介于200埃(200×10-10mm)与1000埃(1000×10-10mm)之间。
6.如权利要求5所述的一种微镜，其特征在于，还包括一处理层，成形于所述的反射层与所述的保护层之间。
7.如权利要求5所述的一种微镜，其特征在于，还包括一第一保护层，成形于所述的基板与所述的反射层之间，其中，所述的保护层包括有一第二保护层。
8.如权利要求7所述的一种微镜，其特征在于，还包括一处理层，成形于所述的反射层与所述的第二保护层之间。
9.一种微镜，其特征在于，包括一基板；一第一保护层，成形于所述的基板上；一反射层，成形于所述的第一保护层上，并且包括有纯铝；一处理层，成形于所述的反射层上；以及一第二保护层，成形于所述的处理层上，并且包括有氮化钛。
10.如权利要求9所述的一种微镜，其特征在于，所述的第一保护层还包括有等离子体加强式硅氧化物。
11.如权利要求9所述的一种微镜，其特征在于，所述的处理层还包括有钛。
12.如权利要求11所述的一种微镜，其特征在于，所述的第一保护层还包括有电浆加强式硅氧化物。
13.如权利要求9所述的一种微镜，其特征在于，所述的反射层的厚度为2800埃(2800×10-10mm)，以及所述的第二保护层的厚度为500埃(500×10-10mm)。
14.如权利要求13所述的一种微镜，其特征在于，所述的第一保护层还包括有等离子体加强式硅氧化物。
15.如权利要求13所述的一种微镜，其特征在于，所述的处理层还包括有钛。
16.如权利要求15所述的一种微镜，其特征在于，所述的第一保护层还包括有等离子体加强式硅氧化物。
专利摘要一种微镜，包括一基板、一反射层以及一保护层。反射层成形于基板上，并且包括有纯铝。保护层成形于反射层上，并且包括有氮化钛。
文档编号G02B26/08GK2795888SQ200520005839
公开日2006年7月12日 申请日期2005年3月10日 优先权日2004年5月19日
发明者王升平, 张毓华, 陈斐筠, 何大椿, 陈加强 申请人:台湾积体电路制造股份有限公司