CN101228093B - 具有支撑结构的mems装置及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
MEMS装置的实施例包括导电可移动层，所述导电可移动层通过间隙与导电固定层间隔开，且由上覆在所述导电可移动层中凹陷上的刚性支撑结构或铆钉支撑，或由下伏在所述导电可移动层中凹陷下的柱支撑。在某些实施例中，所述铆钉结构的若干部分延伸穿过所述可移动层并接触下伏的层。在其它实施例中，用于形成所述刚性支撑结构的材料也可用于钝化与所述MEMS装置电连接的原本暴露的电引线，从而保护所述电引线不受损坏或其它干扰。
Description
相关申请案的交叉参考
本申请案根据35U.S.C.§119(e)主张基于2005年7月22日申请的第60/701,655号美国临时申请案和2005年8月19日申请的第60/710,019号美国临时申请案的优先权，以上每个申请案均以全文引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明涉及MEMS装置及制造MEMS装置的方法，更具体来说涉及具有支撑结构的MEMS装置。
背景技术
微机电系统(MEMS)包含微机械元件、激活器和电子元件。可使用沉积、蚀刻和/或其它蚀刻去除衬底和/或已沉积材料层的部分或者添加层以形成电装置和机电装置的微加工工艺来产生微机械元件。一种类型的MEMS装置称为干涉式调制器。如本文所使用，术语干涉式调制器或干涉式光调制器指的是一种使用光学干涉原理选择性地吸收且/或反射光的装置。在某些实施例中，干涉式调制器可包括一对导电板，其中之一或两者可能整体或部分透明且/或具有反射性，且能够在施加适当电信号时进行相对运动。在特定实施例中，一个板可包括沉积在衬底上的固定层，且另一个板可包括通过气隙与固定层分离的金属薄膜。如本文更详细描述，一个板相对于另一个板的位置可改变入射在干涉式调制器上的光的光学干涉。这些装置具有广范围的应用，且在此项技术中，利用且/或修改这些类型装置的特性使得其特征可被发掘用于改进现有产品和创建尚未开发的新产品，将是有益的。
发明内容
在一个实施例中，提供一种制造MEMS装置的方法，其包含：提供衬底；在所述衬底上沉积电极层；在所述电极层上沉积牺牲层；图案化所述牺牲层以形成孔口；在所述牺牲层上沉积可移动层；形成上覆在所述可移动层上并至少部分在所述牺牲层中的孔口内的支撑结构；以及蚀刻所述牺牲层以移除所述牺牲层，从而在所述可移动层与所述电极层之间形成腔。
在另一实施例中，提供一种MEMS装置，其包含：衬底；位于所述衬底上的电极层； 位于所述电极层上的可移动层，其中所述可移动层通过气隙与所述电极层大体间隔开，且其中所述可移动层包含支撑区域中的凹陷；以及形成于所述可移动层上并至少部分在所述可移动层中所述凹陷内的刚性支撑结构。
在另一实施例中，提供一种MEMS装置，其包含：用于电传导的第一装置；用于电传导的第二装置；以及用于将所述第二传导装置支撑在所述第一传导装置上的装置，其中所述支撑装置上覆在所述用于电传导的第二装置的部分上，且其中所述第二传导装置可响应于所述第一与第二传导装置之间产生静电电位而相对于所述第一传导装置移动。
在另一实施例中，提供一种制造MEMS装置的方法，其包含：提供衬底；在所述衬底上沉积电极层；在所述电极层上沉积牺牲层；图案化所述牺牲层以形成孔口；在所述牺牲层上形成支撑结构，其中所述支撑结构至少部分形成在所述牺牲材料中的所述孔口内，且其中所述支撑结构包含在所述牺牲材料的大体上平坦的部分上延伸的大体上水平的翼部分；以及在所述牺牲层和所述支撑结构上沉积可移动层。
在另一实施例中，提供一种MEMS装置，其包含：衬底；位于所述衬底上的电极层；位于所述电极层上的可移动层，其中所述可移动层通过间隙与所述电极层大体间隔开；以及下伏在所述可移动层的至少一部分下的支撑结构，其中所述支撑结构包含大体上水平的翼部分，所述大体上水平的翼部分通过所述间隙与所述电极层间隔开。
在另一实施例中，提供一种MEMS装置，其包含：用于电传导的第一装置；用于电传导的第二装置；以及用于将所述第二传导装置支撑在所述第一传导装置上的装置，其中所述第二传导装置上覆在所述支撑装置上，且其中所述第二传导装置可响应于所述第一与第二传导装置之间产生静电电位而相对于所述第一传导装置移动，其中所述支撑装置包含与所述第一传导装置间隔开的大体上水平的翼部分。
附图说明
图1是描绘干涉式调制器显示器的一个实施例的一部分的等角视图，其中第一干涉式调制器的可移动反射层处于松弛位置，且第二干涉式调制器的可移动反射层处于激活位置。
图2是说明并入有3×3干涉式调制器显示器的电子装置的一个实施例的系统方框图。
图3是图1的干涉式调制器的一个示范性实施例的可移动镜位置对所施加电压的图。
图4是可用于驱动干涉式调制器显示器的一组行和列电压的说明。
图5A说明图2的3×3干涉式调制器显示器中的显示数据的一个示范性帧。
图5B说明可用于对图5A的帧进行写入的行和列信号的一个示范性时序图。
图6A和6B是说明包括多个干涉式调制器的视觉显示装置的实施例的系统方框图。
图7A是图1的装置的横截面。
图7B是干涉式调制器的替代实施例的横截面。
图7C是干涉式调制器的另一替代实施例的横截面。
图7D是干涉式调制器的又一替代实施例的横截面。
图7E是干涉式调制器的额外替代实施例的横截面。
图8是其中个别元件包括支撑结构的干涉式调制器元件阵列的顶视图。
图9A-9J是说明用于制造包括位于可移动层上的支撑结构的干涉式调制器元件的方法的示意性横截面。
图10是说明通过图9A-9J的方法制造的干涉式调制器元件的示意性横截面，其中使支撑结构制造得较厚。
图11A-11G是说明用于制造具有无机柱支撑结构的干涉式调制器的工艺中的某些步骤的示意性横截面。
图12A-12D是说明用于制造包括位于可移动层上方以及下方的支撑结构的干涉式调制器元件的方法的示意性横截面。
图13A-13E是说明用于制造干涉式调制器的方法的示意性横截面，其中利用光致抗蚀剂掩模的一部分来形成上面制造可移动层的大体上平面表面。
图14A-14C是说明可执行以在形成可移动与支撑结构之前选择性移除反射层的部分的步骤的示意性横截面。
图15A-15C是说明可执行以在形成可移动与支撑结构之前选择性移除反射层的部分的替代步骤的示意性横截面。
图16A-16B是说明用于制造具有蚀刻势垒层的干涉式调制器的工艺中的某些步骤的示意性横截面，所述蚀刻势垒层保护牺牲材料不受形成无机柱的蚀刻工艺的影响。
图17A-17B是说明制造具有蚀刻势垒层的干涉式调制器中的某些步骤的示意性横截面，所述蚀刻势垒层使无机柱与牺牲材料隔离。
图18是说明部分制造的干涉式调制器的示意性横截面，其中使无机柱与牺牲材料隔离的蚀刻势垒层被部分移除。
图19是说明部分制造的干涉式调制器的示意性横截面，其中将柱结构用作硬掩模以 移除蚀刻势垒层的一部分。
图20是说明制造干涉式调制器中的步骤的示意性横截面，其中粘附层将支撑结构紧固到可移动层。
图21是说明制造干涉式调制器中的步骤的示意性横截面，其中保护层隔离了铆钉结构。
图22是说明制造干涉式调制器中的步骤的示意性横截面，其中将铆钉结构直接紧固到下伏的光学堆叠。
图23A-23E是说明制造干涉式调制器中的某些步骤的示意性横截面，其中使用镀敷来形成无机柱。
图24A-24B是说明制造干涉式调制器中的某些步骤的示意性横截面，所述干涉式调制器具有由经阳极化的材料形成的支柱。
图25A-25H是说明用于制造干涉式调制器元件的方法的示意性横截面，所述干涉式调制器元件包括位于可移动层上方的支撑结构以及包括位于可移动层下方的牺牲材料的额外支撑结构。
图26A-26B和26D-26E是说明制造具有由旋涂材料制成的替代支撑结构的干涉式调制器中的某些步骤的示意性横截面。图26C是图26B的部分制造的干涉式调制器的顶视图。
图27是说明其中支撑结构的一部分下伏在可移动层下的干涉式调制器的示意性横截面，其中所述支撑结构的下伏部分与所述支撑结构的上覆部分同时形成。
图28A-28B是说明制造干涉式调制器中的某些步骤的示意性横截面，其中使用镀敷来形成铆钉结构。
图29是说明干涉式调制器阵列的一部分以及连接到阵列内的条带电极的某些外部组件的顶视图。
图30A-30B是沿着图29的线30-30观看的说明形成连接到条带电极的引线时的某些步骤的示意性横截面。
图31A-31D是沿着图29的线31-31观看的说明形成并钝化连接到条带电极的引线时的某些步骤的示意性横截面。
图32是沿着图29的线31-31观看的说明形成并钝化连接到条带电极的引线的替代方法中的一个阶段的示意性横截面。
图33A-33B是说明制造具有可移动层的干涉式调制器的方法中的步骤的示意性横截 面，所述可移动层由于残余的支撑材料补片而具有变化的硬度。
图34说明使用图33A-33B的步骤形成的干涉式调制器元件的顶视图。
图35A-35H是说明用于制造具有可移动层且具有柱结构的干涉式调制器的方法中的步骤的示意性横截面，所述可移动层包含与机械层部分分离的反射层，且所述柱结构下伏在可移动层的至少一部分下。
图36A-36C是说明用于制造具有加强结构的干涉式调制器的方法中的步骤的示意性横截面，所述加强结构形成于与机械层部分分离的反射层的上表面上。
具体实施方式
以下详细描述针对本发明的某些特定实施例。然而，本发明可以许多不同方式实施。在本描述中参看了附图，在整个附图中相同部分用相同标号表示。如从以下描述中将了解，所述实施例可实施在经配置以显示不论运动(例如，视频)还是固定(例如，静止图像)的且不论文本还是图画的图像的任何装置中。更明确地说，预期所述实施例可实施在多种电子装置中或与多种电子装置关联，所述多种电子装置例如(但不限于)移动电话、无线装置、个人数据助理(PDA)、手提式或便携式计算机、GPS接收器/导航器、相机、MP3播放器、摄像机、游戏控制台、手表、时钟、计算器、电视监视器、平板显示器、计算机监视器、汽车显示器(例如，里程表显示器等)、座舱控制器和/或显示器、相机视图的显示器(例如，车辆中后视相机的显示器)、电子相片、电子广告牌或指示牌、投影仪、建筑结构、包装和美学结构(例如，关于一件珠宝的图像的显示器)。具有与本文中描述的装置类似的结构的MEMS装置也可用于例如电子切换装置的非显示器应用中。
个别MEMS元件(例如，干涉式调制器元件)可在个别元件的边缘以内以及边缘处具有支撑结构。在某些实施例中，这些支撑结构可包含位于可移动层中的凹陷处上方的支撑层。通过由例如铝或氧化物的刚性材料形成这些结构，与由刚性较小的材料形成的结构相比，MEMS装置操作的稳定性可得以改进。另外，刚性材料的使用减轻了支撑结构随着时间而逐渐降级或变形的问题，所述问题可导致给定像素所反射的颜色的逐渐移位。另外，因为这些支撑结构上覆在MEMS装置上，所以可在不干扰MEMS装置操作的情况下将其制成必需的厚度。在某些实施例中，上覆的支撑结构可延伸穿过可移动层而接触下伏的固定层，从而将上覆支撑结构的边缘部分锚定和/或撑持到下伏层。在其它实施例中，支撑材料的残余补片可加强可移动层的部分，或使MEMS装置以内或周围的 暴露引线钝化。
在其它实施例中，这些支撑结构可包含下伏在MEMS元件内的可移动层下方的结构。通过由例如金属或氧化物的刚性无机材料形成这些结构，与由刚性较小的材料形成的结构相比，MEMS装置操作的稳定性可得以改进。另外，刚性材料的使用减轻了支撑结构随着时间而逐渐降级或变形的问题，所述问题可导致给定像素所反射的颜色的逐渐移位。其它实施例可包含上覆与下伏支撑结构两者。还可沉积蚀刻势垒以便于在相对于MEMS装置内的其它组件来说不可选择性蚀刻的支撑结构的形成中材料的使用。还可在支撑结构与其它层之间设置额外的层，以便于改进MEMS装置的各个组件彼此之间的粘附力。
图1中说明包括干涉式MEMS显示元件的一个干涉式调制器显示器的实施例。在这些装置中，像素处于明亮状态或黑暗状态。在明亮(“接通”或“开启”)状态下，显示元件将入射可见光的大部分反射到用户。当在黑暗(“断开”或“关闭”)状态下时，显示元件将极少的入射可见光反射到用户。依据实施例而定，可颠倒“接通”和“断开”状态的光反射性质。MEMS像素可经配置而主要在选定的颜色处反射，从而允许除了黑白显示以外的彩色显示。
图1是描述视觉显示器的一系列像素中的两个相邻像素的等角视图，其中每一像素包括MEMS干涉式调制器。在一些实施例中，干涉式调制器显示器包括这些干涉式调制器的一行/列阵列。每一干涉式调制器包含一对反射层，其定位成彼此相距可变且可控制的距离以形成具有至少一个可变尺寸的谐振光学腔。在一个实施例中，可在两个位置之间移动所述反射层之一。在第一位置(本文中称为松弛位置)中，可移动反射层定位成距固定部分反射层相对较大的距离。在第二位置(本文中称为激活位置)中，可移动反射层定位成更紧密邻近所述部分反射层。视可移动反射层的位置而定，从所述两个层反射的入射光相长地或相消地进行干涉，从而为每一像素产生全反射状态或非反射状态。
图1中像素阵列的所描绘部分包含两个相邻干涉式调制器12a和12b。在左侧干涉式调制器12a中，说明可移动反射层14a处于距包含部分反射层的光学堆叠16a预定距离处的松弛位置中。在右侧干涉式调制器12b中，说明可移动反射层14b处于邻近于光学堆叠16b的激活位置中。
如本文所引用的光学堆叠16a和16b(统称为光学堆叠16)通常包括若干熔合层(fusedlayer)，所述熔合层可包含例如氧化铟锡(ITO)的电极层、例如铬的部分反射层和透明电介质。因此，光学堆叠16是导电的、部分透明且部分反射的，且可通过(例如)将上述层的一者或一者以上沉积到透明衬底20上来制造。所述部分反射层可由例如各种金 属、半导体和电介质的多种部分反射的材料形成。部分反射层可由一个或一个以上材料层形成，且每一层可由单一材料或材料组合形成。
在一些实施例中，光学堆叠16的层经图案化成为多个平行条带，且如下文中进一步描述，可在显示装置中形成行电极。可移动反射层14a、14b可形成为沉积金属层(一层或多层)的一系列平行条带(与行电极16a、16b垂直)，所述金属层沉积在柱18和沉积于柱18之间的介入牺牲材料的顶部上。当蚀刻去除牺牲材料时，可移动反射层14a、14b通过所界定的间隙19而与光学堆叠16a、16b分离。例如铝的高度导电且反射的材料可用于反射层14，且这些条带可在显示装置中形成列电极。
在不施加电压的情况下，腔19保留在可移动反射层14a与光学堆叠16a之间，其中可移动反射层14a处于机械松弛状态，如图1中像素12a所说明。然而，当将电位差施加到选定的行和列时，形成在相应像素处的行电极与列电极的交叉处的电容器变得带电，且静电力将所述电极拉在一起。如果电压足够高，那么可移动反射层14变形且被迫抵靠光学堆叠16。光学堆叠16内的介电层(在此图中未图示)可防止短路并控制层14与16之间的分离距离，如图1中右侧的像素12b所说明。不管所施加的电位差的极性如何，表现均相同。以此方式，可控制反射像素状态对非反射像素状态的行/列激活在许多方面类似于常规LCD和其它显示技术中所使用的行/列激活。
图2到5B说明在显示器应用中使用干涉式调制器阵列的一个示范性工艺和系统。
图2是说明可并入有本发明各方面的电子装置的一个实施例的系统方框图。在所述示范性实施例中，所述电子装置包含处理器21，其可为任何通用单芯片或多芯片微处理器(例如ARM、Pentium
、Pentium II、Pentium III
、Pentium IV、Pentium
Pro、8051、MIPS
、Power PC
、ALPHA
)，或任何专用微处理器(例如数字信号处理器、微控制器或可编程门阵列)。如此项技术中常规的做法，处理器21可经配置以执行一个或一个以上软件模块。除了执行操作系统外，所述处理器可经配置以执行一个或一个以上软件应用程序，包含网络浏览器、电话应用程序、电子邮件程序或任何其它软件应用程序。
在一个实施例中，处理器21还经配置以与阵列驱动器22连通。在一个实施例中， 所述阵列驱动器22包含将信号提供到显示器阵列或面板30的行驱动器电路24和列驱动器电路26。在图2中以线1-1展示图1中说明的阵列的横截面。对于MEMS干涉式调制器来说，行/列激活协议可利用图3中说明的这些装置的滞后性质。可能需要(例如)10伏的电位差来促使可移动层从松弛状态变形为激活状态。然而，当电压从所述值减小时，可移动层在电压降回10伏以下时维持其状态。在图3的示范性实施例中，可移动层直到 电压降到2伏以下时才完全松弛。因此在图3中说明的实例中存在约3到7V的所施加电压的窗口，在所述窗口内装置在松弛状态或激活状态中均是稳定的。此窗口在本文中称为“滞后窗口”或“稳定窗口”。对于具有图3的滞后特性的显示器阵列来说，可设计行/列激活协议使得在行选通期间，已选通行中待激活的像素暴露于约10伏的电压差，且待松弛的像素暴露于接近零伏的电压差。在选通之后，所述像素暴露于约5伏的稳态电压差使得其维持在行选通使其所处的任何状态中。在此实例中，每一像素在被写入之后经历3-7伏的“稳定窗口”内的电位差。此特征使图1中说明的像素设计在相同的施加电压条件下在激活或松弛预存在状态下均是稳定的。因为干涉式调制器的每一像素(不论处于激活还是松弛状态)本质上是由固定反射层和移动反射层形成的电容器，所以可在滞后窗口内的一电压下维持此稳定状态而几乎无功率消耗。本质上，如果所施加的电压是固定的，那么没有电流流入像素中。
在典型应用中，可通过根据第一行中所需组的激活像素确认所述组列电极来产生显示帧。接着将行脉冲施加到行1电极，从而激活对应于所确认的列线的像素。接着改变所述组已确认列电极以对应于第二行中所需组的激活像素。接着将脉冲施加到行2电极，从而根据已确认的列电极而激活行2中的适当像素。行1像素不受行2脉冲影响，且维持在其在行1脉冲期间被设定的状态中。可以连续方式对整个系列的行重复此工艺以产生帧。通常，通过以每秒某一所需数目的帧的速度连续地重复此工艺来用新的显示数据刷新且/或更新所述帧。用于驱动像素阵列的行和列电极以产生显示帧的广泛种类的协议也是众所周知的且可结合本发明使用。
图4、5A和5B说明用于在图2的3×3阵列上形成显示帧的一个可能的激活协议。图4说明可用于使像素展示出图3的滞后曲线的一组可能的列和行电压电平。在图4实施例中，激活像素涉及将适当列设定为-Vbias，且将适当行设定为+ΔV，其分别可对应于-5伏和+5伏。松弛像素是通过将适当列设定为+Vbias，且将适当行设定为相同的+ΔV，从而在像素上产生零伏电位差而实现的。在行电压维持在零伏的那些行中，不管列处于+Vbias还是-Vbias，像素在任何其最初所处的状态中均是稳定的。同样如图4中所说明，将了解，可使用具有与上述电压的极性相反的极性的电压，例如，激活像素可涉及将适当列设定为+Vbias，且将适当行设定为-ΔV。在此实施例中，释放像素是通过将适当列设定为-Vbias，且将适当行设定为相同的-ΔV，从而在像素上产生零伏电位差而实现的。
图5B是展示施加到图2的3×3阵列的一系列行和列信号的时序图，所述系列的行和列信号将产生图5A中说明的显示器布置，其中被激活像素为非反射的。在对图5A中 说明的帧进行写入之前，像素可处于任何状态，且在本实例中所有行均处于0伏，且所有列均处于+5伏。在这些所施加的电压的情况下，所有像素在其既有的激活或松弛状态中均是稳定的。
在图5A的帧中，像素(1，1)、(1，2)、(2，2)、(3，2)和(3，3)被激活。为了实现此目的，在行1的“线时间(line time)”期间，将列1和2设定为-5伏，且将列3设定为+5伏。因为所有像素均保留在3-7伏的稳定窗口中，所以这并不改变任何像素的状态。接着用从0升到5伏且返回零的脉冲选通行1。这激活了(1，1)和(1，2)像素且松弛了(1，3)像素。阵列中其它像素均不受影响。为了视需要设定行2，将列2设定为-5伏，且将列1和3设定为+5伏。施加到行2的相同选通接着将激活像素(2，2)且松弛像素(2，1)和(2，3)。同样，阵列中其它像素均不受影响。通过将列2和3设定为-5伏且将列1设定为+5伏来类似地设定行3。行3选通设定行3像素，如图5A中所示。在对帧进行写入之后，行电位为零，且列电位可维持在+5或-5伏，且接着显示器在图5A的布置中是稳定的。将了解，可将相同程序用于数十或数百个行和列的阵列。还将应了解，用于执行行和列激活的电压的时序、序列和电平可在上文所概述的一般原理内广泛变化，且上文的实例仅为示范性的，且任何激活电压方法均可与本文描述的系统和方法一起使用。
图6A和6B是说明显示装置40的实施例的系统方框图。显示装置40可为(例如)蜂窝式电话或移动电话。然而，显示装置40的相同组件或其稍微变化形式也说明例如电视和便携式媒体播放器的各种类型的显示装置。
显示装置40包含外壳41、显示器30、天线43、扬声器45、输入装置48和麦克风46。外壳41通常由所属领域的技术人员众所周知的多种制造工艺的任一者形成，所述工艺包含注射模制和真空成形。另外，外壳41可由多种材料的任一者制成，所述材料包含(但不限于)塑料、金属、玻璃、橡胶和陶瓷，或其组合。在一个实施例中，外壳41包含可去除部分(未图示)，所述可去除部分可与其它具有不同颜色或含有不同标记、图画或符号的可去除部分互换。
如本文中所描述，示范性显示装置40的显示器30可为包含双稳态显示器(bi-stabledisplay)在内的多种显示器的任一者。在其它实施例中，如所属领域的技术人员众所周知，显示器30包含例如如上所述的等离子、EL、OLED、STN LCD或TFT LCD的平板显示器，或例如CRT或其它电子管装置的非平板显示器。然而，出于描述本实施例的目的，如本文中所描述，显示器30包含干涉式调制器显示器。
图6B中示意说明示范性显示装置40的一个实施例的组件。所说明的示范性显示装 置40包含外壳41且可包含至少部分封围在所述外壳41中的额外组件。举例来说，在一个实施例中，示范性显示装置40包含网络接口27，所述网络接口27包含耦合到收发器47的天线43。收发器47连接到处理器21，处理器21连接到调节硬件52。调节硬件52可经配置以调节信号(例如，对信号进行滤波)。调节硬件52连接到扬声器45和麦克风46。处理器21也连接到输入装置48和驱动器控制器29。驱动器控制器29耦合到帧缓冲器28且耦合到阵列驱动器22，所述阵列驱动器22进而耦合到显示器阵列30。根据特定示范性显示装置40设计的要求，电源50将功率提供到所有组件。
网络接口27包含天线43和收发器47使得示范性显示装置40可经由网络与一个或一个以上装置通信。在一个实施例中，网络接口27也可具有某些处理能力以减轻对处理器21的要求。天线43是所属领域的技术人员已知的用于传输和接收信号的任何天线。在一个实施例中，所述天线根据IEEE 802.11标准(包含IEEE 802.11(a)、(b)或(g))来传输和接收RF信号。在另一实施例中，所述天线根据BLUETOOTH标准来传输和接收RF信号。在蜂窝式电话的情况下，所述天线经设计以接收CDMA、GSM、AMPS或其它用于在无线手机网络内通信的已知信号。收发器47预处理从天线43接收到的信号，使得处理器21可接收所述信号并进一步对所述信号进行处理。收发器47还处理从处理器21接收到的信号使得可经由天线43从示范性显示装置40传输所述信号。
在一替代实施例中，收发器47可由接收器代替。在又一替代实施例中，网络接口27可由可存储或产生待发送到处理器21的图像数据的图像源代替。举例来说，所述图像源可为存储器装置，例如数字视频光盘(DVD)或含有图像数据的硬盘驱动器，或产生图像数据的软件模块。
处理器21大体上控制示范性显示装置40的全部操作。处理器21接收例如来自网络接口27或图像源的压缩图像数据的数据，并将所述数据处理成原始图像数据或处理成易被处理成原始图像数据的格式。处理器21接着将已处理的数据发送到驱动器控制器29或发送到帧缓冲器28以供存储。原始数据通常是指识别图像内每一位置处的图像特性的信息。举例来说，这些图像特性可包含颜色、饱和度和灰度级。
在一个实施例中，处理器21包含微控制器、CPU或逻辑单元以控制示范性显示装置40的操作。调节硬件52通常包含放大器和滤波器，以用于将信号传输到扬声器45，且用于从麦克风46接收信号。调节硬件52可为示范性显示装置40内的离散组件，或可并入在处理器21或其它组件内。
驱动器控制器29直接从处理器21或从帧缓冲器28取得由处理器21产生的原始图 像数据，并适当地重新格式化所述原始图像数据以供高速传输到阵列驱动器22。具体来说，驱动器控制器29将原始图像数据重新格式化为具有类似光栅的格式的数据流，使得其具有适于在显示器阵列30上进行扫描的时间次序。接着，驱动器控制器29将已格式化的信息发送到阵列驱动器22。尽管驱动器控制器29(例如LCD控制器)通常与系统处理器21关联而作为独立的集成电路(IC)，但可以许多方式实施这些控制器。其可作为硬件嵌入处理器21中，作为软件嵌入处理器21中，或与阵列驱动器22完全集成在硬件中。
通常，阵列驱动器22从驱动器控制器29接收已格式化的信息且将视频数据重新格式化为一组平行波形，所述波形以每秒多次的速度被施加到来自显示器的x-y像素矩阵的数百且有时数千个引线。
在一个实施例中，驱动器控制器29、阵列驱动器22和显示器阵列30适用于本文描述的任意类型的显示器。举例来说，在一个实施例中，驱动器控制器29是常规显示器控制器或双稳态显示器控制器(例如，干涉式调制器控制器)。在另一实施例中，阵列驱动器22是常规驱动器或双稳态显示器驱动器(例如，干涉式调制器显示器)。在一个实施例中，驱动器控制器29与阵列驱动器22集成。此实施例在例如蜂窝式电话、手表和其它小面积显示器的高度集成系统中是普遍的。在又一实施例中，显示器阵列30是典型的显示器阵列或双稳态显示器阵列(例如，包含干涉式调制器阵列的显示器)。
输入装置48允许用户控制示范性显示装置40的操作。在一个实施例中，输入装置48包含例如QWERTY键盘或电话键区的键区、按钮、开关、触敏屏幕、压敏或热敏薄膜。在一个实施例中，麦克风46是用于示范性显示装置40的输入装置。当使用麦克风46将数据输入到所述装置时，用户可提供声音命令以便控制示范性显示装置40的操作。
电源50可包含此项技术中众所周知的多种能量存储装置。举例来说，在一个实施例中，电源50是例如镍镉电池或锂离子电池的可再充电电池。在另一实施例中，电源50是可再生能源、电容器或太阳能电池，包含塑料太阳能电池和太阳能电池涂料。在另一实施例中，电源50经配置以从壁式插座接收功率。
在某些实施例中，如上文中所描述，控制可编程性驻存在驱动器控制器中，其可位于电子显示器系统中的若干位置中。在某些实施例中，控制可编程性驻存在阵列驱动器22中。所属领域的技术人员将了解，上述优化可实施在任何数目的硬件和/或软件组件中且可以各种配置实施。
根据上文陈述的原理而操作的干涉式调制器的结构的细节可广泛变化。举例来说， 图7A-7E说明可移动反射层14及其支撑结构的五个不同实施例。图7A是图1的实施例的横截面，其中金属材料条带14沉积在垂直延伸的支撑件18上。在图7B中，可移动反射层14在系链(tether)32上仅在隅角处附接到支撑件。在图7C中，可移动反射层14从可包括柔性金属的可变形层34悬垂下来。所述可变形层34直接或间接地连接到围绕可变形层34的周边的衬底20。这些连接在本文中称为支撑结构，其可采用隔离的墩或柱和/或连续的壁或轨道的形式。图7D中说明的实施例具有包含支撑插塞42的支撑结构18，可变形层34搁置在所述支撑插塞42上。如图7A-7C所示，可移动反射层14保持悬浮在腔上方，但可变形层34并不通过填充可变形层34与光学堆叠16之间的孔而形成所述支柱。确切地说，支柱18由用于形成支柱插塞42的平面化材料形成。图7E中说明的实施例是基于图7D中展示的实施例，但也可适于与图7A-7C中说明的实施例以及未图示的额外实施例的任一者一起发挥作用。在图7E中所示的实施例中，已使用金属或其它导电材料的额外层来形成总线结构44。这允许信号沿着干涉式调制器的背面进行路由，从而消除许多原本可能必须形成在衬底20上的电极。
在例如图7中所示的那些实施例的实施例中，干涉式调制器充当直接观看装置，其中从透明衬底20的前侧观看图像，所述侧与上面布置有调制器的一侧相对。在这些实施例中，反射层14以光学方式遮蔽在反射层的与衬底20相对侧的干涉式调制器部分，其包含可变形层34。这允许对遮蔽区域进行配置和操作而不会消极地影响图像质量。这种遮蔽允许实现图7E中的总线结构44，所述总线结构44提供使调制器的光学性质与调制器的机电性质(例如，寻址与由所述寻址导致的移动)分离的能力。这种可分离的调制器结构允许选择用于调制器的机电方面和光学方面的结构设计和材料且使其彼此独立而发挥作用。此外，图7C-7E中所示的实施例具有源自反射层14的光学性质与其机械性质脱离的额外益处，所述益处由可变形层34执行。这允许用于反射层14的结构设计和材料在光学性质方面得以优化，且用于可变形层34的结构设计和材料在期望的机械性质方面得以优化。
在某些实施例中，可能需要对例如图7A说明的可移动反射层14的可移动层或图7C-7E的机械层34与可移动反射层14的组合提供额外的支撑。如下文将更详细论述，可移动层可包括反射子层和机械子层。可通过可沿着个别调制器元件的边缘以及在此元件内部定位的一系列支撑结构来提供此种支撑。在各种实施例中，这些支撑结构可位于可移动层上方或其下方。在替代实施例中，支撑结构可延伸穿过形成于机械层中的孔口，使得从机械层的上方和下方均提供支撑。如本文所使用，术语“铆钉”通常指经图案化 的层，其上覆在MEMS装置中的机械层上(通常在柱或支撑区域中的凹座或凹陷中)以为机械层提供机械支撑。优选地(但并非总是如此)，铆钉包含翼，所述翼上覆在机械层的上表面上以给机械层的移动增加稳定性和可预测性。类似地，下伏在MEMS装置中的机械层下以为机械层提供机械支撑的支撑结构在本文中通常称为支撑“柱”。在本文的许多实施例中，优选材料是无机的，以获得相对于有机抗蚀剂材料的稳定性。
图8展示此种支撑结构的示范性布局，其描绘MEMS元件阵列。在某些实施例中，阵列可包括干涉式调制器阵列，但在替代实施例中，MEMS元件可包括任何具有可移动层的MEMS装置。可见，在所说明的实施例中为上覆的铆钉结构62的支撑结构62沿着可移动层66的边缘以及在MEMS元件(在此实例中为干涉式调制器元件60)的内部定位。某些支撑结构可包括轨道结构64，其延伸越过两个邻近可移动层66之间的间隙65 。可见，可移动层66包括延伸穿过同一列内的多个邻近元件60的可变形材料带。支撑结构62用以加强元件或象素60内的可移动层66。
有利地，将这些支撑结构62制造成相对于调制器元件60的周围区域较小。由于支柱限制了可移动层66的偏转且可能通常为不透明的，因此在支撑结构62下方及其紧邻周围的区域不可用作显示器中的活动区域，因为这些区域中的可移动层无法移动到完全激活的位置(例如，图7A的可移动层14的下表面的一部分与光学堆叠16的上表面接触的位置)。因为这可能导致围绕柱的区域中的不合意的光学作用，所以可在支撑结构与观看者之间有利地提供掩模层，以避免这些区域中可能冲掉期望颜色的过量反射。
在某些实施例中，这些支撑结构可包括可移动层中的凹陷以及有助于维持形状的大体上刚性的结构。尽管此类支撑结构可由聚合物材料形成，但优选使用具有较高刚性的无机材料，且其提供优于包括聚合材料的类似结构的优点。
举例来说，聚合支撑结构可能不能在广范围的操作温度下维持所需的刚性水平，且可能在装置的使用寿命内经受逐渐的变形或机械故障。由于此类故障可能影响可移动层与光学堆叠之间的距离，且此距离至少部分决定干涉式调制器元件所反射的波长，因此，此类故障可能导致由于随着时间的磨损或操作温度的变化而带来的反射颜色的移位。其它MEMS装置在支撑件由聚合材料形成时经历类似的随着时间的降级。
相对于图9A-9J描述形成包括上覆的铆钉支撑结构的干涉式调制器元件的一个工艺。在图9A中可见，提供透明的衬底70，其可包括例如玻璃或透明聚合材料。接着在透明衬底上沉积可包括氧化铟锡(ITO)的导电层72，且在导电层72上沉积可包括铬的部分反射层74。尽管在一个实施例中，导电层72可包括ITO，且可在以下说明书中的各个点 处如此提及，但应了解，层72可包括任何合适的导电材料，且对于非光学MEMS结构来说无需为透明的。类似地，尽管有时称为铬层，但部分反射层74可包括任何合适的部分反射层，且对于非光学MEMS结构来说可省略。
接着对导电层72和部分反射层74进行图案化和蚀刻以形成底部电极(也称为行电极)，其垂直于图8的可移动层66而行进。在某些实施例中，导电层72和部分反射层74可有利地还经图案化和蚀刻以移除下伏在支柱结构将定位的区域下的ITO和铬，从而形成如图9B描绘的孔口76。优选通过形成行电极的相同工艺来完成此图案化和蚀刻。下伏在支撑结构下的ITO和铬(或其它导电材料)的移除有助于防止可移动层与底部电极之间的短路。因此，图9B和后续的图描绘由层72和74形成的连续行电极的横截面，其中孔口76已经蚀刻，所述横截面是沿着延伸穿过那些孔口的线截取。在导电层72和部分反射层74未经蚀刻而形成孔口76的其它实施例中，下文论述的介电层可针对底部电极与可移动层之间的短路提供充分的保护。
可经由光刻图案化导电层72和部分反射层74并经由例如市售湿式蚀刻剂对其进行蚀刻。铬湿式蚀刻剂包含乙酸(C2H4O2)和硝酸铈铵[Ce(NH4)2(NO3)6]的溶液。ITO湿式蚀刻剂包含HCl、HCl和HNO3的混合物，或75％/3％/22％比率的FeCl3/HCl/DI和H2O。一旦形成孔口76，就在导电层72和部分反射层74上沉积介电层78，如图9C所见，从而形成光学堆叠16。在某些实施例中，介电层可包括SiO2或SiNx，但可使用广范围的合适材料。
形成光学堆叠16的层的厚度和定位决定了在元件激活(塌陷)从而使可移动层66与光学堆叠接触时干涉式调制器元件所反射的颜色。在某些实施例中，光学堆叠经配置以使得干涉式调制器元件在可移动层处于激活位置时大体上不反射任何可见光(表现为黑色)。通常，介电层78的厚度约为450
。尽管说明为平面的(如果介电层78是旋涂玻璃，那么可以实现)，但介电层78在由层72和74形成的经图案化的下部电极上通常是共形的。
如图9D所见，接着在介电层78上沉积牺牲材料层82。在某些实施例中，此牺牲层82由可由XeF2蚀刻的材料形成。举例来说，牺牲层82可由钼或非晶硅(a-Si)形成。在其它实施例中，牺牲层可包括钽或钨。可用作牺牲材料的其它材料包含氮化硅、某些氧化物以及有机材料。沉积的牺牲层82的厚度将决定光学堆叠16与可移动层66之间的距离，因此界定干涉式间隙19(见图7A)的尺寸。由于间隙19的高度决定了干涉式调制器元件在未激活位置时反射的颜色，因此牺牲层82的厚度将依据干涉式调制器的所需 特性而变化。举例来说，在形成在未激活位置反射绿色的调制器元件的实施例中，牺牲层82的厚度可大约为2000
。在其它实施例中，牺牲层在MEMS装置阵列上可具有多种厚度，例如在其中使用不同的干涉式间隙大小来产生不同颜色的多色显示系统中。
在图9E中可见，牺牲层82已经图案化和蚀刻以形成锥形孔口86。孔口86上覆在切入ITO和铬的层72和74中的孔口76上。可使用光刻法通过遮蔽牺牲层并接着执行湿式或干式蚀刻来移除牺牲材料部分，而形成这些孔口86。合适的干式蚀刻剂包含(但不限于)SF6、CF4、Cl2或这些气体与O2或稀有气体(例如He或Ar)的任何混合物。适合于蚀刻Mo的湿式蚀刻剂包含PAN蚀刻剂，其可为以16∶1∶1∶2比率的磷酸、乙酸、硝酸和去离子水的混合物。可通过包含KOH和HF硝酸盐的湿式蚀刻剂来蚀刻非晶硅。然而优选地使用干式蚀刻来蚀刻牺牲层82，因为干式蚀刻允许对锥形孔口86的形状的较多控制。
在图9F中可见，接着在经蚀刻牺牲层82上沉积将形成可移动层66(见例如图7A中的可移动反射层14)的组分，从而对锥形孔口86加衬。在图9F的实施例中，首先沉积高度反射层90(还称为镜或镜层)，随后是机械层92。高度反射层90可由铝或铝合金形成，因为其在宽波长谱上具有高反射率。机械层92可包括例如Ni和Cr的金属，且优选经形成以使得机械层92含有残余拉伸应力。残余拉伸应力提供当调制器未激活或“松弛”时将可移动层66拉离光学堆叠16的机械力。为了方便，可将高度反射层90和机械层92的组合统称为可移动层66，但应了解本文使用的术语可移动层还涵盖部分分离的机械层与反射层，例如图7C的机械层34和可移动反射层14，下文相对于图35A-35H以及36A-36C论述其结合支撑结构的制造。
在牺牲层将由XeF2蚀刻剂进行蚀刻的实施例中，反射层90和机械层92两者优选对XeF2蚀刻剂具有抵抗性。如果这些层中的任一者都没有抵抗性，那么可使用蚀刻停止层来保护非抵抗性层。还可见锥形孔口86的锥度有助于反射层90和机械层92的共形沉积，因为其可包括非平面化材料。如果没有此锥度，那么可能难以沉积这些层以使得层在孔口86内具有大体上均匀的厚度。
在替代实施例中，可移动层66可包括单个层，其高度反射且具有所需的机械特性。然而，两个相异层的沉积允许选择可能在用作可移动层66中的唯一材料时原本不合适的高度反射材料，且类似地允许选择合适的机械层而不考虑其反射性质。在又一些实施例中，可移动层可包括反射子层，其很大程度上与机械层分离，使得反射层可垂直平移而不弯曲(见例如图7C-7E和附加描述)。形成此实施例的一种方法包括在牺牲层上沉积反 射层，其接着经图案化以形成个别的反射子层。接着在反射层上沉积第二牺牲材料层并进行图案化以允许在机械子层与反射子层之间穿过第二牺牲层而形成连接，以及形成用于支撑结构的锥形孔口。
在其中所形成的MEMS装置包括非光学MEMS装置(例如，MEMS开关)的其它实施例中，应了解可移动层66无需包括反射材料。举例来说，在其中例如MEMS开关的MEMS装置形成为包括本文论述的支撑结构的实施例中，可移动层66的下侧无需为反射的，且可有利地包括仅基于其机械性质或其它合意性质而选择的单个层。
在图9G中，在机械层92上沉积刚性层96，也称为铆钉层。由于铆钉层96将形成对下伏机械层92提供支撑但在调制器激活期间将大体上不会变形的结构，因此形成铆钉层96的材料无需与形成机械层92的材料具有相同的柔性。用于铆钉层96中的合适材料包含(但不限于)铝、AlOx、氧化硅、SiNx、镍和铬。可用于形成铆钉结构的替代材料包含其它金属、陶瓷和聚合物。铆钉层96的厚度将根据所使用材料的机械性质而变化。
如相对于机械层和反射层所论述，可能需要为铆钉层96选择对XeF2蚀刻具有抵抗性的材料，所述XeF2蚀刻在某些实施例中可用于蚀刻牺牲层。另外，铆钉层96优选可相对于下伏机械层92进行选择性蚀刻，以便允许在保持机械层92不受影响的情况下蚀刻铆钉层96。然而，如果铆钉层96不可相对于机械层92进行选择性蚀刻，那么可在铆钉层96与机械层92之间提供蚀刻停止层(未图示)。
在图9H中，铆钉层96经由光刻法图案化并经蚀刻以移除铆钉层96的远离孔口86而定位的部分，从而形成支撑结构62(还称为铆钉结构)。可通过湿式蚀刻或干式蚀刻执行铆钉层96的蚀刻。在其中铆钉层96包括铝的实施例中，合适的湿式蚀刻剂包含磷酸或碱，例如KOH、TMAH和NaOH，且合适的干式蚀刻剂使用Cl2。在其中铆钉层96包括SiO2的其它实施例中，基于氟的气体与O2或稀有气体的混合物可用作干式蚀刻剂，且HF或BOE是合适的湿式蚀刻剂。
仍参看图9H，可见支撑结构62可包括唇区域98，在该处支撑结构62延伸出锥形孔口86处于机械层92的上表面上方。有利地，此唇的大小可最小化，因为所述唇限制了下伏机械层的偏转，从而减少了干涉式调制器元件的活动区域。所说明的实施例中可见，支撑结构62还可包括倾斜的侧壁部分97和大体上平坦的基底区域99。
接着，在图9I中可见，使用光刻法来图案化机械层92，且蚀刻机械层92和反射层90以形成蚀刻孔100，所述孔暴露牺牲层82的部分以便于牺牲层的蚀刻。在某些实施例中，采用多种蚀刻剂来暴露牺牲层。举例来说，如果机械层92包括镍且反射层90包括 铝，那么可使用HNO3来蚀刻机械层92，且可使用磷酸或例如NH4QH、KOH、THAM或NaOH的碱来蚀刻反射层90。也可使用此图案化和蚀刻，通过在可移动层66的条带(见图8)之间蚀刻间隙65从而使MEMS装置的列彼此分离来界定图8中所见的条带电极。
最后，在图9J中可见，执行释放蚀刻以移除牺牲层，从而产生干涉式间隙19，可移动层66可移动穿过所述间隙。在某些实施例中，使用XeF2蚀刻剂来移除牺牲层82。因为XeF2较好地蚀刻牺牲材料，且相对于上文论述的工艺中使用的其它材料极其具有选择性，所以XeF2蚀刻剂的使用有利地允许在对周围结构具有非常小影响的情况下移除牺牲材料。
因此，图9J描绘例如图8的干涉式调制器元件60之一的干涉式调制器元件的一部分，如沿着线9J-9J所示。在此实施例中，通过在可移动层66中的凹陷86上形成的支撑结构62将可移动层66支撑在整个间隙19上。如上文论述，下伏光学堆叠16的部分已经有利地蚀刻以便防止光学堆叠16的导电部分与可移动层66中的导电层之间的短路，但此步骤无需在所有的实施例中都执行。
尽管可基于所使用材料的机械特性来确定图9G中沉积的铆钉层96的厚度，但在替代实施例中，可使铆钉层96比仅足够用于为机械层提供支撑的功能的厚度厚得多。图10描绘干涉式调制器的一部分，其中支撑结构62已经由厚得多的铆钉层形成。此实施例使支撑结构62能够执行其它功能，例如支撑调制器的额外组件(见图7E和附加描述)，提供间隔件以保护干涉式调制器元件不受由于与可移动层66的机械干扰带来的损坏，或支撑保护背板。在某些实施例中，铆钉层的厚度可在300
到1000
之间。在其它实施例中，铆钉层的厚度可在1000
到10微米之间。在其它实施里中，铆钉层的厚度可为20微米或更大。在某些实施例中，铆钉层的厚度可在机械层的厚度的0.1到0.6倍之间。在其它实施例中，铆钉层的厚度可在机械层的厚度的0.6到1倍之间。在其它实施例中，铆钉层的厚度可在机械层的厚度的1到200倍之间。应了解在某些实施例中，在以上范围内以及之外的厚度都可能是适当的。
在其中可移动层66包括导电反射层90的实施例中，可省略单独的机械层92，且铆钉层96可用作机械层，而导电反射层90可提供跨越MEMS阵列的所需的电连接性，从而充当电极。在另一实施例中，可将导电反射层90制作得比提供所需光学特性所必需的厚度更厚，以便例如通过降低由经图案化导电反射层90形成的条带电极的电阻率来提供较好的导电特性。
在另一变化中，可在执行相对于图9A-9E描述的步骤之后沉积厚机械层。此厚机械层可随后经抛光或另外回蚀以实现上覆于剩余牺牲层下的那些部分中的所需厚度。然而，由于机械层初始比上覆于牺牲材料上的区域中的所需最终厚度厚，因此较厚的机械层将保留在牺牲层中的孔口中，不被抛光接触，从而提供与由支撑结构62(见例如图9H)形成的支撑类似的支撑，如上文论述。有利地，机械层可以足够厚以完全填充牺牲层中的孔口，但应了解，在某些实施例中可用较薄的机械层提供充分的支撑。
在另一实施例中，支撑结构可采用下伏于可移动层下的无机柱的形式。相对于图11A-11G论述制造包括无机支柱的干涉式调制器的示范性工艺，所述工艺的早期步骤可大体对应于图9A-9J的工艺中的早期步骤。在各种实施例中，如上文论述，制造干涉式调制器包括在衬底上形成光学堆叠，所述衬底可为光透射衬底，且在其它实施例中为透明衬底。光学堆叠可包括：导电层，其形成衬底上的或邻近于衬底的电极层；部分反射层，其反射一些入射光，同时允许一些光到达干涉式调制器元件的其它组件；以及介电层，其使下伏电极层与干涉式调制器的其它组件绝缘。在图11A中可见，提供透明衬底70，且在衬底70上沉积导电层72和部分反射层74。接着在部分反射层74上沉积介电层78。
如上文论述，在一些实施例中，导电层72是透明的且包括ITO，部分反射层74包括半反射厚度的金属，例如铬(Cr)，且介电层78包括氧化硅(SiO2)。在此工艺中的某一点，至少对导电层72图案化(如图9B所示)以形成将用于寻址干涉式调制器行的行电极。在一个实施例中，此图案化在导电层72和部分反射层74的沉积之后但在介电层78的沉积之前发生。在又一实施例中，导电层72和部分反射层74经图案化以便于在支撑结构下方形成间隙(未图示)，以便使层72和74与形成支撑结构的一部分或在支撑结构下方延伸的上覆导电层之间短路的可能性最小化。
层72、74和78的组合在本文中称为光学堆叠16，且为了方便可表示为稍后图式中的单个层指。应了解，光学堆叠16的成分可在层的数目以及那些层的组分方面变化，且上文论述的层仅是示范性的。
可使用多种方法来执行相对于本文揭示的各个实施例论述的图案化和蚀刻工艺。所使用的蚀刻剂可为干式蚀刻剂或湿式蚀刻剂，且可为各向同性或各向异性的。合适的干式蚀刻剂包含(但不限于)：SF6/O2、CHF3/O2、SF2/O2、CF4/O2，和NF3/O2。通常，这些蚀刻剂适合于蚀刻SiOx、SiNx、SiOxNy、旋涂玻璃、NissanTM硬涂层以及TaOx中的一者或一者以上，但也可通过此工艺蚀刻其它材料。对这些蚀刻剂中一者或一者以上具有抵 抗性且因此可用作蚀刻势垒层的材料包含(但不限于)Al、Cr、Ni和Al2O3。另外，包含(但不限于)PAD蚀刻剂、BHF、KOH和磷酸的湿式蚀刻剂可在本文描述的工艺中使用，且通常可用于蚀刻金属材料。通常，这些蚀刻剂可为各向同性的，但可通过使用反应性离子蚀刻(RIE)，通过使蚀刻化学物质离子化并将离子射击在衬底处，来使蚀刻剂为各向异性的。图案化可包括沉积光致抗蚀剂(PR)层(正性或负性光致抗蚀剂)，其接着用于形成掩模。或者，可使用硬掩模。在一些实施例中，硬掩模可包括金属或SiNx，但应了解，硬掩模的成分可取决于将蚀刻的下伏材料以及将使用的蚀刻剂的选择性。通常使用随后移除的PR层来图案化硬掩模，且硬掩模用作用于蚀刻下伏层的掩模。当使用湿式蚀刻时，或只要在PR掩模无法处理的条件下(例如在高温下，或在使用基于氧的蚀刻剂时)通过掩模进行处理，使用硬掩模可以是尤其有利的。也可使用移除层的替代方法，例如灰化蚀刻或剥离工艺。
在图11B中可见，在光学堆叠16上沉积牺牲材料层82。在图11C中，牺牲层82已经图案化和蚀刻以形成锥形孔口86，其对应于柱或支撑区域的位置。这些孔口86有利地成锥形以便于上覆层的连续且共形沉积。
在图11D中，在经图案化牺牲层82上沉积无机柱材料层84，使得无机柱层84还涂覆锥形孔口86的侧壁和基底。在某些实施例中，无机柱层84比牺牲层82薄，且在牺牲层82上共形。在其它实施例中，柱层84可具有1000
到5000
之间的厚度。应了解，视实施例和所使用材料而定，小于此范围和大于此范围的厚度都是可用的。在某些实施例中，无机柱层84可包括氮化硅(SiNx)或SiO2，但可使用广范围的其它材料，其中一些在下文中更详细论述。在图11E中，无机柱层84经图案化和蚀刻以形成无机柱88。图11E中可见，无机柱88的边缘优选成锥形，其类似于孔口86的锥形或倾斜侧壁，有助于上覆层的连续且共形沉积。可见，所说明实施例中的柱结构88具有比牺牲层82的厚度薄的厚度，且包括大体上平坦的基底部分89、倾斜的侧壁部分87，以及在牺牲材料的一部分上方延伸的大体上水平的翼部分85。因此，柱88有利地在柱的边缘处提供大体上平坦的表面以用于支撑上覆的可移动层66(见图11G)，从而最小化在可移动层66沉积在较不平坦边缘上时可能发生的应力以及所形成的不合意的偏转。
在一个实施例中，无机柱层84和所得的柱88包括类金刚石碳(DLC)。除了极其硬和坚固(大约比SiO2硬10倍)以外，可用O2干式蚀刻剂蚀刻DLC无机柱层84。有利地，O2干式蚀刻剂相对于广范围的牺牲材料具有高度选择性，所述牺牲材料包含(但不限于)Mo和a-Si牺牲材料，以及上文论述的其它材料。包括DLC的无机柱因此提供非 常坚固的柱，从而减少当在MEMS操作期间向下拉动上覆的移动或机械层时支柱88的边缘向下弯曲的可能性和弯曲量，同时允许使用对广范围的材料为相对温和的蚀刻剂。
在图11F中，在无机柱88和牺牲层82的暴露部分上沉积高度反射层90。接着在高度反射层90上沉积机械层92。为了方便，如上所述，高度反射层90和机械层92可称为可移动层66并在后续图中描绘为所述可移动层66(见图11G)，或更特定地称为可变形反射层，只要机械层92直接沉积在高度反射层90上。在替代实施例中，可移动层66可包括具有所需光学和机械性质的单个层。举例来说，用于MEMS机械开关的机械或移动层无需包含反射层。在又一实施例中，如已经论述，可移动层可包括大体上分离的机械层与反射层，例如图7C的层14和34。下文相对于图35A-35H以及36A-36C更详细论述用于形成具有部分分离的机械层与反射层的此种MEMS装置的示范性工艺。在图11G中，执行释放蚀刻以选择性移除牺牲层82，从而形成具有干涉式间隙19的干涉式调制器元件60，可移动层66可移动穿过所述间隙以便改变干涉式调制器元件60所反射的颜色。在释放蚀刻之前，可移动层66优选经图案化以形成列(未图示)，且可有利地经进一步图案化以形成蚀刻孔(见例如图9J中的蚀刻孔100)，其有助于通过释放蚀刻到达牺牲层。
在替代实施例中(如下文相对于图17所述)，可在沉积和蚀刻支撑层84之前沉积反射层，使得反射层将下伏在完成的调制器元件中的支撑结构88下。
在又一实施例中，支撑结构可形成于可移动层66上方以及下方。图12A-12D描绘此实施例，其包含图11A-11F的步骤。在图12A中可见，一旦反射层90和机械层92沉积在下伏支撑结构88上，就在机械层92上沉积铆钉层96。
随后，如图12B所见，对铆钉层96进行图案化和蚀刻以形成位于机械层92上方的支撑结构62。在某些实施例中，在图11E的用于图案化下伏支撑结构88的步骤中使用的相同掩模可用于图案化上覆支撑结构62。图12C描绘图案化和蚀刻机械层92和反射层90以在这些层中形成蚀刻孔100，从而暴露牺牲层82。
最后，如图12D所示，蚀刻牺牲层82以移除牺牲材料并释放干涉式调制器，从而允许可移动层66移动穿过干涉式间隙19。因此，已形成干涉式调制器显示元件，其中支撑结构62和88夹在可移动层66的处于由孔口86(图11C)原始界定的凹陷中的部分中间，从而提供额外的支撑和刚性，且在某些实施例中，允许为其它目的而使用上部支撑结构62(例如，见图7E和附加描述)，如上文论述。
在其它实施例中，可能需要提供具有大体上平坦上部表面的下伏刚性支撑结构。相 对于图13A-13E描述制造干涉式调制器的一个此种实施例的一个工艺。此工艺包含图11A-11D的步骤。在图13A中可见，在刚性支撑材料84层上沉积光致抗蚀剂材料层134以便形成掩模，所述掩模将用于蚀刻支撑材料84以形成支撑结构88，如上文相对于图11D所论述。可见，沉积的光致抗蚀剂材料134足够厚以在刚性支撑层84的层级上方延伸，从而完全填充支撑层84中对应于下伏锥形孔口86(图11B)的凹陷136。
在图13B中，光致抗蚀剂材料134已经图案化以形成掩模140，且掩模已用于蚀刻下伏刚性支撑层84，从而形成支撑结构88。在图13C中，掩模的光致抗蚀剂材料已经回蚀以使得剩余的光致抗蚀剂材料134位于支撑结构88中的凹陷136内。在图13D中，在包含剩余光致抗蚀剂材料134的支撑结构88的顶部上沉积反射层90和机械层92，从而形成可移动层66。如可见，与图11G所示的实施例相比，剩余光致抗蚀剂材料134的使用形成了大体上平坦或平面的表面，可移动层66的组分可沉积在所述表面上。通过凹陷内的额外材料还增加了支撑结构的刚性。在图13E中，已在可移动层66中形成蚀刻孔100，且已执行释放蚀刻以移除牺牲层82，从而释放干涉式调制器元件60。
在替代实施例中，可完全移除用于形成支撑结构88的光致抗蚀剂掩模，且可在单独步骤中沉积用于填充支撑结构88的腔136的填充剂材料，其可具有提供较坚固铆钉材料(例如，旋涂电介质)的优点。在此实施例中，可利用任何合适的材料，包含(但不限于)上文论述的平面化材料。然而，相对于图13A-13E论述的工艺通过消除额外层的单独沉积而有利地最少化制造此调制器元件所需的步骤。在又一些实施例中，与图9J的刚性支撑结构62以及其它实施例类似的刚性支撑结构可额外形成于图13E的可移动层66上，以便提供额外的支撑。
图14A-14C说明一组替代步骤，其可经执行以确保反射层90将不会下伏在支撑结构的基底下。例如可在图9A-9D的步骤之后执行这些步骤。在图14A中可见，在未经蚀刻的牺牲层82上沉积反射层90。在图14B中可见，反射层90和下伏牺牲层82两者已经图案化和蚀刻而形成锥形孔口116。在图14C中，在经蚀刻的牺牲层82和反射层90上沉积机械层92。不同于图9E的锥形孔口86，可见锥形孔口116的侧壁将不用反射层90(见图9F)涂覆，而是用机械层92涂覆，使得机械层92与下伏的介电层78接触。应了解，在一个实施例中，可通过随后执行相对于图9G-9J描述的步骤(包含形成铆钉结构)来制造干涉式调制器元件。
图15A-15C说明另一系列的替代步骤，其可用于消除反射层的将下伏在待形成的支撑结构的基底下的那些部分。可在图9A-9E的步骤之后执行这些步骤。一旦牺牲层82 已经图案化和蚀刻而形成锥形孔口86，就在牺牲层82上沉积反射层90，如图15A所示。在图15B中，反射层90经图案化和蚀刻以至少移除反射层的与下伏介电层78接触的部分。在其它实施例中，反射层90的与锥形孔口86的侧壁接触的部分也可移除。在图15C中可见，在经蚀刻的牺牲层82和反射层90上沉积机械层92。随后，可执行相对于图9G-9J描述的步骤以便制造包含铆钉结构的干涉式调制器元件。
参看图16A，在包括柱结构的某些实施例中，提供蚀刻势垒层130，其在蚀刻无机柱层84(见图11D)以形成无机柱88(见图16B)期间保护牺牲层82。在说明的实施例中，在图案化和蚀刻以形成锥形孔86之前(例如，在图9D与图9E的步骤之间)在牺牲层82上沉积蚀刻势垒层130。接着在锥形孔口86的形成之前或同时图案化和蚀刻所述蚀刻势垒层130(例如，可以与图14A-14C的反射层相同的方式沉积和图案化)。如图16A可见，蚀刻势垒层130仅覆盖牺牲层82的远离锥形孔口86的部分。有利地，与蚀刻所述牺牲层82分离地(或在其之前)图案化和蚀刻所述蚀刻势垒层130允许对蚀刻势垒130的蚀刻的更好控制，从而防止势垒130由于底切蚀刻势垒130的孔口蚀刻而悬垂在孔口86上方。此种底切将不利地影响柱层84(见图11D)的连续且共形的沉积。合适的蚀刻势垒的实例包含(但不限于)Al、Al2O3、Cr和Ni。在某些实施例中，如下文相对于图17A-17B更详细论述，反射层可有利地充当蚀刻势垒层130。
接着沉积无机柱层，并蚀刻以形成无机柱88，如图16B所见。可见，牺牲层82未暴露于形成柱的蚀刻工艺，因为用于在蚀刻工艺期间保护无机柱层84并界定柱结构88的掩模保护上覆在锥形孔口86上的柱层，且现在无机柱88之间延伸的蚀刻势垒层130保护牺牲层82的那些部分。由于蚀刻势垒130的缘故，可使用蚀刻来形成在无机柱与牺牲层之间为非选择性的支柱88。这相对于干式蚀刻剂来说是尤其有利的，所述干式蚀刻剂例如包含例如SF6/O2、CHF3/O2、CF4/O2、NF3/O2的化学物质以及所有其它含氟化学物质的蚀刻剂，但相对于湿式蚀刻剂也是有用的。如下文更详细论述，在某些实施例中，在完成的装置中可有利地保留蚀刻势垒层130。
参看图17A和17B，在替代实施例中，在牺牲层82已经图案化和蚀刻而形成锥形孔口86之后沉积蚀刻势垒层130，使得其涂覆锥形孔口86的壁和基底。接着在蚀刻势垒层130上沉积无机柱层并经图案化和蚀刻以形成柱88，如图17A中描绘。如图17A和17B中可见，除了保护未由无机柱88覆盖的牺牲层82以外，此蚀刻势垒层130下伏在整个无机柱88下。
如图17B中可见，其中图17B描绘图17A的在执行释放蚀刻之后的调制器截面，无 机柱88的上部部分由沉积在无机柱88上的机械层92保护。因此，无机柱88在释放蚀刻期间由蚀刻势垒层130与机械层92的组合完全封闭。因为其完全封闭，所以相对于无机柱材料和牺牲材料为非选择性的蚀刻化学物质可用于无机柱蚀刻以及释放蚀刻。在特定实施例中，由于每一层与在另一层上执行的蚀刻的隔离，所以相同的材料可用作牺牲材料82和形成柱88的无机柱材料。
在图17B描绘的实施例中，蚀刻势垒层130的延伸越过经图案化无机柱88的部分可保留在完成的干涉式调制器中，或可在制造工艺中的某一点处移除，如下文相对于图18和19所述。在一个实施例中，蚀刻势垒层130可包括铝或另一种能够充当蚀刻势垒层的高度反射材料。在此实施例中，蚀刻势垒层130可留在完成的调制器中以充当可变形反射层中的反射表面。在此实施例中，仅机械层92需要沉积在无机柱88和蚀刻势垒层130上，因为包括蚀刻势垒层130的反射材料将与机械层92一起变形。在另一实施例中，蚀刻势垒层可包括大体上透明的材料，例如Al2O3薄层。在此类型的干涉式调制器或其它光学MEMS元件中，优选在沉积机械层92之前沉积额外的反射层(未图示)，以便形成例如图11G的可移动层66的可变形反射层。
在一个特定实施例中，蚀刻势垒层130包括Al，且对基于氟的蚀刻剂具有抵抗性。在尤其适合于当牺牲层包括a-Si而不是Mo时使用的另一实施例中，蚀刻势垒层包括Al或Al2O3，且可替代包括Ti或W。其它合适的蚀刻势垒材料包含(但不限于)Cr和Ni。在一个实施例中，蚀刻势垒层在40到500埃之间，但视实施例而定可较厚或较薄。在蚀刻势垒层130包括导电材料的实施例中，光学堆叠16内在直接下伏在支撑结构88下的区域中的导电层的移除有利地最小化光学堆叠16内的导电蚀刻势垒层与导电层之间短路的风险(见例如图9B和附加描述)。
在相对于图18描述的替代实施例中，可沉积蚀刻势垒层130，并形成上覆的柱结构88，如相对于图17A所述。在形成上覆柱结构88之后，可使用图案化和蚀刻工艺移除蚀刻势垒层130的位于远离柱结构88处的那些部分，使得蚀刻势垒层130的剩余部分保留在柱结构88的下方，保护其不受后续释放蚀刻的影响。有利地，因为蚀刻势垒层的未下伏在支柱下或非常靠近支柱的部分已经移除，所以显示器的光学活动部分大体上不受蚀刻势垒层的影响。因此，可仅基于保护不受释放蚀刻影响的所需水平来选择蚀刻势垒层的成分和厚度，而不用考虑蚀刻势垒层的不透明性。
在相对于图19描述的上述工艺的进一步细化中可见，视柱结构88的成分而定，可在蚀刻势垒层130的蚀刻期间使用柱结构88本身作为硬掩模，来蚀刻所述蚀刻势垒层 130的暴露部分，而不需要额外图案化工艺。有利地，蚀刻势垒层130的剩余部分与柱结构88的边缘大体上齐平，使得留下的蚀刻势垒层130不会比保护柱结构88不受释放蚀刻影响所必需的多，从而甚至进一步最小化蚀刻停止层130的光学影响。
相对于图20，在其中邻近于可移动层66形成支撑结构(例如上覆在可移动层66上的所说明的铆钉结构62)的实施例中，可能需要提供额外的粘附力以将支撑结构62紧固到可移动层。特定来说，因为干涉式调制器的激活将倾向于在远离上覆支撑结构62的方向上拉动可移动层66，所以可移动层66与上覆支撑结构62之间的改进粘附力将最小化可移动层66将开始拉动远离铆钉62的风险。在所说明的实施例中，在沉积机械层92(见图9F)之后，可沉积粘附力增强层136。如图示，在沉积机械层之后且在图案化铆钉层之前已沉积粘附力增强层136，所述层同时经图案化以形成铆钉结构62。
在其中例如图11E的柱结构88的支撑结构在可移动层的沉积之前形成的另一实施例中，可在图案化柱层84以形成支柱88(见图11E)之前在柱层84(见图11D)上形成粘附力增强层。然而应了解，可替代地在形成支撑结构88之后沉积和图案化粘附力增强层，使得粘附力增强层上覆在支柱88的锥形边缘上，从而增强粘附力增强层的功效，但因为增加了单独的掩模和蚀刻步骤而增加了工艺复杂性。
这些粘附力增强层基于可移动层和形成支撑结构的层的成分可包括广范围的材料中的任一种，因为某些材料在与不同材料接触时可提供不同量的粘附力增强。可与广范围的机械和铆钉材料结合使用的粘附力增强材料的一个实例是Cr，但许多其它材料可用作粘附力增强层。
如上文论述，可对制造工艺进行修改以便保护沉积的铆钉结构不受释放蚀刻的影响。有利地，这既允许了在铆钉结构中使用较广范围的材料，因为如果铆钉材料未暴露于释放蚀刻那么牺牲材料无需相对于铆钉材料可选择性蚀刻，又最小化了在铆钉结构暴露于释放蚀刻时可能对铆钉结构引起的任何损坏。
在相对于图21描述的一个实施例中可见，铆钉结构62已形成于机械或移动层上，所述层在说明的实施例中是反射可移动层66，且在经图案化的牺牲层82上方延伸。接着用保护层104覆盖铆钉62，保护层104将保留在铆钉62上至少直到已执行释放蚀刻为止，在该点铆钉62可能移除或可能未移除。在一个实施例中，保护层104包括光致抗蚀剂材料层。在另一实施例中，替代的蚀刻势垒材料的相异层形成保护层104。保护层104可为任何对释放蚀刻具有充分抵抗性的材料，以为铆钉提供所需的保护水平。在一个实施例中，举例来说，铆钉62可包括SiNx，释放蚀刻可为XeF2蚀刻，且保护层104 可包括在铆钉104形成之后沉积的光致抗蚀剂材料层。
在另一实施例中，可通过将铆钉结构紧固或锚定到下伏在机械层或可变形反射层下的结构来增加铆钉结构的稳定性。在图22描绘的一个实施例中，在经图案化的牺牲层82上沉积可移动层66(可包括机械层92和反射层90，见图9J)，使得其具有锥形孔口86的形状。接着至少在锥形孔口86的基底的一部分处蚀刻可移动层66，以便暴露下伏层，所述下伏层在此情况下是光学堆叠16顶部的介电层。接着如上论述沉积铆钉层并图案化以形成铆钉结构62。如可见，铆钉结构62现延伸穿过所述延伸穿过可移动层66的大体上平坦的基底部分99的孔口106，从而将铆钉结构62紧固到下伏光学堆叠16，有利地对铆钉结构提供额外的稳定性，这是因为铆钉材料对下伏介电层的粘附力可比对机械层92的粘附力好，且因为铆钉结构62不再依赖于可移动层66与光学堆叠16之间的粘附力来将铆钉结构62固持在适当位置。将了解在替代实施例中，可将铆钉结构62紧固到除光学堆叠16的上表面以外的结构。举例来说，在铆钉结构62和下伏在可移动层66下的柱结构夹在可移动层66的一部分中间的替代实施例(未图示)中，可通过可移动层66中的孔口将铆钉结构紧固到下伏柱结构，或紧固到具有较好粘附力的任何下伏层，例如(在某些实施例中)为可移动层66的反射层90。
在相对于图23A-23E描述的另一工艺中，可使用镀敷工艺来形成无机柱结构。此工艺包含图9A-9E的步骤。在图23A中可见，在经图案化的牺牲层82上沉积薄籽晶层208。在一个实施例中，籽晶层208包括薄铜层且可通过溅镀或CVD形成。在另一实施例中，籽晶层可包括铝，且可通过省略下文相对于图23E描述的移除步骤而充当光学MEMS装置中的反射层。在图23B中，在籽晶层208上形成掩模202，其具有界定将通过镀敷工艺形成的柱的形状的孔口210。可见，所说明的孔口210的边缘具有凹入的轮廓或悬垂(本文还称为负角)，使得将形成的柱结构将具有对应于孔口210的锥形边缘的锥度。在图23C中可见，使用镀敷工艺来形成柱材料层212。在图23D中，移除了掩模202，仅留下籽晶层208和柱层212。接着在图23E中，籽晶层208的位于远离柱层212的部分被蚀刻掉(例如，使用柱层212作为用于此蚀刻的掩模)，从而形成包括籽晶层208和柱层212的剩余部分的无机柱214。随后，可在柱上沉积机械或可变形反射层，这通过柱翼的边缘处的锥形角而得到便利。如上文论述，在其中籽晶层包括铝或另一反射材料的实施例中，可从工艺中省略图23E的移除步骤，且可在反射籽晶层上沉积机械层。
已经阳极化而形成金属氧化物的金属也可用于形成支撑结构。在相对于图24A-24B论述的一个实施例中，在无机柱的形成中利用经阳极化的铝或Ta。在图24A中可见，可 能为Al或Ta的金属层254形成于经图案化的牺牲层82上。在图24B中，层254已经图案化而形成无机柱的形状，且已经阳极化而形成Al2O3或Ta2O5无机柱256。有利地，经阳极化的Al2O3或Ta2O5形成不含针孔缺陷的介电层，从而极大地减少了沉积在其上面的机械层与光学堆叠16之间短路的机会。
如上文论述，在锥形孔口上一致且共形地沉积铆钉材料是较容易的。然而，由于锥形形状的缘故，某些铆钉结构可能会有铆钉结构边缘的向下偏转，尤其是在铆钉层相对于机械层较薄的实施例中。在某些实施例中，可能需要为铆钉结构提供额外的下伏支撑，以便限制铆钉结构边缘的此种向下偏转。图25A-25H和图26说明其中可通过修改支撑结构提供额外支撑的实施例。
在相对于图25A-25H描述的一个实施例中，可利用经保护而不受释放蚀刻影响的牺牲材料来对铆钉结构提供额外的支撑。制造包括此种支撑的干涉式调制器元件的此工艺包含相对于图9A-9D描述的步骤。在图25A中，牺牲层82经图案化和蚀刻以移除牺牲材料的环形段120，从而留下与牺牲层82的剩余部分分离的牺牲材料柱体122。
在图25B中，沉积保护材料124以使得其填充环形段120。可见，保护材料优选完全填充环形段120。有利地，包括牺牲层82的材料可相对于保护材料124进行选择性蚀刻，所述保护材料124可例如为聚合材料或光致抗蚀剂材料。有利地，保护材料124可包括自平面化材料，例如旋涂电介质，以便于填充环形段120，且以便于为上覆可移动层的后续沉积提供平面的表面。然而，视环形结构120的大小以及用于沉积保护材料124的方法而定，多种材料可适合于用作保护材料124。在图25C中可见，保护材料已经回蚀到牺牲层82的层级，使得牺牲材料的经隔离柱体122的上表面暴露。
在图25D中，利用第二图案化和蚀刻工艺来在牺牲材料的经隔离柱体122内形成锥形孔口126。在图25E中，在牺牲材料上沉积反射层90和机械层92，随后是在机械层上沉积铆钉层96。应了解，上文论述的制造工艺的变化形式可有利地用于移除反射层90的将下伏在支柱下的部分，如图25E所描绘。
在图25F中，铆钉层96经蚀刻以形成支撑结构62，且机械层92和反射层90随后经图案化和蚀刻以形成蚀刻孔100且视需要还分离可移动层66的条带，如图8所示。因此，图25F展示未释放的MEMS装置。在图25G中，执行释放蚀刻以移除牺牲层82的未由保护材料124的环形护套(例如，柱体122)封闭的那些部分。在此时，干涉式调制器元件60形成为具有上覆在可移动层66上的铆钉结构62，以及由位于可移动层66中的凹陷下方和周围的保护材料124的护套所包围的未经蚀刻的牺牲材料柱体122。视 需要，可通过例如灰化或蚀刻工艺在后续步骤中移除保护材料124的护套，从而获得包括暴露但未经蚀刻牺牲材料的柱的干涉式调制器，如图25H所见。
在又一实施例中，可通过使用用于形成铆钉结构的相同材料提供用于例如62的铆钉支撑结构的所需补充支撑。在相对于图26A-26E描述的一个实施例中，由旋涂材料形成替代的支柱和铆钉结构。在图26A中可见，牺牲材料层82已经沉积和图案化而形成锥形孔口86，且可移动层66已沉积在经图案化的牺牲材料82上。在图26B中，已在可移动层66中图案化孔140，且牺牲材料82经蚀刻以形成通孔142，所述通孔142在此实施例中从孔140延伸到下伏光学堆叠16。图26C描绘在制造工艺中此点时此区域的俯视图，其中可见多个通孔142包围对应于锥形孔口86的凹陷。可利用任意数目或形状的通孔，且锥形孔口86可采用多种可能的形状。在图26D中，沉积旋涂材料层146。所述旋涂材料或其它自平面化材料将流动以填充通孔142。在此实施例中，旋涂材料填充锥形孔口86，且流过孔140以填充通孔142。最后，在图26E中可见，旋涂材料经固化和图案化以移除位于远离锥形孔口86和通孔142处的旋涂材料，从而形成支撑结构150，支撑结构150包括类似铆钉的上部部分以及从所述类似铆钉的部分延伸穿过可移动层66到达光学堆叠16的类似柱的结构或支腿152。还已经通过释放蚀刻移除牺牲层82(见图26D)而形成干涉式间隙19。有利地，支腿152对支撑结构提供稳定性，使得在操作期间机械层的倾斜部分不太容易被向下拉到位于其下方的腔中，且进而增强铆钉与机械层之间的粘附力。还将铆钉结构150粘附到下伏光学堆叠，从而将铆钉结构锚定在适当位置。
应了解，可对上述工艺流程做出改变。在某些实施例中，可在可移动层66的上覆在锥形孔口86侧壁上的部分中形成孔140。在其它实施例中，腔142无需为如图26B描绘的垂直腔，但可在对角方向上延伸，或可能不会一直延伸穿过牺牲层到达光学堆叠16。举例来说，可在可移动层66中在孔口86侧壁中形成孔140，且腔142可在对角方向上向下延伸到光学堆叠16。图27说明此一实施例，其中上覆支撑结构150包括以穿过可移动层66的锥形部分中的孔的角度延伸的支腿152。在一个实施例中，可通过使用反应性离子蚀刻(RIE)执行此成角度的蚀刻，但也可使用其它合适的技术。在某些实施例中，支撑结构150可包括离散的支腿152，如图26E和27所示，或可包括连续的环形支撑结构。
可使用各种其它方法来形成干涉式调制器的支撑结构和其它组件。在某些实施例中，可利用镀敷工艺来形成干涉式调制器的组件，例如铆钉和柱支撑结构。图28A-28B说明利用镀敷工艺形成铆钉结构160的工艺的一部分。此工艺包含图9A-9F的步骤。在图28A 中可见，在某些实施例中可为光致抗蚀剂掩模的掩模162沉积在可移动层66上，并经图案化以形成将界定所需铆钉结构的形状的孔口164。在图28B中可见，已使用镀敷工艺来在孔口164内形成铆钉结构160。在一个实施例中，镀敷工艺是电镀工艺。在各种实施例中，铆钉160可包括若干种材料，包含(但不限于)镍、铜和金，但可使用任何可镀敷且优选不受释放蚀刻影响的材料。
除了形成干涉式调制器的各个组件以外，在本文论述的制造工艺中沉积的层也可用于形成在干涉式调制器元件阵列内或与其连接的其它组件。图29描绘干涉式调制器元件的一部分，其中可移动层66形成条带电极170，且例如光学堆叠16内导电层72(见图9A)的导电层形成在第一条带电极170下方并与其垂直而行进的第二条带电极172。还可见，可在条带电极170的长度上提供多个支撑结构，例如铆钉结构62。第一或上部条带电极170电连接到导电互连件或引线174，所述导电互连件或引线174又可电连接到沉陷衬垫或连接点176，在该点处可与外部组件(例如，凸块)形成电连接。类似地，第二或下部条带电极172电连接到引线178或连接点180。还可称为列电极(但应了解，将上部电极指定为列电极是任意的且仅取决于MEMS阵列的定向)的第一条带电极170通常通过阵列内的气隙或干涉式腔而与衬底间隔开，但应了解在阵列内的各个位置(例如，在支撑区域)，在列电极170与衬底之间可能不存在任何气隙。也可称为行电极的第二条带电极172通常直接制造在衬底上，或如果存在介入层，则使得在第二条带电极172与衬底之间不存在任何干涉式间隙。
在其中引线178和连接点180由ITO形成且没有上覆层的某些实施例中，可在外部装置与连接点180之间直接形成连接。然而，关于ITO的高电阻率以及接触电阻可能使此实施例不合意。在另一实施例中，例如形成可移动层66的材料的导电材料层可沉积在ITO上以用于连接点180和引线178的大部分长度，以便减小结构的所述部分的电阻。然而在其中机械层包括由两个层(例如，机械层92和反射层90，如图9F可见)形成的可变形反射层的某些实施例中，这些层中的某些层之间的接触电阻可能对引线178的电阻具有不合意的影响，尤其是在这些层之一为铝时，铝在与ITO层接触时具有弱接触电阻。
有利地，可在ITO层上沉积在与ITO层接触时具有合意的接触电阻的导电材料。图30A和30B描绘此制造工艺中的步骤，其展示沿着图29的线30-30截取的横截面。在图30A中可见，在制造工艺中沉积机械层之前的一个阶段(例如，对应于图9E或更早的一个阶段)，仅ITO层72沉积在此区域(或例如图9A的部分反射层74的任何上覆层均已 选择性移除)。然而在图30B中，机械层92不仅沉积在将形成干涉式调制器元件的区域中的层上，而且还沉积在连接点180(未图示)和引线178上，且因此直接上覆在ITO层72上。还可见，反射层90(见图9E)没有沉积在ITO层72上，或在沉积之后且在机械层92的沉积之前已经选择性移除。在一个实施例中，反射层90(见图9E)沉积在引线178和连接点180上，但在机械层92的沉积之前经图案化和蚀刻以移除反射层的那些部分。在一个实施例中，机械层包括Ni，其在与ITO接触时具有良好的接触电阻。机械层92接着经图案化和蚀刻以移除所述层的未上覆在引线178或连接点180上的部分，如图30B所见。而且，相对于图29可见，还优选在引线的靠近阵列的边缘处移除机械层(图示为阴影)以避免条带电极170与172彼此短路。
因此，在一个实施例中，机械层用作与ITO引线和连接点接触的导电层。在其中铆钉材料包括导电材料的另一实施例中，铆钉材料可替代沉积在ITO上并用于在ITO上形成导电层来代替图30A-30B的机械层92。在特定实施例中，铆钉层包括Ni。有利地，此实施例不包含将可变形反射层的一个部分(反射层)与另一部分(机械层)分离地进行图案化和蚀刻。
在特定实施例中，机械层92包括Ni，其具有合意的电阻和接触电阻性质，但可使用广范围的机械层材料。在另一实施例中，ITO层无需一直延伸穿过引线178到达连接点180。而是，沉积的机械层92可单独形成连接点180和引线178的大部分。除了降低这些组件的电阻和接触电阻以外，机械层92的沉积还有利地增加这些组件的高度，从而便于外部组件之间的连接。
类似地，机械层92可形成引线174和连接点176。在一个实施例中，对于与列电极170连接的引线174或连接点176来说不需要包括任何ITO，且机械层92可延伸引线174的整个长度以便在引线174与条带电极170之间形成连接。这是因为列电极170是与衬底分离的，与形成于衬底上的行电极172(例如，经图案化的ITO条带)不同。
因为行和列引线原本将暴露，且因此容易出现由于环境或机械干扰而可能产生的短路和其它损坏，所以可能需要在暴露的行和列引线174和178上沉积钝化层。在特定实施例中，用于形成铆钉结构62的相同材料可用于钝化引线174、178，从而保护其不受外部的电或机械干扰影响。相对于图31A-31D描述此实施例。在图29的部分制造引线174的根据一不同实施例沿着线31-31截取的横截面的图31A中可见，机械层92已经沉积，但还未经蚀刻。在图31B中可见，已沉积铆钉材料层96(如例如图9G所见)，且还在位于干涉式调制器阵列外部的机械层92上沉积此铆钉材料层。在图31C中可见，铆钉 材料层已经图案化(如图9H所见)，且所述铆钉材料层同时经图案化以形成将上覆在引线304上的条带182。最后，在图31D中，机械层已经图案化以使条带电极170与周围电极分离(且在条带电极中形成任何必要的蚀刻孔)，且同时经图案化以形成引线174。在替代实施例中，可与铆钉层同时图案化和蚀刻机械层。应了解，此铆钉层没有沉积在连接点180上，或经蚀刻以移除铆钉层的覆盖连接点180的部分，以便允许形成与外部组件的连接。还应了解，如果根据上述工艺对与行电极连接的引线178(见图19)进行钝化，那么所得的引线178可包括下伏在机械层92下的ITO层72。
在又一实施例中，可在铆钉层的沉积之前图案化机械层92，从而形成引线174并使条带电极170与相邻的条带电极分离。因此，可随后图案化铆钉层以便不仅覆盖引线174的上部，而且保护侧面，如图32可见，图32描绘沿着图19的线31-31观看的通过此工艺制造的引线174。有利地，这进一步保护引线174。在其它实施例中，可在与支撑结构层的沉积相异的工艺中在引线上沉积钝化材料。在此工艺中，任何合适的介电层均可用于钝化引线，且无需适合用作支撑结构层。举例来说，在MEMS装置制造中使用的任何合适的介电层，例如光学堆叠内的介电层或用作蚀刻停止层的介电层，均可用于钝化引线。
在某些实施例中，可能需要提供在MEMS元件的不同部分上具有变化的硬度的可移动层66，或较容易地提供其中邻近元件包括具有不同硬度的可移动层的MEMS元件阵列。举例来说，其中可移动层在不同区域中具有不同的激活电压的调制器元件可用于产生灰度级，因为可通过修改施加电压来激活不同量的调制器元件，因为激活电压将在整个调制器元件阵列上变化。在其它实施例中，在具有较少支撑的区域中，例如在调制器元件的边缘周围可能需要额外的硬度。相对于图23A-23B描述制造具有此种变化硬度的干涉式调制器元件的一种方法，且其包括图9A-9G的步骤。
在图33A中可见，在此实施例中可包括氧化硅的铆钉层已经蚀刻而形成相对于图9H描述的支撑结构62。然而，图33A的实施例不同于图9H的实施例，因为铆钉材料的额外补片或肋190保留未经蚀刻。在图33B中可见，如相对于图9I和9J论述而完成制造工艺，从而获得具有上覆在可移动层66的部分上的支撑结构62和肋190的干涉式调制器元件60(沿着图34的线33B-33B观看)。图24中描绘具有包括铆钉材料的残余肋190的图33B的干涉式调制器元件60的顶视图。
如上论述，这些残余肋190可抑制包围补片的区域中可移动层66的变形，使得可移动层66的所述段将需要较高的激活电压。残余肋190还可用于对可移动层边缘附近的机 械区域提供额外的支撑。在某些实施例中，可移动层66可能出现不合意的卷缩或弯曲。这在可移动层66的与可移动层66的条带电极之间的间隙65靠近的那些区域处可能尤其成问题。此类肋190的放置可控制这种不合意的弯曲，以便确保干涉式间隙19(见图23B)的高度在整个干涉式调制器上保持较为恒定。另外，由于这些肋结构190的定位影响周围区域中可移动层66的硬度，因此这些肋结构190可用于修改使MEMS装置移动进入激活状态所需的激活电压。可完成此操作以(例如)标准化元件上的激活电压，或者在MEMS元件上提供不同的激活电压，例如提供灰度级，如上论述。
在又一实施例中，经蚀刻以形成支撑结构62和残余肋结构190的铆钉层可包括电活化材料，例如压电材料。通过将电活化材料涂敷到呈肋190形式的机械层92的上表面，可进一步控制可移动层66的行为。电活化材料的涂敷可例如用于修改在调制器元件中的给定位置处施加的电压。
如上论述，上文论述的方法和结构可结合具有可移动层的光学MEMS装置使用，所述可移动层包括与机械层部分脱离的反射层。图35A-35H说明用于在此种MEMS装置中形成下伏在可移动层的一部分下的支柱的示范性工艺，所述MEMS装置在说明的实施例中是干涉式调制器。此工艺可包含例如相对于图9A-9D描述的步骤，其中沉积光学堆叠，并在光学堆叠上沉积牺牲层。
在图35A中可见，在牺牲层82上沉积反射层90。在某些实施例中，反射层90可包括单一反射材料层。在其它实施例中，反射层90可包括薄反射材料层，其中较刚性材料层(未图示)上覆在薄牺牲材料层上。由于此实施例的反射层将与上覆的机械层部分脱离，因此反射层90优选具有充足的刚性以便甚至在部分脱离时相对于光学堆叠16保持在大体上平坦的位置，且在反射层的位于远离光学堆叠处的侧面上包含加强层可用于提供所需的刚性。
在图35B中，图35A的反射层90经图案化以形成经图案化的镜层220。在一个实施例中，经图案化的镜层220包括邻接层，其中已形成对应于支撑结构的位置(但比支撑结构宽或窄)的孔口。在另一实施例中，经图案化的镜层220可包括彼此脱离的多个反射段。
在图35C中，在经图案化的镜层220上沉积第二牺牲层226。优选地，第二牺牲层226由与第一牺牲层82相同的材料形成，或可通过与第一牺牲层82相同的蚀刻相对于周围材料进行选择性蚀刻。在图35D中，形成锥形孔口86，其延伸穿过第二牺牲层226以及第一牺牲层82。
在图35E中，在经图案化的牺牲层92和226上沉积柱材料层84，使得其涂覆孔口86的侧面，如相对于图11D所述。在图35F中，柱材料层已经图案化而形成柱结构88，如相对于图11E所述。经图案化的柱结构88可与镜层220的边缘重叠。在图35E中还可见，在第二牺牲层196的上覆在经图案化的镜层220上的部分中形成孔口228，从而暴露经图案化的镜层220的至少一部分。
在图35G中，在柱88以及第二牺牲层226和经图案化的镜层220的暴露部分上沉积机械层92。特定来说可见，机械层92至少部分填充孔口198(见图35F)，使得形成连接机械层92与经图案化的镜层220的连接器部分222。
在图35H中，执行释放蚀刻，其移除第一牺牲层82与第二牺牲层226，进而在经图案化的镜层220与光学堆叠之间形成干涉式间隙19。因此，形成光学MEMS装置，其包含包括机械层92的可移动层66，经图案化的镜层220从所述机械层92悬垂，其中经图案化的镜层220与机械层92部分脱离。此光学MEMS装置可例如为干涉式调制器，例如相对于图7C以及在本申请案中其它地方描述的干涉式调制器。在非光学MEMS中，悬垂的上部电极无需为反射的。
应了解，可修改上述工艺以包含上文论述的方法和结构中的任一者。特定来说可见，可修改上述工艺以包含铆钉结构的形成来代替柱结构的形成或与其结合。特定来说，在其中仅形成铆钉结构的实施例中，可通过与上覆在镜层的其中将形成连接部的部分上的孔口同时形成锥形孔口来进一步简化上述工艺。在其中沉积铆钉层的另一实施例中，在与图35G的步骤等效的步骤中仅可沉积非常薄的导电材料层，且稍后沉积的铆钉层(可为介电的)可经图案化和蚀刻以提供机械层的机械功能，其中所述薄导电材料层提供导电功能。
在又一实施例中，形成柱结构的相同材料可用于在脱离的镜层200的上表面上形成加强部分。图36A-36C说明此实施例，其包含图35A-35C的步骤。在图36A中可见，在形成锥形孔口86同时，在经图案化的镜层220上已形成额外的孔口230，从而暴露经图案化的镜层220的部分。在某些实施例中，这些孔口230可有利地采用在经图案化的可移动层220的边缘附近延伸的凹槽的形式，然而包含环形或大体上环形形状的广范围的形状可以为合适的。
在图36B中可见，已沉积柱材料层84，使得其不仅涂覆锥形孔口86的边缘，而且沉积在额外孔口230内经图案化的镜层220的暴露部分上。在图36C中可见，以与相对于图35F-35H描述的方式类似的方式进行制造工艺，且已形成释放的干涉式调制器。特 定来说可见，经图案化的镜层220包括在经图案化的镜层220的上表面上的由与柱88相同材料形成的加强结构232(例如，环形环)。还可见，机械层92的上覆在加强结构232上的部分已经移除以形成孔口234。应了解，因为镜层220与机械层92部分脱离，所以机械层92无需包括连续的材料层，而是可替代包括(例如)在连接器部分222与例如柱88的支撑结构之间延伸的机械材料条带。因此，可通过如图36C描绘的形成机械条带(见图8)的相同图案化步骤来移除机械层的部分，以便确保在加强结构232与上覆机械层92之间不保留任何连接。
应了解，以上实施例的各种组合是可能的。举例来说，在某些实施例中，本文揭示的支撑结构中的某些支撑结构可结合本文揭示的其它支撑结构以及本申请案中未论述的其它合适支撑结构一起使用。以上论述的支撑结构的各种组合均被涵盖且在本发明的范围内。另外，应了解通过以上方法中任一种方法形成的支撑结构可与形成支撑结构的其它方法结合使用，以便改进那些支撑结构的刚性和耐久性。
还将认识到，以上实施例中的层的次序以及形成那些层的材料仅仅是示范性的。而且，在一些实施例中，其它层(未图示)可沉积并经处理以形成干涉式调制器元件的部分或在衬底上形成其它结构。在其它实施例中，可使用替代的沉积、图案化和蚀刻材料与工艺形成这些层，且这些层可以不同次序沉积，或由不同材料组成，如所属领域的技术人员所了解。
还将认识到，视实施例而定，可以其它顺序执行本文描述的任何方法的动作或事件，可添加、合并或完全省去这些动作或事件(例如，对于方法的实践来说并不是所有的动作或事件都是必要的)，除非文章另外具体且清楚地做出规定。
尽管以上详细描述已展示、描述并指出应用于各种实施例的本发明的新颖特征，但将了解，在不脱离本发明精神的情况下，所属领域的技术人员可对所说明的装置或工艺进行形式和细节上的各种省略、替换和改动。将认识到，本发明可体现为并不提供本文陈述的特征和益处中的所有特征和益处的形式，因为某些特征可与其它特征分离而使用或实践。
Claims (131)
1.一种制造MEMS装置的方法，其包括：
提供衬底；
在所述衬底上沉积电极层；
在所述电极层上沉积牺牲层；
图案化所述牺牲层以形成孔口；
在所述牺牲层上沉积可移动层；以及
形成上覆在所述可移动层上并至少部分在所述牺牲层中的孔口内的支撑结构，其中所述支撑结构只上覆在并且接触邻近所述孔口的所述可移动层的一部分上，
其中在移除所述牺牲层的情形下，所述可移动层经配置响应于在所述移动层和所述电极层之间产生静电电位而变形且被迫抵靠下伏的层。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述可移动层包含机械子层和反射子层。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述机械子层直接形成于所述反射子层上。
4.根据权利要求2所述的方法，其中在所述牺牲层上沉积所述可移动层包括：
在所述牺牲层上沉积反射子层；
图案化所述反射子层；
在所述反射子层之后且在其上沉积第二牺牲层；以及
在所述反射子层之后且在其上沉积机械子层。
5.根据权利要求2所述的方法，其中所述反射子层包括铝。
6.根据权利要求2所述的方法，其中所述可移动子层包括选自以下群组的至少一种材料：镍和铬。
7.根据权利要求2所述的方法，其中在所述牺牲材料的所述图案化之后沉积所述反射子层，所述方法另外包括移除所述反射层的沿着所述牺牲层中的所述孔口的基底定位的至少一部分。
8.根据权利要求2所述的方法，其中在所述牺牲材料的所述图案化之前沉积所述反射子层。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述支撑结构包括选自以下群组的至少一种材料：铝、AlOx、氧化硅、SiNx、镍和铬。
10.根据权利要求1所述的方法，其中形成所述支撑结构包括：
在所述可移动层上以及至少部分在所述牺牲层中的所述孔口内沉积支撑材料层；以及
图案化所述支撑材料层以形成位于所述孔口上的支撑结构。
11.根据权利要求10所述的方法，其另外包括：
图案化所述牺牲层以形成环形孔，从而形成牺牲材料柱体；以及
在所述牺牲材料上沉积保护材料层，从而用所述保护材料层填充所述环形孔，其中可相对于所述保护材料选择性蚀刻所述牺牲材料。
12.根据权利要求11所述的方法，其另外包括回蚀所述保护材料层以暴露所述牺牲层，其中在图案化所述牺牲层以形成孔口之前完成所述回蚀，且其中所述孔口形成于所述牺牲材料柱体内。
13.根据权利要求12所述的方法，其另外包括：
蚀刻所述牺牲层以移除所述牺牲层，从而在所述可移动层与所述电极层之间形成腔；以及
移除所述保护材料以暴露所述牺牲材料柱体的侧面，其中在已经蚀刻所述牺牲层而形成所述腔之后移除所述保护材料。
14.根据权利要求10所述的方法，其另外包括：
在所述可移动层中形成至少一个孔口；以及
蚀刻穿过所述牺牲材料的通孔，所述通孔从所述可移动层中的所述至少一个孔口延伸到下伏在所述牺牲材料下的层，其中所述支撑材料层填充所述通孔。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述支撑材料层包括平面化材料。
16.根据权利要求14所述的方法，其中穿过所述可移动层的大体上水平的部分形成所述可移动层中的所述至少一个孔口。
17.根据权利要求14所述的方法，其中所述可移动层包括所述孔口内的侧壁，且其中穿过所述可移动层的侧壁形成所述至少一个孔口。
18.根据权利要求10所述的方法，其中图案化所述支撑层以形成至少一个支撑结构进一步包括图案化所述支撑层以形成位于所述可移动层上且远离所述牺牲材料中的所述孔口的至少一个肋结构。
19.根据权利要求10所述的方法，其另外包括抛光所述支撑层以减小所述支撑结构的高度。
20.根据权利要求10所述的方法，其中图案化所述支撑材料层包括相对于所述可移动层选择性蚀刻所述支撑层。
21.根据权利要求10所述的方法，其中所述可移动层包括大体上平坦的基底部分，所述方法另外包括在沉积所述支撑材料层之前蚀刻穿过所述大体上平坦的基底部分的至少一部分的孔口。
22.根据权利要求1所述的方法，其中形成所述支撑结构包括：
在所述可移动层上沉积掩模；
图案化所述掩模以界定至少一个孔口，其中所述孔口位于所述牺牲层中所述孔口的一者上；以及
通过镀敷工艺在所述掩模中的所述孔口内形成至少一个支撑结构。
23.根据权利要求22所述的方法，其中通过电镀工艺形成所述支撑结构。
24.根据权利要求1所述的方法，其中在所述衬底上沉积所述电极层包括：
在所述衬底上沉积ITO层；以及
在所述ITO层上沉积铬层。
25.根据权利要求1所述的方法，其另外包括在所述电极层上沉积部分反射层，其中所述可移动层包含机械子层和反射子层，所述反射子层位于所述可移动层的面向所述部分反射层的侧面上。
26.根据权利要求1所述的方法，其另外包括图案化所述电极层以形成电极孔口，其中所述电极孔口位于所述牺牲层中的所述孔口下方。
27.根据权利要求1所述的方法，其另外包括在所述电极层与所述牺牲材料之间沉积介电层。
28.根据权利要求27所述的方法，其中所述介电层包括氧化硅。
29.根据权利要求1所述的方法，其另外包括在形成所述支撑结构之前在所述可移动层上沉积粘附力增强层。
30.根据权利要求1所述的方法，其另外包括蚀刻所述牺牲层以移除所述牺牲层，从而在所述可移动层与所述电极层之间形成腔。
31.根据权利要求30所述的方法，其另外包括在蚀刻所述牺牲材料之前在所述支撑结构上沉积保护层。
32.根据权利要求30所述的方法，其另外包括在蚀刻所述牺牲层之前图案化所述可移动层以形成蚀刻孔。
33.根据权利要求1所述的方法，其另外包括形成与所述可移动层电连接的第一引线以及与所述电极层电连接的第二引线。
34.根据权利要求33所述的方法，其中形成所述可移动层包括沉积至少一机械层。
35.根据权利要求34所述的方法，其中形成所述第一引线包括在所述衬底的一部分上沉积所述机械层，所述衬底的所述部分延伸远离所述机械层的上覆在所述牺牲层上的一部分，以及图案化所述机械层以形成所述第一引线。
36.根据权利要求34所述的方法，其中形成所述第二引线包括在所述电极层的暴露部分上沉积所述机械层，以及图案化所述机械层以形成所述第二引线并使所述第二引线与所述可移动层的上覆在所述牺牲材料上的一部分电隔离。
37.根据权利要求36所述的方法，其中所述电极层包括ITO且所述机械层包括镍，且其中所述镍直接沉积在所述ITO的暴露部分上。
38.根据权利要求33所述的方法，其中形成所述支撑结构包括沉积支撑材料层，所述支撑材料包括非导电材料，且其中所述支撑材料层沉积在所述第一和第二引线中的至少一者上，且保留在所述引线的至少一部分上以保护所述引线。
39.根据权利要求38所述的方法，其中在图案化所述第一和第二引线中的所述至少一者之前沉积所述支撑材料层。
40.根据权利要求38所述的方法，其中在图案化所述第一和第二引线中的所述至少一者之后沉积所述支撑材料层。
41.根据权利要求1所述的方法，其中所述支撑结构上覆所述可移动层在所述孔口内的部分。
42.一种通过根据权利要求1所述的方法形成的MEMS装置。
43.一种MEMS装置，其包括：
衬底；
电极层，其位于所述衬底上；
可移动层，其位于所述电极层上，其中所述可移动层通过气隙与所述电极层大体间隔开，且其中所述可移动层包括支撑区域中的凹陷；以及
刚性支撑结构，其形成于所述可移动层上并至少部分在所述可移动层中的所述凹陷内，其中所述刚性支撑结构只在所述可移动层的一部分上延伸且接触所述可移动层的所述部分，并且
其中所述可移动层经配置响应于所述移动层和所述电极层之间产生静电电位而变形且被迫抵靠下伏的层。
44.根据权利要求43所述的MEMS装置，其中所述刚性支撑结构延伸到所述凹陷外部所述可移动层的上表面上。
45.根据权利要求43所述的MEMS装置，其中所述支撑结构延伸穿过所述可移动层中的孔口到达下伏层。
46.根据权利要求45所述的MEMS装置，其中所述可移动层中的所述凹陷包括大体上平坦的基底部分，且其中所述可移动层中的所述孔口延伸穿过所述大体上平坦的基底部分。
47.根据权利要求45所述的MEMS装置，其中所述可移动层中的所述凹陷包括侧壁，且其中所述可移动层中的所述孔口位于所述可移动层的所述凹陷的所述侧壁中。
48.根据权利要求43所述的MEMS装置，其另外包括位于所述可移动层下方并围绕所述可移动层中的所述凹陷延伸的额外材料柱体，其中所述额外材料柱体为所述上覆支撑结构提供额外支撑。
49.根据权利要求43所述的MEMS装置，其另外包括：
第一引线，其位于所述衬底上，其中所述第一引线与所述可移动层连通；
第二引线，其位于所述衬底上，其中所述第二引线与所述电极层连通。
50.根据权利要求49所述的MEMS装置，其另外包括形成于所述第一或第二引线中的一者的至少一部分上的钝化材料补片，其中所述钝化材料补片和所述刚性支撑结构由相同材料形成。
51.根据权利要求49所述的MEMS装置，其中所述可移动层包括机械子层，且其中所述第一引线由与所述机械子层相同的材料形成。
52.根据权利要求49所述的MEMS装置，其中所述第二引线包括与镍层直接接触的ITO层。
53.根据权利要求43所述的MEMS装置，其另外包括位于所述电极层与所述气隙之间的介电层。
54.根据权利要求43所述的MEMS装置，其中所述支撑结构包括选自以下群组的至少一种材料：铝、AlOx、氧化硅、SiNx、镍和铬。
55.根据权利要求43所述的MEMS装置，其另外包括位于所述可移动层上且远离所述可移动层中的所述凹陷的至少一个肋结构，其中所述肋结构由与所述支撑结构相同的材料形成。
56.根据权利要求43所述的MEMS装置，其中所述可移动层包括反射子层和机械子层，且其中所述机械层中的所述凹陷包括至少在所述机械子层中在支撑区域中的凹陷。
57.根据权利要求43所述的MEMS装置，其另外包括位于所述支撑结构上的保护层。
58.根据权利要求43所述的MEMS装置，其另外包括：
处理器，其经配置以与所述电极层和所述可移动层中的至少一者连通，所述处理器经配置以处理图像数据；以及
存储器装置，其经配置以与所述处理器连通。
59.根据权利要求58所述的MEMS装置，其进一步包括驱动器电路，所述驱动器电路经配置以向所述电极层和所述可移动层中的至少一者发送至少一个信号。
60.根据权利要求59所述的MEMS装置，其进一步包括控制器，所述控制器经配置以向所述驱动器电路发送所述图像数据的至少一部分。
61.根据权利要求58所述的MEMS装置，其进一步包括图像源模块，所述图像源模块经配置以向所述处理器发送所述图像数据。
62.根据权利要求61所述的MEMS装置，其中所述图像源模块包括接收器、收发器和发射器中的至少一者。
63.根据权利要求58所述的MEMS装置，其进一步包括输入装置，所述输入装置经配置以接收输入数据并将所述输入数据传送到所述处理器。
64.根据权利要求43所述的MEMS装置，其中所述支撑结构上覆在所述可移动层内的凹陷。
65.一种MEMS装置，其包括：
第一装置，其用于电传导；
第二装置，其用于电传导；以及
支撑装置，其用于将所述第二传导装置支撑在所述第一传导装置上，其中所述支撑装置只上覆在所述用于电传导的第二装置的一部分上且接触所述部分，且其中所述第二传导装置经配置可响应于所述第一与第二传导装置之间产生静电电位而变形且被迫抵靠下伏的层。
66.根据权利要求65所述的MEMS装置，其中所述第一传导装置包括由衬底支撑的电极层。
67.根据权利要求65所述的MEMS装置，其中所述第二传导装置包括可移动层，所述可移动层的部分通过腔而与所述第一传导装置间隔开。
68.根据权利要求67所述的MEMS装置，其中所述支撑装置包括形成于所述第二传导装置上且至少部分在所述第二传导装置中的凹陷内的至少一个支撑结构。
69.一种制造MEMS装置的方法，其包括：
提供衬底；
在所述衬底上沉积电极层；
在所述电极层上沉积牺牲层；
图案化所述牺牲层以形成孔口；
在所述牺牲层上形成支撑结构，其中所述支撑结构至少部分形成在所述牺牲材料中的所述孔口内，其中所述支撑结构包括无机材料且其中所述支撑结构包括在所述牺牲材料的大体上平坦的部分上延伸的大体上水平的翼部分；以及
在所述牺牲层和所述支撑结构上沉积可移动层，其中在移除所述牺牲层的情形下，所述可移动层经配置响应于在所述移动层和所述电极层之间产生静电电位而变形且被迫抵靠下伏的层。
70.根据权利要求69所述的方法，其另外包括蚀刻所述牺牲层以移除所述牺牲层，从而在所述可移动层与所述电极层之间形成间隙。
71.根据权利要求69所述的方法，其中所述可移动层包含机械子层和反射子层。
72.根据权利要求71所述的方法，其中所述机械子层直接形成于所述反射子层上。
73.根据权利要求71所述的方法，其中在所述牺牲层上沉积可移动层包括：
在所述牺牲层上沉积反射子层；
图案化所述反射子层；
在所述反射子层之后且在其上沉积第二牺牲层；以及
在所述反射子层之后且在其上沉积机械子层。
74.根据权利要求73所述的方法，其另外包括：
图案化所述第二牺牲层以形成至少一个额外孔口，从而暴露所述反射子层的至少一部分；以及
在所述第二牺牲层上沉积支撑材料层以在所述至少一个额外孔口内形成加强结构。
75.根据权利要求71所述的方法，其中所述反射子层包括铝。
76.根据权利要求71所述的方法，其中所述机械子层包括选自以下群组的至少一种材料：镍和铬。
77.根据权利要求69所述的方法，其中所述支撑结构包括选自以下群组的至少一种材料：铝、AlOx、氧化硅、SiNx、镍和铬。
78.根据权利要求69所述的方法，其另外包括在所述牺牲层上沉积蚀刻势垒层。
79.根据权利要求78所述的方法，其中所述蚀刻势垒层包括反射材料。
80.根据权利要求78所述的方法，其中在所述牺牲层的所述图案化之前沉积所述蚀刻势垒层。
81.根据权利要求78所述的方法，其中在所述牺牲层的所述图案化之后沉积所述蚀刻势垒层。
82.根据权利要求81所述的方法，其另外包括移除所述蚀刻势垒层的位于远离所述支撑结构处的部分。
83.根据权利要求82所述的方法，其中所述支撑结构在所述蚀刻势垒层的蚀刻期间用作硬掩模。
84.根据权利要求69所述的方法，其中所述支撑结构具有大体上平面的上表面。
85.根据权利要求69所述的方法，其中形成所述支撑结构包括：
在所述牺牲层上沉积支撑材料层；以及
图案化所述支撑材料层以形成上覆在所述牺牲材料中的所述孔口的至少一部分上的支撑结构。
86.根据权利要求85所述的方法，其中所述支撑材料层包括对应于所述牺牲层中的所述下伏孔口的凹陷。
87.根据权利要求86所述的方法，其另外包括：
在沉积所述支撑材料层之后沉积平面化材料层以便至少部分填充所述支撑材料层中的所述凹陷；以及
回蚀所述平面化材料层大约到所述支撑结构的上表面，其中所述可移动层形成于所述平面化材料的剩余部分上。
88.根据权利要求87所述的方法，其中所述平面化材料包括用于图案化所述支撑结构的光致抗蚀剂材料。
89.根据权利要求85所述的方法，其另外包括在沉积所述支撑层之后且在沉积所述可移动层之前沉积粘附力增强层。
90.根据权利要求69所述的方法，其中形成所述支撑结构包括：
在所述牺牲层上沉积支撑材料层；以及
阳极化所述支撑材料层的至少一部分以形成至少一个支撑结构。
91.根据权利要求90所述的方法，其中所述支撑材料层包括铝或钽。
92.根据权利要求69所述的方法，其中形成所述支撑结构包括：
在所述经图案化的牺牲层上沉积籽晶层；
在所述籽晶层上形成掩模，其中所述掩模包括至少一个孔口；以及
经由镀敷工艺在所述掩模中的所述孔口内形成支撑结构。
93.根据权利要求92所述的方法，其中所述掩模中的所述孔口界定支撑结构的形状。
94.根据权利要求69所述的方法，其另外包括：
在所述可移动层上沉积铆钉材料层；以及
图案化所述铆钉材料层以形成额外的支撑结构，所述额外的支撑结构至少部分上覆在下伏于所述可移动层下的所述支撑结构上。
95.根据权利要求69所述的方法，其另外包括在沉积所述牺牲层之前沉积部分反射层。
96.根据权利要求95所述的方法，其中所述部分反射层包括铬。
97.根据权利要求69所述的方法，其另外包括在沉积所述牺牲层之前沉积部分反射层，其中在所述牺牲层上沉积所述可移动层包括在所述牺牲材料上沉积反射子层。
98.根据权利要求69所述的方法，其中所述MEMS装置包括干涉式调制器。
99.根据权利要求69所述的方法，其中所述电极层包括ITO。
100.根据权利要求69所述的方法，其另外包括图案化所述电极层以形成电极孔口，其中所述电极孔口位于所述牺牲层中的所述孔口下方。
101.根据权利要求69所述的方法，其另外包括在所述电极层与所述牺牲材料之间沉积介电层。
102.根据权利要求69所述的方法，其中所述支撑结构具有比所述牺牲材料层的厚度薄的厚度。
103.根据权利要求69所述的方法，其中所述支撑结构在所述牺牲材料上是共形的，所述支撑结构包括对应于所述牺牲层中的所述孔口的凹陷。
104.一种通过根据权利要求69所述的方法形成的MEMS装置。
105.一种MEMS装置，其包括：
衬底；
电极层，其位于所述衬底上；
可移动层，其位于所述电极层上，其中所述可移动层通过间隙与所述电极层大体间隔开；以及
支撑结构，其下伏在所述可移动层的至少一部分下，其中所述支撑结构包括无机材料，其中所述支撑结构包括大体上水平的翼部分，所述大体上水平的翼部分通过所述间隙与所述电极层间隔开，且其中所述可移动层经配置响应于在所述移动层和所述电极层之间产生静电电位而变形且被迫抵靠下伏的层。
106.根据权利要求105所述的MEMS装置，其中所述可移动层包括面向所述电极层的反射子层，以及位于所述反射子层上的机械子层。
107.根据权利要求106所述的MEMS装置，其中所述机械子层至少部分与所述反射子层间隔开。
108.根据权利要求106所述的MEMS装置，其中所述反射子层包括铝。
109.根据权利要求106所述的MEMS装置，其中所述机械子层包括选自以下群组的至少一种材料：镍和铬。
110.根据权利要求106所述的MEMS装置，其中所述反射子层在所述支撑结构的至少一部分的下方延伸。
111.根据权利要求106所述的MEMS装置，其另外包括位于所述间隙的与所述反射子层的相对侧上的部分反射层。
112.根据权利要求105所述的MEMS装置，其另外包括形成于所述反射子层的与所述电极层的相对侧上的至少一个加强结构。
113.根据权利要求112所述的MEMS装置，其中所述加强结构包括与所述支撑结构相同的材料。
114.根据权利要求105所述的MEMS装置，其中在所述支撑结构的至少一部分与所述气隙之间设置保护层。
115.根据权利要求105所述的MEMS装置，其另外包括位于所述可移动层上的至少一个支撑结构，其中所述至少一个上覆支撑结构至少部分上覆在下伏于所述衬底下的至少一个支撑结构上。
116.根据权利要求105所述的MEMS装置，其另外包括位于所述支撑结构与所述可移动层之间的粘附力增强层。
117.根据权利要求105所述的MEMS装置，其另外包括位于所述衬底上的部分反射层，其中所述部分反射层与所述电极层位于所述气隙的同一侧上。
118.根据权利要求105所述的MEMS装置，其中所述支撑结构包括凹陷，且其中所述凹陷至少部分由平面化材料填充。
119.根据权利要求105所述的MEMS装置，其中所述支撑结构包括金属材料。
120.根据权利要求105所述的MEMS装置，其中所述支撑结构包括经阳极化的材料。
121.根据权利要求105所述的MEMS装置，其中所述MEMS装置包括干涉式调制器。
122.根据权利要求105所述的MEMS装置，其另外包括：
处理器，其经配置以与所述电极层和所述可移动层中的至少一者连通，所述处理器经配置以处理图像数据；以及
存储器装置，其经配置以与所述处理器连通。
123.根据权利要求122所述的MEMS装置，其进一步包括驱动器电路，所述驱动器电路经配置以向所述电极层和所述可移动层中的至少一者发送至少一个信号。
124.根据权利要求123所述的MEMS装置，其进一步包括控制器，所述控制器经配置以向所述驱动器电路发送所述图像数据的至少一部分。
125.根据权利要求122所述的MEMS装置，其进一步包括图像源模块，所述图像源模块经配置以向所述处理器发送所述图像数据。
126.根据权利要求125所述的MEMS装置，其中所述图像源模块包括接收器、收发器和发射器中的至少一者。
127.根据权利要求122所述的MEMS装置，其进一步包括输入装置，所述输入装置经配置以接收输入数据并将所述输入数据传送到所述处理器。
128.一种MEMS装置，其包括：
第一装置，其用于电传导；
第二装置，其用于电传导；以及
支撑装置，其用于将所述第二传导装置支撑在所述第一传导装置上，其中所述第二传导装置上覆在所述支撑装置上，且其中所述第二传导装置经配置可响应于所述第一与第二传导装置之间产生静电电位而而变形且被迫抵靠下伏的层，其中所述支撑装置包括与所述第一传导装置间隔开的大体上水平的翼部分，且其中所述支撑装置包括无机材料。
129.根据权利要求128所述的装置，其中所述第一传导装置包括由衬底支撑的电极层。
130.根据权利要求128所述的装置，其中所述第二传导装置包括可移动层，所述可移动层的部分通过腔与所述第一传导装置间隔开。
131.根据权利要求128所述的装置，其中所述支撑装置包括形成于所述第一传导装置上且下伏在所述第二传导装置下的至少一个支撑结构。
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