CN101272982A

CN101272982A - Mems装置及其互连

Info

Publication number: CN101272982A
Application number: CNA2006800359446A
Authority: CN
Inventors: 艾伦·G·刘易斯; 马尼什·科塔里; 约翰·贝蒂; 笹川照夫; 董明豪; 格雷戈里·D·尤伦; 斯蒂芬·泽
Original assignee: Qualcomm MEMS Technologies Inc
Current assignee: Qualcomm MEMS Technologies Inc
Priority date: 2005-09-30
Filing date: 2006-09-29
Publication date: 2008-09-24
Anticipated expiration: 2026-09-29
Also published as: US20070103028A1; CN101272982B; JP2009509786A; EP1928780A2; KR20080068821A; WO2007041302A3; WO2007041302A2; US7580172B2

Abstract

本发明提供一种微机电系统装置，其具有所述装置外部的电路与所述装置内的电极(16)和可移动层(14)的至少一者之间的电互连。所述电互连的至少一部分由与所述装置的所述电极(14)与机械层(92)之间的导电层相同的材料形成。在一实施例中，此导电层是牺牲层(60)，随后去除所述牺牲层(60)以在所述电极(16)与所述可移动层(14)之间形成腔(19)。所述牺牲层(60)优选地由钼、掺杂硅、钨或钛形成。根据另一实施例，所述导电层是优选地包括铝的可移动反射层(14)。

Description

MEMS装置及其互连

相关申请案的交叉参考

本申请案主张2005年9月30日申请的第60/723,540号美国临时专利申请案的权益。

技术领域

本发明的领域涉及微机电系统(microelectromechanical system，MEMS)。更明确地说，本发明的领域涉及干涉式调制器及其电互连的制造方法。

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

本发明的系统、方法和装置每一者均具有若干方面，其中任何单个方面均不仅仅负责其期望的属性。在不限定本发明范围的情况下，现将简要论述其较突出的特征。考虑此论述之后，且尤其在阅读题为“具体实施方式”的部分之后，将了解本发明的特征如何提供优于其它显示器装置的优点。

一实施例提供一种微机电系统装置。所述装置包含：电极；可移动层；机械层，其在所述可移动层上；腔，其在所述电极与所述可移动层之间；导电层，其在所述电极与所述机械层之间；以及电互连，其在所述装置外部的电路与所述电极和所述可移动层的至少一者之间。所述电互连的至少一部分和导电层由相同材料形成。

根据另一实施例，提供一种形成微机电系统装置的方法。提供电极。在所述电极上提供导电层。接着图案化所述导电层以在所述装置外部的电路与所述电极和所述装置内的另一电极的至少一者之间形成电互连。在图案化所述导电层之后，在所述导电层上形成机械层。

根据又一实施例，提供一种形成微机电系统装置的方法。提供在衬底上的电极。在所述电极上形成可移动层。在所述可移动层上形成机械层。在所述电极与所述机械层之间沉积导电层。所述导电层的一部分形成所述装置外部的电路与所述电极和所述可移动层的至少一者之间的电互连的至少一部分。

在另一实施例中，提供一种微机电系统装置。所述装置包含：电极；可移动层；机械层，其在所述可移动层方；腔，其在所述电极与所述可移动层之间；以及电互连，其在所述装置外部的电路与所述电极和所述可移动层的至少一者之间。所述电互连的至少一部分和所述可移动层由相同材料形成。

根据另一实施例，提供一种形成微机电系统装置的方法。提供电极。在所述电极上沉积导电材料。在导电层上形成可移动层。在所述可移动层上沉积机械层。所述导电材料形成所述装置外部的电路与所述电极和所述可移动层的至少一者之间的电互连的至少一部分。在沉积所述机械层之后，选择性地去除所述导电材料以形成光学腔。

附图说明

从以下描述中以及从附图(未按比例)中将容易了解本发明的这些和其它方面，附图旨在说明而不限制本发明，且其中：

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和5B说明可用于将显示数据帧写入到图2的3×3干涉式调制器显示器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8A-8L是展示用于制造干涉式调制器的一实施例的工艺的横截面。

图9展示图8A-8L所示的干涉式调制器的一实施例的横截面和俯视平面图。

图10展示干涉式调制器的另一实施例的横截面和俯视平面图。

图11A-11K是展示用于制造干涉式调制器的另一实施例的工艺的横截面。

图12A-12I是展示用于制造干涉式调制器的又一实施例的工艺的横截面。

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。在本描述内容中参看了附图，附图中所有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)的且不论文字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，对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。

根据本文描述的实施例，提供一种微机电系统(MEMS)装置。所述装置包含装置外部的电路与装置内的电极和可移动反射层的至少一者之间的电互连。电互连的至少一部分由与装置的电极与机械层之间的导电层相同的材料形成。在一实施例中，此导电层是牺牲层，随后从MEMS装置区去除所述牺牲层以在电极与可移动反射层之间形成腔。牺牲层优选地由钼、掺杂硅、钨或钛形成。根据另一实施例，导电层是优选地包括铝的可移动反射层。

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隙。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(fused layer)，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。部分反射层可由例如各种金属、半导体和电介质等部分反射的多种材料形成。部分反射层可由一个或一个以上材料层形成，且所述层的每一者可由单一材料或材料的组合形成。

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，隙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

Pentium

Pro、8051、

Power

)，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过程以产生帧。通常，通过以每秒某一所需数目的帧的速度连续地重复此过程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-V_bias，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+V_bias，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+V_bias还是-V_bias，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+V_bias，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-V_bias，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(1ine 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，所述图像源可为含有图像数据的数字视频光盘(DVD)或硬盘驱动器，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、或者压敏或热敏薄膜。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，所述驱动器控制器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。支撑件18可包括隔离的支柱或连续壁。举例来说，支撑件18可包含支撑机械或可移动材料的交叉条带的线性轨道，和/或隔离的支柱。在一个实例中，轨道主要在每一腔内提供支撑件和支柱，用以加固机械层。

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机械层34悬置下来。所述可变形机械层34直接或间接地连接到围绕可变形机械层34的周边的衬底20。这些连接在本文中称为支撑结构或支撑件18。图7D中说明的实施例具有包含支柱插塞42的支撑件18，可变形层34搁置在所述支柱插塞42上。如图7A-7C所示，可移动反射层14保持悬浮在隙上方，但机械层34并不通过填充机械层34与光学堆叠16之间的孔而形成所述支柱。而是，支撑件18单独沉积在机械层34下方。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7A-7E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的部分，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，所述益处由可变形机械层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。

本文中可将层、材料和/或其它结构元件描述为相对于其它结构元件在“上方”、“以上”、“之间”等。如本文所使用，这些术语可表示直接或间接在上面、上方、以上、之间等，因为多种中间层、材料和/或其它结构元件可插入在本文描述的结构元件之间。类似地，本文描述的结构元件(例如，衬底或层)可包括单一组分或材料或者多组分结构(例如，包括多层所述材料且具有或不具有额外材料层的层压物)。相对于物体或元件使用术语“一个或一个以上”无论如何都不指示不存在术语未使用的物体或元件的潜在复数配置。如本文所使用，术语“微机电装置”通常是指处于任何制造阶段的任何此装置。

本文揭示的方法使用用于MEMS阵列中的导电层的沉积来同时形成外围电互连或布线。在用于形成微机电系统(例如，干涉式调制器)的一些选择(例如图7A所示的实施例的选择)中，形成可变形机械层34和/或光学堆叠16的电极的沉积还可用于在显示器的外围中提供电互连和布线，其中互连在阵列外部的电路(例如，来自接触衬垫处的驱动器芯片的输出)与阵列内的电极(行、列或偏压电极)之间。然而，通常针对MEMS装置而优化通常用于机械层34和光学堆叠16的电极的材料，且对于电互连用途不一定理想。机械层34(其在一些实施例中包含镍层)和光学堆叠16的电极(其可由氧化铟锡(ITO)和钼铬(MoCr)或ITO上的铬(Cr)形成)具有相对较低的电导率，且/或当暴露于周围条件(例如，湿气)时容易退化(腐蚀或桥接)。举例来说，机械层34可暴露于干涉式调制器阵列的外围周围的阵列玻璃的顶部表面处的湿气，在该处其不受背板或密封物保护。优选地在机械层34上沉积适宜材料的额外层以保护其不受周围环境影响。光学堆叠16的电极(尽管大部分受介电材料保护)可能暴露于环境，当其越过显示器边缘处的划线与断裂线时尤其如此。划线是个别MEMS装置或阵列与较大衬底上同时制造的其它MEMS装置或阵列分开的地方，以几乎相同的方式从较大晶片切割出个别IC芯片。

通常用于机械层34和光学堆叠16的电极的材料的薄层电阻通常相对较高，且减小所述电阻通常将以干涉式调制器的光学或机电特性降级为代价。金属机械层34的薄层电阻特性通常限制显示器的外围中可使用的最小线宽度，藉此限制互连密度并设定显示器外围宽度的下限。随着显示器尺寸增加且随着更新速率增加，越来越需要较低电阻互连材料。

通常，在IC或MEMS技术中，顶部金属互连层受覆盖金属层的由介电材料(例如二氧化硅或氮化硅)形成的钝化层保护。添加所述钝化层通常需要额外沉积和掩模步骤，藉此增加了装置的复杂性和制造成本。或者，可在互连区上丝网印刷或以另外的方式沉积并图案化有机材料(例如，聚酰亚胺)。在所述具有有机顶部涂层的结构中，污染物可能陷落在下伏层下方，长期下去会导致破坏，且有机顶部涂层在提供稳定的环境保护方面通常不如无机钝化层有效。

在干涉式调制器的制造期间，在已施加密封物以将背板粘合到透明衬底(例如，图7A-7E中的衬底20)之后，可以机械方式或激光划线或以另外的方式制备干涉式调制器结构，以将其划分成个别干涉式调制器封装结构或阵列。一般惯例是使用适宜的导电材料将阵列电极连接到短路棒以在制造期间防止静电放电(ESD)引起的破坏。通常在最终组装之前去除短路棒，且其通常位于划线的与阵列相对侧。因此，当将玻璃板切割成个别面板时，从阵列处自动去除短路棒。用于光学堆叠16中的电极的材料可用于将阵列电极连接到短路棒。其优选地受阵列外围中的光学堆叠电介质17(例如，图8L)和支柱电介质62(例如，图8L)保护，但暴露于玻璃的经划线或切割的边缘处。可通过在制造工艺的最终组装步骤期间施加适宜的材料(例如，环氧树脂)来保护经划线边缘处的光学堆叠16的电极。或者，可使用在环境中稳定的导体，其中电极的导电材料暴露。所述在环境中稳定的导体的实例是(例如)难熔金属(例如，钼、钨、钽)。如下文将更详细描述，这种导电材料还可用作牺牲材料。

图8A-8L描述用于制造一装置的示范性工艺，其利用单一沉积的导电材料层来形成腔和互连结构。每幅图说明所述装置沿着行电极的长度的横截面图(俯视横截面图)以及沿着列电极的长度的另一横截面图(仰视横截面图)。参看图8A，为了形成干涉式调制器，在一个实施例中，用ITO覆盖透明衬底20。所属领域的技术人员将了解，在将ITO沉积在透明衬底20上之前，可通过沉积、掩模和蚀刻黑暗掩模层2(例如，MoCr)来执行黑暗矩阵沉积。此层与沉积的介电材料4以及形成干涉式调制器的第一电极的ITO和MoCr一起作用以通过光学干涉形成低反射结构。因此，所述结构可用于使来自像素的未经开关控制部分的反射最小化。如图8A所示，如果执行黑暗矩阵沉积，那么在沉积ITO之前将介电材料4(例如，二氧化硅(SiO₂))沉积在所述结构上。

可通过标准沉积技术(包含化学汽相沉积(CVD)或溅镀)来沉积ITO。优选地将相对较薄的MoCr或Cr层沉积在ITO上。ITO和MoCr或Cr接着经蚀刻并图案化成行以形成光学堆叠16的电极，如图8B所示。光学堆叠16包含介电层17(例如，二氧化硅(SiO₂))，如图8C所示，以在操作期间在行电极与随后沉积的列电极之间提供电隔离。或者，可用氧化铝(Al₂O₃)罩层覆盖二氧化硅以防止其受制造序列中稍后执行的释放蚀刻的影响。介电层17(例如，SiO₂或氧化硅和氧化铝层)在某些区域中(例如，图8D中的通孔31)经图案化和蚀刻以允许还形成牺牲层(稍后沉积，如下文所描述)的导电材料60接触光学堆叠16的ITO，如图8E所示。

如图8E所示，优选地包括钼(Mo)的导电材料60沉积(且稍后部分去除)在所述结构上。此材料60用于形成电互连结构的至少一部分并且用于在光学堆叠16的电极与可移动层14(其将被沉积，如下文参看图8I-8L所描述)之间形成至少一个谐振光学腔19(见图8K和8L)。如下文将更详细描述，互连结构将阵列外部的接触衬垫上的电路与行电极(例如，光学堆叠16的ITO)或可移动层14或两者电连接。在其它实施例中，此导电材料60可包括(例如)掺杂硅、钨(W)或钛(Ti)。所属领域的技术人员将了解，优选地，可相对于电介质17或干涉式调制器的其它暴露的金属选择性地蚀刻导电材料60。或者，可沉积硅作为导电材料60且对硅进行掺杂以实现互连区域中的导电性。所属领域的技术人员将了解，硅可用作牺牲材料，但优选地经掺杂以用于电互连/布线目的。将了解，如结合此实施例所使用，术语“导电材料”是指用于形成随后被去除的“牺牲层”的材料，且在释放蚀刻中仅选择性地去除“导电材料”的形成“牺牲层”的部分。

如上文所论述，干涉式调制器经配置以反射光穿过透明衬底，且包含移动部件，例如可移动层14。因此，为了允许所述移动部件移动，优选地通过选择性地去除形成图像(或“阵列”或“显示器”)区域中的牺牲层的导电材料60以形成腔19(下文将对此进行更详细描述)而在光学堆叠16的电极与可移动层14之间形成隙或腔19(如图8K中所说明)。隙或腔19允许干涉式调制器的机械部件(例如，可移动层14)移动。

优选地在电极16上图案化并蚀刻导电材料层60，如图8F所示。图案化并蚀刻导电材料60以便为装置的显示器或图像区域中的支撑结构(下文将描述其沉积)形成通孔，如图8F所示。同时，在外围区域图案化导电材料60以形成互连或布线，如图8F所示。

在图案化并蚀刻导电材料60之后，将优选地由例如二氧化硅(SiO₂)等绝缘材料形成的支撑层62沉积在整个衬底上，如图8G所示。接着图案化并蚀刻支撑层62以在阵列区域中形成支撑结构或支柱，如图8H所示。所属领域的技术人员将了解，支撑层62中的一些支撑层覆盖布线/互连区域中的导电材料60并充当保护层，从而囊封外围中的的导电材料60并防止其被释放蚀刻，下文将对其进行更详细描述。在“衬垫”部分中，支撑层62经图案化以形成接触开口，如图8H左侧所示。所属领域的技术人员将了解，这些接触可在释放蚀刻之前或之后形成，下文将对其进行描述。

如图8I所示，可移动金属层14沉积在整个结构上以形成干涉式调制器的可移动电极/机械层14。如上所述，所说明的可移动层14由优于铝的镍形成。在其它实施例中，可移动层由铝形成。此可移动层14经沉积和图案化成垂直于光学堆叠16的行电极的列，以形成上文描述的行/列阵列。可移动层14经图案化和蚀刻，如图8J所示。所属领域的技术人员将了解，优选地在可移动层14的处于牺牲层区域上的部分中蚀刻小孔(未图示)，所述牺牲层包括待通过释放蚀刻(在图像或显示器区域中)去除的钼导电材料60。将了解，可移动层14还用于通过“衬垫”区中的导电材料60形成与光学堆叠16的ITO的接触。

可通过在铝与ITO之间添加由例如导电材料60等难熔金属(例如，钼、钨或钽，或者适宜的合金)形成的势垒来使到达(光学堆叠16的电极的)ITO电接触结构的(可移动层14的)铝稳定且可靠。通常，势垒金属至少为40nm厚。所属领域的技术人员将了解，需要势垒金属是因为干涉式调制器的光学堆叠16中的ITO上的Cr或MoCr层通常仅约7nm厚，且可在形成接触切口31(图8D)的工艺步骤期间完全去除。即使其确实完好地保存下来，但其过于薄而不能提供适当的长期可靠性。所属领域的技术人员将了解，所述形成势垒的难熔金属材料还可用于电互连以及牺牲层，如下文将更详细描述。

在形成可移动层14之后，在释放蚀刻中去除牺牲层60的暴露区域，以在显示器或图像区域中的光学堆叠16的固定电极与可移动层14之间形成光学腔19，如图8K所示。可使用标准的释放技术来去除牺牲层60。特定的释放技术将取决于待去除的材料。举例来说，可使用二氟化氙(XeF₂)来去除钼(所说明)、钨或硅牺牲层。

将由导电材料60(例如，钼)形成的层提供为电互连以及充当恰好在图像区域外部的可移动层14与光学堆叠16的电极之间的势垒层。另外，所说明的可移动层14的下部反射铝层形成与所说明的光学堆叠16的ITO的不良且不可靠电接触，且所说明的牺牲材料60(钼)改进接触电阻和可靠性两者。钼还可用于划线边缘上的电接触且具有充分抗腐蚀性以致其可在边缘处暴露。导电材料层60优选地约150-200nm，且具有低薄层电阻，优选与可移动层14的薄层电阻一样低或低于可移动层14的薄层电阻。

根据此实施例，所属领域的技术人员将了解，优选地囊封并防止钼外围布线/互连60遭到用于形成光学腔19的释放蚀刻，如上所述。为了防止钼外围布线60遭到释放蚀刻，将适宜的材料(例如，二氧化硅或氮化硅)用于支撑结构62并同时将其图案化以防止钼外围布线60遭到释放蚀刻。如图8K所示，钼外围布线60(即，在互连和衬垫区中)被支撑结构材料62和可移动层14的若干部分囊封，使得防止其遭到释放蚀刻。所属领域的技术人员将了解，将释放蚀刻剂选择为具有选择性，使得支撑结构材料62和可移动层14将不会被释放蚀刻去除。如图8K所示，钼60保持在其被囊封以形成外围布线/互连且经蚀刻以形成光学腔19(其在该处暴露于显示器或图像区域中)的区域中。将了解，在所说明的实例中，互连/布线的钼层60的厚度与光学腔19的高度存在某种对应，因为互连/布线和牺牲层由单一沉积的导电材料层60形成。然而，由于例如受支撑结构62影响的发射角所增加的额外高度等考虑因素，腔高度将不等于互连中钼60的厚度。

所属领域的技术人员将了解，支撑结构材料62中的任何针孔均可导致在释放蚀刻期间蚀刻布线/互连钼60。为了减小蚀刻布线/互连钼60的可能性，可使支撑结构材料62较厚以使得针孔形成最小化。或者，在另一实施例中，可在两个步骤中沉积无机支撑结构材料62，在所述两个步骤之间插入适宜的清洁步骤。在此实施例中，将两个层一起图案化。所属领域的技术人员将了解，在此实施例中，两个层中的任何针孔不太可能重合或对准，因此使在释放蚀刻期间蚀刻布线/互连钼60的风险最小化。在又一实施例中，可在布线/互连钼60上单独沉积和图案化另一个层以提供免造释放蚀刻的额外保护，或替代外围区中的支撑层62。

在释放蚀刻之后，优选地使用密封物90将背板80密封到透明衬底20以保护干涉式调制器的显示器区域。如图8L所示，密封物90处于钼外围布线/互连60的区域中，且导电材料60在密封物90下方延伸并导向安装有行/列驱动器的“衬垫”区中的接触衬垫。所属领域的技术人员将了解，从可移动层14到导电材料60以及从导电材料60到光学堆叠16的ITO的接触处于背板80下方的阵列的密封区域中。

背板80保护MEMS装置使其免受环境中的有害元素影响。类似地，密封物90优选地提供充分的势垒以防止水蒸汽和其它污染物进入封装并破坏MEMS装置。所属领域的技术人员将了解，透明衬底20可以是能够在上面建构薄膜MEMS装置的任何透明物质。所述透明物质包含(但不限于)玻璃、塑料和透明聚合物。通过透明衬底20显示图像。

图9展示沿着图案化到光学堆叠16中的行的长度的横截面，和如上所述具有由牺牲材料(例如，钼)形成的互连/布线的干涉式调制器的实施例的俯视平面图。图9中展示划线95。如图9所示，光学堆叠16和可移动层14不越过划线95且因此不暴露于划线95处。在密封物90外部延伸的钼互连/布线60确实越过划线95。为了进行比较，图10展示沿着图案化到镜层14中的列的长度的横截面，和其中可移动层14与光学堆叠16的电极形成布线/互连的干涉式调制器的实施例的俯视平面图。如图10所示，光学堆叠16的电极越过划线95且因此暴露。有利地，图9的暴露的难熔金属互连60比图10的暴露的光学堆叠16更好地经得起暴露。将了解，为了清楚起见，在图9和图10的俯视平面图中，未展示例如背板80和支撑结构材料62等某些部件。

图11A-11K描述用于制造一装置的另一示范性工艺，其利用单一沉积的导电材料层来形成腔和互连结构。每幅图说明所述装置沿着行电极的长度的横截面图(俯视横截面图)以及沿着列电极的长度的另一横截面图(仰视横截面图)。根据此实施例，在沉积导电材料60之前不图案化和蚀刻光学堆叠16的绝缘层。如图11A所示，优选地通过沉积、掩模和蚀刻黑暗掩模层(例如，MoCr)以使来自透明衬底20上的像素的未经开关控制部分的反射最小化，来执行黑暗矩阵2形成。黑暗矩阵沉积包括在沉积(光学堆叠16的)ITO层之前在所述结构上沉积介电材料4(例如，二氧化硅(SiO₂))。

优选地将相对较薄的MoCr或Cr层沉积在ITO上。ITO和MoCr或Cr接着经蚀刻并图案化成行以形成光学堆叠16的电极，如图11B所示。优选地将优选由二氧化硅(SiO₂)形成的介电层17形成在所述结构上，如图11C所示。或者，可用氧化铝(A1₂O₃)罩或类似阻挡层覆盖二氧化硅，所述氧化铝(A1₂O₃)罩或类似阻挡层防止二氧化硅受后续释放蚀刻的影响。根据此实施例，在沉积牺牲层60之前不图案化介电层17，从而从工艺流程中消除一个掩模步骤和一个蚀刻步骤。

如图11D所示，优选地将优选由铝(Mo)形成的导电材料层60沉积(且稍后从一些位置处去除)在所述结构上，以形成互连结构以及在光学堆叠16的电极与可移动层14(其将被沉积，如下文所描述)之间形成谐振光学腔19(见图11J和11K)。同样如图11D所示，将反射材料层61(例如，铝)沉积在导电层60上。

优选地在电极16上图案化并蚀刻导电层60和反射层61，如图11E所示。一起图案化并蚀刻导电层60和反射层61以便为装置的图像或显示器区域中的支撑结构(下文将描述其沉积)形成通孔。导电材料60优选地以一图案留在外围区域中以形成互连和布线，如图11E所示。将了解，尽管将导电层60和反射层61的边缘说明为对准的，但其无需对准。所属领域的技术人员还将了解，可将其它导电层添加到互连区中的导电层60和反射层61的堆叠，且可使用所述导电层的各种组合。

在所说明的实施例中，同时图案化并蚀刻导电材料60和反射层61两者。然而，在此实施例中，因为在沉积牺牲材料之前不图案化和蚀刻介电层17，所以导电层60与光学堆叠16的ITO之间不存在直接连接。

在图案化和蚀刻导电层60和反射层61之后，将优选地由二氧化硅(SiO₂)或氮化硅形成的介电层62沉积在整个衬底上，如图11F所示。接着图案化并蚀刻介电层62以形成支撑结构或支柱并且还形成接触切口31，如图11G所示。所属领域的技术人员将了解，SiO₂电介质62中的一些电介质覆盖布线/互连区域中的Mo导电材料60和反射层61。电介质62与顶部表面反射层61的组合用于在后续释放蚀刻期间保护Mo互连材料，下文将对其进行更详细描述。

如图11H所示，将可移动或机械层14沉积在整个结构上。根据此实施例，可移动层14优选地由镍形成。此可移动层14经沉积和图案化成垂直于光学堆叠16的电极的列，以形成上文描述的行/列阵列。图案化和蚀刻可移动层14，如图11I所示。如图11J的顶部所示，可移动层14的一部分用于将光学堆叠16的行电极跨接到由导电材料60形成的互连。

优选地在形成可移动层14之后，在释放蚀刻中去除包括导电材料60的牺牲层，以在显示器区域中的光学堆叠16的固定电极与可移动层14之间形成光学腔19，如图11J所示。如上文所论述，可使用标准的释放技术来去除图像区域中的牺牲层60。

当执行释放蚀刻时，去除形成牺牲层的导电材料60以在像素(图像或显示器区域中)中形成腔19，但优选的反射层61的铝保留。在布线/互连区域中，铝反射层61也保留在导电材料60上，其防止所述导电材料60遭到释放蚀刻而形成布线/互连。如图11J所示，布线/互连区域中的导电材料60被支撑结构材料62和铝反射层61的若干部分囊封。所属领域的技术人员将了解，反射层61的铝还在布线/互连区中的钼线上提供较高电导率条带，藉此降低互连电阻。在此实施例中，到达光学堆叠16的电极的电连接由优选地由镍形成的可移动金属层14提供。在此实施例中，钼互连材料60的顶部表面受铝层和介电支撑结构材料保护。钼互连的侧壁仅受介电支撑结构材料保护。

根据此实施例，所属领域的技术人员将了解，优选地囊封并防止钼外围布线/互连60遭到用于形成光学腔19的释放蚀刻，如上所述。为了防止钼外围布线60遭到释放蚀刻，优选地将无机材料(例如，二氧化硅或氮化硅)用于支撑结构62使得防止钼外围布线60遭到释放蚀刻。如图11I所示，钼外围布线60被无机支撑结构材料62和可移动层14的若干部分囊封，使得其被防止进行释放蚀刻。所属领域的技术人员将了解，无机支撑结构材料62和可移动层14将不被释放蚀刻去除。如图11J所示，铝60保持在其被囊封以形成外围布线/互连且经蚀刻以形成光学腔19(其在该处暴露于显示器区域中)的区域中。所属领域的技术人员将了解，与所描述的第一实施例相比，在此实施例中，消除了掩模和图案化介电层17的步骤(如图8D所示)。

在释放蚀刻之后，优选地使用密封物90(其优选为气密的)将背板80密封到透明衬底20，以进一步保护干涉式调制器的图像或显示器区域。如图11K所示，密封物90处于钼外围布线/互连60的区域中。背板80和密物件90保护干涉式调制器免受环境中的有害元素影响。

如上文所论述，MEMS装置的某些实施例(且在特定干涉式调制器中)包括可移动层，所述可移动层包括与机械或可变形层(例如，图7C-7E)部分脱离的反射层。将参看图12A-12I描述另一示范性工艺。将了解，图12A-12I是装置的行电极的横截面图。根据此实施例，外围布线/互连由用于形成MEMS装置内的导电层(例如，可移动层中的反射层(例如，铝镜))的相同材料形成。

如图12A所示，反射层90沉积在外围互连区中以及图像区域中的经图案化牺牲层82上。如图12A中所说明，根据此实施例，牺牲层82经图案化使得其仅保留在图像(或“阵列”或“显示器”)区域中。将了解，牺牲材料82优选地沉积(且稍后选择性地去除)在光学堆叠16上以在光学堆叠16与将沉积的可移动层(如下文更详细描述)之间界定谐振光学腔19(图12I)。将了解，牺牲层82可包括多个层，其经沉积且随后图案化以形成牺牲层82，所述牺牲层82具有多个厚度以针对RGB显示器系统产生多种不同颜色(例如，红色、绿色和蓝色)。如图12A所示，牺牲层82具有变化的厚度。所属领域的技术人员将了解，这些变化的厚度对应于当去除牺牲层82时形成的腔19(图12I)的变化的高度，如下文将描述。在形成三种不同高度的过程中，牺牲层的三个所说明部分中的最薄部分可由单一沉积层形成；中间厚度由两个沉积形成；且最厚部分由三个沉积形成。视需要，蚀刻停止层可介入在沉积之间。在示范性实施例中，带有具有最大高度的腔的调制器(由具有最大厚度的牺牲层形成)反射红光，带有具有中间高度的腔的调制器(由具有中间厚度的牺牲层形成)反射绿光，且带有具有最小高度的腔的调制器(由具有最小厚度的牺牲层形成)反射蓝光。

注意，牺牲层82可能由于下伏结构(例如，光学堆叠16)中的起伏(未图示)的缘故而具有起伏(如图所示)。图中仅示意性展示光学堆叠16。

反射层90优选地由导电材料(例如，铝或铝合金)形成。根据某些实施例，反射层90包括单一反射材料层。在其它实施例中，反射层90可包括薄的反射材料层，较刚性材料层(未图示)上覆在所述薄的反射材料层上。由于此实施例的反射层将与图像区域中的上覆机械层(图12I)部分脱离，所以反射层90优选地具有足够的刚性，从而即使当部分脱离时也相对于光学堆叠16保持在大体平坦位置中，且可在反射层的远离光学堆叠而定位的一侧包含加固层以提供所需的刚性。

图12B中，图12A的反射层90经图案化以在图像区域中形成经图案化镜层200。同时，反射层90在外围互连区域中经图案化以在显示器的外围中形成互连或布线202，其中所述互连处于阵列外部的电路与阵列内的电极之间。

如图12C中所说明，第二牺牲层196沉积在整个结构上，在图像区域中的经图案化镜层200上以及在互连202上。优选地，第二牺牲层196由与第一牺牲层82相同的材料形成，或者替代地可通过与第一牺牲层82相同的蚀刻剂相对于周围材料选择性地蚀刻。虽然此处称为“第二”牺牲层196，但将了解，其实际上可表示牺牲材料的第四沉积(由于使用三个沉积来界定三个腔高度)。

在图12D中，图案化第二牺牲层196。在互连区中，第二牺牲层196保持在互连202的若干部分上。如图12D中所说明，形成锥形孔口86，其延伸穿过第二牺牲层196和第一牺牲层82两者，藉此图案化牺牲层196、82。

如图12E所示，支柱氧化物材料210沉积在整个结构上。将了解，所述支柱氧化物材料优选地包括无机材料(例如，SiO₂)。如图12F中所说明，接着图案化此支柱氧化物材料210以为图像或显示器区域中的装置形成支撑件18。在图12F中还可看出，在第二牺牲层196的上覆于经图案化镜层200上的部分中形成孔口208，从而暴露经图案化镜层200的至少一部分。在互连区中，图案化支柱氧化物材料210以暴露互连202的用于形成接触的部分，如下文将描述。所属领域的技术人员将了解，支柱氧化物材料210还可经图案化以使互连/布线202钝化。

如图12G所示，机械层92沉积在经图案化支柱氧化物材料210上以及经图案化镜层200的暴露部分上。根据优选实施例，机械层92由镍形成。明确地说，可看出，机械层92至少部分填充孔口208(图12F)使得形成连接机械层92与经图案化镜层200的连接器部分204。如图12G中所说明，机械层92接触其中去除支柱氧化物材料210的暴露区域(图12F)中的互连区中的互连202。如图12H所示，接着图案化机械层92以形成上文所述的列电极。所属领域的技术人员将了解，优选地在机械层92中蚀刻小孔(未图示)以允许使用释放蚀刻剂通过释放蚀刻去除牺牲层82、196，如下文所描述。

在图12I中，执行释放蚀刻以去除第一牺牲层82和第二牺牲层196两者，藉此在经图案化镜层200与光学堆叠16之间形成光学隙或腔19。因此，形成光学MEMS装置，其包含包括机械层92的可移动层，经图案化镜层200从所述机械层92悬置，其中经图案化镜层200与机械层92部分脱离。在图12I中可看出，支柱氧化物材料210防止互连/布线202遭到释放蚀刻。将了解，在所说明的实例中，互连/布线202的钼层60的厚度与经图案化镜层200的厚度存在某种对应，因为互连/布线202和经图案化镜层200由单一沉积的反射层90形成。此MEMS装置还包含电互连/布线202，其将阵列外部的电路与阵列内的电极(其通过图案化反射层20而形成)电连接。将了解，在此实施例中，使用用于形成经图案化镜层200的相同材料来形成电互连/布线202。此光学MEMS装置可以是(例如)干涉式调制器，例如参看图7C以及本申请案中其它地方所描述的干涉式调制器。所属领域的技术人员将了解，在非光学MEMS装置中，悬置的上部电极不需要是反射性的。

将了解，在本文描述的实施例中，导电材料沉积在光学堆叠的电极与上部电极形成的机械层之间，且相同的导电材料层还用于电互连或布线。在一个实施例中，电互连/布线由与可移动层或反射镜相同的材料形成。在另一实施例中，电互连/布线由与用于形成装置内的光学腔的牺牲层中的一者相同的材料形成。注意，图12A-12I的实施例说明可代替镜沉积而用于互连界定或跨接的四个可能的牺牲层沉积。

尽管以上详细描述内容已经展示、描述并指出了应用于各个实施例的本发明的新颖特征，但将了解，所属领域的技术人员可在不脱离本发明的精神的情况下，对所说明的装置或工艺作出形式和细节上的各种省略、替代和变化。将认识到，本发明可包含在未提供本文所陈述的特征和益处中的所有特征和益处的形式内，因为一些特征可能与其它特征分离而使用或实践。

Claims

1.一种微机电系统装置，其包括：

电极；

可移动层；

机械层，其在所述可移动层上；

导电层，其在所述电极与所述机械层之间；以及

电互连，其在所述装置外部的电路与所述电极和所述可移动层的至少一者之间，其中所述电互连的至少一部分和所述导电层由相同材料形成。

2.根据权利要求1所述的微机电系统装置，其进一步包括所述电极与所述可移动层之间的腔。

3.根据权利要求2所述的微机电系统装置，其中所述导电层是用于形成所述腔的牺牲层。

4.根据权利要求3所述的微机电系统装置，其中所述电互连由选自由钼、掺杂硅、钨和钛组成的群组的材料形成。

5.根据权利要求3所述的微机电系统装置，其中所述牺牲材料由形成所述可移动层与所述电极之间的接触的材料形成。

6.根据权利要求1所述的微机电系统装置，其中所述导电层是所述可移动层。

7.根据权利要求1所述的微机电系统装置，其中所述可移动层包括铝。

8.根据权利要求1所述的微机电系统装置，其中所述装置是干涉式调制器。

9.根据权利要求1所述的微机电系统装置，其中所述可移动层是从所述机械层悬置的反射层。

10.根据权利要求1所述的微机电系统装置，其中保护性材料在所述电互连与所述导电层之间，其中可相对于所述保护性材料选择性地蚀刻形成所述电互连的至少一部分和所述导电层的所述材料。

11.根据权利要求1所述的微机电系统装置，其进一步包括：

显示器；

处理器，其与所述显示器电连通，所述处理器经配置以处理图像数据；

存储器装置，其与所述处理器电连通。

12.根据权利要求11所述的微机电系统装置，其进一步包括：

驱动器电路，其经配置以将至少一个信号发送到所述显示器。

13.根据权利要求12所述的微机电系统装置，其进一步包括：

控制器，其经配置以将所述图像数据的至少一部分发送到所述驱动器电路。

14.根据权利要求12所述的微机电系统装置，其进一步包括：

图像源模块，其经配置以将所述图像数据发送到所述处理器。

15.根据权利要求14所述的微机电系统装置，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。

16.根据权利要求11所述的微机电系统装置，其进一步包括：

输入装置，其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。

17.一种形成微机电系统装置的方法，其包括：

提供电极；

在所述电极上形成导电层；

图案化所述导电层以形成所述装置外部的电路与所述电极和所述装置内的第二电极的至少一者之间的电互连的至少一部分；以及

在图案化所述导电层之后，在所述导电层上形成机械层。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述第二电极是可移动层。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述导电层是所述可移动层。

20.根据权利要求18所述的方法，其中所述导电层包括铝。

21.根据权利要求17所述的方法，其中所述导电层包括选自由钼、掺杂硅、钨和钛组成的群组的材料。

22.根据权利要求21所述的方法，其进一步包括在图案化所述导电层之后，在所述电极与所述机械层之间形成腔。

23.根据权利要求22所述的方法，其中形成所述腔包括选择性地去除所述导电层。

24.根据权利要求23所述的方法，其中使用二氟化氙来选择性地去除所述导电层。

25.根据权利要求22所述的方法，其进一步包括在图案化所述导电层之后沉积保护性材料，以防止所述电互连在形成所述腔期间被蚀刻，其中可相对于所述保护性材料选择性地蚀刻所述导电层。

26.根据权利要求17所述的方法，其中所述装置是干涉式调制器。

27.一种形成微机电系统装置的方法，其包括：

提供形成在衬底上的电极；

在所述电极上形成可移动层；

在所述可移动层上形成机械层；以及

在所述电极与所述机械层之间沉积导电层，其中所述导电层的一部分形成所述装置外部的电路与所述电极和所述可移动层的至少一者之间的电互连的至少一部分。

28.根据权利要求27所述的方法，其中所述装置是干涉式调制器。

29.根据权利要求27所述的方法，其进一步包括选择性地去除所述导电层以在所述装置内形成至少一个腔。

30.根据权利要求27所述的方法，其中形成所述电互连包括图案化所述导电层。

31.根据权利要求27所述的方法，其中所述导电层的一部分形成所述可移动层，其中所述可移动层包括铝。

32.根据权利要求27所述的方法，其中所述导电层包括选自由钼、掺杂硅、钨和钛组成的群组的材料。

33.根据权利要求27所述的方法，其中形成电互连包括沉积包括硅的层并选择性地掺杂所述硅以形成所述电互连。

34.一种微机电系统装置，其包括：

电极；

可移动层；

机械层，其在所述可移动层上；

腔，其在所述电极与所述可移动层之间；以及

电互连，其在所述装置外部的电路与所述电极和所述可移动层的至少一者之间，其中所述电互连的至少一部分和所述可移动层由相同材料形成。

35.根据权利要求34所述的微机电系统装置，其中用于形成所述可移动层和所述电互连的至少一部分的所述材料包括铝。

36.根据权利要求34所述的微机电系统装置，其中所述可移动层以垂直于所述电极的行的形式形成。

37.根据权利要求34所述的微机电系统装置，其中所述装置是干涉式调制器。

38.根据权利要求34所述的微机电系统装置，其中所述电极包括氧化铟锡。

39.根据权利要求34所述的微机电系统装置，其中所述可移动层从所述机械层悬置。

40.一种形成微机电系统装置的方法，其包括：

提供电极；

在所述电极上沉积导电材料；

在所述导电层上形成可移动层；

在所述可移动层上沉积机械层，其中所述导电材料形成所述装置外部的电路与

所述电极和所述可移动层的至少一者之间的电互连的至少一部分；以及

在沉积所述机械层之后，选择性地去除所述导电材料以形成腔。

41.根据权利要求40所述的方法，其中所述装置是干涉式调制器。

42.根据权利要求40所述的方法，其中所述导电材料选自由钼、掺杂硅、钨和钛组成的群组。

43.根据权利要求40所述的方法，其中通过二氟化氙来选择性地去除所述导电材料。

44.根据权利要求40所述的方法，其中提供所述电极包括在透明衬底上以行的形式形成所述电极，且形成所述可移动层包括以垂直于所述行的列的形式形成所述可移动层。

45.根据权利要求40所述的方法，其进一步包括在形成所述可移动层之前沉积保护性材料，其中可相对于所述保护性材料选择性地蚀刻所述导电材料。