[发明专利]MEMS光调制器像素单元及其制作方法

权利要求书

1.一种光调制器像素单元，其特征在于，包括：

衬底；

所述衬底上具有含有空腔的层间介质层；

底部电极，位于衬底上对应所述空腔的位置；

顶部电极，位于所述空腔上方对应于底部电极位置的层间介质层内，所述顶部电极为光栅，所述光栅远离底部电极的表面为光线反射面；

滤光片，位于所述顶部电极上，用于将白光转换为三基色光线；

可动电极，位于所述底部电极与顶部电极之间的空腔内，所述可动电极面向顶部电极的表面为光线反射面，所述可动电极能够沿垂直于光线反射面的方向移动，并分别位于第一位置、第二位置或第三位置，当可动电极位于第一位置、第二位置或第三位置时，使得三基色光线中的一种透过顶部电极的栅孔并经可动电极反射后的光线在顶部电极发生衍射。

2.如权利要求1所述的光调制器像素单元，其特征在于，所述底部电极与所述衬底之间电学绝缘；所述顶部电极与所述衬底之间电学绝缘。

3.如权利要求1所述的光调制器像素单元，其特征在于，

所述层间介质层覆盖所述衬底表面；

所述底部电极位于覆盖衬底表面的层间介质层内；

所述可动电极位于所述空腔内，所述可动电极与所述空腔的空腔壁之间具有间隙，用于容纳可动电极的运动。

4.如权利要求3所述的光调制器像素单元，其特征在于，所述层间介质层为氧化硅、氮氧化硅、碳化硅、氮化硅或者其中的组合。

5.如权利要求3所述的光调制器像素单元，其特征在于，还包括位于衬底内的控制电路，所述底部电极与所述控制电路的第一控制端电连接，所述可动电极与所述控制电路的第二控制端电连接，所述顶部电极与所述控制电路的第三控制端电连接，所述层间介质层内形成有多个第二导电插塞，所述多个第二导电插塞将第二控制端和可动电极电连接，所述多个第二导电插塞关于可动电极的中心对称。

6.如权利要求1所述的光调制器像素单元，其特征在于，所述顶部电极材质为金属，厚度范围为30～300埃，所述金属为银、铝、铜、钛、铂金、金、镍、钴或者其中的组合。

7.如权利要求1所述的光调制器像素单元，其特征在于，所述光栅包括多个栅条，所述栅条之间具有栅孔，所述栅条和栅孔的宽度相同，所述栅条和栅孔的宽度范围为0.1～5微米。

8.如权利要求1所述的光调制器像素单元，其特征在于，所述可动电极的材质为金属，厚度范围为800～10000埃，所述金属可以为银、铝、铜、钛、铂金、金、镍、钴或者其中的组合。

9.如权利要求1所述的光调制器像素单元，其特征在于，所述可动电极上形成有顶部绝缘层，所述顶部绝缘层用于增大可动电极的刚性。

10.一种如权利要求1所述的光调制器像素单元的制作方法，其特征在于，包括：

提供衬底；

在所述衬底上形成第一介质层；

在所述第一介质层表面形成底部电极；

在所述第一介质层和底部电极上形成第二介质层；

在所述第二介质层内形成第一牺牲层；

在所述第一牺牲层上形成可动电极；

在所述可动电极和第二介质层上形成第三介质层；在可动电极上的第三介质层内形成第二牺牲层，所述第二牺牲层的位置与第一牺牲层的位置对应；

在所述第三介质层上形成第四介质层；

在所述第四介质层内形成顶部电极；去除第一牺牲层和第二牺牲层，形成空腔，所述可动电极悬置于所述空腔内；在所述顶部电极上形成滤光片。

11.如权利要求10所述的光调制器像素单元的制作方法，其特征在于，所述顶部电极为光栅，所述光栅远离底部电极的表面为光线反射面，所述光栅包括多个栅条和相邻的栅条之间的栅孔。

12.如权利要求10所述的光调制器像素单元的制作方法，其特征在于，在形成所述顶部电极之前，还包括：

在所述第四介质层内形成通孔的步骤，所述通孔位于所述栅孔内，且所述通孔露出所述第二牺牲层的表面；

利用所述通孔去除所述第一牺牲层和第二牺牲层。