[发明专利]MEMS反射系统阵列、MEMS反射系统及其制作方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体制造领域，特别是涉及MEMS反射系统阵列、MEMS反射系统及其制作方法。

背景技术

从二十世纪八十年代末开始，随着微机电系统（Micro-Electro-Mechanical-System，MEMS）技术的发展，一些半导体器件实现了微小型化。例如用于投影仪、头盔显示器（Head Mounted Display）等的数字微显示芯片（Digital Mico Display，DMD），其可以缩短芯片与镜头之间的距离，目前被广泛地研究。

图1所示为现有的数字微显示芯片的MEMS反射系统，其包括空腔1a，形成在空腔1a内的下电极11、悬空的横梁12以及支撑在横梁12上的反射镜13。其工作过程为：在任一下电极11与反射镜13之间施加电性相反电压，反射镜13受到下电极11吸引，带动横梁12扭转而实现自身的偏转，失电后在横梁12的扭转力的作用下恢复到平衡位置。

上述过程中，反射镜13有可能过度偏转导致碰到下电极11引起短路，为解决上述问题，有提出在横梁12的端头设置阻挡片（图1未图示）。

该横梁12一般为一层金属，其具有一定弹性，但该金属层过于容易变形，为增强其刚度（stiffness），一般在其上设置一层介电层。上述反射系统在制作过程中，阻挡片与横梁12一般在同一工艺中形成，因而阻挡片的金属层上也具有介电层。

然而，上述的MEMS反射系统在多次使用后，会出现反射镜吸附在阻挡片上的现象，无法恢复到平衡位置。

针对上述问题，本发明提出一种新的MEMS反射系统阵列、MEMS反射系统及其制作方法加以解决。

发明内容

本发明要解决的技术问题是MEMS反射系统的反射镜易吸附在阻挡片上，无法恢复原状。

为解决上述问题，本发明分别提供一种MEMS反射系统、该反射系统的制作方法及包括多个反射系统的反射系统阵列。其中，MEMS反射系统包括：

形成于半导体衬底的空腔，位于所述空腔内的固定电极与作为可动电极的反射镜；所述固定电极与所述反射镜相对设置，且所述反射镜由悬梁支撑，以使得所述反射镜能够偏转；所述MEMS反射系统还具有用于防止所述反射镜过度偏转的阻挡片；其中，至少与所述反射镜直接接触的所述阻挡片的部位的表面为导电材料层。

可选地，所述悬梁包括导电材料层与介电层，所述介电层比所述导电材料层更靠近所述反射镜；至少与所述反射镜直接接触的所述阻挡片的部位仅具有导电材料层。

可选地，所述介电层为氧化硅，所述导电材料层为金属层。

可选地，所述悬梁的两端由位于所述半导体衬底的两个第一支撑柱支撑，中间为悬空结构；所述悬梁两所述第一支撑柱支撑的支撑点之间具有第二支撑柱，所述第二支撑柱用于支撑所述反射镜。

可选地，所述第二支撑柱位于所述悬梁两所述第一支撑柱支撑的支撑点的中点。

可选地，所述阻挡片连接在所述悬梁的两端，且通过所述悬梁与所述反射镜电性连接在一起。

可选地，所述悬梁的每端的阻挡片具有两个且相对所述悬梁对称。

可选地，所述悬梁、所述固定电极与所述阻挡片位于同一层。

可选地，所述半导体衬底上还设置有第三支撑柱，所述阻挡片由所述第一支撑柱与所述第三支撑柱支撑。

可选地，所述第三支撑柱支撑在所述第一支撑柱与所述阻挡片的自由端之间，所述阻挡片的自由端的表面为导电材料层。

可选地，所述半导体衬底具有金属互连结构，所述阻挡片与所述悬梁之间为分离式设计，所述阻挡片与所述金属互连结构电导通。

可选地，所述阻挡片由设置在所述半导体衬底上的第三支撑柱支撑，所述阻挡片通过所述第三支撑柱支撑与所述半导体衬底的金属互连结构电导通。

可选地，所述固定电极设置在所述半导体衬底的空腔的底部。

可选地，所述固定电极为两块，相对所述悬梁对称。

可选地，所述导电材料层的材质为铜、铝、钛、银、上述两种或多种金属的组合物或多晶硅，和/或所述反射镜的材质为铝、银、钛或其组合物。

基于上述的MEMS反射系统，本发明还提供了一种包括多个MEMS反射系统的MEMS反射系统阵列。

可选地，所述多个MEMS反射系统形成在同一半导体衬底上。

此外，本发明还提供了一种MEMS反射系统的制作方法，包括：

提供具有目标电连接区域的半导体衬底；

在所述衬底上形成第一牺牲层；