(57)【要約】テーパ縁を実現するために、ＭＥＭＳデバイス内に層を形成するための方法  特定のＭＥＭＳデバイスは、テーパ縁を有するようにパターン形成された層を含む。テーパ縁を有する層を形成するための１つの方法は、エッチング誘導層を使用することを含む。テーパ縁を有する層を形成するための別の一方法は、上方部分が下方部分よりも速い速度でエッチング可能な層を堆積することを含む。テーパ縁を有する層を形成するための別の一方法は、複数の反復エッチングを使用することを含む。テーパ縁を有する層を形成するための別の一方法は、リフトオフマスクの上に層が堆積され、そのマスク層が除去された後、テーパ縁を有する構造が残されるように、負の角度を含む開口を有するリフトオフマスクを使用することを含む。
2009505163.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＥＭＳデバイスを製造する方法であって、
電極層を形成する段階と、
前記電極層の上にマスクを形成する段階と、
隔離電極部材を形成するために、前記マスクを使用して前記電極層をパターン形成する段階と、
外向きのテーパ縁部分を形成するために、前記電極部材をテーパリングする段階と、
を備え、前記マスクの少なくとも一部は、前記テーパリングの間その場所にとどまる、方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、
前記電極層をパターン形成する段階、および前記電極部材をテーパリングする段階は、単一のエッチングプロセスを含み、前記マスクは、前記エッチングプロセスの間その場所にとどまる、方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、更に、
前記電極層の上にエッチング誘導層を形成する段階を備え、前記エッチング誘導層は、前記マスクと前記電極層との間に形成される、方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法であって、
前記電極部材をテーパリングする段階は、前記エッチング誘導層を前記電極部材よりも速い速度でエッチングするエッチングを使用して、前記電極部材をエッチングすることを含む、方法。
【請求項５】
請求項３に記載の方法であって、
前記電極部材をテーパリングする段階は、
前記電極部材をほとんどエッチングしない第１のエッチングによって、前記エッチング誘導層の一部をエッチングすることと、
前記外向きのテーパ縁部分を形成するために、続いて、前記電極部材をエッチングすることと、
を含む、方法。
【請求項６】
請求項３に記載の方法であって、更に、
前記電極層の堆積に先立って、犠牲層を形成する段階を備え、前記電極層は、前記犠牲層の上に形成される、方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法であって、
前記エッチング誘導層は、前記犠牲層をエッチングするエッチングによってエッチング可能である、方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法であって、
前記電極部材をテーパリングする段階は、更に、
前記エッチング誘導層と前記電極部材との間で非選択性で、前記第１の犠牲層を露出させない第１のエッチングによって、前記エッチング誘導層および前記電極部材の一部をエッチングすることと、
前記エッチング誘導層に対して選択性で、前記第１の犠牲層の一部を露出させる第２のエッチングによって、前記電極部材の一部をエッチングすることと、
を含む、方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法であって、更に、
前記第２のエッチングを実施した後に、前記エッチング誘導層の上位の（上にある、上に位置する）前記マスクを除去する段階と、
第３のエッチングを通じて前記エッチング誘導層を除去する段階と、
を備える方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法であって、
前記第３のエッチングは、前記電極層に対して選択性である、方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の方法であって、
前記電極層を形成する段階は、前記層の厚さとともに変化する特性を有する前記電極層を形成することを含む、方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法であって、
前記層の厚さとともに変化する特性を有する前記電極層を形成する段階は、前記電極層の堆積の最中にプロセス条件を変化させることを含む、方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載の方法であって、
前記層の厚さとともに変化する特性を有する前記電極層を形成する段階は、
前記第１の犠牲層の上に第１の副層を堆積することと、
前記テーパリングで使用されるエッチャントによって前記第１の副層よりも速い速度でエッチング可能な少なくとも１枚の第２の副層を、前記第１の副層の上に堆積することと、
を含む、方法。
【請求項１４】
請求項１に記載の方法であって、
前記電極層の上にマスクを形成する段階は、前記電極層に対する接着に乏しいマスクを堆積することを含む、方法。
【請求項１５】
請求項１に記載の方法であって、
前記電極部材をテーパリングする段階は、
前記電極層の露出部分をエッチングすることと、
前記マスクの一部を除去することによって、前記電極層の追加部分を露出させることと、
前記電極層の前記露出部分と、前記マスクの一部の除去によって露出された前記追加部分とをエッチングすることと、
を含む、方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法であって、
前記マスクの一部を除去する段階は、前記マスクを部分的にアッシングすることを含む、方法。
【請求項１７】
請求項１５に記載の方法であって、更に、
前記電極層の下にエッチング停止層を形成する段階を備える方法。
【請求項１８】
請求項１に記載の方法であって、更に、
基板の上に下部電極層を形成する段階と、
前記下部電極層の上に第１の犠牲層を形成することと、
を備え、前記隔離電極部材は、前記第１の犠牲層の上に形成される、方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の方法であって、更に、
前記隔離電極部材の上に第２の犠牲層を形成する段階と、
前記隔離電極部材の一部を露出させるために、前記第２の犠牲層をパターン形成することと、
前記第２の犠牲層と、前記隔離電極部材の前記露出部分との上に、機械層を形成することと、
を備える方法。
【請求項２０】
請求項１８に記載の方法であって、更に、
前記第１の犠牲層を除去し、前記下部電極層と前記隔離電極部材との間に位置するエアギャップを形成する段階を備える方法。
【請求項２１】
請求項１に記載の方法であって、
前記電極層を形成する段階は、実質的に平坦な下面を有する反射層を形成することを含む、方法。
【請求項２２】
請求項１に記載の方法であって、
前記ＭＥＭＳデバイスは、インターフェロメトリックモジュレータである、方法。
【請求項２３】
請求項１に記載の方法によって形成されるＭＥＭＳデバイス。
【請求項２４】
ＭＥＭＳデバイスを製造する方法であって、
基板の上に犠牲層を形成する段階と、
開口を形成するために、前記犠牲層をパターン形成する段階と、
前記パターン形成された犠牲層の上に支持層を形成する段階と、
前記支持層の上にマスクを形成する段階と、
前記犠牲層内の開口内に少なくとも部分的に位置する少なくとも１つの支持構造を形成するために、前記マスクを使用して前記支持層をパターン形成する段階と、
テーパ縁を形成するために、前記支持構造をテーパリングする段階と、
を備え、前記マスクの少なくとも一部は、前記テーパリングの間その場所にとどまる、方法。
【請求項２５】
請求項２４に記載の方法であって、
前記支持層をパターン形成する段階、および前記支持構造をテーパリングする段階は、単一のエッチングプロセスを含み、前記マスクは、前記エッチングプロセスの間その場所にとどまる、方法。
【請求項２６】
請求項２４に記載の方法であって、更に、
前記支持層の上にエッチング誘導層を形成する段階を備え、前記エッチング誘導層は、前記マスクと前記支持層との間に形成される、方法。
【請求項２７】
請求項２６に記載の方法であって、
前記支持構造をテーパリングする段階は、前記エッチング誘導層を前記支持構造よりも速い速度でエッチングするエッチングを使用することを含む、方法。
【請求項２８】
請求項２６に記載の方法であって、
前記支持構造をテーパリングする段階は、
前記支持構造をほとんどエッチングしない第１のエッチングを使用して、前記エッチング誘導層の一部をエッチングすることと、
前記少なくとも１つの支持構造を形成するために、続いて、前記支持層をエッチングすることと、
を含む、方法。
【請求項２９】
請求項２４に記載の方法であって、
前記支持層を形成する段階は、前記層の厚さとともに変化する特性を有する支持層を形成することを含む、方法。
【請求項３０】
請求項２９に記載の方法であって、
前記層の厚さとともに変化する特性を有する前記支持層を形成する段階は、前記支持層の堆積の最中にプロセス条件を変化させることを含む、方法。
【請求項３１】
請求項２９に記載の方法であって、
前記層の厚さとともに変化する特性を有する前記支持層を形成する段階は、
前記犠牲層の上に第１の副層を堆積することと、
前記テーパリングの最中に使用されるエッチャントによって前記第１の副層よりも速い速度でエッチング可能な少なくとも１枚の第２の副層を、前記第１の副層の上に堆積することと、
を含む、方法。
【請求項３２】
請求項２４に記載の方法であって、
前記支持層の上にマスクを形成する段階は、前記支持層に対する接着に乏しいマスクを堆積することを含む、方法。
【請求項３３】
請求項２４に記載の方法であって、
前記支持構造をテーパリングする段階は、
前記支持層の露出部分をエッチングすることと、
前記マスクの一部を除去し、前記支持構造の追加部分を露出させることと、
前記露出部分と、前記マスクの一部の除去によって露出された前記追加部分とをエッチングすることと、
を含む、方法。
【請求項３４】
請求項３３に記載の方法であって、
前記マスクの一部を除去する段階は、前記マスクを部分的にアッシングすることを含む、方法。
【請求項３５】
請求項３３に記載の方法であって、更に、
前記犠牲層と前記支持層との間にエッチング停止層を形成する段階を備える方法。
【請求項３６】
請求項２４に記載の方法であって、更に、
前記少なくとも１つの支持構造に隣接して移動可能層を形成する段階を備える方法。
【請求項３７】
請求項３６に記載の方法であって、
前記移動可能層は、前記支持材料の層の堆積後に形成され、前記少なくとも１つの支持構造の上に形成される、方法。
【請求項３８】
請求項３６に記載の方法であって、
前記移動可能層を形成する段階は、
前記犠牲層の上に反射性副層を形成することと、
前記反射性副層の上に機械的副層を形成することと、
を含む、方法。
【請求項３９】
請求項２４に記載の方法であって、更に、
前記犠牲層を除去するためにリリースエッチングを実施し、前記移動可能層と前記基板との間に位置するエアギャップを形成する段階を備える方法。
【請求項４０】
請求項２４に記載の方法であって、更に、
前記犠牲層の堆積に先立って、前記基板の上に下部電極層を形成する段階を備え、前記犠牲層は、前記下部電極層の上に形成される、方法。
【請求項４１】
請求項２４に記載の方法であって、
前記ＭＥＭＳデバイスは、インターフェロメトリックモジュレータである、方法。
【請求項４２】
請求項２４に記載の方法によって形成されるＭＥＭＳデバイス。
【請求項４３】
ＭＥＭＳデバイスを製造する方法であって、
基板の上に電極層を形成する段階と、
前記電極層の上に犠牲層を形成する段階と、
前記犠牲層を通って伸びる少なくとも１つのテーパ開口を形成するために、前記犠牲層をパターン形成する段階と、
前記犠牲層を通って伸びる前記テーパ開口の上位の開口を含むマスク層を形成する段階であって、前記マスク層は、前記マスク層内の前記開口の周囲に広がるオーバーハング部分を含み、
前記マスク層の上に支持層を堆積する段階と、
リフトオフプロセスを通じて前記マスク層を除去することによって、前記犠牲層を通って伸びる前記テーパ開口内に少なくとも部分的に位置する支持構造を形成する段階と、
前記支持構造に隣接して移動可能層を形成する段階と、
を備える方法。
【請求項４４】
請求項４３に記載の方法であって、
前記支持構造は、テーパ縁を含む、方法。
【請求項４５】
請求項４３に記載の方法であって、
前記支持層は、前記犠牲層を通って伸びる前記テーパ開口の側壁の上に直接堆積される、方法。
【請求項４６】
請求項４３に記載の方法であって、更に、
前記犠牲層を除去するためにリリースエッチングを実施し、前記電極層と前記移動可能層との間に位置するエアギャップを形成する段階を備える方法。
【請求項４７】
請求項４３に記載の方法であって、
前記移動可能層を形成する段階は、
前記犠牲層の上に反射性副層を形成することと、
前記反射性副層の上に機械的副層を形成することと、
を含む、方法。
【請求項４８】
請求項４３に記載の方法であって、
前記ＭＥＭＳデバイスは、インターフェロメトリックモジュレータを含む、方法。
【請求項４９】
請求項４３に記載の方法であって、
前記移動可能層は、前記支持構造を形成した後に形成される、方法。
【請求項５０】
請求項４３に記載の方法であって、
前記マスク層は、フォトレジスト材料を含む、方法。
【請求項５１】
請求項５０に記載の方法であって、
前記マスク層は、二層フォトレジストを含む、方法。
【請求項５２】
請求項５０に記載の方法であって、
前記マスク層を形成する段階は、
リフトオフ材料の層を堆積することと、
フォトレジスト材料の層を堆積することと、
前記フォトレジスト材料を通って伸びる上部開口を形成するために、前記フォトレジスト材料をパターン形成することと、
前記フォトレジスト材料を通って伸びる前記上部開口の下位の（下にある、下に位置する）前記リフトオフ材料をエッチングすることと、
を含み、前記エッチングは、前記マスク層の前記オーバーハング部分を形成するために、前記フォトレジスト材料の層をアンダカットすることによって、前記マスク層を通って伸びる前記開口を形成することを含む、方法。
【請求項５３】
請求項５０に記載の方法であって、
テーパ開口を形成するために、前記犠牲層をパターン形成する段階は、更に、前記犠牲層をパターン形成してテーパ開口を形成するために、前記マスク層を使用することを含む、方法。
【請求項５４】
請求項４３に記載の方法であって、
前記支持層は、蒸発またはスパッタリングのプロセスを通じて堆積される、方法。
【請求項５５】
請求項４３に記載の方法であって、更に、
リフトオフプロセスを通じて前記マスク層を除去することに先立って、前記支持層を超音波エネルギに暴露する段階を備える方法。
【請求項５６】
請求項４３に記載の方法によって形成されるＭＥＭＳデバイス。
【請求項５７】
ＭＥＭＳデバイスを製造する方法であって、
基板の上に電極層を形成する段階と、
外周付近に広がる負の角度を有するマスクを前記電極層の上に形成する段階と、
前記マスクの上に犠牲材料の層を堆積する段階と、
リフトオフプロセスを通じて前記マスクを除去し、テーパ開口を含む犠牲層を形成する段階と、
前記テーパ開口内に少なくとも部分的に位置する支持構造を形成する段階と、
前記支持構造に隣接して移動可能層を形成する段階と、
を備える方法。
【請求項５８】
請求項５７に記載の方法であって、更に、
前記犠牲層を除去するためにリリースエッチングを実施し、前記移動可能層と前記電極層との間に位置するエアギャップを形成する段階を備える方法。
【請求項５９】
請求項５７に記載の方法であって、
前記支持構造を形成する段階は、
前記パターン形成された犠牲層の上に支持材料の層を堆積することと、
前記開口内に少なくとも部分的に位置する支持構造を形成するために、前記支持材料の層をパターン形成することと、
を含み、前記移動可能層は、前記支持構造の上に堆積される、方法。
【請求項６０】
請求項５７に記載の方法であって、
前記マスクは、フォトレジスト材料を含む、方法。
【請求項６１】
請求項６０に記載の方法であって、
前記マスクは、二層フォトレジストを含む、方法。
【請求項６２】
請求項６０に記載の方法であって、
前記マスクを形成する段階は、
リフトオフ材料の層を堆積することと、
フォトレジスト材料の層を堆積することと、
前記フォトレジスト材料を通って伸びる開口を形成するために、前記フォトレジスト材料をパターン形成することと、
前記フォトレジスト材料を通って伸びる前記開口の下位の前記リフトオフ材料をエッチングすることと、
を含み、前記エッチングは、前記マスク層の前記オーバーハング部分を形成するために、前記フォトレジスト材料の層をアンダカットすることを含む、方法。
【請求項６３】
請求項５７に記載の方法であって、
前記犠牲材料の層は、物理的気相成長プロセスを通じて堆積される、方法。
【請求項６４】
請求項５７に記載の方法によって形成されるＭＥＭＳデバイス。
【請求項６５】
ＭＥＭＳデバイスを製造する方法であって、
基板の上に下部電極層を形成する段階と、
前記電極層の上に犠牲層を形成する段階と、
前記犠牲層の上位にマスク層を形成する段階であって、前記マスク層は、縁の周囲に広がるオーバーハング部分を有する開口を含み、
前記マスク層の上に電極材料の層を堆積する段階と、
リフトオフプロセスを通じて前記マスク層を除去する段階によって、外向きのテーパ縁を有する少なくとも１つの隔離電極部材を形成する段階と、を含む。
【請求項６６】
請求項６５に記載の方法であって、更に、
前記隔離電極部材の上位に第２の犠牲層を形成する段階と、
前記隔離電極部材の少なくとも一部を露出させる開口を形成するために、前記第２の犠牲層をパターン形成することと、
前記第２の犠牲層の上に機械層を堆積することと、
を備える方法。
【請求項６７】
請求項６５に記載の方法であって、更に、
リリースエッチングを通じて前記犠牲層を除去することによって、前記隔離電極部材と前記下部電極層との間に位置するエアギャップを形成する段階を備える方法。
【請求項６８】
請求項６５に記載の方法であって、
前記マスク層は、フォトレジスト材料を含む、方法。
【請求項６９】
請求項６５に記載の方法であって、
前記電極材料の層は、蒸発またはスパッタリングのプロセスを通じて堆積される、方法。
【請求項７０】
請求項６５に記載の方法によって形成されるＭＥＭＳデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）に基づいて、２００５年８月１９日出願の米国仮出願第６０／７１０，０１９号の優先権を主張する。この出願は、参照により全体を本明細書に組み込まれるものとする。
【０００２】
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）は、微小機械要素、アクチュエータ、および電子機器を含む。微小機械要素は、堆積プロセス、エッチングプロセス、ならびに／あるいは基板および／もしくは堆積された材料層を部分的にエッチング除去するかまたは層を追加するかによって電気デバイスおよび電気機械デバイスを形成するその他のマイクロマシニングプロセスを使用して作成することができる。ＭＥＭＳデバイスの１つのタイプは、インターフェロメトリックモジュレータと称される。本明細書において使用されるインターフェロメトリックモジュレータまたはインターフェロメトリック光モジュレータという用語は、光干渉の原理を使用して光を選択的に吸収するおよび／または反射させるデバイスを意味する。特定の実施形態において、インターフェロメトリックモジュレータは、一対の伝導板を備えてよく、それらの板の一方または両方は、全体もしくは一部が透明および／もしくは反射性であってよくかつ適切な電気信号の印加によって相対運動することができる。具体的な一実施形態において、一方の板は、基板上に堆積された静止層を備えてよく、他方の板は、エアギャップによって静止層から分離された金属膜を備えてよい。本明細書において更に詳述されるように、他方の板に対する一方の板の位置は、インターフェロメトリックモジュレータに入射する光の光干渉を変化させることができる。このようなデバイスは、非常に広範な用途を有しており、当該分野においては、これらのタイプのデバイスの特徴を既存製品の改良およびまだ開発されていない新製品の製造に生かせるように、これらのタイプのデバイスの特性を利用および／または変更すると有益だと考えられる。
【０００３】
１つの実施形態において、ＭＥＭＳデバイスを製造する方法が提供される。該方法は、電極層を形成することと、電極層の上にマスクを形成することと、隔離電極部材を形成するために、マスクを使用して電極層をパターン形成することと、外向きのテーパ縁部分を形成するために、電極部材をテーパリングすることと、を含み、マスクの少なくとも一部は、テーパリングの間その場所にとどまる。
【０００４】
別の一実施形態において、ＭＥＭＳデバイスを製造する方法が提供される。該方法は、基板の上に犠牲層を形成することと、開口を形成するために、犠牲層をパターン形成することと、パターン形成された犠牲層の上に支持層を形成することと、支持層の上にマスクを形成することと、犠牲層内の開口内に少なくとも部分的に位置する少なくとも１つの支持構造を形成するために、マスクを使用して支持層をパターン形成することと、テーパ縁を形成するために、支持構造をテーパリングすることと、を含み、マスクの少なくとも一部は、テーパリングの間その場所にとどまる。
【０００５】
別の一実施形態において、ＭＥＭＳデバイスを製造する方法が提供される。該方法は、基板の上に電極層を形成することと、電極層の上に犠牲層を形成することと、犠牲層を通って伸びる少なくとも１つのテーパ開口を形成するために、犠牲層をパターン形成することと、犠牲層を通って伸びるテーパ開口の上位の（上にある、上に位置する）開口を含むマスク層を形成することであって、マスク層は、マスク層内の開口の周囲に広がるオーバーハング部分を含み、マスク層の上に支持層を堆積することと、リフトオフプロセスを通じてマスク層を除去することによって、犠牲層を通って伸びるテーパ開口内に少なくとも部分的に位置する支持構造を形成することと、支持構造に隣接して移動可能層を形成することと、を含む。
【０００６】
別の一実施形態において、ＭＥＭＳデバイスを製造する方法が提供される。該方法は、基板の上に電極層を形成することと、外周付近に広がる負の角度を含むマスクを電極層の上に形成することと、マスクの上に犠牲材料の層を堆積することと、リフトオフプロセスを通じてマスクを除去し、テーパ開口を含む犠牲層を形成することと、テーパ開口内に少なくとも部分的に位置する支持構造を形成することと、支持構造に隣接して移動可能層を形成することと、を含む。
【０００７】
別の一実施形態において、ＭＥＭＳデバイスを製造する方法が提供される。該方法は、基板の上に下部電極層を形成することと、電極層の上に犠牲層を形成することと、犠牲層の上位にマスク層を形成することであって、マスク層は、縁の周囲に広がるオーバーハング部分を有する開口を含み、マスク層の上に電極材料の層を堆積することと、リフトオフプロセスを通じてマスク層を除去することによって、外向きのテーパ縁を有する少なくとも１つの隔離電極部材を形成することと、を含む。
【０００８】
以下の詳細な説明は、本発明の特定の具体的実施形態に関する。しかしながら、本発明は、多くの異なるかたちで実現することができる。この説明では、図面が参照にされ、図中、類似の構成要素は一貫して類似の符号を使用して示される。以下の説明から明らかなように、これらの実施形態は、動いているもの（例：ビデオ）であれ静止しているもの（例：静止画像）であれ、テキスト形式であれ映像形式であれ、画像を表示するように構成された任意のデバイスにおいて実現可能である。より具体的に言うと、これらの実施形態は、携帯電話、ワイヤレス機器、携帯情報端末（ＰＤＡ）、手持ちサイズの、すなわち携帯用のコンピュータ、ＧＰＳレシーバ／ナビゲータ、カメラ、ＭＰ３プレーヤ、カムコーダ、ゲーム機、腕時計、時計、計算機、テレビ用モニタ、フラットパネルディスプレイ、コンピュータ用モニタ、自動車用ディスプレイ（例：走行距離計等など）、コックピットのコントロールパネルおよび／もしくはディスプレイ、カメラ視野のディスプレイ（例：車の後方確認用カメラのディスプレイ）、電子写真、電光の掲示板もしくはサイン、プロジェクタ、建造物、パッケージング、ならびに美的構造物（例：宝石の画像のディスプレイ）を非限定的に含む、様々な電子デバイスにおいて実現可能である、またはそのような電子デバイスに関連付けることが可能であると考えられる。また、本明細書において説明されるものと類似の構造のＭＥＭＳデバイスを、電子的切り替えデバイスなどの非ディスプレイ用途に使用することも可能である。
【０００９】
順次堆積された一連の層を含むＭＥＭＳデバイスの製造では、裂け目または薄めの弱い部分を生じることなく上位の層を形状適合式に堆積することを容易にするために、テーパ縁を有する下位の（underlying:下にある、下に位置するという意味。以下では「下位の」または「下位にある」と称する）層または構造などの、テーパ構造すなわち角度の付いた構造を提供することがしばしば有利である。特定の実施形態では、このようなテーパ縁を例えばミラー／電極または支持構造に提供するために、エッチング方法を使用することができる。具体的な実施形態では、これらのエッチング方法は、エッチングされる層の上位でのエッチング誘導層の使用を含むことができる。他の具体的な実施形態では、これらのエッチング方法は、反復エッチングプロセスおよび／または反復アッシングプロセスを含むことができる。他の実施形態では、テーパ縁を有する構造を形成するために、リフトオフプロセスを使用することができる。
【００１０】
インターフェロメトリックＭＥＭＳディスプレイ素子を含むインターフェロメトリックモジュレータディスプレイの１つの実施形態が、図１に示されている。これらのデバイスにおいて、ピクセルは、明るい状態または暗い状態のいずれかにある。明るい（「オン」または「開」）状態では、ディスプレイ素子は、入射する可視光の大半をユーザへと反射させる。暗い（「オフ」または「閉」）状態では、ディスプレイ素子は、入射する可視光をほとんどユーザへと反射させない。「オン」状態および「オフ」状態における光反射特性は、実施形態に応じて逆転可能である。ＭＥＭＳピクセルは、主に選択された色で反射するように構成することができる。これは、白黒に加えてカラーの表示を可能にする。
【００１１】
図１は、ビジュアルディスプレイの一連のピクセルのなかの２つの隣接するピクセルを示した等角図である。図中、各ピクセルは、ＭＥＭＳインターフェロメトリックモジュレータを含む。実施形態によっては、インターフェロメトリックモジュレータディスプレイは、これらのインターフェロメトリックモジュレータの行列からなる配列を含む。各インターフェロメトリックモジュレータは、少なくとも１つの可変次元をともなう共振光キャビティを形成するために、互いから可変でかつ制御可能な距離に配置された一対の反射層を含む。１つの実施形態において、反射層の一方は、２つの位置の間で移動可能である。本明細書において解放位置と称される第１の位置では、この移動可能層は、固定の部分反射層から比較的大きな距離を隔てて配置されている。本明細書において作動位置と称される第２の位置では、この移動可能層は、部分反射層に対してより近くに隣接して配置されている。これらの２層から反射される入射光は、移動可能な反射層の位置に応じて建設的または相殺的に干渉することによって、ピクセル毎に全反射または非反射のいずれかの状態を生じる。
【００１２】
図１に示された部分のピクセル配列は、２つの隣接するインターフェロメトリックモジュレータ１２ａ，１２ｂを含む。左側のインターフェロメトリックモジュレータ１２ａでは、移動可能な反射層１４ａは、部分反射層を含む光学スタック１６ａから所定の距離にある解放位置で示されている。右側のインターフェロメトリックモジュレータ１２ｂでは、移動可能な反射層１４ｂは、光学スタック１６ｂに隣接する作動位置で示されている。
【００１３】
本明細書において言及される光学スタック１６ａ，１６ｂ（光学スタック１６として総称される）は、通常、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）などの電極層と、クロムなどの部分反射層と、透明な誘電体と、を含むことができる何枚かの溶融層を含む。光学スタック１６は、したがって、導電性であり、部分的に透明であり、かつ部分的に反射性であり、例えば、上記の層の１枚または２枚以上を透明基板２０上に堆積することによって作成することができる。部分反射層は、各種の金属、半導体、および誘電体など、部分的に反射性である様々な材料で形成することができる。部分反射層は、１枚または２枚以上の材料層で形成することができ、これらの各層は、単一の材料または複数の材料の組み合わせで形成することができる。
【００１４】
いくつかの実施形態において、光学スタック１６のこれらの層は、平行な帯状片となるようにパターン形成され、後ほど詳述されるように、ディスプレイデバイスにおける行電極を形成することができる。移動可能な反射層１４ａ，１４ｂは、支柱１８の上、および支柱１８間に堆積された介在犠牲材料の上に堆積された、１枚または２枚以上の金属層からなる一連の平行な帯状片（行電極１６ａ，１６ｂに直交する）となるように、形成することができる。犠牲材料がエッチング除去されると、移動可能な反射層１４ａ，１４ｂは、定められたエアギャップ１９によって光学スタック１６ａ，１６ｂから分離される。反射層１４としては、アルミニウムなどの高伝導性でかつ反射性の材料が使用されてよく、これらの帯状片は、ディスプレイデバイスにおける列電極を形成することができる。
【００１５】
電圧を印加されていないとき、キャビティ１９は、移動可能な反射層１４ａと光学スタック１６ａとの間に維持され、移動可能な反射層１４ａは、図１のピクセル１２ａによって示されるように、機械的に解放された状態にある。しかしながら、選択された行および列に電位差が印加されると、対応するピクセルにおいて行電極と列電極との交差位置に形成されたコンデンサは、帯電状態となり、静電力が、これらの電極を引き合わせる。もし電圧が十分に高いと、移動可能な反射層１４は、変形され、光学スタック１６に押し付けられる。図１の右側のピクセル１２ｂによって示されるように、光学スタック１６内の誘電層（不図示）が、短絡を阻止し、層１４と層１６との間の分離距離を制御することができる。この挙動は、印加された電位差の極性にかかわらず同じである。このように、反射と非反射との間でピクセルの状態を制御する行／列作動は、従来のＬＣＤ技術およびその他のディスプレイ技術で使用されるものと、多くの意味で類似している。
【００１６】
図２〜図５Ｂは、ディスプレイの用途においてインターフェロメトリックモジュレータの配列を使用するための、代表的なプロセスおよびシステムの１つを示している。
【００１７】
図２は、本発明の態様を組み込むことができる電子デバイスの１つの実施形態を示したシステムブロック図である。この代表的な実施形態において、電子デバイスは、ＡＲＭ、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ  II（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ  III（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ  IV（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）  Ｐｒｏ、８０５１、ＭＩＰＳ（登録商標）、Ｐｏｗｅｒ  ＰＣ（登録商標）、ＡＬＰＨＡ（登録商標）などの任意の汎用のシングルチップマイクロプロセッサもしくはマルチチップマイクロプロセッサ、またはデジタル信号プロセッサ、マイクロコントローラ、もしくはプログラマブルゲートアレイなどの任意の専用マイクロプロセッサでありうるプロセッサ２１を含む。当該分野において常であるように、プロセッサ２１は、１つまたは複数のソフトウェアモジュールを実行するように構成することができる。オペレーティングシステムの実行に加えて、プロセッサは、Ｗｅｂブラウザ、テレフォンアプリケーション、電子メールプログラム、もしくはその他の任意のアプリケーションソフトを含む、１つまたは複数のアプリケーションソフトを実行するように構成することができる。
【００１８】
１つの実施形態において、プロセッサ２１は、また、配列ドライバ２２と通信するようにも構成される。１つの実施形態において、配列ドライバ２２は、ディスプレイ配列すなわちパネル３０に信号を提供する行ドライバ回路２４および列ドライバ回路２６を含む。図１に示された配列の断面は、図２において線１−１で示されている。ＭＥＭＳインターフェロメトリックモジュレータについて、行／列作動プロトコルは、図３に示された、これらのデバイスのヒステリシス特性を上手く活用することができる。例えば、移動可能層を解放状態から作動状態へと変形させるために、１０ボルトの電位差が必要とされる。しかしながら、この値から電圧が減少する際に、移動可能層は、自身の状態を、電圧が１０ボルト未満に降下するあいだ維持する。図３の代表的な実施形態において、移動可能層は、電圧が２ボルト未満に降下するまで完全には解放されない。したがって、デバイスが解放状態または作動状態のいずれかで安定する印加電圧のウィンドウが存在し、これは、図３に示された例では、例えば約３〜７ボルトの範囲である。これは、本明細書において、「ヒステリシスウィンドウ」または「安定性ウィンドウ」と称される。図３のヒステリシス特性を有するディスプレイ配列に対しては、行／列作動プロトコルは、行ストローブ中、ストローブされた行にある作動対象のピクセルは約１０ボルトの電圧差をかけられ、解放対象のピクセルは０ボルトに近い電圧差をかけられるように設計することができる。ストローブ後、ピクセルは、その行ストローブによって置かれた状態に留まるように、約５ボルトの定常状態電圧差をかけられる。書き込み後の各ピクセルは、この例では３〜７ボルトの「安定性ウィンドウ」内の電位差をかけられている。この特徴は、図１に示されたピクセル設計を、既存の作動状態または解放状態のいずれでも、同じ印加電圧条件下で安定させる。インターフェロメトリックモジュレータの各ピクセルは、作動状態であれ解放状態であれ、本質的に、固定の反射層と移動可能な反射層とによって形成されるコンデンサであるので、この安定状態は、ほとんど電力損失を生じることなく、ヒステリシスウィンドウ内の電圧で維持することができる。印加電圧が固定されている間は、基本的に、ピクセルに電流は流れない。
【００１９】
代表的な用途では、第１の行における所望の作動ピクセルセットに応じて列電極セットをアサートすることによって、表示フレームを作成することができる。次いで、行１の電極に行パルスが印加され、アサートされた列ラインに対応するピクセルが作動される。アサートされた列電極セットは、次いで、第２の行における所望の作動ピクセルセットに対応するように変化される。次いで、行２電極にパルスが印加され、アサートされた列電極に応じて行２における適切なピクセルが作動される。行１のピクセルは、行２パルスによって影響されず、行１パルス中に設定された状態に留まる。これは、フレームを生成するために、一連の全ての行に対して順次繰り返すことができる。概して、フレームは、このプロセスをいくらかの所望の毎秒フレーム数で絶えず繰り返すことによって、リフレッシュされる、かつ／または新しい表示データに更新される。この他にも、ピクセル配列の行電極および列電極を駆動して表示フレームを生成するための様々なプロトコルがよく知られており、これらもまた、本発明に関連して使用することができる。
【００２０】
図４、図５Ａ、および図５Ｂは、図２の３×３配列上に表示フレームを作成するための、考えられる１つの作動プロトコルを示している。図４は、図３のヒステリシス曲線を呈しているピクセルに対して使用可能な列電圧レベルおよび行電圧レベルとして考えられるセットを示している。図４の実施形態において、ピクセルの作動は、適切な列を−Ｖバイアスに設定するとともに適切な行を＋ΔＶに設定することをともない、これらは、−５ボルトおよび＋５ボルトにそれぞれ対応することができる。ピクセルの解放は、適切な列を＋Ｖバイアスに設定するとともに適切な行を＋ΔＶに設定することによって達成され、これは、そのピクセルの両端に０ボルトの電位差を生成する。行電圧を０ボルトに保持されている行では、ピクセルは、その列が＋Ｖバイアスまた−Ｖバイアスはのいずれであるかにかかわらず、もとからの状態に安定して維持される。やはり図４に示されるように、上述された場合と逆の極性の電圧も使用可能であることが理解される。例えば、ピクセルの作動は、適切な列を＋Ｖバイアスに設定するとともに適切な行を−ΔＶに設定することをともなうことができる。この実施形態では、ピクセルの解放は、適切な列を−Ｖバイアスに設定するとともに適切な行を−ΔＶに設定することによって達成され、これは、そのピクセルの両端に０ボルトの電位差を生成する。
【００２１】
図５Ｂは、図２の３×３配列に印加される一連の行信号および列信号を示したタイミング図であり、その結果、作動ピクセルが非反射となる図５Ａに示されたディスプレイ構成が得られる。図５Ａに示されたフレームの書き込みに先立って、ピクセルは、任意の状態にあることが可能である。この例では、全ての行は０ボルトに、そして全ての列は＋５ボルトにある。これらの信号を印加された状態で、全てのピクセルは、自身の既存の作動状態または解放状態で安定している。
【００２２】
図５Ａのフレームでは、ピクセル（１，１）、（１，２）、（２，２）、（３，２）、および（３，３）が作動されている。これを達成するため、行１用の「ライン時間」中、列１および列２が−５ボルトに設定され、列３が＋５ボルトに設定される。これは、いずれのピクセルの状態も変化させない。なぜならば、全てのピクセルは、３〜７ボルトの安定性ウィンドウ内に留まるからである。次いで、０から５ボルトに上昇して再び０に戻るパルスによって、行１がストローブされる。これは、（１，１）ピクセルおよび（１，２）ピクセルを作動させ、（１，３）ピクセルを解放させる。配列内の他のピクセルは、いずれも影響されない。行２を望むとおりに設定するため、列２は−５ボルトに設定され、列１および列３は＋５ボルトに設定される。次いで、行２に対しても同じストローブを印加すると、ピクセル（２，２）が作動され、ピクセル（２，１）およびピクセル（２，３）が解放される。やはり、配列内の他のピクセルは影響されない。行３も、列２および列３を−５ボルトに、そして列１を＋５ボルトに設定することによって、同様に設定される。行３ストローブは、行３のピクセルを、図５Ａに示されるように設定する。フレームの書き込み後、行の電位はゼロであり、列の電位は＋５ボルトまたは−５ボルトのいずれかに留まることができる。そして、ディスプレイは、図５Ａの構成で安定する。数十または数百もの行および列を有する配列にも、同様の手続きが利用可能であることが理解される。また、行および列の作動を実施するために使用されるタイミング、順序、および電圧レベルは、上記に概略を記された一般的原理の範囲内で様々に可変であること、上記の実施例は、例示を目的としたものに過ぎないこと、そして、任意の作動電圧方法が、本明細書において説明されるシステムおよび方法とともに使用可能であることが理解される。
【００２３】
図６Ａおよび図６Ｂは、ディスプレイデバイス４０の１つの実施形態を示したシステムブロック図である。ディスプレイデバイス４０は、例えば、セルラー式電話、すなわち携帯電話であることが可能である。しかしながら、ディスプレイデバイス４０と同じ構成要素、またはそれらを僅かに変更した形態は、テレビおよびポータブルメディアプレーヤなどの様々なタイプのディスプレイデバイスを示することもできる。
【００２４】
ディスプレイデバイス４０は、ハウジング４１、ディスプレイ３０、アンテナ４３、スピーカ４５、入力デバイス４８、およびマイクロフォン４６を含む。ハウジング４１は、概して、射出成形および真空成形を含む、当該分野の当業者にとって周知の様々な製造プロセスのうちの任意のプロセスによって形成される。また、ハウジング４１は、プラスチック、金属、ガラス、ゴム、およびセラミック、またはそれらの組み合わせを非限定的に含む、様々な材料のうちの任意の材料で作成することができる。１つの実施形態において、ハウジング４１は、取り外し可能部分（不図示）を含み、これらの部分は、異なる色の、または異なるロゴ、絵、もしくはマークを含む、他の取り外し可能部分と交換することができる。
【００２５】
代表的ディスプレイデバイス４０のディスプレイ３０は、本明細書において説明されるように、双安定ディスプレイを含む様々なディスプレイのうちの任意のディスプレイであることが可能である。その他の実施形態では、ディスプレイ３０は、上述のような、プラズマ、ＥＬ、ＯＬＥＤ、ＳＴＮ  ＬＣＤ、もしくはＴＦＴ  ＬＣＤなどのフラットパネルディスプレイ、または当業者に良く知られているような、ＣＲＴもしくは他の管デバイスなどの非フラットパネルディスプレイを含む。ただし、本実施形態の説明のため、ディスプレイ３０は、本明細書において説明されるように、インターフェロメトリックモジュレータディスプレイを含むものとする。
【００２６】
代表的ディスプレイデバイス４０の１つの実施形態の構成要素が、図６Ｂに概略を示されている。図示されている代表的ディスプレイデバイス４０は、ハウジング４１を含み、更に、ハウジング４１に少なくとも部分的に囲まれた追加の構成要素を含むことができる。例えば、１つの実施形態において、代表的ディスプレイデバイス４０は、トランシーバ４７に結合されたアンテナ４３を含むネットワークインターフェース２７を含む。トランシーバ４７は、プロセッサ２１に接続され、プロセッサ２１は、調整ハードウェア５２に接続される。調整ハードウェア５２は、信号を調整する（例：信号をフィルタリングする）ように構成することができる。調整ハードウェア５２は、スピーカ４５およびマイクロフォン４６に接続される。プロセッサ２１は、また、入力デバイス４８およびドライバコントローラ２９に接続される。ドライバコントローラ２９は、フレームバッファ２８および配列ドライバ２２に結合され、配列ドライバ２２は、更に、ディスプレイ配列３０に結合される。電源５０は、特定の代表的ディスプレイデバイス４０の設計要件に応じて全ての構成要素に電力を供給する。
【００２７】
ネットワークインターフェース２７は、代表的ディスプレイデバイス４０がネットワークを通じて１つまたは複数のデバイスと通信することができるように、アンテナ４３およびトランシーバ４７を含む。１つの実施形態において、ネットワークインターフェース２７は、プロセッサ２１の要件を軽減するために、いくらかの処理能力を有することもできる。アンテナ４３は、当業者に知られている任意の信号送受信用アンテナである。１つの実施形態において、アンテナは、ＩＥＥＥ  ８０２．１１（ａ）、（ｂ）、または（ｇ）を含むＩＥＥＥ  ８０２．１１標準にしたがってＲＦ信号の送受信を行う。別の一実施形態では、アンテナは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ標準にしたがってＲＦ信号の送受信を行う。セルラー式電話の場合、アンテナは、ＣＤＭＡ信号、ＧＳＭ信号、ＡＭＰＳ信号、またはワイヤレスセルフォンネットワーク内における通信に使用されるその他の既知の信号を受信するように設計される。トランシーバ４７は、アンテナ４３から受信される信号に前処理を施すことによって、それらをプロセッサ２１によって受信して更なる操作を行うことを可能にする。トランシーバ４７は、また、プロセッサ２１から受信される信号を処理することによって、それらをアンテナ４３を介して代表的ディスプレイデバイス４０から送出することを可能にする。
【００２８】
代替の一実施形態において、トランシーバ４７は、レシーバで置き換えることができる。更に別の代替の一実施形態において、ネットワークインターフェース２７は、プロセッサ２１に送られるべき画像データを格納または生成することができる画像ソースで置き換えることができる。例えば、画像ソースは、画像データを含むデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）もしくはハードディスクドライブなどのメモリデバイス、または画像データを生成するソフトウェアモジュールであることが可能である。
【００２９】
プロセッサ２１は、概して、代表的ディスプレイデバイス４０の全体の動作を制御する。プロセッサ２１は、ネットワークインターフェース２７または画像ソースからの圧縮画像データなどのデータを受信し、そのデータを処理することによって、生画像データ、または処理によって容易に生画像データにすることができるフォーマットにする。プロセッサ２１は、次いで、処理されたデータを、ドライバコントローラ２９に送信する、または格納のためにフレームバッファ２８に送信する。生データは、通常、画像内の各位置における画像特性を識別する情報を表している。例えば、このような画像特性は、色、彩度、およびグレースケールレベルを含むことができる。
【００３０】
１つの実施形態において、プロセッサ２１は、代表的ディスプレイデバイス４０の動作を制御するためのマイクロコントローラ、ＣＰＵ、または論理ユニットを含む。調整ハードウェア５２は、概して、スピーカ４５に信号を伝送するための、およびマイクロフォン４６からの信号を受信するための、増幅器とフィルタとを含む。調整ハードウェア５２は、代表的ディスプレイデバイス４０内における個別の構成要素であってもよいし、またはプロセッサ２１もしくはその他の構成要素の中に組み込まれてもよい。
【００３１】
ドラバコントローラ２９は、プロセッサ２１によって生成された生画像データを、プロセッサ２１から直接取得し、またはフレームバッファ２８から取得し、その生画像データを、配列ドライバ２２への高速伝送に適するように再フォーマットする。具体的に言うと、ドライバコントローラ２９は、生画像データを、ラスタ状のフォーマットを有するデータフローに再フォーマットすることによって、データに、ディスプレイ配列３０の走査に適した時間順序を付与する。次いで、ドライバコントローラ２９は、フォーマットされた情報を配列ドライバ２２に送信する。ＬＣＤコントローラなどのドライバコントローラ２９は、独立型の集積回路（ＩＣ）の形でシステムプロセッサ２１と関連付けられることが多いが、このようなコントローラは、様々な形で実現することができる。例えば、ハードウェアの形でプロセッサ２１に埋め込まれてもよいし、ソフトウェアの形でプロセッサ２１に埋め込まれてもよいし、または配列ドライバ２２をともなう形でハードウェアにまるごと組み込まれてもよい。
【００３２】
通常、配列ドライバ２２は、フォーマットされた情報をドライバコントローラ２９から受信し、そのビデオデータを平行波長のセットに再フォーマットする。これらの平行波長のセットは、ディスプレイのｘ−ｙピクセル行列から引かれる何百本もの、ときには何千本ものリードに１秒当たり多数回印加される。
【００３３】
１つの実施形態において、ドライバコントローラ２９、配列ドライバ２２、およびディスプレイ配列３０は、本明細書において説明される任意のタイプのディスプレイに適している。例えば、１つの実施形態において、ドライバコントローラ２９は、従来のディスプレイコントローラまたは双安定ディスプレイコントローラ（例：インターフェロメトリックモジュレータコントローラ）である。別の一実施形態において、配列ドライバ２２は、従来のドライバまたは双安定ディスプレイドライバ（例：インターフェロメトリックモジュレータディスプレイ）である。１つの実施形態では、ドライバコントローラ２９が、配列ドライバ２２に統合されている。このような一実施形態は、セルラー式電話、腕時計、およびその他の小面積型ディスプレイなどの高度に集積されたシステムでよく見られる。更に別の一実施形態では、ディスプレイ配列３０は、通常のディスプレイアレイまたは双安定ディスプレイアレイ（例：インターフェロメトリックモジュレータの配列を含むディスプレイ）である。
【００３４】
入力デバイス４８は、ユーザが、代表的ディスプレイデバイス４０の動作を制御することを可能にする。１つの実施形態において、入力デバイス４８は、ＱＷＥＲＴＹキーボードまたは電話キーパッドなどのキーパッド、ボタン、スイッチ、タッチセンサ式画面、感圧式または感熱式の膜などを含む。１つの実施形態において、マイクロフォン４６は、代表的ディスプレイデバイス４０のための入力デバイスである。デバイスに対するデータの入力にマイクロフォン４６が使用される場合は、代表的ディスプレイデバイス４０の動作を制御するためにユーザによって音声命令を提供することができる。
【００３５】
電源５０は、当該分野において周知であるように、様々なエネルギ蓄積デバイスを含むことができる。例えば、１つの実施形態において、電源５０は、ニッケルカドミウム電池またはリチウムイオン電池などの充電式電池である。別の一実施形態において、電源５０は、再生可能なエネルギ源、コンデンサ、またはプラスチック太陽電池および太陽電池塗装を含む太陽電池である。別の一実施形態において、電源５０は、壁コンセントから電力を受け取るように構成される。
【００３６】
いくつかの実施形態では、上述のとおり、電子ディスプレイシステム内の複数個所に配置可能なドライバコントローラ内に、制御のプログラム可能性が備わっている。いくつかの実施形態では、配列ドライバ２２内に、制御のプログラム可能性が備わっている。当業者ならば、上述された最適化が、任意の数のハードウェアおよび／またはソフトウェアコンポーネント、ならびに様々な構成において実装可能であることを認識できる。
【００３７】
上記の原理にしたがって動作するインターフェロメトリックモジュレータの構造の詳細は、様々に可変である。例えば、図７Ａ〜７Ｅは、移動可能な反射層１４およびその支持構造の、５つの異なる実施形態を示している。図７Ａは、図１の実施形態の断面図であり、帯状の金属材料１４が、直交する支持１８上に堆積されている。図７Ｂにおいて、移動可能な反射層１４は、その角部のみを、接続線３２を介して支持１８に取り付けられている。図７Ｃにおいて、移動可能な反射層１４は、可撓性材料を含むことができる変形可能層３４から吊り下げられている。変形可能層３４は、その外周付近において、基板２０に直接的にまたは間接的に接続している。これらの接続は、本明細書において支持構造と称され、隔離された支えもしくは柱、および／または連続した壁もしくはレールの形態をとることができる。図７Ｄに図示された実施形態は、変形可能な層３４を上に載せた支持プラグ４２を有する。移動可能な反射層１４は、図７Ａ〜７Ｃの場合と同様に、キャビティの上に吊り下げられた状態にとどまるが、変形可能層３４は、自身と光学スタック１６との間のホールを埋めることによる支柱の形成は行わず、その代わり、支柱１８は、支柱プラグ４２の形成に使用される平坦化材料で形成される。図７Ｅに示された実施形態は、図７Ｄに示された実施形態に基づくが、図７Ａ〜７Ｃの任意の図に示された実施形態はもちろん図示されていないその他の実施形態でも機能するように適合させることができる。図７Ｅに示された実施形態では、バス構造４４を形成するために、金属またはその他の導電性材料の追加層が使用されている。これは、インターフェロメトリックモジュレータの背後に沿った信号のルーティングを可能にする。これは、そうでない場合に基板２０上に形成されなければならないはずの多くの電極を排除することができる。
【００３８】
図７に示されたような実施形態では、インターフェロメトリックモジュレータは、モジュレータを配置される側と反対の側である透明基板２０の前面から画像を見る直視型デバイスとして機能する。これらの実施形態では、反射層１４は、自身を挟んで基板２０と反対の側にある、変形可能層３４を含む部分のインターフェロメトリックモジュレータを光学的に遮蔽する。これは、遮蔽された領域を、画質に悪影響を及ぼすことなく構成すること、および動作させることを可能にする。このような遮蔽は、アドレッシングおよびアドレッシングの結果として生じる移動などのモジュレータの電気機械的特性からモジュレータの光学特性を分離する能力を提供する図７Ｅのバス構造４４を可能にする。この可分離式のモジュレータアーキテクチャは、モジュレータの電気機械的側面および光学的側面に使用される構造設計と構造材料とを、互いに独立に選択することおよび機能させることを可能にする。更に、図７Ｃ〜図７Ｅに示された実施形態は、変形可能層３４によって反射層１４の機械的特性から反射層１４の光学的特性が切り離されることによる更なるメリットを有する。これは、反射層１４に使用される構造設計および構造材料を、光学的特性に関して最適化することを可能にするとともに、変形可能層３４に使用される構造設計および構造材料を、所望の機械的特性に関して最適化することを可能にする。
【００３９】
特定の実施形態では、図７Ａに示された移動可能な反射層１４、または図７Ｃ〜７Ｅに示された機械層３４と移動可能な反射層１４との組み合わせなどの移動可能層に対し、追加の支持を提供すると望ましい場合がある。インターフェロメトリックモジュレータなどの光学的ＭＥＭＳデバイスでは、移動可能層は、後ほど更に詳述されるように、反射性副層および機械的副層を含むことができる。このような支持は、個々のモジュレータ素子の縁に沿ってかつ／またはこのようなモジュレータ素子の内部に位置しうる一連の支持構造によって提供することができる。様々な実施形態において、これらの支持構造は、移動可能層の上または下のいずれかに位置することができる。代替の実施形態では、支持構造は、機械層の上方および下方の両方から支持を提供できるように、機械層内に形成された開口を通って伸びることができる。本明細書において使用される「リベット」という用語は、一般に、機械層に対して機械的支持を付与するために、通常は柱すなわち支持の領域の凹所内すなわちくぼみ内において、ＭＥＭＳデバイスの機械層の上位にくるような、パターン形成された層を意味する。機械層の動きに安定性および予測可能性を加えるため、リベットは、常ではないものの、機械層の上位の羽を含むことが好ましい。同様に、機械層に対して機械的支持を付与するために、ＭＥＭＳデバイス内の機械層の下位にくる支持構造は、本明細書において、通常、支「柱」と称される。本明細書の多くの実施形態において、好ましい材料は、有機レジスト材料に対する安定性のため、無機質である。
【００４０】
このような支持構造の代表的な配置が、図８に示されている。図８は、ＭＥＭＳ素子の配列を図示したものである。特定の実施形態では、ＭＥＭＳ素子の配列は、インターフェロメトリックモジュレータの配列であってよいが、代替の実施形態では、ＭＥＭＳ素子は、移動可能層を有する任意のＭＥＭＳデバイスであることが可能である。図示された実施形態では下位の柱構造であるが他の実施形態では上位のリベット構造を含むことが可能である支持構造６２は、移動可能層６６の縁に沿ってと、この実施例ではインターフェロメトリックモジュレータ素子６０であるＭＥＭＳ素子の内部と、の両方に位置することがわかる。特定の支持構造は、隣り合う２枚の移動可能層６６間のギャップ６５にまたがるレール構造６４を含むことができる。移動可能層６６は、同じ列内の隣り合う複数の素子６０を通って伸びる帯状の変形可能材料を含むことがわかる。レール構造６４は、帯状の移動可能層６６によって定められた上部電極に交差する行を定める下部電極と平行に走ることができる。支持構造６２は、素子内すなわちピクセル６０内の移動可能層６６を補強する働きをし、レール構造６４とあいまって上部電極と下部電極とを分離させ、上部電極が中で垂直に移動することができるキャビティを定める。
【００４１】
これらの支持構造６２は、モジュレータ素子６０の周辺領域と比べて小さく作成されると有利である。支柱は、移動可能層６６のたわみを抑制し、なおかつ一般に不透明であってよいので、支持構造６２の下にあるとともに支持構造６２を直に取り囲む領域は、ディスプレイのアクティブ領域として使用するのに不適切である。なぜならば、これらの領域内の移動可能層は、完全に作動された位置（例えば、図７Ａの移動可能層１４の下面の一部が光学スタック１６の上面と接触する位置）へと移動することができないからである。これは、柱を取り囲む領域において望ましくない光学的効果を生じる可能性があるので、意図する色を褪せさせる可能性があるこれらの領域で過剰な反射を回避するためには、支持構造と視聴者との間に暗いすなわち「黒い」マスク層を提供すると有利である。
【００４２】
特定の実施形態では、これらの支持構造は、移動可能層の上方および／または下方にある形状維持に有用な実質的に剛性の構造とともに、移動可能層内のくぼみを含むことができる。このような支持構造は、高分子材料で形成されてよいが、好ましくは、より剛性の大きい無機材料を使用することによって、高分子材料を含む類似の構造に勝る利点を提供することができる。
【００４３】
例えば、高分子支持構造は、広い範囲の動作温度にわたって所望レベルの剛性を維持することができず、デバイスの寿命期間中に徐々に変形または機械的障害を生じる可能性がある。このような障害は、移動可能層と光学スタックとの間の距離に影響を及ぼす可能性があり、この距離は、インターフェロメトリックモジュレータ素子によって反射される波長を少なくとも部分的に決定するので、このような障害は、時間の経過または作動温度の変化とともに、反射される色のズレを生じる可能性がある。高分子材料で支持が形成される場合は、その他のＭＥＭＳデバイスも、時間の経過とともに類似の劣化を経験する。
【００４４】
下位の支柱構造を含むインターフェロメトリックモジュレータ素子を形成するための１つのプロセスが、図９Ａ〜９Ｊに関連して説明される。図９Ａでは、透明なすなわち光透過性の基板７０が提供されることがわかる。これは、例えば、ガラスまたは透明な高分子材料を含むことができる。次いで、透明な基板の上に、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）を含みうる導電層７２が堆積され、導電層７２の上に、クロムを含みうる部分反射層７４が堆積される。１つの実施形態では、導電層７２は、ＩＴＯを含んでよく、本明細書の以下の様々な箇所でそのように言及されるが、導電層７２は、任意の適切な導電性材料を含んでよいこと、そして非光学的ＭＥＭＳ構造の場合は透明である必要はないことが理解される。同様に、部分反射層７４は、ときにクロム層として言及されるが、任意の適切な部分反射層を含んでよく、非光学的ＭＥＭＳ構造の場合は省くことが可能である。
【００４５】
導電層７２および部分反射層７４は、次いで、底部電極を形成するためにパターン形成およびエッチングを施される。底部電極は、行電極とも称され、図８の移動可能層６６に交差するように（例えば垂直に）走るとともに、ＭＥＭＳ素子の行をアドレス指定するために使用される。導電層７２および部分反射層７４は、また、特定の実施形態では、支柱構造を配置される領域の下位のＩＴＯおよびクロムを除去するためにパターン形成およびエッチングを施され、図９Ｂに示されるように、開口７６を形成することもできる。このパターン形成およびエッチングは、行電極を形成する場合と同じプロセスによってなされることが好ましい。支持構造の下位のＩＴＯおよびクロム（またはその他の導電性材料）の除去は、移動可能層などの上位の導電層と、底部電極との間における短絡のリスクを最小限に抑えるのに有用である。このため、図９Ｂおよび後続の図は、層７２および層７４によって形成されかつ隔離開口７６をエッチングされた連続的な行電極を、これらの開口を通る線に沿って図示した断面図である。開口７６を形成するための導電層７２および部分反射層７４のエッチングを施されなかったその他の実施形態では、後ほど説明される誘電層によって、底部電極と移動可能層との間の短絡に対抗する十分な保護を提供することができる。
【００４６】
導電層７２および部分反射層７４は、フォトリソグラフィを通じてパターン形成するとともに、例えば市販のウェットエッチングを通じてエッチングすることができる。クロムのウェットエッチングは、酢酸（Ｃ２Ｈ４Ｏ２）の溶液および硝酸アンモニウムセリウム[Ｃｅ（ＮＨ４）２（ＮＯ３）６]の溶液を含む。ＩＴＯのウェットエッチングは、ＨＣｌ、ＨＣｌとＨＮＯ３との混合、または７５％／３％／２２％の割合のＦｅＣｌ３／ＨＣｌ／ＤＩとＨ２Ｏとの混合を含む。開口７６が形成されると、図９Ｃに見られるように、導電層７２および部分反射層７４の上に誘電層７８が堆積され、光学スタック１６が形成される。誘電層としては、多岐にわたる様々な適切な材料が使用されてよいものの、特定の実施形態では、誘電層は、ＳｉＯ２またはＳｉＮｘを含むことができる。
【００４７】
光学スタック１６を形成する層の厚さおよび配置は、インターフェロメトリックモジュレータ素子が作動され（潰され）、移動可能層６６を光学スタックと接触させたときに、該素子によって反射される色を決定する。特定の実施形態では、光学スタックは、移動可能層が作動位置にあるときに、インターフェロメトリックモジュレータ素子がほとんど可視光を反射させない（暗く見える）ように構成される。誘電層７８の所望の厚さは、材料の屈折率と、潰された状態下でインターフェロメトリックモジュレータによって反射される所望の色と、の両方に基づいて可変であることが理解されるが、通常、誘電層７８の厚さは、約４５０Åである。簡単のため、図中では平面的（誘電層７８がスピンオンガラスである場合に実現可能である）なものとして描かれているが、誘電層７８は、通常、層７２，７４で形成されたパターン形成された下部電極の上に形状的に合致する。
【００４８】
図９Ｄに見られるように、次いで、誘電層７８の上に、犠牲材料の層８２が堆積される。特定の実施形態では、この犠牲層８２は、具体的にはＸｅＦ２などフッ素をベースにしたエッチャントよってエッチング可能な材料で形成される。例えば、犠牲層８２は、モリブデンまたは非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）で形成することができる。他の実施形態では、犠牲層は、タンタルまたはタングステンを含むことができる。犠牲材料として有用なその他の材料には、シリコン窒化物、特定の酸化物、および有機材料が含まれる。堆積される犠牲層８２の厚さは、光学スタック１６と移動可能層６６との間の距離を決定し、したがって、インターフェロメトリックギャップ１９（図７Ａを参照せよ）のサイズを定める。ギャップ１９の高さは、非作動位置にあるときのインターフェロメトリックモジュレータ素子によって反射される色を決定するので、犠牲層８２の厚さは、インターフェロメトリックモジュレータの所望の特性に依存して異なる。例えば、非作動位置にあるときに緑を反射するモジュレータ素子が形成される一実施形態では、犠牲層８２の厚さは、およそ２０００Åである。更なる実施形態では、異なる色を生成するために異なるサイズのインターフェロメトリックギャップが使用されるマルチカラーディスプレイシステムなどのように、ＭＥＭＳデバイスの配列上の場所によって犠牲層の厚さが異なることが可能である。
【００４９】
図９Ｅでは、テーパ開口８６を形成するために、犠牲層８２がパターン形成されエッチングされたことがわかる。開口８６は、ＩＴＯの層７２およびクロムの層７４の中に切り込まれた開口７６の上位に位置する。これらの開口８６は、フォトリソグラフィを使用してマスクで犠牲層を覆い、次いで、ウェットエッチングまたはドライエッチングのいずれかを実施して犠牲材料の一部を除去することによって形成することができる。適切なドライエッチングは、ＳＦ６、ＣＦ４、およびＣｌ２、あるいはこれらのガスと、Ｏ２、またはＨｅもしくはＡｒなどの希ガスとの任意の混合を含むが、これらに限定されない。Ｍｏのエッチングに適したウェットエッチングは、リン酸、酢酸、硝酸、および脱イオン水の１６：１：１：２の割合での混合であるＰＡＮエッチングを含む。非晶質シリコンは、ＫＯＨおよびＨＦ硝酸塩を含むウェットエッチングによってエッチングすることができる。しかしながら、ドライエッチングは、テーパ開口８６の形状をより良く制御することを可能にするので、犠牲層８２のエッチングには、ドライエッチングが使用されることが好ましい。
【００５０】
図９Ｆでは、無機柱層８４がテーパ開口８６の側壁および基底も覆うように、パターン形成された犠牲層８２の上に、無機柱材料の層８４が堆積される。特定の実施形態では、無機柱層８４は、犠牲層８２より薄く、犠牲層８２の上に形状的に合致する。特定の実施形態では、無機柱層８４は、シリコン窒化物（ＳｉＮｘ）またはＳｉＯ２を含むことができるが、多岐にわたる他の様々な材料も使用することができ、その一部は後ほど詳述される。
【００５１】
図９Ｇにおいて、無機柱層８４は、無機柱８８を形成するために、パターン形成されエッチングされる。したがって、無機柱層８４は、、犠牲層８２を影響を受けない状態にとどめたまま無機柱層８４のエッチングを可能にするように、下位の犠牲層８２に対して選択的にエッチング可能であることが好ましい。しかしながら、もし、無機柱層８４が犠牲層８２に対して選択的にエッチング可能でない場合は、無機柱層８４と犠牲層８２との間にエッチング停止層（不図示）を提供することができる。
【００５２】
図９Ｇでは、無機柱８８の縁が、好ましくは、開口８６のテーパ側壁、すなわち傾斜した側壁と同様にテーパ形状になることによって、上位の層の連続式でかつ形状合致式の堆積を容易にすることがわかる。図示された実施形態の柱構造８８は、犠牲層８２より薄い厚さを有しており、実質的に平坦な基底部分８９と、傾斜した側壁部分８７と、犠牲材料の一部の上に広がる実質的に水平な羽部分８５とを含むことがわかる。このため、柱８８は、上位の移動可能層６６（図９Ｈを参照せよ）を支持するために、実質的に平坦な表面を柱の縁に提供することによって、もし移動可能層６６がより平坦でない縁の上に堆積された場合に生じるであろう応力、およびその結果としての望ましくないたわみを、有利に最小限に抑えることができる。図９Ｈの柱８８のような構造をどのようにしてテーパ状にするかに関する詳細は、図１１Ａ〜２１に関連して後ほど述べられる。
【００５３】
１つの実施形態では、無機柱層８４およびその結果としての柱８８は、ダイヤモンド状炭素（ＤＬＣ）を含む。ＤＬＣの無機柱層８４は、極めて硬質で堅い（ＳｉＯ２のおよそ１０倍の硬さである）だけでなく、Ｏ２ドライエッチングでエッチングすることができる。Ｏ２ドライエッチングは、Ｍｏおよびａ−Ｓｉの犠牲材料ならびに上述されたその他の犠牲材料を含むがこれらに限定されない多岐にわたる様々な犠牲材料に対して高選択性である点で有利である。このため、ＤＬＣを含む無機柱は、多岐にわたる様々な材料に対して比較的害のないエッチングの使用を可能にする一方で、非常に堅い柱を提供することによって、上位の移動層または機械層がＭＥＭＳ動作中に下方に引っ張られた際に支柱８８の縁が下方にたわむ可能性および量を低減させる。
【００５４】
図９Ｈでは、エッチングされた犠牲層８２の上に、移動可能層６６（例えば、図７Ａの移動可能な反射層１４を参照せよ）を形成する構成要素が堆積され、テーパ開口８６を縁取りすることがわかる。図９Ｈの実施形態では、先ず、ミラーまたはミラー層とも称される高反射性の層９０が堆積され、次いで、機械層９２が堆積される。高反射性の層９０は、広い波長スペクトル領域において高い反射性を有するというその特性ゆえに、アルミニウムまたはアルミニウム合金などの鏡面反射性の金属で形成することができる。機械層９２は、ＮｉおよびＣｒなどの金属を含んでよく、残留引っ張り応力を含有するように形成されることが好ましい。残留引っ張り応力は、モジュレータが非作動状態にある、すなわち「解放されている」ときに移動可能層６６を光学スタック１６から引き離す傾向がある、機械的な力を提供する。便宜のため、高反射性の層９０と機械層９２との組み合わせは、移動可能層６６として総称される。ただし、本明細書において使用される移動可能層という用語は、図７Ｃの機械層３４および移動可能な反射層１４など、部分的に分離された機械層および反射層をも範囲に含むことが理解される。
【００５５】
犠牲層をＸｅＦ２エッチングによって「リリース」エッチングする一実施形態では、反射層９０および機械層９２の両方がＸｅＦ２エッチングに対して耐性を持つことが好ましい。もし、これらの層のいずれかが耐性を持たない場合は、リリースエッチングに暴露されるその非耐性の層の表面を保護するために、エッチング停止層を使用することができる。同様に、柱８８は、リリースエッチングに対して耐性を持つことが好ましいか、あるいはエッチング停止層によって保護される。また、柱８８の縁のテーパ形状は、反射層９０および機械層９２の形状合致式の堆積を容易にすることがわかる。このテーパ形状がないと、開口８６の外の表面上および開口８６の内部において実質的に均一の厚さを有するようにこれらの層を堆積することは困難であろう。
【００５６】
代替の一実施形態では、移動可能層６６は、高反射性であるとともに所望の機械的特性を有する単一の層を含むことができる。しかしながら、２枚の別々の層を堆積すれば、移動可能層６６内の唯一の材料としての使用には不適切であるかもしれないが反射性は高いような材料を選択することが可能になり、同様に、反射特性にこだわることなく（いくらかの可撓性および固有張力を有する）適切な機械層を選択することも可能になる。更なる実施形態では、移動可能層は、曲がらずに垂直に平行移動可能であるように電気層および機械層から大きく切り離された反射性副層であることが可能である（例えば、図１０Ａ〜１０Ｆ、およびそれらの付随の説明を参照せよ）。
【００５７】
形成されるＭＥＭＳデバイスが非光学的ＭＥＭＳデバイス（例えばＭＥＭＳスイッチ）を含むような他の実施形態では、移動可能層６６は、反射性材料を含む必要がないことが理解される。例えば、本明細書で説明された支持構造を含むＭＥＭＳスイッチなどのＭＥＭＳデバイスが形成される実施形態では、移動可能層６６の下面は、反射性である必要がなく、機械的特性またはその他の所望の特性のみに基づいて選択された単一の層を有利に含むことができる。
【００５８】
次に、図９Ｉでは、犠牲層の「リリース」エッチングを容易にするために、フォトリソグラフィを使用することによって、犠牲層８２の一部を露出させるエッチングホール１００を形成するための機械層９２のパターン形成ならびに移動可能層６６（すなわち機械層９２および反射層９０）のエッチングを行う。特定の実施形態では、犠牲層を露出させるために、複数のエッチングが用いられる。例えば、もし機械層９２がニッケルを含み、反射層９０がアルミニウムを含む場合は、機械層９２をエッチングするためにＨＮＯ３を使用し、反射層９０をエッチングするためにリン酸、またはＮＨ４ＯＨ、ＫＯＨ、ＴＨＡＭ、もしくはＮａＯＨなどの塩基を使用することができる。このパターン形成およびエッチングは、また、帯状の移動可能層６６の間にギャップ６５（図８を参照せよ）をエッチングし、ＭＥＭＳデバイスの列どうしを互いに分離することによって、図８に見られるような帯状電極を定めるためにも使用することができる。
【００５９】
最後に、図９Ｊでは、犠牲層を除去し、移動可能層６６が中で移動することができるインターフェロメトリックギャップ１９を形成するために、リリースエッチングが実施されることがわかる。特定の実施形態では、犠牲層８２を除去するために、ＸｅＦ２エッチングが使用される。ＸｅＦ２は、好ましい犠牲材料をよくエッチングし、上述されたプロセスで使用されるその他の材料に対して極めて選択性であるので、ＸｅＦ２エッチングの使用は、周囲の構造にほとんど影響を及ぼすことなく有利に犠牲材料の除去を可能にする。
【００６０】
上述されたように、ＭＥＭＳデバイスの特定の実施形態は、より具体的にはインターフェロメトリックモジュレータは、機械層から部分的に切り離された反射層を含む移動可能層を含む。図１０Ａ〜１０Ｆは、このようなＭＥＭＳデバイス内において、移動可能層の下位に別個のミラー構造を形成するための、代表的なプロセスを示している。図示された実施形態において、ＭＥＭＳデバイスは、インターフェロメトリックモジュレータである。このプロセスは、例えば、光学スタックが堆積され、更にその上に犠牲層が堆積される、図９Ａ〜９Ｄに関連して説明されたステップを含むことができる。
【００６１】
図１０Ａでは、犠牲層８２の上に、反射層９０が堆積されることがわかる。特定の実施形態では、反射層９０は、反射性材料の単一の層を含むことができる。他の実施形態では、反射層９０は、反射性材料の薄層と、犠牲材料の薄層の上位にあるより剛性の材料の層（不図示）と、を含むことができる。この実施形態の反射層は、上位の機械層から部分的に切り離されるので、反射層９０は、たとえ部分的に切り離された場合でも光学スタック１６に対して実質的に平坦な姿勢を維持できるように、十分な剛性を有することが好ましく、このような所望の剛性は、光学スタックから遠い側の反射層上に補強層を含ませる手法を使用して提供することができる。
【００６２】
図１０Ｂにおいて、図１０Ａの反射層９０は、パターン形成されたミラー層２００を形成するために、パターン形成される。１つの実施形態では、パターン形成されたミラー層２００は、支持構造の位置に相当する（が支持構造より広いまたは狭い）開口を中に形成された連続した層を含む。別の一実施形態では、パターン形成されたミラー層２００は、互いに切り離された複数の反射区域を含むことができる。
【００６３】
図１０Ｃでは、パターン形成されたミラー層２００の上に、第２の犠牲層１９６が堆積される。好ましくは、第２の犠牲層１９６は、第１の犠牲層８２と同じ材料で形成される、または第１の犠牲層８２と同じエッチングによって周囲の材料に対して選択的にエッチング可能である。
【００６４】
図１０Ｄでは、第２の犠牲層１９６および第１の犠牲層８２の両方を通って伸びるテーパ開口８６が形成される。また、図３５Ｄでは、パターン形成されたミラー層２００の上位にある第２の犠牲層１９６の一部の中に、パターン形成されたミラー層２００の少なくとも一部を露出させる開口２０８が形成されることもわかる。
【００６５】
図１０Ｅでは、パターン形成された犠牲層１９６，８２、およびパターン形成されたミラー層２００の露出部分の上に、機械層９２が堆積される。具体的に言うと、機械層９２は、機械層９２と、パターン形成されたミラー層２２０と、を接続するコネクタ部分２２２が形成されるように、開口２０８（図１０Ｄを参照せよ）を、少なくとも部分的に満たすことがわかる。
【００６６】
図１０Ｆでは、第１の犠牲層８２および第２の犠牲層１９６の両方を除去するリリースエッチングが実施されることによって、パターン形成されたミラー層２００と光学スタックとの間にインターフェロメトリックギャップ１９が形成される。したがって、パターン形成されたミラー層２００をぶら下げた機械層９２を含む移動可能層６６を含む光学的ＭＥＭＳデバイスであって、パターン形成されたミラー層２００を機械層９２から部分的に切り離された光学的ＭＥＭＳデバイスが形成される。この光学ＭＥＭＳデバイスは、図７Ｃに関連して説明されたような、または本出願全体を通して他の箇所で説明されたような、インターフェロメトリックモジュレータであることが可能である。非光学的ＭＥＭＳの場合、ぶら下げられた上部電極は、反射性である必要がない。
【００６７】
図１０Ｆの実施形態において、パターン形成されたミラー層２００は、内曲した縁表面を有すると望ましくない。なぜならば、もし、内曲した縁表面で入射光が反射され、視聴者へと返されると、ミラー層のアンダカットによって、望ましくない光学効果がもたらされる可能性があるからである。パターン形成されたミラー層２００は、パターン形成されたミラー層２００によって反射されるあらゆる光が均一な方向に反射されるように、平坦な下面を含むことが望ましい。パターン形成されたミラー層２００に、アンダカットがほとんどない実質的に平坦な表面を確実に持たせるための、１つの方法は、ミラー層を、パターン形成されたミラー層がテーパ縁を含むようにエッチングすることである。また、もし、パターン形成されたミラー層２００がテーパ縁を含むならば、第２の犠牲層およびその他の上位層（例えば機械層）を、パターン形成されたミラー層２００の上に形状的に合致するように、より高い信頼度で堆積することが可能になり、より尖った９０度の角部において、厚さの不均一および応力が形成されるリスクが低減される。
【００６８】
したがって、パターン形成された層の上に形状的に合致するように上位の層を堆積したい場合、または内曲したプロファイルを回避することが望ましい場合を含む、ＭＥＭＳデバイス全体を通した様々な位置でテーパ縁を形成することが、しばしば望まれている。以下では、このようなテーパ縁を形成するための、いくつかの方法が述べられる。これらの方法は、主に、図９Ａ〜９Ｊに関連して上述された柱の実施形態に関して説明されているものの、（図１０Ａ〜１０Ｆのミラー層２００のパターン形成などで）その他の構造および方法の使用も考えられ、以下の構造および方法の変更を通じて実現することができる。特定の実施形態において、これらのプロセスは、所望の構造を形成するために層をパターン形成することと、その構造の縁をテーパリングすることとを含む。これらは、ときに、２つの別個の工程として説明されるが、パターン形成およびテーパリングは、しばしば単一の工程を構成することが理解され、そして、更なる実施形態では、必要とされるパターン形成およびテーパリングを同時に行えるように、構造のパターン形成中に部分的なテーパリングが生じることが理解される。
【００６９】
図１１Ａ〜図１１Ｂに関連して説明される１つの実施形態では、所望のテーパ形状を有するエッチングを実現するために、エッチング誘導層が使用される。図１１Ａでは、犠牲層８２の上に、無機柱材料の層８４が堆積されたことがわかる。柱層８４の上に、エッチング誘導層２７０が堆積され、無機柱を形成される予定の領域の上に、マスク２７２が形成される。この実施形態では、エッチング誘導層は、特定のエッチングについて、下位の材料と比べて、すなわち例示された実施形態では柱材料８４と比べて速いエッチング速度を有する材料であるように選択される。特定の実施形態では、柱層８４は、ＳｉＯ２またはＳｉＮｘを含むことができる。エッチング誘導層は、低温で堆積された、下位の層より大幅に多孔性にされた、ＳｉＮｘ層内の窒素の組成を異ならせて堆積された、およびとりわけ酸素または窒素に富むように形成された、ＳｉＯ２層またはＳｉＮｘ層を含む、多岐にわたる様々な材料を含むことができる。同様に、水素に富むＳｉＮｘ層が使用されてもよいし、あるいは低温でＳｉＮｘの層が堆積されてもよい。ＨＦ／ＨＮＯ３エッチングが使用される場合は、ＳｉがＳｉＯ２より速くエッチングされ、ＨＦ＋Ｈ３ＰＯ４エッチングが使用される場合は、ＡｌがＳｉＯ２より速くエッチングされる。また、ＨＦ／ＨＮＯ３エッチングまたはＨＦ／ＨＮＯ３／Ｈ３ＰＯ４エッチングが使用される場合は、ＭｏがＳｉＯ２より速くエッチングされる。ＳｉＮｘのエッチングでは、通常、ＢＨＦが使用されるが、その他の適切なエッチャントを使用することもできる。無機柱層８４の組成に応じて、多岐にわたる他の様々なエッチングおよびエッチング誘導層を使用することができる。使用されるエッチャントに応じて、マスク２７２は、例えば、Ｎｉなどのハードマスク、またはフォトレジストマスクとして形成することができる。具体的に言うと、ウェットエッチングが使用される場合は、マスク２７２は、ハードマスクを含むことができる。
【００７０】
図１１Ｂは、好ましくは等方性エッチャントであるエッチャントに暴露された後の、図１１Ａの実施形態を図示している。図からわかるように、エッチング誘導層２７０は、柱層８４と比べて速くエッチングされ、柱層８４の上部および側部の両方をエッチャントに暴露させている。柱層８４は、上方および側方の両方からエッチングされるので、このエッチングによって、テーパ側面が形成されている。続いて、マスク２７２および残留エッチング誘導層２７０の一方または両方を、除去することができる（不図示）。
【００７１】
図１１Ａ〜図１１Ｂの構造および方法は、テーパ縁を有するパターン形成されたミラー層を形成する場合における使用に適用することができる。１つの実施形態では、図１１Ａ〜１１Ｂの無機柱層８４を、アルミニウムの層で置き換え、エッチング誘導層２７０を、例えば、より高い速度でエッチングされるように堆積されたアルミニウムの層にすることが可能である。これは、エッチング誘導層の堆積を、下のアルミニウム層の堆積より高い圧力で行うことを通じて実現することができる。代替の一実施形態では、エッチング誘導層は、アルミニウムより速いエッチング速度を有するアルミニウム合金を含むことができる。更に他の実施形態では、所望の機械的特性と、アルミニウムより高いエッチング速度と、を有する任意の適切な材料を使用することができる。
【００７２】
上記の実施形態の一変更形態が、図１２Ａ〜図１２Ｂに関連して説明される。該変更形態は、図１１Ａの工程を含む。この実施形態において、エッチング誘導層２７０および下位の層（図示された実施形態では、無機柱材料８４である）は、互いに対して選択的にエッチング可能である。図１２Ａでは、エッチング誘導層２７０が、第１の（好ましくは等方性）エッチングを通じて柱層８４に対して選択的にエッチングされ、柱層８４の上部を露出させたことがわかる。図１２Ｂでは、柱層８４を上方および側方の両方からエッチングするために、第２の（好ましくは等方性）エッチングが使用され、その結果、図に見られるテーパ縁が得られた。テーパ形状の角度は、第１のエッチングがエッチング誘導層２７０をどの程度除去可能であるか、および第２のエッチングがどれくらいの速度でマスク２７２と柱層８４との間の空間内へと拡散するか、の両方によって制御することができる。もし、第２のエッチングがエッチング誘導層２７０をアンダカットするような形で柱層８４をエッチングするならば、望ましくないオーバーハング部分をともなわないテーパ縁が形成されるように、エッチング誘導層２７０のオーバーハング部分を除去するための第３のエッチングを実施することができる。第３のエッチングは、第１のエッチングと同じエッチングを使用可能である。
【００７３】
図１２Ａ〜図１２Ｂの構造および方法も、テーパ縁を有するパターン形成されたミラー層を形成する場合における使用に適用することができる。１つの実施形態では、図１２Ａ〜１２Ｂの無機柱層８４を、アルミニウムの層で置き換え、エッチング誘導層２７０に、例えば、アルミニウムに対して選択的にエッチング可能なニッケルの層を含ませることが可能である。先ずは、アルミニウム層に対して選択性のＨＮＯ３ウェットエッチングを介するなどして、ニッケルのエッチング誘導層をエッチングすることができる。次いで、ニッケル層に対して選択性のＨ３ＰＯ４ウェットエッチングを介して、アルミニウム層をエッチングすることができる。もし必要であれば、テーパアルミニウム層の上に張り出したあらゆるニッケル層部分を除去するために、続いて、ＨＮＯ３エッチングが実施される。
【００７４】
上述されたように、無機柱層をエッチングした後は、エッチング誘導層およびマスクの一方または両方を除去することができる。更なる一実施形態では、エッチング誘導層を単一のプロセス内でエッチングまたはその他の手法によって除去することができるように、エッチング誘導層として、本明細書で説明された任意の実施形態のエッチング誘導層を選択することができる。具体的な一実施形態では、エッチング誘導層は、ＰＭＧＩまたはＰＭＭＡなどの高分子材料であり、マスクは、フォトレジストマスクである。アンダカットは、フォトリソグラフィプロセス中に実現可能であり、余分なエッチング工程は不要である。この実施形態では、ＰＲマスクおよび高分子エッチング誘導層の両方を（第１のエッチングと異なる）単一のエッチングによって除去することができ、これは、製造プロセスを簡略化する。
【００７５】
別の一実施形態では、エッチング誘導層を別途用いるのではなく、層８４の上部が層８４の下部よりも高速でエッチングされるように、層８４内の高さに応じて特性が異なるような柱層８４を堆積することによって、所望のテーパ形状を実現することができる。図１３は、このような一実施形態を図示している。ここで、層８４の特性は、層８４がテーパ形状にエッチングされるように、層の形成（例えば堆積）の最中に変化されている。このような変化する特性は、複数の方法で実現することができる。例えば、後に堆積される材料ほど、特定のエッチングによってより高速でエッチング可能な組成を有するように、プラズマＣＶＤの最中に、ガス、電力、および／または圧力などのプロセス条件を変化させる（厚さとともに段階的に変化させる）ことができる。この変更は、スパッタエッチングプロセスの使用中にも実現することができる。
【００７６】
同様に、図１４からわかるように、特性が僅かずつ異なる複数の層の堆積によって、特性が変化する単一の無機柱材料の層８４を近似することができる。この実施形態では、３枚の別々の層８４ａ，８４ｂ，８４ｃが製造される。これらは、特定のエッチャントに暴露された際に、層８４ｂ，８４ｃが層８４ａより速いエッチング速度を有し、層８４ｃが層８４ｂより速いエッチング速度を有するように製造される。様々な実施形態では、このような階層化された柱層を形成するために、厚さが変化するまたは厚さが均一の、４枚以上または２枚以下の層を堆積することができる。上述されたように、各層の所望の相対エッチング速度を実現するため、様々な柱層の堆積間で、ＣＶＤまたはスパッタエッチングプロセスの様々な特性を変更することができる。このプロセスは、また、ミラー層またはその他の任意の層の堆積にも適用することができる。
【００７７】
別の一実施形態では、図１５に示されるように、柱層８４の上に、柱層８４との間の接着を意図的に弱くする形でマスク層２７２を堆積することができる。柱層８４のエッチング中、マスク２７２は、柱層８４から引き離され、柱層８４を側方はもちろん上方からもエッチング可能にして所望のテーパ形状を形成する。柱層８４をエッチングするために使用されるエッチングは、好ましくは、ウェットエッチングまたは等方性ドライエッチングである。レジストの接着は、例えば、マスク２７２のベーキング温度を下げることによって、あるいはレジスト２７２またはその他のマスク材料との接着を低減させるように柱層８４の上面を化学的に処理することによって、製造プロセス中に変更することができる。このプロセスは、また、ミラー層またはその他の任意の層のエッチングにも適用することができる。
【００７８】
更に別の一実施形態では、無機柱層の上にフォトレジストマスクを堆積すること、および連続するエッチングプロセスおよびアッシングプロセスを使用してフォトレジストマスクの一部を徐々に除去して階段状の構造を形成することを通じて、テーパ縁を近似することができる。図１６Ａ〜１６Ｄは、図９Ｊの柱などの無機構造の縁にこのような階段パターンを形成する一方法を示している。図１６Ａでは、柱材料の層８４と犠牲層８２との間にエッチング障壁層２８０が形成されたことがわかる。次いで、柱層８４の上に、マスク層２８２が堆積される。
【００７９】
図１６Ｂでは、柱層８４の露出部分を除去するために、エッチングが実施される。図示された実施形態に示されるように、このエッチングは、露出した柱層８４の一部のみを除去してよいが、その他の実施形態では、第１のエッチングは、柱層の露出部分全体をエッチングしてエッチング停止層２８０で停止することができる。
【００８０】
図１６Ｃでは、アッシングプロセスなどによってマスク２８２の一部が除去され、新たに露出された柱層８４の別の部分を除去するために別のエッチングが実施される。このプロセスは、次いで、図３６Ｄに示されるように、柱層８４が特定の場所でエッチング障壁層２８２に達するまでエッチングされるまで繰り返される。こうして、テーパ縁を近似した階段状のプロファイルの縁を有する無機柱２９０を製造することができる。連続するエッチングおよびアッシング（またはその他のマスク減少もしくはマスク縮小）の工程は、任意の適切な数だけ使用できるものの、１つの実施形態では、このような工程の三度の反復によって、テーパ縁を許容レベルで近似することができる。
【００８１】
この反復するエッチングおよびアッシング（またはその他のマスク減少もしくはマスク縮小）のプロセスは、また、ミラー層のエッチングにも適用することができる。１つの実施形態では、ミラー層がマスクで覆われ、ミラー層の露出部分をエッチングするために第１のエッチングが使用される。ここで、第１のエッチングは、Ｈ３ＰＯ４エッチングであってよい。マスクは、次いで、部分的にアッシングされ、先立ってエッチングされなかった部分のミラー層を露出させる。ミラー層は、次いで、第２のエッチングを通じてエッチングされる。第２のエッチングは、特定の実施形態では、第１のエッチングを同じであってよく、その他の実施形態では、ＴＭＡＨエッチングなど、下位の犠牲層またはエッチング停止層に対してより選択性であることが可能な異なるエッチングであってよい。
【００８２】
別の一実施形態では、テーパ縁を有するパターン形成されたミラー層を形成するために、代替の一反復エッチングプロセスを使用することができる。図１７Ａでは、第１の犠牲層８２の上に反射層９０が堆積されたこと、そして反射層９０の上にエッチング誘導層２９０、次いでフォトレジストマスク２９２が堆積されたことがわかる。この例示された実施形態において、エッチング誘導層２９０は、犠牲層８２もエッチングするエッチング（例えばフッ素を含有するものなど）によってエッチング可能であり、より具体的には、例えばモリブデンなど、犠牲層と同じ材料を含むことができる。
【００８３】
図１７Ｂでは、アルミニウムおよびモリブデンの両方をエッチングするＰＡＮエッチングの使用などによって、反射層９０が部分的にエッチングされている。ただし、下位の犠牲層８２は、このエッチングでは露出されなかったことがわかる。図１７Ｃでは、Ｈ３ＰＯ４エッチングなど、犠牲材料に対して選択性のエッチングを使用して、露出した残りの反射層９０がエッチングされている。犠牲材料を大幅にエッチングするエッチングに下位の犠牲材料を暴露しないことによって、反射層９０のアンダカットが回避され、所望のテーパ形状が得られる。
【００８４】
図１７Ｄでは、マスク２９２が剥離されている。図１７Ｅでは、ＳＦ６／Ｏ２エッチングなど、反射層９０に対して選択性のエッチングによって、エッチング誘導層２９０が除去されている。このエッチングによって、下位の犠牲材料９２の一部が除去される可能性があるが、これは、パターン形成された反射層９０のテーパ形状に影響しない。なぜならば、このエッチングは、反射層９０に対して選択性であり、反射層９０を下からエッチングすることはないからである。
【００８５】
テーパ縁を形成するための上記の方法は、主に、柱の縁の成形に関連して述べられてきたが、これらの方法は、具体的には支持領域内にテーパ開口を開ける場合などのように、電極層または犠牲層など開示されたＭＥＭＳデバイス内のその他の層の縁をテーパ状に形成するように変更し、適用することが可能である。また、本明細書で開示され説明されたプロセスは、テーパ縁を含むように層をエッチングすることによってメリットを得られる限り、いつでも、これらの工程を組み込むように変更することが可能である。これらのプロセスは、また、開示されたインターフェロメトリックモジュレータなどのＭＥＭＳデバイスを形成するためのその他の方法とあわせて利用することも可能である。
【００８６】
層上にテーパ縁を形成するのにあわせ、またはそれに代わり、層の縁におけるステップ・カバレージ（回り込み率段、差部における膜の被着状態）を向上させるいくつかの代替の方法によって、上位の層の堆積を促進することも可能である。特定の実施形態では、堆積される材料の一部または全部が斜めに堆積されるように、スパッタ堆積にバイアスをかけ、角部におけるカバレージをより良くすることによって、段差をテーパリングする必要を減らすことができる。別の一実施形態では、これらの層を上に堆積される基板を、ターゲット構造に対して斜めに傾けることができ、更なる実施形態では、堆積の最中に回転させることができる。別の一実施形態では、スパッタ堆積において使用されるターゲット構造の特定の部分が、材料を上にスパッタリングされる基板に対して所望の角度となるように、そのターゲット構造のプロファイルを最適化することができる。更に別の一実施形態では、層を上に堆積される基板を、前後に揺らすことができる。
【００８７】
本明細書で説明されるプロセスでは、スパッタエッチングを有利に用いることもできる。上述されたように、別の層を上に堆積される表面を粗面化および洗浄するのに加えて、スパッタ堆積にあわせてスパッタエッチングを使用することもできる。１つの実施形態では、必要より厚い層を堆積し、次いで、所望の厚さまでスパッタエッチングすることによって、（例えば角部を丸めるなどによる）より滑らかな層を提供する。更なる一実施形態では、スパッタエッチングと堆積とを入れ替えることができる。また、導電基板上、導電層上、または導電サポート（例えばチャック）上の基板上におけるステップ・カバレージを向上させるために、バイアススパッタリングを使用することもできる。また、原子層成長（ＡＬＤ）、大気圧化学気相成長（ＡＰ−ＣＶＤ）、低圧化学気相成長（ＬＰ−ＣＶＰ）、高密度プラズマ化学気相成長（ＨＤＰ−ＣＶＤ）などのその他の堆積プロセスが使用されても良く、これらの堆積プロセスは、更なる実施形態では、バイアスを含むように変更することができる。これらの方法のいずれも、ステップ・カバレージを向上させるために、本明細書で説明された任意のプロセスとあわせて使用することができる。更に、特定の実施形態では、これらの方法の使用は、層上にテーパ縁を形成する必要を低減させるもしくは排除する、またはテーパ縁による利点を増補することができる。
【００８８】
その他の実施形態では、インターフェロメトリックモジュレータの製造中に所望の層を形成するために、リフトオフプロセスを用いることができる。図１８Ａ〜１８Ｃに関連して説明される１つの実施形態では、移動可能層に隣接して所望の支持構造を形成するために、より具体的には移動可能層の下位に支柱構造を形成するために、リフトオフプロセスを用いることができる。このリフトオフプロセスは、所望のテーパ形状を有する無機柱などの層の堆積を可能にし、これは、上位の層の堆積を容易にする。また、このプロセスは、下位の材料に対して柱材料を選択的にエッチングする必要を排除することができる。図１８Ａでは、テーパ開口８６を形成するために、犠牲材料の層８２がパターン形成されエッチングされたこと、および開口８６の縁まで達しないように負の角度の縁を有するようなマスク２２２が、犠牲層８２の上に堆積されたことがわかる。特定の実施形態では、このマスク２２２は、フォトレジスト材料を含む（そして、具体的な一実施形態では、負の角度の形成を容易にするために、二層フォトレジストであることが可能である）が、これは、ハードマスクであってもよい。具体的な一実施形態では、マスク２２２は、犠牲層８２のパターン形成に使用されるフォトレジストを含むことができる。
【００８９】
図１８Ｂでは、マスク２２２の上に、柱材料の層８４が堆積されたことがわかる。マスク２２２の負の角度は、柱材料８４を、堆積に対する影効果ゆえにテーパ縁を有する所望の無機柱１８８の形状に堆積する結果となる。マスク２２２の厚さ、および負の角度の大きさに応じて、マスク２２２の形状は、マスク２２２の上方の柱材料８４と、無機柱を形成する柱材料８４との間に、有利にギャップを生じる結果となる。この実施形態では、マスク２２２は、堆積される材料より有利に厚く、これは、エッチャントまたはアッシング化学剤によるマスク２２２へのアクセスを可能にしている。柱材料は、マスク２２２上位の望ましくない材料部分のリフトオフを阻むような、マスク２２２の下側における材料の堆積を回避できるように、物理的気相成長（例えば蒸発またはスパッタリングのプロセス）を通じて堆積されることが好ましい。しかしながら、もし、このような接続部分が形成され、例えば、柱層８４の堆積にＣＶＤプロセスが使用された場合は、これらの接続部分を壊すために、超音波エネルギを使用することができる。なぜならば、マスクのオーバーハングの下の影領域における厚さは、一般に、柱層８４の厚さと比べて薄い傾向があるからである。
【００９０】
図１８Ｃでは、マスク２２２を除去するために、リフトオフプロセスが使用され、これは、マスク２２２の上位の柱材料８４も同時に除去したことがわかる。このリフトオフプロセスは、ウェットエッチング、またはガス性もしくは蒸気性のエッチングなど、マスク２２２を除去するためのエッチングを含むことができる。リフトオフプロセスは、また、既に付着していない材料を除去するために、リンクルベイキングおよびすすぎのプロセスを含むこともできる。製造プロセスは、上記のように、後続する移動可能層の堆積、パターン形成、およびＭＥＭＳデバイスのリリースを更に含む。
【００９１】
移動可能層の上位にリベット構造を形成するためにも、類似のリフトオフプロセスを用いることができる。具体的に言うと、図１８Ａ〜１８Ｃのプロセスは、マスクの堆積に先立って、パターン形成された犠牲層の上に移動可能層（移動可能層６６など）を堆積するように、変更することができる。次いで、マスクの上に、所望のリベット材料が堆積され、マスクは、次いで除去され、余分なリベット層をリフトオフしてリベットを形成する。上記のように、これは、リベット層を下位の機械層に対して選択的にエッチングする必要を排除できる点で有利である。したがって、リベット層と機械層との間にエッチング障壁層を設ける必要がなく、機械層と同じ材料でリベットを形成することができる。
【００９２】
１つの実施形態では、下位のリフトオフ材料層とあわせてフォトレジストマスクを使用することによって、負の角度を有するマスク２２２を形成することができる。図１９Ａ〜１９Ｃは、このようなマスクを形成するためのプロセスを示している。図１９Ａでは、下位の層２２６（例えば犠牲層であってよい）の上に、リフトオフ材料の層２２４が堆積され、該リフトオフ層２２４の上に、フォトレジスト材料の層２２８が堆積されたことがわかる。図１９Ｂでは、下位のリフトオフ層２２４のエッチングを可能にする開口２２９を形成するために、フォトレジスト材料２２８がパターン形成され、選択的に除去されている。
【００９３】
図１９Ｃでは、上記のように、フォトレジスト２２８の下で側方にくぼませ、負の角度を有する縁、すなわちオーバーハングをともなう空洞２３０を形成するために、いくらかの等方性をもって、リフトオフ層２２４が選択的にエッチングされたことがわかる。この負の角度は、例えば、リフトオフ層２２４を選択的にオーバーエッチングすることによって実現することができる。１つの実施形態では、リフトオフ層２２４は、ポリイミドリリース層を含む。１つの実施形態では、リフトオフ層２２４は、それ自体がフォトパターン形成可能であることができる。１つの実施形態では、リフトオフ層２２４は、現像によってアンダーカットを形成される二層フォトレジストであることができる。先立って図１８に示された１つの実施形態では、マスク２２２は、フォトレジストマスクとあわせたリフトオフ層ではなく単一のリフトオフ層で形成することができる。
【００９４】
リフトオフプロセスは、図示されたインターフェロメトリックモジュレータなどのＭＥＭＳデバイスのための支持を製造する最中に、その他の所望の形状を形成するために用いることができる。図２０に関連して説明される別の一実施形態では、犠牲層８２内にテーパ開口を形成するために、リフトオフプロセスが用いられる。この実施形態では、犠牲層８２の堆積に先立って、先ず、光学スタック１６の上にマスク２２２が形成される。図からわかるように、このマスク２２２は、堆積される犠牲層８２の形状を制御する負の角度を含む。やはり図２０に関連して、犠牲材料の層８２は、基板上に位置する犠牲材料が、マスク２２２およびその上位の犠牲材料のリフトオフ時に所望のテーパ開口をともなう形状を呈するように、堆積されたことがわかる。
【００９５】
図２１に関連して説明される別の一実施形態では、隔離電極部材を形成するために、リフトオフプロセスが使用される。ここで、隔離電極部材は、光学的ＭＥＭＳを含む一実施形態ではミラーであってよい。この実施形態は、図９Ａ〜９Ｄの工程を含む。図２１では、犠牲層８２の上に、マスク２２２が堆積されること、マスク層２２２が、その側辺に沿って内曲プロファイルを有すること、およびマスク層２２２の上に、次いで、反射材料の層９０が堆積されることがわかる。マスク２２２は、後の工程で、その上位の部分の反射層９０とともにリフトオフプロセスによって除去され、この実施形態ではミラーである隔離電極部材を形成する。製造プロセスは、図１０Ｃ〜１０Ｆに関連して述べられたように続行することができる。
【００９６】
上記の実施形態は、様々に組み合わせ可能であることが理解される。上述された方法は、その他に様々な組み合わせが考えられ、発明の範囲内に含まれる。また、上記のどの方法によって形成された構造も、ＭＥＭＳデバイス内に構造を形成するその他の方法と組み合わせて用いられてよいことが理解される。
【００９７】
また、上記の実施形態において、層の順番およびこれらの層を形成する材料は、例示的なものに過ぎないことが認識される。更に、いくつかの実施形態では、ＭＥＭＳデバイスの部分を形成するために、または基板上のその他の構造を形成するために、図示されていない他の層の堆積および処理を行うことが可能である。当業者には知られているように、他の実施形態では、これらの層は、堆積、パターン形成、およびエッチングに関して代替の材料およびプロセスを使用して形成したり、異なる順序で堆積したり、または異なる材料で構成したりすることが可能である。
【００９８】
また、文言によって具体的に明記されていない限り、本明細書に記載されたどの方法の行為または実施も、実施形態に応じて、他の順序で実施したり、追加したり、まとめたり、または完全に省略したりすることが可能である（例えば、必ずしも全ての行為または実施が方法の実施に必要であるとは限らない）。
【００９９】
上記の詳細な説明は、本発明の新規の特徴を、様々な実施形態に照らして図示、説明、および指摘してきたが、当業者ならば、例示されたデバイスまたはプロセスの形態および詳細について、本発明の趣旨から逸脱することなく様々な省略、置換、および変更をなせることが、理解されるであろう。特徴のいくつかは、他の特徴と別個に使用または実施することができるので、本発明は、本明細書に明記された特徴およびメリットの全てを提供するのではない形態の範囲内で実現可能であることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】インターフェロメトリックモジュレータディスプレイの１つの実施形態の一部分を描いた等角図であり、第１のインターフェロメトリックモジュレータの移動可能反射層が解放位置にあり、第２のインターフェロメトリックモジュレータの移動可能反射層が作動位置にある。
【図２】３ｘ３インターフェロメトリックモジュレータディスプレイを組み込んだ電子デバイスの１つの実施形態を示したシステムブロック図である。
【図３】図１のインターフェロメトリックモジュレータの１つの代表的実施形態について、移動可能なミラーの位置と印加される電圧との関係を示した図である。
【図４】インターフェロメトリックモジュレータディスプレイを駆動するために使用することができる行電圧および列電圧のセットを示した説明図である。
【図５Ａ】図２の３ｘ３インターフェロメトリックモジュレータディスプレイにおけるディスプレイデータの、１つの代表的なフレームを示した図である。
【図５Ｂ】図５Ａのフレームの書き込みに使用することができる行信号および列信号に関する１つの代表的なタイミング図である。
【図６Ａ】複数のインターフェロメトリックモジュレータを含むビジュアルディスプレイデバイスの一実施形態を示したシステムブロック図である
【図６Ｂ】複数のインターフェロメトリックモジュレータを含むビジュアルディスプレイデバイスの一実施形態を示したシステムブロック図である
【図７Ａ】図１のデバイスの断面図である。
【図７Ｂ】インターフェロメトリックモジュレータの代替の一実施形態の断面図である。
【図７Ｃ】インターフェロメトリックモジュレータの別の代替の一実施形態の断面図である。
【図７Ｄ】インターフェロメトリックモジュレータの更に別の代替の一実施形態の断面図である。
【図７Ｅ】インターフェロメトリックモジュレータの更なる代替の一実施形態の断面図である。
【図８】個々の素子が支持構造を有しているインターフェロメトリックモジュレータ素子の配列の平面図である。
【図９Ａ】移動可能層の上に位置する支持構造を含むインターフェロメトリックモジュレータ素子を製造するための方法を示した概略断面図である。
【図９Ｂ】移動可能層の上に位置する支持構造を含むインターフェロメトリックモジュレータ素子を製造するための方法を示した概略断面図である。
【図９Ｃ】移動可能層の上に位置する支持構造を含むインターフェロメトリックモジュレータ素子を製造するための方法を示した概略断面図である。
【図９Ｄ】移動可能層の上に位置する支持構造を含むインターフェロメトリックモジュレータ素子を製造するための方法を示した概略断面図である。
【図９Ｅ】移動可能層の上に位置する支持構造を含むインターフェロメトリックモジュレータ素子を製造するための方法を示した概略断面図である。
【図９Ｆ】移動可能層の上に位置する支持構造を含むインターフェロメトリックモジュレータ素子を製造するための方法を示した概略断面図である。
【図９Ｇ】移動可能層の上に位置する支持構造を含むインターフェロメトリックモジュレータ素子を製造するための方法を示した概略断面図である。
【図９Ｈ】移動可能層の上に位置する支持構造を含むインターフェロメトリックモジュレータ素子を製造するための方法を示した概略断面図である。
【図９Ｉ】移動可能層の上に位置する支持構造を含むインターフェロメトリックモジュレータ素子を製造するための方法を示した概略断面図である。
【図９Ｊ】移動可能層の上に位置する支持構造を含むインターフェロメトリックモジュレータ素子を製造するための方法を示した概略断面図である。
【図１０Ａ】機械層から部分的に分離された反射層を含むインターフェロメトリックモジュレータ素子を製造するための方法を示した概略断面図である。
【図１０Ｂ】機械層から部分的に分離された反射層を含むインターフェロメトリックモジュレータ素子を製造するための方法を示した概略断面図である。
【図１０Ｃ】機械層から部分的に分離された反射層を含むインターフェロメトリックモジュレータ素子を製造するための方法を示した概略断面図である。
【図１０Ｄ】機械層から部分的に分離された反射層を含むインターフェロメトリックモジュレータ素子を製造するための方法を示した概略断面図である。
【図１０Ｅ】機械層から部分的に分離された反射層を含むインターフェロメトリックモジュレータ素子を製造するための方法を示した概略断面図である。
【図１０Ｆ】機械層から部分的に分離された反射層を含むインターフェロメトリックモジュレータ素子を製造するための方法を示した概略断面図である。
【図１１Ａ】エッチング誘導層の使用を通じてテーパ縁を有するＭＥＭＳ構造を形成するための方法を示した概略断面図である。
【図１１Ｂ】エッチング誘導層の使用を通じてテーパ縁を有するＭＥＭＳ構造を形成するための方法を示した概略断面図である。
【図１２Ａ】エッチング誘導層の使用を通じてテーパ縁を有するＭＥＭＳ構造を形成するための代替の方法を示した概略断面図である。
【図１２Ｂ】エッチング誘導層の使用を通じてテーパ縁を有するＭＥＭＳ構造を形成するための代替の方法を示した概略断面図である。
【図１３】ＭＥＭＳ構造層の形成中に支持構造層の特性を変化させることによって、テーパ縁を有するＭＥＭＳ構造を形成するための方法の、一工程を示した概略断面図である。
【図１４】ＭＥＭＳ構造層を形成するために、特性の異なる一連の副層を形成することによって、テーパ縁を有するＭＥＭＳ構造を形成するための方法の、一工程を示した概略断面図である。
【図１５】ＭＥＭＳ構造層に対する接着に乏しい上位のマスク層を形成することによって、テーパ縁を有するＭＥＭＳ構造を形成するための方法の、一工程を示した概略断面図である。
【図１６Ａ】反復アッシング＆エッチングプロセスの使用を通じてテーパ縁を有するＭＥＭＳ構造を形成するための方法を示した概略断面図である。
【図１６Ｂ】反復アッシング＆エッチングプロセスの使用を通じてテーパ縁を有するＭＥＭＳ構造を形成するための方法を示した概略断面図である。
【図１６Ｃ】反復アッシング＆エッチングプロセスの使用を通じてテーパ縁を有するＭＥＭＳ構造を形成するための方法を示した概略断面図である。
【図１６Ｄ】反復アッシング＆エッチングプロセスの使用を通じてテーパ縁を有するＭＥＭＳ構造を形成するための方法を示した概略断面図である。
【図１７Ａ】複数のエッチングの使用を通じてテーパ縁を有するＭＥＭＳ構造を形成するための方法を示した概略断面図である。
【図１７Ｂ】複数のエッチングの使用を通じてテーパ縁を有するＭＥＭＳ構造を形成するための方法を示した概略断面図である。
【図１７Ｃ】複数のエッチングの使用を通じてテーパ縁を有するＭＥＭＳ構造を形成するための方法を示した概略断面図である。
【図１８Ａ】リフトオフプロセスの使用を通じてテーパ縁を有するＭＥＭＳ構造を形成するための方法を示した概略断面図である。
【図１８Ｂ】リフトオフプロセスの使用を通じてテーパ縁を有するＭＥＭＳ構造を形成するための方法を示した概略断面図である。
【図１８Ｃ】リフトオフプロセスの使用を通じてテーパ縁を有するＭＥＭＳ構造を形成するための方法を示した概略断面図である。
【図１９Ａ】リフトオフプロセスにおける使用のために負のテーパ形状を有するマスク層を形成するための方法を示した概略断面図である。
【図１９Ｂ】リフトオフプロセスにおける使用のために負のテーパ形状を有するマスク層を形成するための方法を示した概略断面図である。
【図１９Ｃ】リフトオフプロセスにおける使用のために負のテーパ形状を有するマスク層を形成するための方法を示した概略断面図である。
【図２０】テーパ開口を有する犠牲層を形成するための方法の、一工程を示した概略断面図である。
【図２１】テーパ縁を有する隔離電極部材を形成するための方法の、一工程を示した概略断面図である。
【図１】
2009505163.tif 000003
【図２】
2009505163.tif 000004
【図３】
2009505163.tif 000005
【図４】
2009505163.tif 000006
【図５Ａ】
2009505163.tif 000007
【図５Ｂ】
2009505163.tif 000008
【図６Ａ】
2009505163.tif 000009
【図６Ｂ】
2009505163.tif 000010
【図７Ａ】
2009505163.tif 000011
【図７Ｂ】
2009505163.tif 000012
【図７Ｃ】
2009505163.tif 000013
【図７Ｄ】
2009505163.tif 000014
【図７Ｅ】
2009505163.tif 000015
【図８】
2009505163.tif 000016
【図９Ａ】
2009505163.tif 000017
【図９Ｂ】
2009505163.tif 000018
【図９Ｃ】
2009505163.tif 000019
【図９Ｄ】
2009505163.tif 000020
【図９Ｅ】
2009505163.tif 000021
【図９Ｆ】
2009505163.tif 000022
【図９Ｇ】
2009505163.tif 000023
【図９Ｈ】
2009505163.tif 000024
【図９Ｉ】
2009505163.tif 000025
【図９Ｊ】
2009505163.tif 000026
【図１０Ａ】
2009505163.tif 000027
【図１０Ｂ】
2009505163.tif 000028
【図１０Ｃ】
2009505163.tif 000029
【図１０Ｄ】
2009505163.tif 000030
【図１０Ｅ】
2009505163.tif 000031
【図１０Ｆ】
2009505163.tif 000032
【図１１Ａ】
2009505163.tif 000033
【図１１Ｂ】
2009505163.tif 000034
【図１２Ａ】
2009505163.tif 000035
【図１２Ｂ】
2009505163.tif 000036
【図１３】
2009505163.tif 000037
【図１４】
2009505163.tif 000038
【図１５】
2009505163.tif 000039
【図１６Ａ】
2009505163.tif 000040
【図１６Ｂ】
2009505163.tif 000041
【図１６Ｃ】
2009505163.tif 000042
【図１６Ｄ】
2009505163.tif 000043
【図１７Ａ】
2009505163.tif 000044
【図１７Ｂ】
2009505163.tif 000045
【図１７Ｃ】
2009505163.tif 000046
【図１７Ｄ】
2009505163.tif 000047
【図１７Ｅ】
2009505163.tif 000048
【図１８Ａ】
2009505163.tif 000049
【図１８Ｂ】
2009505163.tif 000050
【図１８Ｃ】
2009505163.tif 000051
【図１９Ａ】
2009505163.tif 000052
【図１９Ｂ】
2009505163.tif 000053
【図１９Ｃ】
2009505163.tif 000054
【図２０】
2009505163.tif 000055
【図２１】
2009505163.tif 000056
【国際調査報告】
2009505163.tif 000057
2009505163.tif 000058