本申请要求于 2010 年 9 月 7 日提交中国专利局、 申请号为 201010278697.0、 发明名称为 "光调制器像素单元及其制作方法 "的中国专利 申请的优先权， 其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及光调制器，特别涉及应用于微显示 系统的光调制器像素单元及 其制作方法。

背景技术 在投影系统中， 关键的组成部件是光调制器。 现有的光调制器包括微机 电部件（Micro-Electro-Mechanical Systems, MEMS ) , 所述光调制器通过控 制施加于微机电部件上的电信号，控制微机电 部件进行移动， 利用微机电部件 的移动对入射光调制器的光线进行调制， 输出具有一定灰度的光线。 通常光调制器包括多个呈矩阵排布的像素单元 ， 现有的光调制器像素单 元有两种： 利用光的反射原理的数字镜面器（digital mirror device, DMD )和 利用光的衍射原理的光栅光阀 （grating light valve, GLV ) 。 其中数字镜面器 单个像素的能耗大， 特别是在应用于高分辨率的微显示系统时， 整体能耗大； 而光栅光阀的单个像素的能耗小， 整体能耗较小，且由于光栅光阀具有模拟灰 度好、 光学效率高、 调制速度快等优点， 成为目前的主流技术。 在国际申请号为 PCT/US2002/009602的国际申请中公开了一种现有技� �� 的光调制器像素单元， 所述光调制器像素单元采用光栅光阀。 请参考图 1 , 光 栅光阀 100包括： 半导体衬底 101 ; 位于半导体衬底 101上的反射层 102, 所述反 射层 102远离半导体衬底 101的一侧具有第一反射表面 103 ,所述反射层 102的材 质为金属； 所述第一反射表面 103上方设置透明绝缘层 107; 所述第一反射表面 103和透明绝缘层 107上方具有至少一个反射条带 104,所述反射条带 104与所述 第一反射表面 103之间具有一定间隔，所述反射条带 104具有第二反射表面 106 , 所述反射条带 104的材质为金属；所述反射条带 104之间具有至少一个开口 105 , 用于使光线通过并且入射到下方的第一反射表 面 103上。

在所述反射条带 104和反射层 102之间施加静电力， 反射条带 104发生偏 移， 反射条带与透明绝缘层 107接触， 反射条带偏移的距离取决于透明绝缘层 107的厚度； 静电力 t去后， 反射条带 104回到初始位置（即偏移前的位置） 。

以待调制光线波长为 λ为例， 现有的光栅光阀工作原理如下： 所述反射条 带 104静电力的作用下向半导体衬底 101偏移， 所述偏移距离设置为 λ/4的奇数 倍， 使得入射所述光栅光阀的表面的光线形成衍射 。 具体地， 入射光线在光栅 光阀 100表面被分为第一部分光线和第二部分光线， 其中第一部分光线被第二 反射表面 106反射， 第二部分光线通过开口 105入射至第一反射表面 103 , 并且 被第一反射表面 103反射， 在反射条带 104处发生衍射从而绕过所述反射条带 104向上传播。 由于被第一反射表面 103反射后在反射条带 104处衍射的第二部 分光线与第一部分光线的频率相同，第一部分 光线与第二部分光线的波长差为 λ/2的奇数倍， 因此第二部分光线在反射条带 104上方与第一部分光线叠加， 形 成明暗相间的条带， 利用滤光片对所述条带进行过滤，获得其中的 零阶光线或 一阶光线， 将其输出。 当控制反射条带 104的静电力撤去后， 反射条带 104回复 至初始位置，入射至所述光栅光阀的光线也被 分为第一部分光线和第二部分光 线， 其中第一部分光线被第二反射表面 106反射， 第二部分通过开口 105入射第 一反射表面 103 , 并且被第一反射表面 103反射， 被第一反射表面 103反射的第 时第二部分光线与第一部分光线共同输出。 从上述分析可以看出， 现有技术根针对特定调制光线的波长， 对应设置 光栅光阀的反射条带 104的偏移距离，从而对应设置透明绝缘层 107的厚度。在 透明绝缘层 107的厚度确定后， 对应的偏移距离为固定值， 光栅光阀调制与偏 移距离对应的光线； 当光线的波长为其他波长的情况，所述光栅光 阀将无法调

离， 该偏移距离无法通过调制静电力的大小进行调 节， 只能够调制一种波长的 光线，即现有光栅光阀仅能够调制一种颜色光 线。若要应用于彩色显示系统（形 成彩色像素） ， 现有技术至少需要 3个光栅光阀配合工作。 其中一个光栅光阀 专用于调制红色光线， 另一个光栅光阀专用于调制蓝色光线， 第三个光栅光阀 专用于调制绿色光线。 3个光栅光阀的在控制电路的控制下依次工作� � 分别输 出对应的具有一定灰度的光线（包括红色光线 、 绿色光线、 蓝色光线）。 为了 保证观察者看到的彩色像素具有对比度，现有 光栅光阀输出的光线需要经过过 滤透镜的过滤，仅使零阶光线或一阶光线透过 到达观察者的视觉系统， 经过过 滤的光线在观察者的视觉系统中合成， 成为一个彩色像素。 现有的光调制器需要 3个光栅光阀形成一个彩色像素， 芯片面积大， 不适 用于微显示系统。 因此， 需要一种新的光调制器， 以满足微显示系统的需要。 发明内容 本发明解决的问题是提供了需要一种新的光调 制器像素单元， 将红色光 线、绿色光线、蓝色光线的调制集成在同一芯 片内，满足了微显示系统的需要。 为了解决上述问题， 本发明提供一种光调制器像素单元， 包括： 衬底；

底部电极， 所述底部电极与控制电路的第一控制端电连接 ； 顶部电极， 位于所述衬底上， 所述顶部电极与控制电路的第三控制端电 连接， 所述顶部电极为光栅， 所述光栅包括至少两个栅条和位于相邻栅条之 间 的栅孔， 所述栅条远离底部电极的表面为光线反射面； 可动电极， 位于所述底部电极与顶部电极之间， 所述可动电极与控制电 路的第二控制端电连接， 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，所述可动电极与顶部电极之 间以及所述可动电极与底部电极之间具有电绝 缘材料； 所述顶部电极、 可动电极、 底部电极位置相对应， 所述可动电极面积小 于顶部电极的面积， 在控制电路控制下， 所述可动电极的位置会发生偏移， 分 别位于第一位置、 第二位置和第三位置， 当可动电极位于第一位置时， 入射至 光调制器像素单元的第一光线的透过顶部电极 的栅孔并经可动电极反射后的 光线在顶部电极发生衍射； 当可动电极在第二位置时，入射至光调制器像 素单 元的第二光线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； 当可动电极在第三位置时，入射至光调制器像 素单元的第三光线透过 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，所述第一光 线、 第二光线、 第三光线为三基色光线， 所述光栅的栅条和栅孔宽度相同， 所 述栅孔的宽度范围为 0.1~5微米。 可选地， 所述控制电路位于所述衬底内， 或所述控制电路形成于另一衬 底内。 可选地， 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。 可选地， 还包括： 层间介质层， 位于所述衬底上； 空腔， 位于层间介质层内， 所述空腔具有空腔壁， 所述空腔分为第一部 分和第二部分， 所述第一部分位于空腔的下部， 第二部分位于空腔的上部； 所述底部电极位于所述空腔的第一部分与衬底 之间的层间介质层内； 所述顶部电极位于空腔的第二部分与衬底之间 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。 可选地， 所述可动电极与顶部电极之间的电绝缘材料、 以及可动电极与 底部电极之间的电绝缘材料为层间介质层或者 额外形成。 可选地， 所述层间介质层或者额外形成的电绝缘材料为 氧化硅、 氮氧化 硅、 碳化硅、 氮化硅或者其中的组合。 可选地， 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。 可选地， 所述顶部电极材质为金属， 厚度范围为 500~10000埃， 所述金属 为银、 铝、 铜、 钛、 铂金、 金、 镍、 钴或者其中的组合。 可选地， 所述可动电极的材质为金属， 厚度范围为 500~10000埃， 所述金 属为银、 铝、 铜、 钛、 铂金、 金、 镍、 钴或者其中的组合。 可选地， 所述栅条的材质与可动电极的材质相同。 相应地， 本发明还提供一种光调制器像素单元的制作方 法， 包括： 提供衬底；

在所述衬底上形成底部电极， 所述底部电极与控制电路的第一控制端电 连接；

在所述衬底上形成顶部电极， 所述顶部电极与控制电路的第三控制端电 连接， 所述顶部电极为光栅， 所述光栅包括至少两个栅条和位于相邻栅条之 间 的栅孔， 所述栅条远离底部电极的表面为光线反射面；

在衬底上形成可动电极， 所述可动电极位于所述底部电极与顶部电极之 间， 所述可动电极与控制电路的第二控制端电连接 ， 所述可动电极与顶部电极 之间以及所述可动电极与底部电极之间形成有 电绝缘的材料，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， 分别移动至第一位 置、 第二位置和第三位置， 当可动电极位于第一位置时， 入射至光调制器像素 单元的第一光线的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； 当可动电极在第二位置时，入射至光调制器像 素单元的第二光线 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；当可动 电极在第三位置时，入射至光调制器像素单元 的第三光线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， 所述第一光线、 第二光线、 第三光线为三基色光线， 所述光栅的栅条和栅孔宽度相同。 可选地， 所述控制电路形成于所述衬底内或所述控制电 路形成于另一衬 底内。 可选地， 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。 可选地， 还包括： 在所述衬底上形成层间介质层； 在层间介质层内形成空腔， 所述空腔具有空腔壁， 所述空腔分为第一部 分和第二部分， 所述第一部分位于空腔的下部， 第二部分位于空腔的上部； 所述底部电极位于所述空腔的第一部分与衬底 之间的层间介质层内； 所述顶部电极位于空腔的第二部分与衬底之间 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。 可选地， 所述可动电极与顶部电极之间的电绝缘材料、 以及可动电极与 底部电极之间的电绝缘材料直接采用层间介质 层或者通过额外工艺形成。 可选地， 还包括： 在所述层间介质层内形成多个第二导电插塞 , 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。 可选地， 所述栅条的材质与可动电极的材质相同。 与现有技术相比， 本发明具有以下优点： 提供了光调制器像素单元， 包括 形成于衬底上的底部电极、顶部电极和位于底 部电极和顶部电极之间的可动电 极， 所述可动电极具有光线反射面， 可动电极能够沿垂直于光线反射面的方向 偏移， 本发明利用可动电极在顶部电极和底部电极之 间偏移，使得可动电极分 别位于第一位置、 第二位置、 第三位置， 当可动电极位于第一位置时， 入射至 光调制器像素单元的第一光线的透过顶部电极 的栅孔并经可动电极反射后的 光线在顶部电极发生衍射； 当可动电极在第二位置时，入射至光调制器像 素单 元的第二光线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； 当可动电极在第三位置时，入射至光调制器像 素单元的第三光线透过 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，所述第一光 线、 第二光线、 第三光线为三基色光线， 所述光栅的栅条和栅孔宽度相同。 本 发明的光调制器像素单元能够调制三基色光线 ，从而本发明的光调制器适用于 微显示系统。

附图说明 通过附图中所示的本发明的优选实施例的更具 体说明，本发明的上述及其 他目的、特征和优势将更加清晰。 附图中与现有技术相同的部件使用了相同的 附图标记。 附图并未按比例绘制， 重点在于示出本发明的主旨。 在附图中为清 楚起见， 放大了层和区域的尺寸。 图 1是现有技术的光栅光阀结构示意图。 图 2是本发明一个实施例的光调制器像素单元的� �构示意图。 图 3是图 2沿 AA的剖面结构示意图。 图 4是图 2沿 BB的剖面结构示意图。 图 5是本发明的光调制器像素单元输入光线与输� �光线时序图。 图 6是本发明的另一个实施例的光调制器像素单� �制作方法流程示意图。 图 7〜图 14是本发明一个实施例的光调制器像素单元的� ��作方法剖面结构 示意图。

图 15是图 10沿 AA方向的剖面结构示意图。

具体实施方式 发明人发现，现有技术形成一个彩色像素需要 三个光栅光阀配合工作， 分 别用于红色光线、绿色光线、蓝色光线进行调 制， 占用的芯片面积大，成本高， 不适用于微显示系统。 为了解决上述问题，发明人提出一种光调制器 像素单元， 利用光的衍射原 理对光线进行调制，能够用一个光调制器像素 单元实现对三种颜色光线进行调 制， 占用芯片面积小， 成本低， 可以更好的应用于微显示系统， 并且本发明的 光调制器像素单元对光线的利用率高，使得本 发明的光调制器的单个像素能耗 小， 光调制器的整体能耗较小。 下面对本发明的光调制器像素单元的器件结构 进行说明。 请参考图 2,图 2是本发明一个实施例的光调制器像素单元的� �构示意图。 光调制器像素单元 200包括： 衬底 201 ; 底部电极 205 , 所述底部电极 205与控制电路的第一控制端 206电连接； 顶部电极 230, 位于所述衬底 201上， 所述顶部电极 230与控制电路的第三 控制端 222电连接， 所述顶部电极 230为光栅， 所述光栅包括至少两个栅条 229 和位于相邻栅条 229之间的栅孔 223 ,所述栅条 229远离底部电极 205的表面为光 线反射面； 可动电极 212 , 位于所述底部电极 205与顶部电极 230之间， 所述底部电极 205与控制电路的第二控制端 215电连接， 所述可动电极 212面向顶部电极 230 的表面为光线反射面，所述可动电极 212能够沿垂直于光线反射面的方向移动， 所述可动电极 212与顶部电极 230之间以及所述可动电极 212与底部电极 205之 间具有电绝缘材料；

所述顶部电极 230、 可动电极 212、 底部电极 205位置相对应， 所述可动电 极 212面积小于顶部电极 230的面积， 在控制电路控制下， 所述可动电极 212的 位置会发生偏移， 分别位于第一位置、 第二位置和第三位置， 当可动电极 212 位于第一位置时， 入射至光调制器像素单元的第一光线的透过顶 部电极 230的 栅孔 223并经可动电极 212反射后的光线在顶部电极 230发生衍射； 当可动电极 212在第二位置时，入射至光调制器像素单元的 第二光线透过顶部电极 230的栅 孔 223并经可动电极 212反射后的光线在顶部电极 230发生衍射；当可动电极 212 在第三位置时， 入射至光调制器像素单元的第三光线透过顶部 电极 230的栅孔 223并经可动电极 212反射后的光线在顶部电极 230发生衍射， 所述第一光线、 第二光线、第三光线为三基色光线，所述光栅 的栅条 229和栅孔 223的宽度相同， 栅孔 223的宽度范围为 0.1 ~5微米。

具体地， 作为一个实施例， 所述衬底 201为半导体衬底， 例如为硅、 锗或 砷化镓等等。 作为其他的实施例， 所述衬底 201还可以为玻璃基板。 下面将以 所述衬底 201为半导体衬底为例进行说明。

所述控制电路用于对衬底 201上的各个结构 （例如可动电极 212、 顶部电 极 230和底部电极 205 )施加控制信号， 所述控制电路具有第一控制端 202、 第 二控制端 204、 第三控制端 203。 所述控制电路可以形成于所述^"底 201内 （当 衬底 201为半导体衬底时） ， 也可以形成于另一半导体衬底内， 通过导电结构 与衬底 201上的各个结构电连接。

仍然参考图 2, 作为一个实施例， 所述光调制器像素单元 200还包括： 层间介质层 227, 位于所述衬底 201上；

空腔 219,位于层间介质层 227内， 所述空腔 219具有空腔壁， 所述空腔 219 分为第一部分 208和第二部分 217, 所述第一部分 208位于空腔 219的下部， 第二 部分 217位于空腔 219的上部；

所述底部电极 205位于所述空腔 219的第一部分 208与衬底 201之间的层间 介质层 227内；

所述顶部电极 230位于空腔 219的第二部分 217与衬底 201之间的层间介质 层 227内；

所述可动电极 212位于所述空腔 219内， 所述可动电极 212与所述空腔 219 的空腔壁之间具有间隙， 用于容纳可动电极 212的运动。

所述可动电极 212位于所述底部电极 205与顶部电极 230之间， 所述可动电 极 212与第二控制端 204电连接，所述可动电极 212面向顶部电极 230的表面为光 线反射面， 所述可动电极 212能够沿垂直于其光线反射面的方向移动， 所述可 动电极 212与顶部电极 230之间以及所述可动电极 212与底部电极 205之间具有 电绝缘材料。 其中， 本发明所述的光线反射面， 具体是指平行光线入射至光线 光线的反射为镜面反射） 。

本实施例中， 所述可动电极 212位于所述空腔 219内， 所述可动电极 212与 所述空腔 219的空腔壁之间具有间隙， 以便可动电极 212的偏移运动。所述可动 电极 212与第二光线控制端 204电连接， 所述可动电极 212 面向顶部电极 230的 表面为光线反射面， 所述可动电极 212能够沿垂直于其光线反射面的方向进行 偏移运动。

进一步地， 本实施例中， 所述可动电极 212与顶部电极 230之间具有顶部 绝缘层 214, 所述顶部绝缘层 214作为可动电极 212与顶部电极 230之间的电绝 缘材料。本实施例中，所述顶部绝缘层 214直接采用部分层间介质层 227。此外， 还可以在顶部电极 230下方额外形成绝缘材料以便对可动电极 212和顶部电极 230之间进行电学绝缘。

所述可动电极 212与底部电极 205之间具有底部绝缘层 211 , 本实施例中， 所述底部绝缘层 211直接采用部分的层间介质层 227。此外，还可以在可动电极 212与底部电极 205之间额外形成绝缘材料以便可动电极 212与底部电极 205之 间进行电学绝缘。

所述顶部电极 230、 可动电极 212、 底部电极 205位置相对应， 所述可动电 极 212面积小于顶部电极 230的面积， 在控制电路控制下， 所述可动电极 212的 位置会发生偏移， 分别位于第一位置、 第二位置和第三位置， 当可动电极 212 位于第一位置时， 可动电极 212与顶部电极 230之间没有间隙， 只有顶部绝缘层 214, 入射至光调制器像素单元的第一光线的经由顶 部电极 230的栅孔 223透过 并由可动电极 212反射的光线在顶部电极 230发生衍射； 当可动电极 212位于第 二位置时， 可动电极 212与顶部电极 221和底部电极 230之间均有间隙， 入射至 光调制器像素单元的第二光线的经由顶部电极 230的栅孔 223透过并由可动电 极 212反射的光线在顶部电极 230发生衍射； 当可动电极 212位于第三位置时， 可动电极 212与顶部电极 221之间没有间隙， 只有底部绝缘层 211 , 入射至光调 制器像素单元的第三光线的经由顶部电极 230的栅孔 223透过并由可动电极 212 反射的光线在顶部电极 230发生衍射。

所述第一光线、 第二光线、 第三光线为三基色光线。 所述第一光线为蓝 色光线， 所述第二光线为绿色光线， 所述第三光线为红色光线。 作为优选的实 施例， 所述第一光线、 第二光线、 第三光线的波长范围可以进行优选设置， 以 保证光调制器像素单元对光调制的敏感度和调 制效果。例如， 所述第一光线为 波长范围为 465~480纳米的蓝色光线，所述第二光线为波长� �围为 525~540纳米 的绿色光线， 所述第三光线为波长范围为 675~695纳米的红色光线。 在保证第 一光线、 第二光线、 第三光线为单一波长范围 （单一颜色）的三基色光线的前 提下， 所述第一光线、 第二光线、 第三光线还可以有其他的波长范围， 在此不 说明。

请参考图 2, 所述空腔 219的位置与所述底部电极 205以及顶部电极 230相 对应。 本实施例中， 所述空腔 219的宽度略大于底部电极 205的宽度。 空腔 219 的尺寸和形状与可动电极 212的尺寸和形状对应，所述空腔 219的空腔壁与可动 电极 212之间具有间隙， 以满足可动电极 212能够在其中运动，在实际中可以具 体设置空腔 219的尺寸和形状。 所述层间介质层 227内形成有多个第二导电插塞 215。 所述第二导电插塞 215将第二控制端 204和可动电极 212电连接，所述多个第二导电插塞 215关于可 动电极 212的中心对称。 本实施例中， 所述多个第二导电插塞 215为 2个， 由于 截面的关系， 图 2中仅示出了一个第二导电插塞 215 , 后续图 3中将会进一步介 绍第二导电插塞 215与可动电极 212和空腔 219的关系。 所述层间介质层 227内还形成有第一导电插塞 206、 第三导电插塞 222。 其 中所述第一导电插塞 206用于将第一控制端 206和底部电极 205电连接， 所述第 三导电插塞 222用于将第三控制端 203和顶部电极 230的栅条 229电连接。 进一步地， 所述顶部电极 230用于分光， 即用于将从顶部电极 230上方入 射的光线一分为二， 所述顶部电极 230为光栅， 包括多个栅极条 229和相邻栅极 条 229之间的栅孔 223。 所述栅孔 223的宽度范围为 0.1~5微米。 所述栅条 229的 材质选自金属， 所述金属可以为银、 铝、 铜、 钛、 铂金、 金、 镍、 或钴或者其 中的组合， 其厚度范围为 500~10000埃。 由于顶部电极 230位于层间介质层 227内， 光线自顶部电极 230入射光调制 器像素单元时， 由于栅条 229远离底部电极 205的表面为光线反射面， 因此， 从 顶部电极 230上方入射的光线被顶部电极 230的栅条 229和栅孔 223分为第一部 分和第二部分。 即第一部分被顶部电极 230的栅条 229的光线反射面反射， 第二 部分透过栅孔 223入射可动电极 212。 作为一个实施例， 所述顶部电极 230的栅条 229的宽度与栅孔 223的宽度相 同， 以保证被顶部电极 230的栅条 229反射的光线的第一部分和被顶部电极 230 的栅孔 223透过的光线的第二部分的强度相同。 所述光线的第二部分在透过栅孔 223入射至可动电极 212的光线反射面 后， 又被光线反射面反射至顶部电极 230的栅条 229下方， 然后由于栅条 229之 间的栅孔 223的宽度小于光线（第一光线或第二光线或第 三光线） 的波长， 所 述光线的第二部分在栅条 229处发生衍射， 第二部分光线由于衍射向栅条 229 上方传输， 第二部分与第一部分光线在顶部电极 230叠加， 形成明暗相间的条 带。

作为一个实施例， 所述可动电极 212的材质为金属， 所述金属可以为银、 铝、 铜、 钛、 铂金、 金、 镍、 或钴或者其中的组合。 所述可动电极 212的厚度 范围为 500~10000埃。

进一步地， 参考图 2所示， 所述可动电极 212与顶部电极 230之间的顶部 绝缘层 214形成于所述可动电极 212的光线反射面上方。 所述顶部绝缘层 214 为额外形成的电绝缘层， 其材质可以为氧化硅、 氮氧化硅、 碳化硅、 氮化硅或 者其中的组合。 作为本发明的一个实施例，所述顶部绝缘层 214随着可动电极 212在空腔 219内沿垂直于光线反射面的方向偏移运动而偏 移运动。 由于可动电极 223的 材质为金属，由于制作过程中工艺条件的限制 会造成厚度不均匀或使用过程中 可动电极 212反复运动会造成金属疲劳 （金属失效， 或失去弹性）， 本发明在 可动电极 212上方设置顶部绝缘层 214, 可以增大可动电极 212的刚性。 因此， 本发明所述的可动电极 212在空腔 219内偏移运动的时候， 可动电 极 212上方的顶部绝缘层 214也会跟随可动电极 212—起进行的偏移运动，另 夕卜， 由于顶部绝缘层 214是完全透光的， 因此光线可以穿过第二绝缘层 214 达到可动电极 212, 并在可动电极 212的表面发生反射。

在其他的实施例中， 若通过优化制作工艺、 材质选择合适， 也可使得可动 电极 212具有良好的刚性，这样不用在可动电极 212的光线反射面设置顶部绝 缘层 214。 此时， 将顶部绝缘层 214设置于空腔 219的第二部分上方。 此时顶 部绝缘层 214可以直接利用层间介质层 227的一部分，也可以额外在顶部电极 221下形成绝缘材料， 比如采用氧化硅、 氮氧化硅、 碳化硅、 氮化硅或者其中 的组合。

本发明所述的顶部绝缘层 214 的厚度与调制的入射光线的波长有关， 因 此，顶部绝缘层 214的厚度应根据待调制的入射光线波长进行确 定。在本实施 例中，顶部绝缘层 214的厚度应满足可动电极 212运动至第一位置时， 所述可 动电极 212的光线反射面与顶部电极 230的距离为第一光线波长的 1/4的奇数 倍。 由于位于第一位置时， 可动电极 212与顶部电极 230之间没有间隙， 只有 顶部绝缘层 214, 因此所述顶部绝缘层 214的厚度与顶部电极 230的厚度之和 应等于第一光线波长的 1/4的奇数倍。

所述可动电极 212与底部电极 205之间的底部绝缘层 211用于可动电极

212与底部电极 205电学绝缘。作为本发明的一个实施例，所述 底部绝缘层 211 可以为所述层间介质层 227的一部分， 这样无需额外制作电学绝缘层； 作为本 发明的又一实施例， 所述底部绝缘层 211为额外制作的电学绝缘层， 其材质选 自氧化硅、 氮氧化硅、 碳化硅、 氮化硅或者其中的组合。 为了更好的说明本发明的光调制器像素单元结 构， 请参考图 3 , 为图 2沿

AA的剖面结构示意图。 为了便于说明， 图 3中仅示出了顶部电极 230和第三 导电插塞 222以及第三控制端 203。 所述顶部电极 230位于空腔 219上方， 顶 部电极 219包括多个栅条 229, 图 3中以 5个进行示意。 相邻的栅条 329之间具有栅孔 223 , 所述栅条 229的宽度与栅孔 223的宽 度相同。 其中所述栅条 229的宽度具体是指， 位于两个栅孔 229之间的栅条 229的一侧到另一侧的距离。 所述栅孔 223的宽度是指， 一个栅条 229的一侧 到与之相邻的另一栅条 229的一侧距离。 所述栅条 229通过第三导电插塞 222 与第三光线控制端 229电连接。

请参考图 4, 为图 2沿 BB方向的剖面结构示意图。 所述可动电极 212与 所述空腔 219的空腔壁之间具有间隙， 以便可动电极 212的偏移运动， 所述可 动电极 212通过多个第二导电插塞 215与控制电路的第二控制端 204电连接， 所述多个第二导电插塞 215关于可动电极 212的中心对称。所述第二导电插塞 215一方面用于可动电极 212与第二光线控制端 204电连接， 另一方面所述第 二导电插塞 215用于将可动电极 212悬空于空腔 219 内， 支撑可动电极 212 运动。 所述第二导电插塞 215的数目可以为 2个或 2个以上， 本实施例中为 2 个。 下面将结合附图对本发明所述的光调制器像素 单元工作原理进行详细的 说明。 需要说明的是， 为了形成彩色像素， 本发明的光调制器像素单元依次对 第一光线、 第二光线、 第三光线进行调制。 所述第一光线为蓝色光线， 所述第 二光线为绿色光线， 所述第三光线为红色光线。

所述第一光线、 第二光线、 第三光线可以来自于 3个独立的 LED光源， 或所述第一光线、第二光线、第三光线也可以 通过对普通的白光光源经过滤光 片和转色轮处理形成， 与现有技术相同， 在此不作详述。 所述第一光线、 第二 光线、 第三光线依次交替输入调制器， 并持续一段时间。 为了便于说明， 将第 一光线输入光调制器像素单元的时间段称为第 一光线周期，将第二光线输入光 调制器像素单元的时间段称为第二光线周期， 将第三光线像素单元输入的时间 段称为第三光线周期。

下面结合图 2, 所述控制电路通过第一控制端 202、 第二控制端 204、 第 三控制端 203分别与所述底部电极 205、可动电极 212、顶部电极 230电连接。

由于顶部电极 230、 可动电极 212之间设置顶部绝缘层 214, 因而顶部电 极 230、 顶部绝缘层 214与可动电极 212构成第一电容结构。 若控制电路对第 二控制端 202、第三控制端 203之间施加电信号 (相当于对第一电容结构充电）， 在顶部电极 230、 可动电极 212之间会产生第一静电力， 所述第一静电力使得 可动电极 212 (包括可动电极 212上方的顶部绝缘层 214 ) 向顶部电极 230偏 移运动 （第二导电插塞 215与可动电极 212 电连接， 从而第二导电插塞 215 发生弹性变形）， 所述可动电极 212会移动至顶部绝缘层 214与顶部电极 230 接触， 此时所述可动电极 212位于第一位置， 所述可动电极 212的光线反射面 与顶部电极 230之间具有第一预定距离，所述第一预定距离 应等于第一光线波 长的 1/4的奇数倍。 此时， 若第一光线入射至光调制器像素单元， 则第一光线 经过顶部电极 230被分为第一部分和第二部分， 其中第一部分被顶部电极 230 的栅条 229的光线反射面反射，第二部分则透过顶部电 极 230的栅孔 223传输 至可动电极 212的光线反射面，然后被可动电极 212的光线反射面反射至顶部 电极 230的栅条 229, 在栅条 229处发生衍射并向上传输， 第二部分光线由于 衍射向栅条 229上方传输， 第二部分与第一部分光线在顶部电极 230叠加， 形 成明暗相间的条带。衍射的原理以及形成明暗 相间的条带的原理与现有的光栅 光阀的原理相同， 作为本领域技术人员的公知技术， 这里不做详细的描述。 后 续可使用滤光片，将其中的零阶光线或一阶光 线过滤并输出。 滤光片结构与原 理与现有技术相同， 作为本领域技术人员的公知技术， 在此不做详细描述。 若控制电路对第二控制端 202、 第三控制端 203之间没有施加电信号或者 撤去电信号， 则在顶部电极 230、 可动电极 212之间产生的第一静电力消失， 第二导电插塞 215恢复至弹性形变前的状态，从而可动电极 212在第二导电插 塞 215的牵引作用下， 进行偏移运动至放松状态。此时所述可动电极 212位于 第二位置，可动电极 212的光线反射面与顶部电极 230之间具有第二预定距离， 所述第二预定距离应等于第二光线波长的 1/4的奇数倍， 此时， 若第二光线入 射至光调制器像素单元，则第二光线经过顶部 电极 230被分为第一部分和第二 部分， 其中第一部分被顶部电极 230的栅条 229的光线反射面反射， 第二部分 则透过顶部电极 230的栅孔 223传输至可动电极 212的光线反射面，然后被光 线反射面反射至顶部电极 230的栅条 229处，在顶部电极 230的栅条 229处发 生衍射并向上传输， 第二部分光线由于衍射向栅条 229上方传输， 第二部分与 第一部分光线在顶部电极 230叠加， 形成明暗相间的条带。衍射的原理以及形 成明暗相间的条带的原理与现有的光栅光阀的 原理相同，作为本领域技术人员 的公知技术， 这里不做详细的描述。 后续可使用滤光片， 将其中的零阶光线或 一阶光线过滤并输出。 滤光片结构与原理与现有技术相同，作为本领 域技术人 员的公知技术， 在此不做详细描述。 可动电极 212、 底部电极 205之间设置有底部绝缘层 211 , 所述可动电极 212、 底部绝缘层 211、 底部电极 205构成第二电容结构。 若控制电路对第一 控制端 202、 第二控制端 204之间施加电信号（相当于对第二电容结构充 电）， 则在可动电极 212、 底部电极 205之间产生第二静电力， 所述第二静电力使得 可动电极 212朝向底部电极 205偏移运动（第二导电插塞 215与可动电极 212 电连接， 从而第二导电插塞 215发生弹性变形）， 所述可动电极 212会移动至 可动电极 212与空腔 219底部接触， 此时所述可动电极 212位于第三位置，可 动电极 212的光线反射面与顶部电极 230之间具有第三预定距离，所述第三预 定距离应等于第三光线波长的 1/4的奇数倍， 此时， 若第三光线入射至光调制 器像素单元， 则第三光线经过顶部电极 230被分为第一部分和第二部分， 其中 第一部分被顶部电极 230的栅条 229的光线反射面反射，第二部分则透过顶部 电极 230的栅条 223传输至可动电极 212的光线反射面，然后被光线反射面反 射至顶部电极 230的栅条 223 , 在栅条 223处发生衍射并向上传输， 第二部分 光线由于衍射向栅条 229上方传输， 第二部分与第一部分光线在顶部电极 230 叠加， 形成明暗相间的条带。衍射的原理以及形成明 暗相间的条带的原理与现 有的光栅光阀的原理相同，作为本领域技术人 员的公知技术， 这里不做详细的 描述。 后续可使用滤光片， 将其中的零阶光线或一阶光线过滤并输出。 滤光片 结构与原理与现有技术相同，作为本领域技术 人员的公知技术，在此不做详细 描述。 从上述分析可知，当可动电极 212的光线反射面与顶部电极 230的距离等 于第一光线波长的 1/4奇数倍时， 光调制器像素单元输入第一光线， 输出为明 暗相间的条带，对所述条带进行过滤， 可以获得与第一光线对应的零阶光线或 一阶光线， 若光调制器像素单元输入第二光线或第三光线 ， 则此时的光调制器 像素单元相对于第二光线和第三光线为镜面， 即光调制器像素单元输入第二光 线， 反射第二光线并将其输出； 或输入第三光线， 反射第三光线并将其输出。 同理，对于当可动电极 212的反射表面 213与顶部电极 230的距离等于第 二光线波长的 1/4奇数倍时， 光调制器像素单元输入第二光线， 输出为明暗相 间的条带，对所述条带进行过滤， 可以获得与第二光线对应的零阶光线或一阶 光线； 光调制器像素单元输入第三光线或第一光线， 则此时光调制器像素单元 相对于第三光线或第一光线为镜面， 即光调制器像素单元输入第一光线，反射 第一光线并将其输出； 光调制器像素单元输入第三光线， 同样反射第三光线并 将其输出。 对于当可动电极 212的反射表面 213与顶部电极 230的距离等于第三波长 的 1/4奇数倍时， 光调制器像素单元输入第三光线， 输出为明暗相间的条带， 对所述条带进行过滤， 可以获得与第三光线对应的零阶光线或一阶光 线； 此时 光调制器像素单元相对于第一光线或第二光线 为镜面，即光调制器像素单元输 入第一光线， 反射第一光线并将其输出； 或输入第二光线， 反射第二光线并将 其输出。 本发明的光调制器像素单元通过控制可动电极 的反射表面与顶部电极的 距离， 可以控制第一光线对应的第一光线周期内， 光调制器像素单元输出为明 暗相间条带的时间，从而控制光调制器像素单 元输出的第一光线的灰度。同理， 本发明通过控制光调制器像素单元输出的第二 光线和第三光线的灰度。当具有 一定灰度的第一光线、 第二光线、 第三光线依次从光调制器像素单元输出， 到 达观察者视觉系统时， 所述第一光线、 第二光线、 第三光线在观察者的视觉系 统中合成， 成为一个彩色像素。 需要说明的是， 光调制器像素单元输出的第一 光线、第二光线、第三光线的时间间隔需要足 够小，使得观察者感觉第一光线、 第二光线、 第三光线同时输入其视觉系统， 具体技术与现有技术相同， 在此不 #文详细说明。 本发明底部电极、可动电极、顶部电极施加电 信号的技术为脉宽调制技术。 利用高电平脉沖信号对底部电极、 可动电极或可动电极、 顶部电极充电， 控制 可动电极运动。 作为本领域技术人员的公知技术， 在此不做详细说明。 作为一个实施例，如图 5所示， 图 5是本发明的光调制器像素单元输入光 线与输出光线时序图。 X轴为时间轴， yl轴为入射光线的强度。 红色光线 、 绿色光线 G、 蓝色光线 B依次输入光调制器像素单元， 为了取得较好的显示 效果， 入射光线中， 绿色光线 G的强度最大。 为了便于说明， 将蓝色光线 B 输入的时间段称为第一光线周期 41 , 将绿色光线 G输入的时间段称为第二光 线周期 42, 将红色光线输入的时间段称为第三光线周期 43。 图 5中 y2表示光调制器像素单元反射光线强度， y3轴表示可动电极在空 腔的位置。 以第一光线为例， 第一光线周期 41进一步包括第一开启周期 41η 和第一关闭周期 41f。 在第一开启周期 41η时， 可动电极在空腔的位置为第二位置 52或第三位 置 53 , 光调制器像素单元输出为第一光线； 在第一关闭周期 41f时， 可动电极 位于第一位置 51 , 光调制器像素单元输出为零。 通过控制第一光线周期 41内 第一开启周期 41n和第一关闭周期 41f的比例，可以控制光调制器像素单元输 出的第一光线灰度。 第二光线周期 42、 第三光线周期 43光调制器像素单元的 工作原理参见第一光线周期 41 , 在此不做详述。 本发明提供的器件的层间介质层中各个部分以 及底部电极、可动电极、顶 部电极、 空腔的尺寸需要根据调制光线的情况进行具体 设置。其中顶部电极厚 度范围为 500~10000埃；可动电极厚度范围为 500~10000埃； 所述顶部绝缘层 的厚度应当满足可动电极偏移运动至第一位置 时，可动电极的光线反射面与顶 部电极的距离为第一光线波长的 1/4的奇数倍； 可动电极在放松状态（没有静 电力作用）时， 可动电极位于第二位置， 其光线反射面与顶部电极的距离为第 二光线波长的 1/4奇数倍； 空腔的深度应满足所述满足可动电极向底部电 极偏 移运动至第三位置，可动电极的光线反射面与 顶部电极的距离等于第三光线的

本发明还提供了一种光调制器像素单元的制 作方法， 请参考图 6, 为本发 明一个实施例的光调制器像素单元制作方法流 程示意图。 所述方法包括： 步骤 S1 , 提供衬底； 步骤 S2, 在所述衬底上形成底部电极， 所述底部电极与控制电路的第一 控制端电连接； 步骤 S3 , 在所述衬底上形成顶部电极， 所述顶部电极与控制电路的第三 控制端电连接， 所述顶部电极为光栅， 所述光栅包括至少两个栅条和位于相邻 栅条之间的栅孔， 所述栅条远离底部电极的表面为光线反射面； 步骤 S4, 在衬底上形成可动电极， 所述可动电极位于所述底部电极与顶 部电极之间， 所述可动电极与控制电路的第二控制端电连接 ， 所述可动电极与 顶部电极之间以及所述可动电极与底部电极之 间形成有电绝缘的材料，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， 分别移动至第一位置、 第二位置和第三位置， 当可动电极位 于第一位置时，入射至光调制器像素单元的第 一光线的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 ； 当可动电极在第二位置时，入 射至光调制器像素单元的第二光线透过顶部电 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； 当可动电极在第三位置时，入射至光调制器像 素 单元的第三光线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， 所述第一光线、 第二光线、 第三光线为三基色光线， 所述光栅的栅 条和栅孔宽度相同。 作为本发明的一个实施例， 所述方法还包括： 在所述衬底上形成层间介质层； 在层间介质层内形成空腔， 所述空腔具有空腔壁， 所述空腔分为第一部 分和第二部分， 所述第一部分位于空腔的下部， 第二部分位于空腔的上部； 所述底部电极位于所述空腔的第一部分与衬底 之间的层间介质层内； 所述顶部电极位于空腔的第二部分与衬底之间 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。 本发明所述的衬底可以为半导体衬底， 例如硅、 锗、 砷化镓， 或者所述 衬底还可以为玻璃衬底。 本实施例中， 所述衬底为半导体衬底。 后续将以衬底 为半导体衬底为例， 进行说明。 本发明所述的控制电路用于向半导体衬底上形 成的各个器件提供控制信 号，所述控制电路可以形成于半导体衬底内， 可以形成于另一个半导体衬底内。 作为优选的实施例， 所述控制电路形成于半导体衬底内， 这样节约芯片面积， 更适合于微显示系统。 下面将以控制电路形成于半导体衬底内为例， 并结合附图对本发明的技术 方案进行详细的描述。请参考图 7〜图 14所示的本发明一个实施例的光调制器 像素单元的制作方法剖面结构示意图。 如图 7所示， 首先， 提供衬底 201 , 所述衬底 201为半导体衬底。 作为一 个实施例， 所述衬底 201 内形成有控制电路， 所述控制电路具有第一控制端 202、第二控制端 204、第三控制端 203。所述第一控制端 202、第二控制端 204、 第三控制端 203用于对后续形成的底部电极、可动电极、顶 部电极施加电信号， 其布局结构与底部电极、 可动电极、 顶部电极的对应。 根据实际需要可以进行 具体设置。 然后， 参考图 8, 在所述衬底 201上形成第一介质层 207, 所述第一介质 层 207表面形成有底部电极 205 , 所述底部电极 205下方形成有第一导电插塞 206, 所述第一导电插塞 206电连接底部电极 205与第一控制端 202。 所述第 一介质层 207的材质选自氧化硅、氮氧化硅、碳化硅、氮 化硅或者其中的组合。 所述底部电极 205的材质为金属。 所述金属可以为银、铝、铜、钛、 铂金、金、 镍、 钴或者其中的组合。

参考图 9,在第一介质层 207上形成第二介质层 228,所述第二介质层 228 包括底部绝缘层 211。 所述第二介质层 228的材质可以为氧化硅、 氮氧化硅、 碳化硅、 氮化硅或者其中的组合。 所述底部绝缘层 211位于底部电极 205上方 的第二介质层 228内。所述底部绝缘层 211用于底部电极 205与后续形成的可 动电极之间绝缘， 其材质可以为氧化硅、 氮氧化硅、 碳化硅、 氮化硅或者其中 的组合。 作为优选的实施例， 所述底部绝缘层 211 的材质选择与第二介质层 228相同的材质， 这样可以在形成第二介质层 228的同时， 形成所述底部绝缘 层 211 ,节约工艺步骤。所述底部绝缘层 211也可以利用额外的工艺步骤形成， 其材质可以为氧化硅、 氮氧化硅、 碳化硅、 氮化硅或者其中的组合。

然后， 仍参考图 9, 对所述第二介质层 228进行刻蚀， 在所述第二介质层 228内形成第一凹槽 208, 露出所述底部绝缘层 211。 所述第一凹槽 208的位 置与底部电极 205的位置对应， 用于后续形成空腔的第一部分，提供空间支持 后续形成的可动电极进行偏移运动。

然后， 继续参考图 9, 在所述第一凹槽 208内填充第一牺牲层 209, 所述 第一牺牲层 209覆盖所述底部绝缘层 211。

所述第一牺牲层 209用于在后续形成可动电极时， 支撑所可动电极， 最终 将会被去除， 因此第一牺牲层 209的材料选自易于被去除的材质， 即所述第一 蚀选择比的材料，这样在去除第一牺牲层 209时可以不破坏其他不希望去除的 物质。例如所述第一牺牲层 209的材料可以为碳、锗或者聚酖胺（polyamide )。 本实施例中， 所述第一牺牲层 209的材质为非晶碳（Amorphous Carbon ), 利 用等离子体增强化学气相沉积（PECVD ) 工艺形成。 为了保证形成的非晶碳 薄膜的质量， 所述等离子增强化学气相沉积的工艺温度范围 优选为 350~450°C。 本发明通过利用等离子体化学气相沉积的方法 填充于非晶碳于第一凹槽

208内，这样可以与 CMOS工艺兼容，并且利用等离子体化学气相沉� �方法形 成的非晶碳结构致密， 能够通过灰化工艺被氧化为二氧化碳， 易于气化去除， 而不会对器件的其余部分造成影响。 需要说明的是，在利用等离子体增强化学 气相沉积方法在第一凹槽 208内填充第一牺牲层 209之后，需要进行表面平坦 化的步骤， 以保证后续制作可动电极时的沉积步骤可以均 匀地沉积金属。

请参考图 10, 在所述第二介质层 228以及第一牺牲层 209的表面形成可 动电极 212, 所述可动电极 212与底部电极 205电学绝缘， 所述可动电极 212 的位置与底部电极 205对应， 所述可动电极 212位于通过第二导电插塞 215 与第二光线控制端 204电连接。在形成可动电极 212之前， 需要对应于第二控 制端 204、可动电极 212的位置形成第二导电插塞 215。所述第二导电插塞 215 关于可动电极 212的中心对称。 所述第二导电插塞 215贯穿所述第二介质层 228、 第一介质层 207。 所述可动电极 212远离底部电极 205的一侧具有光线 反射面， 用于反射光线。

请参考图 15 , 为图 10沿 AA方向的剖面结构示意图。 第一凹槽 208形成 于第二介质层 228内，所述第一凹槽 208内填充第一牺牲层 209。可动电极 212 通过第二导电插塞 215与第二控制端 204电连接。所述第二导电插塞 215关于 可动电极 212的中心对称分布。由于第二导电插塞 215—方面用于将可动电极 212电连接， 另一方面， 用于将后续形成的可动电极 212悬空于后续形成的空 腔内， 并且支撑可动电极 212运动。 由于可动电极 212在控制电路的静电力作 用下偏移运动，设置所述第二导电插塞 215应关于可动电极 212的中心对称分 布， 这样保证可动电极 212受到的静电力平衡。在保证可动电极 212受到的静 电力平衡的前提下， 第二导电插塞 215的数目还可以为 3个或多个， 其排布可 以根据具体情况进行选择， 在此不做详细的说明。 本实施例中，所述第一凹槽 208以及位于第一凹槽 208内的部分可动电极 212形状为方形。在其他的实施例中，所述第一 凹槽 208以及位于第一凹槽 208 内的可动电极 212形状还可以为其他的形状， 例如圆形等。 所述可动电极 212的材质选自金属， 所述金属可以是银、 铝、 铜、 钛、 铂 金、 金、 镍、 或钴。 所述可动电极 212的厚度范围为 500~10000埃。 下面请参考图 10, 由于可动电极 212的材质为金属， 为了防止制作工艺 限制导致的金属表面不均匀或反复移动底部电 极造成金属疲劳失效，作为优选 实施例，在形成可动电极 212之后， 需要形成覆盖可动电极 212的顶部绝缘层 214、 所述顶部绝缘层 214的材质选择具有一定刚性的透明绝缘物质， 以免影 响可动电极 212的光线反射面反光效果。 所述顶部绝缘层 214, 用于可动电极 212与后续形成的顶部电极电学绝缘。 参考图 11 , 在所述第二介质层 228、 可动电极 212上方形成第三介质层 216, 在所述第三介质层 216内形成第二凹槽 217, 所述第二凹槽 217的位置 与第一凹槽 208对应。 所述第二凹槽 217用于后续形成空腔的第二部分。 然后， 在所述第二凹槽 217内填充第二牺牲层 218。 所述第二凹槽 217内 的第二牺牲层 218用于支撑后续形成的顶部电极，最终第二牺 牲层 218将与第 一凹槽 208内的第一牺牲层 209被移除， 以便所述第二凹槽 217和第一凹槽 208共同构成空腔。 所述第二牺牲层 218的材质应选用易移除的材质， 即所述 第二牺牲层 218优选与第三介质层 216以及可动电极 212的材料具有较高刻蚀 选择比的材料，这样在去除第二牺牲层 218时可以不破坏其他不希望去除的物 质。 例如所述第二牺牲层 218的材料可以为碳、 锗或者聚酖胺（polyamide )。 本实施例中， 所述第二牺牲层 218的材质选择与第一牺牲层 209相同的材质， 其制作方法可以参考形成第一牺牲层 209的方法， 并且， 所述第二牺牲层 218 可以与第一牺牲层 209在同一工艺步骤中移除。 然后， 参考图 12, 在所述第三介质层 216上形成第四介质层 220, 所述第 四介质层 220内形成有顶部电极 230。 所述顶部电极 230位于第二凹槽 217上 方。

所述第四介质层 220的材质为氧化硅、 氮氧化硅、碳化硅、 氮化硅或者其 中的组合。 所述顶部电极 230的结构请结合图 3。 所述顶部电极 230为光栅， 所述光 栅包括至少两个栅条 229, 相邻的栅条 229之间为栅孔 223 , 所述栅孔 223内 填充有透明绝缘物质。所述栅孔 223内填充的透明绝缘物质可以为氧化硅、 氮 氧化硅、 碳化硅、 氮化硅或者其中的组合。 所述栅条 229的材质为金属， 所述金属可以是银、 铝、铜、钛、 铂金、金、 镍、钴或者其中的组合。 所述可动电极 212的厚度范围为 500~10000埃。 所述 栅条 229远离可动电极 212的一侧为光线反射面。作为优选的实施例， 所述栅 条 229的材质为与可动电极 212相同的材质，这样栅条 229的光线反射面的反 射率与可动电极 212的光线反射面的反射率相同。作为优选的实 施例， 所述栅 条 229的宽度等于所述栅孔 223的宽度，这样入射光调制器的像素单元的光 线 额可以被等分为第一部分和第二部分， 其中第一部分被栅条 229反射， 第二部 分透过栅孔 229入射至可动电极 212的光线反射面。其中所述栅条 229的宽度 具体是指，位于两个栅孔 229之间的栅条 229的一侧到另一侧的距离。所述栅 孔 223的宽度是指，一个栅条 229的一侧到与之相邻的另一栅条 229的一侧距 离。 图 12中栅条 229的数目为 5个， 在实际中， 栅条 229的数目可以根据实 际进行设置。 所述顶部电极 230的栅条 229通过第三导电插塞 222与第三控制端 203 电连接。 因此， 在形成第四介质层 220和顶部电极 230之前， 还需要进行金属 化工艺， 形成第三导电插塞 222。 具体的制作方法与现有技术相同， 在此不做 赘述。

然后，参考图 13 ,刻蚀所述第四介质层 220,形成通孔 225 ,所述通孔 225 位于栅孔 223内。 所述通孔 225露出所述第二牺牲层 217表面。 所述通孔 225 露出第二牺牲层 218 , 所述通孔 225用于通入气体或液体， 进行去除第一牺牲 层 209和第二牺牲层 218。 所述通孔 225深宽比不宜过大， 以避免厚度沉积工 艺难以将其封堵； 也不宜过小， 以免影响去除第一牺牲层 209 和第二牺牲层 218的效果， 所述深宽比根据要去除的牺牲层材质、 厚度进行具体调节选择。 本领域技术人员可以根据上述原则进行自由调 制，并经过有限次实验获得较为 优化的范围。 本实施中， 所述通孔 225的深宽比范围为 0.3~1.5。 以第一牺牲 层 209和第二牺牲层 218的材质为非晶碳为例， 本实施例利用灰化工艺（干法 刻蚀工艺的一种）去除非晶碳， 具体为： 在高温下 （100~350摄氏度）， 向所 述通孔内通入氧离子， 利用所述氧离子轰击非晶碳，将所述非晶碳氧 化为气态 的氧化物， 这样可以有效将牺牲层去除， 而不对其他结构造成损伤。 然后参考图 14, 然后去除第一凹槽 208 内的第一牺牲层（未示出）和第 二凹槽 217 内的第二牺牲层 (未示出 ), 在第四介质层表面形成覆盖层 226, 所述覆盖层 226覆盖通孔（未示出）， 将通孔封闭。 在所述第一凹槽 208内的 第一牺牲层和第二凹槽 217内的第二牺牲层被去除以后，第一凹槽 208和第二 凹槽 217形成空腔 219, 其中第一凹槽 208作为所述空腔 219的第一部分， 所 述第二凹槽 217作为所述空腔 219的第二部分， 可动电极 212位于空腔 219 内。 所述覆盖层 226用于封闭通孔， 其材质可以为氧化硅、 氮化硅或氮氧化硅 或者其中的组合。 作为优选的实施例， 所述覆盖层 226 的材质与第四介质层 220、 第三介质层 216、 第二介质层 228、 第一介质层 207的材质相同， 并与第 四介质层 220、 第三介质层 216、 第二介质层 228、 第一介质层 207构成层间 介质层 227, 用于各个电极以及导电插塞之间相互绝缘。 综上， 本发明提供光调制器像素单元及其制作方法， 本发明提供的光调制 器像素单元能够对具有一定波长范围的三基色 光线进行分时调节，实现色彩控 制和灰度控制， 更适用于微显示系统和平板显示系统。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并 不是用来限定本发明，任何 本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围 内，都可以利用上述揭示的方法 和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动 和修改， 因此， 凡是未脱离本发 改、 等同变化及修饰， 均属于本发明技术方案的保护范围。

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