KR100261770B1 - Tma and method for manufacturing the same - Google Patents
Tma and method for manufacturing the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR100261770B1 KR100261770B1 KR1019970016180A KR19970016180A KR100261770B1 KR 100261770 B1 KR100261770 B1 KR 100261770B1 KR 1019970016180 A KR1019970016180 A KR 1019970016180A KR 19970016180 A KR19970016180 A KR 19970016180A KR 100261770 B1 KR100261770 B1 KR 100261770B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- active matrix
- layer
- pad
- drain pad
- drain
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/0816—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
- G02B26/0833—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD
- G02B26/0858—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD the reflecting means being moved or deformed by piezoelectric means
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S359/00—Optical: systems and elements
- Y10S359/904—Micromirror
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 AMA(Actuated Mirror Array)를 이용한 박막형 광로 조절 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 장치의 제조 공정 시 발생할 수 있는 AMA 소자의 포인트-결함(point-defect) 또는 라인-결함(line-defect)의 수를 현저하게 감소시킬 수 있는 박막형 광로 조절 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a thin-film optical path control apparatus using an Actuated Mirror Array (AMA) and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a point-defect or line-defect of an AMA device that may occur during the manufacturing process of the apparatus. The present invention relates to a thin-film optical path control apparatus capable of significantly reducing the number of line-defects and a method of manufacturing the same.
광학 에너지(optical energy)를 스크린 상에 투영하기 위한 광로 조절 장치 또는 공간적 광 변조기(spatial light modulator)는 광통신, 화상 처리, 그리고 정보 디스플레이 장치와 같은 다양한 분야에 응용될 수 있다. 통상적으로 이러한 장치들은 광학 에너지를 스크린 상에 표시하는 방법에 따라 직시형 화상 표시 장치(direct-view image display device)와 투사형 화상 표시 장치(projection-type image display device)로 구분된다.Optical path control devices or spatial light modulators for projecting optical energy onto a screen may be applied to various fields such as optical communication, image processing, and information display devices. Typically, such devices are classified into a direct-view image display device and a projection-type image display device according to a method of displaying optical energy on a screen.
직시형 화상 표시 장치의 예로서는 CRT(Cathode Ray Tube)를 들 수 있는데, 이러한 CRT 장치는 소위 브라운관으로 불리는 것으로서 화질은 우수하나 화면의 대형화에 따라 그 중량과 용적이 증가하여 제조 비용이 상승하게 되는 문제가 있다. 투사형 화상 표시 장치로는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display : LCD), DMD(Deformable Mirror Device), 그리고 AMA를 들 수 있다. 이러한 투사형 화상 표시 장치는 다시 그들의 광학적 특성에 따라 2개의 그룹으로 나뉠 수 있다. 즉, LCD와 같은 장치는 전송 광 변조기(transmissive spatial light modulators)로 분류될 수 있는데 반하여, DMD 및 AMA는 반사 광 변조기(reflective spatial light modulators)로 분류될 수 있다.An example of a direct-view image display device is a CRT (Cathode Ray Tube). The CRT device is called a CRT, which has excellent image quality but increases in weight and volume as the screen is enlarged, leading to an increase in manufacturing cost. There is. Projection type image display devices include a liquid crystal display (LCD), a deformable mirror device (DMD), and an AMA. Such projection image display devices can be further divided into two groups according to their optical characteristics. That is, devices such as LCDs can be classified as transmissive spatial light modulators, while DMD and AMA can be classified as reflective spatial light modulators.
LCD와 같은 전송 광 변조기는 광학적 구조가 매우 간단하므로, 얇게 형성하여 중량을 가볍게 할 수 있으며 용적을 줄이는 것이 가능하다. 그러나, 빛의 극성으로 인하여 광효율이 낮으며, 액정 재료에 고유하게 존재하는 문제, 예를 들면 응답 속도가 느리고 그 내부가 과열되기 쉬운 단점이 있다. 또한, 현존하는 전송 광 변조기의 최대 광효율은 1 내지 2 % 범위로 한정되며, 수용 가능한 디스플레이 품질을 제공하기 위해서 암실 조건을 필요로 한다. 따라서, 상술한 문제점들을 해결하기 위하여 DMD 및 AMA와 같은 광 변조기가 개발되었다.Transmission optical modulators, such as LCDs, have a very simple optical structure, which makes them thinner, lighter in weight, and smaller in volume. However, due to the polarity of the light, the light efficiency is low, there is a problem inherent in the liquid crystal material, for example, there is a disadvantage that the response speed is slow and the inside is easy to overheat. In addition, the maximum light efficiency of existing transmission light modulators is limited to a range of 1-2%, requiring dark room conditions to provide acceptable display quality. Therefore, optical modulators such as DMD and AMA have been developed to solve the above problems.
DMD는 5% 정도의 비교적 양호한 광효율을 나타내지만, DMD에 채용된 힌지 구조물에 의해서 심각한 피로 문제가 발생할 뿐만 아니라, 매우 복잡하고 값비싼 구동 회로가 요구된다는 단점이 있다. AMA는 그 내부에 설치된 각각의 거울들이 광원으로부터 입사되는 빛을 소정의 각도로 반사하고, 상기 반사된 빛이 슬릿(slit)이나 핀홀(pinhole)과 같은 개구(aperture)를 통과하여 스크린에 투영되어 화상을 맺도록 광속을 조절할 수 있는 장치이다. 따라서, 그 구조와 동작 원리가 간단하며, LCD나 DMD에 비해 높은 광효율 (10% 이상의 광효율)을 얻을 수 있다. 또한, 스크린에 투영되는 화상의 콘트라스트(contrast)가 향상되어 밝고 선명한 화상을 얻을 수 있다.Although DMD shows a relatively good light efficiency of about 5%, the hinge structure employed in the DMD not only causes serious fatigue problems, but also requires a very complicated and expensive driving circuit. In the AMA, each of the mirrors installed therein reflects light incident from the light source at a predetermined angle, and the reflected light is projected on the screen through an aperture such as a slit or a pinhole. It is a device that can adjust the speed of light to form an image. Therefore, its structure and operation principle are simple, and high light efficiency (more than 10% light efficiency) can be obtained compared to LCD or DMD. In addition, the contrast of the image projected on the screen is improved to obtain a bright and clear image.
AMA의 각 액츄에이터는 인가되는 전기적인 화상 신호 및 바이어스 신호에 의하여 발생되는 전기장에 따라 변형을 일으킨다. 상기 액츄에이터가 변형을 일으킬 때 그 상부에 장착된 각각의 거울들이 경사지게 된다. 따라서, 상기 경사진 거울들은 광원으로부터 입사된 빛을 소정의 각도로 반사시켜 스크린 상에 화상을 맺을 수 있도록 한다. 상기 각각의 거울들을 구동하는 액츄에이터로서 PZT(Pb(Zr, Ti)O<SB>3</SB>), 또는 PLZT((Pb, La)(Zr, Ti)O<SB>3</SB>) 등의 압전 물질이 이용된다. 또한, PMN(Pb(Mg, Nb)O<SB>3</SB>) 등의 전왜 물질로서 상기 액츄에이터를 구성할 수도 있다.Each actuator of the AMA generates a deformation in accordance with the electric field generated by the applied electric picture signal and the bias signal. As the actuator deforms, each of the mirrors mounted thereon is tilted. Accordingly, the inclined mirrors reflect light incident from the light source at a predetermined angle to form an image on the screen. PZT (Pb (Zr, Ti) O <SB> 3 </ SB>) or PLZT ((Pb, La) (Zr, Ti) O <SB> 3 </ SB> as an actuator for driving the respective mirrors Piezoelectric materials such as) are used. The actuator can also be configured as a warping material such as PMN (Pb (Mg, Nb) O <SB> 3 </ SB>).
이러한 AMA 장치는 크게 벌크형(bulk type)과 박막형(thin film type)으로 구분된다. 상기 벌크형 광로 조절 장치는 Gregory Um 등에게 허여된 미합중국 특허 제 5,085,497호에 개시되어 있다. 벌크형 광로 조절 장치는 다층 세라믹을 얇게 절단하여 내부에 금속 전극이 형성된 세라믹 웨이퍼를 트랜지스터가 내장된 액티브 매트릭스(active matrix)에 장착한 후, 쏘잉 방법으로 가공하고 그 상부에 거울을 설치함으로써 이루어진다. 그러나, 상기 벌크형 광로 조절 장치는 설계 및 제조에 있어서 매우 높은 정밀도가 요구되며, 변형층의 응답이 느리다는 단점이 있다.</P>These AMA devices are largely divided into bulk type and thin film type. The bulk optical path control device is disclosed in US Pat. No. 5,085,497 to Gregory Um et al. The bulk optical path adjusting device is made by thinly cutting a multilayer ceramic to mount a ceramic wafer having a metal electrode formed therein in an active matrix in which a transistor is embedded, and then processing by a sawing method and installing a mirror thereon. However, the bulk type optical path adjusting device requires a very high precision in design and manufacturing, and has a disadvantage in that the response of the strained layer is slow.
이에 따라, 반도체 제조 공정을 이용하여 제조할 수 있는 박막형 광로 조절 장치가 개발되었다. 상기 박막형 광로 조절 장치는 본 출원인이 1996년 9월 24일 대한민국 특허청에 특허 출원한 특허 출원 제96-42197호(발명의 명칭: 지지층의 스트레스를 조절할 수 있는 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법)에 개시되어 있다.Accordingly, a thin film type optical path control apparatus that can be manufactured using a semiconductor manufacturing process has been developed. The thin film type optical path control device is disclosed in Patent Application No. 96-42197 (Name of the invention: a method of manufacturing a thin film type optical path control device that can control the stress of the support layer) filed by the applicant of the Korean Patent Office on September 24, 1996 It is.
도 1은 상기 선행 출원에 기재된 박막형 광로 조절 장치의 단면도를 도시한 것이고, 도 2는 도 1에 도시한 장치의 등가 회로도를 도시한 것이다.FIG. 1 shows a cross-sectional view of the thin film type optical path adjusting device described in the above prior application, and FIG. 2 shows an equivalent circuit diagram of the device shown in FIG.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 박막형 광로 조절 장치는 액티브 매트릭스 (1) 및 액츄에이터(60)를 포함한다. 그 내부에 M×N(M, N은 정수) 개의 MOS 트랜지스터(도시되지 않음)가 내장되고 일측 표면에 드레인 패드(5a)가 형성된 액티브 매트릭스(1)는, 상기 액티브 매트릭스(1) 및 드레인 패드(5a)의 상부에 적층된 보호층(10)과 보호층(10)의 상부에 적층된 식각 방지층(15)을 포함한다. 여기서, 참조 부호 2, 3 및 4는 P-MOS 트랜지스터의 게이트(gate), 드레인(drain) 및 소오스 (source)를 각각 나타내며, 참조 부호 5b는 소오스 패드를 나타낸다.1 and 2, the thin film type optical path adjusting device includes an
상기 액츄에이터(60)는, 상기 식각 방지층(15) 중에서 그 아래에 드레인 패드(5a)가 형성된 부분에 일측이 접촉되며 타측이 에어 갭(25)을 개재하여 상기 식각 방지층(15)과 평행하게 형성된 단면을 갖는 지지층(30), 상기 지지층(30)의 상부에 적층된 하부 전극(35), 상기 하부 전극(35)의 상부에 적층된 변형층(40), 상기 변형층(40)의 상부에 적층된 상부 전극(45), 그리고 상기 변형층(40)의 일측으로부터 하부 전극(35), 지지층(30), 식각 방지층(15) 및 보호층(10)을 통하여 상기 드레인 패드(5a)까지 수직하게 형성된 비어 홀(50) 내에 하부 전극(35)과 드레인 패드(5a)가 서로 전기적으로 연결되도록 형성된 비어 컨택(55)을 포함한다.The
상기 상부 전극(45)의 일측에는 스트라이프(46)가 형성된다. 스트라이프(46)는 상부 전극(45)을 균일하게 작동시켜 광원으로부터 입사되는 빛이 난반사되는 것을 방지한다.A
상기 액티브 매트릭스(1)에 내장되어 있는 M×N(M, N은 정수) 개의 P-MOS 트랜지스터에 있어서, 그 게이트(2)는 MOS 트랜지스터를 온/오프(on/off)시키는 스위치 역할을 하며, 그 소오스(4)에 외부로부터 제1 신호(화상 신호)가 들어가게 된다. 상기 게이트(2)가 온(on) 상태가 되면, 상기 소오스(4)로부터 전달된 제1 신호에 의해 드레인 패드(5a)를 통해 드레인(3)과 연결되어 있는 액츄에이터(60)가 동작하게 된다. 여기서, Rpzt 및 Cpzt는 각각 변형층(40)의 저항 및 커패시턴스 (capacitance)를 나타낸다.In the M × N (M, N is an integer) P-MOS transistors embedded in the
이하, 상기 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법을 도 3a 내지 3d를 참조하여 설명한다. 도 3a 내지 도 3d에 있어서, 도 1과 동일한 부재들에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용한다.Hereinafter, a method of manufacturing the thin film type optical path control device will be described with reference to FIGS. 3A to 3D. 3A to 3D, the same reference numerals are used for the same members as in FIG.
도 3a를 참조하면, M×N(M, N은 정수) 개의 P-MOS 트랜지스터가 내장되고 그 일측 상부에 드레인 패드(5a)가 형성된 액티브 매트릭스(1) 상에 인 실리케이트 유리(Phosphor-Silicate Glass : PSG)로 구성된 보호층(10)을 형성한다. 보호층 (10)은 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition : CVD) 방법을 이용하여 1.0㎛ 정도의 두께를 갖도록 형성한다. 상기 보호층(10)은 후속 공정으로부터 상기 트랜지스터가 내장된 액티브 매트릭스(1)를 보호한다.Referring to FIG. 3A, Phosphor-Silicate Glass is formed on an
상기 보호층(10) 상에는 질화물로 이루어진 식각 방지층(15)이 형성된다. 식각 방지층(15)은 저압 화학 기상 증착(Low Pressure CVD : LPCVD) 방법을 이용하여 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께를 갖도록 형성한다. 상기 식각 방지층(15)은 후속하는 식각 공정 동안에 보호층(19) 및 액티브 매트릭스(1)가 식각되는 것을 방지한다.An
상기 식각 방지층(15) 상에는 희생층(20)이 형성된다. 희생층(20)은 인(P)의 농도가 높은 인 실리케이트 유리(PSG)를 대기압 화학 기상 증착(Atmospheric Pressure CVD : APCVD) 방법을 이용하여 1.0∼3.0㎛ 정도의 두께를 갖도록 형성한다. 이 경우, 희생층(20)은 상기 트랜지스터가 내장된 액티브 매트릭스(1)의 상부를 덮고 있으므로, 그 표면의 평탄도가 매우 불량하다. 따라서, 희생층(20)의 표면을 스핀 온 글래스(Spin-On Glass : SOG)를 사용하는 방법 또는 화학 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing : CMP) 방법을 이용하여 평탄화시킨다. 이어서, 상기 희생층(20) 중 그 아래에 드레인 패드(5a)가 형성되어 있는 부분을 식각하여 상기 식각 방지층(15)의 일부를 노출시킴으로써 액츄에이터(60)의 지지부가 형성될 위치를 만든다.The
도 3b를 참조하면, 상기 노출된 식각 방지층(15) 및 희생층(20)의 상부에 0.1∼ 1.0㎛ 정도의 두께를 갖는 지지층(30)을 형성한다. 지지층(30)은 질화물을 저압 화학 기상 증착(LPCVD) 방법을 이용하여 형성한다. 이때, 저압의 반응 용기 내에서 반응 가스의 비를 변화시키면서 지지층(30)을 형성함으로써, 지지층(30) 내의 응력(stress)을 조절한다.Referring to FIG. 3B, a
상기 지지층(30) 상에는 백금(Pt) 또는 백금-탄탈륨(Pt-Ta) 등의 금속으로 구성된 하부 전극(35)이 형성된다. 하부 전극(35)은 스퍼터링 방법을 이용하여 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께를 갖도록 형성한다. 이어서, 상기 하부 전극(35)을 식각 종료점을 이용한 반응성 이온 식각 공정으로 식각하여 각각의 화소(pixel)별로 상기 하부 전극(35)을 분리시킴으로써 각각의 화소들에 독립적인 제1 신호(화상 신호)가 인가되도록 한다(Iso-Cut 공정).The
상기 하부 전극(35) 상에는 PZT 또는 PLZT 등의 압전 물질로 구성된 변형층 (40)이 형성된다. 상기 변형층(40)은 졸-겔(sol-gel)법을 이용하여 0.1∼1.0㎛, 바람직하게는 0.4㎛ 정도의 두께를 갖도록 형성한 후, 상기 변형층(40)을 구성하는 압전 물질을 급속 열처리(Rapid Thermal Annealing : RTA) 방법을 이용하여 상변이시킨다. 상기 변형층(40)은 상부 전극(45)과 하부 전극(35) 사이에 발생하는 전기장에 의하여 변형을 일으킨다.The
상부 전극(45)은 변형층(40)의 상부에 형성된다. 상부 전극(45)은 알루미늄 또는 백금 등의 전기 전도성 및 반사성이 우수한 금속을 스퍼터링 방법을 이용하여 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께를 갖도록 형성한다. 상부 전극(45)에는 외부로부터 공통 전극선(도시되지 않음)을 통하여 제2 신호(바이어스 신호)가 인가된다. 또한, 상기 상부 전극(45)은 광원으로부터 입사되는 빛을 반사하는 거울의 기능도 함께 수행한다.The
이어서, 상기 상부 전극(45)을 소정의 화소 형상으로 패터닝한다. 이때, 상기 상부 전극(45)의 일측에 스트라이프(46)가 형성되도록 패터닝한다. 그리고, 상기 변형층(40) 및 하부 전극(35)을 차례로 각기 소정의 화소 형상을 갖도록 패터닝한다.Subsequently, the
도 3c를 참조하면, 상기 변형층(40)의 일측 상부로부터 드레인 패드(5a)의 상부까지 변형층(40), 하부 전극(35), 지지층(30), 식각 방지층(15) 및 보호층(10)을 순차적으로 식각함으로써 비어 홀(50)을 형성한다. 이어서, 텅스텐, 백금 또는 티타늄 등의 금속을 스퍼터링하여 상기 드레인 패드(5a)와 하부 전극(35)을 전기적으로 연결시키는 비어 컨택(55)을 형성한다. 따라서, 상기 비어 컨택(55)은 비어 홀(50) 내에서 하부 전극(35)으로부터 드레인 패드(5a)의 상부까지 수직하게 형성된다. 그러므로, 외부로부터 인가된 제1 신호(화상 신호)는 액티브 매트릭스(1)에 내장된 트랜지스터, 드레인 패드(5a) 및 비어 컨택(55)을 통하여 하부 전극(35)에 인가된다.Referring to FIG. 3C, the
도 3d를 참조하면, 상기 비어 컨택(55)이 형성된 결과물 전면에 포토레지스트층(도시되지 않음)을 도포하고 이를 패터닝하여 상기 지지층(30)을 노출시킨다. 이어서, 상기 포토레지스트층을 식각 마스크로 사용하여 상기 지지층(30)을 이방성 식각함으로써 소정의 화소 형상으로 패터닝한다. 계속해서, 상기 포토레지스트층을 식각 마스크로 사용하여 49% 플루오르화 수소(HF) 증기에 의해 상기 희생층(20)을 등방성 식각함으로써 에어 갭(59)을 형성한 후, 헹굼 및 건조 처리를 수행하여 AMA 소자를 완성한다.Referring to FIG. 3D, a photoresist layer (not shown) is coated on the entire surface of the resultant product on which the via
상술한 박막형 광로 조절 장치에 있어서, 제1 신호(화상 신호)가 액티브 매트릭스(1)에 내장된 MOS 트랜지스터로부터 드레인 패드(5a)와 비어 컨택(55)을 통하여 하부 전극(35)에 인가된다. 또한, 상부 전극(45)에는 공통 전극선을 통하여 제2 신호(바이어스 신호)가 인가되어 상부 전극(45)과 하부 전극(35) 사이에 전기장이 발생한다. 이 전기장에 의하여 상부 전극(45)과 하부 전극(35) 사이에 적층되어 있는 변형층(40)이 변형을 일으킨다. 상기 변형층(40)은 전기장에 대하여 직교하는 방향으로 수축하며, 변형층(40)을 포함하는 액츄에이터(60)는 지지층(30)이 형성되어 있는 방향의 반대 방향으로 휘어진다. 따라서, 액츄에이터(60) 상부의 상부 전극(45)도 같은 방향으로 경사진다. 광원으로부터 입사되는 빛은 상부 전극 (45)에 의해 소정의 각도로 반사된 후, 스크린에 투영되어 화상을 맺는다.In the above-described thin film type optical path adjusting device, the first signal (image signal) is applied to the
그러나, 상술한 박막형 광로 조절 장치는 그 제조 공정 중에서 발생하는 많은 요소(factor)들로 인하여 액티브 매트릭스에 내장된 M×N 개의 MOS 트랜지스터들에 있어서 하나 또는 그 이상의 트랜지스터의 불량이 야기될 수 있다. 이로 인하여, 상기 MOS 트랜지스터에 대응되는 AMA 소자의 포인트-결함 또는 라인-결함이 발생할 수 있다.However, the above-described thin film type optical path control device may cause a failure of one or more transistors in the M × N MOS transistors embedded in the active matrix due to many factors generated during the manufacturing process. As a result, point-defect or line-defect of the AMA device corresponding to the MOS transistor may occur.
따라서, 본 발명의 목적은 제조 공정 상의 요소들로 인하여 발생할 수 있는 AMA 소자의 포인트-결함 또는 라인-결함의 수를 현저하게 줄일 수 있는 박막형 광로 조절 장치 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a thin film type optical path control apparatus and a method for manufacturing the same, which can significantly reduce the number of point-defects or line-defects of an AMA device that may occur due to elements in the manufacturing process.
제1도는 본 출원인의 선행 출원에 기재된 박막형 광로 조절 장치의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of the thin film type optical path adjusting device described in the applicant's prior application.
제2도는 제1도에 도시한 장치의 등가 회로도이다.FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of the apparatus shown in FIG.
제3a 내지 3d도는 제1도에 도시한 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.3A to 3D are cross-sectional views for explaining the manufacturing method of the apparatus shown in FIG.
제4도는 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치 중 지지층의 평면도이다.4 is a plan view of the support layer of the thin film type optical path control apparatus according to the present invention.
제5도는 제4도에 도시한 장치를 A-A' 선으로 자른 단면도이다.5 is a cross-sectional view taken along line A-A 'of the apparatus shown in FIG.
제6도는 제5도에 도시한 장치의 등가 회로도이다.6 is an equivalent circuit diagram of the apparatus shown in FIG.
제7a 내지 7f도는 제5도에 도시한 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.7A to 7F are cross-sectional views for explaining the manufacturing method of the apparatus shown in FIG.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
131 : 액티브 매트릭스 133 : 액츄에이터131: active matrix 133: actuator
135 : 드레인 패드 137 : 보호층135: drain pad 137: protective layer
139 : 식각 방지층 141 : 희생층139: etch stop layer 141: sacrificial layer
143 : 지지층 145 : 하부 전극143: support layer 145: lower electrode
147 : 변형층 149 : 상부 전극147: strained layer 149: upper electrode
151 : 스트라이프 153 : 비어 홀151
155 : 비어 컨택 157 : 에어 갭155: beer contact 157: air gap
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, M×N(M, N은 정수) 개의 제1 MOS 트랜지스터가 내장되고 일측 상부에 제1 드레인 패드가 형성된 제1 액티브 매트릭스; 상기 제1 액티브 매트릭스의 상부에 형성되며 M×N(M, N은 정수) 개의 제2 MOS 트랜지스터가 내장되고 일측 상부에 제2 드레인 패드가 형성된 제2 액티브 매트릭스; 그리고 상기 제2 액티브 매트릭스의 상부에 형성된 액츄에이터를 포함하는 박막형 광로 조절 장치를 제공한다. 상기 액츄에이터는, i) 상기 제2 액티브 매트릭스의 상부에 일측이 접촉되며 타측이 에어 갭을 개재하여 상기 제2 액티브 매트릭스와 평행하게 형성된 지지층, ii) 상기 지지층의 상부에 형성된 하부 전극, iii) 상기 하부 전극의 상부에 형성된 변형층 및 iv) 상기 변형층의 상부에 형성된 상부 전극을 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention includes a first active matrix having M × N (M, N is an integer) first MOS transistors and a first drain pad formed on one side thereof; A second active matrix formed on the first active matrix and having M × N (M, N is an integer) second MOS transistors embedded therein and a second drain pad formed on one side thereof; And it provides a thin film-type optical path control device comprising an actuator formed on the second active matrix. The actuator may include: i) a support layer having one side in contact with an upper portion of the second active matrix and the other side parallel to the second active matrix via an air gap, ii) a lower electrode formed on the support layer, iii) the And a strained layer formed on the lower electrode, and iv) an upper electrode formed on the strained layer.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, M×N(M, N은 정수) 개의 제1 MOS 트랜지스터가 내장되고 일측 상부에 제1 드레인 패드가 형성된 제1 액티브 매트릭스를 제공하는 단계; 상기 제1 액티브 매트릭스의 상부에 M×N(M, N은 정수) 개의 제2 MOS 트랜지스터가 내장되고 일측 상부에 제2 드레인 패드가 형성된 제2 액티브 매트릭스를 제공하는 단계; 그리고 상기 제2 액티브 매트릭스의 상부에 i) 상기 제2 액티브 매트릭스의 상부에 일측이 접촉되며 타측이 에어 갭을 개재하여 상기 제2 액티브 매트릭스와 평행하게 지지층을 형성하는 단계, ii) 상기 지지층의 상부에 하부 전극을 형성하는 단계, iii) 상기 하부 전극의 상부에 변형층을 형성하는 단계 및 iv) 상기 변형층의 상부에 상부 전극을 형성하는 단계를 갖는 액츄에이터를 형성하는 단계를 포함하는 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법을 제공한다.In addition, to achieve the above object, the present invention provides a method of manufacturing a semiconductor device comprising: providing a first active matrix in which M × N (M, N is an integer) first MOS transistors are built and a first drain pad is formed on one side; Providing a second active matrix having M × N (M, N is an integer) second MOS transistors disposed on the first active matrix and having a second drain pad formed on one side thereof; And i) forming a support layer on top of the second active matrix and forming a support layer in parallel with the second active matrix through one side of the second active matrix and through the air gap. Forming an actuator on the lower electrode, iii) forming a strained layer on top of the lower electrode, and iv) forming an upper electrode on top of the strained layer. Provided are methods of manufacturing the device.
본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치에 있어서, 외부로부터 전달된 제1 신호(화상 신호)는 액티브 매트릭스에 내장된 트랜지스터, 드레인 패드 및 비어 컨택을 통해 하부 전극에 인가된다. 동시에, 상부 전극에는 외부로부터 제2 신호(바이어스 신호)가 인가되어 상기 상부 전극과 하부 전극 사이에 전기장이 발생하게 된다. 이러한 전기장에 의하여 상부 전극과 하부 전극 사이의 변형층이 변형을 일으킨다. 변형층은 상기 전기장에 대하여 직교하는 방향으로 수축하게 되며, 이에 따라 변형층을 포함하는 상기 액츄에이터는 소정의 각도로 휘게 된다. 빛을 반사하는 거울의 기능도 수행하는 상부 전극은 액츄에이터의 상부에 형성되어 있으므로 액츄에이터와 함께 경사진다. 따라서, 상부 전극은 광원으로부터 입사되는 빛을 소정의 각도로 반사하며, 반사된 빛은 슬릿을 통과하여 스크린에 화상을 맺게 된다.In the thin film type optical path control device according to the present invention, the first signal (image signal) transmitted from the outside is applied to the lower electrode through the transistor, the drain pad, and the via contact embedded in the active matrix. At the same time, a second signal (bias signal) is applied to the upper electrode from the outside to generate an electric field between the upper electrode and the lower electrode. Due to this electric field, the strained layer between the upper electrode and the lower electrode causes deformation. The strained layer contracts in a direction orthogonal to the electric field, whereby the actuator including the strained layer is bent at a predetermined angle. The upper electrode, which also functions as a mirror that reflects light, is formed on the actuator and is inclined with the actuator. Accordingly, the upper electrode reflects light incident from the light source at a predetermined angle, and the reflected light passes through the slit to form an image on the screen.
본 발명에 의한 박막형 광로 조절 장치에 의하면, 상기 액티브 매트릭스는 2층 구조, 즉 제1 액티브 매트릭스에 제2 액티브 매트릭스가 적층된 구조로 형성된다. 상기 제1 액티브 매트릭스에는 M×N 개의 제1 MOS 트랜지스터가 내장되고, 상기 제2 액티브 매트릭스에는 M×N 개의 제2 MOS 트랜지스터가 내장된다. 상기 제1 MOS 트랜지스터와 제2 MOS 트랜지스터는 병렬 연결되는데, 상기 제1 MOS 트랜지스터의 제1 소오스, 제1 드레인 및 제1 게이트는 각각의 소오스 패드, 드레인 패드 및 게이트 패드를 통해 상기 제2 MOS 트랜지스터의 제2 소오스, 제2 드레인 및 제2 게이트에 연결된다. 상기 제2 액티브 매트릭스의 상부에는 액츄에이터가 형성되며, 상기 액츄에이터의 하부 전극이 상기 제2 액티브 매트릭스의 제2 드레인 패드에 전기적으로 연결된다.According to the thin film type optical path adjusting device according to the present invention, the active matrix is formed in a two-layer structure, that is, a structure in which a second active matrix is laminated on the first active matrix. M × N first MOS transistors are embedded in the first active matrix, and M × N second MOS transistors are embedded in the second active matrix. The first MOS transistor and the second MOS transistor are connected in parallel, and the first source, the first drain, and the first gate of the first MOS transistor are connected to the second MOS transistor through respective source pads, drain pads, and gate pads. Is connected to a second source, a second drain and a second gate. An actuator is formed on the second active matrix, and a lower electrode of the actuator is electrically connected to the second drain pad of the second active matrix.
상기 제2 액티브 매트릭스의 제2 드레인 패드는 상기 제1 액티브 매트릭스의 제1 드레인 패드와 전기적으로 연결되어 있으므로, 상기 액츄에이터는 상기 제1 드레인 패드와도 전기적으로 연결된다. 따라서, 임의의 제1 또는 제2 MOS 트랜지스터가 동작하지 않을 경우, 그에 병렬 연결된 제2 또는 제1 MOS 트랜지스터에 의해 액츄에이터를 구동시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 액티브 매트릭스는 수직으로 적층된 2층 구조로 형성되기 때문에, 액티브 매트릭스의 사이즈를 크게 하지 않아도 된다는 장점이 있다.Since the second drain pad of the second active matrix is electrically connected to the first drain pad of the first active matrix, the actuator is also electrically connected to the first drain pad. Thus, when any of the first or second MOS transistors do not operate, the actuator can be driven by the second or first MOS transistors connected in parallel thereto. In addition, since the active matrix of the present invention is formed in a vertically stacked two-layer structure, there is an advantage that the size of the active matrix does not have to be increased.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치 중 지지층의 평면도를 도시한 것이고, 도 5는 도 4에 도시한 장치를 A-A' 선으로 자른 단면도를 도시한 것이며, 도 6은 도 5에 도시한 장치의 등가 회로도를 도시한 것이다.4 is a plan view of a support layer of the thin film type optical path control apparatus according to the present invention, FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of the apparatus shown in FIG. 4, and FIG. 6 is an apparatus shown in FIG. 5. An equivalent circuit diagram of is shown.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치는 액티브 매트릭스(131)와 액티브 매트릭스(131)의 상부에 형성된 액츄에이터(133)를 포함한다.4 to 6, the thin film type optical path adjusting apparatus according to the present invention includes an
상기 액티브 매트릭스(131)는, M×N(M, N은 정수) 개의 제1 MOS 트랜지스터(예컨대, 제1 P-MOS 트랜지스터)가 내장되고 일측 표면에 제1 드레인 패드(135a)가 형성된 제1 액티브 매트릭스(131a)와, 상기 제1 액티브 매트릭스(131a)의 상부에 형성되며 M×N 개의 제2 MOS 트랜지스터(예컨대, 제2 P-MOS 트랜지스터)가 내장되고 일측 표면에 제2 드레인 패드(135b)가 형성된 제2 액티브 매트릭스(131b)로 구성된다.The
상기 제1 액티브 매트릭스(131a)에 내장된 제1 MOS 트랜지스터는 제1 게이트 (102), 제1 드레인(104) 및 제1 소오스(106)를 포함하며, 상기 제2 액티브 매트릭스(131b)에 내장된 제2 MOS 트랜지스터는 제2 게이트(112), 제2 드레인(114) 및 제2 소오스(116)를 포함한다. 상기 제1 MOS 트랜지스터와 제2 MOS 트랜지스터는 병렬 연결되는데, 제1 드레인(104)과 제2 드레인(114), 제1 소오스(106)와 제2 소오스(116), 구리고 제1 게이트(102)와 제2 게이트(112)는 각각 제1 비어 컨택(109), 제2 비어 컨택(119) 및 게이트 비어 컨택(도시되지 않음)을 통해 서로 전기적으로 연결된다. 즉, 제2 드레인 패드(135b)의 저면으로부터 제2 액티브 매트릭스(131b) 및 제1 보호층(120)을 통해 제1 드레인 패드(135a)까지 수직하게 제1 비어 홀(108)이 형성되고, 상기 제1 비어 홀(108) 내에 상기 제1 드레인 패드(135a)와 제2 드레인 패드(135b)를 전기적으로 연결시키기 위한 제1 비어 컨택(109)이 형성된다. 또한, 제2 소오스 패드(125b)의 저면으로부터 제2 액티브 매트릭스(131b) 및 제1 보호층(120)을 통해 제1 소오스 패드(125a)까지 수직하게 제2 비어 홀(118)이 형성되며, 상기 제2 비어 홀(118) 내에 상기 제1 소오스 패드(125a)와 제2 소오스 패드 (125b)를 전기적으로 연결시키기 위한 제2 비어 컨택(119)이 형성된다. 그리고, 제2 게이트(112)의 저면으로부터 제2 액티브 매트릭스(131b) 및 제1 보호층 (120)을 통해 제1 게이트(102)까지 수직하게 제1 게이트(102) 및 제2 게이트(112)를 전기적으로 연결시키기 위한 게이트 비어 컨택(도시되지 않음)이 형성된다.The first MOS transistor embedded in the first
상기 제1 액티브 매트릭스(131a)와 제2 액티브 매트릭스(131b) 사이에는 제1 보호층(120)이 형성되는데, 상기 제1 보호층(120)은 제1 액티브 매트릭스(131a)에 내장되어 있는 제1 MOS 트랜지스터들을 보호하는 역할을 한다. 상기 제2 액티브 매트릭스(131b)는, 상기 제2 액티브 매트릭스(131b) 및 제2 드레인 패드(135b)의 상부에 적층된 제2 보호층(137) 및 상기 제2 보호층(137)의 상부에 적층된 식각 방지층(139)을 포함한다.A
상기 액츄에이터(133)는, 상기 식각 방지층(139) 중에서 그 아래에 제2 드레인 패드(135b)가 형성된 부분에 일측이 접촉되며 타측이 에어 갭(157)을 개재하여 상기 식각 방지층(139)과 평행하게 형성된 단면을 갖는 지지층(143), 지지층(143)의 상부에 형성된 하부 전극(145), 하부 전극(145)의 상부에 형성된 변형층(147), 변형층(147)의 상부에 형성된 상부 전극(149), 그리고 변형층(147)의 일측으로부터 하부 전극(145), 지지층(143), 식각 방지층(139) 및 제2 보호층(137)을 통하여 상기 제2 드레인 패드(135b)까지 수직하게 형성된 제3 비어 홀(153) 내에 하부 전극(145)과 제2 드레인 패드(135b)가 서로 전기적으로 연결되도록 형성된 제3 비어 컨택(155)을 포함한다. 여기서, 상기 제2 드레인 패드(135b)는 제1 비어 컨택(109)을 통해 제1 드레인 패드(135a)와 전기적으로 연결되어 있으므로, 상기 액츄에이터(133)의 하부 전극(145)은 제1 드레인 패드(135a)와도 전기적으로 연결된다.One side of the
또한, 도 5를 참조하면 상기 지지층(143)의 평면은 그 일측이 중앙부에 사각형 형상의 오목한 부분을 가지며 이러한 오목한 부분이 양쪽 가장자리로 갈수록 계단형으로 넓어지는 형상으로 형성된다. 상기 지지층(143)의 평면의 타측은 상기 오목한 부분에 대응하여 중앙부로 갈수록 계단형으로 좁아지는 사각형 형상의 돌출부를 갖는다. 그러므로, 상기 지지층(143)의 오목한 부분에 인접한 액츄에이터의 지지층의 돌출부가 끼워지고, 상기 사각형 형상의 돌출부가 인접한 액츄에이터의 지지층의 오목한 부분에 끼워지게 된다.In addition, referring to FIG. 5, the plane of the
그리고, 상기 상부 전극(149)의 일측에는 스트라이프(151)가 형성된다. 스트라이프(151)는 상부 전극(149)을 균일하게 작동시켜 광원으로부터 입사되는 빛의 난반사를 방지한다.The
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a thin film type optical path control apparatus according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 7a 내지 도 7f는 도 5에 도시한 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 도 7a 내지 도 7f에 있어서, 도 5와 동일한 부재들에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용한다.7A to 7F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the apparatus shown in FIG. 5. In Figs. 7A to 7F, the same reference numerals are used for the same members as Fig. 5.
도 7a를 참조하면, 실리콘(Si) 등의 반도체로 이루어지거나 유리 또는 알루미나(Al<SB>2</SB>O<SB>3</SB>) 등의 절연 물질로 구성된 제1 액티브 매트릭스 (131a)를 형성한 후, 통상의 소자 분리 공정, 예컨대 실리콘 부분 산화법(local oxidationof silicon : LOCOS)을 이용하여 상기 제1 액티브 매트릭스(131a)에 제1 액티브 영역을 정의하기 위한 제1 소자 분리막(101)을 형성한다. 이어서, 상기 제1 액티브 영역의 상부에 제1 게이트(102)를 형성한 후, 이온 주입 공정으로 제1 드레인(104) 및 제1 소오스(106)를 형성함으로써, M×N 개의 제1 MOS 트랜지스터(예컨대, 제1 P-MOS 트랜지스터)를 형성한다. 다음에, 상기 결과물 상에 산화물로 이루어진 제1 절연막(103)을 형성한 후, 사진 식각 공정으로 상기 제1 드레인(104)의 일측 상부 및 제1 소오스(106)의 일측 상부를 각각 노출시키는 개구부들을 형성한다.Referring to FIG. 7A, a first active matrix made of a semiconductor such as silicon (Si) or made of an insulating material such as glass or alumina (Al <SB> 2 </ SB> O <SB> 3 </ SB>) After forming 131a, a first
이어서, 상기 개구부들이 형성된 결과물 상에 텅스텐(W)과 같은 금속을 증착한 후 이를 사진 식각 공정으로 패터닝함으로써, 상기 제1 드레인(104)의 일측 상부에 제1 드레인 패드(135a)를 형성하고 상기 제1 소오스(106)의 일측 상부에 제1 소오스 패드(125a)를 형성한다.Subsequently, a metal, such as tungsten (W), is deposited on the resultant formed product and then patterned by a photolithography process to form a
이어서, 상기 제1 드레인 패드(135a) 및 제1 소오스 패드(125a)가 형성된 제1 액티브 매트릭스(131a)의 상부에 제1 보호층(120)을 형성한다. 상기 제1 보호층(120)은 인 실리케이트 유리(PSG)를 화학 기상 증착(CVD) 방법을 이용하여 1.0㎛ 정도의 두께를 갖도록 형성한다. 상기 제1 보호층(120)은 후속 공정으로부터 제1 액티브 매트릭스(131a)에 내장된 제1 MOS 트랜지스터가 손상되는 것을 방지한다. 상기 제1 보호층(120)은 제1 MOS 트랜지스터가 내장된 제1 액티브 매트릭스 (131a)의 상부를 덮고 있으므로, 그 표면의 평탄도가 매우 불량하다. 따라서, 상기 제1 보호층(120)의 표면을 화학 기계적 연마(CMP) 방법을 이용하여 평탄화시킨다.Subsequently, a
이어서, 상기 평탄화된 제1 보호층(120)의 상부에 비정질 실리콘(amorphous silicon) 또는 다결정 실리콘(polycrystalline silicon)을 화학 기상 증착(CVD) 방법으로 증착한다. 이어서, 상기 비정질 실리콘 또는 다결정 실리콘을 약 600℃에서 10시간 고상 소결(solid phase sintering)시켜 재결정화시킨다. 계속해서, 상기 재결정화된 층을 화학 기계적 연마(CMP) 방법으로 평탄화시킴으로써, 제2 액티브 매트릭스(131b)를 형성한다. 따라서, 본 발명에 의하면, 제1 액티브 매트릭스(131a)의 상부에 제2 액티브 매트릭스(131b)가 적층된 수직 2층 구조로 액티브 매트릭스 (131)를 형성한다.Subsequently, amorphous silicon or polycrystalline silicon is deposited on the planarized
도 7b를 참조하면, 통상의 소자 분리 공정, 예컨대 LOCOS 공정을 이용하여 상기 제2 액티브 매트릭스(131b)에 제2 액티브 영역을 정의하기 위한 제2 소자 분리막(111)을 형성한다. 다음에, 상기 제2 액티브 영역의 상부에 제2 게이트(112)를 형성한 후, 이온 주입 공정으로 제2 드레인(114) 및 제2 소오스(116)를 형성함으로써, M×N 개의 제2 MOS 트랜지스터(예컨대, 제2 P-MOS 트랜지스터)를 형성한다.Referring to FIG. 7B, a second
다음에, 상기 결과물 상에 산화물과 같은 절연 물질을 증착하여 제2 절연막(113)을 형성한 후, 사진 식각 공정을 이용하여 상기 제2 절연막(113), 제2 액티브 매트릭스(131b) 및 제1 보호층(120)을 순차적으로 식각함으로써 상기 제1 드레인 패드(135a), 제1 소오스 패드(125a) 및 제1 게이트(102)를 각각 노출시키는 제1 비어 홀(108), 제2 비어 홀(118) 및 게이트 비어 홀(도시되지 않음)을 형성한다. 이어서, 상기 결과물 상에 텅스텐(W)과 같은 금속을 증착한 후, 화학 기계적 연마(CMP) 공정 또는 에치백(etch-back) 공정을 이용하여 상기 제1 비어 홀(108), 제2 비어 홀(118) 및 게이트 비어 홀을 상기 금속으로 매립한다.Next, an insulating material such as an oxide is deposited on the resultant to form the second
다음에, 상기 결과물 상에 텅스텐(W)과 같은 금속을 증착한 후 이를 사진 식각 공정으로 패터닝함으로써, 상기 제2 드레인(114)의 일측 상부에 제2 드레인 패드(135b)를 형성하고 상기 제2 소오스(106)의 일측 상부에 제2 소오스 패드(125b)를 형성한다. 그 결과, 상기 1 드레인 패드(135a)와 제2 드레인 패드(135b)를 전기적으로 연결시키는 제1 비어 컨택(109), 상기 제1 소오스 패드(125a)와 제2 소오스 패드(125b)를 전기적으로 연결시키는 제2 비어 컨택(119), 그리고 제1 게이트(102) 및 제2 게이트(112)를 전기적으로 연결시키는 게이트 비어 컨택(도시되지 않음)이 형성된다.Next, a metal such as tungsten (W) is deposited on the resultant, and then patterned by a photolithography process, thereby forming a
만일 상기 제1 MOS 트랜지스터의 소오스/드레인(106, 104)과 제2 MOS 트랜지스터의 소오스/드레인(116, 114)을 정크션(junction) 영역에서 직접 전기적으로 연결시킨다면, 액티브 매트릭스(131a, 131b)의 실리콘(Si) 원자들이 온도가 증가함에 따라 비어 컨택으로 사용되는 텅스텐층으로 확산될 수 있다. 이와 같이 실리콘 원자들의 확산 운동이 국부적으로 깊게 일어나면 정크션 스파이킹(junction spiking)이 발생하고, 이로 인하여 PN 접합에 균열이 생기게 되어 정크션이 파괴되는 문제가 야기될 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 정크션 스파이킹을 방지하기 위하여 상기 제1 MOS 트랜지스터의 소오스/드레인(106, 104)과 제2 MOS 트랜지스터의 소오스/드레인(116, 114)을 정크션 영역에서 직접 연결시키지 않고 소오스 패드 (125a, 125b) 및 드레인 패드(135a, 135b)를 이용하여 간접적으로 연결시킨다.If the source /
도 7c를 참조하면, 상기 제2 소오스 패드(125b) 및 제2 드레인 패드(135b)가 형성된 제2 액티브 매트릭스(131b)의 상부에 제2 보호층(137)을 형성한다. 상기 제2 보호층(137)은 인 실리케이트 유리(PSG)를 화학 기상 증착(CVD) 방법을 이용하여 1.0㎛ 정도의 두께를 갖도록 형성한다. 상기 제2 보호층(137)은 후속 공정으로부터 제2 액티브 매트릭스(131b)에 내장된 제2 MOS 트랜지스터가 손상되는 것을 방지한다.Referring to FIG. 7C, a
이어서, 상기 제2 보호층(137) 상에 식각 방지층(139)을 형성한다. 상기 식각 방지층(139)은 질화물을 저압 화학 기상 증착(LPCVD) 방법을 이용하여 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께를 갖도록 형성한다. 상기 식각 방지층(139)은 후속하는 식각 공정 동안에 제2 보호층(137) 및 제2 액티브 매트릭스(131b)가 식각되는 것을 방지한다.Subsequently, an
이어서, 상기 식각 방지층(139) 상에 희생층(141)을 형성한다. 희생층(141)은 인(P)의 농도가 높은 인 실리케이트 유리(PSG)를 대기압 화학 기상 증착(APCVD) 방법을 이용하여 1.0∼3.0㎛ 정도의 두께를 갖도록 형성한다. 이 경우, 희생층 (141)은 제2 MOS 트랜지스터가 내장된 제2 액티브 매트릭스(131b)의 상부를 덮고 있으므로, 그 표면의 평탄도가 매우 불량하다. 따라서, 희생층(141)의 표면을 스핀 온 글래스(SOG)를 사용하는 방법 또는 화학 기계적 연마(CMP) 방법을 이용하여 연마함으로써 평탄화시킨다. 이어서, 상기 희생층(141) 중 그 아래에 제2 드레인 패드(135b)가 형성되어 있는 부분을 식각하여 상기 식각 방지층(139)의 일부를 노출시킴으로써 액츄에이터(133)의 지지부가 형성될 위치를 만든다.Subsequently, a
도 7d를 참조하면, 상기 노출된 식각 방지층(139) 및 희생층(141) 상에 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께를 갖는 지지층(143)을 형성한다. 상기 지지층(143)은 질화물 또는 금속 등의 경질(rigid)의 물질을 저압 화학 기상 증착(LPCVD) 방법을 이용하여 형성한다. 이때, 저압의 반응 용기 내에서 반응 가스의 비를 변화시키면서 지지층(143)을 형성함으로써, 지지층(143) 내의 응력을 조절한다.Referring to FIG. 7D, a
이어서, 상기 지지층(143) 상에 백금, 탄탈륨, 또는 백금-탄탈륨 등의 전기 전도성을 갖는 금속으로 이루어진 하부 전극(145)을 형성한다. 하부 전극(145)은 스퍼터링 방법을 이용하여 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께를 갖도록 형성한다. 신호 전극인 하부 전극(145)에는 제1 액티브 매트릭스(131a) 또는 제2 액티브 매트릭스 (131b)에 내장된 트랜지스터로부터 제1 신호(화상 신호)가 제1 드레인 패드(135a) 또는 제2 드레인 패드(135b)를 통하여 인가된다. 계속하여, 상기 하부 전극(145)을 식각 종료점을 이용한 반응성 이온 식각 방법으로 식각하여 각각의 화소별로 상기 하부 전극(145)을 분리시킴으로써 각각의 화소들에 독립적인 제1 신호가 인가되도록 Iso-Cutting한다.Subsequently, a
이어서, 상기 하부 전극(145) 상에 PZT 또는 PLZT 등의 압전 물질로 구성된 변형층(147)을 형성한다. 변형층(147)은 졸-겔(sol-gel)법, 스퍼터링 방법 또는 화학 기상 증착(CVD) 방법 중의 어느 하나를 이용하여 0.1∼1.0㎛의 두께로 형성하며, 바람직하게는 졸-겔 법에 의해 0.4㎛ 정도의 두께를 갖도록 형성한 후, 상기 변형층(147)을 이루는 압전 물질을 급속 열처리(RTA) 방법을 이용하여 상변이시키고 분극시킨다. 상기 변형층(147)은 상부 전극(149)과 하부 전극(145) 사이에 발생하는 전기장에 의하여 변형을 일으킨다.Subsequently, a
이어서, 상부 전극(149)을 상기 변형층(147)의 상부에 형성한다. 상부 전극 (149)은 알루미늄(Al), 은(Ag) 또는 백금(Pt) 등의 전기 전도성 및 반사성이 우수한 금속을 스퍼터링 방법을 이용하여 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께를 갖도록 형성한다. 상부 전극(149)에는 공통 전극선(도시되지 않음)을 통하여 제2 신호(바이어스 신호)가 인가되며, 동시에 상부 전극(149)은 광원으로부터 입사되는 빛을 반사하는 거울의 기능도 함께 수행한다.Subsequently, an
다음에, 상기 상부 전극(149), 변형층(147) 및 하부 전극(145)을 순차적으로 각기 소정의 화소 형상을 갖도록 패터닝한다. 즉, 상부 전극(149) 위에 식각될 재료에 대해서 내성을 갖는 포토레지스트층(도시되지 않음)을 형성한 후, 상기 상부 전극(149)을 패터닝한다. 이때, 상기 상부 전극(149)의 일측에는 상부 전극(149)을 균일하게 동작시켜 광원으로부터 입사되는 빛이 난반사되는 것을 방지하는 스트라이프(151)가 형성된다. 이어서, 상기 패터닝된 상부 전극(149)과 변형층(147)의 상부에 다시 포토레지스트 보호층(도시되지 않음)을 형성한 후, 상기 변형층(147)을 소정의 화소 형상으로 패터닝한다. 이와 같은 방식으로 하부 전극(145) 역시 소정의 화소 형상으로 패터닝한다.Next, the
도 7e를 참조하면, 사진 식각 공정을 이용하여 상기 변형층(147) 중에서 그 아래에 제2 드레인 패드(135b)가 형성되어 있는 부분으로부터 상기 제2 드레인 패드(135b)의 상부까지 변형층(147), 하부 전극(145), 지지층(143), 식각 방지층 (139) 및 제2 보호층(137)을 순차적으로 식각함으로써 제3 비어 홀(153)을 형성한다. 이어서, 텅스텐(W), 백금(Pt) 또는 티타늄(Ti) 등의 금속을 증착하여 상기 제2 드레인 패드(135b)와 하부 전극(145)을 전기적으로 연결시키는 제3 비어 컨택(155)을 형성한다. 따라서, 상기 제3 비어 컨택(155)은 제3 비어 홀(153) 내에서 하부 전극(145)으로부터 제2 드레인 패드(135b)의 상부까지 수직하게 형성된다. 여기서, 상기 제2 드레인 패드(135b)는 제1 비어 컨택(109)을 통해 제1 드레인 패드(135a)와 전기적으로 연결되어 있으므로, 상기 하부 전극(145)은 제1 드레인 패드(135a)와도 전기적으로 연결된다. 그러므로, 외부로부터 인가된 제1 신호(화상 신호)는 제1 액티브 매트릭스(131a) 또는 제2 액티브 매트릭스(131b)에 내장된 트랜지스터, 제1 드레인 패드(135a) 또는 제2 드레인 패드(135b) 및 제3 비어 컨택(155)을 통하여 하부 전극(145)에 인가된다.Referring to FIG. 7E, the
도 7f를 참조하면, 상기 상부 전극(149), 변형층(147) 및 하부 전극(145)의 노출된 표면을 덮도록 포토레지스트 보호층(도시되지 않음)을 형성한 후, 이를 식각 마스크로 하여 상기 지지층(143)을 소정의 화소 형상을 갖도록 패터닝한다.Referring to FIG. 7F, after forming a photoresist protective layer (not shown) to cover the exposed surfaces of the
계속해서, 상기 포토레지스트 보호층을 식각 마스크로 하여 상기 희생층 (141)을 플루오르화 수소(HF) 증기를 이용하여 식각함으로써 에어 갭(157)을 형성한 후, 헹굼 및 건조 처리를 수행하여 AMA 소자를 완성한다.Subsequently, the
상술한 바와 같이 M×N 개의 박막형 AMA 소자를 완성한 후, 크롬(Cr), 니켈 (Ni) 또는 금(Au) 등의 금속을 스퍼터링 방법 또는 증착(evaporation) 방법에 의해 상기 액티브 매트릭스(131)의 하단에 증착하여 오믹 컨택(ohmic contact)(도시되지 않음)을 형성한다. 다음에, 상부 전극(149)에 제2 신호(바이어스 신호)를 인가하고 하부 전극(145)에 제1 신호(화상 신호)를 인가하기 위한 TCP(Tape Carrier Package)(도시되지 않음) 본딩을 대비하여 통상의 사진 식각 공정을 이용하여 상기 제2 액티브 매트릭스(131b)를 소정의 두께까지 절단한다. 계속해서, TCP 본딩 시 AMA 패널의 패드(도시되지 않음)가 충분한 높이를 갖도록 하기 위하여 AMA 패널의 패드 상부에 포토레지스트층(도시되지 않음)을 형성한다. 이어서, 상기 포토레지스트층 중에서 그 아래에 패드가 형성되지 않은 부분을 패터닝하여 AMA 패널의 패드를 노출시킨다. 다음에, 상기 포토레지스트층을 건식 식각 또는 습식 식각 방법으로 식각하고, 상기 제1 액티브 매트릭스(131a) 및 제2 액티브 매트릭스(131b)를 소정의 형상으로 완전히 절단한 후 AMA 패널의 패드와 TCP의 패드를 일방향 전도막(Anisotropic Conductive Film : ACF)(도시되지 않음)으로 연결하여 박막형 AMA 모듈의 제조를 완성한다.As described above, after completing the M × N thin film type AMA devices, a metal such as chromium (Cr), nickel (Ni), or gold (Au) is sputtered or evaporated into the
상술한 본 발명의 박막형 광로 조절 장치에 있어서, TCP의 패드 및 AMA 패널의 패드를 통하여 전달된 제1 신호는 액티브 매트릭스(131)에 내장된 MOS 트랜지스터로부터 제1 드레인 패드(135a) 또는 제2 드레인 패드(135b)와 제3 비어 컨택 (155)을 통하여 하부 전극(145)에 인가된다. 동시에, 상부 전극(149)에는 TCP의 패드, AMA 패널의 패드 및 공통 전극선을 통하여 전달된 제2 신호가 인가되어 상부 전극(149)과 하부 전극(145) 사이에 전기장이 발생한다. 이러한 전기장에 의하여 상부 전극(149)과 하부 전극(145) 사이에 형성되어 있는 변형층(147)이 변형을 일으킨다. 상기 변형층(147)은 전기장에 대하여 직교하는 방향으로 수축하며, 변형층(147)을 포함하는 액츄에이터(133)는 지지층(143)이 형성되어 있는 방향의 반대 방향으로 휘어진다. 따라서, 상기 액츄에이터(133) 상부에서 거울의 기능도 수행하는 상부 전극(149)도 같은 방향으로 경사진다. 이에 따라, 광원으로부터 입사되는 빛은 경사진 상부 전극(149)에 의해 소정의 각도로 반사된 후, 슬릿을 통과하여 스크린에 투영됨으로써 화상을 맺게 된다.In the above-described thin film type optical path control device of the present invention, the first signal transmitted through the pad of TCP and the pad of AMA panel is the
상술한 바와 같이 본 발명에 의한 박막형 광로 조절 장치에 의하면, 액티브 매트릭스를 2층 구조, 즉 제1 액티브 매트릭스에 제2 액티브 매트릭스가 적층된 구조로 형성한다. 상기 제1 액티브 매트릭스에는 M×N 개의 제1 MOS 트랜지스터가 내장되고, 상기 제2 액티브 매트릭스에는 M×N 개의 제2 MOS 트랜지스터가 내장된다. 상기 제1 MOS 트랜지스터와 제2 MOS 트랜지스터는 병렬 연결되는데, 상기 제1 MOS 트랜지스터의 제1 소오스 및 제1 드레인은 각각의 소오스 패드 및 드레인 패드를 통해 상기 제2 MOS 트랜지스터의 제2 소오스 및 제2 드레인에 연결된다. 상기 제2 액티브 매트릭스의 상부에는 액츄에이터가 형성되며, 상기 액츄에이터의 하부 전극이 상기 제2 액티브 매트릭스의 제2 드레인 패드에 전기적으로 연결된다.As described above, according to the thin film type optical path adjusting device according to the present invention, the active matrix is formed in a two-layer structure, that is, a structure in which a second active matrix is laminated on the first active matrix. M × N first MOS transistors are embedded in the first active matrix, and M × N second MOS transistors are embedded in the second active matrix. The first MOS transistor and the second MOS transistor are connected in parallel, wherein the first source and the first drain of the first MOS transistor are connected to the second and second sources of the second MOS transistor through respective source pads and drain pads. Connected to the drain. An actuator is formed on the second active matrix, and a lower electrode of the actuator is electrically connected to the second drain pad of the second active matrix.
상기 제2 액티브 매트릭스의 제2 드레인 패드는 상기 제1 액티브 매트릭스의 제1 드레인 패드와 전기적으로 연결되어 있으므로, 상기 액츄에이터는 상기 제1 드레인 패드와도 전기적으로 연결된다. 따라서, 임의의 제1 또는 제2 MOS 트랜지스터가 제조 공정 상의 여러 요소로 인하여 동작하지 않을 경우, 그에 병렬 연결된 제2 또는 제1 MOS 트랜지스터에 의해 액츄에이터를 구동시킬 수 있으므로 AMA 소자의 포인트-결함 또는 라인-결함의 수를 현저하게 줄일 수 있다. 또한, 본 발명의 액티브 매트릭스는 수직으로 적층된 2층 구조로 형성되기 때문에, 액티브 매트릭스의 사이즈를 크게 하지 않아도 된다는 장점이 있다.Since the second drain pad of the second active matrix is electrically connected to the first drain pad of the first active matrix, the actuator is also electrically connected to the first drain pad. Thus, if any of the first or second MOS transistors do not operate due to various factors in the manufacturing process, the actuator may be driven by the second or first MOS transistors connected in parallel thereto, thus causing a point-fault or line in the AMA device. The number of defects can be significantly reduced. In addition, since the active matrix of the present invention is formed in a vertically stacked two-layer structure, there is an advantage that the size of the active matrix does not have to be increased.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019970016180A KR100261770B1 (en) | 1997-04-29 | 1997-04-29 | Tma and method for manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019970016180A KR100261770B1 (en) | 1997-04-29 | 1997-04-29 | Tma and method for manufacturing the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR19980078611A KR19980078611A (en) | 1998-11-16 |
KR100261770B1 true KR100261770B1 (en) | 2000-07-15 |
Family
ID=19504305
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1019970016180A KR100261770B1 (en) | 1997-04-29 | 1997-04-29 | Tma and method for manufacturing the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100261770B1 (en) |
-
1997
- 1997-04-29 KR KR1019970016180A patent/KR100261770B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR19980078611A (en) | 1998-11-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR19990004787A (en) | Thin Film Type Light Path Regulator | |
KR19990004774A (en) | Manufacturing method of thin film type optical path control device | |
KR100261770B1 (en) | Tma and method for manufacturing the same | |
KR100237341B1 (en) | Thin film actuated mirror array and its manufacturing method | |
KR100251101B1 (en) | Thin film actuated mirror array and manufacturing method of the same | |
KR100256880B1 (en) | Thin flim actuated mirror array and method for manufacturing the same | |
KR100270990B1 (en) | Thin film actuated mirror array and method for manufacturing the same | |
KR100265943B1 (en) | Manufacturing method of tma | |
KR100248990B1 (en) | Thin film actuated mirror array and method therefor | |
KR100248989B1 (en) | Tma and manufacturing method | |
KR100248994B1 (en) | Manufacturing method of tma | |
KR100251114B1 (en) | Manufacturing method of ama | |
KR100261771B1 (en) | Tma and method for manufacturing the same | |
KR100251110B1 (en) | Manufacturing method of ama | |
KR100248493B1 (en) | Manufacturing method of tma | |
KR100276664B1 (en) | Thin film type optical path control device and its manufacturing method | |
KR100256791B1 (en) | Method for manufacturing thin flim actuated mirror array | |
KR100270992B1 (en) | Thin film actuated mirror array and method for manufacturing the same | |
KR100248488B1 (en) | Method of manufacturing tma | |
KR19980085797A (en) | Thin film type optical path control device and its manufacturing method | |
KR19990004782A (en) | Manufacturing method of thin film type optical path control device | |
KR19990058704A (en) | Thin Film Type Light Path Regulator | |
KR19990004783A (en) | Thin film type optical path controller | |
KR19990002351A (en) | Thin film type optical path control device and its manufacturing method | |
KR19990004772A (en) | Manufacturing method of thin film type optical path control device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |