KR0177228B1 - 광로 조절 장치의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광로 조절 장치의 제조 방법에 관한 것으로, 전기 접점 단자로 작용하는 패드가 복수개 형성된 구동 기판상에 보호층, 스톱층, 및 희생층을 형성시키고 상기 희생층을 패터닝시키는 단계와, 상기 희생층의 패턴을 통하여 노출된 상기 스톱층상에 보강층을 형성시키는 단계와, 상기 희생층 및 보강층상에 멤브레인, 하부 전극, 변형부 및 상부 전극을 순차적으로 적층시키는 단계와, 상기 다수의 층들을 상부층부터 순차적으로 패터닝시키는 단계로 이루어지며 이에 의해서 상기 멤브레인의 식각 공정시 상기 스톱층이 화학적 손상을 받는 것을 방지시킬 수 있다.

Description

광로 조절 장치의 제조 방법

제1도는 액츄에이터상에 이소 컷팅부가 형성된 것을 도시한 평면도.

제2도는 제1도에 표시된 선 A-A를 취한 단면도.

제3도는 본 발명에 따른 이소 컷팅부의 보강층이 형성된 것을 도시한 평면도.

제4도는 액츄에이터의 이소 컷팅부 주위를 도시한 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

30 : 보강층 32 : 스톱층

33 : 희생층 34 : 멤브레인

35 : 하부 전극 36 : 변형부

37 : 상부 전극

본 발명은 투사형 화상 표시 장치로 사용되는 광로 조절 장치의 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 액츄에이터상에 형성되는 이소 컷팅부의 형성에 의하여 스톱층이 화학적 손상을 입는 것을 방지시키기 위한 광로 조절 장치의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 광로 조절 장치는 제어시스템으로부터 인가되는 전기적 신호에 의하여 광속의 광로를 조절시키기 위한 장치로서, 전기적 접점 단자로 작용하는 복수개의 트랜지스터 패드가 내장된 구동 기판상에 다수의 절연층 및 도전층이 교번되어 순차적으로 적층된 액츄에이터를 구비하고 있다.

이때, 제1도에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 액츄에이터의 도전층을 구성하는 하부 전극을 화소 단위로 형성시키기 위한 이소 컷팅부(E)가 식각 공점에 의하여 형성되어 있고 상기 하부 전극상에 변형부(26) 및 상부 전극(27)이 형성되어 있다.

한편, 제2도에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 액츄에이터를 소정 형상으로 패터닝시키기 위하여 상기 상부 전극(27) 및 변형부(26)를 식각 공정에 의하여 식각시킬 때 오버 에칭에 의하여 상기 이소 컷팅부(E)는 화학적 손상을 받게 되며 그 결과 상기 하부 전극(25)의 하단에 형성된 멤브레인을 패터닝시킬 때 스톱층(22)이 손상된다.

즉, 상기 변형부(26)의 식각 선택비와 상기 멤브레인(24)의 식각 선택비는 동일하므로 상기 변형부(26)를 오버 에칭하는 경우에 상기 멤브레인(24)이 부분적으로 식각되고 또한 상기 멤브레인(24)의 하단에 형성된 희생층(23)의 일부가 식각된다.

이때, 상기 멤브레인(24)을 원하는 형상으로 패터닝시키기 위하여 식각 공정을 수행하게 되는 경우 상기 식각된 희생층(23)의 일부를 통하여 노출된 상기 스톱층(22)의 일부가 식각되며 그 결과 이 후에 수행되는 식각 공정에 의하여 화살표로 표시된 바와 같이 상기 스톱층(22)의 하단에 형성된 보호층(21)이 화학적 손상을 받게 되어서 광로 조절 장치의 성능을 저하시킨다는 문제점이 발생된다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소시키기 위하여 안출된 것으로 그 목적은 광로 조절 장치의 액츄에이터를 소정 형상으로 패터닝시키기 위한 식각 공정의 수행에 의하여 보호층이 손상되는 것을 방지시켜서 게이트 라인과 드레인 패드간에 누설 전류가 발생되는 것을 방지시킬 수 있는광로 조절 장치의 제조 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명에 따르면, 상기의 목적은 전기 접점 단자로 작용하는 패드가 복수개 형성된 구동 기판상에 보호층, 스톱층, 및 희생층을 형성시키고 상기 희생층을 패터닝시키는 단계와, 상기 희생층의 패턴을 통하여 노출된 상기 스톱층상에 보강층을 형성시키는 단계와, 상기 희생층 및 보강층상에 멤브레인, 하부 전극, 변형부 및 상부 전극을 순차적으로 적층시키는 단계와, 상기 다수의 충돌을 상부층부터 순차적으로 패터닝시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광로 조절 장치의 제조 방법에 의해 달성된다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 보강층은 실리콘 질화물(SiN_x)로 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

제3도는 본 발명에 따른 광로 조절 장치를 도시한 평면도이고 제4도는 이소 컷팅부 주위를 도시한 단면도이다.

즉, 본 발명에 따른 광로 조절 장치의 제조 방법은 전기 접점 단자로 작용하는 패드가 복수개 형성된 구동 기판상에 보호층(31), 스톱층(32), 및 희생층(33)을 형성시키고 상기 희생층(33)를 패터닝시키는 단계와, 상기 희생층(33)의 패턴을 통하여 노출된 상기 스톱층(32)상에 보강층(30)을 형성시키는 단계와, 상기 희생층(33) 및 보강층(30)상에 멤브레인(34), 하부 전극(35), 변형부(36) 및 상부 전극(37)을 순차적으로 적층시키는 단계와, 상기 다수의 층들을 상부층부터 순차적으로 패터닝시키는 단계로 이루어진다.

먼저, 제3도를 참조하면, 상기 하부 전극(35)을 화소 단위로 끊어주기 위하여 형성된 이소 컷팅부 주위에 위치하는 보강층(30)이 상기 희생층(33)의 패턴사이에 형성되어 있다.

이때, 상기 보강층(30)은 실리콘 질화물(SiN_x)을 화학 기상 증착 공정(CVD)에 의하여 상기 희생층(33)의 패턴을 통하여 노출된 상기 스톱층(32)상에 소정 두께로 형성되며 바람직하게는 상기 희생층(33)의 적층 두께와 동일한 두께로 형성된다.

한편, 제4도를 참조하면, 전기적 접점 단자로 작용하는 패드는 도시되어 있지 않은 제어 시스템과 전기적으로 연결되어 있는 복수개의 트랜지스터를 내장하고 있는 상기 구동 기판의 표면상에 매트릭스 구조로 형성되어 있다.

이때, 상기 구동 기판상에 화학 기상 증착 공정(CVD)에 의하여 절연 물질을 소정 두게로 적층시킴으로서 상기 구동 기판상에 형성된 패드를 보호하기 위한 보호층(31)을 형성시킨다.

여기에서, 상기 절연 물질은 상기 복수개의 패드가 상호간에 전기적으로 도통되는 것을 방지시키기 위한 절연 특성을 나타낼 수 있을 뿐만 아니라 상기 패드의 표면 보호 특성을 나타내는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 절연 물질은 광로 조절 장치의 액츄에이터의 스텝 커버리지(step coverage)를 양호하게 유지시킬 수 있도록 약 350℃ 내지 450℃의 고온에서 양호한 유동 특성을 나타내는 인이 함유된 산화 실리콘(PSG:phosphosilicate glass)으로 구성된다.

한편, 상기 보호층(31)상에 불산 용액에 대한 내식성이 양호한 절연 물질을 저압 화학 기상 증착 공정(LPCVD) 또는 플라즈마 화학 기상 증착 공정(PECVD)에 의하여 소정 두께로 적층시킴으로서 스톱층(32)을 형성시킨다.

이때, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 스톱층(32)을 구성하는 절연 물질은 양호한 절연 특성을 나타낼 수 있을 뿐만 아니라 상기된 바와 같이 불산(HF) 용액에 대한 내식성이 양호한 실리콘 질화물(Si₃N₄) 조성으로 이루어진다.

한편, 상기 스톱층(32)상에 상기된 바와 같이 인이 상대적으로 많이 함유된 실리콘 산화물 즉 포스포 실리게이트 글라스(PSG) 또는 다결정 실리콘을 스핀 온 코팅 공정(spin-on coating)과 같은 물리 기상 증착 공정(PVD) 또는 화학 기상 증착 공정(CVD)에 의하여 소정 두께로 적층시킴으로서 희생층(33)을 형성시킨다.

이때, 소정 형상의 패턴으로 형성된 마스크를 사용하여 상기 희생층(33)의 일부를 건식 식각 공정 또는 습식 식각 공정에 의하여 제거하여서 상기 스톱층(32)의 일부를 노출시키며 여기에서 상기 희생층(33)의 일부는 이 후의 공정에 의하여 형성되는 이소 컷팅부의 주위의 위치에 해당된다.

이 후에, 상기 희생층(33)의 패턴을 통하여 노출된 상기 스톱층(32)상에 절연 물질을 스퍼터링(sputtering) 증착 공정 또는 화학 기상 증착 공정에 의하여 소정 두께로 적층시켜서 보강층(30)을 형성시킨다.

또한, 상기 보강층(30)은 상기 스톱층(32)상에 형성되는 상부 층의 식각 공정시 상기 이소 컷팅부의 형성에 의하여 상기 스톱층(32)이 화학적 손상을 받는 것을 방지시킨다.

한편, 상기 절연 물질은 불산 용액에 대한 내성이 강한 실리콘 질화물로 이루어지며 상기 보강층(30)과 상기 희생층(33)은 평탄한 표면 상태 즉 동일한 수평 상태로 제공되는 것이 바람직하다.

여기에서, 상기된 바와 같이 평탄한 표면상태로 제공된 소정 형상의 희생층(33) 및 상기 보강층(30)상에 양호한 절연 특성을 나타낼 수 있을 뿐만 아니라 불산(HF) 용액에 대한 내성이 양호한 실리콘 질화물(SiN_X)을 상기된 바와 같은 증착 공정에 의하여 소정 두께로 적층시킴으로서 멤브레인(34)을 형성시킨다.

또한, 상기 멤브레인(34)상에 백금 또는 알루미늄과 같은 도전성 금속을 스퍼터링 증착 공정에 의하여 소정 두게로 적층시켜서 신호 전극으로 작용하는 하부 전극(35)을 형성시킨 후 상기 하부 전극(35)을 화소 단위로 끊어주기 이한 이소 컷팅부를 형성시킨다.

즉, 광고 조절 장치의 액츄에이터가 제어 시스템으로부터 인가되는 전기적 신호에 의하여 개별적으로 작동가능하도록 이방성 에칭 특성이 양호한 건식 식각 공정에 의하여 상기 하부 전극(35)을 패터닝시킨다.

한편, 상기된 바와 같이 소정 형상으로 패터닝된 상기 하부 전극(35)상에 압전 특성을 나타내는 세라믹 조성물을 스퍼터링 증착 공정 및 졸-겔 공정에 의하여 소정 두께로 적층시킴으로서 변형부(36)를 형성시킨다.

이때, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 세라믹 조성물은 BaTiO₃, Pb(Zr, Ti)O₃, (Pb, La)(Zr, Ti)O₃조성의 압전 세라믹 또는 Pb(Mg, Nb)O₃조성의 전왜 세라믹으로 구성되며 이러한 변형부(36)의 적층 두께는 양호한 분극 특성을 나타낼 수 있도록 약 2000Å 내지 10000Å 정도로 유지시키고 특히 약 3000Å 내지 8000Å 정도로 유지시키는 것이 바람직하다.

한편, 상기 변형부(36)를 구성하고 있는 상기 세라믹 조성물을 급가열 공정(rapid thermal annealing system)에 의하여 열처리시킴으로서 상기 변형부(36)의 결정 구조를 페로브스카이트(perovskite) 결정 구조로 형성시키며 이에 의해서 상기 변형부(36)는 상기된 바와 같이 제어 시스템으로부터 인가되는 전기장에 의하여 외형이 변하게 되는 압전 특성을 양호하게 나타낸다.

또한 이에 부가하여 상기 변형부(36)상에 상기된 바와 같은 물리 기상 증착 공정(PVD)에 의하여 전기 전도도 및 반사 특성이 양호한 알루미늄 또는 백금 및 티타늄과 같은 금속을 소정 두께로 증착시킴으로서 상부 전극(37)을 형성시키며 이러한 상부 전극(37)은 공통 전극으로 작용한다.

이때, 상기 상부 전극(37)은 이방성 에칭 특성이 양호한 반응성 이온 식각 공정(RIE) 또는 이온 밀링 공정(ion milling)과 같은 건식 식각 공정에 의하여 식각되어서 소형 형상으로 패터닝된다.

이 후에, 상기 변형부를 패터닝시키기 위한 마스크를 사용하여서 상기 변형부(36)를 건식 식각 공정 또는 습식 식각 공정에 의하여 소정 형상으로 패터닝시킨다.

이 후에, 상기 하부 전극(35)의 하단에 형성된 상기 멤브레인(34)은 적절한 식각 용액의 식각 작용에 의하여 원하는 형상으로 패터닝되며 그 결과 액츄에이터를 원하는 선폭 크기 및 형상으로 패터닝시킨다.

이때, 비록 상기 변형부(36)가 오버 에칭된 상태로 상기 멤브레인(34)이 화학적 손상을 입은 후 상기 멤브레인(34)은 소정 형상으로 식각시킬 때 상기 이소 컷팅부의 주위에 형성된 보강층(30)에 의하여 상기 스톱층(32)은 상기 멤브레인(34)용 식각 용액으로부터 화학적 손상을 받지 않게 된다.

이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 일실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명이 속하는 분야의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따르면, 하부 전극을 화소 단위로 끊어주기 위하여 형성된 이소 컷팅부의 주위에 형성된 보강층에 의하여 비록 멤브레인이 화학적 손상을 받아도 상기 이소 컷팅부를 통한 스톱층의 화학적 손상을 방지시킬 수 있으며 그 결과 보호층은 상호 인접한 패드에 대한 양호한 절연 특성을 나타낸다.

Claims (4)

1. 전기 접점 단자로 작용하는 패드가 복수개 형성된 구동 기판상에 보호층(31), 스톱층(32), 및 희생층(33)을 형성시키고 상기 희생층(33)을 패터닝시키는 단계와, 상기 희생층(33)의 패턴을 통하여 노출된 상기 스톱층(32)상에 보강층(30)을 형성시키는 단계와, 상기 희생층(33) 및 보강층(30)상에 멤브레인(34), 하부 전극(35), 변형부(36) 및 상부 전극(37)을 순차적으로 적충시키는 단계와, 그리고 상기 다수의 충돌을 상부층부터 순차적으로 패터닝시키는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 광로 조절 장치의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 보강층(30)은 실리콘 질화물로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 광로 조절 장치의 제조 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 보강층(30)은 상기 하부 전극을 화소 단위로 끊어 주기 위하여 형성된 이소 컷팅부의 주위에 위치되는 것을 특징으로 하는 광로 조절 장치의 제조 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 보강층(30)과 상기 희생층(33)은 수평 상태로 제공되는 것을 특징으로 하는 광로 조절 장치의 제조 방법.