KR0178192B1 - 광로조절장치의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광로조절장치의 제조방법에 관한 것으로 트랜지스터들이 매트릭스 상태로 형성되고 표면에 상기 트랜지스터들과 전기적으로 연결된 패드들이 형성된 제1도전형의 반도체 웨이퍼로 이루어진 구동기판의 상부에 제2도전형의 불순물이 고농도로 도핑된 희생막을 형성하는 공정과, 상기 패드들이 노출되도록 희생막의 소정부분을 제거하고 지지부을 형성하는 공정과, 상기 희생막과 상기 지지부의 상부에 멤브레인을 형성하는 공정과, 상기 멤브레인과 지지부의 소정부분을 패드가 노출되도록 제거하고 플러그를 형성하는 공정과, 상기 멤브레인 상부에 상기 플러그와 전기적으로 연결되도록 신호전극을 형성하는 공정과, 상기 신호전극의 상부에 변형부를 형성하는 공정과, 상기 변형부의 상부에 반사막을 형성하는 공정과, 상기 반사막으로 부터 상기 멤브레인까지 상기 희생막이 노출되게 일측단이 상기 지지부의 일측단과 일치되도록 제거하여 화소를 분리하는 공정과, 상기 반사막 상부와 화소 분리에 의해 노출되는 측면에 보호막을 형성하는 공정과, 상기 희생막에 도핑된 제2도전형의 불순물을 제거하여 다공질화하는 공정과, 상기 보호막과 상기 희생막을 제거하는 공정을 구비한다. 따라서, 희생막 제거공정에서 희생막을 짧은 시간에 제거할 수 있고 희생막 제거시 멤브레인까지 손상되는 것을 최소화시킨다.
Description
제1도(a) 내지 (c)는 종래의 광로조절장치의 제조공정도.
제2도(a) 내지 (d)는 본 발명의 실시예에 따라 광로조절장치의 제조공정도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
31 : 구동기판 33 : 희생막
35 : 패드 37 : 플러그
39 : 지지부 41 : 멤브레인
43 : 신호전극 45 : 변형부
47 : 반사막 48 : 보호막
49 : 전원 50 : 액츄에이터
본 발명은 투사형표시기에 이용되는 광로조절장치의 제조방법에 관한 것으로서, 특히, 희생막 제거공정에서 편리성, 신뢰성, 양산성을 도모하는 광로조절장치에 관한 것이다.
화상표시장치는 표시방법에 따라 직시형 화상표시장치와 투사형 화상표시장치로 구분된다.
직시형 화상표시장치는 CRT(Cathode Ray Tube)등이 있는데, 이러한 CRT 화상표시장치는 화질은 좋으나 화면이 커짐에 따라 중량 및 두께의 증대와, 가격이 비싸지는 등의 문제점이 있어 대화면을 구비하는데 한계가 있다. 투사형 화상표시장치는 대화면 액정표시장치(Liquid Crystal Display: 이하 LCD라 칭함)등이 있는데, 이러한 대화면 LCD의 박형화가 가능하여 중량을 작게 할 수 있다. 그러나, 이러한 LCD는 편광판에 의한 광손실이 크고 LCD를 구동하기 위한 박막트랜지스터가 화소마다 형성되어 있어 개구율(광의 투과면적)을 높이는데 한계가 있으므로 광의 효율이 매우 낮다.
따라서, 미합중국 Aura 사에 의해 액츄에이티드 미러 어레이(Actuated Mirror Array: 이하 AMA라 칭함)를 이용한 투사형 화상표시장치가 개발되었다.
AMA를 이용한 투사형 화상표시장치는 1차원 AMA를 이용하는 것과 2차원 AMA를 이용하는 것으로 구별된다. 1차원 AMA는 거울면들이 M × 1 어레이로 배열되고 있다. 따라서, 1차원 AMA를 이용하는 투사형 화상표시장치는 주사거울을 이용하여 M × 1 개의 광속들을 선주사시키고, 2차원 AMA를 이용하는 투사형 화상표시장치는 M ×N 개의 광속들을 투사시켜 M ×N 화소의 어레이를 가지는 영상을 나타내게 된다.
제1도(a) 내지 (c)는 종래 기술에 따른 광로조절장치의 제조공정도이다.
제1도(a)를 참조하면, 트랜지스터들(도시되지 않음)이 매트릭스 형태로 내장되고, 상부에 트랜지스터들과 전기적으로 연결된 패드(13)들을 갖는 구동기판(11)의 표면에 희생막(15)을 형성한다. 그리고, 소정부분의 희생막(15)을 통상의 포토리쏘그래피(photolithography) 방법으로 제거하여 패드(13)들과 주위의 구동기판(11)을 노출시킨다. 그다음, 상술한 구조의 전 표면에 규화물을 침적한 후 포토리쏘그래피 방법에 의해 희생막(15) 상부에 침적된 것을 제거하여 지지부(17)들을 구동기판(11)의 노출된 부분에 패드(13)들을 에워싸도록 형성한다.
제1도(b)를 참조하면, 상기 지지부(17)들과 희생막(15)의 상부에 멤브레인(19)은 상기 지지부(17)들을 이루는 물질과 동일한 물질로 형성한다. 그 다음, 패드(13)들 상부 소정부분의 멤브레인(19)들의 지지부(17)들을 제거하여 홈들을 형성한다. 그리고, 홈들 내부에 전도성금속을 채워 패드(13)들과 전기적으로 연결되는 플러그(plug:21)들을 형성한다. 계속해서, 멤브레인(19)의 표면에 신호전극(23)을 전기적으로 연결되도록 형성하여 플러그(21)들에 의해 패드(13)들과 신호전극(23)을 전기적으로 연결시킨다.
제1도(c)를 참조하면, 신호전극(23)의 표면에 변형부(25) 및 반사막(27)을 순차적으로 도포한다. 상기에서 변형부(25)는 압전 세라믹이나, 또는, 전왜세라믹을 도포함으로써 형성된다. 상기에서 변형부(25)가 얇게 형성되므로 별도의 분극을 하지 않고도 구동시 인가되는 화상신호에 의해 분극된다. 반사막(27)은 반사특성 뿐만 아니라 전기전도도가 좋은 금속으로 형성된다. 그 다음, 반사막(27)부터 멤브레인(19)까지 희생막(15)이 노출되도록 소정부분을 레이저에 의한 절단이나 포토리쏘그래피 방법으로 제거하여 액츄에이터들을 분리하고 반사막상부와 화소 분리에 의한 측면들을 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(Si3N4)으로 보호막(29)을 형성한다.
상기 보호막(도시되지 않음)과 희생막(15)을 습식 방법으로 제거한다.
그러나, 상술한 종래의 광로조절장치의 제조방법은 희생막 제거공정에서 희생막 전체를 동시에 식각하지 못하고 노출된 부분부터 순차적으로 식각하기 때문에 식각시간이 지연될 뿐만아니라 희생막 이외에 멤브레인까지 손상되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 희생막을 짧은 시간에 제거할 수 있는 광로조절장치의 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 희생막까지 멤브레인이 손상되는 것을 최소화시키는 광로조절장치의 제조방법을 제공함에 있다.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 광로조절장치 제조방법은 트랜지스터들이 메트릭스 상태로 형성되고 표면에 상기 트랜지스터들과 전기적으로 연결된 패드들이 형성된 제1도전형의 반도체 웨이퍼로 이루어진 구동기판의 상부에 제2도전형의 불순물이 고농도로 도핑된 희생막을 형성하는 공정과, 상기 패드들이 노출되도록 희생막의 소정부분을 제거하고 지지부을 형성하는 공정과, 상기 희생막과 상기 지지부의 상부에 멤브레인을 형성하는 공정과, 상기 멤브레인과 지지부의 소정부분을 패드가 노출되도록 제거하고 플러그를 형성하는 공정과, 상기 멤브레인 상부에 상기 플러그와 전기적으로 연결되도록 신호전극을 형성하는 공정과, 상기 신호전극의 상부에 변형부를 형성하는 공정과, 상기 변형부의 상부에 반사막을 형성하는 공정과, 상기 반사막으로 부터 상기 멤브레인까지 상기 희생막이 노출되게 일측단이 상기 지지부의 일측단과 일치되도록 제거하여 화소를 분리하는 공정과, 상기 반사막 상부와 화소 분리에 의해 노출되는 측면에 보호막을 형성하는 공정과, 상기 희생막에 도핑된 제2도전형의 불순물을 제거하여 다공질화하는 공정과, 상기 보호막과 상기 희생막을 제거하는 공정을 구비한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
제2도(a) 내지 (d)는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 광로조절장치의 제조공정도이다.
제2도(a)를 참조하면, M × N개의 트랜지스터(도시되지 않음)가 매트릭스 형태로 내장되고, 상부에 트랜지스터와 2개씩 전기적으로 연결된 패드(35)를 갖는 N형 불순물이 도핑된 구동기판(31)의 표면에 희생막(33)을 형성한다. 상기에서 희생막(33)을 붕소(B), 알루미늄(Al), 갈륨(Ga) 또는 인듐(In) 등의 불순물이 고농도로 도핑된 다결정실리콘을 화학기상침적(Chemical Vapor Deposition) 법으로 1∼2㎛ 정도의 두께로 형성한다. 그리고, 패드(35)가 형성된 부분의 희생막(33)을 통상의 포토리쏘그래피(photolithography)방법으로 제거하여 패드(35)와 주위의 구동기판(31)을 노출시킨다. 그 다음, 상술한 구조의 전 표면에 질화실리콘(Si3N4), 산화실리콘(SiO2) 또는 탄화실리콘 등의 규화물을 스퍼터링 또는 CVD 방법 등에 의해 1∼2㎛ 정도의 두께로 침적한 후 포토리쏘그래피 방법에 의해 희생막(33) 상부에 침적된 것을 제거하여 지지부(39)를 형성한다. 상기에서 규화물은 CVD 방법으로 도포되며 지지부(39)는 구동기판(31)의 노출된 부분에 패드(35)를 에워싸도록 형성된다. 또한, 상기에서 규화물을 스퍼터링에 의해 침적한다면, 상기 희생막(33)을 식각할 때 마스크로 이용된 포토레지스터(도시되지 않음)을 제거하지 않고 지지부(39)를 리프트-오프(lift-off)방법으로 형성할 수 있다.
제2도(b)를 참조하면, 상기 지지부(39)와 희생막(33)의 상부에 멤브레인(41)을 형성한다. 멤브레인(41)은 상기 지지부(39)를 이루는 물질과 동일한 물질을 스퍼터링 또는 CVD 방법에 의해 0.7∼2㎛ 정도의 두께로 침적하여 형성한다. 그리고, 홈내부에 텅스텐(W) 또는 티타늄(Ti) 등의 전도성금속을 채워 패드(35)들과 전기적으로 연결되는 플러그(plug:37)를 형성한다. 계속해서, 멤브레인(41)의 표면에 백금/티타늄(Pt/Ti) 등을 진공증착 또는 스퍼터링 등의 방법으로 500∼2000Å 정도의 두께로 도포하여 신호전극(43)을 형성한다. 상기에서 신호전극(43)을 플러그(37)와 전기적으로 연결되도록 형성하여 플러그(37)에 의해 패드(35)와 신호전극(43)을 전기적으로 연결시킨다.
제2도(c)를 참조하면, 신호전극(43)의 표면에 변형부(45)와 반사막(47)을 형성한다. 상기에서 변형부(45)는 BaTiO3, PZT(Pb(Zr,Ti)O3) 또는 PZLT((Pb, La)(Zr, Ti)O3) 등의 압전세라믹이나, 또는 PMN(Pb(Mg,Nb)O3) 등의 전왜세라믹을 Sol-Gel법, 스퍼터링 또는 CVD법 등에 의해 0.7∼2㎛ 정도의 두께로 도포하여 형성된다. 그 다음, 도포된 변형부(45)를 소결하여 패로브스카이트(Perovskite)로 상 변이(phase transition)시킨다. 상기에서 변형부(45)가 얇게 형성되므로 별도의 분극을 하지 않고도 구동시 인가되는 화상신호에 의해 분극되도록 한다. 그리고, 변형부(45)의 상부에 반사막(47)을 형성한다. 반사막(47)은 은(Ag) 또는 알루미늄(Al) 등의 반사특성 및 전기특성이 좋은 물질을 스퍼터링(sputtering) 또는 진공증착 등의 방법에 의해 500∼1000Å 정도의 두께로 형성한다. 그 다음, 반사막(47)부터 멤브레인(41)까지의 소정부분을 레이저에 의한 절단이나 포토리쏘그래피방법으로 희생막(33)이 노출되도록 제거하여 액츄에이터(50)를 한정한다. 그리고, 상기 반사막의 상부와 화소 분리에 의해 나타난 측면들을 산화실리콘이나 질화실리콘 같은 물질로 도포하여 보호막(48)을 형성한다. 계속해서, 상기 희생막(33)을 불산(HF)용액에서 3-10분정도 양극반응시켜 다공질화시킨다. 즉, 전원(49)의 양극(+)을 구동기판(31)에 연결하고 음극(-)을 불산용액에 침지하면, 희생막(33)에 도핑된 불순물 이온이 방출되어 음극쪽으로 흐르게 된다. 따라서, 희생막(33)에는 미세한 구멍(도시되지 않음)이 생겨 표면적이 증가된다.
제2도(d)를 참조하면, 희생막(33)과 보호막(48)을 제거한다. 상기에서 희생막(33)은 수산화칼륨(KOH) 등의 식각용액에 의해 1분 정도 식각에 의해 제거되는데, 이는, 구멍에 의해 희생막(33)과 식각용액의 접촉면이 클뿐만아니라, 이 구멍들이 지지부(39)부근까지 형성되어 희생막(33)의 모든 부분이 동시에 식각된다. 그러므로, 식각속도가 매우 빠르게 되어 식각시간을 단축하게 되며, 이에 의해 멤브레인(41)과 접촉용액이 접촉되는 시간도 짧게되어 이 멤브레인(41)의 손상을 최소화 할 수 있다.
따라서, 본 발명은 광로조절장치의 제조공정중 희생막 제거 공정에서 희생막을 짧은 시간에 제거할 수 있고 희생막 제거시 멤브레인까지 손상되는 것을 최소화시키는 장점이 있다.
Claims (23)
- 트랜지스터들이 매트릭스 상태로 형성되고 표면에 상기 트랜지스터들과 전기적으로 연결된 패드들이 형성된 제1도전형의 반도체 웨이퍼로 이루어진 구동기판의 상부에 제2도전형의 불순물이 고농도로 도핑된 희생막을 형성하는 공정과, 상기 패드들이 노출되도록 희생막의 소정부분을 제거하고 지지부을 형성하는 공정과, 상기 희생막과 상기 지지부의 상부에 멤브레인을 형성하는 공정과, 상기 멤브레인과 지지부의 소정부분을 패드가 노출되도록 제거하고 플러그를 형성하는 공정과, 상기 멤브레인 상부에 상기 플러그와 전기적으로 연결되도록 신호전극을 형성하는 공정과, 상기 신호전극의 상부에 변형부를 형성하는 공정과, 상기 변형부의 상부에 반사막을 형성하는 공정과, 상기 반사막으로 부터 상기 멤브레인까지 상기 희생막이 노출되게 일측단이 상기 지지부의 일측단과 일치되도록 제거하여 화소를 분리하는 공정과, 상기 반사막 상부와 화소 분리에 의해 노출되는 측면에 보호막을 형성하는 공정과, 상기 희생막에 도핑된 제2도전형의 불순물을 제거하여 다공질화하는 공정과, 상기 보호막과 상기 희생막을 제거하는 공정을 구비하는 광로조절장치 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제1도전형이 N형으로 형성되고 제2도전형이 P형인 광로조절장치의 제조방법.
- 제2항에 있어서, 상기 희생막을 붕소(B), 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 또는 인듐(In) 등의 불순물로 도핑하는 광로조절장치의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 희생막을 화학기상침적법으로 형성하는 광로조절장치의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 지지부를 질화실리콘(Si3N4), 산화실리콘(SiO2), 또는 탄화실리콘으로 형성하는 광로조절장치의 제조방법.
- 제5항에 있어서, 상기 지지부를 스퍼터링 또는 화학기상침적법으로 1∼2㎛ 두께로 형성하는 광로조절장치의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 멤브레인을 상기 지지부와 동일한 물질로 형성하는 광로조절장치의 제조방법.
- 제7항에 있어서, 상기 멤브레인을 스퍼터링 또는 화학기상침적법에 의해 0.7∼2㎛의 두께로 형성하는 광로조절장치의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 플러그를 텅스텐(W) 또는 티타늄(Ti)의 전도성 금속으로 형성하는 광로조절장치의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 신호전극을 백금(Pt) 또는 백금/티타늄(Pt/Ti)으로 형성하는 광로조절장치의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 변형부를 BaTiO3, PZT(Pb(Zr,Ti)O3) 또는 PZLT((Pb, La)(Zr, Ti)O3)의 압전세라믹으로 형성하는 광로조절장치의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 변형부를 PMN(Pb(Mg,Nb)O3)의 전왜세라믹으로 형성하는 광로조절장치의 제조방법.
- 제11 또는 제12항에 있어서, 상기 변형부를 Sol-Gel법, 스퍼터링 또는 CVD법에 의해 0.7∼2㎛의 두께로 형성하는 광로조절장치의 제조방법.
- 제13항에 있어서, 상기 변형부를 소결하여 패로브스카이트(Perovskite)상으로 상 변이(phase transition)시키는 광로조절장치의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 반사막은 은(Ag) 또는 알루미늄(Al)의 반사특성 및 전기특성이 좋은 물질로 형성하는 광로조절장치의 제조방법.
- 제15항에 있어서, 상기 반사막을 스퍼터링 또는 진공증착방법에 의해 500∼1000Å의 두께로 형성하는 광로조절장치의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 화소를 레이저에 의한 절단이나 포토리쏘그래피에 의해 화소를 분리하는 광로조절장치의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 보호막을 산화실리콘 또는 질화실리콘으로 형성하는 광로조절장치의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 희생막을 불산(HF)용액에서 양극반응시켜 다공질화를 시키는 광로조절장치의 제조방법.
- 제19항에 있어서, 상기 희생막을 전원의 양극에 연결하고, 음극을 불산용액에 침지시켜 양극반응을 하는 광로조절장치의 제조방법.
- 제20항에 있어서, 상기 희생막을 3-10분 양극반응시키는 광로조절장치의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 희생막을 수산화칼륨(KOH)용액으로 제거하는 광로조절장치의 제조방법.
- 제22항에 있어서, 상기 희생막을 1분동안 식각하여 제거하는 광로조절장치의 제조방법.
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