KR100209398B1 - 광로조절장치의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광로조절장치의 제조방법에 관한 것으로서, 트랜지스터들이 매트릭스 상태로 형성되고 표면에 상기 트랜지스터들과 전기적으로 연결된 패드들이 형성된 구동기판상부에 희생막을 형성하는 공정과, 상기 패드들이 노출되도록 희생막의 일부를 제거하고, 상기 희생막이 제거된 부분에 지지부를 형성하는 공정과, 상기 희생막과 상기 지지부의 상부에 멤브레인을 형성하는 공정과, 상기 멤브레인과 지지부의 일부를 순차적으로 제거하여 상기 패드가 노출되는 개구를 형성하고, 상기 개구에 플러그를 형성하는 공정과, 상기 멤브레인 상부에 상기 플러그와 전기적으로 연결되도록 신호전극을 형성하는 공정과, 상기 신호전극 상부에 변형부를 형성하는 공정과, 상기 희생막이 노출되게 일측단이 상기 지지부의 일측단과 일치되도록 상기 변형부부터 멤브레인까지 제거하여 액츄에이터들을 분리하는 공정과, 상기 변형부를 소결하여 상변이 시키는 공정과, 상기 변형부에 반사막을 형성하는 공정과, 상기 반사막 상부와 화소 분리에 의해 노출되는 측면에 보호막을 형성하는 공정과, 상기 희생막과 상기 보호막을 제거하는 공정을 구비한다. 따라서, 본 발명은 변형부를 소결할 때 변형부와 신호전극이 각각의 액츄에이터별로 접촉되어 다른 열팽창계수에 의한 응력을 감소시키므로 균열등의 결함의 발생을 최소화할 수 있으며, 또한, 변형부를 열처리하기 전에 액츄에이터들을 분리하므로 변형부의 식각이 용이하다.
Description
제1도(a) 내지 (d)는 종래의 광로조절장치의 제조공정도.
제2도(a) 내지 (d)는 본 발명의 실시예에 따른 광로조절장치의 제조공정도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
31 : 구동기판 33 : 패드
35 : 희생막 37 : 지지부
39 : 멤브레인 41 : 플러그
43 : 신호전극 45 : 변형부
47 : 반사막 49 : 보호막
본 발명은 투사형 화상표시장치에 이용되는 광로조절장치의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 변형부를 열처리할 때 결함의 발생을 최소화할 수 있는 광로조절장치의 제조방법에 관한 것이다.
화상표시장치는 표시방식에 따라 직시형 화상표시장치와 투사형 화상표시장치로 구분된다. 직시형 화상표시장치는 CRT(Cathode Ray Tube)등이 있는데, 이러한 CRT 화상표시장치는 화질이 좋으나 화면이 커짐에 따라 중량 및 두께의 증가와, 가격이 비싸지는 문제점이 있어 대화면을 구현하는데 한계가 있다.
투사형 화상표시장치는 대화면 액정표시장치(Liquid Crystal Display: 이하 'LCD' 라 칭함)등이 있는데, 이러한 대화면 LCD는 박형화가 가능하여 중량을 작게 할 수 있다. 그러나, 이러한, LCD는 평광판에 의한 광의 손실이 크고, LCD를 구동하기 위한 박막 트랜지스터가 화소마다 형성되어 있어 개구율(광의 투과면적)을 높이는 데 한계가 있으므로 광의 효율이 매우 낮다.
이러한, LCD의 단점을 보완하고자 액츄에이티드 미러 어레이(Actuated Mirror Array: 이하 'AMA' 라 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 투사형화상표시장치는 주사거울을 이용하여 M ×1 개의 광속들을 선주사시키고, 2차원 AMA를 이용하는 투사형화상표시장치는 M ×N개의 광속들을 투사시켜 M ×N 화소의 어레이를 가지는 영상을 나타내게 된다. 광원에서 발광된 백색광을 적색, 녹색 및 청색의 광속(light beam)등으로 분리한 후, 이 광속들을 액츄에이터들의 변형에 의해 기울어지는 반사경들에 각각 반사시켜 광로(light path)들을 조절하고, 이 광속들의 광량을 조절하여 화면으로 투사시킴으로써 화상을 나타낸다. 상기에서 액츄에이터는 압전물질이나 전왜물질로 이루어지는 변형부와 전극들을 포함하여 전계 발생시 상부에 있는 거울을 기울어지게 한다.
제1도(a) 내지(d)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(photolitho- graphy) 방법으로 제거하여 패드(13)들과 주위의 구동기판(11)을 노출시킨다. 그다음, 상술한 구조의 전 표면에 규화술을 형성한 후 포토리쏘그래피방법에 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 멤브레인을 형성한다. 상기 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. 그리고, 변형부(25)가 페로브스카이트(Perovskite)형의 상(phase)을 갖도록 600-700℃정도의 온도로 열처리(소결:sintering)한다. 상기에서 변형부(25)가 얇게 형성되므로 별도의 분극을 하지 않고도 구동시 인가되는 화상신호에 의해 분극된다. 반사막(27)은 반사특성 뿐만아니라 전기전도도가 좋은 금속으로 형성된다. 그 다음, 반사막(27)부터 멤브레인(19)까지 희생막(15)이 노출되도록 소정부분을 레이저에 의한 절단이나 포토리쏘그래피 방법으로 제거하여 액츄에이터들을 분리한다. 그리고, 반사막(27) 상부와 액츄에이터들의 분리에 의한 측면들을 산화 실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(Si3N4)으로 보호막(29)을 형성한다.
제1도(d)를 참조하면, 희생막(15)을 불산(HF)등의 식각용액으로 제거한다. 이 때, 보호막(29)은 변형부(25)등의 식각되는 것을 방지한다. 그리고, 보호막(29)을 제거한다.
그러나, 종래의 광로조절장치의 제조방법은 변형부는 신호전극 및 멤브레인과의 열팽창계수가 다르므로 열처리 할 때 응력이 변형부의 전면에 인가되어 균열(crack)이나 hillock 등의 결함이 발생되는 문제점이 있었다. 또한, 변형부가 열처리에 의해 치밀해지므로 액츄에이터를 분리할 때 식각하기 어려운 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 변형부를 열처리할 때 신호전극 및 멤브레인과의 열팽창계수의 차이에 의해 균열이나 hillock등의 결함이 발생되는 것을 최소화할 수 있는 광로조절장치의 제조공정을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 액츄에이터를 분리할 때 변형부의 식각을 용이하게 할 수 있는 광로조절장치의 제조공정을 제공함에 있다.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광로조절장치의 제조방법은, 트랜지스터들이 매트릭스 상태로 형성되고 표면에 상기 트랜지스터들과 전기적으로 연결된 패드들이 형성된 구동기판상부에 희생막을 형성하는 공정과, 상기 패드들이 노출되도록 희생막의 일부를 제거하고, 상기 희생막이 제거된 부분에 지지부를 형성하는 공정과, 상기 희생막과 상기 지지부의 상부에 멤브레인을 형성하는 공정과, 상기 멤브레인과 지지부의 일부를 순차적으로 제거하여 상기 패드가 노출되는 개구를 형성하고, 상기 개구에 플러그를 형성하는 공정과, 상기 멤브레인 상부에 상기 플러그와 전기적으로 연결되도록 신호전극을 형성하는 공정과, 상기 신호전극 상부에 변형부를 형성하는 공정과, 상기 희생막이 노출되게 일측단이 상기 지지부의 일측단과 일치되도록 상기 변형부부터 멤브레인까지 제거하여 액츄에이터들을 분리하는 공정과, 상기 변형부를 소결하여 상변이 시키는 공정과, 상기 변형부에 반사막을 형성하는 공정과, 상기 반사막 상부와 화소 분리에 의해 노출되는 측면에 보호막을 형성하는 공정과, 상기 희생막과 상기 보호막을 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, 트랜지스터(도시되지 않음)가 매트릭스 형태로 내장되고, 상부에 트랜지스터와 2개씩 전기적으로 연결된 패드(33)를 갖는 구동기판(31)의 표면에 희생막(35)을 형성한다. 상기에서 희생막(35)을 Mo, C., Fe, Ni 또는 Al등의 금속물질, PSG(Phospho-Silicate Glass) 또는 다결정실리콘 등으로 1∼2㎛ 정도의 두께로 형성하는데, 금속물질로 형성할 때는 스퍼터링(sputtering)방법으로, PSG로 형성할 때는 스핀코팅(strain coating) 또는 CVD방법으로, 다결정실리콘으로 형성할 때는 화학기상침적(Chemical Vapor Deposition) 법으로 형성한다. 그리고, 패드(33)가 형성된 부분의 희생막(35)을 통상의 포토리쏘그래피(photolithography)방법으로 제거하여 패드(33)와 주위의 구동기판(31)을 노출시킨다. 그 다음, 상술한 구조의 전 표면에 질화실리콘(Si3N4), 산화실리콘(SiO2) 또는 탄화실리콘등의 규화물을 스퍼터링 또는 CVD 방법 등에 의해 1∼2㎛ 정도의 두께로 침적한 후 포토리쏘그래피 방법에 의해 희생막(35) 상부에 침적된 것을 제거하여 지지부(37)를 형성한다. 상기에서 규화물은 CVD 방법으로 도포되며 지지부(37)는 구동기판(31)의 노출된 부분에 패드(33)를 에워싸도록 형성된다. 또한, 상기에서 규화물을 스퍼터링에 의해 침적한다면, 상기 희생막(35)을 식각할 때 마스크로 이용된 포토레지스터(도시되지 않음)을 제거하지 않고 지지부(37)를 리프트-오프(lift-off) 방법으로 형성할 수 있다.
제2도(b)를 참조하면, 상기 지지부(37)와 희생막(35)의 상부에 멤브레인(39)을 형성한다. 멤브레인(39)은 상기 지지부(37)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(33)들과 전기적으로 연결되는 플러그(plug:41)를 형성한다. 계속해서, 멤브레인(39)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(41)와 전기적으로 연결되도록 형성하여 플러그(41)에 의해 패드(33)와 신호전극(43)을 전기적으로 연결시킨다. 그 다음 신호전극(43)의 표면에 변형부(45)를 도포한다. 상기에서 변형부(45)는 BaTiO3, PZT(Pb(Zr, Ti)O3) 또는 PZLT(Pb, La)(Zr, Ti)O3)등의 세라믹을 Sol-Gel법, 스퍼터링 또는 CVD법 등에 의해 0.7∼2㎛ 정도의 두께로 도포하여 형성된다. 그리고, 변형부(45), 신호전극(43) 및 멤브레인(39)을 희생막(35)이 노출되도록 식각하여 액츄에이터들을 분리한다. 이때, 변형부(45)의 물질구조가 치밀하지 않으므로 쉽게 식각된다.
제2도(c)를 참조하면, 변형부(45)를 600-800℃ 정도의 온도로 소결하여 패로브스카이트(Perovskite)로 상 변이(phase transition)시킨다. 이때, 변형부(45), 신호전극(43) 및 멤브레인(39)은 이웃하는 액츄에이터의 변형부, 신호전극 및 멤브레인과 각기 분리되어 있으므로, 각각의 변형부(45)와 신호전극(43)의 접촉 면적이 작아진다. 그러므로, 상기에서 변형부(45)가 얇게 형성되므로 별도의 분극을 하지 않고도 구동시 인가되는 화상신호에 의해 분극되도록 한다. 그 다음, 변형부(45)상부에 반사막(47)을 형성한다. 반사막(47)은 은(Ag) 또는 알루미늄(Al) 등의 반사특성 및 전기특성이 좋은 물질을 스퍼터링(sputtering) 또는 진공증착등의 방법에 의해 500∼1000Å 정도의 두께로 형성한다. 그리고, 상기 반사막(47)의 상부와 액츄에이터를 분리에 의해 나타내어진 변형부(45) 및 멤브레인(41)등의 측면들을 산화실리콘이나 질화실리콘 같은 물질로 도포하여 보호막(49)을 형성한다.
제2도(d)를 참조하면, 희생막((35)을 불산(HF)등의 식각 용액으로 제거하고 보호막(49)은 변형부(45)등이 식각되는 것을 방지한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 신호전극의 상부에 변형부를 형성하고 액츄에이터들을 분리한 후, 상기 변형부를 소결한다.
따라서, 본 발명은 변형부를 소결할 때 변형부와 신호전극이 각각의 액츄에이터별로 접촉되어 다른 열팽창계수에 의한 응력을 감소시키므로 균열의 발생을 최소화할 수 있으며, 또한, 변형부를 열처리하기 전에 액츄에이터들을 분리하므로 변형부의 식각이 용이한 잇점이 있다.
Claims (2)
- 트랜지스터들이 매트릭스 상태로 형성되고 표면에 상기 트랜지스터들과 전기적으로 연결된 패드들이 형성된 구동기판상부에 희생막을 형성하는 공정과, 상기 패드들이 노출되도록 희생막의 일부를 제거하고, 상기 희생막이 제거된 부분에 지지부를 형성하는 공정과, 상기 희생막과 상기 지지부의 상부에 멤브레인을 형성하는 공정과, 상기 멤브레인과 지지부의 일부를 순차적으로 제거하여 상기 패드가 노출되는 개구를 형성하고, 상기 개구에 플러그를 형성하는 공정과, 상기 멤브레인 상부에 상기 플러그와 전기적으로 연결되도록 신호전극을 형성하는 공정과, 상기 신호전극 상부에 변형부를 형성하는 동정과, 상기 희생막이 노출되게 일측단이 상기 지지부의 일측단과 일치되도록 상기 변형부부터 멤브레인까지 제거하여 액츄에이터들을 분리하는 공정과, 상기 변형부를 소결하여 상변이 시키는 공정과, 상기 변형부에 반사막을 형성하는 공정과, 상기 반사막 상부와 화소 분리에 의해 노출되는 측면에 보호막을 형성하는 공정과, 상기 희생막과 상기 보호막을 제거하는 공정을 구비하는 광로조절장치의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 변형부를 소결하여 패로브스카이트(Perovskite) 상으로 상 변이(phase transition)시키는 광로조절장치의 제조방법.
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