KR100209399B1 - 광로조절장치의 제조방법 - Google Patents

광로조절장치의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광로조절장치의 제조방법에 관한 것으로서, 트랜지스터들이 매트릭스 형태로 내장된 구동기판의 상부에 희생막을 형성한 후, 상기 트랜지스터가 형성된 구동기판의 일부분이 노출되도록 상기 희생막을 패터닝하는 공정과, 상기 희생막 및 상기 희생막의 패터닝으로 노출된 구동기판의 상부에 멤브레인을 형성하는 공정과, 상기 트랜지스터의 상측에 형성된 멤브레인이 노출되도록 상기 멤브레인의 상부에 신호전극을 형성하는 공정과, 상기 신호전극의 상부에 변형부 및 반사막을 형성하는 공정과, 상기 멤브레인의 노출된 부분에 상기 트랜지스터를 노출시키는 개구를 형성하고, 상기 개구에 상기 트랜지스터의 드레인영역과 접촉되는 플러그를 형성하는 공정과, 상기 플러그와 신호전극을 전기적으로 연결하는 드레인전극을 형성하는 공정과, 상기 희생막을 제거하는 공정을 구비한다. 따라서, 본 발명은 변형부를 형성한 후에 플러그와 드레인전극을 형성하므로 열처리시 고온공정에 의해 발생되는 구동기판의 열화를 방지할 수 있다.

Description

광로조절장치의 제조방법
제1도(a) 내지(c)는 종래 기술에 따른 광로조절장치의 제조공정도,
제2도(a) 내지(d)는 본 발명에 따른 광로조절장치의 제조공정도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
31 : 구동기판 33 : 희생막
35 : 멤브레인 37 : 신호전극
39 : 변형부 41 : 반사막
43 : 플러그 45 : 드레인전극
47 : 보호막 50 : 액츄에이터
본 발명은 투사형 화상표시기에 이용되는 광로조절장치의 제조방법에 관한 것으로서, 특히, 변형부를 소결하는 고온공정으로 인한 구동기판의 손상을 방지할 수 있는 광로조절장치의 제조방법에 관한 것이다.
화상표시장치는 표시방법에 따라 직시형 화상표시장치와 투사형 화상표시장치로 구분된다.
직시형 화상표시장치는 CRT(Cathode Ray Tube)등이 있는데, 이러한 CRT는 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 LCD 라 칭함)등이 있는데, 이러한 대화면 LCD 의 박형화가 가능하여 중량을 작게 할 수 있다. 그러나, 이러한 LCD 는 편광판에 의한 광손실이 크고 LCD 를 구동하기 위한 박막트랜지스터가 화소마다 형성되어 있어 개구율(광의 투과면적)을 높이는데 한계가 있으므로 광의 효율이 매우 낮다.
그러한 LCD의 단점을 개선하기 위해서 액츄에이티드 미러 어레이(Actuated Mirror Array; 이하 AMA 라 칭함)를 이용한 투사형 화상표시장치가 개발되었다.
AMA을 이용한 투사형 화상표시장치는 1차원 AMA 를 이용하는 것과 2차원 AMA 를 이용하는 것으로 구별된다. 1차원 AMA 는 거울면들이 M ×1 어레이로 배열되고 있다. 따라서, 1차원 AMA 를 이용하는 투사형 화상표시장치는 주사거울을 이용하여 M ×1개의 광속들을 선주사시키고, 2차원 AMA 를 이용하는 투사형 화상 표시장치는 M ×N개의 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(photolitho-graphy)방법으로 제거하여 패드(13)들과 주위의 구동기판(11)을 노출시킨다. 이 때, 희생막(15)의 측면을 경사지게 형성한다. 그 다음, 상술한 구조의 전 표면에 산화실리콘(SiO2), 또는, 질화시리콘(Si3N4) 등의 규화물을 침적하여 멤브레인(17)을 형성한다. 그 다음, 패드(13)들 상부 소정부분의 멤브레인(17)을 제거하여 홈을 형성하고, 이 홈의 내부에 전도성금속을 채워 패드(13)들과 전기적으로 연결되는 플러그(plug:19)을 형성한다.
제1도(b)를 참조하면, 멤브레인(19)의 상부에 신호전극(21), 변형부(23) 및 반사막(25)을 순차적으로 도포하여 형성한다. 상기에서, 신호전극(23)을 백금(Pt) 또는 백금/티타늄(Pt/Ti)을 스퍼터링(sputtering) 또는 진공증착 등에 의해 멤브레인(19)의 표면에 도포하여 플러그(19)와 전기적으로 연결되도록 형성되어 패드(13)와 전기적으로 연결시킨다. 또한, 변형부(23)는 압전세라믹 또는 전왜 세라믹을 도포하고 고온에서 소결함으로써 형성된다. 상기에서 변형부(23)가 얇게 형성되므로 별도의 분극을 하지 않고도 구동시 인가되는 화상신호에 의해 분극된다. 반사막(25)을 반사특성 뿐만 아니라 전기전도도가 좋은 금속으로 형성한다. 그러므로, 반사막(25)은 바이어스전극으로도 사용될 수 있어 별도의 바이어스전극을 형성하지 않는다. 그 다음, 반사막(25)부터 멤브레인(17)까지 구동기판(11) 및 희생막(15)이 노출되도록 소정부분을 레이저에 의한 절단이나 포토리쏘그래피 방법으로 제거하여 각각의 액츄에이터(29)를 분리한다. 그리고, 분리된 액츄에이터(29)의 노출된 표면에 보호막(27)을 도포한다.
제1도(c)를 참조하면, 상기 희생막(15)을 습식식각방법으로 제거한다. 이때, 보호막(27)은 액츄에이터(29)의 각 층들(17)(21)(23)(25)이 식각되는 것을 방지한다.
그리고, 보호막(27)을 습식식각 방법으로 제거한다.
그러나, 상술한 종래의 광로조절장치의 제조방법은 변형부를 고온에서 소결하여야 하므로 구동기판의 배선이 열화되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 변형부의 소결에 의해 구동기판이 손상되는 것을 방지할 수 있는 광로조절장치의 제조방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광로조절장치 제조방법은, 트랜지스터들이 매트릭스 형태로 내장된 구동기판의 상부에 희생막을 형성한 후, 상기 트랜지스터가 형성된 구동기판의 일부분이 노출되도록 상기 희생막을 패터닝하는 공정과, 상기 희생막 및 상기 희생막의 패터닝으로 노출된 구동기판의 상부에 멤브레인을 형성하는 공정과, 상기 트랜지스터의 상측에 형성된 멤브레인이 노출되도록 상기 멤브레인의 상부에 신호전극을 형성하는 공정과, 상기 신호전극의 상부에 변형부 및 반사막을 형성하는 공정과, 상기 멤브레인의 노출된 부분에 상기 트랜지스터를 노출시키는 개구를 형성하고, 상기 개구에 상기 트랜지스터의 드레인영역과 접촉되는 플러그를 형성하는 공정과, 상기 플러그와 신호전극을 전기적으로 연결하는 드레인전극을 형성하는 공정과, 상기 희생막을 제거하는 공정을 구비한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
제2도(a) 내지(d)는 본 발명에 따른 광로조절장치의 제조공정도이다.
제2도(a)를 참조하면, 트랜지스터(도시되지 않음)가 매트릭스 형태로 내장된 구동기판(31)의 표면에 희생막(33)을 형성한다. 상기에서 희생막(33)을 Mo, Cu, Fe, Ni등의 금속 물질 또는 PSG(Phospho-Silicate Glass) 등으로 1∼2㎛ 정도 두께로 형성하는 데, 금속물질로 형성할 때에는 스퍼터링(sputtering) 방법으로, PSG로 형성할 때는 스핀코팅(spin coating) 또는 화학기상침적(Chemical Vapor Deposition : 이하 CVD라 칭함) 법으로, 다결정실리콘으로 형성할 때는 CVD법으로 형성한다.
그리고, 트랜지스터가 형성된 소정부분의 희생막(33)을 통상의 포토리쏘그래피(photolithography)방법으로 제거하여 구동기판(31)을 노출시킨다. 이때, 희생막(33)의 측면을 경시지게 형성한다. 그 다음, 상술한 구조의 전 표면에 멤브레인(35)을 형성한다. 멤브레인(35)은 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(Si3N4) 등의 규화물을 스퍼터링 또는 CVD법에 의해 0.7∼2㎛ 정도의 두께로 침적하여 형성한다. 그 다음, 멤브레인(35)의 표면에 백금(Pt) 또는 백금/티타늄(Pt/Ti) 등을 진공증착 또는 스퍼터링 등의 방법으로 500∼2000Å 정도의 두께로 도포한 후 희생막(33)과 중첩되는 부분을 포함하는 소정부분을 제외한 나머지 부분을 제거하여 신호전극(37)을 형성한다. 또한, 신호전극(37)을 리프트-오프(lift-off)방법으로도 형성할 수 있다.
제2도(b)를 참조하면, 멤브레인(35) 상부의 소정부분에 변형부(39) 및 반사막(41)을 형성한다. 상기에서 변형부(39)는 BaTiO3, PZT(Pb(Zr, Ti)O3) 또는 PLZT(Pb, La)(Zr, Ti)O3등의 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(39)를 소결하여 페로브스카이트(Perovskite)로 상 변이(phase transition)시킨다. 상기에서 변형부(45)가 얇게 형성되므로 별도의 분극을 하지 않고도 구동시 인가되는 화상신호에 의해 분극되도록 한다. 그 다음, 변형부(39)의 상부에 은(Ag) 또는 알루미늄 등의 반사특성 및 전기적 특성이 좋은 물질을 스퍼터링(sputtering) 또는 진공 증착하여 500∼1000Å 정도의 두께를 갖는 반사막(41)을 형성한다. 그러므로, 반사막(41)은 바이어스전극으로도 사용될 수 있어 별도의 바이어스전극을 형성하지 않는다. 계속해서, 통상의 포토리쏘그래퍼 방법에 의해 반사막(41) 및 변형부(39)를 패터닝(patterning)하여 화소를 분리한다. 이때, 희생막(33)과 중첩되지 않는 멤브레인(35) 상부에서 신호전극(37)이 노출되도록 한다. 또한, 상기에서 반사막(41)을 신호전극(37)과 동일하게 리프트-오프 방법으로도 형성할 수 있다.
제2도(c)를 참조하면, 멤브레인(35)의 소정부분을 제거하여 트랜지스터의 드레인영역(도시되지 않음)을 노출시키는 홈을 형성한다. 그리고, 홈 내부에 알루미늄이나, 팅스텐(W) 또는 티타늄(Ti) 등의 고융점금속 등의 전도성금속을 채워 상기 드레인영역과 전기적으로 연결되는 플러그(plug: 43)를 형성한다. 그리고, 구동기판(31)을 통해 외부회로(도시되지 않음)로 부터 입력되는 화상신호가 플러그(43)를 통해 신호전극(37)으로 전달되도록 플러그(43)와 신호전극(37)을 전기적으로 연결하는 드레인전극(45)을 알루미늄으로 형성한다. 그 다음, 전술한 구조의 전 표면에 산화실리콘 또는 질화실리콘 등을 도포한 후 희생막(33)을 노출시켜 보호막(47)을 형성한다.
제2도(d)를 참조하면, 구동기판(31) 상의 소정부분에 형성된 멤브레인(35)을 제거하여 액츄에이터(actuator:50)를 한정한다. 그리고, 희생막(35)을 불산(HF) 등의 식각용액으로 제거한다 이때, 보호막(47)은 액츄에이터(50)의 변형부(39) 및 반사막(41)에 에칭용액이 접촉되지 않도록하여 손상되는 것을 방지한다. 그리고, 보호막(47)을 습식식각 방법으로 제거한다.
따라서, 본 발명은 변형부를 소결한 후에 플러그와 드레인 전극을 형성하므로 소결시 고온공정에 의해 발생되는 주동기판의 열화를 방지할 수 있는 잇점이 있다.

Claims (3)

  1. 트랜지스터들이 매트릭스 형태로 내장된 구동기판의 상부에 희생막을 형성한 후, 상기 트랜지스터가 형성된 구동기판의 일부분이 노출되도록 상기 희생막을 패터텅하는 공정과, 상기 희생막 및 상기 희생막의 패터닝으로 노출된 구동기판의 상부에 멤브레인을 형성하는 공정과, 상기 트랜지스터의 상측에 형성된 멤브레인이 노출되도록 상기 멤브레인의 상부에 신호전극을 형성하는 공정과, 상기 신호전극의 상부에 변형부 및 반사막을 형성하는 공정과, 상기 멤브레인의 노출된 부분에 상기 트랜지스터를 노출시키는 개구를 형성하고, 상기 개구에 상기 트랜지스터의 드레인영역과 접촉되는 플러그를 형성하는 공정과, 상기 플러그와 신호전극을 전기적으로 연결하는 드레인전극을 형성하는 공정과, 상기 희생막을 제거하는 공정을 구비하는 광로조절장치의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 플러그를 알루미늄이나 고융점금속으로 형성하는 광로조절장치의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 드레인전극을 알루미늄으로 형성하는 광로조절장치의 제조방법.
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