KR100212562B1 - 광로 조절 장치용 액츄에이터의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 능동 소자가 매트릭스 구조로 형성된 구동 기판상에 미러 어레이를 고온 분위기하에서 형성시킬 때 능동 소자와 미러 어레이의 액츄에이터를 구성하는 하부 전극를 전기적으로 연결시키기 위한 메탈 콘택층이 손상받는 것을 방지시키기 위한 광로 조절 장치용 액츄에이터의 제조 방법에 관한 것으로서, 복수개의 능동 소자가 매트릭스 구조로 형성되고 평탄한 표면 상태로 제공된 구동 기판(210)상에 인이 함유된 실리콘 산화물(PSG)을 적층하여 희생층을 형성한 후 상기 희생층(211)을 패터닝하는 단계; 상기 희생층(211)상에 미세 패턴 형성 공정에 의하여 멤브레인(231), 하부 전극(232), 변형부(233), 및 상부 전극(234)을 순차적으로 적층시켜서 미러 어레이(230)를 형성시키는 단계; 상기 미러 어레이(230)를 픽셀 단위로 식각하여 복수 개의 액츄에이터(230')를 형성하는 단계; 상기 액츄에이터(230')상에 포토 레지스트(PR)를 도포하여 감광층(240)을 형성한 후 패터닝하는 단계; 상기 감광층(240)의 패턴을 통하여 부분적으로 노출된 상기 액츄에이터(230')에 콘택홀(A)을 형성시키는 단계; 상기 액츄에이터(230')의 콘택홀(A)에 메탈 콘택층(250)을 형성시키는 단계와, 상기 감광층(240)을 제거하여서 상기 메탈 콘택층(250)을 노출시키는 단계와, 상기 메탈 콘택층(250)에 대한 패시베이션층(260)을 형성시키는 단계; 상기 패시베이션층(260)을 부분적으로 식각시켜서 상기 희생층(211)의 일부를 노출시키는 단계; 및 상기 희생층(211)을 제거하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 광로 조절 장치용 액츄에이터의 제조 방법을 제공함으로써, 메탈 콘택층이 고온 분위기하에서 손상받는 것을 방지시켜서 광로 조절 장치의 신뢰성 및 성능을 향상시킨다.

Description

광로 조절 장치용 액츄에이터의 제조 방법
제1도는 일반적인 광로 조절 장치용 액츄에이터를 도시한 단면도.
제2(a)도 내지 제2(h)도는 본 발명에 따른 광로 조절 장치용 액츄에이터의 제조 방법을 도시한 단면도.
제3도는 본 발명에 따라서 제조된 광로 조절 장치용 액츄에이터를 개략적으로 도시한 평면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
210 : 구동 기판 211 : 희생층
230 : 미러 어레이 230' : 액츄에이터
240 : 감광층 250 : 메탈 콘택층
251 : 메탈 라인 260 : 패시베이션층
261 : 홀
본 발명은 투사형 화상 표시 장치인 광로 조절 장치를 구성하는 액츄에이터의 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 미러 어레이를 형성시키기 위한 고온 분위기하에서 액티브 매트릭스와 미러 어레이를 전기적으로 연결시키기 위한 메탈 콘택층이 손상받는 것을 방지시키기 위한 광로 조절 장치용 액츄에이터의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 화상 표시 장치로 사용되는 평판 디스플레이 장치(FPD)는 무게, 부피, 및 전력 소모가 큰 진공관(CRT)을 대체하기 위한 평판 표시 장치로서, 투사형 디스플레이와 직시형 디스플레이로 구분되며 또한 이러한 디스플레이 장치는 PDP, EL, LED, FED 등과 같이 전계에 의하여 전자를 방출하는 방출형 디스플레이 장치와 LCD, ECD, DMD, AMA, GLV 등과 같이 전자를 방출하지 않는 비방출형 디스플레이 장치로 구분된다.
이때, 상기 AMA(actuated mirror array; 이하, 미러 어레이라 칭함)는 신호 전극 및 공통 전극사이에 압전 재료가 개재되어 있는 캔틸레버 구조의 액츄에이터를 복수개 구비한 광로 조절 장치의 구동 소자로서 상기 신호 전극과 공통 전극사이에 전위차가 발생하는 경우에 상기 압전 재료가 압전 변형을 나타내고 이에 의해서 반사면으로 작용하는 공통 전극이 구동되며 그 결과 광원으로부터 방사되는 백색광을 스크린상에 반사시키는 작용을 나타낸다.
한편, 상기 미러 어레이는 전자-광학적 비선형 특성을 향상시키기 위하여 MOS 디바이스와 같은 복수개의 능동 소자가 능동 행렬 구동 방식(active matrix addrssing)으로 구성된 액티브 매트릭스(active matrix)상에 반도체 집적 회로의 미세 패턴 형성 공정에 의하여 형성되고 액츄에이터를 구성하는 신호 전극은 상기 능동 소자와 전기적으로 연결된다.
제1도에 도시되어 있는 바와 같이, 반도체 집적 회로 제조 공정에 의하여 형성된 액츄에이터(130)는 복수개의 능동 소자로 구성된 액티브 매트릭스가 내장된 구동 기판(110)상에 캔틸레버 구조로 형성되어서 지지부로 작용하는 멤브레인(131)과, 상기 멤브레인(131)상에 순차적으로 형성된 하부 전극(132), 변형부(133) 및 상부 전극(134)으로 이루어져 있으며, 상기 하부 전극(132)은 상기 액티브 매트릭스를 구성하는 능동 소자(120)와 전기적으로 연결되어서 신호 전극으로 작용하는 반면에 상기 상부 전극(134)은 반사 특성이 양호한 공통 전극으로 작용한다.
따라서, 상기 능동 소자(120)를 통하여 상기 하부 전극(132)에 외부로부터의 전기적 신호가 인가되면 상기 하부 전극(132)과 상부 전극(134)사이의 전위차 발생에 의하여 상기 변형부(133)가 압전 변형을 나타내어서 캔틸레버 구조로 형성된 상기 액츄에이터(130)의 자유 단부가 구동하게 되며 그 결과 반사면으로 작용하는 상기 상부 전극(134)의 표면으로 입사된 광원의 백색광이 반사되어서 도시되어 있지 않은 스크린상에 화상을 표시하게 된다.
한편, 종래의 일실시예에 따르면, 구동가능한 액츄에이터를 형성시키기 위하여 반도체 집적 회로 제조의 미세 패턴 형성 공정에 의하여 MOS 디바이스와 같은 능동 소자가 형성되어 있는 상기 액티브 매트릭스상에 미러 어레이의 액츄에이터를 형성시키기 전에 상기 미러 어레이를 구성하는 액츄에이터(130)의 하부 전극(132)과 상기 액티브 매트릭스의 능동 소자(120)를 전기적으로 연결시키기 위하여 상기 액티브 매트릭스가 내장된 구동 기판(110)상에 전기적 접점 단자(140)를 형성시킨다.
이때, 상기 접점 단자(140)가 형성되어 있는 상기 구동 기판(110)상에 미러 어레이를 형성시키는 공정은 고온 분위기하에서 수행되므로 상기 접점 단자(140)는 고온 분위기하에서 손상을 받게 되며 또한 상기 액티브 매트릭스를 구성하는 능동 소자(120)도 고온 분위기하에서 손상을 받고 이에 의해서 광로 조절 장치의 성능을 저하시킨다는 문제점이 발생된다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소시키기 위하여 안출된 것으로 본 발명의 목적은 고온 분위기하에서 액티브 매트릭스가 내장된 구동 기판상에 미러 어레이를 형성시킬 때 상기 구동 기판상에 형성되고 액티브 매트릭스의 능동 소자와 미러 어레이를 구성하는 액츄에이터의 하부 전극을 전기적으로 연결시키기 위한 전기적 집점 단자가 손상받는 것을 방지시키기 위하여 먼저 평탄한 표면상태로 제공된 액티브 매트릭스에 미러 어레이를 구성하는 액츄에이터를 복수개 형성시킨 후 상기 미러 어레이의 각각의 액츄에이터에 콘택홀을 형성시키고 상기 콘택홀에 전기적 접점 단자를 형성시켜서 광로 조절 장치의 성능 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 광로 조절 장치용 액츄에이터의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 목적은 복수개의 능동 소자의 매트릭스 구조로 형성되고 평탄한 표면 상태로 제공된 구동 기판(210)상에 인이 함유된 실리콘 산화물(PSG)을 적층하여 희생층을 형성한 후 희생층(211)을 패터닝하는 단계; 상기 희생층(211)상에 미세 패턴 형성 공정에 의하여 멤브레인(231), 하부 전극(232), 변형부(233), 및 상부 전극(234)을 순차적으로 적층시켜서 미러 어레이(230)를 형성시키는 단계; 상기 미러 어레이(230)를 픽셀 단위로 식각하여 복수 개의 액츄에이터(230')를 형성하는 단계; 상기 액츄에이터(230')상에 포토 레지스트(PR)를 도포하여 감광층(240)을 형성한 후 패터닝하는 단계; 상기 감광층(240)의 패턴을 통하여 부분적으로 노출된 상기 액츄에이터(230')에 콘택홀(A)을 형성시키는 단계; 상기 액츄에이터(230')의 콘택홀(A)에 메탈 콘택층(250)을 형성시키는 단계와, 상기 감광층(240)을 제거하여서 상기 메탈 콘택층(250)을 노출시키는 단계와, 상기 메탈 콘택층(250)에 대한 패시베이션층(260)을 형성시키는 단계; 상기 패시베이션층(260)을 부분적으로 식각시켜서 상기 희생층(211)의 일부를 노출시키는 단계; 및 상기 희생층(211)을 제거하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 광로 조절 장치용 액츄에이터의 제조 방법에 의해서 달성된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 메탈 콘택층은 액티브 매트릭스를 구성하는 능동 소자와 액츄에이터의 하부 전극을 전기적으로 연결시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 메탈 콘택층의 형성시 감광층상에 형성된 메탈층은 상기 감광층의 제거시 리프트 오프되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 메탈 콘택층은 스퍼터링 증착 공정에 의하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 액티브 매트릭스를 구성하는 복수개의 능동 소자를 전기적으로 연결시키기 위한 메탈 라인은 상기 메탈 콘택층의 형성과 동시에 형성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
제2(a)도 내지 제2(h) 본 발명에 따른 광로 조절 장치용 액츄에이터의 제조 방법을 순차적으로 나타낸 단면도이고, 제3도는 본 발명에 따라서 제조된 액츄에이터를 개략적으로 도시한 평면도이다.
즉, 본 발명의 일실시예에 따른 광로 조절 장치용 액츄에이터의 제조 방법은 복수개의 능동 소자(도시되어 있지 않음)가 매트릭스 구조로 형성되고 평탄한 표면상태로 제공된 구동 기판(210)상에 인이 함유된 실리콘 산화물(PSG)을 증착시킴으로서 형성되는 희생층(211)을 소정 형상으로 패터닝시키는 단계와, 상기 희생층(211)상에 미세 패턴 형성 공정에 의하여 멤브레인(231), 하부 전극(232), 변형부(233), 및 상부 전극(234)을 순차적으로 적층시키서 미러 어레이(230)를 형성시키는 단계와, 상기 미러 어레이(230)를 식각시켜서 소정 형상으로 형성된 액츄에이터(230')를 복수개 형성시키는 단계와, 상기 액츄에이터(230')상에 포토 레지스트(PR)를 소정 두께로 도포시켜서 감광층(240)을 형성시키고 패터닝시키는 단계와, 상기 감광층(240)의 패턴을 통하여 부분적으로 노출된 상기 액츄에이터(230')에 콘택홀(A)을 형성시키는 단계와, 상기 액츄에이터(230')의 콘택홀(A)에 메탈 콘택층(250)을 형성시키는 단계와, 상기 감광층(240)을 제거하여서 상기 메탈 콘택층(250)을 노출시키는 단계와, 상기 메탈 콘택층(250)에 대한 패시베이션층(260)을 형성시키는 단계와, 상기 패시베이션층(260)을 부분적으로 식각시켜서 상기 구동 기판(210)상에 소정 형상으로 형성된 상기 희생층(211)의 일부를 노출시키는 단계와, 상기 희생층(211)을 제거하는 단계로 이루어진다.
즉, 제2(a)도에 도시되어 있는 바와같이, 반도체 집적 회로 제조의 미세 패턴 형성 공정에 의하여 MOS 디바이스와 같은 복수개의 능동 소자(도시되어 있지 않음)가 매트릭스 구조에 형성된 구동 기판(210)을 준비하며, 이러한 구동 기판(210)은 그의 상부 표면상에 순차적으로 형성되는 보호층 및 식각 스톱층(도시되어 있지 않음)에 의하여 상기 능동 소자에 의한 단차를 완화시킬 수 있도록 평탄한 표면 상태로 제공된다.
즉, 상기 보호층은 실리콘 기판상에 형성된 복수개의 능동 소자가 외부로부터 화학적 또는 물리적 손상을 받는 것을 방지시키기 위하여 저압 화학 기상 증착(LPCVD) 공정 또는 대기압 화학 기상 증착(APCVD) 공정에 의하여 인이 함유된 실리콘(PSG)을 소정 두께로 적층시킴으로서 형성된다.
또한 상기 보호층상에 형성되는 식각 스톱층은 상기 보호층이 이 후의 식각 공정에 의하여 식각 용액으로부터 화학적 손상을 받는 것을 방지시키기 위하여 형성되면 이러한 식각 스톱층은 식각 용액에 대한 내식성이 양호한 절연 물질을 저압 화학 기상 증착 공정(LPCVD) 또는 플라즈마 화학 기상 증착 공정(PECVD)에 의하여 소정 두께로 적층시킴으로서 평탄한 표면상태로 제공된다.
한편, 상기된 바와 같이 평탄한 표면 상태로 제공된 상기 식각 스톱층상에 인이 함유된 실리콘 산화물(PSG) 또는 다결정 실리콘과 같은 절연 물질을 스핀 온코팅 공정(spin-on coating)과 같은 물리 기상 증착 공정(PVD) 또는 화학 기상 증착 공정(CVD)에 의하여 소정 두께로 적층시킴으로서 절연층(211)을 형성시킨다.
이때, 상기 절연층(211)은 이 후의 공정에 의하여 형성되는 미러 어레이의 액츄에이터를 캔틸레버 구조로 형성시키기 위하여 작용되는 희생층(이하, 희생층이라 칭함)이며, 상기된 바와 같이 절연 물질로 이루어진 희생층(211)은 건식 식각 공정 또는 습각 식각 공정에 의하여 소정 형상의 패턴으로 형성되며 상기 희생층(211)의 패턴을 통하여 상기 식각 스톱층의 일부가 노출된다.
이 후에, 상기 희생층(211)상에 실리콘 질화물을 물리 기상 증착 공정 또는 화학 기상 증착 공정에 의하여 소정 두께로 적층시킴으로써 멤브레인(231)을 형성시키며, 상기 멤브레인(231)은 상기 희생층(211)의 단차에 의해 모폴러지를 구분한다.
즉, 상기 멤브레인(231)은 상기 희생층(211)상에 소정 두께로 적층되어 있을 뿐만 아니라 상기 희생층(211)의 패턴을 통하여 노출된 상기 식각 스톱층(도면을 간략하게 표시하기 위하여 구동 기판(210)으로 도시되어 있음)상에 소정 두께로 적층되어서 연속적으로 연결되어 있으므로 상기 희생층(211)의 단차에 의한 모폴러지를 구비한 구조로 유지된다.
이 후에, 상기 멤브레인(231)상에 스퍼터링 증착 공정과 같은 진공 증착 공정에 의하여 백금(Pt) 및 티타늄(Ti) 또는 이들중 하나의 원소와 같은 도전성 금속을 소정 두께로 증착시켜서 하부 전극(231)을 형성시킨다.
상기 하부 전극(231)은 이 후의 공정에 의하여 상기 구동 기판(210)에 내장된 복수개의 능동 소자와 전기적으로 연결되므로 상기 복수개의 능동 소자로부터 개별적으로 인가되는 전기적 신호에 의하여 상기 하부 전극(231)이 전기적으로 쇼트되는 것을 방지시키기 위하여, 상기 하부 전극(231)의 일부는 건식 식각 공정 또는 습식 식각 공정에 의하여 개별적인 능동 소자 단위로 제거되어서 이소 컷팅부를 형성시킨다.
이 후에, 상기 하부 전극(231)상에 졸-겔 공정(sol-gel) 또는 화학 기상 증착 공정에 의하여 Pb(Zr,Ti)O3또는 (Pb,La)(Zr,Ti)O3조성의 압전 세라믹 또는 Pb(Mg,Nb)O3조성의 전왜 세라믹을 소정 두께로 증착시켜서 변형부(233)를 형성시킨다.
여기에서, 상기 변형부(233)를 구성하는 세라믹 재료와 동일한 재료 즉 압전세라믹 또는 전왜 세라믹으로 이루어지고 소정 두께의 부피를 갖는 물질이 외부에서 인가되는 전위차에 의하여 압전 특성을 나타낼 수 있기 위하여 상기 물질은 분극처리되는 것이 필요하게 되지만 본 발명에 따른 변형부(233)의 적층 두께는 박막으로 유지되어 있으므로, 상기 변형부(233)는 별도의 분극 처리없이 외부로부터 인가되는 전기적 신호에 의하여 양호한 압전 특성을 나타내게 된다.
또한, 상기 변형부(233)상에 상기된 바와 같은 물리 기상 증착 공정에 의하여 전기 전도도 및 반사 특성이 양호한 알루미늄 또는 백금 및 티타늄과 같은 금속을 소정 두께로 증착시킴으로서 상부 전극(234)을 형성시킨다.
이때, 상기 상부 전극(234)은 이 후의 공정에 의하여 형성되는 액츄에이터의 공통 전극으로서 작용할 수 있도록 상기 변형부(233)상에 연속적으로 형성되어 있으며 또한 광로 조절 장치의 반사 성능을 향상시키기 위하여 상기된 바와 같이 양호한 반사면으로 작용할 수 있도록 평탄한 표면 상태를 제공한다.
따라서, 상기된 바와같이 증착 공정에 의하여 소정 형상의 희생층(211)의 형성된 상기 구동 기판(210)상에는 순차적으로 적층되어 있는 멤브레인(231), 하부 전극(232), 변형부(233) 및 상부 전극(234)으로 이루어진 미러 어레이(230)가 형성된다.
한편, 제2(b)도에 도시되어 있는 바와 같이, 순차적으로 적층된 복수개의 층으로 이루어진 상기 미러 어레이(230)는 소정 형상의 패턴이 형성된 마스크(도시되어 있지 않음) 또는 포토리쏘그래픽 공정에 의하여 소정 형상으로 형성된 포토 레지스트층(도시되어 있지 않음)을 사용하는 식각 공정에 의하여 소정 형상으로 패터닝되며 그 결과 복수개의 액츄에이터(230')가 형성된다.
즉, 상기 미러 어레이(230)를 구성하는 복수개의 층들은 건식 식각 공정 또는 습식 식각 공정에 의하여 상부 전극부터 멤브레인으로 순차적으로 식각되며 그 결과 상기 미러 어레이(230)는 패터닝되어서 소정 형상의 액츄에이터(230')를 형성시키고 상기 미러 어레이(230)의 패턴을 통하여 상기 구동 기판(210)상에 소정 형상으로 형성된 희생층(211)의 일부를 노출시킨다.
이때, 제2(c)도를 참조하면, 미러 어레이(230)가 패터닝되어서 복수개의 액츄에이터(230')가 형성된 상기 구동 기판(210)상에 포토 레지스트(PR)를 스핀 코팅 공정에 의하여 소정 두께로 도포시켜서 감광층(240)을 형성시킨다.
여기에서, 상기 감광층(240)은 이 후의 식각 공정을 수행하기 위한 마스크로서 작용하는 반면에 상기 미러 어레이(230)의 상부 전극(234) 즉 상기 액츄에이터(230')의 상부 전극(234)상에 소정 두께로 도포되어서 상기 상부 전극(234)이 화학적으로 손상받는 것을 방지시키는 작용도 나타낸다.
이 후에, 제2(d)도에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 감광층(240)을 노광 및 현상시킴으로서 소정 형상으로 패터닝시키며 상기 감광층(240)의 패턴을 통하여 노출된 상기 액츄에이터(230')의 일부는 식각 공정에 의하여 제거되어서 콘택홀(A)을 형성시킨다.
이때, 상기 액츄에이터(230')에 형성되는 콘택홀(A)은 상기 구동 기판(210)상에 소정 형상으로 잔존하는 희생층(211)사이에 위치되며 바람직하게는 상기 구동 기판(210)에 내장되어 있는 능동 소자를 노출시킬 수 있도록 위치된다.
따라서, 상기 콘택홀(A)은 상기된 바와 같이 식각 공정에 의하여 상기 액츄에이터(230')를 통하여 도시되어 있지 않은 상기 식각 스톱층 및 보호층을 관통하여 연장되어 있으며 그 결과 상기 구동 기판(210)에 내장되어 있는 능동 소자는 상기 콘택홀(A)을 통해서 외부에 노출된다.
상기 콘택홀(A)을 통하여 노출된 상기 능동 소자상에 전기 전도성이 양호한 금속을 스퍼터링 증착 공정과 같은 진공 증착 공정에 의하여 소정 두께로 증착시켜서 메탈 콘택층(250)을 형성시키며 이러한 메탈 콘택층(250)을 통하여 상기 능동 소자와 상기 액츄에이터(230')를 구성하는 하부 전극(232)은 전기적으로 연결되고 그 결과 상기 하부 전극(232)은 신호 전극으로 작동된다.
여기에서, 상기된 바와 같이 증착 공정에 의하여 형성되는 상기 메탈 콘택층(250)의 증착 두께는 제2(d)도에 도시된 바와 같이 상기 구동 기판(210)에 내장된 능동 소자의 상부 표면부터 상기 액츄에이터(230')의 하부 전극(232)의 상부 표면까지의 두께로 유지되는 것이 바람직하다.
비록 상기 메탈 콘택층(250)의 증착 두께는 상기 능동 소자의 상부 표면부터 상기 하부 전극(232)의 상부 표면까지의 두께 이상으로 유지시킬 수 있지만 상기 메탈 콘택층(250)을 통하여 상기 하부 전극(232)과 상기 상부 전극(234)이 전기적으로 쇼트되는 것이 방지될 수 있도록 상기 메탈 콘택층(250)의 증착 두께는 상기 능동 소자의 상부 표면부터 상기 변형부(233)의 상부 표면까지의 두께 미만으로 유지시켜야 한다.
한편, 상기된 바와 같이 액츄에이터(230')의 하부 전극(232)과 능동 소자를 전기적으로 연결시키기 위하여 상기 콘택홀(A)에 메탈 콘택층(250)을 형성시킬 때 이와 동시에 상기 구동 기판(210)에 내장된 복수개의 능동 소자들을 상호 전기적으로 연결시키기 위한 메탈 라인(251)이 형성된다.
이때, 제3도에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 메탈 라인(251)은 복수개의 층으로 이루어진 미러 어레이(230)를 패터닝시킴으로서 소정 형상으로 형성된 액츄에이터(230')의 측면을 따라서 연장되어 형성된다.
즉, 상기 메탈 라인(251)은 구동 기판(210)에 접촉되어 있는 상기 액츄에이터(230')의 지지부를 따라서 상기 미러 어레이(230)를 패터닝시킴으로서 노출되는 상기 구동 기판(210)상에 형성된다.
한편, 제2(e)도를 참조하면, 상기 액츄에이터(230')의 상부 전극(234)상에 소정 형상으로 잔존하여서 상기된 바와 같이 메탈 콘택층(250) 및 메탈 라인(251)을 형성시키기 위하여 마스크로서 사용된 상기 감광층(240)은 다음 공정의 수행을 위하여 제거되어야 한다.
즉, 상기 감광층(240)은 레지스트 스트리프 또는 아세톤과 같은 용액에 용해되어서 제거되며 이와 동시에 상기 메탈 콘택층(250) 및 메탈 라인(251)을 형성시킬 때 상기 감광층(240)상에 형성되어서 잔존하는 메탈층(250')은 리프트 오프(lift-off)된 상태로 제거되고 그 결과 액츄에이터(230')의 상부 전극(234)이 노출되고 또한 상기 미러 어레이(230)의 패턴을 통하여 상기 메탈층(250) 및 메탈 라인(251)이 노출된다.
한편, 제2(f)도에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 메탈 콘택층(250) 및 메탈 라인(251)이 외부에 노출되어서 화학적 또는 물리적으로 손상받는 것을 방지시키기 위하여 절연 물질을 화학 기상 증착 공정 또는 물리 기상 증착 공정에 의하여 상기 액츄에이터(230')의 상부 전극(234)상에 소정 두께로 적층시켜서 패시베이션층(260)을 형성시킨다.
이때, 상기 패시베이션층(260)은 상기 상부 전극(234)상에 소정 두께로 적층되어 있을 뿐만 아니라 상기 액츄에이터(230')에 형성된 콘택홀(A) 내부에 충진된 상태로 유지되어 있으며 또한 상기 패시베이션층(260)을 구성하는 절연 물질은 아몰퍼스 실리콘으로 이루어져 있으므로 상기 메탈 콘택층(250) 및 메탈 라인(251)은 외부로부터의 화학적 물리적 침해로부터 양호하게 보호된다.
여기에서, 제3도에는 비록 도면의 간략화를 위하여 상기 메탈 라인(251)에 대한 패시베이션층이 도시되어 있지 않지만 본 발명의 당업자는 이를 용이하게 이해할 수 있다.
이 후에, 제2(g)도에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 미러 어레이(230)를 패터닝시킴으로서 형성된 복수개의 액츄에이터(230')를 캔틸레버 구조로 형성시킬 수 있도록 소정 형상으로 구동 기판(210)상에 잔존하는 상기 희생층(211)을 제거하기 위하여 상기 패시베이션층(260)을 소정 형상으로 식각시켜서 상기 패시베이션층(260)에 소정 크기의 홀(261)을 형성시킨다.
이때, 상기 홀(261)은 상기 미러 어레이(230)를 복수개의 액츄에이터(230')로 형성시키기 위한 식각 공정의 수행 결과 형성된 식각 부분(I)에 위치되고 상기 구동 기판(210)상에 잔존하는 희생층(211)의 상부 표면까지 연장되어서 상기 희생층(211)을 제거하기 위한 이 후의 식각 공정시 식각 용액의 유동 통로로 작용한다.
한편, 상기 홀(261)의 선폭 크기로 상기된 바와 같이 식각 용액이 충분히 유동될 수 있을 정도로 유지되는 것이 바람직하지만 상기된 바와 같이 희생층(211)을 제거하기 위한 이 후의 식각 공정시 상기 액츄에이터(230')의 측면 부분이 상기 식각 용액에 의하여 화학적 손상을 받는 것을 방지시킬수 있도록 상기 식각 부분(I)의 선폭 크기보다 작게 유지시킨다.
따라서, 제2(h)도에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 액츄에이터(230')에 형성된 홀(261)을 통하여 B.O.E(buffered oxide etchant)와 같은 식각 용액을 주입시키면 상기 구동 기판(210)상에 소정 형상으로 잔존하는 상기 희생층(211)은 상기 식각 용액의 식각 작용에 의하여 제거되며 그 결과 상기 미러 어레이(230)를 식각시킴으로서 형성된 복수개의 액츄에이터(230')는 그의 일단부가 상기 식각 스톱층(도면의 간략화를 위하여 구동 기판(210)으로 도시됨)상에 지지되고 그의 타단부가 상기 식각 스톱층으로부터 소정 간격으로 이격되어 있는 캔틸레버 구조로 형성된다.
이 후에, 이온 밀링 공정과 같은 건식 식각 공정에 의하여 상기 액츄에이터(230')의 상부 전극(234)상에 소정 두께로 잔존하는 상기 패시베이션층(260)을 부분적으로 제거하여서 상기 상부 전극(234)을 노출시킨다.
따라서, 외부의 제어 시스템으로부터 구동 기판(210)에 내장되어 있는 능동 소자를 통하여 상기 액츄에이터(230')의 하부 전극(232)에 전기적 신호가 인가되면 상기 하부 전극(232)과 상기 상부 전극(234)사이에 소정 크기의 전위차가 발생되고 이러한 전위차 발생에 의한 상기 변형부(233)의 압전 변형을 나타내며 이에 의하여 복수개의 액츄에이터(230')가 개별적으로 구동하게 된다.
즉, 평탄한 표면 상태로 제공되고 반사면으로 작용하는 상기 상부 전극(234)의 표면으로 입사된 광원의 백색광은 상기 액츄에이터(230')의 구동에 의하여 변경된 광로를 따라 반사되어서 도시되어 있지 않은 스크린상에 화상을 표시하게 된다.
이상, 상기 내용은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명의 당업자는 청구 범위에 기재된 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따르면, 복수개의 능동 소자가 매트릭스 구조로 형성된 액티브 매트릭스상에 먼저 복수개 층으로 이루어진 미러 어레이를 형성시키고 패턴 형성 공정에 의하여 복수개의 액츄에이터를 형성시킨 후 액츄에이터의 하부 전극과 능동 소자를 전기적으로 연결시키기 위한 메탈 콘택층을 형성시킴으로서 미러 어레이를 형성시키기 위한 고온 분위기하에서의 메탈 콘택층의 손상을 방지시켜서 광로 조절 장치의 성능 및 신뢰도를 향상시킨다.

Claims (17)

  1. 복수개의 능동 소자가 매트릭스 구조로 형성되고 평탄한 표면 상태로 제공된 구동 기판(210)상에 인이 함유된 실리콘 산화물(PSG)을 적층하여 희생층을 형성한 후 상기 희생층(211)을 패터닝하는 단계; 상기 희생층(211)상에 미세 패턴 형성 공정에 의하여 멤브레인(231), 하부 전극(232), 변형부(233), 및 상부 전극(234)을 순차적으로 적층시켜서 미러 어레이(230)를 형성시키는 단계; 상기 미러 어레이(230)를 픽셀단위로 식각하여 복수개의 액츄에이터(230')를 형성하는 단계; 상기 액츄에이터(230')상에 포토 레지스트(PR)를 도포하여 감광층(240)을 형성한 후 패터닝하는 단계; 상기 감광층(240)의 패턴을 통하여 부분적으로 노출된 상기 액츄에이터(230')에 콘택홀(A)을 형성시키는 단계; 상기 액츄에이터(230')의 콘택홀(A)에 메탈 콘택층(250)을 형성시키는 단계와, 상기 감광층(240)을 제거하여서 상기 메탈 콘택층(250)을 노출시키는 단계와, 상기 메탈 콘택층(250)에 대한 패시베이션층(260)을 형성시키는 단계; 상기 패시베이션층(260)을 부분적으로 식각시켜서 상기 희생층(21)의 일부를 노출시키는 단계; 및 상기 희생층(211)을 제거하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 광로 조절 장치용 액츄에이터의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 콘택홀(A)은 상기 구동 기판(210)에 내장된 능동 소자가 노출되도록 상기 능동 소자의 상부 표면까지 연장되어서 위치되는 것을 특징으로 하는 광로 조절 장치용 액츄에이터의 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 메탈 콘택층(250)에 의하여 상기 구동 기판(210)에 내장된 능동 소자와 액츄에이터(230')의 하부 전극(232)은 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 광로 조절 장치용 액츄에이터의 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 메탈 콘택층(250)은 진공 증착 공정에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 광로 조절 장치용 액츄에이터의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 메탈 콘택층(250)은 스퍼터링 증착 공정에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 광로 조절 장치용 액츄에이터의 제조 방법.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 메탈 콘택층(250)의 적층 두께는 상기 능동 소자의 상부 표면부터 상기 변형부(233)의 상부 표면까지의 두께 미만으로 유지되는 것을 특징으로 하는 광로 조절 장치용 액츄에이터의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 메탈 콘택층(250)의 적층 두께는 상기 능동 소자의 상부 표면부터 상기 하부 전극의 상부 표면까지의 두께로 유지되는 것을 특징으로 하는 광로 조절 장치용 액츄에이터의 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 메탈 콘택층(250)의 형성과 동시에 상기 복수개의 능동 소자를 상호 전기적으로 연결시키기 위한 메탈 라인(251)이 형성되는 것을 특징으로 하는 광로 조절 장치용 액츄에이터의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 메탈 라인(251)은 상기 액츄에이터(230')의 측면을 따라서 연장되어 형성되는 것을 특징으로 하는 광로 조절 장치용 액츄에이터의 제조 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 메탈 콘택층(250)을 형성시킬 때 상기 감광층(240)상에 적층된 메탈층(250')은 상기 감광층(240)의 제거와 동시에 제거되는 것을 특징으로 하는 광로 조절 장치용 액츄에이터의 제조 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 패시베이션층(260)은 상기 메탈 콘택층(250) 뿐만 아니라 상기 액츄에이터(230')의 상부 전극(234)상에 소정 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 광로 조절 장치용 액츄에이터의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 패시베이션층(260)은 아몰퍼스 실리콘으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 광로 조절 장치용 액츄에이터의 제조 방법.
  13. 제1항에 있어서, 상기 패시베이션층(260)의 부분적인 식각에 의하여 홀(261)이 형성되는 것을 특징으로 하는 광로 조절 장치용 액츄에이터의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 홀(261)은 복수개의 액츄에이터(230')를 형성시키기 위하여 상기 미러 어레이(230)를 식각시키는 부분(I)에 위치되어 형성되는 것을 특징으로 하는 광로 조절 장치용 액츄에이터의 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 구동 기판(210)상에 소정 형상으로 잔존하는 희생층(211)의 일부는 상기 홀(261)을 통하여 노출되는 것을 특징으로 하는 광로 조절 장치용 액츄에이터의 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 홀(261)의 선폭 크기는 상기 미러 어레이(230)의 식각 부분(I)의 선폭 크기보다 작게 유지시켜서 상기 액츄에이터(230')의 측면을 식각 용액으로부터 보호하는 것을 특징으로 하는 광로 조절 장치용 액츄에이터의 제조 방법.
  17. 제1항에 있어서, 상기 희생층(211)을 제거함으로서 캔틸레버 구조로 형성된 액츄에이터(230')의 상부 전극(234)상에 잔존하는 패시베이션층(260)을 건식 식각 공정으로 제거하여 상기 상부 전극(234)을 노출시키는 것을 특징으로 하는 광로 조절 장치용 액츄에이터의 제조 방법.
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