KR100212564B1 - A fabrication method and actuator of the optical projection system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 능동 소자가 매트릭스 구조로 형성된 액티브 매트릭스상에 복수개의 층으로 구성된 미러 어레이를 소정 형상으로 패터닝시켜서 액츄에이터를 형성시킬 때 상부 전극과 하부 전극이 전기적으로 쇼트되는 것을 방지시키기 위한 광로 조절 장치용 액츄에이터 및 이의 제조 방법에 관한 것으로 액츄에이터의 제조 방법은 복수개의 능동 소자가 매트릭스 구조의 내장된 구동 기판상에 소정 형상의 희생층을 형성시키는 단계와, 상기 희생층상에 멤브레인, 하부 전극 및 제 1 변형부를 순차적으로 적층시키는 단계와, 상기 제 1 변형부 및 하부 전극을 소정 형상으로 패터닝시키는 단계와, 상기 제 1 변형부와 멤브레인의 상부에 제 2 변형부를 적층하는 단계와, 상기 제 2 변형부상에 상부 전극을 적층시키고, 상기 상부 전극, 제 2 변형부, 멤브레인 등을 패터닝시켜서 소정 형상의 액츄에이터를 형성시키는 단계와, 상기 액츄에이터의 패턴을 통하여 노출된 상기 희생층을 제거하여 상기 액츄에이터를 캔틸레버 구조로 형성시키는 단계로 이루어지며 이에 의하여 상부 전극과 하부 전극이 전기적으로 쇼트되는 것을 방지시킬 수 있고 또한 상부 전극의 표면적을 최대화시킴으로서 광반사 효율을 향상시킬 수 있다.The present invention relates to an optical path adjusting device for preventing the upper electrode and the lower electrode from being electrically shorted when the actuator is formed by patterning a mirror array composed of a plurality of layers on an active matrix formed of a matrix structure into a predetermined shape. Actuator and a method of manufacturing the same is a method of manufacturing an actuator comprising a plurality of active elements forming a sacrificial layer of a predetermined shape on the embedded drive substrate of the matrix structure, the membrane, the lower electrode and the first modification on the sacrificial layer Stacking the parts sequentially, patterning the first deformable part and the lower electrode into a predetermined shape, laminating a second deformed part on top of the first deformed part and the membrane, and on the second deformed part The upper electrode is stacked, and the upper electrode, the second deformable part, the membrane, and the like Patterning the actuator to form an actuator having a predetermined shape; and removing the sacrificial layer exposed through the pattern of the actuator to form the actuator in a cantilever structure, whereby the upper electrode and the lower electrode are electrically shorted. Can be prevented and light reflection efficiency can be improved by maximizing the surface area of the upper electrode.
Description
제1도 내지 제3도는 종래 실시예에 따라서 제작된 광로 조절 장치의 액츄에이터를 도시한 단면도.1 to 3 are cross-sectional views showing actuators of an optical path adjusting device manufactured in accordance with a conventional embodiment.
제4(a)도 내지 제4(e)도는 본 발명의 일실시예 따른 광로 조절 장치용 액츄에이터의 제조 방법을 순차적으로 도시한 단면도.4 (a) to 4 (e) are cross-sectional views sequentially showing a manufacturing method of the actuator for the optical path control device according to an embodiment of the present invention.
제5도는 MOS 디바이스가 내장되어 있는 구동 기판을 도시한 단면도.5 is a sectional view showing a driving substrate in which a MOS device is embedded.
제6도는 본 발명에 따른 광로 조절 장치용 액츄에이터를 도시한 단면도.6 is a cross-sectional view showing an actuator for the optical path control device according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
410 : 구동 기판 411 : 희생층410: driving substrate 411: sacrificial layer
420 : 액츄에이터 421 : 멤브레인420: actuator 421: membrane
422 : 하부 전극 423 : 변형부422: lower electrode 423: deformation portion
424 : 상부 전극424: upper electrode
본 발명은 투사형 화상 표시 장치로 사용되는 광로 조절 장치용 액츄에이터 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 상부 전극과 하부 전극의 전기적 쇼트를 방지시켜서 반사 효율 및 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 광로 조절 장치용 액츄에이터 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an actuator for an optical path adjusting device used as a projection image display device and a method for manufacturing the same, and more particularly, to an optical path adjusting device which can improve reflection efficiency and product reliability by preventing electrical short between the upper electrode and the lower electrode. It relates to an actuator and a method of manufacturing the same.
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.In general, a flat panel display (FPD), which is used as an image display device, is a flat panel display device for replacing a vacuum tube (CRT) having a high weight, volume, and power consumption, and is classified into a projection display and a direct view display. The device is classified into an emissive display device that emits electrons by an electric field such as PDP, EL, LED, FED, etc. and a non-emissive display device that does not emit electrons such as LCD, ECD, DMD, AMA, GLV.
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.In this case, the AMA (actuated mirror array) is a drive element of an optical path control device including a plurality of actuators of cantilever structure in which a piezoelectric material is interposed between the signal electrode and the common electrode. When a potential difference occurs between the piezoelectric materials, the piezoelectric material exhibits a piezoelectric deformation, thereby driving a common electrode acting as a reflecting surface, thereby reflecting the white light emitted from the light source on the screen.
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 직접 회로의 미세 패턴 형성 공정에 의하여 형성되고 액추에이터를 구성하는 신호 전극은 상기 능동 소자와 전기적으로 연결된다.On the other hand, the mirror array forms a fine pattern of a semiconductor integrated circuit on an active matrix in which a plurality of active elements such as MOS devices are formed by active matrix addrssing to improve electro-optical nonlinear characteristics. The signal electrode formed by the process and constituting the actuator is electrically connected to the active element.
즉, 제1도를 참조하면, 광로 조절 장치용 액츄에이터(120)는 능동 소자(도시되어 있지 않음)가 매트릭스 구조로 내장된 구동 기판(110)상에 캔틸레버 구조로 형성된 멤브레인(121)과 상기 멤브레인(121)상에 순차적으로 적층되어 있는 하부 전극(122), 변형부(123) 및 상부 전극(124)으로 이루어져 있다.That is, referring to FIG. 1, the actuator 120 for the optical path control device includes a membrane 121 and a membrane formed of a cantilever structure on a driving substrate 110 having an active element (not shown) embedded in a matrix structure. The lower electrode 122, the deformable part 123, and the upper electrode 124 are sequentially stacked on the 121.
이때, 상기 액츄에이터(120)의 캔틸레버 구조는 상기 구동 기판(110)상에 소정 형상으로 형성된 희생층(A)을 제거함으로서 형성되며 또한 상기 구동 기판(210)상에 형성된 멤브레인(121), 하부 전극(122), 변형부(123) 및 상부 전극(124)을 식각 공정에 의하여 부분적으로 제거(도면상에 가상선으로 표시됨)함으로서 상기 액츄에이터(120)는 소정 형상으로 형성된다.In this case, the cantilever structure of the actuator 120 is formed by removing the sacrificial layer A formed in a predetermined shape on the driving substrate 110 and the membrane 121 and the lower electrode formed on the driving substrate 210. The actuator 120 is formed in a predetermined shape by partially removing the 122, the deformable part 123, and the upper electrode 124 by an etching process (indicated by a virtual line on the drawing).
이때, 상기된 바와 같이, 상기 하부 전극(122)의 일부를 식각 공정 특히 건식 식각 공정에 의하여 제거할 때 발생되는 부산물이 완전히 제거되지 않고 상기 변형부(123)의 측면에 잔류하는 경우(도면 부호 122a 참조)에 상기 부산물에 의하여 상기 하부 전극(122)과 상부 전극(124)은 전기적으로 쇼트되며 그 결과 광로 조절 장치의 성능을 저하시키게 된다.At this time, as described above, when the by-product generated when removing a portion of the lower electrode 122 by the etching process, particularly dry etching process is not completely removed and remains on the side of the deformable portion 123 (drawing reference 122a), the lower electrode 122 and the upper electrode 124 are electrically shorted by the by-products, thereby degrading the performance of the optical path control device.
제2도에 도시되어 있는 바와 같이, 종래의 다른 실시예에 따르면, 구동 기판(210)상에 순차적으로 적층되어 있는 멤브레인(221), 하부 전극(222), 변형부(223) 및 상부 전극(224)을 식각 공정에 의하여 소정 형상의 액츄에이터(220)를 형성시킬 때, 상기 상부 전극(224)의 패턴 선폭 크기를 상기 변형부(223) 및 하부 전극(222)의 패턴 선폭 크기에 비하여 작게 유지시킴으로서 비록 상기 하부 전극(222)의 일부 식각에 의하여 부산물(222a)이 발생되어도 상기 부산물(222a)에 의하여 상기 상부 전극(224)과 하부 전극(222)이 전기적으로 쇼트되는 것을 방지시킨다.As shown in FIG. 2, according to another exemplary embodiment, the membrane 221, the lower electrode 222, the deformable portion 223, and the upper electrode (sequentially stacked on the driving substrate 210) may be formed. When forming the actuator 220 having a predetermined shape by the etching process, the pattern line width of the upper electrode 224 is kept smaller than the pattern line width of the deformable portion 223 and the lower electrode 222. By preventing the by-product 222a from electrically shorting the upper electrode 224 and the lower electrode 222 even if the by-product 222a is generated by the partial etching of the lower electrode 222.
그러나, 상기된 바와 같이, 상부 전극(224)의 패턴 선폭 크기를 상대적으로 작게 유지시킴으로서 상부 전극(224)과 하부 전극(222)이 쇼트되는 것을 방지시킬 수 있지만 상기 상부 전극(224)의 표면적을 감소시킴으로서 광로 조절 장치의 광반사 효율을 저하시킨다는 문제점이 야기된다.However, as described above, by keeping the pattern line width of the upper electrode 224 relatively small, it is possible to prevent the upper electrode 224 and the lower electrode 222 from shorting, but to reduce the surface area of the upper electrode 224. Reducing causes a problem of lowering the light reflection efficiency of the optical path control apparatus.
또한, 제3도를 참조하면, 종래의 다른 실시예에 따른 광로 조절 장치용 액츄에이터(320)는 구동 기판(310)상에 캔틸레버 구조로 형성된 멤브레인(321)과 상기 멤브레인(321)상에 순차적으로 적층된 하부 전극(322), 변형부(323) 및 상부 전극(324)으로 이루어져 있고 상기 하부 전극(322)을 식각시킬 때 발생되는 부산물에 의하여 상기 상부 전극(324)과 하부 전극(322)이 전기적으로 쇼트되는 것을 방지시키고 상부 전극(324)에 의한 광반사 효율을 향상시키기 위하여 상기 하부 전극(322)의 측벽 및 변형부(323)의 측벽에 형성된 절연층(330)을 부가적으로 포함하고 있다.In addition, referring to FIG. 3, an actuator 320 for an optical path control apparatus according to another exemplary embodiment of the present invention may be sequentially formed on the membrane 321 and the membrane 321 having a cantilever structure on the driving substrate 310. The upper electrode 324 and the lower electrode 322 are formed of a stacked lower electrode 322, a deformable portion 323, and an upper electrode 324, and are generated by etching the lower electrode 322. And additionally including an insulating layer 330 formed on the sidewall of the lower electrode 322 and the sidewall of the deformable portion 323 to prevent electrical short and improve light reflection efficiency by the upper electrode 324. have.
즉, 상기 절연층(330)은 상기 구동 기판(310)상에 멤브레인(321), 하부 전극(322) 및 변형부(323)를 순차적으로 적층시킨 후 상기 변형부(323) 및 하부 전극(322)을 순차적으로 식각시키며 이 후에 상기 변형부(323)의 패턴을 통하여 노출된 상기 구동 기판(310)상에 절연 물질을 소정 두께로 도포시키고 식각시켜서 상기 변형부(323)의 일부를 노출시키도록 형성된다.That is, the insulating layer 330 sequentially stacks the membrane 321, the lower electrode 322, and the deformable portion 323 on the driving substrate 310, and then deforms the 323 and the lower electrode 322. ) Is sequentially etched and then a portion of the deformable portion 323 is exposed by applying and etching an insulating material to a predetermined thickness on the driving substrate 310 exposed through the pattern of the deformable portion 323. Is formed.
이때, 상기 변형부(323)상에 형성되는 상부 전극(324)은 상기 변형부(323)의 측벽으로부터 연장되어서 상기 변형부(323)의 상부 표면상에 일부 형성된 상기 절연층(330)의 단차에 의하여 소정 크기의 만곡부(I)를 갖는 토폴러지를 구비하게 되며 상기 상부 전극(324)의 표면으로부터 백색광을 반사시킬 때 이러한 만곡부(I)에 의해서 난반사가 발생된다.In this case, the upper electrode 324 formed on the deformable portion 323 extends from the sidewall of the deformable portion 323 so that the step of the insulating layer 330 partially formed on the upper surface of the deformable portion 323. It is provided with a topology having a curved portion (I) of a predetermined size by the reflection is generated by the curved portion (I) when reflecting white light from the surface of the upper electrode 324.
또한, 외부로부터 인가되는 전기적 신호에 의한 상기 변형부(323)의 압전 변형이 일정하게 수행되도록 상기 상부 전극(324)과 하부 전극(322)사이의 간격(T1)은 일정하게 유지되어야 하지만 상기된 바와 같이 상기 변형부(323)의 표면으로 일부가 연장되어 있는 상기 절연층(330)에 의하여 상기 상부 전극(324)과 하부 전극(322)사이의 간격은 일정하게 유지되지 못하고 상이한 크기(T1,T2)를 구비하게 된다.In addition, the interval T 1 between the upper electrode 324 and the lower electrode 322 should be kept constant so that the piezoelectric deformation of the deformation part 323 by the electrical signal applied from the outside is constantly performed. As described above, the gap between the upper electrode 324 and the lower electrode 322 is not kept constant by the insulating layer 330 which is partially extended to the surface of the deformable portion 323. 1 , T 2 ).
따라서, 외부로부터 일정한 크기의 전압이 상기 하부 전극(322)에 인가되어도 상기 상부 전극(324)과 하부 전극(322)사이의 상이한 간격 크기(T1,T2)에 의하여 상기 변형부(323)를 분극시키기 위한 전압은 상이한 크기로 제공되며 또한 상기 변형부(323)를 구성하는 압전 재료의 유전율과 상기 절연 물질의 유전율이 상이함으로 인하여 상기 변형부(323)의 변위량이 비효율적으로 나타날 뿐만 아니라 응력 불균일에 의하여 상기 변형부(323)의 구동중에 크랙이 발생되는 문제점이 야기된다.Therefore, even when a voltage having a constant magnitude is applied to the lower electrode 322 from the outside, the deformation part 323 is caused by different gap sizes T 1 and T 2 between the upper electrode 324 and the lower electrode 322. The voltage for polarizing is provided in a different size, and the displacement of the deformation portion 323 is not only inefficient because of the difference in dielectric constant of the piezoelectric material constituting the deformation portion 323 and the insulating material, but also stress. Unevenness causes a problem in which cracks are generated during operation of the deformable portion 323.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소시키기 위하여 안출된 것으로 본 발명의 목적은 복수개의 능동 소자가 매트릭스 구조로 형성된 구동 기판상에 순차적으로 적층된 복수개의 층들을 식각시켜서 소정 형상의 액츄에이터를 형성시킬 때 하부 전극의 식각 공정에 의하여 발생되는 부산물이 적층되어, 그 결과 상기 액츄에이터를 구성하는 상부 전극과 하부 전극이 전기적으로 쇼트되는 것을 방지시킬 수 있을 뿐만 아니라 상부 전극의 표면적을 최대화시켜서 광반사 효율을 향상시키고 또한 외부로부터 인가되는 전기적 신호에 의하여 압전 물질로 이루어진 변형부가 균일하게 압전 변형을 나타낼 수 있으며 그 결과 광로 조절 장치의 성능 및 신뢰도를 향상시킬 수 있는 광로 조절 장치용 액츄에이터 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to etch a plurality of layers sequentially stacked on a driving substrate in which a plurality of active elements are formed in a matrix structure, thereby providing an actuator having a predetermined shape. By-products generated by the etching process of the lower electrode are stacked when forming the electrode, and as a result, the upper electrode and the lower electrode constituting the actuator can be prevented from being electrically shorted, and the surface area of the upper electrode can be maximized so that Actuator for optical path control device and its manufacture that can improve the reflection efficiency and the piezoelectric material deformation part by piezoelectric material uniformly by the electrical signal applied from the outside to improve the performance and reliability of the optical path control device It is about a method.
본 발명에 따르면, 상기의 목적은 복수개의 능동 소자가 매트릭스 구조로 내장된 능동 기판상에 캔틸레버 구조로 형성된 멤브레인과, 상기 멤브레인상에 순차적으로 적층되어서 소정 형상으로 하부 전극, 변형부, 절연부 및 상부 전극으로 구성되어 있으면서, 상기 하부 전극은 하부면에 멤브레인, 측면에 절연부, 상부면에 변형부 등에 의하여 둘러싸여 있는 것을 특징으로 하는 광로 조절 장치용 액츄에이터를 제공하는 것이다.According to the present invention, the above object is a membrane formed of a cantilever structure on an active substrate in which a plurality of active elements are embedded in a matrix structure, and sequentially stacked on the membrane to form a lower electrode, a deformation portion, an insulation portion, While the lower electrode is composed of an upper electrode, the lower electrode is to provide an actuator for an optical path control device, characterized in that surrounded by a membrane, an insulating portion on the side, a deformation portion on the upper surface.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 절연부를 구성하는 재료는 상기 변형부를 구성하는 재질과 동일한 재료로 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.According to one embodiment of the invention, the material constituting the insulating portion is characterized in that it is made of the same material as the material constituting the deformation portion.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 절연부는 변형부의 상부로부터 멤브레인의 상부까지 연장되어 있는 것을 특징으로 한다.According to one embodiment of the invention, the insulating portion is characterized in that extending from the top of the deformation portion to the top of the membrane.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기의 목적은 복수개의 능동 소자가 매트릭스 구조로 내장된 구동 기판상에 소정 형상의 희생층을 형성시키는 단계와, 상기 희생층상에 멤브레인, 하부 전극 및 제 1 변형부를 순차적으로 적층시키는 단계와, 상기 제 1 변형부 및 하부 전극을 소정 형상으로 패터닝시키는 단계와, 상기 제 1 변형부 및 멤브레인의 상부에 제 2 변형부를 적층시키는 단계와, 상기 제 2 변형부상에 상부 전극을 적층시킨 후 상기 상부전극, 제 2 변형부, 멤브레인 등을 패터닝시킴으로서 소정 형상의 액츄에이터를 형성시키는 단계와, 상기 액츄에이터의 패턴을 통하여 노출된 상기 희생층을 제거하여서 상기 액츄에이터를 캔틸레버 구조로 형성시키는 단계로 이루어진다.According to another embodiment of the present invention, the above object is to form a sacrificial layer of a predetermined shape on a driving substrate in which a plurality of active elements are built in a matrix structure, and a membrane, a lower electrode and a first modification on the sacrificial layer. Stacking the parts sequentially, patterning the first deformable part and the lower electrode into a predetermined shape, laminating a second deformed part on top of the first deformable part and the membrane, and on the second deformed part Forming an actuator having a predetermined shape by patterning the upper electrode, the second deformable portion, and the membrane after stacking the upper electrode, and removing the sacrificial layer exposed through the pattern of the actuator to convert the actuator into a cantilever structure. Forming step.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제 1 변형부 및 제 2 변형부는 동일한 압전 재료로 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, the first deformation portion and the second deformation portion are made of the same piezoelectric material.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제4(a)도 내지 제4(e)도는 본 발명의 일실시예에 따라서 광로 조절 장치용 액츄에이터를 제조하기 위한 방법을 순차적으로 나타낸 단면도이고, 제5도는 구동기판에 내장된 능동 소자를 MOS 디바이스로 나타낸 단면도이며, 제6도는 본 발명의 일실시예에 따라서 제조된 광로 조절 장치용 액츄에이터를 도시한 단면도이다.4 (a) to 4 (e) are cross-sectional views sequentially showing a method for manufacturing an actuator for an optical path control device according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is a MOS active element embedded in a drive substrate 6 is a cross-sectional view showing an actuator for an optical path control device manufactured according to an embodiment of the present invention.
즉, 본 발명에 따른 광로 조절 장치용 엑츄에이터는, 제6도에 도시되어 있는 바와 같이, 복수개의 능동 소자(도시되어 있지 않음)가 매트릭스 구조로 내장된 능동 기판(610)상에 캔틸레버 구조로 형성된 멤브레인(621)과, 상기 멤브레인(621)상에 순차적으로 적층되어서 소정 형상으로 형성된 하부 전극(622), 변형부(623), 절연부(630) 및 상부 전극(624)으로 구성되어 있으면서, 상기 하부 전극(622)은 하부면에 멤브레인(621), 측면에 절연부(630), 상부면에 변형부(623) 등에 의하여 둘러싸여 있는 것을 특징으로 하고 있다.That is, the actuator for the optical path control apparatus according to the present invention, as shown in FIG. 6, is formed in a cantilever structure on the active substrate 610 in which a plurality of active elements (not shown) are embedded in a matrix structure. The membrane 621 and the lower electrode 622, the deformable portion 623, the insulating portion 630 and the upper electrode 624 are sequentially stacked on the membrane 621 and formed in a predetermined shape. The lower electrode 622 is surrounded by a membrane 621 on the lower surface, an insulating portion 630 on the side surface, a deformation portion 623 on the upper surface, and the like.
즉, 상기 절연부(630)은 상기 변형부(623)의 상부에서부터 상기 멤브레인(621)의 상부까지 연장되어 있도록 형성된다.That is, the insulating part 630 is formed to extend from the top of the deformable part 623 to the top of the membrane 621.
따라서, 상기 변형부(623)상에 형성되는 소정 형상의 상부 전극(624)은 상기 변형부의 토폴러지와 동일한 평탄한 표면 상태로 제공된다.Therefore, the upper electrode 624 of a predetermined shape formed on the deformable portion 623 is provided in the same flat surface state as the topology of the deformable portion.
한편, 상기 절연부(630)을 구성하는 절연 재료는 상기 변형부(623)를 구성하는 절연 재료와 동일한 압전 특성을 나타내는 절연 재료로 이루어져 있으며 이러한 절연부(630) 및 변형부(623)의 재료는 Pb(Zr,Ti)O3또는 (Pb,La)(Zr,Ti)O3조성의 압전 세라믹 또는 Pb(Mg,Nb)O3조성의 전왜 세라믹으로 이루어진다.On the other hand, the insulating material constituting the insulating portion 630 is made of an insulating material exhibiting the same piezoelectric properties as the insulating material constituting the deformation portion 623, the material of the insulating portion 630 and the deformation portion 623. Is composed of a piezoelectric ceramic having a composition of Pb (Zr, Ti) O 3 or (Pb, La) (Zr, Ti) O 3 , or a totally warping ceramic having a composition of Pb (Mg, Nb) O 3 .
따라서, 상기 상부 전극(624)과 하부 전극(622)사이에는 동일한 유전율을 갖는 재료가 존재하게 되므로 외부로부터 상기 하부 전극(622)에 전기적 신호가 인가되면 상기 상부 전극(624)과 하부 전극(622)사이에는 균일한 전위차가 발생되고 그 결과 상기 변형부(623)는 일정한 압전 변형을 나타내게 된다.Therefore, since a material having the same dielectric constant exists between the upper electrode 624 and the lower electrode 622, when an electrical signal is applied to the lower electrode 622 from the outside, the upper electrode 624 and the lower electrode 622. A uniform potential difference is generated between the lines and as a result, the deformation unit 623 exhibits a constant piezoelectric deformation.
한편, 상기 절연부(630)은 상기 하부 전극(622)가 외부에 노출되는 것을 막고, 이에 의해서 소정 형상을 갖는 액츄에이터를 형성시키기 위한 식각 공정의 수행시 상기 하부 전극(622)의 식각에 의하여 발생되는 부산물이 적층되어 상기 상부 전극(624)과 상기 하부 전극(622)이 전기적으로 쇼트되는 것을 방지시킨다.On the other hand, the insulating portion 630 prevents the lower electrode 622 from being exposed to the outside, thereby generated by the etching of the lower electrode 622 during the etching process for forming an actuator having a predetermined shape By-products are stacked to prevent the upper electrode 624 and the lower electrode 622 from being electrically shorted.
또한, 상기 변형부(623)상에 형성되는 상부 전극(624) 패턴의 선폭 크기는 상기 하부 전극(622) 패턴의 선폭 크기와 동일한 크기 또는 멤브레인(621)의 선폭크기와 동일한 크기로 유지시킬 수 있으며 이에 의해서 상기 상부 전극(624)의 표면적을 최대화시킨다.In addition, the line width of the upper electrode 624 pattern formed on the deformable portion 623 may be the same as the line width of the lower electrode 622 pattern or the same size as the line width of the membrane 621. Thereby maximizing the surface area of the upper electrode 624.
따라서, 외부로부터 인가되는 전기적 신호에 의하여 상기 상부 전극(624)와 하부 전극(622)사이에 균일한 전위차가 발생됨으로서 상기 변형부(623)가 압전 변형을 나타내는 경우에 상기 변형부(623)를 구성하는 압전 재료와 동일한 압전 재료로 이루어진 상기 절연부(630)은 상기된 바와 같은 상부 전극(624)와 하부 전극(622)사이의 전위차에 의한 영향받지 않으므로 소정 형상으로 패터닝된 액츄에이터는 양호한 광반사 작용을 나타낸다.Therefore, when the deformation portion 623 exhibits piezoelectric deformation by generating a uniform potential difference between the upper electrode 624 and the lower electrode 622 due to an electrical signal applied from the outside, the deformation portion 623 is removed. Since the insulation portion 630 made of the same piezoelectric material as the constituting piezoelectric material is not affected by the potential difference between the upper electrode 624 and the lower electrode 622 as described above, the actuator patterned to a predetermined shape has good light reflection. Action.
한편, 제4(a)도 내지 제4(e)도에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 광로 조절 장치용 액츄에이터의 제조 방법은 복수개의 능동 소자가 매트릭스 구조로 내장된 구동 기판(410)상에 소정 형상의 희생층(411)을 형성시키는 단계와, 상기 희생층(411)상에 멤브레인(421), 하부 전극(422) 및 제 1 변형부(423a)를 순차적으로 적층시키는 단계와, 상기 제 1 변형부(423a) 및 하부 전극(442)을 소정 형상으로 패터닝시키는 단계와, 상기 제 1 변형부(423a) 및 멤브레인(421)의 상부에 제 2 변형부(423b)를 적층시키는 단계와, 상기 제 2 변형부(423b)상에 상부 전극(424)를 적층시킨 후 상기 상부전극(424), 제 2 변형부(423b), 멤브레인 등을 패터닝시켜서 소정 형상의 액츄에이터(420)를 형성시키는 단계와, 상기 액츄에이터의 패턴을 통하여 노출된 상기 희생층(411)을 제거하여서 상기 액츄에이터(420)를 캔틸레버 구조로 형성시키는 단계로 이루어진다.On the other hand, according to another embodiment of the present invention shown in Figures 4 (a) to 4 (e), the manufacturing method of the actuator for the optical path control device is a drive substrate 410 in which a plurality of active elements are built in a matrix structure Forming a sacrificial layer 411 having a predetermined shape on the sacrificial layer, and sequentially stacking the membrane 421, the lower electrode 422, and the first deformable portion 423a on the sacrificial layer 411. Patterning the first deformable portion 423a and the lower electrode 442 into a predetermined shape, and stacking the second deformable portion 423b on the first deformable portion 423a and the membrane 421. And stacking the upper electrode 424 on the second deformable portion 423b, and then patterning the upper electrode 424, the second deformed portion 423b, a membrane, and the like to form an actuator 420 having a predetermined shape. And removing the sacrificial layer 411 exposed through the pattern of the actuator. Choo made the initiator 420 to a step of forming a cantilever structure.
먼저, 제4(a)도를 참조하면, 반도체 집적 회로 제조의 미세 패턴 형성 공정에 의하여 복수개의 능동 소자(도시되어 있지 않음)가 매트릭스 구조로 형성된 구동 기판(410)을 준비하며, 이러한 구동 기판(410)은 그의 토폴러지를 개선시키기 위하여 상부 표면상에 순차적으로 형성되는 보호층 및 식각 스톱층(제5도에 표시된 도면 부호 410b 및 410c 참조)에 의하여 상기 능동 소자에 의한 단차를 완화시킬 수 있도록 평탄한 표면 상태로 제공된다.First, referring to FIG. 4 (a), a driving substrate 410 in which a plurality of active elements (not shown) are formed in a matrix structure is prepared by a fine pattern forming process of semiconductor integrated circuit fabrication. 410 may mitigate the step by the active element by a protective layer and an etch stop layer (see 410b and 410c shown in FIG. 5) sequentially formed on the upper surface to improve its topology. So that it is provided in a flat surface state.
즉, 제5도를 참조하면, 상기 구동 기판(410)는 실리콘 기판(410a)상에 미세 패턴 형성 공정 및 확산 공정등에 의하여 게이트 전극이 절연 물질로 절연되고 소오스 전극 및 드레인 전극이 형성되어 있는 MOS 디바이스를 형성시킴으로서, 평탄도가 불량한 토폴러지를 구비하게 되며 이러한 토폴러지를 개선시키고 또한 노출된 MOS 디바이스를 보호하기 위하여 상기 MOS 디바이스상에 형성되는 보호층(410b) 및 식각 스톱층(410c)를 구비하고 있다.That is, referring to FIG. 5, the driving substrate 410 is a MOS in which a gate electrode is insulated with an insulating material and a source electrode and a drain electrode are formed by a fine pattern forming process and a diffusion process on a silicon substrate 410a. By forming the device, a topology having poor flatness may be provided, and a protective layer 410b and an etch stop layer 410c formed on the MOS device to improve the topology and protect the exposed MOS device. Equipped.
여기에서, 상기 보호층(410b)은 실리콘 기판(410a)상에 형성된 MOS 디바이스와 같은 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 상기 능동 소자의 표면상에 소정 두께로 적층시킴으로서 형성된다.Here, the protective layer 410b may be a low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) process or atmospheric pressure chemical agent to prevent a plurality of active elements such as MOS devices formed on the silicon substrate 410a from being chemically or physically damaged from the outside. Phosphorus-containing silicon (PSG) is formed by depositing a predetermined thickness on the surface of the active device by a vapor deposition (APCVD) process.
또한, 상기 보호층(410b)상에 형성되는 식각 스톱층(410c)은 상기 보호층(410b)이 이 후에 수행되는 식각 공정에 의하여 식각 용액으로부터 화학적 손상을 받는 것을 방지시키는 작용을 나타내며 이러한 식각 스톱층(410c)은 식각 용액에 대한 내식성이 양호한 절연 물질을 저압 화학 기상 증착 공정(LPCVD) 또는 플라즈마 화학 기상 증착 공정(PECVD)에 의하여 상기 보호층(410b)상에 소정 두께로 적층시킴으로서 평탄한 표면 상태로 제공된다.In addition, the etch stop layer 410c formed on the protective layer 410b exhibits an action of preventing the protective layer 410b from being chemically damaged from the etching solution by an etching process performed thereafter. The layer 410c has a flat surface state by depositing an insulating material having good corrosion resistance to an etching solution on the protective layer 410b by a low pressure chemical vapor deposition process (LPCVD) or a plasma chemical vapor deposition process (PECVD). Is provided.
한편, 상기된 바와 같이 평탄한 표면 상태로 제공된 상기 식각 스톱층(410c)상에 인이 함유된 실리콘 산화물(PSG) 또는 다결정 실리콘과 같은 절연 물질을 스핀 온 코팅 공정(spin-on coating)과 같은 물리 기상 증착 공정(PVD) 또는 광학 기상 증착 공정(CVD)에 의하여 소정 두께로 적층시킴으로서 희생층(411)을 형성시킨다.On the other hand, a physical material such as spin-on coating of an insulating material such as silicon oxide (PSG) or polycrystalline silicon containing phosphorus on the etch stop layer 410c provided in a flat surface state as described above. The sacrificial layer 411 is formed by laminating to a predetermined thickness by a vapor deposition process (PVD) or an optical vapor deposition process (CVD).
이때, 상기 희생층(411)은 이 후의 공정에 의하여 미러 어레이의 액츄에이터를 캔틸레버 구조로 형성시키기 위하여 형성되며, 상기된 바와 같이 희생층(411)은 건식 식각 공정 또는 습식 식각 공정에 의하여 소정 형상의 패턴으로 형성되며 상기 희생층(411)의 패턴을 통하여 상기 식각 스톱층의 일부 즉 상기 구동 기판(410)의 일부가 노출된다.In this case, the sacrificial layer 411 is formed to form the cantilever structure of the actuator of the mirror array by a subsequent process, and as described above, the sacrificial layer 411 has a predetermined shape by a dry etching process or a wet etching process. A portion of the etch stop layer, that is, a portion of the driving substrate 410 is formed through the pattern of the sacrificial layer 411.
이 후에, 상기 희생층(411)상에 실리콘 질화물을 물리 기상 증착 공정 또는 화학 기상 증착 공정에 의하여 소정 두께로 적층시킴으로서 멤브레인(421)을 형성시키며, 비록 이러한 멤브레인(421)은 상기 희생층(411)의 단차에 의한 모폴러지를 구비하게 되지만 평탄한 표면의 모폴러지를 구비하는 것이 바람직하다.Thereafter, the silicon 421 is formed by depositing silicon nitride on the sacrificial layer 411 to a predetermined thickness by a physical vapor deposition process or a chemical vapor deposition process, although the membrane 421 may form the sacrificial layer 411. Although the morphology by the step of () is provided, it is preferable to provide the morphology of a flat surface.
즉, 상기 멤브레인(421)은 상기 희생층(411)상에 소정 두께로 적층되어 있을 뿐만 아니라 상기 희생층(411)의 패턴을 통하여 노출된 상기 식각 스톱층(도면을 간략하게 표시하기 위하여 구동 기판(410)으로 도시되어 있음)상에 소정 두께로 적층되어서 연속적으로 연결되어 있으므로 상기 희생층(411)의 단차에 의한 모폴러지를 구비한 구조로 유지되지만 이러한 모폴러지는 이 후의 증착 공정시 완화되어서 평탄한 표면 상태의 반사면을 갖는 액츄에이터를 제공하게 되며 이에 대한 상세한 설명은 본 명세서에서는 생략한다.That is, the membrane 421 is not only stacked on the sacrificial layer 411 to a predetermined thickness, but also the driving substrate for briefly displaying the etch stop layer exposed through the pattern of the sacrificial layer 411. 410 is laminated to a predetermined thickness and continuously connected to each other, thereby maintaining a structure having a morphology due to the step difference of the sacrificial layer 411, but such morphology is relaxed in a subsequent deposition process. An actuator having a reflecting surface having a flat surface state is provided, and a detailed description thereof is omitted herein.
한편, 이 후의 공정에 의하여 상기 멤브레인(421)상에 형성되는 하부 전극(422)과 상기 구동 기판(410)에 내장되어 있는 능동 소자를 전기적으로 연결시키기 위한 메탈층을 형성시키기 위하여 상기 멤브레인(421)의 일부를 건식 식각 공정 또는 습식 식각 공정에 의하여 제거하여서 콘택홀을 형성시킨다.Meanwhile, the membrane 421 is formed to form a metal layer for electrically connecting the lower electrode 422 formed on the membrane 421 and the active element embedded in the driving substrate 410 by a subsequent process. A part of the C) is removed by a dry etching process or a wet etching process to form a contact hole.
이때, 상기 콘택홀은 상기 멤브레인(421)으로부터 상기 구동 기판(410)에 내장된 능동 소자를 보호하기 위한 식각 스톱층 및 보호층까지 연장되어서 상기 능동 소자를 노출시키며 이러한 능동 소자는 스퍼터링 증착 공정과 같은 진공 증착 공정에 의하여 도전성 재료를 상기 콘택홀에 소정 두께로 증착시킴으로서 형성되는 메탈 콘택홀(421)에 접촉된 상태로 유지된다.In this case, the contact hole extends from the membrane 421 to an etch stop layer and a protective layer for protecting the active element embedded in the driving substrate 410 to expose the active element, and the active element is a sputtering deposition process. By the same vacuum deposition process, the conductive material is maintained in contact with the metal contact hole 421 formed by depositing a conductive material in the contact hole to a predetermined thickness.
이 후에, 제4(b)도에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 멤브레인(421)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(422)을 형성시키며 이러한 하부 전극(422)은 상기 콘택홀을 통하여 상기 능동 소자와 접촉되어 있는 메탈 콘택층(412)에 의하여 상기 구동 기판(410)에 내장된 능동 소자와 전기적으로 연결된다.Subsequently, as shown in FIG. 4 (b), by a vacuum deposition process such as a sputtering deposition process on the membrane 421, such as platinum (Pt) and titanium (Ti) or an element thereof. The lower electrode 422 is formed by depositing a conductive metal to a predetermined thickness, and the lower electrode 422 is formed on the driving substrate 410 by the metal contact layer 412 which is in contact with the active element through the contact hole. It is electrically connected to the built-in active element.
한편, 상기 하부 전극(422)이 복수개의 능동 소자와 전기적으로 연결된 상태에서 상기 복수개의 능동 소자로부터 상기 하부 전극(422)에 개별적으로 인가되는 전기적 신호에 의하여 전기적 쇼트 현상없이 소정 형상으로 형성되는 액츄에이터가 개별적으로 작동될 수 있도록 상기 하부 전극(422)의 일부를 건식 식각 공정 또는 습식 식각 공정에 의하여 제거하여서 이소 컷팅부(도시되어 있지 않음)를 형성시키며 이러한 이소 컷팅부는 상기 하부 전극(422)을 개별적인 능동 소자 단위로 형성시킨다.Meanwhile, an actuator formed in a predetermined shape without an electrical short phenomenon by an electrical signal applied to the lower electrode 422 separately from the plurality of active elements while the lower electrode 422 is electrically connected to the plurality of active elements. A portion of the lower electrode 422 is removed by a dry etching process or a wet etching process to form an iso cut portion (not shown) so that the iso cut portion may be individually operated. It is formed in individual active device units.
이 후에, 상기 하부 전극(422)상에 졸-겔 공정(sol-gel) 또는 광학 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 제 1 변형부(423a)를 형성시킨다.Subsequently, Pb (Zr, Ti) O 3 or (Pb, La) (Zr, Ti) O 3 is formed on the lower electrode 422 by a sol-gel process or an optical vapor deposition process. The first deformable portion 423a is formed by depositing a piezoelectric ceramic or a warping ceramic having a Pb (Mg, Nb) O 3 composition to a predetermined thickness.
이때, 상기 제 1 변형부(423a)의 적층 두께는 상기 하부 전극(422)과 이 후의 공정에 의하여 형성되는 상부 전극(424)사이에 형성되는 변형부의 적층 두께에 비하여 상대적으로 작은 두께로 형성시키며 바람직하게는 형성시키고자 하는 변형부의 적층 두께의 약 0.5배 정도의 두께로 유지시킨다.In this case, the stacking thickness of the first deformable portion 423a is formed to be relatively smaller than the stacking thickness of the deformable portion formed between the lower electrode 422 and the upper electrode 424 formed by a subsequent process. Preferably it is maintained at about 0.5 times the thickness of the laminated thickness of the deformation portion to be formed.
또한, 제4(c)도에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 제 1 변형부(423a) 및 하부 전극(422)을 식각 공정에 의하여 소정 형상으로 패터닝시키며 상기 하부 전극(422)의 패턴을 통하여 상기 멤브레인(421)의 일부가 노출되며 상기 제 1 변형부(423a)의 토폴러지는 평탄한 상태로 제공된다.In addition, as shown in FIG. 4C, the first deformable portion 423a and the lower electrode 422 are patterned into a predetermined shape by an etching process, and the pattern is formed through the pattern of the lower electrode 422. A portion of the membrane 421 is exposed and the topology of the first deformable portion 423a is provided in a flat state.
이 후에, 제4(d)도에 도시되어 있는 바와 같이, 졸-겔 공정 또는 화학 기상 증착 공정에 의하여 상기 제 1 변형부(423a)를 구성하는 재료와 동일하게 압전 특성을 나타내는 재료 즉 Pb(Zr,Ti)O3또는 (Pb,La)(Zr,Ti)O3조성의 압전 세라믹 또는 Pb(Mg,Nb)O3조성의 전왜 세라믹을 소정 두께로 증착시켜서 제 2 변형부(423b)를 형성시키며 이러한 제 2 변형부(423b)는 양호한 토폴러지를 구비한 상태로 제공된다.Subsequently, as shown in FIG. 4 (d), a material exhibiting piezoelectric characteristics, namely Pb (), is the same as the material constituting the first deformable portion 423a by a sol-gel process or a chemical vapor deposition process. A piezoelectric ceramic having a composition of Zr, Ti) O 3 or (Pb, La) (Zr, Ti) O 3 or an electrodistortion ceramic having a composition of Pb (Mg, Nb) O 3 is deposited to a predetermined thickness to form the second deformable portion 423b. This second deformable portion 423b is provided with a good topology.
이때, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 제 2 변형부(423b)는 상기된 바와 같은 증착 공정에 의하여 상기 제 1 변형부(423a)상에 소정 두께로 증착될 뿐만 아니라 상기 패턴 공정을 통하여 노출된 상기 멤브레인(421)상에 소정 두께로 형성되어서 평탄한 표면 상태를 제공하며 그 결과 상기 하부 전극(422)상에는 2개의 층으로 구성되고 압전 특성을 나타내는 재료로 이루어지며 표면이 평탄한 변형부(423)가 형성된다.At this time, according to an embodiment of the present invention, the second deformable portion 423b is not only deposited on the first deformable portion 423a by a deposition thickness as described above, but also through the pattern process. It is formed on the exposed membrane 421 to a predetermined thickness to provide a flat surface state. As a result, the lower electrode 422 is composed of two layers and is made of a material exhibiting piezoelectric properties. ) Is formed.
또한, 상기 제 2 변형부(423b)는 소정 형상으로 패터닝된 상기 하부 전극(422) 및 제 1 변형부(423a)의 테두리를 감싼 상태로 유지되어 있으므로, 상기 하부 전극(422)를 외부에 노출되지 않도록 차단시키는 작용을 나타내며, 이에 의해서 상기 제 2 변형부(423b)는 상기 하부 전극(422)을 소정 형상으로 패터닝시킬 때 발생되는 부산물(제1도 및 제2도에 표시된 도면 부호 122a 및 222a 참조)이 적층되어 상기 제 2 변형부(423b)상에 상부 전극을 형성시킬 때 상기 부산물에 의하여 상기 하부 전극(422)과 상부 전극(424)이 전기적으로 쇼트되는 것이 방지된다.In addition, since the second deformable portion 423b is maintained around the edges of the lower electrode 422 and the first deformable portion 423a patterned into a predetermined shape, the second deformable portion 423b is exposed to the outside. And the second deformable portion 423b thereby causes the second deformable portion 423b to generate by-products (refer to reference numerals 122a and 222a shown in FIGS. 1 and 2) generated when the lower electrode 422 is patterned into a predetermined shape. When the upper electrode is stacked to form the upper electrode on the second deformable portion 423b, the by-products prevent the lower electrode 422 and the upper electrode 424 from being electrically shorted.
또한, 상기 제 1 변형부(423a)상에 형성되는 상기 제 2 변형부(423b)의 적층 두께는 상기 하부 전극(422)상에 형성된 상기 제 1 변형부(423a)의 적층 두께와 동일한 두께로 유지시키거나 또는 상기 제 1 변형부(423a)의 적층 두께보다 작은 두께로 유지시킨다.In addition, the stack thickness of the second deformable portion 423b formed on the first deformable portion 423a is the same as the stack thickness of the first deformable portion 423a formed on the lower electrode 422. The thickness of the first deformable portion 423a may be maintained.
그리고, 제4(e)도를 참조하면, 상기 제 2 변형구(423b)상에 물리 기상 증착 공정에 의하여 전기 전도도 및 반사 특성이 양호한 알루미늄 또는 백금 및 티타늄과 같은 금속을 소정 두께로 증착시킴으로서 상부 전극(424)을 형성시킨다.In addition, referring to FIG. 4 (e), the upper portion is deposited by depositing a metal such as aluminum or platinum and titanium having good electrical conductivity and reflective properties on the second modified sphere 423b by a physical vapor deposition process. Electrode 424 is formed.
이때, 상기 상부 전극(424)은 이 후의 공정에 의하여 형성되는 액츄에이터의 공통 전극으로서 작용할 수 있도록 상기 변형부(423)상에 연속적으로 형성되어 있으며 또한 광로 조절 장치의 반사 성능을 향상시키기 위하여 상기된 바와 같이 양호한 반사면으로 작용할 수 있도록 평탄한 표면 상태를 제공한다.In this case, the upper electrode 424 is continuously formed on the deformable portion 423 so as to act as a common electrode of an actuator formed by a subsequent process, and the above-described electrode is further improved to improve reflection performance of the optical path control device. It provides a flat surface condition to act as a good reflecting surface as shown.
따라서, 구동 기판(410)상에 복수개의 층을 적층시킴으로서 미러 어레이가 형성되며 이러한 미러 어레이를 개별적으로 구동가능한 복수개의 액츄에이터(420)로 형성시키기 위하여 식각 공정에 의하여 상기 상부 전극(424) 및 제 2 변형부(423b)를 소정 형상으로 패터닝시키며 이러한 상부 전극(424) 및 제 2 변형부(423b)의 패턴은 상기 하부 전극(422) 및 제 1 변형부(423a)의 패턴상에 자체 얼라인(self-align)된 상태로 유지된다.Accordingly, a mirror array is formed by stacking a plurality of layers on the driving substrate 410, and the upper electrode 424 and the first electrode are formed by an etching process to form the mirror array into a plurality of individually actuable actuators 420. The second deformable portion 423b is patterned into a predetermined shape, and the pattern of the upper electrode 424 and the second deformable portion 423b is self-aligned on the patterns of the lower electrode 422 and the first deformable portion 423a. remain self-aligned.
여기에서, 상기 패턴 공정에 의하여 노출되는 상기 멤브레인(421)의 일부를 제거하여서 복수개의 층으로 이루어진 미러 어레이를 소정 형상의 액츄에이터로 형성시키며 또한 식각 공정에 의하여 상기 멤브레인(421)의 일부를 제거함으로서 형성되는 홀은 이 후의 습식 식각 공정 수행시 식각 용액의 유동 통로로 작용하게 된다.Here, by removing a part of the membrane 421 exposed by the pattern process to form a mirror array consisting of a plurality of layers of the actuator of a predetermined shape and by removing a part of the membrane 421 by the etching process The hole to be formed serves as a flow passage of the etching solution during the subsequent wet etching process.
즉, 상기 멤브레인(421)의 패턴을 통하여 일부가 노출되는 상기 희생층(411)은 상기된 바와 같은 식각 용액의 유동 통로를 통하여 유입되는 B.O.E(buffered oxide etchant)와 같은 식각 용액의 식각 작용에 의하여 제거되며 그 결과 복수개의 층으로 이루어진 상기 미러 어레이를 식각시킴으로서 형성된 복수개의 액츄에이터(420)는 그의 일단부가 상기 구동 기판(410)상에 지지되고 그의 타단부가 상기 구동 기판(410)으로부터 소정 간격으로 이격되어 있는 캔틸레버 구조로 형성된다.That is, the sacrificial layer 411 partially exposed through the pattern of the membrane 421 may be formed by etching of an etching solution such as a buffered oxide etchant (BOE) introduced through the flow passage of the etching solution as described above. As a result, a plurality of actuators 420 formed by etching the mirror array composed of a plurality of layers has one end thereof supported on the driving substrate 410 and the other end thereof at a predetermined interval from the driving substrate 410. It is formed into spaced cantilever structures.
따라서, 외부의 제어 시스템으로부터 상기 구동 기판(410)에 내장되어 있는 능동 소자를 통하여 상기 액츄에이터(420)의 하부 전극(422)과 상기 상부 전극(424)사이에 일정한 크기의 전위차가 발생되고 이러한 전위차 발생에 의하여 상기 변형부(423)가 압전 변형을 나타내며 이에 의하여 복수개의 액츄에이터(420)가 개별적으로 구동하게 된다.Therefore, a potential difference of a certain magnitude is generated between the lower electrode 422 and the upper electrode 424 of the actuator 420 through an active element embedded in the driving substrate 410 from an external control system. As a result, the deformation part 423 represents a piezoelectric deformation, thereby driving the plurality of actuators 420 individually.
즉, 평탄한 표면 상태로 제공되고 반사면으로 작용하는 상기 상부 전극(424)의 표면으로 입사된 광원의 백색광은 상기 액츄에이터(420)의 구동에 의하여 변경된 광로를 따라 반사되어서 도시되어 있지 않은 스크린상에 화상을 표시하게 된다.That is, the white light of the light source incident on the surface of the upper electrode 424 which is provided in a flat surface state and acts as a reflective surface is reflected along the light path changed by the driving of the actuator 420 on a screen not shown. An image is displayed.
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.The foregoing has merely described a preferred embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings, and those skilled in the art can make modifications and changes to the present invention without changing the gist of the invention described in the claims. Can be.
따라서, 본 발명에 따르면, 소정 형상으로 형성된 액츄에이터를 구성하는 하부 전극의 테두리를 변형부의 조성 재료와 동일한 압전 특성을 나타내는 재료로 형성시켜서 하부 전극을 외부로부터 차단하고, 이에 의해서 하부 전극 식각 공정에 의하여 발생되는 부산물이 적층되어 그 결과 상부 전극과 하부 전극이 전기적으로 쇼트되는 것이 방지되고 또한 상부 전극의 표면적을 최대화시킴으로서 광로 조절 장치의 성능 및 신뢰도를 향상시킨다.Accordingly, according to the present invention, the edge of the lower electrode constituting the actuator formed in a predetermined shape is formed of a material exhibiting the same piezoelectric characteristics as the composition material of the deformable portion, thereby blocking the lower electrode from the outside, whereby the lower electrode etching process The resulting by-products are stacked so that the upper and lower electrodes are prevented from being electrically shorted, and the surface area of the upper electrode is maximized to improve the performance and reliability of the optical path control device.
Claims (10)
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019960008472A KR100212564B1 (en) | 1996-03-27 | 1996-03-27 | A fabrication method and actuator of the optical projection system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1019960008472A KR100212564B1 (en) | 1996-03-27 | 1996-03-27 | A fabrication method and actuator of the optical projection system |
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| Publication Number | Publication Date |
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| KR970067565A KR970067565A (en) | 1997-10-13 |
| KR100212564B1 true KR100212564B1 (en) | 1999-08-02 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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1996
- 1996-03-27 KR KR1019960008472A patent/KR100212564B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160042321A (en) * | 2014-10-08 | 2016-04-19 | 삼성디스플레이 주식회사 | Optical module for light beam scan |
| KR102250049B1 (en) | 2014-10-08 | 2021-05-11 | 삼성디스플레이 주식회사 | Optical module for light beam scan |
Also Published As
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| KR970067565A (en) | 1997-10-13 |
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