KR100220690B1 - 투사형 화상 표시 장치용 박막형 광로 조절 장치의 어레이 - Google Patents

Abstract

본 발명은 향상된 광 효율을 갖을 뿐만 아니라 제조 공정시 요구되는 고온에 의한 악영향을 줄일 수 있는 박막형 광로 조절 장치의 어레이 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치의 어레이는 다수의 스위칭 소자를 갖는 구동기판, 액츄에이터의 어레이 및 거울의 어레이를 포함한다. 상기 각 액츄에이터는 관련 스위칭 소자와 중첩되지 않고 관련 스위칭 소자의 옆에 형성되어져 있다. 상기 각 거울은 액츄에이터의 상부 끝단에 붙여진 오목한 부분을 통해 액츄에이터와 이격되어 2층 구조로 별도로 형성되어져 있으므로, 박막형 광로 조절 장치의 구동에 의해 액츄에이터가 휘어지더라도 거울은 평형을 유지할 수 있게 되고, 거울에 입사되는 광속을 더 정확하고 효과적으로 반사할 수 있게 되어 박막형 광로 조절 장치의 어레이의 전반적인 광효율을 증가시킬 수 있다. 게다가, 상기 각 액츄에이터가 관련 스위칭 소자와 중첩되지 않고 관련 스위칭 소자의 옆에 위치하기 때문에, 액츄에이터의 형성시 요구되는 고온 공정이 모두 끝난 후에 구동기판과 액츄에이터 사이의 전기적인 연결 공정을 함으로서 고온에 의해 발생되는 스파킹 (spiking) 등의 단락 현상을 줄일 수 있다.

Description

투사형 화상 표시 장치용 박막형 광로 조절 장치의 어레이

본 발명은 투사형 화상 표시 장치에 관한 것으로서, 특히, 투사형 화상 표시 장치용 M x N 개의 박막형 광로 조절 장치의 어레이 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 상기 각 박막형 광로 조절 장치는 향상된 광 효율을 갖을 뿐만 아니라 제조 공정시 요구되는 고온에 의한 악영향을 줄일 수 있는 구조를 갖는다.

화상 표시 장치는 표시 방법에 따라서 직시형 화상 표시 장치와 투사형 화상 표시 장치로 구분되는데, 상기 투사형 화상 표시 장치는 큰 화면에 있어서도 고화질의 화상을 나타낼 수 있는 특징을 갖는다. 상기 투사형 화상 표시 장치에 있어서, 백색광이 광원으로부터 M x N 개의 광로 조절 장치에 일률적으로 비춰지는데, 상기 각 광로 조절 장치는 액츄에이터 및 액츄에이터의 상부에 형성된 거울을 포함한다. 상기 액츄에이터는 전왜 또는 압전 물질로 만들어지는데, 상기 액츄에이터에 전기 신호가 인가되면 액츄에이터의 변형에 의해 상기 거울이 소정의 각도로 기울어지게 되어 상기 거울에 의해 반사되는 광속의 광로가 바뀌게 된다. 상기 거울에 의해 반사되는 광속의 광로가 달라짐으로 인해 소정의 광학 장치에 형성된 구멍을 통과하는 광속의 양이 변하게 되어 광속의 세기 (intensity)를 조절하게 된다. 상기 광학 장치의 구멍을 통과한 광속은 투사 렌즈 등의 적당한 광학 장치를 통해 투사 면에 투사되어 상을 나타내게 된다.

도 1A 내지 도 1G는 M x N 개의 박막형 광로 조절 장치 (101)의 어레이 (100)의 제조하는 방법을 설명하는 단면도이다. 상기에서 M 과 N 은 임의의 정수이다.

박막형 광로 조절 장치 (101)의 어레이 (100)의 제조하는 공정은, 기판 (12), M x N 개의 트랜지스터 (도시되지 않음) 및 M x N 개의 접속 단자 (14)를 포함하는 구동기판 (10)의 준비로 시작한다.

다음 단계로, 상기 구동기판 (10)의 상부에 박막형 희생층 (24)이 형성되는데, 상기 박막형 희생층 (24)이 금속 인 경우에는 스퍼터링 (sputtering) 방법 또는 증착 방법을 이용하여 형성되고, PSG 인 경우에는 스핀 코팅 (spin coating)이나 화학 기상 침적 (Chemical Vapor Deposition) 방법을 이용하여 형성되며, 다결정 실리콘 인 경우에는 화학 기상 침적 (CVD)방법을 이용하여 형성된다.

계속해서, 상기 박막형 희생층 (24)에 M x N 개의 지지부 (22)를 형성하여, 박막형 희생층 (24) 및 지지부 (22)를 포함하는 지지층 (20)이 형성되어진다. 상기 지지층 (20)은 먼저 박막형 희생층 (24)에 포토리쏘그래피 방법을 이용하여 접속 단자 (14)의 주위에 위치하는 M x N 개의 빈 구멍 (도시되지 않음)을 형성한 다음, 각 빈 구멍에 스퍼터링 또는 화학 기상 침적법을 이용하여 절연 물질을 채움으로 인해 상기 지지부 (22)를 형성함으로서 도 1A에 도시된 것처럼 형성되어 진다.

다음 단계로, 상기 지지부 (22)와 동일한 절연 물질로 만들어진 탄성층 (30)이 졸-겔 (Sol-Gel), 스퍼터링 또는 화학 기상 침적법 등을 이용하여 지지층 (20)의 상부에 침적되어진다.

다음으로, 상기 각 지지부 (22)에 금속으로 만들어진 플러그 (26)가 형성되어지는데, 상기 플러그 (26)은 먼저 에칭 방법을 이용하여 탄성층 (30)의 상부로부터 접속 단자 (14)의 상부까지 관통하는 M x N 개의 구멍 (도시되지 않음)을 형성한 다음, 상기 구멍에 금속을 채움으로 인해 도 1B에 도시된 것처럼 형성되어 진다.

이어지는 단계로, 전기적 특성이 좋은 물질로 만들어진 박막형 제 2 층 (40)이 스퍼터링 방법을 이용하여 플러그 (26)을 포함한 탄성층 (30)의 상부에 형성되어진다.

다음으로, PZT 등의 압전 물질로 만들어진 박막형 변형층 (50)이, 도 1C에 도시된 것처럼, 졸-겔, 스퍼터링 또는 화학 기상 침적법을 이용하여 박막형 제 2 층 (40)의 상부에 형성되어 진다.

계속해서, 박막형 변형층 (50), 박막형 제 2 층 (40) 및 탄성층 (30)이 포토리쏘그래피 또는 레이저 절단 법을 이용하여 각각 M x N 개의 박막형 변형부 (55), M x N 개의 박막형 제 2 전극 (45) 및 M x N 개의 탄성부 (35)로, 도 1D에 도시된 것처럼, 지지층 (20)이 노출될 때까지 패터닝 되어진다. 상기 각 박막형 제 2 전극 (45)은 각 지지부 (22)에 형성된 플러그 (26)을 통해서 관련 트랜지스터에 전기적으로 연결되어져, 각 박막형 광로 조절 장치 (101)에서 신호 전극의 기능을 한다.

다음으로, 각 박막형 변형부 (55)가 상 전이를 일으키도록 열처리가 되어지는데, 상기 각 박막형 변형부 (55)는 압전 물질로 만들어지고 박막형 광로 조절 장치 (101)의 구동 시 인가되는 전기 신호에 의해 분극 될 수 있도록 충분히 얇게 형성되어지기 때문에 따로 분극을 할 필요가 없다.

상기 단계 후에, 전기적 특성이 좋고 빛을 반사하는 물질로 만들어진 M x N 개의 박막형 제 1 전극 (65)이 상기 박막형 변형부 (55)의 상부에 형성되어지는데, 먼저, 도 1E에 도시된 것처럼, 상기 구조를 완전히 덮도록 전기적 특성이 좋고 빛을 반사하는 물질을 스퍼터링 방법을 이용하여 침적하여 층 (60)을 형성한 후, 상기 층 (60)을 에칭 방법을 이용하여 선택적으로 제거함으로 인해, 도 1F에 도시된 것처럼, 상기 M x N 개의 박막형 제 1 전극 (65)을 형성하여 M x N 개의 액츄에이터 (111)의 어레이 (110)을 완성하게 된다. 상기 각 액츄에이터 (111)은 탄성부 (35), 박막형 제 2 전극 (45), 박막형 변형부 (55) 및 박막형 제 1 전극 (65)을 포함한다. 상기 각 박막형 제 1 전극 (65)은 접지 되어져, 박막형 광로 조절 장치 (101)에서 공통 바이어스 전극 뿐만 아니라 거울로서도 작용을 한다.

계속되는 단계로, 박막형 보호층 (도시되지 않음)으로 상기 액츄에이터 (111)를 완전히 감싼후, 상기 박막형 희생층 (24)이 식각 방법에 의해 제거되어진다. 마지막으로, 식각 방법을 이용하여 박막형 보호층이 제거되어져, 도 1G에 도시된 것처럼, M x N 개의 박막형 광로 조절 장치 (101)의 어레이 (100)을 완성하게 된다.

상기와 같이 제조된 M x N 개의 박막형 광로 조절 장치 (101)의 어레이 (100)에는 많은 문제점이 있다. 가장 큰 문제점은 전반적인 광효율인데, 각 박막형 광로 조절 장치 (101)가 박막형 변형부 (55)에 인가된 전계에 의해 변형시, 각 박막형 광로 조절 장치 (101)에서 거울로서 기능을 하는 박막형 제 1 전극 (65)도 역시 변형을 하게 되어 반사되는 광속에 대해 평평한 반사 면이 아닌 구부러진 반사 면을 형성하게 되므로 어레이 (100)의 전반적인 광효율은 저하하게 된다.

게다가, 상기 박막형 광로 조절 장치 (101)의 어레이 (100)의 제조 방법에 있어서, 액츄에이터 (111)의 형성시 고온 공정이 필수적이기 때문에, 콘듀렌 (26) 및 접속 단자 (14)의 연결 부분에 있어서 고온에 의한 스파킹 (spiking) 등의 단락이 발생하게 되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 점에 착안하여 안출한 것으로, 개선된 광효율을 갖으며 제조 공정시 요구되는 고온에 의한 영향을 줄일 수 있는 투사형 화상 표시 장치용 M x N 개의 박막형 광로 조절 장치의 어레이 및 그 제조 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은: 기판 및 기판의 상부에 형성된 M x N 개의 스위칭 (switching) 소자를 포함하는 구동기판과; 각 액츄에이터가 관련 스위칭 소자와 중첩되지 않고 관련 스위칭 소자의 옆에 위치하도록 구동기판의 상부에 형성되며, 상기 각 액츄에이터가 박막형 제 1 전극, 박막형 변형부, 박막형 제 2 전극 및 탄성부을 포함하며, 상기에서 박막형 변형부는 두 개의 전극들 사이에 위치하는데, 전극들 중의 하나는 접지 되어져 액츄에이터에서 공통 바이어스 전극의 기능을 하고, 다른 전극은 관련 스위칭 소자에 전기적으로 연결되어져 액츄에이터에서 신호 전극의 기능을 하는 M x N 개의 액츄에이터의 어레이와; 각 거울이 상기 액츄에이터의 상부 끝단에 붙여진 오목한 부분에 의해 상기 액츄에이터와 이격되어 2층 구조로 별도로 형성된 M x N 개의 거울의 어레이를 포함하는 투사형 화상 표시 장치용 M x N 개의 박막형 광로 조절 장치의 어레이를 제공한다. 상기에서 M 과 N 은 임의의 정수이다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은: 기판 및 기판의 상부에 형성된 M x N 개의 스위칭 소자를 포함하는 구동기판을 준비하는 공정과; 상기 구동기판의 상부에 박막형 희생층을 침적하는 공정과; 상기 박막형 희생층에 각 스위칭 소자를 노출시키는 M x N 개의 빈 구멍을 형성하는 공정과; 탄성층, 박막형 제 2 층 및 박막형 변형층을 순차적으로 침적시키는 공정과; 상기 박막형 변형층, 박막형 제 2 층 및 탄성층을 각 박막형 변형부, 박막형 제 2 전극 및 탄성부가 관련 스위칭 소자와 중첩되지 않고 관련 스위칭 소자의 옆에 위치하도록 각각 M x N 개의 박막형 변형부, M x N 개의 박막형 제 2 전극 및 M x N 개의 탄성부로 패터닝 하는 공정과; 각 박막형 변형부의 상부 및 상기 박막형 제 2 전극을 관련 스위칭 소자에 전기적으로 연결 할 수 있는 위치에 각각 M x N 개의 박막형 제 1 전극 및 M x N 개의 접속부를 형성하는 공정과; 상기 박막형 희생층을 제거하여 M x N 개의 액츄에이터의 어레이를 완성하는 공정과; 상기 M x N 개의 액츄에이터의 어레이의 상부에 M x N 개의 거울의 어레이를 형성하여 M x N 개의 박막형 광로 조절 장치의 어레이를 완성하는 공정을 포함하는 투사형 화상 표시 장치용 M x N 개의 박막형 광로 조절 장치의 어레이의 제조 방법을 제공한다. 상기에서 M 과 N 은 임의의 상수이다.

도 1A 내지 도 1G는 종래의 M x N 개의 박막형 광로 조절 장치의 어레이의 제조하는 방법을 설명하는 단면도

도 2는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 M x N 개의 박막형 광로 조절 장치의 어레이를 설명하는 단면도

도 3A 내지 도 3I는 도 2에 도시된 M x N 개의 박막형 광로 조절 장치의 어레이의 제조 방법을 설명하는 개략적인 단면도

도 4는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 M x N 개의 박막형 광로 조절 장치의 어레이를 설명하는 단면도

도 5는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 M x N 개의 박막형 광로 조절 장치의 어레이를 설명하는 단면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

200 : 액츄에이터 210 : 구동기판

212 : 기판 215 : MOS 트랜지스터 (transistor)

216 : 필드 옥사이드 (field oxide) 층 217 : 소스/드레인 (source/drain) 영역

218 : 게이트 옥사이드 (gate oxide) 층 219 : 게이트 (gate) 전극

220 : 제 1 비활성층 230 : 식각 방지층

240 : 박막형 희생층 250 : 탄성층

255 : 탄성부 260 : 박막형 제 2 층

265 : 박막형 제 2 전극 283 : 접속부

275 : 박막형 변형부 285 : 박막형 제 1 전극

287 : 제 2 비활성층 290 : 거울

295 : 박막형 유전부 297 : 거울의 오목한 부분

300 : 박막형 광로 조절 장치의 어레이 301 : 박막형 광로 조절 장치

본 발명의 상기 및 기타 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술되는 발명의 바람직한 실시 예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다.

도 2 및 도 3A 내지 도 3I는 각각 본 발명에 따른 투사형 화상 표시 장치용 박막형 광로 조절 장치 (301)의 어레이 (300)를 설명하는 단면도 및 상기 박막형 광로 조절 장치 (301)의 어레이 (300)의 제조 방법을 설명하는 개략적인 단면도이다. 그리고, 도 4 및 도 5는 도 2에 도시된 어레이 (300)의 각각 다른 실시 예를 나타낸 것이다. 상기에서, M 과 N 은 정수이고, 도 2, 도 3A 내지 도 3I, 도 4 및 도 5에 나타난 동일한 부분은 동일한 참조 번호에 의해 나타내져 있다.

도 2에는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 박막형 광로 조절 장치 (301)의 어레이 (300)의 단면도를 나타낸 것으로서, 어레이 (300)은 구동기판 (210), 제 1 비활성층 (220), 식각 방지층 (230), M x N 개의 접속부 (283), 제 2 비활성층 (287), M x N 개의 액츄에이터 (200)의 어레이 및 M x N 개의 거울 (290)의 어레이를 포함한다.

상기 구동기판 (210)은 기판 (212) 및 M x N 개의 스위칭 소자를 포함하는데, 본 발명에서는 MOS (metal-oxide-semiconductor) 트랜지스터 (215)를 스위칭 소자로서 이용하였다. 일반적으로 알려진 바와 같이, 상기 각 MOS 트랜지스터 (215)는 소스/드레인 영역 (217), 게이트 옥사이드 층 (218), 게이트 전극 (219) 및 비활성부 (225)를 포함한다. 상기 구동기판 (210)은 기판 (212)의 상부에 형성되어진 필드 옥사이드 층 (216)도 역시 포함한다.

상기 제 1 비활성층 (220)은 PSG 또는 질화 실리콘으로 만들어지며 0.1 - 2 μm 의 두께로 구동기판 (210)의 상부에 위치한다.

상기 식각 방지층 (230)은 질화물로 만들어지며 0.1 - 2 μm 의 두께로 제 1 비활성층 (220)의 상부에 위치하며, 경우에 따라서는 생략되어질 수도 있다.

상기 각 액츄에이터 (200)은 박막형 제 1 전극 (285), 압전, 전왜 또는 자왜 물질로 만들어진 박막형 변형부 (275), 박막형 제 2 전극 (265) 및 절연 물질로 만들어진 탄성부 (255)를 포함한다. 상기 박막형 제 1 전극 (285)은 박막형 변형부 (275)의 상부에 위치하고, 접지 되어져 박막형 광로 조절 장치 (301)에서 공통 바이어스 전극의 기능을 한다. 상기 박막형 제 2 전극 (265)은 박막형 변형부 (275)의 하부에 위치하며, 접속부 (283)를 통해 관련 MOS 트랜지스터 (215)의 소스/드레인 영역 (217)에 전기적으로 연결되어져 박막형 광로 조절 장치 (301)에서 신호 전극의 기능을 한다. 상기 탄성부 (255)는 박막형 제 2 전극 (265)의 하부에 위치하고, 탄성부 (255)의 하부 끝단이 식각 방지층 (230) 및 제 1 비활성층 (220)을 부분적으로 개재시켜 구동기판 (210)의 상부에 붙여져 액츄에이터 (200)를 지지하게 된다.

상기 제 2 비활성층 (287)은 상기 접속부 (283)를 완전히 감싸도록 접속부 (283)의 상부에 형성되어져 있다.

상기 각 거울 (290)은 빛을 반사하는 물질로 만들어져 입사하는 광속을 반사하는 기능을 하며, 액츄에이터 (200)의 상부 끝단에 붙여지는 상기 거울 (290)의 오목한 부분 (297)에 의해 액츄에이터 (200)로부터 이격되도록 형성되어 액츄에이터 (200) 및 거울 (290)의 2층 구조를 형성한다. 상기 각 거울 (290)에 있어서 오목한 부분 (297)의 위치 및 오목한 부분 (297)이 액츄에이터 (200)에 붙여지는 위치는, 도 4 및 도 5에 도시된 것처럼, 여러 가지로 형성되어질 수 있다.

상기 거울 (290)의 상부에는 거울 (290)의 광효율 뿐만 아니라 구조적인 특성을 향상시키기 위해서, 도 2에 도시된 것처럼, 박막형 유전층 (295)이 형성되어질 수도 있다.

비록 본 발명의 박막형 광로 조절 장치 (301)의 어레이 (300)는 MOS 트랜지스터 (215)를 이용하는 경우에 대해 설명되었지만, 알려진 다른 스위칭 소자도 역시 이용되어 질 수 있다. 게다가, 상기 각 탄성부 (295)는 상기 각 박막형 제 2 전극 (265)의 아래에 형성되는 대신에 상기 각 박막형 제 1 전극 (285)의 상부에도 형성되어 질 수도 있다.

도 3A 내지 도 3I는 도 2에 도시된 M x N 개의 박막형 광로 조절 장치 (301)의 어레이 (300)의 제조 방법을 설명하는 개략적인 단면도를 나타낸다.

어레이 (300)을 제조하기 위한 공정은, 기판 (212) 및 M x N 개의 스위칭 소자를 포함하고, 상부에 필드 옥사이드 층 (216)을 갖는 구동기판 (210)의 준비로 시작한다. 본 발명에서는 MOS 트랜지스터 (215)를 스위칭 소자로서 이용하였다. 상기 각 MOS 트랜지스터 (215)는 소스/드레인 영역 (217), 게이트 옥사이드 층 (218) 및 게이트 전극 (219)을 포함한다.

다음 단계로, PSG 또는 질화 실리콘 등으로 만들어진 제 1 비활성층 (220)이 0.1 - 2 μm 의 두께로 화학 기상 침적법 또는 스핀 코팅 (spin coating) 방법을 이용하여 상기 구동기판 (210)의 상부에 침적되어진다.

계속해서, 질화물로 만들어진 식각 방지층 (230)이 0.1 - 2 μm 의 두께로 화학 기상 침적법 또는 스퍼터링 (sputtering) 방법을 이용하여, 도 3A에 도시된 것처럼, 상기 제 1 비활성층 (220)의 상부에 침적되어지는데, 상기 식각 방지층 (230)은 경우에 따라서 생략되어질 수 있다.

다음으로, 박막형 희생층 (240)이 상기 식각 방지층 (230)의 상부에 형성되어지는데, 상기 박막형 희생층 (240)이 금속 인 경우에는 스퍼터링 (sputtering) 방법 또는 증착 방법을 이용하여, PSG 인 경우에는 스핀 코팅 (spin coating)이나 화학 기상 침적 (Chemical Vapor Ddeposition) 방법을 이용하여, 다결정 실리콘 인 경우에는 화학 기상 침적 (CVD)방법을 이용하여 형성된다.

계속해서, M x N 개의 빈 구멍 (도시되지 않음)이 건식 또는 습식 식각 방법을 이용하여 상기 박막형 희생층 (240)에 형성되어져, 상기 각 MOS 트랜지스터 (215)의 상부에 형성된 박막형 희생층 (240)이 제거되어진다.

다음 단계로, 질화 실리콘 등의 절연 물질로 만들어진 탄성층 (250)이 0.1 - 2 μm 의 두께로 화학 기상 침적법을 이용하여 상기 구조 위에 침적되어진다.

다음으로, Pt/Ta 등의 전기적 특성이 좋은 물질로 만들어진 박막형 제 2 층 (260)이 0.1 - 2 μm 의 두께로 스퍼터링 또는 진공 증착 법을 이용하여, 도 3B에 도시된 것처럼, 상기 탄성층 (250)의 상부에 형성되어진다. 계속해서, 상기 박막형 제 2 층 (260)은 식각 방법을 이용하여 열 방향으로 컷팅 (cutting)되어진다.

이어지는 단계로, PZT 등의 압전 물질, PMN 등의 전왜 물질 또는 자왜 물질로 만들어진 박막형 변형층 (도시되지 않음)이 0.1 - 2 μm 의 두께로 증착 방법, 졸-겔 (Sol-Gel) 방법, 스퍼터링 방법 또는 화학 기상 침적 방법을 이용하여 상기 박막형 제 2 층 (260)의 상부에 침적되어진다. 상기 박막형 변형층은 계속해서 RTA (rapid thermal annealing) 방법 또는 furnace annealing 방법을 이용하여 상 전이를 일으키도록 열처리되어진다.

상기 박막형 변형층은 충분히 얇기 때문에 상기 박막형 변형층이 압전 물질로 만들어 졌다면 박막형 광로 조절 장치 (301)의 구동 시 인가되는 전기 신호에 의해 분극 될 수 있으므로 따로 분극을 할 필요가 없다.

계속해서, 상기 박막형 변형층이 포토리쏘그래피 또는 레이저 절단 방법을 이용하여, 도 3C에 도시된 것처럼, M x N 개의 박막형 변형부 (275)로 패터닝 되어진다.

계속되는 단계로, 상기 박막형 제 2 층 (260) 및 탄성층 (250)이 식각 방법을 이용하여 각각 M x N 개의 박막형 제 2 전극 (265) 및 M x N 개의 탄성부 (255)로, 제 3D 도에 도시된 것처럼, 패터닝 되어진다. 상기 각 박막형 변형부 (275), 박막형 제 2 전극 (265) 및 탄성부 (255)는 관련 MOS 트랜지스터 (215)와 중첩되지 않고 관련 트랜지스터 (215)의 옆에 위치한다.

다음 단계로, 상기 각 MOS 트랜지스터 (215)의 소스/드레인 영역 (217)의 상부에 형성되어진 식각 방지층 (230) 및 제 1 비활성층 (220)의 부분이 식각 방법에 의해서, 제 3E 도에 도시된 것처럼, 선택적으로 제거되어지는데, 각 MOS 트랜지스터 (215)의 게이트 전극 (219) 및 게이트 옥사이드 층 (218)을 감싸는 제 1 비활성층 (220)의 부분을 잔여 시킴으로서 비활성부 (225)를 형성하게 된다.

다음으로, 스퍼터링 또는 진공 증착 방법을 이용하여 전기적 특성이 좋은 물질로 만들어진 층 (도시되지 않음)을 상기 구조를 완전히 덮도록 0.1 - 2 μm 의 두께로 형성한 후, 식각 방법을 이용하여 상기 전기적 특성이 좋은 물질로 만들어진 층을 선택적으로 제거함으로 인해, 도 3F에 도시된 것처럼, M x N 개의 박막형 제 1 전극 (285) 및 M x N 개의 접속부 (283)를 형성하게 된다. 상기 각 박막형 제 1 전극 (285)은 박막형 변형부 (275)의 상부에 위치한다. 상기 접속부 (283)는 상기 박막형 제 2 전극 (265)을 각 MOS 트랜지스터 (215)의 소스/드레인 영역 (217)에 전기적으로 연결하도록 형성된다.

다음 단계로, PSG 또는 질화 실리콘 등으로 만들어진 제 2 비활성층 (287)이 0.1 - 2 μm 의 두께로 화학 기상 침적법 또는 스핀 코팅 방법 등을 이용하여 침적되어진 후, 식각 방법을 이용하여 패터닝 되어져 접속부 (283)의 상부에 접속부 (283)를 완전히 감싸도록 형성되어져, 도 3G에 도시된 것처럼, M x N 개의 광로 조절 장치 구조 (311)의 어레이 (310)을 형성하게 된다.

계속해서, 상기 각 광로 조절 장치 구조 (311)는 제 1 박막형 보호층 (도시되지 않음)으로 완전히 감싸 진다.

이어지는 단계로, 상기 박막형 희생층 (240)은 식각 방법을 이용하여 제거되어진다. 다음으로, 상기 제 1 박막형 보호층이 제거되어져, 도 3H에 도시된 것처럼, M x N 개의 액츄에이터 (200)의 어레이를 형성하게 된다.

다음 단계로, 금속, PSG 또는 다결정 실리콘 등의 소정의 희생 물질로 상기 박막형 희생층 (240)이 제거되어지면서 형성된 구동 공간을 채우고 M x N 개의 액츄에이터 (200)의 어레이를 완전히 덮도록 하여, 희생 물질로 인해 덮혀진 구조가 평평한 상부 표면을 갖도록 한다. 다음으로, M x N 개의 구멍 (도시되지 않음)을 포토리쏘그래피 방법을 이용하여 상기 희생 물질로 인해 덮혀진 구조에 형성하는데, 상기 각 구멍은 액츄에이터 (200)의 상부에 형성된다.

상기 단계 후에, Al 등의 빛을 반사하는 물질로 만들어진 거울층 (도시되지 않음) 및 박막형 유전층 (도시되지 않음)을 상기 구멍을 포함한 희생 물질의 상부에 순차적으로 침적한 후, 상기 거울층 및 박막형 유전층을 포토리쏘그래피 또는 레이저 절단 방법을 이용하여 패터닝 하여 M x N 개의 거울 (290)의 어레이 및 각 거울의 상부에 형성된 박막형 유전부 (295)를 형성하게 된다. 상기 각 거울 (290)은 상기 희생 물질에 형성되어진 구멍에 의해 액츄에이터 (200)의 상부에 붙여진 오목한 부분 (297)을 갖게 되어 액츄에이터 (200)와 이격되어 2층 구조로 별도로 형성되어진다. 상기 각 거울 (290) 및 박막형 유전부 (295)는 도 2, 도 4 및 도 5에 도시된 것처럼, 여러 가지 형태로 형성되어질 수 있다.

계속해서, 상기 각 박막형 유전부 (295) 및 거울 (290)을 제 2 박막형 보호층 (도시되지 않음)으로 완전히 감싼 후, 상기 희생 물질이 식각 방법에 의해 완전히 제거되어진다. 마지막으로, 상기 제 2 박막형 보호층이 제거되어져, 도 3I에 도시된 것처럼, M x N 개의 박막형 광로 조절 장치 (301)의 어레이 (300)를 완성하게 된다.

상기 박막형 광로 조절 장치 (301) 의 어레이 (300) 및 그 제조 방법은 각 박막형 광로 조절 장치 (301)의 액츄에이터 (200)가 유니모프 (unimorph) 구조를 갖는 경우에 대하여 설명되었지만, 상기 설명된 장치 및 방법은 각 박막형 광로 조절 장치 (301)의 액츄에이터 (200)가 바이모프 (bimorph) 구조를 갖는, 즉 추가의 변형층과 전극층을 포함하는 경우에도 동일하게 적용되어질 수 있다.

게다가, 상기 설명된 박막형 광로 조절 장치 (301)의 어레이 (300)의 제조 방법은 박막형 제 2 전극 (265)의 하부에 탄성부 (255)을 형성되어져 있는 것으로 설명되었지만, 상기 각 탄성부 (255)는 박막형 제 1 전극 (285)의 상부에 형성되어질 수 있다.

따라서, 본 발명을 이용하면, 박막형 광로 조절 장치 (301)에 있어서, 박막형 제 1 전극 (285) 및 박막형 제 2 전극 (265)의 사이에 위치하는 박막형 변형부 (275)에 인가되는 전계에 의해 변형을 하게 되는데, 상기 거울 (290)은 단지 거울 (290)의 오목한 부분 (297)을 통해서만 액츄에이터 (200)의 상부 끝단에 연결되어져 액츄에이터 (200)와 이격되어 2층 구조로 별도로 형성되어지기 때문에, 구동시, 상기 거울 (290)은 평형을 유지하면서 기울어지기 때문에 입사하는 광속을 더 정확하게 반사 할 수 있게 되고, 제조 공정시, 거울 (290)의 상부 면에 대한 평탄화가 종래의 기술에 비해 쉬워질 뿐만 아니라 거울 (290)의 상부 면을 넓게 형성 할 수 있으므로 단일 픽셀에 대한 필 팩터 (fill factor)가 높아지는 효과가 있다. 또한, 거울 (290)의 두께 및 형성 물질의 선택이 자유로울 뿐만 아니라 거울을 액츄에이터 (200)의 끝단에 형성되므로 구동시 매우 큰 기울림 각도를 얻을 수 있는 효과가 있다.

게다가, 상기 각 액츄에이터 (200) 및 관련 MOS 트랜지스터 (215)가 기판 (212)의 상부에 서로 중첩되지 않고 MOS 트랜지스터 (215)의 옆에 액츄에이터 (200)가 위치하기 때문에, 접속부 (283)를 이용한 액츄에이터 (200) 및 MOS 트랜지스터 (215)의 전기적인 연결 공정이 액츄에이터 (200)의 형성시 요구되는 고온 공정 후에 실행되므로 고온 공정에 대한 영향을 줄일 수 있게 되어, 스파킹 등의 단락 현상을 방지 할 수 있을 뿐만 아니라, 접속부 (287)를 형성하는 물질로서 저온 융점을 갖는 물질도 사용 할 수 있게 되어 선택의 폭이 넓어지는 효과가 있다.

Claims (20)

1. 기판 및 기판의 상부에 형성된 M x N 개의 스위칭 (switching) 소자를 포함하는 구동기판과;

   각 액츄에이터가 박막형 제 1 전극, 박막형 변형부, 박막형 제 2 전극 및 탄성부를 포함하며, 각 액츄에이터의 하부 끝단이 구동기판의 상부에 붙여지고, 각 액츄에이터가 관련 스위칭 소자와 중첩되지 않고 관련 스위칭 소자의 옆에 위치하는 M x N 개의 액츄에이터의 어레이와;

   각 거울이 입사하는 광속을 반사하는 기능을 갖으며 또한 각 거울은 액츄에이터의 상부에 연결된 오목한 부분을 통해서 액츄에이터와 이격되어 2층 구조로 별도로 형성되는 M x N 개의 거울의 어레이를 포함하는 투사형 화상 표시 장치용 M x N 개의 박막형 광로 조절 장치의 어레이.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 박막형 제 1 전극 및 박막형 제 2 전극 중 한 전극은 접지 되어지고, 나머지 전극은 관련 스위칭 소자에 전기적으로 연결되어진 투사형 화상 표시 장치용 M x N 개의 박막형 광로 조절 장치의 어레이.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 탄성부가 박막형 제 2 전극의 하부에 위치하는 투사형 화상 표시 장치용 M x N 개의 박막형 광로 조절 장치의 어레이.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 탄성부가 박막형 제 1 전극의 상부에 위치하는 투사형 화상 표시 장치용 M x N 개의 박막형 광로 조절 장치의 어레이.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 각 스위칭 소자가 MOS 트랜지스터인 투사형 화상 표시 장치용 M x N 개의 박막형 광로 조절 장치의 어레이.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 각 거울의 상부에 형성되는 M x N 개의 박막형 유전부를 더 포함하는 투사형 화상 표시 장치용 M x N 개의 박막형 광로 조절 장치의 어레이.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 각 액츄에이터가 추가 박막형 전극 및 변형부를 더 포함하는 바이모프 구조로 형성된 투사형 화상 표시 장치용 M x N 개의 박막형 광로 조절 장치의 어레이.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 구동기판의 상부에 형성되는 비활성층을 더 포함하는 투사형 화상 표시 장치용 M x N 개의 박막형 광로 조절 장치의 어레이.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 비활성층의 상부에 형성되는 식각 방지층을 더 포함하는 투사형 화상 표시 장치용 M x N 개의 박막형 광로 조절 장치의 어레이.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 박막형 변형부가 압전 물질로 만들어진 투사형 화상 표시 장치용 M x N 개의 박막형 광로 조절 장치의 어레이.
11. 제 1 항에 있어서,

    상기 박막형 변형부가 전왜 물질로 만들어진 투사형 화상 표시 장치용 M x N 개의 박막형 광로 조절 장치의 어레이.
12. 제 1 항에 있어서,

    상기 박막형 변형부가 자왜 물질로 만들어진 투사형 화상 표시 장치용 M x N 개의 박막형 광로 조절 장치의 어레이.
13. 제 1 항에 있어서,

    상기 각 거울이 관련 액츄에이터 및 관련 스위칭 소자의 상부에 위치하는 투사형 화상 표시 장치용 M x N 개의 박막형 광로 조절 장치의 어레이.
14. 제 1 항에 있어서,

    상기 각 거울이 이웃하는 액츄에이터 및 이웃하는 스위칭 소자의 상부에 위치하는 투사형 화상 표시 장치용 M x N 개의 박막형 광로 조절 장치의 어레이.
15. 기판 및 기판의 상부에 형성된 M x N 개의 스위칭 소자를 포함하는 구동기판을 준비하는 공정과;

    상기 구동기판의 상부에 M x N 개의 빈 구멍을 갖는 박막형 희생층을 형성하는 공정과;

    상기 구조의 상부에 탄성층, 박막형 제 2 층 및 박막형 변형층을 순차적으로 침적시키는 공정과;

    상기 박막형 변형층, 박막형 제 2 층 및 탄성층을 각각 M x N 개의 박막형 변형부, M x N 개의 박막형 제 2 전극 및 M x N 개의 탄성부로 패터닝 하여, 각 박막형 변형부, 박막형 제 2 전극 및 탄성부가 관련 스위칭 소자와 중첩되지 않고 관련 스위칭 소자의 옆에 위치하도록 하는 공정과;

    상기 각 박막형 변형부의 상부 및 상기 각 박막형 제 2 전극을 관련 스위칭 소자에 전기적으로 연결할 수 있는 위치에 각각 M x N 개의 박막형 제 1 전극 및 M x N 개의 접속부를 형성하는 공정과;

    상기 박막형 희생층을 제거하여 M x N 개의 액츄에이터의 어레이를 형성하는 공정과;

    상기 각 액츄에이터의 상부에 위치하는 M x N 개의 거울의 어레이를 형성하여 M x N 개의 박막형 광로 조절 장치의 어레이를 완성하는 공정을 포함하는 투사형 화상 표시 장치용 M x N 개의 박막형 광로 조절 장치의 어레이의 제조 방법.
16. 제 15 항에 있어서,

    상기 각 M x N 개의 거울의 어레이는:

    희생 물질로 M x N 개의 액츄에이터의 어레이를 덮어서 희생 물질에 덮혀진 구조를 형성하는 공정과;

    상기 희생 물질에 덮혀진 구조에 각 액츄에이터의 상부에 형성되는 M x N 개의 구멍을 형성하는 공정과;

    상기 구조의 상부에 거울층을 침적시키는 공정과;

    상기 거울층을 M x N 개의 거울의 어레이로 패터닝 하는 공정과;

    상기 희생 물질을 제거하는 공정을 포함하여 형성되는 투사형 화상 표시 장치용 M x N 개의 박막형 광로 조절 장치의 어레이의 제조 방법.
17. 제 16 항에 있어서,

    상기 거울층의 침적 후에 박막형 유전층의 형성을 더 포함하는 투사형 화상 표시 장치용 M x N 개의 박막형 광로 조절 장치의 어레이의 제조 방법.
18. 제 15 항에 있어서,

    상기 구동기판의 상부에 비활성층의 형성을 더 포함하는 투사형 화상 표시 장치용 M x N 개의 박막형 광로 조절 장치의 어레이의 제조 방법.
19. 제 18 항에 있어서,

    상기 비활성층의 상부에 식각 방지층의 형성을 더 포함하는 투사형 화상 표시 장치용 M x N 개의 박막형 광로 조절 장치의 어레이의 제조 방법.
20. 제 15 항에 있어서,

    상기 M x N 개의 액츄에이터의 어레이의 형성시 박막형 변형부 및 전극을 추가로 형성하여 상기 각 액츄에이터를 바이모프 구조로 형성하는 투사형 화상 표시 장치용 M x N 개의 박막형 광로 조절 장치의 어레이의 제조 방법.