KR100237343B1 - Fabrication method for thin film actuated mirror array - Google Patents
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Abstract
액츄에이터의 캔틸레버(cantilever) 특성을 향상시킬 수 있는 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법이 개시되어 있다. 상기 장치는 M×N개의 트랜지스터가 내장되고 일측 상부에 패드가 형성된 액티브 매트릭스와 액티브 매트릭스 상부에 형성된 액츄에이터로 구성된다. 상기 액티브 매트릭스는 보호층, 식각 방지층 및 플러그를 포함하며, 상기 액츄에이터는 하부전극, 변형부 및 상부전극을 포함한다. 본 발명에 따른 상기 방법은 플로우필(flowfill) 공정을 이용함으로써 별도의 희생층의 평탄화 공정이 필요 없이 증착과 동시에 증착막의 자체 평탄화(self-planarising)를 이루어 희생층의 평탄화를 용이하게 할 수 있다. 따라서 액티브 매트릭스 부분의 단차로 인하여 캔틸레버의 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.A method of manufacturing a thin film type optical path control apparatus capable of improving cantilever characteristics of an actuator is disclosed. The device is composed of an active matrix having M × N transistors embedded therein and a pad formed on one side thereof, and an actuator formed on the active matrix. The active matrix includes a protective layer, an etch stop layer, and a plug, and the actuator includes a lower electrode, a deformation portion, and an upper electrode. The method according to the present invention may facilitate the planarization of the sacrificial layer by performing a self-planarization of the deposited film simultaneously with the deposition without the need for a separate planarization process of the sacrificial layer by using a flowfill process. . Therefore, it is possible to prevent the characteristics of the cantilever from deteriorating due to the step of the active matrix portion.
Description
본 발명은 박막형 광로 조절 장치인 AMA(Actuated Mirror Arrays)의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 희생층을 플로우필(flowfill) 공정을 이용하여 자체 평탄화(selfplanarising)시킴으로서 액츄에이터(actuator)의 캔틸레버(cantilever) 특성을 향상시킬 수 있는 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing Actuated Mirror Arrays (AMA), which is a thin film type optical path control device, and more particularly, a cantilever (actuator) of an actuator by self-planarizing a sacrificial layer using a flowfill process. The present invention relates to a method for manufacturing a thin film type optical path control device capable of improving cantilever characteristics.
일반적으로 광원으로부터 입사되는 광속을 조정할 수 있는 광로 조절 장치, 또는 광 변조기는 광통신, 화상 처리, 그리고 정보 디스플레이 장치 등에 다양하게 응용될 수 있다. 일반적으로 그러한 장치는 광학적 특성에 따라 크게 두 종류로 분류된다.In general, an optical path adjusting apparatus or an optical modulator capable of adjusting a light beam incident from a light source may be variously applied to optical communication, image processing, and information display apparatus. In general, such devices are classified into two types according to their optical properties.
그 한 종류는 직시형 화상 표시 장치로서 CRT(Cathode Ray Tube) 등이 이에 해당하며, 다른 한 종류는 투사형 화상 표시 장치로서 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display : LCD), AMA, 또는 DMD(Deformable Mirror Device) 등이 이에 해당한다. 상기 CRT 장치는 화질은 우수하나 화면의 대형화에 따라 장치의 중량과 용적이 증가하고 제조 비용이 상승하게 되는 문제점이 있다. 이에 비하여, 액정 표시 장치(LCD)는 광학적 구조가 간단하여 얇게 형성함으로서 장치의 중량을 가볍게 할 수 있으며 용적을 줄일 수 있는 이점이 있다. 그러나 상기 액정 표시 장치는 광의 편광으로 인하여 1∼2%의 광효율을 가질 정도로 효율이 떨어지고 액정 물질의 응답 속도가 느리며, 그 내부가 과열되기 쉬운 단점이 있다. 따라서, 상기의 문제점을 해결하기 위하여 AMA, 또는 DMD 등의 화상 표시 장치가 개발되었다. 현재, DMD 장치가 5% 정도의 광효율을 가지는 것에 비하여 AMA는 10% 이상의 광효율을 가진다.One type is a direct view type image display device, such as a CRT (Cathode Ray Tube), and the other type is a projection type image display device, a liquid crystal display (LCD), an AMA, or a deformable mirror device (DMD). ) And the like. Although the CRT device has excellent image quality, there is a problem that the weight and volume of the device increase and the manufacturing cost increases as the screen is enlarged. On the other hand, the liquid crystal display (LCD) has an advantage in that the optical structure is simple to form a thin layer so that the weight of the device can be reduced and the volume can be reduced. However, the liquid crystal display has a disadvantage in that the efficiency is low enough to have a light efficiency of 1 to 2% due to the polarized light, the response speed of the liquid crystal material is slow, and the inside thereof is easily overheated. Therefore, an image display device such as AMA or DMD has been developed to solve the above problem. Currently, AMA has a light efficiency of 10% or more, compared to a DMD device having a light efficiency of about 5%.
상기 AMA는 그 내부에 설치된 각각의 거울들이 광원으로부터 입사되는 빛을 소정의 각도로 반사하며, 상기 반사된 빛은 슬릿(slit)을 통과하여 스크린에 투영되어 화상을 맺도록 광속을 조절할 수 있는 장치이다. 따라서 그 구조와 동작 원리가 간단하며, 액정 표시 장치나 DMD 등에 비해 높은 광효율을 얻을 수 있다. 또한 콘트라스트(contrast)가 향상되어 밝고 선명한 화상을 얻을 수 있다. AMA에 내장된 거울들은 각기 슬릿에 대응하여 배열되어 발생하는 전계에 의하여 경사지게 된다. 따라서 광원으로부터 입사되는 광속을 소정의 각도로 조절하여, 스크린에 화상을 맺을 수 있도록 한다. 일반적으로 각각의 액츄에이터는 인가되는 전기적인 화상 신호 및 바이어스 전압에 의하여 발생되는 전계에 따라 변형을 일으킨다.The AMA is a device that can adjust the luminous flux so that each of the mirrors installed therein reflects the light incident from the light source at a predetermined angle, and the reflected light passes through a slit and is projected onto the screen to form an image. to be. Therefore, the structure and operation principle thereof are simple, and high light efficiency can be obtained compared to a liquid crystal display device or a DMD. In addition, the contrast is improved to obtain a bright and clear image. The mirrors built into the AMA are inclined by the electric field generated in correspondence with the slits. Therefore, the luminous flux incident from the light source is adjusted at a predetermined angle to form an image on the screen. In general, each actuator causes deformation in accordance with the electric field generated by the applied electric image signal and the bias voltage.
상기 액츄에이터가 변형을 일으킬 때, 상기 액츄에이터의 상부에 장착된 각각의 거울들이 경사지게 된다. 따라서 상기 경사진 거울들은 광원으로부터 입사된 빛을 소정의 각도로 반사시킬 수 있게 된다. 상기 각각의 거울들을 구동하는 액츄에이터로서 PZT(Pb(Zr, Ti)O3), 또는 PLZT((Pb, La)(Zr, Ti)O3) 등의 압전 물질이 이용된다. 또한 PMN(Pb(Mg, Nb)O3) 등의 전왜 물질로서 상기 액츄에이터를 구성할 수 있다.When the actuator causes deformation, each of the mirrors mounted on top of the actuator is inclined. Accordingly, the inclined mirrors can reflect light incident from the light source at a predetermined angle. Piezoelectric materials such as PZT (Pb (Zr, Ti) O 3 ), or PLZT ((Pb, La) (Zr, Ti) O 3 ) are used as actuators for driving the respective mirrors. In addition, the actuator can be configured as a warping material such as PMN (Pb (Mg, Nb) O 3 ).
이러한 AMA를 이용한 광로 조절 장치는 크게 벌크형(bulk type)과 박막형(thin film type)으로 구분된다. 상기 벌크형 광로 조절 장치는, 예를 들면 미합중국 특허 제5,085,497호(issued to Gregory Um, et al.), 제5,159,225호(issued to Gregory Um, et al.), 제5,175,465호(issued to Gregory Um, et al.) 등에 개시되어 있다. 벌크형 광로 조절 장치는 다층 세라믹을 얇게 절단하여 내부에 금속 전극이 형성된 세라믹 웨이퍼(ceramic wafer)를 트랜지스터가 내장된 액티브 매트릭스(active matrix)에 장착한 후 쏘잉(sawing) 방법으로 가공하고 상부에 거울을 설치하여 이루어진다. 그러나 벌크형 장치는 액츄에이터들을 쏘잉 방법에 의하여 분리하여야 하므로 설계 및 제조에 있어서 높은 정밀도가 요구되며, 변형부의 응답 속도가 느린 단점이 있다. 따라서 반도체 제조 공정을 이용하여 제조할 수 있는 박막형 광로 조절 장치가 개발되었다.The optical path control device using AMA is largely classified into a bulk type and a thin film type. The bulk optical path control device is described, for example, in US Pat. Nos. 5,085,497 (issued to Gregory Um, et al.), 5,159,225 (issued to Gregory Um, et al.), 5,175,465 (issued to Gregory Um, et. al.) and the like. The bulk optical path control device cuts a thin layer of multilayer ceramic, mounts a ceramic wafer having a metal electrode therein in an active matrix including a transistor, and then processes it by sawing and mirrors on the top. It is done by installation. However, bulk devices require high precision in design and manufacture because the actuators must be separated by a sawing method, and the response speed of the deformation part is slow. Therefore, a thin film type optical path control apparatus that can be manufactured using a semiconductor manufacturing process has been developed.
이러한 박막형 광로 조절 장치는 본 출원인이 1996년 6월 28일 대한민국 특허청에 1996년 6월 28일 특허 출원한 특허출원 제96-25323호(발명의 명칭 : 큰 구동 각도를 가지는 박막형 광로 조절 장치)에 개시되어 있다.Such a thin film type optical path control device is applied to a patent application No. 96-25323 (name of the invention: thin film type optical path control device having a large driving angle) filed by the present applicant on June 28, 1996, to the Korean Patent Office. Is disclosed.
도 1은 상기 선행 출원에 기재된 박막형 광로 조절 장치의 평면도를 도시한 것이며, 도 2는 도 1에 도시한 박막형 광로 조절 장치를 AA′선으로 자른 단면도를 도시한 것이다. 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 박막형 광로 조절 장치는 내부에 M×N(M, N은 정수)개의 MOS 트랜지스터가 내장되고 드레인(drain)(2)이 일측 표면에 형성된 액티브 매트릭스(1)와 상기 액티브 매트릭스(1)의 상부에 형성된 액츄에이터(3)를 포함한다.FIG. 1 shows a plan view of the thin film type optical path adjusting device described in the preceding application, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A′A ′ of the thin film type optical path adjusting device shown in FIG. 1. As shown in FIGS. 1 and 2, the thin film type optical path adjusting device includes an active matrix having M × N (M, N is an integer) MOS transistors embedded therein and a drain 2 formed on one surface thereof. 1) and an actuator 3 formed on the active matrix 1.
상기 드레인(2)이 형성된 액티브 매트릭스(1)는, 액티브 매트릭스(1)의 상부에 형성된 보호층(5)과 상기 보호층(5)의 상부에 형성된 식각 방지층(7)을 포함한다.The active matrix 1 on which the drain 2 is formed includes a protective layer 5 formed on the active matrix 1 and an etch stop layer 7 formed on the protective layer 5.
상기 액츄에이터(3)는 멤브레인(11), 상기 멤브레인(11)의 상부에 형성된 하부전극(13), 상기 하부전극(13)의 상부에 형성된 변형부(15), 상기 변형부(15)의 상부에 형성된 상부전극(17), 상기 상부전극(17)의 상부에 형성된 거울(21), 그리고 상기 변형부(15)의 상부로부터 하부전극(13), 멤브레인(11), 식각 방지층(7) 및 보호층(5)을 통하여 드레인(2)까지 수직하게 형성된 비어 컨택(19)을 포함한다.The actuator 3 includes a membrane 11, a lower electrode 13 formed on the membrane 11, a deformation part 15 formed on the lower electrode 13, and an upper part of the deformation part 15. An upper electrode 17 formed on the upper electrode 17, a mirror 21 formed on the upper electrode 17, and a lower electrode 13, a membrane 11, an etch stop layer 7, and an upper portion of the deformable portion 15. A via contact 19 is formed vertically through the protective layer 5 to the drain 2.
도 1에 도시한 바와 같이, 상기 멤브레인(11)을 포함하는 액츄에이터(3)는 상부에 거울이 형성된 구동부가 시계 방향으로 90°회전한‘A’자의 머리 부분에 해당하고, 양측으로 갈라진 지지부가 시계 방향으로 90°회전한‘A’자의 다리 부분에 해당하는 형상을 가진다. 따라서 상기 멤브레인(11)의 구동부가 인접하는 액츄에이터의 멤브레인의 양측으로 갈라진 지지부에 끼워지고, 인접하는 액츄에이터의 멤브레인의 구동부가 상기 멤브레인(11)의 양측으로 갈라진 지지부에 끼워진다.As shown in FIG. 1, the actuator 3 including the membrane 11 corresponds to the head of the letter 'A' with a mirror-shaped driving part rotated 90 ° in the clockwise direction, and a support part divided to both sides is provided. It has a shape corresponding to the leg portion of the letter 'A' rotated 90 ° clockwise. Therefore, the driving part of the membrane 11 is fitted to the support part split to both sides of the membrane of the adjacent actuator, and the driving part of the membrane of the adjacent actuator is fitted to the support part to both sides of the membrane 11.
또한, 도 2를 참조하면, 상기 멤브레인(11)은 상기 식각 방지층(7)이 형성된 액티브 매트릭스(1)의 상부에, 일측이 접촉되며 타측이 에어 갭(9)을 개재하여 상기 액티브 매트릭스(1)와 평행하도록 형성된다. 상기 거울(21)은 중앙에‘U’자형의 홈을 가진 평판의 형상을 가지며, 상기 상부전극(17)에 상기‘U’자형의 홈이 접촉되고 양측부가 상기 상부전극(17)과 수평하도록 형성된다.In addition, referring to FIG. 2, the membrane 11 is in contact with an upper side of the active matrix 1 on which the etch stop layer 7 is formed, and the other side is connected to the active matrix 1 via an air gap 9. It is formed to be parallel to). The mirror 21 has a shape of a flat plate having a 'U' shaped groove in the center thereof, and the 'U' shaped groove is in contact with the upper electrode 17 and both sides thereof are horizontal to the upper electrode 17. Is formed.
상기 보호층(5)은 인 실리케이트 유리(Phospho-Silicate Glass:PSG)를 화학 기상 증착(CVD) 방법을 이용하여 1.0∼2.0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성된다.The protective layer 5 is formed such that Phospho-Silicate Glass (PSG) has a thickness of about 1.0 to about 2.0 μm using a chemical vapor deposition (CVD) method.
상기 식각 방지층(7)은 질화물을 저압 화학 기상 증착(Low Pressure CVD) 방법을 이용하여 1000∼2000Å 정도의 두께를 가지도록 형성된다. 상기 식각 방지층(7)은 상기 보호층(5) 및 액티브 매트릭스(1)가 식각 되는 것을 방지한다.The etch stop layer 7 is formed to have a thickness of about 1000 to 2000 Pa by using a low pressure chemical vapor deposition (Low Pressure CVD) method. The etch stop layer 7 prevents the protective layer 5 and the active matrix 1 from being etched.
상기 식각 방지층(7)의 상부에 형성된 희생층(8)은 고 인(P) 농도를 가지는 인 실리케이트 유리를 대기압 화학 기상 증착(Atmospheric Pressure CVD) 방법을 이용하여 1.0∼2.0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 이 때, 상기 식각 방지층(7)이 형성된 액티브 매트릭스(1)의 표면을 덮고 있는 희생층(8)의 표면의 평탄도는 매우 불량하므로 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 방법으로 표면을 평탄화시킨다.The sacrificial layer 8 formed on the etch stop layer 7 has a phosphorus silicate glass having a high phosphorus (P) concentration by using an atmospheric pressure chemical vapor deposition (Atmospheric Pressure CVD) method of about 1.0 to 2.0㎛. It is formed to have a thickness of. At this time, since the flatness of the surface of the sacrificial layer 8 covering the surface of the active matrix 1 on which the etch stop layer 7 is formed is very poor, the surface is planarized by a chemical mechanical polishing (CMP) method.
상기 노출된 식각 방지층(7)의 상부 및 상기 희생층(8)의 상부에 형성된 상기 멤브레인(11)은 질화물을 저압 화학 기상 증착(LPCVD) 방법을 이용하여 1.0∼2.0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성된다.The membrane 11 formed on the exposed etch stop layer 7 and on the sacrificial layer 8 has a nitride of about 1.0 to about 2.0 μm using low pressure chemical vapor deposition (LPCVD). It is formed to have a thickness.
하부전극(13)은 상기 멤브레인(11)의 상부에 백금, 또는 백금-탄탈륨(Pt-Ta)을 사용하여 형성한다. 상기 하부전극(13)은 스퍼터링 방법을 이용하여 500∼2000Å 정도의 두께를 가지도록 형성된다.The lower electrode 13 is formed on the membrane 11 by using platinum or platinum-tantalum (Pt-Ta). The lower electrode 13 is formed to have a thickness of about 500 to 2000 microns using a sputtering method.
상기 변형부(15)는 PZT 또는 PLZT 등의 압전 세라믹이나 PMN 등의 전왜 세라믹을 졸-겔법을 이용하여 1.0∼2.0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 또한, 상기 변형부(15)는 화학 기상 증착(CVD) 방법을 이용하여 형성할 수 있다.The deformable portion 15 is formed such that piezoelectric ceramics such as PZT or PLZT, or electrodistorted ceramics such as PMN have a thickness of about 1.0 to 2.0 µm using the sol-gel method. In addition, the deformable portion 15 may be formed using a chemical vapor deposition (CVD) method.
상기 상부전극(17)은 알루미늄(Al) 또는 백금 등을 스퍼터링 방법을 이용하여 500∼1000Å 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 이어서, 상기 상부전극(17), 변형부(15), 하부전극(13), 그리고 멤브레인(11)을 픽셀(pixel) 형상으로 순차적으로 식각 한다.The upper electrode 17 is formed to have a thickness of about 500 to 1000 mW by using a sputtering method of aluminum (Al) or platinum. Subsequently, the upper electrode 17, the deformable part 15, the lower electrode 13, and the membrane 11 are sequentially etched in a pixel shape.
상기 변형부(15), 하부전극(13), 멤브레인(11), 식각 방지층(7) 및 보호층(5)을 차례로 식각 하여 비어컨택(19)을 형성한다. 상기 비어컨택(19)은 텅스텐(W) 또는 티타늄 등을 리프트-오프 방법을 이용하여 상기 변형부(15)의 상부로부터 상기 드레인(2)까지 수직하게 형성한다. 따라서 비어컨택(19)은 상기 드레인(2)과 하부전극(13)을 전기적으로 연결한다.The deformable part 15, the lower electrode 13, the membrane 11, the etch stop layer 7, and the protective layer 5 are sequentially etched to form a via contact 19. The via contact 19 vertically forms tungsten (W) or titanium from the top of the deformable portion 15 to the drain 2 by using a lift-off method. Therefore, the via contact 19 electrically connects the drain 2 and the lower electrode 13.
상기 거울(21)은 통상의 포토리쏘그래피(photolithography) 방법 및 스퍼터링 방법을 이용하여 형성된다. 상기 거울(21)은 은(Ag) 또는 알루미늄 등을 사용하여 500∼1000Å 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 그리고, 플루오르화 수소(HF) 증기를 사용하여 상기 희생층(8)을 식각한 후, 상기 구조를 세정 및 건조하여 AMA 소자를 완성한다.The mirror 21 is formed using conventional photolithography methods and sputtering methods. The mirror 21 is formed to have a thickness of about 500 to 1000 mm by using silver (Ag) or aluminum. The sacrificial layer 8 is etched using hydrogen fluoride (HF) vapor, and then the structure is cleaned and dried to complete the AMA device.
상술한 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치에 있어서, 액티브 매트릭스(1)에 내장되어 있는 MOS 트랜지스터(도시되지 않음)로부터 발생한 화상 신호는 드레인(2)과 비어컨택(19)을 통하여 하부전극(13)에 인가된다. 동시에, 상부전극(17)에는 바이어스 전압이 인가된다. 따라서 상부전극(17)과 하부전극(13) 사이에 전계가 발생하게 된다. 이 전계에 의하여 변형부(13)가 수직한 방향으로 수축한다. 그러므로 변형부(13)를 포함하는 액츄에이터(3)는 멤브레인(11)이 형성되어 있는 방향의 반대 방향으로 휘어지게 된다. 광원으로부터 입사된 광속을 반사하는 거울(21)은 액츄에이터(3)의 상부에 형성되어 있으므로, 액츄에이터(3)가 휘게됨에 따라 소정의 각도로 경사진다. 광원으로부터 입사된 광속은 상기 거울(21)에 의하여 소정의 각도로 반사되어 슬릿을 통하여 스크린에 화상을 맺게 된다.In the above-described thin film type optical path adjusting device according to the present invention, the image signal generated from the MOS transistor (not shown) embedded in the active matrix 1 is transferred to the lower electrode 13 through the drain 2 and the via contact 19. Is applied). At the same time, a bias voltage is applied to the upper electrode 17. Therefore, an electric field is generated between the upper electrode 17 and the lower electrode 13. By this electric field, the deformation | transformation part 13 shrinks in a vertical direction. Therefore, the actuator 3 including the deformation part 13 is bent in the direction opposite to the direction in which the membrane 11 is formed. Since the mirror 21 reflecting the light beam incident from the light source is formed on the actuator 3, the mirror 3 is inclined at a predetermined angle as the actuator 3 is bent. The light beam incident from the light source is reflected by the mirror 21 at a predetermined angle to form an image on the screen through the slit.
그러나 상기 선행출원에 기재된 박막형 광로 조절 장치에 있어서, 액티브 매트릭스 부분의 단차로 인하여 후속하는 박막 중착 공정시 상기 액티브 매트릭스의 단차로 인한 토폴러지(topology)의 불균형이 액츄에이터의 캔틸레버 특성을 저하시키는 문제점이 있었다. 즉, 액티브 매트릭스 부분의 단차로 인하여 그 상부에 박막을 적층할 때, 박막의 형상(특히 그 평탄도)에 불균형이 야기된다. 그러므로, 액츄에이터가 정확하게 수평상태로 형성되지 못하여 전계에 따라 변형을 일으키는 액츄에이터의 캔틸레버 특성이 저하되는 문제점이 있었다.However, in the thin film type optical path control device described in the above-mentioned prior application, there is a problem that the imbalance of the topology due to the step of the active matrix lowers the cantilever characteristic of the actuator during the subsequent thin film deposition process due to the step of the active matrix part. there was. In other words, when the thin films are stacked on top of them due to the step of the active matrix portion, an unbalance is caused in the shape (particularly the flatness) of the thin films. Therefore, there is a problem in that the cantilever characteristic of the actuator that causes deformation according to the electric field is deteriorated because the actuator is not accurately formed in a horizontal state.
따라서, 본 발명의 목적은 자체 평탄화 공정을 이용하여 희생층을 별도의 평탄화 공정 없이 증착과 동시에 평탄화를 이룸으로서, 액티브 매트릭스 부분의 단차를 보상하고, 희생층의 평탄화를 용이하게 하여 후속하여 형성되는 액츄에이터의 캔틸레버 특성을 향상시킬 수 있는 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to planarize the sacrificial layer using a self-planarization process simultaneously with vapor deposition without a separate planarization process, thereby compensating for the step difference in the active matrix portion, and facilitating the planarization of the sacrificial layer. The present invention provides a method for manufacturing a thin film type optical path control device capable of improving the cantilever characteristics of an actuator.
도 1은 본 출원인의 선행 출원에 기재된 박막형 광로 조절 장치의 평면도이다.1 is a plan view of a thin film type optical path adjusting device described in the applicant's prior application.
도 2는 도 1에 도시한 장치를 AA′선으로 자른 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A′A ′ of the apparatus shown in FIG. 1.
도 3은 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치의 평면도이다.3 is a plan view of a thin film type optical path control apparatus according to the present invention.
도 4는 도 3에 도시한 장치를 BB′선으로 자른 단면도이다.4 is a cross-sectional view of the apparatus shown in FIG. 3 taken along line B′B ′.
도 5a 내지 도 5d는 도 4에 도시한 장치의 제조 공정도이다.5A to 5D are manufacturing process diagrams of the apparatus shown in FIG. 4.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
31 : 액티브 매트릭스 32 : 액츄에이터31: active matrix 32: actuator
33 : 패드 34 : 플러그33: pad 34: plug
35 : 보호층 37 : 식각 방지층35: protective layer 37: etching prevention layer
39 : 희생층 41 : 베이스층39: sacrificial layer 41: base layer
43 : 플로우층 45 : 캡층43: flow layer 45: cap layer
47 : 에어 갭 49 : 하부전극47: air gap 49: lower electrode
51 : 변형부 53 : 상부전극51: deformation portion 53: upper electrode
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,The present invention to achieve the above object,
M×N(M, N은 정수)개의 트랜지스터가 내장된 액티브 매트릭스의 일측 상부에 패드를 형성하는 단계;Forming a pad on one side of an active matrix having M × N (M, N is an integer) transistors;
상기 액티브 매트릭스 및 상기 패드의 상부에 플로우필(flowfill) 공정을 사용하여 희생층을 형성하는 단계;Forming a sacrificial layer on the active matrix and on the pad by using a flowfill process;
상기 희생층의 상부에 하부전극을 형성하는 단계;Forming a lower electrode on the sacrificial layer;
상기 하부전극의 상부에 변형부를 형성하는 단계; 그리고Forming a deformation part on the lower electrode; And
상기 변형부의 상부에 상부전극을 형성하는 단계를 포함하는 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법을 제공한다.It provides a method of manufacturing a thin film type optical path control device comprising the step of forming an upper electrode on the deformation portion.
본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치에 있어서, 액티브 매트릭스에 내장된 트랜지스터로부터 발생한 화상 신호는 패드 및 플러그를 통해 신호 전극인 하부전극에 인가된다. 또한, 공통 전극인 상부전극에는 바이어스 전압이 인가되어 상부전극과 하부전극 사이에 전계가 발생한다. 이 전계에 의하여 상부전극과 하부전극 사이에 적층되어 있는 변형부가 변형을 일으킨다. 변형부는 전계에 대하여 수직한 방향으로 수축하며, 변형부를 포함하는 액츄에이터는 하부전극이 형성되어 있는 방향의 반대 방향으로 휘게된다. 따라서 액츄에이터 상부의 상부전극도 같은 방향으로 경사진다. 상부전극은 광속을 반사하는 거울의 기능도 함께 수행하므로 광원으로부터 입사되는 광속은 소정의 각도로 경사진 상부전극에 의해 반사된 후, 스크린에 투영되어 화상을 맺는다.In the thin film type optical path adjusting device according to the present invention, an image signal generated from a transistor embedded in an active matrix is applied to a lower electrode which is a signal electrode through a pad and a plug. In addition, a bias voltage is applied to the upper electrode, which is a common electrode, to generate an electric field between the upper electrode and the lower electrode. Deformation portions stacked between the upper electrode and the lower electrode cause deformation by this electric field. The deformation portion contracts in a direction perpendicular to the electric field, and the actuator including the deformation portion is bent in a direction opposite to the direction in which the lower electrode is formed. Therefore, the upper electrode on the actuator is also inclined in the same direction. Since the upper electrode also functions as a mirror that reflects the luminous flux, the luminous flux incident from the light source is reflected by the inclined upper electrode at a predetermined angle, and is then projected onto a screen to form an image.
그러므로, 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법에 있어서, 희생층의 형성시 실리카를 사용하여 플로우필 공정으로 증착시킴으로서 희생층이 자체 평탄화 되어 액티브 매트릭스 부분의 단차로 인하여 발생하는 액츄에이터의 캔틸레버 특성의 저하를 최소화할 수 있다.Therefore, in the manufacturing method of the thin film type optical path control apparatus according to the present invention, the cantilever characteristics of the actuator generated by the step of the active matrix portion is self-planarized by the deposition of the sacrificial layer by the flow fill process using silica when forming the sacrificial layer. Can be minimized.
이하 첨부된 도면들을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 중심으로 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치의 평면도를 도시한 것이며, 도 4는 도 3에 도시한 장치를 BB′선으로 자른 단면도를 도시한 것이다.3 is a plan view showing a thin film type optical path adjusting device according to the present invention, and FIG. 4 is a sectional view taken along line B′B ′ of the device shown in FIG. 3.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치는 일측 상부에 패드(33)가 형성된 액티브 매트릭스(31)와 상기 액티브 매트릭스(31)의 상부에 형성된 액츄에이터(32)를 포함한다.3 and 4, the thin film type optical path adjusting apparatus according to the present invention includes an active matrix 31 having a pad 33 formed on one side thereof, and an actuator 32 formed on the active matrix 31. .
상기 액티브 매트릭스(31)는 액티브 매트릭스(31) 및 패드(33)의 상부에 적층된 보호층(35)과 보호층(35)의 상부에 적층된 식각 방지층(37)을 포함한다. 상기 액티브 매트릭스(31)의 내부에는 M×N(M, N은 정수)개의 MOS 트랜지스터(도시되지 않음)가 내장되어 있다.The active matrix 31 includes a protective layer 35 stacked on the active matrix 31 and the pad 33 and an etch stop layer 37 stacked on the protective layer 35. M x N (M, N is an integer) MOS transistors (not shown) are built in the active matrix 31.
상기 보호층(35)의 상부에는 식각 방지층(37)이 적층된다. 식각 방지층(37)은 상기 액티브 매트릭스(31) 및 보호층(35)이 후속되는 공정으로 인하여 식각 되는 것을 방지한다.An etch stop layer 37 is stacked on the passivation layer 35. The etch stop layer 37 prevents the active matrix 31 and the protective layer 35 from being etched due to a subsequent process.
상기 식각 방지층(37)의 상부에는 액츄에이터(32)가 형성되며, 액츄에이터(32)는 하부전극(49), 변형부(51) 및 상부전극(53)을 포함한다.An actuator 32 is formed on the etch stop layer 37, and the actuator 32 includes a lower electrode 49, a deformation part 51, and an upper electrode 53.
상기 액티브 매트릭스(31)에 내장된 트랜지스터로부터 발생한 화상신호가 인가되는 하부전극(49)은 상기 식각 방지층(37)의 상부에 적층된다. 상기 하부전극(49)은 일측이 상기 식각 방지층(37)과 접촉되며, 타측이 에어 갭(air gap)(47)을 개재하여 식각 방지층(37)과 평행하도록 형성된다.The lower electrode 49 to which the image signal generated from the transistor embedded in the active matrix 31 is applied is stacked on the etch stop layer 37. One side of the lower electrode 49 is in contact with the etch stop layer 37, and the other side is formed to be parallel to the etch stop layer 37 via an air gap 47.
변형부(51)는 상기 하부전극(49)의 상부에 적층되며, 변형부(51)의 상부에는 상부전극(53)이 적층된다.The deforming part 51 is stacked on the lower electrode 49, and the upper electrode 53 is stacked on the deforming part 51.
도 3을 참조하면, 하부전극(49)의 일측은 그 중앙부에 사각형 형상의 오목한 부분을 가지며, 이러한 오목한 부분이 양쪽 가장자리로 갈수록 계단형으로 넓어지는 형상으로 형성된다. 상기 하부전극(49)의 타측은 상기 오목한 부분에 대응하여 중앙부로 갈수록 계단형으로 좁아지는 사각형 형상의 돌출부를 가진다. 그러므로, 상기 하부전극(49)의 오목한 부분에 인접한 액츄에이터의 하부전극의 오목한 부분이 끼워지고, 상기 사각형 형상의 돌출부가 인접한 하부전극의 오목한 부분에 끼워지게 된다.Referring to FIG. 3, one side of the lower electrode 49 has a concave portion having a rectangular shape at the center thereof, and the concave portion is formed in a stepped shape toward both edges. The other side of the lower electrode 49 has a rectangular protrusion that narrows in a stepped manner toward the center portion corresponding to the concave portion. Therefore, the recessed portion of the lower electrode of the actuator adjacent to the recessed portion of the lower electrode 49 is fitted, and the rectangular projection is fitted to the recessed portion of the adjacent lower electrode.
이하 상술한 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법을 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing the above-described thin film type optical path control apparatus will be described with reference to the drawings.
도 5a 내지 도 5d는 도 4에 도시한 장치의 제조 공정도이다. 도 5a 내지 도 5d에 있어서, 도 4와 동일한 부재들에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용한다.5A to 5D are manufacturing process diagrams of the apparatus shown in FIG. 4. 5A to 5D, the same reference numerals are used for the same members as in FIG.
도 5a를 참조하면, M×N개의 트랜지스터(도시되지 않음)가 내장되고 일측 상부에 패드(33)가 형성된 액티브 매트릭스(31)의 상부에 인 실리케이트 유리(PSG)를 사용하여 보호층(35)을 적층한다. 보호층(35)은 화학 기상 증착(CVD) 방법을 이용하여 1.0∼2.0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 상기 보호층(35)은 후속하는 공정으로부터 액티브 매트릭스(31)를 보호한다.Referring to FIG. 5A, a protective layer 35 is formed by using silicate glass PSG on top of an active matrix 31 having M × N transistors (not shown) and a pad 33 formed on one side thereof. Laminated. The protective layer 35 is formed to have a thickness of about 1.0 to 2.0 µm using the chemical vapor deposition (CVD) method. The protective layer 35 protects the active matrix 31 from subsequent processes.
상기 보호층(35)의 상부에는 질화물을 사용하여 식각 방지층(37)을 적층된다. 식각 방지층(37)은 저압 화학 기상 증착(LPCVD) 방법을 이용하여 1000∼2000Å 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 식각 방지층(37)은 후속하는 식각 공정 동안 보호층(35) 및 액티브 매트릭스(31) 등이 식각 되는 것을 방지한다. 그리고, 상기 식각 방지층(37) 및 보호층(35) 중 아래에 패드(33)가 형성되어 있는 부분을 식각 하여 플러그(34)를 형성한다. 플러그(34)는 텅스텐, 또는 백금 등을 리프트-오프 방법을 이용하여 상기 식각 방지층(37)으로부터 보호층(35)을 통하여 패드(33)까지 수직하게 형성된다. 따라서 액티브 매트릭스(31)에 내장된 트랜지스터로부터 발생한 화상 신호는 패드(33) 및 플러그(34)를 통하여 하부전극(49)에 전달된다.An etch stop layer 37 is stacked on the passivation layer 35 using nitride. The etch stop layer 37 is formed to have a thickness of about 1000 to 2000 kPa using a low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) method. The etch stop layer 37 prevents the protective layer 35, the active matrix 31, and the like from being etched during the subsequent etching process. In addition, the plug 34 is formed by etching a portion of the etch stop layer 37 and the protective layer 35 in which the pad 33 is formed below. The plug 34 is formed vertically from the etch stop layer 37 to the pad 33 through the protective layer 35 by using a tungsten, platinum or the like lift-off method. Therefore, the image signal generated from the transistor embedded in the active matrix 31 is transmitted to the lower electrode 49 through the pad 33 and the plug 34.
상기 식각 방지층(37) 및 플러그(34)의 상부에는 희생층(39)이 적층된다. 이때, 트랜지스터가 내장된 액티브 매트릭스(31)의 표면은 평탄하지 않으므로 종래에는 후속하는 공정을 위하여, 이를 평탄화하는 공정이 필요했었다. 본 발명에서는 희생층(39)은 자기평탄화(selfplanarising) 방법인 플로우필(flowfill) 공정을 이용하여 희생층(39)을 적층하면서 동시에 평탄화 공정을 수행한다. 플로우필(flowfill) 공정이란 증기(vapor) 상태의 화합물을 저온에서 액체상 중간체(liquid phase intermediate)를 형성시켜 증착시키는 공정으로서, 생성된 액체상 중간체를 흘려보내면 이의 표면 장력(surface tension)에 의해 평탄화가 이루어지는 원리를 이용한 것이다. 플로우필 공정에서의 증착은 플라즈마를 이용한 통상의 PECVD(Plasma Enhanced CVD)를 이용한다.The sacrificial layer 39 is stacked on the etch stop layer 37 and the plug 34. In this case, since the surface of the active matrix 31 in which the transistor is embedded is not flat, a step of planarizing the active matrix 31 has been required in the related art. In the present invention, the sacrificial layer 39 is laminated with the sacrificial layer 39 using a flowfill process, which is a self-planarizing method, and simultaneously performs the planarization process. The flowfill process is a process of depositing a vapor phase compound by forming a liquid phase intermediate at a low temperature. When the generated liquid intermediate is flown, planarization is performed by its surface tension. It uses the principle that is made. The deposition in the flow fill process uses conventional plasma enhanced CVD (PECVD) using plasma.
플로우필 공정을 이용하여 희생층(39)을 형성하는 공정은 상기 식각 방지층(37)의 상부에 베이스층(base layer)(41)을 형성하는 단계, 상기 베이스층(41)의 상부에 플로우층(flow layer)(43)을 형성하는 단계, 상기 플로우층(43)을 가열하는 단계, 상기 가열된 플로우층(43) 상에 캡층(cap layer)(45)을 형성하는 단계, 그리고 상기 캡층(45)이 형성된 액티브 매트릭스(31)를 질소 분위기 하에 어닐링(annealing)하는 단계로 구성된다.In the process of forming the sacrificial layer 39 using a flow fill process, forming a base layer 41 on the etch stop layer 37, and a flow layer on the base layer 41. forming a flow layer (43), heating the flow layer (43), forming a cap layer (45) on the heated flow layer (43), and the cap layer ( Annealing the active matrix 31 on which 45 is formed under a nitrogen atmosphere.
상기 베이스층(41)은 액상(liquid)의 실란(Silane: SiH4)과 일산화이질소(N2O)의 혼합체로부터 발생한 실리카(SiO2)를 PECVD를 이용하여 500 내지 1000Å 정도의 두께를 가지도록 증착시킨다. 상기 베이스층(41)은 이후에 증착될 박막들과의 접착성이 우수하여 접착이 잘 이루어지며 수분이 침투되는 것을 막는 방수층(moisture barrier)의 역할을 한다. 계속해서, 플로우층(flow layer)(43)을 0℃ 에서 상기 베이스층(41)의 상부에 적층한다. 상기 플로우층(43)은 실란(SiH4)과 과산화수소(H2O2)의 혼합체로부터 발생한 사수산화규소(Si(OH)4)를 PECVD를 이용하여 500 내지 2000Å 정도의 두께를 가지도록 증착 시켜 형성한다. 상기 플로우층(43)은 사수산화규소가 증기 상태(vapor phase)로 증착 되어 있거나 액체 상태의 중간체(Liquid Phase Intermediate) 형태로 두꺼운 막을 이루면서 증착된 것이다. 이때, 상기 사수산화규소(Si(OH)4)가 형성된 플로우층(43)은 액체 상태의 중간체 형태로서, 이의 표면 장력에 의해 평탄화가 이루어진다. 계속하여, 상기 플로우층(43)에 생성된 불순물인 물을 제거하기 위하여 300℃ 이하의 온도에서 상기 플로우층(43)을 열처리한다. 이어서, 캡(cap)층(45)을 300℃ 정도의 온도에서 상기 플로우층(43)의 상부에 적층한다. 이 때, 상기 캡층(45)은 액상(liquid) 실란(Silane: SiH4)과 일산화이질소(N2O)의 혼합체로부터 발생한 실리카(SiO2)를 PECVD를 이용하여 500 내지 2,000Å 정도의 두께로 증착시켜 제조한다. 상기 캡층(45)은 후속되는 어닐링(annealing) 공정 중에 상기 플로우층(43)을 보호할 뿐만 아니라 기계적인 안정성을 제공한다. 이어서, 상기 액티브 매트릭스(31)를 400 내지 450℃의 온도에서 질소 분위기 하에 어닐링하여 실라놀(silanol)기를 축합반응 시키고 남아있는 물을 제거한다.The base layer 41 is a silica (SiO 2 ) generated from a mixture of liquid silane (Silane: SiH 4 ) and dinitrogen monoxide (N 2 O) to have a thickness of about 500 to 1000Å by PECVD. Deposit. The base layer 41 is excellent in adhesion with the thin films to be deposited later, the adhesion is well made and serves as a moisture barrier (moisture barrier) to prevent the penetration of moisture. Subsequently, a flow layer 43 is laminated on the base layer 41 at 0 ° C. The flow layer 43 is formed by depositing silicon tetraoxide (Si (OH) 4 ) generated from a mixture of silane (SiH 4 ) and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) to have a thickness of about 500 to 2000Å by PECVD. Form. The flow layer 43 is formed by depositing silicon tetraoxide in the vapor phase (vapor phase) or forming a thick film in the form of a liquid intermediate (Liquid Phase Intermediate). At this time, the silicon tetraoxide (Si (OH) 4 ) is a flow layer 43 is formed as an intermediate in the liquid state, the planarization is made by its surface tension. Subsequently, the flow layer 43 is heat-treated at a temperature of 300 ° C. or lower to remove water, which is an impurity generated in the flow layer 43. Subsequently, a cap layer 45 is laminated on the flow layer 43 at a temperature of about 300 ° C. At this time, the cap layer 45 is a silica (SiO 2 ) generated from a mixture of liquid silane (Silane: SiH 4 ) and dinitrogen monoxide (N 2 O) to a thickness of about 500 to 2,000Å by PECVD. Prepared by deposition. The cap layer 45 not only protects the flow layer 43 during the subsequent annealing process but also provides mechanical stability. Subsequently, the active matrix 31 is annealed at a temperature of 400 to 450 ° C. under a nitrogen atmosphere to condense silanol groups and remove residual water.
플로우필 공정을 이용하여 희생층(39)을 형성할 경우, 희생층(39) 표면의 평탄화를 위하여 별도의 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 공정이나 스핀 온 글래스(Spin On Glass:SOG)를 사용하는 공정이 필요 없게 된다. 통상적으로 CMP 공정을 이용할 경우 액티브 매트릭스(31)의 표면이 손상을 입게 되는 수가 많았다. 따라서 플로우필 공정을 이용하면 액티브 매트릭스(31)의 표면이 CMP 공정으로 인하여 손상되는 것을 방지할 수 있으며, 희생층(39) 표면의 평탄도를 향상시킬 수 있다. 따라서 별도의 공정 없이 증착과 동시에 평탄화시킴으로써 제조 공정이 간단해 질 수 있다. 따라서, 액티브 매트릭스(31) 부분의 단차로 인하여 그 상부에 박막을 적층할 때, 박막의 평탄도 불균형이 야기됨으로서, 액츄에이터가 정확하게 수평상태로 형성되지 못하여 전계에 따라 변형을 일으키는 액츄에이터의 캔틸레버 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.When the sacrificial layer 39 is formed using a flow fill process, a separate chemical mechanical polishing (CMP) process or spin on glass (SOG) is used to planarize the surface of the sacrificial layer 39. You do not need this. In general, when the CMP process is used, the surface of the active matrix 31 is often damaged. Therefore, using the flow fill process may prevent the surface of the active matrix 31 from being damaged by the CMP process, and improve the flatness of the surface of the sacrificial layer 39. Therefore, the manufacturing process can be simplified by planarization and deposition simultaneously without a separate process. Therefore, when the thin films are stacked on top of them due to the stepped portion of the active matrix 31, the flatness unbalance of the thin films is caused, and thus the cantilever characteristics of the actuators that do not form the horizontally accurate actuators and deform according to the electric field are caused. The fall can be prevented.
이어서, 상기 희생층(39)을 패터닝하여 하부에 플러그(34)가 형성된 식각 방지층(37)의 일부를 노출시킨다.Subsequently, the sacrificial layer 39 is patterned to expose a portion of the etch stop layer 37 having the plug 34 formed thereunder.
도 5b를 참조하면, 신호 전극인 하부전극(49)은 상기 희생층(39)의 상부 및 상기 노출된 식각 방지층(37)의 상부에 적층된다. 상기 하부전극(49)은 백금, 또는 탄탈륨(Ta) 등의 금속을 스퍼터링 방법을 이용하여 500∼2000Å 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 이어서 상기 하부전극(49)을 각 픽셀(pixel) 별로 분리하기 위하여 건식 식각 방법으로 식각하여 패터닝한다. 상기 하부전극(49)은 선행 출원에 기재된 박막형 광로 조절 장치에 있어서의 멤브레인 및 하부전극의 기능을 동시에 수행한다. 따라서 멤브레인을 제조하는 공정이 필요 없게 되어 제조 공정이 간소화된다.Referring to FIG. 5B, the lower electrode 49, which is a signal electrode, is stacked on the sacrificial layer 39 and the exposed etch stop layer 37. The lower electrode 49 is formed of a metal such as platinum or tantalum (Ta) so as to have a thickness of about 500 to 2000 mW using a sputtering method. Subsequently, the lower electrode 49 is etched and patterned by a dry etching method in order to separate each pixel. The lower electrode 49 simultaneously performs the functions of the membrane and the lower electrode in the thin film type optical path adjusting device described in the preceding application. This eliminates the need for a membrane manufacturing process and simplifies the manufacturing process.
도 5c를 참조하면, 상기 하부전극(49)의 상부에 PZT, 또는 PLZT로 구성된 변형부(51)를 형성한다. 변형부(51)는 졸-겔법을 이용하여 0.1∼ 1.0㎛, 바람직하게는 0.4㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한 후, 급속 열처리(RTA) 방법으로 열처리하여 상변이시킨다. 변형부(51)는 상부전극(53)과 하부전극(49) 사이에 발생하는 전계에 의하여 변형을 일으킨다.Referring to FIG. 5C, a deformation part 51 including PZT or PLZT is formed on the lower electrode 49. The deformable portion 51 is formed to have a thickness of about 0.1 to 1.0 μm, preferably about 0.4 μm using a sol-gel method, and then subjected to a phase change by heat treatment using a rapid heat treatment (RTA) method. . The deformation unit 51 causes deformation by an electric field generated between the upper electrode 53 and the lower electrode 49.
이어서 상기 변형부(51)를 각각의 픽셀로 분리하기 위하여 건식 식각 방법으로 식각한다. 그리고 상기 변형부(51)의 일측 상부에 전기 전도성 및 반사 특성이 우수한 알루미늄, 또는 백금 등의 금속을 사용하여 상부전극(53)을 적층한다. 상기 상부전극(53)은 스퍼터링 방법으로 500∼2000Å 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 상기 상부전극(53)에는 바이어스 전압이 인가되며, 동시에 상부전극(53)은 입사된 광속을 반사하는 거울로 이용된다.Subsequently, the deforming part 51 is etched by a dry etching method in order to separate each pixel. In addition, the upper electrode 53 is stacked on one side of the deformable portion 51 by using a metal such as aluminum or platinum having excellent electrical conductivity and reflective properties. The upper electrode 53 is formed to have a thickness of about 500 to 2000 micrometers by a sputtering method. A bias voltage is applied to the upper electrode 53, and at the same time, the upper electrode 53 is used as a mirror reflecting the incident light beam.
계속하여 상기 상부전극(53)의 상부로부터 순차적으로 상부전극(53), 변형부(51), 그리고 하부전극(49)을 픽셀 형상으로 식각하여 패터닝한다.Subsequently, the upper electrode 53, the deformable portion 51, and the lower electrode 49 are sequentially etched and patterned from the upper portion of the upper electrode 53.
도 5d를 참조하면, 상기 희생층(39)을 불화 암모늄(NH4F)과 불산 용액의 혼합액인 산화물 식각 용액(Buffered Oxide Etchant:BOE)을 사용하여 식각하고 세정 및 건조하여 AMA 소자를 완성한다.Referring to FIG. 5D, the sacrificial layer 39 is etched, cleaned and dried using an oxide etching solution (BOE) which is a mixture of ammonium fluoride (NH 4 F) and a hydrofluoric acid solution to complete an AMA device. .
상술한 박막형 광로 조절 장치에 있어서, 액티브 매트릭스(31)에 내장된 MOS 트랜지스터로부터 발생한 화상 신호는 패드(33)와 플러그(34)를 통하여 신호 전극인 하부전극(49)에 인가된다. 또한, 공통 전극인 상부전극(53)에는 바이어스 전압이 인가되어 상부전극(53)과 하부전극(49) 사이에 전계가 발생한다. 이 전계에 의하여 상부전극(53)과 하부전극(49) 사이에 적층되어 있는 변형부(51)가 변형을 일으킨다. 변형부(51)는 전계에 대하여 수직한 방향으로 수축하며, 변형부(51)를 포함하는 액츄에이터(32)는 하부전극(49)이 형성되어 있는 방향의 반대 방향으로 휘게 된다. 액츄에이터(32) 상부의 상부전극(53)은 거울의 기능도 수행하므로 변형부(51)의 변형에 따라서 소정의 각도를 가지고 같은 방향으로 경사진다. 그러므로 광원으로부터 입사된 광속은 소정의 각도로 경사진 상부전극(53)에 의해 반사되어 스크린에 투영된다.In the above-described thin film type optical path adjusting device, the image signal generated from the MOS transistor embedded in the active matrix 31 is applied to the lower electrode 49 which is a signal electrode through the pad 33 and the plug 34. In addition, a bias voltage is applied to the upper electrode 53, which is a common electrode, to generate an electric field between the upper electrode 53 and the lower electrode 49. The deformed portion 51 stacked between the upper electrode 53 and the lower electrode 49 causes deformation by this electric field. The deformable portion 51 contracts in a direction perpendicular to the electric field, and the actuator 32 including the deformable portion 51 is bent in a direction opposite to the direction in which the lower electrode 49 is formed. Since the upper electrode 53 on the actuator 32 also functions as a mirror, the upper electrode 53 is inclined in the same direction at a predetermined angle according to the deformation of the deformation unit 51. Therefore, the light beam incident from the light source is reflected by the upper electrode 53 inclined at a predetermined angle and projected onto the screen.
본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법에 있어서, 희생층의 형성시 실리카를 사용하여 플로우필 공정으로 증착시킴으로서 희생층이 자체 평탄화되어 액티브 매트릭스 부분의 단차로 인하여 발생하는 액츄에이터의 캔틸레버 특성의 저하를 최소화할 수 있다. 즉, 액티브 매트릭스 부분의 단차로 인하여 그 상부에 박막을 적층할 때, 박막의 평탄도 불균형이 야기됨으로서, 액츄에이터가 정확하게 수평상태로 형성되지 못하여 전계에 따라 변형을 일으키는 액츄에이터의 캔틸레버 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.In the manufacturing method of the thin film type optical path control apparatus according to the present invention, the sacrificial layer is self-planarized by depositing by a flow fill process using silica when the sacrificial layer is formed, thereby deteriorating the cantilever characteristic of the actuator generated due to the step of the active matrix portion. Can be minimized. That is, when the thin films are stacked on top of the active matrix due to the step difference, the flatness unevenness of the thin films is caused, and thus the cantilever characteristic of the actuator that causes deformation according to the electric field is deteriorated because the actuator is not formed in a horizontal state accurately. It can prevent.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, although described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below. And can be changed.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010140856A2 (en) * | 2009-06-05 | 2010-12-09 | Lee Heon Young | Display panel making use of the flexibility of metal thin-film pattern and fabrication method thereof |
US9323090B2 (en) | 2013-08-22 | 2016-04-26 | Samsung Display Co., Ltd. | Liquid crystal display device and manufacturing method thereof |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0574958A (en) * | 1991-09-13 | 1993-03-26 | Nec Corp | Semiconductor device and manufacture thereof |
KR960001812A (en) * | 1994-06-30 | 1996-01-25 | 배순훈 | Manufacturing method of optical path control device |
-
1996
- 1996-11-07 KR KR1019960052687A patent/KR100237343B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0574958A (en) * | 1991-09-13 | 1993-03-26 | Nec Corp | Semiconductor device and manufacture thereof |
KR960001812A (en) * | 1994-06-30 | 1996-01-25 | 배순훈 | Manufacturing method of optical path control device |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010140856A2 (en) * | 2009-06-05 | 2010-12-09 | Lee Heon Young | Display panel making use of the flexibility of metal thin-film pattern and fabrication method thereof |
WO2010140856A3 (en) * | 2009-06-05 | 2011-03-03 | Lee Heon Young | Display panel making use of the flexibility of metal thin-film pattern and fabrication method thereof |
US9323090B2 (en) | 2013-08-22 | 2016-04-26 | Samsung Display Co., Ltd. | Liquid crystal display device and manufacturing method thereof |
US9696600B2 (en) | 2013-08-22 | 2017-07-04 | Samsung Display Co., Ltd. | Liquid crystal display device and manufacturing method thereof |
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