KR100244520B1 - 박막형 광로 조절장치의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

박막형 광로조절 장치의 제조방법이 개시되어 있다. MOS 트랜지스터가 내장되고 드레인패드가 형성된 액티브매트릭스 상에 멤브레인, 하부전극, 변형층 및 상부전극을 형성한 후, 이를 차례로 패터닝하여 제1상부전극, 제1변형층 및 제1하부전극을 갖는 제1액츄에이팅부와 제2상부전극, 제2변형층 및 제2하부전극을갖는 제2액츄에이팅부를 형성한 다음, 제1 및 제2액츄에이팅부를 각기 지지하며 행방향 또는 열방향으로 서로 연결된 제1 및 제2멤브레인을 형성하고, 이들의 일측에 공통전극선을 형성한다. 드레인패드가 위치한 부분을 피하여 액츄에이팅부들을 형성한 후, 금속선을 통하여 드레인패드로부터 하부전극들에 화상 신호를 인가하기 때문에, 트랜지스터가 손상을 입는 것을 최소화할 수 있으며, 액츄에이팅부들의 일측에 두껍게 공통전극선을 형성함으로써, 공통전극선 내부의 전압 강하를 최소화하여 상부전극들에 변형층들이 변형을 일으키는 데 필요한 충분한 전압을 인가 할 수 있고, 복수 개의 거울포스트들을 통하여 거울을 지지하여 거울의 수평도를 향상시킬 수 있다.

Description

박막형 광로조절 장치의 제조방법

본 발명은 박막형 광로조절 장치인 TMA(Thin-film Micromirror Array-actuated)의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상부전극들 및 하부전극들의 전기배선을 안정화하고, 복수 개의 포스트들을 통하여 거울을 지지하여 거울의 수평도를 개선하여 광효율을 향상시키며, 액더브매트릭스에 내장된 트랜지스터의 손상을 방지할 수 있는 박막형 광로조절 장치의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 광속을 조절하여 화상을 형성할 수 있는 광로조절 장치는 크게 두 종류로 구분된다. 그 한 종류는 직시형 화상표시 장치로서 CRT(Cathode Ray Tube) 등이 있으면, 다른 한 종류는 투사형 화상표시 장치로서 액정표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD). DMD(Defomable Mirror Device) 또는 AMA(Actuated Mirror Array) 등이 이에 해당한다. 상기 CRT 장치는 화상의 질은 우수하지만 화면의 대형화에 따라 장치의 충량과 용적이 증가하며 그 제조 비용이 상승하게 되는 문제점이 있다. 이에 비하여 액정표시 장치(LCD)는 광학적 구조가 간단하여 얇게 형성할 수 있어 그 중량 및 용적을 줄일 수 있는 장점이 있다. 그러나 상기 액정표시 장치(LCD)는 입사되는 광속의 편광으로 인하여 1∼2%의 광효율을 가질 정도로 효율이 저하되며, 액정물질의 응답 속도가 느리고 내부가 과열되기 쉬운 문제점이 있다.

따라서, 상기 문제점들을 해결하기 위하여 DMD 내지 AMA 등의 화상표시 장치가 개발되었다. 현재, DMD 장치가 5% 정도의 광효율을 가지는 것에 비하여 AMA 장치는 10% 이상의 광효율을 얻을 수 있다. 또한, AMA 장치는 곤트라스트(contrast)를 향상시켜 보다 밝고 선명한 화상을 맺을 수 있으며, 입사되는 광속의 극성에 영항을 받지 않을 뿐만 아니라 광속의 극성에 영향을 끼치지도 않는다. 이러한 미합중국 특허 제5,126,836호(issued to Gregory Um)에 개시된 AMA의 엔진 시스템의 개략도를 제1도에 도시하였다.

제1도에 도시한 바와 같이, 광원(1)으로부터 입사된 광속은 제1슬릿(3) 및 제1렌즈(5)를 지나면서 R·G·B(Red· Green· Blue) 표색계에 따라 분광된다. 상기 R·G·B 별로 분광된 광속은 각기 제1거울(7), 제2거울(9) 및 제3거울(11)에 의하여 반사되어 각각의 거울에 대응하여 설치된 AMA 소자들(13, 15, 17)로 입사된다. 상기 R·G·B 별로 형성된 AMA 소자들(13, 15, 17)은 각기 내부에 구비된 거울들을 소정의 각도로 경사지게 하여 입사된 광속을 반사시킨다. 이 때, 상기 거울은 거울의 하부에 형성된 변형부의 변형에 따라 기울게 된다. 상기 AMA 소자들(13, 15, 17)로부터 반사된 빛은 제2렌즈(19) 및 제2슬릿(21)을 통과한 후, 투영렌즈(23)에 의하여 스크린(도시되지 않음)에 투영되어 화상을 맺게 된다.

상기 변형부의 구성 물질로서는 대부분의 경우 산화야연(ZnO)이 사용된다. 그러나, PZT(lead zirconate titanate, Pb(Zr, Ti)O₃)가 산화아연 보다 더 우수한 압전 특성을 가진다는 사실이 근래에 알려져왔다. 상기 PZT는 PbZrO₃와 PbTiO₃의 완전 고용체(solid solution)로서 고온에서는 결점 구조가 입방정(cubic)인 상유전상(phraelectric phase)으로 존재하며, 상온에서는 Zr과 Ti의 조성비에 따라 결정 구조가 사방정(orthorhombic)인 반강유전상(antiferroelectric phase), 능면체정(rhombohedral)인 강유전상(ferroelectric phase)및 정방정(tetragonal)인 강유전상으로 존재한다.

이러한 PZT의 이원 상태도(binary phase diagram)를 제2도에 도시하였다. 제2도를 참조하면, Zr과 Ti의 조성비가 약 1:1인 조성에서 정방정상(tetragonal phase)과 능면체정상(rhombohedral phase)의 상경계(morphotropic phase boundary;MPB)가 있으며, PZT는 상경계(MPB)의 조성에서 최대의 유전특성(dielectric property)및 압전특성을 나타낸다. 상기 상경계는 특정 조성에 위치하지 않고 비교적 넓은 조성 범위에 걸쳐 정방정상과 능면체정상이 공존하는 영역으로 되어 있으며, 상공존 영역(phase coexistent region)은 연구자에 따라 2∼3mol%에서 15mol%에 이르기까지 각기 다르게 보고되어 있다. 이러한 상공존의 원인으로서는 열역학적 안정성(thermodynamic stability), 조성의 불균일설(compositional fluctuation)내지 내부 응력(internal stress)등의 여러 가지 이론들이 제시되고 있다. 현재, PZT 박막은 스핀 코팅(spin coating) 방법, 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition; CVD) 방법 또느 스퍼터링(sputtering) 방법 등과 같은 다양한 공정을 이용하여 제조할 수 있다.

이러한 광로조절 장치인 AMA는 크게 벌크(bulk)형과 박막형(TMA)으로 구분된다. 상기 벌크형 광로조절 장치는 미합중국 특허 제5,085,497호(issued to Gregory Um et al .)에 개시되어 있다. 벌크형 광로조절 장치는 다층 세라믹을 얇게 절단하여 내부에 금속 전극이 형성된 세라믹 웨이퍼(waper)를 트랜지스터가 내장된 액티브매트릭스(active matrix)상에 장착한 후, 쏘잉(sawing) 방법으로 가공하고 그 상부에 거울을 설치하여 이루어진다. 그러나, 벌크형 광로조절 장치는 설계 및 제조에 있어서 높은 정밀도가 요구되고 변형부의 응답 속도가 느리다는 문제점이 있다. 이에 따라 반도체 공정을 이용하여 제조할 수 있는 박막형 광로조절 장치(TMA)가 개발되었다. 상기 박막형 광로조절 장치는 본 출원인이 대한민국 특허청에 특허출원한 특허출원 제96-64440호(발명의 명칭 : 박막형 광로조절 장치)에 개시되어 있다.

제3도은 상기 선행 출원에 기재된 박막형 광로조절 장치의 평면도를 도시한 것이고, 제4도는 제3도에 도시한 장치를 A- A' 선으로 자른 단면도를 도시한 것이며, 제5a도 내지 제5f도는 제4도에 도시한 장치의 제조 공정도이다.

제3도을 참조하면, 상기 박막형 광로조절 장치는 액티브매트릭스(31) 및 액츄에이터(33)를 포함한다. M×N(M,N은 정수) 개의 MOS(Metal Oxide Semiconductor) 트랜지스터(도시되지 않음)가 내장되고 일측 표면에 드레인(drain)(32)이 형성된 액티브매트릭스(31)는, 상기 액티브매트릭스(31) 및 드레인(32)의 상부에 적층된 보호층(35)과 보호층(35)의 상부에 적층된 식각방지층(37)을 포함한다.

상기 액츄에이터(33)는 상기 식각방지층(37) 중 아래에 드레인(32)이 형성된 부분에 일측이 접촉되며 타측이 제1에어갭(first air gap)(39)을 개재하여 상기 식각방지층(37)과 평행하도록 적층된 멤브레인(41), 멤브레인(41)의 상부에 적층된 하부전극(43), 하부전극(43)의 상부에 정측된 변형층(45), 변형층(45)의 일측 상부에 적층된 상부전극(47), 변형층(45)의 타측으로부터 하부전극(43), 멤브레인(41), 식각방지층(37) 및 보호층(35)을 통하여 상기 드레인(32)까지 수직하게 형성된 비어홀(48), 그리고 비어홍(48) 내에 상기 하부전극(43)과 드레인(32)이 서로 전기적으로 연결되도록 형성된 비어컨택(49)을 포함한다.

또한, 상기 상부전극(47)의 일측 상단에 접촉되는 지지부를 갖고 제2에어갭(51)을 개재하여 상부전극(47)과 수평하게 'ㄱ'자 형상의 거울(53)이 형성된다.

이하 상기 따른 박막형 광로조절 장치의 제조방법을 설명한다.

제5a도를 참조하면, M×N(M, N은 정수) 개의 트랜지스터(도시되지 않음)가 내장되고 익측 상부에 드레인(32)이 형성된 액티브매트릭스(31)의 상부에 인실리케이트유리(Phosphor-Silicate Glass; PSG)로 구성된 보호층(35)을 적층한다. 보호층(35)은 화학기상증착(CVD) 방법을 이용하여 1.0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 상기 보호층(35)은 후속하는 공정 동안 액티브매트릭스(31)를 보호한다.

상기 보호층(35)의 상부에는 질화물로 구성된 식각방지층(37)이 적층된다.

식각방지층(37)은 저압 화학기상증착(Low Pressur CVD; LPCVD) 방법을 이용하여 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 식각방지층(37)은 후속하는 식각 공정 동안 보호층(35) 및 액티브매트릭스(31) 등이 식각되는 것을 방지한다. 식각방지층(37)의 상부에는 제1희생층(38)이 적층된다. 제1희생층(38)은 인(P)의 농도가 높은 인실리케이트유리(PSG)를 대기압 화학기상증착(Atmospheric Pressure CVD; APCVD) 방법을 이용하여 1.0∼4.0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 이 경우, 제1희생층(38)은 트랜지스터가 내장된 액티브매트릭스(31)의 상부를 덮고 있으므로 그 표면의 평탄도가 매우 불량하다. 따라서, 제1희생층(38)의 표면을 스핀 온글래스(Spin On Glass; SOG)를 사용하는 방법 또는 화학기계적연마(CMP) 방법을 이용하여 평탄화시킨다. 이어서, 제1희생층(38) 중 아래에 드레인(32)이 형성되어 있는 부분을 식각하여 상기 식각방지층(37)의 일부를 노출시킴으로써, 액츄에이터(33)의 지지부가 형성될 위치를 만든다.

제5b도를 참조하면, 멤브레인(41)은 상기 노출된 식각방지층(37)의 상부 및 제1희생층(38)의 상부에 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께로 적층된다. 상기 멤브레인(41)은 질화물을 저압 화학기상증착(LPCVD) 방법을 이용하여 형성된다. 이 때, 저압의 반응 용기 내에서 반응 가스의 비(ratio)를 변화시키면서 상기 멤브레인(41)을 형성하여 멤브레인(41) 내의 응력(stress)을 조절한다. 상기 멤브레인(41)의 상부에는 백금 또는 백금-탄탈륨(Pt-Ta) 등의 금속으로 구성된 하부전극(43)이 적층된다. 하부전극(43)은 스퍼터링 방법을 이용하여 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 신호전극인 하부전극(43)에는 화상신호가 액티브매트릭스(31)에 내장된 트랜지스터로부터 상기 드레인(32) 및 비어컨택(49)을 통하여 인가된다.

상기 하부전극(43)의 상부에는 PZT 또는 PLZT로 구성된 변형층(45)이 적층된다. 변형증(45)은 졸-겔(Sol-Gel)법 또는 화학기상증착(CVD) 방법을 이용하여 0.1∼1.0㎛, 바람직하게는 0.4㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한 후, 급속열처리(Rapid Thermal Annealing; RTA) 방법으로 열처리하여 상변이시킨다. 변형층(45)은 공통전극인 상부전극(47)과 신호전극인 하부전극(43)사이에 발생하는 전계에 의하여 변형을 일으킨다. 상부전극(47)은 변형층 (45)의 일측 상부에 적층된다. 상부전극(47)은 알루미늄 또는 백금 등의 전기 전도성이 우수한 금속을 스퍼터링 방법을 이용하여 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 공통전극인 상부전극(47)에는 바이어스 신호가 인가되어 하부전극(43)과 상부전극(47) 사이에 전계가 발생하게 된다.

제5c도를 참조하면, 상기 상부전극(47)을 소정의 형상으로 패터닝한 후, 변형층(45)의 타측 상부로부터 드레인(32)의 상부까지 변형층(45), 하부전극(43),멤브레인(41), 식각방지층(37) 및 보호층(35)을 순차적으로 식각하여 상기 변형층(45)으로부터 드레인(32)까지 수직하게 비어홀(48)을 형성한다. 이어서, 텅스텐, 백금 또는 티타늄 등의 금속을 스퍼터링 방법을 이용하여 상기 드레인(32)과 하부전극(43)이 전기적으로 연결되도록 비어컨택(49)을 형성한다. 따라서, 비어컨택(49)은 상기 비어홀(48) 내에서 상기 하부전극(43)으로부터 드레인(32)의 상부까지 수직하게 형성된다. 그러므로, 화상신호는 액티브매트릭스(31)에 내장된 트랜지스터로부터 드레인(32) 및 비어컨택(49)을 통하여 하부전극(43)에 인가된다.

이어서, 크롬(Cr), 구리(Cu), 금(Au) 등의 금속을 증착(evaporation) 또는 스퍼터링 방법을 이용하여 액티브매트릭스(31)의 하단에 증착시켜 저항 컨택(ohmic contact)(도시하지 않음)을 형성한다. 그리고, 액티브매트릭스(31) 상부에 포토 레지스트(도시하지 않음)을 코팅한 후, 후속하는 공통전극인 상부전극(47)에 바이어스 신호를 인가하는 동시에 신호전극인 하부전극(43)에 화상신호를 인가하기 위한 TCP(Tape Carrier Package) 본딩은 대비하여 액티브매트릭스(31)를 자른다. 이 때, 후속되는 공정을 위하여 액티브매트릭스(31)를 소정의 정도의 두께까지만 잘라낸다. 계속하여, TCP 본딩에 요구되는 TMA 패널(panel)의 패드(도시하지 않음)를 노출시키기 위해 TMA 패널의 패드 부위를 건식 식각 방법을 이용하여 식각한다. 계속해서, 상기 변형층(45), 하부전극(43) 및 멤브레인(41)을 차례로 패터닝한 후, 제1희생층(38)을 불산(HF) 증기로 식각하여 제1에어갭(39)을 형성함으로서 액츄에이터(33)를 완성한다.

제5b도를 참조하면, 전술한 바와 같이 제1에어갭(39)을 형성한 후, 상기 결과물 전면에 제2희생층(50)을 형성한다. 제2희생층(50)은 거울(53)의 장착을 용이하게 하고 거울(53)의 수평도를 향상시키는 기능을 수행하며, 거울(53)이 장착된 후에 제거된다. 바람직하게는, 상기 제2희생층(50)은 유동성이 좋은 폴리머 등으로 구성된 포토 레지스트를 스핀 코팅 방식으로 형성하며, 상기 제1 에어 갭(39)을 황전히 채우면서 상부전극(47)을 기준으로 일정한 두께를 갖도록 도포한다. 이와같이 액츄에이터(33)가 형성된 결과물 전면에 제2희생층(50)을 도포하게 되면, 제1에어갭(39)에 상기 제2희생층(50)이 완전히 채워지면서 평평한 표면을 형성하게 된다.

제5e도를 참조하면, 상기와 같이 제2희생층(50)을 형성한 후, 포토 레지스트(도시되지 않음)을 마스크로 이용하여 상기 제2희생층(50)을 패터닝함으로써, 상기 상부전극(47)의 일측 상부에 거울(53)이 형성될 지지부를 만든다. 따라서, 상부전극(47)의 일측 상부가 노출된다. 계속하여, 지지부가 형성된 제2희생층(50) 및 노출된 상부전극(47)의 상부에 스퍼터링 공정을 이용하여 반사도가 좋은 알루미늄(Al)이나 은(Ag)을 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께로 증착시켜 거울(53)을 형성한다. 바람직하게는, 상기 거울(53)은 'ㄱ'자 형상을 가지며, 일측의 지지부가 상기 상부전극(47)에 접촉되며, 타측이 상부전극(47)에 평행하게 장착된다.

제5f도 를 참조하면, 상기와 같이 거울(53)을 형성한 후, 화소(pixel) 간의 분리를 위하여 상기 제2희생층(50)을 산소 플라즈마(O₂plasma)로 제거하고, 헹굼 및 건조 처리를 수행한다. 그 결과, 거울(53)과 상부전극(47) 사이에 제2 에어 갭(51)이 형성됨으로써, 상부에 거울(53)이 장착된 완전한 액츄에이터(33)가 완성된다.

상기와 같이 TMA 소자가 형성된 액티브매트릭스(31)를 소정의 형상으로 완전히 잘라낸 후, TMA 패널의 패드와 TCP를 연결하여 박막형 TMA 모듈의 제조를 완성한다.

상술한 박막형 광로조절 장치에 있어서, 신호전극인 하부전극(43)에는 화상신호가 인가되며, 공통전극인 상부전극(47)에는 바이어스 신호가 인가되어, 상부전극(47)과 하부전극(43) 사이에 전계가 발생하게 된다. 이 전계에 의하여 상부전극(47)과 하부전극(43) 사이의 변형층(45)이 변형을 일으키게 되며, 상기 변형층(45)은 전계와 수직한 방향으로 수축하게 된다. 이에 따라, 멤브레인(41)을 포함하는 액츄에이터(33)가 소정의 각도로 휘어지고, 액츄에이터(33)의 상부전극(47) 상에 장착된 거울(53)은 휘어진 상부전극(47)에 의해 그 축이 움직여서 경사지게 되어 광원으로부터 입사되는 광속을 반사한다. 거울(53)에 의하여 반사된 광속을 슬릿을 통하여 스크린에 투영됨으로써, 화상을 맺게 된다.

그러나, 상기 박막형 광로조절 장치에 있어서, 상부전극의 일부만이 거울로서 구동하여 광속을 반사시키기 때문에, 입사되는 광속의 반사 각도가 작고 광효율이 떨어지는 단점이 있다. 또한, 상부전극에 전압을 인가하기 위한 픽셀의 후면을 지나는 공통전극선이 매우 얇게 형성됨으로 인하여 그 내부 저항이 높아서 전압 강하가 발생하여 상부 전극에 충분한 전압을 인가하지 못하는 문제점이 있다. 더욱이, 드레인의 직상부에 비어컨택을 형성하기 때문에 액티브매트릭스에 내장된 트랜지스터가 직접 후속하는 공정의 영향을 받아 손상을 입게 되는 가능성이 매우 높았다.

따라서, 본 발명의 목적은 상부에 거울이 장착된 액츄에이팅부의 일측에 공통전극선을 두껍게 형성하여 그 내부의 저항으로 인한 전압 강하를 방지하고 드레인패드의 직상부를 피하여 액츄에이팅부를 형성함으로써, 상부전극 및 하부전극의 전기 배선을 안정화하며, 액티브매트릭스에 내장된 트랜지스터의 손상을 방지할 수 있는 박막형 광로조절 장치의 제조방법을 제공하는 것이다.

제1도는 종래의 광로조절 장치의 엔진 시스템의 개략도이다.

제2도는 PZT의 이원 상태도이다.

제3도는 본 출원인의 선행 출원에 기재된 박막형 광로조절 장치의 평면도이다.

제4도는 제3도에 도시한 장치를 A- A' 선으로 자른 단면도이다.

제5a도 내지 제5f도는 제4도에 도시한 장치의 제조 공정도이다.

제6도는 본 발명에 따른 박막형 광로조절 장치의 평면도이다.

제7도는 제6도에 도시한 장치의 사시도이다.

제8도는 제6도에 도시한 장치를 B- B' 선으로 자른 단면도이다.

제9도는 제6도에 도시한 장치를 C- C' 선으로 자른 단면도이다.

제10a도 내지 제15c도는 제6도 내지 제9도에 도시한 장치의 제조 공정도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 액티브매트릭스 105 : 드레인패드

110 : 보호층 115 : 식각방지층

117 : 에어갭 120 : 제1 맴브레인

121 : 제2멤브레인 125 : 제1하부전극

126 : 제2하부전극 130 : 제1변형층

131 : 제2변형층 135 : 제1상부전극

136 : 제2상부전극 137 : 제1거울포스트

138 : 제2 거울포스트 145 : 거울

150 : 비어홀 155 : 비어컨택

160 : 금속선 165 : 공통전극선

170 : 제1희생층 175 : 제2희생층

180 : 제1액츄에이팅부 190 : 제2액츄에이팅부

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, MOS 트랜지스터가 내장되고 상기 트랜지스터의 드레인으로부터 연장되는 드레인패드가 형성된 액티브매트릭스를 제공하는 단계, 상기 액티브매트릭스의 상부에 멤브레인, 하부전극, 변형층 및 상부전극을 순차적으로 형성하는 단계, 상기 상부전극, 상기 변형층 및 상기 하부전극을 차례로 패터닝하여 상기 드레인패드를 중심으로 소정의 간격으로 이격된 제1상부전극, 제1변형층 및 제1하부전극을 포함하는 제1액츄에이팅부와 제2상부전극, 제2변형층 및 제2하부전극을 포함하는 제2액츄에이팅부를 형성하는 단계, 상기 멤브레인을 패터닝하여 상기 제1 및 제2액츄에이팅부를 각기 지지하며 상기 액티브매트릭스 상에서 행방향 또는 열방향으로 서로 연결된 제1 및 제2멤브레인을 형성하는 단계, 그리고 상기 연결된 제1 및 제2멤브레인의 일측에 공통전극선을 형성하는 단계를 포함하는 박막형 광로조절 장치의 제조방법을 제공한다.

상술한 본 발명에 따른 박막형 광로조절 장치에 있어서, 복수 개의 액츄에이팅부의 상부전극에는 각기 TCP의 패드, TMA 패널의 패드 및 공통전극선을 통하여 바이어스 신호가 인가된다. 동시에 상기 TCP의 패드 및 TMA 패널의 패드를 통하여 전달된 화상신호는 상기 액티브매트릭스에 내장되 트랜지스터, 드레인패드, 비어컨택 및 금속선을 통하여 복수 개의 액츄에이팅부의 하부전극들에 각기 인가된다. 따라서, 복수 개의 상부전극과 하부전극 사이에 각기 전위차에 따를 전기장이 발생하며, 이러한 전기장에 의하여 복수 개의 변형층이 각기 변형을 일으킨다. 변형층들은 전기장에 대하여 직교하는 방향으로 수축하며, 따라서, 변형층들을 포함하는 복수 개의 액츄에이팅부는 소정의 각도를 가지고 같은 방향으로 휘어진다. 광원으로부터 입사되는 광속을 반사하는 거울은 복수 개의 거울 포스트에 의해 지지되어 액츄에이팅부들의 상부에 형성되어 있으므로 액츄에이팅부들과 같은 각도로 휘어진다. 이에 따라, 거울은 입사되는 광속을 소정의 각도로 반사하며, 반사된 광속은 슬릿을 통과하여 스크린에 투영되어 화상을 맺게 된다.

본 발명에 따르면, 액티브매트릭스 상의 드레이패드가 형성된 부분을 피하여 액츄에이팅부들을 형성한 후, 금속선을 통하여 드레인패드로부터 하부전극들에 화상신호를 인가하기 때문에, 액티브매트릭스에 내장된 트랜지스터가 손상을 입는 것을 최소화할 수 있다. 또한, 액츄에이팅부들의 일측에 두껍게 공통전극선을 형성함으로써, 공통전극선 내부의 전압 강하를 최소화하여 상부 전극들에 변형층들이 변형을 일으키는 데 필요한 충분한 전압을 인가할 수 있다. 더욱이, 제2희생층을 도포하고 복수 개의 거울포스트들을 통하여 거울을 지지함으로써, 거울의 수평도를 향상시킬 수 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 박막형 광로조절 장치를 설명한다.

제6도는 본 발명의 일실시예에 따른 박막형 광로조절 장치의 평면도를 도시한 것이고, 제7도는 제6도에 도시한 장치의 사시도를 도시한 것이며, 제8도은 제6도에 도시한 장치를B- B' 선으로 자른 단면도를 도시한 것이며, 제9도는 제6도에 도시한 장치를 C- C' 선으로 자른 단면도를 도시한 것이며, 제1도0a 내지 제1도5c는 제6도 내지 제9도에 도시한 장치의 제조 공정도이다.

제6도 및 제8도을 참조하면, 본 발명에 따른 박막형 광로조절 장치는 액티브매트릭스(100), 제1액츄에이팅(actuating)부(180) 및 제2액츄에이팅부(190)를 포함한다.

상기 액티브매트릭스(21)는 MOS(Metal Oxide Semiconductor) 트랜지스터(도시되지 않음), 바람직하게는 P-MOS 트랜지스터가 형성된 반도체 웨이퍼(wafer)이며, LCD 패널 상에 사용되는 액티브매트릭스와 유사하다. 즉, 상기 액티브매트릭스(21)는 M×N(M, N은 정수) 개의 트랜지스터(도시되지 않음)를 내장하고 있으며, 상기 트랜지스터의 드레인 영역으로부터 연장되는 드레인패드(105)를 구비한다.

제1액츄에이팅부(180)는, 제1멤브레인(120), 제1하부전극(120), 제1변형층(125), 제1상부전극(135) 그리고 제1거울포스트(post)(137)를 포함한다. 제1멤브레인(120)은 일측이 상기 액티브매트릭스(100) 상부에 접촉되며 타측이 직각으로 구부러져 에어갭(117)을 개재하여 액티브매트릭스(100)에 대하여 평행하게 형성된다. 즉, 제1멤브레인(120)은 상기 액티브매트릭스(100) 상에 거울상의 'ㄱ' 자의 형상으로 형성된다. 제1하부전극(125)은 상기 제1멤브레인(120) 중 거울상의 'ㄱ' 자의 머리부분에 직사각형의 형상으로 적층된다. 제1변형층(130)은 제1하부전극(125)의 상부에 제1하부전극(125) 보다 작은 크기를 갖는 직사각형의 형상으로 적층되며, 제1상부전극(135)은 제1변형층(130)의 상부에 제1변형층(130) 보다 작은 크기의 직사각형의 형상으로 적층된다. 제1상부전극(135)의 일측 상부에는 제1 거울 포스트(137)가 형성되어 그 상부의 거울(145)을 지지한다.

제6도 및 제9도를 참조하면, 제2액츄에이팅부(190)는 제2멤브레인(121), 제2하부전극(126), 제2변형층(131), 제2상부전극(136) 그리고 제2 거울포스트(138)를 포함한다. 제2멤브레인(121)은 일측이 액티브매트릭스(100)에 접촉되며, 타측이 직각으로 구부러져 에어갭(117)을 개재하여 액티브매트릭스(100)에 대하여 수평한, 'ㄴ' 자의 형상을 가진다. 따라서, 상기 제1멤브레인(120)과 제2멤브레인(121)은 동일 평면상에서 함께 'ㄷ' 자의 형상을 가진다. 제2하부전극(126)은 제2멤브레인(121)중 'ㄴ' 자의 다리부분에 직사각형의 형상으로 적층되며, 제2변형층(131)은 제2하부전극(126)의 상부에 제2하부전극(126) 보다 작은 크기의 직사각형의 형상으로 적층된다. 제2상부전극(136)은 제2변형층(131)의 상부에 제2변형층(131)보다 작은 크기의 직사각형의 형상으로 적층되며, 제2상부전극(136)의 일측 상부에는 제2 거울 포스트(138)가 형성되어 상기 제1 거울 포스트(137)와 함께 그 상부에 형성된 거울(145)을 지지한다.

상기 제1멤브레인(120)과 제2멤브레인(121)이 연결되는 부분의 하부에는, 제1멤브레인(120) 및 제2멤브레인(121)으로부터 상기 식각방지층(115)과 보호층(110)을 통하여 수직하게 비어홀(150)이 형성되며, 비어홀(150) 내에는 비어컨택(155)이 형성된다. 또한, 상기 제1멤브레인(120)과 제2멤브레인(121)이 연결되는 부분의 상부, 즉, 상기 제1멤브레인(120)의 거울상의 'ㄱ' 자 형상의 다리부분과 제2멤브레인(121)의 'ㄴ' 자의 머리부분에는 각기 금속선(metal line)(160)이 형성되어 상기 비어컨택(155)과 제1하부전극(125) 및 제 2 하부전극(126)을 전기적으로 연결한다. 따라서, 화상신호는 액티브매트릭스(100)에 내장된 트랜지스터로부터 드레인패드(105), 비어컨택(155) 그리고 금속선(160)을 통하여 제1하부전극(125) 및 제2하부전극(126)에 인가된다.

상기 액티브매트릭스(100) 상의 제1 멤브레이(120)과 제2멤브레인(121)이 연결되는 부분과 인접한 부분에는 제1상부전극(135) 및 제2상부전극(136)에 각기 바이어스 신호를 인가하기 위한 공통전극선(165)이 제1멤브레인(120)과 제2멤브레인(121)이 연결되는 부분에 대하여 평행하게 형성된다. 상기 공통전극선()165은 제1상부전극(135) 및 제2상부전극(136)과 연결된다. 거울(145)은 제1 거울 포스트(137) 및 제2 거울 포스트(138)를 지지부로 하여 제1액츄에이팅부(180) 및 제2 엑츄에이팅부(190)의 상부에 형성된다.

이하 상술한 박막형 광로조절 장치의 제조방법을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 제10a도 및 제10b도는 제8도 및 제9도에 도시한 장치 중 멤브레인(119)을 형성한 상태를 도시한 것이다.

제10a도 및 제10b도를 참조하면, 먼저, 집적도를 높일 수 있는 특징을 가지며 반도체 기억 소자로서 대규모 집적 회로에 널리 쓰이는 MOS 트랜지스터, 예를 들어 P-타입의 MOS 트랜지스터가M×N(M, N은 정수) 개로 내장되어 있는 액티브매트릭스(100)를 제공한다. 바람직하게는, 상기 액티브매트릭스(100)는 실리콘(Si)과 같은 반도체로 이루어진다. 상기 액티브매트릭스(100)에는 내장된 MOS 트랜지스터의 드레인 영역으로부터 연장되는 드레인패드(105)가 형성된다. 다음에는, 상기 액티브매트릭스(100) 및 드레인패드(105)의 상부에 보호층(passivation layer)(110)을 화학기상증착(CVD) 방법을 이용하여 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께를 갖도록 형성한다. 상기 보호층(110)은 인실리케이트유리(PSG)로 이루어지며, 후속하는 공정 동안 액티브매트릭스(100)가 손상되는 것을 방지한다.

상기 보호층(110)의 상부에는 식각방지층(etch stop layer)(115)이 적층된다. 식각방지층(115)은 질화물(nitride)을 사용하여 1000∼2000A 정도의 두께로 증착시킨다. 상기 식각방지층(115)은 박막을 증착시키는 저압 화학기상증착(Low Pressure CVD; LPCVD) 공정을 이용하여 증착시킨다. 즉, 저압(200∼700mtorr)의 반응 용기 내에서 열에너지에 의한 화학반을 이용하여 보호층(110) 위에 질화물을 증착시킴으로써, 식각방지층(115)을 형성한다. 상기 식각방지층(115)은 후속하는 식각 공정 동안 액티브매트릭스(100) 및 보호층(110)이 식각되어 손상되는 것을 방지하는 역할을 한다.

이어서, 상기 식각방지층(115)의 상부에 제1희생층(170)을 증착시킨다. 상기 제1희생층(170)은 TMA 모듈을 형성하기 위한 적층을 용이하게 하는 기능을 수행하며, 상기TMA 모듈의 적층이 완료된 후에는 플루오르화 수소(HF) 증기에 의해서 제거된다. 상기 제1희생층(170)은 인(P)의 농도가 높은 인실리케이트유리(PSG)를 대기압 화학기상증창(Atmospheric Pressure CVD; APCVD) 공정을 이용하여 0.5∼2.0㎛ 정도의 두께로 형성된다. 즉, 대기압(760mtorr) 하의 반응 용기 내에서 열에너지에 의한 화학반응을 이용하여 제1희생층(170)을 증착시킨다. 한편, 상기 제1희생층(170)은 트랜지스터들이 내장된 액티브매트릭스(100)의 표면을 덮고 있으므로, 그 표면의 평탄도가 매우 불량하다. 따라서, 알코올-기지 솔벤트에 혼합된 실록산 또는 실리케이트로 이루어진 스핀 온 글래스(SOG)를 이용하거나 CMP 공정을 이용하여 제1희생층(170)의 표면을 평탄화시킨다. 바람직하게는, CMP 공정을 이용하여 제1희생층(170) 표면을 평탄화시킨다. 계속하여, 상기 제1희생층(170)을 패터닝함으로써, 제1액츄에이팅부(180) 및 제2 엑츄에이팅부(190)의 지지부가 형성될 위치를 만든다. 즉, 예를 들어 플루오르화 수소(HF)와 같은 식각 용액을 이용하여 제1희생층(170)을 식각하거나 또는 플라즈마(plasma)나 이온 빔(ion beam)을 이용하여 제1희생층(170)을 식각하여 제1 및 제2액츄에이팅부(180, 190)의 지지부가 형성될 위치를 만든다.

상기와 같이, 제1액츄에이팅부(180) 및 제2액츄에이팅부(190)의 지지부 형성 위치를 만든 후, 질화물로 이루어진 멤브레인(119)을 0.1∼1.0㎛, 바람직하게는, 0.4㎛ 정도의 두께로 형성한다. 멤브레인(119)은 저압 화학기상증착( LPCVD) 공정을 이용하여 증착시킨다. 이 때, 저압의 반응 용기 내에서 반응성 가스의 비(ratio)를 시간별로 변화시키면서 멤브레인(119)을 형성함으로써, 멤브레인(119)내부의 스트레스(stress)를 조절한다. 상기 멤브레인(119)은 후에 제1멤브레인(120) 및 제2멤브레인(120)으로 패터닝된다.

제11a도 및 도제11b는 제8도 및 제9도에 도시한 장치 중 상부전극(134)을 형성한 상태를 도시한 것이다.

제11a도 및 제11b도를 참조하면, 상기 멤브레인(119)의 상부에 스퍼터링 공정을 이용하여 백금(Pt) 또는 백금(Pt)-탄탈륨(Ta)을 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께로 증착시켜서 신호전극인 하부전극(124)을 형성한다. 하부전극(124)은 후에 제1하부전극(125) 및 제2하부전극(126)으로 패터닝된다. 이어서, 졸-겔(Sol-Gel)법, 스퍼터링 방법 또는 화학기상증착(CVD) 방법을 이용하여 압전세라믹 또는 전왜세라믹을 적층하여 변형층(129)을 형성한다. 예를 들면, 압전세라믹인 BaTiO₃, PZT(Pb(Zr,Ti)O₃) 또는 PLZT((Pb,La)(Zr,Ti)O₃)를 증착시키거나, 전왜세라믹인 PMN(Pb(Mg,Nb)O₃)을 증착시킨다. 바람직하게는, PZT(Pb(Zr,Ti)O₃)를 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께로 적층하여 변형층(129)을 형성한다. 다음에는, 상기 변형층(129)을 급속열처리(RTA) 공정을 이용하여 열처리하여 상변이시킨다. 변형층(129)은 후에 제1변형층(130) 및 제2변형층(131)으로 패터닝된다. 이어서, 변형층(129)의 상부에 알루미늄(Al)이나 백금(Pt)을 스퍼터링하여 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께를 갖는 공통전극인 상부전극(134)을 형성한다.

제12a도 및 제12b도는 제8도 및 제9도에 도시한 장치 중 멤브레인(117)을 패터닝한 상태를 도시한 것이다.

제12a도 및 제12b도 를 참조하면, 상부전극(134), 변형층(129), 하부전극(124), 및 멤브레인(119)을 소정의 화소 형상으로 순차적으로 패터닝한다. 즉, 상부전극(134) 위에 식각될 재료에 대해서 내성을 갖는 포토 레지스트(photo resist)층(도시되지 않음)을 형성한 후, 상부전극(134)을 패터닝하여 제1상부전극(135) 및 제2상부전극(136)을 형성한다. 제1상부전극(135) 및 제2상부전극(136)은 소정의 거리만큼 이격되어 서로 나란한 직사각형의 형상을 갖는다. 이어서, 상기 제1상부전극(135) 및 제2상부전극(136)과 변형층(129) 상부에 포토 레지스트(도시되지 않음)을 도포한 후, 상기 변형층(129)을 패터닝하여 제1변형층(130) 및 제2변형층(131)을 형성한다. 이와 같은 방식으로 하부전극(124)을 패터닝하여 제1하부전극(125)과 제2하부전극(126)을 형성한다.

제1변형층(130) 및 제2변형층(131)은 각기 제1상부전극(135) 및 제2상부전극(136) 보다 약간 넓은 서로 나란한 직사각형의 형상을 가지며, 제1하부전극(125)과 제2하부전극(126) 역시 제1변형층(130) 및 제2변형층(131)보다 약간 넓은 서로 나란한 직사각형의 형상을 가진다.

멤브레인(119)은 상기와 같은 방법으로 제1멤브레인(120) 및 제2멤브레인(121)으로 패터닝된다. 제1멤브레인(120)은 제1하부전극(125)의 형상과는 달리 거울상의 'ㄱ' 자의 형상을 가지며, 이러한 거울상의 'ㄱ' 자의 머리부분 상에 제1하부전극(125)이 형성된다. 제2멤브레인(121) 또한 제2하부전극(126)의 형상과는 달리 'ㄴ' 자의 형상으로 패터닝되어 이러한 'ㄴ' 자의 다리부분의 상부에 제2하부전극(126)이 형성된다. 상기 제1멤브레인(120) 및 제2멤브레인(121)은 서로 연결되어 동일 평면상에서 함께 'ㄷ' 자의 형상을 가지며, 각각의 화소별로 이러한 제1 및 제2멤브레인이 형성되기 때문에, 인접하는 화소의 멤브레인들은 서로 열방향 또는 행방향으로 길게 이어진다.

제13a도 내지 제13c도는 제8도 및 제9도에 도시한 장치의 전기 배선을 나타내는 상태를 도시한 것이다.

제13a도 내지 제13c도를 참조하면, 상기 제1멤브레인(120) 및 제2멤브레인(121)이 연결되는 부분 중 아래에 드레인패드(105)가 위치한 부분을 식각하여 비어홀(150)을 형성한다. 즉, 제1멤브레인(120) 및 제2멤브레인(121)이 연결되는 부분으로부터 식각방지층(115)과 보호층(110)을 차례로 식각하여 상기 드레인패드(105)까지 수직하게 비어홀(150)을 형성한다. 이어서, 상기 비어홀(150) 내부 및 상기 제1멤브레인(120 제2멤브레인(121) 연결되는 부분의 상부에 백금 또는 백금-탄탈륨 등의 금속을 스퍼터링 방법을 이용하여 비어컨택(155) 및 금속선(160)을 동시에 형성한다. 이 때, 금속선(160)은 0.1∼1.0㎛ 정도의 enRP를 갖고 제1하부전극(125) 및 제2하부전극(126)과 연결되도록 한다. 이에 의하여, 드레인패드(105), 비어컨택(155), 금속선(160), 제1하부전극(125), 그리고 제2하부전극(126)은 서로 전기적으로 연결된다. 따라서, 화상신호는 액티브매트릭스(100)에 내장된 트랜지스터로부터 드레인패드(105), 비어컨택(155) 그리고 금속선(160)을 통하여 제1하부전극(125) 및 제2하부전극(126)에 인가된다. 선행 출원에 기재된 발명에 있어서는, 멤브레인의 지지부, 하부전극, 변형층 및 상부전극을 아래에 드레인이 형성된 부분의 상부에 형성하기 때문에 액티브매트릭스에 내장된 트랜지스터가 후속하는 공정들의 영향을 직접 받아 손상을 입는 문제가 있었다. 그러나, 본 발명에서는, 액티브매트릭스(100) 상의 드레인패드(105)가 위치한 부분을 피하여 제1액츄에이팅부(180) 및 제2액츄에이팅부(190)를 형성하고, 금속선(160)을 통하여 드레인패두(105)로부터 제1하부전극(125) 및 제2하부전극(126)에 화상신호를 인가하기 때문에, 액티브매트릭스(100)에 내장된 트랜지스터가 손상을 입는 것을 최소화할 수 있다.

상기 금속선(160) 및 비어컨택(155)을 형성함과 동시에 제1멤브레인(120) 및 제2멤브레인(121)이 연결되는 부분의 일측에 공통전극선(165)을 형성한다. 공통전극선(165)은 백금, 백금-탄탈륨, 알루미늄 또는 은 등의 금속을 스퍼터링 방법을 이용하여 0.5∼2.0㎛ 정도의 두께를 갖도록 형성한 후, 제1상부전극(135) 및 제2상부전극(136)과 연결되도록 소정의 형상으로 패터닝한다. 종래에는 상부전극에 전압을 인가하기 위하여 픽셀의 후면에 얇게 공통전극선을 형성하기 때문에, 공통전극선 내부의저항으로 전압 강하가 발생하여 상부전극에 변형층에 구동하기 위한 충분한 전압을 인가하기가 어려웠다. 이에 비하여, 본 발명은 상기와 같이 제1액츄에이팅부(180) 및 제2액츄에이팅부(190)의 일측에 두껍게 공통전극선(165)을 형성함으로써, 제1상부전극(135) 및 제2상부전극(136)에 제1변형층(130) 및 제2변형층(131)이 변형을 일으키는 데 필요한 충분한 전압을 인가할 수 있다.

제14a도 내지 제14c도는 제8도 및 제9도에 도시한 장치 중 거울(145)을 형성한 상태를 도시한 것이다.

제14a도 내지 제14c도를 참조하면, 전술한 바와 같이 패터닝이 완료된 후, 제1희생층(170)을 플루오르화 수소(HF) 증기를 사용하여 제거하여 에어갭(117)을 형성한다. 이어서, 상기 결과물 전면에 유동성이 우수한 폴리머를 스핀 고팅(spin coating) 방법을 이용하여 도포함으로써 제2희생층(175)을 형성한다. 제2희생층(175)은 상기 에어갭(117)을 완전히 채우면서 제1상부전극(135) 및 제2상부전극(136) 상부의 소정의 높이까지 형성된다. 계속하여, 제2희생층(175)을 패터닝하여 상기 제1상부전극(135) 및 제2상부전극(136)의 일측을 각기 노출시킨다.

상기 노출된 제1상부전극(135) 및 제2상부전극(136)의 일측 상부 및 제2희생층(175)의 상부에 은, 알루미늄 또는 백금 등의 금속을 스퍼터링한 후, 이를 패터닝하여 거울(145)과 제1거울포스트(137) 및 제2 거울포스트(138)를 동시에 형성한다. 따라서, 상기 거울(145)은 제1상부전극(135) 상부의 제1거울포스트(137) 및 제2상부전극(136) 상부의 제2 거울포스트(138)에 의해 지지되며, 제1액츄에이팅부(180)와 제2액츄에이팅부(190) 그리고 인접한 액츄에이팅부들의 일부를 덮도록 사각형의 형상으로 형성된다. 상기와 같이, 2개의 지지부를 통하여 거울()145을 지지함으로써, 본 발명에서는 거울(145)의 수평도를 향상시킬 수 있다.

제15a도 내지 제15c도는 제8도 및 제9도에 도시한 장치를 완성한 상태를 도시한 것이다.

제15a도 내지 제15c도를 참조하면, 상기 제2희생층(175)을 산소(O2) 플라즈마(plasma)를 사용하여 제거한 후, 상기 결과물을 세정 및 건조하여 상부에 거울(145)이 형성된 제1액츄에이팅부(180)와 제2액츄에이팅부(190)의 제조를 완성한다. 계속하여, 크론(Cr), 니켈(Ni) EH는 금(Au) 등의 금속을 스퍼터링 방법 내지 증착(evaporation) 방법을 이용하여 액티브매트릭스(100)의 하단에 증착시켜 저항컨택(ohmic contact)(도시하지 않음)을 형성한다. 그리고, 후속하는 공통전극인 제1상부전극(135) 및 제2상부전극(136)에 공통전극선(165)을 통하여 바이어스 신호를 인가하고, 신호전극인 제1하부전극(125) 및 제2하부전극(126)에 화상신호를 인가하기 위한 TCP(Tape Carrier Package) 본딩(bonding) 을 대비하여 액티브매트릭스(100)를 자른다. 이 경우, 후속되는 공정을 대비하여 액티브매트릭스(100)를 소정의 두께까지만 잘라낸다. 이어서, TMA 패널(panel)의 패드(pad)(도시되지 않음)와 TCP 의 패드(도시되지 않음)을 연결하여 TMA 모듈(module)의 제조를 완성한다.

상술한 본 발명의 일실시예에 따른 박막형 광로조절 장치에 있어서, 제1상부전극(135) 및 제2상부전극(136)에는 TCP의 패드, TMA 패널의 패드 및 공통전극선(165)을 통하여 바이어스 신호가 인가된다. 동시에 상기 TCP의 패드 및 TMA 패널의 패드를 통하여 전달되 S화상신호는 상기 액티브매트릭스(100)에 내장된 트랜지스터, 드레인패드(105), 비어컨택(155) 및 금속선(160)을 통하여 제1하부전극(125)및 제2하부전극(126)에 인가된다. 따라서, 제1상부전극(135)과 제1하부전극(125) 및 제2상부전극(136)과 제2하부전극(126) 사이에 각기 전위차에 따른 전기장이 발생하며, 이러한 전기장에 의하여 제1상부전극(135)과 제1하부전극(125)사이의 제1변형층(130) 및 제2상부전극(136)과 제2 하부 전극(126) 사이의 제2변형층(131)이 각기 변형을 일으킨다.

제1변형층(130) 및 제2변형층(131)은 전기장에 대하여 수직한 방향으로 수축하며, 따라서, 제1변형층(130)을 포함하는 제1액츄에이팅부(180)와 제2변형층(131)을 포함하는 제2액츄에이팅부(190)는 소정의 각도를 가지고 같은 방향으로 휘어진다. 광원으로부터 입사되는 광속을 반사하는 거울(145)은 제1거울포스트(137) 및 제2 거울포스트(138)에 의해 지지되어 제1액츄에이팅부(180) 및 제2액츄에이팅부(190)의 상부에 형성되어 있으므로 제1액츄에이팅부(180) 및 제2액츄에이팅부(190)와 같은 각도로 휘어진다. 이에 따라, 거울(145)은 입사되는 광속을 소정의 각도로 반사하며, 반사된 광속은 슬릿을 통과하여 스크린에 투영되어 화상을 맺게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따를 박막형 광로조절 장치의 제조방법에 있어서, 액티브매트릭스 상의 드레인패드가 위치한 부분을 피하여 제1액츄에이팅부 및 제2액츄에이팅부를 형성한 후, 금속선을 통하여 드레인패드로부터 제1 하부 전극 및 제2하부전극에 화상신호를 인가하기 때문에, 액티브매트릭스에 내장왼 트랜지스터가 손상을 입는 것을 최소화할 수 있다.

또한, 제1액츄에이팅부 밑 제2액츄에이팅부의 일측에 두껍게 공통전극선을 형성함으로써, 공통전극선 내부의 전압 강하를 최소화하여 제1상부전극 및 제2상부전극에 제1변형층 및 제2변형층이 변형을 일으키는 데 필요한 충분한 전압을 인가할 수 있다. 그리고, 제2희생층을 도포하고 2개의 거울포스트등을 통하여 거울을 지지함으로써, 거울의 수평도를 향상시킬 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 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.

Claims (11)

1. MOS 트랜지스터가 내장되고 상기 트랜지스터의 드레인으로부터 연장되는 드레인패드가 형성된 액티브매트릭스를 제공하는 단계; 상기 액티브매트릭스의 상부에 멤브레인, 하부전극, 변형층 및 상부전극을 순차적으로 형성하는 단계; 상기 상부전극, 상기 변형층 및 상기 하부전극을 차례로 패터닝하여 상기 드레인패드를 중심으로 소정의 간격으로 이격된 제1상부전극, 제1변형층 및 제1하부전극을 포함하는 제1액츄에이팅부와 제2상부전극, 제2변형층 및 제2하부전극을 포함하는 제2액츄에이팅부를 형성하는 단계; 상기 멤브레인을 패터닝하여 상기 제1 및 제2액츄에이팅부를 각기 지지하며 상기 액티브매트릭스 상에서 행방향 또는 열방향으로 서로 연결된 제1 및 제2멤브레인을 형성하는 단계; 그리고 상기 연결된 제1 및 제2멤브레인의 일측에 공통전극선을 형성하는 단계를 포함하는 박막형 광로조절 장치의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 멤브레인을 형성하는 단계는, i) 상기 액티브매트릭스 및 상기 드레인패드의 상부에 상기 액티브매트릭스를 보호하는 보호층을 형성하는 단계, ii) 상기 보호층의 상부에 상기 보호층과 상기 액티브매트랙시가 식각되는 것을 방지하는 식각방지층을 형성하는 단계, iii) 상기 식각방지층의 상부에 제1희생층을 형성하는 단계 그리고 iv) 상기 제1희생층을 패터닝하여 상기 식각방지층 중 아래에 상기 드레인패드가 위치한 부분을 노출시키는 단계 후에 수행되는 것을 특징으로 하는 박막형 광로조절 장치의 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2멤브레인을 형성하는 단계는, 상기 제1멤브레인은 거울상의 'ㄱ' 자의 형상을 가지고, 상기 제2멤브레인은 'ㄴ' 자의 형상을 가짐으로써, 상기 제1 및 제2멤브레인이 동일평편 상에서 함께 'ㄷ' 자의 형상을 가지며, 이러한 제1 및 제2멤브레인이 이웃하는 화소의 제1 및 제2멤브레인과 열방향 또는 행방향으로 서로 연결되게 형성되는 것을 특징으로 하는 박막형 광로조절 장치의 제조방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 제1하부전극은 상기 제1멤브레인의 거울상의 'ㄱ'자의 머리부분 상에 직사각형의 형상으로 형성되며, 상기 제2하부전극은 상기 제2멤브레인의 'ㄴ' 자의 다리부분 상에 직사각형의 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 박막형 광로조절 장치의 제조방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 제1변형층은 상기 제1하부전극 상에 상기 제1하부전극보다 작은 크기의 직사각형의 형상으로 형성되며 상기 제2변형층은 상기 제2하부전극 상에 상기 제2하부전극보다 작은 크기의 직사각형의 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 박막형 광로조절 장치의 제조방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 제1상부전극은 상기 제1변형층 상에 상기 제1변형층보다 작은 크기의 직사각형 형상으로 형성되며 상기 제2상부전극은 상기 제2변형층 상에 상기 제2변형층보다 작은 크기의 직사각형의 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 박막형 광로조절 장치의 제조방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 제1 및 제2액츄에이팅부를 형성하는 단계는, a) 상기 제1 및 제2상부전극의 상부에 제2희생층을 형성하는 단계, b) 상기 제2희생층을 패터닝하여 상기 제1 및 제2상부전극의 일측을 각기 노출시키는 단계, c) 상기 노출된 제1 및 제2상부전극의 일측 및 상기 제2희생층의 상부에 금속을 스퍼터링하는 단계, d) 상기 스프터링된 금속을 패터닝하여 상기 제 1 및 제2상부전극의 일측상에 각기 제1거울포스트 및 제2 거울포스트를 형성하고, 이와 동시에 상기 제1 및 제2 거울포스트 상에 거울을 형성하는 단계, 그리고 e) 상기 제2희생층을 산소 플라즈마를 사용하여 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박막형 광로조절 장치의 제조방법.
8. 제4항에 있어서, 상기 제1 및 제2멤브레인을 형성하는 단계는, 상기 제1 및 제2멤브레인이 서로 연결되는 부분의 하부에 상기 제1 및 제2멤브레인의 연결부분으로부터 상기 드레인패드까지 수직하게 비어홀을 형성하는 단계, 상기 비어홀내에 비어컨택을 형성하는 단계 그리고 상기 비어컨택으로부터 상기 제1 및 제2하부전극까지 각기 금속선을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박막형 광로조절 장치의 제조방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 금속선은 스퍼터링 방법을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 박막형 광로조절 장치의 제조방법.
10. 제8항에 있어서, 상기 비어컨택을 형성하는 단계 및 상기 금속선을 형성하는 단계는 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는 박막형 광로조절 장치의 제조방법.
11. 제1항에 있어서, 상기 공통전극선을 형성하는 단계는 백금, 백금-탄탈륨, 알루미늄 및 은으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나를 사용하며, 스퍼터링 방법을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 박막형 광로조절 장치의 제조방법.