KR100256869B1 - Method for manufacturing thin flim actuated mirror array - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A thin-film micromirror array-actuated(TMA) manufacturing method prevents the permeation of a hydrogen fluoride vapor towards an active matrix or an active layer through an Iso-Cut portion during the etching process of a sacrificial layer, thereby preventing the damage of the active matrix. CONSTITUTION: An etch passivation layer(165) of an amorphous silicon not to be etched by a hydrogen fluoride(HF) vapor during the etching process of a sacrificial layer is etched only to cover an Iso-Cut portion. An air gap is formed in the position of the sacrificial layer by etching the sacrificial layer using the HF vapor. At this time, the HF vapor is not permeated towards an active matrix(100) and an active layer(135) through the Iso-Cut portion because the Iso-Cut portion is covered by the etch passivation layer(165).

Description

박막형 광로 조절 장치의 제조 방법Manufacturing method of thin film type optical path control device

본 발명은 AMA(Actuated Mirror Array)를 이용한 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 변형층, 하부 전극 및 지지층을 각각 화소 형상으로 패터닝하기 위한 식각 공정들이 진행될 때 Iso­Cut 부 하부 또는 상부의 손상(attack)되는 것을 방지할 수 있는 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a thin film type optical path control device using an Actuated Mirror Array (AMA), and more particularly, to the lower part of the IsoCut part when etching processes for patterning the deformed layer, the lower electrode, and the support layer into pixel shapes, respectively. The present invention relates to a method for manufacturing a thin film type optical path control device capable of preventing the upper portion from being attacked.

광학 에너지(optical energy)를 스크린 상에 투영하기 위한 장치인 공간적인 광 변조기(spatial light modulator)는 광통신, 화상 처리 및 정보 디스플레이 장치와 같은 다양한 분야에 응용될 수 있다. 상기 광로 조절 장치 또는 공간적 광 변조기를 이용한 화상 처리 장치는 통상적으로 광학 에너지를 스크린 상에 표시하는 방법에 따라 직시형 화상 표시 장치(direct-view image display device)와 투사형 화상 표시 장치(projection-type image display device)로 구분된다.Spatial light modulators, which are devices for projecting optical energy onto a screen, can be applied to various fields such as optical communication, image processing, and information display devices. The image processing apparatus using the optical path adjusting device or the spatial light modulator typically has a direct-view image display device and a projection-type image device according to a method of displaying optical energy on a screen. display device).

직시형 화상 표시 장치의 예로서는 CRT(Cathode Ray Tube)를 들 수 있는데, 이러한 CRT 장치는 소위 브라운관으로 불리는 것으로서 화질은 우수하나 화면의 대형화에 따라 그 중량과 용적이 증가하여 제조 비용이 상승하게 되는 문제가 있다. 투사형 화상 표시 장치로는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display : LCD), DMD(Deformable Mirror Device) 및 AMA를 들 수 있다. 이러한 투사형 화상 표시 장치는 다시 그들의 광학적 특성에 따라 2개의 그룹으로 나뉠 수 있다. 즉, LCD와 같은 장치는 전송 광 변조기(transmissive spatial light modulators)로 분류될 수 있는데 반하여, DMD 및 AMA는 반사 광 변조기(reflective spatial light modulators)로 분류될 수 있다.An example of a direct-view image display device is a CRT (Cathode Ray Tube). The CRT device is called a CRT, which has excellent image quality but increases in weight and volume as the screen is enlarged, leading to an increase in manufacturing cost. There is. Projection type image display apparatuses include a liquid crystal display (LCD), a deformable mirror device (DMD), and an AMA. Such projection image display devices can be further divided into two groups according to their optical characteristics. That is, devices such as LCDs can be classified as transmissive spatial light modulators, while DMD and AMA can be classified as reflective spatial light modulators.

LCD와 같은 전송 광 변조기는 광학적 구조가 매우 간단하므로, 얇게 형성하여 중량을 가볍게 할 수 있으며 용적을 줄이는 것이 가능하다. 그러나, 빛의 극성으로 인하여 광효율이 낮으며, 액정 재료에 고유하게 존재하는 문제, 예를 들면 응답 속도가 느리고 그 내부가 과열되기 쉬운 단점이 있다. 또한, 현존하는 전송 광 변조기의 최대 광효율은 1 내지 2 % 범위로 한정되며, 수용 가능한 디스플레이 품질을 제공하기 위해서 암실 조건을 필요로 한다. 따라서, 상술한 문제점들을 해결하기 위하여 DMD 및 AMA와 같은 광 변조기가 개발되었다.Transmission optical modulators, such as LCDs, have a very simple optical structure, which makes them thinner, lighter in weight, and smaller in volume. However, due to the polarity of the light, the light efficiency is low, there is a problem inherent in the liquid crystal material, for example, there is a disadvantage that the response speed is slow and the inside is easy to overheat. In addition, the maximum light efficiency of existing transmission light modulators is limited to a range of 1-2%, requiring dark room conditions to provide acceptable display quality. Therefore, optical modulators such as DMD and AMA have been developed to solve the above problems.

DMD는 5% 정도의 비교적 양호한 광효율을 나타내지만, DMD에 채용된 힌지 구조물에 의해서 심각한 피로 문제가 발생할 뿐만 아니라, 매우 복잡하고 값비싼 구동 회로가 요구된다는 단점이 있다. AMA는 그 내부에 설치된 각각의 거울들이 광원으로부터 입사되는 빛을 소정의 각도로 반사하고, 상기 반사된 빛이 슬릿(slit)이나 핀홀(pinhole)과 같은 개구(aperture)를 통과하여 스크린에 투영되어 화상을 맺도록 광속을 조절할 수 있는 장치이다. 따라서, 그 구조와 동작 원리가 간단하며, LCD나 DMD에 비해 높은 광효율(10% 이상)을 얻을 수 있다. 또한, 스크린에 투영되는 화상의 콘트라스트(contrast)가 향상되어 밝고 선명한 화상을 얻을 수 있다.Although DMD shows a relatively good light efficiency of about 5%, the hinge structure employed in the DMD not only causes serious fatigue problems, but also requires a very complicated and expensive driving circuit. In the AMA, each of the mirrors installed therein reflects light incident from the light source at a predetermined angle, and the reflected light is projected on the screen through an aperture such as a slit or a pinhole. It is a device that can adjust the speed of light to form an image. Therefore, its structure and operation principle are simple, and high light efficiency (10% or more) can be obtained compared to LCD or DMD. In addition, the contrast of the image projected on the screen is improved to obtain a bright and clear image.

AMA의 각 액츄에이터는 인가되는 전기적인 화상 신호 및 바이어스 신호에 의하여 발생되는 전기장에 따라 변형을 일으킨다. 상기 액츄에이터가 변형을 일으킬 때 그 상부에 장착된 각각의 거울들이 경사지게 된다. 따라서, 상기 경사진 거울들은 입사된 빛을 소정의 각도로 반사시켜 스크린 상에 화상을 맺을 수 있도록 한다. 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 수도 있다.Each actuator of the AMA generates a deformation in accordance with the electric field generated by the applied electric picture signal and the bias signal. As the actuator deforms, each of the mirrors mounted thereon is tilted. Accordingly, the inclined mirrors reflect the incident light at a predetermined angle to form an image on the screen. 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. The actuator may also be configured as a warping material such as PMN (Pb (Mg, Nb) O 3 ).

이러한 AMA 장치는 크게 벌크형(bulk type)과 박막형(thin film type)으로 구분된다. 상기 벌크형 광로 조절 장치는 Gregory Um 등에게 허여된 미합중국 특허 제5,085,497호에 개시되어 있다. 벌크형 광로 조절 장치는 다층 세라믹을 얇게 절단하여 내부에 금속 전극이 형성된 세라믹 웨이퍼를 트랜지스터가 내장된 액티브 매트릭스(active matrix)에 장착한 후, 쏘잉 방법으로 가공하고 그 상부에 거울을 설치함으로써 이루어진다. 그러나, 벌크형 광로 조절 장치는 설계 및 제조에 있어서 매우 높은 정밀도가 요구되며, 변형층의 응답이 느리다는 단점이 있다.These AMA devices are largely divided into bulk type and thin film type. The bulk optical path control device is disclosed in US Pat. No. 5,085,497 to Gregory Um et al. The bulk optical path adjusting device is made by thinly cutting a multilayer ceramic to mount a ceramic wafer having a metal electrode formed therein in an active matrix in which a transistor is embedded, and then processing by a sawing method and installing a mirror thereon. However, the bulk optical path control device requires very high precision in design and manufacturing, and has a disadvantage in that the response of the strained layer is slow.

이에 따라, 반도체 제조 공정을 이용하여 제조할 수 있는 박막형 광로 조절 장치가 개발되었다. 상기 박막형 광로 조절 장치는 본 출원인이 1996년 9월 24일 대한민국 특허청에 특허 출원한 특허 출원 제96-42197호(발명의 명칭: 멤브레인의 스트레스를 조절할 수 있는 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법)에 개시되어 있다.Accordingly, a thin film type optical path control apparatus that can be manufactured using a semiconductor manufacturing process has been developed. The thin film type optical path control device is disclosed in Korean Patent Application No. 96-42197 (name of the invention: a method of manufacturing a thin film type optical path control device that can control the stress of the membrane) filed by the applicant of the Korean Patent Office on September 24, 1996. It is.

도 1b는 상기 선행 출원에 기재된 박막형 광로 조절 장치의 단면도를 도시한 것이다.Figure 1b shows a cross-sectional view of the thin film type optical path control device described in the preceding application.

도 1b를 참조하면, 상기 박막형 광로 조절 장치는 액티브 매트릭스(1) 및 액츄에이터(60)를 포함한다. 그 내부에 M×N(M, N은 정수) 개의 MOS 트랜지스터가 내장되고 상기 트랜지스터의 드레인 영역으로부터 연장되는 드레인 패드(5)가 형성된 액티브 매트릭스(1)는, 상기 액티브 매트릭스(1) 및 드레인 패드(5)의 상부에 적층된 보호층(10)과 보호층(10)의 상부에 적층된 식각 방지층(15)을 포함한다.Referring to FIG. 1B, the thin film type optical path adjusting device includes an active matrix 1 and an actuator 60. An active matrix 1 having an M × N (M, N is an integer) MOS transistor embedded therein and having a drain pad 5 extending from a drain region of the transistor includes the active matrix 1 and a drain pad. The protective layer 10 stacked on the upper portion of the (5) and the etch stop layer 15 stacked on the protective layer 10 is included.

상기 액츄에이터(60)는, 상기 식각 방지층(15) 중 그 아래에 드레인 패드(5)가 형성된 부분에 일측이 접촉되며 타측이 에어 갭(25)을 개재하여 수평하게 형성된 멤브레인(30), 멤브레인(30)의 상부에 적층된 하부 전극(35), 하부 전극(35)의 상부에 적층된 변형층(40), 변형층(40)의 상부에 적층된 상부 전극(45), 그리고 상기 변형층(40)의 일측으로부터 하부 전극(35), 멤브레인(30), 식각 방지층(15) 및 보호층(10)을 통하여 상기 드레인 패드(5)까지 수직하게 형성된 비어 홀(50) 내에 하부 전극(35)과 드레인 패드(5)가 서로 전기적으로 연결되도록 형성된 비어 컨택(55)을 포함한다.The actuator 60 has one side in contact with a portion in which the drain pad 5 is formed below the etch stop layer 15, and the other side has a membrane 30 and a membrane formed horizontally through the air gap 25. The lower electrode 35 stacked on the upper portion 30, the strained layer 40 stacked on the lower electrode 35, the upper electrode 45 stacked on the strained layer 40, and the strained layer ( The lower electrode 35 in the via hole 50 vertically formed from one side of the 40 to the drain pad 5 through the lower electrode 35, the membrane 30, the etch stop layer 15, and the protective layer 10. And the drain pad 5 include a via contact 55 formed to be electrically connected to each other.

상기 상부 전극(45)의 일부에는 스트라이프(46)가 형성된다. 상기 스트라이프(46)는 상부 전극(45)을 균일하게 작동시켜 상부 전극(45) 중 변형층(40)의 변형에 따라 변형되는 부분과 변형되지 않는 부분의 경계에서 광원으로부터 입사되는 빛이 난반사 되는 것을 방지한다.A stripe 46 is formed on a portion of the upper electrode 45. The stripe 46 uniformly operates the upper electrode 45 so that light incident from the light source is diffusely reflected at the boundary between the portion of the upper electrode 45 that is deformed and the portion that is not deformed according to the deformation of the strained layer 40. To prevent them.

이하, 상기 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법을 도 1a 내지 1b를 참조하여 설명한다.Hereinafter, a manufacturing method of the thin film type optical path control device will be described with reference to FIGS. 1A to 1B.

도 1a를 참조하면, M×N(M, N은 정수) 개의 MOS 트랜지스터(도시되지 않음)가 내장되고 상기 MOS 트랜지스터의 드레인 영역으로부터 연장되는 드레인 패드(5)가 형성된 액티브 매트릭스(1) 상에 인 실리케이트 유리(PSG)로 구성된 보호층(10)을 형성한다. 보호층(10)은 화학 기상 증착(CVD) 방법을 이용하여 1.0㎛ 정도의 두께를 갖도록 형성한다. 상기 보호층(10)은 후속 공정 동안 상기 트랜지스터가 내장된 액티브 매트릭스(1)를 보호한다.Referring to FIG. 1A, on an active matrix 1 in which M × N (M, N is an integer) embedded MOS transistors (not shown) and a drain pad 5 extending from a drain region of the MOS transistor are formed. A protective layer 10 made of phosphorus silicate glass PSG is formed. The protective layer 10 is formed to have a thickness of about 1.0 μm using a chemical vapor deposition (CVD) method. The protective layer 10 protects the active matrix 1 in which the transistor is embedded during subsequent processing.

상기 보호층(10) 상에는 질화물로 이루어진 식각 방지층(15)이 형성된다. 식각 방지층(15)은 저압 화학 기상 증착(LPCVD) 방법을 이용하여 1000∼2000Å 정도의 두께를 갖도록 형성한다. 상기 식각 방지층(15)은 후속하는 식각 공정 동안 보호층(10) 및 액티브 매트릭스(1)가 식각되어 손상을 입는 것을 방지한다.An etch stop layer 15 made of nitride is formed on the protective layer 10. The etch stop layer 15 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 15 prevents the protective layer 10 and the active matrix 1 from being etched and damaged during the subsequent etching process.

상기 식각 방지층(15) 상에는 희생층(20)이 형성된다. 희생층(20)은 인(P)의 농도가 높은 인 실리케이트 유리(PSG)를 대기압 화학 기상 증착(APCVD) 방법을 이용하여 1.0∼3.0㎛ 정도의 두께를 갖도록 형성한다. 이 경우, 희생층(20)은 상기 트랜지스터가 내장된 액티브 매트릭스(1)의 상부를 덮고 있으므로, 그 표면의 평탄도가 매우 불량하다. 따라서, 희생층(20)의 표면을 스핀 온 글래스(SOG)를 사용하는 방법 또는 화학 기계적 연마(CMP) 방법을 이용하여 평탄화시킨다. 이어서, 상기 희생층(20) 중 그 아래에 드레인 패드(5)가 형성되어 있는 부분을 식각하여 상기 식각 방지층(15)의 일부를 노출시킴으로써 액츄에이터(60)의 지지부가 형성될 위치를 만든다.The sacrificial layer 20 is formed on the etch stop layer 15. The sacrificial layer 20 is formed of phosphorous silicate glass (PSG) having a high concentration of phosphorus (PG) to have a thickness of about 1.0 to 3.0 μm by using an atmospheric pressure chemical vapor deposition (APCVD) method. In this case, since the sacrificial layer 20 covers the upper portion of the active matrix 1 in which the transistor is embedded, the surface flatness is very poor. Accordingly, the surface of the sacrificial layer 20 is planarized by using spin on glass (SOG) or chemical mechanical polishing (CMP). Subsequently, a portion of the sacrificial layer 20 in which the drain pad 5 is formed is etched to expose a portion of the etch stop layer 15, thereby making a position where the support of the actuator 60 is to be formed.

도 1b를 참조하면, 상기 노출된 식각 방지층(15) 및 희생층(20) 상에 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께로 멤브레인(30)을 형성한다. 멤브레인(30)은 질화물을 저압 화학 기상 증착(LPCVD) 방법을 이용하여 형성한다. 이때, 저압의 반응 용기 내에서 반응 가스의 비를 변화시키면서 멤브레인(30)을 형성함으로써, 멤브레인(30) 내의 응력(stress)을 조절한다.Referring to FIG. 1B, the membrane 30 is formed on the exposed etch stop layer 15 and the sacrificial layer 20 with a thickness of about 0.1 μm to about 1.0 μm. Membrane 30 is formed using low pressure chemical vapor deposition (LPCVD). At this time, by forming the membrane 30 while varying the ratio of the reaction gas in the reaction vessel of low pressure, the stress in the membrane 30 is controlled.

상기 멤브레인(30) 상에는 백금(Pt), 탄탈륨(Ta), 또는 백금-탄탈륨 등의 금속으로 구성된 하부 전극(35)이 형성된다. 이어서, 상기 하부 전극(35)을 각각의 화소별로 분리시킴으로써 각 화소들에 독립적인 제1 신호(화상 신호)가 인가되도록 한다(Iso­Cut 식각 공정).The lower electrode 35 made of a metal such as platinum (Pt), tantalum (Ta), or platinum-tantalum is formed on the membrane 30. Subsequently, the lower electrode 35 is separated for each pixel so that an independent first signal (image signal) is applied to each pixel (Iso­Cut etching process).

상기 하부 전극(35) 상에는 PZT 또는 PLZT 등의 압전 물질로 구성된 변형층(40)이 형성된다. 변형층(40)은 졸-겔(sol-gel)법을 이용하여 0.1∼1.0㎛, 바람직하게는 0.4㎛ 정도의 두께를 갖도록 형성한 후, 급속 열처리(RTA) 방법으로써 열처리하여 상기 변형층(40)을 구성하는 압전 물질을 상변이시킨다. 상기 변형층(40)은 상부 전극(45)에 제2 신호(바이어스 신호)가 인가되고 하부 전극(35)에 제1 신호가 인가되어 상부 전극(45)과 하부 전극(35) 사이의 전위차에 따라 발생하는 전기장에 의하여 변형을 일으킨다.The deformation layer 40 made of a piezoelectric material such as PZT or PLZT is formed on the lower electrode 35. The strained layer 40 is formed to have a thickness of about 0.1 μm to about 1.0 μm, preferably about 0.4 μm using a sol-gel method, and then heat treated by a rapid heat treatment (RTA) method. Phase change the piezoelectric material constituting 40). The deformable layer 40 is applied with a second signal (bias signal) to the upper electrode 45 and a first signal is applied to the lower electrode 35 so that a potential difference between the upper electrode 45 and the lower electrode 35 is applied. Deformation is caused by the electric field generated.

상기 변형층(40)의 상부에는 상부 전극(45)이 형성된다. 상부 전극(45)은 알루미늄 또는 백금 등의 전기 전도성 및 반사성을 갖는 금속을 스퍼터링 방법을 이용하여 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께를 갖도록 형성한다. 상부 전극(45)에는 외부로부터 공통 전극선(도시되지 않음)을 통하여 제2 신호가 인가된다. 상기 상부 전극(45)은 전기장을 발생시키는 바이어스 전극의 기능뿐 아니라 광원으로부터 입사되는 빛을 반사하는 거울의 기능도 함께 수행한다.An upper electrode 45 is formed on the strained layer 40. The upper electrode 45 is formed of a metal having electrical conductivity and reflectivity, such as aluminum or platinum, to have a thickness of about 0.1 to 1.0 μm using a sputtering method. The second signal is applied to the upper electrode 45 through a common electrode line (not shown) from the outside. The upper electrode 45 functions not only as a bias electrode for generating an electric field but also as a mirror for reflecting light incident from a light source.

이어서, 상기 상부 전극(45)을 소정의 화소 형상으로 패터닝한다. 이 때, 상기 상부 전극(45)의 일부에 스트라이프(46)가 형성되도록 패터닝한다. 계속해서, 상기 변형층(40) 및 하부 전극(35)을 순차적으로 소정의 화소 형상으로 패터닝한 후, 변형층(40)의 일측으로부터 드레인 패드(5)의 상부까지 변형층(40), 하부 전극(35), 멤브레인(30), 식각 방지층(15) 및 보호층(10)을 순차적으로 식각함으로써 비어 홀(50)을 형성한다. 이어서, 텅스텐, 백금 또는 티타늄 등의 금속을 리프트-오프 방법으로 증착하여 상기 드레인 패드(5)와 하부 전극(35)을 전기적으로 연결시키는 비어 컨택(55)을 형성한다. 따라서, 상기 비어 컨택(55)은 비어 홀(50) 내에서 하부 전극(35)으로부터 드레인 패드(5)의 상부까지 수직하게 형성된다. 그러므로, 외부로부터 인가된 제1 신호는 액티브 매트릭스(1)에 내장된 트랜지스터, 드레인 패드(5) 및 비어 컨택(55)을 통하여 하부 전극(35)에 인가된다.Subsequently, the upper electrode 45 is patterned into a predetermined pixel shape. In this case, the stripe 46 is patterned to form a portion of the upper electrode 45. Subsequently, the strained layer 40 and the lower electrode 35 are sequentially patterned into a predetermined pixel shape, and then, from one side of the strained layer 40 to an upper portion of the drain pad 5, the strained layer 40 and the bottom thereof. The via hole 50 is formed by sequentially etching the electrode 35, the membrane 30, the etch stop layer 15, and the protective layer 10. Subsequently, a metal such as tungsten, platinum or titanium is deposited by a lift-off method to form a via contact 55 that electrically connects the drain pad 5 and the lower electrode 35. Therefore, the via contact 55 is formed vertically from the lower electrode 35 to the top of the drain pad 5 in the via hole 50. Therefore, the first signal applied from the outside is applied to the lower electrode 35 through the transistor, the drain pad 5, and the via contact 55 embedded in the active matrix 1.

이어서, 상기 비어 컨택(55)이 형성된 결과물 전면에 포토레지스트(도시되지 않음)를 도포하고 이를 패터닝하여 상기 멤브레인(30)을 노출시킨다. 이어서, 상기 포토레지스트를 마스크로 사용하여 상기 멤브레인(30)을 소정의 화소 형상으로 패터닝한다. 그리고, 49% 플루오르화 수소(HF) 증기를 사용하여 상기 희생층(20)을 식각함으로써 에어 갭(25)을 형성한 후, 세정 및 건조 공정을 실시함으로써 AMA 소자를 완성한다.Subsequently, a photoresist (not shown) is applied to the entire surface of the resultant product in which the via contact 55 is formed and patterned to expose the membrane 30. Subsequently, the membrane 30 is patterned into a predetermined pixel shape using the photoresist as a mask. After the air gap 25 is formed by etching the sacrificial layer 20 using 49% hydrogen fluoride (HF) vapor, the AMA device is completed by performing a cleaning and drying process.

상술한 박막형 광로 조절 장치에 있어서, 제1 신호는 액티브 매트릭스(1)에 내장된 MOS 트랜지스터, 드레인 패드(5) 및 비어 컨택(55)을 통하여 하부 전극(35)에 인가된다. 동시에, 외부로부터 공통 전극선(도시되지 않음)을 통하여 상부 전극(45)에는 제2 신호가 인가되어 상부 전극(45)과 하부 전극(35) 사이에 전기장이 발생한다. 이 전기장에 의하여 상부 전극(45)과 하부 전극(35) 사이에 적층되어 있는 변형층(40)이 변형을 일으킨다. 변형층(40)은 상기 전기장에 대하여 직교하는 방향으로 수축하며, 변형층(40)을 포함하는 액츄에이터(60)는 소정의 각도를 가지고 상방으로 휘어진다. 따라서, 액츄에이터(60) 상부의 상부 전극(45)도 같은 방향으로 경사진다. 광원으로부터 입사되는 빛은 상부 전극(45)에 의해 소정의 각도로 반사된 후, 스크린에 투영되어 화상을 맺는다.In the above-described thin film type optical path adjusting device, the first signal is applied to the lower electrode 35 through the MOS transistor, the drain pad 5, and the via contact 55 embedded in the active matrix 1. At the same time, a second signal is applied to the upper electrode 45 through a common electrode line (not shown) from the outside to generate an electric field between the upper electrode 45 and the lower electrode 35. Due to this electric field, the strained layer 40 stacked between the upper electrode 45 and the lower electrode 35 causes deformation. The strained layer 40 contracts in a direction perpendicular to the electric field, and the actuator 60 including the strained layer 40 is bent upward at a predetermined angle. Therefore, the upper electrode 45 on the actuator 60 is also inclined in the same direction. Light incident from the light source is reflected by the upper electrode 45 at a predetermined angle, and then is projected onto the screen to form an image.

그러나, 상술한 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법에 있어서, 변형층, 하부 전극 및 멤브레인을 각기 소정의 화소 형상으로 패터닝하기 위한 식각 공정들을 진행할 때 Iso­Cut 부가 손상되는 문제가 발생한다. 이를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.However, in the above-described manufacturing method of the thin film type optical path control apparatus, there is a problem that the Iso­Cut part is damaged when etching processes for patterning the strained layer, the lower electrode, and the membrane into a predetermined pixel shape, respectively. This will be described in more detail with reference to the drawings.

도 2는 상술한 박막형 광로 조절 장치에 있어서 Iso­Cut 부를 확대한 평면도를 도시한 것이고, 도 3은 도 2의 B-B' 선에 따른 단면도를 도시한 것이다.2 is an enlarged plan view of an Iso ICut part in the above-described thin film type optical path control device, and FIG. 3 is a sectional view taken along the line BB ′ of FIG. 2.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상술한 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법에서는 변형층(40), 하부 전극(35) 및 멤브레인(30)을 각각 소정의 화소 형상으로 패터닝하기 위한 식각 공정들을 진행할 때 Iso­Cut 부(A 참조)는 포토레지스트(도시되지 않음)로 커버되지 않고 노출되게 된다. 따라서, 상기 식각 공정들이 진행되는 동안에 Iso­Cut 부(A)의 멤브레인(30)이 과도 식각(over-etch)되어 그 하부의 식각 방지층(15)까지 식각되게 된다. 그 결과, 플루오르화 수소(HF) 증기를 이용하여 희생층(20)을 식각할 때, 상기 식각 방지층(15)의 식각된 부위를 통해 플루오르화 수소 증기(HF)가 침투하여(도 3의 화살표 참조) 그 하부의 보호층(10) 및 상기 트랜지스터가 내장된 액티브 매트릭스(1), 또는 그 상부의 PZT와 같은 압전 물질로 이루어진 변형층이 손상을 입는 문제가 발생한다.2 and 3, in the above-described manufacturing method of the thin film type optical path control apparatus, when etching processes for patterning the strained layer 40, the lower electrode 35, and the membrane 30 into a predetermined pixel shape, respectively, are performed. The IsoCut portion (see A) is exposed without being covered with a photoresist (not shown). Therefore, during the etching process, the membrane 30 of the Iso­Cut part A is over-etched to be etched down to the etch stop layer 15 thereunder. As a result, when the sacrificial layer 20 is etched using hydrogen fluoride (HF) vapor, hydrogen fluoride vapor (HF) penetrates through the etched portion of the etch stop layer 15 (arrow in FIG. 3). A problem arises in that the lower protective layer 10 and the active matrix 1 having the transistor embedded therein, or a strained layer made of a piezoelectric material such as PZT thereon, are damaged.

그러므로, 본 발명의 목적은 변형층, 하부 전극 및 지지층 등 액츄에이터를 구성하는 박막들을 각기 화소 형상으로 패터닝하는 식각 공정들을 진행할 때 Iso­Cut 부 하부의 보호층 및 액티브 매트릭스, 또는 그 상부의 변형층의 손상을 방지할 수 있는 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.Therefore, an object of the present invention is to damage the protective layer and the active matrix of the lower portion of the IsoCut portion, or the strained layer thereon when the etching processes for patterning the thin films constituting the actuator, such as the strained layer, the lower electrode and the support layer, respectively, into pixel shapes. It is to provide a method of manufacturing a thin film type optical path control device that can prevent the.

도 1a 및 도 1b는 본 출원인의 선행 출원에 기재된 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.1A and 1B are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a thin film type optical path adjusting device described in the applicant's prior application.

도 2는 상기 선행 출원에 기재된 제조 방법에 의한 박막형 광로 조절 장치 중에서 Iso-Cut 부를 확대 도시한 평면도이다.FIG. 2 is an enlarged plan view of an Iso-Cut part in a thin film type optical path adjusting apparatus according to the manufacturing method described in the preceding application. FIG.

도 3은 도 2에 도시한 장치를 B-B' 선으로 자른 단면도이다.3 is a cross-sectional view of the apparatus shown in FIG. 2 taken along line B-B '.

도 4는 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치의 평면도이다.4 is a plan view of a thin film type optical path control apparatus according to the present invention.

도 5는 도 4에 도시한 장치를 C-C' 선으로 자른 단면도이다.FIG. 5 is a cross-sectional view of the apparatus shown in FIG. 4 taken along line C-C '.

도 6a는 도 4의 C-C' 선에 따른 액츄에이터의 지지부를 형성하는 단계를 도시한 단면도이다.6A is a cross-sectional view illustrating a step of forming a support part of the actuator along the line CC ′ of FIG. 4.

도 6b는 도 4의 C-C' 선에 따른 상부 전극을 적층하는 단계를 도시한 단면도이다.6B is a cross-sectional view illustrating the stacking of the upper electrode along the line CC ′ of FIG. 4.

도 6c는 도 4의 C-C' 선에 따른 비어 컨택을 형성하는 단계를 도시한 단면도이다.6C is a cross-sectional view illustrating a step of forming a via contact along the line CC ′ of FIG. 4.

도 6d는 도 4의 D-D' 선에 따른, 식각 보호층을 형성하는 단계를 도시한 단면도이다.6D is a cross-sectional view illustrating a step of forming an etch protective layer along the line D-D ′ of FIG. 4.

도 6e는 도 4의 C-C' 선에 따른 에어 갭을 형성하는 단계를 설명하기 위한 단면도이다.6E is a cross-sectional view illustrating a step of forming an air gap along the line CC ′ in FIG. 4.

도 7은 도 4의 D-D' 선에 따른 본 발명의 다른 실시예에 의한 식각 보호층을 형성하는 단계를 도시한 단면도이다.FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a step of forming an etch protective layer according to another embodiment of the present invention along the line D-D ′ of FIG. 4.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

100 : 액티브 매트릭스 105 : 드레인 패드100: active matrix 105: drain pad

110 : 보호층 115 : 식각 방지층110: protective layer 115: etch stop layer

125 : 지지층 130 : 하부 전극125: support layer 130: lower electrode

135 : 변형층 140 : 상부 전극135 strain layer 140 upper electrode

145 : 비어 홀 150 : 비어 컨택145: Beer Hall 150: Beer Contact

160 : 에어 갭 165 : 식각 보호층160: air gap 165: etching protective layer

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, M×N(M, N은 정수) 개의 트랜지스터가 내장되고 상기 트랜지스터의 드레인으로부터 연장되는 드레인 패드를 포함하는 액티브 매트릭스를 제공하는 단계; 상기 액티브 매트릭스의 상부에 희생층을 형성한 후, 상기 희생층을 패터닝하여 상기 액티브 매트릭스 중 드레인 패드가 형성된 부분을 노출시키는 단계; 그리고 i) 상기 노출된 액티브 매트릭스 및 상기 희생층의 상부에 지지층을 형성하는 단계, ⅱ) 상기 지지층의 상부에 하부 전극을 형성한 후, 상기 하부 전극을 각 화소별로 Iso­Cut하는 단계, ⅲ) 상기 하부 전극의 상부에 변형층 및 상부 전극을 순차적으로 형성하는 단계, ⅳ) 상기 상부 전극, 변형층, 하부 전극 및 지지층을 순차적으로 화소 형상으로 식각하는 단계, ⅴ) 상기 Iso­Cut 부를 피복하도록 식각 보호층을 형성하는 단계, 및 ⅵ) 상기 희생층을 제거하여 에어 갭을 형성하는 단계를 갖는 액츄에이터를 형성하는 단계를 포함하는 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법을 제공한다.In order to achieve the above object of the present invention, there is provided a method comprising: providing an active matrix including a drain pad in which M x N (M, N is an integer) transistors are formed and extend from a drain of the transistor; Forming a sacrificial layer on the active matrix, and then patterning the sacrificial layer to expose a portion of the active matrix in which a drain pad is formed; And i) forming a support layer on top of the exposed active matrix and the sacrificial layer, ii) forming a bottom electrode on top of the support layer, and then IsoCut the bottom electrode for each pixel, i) the bottom Sequentially forming a strained layer and an upper electrode on the electrode, iii) sequentially etching the upper electrode, the strained layer, the lower electrode, and the support layer into a pixel shape, iii) applying an etch protective layer to cover the IsoCut portion Forming, and iii) forming an actuator having a step of removing the sacrificial layer to form an air gap.

본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법에 의하면, 지지층까지 소정의 화소 형상으로 패터닝한 후 비정질 실리콘과 같은 물질로 이루어진 식각 보호층을 증착한 후 이를 패터닝하여 Iso­Cut 부의 식각 보호층을 남기고 나머지는 식각한다. 상기 식각 보호층은 상기 지지층과 동일한 패턴으로 식각할 수도 있고, Iso­Cut 부만 가리는 마스크를 사용하여 식각할 수도 있다.According to the manufacturing method of the thin film type optical path control apparatus according to the present invention, after the patterning to a predetermined pixel shape to the support layer, an etch protective layer made of a material such as amorphous silicon is deposited and then patterned to leave the etch protective layer of IsoCut part and the rest Etch it. The etch protection layer may be etched in the same pattern as the support layer, or may be etched using a mask covering only the Iso­Cut part.

따라서, 상기 식각 보호층이 Iso­Cut 부를 보호하고 있으므로, 플루오르화 수소(HF) 증기를 이용한 희생층의 식각 공정 시 상기 플루오르화 수소 증기가 Iso­Cut 부를 통해 액티브 매트릭스나 변형층 쪽으로 침투하여 액티브 매트릭스 또는 변형층이 손상을 입는 것을 방지할 수 있다.Therefore, since the etch protective layer protects the IsoCut portion, the hydrogen fluoride vapor penetrates into the active matrix or the strained layer through the IsoCut portion during the etching process of the sacrificial layer using hydrogen fluoride (HF) vapor, thereby forming the active matrix or the strained layer. This damage can be prevented.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.

도 4는 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치의 평면도이고, 도 5는 도 4에 도시한 장치를 C­C' 선으로 자른 단면도이다.4 is a plan view of a thin film type optical path adjusting apparatus according to the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line C′C ′ of the apparatus shown in FIG. 4.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치는 액티브 매트릭스(100)와 액티브 매트릭스(100)의 상부에 형성된 액츄에이터(200)를 포함한다.4 and 5, the thin film type optical path adjusting apparatus according to the present invention includes an active matrix 100 and an actuator 200 formed on the active matrix 100.

내부에 M×N(M, N은 정수) 개의 MOS 트랜지스터가 내장되고 상기 트랜지스터의 드레인으로부터 연장되는 드레인 패드(105)가 형성된 액티브 매트릭스(100)는, 상기 액티브 매트릭스(100) 및 드레인 패드(105)의 상부에 적층된 보호층(110), 및 상기 보호층(110)의 상부에 적층된 식각 방지층(115)을 포함한다.An active matrix 100 having an M × N (M, N is an integer) MOS transistor embedded therein and having a drain pad 105 extending from the drain of the transistor includes the active matrix 100 and the drain pad 105. Protection layer 110 stacked on top of the protective layer 110, and an etch stop layer 115 stacked on the protective layer 110.

상기 액츄에이터(200)는, 상기 식각 방지층(115) 중 아래에 드레인 패드(105)가 형성된 부분에 일측이 접촉되며 타측이 에어 갭(160)을 개재하여 수평하게 형성된 지지층(125), 지지층(125)의 상부에 형성된 하부 전극(130), 하부 전극(130)의 상부에 형성된 변형층(135), 변형층(135)의 상부에 형성된 상부 전극(140), 그리고 상기 변형층(135)의 일측으로부터 변형층(135), 하부 전극(130), 지지층(125), 식각 방지층(115), 및 보호층(110)을 통하여 상기 드레인 패드(105)까지 수직하게 형성된 비어 홀(145)의 내부에 형성되어 상기 드레인 패드(105)와 하부 전극(130)을 연결하는 비어 컨택(150)을 포함한다.The actuator 200 has a support layer 125 and a support layer 125 formed at one side thereof in contact with a portion of the etch stop layer 115 at which a drain pad 105 is formed and the other side of the actuator 200 formed horizontally through an air gap 160. ), A lower electrode 130 formed on the upper side, a strained layer 135 formed on the lower electrode 130, an upper electrode 140 formed on the strained layer 135, and one side of the strained layer 135. The via hole 145 formed vertically to the drain pad 105 through the strained layer 135, the lower electrode 130, the support layer 125, the etch stop layer 115, and the protective layer 110. A via contact 150 is formed to connect the drain pad 105 and the lower electrode 130.

또한, 도 4를 참조하면 상기 지지층(125)의 평면의 일측은 그 중앙부에 사각형 형상의 오목한 부분을 가지며, 이러한 오목한 부분이 양쪽 가장자리로 갈수록 계단형으로 넓어지는 형상으로 형성된다. 상기 지지층(125)의 평면의 타측은 상기 오목한 부분에 대응하여 중앙부로 갈수록 계단형으로 좁아지는 사각형 형상의 돌출부를 가진다. 그러므로, 상기 지지층(125)의 오목한 부분에 인접한 액츄에이터의 지지층의 돌출된 부분이 끼워지고, 상기 사각형 형상의 돌출부가 인접한 액츄에이터의 지지층의 오목한 부분에 끼워지게 된다. 상기 지지층(125)은 선행 출원에 기재된 박막형 광로 조절 장치 중 액츄에이터를 지지하는 멤브레인(30)의 기능을 수행한다.In addition, referring to FIG. 4, one side of the plane of the support layer 125 has a concave portion having a rectangular shape at the center thereof, and the concave portion is formed in a shape that is stepped toward both edges. The other side of the plane of the support layer 125 has a rectangular protrusion that narrows stepwise toward the central portion corresponding to the concave portion. Therefore, the protruding portion of the support layer of the actuator adjacent to the concave portion of the support layer 125 is fitted, and the rectangular projection is fitted into the concave portion of the support layer of the adjacent actuator. The support layer 125 performs the function of the membrane 30 supporting the actuator of the thin film type optical path adjusting device described in the previous application.

이하, 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a thin film type optical path control device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 6a는 도 4의 C-C' 선에 따른 액츄에이터(200)의 지지부를 설명하는 단계를 도시한다.FIG. 6A illustrates the step of explaining the support of the actuator 200 along the line CC ′ in FIG. 4.

도 6a를 참조하면, M×N(M, N은 정수) 개의 MOS 트랜지스터(도시되지 않음)가 내장되고 상기 트랜지스터의 드레인으로부터 연장되는 드레인 패드(105)가 형성된 액티브 매트릭스(100) 상에 보호층(110)을 형성한다. 상기 액티브 매트릭스(100)는 실리콘 등의 반도체로 이루어지거나 유리 또는 알루미나(Al2O3) 등의 절연 물질로 구성된다. 상기 보호층(110)은 인 실리케이트 유리(PSG)를 화학 기상 증착(CVD) 방법을 이용하여 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께를 갖도록 형성한다. 상기 보호층(110)은 후속 공정 동안 상기 트랜지스터가 내장된 액티브 매트릭스(100)가 손상을 입는 것을 방지한다.Referring to FIG. 6A, a protective layer is formed on an active matrix 100 in which M × N (M and N are integers) MOS transistors (not shown) are formed and drain pads 105 extending from the drains of the transistors are formed. Form 110. The active matrix 100 is made of a semiconductor such as silicon or an insulating material such as glass or alumina (Al 2 O 3 ). The protective layer 110 may be formed to have a thickness of about 0.1 μm to about 1.0 μm by using a chemical vapor deposition (CVD) method. The protective layer 110 prevents damage to the active matrix 100 in which the transistor is embedded during a subsequent process.

상기 보호층(110)의 상부에는 식각 방지층(115)이 형성된다. 식각 방지층(115)은 질화물을 저압 화학 기상 증착(LPCVD) 방법을 이용하여 1000∼2000Å 정도의 두께를 갖도록 형성한다. 상기 식각 방지층(115)은 후속하는 식각 공정 동안 보호층(110) 및 상기 트랜지스터가 내장된 액티브 매트릭스(100)가 식각되는 것을 방지한다. 상기 식각 방지층(115)의 상부에는 희생층(120)이 형성된다. 희생층(120)은 인(P)의 농도가 높은 인 실리케이트 유리(PSG)를 대기압 화학 기상 증착(APCVD) 방법을 이용하여 2.0∼3.3㎛ 정도의 두께로 증착하여 형성한다. 이 경우, 희생층(120)은 상기 트랜지스터가 내장된 액티브 매트릭스(100)의 상부를 덮고 있으므로, 그 표면의 평탄도가 매우 불량하다. 따라서, 희생층(120)의 표면을 스핀 온 글래스(SOG)를 사용하는 방법 또는 화학 기계적 연마(CMP) 방법을 이용하여 연마함으로써 평탄화시킨다. 이어서, 상기 희생층(120) 중 그 아래에 드레인 패드(105)가 형성되어 있는 부분을 식각하여 상기 식각 방지층(115)의 일부를 노출시킴으로써 액츄에이터(200)의 지지부가 형성될 위치를 만든다.An etch stop layer 115 is formed on the passivation layer 110. The etch stop layer 115 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 115 prevents the protective layer 110 and the active matrix 100 having the transistor embedded therein from being etched during the subsequent etching process. The sacrificial layer 120 is formed on the etch stop layer 115. The sacrificial layer 120 is formed by depositing a phosphorus silicate glass (PSG) having a high concentration of phosphorus (PG) to a thickness of about 2.0 to 3.3 μm using an atmospheric chemical vapor deposition (APCVD) method. In this case, since the sacrificial layer 120 covers the upper portion of the active matrix 100 in which the transistor is embedded, the flatness of the surface is very poor. Therefore, the surface of the sacrificial layer 120 is planarized by polishing using a spin on glass (SOG) method or a chemical mechanical polishing (CMP) method. Subsequently, a portion of the sacrificial layer 120 in which the drain pad 105 is formed is etched to expose a portion of the etch stop layer 115 to form a position at which the support portion of the actuator 200 is to be formed.

도 6b는 도 4의 C-C' 선에 따른, 상부 전극(140)을 형성하는 단계를 도시한다.FIG. 6B illustrates the step of forming the upper electrode 140, taken along line CC ′ in FIG. 4.

도 6b를 참조하면, 상기 노출된 식각 방지층(115)의 상부 및 희생층(120)의 상부에는 지지층(125)이 형성된다. 지지층(125)은 질화물을 저압 화학 기상 증착(LPCVD) 방법을 이용하여 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다.Referring to FIG. 6B, a support layer 125 is formed on the exposed etch stop layer 115 and on the sacrificial layer 120. The support layer 125 is formed to have a thickness of about 0.1 to 1.0 μm using a low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) method.

상기 지지층(125)의 상부에는 하부 전극(130)이 형성된다. 하부 전극(130)은 백금(Pt), 탄탈륨(Ta), 또는 백금-탄탈륨(Pt-Ta) 등의 금속을 스퍼터링하여 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 이어서, 상기 하부 전극(130)을 각각의 화소별로 분리시킴으로써 각 화소들에 독자적인 제1 신호(화상 신호)가 인가되도록 하부 전극(130)을 Iso­Cut한다. 상기 하부 전극(130)에는 외부로부터 액티브 매트릭스(100)에 내장된 트랜지스터 및 드레인 패드(105)를 통하여 제1 신호가 인가된다.The lower electrode 130 is formed on the support layer 125. The lower electrode 130 is formed to have a thickness of about 0.1 μm to about 1.0 μm by sputtering a metal such as platinum (Pt), tantalum (Ta), or platinum-tantalum (Pt-Ta). Subsequently, by separating the lower electrode 130 for each pixel, the lower electrode 130 is isoCut so that an independent first signal (image signal) is applied to each pixel. The first signal is applied to the lower electrode 130 through the transistor and the drain pad 105 embedded in the active matrix 100 from the outside.

상기 하부 전극(130)의 상부에는 PZT 또는 PLZT 등의 압전 물질로 이루어진 변형층(135)이 형성된다. 변형층(135)은 졸-겔법, 스퍼터링 방법, 또는 화학 기상 증착 방법을 이용하여 0.1∼1.0㎛, 바람직하게는 0.4㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 그리고, 상기 변형층(135)을 구성하는 압전 물질을 급속 열처리(RTA) 방법으로 열처리하여 상변이시킨다. 상기 변형층(135)은 상부 전극(140)에 제2 신호(바이어스 신호)가 인가되고 하부 전극(130)에 제1 신호가 인가되어 상부 전극(140)과 하부 전극(130) 사이의 전위차에 따라 발생하는 전기장에 의하여 변형을 일으킨다.A deformation layer 135 made of a piezoelectric material such as PZT or PLZT is formed on the lower electrode 130. The strained layer 135 is formed to have a thickness of about 0.1 to 1.0 μm, preferably about 0.4 μm, using a sol-gel method, a sputtering method, or a chemical vapor deposition method. In addition, the piezoelectric material constituting the strained layer 135 is thermally transformed by a rapid heat treatment (RTA) method. The strained layer 135 is applied with a second signal (bias signal) to the upper electrode 140 and a first signal is applied to the lower electrode 130 so that a potential difference between the upper electrode 140 and the lower electrode 130 is applied. Deformation is caused by the electric field generated.

상기 변형층(135)의 상부에는 상부 전극(140)이 형성된다. 상부 전극(140)은 알루미늄(Al), 은(Ag), 또는 백금(Pt) 등의 전기 전도성 및 반사성을 갖는 금속을 스퍼터링하여 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 상기 상부 전극(140)에는 외부로부터 공통 전극선(도시되지 않음)을 통하여 제2 신호가 인가된다. 상기 상부 전극(140)은 전기 전도성 및 반사성을 가지므로 전기장을 발생시키는 바이어스 전극의 기능뿐만 아니라 입사되는 빛을 반사하는 거울의 기능도 함께 수행한다.An upper electrode 140 is formed on the strained layer 135. The upper electrode 140 is formed to have a thickness of about 0.1 to 1.0 μm by sputtering a metal having electrical conductivity and reflectivity such as aluminum (Al), silver (Ag), or platinum (Pt). The second signal is applied to the upper electrode 140 through a common electrode line (not shown) from the outside. Since the upper electrode 140 has electrical conductivity and reflectivity, the upper electrode 140 functions not only as a bias electrode for generating an electric field but also as a mirror for reflecting incident light.

도 6c는 도 4의 C-C' 선에 따른, 비어 컨택(150)을 형성하는 단계를 도시한다.FIG. 6C illustrates forming via contact 150, taken along line CC ′ in FIG. 4.

도 6c를 참조하면, 상기 상부 전극(140), 변형층(135) 및 하부 전극(130)을 순차적으로 소정의 화소 형상으로 패터닝한다. 구체적으로, 사진 식각 공정을 이용하여 상기 상부 전극(140)을 소정의 화소 형상으로 패터닝하며, 이와 동일한 방법을 이용하여 상기 변형층(135) 및 상기 하부 전극(130)을 각기 소정의 화소 형상으로 패터닝한다.Referring to FIG. 6C, the upper electrode 140, the strain layer 135, and the lower electrode 130 are sequentially patterned into a predetermined pixel shape. In detail, the upper electrode 140 is patterned into a predetermined pixel shape using a photolithography process, and the strained layer 135 and the lower electrode 130 are respectively shaped into a predetermined pixel shape using the same method. Pattern.

이이서, 상기 변형층(135)의 일측으로부터 변형층(135), 하부 전극(130), 지지층(125), 식각 방지층(115), 및 보호층(110)을 차례로 식각하여 비어 홀(145)을 형성한다. 따라서, 비어 홀(145)은 상기 변형층(135)의 일측으로부터 상기 드레인 패드(105)까지 형성된다. 계속하여, 상기 비어 홀(145) 내에 텅스텐(W), 알루미늄(Al), 또는 티타늄(Ti) 등의 전기 전도성을 갖는 금속을 스퍼터링 방법을 사용하여 증착시켜 비어 컨택(150)을 형성한다. 비어 컨택(150)은 상기 드레인 패드(105)와 하부 전극(130)을 전기적으로 연결한다. 그러므로, 외부로부터 인가된 제1 신호는 액티브 매트릭스(100)에 내장된 트랜지스터, 드레인 패드(105), 및 비어 컨택(150)을 통하여 하부 전극(130)에 인가된다. 그리고, 상기 지지층(125)을 소정의 화소 형상으로 패터닝한다. 즉, 사진 식각 공정을 이용하여 상기 지지층(125)을 Iso­Cut 부를 포함하는 소정의 화소 형상으로 패터닝한다.Next, the via hole 145 is sequentially etched from one side of the strained layer 135 by sequentially etching the strained layer 135, the lower electrode 130, the support layer 125, the etch stop layer 115, and the protective layer 110. To form. Thus, the via hole 145 is formed from one side of the strained layer 135 to the drain pad 105. Subsequently, a via contact 150 is formed by depositing a metal having electrical conductivity such as tungsten (W), aluminum (Al), or titanium (Ti) in the via hole 145 using a sputtering method. The via contact 150 electrically connects the drain pad 105 and the lower electrode 130. Therefore, the first signal applied from the outside is applied to the lower electrode 130 through the transistor embedded in the active matrix 100, the drain pad 105, and the via contact 150. The support layer 125 is patterned into a predetermined pixel shape. That is, the support layer 125 is patterned into a predetermined pixel shape including an Iso­Cut portion by using a photolithography process.

도 6d는 도 4의 D-D' 선에 따른, 식각 보호층(165)을 형성하는 단계를 도시한다.FIG. 6D illustrates forming an etch protective layer 165 along the line D-D ′ of FIG. 4.

도 6d를 참조하면, 상기와 같이 지지층(125)을 패터닝한 후, 상기 결과물의 상부에 식각 보호층(165)을 형성한다. 상기 식각 보호층(165)은 후속하는 플루오르화 수소(HF) 증기를 이용한 희생층(120)의 식각 공정시 식각되지 않는 물질로 형성하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는, 비정질 실리콘을 플라즈마-증대 화학 기상 증착(PECVD) 방법을 이용하여 형성한다. 이어서, 상기 지지층(125)을 패터닝할 때 사용되었던 마스크를 이용하여 상기 식각 보호층(165)을 지지층(125)과 동일한 패턴으로 식각한다.Referring to FIG. 6D, after the support layer 125 is patterned as described above, an etch protection layer 165 is formed on the resultant. The etch protection layer 165 may be formed of a material that is not etched during the etching process of the sacrificial layer 120 using subsequent hydrogen fluoride (HF) vapor, and more preferably, plasma-enhanced amorphous silicon. It is formed using a chemical vapor deposition (PECVD) method. Subsequently, the etch protection layer 165 is etched in the same pattern as the support layer 125 using a mask used when patterning the support layer 125.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 식각 보호층(165)이 Iso­Cut 부만 피복하도록 식각할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 7, the etch protection layer 165 may be etched to cover only the Iso­Cut part.

도 6e는 도 4의 C-C' 선에 따른, 에어 갭(160)을 형성하는 단계를 도시한다.FIG. 6E illustrates forming an air gap 160, along line CC ′ in FIG. 4.

도 6e를 참조하면, 상기 희생층(120)을 플루오르화 수소(HF) 증기를 사용하여 식각하여 상기 희생층(120)의 위치에 에어 갭(160)을 형성한다. 이 경우, 상기 Iso­Cut 부는 상기 플루오르화 수소 증기에 식각되지 않는 물질(PECVD 비정질 실리콘)로 이루어진 식각 보호층(165)으로 피복되어 있으므로, 상기 Iso­Cut 부를 통해 플루오르화 수소 증기가 액티브 매트릭스(100)나 변형층(135) 쪽으로 침투하는 것을 방지할 수 있다.Referring to FIG. 6E, the sacrificial layer 120 is etched using hydrogen fluoride (HF) vapor to form an air gap 160 at the position of the sacrificial layer 120. In this case, since the IsoCut portion is covered with an etch protective layer 165 made of a material (PECVD amorphous silicon) that is not etched in the hydrogen fluoride vapor, the hydrogen fluoride vapor is transferred to the active matrix 100 or modified through the IsoCut portion. Penetration into the layer 135 may be prevented.

이어서, 상기 식각 보호층(165)을 블랭킷 건식 식각(blanket dry etch) 방법으로 제거하고 세정 및 건조하여 AMA 소자를 완성한다.Subsequently, the etch protection layer 165 is removed by a blanket dry etch method, cleaned and dried to complete an AMA device.

상술한 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치에 있어서, 외부로부터 인가된 제1 신호는 액티브 매트릭스(100)에 내장된 트랜지스터, 드레인 패드(105) 및 비어 컨택(150)을 통해 하부 전극(130)에 인가된다. 동시에, 상부 전극(140)에는 외부로부터 공통 전극선을 통하여 제2 신호가 인가되어 상부 전극(140)과 하부 전극(130) 사이에 전위차에 따른 전기장이 발생하게 된다. 이러한 전기장에 의하여 상부 전극(140)과 하부 전극(130) 사이에 형성된 변형층(135)이 변형을 일으킨다. 변형층(135)은 상기 전기장에 대하여 직교하는 방향으로 수축하게 되며, 이에 따라 상기 액츄에이터(200)는 소정의 각도로 휘게 된다. 빛을 반사하는 거울의 기능도 수행하는 상부 전극(140)은 액츄에이터(200)의 상부에 형성되어 있으므로 액츄에이터(200)와 함께 경사진다. 이에 따라서, 상부 전극(140)은 광원으로부터 입사되는 빛을 소정의 각도로 반사하며, 반사된 빛은 슬릿을 통과하여 스크린에 화상을 맺게 된다.In the above-described thin film type optical path control device according to the present invention, the first signal applied from the outside is applied to the lower electrode 130 through the transistor, the drain pad 105 and the via contact 150 embedded in the active matrix 100. Is approved. At the same time, the second signal is applied to the upper electrode 140 from the outside through the common electrode line, thereby generating an electric field according to the potential difference between the upper electrode 140 and the lower electrode 130. Due to this electric field, the deformation layer 135 formed between the upper electrode 140 and the lower electrode 130 causes deformation. The strained layer 135 contracts in a direction orthogonal to the electric field, whereby the actuator 200 is bent at a predetermined angle. The upper electrode 140, which also functions as a mirror that reflects light, is formed on the actuator 200 and is inclined together with the actuator 200. Accordingly, the upper electrode 140 reflects the light incident from the light source at a predetermined angle, and the reflected light passes through the slit to form an image on the screen.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법에 의하면, 지지층까지 화소 형상으로 패터닝한 후 비정질 실리콘과 같은 물질로 이루어진 식각 보호층을 증착하고, Iso­Cut 부의 식각 보호층을 남기고 나머지는 식각한다. 상기 식각 보호층은 상기 지지층과 동일한 패턴으로 식각할 수도 있고, Iso­Cut 부만 가리는 마스크를 사용하여 식각할 수도 있다.As described above, according to the manufacturing method of the thin film type optical path control apparatus according to the present invention, after patterning in a pixel shape up to the support layer, an etch protective layer made of a material such as amorphous silicon is deposited, leaving an etch protective layer of IsoCut part and etching the rest. do. The etch protection layer may be etched in the same pattern as the support layer, or may be etched using a mask covering only the Iso­Cut part.

따라서, 상기 식각 보호층이 Iso-Cut 부를 보호하고 있으므로, 플루오르화 수소(HF) 증기를 이용한 희생층의 식각 공정시 상기 플루오르화 수소 증기가 Iso­Cut 부를 통해 액티브 매트릭스나 변형층 쪽으로 침투하는 것을 방지하여 보호층 및 액티브 매트릭스 또는 변형층이 손상을 입는 것을 방지할 수 있다.Therefore, since the etch protective layer protects the Iso-Cut part, the hydrogen fluoride vapor is prevented from penetrating into the active matrix or the strained layer through the IsoCut part during the etching process of the sacrificial layer using hydrogen fluoride (HF) vapor. The protective layer and the active matrix or strain layer can be prevented from being damaged.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 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.Although described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.

Claims (6)

M×N(M, N은 정수) 개의 트랜지스터가 내장되고 상기 트랜지스터의 드레인으로부터 연장되는 드레인 패드를 포함하는 액티브 매트릭스를 제공하는 단계;Providing an active matrix comprising M × N (M, N is an integer) transistors and including drain pads extending from the drains of the transistors; 상기 액티브 매트릭스의 상부에 희생층을 형성한 후, 상기 희생층을 패터닝하여 상기 액티브 매트릭스 중 드레인 패드가 형성된 부분을 노출시키는 단계; 그리고Forming a sacrificial layer on the active matrix, and then patterning the sacrificial layer to expose a portion of the active matrix in which a drain pad is formed; And i) 상기 노출된 액티브 매트릭스 및 상기 희생층의 상부에 지지층을 형성하는 단계, ⅱ) 상기 지지층의 상부에 하부 전극을 형성한 후, 상기 하부 전극을 각 화소별로 Iso­Cut하는 단계, ⅲ) 상기 하부 전극의 상부에 변형층 및 상부 전극을 순차적으로 형성하는 단계, ⅳ) 상기 상부 전극, 변형층, 하부 전극 및 지지층을 순차적으로 화소 형상으로 식각하는 단계, ⅴ) 상기 Iso­Cut 부를 피복하도록 식각 보호층을 형성하는 단계, 및 ⅵ) 상기 희생층을 제거하여 에어 갭을 형성하는 단계를 갖는 액츄에이터를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법.i) forming a support layer on top of the exposed active matrix and the sacrificial layer, ii) forming a bottom electrode on top of the support layer, and then IsoCut the bottom electrode for each pixel, iii) the bottom electrode Sequentially forming a strained layer and an upper electrode on the upper side of, i) sequentially etching the upper electrode, the strained layer, the lower electrode and the support layer into a pixel shape, and iii) forming an etch protective layer to cover the IsoCut part. And iii) forming an actuator comprising removing the sacrificial layer to form an air gap. 제1항에 있어서, 상기 Iso­Cut 부를 피복하도록 식각 보호층을 형성하는 단계는, 상기 지지층이 화소 형상으로 식각된 결과물의 상부에 식각 보호층을 증착하는 단계, 그리고 상기 식각 보호층을 상기 지지층과 동일한 패턴으로 식각하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법.The method of claim 1, wherein forming an etch protective layer to cover the IsoCut portion comprises: depositing an etch protective layer on top of a resultant product of which the support layer is etched in a pixel shape, and forming the etch protective layer on the same layer as the support layer. The method of manufacturing a thin film type optical path control device further comprising the step of etching in a pattern. 제1항에 있어서, 상기 Iso­Cut 부를 피복하도록 식각 보호층을 형성하는 단계는, 상기 지지층이 화소 형상으로 식각된 결과물의 상부에 식각 보호층을 증착하는 단계, 그리고 상기 Iso­Cut 부를 덮는 마스크를 이용하여 상기 식각 보호층을 식각하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법.The method of claim 1, wherein the forming of the etch protective layer to cover the IsoCut portion comprises: depositing an etch protective layer on the resultant of the support layer being etched in a pixel shape, and using the mask to cover the IsoCut portion. The method of manufacturing a thin film type optical path control device, further comprising the step of etching the etching protective layer. 제1항에 있어서, 상기 식각 보호층은 비정질 실리콘을 사용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법.The method of claim 1, wherein the etching protection layer is formed using amorphous silicon. 제1항에 있어서, 상기 식각 보호층은 플라즈마-증대 화학 기상 증착(PECVD) 방법을 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법.The method of claim 1, wherein the etching protection layer is formed using a plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) method. 제1항에 있어서, 상기 액츄에이터를 형성하는 단계는 상기 식각 보호층을 블랭킷 식각 방법으로 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법.The method of claim 1, wherein the forming of the actuator further comprises removing the etch protective layer by a blanket etching method.
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