KR100257600B1 - 압전 센서를 장착한 박막형 광로 조절 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

액츄에이터의 구동 각도를 조절할 수 있는 박막형 광로 조절 장치 및 그 제조 방법이 개시된다. M×N 개의 MOS 트랜지스터가 내장되고 드레인 패드를 포함하는 액티브 매트릭스의 상부에는 지지층, 하부 전극, 변형층 및 상부 전극을 포함하는 액츄에이터가 형성된다. 상부 전극의 상부에는 접착층, 상부 전극 및 접착층의 단차면에 형성된 절연층, 접착층의 양단에 각기 사각형 형상으로 형성된 제1 압전체 및 제2 압전체, 그리고 접착층, 제1 압전체 및 제2 압전체의 상부에 형성된 제4 금속층을 포함하는 압전 센서가 형성된다. 액츄에이터의 구동시 제1 압전체와 제2 압전체 사이에 발생하는 전위차를 측정하여 액츄에이터의 구동 각도를 산출할 수 있다. 전위차가 적정 영역을 초과하거나 미달하는 경우, 상부 전극과 하부 전극에 인가되는 전압을 재조정하여 각각의 액츄에이터의 구동 각도를 균일하게 할 수 있다.

Description

압전 센서를 장착한 박막형 광로 조절 장치 및 그 제조 방법
본 발명은 AMA(Actuated Mirror Arrays)를 이용한 박막형 광로 조절 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액츄에이터의 상부에 압전 센서를 장착하여 각 액츄에이터의 구동 각도를 측정할 수 있으며, 상부 전극과 하부 전극 사이에 인가되는 전압을 재조정하여 액츄에이터의 구동 각도를 조절할 수 있는 박막형 광로 조절 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
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. 이러한 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.
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.
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.
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, 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 보다 밝고 선명한 화상을 얻을 수 있다.
AMA의 각 액츄에이터는 인가되는 전기적인 화상 신호 및 바이어스 신호에 의하여 발생되는 전기장에 따라 변형을 일으킨다. 액츄에이터가 변형을 일으킬 때 그 상부에 장착된 각각의 거울들이 경사지게 된다. 따라서, 경사진 거울들은 입사된 빛을 소정의 각도로 반사시켜 스크린 상에 화상을 맺을 수 있도록 한다. 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 액츄에이터를 구성할 수도 있다.
이러한 AMA 장치는 크게 벌크형(bulk type)과 박막형(thin film type)으로 구분된다. 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 방법을 이용하여 가공하고 그 상부에 거울을 설치함으로써 이루어진다. 그러나, 벌크형 광로 조절 장치는 설계 및 제조에 있어서 매우 높은 정밀도가 요구되며, 변형층의 응답이 느리다는 단점이 있다.
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 장치 및 그 제조 방법)에 개시되어 있다.
도 1a 및 도 1b는 상기 선행 출원에 기재된 박막형 광로 조절 장치의 단면도를 도시한 것이다.
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 트랜지스터의 드레인 영역으로부터 연장되는 드레인 패드(5)가 형성된 액티브 매트릭스(1)는, 액티브 매트릭스(1) 및 드레인 패드(5)의 상부에 적층된 보호층(10)과 보호층의 상부에 적층된 식각 방지층(15)을 포함한다.
액츄에이터(60)는, 식각 방지층(15) 중 그 아래에 드레인 패드(5)가 형성된 부분에 일측이 접촉되며 타측이 에어 갭(25)을 개재하여 수평하게 형성된 멤브레인(30), 멤브레인의 상부에 적층된 하부 전극(35), 하부 전극의 상부에 적층된 변형층(40), 변형층의 상부에 적층된 상부 전극(45), 그리고 변형층(40)의 일측으로부터 하부 전극(35), 멤브레인(30), 식각 방지층(15) 및 보호층(10)을 통하여 드레인 패드(5)까지 수직하게 형성된 비어 홀(50) 내에 하부 전극(35)과 드레인 패드(5)가 서로 연결되도록 형성된 비어 컨택(55)을 포함한다.
상부 전극(45)의 일부에는 스트라이프(46)가 형성된다. 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 난반사되는 것을 방지한다.
이하, 상기 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법을 도 1a 내지 1b를 참조하여 설명한다.
도 1a를 참조하면, M×N(M, N은 정수) 개의 MOS 트랜지스터(도시되지 않음)가 내장되고 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 형성한다. 보호층(10)은 후속하는 공정 동안 트랜지스터가 내장된 액티브 매트릭스(1)를 보호한다.
보호층(10)의 상부에는 질화물로 이루어진 식각 방지층(15)이 형성된다. 식각 방지층(15)은 저압 화학 기상 증착(LPCVD) 방법을 이용하여 형성한다. 식각 방지층(15)은 후속하는 식각 공정 동안 보호층(10) 및 액티브 매트릭스(1)가 식각되는 것을 방지한다.
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 형성한다. 이 경우, 희생층(20)은 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, 희생층(20) 중 그 아래에 드레인 패드(5)가 형성되어 있는 부분을 식각하여 식각 방지층(15)의 일부를 노출시킴으로써 액츄에이터(60)의 지지부가 형성될 위치를 만든다.
노출된 식각 방지층(15) 및 희생층(20) 상에 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 형성하여 멤브레인(30) 내의 스트레스(stress)를 조절한다.
멤브레인(30) 상에는 백금(Pt), 탄탈륨(Ta), 백금-탄탈륨 등의 금속으로 구성된 하부 전극(35)이 형성된다. 하부 전극(35)은 스퍼터링 방법을 이용하여 형성한다. 이어서, 하부 전극(35)을 패터닝하여 각각의 화소별로 하부 전극(35)을 분리시킴으로써 각 화소들에 독립적인 제1 신호(화상 신호)가 인가되도록 한다(Iso­Cut 식각 공정).
하부 전극(35) 상에는 PZT 또는 PLZT 등의 압전 물질로 구성된 변형층(40)이 형성된다. 변형층(40)은 졸-겔(sol-gel)법을 이용하여 형성한 후, 급속 열처리(RTA) 방법으로써 상변이시킨다. 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) 사이에 전위차에 따라 발생하는 전기장에 의하여 변형을 일으킨다.
상부 전극(45)은 변형층(40)의 상부에 형성된다. 상부 전극(45)은 알루미늄 또는 백금 등의 전기 전도성 및 반사성을 갖는 금속을 스퍼터링 방법을 이용하여 형성한다. 상부 전극(45)에는 외부로부터 공통 전극선(도시되지 않음)을 통하여 제2 신호가 인가된다. 또한, 상부 전극(45)은 광원으로부터 입사되는 빛을 반사하는 거울의 기능도 함께 수행한다.
도 1b를 참조하면, 상부 전극(45), 변형층(40), 그리고 하부 전극(35)을 각기 소정의 화소 형상으로 패터닝한다. 이 때, 상부 전극(45)의 일부에는 스트라이프(46)가 형성되도록 패터닝한다. 계속해서, 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, 비어 홀(50)의 내부에 텅스텐, 백금 또는 티타늄 등의 금속을 스퍼터링하여 드레인 패드(5)와 하부 전극(35)을 연결시키는 비어 컨택(55)을 형성한다. 따라서, 비어 컨택(55)은 비어 홀(50) 내에서 하부 전극(35)으로부터 드레인 패드(5)까지 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.
계속하여, 멤브레인(30)을 소정의 화소 형상을 갖도록 패터닝한다. 그리고, 49% 플루오르화 수소 증기에 의해 희생층(20)을 식각함으로써 희생층(20)의 위치에 에어 갭(25)을 형성한 후, 남아 있는 식각 용액을 제거하기 위하여 세정 및 건조 공정을 실시함으로써 AMA 소자를 완성한다.
도 2는 상술한 박막형 광로 조절 장치의 구동 각도 측정 시스템을 나타내는 개략도이다.
도 2를 참조하면, 종래의 박막형 광로 조절 장치의 구동 각도 측정 시스템은 AMA 광학계(10), 스크린(30), 그리고 디지털 카메라(40)로 구성된다. AMA 광학계(10)는 광원으로 사용되는 램프(11), 램프(11)로부터 방출된 광선을 평행광으로 만들기 위한 소오스 렌즈(도시되지 않음), 광선을 통과시키기 위한 개구를 갖고 화상을 형성하는 광선의 양을 결정하는 소오스 스톱(도시되지 않음), 소오스 스톱의 이미지를 프로젝션 스톱(도시되지 않음)에 1：1로 대응시키기 위한 필드 렌즈(16), 640×480 개의 화소들로 구성되며 필드 렌즈(16)로부터 조사되는 광선의 세기를 변조시키기 위한 AMA 패널(18), 광선을 통과시키기 위한 개구를 가지며 변조된 광선의 플럭스를 집중시키기 위한 프로젝션 스톱(도시되지 않음), 그리고 프로젝션 스톱을 통과한 광선을 스크린(30) 상에 투사하기 위한 프로젝션 렌즈(22)를 포함한다. 디지털 카메라(40)는 1024×1024 개의 전하 결합 소자(Charge Coupled Device : CCD)의 화소들로 이루어진다.
상술한 구조를 갖는 박막형 광로 조절 장치의 구동 각도 측정 시스템에 의한 측정 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, AMA 광학계(10)를 구동시키면, 램프(11)로부터 방출되는 광선이 소오스 렌즈에 의해 평행광으로 집광된 후, 소오스 스톱의 개구를 통과하여 필드 렌즈(16)에 입사된다. 이어서, 광선은 필드 렌즈(16)를 통해 평행광으로 AMA 패널(18) 상에 조사된다. AMA 패널(18)의 각 화소들은 인가된 제1 신호 및 제2 신호에 따라서 진동하거나 기울어지거나 구부러진다. 이에 따라, 필드 렌즈(16)를 통과한 광선은 AMA 패널(18)로부터 반사된 후 프로젝션 스톱의 개구를 통과하여 프로젝션 렌즈(22)를 통해 스크린(30) 상에 투영됨으로써 화상을 형성한다. 이와 같이 스크린(30) 상에 투영된 화상의 광 세기를 디지털 카메라(40)로 측정하여 박막형 광로 조절 장치의 구동 각도를 산출할 수 있다.
상술한 종래의 박막형 광로 조절 장치의 구동 각도 측정 시스템에 의하면, 스크린 상에 전체적으로 투영된 화상을 디지털 카메라로 측정하기 때문에 스크린 상에 투영된 화상의 광 세기만이 측정되므로 액츄에이터 각각의 정확한 구동 각도를 알 수 없다는 문제점이 있다.
또한, 프로젝션 스톱의 위치는 박막형 광로 조절 장치의 구동 각도가 0°∼3°가 되도록 제약되어 놓여져 있으므로, 액츄에이터가 5°∼8°까지 구동할 경우에는 광 세기는 구동 각도에 반비례하거나 상관 관계가 없는 것으로 나타나는 경우도 있다.
더욱이, 액츄에이터들이 각기 주어진 입력 신호(input signal)에 대하여 오픈 루프(open loop)로 작동하므로 정확하게 원하는 구동 각도로 구동하는지의 여부를 알 수 없다. 즉, 액츄에이터의 구동시 변형층의 압전 특성에 미치는 여러 가지 외적 요인들, 예컨대 열 변화, 전기적 변화, 또는 기계적 변화에 의하여 액츄에이터의 구동 각도가 변할 경우, 액츄에이터의 구동 각도의 변화를 측정할 수 없다. 따라서, 액츄에이터들의 구동 각도를 균일하게 조절할 수 없게 되어 화상의 콘트라스트가 저하되는 문제점이 있다.
본 발명의 액츄에이터의 상부에 압전 센서를 장착하여 각 액츄에이터의 구동 각도를 측정할 수 있으며, 상부 전극과 하부 전극 사이에 인가되는 전압을 재조정하여 액츄에이터의 구동 각도를 조절할 수 있는 박막형 광로 조절 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
도 1a 및 도 1b는 본 출원인의 선행 출원에 기재된 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 2는 도 1a 및 도 1b에 도시한 박막형 광로 조절 장치의 구동 각도 측정 시스템을 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치의 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시한 장치를 A­A′선으로 자른 단면도이다.
도 5는 도 3에 도시한 장치를 B­B′선으로 자른 단면도이다.
도 6a 내지 도 9b는 도 4 및 도 5에 도시한 장치의 제조 공정도이다.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
100 : 액티브 매트릭스 105 : 제1 금속층
110 : 제1 보호층 115 : 제2 금속층
120 : 제2 보호층 125 : 제3 금속층
130 : 제3 보호층 135 : 식각 방지층
140 : 희생층 141a : 제1 앵커
141b : 제2 앵커 145 : 지지층
150 : 하부 전극 155 : 변형층
160 : 상부 전극 162 : 절연층
165 : 접착층 170a : 제1 압전체
170b : 제2 압전체 175 : 제4 금속층
180 : 압전 센서 185 : 제1 비어 홀
186 : 제2 비어 홀 190 : 제1 비어 컨택
191 : 제2 비어 컨택 195 : 에어 갭
200 : 액츄에이터
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, M×N(M, N은 정수) 개의 MOS 트랜지스터가 내장되고 트랜지스터의 드레인으로부터 연장되는 드레인 패드를 갖는 제1 금속층 및 제1 금속층의 상부에 형성된 제3 금속층을 포함하는 액티브 매트릭스, 액티브 매트릭스의 상부에 형성된 액츄에이터, 그리고 액츄에이터의 상부에 형성된 압전 센서를 포함하는 박막형 광로 조절 장치를 제공한다. 액츄에이터는 일측이 각기 드레인 패드가 형성된 부분 및 이와 인접한 부분에 접촉되어 제1 앵커 및 제2 앵커가 되며 타측이 액티브 매트릭스의 하부와 평행하게 형성된 지지층, 지지층의 상부에 형성된 하부 전극, 하부 전극의 상부에 형성된 변형층 및 변형층의 상부에 형성된 상부 전극을 포함한다. 압전 센서는 상부 전극의 상부에 폭이 좁은 라인 형상으로 형성된 접착층, 상부 전극 및 접착층의 단차면에 스페이서 형태로 형성된 절연층, 접착층의 양단에 각기 사각형 형상으로 형성된 제1 압전체 및 제2 압전체, 그리고 접착층, 제1 압전체 및 제2 압전체의 상부에 형성된 제4 금속층을 포함한다. 하부 전극은 제1 비어 컨택을 통하여 제1 금속층의 드레인 패드와 연결되며, 제4 금속층은 제2 비어 컨택을 통하여 제3 금속층과 연결된다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, M×N 개의 MOS 트랜지스터가 내장되고 트랜지스터의 드레인으로부터 연장되는 드레인 패드를 포함하는 제1 금속층을 형성하는 단계 및 제1 금속층의 상부에 제3 금속층을 형성하는 단계를 포함하는 액티브 매트릭스를 제공하는 단계, 액티브 매트릭스의 상부에 제1층, 하부 전극층, 제2층 및 상부 전극을 형성하는 단계, 상부 전극의 상부에 압전 센서를 형성하는 단계, 제2층 및 하부 전극층을 패터닝하여 변형층 및 하부 전극을 형성하는 단계, 하부 전극과 제1 금속층의 드레인 패드를 연결하는 제1 비어 컨택을 형성하는 단계, 제4 금속층과 제3 금속층을 연결하는 제2 비어 컨택을 형성하는 단계, 그리고 제1층을 패터닝하여 지지층을 형성하는 단계를 포함하는 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법을 제공한다.
압전 센서를 형성하는 단계는, 상부 전극의 상부에 접착층을 형성한 후 폭이 좁은 라인 형상으로 패터닝하는 단계, 상부 전극 및 접착층의 상부에 산화막을 증착한 후 패터닝하여 상부 전극 및 접착층의 단차면에 스페이서 형태로 절연층을 형성하는 단계, 접착층 및 상부 전극의 상부에 압전층을 형성한 후 접착층의 양단에 각기 사각형 형상으로 잔류하도록 패터닝하여 제1 압전체 및 제2 압전체를 형성하는 단계, 그리고 접착층, 제1 압전체 및 제2 압전체의 상부에 제4 금속층을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치 및 그 제조 방법에 의하면, 상부 전극 중 액츄에이터의 지지부인 제1 앵커 및 제2 앵커를 형성하기 위하여 희생층을 패터닝할 때 생기는 단차 경계면 부근에 제1 압전체를 형성하고, 상부 전극의 타측단에 제2 압전체를 형성한다. 제1 압전체는 액츄에이터의 구동시 단차 경계면에 집중되는 변형 구동력의 크기에 비례하는 전압 신호를 발생시킨다. 제2 압전체는 액츄에이터 구동부의 말단부에 형성되므로 제1 압전체에 비하여 상대적으로 변형 구동력의 크기가 적다. 따라서, 제1 압전체와 제2 압전체 사이에 발생하는 전위차를 측정하여 액츄에이터의 구동 각도를 산출할 수 있다.
또한, 변형 구동력에 의하여 발생된 전압이 적정 영역을 초과하거나 미달하는 경우에는, 상부 전극과 하부 전극에 인가되는 전압을 재조정함으로써, 상부 전극과 하부 전극 사이에 적정 전위차가 생성되도록 하여 각각의 액츄에이터의 구동 각도를 균일하게 할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 박막형 광로 조절 장치 및 그 제조 방법을 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치의 평면도를 도시한 것이며, 도 4는 도 3에 도시한 장치를 A­A′선으로 자른 단면도를 도시한 것이며, 도 5는 도 3에 도시한 장치를 B­B′선으로 자른 단면도를 도시한 것이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 상기 박막형 광로 조절 장치는 액티브 매트릭스(100), 액츄에이터(200), 및 압전 센서(180)를 포함한다.
액티브 매트릭스(100)는, M×N 개의 MOS 트랜지스터가 내장되며, 트랜지스터의 드레인에 접속된 드레인 패드를 포함하는 제1 금속층(105), 제1 금속층의 상부에 적층된 제1 보호층(110), 제1 보호층의 상부에 적층된 제2 금속층(115), 제2 금속층의 상부에 적층된 제2 보호층(120), 제2 보호층의 상부에 형성된 제3 금속층(125), 제3 금속층의 상부에 형성된 제3 보호층(130), 및 제3 보호층의 상부에 적층된 식각 방지층(135)을 포함한다. 여기서, 제2 금속층(115)은 티타늄(Ti)층 및 질화티타늄(TiN)층으로 이루어진다.
액츄에이터(200)는, 식각 방지층(135) 중 아래에 제1 금속층(105)의 드레인 패드가 형성된 부분에 일측이 접촉되며 타측이 에어 갭(195)을 개재하여 액티브 매트릭스(100)의 하부와 수평하게 형성된 지지층(145), 지지층(145)의 상부에 형성된 하부 전극(150), 하부 전극(150)의 상부에 형성된 변형층(155), 및 변형층(155)의 상부에 형성된 상부 전극(160)을 포함한다.
압전 센서(180)는 상부 전극(160)의 상부에 폭이 좁은 라인 형상으로 형성된 접착층(165), 상부 전극(160) 및 접착층(165)의 단차면을 따라 형성된 절연층(162), 접착층(165)의 양단에 사각형 형상으로 형성된 제1 압전체(170a) 및 제2 압전체(170b), 그리고 제1 압전체(170a), 제2 압전체(170b) 및 접착층(165)의 상부에 형성된 제4 금속층(175)을 포함한다.
액츄에이터(200)에는 변형층(155)의 일측으로부터 변형층(155), 하부 전극(150), 지지층(145), 식각 방지층(135), 제3 보호층(130), 제2 보호층(120) 및 제1 보호층(110)을 통하여 제1 금속층(105)의 드레인 패드까지 형성된 제1 비어 홀(185)의 내부에 하부 전극(150)과 드레인 패드가 연결되도록 제1 비어 컨택(190)이 형성된다. 한편, 제4 금속층(175)으로부터 변형층(155), 하부 전극(150), 지지층(145), 식각 방지층(135), 및 제3 보호층(130)을 통하여 제3 금속층(125)까지 형성된 제2 비어 홀(186)의 내부에 제4 금속층(175)과 제3 금속층(125)이 연결되도록 제2 비어 컨택(191)이 형성된다. 바람직하게는, 제1 비어 홀(185)과 제2 비어 홀(186)은 동시에 형성된다. 제2 비어 컨택(191)이 형성된 부분의 상부 전극(160) 및 하부 전극(150)은 미리 패터닝되어 제2 비어 컨택(191)과 접촉되지 않는다. 그러므로, 하부 전극(150)은 제1 비어 컨택(190)을 통하여 제1 금속층(105)의 드레인 패드에 연결되며, 제4 금속층(175)은 제2 비어 컨택(191)을 통하여 제3 금속층(125)에 연결된다.
지지층(145)의 일측은 그 중앙부에 사각형 형상의 오목한 부분을 가지는 형상으로 형성된다. 지지층(145)의 타측은 오목한 부분에 대응하여 사각형 형상의 돌출부를 가진다. 그러므로, 지지층(145)의 오목한 부분에 인접한 액츄에이터의 지지층의 돌출된 부분이 끼워지고, 사각형 형상의 돌출부가 인접한 액츄에이터의 지지층의 오목한 부분에 끼워지게 된다. 본 발명의 지지층(145)은 선행 출원에 기재된 박막형 광로 조절 장치 중 멤브레인의 기능을 수행한다.
이하, 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 6a 내지 도 9b는 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치의 제조 공정도를 도시한 것이다.
도 6a는 본 발명에 따른 장치에 있어서, 희생층(140)을 패터닝한 후의 상태를 나타내는 도 4의 A­A' 선에 따른 단면도이며, 도 5b는 희생층(140)을 패터닝한 후의 상태를 나타내는 도 5의 B­B' 선에 따른 단면도를 도시한 것이다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 내부에 M×N 개의 MOS 트랜지스터가 내장된 액티브 매트릭스(100)의 상부에 제1 금속층(105)을 형성한 후, 제1 금속층(105)을 패터닝하여 그 아래의 MOS 트랜지스터의 게이트 부위를 노출시킨다. 따라서, 제1 금속층(105)은 MOS 트랜지스터의 드레인 및 소오스와 연결된다. 액티브 매트릭스(100)는 실리콘(Si) 등의 반도체로 이루어지거나 유리 또는 알루미나(Al2O3) 등의 절연 물질로 구성된다. 제1 금속층(105)은 텅스텐, 티타늄, 또는 질화티타늄 등으로 구성되며, 트랜지스터의 드레인 영역으로부터 후에 형성되는 액츄에이터(200)의 제1 앵커(141a) 및 제2 앵커(141b)까지 연장되는 드레인 패드를 포함한다. 외부로부터 인가된 제1 신호는 액티브 매트릭스(100)에 내장된 MOS 트랜지스터 및 제1 금속층(105)의 드레인 패드를 통하여 하부 전극(150)에 전달된다.
MOS 트랜지스터가 내장된 액티브 매트릭스(100)를 보호하기 위하여 제1 금속층(105)의 상부에 제1 보호층(110)을 형성한다. 제1 보호층(110)은 인 실리케이트 유리(PSG)를 화학 기상 증착(CVD) 방법을 이용하여 8000Å 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 제1 보호층(110)은 후속하는 공정 동안 MOS 트랜지스터가 내장된 액티브 매트릭스(100)가 손상을 입게 되는 것을 방지한다.
제1 보호층(110)의 상부에는 제2 금속층(115)이 형성된다. 제2 금속층(115)을 형성하기 위하여, 먼저 티타늄(Ti)을 스퍼터링하여 300Å 정도의 두께로 티타늄층을 형성한다. 이어서, 티타늄층의 상부에 질화티타늄을 물리 기상 증착(PVD) 방법을 사용하여 1200Å 정도의 두께로 질화티타늄층을 형성한다. 제2 금속층(115)은 광원으로부터 입사되는 광이 상부 전극(160)뿐만 아니라, 상부 전극(160)이 형성된 부분을 제외한 부분에도 입사됨으로 인하여, 액티브 매트릭스(100)에 광 누설 전류가 흐르게 되는 것을 방지한다. 이어서, 제2 금속층(115) 중 후속 공정에서 제1 비어 컨택(190)이 형성될 부분을 사진 식각 공정을 통해 식각하여 제2 금속층(115)에 개구부를 형성한다.
제2 금속층(115)의 상부에는 제2 보호층(120)이 형성된다. 제2 보호층(120)은 인 실리케이트 유리(PSG)를 사용하여 1000Å 정도의 두께를 갖도록 형성한다. 제2 보호층(120) 역시 후속하는 공정 동안 MOS 트랜지스터가 내장된 액티브 매트릭스(100)와 액티브 매트릭스(100) 상에 형성된 결과물들이 손상을 입게 되는 것을 방지한다.
제2 보호층(120)의 상부에는 제3 금속층(125)이 형성된다. 제3 금속층(125)은 텅스텐, 티타늄, 또는 질화티타늄 등을 사용하여 형성한다. 제3 금속층(125)은 이후에 형성될 제2 비어 컨택(191)을 통하여 전달되는 제1 압전체(170a) 및 제2 압전체(170b) 사이에 발생하는 전위차를 측정할 수 있는 전압 측정 장치에 연결된다.
제3 금속층(125)의 상부에는 제3 보호층(130)이 형성된다. 제3 보호층(130)은 인 실리케이트 유리(PSG)를 사용하여 1000Å 정도의 두께를 갖도록 형성한다. 제3 보호층(130) 역시 후속하는 공정 동안 MOS 트랜지스터가 내장된 액티브 매트릭스(100)와 액티브 매트릭스(100) 상에 형성된 결과물들이 손상을 입게 되는 것을 방지한다.
제3 보호층(130)의 상부에는 식각 방지층(135)이 형성된다. 식각 방지층(135)은 액티브 매트릭스(100) 및 제3 보호층(130)이 후속되는 식각 공정으로 인하여 식각되는 것을 방지한다. 식각 방지층(135)은 질화물(Si3N4)을 저압 화학 기상 증착(LPCVD) 방법으로 증착하여 1000∼2000Å 정도의 두께를 가지도록 형성한다.
식각 방지층(135)의 상부에는 희생층(140)이 형성된다. 희생층(140)은 인 실리케이트 유리(PSG)를 대기압 화학 기상 증착(APCVD) 방법을 이용하여 2.0∼3.0㎛ 정도의 두께로 증착하여 형성한다. 이 경우, 희생층(140)은 MOS 트랜지스터가 내장된 액티브 매트릭스(100)의 상부를 덮고 있으므로 그 표면의 평탄도가 매우 불량하다. 따라서, 스핀 온 글래스(SOG)를 사용하는 방법 또는 화학 기계적 연마(CMP) 방법을 이용하여 1.1㎛ 정도의 두께가 되도록 희생층(140)의 표면을 연마함으로써 평탄화시킨다.
이어서, 희생층(140) 중 아래에 제2 금속층(115)의 개구부가 형성된 부분과 그와 인접한 부분을 사각형 형상으로 식각하여 식각 방지층(135)의 일부를 노출시킴으로써, 액츄에이터(200)의 지지부인 제1 앵커(141a) 및 제2 앵커(141b)가 형성될 위치를 만든다.
도 7a 및 도 7b는 상부 전극(160)을 형성한 상태를 나타내는 도면들이다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 노출된 식각 방지층(135)의 상부 및 희생층(140)의 상부에 제1층(144)을 형성한다. 제1층(144)은 질화물을 저압 화학 기상 증착(LPCVD) 방법을 이용하여 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 제1층(144)은 후에 지지층(145)으로 패터닝된다.
제1층(144)의 상부에는 전기 전도성이 우수한 금속인 백금, 탄탈륨, 또는 백금-탄탈륨(Pt-Ta) 등의 금속을 사용하여 하부 전극층(149)을 형성한다. 하부 전극층(149)은 스퍼터링 방법을 이용하여 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 이어서, 하부 전극층(149) 중 제2 앵커(141b) 부위에 형성된 부분을 식각하여 제1층(144)을 노출시킨다(도 7b 참조). 하부 전극층(149)을 각각의 화소별로 분리시킴으로써 각 화소들에 독립적인 제1 신호가 인가되도록 한다(Iso­Cut 공정). 하부 전극층(149)은 후에 하부 전극(150)으로 패터닝된다. 하부 전극(150)에는 액티브 매트릭스(100)에 내장된 트랜지스터로부터 전달된 제1 신호가 인가된다.
하부 전극층(149)의 상부에는 제2층(154)이 적층된다. 제2층(154)은 PZT, 또는 PLZT 등의 압전 물질을 사용하여 0.1∼1.0㎛, 바람직하게는 0.4㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 제2층(154)은 졸-겔(Sol-Gel)법, 스퍼터링 방법, 또는 화학 기상 증착(CVD) 방법을 이용하여 형성한 후, 급속 열처리(RTA) 방법으로 열처리하여 상변이시킨다. 제2층(154)은 후에 변형층(155)으로 패터닝된다. 변형층(155)은 상부 전극(160)에 제2 신호가 인가되고 하부 전극(150)에 제1 신호가 인가되어 상부 전극(160)과 하부 전극(150) 사이의 전위차에 따라 발생하는 전기장에 의하여 변형을 일으킨다.
제2층(154)의 상부에는 상부 전극층이 적층된다. 상부 전극층은 백금, 알루미늄, 또는 은 등의 전기 전도성 및 반사성을 갖는 금속을 스퍼터링 방법을 이용하여 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 이어서, 상부 전극층 중 제1 앵커(141a) 및 제2 앵커(141b) 부위를 식각하여 제2층(154)을 노출시킨다. 계속하여, 상부 전극층을 소정의 화소 형상으로 패터닝하여 상부 전극(160)을 형성한다.
상부 전극(160)의 상부에는 접착층(165)이 형성된다. 접착층(165)은 폴리 실리콘을 사용하여 저압 화학 기상 증착(LPCVD) 방법을 이용하여 형성한다. 접착층(165)은 이후에 형성될 압전층이 상부 전극(160)의 상부에 잘 부착되게 하며, 이후에 형성될 제4 금속층(175)에 흐르는 전류가 상부 전극(160)에 흐르는 것을 방지하는 절연 역할을 수행한다. 계속하여, 접착층(165)을 패터닝하여 상부 전극(160)의 일단으로부터 제2 앵커(141b)에 인접한 부위까지 폭이 좁은 라인 형상으로 연결되도록 패터닝한다(도 3 참조).
상부 전극(160) 및 접착층(165)의 상부에 산화막을 증착하고 사진 식각 공정에 의해 산화막을 패터닝하여 절연층(162)을 형성한다. 절연층(162)은 후속하는 공정에서 형성되는 제4 금속층(175)으로 인하여 상부 전극(160)과 하부 전극(150)간에 전기적인 단락이 유발되는 것을 방지할 수 있도록 접착층(165) 및 상부 전극(160)의 단차면에 스페이서 형태로 형성된다.
상부 전극(160), 절연층(162) 및 접착층(165)의 상부에는 압전층이 형성된다. 압전층은 제2층(154)과 마찬가지로 PZT, 또는 PLZT 등의 압전 물질을 사용하여 형성한다. 압전층은 졸-겔(Sol-Gel)법, 스퍼터링 방법, 또는 화학 기상 증착(CVD) 방법을 이용하여 형성한 후, 급속 열처리(RTA) 방법으로 열처리하여 상변이시킨다. 이어서, 압전층이 접착층(165)의 양단 부위에 사각형 형상으로 잔류하도록 패터닝하여 제1 압전체(170a) 및 제2 압전체(170b)를 형성한다. 액츄에이터(200)의 제2 앵커(141b) 부위에 형성된 제1 압전체(170a)는 액츄에이터(200)의 구동시 단차 경계면에 집중되는 변형 구동력에 의하여 변형을 일으키며, 변형 구동력의 크기에 비례하는 전압 신호를 발생시킨다. 액츄에이터(200)의 타측단에 형성된 제2 압전체(170b)는 제1 압전체(170a)에 비하여 변형 구동력이 상대적으로 적기 때문에 그다지 변형이 일어나지 않게 된다. 따라서, 제1 압전체(170a) 및 제2 압전체(170b) 사이에 전위차가 발생한다.
도 8a 및 도 8b는 제1 비어 컨택(190) 및 제2 비어 컨택(191)을 형성한 상태를 나타내는 도면들이다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 상부 전극(160), 접착층(165), 제1 압전체(170a) 및 제2 압전체(170b)의 상부에는 제4 금속층(175)이 형성된다. 제4 금속층(175)은 백금, 탄탈륨, 백금-탄탈륨, 알루미늄, 또는 은을 사용하여 스퍼터링 방법 또는 화학 기상 증착 방법을 이용하여 형성한 후, 도 3에 도시한 바와 같이 패터닝하여 압전 센서(180)를 완성한다. 제4 금속층(175)은 제1 압전체(170a) 및 제2 압전체(170b)를 둘러싸는 형상으로 형성되며, 절연층(162)을 개재하여 상부 전극(160)과 전기적인 단락이 유발되지 않는다. 제1 압전체(170a) 및 제2 압전체(170b) 사이에 발생하는 전위차에 따라 생성되는 전류는 제4 금속층(175) 및 이후에 형성되는 제2 비어 컨택(191)을 통하여 제3 금속층(125)에 전달된다.
제4 금속층(175) 및 상부 전극(160)의 상부에 제1 포토 레지스트(도시되지 않음)를 스핀 코팅(spin coating) 방법으로 도포한 후, 제2층(154)을 상부 전극(160)보다 약간 넓은 형상으로 패터닝하여 변형층(155)을 형성한다. 제1 포토 레지스트를 제거하고 제4 금속층(175), 상부 전극(160), 변형층(155), 및 하부 전극층(149)의 상부에 제2 포토 레지스트(도시되지 않음)를 스핀 코팅 방법으로 도포한 후, 하부 전극층(149)을 변형층(155)보다 약간 넓은 형상으로 패터닝하여 하부 전극(150)을 형성한다.
변형층(155) 중 아래에 제2 금속층(115)이 오픈된 부분을 식각하여 제1 비어 홀(185)을 형성한다. 이와 동시에, 액츄에이터의 제2 앵커(141b) 부위에 형성된 제4 금속층(175)을 식각하여 제2 비어 홀(186)을 형성한다. 즉, 변형층(155), 하부 전극(150), 제1층(144), 식각 방지층(135), 제3 보호층(130), 제2 보호층(120), 및 제1 보호층(110)을 차례로 식각하여 변형층(155)의 일측으로부터 제1 금속층(105)의 드레인 패드까지 제1 비어 홀(185)을 형성한다. 이와 동시에, 제4 금속층(175), 변형층(155), 제1층(144), 식각 방지층(135) 및 제3 보호층(130)을 차례로 식각하여 제4 금속층(175)의 일측으로부터 제3 금속층(125)까지 제2 비어 홀(186)을 형성한다. 이어서, 제1 비어 홀(185) 및 제2 비어 홀(186)의 내부에 텅스텐(W), 백금, 알루미늄, 또는 티타늄 등의 금속을 스퍼터링 방법을 이용하여 드레인 패드와 하부 전극(150)이 연결되는 제1 비어 컨택(190) 및 제4 금속층(175)과 제3 금속층(125)이 연결되는 제2 비어 컨택(191)을 형성한다.
제2 비어 컨택(191)이 형성된 부분의 상부 전극(160) 및 하부 전극(150)은 미리 패터닝되어 있으므로, 제2 비어 컨택(191)은 상부 전극(160) 및 하부 전극(150)과 접촉되지 않는다.
도 9a 및 도 9b를 참조하면, 제4 금속층(175), 상부 전극(160), 변형층(155), 하부 전극(150) 및 제1층(144)의 상부에 제3 포토 레지스트(도시되지 않음)를 스핀 코팅(spin coating) 방법으로 도포한 후, 제1층(144)을 하부 전극(150)보다 약간 넓은 형상으로 패터닝하여 지지층(145)을 형성하고 제3 포토 레지스트를 제거한다. 이어서, 희생층(140)을 플루오르화 수소(HF) 증기를 사용하여 제거하여 희생층(140)의 위치에 에어 갭(195)을 형성한 후, 세정(rinse) 및 건조(dry)하여 박막형 광로 조절 장치를 완성한다.
상술한 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치에 있어서, 외부로부터 인가된 제1 신호는 액티브 매트릭스(100)에 내장된 트랜지스터, 제1 금속층(105)의 드레인 패드 및 제1 비어 컨택(190)을 통하여 하부 전극(150)에 인가된다. 한편, 제2 신호는 공통 전극선을 통하여 상부 전극(160)에 인가되어, 상부 전극(160)과 하부 전극(150) 사이에 전위차에 따른 전기장이 발생한다. 이러한 전기장에 의하여 상부 전극(160)과 하부 전극(150) 사이에 형성된 변형층(155)이 변형을 일으킨다. 변형층(155)은 발생한 전기장에 대하여 직교하는 방향으로 수축하며, 변형층(155) 및 지지층(145)을 포함하는 액츄에이터(200)는 소정의 각도를 가지고 상방으로 휘어진다. 광원으로부터 입사되는 광을 반사하는 기능도 수행하는 상부 전극(160)은 액츄에이터(200)와 같은 각도로 휘게 된다. 상부 전극(160)은 입사되는 광을 소정의 각도로 반사하며, 반사된 광은 슬릿을 통과하여 스크린에 투영되어 화상을 맺게 된다.
액츄에이터(200)의 구동시 액츄에이터(200)의 제2 앵커(141b) 부위에 형성된 제1 압전체(170a)는 단차 경계면에 집중되는 변형 구동력에 의하여 변형을 일으키며, 변형 구동력의 크기에 비례하는 전압 신호를 발생시킨다. 액츄에이터의 말단부에 형성된 제2 압전체(170b)는 제1 압전체(170a)에 비하여 변형 구동력이 상대적으로 적기 때문에 그다지 변형이 일어나지 않게 된다. 따라서, 제1 압전체(170a) 및 제2 압전체(170b) 사이에 전위차가 발생한다. 이러한 전위차에 따라 생성되는 전류는 제4 금속층(175)에 흐르며, 이 전류는 제2 비어 컨택(191)을 통하여 제3 금속층(125)에 전달된다. 제3 금속층(125)은 AMA 패널 외부의 전압 측정 장치에 연결되며, 전압 측정 장치에서 전달된 전하량을 측정한다. 측정된 전하량이 적정 영역을 초과하거나 미달하는 경우에는, 전압 측정 장치에 연결된 전압 제어부에서 상부 전극(160) 및 하부 전극(150) 사이에 적정 전압을 발생시켜 원하는 구동 각도로 액츄에이터(200)를 구동시킬 수 있다. 따라서, AMA를 구성하는 각각의 액츄에이터들의 구동 각도를 균일화할 수 있다.
본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치 및 그 제조 방법에 의하면, 상부 전극 중 액츄에이터의 지지부인 제1 앵커 및 제2 앵커를 형성하기 위하여 희생층을 패터닝할 때 생기는 단차 경계면 부근에 제1 압전체를 형성하고, 상부 전극의 타측단에 제2 압전체를 형성한다. 제1 압전체는 액츄에이터의 구동시 단차 경계면에 집중되는 변형 구동력의 크기에 비례하는 전압 신호를 발생시킨다. 제2 압전체는 액츄에이터 구동부의 말단부에 형성되므로 제1 압전체에 비하여 상대적으로 변형 구동력의 크기가 적다. 따라서, 제1 압전체와 제2 압전체 사이에서 발생하는 전위차를 측정하여 액츄에이터의 구동 각도를 산출할 수 있다.
또한, 변형 구동력에 의하여 발생된 전압이 적정 영역을 초과하거나 미달하는 경우에는, 상부 전극과 하부 전극에 인가되는 전압을 재조정함으로써, 상부 전극과 하부 전극 사이에 적정 전위차가 생성되도록 하여 각각의 액츄에이터의 구동 각도를 균일하게 할 수 있다.
이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당업자에 의해 개량이나 변형이 가능하다.

Claims (7)

  1. M×N(M, N은 정수) 개의 MOS 트랜지스터가 내장되고 상기 트랜지스터의 드레인으로부터 연장되는 드레인 패드를 갖는 제1 금속층(105) 및 상기 제1 금속층의 상부에 형성된 제3 금속층(125)을 포함하는 액티브 매트릭스(100);
    일측이 각기 상기 드레인 패드가 형성된 부분 및 이와 인접한 부분에 접촉되어 제1 앵커(141a) 및 제2 앵커(141b)가 되며 타측이 상기 액티브 매트릭스(100)의 하부와 평행하게 형성된 지지층(145), 상기 지지층의 상부에 형성된 하부 전극(150), 상기 하부 전극의 상부에 형성된 변형층(155) 및 상기 변형층의 상부에 형성된 상부 전극(160)을 포함하는 액츄에이터(200); 그리고
    ⅰ) 상기 상부 전극(160)의 상부에 폭이 좁은 라인 형상으로 형성된 접착층(165), ⅱ) 상기 상부 전극(160) 및 상기 접착층(165)의 단차면에 스페이서 형태로 형성된 절연층(162), ⅲ) 상기 접착층(165)의 양단에 각기 사각형 형상으로 형성된 제1 압전체(170a) 및 제2 압전체(170b), 그리고 ⅳ) 상기 접착층(165), 제1 압전체(170a) 및 제2 압전체(170b)의 상부에 형성된 제4 금속층(175)을 포함하는 압전 센서(180)를 포함하는 박막형 광로 조절 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 액츄에이터(200)는 상기 하부 전극(150)과 상기 제1 금속층(105)의 드레인 패드를 연결하는 제1 비어 컨택(190) 및 상기 제4 금속층(175)과 상기 제3 금속층(125)을 연결하는 제2 비어 컨택(191)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박막형 광로 조절 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 압전체(170a)는 상기 접착층(165) 중 상기 제2 앵커(141b)의 단차 경계면에 접하여 형성되며, 상기 제2 압전체(170b)는 상기 접착층(165) 중 상기 제1 압전체(170a)가 형성된 부분과 대응되는 부분의 말단에 형성되는 것을 특징으로 하는 박막형 광로 조절 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 접착층(165)은 폴리 실리콘을 사용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 박막형 광로 조절 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제3 금속층(125)은 텅스텐, 티타늄, 또는 질화티타늄을 사용하여 형성되며, 상기 제4 금속층(175)은 백금, 탄탈륨, 백금-탄탈륨, 알루미늄, 또는 은을 사용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 박막형 광로 조절 장치.
  6. M×N 개의 MOS 트랜지스터가 내장되고 상기 트랜지스터의 드레인으로부터 연장되는 드레인 패드를 포함하는 제1 금속층을 형성하는 단계 및 상기 제1 금속층의 상부에 제3 금속층을 형성하는 단계를 포함하는 액티브 매트릭스를 제공하는 단계;
    상기 액티브 매트릭스의 상부에 제1층, 하부 전극층, 제2층 및 상부 전극층을 적층한 후, 상부 전극층을 패터닝하여 상부 전극을 형성하는 단계;
    상기 상부 전극의 상부에 압전 센서를 형성하는 단계;
    상기 제2층 및 하부 전극층을 패터닝하여 변형층 및 하부 전극을 형성하는 단계;
    상기 하부 전극과 상기 제1 금속층의 드레인 패드를 연결하는 제1 비어 컨택을 형성하는 단계;
    상기 제4 금속층과 상기 제3 금속층을 연결하는 제2 비어 컨택을 형성하는 단계; 그리고
    상기 제1층을 패터닝하여 지지층을 형성하는 단계를 포함하는 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 압전 센서를 형성하는 단계는, 상기 상부 전극의 상부에 접착층을 형성한 후 폭이 좁은 라인 형상으로 패터닝하는 단계, 상기 상부 전극 및 접착층의 상부에 산화막을 증착한 후 패터닝하여 상기 상부 전극 및 접착층의 단차면에 스페이서 형태로 절연층을 형성하는 단계, 상기 접착층 및 상부 전극의 상부에 압전층을 형성한 후 상기 접착층의 양단에 각기 사각형 형상으로 잔류하도록 패터닝하여 제1 압전체 및 제2 압전체를 형성하는 단계, 그리고 상기 접착층, 제1 압전체 및 제2 압전체의 상부에 제4 금속층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법.
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