KR100262734B1 - 박막형광로조절장치와그제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 M×N(M, N은 정수)개의 트랜지스터가 매트릭스 형태로 내장되고 일측 상부에 드레인 패드가 형성된 구동기판과; 구동기판의 상부에, i)양측 지지부로부터 평행하게 형성된 2개의 직사각형 형상의 암(arm)들 사이에 사각형 평판이 동일 평면상에서 암들과 일체로 형성되어 있는 형상을 가지는 멤브레인, ii) 양측 지지부에서 멤브레인보다 큰 2개의 직사각형 형상의 암들이 형성되어 화상 신호가 인가되는 하부전극, iii) 하부전극의 상부에 형성되어 전계에 따라 변형을 일으키는 변형층 및 iv) 변형층의 상부에 형성되어 바이어스 전압이 인가되는 상부전극, 멤브레인의 사각형 평판의 상부에 형성된 거울을 각기 포함하여 형성된 M×N개의 액츄에이터; 그리고 거울의 상부에 형성되어 후속하는 식각 공정동안 거울이 손상되는 것을 방지하는 보호층을 구비한다.

Description

박막형 광로 조절 장치와 그 제조 방법{APPARATUS AND FABRICATING METHOD OF ACTUATED MIRROR ARRAYS}
본 발명은 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 희생층을 제거하여 에어갭을 형성하는 공정에서 희생층을 제거하는 불산 가스에 의해 거울이 손상되는 것을 방지할 수 있는 박막형 광로 조절 장치와 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 광학 에너지(optical energy)를 스크린상에 투영하기 위한 장치인 공간적인 광 모듈레이터(spatial light modulator)는 광통신, 화상 처리 및 정보 디스플레이 장치등에 다양하게 응용될 수 있다. 이러한 장치들은 광원으로부터 입사되는 광속을 스크린에 투영하는 방법에 따라서 직시형 화상 표시 장치와 투사형 화상 표시 장치로 구분된다. 직시형 화상 표시 장치로는 CRT(Cathod Ray Tube)등이 있으며, 투사형 화상 표시 장치로는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display:이하 'LCD'라 칭함), DMD(Deformable Mirror Device), 또는 AMA(Actuated Mirror Arrays) 등이 있다.
상술한 CRT 장치는 평균 100ft-L(백색 표시) 이상인 휘도, 30:1 이상인 콘트라스크비, 1만시간 이상의 수명등이 보증된 우수한 표시 장치이다. 그러나, CRT는 중량 및 용적이 크고 높은 기계적인 강도를 유지하기 때문에 화면을 완전한 평면으로 하기가 곤란하여 주변부가 왜곡되는 문제점이 있었다. 또한, CRT는 전자빔으로 형광체를 여기해서 발광시키므로 화상을 만들기 위해 고전압을 필요로 하는 문제점이 있었다.
따라서, 상술한 CRT의 문제점을 해결하기 위해 LCD가 개발되었다. 이러한 LCD의 장점을 CRT와 비교하여 설명하면 다음과 같다. LCD는 저전압에서 동작하며, 소비 전력이 작고, 변형 없는 화상을 제공한다.
그러나, 상술한 장점들에도 불구하고 LCD는 광속의 편광으로 인하여 1∼2％의 낮은 광효율을 가지며, 그 내부의 액정 물질의 응답 속도가 느린 문제점이 있었다.
이에 따라, 상술바와 같은 LCD의 문제점들을 해결하기 위하여 DMD, 또는 AMA 등의 장치가 개발되었다. 현재, DMD가 약 5% 정도의 광효율을 가지는 것에 비하여 AMA는 10% 이상의 광효율을 얻을 수 있다. 또한, AMA는 입사되는 광속의 극성에 의해 영향을 받지 않을 뿐만 아니라 광속의 극성에 영향을 끼치지 않는다.
통상적으로, AMA 내부에 형성된 각각의 액츄에이터들은 인가되는 화상 신호 및 바이어스 전압에 의하여 발생되는 전계에 따라 변형을 일으킨다. 이 액츄에이터가 변형을 일으킬 때, 액츄에이터의 상부에 장착된 각각의 거울들은 전계의 크기에 비례하여 경사지게 된다.
따라서, 이 경사진 거울들은 광원으로부터 입사된 빛을 소정의 각도로 반사시킬 수 있게 된다. 이 각각의 거울들을 구동하는 액츄에이터의 구성 재료로서 PZT(Pb(Zr, Ti)O3), 또는 PLZT((Pb, La)(Zr, Ti)O3) 등의 압전 세라믹이 이용된다. 또한, 이 액츄에이터의 구성 재료로 PMN(Pb(Mg, Nb)O3) 등의 전왜 세라믹을 이용할 수 있다.
상술한 AMA는 벌크(bulk)형과 박막(thin film)형으로 구분된다. 현재 AMA는 박막형 광로 조절 장치가 주종을 이루는 추세이다. 이 박막형 광로 조절 장치는 본 출원인이 1996년 11월 28일 대한민국 특허청에 특허 출원한 특허 출원 제 96-59191 호(발명의 명칭:광효율을 향상시킬 수 있는 박막형 광로 조절 장치)에 개시되어 있다.
도 1은 본 출원인의 선행 출원에 기재된 박막형 광로 조절 장치의 사시도이고, 도 2 는 도 1의 장치를 A-A' 선으로 자른 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 출원인의 선행 출원에 기재된 박막형 광로 조절 장치는 구동기판(5)과 그 상부에 형성된 액츄에이터(65) 및 거울(60)을 포함한다.
상술한 구동기판(5)은 그 일측 상부에 형성된 드레인 패드(10), 구동기판(5) 및 드레인 패드(10)의 상부에 형성된 보호층(15), 그리고 보호층(15)의 상부에 형성된 식각 방지층(20)을 포함한다.
도 2를 참조하면, 액츄에이터(65)는 식각 방지층(20)중 하부에 드레인 패드(10)가 형성된 부분에 그 일측이 접촉되며, 타측이 에어갭(air gap:28)을 개재하여 식각 방지층(20)과 평행하도록 형성된 멤브레인(membrane:30), 멤브레인(30)의 상부에 형성된 하부전극(35), 하부전극(35)의 상부에 형성된 변형층(40), 변형층(40)의 일측 상부에 형성된 상부전극(45), 변형층(40)의 타측으로부터 하부전극(35), 멤브레인(30), 식각 방지층(20) 및 보호층(15)을 통하여 드레인 패드(10)까지 수직하게 형성된 배전홀(50), 배전홀(50)내에 하부전극(35)과 드레인 패드(10)가 전기적으로 연결되도록 수직하게 형성된 배전체(55), 그리고 멤브레인(30)의 중앙부에 형성된 거울(60)을 포함한다.
이하, 상술한 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3 내지 도 7b는 도 2 에 도시된 장치의 제조 공정도를 도시한 것이다. 도 3 내지 도 7b에 있어서, 도 1 내지 도 2와 동일한 부재들에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용한다.
도 3을 참조하면, M×N개의 MOS(Metal Oxide Semiconductor) 트랜지스터(도시 안됨)가 내장되어 있고, 그 일측 상부에 드레인 패드(10)가 형성되어 있는 구동기판(5)의 상부에 보호층(15)이 형성된다. 보호층(15)은 후속되는 공정동안 트랜지스터가 내장된 구동기판(5)이 손상되는 것을 방지한다.
보호층(15)의 상부에는 식각 방지층(20)이 형성된다. 식각 방지층(20)은 구동기판(5) 및 보호층(15)이 후속되는 식각 공정으로 인하여 손상되는 것을 방지한다.
식각 방지층(20)의 상부에는 희생층(27)이 형성된다. 희생층(27)은 평탄도가 불량하므로 스핀 온 글래스(Spin On Glass:SOG)를 사용하는 방법 또는 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 방법으로 평탄화된다. 희생층(27)중 아래에 드레인 패드(10)가 형성되어 있는 부분이 식각되어 식각 방지층(20)의 일부가 노출된다. 이 노출된 식각 방지층(20)의 상부에는 액츄에이터(65)의 지지부가 형성된다.
도 4를 참조하면, 노출된 식각 방지층(20)과 희생층(27)의 상부에 멤브레인(30)이 형성된다. 멤브레인(30)은 질화물을 저압 화학 기상 증착(LPCVD) 방법으로 형성된다. 멤브레인(30)의 상부에 백금 또는 백금-탄탈륨 등의 금속으로 구성된 하부전극(35)이 형성된다. 하부전극(35)에는 화상 신호가 구동기판(5)에 내장된 트랜지스터로부터 드레인 패드(10)를 경유하여 인가된다.
하부전극(35)의 상부에는 변형층(40)이 형성된다. 변형층(40)은 PZT 또는 PLZT등의 압전물질로 형성되며, 급속 열처리(RTA) 방법으로 상변이된다. 상부전극(45)은 변형층(40)의 상부에 형성된다. 상부전극(45)은 공통 전극으로서 바이어스 전압이 인가된다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 상부전극(45)은 거울상의 'ㄷ'자의 형상을 갖도록 패터닝된다. 다음, 변형층(40)은 상부전극(45)보다 약간 넓은 거울상의 'ㄷ'자의 형상을 갖도록 패터닝된다. 그리고, 하부전극(35)은 변형층(40)보다 약간 넓은 거울상의 'ㄷ'자의 형상을 갖도록 패터닝된다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 변형층(40)중 드레인 패드(10)가 형성된 부분으로부터 하부전극(35), 멤브레인(30), 식각 방지층(20), 그리고 보호층(15)을 순차적으로 식각하여 배전홀(50)을 형성한다. 이 배전홀(50)의 내부에 전기 전도성이 양호한 금속, 예를들어 텅스텐, 백금, 알루미늄, 또는 티타늄 등으로 배전체(55)를 형성한다. 배전체(55)는 하부전극(35)으로부터 드레인 패드(10)의 상부까지 수직하게 형성된다. 따라서, 화상 신호는 구동기판(5)에 내장된 트랜지스터로부터 드레인 패드(10) 및 배전체(55)를 경유하여 하부전극(35)에 인가된다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 멤브레인(27)의 양측 지지부의 연장된 부분은 하부전극(35)보다 약간 넓은 직사각형의 형상을 갖도록 패터닝된다. 이와 일체로 형성된 멤브레인(30)의 중앙부는 사각형 평판 모양을 갖도록 패터닝된다. 이와 같이, 멤브레인(30)이 패터닝된 결과, 희생층(27)의 일부가 노출된다.
멤브레인(30)중 중앙부인 사각형 평판의 상부에 반사성이 우수한 알루미늄을 적층한 후, 사각형 평판 모양을 갖도록 패터닝하여 거울(60)을 형성한다. 이때, 거울(60)은 멤브레인(30)의 중앙부보다 작은 사각형 평판 모양을 갖는다. 거울(60)과 사각형 평판 모양의 멤브레인(30)의 상부에 포토레지스트(도시안됨)를 도포한다. 그리고, 불산 가스로 희생층(27)을 제거하여 에어갭(28)을 형성한 후, 포토레지스트를 제거하고, 세정 및 건조하여 M×N개의 AMA 소자를 완성한다.
상술한 바와같이, 종래의 박막형 광로 조절 장치는 희생층을 제거하여 에어갭을 형성할 때 불산 가스로부터 거울을 보호하기 위하여, 거울에 포토레지스트를 도포하였다.
그러나, 거울에 도포된 포토레지스트는 불산 가스를 완전하게 차단하지 못하기 때문에 포토레지스트를 통과한 소량의 불산 가스가 거울에 도달하는 경우, 거울을 구성하는 알루미늄이 불산에 의해 손상되어 거울이 박리되는 문제점이 발생하였다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 희생층을 제거하여 에어갭을 형성하는 공정에서, 희생층을 제거하는 불산 가스에 의해 거울이 손상되는 것을 방지할 수 있는 박막형 광로 조절 장치와 그 제조 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, M×N(M, N은 정수)개의 트랜지스터가 매트릭스 형태로 내장되고 일측 상부에 드레인 패드가 형성된 구동기판과; 구동기판의 상부에, i)양측 지지부로부터 평행하게 형성된 2개의 직사각형 형상의 암(arm)들 사이에 사각형 평판이 동일 평면상에서 암들과 일체로 형성되어 있는 형상을 가지는 멤브레인, ii) 양측 지지부에서 멤브레인보다 큰 2개의 직사각형 형상의 암들이 형성되어 화상 신호가 인가되는 하부전극, iii) 하부전극의 상부에 형성되어 전계에 따라 변형을 일으키는 변형층 및 iv) 변형층의 상부에 형성되어 바이어스 전압이 인가되는 상부전극, 멤브레인의 사각형 평판의 상부에 형성된 거울을 각기 포함하여 형성된 M×N개의 액츄에이터; 그리고 거울의 상부에 형성되어 후속하는 식각 공정동안 거울이 손상되는 것을 방지하는 보호층을 구비하는 박막형 광로 조절 장치를 제공한다.
본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술되는 발명의 바람직한 실시예로 부터 더욱 명확하게 될 것이다.
도 1은 본 출원인의 선행 출원에 기재된 박막형 광로 조절 장치의 사시도,
도 2는 도 1 의 장치를 A-A' 선으로 자른 단면도,
도 3 내지 도 7 b는 도 2 에 도시된 장치의 제조 공정도,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막형 광로 조절 장치의 사시도,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막형 광로 조절 장치의 단면도,
도 11 내지 도 15b는 도 9 에 도시된 장치의 제조 공정도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
100 : 기판 105 : 드레인 패드
110 : 제 1 보호층 115 : 식각 방지층
117 : 희생층 118 : 에어갭
120 : 멤브레인 125 : 하부전극
130 : 변형층 140 : 상부전극
145 : 배전홀 150 : 배전체
160 : 거울 170 : 액츄에이터
175 : 제 2 보호층
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치를 상세하게 설명한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 다른 박막형 광로 조절 장치의 사시도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막형 광로 조절 장치의 단면도이다.
도 8 및 도 9을 참조하면, 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치는 구동기판(100)과 그 상부에 형성된 액츄에이터(170), 거울(160) 및 보호층(175)을 포함한다.
구동기판(100)은 그 상부에 형성된 드레인 패드(105), 구동기판(100) 및 드레인 패드(105)의 상부에 형성된 제 1 보호층(110), 그리고 제 1 보호층(110)의 상부에 형성된 식각 방지층(115)을 포함한다.
도 9을 참조하면, 액츄에이터(170)는 식각 방지층(115)중 하부에 드레인 패드(105)가 형성된 부분에 그 일측이 접촉되며 타측이 에어갭(118)을 개재하여 식각 방지층(115)과 평행하도록 형성된 멤브레인(120), 멤브레인(120)의 상부에 형성된 하부전극(125), 하부전극(125)의 상부에 형성된 변형층(130), 변형층(130)의 일측 상부에 형성된 상부전극(140), 변형층(130)의 타측으로부터 하부전극(125), 멤브레인(120), 식각 방지층(115) 및 제 1 보호층(110)을 통하여 드레인 패드(105)까지 수직하게 형성된 배전홀(145), 배전홀(145)내에 하부전극(125)과 드레인 패드(105)가 전기적으로 연결되도록 수직하게 형성된 배전체(150), 멤브레인(120)의 중앙부에 형성된 거울(160), 그리고 거울(160)을 덮도록 형성된 제 2 보호층(175)을 포함한다.
도 8을 참조하면, 멤브레인(120)은 양측 지지부로부터 평행하게 형성된 2개의 직사각형 형상의 암(arm)들의 사이에 사각형 평판이 동일 평면상에서 암들과 일체로 형성된다. 멤브레인(120)의 사각형 평판의 상부에는 거울(160)이 형성된다. 따라서, 거울(160)은 사각형 평판 모양을 갖는다. 그리고, 거울(160)을 덮도록 투명한 제 2 보호층(175)이 형성된다.
이하 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 10 내지 도 15b는 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치의 제조 공정도를 도시한 것이다. 도 10 내지 도 15b에 있어서, 도 8 내지 도 9와 동일한 부재들에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용한다.
도 10을 참조하면, M×N(M, N은 정수)개의 MOS 트랜지스터가 매트릭스 형태로 내장되어 있고, 그 일측 상부에 드레인 패드(105)가 형성되어 있는 구동기판(100)의 상부에 제 1 보호층(110)이 형성된다. 제 1 보호층(110)은 인 실리케이트 유리를 화학 기상 증착(CVD) 방법으로 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께로 형성되어, 후속하는 공정동안 트랜지스터가 내장된 구동기판(100)이 손상되는 것을 방지한다.
제 1 보호층(110)의 상부에는 식각 방지층(115)이 형성된다. 식각 방지층(115)은 질화물을 저압 화학 기상 증착(LPCVD) 방법으로 1000∼2000Å 정도의 두께로 형성된다. 식각 방지층(115)은 구동기판(100) 및 보호층(110)이 후속되는 식각 공정으로 인하여 손상되는 것을 방지한다.
식각 방지층(115)의 상부에는 희생층(117)이 형성된다. 희생층(117)은 인 실리케이트 유리를 대기압 화학 기상 증착(APCVD) 방법으로 0.5∼4.0㎛ 정도의 두께로 형성된다. 이때, 희생층(117)은 트랜지스터가 내장된 구동기판(100)의 상부를 덮고 있으므로 그 표면이 평탄하지 못하다. 그러므로, 희생층(117)의 표면은 스핀 온 글래스를 사용하는 방법 및 CMP 방법으로 평탄화된다. 이어서, 희생층(117)중 아래에 드레인 패드(105)가 형성되어 있는 부분을 식각하여 식각 방지층(115)의 일부를 노출시킨다. 이 노출된 식각 방지층(115)의 상부에는 액츄에이터(170)의 지지부가 형성된다.
도 11을 참조하면, 멤브레인(120)은 노출된 식각 방지층(115)과 희생층(117)의 상부에 형성된다. 멤브레인(120)은 질화물을 저압 화학 기상 증착 방법으로 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께로 형성된다. 이어서, 하부전극(125)은 백금 또는 백금-탄탈륨 등의 금속으로 멤브레인(120)의 상부에 형성된다. 하부전극(125)에는 화상 신호가 구동기판(100)에 내장된 트랜지스터로부터 드레인 패드(105)를 통하여 인가된다.
하부전극(125)의 상부에는 변형층(130)이 형성된다. 변형층(130)은 PZT 또는 PZLT 등의 압전물질을 졸-겔(Sol-Gel)법, 스퍼터링 방법, 또는 화학 기상 증착(CVD) 방법으로 0.1∼1.0㎛의 두께로 형성된다. 이어서, 변형층(130)을 급속 열처리 방법으로 열처리하여 상변이 시킨다.
상부전극(140)은 변형층(130)의 상부에 형성된다. 상부전극(140)은 알루미늄, 백금, 또는 은 등을 스퍼터링 방법으로 0.1∼1.0㎛ 두께로 형성되며, 공통전극으로서 바이어스 전압이 인가된다. 따라서, 하부전극(125)에 화상 신호가 인가되고 상부전극(140)에 바이어스 전압이 인가되면, 상부전극(140)과 하부전극(125)의 사이에 전계가 발생하며, 이 전계의 크기에 비례하여 변형층(130)이 변형을 일으킨다.
도 12a 및 도 12b를 참조하면, 제 1 포토레지스트(도시안됨)는 스핀 코팅 방법으로 상부전극(140)의 상부에 도포된 후, 상부전극(140)이 거울상의 'ㄷ'자의 형상을 갖도록 패터닝된다.
이어서, 제 1 포토레지스트가 제거된 후, 제 2 포토레지스트(도시안됨)는 패터닝된 상부전극(140) 및 변형층(130)의 상부에 스핀 코팅 방법으로 도포된다. 변형층(130)은 상부전극(140)보다 약간 넓은 거울상의 'ㄷ'자를 갖도록 패터닝된다.
계속하여, 제 2 포토레지스트가 제거된 후, 제 3 포토레지스트(도시안됨)는 상부전극(140), 변형층(130) 및 하부전극(125)의 상부에 스핀 코팅 방법으로 도포된다. 하부전극(125)은 변형층(130)보다 약간 넓은 거울상의 'ㄷ'자의 형상을 갖도록 패터닝된다.
도 13a 및 도 13b를 참조하면, 배전홀(145)은 변형층(130)중 아래에 드레인 패드(105)가 형성된 부분으로부터 하부전극(125), 멤브레인(130), 식각 방지층(115), 그리고 제 1 보호층(110)을 차례로 식각하여 형성된다.
배전체(150)는 배전홀(145)의 내부에 텅스텐, 백금, 알루미늄, 또는 티타늄 등의 금속을 스퍼터링 방법으로 형성된다. 배전체(150)는 배전홀(145)의 내부에 전기 전도성이 좋은 금속, 예를들어 텅스텐, 백금 또는 티타늄 등의 금속을 스퍼터링 방법으로 형성된다. 배전체(150)는 드레인 패드(105)와 하부전극(125)을 전기적으로 연결하는 것으로, 배전홀(145)내에서 하부전극(125)으로부터 드레인 패드(105)의 상부까지 수직으로 형성된다. 따라서, 화상 신호는 구동기판(100)에 내장된 트랜지스터로부터 드레인 패드(105) 및 배전체(150)를 경유하여 하부전극(125)에 인가된다. 그리고, 제 3 포토레지스트는 제거된다.
도 14a 및 도 14b를 참조하면, 제 4 포토레지스트(도시안됨)는 패터닝된 하부전극(125) 및 배전홀(145)의 상부에 스핀 코팅 방법으로 도포된다. 그리고, 제 4 포토레지스트는 멤브레인(120)의 양측 지지부로부터 연장된 부분은 하부전극(125)보다 약간 넓은 직사각형의 형상을 가지며, 멤브레인(120)의 중앙부는 사각형 평판의 모양을 갖도록 패터닝된다. 이때, 멤브레인(120)의 양측 지지부로부터 연장된 부분과 중앙부의 사각형 평판은 동일 평면상에서 일체로 형성된 모양을 갖는다. 즉, 도 14b에 도시된 바와같이 멤브레인(120)은 양측 지지부로부터 직사각형 형상의 암들이 형성되고, 이러한 암들 사이에 암들보다 넓은 면적을 갖는 사각형 평판이 형성된다. 이어서, 제 4 포토레지스트는 제거된다. 이와 같이, 멤브레인(120)이 패터닝된 결과, 희생층(117)의 일부가 노출된다.
도 15a 및 도 15b를 참조하면, 제 5 포토레지스트(도시안됨)가 노출된 희생층(117)의 상부 및 멤브레인(120)의 상부에 스핀 코팅 방법으로 도포된다. 제 5 포토레지스트는 멤브레인(120)중 중앙부인 사각형 평판보다 작은 사각형이 노출되도록 패터닝된다. 이어서, 거울(160)은 사각형 모양이 노출된 멤브레인(120)의 상부에 형성된다. 이때, 거울(160)은 알루미늄을 0.3∼2.0㎛ 정도의 두께로 스퍼터링 방법에 의해 형성된다.
계속하여, 제 5 포토레지스트는 제거된다. 그리고, 제 2 보호층(175)은 멤브레인(120)의 상부에 형성된 거울(160)을 덮으며 형성된다. 이때, 제 2 보호층(175)은 질화물을 100∼200Å 정도의 두께로 플라즈마 여기 화학 기상 증착(PECVD) 방법으로 형성되며, 후속하는 희생층 제거 공정에서 사용되는 불산 가스로 인해 거울(160)이 손상되는 것을 방지한다. 또한, 제 2 보호층(175)은 광학적으로 투명하기 때문에 거울(160)의 반사도를 저하시키지 않는다.
이어서, 제 6 포토레지스트(도시안됨)는 멤브레인(120), 하부전극(125), 변형층(130), 상부전극(140) 및 제 2 보호층(175)을 포함하는 액츄에이터(170)의 노출된 표면을 덮도록 도포된다. 다음, 희생층(117)은 불산 가스로 인하여 제거되어 에어갭(118)을 형성한다. 이때, 보호층(175)은 제 6 포토레지스트를 투과한 불산 가스로 부터 거울이 손상되는 것을 방지한다. 이와 같이, 희생층(117)이 제거되어 에어갭(118)이 형성되면, 제 6 포토레지스트를 제거하고 세정 및 건조하여, M×N개의 AMA소자를 완성한다.
계속하여, 저항컨택(도시안됨)은 구동기판(100)의 하단에 크롬, 니켈, 또는 금등의 금속을 스퍼터링 방법 또는 증착 방법으로 형성된다.
그리고, 상부전극(140)에 공통 전압인 바이어스 전압을 인가하고, 하부전극(125)에 화상 신호를 인가하기 위한 TCP(Tape Carrier Package) 본딩(bonding)을 대비하여 구동기판(100)을 자른다. 이대, 후속되는 공정을 대비하여 구동기판(100)을 소정의 두께까지만 잘라낸다. 이어서, AMA 패널(pannel)의 패드(pad:도시안됨)와 TCP의 패드(도시안됨)를 연결하여 박막형 AMA 모듈(module)의 제조를 완성한다.
상술한 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치의 동작을 보면, 바이어스 전압이 TCP의 패드 및 AMA 패널의 패드를 경유하여 상부전극(140)에 전달된다. 이와 동시에, 화상 신호는 TCP의 패드 및 AMA 패널의 패드를 경유하여 구동기판(100)에 내장된 트랜지스터와 드레인 패드(105) 및 배전체(150)를 통하여 하부전극(125)에 전달된다. 따라서, 상부전극(140)과 하부전극(125) 사이에 전계가 발생하며, 이러한 전계의 크기에 비례하여 변형층(130)은 변형을 일으킨다.
변형층(130)은 전계에 대하여 수직한 방향으로 수축하며, 변형층(130) 및 멤브레인(120)을 포함하는 액츄에이터(170)는 소정의 각도로 휘어진다. 거울(160)은 멤브레인(120)의 상부에 형성되어 있으므로 액츄에이터(170)와 같은 각도로 휘어진다. 따라서, 거울(160)은 입사되는 광속을 소정의 각도로 반사하며, 반사된 광속은 슬릿을 통과하여 스크린에 투영되어 화상을 맺게된다.
상술한 바와같이 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치와 그 제조 방법은 희생층을 제거하여 에어갭을 형성하는 공정에서 희생층을 제거하는 불산 가스에 의해 거울이 손상되는 것을 방지할 수 있으므로 제조비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
상술한 바와같이, 본 발명에 대해 첨부된 도면을 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (8)

  1. M×N(M, N은 정수)개의 트랜지스터가 매트릭스 형태로 내장되고 일측 상부에 드레인 패드(105)가 형성된 구동기판(100)과;
    상기 구동기판(100)의 상부에, i)양측 지지부로부터 평행하게 형성된 2개의 직사각형 형상의 암(arm)들 사이에 사각형 평판이 동일 평면상에서 상기 암들과 일체로 형성되어 있는 형상을 가지는 멤브레인(120), ii) 상기 양측 지지부에서 상기 멤브레인(120)보다 큰 2개의 직사각형 형상의 암들이 형성되어 화상 신호가 인가되는 하부전극(125), iii) 상기 하부전극(125)의 상부에 형성되어 전계에 따라 변형을 일으키는 변형층(130) 및 iv) 상기 변형층(130)의 상부에 형성되어 바이어스 전압이 인가되는 상부전극(140), 상기 멤브레인(120)의 사각형 평판의 상부에 형성된 거울(160)을 각기 포함하여 형성된 M×N개의 액츄에이터(170); 그리고
    상기 거울(160)의 상부에 형성되어 후속하는 식각 공정동안 상기 거울(160)이 손상되는 것을 방지하는 보호층(175)을 구비하는 박막형 광로 조절 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 액츄에이터(170)는 상기 변형층(130)로부터 상기 하부전극(125)과 상기 멤브레인(120)을 통하여 상기 드레인 패드(105)까지 수직하게 형성된 배전홀(145)과 상기 배전홀(145)내에 상기 하부전극(125)과 드레인 패드(105)가 전기적으로 연결되도록 수직하게 형성된 배전체(150)을 더 포함하는 것을 특징을 하는 박막형 광로 조절 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 보호층(175)을 광투과성 및 내식각성 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 박막형 광로 조절 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 보호층(175)이 질화물을 플라즈마 여기 화학 기상 증착방법에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 박막형 광로 조절 장치.
  5. M×N(M, N은 정수)개의 트랜지스터가 매트릭스 형태로 내장되고 일측 상부에 드레인 패드(105)를 포함하는 구동기판(100)을 제공하는 단계;
    상기 구동기판(100)의 일측 상부에 희생층(117)을 형성하는 단계;
    상기 희생층(117)중 상기 드레인 패드(105)가 형성되어 있는 부분을 식각하여 식각 방지층(115)의 일부를 노출시키는 단계;
    상기 노출된 식각 방지층(115)과 상기 희생층(117)의 상부에 멤브레인(120), 하부전극(125), 변형층(130) 및 상부전극(140)을 순차적으로 형성하여 액츄에이터(170)를 형성하는 단계;
    상기 상부전극(140), 상기 변형층(130), 상기 하부전극(125)이 거울상의 'ㄷ'자 형상을 갖도록 패터닝하는 단계;
    상기 멤브레인(120)이 양측 지지부로부터 평행하게 형성된 2개의 직사각형 암들 사이에 사각형 평판이 동일 평면상에서 일체로 형성되어 있는 형상을 갖도록 패터닝하는 단계;
    상기 멤브레인(120)의 사각형 평판의 상부에 거울(160)을 형성하는 단계;
    상기 거울(160)을 후속하는 식각 공정동안 보호하기 위한 보호층(175)을 형성하는 단계;
    상기 희생층(117)을 불산 가스로 제거하여 에어갭(118)을 형성하는 단계를 포함하는 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 거울(160)을 알루미늄으로 형성하는 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 보호층(175)을 투명한 질화물로 형성하는 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 보호층(175)을 플라즈마 여기 화학 기상 증착(PECVD) 방법으로 100∼200Å의 두께로 형성하는 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법.
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