KR100288131B1 - Polysilicon structure layer of rocker arm type and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A polysilicon structure layer of a rocker arm type and a fabrication method thereof is provided to simplify a process and improve a durability of a small digital micro mirror apparatus by manufacturing the digital micro mirror apparatus without providing a hinge structure. CONSTITUTION: After forming a nitride layer(2) on the substrate(1), the nitride layer is patterned to form a recess(10) on the substrate. A first polycrystalline silicon layer(3) is formed and patterned on the patterned nitride layer. A first oxide layer(4) is formed on the first polycrystalline silicon layer, The first oxide layer is patterned to form a protrusion(30) of a rocker arm. The oxide layer is patterned to a recess on the substrate. The recess is formed on the substrate by etching the substrate. A second oxide layer(5) is formed into the recess. A second polycrystalline silicon layer(6) is formed on the second oxide layer and patterned. The rocker arm structure(20) is completed by etching the first and the second oxide layer.

Description

로커-암 타입의 다결정실리콘 구조층 및 그 제조 방법Rocker-arm type polysilicon structure layer and its manufacturing method

본 발명은 다결정실리콘 구조층 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 실리콘 에칭 공정에 의하여 실리콘 기판층에 형성된 요홈에 의하여 지지되어 상하로 흔들리는 로킹 운동을 할 수 있는 다결정실리콘층의 로커-암을 포함하는 것을 특징으로 하는 로커-암 타입의 다결정실리콘 구조층 및 그 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polysilicon structure layer and a method of manufacturing the same, and in particular, comprising a rocker-arm of a polysilicon layer capable of rocking movement up and down supported by grooves formed in a silicon substrate layer by a silicon etching process. The present invention relates to a rocker-arm type polycrystalline silicon structure layer and a method of manufacturing the same.

실리콘 기판상에 전도성이 큰 다결정실리콘을 증착하여 패터닝하고 식각하는 등의 반도체 제조 기술에 의하여 형성되는 다결정실리콘 구조층은 특히, 마이크로머시닝 시스템이라고도 불리우는 미세기계시스템을 제조하는데 이용된다.Polycrystalline silicon structure layers formed by semiconductor fabrication techniques, such as by depositing, patterning and etching highly conductive polycrystalline silicon on a silicon substrate, are particularly used for producing micromechanical systems, also called micromachining systems.

도1은 본 발명과 비교할 수 있는 종래 기술에 의한 외팔보 구조의 다결정실리콘 구조층의 정면도이다.1 is a front view of a polysilicon structure layer of a cantilever structure according to the prior art, which can be compared with the present invention.

도1a에서 보이는 바와 같이, 종래 기술에 의한 외팔보 구조의 다결정실리콘 구조층은 지지대가 고정되어 있다. 따라서, 구조층 간의 접촉을 위하여는 도1b 또는 도1c와 같이 외팔보 구조가 굽어져야 하고, 이를 구동하기 위하여 수십 볼트의 구동 전압을 필요로 하므로 미세기계시스템에 필요한 CMOS 구동 회로에 적합하지 않는 단점이 있다.As shown in Fig. 1A, the support for the polysilicon structure layer of the cantilever structure according to the prior art is fixed. Therefore, the cantilever structure must be bent as shown in FIG. 1B or 1C for contact between the structure layers, and a driving voltage of several tens of volts is required for driving the structure layer, which is not suitable for a CMOS driving circuit required for a micromechanical system. have.

본 발명은 이러한 미세기계시스템을 구현하는 다결정실리콘 구조층에서도 특히, 실리콘 기판층에 형성된 요흠에 의하여 지지되어 상하로 흔들리는 로킹 운동을 할 수 있는 다결정실리콘층의 로커-암을 포함하는 다결정실리콘 구조층 및 그 제조 방법을 제공하고자 한다.The present invention also provides a polysilicon structure layer including a rocker-arm of a polysilicon layer capable of rocking movement up and down, supported by a recess formed in the silicon substrate layer, even in the polycrystalline silicon structure layer implementing such a micromechanical system. And to provide a method of manufacturing the same.

본 발명에서 제안하는 로커-암 타입의 다결정실리콘 구조층은 디지털마이크로미러 장치에 응용될 수 있다.The rocker-arm type polysilicon structure layer proposed in the present invention can be applied to a digital micromirror device.

종래의 디지털마이크로미러 장치의 디지털마이크로미러 어레이가 HDTV용 화면 표시 장치로 사용되도록 개발되었는데, 단일의 디지털마이크로미러는 마이크로미터 단위의 가로 세로 길이의 크기를 가지며 거울의 바닦에 제작된 CMOS SRAM에 쓰여진 '0' 또는 '1'의 정보로 왼쪽 또는 오른쪽으로 기울이게 하여서 거울에 입사된 RGB 광선을 대형 화면에 선택적으로 반사시킬수 있는 장치이다. 이러한 디지털마이크로미러 어레이 장치를 사용하면 LCD에 비하여 화면이 밝을 뿐만 아니라, 구동 전압이 5V로 작고 대형 화면에 적합하다.A digital micromirror array of a conventional digital micromirror device was developed to be used as a display device for an HDTV. A single digital micromirror has a size of micrometers and widths and is written in a CMOS SRAM manufactured at the bottom of a mirror. By tilting left or right with information of '0' or '1', the device can selectively reflect the RGB light incident on the mirror on the large screen. The digital micromirror array device is not only brighter than LCD, but also has a small driving voltage of 5V and is suitable for large screens.

종래의 디지털마이크로미러 장치는 거울면을 왼쪽 또는 오른쪽으로 기울이게 하기 위하여 거울면을 지지하는 힌지 구조를 필요로 한다. 이러한 힌지 구조는 디지털마이크로미러의 내구성을 떨어뜨리는 가장 큰 요인으로 작용한다.Conventional digital micromirror devices require a hinge structure that supports the mirror surface to tilt the mirror surface left or right. This hinge structure is a major factor in the durability of the digital micromirror.

본 발명에서는 실리콘 기판층에 형성된 요흠에 의하여 지지되어 상하로 흔들리는 로킹 운동을 할 수 있는 다결정실리콘층의 로커-암을 포함하는 다결정실리콘 구조층을 제공하여 작은 구동 전압에서도 용이하게 구동할 수 있도록 하여 미세기계시스템에 적합하게 하기 위한 것이다.The present invention provides a polysilicon structure layer including a rocker-arm of a polysilicon layer that is supported by a recess formed in the silicon substrate layer and can rock up and down, so that it can be easily driven even at a small driving voltage. It is intended to be suitable for micromechanical systems.

본 발명에서는 미세기계시스템으로 힌지 구조가 없는 디지털마이크로미터 장치를 구현하여 종래의 디지털마이크로미터 장치보다 내구성이 우수하고 제조 공정을 간소화할 수 있는 로커-암 타입의 다결정실리콘 구조층을 제공하고자 한다.The present invention is to provide a rocker-arm type polysilicon structure layer that is more durable than the conventional digital micrometer device by implementing a digital micrometer device without a hinge structure as a micromechanical system and can simplify the manufacturing process.

본 발명은 또한 종래의 디지털마이크로미터 장치보다 더 작은 크기를 가지고 구동 전압이 더 작은 디지털마이크로미터 장치를 구현하는데 응용될 수 있는 로커-암 타입의 다결정실리콘 구조층을 제공하고자 한다.The present invention also provides a rocker-arm type polysilicon structure layer that can be applied to implement a digital micrometer device having a smaller size and smaller driving voltage than a conventional digital micrometer device.

본 발명의 또 다른 목적은 상기한 로커-암 타입의 다결정실리콘 구조층의 제조 방법을 제공하는데 있다.It is still another object of the present invention to provide a method for producing a rocker-arm type polycrystalline silicon structure layer.

제1도는 본 발명과 비교할 수 있는 종래 기술에 의한 외팔보 구조의 다결정실리콘 구조층의 정면도.1 is a front view of a polysilicon structure layer of the cantilever structure according to the prior art, which can be compared with the present invention.

제2도는 본 발명에 의한 로커-암 타입의 다결정실리콘 구조층의 평면도.2 is a plan view of a rocker-arm type polysilicon structure layer according to the present invention.

제3도는 제1도에 도시된 본 발명에 의한 로커-암 타입의 다결정실리콘 구조층의 AA' 단면의 정면도.FIG. 3 is a front view of the AA 'cross section of the rocker-arm type polysilicon structure layer according to the present invention shown in FIG.

제4도는 본 발명에 의한 로커-암 타입의 다결정실리콘 구조의 작동 상태도.4 is an operational state diagram of a rocker-arm type polysilicon structure according to the present invention.

제5도는 본 발명에 의한 로커-암 타입의 다결정실리콘 구조의 제조 방법의 공정도.5 is a flow chart of a method for producing a rocker-arm type polycrystalline silicon structure according to the present invention.

제6도는 제5도에 도시된 제조 공정에 사용된 마스크 패턴.6 is a mask pattern used in the manufacturing process shown in FIG.

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

1 : 실리콘 기판 2 : 질화막1: silicon substrate 2: nitride film

3 : 제1다결정실리콘층 4 : 제1산화막3: first polysilicon layer 4: first oxide film

5 : 제2산화막 6 : 제2다결정실리콘층5: second oxide film 6: second polycrystalline silicon layer

7 : 금속막 10 : 요홈7: metal film 10: groove

20 : 로커-암 30 : 돌출부20: rocker-arm 30: protrusion

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 로커-암 타입의 다결정실리콘 구조층은 실리콘 기판층에 형성된 요홈; 및 상기 요홈에 의하여 지지되어 상하로 흔들리는 로킹 운동을 할 수 있는 다결정실리콘층의 로커-암을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the object as described above, the rocker-arm type polysilicon structure layer according to the present invention comprises a groove formed in the silicon substrate layer; And a rocker-arm of a polysilicon layer that is supported by the groove and capable of rocking up and down.

또한, 본 발명에 의한 로커-암 타입의 다결정실리콘 구조층의 제조 방법은, 실리콘 기판에 질화막층을 형성하는 제1단계; 상기 제1단계에서 형성된 질화막에 제1다결정실리콘층을 형성하고, 상기 제1다결정실리콘층에 요홈 부위를 패터닝하는 제2단계; 상기 제2단계에서 패터닝된 제1다결정실리콘층에 제1산화막층을 형성하는 제3단계; 로커-암의 돌출부를 형성하기 위하여 제1산화막층을 패터닝하는 제4단계; 실리콘 기판에 요홈을 형성하기 위하여 상기 제1산화막층의 요홈 부위를 패터닝하는 제5단계; 실리콘 기판을 에칭하여 실리콘 기판에 요홈을 형성하는 제6단계; 상기 제6단계에서 요홈이 형성된 구조층에 제2산화막을 형성하는 제7단계; 상기 제7단계에서 제2산화막층이 형성된 구조층에 제2다결정실리콘층을 형성하는 제8단계; 상기 제8단계에서 형성된 제2다결정실리콘 구조층을 패터닝하는 제9단계; 및 상기 제9단계를 거친 구조층에서 제1산화막층과 제2산화막층을 희생 에칭으로 제거하여 로커-암 구조를 완성하는 제10단계를 포함하는 것임을 특징으로 한다.In addition, the method for producing a rocker-arm type polysilicon structure layer according to the present invention includes a first step of forming a nitride film layer on a silicon substrate; A second step of forming a first polycrystalline silicon layer on the nitride film formed in the first step and patterning a recessed portion in the first polycrystalline silicon layer; A third step of forming a first oxide layer on the first polysilicon layer patterned in the second step; Patterning the first oxide layer to form protrusions of the rocker-arm; A fifth step of patterning groove portions of the first oxide layer to form grooves in the silicon substrate; Etching the silicon substrate to form grooves in the silicon substrate; A seventh step of forming a second oxide film on the structure layer in which the groove is formed in the sixth step; An eighth step of forming a second polysilicon layer on the structure layer on which the second oxide film layer is formed in the seventh step; A ninth step of patterning the second polysilicon structure layer formed in the eighth step; And a tenth step of completing the rocker-arm structure by removing the first oxide layer and the second oxide layer by sacrificial etching from the structure layer having undergone the ninth step.

이하에서 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 의한 로커-암 타입의 다결정실리콘 구조층 및 그 제조 방법을 상세하게 설명한다.Hereinafter, a rocker-arm type polycrystalline silicon structure layer and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도2는 본 발명에 의한 로커-암 타입의 다결정실리콘 구조층에서 제1산화막층(4) 및 제2산화막(5)이 희생 에칭되기 전의 평면도이고, 도3은 도2에 도시된 본 발명에 의한 로커-암 타입의 다결정실리콘 구조층의 AA' 단면의 정면도이다. 도4는 본 발명에 의한 로커-암 타입의 다결정실리콘 구조의 작동 상태도이다.FIG. 2 is a plan view before the first oxide layer 4 and the second oxide layer 5 are sacrificially etched in the rocker-arm type polysilicon structure layer according to the present invention, and FIG. 3 is the present invention shown in FIG. Is a front view of the AA 'cross section of the rocker-arm type polysilicon structure layer. 4 is an operational state diagram of a rocker-arm type polycrystalline silicon structure according to the present invention.

도4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 다결정실리콘 구조층은 실리콘 기판(1)을 에칭하여 형성된 요홈(10)과 요홈(10)에 걸려있고 요홈(10)에 지지되어 상하로 흔들리는 로킹 운동을 하는 로커-암(20)을 필수적인 구성 요소로 한다. 상기 로커-암(20)은 제2다결정실리콘층(6)으로 형성된 것이고, 필요에 따라서 예를 들어서 디지털마이크로미러를 구현하기 위하여 금속막(7)이 상기 제2다결정실리콘층 위에 형성되기도 한다.As shown in FIG. 4, the polysilicon structure layer according to the present invention is locked by a groove 10 formed by etching the silicon substrate 1 and the groove 10, and supported by the groove 10 to swing up and down. The rocker-arm 20 to be made an essential component. The rocker-arm 20 is formed of the second polycrystalline silicon layer 6, and, if necessary, a metal film 7 may be formed on the second polycrystalline silicon layer, for example, to implement a digital micromirror.

실리콘 기판(1)위에 형성된 질화막(2)은 절연체로서 역할을 하며, 상기 질화막(2)위에 형성된 제1다결정실리콘층(3)과 로커-암을 형성하는 제2다결정실리콘층(6)이 평판 캐패시터를 구성한다.The nitride film 2 formed on the silicon substrate 1 serves as an insulator, and the first polycrystalline silicon layer 3 formed on the nitride film 2 and the second polycrystalline silicon layer 6 forming the rocker-arm are flat plates. Configure the capacitor.

제1다결정실리콘층(3)에 적당한 전원을 인가하면 제2다결정실리콘층(6)에 의한 로커-암(20)을 피봇으로 하여 미러판이 상하로 흔들리도록 구동할 수 있다.When a suitable power source is applied to the first polysilicon layer 3, the rocker-arm 20 by the second polysilicon layer 6 is pivoted so that the mirror plate can be driven to swing up and down.

도4에 도시된 다결정실리콘 구조층이 디지털마이크로미러에 응용되면, 로커-암(20)이 상하로 흔들리는 로킹 운동에 의하여 디지털마이크로미러를 왼쪽 또는 오른쪽으로 기울이게 할 수 있으므로 거울에 입사된 RGB 광선을 대형 화면에 선택적으로 반사시킬 수 있다.When the polysilicon structure layer shown in Fig. 4 is applied to the digital micromirror, the rocker-arm 20 can tilt the digital micromirror to the left or the right by the rocking motion of shaking up and down. It can be selectively reflected on a large screen.

이때 본 발명에 의한 구조에서는 로커-암이 요홈에 의하여 지지되므로 거울면을 지지하기 위한 별도의 힌지 구조가 필요없다. 본 발명에 의한 구조에서는, 별도의 힌지 구조가 없이도 로커-암이 상하로 로킹 운동을 할 때 미러판이 실리콘 기판으로부터 분리되지 않도록 요홈이 로커-암을 지지한다. 이를 위하여, 본 발명에 의한 구조층에서 실리콘 기판상의 요홈의 모양은 도3에 도시된 바와 같이, 실리콘 기판의 상층부로 갈수록 좁아져서 로커-암은 실리콘 기판의 표면의 요홈 모서리에 의하여 이탈되지 않고 지지된다.At this time, since the rocker-arm is supported by the groove in the structure according to the present invention, a separate hinge structure for supporting the mirror surface is not necessary. In the structure according to the present invention, the groove supports the rocker-arm so that the mirror plate is not separated from the silicon substrate when the rocker-arm moves up and down without a separate hinge structure. To this end, the shape of the groove on the silicon substrate in the structural layer according to the present invention is narrowed toward the upper layer of the silicon substrate, as shown in Fig. 3 so that the rocker-arm is supported without being separated by the groove edge of the surface of the silicon substrate. do.

또한 구동 전원은 1V 정도로서 종래의 디지털마이크로미러에서의 5V보다 작아서 구동 회로를 간편화할 수 있는 장점이 있다.In addition, the driving power supply is about 1V, which is smaller than 5V in the conventional digital micromirror, thereby simplifying the driving circuit.

또한, 본 발명에 의한 로커-암 타입의 다결정실리콘 구조층은 상기한 바와 같은 로커-암(20)의 로킹 운동시 전극들이 단락(short)되는 것을 방지하기 위한 돌출부(30)를 포함한다.In addition, the rocker-arm type polysilicon structure layer according to the present invention includes a protrusion 30 for preventing the electrodes from shorting during the locking motion of the rocker-arm 20 as described above.

도5는 디지털마이크로미러로서 구현되는 본 발명에 의한 로커-암 타입의 다결정실리콘 구조층의 제조 방법의 공정도이고, 도6는 도5에 도시된 제조 공정에 사용된 마스크 패턴이다.FIG. 5 is a process diagram of a method of manufacturing a rocker-arm type polysilicon structure layer according to the present invention embodied as a digital micromirror, and FIG. 6 is a mask pattern used in the fabrication process shown in FIG.

도5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 로커-암 타입의 다결정실리콘 구조층은 실리콘 기판(1)에 질화막(2)을 형성하고 나중에 실리콘 기판(1)을 에칭하여 요홈을 형성하기 위하여 상기 질화막(2)을 패터닝하는 제1단계(도5a)로부터 시작된다. 이 때 상기 질화막(2)을 패터닝하는데 사용된 마스크 패턴이 도6a에 도시되어 있다.As shown in Fig. 5, the rocker-arm type polysilicon structure layer according to the present invention forms the nitride film 2 on the silicon substrate 1 and later etches the silicon substrate 1 to form grooves. It begins with the first step of patterning the nitride film 2 (Fig. 5A). The mask pattern used to pattern the nitride film 2 at this time is shown in Fig. 6A.

그런 다음, 상기 제1단계에서 형성되고 패터닝된 질화막(2)에 제1다결정실리콘층(3)을 형성하고 전도성 물질로 도핑한 후 패터닝한다 (제2단계: 도5b). 이 때 상기 제1다결정실리콘층(3)을 패터닝하는데 사용된 마스크 패턴이 도6b에 도시되어 있다.Then, the first polysilicon layer 3 is formed on the patterned nitride film 2 formed in the first step, doped with a conductive material, and patterned (second step: FIG. 5B). The mask pattern used to pattern the first polysilicon layer 3 at this time is shown in FIG. 6B.

상기 제2단계에서 패터닝된 제1다결정실리콘층(3)에 제1산화막층(4)을 형성하고(제3단계: 도5c), 상기 제3단계에서 형성된 제1산화막층(4)을 평평하게 하고(도5d) 로커-암의 돌출부(30)를 형성하기 위하여 제1산화막층(4)을 패터닝한다(제4단계: 도5e). 이 때 상기 제1산화막층(4)을 패터닝하는데 사용된 마스크 패턴이 도6c에 도시되어 있다.A first oxide layer 4 is formed on the first polysilicon layer 3 patterned in the second step (Step 3: FIG. 5C), and the first oxide layer 4 formed in the third step is flattened. (Fig. 5D) and patterning the first oxide layer 4 to form the protrusion 30 of the rocker-arm (fourth step: Fig. 5E). The mask pattern used to pattern the first oxide layer 4 at this time is shown in Fig. 6C.

나중에 실리콘 기판(1)을 에칭하여 요홈을 형성하기 위하여 상기 제1산화막층(4)을 패터닝한다(제5단계: 도5f). 이 때 상기 제1산화막층(4)은 상기 질화막층(2)을 패터닝하는데 사용된 것과 동일한 마스크 패턴(도6a)을 사용한다.Later, the first oxide film layer 4 is patterned to etch the silicon substrate 1 to form grooves (fifth step: Fig. 5F). At this time, the first oxide layer 4 uses the same mask pattern as that used to pattern the nitride layer 2 (FIG. 6A).

실리콘 기판(1)을 에칭하여 실리콘 기판(1)에 요홈(10)을 형성한다(제6단계:도5g). 이 때 실리콘 기판(1)의 에칭은 건식 식각 방법인 플라즈마 에칭 기법을 사용하는 것이 바람직하다. 형성된 요홈(10)은 실리콘 기판(1)의 표면으로 갈수록 좁아져서 실리콘 기판(1)의 표면의 요홈 모서리에 의하여 로커-암(20)을 지지하기에 용이한 모양을 가진다.The silicon substrate 1 is etched to form grooves 10 in the silicon substrate 1 (Sixth Step: Fig. 5G). At this time, the etching of the silicon substrate 1 is preferably used a plasma etching technique which is a dry etching method. The formed groove 10 is narrowed toward the surface of the silicon substrate 1 to have an easy shape for supporting the rocker-arm 20 by the groove edge of the surface of the silicon substrate 1.

상기 제6단계에서 요홈이 형성된 구조층에 제2산화막(5)을 형성한다(제7단계: 도5h).In the sixth step, the second oxide film 5 is formed on the structure layer in which the recess is formed (step 7: FIG. 5H).

상기 제7단계에서 제2산화막층(5)이 형성된 구조층에 제2다결정실리콘층(6)을 형성하고 전도성 물질로 도핑하고(제8단계: 도5i), 디지털마이크로미러로서 구현하기 위하여, 금속막층(7)을 형성한다(제9단계: 도5j).In order to form the second polysilicon layer 6 on the structure layer on which the second oxide layer 5 is formed in the seventh step, doping with a conductive material (step 8: FIG. 5i), and implementing it as a digital micromirror, The metal film layer 7 is formed (ninth step: Fig. 5J).

상기 제8단계에서 형성된 제2다결정실리콘층(6)과 금속막층(7)을 패터닝한다(제10단계: 도5k). 이 때 사용된 마스크 패턴이 도6d에 도시되어 있다.The second polysilicon layer 6 and the metal film layer 7 formed in the eighth step are patterned (step 10: FIG. 5K). The mask pattern used at this time is shown in Fig. 6D.

상기 제10단계를 거친 구조층에서 제1산화막층(4)과 제2산화막층(5)을 희생 에칭으로 제거하여 로커-암(20) 및 돌출부(30) 구조를 완성한다(제11단계: 도5l).The first oxide layer 4 and the second oxide layer 5 are removed by sacrificial etching from the structure layer having undergone the tenth step to complete the rocker-arm 20 and the protrusions 30 (step 11: 5l).

완성된 로커-암의 다결정실리콘 구조층에서 제1다결정실리콘층(3)에 전원을 인가하여 구동할 수 있는데, 그 일예가 도6b에 도시되어 있다. 도6b에 도시된 바와 같이 제1다결정실리콘층(3)의 양전극, 음전극에 전원을 인가하면, 도6d에 도시된 바와 같은 제2다결정실리콘층(6) 및 금속막층(7)을 구동할 수 있다.In the polycrystalline silicon structure layer of the completed rocker-arm, the first polycrystalline silicon layer 3 can be driven and driven, an example of which is shown in Fig. 6B. As shown in FIG. 6B, when power is applied to the positive electrode and the negative electrode of the first polysilicon layer 3, the second polysilicon layer 6 and the metal film layer 7 may be driven as shown in FIG. 6D. have.

도6b에 도시된 바와 같이, 제1다결정실리콘층(3)에는 양전극, 음전극의 그라운드로 사용될 수 있는 전극(GND)이외에 그라운드로 사용될 수 있는 또 다른 전극(GND')이 있는데, 이러한 여분의 전극은 장치의 구동에 불필요한 스트레이 전하를 없애는 또 다른 그라운드 전극(GND')으로 사용될 수도 있다.As shown in FIG. 6B, the first polysilicon layer 3 has another electrode GND 'which can be used as ground, in addition to the electrode GND which can be used as the ground of the positive electrode and the negative electrode. Silver may also be used as another ground electrode GND 'that eliminates unnecessary stray charge for driving the device.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 미세기계시스템으로 로커-암 타입의 다결정실리콘 구조층과 그 제조 방법을 제공한다. 본 발명에 의하면, 힌지 구조가 필요없는 디지털마이크로미러 장치를 미세기계시스템으로 구현할 수 있으므로 공정을 간소화할 수 있을 뿐만 아니라, 내구성을 획기적으로 개선할 수 있고, 더 작은 크기를 가지고 구동 전압이 더 작은 디지털마이크로미러 장치를 제조할 수 있다.As described above, the present invention provides a rocker-arm type polycrystalline silicon structure layer and a manufacturing method thereof as a micromechanical system. According to the present invention, a digital micromirror device that does not require a hinge structure can be implemented as a micromechanical system, which not only simplifies the process but also significantly improves durability, has a smaller size, and a smaller driving voltage. Digital micromirror devices can be manufactured.

Claims (8)

실리콘 기판위에 형성된 제1다결정실리콘층과 상기 제1다결정실리콘층과 이격되어 형성되는 제2다결정실리콘층을 포함하는 다결정실리콘 구조층에 있어서, 상기 실리콘 기판층에 형성된 요홈; 및 상기 요홈에 의하여 지지되어 상하로 흔들리는 로킹 운동에 의하여 구조층의 일부분이 상기 제1다결정실리콘층에 접촉하는 상기 제2다결정실리콘층의 로커-암을 포함하는 것을 특징으로 하는 로커-암 타입의 다결정실리콘 구조층.A polysilicon structure layer comprising a first polycrystalline silicon layer formed on a silicon substrate and a second polycrystalline silicon layer formed spaced apart from the first polycrystalline silicon layer, comprising: a groove formed in the silicon substrate layer; And a rocker-arm of the second polycrystalline silicon layer in which a portion of the structural layer contacts the first polycrystalline silicon layer by a rocking motion supported by the groove and shaken up and down. Polycrystalline silicon structure layer. 제1항에 있어서, 상기 요홈은, 실리콘 기판의 상층부로 갈수록 좁아져서 상기 제2다결정실리콘층의 로커-암이 실리콘 기판의 표면의 요홈 모서리에 의하여 이탈되지 않고 지지되는 것임을 특징으로 하는 로커-암 타입의 다결정실리콘 구조층.2. The rocker arm according to claim 1, wherein the groove is narrowed toward the upper layer of the silicon substrate so that the rocker-arm of the second polysilicon layer is supported without being separated by the groove edge of the surface of the silicon substrate. Type polysilicon structure layer. 제1항에 있어서, 상기 구조층은, 상기 제2다결정실리콘층의 로커-암의 하단에 로커-암의 로킹 운동시 상기 제1다결정실리콘층과의 접촉에 의하여 전극이 단락되는 것을 방지하기 위한 돌출부를 포함하는 것임을 특징으로 하는 로커-암 타입의 다결정실리콘 구조층.The method of claim 1, wherein the structure layer is configured to prevent an electrode from being short-circuited by contact with the first polycrystalline silicon layer during the locking motion of the rocker-arm at the bottom of the rocker-arm of the second polycrystalline silicon layer. Rocker-arm type polysilicon structure layer characterized in that it comprises a protrusion. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2다결정실리콘층의 로커-암에 금속막을 형성하여, 상기 제2다결정실리콘 구조층이 디지털마이크로미러 장치로서 구현되는 것임을 특징으로 하는 로커-암 타입의 다결정실리콘 구조층.The rocker according to any one of claims 1 to 3, wherein a metal film is formed on the rocker-arm of the second polycrystalline silicon layer so that the second polycrystalline silicon structure layer is implemented as a digital micromirror device. -Cancer type polycrystalline silicon structure layer. 다결정실리콘 구조층의 제조 방법에 있어서, 절연막에 의하여 실리콘 기판과 절연된 제1다결정실리콘층을 형성하는 단계; 실리콘 기판을 에칭하여 실리콘 기판의 상층부로 갈수록 좁아지는 요홈을 형성하는 단계; 및 상기 요홈에 의하여 지지되는 로커-암 구조의 제2다결정실리콘층을 형성하는 단계를 포함하는 것임을 특징으로 하는 다결정실리콘층 구조층의 제조 방법.A method of manufacturing a polysilicon structure layer, comprising: forming a first polycrystalline silicon layer insulated from a silicon substrate by an insulating film; Etching the silicon substrate to form grooves that narrow toward the upper layer of the silicon substrate; And forming a second polycrystalline silicon layer having a rocker-arm structure supported by the grooves. 제5항에 있어서, 상기 다결정실리콘층 구조층의 제조 방법은, 실리콘 기판에 질화막층을 형성하고 실리콘 기판에 요홈을 형성하기 위하여 상기 질화막을 패터닝하는 제1단계; 상기 제1단계에서 형성되는 패터닝된 질화막에 제1다결정실리콘층을 형성하고 패터닝하는 제2단계; 상기 제2단계에서 패터닝된 제1다결정실리콘층에 제1산화막층을 형성하는 제3단계, 로커-암의 돌출부를 형성하기 위하여 제1산화막층을 패터닝하는 제4단계; 실리콘 기판에 요홈을 형성하기 위하여 상기 제1산화막층을 패터닝하는 제5단계; 실리콘 기판을 에칭하여 실리콘 기판에 요홈을 형성하는 제6단계; 상기 제6단계에서 요홈이 형성된 구조층에 제2산화막을 형성하는 제7단계; 상기 제7단계에서 제2산화막층이 형성된 구조층에 제2다결정실리콘층을 형성하는 제8단계; 상기 제8단계에서 형성된 제2다결정실리콘 구조층을 패터닝하는 제9단계; 및 상기 제9단계를 거친 구조층에서 제1산화막층과 제2산화막층을 희생 에칭으로 제거하여 로커-암 구조를 완성하는 제10단계를 포함하는 것임을 특징으로 하는 로커-암 타입의 다결정실리콘 구조층의 제조방법.The method of claim 5, wherein the method of manufacturing a polysilicon layer structure layer comprises: a first step of forming a nitride film layer on a silicon substrate and patterning the nitride film to form a groove in the silicon substrate; A second step of forming and patterning a first polycrystalline silicon layer on the patterned nitride film formed in the first step; A third step of forming a first oxide layer on the first polysilicon layer patterned in the second step, and a fourth step of patterning the first oxide layer to form a protrusion of the rocker-arm; A fifth step of patterning the first oxide layer to form grooves in a silicon substrate; Etching the silicon substrate to form grooves in the silicon substrate; A seventh step of forming a second oxide film on the structure layer in which the groove is formed in the sixth step; An eighth step of forming a second polysilicon layer on the structure layer on which the second oxide film layer is formed in the seventh step; A ninth step of patterning the second polysilicon structure layer formed in the eighth step; And a tenth step of completing the rocker-arm structure by removing the first oxide layer and the second oxide layer by sacrificial etching from the structure layer having undergone the ninth step. Method of Preparation of Layers. 제6항에 있어서, 상기 제6단계에서 실리콘 기판의 에칭은 건식 식각 방법인 플라즈마 에칭 기법을 사용하는 것임을 특징으로 하는 로커-암 타입의 다결정실리콘 구조층의 제조 방법.7. The method of claim 6, wherein the etching of the silicon substrate in the sixth step uses a plasma etching technique, which is a dry etching method. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다결정실리콘 구조층의 제조 방법은, 상기 제8단계에서 형성된 제2다결정실리콘 구조층 위에 금속층을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 제9단계에서 제2다결정실리콘 구조층과 금속층을 동시에 패터닝한 후, 상기 제10단계에서 제1산화막층과 제2산화막층을 희생 에칭으로 제거함에 의하여 디지털마이크로미러 장치를 구현하는 것임을 특징으로 하는 로커-암 타입의 다결정실리콘 구조층의 제조 방법.The method of claim 5, wherein the manufacturing method of the polycrystalline silicon structure layer further comprises forming a metal layer on the second polycrystalline silicon structure layer formed in the eighth step. And simultaneously patterning the second polysilicon structure layer and the metal layer in the step, and then removing the first oxide layer and the second oxide layer by sacrificial etching in the tenth step to implement the digital micromirror device. Method for producing a polysilicon structure layer of the arm type.
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