KR100859003B1 - 알루미늄 합금을 이용한 광 반사층을 갖는 광변조기 소자및 그 제조 방법 - Google Patents

알루미늄 합금을 이용한 광 반사층을 갖는 광변조기 소자및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

기판; 상기 기판 상에 위치하는 절연층; 중앙 부분이 상기 절연층과의 사이에서 구동 공간을 확보할 수 있도록 소정의 간격으로 이격되어 위치하며 상기 구동 공간을 통하여 상하로 움직일 수 있는 구조물층; 상기 구조물층의 중앙 부분 상에 위치하며, 입사광을 반사 또는 회절시키는 알루미늄 합금을 재료로 하는 상부 광반사층; 및 상기 구조물층 상에 위치하고, 상기 구조물층의 중앙 부분을 구동시키기 위한 압전 구동체를 포함하는 알루미늄 합금을 이용한 광 반사층을 갖는 광변조기 소자 및 그 제조 방법이 제시된다. 본 발명에 따르면, 광반사층으로서 열에 의한 표면 열화 및 온도 변화에 따른 스트레스 변화가 작은 알루미늄 합금을 이용함으로써, 상기 광변조기 소자의 광 회절 특성 및 그 신뢰성을 극대화 시킬 수 있는 효과가 있다.
광변조기 소자, 압전 구동체, 광반사층, 알루미늄 합금

Description

알루미늄 합금을 이용한 광 반사층을 갖는 광변조기 소자 및 그 제조 방법{Spatial optical modulator having a light reflective layer made of an aluminium alloy and manufacturing method thereof}
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 알루미늄 합금을 이용한 광반사층을 갖는 광변조기 소자의 구조를 나타낸 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 알루미늄 합금을 이용한 광반사층을 갖는 광변조기 소자의 단면도.
도 3은 도 1에 도시된 알루미늄 합금을 이용한 광반사층을 갖는 광변조기 소자의 제조 공정을 나타낸 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110 : 기판
120 : 절연층
120a : 하부 광반사층
130 : 희생층
140 : 구조물층
140a : 상부 광반사층
150 : 압전 구동체
본 발명은 멤스 구조물 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광변조기 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
멤스(MEMS : Micro Electro Mechanical System)는 초소형 전기 기계 시스템 또는 소자를 말하며, 멤스(MEMS) 기술은 반도체 제조기술을 이용해 실리콘 기판 위에 3차원의 구조물을 형성하는 기술이다. 이러한 멤스(MEMS)는 다양한 응용 분야의 하나로서 광학 분야에 응용되고 있다. 멤스(MEMS) 기술을 이용하면 1mm보다 작은 광학부품을 제작할 수 있으며, 이들로서 초소형 광시스템을 구현할 수 있다. 초소형 광시스템에 해당하는 광변조기 소자, 마이크로 렌즈 등의 마이크로 광학 부품은 빠른 응답속도와 작은 손실, 집적화 및 디지털화의 용이성 등의 장점으로 인하여 통신장치, 디스플레이 및 기록장치에 채택되어 응용되고 있다.
광변조기 소자는 광섬유 또는 광주파수대(光周波數帶)의 자유공간을 전송매체로 하는 경우에 송신기에서 신호를 빛에 싣는(광변조) 회로 또는 장치이다. 광 변조기 소자는 크게 직접 광의 온/오프를 제어하는 직접 방식과 빛의 반사 및 회절을 이용하는 간접 방식을 나뉘며, 간접 방식은 다시 구동되는 방식에 따라 정전기 방식과 압전 방식으로 나뉜다.
광변조기 소자는 그 구동방식에 상관없이 빛을 반사 및 회절시키기 위한 광반사층을 반드시 필요로 하며, 광변조기 소자의 광 회절 효율을 향상 시키기 위해서는 상기 광반사층의 표면 특성이 극대화되어야 한다. 광반사층으로서 종래에 일반적으로 사용되는 재료로는 알루미늄(Al)이 있다. 이는 알루미늄(Al)의 성막 공정이 비교적 용이한 점, 가시 영역에 있어서 반사율의 파장 분산이 작은 점(즉, 광 반사 특성이 우수한 점) 등의 이점이 있기 때문이다.
그러나 종래에 광반사층으로서 사용되는 알루미늄(Al)은 열에 민감하여 100℃ 이상의 온도에서 힐록(hillock)이 발생하는 등과 같은 알루미늄(Al)의 표면 특성이 열화되는 특징이 있다. 즉, 알루미늄(Al)을 광반사층으로 사용하는 경우에는 광반사층의 성막 공정 또는 그 이후의 소자 제조 공정 중에 발생하는 열에 의한 광반사층의 표면 열화가 크고, 또한 온도 변화에 따른 광반사층의 스트레스 변화가 매우 커지게 된다. 결국 이러한 광반사층의 동작 특성의 열화는 광변조기 소자 전체의 광 회절 특성을 열화시키며, 상기 광변조기 소자의 신뢰성을 떨어뜨리는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 광변조기 소자의 특성 열화를 방지하기 위해, 열에 의한 표면 열화가 작고, 온도 변화에 따른 스트레스 변화가 작은 광반사층을 갖는 광변조기 소자를 제공한다.
또한, 본 발명은 광반사층의 동작 특성을 개선시킴으로써, 광변조기 소자 전체의 광 회절 특성 및 그 신뢰성을 극대화시킬 수 있는 광변조기 소자를 제공한다.
본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 기판; 기판 상에 위치하는 절연층; 중앙 부분이 절연층과의 사이에서 구동 공간을 확보할 수 있도록 소정의 간격으로 이격되어 위치하며 구동 공간을 통하여 상하로 움직일 수 있는 구조물층; 구조물층의 중앙 부분 상에 위치하며, 입사광을 반사 또는 회절시키는 알루미늄 합금을 재료로 하는 상부 광반사층; 및 구조물층 상에 위치하고, 조물층의 중앙 부분을 구동시키기 위한 압전 구동체를 포함하는 알루미늄 합금을 이용한 광 반사층을 갖는 광변조기 소자를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 알루미늄 합금을 이용한 광 반사층을 갖는 광변조기 소자는 절연층의 상부 및 구조물층의 하부에 형성되고, 구조물층의 중앙 부분의 하면에 위치하는 부분이 식각되어 구동 공간을 확보하며, 구조물층을 지지하는 희생층을 더 포함할 수 있다. 이때, 절연층은 희생층의 식각시에 식각 정지층으로서 역할을 한다.
또한, 본 발명에 따른 알루미늄 합금을 이용한 광 반사층을 갖는 광변조기 소자는 절연층 상에 형성되며, 입사광을 반사 또는 회절시키는 알루미늄 합금을 재 료로 하는 하부 광반사층을 더 포함할 수 있다.
여기서, 알루미늄 합금은 Al-Cu, Al-Si, Al-Cu-Si, Al-Nd, Al-Ti 및 Al-Hf 중 어느 하나일 수 있고, 알루미늄 합금의 불순물의 함량비는 0.5 wt%이상 30 wt% 이하일 수 있다.
또한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 기판 상에 절연층을 형성하는 단계; 절연층 상에 희생층을 형성하는 단계; 희생층 상에 구조물층을 형성하는 단계; 구조물층 상에 구조물층의 중앙 부분을 구동시키기 위한 압전 구동체를 형성하는 단계; 절연층 상에 알루미늄 합금을 재료로 하는 하부 광반사층을 형성하고, 구조물층의 중앙 부분 상에 알루미늄 합금을 재료로 하는 상부 광반사층을 형성하는 단계; 및 절연층과 구조물층의 중앙 부분 간에 구동 공간을 확보하며 소정의 간격으로 이격될 수 있도록 희생층을 식각하는 단계를 포함하는 알루미늄 합금을 이용한 광 반사층을 갖는 광변조기 소자의 제조 방법을 제공할 수 있다.
여기서, 알루미늄 합금은 Al-Cu, Al-Si, Al-Cu-Si, Al-Nd, Al-Ti 및 Al-Hf 중 어느 하나일 수 있고, 알루미늄 합금의 불순물의 함량비는 0.5 wt%이상 30 wt% 이하일 수 있다.
이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만, 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 방법 및 이를 사용하는 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시예들 뿐만 아니라 특정 실시예를 열거하는 모든 상세한 설명은 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 동일 또는 유사한 개체를 순차적으로 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 알루미늄 합금을 이용한 광반사층을 갖는 광변조기 소자의 구조를 나타낸 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 광변조기 소자의 단면도를 나타낸다. 이하의 모든 도면에서는 도 1에서 도시된 바와 같이 추후 설명할 구조물층의 중앙 부분에 오픈 홀을 구비하고 있는 광변조기 소자를 중심으로 설명하지만, 이는 일 예에 불과하며 본 발명의 권리범위를 제한하는 것이 아님은 물론이다. 즉, 본 발명은 광 회절 특성을 구현하기 위해 전극간 인가되는 전압에 따라 수축 및 팽창하여 리본-여기서 리본은 구조물층 중 압전 구동체에 의해 발생하는 구동력에 의해 상하로 움직일 수 있는 소정의 부분을 통칭하는 용어로 사용되며, 그 형상을 의미하는 것은 아니다-에 상하 구동력을 발생시키는 압전 구동체를 포함하는 광변조기 소자라면 어느 것이든 본 발명에 이용 가능하다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 광변조기 소자는 기판(110), 절연층(120), 하부 광반사층(120a), 희생층(130), 구조물층(140), 상부 광반사층(140a) 및 압전 구동체(150)를 포함한다.
기판(110)은 일반적으로 사용되는 반도체 기판이며, 기판(110)을 구성하는 물질로는 실리콘(Si), 알루미나(Al2O3), 지르코니아(ZrO2), 수정(Quartz), 실리카(SiO2) 등의 물질이 사용되며, 기판의 바닥면과 위층을 다른 이종의 물질을 사용하여 형성할 수도 있다.
기판(110) 상에는 절연층(120)이 형성된다. 절연층(120)은 식각 정지층(etch stop layer)으로서 역할하며, 희생층(130)으로 사용되는 물질을 식각하는 에천트(여기서 에천트는 식각 가스 또는 식각 용액임)에 대해서 선택비가 높은 물질로 형성된다. 이때, 절연층(120)으로 사용되는 물질은 실리카(SiO2) 등 일 수 있다.
절연층(120) 상에는 빛을 반사 또는 회절시킬 수 있는 광반사층(이하, '하부 광반사층'이라고 함)(120a)이 형성된다. 하부 광반사층(120a)로서 다양한 광반사 물질(예를 들어 금속재료(Al, Pt, Cr, Ag 등))이 사용될 수 있지만, 하부 광반사층(120a)은 알루미늄 합금인 것이 바람직하다. 이는 알루미늄 합금이 광반사층의 성막 공정 또는 그 이후의 소자 제조 공정 중에 발생하는 열에 의한 표면 열화 및 온도 변화에 따른 스트레스 변화가 다른 광반사 물질에 비해 작기 때문이다. 즉, 하부 광반사층(120a)으로서 알루미늄 합금을 이용함으로써 광변조기 소자의 광 회 절 특성 및 그 신뢰성을 극대화 시킬 수 있다.
여기서, 하부 광반사층(120a)으로 사용 가능한 알루미늄 합금에는 다양한 조합이 가능하며, 예를 들어 Al-Cu, Al-Si, Al-Cu-Si, Al-Nd, Al-Ti, Al-Hf 등이 사용될 수 있다.
이때, 상기 알루미늄 합금의 불순물(여기서 불순물은 알루미늄 합금에서 알루미늄을 제외한 모든 재료를 의미함)의 함량비는 0.5 wt%이상 30 wt% 이하인 것이 바람직하다. 이는 우수한 광반사 특성을 갖는 알루미늄의 물성을 크게 저하시키지 않으면서 상술한 바와 같이 광 회절 특성을 극대화할 수 있는 함량비의 범위를 선택하였기 때문이다. 즉, 상기 하한치(0.5 wt%)는 알루미늄 합금으로서 상술한 개선된 광 회절 특성을 낼 수 있는 최소한의 불순물의 함량비이며, 상기 상한치(30 wt%)는 알루미늄 자체의 우수한 물성을 크게 저하시키지 않으면서 상술한 개선된 광 회절 특성을 낼 수 있는 불순물의 함량비 중에서 바람직한 상한치를 선택한 것이다.
다만, 도 1에서 예시하는 오픈 홀을 구비한 광변조기 소자와 달리 오픈 홀이 구비되어 있지 않은 광변조기 소자의 경우에는 절연층(120) 상에 하부 광반사층(120a)을 형성할 필요가 없을 수 있다.
절연층(120) 상에는 희생층(130)이 형성된다. 희생층(130)은 절연층(120) 상에 적층된 후, 추후 공정(도 3의 (f) 참조)을 통해 일부 또는 전부가 식각될 수 있다. 이러한 추후 식각 공정은 절연층(120)과 후술할 구조물층(140)의 중앙 부분이 구동 공간(여기서 구동 공간은 구조물층(140)의 중앙 부분이 상하로 움직일 수 있도록 하는 공간을 의미함)을 확보하며 소정의 간격으로 이격될 수 있게 한다. 이때, 희생층(130)으로 사용되는 물질은 실리콘(Si) 또는 폴리 실리콘(Poly-Si) 등 일 수 있다.
희생층(130) 상에는 구조물층(140)이 형성된다. 여기서, 구조물층(140)으로서 사용되는 물질은 Si3N4 등 실리콘나이트나이드 계열(SiXNY)일 수 있다. 구조물층(140)은 추후 공정(도 3의 (e) 참조)을 통해 특정 형태(본 예에서는 구조물층(140)의 중앙 부분에 복수의 오픈홀을 구비한 형태)가 형성되도록 선택적으로 식각될 수 있다.
구조물층(140)의 중앙 부분 즉, 리본 상에는 빛을 반사 또는 회절시킬 수 있는 광반사층(이하,'상부 광반사층'이라고 함)(140a)이 형성된다.
상부 광반사층(140a)로서는 다양한 광반사 물질(예를 들어 금속재료(Al, Pt, Cr, Ag 등))이 사용될 수 있지만, 상부 광반사층(140a)은 알루미늄 합금인 것이 바람직하다. 이는 알루미늄 합금이 광반사층의 성막 공정 또는 그 이후의 소자 제조 공정 중에 발생하는 열에 의한 표면 열화 및 온도 변화에 따른 스트레스 변화가 다른 광반사 물질에 비해 작기 때문이다. 즉, 상부 광반사층(140a)으로서 알루미늄 합금을 이용함으로써 광변조기 소자의 광 회절 특성 및 그 신뢰성을 극대화 시킬 수 있다.
여기서, 상부 광반사층(140a)으로 사용 가능한 알루미늄 합금은 상술한 하부 광반사층(120a)의 경우와 마찬가지로 다양한 조합이 가능하며, 예를 들어 Al-Cu, Al-Si, Al-Cu-Si, Al-Nd, Al-Ti, Al-Hf 등이 사용될 수 있다. 또한, 상부 광반사층(140a)에서 사용되는 알루미늄 합금의 불순물의 함량비는 역시 상술한 하부 광반사층(120a)의 경우와 동일한 이유로 0.5 wt%이상 30 wt% 이하인 것이 바람직하다.
도 1이 예시하는 광변조기 소자에서는 희생층(130)의 일부만이 식각되어 구조물층(140)의 양 측단이 희생층(13)에 의해 지지되기 때문에 구동 공간을 통해 상하로 움직일 수 있는 부분 즉, 리본이 구조물층(140)의 중앙 부분으로 한정되지만, 희생층(130)이 전부 식각되거나 또는 확보되는 구동 공간의 위치가 달라짐에 따라 그에 상응하여 구조물층(140) 중 상기 리본의 위치도 달라질 수 있음은 물론이다. 다만, 이하의 설명에서는 도 1에서 예시하는 광변조기 소자인 경우를 한정하여 구조물층(140)의 중앙 부분을 리본이라 약칭하기로 한다.
구조물층(140) 상에는 압전 구동체(150)가 형성된다. 압전 구동체(150)는 압전 방식에 따라 리본이 상하로 움직일 수 있도록 구동력을 발생시킨다.
압전 구동체(150)는 하부 전극(151)과, 하부 전극(151) 상에 형성되며 소정의 전압이 인가되면 수축 및 팽창하여 상하 구동력을 발생시키는 압전층(152), 압전층(152) 상에 형성되며 하부 전극(151) 간에 압전층(152)에 형성되는 소정의 전압을 인가하는 상부 전극(153)을 포함하고 있다. 즉, 하부 전극(151)과 상부 전극(153)에 소정의 전압이 인가되면 압전층(153)이 수축 및 팽창을 하여 리본의 상하 운동을 발생시킨다. 이때, 상부 광반사층(140a)이 형성되는 리본과 하부 광반사층(120a)이 형성되는 절연층(120) 간의 간격의 높이에 따라 리본과 절연층(120)으로부터 반사된 광 사이의 전체 경로차가 변화할 수 있게 된다.
즉, 빛의 파장이 λ인 경우 광변조기 소자가 변형되지 않은 상태에서(어떠한 전압도 인가되지 않은 상태에서) 상부 광반사층(140a)이 형성된 리본과 하부 광반사층(120a)이 형성된 절연층(120) 간의 간격은 λ/2와 같다. 따라서 0차 회절광의 경우 리본과 절연층(120)으로부터 반사된 광 사이의 전체 경로차는 λ와 같아서 빛은 보강 간섭을 한다.
또한, 소정의 전압이 압전 구동체(150)에 인가될 때, 상부 광반사층(140a)이 형성된 리본과 하부 광반사층(120a)이 형성된 절연층(120) 간의 간격은 λ/4와 같게 된다. 따라서 0차 회절광의 경우 리본과 절연층(120)으로부터 반사된 광 사이의 전체 경로차는 λ/2와 같아서 빛은 상쇄 간섭을 한다. 상술한 바와 같은 과정을 통해 광변조기 소자는 입사광의 회절 및 간섭을 일으켜서 신호를 빛에 싣는 광변조를 수행하게 된다.
이때, 압전 구동체(150) 상에는 보호막으로서 기능을 하는 패시베이션층(미도시)이 더 형성될 수 있다.
도 3는 도 1에 도시된 알루미늄 합금을 이용한 광반사층을 갖는 광변조기 소자의 제조 공정을 나타낸 단면도이다.
도 3의 (a)를 참조하면, 기판(110) 상에 절연층(120)을 형성한다. 여기서 절연층(120)은 식각 정지층(etch stop layer)의 역할을 한다.
도 3의 (b)를 참조하면, 절연층(120) 상에 희생층(130)을 형성한다. 여기서 희생층(130)은 추후 공정(도 3의 (f) 참조)을 거쳐 리본과 절연층(120) 간에 구동 공간을 확보하며 이격될 수 있도록 희생층(130)의 일부 또는 전부가 식각될 수 있다.
도 3의 (c)를 참조하면, 희생층(130) 상에 구조물층(140)을 형성한다. 구조물층(140)은 추후 공정(도 3의 (e) 참조)을 거쳐 특정 형태(예를 들어, 복수의 오픈 홀을 구비한 형태)가 형성되도록 선택적으로 식각될 수 있다.
도 3의 (d)를 참조하면, 구조물층(140)의 양 측단 상에 압전 구동체(150)를 형성한다. 압전 구동체(150)는 구조물층(140) 상에 하부 전극(151)을 적층하고, 하부 전극(151) 상에 압전층(152)를 적층하며, 압전층(152) 상에 상부 전극(153)을 적층한 이후에 구조물층(140)의 양 측단 상에 적층된 상부 전극(153), 압전층(152) 및 하부 전극(151)을 제외한 부분에 적층된 상부 전극(153), 압전층(152) 및 하부 전극(151)을 식각하는 방법으로 형성한다.
다만, 도 3에서 예시하는 광변조기 소자의 경우와는 달리 압전 구동체(150)가 구조물층(140)의 양 측단 상이 아닌 구조물층(140) 상의 전면에 형성될 수 도 있으며, 이러한 경우에는 상기와 같은 식각 공정은 불필요할 수 도 있음은 물론이다.
도 3의 (e)를 참조하면, 구조물층(140)의 중앙 부분 즉, 리본 상에는 상부 광반사층(140a)을 형성하고, 절연층(120) 상에는 및 하부 광반사층(120a)을 형성한다. 이때, 상부 및 하부 광반사층(140a, 120a)을 형성시키는 공정 이전에 리본 및 리본 하면의 희생층(120)을 선택적으로 식각하는 공정이 선행될 수 있다. 즉, 본 예에서는 리본에 오픈 홀이 형성되도록 식각하고, 리본에 형성된 오픈 홀의 형상에 상응하여 리본 하면의 희생층(120)을 식각하는 공정이 선행될 수 있다. 상기 경우에는 선행 공정을 통해 형성되는 오픈 홀을 통하여 상부 및 하부 광반사층(140a, 120a)을 단일 공정을 통해 형성시킬 수도 있다.
이때, 상부 또는 하부 광반사층(140a, 120a)의 재료로는 알루미늄 합금인 것이 바람직하다. 여기서, 상부 또는 하부 광반사층(140a, 120a)으로서 사용 가능한 알루미늄 합금은 다양한 조합이 가능하며, 예를 들어 Al-Cu, Al-Si, Al-Cu-Si, Al-Nd, Al-Ti, Al-Hf 등이 사용될 수 있다. 또한, 상기 알루미늄 합금의 불순물의 함량비는 0.5 wt%이상 30 wt% 이하인 것이 바람직하다.
다만, 오픈 홀을 구비한 광변조기 소자가 아닌 경우에는 앞서 설명했던 것과 마찬가지로 하부 광반사층(120a)을 형성할 필요가 없음은 물론이다.
도 3의 (f)를 참조하면, 상부 및 하부 광반사층(140a, 120a)이 형성된 후, 희생층(130)은 에천트(여기서 에천트는 식각 가스 또는 식각 용액임)에 의해 리본과 절연층(120) 간에 구동 공간을 형성하며 소정의 간격으로 이격될 수 있도록 그 일부 또는 전부가 식각될 수 있다. 이때, 도 3의 (e)에서와 같이 리본에 오픈 홀이 형성되는 경우에는 상기 형성된 홀을 통하여 희생층(130)의 일부가 식각될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 알루미늄 합금을 이용한 광반사층을 갖는 광변조기 소자에 의하면, 광반사층의 성막 공정 또는 그 이후의 소자 제조 공정 중 에 발생하는 열에 의한 광반사층의 표면 열화 및 온도 변화에 따른 광반사층의 스트레스 변화를 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 광반사층의 동작 특성을 개선함으로써 광변조기 소자 전체의 광 회절 특성 및 그 신뢰성을 극대화 시킬 수 있는 효과가 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (8)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 위치하는 절연층;
    상기 절연층의 양 측단 상에 위치하는 희생층;
    양 측단이 상기 희생층에 의해 지지되어 중앙 부분이 상기 절연층과 이격되어 위치하고, 상기 중앙 부분에 오픈 홀이 형성되어 있는 구조물층;
    상기 구조물층의 양 측단 상에 위치하여, 상기 구조물층의 중앙 부분을 상하로 움직이게 하는 구동력을 부여하는 압전 구동체;
    상기 구조물층의 중앙 부분 중 상기 오픈 홀이 형성되어 있지 않은 영역 상에 위치하여 입사광을 반사시키며, 알루미늄 합금으로 형성되는 상부 광반사층; 및
    상기 절연층 중 상기 오픈 홀이 형성된 위치와 대응되는 영역 상에 위치하여, 상기 오픈 홀을 통과한 입사광을 반사시키며, 알루미늄 합금으로 형성되는 하부 광반사층
    을 포함하는 알루미늄 합금을 이용한 광 반사층을 갖는 광변조기 소자.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 알루미늄 합금은 Al-Cu, Al-Si, Al-Cu-Si, Al-Nd, Al-Ti 및 Al-Hf 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금을 이용한 광 반사층을 갖는 광변조기 소자.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 알루미늄 합금의 불순물의 함량비는 0.5 wt%이상 30 wt% 이하인 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금을 이용한 광 반사층을 갖는 광변조기 소자.
  6. 기판 상에 절연층을 형성하는 단계;
    상기 절연층 상에 희생층을 형성하는 단계;
    상기 희생층 상에 구조물층을 형성하는 단계;
    상기 구조물층의 양 측단 상에 압전 구동체를 형성하는 단계;
    상기 구조물층의 중앙 부분에 오픈 홀을 형성하고, 상기 희생층 중 상기 오픈 홀이 형성된 위치에 대응되는 부분을 식각하는 단계;
    알루미늄 합금을 이용하여, 상기 구조물층의 중앙 부분 중 상기 오픈 홀이 형성되어 있지 않은 영역 상에 상부 광반사층을 형성하고, 상기 오픈 홀이 형성된 위치에 대응하여 상기 절연층 상에 하부 광반사층을 형성하는 단계; 및
    상기 구조물층의 중앙 부분과 상기 절연층 간이 이격 위치할 수 있도록, 상기 희생층 중 상기 구조물층의 중앙 부분의 하면에 위치한 부분을 상기 오픈 홀을 통해 식각하는 단계
    를 포함하는 알루미늄 합금을 이용한 광 반사층을 갖는 광변조기 소자의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 알루미늄 합금은 Al-Cu, Al-Si, Al-Cu-Si, Al-Nd, Al-Ti 및 Al-Hf 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금을 이용한 광 반사층을 갖는 광변조기 소자의 제조 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 알루미늄 합금의 불순물의 함량비는 0.5 wt%이상 30 wt% 이하인 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금을 이용한 광 반사층을 갖는 광변조기 소자의 제조 방법.
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Citations (2)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20050042442A (ko) * 2003-11-03 2005-05-09 삼성전기주식회사 회절형 박막 압전 마이크로 미러 및 그 제조 방법
US20050162765A1 (en) * 2004-01-22 2005-07-28 Hagelin Paul M. Micromirror with rib reinforcement

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