KR100944922B1 - Ｍｅｍｓ 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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KR100944922B1
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추이클라렌스
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퀄컴 엠이엠에스 테크놀로지스 인크.
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Abstract

본 발명의 일 양태는 각각 제 1 형상에 따르는 제 1 엘리먼트 (108) 들의 어레이를 제조하는 단계; 및 각각 제 2 형상에 따르는 제 2 엘리먼트 (112) 들의 하나 이상의 어레이를 제조하는 단계를 포함하며,
그 어레이들을 제조하는 단계는 제 1 및 제 2 엘리먼트 각각에 대하여 정의된 특징에 기초하여 제 1 및 제 2 형상 각각에 대하여 정의된 애스펙트를 선택하는 단계; 및 상기 제 1 엘리먼트 (108) 및 제 2 엘리먼트 (112) 각각을 작동시키는데 요구되는 작동 전압의 차이들을 정규화하는 단계로서, 그 차이들은 상기 선택되는 정의된 애스펙트의 결과이며, 그 엘리먼트들 각각에 대하여 정의된 특징은 변경되지 않는 정규화 단계를 포함하는 방법을 제공한다.
MEMS 장치

Description

ＭＥＭＳ 장치 및 그 제조 방법 {A MICROELECTROMECHANICAL SYSTEMS DEVICE AND METHOD FOR FABRICATING SAME}
발명의 분야
본 발명은 MEMS (microelectromechanical system) 장치의 작동에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 MEMS 장치의 어레이내 엘리먼트들의 작동 또는 구동에 관한 것이다.
배경
MEMS 장치들은 엘리먼트들의 어레이들을 포함하며, 여기서 엘리먼트들은 작동 전압의 인가에 의해 하나 이상의 구동 상태와 하나 이상의 비구동 상태 사이에서 동작할 수 있다. 특정 MEMS 장치에 따라서, 엘리먼트들은 IMOD (interferometric modulator), 스위치, IR (Infra Red) 검출기 등을 구비할 수도 있다.
일부 MEMS 장치들에 있어서, 이는 복수의 어레이를 필요로 할 수도 있으며, 여기서 각 어레이는 특정 타입의 엘리먼트들만을 구비하고, 각 엘리먼트 타입은 상이한 작동 전압을 요구한다. 이러한 장치의 예는 미국 특허 제 6,040,937 호에 개시되는 컬러 IMOD 기반 디스플레이이며, 이는 적색/흑색, 녹색/흑색 및 청색/흑색의 컬러들 사이에서 전환하도록 설계된 IMOD 의 3 세트 또는 어레이를 포함한다. IMOD 의 각 어레이는 상이한 작동 전압을 갖는다.
이 비구동 상태와 구동 상태 사이에서 이 복수의 어레이내의 엘리먼트들을 구동하면, 상이한 작동 전압들이 요구되기 때문에 문제가 발생한다.
발명의 개요
본 발명의 제 1 양태에 따르면, 각각 2 개 이상의 층을 갖는 복수의 엘리먼트로서, 상기 층들은 엘리먼트가 비구동상태에 있는 경우에 층들 사이에 갭을 갖는 적층 관계로 배치되며, 상기 복수의 엘리먼트는 2 개 이상의 상이한 타입을 가지고, 각각의 타입은 그 갭의 높이로 구별되는 복수의 엘리먼트; 및 복수의 엘리먼트를 구동 상태로 구동시키는 구동 메커니즘으로서, 각 엘리먼트의 층들 중 하나의 층은 상기 층들 사이의 갭을 메우기 위하여 나머지 다른 층에 대하여 정전적으로 변위되며, 상기 구동 메커니즘을 작동시키는데 요구되는 최소 전압은 각 엘리먼트 타입에 대하여 실질적으로 동일한 구동 메커니즘을 구비하는 MEMS 장치를 제공한다.
본 발명의 제 2 양태에 따르면, 각각의 엘리먼트는 엘리먼트들의 어레이를 형성하는 단계로서, 제 1 층, 비구동상태에 있는 경우에 갭만큼 제 1 층으로부터 이격된 제 2 층, 및 활성화되는 경우에 구동 상태에 대응하여 제 2 층을 정전적으로 구동하여 제 1 층에 접촉시키기 위한 전극층을 갖는 엘리먼트들의 어레이를 형성하는 단계로서, 2 개 이상의 상이한 타입을 가지고, 각각의 타입은 상기 갭의 높이로 구별되며,
상기 형성 단계는 각 엘리먼트를 그 구동 상태로 구동하는데 요구되는 전압의 차이를 보상하기 위하여 각 엘리먼트 타입의 구성을 변경시키는 단계를 포함하는 MEMS 장치의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 추가적인 양태에 따르면, 각각 제 1 층, 비구동 상태에 있는 경우 갭만큼 제 1 층으로부터 이격된 제 2 층, 및 활성화된 경우에 구동 상태에 대응하여 상기 제 2 층을 정전적으로 구동하여 상기 제 1 층에 접촉시키기 위한 전극층을 갖는 복수의 엘리먼트로서, 각각 그 갭의 높이가 상이한 2 개 이상의 상이한 종류를 갖는 복수의 엘리먼트; 및
상기 엘리먼트를 그 비구동 상태로부터 그 구동 상태로 변경시키기 위하여 각 엘리먼트의 전극층을 활성화하는 다중레벨 출력들을 갖는 집적 구동 회로를 구비하는 엘리먼트 구동 메커니즘을 구비하는 MEMS 장치를 제공한다.
본 발명의 다른 추가적인 양태에 따르면, 각각 제 1 형상에 따르는 제 1 엘리먼트들의 어레이를 제조하는 단계; 각각 제 2 형상에 따르는 제 2 엘리먼트들의 하나 이상의 어레이를 제조하는 단계를 포함하며,
그 어레이들을 제조하는 단계는,
제 1 및 제 2 엘리먼트 각각에 대하여 정의된 특징 (defining characteristic) 에 기초하여 제 1 및 제 2 형상 각각에 대하여 정의된 애스펙트 (defining aspect) 를 선택하는 단계; 및
제 1 엘리먼트 및 제 2 엘리먼트 각각을 작동시키는데 요구되는 작동 전압의 차이들을 정규화하는 단계로서, 그 차이들은 그 선택되는 정의된 애스팩트의 결과이며, 상기 엘리먼트들 각각에 대하여 정의된 특징은 변경되지 않는 정규화 단계를 포함하는 MEMS 장치의 제조 방법을 제공한다.
도면의 간단한 설명
도 1 은 본 발명의 양태들을 적용하는 일반적인 MEMS 장치의 간략화된 도면을 나타낸다.
도 2 는 엘리먼트들의 작동 전압들을 정규화하기 위하여, 본 발명의 일 실시형태에 따른 도 1 의 MEMS 장치내의 엘리먼트들의 형상 (geometry) 이 어떻게 변경될 수 있는지의 예를 나타낸다.
도 3a 는 엘리먼트의 구동층의 다른 형상을 나타내며, 구동층은 탭들을 갖는다.
도 3b 는 지지부들에 의해 지지된 도 3a 의 구동층의 3 차원 도면을 나타낸다.
도 3c 는 다른 탭 구성을 갖는 도 3a 의 구동층을 나타낸다.
도 4 는 본 발명의 일 실시형태에서 전압 정규화를 달성하기 위하여 각 엘리먼트 내의 전극의 구성이 어떻게 변경될 수 있는지의 예를 나타낸다.
도 5 는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 전압 정규화를 달성하기 위하여 각 엘리먼트에서 구동되는 층의 강성 (stiffness) 이 어떻게 변경될 수 있는지의 예를 나타낸다.
도 6 은 전압 정규화를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시형태에 따른 IMOD 기반 디스플레이 어레이의 간략화된 도면을 나타내며, 여기서 각 IMOD 내에서 구동되는 층의 두께를 변경한다.
도 7 은 유전체 스택을 포함하는 IMOD 의 개략 단면도를 나타낸다.
도 8 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 구동기의 블록도를 나타낸다.
상세한 설명
도 1 은 본 발명의 양태들이 관련되는 MEMS 장치 (100) 의 일반적인 구조를 간략화된 형태로 나타낸다. 도 1 을 참조하면, MEMS 장치 (100) 는 각각 102 및 104 로 나타내는 2 개의 엘리먼트를 구비함을 알 수 있다. 엘리먼트 (102) 및 엘리먼트 (104) 각각은 공통 하부층 또는 베이스 층 (106) 을 갖는다. 엘리먼트 (102) 는 기둥 (110) 들의 형태를 갖는 복수의 지지부에 의해 베이스층 (106) 으로부터 이격되는 상부층 (108) 을 갖는다. 이와 유사하게, 엘리먼트 (104) 는 기둥 (114) 들의 형태를 갖는 지지부들에 의해 베이스층 (106) 으로부터 이격되는 상부층 (112) 을 갖는다. 기둥 (114) 들은 기둥 (110) 들 보다 더 높으므로 층 (106) 과 층 (108) 사이의 갭 (116) 의 높이는 층 (112) 과 층 (106) 사이의 갭 (118) 의 높이 보다 작음을 알 수 있다. 갭들 (116 및 118) 의 높이 차이 때문에, 도면들 중 도 1 에 나타내는 상태에 대응하여, 비구동 상태로부터 층들 (108 및 112) 이 베이스층 (106) 에 접촉하는 구동 상태 (미도시) 로 각각 층들 (108 및 112) 을 정전적으로 구동하는데 요구되는 작동 전압이 다르게 된다. 따라서, 어떤 구동 메커니즘이라도 작동 전압들의 이러한 차이들을 고려해야만 한다.
상술한 바와 같이, 도 1 은 본 발명의 양태들을 적용한 일반적인 MEMS 장치의 간략화된 도면을 나타낸다. 실제 실시형태들에 있어서, MEMS 장치 (100) 는 그 엘리먼트들 (102 또는 104) 과 같은 엘리먼트들을 각각 구비하는 복수의 어레이를 포함할 수도 있다. 따라서, 각 어레이내의 엘리먼트들은 상이한 작동 전압을 필요로 한다. 이러한 MEMS 장치의 하나의 예는 미국 특허 제 6,040,937 호에 개시된 IMOD 디스플레이에 의해 제공된다. 이 예에 있어서, 각 IMOD 내의 에어 갭의 크기로부터 발생하는 독특한 광학 특징을 가지도록 설계된 IMOD 의 형태의 엘리먼트들을 각각 구비하는 3 개의 어레이가 있다. 각 어레이는 독특한 광학 특징을 갖는 IMOD 만을 구비한다. 그 결과, 각 어레이내의 IMOD 를 구동하는데 상이한 작동 전압들이 요구된다.
본 발명의 실시형태들은 상술한 바와 같은 MEMS 장치들을 구동하는데 있어서의 문제점과 관련되며, 여기서 상이한 작동 전압이 MEMS 장치내의 엘리먼트들에 의해 요구된다. 본 발명의 특정 실시형태들을 설명함에 있어, 미국 특허 제 6,040,937 호에 개시된 바와 같은 MEMS 장치를 참조한다. 그러나, 본 발명은, 엘리먼트를 구동 또는 작동시켜 엘리먼트의 기하학적 구성 또는 상태를 변경시키기 위한 상이한 작동 전압을 각각 요구하는 엘리먼트들을 구비하는 임의의 MEMS 장치에도 적용할 수도 있다. 이러한 엘리먼트들은 IMOD, 스위치, IR (Infra Red) 검출기 등을 구비할 수도 있으며, 여기서 기하학적 구성의 변경은 엘리먼트의 일 층을 또 다른 층에 접촉시키는 것을 포함한다. 구동되는 층은 비구동되는 층과 구별하기 위해 구동층이라 한다.
본 발명의 실시형태들에 따르면, 각 엘리먼트를 작동시키는데 요구되는 작동 전압을 정규화한다. 이는 각 어레이내의 엘리먼트들의 형상을 변경함으로써 달성된다. 물론, 엘리먼트에 대하여 정의되는 특징을 부여하는 엘리먼트의 형상의 양태들은 변경되지 않는다. 따라서, 미국 특허 제 6,040,937 호의 IMOD 디스플레이의 경우에서, 각 엘리먼트 (IMOD) 내의 에어 갭의 높이는 IMOD 에 대하여 정의되는 광학 특징을 제공하므로 변경되지 않는 IMOD 의 형상의 일 양태는 에어 갭의 높이가 된다.
도면들 중 도 2 는, 도면들 중 도 1 에 나타낸 엘리먼트 (102) 의 형상을 기둥 (110) 들의 개수를 증가시키고 그 사이의 간격을 감소시킴으로서 변경한 예를 나타낸다. 따라서, 층 (108) 은 더 크게 기둥 (110) 들에 의해 지지되므로, 층 (108) 을 층 (106) 에 접촉시키는데 더 큰 작동 전압이 요구된다. 기둥 (110) 들의 개수 및 그 기둥들 사이의 간격을 선택함으로써, 엘리먼트 (102 및 108) 를 구동하는데 요구되는 작동 전압들을 정규화할 수도 있음을 알 수 있다.
다른 실시형태들에서, 구동층의 형상은 구동층에 제공된 지지도를 증가 또는 감소시키기 위하여 변경될 수도 있다. 이를 도면들 중 도 3a 및 도 3b 에 나타낸다. 도 3a 및 도 3b 를 참조하면, 도 1 및 도 2 의 층들 (108 및 112) 에 유사한 층 (300) 을 나타낸다. 층 (300) 은 기둥 (306) 들에 의해 지지되는 범위들을 형성하는 탭 (302) 들에 의해 층들 (108 및 112) 의 형상과는 상이한 형상을 갖는다. 따라서, 탭들의 두께 및 길이는 층 (300) 에 대한 지지도를 변경하도록 바뀔 수도 있다. 작동 전압이 층 (300) 을 도면들의 면으로 구동하는데 요구된다고 가정하면, 도 3a 의 탭 (302) 들은 도면들 중 도 3c 에 나타낸 탭 (302) 들보다 더 큰 지지도를 제공함을 알 수 있다. 따라서, 더 작은 작동 전압이 도면들 중 도 3a 에서 보다 도면들 중 도 3c 의 층 (300) 을 구동하는데 요구된다. 본 발명의 실시형태들은 도면들 중 도 3a 및 도 3c 에 나타낸 원리들을 이용하여 MEMS 장치내의 엘리먼트들을 작동시키는데 요구되는 작동 전압을 정규화하며, 여기서 동작가능한 상부층 (구동층) 은 갭을 가로질러 동작가능한 하부층을 향하여 구동된다. 갭이 큰 경우, 탭들의 형상을 도 3a 및 도 3c 에 나타낸 원리들에 따라 변경시켜 구동층에 제공된 지지도를 감소시킨다. 한편, 갭이 작은 경우, 지지부들의 형상은 구동층에 더 큰 지지도를 제공하도록 변경된다. 이런 식으로, 층을 구동시켜야 하는 갭의 크기에 상관없이, 층을 구동하는데 요구되는 전압을 정규화시킬 수 있다.
도면들 중 도 1 또는 도 2 에 나타내지는 않았지만, 층 (108 및 112) 들을 구동하는 구동 메커니즘은 층 (108 및 112) 들을 베이스 층 (106) 을 향하여 정전적으로 구동하는 전극들을 구비한다. 전극들은 층 (106) 에 배치되어 있다. 전극의 예를 일반적으로 도면들 중 도 4 의 참조 부호 400 으로 나타낸다. 본 발명의 일부 실시형태들에 따르면, MEMS 장치내의 엘리먼트들을 구동 또는 작동시키는데 요구되는 전압을 정규화하기 위하여, 전극 (400) 의 구성을 변경시킬 수도 있다. 전극의 구성을 변경시키는 것은, 전극의 형상을 변경시키거나 또는 예를 들어 전극 (400) 에 나타낸 슬롯 (402) 들과 같이 전극에 개구들을 제공하는 것을 포함할 수도 있다. 따라서, 층이 작은 갭을 가로질러 구동되는 경우, 전극은 전극에 의해 생성되는 유효 정전기력을 감소시키는 기능을 하는 슬롯 (402) 들과 같은 슬롯들을 가질 수도 있다. 이에 의해 작동 전압을 층을 구동시키는 갭의 높이에 관계 없이 정규화시킬 수 있다.
본 발명이 다른 실시형태들에 따르면, 작동 전압을 정규화하기 위하여 엘리먼트들의 형상을 변경하는 것은 구동층의 강성을 변경하는 것을 포함할 수도 있다. 구동층의 강성을 변경하는 하나의 방법은 그 영률을 변경시키는 것을 포함한다. 따라서, 작은 에어 갭을 가로질러 구동되도록 요구되는 층은 더 큰 에어 갭을 가로질러 구동되는 층보다 더 높은 영률을 갖는 재료로 이루어질 수도 있다.
구동층의 강성을 변경시키는 또 다른 방법은 그 강성을 감소시키기 위하여 구동층에 개구들을 형성하는 것이다. 이를 도면들 중 도 5 에 나타내며 여기서, 층 (500) 은 탭 (502) 이외에 형성되는 개구들 또는 슬롯 (504) 들을 포함한다.
본 발명의 여러 양태들을 결합하여 적용할 수도 있으므로, 도 5 에 나타낸 예에서, 층 (500) 이 그 층 (500) 에 형성된 슬롯들을 가지며, 층 자체가 작동층 (500) 에 요구되는 작동 전압을 정규화시킬 수 있는 지지도를 층 (500) 에 제공하기 위하여 선택되는 두께를 갖는 탭 (502) 들에 의해 지지된다.
도면들 중 도 6 은 미국 특허 제 6,040,937 호에 개시되어 있는 바와 같이 IMOD 기반 디스플레이의 간략화된 버전 (600) 을 나타낸다. 디스플레이 (600) 는 3 개의 어레이 (602, 604, 및 606) 를 포함한다. 각 어레이는 기판 (608) 상에 제조되며, 2 ×4 격자의 IMOD 를 포함한다. 각 IMOD 는 사용시 갭을 가로질러 공통 하부층 (612) 을 향하여 구동되는 상부층 (610) 을 포함한다. 층 (610) 들은 2 개의 하향 연장 림 (limb; 611) 를 가짐으로써 자기 지지된다. 각 IMOD 는 층 (612) 상에 배치되는 전극 (614) 을 갖는다. 어레이 (602) 내의 IMOD 들은 가장 높은 갭을 가지며, 어레이 (604) 내의 IMOD 는 중간 크기의 갭을 가지며, 어레이 (606) 내의 IMOD 는 가장 작은 갭을 갖음을 알 수 있다. 이는 어레이 (602, 604, 및 606) 내의 IMOD 가, 비구동 상태에 있는 경우, 이들 각각이 적색광, 녹색광, 및 청색광을 각각 반사한다고 정의하는 특징을 가지도록 제조되기 때문이다. 따라서, 층 (610) 들을 층 (612) 으로 향하게 구동하는데 요구되는 작동 전압은, 층을 구동시켜야 하는 갭의 높이가 증가함에 따라 증가한다. 따라서, 어레이 (602) 내의 IMOD 는 어레이 (604) 또는 어레이 (606) 내의 IMOD 보다 더 큰 작동 전압을 필요로 한다. 본 발명의 일 실시형태는 층 (610) 들의 두께를 층 (610) 을 구동시켜야 하는 갭의 크기에 반비례하여 변경시킴으로서 작동 전압들을 정규화시킬 수 있다. 따라서, 도 6 에서, 층 (610) 들의 두께는 각 어레이내의 IMOD 에 의해 요구되는 작동 전압들을 정규화시키도록 선택되어 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에서, 작동 전압들은, 층들을 구동시켜야 하는 갭의 높이가 각각 증가 또는 감소함에 따라서, 각 층 (610) 의 인장 강도를 증가 또는 감소시킴으로써 정규화될 수도 있다. 이는 증착 압력, 전력, 및 전계 바이어스와 같은 막의 증착 파라미터들을 제어함으로서 달성될 수 있다.
도면들 중 도 7 은 기판 (706) 상에 형성되는 기둥 (704) 들에 의해 지지되는 기계층 (702) 을 구비하는 IMOD 를 포함하는 MEMS 장치 (700) 의 일 실시형태를 나타낸다. 기판 (706) 상에 전극 (708) 을 배치하며, 그 위에 유전체 스택 (710) 을 형성한다. 기계층 (702) 과 유전체 스택 (710) 사이의 공간은 에어 갭을 정의한다. 사용시에, 층 (702) 을 유전체 스택 (710) 에 접촉시키기 위하여 작동 전압을 인가한다. 장치 (700) 는, 비구동 상태에 있는 경우, 각각 적색광, 청색광, 및 녹색광을 반사하기 위하여 통상적으로 그 에어 갭의 높이가 각각 상이한 IMOD 의 3 세트를 포함한다. 각 IMOD 세트에 의해 요구되는 작동 전압들을 정규화하기 위하여, 본 발명의 일 실시형태에서, 유전체 스택 (710) 의 유전 상수를 변경시키므로, 에어 갭이 더 높으면 높을수록 유전 상수는 더 커진다. 다른 방법으로, 에어 갭의 높이가 감소 (또는 증가) 될 때 유전체 스택의 두께를 증가 (또는 감소) 시키기 위하여 유전체 스택의 두께를 변경시킬 수도 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 다른 엘리먼트들이 상이한 작동 전압들을 요구하는 MEMS 장치내의 다른 엘리먼트들을 구동시키는 문제는 도면들 중 도 8 에 나타낸 바와 같은 구동 메커니즘을 제공함으로써 해결된다. 도 8 을 참조하면, 구동 메커니즘은 다중 레벨 출력 (802, 804, 및 806) 들을 갖는 집적 구동 회로를 포함하는 구동기 칩 (800) 을 구비한다. 출력들 (802 내지 806) 각각은 상이한 전압을 전달하며, 비구동 상태에 있는 경우, 일 실시형태에서, 상이한 크기의 에어 갭들을 갖는 IMOD 를 예를 들어 각각 적색광, 녹색광, 및 청색광을 반사하는 IMOD (808, 810, 812) 의 구동하는데 사용될 수도 있다. 구동기 칩 (800) 내의 구성요소들의 설계 및 통합은 공지되어 있으므로 더 이상 설명하지 않는다.
본 발명을 특정한 예시적인 실시형태들을 참조하여 설명하였지만, 청구항들에 설명된 본 발명의 더 넓은 사상을 벗어나지 않고 이 실시형태들을 다양하게 변경 및 변화시킬 수 있음을 알 수 있다. 따라서, 명세서 및 도면은 제한적인 의미보다는 예시적인 의미로 간주된다.

Claims (41)

  1. 각각 2 개 이상의 층을 갖는 복수의 엘리먼트로서, 상기 층들은 엘리먼트가 비구동상태에 있는 경우에 층들 사이에 갭을 갖는 적층 관계로 배치되며, 상기 복수의 엘리먼트는 2 개 이상의 상이한 타입을 가지고, 각각의 타입은 그 갭의 높이로 구별되는 복수의 엘리먼트; 및
    상기 복수의 엘리먼트를 구동 상태로 구동시키는 구동 메커니즘으로서, 상기 구동 메커니즘은 각 엘리먼트의 층들 중 하나의 층인 정전적으로 변위가능한 층을 나머지 다른 층에 대하여 정전적으로 변위시켜 상기 층들 사이의 갭을 메우도록 하는, 상기 구동 메커니즘을 구비하며,
    상기 구동 메커니즘을 작동시키는데 요구되는 최소 전압은 각 엘리먼트 타입에 대하여 동일하고,
    각 엘리먼트의 상기 정전적으로 변위가능한 층은 인장 응력을 받고, 상기 인장 응력은 상기 갭의 높이의 함수이며, 상기 갭이 작을수록 상기 인장 응력은 커지는, MEMS (microelectromechanical system) 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 엘리먼트는 어레이 구조로 배열되고, 동일평면에 있는, MEMS 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    한 타입의 엘리먼트들만을 각각 포함하는 복수의 상기 어레이 구조들을 더 구비하는, MEMS 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 정전적으로 변위가능한 층은 기판상에 안착된 복수의 이격된 림 (limb) 을 구비하여 자기 지지되는, MEMS 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 어레이 내의 각 엘리먼트의 층들은 연속적이며, 상기 정전적으로 변위가능한 층은, 상기 다른 층에 평행한 제 1 축에 따라 이격되며 그 축에 가로지르는 방향으로 연장하는 복수의 지지부를 구비하는 지지 구조에 의해 지지되며, 각 지지부는 상기 엘리먼트들이 비구동 상태에 있는 경우 나머지 다른 층 위에 상기 정전적으로 변위가능한 층을 지지하는 지지면을 갖는, MEMS 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    각 어레이 내의 상기 다른 층에 평행한 제 1 축에 따른 지지부들 사이의 간격은 상기 층들 사이의 갭의 높이에 의존하며, 상기 갭이 높을수록 상기 간격이 커지는, MEMS 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 어레이 내의 각 지지부의 지지면의 면적은 상기 층들 사이의 갭의 높이의 함수이며, 상기 갭이 높을수록 상기 면적이 작아지는, MEMS 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    각 엘리먼트의 상기 정전적으로 변위가능한 층은 상기 갭의 높이의 함수인 영률을 가지며, 상기 갭이 높을수록 상기 영률이 낮아지는, MEMS 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    각 엘리먼트의 상기 정전적으로 변위가능한 층의 두께는 상기 갭의 높이의 함수이며, 상기 갭이 높을수록 상기 두께가 작아지는, MEMS 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    적어도 가장 높은 갭을 갖는 엘리먼트들의 상기 정전적으로 변위가능한 층은, 그 강성을 감소시키기 위하여 그 층에 형성된 개구들을 갖는, MEMS 장치.
  11. 삭제
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동 메커니즘은 활성화되는 경우 상기 정전적으로 변위가능한 층을 정전적으로 변위시키는 전극층을 구비하며,
    적어도 가장 작은 갭을 갖는 엘리먼트들을 구동하는 상기 전극층들은, 상기 전극층들을 활성화하는데 요구되는 최소 전압을 증가시키기 위하여 상기 전극층들에 형성되는 개구들을 갖는, MEMS 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    각 엘리먼트의 상기 정전적으로 변위가능한 층은 상기 엘리먼트의 상기 갭의 높이의 함수인 유전 상수를 갖는 유전체 위에 형성되며, 상기 갭이 높을수록 상기 유전상수는 커지는, MEMS 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    각 엘리먼트의 상기 정전적으로 변위가능한 층은 상기 엘리먼트의 상기 갭의 높이의 함수인 두께를 갖는 유전체 위에 형성되며, 상기 갭이 높을수록 상기 두께는 작아지는, MEMS 장치.
  15. 삭제
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 엘리먼트들 각각은 광을 변조하는 IMOD (interferometric modulator) 인, MEMS 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    3 개의 상이한 종류의 IMOD 를 구비하며, 각각은 상기 갭의 높이로 구별되어 비구동 상태에 있는 경우 각각 적색광, 청색광, 또는 녹색광을 반사하는, MEMS 장치.
  18. MEMS (microelectromechanical system) 장치를 제조하는 방법으로서,
    각각의 엘리먼트가 제 1 층, 비구동상태에 있는 경우에 갭만큼 상기 제 1 층으로부터 이격되는 제 2 층, 및 활성화되는 경우에 구동 상태에 대응하여 상기 제 2 층을 정전적으로 구동하여 상기 제 1 층에 접촉시키기 위한 전극층을 갖는, 엘리먼트들의 어레이를 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 엘리먼트들은, 2 개 이상의 상이한 타입을 가지고, 각각의 타입은 상기 갭의 높이로 구별되며,
    상기 형성하는 단계는 각 엘리먼트를 그 구동 상태로 구동하는데 요구되는 전압의 차이들을 보상하기 위하여 각 엘리먼트 타입의 기하학적 구성을 변경시키는 단계를 포함하고,
    상기 형성하는 단계는 각 엘리먼트의 상기 제 2 층에 인장 응력을 가하는 단계를 포함하고, 상기 인장 응력은 상기 갭의 높이의 함수이며, 상기 갭이 작을수록 상기 인장 응력은 커지는, MEMS 장치의 제조 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    어레이내의 각 엘리먼트의 상기 제 1 및 제 2 층은 상기 제 1 층에 평행한 제 1 축에 따라 이격되며 제 1 축을 가로지르는 방향으로 연장하는 복수의 지지부를 구비하는 지지 구조에 의해 지지되는 연속층들로 정의되며,
    각 지지부는 상기 엘리먼트들이 비구동 상태에 있는 경우에 상기 제 2 층 위의 상기 제 1 층을 지지하는 지지면을 가지며,
    상기 각 엘리먼트 타입의 기하학적 구성을 변경하는 단계는 상기 지지부들 사이의 간격을 변경하는 단계를 포함하는, MEMS 장치의 제조 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 각 엘리먼트 타입의 기하학적 구성을 변경하는 단계는 각 지지부의 지지면의 면적을 변경하는 단계를 포함하는, MEMS 장치의 제조 방법.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 각 엘리먼트 타입의 기하학적 구성을 변경하는 단계는 각 엘리먼트 타입의 상기 제 2 층에 대하여 상이한 영률을 갖는 재료를 이용하는 단계를 포함하는, MEMS 장치의 제조 방법.
  22. 제 18 항에 있어서,
    상기 각 엘리먼트 타입의 기하학적 구성을 변경하는 단계는 각 엘리먼트 타입의 상기 제 2 층의 두께를 변경하는 단계를 포함하는, MEMS 장치의 제조 방법.
  23. 제 18 항에 있어서,
    상기 각 엘리먼트 타입의 기하학적 구성을 변경하는 단계는, 적어도 가장 높은 갭을 갖는 엘리먼트들의 상기 제 2 층에는 개구들을 형성하는 단계를 포함하는, MEMS 장치의 제조 방법.
  24. 삭제
  25. 제 18 항에 있어서,
    상기 각 엘리먼트 타입의 기하학적 구성을 변경하는 단계는, 적어도 가장 작은 갭을 갖는 엘리먼트 타입들의 상기 전극층에는 개구들을 형성하는 단계를 포함하는, MEMS 장치의 제조 방법.
  26. 제 18 항에 있어서,
    상기 각 엘리먼트의 제 2 층은 유전체 위에 형성되며,
    상기 각 엘리먼트 타입의 기하학적 구성을 변경하는 단계는 그 위에 상기 각 엘리먼트의 제 2 층이 형성된 유전체의 유전 상수를 변경하는 단계를 포함하는, MEMS 장치의 제조 방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 각 엘리먼트 타입의 기하학적 구성을 변경하는 단계는 상기 유전체의 두께를 변경하는 단계를 포함하는, MEMS 장치의 제조 방법.
  28. 제 18 항에 있어서,
    상기 엘리먼트들은 광을 변조하는 IMOD 인, MEMS 장치의 제조 방법.
  29. 복수의 엘리먼트로서 각각의 엘리먼트는 제 1 층, 비구동 상태에 있는 경우에 갭만큼 상기 제 1 층으로부터 이격되는 제 2 층, 및 활성화된 경우에 구동 상태에 대응하여 상기 제 2 층을 정전적으로 구동하여 상기 제 1 층에 접촉시키기 위한 전극층을 갖고,
    상기 엘리먼트들은 2 개 이상의 상이한 타입이고, 각각의 타입은 상기 갭의 높이로 구별되는, 복수의 엘리먼트; 및
    상기 엘리먼트를 그 비구동 상태로부터 그 구동 상태로 변경시키기 위하여 각 엘리먼트의 상기 전극층을 활성화하는 다중레벨 출력들을 갖는 집적 구동 회로를 구비하는 엘리먼트 구동 메커니즘을 포함하고,
    상기 각각의 엘리먼트의 제 2 층은 인장 응력을 받고, 상기 인장 응력은 상기 갭의 높이의 함수이며, 상기 갭이 작을수록 상기 인장 응력은 커지는, MEMS 장치.
  30. 각각 제 1 형상 (geometry) 에 따르는 제 1 엘리먼트들의 어레이를 제조하는 단계;
    각각 제 2 형상에 따르는 제 2 엘리먼트들의 하나 이상의 어레이를 제조하는 단계를 포함하며,
    상기 어레이들을 제조하는 단계는,
    상기 제 1 및 제 2 형상 각각을 결정하는 파라미터들 중에서 하나의 파라미터를 선택하는 단계로서, 상기 선택된 파라미터의 상기 제 1 형상에 대한 값과 상기 선택된 파라미터의 상기 제 2 형상에 대한 값이 상이하게 되는, 상기 선택하는 단계; 및
    상기 제 1 엘리먼트 및 제 2 엘리먼트 각각을 작동시키는데 요구되는 작동 전압의 차이들로서, 상기 선택된 파라미터로 인한 상기 작동 전압의 차이들을 정규화하는 단계를 포함하는, MEMS 장치의 제조 방법.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 정규화하는 단계는 상기 선택된 파라미터를 변경시키지 않으면서, 상기 제 1 및 제 2 형상에서 상기 선택된 파리미터 외에 다른 파라미터들을 변경시키는 단계를 포함하는, MEMS 장치의 제조 방법.
  32. 제 30 항에 있어서,
    상기 파라미터들은 각 엘리먼트의 동작가능한 상부층과 하부층 사이의 갭을 포함하며, 상기 상부층 및 하부층은 지지부들에 의해 분리되는, MEMS 장치의 제조 방법.
  33. 제 32 항에 있어서,
    각 엘리먼트는 상기 작동 전압에 의해 작동되는 경우에 상기 상부층을 상기 하부층을 향하게 정전적으로 구동하는 전극을 구비하는, MEMS 장치의 제조 방법.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 다른 파라미터들을 변경하는 단계는, 상기 상부층의 두께를 변경하는 단계, 및 상기 지지부들 사이의 거리를 변경하는 단계를 포함하는 그룹으로부터 선택되는 변경들을 포함하는, MEMS 장치의 제조 방법.
  35. 제 31 항에 있어서,
    상기 정규화하는 단계는 각 제 1 엘리먼트 및 제 2 엘리먼트의 상부층의 강성을 변경시키는 단계를 포함하는, MEMS 장치의 제조 방법.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 강성을 변경시키는 단계는 각 제 1 엘리먼트 및 제 2 엘리먼트의 상기 상부층의 영률을 변경시키는 단계를 포함하는, MEMS 장치의 제조 방법.
  37. 제 35 항에 있어서,
    상기 강성을 변경시키는 단계는 상기 상부층의 강성을 감소시키기 위하여 상기 상부층에 개구들을 형성하는 단계를 포함하는, MEMS 장치의 제조 방법.
  38. 제 33 항에 있어서,
    상기 정규화하는 단계는 각 제 1 엘리먼트 또는 각 제 2 엘리먼트의 상기 전극의 기하하적 구성을 변경시키는 단계를 포함하는, MEMS 장치의 제조 방법.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 전극의 기하학적 구성을 변경하는 단계는 상기 전극에 개구들을 형성하는 단계를 포함하는, MEMS 장치의 제조 방법.
  40. 제 30 항에 있어서,
    상기 엘리먼트들은 유전체 위에 형성되며,
    상기 정규화하는 단계는 상기 유전체의 유전 상수를 변경하는 단계를 포함하는, MEMS 장치의 제조 방법.
  41. 제 30 항에 있어서,
    상기 제 1 엘리먼트 및 제 2 엘리먼트는 화소인, MEMS 장치의 제조 방법.
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