KR101443303B1

KR101443303B1 - 공기 간극 제어를 제공하는 ｍｅｍｓ 장치의 제조 방법

Info

Publication number: KR101443303B1
Application number: KR1020097001923A
Authority: KR
Inventors: 밍-하우 텅; 라이어 코거트
Original assignee: 퀄컴 엠이엠에스 테크놀로지스, 인크.
Priority date: 2006-06-30
Filing date: 2007-05-16
Publication date: 2014-09-22
Also published as: US8102590B2; RU2484007C2; KR20140078723A; JP5021736B2; TWI423920B; TW201418143A; RU2008151142A; CN101484381A; US7952787B2; US20120122259A1; EP1943185A1; US7527998B2; BRPI0712927A2; TW200807061A; US20090213451A1; KR20090033882A; US8964280B2; EP2157047A3; JP5520898B2; CN101484381B

Abstract

광 변조 장치의 두 층 사이에서 공동부의 깊이를 제어하는 방법 및 장치가 제공된다. 광 변조 장치의 제조 방법은 기판을 제공하는 단계; 상기 기판의 적어도 일부 위에 희생층을 형성하는 단계; 상기 희생층의 적어도 일부 위에 반사층을 형성하는 단계; 및 상기 기판 위에 1개 이상의 굴곡 제어기를 형성하는 단계를 포함하되, 상기 굴곡 제어기는 상기 반사층을 작동적으로 지지하고, 상기 희생층의 제거 시, 해당 희생층의 두께와 다르게 측정가능한 깊이를 지닌 공동부를 형성하도록 구성되며, 상기 깊이는 상기 기판에 대해서 수직으로 계측된다.

MEMS, 간섭계 변조기, 희생층, 반사층, 굴곡 제어기, 공동부

Description

공기 간극 제어를 제공하는 ＭＥＭＳ 장치의 제조 방법{METHOD OF MANUFACTURING MEMS DEVICES PROVIDING AIR GAP CONTROL}

본 발명은 간섭계 변조기(interferometric modulator)로서 이용하기 위한 마이크로전자기계 시스템(MEMS: microelectromechanical system)에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 이동식 소자(movable element)와 기판 사이에 상이한 크기의 공동부(cavity)들을 가진 마이크로전자기계 시스템을 제조하는 개선된 방법에 관한 것이다.

마이크로전자기계 시스템(MEMS)은 마이크로기계 부품, 액추에이터 및 전자 기기를 포함한다. 마이크로기계 부품은 기판 및/또는 침착(즉, 증착)된 재료층의 일부를 에칭해내거나 층들을 추가하여 전기 및 전자기계 장치를 형성하는 증착, 에칭 및/또는 다른 미세기계가공(micromachining) 공정들을 이용하여 형성될 수도 있다. MEMS 장치의 한 형태는 간섭계 변조기라 불린다. 본 명세서에서 사용된 것처럼, 간섭계 변조기 또는 간섭계 광 변조기(interferometric light modulator)라는 용어는 광학적 간섭의 원리를 이용하여 광을 선택적으로 흡수 및/또는 반사하는 장치를 의미한다. 소정의 실시형태에 있어서, 간섭계 변조기는 1쌍의 도전판을 포함할 수도 있는 데, 상기 1쌍의 도전판의 어느 하나 또는 양쪽 모두가 전체 또는 부 분적으로 투과형 및/또는 반사형일 수도 있고 적절한 전기 신호의 인가시 상대 운동을 할 수 있다. 특별한 실시형태에 있어서, 하나의 도전판은 기판에 증착된 고정층을 포함할 수도 있고, 다른 하나의 도전판은 공기 간극(air gap)에 의해 고정층과 분리된 금속막을 포함할 수도 있다. 본 명세서에서 보다 더 상세히 설명하는 바와 같이, 도전판의 상대적 위치에 의해서 간섭계 변조기로 입사되는 광의 광학적 간섭은 변화될 수 있다. 이러한 장치들의 적용 범위는 광범위한데, 기존의 제품들을 향상시키는 데 있어서, 그리고 아직 개발되지 않은 새로운 제품들을 만들어내는 데 있어서 이러한 유형의 장치 특성들이 사용될 수 있도록 이들 장치들의 특징들을 이용 및/또는 변경하는 것은 해당 기술 분야에서 유용할 것이다.

본 발명의 일 실시형태는 희생 재료의 제거 후 상이한 해방 상태(release state)를 가지는 적어도 두가지 유형의 마이크로전자기계 시스템(MEMS) 장치를 제조하는 방법을 제공하며, 이 방법은, 기판을 제공하는 단계; 상기 기판의 적어도 일부 위에 제1전기 전도층을 형성하는 단계; 상기 제1전도층의 적어도 일부 위에 제1희생층을 형성하는 단계; 상기 제1희생층 위에 복수개의 전기 전도성 이동식 소자를 형성하는 단계; 및 상기 희생층이 제거될 경우 상기 전기 전도성 이동식 소자를 작동적으로 지지하도록 구성된 복수개의 굴곡 제어기(flexure controller)를 상기 기판 위에 형성하는 굴곡 제어기의 형성 단계를 포함하되; 상기 제1희생층은 제거가능하고, 이에 따라 상기 MEMS 장치를 해방하여 상기 제1전기 전도층과 상기 이동식 소자 사이에 적어도 2개의 간극 크기를 가진 공동부를 형성한다.

본 발명의 다른 실시형태는 희생 재료의 제거 후 상이한 공동부 깊이를 가지는 적어도 2가지 유형의 간섭계 변조기를 제조하는 방법을 제공하며, 이 방법은 기판을 제공하는 단계; 상기 기판의 적어도 일부 위에 광학 적층부를 형성하는 단계; 상기 광학 적층부의 적어도 일부 위에 제1희생 재료를 형성하는 단계; 상기 제1희생 재료의 적어도 일부 위에 제2 전기 전도층을 형성하는 단계; 및 상기 기판 위에 적어도 두가지 유형의 굴곡 제어기를 형성하는 단계를 포함하되; 상기 희생 재료는 제거가능하고, 이에 따라 공동부를 형성하며; 상기 굴곡 제어기는 상기 제2 전기 전도층을 작동적으로 지지하도록 구성되고, 상기 적어도 두가지 유형의 굴곡 제어기는 상이한 크기의 구성 요소를 포함하며, 해당 상이한 크기의 구성 요소는 상기 제1희생 재료의 제거 후 상기 제2전기 전도층의 일부 밑에 상이한 깊이의 공동부를 형성하도록 구성되어 있다.

본 발명의 또 다른 실시형태는 기판; 상기 기판 위에 있는 복수개의 이동식 소자; 및 상기 기판 위에, 상기 이동식 소자를 작동적으로 지지하도록 구성된 복수개의 굴곡 제어기를 포함하되, 상기 각 이동식 소자는 공동부에 의해 상기 기판으로부터 분리되고, 상기 복수개의 굴곡 제어기는 선택된 굴곡(즉, 휨)을 제어하는 상이한 치수의 부분을 포함하며, 해당 선택된 굴곡은 상기 기판과 상기 복수개의 이동식 소자 사이에 적어도 2개의 간극 크기를 가진 상기 공동부를 형성하는 역할을 하는 것인 마이크로전자기계 시스템(MEMS) 장치를 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시형태는 하나 이상의 박막층을 포함하는 장치의 두 층 사이에서 공동부의 깊이를 제어하는 방법을 제공하며, 이 방법은 기판을 제공하는 단계; 상기 기판의 적어도 일부 위에 희생층을 형성하는 단계; 상기 희생층의 적어도 일부 위에 제1층을 형성하는 단계; 및 상기 기판 위에 1개 이상의 굴곡 제어기를 형성하는 단계를 포함하되, 상기 굴곡 제어기는 제1층을 작동적으로 지지하고, 상기 희생층의 제거 시, 해당 희생층의 깊이보다 약 30% 이상의 깊이를 지닌 공동부를 형성하도록 구성되며, 상기 깊이는 상기 기판에 대해서 수직으로 계측된다.

본 발명의 또 다른 실시형태는 기판; 상기 기판의 적어도 일부 위에 있는 희생층; 상기 제1희생층 위에 있는 이동식 소자; 및 상기 기판 위에 있는 1개 이상의 굴곡 제어기를 포함하되, 상기 굴곡 제어기는 상기 이동식 소자를 작동적으로 지지하고, 상기 희생층의 제거 시, 해당 희생층의 깊이보다 약 30% 이상의 깊이를 지닌 공동부를 상기 기판과 상기 이동식 소자에 형성하도록 구성되며, 상기 깊이는 상기 기판에 대해서 수직으로 계측되고, 상기 희생층은 에칭에 의해 제거가능한 것인 미해방된 마이크로전자기계 시스템(MEMS) 장치를 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시형태는 하나 이상의 박막층을 포함하는 장치의 두 층 사이에서 공동부의 깊이를 제어하는 방법을 제공하며, 이 방법은 기판을 제공하는 단계; 상기 기판의 적어도 일부 위에 희생층을 형성하는 단계; 상기 희생층의 적어도 일부 위에 제1박막층을 형성하는 단계; 및 상기 기판 위에 1개 이상의 굴곡 제어기를 형성하는 단계를 포함하되, 상기 희생층은 에칭에 의해 제거가능하며, 상기 굴곡 제어기는 상기 제1박막층을 작동적으로 지지하고, 상기 희생층의 제거 시, 상기 제1박막층을 상기 기판을 향하여 변위시키도록 구성되어 있다.

본 발명의 또 다른 실시형태는 기판; 상기 기판의 적어도 일부 위에 있는 희생층; 상기 희생층 위에 있는 이동식 소자; 및 상기 기판 위에 있는 1개 이상의 굴곡 제어기를 포함하되, 상기 굴곡 제어기는 상기 이동식 소자를 작동적으로 지지하고, 또, 상기 희생층의 제거 시 상기 이동식 소자를 상기 기판을 향하여 변위시키도록 구성되며; 상기 희생층은 에칭에 의해 제거가능하다.

도 1은 제1간섭계 변조기의 이동식 반사층이 이완 위치에 있고, 제2간섭계 변조기의 이동식 반사층이 작동 위치에 있는 간섭계 변조기 디스플레이의 일 실시예의 일부를 나타낸 등각 투상도;

도 2는 3×3 간섭계 변조기 디스플레이를 내장한 전자 장치의 일 실시예를 예시한 시스템 블록도;

도 3은 도 1의 간섭계 변조기의 예시적인 일 실시예에 대해 이동식 미러(movable mirror)의 위치 대 인가된 전압을 나타낸 선도;

도 4는 간섭계 변조기 디스플레이를 구동하는 데 사용될 수 있는 1세트의 행방향 전압(row voltage) 및 열방향 전압(column voltage)을 나타낸 도면;

도 5a는 도 2의 3×3 간섭계 변조기 디스플레이에 있어서의 표시 데이터의 하나의 예시적인 프레임을 예시한 도면;

도 5b는 도 5a의 프레임을 기록하는(write) 데 이용될 수 있는 행방향 신호 및 열방향 신호의 하나의 예시적인 타이밍 선도를 나타낸 도면;

도 6a 및 도 6b는 복수개의 간섭계 변조기를 포함하는 비쥬얼 표시 장치(visual display device)의 일 실시예를 나타낸 시스템 블록도;

도 7a는 도 1의 장치의 단면도;

도 7b는 간섭계 변조기의 대안적인 실시예의 단면도;

도 7c는 간섭계 변조기의 다른 대안적인 실시예의 단면도;

도 7d는 간섭계 변조기의 또 다른 대안적인 실시예의 단면도;

도 7e는 간섭계 변조기의 추가의 대안적인 실시예의 단면도;

도 8은 간섭계 변조기의 제조방법의 일 실시형태에 있어서의 소정의 단계들을 예시한 흐름도;

도 9a 내지 도 9g는 기둥 지지 구조체를 지닌 간섭계 변조기의 제조 방법에 있어서의 소정의 단계들을 예시한 개략 단면도;

도 10a 내지 도 10d는 리벳 지지 구조체를 지닌 간섭계 변조기의 제조방법에 있어서의 소정의 단계들을 예시한 개략 단면도;

도 11은 굴곡 제어기를 지닌 간섭계 변조기를 제조하는 일 실시예에 있어서의 소정의 단계들을 예시한 흐름도;

도 12a 내지 도 12k는 도 11의 방법을 이용해서 제조될 수 있는 상이한 굴곡 제어기를 지닌 간섭계 변조기의 대안적인 실시예의 단면도;

도 13a 내지 도 13f는 굴곡 제어기 구조체의 특징 변경이 장치의 해방 시 지지된 층의 편향에 미칠 수 있는 효과를 나타내도록 설계된 분석적인 연구 결과를 나타낸 도면.

이하의 상세한 설명은 본 발명의 임의의 특정 실시예들에 관한 것이지만, 본 발명은 다양한 방법들로 구현될 수 있다. 본 설명에 있어서, 전체적으로 동일한 구성 요소들은 동일한 참조 번호들로 표기된 도면을 참조한다. 이하의 설명으로부터 명백한 바와 같이, 실시예들은 동화상(예를 들어, 비데오)인지 또는 정지화상(예를 들어, 스틸 이미지(still image))인지, 그리고 문자인지 그림인지의 여부에 따라 이미지(즉, 화상)를 표시하도록 구성되는 장치이면 어떠한 장치에서도 구현될 수도 있다. 더욱 상세하게는, 휴대폰, 무선 장치, PDA(personal data assistant), 초소형 또는 휴대용 컴퓨터, GPS 수신기/네비게이션, 카메라, MP3 플레이어, 캠코더, 게임 콘솔(game console), 손목 시계, 시계, 계산기, 텔레비젼 모니터, 평판형 디스플레이, 컴퓨터 모니터, 자동차 표시 장치(예를 들어, 주행 기록계 디스플레이 등), 콕핏 제어기(cockpit control) 및/또는 디스플레이, 카메라 뷰 디스플레이(예를 들어, 차량의 리어 뷰(rear view) 카메라의 디스플레이), 전자 사진, 전자 광고판 또는 간판, 프로젝터, 건축 구조물, 포장물 및 미술 구조물(예를 들어, 보석류에 대한 이미지의 디스플레이)을 포함하지만 이들로 한정되지는 않는 다양한 전자 장치들로 구현되거나 혹은 그 다양한 전자 장치들과 관련될 수 있는 것을 고려할 수 있다. 본 명세서에서 설명하는 것들과 유사한 구조의 MEMS 장치는 또한 전자 스위칭 장치에서와 같이 표시장치(즉, 디스플레이)가 아닌 응용품에 사용될 수 있다.

일 실시예는 기판 위에 복수개의 굴곡 제어기를 가진 MEMS 장치를 제조하는 방법을 제공한다. 상기 굴곡 제어기는 전기 전도성 이동식 소자를 작동적으로 지지하도록 그리고 희생층이 제거된 경우 복수개의 선택된 굴곡을 제공하도록 구성되 어 있다. 상기 희생층은 제거가능하고, 이에 따라 MEMS 장치를 해방시키며, 적어도 2개의 간극 크기를 가진 공동부를 형성한다. 굴곡 제어기는 간극 크기의 감소뿐만 아니라 간극 크기의 증가에 효과를 발휘할 수 있다. 그 결과, 다수의 증착, 마스킹 및 에칭 단계를 보다 적은 수의 증착, 마스킹 및 에칭 단계로 대체할 수 있으므로, MEMS 장치의 제조시 시간과 비용을 절감할 수 있게 된다.

간섭계 MEMS 표시 소자를 포함하는 간섭계 변조기 디스플레이의 일 실시예가 도 1에 예시되어 있다. 이들 장치에 있어서, 화소들은 밝은 상태 또는 어두운 상태이다. 밝은("온(on) 또는 "열린") 상태에서, 표시 소자는 입사되는 가시 광선의 많은 부분을 사용자에게 반사시킨다. 어두운("오프(off)" 또는 "닫힌") 상태에서, 표시 소자는 입사되는 가시 광선을 사용자에게 거의 반사하지 않는다. 본 실시예에 따르면, "온" 및 "오프" 상태의 광 반사 특성은 반대로 되어 있을 수도 있다. MEMS 화소들은 선택된 색깔에서 우선적으로 반사하도록 구성되어 흑백 표시 외에도 컬러 표시를 가능하게 한다.

도 1은 비쥬얼 디스플레이의 일련의 화소에 있어서 두 개의 인접한 화소들을 나타낸 등각 투상도인 데, 여기서 각 화소는 MEMS 간섭계 변조기를 포함한다. 몇몇 실시예에서, 간섭계 변조기 디스플레이는 이들 간섭계 변조기의 행/열 어레이를 포함한다. 각각의 간섭계 변조기는 서로 간에 가변적이고 제어 가능한 거리에 위치된 1쌍의 반사층을 포함하여 적어도 하나의 가변 치수를 가진 공진 광학 공동부(resonant optical cavity)를 형성한다. 일 실시예에 있어서, 반사층들 중 하나는 두 위치 사이에서 움직일 수도 있다. 여기서 이완 위치라고도 칭해지는 제1위 치에서, 이동식 반사층은 고정된 부분 반사층으로부터 상대적으로 먼 거리에 위치한다. 여기서 작동 위치라고도 칭해지는 제2위치에서, 이동식 반사층은 상기 부분 반사층에 더 가까이 인접하여 위치한다. 두 반사층에서 반사된 입사광은 이동식 반사층의 위치에 따라서 보강 간섭 또는 소멸 간섭하여 각 화소에 대해 전체 반사 상태 또는 비반사 상태를 생성한다.

도 1에 있어서 화소 어레이의 도시된 부분은 두 개의 인접한 간섭계 변조기(12a), (12b)를 포함한다. 왼쪽에 위치한 간섭계 변조기(12a)에는 부분 반사층을 포함하는 광학 적층부(optical stack)(16a)로부터 소정 거리 떨어진 이완 위치에 이동식 반사층(14a)이 예시되어 있다. 오른쪽에 위치한 간섭계 변조기(12b)에는 광학 적층부(16b)에 인접한 작동 위치에 이동식 반사층(14b)이 예시되어 있다.

여기서 참조 기호로 표시되는 바와 같은 광학 적층부(16a), (16b)(일괄해서 광학 적층부(16)라 표기함)는 전형적으로 수 개의 융합층(fused layer)을 포함하는 데, 이들 융합층은 산화인듐주석(indium tin oxide: ITO)과 같은 전극층, 크롬과 같은 부분 반사층 및 투명 유전체를 포함할 수 있다. 따라서, 광학 적층부(16)는 전기 전도성이고, 부분적으로 투명하며, 부분적으로 반사성이고, 예를 들어 하나 이상의 상기 층들을 투명 기판(20) 위에 증착함으로써 제조될 수 있다. 부분 반사층은 다양한 금속류, 반도체류 및 유전체류와 같은 부분 반사성인 다양한 재료들로 형성될 수 있다. 부분 반사층은 하나 이상의 재료 층으로 형성될 수 있는 데, 각각의 층은 단일 재료 또는 조합된 재료로 형성될 수 있다.

몇몇 실시예에서는, 이하에 더욱 설명되는 바와 같이, 광학 적층부의 층들은 평행 스트립(strip)들로 패터닝되고, 표시 장치 내에서 행방향 전극들을 형성할 수도 있다. 이동식 반사층(14a), (14b)은 기둥(즉, 지지부)(18) 사이에 증착되는 중재 희생 재료 및 기둥(18)의 상부면에 증착된 증착 금속층 또는 증착 금속층들(광학 적층부(16a), (16b)의 행방향 전극에 직교)로 이루어진 일련의 평행 스트립들로서 형성될 수도 있다. 희생 재료를 에칭하여 제거했을 때, 이동식 반사층(14a), (14b)은 광학 적층부(16b), (16b)로부터 소정의 간극(19)만큼 분리된다. 알루미늄과 같은 고 전도성·반사성 재료가 반사층(14)으로 사용될 수 있고, 이들 스트립들은 표시 장치에서 열방향 전극들을 형성할 수도 있다.

도 1에 있어서 화소(12a)로 예시된 바와 같이, 전압이 인가되지 않을 경우, 이동식 반사층(14a)은 기계적으로 이완 상태인 채로, 간극, 즉 공동부(19)가 이동식 반사층(14a)과 광학 적층부(16a) 사이에서 유지된다. 그러나, 선택된 행 및 열에 전위차가 인가될 경우, 대응하는 화소의 행방향 전극과 열방향 전극의 교차점에 형성된 커패시터는 충전되고, 정전기력은 전극들을 함께 당긴다. 전압이 충분히 높다면, 이동식 반사층(14)은 변형이 일어나 광학 적층부(16)에 대해서 힘을 가한다. 도 1의 오른쪽에 위치한 화소(12b)로 표시된 바와 같이, 광학 적층부(16) 내의 유전체 층(이 도면에서는 도시 생략)은 단락이 방지되어 층(14)과 층(16) 간의 이격 거리를 조절한다. 이러한 거동은 인가된 전위차의 극성에 상관없이 동일하다. 이와 같이 해서, 반사 화소 상태 대 비반사 화소 상태를 제어할 수 있는 행/열방향 작동은 종래의 LCD 및 다른 디스플레이 기술에서 사용되는 것과 여러 면에서 유사하다.

도 2 내지 도 5b는 디스플레이 적용에 있어서 간섭계 변조기들의 어레이를 사용하기 위한 하나의 예시적 과정 및 시스템을 예시한다.

도 2는 본 발명의 측면들을 포함할 수도 있는 전자 장치의 일 실시예를 예시한 시스템 블록도이다. 예시적 실시예에 있어서, 전자 장치는 프로세서(21)를 포함하는 데, 이 프로세서는 ARM, 펜티엄(Pentium)(등록상표), 펜티엄 II(등록상표), 펜티엄 III(등록상표), 펜티엄 IV(등록상표), 펜티엄(등록상표) Pro, 8051, MIPS(등록상표), Power PC(등록상표), ALPHA(등록상표)와 같은 범용 단일 칩 프로세서 또는 멀티 칩 마이크로 프로세서, 또는 디지털 신호 프로세서, 마이크로 제어기와 같은 특수 목적의 마이크로 프로세서, 또는 프로그래밍 가능한 게이트 어레이일 수도 있다. 종래 기술에서와 같이, 상기 프로세서(21)는 하나 이상의 소프트웨어 모듈을 실행하도록 구성될 수도 있다. 오퍼레이팅 시스템(operating system)의 실행과 더불어, 상기 프로세서는 웹 브라우저(web browser), 전화 애플리케이션(application), 이메일 프로그램 또는 기타 임의의 소프트웨어 애플리케이션을 비롯한 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 실행하도록 구성될 수도 있다.

일 실시예에 있어서, 프로세서(21)는 또한 어레이 드라이버(22)와 연통하도록 구성된다. 일 실시예에 있어서, 어레이 드라이버(22)는 디스플레이 어레이 또는 패널(30)에 신호를 제공하는 행방향 드라이버 회로(24) 및 열방향 드라이버 회로(26)를 포함한다. 도 1에 예시된 어레이의 단면은 도 2의 1-1 라인에 의해 도시된다. MEMS 간섭계 변조기에 대해서, 행/열방향 작동 프로토콜은 도 3에 도시된 이들 장치의 히스테리시스 특성을 이용할 수도 있다. 예를 들어, 이완 상태에서부 터 작동 상태로 이동층을 변형시키기 위해 10볼트의 전위차가 필요할 수도 있다. 그러나, 이러한 값으로부터 전압이 감소될 경우, 전압이 10볼트 미만으로 다시 떨어질 때에 이동층은 그 상태를 유지한다. 도 3의 예시적 실시예에 있어서, 전압이 2볼트 미만으로 떨어질 때까지 이동층은 완전히 이완되지 않는다. 이와 같이 해서, 도 3에 예시된 예에서 약 3볼트 내지 7볼트의 전압 범위가 있고, 여기에서 인가된 전압의 창이 존재하고, 이 범위 내에서 장치가 이완 또는 작동 상태에서 안정적이다. 이것을 여기서는 "히스테리시스 창" 또는 "안정성 창"이라고 칭한다. 도 3의 히스테리시스 특성을 가지는 디스플레이 어레이에 대해서, 행방향 스트로빙(strobing) 동안 스트로빙된 행에 있는 작동될 화소들이 약 10볼트의 전압차에 노출되고, 이완될 화소들이 0볼트에 근접한 전압차에 노출되도록 행/열방향 작동 프로토콜을 설계할 수 있다. 스트로빙 후에, 화소들은 약 5볼트의 정상 상태 전압차에 노출되므로, 이들은 행방향 스트로빙이 화소들을 어떤 상태에 두었던지 그 상태를 유지하게 된다. 이러한 예에서, 각 화소는, 기록된 후에, 3볼트 내지 7볼트의 "안정성 창" 내에서 전위차를 보인다. 이러한 특성으로 작동 또는 이완의 기존 상태에서 동일한 인가 전압 조건하에서 도 1에 예시된 화소 설계는 안정화된다. 간섭계 변조기의 각 화소는 작동 상태인지 혹은 이완 상태인지에 따라 본질적으로 고정 반사층 및 이동식 반사층에 의해 형성된 커패시터이기 때문에, 이러한 안정한 상태는 전력 손실이 거의 없이 히스테리시스 창 내의 전압에서 유지될 수 있다. 인가된 전위가 고정되어 있다면 화소로 들어가는 전류 흐름은 실질적으로 없다.

전형적인 응용에 있어서, 제1행에 있는 원하는 세트의 작동 화소에 따라 열 방향 전극 세트를 어서트(assert)함으로써 표시 프레임을 생성할 수도 있다. 다음에, 행방향 펄스가 제1행의 전극에 인가되어 어서트된 열방향 라인에 대응하는 화소를 작동시킨다. 그 후, 어서트된 세트의 열방향 전극은 제2행에 있는 원하는 세트의 작동 화소에 대응하도록 변경된다. 이어서, 펄스가 제2행의 전극에 인가되어, 어서트된 열방향 전극들에 따라서 제2행에 있는 적절한 화소들을 작동시킨다. 제1행의 화소들은 제2행의 펄스의 영향을 받지 않고 제1행의 펄스 동안 그들이 설정되었던 상태로 유지된다. 이것은 프레임을 작성하기 위하여 일련의 전체 행들에 대해서 순차적으로 반복될 수도 있다. 일반적으로, 이러한 과정을 초당 원하는 프레임 수만큼 계속적으로 반복함으로써 프레임들은 새로운 표시 데이터로 리프레시(refresh) 및/또는 갱신된다. 더불어, 표시 프레임을 작성하는 화소 어레이의 행방향 전극 및 열방향 전극을 구동하기 위한 매우 다양한 프로토콜은 잘 알려져 있고, 이것은 본 발명과 관련하여 사용될 수도 있다.

도 4, 도 5a 및 도 5b는 도 2의 3×3 어레이 위에 표시 프레임을 생성하기 위한 하나의 가능한 작동 프로토콜을 예시한다. 도 4는 도 3의 히스테리시스 곡선을 나타내는 화소를 위해 사용될 수도 있는 가능한 세트의 행방향 전압 레벨들 및 열방향 전압 레벨들을 예시한다. 도 4의 실시예에서, 화소를 작동시키기 위해서는 적절한 열을 -V_bias로 설정하고 적절한 행을 +ΔV로 설정하는 것이 필요한데, -V_bias및 +ΔV는 각각 -5볼트 및 +5볼트에 대응한다. 화소에 대한 볼트 전위차가 0이 되는 동일한 +ΔV로 적절한 행을 설정하고 +V_bias로 적절한 열을 설정함으로써 화소의 이완을 수행한다. 행방향 전압이 0볼트로 유지되는 이들 행에서, 열이 -V_bias이거나 +V_bias인 것에 상관없이, 화소들은 그들의 원래 상태가 어떠하든 안정하다. 도 4에 또한 예시된 바와 같이, 앞서 설명한 것과 반대 극성의 전압이 사용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 화소를 작동시키는 것은 적절한 열을 +V_bias로 설정하고적절한 행을 -ΔV로 설정하는 것을 수반할 수 있다. 본 실시예에 있어서, 화소에 대한 0볼트 전위차를 생성하는 동일한 -ΔV로 적절한 행을 설정하고 -V_bias로 적절한 열을 설정함으로써 화소의 이완을 수행한다.

도 5b는 도 5a에 예시된 디스플레이 구성으로 되는 도 2의 3×3 어레이에 인가되는 일련의 행방향 신호들 및 열방향 신호들을 나타낸 타이밍도로서, 여기서 작동 화소들은 비반사적이다. 도 5a에 예시된 프레임을 기록하기에 앞서, 화소들은 임의의 상태에 있을 수 있고, 이 예에서, 모든 행들은 0볼트이고 모든 열들은 +5볼트이다. 이들 인가 전압에 의하면, 화소는 모두 그들의 기존의 작동 또는 이완 상태에서 안정하다.

도 5a의 프레임에서, (1,1), (1,2), (2,2), (3,2) 및 (3,3) 화소들이 작동된다. 이것을 달성하기 위해서, 제1행에 대한 "라인 시간"(line time) 동안 제1열과 제2열은 -5볼트로 설정되고, 제3열은 +5볼트로 설정된다. 이것은 임의의 화소들의 상태를 변화시키지 않는 데, 그 이유는 모든 화소들이 3볼트 내지 7볼트 안정성 창에 유지되기 때문이다. 다음에, 제1행은 0볼트에서 5볼트까지 가고 다시 0볼트로 가는 펄스로 스트로빙된다. 이것은 (1,1) 화소 및 (1,2) 화소를 작동시키고 (1,3) 화소를 이완시킨다. 어레이의 다른 화소들은 영향을 받지 않는다. 원하는 제2행을 설정하기 위하여, 제2열을 -5볼트로 설정하고 제1열 및 제3열을 +5볼트로 설정한다. 다음에, 제2행에 인가된 동일한 스트로브(strobe)는 (2,2) 화소를 작동시키고 (2,1) 및 (2,3) 화소를 이완시킬 것이다. 재차, 어레이의 다른 화소들은 영향받지 않는다. 제3행은 제2열 및 제3열을 -5볼트로 설정하고 제1열을 +5볼트로 설정함으로써 마찬가지로 설정된다. 제3행의 스트로브는 도 5a에 도시된 바와 같이 제3행의 화소들을 설정한다. 프레임을 기록한 후에, 행방향 전위들은 0이고 열방향 전위들은 +5볼트 또는 -5볼트로 유지될 수 있게 되어 디스플레이는 도 5a의 배열에서 안정적이다. 수십 또는 수백 개의 행과 열들을 가진 어레이들에 대해서 동일한 과정을 이용할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 행 및 열을 작동시키는 데 사용되는 타이밍, 수순 및 전압 레벨들은 상기의 일반적인 원리 범위 안에서 매우 다양할 수 있고, 상기 예는 다만 예시적인 것에 불과하며, 다른 작동 전압 방법이 여기에서 설명되는 시스템 및 방법과 함께 사용될 수 있다는 것을 또한 이해할 수 있을 것이다.

도 6a 및 도 6b는 표시 장치(40)의 실시예를 예시한 시스템 블록도이다. 예를 들어, 표시 장치(40)는 이동 전화기 또는 휴대 전화기일 수 있다. 그러나, 표시 장치(40)의 동일한 구성 요소들 또는 그것의 약간의 변경으로는 또한 텔레비전 및 휴대용 미디어 플레이어와 같은 다양한 유형의 표시 장치를 들 수 있다.

표시 장치(40)는 하우징(housing)(41), 디스플레이(30), 안테나(43), 스피커(45), 입력 장치(48) 및 마이크(46)를 포함한다. 일반적으로 하우징(41)은 사출 성형 및 진공 성형을 비롯한 당업자들에게 잘 알려진 다양한 제조 과정들 중의 어떤 것으로 형성된다. 또한, 하우징(41)은 플라스틱, 금속, 유리, 고무 및 세라믹, 또는 이들의 조합을 포함하지만, 이들로 한정되지 않는 다양한 재료 중의 어떤 것으로 만들어질 수도 있다. 일 실시예에 있어서, 하우징(41)은 다른 색깔을 가지거나 다른 로고, 그림 또는 기호를 포함하는 분리 가능한 부분들과 호환될 수도 있는 분리 가능한 부분(도시 생략)을 포함한다.

예시적인 표시 장치(40)의 디스플레이(30)는 여기에서 설명되는 바와 같이, 쌍안정 디스플레이를 비롯한 다양한 디스플레이들 중의 어떤 것일 수도 있다. 다른 실시예에 있어서, 당업자들에게 잘 알려진 바와 같이, 디스플레이(30)는 앞서 설명한 바와 같은 플라즈마, EL, OLED, STN LCD 또는 TFT LCD와 같은 평판형 디스플레이, 또는 CRT나 다른 종류의 관(tube) 장치와 같은 비평판형(non-flat-panel) 디스플레이를 포함한다. 그러나, 본 실시예를 설명할 목적으로, 상기 디스플레이(30)는 여기에서 설명하는 바와 같이 간섭계 변조기 디스플레이를 포함한다.

예시적 표시 장치(40)의 일 실시예의 구성 요소들은 도 6b에 개략적으로 도시되어 있다. 도시된 예시적 표시 장치(40)는 하우징(41)을 포함하고 적어도 그 속에 부분적으로 수용된 추가적인 구성 요소들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에 있어서, 예시적 표시 장치(40)는 트랜스시버(transceiver)(47)에 결합된 안테나(43)를 포함하는 네트워크 인터페이스(27)를 포함한다. 트랜스시버(47)는 컨디셔닝 하드웨어(conditioning hardware)(52)에 연결된 프로세서(21)에 접속된다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 신호를 조절(예를 들어, 신호를 필터링)하도록 구성 될 수도 있다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 스피커(45) 및 마이크(46)에 연결된다. 프로세서(21)는 입력 장치(48) 및 드라이버 제어기(29)에도 연결된다. 드라이버 제어기(29)는 프레임 버퍼(frame buffer)(28)에 그리고 어레이 드라이버(22)에 결합되고, 어레이 드라이버(22)는 이어서 디스플레이 어레이(30)에 결합된다. 전력 공급 장치(50)는 특정한 예시적 표시 장치(40) 설계에 요구되는 바와 같이 모든 구성 요소들에 전력을 제공한다.

네트워크 인터페이스(27)는 예시적 표시 장치(40)가 네트워크를 통하여 하나 이상의 장치와 연통할 수 있도록 안테나(43) 및 트랜스시버(47)를 포함한다. 일 실시예에 있어서, 네트워크 인터페이스(27)는 프로세서(21)의 요건을 경감할 수 있는 몇몇 처리 능력도 가질 수 있다. 안테나(43)는 신호들을 송수신하기 위해, 당업자들에게 알려진 소정의 안테나이다. 일 실시예에 있어서, 안테나는 IEEE 802.11(a), (b) 또는 (g)를 비롯한 IEEE 802.11 표준에 따라서 RF 신호들을 송수신한다. 다른 실시예에 있어서, 안테나는 블루투스(BLUETOOTH) 표준에 따라서 RF 신호들을 송수신한다. 이동 전화기의 경우, 안테나는 CDMA, GSM, AMPS 또는 무선 이동 전화 네트워크 내에서 연통하기 위해 사용되는 기타 공지된 신호들을 수신하도록 설계되어 있다. 트랜스시버(47)는 안테나(43)로부터 수신된 신호들을 미리 처리하여 이들 신호가 프로세서(21)에 의해 수신되고 나아가 조작될 수도 있다. 또, 트랜스시버(47)는 프로세서(21)로부터 수신된 신호들도 처리하여 이들 신호가 안테나(43)를 거쳐서 예시적 표시 장치(40)로부터 전송될 수 있게 한다.

대안적인 실시예에 있어서, 트랜스시버(47)는 수신기로 대체될 수 있다. 또 다른 대안적인 실시예에 있어서, 네트워크 인터페이스(27)는 프로세서(21)에 전송될 이미지 데이터를 저장하고 생성할 수 있는 이미지 소스 혹은 이미지 공급원(image source)으로 대체될 수 있다. 예를 들어, 이미지 공급원은 이미지 데이터를 포함하는 디지털 비디오 디스크(DVD: digital video disc)나 하드 디스크 드라이브, 또는 이미지 데이터를 생성하는 소프트웨어 모듈일 수 있다.

프로세서(21)는 일반적으로 예시적 표시 장치(40)의 전체적인 동작을 제어한다. 프로세서(21)는 네트워크 인터페이스(27) 또는 이미지 공급원으로부터의 압축된 이미지 데이터와 같은 데이터를 수신하고, 해당 데이터를 원천 이미지 데이터(raw image data)로 또는 원천 이미지 데이터로 즉시 처리할 수 있는 포맷으로 처리한다. 그 후, 프로세서(21)는 처리된 데이터를 드라이버 제어기(29)로 또는 저장을 위해 프레임 버퍼(28)로 보낸다. 원천 데이터는 전형적으로 이미지 내의 각각의 위치에서 이미지 특성들을 식별하는 정보를 의미한다. 예를 들어, 이러한 이미지 특성들은 색깔, 색의 순도(saturation), 계조 레벨(gray scale level)을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 프로세서(21)는 예시적 표시 장치(40)의 동작을 제어하는 마이크로 제어기, CPU, 또는 논리 유닛을 포함한다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 일반적으로 신호들을 스피커(45)에 전송하기 위해, 그리고 마이크(46)로부터 신호들을 수신하기 위해 증폭기들 및 필터들을 포함한다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 예시적 표시 장치(40) 내에 있는 별도의 구성 요소일 수도 있거나 프로세서(21) 혹은 기타 구성 요소들 내에 내장되어 있을 수도 있다.

드라이버 제어기(29)는 프로세서(21)에서 생성된 원천 이미지 데이터를 프로세서(21)로부터 혹은 프레임 버퍼(28)로부터 직접 취하여 어레이 드라이버(22)로 고속 전송하기 위해 원천 이미지 데이터를 적절하게 재포맷한다. 특히, 드라이버 제어기(29)는 원천 이미지 데이터를 래스터 유사 포맷(raster like format)을 가진 데이터 흐름으로 재포맷하여 디스플레이 어레이(30)에 걸쳐 스캐닝하기에 적합한 시간 순서를 가진다. 다음에, 드라이버 제어기(29)는 포맷된 정보를 어레이 드라이버(22)에 보낸다. 비록 LCD 제어기와 같은 드라이버 제어기(29)가 독립형 집적 회로(stand-alone Integrated Circuit(IC))로서 시스템 프로세서(21)와 종종 관련되지만, 이러한 제어기들은 다양한 방법들로 구현될 수도 있다. 이들은 프로세서(21) 내에 하드웨어로서 삽입될 수 있거나, 소프트웨어로서 프로세서(21) 내에 삽입될 수도 있거나, 또는 어레이 드라이버(22)와 함께 하드웨어에 완전히 일체화될 수도 있다.

전형적으로, 어레이 드라이버(22)는 포맷된 정보를 드라이버 제어기(29)로부터 수신하고 디스플레이의 x-y 매트릭스 화소들로부터 나온 수백, 때로는 수천개의 인출선에 초당 여러번 인가되는 병렬 세트의 파형들로 비디오 데이터를 재포맷한다.

일 실시예에 있어서, 드라이버 제어기(29), 어레이 드라이버(22) 및 디스플레이 어레이(30)는 여기서 설명하는 디스플레이들의 유형 중 어느 것에나 적합하다. 예를 들어, 일 실시예에 있어서, 드라이버 제어기(29)는 종래의 디스플레이 제어기 또는 쌍안정 디스플레이 제어기(예를 들어, 간섭계 변조기 제어기)이다. 다른 실시예에 있어서, 어레이 드라이버(22)는 종래의 드라이버 또는 쌍안정 디스플레이 드라이버(예를 들어, 간섭계 변조기 디스플레이)이다. 일 실시예에 있어서, 드라이버 제어기(29)는 어레이 드라이버(22)와 일체형이다. 이러한 일 실시예는 이동 전화기, 시계 및 기타 소형 디스플레이와 같은 고집적 시스템에 있어서 일반적이다. 또 다른 실시예에 있어서, 디스플레이 어레이(30)는 전형적인 디스플레이 어레이 또는 쌍안정 디스플레이 어레이(예를 들어, 간섭계 변조기들의 어레이를 포함하는 디스플레이)이다.

입력 장치(48)는 사용자로 하여금 예시적 표시 장치(40)의 동작을 제어하도록 한다. 일 실시예에 있어서, 입력 장치(48)는 QWERTY 키보드 또는 전화기 키패드와 같은 키패드, 버튼, 스위치, 터치 센스 스크린, 또는 감압 또는 감열 막을 포함한다. 일 실시예에 있어서, 마이크(46)는 예시적 표시 장치(40)에 대한 입력 장치이다. 이 장치에 데이터를 입력하기 위해 마이크(46)가 사용되는 경우, 음성 명령들이 사용자에 의해 제공되어 예시적 표시 장치(40)의 동작들을 제어할 수도 있다.

전력 공급 장치(50)는 당업계에 잘 알려져 있는 다양한 에너지 저장 장치들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에 있어서, 전력 공급 장치(50)는 니켈-카드뮴 배터리 또는 리듐 이온 배터리와 같은 충전용 배터리이다. 다른 실시예에 있어서, 전력 공급 장치(50)는 재생 가능 에너지 원, 커패시터, 또는 플라스틱 태양 전지, 태양 전지 페인트를 비롯한 태양 전지이다. 다른 실시예에 있어서, 전력 공급 장치(50)는 벽에 붙은 콘센트에서 전력을 받도록 구성된다.

몇몇 실시예에 있어서, 제어 프로그램은 앞서 설명한 바와 같이 전자 디스플레이 시스템 안의 몇몇 장소에 위치될 수 있는 드라이버 제어기 내에 존재한다. 몇몇 실시예에 있어서, 제어 프로그램은 어레이 드라이버(22) 내에 존재한다. 당업자들은 앞서 설명한 최적화들을 다수의 하드웨어 및/또는 소프트웨어 구성 요소들 및 다양한 형태로 구현할 수도 있음을 인식할 것이다.

앞서 설명한 원리들에 따라서 작동되는 간섭계 변조기의 상세한 구조는 매우 다양할 수 있다. 예를 들어, 도 7a 내지 도 7e는 이동식 반사층(14) 및 그의 지지 구조체들의 다섯 개의 서로 다른 실시예를 나타낸다. 도 7a는 도 1의 실시예의 단면도인데, 여기서 금속 재료(14)의 스트립은 직교 방향으로 연장된 지지부(18) 상에 증착된다. 도 7b에 있어서, 이동식 반사층(14)은 줄(tether)(32) 상에 단지 모서리에서 지지부에 부착된다. 도 7c에 있어서, 이동식 반사층(14)은 가요성 금속을 포함할 수도 있는 변형가능한 층(34)으로부터 매달려 있다. 변형가능한 층(34)은 해당 변형가능한 층(34) 주변의 기판(20)에 직접적으로 혹은 간접적으로 연결된다. 여기서, 이들 연결부를 지지 기둥이라 칭한다. 도 7d에 나타낸 실시예는 변형가능한 층(34)이 안착되는 지지 기둥 플러그(42)를 가진다. 이동식 반사층(14)은 도 7a 내지 도 7c에 있어서와 마찬가지로 공동부 위에 매달린 채 유지되지만, 변형가능한 층(34)은 해당 변형가능한 층(34)과 광학 적층부(16) 사이의 구멍들을 채움으로써 지지 기둥을 형성하지 않는다. 오히려, 지지 기둥은 평탄화 재료로 형성되고, 이것은 지지 기둥 플러그(42)를 형성하는 데 이용된다. 도 7e에 나타낸 실시예는 도 7d에 나타낸 실시예에 의거한 것이지만, 도 7a 내지 도 7c에 나타낸 실시예뿐만 아니라 도시하지 않은 추가적인 실시예의 어느 것과 함께 작용하도록 적합화될 수도 있다. 도 7e에 나타낸 실시예에 있어서, 금속 또는 기타 전도성 재료의 필요 이상의 층은 버스 구조체(44)를 형성하는 데 이용되어왔다. 이것에 의해 신호가 간섭계 변조기의 이면을 따라 송신될 수 있고, 그렇지 않으면 기판(20) 상에 형성될 수도 있는 다수의 전극을 제거할 수 있다.

도 7a 내지 도 7e에 나타낸 것과 같은 실시예에 있어서, 간섭계 변조기는 직시형(direct-view) 장치로서 기능하는 데, 여기서 이미지들은 투명 기판(20)의 앞면 쪽으로부터 보이고 그 반대편에는 변조기들이 배열되어 있다. 이들 실시예에 있어서, 반사층(14)은 변형가능한 층(34)을 비롯한, 기판(20)의 반대편의 반사층 쪽에 있는 간섭계 변조기의 일부를 광학적으로 차단한다. 이것에 의해 상기 차단된 영역은 화질에 나쁜 영향을 미치는 일없이 구성되고 작동될 수 있게 된다. 이러한 차단은 도 7e의 버스 구조체(44)를 가능하게 하여, 어드레싱 및 그 어드레싱에 기인한 움직임과 같은 변조기의 전자 기계적 특성들로부터 상기 변조기의 광학적 특성들을 분리할 수 있는 능력을 제공한다. 이 분리가능한 변조기 구조체로 인해 해당 변조기의 광학적 측면들 및 전자 기계적 측면들에 대해 사용되는 재질들 및 구조 설계가 선택되어 서로 독립적으로 기능하게 된다. 더욱이, 도 7c 내지 도 7e에 도시된 실시예는 변형가능한 층(34)에 의해 수행되는, 기계적 특성들로부터 반사층(14)의 광학적 특성들을 분리함으로써 얻어지는 추가적인 장점들을 가진다. 이로 인해 반사층(14)에 사용되는 구조 설계 및 재질들이 광학적 특성에 대해서 최적화되고, 변형가능한 층(34)에 사용되는 구조 설계 및 재질들이 원하는 기계적 특 성에 대해서 최적화된다.

도 8은 간섭계 변조기의 제조 방법(800)의 일 실시예에 있어서의 소정의 단계들을 예시한 흐름도이다. 이러한 단계들은, 예를 들어 도 1 및 도 7에 예시된 일반적인 유형의 간섭계 변조기를, 도 8에 표시하지 않은 다른 단계들과 함께, 제조하는 방법에 존재될 수도 있다. 도 1, 도 7 및 도 8을 참조하면, 방법(800)은 단계 805에서 시작해서 기판(20) 위에 광학 적층부(16)의 형성을 행한다. 기판(20)은 유리 혹은 플라스틱 등의 투명 기판일 수 있고, 광학 적층부(16)의 유효한 형성을 용이하게 하기 위해, 이전의 제조 단계(들), 예컨대 세정이 수행되어 있을 수도 있다. 전술한 바와 같이, 광학 적층부(16)는 전기 전도성, 부분 투명성 및 부분 반사성이고, 또한, 예를 들어, 투명 기판(20) 상에 1층 이상의 층들을 증착함으로써 제작될 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 상기 층들은 평행한 스트립으로 패턴화되고, 표시 장치에 있어서 행방향 전극을 형성할 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 광학 적층부(16)는 1층 이상의 금속층(예를 들어, 반사 및/또는 전도층) 위에 증착된 절연층 혹은 유전체층을 포함한다.

도 8에 예시된 방법(800)은 이어서 단계 810에서 광학 적층부(16) 위에 희생층의 형성을 행한다. 희생층은 이후에 제거되어(예를 들어, 단계 825에서) 이하에 설명하는 바와 같은 공동부(19)를 형성하며, 따라서, 이 희생층은 도 1 및 도 7에 도시된 결과적으로 얻어진 간섭계 변조기(12)에는 도시되어 있지 않다. 광학 적층부(16) 위에 희생층의 형성은, 후속의 제거 후 소정의 크기를 가진 공동부(19)를 제공하도록 선택된 두께로 몰리브덴 혹은 비정질 실리콘과 같은 XeF₂-에칭가능한 재료의 증착을 포함할 수 있다. 희생 재료의 증착은 물리적 기상 증착(PVD, 예를 들어, 스퍼터링), 플라즈마-증강 화학적 기상 증착(PECVD), 열 화학적 기상 증착(열 CVD) 또는 스핀-코팅 등의 증착 수법을 이용해서 수행될 수 있다.

도 8에 예시된 방법(800)은 이어서 단계 815에서 지지 구조체, 예컨대, 도 1 및 도 7에 예시된 바와 같은 기둥(18) 또는 후술하는 바와 같은 리벳의 형성을 행한다. 기둥(18)의 형성은 희생층의 패터닝을 실시하여 지지 구조체 개구를 형성하는 단계, 이어서, PECVD, 열 CVD 또는 스핀-코팅 등의 증착 수법을 이용해서 해당 개구 속으로 재료(예를 들어, 폴리머 또는 이산화 규소)를 증착시켜 기둥(18)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 상기 희생층 내에 형성된 지지 구조체 개구는 희생층과 광학 적층부(16)의 양쪽 모두를 통해서 하부의 기판(20)까지 뻗어 있으므로, 기둥(18)의 하단부는 도 7a에 예시된 바와 같이 기판(20)과 접촉한다. 다른 실시예에 있어서, 희생층 내에 형성된 상기 개구는 해당 희생층을 통해서 뻗어 있지만, 광학 적층부(16)를 통해서 뻗어 있지는 않다. 예를 들어, 도 7d는 광학 적층부(16)와 접촉한 지지 기둥 플러그(42)의 하단부를 예시하고 있다. 기둥 및 리벳의 형성을 위해 제공되는 다른 실시예의 더욱 상세한 설명은 이하에 제시되어 있다.

도 8에 예시된 방법(800)은 이어서 단계 820에서 이동식 반사층, 예컨대, 도 1 및 도 7에 예시된 이동식 반사층(14)의 형성을 행한다. 이동식 반사층(14)은 1 개 이상의 패터닝, 마스킹 및/또는 에칭 단계와 함께, 예를 들어, 반사층(예를 들어, 알루미늄, 알루미늄 합금) 증착을 이용해서 형성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 이동식 반사층(14)은 전형적으로 전기 전도성이며, 따라서, 여기서는 전기 전도층이라 칭할 수 있다. 희생층은 상기 방법(800)의 단계 820에서 형성된 부분 제작된 간섭계 변조기 내에 여전히 존재하기 때문에, 이동식 반사층(14)은 전형적으로 이 단계에서 이동가능하지는 않다. 희생층을 포함하는 부분 제작된 간섭계 변조기는 여기서는 "미해방된" 간섭계 변조기라 칭할 수 있다.

도 8에 예시된 방법(800)은 이어서 단계 825에서 공동부, 예컨대, 도 1 및 도 7에 예시된 공동부(19)의 형성을 행한다. 이 공동부(19)는 (단계 810에서 증착된) 희생 재료를 에칭제에 노출시킴으로써 형성될 수 있다. 예를 들어, 몰리브덴 혹은 비정질 실리콘과 같은 에칭가능한 희생 재료는 건식 화학 에칭에 의해, 예컨대, 희생층을, 전형적으로는 공동부(19)를 둘러싸고 있는 구조체에 대해서 상대적으로 선택적인 소정량의 재료를 제거하는 데 효과적인 시간 동안 고체 이불화 제논(XeF₂)으로부터 유래된 증기와 같은, 기체 혹은 증기 에칭제에 노출시킴으로써 제거될 수 있다. 기타 에칭 방법, 예컨대, 습식 에칭 및/또는 플라즈마 에칭도 이용될 수 있다. 희생층은 상기 방법(800)의 단계 825 동안 제거되므로, 이동식 반사층(14)은 이 단계 후에 전형적으로 이동가능하다. 희생 재료의 제거 후, 얻어지는 완전히 혹은 부분적으로 제작된 간섭계 변조기는 본 명세서에서 "해방된" 간섭계 변조기라 칭할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 지지 구조체는 이동식 층 밑에 있는 기둥 구조체의 형태(예를 들어, 도 1 및 도 7에 도시된 기둥(18))를 취할 수 있다. 지지 기둥을 포함하는 간섭계 변조기를 제작하는 예시적인 방법은 도 9a 내지 도 9g를 참조해서 설명한다. 각종 실시예에 있어서, 간섭계 변조기를 제작하는 방법은, 광투과성 기판, 또 다른 실시예에서는 투명 기판일 수도 있는 기판 위에 광학 적층부를 형성하는 단계를 포함한다. 광학 적층부는 기판 위에 혹은 기판에 인접하게 전극층을 형성하는 전도층; 간섭계 변조기 소자의 다른 구성 요소에 일부의 광이 도달하는 것을 허용하면서 일부의 입사광을 반사시키는 부분 반사층; 및 간섭계 변조기 소자의 다른 구성 요소로부터 하부에 있는 전극층을 절연하는 유전체층을 포함할 수 있다. 도 9a에 있어서, 투명 기판(100)이 제공되고, 해당 기판(100) 위에 전도층(102) 및 부분 반사층(104)이 증착되는 것을 알 수 있다. 다음에, 상기 부분 반사층(104) 위에 유전체층(106)이 증착된다. 몇몇 실시예에 있어서, 전도층(102)은 투명하고 ITO를 포함하며, 부분 반사층(104)은 반반사성(semireflective) 두께의 예를 들어 크롬(Cr) 등의 금속을 포함하고, 유전체층(106)은 이산화 규소(SiO₂)를 포함한다. 유전체층은 또한 SiO₂ 및 Al₂O₃를 포함하는 적층부일 수도 있다. 이 과정 동안 몇몇 지점에서, 적어도 전도층(102)이 패턴화되어(도시 생략) 간섭계 변조기의 행을 어드레스하는 데 이용되는 행방향 전극을 형성한다. 일 실시예에 있어서, 이 패터닝은 전도층(102) 및 부분 반사층(104)의 증착 후, 하지만, 유전체층(106)의 증착 전에 일어난다. 층들(102), (104), (106)은 광학 적층부(110)라 칭해지며, 이들은 편의상 이후의 도면에서 단일 층으로 표시되어 있을 수 있다. 광학 적층부(110)의 조성은 층의 수 및 이들 층의 성분의 양쪽 모두를 변화시킬 수 있고, 전술한 층들은 단지 예시적인 것에 불과하다는 것을 이해할 필요가 있다.

본 명세서에 개시된 각종 실시예에 대해서 논의된 패터닝 및 에칭 공정을 수행하는 데는 각종 방법이 이용될 수 있다. 이용되는 에칭제는 건식 에칭제 혹은 습식 에칭제일 수 있고, 등방성 혹은 이방성일 수 있다. 적절한 건식 에칭제로는 SF₆/O₂, CHF₃/O₂, SF₂/O₂, CF₄/O₂ 및 NF₃/O₂ 등을 들 수 있지만 이들로 제한되는 것은 아니다. 일반적으로, 이들 에칭제는 1종 이상의 SiO_x, SiN_x, SiO_xN_y, 스핀-온 글래스(spin-on glass), 닛산 하드 코트(Nissan Hard coat) 및 TaO_x를 에칭하는 데 적절하지만, 기타 재료도 이 공정에 의해 에칭될 수도 있다. 1종 이상의 이들 에칭제에 대해 내성이 있어 에칭 장벽층으로서 이용될 수도 있는 재료로는, Al, Cr, Ni 및 Al₂O₃를 들 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 또한, PAD 에칭제, BHF, KOH 및 인산 등을 포함하지만 이들로 제한되지는 않는 습식 에칭제가 본 명세서에 기재된 방법에 이용될 수 있다. 일반적으로, 이들 에칭제는 등방성일 수 있지만, 반응성 이온 에칭(RIE: reactive ion etch)의 이용을 통해서 에칭 약품을 이온화하고 기판에 이온을 충돌시킴으로써 이방성으로 만들 수도 있다. 패터닝은 포토레지스트(PR: photoresist)층(포지티브 혹은 네가티브 포토레지스트)의 증착을 포함할 수 있고, 이것은 이어서 마스크를 형성하는 데 이용된다. 대안적으로, 하드 마스 크가 이용될 수 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 하드 마스크는 금속 혹은 SiN_x로 이루어질 수 있지만, 하드 마스크의 조성은 사용될 에칭제의 선택성 및 에칭될 하부 재료에 의존할 수 있다. 하드 마스크는 전형적으로 PR층을 이용해서 패터닝되고, 이어서 제거되며, 해당 하드 마스크는 하부층을 에칭하기 위한 마스크로서 이용된다. 하드 마스크를 이용하는 것은, 습식 에칭이 이용되고 있는 경우, 혹은 PR 마스크가 취급되기 어려운 조건(예를 들어, 고온, 혹은 산소계 에칭제를 이용할 경우) 하에서 마스크를 통해 처리될 경우에는 언제든지 특히 유리하다. 애싱 에칭(ashing etch) 혹은 리프트-오프(lift-off) 방식 등과 같은 층을 제거하는 대안적인 방법도 이용될 수 있다.

도 9b에 있어서, 희생 재료의 층(즉, 희생층)(112)이 광학 적층부(110) 위에 증착되는 것을 알 수 있다. 일 실시예에 있어서, 이 희생층(112)은 몰리브덴(Mo)을 포함할 수 있지만, 다른 실시예에 있어서, 희생층(112)은 다른 재료, 예를 들어, 비정질 실리콘(a-Si)을 포함할 수도 있다. 도 9c에 있어서, 희생층(112)은 패턴화되고 에칭되어 테이퍼 형상의 개구(114)들을 형성하고, 이들 개구는 기둥 혹은 지지 영역의 위치에 상당한다. 이들 개구(114)는 위에 있는 층의 연속적이고 컨포멀(conformal)한 증착을 용이하게 하기 위해 테이퍼 형상인 것이 유리하다.

도 9d에 있어서, 기둥 재료의 층(즉, 기둥층)(118)은 패턴화된 희생층(114) 위에 증착되므로, 해당 기둥층(118)은 또한 테이퍼 형상 개구(114)의 측벽들 및 기저부를 피복한다. 소정의 실시예에 있어서, 기둥층(118)은 질화 규소(SiN_x) 또는 SiO₂를 포함할 수 있지만, 각종 광범위한 기타 재료도 이용될 수 있다. 도 9e에 있어서, 기둥층(118)은 패터닝되고 에칭되어 기둥(120)을 형성한다. 도 9e에 있어서는, 기둥(120)의 에지부가 바람직하게는 테이퍼 형상으로 되어, 개구(114)의 테이퍼 형상 혹은 슬로프 형상 측벽들과 같이 위에 있는 층들의 연속적이고 컨포멀한 증착을 용이하게 하는 것임을 알 수 있다.

도 9f에 있어서, 고농도 반사층(122)이 기둥(120) 및 희생층(112)의 노출부 위에 증착된다. 기계층(mechanical layer)(124)은 이어서 고농도 반사층(122) 위에 증착된다. 편의상, 고농도 반사층(122) 및 기계층(124)은, 고농도 반사층(122) 위에 기계층(124)이 직접 증착되어 있을 때는 언제든지, 후속 도면에 있어서 변형가능한 반사층(130)(도 9g 참조)이라 칭하고 도시되어 있을 수 있다. 대안적인 실시예에 있어서, 변형가능한 반사층(130)은 소정의 광학 및 기계적 특성을 지니는 단일층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기계식 스위치용의 기계층 혹은 이동층은 반사층을 포함할 필요는 없다. 방법(200)의 이 단계에서는 희생층(112)이 여전히 존재하므로, 기계층 혹은 변형가능한 반사층(130)은 전형적으로 아직 이동가능하지는 않다. 희생층(본 발명에서는 층(112))을 포함하는 부분적으로 제작된 MEMS 장치(135), 예를 들어, 부분적으로 제작된 간섭계 변조기는 여기서는 "미해방된" MEMS 장치라 칭해질 경우도 있다.

도 9g에 있어서, 해방 에칭(release etch)은 희생층(112)을 제거하여 간섭계 공동부(19)를 지닌 간섭계 변조기 소자(140)를 형성하기 위해 수행되며, 해방된 간 섭계 변조기 소자(140)에 의해 색을 변경하기 위해 상기 공동부를 통해서 변형가능한 반사층(130)이 제거된다. 해방 에칭 전에, 변형가능한 반사층(130)이 패터닝되어 열(column)(도시 생략)을 형성하는 것이 바람직하며, 상기 반사층은 해방 에칭에 의해 희생층에의 접근을 용이하게 하는 에칭 구멍(도시 생략)을 형성하도록 더욱 에칭되는 것이 유리할 수도 있다.

다른 실시예에 있어서, 지지 구조체는 기계층 혹은 변형가능한 반사층(130) 위에 있는 리벳 구조체의 형태를 취할 수 있다. 위에 놓이는 리벳 구조체를 형성하는 방법은 도 10a 내지 도 10d에 도시되고 설명된다. 일 실시예에 있어서, 이 방법은 도 9a 내지 도 9c의 단계들을 포함한다. 도 10a에 있어서, 기계층 혹은 변형가능한 반사층(130)은 패터닝된 희생층(112) 위에 증착되므로, 해당 변형가능한 반사층(130)은 테이퍼 형상의 개구(114)의 측벽들 및 기저부를 피복하는 것을 알 수 있다.

도 10b에 있어서, 리벳층(142)은 변형가능한 반사층(130) 위에 증착된다. 이 리벳층(142)은 예를 들어 SiO₂, SiN_x 또는 Ni를 포함할 수 있지만, 리벳층(142)을 위해서 광범위한 대안적인 재료도 이용될 수 있다. 다음에, 도 10c에 있어서, 리벳층이 패터닝되고 에칭되어 리벳 구조체(150)를 형성한다. 공정(200)의 이 단계에서 희생층(112)은 여전히 존재하고 있으므로, 기계층 혹은 변형가능한 반사층(130)은 전형적으로 아직 이동가능하지 않다. 희생층(본 실시예에서는 층(112))을 포함하는 부분적으로 제작된 MEMS 장치(135), 예를 들어, 부분적으로 제작된 간 섭계 변조기는 여기서는 "미해방된" MEMS 장치라 칭할 수 있다. 도 10d에 있어서, 희생층(112)은 해방 에칭을 통해서 제거되어, 변형가능한 반사층(130)이 해방된 간섭계 변조기(140)의 간섭계 공동부(19)를 통해서 이동하는 것을 허용할 수 있음을 알 수 있다.

추가의 지지부는 기둥(120)(도 9g)과 리벳(150)(도 10d)의 조합을 통해서 제공될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 리벳(150)은 간섭계 변조기 내의 소정의 위치에 형성될 수 있고, 기둥(120)은 다른 곳에 형성될 수 있거나, 또는 리벳(150)은 기둥(120) 위에 형성될 수 있다.

도 9a 내지 도 9g에 대해서 설명한 방법에 있어서, 희생층(112)은 에칭 처리에 노출되어 무기질 기둥(120)(도 9e 참조)을 패터닝하고, 지지 기둥(120)도 마찬가지로 해방 에칭제에 노출되어 희생층(112)(도 9g 참조)을 제거한다. 처리 수순에 변화가 없는 한, 지지 기둥 재료(118)는 희생 재료에 대해서 선택적으로 에칭될 필요가 있거나, 그 반대이어도 된다. 또한, 상대적으로 선택적으로 에칭되는 에칭제가 존재한다고 해도, 선택적이지 않은 대안적인 에칭제가 다른 이유로 바람직할 수도 있다.

지지 구조체 및 기계층의 굴곡은 지지 구조체 및 기계층 내의 균형을 이루지 못한 응력의 결과로서 일어날 수 있다. 몇몇 상황에 있어서, 이들 균형을 이루지 못한 응력은 지지 구조체와 기계층을 형성하는 재료 내에 고유한 응력의 결과이며, 이것은 이들 층을 포함하는 재료의 함수이다. 균형을 이루지 못한 응력의 추가의 공급원은 층들의 열팽창이며, 이것은 상이한 두 재료의 열팽창 계수의 불일치, MEMS 장치의 작동 온도, 재료의 탄성 계수 및 재료 증착 조건의 함수이다. 인접한 층이 상이한 열팽창 계수를 지닐 경우, 편향은 인접하는 층의 크기의 상대적인 변화에 의해 초래될 수 있을 뿐만 아니라, 전체적인 편향은 작동 온도의 결과로서 변화될 수 있다. 이러한 편향은 간섭계 공동부의 높이를 변경하고, 따라서 간섭계 변조기 소자에 의해 반영된 색에 영향을 미치므로, 상이한 공동부 높이를 지닌 간섭계 변조기 소자의 제조시 이 굴곡을 고려하는 것이 바람직하다. 일 실시예에 있어서, 다수의 공동부 높이에 대응하는 희생 재료의 다수의 증착보다는 오히려 단일의 두께 희생층이 적용되고, 상이한 굴곡을 나타내는 기둥 및/또는 리벳은 간섭계 변조기의 해방 시 다수의 공동부 높이를 생성할 것이다.

도 11은 공동부를 지닌 MEMS 장치와 같은 장치를 제조하는 방법의 일 실시예에 있어서의 소정의 단계들을 예시한 흐름도이다. 이러한 단계들은, 예를 들어 도 1 및 도 7에 예시된 일반적인 유형의 간섭계 변조기를, 도 11에 표시하지 않은 다른 단계들과 함께, 제조하는 방법에 존재할 수도 있다. 도 11에 있어서의 방법의 많은 단계는 도 9 및 도 10에 있어서 개략적으로 나타낸 단계들과 유사한다. 도 11의 방법은 도 12a 내지 도 12k에 도시된 각종 미해방된 및 해방된 간섭계 변조기와 같은 MEMS 장치를 제조하는 데 이용될 수 있다. 도 12에 도시된 장치는 다수의 간섭계 공동부 높이를 생성하지만 더 적은 수의 증착, 마스킹 및 에칭 단계를 필요로 하는 굴곡 제어기를 포함한다. 도 9, 도 10, 도 11 및 도 12를 참조하면, 방법(200)은 단계 205에서 시작되어 기판(100)이 제공된다. 일 실시예에 있어서, 기판(100)은 유리 혹은 플라스틱 등의 어떠한 투명한 재료를 포함할 수도 있다.

방법(200)은 이어서 단계 210에서 도 9a에 도시된 바와 같이 기판(100) 위에 제1전기 전도층(102)의 형성을 행한다. 상기 제1전기 전도층(102)은 전술한 바와 같은 단일층 구조체 혹은 다수의 부속층 구조체일 수 있다.

방법(200)은 이어서 단계 215에서 도 9a에 도시된 바와 같이 전기 전도층(102)의 적어도 일부 위에 1층 이상의 층, 예컨대 부분 반사층(104) 및 유전체층(106)의 형성을 행한다. 층(102), (104), (106)들의 조합은 도 9b 및 도 12에 도시된 바와 같이 광학 적층부(110)라 칭한다.

방법(200)은 이어서 단계 220에서 도 9b에 도시된 바와 같이 희생층(112)의 형성을 행한다. 도 9, 도 10 및 도 12a 내지 도 12h에 있어서, 단일의 희생층이 변형가능한 반사층(130)(예를 들어, 고농도 반사층(122) 및 기계층(124)의 양쪽 모두를 포함함)과 광학 적층부(110) 사이에 형성된다. 도 12i, 도 12j 및 도 12k에 도시된 간섭계 변조기에 있어서, 제1희생층(112A)은 단계 225에서 이동식 반사층(14)(고농도 반사층(122)을 포함함)의 형성 전에 광학 적층부(110) 위에 형성된다. 도 12i, 도 12j 및 도 12k에 도시된 실시예에 있어서, 이동식 반사층(14)은 기계층(34)에 의해 기판 위에 매달린 이동식 소자로서 간주될 수 있다. 일반론을 손상시키는 일없이, 이동식 소자란 용어는 본 명세서에서는 MEMS 장치에서의 어떠한 이동식 소자, 예를 들어, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같은 이동식 혹은 변형가능한 반사층(130), 도 1 및 도 7에 도시된 바와 같은 이동식 반사층(14), (14a) 또는 (14b)의 어느 것, 또는 도 12i, 도 12j 및 도 12k에 도시된 바와 같은 이동식 소자(14)을 설명하는 데 이용될 것이다. 이동식 소자(14)는 증착에 이어 패터닝 및 에칭에 의해 형성될 수 있다. 이동식 소자(14)를 형성한 후, 해당 이동식 소자(14) 위에 제2희생층(112B)이 증착된다. 제2희생층(112B)(또는 단일의 희생층(112))의 후속의 패터닝 및 에칭은, 도 12에 도시된 바와 같은 이동식 소자(14)에 기계층(34)을 부착하기 위한 개구뿐만 아니라 도 9c 및 도 10a에 도시된 바와 같은 지지 구조체 개구(114)를 형성하기 위해 수행될 수 있다. 바람직한 실시예에 있어서, 이동식 반사 소자(14)(도 12에 도시됨) 또는 변형가능한 반사층(130)(도 9 및 도 10에 도시됨)과 기판 사이에 희생층(112)(또는 112A)을 형성하는 데 단지 1회의 증착이 수행된다.

간섭계 변조기의 일 실시예에 있어서, 희생층은, 후속의 제거시, 도 1, 도 7 및 도 12의 이동식 층(14) 또는 변형가능한 반사층(130)과 광학 적층부(16) 사이에 약 1000Å 내지 약 5000Å 범위의 두께를 지닌 간섭계 공동부를 형성하도록 증착된다.

도 12i, 도 12j 및 도 12k에 도시된 이중 희생층 실시예에 있어서, 방법(200)은 이어서 단계 230에서 희생층(112B)의 적어도 일부 및 이동식 소자(14)의 적어도 일부 위에 기계층(34)의 형성을 행한다. 도 9 및 도 10의 단일의 희생층 실시예에 있어서, 기계층(34) 대신에, 고농도 반사층(122) 위에 형성된 기계층(124)을 이용한다. 기계층(34), (124)은 동일한 재료 혹은 상이한 재료로 이루어질 수 있다.

이 방법은 이어서 단계 235에서 굴곡 제어기를 형성한다. 도 11에 도시된 예시적인 방법(200)에 있어서, 희생층의 제거 후 다수의 공동부 크기를 제공하기 위해서 상이한 치수를 지닌 복수개의 굴곡 제어기가 형성된다. 다른 실시예에 있어서, 굴곡 제어기는 희생층의 제거 전에 공동부보다 작거나 큰 소망의 공동부 크기를 제공하도록 형성된다. 상기 굴곡 제어기, 예를 들어, 기둥 구조체 및/또는 리벳 구조체는 상기 굴곡 제어기가 부착되는 막(예를 들어, 변형가능한 반사층(130))의 변위를 초래하고, 이어서 희생층(들)(112)의 제거를 초래한다. 몇몇 예시적인 굴곡 제어기의 상세는 이하에 설명한다.

방법(200)은 이어서 단계 240에서 희생층(112)이 제거되어(예를 들어, 에칭에 의해) 도 10g에 도시된 바와 같은 공동부(19)를 형성한다. 희생층의 제거는 예를 들어 에칭제, 예컨대 XeF₂, F₂ 또는 HF 단독 혹은 이들을 조합한 에칭제에 노출시킴으로써 달성된다. 바람직한 실시예에 있어서, 실질적으로 모든 희생층(112)이 에칭 처리에서 제거된다. 일 실시예에 있어서, 공동부(19)는 광학 적층부(110)와 변형가능한 반사층(130) 사이의 간섭계 공동부이다. 공동부(19)의 형성 후, 얻어진 MEMS 장치, 예를 들어, 간섭계 변조기는 "해방된" 상태에 있다.

방법(200)의 단계 235에서 형성될 수 있는 굴곡 제어기의 몇몇 예에 대해 이하에 설명한다. 예를 들어, 도 12a는 미해방된 장치, 예를 들어, 간섭계 변조기를 도시하며, 이것은 기판(100)과 실질적으로 평행한 치수(122)의 날개부를 지닌 기둥(120) 및 변형가능한 반사층(130)을 포함한다. 희생층(112)은 기판(100) 및 광학 적층부(110)에 대해서 수직으로 측정된 두께(126)를 지닌다. 도 12b는 공동부(19)를 형성하는 희생층(112)의 제거 후의 장치를 나타낸다. 도 12b의 해방된 장치는 광학 적층부(110) 및 기판(100)에 대해서 수직으로 측정된 바와 같이 (128A)의 공동부 깊이를 가진다. 해방된 변형가능한 층(130)과 광학 적층부(110) 사이의 공동부의 깊이(참조번호 (128A)로 표시됨)는 이 예에서는 도 12a에 도시된 미해방된 공동부(126)보다 측정가능하게 크다. 공동부 깊이의 차는 기둥(120)과 변형가능한 반사층(130)의 조합된 응력에 의해 제어된 굴곡에 연유한다.

도 12c는 기판(100)에 대해서 실질적으로 평행한 치수(124)의 날개부를 지닌 기둥(120) 및 변형가능한 반사층(130)를 포함하는 미해방된 장치, 예를 들어, 간섭계 변조기의 제2예를 나타낸다. 이 예에서, 희생층(112)은 도 12a에 도시된 장치와 같이 광학 적층부(110) 및 기판(100)에 대해서 수직으로 측정된 바와 같이 대략 동일한 두께(126)를 지닌다. 그러나, 도 12c의 중첩부(124)는 도 12a의 중첩부(122)보다 크다. 기둥(120)의 중첩부(122), (124)는 도 9e에 도시되고 전술한 바와 같은 패터닝 및 에칭 단계의 결과이다. 도 12d는 공동부(19)를 형성하는 희생층(112)의 제거 후 도 12c의 장치를 나타낸다. 도 12d의 해방된 장치는 광학 적층부(110) 및 기판(100)에 대해서 수직으로 측정된 바와 같이 (128B)의 공동부 깊이를 가진다. 해방된 변형가능한 층(130)과 광학 적층부(110) 간의 공동부의 깊이(참조 부호 (128B)로 표시됨)는 이 예에서는 도 12a 및 도 12c에 도시된 미해방된 공동부 깊이(126)보다 측정가능하게 크고 도 12b에 도시된 해방된 공동부 깊이(128A)보다 크다. 공동부 깊이의 차는 기둥(120)(도 12a의 중첩부(122)에 비해서 중첩부(214)를 지님)과 변형가능한 반사층(130)의 조합된 응력에 의해 제어된 굴곡에 연유한다.

도 12e 및 도 12g는 굴곡 제어기가 변형가능한 반사층(130) 위에 있는 리벳(150)(도 10에 도시되고 상기 설명되어 있음)을 포함하는 장치의 예를 나타낸다. 도 12e의 리벳(150)은 도 12g의 리벳(150)(치수(123) 및 (125) 참조)보다 작은 중첩부(혹은 날개부)를 지닌다. 본 예에 있어서, 희생층(112)의 깊이(127)는 상기 두 장치에 대해서 대략 동일하다. 그러나, 장치의 해방 후, 대응하는 공동부 깊이는 도 12f의 깊이(129A) 및 도 12h의 깊이(129B)에 의해 도시된 바와 같이 상당히 변할 수 있다.

도 12i, 도 12j 및 도 12k는 각종 굴곡 제어용 기둥 구조체(120) 및 리벳 구조체(150)를 지닌 미해방된 간섭계 변조기의 예를 도시하고 있다. 도 12i는 기계층(34) 위에 있는 리벳 구조체(150) 및 기계층(34) 밑에 있는 기둥 구조체를 지니며, 이때, 리벳(150) 및 기둥(120)은 유사한 중첩부를 지닌다. 도 12j의 리벳 구조체(150)는 더 적은 중첩을 보이는 한편, 기둥 구조체(120)는 더 많은 중첩을 보인다. 도 12k는 리벳 구조체가 기둥 구조체(120)보다 상당히 많은 중첩부를 가지는 장치를 나타내고 있다.

간섭계 변조기의 제작 동안, 장치(도 12b 및 도 12d에 도시됨)의 해방 시 약 500Å 이하의 이동식 반사층의 상향 굴곡이 관찰되었다. 그러나, 장치(도 12f 및 도 12i에 도시됨)의 해방 시 이동식 반사층의 하향 굴곡은 전형적으로 결코 일어나지 않는다. 굴곡 제어기, 예를 들어, 기둥 및/또는 리벳을 구성하는 재료 및/또는 크기를 변경시킴으로써, 막의 증가된 상향 굴곡 및/또는 하향 굴곡이 달성될 수 있다. 예를 들어, 보다 얇은 기둥 및/또는 리벳층을 증착시키는 것은 상향 굴곡의 감소 혹은 하향 굴곡의 증가를 초래할 수 있다. 보다 강성의 재료의 굴곡 제어기를 형성하는 것은 보다 적은 굴곡을 초래할 수 있다. 위에 있는 굴곡 제어기, 예를 들어, 리벳에 있어서의 인장 응력의 감소는 상향 굴곡을 감소시킬 수 있다. 아래에 있는 굴곡 제어기, 예를 들어, 기둥에 있어서의 인장 응력의 감소는 상향 굴곡을 증가시킬 수 있다. 인장 응력은 이들 응력이 포함되어 있는 장치의 부분을 수축시키는 경향이 있다. 이에 대해서, 압축 응력은 이들 응력이 포함되어 있는 장치의 부분을 확장시키는 경향이 있다. 당업자라면, 기둥(120) 및/또는 리벳(150)을 구성하는 재료를 변경할 뿐만 아니라 기둥(120) 및/또는 리벳(150)의 상대적인 크기를 변경함으로써, 상당히 다른 해방된 공동부 깊이를 달성할 수 있다는 것을 인식할 것이다. 전술한 바와 같이 굴곡 제어기의 크기 및 재료 특성을 변화시킴으로써, 약 50 내지 100Å, 약 100 내지 150Å, 약 150 내지 200Å, 약 200 내지 250Å, 약 250 내지 300Å, 약 300 내지 350Å, 약 350 내지 400Å, 약 400 내지 450Å, 약 450 내지 500Å, 약 500 내지 550Å, 약 550 내지 600Å, 약 600 내지 650Å, 약 650 내지 700Å, 약 700 내지 750Å, 약 750 내지 800Å, 약 800 내지 850Å, 약 850 내지 900Å, 약 900 내지 950Å, 약 950 내지 1000Å, 약 1000 내지 1050Å, 약 1050 내지 1100Å, 약 1100 내지 1150Å, 약 1150 내지 1200Å 이상을 포함하는 상향 혹은 하향 굴곡의 범위가 달성될 수 있다. 또한, 약 5, 10, 15, 20 및 25Å의 이들 범위까지의 증가 혹은 감소가 가능하다.

MEMS 장치의 공동부 깊이를 제어하기 위한 본 명세서에 기재된 방법은 공동부를 포함하는 MEMS 장치, 예를 들어, 간섭계 변조기를 포함하는 각종 장치를 제조 하는 데 긍정적인 효과를 가질 수 있다. 예를 들어, 표 1은 유사한 희생층 깊이를 가진 간섭계 변조기에 있어서 각종 기둥 구조체 중첩부가 제작된 실험 세트의 결과를 요약한 것이다. 각각 도 12a 및 도 12c에 도시된 중첩부(122), (124)와 유사한 기둥 구조체 중첩부는 222㎛×222㎛를 측정하는 간섭계 변조기 화소에 대해서 1㎛에서 3㎛까지 변경시켰다. 이들 실험에 있어서의 희생층의 두께는 약 1150Å이었다. 간섭계 변조기를 해방시킨 후, 이동식 소자와 광학 적층부 사이의 미구동 공동부 깊이(기판에 대해서 수직으로 측정됨)는 상당히 변화되었다.

기둥 중첩부(㎛)	미구동 공동부 깊이(Å)
1.0	1400
2.0	1775
2.5	2000
3.0	2200

기둥 중첩부에 있어서 상대적으로 작은 변화는 표 1에 표시된 가장 얕은 경우에서부터 가장 깊은 경우까지 미구동 공동부 깊이에 있어서 50% 이상의 변동을 초래하였다. 전술한 바와 같이 기둥 및/또는 리벳의 치수 및/또는 재료를 변화시킴으로써, 보다 큰 변동이 입증될 수 있다. 시험에 이용된 기둥 구조는 기둥 구조체(도 12b 및 도 12d 참조)에서의 인장 응력으로 인해 간극 크기의 증가를 초래하였다. 그러나, 리벳 구조체 및/또는 기둥과 리벳 구조체의 조합을 이용함으로써, 변형가능한 반사층의 감소 혹은 늘어짐(도 12f 및 도 12h에 도시됨)도 실현될 수 있다. 전술한 바와 같이, 약 1000Å 내지 약 5000Å의 공동부 깊이가 간섭계 변조기에 대해서 바람직하다. 가시광 변조를 위해서는 약 2000Å 내지 약 4000Å의 공동부 크기 범위가 바람직한 반면, 초분광광(hyperspectral light), 자외광 및/또는 적외광에 대해서는 보다 작고/작거나 보다 큰 공동부 크기가 이용될 수 있다. 약 30% 내지 40%, 약 40% 내지 50%, 약 50% 내지 60%, 약 60% 내지 70%, 약 70% 내지 80%, 약 80% 내지 90%, 약 90% 내지 100% 또는 그 이상의 공동부 깊이의 증가가 달성될 수 있다. 또한, 약 1%, 2%, 3%, 4% 및 5%의 이들 범위까지의 증가 혹은 감소가 얻어질 수 있다.

굴곡 제어기의 각종 구조가 공동부 깊이에 미치는 영향을 도시한 전술한 실험에 부가해서, 실험을 자극시키고 공동부 깊이를 제어하는 추가의 능력도 부여될 수 있는 것을 나타내는 분석 연구도 행해져 있다. 도 13a 내지 도 13f는 굴곡 제어기 구조체의 특징 변경이 장치의 해방 시 지지된 층의 편향에 미칠 수 있는 영향을 나타내도록 설계된 분석 연구의 결과를 나타낸다. 연구 모델에 있어서 분석 등식은 이들이 지지하고 있는 층 내에 포함된 응력과 조합된 경우 각종 리벳 및/또는 기둥 구조체에 포함되어 있는 인장 및 압축의 양쪽 모두의 응력의 효과를 이용하였다. 지지 구조체 내 및 지지된 층 내에 포함된 모델화된 응력은 상이한 층이 형성되는 조건에 따라 초래될 수 있는 응력을 대표한다. 이 연구에 있어서 음의 값의 응력 레벨로 표시되는 압축 응력은 이들이 포함되는 장치의 부분을 확장시키는 경향이 있다. 이 연구에 있어서 양의 값의 응력 레벨로 표시되는 인장 응력은 이들이 포함되는 장치의 부분을 수축시키는 경향이 있다. 이 연구는 기둥 및/또는 리벳 구조체의 각종 조합을 조사하였다. 이 연구는 또한 상기 굴곡 제어기 구조체의 상이한 부분의 소정의 치수 및/또는 특징의 범위가 얻어지는 편향에 미치는 영향을 모델화하였다. 분석된 상기 굴곡 제어기 구조체의 치수 및 특징은 장치의 각종 부분의 층 두께, 중첩 길이 및 응력 레벨을 포함한다. 상기 분석은 캔틸레버 빔으로서 굴곡 제어기 기둥 및/또는 리벳 및 지지된 층을 모델화하였다. 분석에 이용된 구조체는 MEMS 장치, 광 변조 장치를 포함하지만 이들로 제한되지 않는 장치의 몇가지 유형의 어느 하나, 및 박막층 중의 하나와 기판 사이 및/또는 2개의 박막층 사이에 공동부를 가진 1개 이상의 박막층을 포함하는 장치의 어느 하나를 대표한다.

도 13a 내지 도 13f에 나타낸 결과는 도 12에 표시된 간섭계 변조기 실시예와 관련해서 설명될 것이다. 단, 간섭계 변조기는 여기에 제시된 분석 방법을 이용해서 모델화될 수 있는 장치의 일례이며, 다른 장치도 전술한 각종 방법을 이용해서 분석 및 제조될 수 있다.

제1예에서 분석된 장치의 형태는 Ni로 이루어진 1000Å 두께(기판(100)에 대해서 수직으로 측정됨)의 변형가능한 반사층(130)을 포함한다. Ni층은 전형적인 증착 조건 하에서 보여지는 응력 레벨의 유형을 대표하는 400 ㎫ 인장 응력으로 모델화되었다. 이 장치는 또한 2000Å 두께(기판에 대해서 수직으로 측정됨)의 산화물 기둥 구조체(120)를 포함한다. 분석에서 모델화된 산화물 기둥 구조체는 SiO₂로 이루어져 있었다. 상기 기둥 구조체는 변형가능한 반사층(130)을 3㎛ 중첩하며, 이때의 중첩부는 도 12a 및 도 12c에 도시된 치수(122), (124)로 표시된 바와 같이 측정된다. 기둥 구조체는 -400 ㎫ 압축 응력으로 모델화되었다. 상기 장치는 또한 산화물 리벳 구조체(150)를 포함하되, 여기서, 리벳 구조체의 두께(기판에 대해서 수직으로 측정됨)는 도 13a에서 1000Å이고, 도 13b에서는 수평축 상에서 가변적이다. 리벳 구조체는 변형가능한 반사층(130)을 3㎛ 중첩하며, 이때의 중첩부는 도 12e 및 도 12g에 도시된 치수(123), (125)로 표시된 바와 같이 측정된다. 리벳 구조체의 응력은 도 13a에 도시된 분석 결과에서 수평축 상에서 가변적이며, 도 13b에 도시된 분석 결과에서는 -400 ㎫이다. 도 13a 및 도 13b는 공동부(19)로 되는 희생층(112)의 해방 시 변형가능한 반사층(130)의 얻어지는 편향을 나타낸다. 양의 편향값은 도 12b 및 도 12d에 도시된 바와 같이 기판(100)으로부터 멀어지는 편향을 나타낸다. 음의 편향값은 도 12f 및 도 12h에 도시된 바와 같이 기판(100) 쪽을 향한 편향을 나타낸다.

도 13a의 결과는, 증가된 압축 응력(더욱 음의 값)에 대해서, 편향이 낮아져, -500 ㎫의 산화물 리벳 응력에 대해서는 300Å이 조금 넘는 예상되는 편향을 보이는 것을 나타낸다. 압축 응력이 영으로 감소됨에 따라, 편향은 더욱 커져, 0 ㎫ 응력 레벨에 대해서 800Å보다 큰 예상되는 편향을 보인다. 훨씬 큰 값의 편향은 인장 응력 레벨(양의 값의 응력)을 가진 리벳 구조체를 형성함으로써 얻어질 수 있다. 도 13a의 예에서 편향이 모두 양의 값(기판으로부터 멀어지는)인 이유는, -400 ㎫의 조합된 산화물 기둥 응력과 400 ㎫의 변형가능한 반사층 응력의 양쪽 모두가 분석된 산화물 리벳 응력 레벨이 극복하지 못하는 양의 값의 편향에 기여하는 것이기 때문이다. 음의 편향값을 포함하는 보다 작은 편향값은 더욱 음의 값의 압축 리벳 응력 레벨을 인가하는 방법, 압축된 산화물 기둥의 두께를 감소시키는 방법, 산화물 기둥의 압축 응력을 감소시키는 방법, 압축된 산화물 기둥의 두께를 감소시키는 방법, 압축된 산화물 리벳의 두께를 증가시키는 방법, 압축된 산화물 기둥의 중첩 길이를 감소시키는 방법, 압축된 리벳의 중첩 길이를 증가시키는 방법 및 기타 당업자에게 공지된 방법 등을 비롯한 몇몇 방법에 의해 얻어질 수 있었다. 이들 방법은 모두 상향 편향(예를 들어, 압축된 기둥(120) 및 연신된 변형가능한 반사층(130))에 기여하는 장치의 부분의 에너지 레벨을 감소시키고/시키거나 하향 편향(예를 들어, 압축된 리벳(150))에 기여하는 장치의 부분의 에너지 레벨을 증가시키는 역할을 한다.

도 13b의 결과는, 압축된 산화물 리벳(150)의 두께가 증가함에 따라(하향 편향에 기여하는 에너지가 증가함에 따라), 희생층(112)의 해리시 편향은 감소되어 심지어 약 2000Å보다 큰 리벳 두께에 대해 음의 값으로 되는 것을 나타낸다.

다음의 예는 -400 ㎫의 압축 응력을 지닌 2000Å 두께의 산화물 기둥(120), -400 ㎫의 압축 응력을 지닌 1000Å 두께의 산화물 리벳(150) 및 400 ㎫의 인장 응력을 지닌 1000Å 두께의 변형가능한 반사성 Ni층(130)을 포함한다. 기둥(120)(도 12a 및 도 12c에 있어서 치수(122) 및 (124) 참조)과 리벳(150)(도 12e 및 도 12g에 있어서 치수(123) 및 (125) 참조)의 중첩 길이는 동일하며, 약 2㎛ 내지 약 6㎛로 변경된다. 도 13c는 희생층(112)의 해방 시 변형가능한 반사층(130)의 예상되는 편향값을 나타낸다. 기둥(120) 및 리벳(150)의 양쪽 모두의 중첩 길이의 증가는 기판(100)으로부터 멀어지는 편향을 증가시킨다. 전술한 경우에 있어서와 마찬가지로, 압축된 기둥(120) 및 연신된 변형가능한 반사층(130)은 양쪽 모두 상향 편향에 기여하고, 압축된 리벳(150)은 하향 편향에 기여한다. 이 경우, 층(130)과 기둥(120)의 조합된 에너지는 리벳(150)의 에너지보다 커서, 편향은 모두 양의 값이다. 산화물 기둥(120) 및 산화물 리벳(150)의 중첩 길이를 약 2㎛에서 약 6㎛로 변화시킴으로써, 층(130)의 편향은 약 200Å에서 약 1700Å으로 변경될 수 있다.

도 13d는 산화물 리벳이 없는 것을 제외하고 도 13c의 것과 유사한 경우에 대해서 희생층(112)의 해방 시 변형가능한 반사층(130)의 편향을 나타내고 있다. 본 예에서는, 변형가능한 반사층(130)의 양의 값의 편향은, 압축된 리벳이 기둥(120) 및 변형가능한 반사층(130)에 의해 초래된 상향 편향에 대해서 작용하지 않기 때문에 리벳이 없는 경우보다도 훨씬 크다. 산화물 기둥(120)의 중첩 길이를 약 2㎛에서 약 6㎛로 변화시킴으로써, 층(130)의 편향은 약 500Å에서 약 5500Å으로 변경될 수 있다.

도 13e는, 도 13d의 것(산화물 리벳을 포함하지 않음)과 유사하지만, 고정된 산화물 기둥(120)이 3㎛의 중첩부(도 12a 및 도 12c에 있어서 치수(122), (124) 참조)를 지니고 산화물 기둥 응력 레벨이 변화된 경우에 대해서 희생층(112)의 해방 시 변형가능한 반사층(130)의 편향을 나타내고 있다. 본 예에 있어서, 변형가능한 반사층(130)의 양의 값의 편향은 산화물 기둥 응력의 보다 적은 음의 값(보다 낮은 압축 응력 레벨)에 대해서 감소된다. 500 ㎫의 압축 산화물 기둥 응력 레벨에 대해서, 변형가능한 반사층(130)의 상향 편향은, 희생층(112)의 해리시, 약 1600Å이고, 0(제로) 응력 레벨에 대해서는 약 350Å이다.

최종 예는 -400 ㎫의 압축 응력을 지닌 2000Å 두께의 산화물 기둥(120), -200 ㎫의 압축 응력을 지닌 1000Å 두께의 산화물 리벳(150) 및 400 ㎫의 인장 응력을 지닌 1000Å 두께의 변경가능한 반사성 Ni 층(130)을 포함한다. 기둥(120)(도 12a 및 도 12c에 있어서 치수(122), (124) 참조)과 리벳(150)(도 12e 및 도 12g에 있어서 치수(123), (125) 참조)의 중첩부는 동일하며, 약 2㎛에서 약 6㎛까지 변화된다. 도 13f는 희생층(112)의 해방 시 변형가능한 반사층(130)의 예상되는 편향값을 나타낸다. 기둥(120)과 리벳(150)의 양쪽 모두의 중첩 길이의 증가는 기판(100)으로부터 멀어지는 편향을 증가시킨다. 전술한 경우에서와 마찬가지로, 압축된 기둥(120) 및 연신된 변형가능한 반사층(130)은 양쪽 모두 상향 편향에 기여하고, 압축된 리벳(150)은 하향 편향에 기여한다. 이 경우, 상기 층(130)과 기둥(120)의 조합된 응력 레벨은 리벳(150)의 응력 레벨보다 크고, 편향은 모두 양의 값이다. 산화물 기둥(120)과 산화물 리벳(150)의 중첩 길이를 약 2㎛에서 약 6㎛까지 변화시킴으로써, 층(130)의 예상되는 편향값은 약 250 Å에서 약 2500Å까지 다양하다.

상기 설명된 예들의 분석 연구는 상기 굴곡 제어기 구조체 및/또는 다른 층을 구성하는 각종 부분의 치수 및/또는 특징의 변화는 상기 장치의 해방 시 지지된 층의 편향에 영향을 미칠 수 있다는 것을 나타낸다. 당업자는 해방된 장치의 공동부 깊이를 변경하기 위해 유사한 유형의 장치들의 부분을 변경하는 기타 방식을 인식할 수 있을 것이다.

미해방된 간섭계 변조기의 일 실시예는 광을 반사하는 제1반사 수단; 광을 반사하는 제2반사 수단; 상기 제2반사 수단을 지지하는 제1지지 수단; 및 상기 제2반사 수단을 지지하고, 상기 제1지지 수단의 제거 시 해당 제1지지 수단의 깊이보다 약 30% 이상의 깊이를 지닌 공동부를 상기 상기 제1반사 수단과 상기 제2반사 수단 사이에 형성하는 제2지지 수단을 포함하되, 상기 깊이는 상기 제1지지수단에 대해서 수직으로 계측되고; 상기 상기 제1지지 수단은 에칭에 의해 제거가능하다. 도 9 및 도 12를 참조하면, 본 실시예의 측면들은, 상기 제1반사 수단이 부분 반사층(104)이고, 제2반사 수단이 이동식 반사층(14)이며, 제1지지 수단이 희생층(112)이고, 상기 제2지지 수단이 기둥 구조체(120) 및 리벳 구조체(150) 중의 적어도 하나인 것을 포함한다.

미해방된 간섭계 변조기의 다른 실시예는 광을 반사하는 제1반사 수단; 광을 반사하는 제2반사 수단; 상기 제2반사 수단을 지지하는 제1지지 수단; 및 상기 제2반사 수단을 지지하고, 상기 제1지지 수단의 제거 시 제2반사수단을 상기 제1반사수단을 향해서 편향시키는 제2지지수단을 포함하되, 상기 제1지지 수단은 에칭에 의해 제거가능하다. 도 9 및 도 12를 참조하면, 본 실시예의 측면들은, 상기 제1반사 수단이 부분 반사층(104)이고, 제2반사 수단이 이동식 반사층(14)이며, 제1지지 수단이 희생층(112)이고, 상기 제2지지 수단이 기둥 구조체(120) 및 리벳 구조체(150) 중의 적어도 하나인 것을 포함한다.

상기 기술된 설명이 다양한 실시예에 적용되는 본 발명의 새로운 특징들을 도시하고, 묘사하고, 지적할지라도, 예시된 장치 또는 방법의 형태나 상세한 설명에 있어서 다양한 생략, 대체 및 변화들이 본 발명의 정신으로부터서 벗어나는 일 없이 당업자에 의해 이루어질 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 또, 인식하고 있는 바와 같이, 본 발명은 여기에서 설명된 모든 특징들과 장점들을 제공하지 않는 형태 안에서 구체화될 수 있으며, 몇몇 특징들은 다른 것들과 분리되어 사용되거나 실행될 수도 있다.

Claims

희생 재료의 제거 후 상이한 해방 상태(release state)를 가지는 적어도 두가지 유형의 마이크로전자기계 시스템(MEMS: microelectromechanical system) 장치를 제조하는 방법에 있어서,

기판을 제공하는 단계;

상기 기판의 적어도 일부 위에 제1전기 전도층을 형성하는 단계;

상기 제1전기 전도층의 적어도 일부 위에 제1희생층을 형성하는 단계;

상기 제1희생층 위에 복수개의 전기 전도성 이동식 소자를 형성하는 단계; 및

상기 제1희생층이 제거된 후 상기 전기 전도성 이동식 소자를 작동적으로 지지하도록 구성된 복수개의 굴곡 제어기(flexure controller)를 상기 기판 위에 형성하는 굴곡 제어기의 형성 단계를 포함하되;

상기 복수개의 굴곡 제어기 중 적어도 하나의 굴곡 제어기의 적어도 일부는 상기 복수개의 전기 전도성 이동식 소자의 적어도 하나의 이동식 소자 위에 놓여 해당 적어도 하나의 이동식 소자를 작동적으로 지지하며,

상기 제1희생층은 제거가능하고, 이에 따라 상기 MEMS 장치를 해방하여 상기 제1전기 전도층과 상기 이동식 소자 사이에 적어도 2개의 간극 크기를 가진 복수개의 공동부를 형성하는 것인, 마이크로전자기계 시스템(MEMS) 장치의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1전도층 위에 유전체층을 형성하는 단계를 추가로 포함하는, MEMS 장치의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1희생층의 두께는 상기 복수개의 전기 전도성 이동식 소자 밑에서 동일한 것인, MEMS 장치의 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 이동식 소자 위에 제2희생층을 형성하는 단계; 및

상기 제2희생층의 적어도 일부 위에 기계층을 형성하는 단계를 추가로 포함하되,

상기 기계층은 상기 이동식 소자에 부착되어, 상기 복수개의 굴곡 제어기에 의해 작동적으로 지지되고;

상기 제2희생층은 제거가능하고, 이에 따라 복수개의 공동부를 형성해서 상기 MEMS 장치를 해방하는 것인, MEMS 장치의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1희생층을 제거함으로써 상기 MEMS 장치를 해방시키는 제1희생층의 제거 단계를 추가로 포함하는, MEMS 장치의 제조 방법.
제5항에 있어서, 상기 제1희생층은 몰리브덴 및 비정질 실리콘 중 하나를 포함하고, 상기 제1희생층의 제거 단계는 고체 이불화제논으로부터 유래된 증기에 상기 제1희생층을 노출시키는 단계를 포함하는 것인, MEMS 장치의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 굴곡 제어기는 기둥 구조체 및 리벳 구조체 중 적어도 하나를 포함하는 것인, MEMS 장치의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 굴곡 제어기의 형성 단계는 상이한 크기의 부재를 상기 이동식 소자와 접촉시킨 채 적어도 두가지 유형의 굴곡 제어기를 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것인, MEMS 장치의 제조 방법.
제4항에 있어서, 상기 굴곡 제어기의 형성 단계는 상이한 크기의 부재를 상기 기계층과 접촉시킨 채 적어도 두가지 유형의 굴곡 제어기를 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것인, MEMS 장치의 제조 방법.
제8항에 있어서, 상기 상이한 크기의 부재는 기둥 구조체 또는 리벳 구조체의 상이한 크기의 날개부를 포함하며, 상기 날개부는 상기 기판 및 상기 전기 전도성 이동식 소자에 대해서 평행하게 가동하는 것인, MEMS 장치의 제조 방법.
희생 재료의 제거 후 상이한 공동부 깊이를 가지는 적어도 두가지 유형의 간섭계 변조기(interferometric modulator)를 제조하는 방법에 있어서,

기판을 제공하는 단계;

상기 기판의 적어도 일부 위에 광학 적층부를 형성하는 단계;

상기 광학 적층부의 적어도 일부 위에 희생 재료를 형성하는 단계;

상기 희생 재료의 적어도 일부 위에 전기 전도층을 형성하는 단계; 및

상기 기판 위에 적어도 두가지 유형의 굴곡 제어기를 형성하는 단계를 포함하되,

상기 희생 재료는 제거가능하며, 이에 따라 복수개의 공동부를 형성하며,

상기 굴곡 제어기는 상기 전기 전도층을 작동적으로 지지하도록 구성되고, 상기 적어도 두가지 유형의 굴곡 제어기는 상이한 크기의 구성 요소를 포함하며, 해당 상이한 크기의 구성 요소는 상기 희생 재료의 제거 후 상기 전기 전도층의 일부 밑에 상이한 깊이의 복수개의 공동부를 형성하도록 구성되고, 적어도 하나의 상기 굴곡 제어기의 적어도 일부는 상기 전기 전도층의 적어도 일부 위에 놓여 해당 전기 전도층의 적어도 일부를 작동적으로 지지하는 것인, 간섭계 변조기의 제조 방법.
제11항에 있어서, 상기 희생 재료의 모두를 제거하는 단계를 추가로 포함하는, 간섭계 변조기의 제조 방법.
기판;

상기 기판 위에 있는 복수개의 이동식 소자; 및

상기 기판 위에, 상기 이동식 소자를 작동적으로 지지하도록 구성된 복수개의 굴곡 제어기를 포함하되,

상기 각 이동식 소자는 공동부에 의해 상기 기판으로부터 분리되고;

상기 복수개의 굴곡 제어기는, 서로 상이한 치수를 지니는 동시에 적어도 2개의 이동식 소자 위에 놓여 해당 이동식 소자를 작동적으로 지지하는 적어도 2개의 굴곡 제어기를 포함하며;

상기 상이한 치수는 상기 기판과 상기 적어도 2개의 이동식 소자 사이에 적어도 2개의 간극 크기를 가진 적어도 2개의 공동부를 형성하도록 선택되는 것인 마이크로전자기계 시스템(MEMS) 장치.
제13항에 있어서, 상기 적어도 2개의 굴곡 제어기의 상이한 치수는 상이한 두께를 포함하는 것인 MEMS 장치.
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