KR101445028B1 - 구동 각도가 향상된 실리콘 질화막 스캐너 및 이의 제조방법 - Google Patents

구동 각도가 향상된 실리콘 질화막 스캐너 및 이의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101445028B1
KR101445028B1 KR1020130036211A KR20130036211A KR101445028B1 KR 101445028 B1 KR101445028 B1 KR 101445028B1 KR 1020130036211 A KR1020130036211 A KR 1020130036211A KR 20130036211 A KR20130036211 A KR 20130036211A KR 101445028 B1 KR101445028 B1 KR 101445028B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
silicon nitride
nitride film
silicon
glass substrate
etching
Prior art date
Application number
KR1020130036211A
Other languages
English (en)
Inventor
진주영
김용권
유승현
배재성
Original Assignee
서울대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 서울대학교산학협력단 filed Critical 서울대학교산학협력단
Priority to KR1020130036211A priority Critical patent/KR101445028B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101445028B1 publication Critical patent/KR101445028B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0816Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
    • G02B26/0833Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD
    • G02B26/0841Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD the reflecting element being moved or deformed by electrostatic means
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10Scanning systems
    • G02B26/105Scanning systems with one or more pivoting mirrors or galvano-mirrors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81CPROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C2201/00Manufacture or treatment of microstructural devices or systems
    • B81C2201/01Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate
    • B81C2201/0101Shaping material; Structuring the bulk substrate or layers on the substrate; Film patterning
    • B81C2201/0128Processes for removing material
    • B81C2201/013Etching
    • B81C2201/0135Controlling etch progression
    • B81C2201/014Controlling etch progression by depositing an etch stop layer, e.g. silicon nitride, silicon oxide, metal
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81CPROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C2201/00Manufacture or treatment of microstructural devices or systems
    • B81C2201/01Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate
    • B81C2201/0174Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate for making multi-layered devices, film deposition or growing
    • B81C2201/0181Physical Vapour Deposition [PVD], i.e. evaporation, sputtering, ion plating or plasma assisted deposition, ion cluster beam technology

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)

Abstract

실리콘 질화막, 실리콘 질화막의 외주 하측에 결합되어, 상기 실리콘 질화막을 지지하는 격자, 및 격자의 외부 표면에 결합된 복수의 고정 빗살들;을 포함하는 실리콘 질화막 스캐너가 개시된다.

Description

구동 각도가 향상된 실리콘 질화막 스캐너 및 이의 제조방법{Silicon Nitride Scanner with Improved Tilt Angl and Manufacturing Method thereof}
본 발명은 구동 각도가 향상된 실리콘 질화막 스캐너 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
멤스(MEMS) 기술의 발전에 따라 많은 종류의 미세 광 스캐너들이 제작 되어왔으며, 초소형 및 고성능 소자로 응용되어 왔다.
초소형 스캐너는 수십 μm ~ 수 mm 의 지름을 가진 반사면을 1축 또는 2축으로 회전시켜 레이저 빛의 경로를 바꾸어 줌으로써 레이저 스캔을 구현하는 소자이다.
최근의 초소형 스캐너에 대한 연구는 높은 해상도를 구현하는 스캐너 개발에 집중되어 있다. 이를 위해서는 빠른 구동이 가능한 높은 구동주파수를 가지면서 큰 구동 각도를 지닌 스캐너 개발이 요구된다.
KR 10-2007-0028919 A KR 10-2003-0070988 A
본 발명의 일 실시예에 따르면, 실리콘 질화막; 실리콘 질화막의 외주 하측에 결합되어, 상기 실리콘 질화막을 지지하는 격자; 및 상기 격자의 외부 표면에 결합된 복수의 고정 빗살들;을 포함하는 실리콘 질화막 스캐너가 제공될 수 있다.
상기 격자는 내부가 비어있는 통형상을 가진 것일 수 있다.
상기 복수의 고정 빗살들 각각은 서로 소정 거리를 유지하면서, 상기 격자의 외측면에 결합된 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 질화막 스캐너는 내부가 진공상태로 유지되는 투명 커버;를 더 포함하며, 상기 실리콘 질화막, 상기 격자, 및 상기 고정 빗살들은 모두 상기 투명 커버내에 위치된 것일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 실리콘 질화막 스캐너 제조 방법에 있어서, 실리콘 기판에 실리콘 질화막과 금속 박막을 증착시키는 증착 단계; 상기 증착 단계에서 층착한 박막들을 식각하여 반사면을 형성시키는 단계; 실리콘을 식각시키되, 적어도 고정 빗살이 되는 부분은 남기는 제1 식각 단계; 상기 제1 식각 단계의 수행 결과물과 제1 유리 기판을 접합시키고, 실리콘을 소정의 두께까지 화학적 기계적 연마하는 단계; 상기 화학적 기계적 연마하는 단계의 수행결과물에서 실리콘을 식각시키되, 적어도 구동 빗살과 상기 고정 빗살이 되는 부분은 남기는 제2 식각 단계; 및 상기 제2 식각 단계의 수행 결과물과 제2 유리 기판을 접합시키고, 상기 제1 유리 기판은 식각시키는 단계;를 포함하며, 상기 제2 유리 기판은 상기 실리콘 질화막 스캐너가 구동할 수 있는 공간을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 실리콘 질화막 스캐너 제조 방법이 제공될 수 있다.
상기 제1 유리 기판의 접합과 제2 유리 기판의 접합은 양극 접합에 의해 수행되는 것일 수 있다.
상기 제1 유리 기판은 평평하거나 내부에 공간이 있는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 구동 각도와 실리콘 질화막의 평평도가 개선된 실리콘 질화막 스캐너 및 이의 제조방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 구동 각도와 실리콘 질화막의 평평도가 개선된 실리콘 질화막 스캐너 및 이의 제조방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 복잡한 공정이 필요 없이, 본 발명의 하나 이상의 실시예에 따른 실리콘 질화막 스캐너를 진공 실장할 수 있는 제조 방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 실시예에 따르면, 큰 구동각도의 구현이 가능지고, 실리콘 질화막의 평평도도 동시에 증가될 수 있다. 본 발명에 따른 실리콘 격자는 실리콘 질화막의 외곽을 고정해 주는 역할을 수행하며, 실리콘 질화막으로만 구성될 경우 박막의 스트레스로 인해 발생하는 평평도 감소 문제를 방지할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 하나 이상의 실시예에 따르면, 실리콘 질화막 스캐너의 진공 실장 공정이, 진공 실장 하지 않는 경우의 실리콘 질화막 스캐너의 제작 과정에 추가적인 복잡한 공정이 필요 없이 스캐너를 진공 실장 할 수 있으면서, 웨이퍼 단위로 모든 스캐너가 동시에 진공 실장하게 되므로 소자의 제작 비용을 낮출 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 질화막 스캐너를 설명하기 위한 도면이고,
도 2는 도 1의 실시예의 일 측면에서 바라본 단면을 나타낸 단면도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 질화막 스캐너를 제조하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이고,
도 4는 도 3의 실시예를 설명하기 위해 도해적으로 그린 도면이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조한 실리콘 질화막 스캐너의 주사전자현미경 사진이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조한 실리콘 질화막 스캐너의 구동 결과를 설명하기 위한 도면이고,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 실리콘 질화막 스캐너를 제조하는 방법을 설명하기 위한 공정도이고,
도 8a와 도 8b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 효과를 설명하기 위한 도면이고,
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 실리콘 질화막 스캐너를 제조하는 방법을 설명하기 위한 공정도이고, 그리고
도 10a와 도 10b은 본 발명의 다른 실시예에 따른 효과를 설명하기 위한 도면이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 구성요소들을 기술하기 위해서 사용된 경우, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.
본원의 상세한 설명 및/또는 청구범위에서 구성요소 A와 구성요소 B가 서로 연결(또는 접속 또는 체결 또는 결합)되어 있다는 표현은 구성요소 A와 구성요소 B가 직접 연결되거나 또는 다른 하나 이상의 구성요소의 매개에 의해 연결되는 것을 포함하는 의미로 사용된다.
또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 질화막 스캐너를 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 도 1의 실시예의 가상선(ㄱ--ㄴ)에서 바라본 단면을 나타낸 단면도이다.
이들 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 질화막 스캐너(이하, '실리콘 질화막 스캐너'라고 함)는 금속 박막(1), 실리콘 질화막(3), 고정 빗살(5), 실리콘 격자(7), 구동 빗살(9), 수직 빗살 구동기 본체(11), 프레임(13), 및 토션바(15)를 포함할 수 있다.
실리콘 질화막(3)에 금속 박막(1)이 증착되어 있고, 이들이 미러 부분을 구성하게 된다. 여기서, 금속 박막(1)은 빛의 반사도를 높이기 위한 물질이 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 질화막(3)은, 실리콘 격자(7)에 의해 지지된다. 실리콘 격자(7)는 도 1과 도 2에 예시적으로 도시된 바와 같이, 실리콘 질화막(3)의 하측에 위치되어 실리콘 질화막(3)을 지지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 격자(7)는, 내부가 비어 있는 통 형상을 가지며, 실리콘 질화막(3)의 외곽 하측에 결합되어 실리콘 질화막을 지지할 수 있다.
도 1과 도 2에 도시된 실리콘 격자(7)는 내부가 비어 있는 원통 형상을 가지지만, 이와 다르게 구성되는 것도 가능하다. 예를 들면, 미러를 구성하는 금속막 및 실리콘 질화막(3)의 모양이 사각형이라면, 실리콘 격자(3)는 내부가 비어 있는 직사각형통 형상을 가질 수 있다. 또한, 실리콘 격자(7)의 내부가 반드시 비어 있을 필요는 없으며 일부가 임의의 재질로 채워져 있어도, 본 발명의 목적 중의 적어도 일부는 달성될 수 있을 것이다.
도 1과 도 2를 계속 참조하면, 수직 빗살 구동기는 수직 빗살 구동기 본체(11), 구동 빗살(9), 및 고정 빗살(5)을 포함하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 수직 빗살 구동기 본체(11) 중 어느 하나의 본체에 전원이 인가되고, 프레임(13)이 접지되는 방식으로 본 발명의 일 실시예에 따른 스캐너는 구동될 수 있다.
고정 빗살(5)은, 실리콘 격자(7)의 외부 표면에 결합되어 있고, 구동 빗살(9)은 수직 빗살 구동기(11) 본체에 결합되어 있다. 고정 빗살(5)과 구동 빗살(9)은 서로 엇갈리도록 배치되어 있으며, 구체적인 구성은 도 1과 도 2를 같이 참조함으로써 이해할 수 있을 것이다.
수직 빗살 구동기 본체(11) 중 어느 하나의 본체 쪽에 전원이 인가되면, 고정 빗살(5)과 구동 빗살(9)은 각각 상하 방향(원통 형상의 실리콘 격자의 길이 방향)으로 진동하며, 고정 빗살(5)과 구동 빗살(9)은 서로 엇갈리도록 배치되어 있으므로 마추치지 않고 진동할 수 있다.
고정 빗살(5)은 도 1에 예시적으로 도시된 바와 같이 실리콘 격자(7)의 외측면에 복수개 위치되며, 복수개의 고정 빗살들 각각은 서로 소정 거리 이격되어 유지하게 된다.
실리콘 격자(7)와 프레임(13) 사이에는 토션바(15)가 위치되며, 미러 부분이 진동하게 되면 토션바(15)가 힘을 받을 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 프레임들(13) 2개 중에서 어느 하나가 접지될 수 있다.
도 1과 도 2를 참조하여 설명한 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 질화막 스캐너에서는, 깊이 방향의 충분한 두께를 지닌 실리콘 격자를 실리콘 질화막 외곽에 결합시켰고, 이로써 수직 빗살형 구동기가 실리콘 질화막 반사면에 결합되는 것이 가능하도록 하였다.
이러한 실리콘 격자 구조를 가지는 실리콘 질화막 스캐너는 실리콘 질화막의 매우 작은 질량 특성을 그대로 지니므로, 실리콘 질화막 스캐너의 장점인 작은 질량과 이를 통해 얻어지는 낮은 구동전압 특성을 가질 수 있게 된다. 또한, 수직 빗살형 구동기가 사용됨으로써 구동각도의 크기도 종래보다 크게 개선될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면 실리콘 격자는 스트레스가 매우 적은 단결정 실리콘으로 제작될 수 있고, 실리콘 격자가 외곽에서 실리콘 질화막을 지지하게 되므로, 실리콘 질화막의 평평도도 확보할 수 있게 된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 질화막 스캐너를 제조하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 4는 도 3의 실시예를 설명하기 위해 도해적으로 그린 도면이다.
이들 도면을 같이 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 질화막 스캐너를 제조하는 방법은, 실리콘 기판에 실리콘 질화막과 금속 박막을 차례로 증착시키는 단계(201), S201 단계에서 증착한 박막들을 식각하여 반사면 형상을 만드는 단계(S203), 실리콘 격자에 결합되는 고정 빗살 부분을 형성하기 위해서 실리콘을 식각하는 단계(S205), 양극 접합으로 유리 기판을 결합하고 실리콘을 화학적 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing: CMP)를 함으로써 원하는 두께의 실리콘을 형성하는 단계(S207), S207에서 형성한 실리콘에서 수직 빗살 구동기의 나머지 요소들(예를 들면, 구동 빗살과 수직 빗살형 구동기 본체)를 남기고 실리콘을 식각하는 단계(S209), 및 두번째 유리 기판을 양극 접합하고, S207에서 양극 접합한 유리는 습식 식각을 통해서 제거하는 단계(S211)를 포함할 수 있다. S211 단계에서, 두번째 유리 기판에는 스캐너가 구동할 수 있는 공간을 확보하기 위해 기판에 습식 식각을 통해 공간을 만들 수 있다.
상술한 S205 단계에서는, 실리콘을 식각하되 적어도 고정 빗살이 되는 부분은 남기고 식각시키는 단계이고, S209 단계에서도 실리콘을 식각하되 적어도 수직 빗살 구동기를 구성하는 구성요소들(예를 들면, 고정 빗살, 구동 빗살, 수직 빗살 구동기 본체0은 남기고 식각시키는 단계이다.
본원 발명의 실시예들을 예시적으로 설명하기 위해서 도시된 도 1과 도 2에서, 빗금을 서로 다르게 하거나 또는 구성요소들 간에 경계선을 그린 것은 본원 발명의 설명의 목적을 위해서 도시한 것으로서, 빗금의 동일여부가 재질의 동일 여부를 결정하는 것이 아님을 알아야 한다. 또한, 어떤 구성요소들 사이에 경계선이 존재하는지 여부가 구성요소가 일체로 형성되었는지 또는 각각 별도로 만들어서 접합되었는지 여부를 결정하는 것이 아님을 알아야 한다. 예를 들면, 도 2에서 고정 빗살(5)와 실리콘 격자(7) 사이에 경계선이 없기는 하지만, 고정 빗살(5)와 실리콘 격자(7)은 일체(一體)로 형성되거나 또는 각각 형성되어 서로 접합도어 형성되는 것도 가능함을 알아야 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 실시예의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 5에서, 도 5(가)는 본 발명의 일 실시예에 따른 실시예를 제조하여 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope: SEM)으로 찍은 사진이고, 그리고 도 5(나)는 수직 빗살 구동기를 찍은 사진이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조한 실리콘 질화막 스캐너의 구동 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 6에서, 본 발명의 일 실시예에 따라 제조한 실리콘 질화막 스캐너의 구동 결과, 도 6(가)은 공진 주파수를 측정한 것이고, 도 6(나)는 구동 전압에 따른 구동각도이다. 이들 도면을 참조하면, 공진 주파수가 14.9kHz 로 크면서 구동변위는 106 Vrms 에서 광학 11의 큰 구동각도를 얻었음을 알 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 실리콘 질화막 스캐너를 제조하는 방법을 설명하기 위한 공정도이다.
도 7을 참조하면, 도7의 실시예와 도 4의 실시예를 비교하면, (라)단계와 (바) 단계에서 양자는 차이가 있다. 이하에서는 차이점을 위주로 설명하기로 한다.
도 7의 (라)와 도 4의 (라)를 비교하면, 도 4의 (라)에서 양극 접합을 할 때는 평평한 유리 커버를 이용하여 양극 접합을 하지만, 도 7의 (라)에서는 내부 공간이 있는 유리 커버를 이용하여 양극 접합을 한다는 점에서 차이가 있다. 여기서, 내부 공간이 있는 유리 커버는 예를 들면 습식 식각으로 제조될 수 있다.
도 7의 (바)와 도 4의 (바)를 비교하면, 도 7의 (바)에서는 전기를 공급할 수 있는 구멍을 만드는 공정이 추가적으로 이루어지고, 구멍에 전기적으로 도통가능한 알루미늄 또는 크롬/골드 금속 등과 같은 재료들을 이용하여 증착함으로써 전기적인 연결선을 구성한다.
도 7과 같이 스캐너가 진공에 실장되면, 초소형 스캐너를 외부의 습기, 먼지 등으로부터 보호해 주어 신뢰성을 높이고 수명을 연장시켜 준다. 또한 진공 환경에서는 Q (퀄리티) 지수가 대기환경에 비해 크게 높아지므로, 동일 전압에서 더욱 큰 구동 각도를 얻을 수 있다. 즉, 구동 전압을 매우 크게 낮출 수 있다. 본 실시예에 따라서 제안하는 진공 실장은 상술한 도 4에서의 실리콘 격자를 지닌 실리콘 질화막 스캐너의 제작 과정에 추가적인 복잡한 공정이 필요 없이 스캐너를 진공 실장 할 수 있으면서, 웨이퍼 단위로 모든 스캐너가 동시에 진공 실장할 수 있으므로 소자의 제작 비용을 낮출 수 있는 효과가 있게 된다.
도 8a와 도 8b는 도 7의 실시예에 따라 제조된 실리콘 질화막 스캐너의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 8a에서, 본 발명의 일 실시예에 따라 제조한 실리콘 질화막 스캐너의 구동 결과, 도 8a는 구동 각도를 찍은 사진이고 도 8b는 진공 실장하지 않은 경우와 진공 실장한 경우의 구동 각도를 비교한 그래프이다. 이들 도면을 참조하면, 구동 각도가 20°로 구동할 수 있음을 보여주며(도 8a), 구동 전압에 따른 구동 각도는 46 Vrms 인가시 20 °까지 측정 되었다 (그림 8b). 이는 진공 실장하지 않을 때 보다 같은 전압에서 평균 6.2배의 구동 각도 상승에 해당한다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 실리콘 질화막 스캐너를 제조하는 방법을 설명하기 위한 공정도이다.
도 9를 참조하면, 도9의 실시예와 도 7의 실시예를 비교하면, (라)단계에서 양자는 차이가 있고, 공융 접합으로 글래스와 실리콘을 접합시킨다는 점에서 차이가 있다. 이하에서는 차이점을 위주로 설명하되, 설명하지 않은 부분은 도 4와 도 7의 설명을 참조하기 바란다.
도 9의 (라)와 도 7의 (라)를 비교하면, 도 7의 (라)에서 양극 접합을 할 때는 내부 공간이 있는 유리 커버를 이용하여 양극 접합을 하지만, 도 9의 (라)에서는 내부 공간이 있는 유리 커버를 이용하여 공융 접합을 한다는 점에서 차이가 있다. 도 9의 (라)를 참조하면, 유리 커버와 실리콘은 전기적으로 도통된 물질로 이루어진 관통 기둥에 의해 전기적으로 도통가능하게 된다.
도 10a와 도 10b는 도 9의 실시예에 따라 제조된 실리콘 질화막 스캐너의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 10a에서, 본 발명의 일 실시예에 따라 제조한 실리콘 질화막 스캐너의 구동 결과, 도 10a는 구동 각도를 찍은 사진이고 도 10b는 진공 실장하지 않은 경우와 진공 실장한 경우의 구동 각도를 비교한 그래프이다. 이들 도면을 참조하면, 구동 각도가 18°로 구동할 수 있음을 보여주며(도 10a), 구동 전압에 따른 구동 각도는 46 Vrms 인가시 18°까지 측정 되었다 (그림 10b). 이는 진공 실장하지 않을 때 보다 같은 전압에서 평균 5.1배의 구동 각도 상승에 해당한다.
상기와 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예들과 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예들에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
1: 금속 박막 3: 실리콘 질화막
5: 고정 빗살 7: 실리콘 격자
9: 구동 빗살 11: 수직 빗살 구동기 본체
13: 프레임 15: 토션바

Claims (7)

  1. 실리콘 질화막;
    실리콘 질화막의 외주 하측에 결합되어, 상기 실리콘 질화막을 지지하는 격자;
    상기 격자의 외부 표면에 결합된 복수의 고정 빗살들; 및
    내부가 진공상태로 유지되는 투명 커버;를 포함하며,
    상기 실리콘 질화막, 상기 격자, 및 상기 고정 빗살들은 모두 상기 투명 커버내에 위치된 것을 특징으로 하는 실리콘 질화막 스캐너.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 격자는 내부가 비어있는 통형상을 가진 것을 특징으로 하는 실리콘 질화막 스캐너.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 고정 빗살들 각각은 서로 소정 거리를 유지하면서, 상기 격자의 외측면에 결합된 것을 특징으로 하는 실리콘 질화막 스캐너.
  4. 삭제
  5. 실리콘 질화막 스캐너 제조 방법에 있어서,
    실리콘 기판에 실리콘 질화막과 금속 박막을 증착시키는 증착 단계;
    상기 증착 단계에서 층착한 박막들을 식각하여 반사면을 형성시키는 단계;
    실리콘을 식각시키되, 적어도 고정 빗살이 되는 부분은 남기는 제1 식각 단계;
    상기 제1 식각 단계의 수행 결과물과 제1 유리 기판을 접합시키고, 실리콘을 소정의 두께까지 화학적 기계적 연마하는 단계;
    상기 화학적 기계적 연마하는 단계의 수행결과물에서 실리콘을 식각시키되, 적어도 구동 빗살과 상기 고정 빗살이 되는 부분은 남기는 제2 식각 단계; 및
    상기 제2 식각 단계의 수행 결과물과 제2 유리 기판을 접합시키고, 상기 제1 유리 기판은 식각시키는 단계;를 포함하며,
    상기 제2 유리 기판은 상기 실리콘 질화막 스캐너가 구동할 수 있는 공간을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 실리콘 질화막 스캐너 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 유리 기판의 접합과 제2 유리 기판의 접합은 양극 접합에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 실리콘 질화막 스캐너 제조 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1 유리 기판은 평평하거나 내부에 공간이 있는 것을 특징으로 하는 실리콘 질화막 스캐너 제조 방법.
KR1020130036211A 2013-04-03 2013-04-03 구동 각도가 향상된 실리콘 질화막 스캐너 및 이의 제조방법 KR101445028B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130036211A KR101445028B1 (ko) 2013-04-03 2013-04-03 구동 각도가 향상된 실리콘 질화막 스캐너 및 이의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130036211A KR101445028B1 (ko) 2013-04-03 2013-04-03 구동 각도가 향상된 실리콘 질화막 스캐너 및 이의 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101445028B1 true KR101445028B1 (ko) 2014-09-26

Family

ID=51761260

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130036211A KR101445028B1 (ko) 2013-04-03 2013-04-03 구동 각도가 향상된 실리콘 질화막 스캐너 및 이의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101445028B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110346930A (zh) * 2019-08-21 2019-10-18 中国科学院地质与地球物理研究所 一种mems微镜及mems光开关
JP2020148973A (ja) * 2019-03-14 2020-09-17 株式会社リコー 光偏向素子、光偏向システム、光走査システム

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100300965B1 (ko) * 1998-09-10 2001-10-29 윤종용 정전기력을 이용한 광디스크 드라이브의 미소 거울 구동기 및 그 제작 방법
KR20030095191A (ko) * 2002-06-11 2003-12-18 후지쯔 가부시끼가이샤 마이크로 미러 소자 및 그 제조 방법
KR20060018683A (ko) * 2004-08-25 2006-03-02 엘지전자 주식회사 정전력 구동 스캐닝 마이크로미러 및 그 제조방법
JP2007310274A (ja) * 2006-05-22 2007-11-29 Tohoku Univ マイクロミラーデバイス及びマイクロミラーデバイスを使用した装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100300965B1 (ko) * 1998-09-10 2001-10-29 윤종용 정전기력을 이용한 광디스크 드라이브의 미소 거울 구동기 및 그 제작 방법
KR20030095191A (ko) * 2002-06-11 2003-12-18 후지쯔 가부시끼가이샤 마이크로 미러 소자 및 그 제조 방법
KR20060018683A (ko) * 2004-08-25 2006-03-02 엘지전자 주식회사 정전력 구동 스캐닝 마이크로미러 및 그 제조방법
JP2007310274A (ja) * 2006-05-22 2007-11-29 Tohoku Univ マイクロミラーデバイス及びマイクロミラーデバイスを使用した装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020148973A (ja) * 2019-03-14 2020-09-17 株式会社リコー 光偏向素子、光偏向システム、光走査システム
JP7318240B2 (ja) 2019-03-14 2023-08-01 株式会社リコー 光偏向素子、光偏向システム、光走査システム
CN110346930A (zh) * 2019-08-21 2019-10-18 中国科学院地质与地球物理研究所 一种mems微镜及mems光开关
US10954119B2 (en) 2019-08-21 2021-03-23 Institute Of Geology And Geophysics Chinese Academy Of Sciences (Iggcas) MEMS micromirror and MEMS optical switch

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5486312B2 (ja) 封入能力を有するマイクロミラーアクチュエータ及びその製造方法
US7466474B2 (en) Micromechanical device with tilted electrodes
US7911623B2 (en) Fabry-Perot piezoelectric tunable filter
KR100682958B1 (ko) 2축 마이크로 스캐너
US8913322B2 (en) Micromechanical tunable Fabry-Perot interferometer and a method for producing the same
JP4401442B2 (ja) マイクロメカニカル式の装置のための製造方法
JP6447683B2 (ja) 走査型微小電気機械反射鏡システム、光検出及び測距(lidar)装置、及び走査型微小電気機械反射鏡システムの作動方法
US20060284514A1 (en) Actuator having vertical comb electrode structure
US9360664B2 (en) Micromechanical component and method for producing a micromechanical component
US11800294B2 (en) MEMS transducer with improved performance
KR20160042858A (ko) 정전용량형 트랜스듀서, 정전용량형 트랜스듀서 제조 방법 및 피검체 정보취득장치
CN109425981B (zh) 微机电反射器系统
US20070063619A1 (en) Resonant oscillating device actuator structure
JP5038732B2 (ja) 光走査ミラー
JP4765840B2 (ja) チルトミラー素子
JP2014215534A (ja) 光走査装置
CN104902412A (zh) 单隔膜换能器结构
TW201110274A (en) Mems device
US9411154B2 (en) Micro-electromechanical reflector and method for manufacturing a micro-electromechanical reflector
KR101445028B1 (ko) 구동 각도가 향상된 실리콘 질화막 스캐너 및 이의 제조방법
JP5834431B2 (ja) アクチュエーター、アクチュエーターの製造方法、光スキャナーおよび画像形成装置
JP2009093105A (ja) マイクロミラー装置、およびミラー部形成方法
US9130146B2 (en) Actuator and optical scanning apparatus
US20090122432A1 (en) Micro-device and method for manufacturing the same
Rombach et al. Low power and highly precise closed-loop driving circuits for piezoelectric micromirrors with embedded capacitive position sensors

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170824

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180820

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190917

Year of fee payment: 6