KR101704031B1 - 마이크로메카닉 부품, 광 편향 장치 그리고 마이크로메카닉 부품 및 광 편향 장치의 제조 방법 - Google Patents

마이크로메카닉 부품, 광 편향 장치 그리고 마이크로메카닉 부품 및 광 편향 장치의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제1 외측면(12)에 반대로 배향된 거울 부재(10)의 제2 외측면(14) 상의 제1 전극면(14a)에 제1 전위가 인가될 수 있도록 형성된 거울 부재(10)의 제1 외측면(12) 상의 반사면(12a)을 갖는 거울 부재(10)와, 거울 부재(10)의 제2 외측면(14)에 인접하게 배치되며 제2 전위가 반대 전극(20)의 제2 전극면(22a)에 인가될 수 있는 반대 전극(20)과, 전압 제어 장치(24)에 의해 시간적으로 변화하는 전압 신호가 제1 전극면(14a)과 제2 전극면(22a) 사이에서 인가될 수 있도록 형성된 전압 제어 장치(24)를 구비한 마이크로메카닉 부품에 관한 것이다. 또한 본 발명은 광 편향 장치에 관한 것이다. 또한 본 발명은 마이크로메카닉 부품 및 광 편향 장치의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

마이크로메카닉 부품, 광 편향 장치 그리고 마이크로메카닉 부품 및 광 편향 장치의 제조 방법{MICROMECHANICAL COMPONENT, LIGHT DEFLECTION DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING A MICROMECHANICAL COMPONENT AND A LIGHT DEFLECTION DEVICE}
본 발명은 마이크로메카닉 부품에 관한 것이다. 부가적으로 본 발명은 광 편향 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 마이크로메카닉 부품과 광 편향 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
예를 들어 프로젝터 또는 표시 장치와 같은 광 편향 장치는 대개 하나 이상의 회전축을 중심으로 조절 가능한 하나 이상의 거울을 포함한다. 이를 위해 구성된 엑츄에이터 또는 모터를 통해 하나 이상의 회전축을 중심으로 거울을 조절함으로써, 광선은 투영면에 이미지가 투영되도록 투영면 상으로 편향될 수 있다. 이러한 형태의 광 편향 장치는 예를 들어 DE 199 61 572 C2호에 설명되어 있다.
본 발명은 청구범위 제1항의 특징부에 의한 마이크로메카닉 부품과, 청구범위 제8항의 특징부에 의한 광 편향 장치와, 청구범위 제9항의 특징부에 의한 마이크로메카닉 부품의 제조 방법 및, 청구범위 제12항의 특징부에 의한 광 편향 장치의 제조 방법을 제공한다.
본 발명은 거울 표면의 개별 점들에 의해 발생하는 구면파(spherical wave)들 사이에 시간적으로 일정한 위상차가 존재하지 않게 됨으로써, 예를 들어 레이저를 통해 투영된 이미지 내의 원하지 않는 최대 강도 및/또는 최소 강도[스펙클(speckle)]가 방지될 수 있다는 지식에 기초한다. 거울 표면에서 편향되는 광선의 코히어런스(coherence)가 방해됨으로써, 거울 표면에 의해 발생하는 구면파들 사이의 시간적으로 변화하는 위상차가 구현될 수 있다.
이는 거울 표면 자체가 이동하도록 옵셋되고 그리고/또는 이러한 거울 표면에서 편향되는 광선이 거울 표면에 충돌하기 이전 및/또는 이후에 이동하는 반사면에서 편향됨으로써, 간단한 방식으로 실행될 수 있다. 이는 간단한 방식으로, 본원에 설명된 마이크로메카닉 부품 또는 광 편향 장치에 의해 실행될 수 있다. 부가적으로, 본 발명은 적합한 마이크로메카닉 부품 또는 광 편향 장치의 간단하고 비용면에서 유리한 제조를 가능하게 한다.
바람직한 일 실시예에서 반대 전극에 대해 거울 부재는 제1 전극면과 제2 전극면 사이에서 인가되는 시간적으로 변화하는 전압 신호를 통해, 반사면에 수직인 방향으로 조절 가능하다. 거울 부재가 반사면에 수직으로 조절 가능하기 때문에, 거울 부재의 원하는 조절 운동은 거울 부재를 통해 코히어런트 광선이 편향되는 반사각의 변화를 거의 유도하지 않는다. 따라서, 거울 부재의 반사면 상에 충돌하는 코히어런트 광선의 위상 변조는 마이크로메카닉 부품에 의해 간단한 방식으로 그리고 신뢰 가능하게 실행될 수 있다.
특히, 반대 전극에 대해 거울 부재는 제1 전극면과 제2 전극면 사이에서 인가되는 시간적으로 변화하는 전압 신호를 통해, 공진 진동 운동을 하도록 옵셋될 수 있다. 따라서, 마이크로메카닉 부품의 신뢰 가능한 작동이 에너지 소모가 적을 때도 보장된다.
바람직한 추가의 일 실시예에서 거울 부재는 제1 외측면 상의 반사면으로서 광택부 및/또는 반사 코팅부를 구비한 플레이트 전극이다. 이 경우, 플레이트 전극은 최대 두께가 제1 외측면 및/또는 제2 외측면의 최대 연장부보다 더 얇은 거울 부재의 형태로 이해된다. 플레이트 전극으로서 형성된 거울 부재는 복잡하지 않게 제조된다.
바람직하게 거울 부재는 거울 부재 주위를 적어도 부분적으로 둘러싸는 하나 이상의 박막을 통해 고정 장치와 연결된다. 이러한 경우, 거울 부재는 인가된 전압 신호에 의해 원하는 조절 영역을 통해 조절 가능하다. 바람직하게 반사면은 공진 진동 운동을 하도록 옵셋 가능하다. 부가적으로 하나 이상의 박막의 최대 두께 및 인장 폭을 통해 거울 부재의 진동 운동의 바람직한 고유 주파수가 설정될 수 있다.
또한, 반대 전극은 제2 전극면이 제1 전극면 맞은편에 배치되도록 고정 장치에 본딩될 수 있다. 바람직하게 제2 전극면은 제1 전극면에 대해 예를 들어 0.5㎛ 내지 5㎛의 비교적 좁은 간격을 갖도록 배치된다. 이러한 경우, 비교적 낮게 인가되는 전압으로도 반대 전극 및/또는 고정 장치에 대한 거울 부재의 원하는 조절 운동이 야기된다.
바람직하게 전압 제어 장치는, 시간적으로 변화하는 전압 신호로서 100㎑ 내지 1㎓ 영역의 주파수를 갖는 교류 전압이 전압 제어 장치에 의해 제1 전극면과 제2 전극면 사이에 인가될 수 있도록 형성된다. 바람직하게 1㎒ 내지 100㎒ 영역의 주파수를 갖는 교류 전압이 인가될 수 있다. 이러한 방식으로, 거울 부재가 바람직한 공진 진동 운동을 하도록 옵셋 가능한 것이 보장된다.
상기 단락에 설명된 장점들은 이러한 유형의 광 편향 장치에서도 보장된다.
마찬가지로, 설명된 장점들은 상응하는 제조 방법에서 보장된다. 특히 거울 부재의 형성은 하나 이상의 분리 트렌치가 반도체 층 및/또는 금속 층 내에 형성되는 단계를 포함할 수 있으며, 이러한 분리 트렌치는 거울 부재 영역 및 이러한 거울 부재 영역의 주위를 적어도 부분적으로 둘러싸는 고정 장치 영역이 반도체 층 및/또는 금속 층으로부터 구조화되도록 형성되고, 거울 부재 영역은 거울 부재 영역의 주위를 적어도 부분적으로 둘러싸는 하나 이상의 박막을 통해 고정 장치 영역과 연결된다. 따라서, 예를 들어 부가적인 산화 단계의 실행 하에 거울 부재 영역으로부터 거울 부재가 구조화되는 것은 간단하게 실행될 수 있다. 부가적으로, 많은 작업이 소요되는 고정 장치 내 거울 부재의 배치가 생략된다. 따라서, 본원에 설명된 제조 방법은 신속하고 간단하게 실행 가능하다. 제조 방법의 바람직한 일 실시예에서 분리 트렌치는 반도체 층 및/또는 금속 층 내에 에칭된다. 반도체 층 및/또는 금속 층이 실리콘으로 구성될 경우에는, 제1 전극면과 제2 전극면 사이의 간격은 산화 단계를 통해 간단한 방식으로 설정될 수 있다. 이 경우, 제1 전극면은 의도한 산화를 통해, 고정 장치 영역의 동일하게 배향된 상부측에 대해 재차 옵셋되고/오목부 형성될 수 있다.
또한, 반대 전극을 거울 부재의 제2 외측면에 인접하게 배치하기 위해 반대 전극은 제2 전극면이 제1 전극면 맞은편에 배치되도록 고정 장치 영역에 본딩될 수 있다. 따라서 2개 전극면들 사이에 바람직한 좁은 간격이 존재하는 것이 간단한 방식으로 보장된다. 2개 전극면들 사이의 특히 바람직한 간격은 하나 이상의 분리 트렌치로 둘러싸인 거울 부재 영역의 표면이 반대 전극의 본딩 이전에 산화를 통해 고정 장치 영역의 동일하게 배향된 표면에 대해 재 옵셋됨으로써 구현될 수 있다.
상기 단락에 설명된 장점들은 광 편향 장치의 상응하는 제조 방법에서도 보장된다.
본 발명의 추가적인 특징 및 장점들은 하기에 도면을 이용하여 설명된다.
도 1a 및 도 1b는 마이크로메카닉 부품의 일 실시예의 개략도 및 부분도.
도 2는 광 편향 장치의 일 실시예의 개략도.
도 3은 제조 방법의 일 실시예를 나타내기 위한 흐름도.
도 1a 및 도 1b에는 마이크로메카닉 부품의 일 실시예의 개략도 및 부분도가 도시되어 있다.
도 1a에 개략적으로 도시된 마이크로메카닉 부품은 제1 외측면(12)과, 제1 외측면(12)에 반대로 배향된 제2 외측면(14)을 구비한 거울 부재(10)를 포함한다. 거울 부재(부속)(10)는 제1 외측면(12) 및/또는 제2 외측면(14)의 최대 연장부보다 더 얇은 최대 두께(ds)를 포함할 수 있다. 거울 부재(10)는 바람직하게 제2 외측면(14)이 제1 외측면(12)에 대향 배치되는 형태를 갖는다. 거울 부재(10)는 제1 외측면(12) 상에 그리고/또는 제2 외측면(14) 상에 0.5㎟의 최소 면적을 포함할 수 있다. 바람직하게 제1 외측면(12) 및/또는 제2 외측면(14)은 0.5 내지 5㎟, 특히 1 내지 2㎟의 면적을 갖는다. 그러나 본원에 설명된 거울 부재(10)는 특정 형상에 국한되지 않는다.
제1 외측면(12) 상에는 반사면(12a)이 형성된다. 바람직하게 반사면(12a)은 제1 외측면(12) 전체를 덮는다. 제1 외측면(12) 상에 반사면(12a)을 형성하기 위해, 제1 외측면(12)의 하나 이상의 부분면은 광택 처리되고 그리고/또는 반사 코팅부로 덮어질 수 있다. 바람직하게 반사면(12a)은 평탄하다. 그러나 거울 부재(10)는 반사면(12a)이 볼록한 만곡부 및/또는 오목한 만곡부를 포함하는 형태를 가질 수도 있다.
제2 외측면(14) 상에는 제1 전위가 인가될 수 있는 제1 전극면(14a)이 형성된다. 특히 거울 부재(10)는 거울 부재(10)의 제2 외측면(14) 전체가 제1 전극면(14a)으로서 사용 가능하도록 형성될 수 있다. 제2 외측면(14)을 부분적으로 또는 완전히 덮는 제1 전극면(14a)의 형성은 예를 들어, 거울 부재(10)가 완전히 전도성 재료로 형성되거나 전도성 재료가 거울 부재(10) 상에 제공됨으로써 구현 가능하다.
거울 부재(10)는 예를 들어 제1 외측면(12) 상의 반사면(12a)으로서 광택부 및/또는 반사 코팅부를 구비한 플레이트 전극으로서 형성될 수 있다. 플레이트 전극은 각진 에지 및/또는 둥근 에지를 포함할 수 있다.
도시된 마이크로메카닉 부품에서 거울 부재(10)는 거울 부재(10) 주위를 적어도 부분적으로 둘러싸는 박막(16)을 통해 고정 장치(18)와 연결된다. 바람직하게, 이러한 하나 이상의 박막(16)은 제1 외측면(12)에서 또는 이의 근처에서 거울 부재(10)에 접촉한다. 하나 이상의 박막(16)은 바람직하게 반사면(12a)에 수직으로 최대 두께(dm)를 가지며, 이러한 두께는 반사면(12a)에 수직인 거울 부재(10)의 최대 두께(ds)보다 얇다. 하나 이상의 박막(16)의 최대 두께(dm)는 예를 들어 거울 부재(10)의 최대 두께(ds)의 절반보다 얇을 수 있다. 특히 하나 이상의 박막(16)의 최대 두께(dm)는 거울 부재(10)의 최대 두께(ds)의 4분의 1보다 얇을 수 있다. 특히, 하나 이상의 박막(16)의 최대 두께(dm)가 상기 형태를 가질 때, 비교적 큰 힘이 가해지는 상태에서야 비로소 거울 부재(10)가 고정 장치(18)에 대해 조절 가능한 것이 보장된다. 이에 따라, 박막(16)의 만곡에 의한 거울 부재(10)의 진동 운동의 비교적 높은 고유 주파수가 구현 가능하다.
거울 부재(10) 및 하나 이상의 박막(16)으로 구성된 유닛의 형태는 거울 부재(10)가 돌기 형태의 보강부로서 하나 이상의 박막(16)으로부터 돌출된 것으로도 설명될 수 있다. 바람직하게 돌기 형태의 보강부는 하나 이상의 박막(16)의 중심에 배치된다. 돌기 형태의 보강부는 제1 외측면(12) 상에 바람직하게 최소 면적을 포함하며, 이 최소 면적은 거울 부재(10)에 의해 편향될 광선, 예를 들어 레이저빔과 같은 광선의 면적보다 넓거나 동일하다.
도시된 마이크로메카닉 부품은 거울 부재(10)의 제2 외측면(14)에 인접하게 배치된 반대 전극(20)을 포함한다. 반대 전극(20)은 제2 전위가 반대 전극(20)의 제2 전극면(22a)에 인가될 수 있도록 형성된다. 도시된 실시예에서, 반대 전극(20)은 제1 전극면(14a)에 대향 배치된 반대 전극(20)의 내측면(22) 상에 제2 전극면(22a)이 위치하도록 고정 장치(18)에 고정 본딩된다.
제2 외측면(14)과 내측면(22) 사이 또는 제1 전극면(14a)과 제2 전극면(22a) 사이의 간격(9)은 5㎛미만일 수 있다. 특히 이러한 간격(9)은 2㎛미만일 수 있다. 바람직하게 이러한 간격(9)은 1㎛미만이다. 이 같은 형태로 작은 간격(9)의 장점에 대해서는 하기에 더 정확히 언급된다.
부가적으로 마이크로메카닉 부품은 전압 제어 장치(24)를 포함한다. 이러한 전압 제어 장치(24)는 제1 접촉 부재(26)를 통해 거울 부재(10)의 제1 전극면(14a)에 연결된다. 마찬가지로 전압 제어 장치(24)는 제2 접촉 부재(28)를 통해 반대 전극(20)의 제2 전극면(22a)에 연결된다. 제1 접촉 부재(26) 및/또는 제2 접촉 부재(28)는 예를 들어 라인, 전도성 코팅 및/또는 전도성 매립층을 포함할 수 있다.
전압 제어 장치(24)는 시간적으로 변화하는 전압 신호가 접촉 부재(26 및 28)를 통해 제1 전극면(14a)과 제2 전극면(22a) 사이에서 인가될 수 있도록 형성된다. 제1 전극면(14a)과 제2 전극면(22a) 사이에서 인가되는 시간적으로 변화하는 전압 신호를 통해, 거울 부재(10)는 반대 전극(20)에 대해 조절될 수 있거나 거울 부재(10)는 고정 장치(18)에 대해 조절될 수 있다. 바람직하게 거울 부재(10)는 전극면들(14a 및 22a) 사이에서 인가되는 시간적으로 변화하는 전압 신호를 통해 반사면(12a)에 수직인 방향으로 조절된다. 거울 부재(10)를 진동 운동을 하도록 옵셋하기 위해, 전압 신호로서 100㎑ 내지 1㎓ 영역의 주파수를 갖는 전기 교류 자계/교류 전압이 전압 제어 장치(24)에 의해 전극면들(14a 및 22a) 사이에서 인가될 수 있다.
2개의 전극면들(14a 및 22a)로 형성된 콘덴서의 정전 용량에 대해 하기의 식이 적용된다.
(GI 1)
Figure 112010050807904-pat00001
상기 식에서 "A"는 2개의 전극면들(14a 및 22a)의 최소 면적이다. 이에 따라, 인가된 전압 신호로부터 얻어지는, 거울 부재(10)를 조절하기 위한 힘에 대해 하기의 식이 적용된다.
(GI 2)
Figure 112010050807904-pat00002
상기 식에서 "V"는 인가된 전압이다.
도 1b에 나타나는 바와 같이, 고정 장치(18)에 대해 또는 반대 전극(20)에 대해 조절되는 거울 부재(10)는 거의 변형되지 않는다. 따라서, 거울 부재(10)의 조절은 거의 (도 1b에 도시되지 않는) 하나 이상의 박막(16)의 만곡에 의해서만 실행된다. 따라서, 특히 강도 분포(I)를 개략적으로 나타내는 레이저 스폿(laser spot)이 발생하는 거울 부재(10)의 영역(돌출부의 영역)에서 반사면(12a)의 반사 능력은 거울 부재(10)의 조절을 통해 저하되지 않는다.
종래의 (레이저) 프로젝터를 통해 프로젝터 면에 이미지를 투영할 때, 투영된 이미지에 통상적으로 원하지 않는 최대 강도 및/또는 최소 강도가 발생한다. 적어도 투영된 이미지의 품질에 부정적인 영향을 미치는 이러한 원하지 않는 최대 강도 및/또는 최소 강도는 스펙클, 스펙클 무늬(speckle pattern), 또는 그래뉼레이션(granulation)으로도 불려질 수 있다. 대개, 투영된 이미지에 스펙클이 발생하는 원인은 투영면 또는 거울 표면이 평평하지 않음으로써 발생하는 코히어런트 (레이저) 광의 간섭에 있다.
이러한 문제점은 마이크로메카닉 부품에 의해 극복될 수 있다. 거울 부재(10)의 이동을 통해, 반사면(12a)에서 편향되는 코히어런트 광선, 예를 들어 레이저빔의 위상은 변조된다. 이는, 거울 표면에서 편향되는 광선의 코히어런스가 방해된다고도 언급될 수 있다. 이러한 방식으로, 평평하지 않은 프로젝터 면의 개별 점들에 의해 발생하는 구면파들 사이에 시간적으로 일정한 위상차가 존재하는 것이 방지될 수 있다. 따라서, 이러한 원하지 않는 스펙클의 발생은 거울 부재(10)의 이동을 통해 방지될 수 있다.
거울 부재(10)는 특히 시간적으로 변화하는 전압 신호에 의해 공진 진동 운동(고유 진동)을 하도록 옵셋될 수 있다. 시간적으로 변화하는 전압 신호로서, 1㎒ 내지 100㎒ 영역의 주파수를 갖는 전기 교류 자계/교류 전압이 전극면들(14a 및 22a) 사이에 인가되고 그리고/또는 거울 부재(10)가 하나 이상의 박막(16)의 중심에 배치됨으로써 거울 부재(10)의 바람직한 고유 진동은 신뢰 가능하게 구현될 수 있다. 제2 외측면(14)과 내측면(22) 사이 또는 2개의 전극면들(14a 및 22a) 사이의 간격(9)이 2㎛미만으로 좁은 경우, 비교적 낮은 진폭을 갖는 전압 신호에서도 거울 부재(10)를 원하는 대로 조절하기에 충분히 큰 힘이 보장된다. 이러한 방식으로, 거울 부재(10)는 적어도 0.5㎛의 진폭으로서 제1 외측면(12) 및/또는 제2 외측면(14)에 수직인 방향으로 진동 운동을 하도록 옵셋될 수 있다. 이러한 형태의 진폭은 반사면(12a)에서 반사되는 광선의 위상 변위가 180°까지 가능하도록 하기에 충분하다. 이러한 방식으로 스펙클의 발생은 신뢰 가능하게 방지될 수 있다.
거울 부재(10)로부터 고정 장치(18)로의 하나 이상의 박막(16)의 인장 폭, 하나 이상의 박막(16)의 최대 두께(dm), 및/또는 돌기의 형태(높이와 폭)를 통해 거울 부재(10)의 진동 운동의 공진 주파수는 반사면(12a)에 수직으로 고정 장치(18)에 대해 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 공진 주파수를 위한 바람직한 영역은 하나 이상의 박막(16)의 상응하는 형성을 통해 구현 가능하다.
바람직하게 하나 이상의 박막(16)은 고정 장치(18) 및 거울 부재(10)와 일체로 형성된다. (관통하지 않는) 하나 이상의 분리 트렌치(30)가 반도체 층 및/또는 금속 층(32) 내에 형성됨으로써, 하나 이상의 박막(16), 고정 장치(18) 및 거울 부재(10)로 구성된 유닛은 간단한 방식으로 제조 가능하다. 바람직하게 하나 이상의 분리 트렌치(30)를 통해, 거울 부재 영역 및 이러한 거울 부재 영역의 주위를 적어도 부분적으로 둘러싸는 고정 장치 영역은 반도체 층 및/또는 금속 층(32)으로부터 구조화된다. 이와 동시에, 하나 이상의 박막(16)은 제1 외측면(12)과 하나 이상의 분리 트렌치(30) 베이스 사이의 영역에 형성된다. 하나 이상의 분리 트렌치(30)의 깊이(t)를 통해, 하나 이상의 박막(16)의 최대 두께(dm)는 설정될 수 있다. 하나 이상의 분리 트렌치(30)의 폭(b)을 통해, 고정 장치(18)로부터 거울 부재(10)로의 하나 이상의 박막(16)의 인장 폭도 설정 가능하다. 마이크로메카닉 부품을 제조하기 위한 추가의 실시 가능성은 도 3의 설명 부분에 언급된다.
일 개선예에서 상기 단락에 설명된 마이크로메카닉 부품에는 거울 부재(10) 및 반대 전극(20)을 하나 이상의 회전축을 중심으로 조절하기 위해 구성된 엑츄에이터가 제공될 수 있다. 따라서, 마이크로메카닉 부품은 광선을 시간적으로 변화하는 방향으로 의도한 대로 편향시키기 위해서도 사용될 수 있다.
도 2에는 광 편향 장치의 일 실시예가 개략적으로 도시되어 있다.
도 2에 개략적으로 도시된 광 편향 장치(50)는 예를 들어 프로젝터 면에 이미지를 투영하기 위한 프로젝터 및/또는 표시 장치일 수 있다. 그러나 그외에 설명된 광 편향 장치(50)는 프로젝터 및/또는 표시 장치로서 형성되는 것에 국한되지 않는다. 예를 들어 광 편향 장치(50)는 조사될 면을 스캐닝하기 위한 스캐너로서 그리고/또는 광신호 전달 장치로서도 형성될 수 있다.
광 편향 장치(50)는 자신의 하우징(51) 내에 도 1a 및 도 1b의 실시예에 상응하는 마이크로메카닉 부품(52)을 포함한다. 마이크로메카닉 부품(52)의 반사면(54)은 시간적으로 변화하는 전압 신호가 인가됨으로써, (도시되지 않은) 거울 부재 및 (도시되지 않은) 반대 전극의 2개의 전극면 사이에서 조절 가능하다. 바람직하게 반사면(54)은 반사면(54)의 수직인 방향으로 조절 가능하다. 이는 화살표(56)를 통해 개략적으로 나타난다. 바람직한 방식으로 반사면(54)은 공진 진동 운동을 하도록 옵셋 가능하다. 이러한 방식으로 에너지 소모가 적은 반사면(54)의 조절 운동의 큰 진폭이 달성 가능하다.
마이크로메카닉 부품(52)은 반사면(54)으로 배향된 광선(58)의 위상을 변조하는데 적합하다. 광선(58)은 코히어런트 광선, 예를 들어 레이저 빔일 수 있다. 광선(58)을 방사하기 위해 광 편향 장치(50)는 자신의 하우징(51) 내에 광원(60), 예를 들어 레이저를 포함할 수 있다. 광원(60)의 대안으로서, 광 편향 장치(50)는 광입사 창도 구비할 수 있으며, 이러한 광입사 창을 통해서 입사하는 광선이 반사면(54)에 미친다.
광 편향 장치(50)는 엑츄에이터(64)에 의해 하나 이상의 회전축(66)을 중심으로 조절 가능한 하나 이상의 거울면(62)을 포함한다. 바람직하게 거울면(62)은 엑츄에이터(64)에 의해, 서로 수직으로 배향된 2개의 회전축을 중심으로 조절 가능하다. 엑츄에이터(64)는 정전기 구동 장치, 자기 구동 장치 및/또는 압전 구동 장치를 포함할 수 있다. 광 편향 장치(50)는 엑츄에이터(64)의 특정한 형성에 국한되지 않는다.
거울면(62)은 반사면(54)에서 반사되는 광선(68)이 거울면(62) 상에 닿도록 마이크로메카닉 부품(52)에 대해 배치된다. 하나 이상의 회전축(66)을 중심으로 거울(62)을 조절함으로써, 거울면(62)으로부터의 광선(72)은 광입사 창(70)을 통해 (도시되지 않은) 프로젝터 면의 원하는 충돌점으로 배향된다. 마이크로메카닉 부품(52)에 의해 실행되는 광선(68 및 72)의 위상 변조를 통해, 투영된 이미지 내의 스펙클의 발생은 방지될 수 있다. 따라서 광 편향 장치(50) 내에서 마이크로메카닉 부품(52)을 사용하는 것은 스펙클을 방지하는데 있어 높은 신뢰 가능성을 나타낸다. 부가적으로, 본원에 설명된 광 편향 장치(50)에서는, 거울면(62)이 하나 이상의 회전축(66)을 중심으로한 하나 이상의 회전 운동에 부가적으로 반사면(54)의 변조에 적합한 떨림 운동도 실행할 수 있는 거울 장치가 불필요하다. 따라서, 광 편향 장치(50)는 비용면에서 유리하게 제조 가능하다.
도 3에는 제조 방법의 일 실시예를 나타내기 위한 흐름도가 도시되어 있다.
진행 단계(S1)에서는 거울 부재의 제1 외측면 상의 반사면을 구비한 거울 부재가 형성된다. 부가적으로 이러한 제1 외측면에 반대로 배향된 거울 부재의 제2 외측면 상에는 제1 전극면이 형성된다.
바람직하게 진행 단계(S1)는 하나 이상의 분리 트렌치가 반도체 층 및/또는 금속 층 내에 형성되는 하부 단계(S11)를 포함할 수 있다. 이 경우, 하나 이상의 분리 트렌치는 거울 부재 영역 및 이러한 거울 부재 영역의 주위를 적어도 부분적으로 둘러싸는 고정 장치 영역이 반도체 층 및/또는 금속 층으로부터 구조화되도록 형성된다. 이러한 구조화 시에 거울 부재 영역은 거울 부재 영역 주위를 적어도 부분적으로 둘러싸는 하나 이상의 박막을 통해 고정 장치 영역과 연결된다. 하나 이상의 분리 트렌치의 깊이와 폭을 통해, 거울 부재 영역으로부터 고정 장치 영역으로의 하나 이상의 박막의 인장 폭 및/또는 하나 이상의 박막의 최대 두께는 설정 가능하다.
하나 이상의 분리 트렌치는 예를 들어 반도체 층 및/또는 금속 층 내에 에칭될 수 있다. 에칭된 하나 이상의 분리 트렌치의 폭과 길이는 제1 외측면에 반대로 배향된 반도체 층 및/또는 금속 층의 상부측에 구조화된 보호층이 형성됨으로써 설정될 수 있다. 보호층의 구조화는 예를 들어 리소그래피 공정을 통해 실행될 수 있다.
진행 단계(S1)의 추가의 선택적 하부 단계(S12)에서는 하나 이상의 분리 트렌치로 둘러싸인 거울 부재 영역의 상부측이, 동일하게 배향된 고정 장치 영역의 상부측에 대해 재 옵셋될 수 있다. 바람직하게 하나 이상의 분리 트렌치로 둘러싸인 거울 부재 영역의 상부측의 재 옵셋은 산화 및 이러한 산화된 재료의 후속된 제거를 통해 의도한 대로 0.5 내지 3㎛의 원하는 차이로 실행된다. 특히 거울 부재 영역의 상부측의 산화는 고정 장치 영역의 상부측이 보호층으로 덮어지는 동안 실행된다. 고정 장치 영역이 산화되지 않으므로, 이러한 영역에서 반도체 층 및/또는 금속 층은 최초의 두께를 갖는다. 따라서, 이러한 산화물의 선택적인 제거 이후 고정 장치 영역에 대한 거울 부재 영역의 오목부가 유지되며, 이러한 오목부를 통해 이러한 2개의 전극면 사이의 이후 간격이 설정된다.
진행 단계(S1)는 하부 단계(S13)에서 부가적으로 거울 부재의 제1 외측면의 하나 이상의 부분면의 광택 처리 및/또는 제1 외측면 상에 반사층의 제공을 포함할 수 있다.
반도체 층 및/또는 금속 층이 비전도성 재료로 구성될 경우에는, 진행 단계(S1)의 선택적 하부 단계(S14)에서 제1 전극면을 형성하기 위한 전도성 재료가 증착될 수 있다. 하부 단계(S11 내지 S14)의 실행 가능성은 번호에 따라 설정된 순서에 국한되지 않는다.
추가 진행 단계(S2)에서는 제2 전극면을 구비한 반대 전극이 거울 부재의 제2 외측면에 인접하게 배치된다. 바람직하게 거울 부재의 제2 외측면에 인접한 반대 전극의 배치는 고정 장치 영역의 부분 표면에 반대 전극이 본딩됨으로써 실행된다. 이러한 방식으로, 제2 전극면이 제1 전극면의 맞은편에 배치되는 것이 보장된다. 이에 따라 제2 전극면은 간단한 방식으로 제1 전극면에 대해 바람직하게 좁은 간격을 갖도록 배치될 수 있다.
진행 단계(S3)에서는 전압 제어 장치가 형성된다. 이러한 전압 제어 장치는 제1 접촉 부재를 통해 거울 부재의 제1 전극면에 연결된다. 부가적으로 전압 제어 장치는 제2 접촉 부재를 통해 반대 전극의 제2 전극면에 연결된다. 이 경우, 전압 제어 장치는 제조가 끝난 마이크로메카닉 부품이 작동할 때 시간적으로 변화하는 전압 신호가 제1 전극면과 제2 전극면 사이에서 인가되도록 형성된다. 바람직한 일 실시예에서 전압 제어 장치는 전압 제어 장치에 의해 100㎑ 내지 1㎓, 특히 1㎒ 내지 100㎒ 영역의 주파수를 갖는 교류 전압이, 시간적으로 변화하는 전압 신호로서 전극면들 사이에 인가될 수 있도록 형성된다. 진행 단계(S3)는 전술한 진행 단계들(S1 및 S2)의 원하는 순서로 실행될 수 있다.
선택적 진행 단계(S4)에서 마이크로메카닉 부품은 하나 이상의 회전축을 중심으로 조절 가능한 거울면과 함께 광 편향 장치의 하우징 내에 배치될 수 있다. 이 경우, 마이크로메카닉 부품과 광 편향 장치는 마이크로메카닉 부품의 반사면에서 반사되는 광선이 거울면 상에 닿도록 서로에 대해 배치된다. 진행 단계(S1 내지 S3)에서 제조된 마이크로메카닉 부품은 비교적 작은 구조 크기를 포함할 수 있다. 따라서 진행 단계(S4)는 용이하게 실행 가능하다.

Claims (12)

  1. 제1 외측면(12)에 반대로 배향된 거울 부재(10)의 제2 외측면(14) 상의 제1 전극면(14a)에 제1 전위가 인가되도록 형성된 거울 부재(10)의 제1 외측면(12) 상의 반사면(12a, 54)을 갖는 거울 부재(10)와,
    거울 부재(10)의 제2 외측면(14)에 인접하게 배치되며, 반대 전극(20)의 제2 전극면(22a)에 제2 전위가 인가되도록 형성된 반대 전극(20)과,
    제1 접촉 부재(26)를 통해서는 거울 부재(10)의 제1 전극면(14a)에 연결되고 제2 접촉 부재(28)를 통해서는 반대 전극(20)의 제2 전극면(22a)에 연결되며, 전압 제어 장치(24)에 의해 시간적으로 변화하는 전압 신호가 제1 전극면(14a)과 제2 전극면(22a) 사이에서 인가하여 거울 표면의 개별 점들에 의해 발생하는 구면파들 사이에 시간적으로 일정한 위상차가 존재하지 않게 되도록 형성된 전압 제어 장치(24)를 구비한 마이크로메카닉 부품(52).
  2. 제1항에 있어서, 반대 전극(20)에 대해 거울 부재(10)는 제1 전극면(14a)과 제2 전극면(22a) 사이에서 인가되는 시간적으로 변화하는 전압 신호를 통해, 반사면(12a, 54)에 수직인 방향으로 조절 가능한 마이크로메카닉 부품(52).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 반대 전극(20)에 대해 거울 부재(10)는 제1 전극면(14a)과 제2 전극면(22a) 사이에서 인가되는 시간적으로 변화하는 전압 신호를 통해, 공진 진동 운동을 하도록 옵셋될 수 있는 마이크로메카닉 부품(52).
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 거울 부재(10)는 제1 외측면(12) 상의 반사면(12a, 54)으로서 광택부와 반사 코팅부 중 어느 하나 또는 이 둘 모두를 구비한 플레이트 전극인 마이크로메카닉 부품(52).
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 거울 부재(10)는 거울 부재(10) 주위를 적어도 부분적으로 둘러싸는 하나 이상의 박막(16)을 통해 고정 장치(18)와 연결되는 마이크로메카닉 부품(52).
  6. 제5항에 있어서, 반대 전극(20)은 제2 전극면(22a)이 제1 전극면(14a) 맞은편에 배치되도록 고정 장치(18)에 본딩되는 마이크로메카닉 부품(52).
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 전압 제어 장치(24)는, 시간적으로 변화하는 전압 신호로서 100㎑ 내지 1㎓ 영역의 주파수를 갖는 교류 전압이 전압 제어 장치(24)에 의해 제1 전극면(14a)과 제2 전극면(22a) 사이에 인가될 수 있도록 형성되는 마이크로메카닉 부품(52).
  8. 제1항 또는 제2항에 따른 마이크로메카닉 부품(52)과,
    하나 이상의 회전축(66)을 중심으로 조절 가능하며, 마이크로메카닉 부품(52)의 반사면(12a, 54)에서 반사되는 광선(68)이 거울면(62) 상에 닿도록 배치된 거울면(62)을 구비하는 광 편향 장치(50).
  9. 거울 부재(10)의 제1 외측면(12) 상의 반사면(12a, 54)을 갖는 거울 부재(10)가 형성되며, 이때 상기 제1 외측면(12)에 반대로 배향된 거울 부재(10)의 제2 외측면(14) 상에 제1 전극면(14a)이 형성되는 단계(S1)와,
    제2 전극면(22a)을 구비한 반대 전극(20)이 거울 부재(10)의 제2 외측면(14)에 인접하게 배치되는 단계(S2)와,
    전압 제어 장치(24)가 형성되고, 전압 제어 장치(24)가 제1 접촉 부재(26)를 통해서는 거울 부재(10)의 제1 전극면(14a)에 연결되고 제2 접촉 부재(28)를 통해서는 반대 전극(20)의 제2 전극면(22a)에 연결되며, 이때 전압 제어 장치(24)는, 마이크로메카닉 부품(52)이 작동할 때 시간적으로 변화하는 전압 신호가 전압 제어 장치(24)에 의해 제1 전극면(14a)과 제2 전극면(22a) 사이에 인가하여 거울 표면의 개별 점들에 의해 발생하는 구면파들 사이에 시간적으로 일정한 위상차가 존재하지 않게 되도록 형성되는 단계(S3)를 포함하는, 마이크로메카닉 부품(52)의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서, 거울 부재(10)의 형성 단계는
    하나 이상의 분리 트렌치(30)가 반도체 층과 금속 층 중 어느 하나 또는 이 두 층을 모두 갖는 층(32) 내에 형성되며, 하나 이상의 분리 트렌치(30)는 거울 부재 영역 및 이러한 거울 부재 영역의 주위를 적어도 부분적으로 둘러싸는 고정 장치 영역이 반도체 층과 금속 층 중 어느 하나 또는 이 두 층을 모두 갖는 층(32)으로부터 구조화되고, 거울 부재 영역은 거울 부재 영역 주위를 적어도 부분적으로 둘러싸는 하나 이상의 박막(16)을 통해 고정 장치 영역과 연결되도록 형성되는 단계(S11)를 포함하는, 마이크로메카닉 부품(52)의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서, 반대 전극(20)을 거울 부재(10)의 제2 외측면(14)에 인접하도록 배치하기 위해서 반대 전극(20)은 제2 전극면(22a)이 제1 전극면(14a)의 맞은편에 배치되도록 고정 장치 영역에 본딩되는, 마이크로메카닉 부품(52)의 제조 방법.
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 마이크로메카닉 부품(52)의 제조 단계와,
    마이크로메카닉 부품(52)이 광 편향 장치(50)의 하우징(51) 내에 배치되는 단계(S4)와,
    마이크로메카닉 부품(52)의 반사면(12a, 54)에서 반사되는 광선(68)이 거울면(62) 상에 닿도록, 하나 이상의 회전축(66)을 중심으로 조절 가능한 거울면(62)이 광 편향 장치(50)의 하우징(51) 내에 배치되는 단계를 포함하는, 광 편향 장치(50)의 제조 방법.
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