KR19980077659A - Thin film type optical path control device using shape memory alloy - Google Patents

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KR19980077659A KR1019970014858A KR19970014858A KR19980077659A KR 19980077659 A KR19980077659 A KR 19980077659A KR 1019970014858 A KR1019970014858 A KR 1019970014858A KR 19970014858 A KR19970014858 A KR 19970014858A KR 19980077659 A KR19980077659 A KR 19980077659A
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이기순
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배순훈
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Abstract

형상 기억 합금을 이용한 박막형 광로 조절 장치가 개시되어 있다. 상기 장치는, M×N(M, N은 정수)개의 트랜지스터가 내장되고, 상부에 드레인 패드가 형성된 액티브 매트릭스, 상기 드레인 패드의 상부에 형성된 Ohmic Contact, 상기 Ohmic Contact의 상부에 형성된 제1 지지부 및 상기 제1 지지부의 일측 상부에 형성된 제1 구동부를 갖는 제1 액츄에이팅부, 그리고 상기 액티브 매트릭스의 상부에 형성된 제2 지지부 및 상기 제2 지지부의 일측 상부에 형성된 제2 구동부를 갖는 제2 액츄에이팅부를 포함한다. 본 발명에 따르면, 형상 기억 합금을 사용하여 액츄에이팅부를 구성함으로써, 형상 기억 합금의 작동 원리에 의하여 액츄에이팅부를 구동한다. 그러므로, 인가되는 화상 신호에 따라 액츄에이팅부의 구동 각도를 선형적으로 변화시킬 수 있어, 거울에 의하여 반사되는 광속의 광효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 소자를 제조하는 전체 공정을 단순화할 수 있으므로 제조 시간 및 제조 비용을 크게 낮출 수 있다.A thin film type optical path control device using a shape memory alloy is disclosed. The device includes an active matrix having M × N (M, N is an integer) transistors formed therein, a drain pad formed thereon, an ohmic contact formed on the drain pad, a first support formed on the ohmic contact, and A first actuator having a first driver formed on an upper side of the first support, and a second actuator formed on an upper side of the second support and a second support formed on an upper side of the active matrix; It includes a part. According to the present invention, the actuating portion is driven by the operating principle of the shape memory alloy by configuring the actuating portion using the shape memory alloy. Therefore, the driving angle of the actuating part can be changed linearly in accordance with the applied image signal, so that the light efficiency of the luminous flux reflected by the mirror can be improved. In addition, it is possible to simplify the entire process of manufacturing the device can significantly reduce the manufacturing time and manufacturing cost.

Description

형상 기억 합금을 이용한 박막형 광로 조절 장치Thin film type optical path control device using shape memory alloy

본 발명은 박막형 광로 조절 장치인 AMA(Actuated Mirror Arrays) 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 형상 기억 합금(shape-memory alloy: SMA)를 이용하여 액츄에이터(actuator)를 구성함으로써, 광원으로부터 입사되는 광속의 반사각을 선형적으로 유지할 수 있는 박막형 광로 조절 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to Actuated Mirror Arrays (AMA), which is a thin film type optical path control device, and a method of manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to an actuator using a shape memory alloy (SMA), thereby providing The present invention relates to a thin film type optical path control device capable of linearly maintaining an angle of reflection of an incident light beam and a method of manufacturing the same.

일반적으로, 광학 에너지(optical energy)를 스크린 상에 투영하기 위한 장치인 공간적인 광 모듈레이터(spatial light modulator)는 광통신, 화상 처리 및 정보 디스플레이 장치 등에 다양하게 응용될 수 있다. 이러한 장치들은 광원으로부터 입사되는 광속을 스크린에 투영하는 방법에 따라서 직시형 화상 표시 장치와 투사형 화상 표시 장치로 구분된다.In general, a spatial light modulator, which is a device for projecting optical energy onto a screen, may be variously applied to optical communication, image processing, and information display devices. Such devices are classified into a direct view type image display device and a projection type image display device according to a method of projecting a light beam incident from a light source onto a screen.

직시형 화상 표시 장치로는 CRT(Cathode Ray Tube) 등이 있으며, 투사형 화상 표시 장치로는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display:LCD), DMD(Deformable Mirror Device), 그리고 AMA 등이 있다. 상기 CRT 장치는 화질은 우수하지만 화면의 대형화가 어려운 단점이 있다. 즉, 화면의 크기가 커짐에 따라서 장치의 중량과 용적이 증가하여 제조 비용이 상승하게 된다. 따라서, 광학적 구조가 간단하여 얇게 형성할 수 있으며 중량을 가볍게 할 수 있는 액정 표시 장치(LCD)가 개발되었다. 그러나, 액정 표시 장치는 광속의 편광으로 인하여 1∼2%의 광효율을 가질 정도로 효율이 저하되며, 그 내부의 액정 물질의 응답 속도가 느리고, 장치가 과열되기 쉬운 문제점이 있었다. 이에 따라, 상기 문제점들을 해결하기 위하여 DMD, 또는 AMA 등의 장치가 개발되었다. 현재, DMD 장치가 약 5% 정도의 광효율을 가지는 것에 비하여 AMA는 10% 이상의 광효율을 얻을 수 있다. 또한, AMA는 콘트라스트(contrast)를 향상시켜 보다 밝고 선명한 화상을 맺을 수 있으며, 입사되는 광속의 극성에 의해 영향을 받지 않을 뿐만 아니라 광속의 극성에 영향을 끼치지 않는다.CRT (Cathode Ray Tube) or the like is a direct view type image display device, and a liquid crystal display (LCD), a deformable mirror device (DMD), and AMA is a projection type image display device. The CRT apparatus has a high image quality but has a disadvantage in that the screen is not large in size. In other words, as the size of the screen increases, the weight and volume of the device increase, thereby increasing the manufacturing cost. Therefore, a liquid crystal display (LCD) that has a simple optical structure and can be formed thin and has a light weight has been developed. However, the liquid crystal display device has a problem that the efficiency is lowered to have a light efficiency of 1 to 2% due to the polarization of the light beam, the response speed of the liquid crystal material therein is slow, and the device tends to overheat. Accordingly, devices such as DMD or AMA have been developed to solve the above problems. Currently, AMA can achieve 10% or more light efficiency, while DMD devices have about 5% light efficiency. In addition, AMA enhances contrast to produce a brighter and clearer image, and is not affected by the polarity of the incident luminous flux and does not affect the polarity of the luminous flux.

이러한 미합중국 특허 제5,126,836호(issued to Gregory Um)에 개시된 AMA의 엔진 시스템의 개략도를 도 1에 도시하였다. 도 1에 도시한 바와 같이, 광원(1)으로부터 입사된 광속은 제1 슬릿(3) 및 제1 렌즈(5)를 지나면서 R·G·B(Red·Green·Blue) 표색계에 따라 분광된다. 상기 R·G·B 별로 분광된 광속은 각기 제1 거울(7), 제2 거울(9) 및 제3 거울(11)에 의하여 반사되어 각각의 거울에 대응하여 설치된 AMA 소자들(13)(15)(17)로 입사된다. 상기 R·G·B 별로 형성된 AMA 소자들(13)(15)(17)은 각기 내부에 구비된 거울들을 소정의 각도로 경사지게 하여 입사된 광속을 반사시킨다. 이 때, 상기 거울은 거울의 하부에 형성된 변형층(active layer)의 변형에 따라 기울게 된다. 상기 AMA 소자들(13)(15)(17)로부터 반사된 빛은 제2 렌즈(19) 및 제2 슬릿(21)을 통과한 후, 투영렌즈(23)에 의하여 스크린(도시되지 않음)에 투영되어 화상을 맺게 된다.A schematic diagram of the engine system of AMA disclosed in this US Patent No. 5,126,836 (issued to Gregory Um) is shown in FIG. As shown in FIG. 1, the light beams incident from the light source 1 are spectroscopically observed through the R, G, B (Red, Green, Blue) colorimeter while passing through the first slit 3 and the first lens 5. . The luminous flux spectra for R, G, and B are respectively reflected by the first mirror 7, the second mirror 9, and the third mirror 11, and are arranged in correspondence with the respective mirrors. 15) (17). The AMA elements 13, 15, and 17 formed for each of R, G, and B reflect the incident light beams by inclining the mirrors provided therein at a predetermined angle. At this time, the mirror is inclined according to the deformation of the active layer formed under the mirror. The light reflected from the AMA elements 13, 15, 17 passes through the second lens 19 and the second slit 21, and then is projected to the screen (not shown) by the projection lens 23. Projected to form an image.

이러한 광로 조절 장치인 AMA는 벌크(bulk)형과 박막(thin film)형으로 구분된다. 상기 벌크형 광로 조절 장치는 Gregory Um 등에게 허여된 미합중국 특허 제5,085,497호에 개시되어 있다. 벌크형 광로 조절 장치는 다층 세라믹을 얇게 절단하고 내부에 금속 전극을 형성한 세라믹 웨이퍼(ceramic wafer)를 트랜지스터가 내장된 액티브 매트릭스(active matrix)에 장착한 후, 쏘잉(sawing) 방법으로 가공하고 그 상부에 거울을 설치하여 이루어진다. 그러나, 벌크형 광로 조절 장치는 설계 및 제조에 있어서 매우 높은 정밀도가 요구되고, 변형부의 응답 속도가 느린 문제점이 있다.AMA, which is an optical path control device, is classified into a bulk type and a thin film type. The bulk optical path control device is disclosed in US Pat. No. 5,085,497 to Gregory Um et al. The bulk optical path control device cuts a thin layer of multilayer ceramic and mounts a ceramic wafer having a metal electrode formed therein in an active matrix in which a transistor is built, and then processes it by sawing. This is done by installing a mirror on it. However, the bulk optical path control device requires very high precision in design and manufacturing, and has a problem in that the response speed of the deformable part is slow.

이에 따라, 반도체 공정을 이용하여 제조할 수 있는 박막형 광로 조절 장치가 개발되었다. 상기 박막형 광로 조절 장치는 1996년 9월 24일에 특허 출원한 특허출원 제96-42197호(발명의 명칭:멤브레인의 스트레스를 조절할 수 있는 광로 조절 장치 및 그 제조 방법)에 개시되어 있다.Accordingly, a thin film type optical path control apparatus that can be manufactured using a semiconductor process has been developed. The thin film type optical path control device is disclosed in Patent Application No. 96-42197 filed on September 24, 1996 (name of the invention: optical path control device that can control the stress of the membrane and its manufacturing method).

도 2는 상기 선행출원에 기재된 박막형 광로 조절 장치의 평면도를 도시한 것이며, 도 3은 도 2에 도시한 장치를 A­A′선으로 자른 단면도를 도시한 것이다.FIG. 2 is a plan view of the thin film type optical path adjusting device described in the above-mentioned prior application, and FIG. 3 is a sectional view taken along line A′A ′ of the device shown in FIG. 2.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 박막형 광로 조절 장치는 내부에 M×N(M, N은 정수)개의 MOS(Metal Oxide Semiconductor) 트랜지스터(도시되지 않음)가 내장되고 일측 상부에 드레인(49)이 형성된 액티브 매트릭스(active matrix)(41)와 액티브 매트릭스(41)의 상부에 형성된 액츄에이터(43)를 포함한다.2 and 3, the thin film type optical path control device includes M × N (M, N is an integer) MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistors (not shown) and a drain 49 on one side. The formed active matrix 41 and the actuator 43 formed on the active matrix 41 are included.

상기 액티브 매트릭스(41)는 액티브 매트릭스(41) 및 드레인(49)의 상부에 적층된 보호층(passivation layer)(51)과 보호층(51)의 상부에 적층된 식각 방지층(etch stop layer)(53)을 포함한다.The active matrix 41 may include a passivation layer 51 stacked on the active matrix 41 and a drain 49 and an etch stop layer stacked on the passivation layer 51. 53).

상기 액츄에이터(43)는 상기 식각 방지층(53) 중 아래에 드레인(49)이 형성된 부분에 일측이 접촉되며 타측이 에어 갭(air gap)(55)을 개재하여 상기 식각 방지층(53)과 평행하도록 적층된 단면을 갖는 멤브레인(membrane)(57), 멤브레인(57)의 상부에 적층된 하부 전극(bottom electrode)(61), 하부 전극(61)의 상부에 적층된 변형부(active layer)(63), 변형부(63)의 일측 상부에 적층된 상부 전극(top electrode)(65), 변형부(63)의 타측으로부터 하부 전극(61), 멤브레인(57), 식각 방지층(53) 및 보호층(51)을 통하여 상기 드레인(49)까지 형성된 비어 홀(via hole)(68), 그리고 비어 홀(68) 내에 상기 하부 전극(61)과 드레인(49)이 서로 전기적으로 연결되도록 형성된 비어 컨택(via contact)(69)을 포함한다.One side of the actuator 43 is in contact with a portion in which the drain 49 is formed in the lower portion of the etch stop layer 53, and the other side thereof is parallel to the etch stop layer 53 through an air gap 55. A membrane 57 having a stacked cross section, a bottom electrode 61 stacked on top of the membrane 57, and an active layer 63 stacked on top of the bottom electrode 61. ), A top electrode 65 stacked on one side of the deformable part 63, a lower electrode 61, a membrane 57, an etch stop layer 53, and a protective layer from the other side of the deformable part 63. A via hole 68 formed through the 51 to the drain 49, and a via contact formed so that the lower electrode 61 and the drain 49 are electrically connected to each other in the via hole 68. via contact) 69.

도 3을 참조하면, 상기 멤브레인(57)의 평면은, 일측이 그 중앙부에 사각형 형상의 오목한 부분을 가지며, 이러한 오목한 부분이 양쪽 가장자리로 갈수록 계단형으로 넓어지는 형상으로 형성되고, 타측이 상기 오목한 부분에 대응하여 중앙부로 갈수록 계단형으로 좁아지는 사각형 형상의 돌출부를 가진다. 그러므로, 상기 멤브레인(57)의 오목한 부분에 인접한 액츄에이터의 멤브레인의 오목한 부분이 끼워지고, 상기 사각형 형상의 돌출부가 인접한 멤브레인의 오목한 부분에 끼워지게 된다.Referring to FIG. 3, the plane of the membrane 57 is formed in a shape in which one side has a rectangular concave portion at the center thereof, and the concave portion is widened stepwise toward both edges, and the other side is concave. Corresponding to the portion has a rectangular projection that narrows stepwise toward the center portion. Therefore, the recessed portion of the membrane of the actuator adjacent to the recessed portion of the membrane 57 is fitted, and the rectangular projection is fitted to the recessed portion of the adjacent membrane.

이하 상술한 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법을 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing the above-described thin film type optical path control apparatus will be described with reference to the drawings.

도 4a 내지 도 4d는 도 3에 도시한 장치의 제조 공정도이다. 도 4a 내지 도 4d에 있어서, 도 3과 동일한 부재들에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용한다.4A to 4D are manufacturing process diagrams of the apparatus shown in FIG. 3. 4A to 4D, the same reference numerals are used for the same members as in FIG.

도 4a를 참조하면, M×N개의 트랜지스터(도시되지 않음)가 내장되고 일측 상부에 드레인(49)이 형성된 액티브 매트릭스(41)의 상부에 인 실리케이트 유리(Phospho-Silicate Glass:PSG)로 구성된 보호층(51)을 적층한다. 보호층(51)은 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition:CVD) 방법을 이용하여 1.0∼2.0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 상기 보호층(51)은 후속하는 공정으로부터 액티브 매트릭스(41)를 보호한다.Referring to FIG. 4A, a protection composed of Phospho-Silicate Glass (PSG) on top of an active matrix 41 having M × N transistors (not shown) and a drain 49 formed on one side thereof. Layer 51 is laminated. The protective layer 51 is formed to have a thickness of about 1.0 to 2.0 μm using a chemical vapor deposition (CVD) method. The protective layer 51 protects the active matrix 41 from subsequent processes.

상기 보호층(51)의 상부에는 질화물(nitride)로 구성된 식각 방지층(53)이 적층된다. 식각 방지층(53)은 저압 화학 기상 증착(Low Pressure CVD:LPCVD) 방법을 이용하여 2000Å 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 식각 방지층(53)은 후속하는 식각 공정 동안 보호층(51) 및 액티브 매트릭스(41) 등이 식각되는 것을 방지한다. 식각 방지층(53)의 상부에는 희생층(sacrificial layer)(56)이 적층된다. 희생층(56)은 인(P)의 농도가 높은 인 실리케이트 유리(PSG)를 대기압 화학 기상 증착(Atmospheric Pressure CVD:APCVD) 방법을 이용하여 1.0∼2.0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 이 경우, 희생층(56)은 트랜지스터가 내장된 액티브 매트릭스(41)의 상부를 덮고 있으므로 그 표면의 평탄도가 매우 불량하다. 따라서, 희생층(56)의 표면을 스핀 온 글래스(Spin On Glass:SOG)를 사용하는 방법, 또는 CMP(Chenical Mechanical Polishing) 방법을 이용하여 평탄화시킨다. 이어서, 희생층(56) 중 아래에 드레인(49)이 형성되어 있는 부분을 식각하여 식각 방지층(53)의 일부를 노출시킨다.An etch stop layer 53 made of nitride is stacked on the passivation layer 51. The etch stop layer 53 is formed to have a thickness of about 2000 kPa using a low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) method. The etch stop layer 53 prevents the protective layer 51, the active matrix 41, and the like from being etched during the subsequent etching process. A sacrificial layer 56 is stacked on the etch stop layer 53. The sacrificial layer 56 is formed of phosphorous silicate glass (PSG) having a high concentration of phosphorus (PG) so as to have a thickness of about 1.0 to 2.0 μm using the Atmospheric Pressure Vapor Deposition (APCVD) method. Form. In this case, since the sacrificial layer 56 covers the upper portion of the active matrix 41 in which the transistors are embedded, the flatness of the surface thereof is very poor. Therefore, the surface of the sacrificial layer 56 is planarized by using a spin on glass (SOG) method or a chemical mechanical polishing (CMP) method. Subsequently, a portion of the sacrificial layer 56 in which the drain 49 is formed below is etched to expose a portion of the etch stop layer 53.

도 4b를 참조하면, 멤브레인(57)은 상기 노출된 식각 방지층(53)의 상부 및 희생층(56)의 상부에 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께로 적층된다. 상기 멤브레인(57)은 실리콘 카바이드(silicon carbide)를 PECVD(Plasma Enhanced CVD) 방법을 이용하여 200∼300℃의 온도에서 형성된다. 이 때, 상기 실리콘 카바이드는 액상(liquid) C6H18Si2로부터 발생한 실리콘(Si)과 탄소(C)를 증착시켜 제조한다. 또는, 상기 실리콘 카바이드는 SiH4와 CH4의 혼합체로부터 발생한 실리콘과 탄소를 증착시켜 제조할 수 있다. 계속하여, 멤브레인(57) 내의 스트레스를 조절하기 위하여 600℃ 이하의 온도에서 멤브레인(57)을 열처리한다.Referring to FIG. 4B, the membrane 57 is stacked on the exposed etch stop layer 53 and on the sacrificial layer 56 at a thickness of about 0.01 to 1.0 μm. The membrane 57 is formed of silicon carbide at a temperature of 200 to 300 ° C. using a Plasma Enhanced CVD (PECVD) method. At this time, the silicon carbide is prepared by depositing silicon (Si) and carbon (C) generated from the liquid (liquid) C 6 H 18 Si 2 . Alternatively, the silicon carbide may be prepared by depositing silicon and carbon generated from a mixture of SiH 4 and CH 4 . Subsequently, the membrane 57 is heat-treated at a temperature of 600 ° C. or less to control the stress in the membrane 57.

상기 멤브레인(57)의 상부에는 백금, 또는 탄탈륨 등의 금속으로 구성된 하부전극(61)이 적층된다. 하부전극(61)은 스퍼터링(sputtering) 방법을 이용하여 500∼2000Å 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 신호 전극인 하부전극(61)에는 화상 신호가 액티브 매트릭스(41)에 내장된 트랜지스터로부터 상기 드레인(49) 및 비어 컨택(69)을 통하여 인가된다. 그리고, 하부전극(61)을 각 픽셀(pixel)별로 분리하기 위하여 Iso-Cutting을 한다.A lower electrode 61 made of a metal such as platinum or tantalum is stacked on the membrane 57. The lower electrode 61 is formed to have a thickness of about 500 to 2000 micrometers by using a sputtering method. An image signal is applied to the lower electrode 61 which is a signal electrode through the drain 49 and the via contact 69 from a transistor built in the active matrix 41. Then, Iso-Cutting is performed to separate the lower electrode 61 for each pixel.

도 4c를 참조하면, 상기 하부전극(61)의 상부에 PZT, 또는 PLZT로 구성된 변형부(63)를 형성한다. 변형부(63)는 졸-겔(sol-gel)법을 이용하여 0.1∼1.0㎛, 바람직하게는 0.4㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한 후, 급속 열처리(Rapid Thermal Annealing:RTA) 방법으로 열처리하여 상변이시킨다. 상기 변형부(63)는 상부전극(65)과 하부전극(61) 사이에 발생하는 전계에 의하여 변형을 일으킨다. 상부전극(67)은 변형부(63)의 일측 상부에 적층된다. 상부전극(67)은 알루미늄(Al), 또는 은(Ag) 등의 전기 전도성 및 반사성이 우수한 금속을 스퍼터링 방법을 이용하여 500∼2000Å 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 공통 전극인 상부전극(57)에는 바이어스 전압이 인가되어 하부전극(61)과 상부전극(57) 사이에 전계가 발생하게 된다. 또한, 상부전극(57)은 광원으로부터 입사되는 광속을 반사하는 거울의 기능도 함께 수행한다.Referring to FIG. 4C, a deformation part 63 including PZT or PLZT is formed on the lower electrode 61. The deformable portion 63 is formed to have a thickness of about 0. 1 to 1.0 μm, preferably about 0.4 μm using a sol-gel method, and then rapid thermal annealing. : It heat-processes by a RTA method and makes a phase change. The deformation part 63 causes deformation by an electric field generated between the upper electrode 65 and the lower electrode 61. The upper electrode 67 is stacked on one side of the deformable portion 63. The upper electrode 67 is formed of a metal having excellent electrical conductivity and reflectivity, such as aluminum (Al) or silver (Ag), to have a thickness of about 500 to 2000 mW using a sputtering method. A bias voltage is applied to the upper electrode 57, which is a common electrode, to generate an electric field between the lower electrode 61 and the upper electrode 57. In addition, the upper electrode 57 also functions as a mirror that reflects the light beam incident from the light source.

도 4d를 참조하면, 상부전극(65)을 형성한 후, 상부전극(65), 변형부(63) 및 하부전극(61)을 소정의 픽셀(pixel) 형상으로 패터닝한다. 이 때, 상부전극(65)의 일측에는 스트라이프(stripe)(67)가 형성된다. 스트라이프(67)는 상부전극(65)을 균일하게 작동시켜 입사되는 광속의 난반사를 방지한다. 이어서, 변형부(63)의 타측 상부로부터 드레인(49)의 상부까지 변형부(63), 하부전극(61), 멤브레인(57), 식각 방지층(53) 및 보호층(51)을 순차적으로 식각하여 상기 변형부(63)로부터 드레인(49)까지 비어 홀(68)을 형성한다. 그리고, 텅스텐, 백금, 또는 티타늄 등의 금속을 스퍼터링 방법을 이용하여 상기 드레인(49)과 하부전극(61)이 전기적으로 연결되도록 비어 컨택(69)을 형성한다. 비어 컨택(69)은 상기 비어 홀(68) 내에서 상기 하부전극(61)으로부터 드레인(49)의 상부까지 수직하게 형성된다. 그러므로, 화상 신호는 액티브 매트릭스(41)에 내장된 트랜지스터로부터 드레인(49) 및 비어 컨택(69)을 통하여 하부전극(61)에 인가된다. 계속해서, 상기 멤브레인(57)을 패터닝한 후, 희생층(56)을 플루오르화 수소(HF) 증기로 식각하고 세정 및 건조하여 AMA 소자를 완성한다.Referring to FIG. 4D, after forming the upper electrode 65, the upper electrode 65, the deformable portion 63, and the lower electrode 61 are patterned into a predetermined pixel shape. At this time, a stripe 67 is formed on one side of the upper electrode 65. The stripe 67 uniformly operates the upper electrode 65 to prevent diffuse reflection of the incident light beam. Subsequently, the deformable portion 63, the lower electrode 61, the membrane 57, the etch stop layer 53, and the protective layer 51 are sequentially etched from the upper portion of the deformable portion 63 to the upper portion of the drain 49. As a result, a via hole 68 is formed from the deformable portion 63 to the drain 49. The via contact 69 is formed to electrically connect the drain 49 and the lower electrode 61 by sputtering a metal such as tungsten, platinum, or titanium. The via contact 69 is formed vertically from the lower electrode 61 to the top of the drain 49 in the via hole 68. Therefore, the image signal is applied to the lower electrode 61 through the drain 49 and the via contact 69 from the transistor embedded in the active matrix 41. Subsequently, after the membrane 57 is patterned, the sacrificial layer 56 is etched with hydrogen fluoride (HF) vapor, washed and dried to complete the AMA device.

상술한 박막형 광로 조절 장치에 있어서, 화상 신호는 액티브 매트릭스(41)에 내장된 트랜지스터로부터 드레인(49)과 비어 컨택(69)을 통하여 신호 전극인 하부전극(61)에 인가된다. 또한, 공통 전극인 상부전극(65)에는 바이어스 전압이 인가되어 상부전극(65)과 하부전극(61) 사이에 전계가 발생한다. 이 전계에 의하여 상부전극(65)과 하부전극(61) 사이에 적층되어 있는 변형부(63)가 변형을 일으킨다. 변형부(63)는 전계에 대하여 수직한 방향으로 수축하며, 변형부(63)를 포함하는 액츄에이터(43)는 멤브레인(57)이 형성되어 있는 방향의 반대 방향으로 휘게 된다. 액츄에이터(43) 상부의 상부전극(65)도 같은 방향으로 경사진다. 따라서, 광원으로부터 입사되는 광속은 소정의 각도로 경사진 상부전극(65)에 의해 반사된 후, 스크린에 투영되어 화상을 맺는다.In the above-described thin film type optical path adjusting device, an image signal is applied to the lower electrode 61 which is a signal electrode through the drain 49 and the via contact 69 from the transistor built in the active matrix 41. In addition, a bias voltage is applied to the upper electrode 65, which is a common electrode, to generate an electric field between the upper electrode 65 and the lower electrode 61. Deformation portions 63 stacked between the upper electrode 65 and the lower electrode 61 cause deformation by this electric field. The deformable portion 63 contracts in a direction perpendicular to the electric field, and the actuator 43 including the deformable portion 63 is bent in a direction opposite to the direction in which the membrane 57 is formed. The upper electrode 65 on the actuator 43 is also inclined in the same direction. Therefore, the light beam incident from the light source is reflected by the upper electrode 65 inclined at a predetermined angle, and then is projected onto the screen to form an image.

그러나 상기 선행출원에 기재된 박막형 광로 조절 장치에 있어서, 압전 물질로 구성된 변형층의 변형에 따라 변형층을 포함하는 액츄에이터가 구동하므로 액츄에이터의 경사 각도가 인가되는 신호에 대하여 비선형(non-linear)성을 가지는 문제점이 있었다. 또한, 액츄에이터를 구성하는 여러층의 박막들 사이에 스트레스 불균일 분포로 인하여 액츄에이터의 비틀림 및 초기 휘어짐이 발생하는 문제점이 있었다. 더욱이, 소자를 형성하기 위하여 여러 단계의 정밀한 공정이 요구되며, 이러한 이유로 공정의 난이도가 매우 높아져서 공정의 재현성이 저하되는 문제점이 있다.However, in the thin film type optical path control device described in the preceding application, the actuator including the strained layer is driven in accordance with the deformation of the strained layer made of piezoelectric material, so that the non-linearity with respect to the signal to which the inclination angle of the actuator is applied is applied. There was a problem. In addition, there is a problem that the torsion of the actuator and the initial warpage occurs due to the stress non-uniform distribution between the multiple layers of the thin film constituting the actuator. Moreover, precise steps of several steps are required to form the device, and for this reason, the difficulty of the process becomes very high, and thus there is a problem that the reproducibility of the process is lowered.

따라서, 본 발명의 목적은 형상 기억 합금을 사용하여 액츄에이팅부를 구성함으로써 인가되는 신호에 대하여 액츄에이터의 구동 각도가 선형성을 가지며, 액츄에이팅부의 비틀림 및 초기 휘어짐을 방지할 수 있고, 간단한 구조를 갖는 박막형 광로 조절 장치를 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to configure the actuator by using the shape memory alloy, the drive angle of the actuator has a linearity with respect to the signal to be applied, can prevent the twisting and initial bending of the actuator, and the simple structure It is to provide a thin film type optical path control device having.

도 1은 종래의 광로 조절 장치의 엔진 시스템의 개략도이다.1 is a schematic diagram of an engine system of a conventional optical path control apparatus.

도 2는 선행 출원한 박막형 광로 조절 장치의 평면도이다.2 is a plan view of a thin film type optical path adjusting device applied before.

도 3은 도 2에 도시한 장치를 A­A′선으로 자른 단면도이다.3 is a cross-sectional view of the device shown in FIG. 2 taken along line A′A ′.

도 4a 내지 도 4d는 도 3에 도시한 장치의 제조 공정도이다.4A to 4D are manufacturing process diagrams of the apparatus shown in FIG. 3.

도 5는 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치의 사시도이다.5 is a perspective view of a thin film type optical path control apparatus according to the present invention.

도 6은 도 5에 도시한 장치의 단면도이다.6 is a cross-sectional view of the apparatus shown in FIG. 5.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

100 : 액티브 매트릭스 105 : 드레인 패드100: active matrix 105: drain pad

110 : 보호층 115 : 식각 방지층110: protective layer 115: etch stop layer

120 : 희생층 130 : Ohmic Contact120: sacrificial layer 130: Ohmic Contact

140 : 제1 액츄에이팅부 140a : 제1 지지부140: first actuating part 140a: first support part

140b : 제1 구동부 150 : 제2 액츄에이팅부140b: first driving unit 150: second actuating unit

150a : 제2 지지부 150b : 제2 구동부150a: second support portion 150b: second drive portion

160 : 거울160 mirror

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,The present invention to achieve the above object,

M×N(M, N은 정수)개의 트랜지스터가 내장되고, 상부에 드레인 패드가 형성된 액티브 매트릭스;An active matrix having M × N transistors (M and N are integers) and having drain pads formed thereon;

상기 드레인 패드의 상부에 형성된 Ohmic Contact;Ohmic Contact formed on the drain pad;

상기 Ohmic Contact의 상부에 형성된 제1 지지부 및 상기 제1 지지부의 일측 상부에 형성된 제1 구동부를 갖는 제1 액츄에이팅부; 그리고A first actuator having a first support part formed on the ohmic contact and a first driving part formed on one side of the first support part; And

상기 액티브 매트릭스의 상부에 형성된 제2 지지부 및 상기 제2 지지부의 일측 상부에 형성된 제2 구동부를 갖는 제2 액츄에이팅부를 포함하는 박막형 광로 조절 장치를 제공한다.Provided is a thin film type optical path control apparatus including a second actuator having a second support formed on the upper side of the active matrix and a second driver formed on one side of the second support.

본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치에 있어서, 화상 신호는 액티브 매트릭스에 내장된 MOS 트랜지스터 및 드레인 패드를 통하여 Ohmic Contact에 인가된다. Ohmic Contact은 화상 신호를 열로 변환시켜 제1 지지부를 통하여 제1 구동부에 전달한다. 형상 기억 합금을 사용하여 뒤틀린 구조를 갖는 제1 구동부는 상기 전달된 열에 의하여 평탄한 형성 당시의 모양으로 회복되며, 이에 따라서 제1 구동부와 연결된 거울이 소정의 각도로 기울게 된다. 광원으로부터 입사된 광속은 상기 기울어진 거울에 의하여 반사되며, 반사된 광속은 슬릿을 지나 스크린에 투영됨으로써 화상을 맺는다.In the thin film type optical path adjusting device according to the present invention, the image signal is applied to the ohmic contact through the MOS transistor and the drain pad embedded in the active matrix. The ohmic contact converts an image signal into heat and transmits the image signal to the first driving unit through the first supporting unit. The first drive having the structure twisted using the shape memory alloy is restored to the shape at the time of flat formation by the transferred heat, so that the mirror connected to the first drive is inclined at a predetermined angle. The light beam incident from the light source is reflected by the tilted mirror, and the reflected light beam passes through the slit and is projected onto the screen to form an image.

그러므로, 상술한 박막형 광로 조절 장치 및 그 제조 방법은, 형상 기억 합금을 사용하여 액츄에이팅부를 구성함으로써, 상기 형상 기억 합금의 작동 원리에 의하여 액츄에이팅부를 구동한다. 그러므로, 인가되는 화상 신호에 따라 액츄에이팅부의 구동 각도를 선형적으로 변화시킬 수 있어, 거울에 의하여 반사되는 광속의 광효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 소자를 제조하는 전체 공정을 단순화할 수 있으므로 제조 시간 및 제조 비용을 크게 낮출 수 있다.Therefore, the above-mentioned thin film type optical path adjusting device and its manufacturing method constitute the actuator by using the shape memory alloy, thereby driving the actuator by the operating principle of the shape memory alloy. Therefore, the driving angle of the actuating part can be changed linearly in accordance with the applied image signal, so that the light efficiency of the luminous flux reflected by the mirror can be improved. In addition, it is possible to simplify the entire process of manufacturing the device can significantly reduce the manufacturing time and manufacturing cost.

이하 첨부된 도면들을 참조로 하여 본 발명의 일실시예에 따른 박막형 광로 조절 장치를 상세하게 설명한다.Hereinafter, a thin film type optical path adjusting apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 5는 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치의 사시도를 도시한 것이며, 도 6은 도 5에 도시한 장치를 A­A′선으로 자른 단면도를 도시한 것이다.FIG. 5 is a perspective view of a thin film type optical path adjusting device according to the present invention, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line A′A ′ of the device shown in FIG. 5.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치는 일측 상부에 드레인 패드(drain pad)(105)가 형성된 액티브 매트릭스(100)와 액티브 매트릭스(100)의 상부에 형성된 제1 액츄에이팅부(actuating part)(140), 제2 액츄에이팅부(150), 그리고 거울(mirror)(160)을 포함한다.5 and 6, in the thin film type optical path adjusting apparatus according to the present invention, an active matrix 100 having a drain pad 105 formed on one side and a first actuator formed on the active matrix 100 is formed. And an actuating part 140, a second actuating part 150, and a mirror 160.

M×N(M, N은 정수) 개의 MOS(Metal Oxide Semiconductor)가 매트릭스 형태로 내장된 상기 액티브 매트릭스(100)는 액티브 매트릭스(100) 및 드레인 패드(105)의 상부에 적층된 보호층(passivation layer)(110), 보호층(110)의 상부에 적층된 식각 방지층(etch stop layer)(115), 그리고 상기 식각 방지층(115) 중 아래에 드레인 패드(105)가 형성된 부분의 상부로부터 식각 방지층(115) 및 보호층(110)을 통하여 드레인 패드(105)의 상부까지 수직하게 형성된 Ohmic Contact(130)을 포함한다. 바람직하게는, 상기 Ohmic Contact(130)은‘T’자의 형상을 가진다.The active matrix 100 having M × N (M and N are integers) of MOS (Metal Oxide Semiconductor) embedded in a matrix form a passivation layer stacked on top of the active matrix 100 and the drain pad 105. layer 110, an etch stop layer 115 stacked on top of the protective layer 110, and an etch stop layer from an upper portion of the portion where the drain pad 105 is formed below the etch stop layer 115. Ohmic Contact 130 is formed vertically through the 115 and the protective layer 110 to the upper portion of the drain pad 105. Preferably, the Ohmic Contact 130 has a shape of 'T'.

상기 제1 액츄에이팅부(140)는 제1 지지부(140a) 및 제1 구동부(140b)를 포함하며, 상기 제2 액츄에이팅부(150)는 제2 지지부(150a) 및 제2 구동부(150b)를 포함한다.The first actuating part 140 includes a first supporting part 140a and a first driving part 140b, and the second actuating part 150 includes a second supporting part 150a and a second driving part 150b. It includes.

제1 지지부(140a)의 단면은, 상기 Ohmic Contact(130)에 하부가 접촉되어 수직하게 형성된 사각형의 형상을 가지며, 제1 구동부(140b)의 단면은 제1 지지부(140a)의 일측 상부에 제1 지지부(140a)와 일체로 형성된 사각형의 형상을 가진다. 따라서, 제1 액츄에이팅부(140)의 단면은 거울상의‘ㄱ’자의 형상을 가진다. 또한, 제1 액츄에이팅부(140)의 평면은 중앙부가 돌출한 직사각형의 형상이 반시계 방향으로 90°회전한‘T’자의 형상을 가진다. 즉, 제1 지지부(140a)는 직사각형의 형상을 가지며, 제1 구동부(140b)는 제1 지지부(140a)의 일측 중앙부에 사각형의 형상을 갖고 연결된다.The cross section of the first support part 140a has a rectangular shape formed by vertically contacting the lower part with the ohmic contact 130, and the cross section of the first driving part 140b is formed on the upper side of one side of the first support part 140a. 1 has a rectangular shape integrally formed with the support portion 140a. Therefore, the cross section of the first actuating part 140 has the shape of a mirror-shaped 'ㄱ'. In addition, the plane of the first actuating part 140 has a 'T' shape in which a rectangular shape protruding from the center part is rotated 90 ° counterclockwise. That is, the first support part 140a has a rectangular shape, and the first driver 140b is connected to the central portion of one side of the first support part 140a in a rectangular shape.

제2 지지부(150a)의 단면은, 상기 식각 방지층(115)에 하부가 접촉되어 수직하게 형성된 사각형의 형상을 가지며, 제2 구동부(150b)의 단면은 제2 지지부(150a)의 일측 상부에 제2 지지부(150a)와 일체로 형성된 사각형의 형상을 가진다. 따라서, 제2 액츄에이팅부(150)의 단면은‘ㄱ’자의 형상을 가진다. 그리고, 제2 액츄에이팅부(150)의 평면은, 중앙부가 돌출한 직사각형의 형상이 시계 방향으로 90°회전한‘T’자의 형상을 가진다. 즉, 제2 지지부(150a)는 직사각형의 형상을 가지며, 제2 구동부(150b)는 제2 지지부(150a)의 일측 중앙부에 사각형의 형상을 갖고 연결된다.A cross section of the second support part 150a may have a quadrangular shape formed by vertically contacting the lower portion with the etch stop layer 115, and a cross section of the second driving part 150b may be formed on an upper side of one side of the second support part 150a. 2 has a rectangular shape integrally formed with the support portion 150a. Therefore, the cross section of the second actuating part 150 has a shape of '′'. The plane of the second actuating part 150 has a shape of a 'T' in which a rectangular shape protruding from the center portion is rotated 90 ° clockwise. That is, the second support part 150a has a rectangular shape, and the second driver 150b is connected to the central portion of one side of the second support part 150a in a rectangular shape.

상기 제1 액츄에이팅부(140)의 거울상의‘ㄱ’자의 머리 부분 및 상기 제2 액츄에이팅부(150)의‘ㄱ’자의 머리 부분 사이에는, 제1 액츄에이팅부(140)의 제1 구동부(140b) 및 제2 액츄에이팅부(150)의 제2 구동부(150b)와 연결되어 직사각형 형상의 단면을 갖는 거울(160)이 형성된다. 상기 거울(160)의 평면은, 제1 액츄에이팅부(140)의 반시계 방향으로 90°회전한‘T’자의 다리 부분 및 제2 액츄에이팅부(150)의 시계 방향으로 90°회전한‘T’자의 다리 부분 사이에, 제1 액츄에이팅부(140)의 제1 구동부(140b) 및 제2 액츄에이팅부(150)의 제2 구동부(150b)와 연결되어 사각형의 형상을 가진다.Between the head portion of the 'A' on the mirror of the first actuating portion 140 and the head portion of the 'A' on the second actuating portion 150, the first driving portion of the first actuating portion 140 The mirror 160 having a rectangular cross section is connected to the second driving unit 150b of the 140b and the second actuating unit 150. The plane of the mirror 160 is rotated 90 ° counterclockwise of the first actuating part 140 and rotated 90 ° in the clockwise direction of the leg portion of the 'T' and the second actuating part 150. Between the leg portions of the T ', the first driving unit 140b of the first actuating unit 140 and the second driving unit 150b of the second actuating unit 150 are connected to have a quadrangular shape.

이와같이 상술한 박막형 광로 조절 장치를 제조하는 방법을 이하에서 설명한다.Thus, the method of manufacturing the above-mentioned thin film type optical path control apparatus will be described below.

M×N(M, N은 정수) 개의 MOS 트랜지스터(도시되지 않음)가 내장되고 상부에 드레인 패드(105)가 형성된 액티브 매트릭스(100)의 상부에 인 실리케이트 유리(Phospho-Silicate Glass:PSG)로 구성된 보호층(110)을 적층한다. 보호층(110)은 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition:CVD) 방법을 이용하여 1.0∼2.0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 상기 보호층(110)은 후속하는 공정 동안 트랜지스터기 내장된 액티브 매트릭스(100)를 보호한다.With Phospho-Silicate Glass (PSG) on top of the active matrix 100 having M × N (M, N is an integer) MOS transistor (not shown) and a drain pad 105 formed thereon. The configured protective layer 110 is laminated. The protective layer 110 is formed to have a thickness of about 1.0 to about 2.0 μm using a chemical vapor deposition (CVD) method. The protective layer 110 protects the transistor-embedded active matrix 100 during subsequent processing.

그리고, 상기 보호층(110)의 상부에는 질화물(nitride)을 사용하여 식각 방지층(115)을 적층한다. 식각 방지층(115)은 저압 화학 기상 증착(Low Pressure CVD:LPCVD) 방법을 이용하여 1000∼2000Å 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 식각 방지층(115)은 후속하는 식각 공정 동안 보호층(110) 및 액티브 매트릭스(100) 등이 식각되는 것을 방지한다. 이어서, 식각 방지층(115)의 상부에 제1 포토 레지스트(photo resist)(118)을 스핀 코팅(spin coating) 방법으로 도포한 후, 제1 포토 레지스트(118)를 패터닝하여 상기 식각 방지층(115) 중 아래에 드레인 패드(105)가 형성된 부분을 노출시킨다. 계속하여, 상기 노출된 식각 방지층(115)의 상부로부터 식각 방지층(115) 및 보호층(110)을 차례로 식각한 후, 크롬(Cr), 구리(Cu), 또는 금(Au) 등의 금속을 리프트-오프(lift-off) 방법, 스퍼터링 방법, 또는 진공 증착(vacuum evaporation) 방법을 이용하여 상기 드레인 패드(105)와 연결되도록 Ohmic contact(130)을 형성한다. Ohmic contact(130)은 상기 액티브 매트릭스(100)에 내장된 트랜지스터 및 드레인 패드(105)를 통하여 인가되는 화상 신호를 열(heat)로 전환시켜 후에 형성되는 제1 액츄에이터(140)의 제1 구동부(140b)가 구동하는 데 필요한 열을 제1 액츄에이터(140)의 제1 지지부(140a)를 통하여 전달한다.In addition, an etch stop layer 115 is stacked on the passivation layer 110 by using nitride. The etch stop layer 115 is formed to have a thickness of about 1000 to 2000 kPa using a low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) method. The etch stop layer 115 prevents the protective layer 110, the active matrix 100, etc. from being etched during the subsequent etching process. Subsequently, after the first photoresist 118 is coated on the etch stop layer 115 by a spin coating method, the first photoresist 118 is patterned to form the etch stop layer 115. The portion where the drain pad 105 is formed is exposed below. Subsequently, the etch stop layer 115 and the protective layer 110 are sequentially etched from above the exposed etch stop layer 115, and then a metal such as chromium (Cr), copper (Cu), or gold (Au) is used. Ohmic contact 130 is formed to be connected to the drain pad 105 using a lift-off method, a sputtering method, or a vacuum evaporation method. The ohmic contact 130 converts the image signal applied through the transistor and the drain pad 105 embedded in the active matrix 100 into heat, thereby forming a first driver of the first actuator 140 formed later. The heat required for driving 140b is transferred through the first support 140a of the first actuator 140.

상기 제1 포토 레지스트(118)를 제거한 후, 식각 방지층(115)의 상부 및 Ohmic contact(130)의 상부에 소정의 희생층(sacrificial layer)을 적층한다. 희생층(120)은 인(P)의 농도가 높은 인 실리케이트 유리(PSG)를 대기압 화학 기상 증착(Atmospheric Pressure CVD:APCVD) 방법을 이용하여 1.0∼3.0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 이 경우, 희생층은 트랜지스터가 내장된 액티브 매트릭스(100)의 상부를 덮고 있으므로 그 표면의 평탄도가 매우 불량하다. 따라서, 상기 희생층의 표면을 스핀 온 글래스(Spin On Glass:SOG)를 사용하는 방법, 또는 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 방법을 이용하여 평탄화시킨다.After removing the first photoresist 118, a sacrificial layer is deposited on the etch stop layer 115 and on the ohmic contact 130. The sacrificial layer 120 is formed of phosphorous silicate glass (PSG) having a high concentration of phosphorus (PG) so as to have a thickness of about 1.0 to 3.0 μm using the Atmospheric Pressure CVD (APCVD) method. Form. In this case, since the sacrificial layer covers the top of the active matrix 100 in which the transistor is embedded, the flatness of the surface thereof is very poor. Therefore, the surface of the sacrificial layer is planarized by using a spin on glass (SOG) method or a chemical mechanical polishing (CMP) method.

이어서, 상기 희생층의 상부에 제2 포토 레지스트를 도포한다. 그리고, 제2 포토 레지스트를 식각 마스크로 하고, 제1 액츄에이팅부(140)의 제1 지지부(140a) 및 제2 액츄에이팅부(150)의 제2 지지부(150a)가 형성될 위치를 고려하여 상기 희생층(120) 중 아래에 Ohmic contact(130)이 형성되어 있는 부분 및 이와 인접한 부분을 패터닝하여, Ohmic contact(130) 및 식각 방지층(115)의 일부를 노출시킨다. 이 때, 제2 포토 레지스트는, 거울(160)이 형성될 위치를 고려하여 상기 노출된 Ohmic contact(130) 및 식각 방지층(115)의 상부가 함께 패터닝되어 희생층의 일부가 노출된다.Subsequently, a second photoresist is applied on the sacrificial layer. In addition, the second photoresist is used as an etching mask, and the first support part 140a of the first actuating part 140 and the second support part 150a of the second actuating part 150 are formed in consideration of the positions. The ohmic contact 130 and a portion of the etch stop layer 115 are exposed by patterning a portion of the sacrificial layer 120 where the ohmic contact 130 is formed and an adjacent portion thereof. In this case, the second photoresist is patterned together with the upper portion of the exposed ohmic contact 130 and the etch stop layer 115 in consideration of the position where the mirror 160 is to be formed to expose a portion of the sacrificial layer.

계속하여, 상기 노출된 Ohmic contact(130) 및 식각 방지층(115)의 상부에 상기 Ohmic contact(130)의 구성 물질과 동일한 물질인 크롬, 구리, 또는 금 등의 금속을 스퍼터링 방법, 리프트-오프 방법, 또는 진공 증착 방법을 이용하여 채운다. 따라서, 제1 액츄에이팅부(140)의 제1 지지부(140a) 및 제2 액츄에이팅부(150)의 제2 지지부(150a)가 형성된다. 또한, 상기 노출된 희생층 의 상부에는 백금(Pt), 알루미늄(Al), 또는 은(Ag) 등의 금속을 스퍼터링 방법을 이용하여 거울(160)이 형성된다.Subsequently, a sputtering method, a lift-off method, and the like on the exposed Ohmic contact 130 and the etch stop layer 115 are made of a material such as chromium, copper, or gold, which is the same material as that of the Ohmic contact 130. Or by using a vacuum deposition method. Therefore, the first support part 140a of the first actuating part 140 and the second support part 150a of the second actuating part 150 are formed. In addition, a mirror 160 is formed on the exposed sacrificial layer by sputtering a metal such as platinum (Pt), aluminum (Al), or silver (Ag).

상기 제2 포토 레지스트(122)를 제거한 후, 니켈(Ni)과 티타늄(Ti)이 1:1로 혼합한 형상 기억 합금(SMA)을 사용하여 제1 액츄에이팅부(140)의 제1 구동부(140b) 및 제2 액츄에이팅부(150)의 제2 구동부(150b)를 형성한다. 이 때, 상기 제1 액츄에이팅부(140)의 제1 구동부(140b) 및 제2 액츄에이팅부(150)의 제2 구동부(150b)는 평탄한 형상을 갖도록 형성된 후, 제1 구동부(140b)를 뒤틀어진 상태로 제1 지지부(140a)에 연결하고, 제2 구동부(150b)는 뒤틀리지 않은 상태로 제2 지지부(150a)에 연결한다. 니켈과 티타늄이 1:1로 혼합한 상기 형상 기억 합금은 저온에서 형상을 변형하는 것이 용이하며, 이를 가열할 경우, 탄성 계수가 상승하여 원형으로 복귀되는 성질을 가진다. 이 경우, 형상 기억 합금은 전달되는 열에 따라서 선형적인 복귀성을 가진다.After the second photoresist 122 is removed, the first driving part of the first actuating part 140 is formed using a shape memory alloy (SMA) in which nickel (Ni) and titanium (Ti) are mixed at a ratio of 1: 1. 140b) and the second driver 150b of the second actuating part 150 are formed. At this time, the first driver 140b of the first actuator 140 and the second driver 150b of the second actuator 150 are formed to have a flat shape, and then the first driver 140b is formed. The first support part 140a is twisted and the second driving part 150b is connected to the second support part 150a without being twisted. The shape memory alloy in which nickel and titanium are mixed at 1: 1 is easy to deform at low temperatures, and when heated, the elasticity modulus increases to return to a circular shape. In this case, the shape memory alloy has a linear resilience depending on the heat transferred.

본 발명에서는, 형상 기억 합금의 상기와 같은 특성을 이용하여, 제1 액츄에이팅부(140)의 제1 구동부(140b)가 평탄한 형상을 갖도록 형성한 후, 제1 구동부(140b)를 뒤틀어서 제1 지지부(140a)에 연결한다. 화상 신호가 액티브 매트릭스(100)에 내장된 트랜지스터 및 드레인 패드(105)를 통하여 Ohmic Contact(130)에 인가되면, Ohmic Contact(130)이 이를 열로 변환하여 제1 지지부(140a)를 통하여 제1 구동부(140b)에 전달한다. 그러므로, 제1 구동부(140b)가 소정의 온도로 가열되면 제1 구동부(140b)가 뒤틀어진 것이 펴지면서 원래의 상태로 돌아간다. 이에 의하여, 제1 구동부(140b)와 연결된 거울(160)은 소정의 각도로 기울어져서, 광원으로부터 입사되는 광속을 반사하여 화상을 맺게 한다. 이 경우, 제2 액츄에이팅부(150)의 제2 구동부(150b)는 제1 구동부(140b)와는 반대로 뒤틀어진다. 따라서, 화상 신호를 차단하면, 제2 구동부(140b)가 뒤틀린 상태로 되고 제2 구동부(150b)는 평탄한 원래의 형상을 회복하며, 거울(160)은 이와 함께 수평한 위치로 돌아온다.In the present invention, the first driving unit 140b of the first actuating unit 140 is formed to have a flat shape by using the above characteristics of the shape memory alloy, and then the first driving unit 140b is twisted to form the first driving unit 140b. 1 is connected to the support (140a). When the image signal is applied to the ohmic contact 130 through the transistor and the drain pad 105 embedded in the active matrix 100, the ohmic contact 130 converts it into heat and the first driver through the first support 140a. Pass to 140b. Therefore, when the first drive unit 140b is heated to a predetermined temperature, the twist of the first drive unit 140b is unfolded and the state is returned to the original state. As a result, the mirror 160 connected to the first driving unit 140b is inclined at a predetermined angle to reflect the light beam incident from the light source to form an image. In this case, the second driving part 150b of the second actuating part 150 is twisted as opposed to the first driving part 140b. Therefore, when the image signal is blocked, the second driver 140b is warped and the second driver 150b restores the flat original shape, and the mirror 160 returns to the horizontal position with it.

종래의 박막형 광로 조절 장치에 있어서는, 멤브레인, 하부 전극, 변형층, 상부 전극, 그리고 비어 컨택 등을 형성하는 것과 같이 정밀한 제조 공정이 여러 차례 요구되지만, 본 발명에서는 이러한 부재들 및 부재들을 형성하기 위한 공정이 필요 없다. 따라서, 액츄에이터를 구성하는 여러 박막들 사이에 발생하는 문제점들을 고려할 필요가 없으며, 박막형 광로 조절 장치를 제조하는 시간 및 제조 비용을 크게 낮출 수 있다.In the conventional thin film type optical path control apparatus, a precise manufacturing process is required many times, such as forming a membrane, a lower electrode, a strained layer, an upper electrode, a via contact, and the like, but the present invention is directed to forming such members and members. No process required Therefore, it is not necessary to consider the problems occurring between the various thin films constituting the actuator, and the manufacturing time and manufacturing cost of the thin film type optical path control apparatus can be greatly reduced.

상기 희생층을 플루오르화 수소(HF) 증기를 사용하여 식각한 후, 상기 결과물을 세정 및 건조하여 박막형 광로 조절 장치를 완성한다.After the sacrificial layer is etched using hydrogen fluoride (HF) vapor, the resultant is washed and dried to complete a thin film type optical path control apparatus.

상술한 박막형 광로 조절 장치에 있어서, 화상 신호는 액티브 매트릭스(100)에 내장된 MOS 트랜지스터 및 드레인 패드(105)를 통하여 Ohmic Contact(130)에 인가된다. Ohmic Contact(130)은 화상 신호를 열로 변환시켜 제1 지지부(140a)를 통하여 제1 구동부(140b)에 전달한다. 형상 기억 합금을 사용하여 뒤틀린 구조를 갖는 제1 구동부(140b)는 상기 전달된 열에 의하여 평탄한 형성 당시의 모양으로 회복되며, 이에 따라서 제1 구동부(130b)와 연결된 거울(160)이 소정의 각도로 기울게 된다. 광원으로부터 입사된 광속은 상기 기울어진 거울(160)에 의하여 반사되며, 반사된 광속은 슬릿을 지나 스크린에 투영됨으로써 화상을 맺는다.In the above-described thin film type optical path adjusting device, the image signal is applied to the ohmic contact 130 through the MOS transistor and the drain pad 105 embedded in the active matrix 100. The ohmic contact 130 converts the image signal into heat and transmits the image signal to the first driver 140b through the first support 140a. The first driving unit 140b having the structure twisted using the shape memory alloy is restored to the shape at the time of flat formation by the transferred heat, and thus the mirror 160 connected to the first driving unit 130b is at a predetermined angle. Will tilt. The light beam incident from the light source is reflected by the inclined mirror 160, and the reflected light beam passes through the slit to be projected onto the screen to form an image.

본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치는, 형상 기억 합금을 사용하여 액츄에이팅부를 구성함으로써, 상기 형상 기억 합금의 작동 원리에 의하여 액츄에이팅부를 구동한다. 그러므로, 인가되는 화상 신호에 따라 액츄에이팅부의 구동 각도를 선형적으로 변화시킬 수 있어, 거울에 의하여 반사되는 광속의 광효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 소자를 제조하는 전체 공정을 단순화할 수 있으므로 제조 시간 및 제조 비용을 크게 낮출 수 있다.The thin film type optical path adjusting device according to the present invention constitutes an actuating part using a shape memory alloy, thereby driving the actuating part according to the operating principle of the shape memory alloy. Therefore, the driving angle of the actuating part can be changed linearly in accordance with the applied image signal, so that the light efficiency of the luminous flux reflected by the mirror can be improved. In addition, it is possible to simplify the entire process of manufacturing the device can significantly reduce the manufacturing time and manufacturing cost.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, although described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art can understand that the present invention can be variously modified and changed without departing from the spirit and scope of the present invention. There will be.

Claims (8)

M×N(M, N은 정수)개의 트랜지스터가 내장되고, 상부에 드레인 패드(105)가 형성된 액티브 매트릭스(100);An active matrix 100 in which M × N (M and N are integer) transistors and a drain pad 105 are formed thereon; 상기 드레인 패드(105)의 상부에 형성된 Ohmic Contact(130);Ohmic Contact 130 formed on the drain pad 105; 상기 Ohmic Contact(130)의 상부에 형성된 제1 지지부(140a) 및 상기 제1 지지부(140a)의 일측 상부에 형성된 제1 구동부(140b)를 갖는 제1 액츄에이팅부(140); 그리고A first actuating part 140 having a first support part 140a formed on the ohmic contact 130 and a first driving part 140b formed on one side of the first support part 140a; And 상기 액티브 매트릭스(100)의 상부에 형성된 제2 지지부(150a) 및 상기 제2 지지부(150a)의 일측 상부에 형성된 제2 구동부(150b)를 갖는 제2 액츄에이팅부(150)를 포함하는 박막형 광로 조절 장치.A thin film type optical path including a second actuating part 150 having a second support part 150a formed on the active matrix 100 and a second driving part 150b formed on one side of the second support part 150a. Regulator. 제1항에 있어서, 상기 액티브 매트릭스(100)는, 상기 액티브 매트릭스(100) 및 상기 드레인 패드(105)의 상부에 적층된 보호층(105)과 상기 보호층(105)의 상부에 적층된 식각 방지층(115)을 더 포함하며, 상기 Ohmic Contact(130)은 상기 식각 방지층(115)의 상부로부터 상기 식각 방지층(115) 및 상기 보호층(110)을 통하여 상기 드레인 패드(105) 까지 수직하게 형성된 것을 특징으로 하는 박막형 광로 조절 장치.The method of claim 1, wherein the active matrix 100, the protective layer 105 stacked on the active matrix 100 and the drain pad 105 and the etching layer stacked on the protective layer 105 A barrier layer 115 is further included, and the ohmic contact 130 is vertically formed from the top of the etch stop layer 115 to the drain pad 105 through the etch stop layer 115 and the protective layer 110. Thin film type optical path control device, characterized in that. 제1항에 있어서, 상기 Ohmic Contact(130)은 크롬, 구리 및 금으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나를 사용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 박막형 광로 조절 장치.The apparatus of claim 1, wherein the ohmic contact (130) is formed using any one selected from the group consisting of chromium, copper, and gold. 제1항에 있어서, 상기 제1 지지부(140a) 및 상기 제2 지지부(150b)는 크롬, 구리 및 금으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나를 사용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 박막형 광로 조절 장치.The apparatus of claim 1, wherein the first support part (140a) and the second support part (150b) are formed using any one selected from the group consisting of chromium, copper, and gold. 제1항에 있어서, 상기 제1 구동부(140b) 및 제2 구동부(150b)는 형상 기억 합금(SMA)을 사용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 박막형 광로 조절 장치.The apparatus of claim 1, wherein the first driving unit (140b) and the second driving unit (150b) are formed using a shape memory alloy (SMA). 제5항에 있어서, 상기 형상 기억 합금은 니켈과 티타늄이 1:1로 혼합되어 구성되는 것을 특징으로 하는 박막형 광로 조절 장치.6. The thin film type optical path adjusting device according to claim 5, wherein the shape memory alloy is formed by mixing nickel and titanium in a 1: 1 ratio. 제1항에 있어서, 상기 제1 액츄에이팅부(140) 및 상기 제2 액츄에이팅부(150)는, 상기 제1 구동부(140b) 및 상기 제2 구동부(150b) 사이에 형성된 거울(160)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박막형 광로 조절 장치.The method of claim 1, wherein the first actuator 140 and the second actuator 150, the mirror 160 formed between the first driving unit 140b and the second driving unit 150b. Thin film type optical path control device further comprising. 제1항에 있어서, 상기 제1 액츄에이팅부(140)는, 거울상의‘ㄱ’자의 형상의 단면 및 반시계 방향으로 90°회전한‘T’자의 형상의 평면을 가지며, 상기 제2 액츄에이팅부(150)는‘ㄱ’자의 형상의 단면 및 시계 방향으로 90°회전한‘T’자의 형상의 평면을 가지는 것을 특징으로 하는 박막형 광로 조절 장치.The method of claim 1, wherein the first actuating part 140 has a mirror-shaped cross-section of the letter 'a' and a plane of the 'T' shape rotated 90 degrees in a counterclockwise direction, and the second actuator The putting unit 150 is a thin film type optical path control device, characterized in that it has a cross-section of the '-' shape and the plane of the 'T' shape rotated 90 ° clockwise.
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