KR19990004779A - Manufacturing method of thin film type optical path control device - Google Patents

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KR19990004779A
KR19990004779A KR1019970028920A KR19970028920A KR19990004779A KR 19990004779 A KR19990004779 A KR 19990004779A KR 1019970028920 A KR1019970028920 A KR 1019970028920A KR 19970028920 A KR19970028920 A KR 19970028920A KR 19990004779 A KR19990004779 A KR 19990004779A
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류나영
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배순훈
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Abstract

액츄에이터의 초기 기울어짐을 방지할 수 있는 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법이 개시되어 있다. 상기 방법은, M×N 개의 트랜지스터가 내장되고 드레인 패드를 갖는 액티브 매트릭스를 제공하는 단계, 그리고 ⅰ) 상기 액티브 매트릭스의 상부에 일측이 접촉되며 타측이 액티브 매트릭스와 평행하게 제1층을 적층하는 단계, ⅱ) 제1층의 상부에 하부 전극층을 적층하는 단계, ⅲ) 하부 전극층의 상부에 제2층을 적층하는 단계, ⅳ) 상기 제2층 중 제1층이 액티브 매트릭스에 접하는 부분에서의 제2층의 두께와 그 이외 부분에서의 제2층의 두께가 동일하도록 상기 제2층을 식각하는 단계, ⅴ) 상기 제2층의 상부에 상부 전극층을 형성하는 단계, ⅵ) 상부 전극층을 패터닝하여 상부 전극을 형성하는 단계, ⅶ) 제2층을 패터닝하여 변형층을 형성하는 단계, ⅷ) 하부 전극층을 패터닝하여 하부 전극을 형성하는 단계, 및 ⅸ) 제1층을 패터닝하여 지지층을 형성하는 단계를 갖는 액츄에이터를 형성하는 단계를 포함한다. 액츄에이터의 지지부 부분과 그 이외 부분과의 단차를 줄이기 위하여 변형층 중 액츄에이터의 지지부 부분을 일차적으로 식각하는 공정을 도입함으로써, 변형층의 두께 차이로 인한 스트레스 분포의 불균일성을 해소하여 액츄에이터의 초기 기울어짐을 방지할 수 있다.A method of manufacturing a thin film type optical path control device capable of preventing initial tilting of an actuator is disclosed. The method includes providing an active matrix having M × N transistors and having a drain pad, and iii) laminating a first layer on one side of the active matrix and parallel to the active matrix on the other side thereof. Ii) laminating a lower electrode layer on top of the first layer, iii) laminating a second layer on top of the lower electrode layer, iii) a second layer at a portion of the second layer in contact with the active matrix, Etching the second layer so that the thickness of the two layers and the thickness of the second layer in other portions are the same, iii) forming an upper electrode layer on the second layer, iii) patterning the upper electrode layer Forming an upper electrode, iii) patterning a second layer to form a strained layer, iii) patterning a lower electrode layer to form a lower electrode, and iii) patterning a first layer to form a support layer And forming an actuator having the steps: In order to reduce the step between the support part of the actuator and the other parts, the process of first etching the support part of the actuator among the deformation layers is introduced to solve the unevenness of the stress distribution due to the thickness difference of the deformation layer, thereby eliminating the initial tilting of the actuator. You can prevent it.

Description

박막형 광로 조절 장치의 제조 방법Manufacturing method of thin film type optical path control device

본 발명은 박막형 광로 조절 장치인 AMA(Actuated Mirror Arrays)의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 변형층 중 액츄에이터의 지지부 부분과 그 이외 부분에서 형성된 단차를 줄임으로써, 액츄에이터의 초기 기울어짐을 방지하여 스크린에 투영되는 화상의 콘트라스트를 향상시킬 수 있는 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing AMA (Actuated Mirror Arrays), which is a thin film type optical path control device, and more particularly, by reducing the step formed in the support portion of the actuator and other portions of the deformation layer, thereby preventing the initial tilt of the actuator. The manufacturing method of the thin film type optical path control apparatus which can improve the contrast of the image projected on a screen.

광학 에너지(optical energy)를 스크린 상에 투영하기 위한 광로 조절 장치 또는 공간적 광 변조기(spatial light modulator)는 광통신, 화상 처리, 및 정보 디스플레이 장치와 같은 다양한 분야에 응용될 수 있다. 상기 광로 조절 장치 또는 공간적 광 변조기를 이용한 화상 처리 장치는 통상적으로 광학 에너지를 스크린 상에 표시하는 방법에 따라 직시형 화상 표시 장치(direct-view image display device)와 투사형 화상 표시 장치(projection-type image display device)로 구분된다.Optical path control devices or spatial light modulators for projecting optical energy onto a screen may be applied to various fields such as optical communication, image processing, and information display devices. The image processing apparatus using the optical path adjusting device or the spatial light modulator typically has a direct-view image display device and a projection-type image device according to a method of displaying optical energy on a screen. display device).

직시형 화상 표시 장치의 예로서는 CRT(Cathode Ray Tube)를 들 수 있는데, 이러한 CRT 장치는 소위 브라운관으로 불리는 것으로서 화질은 우수하나 화면의 대형화에 따라 그 중량과 용적이 증가하여 제조 비용이 상승하게 되는 문제가 있다. 투사형 화상 표시 장치로는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display : LCD), 디포머블 미러 어레이(Deformable Mirror Device; DMD) 및 AMA를 들 수 있다. 이러한 투사형 화상 표시 장치는 다시 그들의 광학적 특성에 따라 2개의 그룹으로 나뉠 수 있다. 즉, LCD와 같은 장치는 전송 광 변조기(transmissive spatial light modulators)로 분류될 수 있는데 반하여, DMD 및 AMA는 반사 광 변조기(reflective spatial light modulators)로 분류될 수 있다.An example of a direct-view image display device is a CRT (Cathode Ray Tube). The CRT device is called a CRT, which has excellent image quality but increases in weight and volume as the screen is enlarged, leading to an increase in manufacturing cost. There is. Projection type image display devices include a liquid crystal display (LCD), a deformable mirror device (DMD), and an AMA. Such projection image display devices can be further divided into two groups according to their optical characteristics. That is, devices such as LCDs can be classified as transmissive spatial light modulators, while DMD and AMA can be classified as reflective spatial light modulators.

LCD와 같은 전송 광 변조기는 광학적 구조가 매우 간단하므로, 얇게 형성하여 중량을 가볍게 할 수 있으며 용적을 줄이는 것이 가능하다. 그러나, 빛의 극성으로 인하여 광효율이 낮으며, 액정 재료에 고유하게 존재하는 문제, 예를 들면 응답 속도가 느리고 그 내부가 과열되기 쉬운 단점이 있다. 또한, 현존하는 전송 광 변조기의 최대 광효율은 1 내지 2 % 범위로 한정되며, 수용 가능한 디스플레이 품질을 제공하기 위해서 암실 조건을 필요로 한다. 따라서, 상술한 문제점들을 해결하기 위하여 DMD 및 AMA와 같은 광 변조기가 개발되었다.Transmission optical modulators, such as LCDs, have a very simple optical structure, which makes them thinner, lighter in weight, and smaller in volume. However, due to the polarity of the light, the light efficiency is low, there is a problem inherent in the liquid crystal material, for example, there is a disadvantage that the response speed is slow and the inside is easy to overheat. In addition, the maximum light efficiency of existing transmission light modulators is limited to a range of 1-2%, requiring dark room conditions to provide acceptable display quality. Therefore, optical modulators such as DMD and AMA have been developed to solve the above problems.

DMD는 5% 정도의 비교적 양호한 광효율을 나타내지만, DMD에 채용된 힌지 구조물에 의해서 심각한 피로 문제가 발생할 뿐만 아니라, 매우 복잡하고 값비싼 구동 회로가 요구된다는 단점이 있다. AMA는 그 내부에 설치된 각각의 거울들이 광원으로부터 입사되는 빛을 소정의 각도로 반사하고, 상기 반사된 빛이 슬릿(slit)이나 핀홀(pinhole)과 같은 개구(aperture)를 통과하여 스크린에 투영되어 화상을 맺도록 광속을 조절할 수 있는 장치이다. 따라서, 그 구조와 동작 원리가 간단하며, LCD나 DMD에 비해 높은 광효율(10% 이상의 광효율)을 얻을 수 있다. 또한, 콘트라스트(contrast)가 향상되어 밝고 선명한 화상을 얻을 수 있다.Although DMD shows a relatively good light efficiency of about 5%, the hinge structure employed in the DMD not only causes serious fatigue problems, but also requires a very complicated and expensive driving circuit. In the AMA, each of the mirrors installed therein reflects light incident from the light source at a predetermined angle, and the reflected light is projected on the screen through an aperture such as a slit or a pinhole. It is a device that can adjust the speed of light to form an image. Therefore, its structure and operation principle are simple, and high light efficiency (more than 10% light efficiency) can be obtained compared to LCD or DMD. In addition, contrast can be improved to obtain a bright and clear image.

AMA의 각 액츄에이터는 인가되는 전기적인 제1 신호(화상 신호) 및 제2 신호(바이어스 신호)에 의하여 발생되는 전기장에 따라 변형을 일으킨다. 상기 액츄에이터가 변형을 일으킬 때 그 상부에 장착된 각각의 거울들이 경사지게 된다. 따라서, 상기 경사진 거울들은 광원으로부터 입사된 빛을 소정의 각도로 반사시켜 스크린 상에 화상을 맺을 수 있도록 한다. 상기 각각의 거울들을 구동하는 액츄에이터로서 PZT (Pb(Zr, Ti)O3), 또는 PLZT ((Pb, La)(Zr, Ti)O3) 등의 압전 물질이 이용된다. 또한, PMN (Pb(Mg, Nb)O3) 등의 전왜 물질로서 상기 액츄에이터를 구성할 수도 있다.Each actuator of the AMA generates a deformation in accordance with the electric field generated by the electrical first signal (image signal) and the second signal (bias signal) applied. As the actuator deforms, each of the mirrors mounted thereon is tilted. Accordingly, the inclined mirrors reflect light incident from the light source at a predetermined angle to form an image on the screen. Piezoelectric materials such as PZT (Pb (Zr, Ti) O 3 ), or PLZT ((Pb, La) (Zr, Ti) O 3 ) are used as actuators for driving the respective mirrors. The actuator can also be configured as a warping material such as PMN (Pb (Mg, Nb) O 3 ).

이러한 AMA 장치는 크게 벌크형(bulk type)과 박막형(thin film type)으로 구분된다. 상기 벌크형 광로 조절 장치는 Gregory Um 등에게 허여된 미합중국 특허 제 5,085,497호에 개시되어 있다. 벌크형 광로 조절 장치는 다층 세라믹을 얇게 절단하여 내부에 금속 전극이 형성된 세라믹 웨이퍼를 트랜지스터가 내장된 액티브 매트릭스(active matrix)에 장착한 후, 쏘잉 방법으로 가공하고 그 상부에 거울을 설치함으로써 이루어진다. 그러나, 벌크형 광로 조절 장치는 설계 및 제조에 있어서 매우 높은 정밀도가 요구되며, 변형부의 응답이 느리다는 단점이 있다.These AMA devices are largely divided into bulk type and 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 adjusting device is made by thinly cutting a multilayer ceramic to mount a ceramic wafer having a metal electrode formed therein in an active matrix in which a transistor is embedded, and then processing by a sawing method and installing a mirror thereon. However, the bulk optical path control device requires very high precision in design and manufacture, and has a disadvantage in that the response of the deformable part is slow.

이에 따라, 반도체 제조 공정을 이용하여 제조할 수 있는 박막형 광로 조절 장치가 개발되었다. 상기 박막형 광로 조절 장치는 1996년 9월 24일에 특허 출원된 특허출원 제96-42197호(발명의 명칭:멤브레인의 스트레스를 조절할 수 있는 박막형 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 manufacturing process has been developed. The thin film type optical path control device is disclosed in Patent Application No. 96-42197 (name of the invention: thin film type optical path control device which can control the stress of a membrane and a method of manufacturing the same) filed on September 24, 1996.

도 1은 상기 선행 출원에 기재된 박막형 광로 조절 장치의 평면도를 도시한 것이며, 도 2는 도 1에 도시한 장치를 A­A′선으로 자른 단면도를 도시한 것이다.FIG. 1 shows a plan view of the thin film type optical path adjusting device described in the above prior application, and FIG. 2 shows a cross-sectional view taken along the line AA ′ of the device shown in FIG. 1.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 박막형 광로 조절 장치는 일측 상부에 드레인 패드(49)가 형성된 액티브 매트릭스(41)와 액티브 매트릭스(41)의 상부에 형성된 액츄에이터(43)를 포함한다.1 and 2, the thin film type optical path control apparatus includes an active matrix 41 having a drain pad 49 formed on one side thereof, and an actuator 43 formed on the active matrix 41.

내부에 M×N(M, N은 정수) 개의 MOS(Metal Oxide Semiconductor) 트랜지스터(도시되지 않음)가 내장된 액티브 매트릭스(41)는 액티브 매트릭스(41) 및 드레인 패드(49)의 상부에 적층된 보호층(51)과 보호층(51)의 상부에 적층된 식각 방지층(53)을 포함한다.An active matrix 41 having M × N (M and N are integers) metal oxide semiconductor (MOS) transistors (not shown) is stacked on top of the active matrix 41 and the drain pad 49. The protective layer 51 and the etch stop layer 53 stacked on the protective layer 51 is included.

상기 액츄에이터(43)는, 상기 식각 방지층(53) 중 아래에 드레인 패드(49)가 형성된 부분에 일측이 접촉되며 타측이 에어 갭(55)을 개재하여 상기 액티브 매트릭스(41)의 하부와 평행하게 형성된 단면을 갖는 멤브레인(57), 멤브레인(57)의 상부에 적층된 하부 전극(61), 하부 전극(61)의 상부에 적층된 변형층(63), 변형층(63)의 상부에 적층된 상부 전극(65), 상기 하부 전극(61)과 드레인 패드(49)가 서로 전기적으로 연결되도록 형성된 비어 컨택(69)을 포함한다.One side of the actuator 43 is in contact with a portion of the etch stop layer 53 in which the drain pad 49 is formed, and the other side thereof is parallel to the lower portion of the active matrix 41 through the air gap 55. A membrane 57 having a cross section formed, a lower electrode 61 stacked on top of the membrane 57, a strained layer 63 stacked on top of the lower electrode 61, and stacked on top of the strained layer 63. The upper electrode 65 includes the via contact 69 formed to electrically connect the lower electrode 61 and the drain pad 49 to each other.

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

도 3a 내지 도 3d는 도 2에 도시한 장치의 제조 공정도이다. 도 3a내지 도 3d에 있어서, 도 2와 동일한 부재들에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용한다.3A to 3D are manufacturing process diagrams of the apparatus shown in FIG. 2. 3A to 3D, the same reference numerals are used for the same members as in FIG.

도 3a를 참조하면, M×N 개의 트랜지스터(도시되지 않음)가 내장되고 일측 상부에 드레인 패드(49)가 형성된 액티브 매트릭스(41)의 상부에 인 실리케이트 유리(Phosphor-Silicate Glass : PSG)로 구성된 보호층(51)을 적층한다. 보호층(51)은 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition::CVD) 방법을 이용하여 형성한다. 상기 보호층(51)은 후속하는 공정으로부터 액티브 매트릭스(41)를 보호한다.Referring to FIG. 3A, Phosphor-Silicate Glass (PSG) is formed on an active matrix 41 having M × N transistors (not shown) and a drain pad 49 formed on one side thereof. The protective layer 51 is laminated. The protective layer 51 is formed using a chemical vapor deposition (CVD) method. The protective layer 51 protects the active matrix 41 from subsequent processes.

상기 보호층(51)의 상부에는 질화물로 구성된 식각 방지층(53)이 적층된다. 식각 방지층(53)은 저압 화학 기상 증착(Low Pressure CVD : LPCVD) 방법을 이용하여 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(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 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(Chemical Mechanical Polishing) 방법을 이용하여 평탄화시킨다. 이어서, 희생층(56) 중 아래에 드레인 패드(49)가 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 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. The 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) by using an atmospheric pressure chemical vapor deposition (APCVD) method. 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. Accordingly, 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 pad 49 is formed is etched to expose a portion of the etch stop layer 53.

도 3b를 참조하면, 멤브레인(57)은 상기 노출된 식각 방지층(53)의 상부 및 희생층(56)의 상부에 적층된다. 상기 멤브레인(57)은 실리콘 카바이드를 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. 또한, 상기 실리콘 카바이드는 SiH4와 CH4의 혼합체로부터 발생한 Si와 C를 증착시켜 제조할 수 있다. 계속하여, 멤브레인(57) 내의 스트레스를 조절하기 위하여 600℃ 이하의 온도에서 실리콘 카바이드로 구성된 멤브레인(57)을 열처리한다.Referring to FIG. 3B, the membrane 57 is stacked on top of the exposed etch stop layer 53 and on top of the sacrificial layer 56. The membrane 57 is formed of silicon carbide at a temperature of 200-300 ° 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 . In addition, the silicon carbide may be prepared by depositing Si and C generated from a mixture of SiH 4 and CH 4 . Subsequently, the membrane 57 made of silicon carbide is heat-treated at a temperature of 600 ° C. or lower to adjust the stress in the membrane 57.

상기 멤브레인(57)의 상부에는 백금(Pt), 또는 탄탈륨(Ta) 등의 금속으로 구성된 하부 전극(61)이 적층된다. 하부 전극(61)은 스퍼터링(sputtering) 방법을 이용하여 형성한다. 신호 전극인 하부 전극(61)에는 제1 신호가 액티브 매트릭스(41)에 내장된 트랜지스터, 드레인 패드(49) 및 비어 컨택(69)을 통하여 인가된다. 계속하여, 하부 전극(61)에 인가되는 신호의 단락을 위하여 상기 하부 전극(61)을 Iso­Cutting한다.A lower electrode 61 made of a metal such as platinum (Pt) or tantalum (Ta) is stacked on the membrane 57. The lower electrode 61 is formed using a sputtering method. The first signal is applied to the lower electrode 61, which is a signal electrode, through the transistor, the drain pad 49, and the via contact 69 embedded in the active matrix 41. Subsequently, Iso 전극 Cutting of the lower electrode 61 is performed to short-circuit the signal applied to the lower electrode 61.

도 3c를 참조하면, 상기 하부 전극(61)의 상부에 PZT, 또는 PLZT 등의 압전 물질로 구성된 변형층(63)을 형성한다. 상기 변형층(63)은 졸-겔(sol-gel)법을 이용하여 형성한 후, 급속 열처리(Rapid Thermal Annealing : RTA) 방법으로 열처리하여 상변이시킨다. 변형층(63)은 상부 전극(65)과 하부 전극(61) 사이에 발생하는 전기장에 의하여 변형을 일으킨다. 상부 전극(65)은 변형층(63)의 상부에 적층된다. 상부 전극(65)은 알루미늄, 또는 백금 등의 전기 전도성 및 반사성이 우수한 금속을 스퍼터링 방법을 이용하여 형성한다. 상부 전극(65)에는 공통 전극선(도시되지 않음)을 통하여 제2 신호가 인가되어 하부 전극(61)과 상부 전극(65) 사이에 전기장이 발생하게 된다. 또한, 상부 전극(65)은 광원으로부터 입사되는 광을 반사하는 거울의 기능도 함께 수행한다. 이어서, 상부 전극(65)을 소정의 화소(pixel) 형상으로 패터닝함과 동시에 상부 전극(65)의 중앙부에 스트라이프(67)를 형성한다. 스트라이프(67)는 상부 전극(65)을 균일하게 작동시켜 입사되는 광의 난반사를 방지한다.Referring to FIG. 3C, a strain layer 63 made of a piezoelectric material such as PZT or PLZT is formed on the lower electrode 61. The strained layer 63 is formed using a sol-gel method, and then thermally transformed by rapid thermal annealing (RTA) to phase change. The strained layer 63 is deformed by an electric field generated between the upper electrode 65 and the lower electrode 61. The upper electrode 65 is stacked on top of the strained layer 63. The upper electrode 65 is formed of a metal having excellent electrical conductivity and reflectivity, such as aluminum or platinum, using a sputtering method. The second signal is applied to the upper electrode 65 through a common electrode line (not shown) to generate an electric field between the lower electrode 61 and the upper electrode 65. In addition, the upper electrode 65 also functions as a mirror that reflects light incident from the light source. Subsequently, the upper electrode 65 is patterned into a predetermined pixel shape and a stripe 67 is formed in the center of the upper electrode 65. The stripe 67 operates the upper electrode 65 uniformly to prevent diffuse reflection of incident light.

도 3d를 참조하면, 변형층(63) 및 하부 전극(61)을 상기 상부 전극(65)과 같은 형상의 화소 형상으로 패터닝한 후, 변형층(63)의 일측 상부로부터 드레인 패드(49)의 상부까지 변형층(63), 하부 전극(61), 멤브레인(57), 식각 방지층(53) 및 보호층(51)을 순차적으로 식각하여 상기 변형층(63)으로부터 드레인 패드(49)까지 비어 홀(68)을 형성한다. 이어서, 텅스텐, 백금, 또는 티타늄 등의 금속을 스퍼터링 방법을 이용하여 상기 드레인 패드(49)와 하부 전극(61)이 전기적으로 연결되도록 상기 비어 홀(68)의 내부에 비어 컨택(69)을 형성한다. 따라서, 비어 컨택(69)은 상기 비어 홀(68) 내에서 상기 하부 전극(61)으로부터 드레인 패드(49)의 상부까지 수직하게 형성된다. 그러므로, 제1 신호는 외부로부터 액티브 매트릭스(41)에 내장된 트랜지스터, 드레인 패드(49) 및 비어 컨택(69)을 통하여 하부 전극(61)에 인가된다. 계속해서, 상기 멤브레인(57)을 소정의 화소 형상을 갖도록 패터닝한 후, 희생층(56)을 플루오르화 수소(HF) 증기로 식각하고 세정 및 건조 처리를 수행하여 박막형 AMA 소자를 완성한다.Referring to FIG. 3D, after the strained layer 63 and the lower electrode 61 are patterned into a pixel shape having the same shape as the upper electrode 65, the drain pad 49 is formed from an upper portion of one side of the strained layer 63. The strain layer 63, the lower electrode 61, the membrane 57, the etch stop layer 53, and the passivation layer 51 are sequentially etched to the upper portion, and the via hole is formed from the strain layer 63 to the drain pad 49. Form 68. Subsequently, a via contact 69 is formed inside the via hole 68 such that the drain pad 49 and the lower electrode 61 are electrically connected to each other by a metal such as tungsten, platinum, or titanium. do. Thus, the via contact 69 is formed vertically from the lower electrode 61 to the top of the drain pad 49 in the via hole 68. Therefore, the first signal is applied to the lower electrode 61 through the transistor, the drain pad 49, and the via contact 69 embedded in the active matrix 41 from the outside. Subsequently, after the membrane 57 is patterned to have a predetermined pixel shape, the sacrificial layer 56 is etched with hydrogen fluoride (HF) vapor and washed and dried to complete a thin film type AMA device.

상술한 박막형 광로 조절 장치에 있어서, 외부로부터 인가된 제1 신호는 액티브 매트릭스(41)에 내장된 MOS 트랜지스터, 드레인 패드(49) 및 비어 컨택(69)을 통하여 하부 전극(61)에 인가된다. 또한, 외부로부터 공통 전극선을 통하여 상부 전극(65)에는 제2 신호가 인가되어 상부 전극(65)과 하부 전극(61) 사이에 전기장이 발생한다. 이러한 전기장에 의하여 상부 전극(65)과 하부 전극(61) 사이에 적층되어 있는 변형층(63)이 변형을 일으킨다. 변형층(63)은 상기 전기장에 대하여 직교하는 방향으로 수축하며, 변형층(63)을 포함하는 액츄에이터(43)는 소정의 각도를 가지고 상방으로 액츄에이팅한다. 그러므로 액츄에이터(43) 상부의 상부 전극(65)도 같은 방향으로 경사진다. 광원으로부터 입사되는 빛은 소정의 각도로 경사진 상부 전극(65)에 의해 반사된 후, 스크린에 투영되어 화상을 맺는다.In the above-described thin film type optical path adjusting device, the first signal applied from the outside is applied to the lower electrode 61 through the MOS transistor, the drain pad 49, and the via contact 69 embedded in the active matrix 41. In addition, a second signal is applied to the upper electrode 65 from the outside through the common electrode line to generate an electric field between the upper electrode 65 and the lower electrode 61. Due to this electric field, the strain layer 63 stacked between the upper electrode 65 and the lower electrode 61 causes deformation. The strained layer 63 contracts in a direction perpendicular to the electric field, and the actuator 43 including the strained layer 63 actuates upward at a predetermined angle. Therefore, the upper electrode 65 on the actuator 43 also inclines in the same direction. Light incident from the light source is reflected by the upper electrode 65 inclined at a predetermined angle, and then projected onto a screen to form an image.

상기 선행 출원에 기재된 박막형 광로 조절 장치에 있어서, 변형층은 졸-겔법을 이용하여 형성하므로, 액츄에이터의 지지부 부분과 그 이외 부분 사이에는 단차가 크게 발생한다. 즉, 졸-겔법을 이용하여 변형층을 형성한 후 열처리를 하면 변형층의 수축이 발생한다. 변형층의 수축이 일어난 후, 상기 액츄에이터의 지지부 부분의 변형층의 두께가 타 부분의 두께보다 두껍게 형성되므로 액츄에이터의 지지부 부분에서 많은 스트레스가 쌓이게 된다. 이러한 스트레스 분포의 불균형으로 인하여 액츄에이터가 제1 신호가 인가되지 않은 상태에서도 상방으로 기울어지는 문제가 있었다. 이러한 액츄에이터의 초기 기울어짐(initial tilting)은 모듈 전체적으로 볼 때, 액츄에이터마다 불균일한 값을 가진다. 이에 따라서, 액츄에이터 상부의 상부 전극의 반사각을 일정하게 유지할 수 없으며, 결국 상부 전극에 의해 반사되어 스크린에 투영되는 화상의 콘트라스트가 저하되는 문제가 발생한다.In the thin film type optical path adjusting device described in the foregoing application, since the strained layer is formed using the sol-gel method, a large step is generated between the supporting portion of the actuator and the other portions. That is, shrinkage of the strained layer occurs when the strained layer is formed by using the sol-gel method and then heat treated. After shrinkage of the deformable layer, since the thickness of the deformed layer of the support portion of the actuator is formed thicker than the thickness of the other portion, a lot of stress is accumulated in the support portion of the actuator. Due to such an imbalance in the stress distribution, there is a problem that the actuator is inclined upward even when the first signal is not applied. This initial tilting of the actuator has a non-uniform value per actuator as a whole. Accordingly, the reflection angle of the upper electrode on the actuator cannot be kept constant, resulting in a problem that the contrast of the image reflected by the upper electrode and projected onto the screen is lowered.

따라서, 본 발명의 목적은 변형층 중 액츄에이터의 지지부 부분과 그 이외 부분에서 단차를 줄임으로써, 변형층의 스트레스 분포를 균일하게 하여 액츄에이터의 초기 기울어짐을 방지할 수 있는 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a thin film type optical path control apparatus capable of preventing the initial tilt of the actuator by uniformly distributing the stress distribution of the strained layer by reducing the step at the supporting portion of the actuator and other portions of the strained layer. To provide.

도 1은 선행 출원된 박막형 광로 조절 장치 중 멤브레인의 평면도이다.1 is a plan view of a membrane of a previously applied thin film optical path control device.

도 2는 도 1에 도시한 장치를 A­A′선으로 자른 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A′A ′ of the apparatus shown in FIG. 1.

도 3a 내지 도 3d는 도 2에 도시한 장치의 제조 공정도이다.3A to 3D are manufacturing process diagrams of the apparatus shown in FIG. 2.

도 4는 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치 중 지지층의 평면도이다.Figure 4 is a plan view of the support layer of the thin film type optical path control apparatus according to the present invention.

도 5는 도 4에 도시한 장치를 B­B′선으로 자른 단면도이다.FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line B′B ′ of the apparatus shown in FIG. 4.

도 6a 내지 도 6f는 도 4에 도시한 장치의 제조 공정도이다.6A to 6F are manufacturing process diagrams of the apparatus shown in FIG. 4.

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

100:액티브 매트릭스105 : 드레인 패드100: active matrix 105: drain pad

110:보호층115 : 식각 방지층110: protective layer 115: etching prevention layer

120 : 희생층 125:지지층120: sacrificial layer 125: support layer

130:하부 전극 135 : 변형층130: lower electrode 135: strained layer

140:상부 전극 145:비어 홀140: upper electrode 145: empty hole

150:비어 컨택 155:스트라이프150: free contact 155: stripe

160:에어 갭 200 : 액츄에이터160: air gap 200: actuator

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, M×N(M, N은 정수) 개의 트랜지스터가 내장되고 일측에 드레인 패드가 형성된 액티브 매트릭스를 제공하는 단계 그리고 상기 액티브 매트릭스의 상부에 액츄에이터를 형성하는 단계를 포함하는 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법을 제공한다. 상기 액츄에이터를 형성하는 단계는, ⅰ) 상기 액티브 매트릭스의 상부에 일측이 접촉되며 타측이 상기 액티브 매트릭스와 평행하도록 제1층을 적층하는 단계, ⅱ) 상기 제1층의 상부에 하부 전극층을 적층하는 단계, ⅲ) 상기 하부 전극층의 상부에 제2층을 적층하는 단계, ⅳ) 상기 제2층 중 상기 제1층이 상기 액티브 매트릭스에 접하는 부분에서의 제2층의 두께와 그 이외 부분에서의 제2층의 두께가 동일하도록 상기 제2층을 식각하는 단계, ⅴ) 상기 제2층의 상부에 상부 전극층을 형성하는 단계, ⅵ) 상기 상부 전극층을 패터닝하여 상부 전극을 형성하는 단계, ⅶ) 상기 제2층을 패터닝하여 변형층을 형성하는 단계, ⅷ) 상기 하부 전극층을 패터닝하여 하부 전극을 형성하는 단계, 및 ⅸ) 상기 제1층을 패터닝하여 지지층을 형성하는 단계를 포함하는 액츄에이터를 형성하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a step of providing an active matrix in which M x N (M, N is an integer) transistor and a drain pad formed on one side thereof, and forming an actuator on the active matrix. It provides a method of manufacturing a thin film type optical path control device comprising. The forming of the actuator may include: (i) stacking a first layer such that one side is in contact with the top of the active matrix and the other side is parallel to the active matrix; ii) stacking a lower electrode layer on top of the first layer. (I) laminating a second layer on top of the lower electrode layer, iii) a thickness of the second layer in a portion of the second layer in contact with the active matrix, and a second layer in other portions. Etching the second layer so that the thicknesses of the two layers are the same; iii) forming an upper electrode layer on top of the second layer, iv) patterning the upper electrode layer to form an upper electrode, iii) the Patterning a second layer to form a strained layer, iii) patterning the lower electrode layer to form a lower electrode, and iii) patterning the first layer to form a support layer And forming a radiator.

본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치에 있어서, 외부로부터 인가된 제1 신호는 액티브 매트릭스에 내장된 트랜지스터, 드레인 패드 및 비어 컨택을 통하여 하부 전극에 인가된다. 또한, 상부 전극에는 외부로부터 공통 전극선을 통하여 제2 신호가 인가되어 상부 전극과 하부 전극 사이에 전기장이 발생한다. 이 전기장에 의하여 상부 전극과 하부 전극 사이에 형성되어 있는 변형층이 변형을 일으킨다. 변형층은 발생한 전기장에 대하여 직교하는 방향으로 수축하며, 변형층을 포함하는 액츄에이터는 소정의 각도로 휘어진다. 따라서 액츄에이터 상부의 상부 전극도 같은 방향으로 경사진다. 광원으로부터 입사되는 빛은 상기와 같이 소정의 각도로 경사진 상부 전극에 의해 반사된 후, 스크린에 투영되어 화상을 맺는다.In the thin film type optical path adjusting device according to the present invention, the first signal applied from the outside is applied to the lower electrode through the transistor, the drain pad, and the via contact embedded in the active matrix. In addition, a second signal is applied to the upper electrode through the common electrode line from the outside to generate an electric field between the upper electrode and the lower electrode. Due to this electric field, the strain layer formed between the upper electrode and the lower electrode causes deformation. The strained layer contracts in a direction perpendicular to the generated electric field, and the actuator including the strained layer is bent at a predetermined angle. Therefore, the upper electrode on the actuator is also inclined in the same direction. Light incident from the light source is reflected by the upper electrode inclined at a predetermined angle as described above, and then is projected onto a screen to form an image.

그러므로, 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법에 따르면, 액츄에이터의 지지부 부분과 그 이외 부분과의 단차를 줄이기 위하여 변형층 중 액츄에이터의 지지부 부분을 일차적으로 식각하는 공정을 도입함으로써, 변형층의 두께 차이로 인한 스트레스 분포의 불균일성을 해소할 수 있다. 이로써, 액츄에이터의 초기 기울어짐을 방지하여 스크린에 투영되는 화상의 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.Therefore, according to the manufacturing method of the thin film type optical path control apparatus according to the present invention, in order to reduce the step difference between the support portion of the actuator and other portions, by introducing a step of first etching the support portion of the actuator of the deformation layer, The nonuniformity of the stress distribution due to the thickness difference can be solved. As a result, the initial tilt of the actuator can be prevented to improve the contrast of the image projected on the screen.

이하, 첨부된 도면들을 참조로 하여 본 발명의 일 실시예에 따른 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법을 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a thin film type optical path control apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치 중 지지층의 평면도를 도시한 것이며, 도 5는 도 4에 도시한 장치를 B­B′선으로 자른 단면도를 도시한 것이다.4 is a plan view showing a support layer of the thin film type optical path control device according to the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line B′B ′ of the device shown in FIG. 4.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치는 M×N 개의 MOS 트랜지스터(도시되지 않음)가 내장된 액티브 매트릭스(100)와 액티브 매트릭스(100)의 상부에 형성된 액츄에이터(200)를 포함한다.4 and 5, the thin film type optical path adjusting device according to the present invention includes an active matrix 100 having M × N MOS transistors (not shown) and an actuator 200 formed on the active matrix 100. ).

상기 액티브 매트릭스(100)는 상기 트랜지스터의 드레인 영역으로부터 연장되어 액티브 매트릭스(100)의 일측 상부에 형성된 드레인 패드(105), 드레인 패드(105) 및 액티브 매트릭스(100)의 상부에 형성된 보호층(110), 그리고 보호층(110)의 상부에 형성된 식각 방지층(115)을 포함한다.The active matrix 100 extends from the drain region of the transistor so that the drain pad 105, the drain pad 105, and the protection layer 110 formed on the active matrix 100 are formed on one side of the active matrix 100. And an etch stop layer 115 formed on the protective layer 110.

상기 액츄에이터(200)는 상기 식각 방지층(115)에 일측이 접촉되며 타측이 에어 갭(160)을 개재하여 상기 액티브 매트릭스(100)의 하부와 평행하게 형성된 단면을 갖는 지지층(125), 지지층(125)의 상부에 형성된 하부 전극(130), 하부 전극(130)의 상부에 형성된 변형층(135), 변형층(135)의 상부에 형성된 상부 전극(140), 그리고 상기 변형층(135)의 일측으로부터 변형층(135), 하부 전극(130), 지지층(125), 식각 방지층(115) 및 보호층(110)을 통하여 상기 드레인 패드(105)의 상부까지 형성된 비어 홀(145) 내에 상기 하부 전극(130)과 드레인 패드(105)가 연결되도록 형성된 비어 컨택(150)을 포함한다.The actuator 200 has one side in contact with the etch stop layer 115 and the other side has a cross section formed in parallel with a lower portion of the active matrix 100 via an air gap 160, and a support layer 125. ), A lower electrode 130 formed on the upper side, a strained layer 135 formed on the lower electrode 130, an upper electrode 140 formed on the strained layer 135, and one side of the strained layer 135. The lower electrode in the via hole 145 formed from the strained layer 135, the lower electrode 130, the support layer 125, the etch stop layer 115, and the protective layer 110 to an upper portion of the drain pad 105. And a via contact 150 formed to connect the 130 and the drain pad 105.

또한, 도 4를 참조하면 상기 지지층(125)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 지지층(125)의 오목한 부분에 인접한 액츄에이터의 지지층의 돌출된 부분이 끼워지고, 상기 사각형 형상의 돌출부가 인접한 액츄에이터의 지지층의 오목한 부분에 끼워지게 된다. 본 발명의 지지층(125)은 상기 선행 출원에 기재된 멤브레인(57)의 기능을 수행한다.In addition, referring to Figure 4, the plane of the support layer 125, one side has a concave portion of the rectangular shape in the center, the concave portion is formed in a shape that widens stepwise toward both edges, the other side is Corresponding to the concave portion has a quadrangular protrusion that narrows stepwise toward the center portion. Therefore, the protruding portion of the support layer of the actuator adjacent to the concave portion of the support layer 125 is fitted, and the rectangular projection is fitted into the concave portion of the support layer of the adjacent actuator. The support layer 125 of the present invention performs the function of the membrane 57 described in the preceding application.

이하 본 발명의 일 실시예에 따른 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a thin film type optical path control device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 6a 내지 도 6f는 도 5에 도시한 박막형 광로 조절 장치의 제조 공정도를 도시한 것이다. 도 6a 내지 6f에 있어서, 도 5와 동일한 부재들에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용한다.6A to 6F show a manufacturing process diagram of the thin film type optical path control device shown in FIG. 6A to 6F, the same reference numerals are used for the same members as in FIG.

도 6a를 참조하면, 내부에 M×N 개의 MOS 트랜지스터(도시되지 않음)가 내장되어 있는 액티브 매트릭스(100)의 상부에 드레인 패드(105)를 형성한다. 드레인 패드(105)는 텅스텐 또는 티타늄 등의 금속을 사용하여 4000Å 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 상기 드레인 패드(105)는 외부로부터 인가되어 액티브 매트릭스(100)에 내장된 MOS 트랜지스터를 통하여 전달된 제1 신호를 비어 컨택(150)에 전달하는 역할을 한다.Referring to FIG. 6A, a drain pad 105 is formed on an active matrix 100 in which M × N MOS transistors (not shown) are embedded. The drain pad 105 is formed to have a thickness of about 4000 mm by using a metal such as tungsten or titanium. The drain pad 105 is applied from the outside to transfer the first signal transmitted through the MOS transistor embedded in the active matrix 100 to the via contact 150.

이어서, 상기 트랜지스터가 내장된 액티브 매트릭스(100)를 보호하기 위하여 상기 드레인 패드(105) 및 액티브 매트릭스(100)의 상부에 보호층(110)을 형성한다. 보호층(110)은 인 실리케이트 유리(PSG)를 화학 기상 증착(CVD) 방법을 이용하여 1. 0∼2. 0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 상기 보호층(110)은 후속하는 공정 동안 액티브 매트릭스(100)에 내장된 트랜지스터가 손상을 입게 되는 것을 방지한다.Subsequently, a protective layer 110 is formed on the drain pad 105 and the active matrix 100 to protect the active matrix 100 having the transistor embedded therein. The protective layer 110 is formed of phosphorous silicate glass (PSG) using a chemical vapor deposition (CVD) method. It is formed to have a thickness of about 0㎛. The protective layer 110 prevents the transistor embedded in the active matrix 100 from being damaged during subsequent processing.

상기 보호층(110)의 상부에는 식각 방지층(115)이 적층된다. 식각 방지층(115)은 질화물(nitride)을 저압 화학 기상 증착(LPCVD) 방법을 이용하여 1000∼2000Å 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 상기 식각 방지층(115)은 상기 액티브 매트릭스(100) 및 보호층(110)이 후속되는 식각 공정으로 인하여 식각되는 것을 방지한다.An etch stop layer 115 is stacked on the passivation layer 110. The etch stop layer 115 is formed to have a thickness of about 1000 to 2000 GPa using nitride by low pressure chemical vapor deposition (LPCVD). The etch stop layer 115 prevents the active matrix 100 and the protective layer 110 from being etched due to a subsequent etching process.

상기 식각 방지층(115)의 상부에는 희생층(120)이 적층된다. 희생층(120)은 인(P)을 고농도로 함유한 인 실리케이트 유리(PSG)를 대기압 화학 기상 증착(APCVD) 방법으로 2.0∼3.0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 이 경우, 희생층(120)은 트랜지스터가 내장된 액티브 매트릭스(100)의 상부를 덮고 있으므로 그 표면의 평탄도가 매우 불량하다. 따라서, 희생층(120)의 표면을 스핀 온 글래스(SOG)를 사용하는 방법, 또는 CMP 방법을 이용하여 상기 희생층(120)이 1. 1㎛ 정도의 두께가 되도록 희생층(120)의 표면을 연마함으로써 평탄화시킨다. 이어서, 상기 희생층(120) 중 아래에 드레인 패드(105)가 형성된 부분을 식각하여 상기 식각 방지층(115)의 일부를 노출시켜 액츄에이터(200)의 지지부가 형성될 위치를 만든다.The sacrificial layer 120 is stacked on the etch stop layer 115. The sacrificial layer 120 is formed of phosphorus silicate glass (PSG) containing phosphorus (P) in a high concentration so as to have a thickness of about 2.0 to 3.0 μm by an atmospheric chemical vapor deposition (APCVD) method. In this case, since the sacrificial layer 120 covers the upper portion 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 120 is made to have a thickness of about 1 μm by using a spin on glass (SOG) method or a CMP method on the surface of the sacrificial layer 120. It is flattened by grinding. Subsequently, a portion of the sacrificial layer 120 in which the drain pad 105 is formed is etched to expose a portion of the etch stop layer 115 to form a position where the support of the actuator 200 is to be formed.

도 6b는 제2층(134)을 형성한 상태를 나타내는 도면이며, 도 6c는 도 6b의 'C' 부분을 확대한 도면이다.6B is a view illustrating a state in which the second layer 134 is formed. FIG. 6C is an enlarged view of a portion 'C' of FIG. 6B.

도 6b를 참조하면, 상기 노출된 식각 방지층(115) 및 희생층(120)의 상부에 제1층(124)을 적층한다. 상기 제1층(124)은 질화물을 저압 화학 기상 증착(LPCVD) 방법을 이용하여 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 제1층(124)은 후에 지지층(125)으로 패터닝된다.Referring to FIG. 6B, the first layer 124 is stacked on the exposed etch stop layer 115 and the sacrificial layer 120. The first layer 124 is formed to have a thickness of about 0.1 to 1.0 μm using a low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) method. The first layer 124 is later patterned into a support layer 125.

상기 제1층(124)의 상부에 전기 전도성이 우수한 백금, 탄탈륨, 또는 백금-탄탈륨 등의 금속을 사용하여 하부 전극층(129)을 형성한다. 하부 전극층(129)은 스퍼터링 방법을 이용하여 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 이어서, 하부 전극층(129)을 각각의 화소별로 독립적인 제1 신호를 인가하기 위하여 하부 전극층(129)을 Iso-Cutting한다. 하부 전극층(129)은 후에 제1 신호가 인가되는 하부 전극(130)으로 패터닝된다. 외부로부터 인가된 제1 신호가 액티브 매트릭스(100)에 내장된 트랜지스터, 드레인 패드(105) 및 비어 컨택(150)을 통하여 하부 전극(130)에 인가된다.The lower electrode layer 129 is formed on the first layer 124 using a metal such as platinum, tantalum, or platinum-tantalum having excellent electrical conductivity. The lower electrode layer 129 is formed to have a thickness of about 0.01 to 1.0 µm using a sputtering method. Subsequently, the lower electrode layer 129 is iso-cutted so that the lower electrode layer 129 is applied with an independent first signal for each pixel. The lower electrode layer 129 is later patterned with the lower electrode 130 to which the first signal is applied. The first signal applied from the outside is applied to the lower electrode 130 through the transistor, the drain pad 105, and the via contact 150 embedded in the active matrix 100.

상기 하부 전극층(130)의 상부에는 제2층(134)이 적층된다. 제2층(134)은 PZT 또는 PLZT 등의 압전 물질을 사용하여 4000∼6000Å, 바람직하게는 4000Å 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 제2층(134)은 졸-겔(Sol-Gel)법, 스퍼터링 방법, 또는 화학 기상 증착(CVD) 방법을 이용하여 형성할 수 있다. 본 발명에서는 상기 제2층(134)을 졸-겔법을 사용하여 형성한 후, 급속 열처리(RTA) 방법을 이용하여 열처리하여 상변이시킨다. 이어서, 제2층(134)을 구성하는 압전 물질을 분극(poling)시킨다. 제2층(134)은 후에 변형층(135)으로 패터닝된다.The second layer 134 is stacked on the lower electrode layer 130. The second layer 134 is formed using a piezoelectric material such as PZT or PLZT to have a thickness of 4000 to 6000 kPa, preferably about 4000 kPa. The second layer 134 may be formed using a sol-gel method, a sputtering method, or a chemical vapor deposition (CVD) method. In the present invention, the second layer 134 is formed by using a sol-gel method, and then thermally shifted using a rapid heat treatment (RTA) method to phase change. Subsequently, the piezoelectric material constituting the second layer 134 is polarized. The second layer 134 is later patterned into the strained layer 135.

도 6c를 참조하면, 제2층(134)은 졸-겔법을 사용하여 형성되므로 상기 제2층(134) 중 액츄에이터의 지지부 부분은 그 이외 부분에 비하여 두껍게 형성된다. 즉, 제2층(134)을 약 4000Å 정도의 두께(d2의 두께)를 가지도록 형성하였을 경우, 액츄에이터의 지지부 부분에서의 제2층은 약 1.0㎛ 정도의 두께(d1+d2의 두께)를 갖는다. 따라서, 적층된 제2층(134)의 두께 차이로 인하여 액츄에이터의 지지부 부분에서는 많은 스트레스가 쌓이게 된다. 이러한 스트레스 분포의 불균형으로 인하여 액츄에이터가 제1 신호가 인가되지 않은 상태에서도 상방으로 기울어지는 문제가 있었다.Referring to FIG. 6C, since the second layer 134 is formed using the sol-gel method, the supporting portion of the actuator of the second layer 134 is formed thicker than other portions. That is, when the second layer 134 is formed to have a thickness of about 4000 mm (d 2 ), the second layer at the support portion of the actuator is about 1.0 μm thick (d 1 + d 2). Thickness). Therefore, due to the difference in the thickness of the stacked second layer 134, a lot of stress is accumulated in the support portion of the actuator. Due to such an imbalance in the stress distribution, there is a problem that the actuator is inclined upward even when the first signal is not applied.

그러므로, 도 6d에 도시한 바와 같이, 본 발명에서는 상기 제2층(134) 중 액츄에이터의 지지부 부분을 5000∼6000Å 정도를 식각하여 그 부분의 제2층(134)의 두께가 4000∼5000Å 정도가 되도록 한다. 따라서, 제2층(134)의 두께를 균일하게 형성할 수 있으므로 스트레스 분포의 불균형을 해소할 수 있어서 액츄에이터의 초기 기울어짐(initial tilting)을 방지할 수 있다.Therefore, as shown in FIG. 6D, in the present invention, the supporting portion of the actuator of the second layer 134 is etched about 5000 to 6000 kPa, and the thickness of the second layer 134 of the portion is about 4000 to 5000 kPa. Be sure to Therefore, since the thickness of the second layer 134 can be formed uniformly, an imbalance in the stress distribution can be eliminated, and initial tilting of the actuator can be prevented.

도 6e를 참조하면, 상기 제2층(134)의 상부에는 상부 전극층(139)이 적층된다. 상부 전극층(139)은 알루미늄, 은, 또는 백금 등의 전기 전도성 및 반사성을 갖는 금속을 스퍼터링 방법을 이용하여 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 이어서, 상부 전극층(139)을 패터닝하여 소정의 화소 형상을 갖는 상부 전극(140)을 형성한다. 이 때, 상부 전극(140)의 일측에는 액츄에이터(200)가 변형을 일으킬 때, 상부 전극(140)을 균일하게 동작하게 하여 광원(도시되지 않음)으로부터 입사되는 광이 난반사되는 것을 방지하는 스트라이프(155)가 함께 형성된다. 상부 전극(140)에는 외부로부터 공통 전극선(도시되지 않음)을 통하여 제2 신호가 인가된다.Referring to FIG. 6E, an upper electrode layer 139 is stacked on the second layer 134. The upper electrode layer 139 is formed of a metal having electrical conductivity and reflectivity such as aluminum, silver, or platinum so as to have a thickness of about 0.01 to 1.0 탆 using a sputtering method. Subsequently, the upper electrode layer 139 is patterned to form an upper electrode 140 having a predetermined pixel shape. At this time, one side of the upper electrode 140, when the actuator 200 causes deformation, the upper electrode 140 is uniformly operated so that the light incident from the light source (not shown) to prevent the diffuse reflection ( 155 are formed together. The second signal is applied to the upper electrode 140 through a common electrode line (not shown) from the outside.

계속하여, 상기 제2층(134)을 패터닝하여 상기 상부 전극(140)보다 넓은 면적의 화소 형상을 갖는 변형층(135)을 형성한다. 계속하여, 상기 하부 전극층(129)을 패터닝하여 변형층(135)보다 넓은 면적의 화소 형상을 갖는 하부 전극(130)을 형성한다. 상부 전극(145)에 제2 신호가 인가되고 하부 전극(135)에 제1 신호가 인가되면 상부 전극(145)과 하부 전극(135) 사이에 전기장이 발생한다. 이 전기장에 의하여 상기 변형층(140)이 변형을 일으키게 된다.Subsequently, the second layer 134 is patterned to form a strained layer 135 having a pixel shape larger than that of the upper electrode 140. Subsequently, the lower electrode layer 129 is patterned to form a lower electrode 130 having a pixel shape larger than that of the strained layer 135. When the second signal is applied to the upper electrode 145 and the first signal is applied to the lower electrode 135, an electric field is generated between the upper electrode 145 and the lower electrode 135. The deformation layer 140 causes deformation by this electric field.

계속하여, 상기 변형층(135)의 일측으로부터 드레인 패드(105)의 상부까지 변형층(135), 하부 전극(130), 제1층(124), 식각 방지층(115) 및 보호층(110)을 차례로 식각하여 비어 홀(145)을 형성한다. 따라서, 비어 홀(145)은 상기 변형층(135)의 일측으로부터 상기 드레인 패드(105)의 상부까지 형성된다. 이어서, 상기 비어 홀(145)의 내부에 텅스텐(W), 알루미늄, 또는 티타늄(Ti) 등의 전기 전도성이 우수한 금속을 스퍼터링 방법을 이용하여 증착시켜 비어 컨택(150)을 형성한다. 비어 컨택(150)은 상기 드레인 패드(105) 및 하부 전극(130)을 전기적으로 연결한다. 그러므로, 외부로부터 인가된 제1 신호는 액티브 매트릭스(100)에 내장된 트랜지스터, 드레인 패드(105) 및 비어 컨택(150)을 통하여 하부 전극(130)에 인가된다. 이어서, 상기 지지층(125)을 소정의 화소 형상으로 패터닝한다.Subsequently, the strained layer 135, the lower electrode 130, the first layer 124, the etch stop layer 115, and the protective layer 110 from one side of the strained layer 135 to an upper portion of the drain pad 105. The via holes are sequentially etched to form via holes 145. Accordingly, the via hole 145 is formed from one side of the strained layer 135 to an upper portion of the drain pad 105. Subsequently, a via contact 150 is formed by depositing a metal having excellent electrical conductivity such as tungsten (W), aluminum, or titanium (Ti) in the via hole 145 using a sputtering method. The via contact 150 electrically connects the drain pad 105 and the lower electrode 130. Therefore, the first signal applied from the outside is applied to the lower electrode 130 through the transistor, the drain pad 105, and the via contact 150 embedded in the active matrix 100. Subsequently, the support layer 125 is patterned into a predetermined pixel shape.

도 6f를 참조하면, 상기 희생층(120)을 플루오르화 수소(HF) 증기를 사용하여 식각하여 에어 갭(160)을 형성한 후, 헹굼 및 건조(rinse and dry) 처리를 수행하여 AMA 소자를 완성한다.Referring to FIG. 6F, the sacrificial layer 120 is etched using hydrogen fluoride (HF) vapor to form an air gap 160, and then a rinse and dry process is performed to rinse the AMA device. Complete

상술한 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치에 있어서, 외부로부터 전달된 제1 신호는 액티브 매트릭스(100)에 내장된 트랜지스터, 드레인 패드(105) 및 비어 컨택(150)을 통해 신호 전극인 하부 전극(130)에 인가된다. 동시에, 상부 전극(140)에는 공통 전극선을 통하여 제2 신호가 인가되어 상부 전극(140)과 하부 전극(130) 사이에 전기장이 발생하게 된다. 이러한 전기장에 의하여 상부 전극(140)과 하부 전극(130) 사이에 형성된 변형층(135)이 변형을 일으킨다. 상기 변형층(135)은 상기 전기장에 대하여 직교하는 방향으로 수축하게 되며, 이에 따라 상기 액츄에이터(200)는 소정의 각도로 상방으로 휘게 된다. 광속을 반사하는 거울의 기능도 수행하는 상부 전극(140)은 액츄에이터(200)의 상부에 형성되어 있으므로 액츄에이터(200)와 함께 경사진다. 이에 따라서, 상부 전극(140)은 광원으로부터 입사되는 빛을 소정의 각도로 반사하며, 반사된 광은 슬릿을 통과하여 스크린에 화상을 맺게 된다.In the above-described thin film type optical path control device according to the present invention, the first signal transmitted from the outside is a lower electrode (signal electrode) through the transistor, the drain pad 105 and the via contact 150 built in the active matrix 100 ( 130). At the same time, a second signal is applied to the upper electrode 140 through the common electrode line to generate an electric field between the upper electrode 140 and the lower electrode 130. Due to this electric field, the deformation layer 135 formed between the upper electrode 140 and the lower electrode 130 causes deformation. The deformation layer 135 is contracted in a direction orthogonal to the electric field, whereby the actuator 200 is bent upward at a predetermined angle. Since the upper electrode 140, which also functions as a mirror that reflects the light beam, is formed on the actuator 200, the upper electrode 140 is inclined together with the actuator 200. Accordingly, the upper electrode 140 reflects the light incident from the light source at a predetermined angle, and the reflected light passes through the slit to form an image on the screen.

본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법에 있어서, 액츄에이터의 지지부 부분과 그 이외 부분과의 단차를 줄이기 위하여 변형층 중 액츄에이터의 지지부 부분을 일차적으로 식각하는 공정을 도입함으로써, 변형층의 두께 차이로 인한 스트레스 분포의 불균일성을 해소할 수 있다. 이로써, 액츄에이터의 초기 기울어짐을 방지하여 스크린에 투영되는 화상의 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.In the manufacturing method of the thin film type optical path control apparatus according to the present invention, in order to reduce the step difference between the support portion of the actuator and other portions, by introducing a process of first etching the support portion of the actuator of the deformation layer, the thickness difference of the deformation layer It can eliminate the nonuniformity of stress distribution caused by. As a result, the initial tilt of the actuator can be prevented to improve the contrast of the image projected on the screen.

더욱이, 액츄에이터의 지지부 부분과 그 이외 부분과의 단차를 줄일 수 있으므로, 변형층을 소정의 화소 형상으로 패터닝할 때, 과도한 식각에 의하여 하부 전극이 손상을 입는 것을 방지할 수 있다.Moreover, since the step difference between the support portion of the actuator and the other portions can be reduced, it is possible to prevent the lower electrode from being damaged by excessive etching when patterning the strained layer into a predetermined pixel shape.

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 (2)

M×N(M, N은 정수) 개의 트랜지스터가 내장되고 일측에 드레인 패드가 형성된 액티브 매트릭스를 제공하는 단계; 그리고Providing an active matrix having M × N (M, N is an integer) transistors and a drain pad formed at one side thereof; And ⅰ) 상기 액티브 매트릭스의 상부에 일측이 접촉되며 타측이 상기 액티브 매트릭스와 평행하게 제1층을 적층하는 단계, ⅱ) 상기 제1층의 상부에 하부 전극층을 적층하는 단계, ⅲ) 상기 하부 전극층의 상부에 제2층을 적층하는 단계, ⅳ) 상기 제2층 중 상기 제1층이 상기 액티브 매트릭스에 접하는 부분에서의 제2층의 두께와 그 이외 부분에서의 제2층의 두께가 동일하도록 상기 제2층을 식각하는 단계, ⅴ) 상기 제2층의 상부에 상부 전극층을 형성하는 단계, ⅵ) 상기 상부 전극층을 패터닝하여 상부 전극을 형성하는 단계, ⅶ) 상기 제2층을 패터닝하여 변형층을 형성하는 단계, ⅷ) 상기 하부 전극층을 패터닝하여 하부 전극을 형성하는 단계, 및 ⅸ) 상기 제1층을 패터닝하여 지지층을 형성하는 단계를 포함하는 액츄에이터를 형성하는 단계를 포함하는 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법.Iii) laminating a first layer in contact with an upper side of the active matrix and the other side parallel to the active matrix, ii) laminating a lower electrode layer on top of the first layer, iii) of the lower electrode layer Stacking a second layer thereon; i) so that the thickness of the second layer in the portion where the first layer is in contact with the active matrix of the second layer and the thickness of the second layer in the other portion are the same; Etching the second layer, iii) forming an upper electrode layer on top of the second layer, iii) patterning the upper electrode layer to form an upper electrode, iii) patterning the second layer and deforming layer Forming an actuator by patterning the lower electrode layer, and iii) forming a support layer by patterning the first layer. Process for producing a film-like optical path control device. 제1항에 있어서, 상기 제2층 중 상기 제1층이 상기 액티브 매트릭스에 접하는 부분을 식각하는 단계는, 상기 제2층 중 상기 제1층이 상기 액티브 매트릭스에 접하는 부분을 5000∼6000Å을 식각하는 단계인 것을 특징으로 하는 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법.The method of claim 1, wherein etching the portion of the second layer in contact with the active matrix comprises etching 5000 to 6000 μs in a portion of the second layer, wherein the first layer contacts the active matrix. The manufacturing method of the thin film type optical path control device characterized in that it is a step.
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