KR19990035317A - Manufacturing method of thin film type optical path control device - Google Patents

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KR19990035317A
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전주범
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Abstract

세정 공정을 실시하여 변형층의 압전 특성을 향상시킬 수 있는 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법이 개시되어 있다. 트랜지스터가 내장되고 드레인 패드를 갖는 제1 금속층을 포함하는 액티브 매트릭스를 제공한다. 상기 액티브 매트릭스의 상부에 지지층을 형성한 후, 세정 공정을 실시한다. 상기 지지층의 상부에 하부 전극을 형성한 후, 상기 하부 전극의 상부에 변형층을 형성한다. 상기 변형층의 상부에 상부 전극을 형성한다. 상기 지지층을 형성한 후 세정 공정을 수행함으로써, 지지층의 형성 공정시 발생하는 오염 물질 등을 제거하여 후속 공정에서 형성되는 변형층의 압전 특성을 향상시킬 수 있다.Disclosed is a method of manufacturing a thin film type optical path control apparatus capable of improving the piezoelectric properties of a strained layer by performing a cleaning process. An active matrix is provided that includes a first metal layer having a transistor embedded therein and having a drain pad. After forming a support layer on the active matrix, a cleaning process is performed. After forming a lower electrode on the support layer, a strained layer is formed on the lower electrode. An upper electrode is formed on the strained layer. After the support layer is formed, a cleaning process is performed to remove contaminants generated during the formation of the support layer, thereby improving piezoelectric properties of the strained layer formed in a subsequent process.

Description

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

본 발명은 AMA(Actuated Mirror Array)를 이용한 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지지층을 형성한 후 세정 공정을 실시하여 변형층의 압전 특성을 향상시킬 수 있는 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a thin film type optical path control device using AMA (Actuated Mirror Array), and more particularly, to a thin film type optical path control device that can improve the piezoelectric properties of the strained layer by performing a cleaning process after forming a support layer. It relates to a method for producing.

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), DMD(Deformable Mirror Device) 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 apparatuses 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, 스크린에 투영되는 화상의 콘트라스트(contrast)가 향상되어 보다 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, the contrast of the image projected on the screen is improved to obtain a brighter and clearer image.

AMA의 각 액츄에이터는 인가되는 전기적인 화상 신호 및 바이어스 신호에 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 applied electric picture signal and the bias signal. 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 may 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 제5,085,497호에 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, 변형층의 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 manufacturing, and has a disadvantage in that the response of the deformation layer is slow.

이에 따라, 반도체 제조 공정을 이용하여 제조할 수 있는 박막형 광로 조절 장치가 개발되었다. 상기 박막형 광로 조절 장치는 본 출원인이 1996년 9월 24일 대한민국 특허청에 특허 출원한 특허 출원 제96-42197호(발명의 명칭: 멤브레인의 스트레스를 조절할 수 있는 박막형 광로 조절 장치의 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 Korean Patent Application No. 96-42197 (name of the invention: a method of manufacturing a thin film type optical path control device that can control the stress of the membrane) filed by the applicant of the Korean Patent Office on September 24, 1996. It is.

도 1a 및 도 1b는 상기 선행 출원에 기재된 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.1A and 1B are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a thin film type optical path adjusting device described in the preceding application.

먼저, 상기 박막형 광로 조절 장치의 구조를 살펴보면 다음과 같다.First, the structure of the thin film type optical path control device is as follows.

상기 박막형 광로 조절 장치는 액티브 매트릭스(1) 및 액츄에이터(60)를 포함한다. 그 내부에 M×N(M, N은 정수) 개의 MOS 트랜지스터가 내장되고 상기 트랜지스터의 드레인 영역으로부터 연장되는 드레인 패드(5)가 형성된 액티브 매트릭스(1)는, 상기 액티브 매트릭스(1) 및 드레인 패드(5)의 상부에 적층된 보호층(10)과 보호층(10)의 상부에 적층된 식각 방지층(15)을 포함한다.The thin film type optical path control device includes an active matrix 1 and an actuator 60. An active matrix 1 having an M × N (M, N is an integer) MOS transistor embedded therein and having a drain pad 5 extending from a drain region of the transistor includes the active matrix 1 and a drain pad. The protective layer 10 stacked on the upper portion of the (5) and the etch stop layer 15 stacked on the protective layer 10 is included.

상기 액츄에이터(60)는, 상기 식각 방지층(15) 중에서 그 아래에 드레인 패드(5)가 형성된 부분에 일측이 접촉되며 타측이 에어 갭(25)을 개재하여 수평하게 적층된 멤브레인(30), 멤브레인(30)의 상부에 적층된 하부 전극(35), 하부 전극(35)의 상부에 적층된 변형층(40), 변형층(40)의 상부에 적층된 상부 전극(45), 그리고 상기 변형층(40)의 일측으로부터 하부 전극(35), 멤브레인(30), 식각 방지층(15) 및 보호층(10)을 통하여 상기 드레인 패드(5)까지 수직하게 형성된 비어 홀(50) 내에 하부 전극(35)과 드레인 패드(5)가 서로 전기적으로 연결되도록 형성된 비어 컨택(55)을 포함한다.The actuator 60 has a membrane 30 and a membrane in which one side is in contact with a portion of the etch stop layer 15 in which the drain pad 5 is formed, and the other side is horizontally stacked through the air gap 25. A lower electrode 35 stacked on the top of the 30, a strained layer 40 stacked on the lower electrode 35, an upper electrode 45 stacked on the strained layer 40, and the strained layer. The lower electrode 35 in the via hole 50 vertically formed from one side of the 40 to the drain pad 5 through the lower electrode 35, the membrane 30, the etch stop layer 15, and the protective layer 10. ) And the drain pad 5 include a via contact 55 formed to be electrically connected to each other.

상기 상부 전극(45)의 일부에는 스트라이프(46)가 형성된다. 상기 스트라이프(46)는 상부 전극(45)을 균일하게 상부 전극(45) 중 변형층(40)의 변형에 따라 변형되는 부분과 변형되지 않는 부분의 경계에서 작동시켜 광원으로부터 입사되는 빛이 난반사 되는 것을 방지한다.A stripe 46 is formed on a portion of the upper electrode 45. The stripe 46 uniformly operates the upper electrode 45 at the boundary between the portion of the upper electrode 45 that is deformed and the portion that is not deformed according to the deformation of the strained layer 40, so that light incident from the light source is diffusely reflected. To prevent them.

이하, 상기 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법을 설명한다.Hereinafter, the manufacturing method of the said thin film type optical path control apparatus is demonstrated.

도 1a를 참조하면, n형으로 도핑된 실리콘 웨이퍼로 이루어지며 M×N(M, N은 정수) 개의 P-MOS 트랜지스터가 내장되고 상기 트랜지스터의 드레인 영역으로부터 연장되는 드레인 패드(5)가 형성된 액티브 매트릭스(1) 상에 인 실리케이트 유리(PSG)로 구성된 보호층(10)을 형성한다. 보호층(10)은 화학 기상 증착(CVD) 방법을 이용하여 1.0㎛ 정도의 두께를 갖도록 형성한다. 상기 보호층(10)은 후속하는 공정 동안 상기 MOS 트랜지스터가 내장된 액티브 매트릭스(1)를 보호한다.Referring to FIG. 1A, an active wafer is formed of an n-type doped silicon wafer, in which M × N (M, N is an integer) P-MOS transistors are formed and a drain pad 5 extending from the drain region of the transistor is formed. A protective layer 10 made of phosphorus silicate glass PSG is formed on the matrix 1. The protective layer 10 is formed to have a thickness of about 1.0 μm using a chemical vapor deposition (CVD) method. The protective layer 10 protects the active matrix 1 in which the MOS transistor is embedded during a subsequent process.

상기 보호층(10) 상에는 질화물로 이루어진 식각 방지층(15)이 형성된다. 식각 방지층(15)은 저압 화학 기상 증착(LPCVD) 방법을 이용하여 1000∼2000Å 정도의 두께를 갖도록 형성한다. 상기 식각 방지층(15)은 후속하는 식각 공정 동안에 보호층(10) 및 액티브 매트릭스(1)가 식각되는 것을 방지한다.An etch stop layer 15 made of nitride is formed on the protective layer 10. The etch stop layer 15 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 15 prevents the protective layer 10 and the active matrix 1 from being etched during the subsequent etching process.

상기 식각 방지층(15) 상에는 희생층(20)이 형성된다. 희생층(20)은 인(P)의 농도가 높은 인 실리케이트 유리(PSG)를 대기압 화학 기상 증착(APCVD) 방법을 이용하여 1.0∼3.0㎛ 정도의 두께를 갖도록 형성한다. 이 경우, 희생층(20)은 상기 MOS 트랜지스터가 내장된 액티브 매트릭스(1)의 상부를 덮고 있으므로, 그 표면의 평탄도가 매우 불량하다. 따라서, 희생층(20)의 표면을 스핀 온 글래스(SOG)를 사용하는 방법 또는 화학 기계적 연마(CMP) 방법을 이용하여 평탄화시킨다. 이어서, 상기 희생층(20) 중 그 아래에 드레인 패드(5)가 형성되어 있는 부분을 식각하여 상기 식각 방지층(15)의 일부를 노출시킴으로써 액츄에이터(60)의 지지부를 만든다.The sacrificial layer 20 is formed on the etch stop layer 15. The sacrificial layer 20 is formed of phosphorous silicate glass (PSG) having a high concentration of phosphorus (PG) to have a thickness of about 1.0 to 3.0 µm using the atmospheric pressure chemical vapor deposition (APCVD) method. In this case, since the sacrificial layer 20 covers the upper portion of the active matrix 1 in which the MOS transistor is embedded, the surface flatness is very poor. Accordingly, the surface of the sacrificial layer 20 is planarized by using spin on glass (SOG) or chemical mechanical polishing (CMP). Subsequently, a portion of the sacrificial layer 20 in which the drain pad 5 is formed is etched to expose a portion of the etch stop layer 15, thereby forming a support of the actuator 60.

상기 노출된 식각 방지층(15)의 상부 및 희생층(20)의 상부에는 멤브레인(30)이 형성된다. 멤브레인(30)은 질화물을 저압 화학 기상 증착(LPCVD) 방법을 이용하여 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께로 증착하여 형성한다.The membrane 30 is formed on the exposed etch stop layer 15 and on the sacrificial layer 20. The membrane 30 is formed by depositing nitride to a thickness of about 0.01 to 1.0 mu m using a low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) method.

하부 전극(35)은 상기 멤브레인(30)의 상부에 형성된다. 하부 전극(35)은 백금(Pt), 탄탈륨(Ta), 또는 백금-탄탈륨(Pt-Ta) 등의 금속을 스퍼터링하여 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께를 갖도록 형성한다. 이어서, 사진 식각 공정을 통해 상기 하부 전극(35)을 각 화소별로 분리시킴으로써 각 화소들에 독자적인 제1 신호(화상 신호)가 인가되도록 한다(Iso-cutting 공정). 상기 하부 전극(35)에는 외부로부터 액티브 매트릭스(1)에 내장된 트랜지스터, 드레인 패드(5), 및 비어 컨택(55)을 통하여 제1 신호(화상 신호)가 인가된다.The lower electrode 35 is formed on the membrane 30. The lower electrode 35 is formed to have a thickness of about 0.01 to 1.0 μm by sputtering a metal such as platinum (Pt), tantalum (Ta), or platinum-tantalum (Pt-Ta). Subsequently, the lower electrode 35 is separated for each pixel through a photolithography process so that an independent first signal (image signal) is applied to each pixel (Iso-cutting process). A first signal (image signal) is applied to the lower electrode 35 from the outside through the transistor built in the active matrix 1, the drain pad 5, and the via contact 55.

상기 하부 전극(35)의 상부에는 PZT 또는 PLZT 등의 압전 물질로 구성된 변형층(40)이 적층된다. 변형층(40)은 졸-겔(sol-gel)법, 스퍼터링 방법, 또는 화학 기상 증착 방법을 이용하여 0.1∼1.0㎛, 바람직하게는 0.4㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 그리고, 상기 변형층(40)을 급속 열처리(RTA) 방법으로 열처리하여 상변이시킨다. 상기 변형층(40)은 상부 전극(45)에 제2 신호(바이어스 신호)가 인가되고 하부 전극(35)에 제1 신호가 인가되어 상부 전극(45)과 하부 전극(35) 사이에 전위차에 따라 발생하는 전기장에 의하여 변형을 일으킨다.A deformation layer 40 made of a piezoelectric material such as PZT or PLZT is stacked on the lower electrode 35. The strained layer 40 is formed to have a thickness of about 0.1-1 .0 μm, preferably about 0.4 μm using a sol-gel method, a sputtering method, or a chemical vapor deposition method. do. In addition, the strained layer 40 is subjected to heat treatment by a rapid heat treatment (RTA) method to perform phase shift. The strained layer 40 is applied with a second signal (bias signal) to the upper electrode 45 and a first signal is applied to the lower electrode 35 so that the potential difference between the upper electrode 45 and the lower electrode 35 is reduced. Deformation is caused by the electric field generated.

상부 전극(45)은 상기 변형층(40)의 상부에 적층된다. 상부 전극(45)은 알루미늄(Al), 은(Ag), 또는 백금(Pt) 등의 전기 전도성 및 반사성을 갖는 금속을 스퍼터링하여 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 상기 상부 전극(45)에는 외부로부터 공통 전극선(도시되지 않음)을 통하여 제2 신호가 인가된다. 상기 상부 전극(45)은 전기 전도성 및 반사성이 우수하므로 전기장을 발생시키는 바이어스 전극의 기능뿐만 아니라 광원으로부터 입사되는 빛을 반사하는 거울의 기능도 함께 수행한다.The upper electrode 45 is stacked on the deformation layer 40. The upper electrode 45 is formed to have a thickness of about 0.01 to 1.0 탆 by sputtering a metal having electrical conductivity and reflectivity such as aluminum (Al), silver (Ag), or platinum (Pt). The second signal is applied to the upper electrode 45 through a common electrode line (not shown) from the outside. Since the upper electrode 45 has excellent electrical conductivity and reflectivity, the upper electrode 45 performs not only a function of a bias electrode generating an electric field, but also a mirror reflecting light incident from a light source.

도 1b를 참조하면, 상기 상부 전극(45)의 상부로부터 순차적으로 상부 전극(45), 변형층(40), 그리고 하부 전극(35)을 각기 소정의 화소 형상으로 패터닝한다. 이 때, 상기 상부 전극(45)의 일부에는 상부 전극(45)의 작동을 균일하게 하여 광원으로부터 입사되는 빛의 난반사를 방지하는 스트라이프(46)가 형성된다.Referring to FIG. 1B, the upper electrode 45, the deformation layer 40, and the lower electrode 35 are sequentially patterned from a top of the upper electrode 45 into a predetermined pixel shape. At this time, a portion of the upper electrode 45 is formed with a stripe 46 to uniformly operate the upper electrode 45 to prevent diffuse reflection of light incident from the light source.

이어서, 상기 변형층(40)의 일측으로부터 변형층(40), 하부 전극(35), 멤브레인(30), 식각 방지층(15), 및 보호층(10)을 차례로 식각하여 비어 홀(50)을 형성한다. 따라서, 상기 비어 홀(50)은 상기 변형층(40)의 일측으로부터 상기 드레인 패드(5)까지 형성된다. 이어서, 상기 비어 홀(50)의 내부에 텅스텐(W), 알루미늄(Al), 또는 티타늄(Ti) 등의 전기 전도성이 우수한 금속을 스퍼터링 방법을 이용하여 증착시켜 비어 컨택(55)을 형성한다. 비어 컨택(55)은 상기 드레인 패드(5)와 하부 전극(35)을 전기적으로 연결한다. 그러므로, 외부로부터 인가된 제1 신호는 액티브 매트릭스(1)에 내장된 트랜지스터, 드레인 패드(5) 및 비어 컨택(55)을 통하여 하부 전극(35)에 인가된다. 계속하여, 상기 멤브레인(30)을 소정의 화소 형상을 갖도록 패터닝한다.Subsequently, the via hole 50 is etched by sequentially etching the strained layer 40, the lower electrode 35, the membrane 30, the etch stop layer 15, and the protective layer 10 from one side of the strained layer 40. Form. Therefore, the via hole 50 is formed from one side of the strained layer 40 to the drain pad 5. Subsequently, a via contact 55 is formed in the via hole 50 by depositing a metal having excellent electrical conductivity such as tungsten (W), aluminum (Al), or titanium (Ti) using a sputtering method. The via contact 55 electrically connects the drain pad 5 and the lower electrode 35. Therefore, the first signal applied from the outside is applied to the lower electrode 35 through the transistor, the drain pad 5, and the via contact 55 embedded in the active matrix 1. Subsequently, the membrane 30 is patterned to have a predetermined pixel shape.

그리고, 상기 희생층(20)을 플루오르화 수소(HF) 증기를 사용하여 제거하여 상기 희생층(20)의 위치에 에어 갭(25)을 형성한 후, 세정 및 건조(rinse and dry) 처리를 수행하여 AMA 소자를 완성한다.Then, the sacrificial layer 20 is removed using hydrogen fluoride (HF) vapor to form an air gap 25 at the position of the sacrificial layer 20, and then a rinse and dry treatment is performed. To complete the AMA device.

상술한 박막형 광로 조절 장치에 있어서, 제1 신호는 액티브 매트릭스(1)에 내장된 MOS 트랜지스터, 드레인 패드(5)와 비어 컨택(55)을 통하여 하부 전극(35)에 인가된다. 동시에, 상부 전극(45)에는 제2 신호가 인가되어 상부 전극(45)과 하부 전극(35) 사이에 전기장이 발생한다. 이 전기장에 의하여 상부 전극(45)과 하부 전극(35) 사이에 적층되어 있는 변형층(40)이 변형을 일으킨다. 변형층(40)은 상기 전기장에 대하여 직교하는 방향으로 수축하며, 변형층(40)을 포함하는 액츄에이터(60)는 소정의 각도를 가지고 상방으로 휘어진다. 따라서, 액츄에이터(60) 상부의 상부 전극(45)도 같은 방향으로 경사진다. 광원으로부터 입사되는 빛은 상부 전극(45)에 의해 소정의 각도로 반사된 후, 스크린에 투영되어 화상을 맺는다.In the above-described thin film type optical path adjusting device, the first signal is applied to the lower electrode 35 through the MOS transistor, the drain pad 5, and the via contact 55 embedded in the active matrix 1. At the same time, a second signal is applied to the upper electrode 45 to generate an electric field between the upper electrode 45 and the lower electrode 35. Due to this electric field, the strained layer 40 stacked between the upper electrode 45 and the lower electrode 35 causes deformation. The strained layer 40 contracts in a direction perpendicular to the electric field, and the actuator 60 including the strained layer 40 is bent upward at a predetermined angle. Therefore, the upper electrode 45 on the actuator 60 is also inclined in the same direction. Light incident from the light source is reflected by the upper electrode 45 at a predetermined angle, and then is projected onto the screen to form an image.

그러나, 상술한 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법에 있어서, 질화물로 이루어진 멤브레인을 형성한 후 곧바로 하부 전극 및 변형층을 순차적으로 형성한다. 통상적으로, 질화물을 증착하면 상기 질화물층의 상부에 자연 산화막(native oxide)이 성장하게 된다. 또한, 질화물을 증착하는 과정에서 파티클(particle)이나 유기물, 무기물과 같은 오염 물질이 발생할 수 있다. 이와 같은 오염 물질이나 자연 산화막을 제거하지 않고 그대로 공정을 진행하게 되면, 후속 공정에서 형성되는 변형층이 정상적으로 변형되지 않아 액츄에이터의 변위가 감소하게 되는 문제가 발생한다.However, in the above-described manufacturing method of the thin film type optical path control apparatus, immediately after forming the membrane made of nitride, the lower electrode and the strained layer are sequentially formed. Typically, depositing nitride causes a native oxide to grow on top of the nitride layer. In addition, contaminants such as particles, organic matter, and inorganic matter may occur in the process of depositing nitride. If the process proceeds as it is without removing such contaminants or natural oxide film, the deformation layer formed in the subsequent process is not normally deformed, there is a problem that the displacement of the actuator is reduced.

따라서, 본 발명의 목적은, 지지층을 형성한 후 세정 공정을 실시하여 변형층의 압전 특성을 향상시킬 수 있는 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a thin film type optical path control apparatus capable of improving the piezoelectric properties of a strained layer by performing a cleaning step after forming a support layer.

도 1a 및 도 1b는 본 출원인의 선행 출원에 기재된 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.1A and 1B are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a thin film type optical path adjusting device described in the applicant's prior application.

도 2는 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치의 평면도이다.2 is a plan view of a thin film type optical path control apparatus according to the present invention.

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

도 4a 내지 도 4d는 도 3에 도시한 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.4A to 4D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the apparatus shown in FIG. 3.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>

100 : 액티브 매트릭스 155 : 제1 금속층100: active matrix 155: first metal layer

160 : 제1 보호층 165 : 제2 금속층160: first protective layer 165: second metal layer

170 : 제2 보호층 175 : 식각 방지층170: second protective layer 175: etch stop layer

185 : 지지층 190 : 하부 전극185: support layer 190: lower electrode

195 : 변형층 200 : 상부 전극195 strain layer 200 upper electrode

205 : 액츄에이터 210 : 비어 홀205 Actuator 210 Beer Hole

215 : 비어 컨택 220 : 스트라이프215: Beer contact 220: Stripe

225 : 에어 갭225: air gap

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, M×N(M, N은 정수) 개의 MOS 트랜지스터가 내장되고 상기 트랜지스터의 드레인으로부터 연장되는 드레인 패드를 갖는 제1 금속층을 포함하는 액티브 매트릭스를 제공하는 단계; 그리고 a) 상기 액티브 매트릭스의 상부에 지지층을 형성한 후 상기 액티브 매트릭스를 플루오르화 수소(HF) 용액에 침전시켜 ⅰ) H2O2+ H2O의 용액으로 세정하는 단계, ⅱ) 50:1 플루오르화 수소(HF) 용액에 침전시키는 단계, 및 ⅲ) 더운 증류수 세척과 린스를 실시하는 단계를 포함하는 세정 공정을 실시하는 단계; b) 상기 지지층의 상부에 하부 전극을 형성하는 단계; c) 상기 하부 전극의 상부에 변형층을 형성하는 단계; 및 d) 상기 변형층의 상부에 상부 전극을 형성하는 단계로 이루어지는 액츄에이터를 형성하는 단계를 포함하는 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an active matrix comprising a first metal layer having M x N (M, N is an integer) MOS transistor embedded therein and having a drain pad extending from the drain of the transistor. ; And a) forming a support layer on top of the active matrix and then precipitating the active matrix in a hydrogen fluoride (HF) solution iii) washing with a solution of H 2 O 2 + H 2 O, ii) 50: 1 Performing a cleaning process comprising precipitation in a hydrogen fluoride (HF) solution, and iii) performing hot distilled water wash and rinse; b) forming a lower electrode on the support layer; c) forming a strained layer on the lower electrode; And d) forming an actuator comprising the step of forming an upper electrode on the deformation layer.

본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법에 의하면, 질화물로 이루어진 지지층을 형성한 후 세정 공정을 실시한다. 바람직하게는, 상기 세정 공정은 웨이퍼를 50:1 플루오르화 수소(HF) 용액에 침전(dipping)시켜 실시한다. 따라서, 상기 지지층의 형성 과정에서 발생하는 파티클, 자연 산화막, 유기물 또는 무기물 등을 제거할 수 있으므로, 후속 공정에서 형성되는 변형층의 압전 특성을 향상시킬 수 있는 있다.According to the manufacturing method of the thin film type optical path control apparatus which concerns on this invention, after forming the support layer which consists of nitrides, it performs a washing process. Preferably, the cleaning process is carried out by dipping the wafer into a 50: 1 hydrogen fluoride (HF) solution. Therefore, the particles, natural oxide film, organic material or inorganic material generated in the process of forming the support layer can be removed, so that the piezoelectric properties of the strained layer formed in the subsequent process can be improved.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.

도 2는 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치의 평면도를 도시한 것이고, 도 3은 도 2에 도시한 장치를 A­A' 선으로 자른 단면도를 도시한 것이다.FIG. 2 is a plan view of a thin film type optical path adjusting device according to the present invention, and FIG. 3 is a sectional view taken along line AA ′ of the device shown in FIG. 2.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 박막형 광로 조절 장치는 액티브 매트릭스(100)와 액티브 매트릭스(100)의 상부에 형성된 액츄에이터(205)를 포함한다.2 and 3, the thin film type optical path control apparatus includes an active matrix 100 and an actuator 205 formed on the active matrix 100.

상기 액티브 매트릭스(100)는, 액티브 매트릭스(100)를 액티브 영역과 필드 영역으로 구분하기 위한 소자 분리막(120)과, 상기 액티브 영역에 게이트(115), 소오스(110) 및 드레인(105)을 갖고 형성된 M×N(M, N은 정수) 개의 P-MOS 트랜지스터를 포함한다. 또한, 상기 액티브 매트릭스(100)는 상기 MOS 트랜지스터의 상부에 적층되고 상기 소오스(110) 및 드레인(105)에 각각 접속되도록 패터닝된 제1 금속층(155), 제1 금속층(155)의 상부에 적층된 제1 보호층(160), 제1 보호층(160)의 상부에 적층된 제2 금속층(165), 제2 금속층(165)의 상부에 적층된 제2 보호층(170), 그리고 제2 보호층(170)의 상부에 적층된 식각 방지층(175)을 포함한다. 상기 제1 금속층(155)은 상기 P-MOS 트랜지스터의 드레인(105)으로부터 연장되는 드레인 패드를 포함하며, 상기 제2 금속층(165)은 티타늄(Ti)층 및 질화 티타늄(TiN)층을 포함한다.The active matrix 100 includes an isolation layer 120 for dividing the active matrix 100 into an active region and a field region, and a gate 115, a source 110, and a drain 105 in the active region. The formed MxN (M, N is an integer) P-MOS transistors are included. In addition, the active matrix 100 is stacked on top of the first metal layer 155 and the first metal layer 155 that are stacked on top of the MOS transistor and patterned to be connected to the source 110 and the drain 105, respectively. First protective layer 160, second metal layer 165 stacked on top of first protective layer 160, second protective layer 170 stacked on top of second metal layer 165, and second The anti-etching layer 175 stacked on the protective layer 170 is included. The first metal layer 155 includes a drain pad extending from the drain 105 of the P-MOS transistor, and the second metal layer 165 includes a titanium (Ti) layer and a titanium nitride (TiN) layer. .

상기 액츄에이터(205)는, 상기 식각 방지층(175) 중 아래에 드레인 패드가 형성된 부분에 일측이 접촉되며 타측이 에어 갭(225)을 개재하여 수평하게 형성된 지지층(185), 지지층(185)의 상부에 적층된 하부 전극(190), 하부 전극(190)의 상부에 적층된 변형층(195), 변형층(195)의 상부에 적층된 상부 전극(200), 그리고 상기 변형층(195)의 일측으로부터 변형층(195), 하부 전극(190), 지지층(185), 식각 방지층(175), 제2 보호층(170) 및 제1 보호층(160)을 통하여 상기 제1 금속층(155)의 드레인 패드까지 수직하게 형성된 비어 홀(210)의 내부에 상기 드레인 패드와 하부 전극(190)이 서로 연결되도록 형성된 비어 컨택(215)을 포함한다.The actuator 205 may have one side contacting a portion of the etch stop layer 175 having a drain pad formed thereon, and the other side of the actuator 205 horizontally formed through the air gap 225, and an upper portion of the support layer 185. A lower electrode 190 stacked on the lower electrode 190, a strained layer 195 stacked on top of the lower electrode 190, an upper electrode 200 stacked on top of the strained layer 195, and one side of the strained layer 195. Drain of the first metal layer 155 through the strain layer 195, the lower electrode 190, the support layer 185, the etch stop layer 175, the second passivation layer 170, and the first passivation layer 160. The via contact 215 may be formed to connect the drain pad and the lower electrode 190 to each other in the via hole 210 perpendicular to the pad.

상기 지지층(185)은 선행 출원에 기재된 박막형 광로 조절 장치 중 액츄에이터를 지지하는 멤브레인의 기능을 수행한다. 상기 상부 전극(200)의 일부에는 상부 전극(200)을 균일하게 작동시켜 상부 전극(200) 중 변형층(195)의 변형에 따라 변형되는 부분과 변형되지 않는 부분의 경계에서 광원으로부터 입사되는 광이 난반사 되는 것을 방지하기 위한 스트라이프(220)가 형성된다.The support layer 185 functions as a membrane supporting the actuator of the thin film type optical path adjusting device described in the previous application. Light incident on the part of the upper electrode 200 is uniformly operated by the upper electrode 200 and is incident from the light source at the boundary between the portion of the upper electrode 200 which is deformed according to the deformation of the deformation layer 195 and the portion which is not deformed. Stripes 220 are formed to prevent these diffuse reflections.

이하, 본 발명에 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 the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 4a 내지 도 4d는 도 3에 도시한 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다. 도 4a 내지 도 4d에 있어서, 도 3과 동일한 부재들에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용한다.4A to 4D are cross-sectional views for explaining the method for manufacturing the device shown in FIG. 3. 4A to 4D, the same reference numerals are used for the same members as in FIG.

도 4a를 참조하면, n형으로 도핑된 실리콘(Si) 웨이퍼로 구성된 액티브 매트릭스(100)를 준비한 후, 통상의 소자 분리 공정, 예를 들면, 실리콘 부분 산화법(LOCOS)을 이용하여 상기 액티브 매트릭스(100)에 액티브 영역 및 필드 영역을 구분하기 위한 소자 분리막(120)을 형성한다. 이어서, 상기 액티브 영역의 상부에 불순물이 도핑된 폴리 실리콘과 같은 도전 물질로 이루어진 게이트(115)를 형성한 후, 이온 주입 공정으로 p+소오스(110) 및 드레인(105)을 형성함으로써, M×N(M, N은 정수) 개의 P-MOS 트랜지스터를 형성한다.Referring to FIG. 4A, after preparing an active matrix 100 formed of an n-type doped silicon (Si) wafer, the active matrix (LOCOS) may be manufactured using a conventional device isolation process, for example, silicon partial oxidation (LOCOS). An isolation layer 120 is formed in 100 to separate the active region and the field region. Subsequently, a gate 115 made of a conductive material such as polysilicon doped with impurities is formed on the active region, and then p + source 110 and drain 105 are formed by an ion implantation process. N (M, N is an integer) P-MOS transistors are formed.

상기 트랜지스터가 형성된 결과물의 상부에 산화물로 이루어진 절연막(125)을 형성한 후, 사진 식각 공정으로 상기 소오스(110) 및 드레인(105)의 일측 상부를 각각 노출시키는 개구부들을 형성한다. 이어서, 상기 개구부들이 형성된 결과물의 상부에 티타늄, 질화 티타늄, 텅스텐 등과 같은 금속으로 이루어진 제1 금속층(155)을 증착한 후 상기 제1 금속층(155)을 사진 식각 공정으로 패터닝한다. 상기와 같이 패터닝된 제1 금속층(155)은 상기 P-MOS 트랜지스터의 드레인(105)으로부터 액츄에이터(205)의 지지부까지 연장되는 드레인 패드를 포함한다.After the insulating film 125 made of oxide is formed on the upper part of the resultant transistor, the openings exposing the upper portions of the one side of the source 110 and the drain 105 are formed by a photolithography process. Subsequently, a first metal layer 155 made of a metal such as titanium, titanium nitride, tungsten, or the like is deposited on the resultant on which the openings are formed, and then the first metal layer 155 is patterned by a photolithography process. The patterned first metal layer 155 includes a drain pad extending from the drain 105 of the P-MOS transistor to the support of the actuator 205.

상기 액티브 매트릭스(100) 및 제1 금속층(155)의 상부에는 제1 보호층(160)이 형성된다. 제1 보호층(160)은 인 실리케이트 유리(PSG)를 화학 기상 증착(CVD) 방법을 이용하여 8000Å 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 상기 제1 보호층(160)은 후속하는 공정 동안 상기 MOS 트랜지스터가 내장된 액티브 매트릭스(100)가 손상을 입게 되는 것을 방지한다.The first passivation layer 160 is formed on the active matrix 100 and the first metal layer 155. The first passivation layer 160 is formed to have a thickness of about 8000 kPa using the silicate glass (PSG) method using a chemical vapor deposition (CVD) method. The first protective layer 160 prevents damage to the active matrix 100 in which the MOS transistor is embedded during a subsequent process.

상기 제1 보호층(160)의 상부에는 제2 금속층(165)이 형성된다. 제2 금속층(165)을 형성하기 위하여, 먼저 티타늄을 스퍼터링하여 300Å 정도의 두께로 티타늄층을 형성한 후, 티타늄층의 상부에 질화 티타늄을 물리 기상 증착(PVD) 방법을 사용하여 증착시켜 질화 티타늄층을 형성한다. 상기 제2 금속층(165)은 광원으로부터 입사되는 광이 반사층인 상부 전극(200) 뿐만 아니라, 상부 전극(200)이 형성된 부분을 제외한 부분에도 입사됨으로 인하여, 액티브 매트릭스(100)에 광 누설 전류가 흐르게 되는 것을 방지한다. 이어서, 상기 제2 금속층(165) 중 후속 공정에서 비어 컨택(215)이 형성될 부분(166)을 사진 식각 공정을 통해 식각하여 제1 보호층(160)의 일부를 노출시킨다.The second metal layer 165 is formed on the first passivation layer 160. In order to form the second metal layer 165, first, a titanium layer is formed by sputtering titanium to a thickness of about 300 kV, and then titanium nitride is deposited on the titanium layer by using a physical vapor deposition (PVD) method. Form a layer. Since the light incident from the light source is incident not only to the upper electrode 200, which is a reflective layer, but also to a portion other than the portion where the upper electrode 200 is formed, the second metal layer 165 may have a light leakage current in the active matrix 100. To prevent it from flowing. Subsequently, a portion 166 of the second metal layer 165 in which the via contact 215 is to be formed in a subsequent process is etched through a photolithography process to expose a portion of the first passivation layer 160.

상기 노출된 제1 보호층(160) 및 제2 금속층(165)의 상부에는 제2 보호층(170)이 형성된다. 제2 보호층(170)은 인 실리케이트 유리(PSG)를 사용하여 2000Å 정도의 두께로 형성한다. 상기 제2 보호층(170) 역시 후속하는 공정 동안 상기 트랜지스터가 내장된 액티브 매트릭스(100) 및 액티브 매트릭스(100) 상에 형성된 상기 결과물들이 손상을 입게 되는 것을 방지한다.The second passivation layer 170 is formed on the exposed first passivation layer 160 and the second metal layer 165. The second protective layer 170 is formed to have a thickness of about 2000 GPa using in-silicate glass (PSG). The second protective layer 170 also prevents damage to the active matrix 100 in which the transistor is embedded and the results formed on the active matrix 100 during the subsequent process.

상기 제2 보호층(170)의 상부에는 식각 방지층(175)이 형성된다. 식각 방지층(175)은 상기 액티브 매트릭스(100) 및 제2 보호층(170)이 후속되는 식각 공정으로 인하여 식각되는 것을 방지한다. 상기 식각 방지층(175)은 질화물(Si3N4)을 저압 화학 기상 증착(LPCVD) 방법으로 증착하여 1000∼2000Å 정도의 두께를 가지도록 형성한다.An etch stop layer 175 is formed on the second passivation layer 170. The etch stop layer 175 prevents the active matrix 100 and the second passivation layer 170 from being etched due to the subsequent etching process. The etch stop layer 175 is formed by depositing nitride (Si 3 N 4 ) by a low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) method to have a thickness of about 1000 ~ 2000Å.

상기 식각 방지층(175)의 상부에는 희생층(180)이 형성된다. 희생층(180)은 인 실리케이트 유리(PSG)를 대기압 화학 기상 증착(APCVD) 방법으로 2.0∼3.0㎛ 정도의 두께로 증착하여 형성한다. 이 경우, 희생층(180)은 상기 MOS 트랜지스터가 내장된 액티브 매트릭스(100)의 상부를 덮고 있으므로 그 표면의 평탄도가 매우 불량하다. 따라서, 스핀 온 글래스(SOG)를 사용하는 방법 또는 화학 기계적 연마(CMP) 방법을 이용하여 상기 희생층(180)이 1.1㎛ 정도의 두께가 되도록 상기 희생층(180)의 표면을 연마함으로써 평탄화시킨다. 이어서, 상기 희생층(180) 중 아래에 드레인 패드(145)가 형성된 부분을 식각하여 상기 식각 방지층(175)의 일부를 노출시킴으로써, 액츄에이터(205)의 지지부를 형성한다.The sacrificial layer 180 is formed on the etch stop layer 175. The sacrificial layer 180 is formed by depositing phosphorus silicate (PSG) to a thickness of about 2.0 to about 3.0 μm by an atmospheric pressure chemical vapor deposition (APCVD) method. In this case, since the sacrificial layer 180 covers the top of the active matrix 100 in which the MOS transistor is embedded, the surface flatness is very poor. Therefore, by using a spin on glass (SOG) method or a chemical mechanical polishing (CMP) method by polishing the surface of the sacrificial layer 180 so that the sacrificial layer 180 to a thickness of about 1.1㎛ Planarize. Subsequently, a portion of the sacrificial layer 180 where the drain pad 145 is formed is etched to expose a portion of the etch stop layer 175, thereby forming a support of the actuator 205.

도 4b를 참조하면, 지지층(185)을 상기 노출된 식각 방지층(175)의 상부 및 희생층(180)의 상부에 형성한다. 지지층(185)은 질화물을 저압 화학 기상 증착(LPCVD) 방법을 이용하여 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다.Referring to FIG. 4B, a support layer 185 is formed on the exposed etch stop layer 175 and on the sacrificial layer 180. The support layer 185 is formed to have a thickness of about 0.1 to 1.0 탆 using low pressure chemical vapor deposition (LPCVD).

이어서, NH4OH : H2O2: H2O가 1 : 1 : 5의 비율로 혼합되어 있는 표준 세정액(SC-1)을 사용하여 상기 액티브 매트릭스(100)를 1차 세정하여 유기물 및 무기물을 제거한 후, 50:1 플루오르화 수소(HF) 용액에 상기 액티브 매트릭스(100)를 침전시켜 질화물로 이루어진 지지층(185)의 상부에 형성된 자연 산화막 및 상기 표준 세정액(SC-1) 용액에 의해 제거되지 않고 남아 있는 유기물 등을 제거한다. 계속해서, 더운-증류수(hot D·I Water)에서 세척한 후, 린스 및 건조 공정을 수행한다. 상술한 세정 공정을 진행하게 되면 지지층(185)의 두께가 어느 정도 손실되게 된다. 그러므로, 세정 공정에 따른 두께 손실량을 계산하여 상기 지지층(185)을 원하는 두께보다 더 두껍게 형성하는 것이 바람직하다.Subsequently, the active matrix 100 was first washed using a standard cleaning solution (SC-1) in which NH 4 OH: H 2 O 2 : H 2 O was mixed at a ratio of 1: 1: 5 to form an organic material and an inorganic material. After the removal, the active matrix 100 was precipitated in a 50: 1 hydrogen fluoride (HF) solution and removed by the native oxide film formed on the support layer 185 made of nitride and the standard cleaning solution (SC-1) solution. Remove any remaining organic matter. Subsequently, after washing in hot D-I Water, a rinse and dry process is performed. When the cleaning process described above is performed, the thickness of the support layer 185 may be lost to some extent. Therefore, it is preferable to form the support layer 185 thicker than the desired thickness by calculating the thickness loss according to the cleaning process.

하부 전극(190)은 상기 지지층(185)의 상부에 형성된다. 하부 전극(190)은 백금(Pt), 탄탈륨(Ta), 또는 백금-탄탈륨(Pt-Ta) 등의 전기 전도성울 갖는 금속을 스퍼터링하여 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 이와 동시에, 하부 전극(190)을 각 화소별로 분리시킴으로써 각각의 화소들에 독립적인 제1 신호(화상 신호)가 인가되도록 한다(Iso-cutting 공정). 상기 하부 전극(190)에는 외부로부터 액티브 매트릭스(100)에 내장된 트랜지스터, 제1 금속층(155)의 드레인 패드, 및 비어 컨택(215)을 통하여 제1 신호가 인가된다.The lower electrode 190 is formed on the support layer 185. The lower electrode 190 is formed to have a thickness of about 0.01 to 1.0 μm by sputtering a metal having electrical conductivity such as platinum (Pt), tantalum (Ta), or platinum-tantalum (Pt-Ta). do. At the same time, the lower electrode 190 is separated for each pixel so that an independent first signal (image signal) is applied to each pixel (Iso-cutting process). A first signal is applied to the lower electrode 190 through a transistor embedded in the active matrix 100, a drain pad of the first metal layer 155, and a via contact 215 from the outside.

상기 하부 전극(190)의 상부에는 PZT 또는 PLZT 등의 압전 물질로 구성된 변형층(195)을 형성한다. 변형층(195)은 졸-겔법, 스퍼터링 방법, 또는 화학 기상 증착 방법을 이용하여 0.1∼1.0㎛, 바람직하게는 0.4㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 그리고, 상기 변형층(195)을 구성하는 압전 물질을 급속 열처리(RTA) 방법으로 열처리하여 상변이시킨다. 상기 변형층(195)은 상부 전극(200)에 제2 신호(바이어스 신호)가 인가되고 하부 전극(190)에 제1 신호가 인가되어 상부 전극(200)과 하부 전극(190) 사이의 전위차에 따라 발생하는 전기장에 의하여 변형을 일으킨다.A strained layer 195 formed of a piezoelectric material such as PZT or PLZT is formed on the lower electrode 190. The strained layer 195 is formed to have a thickness of about 0.1 to 1.0 µm, preferably about 0.4 µm using a sol-gel method, a sputtering method, or a chemical vapor deposition method. In addition, the piezoelectric material constituting the strained layer 195 is subjected to heat treatment by a rapid heat treatment (RTA) method to perform phase shift. The strained layer 195 is applied with a second signal (bias signal) to the upper electrode 200 and a first signal is applied to the lower electrode 190 so that the potential difference between the upper electrode 200 and the lower electrode 190 is reduced. Deformation is caused by the electric field generated.

상부 전극(200)은 상기 변형층(195)의 상부에 형성된다. 상부 전극(200)은 알루미늄(Al), 은(Ag), 또는 백금(Pt) 등의 전기 전도성 및 반사성을 갖는 금속을 스퍼터링하여 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 상기 상부 전극(200)에는 외부로부터 공통 전극선(도시되지 않음)을 통하여 제2 신호가 인가된다. 상기 상부 전극(200)은 전기 전도성 및 반사성이 우수하므로 전기장을 발생시키는 바이어스 전극의 기능뿐만 아니라 광원으로부터 입사되는 빛을 반사하는 거울의 기능도 함께 수행한다.The upper electrode 200 is formed on the strained layer 195. The upper electrode 200 is formed to have a thickness of about 0.01 to 1.0 μm by sputtering a metal having electrical conductivity and reflectivity such as aluminum (Al), silver (Ag), or platinum (Pt). The second signal is applied to the upper electrode 200 through a common electrode line (not shown) from the outside. Since the upper electrode 200 has excellent electrical conductivity and reflectivity, the upper electrode 200 performs not only a function of a bias electrode generating an electric field but also a function of a mirror reflecting light incident from a light source.

도 4c를 참조하면, 상기 상부 전극(200), 변형층(195), 및 하부 전극(190)을 각기 순차적으로 소정의 화소 형상을 갖도록 패터닝한다. 이 때, 상기 상부 전극(200)의 일부에는 상부 전극(200)의 작동을 균일하게 하여 광원으로부터 입사되는 광이 난반사 되는 것을 방지하는 스트라이프(220)가 형성된다.Referring to FIG. 4C, the upper electrode 200, the strain layer 195, and the lower electrode 190 are sequentially patterned to have a predetermined pixel shape. At this time, a part of the upper electrode 200 is formed with a stripe 220 to uniformly operate the upper electrode 200 to prevent diffuse reflection of light incident from the light source.

이어서, 상기 변형층(195)의 일측으로부터 변형층(195), 하부 전극(190), 지지층(185), 식각 방지층(175), 제2 보호층(170), 및 제1 보호층(160)을 차례로 식각하여 비어 홀(210)을 형성한다. 따라서, 비어 홀(210)은 상기 변형층(195)의 일측으로부터 상기 제1 금속층(155)의 드레인 패드까지 형성된다. 이어서, 상기 비어 홀(210) 내에 텅스텐(W), 알루미늄(Al), 또는 티타늄(Ti) 등의 전기 전도성이 우수한 금속을 스퍼터링 방법을 이용하여 증착시켜 비어 컨택(215)을 형성한다. 비어 컨택(215)은 상기 제1 금속층(155)의 드레인 패드와 하부 전극(190)을 전기적으로 연결한다. 그러므로, 외부로부터 인가된 제1 신호는 액티브 매트릭스(100)에 내장된 트랜지스터, 드레인 패드 및 비어 컨택(215)을 통하여 하부 전극(190)에 인가된다. 계속하여, 상기 지지층(185)을 소정의 화소 형상을 갖도록 패터닝한다.Subsequently, the strained layer 195, the lower electrode 190, the support layer 185, the etch stop layer 175, the second protective layer 170, and the first protective layer 160 are formed from one side of the strained layer 195. The via holes are sequentially etched to form via holes 210. Therefore, the via hole 210 is formed from one side of the strained layer 195 to the drain pad of the first metal layer 155. Subsequently, a via contact 215 is formed in the via hole 210 by depositing a metal having excellent electrical conductivity such as tungsten (W), aluminum (Al), or titanium (Ti) using a sputtering method. The via contact 215 electrically connects the drain pad of the first metal layer 155 and the lower electrode 190. Therefore, the first signal applied from the outside is applied to the lower electrode 190 through the transistor, the drain pad, and the via contact 215 embedded in the active matrix 100. Subsequently, the support layer 185 is patterned to have a predetermined pixel shape.

도 4d를 참조하면, 상기 희생층(180)을 플루오르화 수소(HF) 증기를 사용하여 식각하여 희생층(180)의 위치에 에어 갭(225)을 형성한 후, 세정 및 건조(rinse and dry) 처리를 수행하여 AMA 소자를 완성한다.Referring to FIG. 4D, the sacrificial layer 180 is etched using hydrogen fluoride (HF) vapor to form an air gap 225 at the position of the sacrificial layer 180, followed by rinse and dry. ) To complete the AMA device.

상술한 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치에 있어서, 외부로부터 전달된 제1 신호는 액티브 매트릭스(100)에 내장된 트랜지스터, 제1 금속층(155)의 드레인 패드 및 비어 컨택(215)을 통해 하부 전극(190)에 인가된다. 동시에, 상부 전극(200)에는 제2 신호가 인가되어 상기 상부 전극(200)과 하부 전극(190) 사이에 전위차에 따른 전기장이 발생하게 된다. 이러한 전기장에 의하여 상부 전극(200)과 하부 전극(190) 사이에 형성된 변형층(195)이 변형을 일으킨다. 변형층(195)은 상기 전기장에 대하여 직교하는 방향으로 수축하게 되며, 이에 따라 상기 액츄에이터(205)는 소정의 각도로 휘게 된다. 빛을 반사하는 거울의 기능도 수행하는 상부 전극(200)은 액츄에이터(205)의 상부에 형성되어 있으므로 액츄에이터(205)와 함께 경사진다. 이에 따라서, 상부 전극(200)은 광원으로부터 입사되는 빛을 소정의 각도로 반사하며, 반사된 빛은 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 the lower electrode through the transistor embedded in the active matrix 100, the drain pad of the first metal layer 155 and the via contact 215. Is applied to 190. At the same time, a second signal is applied to the upper electrode 200 to generate an electric field according to the potential difference between the upper electrode 200 and the lower electrode 190. Due to this electric field, the deformation layer 195 formed between the upper electrode 200 and the lower electrode 190 causes deformation. The strained layer 195 contracts in a direction orthogonal to the electric field, and thus the actuator 205 is bent at a predetermined angle. The upper electrode 200, which also functions as a mirror that reflects light, is formed on the actuator 205 and is inclined together with the actuator 205. Accordingly, the upper electrode 200 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.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법에 의하면, 질화물로 이루어진 지지층을 형성한 후 세정 공정을 실시한다. 바람직하게는, 상기 세정 공정은 액티브 매트릭스를 50:1 플루오르화 수소(HF) 용액에 침전시켜 실시한다. 따라서, 상기 지지층의 형성 과정에서 발생하는 파티클, 자연 산화막 또는 기타 오염 물질을 제거할 수 있으므로, 후속 공정에서 형성되는 변형층의 압전 특성을 향상시킬 수 있다.As described above, according to the manufacturing method of the thin film type optical path control apparatus according to the present invention, after forming a support layer made of nitride, a cleaning process is performed. Preferably, the cleaning process is carried out by precipitating the active matrix in a 50: 1 hydrogen fluoride (HF) solution. Therefore, since particles, natural oxide films, or other contaminants generated during the formation of the support layer can be removed, the piezoelectric properties of the strained layer formed in a subsequent process can be improved.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.

Claims (1)

M×N(M, N은 정수) 개의 MOS 트랜지스터가 내장되고 상기 트랜지스터의 드레인으로부터 연장되는 드레인 패드를 갖는 제1 금속층을 포함하는 액티브 매트릭스를 제공하는 단계; 그리고Providing an active matrix comprising a first metal layer with M × N (M, N is an integer) embedded therein and having a drain pad extending from the drain of the transistor; And a) 상기 액티브 매트릭스의 상부에 지지층을 형성한 후 상기 액티브 매트릭스를 플루오르화 수소(HF) 용액에 침전시켜 ⅰ) H2O2+ H2O의 용액으로 세정하는 단계, ⅱ) 50:1 플루오르화 수소(HF) 용액에 침전시키는 단계, 및 ⅲ) 더운 증류수 세척과 린스를 실시하는 단계를 포함하는 세정 공정을 실시하는 단계; b) 상기 지지층의 상부에 하부 전극을 형성하는 단계; c) 상기 하부 전극의 상부에 변형층을 형성하는 단계; d) 상기 변형층의 상부에 상부 전극을 형성하는 단계로 이루어지는 액츄에이터를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법.a) forming a support layer on top of the active matrix and then precipitating the active matrix in a hydrogen fluoride (HF) solution iii) washing with a solution of H 2 O 2 + H 2 O, ii) 50: 1 fluorine Performing a cleaning process comprising the step of precipitating in hydrogen hydrogen (HF) solution, and iii) performing hot distilled water washing and rinsing; b) forming a lower electrode on the support layer; c) forming a strained layer on the lower electrode; d) forming an actuator comprising the step of forming an upper electrode on the strained layer.
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