KR19990039329A - Manufacturing method of thin film type optical path control device - Google Patents

Manufacturing method of thin film type optical path control device Download PDF

Info

Publication number
KR19990039329A
KR19990039329A KR1019970059376A KR19970059376A KR19990039329A KR 19990039329 A KR19990039329 A KR 19990039329A KR 1019970059376 A KR1019970059376 A KR 1019970059376A KR 19970059376 A KR19970059376 A KR 19970059376A KR 19990039329 A KR19990039329 A KR 19990039329A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
mirror
upper electrode
sacrificial layer
lower electrode
Prior art date
Application number
KR1019970059376A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
황규호
Original Assignee
전주범
대우전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 전주범, 대우전자 주식회사 filed Critical 전주범
Priority to KR1019970059376A priority Critical patent/KR19990039329A/en
Publication of KR19990039329A publication Critical patent/KR19990039329A/en

Links

Landscapes

  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
  • Micromachines (AREA)

Abstract

거울의 손상을 방지하여 입사되는 광의 광효율을 향상시킬 수 있는 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법이 개시된다. 액티브 매트릭스의 상부에 희생층을 형성하고 패터닝한 후, 희생층의 상부에 지지층, 하부 전극, 변형층, 그리고 상부 전극을 차례로 적층한다. 상기 상부 전극, 변형층, 하부 전극 및 지지층을 차례로 패터닝하여 액츄에이터를 형성하고 패터닝된 지지층의 상부에 알루미늄을 사용하여 거울을 형성한다. 그리고, 희생층을 65∼73% 정도의 농도를 갖는 플루오르화 수소(HF) 증기를 사용하여 제거한다. 따라서, 거울의 구성 물질인 알루미늄에 대한 플루오르화 수소의 식각 선택성이 향상되어 희생층을 식각하는 동안 거울이 손상을 받지 않게 된다. 그러므로, 광원으로부터 입사되는 광의 광효율을 높일 수 있으며, 스크린에 투영되는 화상의 화질을 향상시킬 수 있다.Disclosed is a manufacturing method of a thin film type optical path control apparatus capable of preventing damage to a mirror and improving light efficiency of incident light. After the sacrificial layer is formed and patterned on the active matrix, the support layer, the lower electrode, the strain layer, and the upper electrode are sequentially stacked on the sacrificial layer. The upper electrode, the strain layer, the lower electrode, and the support layer are sequentially patterned to form an actuator, and a mirror is formed using aluminum on top of the patterned support layer. The sacrificial layer is then removed using hydrogen fluoride (HF) vapor having a concentration of about 65 to 73%. Thus, the etching selectivity of hydrogen fluoride with respect to aluminum, which is a constituent of the mirror, is improved so that the mirror is not damaged while the sacrificial layer is etched. Therefore, the light efficiency of the light incident from the light source can be improved, and the image quality of the image projected on the screen can be improved.

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 희생층을 식각할 때 사용되는 플루오르화 수소(HF)의 농도를 조절함으로써 플루오르화 수소에 의한 거울의 손상을 방지하여 입사되는 광의 광효율을 향상시킬 수 있는 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법에 관한 것이다The present invention relates to a method for manufacturing a thin film type optical path control device using an Actuated Mirror Array (AMA), and more particularly, by adjusting the concentration of hydrogen fluoride (HF) used when etching a sacrificial layer. It relates to a method of manufacturing a thin film type optical path control device that can prevent damage to the mirror to improve the light efficiency of the incident light.

광학 에너지(optical energy)를 스크린 상에 투영하기 위한 광로 조절 장치 또는 공간적 광 변조기(optical light modulator)는 광통신, 화상 처리, 그리고 정보 디스플레이 장치와 같은 다양한 분야에 응용될 수 있다. 이러한 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 modulators or optical 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. An image processing apparatus using such an optical modulator is generally divided into a direct-view image display device and a projection-type image display device according to a method of displaying optical energy on a screen. do.

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 장치로서 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display : LCD), DMD(Deformable Mirror Device), 그리고 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. Examples of the projection image display apparatus 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 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 a patent application No. 96-42197 (Applicant's name: thin film type optical path control device that can control the stress of the membrane and a method of manufacturing the same) of the applicant filed a patent application of the Republic of Korea Patent Office on September 24, 1996 Is disclosed.

도 1은 상기 선행 출원에 기재된 박막형 광로 조절 장치의 단면도를 도시한 것이다. 도 1을 참조하면, 상기 박막형 광로 조절 장치는 액티브 매트릭스(1)와 액티브 매트릭스(1)의 상부에 형성된 액츄에이터(60)를 포함한다. 상기 액티브 매트릭스(1)는 액티브 매트릭스(1) 및 드레인 패드(5)의 상부에 적층된 보호층(10)과 보호층(10)의 상부에 적층된 식각 방지층(15)을 포함한다.Figure 1 shows a cross-sectional view of the thin film type optical path control device described in the preceding application. Referring to FIG. 1, the thin film type optical path adjusting apparatus includes an active matrix 1 and an actuator 60 formed on the active matrix 1. The active matrix 1 includes a protective layer 10 stacked on the active matrix 1 and the drain pad 5, and an etch stop layer 15 stacked on the protective layer 10.

상기 액츄에이터(40)는, 일측이 상기 식각 방지층(15) 중 아래에 드레인 패드(5)가 형성되어 있는 부분에 접촉되며 타측이 에어 갭(20)을 개재하여 수평하게 형성된 멤브레인(25), 멤브레인(25)의 상부에 적층된 하부 전극(30), 하부 전극(30)의 상부에 적층된 변형층(35), 변형층(35)의 상부에 적층된 상부 전극(40), 그리고 상기 변형층(35)의 일측으로부터 변형층(35), 하부 전극(30), 멤브레인(25), 식각 방지층(15) 및 보호층(10)을 통하여 상기 드레인 패드(5)까지 형성된 비어 홀(45) 내에 하부 전극(30)과 드레인 패드(5)가 서로 전기적으로 형성된 비어 컨택(50)을 포함한다.The actuator 40 has one side in contact with a portion where the drain pad 5 is formed below the etch stop layer 15, and the other side has a membrane 25 formed horizontally through the air gap 20, and a membrane. Lower electrode 30 stacked on top of 25, strained layer 35 stacked on top of lower electrode 30, upper electrode 40 stacked on top of strained layer 35, and the strained layer. In the via hole 45 formed from one side of the 35 to the drain pad 5 through the strained layer 35, the lower electrode 30, the membrane 25, the etch stop layer 15, and the protective layer 10. The lower electrode 30 and the drain pad 5 include a via contact 50 electrically formed with each other.

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

도 2a 내지 도 2d는 도 1에 도시한 장치의 제조 공정도이다. 도 2a를 참조하면, 내부에 M×N(M, N은 정수) 개의 MOS 트랜지스터(도시되지 않음)가 내장되고 상기 트랜지스터의 드레인으로부터 연장되는 드레인 패드(5)가 형성된 액티브 매트릭스(1)의 상부에 보호층(10)을 형성한다. 보호층(10)은 인 실리케이트 유리(PSG)를 화학 기상 증착(CVD) 방법을 이용하여 1.0∼2.0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 상기 보호층(10)은 후속하는 공정 동안 상기 MOS 트랜지스터가 내장된 액티브 매트릭스(1)를 보호한다.2A to 2D are manufacturing process diagrams of the apparatus shown in FIG. 1. Referring to FIG. 2A, an upper portion of an active matrix 1 having M x N (M, N is an integer) MOS transistors (not shown) embedded therein and a drain pad 5 extending from the drain of the transistor. The protective layer 10 is formed in the. The protective layer 10 is formed of phosphorus silicate glass (PSG) to have a thickness of about 1.0 to about 2.0 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)의 상부에는 식각 방지층(15)이 형성된다. 식각 방지층(15)은 질화물을 저압 화학 기상 증착(LPCVD) 방법을 이용하여 1000∼2000Å 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 식각 방지층(15)은 후속하는 식각 공정 동안 상기 액티브 매트릭스(1) 및 보호층(10)이 식각되어 손상을 입는 것을 방지한다.An etch stop layer 15 is formed on the passivation 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 active matrix 1 and the protective layer 10 from being etched and damaged during the subsequent etching process.

상기 식각 방지층(15)의 상부에는 희생층(18)이 적층된다. 희생층(18)은 인(P)의 농도가 높은 인 실리케이트 유리(PSG)를 대기압 화학 기상 증착(APCVD) 방법을 이용하여 1.0∼3.0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 이 경우, 희생층(18)은 상기 트랜지스터가 내장된 액티브 매트릭스(1)의 상부를 덮고 있으므로 그 표면의 평탄도가 매우 불량하다. 따라서, 희생층(18)의 표면을 스핀 온 글래스(SOG)를 사용하는 방법 또는 화학 기계적 연마(CMP) 방법을 이용하여 연마함으로써 평탄화시킨다. 이어서, 상기 희생층(18)의 일부를 식각하여 상기 식각 방지층(15) 중 아래에 드레인 패드(5)가 형성되어 있는 부분을 노출시킨다.The sacrificial layer 18 is stacked on the etch stop layer 15. The sacrificial layer 18 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 18 covers the upper portion of the active matrix 1 in which the transistor is embedded, the surface flatness is very poor. Accordingly, the surface of the sacrificial layer 18 is planarized by polishing using a spin on glass (SOG) method or a chemical mechanical polishing (CMP) method. Subsequently, a portion of the sacrificial layer 18 is etched to expose a portion in which the drain pad 5 is formed below the etch stop layer 15.

도 2b를 참조하면, 멤브레인(25)은 상기 노출된 식각 방지층(15) 및 희생층(18)의 상부에 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께를 가지도록 적층한다. 상기 멤브레인(25)은 탄화규소(SiC)를 PECVD(Plasma Enhanced CVD) 방법을 이용하여 형성된다.Referring to FIG. 2B, the membrane 25 is stacked on the exposed etch stop layer 15 and the sacrificial layer 18 to have a thickness of about 0.1 to 1.0 μm. The membrane 25 is formed of silicon carbide (SiC) using a Plasma Enhanced CVD (PECVD) method.

상기 멤브레인(25)의 상부에는 하부 전극(30)이 적층된다. 하부 전극(30)은 백금(Pt) 또는 백금-탄탈륨(Pt-Ta) 등의 금속을 스퍼터링(sputtering) 방법을 이용하여 500∼2000Å 정도의 두께를 가지도록 적층한다. 이어서, 각각의 화소별로 독립적인 제1 신호(화상 신호)를 인가하기 위하여 하부 전극(30)을 Iso-Cutting한다.The lower electrode 30 is stacked on the membrane 25. The lower electrode 30 is laminated with a metal such as platinum (Pt) or platinum-tantalum (Pt-Ta) so as to have a thickness of about 500 to 2000 kW using a sputtering method. Subsequently, the lower electrode 30 is iso-cutted so as to apply an independent first signal (image signal) for each pixel.

도 2c를 참조하면, 상기 하부 전극(30)의 상부에는 변형층(35)이 적층된다. 변형층(35)은 PZT 또는 PLZT 등의 압전 물질을 졸-겔(sol-gel)법을 이용하여 0.1∼1.0㎛, 바람직하게는 0.4㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한 후, 변형층(35)을 구성하는 압전 물질을 급속 열처리(RTA) 방법으로 열처리하여 상변이시킨다. 상기 변형층(35)은 상부 전극(40)에 제2 신호(바이어스 신호)가 인가되고 하부 전극(30)에 제1 신호가 인가되어 상부 전극(40)과 하부 전극(30) 사이의 전위차에 따라 발생하는 전기장에 의하여 변형을 일으킨다.Referring to FIG. 2C, a strained layer 35 is stacked on the lower electrode 30. The strained layer 35 is formed of a piezoelectric material such as PZT or PLZT so as to have a thickness of about 0.1 to 1.0 탆, preferably about 0.4 탆 using a sol-gel method. Thereafter, the piezoelectric material constituting the strained layer 35 is subjected to heat treatment by a rapid heat treatment (RTA) method to cause phase shift. The strained layer 35 is applied with a second signal (bias signal) to the upper electrode 40 and a first signal is applied to the lower electrode 30 so that the potential difference between the upper electrode 40 and the lower electrode 30 is reduced. Deformation is caused by the electric field generated.

상부 전극(40)은 상기 변형층(35)의 상부에 적층된다. 상부 전극(40)은 알루미늄과 같은 전기 전도성 및 반사성을 갖는 금속을 스퍼터링 방법을 이용하여 500∼2000Å 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 상부 전극(40)에는 외부로부터 공통 전극선(도시되지 않음)을 통하여 제2 신호(바이어스 신호)가 인가된다. 상기 상부 전극(40)은 전기 전도성 및 반사성을 동시에 갖고 있으므로 전기장을 발생시키는 바이어스 전극의 기능뿐만 아니라 광원으로부터 입사되는 빛을 반사하는 거울의 기능도 함께 수행한다.The upper electrode 40 is stacked on top of the strained layer 35. The upper electrode 40 is formed of a metal having electrical conductivity and reflectivity such as aluminum so as to have a thickness of about 500 to 2000 kPa using a sputtering method. The second signal (bias signal) is applied to the upper electrode 40 from the outside through a common electrode line (not shown). Since the upper electrode 40 has both electrical conductivity and reflectivity, the upper electrode 40 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.

이어서, 상기 상부 전극(40)을 소정의 화소 형상으로 패터닝한다. 이 때, 상기 상부 전극(40)의 일부에는 스트라이프(55)가 형성된다. 스트라이프(55)는 상부 전극(40)을 균일하게 동작시켜 광원으로부터 입사되는 빛이 상기 상부 전극(40) 중 변형층(35)의 변형에 따라 변형되는 부분과 변형되지 않는 부분의 경계에서 난반사 되는 것을 방지한다. 그리고, 상기 변형층(35) 및 하부 전극(30)을 각각 소정의 화소 형상을 갖도록 패터닝한다.Subsequently, the upper electrode 40 is patterned into a predetermined pixel shape. In this case, a stripe 55 is formed on a part of the upper electrode 40. The stripe 55 uniformly operates the upper electrode 40 so that light incident from the light source is diffusely reflected at the boundary between the portion of the upper electrode 40 that is deformed and the portion that is not deformed according to the deformation of the deforming layer 35. To prevent them. The strained layer 35 and the lower electrode 30 are patterned to have a predetermined pixel shape, respectively.

도 2d를 참조하면, 상기 변형층(35)의 일측으로부터 드레인 패드(5)의 상부까지 변형층(35), 하부 전극(30), 멤브레인(25), 식각 방지층(15) 및 보호층(10)을 순차적으로 식각함으로써 상기 변형층(35)으로부터 드레인 패드(5)까지 비어 홀(45)을 형성한다. 이어서, 비어 홀(45)의 내부에 텅스텐(W) 또는 티타늄(Ti) 등의 금속을 스퍼터링 방법을 이용하여 증착시켜 상기 하부 전극(30)과 드레인 패드(5)를 전기적으로 연결되도록 비어 컨택(50)을 형성한다. 따라서, 외부로부터 전달된 제1 신호는 액티브 매트릭스(1)에 내장된 트랜지스터, 드레인 패드(5) 및 비어 컨택(50)을 통하여 하부 전극(30)에 인가된다. 또한, 상부 전극(40)에는 제2 신호가 인가되어 상부 전극(40)과 하부 전극(30) 사이에 형성된 변형층(35)이 변형을 일으키며, 이에 따라 변형층(35)을 포함하는 액츄에이터(40)는 상방으로 휘게 된다. 그러므로 액츄에이터(40) 상부의 상부 전극(40)도 같은 방향으로 휘어진다. 광원으로부터 입사되는 광은 소정의 각도로 휘어진 상부 전극(40)에 의해 반사된 후, 스크린에 투영되어 화상을 맺는다.Referring to FIG. 2D, the strained layer 35, the lower electrode 30, the membrane 25, the etch stop layer 15, and the protective layer 10 from one side of the strained layer 35 to an upper portion of the drain pad 5. ) Is sequentially etched to form a via hole 45 from the strained layer 35 to the drain pad 5. Subsequently, a metal such as tungsten (W) or titanium (Ti) is deposited in the via hole 45 using a sputtering method, so that the bottom contact 30 and the drain pad 5 are electrically connected to each other. 50). Accordingly, the first signal transmitted from the outside is applied to the lower electrode 30 through the transistor, the drain pad 5, and the via contact 50 embedded in the active matrix 1. In addition, the second signal is applied to the upper electrode 40 so that the deformation layer 35 formed between the upper electrode 40 and the lower electrode 30 causes deformation, and accordingly the actuator including the deformation layer 35 ( 40) is bent upwards. Therefore, the upper electrode 40 on the actuator 40 is also bent in the same direction. Light incident from the light source is reflected by the upper electrode 40 bent at a predetermined angle, and then projected onto a screen to form an image.

계속하여, 상기 멤브레인(25)이 소정의 화소 형상을 갖도록 패터닝한다. 그리고, 49% 농도의 플루오르화 수소(HF) 증기를 사용하여 상기 희생층(18)을 제거하여 희생층(18)의 위치에 에어 갭(20)을 형성한 후, 세정 및 건조 처리를 수행하여 AMA 소자를 완성한다.Subsequently, the membrane 25 is patterned to have a predetermined pixel shape. Then, the sacrificial layer 18 is removed using 49% hydrogen fluoride (HF) vapor to form an air gap 20 at the position of the sacrificial layer 18, followed by washing and drying. Complete the AMA device.

그러나, 상술한 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법에 있어서, 49% 플루오르화 수소(HF) 증기를 사용하여 희생층을 제거할 때, 알루미늄으로 구성되며 거울의 기능도 수행하는 상부 전극이 손상을 입어 광원으로부터 입사되는 광의 반사 면적이 줄어들어 결국 광효율이 떨어지는 문제가 발생한다. 이에 따라서 스크린에 투영되는 화상의 화질이 저하된다. 또한, 각 액츄에이터들의 상부 전극은 서로 연결되어 있으므로 하나의 상부 전극이 손상을 받으면 그 상부 전극을 갖는 액츄에이터뿐만 아니라 그러한 상부 전극을 갖는 액츄에이터 이후의 액츄에이터들에 제2 신호가 인가되지 못하여 액츄에이터가 구동하지 않게 되는 문제가 있다.However, in the above-described manufacturing method of the thin film type optical path control apparatus, when the sacrificial layer is removed using 49% hydrogen fluoride (HF) vapor, the upper electrode composed of aluminum and also serves as a mirror is damaged. The reflection area of the light incident from the light is reduced, resulting in a problem that the light efficiency is lowered. As a result, the image quality of the image projected on the screen is reduced. In addition, since the upper electrodes of the respective actuators are connected to each other, when one upper electrode is damaged, the actuator does not drive because the second signal is not applied to the actuators having the upper electrode as well as the actuators after the actuator having the upper electrode. There is a problem.

따라서, 본 발명의 목적은, 희생층을 식각할 때 사용되는 플루오르화 수소의 농도를 조절하여 플루오르화 수소 중의 히드로늄 이온(hydronium ion)(H3O)의 농도를 상대적으로 변화시킴으로써, 플루오르화 수소에 의한 거울의 손상을 방지하여 광효율을 향상시킬 수 있는 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to adjust the concentration of hydrogen fluoride used to etch a sacrificial layer to relatively change the concentration of hydronium ion (H 3 O + ) in hydrogen fluoride, thereby reducing fluorine. It is to provide a method for manufacturing a thin film type optical path control device that can improve the light efficiency by preventing the damage of the mirror by hydrogen fluoride.

도 1은 본 출원인이 선행 출원한 박막형 광로 조절 장치의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a thin film type optical path control device previously applied by the present applicant.

도 2a 내지 도 2d는 도 1에 도시한 장치의 제조 공정도이다.2A to 2D are manufacturing process diagrams of the apparatus shown in FIG. 1.

도 3은 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치의 평면도이다.3 is a plan view of a thin film type optical path control apparatus according to the present invention.

도 4는 도 3에 도시한 장치를 확대한 사시도이다.4 is an enlarged perspective view of the apparatus shown in FIG. 3.

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

도 6a 내지 도 6c는 도 5에 도시한 장치의 제조 공정도이다.6A to 6C are manufacturing process diagrams of the apparatus shown in FIG. 5.

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

100: 액티브 매트릭스 125 : 제1금속층100: active matrix 125: first metal layer

130 : 제1 보호층 135 : 제2 금속층130: first protective layer 135: second metal layer

140 : 제2 보호층 145 : 식각 방지층140: second protective layer 145: etch stop layer

150 : 희생층 160 : 지지층150: sacrificial layer 160: support layer

165 : 하부 전극 170 : 변형층165: lower electrode 170: strained layer

175 : 상부 전극 180 : 비어 홀175: upper electrode 180: via hole

185 : 비어 컨택 190 : 액츄에이터185: Beer contact 190: Actuator

195 : 거울195: mirror

상술한 본 발명의 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; 상기 액티브 매트릭스의 상부에 희생층을 형성하고 상기 희생층을 패터닝하는 단계; ⅰ) 상기 패터닝된 희생층의 상부에 지지층을 형성하는 단계, ⅱ) 상기 지지층의 상부에 하부 전극을 형성하는 단계, ⅲ) 상기 하부 전극의 상부에 변형층을 형성하는 단계, ⅳ) 상기 변형층의 상부에 상부 전극을 형성하는 단계, 그리고 ⅴ) 상기 상부 전극, 상기 변형층, 상기 하부 전극 및 상기 지지층을 차례로 패터닝하여 액츄에이터를 형성하는 단계; 상기 패터닝된 지지층의 상부에 거울을 형성하는 단계; 그리고 상기 희생층을 65∼73%의 농도를 갖는 플루오르화 수소(HF) 증기를 사용하여 제거하는 단계를 포함하는 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법을 제공한다.In order to achieve the above object of the present invention, the present invention provides an active matrix including 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. Providing; Forming a sacrificial layer over the active matrix and patterning the sacrificial layer; Iii) forming a support layer on top of the patterned sacrificial layer, ii) forming a bottom electrode on top of the support layer, iii) forming a strained layer on top of the bottom electrode, iii) the strained layer Forming an upper electrode on an upper portion of the upper electrode, and iii) sequentially patterning the upper electrode, the deformation layer, the lower electrode, and the support layer to form an actuator; Forming a mirror on top of the patterned support layer; And removing the sacrificial layer using hydrogen fluoride (HF) vapor having a concentration of 65 to 73%.

본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치에 있어서, 상부 전극에는 외부로부터 공통 전극선을 통하여 제2 신호가 인가되며, 동시에 하부 전극에는 외부로부터 액티브 매트릭스에 내장된 트랜지스터, 제1 금속층의 드레인 패드 및 비어 컨택을 통하여 제1 신호가 인가되어, 상부 전극과 하부 전극 사이에 전위차에 따른 전기장이 발생한다. 이러한 전기장에 의하여 상부 전극과 하부 전극 사이에 형성된 변형층이 변형을 일으킨다. 변형층은 상기 전기장에 대하여 직교하는 방향으로 수축하며, 따라서, 변형층 및 지지층을 포함하는 액츄에이터는 소정의 각도를 가지고 휘어진다. 광원으로부터 입사되는 광을 반사하는 거울은 상기 지지층의 중앙부의 상부에 형성되어 있으므로 액츄에이터와 같은 각도로 휘어진다. 이에 따라, 상기 거울은 입사되는 광을 소정의 각도로 반사하며, 반사된 광은 슬릿을 통과하여 스크린에 투영되어 화상을 맺게 된다.In the thin film type optical path adjusting device according to the present invention, a second signal is applied to the upper electrode through a common electrode line from the outside, and at the same time, the lower electrode is provided with a transistor embedded in the active matrix, a drain pad of the first metal layer, and a via contact from the outside. Through the first signal is applied, an electric field is generated according to the potential difference 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 orthogonal to the electric field, so that the actuator including the strained layer and the support layer is bent at an angle. The mirror reflecting the light incident from the light source is bent at the same angle as the actuator because it is formed above the central portion of the support layer. Accordingly, the mirror reflects the incident light at a predetermined angle, and the reflected light passes through the slit and is projected onto the screen to form an image.

본 발명에 따른 광로 조절 장치의 제조 방법에 의하면, 약 65∼73% 정도의 농도를 갖는 플루오르화 수소 증기를 사용하여 희생층을 식각한다. 이에 따라, 거울의 구성 물질인 알루미늄에 대한 플루오르화 수소의 식각 선택성이 향상되어 희생층을 식각하는 동안 거울이 손상을 받지 않게 된다. 그러므로, 광원으로부터 입사되는 광의 광효율을 높일 수 있으며, 결국 스크린에 투영되는 화상의 화질이 향상된다.According to the manufacturing method of the optical path control apparatus which concerns on this invention, a sacrificial layer is etched using the hydrogen fluoride vapor which has a density | concentration of about 65-73%. Accordingly, the etching selectivity of hydrogen fluoride with respect to aluminum, which is a constituent material of the mirror, is improved, so that the mirror is not damaged while the sacrificial layer is etched. Therefore, the light efficiency of the light incident from the light source can be increased, and as a result, the image quality of the image projected on the screen is improved.

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

도 3은 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치의 평면도를 도시한 것이며, 도 4는 도 3에 도시한 장치를 확대한 사시도를 도시한 것이며, 도 5는 도 4에 도시한 장치를 A­A′선으로 자른 단면도를 도시한 것이다.3 is a plan view showing a thin film type optical path control apparatus according to the present invention, FIG. 4 is an enlarged perspective view of the apparatus shown in FIG. 3, and FIG. 5 is an AA ′ line of the apparatus shown in FIG. 4. It shows a cut section.

도 3, 도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치는 액티브 매트릭스(100), 액츄에이터(170), 그리고 거울(160)을 포함한다.3, 4, and 5, the thin film type optical path adjusting apparatus according to the present invention includes an active matrix 100, an actuator 170, and a mirror 160.

M×N(M, N은 정수) 개의 P-MOS 트랜지스터가 내장된 상기 액티브 매트릭스(100)는, 상기 MOS 트랜지스터의 소오스(110) 및 드레인(120)으로부터 연장되는 제1 금속층(125), 제1 금속층(125)의 상부에 형성된 제1 보호층(130), 제1 보호층(130)의 상부에 형성된 제2 금속층(130), 제2 금속층(130)의 상부에 형성된 제2 보호층(140), 그리고 제2 보호층(140)의 상부에 형성된 식각 방지층(145)을 포함한다. 제1 금속층(125)은 상기 MOS 트랜지스터의 드레인(120)으로부터 연장되는 드레인 패드를 포함하며, 제2 금속층(135)은 티타늄(Ti)층 및 질화 티타늄(TiN)층으로 이루어진다.The active matrix 100 having M × N (M, N is an integer) P-MOS transistors includes a first metal layer 125 extending from a source 110 and a drain 120 of the MOS transistor. The first protective layer 130 formed on the first metal layer 125, the second metal layer 130 formed on the first protective layer 130, and the second protective layer formed on the second metal layer 130 ( 140, and an etch stop layer 145 formed on the second passivation layer 140. The first metal layer 125 includes a drain pad extending from the drain 120 of the MOS transistor, and the second metal layer 135 includes a titanium (Ti) layer and a titanium nitride (TiN) layer.

도 4를 참조하면, 상기 액츄에이터(190)는, 상기 식각 방지층(145) 중 아래에 제1 금속층(125)의 드레인 패드가 형성된 부분에 일측이 접촉되며 타측이 에어 갭(155)을 개재하여 수평하게 형성된 지지층(160), 지지층(160)의 상부에 형성된 하부 전극(165), 하부 전극(165)의 상부에 형성된 변형층(170), 변형층(170)의 상부에 형성된 상부 전극(175), 그리고 상기 변형층(170)의 일측으로부터 변형층(170), 하부 전극(165), 지지층(160), 식각 방지층(145), 제2 보호층(140) 및 제1 보호층(130)을 통하여 상기 제1 금속층(125)의 드레인 패드까지 수직하게 형성된 비어 홀(180)의 내부에 상기 하부 전극(165)과 드레인 패드가 연결되도록 형성된 비어 컨택(185)을 포함한다. 상기 지지층(160)은 선행 출원에 기재된 박막형 광로 조절 장치 중 액츄에이터를 지지하는 멤브레인의 기능을 수행한다.Referring to FIG. 4, one side of the actuator 190 is in contact with a portion of the etch stop layer 145 in which the drain pad of the first metal layer 125 is formed, and the other side thereof is horizontal through the air gap 155. The support layer 160, the lower electrode 165 formed on the support layer 160, the deformation layer 170 formed on the lower electrode 165, and the upper electrode 175 formed on the deformation layer 170. The strained layer 170, the lower electrode 165, the support layer 160, the etch stop layer 145, the second passivation layer 140, and the first passivation layer 130 are formed from one side of the strain layer 170. The via contact 185 is formed to connect the lower electrode 165 and the drain pad to the inside of the via hole 180 that is vertically formed to the drain pad of the first metal layer 125. The support layer 160 functions as a membrane supporting the actuator of the thin film type optical path adjusting device described in the previous application.

상기 지지층(160)은 양측 지지부로부터 평행하게 형성된 2 개의 사각형 형상의 암(arm)들의 사이에 사각형 형상의 평판이 동일 평면상에서 상기 암들과 일체로 형성되어 있는 형상을 갖는다. 상기 지지층(160)의 사각형 형상의 평판의 상부에는 거울(195)이 형성된다. 따라서, 상기 거울(195)은 사각형의 평판의 형상을 갖는다.The support layer 160 has a shape in which a rectangular flat plate is integrally formed with the arms on the same plane between two rectangular arms formed in parallel from both support portions. The mirror 195 is formed on the rectangular flat plate of the support layer 160. Thus, the mirror 195 has the shape of a rectangular flat plate.

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 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치의 제조 공정도를 도시한 것이다.6a to 6c show a manufacturing process of the thin film type optical path control apparatus according to the present invention.

도 6a를 참조하면, n형으로 도핑된 실리콘(Si) 웨이퍼인 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(105)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(120)을 형성함으로써, M×N(M, N은 정수) 개의 P-MOS 트랜지스터를 형성한다.Referring to FIG. 6A, after preparing an active matrix 100, which is an n-type doped silicon (Si) wafer, the active matrix 100 may be formed using a conventional device isolation process, for example, silicon partial oxidation (LOCOS). ) To form an isolation layer 105 for dividing the active region and the field region. Subsequently, after forming the gate 115 made of a conductive material such as polysilicon doped with impurities on the active region, p + source 110 and drain 120 are formed by an ion implantation process, thereby forming M ×. N (M, N is an integer) P-MOS transistors are formed.

상기 P-MOS 트랜지스터가 형성된 결과물의 상부에 산화물로 이루어진 절연막(118)을 형성한 후, 사진 식각 공정으로 상기 소오스(110) 및 드레인(120)의 일측 상부를 각각 노출시키는 개구부들을 형성한다. 이어서, 상기 개구부들이 형성된 결과물의 상부에 티타늄, 질화 티타늄, 텅스텐(W)과 같은 금속으로 이루어진 제1 금속층(125)을 증착한 후 제1 금속층(125)을 사진 식각 공정으로 패터닝한다. 상기와 같이 패터닝된 제1 금속층(125)은 상기 P-MOS 트랜지스터의 드레인(120)으로부터 액츄에이터(190)의 지지부의 일측까지 연장되는 드레인 패드를 포함한다.After forming the insulating layer 118 made of oxide on the P-MOS transistor is formed, openings for exposing the top of one side of the source 110 and the drain 120, respectively by a photolithography process. Subsequently, a first metal layer 125 made of a metal such as titanium, titanium nitride, and tungsten (W) is deposited on the resultant, on which the openings are formed, and then the first metal layer 125 is patterned by a photolithography process. The first metal layer 125 patterned as described above includes a drain pad extending from the drain 120 of the P-MOS transistor to one side of the support of the actuator 190.

상기 제1 금속층(125)의 상부에는 제1 보호층(130)이 형성된다. 제1 보호층(130)은 인 실리케이트 유리(PSG)를 화학 기상 증착(CVD) 방법을 이용하여 8000Å 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 상기 제1 보호층(130)은 후속하는 공정 동안 상기 MOS 트랜지스터가 내장된 액티브 매트릭스(100)가 손상을 입게 되는 것을 방지한다.The first passivation layer 130 is formed on the first metal layer 125. The first passivation layer 130 is formed to have a thickness of about 8000 μs using the phosphorus silicate glass (PSG) using a chemical vapor deposition (CVD) method. The first protective layer 130 prevents damage to the active matrix 100 in which the MOS transistor is embedded during a subsequent process.

상기 제1 보호층(130)의 상부에는 제2 금속층(135)이 형성된다. 제2 금속층(135)을 형성하기 위하여, 먼저 티타늄(Ti)을 스퍼터링하여 300Å 정도의 두께로 티타늄층을 형성한다. 이어서, 상기 티타늄층의 상부에 질화 티타늄을 물리 기상 증착(PVD) 방법을 사용하여 적층하여 질화 티타늄층을 형성한다. 상기 제2 금속층(135)은 광원으로부터 입사되는 광이 거울(195)뿐만 아니라, 거울(195)이 형성된 부분을 제외한 부분에도 입사됨으로 인하여, 액티브 매트릭스(100)에 광 누설 전류가 흐르게 되는 것을 방지한다. 이어서, 상기 제2 금속층(135) 중 후속 공정에서 비어 컨택(185)이 형성될 부분을 사진 식각 공정을 통해 식각하여 제2 금속층(135)에 개구부(138)를 형성한다.The second metal layer 135 is formed on the first passivation layer 130. In order to form the second metal layer 135, first, a titanium layer is formed by sputtering titanium (Ti) to a thickness of about 300 μm. Subsequently, titanium nitride is deposited on the titanium layer using physical vapor deposition (PVD) to form a titanium nitride layer. Since the light incident from the light source is incident not only to the mirror 195 but also to a portion other than the portion where the mirror 195 is formed, the second metal layer 135 prevents light leakage current from flowing in the active matrix 100. do. Subsequently, an opening 138 is formed in the second metal layer 135 by etching the portion of the second metal layer 135 where the via contact 185 is to be formed in a subsequent process through a photolithography process.

상기 제2 금속층(135)의 상부에는 제2 보호층(140)이 형성된다. 제2 보호층(140)은 인 실리케이트 유리(PSG)를 사용하여 2000Å 정도의 두께를 갖도록 형성한다. 상기 제2 보호층(140) 역시 후속하는 공정 동안 상기 MOS 트랜지스터가 내장된 액티브 매트릭스(100)와 액티브 매트릭스(100) 상에 형성된 상기 결과물들이 손상을 입게 되는 것을 방지한다.The second passivation layer 140 is formed on the second metal layer 135. The second protective layer 140 is formed to have a thickness of about 2000 GPa using in-silicate glass (PSG). The second protective layer 140 also prevents damage to the active matrix 100 in which the MOS transistor is embedded and the results formed on the active matrix 100 during the subsequent process.

상기 제2 보호층(140)의 상부에는 식각 방지층(145)이 형성된다. 식각 방지층(145)은 상기 액티브 매트릭스(100) 및 제2 보호층(140)이 후속되는 식각 공정으로 인하여 식각되는 것을 방지한다. 상기 식각 방지층(145)은 질화물(Si3N4)을 저압 화학 기상 증착(LPCVD) 방법으로 증착하여 1000∼2000Å 정도의 두께를 가지도록 형성한다.An etch stop layer 145 is formed on the second passivation layer 140. The etch stop layer 145 prevents the active matrix 100 and the second passivation layer 140 from being etched due to a subsequent etching process. The etch stop layer 145 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(145)의 상부에는 희생층(150)이 형성된다. 희생층(150)은 액츄에이터(190)를 구성하는 박막들의 적층을 용이하게 하는 기능을 수행하며 액츄에이터(190)가 형성된 후에는 플루오르화 수소(HF) 증기에 의하여 제거된다. 상기 희생층(150)은 인 실리케이트 유리(PSG)를 대기압 화학 기상 증착(APCVD) 방법을 이용하여 2.0∼3.0㎛ 정도의 두께로 증착하여 형성한다. 이 경우, 희생층(150)은 상기 P-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(150)이 1.1㎛ 정도의 두께가 되도록 희생층(150)의 표면을 연마함으로써 평탄화시킨다. 이어서, 상기 제1 희생층(150) 중 아래에 제2 금속층(135)의 개구부(138)가 형성된 부분을 식각하여 상기 식각 방지층(145)의 일부를 노출시킴으로써, 액츄에이터(190)의 지지부인 앵커(anchor)가 형성될 위치를 만든다.The sacrificial layer 150 is formed on the etch stop layer 145. The sacrificial layer 150 serves to facilitate stacking of the thin films constituting the actuator 190, and is removed by hydrogen fluoride (HF) vapor after the actuator 190 is formed. The sacrificial layer 150 is formed by depositing phosphorus silicate glass (PSG) to a thickness of about 2.0 to about 3.0 μm using an atmospheric pressure chemical vapor deposition (APCVD) method. In this case, since the sacrificial layer 150 covers the upper portion of the active matrix 100 in which the P-MOS transistor is embedded, the surface flatness is very poor. Therefore, planarization is performed by polishing the surface of the sacrificial layer 150 such that the sacrificial layer 150 has a thickness of about 1.1 μm by using spin on glass (SOG) or chemical mechanical polishing (CMP). Let's do it. Subsequently, the portion of the first sacrificial layer 150 having the opening 138 formed under the second metal layer 135 is etched to expose a part of the etch stop layer 145, thereby anchoring the support of the actuator 190. Create the location where the anchor will be formed.

도 6b를 참조하면, 지지층(160)을 상기 노출된 식각 방지층(145)의 상부 및 희생층(150)의 상부에 형성한다. 지지층(160)은 질화물을 저압 화학 기상 증착(LPCVD) 방법을 이용하여 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다.Referring to FIG. 6B, the support layer 160 is formed on the exposed etch stop layer 145 and on the sacrificial layer 150. The support layer 160 is formed to have a thickness of about 0.01 to 1.0 탆 using low pressure chemical vapor deposition (LPCVD).

하부 전극(165)은 상기 지지층(160)의 상부에 형성된다. 하부 전극(165)은 백금, 탄탈륨, 또는 백금-탄탈륨 등의 금속을 스퍼터링 방법 또는 화학 기상 증착 방법을 이용하여 약 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께를 갖도록 형성한다. 이어서, 하부 전극(165)을 각각의 화소별로 분리시킴으로써 각 화소들에 독립적인 제1 신호(화상 신호)가 인가되도록 한다(Iso-cut 공정). 상기 하부 전극(165)에는 외부로부터 액티브 매트릭스(100)에 내장된 트랜지스터, 제1 금속층(125)의 드레인 패드 및 비어 컨택(185)을 통하여 제1 신호가 인가된다.The lower electrode 165 is formed on the support layer 160. The lower electrode 165 is formed of a metal such as platinum, tantalum, or platinum-tantalum to have a thickness of about 0.01 to 1.0 탆 using a sputtering method or a chemical vapor deposition method. Subsequently, the lower electrode 165 is separated for each pixel so that an independent first signal (image signal) is applied to each pixel (Iso-cut process). A first signal is applied to the lower electrode 165 through a transistor embedded in the active matrix 100, a drain pad of the first metal layer 125, and a via contact 185 from the outside.

상기 하부 전극(165)의 상부에는 PZT 또는 PLZT 등의 압전 물질로 이루어진 변형층(170)이 형성된다. 변형층(170)은 졸-겔법, 스퍼터링 방법, 또는 화학 기상 증착 방법을 이용하여 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께를 갖도록 형성한다. 바람직하게는, 상기 변형층(170)은 PZT를 졸-겔법을 이용하여 0.4㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 그리고, 급속 열처리(RTA) 방법으로 상기 변형층(165)을 구성하는 압전 물질을 열처리하여 상변이시킨다. 상기 변형층(170)은 상부 전극(175)에 제2 신호(바이어스 신호)가 인가되고 하부 전극(165)에 제1 신호가 인가되어 상부 전극(175)과 하부 전극(165) 사이의 전위차에 따라 발생하는 전기장에 의하여 변형을 일으킨다.A deformation layer 170 made of a piezoelectric material such as PZT or PLZT is formed on the lower electrode 165. The strained layer 170 is formed to have a thickness of about 0.01 to 1.0 탆 using a sol-gel method, a sputtering method, or a chemical vapor deposition method. Preferably, the strained layer 170 is formed to have a thickness of about 0.4 μm using PZT using a sol-gel method. In addition, the piezoelectric material constituting the strained layer 165 is heat-treated by rapid thermal treatment (RTA) to cause phase shift. The strained layer 170 is applied with a second signal (bias signal) to the upper electrode 175 and a first signal is applied to the lower electrode 165 to thereby reduce the potential difference between the upper electrode 175 and the lower electrode 165. Deformation is caused by the electric field generated.

상부 전극(175)은 상기 변형층(170)의 상부에 형성된다. 상부 전극(175)은 백금, 탄탈륨, 또는 백금-탄탈륨 등의 금속을 스퍼터링 방법 또는 화학 기상 증착 방법을 이용하여 약 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께를 갖도록 형성한다. 상부 전극(175)에는 외부로부터 공통 전극선(도시되지 않음)을 통하여 제2 신호(바이어스 신호)가 인가된다.The upper electrode 175 is formed on the strained layer 170. The upper electrode 175 is formed of a metal such as platinum, tantalum, or platinum-tantalum to have a thickness of about 0.01 to 1.0 탆 using a sputtering method or a chemical vapor deposition method. The second electrode (bias signal) is applied to the upper electrode 175 through a common electrode line (not shown) from the outside.

도 6c를 참조하면, 상부 전극(175)의 상부에 제1 포토레지스트(도시되지 않음)를 스핀 코팅(spin coating) 방법으로 도포한 후, 상기 상부 전극(175)이 도 4에 도시한 바와 같이 거울상의‘ㄷ’자의 형상을 가지도록 패터닝한다. 이어서, 상기 제1 포토레지스트를 제거한 후, 상기 패터닝된 상부 전극(175) 및 변형층(170)의 상부에 제2 포토레지스트(도시되지 않음)를 스핀 코팅 방법으로 도포한 후, 상기 변형층(170)이 상부 전극(175) 보다 약간 넓은 거울상의‘ㄷ’자의 형상을 갖도록 패터닝한다(도 4 참조). 계속하여, 상기 제2 포토레지스트를 제거하고 상기 상부 전극(175), 변형층(170) 및 하부 전극(165)의 상부에 제3 포토레지스트(도시되지 않음)를 스핀 코팅 방법으로 도포한 후, 상기 하부 전극(165)이 상기 변형층(170) 보다 약간 넓은 거울상의‘ㄷ’자의 형상을 갖도록 패터닝한다.Referring to FIG. 6C, after the first photoresist (not shown) is coated on the upper electrode 175 by spin coating, the upper electrode 175 is shown in FIG. 4. Pattern it to have the shape of the letter 'c' on the mirror. Subsequently, after the first photoresist is removed, a second photoresist (not shown) is applied on the patterned upper electrode 175 and the strained layer 170 by spin coating, and then the strained layer ( 170 is patterned to have a mirror-shaped 'c' shape slightly wider than the upper electrode 175 (see FIG. 4). Subsequently, after removing the second photoresist and applying a third photoresist (not shown) on the upper electrode 175, the deforming layer 170, and the lower electrode 165 by spin coating, The lower electrode 165 is patterned to have a mirror-shaped 'c' shape slightly wider than that of the strained layer 170.

이어서, 상기 변형층(170) 중 아래에 제2 금속층(135)의 개구부(138)가 형성되어 있는 부분으로부터 변형층(170), 하부 전극(165), 지지층(160), 식각 방지층(145), 제2 보호층(140), 그리고 제1 보호층(130)을 차례로 식각하여 상기 변형층(170)의 일측으로부터 제1 금속층(125)의 드레인 패드까지 비어 홀(180)을 형성한 후, 비어 홀(180)의 내부에 텅스텐(W), 백금, 알루미늄, 또는 티타늄 등의 금속을 스퍼터링 방법을 이용하여 상기 제1 금속층(125)의 드레인 패드와 하부 전극(165)이 전기적으로 연결되도록 비어 컨택(185)을 형성한다. 그러므로, 비어 컨택은(185)은 비어 홀(180) 내에서 상기 하부 전극(165)으로부터 드레인 패드의 상부까지 형성된다. 외부로부터 전달된 제1 신호는 액티브 매트릭스(100)에 내장된 트랜지스터, 제1 금속층(125)의 드레인 패드 및 비어 컨택(185)을 통하여 하부 전극(165)에 인가된다.Subsequently, the strained layer 170, the lower electrode 165, the support layer 160, and the etch stop layer 145 are formed from a portion of the strained layer 170 in which the opening 138 of the second metal layer 135 is formed below. After etching the second protective layer 140 and the first protective layer 130 in order to form the via hole 180 from one side of the strained layer 170 to the drain pad of the first metal layer 125, Vias in which the drain pads of the first metal layer 125 and the lower electrode 165 are electrically connected to each other by using a sputtering method of a metal such as tungsten (W), platinum, aluminum, or titanium in the via hole 180. The contact 185 is formed. Thus, the via contact 185 is formed from the lower electrode 165 to the top of the drain pad in the via hole 180. The first signal transmitted from the outside is applied to the lower electrode 165 through the transistor embedded in the active matrix 100, the drain pad of the first metal layer 125, and the via contact 185.

계속하여, 상기 패터닝된 하부 전극(165) 및 비어 홀(180)의 상부에 제4 포토레지스트(도시되지 않음)를 스핀 코팅 방법으로 도포한 후, 지지층(160)의 양측 지지부로부터 연장된 부분은 상기 하부 전극(165) 보다 약간 넓은 사각형의 형상을 가지며, 이와 일체로 형성된 지지층(160)의 중앙부는 사각형의 평판의 형상을 갖도록 패터닝한다. 즉, 도 4에 도시한 바와 같이 지지층(160)은 양측 지지부로부터 사각형 형상의 암들이 연장되고, 이러한 암들 사이에 보다 넓은 면적을 갖는 사각형 형상의 평판이 동일 평면상에서 상기 암들과 일체로 형성된 형상을 가진다. 그리고, 상기 제4 포토레지스트를 제거한다. 상기와 같이 지지층(160)이 패터닝된 결과, 희생층(150)의 일부가 노출된다.Subsequently, after the fourth photoresist (not shown) is coated on the patterned lower electrode 165 and the via hole 180 by spin coating, portions extending from both supporting portions of the support layer 160 may be formed. The lower portion of the lower electrode 165 has a slightly rectangular shape, and the center portion of the support layer 160 formed integrally therewith is patterned to have a rectangular flat shape. That is, as shown in FIG. 4, the support layer 160 has a shape in which rectangular arms extend from both support portions, and a rectangular flat plate having a larger area between these arms is formed integrally with the arms on the same plane. Have Then, the fourth photoresist is removed. As a result of the patterning of the support layer 160 as described above, a portion of the sacrificial layer 150 is exposed.

이어서, 상기 노출된 희생층(150)의 상부 및 지지층(160)의 상부에 제5 포토레지스트(도시되지 않음)를 스핀 코팅 방법으로 도포한 후, 상기 지지층(160)의 중앙부인 사각형 형상의 평판이 노출되도록 패터닝한다. 그리고, 상기 사각형 형상의 노출된 지지층(160)의 중앙부의 상부에 알루미늄과 같은 반사성을 갖는 금속을 0.3∼2.0㎛ 정도의 두께로 스퍼터링 방법 또는 화학 기상 증착 방법을 이용하여 증착시킨다. 계속하여, 상기 증착된 금속이 상기 사각형 형상의 노출된 지지층(160)의 중앙부와 동일한 형상을 갖도록 상기 증착된 금속을 패터닝하여 거울(195)을 형성한 후, 상기 제5 포토레지스트를 제거한다.Subsequently, a fifth photoresist (not shown) is coated on the exposed sacrificial layer 150 and the support layer 160 by a spin coating method, and then a rectangular flat plate is formed as a center of the support layer 160. It is patterned to be exposed. Then, a metal having reflective properties such as aluminum is deposited on the upper portion of the center portion of the rectangular exposed support layer 160 by a sputtering method or a chemical vapor deposition method with a thickness of about 0.3 to 2.0 μm. Subsequently, the deposited metal is patterned to form the mirror 195 such that the deposited metal has the same shape as the center portion of the rectangular exposed support layer 160, and then the fifth photoresist is removed.

이어서, 약 65%로부터 최대 73% 정도의 농도를 갖는 플루오르화 수소(HF) 증기를 사용하여 상기 희생층(150)을 제거하여 희생층(150)의 위치에 에어 갭(155)을 형성한다. 이 경우, 플루오르화 수소에 의한 희생층(150)을 구성하는 인 실리케이트 유리(PSG)의 식각 및 거울(195)을 구성하는 알루미늄의 손상 메커니즘(mechanism)을 하기의 반응식 1 및 반응식 2에 나타낸다.Subsequently, the sacrificial layer 150 is removed using hydrogen fluoride (HF) vapor having a concentration from about 65% up to 73% to form an air gap 155 at the position of the sacrificial layer 150. In this case, the etching mechanism of the silicate glass (PSG) constituting the sacrificial layer 150 by hydrogen fluoride and the damage mechanism of aluminum constituting the mirror 195 are shown in Schemes 1 and 2 below.

SiO2(PSG)+6HF→H2SiF6+2H2OSiO 2 (PSG) + 6HF → H 2 SiF 6 + 2H 2 O

2Al+6H3O→3Al3++3H2O+H2(↑)2Al + 6H 3 O + → 3Al 3+ + 3H 2 O + H 2 (↑)

상기 반응식 1로부터 희생층(150)의 구성 물질인 인 실리케이트 유리(PSG)의 식각은 플루오르화 수소(HF)의 농도에 의존하며, 상기 반응식 2에서 거울(195)의 구성 물질인 알루미늄의 손상은 H3O의 농도에 의존함을 알 수 있다. 따라서, 플루오르화 수소에 의한 알루미늄의 손상을 최소화하고 희생층(150)의 식각을 원활하게 수행하기 위해서는 히드로늄 이온(hydronium ion)(H3O)의 농도를 상대적으로 감소시키는 것이 요구된다. 플루오르화 수소는 약산이므로 종래에 플루오르화 수소의 농도를 종래의 49%의 본 발명에서와 같이 65∼73% 정도로 플루오르화 수소의 농도를 증가시키면, 상대적으로 플루오르화 수소 중의 히드로늄 이온의 농도가 감소하여 거울(195)의 구성 물질인 알루미늄에 대한 식각 선택성(etch selectivity)을 향상시킬 수 있다. 상술한 바와 같이, 플루오르화 수소의 농도를 65∼73% 정도로 높인 경우, 희생층(150)의 구성 물질인 인 실리케이트 유리와 거울(195)의 구성 물질인 알루미늄의 식각율의 차이는 알루미늄이 약 1㎛ 정도 식각되는 동안 인 실리케이트 유리는 약 600∼1000㎛ 정도 식각되어 희생층(150)의 식각 시, 거울(195)이 손상을 입는 것을 방지할 수 있다.The etching of the phosphorus silicate glass (PSG), which is a constituent material of the sacrificial layer 150 from Scheme 1, depends on the concentration of hydrogen fluoride (HF), and the damage of aluminum, which is a constituent material of the mirror 195, in Scheme 2 It can be seen that it depends on the concentration of H 3 O + . Therefore, in order to minimize the damage of aluminum by hydrogen fluoride and to perform the etching of the sacrificial layer 150 smoothly, it is required to relatively reduce the concentration of hydronium ions (H 3 O + ). Since hydrogen fluoride is a weak acid, when the concentration of hydrogen fluoride is increased to about 65-73% as in the conventional 49% of the present invention, the concentration of hydronium ions in hydrogen fluoride is relatively increased. The reduction may improve the etch selectivity of aluminum, which is a material of the mirror 195. As described above, when the concentration of hydrogen fluoride is increased to about 65 to 73%, the difference in the etching rate of the phosphorus silicate glass, which is a constituent of the sacrificial layer 150, and the aluminum, which is a constituent of the mirror 195, is about aluminum. The phosphorus silicate glass may be etched about 600 to 1000 μm while being etched about 1 μm to prevent the mirror 195 from being damaged when the sacrificial layer 150 is etched.

상기와 같이 희생층(150)을 식각한 후, 세정 및 건조 처리를 수행하여 박막형 광로 조절 장치를 완성한다.After etching the sacrificial layer 150 as described above, the cleaning and drying process is performed to complete the thin film type optical path control apparatus.

상술한 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치에 있어서, 상부 전극(175)에는 외부로부터 공통 전극선을 통하여 제2 신호가 인가되며, 동시에 하부 전극(165)에는 외부로부터 액티브 매트릭스(100)에 내장된 트랜지스터, 제1 금속층(155)의 드레인 패드 및 비어 컨택(185)을 통하여 제1 신호가 인가되어, 상부 전극(175)과 하부 전극(165) 사이에 전위차에 따른 전기장이 발생한다. 이러한 전기장에 의하여 상부 전극(175)과 하부 전극(165) 사이에 형성된 변형층(170)이 변형을 일으킨다. 변형층(170)은 상기 전기장에 대하여 직교하는 방향으로 수축하며, 따라서, 변형층(170) 및 지지층(160)을 포함하는 액츄에이터(190)는 소정의 각도를 가지고 휘어진다. 광원으로부터 입사되는 광을 반사하는 거울(195)은 상기 지지층(160)의 중앙부의 상부에 형성되어 있으므로 액츄에이터(190)와 같은 각도로 휘어진다. 이에 따라, 상기 거울(195)은 입사되는 광을 소정의 각도로 반사하며, 반사된 광은 슬릿을 통과하여 스크린에 투영되어 화상을 맺게 된다.In the above-described thin film type optical path control device according to the present invention, a second signal is applied to the upper electrode 175 through a common electrode line from the outside, and at the same time, a transistor embedded in the active matrix 100 from the outside to the lower electrode 165. The first signal is applied through the drain pad and the via contact 185 of the first metal layer 155 to generate an electric field according to the potential difference between the upper electrode 175 and the lower electrode 165. Due to such an electric field, the deformation layer 170 formed between the upper electrode 175 and the lower electrode 165 causes deformation. The strained layer 170 contracts in a direction orthogonal to the electric field, and thus the actuator 190 including the strained layer 170 and the support layer 160 is bent at a predetermined angle. The mirror 195 reflecting the light incident from the light source is formed at an upper portion of the central portion of the support layer 160, and thus is bent at the same angle as the actuator 190. Accordingly, the mirror 195 reflects the incident light at a predetermined angle, and the reflected light passes through the slit to be projected onto the screen to form an image.

본 발명에 따른 광로 조절 장치의 제조 방법에 의하면, 약 65∼73% 정도의 농도를 갖는 플루오르화 수소 증기를 사용하여 희생층을 식각한다. 이에 따라, 거울의 구성 물질인 알루미늄에 대한 플루오르화 수소의 식각 선택성이 향상되어 희생층을 식각하는 동안 거울이 손상을 받지 않게 된다. 그러므로, 광원으로부터 입사되는 광의 광효율을 높일 수 있으며, 결국 스크린에 투영되는 화상의 화질이 향상된다.According to the manufacturing method of the optical path control apparatus which concerns on this invention, a sacrificial layer is etched using the hydrogen fluoride vapor which has a density | concentration of about 65-73%. Accordingly, the etching selectivity of hydrogen fluoride with respect to aluminum, which is a constituent material of the mirror, is improved, so that the mirror is not damaged while the sacrificial layer is etched. Therefore, the light efficiency of the light incident from the light source can be increased, and as a result, the image quality of the image projected on the screen is improved.

이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당업자에 의해 개량이나 변형이 가능하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited thereto and may be improved or modified by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention.

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;Providing 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; 상기 액티브 매트릭스의 상부에 희생층을 형성하고 상기 희생층을 패터닝하는 단계;Forming a sacrificial layer over the active matrix and patterning the sacrificial layer; ⅰ) 상기 패터닝된 희생층의 상부에 지지층을 형성하는 단계, ⅱ) 상기 지지층의 상부에 하부 전극을 형성하는 단계, ⅲ) 상기 하부 전극의 상부에 변형층을 형성하는 단계, ⅳ) 상기 변형층의 상부에 상부 전극을 형성하는 단계, 그리고 ⅴ) 상기 상부 전극, 상기 변형층, 상기 하부 전극 및 상기 지지층을 차례로 패터닝하여 액츄에이터를 형성하는 단계;Iii) forming a support layer on top of the patterned sacrificial layer, ii) forming a bottom electrode on top of the support layer, iii) forming a strained layer on top of the bottom electrode, iii) the strained layer Forming an upper electrode on an upper portion of the upper electrode, and iii) sequentially patterning the upper electrode, the deformation layer, the lower electrode, and the support layer to form an actuator; 상기 패터닝된 지지층의 상부에 거울을 형성하는 단계; 그리고Forming a mirror on top of the patterned support layer; And 상기 희생층을 65∼73%의 농도를 갖는 플루오르화 수소(HF) 증기를 사용하여 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법.And removing the sacrificial layer by using hydrogen fluoride (HF) vapor having a concentration of 65 to 73%.
KR1019970059376A 1997-11-12 1997-11-12 Manufacturing method of thin film type optical path control device KR19990039329A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970059376A KR19990039329A (en) 1997-11-12 1997-11-12 Manufacturing method of thin film type optical path control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970059376A KR19990039329A (en) 1997-11-12 1997-11-12 Manufacturing method of thin film type optical path control device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR19990039329A true KR19990039329A (en) 1999-06-05

Family

ID=66086467

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019970059376A KR19990039329A (en) 1997-11-12 1997-11-12 Manufacturing method of thin film type optical path control device

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR19990039329A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR19990004774A (en) Manufacturing method of thin film type optical path control device
KR100256791B1 (en) Method for manufacturing thin flim actuated mirror array
KR19990039329A (en) Manufacturing method of thin film type optical path control device
KR100257605B1 (en) Method for manufacturing thin film actuated mirror array
KR100256793B1 (en) Manufacturing method for thin flim actuated mirror array
KR100256874B1 (en) Manufacturing method for thin flim actuated mirror array
KR100256873B1 (en) Manufacturing method for thin flim actuated mirror array
KR100251110B1 (en) Manufacturing method of ama
KR100251101B1 (en) Thin film actuated mirror array and manufacturing method of the same
KR100257606B1 (en) Thin film actuated mirror array having a tilting angle sensor and method for manufacturing the same
KR19990035325A (en) Manufacturing method of thin film type optical path control device
KR19990035328A (en) Thin Film Type Light Path Regulator
KR19990035326A (en) Manufacturing method of thin film type optical path control device
KR19990035327A (en) Manufacturing method of thin film type optical path control device
KR19990035317A (en) Manufacturing method of thin film type optical path control device
KR19990035320A (en) Manufacturing method of thin film type optical path control device
KR19990034638A (en) Manufacturing method of thin film type optical path control device
KR19990034637A (en) Manufacturing method of thin film type optical path control device
KR19990019075A (en) Manufacturing method of thin film type optical path control device
KR19990084641A (en) Manufacturing method of thin film type optical path control device
KR19990004769A (en) Thin-film optical path that can prevent the initial tilt of the actuator
KR19990058709A (en) Thin Film Type Light Path Regulator
KR19990035329A (en) Manufacturing method of thin film type optical path control device
KR19990012822A (en) Manufacturing method of thin film type optical path control device
KR19990055235A (en) Manufacturing method of thin film type optical path control device

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid