KR20000004135A - Method for manufacturing a thin film actuated mirror array - Google Patents

Method for manufacturing a thin film actuated mirror array Download PDF

Info

Publication number
KR20000004135A
KR20000004135A KR1019980025536A KR19980025536A KR20000004135A KR 20000004135 A KR20000004135 A KR 20000004135A KR 1019980025536 A KR1019980025536 A KR 1019980025536A KR 19980025536 A KR19980025536 A KR 19980025536A KR 20000004135 A KR20000004135 A KR 20000004135A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sacrificial layer
layer
actuator
forming
thin film
Prior art date
Application number
KR1019980025536A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
채종현
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 KR1019980025536A priority Critical patent/KR20000004135A/en
Publication of KR20000004135A publication Critical patent/KR20000004135A/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0816Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
    • G02B26/0833Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD
    • G02B26/0858Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD the reflecting means being moved or deformed by piezoelectric means
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N39/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one piezoelectric, electrostrictive or magnetostrictive element covered by groups H10N30/00 – H10N35/00
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S359/00Optical: systems and elements
    • Y10S359/904Micromirror

Abstract

PURPOSE: A method for manufacturing a thin film actuated mirrors array in an optical projection system is provided to increase light efficiency by forming a mirror having a planar top surface at the thin film actuated mirror structured two layers. CONSTITUTION: The method for manufacturing a thin film actuated mirrors array comprising the step of: preparing a driving substrate (410) including a insulating substrate, MOS transistor, and a drain pad; forming a first sacrificial layer (490), which a support portion is formed on the driving substrate; forming an actuator (510), which a membrane (520), a lower electrode (450), a deformable layer (530), an upper electrode (550) and an electron tube (565) are formed onto the first sacrificial layer and the support layer; forming a post (570) onto separated portion of the driving substrate of the actuator; forming a second sacrificial layer (580) onto the actuator; and removing the first and second sacrificial layer

Description

박막형 광로조절장치의 제조방법Manufacturing method of thin film type optical path control device

본 발명은 평평한 상부표면을 갖는 미러를 제조하여 광효율이 증가된 박막형 광로조절장치의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 미러와 동일한 재질의 포스트를 형성하고, 포스트의 높이와 동일한 두께를 갖는 제 2 희생층을 형성한 후, 미러를 형성하는 2층 구조의 박막형 광로조절장치 어레이의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a thin film type optical path control apparatus having a flat upper surface and increasing light efficiency. In particular, a second sacrificial layer having a post having the same material as the mirror and having a thickness equal to the height of the post After forming the present invention, the present invention relates to a method for manufacturing a thin film type optical path control device array having a two-layer structure.

일반적으로, 광학 에너지(optical energy)를 스크린상에 투영하기 위한 장치인 공간적인 광 모듈레이터(spatial light modulator)는 광통신, 화상 처리 및 정보 디스플레이 장치등에 다양하게 응용될 수 있다. 이러한 장치들은 광원으로부터 입사되는 광속을 스크린에 투영하는 방법에 따라서 직시형 화상표시장치와 투사형 화상표시장치로 구분된다. 직시형 화상표시장치로는 CRT(Cathod Ray Tube)등이 있으며, 투사형 화상표시장치로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display:이하 'LCD'라 칭함), DMD(Deformable Mirror Device), 또는 AMA(Actuated Mirror Arrays)등이 있다.In general, a spatial light modulator, which is an apparatus for projecting optical energy onto a screen, may be variously applied to optical communication, image processing, and information display apparatus. Such devices are classified into a direct view type image display device and a projection type image display device according to a method of projecting a light beam incident from a light source onto a screen. CRT (Cathod Ray Tube) is a direct type image display device, and liquid crystal display (hereinafter referred to as LCD), DMD (Deformable Mirror Device), or AMA (Actuated) is a projection type image display device. Mirror Arrays).

상술한 CRT장치는 평균 100ft-L(백색 표시) 이상인 휘도, 30:1 이상인 콘트라스트비, 1만시간 이상의 수명등이 보증된 우수한 표시장치이다. 그러나, CRT는 중량 및 용적이 크고 높은 기계적인 강도를 유지하기 때문에 화면을 완전한 평면으로 하기가 곤란하여 주변부가 왜곡되는 문제점이 있었다. 또한, CRT는 전자빔으로 형광체를 여기해서 발광시키므로 화상을 만들기 위해 고전압을 필요로 하는 문제점이 있었다.The above-described CRT apparatus is an excellent display apparatus which is guaranteed an average brightness of 100 ft-L (white display) or more, a contrast ratio of 30: 1 or more, a lifetime of 10,000 hours or more. However, since the CRT has a large weight and volume and maintains high mechanical strength, it is difficult to make the screen completely flat, which causes distortion of the peripheral part. In addition, since CRTs excite phosphors with an electron beam to emit light, there is a problem that a high voltage is required to produce an image.

따라서, 상술한 CRT의 문제점을 해결하기 위해 LCD가 개발되었다. 이러한 LCD의 장점을 CRT와 비교하여 설명하면 다음과 같다. LCD는 저전압에서 동작하며, 소비 전력이 작고, 변형없는 화상을 제공한다.Therefore, LCDs have been developed to solve the above-mentioned problems of CRT. The advantages of such LCDs are explained in comparison with CRTs. LCDs operate at low voltages, consume less power, and provide images without distortion.

그러나, 상술한 장점들에도 불구하고 LCD는 광속의 편광으로 인하여 1∼2%의 낮은 광효율을 가지며, 그 내부의 액정물질의 응답속도가 느린 문제점이 있었다.However, despite the advantages described above, the LCD has a low light efficiency of 1 to 2% due to the polarization of the light beam, and there is a problem that the response speed of the liquid crystal material therein is slow.

이에 따라, 상술한 바와 같은 LCD의 문제점들을 해결하기 위하여 DMD, 또는 AMA등의 장치가 개발되었다. 현재, DMD가 약 5% 정도의 광효율을 가지는 것에 비하여 AMA는 10% 이상의 광효율을 얻을 수 있다. 또한, AMA는 입사되는 광속의 극성에 의해 영향을 받지 않을 뿐만아니라 광속의 극성에 영향을 끼치지 않는다.Accordingly, devices such as DMD or AMA have been developed to solve the problems of LCD as described above. Currently, AMA can achieve a light efficiency of 10% or more, while DMD has a light efficiency of about 5%. In addition, the AMA is not only affected by the polarity of the incident luminous flux but also does not affect the polarity of the luminous flux.

통상적으로, AMA 내부에 형성된 각각의 액츄에이터들은 인가되는 화상 신호 및 바이어스 전압에 의하여 발생되는 전계에 따라 변형을 일으킨다. 이 액츄에이터가 변형을 일으킬 때, 액츄에이터의 상부에 탑재된 각각의 거울들은 전계의 크기에 비례하여 경사지게 된다.Typically, the respective actuators formed inside the AMA cause deformation depending on the electric field generated by the applied image signal and bias voltage. When this actuator causes deformation, each mirror mounted on top of the actuator is inclined in proportion to the magnitude of the electric field.

따라서, 이 경사진 거울들은 광원으로부터 입사된 빛을 소정의 각도로 반사시킬 수 있게 된다. 이 각각의 거울들을 구동하는 액츄에이터의 구성재료로서는 PZT(Pb(Zr,Ti)O3), 또는 PLZT((Pb, La)(Zr, Ti)O3)등의 압전 세라믹이 이용된다. 또한, 이 액츄에이터의 구성 재료로 PMN(Pb(Mg, Nb)O3)등의 전왜 세라믹을 이용할 수도 있다.Thus, these inclined mirrors can reflect light incident from the light source at a predetermined angle. Piezoelectric ceramics such as PZT (Pb (Zr, Ti) O 3 ) or PLZT ((Pb, La) (Zr, Ti) O 3 ) are used as a constituent material of the actuator for driving the respective mirrors. As the constituent material of the actuator, electrodistorted ceramics such as PMN (Pb (Mg, Nb) O 3 ) may be used.

도 1a 내지 도 1f는 종래의 2층 구조의 박막형 광로조절장치(100)의 제조방법을 설명하는 단면도를 도시한 것으로, 도 1a에 도시된 바와 같이, 상기 2층 구조의 박막형 광로조절장치(100)의 제조방법은 절연기판(112), MOS 트랜지스터(120), 확산방지층(130), 금속층(140), 하부보호층(150), 차단층(160), 상부보호층(170), 식각방지층(180)등이 형성되어 있는 구동기판(110)의 준비로서 시작한다.1A to 1F are cross-sectional views illustrating a manufacturing method of a conventional two-layer thin film type optical path control apparatus 100. As shown in FIG. 1A, the two-layer thin film type optical path control apparatus 100 is illustrated. ), The insulating substrate 112, the MOS transistor 120, the diffusion barrier layer 130, the metal layer 140, the lower protective layer 150, the blocking layer 160, the upper protective layer 170, the etch stop layer It starts with preparation of the drive board 110 in which 180 etc. are formed.

상기 구동기판(110)에서, 상기 MOS 트랜지스터(120)에는 게이트 산화층(121), 게이트 전극(122), 층간절연층(123), 소오스영역(124), 드레인영역(125), 필드산화층(126)등이 형성되어 있다. 상기 확산방지층(130)은 절연기판(112)의 실리콘이 금속층(140)으로 확산되는 것을 방지한다. 상기 금속층(140)은 상기 트랜지스터(120)의 드레인영역(125)으로 부터 인가되는 전기적 신호를 후술되는 각각의 액츄에이터(210)에 전달하기 위해 형성되는 드레인패드(142)와 소오스영역(124)들을 전기적으로 연결하는 부분(144)으로 형성되어 있다. 상기 하부 보호층(150)은 차단층(160)과 금속층(140)이 전기적으로 연결되는 것을 방지하기 위하여 형성된다. 상기 차단층(160)은 그 하부에 형성된 금속층(140)에 광전효과에 의한 광전류가 발생하는 것을 방지하기 위하여 형성된다. 상기 상부보호층(170)은 이후의 제조공정동안 차단층(160)과 MOS트랜지스터(120)이 손상받는 것으로 부터 보호하기 위하여 형성된다. 상기 식각방지층(180)은 후속되는 식각공정동안 구동기판(110)이 손상받는 것을 방지하기 위하여 형성된다.In the driving substrate 110, the MOS transistor 120 includes a gate oxide layer 121, a gate electrode 122, an interlayer insulating layer 123, a source region 124, a drain region 125, and a field oxide layer 126. ) Is formed. The diffusion barrier layer 130 prevents the silicon of the insulating substrate 112 from diffusing into the metal layer 140. The metal layer 140 may include drain pads 142 and source regions 124 formed to transmit electrical signals applied from the drain region 125 of the transistor 120 to respective actuators 210, which will be described later. It is formed of a portion 144 for electrically connecting. The lower protective layer 150 is formed to prevent the blocking layer 160 and the metal layer 140 from being electrically connected to each other. The blocking layer 160 is formed in order to prevent the photocurrent generated by the photoelectric effect from occurring in the metal layer 140 formed thereunder. The upper protective layer 170 is formed to protect the blocking layer 160 and the MOS transistor 120 from being damaged during subsequent manufacturing processes. The etch stop layer 180 is formed to prevent the driving substrate 110 from being damaged during the subsequent etching process.

계속해서, 도 1b에 도시된 바와 같이, 상기 구동기판(110)의 상부에 다결정 실리콘(poly-Si)재료로 이루어지는 제 1 희생층(190)을 저압기상증착법(LPCVD)을 사용하여 형성한다. 여기에서, 상기 제 1 희생층(190)의 상부표면에 평탄도를 높이기 위하여 스핀 온 글래스(Spin On Glass:SOG) 또는 CMP(Chemical Mechanical Polishign)방법을 사용하여 평탄화 한다. 이어서, 제 1 희생층(190)의 드레인 패드(142)의 상부에 형성된 부분을 식각하여 후술하는 액츄에이터(210)의 지지부가 형성될 부분(195)을 만든다.Subsequently, as shown in FIG. 1B, a first sacrificial layer 190 made of polycrystalline silicon (poly-Si) material is formed on the driving substrate 110 using low pressure vapor deposition (LPCVD). Here, in order to increase the flatness on the upper surface of the first sacrificial layer 190, it is planarized by using spin on glass (SOG) or chemical mechanical polishing (CMP). Subsequently, a portion 195 in which the supporting portion of the actuator 210 to be described later is formed is etched by etching the portion formed on the drain pad 142 of the first sacrificial layer 190.

계속하여, 도 1c에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 희생층(190)의 상부에 질화물로 이루어진 멤브레인(220), 백금(Pt) 또는 백금/탄탈륨(Pt/Ta) 같은 전기 도전성이 우수한 재료로 이루어진 하부전극(230), PZT 또는 PLZT 같은 압전재료로 만들어진 변형층(240), 하부전극(230)과 동일한 재료로 이루어진 상부전극(250), 하부전극(230)과 드레인 패드(142)을 전기적으로 연결하는 전관(265)등이 차례로 형성된 액츄에이터(210)를 형성한다.Subsequently, as illustrated in FIG. 1C, a material having excellent electrical conductivity such as a membrane 220 made of nitride, platinum (Pt), or platinum / tantalum (Pt / Ta) is formed on the first sacrificial layer 190. The lower electrode 230 made of a piezoelectric material such as PZT or PLZT, the upper electrode 250 made of the same material as the lower electrode 230, the lower electrode 230 and the drain pad 142 An electric tube 265 connected to each other forms an actuator 210 formed in this order.

여기에서, 상기 액츄에이터(210)의 제조과정을 살펴보면, 먼저 상기 질화물로 이루어진 멤브레인(220)을 저압화학기상증착(LPCVD) 방법을 사용하여 0.1∼1.0㎛의 두께로 형성한다.Here, looking at the manufacturing process of the actuator 210, first, the membrane 220 made of nitride is formed to a thickness of 0.1 ~ 1.0㎛ using a low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) method.

다음으로, 상기 멤브레인(220)의 상부에 전기도전성이 우수한 금속으로 이루어진 하부전극(230)을 스퍼터링 방법을 이용하여 0.1∼1.0㎛의 두께로 형성한다.Next, a lower electrode 230 made of a metal having excellent electrical conductivity is formed on the membrane 220 to a thickness of 0.1 μm to 1.0 μm using a sputtering method.

그 다음, 상기 하부전극(230)의 상부에 PZT 또는 PLZT 같은 압전재료로 이루어진 변형층(240)을 스퍼터링 또는 화학기상증착(CVD) 방법을 사용하여 0.1∼1.0㎛의 두께로 형성한다. 이어서, 변형층(240)은 급속열처리(RAT)방법을 사용하여 상변이 시킨다.Next, a strain layer 240 made of a piezoelectric material such as PZT or PLZT is formed on the lower electrode 230 to have a thickness of 0.1 μm to 1.0 μm using a sputtering or chemical vapor deposition (CVD) method. Subsequently, the strained layer 240 is phase shifted using a rapid heat treatment (RAT) method.

계속해서, 상기 변형층(240)의 상부에 하부전극(230)과 동일한 전기 도전성이 우수한 물질로 이루어진 상부전극(250)을 스퍼터링 방법을 사용하여 형성한다.Subsequently, an upper electrode 250 made of a material having the same excellent electrical conductivity as that of the lower electrode 230 is formed on the deformation layer 240 by using a sputtering method.

이후, 상기 상부전극(250), 변형층(240), 하부전극(230), 멤브레인(220)이 셀단위의 각각의 액츄에이터로 나뉘어지도록 포토레지스트를 이용하여 각각의 층들을 바람직한 형상으로 패턴한다. 그리고, 드레인 패드(142)가 형성된 부분으로부터 상부전극(250), 변형층(240), 하부전극(230), 멤브레인(220), 식각방지층(180), 상부보호층(170) 그리고 하부보호층(150)을 차례로 식각하여 비아홀(via hole:260)을 형성한 후, 상기 비아홀(260)의 내부에 텅스텐(W), 백금(Pt), 알루미늄(Al) 또는 티탄늄(Ti) 같은 금속을 스퍼터링 방법을 이용하여 상기 하부전극(230)과 드레인패드(142)가 전기적으로 연결되도록 전관(265)를 형성한다.Thereafter, the upper electrode 250, the strained layer 240, the lower electrode 230, and the membrane 220 are patterned in a desired shape by using a photoresist so as to be divided into respective actuators in a cell unit. The upper electrode 250, the strained layer 240, the lower electrode 230, the membrane 220, the etch stop layer 180, the upper passivation layer 170, and the lower passivation layer are formed from the drain pad 142. After etching 150 to form a via hole 260, a metal such as tungsten (W), platinum (Pt), aluminum (Al), or titanium (Ti) is formed in the via hole 260. The front tube 265 is formed to electrically connect the lower electrode 230 and the drain pad 142 using a sputtering method.

계속해서, 도 1d에 도시된 바와 같이, 상기 액츄에이터(210)의 상부에 인실리케이트유리(PSG)로 이루어진 제 2 희생층(270)을 대기압 화학기상증착법(APCVD)법을 이용하여 형성한다. 그리고 나서, 상기 제 2 희생층(270)을 부분적으로 식각하여 이후에 형성될 거울(310)이 상기 액츄에이터(210)에 지지될 수 있도록 거울의 지지부분(280)을 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 1D, a second sacrificial layer 270 made of insulated glass (PSG) is formed on the actuator 210 by using an atmospheric chemical vapor deposition (APCVD) method. Then, the second sacrificial layer 270 is partially etched to form a support portion 280 of the mirror so that the mirror 310 to be formed later can be supported by the actuator 210.

다음으로, 도 1e에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 희생층(270)과 거울의 지지부분(280)의 상부에 반사특성이 우수한 재료을 스퍼터링 방법을 이용하여 증착한 후, 각각의 액츄에이터(210)에 일대일 대응하도록 다이싱하여 거울(310)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 1E, a material having excellent reflection characteristics is deposited on the second sacrificial layer 270 and the support portion 280 of the mirror by the sputtering method, and then each actuator 210. The mirror 310 is formed by dicing one-to-one correspondence.

마지막으로, 도 1f에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 희생층(270)과 제 1 희생층(190)을 제거하여 AMA 소자를 완성한다.Finally, as shown in FIG. 1F, the ASA device is completed by removing the second sacrificial layer 270 and the first sacrificial layer 190.

그러나, 종래의 2층 구조의 박막형 광로조절장치에서 거울(310)이 상기 액츄에이터(210)의 상부에 지지되기 위하여, 제 2 희생층(270)을 부분적으로 식각하여 거울의 지지부분(280)을 형성하고, 그 상부에 반사특성이 우수한 물질을 증착하여 거울(310)을 형성함으로서, 거울의 지지부분(280)의 위에 형성된 거울부분은 거울(310)의 다른 부분과 단차를 이루면서 형성되고, 이에 따라 광원으로부터의 빛을 반사하는 광효율이 감소하게 되는 문제점이 있었다.However, in the conventional two-layer thin film type optical path control apparatus, in order to support the mirror 310 on the actuator 210, the second sacrificial layer 270 is partially etched to remove the support portion 280 of the mirror. And by forming a mirror 310 by depositing a material having excellent reflection properties thereon, the mirror portion formed on the support portion 280 of the mirror is formed while forming a step with another portion of the mirror 310, Accordingly, there is a problem that the light efficiency of reflecting light from the light source is reduced.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 박막형 광로조절장치는 제 2 희생층을 형성하기 전에, 거울과 동일한 재료로서 액츄에이터에 거울을 지지하기 위한 포스트를 형성하고, 이후에 액츄에이터의 상부에 포스트의 높이와 동일한 두께를 가지고 상부표면이 평평한 제 2 희생층을 형성한 다음, 두번재 희생층과 포스트의 상부에 거울을 형성함으로서, 단차가 없는 거울을 형성하게 되고 이에따라 전체적인 광효율이 증가되는 2층 구조의 박막형 광로조절장치의 제조방법을 공급하는데 있다.The present invention has been made to solve the conventional problems as described above, the thin film type optical path control apparatus according to the present invention, as described above, supports the mirror to the actuator with the same material as the mirror before forming the second sacrificial layer. A second sacrificial layer having a thickness equal to the height of the post and having a flat upper surface on the upper part of the actuator, and then forming a mirror on the second sacrificial layer and the upper part of the post, It is to provide a method of manufacturing a thin film optical path control device having a two-layer structure to form a mirror without, thereby increasing the overall light efficiency.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 절연기판, MOS 트랜지스터, 확산방지층, 드레인 패드와 소오스연결부분으로 이루어진 금속층, 하부보호층, 차단층, 상부보호층, 식각방지층 등이 형성되어 있는 구동기판을 준비하는 단계와; 상기 구동기판의 상부에 지지부가 형성된 제 1 희생층을 형성하는 단계와; 상기 제 1 희생층과 지지부의 상부에 멤브레인, 하부전극, 변형층, 상부전극, 전관등이 형성된 액츄에이터를 형성하는 단계와; 상기 각각의 액츄에이터 상부에 포스트를 형성하는 단계와; 상기 액츄에이터의 상부에 포스트의 높이와 동일한 두께로 평평한 상부표면을 갖는 제 2 희생층을 형성하는 단계와; ; 상기 포스트와 제 2 희생층의 상부에 거울을 형성하는 단계와; 제 2 희생층과 제 1 희생층을 제거하는 단계를 포함한다.In order to achieve the object described above, the present invention provides an insulating substrate, a MOS transistor, a diffusion barrier layer, a metal layer consisting of a drain pad and a source connection portion, a lower protective layer, a blocking layer, an upper protective layer, an etch stop layer, and the like. Preparing a driving substrate; Forming a first sacrificial layer having a support formed on the driving substrate; Forming an actuator having a membrane, a lower electrode, a strained layer, an upper electrode, an electric tube, and the like formed on the first sacrificial layer and the support part; Forming a post on each of the actuators; Forming a second sacrificial layer on the actuator, the second sacrificial layer having a flat upper surface at the same thickness as the height of the posts; ; Forming a mirror on top of the post and the second sacrificial layer; Removing the second sacrificial layer and the first sacrificial layer.

본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 다음에 설명하는 발명의 바람직한 실시예로 부터 더욱 명확하게 될 것이다.The above objects and various advantages of the present invention will become more apparent from the preferred embodiments of the invention described below with reference to the accompanying drawings by those skilled in the art.

도 1a 내지 도 1f는 종래의 박막형 광로조절장치를 제조하기 위한 방법을 설명하는 단면도,1A to 1F are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a conventional thin film type optical path control device;

도 2a 내지 도 2h는 본 발명에 따른 박막형 광로조절장치를 제조하기 위한 방법을 설명하는 단면도.2A to 2H are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a thin film type optical path control device according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

410 : 구동기판 420 : MOS트랜지스터 430 : 확산방지층410: driving substrate 420: MOS transistor 430: diffusion barrier layer

440 : 금속층 450 : 하부보호층 460 : 차단층440: metal layer 450: lower protective layer 460: blocking layer

470 : 상부보호층 480 : 식각방지층 490 : 제 1 희생층470: upper protective layer 480: etch stop layer 490: first sacrificial layer

510 : 액츄에이터 520 : 멤브레인 530 : 하부전극510: actuator 520: membrane 530: lower electrode

540 : 변형층 550 : 상부전극 565 : 전관540: strained layer 550: upper electrode 565: electric tube

570 : 포스트 580 : 제 2 희생층 590 : 포토레지스트570: post 580: second sacrificial layer 590: photoresist

610 : 거울610: mirror

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 박막형 광로조절장치를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a thin film type optical path control apparatus according to the present invention.

도 2a 내지 2h은 본 발명과 일치하는 2층 구조의 박막형 광로조절장치(400)의 제조방법을 설명하는 단면도를 도시한 것으로, 도 2a에 도시된 바와 같이, 상기 2층 구조의 박막형 광로조절장치(400)을 제조는 절연기판(412), MOS 트랜지스터(420), 확산방지층(430), 금속층(440), 하부보호층(450), 차단층(460), 상부보호층(470), 식각방지층(480)등이 형성되어 있는 구동기판(410)의 준비로서 시작한다.2A to 2H are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a thin film optical path control apparatus 400 having a two-layer structure in accordance with the present invention. As shown in FIG. 2A, the thin film optical path control apparatus having a two-layer structure is shown. The insulating layer 412, the MOS transistor 420, the diffusion barrier layer 430, the metal layer 440, the lower protective layer 450, the blocking layer 460, and the upper protective layer 470 may be etched. It starts with preparation of the drive board 410 in which the prevention layer 480 etc. are formed.

상기 구동기판(410)에서, 상기 MOS 트랜지스터(420)에는 게이트 산화층(421), 게이트 전극(422), 층간절연층(423), 소오스영역(424), 드레인영역(425), 필드산화층(426)등이 형성되어 있다. 상기 확산방지층(430)은 절연기판(412)의 실리콘이 금속층(440)으로 확산되는 것을 방지한다. 상기 금속층(440)은 상기 트랜지스터(420)의 드레인영역(425)으로 부터 인가되는 전기적 신호를 이후에 형성될 각각의 액츄에이터(510)에 전달하기 위해 형성되는 드레인패드(442)와 소오스영역(424)들을 전기적으로 연결하는 부분(444)으로 형성되어 있다. 상기 하부 보호층(450)은 차단층(460)과 금속층(440)이 전기적으로 연결되는 것을 방지하기 위하여 형성된다. 상기 차단층(460)은 그 하부에 형성된 금속층(440)에 광전효과에 의한 광전류가 발생하는 것을 막기 위하여 형성된다. 상기 상부보호층(470)은 이후의 제조공정동안 차단층(460)과 MOS트랜지스터(420)이 손상받는 것으로 부터 보호하기 위하여 형성된다. 상기 식각방지층(480)은 후속되는 식각공정동안 구동기판(410)이 손상받는 것을 막기위하여 형성된다.In the driving substrate 410, the MOS transistor 420 includes a gate oxide layer 421, a gate electrode 422, an interlayer insulating layer 423, a source region 424, a drain region 425, and a field oxide layer 426. ) Is formed. The diffusion barrier layer 430 prevents the silicon of the insulating substrate 412 from diffusing into the metal layer 440. The metal layer 440 is a drain pad 442 and a source region 424 formed to transmit an electrical signal applied from the drain region 425 of the transistor 420 to each actuator 510 to be formed later. Are formed as a portion 444 for electrically connecting the plurality of electrodes. The lower protective layer 450 is formed to prevent the blocking layer 460 and the metal layer 440 from being electrically connected to each other. The blocking layer 460 is formed to prevent photocurrent caused by a photoelectric effect on the metal layer 440 formed under the blocking layer 460. The upper protective layer 470 is formed to protect the blocking layer 460 and the MOS transistor 420 from being damaged during subsequent manufacturing processes. The etch stop layer 480 is formed to prevent the driving substrate 410 from being damaged during the subsequent etching process.

계속해서, 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 구동기판(410)의 상부에 다결정 실리콘(poly-Si)재료로 만들어진 제 1 희생층(490)을 저압기상증착법(LPCVD)을 사용하여 형성한다. 여기에서, 상기 제 1 희생층(490)의 상부표면에 평탄도를 높이기 위하여 스핀 온 글래스(Spin On Glass:SOG) 또는 CMP(Chemical Mechanical Polishign)방법을 사용하여 평탄화 한다. 이어서, 제 1 희생층(490)의 드레인 패드(442)의 상부에 형성되어 부분을 식각하여 액츄에이터(510)의 지지부가 형성될 부분(495)을 만든다.Subsequently, as shown in FIG. 2B, a first sacrificial layer 490 made of polycrystalline silicon (poly-Si) material is formed on the driving substrate 410 by using low pressure vapor deposition (LPCVD). Here, in order to increase the flatness on the upper surface of the first sacrificial layer 490, it is planarized by using spin on glass (SOG) or chemical mechanical polishing (CMP). Subsequently, a portion 495 is formed on the drain pad 442 of the first sacrificial layer 490 to etch the portion to form a support portion of the actuator 510.

계속하여, 도 2c에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 희생층(490)의 상부에 질화물로 만들어진 멤브레인(520), 백금(Pt) 또는 백금/탄탈륨(Pt/Ta) 같은 전기 도전성이 우수한 재료로 만들어진 하부전극(530), PZT 또는 PLZT 같은 압전재료로 만들어진 변형층(540), 하부전극(530)과 동일한 재료로 만들어진 상부전극(550), 하부전극(530)과 드레인 패드(442)을 전기적으로 연결하는 전관(565)등이 형성된 액츄에이터(510)을 형성한다.Subsequently, as illustrated in FIG. 2C, a material having excellent electrical conductivity such as a membrane 520, platinum (Pt), or platinum / tantalum (Pt / Ta) made of nitride on the first sacrificial layer 490 is formed. The lower electrode 530, the strained layer 540 made of piezoelectric material such as PZT or PLZT, the upper electrode 550 made of the same material as the lower electrode 530, the lower electrode 530 and the drain pad 442 are electrically An actuator 510 having an electric tube 565 or the like connected thereto is formed.

여기에서, 상기 액츄에이터(510)의 제조과정을 살펴보면, 먼저 상기 질화물로 이루어진 멤브레인(520)을 저압화학기상증착(LPCVD) 방법을 이용하여 0.1∼1.0㎛의 두께로 형성한다.Here, looking at the manufacturing process of the actuator 510, first, the membrane 520 made of nitride is formed to a thickness of 0.1 ~ 1.0㎛ using a low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) method.

다음으로, 상기 멤브레인(520)의 상부에 전기 도전성이 우수한 금속으로 이루어진 하부전극(530)을 스퍼터링 방법을 이용하여 0.1∼1.0㎛의 두께로 형성한다.Next, a lower electrode 530 made of a metal having excellent electrical conductivity is formed on the membrane 520 to a thickness of 0.1 to 1.0 μm using a sputtering method.

그 다음, 상기 하부전극(530)의 상부에 PZT 또는 PLZT 같은 압저재료로 만들어진 변형층(540)을 스퍼터링 또는 화학기상증착(CVD) 방법을 이용하여 0.1∼1.0㎛의 두께로 형성한다. 이어서, 변형층(540)은 급속열처리(RAT)방법을 이용하여 상변이 시킨다.Next, a strain layer 540 made of a piezoelectric material such as PZT or PLZT is formed on the lower electrode 530 to have a thickness of 0.1 to 1.0 μm using a sputtering or chemical vapor deposition (CVD) method. Subsequently, the strained layer 540 is phase shifted using a rapid heat treatment (RAT) method.

계속해서, 상기 변형층(540)의 상부에 하부전극(530)과 동일한 전기 도전성이 우수한 물질로 이루어진 상부전극(550)을 스퍼터링 방법을 이용하여 형성한다.Subsequently, an upper electrode 550 made of a material having the same excellent electrical conductivity as that of the lower electrode 530 is formed on the deformation layer 540 by using a sputtering method.

이후, 상기 상부전극(550), 변형층(540), 하부전극(530), 멤브레인(520)이 셀단위의 각각의 액츄에이터로 나뉘어지도록 포토레지스트를 이용하여 각각의 층들을 바람직한 형상으로 패턴한다. 그리고, 드레인 패드(442)가 형성된 부분으로부터 상부전극(550), 변형층(540), 하부전극(530), 멤브레인(520), 식각방지층(480), 상부보호층(470) 그리고 하부보호층(450)을 차례로 식각하여 비아홀(via hole:560)을 형성한 후, 상기 비아홀(560)의 내부에 텅스텐(W), 백금(Pt), 알루미늄(Al) 또는 티탄늄(Ti) 같은 금속을 스퍼터링 방법을 이용하여 상기 하부전극(530)과 드레인패드(442)가 전기적으로 연결되도록 전관(565)를 형성한다.Thereafter, the upper electrode 550, the strained layer 540, the lower electrode 530, and the membrane 520 are patterned in a desired shape by using a photoresist so as to be divided into respective actuators in units of cells. The upper electrode 550, the strained layer 540, the lower electrode 530, the membrane 520, the etch stop layer 480, the upper protective layer 470, and the lower protective layer are formed from the portion where the drain pad 442 is formed. After the 450 is sequentially etched to form a via hole 560, a metal such as tungsten (W), platinum (Pt), aluminum (Al), or titanium (Ti) is formed in the via hole 560. The front tube 565 is formed to electrically connect the lower electrode 530 and the drain pad 442 using a sputtering method.

계속해서, 도 2d에 도시된 바와 같이, 상기 액츄에이터(510)의 구동기판(410)과 이격되어 있는 부분의 상부에 이후에 형성될 거울과 동일한 재료를 사용하여 포스트(570)을 형성한다. 상기 포스트(570)은, 먼저 반사특성이 우수하여 거울(610)을 형성할 때 사용하는 알루미늄(Al) 같은 재료를 소정의 두께이상으로 상기 액츄에이터(510)의 상부에 스퍼터링 방법을 이용하여 증착한 후, 상기 액츄에이터(510)의 구동기판(410)과 이격되어 있는 부분에만 남겨지도록 식각방법을 이용하여 제거함으로 소정의 높이를 갖은 포스트(570)이 형성된다.Subsequently, as shown in FIG. 2D, the post 570 is formed on the upper portion of the actuator 510 spaced apart from the driving substrate 410 by using the same material as the mirror to be formed later. The post 570 is formed by depositing a material such as aluminum (Al), which is used to form the mirror 610 having a high reflection property, above the actuator 510 by a sputtering method over a predetermined thickness. Thereafter, a post 570 having a predetermined height is formed by removing by using an etching method so that only the part spaced apart from the driving substrate 410 of the actuator 510 is removed.

다음으로, 도 2e에 도시된 바와 같이, 상기 액츄에이터(510)의 상부에 다결정 실리콘(poly-Si)로 이루어지고 포스트(570)의 소정의 높이 이상의 두께를 갖는 제 2 희생층(580)을 대기압 화학기상증착법(LPCVD)법을 이용하여 증착한다. 그리고 나서, 상기 제 2 희생층(580)의 상부에 포토레지스트(590)를 사용하여 소정의 두께이상으로 코팅한다.Next, as shown in FIG. 2E, the second sacrificial layer 580 made of poly-silicon (poly-Si) on the actuator 510 and having a thickness greater than or equal to a predetermined height of the post 570 is atmospheric pressure. Deposition is carried out using chemical vapor deposition (LPCVD). Then, the photoresist 590 is coated on the second sacrificial layer 580 to a predetermined thickness or more.

다음으로, 도 2f에 도시된 바와 같이, 상기 포토레지스트(590)와 제 2 희생층(580)의 일부를 에치-백(etch-back) 방법을 이용하여 식각하여, 두께가 상기 포스트(570)의 높이와 동일하고 상부표면(585)이 평평한 제 2 희생층(580)이 형성된다.Next, as shown in FIG. 2F, portions of the photoresist 590 and the second sacrificial layer 580 are etched by using an etch-back method, so that the thickness of the post 570 is increased. A second sacrificial layer 580 is formed that is the same as the height of the upper surface 585 is flat.

그 다음으로, 도 2g에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 희생층(580)의 평평한 상부표면(585)과 포스트(570)의 상부에, 포스트(570)과 동일한 재료인 알루미늄(Al) 같은 재료를 스퍼터링 방법을 이용하여 증착한 후, 각각의 액츄에이터(510)에 일대일 대응하도록 다이싱하여 거울(610)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 2G, on the flat top surface 585 of the second sacrificial layer 580 and the top of the post 570, a material such as aluminum (Al), which is the same material as the post 570. Is deposited using a sputtering method, and then diced to correspond to each actuator 510 one-to-one to form a mirror 610.

마지막으로, 도 2h에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 희생층(580)과 제 1 희생층(490)을 제거하여 AMA 소자를 완성한다.Finally, as shown in FIG. 2H, the ASA device is completed by removing the second sacrificial layer 580 and the first sacrificial layer 490.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 박막형 광로조절장치는 제 2 희생층을 형성하기 전에, 거울과 동일한 재료로서 액츄에이터에 거울을 지지하기 위한 포스트를 형성하고, 이후에 액츄에이터의 상부에 포스트의 높이와 동일한 두께를 가지고 상부표면이 평평한 제 2 희생층을 형성한 다음, 두번재 희생층과 포스트의 상부에 거울을 형성함으로서, 단차가 없는 거울을 형성하게 되고 이에따라 전체적인 광효율이 증가되는 효과가 있다.As described above, the thin film type optical path adjusting device according to the present invention forms a post for supporting the mirror on the actuator with the same material as the mirror before forming the second sacrificial layer, and then has the same height as that of the post on top of the actuator. By forming a second sacrificial layer having a thickness and having a flat upper surface, and then forming a mirror on the second sacrificial layer and the top of the post, a mirror having no step is formed, thereby increasing the overall light efficiency.

상술한 바와 같이, 본 발명을 도면을 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, although the present invention has been described with reference to the drawings, those skilled in the art may variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated.

Claims (3)

절연기판, MOS 트랜지스터 및 드레인 패드가 형성되어 있는 구동기판을 준비하는 단계와;Preparing a driving substrate on which an insulating substrate, a MOS transistor, and a drain pad are formed; 상기 구동기판의 상부에 지지부가 형성된 제 1 희생층을 형성하는 단계와;Forming a first sacrificial layer having a support formed on the driving substrate; 상기 제 1 희생층과 지지부의 상부에 멤브레인, 하부전극, 변형층, 상부전극, 전관등이 형성된 액츄에이터를 형성하는 단계와;Forming an actuator having a membrane, a lower electrode, a strained layer, an upper electrode, an electric tube, and the like formed on the first sacrificial layer and the support part; 상기 각각의 액츄에이터의 구동기판과 이격된 부분의 상부에 포스트를 형성하는 단계와;Forming a post on an upper portion of the actuator substrate spaced apart from the driving substrate; 상기 액츄에이터의 상부에 제 2 희생층을 형성하는 단계와;Forming a second sacrificial layer on top of the actuator; 상기 포스트와 제 2 희생층의 상부에 거울을 형성하는 단계와;Forming a mirror on top of the post and the second sacrificial layer; 제 2 희생층과 제 1 희생층을 제거하는 단계를 포함하는 박막형 광로조절장치의 제조방법.Method of manufacturing a thin film type optical path control device comprising the step of removing the second sacrificial layer and the first sacrificial layer. 제 1 항에 있어서, 상기 포스트는 상기 거울과 동일한 재료를 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 2층 구조의 박막형 광로조절장치의 제조방법.The method of claim 1, wherein the post is formed of the same material as the mirror. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 희생층의 형성방법은 먼저 다결정 실리콘의 이루어진 제 2 희생층을 상기 액츄에이터의 상부에 증착하고, 그 위에 포토레지스트로 코팅한 후, 상기 제 2 희생층과 상기 포토레지스트를 상기 포스트가 노출될 때까지 에치-벡(etch-back)하여 상기 제 2 희생층이 형성되는 것을 특징으로 하는 2층 구조의 박막형 광로조절장치의 제조방법.The method of claim 1, wherein the second sacrificial layer is formed by first depositing a second sacrificial layer made of polycrystalline silicon on top of the actuator, and coating the second sacrificial layer with the photoresist thereon. The method of claim 2, wherein the second sacrificial layer is formed by etching back the resist until the post is exposed.
KR1019980025536A 1998-06-30 1998-06-30 Method for manufacturing a thin film actuated mirror array KR20000004135A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019980025536A KR20000004135A (en) 1998-06-30 1998-06-30 Method for manufacturing a thin film actuated mirror array

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019980025536A KR20000004135A (en) 1998-06-30 1998-06-30 Method for manufacturing a thin film actuated mirror array

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20000004135A true KR20000004135A (en) 2000-01-25

Family

ID=19541949

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019980025536A KR20000004135A (en) 1998-06-30 1998-06-30 Method for manufacturing a thin film actuated mirror array

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20000004135A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100278068B1 (en) Thin film actuated mirror array and method for manufacture thereof
KR20000004135A (en) Method for manufacturing a thin film actuated mirror array
KR20000004137A (en) Method for manufacturing a thin film actuated mirror array
KR20000004148A (en) Method for manufacturing a thin film actuated mirror array of preventing an electrical shorts of a lower electrode
KR100257603B1 (en) Thin film actuated mirror array and method for manufacturing the same
KR100267467B1 (en) Fabricating method for actuated mirror arrays
KR19990085597A (en) Manufacturing method of thin film type optical path control device
KR100201832B1 (en) Optical path controller with homogeneous stress distribution and the production method thereof
KR100201824B1 (en) Method of forming an improved via contact of the thin film actuated mirror array
KR100271002B1 (en) Method for manufacturing thin flim actuatred mirror array
KR100258109B1 (en) Fabricating method for actuated mirror arrays
KR19990085598A (en) Manufacturing method of thin film type optical path control device
KR100257605B1 (en) Method for manufacturing thin film actuated mirror array
KR100258108B1 (en) Fabricating method for actuated mirror arrays
KR100258110B1 (en) Fabricating method for actuated mirror arrays
KR100258106B1 (en) Fabricating method of actuated mirror arrays
KR20000044803A (en) Manufacturing method for two panel thin film micromirror array-actuated device
KR100283532B1 (en) Thin-film fluorescent furnace control device and manufacturing method
KR100262737B1 (en) Manufacturing method of tma
KR20000044808A (en) Manufacturing method for two layered thin film micromirror array-actuated device
KR20000044823A (en) Manufacturing method for two layered thin film micromirror array-actuated device
KR20000044809A (en) Manufacturing method for two layered thin film micromirror array-actuated device
KR20010002069A (en) Method for fabricating a thin film micromirror array-actuated having a greater optical efficiency
KR20000004152A (en) Method for manufacturing a thin film actuated mirror array
KR20000044810A (en) Manufacturing method for two layered thin film micromirror array-actuated 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