KR20010060300A

KR20010060300A - 내부에 팝업 거울들을 가지는 집적 광전 소자와 그 형성및 동작 방법

Info

Publication number: KR20010060300A
Application number: KR1020000066795A
Authority: KR
Inventors: 우드로버트엘.; 힐에드워드아서
Original assignee: 추후제출; 제이디에스 유니페이즈 인코포레이티드
Priority date: 1999-11-12
Filing date: 2000-11-10
Publication date: 2001-07-06
Also published as: US6535318B1; CA2325096A1; TW488087B; CN1296191A; EP1099973A2; US6942814B2; US20030117679A1; EP1099973A3

Abstract

내부에 팝업 거울들을 가지는 집적 광전 소자들은 최소한 부분적으로 자신을 통하여 확장하는 개구를 구비하는 기판(예를들면 SOI 기판)을 포함한다. 근회절 제한 특성을 가지는 거울이 또한 개구에서 제공되며 거울이 닫힌 위치에서 열린 위치로 회전할 수 있도록 힌지에 의하여 기판에 기계적으로 결합된다. 거울은 약 10 ㎛를 초과하는 두께를 지지층 상에 가지는 단결정 규소 거울 지지층 및 광학적으로 반사하는 거울면으로부터 형성될 수 있다. 거울면은 금 혹은 알루미늄을 포함할 수 있으며 증착 혹은 스퍼터링기술을 이용하여 지지층에 부착될 수 있다. 이 단결정 규소 거울 지지층은 응력이 가해졌을 때 휨이나 다른 왜곡에 상당히 강하다. 또한 힌지는 바람직하게는 기판에 기계적 그리고 전기적 연결을 제공하는 다결정 규소 힌지를 포함한다. 또한 니켈과 같은 금속층이 거울 지지층의 후면 상에 제공되어 개구에 충분히 센 자기장이 가해지면 거울지지층을 윗방향으로 끌어 올리도록 동작하는 힘을 금속층상에 유발할 수 있다. 또한 정전기적 폴리실리콘 클램프 전극이 단결정 규소 거울 지지층상에 제공된다. 이 클램프 전극은 충분히 센 자기장이 개구에 가해진다고 하더라도 거울을 닫힌 위치에 클램프하도록 유용하게 이용될 수 있다. 그러므로 개별적으로 제어할 수 있는 복수의 반사 마이크로구조(예를 들면, "팝업" 거울들)를 가지는 기판이 제공될 수 있다.

Description

내부에 팝업 거울들을 가지는 집적 광전 소자와 그 형성 및 동작 방법{Integrated optoelectronic devices having pop-up mirrors therein and methods of forming and operating same}

본 발명은 광전 소자와 그 형성 및 동작방법에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 광 에너지의 방향을 인도하는 반사 면들을 활용하는 광전 소자와 그 형성 및 동작방법에 관한 것이다.

내부에 거울들을 가지는 마이크로-전자기계적(Micro-elecromechanical,이하 "MEM"이라고 한다) 소자들이 광 빔(optical beams)을 광전 기판을 가로질러 인도할 목적으로 제안되어왔다. 그러한 소자들은 디스플레이에서 포토닉 NxN 스위치에 이르는 광범위한 응용분야에서 유용하다. 그러한 소자들은 제목이 "마이크로-전자기계적 광 공진기와 방법"이며 특허권자가 몬타미디(Montamedi) 등인 미국 특허 제 5,903,380호에 개시되어 있다. 특히 상기 미국 특허 제 5,903,380호는 한 쪽 끝에서 기판에 고정되고 다른 쪽 끝에서는 기판 위에서 자유롭게 확장되는 캔틸리버(cantilever) 빔을 포함하는 집적 마이크로-전자기계적 광 공진기를 개시하고 있다. 바이모프 액츄에이터(bimorph actuator)가 또한 제공되며 고정된 한 쪽 끝에서 빔의 상단에 탑재된다. 또한 반사면은 고정되지 않은 끝에서 부분적으로 빔의 상단을 덮고 있다. 바이모프 액츄에이터는 상이한 열 팽창계수를 가지는 재료 층들을 포함한다. 액츄에이터를 가로질러 연결된 DC-바이어스된 AC전압은 액츄에이터를 통과하는 전류가 증가하고 감소함에 따라 상기 액츄에이터를 가열하고 냉각한다. 이로 인해 캔틸리버 빔과 반사면이 변화하는 전류에 따라 진동하도록 하는 열 바이모프 효과가 생긴다. 광원과 액츄에이터 여기 회로를 공진기와 결합함으로써 20도를 초과하는 스캔 각도와 높은 스캔율을 제공하는 광 스캐너 엔진을 만들어낸다. 불행하게도, 미국 특허 제 5,903,380호의 캔틀리버 빔 상에서 제공된 거울면은 바이모프 효과로 인하여 캔틀리버 빔이 휠수가 있고 혹은 그렇지 않더라도 왜곡될 수 있기 때문에 근회절 제한된(near diffraction-limited) 광 특성을 갖지 못할 수가 있다.

제목이 "쌍안정 마이크로-전자기계적 액츄에이터"이고 특허권자가 플레밍인 미국 특허 제 5,867,302호 역시 내부에 거울들을 가지는 MEM 소자를 개시하고 있다. 특히 미국 특허 제 5,867,302호는 기판 위에 형성되고 중간지점에서 탄력있는 부재(member)에 그리고 양 단에서는 한 쌍의 가늘고 긴 지지대에 부착되어 있기 때문에 동작이 개시되면 곡선의 단면 모양을 취하는 일반적으로 사각 모양의 응력을 받는 박막을 포함하는 MEM 액츄에이터(actuator)를 개시하고 있다. MEM 액츄에이터가 프로그래밍 전압이 제거된 후에 정적 상태에 있는 채로, 응력을 받은 박막은 거울-영상을 대칭적으로 가지는 한 쌍의 기계적 상태 사이에서 정전기적으로 전환될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따른 쌍안정 MEM 액츄에이터는 비휘발성 메모리 소자, 광학 변조기(상기 박막위에서 지지되고 박막이 스위치될 때 동기되어 움직이는 한 쌍의 거울을 구비), 스위치 가능한 거울(상기 박막의 중간 지점위에서 지지되는 하나의 거울을 구비) 그리고 래칭 계전기(상기 박막이 스위치될 때 열리고 닫히는 한 쌍의 접점을 구비)를 형성하는데 사용될 수 있다. 쌍안정 MEM 액츄에이터의 배열들은 비휘발성 메모리, 광학 디스플레이, 그리고 광 컴퓨팅을 포함하는 응용분야를 위하여 구성될 수 있다. 미국 특허 제 5,867,302호의 도 7a와 도 7b는 또한 회전가능한 거울을 포함하는 MEM 액츄에이터의 실시예를 개시하고 있다. 불행하게도, 회전가능한 거울이 자신의 위에서 지지되는 박막을 형성하기 위한 미국 특허 제 5,867,302호에서 설명된 과정은 비교적 복잡하고 종래의 마이크로전자적 공정 기술에 적합하지 않을 수 있다. 그러므로, 미국 특허 제 5,867,302호에서 개시된 소자는 종래의 집적회로 기판 위에 전자소자들과 쉽게 집적되지 않을 수도 있다.

그래서, 위에서 기술한 내부에 거울들을 가지는 MEM 소자들에도 불구하고, 광빔의 방향을 재조정하고 근회절 제한된 광 특성을 가지는 광전 소자와 종래의 마이크로전자 소자 제작 기술에 부합하는 상기 소자를 형성 및 동작시키는 방법에 대한 필요성이 계속되고 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 개선된 광전 소자와 그 형성 및 동작 방법을 제공하는데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 광 빔의 방향을 재조정할 수 있는 광전 소자와 그 형성 및 동작 방법을 제공하는데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 내부에 움직일 수 있는 반사 마이크로구조를 가지는 광전 소자와 그 형성 및 동작 방법을 제공하는데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 근회절 제한된 광 특성을 가지며 내부에 굴절 마이크로구조를 가지는 광전 소자와 그 형성 및 동작 방법을 제공하는데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 수 밀리미터에 이르는개구(aperture)위에서 극단적인 평편함을 보일 수 있는 광학적으로 반사하는 거울을 내부에 가지는 광전 소자와 그 형성 및 동작 방법을 제공하는데 있다.

도 1a내지 도 1i는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른, 내부에 팝업 거울들을 가지는 광전 소자들을 형성하는 바람직한 방법을 설명하는 도 2의 1-1'선을 따라 단면을 취해서 얻은 중간 구조의 단면도들이다.

도 2는 본 발명의 상기 제1실시예에 따른, 내부에 팝업 거울들을 가지는 광전 소자의 평면도이다.

도 3은 도 2의 광전 소자를 3-3'선을 따라 단면을 취해서 얻은 단면도이다.

도 4a 내지 도 4i는 본 발명의 제2실시예에 따른, 내부에 팝업 거울들을 가지는 광전 소자를 형성하는 바람직한 방법들을 설명하는 도 5의 4-4'선을 따라 단면을 취해서 얻은 중간 구조의 단면도들이다.

도 5는 본 발명의 상기 제2실시예에 따른, 내부에 팝업 거울을 가지는 광전 소자의 평면도이다.

도 6은 도 5의 광전 소자를 6-6'선을 따라 단면을 취해서 얻은 단면도이다.

상기의 과제들과 본 발명의 장점 그리고 특징들은, 본 발명의 한 실시예에 따르면, 최소한 부분적으로 자신을 관통하여 확장하는 개구를 내부에 가지는 기판을 포함한다. 근회절 제한된 광적 특성을 가지는 거울 또한 개구에서 제공되며 거울은 상기 거울이 닫힌 위치에서 열린 위치로 회전할 수 있도록 힌지에 의하여 기판에 기계적으로 결합된다. 본 발명의 바람직한 면에 따르면, 거울은 약 10 ㎛를 초과하는 두께를 가지는 단결정 규소 거울 지지층(monocrystalline silicon backing layer)으로부터 형성되고 지지층위에 광학적으로 반사되는 거울면을 가진다. 거울면은 예를 들면 금 혹은 알루미늄을 포함할 수 있으며 증착(evaporation)기술 혹은 스퍼터링(sputtering) 기술을 이용하여 지지층에 입힐 수 있다. 이 단결정 규소 거울 지지층은 응력이 가해졌을 때 휘어짐 이나 다른 왜곡에 상당히 강하다.

본 발명의 다른 바람직한 면에 따르면, 힌지(hinge)는 기판에 기계적 그리고 전기적인 연결을 제공하는 다결정(polycrystalline) 규소 힌지를 포함한다. 또한 개구에 충분히 센 자기장이 가해지면 거울 지지층을 직립위치로 끝어올리도록 동작하는 금속층상에 힘을 유도하도록 니켈과 같은 금속층이 거울 지지층의 후면상에 제공된다. 또한 정전기 폴리실리콘 클램프 전극(elecrostatic polysilicon clamp electrode)이 단결정 규소 거울 지지층상에 제공된다. 이 클램프 전극은 충분히 센자기장이 개구에 가해진다고 하더라도 거울을 닫힌 위치에 고정하는데 유리하게 사용될 수 있다. 그러므로 개별적으로 제어할 수 있는 다수의 반사 마이크로구조(예를들면 "팝업(pop-up)" 거울들)를 가지는 기판이 본 발명에 따라 제공될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 광전 소자들을 형성하는 바람직한 방법들은 기판의 제1면상에 전도층을 형성하는 단계와 그 후에 전도층을 통하여 확장하는 끝이 없는 홈(groove)을 형성함으로써 전도층으로부터 거울 지지층을 형성하는 단계를 포함한다. 끝이 없는 홈은 바람직하게는 디프 리액티브 이온 에칭(deep reactive ion etching,DRIE) 기술을 이용하여 형성되지만 KOH와 같은 부식액을 이용하여 이방성 (anisotropic) 에칭 단계도 실행될 수 있다. 그리고 나서 거울 지지층의 전면을 노출시키기 위하여 기판의 제2면에서 일부분이 제거된다. 그 후에 광학적으로 반사하는 거울면이 거울 지지층의 전면상에 형성될 수 있다. 기판은 또한 100 ㎛를 초과하는 두께를 가지는 단결정 규소로 된 지지층(예를 들면 규소 웨이퍼(wafer))을 포함할 수 있으며 기판의 일부분을 제거하는 단계는 디프 리액티브 이온 에칭 기술을 이용하여 단결정 규소로 된 지지층을 통하여 에칭하는 단계를 포함할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 방법들은 바람직하게는 거울 지지층의 후면에 부착되고 전도층에 부착되는 폴리실리콘 힌지를 형성하는 단계를 포함한다. 광학적으로 반사하는 거울면을 형성하는 단계는 또한 바람직하게는 거울 지지층의 전면상에 금 혹은 알루미늄으로 된 층을 증착시키거나 스퍼터링 하는 것을 포함한다. 거울 지지층의 자기 액츄에이션(magnetic actuation)을 활성화하기 위하여 니켈층이 거울 지지층의 후면상에 전기도금된다. 그러나 자기 액츄에이션을 저지하기 위하여 폴리실리콘 힌지를 형성하는 단계는 또한 바람직하게는 거울 지지층의 후면에 부착되고 끝이 없는 홈 위에 겹치는 폴리실리콘 정전기 클램핑 전극을 형성하는 단계를 포함한다. 폴리실리콘 힌지와 폴리실리콘 클램핑 전극을 형성하는 단계는 또한 끝이 없는 홈에 의하여 노출되는 거울 지지층의 최소한 한 측 벽을 열적으로 산화시킴으로써 끝이 없는 홈을 전기적 절연층으로 충진하는 단계가 선행된다. 홈에 남아 있는 개구는 인이 도핑된 규산염 유리(PSG ; phosphorus-doped silicate glass)층을 침전시키고 나서 침전된 층을 거울 지지층의 후면과 같은 높이로 평탄화 시킴으로써 충진될 수 있다.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 첨부된 도면을 참조하면서 보다 상세하게 본 발명에 대하여 설명한다. 그러나 본 발명은 여러가지 다양한 형태로 구현될 수도 있고 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다. 오히려, 이러한 실시예들은 이 명세서가 자세하고 완전할 수 있도록, 그리고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자들에게 본 발명의 범위를 충분하게 전달할 수 있도록 제시된다. 도면들에서, 층들과 영역들의 두께는 명료하게 하기 위하여 과장되었다. 동일한 번호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 층, 영역, 혹은 기판과 같은 구성요소가 다른 구성요소"상에" 있는 것으로 언급될 때는 다른 구성요소상에 바로 있을 수 있고 혹은 사이에 끼는 구성요소가 또한 존재할 수 도 있다는 것을 이해하여야 한다. 반면에 한 구성요소가 다른 구성요소 "상에 바로" 있는 것으로 언급될 때는 사이에 끼는 구성요소가 없는 것이다. 또한어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결 혹은 결합된 것으로 언급될 때는 그 구성요소는 상기 다른 구성요소에 직접 연결 혹은 결합되거나 사이에 끼는 구성요소가 존재할 수도 있다. 반면에, 어떤 구성요소가 "직접 연결" 혹은 "직접 결합"된 것으로 언급될 때는 중간에 끼는 구성요소가 없다는 것을 의미한다.

이하에서 도 1a 내지 도 1i를 참조하면 내부에 팝업 거울들을 가지는 광전 소자를 형성하는 바람직한 방법들은 절연체 위에 규소가 있는(silicon-on-insulator, 이하 "SOI"라고 한다) 기판(10)을 형성하는 단계를 포함한다. 도 1a에 도시된 바와 같이, SOI기판(10)은 약 100 ㎛를 초과하는 두께를 가지는 단결정 규소 웨이퍼(12)와 규소 웨이퍼(12)의 윗쪽면 상에 중간의 전기적 절연층(14)를 포함할 수 있다. 중간의 전기적 절연층(14)은 규소 웨이퍼(12)의 윗쪽면을 열적으로 산화시킴으로써 형성될 수 있다. 중간의 전기적 절연층(14)은 바람직하게는 범위가 약 0.1 ㎛ 와 0.5 ㎛ 사이인 두께를 가진다. 또한 SOI 기판(10)은 바람직하게는 약 10 ㎛ 와 100 ㎛ 사이의 범위의 두께를, 더 바람직하게는 약 50 ㎛ 의 두께를 가지는 단결정 규소층(16)을 포함한다. 이 전기적 전도층(16)은 다듬어진 면(polished surface)을 가질 수 있으며 이 다듬어진 면은 예를들어 종래의 웨이퍼 본딩 기술을 이용해서 중간의 전기적 절연층(14)에 본딩될 수 있다. 그 대신, 전기적 전도층(16)은 에피탁시얼 래터럴 과잉성장(epitaxial lateral overgrowth)기술을 이용하여 중간의 전기적 절연층(14)의 윗쪽면상에서 형성될 수도 있다. 약 0.1 ㎛와 0.5 ㎛사이의 범위의 두께를 가지는 질화규소(silicon nitride)층(17)은 또한 전기적 전도층(16)상에서 형성될 수 있다.

도 1b와 도 2를 참조하면, 거울 지지층(20)은 전기적 전도층(16)을 통하여 확장하고 에치-스톱 층으로서 기능하는 중간의 전기적 절연층(14)을 노출시키는 끝이 없는 홈(18)을 형성함으로써 경계가 정해질 수 있다. 거울 지지층(20)은 열린 위치에서 보았을 때, 약 350 ㎛의 폭 "W_M"과 약 250 ㎛의 높이 "H_M"을 가지는 사각모양의 층으로 정의될 수 있다. 끝이 없는 홈(18)은 높은 종횡비(aspect ratio)를 가지는 홈(18)의 형성을 촉진하고 높은 선택도를 제공하는 디프 리액티브 이온 에칭(Deep Reactive Ion Etching;DRIE) 기술을 이용하여 전기적 전도층(16)을 선택적으로 에칭하여 형성되는 것이 바람직하다. 이 디프 리액티브 이온 에칭 기술은 서피스 테크날리지 시스템 주식회사(http://www.stsystems.com/equip.html을 볼 것)가 생산하는 멀티플렉스 툴과 같은 DRIE 툴을 이용하여 수행될 수 있다. 이 툴을 이용하여 5 ㎛의 폭과 전기적 전도층(16)의 두께에 대응하는 깊이(예를들면 50 ㎛)를 가지는 홈(18)을 형성할 수 있다. 그 대신, 끝이 없는 홈(18)은 KOH 부식액을 이용하여 이방성 에칭을 하여 최소한 부분적으로 형성될 수 있다.

도 1c에서 도시한 바와 같이, 그 후에 홈(18)의 유효폭을 좁히기 위한 단계가 실행된다. 이 단계는 (상기 질화규소층(17)을 열 산화 마스크로서 이용하여) 전기적 전도층(16)과 거울 지지층(20)의 노출된 측벽들상에서 선택적으로 옥사이드 스페이서(oxide spacers)(22)를 성장시키기 위한 열 산화단계를 수행하여 얻어지는 것이 바람직하다. 약 5 ㎛의 폭을 가지는 홈(18)에 대하여, 옥사이드 스페이서(22)는 약 2 ㎛의 두께를 가지도록 형성될 수 있다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자이면 이해할 수 있듯이, 옥사이드 스페이스(22)가 형성되면 전기적 전도층(16)과 거울 지지층(20)의 측면들은 이러한 층들내에 있는 규소 전자들이 열 산화단계에서 소비될 것이므로 오목하게 된다. 그러므로 옥사이드 스페이서가 5 ㎛의 폭을 가지는 홈(18)에 대하여 약 2 ㎛의 두께를 갖도록 형성될 수 있다는 사실에도 불구하고, 열 산화 단계후에 홈(18)의 결과적인 폭은 약 1 ㎛를 초과하게 될 것이다.

도 1d를 참조하면, 그 후에 홈(18)의 나머지 개구를 인이 도핑된 규산염 거울로 된 담요층(blanket layer)을 도 1C의 구조위에 증착시킴으로써 전기적 절연 물질로 충진하는 단계가 수행된다. 그리고 나서 이 담요층은 희생절연영역(sacrificial insulating region)(24)을 홈(18)내에서 정의하기 위하여 평탄화된다. 옥사이드 스페이서(22)가 형성이 되지 아니하고 비교적 두꺼운 PSG 담요층이 홈(18)상에 증착되는 경우에, 평탄화 단계는 화학기계적 윤택(chemical-mechanical polishing;CMP)단계를 포함할 수 있다.

도 1e와 도 2를 참조하면, 그 후에 담요 질화규소층(17)의 부분들을 제거하고 또 그렇게 함으로서 거울 지지층(20)의 후면의 선택된 부분들(접축 개구 A,B,그리고 C)을 노출시키고 홈(18)에 인접하여 확장하는 전기적 전도층(16)의 한 부분(접촉 개구 C)를 노출시키기 위하여 사진석판술적으로 정의되는 에칭 단계가 수행될 수 있다. 다음으로, 약 1 ㎛와 3 ㎛사이의 범위의 두께(예를 들면 2 ㎛)를 가지는 다결정 규소로 된 담요층은 질화규소층(17)과 전기적 전도층(16)의 면의 노출된 부분들 그리고 거울 지지층(20)의 후면상에 증착된다. 그리고 나서 다결정 규소로된 담요층은 폴리실리콘 힌지(26)와 한 쌍의 폴리실리콘 정전기 클램프 전극들(28)의경계를 짓기 위하여 패턴화된다. 본 발명의 바람직한 면에 의하면, 홈(18)내의 옥사이드 스페이서(22)와 희생절연영역(24)은 증착과 패턴화 단계중에 다결정 규소로 된 담요층에 대한 지지를 제공한다. 폴리실리콘 힌지(26)는 약 8-10 ㎛의 폭 "W_H"를 갖도록 패턴화될 수 있다. 도 2와 도 3에서 잘 도시되었듯이, 폴리실리콘 힌지(26)는 거울 지지층(20)을 전기적 전도층(16)에 전기적으로 그리고 기계적으로 결합시킨다.

도 1f를 참조하면, 그 후에 단결정 규소 웨이퍼(12)의 후면은 중간의 전기적 절연층(14)을 노출시키는 단결정 규소 웨이퍼(12)에서 개구(19)의 경계를 짓기 위하여 다른 디프 리액티브 이온 에칭 기술을 이용하여 에칭된다. 이 디프 리액티브 이온 에칭을 하는 단계중에, 중간의 전기적 절연층(14)은 에치 스톱층으로서 기능한다. 거울 지지층(20)에 대한 기계적 지지를 제공하기 위하여, 개구의 크기는 홈(18)에 의하여 경계가 지어진 것과 같은 거울 지지층(20)의 크기보다 작도록 설계되는 것이 바람직하다. 그러나, 정전기 클램핑 전극(28)은 거울 지지층(20)이 개구(19)내에서 매달리기에 충분한 기계적 지지를 제공할 수도 있기 때문에 개구의 크기는 거울 지지층(20)보다 크거나 같도록 설계될 수 있다.

그리고 나서, 도 1g와 도 2에서 도시된 바와 같이, 다른 사진석판술적으로 정의되는 에칭 단계가 거울 지지층(20)의 후면을 노출시키기 위하여 질화규소층(17)상에서 실행된다. 이 에칭 단계 후에 약 5 ㎛와 약 30 ㎛사이의 범위의 두께를 가지는 니켈층(33)을 상기 거울 지지층(20)의 노출된 후면상에 전기도금하는 단계가 뒤따른다. 여기에서, 질화규소층(17)의 에칭중에 사용되는 에칭 마스크는 전기도금하는 중에 마스크로서 또한 사용된다.

도 1h를 참조하면, 그 후에 중간의 전기적 절연층(14)의 노출된 부분을 거울 지지층(20)의 전면 윤택면에서 제거하기 위하여 종래의 에칭 단계가 실행된다. 그리고나서 광학적으로 반사하는 거울면(30)이 거울 지지층(10)의 전면상에 형성된다. 이 거울면(30)은 금으로 된 층을 거울 지지층(20)의 전면상에 증착시킴으로서 형성될 수 있다. 그 대신, 거울면(30)은 알루미늄으로 된 층을 거울 지지면(20)의 전면상에 증착시킴으로써 형성될 수 도 있다. 거울면(30)은 또한 금 또는 알루미늄으로된 층을 거울 지지면(20)의 전면상에 스퍼터링해서도 형성될 수 있다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이해할 수 있듯이, 거울면(30)의 경계를 짓기 위하여 금 또는 알루미늄을 증착시키거나 스퍼터링하는 이러한 기술들은 규소 웨이퍼(12)내의 개구에 자가 배열되는 (self-aligned) 거울면(30)이 형성되는 결과를 낳는다. 그리고 나서 거울 지지층(20)은 에칭 마스크로 거울면(30)과 규소 웨이퍼(12)를 이용하여 선택적인 에칭 단계를 실행함으로써 릴리즈된다. 특히, 도 1i에서 도시된 바와 같이, 중간의 전기적 절연층(14)에 오목한 홈이 생기게하고 홈(18)내에서 옥사이드 스페어서(22)와 희생절연영역(24)를 제거하는 웨트 에칭 (wet etching)단계가 실행될 수 있다. 이 웨트 에칭 단계가 종료되면, 거울면(20)은 폴리실리콘 정전기 클램프 전극(28)과 규소 웨이퍼(12)에 의하여 형성되는 레지(ledge)(12a)에 의하여 지지될 것이다.

특히 도 2를 참조하면, 내부에 팝업 거울을 가지는 광전소자의 평면도를 볼 수 있다. 도시된 바와 같이, 거울 지지층(20)은 거울 지지층(20)이 개구내의 닫힌위치에서 수직의, 그리고 열린 위치로 회전할 수 있도록 하는 폴리실리콘 힌지(26)에 의하여 기계적으로 그리고 전기적으로 전기적 전도층(16)에 결합된다. 열린 위치에 있을 때 거울 지지층(20)은 전기적 전도층(16)에 대하여 수직으로 배치될 수 있다. 한 쌍의 폴리실리콘 정전기 클램프 전극(28) 또한 제공된다. 이 클램프 전극들(28)은 접촉 개구 A와 B에서 거울 지지층(20)에 부착되고, 폴리실리콘 힌지(26)에 의하여 전도층(16)의 제1부분에(접촉 개구 D에서) 전기적으로 연결된다. 도 1i와 도 3에서 잘 도시되어 있듯이, 클램프 전극들(28)은 전기적 전도층(16)내의 영역 E와 F의 반대쪽으로 확장한다. 또한 질화규소층(17)의 각각의 부분들은 전기적 전도층(16)과 각 클램프 전극(28)의 끝 사이에서 확장한다. 질화규소층(17)의 이 부분들은 정전기 전위가 전기적 전도층(16)과 각각의 클램프 전극(28)의 아래 부분 사이에서 설정될 때 캐패시터 유전물질로서 기능한다. 이 정전기 전위는 상기 클램프 전극들(28)상에서 하향력 F2를 유도한다. 또한 니켈 프레임층(33)이 거울 지지층(20)상에 제공된다. 본 발명의 발명자들에 의하여 결정된 것처럼, 개구(19)를 통하여 충분한 세기의 자기장 "B"가 가해지면 거울 지지층(20)을 충분히 윗 방향으로 당기고 회전시키는 상향력 F1이 니켈 프레임층(33)상에 유발된다. 자기장 "B"에 의하여 유발되는 이 상향력은 클램프 전극들(28)과 전기적 전도층(16)의 각각 반대되는 영역 E와 F사이에서(영역 E와 F는 전기적 전도층(16)내의 영역 G와 전기적으로 고립된다) 설정되는 반대의 정전기력 F2에 의하여 맞힘을 받을 수 있다. 그러므로 충분히 센 자기장 B가 존재할 때라도 거울 지지층(20)은 닫힌 위치에서 클램프될 수 있다.

도 4a에서 도 4i를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따라 팝업 거울들을 형성하는 바람직한 방법들은 기판(10)을 형성하는 단계를 포함한다. 도 4a에 도시되었듯이, 기판(10)은 약 100 ㎛를 초과하는 두께와 규소 웨이퍼(12)의 윗쪽 면상에 중간의 전기적 절연층(14)을 가지는 단결정 규소 웨이퍼(12)를 포함한다. 중간의 전기적 절연층(14)은 규소 웨이퍼(12)의 윗쪽 면을 열적으로 산화시킴으로서 형성될 수 있다. 중간의 전기적 절연층(14)은 바람직하게는 약 0.1 ㎛와 0.5㎛사이의 범위의 두께를 가진다. 기판(10)은 또한 바람직하게는 약 10 ㎛와 100 ㎛사이의 범위의 두께를, 더 바람직하게는 약 50 ㎛의 두께를 가지는 단결정 규소로 된 전기적 전도층(16)을 포함한다.

이 전기적 전도층(16)은 윤택면(polished surface)을 가질 수 있으며, 이 윤택면은 예를들어 종래의 웨이퍼 본딩 기술을 이용해서 중간의 전기적 절연층(14)에 본딩될 수 있다. 그 대신, 상기 전도층(16)은 에피탁시얼 래터럴 과잉성장 (epitaxial lateral overgrowth)기술을 이용하여 중간의 전기적 절연층(14)의 윗쪽면상에서 형성될 수도 있다. 약 0.1 ㎛와 0.5 ㎛사이의 범위의 두께를 가지는 질화규소층(17)은 또한 전기적 전도층(16)상에서 형성될 수 있다.

도 4b와 도 5를 참조하면, 거울 지지층(20)은 전기적 전도층(16)을 통하여 확장하고 에치-스톱 층으로서 기능하는 중간의 전기적 절연층(14)을 노출시키는 끝이 없는 홈(18)을 형성함으로써 경계가 정해질 수 있다. 거울 지지층(20)은 열린 위치에서 보았을 때, 약 350 ㎛의 폭 "W_M"과 약 250 ㎛의 높이 "H_M"을 가지는 사각모양의 층으로 정의될 수 있다. 끝이 없는 홈(18)은 높은 선택도를 제공하고 높은종횡비(aspect)를 가지는 홈(18)의 형성을 촉진하는 디프 리액티브 이온 에칭 기술을 이용하여 전기적 전도층(16)을 선택적으로 에칭하여 형성될 수 있다. 그 대신, 끝이 없는 홈(18)은 KOH 부식액을 이용하여 이방성 에칭을 하여 형성될 수 있다.

도 4c에 도시된 바와 같이, 그 후에 홈(18)의 유효폭을 좁히기 위한 단계가 수행된다. 이 단계는 전기적 전도층(16)과 거울 지지층(20)의 노출된 측벽들상에서 선택적으로 옥사이드 스페이서(oxide spacers)(22)를 성장시키기 위한 열 산화단계를 수행하여(질화규소층(17)을 열 산화 마스크로서 이용하여) 얻어지는 것이 바람직하다. 약 5 ㎛의 폭을 가지는 홈(18)에 대하여, 옥사이드 스페이서(22)는 약 2 ㎛의 두께를 갖도록 형성될 수 있다.

도 4d를 참조하면, 그 후에 홈(18)의 나머지 개구를 인이 도핑된 규산염 거울로 된 담요층을 도 4c의 구조상에 증착시킴으로써 전기적 절연 물질로 충진하는 단계가 수행된다. 그리고 나서 이 담요층은 도시된 바와 같이, 희생절연영역(24')을 홈(18)내에 그리고 질화규소층(17)의 면상에서 정의하기 위하여 패턴화 된다. 도 4e와 도 5를 참조하면, 그 후에 약 2 ㎛와 3 ㎛의 범위의 두께(예를 들면, 2 ㎛)를 가지는 다결정 규소로 된 담요층이 질화규소층(17)과 패턴화된 희생절연영역(24')상에 증착된다. 다결정 규소로 된 담요층은 폴리실리콘 힌지(26)를 정의하고 힌지(26)와 전기적으로 결합하고 연속적인 한 쌍의 폴리실리콘 전극 클램프 전극(28)을 정의하기 위하여 패턴화된다.

도 4f를 참조하면, 그 후에 단결정 규소 웨이퍼(12)의 후면은 중간의 전기적 절연층(14)을 노출시키는 단결정 규소 웨이퍼(12)에서 개구(19)의 경계를 짓기 위하여 디프 리액티브 이온 에칭 기술을 이용하여 에칭된다. 이 디프 리액티브 이온 에칭 단계중에, 중간의 전기적 절연층(14)은 에치 스톱층으로서 기능한다. 그리고 나서, 도 4g와 도 5에 도시되었듯이, 거울 지지층(20)의 후면을 노출시키기 위하여 질화규소층(17)상에서 사진석판적으로 정의되는 에칭 단계가 실행된다. 그 후 이 에칭 단계 다음에 약 5 ㎛와 30 ㎛사이의 범위의 두께를 가치는 니켈층(33)을 거울 지지층(20)의 노출된 후면상에 전기도금하는 단계가 뒤따른다. 여기에서, 질화규소층(17)을 에칭하는 중에 사용되는 에칭 마스크는 또한 전기도금 단계중에서 마스크로 사용된다.

도 4h를 참조하면, 그 후에 중간의 전기적 절연층(14)의 노출된 부분을 거울 지지층(20)의 전면 윤택면에서 제거하기 위하여 종래의 에칭 단계가 실행된다. 그리고나서 광학적으로 반사하는 거울면(30)이 거울 지지층(10)의 전면상에서 형성된다. 이 거울면(30)은 금으로 된 층을 거울 지지층(20)의 전면상에 증착시킴으로서 형성시킬 수 있다.

그 다음에 거울 지지층(20)은 에칭 마스크로 거울면(30)과 규소 웨이퍼(12)를 이용하여 선택적인 에칭을 함으로써 릴리즈된다. 특히, 도 4i에서 도시된 바와 같이, 중간의 전기적 절연층(14)에 오목한 홈이 생기게 하고 홈(18)내로부터 그리고 정전기 클램프 전극들(28) 아래로부터 옥사이드 스페어서(22)와 희생절연영역(24')를 제거하는 웨트 에칭 (wet etching)단계가 실행될 수 있다.

특히 도 5를 참조하면, 내부에 팝업 거울을 가지는 광전소자의 평면도를 볼 수 있다. 도시된 바와 같이, 거울 지지층(20)은 거울 지지층(20)이 개구내의 닫힌위치에서 수직의 그리고 열린 위치로 회전할 수 있도록 하는 폴리실리콘 힌지(26)에 의하여 기계적으로 그리고 전기적으로 전기적 전도층(16)에 결합된다. 열린 위치에 있을 때 거울 지지층(20)은 전기적 전도층(16)에 대하여 수직으로 배치될 수 있다. 한 쌍의 폴리실리콘 정전기 클램프 전극(28) 또한 제공된다. 도 4i와 도 6에 잘 도시되어 있듯이, 클램프 전극들(28)은 전기적 전도층(16)내의 영역 E와 F의 반대쪽으로 확장한다. 또한 질화규소층(17)의 각각의 부분들은 전기적 전도층(16)과 각 클램프 전극(28)의 끝 사이에서 확장한다. 질화규소층(17)의 이 부분들은 정전기적 전위가 전기적 전도층(16)과 각각의 클램프 전극(28)의 아래 부분 사이에서 설정될 때 캐패시터 유전물질로서 기능한다. 이 정전기적 전위는 클램프 전극들(28) 상에서 하향력 F2를 유도한다. 또한 니켈 프레임층(33)이 거울 지지층(20)상에 제공된다. 본 발명의 발명자들에 의하여 결정된 것처럼, 개구(19)를 통하여 충분한 세기의 자기장 "B"가 가해지면 거울 지지층(20)을 충분히 윗 방향으로 당기고 회전시키는 상향력 F1이 니켈 프레임층(33)상에 유발된다. 자기장 "B"에 의하여 유발되는 이 상향력은 클램프 전극들(28)과 전기적 전도층(16)의 각각의 반대되는 영역 E와 F사이에서(영역 E와 F는 전기적 전도층(16)내의 영역 G와 전기적으로 고립된다) 설정되는 반대의 정전기력 F2에 의하여 맞힘을 받을 수 있다. 그러므로 충분히 센 자기장 B가 존재할 때라도 거울면(20)은 닫힌 위치에서 클램프될 수 있다.

도면과 명세서에서, 본 발명의 전형적인 바람직한 실시예를 개시하였다. 비록 특정한 용어가 사용되었지만 본 발명을 제한시킬 의도가 아니며 포괄적인 그리고 설명적인 의미로 사용되었다.

Claims

제1전기적 절연층을 상부에 가지는 기판상에 전기적 전도층을 형성하는 단계;

상기 전기적 전도층을 통하여 확장하고 상기 제1전기적 절연층의 제1기판을 노출시키는 홈을 형성함으로써 상기 전기적 전도층으로부터 거울 지지층을 형성하는 단계;

상기 거울 지지층의 전면을 노출시키기 위하여 상기 기판의 일부분과 상기 제1전기적 절연층의 대응되는 부분을 제거하는 단계;

상기 거울 지지층의 상기 전면 표면상에 광학적으로 반사하는 거울면을 형성하는 단계; 및

상기 제1전기적 절연층을 오목하게 하여 상기 홈을 노출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 소자를 형성하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 홈을 형성하는 단계 다음에

상기 홈에 희생절연영역을 형성하는 단계가 뒤따르는 것을 특징으로 하는 광전 소자를 형성하는 방법.
제2항에 있어서, 상기 오목하게 하는 단계는 광학적으로 반사하는 거울 면을 에칭 마스크로 사용하여, 상기 제1전기적 절연층과 상기 희생절연영역을 선택적으로 에칭하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 소자를 형성하는 방법.
제2항에 있어서, 상기 홈에 상기 희생절연영역을 형성하는 단계는 상기 홈에 의하여 노출되는 상기 거울 지지층의 적어도 한 측 벽을 열적으로 산화시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 소자를 형성하는 방법.
제3항에 있어서, 상기 홈에 상기 희생절연영역을 형성하는 단계는 상기 홈에 의하여 노출되는 상기 거울 지지층의 적어도 한 측 벽을 열적으로 산화시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 소자를 형성하는 방법.
제3항에 있어서, 상기 홈에 상기 희생절연영역을 형성하는 단계는

상기 홈에 의하여 노출되는 상기 거울 지지층의 적어도 한 측 벽을 열적으로 산화시키는 단계; 및

상기 열적으로 산화시키는 단계 후 상기 홈에 규산염 유리 층을 증착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 소자를 형성하는 방법.
제2항에 있어서, 상기 홈에 상기 희생절연영역을 형성하는 단계 다음에

상기 거울 지지층의 후면과 상기 희생절연영역 상에 유연한 물질을 포함하는힌지를 형성하는 단계가 뒤따르는 것을 특징으로 하는 광전 소자를 형성하는 방법.
제7항에 있어서, 상기 오목하게 만드는 단계는 상기 힌지를 노출시키기 위하여 상기 홈내의 제1전기적 절연층과 상기 희생절연영역을 선택적으로 에칭하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 소자를 형성하는 방법.
제8항에 있어서, 상기 선택적으로 에칭하는 단계는 상기 광학적으로 반사하는 거울면을 에칭 마스크로 사용하여 상기 제1전기적 절연층과 상기 희생절연영역을 선택적으로 에칭하는 것을 특징으로 하는 광전 소자를 형성하는 방법.
제2항에 있어서, 상기 홈에 상기 희생절연영역을 형성하는 단계 다음에 상기 희생절연영역상에서 확장하고 상기 거울 지지층의 후면에 부착된 폴리실리콘 힌지를 형성하는 단계가 뒤따르는 것을 특징으로 하는 광전 소자를 형성하는 방법.
제10항에 있어서, 상기 홈은 다각형 모양의 거울 지지층의 경계를 정하는 끝이 없는 홈이고, 상기 폴리실리콘 힌지를 형성하는 단계는 상기 홈의 주위 밖으로 확장하는 상기 전기적 전도층의 한 부분에 부착되는 폴리실리콘 힌지를 형성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 소자를 형성하는 방법.
제6항에 있어서, 상기 홈에 상기 희생절연영역을 형성하는 단계 다음에

상기 규산염 유리 층위에서 확장하고 상기 거울 지지층의 상기 후면에 부착되는 폴리실리콘 힌지를 형성하는 단계가 뒤따르는 것을 특징으로 하는 광전 소자를 형성하는 방법.
제12항에 있어서, 상기 홈은 끝이 없는 홈이고, 상기 폴리실리콘 힌지를 형성하는 단계는 상기 홈의 주위 밖으로 확장하는 상기 전기적 전도층의 한 부분에 부착되는 폴리실리콘 힌지를 형성하는 것을 특징으로 하는 광전 소자를 형성하는 방법.
제13항에 있어서, 상기 오목하게 만드는 단계는 상기 폴리실리콘 힌지를 노출시키기 위하여 상기 제1전기적 절연층, 상기 거울 지지층의 열적으로 산화된 측벽, 그리고 상기 규산염 유리 층을 선택적으로 에칭하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 소자를 형성하는 방법.
제14항에 있어서, 상기 선택적으로 에칭하는 단계는 광학적으로 반사하는 거울면을 에칭 마스크로 이용하여 상기 제1전기적 절연층을 선택적으로 에칭하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 소자를 형성하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 전기적 전도층은 약 10 ㎛ 를 초과하는 두께를 가지는 단결정 규소층을 포함하고, 상기 거울 지지층을 형성하는 단계는 거울 지지층을 형성하기 위하여 상기 단결정 규소층을 선택적으로 디프 리액티브 이온 에칭을 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 소자를 형성하는 방법.
제11항에 있어서, 상기 홈을 가로질러 확장하고 상기 거울 지지층의 후면에 부착되는 제1정전기 클램프 전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 소자를 형성하는 방법.
제17항에 있어서, 상기 전도층으로부터 거울 지지층을 형성하는 단계는 상기 전도층상에 질화규소층을 형성하는 단계가 선행되며, 상기 폴리실리콘 힌지를 형성하는 단계는 상기 전도층의 제1부분을 노출시키고 상기 거울 지지층의 상기 후면의 제1부분과 제2부분을 노출시키기 위하여 상기 질화규소층을 선택적으로 에칭하는 단계가 선행되는 것을 특징으로 하는 광전 소자를 형성하는 방법.
제18항에 있어서, 상기 폴리실리콘 힌지를 형성하는 단계 및 제1정전기 클램프 전극을 형성하는 단계는 상기 제1전기적 전도층의 노출된 부분상에 그리고 상기 거울 지지층의 상기 후면의 노출된 제1부분과 제2부분 상에 폴리실리콘층을 증착시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 소자를 형성하는 방법.
제19항에 있어서, 상기 광학적으로 반사하는 거울면을 형성하는 단계는 상기 거울 지지층의 전면상에 금으로된 층을 증착하거나 스퍼터링 하는 것을 포함하는것을 특징으로 하는 광전 소자를 형성하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 광학적으로 반사하는 거울면을 형성하는 단계는 상기 거울 지지층의 전면 상에 금으로된 층을 증착하거나 스퍼터링 하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 소자를 형성하는 방법.
제16항에 있어서, 상기 기판은 100 ㎛를 초과하는 두께를 가지는 단결정 규소 기판을 포함하고, 상기 기판의 한 부분을 제거하는 단계는 디프 리액티브 이온에칭 기술을 이용하여 상기 단결정 규소 기판을 선택적으로 에칭하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 소자를 형성하는 방법.
제11항에 있어서, 상기 전기적 전도층은 약 10 ㎛를 초과하는 두께를 가지는 단결정 규소 기판을 포함하고, 상기 거울 지지층을 형성하는 단계는 디프 리액티브 이온 에칭 기술을 이용하여 상기 전기적 전도층을 선택적으로 에칭함으로써 상기 전기적 전도층으로부터 거울지지층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 소자를 형성하는 방법.
제23항에 있어서, 상기 기판은 100 ㎛를 초과하는 두께를 가지는 단결정 규소 기판을 포함하고, 상기 기판의 한 부분을 제거하는 단계는 디프 리액티브 이온 에칭 기술을 이용하여 상기 단결정 규소 기판을 선택적으로 에칭하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 소자를 형성하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 기판의 한 부분을 제거하는 단계 다음에

상기 거울 지지층의 후면상에 니켈층을 전기도금하는 단계가 뒤따르는 것을 특징으로 하는 광전 소자를 형성하는 방법.
제9항에 있어서, 상기 기판의 한 부분을 제거하는 단계 다음에

상기 거울 지지층의 후면상에 니켈층을 전기도금하는 단계가 뒤따르는 것을 특징으로 하는 광전 소자를 형성하는 방법.
제19항에 있어서, 상기 기판의 한 부분을 제거하는 단계 다음에

상기 거울 지지층의 상기 후면의 제3부분을 노출시키기 위하여 상기 질화규소층을 선택적으로 에칭하는 단계; 및

상기 거울 지지층의 상기 후면의 상기 제3부분 상에 니켈층을 전기도금하는 단계가 뒤따르는 것을 특징으로 하는 광전소자를 형성하는 방법.
제20항에 있어서, 상기 기판의 한 부분을 제거하는 단계 다음에

상기 거울 지지층의 상기 후면의 제3부분을 노출시키기 위하여 상기 질화규소층을 선택적으로 에칭하는 단계; 및

상기 거울 지지층의 상기 후면의 상기 제3부분 상에 니켈층을 전기도금하는단계가 뒤따르는 것을 특징으로 하는 광전소자를 형성하는 방법.
제22항에 있어서, 상기 기판의 한 부분을 제거하는 단계 다음에 상기 거울 지지층의 후면 상에 니켈층을 전기도금하는 단계가 뒤따르는 것을 특징으로 하는 광전소자를 형성하는 방법.
기판의 제1면 상에 전기적 전도층을 형성하는 단계;

상기 전기적 전도층을 통하여 확장하는 끝이 없는 홈을 형성함으로써 상기 전기적 전도층으로부터 거울 지지층을 형성하는 단계;

상기 거울 지지층의 전면을 노출시키기 위하여 상기 제1면의 반대쪽으로 확장하는 상기 기판의 제2면에서 상기 기판의 한 부분을 제거하는 단계; 및

상기 거울 지지층의 상기 전면상에서 광학적으로 반사하는 거울면을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광전소자를 형성하는 방법.
제30항에 있어서, 상기 전기적 전도층은 약 10 ㎛를 초과하는 두께를 가지는 단결정 규소 전도층을 포함하고, 상기 거울 지지층을 형성하는 단계는 디프 리액티브 이온에칭 기술을 이용하여 상기 단결정 규소 전도층에 끝이 없는 홈을 에칭하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전소자를 형성하는 방법.
제30항에 있어서, 상기 기판은 약 100 ㎛를 초과하는 두께를 가지는 단결정규소로 된 지지층을 포함하고, 상기 기판의 한 부분을 제거하는 단계는 디프 리액티브 이온 에칭 기술을 이용하여 상기 단결정 규소로 된 지지층을 통하여 에칭하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전소자를 형성하는 방법.
제31항에 있어서, 상기 거울 지지층의 후면에 부착되고 상기 전기적 전도층에 부착되는 폴리실리콘 힌지를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광전소자를 형성하는 방법.
제33항에 있어서, 광학적으로 반사하는 거울면을 형성하는 단계는 상기 거울 지지층의 상기 전면상에 금으로 된 층을 증착하거나 스퍼터링 하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 소자를 형성하는 방법.
제34항에 있어서, 상기 거울 지지층의 상기 후면상에 니켈층을 전기도금하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 소자를 형성하는 방법.
제33항에 있어서, 상기 폴리실리콘 힌지를 형성하는 단계는 상기 거울 지지층의 상기 후면에 부착되고 상기 끝이 없는 홈 위에 겹치는 폴리실리콘 정전기 클램핑 전극을 형성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 소자를 형성하는 방법.
제30항에 있어서, 상기 기판의 한 부분을 제거하는 단계 전에 상기 끝이 없는 홈에 의하여 노출되는 상기 거울 지지층의 최소한 한 측 벽을 열적으로 산화시키는 단계가 선행되는 것을 특징으로 하는 광전 소자를 형성하는 방법.
제34항에 있어서, 상기 폴리실리콘 힌지를 형성하는 단계는 상기 거울 지지층의 상기 후면에 부착되고 상기 끝이 없는 홈위에 겹치는 폴리실리콘 정전기 클램핑 전극을 형성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 소자를 형성하는 방법.
제38항에 있어서, 상기 기판의 한 부분을 제거하는 단계 전에 상기 끝이 없는 홈에 의하여 노출되는 상기 거울 지지층의 최소한 한 측 벽을 열적으로 산화시키는 단계가 선행되는 것을 특징으로 하는 광전 소자를 형성하는 방법.
약 10 ㎛를 초과하는 두께를 가지며 절연체 위에 규소가 있는 기판의 제1면에 인접한 단결정 규소 거울 지지층을 형성하는 단계;

상기 절연체 위에 규소가 있는 기판에 상기 거울 지지층을 기계적으로 결합하는 폴리실리콘 힌지를 형성하는 단계;

상기 거울 지지층의 전면을 노출하기 위하여 디프 리액티브 이온 에칭 기술을 이용하여 상기 절연체 위에 규소가 있는 기판의 제2면에서 상기 기판의 한 부분을 제거하는 단계; 및

상기 거울 지지층의 상기 전면 상에 광학적으로 반사하는 거울 면을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 소자를 형성하는 방법.
제40항에 있어서, 상기 절연체 위에 규소가 있는 기판은 약 10 ㎛를 초과하는 두께를 가지는 단결정 규소 전도층을 포함하고, 상기 단결정 규소 지지층을 형성하는 단계는 디프 리액티브 이온 에칭 기술을 이용하여 상기 단결정 전도층에 끝이 없는 홈을 에칭하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 소자를 형성하는 방법.
제40항에 있어서, 상기 광학적으로 반사하는 거울면을 형성하는 단계는 반사물질로 된 층을 상기 거울 지지층의 상기 전면상에 증착하거나 스퍼터링 하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전소자를 형성하는 방법.
제42항에 있어서, 상기 반사물질로 된 층은 금과 알루미늄으로 구성된 그룹에서 선택된 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전소자를 형성하는 방법.
제43항에 있어서, 상기 거울 지지층의 상기 후면 상에 니켈층을 전기도금하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광전소자를 형성하는 방법.
제40항에 있어서, 상기 거울 지지층의 상기 후면 상에 니켈층을 전기도금하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광전소자를 형성하는 방법.
제41항에 있어서, 상기 폴리실리콘 힌지를 형성하는 단계는 상기 거울 지지층의 후면에 부착되고 상기 끝이 없는 홈에 겹치는 폴리실리콘 정전기 클램프 전극을 형성하는 것을 특징으로 하는 광전 소자를 형성하는 방법.
제41항에 있어서, 상기 절연체 위에 규소가 있는 기판의 한 부분을 제거하는 단계 전에 상기 끝이 없는 홈에 의하여 노출되는 상기 거울 지지층의 적어도 한 측 벽을 열적으로 산화시키는 단계가 선행되는 것을 특징으로 하는 광전 소자를 형성하는 방법.
제41항에 있어서, 상기 광학적으로 반사하는 거울면을 형성하는 단계는 상기 거울 지지층의 상기 전면상에 반사물질로 된 층을 증착하거나 스퍼터링 하는 것을 포함하고, 상기 폴리실리콘 힌지를 형성하는 단계는 상기 거울 지지층의 후면에 부착되고 상기 끝이 없는 홈에 겹치는 폴리실리콘 정전기 클램핑 전극을 형성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 소자를 형성하는 방법.
제48항에 있어서, 상기 절연체 위에 규소가 있는 기판의 한 부분을 제거하는 단계는 상기 끝이 없는 홈에 의하여 노출되는 상기 거울 지지층의 적어도 한 측 벽을 열적으로 산화시키는 단계가 선행되는 것을 특징으로 하는 광전 소자를 형성하는 방법.
최소한 부분적으로 자신을 통하여 확장하는 개구(opening)와 상기 개구의 한 측 벽으로부터 안쪽으로 확장하는 돌출부(ledge)를 가지는 기판;

닫힌 위치에 있을 때 상기 돌출부에 의해 지지되는 에지(dege)를 갖는, 상기 개구 내에 있는 거울; 및

상기 거울을 상기 기판과 기계적으로 결합하여 상기 거울이 닫힌 위치에서 열린 위치로 회전할 수 있도록 하는 힌지를 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
제50항에 있어서, 상기 개구에 자가 배열되는 광학적으로 반사하는 거울면을 상기 거울 위에 가지는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
제50항에 있어서, 상기 거울은 약 10 ㎛를 초과하는 두께를 가지는 단결정 규소 거울 지지층을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
제51항에 있어서, 상기 거울은 약 10 ㎛를 초과하는 두께를 가지는 단결정 규소 거울 지지층을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
제50항에 있어서, 상기 힌지는 다결정 규소를 포함하는 것을 특징으로 하는광전 소자.
제53항에 있어서, 상기 힌지는 상기 단결정 규소 거울 지지층의 후면에 부착되고 상기 개구에 인접한 위치에서 상기 기판의 한 면에 부착되는 링 모양의 다결정 규소층을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
제53항에 있어서, 상기 거울은 모양이 사각형이고 길이가 약 200 ㎛를 초과하는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
제50항에 있어서, 상기 힌지는 상기 단결정 규소 거울 지지층의 후면에 부착되고 상기 개구에 인접한 위치에서 상기 마이크로전자기판의 한 면에 부착되는 링 모양의 다결정 규소 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
제50항에 있어서, 상기 거울이 상기 닫힌 위치에 있을 때 상기 마이크로전자기판은 상기 거울과 실질적으로 동일 평면상에 있는 전기적 전도층을 내부에 가지고 있는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
제58항에 있어서, 상기 거울은 약 10 ㎛를 초과하는 두께를 가지는 단결정 규소 거울 지지층을 포함하고, 상기 힌지는 상기 단결정 규소 거울 지지층의 후면에 부착되고 상기 개구에 인접한 위치에서 상기 전기적 전도층에 부착되는 다결정규소층을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
제59항에 있어서, 상기 단결정 규소 거울 지지층의 상기 후면에 부착되는 정전기적 폴리실리콘 클램프 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
제60항에 있어서, 상기 정전기적 폴리실리콘 클램프 전극은 상기 전기적 전도층의 상기 면의 반대쪽으로 확장하는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
제61항에 있어서, 상기 기판은 절연체 위에 규소가 있는 기판(SOI기판)을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
제51항에 있어서, 상기 광학적으로 반사하는 거울면은 금과 알루미늄으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
제53항에 있어서, 자기장이 상기 개구를 통하여 형성될 때 상기 거울이 상기 닫힌 위치에서 상기 열린 위치로 회전하도록 하기에 충분한 영역을 가지며, 상기 단결정 규소 거울 지지층의 후면에 부착된 금속 프레임을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
제64항에 있어서, 상기 금속 프레임은 니켈을 포함하는 것을 특징으로 하는광전 소자.
제50항에 있어서, 상기 기판은 약 100 ㎛를 초과하는 두께를 가지는 단결정 규소 지지층; 상기 단결정 규소 지지층의 한 면상에 있는 중간 산화층; 및 상기 중간 산화층 상에 약 10 ㎛를 초과하는 두께를 가지는 단결정 규소 전도층을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
제66항에 있어서, 상기 개구는 상기 단결정 규소 지지층, 상기 중간 산화층 및 상기 단결정 규소 활성화층을 통하여 확장하고, 상기 단결정 규소 지지층 내의 상기 개구의 크기는 상기 단결정 규소 활성화층 내의 상기 개구의 크기보다 작으며, 상기 거울이 닫힌 위치에 있을 때 상기 단결정 규소 지지층의 상기 표면 상에 상기 거울의 에지가 놓이는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
제52항에 있어서, 상기 힌지는 다결정 규소를 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
제53항에 있어서, 상기 힌지는 다결정 규소를 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
내부에 개구를 가지는 절연체 위에 규소가 있는 기판;

닫힌 위치에 있을 때 상기 개구에 배치되는 거울; 및

상기 거울을 상기 절연체 위에 규소가 있는 기판과 기계적으로 결합하여 자기장이 상기 개구를 통과하도록 방향이 설정되었을 때 상기 거울이 닫힌 위치에서 열린 위치로 회전할 수 있도록 하는 폴리실리콘 힌지를 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
제70항에 있어서, 상기 거울은 약 10 ㎛를 초과하는 두께를 가지는 단결정 규소 지지층; 그리고 상기 단결정 규소 지지층의 전면 상에 광학적으로 반사하는 거울면을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
제71항에 있어서, 상기 단결정 규소 지지층의 상기 후면에 부착되는 정전기적 폴리실리콘 클램프 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
제72항에 있어서, 상기 정전기적 폴리실리콘 클램프 전극은 상기 절연체 위에 규소가 있는 기판의 반대편으로 확장하고 닫힌 위치에 있을 때 상기 거울에 기계적 지지를 제공하는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
제71항에 있어서, 상기 광학적으로 반사하는 거울면은 상기 개구에 자가 배열되는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
제74항에 있어서, 상기 광학적으로 반사하는 거울면은 알루미늄과 금으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 소자.
내부에 개구를 가지는 반도체 기판, 닫힌 위치에 있을 때 상기 개구 내에 배치되는 거울, 그리고 상기 거울을 상기 반도체 기판에 기계적으로 연결하는 힌지를 포함하는 광전소자를 동작시키는 방법에 있어서,

상기 거울이 닫힌 위치에서 열린 위치로 상기 힌지 주변을 회전시키기에 충분한 제1력을 가지는 자기장을 상기 개구를 통하여 가하는 단계를 포함하는 광전 소자를 동작시키는 방법
제 76항에 있어서, 상기 소자는 상기 거울에 부착되고 상기 거울이 닫힌 위치에 있을 때 상기 반도체 기판의 한 면의 제1부분의 반대쪽으로 확장하는 정전기적 클램프 전극을 포함하고, 상기 힌지는 상기 거울을 상기 반도체 기판의 상기 면의 제2부분에 전기적으로 결합하는 폴리실리콘 힌지를 포함하며, 상기 방법은

상기 정전기적 클램핑 전극과 상기 반도체 기판의 상기 면 사이에서 정전기적 전위를 형성함으로써 상기 거울을 닫힌 위치에서 클램핑함과 동시에 상기 개구를 통하여 상기 제1력을 가지는 자기장을 가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 소자를 동작시키는 방법.