KR20010109867A - 마이크로미러 디바이스 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

전위차에 의한 전극과 마이크로미러 사이의 점착을 방지할 수 있도록 된 마이크로미러 디바이스 및 그 제조방법이 개시되어 있다.

개시된 마이크로미러 디바이스는, 기판과; 기판의 상면에 형성된 복수의 어드레스전극과; 이 어드레스전극 주변에 마련된 바이어스전극과; 바이어스 전극에 인가된 전압에 의해 소정 전압이 인가되는 마이크로미러와; 마이크로미러를 회동가능하게 지지하는 지지수단과; 적어도 어드레스전극의 상면을 덮도록 마련된 절연되도록 하는 절연층을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 개시된 마이크로미러 디바이스 제조방법은, 기판을 마련하고, 이 기판 상에 제1절연층을 형성하는 단계와; 제1절연층 상에 소정 패턴으로 어드레스전극 및 바이어스전극을 형성하는 단계와; 제2절연층을 형성하고, 바이어스전극의 상부에 형성된 적어도 일부의 제2절연층을 제거하는 단계와; 제2절연층 상부에 소정 두께의 제1희생층을 형성하고, 바이어스전극 상방으로 연장형성되는 제1포스트 및 이 제1포스트 상부에 형성되는 수평지지보를 증착 형성하는 단계와; 수평지지보 상에 소정 두께의 제2희생층을 형성하고, 수평지지보의 상방으로 연장형성되는 제2포스트 및 이 제2포스트 상부에 형성되는 마이크로미러를 증착 형성하는 단계와; 제1 및 제2희생층을 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

마이크로미러 디바이스 및 그 제조방법{Micro-mirror device and method for manufacturing thereof}

본 발명은 정전인력으로 마이크로미러를 구동하여 입사광의 반사경로를 변환시킬 수 있도록 된 마이크로미러 디바이스 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는 전위차에 의한 전극과 마이크로미러 사이의 점착을 방지할 수 있도록 된 마이크로미러 디바이스 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 마이크로미러 디바이스는 정전인력에 의해 구동 가능하도록 설치된 복수의 미러를 포함하여 각 미러의 회동각도 또는 회동방향에 따라 반사각을 달리함으로써 입사되는 광을 소정 각도로 반사시킨다. 이 마이크로미러 디바이스는 프로젝션 텔레비전의 화상표시장치, 스캐너, 복사기 및 팩시밀리 등의 광주사장치에 적용된다. 특히, 화상표시장치로 채용시 미러는 화소 수 만큼 이차원적으로 배열되며, 각각의 미러를 각 화소에 대한 영상신호에 따라 독립적으로 구동시켜 입사광의 반사각도를 결정함으로써 화상을 생성한다.

도 1을 참조하면, 종래의 마이크로미러 디바이스는 기판(10)과, 이 기판(10) 상에 형성된 어드레스전극(11) 및 바이어스전극(12)과, 상기 바이어스전극(12) 상에 형성된 제1포스트(13)와, 상기 제1포스트(13)의 상면을 수평방향으로 연결하는 지지보(14)와, 상기 지지보(14) 상에 돌출 형성된 제2포스트(15)와, 상기 제2포스트(15)에 의해 지지되는 마이크로미러(16)를 포함하여 구성된다. 상기 바이어스전극(12)에 전압을 인가시, 제1포스트(12)와 지지보(14) 및 제2포스트(15)를 통하여 상기 마이크로미러(16)에 전압이 인가된다. 이때, 상기 어드레스전극(11)과 상기 마이크로미러(16) 사이에 걸린 전위차에 의해 발생된 정전인력에 의해 마이크로미러(16)가 가동된다.

한편, 상기한 바와 같이 구성된 마이크로미러 디바이스는 정전인력에 의한마이크로미러의 구동시 상기 어드레스전극(11)과 마이크로미러(16)가 접촉될 우려가 있다. 이와 같이, 마이크로미러(16)와 어드레스전극(11)이 접촉되는 경우, 점착 또는 전기적인 브레이크다운 현상이 발생되어 마이크로미러(16)가 손상되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 어드레스전극 상에 절연층을 마련하여 마이크로미러의 구동시 전기적인 접촉이 되지 않도록 된 마이크로미러 디바이스 및 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.

도 1은 종래 마이크로미러 디바이스의 개략적인 사시도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로미러 디바이스를 보인 개략적인 사시도.

도 3은 도 2에 도시된 마이크로미러 디바이스의 전극 배치를 보인 개략적인 도면.

도 4a 내지 도 4i 각각은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로미러 디바이스 제조공정을 보인 개략적인 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

20...기판 21...제1절연층 22...어드레스전극

23...바이어스전극 24...제2절연층 25...제1포스트

26...수평지지보 27...제2포스트 28...마이크로미러

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 기판과; 상기 기판의 상면에 형성된 복수의 어드레스전극과; 이 어드레스전극 주변에 마련된 바이어스전극과; 상기 바이어스 전극에 인가된 전압에 의해 소정 전압이 인가되는 마이크로미러와; 상기 마이크로미러를 회동가능하게 지지하는 지지수단;을 포함하여, 상기 어드레스전극과 상기 마이크로미러에 인가되는 전위차에 의해 발생되는 정전인력에 의해 상기 마이크로미러가 회동되도록 된 마이크로미러 디바이스에 있어서, 적어도 상기 어드레스전극의 상면을 덮도록 마련되어, 상기 마이크로미러가 회동되어 접촉시 상기 마이크로미러와 상기 어드레스전극이 전기적으로 절연되도록 하는 절연층을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 마이크로미러 디바이스 제조방법은, 기판을 마련하고, 이 기판 상에 제1절연층을 형성하는 단계와; 상기 제1절연층 상에 소정 패턴으로어드레스전극 및 바이어스전극을 형성하는 단계와; 패터닝된 상기 어드레스전극 및 바이어스전극 상부에 제2절연층을 형성하고, 상기 바이어스전극의 상부에 형성된 적어도 일부의 제2절연층을 제거하는 단계와; 상기 바이어스전극의 노출된 상부면을 제외한 상기 제2절연층 상부에 소정 두께의 제1희생층을 형성하고, 상기 바이어스전극 상방으로 연장형성되는 제1포스트 및 이 제1포스트 상부에 형성되는 수평지지보를 증착 형성하는 단계와; 상기 수평지지보의 중앙부분을 제외한 상부면에 소정 두께의 제2희생층을 형성하고, 상기 수평지지보의 상방으로 연장형성되는 제2포스트 및 이 제2포스트 상부에 형성되는 마이크로미러를 증착 형성하는 단계와; 상기 제1 및 제2희생층을 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로미러 디바이스를 상세히 설명한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 마이크로미러 디바이스는, 기판(20)과, 이 기판(20) 상에 형성된 제1절연층(21)과, 이 기판(20)의 상면에 형성된 복수의 어드레스전극(22) 및 바이어스전극(23)과, 상기 어드레스전극(22) 및 바이어스전극(23) 상에 형성된 제2절연층(24)과, 상기 바이어스전극(23)에 전기적으로 연결된 마이크로미러(28) 및, 상기 마이크로미러(28)를 회동가능하게 지지하는 지지수단을 포함하여 구성된다.

상기 기판(20)은 실리콘 웨이퍼 등의 전도성을 갖는 층이다. 상기 제1절연층(21)은 상기 기판(20) 상에 증착 형성되어, 그 상부에 배치되는 전극들이 전기적으로 절연되도록 한다. 이 제1절연층(21)은 실리콘 산화물로 구성된다. 상기어드레스전극(22)은 상기 마이크로미러(28)와의 상호 정전인력에 의해 상기 마이크로미러(28)를 구동하기 위한 것이다. 그리고, 상기 바이어스전극(23)은 상기 마이크로미러(28)에 전위를 인가하기 위한 것이다. 상기 제2절연층(24)은 상기 어드레스전극(22) 및 상기 바이어스전극(23) 상에 도포되어 상기 마이크로미러(28)의 구동시 전기적인 접촉을 방지하기 위한 층으로, 실리콘 산화물 등의 절연물질로 구성된다. 여기서, 상기 바이어스전극(23) 상에 도포된 상기 제2절연층(24)의 일부분은 개구되어 있으며, 이 개구된 부분에 상기 지지수단의 제1포스트(25)가 형성된다.

상기 지지수단은 상기 바이어스전극(23)으로부터 상방으로 연장되어 형성된 제1포스트(25)와, 이 제1포스트(25)의 상면에 형성된 수평지지보(26)와, 상기 수평지지보(26) 상에 설치되어 상기 마이크로미러(28)를 직접 지지하는 제2포스트(27)를 포함한다. 상기 제1포스트(25)는 상기 바이어스전극(23)을 통하여 상기 마이크로미러(28)에 전압을 인가함과 아울러, 상기 수평지지보(26)가 상기 기판(20) 상에 소정 높이를 유지한 채로 위치되도록 지지한다. 상기 수평지지보(26)는 상기 제1포스트(25)에 지지되게 설치되는 것으로, 상기 제1포스트(25)가 지지하는 위치를 기준으로 회동 가능하게 설치된다. 이 수평지지보(26)는 마이크로미러(28)와 어드레스전극(22) 사이의 정전인력이 발생시 이 정전인력에 의하여 상기 제1포스트(25) 지지위치를 기준으로 소정 각도 기울어지게 배치되며, 정전인력이 해제시는 탄성 복원되어 수평상태를 유지한다. 여기서, 상기 마이크로미러(28)가 과도하게 회동시에는 그 단부가 상기 제2절연층(24)에 접촉되어, 상기 어드레스전극(22)과의 전기적인 접촉을 방지한다.

이에 따라, 마이크로미러의 구동시, 마이크로미러와 어드레스전극 사이의 전기적인 접촉에 의한 점착 및 브레이크 다운을 방지할 수 있다.

이하, 도 3 및 도 4a 내지 도 4i를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로미러 디바이스 제조방법을 상세히 설명한다.

도 3은 앞서 설명된 도 2의 도면에서, 지지수단 및 마이크로미러를 배제한 상태의 마이크로미러 디바이스의 평면도로서, 제1절연층(21) 상에 마련된 어드레스전극(22) 및 바이어스전극(23)을 보인 것이다. 도 4a 내지 도 4i는 도 3의 A-A선 단면에 해당되는 부분을 나타낸 단면도이다.

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 실리콘 웨이퍼 등으로 된 전도성 기판(20)을 마련하고, 이 기판 상에 제1절연층(21)을 형성한다. 이 제1절연층(21)은 실리콘 산화물(SiO₂)로 된 층으로, 그 상부에 형성되는 어드레스전극(22) 및 바이어스전극(23)이 상호 전기적으로 독립되도록 한다. 이어서, 상기 제1절연층(21) 상에 어드레스 전극(22) 및 바이어스전극(23)이 형성될 전도층(31)을 도포한다. 이어서, 상기 전도층(31) 상에 제1포토레지스트를 도포 및 이를 노광 및 현상하여 제1포토레지스트(32)를 패터닝한다. 그리고, 이 패터닝된 부분을 에칭하여 제거함으로써, 상기 제1절연층(21) 상에 도 3에 도시된 바와 같은 패턴을 갖는 어드레스전극(22) 및 바이어스전극(23)을 형성한다.

도 4c 및 도 4d를 참조하면, 패터닝된 상기 어드레스전극(22) 및 바이어스전극(23) 상부에 절연물질(24')을 도포하고, 상기 바이어스전극(23)의 상부에 형성된 적어도 일부의 절연물질을 제거하여 제2절연층(24)을 형성한다. 여기서, 상기 제2절연물질(24')로부터 제2절연층(24)의 형성하는 공정은 도포된 상기 절연물질(24') 상에 제2포토레지스트(33)을 도포한 후, 이 제2포토레지스트(33)의 일부분 즉, 절연물질을 제거할 부분을 노광 및 현상에 의해 제거한 후, 제거된 부분을 식각한 후, 포토레지스트를 제거하는 순서로 진행된다.

이어서, 도 4e에 도시된 바와 같이, 상기 바이어스전극(23)의 노출된 상부면을 제외한 상기 제2절연층(24) 상부에 후술하는 제1포스트(25)의 두께에 대응되는 두께로 제1희생층(34)을 형성한다. 여기서, 상기 제1희생층(34)은 포토레지스트층으로 노광 및 현상공정으로 그 일부가 노출되도록 형성된다. 그리고, 도 4f에 도시된 바와 같이, 상기 바이어스전극(23) 상방으로 연장형성되는 제1포스트(25) 및 이 제1포스트(25) 상부에 형성되는 수평지지보(26)를 증착형성한다.

이후, 도 4g에 도시된 바와 같이, 상기 수평지지보(26)의 중앙부분을 제외한 상부면에 후술하는 제2포스트(27)의 두께에 대응되는 두께로 제2희생층(35)을 형성한다. 여기서, 상기 제2희생층(35)은 포토레지스트층으로 노광 및 현상공정으로 그 일부가 노출되도록 형성된다. 그리고, 도 4h에 도시된 바와 같이, 상기 수평지지보(26)의 상방으로 연장형성되는 제2포스트(27) 및 이 제2포스트(27) 상부에 마련되는 마이크로미러(28)를 증착형성한다. 마지막으로, 상기 제1 및 제2희생층(34)(35)를 제거함으로써, 도 4i에 도시된 바와 같은 구조의 마이크로미러 디바이스가 된다.

상기한 바와 같이, 구성된 마이크로미러 디바이스는 어드레스전극 상에 절연층을 마련함으로써, 마이크로미러가 어드레스전극과의 정전인력에 의하여 기울어질 때, 마이크로미러와 어드레스전극 사이의 전기적인 접촉을 방지함으로써, 마이크로미러가 어드레스전극에 접촉되어 브레이크다운 및 점착 현상을 방지할 수 있다. 따라서, 마이크로미러 및 전극의 손상을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 마이크로미러 디바이스 제조방법에 따르면 일련의 증착 및 식각 공정을 통하여 순차로 제조함으로써 절연층을 형성하는 공정이 추가되었음에도 불구하고 그 제조공정이 용이하다는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 기판과; 상기 기판의 상면에 형성된 복수의 어드레스전극과; 이 어드레스전극 주변에 마련된 바이어스전극과; 상기 바이어스 전극에 인가된 전압에 의해 소정 전압이 인가되는 마이크로미러와; 상기 마이크로미러를 회동가능하게 지지하는 지지수단;을 포함하여, 상기 어드레스전극과 상기 마이크로미러에 인가되는 전위차에 의해 발생되는 정전인력에 의해 상기 마이크로미러가 회동되도록 된 마이크로미러 디바이스에 있어서,

   적어도 상기 어드레스전극의 상면을 덮도록 마련되어, 상기 마이크로미러가 회동되어 접촉시 상기 마이크로미러와 상기 어드레스전극이 전기적으로 절연되도록 하는 절연층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로미러 디바이스.
2. 제1항에 있어서, 상기 지지수단은,

   상기 바이어스전극으로부터 상방으로 연장되어 형성되는 복수의 제1포스트와; 상기 제1포스트의 상면에 설치되어 상기 마이크로미러를 회동가능하게 지지하는 수평지지보와; 상기 수평지지보와 상기 마이크로미러 사이에 설치되어 상기 마이크로미러를 직접 지지하는 제2포스트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로미러 디바이스.
3. 기판을 마련하고, 이 기판 상에 제1절연층을 형성하는 단계와;

   상기 제1절연층 상에 소정 패턴으로 어드레스전극 및 바이어스전극을 형성하는 단계와;

   패터닝된 상기 어드레스전극 및 바이어스전극 상부에 제2절연층을 형성하고, 상기 바이어스전극의 상부에 형성된 적어도 일부의 제2절연층을 제거하는 단계와;

   상기 바이어스전극의 노출된 상부면을 제외한 상기 제2절연층 상부에 소정 두께의 제1희생층을 형성하고, 상기 바이어스전극 상방으로 연장형성되는 제1포스트 및 이 제1포스트 상부에 형성되는 수평지지보를 증착 형성하는 단계와;

   상기 수평지지보의 중앙부분을 제외한 상부면에 소정 두께의 제2희생층을 형성하고, 상기 수평지지보의 상방으로 연장형성되는 제2포스트 및 이 제2포스트 상부에 형성되는 마이크로미러를 증착 형성하는 단계와;

   상기 제1 및 제2희생층을 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로미러 제조방법.