KR0179618B1 - Manufacturing method for light modulation device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 투사형 화상표시장치에 채용되는 광로조절장치로서의 AMA를 제조하는 방법에서 변형부의 손상을 최소화할 수 있는 광로조절장치의 제조방법을 제공한다. 본 발명의 제조방법은, 트랜지스터가 매트릭스 형태로 내장되고 상기 트랜지스터와 전기적으로 접속된 패드(33)가 표면에 형성된 구동기판(31)의 상부에 상기 패드와 접촉되지 않도록 희생막(35)을 형성하고, 상기 기판(31)상의 희생막(35)이 형성되지 않은 부분에 상기 패드(33)를 에워싸는 지지부(37)를 형성하는 제1공정과, 상기 희생막(35)과 상기 지지부(37)의 상부에 멤브레인(39)을 퇴적하고 상기 멤브레인(39)과 상기 지지부(37)의 소정부분에 상기 패드(33)가 노출되도록 접촉홈을 형성하는 제2공정, 상기 접촉홈의 내부에 상기 패드(33)와 접촉되도록 플러그(41)를 형성하고 상기 멤브레인(39)의 상부에 신호전극(43)을 상기 플러그(41)와 접촉되도록 도포하는 제3공정, 상기 신호전극(43)의 표면에 변형부(45)를 퇴적하고 상기 신호전극(43)과 변형부(45)를 지지부(37)와 대응하는 부분만이 잔존하도록 패터닝하는 제4공정, 전표면에 절연막(47)을 퇴적형성하고 상기 절연막(47)과 상기 멤브레인(39)을 패터닝하여 상기 희생막(35)이 노출되도록 하여 액츄에이터를 분리하는 제5공정 및, 상기 절연막(47)을 마스크로 이용하여 상기 희생막(35)을 제거한 후 상기 희생막(35)이 제거된 공간에 폴리머층(49)을 채우고, 상기 변형부(45)상의 절연막(47)을 제거한 다음에 전표면에 반사막(51)을 형성하고 나서 상기 폴리머층(49)을 제거하는 제6공정을 포함하여 이루어진다.The present invention provides a method of manufacturing an optical path control apparatus capable of minimizing damage to a deformation part in a method of manufacturing an AMA as an optical path control apparatus employed in a projection image display apparatus. In the manufacturing method of the present invention, the sacrificial layer 35 is formed so that the pad is not formed in contact with the pad on the upper surface of the driving substrate 31 having the transistor 33 embedded in a matrix and electrically connected to the transistor. The first step of forming a support portion 37 surrounding the pad 33 on a portion where the sacrificial layer 35 is not formed on the substrate 31, and the sacrificial layer 35 and the support portion 37 are formed. A second process of depositing a membrane 39 on an upper portion of the membrane 39 and forming a contact groove so that the pad 33 is exposed to a predetermined portion of the membrane 39 and the support portion 37. A third process of forming a plug 41 to contact the 33 and applying a signal electrode 43 on the membrane 39 to be in contact with the plug 41, on the surface of the signal electrode 43. The deformation part 45 is deposited and the signal electrode 43 and the deformation part 45 are supported by the support part 37. In the fourth step of patterning only the corresponding portions, the insulating film 47 is deposited on the entire surface, and the insulating film 47 and the membrane 39 are patterned so that the sacrificial film 35 is exposed. After the separation process, the sacrificial layer 35 is removed using the insulating layer 47 as a mask, the polymer layer 49 is filled in the space where the sacrificial layer 35 is removed, and the deformation unit 45 is formed. And the sixth step of removing the polymer layer 49 after forming the reflective film 51 on the entire surface after removing the insulating film 47 on the?
Description
제1도(a)∼(d)는 종래 기술에 따른 광로조절장치의 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도.1 (a) to (d) are process cross-sectional views for explaining the manufacturing method of the optical path control apparatus according to the prior art.
제2도(a)∼(i)는 본 발명의 1실시예에 따른 광로조절장치의 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도.2 (a) to (i) is a cross-sectional view for explaining the manufacturing method of the optical path control apparatus according to an embodiment of the present invention.
제3도는 제2도의 제조방법에 의해 제조된 광로조절장치를 나타낸 단면사시도.3 is a cross-sectional perspective view showing an optical path control device manufactured by the manufacturing method of FIG.
제4도(a)∼(c)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광로조절장치의 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도이다.4A to 4C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an optical path control apparatus according to another embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
31 : 구동기판 33 : 패드31: driving substrate 33: pad
35 : 희생막 37 : 지지부35: sacrificial film 37: support
39 : 멤브레인 41 : 플러그39: membrane 41: plug
43 : 신호전극 45 : 변형부43: signal electrode 45: deformation part
47 : 절연막 49 : 폴리머층47: insulating film 49: polymer layer
51 : 반사막 50 : 액츄에이터51: reflecting film 50: actuator
본 발명은 광로조절장치의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 투사형 화상표시장치에 채용되는 광로조절장치로서의 액츄에이티드 미러 어레이(Actuated Mirror Array:이하, AMA라 약칭한다)를 제조하는 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing an optical path adjusting device, and more particularly, to a method for manufacturing an actuated mirror array (hereinafter, abbreviated as AMA) as an optical path adjusting device employed in a projection image display device. It is about.
일반적으로 화상표시장치는 그 표시방법에 따라 CRT(Cathode Ray Tube)등과 같은 직시형 화상표시장치와 액정표시장치(Liquid Crystal Display;LCD)등과 같은 투사형 화상표시장치로 구별된다.In general, an image display device is classified into a direct view image display device such as a CRT (Cathode Ray Tube) or the like, and a projection image display device such as a liquid crystal display (LCD) according to the display method thereof.
CRT는 화질은 좋으나 화면이 커짐에 따라 중량 및 두께가 증대되고 또한 가격이 비싸다는 등의 문제점이 있어 대화면을 구비하는데 한계가 있다. 그리고, LCD는 박형화 및 저중량화가 가능하여 대화면을 구비할 수 있으나, 편광판에 의한 광손실이 크고, 화상구동용 박막트랜지스터가 화소마다 형성되어 있어 개구율(광의 투과면적)을 높이는데 한계가 있으므로, 광효율이 낮다는 문제가 있다.Although CRTs have good image quality, they have a problem such that weight and thickness increase as the screen is enlarged, and the price is expensive. In addition, the LCD can be thin and low in weight, and can have a large screen. However, since the light loss due to the polarizing plate is large and the image driving thin film transistor is formed for each pixel, there is a limit in increasing the aperture ratio (light transmission area). There is a problem that is low.
따라서, 미합중국 Aura사에 의해 액츄에이티드 미러 어레이를 이용한 투사형 화상표시장치가 개발되었다. 그 AMA를 이용한 화상표시장치는 1차원 AMA를 이용하는 것과 2차원 AMA를 이용하는 것으로 구별된다. 1차원 AMA는 M×1 어레이로 배열되어 있다. 따라서, 1차원 AMA를 이용하는 투사형 화상표시장치는 주사거울을 이용하여 M×1개의 광속들을 선주사시키고, 2차원 AMA를 이용하는 투사형 화상표시장치는 M×N개의 광속들을 투사시켜 M×N 화소의 어레이를 가지는 형상을 나타내게 된다.Accordingly, a projection type image display apparatus using an actuated mirror array has been developed by Aura, United States. The image display apparatus using the AMA is distinguished from using a one-dimensional AMA and using a two-dimensional AMA. One-dimensional AMAs are arranged in an M × 1 array. Therefore, a projection image display apparatus using a one-dimensional AMA pre-scans M × 1 beams using a scanning mirror, and a projection image display apparatus using a two-dimensional AMA projects M × N beams to array an M × N pixel. It will have a shape with.
상기한 AMA를 구성하는 광로조절장치를 제조하는 제조방법에 대하여 제1도를 참조하여 설명하기로 한다.A manufacturing method for manufacturing the optical path control device constituting the AMA will be described with reference to FIG.
제1도(a)∼(d)는 종래 기술에 따른 광로조절장치의 제조공정을 나타낸 단면도이다.1 (a) to (d) are sectional views showing the manufacturing process of the optical path control apparatus according to the prior art.
먼저, 도시하지 않은 트랜지스터들이 매트릭스 형태로 내장되고, 상부에 트랜지스터와 전기적으로 연결된 접속단자(13)를 갖는 구동기판(11)의 표면에 1∼2μm 정도의 두께의 희생막(15)을 형성한다. 여기서, 상기 구동기판(11)은 유리 또는 알루미늄(Al2O3) 등의 절연물질이나, 또는 실리콘 등의 반도체로 이루어진다. 그리고, 상기 희생막(15)은 Mo, Cr, Fe, Ni 또는 Ti 등의 금속이나, PSG(Phospho-Silicate Glass) 또는 다결정실리콘으로 형성되는데, 금속이면 스퍼터링(sputtering)법이나 진공증착법으로, PSG이면 스핀 코팅(spin coating)법 혹은 상암CVD법으로, 다결정실리콘이면 화학적 기상침적(Chemical Vapor Deposition;CVD)법으로 형성된다. 그후, 상기 희생막(15)의 소정 부분을 통상의 포토리소그래피(photolithograpy) 방법으로 제거하여 접속단자(13)과 그 주위의 구동기판(11)을 노출시킨다. 그 다음, 상술한 구조의 전표면에 질화실리콘(Si3N4) 또는 산화실리콘(SiO2) 등의 규화물을 스퍼터링법 또는 CVD법 등에 의해 1∼2μm 정도의 두께로 적층한 후, 희생막(15)의 상부에 침적된 규화물을 제거하여 지지부(17)를 형성함으로써, 제1도(a)의 구조를 얻는다.First, transistors (not shown) are formed in a matrix form, and a sacrificial film 15 having a thickness of about 1 to 2 μm is formed on the surface of the driving substrate 11 having the connection terminal 13 electrically connected to the transistors thereon. . Here, the driving substrate 11 is made of an insulating material such as glass or aluminum (Al 2 O 3 ), or a semiconductor such as silicon. The sacrificial film 15 is formed of metal such as Mo, Cr, Fe, Ni, or Ti, or Phospho-Silicate Glass (PSG) or polycrystalline silicon. If the metal is sputtering or vacuum deposition, PSG In the case of polycrystalline silicon, the back surface is formed by spin coating method or phase cancer CVD method, and is formed by chemical vapor deposition (CVD) method. Thereafter, the predetermined portion of the sacrificial film 15 is removed by a conventional photolithograpy method to expose the connection terminal 13 and the driving substrate 11 around it. Then, a silicide such as silicon nitride (Si 3 N 4 ) or silicon oxide (SiO 2 ) is laminated on the entire surface of the structure described above by a thickness of about 1 to 2 μm by sputtering or CVD, and then a sacrificial film ( By removing the silicide deposited on the upper part of 15) to form the support 17, the structure of FIG. 1 (a) is obtained.
이어서, 상기 희생막(15) 및 지지부(17)의 상부에 멤브레인(19)을 형성한다. 여기서, 상기 멤브레인(19)은 상기 지지부(17)와 동일한 물질을 스퍼터링법 또는 CVD법에 의해 0.7∼2μm 정도의 두께로 적층하여 형성한다. 그 후, 접속단자(13) 상에 존재하는 소정 부분의 멤브레인(19) 및 지지부(17)을 제거하여 접촉홈(21)을 형성한다. 이어, 상기 접촉홈(21)의 내부에 텅스텐 또는 티타늄 등의 도전성 금속을 채워 상기 접속단자(13)와 전기적으로 연결되는 플러그(23)를 형성한다. 다음에, 상기한 구조의 전표면에 백금 또는 백금/티타늄 등을 진공증착법 또는 스퍼터링법에 의해 500∼2000Å 정도의 두께로 도포하여 신호전극(25)을 형성함으로써, 제1도(b)의 구조를 얻는다.Subsequently, a membrane 19 is formed on the sacrificial layer 15 and the support 17. Here, the membrane 19 is formed by stacking the same material as the support 17 with a thickness of about 0.7 to 2 μm by sputtering or CVD. Thereafter, the contact portion 21 is formed by removing the membrane 19 and the support portion 17 of the predetermined portion existing on the connection terminal 13. Subsequently, a plug 23 electrically connected to the connection terminal 13 is formed by filling a conductive metal such as tungsten or titanium in the contact groove 21. Next, platinum, platinum / titanium, or the like is applied to the entire surface of the above structure by a vacuum deposition method or a sputtering method with a thickness of about 500 to 2000 microns to form the signal electrode 25, thereby forming the structure of FIG. Get
다음으로, 상기 신호전극(25)의 전표면에 변형부(27) 및 반사막(29)을 순차로 적층형성한다. 여기서, 상기 변형부(27)는 BaTiO3, PZT((Zr,Ti)O3) 또는 PLZT((Pb,La)(Zr,Ti)O2) 등의 압전세라믹이나 또는 PMN(Pb(Mg,Nb)O2) 등의 전왜세라믹을 Sol-Sel법, 스퍼터링법 또는 CVD법 등에 의해 0.7∼2μm 정도의 두께로 형성한다. 상기 반사막(29)은 금, 백금 또는 티타늄 등과 같은 반사특성 및 전기적 특성이 양호한 금속물질을 진공증착법 또는 스퍼터링법 등에 의해 500∼2000Å 정도의 두께로 도포하여 형성한다. 그 후, 상기 지지부(17)의 일측 끝에 모서리가 일치되도록 상기 반사막(29)과 변형부(27) 및 멤브레인(19)의 소정 부분을 레이저에 의한 절단이나 포토리소그래피 방법으로 제거하여 희생막(15)을 노출시켜서 액츄에이터를 분리한다. 이어서, 상술한 구조의 전표면에 포토레지스트 또는 질화실리콘을 CVD법 등으로 적층하여 보호층(31)을 형성한 다음, 상기 희생막(15)상의 보호층(31)을 제거한다[제1도(c)].Next, the deformation parts 27 and the reflective film 29 are sequentially stacked on the entire surface of the signal electrode 25. The deformable portion 27 may include piezoelectric ceramics such as BaTiO 3 , PZT ((Zr, Ti) O 3 ) or PLZT ((Pb, La) (Zr, Ti) O 2 ), or PMN (Pb (Mg, A total distortion ceramic such as Nb) O 2 ) is formed to a thickness of about 0.7 to 2 μm by a Sol-Sel method, a sputtering method, or a CVD method. The reflective film 29 is formed by applying a metal material having good reflection and electrical properties such as gold, platinum, or titanium to a thickness of about 500 to 2000 kPa by a vacuum deposition method or a sputtering method. Thereafter, predetermined portions of the reflective film 29, the deformable part 27, and the membrane 19 are removed by laser cutting or photolithography so that the edges of the supporting parts 17 are coincident with the edges of the supporting part 17. ) To remove the actuator. Subsequently, a photoresist or silicon nitride is laminated on the entire surface of the structure described above by CVD to form a protective layer 31, and then the protective layer 31 on the sacrificial film 15 is removed (FIG. 1). (c)].
계속해서, 상기 희생막(15)을 HF 등의 에칭용액으로 습식 에칭하여 제거한 다음, 보호층(31)을 마스크를 사용하지 않고 건식 에칭하여 제거함으로써 액츄에이터(20)를 완성한다[제1도(d)].Subsequently, the sacrificial film 15 is wet-etched and removed with an etching solution such as HF, and then the protective layer 31 is dry-etched and removed without using a mask to complete the actuator 20 (FIG. d)].
상기한 종래 기술에 따른 광로조절장치의 제조방법에 있어서는, 반사막(29)과 변형부(25)를 동시에 보호하기 위한 보호층으로서 포토레지스트나 또는 질화실리콘(Si3N4)을 도포한 상태에서 습식 에칭법으로 희생막을 제거한다. 그러나, 보호막으로서 포토레지스트를 사용하는 경우에는 습식 에칭시에 포토레지스트의 두께차로 인하여 두께가 얇은 부분에서 에칭 용액의 누수현상에 의해 변형부(25)가 손상된 우려가 있다. 또한, 보호막으로서 질화실리콘을 사용하는 경우에는 습식 에칭시에 에칭용액의 누수현상 등을 방지할 수 있어서 변형부(25)의 손상을 방지할 수는 있지만, 희생막의 제거공정 후에 상기 보호막으로서의 질화실리콘을 제거를 위한 건식 에칭시에 에어갭상의 멤브레인(19)에서 스트레스가 발생함에 따라 멤브레인(19)과 지지부(17), 신호전극(25) 및 플러그(23)의 접속부위에서 결함이 발생할 우려가 있는 등에 질화실리콘의 제거가 곤란하다는 문제가 있었다.In the manufacturing method of the optical path adjusting apparatus according to the prior art, a photoresist or silicon nitride (Si 3 N 4 ) is applied as a protective layer for simultaneously protecting the reflective film 29 and the deformable portion 25. The sacrificial film is removed by wet etching. However, in the case of using a photoresist as a protective film, there is a fear that the deformed portion 25 is damaged due to the leakage phenomenon of the etching solution in the thin portion due to the thickness difference of the photoresist during wet etching. In addition, when silicon nitride is used as the protective film, leakage of the etching solution during wet etching can be prevented, and damage to the deformable portion 25 can be prevented. However, silicon nitride as the protective film after the step of removing the sacrificial film can be prevented. As a stress is generated in the membrane 19 on the air gap during the dry etching to remove the defects, defects may occur at the connection portions of the membrane 19 and the support 17, the signal electrode 25 and the plug 23. There existed a problem that removal of the silicon nitride was difficult.
이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 투사형 화상표시장치에 채용되는 광로조절장치로서의 AMA를 제조하는 방법에서 변형부의 손상을 방지할 수 있는 광로조절장치의 제조방법을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a method of manufacturing an optical path control apparatus capable of preventing damage to a deformation part in a method of manufacturing an AMA as an optical path control apparatus employed in a projection image display apparatus. There is this.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 광로조절장치의 제조방법의 바람직한 실시양태에 따르면, 트랜지스터가 매트릭스 형태로 내장되고 상기 트랜지스터와 전기적으로 접속된 패드가 표면에 형성된 구동기판의 상부에 상기 패드와 접촉되지 않도록 희생막을 형성하고, 상기 기판상의 희생막이 형성되지 않은 부분에 상기 패드를 에워싸는 지지부를 형성하는 제1공정과; 상기 희생막과 상기 지지부의 상부에 멤브레인을 퇴적하고 상기 멤브레인과 상기 지지부의 소정부분에 상기 패드가 노출되도록 접촉홈을 형성하는 제2공정; 상기 접촉홈의 내부에 상기 패드와 접촉되도록 플러그를 형성하고 상기 멤브레인의 상부에 신호전극을 상기 플러그와 접촉되도록 도포하는 제3공정; 상기 신호전극의 표면에 변형부를 퇴적하고 상기 신호전극과 변형부를 지지부와 대응하는 부분만이 잔존하도록 패터닝하는 제4공정; 전표면에 절연막을 퇴적형성하고 상기 절연막과 상기 멤브레인을 패터닝하여 상기 희생막이 노출되도록 하여 액츄에이터를 분리하는 제5공정 및; 상기 절연막을 마스크로 이용하여 상기 희생막을 제거한 후 상기 희생막이 제거된 공간에 폴리머층을 채우고, 상기 변형부상의 절연막을 제거한 다음에 전표면에 반사막을 형성하고 나서 상기 폴리머층을 제거하는 제6공정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.According to a preferred embodiment of the manufacturing method of the optical path control apparatus according to the present invention for achieving the above object, the pad is formed on the top of the driving substrate in which the transistor is embedded in a matrix form and the pad electrically connected to the transistor is formed on the surface thereof. Forming a sacrificial film so as not to come into contact with the substrate, and forming a support part surrounding the pad at a portion where the sacrificial film is not formed on the substrate; Depositing a membrane on top of the sacrificial layer and the support and forming a contact groove to expose the pad to a predetermined portion of the membrane and the support; A third step of forming a plug in contact with the pad in the contact groove and applying a signal electrode to contact the plug on the membrane; Depositing a deformation portion on the surface of the signal electrode and patterning the signal electrode and the deformation portion so that only a portion corresponding to the support portion remains; Depositing an insulating film on an entire surface and patterning the insulating film and the membrane to expose the sacrificial film to separate the actuators; A sixth step of removing the sacrificial film by using the insulating film as a mask, filling the polymer layer in the space where the sacrificial film is removed, removing the insulating film on the deformed portion, and then forming a reflective film on the entire surface, and then removing the polymer layer Characterized in that consisting of.
여기서, 상기 제6공정에서 폴리머층을 채우고 반사막을 형성하는 공정은, 희생막을 제거한 상태의 전표면에 폴리머층을 도포하는 공정과, 상기 변형부상의 절연막만이 노출되도록 상기 폴리머층을 패터닝하고 상기 패터닝된 폴리머층을 마스크로 이용하여 상기 노출된 절연막을 에칭제거하는 공정 및, 상기 잔존하는 절연막상에 존재하는 폴리머층을 제거한 다음에 전표면에 반사막을 도포하고 상기 절연막과 변형부상에만 상기 반사막이 존재하도록 패터닝하는 공정으로 이루어진다.In the sixth step, the filling of the polymer layer and forming the reflective film may include applying the polymer layer to the entire surface of the state where the sacrificial film is removed, and patterning the polymer layer so that only the insulating film on the deformed portion is exposed. Etching the exposed insulating film using a patterned polymer layer as a mask, removing the polymer layer existing on the remaining insulating film, and then applying a reflective film to the entire surface, and applying the reflective film only to the insulating film and the deformed portion. Patterning to exist.
또한, 상기 제6공정에서 폴리머층을 채우고 반사막을 형성하는 공정은, 희생막을 제거한 상태의 전표면에 폴리머층을 도포하는 공정과, 상기 변형부상의 절연막만이 노출되도록 상기 폴리머층을 패터닝하고 상기 패터닝된 폴리머층을 마스크로 이용하여 상기 노출된 절연막을 에칭제거하는 공정, 상기 잔존하는 절연막상에 존재하는 폴리머층을 제거한 다음에 상기 절연막을 패터닝하여 상기 변형부와 신호전극의 측부에만 절연막이 잔존하도록 하는 공정, 전표면에 반사막을 도포하고 상기 절연막과 변형부 및 멤브레인의 표면상에만 상기 반사막이 존재하도록 패터닝하는 공정으로 이루어져도 된다.In the sixth step, the filling of the polymer layer and forming the reflective film may include applying the polymer layer to the entire surface of the state where the sacrificial film is removed, and patterning the polymer layer so that only the insulating film on the deformed portion is exposed. Etching the exposed insulating film using a patterned polymer layer as a mask, removing the polymer layer existing on the remaining insulating film, and then patterning the insulating film so that the insulating film remains only on the sides of the deformable portion and the signal electrode. And a step of coating the reflective film on the entire surface and patterning the reflective film to exist only on the surfaces of the insulating film, the deformable portion, and the membrane.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 광로조절장치의 제조방법에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a manufacturing method of the optical path control apparatus according to the present invention.
제2도(a)∼(i)는 본 발명의 1실시예에 따른 광로조절장치의 제조공정을 나타낸 단면도이다.2 (a) to (i) are cross-sectional views showing the manufacturing process of the optical path control apparatus according to an embodiment of the present invention.
먼저, 트랜지스터(도시하지 않음)가 매트릭스 형태로 내장되고, 상부에 각 트랜지스터와 전기적으로 연결된 패드(33)가 형성된 구동기판(31)의 표면에 희생막(35)을 1∼2μm 정도의 두께로 형성한다. 상기에서 희생막(35)은 Mo, Cu, Fe, Ni 등의 금속물질 또는 PSG 또는 다결정실리콘 등으로 형성하는 것이 바람직한데, 금속물질로 형성할 때에는 스퍼터링법으로, PSG로 형성될 때는 스핀 코팅(Spin Coating)법 또는 CVD법으로, 다결정실리콘으로 형성할 때는 CVD법으로 형성한다. 그후, 상기 패드(33)가 형성된 부분의 희생막(35)을 통상의 포토리소그래피 방법으로 제거하여 패드(33)와 주위의 구동기판(31)을 노출시킨 다음, 상기한 구조의 전표면에 질화실리콘(Si3N4), 산화실리콘(SiO2) 또는 탄화실리콘 등의 규화물을 스퍼터링법 또는 CVD법 등으로 1∼2μm 정도의 두께로 침적형성하고, 이어 통상의 포토리소그래피 방법으로 상기 희생막(35)상에 침적된 규화물을 제거하여 지지부(17)를 형성함으로써, 제2도(a)에 나타낸 바와 같은 구조를 얻는다.First, a transistor (not shown) is embedded in a matrix form, and the sacrificial layer 35 is formed on the surface of the driving substrate 31 having the pad 33 electrically connected to each transistor thereon to a thickness of about 1 to 2 μm. Form. The sacrificial layer 35 is preferably formed of a metal material such as Mo, Cu, Fe, Ni, or PSG or polycrystalline silicon. When the sacrificial film 35 is formed of a metal material, the sacrificial film 35 may be formed by sputtering or spin coating. It is formed by CVD method when forming polycrystalline silicon by spin coating) method or CVD method. Thereafter, the sacrificial film 35 of the portion where the pad 33 is formed is removed by a conventional photolithography method to expose the pad 33 and the surrounding driving substrate 31, and then nitrided on the entire surface of the above structure. Silicates such as silicon (Si 3 N 4 ), silicon oxide (SiO 2 ), or silicon carbide are deposited to a thickness of about 1 to 2 μm by sputtering or CVD, and then the sacrificial film ( By removing the silicide deposited on 35 to form the support 17, a structure as shown in Fig. 2A is obtained.
이어서, 상기한 구조의 전표면에 상기 지지부(37)와 동일한 물질을 스퍼터링법 또는 CVD법에 의해 0.7∼2μm 정도의 두께로 침적하여 멤브레인(39)을 형성한다. 그 후, 상기 패드(33) 상의 소정 부분에 멤브레인(39)과 지지부(37)를 관통하는 접촉홈을 형성한 다음, 그 접촉홈 내에 텅스텐(W) 또는 티타늄 (Ti) 등의 도전성 금속물질을 채워서 상기 패드(33)와 전기적으로 연결되는 플러그(41)를 형성한다. 이어, 상기한 구조의 전표면에 백금(Pt) 또는 백금/티타늄(Pt/Ti) 등을 진공증착법 또는 스퍼터링법 등으로 500∼2000Å 정도의 두께로 신호전극(43)을 도포하여 제2도(b)에 나타낸 바와 같은 구조를 형성한다.Subsequently, the same material as the support portion 37 is deposited on the entire surface of the structure described above by a thickness of about 0.7 to 2 탆 by sputtering or CVD to form the membrane 39. Thereafter, a contact groove penetrating the membrane 39 and the support portion 37 is formed in a predetermined portion on the pad 33, and then a conductive metal material such as tungsten (W) or titanium (Ti) is formed in the contact groove. Fill to form a plug 41 that is electrically connected to the pad 33. Subsequently, platinum (Pt) or platinum / titanium (Pt / Ti) or the like is applied to the entire surface of the structure by applying a signal electrode 43 with a thickness of about 500 to 2000 mV by vacuum deposition or sputtering. Form a structure as shown in b).
다음으로, 상기 신호전극(43)의 전표면에 BaTiO3, PZT(Pb(Zr,Ti)O2) 또는 PLZT((Pb,La)(Zr,Ti)O2) 등의 압전세라믹이나 또는 PMN(Pb(Mg,Nb)O2) 등의 전왜세라믹을 Sol-Gel법, 스퍼터링법 또는 CVD법 등으로 0.7∼2μm 정도의 두께로 도포한 다음, 상기 도포된 변형부(45)를 소결하여 페로브스카이트(Perovskaite)로 상변이(Phase Transition)시켜서 변형부(45)를 형성한다. 이어, 상기 신호전극(43)과 변형부(25)를 동일한 마스크를 사용하여 지지부(17)와 대응하는 부분만이 잔존하도록 패터닝한다. 그 다음에, 상기한 구조의 전표면에 절연막(47)으로서의 질화실리콘(Si3N4)을 스퍼터링법이나 CVD법 등에 의해 2000∼5000Å 정도의 두께로 퇴적형성함으로써 제2도(c)에 나타낸 바와 같은 구조를 형성한다.Next, piezoelectric ceramics such as BaTiO 3 , PZT (Pb (Zr, Ti) O 2 ) or PLZT ((Pb, La) (Zr, Ti) O 2 ) or PMN are formed on the entire surface of the signal electrode 43. Electrodistortion ceramics such as (Pb (Mg, Nb) O 2 ) are coated to a thickness of about 0.7 to 2 μm by the Sol-Gel method, the sputtering method, or the CVD method, and then the applied deformable portion 45 is sintered to Phase transformation is performed with a Perovskaite to form the deformation part 45. Subsequently, the signal electrode 43 and the deformable portion 25 are patterned using only the same mask so that only a portion corresponding to the support portion 17 remains. Next, silicon nitride (Si 3 N 4 ) serving as the insulating film 47 is deposited on the entire surface of the structure described above by a sputtering method, a CVD method, or the like to have a thickness of about 2000 to 5000 GPa, as shown in FIG. To form a structure as shown.
계속해서, 상기 변형부(45)의 직하에 있는 희생층(35)의 단부와는 반대쪽의 단부에 대응하는 상기 절연막(47)과 멤브레인(39)을 통상의 건식 에칭법이나 습식 에칭법으로 제거하여 그 부분에서 상기 희생층(35)이 노출되도록 한다. 그후, HF 등과 같은 용액을 이용한 습식 에칭법으로 상기 희생막(35)을 제거하여 제3도(d)에 나타낸 바와 같은 구조를 형성한다. 이때, 상기 변형부(45)의 전표면에 절연막(47)이 도포되어 있으므로 HF 등과 같은 에칭용액에 의해 상기 변형부(45)는 손상받지 않게 된다.Subsequently, the insulating film 47 and the membrane 39 corresponding to the end opposite to the end of the sacrificial layer 35 directly under the deformation part 45 are removed by a conventional dry etching method or a wet etching method. The sacrificial layer 35 is exposed at that portion. Thereafter, the sacrificial film 35 is removed by a wet etching method using a solution such as HF or the like to form a structure as shown in FIG. At this time, since the insulating film 47 is coated on the entire surface of the deformation part 45, the deformation part 45 is not damaged by an etching solution such as HF.
이어서, 상기한 구조상에 매우 낮은 회전수의 스핀코팅법으로 포토레지스트등과 같은 폴리머(Polymer)를 1∼2μm 정도의 두께로 형성함으로써 제3도(e)에 나타낸 바와 같이 상기 희생층이 제거된 에어갭에 폴리머층(49)을 채움과 더불어 상기 절연막(47)상에도 폴리머층(49)이 도포되도록 한다.Subsequently, the sacrificial layer was removed as shown in FIG. 3E by forming a polymer such as photoresist with a thickness of about 1 to 2 μm by spin coating at a very low rotational speed on the structure described above. In addition to filling the polymer layer 49 in the air gap, the polymer layer 49 may be applied to the insulating layer 47.
다음으로, 통상의 포토리소그래피법에 의해 상기 폴리머층(49)를 패터닝하여 상기 변형부(45)상의 절연막(47)만이 노출되도록 한 다음, 상기 잔존하는 폴리머층(49)를 마스크로 하여 건식 에칭에 의해 상기 노출된 절연막(47)을 제거해서, 제2도(f)에 나타낸 바와 같은 구조를 형성한다.Next, the polymer layer 49 is patterned by a conventional photolithography method so that only the insulating film 47 on the deformable portion 45 is exposed, and then dry etching using the remaining polymer layer 49 as a mask. The exposed insulating film 47 is removed to form a structure as shown in FIG. 2 (f).
계속해서, 상기 절연막(47)상에 잔존하는 폴리머층(49)을 제거하는데, 이때 상기 폴리머층(49)이 에어갭내에는 잔존하도록 한다. 그후, 전표면에 은(Ag) 또는 알루미늄 등과 같이 반사특성 및 전기적 특성이 좋은 물질을 스퍼터링법 또는 진공증착법으로 500∼2000Å 정도의 두께로 도포하여 반사막(51)을 형성함으로써, 제2도(g)와 같은 구조를 형성한다.Subsequently, the polymer layer 49 remaining on the insulating film 47 is removed, so that the polymer layer 49 remains in the air gap. Subsequently, the reflective film 51 is formed by applying a material having good reflection and electrical properties such as silver (Ag) or aluminum to the entire surface to a thickness of about 500 to 2000 mW by sputtering or vacuum deposition. Form a structure such as
그후, 상기 반사막(51)을 통상의 포토리소그래피 방법에 의해 패터닝하여 상기 멤브레인(39)의 윗쪽에 존재하는 반사막(51)만이 잔존하도록 함으로써 제2도(h)에 나타낸 바와 같이 폴리머층(49)이 노출되도록 한다.Thereafter, the reflective film 51 is patterned by a conventional photolithography method so that only the reflective film 51 existing above the membrane 39 remains, so that the polymer layer 49 as shown in FIG. To be exposed.
이어서, 에어갭에 채워져 있는 폴리머층(49)을 O2를 이용한 플라즈마 에칭법으로 제거하여 제2도(i)와 같은 액츄에이터(50)를 완성한다.Subsequently, the polymer layer 49 filled in the air gap is removed by a plasma etching method using O 2 to complete the actuator 50 as shown in FIG.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 1실시예에 따르면, 제2도(d)에서 희생층(35)의 습식 에칭제거공정시 절연막(47)이 변형부(45)와 멤브레인(39)의 표면에 도포되어 있으므로, 변형부(45)가 에칭용액에 의해 손상받지 않게 된다. 또한, 상기 절연막(47)은 상기 반사막(29)과 신호전극(23)을 전기적으로 격리하는 기능도 하게 된다.As described above, according to the exemplary embodiment of the present invention, the insulating film 47 is applied to the surface of the deformable portion 45 and the membrane 39 during the wet etching removal process of the sacrificial layer 35 in FIG. As a result, the deformable portion 45 is not damaged by the etching solution. In addition, the insulating layer 47 also functions to electrically isolate the reflective layer 29 and the signal electrode 23.
제3도는 상기한 제2도를 참조하여 설명한 제조방법에 의한 완성된 광로조절장치를 나타낸 단면사시도이다.FIG. 3 is a cross-sectional perspective view showing the completed optical path adjusting device by the manufacturing method described with reference to FIG.
상기와 같이 구성된 광로조절장치에 있어서는, 플러그(41)와 패드(33)를 매개로 구동기판(31)의 트랜지스터와 전기적으로 접속된 신호전극(43)에 화상신호가 인가되고 상기 반사막(51)에 바이어스전압이 인가됨에 따라 상기 신호전극(43)과 반사막(51) 사이에 개재되어 있는 변형부(45)에 전계가 발생되며, 이에 따라 변형부(45)는 전계에 수직한 방향으로 팽창되고 수평방향으로 수축되어 멤브레인(39)과의 계면에 응력이 발생하게 되므로, 변형부(45)가 상기 멤브레인(39)의 반대방향으로 휘어지게 된다. 따라서, 지지부(37)상의 멤브레인(39)이 상기 변형부(45)와의 스트레인(Strain) 차이에 의해 휘어지고, 이 휘어짐에 의해 지지부(37)상에서 돌출된 멤브레인(39)이 평탄하게 경사지게 되므로, 반사막(51)도 멤브레인(39)과 동일하게 경사지게 되어 입사되는 광의 경로를 바꾸어 반사시키게 된다.In the optical path adjusting device configured as described above, an image signal is applied to the signal electrode 43 electrically connected to the transistor of the driving substrate 31 via the plug 41 and the pad 33 and the reflecting film 51 is provided. As a bias voltage is applied to the electric field, an electric field is generated in the deformable part 45 interposed between the signal electrode 43 and the reflective film 51. Accordingly, the deformable part 45 expands in a direction perpendicular to the electric field. Since the contraction in the horizontal direction to generate a stress at the interface with the membrane 39, the deformation portion 45 is bent in the opposite direction of the membrane 39. Therefore, the membrane 39 on the support 37 is bent due to the strain difference from the deformation part 45, and the membrane 39 protruding on the support 37 is inclined flatly by the bending. The reflective film 51 is also inclined in the same manner as the membrane 39 to change the path of the incident light to reflect.
다음으로, 제4도(a)∼(c)를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 광로조절장치의 제조방법을 설명하기로 한다.Next, a manufacturing method of an optical path control apparatus according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4A to 4C.
본 실시예에서는 상술한 제2도(a)∼(f)의 공정을 행한 다음, 상기 절연막(47)상에 잔존하는 폴리머층(49)을 제거하는데, 이때 상기 폴리머층(49)이 에어갭내에는 잔존하도록 한다. 그후, 전표면에 포토레지스트를 도포한 다음에 이 포토레지스트를 패터닝하여 상기 변형부(45) 위쪽에 대응하는 부분에만 포토레지스트(61)가 잔존하도록 한다[제4도(a)].In the present embodiment, the steps of FIGS. 2A to 3F are performed, and then the polymer layer 49 remaining on the insulating film 47 is removed. It remains inside. Thereafter, after the photoresist is applied to the entire surface, the photoresist is patterned so that the photoresist 61 remains only at a portion corresponding to the upper portion of the deformable portion 45 (FIG. 4A).
이어서, 상기 잔존하는 포토레지스트(61)를 마스크로 이용한 건식 에칭법에 의해 상기 절연막(47)를 에칭함으로써 상기 변형부(45)와 신호전극(43)의 측부에만 절연막(47A)이 잔존하도록 한다. 이때, 멤브레인(39)의 하측의 에어갭에 폴리머층(49)이 채워져 있는 상태이므로 건식 에칭시에 멤브레인(39)에서의 스트레스를 방지할 수 있게 된다. 그후, 상기한 구조의 전표면에 은(Ag) 또는 알루미늄 등과 같이 반사특성 및 전기적 특성이 좋은 물질을 스퍼터링 또는 진공증착법으로 500∼2000Å 정도의 두께로 도포하여 반사막(51)을 형성한다[제4도(b)].Subsequently, the insulating film 47 is etched by a dry etching method using the remaining photoresist 61 as a mask so that the insulating film 47A remains only on the side portions of the deformable portion 45 and the signal electrode 43. . At this time, since the polymer layer 49 is filled in the air gap below the membrane 39, it is possible to prevent stress at the membrane 39 during dry etching. Subsequently, a reflective film 51 is formed on the entire surface of the structure described above by applying a material having good reflection and electrical properties, such as silver or aluminum, to a thickness of about 500 to 2000 Pa by sputtering or vacuum deposition. (B)].
다음으로, 상기 반사막(51)을 통상의 포토리소그래피 방법에 의해 패터닝하여 상기 멤브레인(39)의 윗쪽에 존재하는 반사막(51)만이 잔존하도록 함으로써 제4도(c)에 나타낸 바와 같이 폴리머층(49)이 노출되도록 한다.Next, the reflective film 51 is patterned by a conventional photolithography method so that only the reflective film 51 existing above the membrane 39 remains, so that the polymer layer 49 as shown in FIG. ) Is exposed.
이어서, 상술한 제2도(i)와 마찬가지로 에어갭에 채워져 있는 폴리머층(49)를 O2를 이용한 플라즈마 에칭법으로 제거하여 액츄에이터(50A)를 완성한다[제4도(c)].Subsequently, similarly to FIG. 2 (i) described above, the polymer layer 49 filled in the air gap is removed by a plasma etching method using O 2 to complete the actuator 50A (FIG. 4c).
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기한 실시예와 마찬가지로 희생층(35)의 습식 에칭제거공정시 절연막(47)이 변형부(45)와 멤브레인(39)의 측면을 에워싸고 있으므로, 변형부가 에칭용액에 의해 손상받지 않게 된다. 그리고, 제4도(a)에 나타낸 바와 같이 절연막(47)의 건식 에칭에 의한 제거공정에서 멤브레인(39)의 하측의 에어갭에 폴리머층(49)이 채워져 있는 상태이므로 멤브레인(39)에서의 스트레스를 방지할 수 있게 된다.As described above, according to another embodiment of the present invention, the insulating film 47 surrounds the sides of the deformable portion 45 and the membrane 39 during the wet etching removal process of the sacrificial layer 35 as in the above-described embodiment. Therefore, the deformed portion is not damaged by the etching solution. As shown in FIG. 4A, the polymer layer 49 is filled in the air gap below the membrane 39 in the removal process by dry etching the insulating film 47. You can prevent stress.
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