[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR0178235B1 - 광로 조절 장치의 제조방법 - Google Patents

광로 조절 장치의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR0178235B1
KR0178235B1 KR1019950027516A KR19950027516A KR0178235B1 KR 0178235 B1 KR0178235 B1 KR 0178235B1 KR 1019950027516 A KR1019950027516 A KR 1019950027516A KR 19950027516 A KR19950027516 A KR 19950027516A KR 0178235 B1 KR0178235 B1 KR 0178235B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
membrane
optical path
driving substrate
actuators
manufacturing
Prior art date
Application number
KR1019950027516A
Other languages
English (en)
Other versions
KR970014278A (ko
Inventor
박명현
Original Assignee
배순훈
대우전자주식회사
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 배순훈, 대우전자주식회사 filed Critical 배순훈
Priority to KR1019950027516A priority Critical patent/KR0178235B1/ko
Priority to GB9617567A priority patent/GB2304918B/en
Priority to US08/703,257 priority patent/US5702569A/en
Publication of KR970014278A publication Critical patent/KR970014278A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR0178235B1 publication Critical patent/KR0178235B1/ko

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81BMICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B3/00Devices comprising flexible or deformable elements, e.g. comprising elastic tongues or membranes
    • B81B3/0064Constitution or structural means for improving or controlling the physical properties of a device
    • B81B3/0067Mechanical properties
    • B81B3/0072For controlling internal stress or strain in moving or flexible elements, e.g. stress compensating layers
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141Constructional details thereof
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/20Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)

Abstract

본 발명은 광로 조절 장치의 제조방법에 관한 것으로서, 패드가 형성된 구동 기판의 상부에 멤브레인을 형성한다. 이때, 멤브레인에 인장응력을 유기한다. 다음, 멤브레인의 소정 부분에 개구를 형성하고 이 개구 내부에 플러그를 형성한다. 계속해서, 멤브레인의 상부표면에 하부전극, 변형부 및 상부전극을 순차적으로 형성하고 각각의 식각 마스크를 사용하여 구동기판이 노출되도록 식각하여 액츄에이터들을 분리한다. 그 다음, 상부전극의 표면과 액츄에이터들의 분리에 의한 측면들에 보호막을 형성하고 희생막을 제거하여 에어갭을 한정한다. 그리고, 보호막을 제거한다. 따라서, 본 발명은 멤브레인 상부에 형성된 상부 및 하부전극과 변형부에서 발생되는 압축응력을 멤브레인을 구성하는 질화실리콘의 조성을 변화하여 발생되는 인장응력으로 상쇄시켜 희생막 제거시 액츄에이터가 상방향으로 휘는 와핑현상을 방지할 수 있다.

Description

광로 조절 장치의 제조방법
제1도는 종래 기술에 따라 와핑이 발생된 광로 조절 장치의 단면도.
제2도(a) 내지 (d)는 본 발명에 따른 광로 조절 장치의 제조 공정도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
51 : 구동기판 53 : 패드
55 : 희생막 57 : 멤브레인
58 : 개구 59 : 플러그
61 : 하부전극 63 : 변형부
65 : 상부전극 67 : 보호막
69 : 에어갭
본 발명은 투사형 화상 표시장치에 이용되는 광로 조절 장치의 제조방법에 관한 것으로서, 특히, 희생막 제거시 멤브레인의 상부에 형성된 상부 및 하부전극과 변형부의 압축응력에 의해 액츄에이터가 상방향으로 휘는 화핑(warping) 현상을 방지할 수 있는 광로 조절 장치의 제조방법에 관한 것이다.
화상 표시장치는 표시방법에 따라, 직시형 화상 표시장치와 투사형 화상 표시장치로 구분된다.
직시형 화상 표시장치는 CRT(Cathode Ray Tube) 등이 있는데, 이러한 CRT 화상 표시장치는 화질은 좋으나 화면이 커짐에 따라 중량 두께의 증대와, 가격이 비싸지는 등의 문제점이 있어 대화면을 구비하는데 한계가 있다.
투사형 화상 표시장치는 대환면 액정표시장치(Liquid Crystal Display : 이하 'LCD'라 칭함) 등이 있는데, 이러한 대화면 LCD의 박형화가 가능하여 중량을 작게 할 수 있다. 그러나, 이러한 LCD는 편광판에 의한 광의 손실이 크고 LCD를 구동하기 위한 박막 트랜지스터가 화소마다 형성되어 있어 개구율(광의 투과면적)을 높이는데 한계가 있으므로 광의 효율이 매우 낮다.
따라서, 미합중국 Aura사에 의해 액츄에이티드 미러 어레이(Actuated Mirror Arrays : 이하 'AMA'라 칭함)를 이용한 투사형 화상 표시장치가 개방되었다. AMA를 이용한 투사형 화상 표시장치는 광원에서 발광된 백색광을 적색, 녹색 및 청색의 광으로 분리한 후, 이 광을 액츄에이터들로 이루어진 광로 조절 장치의 구동에 의해 광로를 변경시킨다. 즉, 액츄에이터들에 실장되어 이 액츄에이터들이 개별적으로 구동되는 것에 의해 기울어지는 거울들에 각각 반사시켜 광로(light path)를 변경시키는 것에 의해 광의 양을 조절하여 화면으로 투사시킨다. 그러므로, 화면에 화상이 나타나게 된다. 상기에서, 액츄에이터는 압전 또는 전왜세라믹으로 이루어진 변형부가 인가되는 전압에 의해 전계가 발생되어 변형되는 것을 이용하여 거울을 기울게 한다. AMA는 구동방식에 따라 1차원 AMA와 2차원 AMA로 구별된다. 1차원 AMA는 거울들이 M×1 어레이로 배열되고 2차원 AMA는 거울들이 M×N 어레이로 배열되고 있다. 따라서, 1차원 AMA를 이용한 투사형 화상표시장치는 주사거울을 이용하여 M×1개의 광속들을 선주사시키고, 2차원 AMA를 이용하는 투사형 화상표시장치는 M×N개의 광속들을 투사시켜 화상을 나타내게 된다.
또한, 액츄에이터는 변형부의 형태에 따라 벌크형(bulk type)과 박막형(thin film type)으로 구분된다. 상기 벌크형은 다층 세라믹을 얇게 잘라 내부에 금속전극이 형성된 세라믹웨이퍼(ceramic wafer)를 구동기판에 실장한 후 쏘잉(sawing) 등으로 가공하고 거울을 실장한다. 그러나, 벌크형 액츄에이터는 액츄에이터들을 쏘잉에 의해 분리하여야 하므로 긴 공정시간이 필요하며, 또한, 변형부의 응답 속도가 느린 문제점이 있었다. 따라서, 반도체 공정을 이용하여 제조할 수 있는 박막형 액츄에이터가 개발되었다.
제1도는 종래 기술에 따라 와핑이 발생된 광로 조절 장치의 단면도이다.
광로 조절 장치(30)는 구동기판(10)과 이 구동기판(10)과 일측면이 접촉되고 타측이 에어갭(28)에 의해 소정거리 이격되어 형셩된 액츄에이터(20)를 포함한다.
구동기판(10)은 표면에 트랜지스터(도시되지 않음)가 매트릭스(matrix) 형태로 내장되고, 이 트랜지스터와 전기적으로 연결된 패드(pad:21)가 있다.
액츄에이터(20)는 멤브레인(22), 개구(23), 플러그(24), 하부전극(25), 변형부(26), 상부전극(27) 및 보호막(29)를 포함한다.
멤브레인(22)은 일측이 패드(21) 주변의 구동기판(10)과 접촉되고 타측이 구동기판(10)과 에어갭(28)에 의해 이격되어 형성된다.
그리고, 플러그(24)는 패드(21)의 상부표면에 형성된 멤브레인(22)의 소정 부분에 형성된 개구(23)의 내부를 채우며 형성된다.
하부전극(25)은 멤브레인(22)의 상부표면에 플러그(24)와 전기적으로 연결되도록 형성된다. 그러므로, 하부전극(25)은 플러그(24)를 통하여 패드(21)와 전기적으로 연결된다. 또한, 하부전극(25)의 상부에 변형부(26) 및 상부전극(27)이 순차적으로 형성된다.
상술한 구조의 광로 조절 장치(30)는 구동기판(10)의 동일한 트랜지스터에 전기적으로 연결된 패드(21)와 플러그(24)를 통해 하부전극(25)에 동일한 화상신호가 인가되고, 상부전극(27)은 반사막으로 사용된다. 그러므로, 하부전극(25)과 상부전극(27) 사이에 개재되어 있는 변형부(26)에 전계가 발생되어 변형부(26)가 전계와 수직 방향으로 수축하게 되어 액츄에이터(20)가 휘어져 경사진다.
그러나, 종래의 광로 조절 장치는 희생막을 제거하는 공정에서 멤브레인 상부에 형성되는 상부 및 하부전극과 변형부의 압축응력으로 인하여 액츄에이터가 상방향으로 휘는 와핑현상이 발생하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 희생막을 제거하는 공정에서 액츄에이터가 상방향으로 휘는 와핑현상을 방지할 수 있는 광로 조절 장치의 제조방법으로 제공함에 있다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 질화실리콘으로 형성된 멤브레인(57)을 구비한 광로 조절 장치에 있어서, 상기 멤브레인을 형성하는 질화실리콘의 규소(Si)와 질소(N)의 조성비를 0.75:1~3:1로 형성함을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
제2도(a) 내지 (d)는 본 발명에 따른 광로 조절 장치의 제조 공정도이다.
제2도(a)를 참조하면, 구동기판(51)은 표면에 트랜지스터(도시되지 않음)가 매트릭스 형태로 내장되고, 이 트랜지스터에 전기적으로 연결된 패드(53)를 갖는다. 또한, 구동기판(51)은 유리 또는 알루미나(Al2O3) 등의 절연물질이나 실리콘등의 반도체로 이루어진다. 그리고, 구동기판(51)의 상부표면에 1~2㎛ 두께로 희생막(55)을 형성한다. 상기에서 희생막(55)을 PSG(Phospho-Sillicate Glass)로 형성한다. 또한, 패드(53)의 주변의 희생막(55)을 제거하여 구동기판(51)을 노출시킨다.
제2도(b)를 참조하면, 저압 화학 기상 증착법(LPCVD : Low Pressure Chemi cal Vapor Deposition) 등의 기법을 사용해서 구동기판(51) 및 희생막(55)의 상부표면에 질화실리콘을 0.2~2㎛ 두께로 적층하여 멤브레인(57)을 형성한다. 이때, 멤브레인(57)을 구성하는 질화실리콘은 SiCl2H2와 NH3를 0.1~100Torr의 압력범위 내에서 소정의 온도, 예를 들면 700~900℃의 온도에서 반응시켜 만든다. 그리고, 멤브레인(57)을 형성하는 질화실리콘의 조성을 변화시키기 위하여 SiCl2H2와 NH3의 양을 변화하여 질화실리콘의 Si와 N의 조성을 0.75:1~3:1로 한다. 그 결과, 멤브레인(57)에는 인장응력(tensile stress)이 유기되고, 그 유기된 인장응력에 의해서 멤브레인(57) 상부에 형성되는 다른 막들의 압축응력은 상쇄된다. 그 다음, 반응성 이온 식각에 의해 패드(53)가 노출되도록 멤브레인(57)의 소정 부분을 제거하여 개구(58)를 형성하고, 이 개구(58) 내부에 전기 전동성이 좋은 금속을 채워 패드(53)들과 전기적으로 연결되는 플러그(59)를 형성한다. 계속해서 멤브레인(57)의 상부에 백금(Pt) 또는 백금/티타늄(Pt/Ti) 등을 진공증착 또는 스퍼터링 등에 의해 500~2000Å 두께로 증착하여 플러그(59)와 전기적으로 연결하는 하부전극(61)을 형성한다. 그러므로, 패드(53)와 하부전극(61)은 플러그(59)에 의해 서로 전기적으로 연결된다.
제2도(c)를 참조하면, 하부전극(61)의 표면에 변형부(63)를 스퍼터링으로 형성한다. 변형부(63)는 BaTiO3, PZT(Pb(Zr, Ti)O3) 또는 PLZT((Pb, La) (Zr, Ti)O3) 등의 압전세라믹이나, 또는, PMN(Pb(Mg, Nb)O3) 등의 전왜세라믹을 스핀코팅(spin coating) 또는 스프레이 코팅(spray coating)으로 0.2~2㎛ 두께로 도포하여 형성한다. 이때, 변형부(63)는 얇게 형성되므로 별도의 분극을 하지 않고도 구동시 인가되는 화상신호에 의해 분극된다. 계속해서, 변형부(63)의 상부에 상부전극(65)을 형성한다. 상부전극(65)은 전기 전도도 및 반사특성이 좋은 금속인 알루미늄이 스퍼터링 또는 진공증착 방법으로 500~2000Å 두께로 증착되어 형성된다. 그리고, 상부전극(65), 변형부(63), 하부전극(61) 및 멤브레인(57)을 반응성 이온 식각으로 소정 부분을 제거하여 액츄에이터(70)들을 분리한다. 이때, 상부전극(65), 변형부(63), 하부전극(61) 및 멤브레인(57)은 각각의 식각 마스크가 필요하게 된다. 그리고, 상술한 구조의 전표면에 포토레지스트를 도포한 후 노광 및 현상하여 보호막(67)을 형성한다. 보호막(67)은 상부전극(65)의 표면과 액츄에이터(70)들을 분리할 때 생성되는 측면들에 형성된다.
제2도(d)를 참조하면, 희생막(55)을 불산 등의 식각용액으로 제거한다. 이때, 멤브레인(57)의 상부에 형성된 상부 및 하부전극(65)(61)과 변형부(63)에 압축응력이 발생하고 이 압축응력은 멤브레인(57)에 유기된 인장응력에 의해 상쇄된다. 보호막(67)은 희생막(55)을 습식식각으로 제거할 때 상부전극(65)의 표면과 액츄에이터(70)의 측면이 식각용액에 의해 식각되는 것을 방지한다. 그 다음, 보호막(67)은 산소플라즈마에 의한 건식 식각방법으로 제거한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 광로 조절 장치의 제조방법은 패드가 형성된 구동기판의 상부에 일측이 구동기판과 접촉되고 타측이 에어갭에 의해 소정거리 이격된 멤브레인을 형성한다. 이때, 멤브레인을 구성하는 질화실리콘의 Si와 N의 조성을 0.75:1~3:1로 하여 인장응력을 유기한다. 다음, 멤브레인의 소정부분에 패드가 노출되도록 개구를 형성하고 이 개구 내부에 플러그를 형성한다. 계속해서, 멤브레인의 상부표면에 하부전극, 변형부 및 상부전극을 순차적으로 형성하고 각각의 식각 마스크를 사용하여 구동기판이 노출되도록 식각하여 액츄에이터들을 분리한다. 그 다음, 상부전극의 표면과 액츄에이터들의 분리에 의한 측면들에 보호막을 형성하고 희생막을 제거하여 에어갭을 한정한다. 그리고, 보호막을 제거한다.
따라서, 본 발명은 멤브레인 상부에 형성된 상부 및 하부전극과 변형부에서 발생되는 압축응력을 멤브레인을 구성하는 질화실리콘의 조성을 변화하여 유기된 인장응력으로 상쇄시켜 희생막 제거시 액츄에이터가 상방향으로 휘는 와핑현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 질화실리콘으로 형성된 멤브레인(57)을 구비한 광로 조절 장치에 있어서, 상기 멤브레인(57)을 형성하는 질화실리콘의 규소(Si)와 질소(N)의 조성비를 0.75:1~3:1로 형성하는 광로 조절 장치의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 멤브레인(57)을 0.2~2㎛ 두께로 형성하는 광로 조절 장치의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 멤브레인(57)을 LPCVD 방법으로 형성하는 광로 조절 장치의 제조방법.
KR1019950027516A 1995-08-30 1995-08-30 광로 조절 장치의 제조방법 KR0178235B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019950027516A KR0178235B1 (ko) 1995-08-30 1995-08-30 광로 조절 장치의 제조방법
GB9617567A GB2304918B (en) 1995-08-30 1996-08-21 Method for manufacturing a thin film actuated mirror having a stable elastic member
US08/703,257 US5702569A (en) 1995-08-30 1996-08-26 Method for manufacturing a thin film actuated mirror having a stable elastic member

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019950027516A KR0178235B1 (ko) 1995-08-30 1995-08-30 광로 조절 장치의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR970014278A KR970014278A (ko) 1997-03-29
KR0178235B1 true KR0178235B1 (ko) 1999-05-01

Family

ID=19425131

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019950027516A KR0178235B1 (ko) 1995-08-30 1995-08-30 광로 조절 장치의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR0178235B1 (ko)

Also Published As

Publication number Publication date
KR970014278A (ko) 1997-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100207410B1 (ko) 광로 조절 장치의 제조방법
KR19990004787A (ko) 박막형 광로 조절 장치
KR0178235B1 (ko) 광로 조절 장치의 제조방법
KR0159416B1 (ko) 광로 조절 장치
KR0159387B1 (ko) 광로 조절 장치
KR0170952B1 (ko) 광로 조절 장치의 제조방법
KR0159393B1 (ko) 광로 조절 장치의 제조방법
KR0154925B1 (ko) 광로 조절 장치의 제조방법
KR0154928B1 (ko) 광로 조절 장치
KR0170958B1 (ko) 광로 조절 장치의 제조방법
KR0178217B1 (ko) 광로 조절 장치의 제조 방법
KR0154924B1 (ko) 광로조절장치의 제조방법
KR0159415B1 (ko) 광로 조절 장치의 제조 방법
KR100255749B1 (ko) 질화알루미늄을 이용한 박막형 광로 조절 장치 및 그 제조방법
KR0178220B1 (ko) 광로 조절 장치의 제조방법
KR0154923B1 (ko) 광로 조절 장치의 제조방법
KR0177245B1 (ko) 광로 조절 장치의 제조방법
KR100209403B1 (ko) 광로 조절 장치
KR0159392B1 (ko) 광로 조절 장치
KR0177250B1 (ko) 광로 조절 장치
KR0159394B1 (ko) 광로 조절 장치의 제조방법
KR100273899B1 (ko) 박막형광로조절장치와그제조방법
KR0159414B1 (ko) 광로 조절 장치의 제조방법
KR0159401B1 (ko) 광로 조절 장치의 제조방법
KR100207409B1 (ko) 광로 조절 장치의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121031

Year of fee payment: 15

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131101

Year of fee payment: 16

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141107

Year of fee payment: 17