KR100207410B1 - 광로 조절 장치의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광로 조절 장치의 제조방법에 관한 것으로서, 이 방법은 트랜지스터가 매트릭스 형태로 내장되고 표면에 각각의 트랜지스터에 전기적으로 연결된 패드를 갖는 구동기판의 상부에 상기 패드가 노출되도록 희생막을 형성하는 공정과, 상기 노출된 구동기판, 패드 및 희생막의 상부에 멤브레인을 형성하고, 상기 패드가 노출되도록 상기 멤브레인의 소정 부분을 제거하여 개구를 형성하는 공정과, 상기 노출된 패드와 멤브레인의 상부에 하부전극 및 변형부를 순차적으로 형성하는 공정과, 상기 변형부, 하부전극 및 멤브레인을 상기 희생막의 일부가 노출되도록 식각하는 공정과, 상부전극을 형성할 변형부의 일부 표면을 제외한 나머지 모든 부분에 보호막을 형성하는 공정과, 노출된 변형부의 상부 및 보호막의 상부에 도전성 금속을 증착하고 상기 보호막과 그의 상부에 증착된 금속을 동시에 제거하여 상부전극을 형성하는 공정과, 상기 희생막을 제거하는 공정을 포함함으로써, 상부전극을 형성하기 전에 액츄에이터의 분리공정을 수행하고, 상부전극의 형성시에 이용한 보호막을 리프트-오프 방법으로 간단히 제거할 수 있어, 상부전극은 화학적 공격을 덜 받게 되므로 반사율이 향상된다.
Description
제1도(a) 내지 (d)는 종래 기술에 따른 광로 조절 장치의 제조 공정도.
제2도(a) 내지 (d)는 본 발명에 따른 광로 조절 장치의 제조 공정도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
41 : 구동기판 43 : 패드
45 : 희생막 47 : 멤브레인
49 : 개구 51 : 하부전극
53 : 변형부 55 : 보호막
57 : 상부전극 59 : 에어갭
본 발명은 투사형 화상 표시장치에 사용되는 광로 조절 장치의 제조방법에 관한 것으로서, 특히, 다수의 포토레지스트 공정에 의해 상부전극이 손상되고 반사율이 저하되는 것을 방지할 수 있는 광로조절장치의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 표시장치는 표시 방법에 따라 직시형 화상 표시장치와 투사형 화상 표시장치로 구분된다.
직시형 화상 표시장치는 CRT(Cathode Ray Tube) 등이 있는 데, 이러한 CRT 화상 표시장치는 화질은 좋으나 화면이 커짐에 따라 중량 및 두께가 증대되어 대화면을 구현하는 데 한계가 있고 가격이 비싸지는 문제점이 있다.
투사형 화상 표시장치는 액정표시장치 등이 있는 데, 이는 박형화가 가능하여 중량을 감소시킬 수 있다. 그러나, 상기 액정표시장치는 편광판에 의한 광의 손실이 크고 구동소자인 박막 트랜지스터가 화소마다 형성되어야 하므로 개구율을 증가시키는 데 한계가 있으므로 광의 효율이 매우 낮으며 시야각이 작은 문제점이 있다.
따라서, 미합중국 Aura사에 의해 새로운 광로조절장치인 액츄에이터 미러 어레이(Actuated Mirror Array : 이하, AMA라 칭함)에 의해 광로를 조절하여 화상을 표시할 수 있는 투사형 화상 표시장치가 개발되었다. 상기 AMA는 광원에서 발광된 백색광을 적색, 녹색 및 청색의 광으로 분리한 후, 이 색광을 액츄에이터들로 이루어진 광로조절장치의 구동에 의해 광로를 변경시킨다. 상기에서 액츄에이터들은 화상신호에 의해 개별적으로 구동되어 상부에 실장된 거울들을 경사지게 하므로 각각의 색광의 광로를 변경시키고 나이프 에지 등의 광량을 조절하는 장치에 의해 색광의 량을 조절하여 화면으로 투사시킨다. 상기 액츄에이터들은 압전 세라믹 또는 전왜 세라믹으로 형성되어 화상 신호로 인가되는 전압에 의해 발생되는 전계에 의해 변형되어 실장된 거울들을 경사지게 한다.
상기 액츄에이터는 형태에 따라 벌크형(bulk type)과 박막형(thin film type)으로 구별된다.
상기 벌크형은 내부에 금속 전극들이 형성된 다층 세라믹을 상기 금속전극들과 수직되는 방향으로 얇게 자른 세라믹 웨이퍼를 구동기판에 실장한 후 쏘잉(sawing) 등으로 가공하고 각각의 액츄에이터들에 거울들을 실장한다. 상기 벌크형은 각각의 액츄에이터들을 쏘잉에 의해 분리하여야 하므로 공정 시간이 길며, 또한, 액츄에이터들의 응답 속도가 느린 문제점이 있었다.
따라서, 상기 벌크형의 문제점을 해결하기 위해 반도체공정을 이용하여 제조가 가능하며, 응답 속도가 빠른 박막형의 액츄에이터가 대한민국의 대우전자에 의해 개발되었다.
제1도(a) 내지 (d)는 종래 기술에 따른 광로 조절 장치의 제조공정도이다.
제1도(a)를 참조하면, 표면에 트랜지스터들(도시되지 않음)이 매트릭스 형태로 내장되고, 이 트랜지스터들에 전기적으로 연결된 패드(pad : 13)를 갖는 구동기판(11) 상부의 전 표면에 희생막(15)을 형성한다. 그리고, 상기 희생막(15)을 통상의 포토리쏘그래피 방법에 의해 제거하여 패드(13)를 노출시킨다.
제1도(b)를 참조하면, 상기 구동기판(11)과 희생막(15)의 상부에 멤브레인(17)을 형성한다. 그리고, 상기 멤브레인(17)의 소정 부분을 패드(13)가 노출되도록 제거하여 개구(19)를 형성하고, 상기 멤브레인(17)의 상부 표면에 전도성금속을 증착하여 개구(19)를 통해 패드(13)와 전기적으로 연결되는 하부 전극(21)을 형성한다.
제1도(c)를 참조하면, 상기 하부 전극(21)의 상부에 변형부(23) 및 상부 전극(25)을 순차적으로 형성한다. 그리고, 상부전극(25), 변형부(23), 하부전극(21) 및 멤브레인(17)을 순차적으로 식각하여 액츄에이터(30)를 한정한다. 계속해서, 상부 전극(25)의 표면과 액츄에이터(30)들의 분리에 의해 생긴 측면들에 보호막(27)을 형성한다.
제1도(d)를 참조하면, 상기 희생막(15)을 제거하여 에어갭(29)을 한정한다. 그리고, 상기 희생막(15)을 제거하고 남은 식각용액을 탈이온수로 세정하고 식각에 의해 상기 보호막(27)을 제거한다.
그러나, 상술한 종래의 광로조절장치의 제조방법을 사용하면, 액츄에이터 분리를 위한 다수의 식각 공정에 의해서 상부전극이 손상되며 또한 희생층의 제거시에 이용하는 보호막을 제거하는 동안 보호막 제거 식각제에 의해서 상부 전극이 손상되어, 그 결과 상부전극의 반사율이 저하된다.
따라서, 본 발명의 목적은 상부전극의 반사율이 감소되는 것을 감소시킬 수 있는 광로조절장치의 제조방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광로조절장치의 제조방법은 트랜지스터가 매트릭스 형태로 내장되고 표면에 각각의 트랜지스터에 전기적으로 연결된 패드를 갖는 구동기판의 상부에 상기 패드가 노출되도록 희생막을 형성하는 공정과, 상기 노출된 구동기판, 패드 및 희생막의 상부에 멤브레인을 형성하고, 상기 패드가 노출되도록 상기 멤브레인의 소정 부분을 제거하여 개구를 형성하는 공정과, 상기 노출된 패드와 멤브레인의 상부에 하부전극 및 변형부를 순차적으로 형성하는 공정과, 상기 변형부, 하부전극 및 멤브레인을 상기 희생막의 일부가 노출되도록 식각하는 공정과, 상부전극을 형성할 변형부의 일부 표면을 제외한 나머지 모든 부분에 보호막을 형성하는 공정과, 노출된 변형부의 상부 및 보호막의 상부에 도전성 금속을 증착하고 상기 보호막과 그의 상부에 증착된 금속을 동시에 제거하여 상부전극을 형성하는 공정과, 상기 희생막을 제거하는 공정을 포함한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
제2도(a) 내지 (d)는 본 발명에 따른 광로조절장치의 제조공정도이다.
제2도(a)를 참조하면, 표면에 트랜지스터들(도시되지 않음)이 매트릭스 형태로 내장되고, 이 트랜지스터들에 전기적으로 연결된 패드(43)를 갖는 구동기판(41) 상부의 전 표면에 PSG(Phospho-Silicate Glass) 등을 소정 크기의 두께로 증착하여 희생막(45)을 형성한다. 상기에서, 구동기판(41)은 유리나 알루미나 등의 절연물질, 또는, 실리콘 등의 반도체기판으로 이루어진다. 그리고, 상기 희생막(45)을 통상의 포토리쏘그래피 방법에 의해 제거하여 패드(43)를 노출시킨다.
제2도(b)를 참조하면, 상기 구동기판(41)과 희생막(45)의 상부에 멤브레인(47)을 형성한다. 상기에서, 멤브레인(47)은 질화실리콘 또는 탄화실리콘 등의 규화물을 스퍼터링 또는 화학기상증착법 등의 방법으로 소정 크기의 두께로 증착하여 형성한다. 그리고, 상기 멤브레인(47)의 소정 부분을 패드(43)가 노출되도록 제거하여 개구(49)를 형성하고, 상기 멤브레인(47)의 상부 표면에 전도성금속을 증착하여 개구(49)를 통해 패드(43)와 전기적으로 연결되는 하부 전극(51)과 변형부(53)를 순차적으로 형성한다. 상기에서, 하부전극(51)은 백금(Pt) 또는 백금/탄탈륨 또는 백금/티타늄(Pt/Ti) 등을 스퍼터링 또는 진공증착 등의 방법으로 소정 크기의 두께로 증착하여 형성한다. 그리고, 변형부(53)는 BaTiO3, PZT(Pb(Zr, Ti)O3) 또는 PLZT((Pb, La)(Zr, Ti) O3) 등의 압전세라믹, 또는, PMN(Pb(Mg, Nb)O3) 등의 전왜세라믹을 졸-겔 도포법(sol-gel method) 또는 스퍼터링 등에 의해 소정 크기의 두께로 형성한다. 상기에서, 변형부(53)가 얇게 형성되므로 별도의 분극을 하지 않고도 구동시 화상신호에 의해 분극된다.
제2도(c)를 참조하면, 상기 변형부(53), 하부전극(51) 및 멤브레인(47)을 순차적으로 식각한다. 계속해서, 도시한 바와 같이, 상부전극(57)을 형성할 변형부(53)의 일부 표면을 제외한 나머지 모든 부분에 포토레지스트를 도포하고 노광 및 현상하여 보호막(55)을 형성한다. 이 때, 형성할 상부전극(57)은 도시한 바와 같이 변형부(53) 보다 약간 작게 하여 상부전극 형성후의 식각 공정에서 식각 부산물로 인해서 상부 및 하부전극이 단락되는 일이 없도록 하는 것이 바람직하다. 그다음, 노출된 변형부(53)의 상부 및 보호막(55)의 상부에 알루미늄(Al) 또는 은(Ag) 등의 전기적 특성 및 반사특성이 양호한 금속을 소정 크기의 두께로 스퍼터링 또는 진공 증착하여 상부전극(57)을 형성한다.
제2도(d)를 참조하면, 상기 보호막(55)을 리프트-오프(lift-off) 방법으로 제거한다. 이 때, 상기 보호막(55) 상부에 증착된 금속도 동시에 제거된다. 그리고, 상기 희생막(45)을 불산 등의 식각용액으로 제거하여 에어갭(59)을 한정한다. 그리고, 상기 탈이온수로 세정하여 상기 희생막(45)을 제거하고 남은 식각용액을 제거한 후 건조한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 변형부, 하부전극 및 멤브레인을 순차적으로 식각하여 액츄에이터를 한정하고 상부전극을 형성할 변형부의 일부 표면을 제외한 나머지 모든 부분에 보호막을 형성한다. 그리고, 노출된 변형부의 상부 및 보호막의 상부에 금속을 스퍼터링 또는 진공 증착한 후 보호막 및 그의 상부에 증착된 금속을 동시에 제거하여 상부전극을 형성한다.
이와 같이, 본 발명은 상부전극을 형성하기 전에 액츄에이터의 분리공정을 수행하고, 상부전극의 형성시에 이용한 보호막을 리프트-오프 방법으로 간단히 제거할 수 있어, 상부전극은 화학적 공격을 덜 받게 되므로 반사율이 향상된다.
Claims (3)
- 트랜지스터가 매트릭스 형태로 내장되고 표면에 각각의 트랜지스터에 전기적으로 연결된 패드를 갖는 구동기판의 상부에 상기 패드가 노출되도록 희생막을 형성하는 공정과, 상기 노출된 구동기판, 패드 및 희생막의 상부에 멤브레인을 형성하고, 상기 패드가 노출되도록 상기 멤브레인의 소정 부분을 제거하여 개구를 형성하는 공정과, 상기 노출된 패드와 멤브레인의 상부에 하부전극 및 변형부를 순차적으로 형성하는 공정과, 상기 변형부, 하부전극 및 멤브레인을 상기 희생막의 일부가 노출되도록 식각하는 공정과, 상부전극을 형성할 변형부의 일부 표면을 제외한 나머지 모든 부분에 보호막을 형성하는 공정과, 노출된 변형부의 상부 및 보호막의 상부에 도전성 금속을 증착하고 상기 보호막과 그의 상부에 증착된 금속을 동시에 제거하여 상부전극을 형성하는 공정과, 상기 희생막을 제거하는 공정을 포함하는 광로조절장치의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 상부전극을 전기적 특성 및 반사특성이 양호한 알루미늄(Al) 또는 은(Ag)으로 형성하는 광로조절장치의 제조방법.
- 제2항에 있어서, 상기 상부전극을 스퍼터링 또는 진공 증착 공정에 의하여 소정의 두께로 형성하는 광로조절장치의 제조방법.
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