KR20100053606A

KR20100053606A - Ｍｅｍｓ 장치 및 이를 위한 상호접속부

Info

Publication number: KR20100053606A
Application number: KR1020107004802A
Authority: KR
Inventors: 테루오 사사가와
Original assignee: 퀄컴 엠이엠스 테크놀로지스, 인크.
Priority date: 2007-08-07
Filing date: 2008-07-29
Publication date: 2010-05-20
Also published as: US20090040590A1; CN101772467A; EP2022752A2; TWI390643B; WO2009020801A2; US7570415B2; WO2009020801A3; JP2010535641A; EP2022752A3; TW200915456A

Abstract

마이크로전자기계 시스템(MEMS) 장치는 기판(20), 어레이 영역(ARRAY) 및 주변 영역(INTERCONNECT)을 포함한다. 상기 어레이 영역(ARRAY)은 하부 전극(16A, 16B), 이동식 상부 전극(14) 및 상기 하부 전극(16A, 16B)과 상기 상부 전극(14) 사이에 있는 공동부(19)를 포함한다. 상기 주변 영역(INTERCONNECT)은 상기 어레이 영역(ARRAY) 내에 상기 상부 전극(14)을 형성하는 층의 일부; 및 전기적 상호접속부(58)를 포함한다. 상기 전기적 상호접속부(58)는 상기 하부 전극(16A, 16B)과 상기 상부 전극(14) 중 적어도 하나에 전기적으로 접속된 전도성 재료(50)를 포함한다. 상기 전기적 상호접속부(58)는 상기 어레이 영역(ARRAY) 내에 상기 상부 전극(14)을 형성하는 층 밑에 해당 층과 이간되어 있는 층으로 이루어진다. 상기 전도성 재료(50)는 니켈, 크롬, 구리 및 은으로 이루어진 군으로부터 선택된다.

Description

ＭＥＭＳ 장치 및 이를 위한 상호접속부{MEMS DEVICE AND INTERCONNECTS FOR SAME}

본 발명은 마이크로전자기계 시스템(MEMS: microelectromechanical systems)에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 MEMS용의 전기적 상호접속부(electrical interconnect)를 제조하는 방법에 관한 것이다.

마이크로전자기계 시스템은 마이크로기계 소자, 작동기 및 전자 기기를 포함한다. 마이크로기계 소자는 기판 및/또는 증착(혹은 침착(deposition); 이하 본 명세서에서는 "증착"이라 표기함)된 재료층의 일부를 에칭해내거나 층들을 추가하여 전기 및 전자기계 장치를 형성하는 증착, 에칭 및/또는 기타 미세기계가공(micromachining) 공정들을 이용하여 형성될 수도 있다. MEMS 장치의 한 유형은 간섭계 변조기(interferometric modulator)라 불린다. 본 명세서에서 이용되는 바와 같이, 간섭계 변조기 또는 간섭계 광 변조기(interferometric light modulator)라는 용어는 광학적 간섭의 원리를 이용하여 광을 선택적으로 흡수 및/또는 반사하는 장치를 의미한다. 소정의 실시형태에 있어서, 간섭계 변조기는 1쌍의 도전판을 포함할 수도 있는데, 상기 1쌍의 도전판의 어느 하나 또는 양쪽 모두가 전체 또는 부분적으로 투과형 및/또는 반사형일 수도 있고 적절한 전기 신호의 인가 시 상대 운동을 할 수 있다. 특별한 실시형태에 있어서, 하나의 도전판은 기판에 증착된 고정층을 포함할 수도 있고, 다른 하나의 도전판은 공기 간극(air gap)에 의해 고정층과는 분리된 금속막을 포함할 수도 있다. 본 명세서에서 보다 더 상세히 설명하는 바와 같이, 도전판의 상대적 위치에 의해서 간섭계 변조기에 입사되는 광의 광학적 간섭은 변화될 수 있다. 이러한 장치들의 적용 범위는 광범위하며, 기존의 제품들을 개선시키는 데 있어서, 그리고 아직 개발되지 않은 새로운 제품들을 만들어내는 데 있어서 이러한 유형의 장치 특성들이 사용될 수 있도록 이들 장치의 특징들을 이용 및/또는 변경하는 것은 해당 기술 분야에서 유용할 것이다.

본 발명의 목적은 마이크로전자기계 시스템(MEMS), 보다 구체적으로는, MEMS용의 전기적 상호접속부를 제조하는 방법을 제공하는 데 있다.

본 명세서에 개시된 시스템, 방법 및 장치는 각각 수개의 측면들을 지니고 있으며, 이들 각각의 어느 하나만이 단독으로 그것의 목적으로 하는 속성을 담당하지는 않는다. 본 발명의 범위를 한정하는 일없이, 본 발명의 더욱 뛰어난 특징들이 지금부터 간단하게 논의될 것이다. 당업자라면, 이 논의를 고려한 후에, 그리고 특히 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 부분을 읽은 후에, 본 발명의 특징들이 어떻게 다른 표시장치에 비해 장점을 제공하는지 이해할 수 있을 것이다.

소정의 실시형태에 있어서, 마이크로전자기계 시스템(MEMS) 장치의 주변 라우팅 영역(peripheral routing region)은 전기적 상호접속부, 부분 반사층 및 투명 도체를 포함한다. 상기 전기적 상호접속부는 니켈, 구리, 크롬 및 은으로 이루어진 군으로부터 선택된 재료를 포함하는 전도성 층을 포함한다. 상기 전도성 층의 적어도 일부는 상기 부분 반사층과 상기 투명 도체의 바로 아래, 바로 위 혹은 사이에 있다

소정의 실시형태에 있어서, 마이크로전자기계 시스템(MEMS) 장치는 기판, 어레이 영역 및 주변 영역을 포함한다. 상기 어레이 영역은 하부 전극, 이동식 상부 전극 및 상기 하부 전극과 상기 상부 전극 사이에 있는 공동부(cavity)를 포함한다. 주변 영역은 상기 어레이 영역 내에 상기 상부 전극을 형성하는 층의 일부와, 전기적 상호접속부를 포함한다. 상기 전기적 상호접속부는 상기 하부 전극과 상기 상부 전극 중 적어도 하나에 전기적으로 접속된 전도성 재료를 포함한다. 상기 전기적 상호접속부는 상기 어레이 영역 내에 상기 상부 전극을 형성하는 층 밑에 해당 층과 이간되어 있는 층으로 형성된다. 상기 전도성 재료는 니켈, 크롬, 구리 및 은으로 이루어진 군으로부터 선택된다

소정의 실시형태에 있어서, 마이크로전자기계 시스템(MEMS) 장치를 제조하는 방법이 제공된다. 해당 방법은 기판 위에 제1전극층을 증착시키는 단계; 상기 제1전극층을 패턴화하여 어레이 영역에 하부 전극을 형성하는 단계; 상기 기판 위에 전도성 층을 증착시키는 단계; 및 상기 전도성 층을 패턴화하여 주변 영역에 전기적 상호접속부를 형성하는 단계를 포함한다. 상기 전도성 층은 니켈, 구리, 크롬 및 은으로 이루어진 군으로부터 선택된 재료를 포함한다. 상기 방법은 상기 어레이 영역 내의 상기 하부 전극 위에 희생층을 증착시키는 단계; 및 상기 전도성 층을 패턴화한 후, 상기 희생층 위에 제2전극층을 증착시켜 상기 어레이 영역에 상부 전극을 형성하고, 상기 주변 영역 내의 전도성 층 위에 상기 제2전극층을 증착시키는 단계를 추가로 포함한다. 상기 전기적 상호접속부는 상기 하부 전극과 상기 상부 전극 중 적어도 하나에 전기적으로 접속된다. 상기 방법은 또한 상기 어레이 영역 내의 상기 희생층을 제거하는 단계를 추가로 포함한다.

본 발명의 이들 및 기타 측면은 이하의 상세한 설명 및 첨부된 도면(일정 비율은 아님)으로부터 용이하게 명확해질 것이며, 해당 도면은 예시하기 위하여 의도된 것일 뿐, 본 발명을 제한하기 위한 것은 아니다.

도 1은 제1간섭계 변조기의 이동식 반사층이 이완 위치에 있고, 제2간섭계 변조기의 이동식 반사층이 작동 위치에 있는 간섭계 변조기 디스플레이(표시장치)의 일 실시형태의 일부를 나타낸 등각 투상도;
도 2는 3×3 간섭계 변조기 디스플레이를 내장하는 전자 장치의 일 실시형태를 예시한 시스템 블록도;
도 3은 도 1의 간섭계 변조기의 예시적인 일 실시형태에 대해 이동식 미러(movable mirror)의 위치 대 인가된 전압을 나타낸 선도;
도 4는 간섭계 변조기 디스플레이를 구동하는 데 사용될 수 있는 한 세트의 행방향 전압(row voltage) 및 열방향 전압(column voltage)을 나타낸 도면;
도 5a 및 도 5b는 도 2의 3×3 간섭계 변조기 디스플레이에 표시 데이터의 프레임을 기록하는(write) 데 이용될 수 있는 행방향 신호 및 열방향 신호의 하나의 예시적인 타이밍 선도를 나타낸 도면;
도 6a 및 도 6b는 복수개의 간섭계 변조기를 포함하는 비쥬얼 표시장치(visual display device)의 일 실시형태를 나타낸 시스템 블록도;
도 7a는 도 1의 장치의 단면도;
도 7b는 간섭계 변조기의 대안적인 실시형태의 단면도;
도 7c는 간섭계 변조기의 다른 대안적인 실시형태의 단면도;
도 7d는 간섭계 변조기의 또 다른 대안적인 실시형태의 단면도;
도 7e는 간섭계 변조기의 추가의 대안적인 실시형태의 단면도;
도 8a 내지 도 8l은 간섭계 변조기의 일 실시형태를 제조하는 방법을 나타낸 단면도;
도 9a 내지 도 9l은 간섭계 변조기의 다른 실시형태를 제조하는 방법을 나타낸 단면도;
도 10a 내지 도 10l은 간섭계 변조기의 또 다른 실시형태를 제조하는 방법을 나타낸 단면도.

이하의 상세한 설명은 임의의 특정 실시형태들에 관한 것이지만, 본 발명은 다양한 방법들로 구현될 수 있다. 본 설명에 있어서, 도면 전체에 걸쳐서 동일한 구성 요소들은 동일한 참조 번호들로 표기된 도면을 참조한다. 이하의 설명으로부터 명백한 바와 같이, 각 실시형태는 동화상(예를 들어, 비디오)인지 또는 정지화상(예를 들어, 스틸 이미지(still image))인지, 그리고 문자인지 그림인지의 여부에 따라 화상을 표시하도록 구성되는 장치이면 어떠한 장치에서도 구현될 수도 있다. 더욱 상세하게는, 휴대폰, 무선 장치, PDA(personal data assistant), 초소형 또는 휴대용 컴퓨터, GPS 수신기/네비게이션, 카메라, MP3 플레이어, 캠코더, 게임 콘솔(game console), 손목 시계, 시계, 계산기, 텔레비전 모니터, 플랫 패널 디스플레이, 컴퓨터 모니터, 자동차 디스플레이(예를 들어, 주행 기록계 디스플레이 등), 콕핏 제어기(cockpit control) 및/또는 디스플레이, 카메라 뷰 디스플레이(예를 들어, 차량의 리어 뷰(rear view) 카메라의 디스플레이), 전자 사진, 전자 광고판 또는 간판, 프로젝터, 건축 구조물, 포장물 및 미술 구조물(예를 들어, 보석류에 대한 화상의 디스플레이)을 포함하지만 이들로 한정되지는 않는 다양한 전자 장치들로 구현되거나 또는 그 다양한 전자 장치들과 관련될 수 있는 것을 고려할 수 있다. 본 명세서에 기재된 것과 마찬가지의 구조체의 MEMS 장치는 또한 전자 전환(즉, 스위칭) 장치 등에서와 같은 표시장치가 아닌 용도에도 이용될 수 있다.

본 명세서에 기재된 실시형태에 의하면, 마이크로전자기계 시스템(MEMS) 장치 및 해당 장치를 제조하는 방법이 제공된다. 상기 장치는 해당 장치 내에 전극 및 이동식 층(예를 들어, 간섭계 변조기 내에 반사부재로서 이용되는 알루미늄) 중 적어도 하나와 접속된 전기적 상호접속부 층을 포함한다. 기판의 주변 혹은 라우팅 영역에 있어서, 상기 전기적 상호접속부의 적어도 일부는 상기 장치의 기판의 어레이 영역 내에 하부 전극을 형성하는 투명층과 반사층의 바로 위, 아래 혹은 사이에 형성된다. 상기 전기적 상호접속부는 바람직하게는 니켈을 포함한다.

간섭계 MEMS 표시 소자를 포함하는 간섭계 변조기 디스플레이의 일 실시형태가 도 1에 예시되어 있다. 이들 장치에 있어서, 화소들은 명 상태(bright state) 또는 암 상태(dark state)이다. 명("온" 또는 "열린") 상태에서, 표시 소자는 입사되는 가시광의 많은 부분을 사용자에게 반사시킨다. 암("오프" 또는 "닫힌") 상태에 있을 경우, 표시 소자는 입사되는 가시 광선을 사용자에게 거의 반사하지 않는다. "온" 및 "오프" 상태의 광 반사 특성은 실시형태에 따라서 반대로 되어 있을 수도 있다. MEMS 화소들은 선택된 색에서 우선적으로 반사하도록 구성되어 흑색 및 백색에 부가해서 컬러 표시를 가능하게 한다.

도 1은 비쥬얼 디스플레이의 일련의 화소에 있어서 두 개의 인접한 화소들을 나타낸 등각 투상도인 데, 여기서 각 화소는 MEMS 간섭계 변조기를 포함한다. 소정의 실시형태에서, 간섭계 변조기 디스플레이는 이들 간섭계 변조기의 행/열 어레이를 포함한다. 각각의 간섭계 변조기는 서로 간에 가변적이고 제어 가능한 거리에 위치된 1쌍의 반사층을 포함하여 적어도 하나의 가변 치수를 가진 공진 광학적 간극(resonant optical gap)을 형성한다. 일 실시형태에 있어서, 반사층들 중 하나는 두 위치 사이에서 움직일 수도 있다. 여기서 이완 위치라고도 지칭되는 제1위치에서, 이동식 반사층은 고정된 부분 반사층으로부터 상대적으로 먼 거리에 위치된다. 여기서 작동 위치라고도 지칭되는 제2위치에서, 이동식 반사층은 상기 부분 반사층에 더 가까이 인접하여 위치된다. 이들 두 층에서 반사된 입사광은 이동식 반사층의 위치에 따라서 보강(constructively) 간섭 또는 소멸(destructively) 간섭하여 각 화소에 대해 전체 반사 상태 또는 비반사 상태를 생성한다.

도 1에 있어서 화소 어레이의 도시된 부분은 두 개의 인접한 간섭계 변조기(12a), (12b)를 포함한다. 왼쪽에 위치한 간섭계 변조기(12a)에는 부분 반사층을 포함하는 광학적 적층부(optical stack)(16a)로부터 소정 거리 떨어진 이완 위치에 이동식 반사층(14a)이 예시되어 있다. 오른쪽에 위치한 간섭계 변조기(12b)에는 광학적 적층부(16b)에 인접한 작동 위치에 이동식 반사층(14b)이 예시되어 있다.

여기서 참조 기호로 표시되는 바와 같은 광학적 적층부(16a), (16b)(일괄해서 광학적 적층부(16)라 표기함)는 전형적으로 수 개의 융합층(fused layer)을 포함하는 데, 이들 융합층은 인듐 주석 산화물(indium tin oxide: ITO)과 같은 전극층, 크롬과 같은 부분 반사층 및 투명 유전체를 포함할 수 있다. 따라서, 광학적 적층부(16)는 전기 전도성이고, 부분적으로 투명하며, 부분적으로 반사성이고, 예를 들어 하나 이상의 상기 층들을 투명한(혹은 투과성) 기판(20) 위에 증착함으로써 제조될 수 있다. 부분적으로 반사성인 층(즉, 부분 반사층)은 각종 금속, 반도체 및 유전체 등과 같이 부분적으로 반사성인 각종 재료로부터 형성될 수 있다. 이 부분 반사층은 하나 이상의 재료의 층으로 형성될 수 있고, 각 층은 단일 재료 혹은 재료의 조합으로 형성될 수 있다.

몇몇 실시형태에 있어서, 이하에 더욱 설명되는 바와 같이, 광학적 적층체(16)의 층들은 평행 스트립들로 패턴화되고, 표시장치 내에서 행방향 전극들을 형성할 수도 있다. 이동식 반사층(14a), (14b)은 기둥부(즉, 지지부)(18) 사이에 증착되는 중재 희생 재료 및 기둥부(18)의 상부면에 증착된 증착 금속층 또는 증착 금속층들(광학적 적층부(16a), (16b)의 행방향 전극에 직교)로 이루어진 일련의 평행 스트립들로서 형성될 수도 있다. 희생 재료를 에칭하여 제거하면, 이동식 반사층(14a), (14b)은 광학적 적층부(16b), (16b)로부터 소정의 간극(19)만큼 분리되게 된다. 알루미늄과 같은 고 전도성·반사성 재료가 반사층(14)에 사용될 수 있고, 이들 스트립들은 표시장치에서 열방향 전극들을 형성할 수도 있다.

도 1에 있어서 화소(12a)로 예시된 바와 같이, 전압이 인가되지 않을 경우, 이동식 반사층(14a)이 기계적으로 이완된 상태에서, 간극(혹은 공동부)(19)이 이동식 반사층(14a)과 광학적 적층부(16a) 사이에서 유지된다. 그러나, 선택된 행 및 열에 전위차가 인가될 경우, 대응하는 화소에서 행방향 전극과 열방향 전극의 교차점에 형성된 커패시터는 충전되고, 정전기력은 전극들을 함께 당긴다. 전압이 충분히 높다면, 이동식 반사층(14)은 변형이 일어나 광학적 적층부(16)에 대해서 힘을 가한다. 도 1의 오른쪽에 위치한 작동 화소(12b)로 표시된 바와 같이, 광학적 적층부(16) 내의 유전체 층(도 1에서는 도시 생략)은 단락이 방지되어 층(14)과 층(16) 간의 이격 거리를 조절한다. 이러한 거동은 인가된 전위차의 극성에 상관없이 동일하다. 이와 같이 해서, 반사성 화소 상태 대 비반사성 화소 상태를 제어할 수 있는 행/열방향 작동은 종래의 LCD 및 기타 표시장치 기술에서 이용되는 것과 많은 방식에 있어서 유사하다.

도 2 내지 도 5b는 디스플레이 적용에 있어서 간섭계 변조기들의 어레이를 사용하기 위한 하나의 예시적 과정 및 시스템을 예시한다.

도 2는 본 발명의 양상들을 내포할 수도 있는 전자 장치의 일 실시형태를 예시한 시스템 블록도이다. 전자 장치는 프로세서(21)를 포함하는 데, 이 프로세서는 ARM, 펜티엄(Pentium)(등록상표), 펜티엄 II(등록상표), 펜티엄 III(등록상표), 펜티엄 IV(등록상표), 펜티엄(등록상표) Pro, 8051, MIPS(등록상표), Power PC(등록상표), ALPHA(등록상표)와 같은 범용 단일 칩 프로세서 또는 멀티 칩 마이크로 프로세서, 또는 디지털 신호 프로세서, 마이크로제어기와 같은 소정의 특수 목적의 마이크로프로세서, 또는 프로그래밍가능한 게이트 어레이일 수도 있다. 당업계에 있어서 통상적인 바와 같이, 상기 프로세서(21)는 하나 이상의 소프트웨어 모듈을 실행하도록 구성될 수도 있다. 오퍼레이팅 시스템(operating system)의 실행과 더불어, 상기 프로세서는 웹 브라우저(web browser), 전화 애플리케이션(application), 이메일 프로그램 또는 기타 임의의 소프트웨어 애플리케이션을 비롯한 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 실행하도록 구성될 수도 있다.

일 실시형태에 있어서, 프로세서(21)는 또한 어레이 드라이버(22)와 통신하도록 구성된다. 일 실시형태에 있어서, 어레이 드라이버(22)는 디스플레이 어레이 혹은 패널(30)에 신호를 제공하는 행방향 드라이버 회로(24) 및 열방향 드라이버 회로(26)를 포함한다. 도 1에 예시된 어레이의 단면은 도 2의 1-1선에 의해 표시된다. MEMS 간섭계 변조기에 대해서, 행/열방향 작동 프로토콜은 도 3에 도시된 이들 장치의 히스테리시스 특성을 이용할 수도 있다. 예를 들어, 이완 상태에서 작동 상태로 이동식 층을 변형시키기 위해 10 볼트의 전위차가 필요할 수도 있다. 그러나, 이러한 값으로부터 전압이 감소될 경우, 전압이 10 볼트 미만으로 다시 떨어질 때에 이동식 층은 그 상태를 유지한다. 도 3의 예시적 실시형태에 있어서, 전압이 2 볼트 미만으로 떨어질 때까지 이동식 층은 완전히 이완되지 않는다. 이와 같이 해서, 도 3에 예시된 예에서 약 3 내지 7 V의 인가된 전압의 창이 존재하고, 이 범위 내에서 장치가 이완 또는 작동 상태에서 안정적이다. 이것을 여기서는 "히스테리시스 창" 또는 "안정성 창"이라고 칭한다. 도 3의 히스테리시스 특성을 가지는 디스플레이 어레이에 대해서, 행방향 스트로빙(strobing) 동안 스트로빙된 행에 있는 작동될 화소들이 약 10 볼트의 전압차에 노출되고, 이완될 화소들이 0 볼트에 근접한 전압차에 노출되도록 행/열방향 작동 프로토콜을 설계할 수 있다. 스트로빙 후에, 화소들은 약 5 볼트의 정상 상태 전압차에 노출되므로, 이들은 행방향 스트로빙이 화소들을 어떤 상태에 두었던지 그 상태를 유지하게 된다. 이러한 예에서, 각 화소는, 기록된 후에, 3 내지 7 볼트의 "안정성 창" 내에서 전위차를 보인다. 이러한 특성으로 작동 또는 이완의 기존 상태에서 동일한 인가 전압 조건 하에서 도 1에 예시된 화소 설계가 안정화된다. 간섭계 변조기의 각 화소는 작동 상태인지 혹은 이완 상태인지에 따라 본질적으로 고정식 반사층 및 이동식 반사층에 의해 형성된 커패시터이기 때문에, 이러한 안정한 상태는 전력 손실이 거의 없이 히스테리시스 창 내의 전압에서 유지될 수 있다. 인가된 전위가 고정되어 있다면 화소로 들어가는 전류 흐름은 실질적으로 없다.

전형적인 응용에 있어서, 제1행에 있는 원하는 세트의 작동 화소에 따라 열방향 전극 세트를 어서트(assert)함으로써 표시 프레임을 생성할 수도 있다. 다음에, 행방향 펄스가 제1행의 전극에 인가되어 어서트된 열방향 라인에 대응하는 화소를 작동시킨다. 그 후, 어서트된 세트의 열방향 전극은 제2행에 있는 원하는 세트의 작동 화소에 대응하도록 변경된다. 이어서, 펄스가 제2행의 전극에 인가되어, 어서트된 열방향 전극들에 따라서 제2행에 있는 적절한 화소들을 작동시킨다. 제1행의 화소들은 제2행의 펄스의 영향을 받지 않고 제1행의 펄스 동안 그들이 설정되었던 상태로 유지된다. 이것은 프레임을 작성하기 위하여 일련의 전체 행들에 대해서 순차적으로 반복될 수도 있다. 일반적으로, 이러한 과정을 초당 원하는 프레임 수만큼 계속적으로 반복함으로써 프레임들은 새로운 표시 데이터로 리프레시(refresh) 및/또는 갱신된다. 더불어, 표시 프레임을 작성하는 화소 어레이의 행방향 전극 및 열방향 전극을 구동하기 위한 매우 다양한 프로토콜은 잘 알려져 있고, 이것은 본 발명과 관련하여 사용될 수도 있다.

도 4, 도 5a 및 도 5b는 도 2의 3×3 어레이 위에 표시 프레임을 생성하기 위한 하나의 가능한 작동 프로토콜을 예시한다. 도 4는 도 3의 히스테리시스 곡선을 나타내는 화소를 위해 사용될 수도 있는 가능한 세트의 행방향 전압 레벨들 및 열방향 전압 레벨들을 예시한다. 도 4의 실시형태에서, 화소를 작동시키기 위해서는 적절한 열을 -V_bias로 설정하고 적절한 행을 +ΔV로 설정하는 것이 필요한데, -V_bias 및 +ΔV는 각각 -5 볼트 및 +5 볼트에 대응한다. 화소에 대한 볼트 전위차가 0이 되는 동일한 +ΔV로 적절한 행을 설정하고 +V_bias로 적절한 열을 설정함으로써 화소의 이완을 수행한다. 행방향 전압이 0볼트로 유지되는 이들 행에서, 열이 -V_bias이거나 +V_bias인 것에 상관없이, 화소들은 그들의 원래 상태가 어떠하든 안정하다. 도 4에 또한 예시된 바와 같이, 앞서 설명한 것과 반대 극성의 전압이 사용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 화소를 작동시키는 것은 적절한 열을 +V_bias로 설정하고적절한 행을 -ΔV로 설정하는 것을 수반할 수 있다. 본 실시형태에 있어서, 화소에 대한 0 볼트 전위차를 생성하는 동일한 -ΔV로 적절한 행을 설정하고 -V_bias로 적절한 열을 설정함으로써 화소의 이완을 수행한다.

도 5b는 도 5a에 예시된 디스플레이 구성으로 되는 도 2의 3×3 어레이에 인가되는 일련의 행방향 신호 및 열방향 신호를 나타낸 타이밍도로서, 여기서 작동 화소들은 비반사형이다. 도 5a에 예시된 프레임을 기록하기에 앞서, 화소들은 임의의 상태에 있을 수 있고, 이 예에서, 모든 행들은 0볼트이고 모든 열들은 +5 볼트이다. 이들 인가 전압에 의하면, 화소는 모두 그들의 기존의 작동 또는 이완 상태에서 안정하다.

도 5a의 프레임에서, (1,1), (1,2), (2,2), (3,2) 및 (3,3) 화소들이 작동된다. 이것을 달성하기 위해서, 제1행에 대한 "라인 시간"(line time) 동안 제1열과 제2열은 -5볼트로 설정되고, 제3열은 +5볼트로 설정된다. 이것은 임의의 화소들의 상태를 변화시키지 않는 데, 그 이유는 모든 화소들이 3 내지 7볼트 안정성 창에 유지되기 때문이다. 다음에, 제1행은 0볼트에서 5볼트까지 가고 다시 0볼트로 가는 펄스로 스트로빙된다. 이것은 (1,1) 화소 및 (1,2) 화소를 작동시키고 (1,3) 화소를 이완시킨다. 어레이 내의 다른 화소들은 영향을 받지 않는다. 원하는 바와 같이 제2행을 설정하기 위하여, 제2열을 -5볼트로 설정하고 제1열 및 제3열을 +5볼트로 설정한다. 다음에, 제2행에 인가된 동일한 스트로브(strobe)는 (2,2) 화소를 작동시키고 (2,1) 및 (2,3) 화소를 이완시킬 것이다. 재차, 어레이의 다른 화소들은 영향받지 않는다. 제3행은 제2열 및 제3열을 -5볼트로 설정하고 제1열을 +5볼트로 설정함으로써 마찬가지로 설정된다. 제3행의 스트로브는 도 5a에 도시된 바와 같이 제3행의 화소들을 설정한다. 프레임을 기록한 후에, 행방향 전위들은 0이고 열방향 전위들은 +5볼트 또는 -5볼트로 유지될 수 있게 되어, 디스플레이는 도 5a의 구성에서 안정적이다. 수십 또는 수백 개의 행과 열들을 가진 어레이들에 대해서 동일한 과정을 이용할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 또, 행 및 열 작동을 수행시키는 데 사용되는 타이밍, 수순 및 전압 레벨들은 상기의 일반적인 원리 범위 안에서 매우 다양할 수 있고, 상기 예는 다만 예시적인 것에 불과하며, 다른 작동 전압 방법이 본 명세서에 기재된 시스템 및 방법과 함께 사용될 수 있다는 것을 또한 이해할 수 있을 것이다.

도 6a 및 도 6b는 표시장치(40)의 일 실시형태를 예시한 시스템 블록도이다. 예를 들어, 표시장치(40)는 이동 전화기 또는 휴대 전화기일 수 있다. 그러나, 표시장치(40)의 동일한 구성 요소들 또는 그것의 약간의 변경으로는 또한 텔레비전 및 휴대용 미디어 플레이어와 같은 다양한 유형의 표시장치를 들 수 있다.

표시장치(40)는 하우징(housing)(41), 디스플레이(30), 안테나(43), 스피커(45), 입력 장치(48) 및 마이크(46)를 포함한다. 일반적으로 하우징(41)은 사출 성형 및 진공 성형을 비롯한 당업자들에게 잘 알려진 다양한 제조 과정들 중의 어떤 것으로 형성된다. 또한, 하우징(41)은 플라스틱, 금속, 유리, 고무 및 세라믹, 또는 이들의 조합을 포함하지만, 이들로 한정되지 않는 다양한 재료 중의 어떤 것으로 만들어질 수도 있다. 일 실시형태에 있어서, 하우징(41)은 다른 색깔을 가지거나 다른 로고, 그림 또는 기호를 포함하는 분리 가능한 부분들과 호환될 수도 있는 분리 가능한 부분(도시 생략)을 포함한다.

예시적인 표시장치(40)의 디스플레이(30)는, 여기에서 설명되는 바와 같이, 쌍안정 디스플레이를 비롯한 다양한 디스플레이들 중의 어떤 것일 수도 있다. 다른 실시형태에 있어서, 디스플레이(30)는 앞서 설명한 바와 같은 플라즈마, EL, OLED, STN LCD 또는 TFT LCD와 같은 평판형 디스플레이, 또는 CRT나 다른 종류의 관(tube) 장치와 같은 비평판형(non-flat-panel) 디스플레이를 포함한다. 그러나, 본 실시형태를 설명할 목적으로, 상기 디스플레이(30)는 여기에서 설명하는 바와 같이 간섭계 변조기 디스플레이를 포함한다.

예시적 표시장치(40)의 일 실시형태의 구성 요소들은 도 6b에 개략적으로 도시되어 있다. 도시된 예시적 표시장치(40)는 하우징(41)을 포함하고 적어도 그 속에 부분적으로 수용된 추가적인 구성 요소들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시형태에 있어서, 예시적 표시장치(40)는 트랜스시버(47)에 결합된 안테나(43)를 포함하는 네트워크 인터페이스(27)를 포함한다. 트랜스시버(47)는 컨디셔닝 하드웨어(conditioning hardware)(52)에 연결된 프로세서(21)에 접속된다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 신호를 조절(예를 들어, 신호를 필터링)하도록 구성될 수도 있다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 스피커(45) 및 마이크(46)에 연결된다. 프로세서(21)는 입력 장치(48) 및 드라이버 제어기(29)에도 연결된다. 드라이버 제어기(29)는 프레임 버퍼(frame buffer)(28)에 그리고 어레이 드라이버(22)에 결합되고, 어레이 드라이버(22)는 이어서 디스플레이 어레이(30)에 결합된다. 전력 공급 장치(50)는 특정한 예시적 표시장치(40) 설계에 요구되는 바와 같이 모든 구성 요소들에 전력을 제공한다.

네트워크 인터페이스(27)는 예시적 표시장치(40)가 네트워크를 통하여 하나 이상의 장치와 연통할 수 있도록 안테나(43) 및 트랜스시버(47)를 포함한다. 일 실시형태에 있어서, 네트워크 인터페이스(27)는 프로세서(21)의 요건을 완화시킬 수 있는 몇몇 처리 능력도 가질 수 있다. 안테나(43)는 신호를 송수신하기 위해, 당업자들에게 알려진 소정의 안테나이다. 일 실시형태에 있어서, 안테나는 IEEE 802.11(a), (b) 또는 (g)를 비롯한 IEEE 802.11 표준에 따라서 RF 신호를 송수신한다. 다른 실시형태에 있어서, 안테나는 블루투스(BLUETOOTH) 표준에 따라서 RF 신호를 송수신한다. 이동 전화기의 경우, 안테나는 CDMA, GSM, AMPS 또는 무선 이동 전화 네트워크 내에서 연통하기 위해 사용되는 기타 공지된 신호를 수신하도록 설계되어 있다. 트랜스시버(47)는 안테나(43)로부터 수신된 신호를 미리 처리하여 이 신호가 프로세서(21)에 의해 수신되고 나아가 조작될 수도 있다. 또, 트랜스시버(47)는 프로세서(21)로부터 수신된 신호도 처리하여 이 신호가 안테나(43)를 거쳐서 예시적 표시장치(40)로부터 전송될 수 있게 한다.

대안적인 실시형태에 있어서, 트랜스시버(47)는 수신기로 대체될 수 있다. 또 다른 대안적인 실시형태에 있어서, 네트워크 인터페이스(27)는 프로세서(21)에 전송될 화상 데이터를 저장하거나 생성할 수 있는 이미지 소스(즉, 화상 공급원(image source))로 대체될 수 있다. 예를 들어, 화상 공급원은 화상 데이터를 포함하는 디지털 비디오 디스크(DVD: digital video disc)나 하드 디스크 드라이브, 또는 화상 데이터를 생성하는 소프트웨어 모듈일 수 있다.

프로세서(21)는 일반적으로 예시적 표시장치(40)의 전체적인 동작을 제어한다. 프로세서(21)는 네트워크 인터페이스(27) 또는 화상 공급원으로부터의 압축된 화상 데이터와 같은 데이터를 수신하고, 해당 데이터를 원천 화상 데이터(raw image data)로 또는 원천 화상 데이터로 즉시 처리할 수 있는 포맷으로 처리한다. 그 후, 프로세서(21)는 처리된 데이터를 드라이버 제어기(29)로 또는 저장을 위해 프레임 버퍼(28)로 전송한다. 원천 데이터는 전형적으로 화상 내의 각각의 위치에서 화상 특성들을 식별하는 정보를 의미한다. 예를 들어, 이러한 화상 특성들은 색깔, 채도(saturation) 및 계조 레벨(gray-scale level)을 포함할 수 있다.

일 실시형태에서, 프로세서(21)는 예시적 표시장치(40)의 동작을 제어하는 마이크로 제어기, CPU 또는 논리 유닛을 포함한다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 일반적으로 신호를 스피커(45)에 전송하기 위해, 그리고 마이크(46)로부터 신호를 수신하기 위해 증폭기들 및 필터들을 포함한다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 예시적 표시장치(40) 내에 있는 별도의 구성 요소일 수도 있거나 프로세서(21) 혹은 기타 구성 요소들 내에 내장되어 있을 수도 있다.

드라이버 제어기(29)는 프로세서(21)에서 생성된 원천 화상 데이터를 프로세서(21)로부터 혹은 프레임 버퍼(28)로부터 직접 취하여 어레이 드라이버(22)로 고속 전송하기 위해 원천 화상 데이터를 적절하게 재포맷한다. 특히, 드라이버 제어기(29)는 원천 화상 데이터를 래스터 유사 포맷(raster like format)을 가진 데이터 흐름으로 재포맷하여 디스플레이 어레이(30)에 걸쳐 스캐닝하기에 적합한 시간 순서를 가진다. 다음에, 드라이버 제어기(29)는 포맷된 정보를 어레이 드라이버(22)에 전송한다. 비록 LCD 제어기와 같은 드라이버 제어기(29)가 자립형 집적 회로(stand-alone Integrated Circuit(IC))로서 시스템 프로세서(21)와 종종 연관되지만, 이러한 제어기들은 다양한 방법들로 구현될 수도 있다. 이들은 프로세서(21) 내에 하드웨어로서 삽입될 수 있거나, 소프트웨어로서 프로세서(21) 내에 삽입될 수도 있거나, 또는 어레이 드라이버(22)와 함께 하드웨어에 완전히 일체화될 수도 있다.

전형적으로, 어레이 드라이버(22)는 포맷된 정보를 드라이버 제어기(29)로부터 수신하고 디스플레이의 x-y 매트릭스 화소들로부터 나온 수백, 때로는 수천개의 인출선에 초당 여러 번 인가되는 병렬 세트의 파형들로 비디오 데이터를 재포맷한다.

일 실시형태에 있어서, 드라이버 제어기(29), 어레이 드라이버(22) 및 디스플레이 어레이(30)는 여기서 설명하는 디스플레이들의 유형 중 어느 것에나 적합하다. 예를 들어, 일 실시형태에 있어서, 드라이버 제어기(29)는 종래의 디스플레이 제어기 또는 쌍안정 디스플레이 제어기(예를 들어, 간섭계 변조기 제어기)이다. 다른 실시형태에 있어서, 어레이 드라이버(22)는 종래의 드라이버 또는 쌍안정 디스플레이 드라이버(예를 들어, 간섭계 변조기 디스플레이)이다. 일 실시형태에 있어서, 드라이버 제어기(29)는 어레이 드라이버(22)와 일체형이다. 이러한 일 실시형태는 이동 전화기, 시계 및 기타 소형 디스플레이와 같은 고집적 시스템에 있어서 일반적이다. 또 다른 실시형태에 있어서, 디스플레이 어레이(30)는 전형적인 디스플레이 어레이 또는 쌍안정 디스플레이 어레이(예를 들어, 간섭계 변조기들의 어레이를 포함하는 디스플레이)이다.

입력 장치(48)는 사용자로 하여금 예시적 표시장치(40)의 동작을 제어하도록 한다. 일 실시형태에 있어서, 입력 장치(48)는 QWERTY 키보드 또는 전화기 키패드와 같은 키패드, 버튼, 스위치, 터치 센스 스크린, 감압막 또는 감열막을 포함한다. 일 실시형태에 있어서, 마이크(46)는 예시적 표시장치(40)에 대한 입력 장치이다. 이 장치에 데이터를 입력하기 위해 마이크(46)가 사용되는 경우, 음성 명령들이 사용자에 의해 제공되어 예시적 표시장치(40)의 동작들을 제어할 수도 있다.

전력 공급 장치(50)는 당업계에 잘 알려져 있는 다양한 에너지 저장 장치들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시형태에 있어서, 전력 공급 장치(50)는 니켈-카드뮴 배터리 또는 리튬 이온 배터리와 같은 충전용 배터리이다. 다른 실시형태에 있어서, 전력 공급 장치(50)는 재생 가능 에너지 원, 커패시터, 또는 플라스틱 태양 전지, 태양 전지 도료를 비롯한 태양 전지이다. 다른 실시형태에 있어서, 전력 공급 장치(50)는 벽에 붙은 콘센트에서 전력을 받도록 구성된다.

소정의 실시형태에 있어서, 제어 프로그램은 앞서 설명한 바와 같이 전자 디스플레이 시스템 내의 몇몇 장소에 위치될 수 있는 드라이버 제어기 내에 존재한다. 소정의 실시형태에 있어서, 제어 프로그램은 어레이 드라이버(22) 내에 존재한다. 당업자들은 앞서 설명한 최적화 조건들을 다수의 하드웨어 및/또는 소프트웨어 구성 요소들 및 다양한 형태로 구현할 수도 있다는 것을 인식할 것이다.

앞서 설명한 원리들에 따라서 작동되는 간섭계 변조기의 상세한 구조는 매우 다양할 수 있다. 예를 들어, 도 7a 내지 도 7e는 이동식 반사층(14) 및 그의 지지 구조체의 다섯 개의 서로 다른 실시형태를 나타낸다. 도 7a는 도 1의 실시형태의 단면도인데, 여기서 금속 재료(14)의 스트립은 직교 방향으로 연장된 지지부(18) 상에 증착된다. 지지부(18)는 독립된 기둥부 혹은 연속적인 벽을 포함할 수 있다. 예를 들어, 지지부(18)는 기계적 혹은 이동식 재료의 크로싱 스트립들을 지지하는 선형 레일 및/또는 독립된 기둥부를 포함할 수도 있다. 일례에 있어서, 레일은 주된 지지부를 제공하고, 각 공동부 내의 기둥부는 기계적 층(mechanical layer)을 강화시키는 역할을 한다.

도 7b에 있어서, 이동식 반사층(14)은 줄(tether)(32) 상에 단지 모서리에서 지지부에 부착된다. 도 7c에 있어서, 이동식 반사층(14)은 가요성 금속을 포함할 수도 있는 변형가능한 기계적 층(34)으로부터 매달려 있다. 이 변형가능한 기계적 층(34)은 해당 변형가능한 기계적 층(34) 주변의 기판(20)에 직접적으로 혹은 간접적으로 접속된다. 이들 접속부(혹은 연결부)는 여기서는 지지 구조체 혹은 지지부(18)라고도 칭한다. 도 7d에 나타낸 실시형태는 변형가능한 기계적 층(34)이 안착되는 지지 기둥 플러그(42)를 포함하는 지지부(18)를 가진다. 이동식 반사층(14)은 도 7a 내지 도 7c에 있어서와 마찬가지로 간극부 위에 매달린 채 유지되지만, 변형가능한 기계적 층(34)은 해당 변형가능한 기계적 층(34)과 광학적 적층부(16) 사이의 구멍들을 채움으로써 지지 기둥부를 형성하지 않는다. 오히려, 지지부(18)는 상기 기계적 층(34) 밑에 별도로 증착된다. 도 7e에 나타낸 실시형태는 도 7d에 나타낸 실시형태에 의거한 것이지만, 도 7a 내지 도 7c에 나타낸 실시형태뿐만 아니라 도시하지 않은 추가적인 실시형태의 어느 것과 함께 작용하도록 적합화될 수도 있다. 도 7e에 나타낸 실시형태에 있어서, 금속 또는 기타 전도성 재료의 여분의 층은 버스 구조체(44)를 형성하는 데 이용되어왔다. 이것에 의해 신호가 간섭계 변조기의 이면을 따라 라우팅될 수 있고, 그렇지 않으면 기판(20) 상에 형성되어 있을 수도 있는 다수의 전극을 제거할 수 있다.

도 7a 내지 도 7e에 나타낸 것과 같은 실시형태에 있어서, 간섭계 변조기는 직시형(direct-view) 장치로서 기능하는 데, 여기서 화상들은 투명한 기판(20)의 앞면 쪽으로부터 보이고 그 반대편에는 변조기들이 배열되어 있다. 이들 실시형태에 있어서, 반사층(14)은 변형가능한 기계적 층(34)을 비롯한, 기판(20)의 반대편의 반사층 쪽에 있는 간섭계 변조기의 일부를 광학적으로 차단한다. 이것에 의해 상기 차단된 영역은 화질에 부정적으로 영향을 미치는 일없이 구성되고 작동될 수 있게 된다. 이러한 차단은 도 7e에서 버스 구조체(44)를 허용하며, 이것은 어드레싱 및 그 어드레싱으로부터 기인하는 이동 등과 같은, 상기 변조기의 전자기계 특성으로부터 해당 변조기의 광학적 특성을 분리시키는 능력을 제공한다. 이 분리가능한 변조기 구조체로 인해 해당 변조기의 광학적 측면들 및 전자기계적 측면들에 대해 사용되는 재질들 및 구조 설계가 선택되어 서로 독립적으로 기능하게 된다. 더욱이, 도 7c 내지 도 7e에 도시된 실시형태는 변형가능한 기계적 층(34)에 의해 수행되는, 기계적 특성들로부터 반사층(14)의 광학적 특성들을 분리함으로써 얻어지는 추가적인 장점들을 가진다. 이로 인해 반사층(14)에 사용되는 구조 설계 및 재질들이 광학적 특성에 대해서 최적화되고, 변형가능한 기계적 층(34)에 사용되는 구조 설계 및 재질들이 원하는 기계적 특성에 대해서 최적화된다.

층들, 재료들 및/또는 기타 구조적 요소들은 본 명세서에서 다른 구조적 요소들과 관련해서 "위에", "위쪽에", "사이에" 등으로서 기술하고 있다. 여기에서 이용되는 바와 같이, 이들 용어는 각종 중간층, 재료 및/또는 기타 구조적 요소가 본 명세서에 기재된 구조적 요소들 사이에 개입될 수 있으므로 직접 혹은 간접적으로 위, 위에, 위쪽에, 사이에 등을 의미할 수 있다. 마찬가지로, 본 명세서에 기재된 구조적 요소들, 예컨대 기판이나 층들은 단일 구성요소(예를 들어, 단층) 혹은 다수의 구성 요소(예를 들어, 추가의 재료의 층을 구비한 채 혹은 구비하지 않은 채 인용되는 재료의 다수의 층을 포함하는 적층체)를 포함할 수 있다. 대상체 혹은 요소에 대해서 "하나 이상"이란 용어의 사용은 어떤 식으로든 그 용어가 이용되지 않은 대상체 혹은 요소의 잠재적인 복수의 배열의 부재를 나타내는 것은 아니다. 본 명세서에서 이용되는 바와 같은 "마이크로전자기계 시스템 장치"란 용어는 일반적으로 어떠한 제조 단계에 있는 이러한 소정의 장치를 의미하는 것이다.

본 명세서에 개시된 방법은 주변 전기적 상호접속부 혹은 라우팅 층을 동시에 형성하도록 MEMS 어레이에 이용하기 위한 전도성 층의 증착을 이용한다. 마이크로전자기계 시스템(예를 들어, 간섭계 변조기)을 형성하는 소정의 옵션에 있어서, 상부 전극(예를 들어, 반사층(14)) 및/또는 하부 전극(예를 들어, 광학적 적층부(16)의 층)을 형성하는 증착은 또한 표시장치의 주변에서 전기적 상호접속부 및 라우팅을 제공하는데 이용될 수도 있고, 이때 상호접속부는 어레이 내의 전극(행 혹은 열방향)에 어레이 외부의 회로(예를 들어 접촉 패드에서의 드라이버 칩(들))를 전기적으로 접속한다.

제1의 예시적인 방법은 도 8a 내지 도 8l을 참조하여 설명할 것이다. 도 8a 내지 도 8l은 장치의 행방향 혹은 하부 전극의 단면도임을 이해할 수 있을 것이다. 주변 상호접속부는 어레이 영역 내에 MEMS 전극을 형성하는 층들을 비롯하여 다수의 층에 의해 형성되지만, 이들 층 중 하나는 주변 영역에 배타적으로 형성되고, 어레어 전극들의 일부로서 역할하지 않는다. 본 실시형태에 따르면, 주변 라우팅/상호접속부는 니켈(Ni), 크롬(Cr), 구리(Cu) 혹은 은(Ag)으로 이루어진 전도성 층을 포함하고, 해당 전도성 층의 적어도 일부는 MEMS 장치 내의 부분 반사층과 투명층 바로 아래, 위 혹은 사이에 있다.

도 8a 내지 도 8l을 참조하면, 일 실시형태에 있어서 광학적 적층부(16)가 투명 기판(20) 위에 형성된다. 본 실시형태에 따르면, 투명 기판(20)은 장치의 하부 전극를 형성하기 위한 투명 전도성 재료인 ITO(16A)에 의해 덮인다. 대안적인 실시형태에 있어서, 투명 기판은 ITO 대신에 인듐 아연 산화물(IZO) 혹은 아연 산화물(ZnO)로 덮일 수 있다. 광학적 적층부(16)의 ITO(16A)는 스퍼터링, 증착을 비롯한 물리적 기상 증착(PVD: physical vapor deposition) 등의 표준 증착 기술에 의해 증착될 수 있다. 예컨대, MoCr, Cr, Ta, TaN_x 혹은 W로 이루어진 비교적 얇은 부분 반사성의 흡수재층(16B)은 바람직하게는 ITO(16A) 위에 증착된다. 당업자라면, 흡수재층(16B)이 광학적으로 부분적으로 반사성일 수 있는 재료라면 어떠한 것이라도 포함할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

도 8b에 나타낸 바와 같이, 예컨대, Ni, Cu, Ag, 혹은 그들의 합금으로 이루어진 전도성 재료(50)의 하나 이상의 층들은 흡수재층(16B) 위에 증착되어 광학적 적층부(16)의 ITO와 접촉한다. 이 재료(50)는 전기적 상호접속부 구조체의 적어도 일부를 작성하는데 이용된다. 이하에 더욱 상세히 설명하는 바와 같이, 상호접속 혹은 라우팅은 하부 혹은 행방향 전극(예컨대, 어레이 영역 내의 광학적 적층부(16)의 전도성 층) 혹은 여전히 형성될 패턴화 전극/이동식 층, 또는 이들 양쪽 모두와 어레이 외부의 접촉 패드 상의 회로를 전기적으로 접속할 수 있다. 도 8b에 나타낸 바와 같이, 전도성 재료(50)의 층은 바람직하게는 흡수재층(16B) 위에 증착된다.

전도성 재료(50)는 이어서 에칭되고 패턴화되므로, 도 8c에 나타낸 바와 같이, 상호접속 라우팅용의 소망의 패턴으로 상호접속 혹은 주변 영역에만 남게 된다. 예를 들어, 전도성 재료(50)는 패턴화되어, 행방향 전극(도 8d를 참조하여 설명하는 바와 같이 패턴화될)을 행방향 드라이버에 접속시킨다. 전도성 재료(50)가 추가로 혹은 대신에 패턴화되어, 형성될 상부의 열방향 전극을 열방향 드라이버에 라우팅할 수도 있다. 예를 들어, Ni로 이루어진 전도성 재료(50)는 바람직하게는 묽은 HNO₃ 용액(<15%)에 의해 에칭된다. 전도성 재료(50)가 Cu로 이루어진 다른 실시형태에 있어서는, (NH₄)₂S₂O₈ + 탈이온수, 묽은 HNO₃(<15%), NH₄OH + H₂O₂ 및 칼륨 요오드 용액(KI +I₂+ H₂O)을 비롯한 각종 에칭 용액이 이용될 수 있다. 전도성 재료(50)가 Ag로 이루어진 실시형태에 있어서는, NH₄OH + H₂O₂ 및 칼륨 요오드 용액(KI +I₂+ H₂O)을 비롯한 에칭 용액이 이용될 수 있다.

전도성 재료(50)는 해당 전도성 재료(50)의 저항률 및 필요로 하는 라우팅 컨덕턴스에 따라 바람직하게는 약 2O0Å 내지 5㎛ 범위의 두께를 지닌다. Ni로 이루어진 전도성 재료(50)에 대해서는, 전도성 재료(50)의 두께는 바람직하게는 약 500Å 내지 2000Å, 더욱 바람직하게는 약 1000Å의 범위이다. 이하에 설명하는 바와 같이, 전도성 재료(50)는 또한 상호접속부 영역에서 장벽층으로서 기능할 수 있다. 전도성 재료(50)는, 도 8b에 나타낸 바와 같이, 전체 구조체 위에 증착되는 바와 같이 예시되어 있지만, 대안적인 실시형태에 있어서, 전도성 재료(50)는 상호접속부 영역 내에만 선택적으로 증착될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 같이 해서, 전도성 재료(50)는 적어도 상호접속부 영역 내에서 증착되는 것을 이해할 수 있을 것이다. 리프트 오프 공법(lift off process)도 상호접속부 영역 내에 전도성 재료(50)를 증착시키는데 이용될 수 있다. 리프트 오프 공법에 따르면, 포토레지스트의 층이 전도성 재료(50)가 제거된 영역 위에 피복된다. 이어서, 전도성 재료(50)의 층이 증착되고 나서, 전도성 재료(50)가 포토레지스트 위에 있는 영역에서, 포토레지스트 박리제(phtoresist stripper) 혹은 기타 박리용 약품(stripping chemicals), 예컨대, 아세톤 등을 이용해서 선택적으로 제거된다.

전도성 재료(50)는 바람직하게는 니켈로 형성되는데, 그 이유는 니켈이 광학적 적층부(16)의 ITO(하부 전극)와 이동식 상부 전극층 내의 반사층(예컨대, 알루미늄 미러) 사이에 양호한 전기적 접촉을 제공하기 때문이다. 당업자라면, 다른 실시형태에 있어서, 전도성 재료(50)는 불소계 에칭제(예컨대, XeF₂)에 대해서 내성이 있고 광학적 적층부(16)의 ITO와 이동식 층의 반사층 사이에 양호한 전기적 접촉을 제공하는 기타 전도성 재료, 예를 들어, 구리(Cu), 크롬(Cr), 은(Ag) 혹은 그들의 합금으로 형성될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

본 실시형태에 있어서, 투명 도체(16A) 및 흡수재층(16B)은 이어서 에칭되고 여러 줄로 패턴화되어, 도 8d에 나타낸 바와 같이, 광학적 적층부(16)의 하부 전극을 형성한다. 바람직한 실시형태에 따르면, 흡수재층(16B)은, 우선 바람직하게는, Cr을 에칭하는 CR-14(질산 암모늄 세륨(Ceric Ammonium Nitrate) Ce(NH₄)₂(NO₃)₆ 22%, 아세트산 9%, 물 69%) 등의 크롬 에칭제를 이용하거나, MoCr을 에칭하는 PAN(인산, 아세트산, 질산) 에칭제를 이용해서 에칭된다. 본 실시형태에 따르면, 광학적 적층부(16)의 도체는 함께 마스킹되고, MoCr 혹은 Cr 층(16B)이 에칭된 후, 투명 도체(16A)의 ITO가 바람직하게는 HCl, HBr, HCl + HNO₃ 혹은 FeCl₃/HCl/DI 등의 에칭제를 이용해서 에칭된다.

다른 실시형태에 있어서, 투명 도체(16A)와 흡수재층(16B)이 패턴화되어 광학적 적층부(16)의 전극을 형성한 후에, 전도성 재료(50)가 패턴화되어, 전기적 상호접속부 구조체를 형성한다.

위에서 설명된 바와 같이, 광학적 적층부(16)는 또한 행방향 전극과 후속의 증착된 열방향 전극 사이에서 작동 중에 전기적 절연을 제공하는 유전체층(16C)(예컨대, 이산화 규소(SiO₂))을 포함한다. 유전체층(16C)은 행방향 전극을 패턴화한 후에 증착될 수 있다. 도 8e에 나타낸 바와 같이, 유전체층(16C)은 산화알루미늄(Al₂O₃) 등의 보호 캡층(16D)으로 피복되어, 제조 수순에서 나중에 수행되는 이형 에칭(release etch)으로부터 해당 캡층을 보호할 수 있다. 캡층(16D)은 또한 불소계 에칭제, 예컨대, 육불화황 산소(sulfur hexafluoride oxygen)(SF₆/O₂) 플라즈마 에칭제 등을 이용해서 후속으로 증착된 희생층(82)(후술함)의 건식 에칭으로부터 유전체층(16C)을 보호할 수 있다. 몇몇 구성에 있어서는, 추가의 에칭 정지층(도시 생략)이 캡층(16D) 위에 형성되어, 다수의 공동 크기와 대응하는 색을 규정하는 희생 재료의 다수의 두께를 규정하는 후속의 패턴화 단계들 동안에 해당 캡층을 보호한다. 예를 들어, 약 100Å의 얇은 SiO₂층이 캡층(16D) 위에 증착되어, 해당 캡층(16D)을 희생층(82)의 습식 에칭(PAN을 이용함)으로부터 보호할 수 있다. 바람직하게는, 도체(50), (16B), (16A) 위의 유전체층(16C), 보호 캡층(16D) 및 에칭 정지층(도시 생략)의 3개의 층 모두는 유전체이며, 광학적 MEMS의 경우에는 투명하다.

도 8f에 나타낸 바와 같이, 바람직하게는 불소계 에칭제에 의해 선택적으로 에칭될 수 있는 재료, 특히 몰리브덴(Mo)으로 이루어진 희생층(혹은 희생층들)(82)이 구조체 위에 증착된다(그리고 나중에 이형 에칭 시 부분적으로 제거된다). 당업자라면, 희생층(82)이 대안적으로는 화상(혹은 "어레이" 혹은 "디스플레이") 영역에만 선택적으로 증착될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 희생층(82)은 바람직하게는 광학적 적층부(16)(예컨대, 실시형태에 따라서 유전체층(16C), 캡층(16D), 또는 위에 놓인 에칭 정지층) 및 MEMS 장치의 기타 인접한 재료의 상부 층에 대해서 선택적으로 에칭가능한 재료(들)를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 이 희생층(82)은 예를 들어, 텅스텐(W), 티탄(Ti) 혹은 비정질 실리콘을 포함할 수 있다.

도 8g에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에 따르면, 희생층(82)은 화상(혹은 "어레이" 혹은 "디스플레이") 영역에만 잔류하도록 패턴화된다. 희생 재료(82)는 바람직하게는 이하에 더욱 상세히 설명하는 바와 같이 광학적 적층부(16)와 증착될 이동식 층 사이에 공진 광학적 공동부(19)(도 8l)를 규정하도록 광학적 적층부(16) 위에 증착된다(그리고 나중에 선택적으로 제거된다)는 것을 이해할 수 있을 것이다. 희생층(82)은 상이한 높이의 공동부를 형성하도록 상이한 장소에서 선택적으로 증착되거나 에칭될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 희생층은 RGB 표시 시스템용의 적색, 녹색 및 청색 등의 다수의 상이한 색을 반영하기 위한 간섭계 변조기를 제작하는 다수의 두께를 지니도록 증착되고 순차 패턴화되는 다수의 층들을 포함할 수 있다. 당업자라면, 도 8g에 나타낸 바와 같이, 장치의 표시 혹은 화상 영역에서 지지 구조체(후술하는 증착)용의 통공(84)을 형성하기 위하여 희생 재료(82)도 패턴화되고 에칭되는 것을 이해할 수 있을 것이다. 바람직하게는, 건식 에칭이 수행되어 희생층(82)을 패턴화한다.

희생 재료(82)의 패턴화 및 에칭 후, 바람직하게는 이산화규소(SiO₂) 등의 절연 재료로 이루어진 지지층(62)이 도 8h에 나타낸 바와 같이 전체 구조체 위에 증착된다. 지지층(62)은 바람직하게는 무기 재료(예컨대, 산화물, 특히 SiO₂)를 포함한다.

도 8i에 나타낸 바와 같이, 이 지지층(62)은 이어서 패턴화되어 화상 혹은 표시 영역 내에 장치용의 지지 구조체(18)를 형성한다. 상호접속부 영역에 있어서, 지지층(62)은, 광학적 적층부(16)의 유전체층과 함께, 상호접속 구조체를 전기적으로 분리하고 부동태화하기 위한 절연체로서 역할한다. 지지층(62)은, 도 8i의 좌측에 표시된 바와 같이, 패턴화되어 상호접속부 영역 내의 전도성 재료(50)에 대해서 접촉 개구부를 형성한다. 도 8i에 나타낸 바와 같이, 광학적 적층부(16)의 캡층(16D) 및 유전체층(16C)의 일부분도 에칭되어 상호접속부 영역 내의 전도성 재료(50)에 대해서 접촉 개구부를 형성한다. 당업자라면, 이들 접촉부가 후술하는 바와 같은 이형 에칭 전 혹은 후에 형성될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

도 8j에 나타낸 바와 같이, 이동식 층(14)은 전체 구조체 위에 증착되어 어레이 영역 내의 장치의 이동식 상부 전극을 형성한다. 전술한 바와 같이, 예시된 이동식 층(14)은 반사성인 알루미늄 위에 니켈로 형성된다. 다른 실시형태에 있어서, 이동식 층은 개별적으로 패턴화된 변형가능한 층으로부터 매달린 반사부재일 수도 있다.

어레이 영역에 있어서, 이동식 층(14)은 전술한 행/열방향 어레이를 작성하기 위하여 광학적 적층부(16)의 행방향 전극에 대해서 교차하는, 예를 들어 직교하는 열방향 전극으로 증착·패턴화된다. 이동식 층(14)은 도 8k에 나타낸 바와 같이 패턴화되고 에칭된다. 당업자라면, 구멍(도시 생략)이 바람직하게는 이형 에칭(화상 혹은 표시 영역에서)에 의해 제거될 희생층(82)의 영역 위에 있는 이동식 층(14)의 부분에서 에칭되는 것을 이해할 수 있을 것이다. 또, 상호접속부 영역에 있어서, 이동식 층(14)은 전도성 재료(50)에 대해서 접촉 패드(58)를 형성하는데 이용되는 것임을 이해할 수 있을 것이다. 도 8k에 나타낸 바와 같이, 전도성 재료(50)는 장착될 행방향 드라이버를 접속하는 역할을 하는 접촉 패드(58)와 하부 전극(투명 도체(16A) 및 임의선택적 흡수재층(16B)) 사이에 전기접 접촉을 제공하는 라우팅 층을 형성한다. 예시된 실시형태에 있어서, 접촉 패드는 어레이 내에서 상부 전극 및 반사 부재로서 역할하는 알루미늄 층을 포함한다. 이동식 층(14)의 알루미늄은 또한 상기 상호접속부의 접촉 영역에 라우팅 영역을 접속한다. 이와 같이 해서, 전도성 재료(50)는 알루미늄에 대해서 양호한 전기적 접촉을 형성하는 금속, 예를 들어, 니켈, Cr, Cu 혹은 Ag로부터 선택된다.

희생층(82)의 노출된 영역은, 이동식 층(14)이 형성된 후, 도 8l에 나타낸 바와 같이, 이형 에칭 시 제거되어, 표시 혹은 화상 영역에서 이동식 층(14)의 상부 전극과 광학적 적층부(16)의 고정 하부 전극 사이에 광학적 공동부(19)를 형성한다. 표준 이형 기술이 희생층(82)을 제거하는데 이용될 수 있다. 특정 이형 기술은 제거될 재료에 따라 좌우될 것이다. 예를 들어, 이불화제논(XeF₂) 등의 불소계 에칭제가 몰리브덴(설명됨), 텅스텐 혹은 실리콘 희생층을 제거하는데 이용될 수 있다. 당업자라면, 지지 구조체 재료(62)와 이동식 층(14)이 이형 에칭에 의해 제거되지 않도록 선택적으로 채택되는 것임을 이해할 수 있을 것이다.

전도성 재료(50)는 표시 혹은 어레이 영역 외부의 광학적 적층부(16)의 전극과 이동식 층(14) 사이에서 장벽층으로서 역할할 뿐만 아니라 전기적 상호접속부로서 제공된다. 이형 에칭 후, 이면판(backplate)은 바람직하게는 간섭계 변조기의 표시 영역을 보호하기 위하여 밀봉제를 이용해서 투명 기판(20)에 밀봉된다. 상기 이면판은 환경 내의 유해한 요소들로부터 MEMS 장치를 보호한다. 마찬가지로, 밀봉제는 바람직하게는 수증기 및 기타 오염물이 패키지에 유입되어 MEMS 장치를 손상시키는 것을 방지하기 위한 충분한 장벽을 제공한다. 당업자라면, 투명 기판(20)이 그 위에 MEMS 장치가 설치되고 박막을 지닐 수 있는 능력을 지니는 투명 물질이면 어느 것이라도 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이러한 투명 물질로는 유리, 플라스틱 및 투명 폴리머를 들 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 화상은 투명 기판(20)을 통해서 표시된다.

도 9a 내지 도 9l에 표시된 제2실시형태에 따르면, 상호접속부/라우팅을 형성하는 전도성 재료(50)는 광학적 적층부(16)의 투명 도체(16A)(예컨대, ITO) 및 부분 반사성 흡수재층(16B)(예컨대, MoCr 혹은 Cr)이 증착되기 전에 기판(20) 상에 증착될 수 있다. 도 9a에 나타낸 바와 같이, 전도성 재료(50), 바람직하게는, 니켈의 층은 투명 기판(20) 위에 직접 증착된다. 당업자라면, 다른 실시형태에 있어서, 전도성 재료(50)가 불소계 에칭제(예컨대, XeF₂)에 대해서 내성이 있고 광학적 적층부(16)의 ITO와 이동식 층의 반사층 사이에 양호한 전기적 접촉을 제공하는 기타 전도성 재료, 예를 들어, 구리(Cu), 크롬(Cr), 은(Ag) 혹은 그들의 합금으로 형성될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

이어서, 전도성 재료(50)의 층은, 도 9b에 나타낸 바와 같이, MEMS 장치의 주변 라우팅 및 접촉 패드가 요망될 경우 에칭되고 패턴화된다. 예를 들어, 니켈로 이루어진 전도성 재료(50)는 바람직하게는 묽은 HNO₃ 용액(바람직하게는 <15%)에 의해 에칭된다. 광학적 적층부(16)의 투명 도체(16A) 및 흡수재층(16B)이 이어서 도 9c에 나타낸 바와 같이 상기 구조체 위에 증착된다. 광학적 적층부(16)의 투명 도체(16A) 및 흡수재층(16B)이 에칭되고 여러 줄로 패턴화되어, 도 9d에 나타낸 바와 같이, 어레이 혹은 화상 영역 내에 광학적 적층부(16)의 하부의 고정 전극을 형성한다. 바람직한 실시형태에 따르면, 흡수재층(16B)은, 우선 바람직하게는, Cr을 에칭하는 CR-14(질산 암모늄 세륨 Ce(NH₄)₂(NO₃)₆ 22%, 아세트산 9%, 물 69%) 등의 크롬 에칭제를 이용하거나, MoCr을 에칭하는 PAN(인산, 아세트산, 질산) 에칭제를 이용해서 에칭된다. 본 실시형태에 따르면, 흡수재층(16B)이 에칭되고 패턴화된 후, 투명 도체층(16A)의 ITO가 바람직하게는 HC1:DI 또는 HBr:DI 등이 에칭제를 이용해서 에칭되고 패턴화된다. 당업자라면, HCl 및 HBr은 전도성 재료(50)에 대해서 선택적으로 ITO(16A)를 에칭할 수 있고, 별도의 마스킹 단계를 필요하지 않다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 투명 도체(16A) 및 흡수재층(16B)은 예시된 실시형태에 있어서 전체 구조체 위에 증착되어 있지만, 이들은 장치의 어레이 혹은 화상 영역에만 증착되고 이어서 패턴화되어 장치의 하부 전극을 형성할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 도 9d에 나타낸 바와 같이, 하부 혹은 행방향 전극(층(16A), (16B)) 및 전도성 재료(50)용의 패턴들은 해당 전도성 재료(50)가 상호접속부 영역 및 행방향 전극에 장착될 행방향 드라이버 간에 신호를 반송할 수 있도록 중첩된다.

도 9e에 나타낸 바와 같이, 이어서, 광학적 적층부(16)의 투명 유전체층(16C)(예컨대, 이산화규소(SiO₂)) 및 임의선택적인 산화알루미늄(Al₂O₃) 캡층(16D)이 구조체 위에 증착되어 정지 행방향 전극과 후속으로 형성된 이동 열방향 전극 사이에서 작동 동안 전기적 절연을 제공한다. 유전체층(16C)은 행방향 전극의 패턴화 전 혹은 후에 증착될 수 있다. 소정의 구성에 있어서, 추가의 에칭 정지층(도시 생략)이 캡층(16D) 위에 형성되어, 다수의 공동 크기와 대응하는 색을 규정하는 희생 재료의 다수의 두께를 규정하는 후속의 패턴화 단계들 동안에 해당 캡층을 보호한다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

도 9f에 나타낸 바와 같이, 바람직하게는 불소계 에칭제에 의해 선택적으로 에칭될 수 있는 재료, 특히 몰리브덴(Mo)으로 이루어진 희생층(혹은 희생층들)(82)이 구조체 위에 증착된다(그리고 나중에 이형 에칭 시 제거된다). 대안적인 실시형태에 있어서, 희생층(82)은 화상 영역에만 선택적으로 증착될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 희생층(82)은 바람직하게는 광학적 적층부(16)의 상부층(들) 및 MEMS 장치의 기타 인접한 재료에 대해서 선택적으로 에칭가능한 재료를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 이 희생층(82)은, 예를 들어, 텅스텐(W), 티탄(Ti) 혹은 비정질 실리콘을 포함할 수 있다.

도 9g에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에 따르면, 희생층(82)은 화상(혹은 "어레이" 혹은 "디스플레이") 영역에만 잔류하도록 패턴화된다. 희생층(82)은 상이한 높이의 공동부를 형성하도록 상이한 장소에서 선택적으로 증착되거나 에칭될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 희생층은 RGB 표시 시스템용의 적색, 녹색 및 청색 등의 다수의 상이한 색을 반영하기 위한 간섭계 변조기를 제작하는 다수의 두께를 지니도록 증착되고 순차 패턴화되는 다수의 층들을 포함할 수 있다. 당업자라면, 도 9g에 나타낸 바와 같이, 장치의 표시 혹은 화상 영역에서 지지 구조체(후술하는 증착)용의 통공(84)을 형성하기 위하여 희생 재료(82)도 패턴화되고 에칭되는 것을 이해할 수 있을 것이다. 바람직하게는, 건식 에칭이 수행되어 희생층(82)을 패턴화한다.

희생 재료(82)의 패턴화 및 에칭 후, 바람직하게는 이산화규소(SiO₂) 등의 절연 재료로 이루어진 지지층(62)이 도 9h에 나타낸 바와 같이 전체 구조체 위에 증착된다. 지지층(62)은 바람직하게는 무기 재료(예컨대, 산화물, 특히 SiO₂)를 포함한다.

도 9i에 나타낸 바와 같이, 이 지지층(62)은 이어서 패턴화되어 화상 혹은 표시 영역 내에 장치용의 지지 구조체(18)를 형성한다. 상호접속부 영역에 있어서, 지지층(62)은, 광학적 적층부(16)의 유전체층과 함께, 상호접속 구조체를 전기적으로 분리하고 부동태화하기 위한 절연체로서 역할한다. 지지층(62)은, 도 9i의 좌측에 표시된 바와 같이, 패턴화되어 전도성 재료(50)에 대해서 접촉 개구부를 형성한다. 도 9i에 나타낸 바와 같이, 광학적 적층부(16)의 Al₂O₃ 캡층(16D) 및 유전체층(16C)의 일부분도 에칭되어 라우팅/상호접속부(50)에 대해서 접촉 개구부를 형성한다. 당업자라면, 이들 접촉부가 후술하는 바와 같은 이형 에칭 전 혹은 후에 형성될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

도 9j에 나타낸 바와 같이, 이동식 층(14)은 전체 구조체 위에 증착되어 어레이 영역 내의 간섭계 변조기의 이동식 전극을 형성한다. 전술한 바와 같이, 예시된 이동식 층(14)은 알루미늄 위에 니켈로 형성된다. 다른 실시형태에 있어서, 이동식 층은 개별적으로 패턴화된 변형가능한 층으로부터 매달린 반사부재일 수도 있다.

어레이 영역에 있어서, 이동식 층(14)은 전술한 행/열방향 어레이를 작성하기 위하여 광학적 적층부(16)의 행방향 전극에 대해서 교차하는, 예를 들어 직교하는 열방향 전극으로 증착·패턴화된다. 이동식 층(14)은, 도 9k에 나타낸 바와 같이, 패턴화·에칭되며, 바람직하게는 먼저 HNO₃:DI를 이용해서 니켈 층을 에칭하고 이어서 H₃PO₄ 혹은 TMAH를 이용해서 알루미늄 반사층을 에칭한다. 당업자라면, 구멍(도시 생략)이 바람직하게는 이형 에칭(화상 혹은 표시 영역에서)에 의해 제거될 희생층(82)의 영역 위에 있는 이동식 층(14)의 부분에서 에칭되는 것을 이해할 수 있을 것이다. 또, 이동식 층(14)은 상호접속부 영역 내에서 전도성 재료(50)에 대해서 접촉 패드(58)를 형성하는데 이용되는 것임을 이해할 수 있을 것이다. 본 실시형태에 있어서, 이동식 층(14)은 전도성 재료(50)와 직접 접촉하므로 해당 전도성 재료(50)에 대해서 전기적으로 접속된다. 전도성 재료(50)는 장착될 행방향 드라이버를 접속하는 역할을 하는 접촉 패드(58)와 하부 전극(투명 도체(16A) 및 임의선택적 흡수재층(16B)) 사이에 전기접 접촉을 제공하는 라우팅 층을 형성한다.

희생층(82)의 노출된 영역은, 이동식 층(14)이 형성된 후, 도 9l에 나타낸 바와 같이, 이형 에칭 시 제거되어, 표시 혹은 화상 영역에서 이동식 층(14)의 상부 전극과 광학적 적층부(16)의 고정 전극 사이에 광학적 공동부(19)를 형성한다. 표준 이형 기술이 희생층(82)을 제거하는데 이용될 수 있다. 특정 이형 기술은 제거될 재료에 따라 좌우될 것이다. 예를 들어, 이불화제논(XeF₂) 등의 불소계 에칭제가 몰리브덴(설명됨), 텅스텐 혹은 실리콘 희생층을 제거하는데 이용될 수 있다. 당업자라면, 지지 구조체 재료(62)와 이동식 층(14)이 이형 에칭에 의해 제거되지 않도록 선택적으로 채택되는 것임을 이해할 수 있을 것이다.

전도성 재료(50)는 어레이 영역에서 하부 전극을 형성하는 광학적 적층부(16)의 층들과 어레이 영역에서 상부 전극을 형성하는 이동식 층(14) 사이의 상호접속부 영역에서 장벽층으로서 역할할 뿐만 아니라 전기적 상호접속부로서 제공된다. 이형 에칭 후, 이면판은 바람직하게는 표시 영역을 보호하기 위하여 밀봉제를 이용해서 투명 기판(20)에 밀봉된다.

도 10a 내지 도 10l에 예시된 제3실시형태에 따르면, 상호접속부/라우팅의 층을 형성하는 전도성 재료(50)는 광학적 적층부(16)의 부분 반사성 흡수재층(16B)(예컨대, MoCr 혹은 Cr)이 증착되기 전에 투명 도체(16A)(예컨대, ITO) 위에 증착될 수 있다. 도 10a에 나타낸 바와 같이, 전도성 재료(50), 바람직하게는, 니켈의 층은 투명 기판(20) 위에 증착된 투명 도체층(16A) 위에 증착된다. 당업자라면, 다른 실시형태에 있어서, 전도성 재료(50)는 불소계 에칭제(예컨대, XeF₂)에 대해서 내성이 있고 광학적 적층부(16)의 ITO와 이동식 층의 반사층 사이에 양호한 전기적 접촉을 제공하는 기타 전도성 재료, 예를 들어, 구리(Cu), 크롬(Cr), 은(Ag) 혹은 그들의 합금으로 형성될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

전도성 재료(50)의 층은 도 10b에 나타낸 바와 같이 상기 층(16A)에 대해서 선택적으로 에칭·패턴화되어 MEMS 장치의 주변 상호접속부/라우팅을 형성한다. 예를 들어, 니켈로 이루어진 전도성 재료(50)는 바람직하게는 묽은 HNO₃ 용액(바람직하게는 <15%)을 이용해서 에칭된다. 광학적 적층부(16)의 MoCr 혹은 Cr로 이루어진 흡수재층(16B)은 바람직하게는 도 10c에 나타낸 바와 같이 전체 구조체 위에 증착된다.

일 실시형태에 따르면, 흡수재층(16B)은 우선, 도 10d에 나타낸 바와 같이, 패턴화된 전도성 재료(50) 위 및 투명 도체(16A) 위의 일부를 남기도록 에칭(건식 혹은 습식)된다. MoCr 층은, 예를 들어, 바람직하게는 PAN 에칭제를 이용해서 에칭된다. Cr 층은 CR-14(질산 암모늄 세륨 Ce(NH₄)₂(NO₃)₆ 22%, 아세트산 9%, 물 69%) 등의 크롬 에칭제를 이용해서 에칭될 수 있다. 흡수재층(16B)이 에칭된 후, 투명 도체층(16A)이 이어서 에칭되고 여러 줄로 패턴화되어, 도 10d에 나타낸 바와 같이, 어레이 혹은 화상 영역 내에 광학적 적층부(16)의 전극들을 형성한다. 본 실시형태에 따르면, 흡수재층(16B)이 에칭되고 패턴화된 후, 투명 도체층(16A)이 바람직하게는 HCl, HBr, HCl+HNO₃ 또는 FeCl₃/HCl/DI 등의 에칭제를 이용해서 에칭되고 패턴화된다. 투명 도체층(16A)은 예시된 실시형태에 있어서 흡수재층(16B) 이후에 에칭되었지만, 이들은 동시에 에칭되고 패턴화되어 장치의 하부 전극을 형성할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

도 10e에 나타낸 바와 같이, 이어서, 투명 유전체층(16C)(예컨대, 이산화규소(SiO₂)) 및 임의선택적인 산화알루미늄(Al₂O₃) 캡층(16D)이 구조체 위에 증착되어 행방향 전극과 후속으로 증착된 열방향 전극 사이에서 작동 동안 전기적 절연을 제공한다. 유전체층(16C)은 행방향 전극의 패턴화 전 혹은 후에 증착될 수 있다. 소정의 구성에 있어서, 추가의 에칭 정지층이 캡층(16D) 위에 형성되어, 다수의 공동 크기와 대응하는 색을 규정하는 희생 재료의 다수의 두께를 규정하는 후속의 패턴화 단계들 동안에 해당 캡층을 보호한다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

도 10f에 나타낸 바와 같이, 바람직하게는 불소계 에칭제에 의해 선택적으로 에칭될 수 있는 재료, 특히 몰리브덴(Mo)으로 이루어진 희생층(혹은 희생층들)(82)이 구조체 위에 증착된다(그리고 나중에 이형 에칭 시 제거된다). 대안적인 실시형태에 있어서, 희생층(82)은 화상 영역에만 선택적으로 증착될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 희생층(82)은 바람직하게는 광학적 적층부(16)의 상부층(들) 및 MEMS 장치의 기타 인접한 재료에 대해서 선택적으로 에칭가능한 재료를 포함한다. 소정의 실시형태에 있어서, 이 희생층(82)은, 예를 들어, 텅스텐(W), 티탄(Ti) 혹은 비정질 실리콘을 포함할 수 있다.

도 10g에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에 따르면, 희생층(82)은 화상(혹은 "어레이" 혹은 "디스플레이") 영역에만 잔류하도록 패턴화된다. 희생층(82)은 상이한 높이의 공동부를 형성하도록 상이한 장소에서 선택적으로 증착되거나 에칭될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 희생층은 RGB 표시 시스템용의 적색, 녹색 및 청색 등의 다수의 상이한 색을 반영하기 위한 간섭계 변조기를 제작하는 다수의 두께를 지닌 희생층(82)을 형성하도록 증착되고 순차 패턴화되는 다수의 층들을 포함할 수 있다. 당업자라면, 도 10g에 나타낸 바와 같이, 장치의 표시 혹은 화상 영역에서 지지 구조체용의 통공(84)을 형성하기 위하여 희생 재료(82)도 패턴화되고 에칭되는 것(그의 증착에 대해서는 후술함)을 이해할 수 있을 것이다. 바람직하게는, 건식 에칭이 수행되어 희생층(82)을 패턴화한다.

희생 재료(82)의 패턴화 및 에칭 후, 바람직하게는 절연 재료로 이루어진 지지층(62)이 도 10h에 나타낸 바와 같이 전체 구조체 위에 증착된다. 지지층(62)은 바람직하게는 무기 재료(예컨대, 산화물, 특히 SiO₂)를 포함한다.

도 10i에 나타낸 바와 같이, 이 지지층(62)은 이어서 패턴화되어 화상 혹은 표시 영역 내에 장치용의 지지 구조체(18)를 형성한다. 상호접속부 영역에 있어서, 지지층(62)은, 광학적 적층부(16)의 유전체층과 함께, 상호접속 구조체를 전기적으로 분리하고 부동태화하기 위한 절연체로서 역할한다. 지지층(62)은, 도 10i의 좌측에 표시된 바와 같이, 패턴화되어 전도성 재료(50)에 대해서 접촉 개구부를 형성한다. 도 10i에 나타낸 바와 같이, 캡층(16D) 및 유전체층(16C)의 일부분도 에칭되어 흡수재층(16B) 및 전도성 재료(50)에 대해서 접촉 개구부를 형성한다. 당업자라면, 이들 접촉부가 후술하는 바와 같은 이형 에칭 전 혹은 후에 형성될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

도 10j에 나타낸 바와 같이, 이동식 층(14)은 전체 구조체 위에 증착되어 어레이 영역 내의 간섭계 변조기의 이동식 전극(14)을 형성한다. 전술한 바와 같이, 예시된 이동식 층(14)은 알루미늄 위에 니켈로 형성된다. 다른 실시형태에 있어서, 이동식 층은 개별적으로 패턴화된 변형가능한 층으로부터 매달린 반사부재일 수도 있다.

어레이 영역에 있어서, 이동식 층(14)은 전술한 행/열방향 어레이를 작성하기 위하여 광학적 적층부(16)의 행방향 전극에 대해서 교차하는, 예를 들어 직교하는 열방향 전극으로 증착·패턴화된다. 이동식 층(14)은, 도 10k에 나타낸 바와 같이, 패턴화·에칭되며, 바람직하게는 먼저 HNO₃:DI를 이용해서 니켈 층을 에칭하고 이어서 H₃PO₄ 혹은 TMAH를 이용해서 알루미늄 반사층을 에칭한다. 당업자라면, 구멍(도시 생략)이 바람직하게는 이형 에칭(화상 혹은 표시 영역에서)에 의해 제거될 희생층(82)의 영역 위에 있는 이동식 층(14)의 부분에서 에칭되는 것을 이해할 수 있을 것이다. 또, 이동식 층(14)은 상호접속부 영역 내에서 전도성 재료(50)에 대해서 접촉 패드(58)를 형성하는데 이용되는 것임을 이해할 수 있을 것이다. 이와 같이 해서, 전도성 재료(50)는 (흡수재층(16B)을 개재해서) 이동식 층(14)에 전기적으로 접속된다. 전도성 재료(50)는 장착될 행방향 드라이버를 접속하는 역할을 하는 접촉 패드(58)와 하부 전극(투명 도체(16A) 및 임의선택적 흡수재층(16B)) 사이에 전기접 접촉을 제공하는 라우팅 층을 형성한다.

희생층(82)의 노출된 영역은, 이동식 층(14)이 형성된 후, 도 10l에 나타낸 바와 같이, 이형 에칭 시 제거되어, 표시 혹은 화상 영역에서 이동식 층(14)에 의해 형성된 상부 전극과 광학적 적층부(16)의 고정 전극 사이에 광학적 공동부(19)를 형성한다. 표준 이형 기술이 희생층(82)을 제거하는데 이용될 수 있다. 특정 이형 기술은 제거될 재료에 따라 좌우될 것이다. 예를 들어, 이불화제논(XeF₂) 등의 불소계 에칭제가 몰리브덴(설명됨), 텅스텐 혹은 실리콘 희생층을 제거하는데 이용될 수 있다. 당업자라면, 지지 구조체 재료(62)와 이동식 층(14)이 이형 에칭에 의해 제거되지 않도록 선택적으로 채택되는 것임을 이해할 수 있을 것이다. 이형 에칭 후, 이면판은 바람직하게는 표시 영역을 보호하기 위하여 밀봉제를 이용해서 투명 기판(20)에 밀봉된다.

전술한 실시형태는 장치의 하부 전극을 위한 라우팅에 관하여 설명되어 있지만, 당업자라면 하부 전극을 위한 라우팅과 동시에 혹은 해당 라우팅 대신에 상부 전극을 위한 라우팅에 의해 마찬가지의 실시형태를 수행할 수 있다.

이상의 상세한 설명이 다양한 실시예에 적용되는 본 발명의 새로운 특징들을 도시하고, 묘사하며, 지적하고 있지만, 예시된 장치 또는 방법의 형태나 상세한 설명에 있어서 다양한 생략, 대체 및 변화들이 본 발명의 정신으로부터 벗어나는 일 없이 당업자에 의해 이루어질 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 또, 인식하고 있는 바와 같이, 몇몇 특징들은 다른 것들과 분리되어 사용되거나 실행될 수도 있으므로, 본 발명은 여기에서 설명된 특징들과 장점들을 모두 제공하지 않는 형태 내에서 구현될 수도 있다.

14: 상부 전극 16A: 투명 도체(ITO)
16B: 흡수재층 16C: 유전체층
19: 공동부 20: 기판
50: 전도성 재료 58: 접촉 패드
82: 희생층
ARRAY: 어레이 영역 INTERCONNECT: 주변 영역

Claims

기판;
해당 기판 위에 있는 어레이 영역; 및
상기 기판 위에 있는 주변 영역을 포함하되,
상기 어레이 영역은 하부 전극; 이동식 상부 전극; 및 상기 하부 전극과 상기 상부 전극 사이에 있는 공동부(cavity)를 포함하며,
상기 주변 영역은 상기 어레이 영역 내에 상기 상부 전극을 형성하는 층의 일부; 및 상기 하부 전극과 상기 상부 전극 중 적어도 하나에 전기적으로 접속된 전도성 재료를 포함하는 전기적 상호접속부(electrical interconnect)를 포함하고,
상기 전도성 재료는 상기 어레이 영역 내에 상기 상부 전극을 형성하는 층 밑에 해당 층과 이간되어 있는 층으로 형성되며, 상기 전도성 재료는 니켈, 크롬, 구리 및 은으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 마이크로전자기계 시스템(MEMS: microelectromechanical systems) 장치.
제1항에 있어서, 상기 하부 전극은 투명 전도성 층을 포함하는 것인 MEMS 장치.
제2항에 있어서, 상기 투명 전도성 층은 인듐 주석 산화물을 포함하는 것인 MEMS 장치.
제2항에 있어서, 상기 하부 전극은 부분 반사층을 추가로 포함하고, 상기 전도성 재료의 적어도 일부는 상기 투명 전도성 층과 상기 부분 반사층의 바로 위에 있는 것인 MEMS 장치.
제2항에 있어서, 상기 하부 전극은 부분 반사층을 추가로 포함하고, 상기 전도성 재료의 적어도 일부는 상기 투명 전도성 층과 상기 부분 반사층의 바로 아래에 있는 것인 MEMS 장치.
제2항에 있어서, 상기 하부 전극은 부분 반사층을 추가로 포함하고, 상기 전도성 재료의 적어도 일부는 상기 투명 전도성 층과 상기 부분 반사층 사이에 있는 것인 MEMS 장치.
제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 부분 반사층은 크롬 또는 몰리브덴 크롬을 포함하는 것인 MEMS 장치.
제1항 및 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상부 전극은 알루미늄 층을 포함하는 것인 MEMS 장치.
제8항에 있어서, 상기 상부 전극은 상기 알루미늄 층 위에 니켈 층을 추가로 포함하는 것인 MEMS 장치.
제8항에 있어서, 상기 전도성 재료는 니켈을 포함하는 것인 MEMS 장치.
제8항에 있어서, 상기 기판은 투명 기판을 포함하는 것인 MEMS 장치.
제8항에 있어서, 상기 어레이 영역은 간섭계 변조기(interferometric modulator)를 포함하는 것인 MEMS 장치.
제1항에 있어서,
표시장치(display);
상기 표시장치와 전기 통신(electrical communication)하며, 화상 데이터를 처리하도록 구성된 프로세서; 및
상기 프로세서와 전기 통신하는 메모리 장치를 추가로 포함하는 MEMS 장치.
제13항에 있어서, 상기 표시장치에 적어도 하나의 신호를 전송하도록 구성된 드라이버 회로를 추가로 포함하는 MEMS 장치.
제14항에 있어서, 상기 화상 데이터의 적어도 일부를 상기 드라이버 회로로 전송하도록 구성된 제어기를 추가로 포함하는 MEMS 장치.
제14항에 있어서, 상기 드라이버 회로는 상기 전기적 상호접속부에 전기적으로 접속되어 있는 것인 MEMS 장치.
제13항에 있어서, 상기 화상 데이터를 상기 프로세서에 전송하도록 구성된 화상 공급원 모듈(image source module)을 추가로 포함하는 MEMS 장치.
제13항에 있어서, 입력 데이터를 수신하여 해당 입력 데이터를 상기 프로세서에 전달하도록 구성된 입력 장치를 추가로 포함하는 MEMS 장치.
기판 위에 제1전극층을 증착시키는 단계;
상기 제1전극층을 패턴화하여 어레이 영역에 하부 전극을 형성하는, 제1전극층의 패턴화 단계;
상기 기판 위에 전도성 층을 증착시키는 단계;
상기 전도성 층을 패턴화하여 주변 영역에 전기적 상호접속부를 형성하는, 전도성 층의 패턴화 단계;
상기 어레이 영역 내의 상기 하부 전극 위에 희생층을 증착시키는 단계;
상기 전도성 층을 패턴화한 후, 상기 희생층 위에 제2전극층을 증착시켜 상기 어레이 영역에 상부 전극을 형성하고, 상기 주변 영역 내의 상기 전도성 층 위에 상기 제2전극층을 증착시키는 단계; 및
상기 어레이 영역 내의 상기 희생층을 제거하는 단계를 포함하되,
상기 전도성 층은 니켈, 구리, 크롬 및 은으로 이루어진 군으로부터 선택된 재료를 포함하고, 상기 전기적 상호접속부는 상기 하부 전극과 상기 상부 전극 중 적어도 하나에 전기적으로 접속되는 것인, 마이크로전자기계 시스템(MEMS) 장치의 제조방법.
제19항에 있어서, 상기 제1전극층의 패턴화 단계는 상기 전도성 층을 패턴화하기 전에 수행되는 것인, MEMS 장치의 제조방법.
제20항에 있어서, 상기 제1전극층의 패턴화 단계는 상기 전도성 층을 증착시키기 전에 수행되는 것인, MEMS 장치의 제조방법.
제21항에 있어서, 상기 전도성 층과 상기 하부 전극 위에 유전체층을 증착시키는 단계를 추가로 포함하는 것인, MEMS 장치의 제조방법.
제19항에 있어서, 상기 전도성 층의 패턴화 단계는 상기 제1전극층을 패턴화하기 전에 수행되는 것인, MEMS 장치의 제조방법.
제19항 또는 제23항에 있어서, 상기 전도성 층의 패턴화 단계는 상기 제1전극층을 증착시키기 전에 수행되는 것인, MEMS 장치의 제조방법.
제19항에 있어서, 상기 제2전극층을 증착시키는 단계는 니켈층을 증착시키는 단계를 포함하는 것인, MEMS 장치의 제조방법.
제19항 내지 제23항 및 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2전극층은 알루미늄을 포함하고, 상기 전도성 층은 니켈을 포함하는 것인, MEMS 장치의 제조방법.
제26항에 있어서, 상기 전기적 상호접속부에 드라이버를 접속하는 단계를 추가로 포함하는 것인, MEMS 장치의 제조방법.
제26항에 있어서, 상기 기판은 투명 기판을 포함하는 것인 MEMS 장치의 제조방법.
제26항에 있어서, 상기 하부 전극층을 증착시키는 단계는 투명 전도성 층을 증착시키는 단계를 포함하는 것인, MEMS 장치의 제조방법.
제29항에 있어서, 상기 투명 전도성 층은 인듐 주석 산화물을 포함하는 것인, MEMS 장치의 제조방법.
제29항에 있어서, 상기 하부 전극층을 증착시키는 단계는 부분 반사층을 증착시키는 단계를 추가로 포함하는 것인, MEMS 장치의 제조방법.
제31항에 있어서, 상기 부분 반사층은 크롬 혹은 몰리브덴 크롬을 포함하는 것인, MEMS 장치의 제조방법.
제26항에 있어서, 상기 전도성 층을 패턴화한 후, 상기 전도성 층과 상기 하부 전극 위에 유전체 층을 증착시키는 단계를 추가로 포함하는 것인, MEMS 장치의 제조방법.
제26항에 있어서, 상기 장치는 상기 어레이 영역 내에 간섭계 변조기를 포함하는 것인, MEMS 장치의 제조방법.