JP2003340795A - 静電駆動型ｍｅｍｓ素子とその製造方法、光学ｍｅｍｓ素子、光変調素子、ｇｌｖデバイス及びレーザディスプレイ - Google Patents
静電駆動型ｍｅｍｓ素子とその製造方法、光学ｍｅｍｓ素子、光変調素子、ｇｌｖデバイス及びレーザディスプレイInfo
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- JP2003340795A JP2003340795A JP2002144981A JP2002144981A JP2003340795A JP 2003340795 A JP2003340795 A JP 2003340795A JP 2002144981 A JP2002144981 A JP 2002144981A JP 2002144981 A JP2002144981 A JP 2002144981A JP 2003340795 A JP2003340795 A JP 2003340795A
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- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
- B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
- B81C1/00642—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for improving the physical properties of a device
- B81C1/0065—Mechanical properties
- B81C1/00666—Treatments for controlling internal stress or strain in MEMS structures
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
- B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
- B81B2201/04—Optical MEMS
- B81B2201/047—Optical MEMS not provided for in B81B2201/042 - B81B2201/045
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- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
- B81B2203/00—Basic microelectromechanical structures
- B81B2203/05—Type of movement
- B81B2203/053—Translation according to an axis perpendicular to the substrate
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
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- B81C2201/00—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems
- B81C2201/01—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate
- B81C2201/0161—Controlling physical properties of the material
- B81C2201/0163—Controlling internal stress of deposited layers
- B81C2201/0169—Controlling internal stress of deposited layers by post-annealing
Abstract
(57)【要約】
【課題】 静電駆動型ＭＥＭＳ素子を構成するビームの
平坦化を図り、或いはビーム形状の安定化、均一化を図
る。 【解決手段】 基板側電極３３と、基板側電極３３に対
向して配置され、駆動側電極３７を有して両端部分が支
持されたビーム３６とを備え、ビーム３６の両端部分に
夫々少なくとも２つの支持部３５Ａ，３５Ｂ、及び３５
Ｃ，３５Ｄを有し、該支持部３５のうち、内側の支持部
３５Ｂ，３５Ｃの高さｔ1 が外側の支持部３５Ａ，３５
Ｄの高さｔ2 より低く設定されて成る。
平坦化を図り、或いはビーム形状の安定化、均一化を図
る。 【解決手段】 基板側電極３３と、基板側電極３３に対
向して配置され、駆動側電極３７を有して両端部分が支
持されたビーム３６とを備え、ビーム３６の両端部分に
夫々少なくとも２つの支持部３５Ａ，３５Ｂ、及び３５
Ｃ，３５Ｄを有し、該支持部３５のうち、内側の支持部
３５Ｂ，３５Ｃの高さｔ1 が外側の支持部３５Ａ，３５
Ｄの高さｔ2 より低く設定されて成る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、静電駆動型のＭＥ
ＭＳ素子とその製造方法、光学ＭＥＭＳ素子、光変調素
子、ＧＬＶデバイス、及びレーザディスプレイに関す
る。
ＭＳ素子とその製造方法、光学ＭＥＭＳ素子、光変調素
子、ＧＬＶデバイス、及びレーザディスプレイに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】微細技術の進展に伴い、いわゆるマイク
ロマシン（ＭＥＭＳ：Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍ
ｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ、超小型電気的・
機械的複合体）素子、及びＭＥＭＳ素子を組み込んだ小
型機器が、注目されている。ＭＥＭＳ素子は、シリコン
基板、ガラス基板等の基板上に微細構造体として形成さ
れ、機械的駆動力を出力する駆動体と、駆動体を制御す
る半導体集積回路等とを電気的に、更に機械的に結合さ
せた素子である。ＭＥＭＳ素子の基本的な特徴は、機械
的構造として構成されている駆動体が素子の一部に組み
込まれていることであって、駆動体の駆動は、電極間の
クローン引力などを応用して電気的に行われる。
ロマシン（ＭＥＭＳ：Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍ
ｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ、超小型電気的・
機械的複合体）素子、及びＭＥＭＳ素子を組み込んだ小
型機器が、注目されている。ＭＥＭＳ素子は、シリコン
基板、ガラス基板等の基板上に微細構造体として形成さ
れ、機械的駆動力を出力する駆動体と、駆動体を制御す
る半導体集積回路等とを電気的に、更に機械的に結合さ
せた素子である。ＭＥＭＳ素子の基本的な特徴は、機械
的構造として構成されている駆動体が素子の一部に組み
込まれていることであって、駆動体の駆動は、電極間の
クローン引力などを応用して電気的に行われる。
【０００３】図１６は、所謂両持ち梁方式の静電駆動型
のＭＥＭＳデバイスの概念構成を示す。このＭＥＭＳ素
子は１は、基板２と、基板２上に形成した基板側電極３
と、基板側電極に対向して平行に配置された駆動側電極
４を有するビーム６と、このビーム６の両端を支持する
支持部７とを備えて成る。ビーム６と基板側電極３と
は、その間の空隙８によって電気的に絶縁されている。
基板２は、例えば、図示するシリコン（Ｓｉ）やガリウ
ム砒素（ＧａＡｓ）などの半導体基板９上に絶縁膜１０
を形成した基板や、ガラス基板のような絶縁性基板など
の所要基板が用いられる。基板側電極３は、不純物をド
ーピングした多結晶シリコン膜、金属膜（例えばタング
ステン（Ｗ）蒸着膜）などで形成される。基板側電極３
を含む基板２上の全面に絶縁膜１１が形成され、この絶
縁膜１１に対向してビーム６が配置される。ビーム６
は、例えばシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）等の絶縁膜５
と、その上面に形成された膜厚１００ｎｍ程度の例えば
Ａｌ膜からなる駆動側電極４とから構成される。
のＭＥＭＳデバイスの概念構成を示す。このＭＥＭＳ素
子は１は、基板２と、基板２上に形成した基板側電極３
と、基板側電極に対向して平行に配置された駆動側電極
４を有するビーム６と、このビーム６の両端を支持する
支持部７とを備えて成る。ビーム６と基板側電極３と
は、その間の空隙８によって電気的に絶縁されている。
基板２は、例えば、図示するシリコン（Ｓｉ）やガリウ
ム砒素（ＧａＡｓ）などの半導体基板９上に絶縁膜１０
を形成した基板や、ガラス基板のような絶縁性基板など
の所要基板が用いられる。基板側電極３は、不純物をド
ーピングした多結晶シリコン膜、金属膜（例えばタング
ステン（Ｗ）蒸着膜）などで形成される。基板側電極３
を含む基板２上の全面に絶縁膜１１が形成され、この絶
縁膜１１に対向してビーム６が配置される。ビーム６
は、例えばシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）等の絶縁膜５
と、その上面に形成された膜厚１００ｎｍ程度の例えば
Ａｌ膜からなる駆動側電極４とから構成される。
【０００４】図１９は、かかるＭＥＭＳ素子１の製造工
程を示す。先ず、図１９Ａに示すように、基板、例えば
半導体基板９の表面上に絶縁膜１０を形成した基板を用
意し、この基板２上に導電膜を堆積しパターニングして
基板側電極３を形成し、次いで全面に絶縁膜１１を堆積
する。次に、図１９Ｂに示すように、犠牲層となる例え
ば多結晶シリコン膜を堆積しパターニングして多結晶シ
リコン膜による犠牲層１２を形成する。このパターニン
グによって、後述するビームの支持部を形成すべき部分
には開口１３〔１３Ａ，１３Ｂ〕が形成される。次に、
図１９Ｃに示すように、犠牲層１２上及び開口１３〔１
３Ａ，１３Ｂ〕内に臨む基板２上にわたって絶縁膜、例
えばシリコン窒化膜５と駆動側電極となる例えばＡｌ膜
を積層し、所定のビーム形状にパターニングする。次
に、図１９Ｄに示す最終段階で、犠牲層１２を選択的に
除去し、ＭＥＭＳ駆動部分であるビーム６を形成する。
ビーム６は、ＳｉＮ膜５とＡｌ膜による駆動電極４から
なる２層膜構造で形成され、空隙８を挟んで基板２に対
向して配されると共に、その両端がビーム６に連続して
一体に形成された同じ２層膜構造による支持部７〔７
Ａ，７Ｂ〕にて支持される。犠牲層１２の材料は、基板
側電極３、絶縁膜１１や、ビーム６とのエッチング選択
性が高いものが選択され、犠牲層１２の除去に際してＨ
Ｆ蒸気や、ＸｅＦ2ガス等によりガスエッチングするこ
とが有効である。犠牲層１２を酸化膜で形成し、希フッ
酸溶液によりウェットエッチングする方法も採用され
る。このようにして、両持ち梁方式の静電駆動型のＭＥ
ＭＳ素子１を得る。
程を示す。先ず、図１９Ａに示すように、基板、例えば
半導体基板９の表面上に絶縁膜１０を形成した基板を用
意し、この基板２上に導電膜を堆積しパターニングして
基板側電極３を形成し、次いで全面に絶縁膜１１を堆積
する。次に、図１９Ｂに示すように、犠牲層となる例え
ば多結晶シリコン膜を堆積しパターニングして多結晶シ
リコン膜による犠牲層１２を形成する。このパターニン
グによって、後述するビームの支持部を形成すべき部分
には開口１３〔１３Ａ，１３Ｂ〕が形成される。次に、
図１９Ｃに示すように、犠牲層１２上及び開口１３〔１
３Ａ，１３Ｂ〕内に臨む基板２上にわたって絶縁膜、例
えばシリコン窒化膜５と駆動側電極となる例えばＡｌ膜
を積層し、所定のビーム形状にパターニングする。次
に、図１９Ｄに示す最終段階で、犠牲層１２を選択的に
除去し、ＭＥＭＳ駆動部分であるビーム６を形成する。
ビーム６は、ＳｉＮ膜５とＡｌ膜による駆動電極４から
なる２層膜構造で形成され、空隙８を挟んで基板２に対
向して配されると共に、その両端がビーム６に連続して
一体に形成された同じ２層膜構造による支持部７〔７
Ａ，７Ｂ〕にて支持される。犠牲層１２の材料は、基板
側電極３、絶縁膜１１や、ビーム６とのエッチング選択
性が高いものが選択され、犠牲層１２の除去に際してＨ
Ｆ蒸気や、ＸｅＦ2ガス等によりガスエッチングするこ
とが有効である。犠牲層１２を酸化膜で形成し、希フッ
酸溶液によりウェットエッチングする方法も採用され
る。このようにして、両持ち梁方式の静電駆動型のＭＥ
ＭＳ素子１を得る。
【０００５】このような両持ち梁形態のＭＥＭＳデバイ
スにおいて、機械特性を決定するのは、振動板であるビ
ーム６の物理的な大きさにより決定される。ビーム６の
幅、厚さは、プロセスで決定されるが、支持部７Ａ及び
７Ｂ間の間隔などは、構造に起因する重要な因子であ
る。
スにおいて、機械特性を決定するのは、振動板であるビ
ーム６の物理的な大きさにより決定される。ビーム６の
幅、厚さは、プロセスで決定されるが、支持部７Ａ及び
７Ｂ間の間隔などは、構造に起因する重要な因子であ
る。
【０００６】このＭＥＭＳ素子１では、基板側電極３と
駆動側電極４に与える電位に応じて、ビーム６が基板側
電極３との間の静電引力又は静電反発により変位し、例
えばビーム６が基板側電極３に対して平行状態と凹み状
態に変位する。
駆動側電極４に与える電位に応じて、ビーム６が基板側
電極３との間の静電引力又は静電反発により変位し、例
えばビーム６が基板側電極３に対して平行状態と凹み状
態に変位する。
【０００７】ＭＥＭＳ素子１は、駆動側電極４を光反射
膜として表面に光が照射されたとき、ビーム６の駆動位
置に応じて、その光の反射方向が異なることを利用し一
方向の反射光を検出してスイッチ機能を持たせた、光ス
イッチとして適用できる。また、ＭＥＭＳ素子１は、光
強度を変調させる光変調素子として適用できる。光の反
射を利用するときは、ビーム６を振動させて単位時間当
たりの一方向の反射量で光強度を変調する。この光変調
素子は、いわゆる時間変調である。光の回折を利用する
ときは、共通の基板側電極３に対して複数のビームを並
列配置して光変調素子を構成し、共通の基板側電極３に
対する例えば１つ置きのビームの近接、離間の動作によ
り、光反射膜を兼ねる駆動側電極４の高さを変化させ、
光の回折によって駆動側電極４で反射する光の強度を変
調する。この光変調素子は、いわゆる空間変調である。
膜として表面に光が照射されたとき、ビーム６の駆動位
置に応じて、その光の反射方向が異なることを利用し一
方向の反射光を検出してスイッチ機能を持たせた、光ス
イッチとして適用できる。また、ＭＥＭＳ素子１は、光
強度を変調させる光変調素子として適用できる。光の反
射を利用するときは、ビーム６を振動させて単位時間当
たりの一方向の反射量で光強度を変調する。この光変調
素子は、いわゆる時間変調である。光の回折を利用する
ときは、共通の基板側電極３に対して複数のビームを並
列配置して光変調素子を構成し、共通の基板側電極３に
対する例えば１つ置きのビームの近接、離間の動作によ
り、光反射膜を兼ねる駆動側電極４の高さを変化させ、
光の回折によって駆動側電極４で反射する光の強度を変
調する。この光変調素子は、いわゆる空間変調である。
【０００８】図２０は、ＳＬＭ（シリコンライトマシー
ン）社がレーザディスプレイ用光強度変換素子、つまり
光変換器として開発したＧＬＶ（Ｇｒａｔｉｎｇ Ｌｉ
ｇｈｔ Ｖａｌｖｅ）デバイスの構成を示す。ＧＬＶデ
バイス２１は、図２０Ａに示すように、ガラス基板等の
絶縁基板２２上にタングステン、チタンなどの高融点金
属およびそれらの窒化膜、またはポリシリコン薄膜によ
る共通の基板側電極２３が形成され、この基板側電極２
３に交叉して両持ち梁構造の６つのビーム２６〔２
６1 、２６2 、２６3 、２６4 、２６5 、２６6 〕が並
列配置されてなる。基板側電極２３及びビーム２６の構
成は、図２０Ｂに示すように、例えばＳｉＮ膜によるブ
リッジ部材２５の基板側電極２３と平衡する面上に膜厚
１００ｎｍ程度のＡｌ膜による反射膜兼駆動側電極２４
が形成されてなる。ブリッジ部材２５と、その上に設け
られた反射膜兼駆動側電極２４とからなるビーム２６
は、リボンと通称されている部位である。
ン）社がレーザディスプレイ用光強度変換素子、つまり
光変換器として開発したＧＬＶ（Ｇｒａｔｉｎｇ Ｌｉ
ｇｈｔ Ｖａｌｖｅ）デバイスの構成を示す。ＧＬＶデ
バイス２１は、図２０Ａに示すように、ガラス基板等の
絶縁基板２２上にタングステン、チタンなどの高融点金
属およびそれらの窒化膜、またはポリシリコン薄膜によ
る共通の基板側電極２３が形成され、この基板側電極２
３に交叉して両持ち梁構造の６つのビーム２６〔２
６1 、２６2 、２６3 、２６4 、２６5 、２６6 〕が並
列配置されてなる。基板側電極２３及びビーム２６の構
成は、図２０Ｂに示すように、例えばＳｉＮ膜によるブ
リッジ部材２５の基板側電極２３と平衡する面上に膜厚
１００ｎｍ程度のＡｌ膜による反射膜兼駆動側電極２４
が形成されてなる。ブリッジ部材２５と、その上に設け
られた反射膜兼駆動側電極２４とからなるビーム２６
は、リボンと通称されている部位である。
【０００９】ＧＬＶデバイス２１では、基板側電極２３
と反射膜兼駆動側電極２４との間に微小電圧を印加する
と、前述した静電現象によってビーム２６が基板側電極
２３に向かって近接し、また電圧の印加を停止すると離
間して元の状態に戻る。そして、基板側電極２３に対す
る複数のビーム２６の近接、離間の動作（即ち、１つ置
きのビームの近接、離間の動作）により、反射膜兼駆動
側電極２４の高さを交互に変化させ、光の回折によって
（６つのビーム２６全体に対して１つの光スポットが照
射される）、駆動側電極２４で反射する光の強度を変調
することができる。
と反射膜兼駆動側電極２４との間に微小電圧を印加する
と、前述した静電現象によってビーム２６が基板側電極
２３に向かって近接し、また電圧の印加を停止すると離
間して元の状態に戻る。そして、基板側電極２３に対す
る複数のビーム２６の近接、離間の動作（即ち、１つ置
きのビームの近接、離間の動作）により、反射膜兼駆動
側電極２４の高さを交互に変化させ、光の回折によって
（６つのビーム２６全体に対して１つの光スポットが照
射される）、駆動側電極２４で反射する光の強度を変調
することができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した両
持ち梁方式のＭＥＭＳ素子では、駆動するビーム６の残
留応力の緩和がしばしば問題となることが指摘される。
図１６の構造のＭＥＭＳ素子１を用いて説明する。犠牲
層１２を除去する前までは、犠牲層１２を含めた多層構
造となっており、各膜の間の力学平衡のみにより振動体
であるビーム６の形状が支配されている。例えば、Ａｌ
／ＳｉＮの２層膜構造のビーム６の場合、図１７に示す
ように、犠牲層１２の除去後に支持部（いわゆる支柱）
７Ａ及び７Ｂ間でビーム６が上向きの円弧を描くように
変形する（実線図示）傾向をもつことが知られている。
また、この状態（犠牲層１２の除去された状態）で、ア
ニールを施すと。今度は下向きに円弧を描くように反る
（破線図示）ことが容易に理解できる。
持ち梁方式のＭＥＭＳ素子では、駆動するビーム６の残
留応力の緩和がしばしば問題となることが指摘される。
図１６の構造のＭＥＭＳ素子１を用いて説明する。犠牲
層１２を除去する前までは、犠牲層１２を含めた多層構
造となっており、各膜の間の力学平衡のみにより振動体
であるビーム６の形状が支配されている。例えば、Ａｌ
／ＳｉＮの２層膜構造のビーム６の場合、図１７に示す
ように、犠牲層１２の除去後に支持部（いわゆる支柱）
７Ａ及び７Ｂ間でビーム６が上向きの円弧を描くように
変形する（実線図示）傾向をもつことが知られている。
また、この状態（犠牲層１２の除去された状態）で、ア
ニールを施すと。今度は下向きに円弧を描くように反る
（破線図示）ことが容易に理解できる。
【００１１】しかるに、このようなビームの反りは、Ｍ
ＥＭＳデバイスでは支持部において全てを吸収すること
になる。そこで、両持ち梁方式のＭＥＭＳ素子において
は、しばしば図１８に示すように、ビーム６の両端の夫
々に支柱１５を２つずつ（計４つ）形成し、ＭＥＭＳ素
子にとって重要となる、ビーム６の相対位置を固定する
ことが行われている。ここで、外側の支柱１５Ａをアン
カー、内側の支柱１５Ｂをポスト、等と名づけることも
ある。
ＥＭＳデバイスでは支持部において全てを吸収すること
になる。そこで、両持ち梁方式のＭＥＭＳ素子において
は、しばしば図１８に示すように、ビーム６の両端の夫
々に支柱１５を２つずつ（計４つ）形成し、ＭＥＭＳ素
子にとって重要となる、ビーム６の相対位置を固定する
ことが行われている。ここで、外側の支柱１５Ａをアン
カー、内側の支柱１５Ｂをポスト、等と名づけることも
ある。
【００１２】しかしながら、このような内部歪みを蓄積
したＭＥＭＳ素子は、高信頼性をもって使用することが
困難である。例えば、複数のビームを有する場合の各ビ
ーム形状が均一にならず、性能的に劣ってしまう。ま
た、図１７に示すように、支持部７〔７Ａ，７Ｂ〕での
応力局所集中により、形状歪みや、著しい場合は支持部
７近傍にクラックなどの破壊が進行することがある。
したＭＥＭＳ素子は、高信頼性をもって使用することが
困難である。例えば、複数のビームを有する場合の各ビ
ーム形状が均一にならず、性能的に劣ってしまう。ま
た、図１７に示すように、支持部７〔７Ａ，７Ｂ〕での
応力局所集中により、形状歪みや、著しい場合は支持部
７近傍にクラックなどの破壊が進行することがある。
【００１３】本発明は、上述の点に鑑み、ビームの平坦
化、またビーム形状の安定化、均一化を図った静電駆動
型ＭＥＭＳ素子とその製造方法、光学ＭＥＭＳ素子、光
変調素子、ＧＬＶデバイス、及びレーザディスプレイを
提供するものである。
化、またビーム形状の安定化、均一化を図った静電駆動
型ＭＥＭＳ素子とその製造方法、光学ＭＥＭＳ素子、光
変調素子、ＧＬＶデバイス、及びレーザディスプレイを
提供するものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明に係る静電駆動型
ＭＥＭＳ素子は、基板側電極と、基板側電極に対向して
配置され、駆動側電極を有して両端部分が支持されたビ
ームとを備え、ビームの両端部分に夫々少なくとも２つ
の支持部を有し、この支持部のうち、内側に位置する支
持部の高さが外側に位置する支持部の高さより低く設定
された構成とする。ビームは、駆動側電極と基板側電極
との間に働く静電引力又は静電反発力により駆動するも
のである。ビームに関しては、以下同様である。
ＭＥＭＳ素子は、基板側電極と、基板側電極に対向して
配置され、駆動側電極を有して両端部分が支持されたビ
ームとを備え、ビームの両端部分に夫々少なくとも２つ
の支持部を有し、この支持部のうち、内側に位置する支
持部の高さが外側に位置する支持部の高さより低く設定
された構成とする。ビームは、駆動側電極と基板側電極
との間に働く静電引力又は静電反発力により駆動するも
のである。ビームに関しては、以下同様である。
【００１５】本発明の静電駆動型ＭＥＭＳ素子では、初
期状態（いわゆる仮完成の状態）のときに、ビームが外
側の支持部だけに支持され内側の支持部には支持されて
いないので、ビームは外側の支持部との間で歪みが緩和
される。その後の、例えば素子性能の均一化等を目的と
した熱処理工程を経ても、ビームそのものに残留応力等
が発生することがない。ビームの歪みが緩和された状態
で、ビームを１回目の駆動で内側の支持部に接合又は当
接することにより、ビームが平坦化され、或いはビーム
形状の安定化、均一化が図れる。
期状態（いわゆる仮完成の状態）のときに、ビームが外
側の支持部だけに支持され内側の支持部には支持されて
いないので、ビームは外側の支持部との間で歪みが緩和
される。その後の、例えば素子性能の均一化等を目的と
した熱処理工程を経ても、ビームそのものに残留応力等
が発生することがない。ビームの歪みが緩和された状態
で、ビームを１回目の駆動で内側の支持部に接合又は当
接することにより、ビームが平坦化され、或いはビーム
形状の安定化、均一化が図れる。
【００１６】本発明に係る静電駆動型ＭＥＭＳ素子の製
造方法は、基板側電極を形成した基板上に、互いに相対
向して夫々外側の支持部とこの外側の支持部より高さが
低い内側の支持部を形成する工程と、支持部を埋め込み
且つ外側の支持部の表面が臨むように犠牲層を形成する
工程と、犠牲層上に前記外側の支持部の表面に接合する
ように駆動側電極を有するビームを形成する工程と、犠
牲層を除去し、基板側電極とビームとの間に空隙を形成
すると共に、ビームが内側の支持部と接触しない状態を
形成する工程とを有する。また、本発明に係る静電駆動
型ＭＥＭＳ素子の製造方法は、基板側電極を形成した基
板上に互いに相対向する内側の支持部を形成する工程
と、基板上に、内側の支持部を埋込み且つ該両内側の支
持部の外側まで延長し、内側の支持部の高さより厚い膜
厚の犠牲層を形成する工程と、犠牲層の上面及び側面、
さらに基板上に延長して同一の材料層を形成し、該材料
層をパターニングして駆動側電極を有するビームとこの
ビームに連続した外側の支持部とを形成する工程と、犠
牲層を除去し、基板側電極とビームとの間の空間を形成
する共に、ビームが内側の支持部と接触しない状態を形
成する工程とを有する。
造方法は、基板側電極を形成した基板上に、互いに相対
向して夫々外側の支持部とこの外側の支持部より高さが
低い内側の支持部を形成する工程と、支持部を埋め込み
且つ外側の支持部の表面が臨むように犠牲層を形成する
工程と、犠牲層上に前記外側の支持部の表面に接合する
ように駆動側電極を有するビームを形成する工程と、犠
牲層を除去し、基板側電極とビームとの間に空隙を形成
すると共に、ビームが内側の支持部と接触しない状態を
形成する工程とを有する。また、本発明に係る静電駆動
型ＭＥＭＳ素子の製造方法は、基板側電極を形成した基
板上に互いに相対向する内側の支持部を形成する工程
と、基板上に、内側の支持部を埋込み且つ該両内側の支
持部の外側まで延長し、内側の支持部の高さより厚い膜
厚の犠牲層を形成する工程と、犠牲層の上面及び側面、
さらに基板上に延長して同一の材料層を形成し、該材料
層をパターニングして駆動側電極を有するビームとこの
ビームに連続した外側の支持部とを形成する工程と、犠
牲層を除去し、基板側電極とビームとの間の空間を形成
する共に、ビームが内側の支持部と接触しない状態を形
成する工程とを有する。
【００１７】本発明の静電駆動型ＭＥＭＳ素子の製造方
法によれば、ビームが平坦化され、或いはビーム形状が
安定化、均一化されたＭＥＭＳ素子を製造することがで
きる。
法によれば、ビームが平坦化され、或いはビーム形状が
安定化、均一化されたＭＥＭＳ素子を製造することがで
きる。
【００１８】本発明に係る光学ＭＥＭＳ素子は、基板側
電極と、基板側電極に対向して配置され、駆動側電極を
有して両端部分が支持されたビームとを備え、ビームの
両端部分に夫々少なくとも２つの支持部を有し、この支
持部のうち、内側に位置する支持部の高さが外側に位置
する支持部の高さより低く設定された構成とする。
電極と、基板側電極に対向して配置され、駆動側電極を
有して両端部分が支持されたビームとを備え、ビームの
両端部分に夫々少なくとも２つの支持部を有し、この支
持部のうち、内側に位置する支持部の高さが外側に位置
する支持部の高さより低く設定された構成とする。
【００１９】本発明の光学ＭＥＭＳ素子では、初期状態
（いわゆる仮完成の状態）のときに、ビームが外側の支
持部だけに支持され内側の支持部には支持されていなの
で、上述と同様に、ビームは外側の支持部との間で歪み
が緩和され、その後の熱処理工程を経てもビームに残留
応力が発生しない。その後、ビームの１回目の駆動でビ
ームが内側の支持部に接合又は当接することにより、ビ
ームが平坦化され、或いはビーム形状の安定化、均一化
が図られ、光学ＭＥＭＳ素子の信頼性が向上する。
（いわゆる仮完成の状態）のときに、ビームが外側の支
持部だけに支持され内側の支持部には支持されていなの
で、上述と同様に、ビームは外側の支持部との間で歪み
が緩和され、その後の熱処理工程を経てもビームに残留
応力が発生しない。その後、ビームの１回目の駆動でビ
ームが内側の支持部に接合又は当接することにより、ビ
ームが平坦化され、或いはビーム形状の安定化、均一化
が図られ、光学ＭＥＭＳ素子の信頼性が向上する。
【００２０】本発明に係る光変調素子は、基板側電極
と、基板側電極に対向して配置され、駆動側電極を有し
て両端部分が支持されたビームとを備え、ビームの両端
部分に夫々少なくとも２つの支持部を有し、この支持部
のうち、内側に位置する支持部の高さが外側に位置する
支持部の高さより低く設定された構成とする。
と、基板側電極に対向して配置され、駆動側電極を有し
て両端部分が支持されたビームとを備え、ビームの両端
部分に夫々少なくとも２つの支持部を有し、この支持部
のうち、内側に位置する支持部の高さが外側に位置する
支持部の高さより低く設定された構成とする。
【００２１】本発明の光変調素子では、初期状態（いわ
ゆる仮完成の状態）のときに、ビームが外側の支持部だ
けに支持され内側の支持部には支持されていなので、上
述と同様に、ビームは外側の支持部との間で歪みが緩和
され、その後の熱処理工程を経てもビームに残留応力が
発生しない。その後、ビームの１回目の駆動でビームが
内側の支持部に接合又は当接することにより、ビームが
平坦化され、或いはビーム形状の安定化、均一化が図ら
れる。従って、光変調素子の信頼性が向上する。
ゆる仮完成の状態）のときに、ビームが外側の支持部だ
けに支持され内側の支持部には支持されていなので、上
述と同様に、ビームは外側の支持部との間で歪みが緩和
され、その後の熱処理工程を経てもビームに残留応力が
発生しない。その後、ビームの１回目の駆動でビームが
内側の支持部に接合又は当接することにより、ビームが
平坦化され、或いはビーム形状の安定化、均一化が図ら
れる。従って、光変調素子の信頼性が向上する。
【００２２】本発明に係るＧＬＶデバイスは、共通の基
板側電極と、共通の基板側電極に対向して相互に独立に
並列配置され、反射膜兼駆動側電極を有して両端部分が
支持された複数のビームとを備え、各ビームの両端部分
に夫々少なくとも２つの支持部を有し、この支持部のう
ち、内側に位置する支持部の高さが外側に位置する支持
部の高さより低く設定された構成とする。
板側電極と、共通の基板側電極に対向して相互に独立に
並列配置され、反射膜兼駆動側電極を有して両端部分が
支持された複数のビームとを備え、各ビームの両端部分
に夫々少なくとも２つの支持部を有し、この支持部のう
ち、内側に位置する支持部の高さが外側に位置する支持
部の高さより低く設定された構成とする。
【００２３】本発明のＧＬＶデバイスでは、初期状態
（いわゆる仮完成の状態）のときに、ビームが外側の支
持部だけに支持され内側の支持部には支持されていなの
で、上述と同様に、ビームは外側の支持部との間で歪み
が緩和され、その後の熱処理工程を経てもビームに残留
応力が発生しない。その後、ビームの１回目の駆動でビ
ームが内側の支持部に接合又は当接することにより、ビ
ームが平坦化され、或いはビーム形状の安定化、均一化
され、ダークレベルの均一性が向上し、ＧＬＶデバイス
の信頼性が向上する。
（いわゆる仮完成の状態）のときに、ビームが外側の支
持部だけに支持され内側の支持部には支持されていなの
で、上述と同様に、ビームは外側の支持部との間で歪み
が緩和され、その後の熱処理工程を経てもビームに残留
応力が発生しない。その後、ビームの１回目の駆動でビ
ームが内側の支持部に接合又は当接することにより、ビ
ームが平坦化され、或いはビーム形状の安定化、均一化
され、ダークレベルの均一性が向上し、ＧＬＶデバイス
の信頼性が向上する。
【００２４】本発明に係るレーザディスプレイは、レー
ザ光源と、このレーザ光源から出射されたレーザ光の光
軸上に配置され、レーザ光の光強度を変調するＧＬＶデ
バイスとを有するレーザディスプレイであって、ＧＬＶ
デバイスが、共通の基板側電極と、共通の基板側電極に
対向して相互に独立に並列配置され、反射膜兼駆動側電
極を有して両端部分が支持された複数のビームとを備
え、各ビームの両端部分に夫々少なくとも２つの支持部
を有し、この支持部のうち、内側に位置する支持部の高
さが外側に位置する支持部の高さより低く設定された構
成とする。
ザ光源と、このレーザ光源から出射されたレーザ光の光
軸上に配置され、レーザ光の光強度を変調するＧＬＶデ
バイスとを有するレーザディスプレイであって、ＧＬＶ
デバイスが、共通の基板側電極と、共通の基板側電極に
対向して相互に独立に並列配置され、反射膜兼駆動側電
極を有して両端部分が支持された複数のビームとを備
え、各ビームの両端部分に夫々少なくとも２つの支持部
を有し、この支持部のうち、内側に位置する支持部の高
さが外側に位置する支持部の高さより低く設定された構
成とする。
【００２５】本発明のレーザディスプレイでは、レーザ
光の光強度を変調するＧＬＶデバイスにおいて、初期状
態（いわゆる仮完成の状態）のときに、ビームが外側の
支持部だけに支持され内側の支持部には支持されていな
ので、上述と同様に、ビームは外側の支持部との間で歪
みが緩和され、その後の熱処理工程を経てもビームに残
留応力が発生せず、その後、ビームの１回目の駆動でビ
ームが内側の支持部に接合又は当接し、ビーム画平坦化
され、或いはビーム形状の安定化、均一化され、ダーク
レベルの均一性が向上する。従って、レーザディスプレ
イの信頼性が向上する。
光の光強度を変調するＧＬＶデバイスにおいて、初期状
態（いわゆる仮完成の状態）のときに、ビームが外側の
支持部だけに支持され内側の支持部には支持されていな
ので、上述と同様に、ビームは外側の支持部との間で歪
みが緩和され、その後の熱処理工程を経てもビームに残
留応力が発生せず、その後、ビームの１回目の駆動でビ
ームが内側の支持部に接合又は当接し、ビーム画平坦化
され、或いはビーム形状の安定化、均一化され、ダーク
レベルの均一性が向上する。従って、レーザディスプレ
イの信頼性が向上する。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。
施の形態を説明する。
【００２７】図１は、本発明に係る静電駆動型ＭＥＭＳ
素子の代表的な一実施の形態を示す。本実施の形態に係
るＭＥＭＳ素子３１は、基板３２上に基板側電極３３を
形成し、この基板側電極３３を含む基板３２上の全面に
絶縁膜３４を形成し、この絶縁膜３４上に基板側電極３
３を挟んで互いに対向するように対をなした複数の支持
部３５〔３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ〕を形成し、
基板側電極３３に空隙５０を介して対向するように両端
部分を支持部３５に支持された静電駆動型のビーム３６
を配置して構成される。
素子の代表的な一実施の形態を示す。本実施の形態に係
るＭＥＭＳ素子３１は、基板３２上に基板側電極３３を
形成し、この基板側電極３３を含む基板３２上の全面に
絶縁膜３４を形成し、この絶縁膜３４上に基板側電極３
３を挟んで互いに対向するように対をなした複数の支持
部３５〔３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ〕を形成し、
基板側電極３３に空隙５０を介して対向するように両端
部分を支持部３５に支持された静電駆動型のビーム３６
を配置して構成される。
【００２８】本実施の形態では、特に、支持部３５のう
ち、外側に位置する支持部（支柱：アンカーという）３
５Ａと３５Ｄを高く形成し、内側に位置する支持部（支
柱：ポストという）３５Ｂと３５Ｃを、外側の支持部３
５Ａ，３５Ｄの高さｔ2 に比較して低い高さｔ1 となる
ように形成し、初期状態、すなわち仮完成の状態におい
て、ビーム３６の両端部分が外側の支持部３５Ａと３５
Ｄにて支持され、内側の支持部３５Ｂと３５Ｃにはビー
ム３６が接触しないように構成される。ビーム３６は、
いわゆる両持ち梁式に構成される。なお、ＭＥＭＳ素子
３１の駆動を制御する半導体集積回路等は、同一基板３
２上に組み込まれていても、電気的に接続されたＩＣチ
ップ上に搭載されていてもよい。
ち、外側に位置する支持部（支柱：アンカーという）３
５Ａと３５Ｄを高く形成し、内側に位置する支持部（支
柱：ポストという）３５Ｂと３５Ｃを、外側の支持部３
５Ａ，３５Ｄの高さｔ2 に比較して低い高さｔ1 となる
ように形成し、初期状態、すなわち仮完成の状態におい
て、ビーム３６の両端部分が外側の支持部３５Ａと３５
Ｄにて支持され、内側の支持部３５Ｂと３５Ｃにはビー
ム３６が接触しないように構成される。ビーム３６は、
いわゆる両持ち梁式に構成される。なお、ＭＥＭＳ素子
３１の駆動を制御する半導体集積回路等は、同一基板３
２上に組み込まれていても、電気的に接続されたＩＣチ
ップ上に搭載されていてもよい。
【００２９】基板３２は、シリコン（Ｓｉ）やガリウム
砒素（ＧａＡｓ）などの半導体基板上に絶縁膜を形成し
た基板、ガラス基板のような絶縁性基板等の所要の基板
が用いられる。本例では、シリコン単結晶基板３９上に
シリコン酸化膜（ＳｉＯ2 膜）４０を形成した基板３２
を用いた。基板側電極３３は、不純物ドーピングした多
結晶シリコン膜、金属（例えばタングステン（Ｗ）蒸着
膜）等で形成される。基板側電極３３を覆う絶縁膜３４
は、例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯ2 膜）で形成され
る。ビーム３６は、例えばシリコン窒化膜（ＳｉＮ
膜）、シリコン酸化膜（ＳｉＯ 2 膜）等の絶縁膜、本例
では弾性定数などの物性値がビームの機械的駆動に対し
て適切なシリコン窒化膜３８と、その上の駆動側電極３
７との積層膜で形成される。駆動側電極３８としては、
Ａｇ膜、アルミニウムＡｌを主成分とするＡｌ膜、或い
はチタンＴｉ，タングステンＷ，モリブデンＭｏ，タン
タルＴａ等のいずれかの高融点金属、等を用いることが
できる。本例では膜厚１００ｎｍ程度の例えばＡｌ膜か
らなる駆動側電極３７が用いられる。
砒素（ＧａＡｓ）などの半導体基板上に絶縁膜を形成し
た基板、ガラス基板のような絶縁性基板等の所要の基板
が用いられる。本例では、シリコン単結晶基板３９上に
シリコン酸化膜（ＳｉＯ2 膜）４０を形成した基板３２
を用いた。基板側電極３３は、不純物ドーピングした多
結晶シリコン膜、金属（例えばタングステン（Ｗ）蒸着
膜）等で形成される。基板側電極３３を覆う絶縁膜３４
は、例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯ2 膜）で形成され
る。ビーム３６は、例えばシリコン窒化膜（ＳｉＮ
膜）、シリコン酸化膜（ＳｉＯ 2 膜）等の絶縁膜、本例
では弾性定数などの物性値がビームの機械的駆動に対し
て適切なシリコン窒化膜３８と、その上の駆動側電極３
７との積層膜で形成される。駆動側電極３８としては、
Ａｇ膜、アルミニウムＡｌを主成分とするＡｌ膜、或い
はチタンＴｉ，タングステンＷ，モリブデンＭｏ，タン
タルＴａ等のいずれかの高融点金属、等を用いることが
できる。本例では膜厚１００ｎｍ程度の例えばＡｌ膜か
らなる駆動側電極３７が用いられる。
【００３０】支持部３５は、例えば表面を酸化したポリ
シリコン膜、或いはシリコン窒化膜、シリコン酸化膜等
の適切な絶縁膜等で形成することができる。支持部３５
は、上から見た形状がビーム３６の接合、ないしは当接
によってビーム３６が歪みを生じさせるような極端な形
状でなければ、例えば丸形、矩形、その他の形状でも良
い。
シリコン膜、或いはシリコン窒化膜、シリコン酸化膜等
の適切な絶縁膜等で形成することができる。支持部３５
は、上から見た形状がビーム３６の接合、ないしは当接
によってビーム３６が歪みを生じさせるような極端な形
状でなければ、例えば丸形、矩形、その他の形状でも良
い。
【００３１】図３〜図６は、上述の静電駆動形ＭＥＭＳ
素子３１の製造方法の一実施の形態を示す。先ず、図３
Ａに示すように、所要の基板、本例ではシリコン単結晶
基板３９上にシリコン酸化膜（ＳｉＯ2 膜）４０を形成
した基板３２を用意し、このシリコン酸化膜４０上にフ
ォトリソグラフィー技術を用いて例えば不純物ドーピン
グした多結晶シリコン膜、金属等による基板側電極３３
を形成する。次いで、基板側電極３３を含む基板３２の
全面上に所要の膜厚の絶縁膜、本例ではシリコン酸化膜
（ＳｉＯ2 膜）３４を形成し、このシリコン酸化膜３４
上に基板側電極３３の両端外側に対応する位置に互いに
相対向して１対の第１の支持部、即ち内側の支柱（いわ
ゆるポスト）３５Ｂ及び３５Ｃの形状に対応する材料層
を形成する。本例では材料層として多結晶シリコン膜４
２を用い、フォトリソグラフィー技術を用いて支柱３５
Ｂ及び３５Ｃの形状にパターニングし、支柱形状の多結
晶シリコン膜４２を形成する。
素子３１の製造方法の一実施の形態を示す。先ず、図３
Ａに示すように、所要の基板、本例ではシリコン単結晶
基板３９上にシリコン酸化膜（ＳｉＯ2 膜）４０を形成
した基板３２を用意し、このシリコン酸化膜４０上にフ
ォトリソグラフィー技術を用いて例えば不純物ドーピン
グした多結晶シリコン膜、金属等による基板側電極３３
を形成する。次いで、基板側電極３３を含む基板３２の
全面上に所要の膜厚の絶縁膜、本例ではシリコン酸化膜
（ＳｉＯ2 膜）３４を形成し、このシリコン酸化膜３４
上に基板側電極３３の両端外側に対応する位置に互いに
相対向して１対の第１の支持部、即ち内側の支柱（いわ
ゆるポスト）３５Ｂ及び３５Ｃの形状に対応する材料層
を形成する。本例では材料層として多結晶シリコン膜４
２を用い、フォトリソグラフィー技術を用いて支柱３５
Ｂ及び３５Ｃの形状にパターニングし、支柱形状の多結
晶シリコン膜４２を形成する。
【００３２】次に、図３Ｂに示すように、支柱形状の多
結晶シリコン膜４２の表面を熱酸化し、最終的に多結晶
シリコン膜４２に表面酸化膜４３を有した高さｔ1 の支
柱３５Ｂ及び３５Ｃを形成する。
結晶シリコン膜４２の表面を熱酸化し、最終的に多結晶
シリコン膜４２に表面酸化膜４３を有した高さｔ1 の支
柱３５Ｂ及び３５Ｃを形成する。
【００３３】次に、図４Ｃに示すように、第２の支持
部、即ち内側の支柱３５Ｂ及び３５Ｃの高さｔ1 より高
い外側の支柱（いわゆるアンカー）となるべき材料層を
堆積する。本例では材料層として、内側の支柱３５Ｂ及
び３５Ｃの高さｔ1 より厚い所要の膜厚の多結晶シリコ
ン膜４４を堆積する。
部、即ち内側の支柱３５Ｂ及び３５Ｃの高さｔ1 より高
い外側の支柱（いわゆるアンカー）となるべき材料層を
堆積する。本例では材料層として、内側の支柱３５Ｂ及
び３５Ｃの高さｔ1 より厚い所要の膜厚の多結晶シリコ
ン膜４４を堆積する。
【００３４】次に、図４Ｄに示すように、多結晶シリコ
ン膜４４をフォトリソグラフィー技術を用いて外側の支
柱３５Ａ及び３５Ｄの形状にパターニングし、内側の支
柱３５Ｂ及び３５Ｃの外側に夫々支柱形状の多結晶シリ
コン膜４４を形成する。次いで、支柱形状の多結晶シリ
コン膜４４の表面を熱酸化し、最終的に多結晶シリコン
膜４４に表面酸化膜４５を有してなり、内側の支柱３５
Ｂ及び３５Ｃの高さｔ 1 よりも高い、高さｔ2 （ｔ2 ＞
ｔ1 ）の支柱３５Ａ及び３５Ｄを形成する。
ン膜４４をフォトリソグラフィー技術を用いて外側の支
柱３５Ａ及び３５Ｄの形状にパターニングし、内側の支
柱３５Ｂ及び３５Ｃの外側に夫々支柱形状の多結晶シリ
コン膜４４を形成する。次いで、支柱形状の多結晶シリ
コン膜４４の表面を熱酸化し、最終的に多結晶シリコン
膜４４に表面酸化膜４５を有してなり、内側の支柱３５
Ｂ及び３５Ｃの高さｔ 1 よりも高い、高さｔ2 （ｔ2 ＞
ｔ1 ）の支柱３５Ａ及び３５Ｄを形成する。
【００３５】次に、図５Ｅに示すように、内側及び外側
の支柱３５Ｂ，３５Ｃ及び３５Ａ，３５Ｄを埋め込むよ
うに全面に、その後に除去される犠牲層４７を堆積した
後、エッチバックして、又はＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ
Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈ：化学機研磨）
して犠牲層４７をその表面が外側の支柱３５Ａ及び３５
Ｄの表面と同一面となるように平坦化する。次いで、外
側の支柱３５Ａ及び３５Ｄの表面に接合するように犠牲
層４７の表面上にビームとなる材料層を堆積し、この材
料層をビーム形状にパターニングしてビーム３６を形成
する。本例では材料層としてシリコン窒化膜（ＳｉＮ
膜）３８とその上のＡｌ膜３７とからなる２層膜を堆積
し、パターニングしてＡｌ膜３７を駆動側電極とする静
電駆動型のビーム３６を形成する。犠牲層４７の材料
は、基板側電極３３や、ビーム３６とのエッチング選択
性の高いものが選択され、本例では上述のように多結晶
シリコン膜を使用している。
の支柱３５Ｂ，３５Ｃ及び３５Ａ，３５Ｄを埋め込むよ
うに全面に、その後に除去される犠牲層４７を堆積した
後、エッチバックして、又はＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ
Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈ：化学機研磨）
して犠牲層４７をその表面が外側の支柱３５Ａ及び３５
Ｄの表面と同一面となるように平坦化する。次いで、外
側の支柱３５Ａ及び３５Ｄの表面に接合するように犠牲
層４７の表面上にビームとなる材料層を堆積し、この材
料層をビーム形状にパターニングしてビーム３６を形成
する。本例では材料層としてシリコン窒化膜（ＳｉＮ
膜）３８とその上のＡｌ膜３７とからなる２層膜を堆積
し、パターニングしてＡｌ膜３７を駆動側電極とする静
電駆動型のビーム３６を形成する。犠牲層４７の材料
は、基板側電極３３や、ビーム３６とのエッチング選択
性の高いものが選択され、本例では上述のように多結晶
シリコン膜を使用している。
【００３６】次に、図５Ｆに示すように、犠牲層４７を
選択的に除去する。本例では犠牲層４７として多結晶シ
リコン膜を使用しているので、フッ酸（ＨＦ）蒸気や、
ＸｅＦ2 ガスなどのよりガスエッチングすることが有効
である。なお、犠牲層４７として、例えばシリコン酸化
膜を使用するような場合には、希フッ酸溶液によりウェ
ットエッチングする方法も採用される。この犠牲層４７
の選択除去は、図６の平面図及び図７の断面図で示すよ
うに、例えばビーム３６が複数配列するように形成され
るとき、その隣り合うビーム３６の間の隙間４８からエ
ッチングガス４９或いはエッチング液が導入されてエッ
チング除去される。なお、図５Ｆは図６のＡーＡ線上の
断面図に相当し、図７は図６のＢーＢ線上の断面に相当
する。このようにして、仮完成のＭＥＭＳ素子３１を得
る。即ち、基板側電極３３と空隙５０を介して対向する
ように配置された、駆動側電極３７を有するビーム３６
の両端が外側の支柱３５Ａ及び３５Ｄに接合され、内側
の支柱３５Ｂ及び３５Ｃにはビーム３６が接触しない状
態とした、目的の仮完成のＭＥＭＳ素子３１が得られ
る。
選択的に除去する。本例では犠牲層４７として多結晶シ
リコン膜を使用しているので、フッ酸（ＨＦ）蒸気や、
ＸｅＦ2 ガスなどのよりガスエッチングすることが有効
である。なお、犠牲層４７として、例えばシリコン酸化
膜を使用するような場合には、希フッ酸溶液によりウェ
ットエッチングする方法も採用される。この犠牲層４７
の選択除去は、図６の平面図及び図７の断面図で示すよ
うに、例えばビーム３６が複数配列するように形成され
るとき、その隣り合うビーム３６の間の隙間４８からエ
ッチングガス４９或いはエッチング液が導入されてエッ
チング除去される。なお、図５Ｆは図６のＡーＡ線上の
断面図に相当し、図７は図６のＢーＢ線上の断面に相当
する。このようにして、仮完成のＭＥＭＳ素子３１を得
る。即ち、基板側電極３３と空隙５０を介して対向する
ように配置された、駆動側電極３７を有するビーム３６
の両端が外側の支柱３５Ａ及び３５Ｄに接合され、内側
の支柱３５Ｂ及び３５Ｃにはビーム３６が接触しない状
態とした、目的の仮完成のＭＥＭＳ素子３１が得られ
る。
【００３７】上述の本実施の形態にかかる仮完成をした
ＭＥＭＳ素子３１において、そのビーム３６は、外側の
支柱３５Ａ及び３５Ｄとの間で、歪みが緩和されてい
る。例えば、素子特性の均一化などの目的でエージング
などの熱処理工程を経ることとなっても、現在接合して
いる外側の支柱３５Ａ及び３５Ｄとの間で、構造緩和が
行われ、振動板となるビーム３６そのものに残留応力等
が発生することがない。このＭＥＭＳ素子３１の使用を
開始する際には、第１回目の電場を基板側電極３３とビ
ーム３６の駆動側電極３７間に印加する。ビーム３６は
クーロン力で下方に引き寄せられるが、このとき、ビー
ム３６が内側の支柱３５Ｂ及び３５Ｃに当接する。この
ときの電場をαとする。ビーム３６が内側の支柱３５Ｂ
及び３５Ｄに当接した状態でビーム３６を振動させるた
めの振動電場Ｘが基板側電極３３と駆動側電極３７間に
印加される。ビーム３６は、内側の支柱３５Ｂ及び３５
Ｃの当接面を基準に振動することになる。
ＭＥＭＳ素子３１において、そのビーム３６は、外側の
支柱３５Ａ及び３５Ｄとの間で、歪みが緩和されてい
る。例えば、素子特性の均一化などの目的でエージング
などの熱処理工程を経ることとなっても、現在接合して
いる外側の支柱３５Ａ及び３５Ｄとの間で、構造緩和が
行われ、振動板となるビーム３６そのものに残留応力等
が発生することがない。このＭＥＭＳ素子３１の使用を
開始する際には、第１回目の電場を基板側電極３３とビ
ーム３６の駆動側電極３７間に印加する。ビーム３６は
クーロン力で下方に引き寄せられるが、このとき、ビー
ム３６が内側の支柱３５Ｂ及び３５Ｃに当接する。この
ときの電場をαとする。ビーム３６が内側の支柱３５Ｂ
及び３５Ｄに当接した状態でビーム３６を振動させるた
めの振動電場Ｘが基板側電極３３と駆動側電極３７間に
印加される。ビーム３６は、内側の支柱３５Ｂ及び３５
Ｃの当接面を基準に振動することになる。
【００３８】本実施の形態に係るＭＥＭＳ素子３１は、
２通りの使用方法がある。１つ目の使用方法は、第１回
目の電場αを印加してビーム３６を内側の支柱３５Ｂ及
び３５Ｃに当接することにより、ビーム３６と内側の支
柱３５Ｂ及び３５Ｃが接合し、以後、電場αをオフして
も（いわゆる素子３１の停止時）、ビーム３６と内側の
支柱３５Ｂ及び３５Ｃとが離れず、接合状態が維持され
続ける場合である。つまり、ＭＥＭＳ素子３１は、ビー
ム３６が内側の支柱３５Ｂ及び３５Ｃに接合した図２の
形態を維持した状態で使用される。このように、第１回
目の電場αでビーム３６と内側の支柱３５Ｂ及び３５Ｃ
を接合させるには、両者の界面状態をコントロールし、
例えば互いの当接面を鏡面にすれば、当接した後は分子
間力で接合し離れ難くなる。２つ目の使用方法は、ビー
ム３６を内側の支柱３５Ｂ及び３５Ｃに接合させず、電
場αの印加でビーム３６を支柱３５Ｂ及び３５Ｃに当接
し、電場αをオフしたとき、ビーム３６が支柱３５Ｂ及
び３５Ｃより離間して図１の状態に戻る場合である。ビ
ーム３６を、使用時に支柱３５Ｂ及び３５Ｃに当接さ
せ、非使用時に支柱３５Ｂ及び３５Ｃより離間させるに
は、両者の界面状態をコントロールし、例えば一方ある
いは両方の当接面を粗い面にすれば離れ易くなる。
２通りの使用方法がある。１つ目の使用方法は、第１回
目の電場αを印加してビーム３６を内側の支柱３５Ｂ及
び３５Ｃに当接することにより、ビーム３６と内側の支
柱３５Ｂ及び３５Ｃが接合し、以後、電場αをオフして
も（いわゆる素子３１の停止時）、ビーム３６と内側の
支柱３５Ｂ及び３５Ｃとが離れず、接合状態が維持され
続ける場合である。つまり、ＭＥＭＳ素子３１は、ビー
ム３６が内側の支柱３５Ｂ及び３５Ｃに接合した図２の
形態を維持した状態で使用される。このように、第１回
目の電場αでビーム３６と内側の支柱３５Ｂ及び３５Ｃ
を接合させるには、両者の界面状態をコントロールし、
例えば互いの当接面を鏡面にすれば、当接した後は分子
間力で接合し離れ難くなる。２つ目の使用方法は、ビー
ム３６を内側の支柱３５Ｂ及び３５Ｃに接合させず、電
場αの印加でビーム３６を支柱３５Ｂ及び３５Ｃに当接
し、電場αをオフしたとき、ビーム３６が支柱３５Ｂ及
び３５Ｃより離間して図１の状態に戻る場合である。ビ
ーム３６を、使用時に支柱３５Ｂ及び３５Ｃに当接さ
せ、非使用時に支柱３５Ｂ及び３５Ｃより離間させるに
は、両者の界面状態をコントロールし、例えば一方ある
いは両方の当接面を粗い面にすれば離れ易くなる。
【００３９】ＭＥＭＳ素子３１を動作する場合には、上
記両使用方法で駆動電場が異なる。非使用状態（停止
時）において図１の構成を採るＭＥＭＳ素子３１の場
合、ビーム３６の駆動側電極３７と基板側電極３３間
に、駆動電圧Ｘ＋α（Ｘ＞０）を印加して駆動する。当
接電圧αによりビーム３６が支柱３５Ｂ及び３５Ｃに当
接し、振動電圧Ｘにより支柱３５Ｂ及び３５Ｃの当接面
を基準に基板側電極３３側へのビーム３６が振動する。
一方、非使用状態（停止時）において図２の構成を採る
ＭＥＭＳ素子３１の場合、ビーム３６の駆動側電極３７
と基板側電極３３との間に、駆動電圧（いわゆる振動電
圧）Ｘを印加して駆動する。この場合、Ｘの値の選び方
は、基板側電極３３方向への引力だけでなく、斥力が作
用するような極性に設定することもできるようになる。
記両使用方法で駆動電場が異なる。非使用状態（停止
時）において図１の構成を採るＭＥＭＳ素子３１の場
合、ビーム３６の駆動側電極３７と基板側電極３３間
に、駆動電圧Ｘ＋α（Ｘ＞０）を印加して駆動する。当
接電圧αによりビーム３６が支柱３５Ｂ及び３５Ｃに当
接し、振動電圧Ｘにより支柱３５Ｂ及び３５Ｃの当接面
を基準に基板側電極３３側へのビーム３６が振動する。
一方、非使用状態（停止時）において図２の構成を採る
ＭＥＭＳ素子３１の場合、ビーム３６の駆動側電極３７
と基板側電極３３との間に、駆動電圧（いわゆる振動電
圧）Ｘを印加して駆動する。この場合、Ｘの値の選び方
は、基板側電極３３方向への引力だけでなく、斥力が作
用するような極性に設定することもできるようになる。
【００４０】上述の本実施の形態に係るＭＥＭＳ素子３
１によれば、仮完成の状態でビーム３６が内側の支柱３
５Ｂ及び３５Ｃに接合、もしくは当接せず、使用状態で
ビーム３６を内側の支柱３５Ｂ及び３５Ｃに接合、もし
くは当接させる構成であるので、ビーム３６が内側の支
柱３５Ｂ及び３５Ｃに接していない状態のとき、ビーム
３６の加工時の歪みが緩和され、使用時の内側の支柱３
５Ｂ及び３５Ｃに接合、もしくは当接した状態でビーム
３６は、平らになる。つまり、ビーム３６が図１の状態
で自由に歪んだ後、支柱３５Ｂ及び３５Ｃに接合、もし
くは当接するので、ビーム３６は歪みが緩和された状態
で内側の支柱３５Ｂ，３５Ｃに支持される。本実施の形
態では、複数のビーム３６が配置されている場合に、各
ビーム３６のビーム形状を均一にすることができる。Ｍ
ＥＭＳ素子３１においては、ビーム３６の残留応力によ
る素子特性の劣化を回避することができ、より信頼性の
高い静電駆動型のＭＥＭＳ素子を提供することができ
る。
１によれば、仮完成の状態でビーム３６が内側の支柱３
５Ｂ及び３５Ｃに接合、もしくは当接せず、使用状態で
ビーム３６を内側の支柱３５Ｂ及び３５Ｃに接合、もし
くは当接させる構成であるので、ビーム３６が内側の支
柱３５Ｂ及び３５Ｃに接していない状態のとき、ビーム
３６の加工時の歪みが緩和され、使用時の内側の支柱３
５Ｂ及び３５Ｃに接合、もしくは当接した状態でビーム
３６は、平らになる。つまり、ビーム３６が図１の状態
で自由に歪んだ後、支柱３５Ｂ及び３５Ｃに接合、もし
くは当接するので、ビーム３６は歪みが緩和された状態
で内側の支柱３５Ｂ，３５Ｃに支持される。本実施の形
態では、複数のビーム３６が配置されている場合に、各
ビーム３６のビーム形状を均一にすることができる。Ｍ
ＥＭＳ素子３１においては、ビーム３６の残留応力によ
る素子特性の劣化を回避することができ、より信頼性の
高い静電駆動型のＭＥＭＳ素子を提供することができ
る。
【００４１】ＭＥＭＳ素子においては、ビームと支持部
の界面に揺らぎが存在する。ビームと支持部面の高さの
均一性は、製造工程で決定され、成膜工程での膜厚均一
性や加工ばらつき、さらには、結晶グレインの分布な
ど、多数のパラメータで揺らぎ量が決められる。支柱構
造の場合、そのビームと接続する上部と基板と接続する
下部の２か所に揺らぎの要因を有している。ビームと支
持部の界面に存在していた揺らぎパラメータの数を減ら
すことで、揺らぎ要因を減らすことが出来る。上述の本
実施の形態では、歪みが緩和されたビームを内側の支柱
に接合又は当接すう構成であるので、ビームの振動基準
位置（つまり内側の支柱との界面）に存在していた揺ら
ぎが著しく低減され、つまり揺らぎが均一になり、ＭＥ
ＭＳ素子の特性が向上する。
の界面に揺らぎが存在する。ビームと支持部面の高さの
均一性は、製造工程で決定され、成膜工程での膜厚均一
性や加工ばらつき、さらには、結晶グレインの分布な
ど、多数のパラメータで揺らぎ量が決められる。支柱構
造の場合、そのビームと接続する上部と基板と接続する
下部の２か所に揺らぎの要因を有している。ビームと支
持部の界面に存在していた揺らぎパラメータの数を減ら
すことで、揺らぎ要因を減らすことが出来る。上述の本
実施の形態では、歪みが緩和されたビームを内側の支柱
に接合又は当接すう構成であるので、ビームの振動基準
位置（つまり内側の支柱との界面）に存在していた揺ら
ぎが著しく低減され、つまり揺らぎが均一になり、ＭＥ
ＭＳ素子の特性が向上する。
【００４２】上述のように、機械的な振動を利用するＭ
ＥＭＳ素子において、ビームとそれを支持する支柱との
間などに、製造工程に依存する構造歪みが残留すること
は、素子性能の観点で非常に問題である。本実施の形態
では、犠牲層の除去工程を経て、ビームが機械的に開放
された後に、ビームと支柱の相対位置を加工精度の範囲
内で固定することができる。具体的には、従来のバルク
体の状態で行っていたビームと支柱との接合を本実施の
形態では犠牲層を除去した後に行っている。これによっ
て、上述した効果が得られる。尚、ビームと内側の支柱
とは物理的に当接させても良いし、電場駆動される際に
電気的の行っても良い。
ＥＭＳ素子において、ビームとそれを支持する支柱との
間などに、製造工程に依存する構造歪みが残留すること
は、素子性能の観点で非常に問題である。本実施の形態
では、犠牲層の除去工程を経て、ビームが機械的に開放
された後に、ビームと支柱の相対位置を加工精度の範囲
内で固定することができる。具体的には、従来のバルク
体の状態で行っていたビームと支柱との接合を本実施の
形態では犠牲層を除去した後に行っている。これによっ
て、上述した効果が得られる。尚、ビームと内側の支柱
とは物理的に当接させても良いし、電場駆動される際に
電気的の行っても良い。
【００４３】上述の構成において、図２のビーム３６が
支柱３５Ｂ及び３５Ｃに接合した状態で固定されたＭＥ
ＭＳ素子３１の場合、例えば温暖場所から寒冷場所へ行
くと環境が冷えるので支柱３５で支持されたビーム３６
に内在しているストレスの量が変わり、温暖場所で一旦
緩和したビーム３６が歪んでしまう虞がある。この為、
環境に合わせて待機モードを付け、駆動を電圧Ｘ＋αで
行い、駆動電圧Ｘ＋αが完全オフしたときがビーム３６
を支柱３５Ｂ及び３５Ｃがら離して待機状態にする構
成、即ち図１の構成（図１の状態と図２の状態を繰り返
す構成）とした方が、加工時に生じた歪みの緩和と、環
境で生じた歪みの緩和とができ、より好ましい。
支柱３５Ｂ及び３５Ｃに接合した状態で固定されたＭＥ
ＭＳ素子３１の場合、例えば温暖場所から寒冷場所へ行
くと環境が冷えるので支柱３５で支持されたビーム３６
に内在しているストレスの量が変わり、温暖場所で一旦
緩和したビーム３６が歪んでしまう虞がある。この為、
環境に合わせて待機モードを付け、駆動を電圧Ｘ＋αで
行い、駆動電圧Ｘ＋αが完全オフしたときがビーム３６
を支柱３５Ｂ及び３５Ｃがら離して待機状態にする構
成、即ち図１の構成（図１の状態と図２の状態を繰り返
す構成）とした方が、加工時に生じた歪みの緩和と、環
境で生じた歪みの緩和とができ、より好ましい。
【００４４】図８〜図１１は、本発明に係るＭＥＭＳ素
子の他の実施の形態を示す。図８のＭＥＭＳ素子６１
は、支柱３５を６つ設け、仮完成において、そのうち
の、左右夫々の外側のアンカーとなる各２つの支柱３５
Ａ，３５Ａ′と支柱３５Ｄ，３５Ｄ′をビーム３６に接
合し、内側のポストとなる支柱３５Ｂ及び３５Ｃからビ
ーム３６を離すように構成した場合である。その他の構
成は、図１と同様であるので、図１と対応する部分には
同一符号を付して重複説明を省略する。本実施の形態に
係るＭＥＭＳ素子６１においても、図１、図２と同様の
使用方法を採りることができ、前述したＭＥＭＳ素子３
１と同様の作用、効果を奏する。
子の他の実施の形態を示す。図８のＭＥＭＳ素子６１
は、支柱３５を６つ設け、仮完成において、そのうち
の、左右夫々の外側のアンカーとなる各２つの支柱３５
Ａ，３５Ａ′と支柱３５Ｄ，３５Ｄ′をビーム３６に接
合し、内側のポストとなる支柱３５Ｂ及び３５Ｃからビ
ーム３６を離すように構成した場合である。その他の構
成は、図１と同様であるので、図１と対応する部分には
同一符号を付して重複説明を省略する。本実施の形態に
係るＭＥＭＳ素子６１においても、図１、図２と同様の
使用方法を採りることができ、前述したＭＥＭＳ素子３
１と同様の作用、効果を奏する。
【００４５】図９のＭＥＭＳ素子６２は、支柱３５を６
つ設け、仮完成において、そのうちの、左右夫々の外側
のアンカーとなる支柱３５Ａと３５Ｄをビーム３６に接
合し、内側のポストとなる各２つの支柱３５Ｂ，３５
Ｂ′と支柱３５Ｄ，３５Ｄ′からビーム３６を離すよう
に構成した場合である。その他の構成は、図１と同様で
あるので、図１と対応する部分には同一符号を付して重
複説明を省略する。本実施の形態に係るＭＥＭＳ素子６
２においても、図１、図２と同様の使用方法を採りるこ
とができ、前述したＭＥＭＳ素子３１と同様の作用、効
果を奏する。
つ設け、仮完成において、そのうちの、左右夫々の外側
のアンカーとなる支柱３５Ａと３５Ｄをビーム３６に接
合し、内側のポストとなる各２つの支柱３５Ｂ，３５
Ｂ′と支柱３５Ｄ，３５Ｄ′からビーム３６を離すよう
に構成した場合である。その他の構成は、図１と同様で
あるので、図１と対応する部分には同一符号を付して重
複説明を省略する。本実施の形態に係るＭＥＭＳ素子６
２においても、図１、図２と同様の使用方法を採りるこ
とができ、前述したＭＥＭＳ素子３１と同様の作用、効
果を奏する。
【００４６】図１０のＭＥＭＳ素子６３は、支柱３５を
６つ設け、仮完成において、そのうちの、左右夫々の外
側のアンカーとなる支柱３５Ａと３５Ｄをビーム３６に
接合し、内側のポストとなる各２つの支柱３５Ｂ，３５
Ｂ′と支柱３５Ｃ，３５Ｃ′を夫々順次内側に行くに従
って高さが低くなるように（ｔ1 ＞ｔ1 ′）形成して、
この支柱３５Ｂ，３５Ｂ′と支柱３５Ｃ，３５Ｃ′から
ビーム３６を離すように構成した場合である。その他の
構成は、図１と同様であるので、図１と対応する部分に
は同一符号を付して重複説明を省略する。本実施の形態
に係るＭＥＭＳ素子６３においても、図１、図２と同様
の使用方法を採りることができ、前述したＭＥＭＳ素子
３１と同様の作用、効果を奏する。
６つ設け、仮完成において、そのうちの、左右夫々の外
側のアンカーとなる支柱３５Ａと３５Ｄをビーム３６に
接合し、内側のポストとなる各２つの支柱３５Ｂ，３５
Ｂ′と支柱３５Ｃ，３５Ｃ′を夫々順次内側に行くに従
って高さが低くなるように（ｔ1 ＞ｔ1 ′）形成して、
この支柱３５Ｂ，３５Ｂ′と支柱３５Ｃ，３５Ｃ′から
ビーム３６を離すように構成した場合である。その他の
構成は、図１と同様であるので、図１と対応する部分に
は同一符号を付して重複説明を省略する。本実施の形態
に係るＭＥＭＳ素子６３においても、図１、図２と同様
の使用方法を採りることができ、前述したＭＥＭＳ素子
３１と同様の作用、効果を奏する。
【００４７】図１１のＭＥＭＳ素子６４は、仮完成にお
いて、ポストとなる内側の支柱３５Ｂ及び３５Ｃから離
れるように基板側電極３と対向する前述と同様の２層膜
構造のビーム３６を有すると共に、ビーム３６より之と
一体に延長して、支柱３５Ｂ及び３５Ｃの外側に位置す
る高さｔ2 の支柱部分６６Ａ，６６Ｄとこれより絶縁膜
３４上に所定長さにわたって形成した延長部６７Ａ．６
７Ｄを形成して構成した場合である。この構成では各外
側の支柱部分６６Ａと絶縁膜３４上の延長部６７Ａ、支
柱部分６６Ｄと絶縁膜３４上の延長部６７Ｄで、夫々ア
ンカーとなる支柱６８Ａ及び６８Ｄが構成される。その
他の構成は、図１と同様であるので、図１と対応する部
分には同一符号を付して重複説明を省略する。本実施の
形態に係るＭＥＭＳ素子６３においても、図１、図２と
同様の使用方法を採りることができ、前述したＭＥＭＳ
素子３１と同様の作用、効果を奏する。
いて、ポストとなる内側の支柱３５Ｂ及び３５Ｃから離
れるように基板側電極３と対向する前述と同様の２層膜
構造のビーム３６を有すると共に、ビーム３６より之と
一体に延長して、支柱３５Ｂ及び３５Ｃの外側に位置す
る高さｔ2 の支柱部分６６Ａ，６６Ｄとこれより絶縁膜
３４上に所定長さにわたって形成した延長部６７Ａ．６
７Ｄを形成して構成した場合である。この構成では各外
側の支柱部分６６Ａと絶縁膜３４上の延長部６７Ａ、支
柱部分６６Ｄと絶縁膜３４上の延長部６７Ｄで、夫々ア
ンカーとなる支柱６８Ａ及び６８Ｄが構成される。その
他の構成は、図１と同様であるので、図１と対応する部
分には同一符号を付して重複説明を省略する。本実施の
形態に係るＭＥＭＳ素子６３においても、図１、図２と
同様の使用方法を採りることができ、前述したＭＥＭＳ
素子３１と同様の作用、効果を奏する。
【００４８】上述の図８から図１０のＭＥＭＳ素子６
１，６２，６３に関しては、大きな張力を有するビーム
を使用するＭＥＭＳ素子の場合、支柱の組み合わせとし
て、図８から図１０に示したような組み合わせが選定さ
れる。これらの選択は、ビームに要請される平坦度と、
ビーム／支柱／基板間の密着性のトレードオフにより、
最適なものが選定されるべきものである。一方、図１１
のＭＥＭＳ素子６４においては、外側の支柱を基板との
密着層により兼ねることにより、製造工程を簡略化する
ことが出来る構造である。
１，６２，６３に関しては、大きな張力を有するビーム
を使用するＭＥＭＳ素子の場合、支柱の組み合わせとし
て、図８から図１０に示したような組み合わせが選定さ
れる。これらの選択は、ビームに要請される平坦度と、
ビーム／支柱／基板間の密着性のトレードオフにより、
最適なものが選定されるべきものである。一方、図１１
のＭＥＭＳ素子６４においては、外側の支柱を基板との
密着層により兼ねることにより、製造工程を簡略化する
ことが出来る構造である。
【００４９】図１２〜図１３は、上述の静電駆動型ＭＥ
ＭＳ素子６４の製造方法の実施の形態を示す。先ず、図
１２Ａに示すように、所要の基板、本例ではシリコン単
結晶基板３９上にシリコン酸化膜（ＳｉＯ2 膜）４０を
形成した基板３２を用意し、このシリコン酸化膜４０上
にフォトリソグラフィー技術を用いて例えば不純物ドー
ピングした多結晶シリコン膜、金属等による基板側電極
３３を形成する。次いで、基板側電極３３を含む基板３
２の全面上に所要の膜厚の絶縁膜、本例ではシリコン酸
化膜（ＳｉＯ2 膜）３４を形成し、このシリコン酸化膜
３４上に基板側電極３３の両端の外側に対応する位置に
互いに相対向して１対のポストとなる内側の支柱３５Ｂ
及び３５Ｃを形成する。本例では、前述と同様に、多結
晶シリコン膜４２を用い、フォトリソグラフィー技術を
用いて支柱３５Ｂ及び３５Ｃの形状にパターニングし、
支柱形状の多結晶シリコン膜４２を形成する。次いで、
支柱形状の多結晶シリコン膜４２の表面を熱酸化し、最
終的に多結晶シリコン膜４２に表面酸化膜４３を有した
高さｔ1 の内側の支柱３５Ｂ及び３５Ｃを形成する。
ＭＳ素子６４の製造方法の実施の形態を示す。先ず、図
１２Ａに示すように、所要の基板、本例ではシリコン単
結晶基板３９上にシリコン酸化膜（ＳｉＯ2 膜）４０を
形成した基板３２を用意し、このシリコン酸化膜４０上
にフォトリソグラフィー技術を用いて例えば不純物ドー
ピングした多結晶シリコン膜、金属等による基板側電極
３３を形成する。次いで、基板側電極３３を含む基板３
２の全面上に所要の膜厚の絶縁膜、本例ではシリコン酸
化膜（ＳｉＯ2 膜）３４を形成し、このシリコン酸化膜
３４上に基板側電極３３の両端の外側に対応する位置に
互いに相対向して１対のポストとなる内側の支柱３５Ｂ
及び３５Ｃを形成する。本例では、前述と同様に、多結
晶シリコン膜４２を用い、フォトリソグラフィー技術を
用いて支柱３５Ｂ及び３５Ｃの形状にパターニングし、
支柱形状の多結晶シリコン膜４２を形成する。次いで、
支柱形状の多結晶シリコン膜４２の表面を熱酸化し、最
終的に多結晶シリコン膜４２に表面酸化膜４３を有した
高さｔ1 の内側の支柱３５Ｂ及び３５Ｃを形成する。
【００５０】次に、図１２Ｂに示すように、絶縁膜３４
上に支柱３５Ｂ及び３５Ｃを含んで支柱３５Ｂ及び３４
５Ｃの外側に至るようにパターニングされ、支柱３５Ｂ
及び３５Ｃの高さｔ1 よりも厚い膜厚ｔ2 の犠牲層４７
を形成する。
上に支柱３５Ｂ及び３５Ｃを含んで支柱３５Ｂ及び３４
５Ｃの外側に至るようにパターニングされ、支柱３５Ｂ
及び３５Ｃの高さｔ1 よりも厚い膜厚ｔ2 の犠牲層４７
を形成する。
【００５１】次に、図１３Ｃに示すように、犠牲層４７
の上面及び側面、更に絶縁膜３４の上面を含む全面にビ
ームとなる例えばシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）３８とそ
の上のＡｌ膜３７とからなる２層膜を堆積し、パターニ
ングしてＡｌ膜３７を駆動側電極とする静電駆動型のビ
ーム３６を形成する。このとき、同時にビーム３６の両
端にこれと一体の夫々支柱部分６６Ａ，６７Ａと絶縁膜
３４上を這う延長部６７Ａ，６７Ｄからなる高さｔ2 の
外側の支柱６８Ａ及び６８Ｄが形成される。
の上面及び側面、更に絶縁膜３４の上面を含む全面にビ
ームとなる例えばシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）３８とそ
の上のＡｌ膜３７とからなる２層膜を堆積し、パターニ
ングしてＡｌ膜３７を駆動側電極とする静電駆動型のビ
ーム３６を形成する。このとき、同時にビーム３６の両
端にこれと一体の夫々支柱部分６６Ａ，６７Ａと絶縁膜
３４上を這う延長部６７Ａ，６７Ｄからなる高さｔ2 の
外側の支柱６８Ａ及び６８Ｄが形成される。
【００５２】次に、図１３Ｄに示すように、犠牲層４７
を例えばフッ酸（ＨＦ）蒸気や、ＸｅＦ2 ガスなどによ
りガスエッチングして除去し、目的とする仮完成のＭＥ
ＭＳ素子６４を得る。
を例えばフッ酸（ＨＦ）蒸気や、ＸｅＦ2 ガスなどによ
りガスエッチングして除去し、目的とする仮完成のＭＥ
ＭＳ素子６４を得る。
【００５３】上述の本実施の形態に係るＭＥＭＳ素子を
光学ＭＥＭＳ素子に適用した場合には、ビーム形状が安
定したビーム３６、即ち平坦化したビーム３６を形成す
ることができるので、安定したオン、オフ制御できる光
スイッチ、高周波スイッチ、光強度を変調する光変調素
子などの光素子としての性能の向上を図ることができ
る。高周波スイッチは、ミリ波、マイクロ波の伝送配線
スイッチ等に応用される。この高周波スイッチでは、入
力部と出力部間にスイッチ板としてのＭＥＭＳ素子を配
置し、このＭＥＭＳ素子を上下動作させて入力部と出力
部に電気的に接触、非接触させて、導通、非導通が得る
ように構成される。ＭＥＭＳ素子は機械的に動くので、
非常に小さなスイッチを構成することができる。
光学ＭＥＭＳ素子に適用した場合には、ビーム形状が安
定したビーム３６、即ち平坦化したビーム３６を形成す
ることができるので、安定したオン、オフ制御できる光
スイッチ、高周波スイッチ、光強度を変調する光変調素
子などの光素子としての性能の向上を図ることができ
る。高周波スイッチは、ミリ波、マイクロ波の伝送配線
スイッチ等に応用される。この高周波スイッチでは、入
力部と出力部間にスイッチ板としてのＭＥＭＳ素子を配
置し、このＭＥＭＳ素子を上下動作させて入力部と出力
部に電気的に接触、非接触させて、導通、非導通が得る
ように構成される。ＭＥＭＳ素子は機械的に動くので、
非常に小さなスイッチを構成することができる。
【００５４】上述の本実施の形態に係るＭＥＭＳ素子
は、液体や気体等の微小流体の駆動装置の駆動部分に適
用することができる。例えば、ＭＥＭＳ素子のビームを
ダイアフラムとして用い、このビーム上に液体や気体な
どの微小流体を収容するチャンバーを配置し、チャンバ
ーにノズル部を設け、ＭＥＭＳ素子の駆動により、チャ
ンバー内に供給された液体や気体などの微小流体をノズ
ル部より出射する装置を構成することができる。
は、液体や気体等の微小流体の駆動装置の駆動部分に適
用することができる。例えば、ＭＥＭＳ素子のビームを
ダイアフラムとして用い、このビーム上に液体や気体な
どの微小流体を収容するチャンバーを配置し、チャンバ
ーにノズル部を設け、ＭＥＭＳ素子の駆動により、チャ
ンバー内に供給された液体や気体などの微小流体をノズ
ル部より出射する装置を構成することができる。
【００５５】図１４は、本発明に係るＧＬＶデバイスの
実施の形態を示す。本実施の形態に係るＧＬＶデバイス
７１は、基板側電極７２上に形成した共通の基板側電極
７３に対して、前述の図１、図２で説明したと同様に、
高さの異なる支柱７５Ａ，７５Ｄ及び支柱７５Ｂ，７５
Ｃを有し、仮完成の状態では外側の支柱７５Ａ及び７５
Ｄにビームが接合し、内側の支柱７５Ｂ及び７５Ｃから
ビームが離間している複数本例では６つのビーム７６
〔７６1 、７６2 、７６3 、７６4 、７６5 、７６6 〕
を並列配置して構成される。本実施の形態のＧＬＶ７１
は、前述と同様に、基板側電極７３に対する１つ置きの
ビーム７６の近接、離間の動作により、光反射膜を兼ね
る駆動側電極７７の高さを交互に変化させ、光の回折に
よって駆動側電極７７で反射する光の強度を変調する。
実施の形態を示す。本実施の形態に係るＧＬＶデバイス
７１は、基板側電極７２上に形成した共通の基板側電極
７３に対して、前述の図１、図２で説明したと同様に、
高さの異なる支柱７５Ａ，７５Ｄ及び支柱７５Ｂ，７５
Ｃを有し、仮完成の状態では外側の支柱７５Ａ及び７５
Ｄにビームが接合し、内側の支柱７５Ｂ及び７５Ｃから
ビームが離間している複数本例では６つのビーム７６
〔７６1 、７６2 、７６3 、７６4 、７６5 、７６6 〕
を並列配置して構成される。本実施の形態のＧＬＶ７１
は、前述と同様に、基板側電極７３に対する１つ置きの
ビーム７６の近接、離間の動作により、光反射膜を兼ね
る駆動側電極７７の高さを交互に変化させ、光の回折に
よって駆動側電極７７で反射する光の強度を変調する。
【００５６】本実施の形態に係るＧＬＶデバイス７１に
よれば、各ビーム７６の形状を均一にすることができ、
ダークレベルの均一性が向上し、高性能のＧＬＶデバイ
スを提供することができる。
よれば、各ビーム７６の形状を均一にすることができ、
ダークレベルの均一性が向上し、高性能のＧＬＶデバイ
スを提供することができる。
【００５７】図１５は、上述の本実施の形態のＭＥＭＳ
素子を適用した光変調素子としてのＧＬＶデバイスを用
いた光学装置の一実施の形態を示す。本例ではレーザデ
ィスプレイに適用した場合である。本実施の形態に係る
レーザディスプレイ８１は、例えば、大型スクリーン用
プロジェクタ、特にデジタル画像のプロジェクタとし
て、或いはコンピュータ画像投影装置として用いられ
る。
素子を適用した光変調素子としてのＧＬＶデバイスを用
いた光学装置の一実施の形態を示す。本例ではレーザデ
ィスプレイに適用した場合である。本実施の形態に係る
レーザディスプレイ８１は、例えば、大型スクリーン用
プロジェクタ、特にデジタル画像のプロジェクタとし
て、或いはコンピュータ画像投影装置として用いられ
る。
【００５８】レーザディスプレイ８１は、図１５に示す
ように、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色のレーザ
光源８２Ｒ，８２Ｇ，８２Ｂと、各レーザ光源に対し
て、それぞれ光軸上に順次、設けられたミラー７４Ｒ，
８４Ｇ，８４Ｂ、各色照明光学系（レンズ群）８６Ｒ，
８６Ｇ，８６Ｂ、及び光変調素子として機能するＧＬＶ
デバイス８８Ｒ，８８Ｇ，８８Ｂとを備えている。レー
ザ光源８２Ｒ，８２Ｇ，８２Ｂは、それぞれ例えば、Ｒ
（波長６４２ｎｍ、光出力薬３Ｗ）、Ｇ（波長５３２ｎ
ｍ、光出力約２Ｗ）、Ｂ（波長４５７ｎｍ、光出力約
１．５Ｗ）のレーザを射出する。
ように、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色のレーザ
光源８２Ｒ，８２Ｇ，８２Ｂと、各レーザ光源に対し
て、それぞれ光軸上に順次、設けられたミラー７４Ｒ，
８４Ｇ，８４Ｂ、各色照明光学系（レンズ群）８６Ｒ，
８６Ｇ，８６Ｂ、及び光変調素子として機能するＧＬＶ
デバイス８８Ｒ，８８Ｇ，８８Ｂとを備えている。レー
ザ光源８２Ｒ，８２Ｇ，８２Ｂは、それぞれ例えば、Ｒ
（波長６４２ｎｍ、光出力薬３Ｗ）、Ｇ（波長５３２ｎ
ｍ、光出力約２Ｗ）、Ｂ（波長４５７ｎｍ、光出力約
１．５Ｗ）のレーザを射出する。
【００５９】更に、レーザディスプレイ８１は、ＧＬＶ
デバイス８８Ｒ，８８Ｇ，８８Ｂによりそれぞれ光強度
が変調された赤色（Ｒ）レーザ光、緑色（Ｇ）レーザ
光、及び青色（Ｂ）レーザ光を合成する色合成フィルタ
９０、空間フィルタ９２、ディフューザ９４、ミラー８
６、ガルバノスキャナ９８、投影光学系（レンズ群）１
００、及びスクリーン１０２を備えている。色合成フィ
ルタ９０は、例えばダイクロイックミラーで構成され
る。
デバイス８８Ｒ，８８Ｇ，８８Ｂによりそれぞれ光強度
が変調された赤色（Ｒ）レーザ光、緑色（Ｇ）レーザ
光、及び青色（Ｂ）レーザ光を合成する色合成フィルタ
９０、空間フィルタ９２、ディフューザ９４、ミラー８
６、ガルバノスキャナ９８、投影光学系（レンズ群）１
００、及びスクリーン１０２を備えている。色合成フィ
ルタ９０は、例えばダイクロイックミラーで構成され
る。
【００６０】本実施の形態のレーザディスプレイ８１
は、レーザ光源８２Ｒ，８２Ｇ，８２Ｂから射出された
ＲＧＢ各レーザ光が、それぞれミラー８４Ｒ，８４Ｇ，
８４Ｂを経て各色照明光学系８６Ｒ，８６Ｇ，８６Ｂか
ら各ＧＬＶデバイス８８Ｒ，８８Ｇ，８８Ｂに入射す
る。各レーザ光は、色分類された画像信号であり、ＧＬ
Ｖデバイス８８Ｒ，８８Ｇ，８８Ｂに同期入力されるよ
うになっている。更に、各レーザ光は、ＧＬＶデバイス
８８Ｒ，８８Ｇ，８８Ｂによって回折されることにより
空間変調され、これら３色の回折光が色合成フィルタ９
０によって合成され、続いて空間フィルタ９２によって
信号成分のみが取り出される。次いで、このＲＧＢの画
像信号は、ディフューザ８４によってレーザスペックル
が提言され、ミラー９６を経て、画像信号と同期するガ
ルバノスキャナ９８により空間に展開され、投影光学系
１００によってスクリーン１０２上にフルカラー画像と
して投影される。
は、レーザ光源８２Ｒ，８２Ｇ，８２Ｂから射出された
ＲＧＢ各レーザ光が、それぞれミラー８４Ｒ，８４Ｇ，
８４Ｂを経て各色照明光学系８６Ｒ，８６Ｇ，８６Ｂか
ら各ＧＬＶデバイス８８Ｒ，８８Ｇ，８８Ｂに入射す
る。各レーザ光は、色分類された画像信号であり、ＧＬ
Ｖデバイス８８Ｒ，８８Ｇ，８８Ｂに同期入力されるよ
うになっている。更に、各レーザ光は、ＧＬＶデバイス
８８Ｒ，８８Ｇ，８８Ｂによって回折されることにより
空間変調され、これら３色の回折光が色合成フィルタ９
０によって合成され、続いて空間フィルタ９２によって
信号成分のみが取り出される。次いで、このＲＧＢの画
像信号は、ディフューザ８４によってレーザスペックル
が提言され、ミラー９６を経て、画像信号と同期するガ
ルバノスキャナ９８により空間に展開され、投影光学系
１００によってスクリーン１０２上にフルカラー画像と
して投影される。
【００６１】本実施の形態のレーザディスプレイ８１で
は、光変調素子として図１４に示す構成のＧＬＶデバイ
ス８８Ｒ，８８Ｇ，８８Ｂを備えるので、ダークレベル
の均一性が得られ、従来の光変調素子を用いたレーザデ
ィスプレイに比べて、品質が向上する。
は、光変調素子として図１４に示す構成のＧＬＶデバイ
ス８８Ｒ，８８Ｇ，８８Ｂを備えるので、ダークレベル
の均一性が得られ、従来の光変調素子を用いたレーザデ
ィスプレイに比べて、品質が向上する。
【００６２】本実施の形態のレーザディスプレイ８１で
は、各色のレーザ光源８２に対応して、ＧＬＶデバイス
８８Ｒ，８８Ｇ，８８Ｂを備えているが、本発明に係る
ＧＬＶデバイスは、これ以外の構成を有する各種のディ
スプレイについても適用可能である。例えば、光源を白
色とする一方で、ＲＧＢそれぞれの波長の光のみを反射
して（それ以外の光は回折する）各色を表示するように
ビームの幅が異なる光変調素子８８Ｒ，８８Ｇ，８８Ｂ
が１画素を構成するようにしてもよい。また、ＲＧＢの
画像データからなる画像情報に同期したカラーホイール
を通してＧＬＶデバイス８８に、単一の光源からの白色
光を入射させるようにすることもできる。更に、例え
ば、単一のＧＬＶデバイス８８を用いて、ＲＧＢのＬＥ
Ｄ（発光ダイオード）からの光を回折し、画素毎の色の
情報を再生するように構成すれば、簡単なハンディタイ
プのカラーディスプレイとなる。
は、各色のレーザ光源８２に対応して、ＧＬＶデバイス
８８Ｒ，８８Ｇ，８８Ｂを備えているが、本発明に係る
ＧＬＶデバイスは、これ以外の構成を有する各種のディ
スプレイについても適用可能である。例えば、光源を白
色とする一方で、ＲＧＢそれぞれの波長の光のみを反射
して（それ以外の光は回折する）各色を表示するように
ビームの幅が異なる光変調素子８８Ｒ，８８Ｇ，８８Ｂ
が１画素を構成するようにしてもよい。また、ＲＧＢの
画像データからなる画像情報に同期したカラーホイール
を通してＧＬＶデバイス８８に、単一の光源からの白色
光を入射させるようにすることもできる。更に、例え
ば、単一のＧＬＶデバイス８８を用いて、ＲＧＢのＬＥ
Ｄ（発光ダイオード）からの光を回折し、画素毎の色の
情報を再生するように構成すれば、簡単なハンディタイ
プのカラーディスプレイとなる。
【００６３】また、本発明に係るＧＬＶデバイスは、本
実施の形態のレーザディスプレイのようなプロジェクタ
類だけでなく、光通信におけるＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎ
ｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｐｌｅｘｉｎｇ：
波長多重）電送用の各種デバイス、ＭＵＸ（Ｍｕｌｔｉ
ｐｌｅｘｅｒ：パラレルーシリアル変換器／分配化装
置）、あるいはＯＡＤＭ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｄｄ／Ｄ
ｒｏｐ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）、ＯＸＣ（Ｏｐｔｉ
ｃａｌ Ｃｒｏｓｓ Ｃｏｎｎｅｃｔ）等の光スイッチ
として用いることもできる。更に、例えばディジタル画
像等を直画できる微細描画装置、半導体露光装置や、プ
リンタエンジンなど、その他の光学装置にも適用でき
る。
実施の形態のレーザディスプレイのようなプロジェクタ
類だけでなく、光通信におけるＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎ
ｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｐｌｅｘｉｎｇ：
波長多重）電送用の各種デバイス、ＭＵＸ（Ｍｕｌｔｉ
ｐｌｅｘｅｒ：パラレルーシリアル変換器／分配化装
置）、あるいはＯＡＤＭ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｄｄ／Ｄ
ｒｏｐ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）、ＯＸＣ（Ｏｐｔｉ
ｃａｌ Ｃｒｏｓｓ Ｃｏｎｎｅｃｔ）等の光スイッチ
として用いることもできる。更に、例えばディジタル画
像等を直画できる微細描画装置、半導体露光装置や、プ
リンタエンジンなど、その他の光学装置にも適用でき
る。
【００６４】また、本実施の形態のレーザディスプレイ
８１では、ＧＬＶデバイス８８Ｒ，８８Ｇ，８８Ｂを用
いて空間変調を行うレーザディスプレイについて説明し
たが、本発明に係るＧＬＶデバイスは、位相、光強度な
どの干渉・回折により変調可能な情報のスイッチングを
行うことができ、これらを利用した光学装置に応用する
ことが可能である。
８１では、ＧＬＶデバイス８８Ｒ，８８Ｇ，８８Ｂを用
いて空間変調を行うレーザディスプレイについて説明し
たが、本発明に係るＧＬＶデバイスは、位相、光強度な
どの干渉・回折により変調可能な情報のスイッチングを
行うことができ、これらを利用した光学装置に応用する
ことが可能である。
【００６５】上述した本実施の形態に係るＭＥＭＳ素子
を、光スイッチ、光変調素子、ＧＬデバイス、レーザデ
ィスプレイ等に応用するビーム（リボン）表面を光反射
面と兼ねる光学ＭＥＭＳ素子に適用した場合、その表面
の基板に対する平行性をビーム表面全体について確保で
きることにより、光利用率を改善することが出来る。
を、光スイッチ、光変調素子、ＧＬデバイス、レーザデ
ィスプレイ等に応用するビーム（リボン）表面を光反射
面と兼ねる光学ＭＥＭＳ素子に適用した場合、その表面
の基板に対する平行性をビーム表面全体について確保で
きることにより、光利用率を改善することが出来る。
【００６６】
【発明の効果】本発明に係る静電駆動型ＭＥＭＳ素子に
よれば、製造過程で積層構造に蓄積されたきた歪みが緩
和され、ビームが内側の支持部に接合又は当接した状態
でビームの平坦化がなされ、或いはビーム形状が安定
化、均一化されるので、ＭＥＭＳ素子としての性能を向
上することができる。本発明に係る静電駆動型ＭＥＭＳ
素子の製造方法によれば、上述のＭＥＭＳ素子を精度良
く且つ容易に製造することができる。
よれば、製造過程で積層構造に蓄積されたきた歪みが緩
和され、ビームが内側の支持部に接合又は当接した状態
でビームの平坦化がなされ、或いはビーム形状が安定
化、均一化されるので、ＭＥＭＳ素子としての性能を向
上することができる。本発明に係る静電駆動型ＭＥＭＳ
素子の製造方法によれば、上述のＭＥＭＳ素子を精度良
く且つ容易に製造することができる。
【００６７】本発明の静電駆動型ＭＥＭＳ素子を光学Ｍ
ＥＭＳ素子に適用したときは、そのビームの平坦化がな
され、或いはビーム形状の安定化、均一化されるので、
光学ＭＥＭＳ素子としての性能の向上を図ることができ
る。本発明の静電駆動型ＭＥＭＳ素子を光の反射或いは
回折を利用した光変調素子に適用したときは、そのビー
ムの平坦化がなされ、或いはビーム形状の安定化、均一
化されるので、光変調素子としての性能の向上を図るこ
とができる。
ＥＭＳ素子に適用したときは、そのビームの平坦化がな
され、或いはビーム形状の安定化、均一化されるので、
光学ＭＥＭＳ素子としての性能の向上を図ることができ
る。本発明の静電駆動型ＭＥＭＳ素子を光の反射或いは
回折を利用した光変調素子に適用したときは、そのビー
ムの平坦化がなされ、或いはビーム形状の安定化、均一
化されるので、光変調素子としての性能の向上を図るこ
とができる。
【００６８】本発明の光変調素子でＧＬＶデバイスを構
成するときは、ダークレベルの均一性が向上し、性能の
向上したＧＬＶデバイスを提供することができる。本発
明のＧＬＶデバイスをレーザディスプレイに組み込むと
きは、性能の向上したレーザディスプレイを提供するこ
とができる。
成するときは、ダークレベルの均一性が向上し、性能の
向上したＧＬＶデバイスを提供することができる。本発
明のＧＬＶデバイスをレーザディスプレイに組み込むと
きは、性能の向上したレーザディスプレイを提供するこ
とができる。
【図１】本発明に係る静電駆動型ＭＥＭＳ素子の一実施
の形態を示す構成図である。
の形態を示す構成図である。
【図２】図１の静電駆動型ＭＥＭＳ素子の１つの使用状
態を示す構成図である。
態を示す構成図である。
【図３】Ａ〜Ｂ 本発明に係る静電駆動型ＭＥＭＳ素子
の製造方法の一実施の形態を示す工程図（その１）であ
る。
の製造方法の一実施の形態を示す工程図（その１）であ
る。
【図４】Ｃ〜Ｄ 本発明に係る静電駆動型ＭＥＭＳ素子
の製造方法の一実施の形態を示す工程図（その２）であ
る。
の製造方法の一実施の形態を示す工程図（その２）であ
る。
【図５】Ｅ〜Ｆ 本発明に係る静電駆動型ＭＥＭＳ素子
の製造方法の一実施の形態を示す工程図（その３）であ
る。
の製造方法の一実施の形態を示す工程図（その３）であ
る。
【図６】本実施の形態に係るＭＥＭＳ素子の説明に供す
る要部の平面図である。
る要部の平面図である。
【図７】本実施の形態に係るＭＥＭＳ素子の説明に供す
る要部の断面図である。
る要部の断面図である。
【図８】本発明に係る静電駆動型ＭＥＭＳ素子の他の実
施の形態を示す構成図である。
施の形態を示す構成図である。
【図９】本発明に係る静電駆動型ＭＥＭＳ素子の他の実
施の形態を示す構成図である。
施の形態を示す構成図である。
【図１０】本発明に係る静電駆動型ＭＥＭＳ素子の他の
実施の形態を示す構成図である。
実施の形態を示す構成図である。
【図１１】本発明に係る静電駆動型ＭＥＭＳ素子の他の
実施の形態を示す構成図である。
実施の形態を示す構成図である。
【図１２】Ａ〜Ｂ 図１１の静電駆動型ＭＥＭＳ素子の
製造方法の実施の形態を示す工程図（その１）である。
製造方法の実施の形態を示す工程図（その１）である。
【図１３】Ｃ〜Ｄ 図１１の静電駆動型ＭＥＭＳ素子の
製造方法の実施の形態を示す工程図（その２）である。
製造方法の実施の形態を示す工程図（その２）である。
【図１４】Ａ 本発明に係るＧＬＶデバイスの実施の形
態を示す構成図である。Ｂ 図１４Ａの断面図である。
態を示す構成図である。Ｂ 図１４Ａの断面図である。
【図１５】本発明に係るレーザディスプレイの実施の形
態を示す構成図である。
態を示す構成図である。
【図１６】従来の静電駆動型ＭＥＭＳ素子の例を示す構
成図である。
成図である。
【図１７】従来の静電駆動型ＭＥＭＳ素子の課題の説明
に供する断面図である。
に供する断面図である。
【図１８】静電駆動型ＭＥＭＳ素子の比較例を示す構成
図である。
図である。
【図１９】Ａ〜Ｄ 図１６の従来の静電駆動型ＭＥＭＳ
素子の製造方法を示す工程図である。
素子の製造方法を示す工程図である。
【図２０】従来のＧＬＶデバイスを示す構成図である。
３１６１、６２、６３、６４・・・ＭＥＭＳ素子、３２
・・・基板、３３・・・基板側電極、３４・・・絶縁
膜、３５〔３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ〕・・・支
持部、３６・・・ビーム、３７・・・駆動側電極、３８
・・・絶縁膜、４２、４４・・・多結晶シリコン膜、４
３、４５・・・表面熱酸化膜、４７・・・犠牲層、５０
・・・空隙、７１・・・ＧＬＶデバイス、７２・・・基
板、７３・・・基板側電極、７６〔７６1 、７６2 、７
６3 、７６4 、７６5 、７６6 〕・・・ビーム、７７・
・・駆動側電極、７８・・・絶縁膜、８１・・・レーザ
ディスプレイ、８２〔８２Ｒ，８２Ｇ，８２Ｂ〕・・・
レーザ光源、８４〔８４Ｒ，８４Ｇ，８４Ｂ〕、９６・
・・ミラー、８６〔８６Ｒ，８６Ｇ，８６Ｂ〕・・・照
明光学系、８８〔８８Ｒ，８８Ｇ，８８Ｂ〕・・・ＧＬ
Ｖデバイス、９０・・・色合成フィルタ（ダイクイック
ミラー）、９２・・・空間フィルタ、９４・・・ディフ
ューザ、９６・・・ミラー、９８・・・ガルバノスキャ
ナ、１００・・・投影光学系、１０２・・・スクリーン
・・・基板、３３・・・基板側電極、３４・・・絶縁
膜、３５〔３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ〕・・・支
持部、３６・・・ビーム、３７・・・駆動側電極、３８
・・・絶縁膜、４２、４４・・・多結晶シリコン膜、４
３、４５・・・表面熱酸化膜、４７・・・犠牲層、５０
・・・空隙、７１・・・ＧＬＶデバイス、７２・・・基
板、７３・・・基板側電極、７６〔７６1 、７６2 、７
６3 、７６4 、７６5 、７６6 〕・・・ビーム、７７・
・・駆動側電極、７８・・・絶縁膜、８１・・・レーザ
ディスプレイ、８２〔８２Ｒ，８２Ｇ，８２Ｂ〕・・・
レーザ光源、８４〔８４Ｒ，８４Ｇ，８４Ｂ〕、９６・
・・ミラー、８６〔８６Ｒ，８６Ｇ，８６Ｂ〕・・・照
明光学系、８８〔８８Ｒ，８８Ｇ，８８Ｂ〕・・・ＧＬ
Ｖデバイス、９０・・・色合成フィルタ（ダイクイック
ミラー）、９２・・・空間フィルタ、９４・・・ディフ
ューザ、９６・・・ミラー、９８・・・ガルバノスキャ
ナ、１００・・・投影光学系、１０２・・・スクリーン
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フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０１Ｓ 3/101 Ｈ０１Ｓ 3/101
Ｈ０２Ｎ 1/00 Ｈ０２Ｎ 1/00
Ｆターム(参考） 2H041 AA23 AB38 AC06 AZ01 AZ08
5F072 FF08 JJ01 KK05 MM03 MM07
MM12 RR03 TT13 YY20
Claims (10)
- 【請求項１】 基板側電極と、 前記基板側電極に対向して配置され、駆動側電極を有し
て両端部分が支持されたビームとを備え、 前記ビームの両端部分に夫々少なくとも２つの支持部を
有し、該支持部のうち、内側の支持部の高さが外側の支
持部の高さより低く設定されて成ることを特徴とする静
電駆動型ＭＥＭＳ素子。 - 【請求項２】 前記ビームの１回目の駆動により、該ビ
ームが前記内側の支持部に接合されて成ることを特徴と
する請求項１記載の静電駆動型ＭＥＭＳ素子。 - 【請求項３】 動作時には前記ビームが前記内側の支持
部に当接し、非動作時には前記ビームが前記内側の支持
部から離間するように構成されて成ることを特徴とする
請求項１記載の静電駆動型ＭＥＭＳ素子。 - 【請求項４】 動作時に、前記ビームが前記内側の支持
部に当接させる当接電位を基準とした動作電位が前記ビ
ームに印加されることを特徴とする請求項３記載の静電
駆動型ＭＥＭＳ素子。 - 【請求項５】 基板側電極を形成した基板上に、互いに
相対向して夫々外側の支持部と該外側の支持部より高さ
が低い内側の支持部を形成する工程と、 前記支持部を埋め込み且つ前記外側の支持部の表面が臨
むように犠牲層を形成する工程と、 前記犠牲層上に前記外側の支持部の表面に接合するよう
に駆動側電極を有するビームを形成する工程と、 前記犠牲層を除去し、前記基板側電極と前記ビームとの
間に空隙を形成すると共に、前記ビームが前記内側の支
持部と接触しない状態を形成する工程とを有することを
特徴とする静電駆動型ＭＥＭＳ素子の製造方法。 - 【請求項６】 基板側電極を形成した基板上に互いに相
対向する内側の支持部を形成する工程と、 前記基板上に、前記内側の支持部を埋込み且つ該両内側
の支持部の外側まで延長し、前記内側の支持部の高さよ
り厚い膜厚の犠牲層を形成する工程と、 前記犠牲層の上面及び側面、さらに前記基板上に延長し
て同一の材料層を形成し、該材料層をパターニングして
駆動側電極を有するビームと該ビームに連続した外側の
支持部とを形成する工程と、 前記犠牲層を除去し、前記基板側電極と前記ビームとの
間に空隙を形成する共に、前記ビームが前記内側の支持
部と接触しない状態を形成する工程とを有することを特
徴とする静電駆動型ＭＥＭＳ素子の製造方法。 - 【請求項７】 基板側電極と、 前記基板側電極に対向して配置され、駆動側電極を有し
て両端部分が支持されたビームとを備え、 前記ビームの両端部分に夫々少なくとも２つの支持部を
有し、該支持部のうち、内側の支持部の高さが外側の支
持部の高さより低く設定されて成ることを特徴とする光
学ＭＥＭＳ素子。 - 【請求項８】 基板側電極と、 前記基板側電極に対向して配置され、駆動側電極を有し
て両端部分が支持されたビームとを備え、 前記ビームの両端部分に夫々少なくとも２つの支持部を
有し、該支持部のうち、内側の支持部の高さが外側の支
持部の高さより低く設定されて成ることを特徴とする光
変調素子。 - 【請求項９】 共通の基板側電極と、 前記共通の基板側電極に対向して相互に独立に並列配置
され、反射膜兼駆動側電極を有して両端部分が支持され
た複数のビームとを備え、 前記各ビームの両端部分に夫々少なくとも２つの支持部
を有し、該支持部のうち、内側の支持部の高さが外側の
支持部の高さより低く設定されて成ることを特徴とする
ＧＬＶデバイス。 - 【請求項１０】 レーザ光源と、該レーザ光源から出射
されたレーザ光の光軸上に配置され、レーザ光の光強度
を変調するＧＬＶデバイスとを有するレーザディスプレ
イであって、 前記ＧＬＶデバイスが、 共通の基板側電極と、 前記共通の基板側電極に対向して相互に独立に並列配置
され、反射膜兼駆動側電極を有して両端部分が支持され
た複数のビームとを備え、 前記各ビームの両端部分に夫々少なくとも２つの支持部
を有し、該支持部のうち、内側の支持部の高さが外側の
支持部の高さより低く設定されて成ることを特徴とする
レーザディスプレイ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002144981A JP2003340795A (ja) | 2002-05-20 | 2002-05-20 | 静電駆動型ｍｅｍｓ素子とその製造方法、光学ｍｅｍｓ素子、光変調素子、ｇｌｖデバイス及びレーザディスプレイ |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002144981A JP2003340795A (ja) | 2002-05-20 | 2002-05-20 | 静電駆動型ｍｅｍｓ素子とその製造方法、光学ｍｅｍｓ素子、光変調素子、ｇｌｖデバイス及びレーザディスプレイ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003340795A true JP2003340795A (ja) | 2003-12-02 |
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|---|---|---|---|
| JP2002144981A Pending JP2003340795A (ja) | 2002-05-20 | 2002-05-20 | 静電駆動型ｍｅｍｓ素子とその製造方法、光学ｍｅｍｓ素子、光変調素子、ｇｌｖデバイス及びレーザディスプレイ |
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|---|---|
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Cited By (65)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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