JP7003477B2

JP7003477B2 - 静電アクチュエータ、静電アクチュエータの製造方法および表示装置

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Publication number: JP7003477B2
Application number: JP2017149863A
Authority: JP
Inventors: 明雄森井
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2017-08-02
Filing date: 2017-08-02
Publication date: 2022-01-20
Anticipated expiration: 2037-08-02
Also published as: JP2019030174A

Description

本開示は、静電アクチュエータ、静電アクチュエータの製造方法および表示装置に関する。

微小鏡面を用いた表示素子は、プロジェクター、光学顕微鏡、レーザープリンタなどの様々な光学機器のアプリケーションにおいて用いられている。上記表示素子は、複数の静電アクチュエータで構成されることがある。静電アクチュエータは、微小鏡面とともに、固体電極および可動電極を含み、与えられた電位に応じて可動電極が動作することにより、微小鏡面の動作を制御する。このような静電アクチュエータを備える表示素子の一つには、デジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）と呼ばれるものがある。デジタルミラーデバイスには、ＭＥＭＳ（ＭｉｃｒｏＥｌｅｃｔｒｏＭｅｃｈａｎｉｃａｌＳｙｓｔｅｍｓ）技術が用いられる。ＭＥＭＳ技術により製造されたデジタルミラーデバイスを用いることにより、光学機器の製造コストを低減させることができる。非特許文献１には、静電アクチュエータの製造方法が開示されている。

ＲｏｂｅｒｔＡｌａｎＣｏｎａｎｔ， "ＭｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅｄＭｉｒｒｏｒｓ"，ＫｌｕｗｅｒＡｃａｄｅｍｉｃＰｕｂｌｉｓｈｅｒｓ，Ｐ．８２－８７，２０１３．

非特許文献１に記載された方法を用いて静電アクチュエータを製造する場合、シリコン基板同士の接合装置、基板の表面および裏面の両面アライメント可能なステッパーなど特殊な設備が必要となってしまう。また、可動電極と固定電極との間隙に所定の間隔を高精度で設ける必要があり、高精度の位置合わせが必要である。また、固定電極を形成した後、接合、さらに可動電極の形成が行われるので、固定電極が製造工程途中で破損する恐れがあり、アクチュエータを安定的に製造することが困難である。

このような課題に鑑み、本開示の実施形態における目的は、静電アクチュエータの製造において、電極間の高精度な位置合わせが容易であり、かつ破損しやすい構造を有する電極を安定して形成することにある。

本開示の一実施形態によると、第１面および第１面の反対側の第２面を有し、第１面側に凹部が設けられた基板と、凹部に設けられ、第１櫛歯部を有する固定電極と、平面視において固定電極の第１櫛歯部に対して千鳥状に配置された第２櫛歯部および基板の第１面と接続する部分を有し、外力に応じて動作する可動電極と、可動電極と接続され、可動電極とともに動作する微小鏡面と、基板の第１面の形状に沿って配置され、固定電極の下部と接する部分、および基板と固定電極との間に挟まれた部分を有する導電層と、を含み、基板は、アルカリ金属を含有するケイ酸ガラス基板である静電アクチュエータが提供される。

上記静電アクチュエータにおいて、基板の第２面には、アルカリ金属が析出する部分を有してもよい。

上記静電アクチュエータにおいて、固定電極と基板の第１面とが直接に接続する部分を有してもよい。

上記静電アクチュエータにおいて、導電層は、展性を有する金属を含んでもよい。

上記静電アクチュエータにおいて、導電層は、金、銅およびアルミニウムのいずれかを含んでもよい。

本開示の一実施形態によると、上記静電アクチュエータと、発光部と、レンズと、を含む、表示装置が提供される。

本開示の一実施形態によると、第１基板と、第１基板上に配置された絶縁層と、絶縁層上に配置された第１導電層とを有する積層体を用い、第１導電層を加工して、櫛歯形状を有する第１構造体と、第１構造体に対して千鳥状に配置された櫛歯形状を有する第２構造体と、第２構造体を支持する第３構造体を形成し、第１面および第１面の反対側に第２面を有し、第１面側に第１構造体および第２構造体が設けられた領域よりも広い領域を有する凹部が設けられた第２基板を用い、第２基板の第１面の形状を追従し、凹部の一部に間隙を有するように第２導電層を形成し、第３構造体と、第２基板の第１面の一部とを、第２導電層の一部を挟みながら第１接合を行い、第１基板および絶縁層を除去し、第３構造体の一部と、第２基板とが、第２導電層の間隙において接続するように第２接合を行う、静電アクチュエータの製造方法が提供される。

上記静電アクチュエータの製造方法において、第１基板は、半導体基板であって、第２基板は、アルカリ金属を含有するケイ酸ガラス基板であってもよい。

上記静電アクチュエータの製造方法において、第１接合および第２接合は、陽極接合により行ってもよい。

上記静電アクチュエータの製造方法において、導電層は、展性を有する金属を含んでもよい。

上記静電アクチュエータの製造方法において、導電層は、金、銅およびアルミニウムのいずれかを含んでもよい。

本開示の一実施形態によると、静電アクチュエータの製造において、電極間の高精度な位置合わせが容易であり、かつ破損しやすい構造を有する電極を安定して形成することができる。

本開示の一実施形態に係る表示素子を含む表示装置を説明する上面図である。本開示の一実施形態に係る表示素子を説明する上面図である。本開示の一実施形態に係る静電アクチュエータを説明する上面図である。本開示の一実施形態に係る静電アクチュエータを説明する断面図である。本開示の一実施形態に係る静電アクチュエータを説明する断面図である。本開示の一実施形態に係る静電アクチュエータを説明する断面図である。本開示の一実施形態に係る静電アクチュエータを説明する断面図である。本開示の一実施形態に係る静電アクチュエータの動作を説明する断面図である。本開示の一実施形態に係る静電アクチュエータの動作を説明する断面図である。本開示の一実施形態に係る静電アクチュエータの動作を説明する断面図である。本開示の一実施形態に係る静電アクチュエータの動作を説明する断面図である。本開示の一実施形態に係る静電アクチュエータの製造方法を説明する断面図である。本開示の一実施形態に係る静電アクチュエータの製造方法を説明する断面図である。本開示の一実施形態に係る静電アクチュエータの製造方法を説明する断面図である。本開示の一実施形態に係る静電アクチュエータの製造方法を説明する上面図である。本開示の一実施形態に係る静電アクチュエータの製造方法を説明する断面図である。本開示の一実施形態に係る静電アクチュエータの製造方法を説明する断面図である。本開示の一実施形態に係る静電アクチュエータの製造方法を説明する断面図である。本開示の一実施形態に係る静電アクチュエータの製造方法を説明する断面図である。本開示の一実施形態に係る静電アクチュエータの製造方法を説明する断面図である。本開示の一実施形態に係る静電アクチュエータの製造方法を説明する断面図である。本開示の一実施形態に係る静電アクチュエータを説明する上面図である。

以下、本開示の各実施形態に係る静電アクチュエータ、静電アクチュエータの製造方法、および表示装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す各実施形態は本開示の実施形態の一例であって、本開示はこれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。なお、本実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号（数字の後に－１、－２等を付しただけの符号）を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、図面の寸法比率は説明の都合上実際の比率とは異なったり、構成の一部が図面から省略されたりする場合がある。

（１－１．表示装置の構成）
図１は、表示装置１０を示す上面図である。表示装置１０は、筐体２０に配置された発光部３０、レンズ４０、レンズ４２および表示素子５０を備える。

発光部３０は、電圧が印加されることにより光３１を出射する機能を有する。発光部３０には、この例では発光ダイオード（ＬＥＤ）が用いられる。なお、発光部３０は、ＬＥＤに限定されず、白熱電球、レーザダイオード（ＬＤ）、ハロゲンランプなどが用いられてもよい。

レンズ４０は、発光部３０からの光を屈折させて表示素子５０に入射させる機能を有する。レンズ４２は、表示素子５０から入射された光を対象物６０（具体的にはスクリーン）に拡大させて投射する機能を有する。

表示素子５０は、レンズ４０から入射された光を選択的にレンズ４２に出射する機能を有する。表示素子５０を拡大した上面図を図２に示す。

図２に示すように、表示素子５０は、プリント基板７０上に配置された集積回路８０および静電アクチュエータ１００を含む。プリント基板７０は、外部の電源と接続される。集積回路８０は、トランジスタを含むチップ化された半導体回路基板および配線基板を含む。上記半導体回路基板は、中央演算処理装置（ＣＰＵ：ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）としての機能、および記憶装置としての機能を有する。上記配線基板は、半導体回路基板および静電アクチュエータ１００とプリント基板７０とを接続する機能を有する。なお、配線基板を設けずに集積回路と、プリント基板とを直接に接続してもよい。

静電アクチュエータ１００は、集積回路８０から与えられた電圧に応じて駆動する。表示素子５０において、静電アクチュエータ１００は、複数設けられる。詳細は後述するが、静電アクチュエータ１００の一部（静電アクチュエータ１００－１および静電アクチュエータ１００－３）は、電圧が印加されたときにＯＮ状態となる。このとき、図１のレンズ４０からの光３１が反射されて、レンズ４２を介して、対象物６０に投射される。一方、静電アクチュエータ１００の他の一部（静電アクチュエータ１００－２）は、ＯＦＦ状態となり、入射した光は表示素子５０の内部に設けた吸収体（図示せず）に向けて出射され、表示素子５０の外部には出射されない。静電アクチュエータ１００の構成について、以下に詳述する。

（１－２．静電アクチュエータの構成）
図３は、静電アクチュエータ１００の上面図である。図４は、静電アクチュエータ１００のＡ１－Ａ２間の断面図である。図５は、静電アクチュエータ１００のＢ１－Ｂ２間の断面図を示す。図６は、静電アクチュエータ１００のＤ１－Ａ２間の断面図を示す。図７は、静電アクチュエータ１００のＤ１－Ｂ２間の断面図を示す。図３乃至図７に示すように、静電アクチュエータ１００は、基板２１０、凹部２２０、穴２３０、導電層２５０、固定電極２４０（支持部２４４、櫛歯部２４６）、可動電極３４０（支持部３４４、櫛歯部３４６）および微小鏡面３５０を有する。

基板２１０には、絶縁性の材料が用いられる。この例では、基板２１０にはアルカリ金属を含有するケイ酸ガラス基板、ホウケイ酸ガラス基板（具体的にはナトリウムを含有するソーダガラス基板）が用いられる。基板２１０の厚さは、１００μｍ以上８００μｍ以下、好ましくは２００μｍ以上５００μｍ以下の範囲で適宜設定される。

基板２１０は、第１面２１０Ａおよび第１面の反対側の第２面２１０Ｂを有する。また、基板２１０は、第２面２１０Ｂ側にアルカリ金属が析出した領域２１５を有する。なお、基板２１０は領域２１５を必ずしも有しなくてもよい。

また、基板２１０の第１面２１０Ａ（図４に示す基板２１０の上面）には、凹部２２０および穴２３０が設けられる。穴２３０は微小鏡面３５０が回動する空間を確保するために形成される。また、穴２３０が設けられることにより、エアダンピング効果による微小鏡面３５０の駆動効率の低下が防止される。なお、穴２３０は、必ずしも設けられなくてもよい。

固定電極２４０は、基板２１０の第１面２１０Ａおよび凹部２２０に設けられる。また、固定電極２４０は、微小鏡面３５０の両側に設けられる。具体的には、微小鏡面３５０の左側に固定電極２４０Ｌ、微小鏡面３５０の右側に固定電極２４０Ｒが配置される。固定電極２４０は、櫛歯形状を有する櫛歯部２４６および支持部２４４を有する。支持部２４４は、櫛歯部２４６を支持する。固定電極２４０の厚さは、１０μｍ以上２００μｍ以下の範囲で適宜設定される。固定電極２４０のうち櫛歯部２４６の幅は、１μｍ以上５０μｍ以下の範囲で適宜設定される。

導電層２５０は、図６および図７に示すように一部において基板２１０の第１面２１０Ａの形状に沿って配置される。導電層２５０は、固定電極２４０の下部と接する部分２５０Ａを有する。また、導電層２５０は、基板２１０と、固定電極２４０の支持部２４４とに挟まれた部分２５０Ｂを有する。

導電層２５０には、展性を有する金属材料が用いられる。導電層２５０として、この例ではアルミニウム（Ａｌ）膜が用いられる。導電層２５０の膜厚は、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下で適宜設定される。なお、導電層２５０は、アルミニウムに限定されず、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、錫（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、白金（Ｐｔ）、亜鉛（Ｚｎ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）が用いられてもよいが、導電層１３０とのコンタクト抵抗が小さくなる材料が好ましい。

また、図３に示すように、導電層２５０は、凹部２２０において、間隙２５５を有する。そのため、図５および図７に示すように、固定電極２４０と基板２１０の第１面２１０Ａとが直接に接続する部分２４０Ａが設けられる。

可動電極３４０は、微小鏡面３５０の両側に設けられる。具体的には、微小鏡面３５０の左側に可動電極３４０Ｌ、微小鏡面３５０の右側に可動電極３４０Ｒが配置される。可動電極３４０は、支持部３４４および櫛歯形状を有する櫛歯部３４６を有する。支持部３４４は、櫛歯部３４６を支持する。可動電極３４０の櫛歯部３４６は、図３に示すように平面視において固定電極２４０の櫛歯部２４６に対して千鳥状に配置される。固定電極２４０は、可動電極３４０と千鳥状に配置される。また、可動電極３４０の支持部３４４は、図４および図５に示すように基板２１０と接続する部分３４０Ａを有する。可動電極３４０は、外力（例えば電圧印加により生じる静電引力）が加えられることにより、位置が変化する部分を有する。具体的には、後述するように可動電極３４０の先端部３４６Ａ（図１０参照）が、固定電極２４０に引き込まれ回動する。可動電極３４０の厚さは、固定電極２４０と同じである。また、可動電極３４０のうち櫛歯部３４６の幅は、固定電極２４０の櫛歯部２４６と同じである。

微小鏡面３５０は、入射された光を反射する機能を有する。微小鏡面３５０は、この例では、上面視において円形を有し、微小鏡面３５０の直径は、１００μｍ以上２ｍｍ以下の範囲で適宜設定される。微小鏡面３５０の厚さは、固定電極２４０および可動電極３４０と同じとなるように設定されるが、必ずしも同じでなくてもよい。微小鏡面３５０は、可動電極３４０の一部（支持部３４４）と接続され、加えられた外力（例えば電圧印加により生じる静電引力）に応じて可動電極３４０とともに回動する。

固定電極２４０、可動電極３４０および微小鏡面３５０には、同一の材料が用いられる。この例では、半導体材料が用いられ、具体的にはシリコン（Ｓｉ）膜が用いられる。このとき、シリコン（Ｓｉ）中には、シリコン中にホウ素（Ｂ）、リン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）などが多く（例えば１０¹⁸～１０²⁰ａｔｏｍｓ／ｃｍ³程度）含まれることにより、固定電極２４０、可動電極３４０および微小鏡面３５０は導電性を有することができる。なお、微小鏡面３５０、固定電極２４０および可動電極３４０には、別の材料が用いられてもよい。例えば、砒化ガリウム（ＧａＡｓ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、炭化シリコン（ＳｉＣ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）が用いられてもよいし、金属材料が用いられてもよい。

（１－３．静電アクチュエータの動作の説明）
図８は、外力印加前の静電アクチュエータ１００のＣ１－Ｃ２間の断面図である。図９は、外力印加前の静電アクチュエータ１００のＤ１－Ｄ２間の断面図である。図１０は、外力印加後の静電アクチュエータ１００のＣ１－Ｃ２間の断面図である。図１１は、外力印加後の静電アクチュエータ１００のＤ１－Ｄ２間の断面図である。

図８において、固定電極２４０と、可動電極３４０との間に外力（例えば電圧印加により生じる静電引力）が印加されると、図１０に示すように、可動電極３４０が固定電極２４０と間に生じる静電引力により引き付けられるように動作する。具体的には、可動電極３４０の先端部３４６Ａが回転軸３４０Ｃを中心に水平面に対して下方に角度θだけ回動する。この動作により、図９に示された微小鏡面３５０が、図１１に示すように回転軸３４０Ｃを中心に水平面に対して下方に角度θだけ回動する。微小鏡面３５０の回動に応じて、発光部３０から出射された光３１が適宜反射されることにより、対象物６０に投影され、動画または静止画が表示される。

（１－４．静電アクチュエータの製造方法）
次に、図１に示した静電アクチュエータ１００の製造方法を図１２乃至図２１を用いて説明する。

まず、図１２に示すように、基板１１０、絶縁層１２０および導電層１３０を有する積層体１０５を用いる。絶縁層１２０は、基板１１０上に配置される。導電層１３０は、絶縁層１２０上に配置される。

積層体１０５は、ＳＯＩ（ＳｉｌｉｃｏｎｏｎＩｎｓｕｌａｔｏｒ）構造を有している。ＳＯＩ基板の作製方法として、例えば、基板１１０、絶縁層１２０および導電層１３０は、一方のシリコン基板（ボンドウェーハと呼ぶ場合がある）に熱酸化膜を形成し、水素を添加し、他方のシリコン基板（ベースウェーハと呼ぶ場合がある）と貼り合わせて熱処理後剥離する、スマートカット法が用いられる。

また、導電層１３０には、不純物として、ホウ素（Ｂ）、リン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）などがイオン注入法により添加される。導電層１３０には、例えばヒ素（Ａｓ）が１０¹⁸～１０²⁰ａｔｏｍｓ／ｃｍ³程度添加されてもよい。これにより、導電層１３０は、導電性を有することができる。なお、導電層１３０の結晶作製時にはじめから不純物を導入してもよい。

なお、基板１１０は、シリコン基板に限定されず、他の半導体材料が用いられてもよい。例えば、基板１１０として炭化シリコン（ＳｉＣ）などが用いられてもよい。また、基板１１０は、ガラス基板でもよい。

次に、図１３に示すように、積層体１０５のうち、導電層１３０をフォトリソグラフィ法およびエッチング法を用いて加工することにより構造体１３２、構造体１３４、構造体１３６および構造体２３４（図１５に記載）を形成する。構造体１３２は、微小鏡面３５０に相当する。構造体１３４は、可動電極３４０の支持部３４４に相当する。構造体１３６は、固定電極２４０の櫛歯部２４６および可動電極３４０の櫛歯部３４６に相当する。構造体２３４は、固定電極２４０の支持部２４４に相当する。なお、構造体１３６のうち、可動電極３４０の櫛歯部３４６となるものを構造体１３６－１とし、固定電極２４０の櫛歯部２４６となるものを構造体１３６－２とする。

上記導電層１３０のエッチングには、ドライエッチング法が用いられる。導電層１３０をエッチングしていき、絶縁層１２０が露出した時点で、エッチングを終了する。このとき、絶縁層１２０は、エッチング速度が導電層１３０と比べて十分低いことからエッチングストッパとして機能する。

なお、導電層１３０上に酸化シリコン膜などの絶縁体材料を用いたハードマスクを用いてもよい。構造体１３２、構造体１３４、構造体１３６および構造体２３４のうち、構造体１３６は、アスペクト比（構造体１３６の隙間に対する構造体１３６の高さの比率）が大きい。このため、ハードマスクを用いることにより、構造体１３４を安定して形成することができる。なお、このとき、構造体１３６－１および構造体１３６－２は、同時に形成されるため、位置合わせを行うことなく、所定の間隔を高精度で設けることができる。

また、上記シリコン膜をエッチングする場合、ドライエッチング法を用いてもよい。このとき、エッチング用のガスには六フッ化硫黄（ＳＦ₆）、四フッ化メタン（ＣＦ₄）、三フッ化メタン（ＣＨＦ₃）、水素（Ｈ₂）またはアルゴン（Ａｒ）が用いられる。これにより、シリコン膜と酸化シリコン膜との間において高いエッチング選択比（酸化シリコン膜のエッチング速度に対するシリコン膜のエッチング速度の比率）を有することができる。

図１４は、積層体１０５と基板２１０との接合前の断面図である。基板２１０には、アルカリ金属を含むケイ酸ガラス基板が用いられる。具体的には、基板２１０にはナトリウムを含有するソーダガラスが用いられる。なお、基板２１０は、ソーダガラスに限定されず、別のアルカリ金属を含むケイ酸ガラス基板でもよい。例えば、リチウムを含んだケイ酸ガラス基板でもよい。

図１５（Ａ）は、接合前の積層体１０５の上面図（図３の下半分のみ記載）である。図１５（Ｂ）は、基板２１０の上面図である。基板２１０には、接合前に凹部２２０および穴２３０を形成する。凹部２２０および穴２３０は、フォトリソグラフィ法およびエッチング法により形成される。凹部２２０は、構造体１３２および構造体１３６－１および構造体１３６－２が形成される領域よりも広い領域を有する。また、穴２３０は、構造体１３２よりも広い領域を有する。

導電層２５０は、基板２１０の第１面２１０Ａ側に形成される。導電層２５０は、スパッタリング法、蒸着法、めっき法、フォトリソグラフィ法およびエッチング法を適宜組み合わせて形成される。このとき、導電層２５０は、基板２１０の形状（具体的には凹部２２０および穴２３０）に沿って形成される。導電層２５０の厚さは、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下で適宜設定される。また、導電層２５０には、展性を有する金属材料が用いられる。なお、導電層２５０は、陽極接合時の温度を加えて接触したときに構造体２４０と貼り付く材料であることが必要である。導電層２５０として、この例ではスパッタリング法により形成され、フォトリソグラフィ法およびエッチング法により加工されたアルミニウム（Ａｌ）膜が用いられる。

また、導電層２５０は、凹部２２０の一部に配置されない領域（間隙２５５）を有する。なお、間隙２５５は、後述する第２の陽極接合において用いられる。

図１６は、第１接合時のＡ１－Ａ２間の断面図である。図１７（Ａ）は、第１接合時のＤ１－Ａ２間の断面図である。図１７（Ｂ）は、第１接合時のＤ１－Ｂ２間の断面図である。図１６、図１７（Ａ）および図１７（Ｂ）に示すように、構造体２３４と、基板２１０の第１面２１０Ａ側の一部（具体的には凹部２２０を除いた部分）とを導電層２５０の一部（部分２５０Ｂ）を挟みながら接合する。この例では、構造体１３４および構造体２３４と、基板２１０の第１面２１０Ａの一部とを陽極接合により接合する。

このとき、基板２１０は、３００℃以上４００℃以下の範囲で加熱される。また、構造体１４４は、電源に接続された正電極と接続し、一方、基板２１０は、電源に接続された負電極と接続し、電極間に電圧が印加される。なお、与えられる電圧は、２００Ｖ以上２０００Ｖ以下の範囲で適宜設定される。例えば、基板１１０と基板２１０の間に１０００Ｖ（１ｋＶ）の電圧が印加される。具体的には、構造体１４４側の電位を０Ｖ（基準電位）として、基板２１０側に－１ｋＶの負の電圧が印加される。電圧が印加されることで、基板２１０中に含まれたナトリウムイオンが負電極方向に移動し、負電極の近くにナトリウムが析出する領域を有する。なお、析出量は、基板２１０中のナトリウムの濃度や陽極接合の温度、電圧、時間に応じて異なる。ナトリウムを基板２１０の外に逃がすようにすることも可能であり、必ずしも析出領域が設けられない場合がある。一方、基板２１０の第１面２１０Ａ側には負電荷（具体的にはＯ^2-）が残り、構造体１４４側に誘起された正電荷との間に静電引力が生じ、強く密着し、共有結合が生じる。

次に、図１８に示すように、基板１１０を除去する。このとき、基板１１０は、ドライエッチング法により除去される。この例では、エッチング用ガスには六フッ化硫黄（ＳＦ₆）、四フッ化メタン（ＣＦ₄）、三フッ化メタン（ＣＨＦ₃）、水素（Ｈ₂）またはアルゴン（Ａｒ）が適宜組み合わせて用いられる。上記ガスを用いたエッチング処理は、絶縁層１２０がすべて露出するまで行われる。

次に、図１９に示すように、絶縁層１２０を除去する。絶縁層１２０は、ドライエッチング法により除去される。この例では、エッチング用ガスとして四フッ化メタン（ＣＦ₄）および酸素（Ｏ₂）などが用いられる。

図２０（Ａ）は、第２接合前のＤ１－Ａ２間の断面図である。図２０（Ｂ）は、第２接合前のＤ１－Ｂ２間の断面図である。なお、このとき図２０（Ｂ）に示すように、構造体２３４の一部は、図２０（Ｂ）に示すように、導電層２５０が設けられない間隙２５５において、基板２１０の第１面２１０Ａと対向する。

次に、構造体１３６－２および構造体２３４と基板２１０との間において第２の接合を行う。第２の接合は、陽極接合を用いて行う。陽極接合の処理条件は、第１の接合と同様としてもよい。基板２１０と構造体１３６－２および構造体２３４との間において、基板２１０側には構造体１３６に対して負の電圧が印加される。

このとき、導電層２５０は、構造体２３４と部分Ｐ１で接続されているため（図１５（Ａ）参照）、構造体１３４、構造体１３６－１、構造体１３６－２、構造体２３４および導電層２５０は、短絡状態であるといえる。そのため、陽極接合により電圧が印加されても基板２１０と構造体１３６－１とが同電位となり、構造体１３６－１が基板２１０に引き付けられることはない。

一方、図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）、図２０（Ａ）および図２０（Ｂ）に示すように、構造体１３６－１、構造体１３６－２、構造体１３４および構造体２３４の一部は、導電層２５０の一部と対向しているが、構造体２３４の他の一部は間隙２５５と対向する部分を有する。構造体２３４の一部と間隙２５５との間には、陽極接合において基板２１０側には構造体１３６に対して負の電圧が印加されることで、静電引力が加わることになる。その結果、構造体１３６－２および構造体２３４は、基板２１０の第１面２１０Ａ方向に引き寄せられる。最終的には、間隙２５５において、構造体２３４の一部と基板２１０とが接合し、基板２１０および導電層２５０上に固定電極２４０（支持部２４４および櫛歯部２４６）が形成される。

最後に、接続された部分Ｐ１をダイシング等により切断することにより、固定電極２４０と可動電極３４０とが分離されて、静電アクチュエータ１００が製造される。なお、上記方法を用いることにより、可動電極と固定電極は同時に形成されるため、高度の位置合わせを行うことを必要としない。したがって、静電アクチュエータを容易に製造することができる。

また、本開示の実施形態では、可動電極と固定電極を同時に同じ形状を有するように形成するので、高度な技術を必要とせずに、安定して静電アクチュエータを製造することができる。

（変形例１）
なお、静電アクチュエータを製造する上で、積層体１０５として２つの熱酸化膜付きシリコン基板を貼り合せて、研磨加工で仕様の厚さに調整する、貼り合わせ法が用いられてもよい。また、シリコン基板に酸素を添加し、高温熱処理することにより、埋め込み酸化膜を形成したＳＩＭＯＸ（ＳｅｐａｒａｔｅｄｂｙＩｍｐｌａｎｔｅｄＯｘｙｇｅｎ）法が用いられてもよい。

また、絶縁層１２０および導電層１３０は、別々に形成されてもよい。絶縁層１２０には、酸化シリコン（ＳｉＯ_x）、窒化シリコン（ＳｉＮ_x）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ_x）、酸化アルミニウム（ＡｌＯ_x）などが用いられてもよい。絶縁層１２０は、熱酸化法、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法、塗布法などにより形成されてもよい。

また、導電層１３０には、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、シリコン・ゲルマニウム（ＳｉＧｅ）、炭化シリコン（ＳｉＣ）などが用いられてもよい。また、導電層１３０は、金属材料でもよい。導電層１３０は、ＣＶＤ法（減圧ＣＶＤ、常圧ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法など）、スパッタリング法などにより形成されてもよい。

（変形例２）
なお、穴２３０は、貫通して設けられてもよい。また、穴２３０は、フォトリソグラフィ法およびエッチング法以外の方法で形成されてもよい。例えば、穴２３０は、レーザ照射法（レーザアブレーション法）を用いて形成されてもよい。

（変形例３）
本開示の実施形態では、静電アクチュエータがＤＭＤに用いられる例を記載したが、これに限定されない。本開示の静電アクチュエータは、スキャナなどの他の光学機器に用いられてもよいし、高周波無線機器や力学量センサなどのＭＥＭＳ素子と組み合わせて用いられてもよい。

（変形例４）
本開示の実施形態において、静電アクチュエータ１００の固定電極２４０のうち支持部２４４は、分離して設けられてもよい。図２２に示すように、静電アクチュエータ１００は、固定電極２４０において支持部２４４－１および支持部２４４－２を有する。このとき、基板２１０と支持部２４４－２とに挟まれた導電層２５０を介して固定電極２４０の櫛歯部２４６、支持部２４４－１および支持部２４４－２は接続されている。

１０・・・表示装置、２０・・・筐体、３０・・・発光部、３１・・・光、４０・・・レンズ、４２・・・レンズ、５０・・・表示素子、６０・・・対象物、７０・・・プリント基板、８０・・・集積回路、１００・・・静電アクチュエータ、１０５・・・積層体、１１０・・・基板、１２０・・・絶縁層、１３０・・・導電層、１３２・・・構造体、１３４・・・構造体、１３６・・・構造体、１４０・・・構造体、１４４・・・構造体、２１０・・・基板、２１５・・・領域、２２０・・・凹部、２３０・・・穴、２３４・・・構造体、２４０・・・固定電極、２４４・・・支持部、２４６・・・櫛歯部、２５０・・・導電層、２５５・・・間隙、３４０・・・可動電極、３４４・・・支持部、３４６・・・櫛歯部、３５０・・・微小鏡面

Claims

第１面および前記第１面の反対側の第２面を有し、前記第１面側に凹部が設けられた基板と、
前記凹部に設けられた第１櫛歯部、および前記第１面に設けられ、前記第１櫛歯部を支持する支持部を含む固定電極と、
平面視において前記固定電極の前記第１櫛歯部に対して千鳥状に配置された第２櫛歯部および前記基板の第１面と接続する部分を有し、外力に応じて動作する可動電極と、
前記可動電極と接続され、前記可動電極とともに動作する微小鏡面と、
前記基板の前記第１面および前記凹部の形状に沿って連なって配置され、前記凹部において前記固定電極の下部と接する部分、および前記第１面において前記基板と前記固定電極の支持部との間に挟まれた部分を有する導電層と、を含み、
前記基板は、アルカリ金属を含有するケイ酸ガラス基板である、
静電アクチュエータ。
前記基板の前記第２面には、アルカリ金属が析出する部分を有する、
請求項１に記載の静電アクチュエータ。
前記固定電極と前記基板の前記第１面とが直接的に接続する部分を有する、
請求項１または２に記載の静電アクチュエータ。
前記導電層は、
展性を有する金属を含む、
請求項１乃至３のいずれか一に記載の静電アクチュエータ。
前記導電層は、金、銅およびアルミニウムのいずれかを含む、
請求項１乃至３のいずれか一に記載の静電アクチュエータ。
請求項１乃至５のいずれか一に記載の静電アクチュエータと、
発光部と、
レンズと、
を備える、表示装置。
第１基板と、前記第１基板上に配置された絶縁層と、前記絶縁層上に配置された第１導電層と、を有する積層体を用い、
前記第１導電層を加工して、櫛歯形状を有する第１構造体と、前記第１構造体に対して千鳥状に配置された櫛歯形状を有する第２構造体と、前記第２構造体を支持する第３構造体を形成し、
第１面および前記第１面の反対側に第２面を有し、前記第１面側に前記第１構造体および前記第２構造体が設けられた領域よりも広い領域を有する凹部が設けられた第２基板を用い、
前記第２基板の前記第１面の形状を追従し、前記凹部の一部に間隙を有するように第２導電層を形成し、
前記第３構造体と、前記第２基板の前記第１面の一部とを、前記第２導電層の一部を挟みながら第１接合を行い、
前記第１基板および前記絶縁層を除去し、
前記第３構造体の一部と、前記第２基板とが、前記第２導電層の間隙において接続するように第２接合を行う、
静電アクチュエータの製造方法。
前記第１基板は、半導体基板であって、
前記第２基板は、アルカリ金属を含有するケイ酸ガラス基板である、
請求項７に記載の静電アクチュエータの製造方法。
前記第１接合および前記第２接合は、陽極接合により行う、
請求項８に記載の静電アクチュエータの製造方法。
前記第２導電層は、
展性を有する金属を含む、
請求項７乃至９のいずれか一に記載の静電アクチュエータの製造方法。
前記第２導電層は、金、銅およびアルミニウムのいずれかを含む、
請求項７乃至９のいずれか一に記載の静電アクチュエータの製造方法。