CN101495904B - 促动器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种双轴转动式促动器，其具备第一可动部、支承第一可动部的第二可动部、及衬里部。用于将驱动电压分别独立地施加在第一可动部和第二可动部的第一导电部和第二导电部由分离槽分隔，并且在利用装设在第二可动部下部的衬里部相互固定的状态下被设置在第二可动部。通过设置这样的衬里部，实现将第一导电部和第二导电部以电绝缘状态相互固定、及将促动器的制造工序简化。通过在这种本发明的促动器的第一可动部上具备反射镜，能够以简单的制造工艺提供双轴转动式反射镜元件。

Description

促动器 
技术领域
本发明涉及应用微细加工技术的微小机械结构体即促动器，其例如用于激光打印机等使用的光扫描装置、条形码机等的读取装置、激光投影机等。 
背景技术
利用微细加工技术形成的振动反射镜元件，例如反射镜部由设置于同一直线上的两个铰链支承。在与反射镜部相对的位置设置有电极。利用反射镜部和电极之间发生的静电引力，将两个铰链作为扭转旋转轴，使反射镜部往复振动。 
这种振动元件与利用电动机使多面反射镜旋转的反射镜元件相比，结构简单，可以在半导体工艺中一并形成，因此，小型化容易，且成本也低。另外，由于振动反射镜具有单一的反射面，因此，不会出现具有多个面的多面反射镜那样的精度偏差。另外，由于振动反射镜元件的动作为往复振动，因此也可以适应高速化。 
专利文献1中公开了一种单轴转动式反射镜元件，非专利文献1和专利文献2及3中公开了一种双轴转动式反射镜元件。 
单轴转动式反射镜元件的可动部为由铰链支承的反射镜部。反射镜部和固定部由分离槽分离，利用向反射镜部施加驱动电压而产生的静电引力来驱动反射镜部。 
在双轴转动式反射镜元件中，中间框架通过铰链支承反射镜部，固定部进一步通过铰链支承中间框架，反射镜部与中间框架部构成可动部。 
参照图13，对双轴转动式反射镜元件进行说明。图13是表示双轴转动式共振反射镜元件51的立体图。 
共振反射镜元件51具备：具有反射面的第一可动部55、支承第一可动部55的第二可动部56、支承第二可动部56的固定部63。 
共振反射镜元件51还具备X铰链61及Y铰链57。第二可动部56经由Y铰链57连结并支承第一可动部55。第一可动部55以通过沿图13中的Y方向延伸的Y铰链57的轴为转动轴，相对于第二可动部56绕Y铰链57可转动。固定部63经由X铰链61连结并支承第二可动部56。第二可动部56以通过沿图13中的X方向延伸的X铰链61的轴为转动轴，相对于固定部63绕X铰链61可转动。 
第一可动部55在其外周部具备产生使第一可动部55相对于第二可动部56相对位移的驱动力的X梳形电极55a。第二可动部56在其外周部具备产生使第二可动部56相对于固定部63相对位移的驱动力的Y梳形电极64a。 
另外，在第二可动部56的内周部形成有与X梳形电极55a按照隔着间隙啮合的方式相对的X梳形电极55b。在固定部63的内周部形成有与Y梳形电极64a按照隔着间隙啮合的方式相对的Y梳形电极64b。 
如上所述，第一可动部55相对于第二可动部56绕Y铰链57可转动地被支承，第二可动部56相对于固定部63绕X铰链61可转动地被支承，由此，实现双轴转动式共振反射镜元件51。 
第二可动部56具备用于向第一可动部55供给电压的第一导电部56a、和供给另外的电压的第二导电部56b。第一导电部56a和第二导电部56b被形成于第一导电部56a和第二导电部56b之间的分离槽66分隔，相互电绝缘。由此，可以对第一可动部55及第二可动部56分别独立地施加驱动电压。 
图14是表示共振反射镜元件51的剖面图。该剖面图与图13的G-G剖面对应。参照图14将绝缘层堆积在分离槽66内后将硅埋入，且将第一导电部56a和第二导电部56b接合，以使第一导电部56a和第二导电部56b不被截断。由此，第一导电部56a及第二导电部56b作为第二可动部56一体进行位移。 
图15是表示共振反射镜元件51的电分离状态的平面图。施加于X焊盘70的电压Vx为第一可动部55的电压，当使接地焊盘72为接地电平(GND)时，在第一可动部55和第二可动部56之间产生Vx的电位差。 
另外，施加于Y焊盘71的电压Vy为固定部63的电压，在固定部63 和第二可动部56之间产生Vy的电位差。 
当适当地控制电压Vx和Vy时，第一可动部55及第二可动部56以各自的共振频率进行共振动作。由此，在双轴转动式共振反射镜元件51中，可以独立地控制第一可动部55绕X轴的转动和绕Y轴的转动。 
专利文献1：(日本)特开2004-239987号公报 
专利文献2：(日本)特开2004-13099号公报 
专利文献3：(日本)特开2006-115683号公报 
非专利文献1：“AN ELECTROSTATICALLY EXCITED 2D-MICRO-SCANNING-MIRROR WITH AN IN-PLANE CONFIGURATION OF THE DRIVING ELECTRODES”(MEMS2000.Proceedings Piscataway，NJ：IEEE，2000) 
但是，上述反射镜元件存在如下的问题。 
单轴转动式反射镜元件，不能进行双轴的转动，而动作只限于单轴的转动。 
图13～图15所示的双轴转动式反射镜元件51，埋入分离槽66的工序耗费时间，这成为成本提高的主要原因。 
另外，分离槽66越深越难以可靠地埋入，当埋入不完全时，埋入的部分因振动而受损伤，第一导电部56a和第二导电部56b有可能离开。 
另外，当分离槽66中的绝缘层的堆积不充分时，第一导电部56a和第二导电部56b之间的电绝缘有可能不完全。 
发明内容
本发明是鉴于上述课题而开发的，其目的在于，提供一种用简单的制造工艺容易形成且可靠性高的促动器。 
本发明提供一种促动器，具备：可动部、和支承所述可动部的固定部，所述可动部具备：供给第一电压的第一导电部、供给第二电压的第二导电部、将所述第一导电部与第二导电部以电绝缘的状态相互固定的衬里部，所述第二导电部和所述衬里部电连接，所述可动部包括第一可动部、和支承所述第一可动部的第二可动部，所述固定部支承所述第二可动部，所述第二可动部具备所述第一及第二导电部，经由所述第一导电部向所述第一可动部供给所述第一电压。 
根据某一实施方式，所述第二可动部还具备形成于所述第二导电部及所述衬里部的梳形电极。 
根据某一实施方式，所述衬里部的厚度比所述固定部的厚度薄。 
根据某一实施方式，所述第一可动部具备反射光的反射镜部，所述衬里部从所述促动器的设置有所述反射镜部的面的相反侧的面固定所述第一导电部和所述第二导电部。 
根据某一实施方式，所述第一及第二可动部通过对隔着绝缘层将第一及第二硅层接合的SOI晶片的所述第一硅层蚀刻而形成，所述衬里部通过对所述第二硅层蚀刻而形成。 
根据某一实施方式，所述第一导电部和所述第二电部利用形成于所述第二可动部的所述第一导电部和所述第二导电部之间的槽电绝缘。 
根据某一实施方式，在所述第二可动部的相对于所述槽点对称的位置形成有虚设槽。 
根据某一实施方式，所述第一可动部具备产生使所述第一可动部相对于所述第二可动部相对位移的驱动力的第一及第二梳形电极，所述第一梳形电极向与所述第一可动部的转动轴垂直的方向延伸，所述第二梳形电极向与所述第一可动部的转动轴平行的方向延伸，所述第二可动部具备产生使所述第二可动部相对于所述固定部相对位移的驱动力的第三及第四梳形电极，所述第三梳形电极向与所述第二可动部的转动轴垂直的方向延伸，所述第四梳形电极向与所述第二可动部的转动轴平行的方向延伸。 
本发明提供一种图像投影装置，其特征在于，具备所述促动器、射出光束的光源、将所述光束导向所述促动器的光学系统、以及驱动所述促动器的驱动部。 
本发明提供一种促动器的制造方法，其特征在于，包括：对隔着绝缘层将第一及第二硅层接合的SOI晶片的所述第一硅层蚀刻而形成所述第一及第二可动部的步骤、对所述第二硅层蚀刻而形成所述衬里部的步骤、以及将由所述第二可动部的所述第一硅层形成的规定部分与所述衬里部进行电连接的步骤。 
形成所述衬里部的步骤包含使用蚀刻所述第一硅层时所使用的掩模对所述第二硅层进行蚀刻的步骤。 
根据本发明，衬里部将第一导电部和第二导电部以电绝缘的状态相互固定，第二导电部与衬里部进行电连接。由此，能够将第一导电部和第二导电部可靠地固定。另外，由于不需要埋入第一导电部和第二导电部之间的槽，因此可以简化促动器的制造工序，可以提供价廉的促动器。另外，由于衬里部不是电漂浮的状态，因此可以防止衬里部的带电，可以得到稳定的驱动力。 
另外，根据某一实施方式，可动部包括第一可动部和支承第一可动部的第二可动部，由此，可能得到双轴转动式促动器。 
另外，根据某一实施方式，衬里部具备梳形电极。由此，可以增大可动部转动的状态下的梳形电极彼此相对的面积，可以得到稳定的驱动力。 
另外，根据某一实施方式，衬里部的厚度比固定部的厚度薄。由此，可以实现可动部轻量化，并且，可以确保增大可动部可转动的角度。 
另外，根据某一实施方式，在第二可动部的相对于槽点对称的位置形成有虚设槽，由此，可以防止第二可动部的重量平衡失衡。 
另外，根据某一实施方式，第一可动部具备向与第一可动部的转动轴平行的方向延伸的梳形电极，第二可动部具备向与第二可动部的转动轴平行的方向延伸的梳形电极。由此，可以以更大的转动角度驱动第一及第二可动部。 
另外，本发明的图像投影装置具备上述促动器。由于本发明促动器的驱动灵敏度高，故可以实现低耗电力的图像投影装置。 
另外，本发明的促动器的制造方法，使用蚀刻第一硅层时所使用的掩模对第二硅层进行蚀刻而形成衬里部。由此，可以防止在第一硅层和第二硅层之间梳形电极的错位，因此，可以实现相邻的梳形电极间的间隙相等的垂直梳形电极结构。 
根据本发明，可以以简单的工艺容易地形成双轴转动式促动器，可以提供价廉的共振反射镜元件。 
附图说明
图1是表示本发明实施方式的共振反射镜元件的立体图。 
图2是表示本发明实施方式的共振反射镜元件的下部立体图。 
图3是表示本发明实施方式的共振反射镜元件的平面图。 
图4是表示本发明实施方式的共振反射镜元件电分离状态的平面图。 
图5是表示本发明实施方式的共振反射镜元件动作的立体图。 
图6A是表示本发明实施方式的共振反射镜元件制造工序的剖面图。 
图6B是表示本发明实施方式的共振反射镜元件制造工序的剖面图。 
图6C是表示本发明实施方式的共振反射镜元件制造工序的剖面图。 
图6D是表示本发明实施方式的共振反射镜元件制造工序的剖面图。 
图6E是表示本发明实施方式的共振反射镜元件制造工序的剖面图。 
图6F是表示本发明实施方式的共振反射镜元件制造工序的剖面图。 
图6G是表示本发明实施方式的共振反射镜元件制造工序的剖面图。 
图6H是表示本发明实施方式的共振反射镜元件制造工序的剖面图。 
图6I是表示本发明实施方式的共振反射镜元件制造工序的剖面图。 
图6J是表示本发明实施方式的共振反射镜元件制造工序的剖面图。 
图6K是表示本发明实施方式的共振反射镜元件制造工序的剖面图。 
图6L是表示本发明实施方式的共振反射镜元件制造工序的剖面图。 
图6M是表示本发明实施方式的共振反射镜元件制造工序的剖面图。 
图6N是表示本发明实施方式的共振反射镜元件制造工序的剖面图。 
图6O是表示本发明实施方式的共振反射镜元件制造工序的剖面图。 
图6P是表示本发明实施方式的共振反射镜元件制造工序的剖面图。 
图6Q是表示本发明实施方式的共振反射镜元件制造工序的剖面图。 
图7A是表示本发明实施方式的共振反射镜元件的连接部和其周边部的图。 
图7B是表示本发明实施方式的共振反射镜元件的连接部和其周边部的图。 
图7C是表示本发明实施方式的共振反射镜元件的连接部和其周边部的图。 
图7D是表示本发明实施方式的共振反射镜元件的连接部和其周边部的图。 
图7E是表示本发明实施方式的共振反射镜元件的连接部和其周边部的图。 
图8A是表示本发明实施方式的共振反射镜元件的连接部和其周边部的图。 
图8B是表示本发明实施方式的共振反射镜元件的连接部和其周边部的图。 
图8C是表示本发明实施方式的共振反射镜元件的连接部和其周边部的图。 
图8D是表示本发明实施方式的共振反射镜元件的连接部和其周边部的图。 
图9是表示本发明实施方式的共振反射镜元件的梳形电极的相对面积的剖面图。 
图10是表示本发明实施方式的共振反射镜元件的辅助梳形电极的相对面积的剖面图。 
图11是表示本发明实施方式的共振反射镜元件的电极间的相对面积及静电电容变化的曲线图。 
图12是表示具备本发明实施方式的共振反射镜元件的图像投影装置的图。 
图13是表示双轴转动式共振反射镜元件的立体图。 
图14是表示双轴转动式共振反射镜元件的剖面图。 
图15是表示双轴转动式共振反射镜元件的电分离状态的平面图。 
标记说明 
1    共振反射镜元件 
2    绝缘层 
3    器件层 
4    控制层 
5    第一可动部 
6    第二可动部 
6a   第一导电部 
6b   第二导电部 
7         Y铰链簧片 
8         Y铰链 
9a、9b    X梳形电极 
10a、10b  X辅助梳形电极 
11        X铰链 
11a、11b  Y梳形电极 
12        X铰链簧片 
12a、12b  Y辅助梳形电极 
13        固定部 
16        分离槽 
17        衬里部 
18        X焊盘 
20        虚设槽 
21        接地焊盘 
22        Y焊盘 
23        连接部 
30        SOI晶片 
31、36    氧化物层 
32、37    抗蚀剂图案 
33、38    Al层 
34、39    抗蚀剂图案 
35        保护层 
40        反射膜 
151       光源 
152       准直透镜 
153       分色棱镜 
154       开口部 
155       图像信号 
156       控制部 
157       激光调制电路 
158    驱动部 
159    光束 
160    投影区域 
100    图像投影装置 
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。 
(实施方式1) 
首先，参照图1对本发明第一实施方式的促动器进行说明。图1是表示本实施方式的促动器即共振反射镜元件1的立体图。 
共振反射镜元件1如下进行制造，即，对于隔着由例如氧化硅(SiO2)构成的绝缘层2将两层硅层接合而成的晶片、即所谓的SOI(Silicon OnInsulator)晶片进行加工而制造。 
在两层硅层中，第一硅层中掺杂磷(P)或砷(As)等n型杂质及硼(B)等p型杂质使其具有导电性，将其称作器件层3。第二硅层为构成晶片主体的厚的部分，称为控制层4。 
通过对器件层3进行后述的蚀刻形成图案而形成第一可动部5和第二可动部6。第一可动部5和第二可动部6总称为可动部。 
共振反射镜元件1具备：具有反射镜面25的第一可动部5、支承第一可动部5的第二可动部6、支承第二可动部6的固定部13。 
共振反射镜元件1还具备：X铰链11及Y铰链8。第二可动部6通过Y铰链8连结并支承第一可动部5。第一可动部5以穿过沿图1中Y方向延伸的Y铰链8的轴为转动轴，相对于第二可动部6绕Y铰链8可转动。固定部13通过X铰链11连结并支承第二可动部6。第二可动部6以穿过沿图1中的X方向延伸的X铰链11的轴为转动轴，相对于固定部13绕X铰链11可转动。共振反射镜元件1具有这样的万向架结构。第二可动部6为位于外框部即固定部13和中心部的第一可动部5之间的中间框架。 
第一可动部5在其外周部具备产生使第一可动部5相对于第二可动部6相对位移的驱动力的X梳形电极9a及X辅助梳形电极10a。X梳形电极 9a向与第一可动部5的转动轴垂直的方向延伸。X辅助梳形电极10a向与第一可动部5的转动轴平行的方向延伸。X辅助梳形电极10a在连接有第一可动部5的Y铰链8的边缘形成，X梳形电极9a形成在未连接有第一可动部5的Y铰链8的边缘。X辅助梳形电极10a以与Y铰链8平行且同等的长度以下的方式形成，因此，芯片尺寸不会因X辅助梳形电极10a而变大。 
第二可动部6在其外周部具备产生使第二可动部6相对于固定部13相对位移的驱动力的Y梳形电极11a及Y辅助梳形电极12a。Y梳形电极11a向与第二可动部6的转动轴垂直的方向延伸。Y辅助梳形电极12a向与第二可动部6的转动轴平行的方向延伸。Y辅助梳形电极12a在连接有第二可动部6的X铰链11的边缘形成，Y梳形电极11a在未连接有第二可动部6的X铰链11的边缘形成。Y辅助梳形电极12a以与X铰链11平行且同等的长度以下的方式形成，因此，芯片尺寸不会因Y辅助梳形电极12a而变大。 
另外，在第二可动部6的内周部形成有与X梳形电极9a以隔着间隙啮合的方式相对的X梳形电极9b、和与X辅助梳形电极10a以隔着间隙啮合的方式相对的X辅助梳形电极10b。在固定部13的内周部形成有与Y梳形电极11a按照隔着间隙啮合的方式相对的Y梳形电极11b、和与Y辅助梳形电极12a按照隔着间隙啮合的方式相对的Y辅助梳形电极12b。关于辅助梳形电极的效果后述。 
如上所述，第一可动部5相对于第二可动部6绕Y铰链8可转动地被支承，第二可动部6相对于固定部13绕X铰链11可转动地被支承，由此，可实现双轴转动式共振反射镜元件1。 
当第一可动部5和第二可动部6之间产生电位差时，第一可动部5相对于第二可动部6相对地位移。图6Q是对应于图1所示的共振反射镜元件1的A-A剖面的图。参照图1及图6Q，第二可动部6具备用于向第一可动部5供给第一电压的第一导电部6a、和供给第二电压的第二导电部6b。第一导电部6a与第二导电部6b被形成于第一导电部6a和第二导电部6b之间的分离槽16分割，彼此电绝缘。由此，可以对第一可动部5和第二可动部6分别独立地施加驱动电压。 
图2是表示共振反射镜元件1的下部立体图。图2将共振反射镜元件1的构成要素的一部分切割进行图示。共振反射镜元件1还具备将第一导电部6a与第二导电部6b以电绝缘的状态相互固定的衬里部17。衬里部17从共振反射镜元件1的设置有反射镜面25的面(上面)的相反侧的面(下面)固定第一导电部6a和第二导电部6b。衬里部17的厚度比固定部13的厚度薄。 
参照图2，第一及第二可动部5及6的下部被除去控制层4，由此，第一及第二可动部5及6可转动。在第二可动部6的下部，部分地残留有控制层4作为衬里部17。通过该残留的控制层4和其相同位置的绝缘层2形成衬里部17。衬里部17的厚度形成为比固定部13的厚度薄。由此，实现第二可动部6的轻量化。 
图3是表示共振反射镜元件1的衬里部17的位置的平面图。 
图3所示的斜线部分为衬里部17，分离槽16形成在该衬里部17存在的区域内。因此，即使由分离槽16将第一导电部6a和第二导电部6b分离，第一导电部6a和第二导电部6b(图1)也能一体进行位移。不需要像现有例那样在分离槽16中埋入其它材料进行结合的工序。 
另外，由于绝缘层2、器件层3及控制层4为预先强固地接合的晶片结构，因此，由器件层3形成的第二可动部6、和由绝缘层2及控制层4形成的衬里部17的结合强度具有充分高的可靠性。 
由于也不需要埋入工序形成的绝缘，因此也不必担心第一导电部6a和第二导电部6b之间的电绝缘会不完全。 
另外，形成将X焊盘18和第一可动部5连接的连接部即第一导电部6a的分离槽16位于偏离转动轴的位置，因此，第二可动部6的重量平衡将会偏离，在共振驱动时，有时诱发第二可动部6的上下移动等不必要的共振。因此，在以第二可动部6的中心为基准而在相对于第二可动部6上的分离槽16点对称的位置形成有虚设槽20。另外，在相对于第二可动部6上的分离槽16以X转动轴为基准的轴对称的位置、及以Y转动轴为基准的轴对称的位置分别形成有虚设槽20。通过在与分离槽16对称的位置形成虚设槽20，可以抑制重量平衡的偏差。 
图4是表示共振反射镜元件1的电分离状态的平面图。 
图4中，如上所述，在第二可动部6上形成有分离槽16，该分离槽16将其电分隔为两个区域。一个区域为从X焊盘18经由X铰链11、第一导电部6a、Y铰链8到第一可动部5的区域。另一个区域为从接地焊盘21经由X铰链11到第二可动部6的区域。在第二可动部6，第二导电部6b与衬里部17经由设置于虚设槽20上的连接部23电连接。 
在这样的构成中，施加于X焊盘18的电压Vx为第一可动部5的电压，当以接地焊盘21为接地电平(GND)时，在第一可动部5和第二可动部6之间产生Vx的电位差。 
另外，施加于Y焊盘22的电压Vy为固定部13的电压，在固定部13和第二可动部6之间产生Vy的电位差。 
适当控制电压Vx和Vy，第一可动部5及第二可动部6以各自的共振频率进行共振动作。由此，在双轴转动式共振反射镜元件1中，可以独立地控制第一可动部5绕X轴的转动和绕Y轴的转动。 
图5是表示共振反射镜元件1的动作状态的立体图。 
第一可动部5相对于第二可动部6绕Y铰链8转动，第二可动部6与第一可动部5一起相对于固定部13绕X铰链11转动。由此，由第一可动部5反射的激光束沿X-Y方向进行二维扫描。 
下面，对共振反射镜元件1的制造方法进行说明。图6A～图6Q是表示共振反射镜元件1的制造工序的图，这些剖面图与图1的A-A剖面对应。 
参照图6A，准备SOI晶片30。器件层3的厚度为第一可动部5及第二可动部6的厚度，考虑各可动部的共振频率、相对驱动电压的振幅、刚性等后再决定。在此，将器件层3设定为50μm，将绝缘层2设定为2μm，将控制层4设定为300μm。 
首先，在器件层3及控制层4中掺杂P或As等n型杂质及B等的p型杂质使其具有导电性。但是，在使用器件层3及控制层4已经具有导电性的SOI晶片的情况下，不需要用于使其具有导电性的杂质掺杂的工艺。 
其次，参照图6B，利用CVD(Chemical Vapor Deposition)在器件层3表面形成氧化物层31，将液状光致抗蚀剂通过旋涂成膜，经过曝光及显影后形成抗蚀剂图案32。作为光致抗蚀剂，例如可以使用AZP4210或AZ1500(クラリアントジヤパン制)。下述的抗蚀剂图案也经过这种光致 抗蚀剂的成膜及其后的曝光、显影后形成。 
接着，参照图6C，以抗蚀剂图案32为掩模，利用BHF(缓冲氢氟酸)对氧化物层31进行蚀刻。 
接着，参照图6D，在除去了抗蚀剂图案32的氧化物层31的表面，通过真空蒸镀堆积Al(铝)，形成Al层33，将液状光致抗蚀剂通过旋涂成膜，经过曝光及显影后形成抗蚀剂图案34。 
接着，参照图6E，以抗蚀剂图案34为掩模，使用混合酸铝溶液等铝蚀刻溶液形成Al层33。 
接着，参照图6F，除去抗蚀剂图案34，以Al层33为掩模，通过Deep-RIE(Deep Reactive Ion Etching)将氧化物层31贯通蚀刻至器件层3。 
接着，参照图6G，在Al层33的表面使用液状光致抗蚀剂通过旋涂形成保护层35。在控制层4的表面利用CVD使氧化物堆积形成氧化物层36，将液状光致抗蚀剂通过旋涂成膜，经过曝光及显影后形成抗蚀剂图案37。 
接着，参照图6H，以抗蚀剂图案37为掩模，利用BHF蚀刻氧化物层36。 
接着，参照图6I，除去抗蚀剂图案37，在氧化物层36及控制层4的表面通过真空蒸镀堆积Al，形成Al层38，将液状光致抗蚀剂通过旋涂成膜，经过曝光及显影后形成抗蚀剂图案39。 
接着，参照图6J，以抗蚀剂图案39为掩模，使用混合酸铝溶液等铝蚀刻溶液形成Al层38。 
接着，参照图6K，除去保护层35及抗蚀剂图案39。以Al层33为掩模，通过Deep-RIE将器件层3的硅贯通蚀刻至绝缘层2。在Deep-RIE过程中，作为将蚀刻与侧壁保护交替进行的Bosch工艺，进行SF6气体的蚀刻、C4F8气体的侧壁保护。关于对下述硅层的Deep-RIE，也可以采用该条件。 
接着，参照图6L，以Al层33为掩模，通过Deep-RIE将绝缘层2的氧化硅贯通蚀刻至控制层4。 
接着，参照图6M，以Al层33为掩模，通过Deep-RIE对控制层4的硅进行蚀刻。在该蚀刻中，从控制层4的绝缘层2侧进行到衬里部17 的厚度部分的长度(例如，厚度50μm)。 
接着，参照图6N，利用铝蚀刻溶液除去Al层33，以氧化物层31为掩模，利用Deep-RIE将器件层3的硅贯通蚀刻至绝缘层2。由此，形成反射镜部5、第二可动部6、梳形电极、铰链、分离槽16、连接部23(图4)等可动部的形状。此时，由于即使对控制层4进行蚀刻也是没有问题，因此，氧化物层31的掩模开口部的一部分与Al层33的掩模的开口部一致。 
接着，参照图6O，以Al层38为掩模，利用Deep-RIE对控制层4的硅进行蚀刻。在该蚀刻中，从控制层4表面蚀刻到衬里部17(图2)的厚度部分的深度程度。在此，将蚀刻的深度设定为260μm。蚀刻后利用铝蚀刻溶液除去Al层38。 
接着，参照图6P，以氧化物层36为掩模，利用Deep-RIE将控制层4的硅蚀刻至绝缘层2。由此，形成衬里部17和外框部13(图1)。由于蚀刻可以按照可靠到达绝缘层2的方式进行若干过度蚀刻，因此，图6O所示的蚀刻深度考虑该过度蚀刻程度设定。衬里部17的厚度考虑必要强度、可动部的共振频率、相对驱动电压的必要振幅等进行设计。在此设定为厚度50μm。 
接着，参照图6Q，除去露出的绝缘层2、氧化膜图案31及36(图6P)而将可动部脱膜。在第一可动部5的表面将铝、金或银进行真空蒸镀以作成反射膜40。反射膜40的厚度为例如50nm，材料根据使用的光的波长和必要的反射率适当选择。 
在此，在衬里部17及控制层4的梳形电极的形成工序中，以利用蚀刻形成器件层3的梳形电极时使用的铝层33为掩膜进行蚀刻。因此，不会使工艺复杂化，可以在与器件层3的梳形电极相同位置上形成衬里部17及控制层4的梳形电极。由于可以防止在器件层3和控制层4之间梳形电极的错位，因此，能够实现相邻的梳形电极间的间隙相等的垂直梳形电极结构。 
下面，对经由连接部23(图4)将衬里部17和第二导电部6b电连接的方法进行说明。 
在除去绝缘层2将可动部脱膜的工艺(图6Q)中，与SOI晶片30(图6A)的厚度方向的蚀刻同时，沿SOI晶片30的直径方向也进行蚀刻。将 该SOI晶片30被沿直径方向蚀刻的情况称为侧面蚀刻。 
参照图7A～图7E对侧面蚀刻进行详细地说明。图7A是将图4所示的共振反射镜元件1的连接部23和其周边部放大表示的图。图7B～图7E是与图7A所示的连接部23及其周边部的B-B剖面对应的图。 
对图7B所示的绝缘层2进行蚀刻时，如图7C所示，先蚀刻成为开口的部分。接下来，如图7D所示，开始侧面蚀刻，当进一步进行侧面蚀刻时，如图7E所示，连接部23的第二导电部6b和固定控制层4的绝缘层2就被完全除去。通过这样的侧面蚀刻将连接部23的第二导电部6b和衬里部17之间的绝缘层2除去。由此，可以使连接部23的第二导电部6b和衬里部17电连接。参照图8A～图8D对该第二导电部6b和衬里部17的电连接进行说明。 
图8A是将共振反射镜元件1的连接部23和其周边部放大表示的图。图8B及图8C是与图8A所示的连接部23及其周边部的C-C剖面对应的图，图8D是对应于D-D剖面的图。 
对图8B所示的绝缘层2进行蚀刻时，如图8C所示，固定连接部23的第二导电部6b和控制层4的绝缘层2被完全除去。关于连接部23以外的第二导电部6b的区域、固定着Y铰链簧片7(图1)、第一导电部6a等和控制层4的绝缘层2，按照利用侧面蚀刻不会被完全除去的方式设定蚀刻条件。 
作为连接部23的第二导电部6b和衬里部17的电连接的方法具有例如：利用粘附(附着现象)将第二导电部6b和衬里部17进行电连接的方法。例如，利用使用了HF(氢氟酸)或BHF(氢氟酸缓冲液)的湿式蚀刻工艺进行图6Q所示的绝缘层2及氧化膜图案31及36的除去，在从蚀刻液(HF或BHF)中取出晶片时、或者放入蚀刻液的湿清洗中，第二导电部6b和衬里部17通过粘附被电连接。 
另外，例如，利用干式蚀刻进行图6Q所示的绝缘层2及氧化膜图案31及36的除去，在不发生粘附的情况(隔有空隙的状态)下，将电压施加于接地焊盘21(图4)而发生由于第二导电部6b和衬里部17间的电位差引起的牵引现象(第二导电部6b与衬里部17碰撞的现象)。此时，当第二导电部6b和衬里部17的接触面或空隙中存在有水分子等时，发生粘 附，第二导电部6b和衬里部17被连接。 
另外，为了利用粘附将第二导电部6b和衬里部17连接，需要使连接部23的复原力充分降低，进而，为了减少且抑制侧面蚀刻的蚀刻量，将连接部23作成开口结构。 
另外，例如也可以使用微细布线描绘装置等，将导体涂敷在连接部23内，将第二导电部6b和衬里部17连接。微细布线描绘装置为与印刷技术中的喷墨方式的油墨涂敷同样的方法，是利用将含有微小导体的油墨微细地印刷的纳米压印技术的装置。该情况下，优选按照连接部23的绝缘层2通过蚀刻不被完全除去的方式设定蚀刻条件，且含有微小导体的油墨不向连接部23外部扩展。 
另外，例如，也可以使用涂敷粘接剂或少量液体的分配器，将导体涂敷在连接部23内，将第二导电部6b和衬里部17连接。该情况下，优选按照连接部23的绝缘层2通过侧面蚀刻不被完全除去的方式设定蚀刻条件，导体不向连接部23外部扩展。 
在施加电压驱动共振反射镜元件1时，衬里部17为电漂浮的状态下，衬里部17带电，而无法稳定地得到所期望的电位差，可能无法产生稳定的驱动力。但是，如上所述，通过将衬里部17和第二导电部6b电连接，能够防止衬里部17的带电，能够产生稳定的电位差，而得到稳定的驱动力。另外，由于衬里部17和第二导电部6b为同电位，因此，通过在衬里部17也形成梳形电极，能够增大在可动部5及6转动的状态下的梳形电极彼此相对的面积，能够得到稳定的驱动力。 
下面，对辅助梳形电极的功能进行说明。通常，静电促动器的驱动力F和位移x的关系，由电极间的静电电容C和电压V决定。静电电容C由以间隙g相对的电极的相对面积S决定。当设介电常数为ε0时，静电电容C表示为 
C(x)＝ε0S/g    (式1) 
驱动力F表示为 
F = ∂ ∂ x ( 1 2 C ( x ) V 2 ) (式2) 
图9是表示共振反射镜元件1的梳形电极的相对面积的剖面图。图9所示的剖面图与上侧所示的上面图的E-E剖面对应。 
参照图9，在距转动中心r的距离设置长度L、厚度t的梳形电极的情况下，隔着间隙g相对的电极面积S在设转动角为θ、设梳齿的数量为Nmain时，则表示为 
Smain＝2Nmain(t·L-L(r+R)θ/2) 
＝2Nmain·L(t-(r+R)θ/2)    (式3) 
图10是表示共振反射镜元件1的辅助梳形电极的相对面积的剖面图。图10所示的剖面图与上侧所示的上面图的F-F剖面对应。 
参照图10，距转动中心为距离r的电极的相对面积S′表示为 
S’＝L(t-rθ)    (式4) 
将全部的辅助梳形电极合计时的、辅助梳形电极的相对面积Sside表示为 
Sside＝∑S′    (式5) 
图11是表示共振反射镜元件1的电极间的相对面积及静电电容的变化的曲线图。 
参照图11，Smain在梳形电极彼此相互重叠的范围内表示非0的值，在其外侧为0。与此相对，在静电电容变化C(θ)中，由于实际上在梳齿的相对面以外的部分(梳齿的顶端、无梳齿的边缘等)也微小地产生静电电容，因此，C(θ)main的分布变为包含Smain的圆滑的曲线。 
在图11所示之例子中，设反射镜部的转动角为±15°，设反射镜部的长度r为0.5mm，设厚度为50μm时，大约±5°为重叠的范围。 
另一方面，Sside为梳齿的数量少的部分，峰值小，但配置在距转动中心近的部分，因此，在比主要部分的梳形电极大的转动角的范围进行重叠，使具有非0值的角度范围变大。因此，它们的合计Smain+Sside遍及转动范围整体具有非0的值。另外，C(θ)total的转动角大的区域的值与C(θ)main相比增大。这样，辅助梳形电极与只有主要部分的梳形电极时相比，具有使转动角大的区域的静电电容增加的效果。当利用辅助梳形电极增加静电电容时，驱动力也进一步增加相应的量。 
另外，当通过检测静电电容来检测反射镜部的转动角度时，即使对主要部分的梳形电极的没有重叠的大的转动角，也能够可靠地检测静电电容变化。由此，将反射镜部的转动角反馈到驱动信号中，能够更可靠地进行共振驱动。 
(实施方式2) 
下面，参照图12对本发明第二实施方式的图像投影装置100进行说明。图12是表示具备上述的共振反射镜元件1的图像投影装置100的图。 
图像投影装置100具备：共振反射镜元件1、光源151、准直透镜152、分色棱镜153、控制部156、激光调制电路157、驱动部158。准直透镜152及分色棱镜153为将光源151射出的光束导向共振反射镜元件1的光学系统。 
控制部156根据输入到图像投影装置100的图像信号155控制激光调制电路157及驱动部158的动作。驱动部158驱动共振反射镜元件1。激光调制电路157根据图像信号155生成调制信号，三个光源151根据调制信号射出红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的光束159。光束159通过准直透镜152成为大致平行光束，且利用分色棱镜153被合并，而后入射到共振反射镜元件1。向共振反射镜元件1入射并反射的光束159通过共振反射镜元件1进行二维扫描，从开口部154射出，在投影区域160显示图像。 
产业上的可利用性 
本发明在使用反射镜元件改变光的行进方向的技术领域特别适用。适用于例如激光打印机等所使用的光扫描装置、条形码机等的读取装置、激光投影机等。 

Claims (11)

1.一种促动器，
具备：
可动部、以及
支承所述可动部的固定部，
所述可动部具备：
供给第一电压的第一导电部、
供给第二电压的第二导电部、以及
将所述第一导电部与所述第二导电部以电绝缘的状态相互固定的衬里部，
所述第二导电部与所述衬里部电连接，
所述可动部包括第一可动部、以及支承所述第一可动部的第二可动部，
所述固定部支承所述第二可动部，
所述第二可动部具备所述第一导电部及所述第二导电部，
经由所述第一导电部向所述第一可动部供给所述第一电压。
2.如权利要求1所述的促动器，其中，
所述第二可动部还具备形成于所述第二导电部及所述衬里部的梳形电极。
3.如权利要求2所述的促动器，其中，
所述衬里部的厚度比所述固定部的厚度薄。
4.如权利要求1所述的促动器，其中，
所述第一可动部具备反射光的反射镜部，
所述衬里部从所述促动器的与设置有所述反射镜部的面相反侧的面固定所述第一导电部和所述第二导电部。
5.如权利要求1所述的促动器，其中，
所述第一可动部及所述第二可动部通过对隔着绝缘层将第一硅层及第二硅层接合而成的SOI晶片的所述第一硅层进行蚀刻而形成，
所述衬里部通过对所述第二硅层进行蚀刻而形成。 
6.如权利要求1所述的促动器，其中，
所述第一导电部和所述第二导电部利用形成于所述第二可动部的所述第一导电部和所述第二导电部之间的槽电绝缘。
7.如权利要求6所述的促动器，其中，
在所述第二可动部的相对于所述槽点对称的位置形成有虚设槽。
8.如权利要求1所述的促动器，其中，
所述第一可动部具备第一梳形电极和第二梳形电极，所述第一梳形电极和所述第二梳形电极产生使所述第一可动部相对于所述第二可动部相对位移的驱动力，
所述第一梳形电极向与所述第一可动部的转动轴垂直的方向延伸，
所述第二梳形电极向与所述第一可动部的转动轴平行的方向延伸，
所述第二可动部具备第三梳形电极和第四梳形电极，所述第三梳形电极和所述第四梳形电极产生使所述第二可动部相对于所述固定部相对位移的驱动力，
所述第三梳形电极向与所述第二可动部的转动轴垂直的方向延伸，
所述第四梳形电极向与所述第二可动部的转动轴平行的方向延伸。
9.一种图像投影装置，其具备权利要求1所述的促动器，其中，
所述图像投影装置具备：
射出光束的光源、
将所述光束导向所述促动器的光学系统、以及
驱动所述促动器的驱动部。
10.一种权利要求1所述的促动器的制造方法，其中，所述制造方法包括：
对隔着绝缘层将第一硅层和第二硅层接合而成的SOI晶片的所述第一硅层进行蚀刻而形成所述第一可动部和所述第二可动部的步骤、
对所述第二硅层进行蚀刻而形成所述衬里部的步骤、以及
将所述第二可动部的由所述第一硅层形成的规定部分与所述衬里部进行电连接的步骤。
11.如权利要求10所述的制造方法，其中，形成所述衬里部的步骤包含使用蚀刻所述第一硅层时所使用的掩模对所述第二硅层进行蚀刻的步骤。 
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