JP2005309099A - Tunable filter and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、波長分割多重化(WDM:Wavelength Division Multiplexing)光通信網等において、光ファイバ中を伝送する、異なる波長を有する複数の光(ここでいう光は可視光だけに限らない。以下同じ)の中から所望の波長を有する光を取り出すために、光を選択的に透過させる波長可変フィルタ及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a plurality of lights having different wavelengths that are transmitted through an optical fiber in a wavelength division multiplexing (WDM) optical communication network or the like (light here is not limited to visible light. The same applies hereinafter). ), A wavelength tunable filter that selectively transmits light to extract light having a desired wavelength, and a method of manufacturing the same.
従来の波長可変フィルタは、ファブリ・ペロー干渉計の原理を利用したものである。基板上の固定反射面と所定の間隔で平行に可動体の可動反射面を対向配置する(以下、固定反射面と可動反射面との間隔を光学ギャップという)。可動体は弾性(可撓性)を有する部材で吊されている。可動反射面に設けられた可動電極と固定反射面に設けられた固定電極(以下、固定電極と可動電極との間隔を静電ギャップという)との間に電圧を印加することで、可動体が変位(駆動)し、可動反射面が固定反射面に対して相対的に変位する。この静電ギャップは、マイクロマシーニング技術を用いて、固定反射面と可動反射面との間に予め所定の形状及び大きさの犠牲層を設けた後、エッチングにより、犠牲層のすべて、あるいは一部を除去することによって形成している(例えば、特許文献1参照)。 A conventional wavelength tunable filter uses the principle of a Fabry-Perot interferometer. The movable reflective surface of the movable body is disposed opposite to the fixed reflective surface on the substrate in parallel with a predetermined interval (hereinafter, the interval between the fixed reflective surface and the movable reflective surface is referred to as an optical gap). The movable body is suspended by a member having elasticity (flexibility). By applying a voltage between the movable electrode provided on the movable reflective surface and the fixed electrode provided on the fixed reflective surface (hereinafter, the interval between the fixed electrode and the movable electrode is referred to as an electrostatic gap), the movable body is Displacement (drive) causes the movable reflective surface to be displaced relative to the fixed reflective surface. This electrostatic gap is formed by providing a sacrificial layer having a predetermined shape and size between the fixed reflecting surface and the movable reflecting surface using a micromachining technique, and then etching all or one of the sacrificial layers by etching. It is formed by removing the portion (see, for example, Patent Document 1).
また、従来の波長可変フィルタには、SOI(Silicon on Insulator)基板(ウェハ)の二酸化シリコン(SiO2 )層を犠牲層として用いて、上記静電ギャップを形成しているものもある(例えば、特許文献2参照)。
波長可変フィルタでは可動反射面に設けられた可動電極と固定反射面に設けられた固定電極とにより形成される平行板コンデンサに駆動電圧を印加することにより可動電極と固定電極との間に静電引力を発生させ、可動反射面を固定反射面に対して変化させ、異なる波長の光を異なるタイミングで取り出している(波長可変フィルタに限らず、平行板を利用した方法は一般的に平行平板式と呼ばれる)。 In the wavelength tunable filter, a drive voltage is applied to a parallel plate capacitor formed by a movable electrode provided on the movable reflective surface and a fixed electrode provided on the fixed reflective surface, thereby electrostatically connecting between the movable electrode and the fixed electrode. Attracting force is generated, the movable reflective surface is changed with respect to the fixed reflective surface, and light of different wavelengths is taken out at different timings (not limited to wavelength tunable filters, the method using a parallel plate is generally a parallel plate type Called).
ここで、このような可動電極と固定電極との関係において、可動電極側を元の位置に戻そうとする弾性部材の復元力よりも静電力の方が大きくなると、可動電極が急速に固定電極に引き寄せられるプルイン(pull-in )という現象が発生する。上述した方法で可動反射面(可動電極)を変位させる場合、非変位時の静電ギャップの距離に対し、その約1/3以上変位する(固定電極と可動電極との間の距離が非変位時の約2/3以下になる)とプルインが発生する。 Here, in such a relationship between the movable electrode and the fixed electrode, when the electrostatic force becomes larger than the restoring force of the elastic member that tries to return the movable electrode side to the original position, the movable electrode rapidly changes to the fixed electrode. A phenomenon called pull-in that is attracted to the image occurs. When the movable reflecting surface (movable electrode) is displaced by the above-described method, it is displaced about 1/3 or more of the distance of the electrostatic gap at the time of non-displacement (the distance between the fixed electrode and the movable electrode is not displaced). Pull-in occurs when it is less than about 2/3 of the time).
波長可変フィルタは、ある波長の光を信号(データ)が含まれているタイミングで出力させることが重要なことが多く、そのためには可動反射面(可動電極)変位のタイミングが重要となる。可動反射面の変位を安定させるにはプルインが発生する前の段階で変位を行わせるようにする。ただ、プルインが発生する前の安定した部分で必要な変位を行うには、変位する距離の約3倍の距離を静電ギャップとして必要とする。このような場合、静電力は距離の2乗に反比例するから、電極間の距離(静電ギャップ)が長くなる程、印加電圧を高くしなければならず、電力消費が大きくなる。 In many cases, it is important for the wavelength tunable filter to output light of a certain wavelength at a timing at which a signal (data) is included. For this purpose, the timing of displacement of the movable reflecting surface (movable electrode) is important. In order to stabilize the displacement of the movable reflecting surface, the displacement is performed before the pull-in occurs. However, in order to perform a necessary displacement at a stable portion before pull-in occurs, a distance about three times the displacement distance is required as an electrostatic gap. In such a case, since the electrostatic force is inversely proportional to the square of the distance, the applied voltage must be increased and the power consumption increases as the distance between the electrodes (electrostatic gap) increases.
本発明は、上記のような課題を解決するため、より低電圧で駆動を行うことができる波長可変光フィルタ及びその製造方法を得ることを目的とする。 In order to solve the above-described problems, an object of the present invention is to obtain a wavelength tunable optical filter that can be driven at a lower voltage and a method for manufacturing the same.
本発明に係る波長可変フィルタは、可動反射面を有し、可動反射面と垂直な方向に変位することで、所定の波長の光を透過させ、所定の波長の光以外の波長の光を反射させる可動体、可動体を変位可能にした上で支持する支持体及び可動体を変位させる静電力を発生させ、可動体と共に変位する可動櫛歯電極が一体形成された可動部と、可動櫛歯電極と第1のギャップを有して設けられ、可動櫛歯電極との間で静電力を発生させる固定櫛歯電極が形成された固定電極部と、可動反射面と第2のギャップを有して対向して設けられ、可動反射面により反射された光をさらに反射する固定反射面を有する固定反射部とを備えている。本発明においては、可動部側に可動櫛歯電極、固定電極部側に固定櫛歯電極を設けて櫛歯構造で静電力を発生させるようにしたので、電極間の距離に対して、プルイン発生までの距離の割合を平行平板式の場合よりも大きくすることができる。したがって、平行平板式に比べて電極間の距離を短くすることができるので、同じ静電力を得る場合、平行平板式に比べて駆動電圧を低くすることができ、省電力化を図ることができる波長可変フィルタを得ることができる(電圧を同じにした場合は静電力を大きくすることができる)。 The wavelength tunable filter according to the present invention has a movable reflection surface, and is displaced in a direction perpendicular to the movable reflection surface, thereby transmitting light of a predetermined wavelength and reflecting light of a wavelength other than the light of the predetermined wavelength. Movable body to be movable, support body that is movable and displaceable, movable part that generates electrostatic force that displaces movable body, and movable comb electrode that is displaced together with movable body, and movable comb teeth A fixed electrode portion provided with a fixed comb-teeth electrode provided with an electrode and a first gap and generating an electrostatic force between the movable comb-teeth electrode, a movable reflective surface, and a second gap; And a fixed reflection portion having a fixed reflection surface that further reflects light reflected by the movable reflection surface. In the present invention, a movable comb electrode is provided on the movable part side, and a fixed comb electrode is provided on the fixed electrode part side to generate an electrostatic force with a comb structure. The ratio of the distance up to can be made larger than in the case of the parallel plate type. Therefore, since the distance between the electrodes can be shortened compared to the parallel plate type, when the same electrostatic force is obtained, the drive voltage can be lowered compared to the parallel plate type, and power saving can be achieved. A tunable filter can be obtained (when the voltage is the same, the electrostatic force can be increased).
また、本発明に係る波長可変フィルタの可動部は、活性層、絶縁層及びベース層が順次積層されたSOI基板の活性層を加工して形成され、固定電極部はSOI基板のベース層を加工して形成されている。したがって、固定電極部と可動部とを一体形成することができる。また、活性層は鏡面性を有しているので、光学特性のよい可動部を形成することができる。 The movable part of the wavelength tunable filter according to the present invention is formed by processing the active layer of the SOI substrate in which the active layer, the insulating layer, and the base layer are sequentially stacked, and the fixed electrode part is processed by the base layer of the SOI substrate. Is formed. Therefore, the fixed electrode portion and the movable portion can be integrally formed. In addition, since the active layer has a specularity, a movable part with good optical characteristics can be formed.
また、本発明に係る波長可変フィルタにおいて、固定反射部を構成する基板が、固定電極部と接合している。したがって、可動反射面と固定反射面とが光を反射するための空間を固定電極部をスペーサとして形成することができ、工程の簡素化、自由度を高めることができる。 In the wavelength tunable filter according to the present invention, the substrate constituting the fixed reflection portion is bonded to the fixed electrode portion. Accordingly, a space for reflecting light between the movable reflecting surface and the fixed reflecting surface can be formed using the fixed electrode portion as a spacer, and the process can be simplified and the degree of freedom can be increased.
また、本発明に係る波長可変フィルタにおいて、固定反射部を構成する基板は、内壁底面部分を固定反射面とする凹部を有し、可動部と接合している。したがって、可動反射面と固定反射面とが光を反射するための空間を凹部の側壁部分により形成することができる。そのため、凹部の側壁部分の高さ(厚さ)を精度よく調整すれば、光学特性のよい光波長フィルタを得ることができる。基板をガラス基板にすれば、加工での条件、工程管理を厳しくできるので、より高精度に凹部を形成することができる。 In the wavelength tunable filter according to the present invention, the substrate constituting the fixed reflection portion has a recess having the inner wall bottom surface portion as the fixed reflection surface, and is joined to the movable portion. Therefore, a space for reflecting light between the movable reflecting surface and the fixed reflecting surface can be formed by the side wall portion of the recess. Therefore, if the height (thickness) of the side wall portion of the recess is accurately adjusted, an optical wavelength filter with good optical characteristics can be obtained. If the substrate is a glass substrate, the processing conditions and process control can be made strict, so that the recess can be formed with higher accuracy.
また、本発明に係る波長可変フィルタにおいて、固定反射部を構成する基板は、固定電極部又は可動部と陽極接合可能なガラス基板である。陽極接合を行うようにすれば、精度がよく、後に分離せず、強固な接合を行うことができる。 In the wavelength tunable filter according to the present invention, the substrate constituting the fixed reflection portion is a glass substrate that can be anodically bonded to the fixed electrode portion or the movable portion. If anodic bonding is performed, it is possible to perform strong bonding with high accuracy without separation later.
また、本発明に係る波長可変フィルタにおいて、固定反射部を構成する基板は、固定電極部又は可動部と表面活性化接合可能な基板である。表面活性化接合を行うようにすれば、精度がよく、後に分離せず、強固な接合を行うことができる。 In the wavelength tunable filter according to the present invention, the substrate constituting the fixed reflection portion is a substrate that can be surface-activated bonded to the fixed electrode portion or the movable portion. If surface activated bonding is performed, it is possible to perform high-precision bonding with high accuracy without being separated later.
また、本発明に係る波長可変フィルタは、応力に基づいて抵抗率が変化するピエゾ抵抗素子が、支持体の可動体との連結部に設けられている。
したがって、抵抗率を測定することにより、可動反射面と固定反射面とを平行に保ったまま変位させるように可動体の変位をフィードバック制御することができるので、光学特性のよい波長可変フィルタを得ることができる。
In the wavelength tunable filter according to the present invention, a piezoresistive element whose resistivity changes based on stress is provided at a connection portion between the support and the movable body.
Therefore, by measuring the resistivity, it is possible to feedback control the displacement of the movable body so that the movable reflective surface and the fixed reflective surface are displaced in parallel, so that a wavelength tunable filter with good optical characteristics is obtained. be able to.
また、本発明に係る波長可変フィルタは、可動櫛歯電極又は固定櫛歯電極の少なくとも一方が絶縁膜で覆われている。
したがって、可動櫛歯電極と可動櫛歯電極とが短絡して貼り付くこと(スティッキング)を防止することができ、長寿命化を図ることができる。
In the wavelength tunable filter according to the present invention, at least one of the movable comb electrode and the fixed comb electrode is covered with an insulating film.
Therefore, the movable comb electrode and the movable comb electrode can be prevented from being short-circuited and stuck (sticking), and the life can be extended.
また、本発明に係る波長可変フィルタの製造方法は、静電力により、固定反射面に対して可動体を垂直方向に変位させ、固定反射面と可動体に設けられた可動反射面との間で反射する光から、固定反射面と可動反射面との間隔に基づいた所定波長の光を透過させる波長可変フィルタの製造方法であって、活性層、絶縁層及びベース層が順次積層された積層基板のベース層に、少なくとも固定櫛歯電極を形成する第1の工程と、活性層をエッチングして可動体、可動体を変位させる静電力を発生させ、可動体と共に変位する可動櫛歯電極及び可動体を支持する支持体を形成し、絶縁層の所定の部分を除去する第2の工程と、固定反射面を有する基板と積層基板とを接合する第3の工程とを有している。このように固定櫛歯電極と稼動櫛歯電極とを有する波長可変フィルタを製造することができるので、電極間の距離に対して、プルイン発生までの距離の割合を平行平板式の場合よりも大きくすることができる。したがって、平行平板式に比べて電極間の距離を短くすることができるので、同じ静電力を得る場合、平行平板式比べて駆動電圧を低くすることができ、省電力化を図ることができる。 In the method for manufacturing a wavelength tunable filter according to the present invention, the movable body is displaced in the vertical direction with respect to the fixed reflection surface by electrostatic force, and the movable reflection surface is provided between the fixed reflection surface and the movable reflection surface provided on the movable body. A method of manufacturing a wavelength tunable filter that transmits light having a predetermined wavelength based on a distance between a fixed reflecting surface and a movable reflecting surface from reflected light, wherein an active layer, an insulating layer, and a base layer are sequentially stacked A first step of forming at least a fixed comb electrode on the base layer of the substrate, and a movable comb electrode and a movable electrode that are displaced together with the movable body by etching the active layer to generate an electrostatic force that displaces the movable body and the movable body A second step of forming a support for supporting the body and removing a predetermined portion of the insulating layer; and a third step of bonding the substrate having the fixed reflective surface and the laminated substrate. Since the wavelength tunable filter having the fixed comb electrode and the working comb electrode can be manufactured in this way, the ratio of the distance until the pull-in occurs is larger than the parallel plate type with respect to the distance between the electrodes. can do. Therefore, since the distance between the electrodes can be shortened compared to the parallel plate type, when the same electrostatic force is obtained, the drive voltage can be lowered compared to the parallel plate type, and power saving can be achieved.
また、本発明に係る波長可変フィルタの製造方法は、第1の工程の前に、基板を必要な厚さにエッチング又は研磨しておく。したがって、工程時間の短縮を図ることができる。 In the method for manufacturing a wavelength tunable filter according to the present invention, the substrate is etched or polished to a required thickness before the first step. Therefore, the process time can be shortened.
実施の形態1.
図1は本発明の第1の実施の形態に係る波長可変フィルタを示す断面図である。図1は波長可変フィルタの略中央の位置における断面図である(図2のA−A' 断面参照)。本実施の形態の波長可変フィルタは、固定電極部1、可動部2及び固定櫛歯側基板部3で構成されている。ここで、本実施の形態においては、固定電極部1と可動部2とを、例えば後述するSOI基板100を加工して一体形成している。なお、本実施の形態では図1における上側を上といい、下側を下ということにする。また、各図においては、各構成部材を見やすくさせるため、各部材の厚さ、他の部材との関係における比率は実際のものとは異なる場合がある。
FIG. 1 is a sectional view showing a wavelength tunable filter according to the first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a cross-sectional view at a substantially central position of the wavelength tunable filter (see the AA ′ cross section in FIG. 2). The wavelength tunable filter according to the present embodiment includes a
固定電極部1は、基板部11、固定櫛歯電極12、電極引き出し部13及び絶縁部14で構成される。基板部11は、後述するようにSOI基板100のベース層101を加工して形成される。その基板部11の開口部11aは、例えば光ファイバ(図示せず)からの光が入射し、後述する高反射膜23及び32の間で入射された光の反射を繰り返すための空間(空隙)を形成するために設けられている。基板部11はそのためのスペーサともなる。ここで、高反射膜23と32とは光学ギャップOG(例えば約30μm)の間隔を有して設けられている。後述する絶縁膜14が例えば約4μmの厚さを有しているため、基板部11は約26μmの厚さとなる。
The
固定櫛歯電極12は、可動部2に形成される可動櫛歯電極21dと所定の間隔(第1のギャップ)を有して設けられており、可動櫛歯電極21dと対を成して櫛歯電極構造を採る。電極引き出し部13、基板部11を介して供給される電荷により電位差を発生させて可動櫛歯電極21dとの間で静電力(クーロン力、静電引力)を発生させ、連結部21b等の復元力とともに、可動櫛歯電極21dを垂直(縦、上下)方向に駆動し、その位置を変位させる。ここで、本実施の形態では、固定櫛歯電極12は基板部11と同様にSOI基板100から一体形成される。電極引き出し部13は、固定櫛歯電極12に電荷を供給するため、外部からの電荷供給(交流又はパルス電圧印加)を受けるための端子等からなるインターフェース部分である。また、固定電極部1と可動部2との間を絶縁させるために、例えば約4μmの絶縁部14が設けられている。本実施の形態では、後述するSOI基板100の絶縁層102を加工することにより絶縁部14を形成する。本実施の形態では、絶縁部14の厚さが、固定櫛歯電極12と可動櫛歯電極21dとの上下(縦、垂直)方向の距離とが略等しい。
The fixed
図2は可動部2を上面から見た図である。可動部2は、可動部基板21、反射防止膜22、高反射膜23及び電極端子部24で構成されている。本実施の形態では、可動部基板21は後述するSOI基板100の活性層103で形成する。
FIG. 2 is a view of the
可動部基板21は、可動体部21a、可動体21aを空間に吊して保持するための吊り手段となる4個の連結部21b、支持部21c及び各連結部21bに設けられた可動櫛歯電極21dが一体形成されている。ここで、可動体21a、連結部21b、支持部21c及び可動櫛歯電極21d部分の厚さは例えば約10μmであり、開口された空間により仕切られて各部に分かれている。可動体21aは、可動部基板21の略中央に略円形(円盤)状をなして形成されている。
The
可動体21aの周縁部分に形成された4個の連結部21b及び支持部21cにより、可動体21aを支持する支持体を構成する。各連結部21bは可撓性(弾性)を有し、可動体21aの周縁部分において、各々隣接するもの同士が約90度の角度をなした位置に設けられている。可動体21aはこの支持体により支持されており、静電力、連結部21b等の復元力により、高反射膜23が形成された面(高反射膜18が形成された面)と垂直な方向に位置が変位する。固定電極部1の固定櫛歯電極12との間で上記の静電力を発生させるのが可動櫛歯電極21dである。可動櫛歯電極21dは連結部21bと一体形成される。このときの支持体は、例えば外部電極(図示せず)から固定櫛歯電極12に供給される電荷とは反対の極性を有する電荷を可動櫛歯電極21dに供給するための導電部分ともなる。
A support body that supports the movable body 21a is configured by the four connecting portions 21b and the
ここで、櫛歯式の場合には、静電ギャップに対する前述したプルインの発生までの安定した距離の割合が、一般的に平行平板式よりも大きい。例えば、非変位時の静電ギャップに対し、その約1/2以上変位しなければ(固定側と可動側との間の距離が非変位時の約1/2以下になる)プルインが発生しない。これは、本実施の形態のように可動櫛歯が固定櫛歯に対して、歯先方向とは垂直な方向(上下方向)に変位する縦(垂直)駆動の櫛歯式の場合も同様である。したがって、電極間の距離を短くすることができ、平行平板式に比べ、静電力を同じにする場合には印加電圧を低くすることができ、省電力化を図ることができる(同じ電圧であれば静電力を大きくすることができる)。 Here, in the case of the comb-tooth type, the ratio of the stable distance until the occurrence of the pull-in described above with respect to the electrostatic gap is generally larger than that of the parallel plate type. For example, a pull-in does not occur unless the electrostatic gap is displaced by more than about 1/2 of the electrostatic gap at the time of non-displacement (the distance between the fixed side and the movable side is about ½ or less of the non-displacement). . The same applies to the case of a comb tooth type of vertical (vertical) drive in which the movable comb teeth are displaced in a direction (vertical direction) perpendicular to the tooth tip direction with respect to the fixed comb teeth as in this embodiment. is there. Therefore, the distance between the electrodes can be shortened, and compared with the parallel plate type, when the electrostatic force is the same, the applied voltage can be lowered and power saving can be achieved (even if the same voltage is used). Can increase the electrostatic force).
ここで、本実施の形態では可動体21aを円形状で形成しているが、形状はこれに限るものではない。例えば、正多角形等の形状のように、高反射膜23が高反射膜32に対して平行を保ったまま、垂直に変位できる形状であればよい。また、連結部21bの形状やその数については、可動櫛歯電極21dを設けることができ、可動体21aの重量を支えられ、所定の駆動電圧で、所望する可動体21aの変位が行えるのであれば、本実施の形態で示している形状、数に限らない。
Here, in this Embodiment, although the movable body 21a is formed in circular shape, a shape is not restricted to this. For example, the shape may be any shape that can be displaced vertically, such as a regular polygon shape, while the high reflection film 23 is kept parallel to the
反射防止膜22は可動体21aを透過した光が反射されてしまわないように可動体21aの上面に形成される。反射防止膜22は、例えば二酸化シリコン(SiO2 )の薄膜と五酸化タンタル(Ta2 O5 )の薄膜とを蒸着法等を用いて交互に積層した多層膜からなる。また、窒化シリコン(SiNx )、シリコンオキシナイトライド(SiON)薄膜等を積層して形成することもできる。一方、可動反射面となる高反射膜23は、可動体21aの下面(固定電極部1、固定櫛歯側基板部3側)に形成される。高反射膜23は二酸化シリコン(SiO2 )の薄膜と五酸化タンタル(Ta2 O5 )の薄膜とを蒸着法等を用いて交互に積層した多層膜(約2〜40層)からなる。場合によっては、窒化シリコン(SiN)を用いることもできる。高反射膜23は、下方から入射する光(固定櫛歯側基板部3が有する高反射膜32が反射した光)をさらに反射することにより、高反射膜32との間で複数回の反射を繰り返して干渉させ、干渉条件を満たした所定の波長の光だけを透過させる。透過させる光は、可動体21aの変位によって変化する光学ギャップOGの間隔によって波長が異なる。したがって、複数の波長の異なる光(信号)に所定のタイミングでデータを含めておいて多重化して送信し、波長可変フィルタにおいて、そのタイミングに合わせて光学ギャップOGの間隔を変化させることによって、信号を分割して取り出すことができる。ここで、高反射膜23について可動体21aの下全面に形成することで、より機能を発揮させることができる。ここで、反射防止膜22と高反射膜23とは、その材料は同じであるが、各層の薄膜の膜厚が異なる。膜厚を調整することにより、所定の波長の光に対して反射膜ともなり得るし、反射防止膜ともなり得る。ここで、本実施の形態では、反射防止膜22、高反射膜23は多層膜で構成しているが、機能を果たせるのであれば単層膜でもよい。これは、後述する高反射膜32及び反射防止膜33についても同様である。なお、高反射膜とは例えば所望の波長の光における反射率が95%以上の反射膜をいうものとする。本実施の形態の多層膜では反射率は98%以上である。
The
本実施の形態において固定反射部となる固定櫛歯側基板部3は、ガラス基板31、高反射膜32及び反射防止膜33で構成されている。ガラス基板31は、例えば、ナトリウム(Na)やカリウム(K)等のアルカリ金属を含有したガラスを材料とする。これは、後述するように固定電極部1と固定櫛歯側基板部3とを陽極接合により接合する場合に都合がよいからである。この種のガラスとしては、例えば、アルカリ金属を含有したホウケイ酸ガラス、ソーダガラス、カリウムガラス等がある。また、陽極接合により接合する場合には、ガラス基板31を加熱するため、ガラス基板31は固定電極部1の構成材料であるシリコンと熱膨張係数がほぼ等しい方がよい。以上の要求に応えるガラスとして例えばコーニング社製#7740(商品名)があり、ガラス基板31には、このようなガラスを用いることが好ましい。
In the present embodiment, the fixed comb-tooth
また、固定反射面を構成する高反射膜32は、高反射膜23と同様の膜であり、ガラス基板31の可動体21aに対向する面に設けられている。そして、反射防止膜33も反射防止膜22と同様の膜である。ガラス基板31の高反射膜32が設けられた面と反対の面に設けられている。
The
図3〜図5は第1の実施の形態に係る波長可変フィルタの製造工程を表す図である。図3は第1の工程を含む固定電極部1の作製工程を表す。また、図4は第2の工程を含む可動部2の作製工程を表す。さらに、図5は第3の工程を含む固定櫛歯側基板部3の作製工程と接合による波長可変フィルタを製造するまでの工程を表す。
3 to 5 are diagrams showing manufacturing steps of the wavelength tunable filter according to the first embodiment. FIG. 3 shows a manufacturing process of the fixed
まず、図3に基づいて固定電極部1の作製工程について説明する。本実施の形態では、固定電極部1の基板部11(開口部11a)及び固定櫛歯電極12並びに可動部2の可動部基板21を作製するためにSOI基板100を用いる(図3(1))。SOI基板100は、例えば厚さ約4μmの絶縁層102を挟んで、例えば厚さ約500μmのベース層101と例えば厚さ約10μmの活性層103とが、層を成して構成されている。ベース層101及び活性層103はシリコン(Si)、絶縁層102は二酸化シリコン(SiO2 )を材料としている。絶縁層102がエッチングのストッパとしての役割を果たすため、可動体21a、連結部21b、支持部21c及び可動櫛歯電極21dとなる部分について、特に厚さ精度の高い可動部基板21を得られる。また、活性層103が鏡面性を有しているため、可動体21aの光学特性を向上させることができる。
First, a manufacturing process of the fixed
ここで、ベース層101の厚さは約500μmであるが、基板部11としては厚すぎるため、あらかじめ研磨又はエッチングを行って、所定の厚さにしておいてもよい。特に研磨又はウェットエッチングを行う場合は、例えばウェハに形成される複数分の部材を一括して処理することができ、都合がよい。これにより、後述する開口部11a等の形成の際、ベース層101のエッチング時間を短縮することができる。 Here, although the thickness of the base layer 101 is about 500 μm, it is too thick for the substrate portion 11, and may be polished or etched in advance to have a predetermined thickness. In particular, when polishing or wet etching is performed, for example, a plurality of members formed on the wafer can be collectively processed, which is convenient. Thereby, the etching time of the base layer 101 can be shortened when forming the openings 11a and the like which will be described later.
次にSOI基板100にレジスト膜となるシリコン酸化膜110を形成する。形成方法としては、化学的気相堆積(CVD:Chemical Vapor Deposition )法、加熱による表面の熱酸化等、様々な方法がある。そして、フォトリソグラフィ法を用いて、塗布したフォトレジストからシリコン酸化膜110をパターニングするためのフォトレジストパターンを形成する。そして、開口部11aとなる部分のシリコン酸化膜110を除去し、フォトレジストを除去する。シリコン酸化膜110によるエッチングパターンが残される(図3(2))。
Next, a
そして、エッチングを行って開口部11aを形成する(図3(3))。ここで、絶縁層102が、活性層103部分へのエッチングの進行をストップさせるストッパーの役割を果たすため、活性層103がダメージを受けず、歩留まりの高い波長可変フィルタを製造することができる。以下、ウェットエッチング除去法及びドライエッチング除去法について説明する。一括した除去を行えるという点では、ウェットエッチング除去法が適切である。そして、さらにエッチングを行うことにより、固定櫛歯電極12を形成する(図3(4))。
Etching is then performed to form the opening 11a (FIG. 3 (3)). Here, since the insulating
(1)ウェットエッチング除去法
例えば、1〜40重量%(好ましくは、10重量%前後)の濃度の水酸化カリウム(KOH)水溶液に接合構造体を浸漬することにより、ベース層101の所定の部分をエッチングする。なお、この場合に用いるエッチング液としては、水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH:TetraMethyl Ammonium Hydroxide)水溶液、エチレンジアミン−ピロカテコール−ジアジン(EPD:Ethylenediamine Pyrocatechol Diazine)水溶液、ヒドラジン(Hydrazine )水溶液などもある。ここで、ウェハ単位で複数形成されている場合には、生産条件等をほぼ等しくしつつ、一括した処理(バッチ処理)を行うことができ、生産性を向上させることができる。
(1) Wet etching removal method For example, a predetermined portion of the base layer 101 is immersed in a potassium hydroxide (KOH) aqueous solution having a concentration of 1 to 40% by weight (preferably around 10% by weight). Etch. Etching solutions used in this case include tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution, ethylenediamine-pyrocatechol-diazine (EPD) aqueous solution, and hydrazine (Hydrazine) aqueous solution. Here, when a plurality of wafers are formed, batch processing (batch processing) can be performed while making the production conditions and the like substantially equal, and productivity can be improved.
(2)ドライエッチング除去法
例えば、ドライエッチング装置のチャンバー内に接合構造体を載置し、真空状態にした後、例えば圧力390Paの二フッ化キセノン(XeF2 )を60秒間チャンバー内に導入することにより、ベース層101をエッチングする。なお、四フッ化炭素(CF4 )や六フッ化硫黄(SF6 )を用いたプラズマエッチング法を用いることもできる。
(2) Dry etching removal method For example, after placing the bonding structure in a chamber of a dry etching apparatus and making it in a vacuum state, for example, xenon difluoride (XeF 2 ) having a pressure of 390 Pa is introduced into the chamber for 60 seconds. Thus, the base layer 101 is etched. Note that a plasma etching method using carbon tetrafluoride (CF 4 ) or sulfur hexafluoride (SF 6 ) can also be used.
図4は可動部2の形成工程を表す図である。次に可動部2の形成について説明する。シリコン酸化膜110を除去した上で、あらためてフォトリソグラフィ法等を用いてフォトレジストパターン111を形成する(図4(1))。基板部11(開口部11a)及び固定櫛歯電極12はレジストされている。そして、異方性ドライエッチング法により、可動体21a、連結部21b及び可動櫛歯電極21d、電極引き出し部13となる孔を形成する(図4(2))。異方性ドライエッチングの方法としては、例えばSOI基板100をドライエッチング装置のチャンバー(容器)内に載置した後、例えば、エッチングガスとして六フッ化硫黄(SF6 )を流量130cm3 /min(sccm)で6秒間、デポジション(堆積)ガスとして八フッ化シクロブタン(C4F8)を流量50cm3 /min(sccm)で7秒間交互にチャンバー内に導入することにより行う。異方性ドライエッチングのため、レジストパターンでレジストした部分への回り込み(サイドエッチング)を防ぐことができる。特に連結部21b、可動櫛歯電極21dの強度を損なわない。異方性ドライエッチング後、例えば酸素プラズマを用いてフォトレジストパターンを除去する(図4(3))。そして、再度レジスト等を行い、金属膜(図示せず)等を蒸着等することで電極端子部24及び引き出し電極部13を形成する。以上説明した工程により可動部2が作製される。そして、例えばフッ化水素酸(HF)を用いたウェットエッチング法により、絶縁層26の所定の部分を除去し、絶縁部14を形成する(図4(4))。
FIG. 4 is a diagram illustrating a process of forming the
そして、可動体21aの部分以外の部分にレジスト等を施した上で、反射防止膜22及び高反射膜23をそれぞれ可動体21aの上面、下面に形成する。反射防止膜22及び高反射膜23は、CVD法、PVD法(Physical Vapor Deposition :物理的気相堆積法)等を用いて、二酸化シリコン(SiO2 )の薄膜と五酸化タンタル(Ta2 O5 )の薄膜とを蒸着方等を用いて交互に積層する(ここでは例えば10〜20層程度とする)ことで形成する。そして、レジストを除去することにより、固定電極部1及び可動部2を形成する(図4(5))。
And after applying a resist etc. to parts other than the part of the movable body 21a, the
図5に基づいて固定櫛歯側基板部3の作製工程及び接合工程について説明する。固定櫛歯側基板部3を作製するために、例えば、コーニング社製#7740(商品名)等のガラス基板31を用いる(図5(1))。そして、ガラス基板31の上面(外側となる面)には高反射膜32を形成する。また、下面(可動部2側)には反射防止膜33を形成する(図5(2))。高反射膜32及び反射防止膜33の形成方法は、前述した高反射膜23、反射防止膜22と同様であるので説明を省略する。以上説明した工程により、固定櫛歯側基板部3が作製される。
The manufacturing process and joining process of the fixed comb
そして、高反射膜23と高反射膜32とが平行状態で対向するように、固定電極部1と固定櫛歯側基板部3とを接合する(図5(3))。この接合には、例えば、陽極接合、表面活性化接合、接着剤による接合又は低融点ガラス接合のうちいずれか1つの接合方法を少なくとも1回用いる。この接合の際、内部が真空になるように真空チャンバー内で接合したり(真空封止)、減圧状態等、最適の圧力中で接合したりしても良い。本実施の形態では、シリコンとガラスとの接合となるが、例えばシリコン同士の接合の場合、表面が鏡面に仕上げられている場合には表面活性化接合を行うことができる。
And the fixed
ここで、例えば、陽極接合は、以下に示す工程を経て行われる。まず、固定電極部1の高反射膜23が形成された面と固定櫛歯側基板部3の高反射膜32が形成された面とを対向して載置させる。そして、直流電源のマイナス側とガラス基板31とを接続するとともに、直流電源のプラス側と基板部11(ベース層101)とを接続する。次にガラス基板31を例えば、数百℃程度に加熱しつつ、ガラス基板31と基板部11との間に例えば数百V程度の直流電圧を印加する。ガラス基板31を加熱することにより、ガラス基板31に含まれるアルカリ金属のプラスイオン、例えば、ナトリウムイオン(Na+ )が移動しやすくなる。このアルカリ金属のプラスイオンがガラス基板31内を移動することにより、相対的にガラス基板31の基板部11との接合面がマイナスに帯電する。一方、基板部11のガラス基板31との接合面がプラスに帯電する。この結果、シリコン(Si)と酸素(O)とが電子対を共有して共有結合することでガラス基板31と基板部11とを接合する。また、ガラス基板31としていわゆる低融点ガラスを用いた場合には、ガラス界面を融着させて接合することにより、低融点ガラス接合を行うことができる。
Here, for example, anodic bonding is performed through the following steps. First, the surface of the fixed
表面活性化接合(SAB:Surface Activated Bonding )は、通常、物質の表面に存在する、大気中の酸素との反応による酸化物の層、吸着した気体分子の層を、真空中においてアルゴン(Ar)等の不活性ガスのビームにより物質表面をエッチングすることで除去し、表面を活性化させた状態で重ね合わせて結合させるものである。活性化された表面は他の分子と強い結合力を有するため強固な接合ができる。また、表面活性化接合は常温での接合が可能である。そのため、プロセスの簡素化等、自由度を高めることができる。この場合、本実施の形態では、例えば、ガラス基板31ではなくシリコン基板で構成し、基板部11となるシリコンとともにそれぞれの表面を鏡面状態にして活性化させておいて接合させることとなる。 In surface activated bonding (SAB), an oxide layer formed by a reaction with oxygen in the atmosphere and a layer of adsorbed gas molecules that are usually present on the surface of a substance are mixed with argon (Ar) in a vacuum. The surface of the material is removed by etching with a beam of inert gas such as, and the surfaces are activated and bonded together. Since the activated surface has a strong binding force with other molecules, it can be firmly bonded. Further, surface activated bonding can be performed at room temperature. Therefore, it is possible to increase the degree of freedom such as simplification of the process. In this case, in the present embodiment, for example, a silicon substrate is used instead of the glass substrate 31, and the surfaces of the silicon substrate and the silicon serving as the substrate portion 11 are activated in a mirror state and bonded together.
ここで、例えば、固定櫛歯電極12と可動櫛歯電極21dとが接触して短絡してしまい、貼り付き(スティッキング)が発生するのを防止するため、固定櫛歯電極12、可動櫛歯電極21dの少なくともどちらか一方に絶縁膜(図示せず)を形成するようにしてもよい。絶縁膜は、例えば、CVD法、PVD法等により、気相堆積をさせることにより、実現することができる。
Here, for example, in order to prevent the fixed
次に、上記構成の波長可変フィルタの動作について、図1等に基づいて説明する。固定櫛歯電極12と可動櫛歯電極21d(可動体21a)とに電圧(以下、駆動電圧という)を印加する。この駆動電圧は、例えば60Hzの交流正弦波電圧やパルス状の電圧である。固定櫛歯電極12には、外部から引き出し電極13を介して印加し、一方、可動櫛歯電極21dには電極端子部24、支持部21c及び連結部21bを介して印加することにより、固定櫛歯電極12との間に電位差を与える。駆動電圧による電位差のため、固定櫛歯電極12と可動櫛歯電極21dとの間に静電力が発生し、可動櫛歯電極21dが固定櫛歯電極12側に変位する(引き寄せられる)。これにより、可動体21aが固定櫛歯電極12側に変位する、すなわち、光学ギャップOGが変化する。このとき、連結部21bが弾性を有しているため、可動体21aは弾性的に変化する。
Next, the operation of the wavelength tunable filter having the above configuration will be described with reference to FIG. A voltage (hereinafter referred to as drive voltage) is applied to the fixed
複数(例えば、60〜100)の波長帯域を有する光(例えば赤外線領域の光。それぞれの波長帯域には例えばデータ信号が含まれている)が固定電極部1の下方(図1の矢印参照)から波長可変フィルタに入射し、ガラス基板31、高反射膜32を透過する。そして、上方に高反射膜23、下方に高反射膜32が設けられ、開口部11a等で形成された空間(反射空間)に進入する。
Light having a plurality of wavelength bands (for example, 60 to 100) (for example, light in the infrared region. Each wavelength band includes, for example, a data signal) is below the fixed electrode portion 1 (see the arrow in FIG. 1). Then, the light enters the wavelength tunable filter and passes through the glass substrate 31 and the highly
進入した光は、高反射膜23と高反射膜32との間で反射を繰り返すが、この過程において、光学ギャップOGに対応した干渉条件を満たした波長の光だけが高反射膜23、可動体21a、反射防止膜22を透過して、波長可変フィルタの上方から出射する。一方、干渉条件を満たさない波長の光は急激に減衰する。そのため、可動体21a(可動反射面となる高反射膜23)を変位させて、光学ギャップOGを変化させることにより、透過する光の波長を選択することが可能となる。
The incident light is repeatedly reflected between the high reflection film 23 and the
以上のように第1の実施の形態によれば、固定電極部1に形成した固定櫛歯電極12と可動部2に形成した可動櫛歯電極21dとにより、櫛歯式の電極(コンデンサ)を構成するようにしたので、電極間の距離に対して、プルインが発生するまでの安定した変位を行うことができる距離の割合を平行平板式の場合よりも大きくすることができる。したがって、平行平板式に比べて電極間の距離を短くすることができるので、同じ静電力を得る場合、平行平板式の波長可変フィルタに比べて駆動電圧を低くすることができ、省電力化を図ることができる(駆動電圧を同じにした場合は静電力が大きくなる)。
As described above, according to the first embodiment, the comb-like electrode (capacitor) is formed by the fixed
また、波長可変フィルタの固定電極部1及び可動部2を、1つの基板であるSOI基板100を用いて加工し、作製することができる。特にSOI基板100の場合、活性層103が鏡面性を有しているので、活性層103から形成された可動体21aにより、高い光学特性を得ることができる。また、SOI基板100のベース層101には固定櫛歯電極12を形成するが、スペーサとしても流用することができるので、あらためてスペーサを形成する必要がなく、パッケージ化を行う際の工程の簡素化、時間短縮を図ることができる。また、少なくともベース層101と固定櫛歯側基板部3とを接合する前にベース層101を所定の厚さ(光学ギャップOGを設けるために必要な厚さ)まで研磨又はエッチングしておくことにより、開口部11a形成、固定櫛歯電極12の形成の時間短縮を図ることができる。特に研磨をすることによって、所望の厚さを高精度で形成することができ、所望の光学ギャップOGを得ることができるので、光学特性を向上させることができる。
Further, the fixed
また、固定電極部の基板部11とガラス基板31とを陽極接合をはじめとする接合を行うようにしたので、後に分離してしまうことなく、強固に接合することができる。また、固定櫛歯側基板部3の基板をシリコン基板で構成する場合でも、表面活性化接合を行って接合することができるので、陽極接合と同様に強固に接合することができる。
Further, since the substrate portion 11 of the fixed electrode portion and the glass substrate 31 are joined together with anodic joining, they can be joined firmly without being separated later. Further, even when the substrate of the fixed comb-tooth
実施の形態2.
図6は本発明の第2の実施の形態に係る波長可変フィルタを示す断面図である。図6において、図1と同じ符号を付しているものは、第1の実施の形態で説明したものと同様の機能を果たすため、説明を省略する。図6において、可動部2Aにおいては、高反射膜23が可動体21aの上面側に設けられている。一方、反射防止膜22が可動体21aの下面側に設けられているという点で可動部2とは異なる。また、固定櫛歯側基板部3Aは、高反射膜32の代わりに反射防止膜34を有している点で固定櫛歯側基板部3とは異なる。また、本実施の形態においては、固定櫛歯側基板部3Aには高反射膜を設けておらず、固定櫛歯側基板部3のように固定反射部ではない。
FIG. 6 is a sectional view showing a wavelength tunable filter according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 6, those denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1 perform the same functions as those described in the first embodiment, and thus description thereof is omitted. In FIG. 6, in the
本実施の形態において、固定反射部となる可動部側基板部4は、凹部41aを有するガラス基板41、高反射膜42及び反射防止膜43で構成されている。高反射膜42は、固定反射面となる、凹部41aの底面(可動部2Aと対向する面)に設けられている。そして、その反対の面(外側の面)には反射防止膜43が設けられている。
In the present embodiment, the movable portion
ガラス基板41のエッチング等による凹部41aの形成は、シリコンのウェットエッチング等による形成に比べて、厳しく条件管理(工程管理)をすることができる。したがって、可動体21a上の高反射膜23と高反射膜42との間隔(光学ギャップOG)も、高精度に形成でき、より設計通りの光学特性を得ることができる。
The formation of the
本実施の形態では、第1の実施の形態の工程に加え、さらに可動部側基板部4と可動部2とを接合する工程も含まれるが、可動部側基板部4と可動部2との接合については、第1の実施の形態で説明した陽極接合、低融点ガラス結合、接着剤による接合等を用いることができるので説明を省略する。
In the present embodiment, in addition to the steps of the first embodiment, a step of joining the movable part
ここで、本実施の形態では、固定櫛歯電極12を形成する等の目的から開口部11aを形成した上で、固定櫛歯側基板部3でパッケージ化して可動体21a等の保護を図っている。例えば、開口部11aを設けなくても固定櫛歯電極12を形成できる、シリコンを透過する波長領域の光を用いる等、開口部11aを設けなくてもよい場合は、シリコン基板でそのままパッケージ化を図ることもできる。
Here, in the present embodiment, the opening 11a is formed for the purpose of forming the fixed
以上のように第2の実施の形態によれば、可動部2Aが有する高反射膜23との間で光学ギャップOGを設けるため、ガラス基板41の凹部41a内壁底面を固定反射面として高反射膜42を形成するようにした。ガラス基板41の凹部41aの形成は、シリコンのエッチングに比べて条件管理(工程管理)を厳しくすることができ、アルコールを添加することにより、エッチングにより形成された表面を滑らかにすることができるので、より高精度の光学ギャップOGを得ることができ、光学特性を向上させることができる。また、前述したように陽極接合を行うことにより、強固な接合を行うことができる。また、凹部41aを形成することにより、スペーサを形成しなくてもよい。
As described above, according to the second embodiment, since the optical gap OG is provided between the highly reflective film 23 of the
実施の形態3.
本実施の形態では、少なくとも1の連結部21bにピエゾ抵抗素子を設ける。例えば、上述した実施の形態のように、4つの連結部21bが90゜毎に設けられている等の場合には、対向する1対の連結部21bにピエゾ抵抗素子を設けることが好ましい。また、可能であれば、すべての連結部21bに設けることがより好ましい。本実施の形態では、ピエゾ抵抗素子を設けることにより、ピエゾ抵抗素子に加わった応力に比例してその抵抗率が変化する、ピエゾ抵抗効果を利用したフィードバック制御を行う。これにより、連結部21bの応力を調整し、可動体21a(高反射膜23)を固定反射面となる高反射膜32、42に対して、平行の状態で垂直(上下)方向に変位させることができ、光学特性を向上させることができる。
In the present embodiment, a piezoresistive element is provided in at least one connecting portion 21b. For example, when the four connecting portions 21b are provided every 90 ° as in the above-described embodiment, it is preferable to provide a piezoresistive element in the pair of opposing connecting portions 21b. Further, if possible, it is more preferable to provide all the connecting portions 21b. In this embodiment, by providing a piezoresistive element, feedback control using the piezoresistive effect is performed in which the resistivity changes in proportion to the stress applied to the piezoresistive element. Thereby, the stress of the connecting portion 21b is adjusted, and the movable body 21a (high reflection film 23) is displaced in the vertical (up and down) direction in a parallel state with respect to the
実施の形態4.
上述の実施の形態では、固定電極部1と可動部2とを同一のSOI基板100から作製するようにしたが、本発明ではこれに限定されるものではない。例えば、固定電極部1と可動部2とをそれぞれ別の基板で作製しておいてから、絶縁部14を介して接合等をすることができる。また、固定電極部1において、固定櫛歯電極12を形成した後、絶縁部14を介して基板を接合してから可動部2等を作製することもできる。このようにそれぞれを別に形成することで、特に固定櫛歯電極12を高精度に形成することができる。また、固定櫛歯電極を金属膜等で形成することもできる。
In the above-described embodiment, the fixed
実施の形態5.
上述の実施の形態では、入射する光の波長帯域等の関係で、駆動電極部1に高反射膜18、可動部2に高反射膜23を設け、固定反射面又は可動反射面を構成させて光を反射、透過させるようにしていた。本発明ではこれに限定されることなく、例えば、可動体21a、駆動電極基板11の第2の凹部11bの底面が鏡面に仕上げられており、それぞれが反射面としての役割を果たせる(反射面としての機能を有する)のであれば、特に高反射膜18、22を設けなくてもよい。これにより、プロセスの簡素化を図ることができる。これは反射防止面としての機能を有する反射防止膜についても同様である。
In the above-described embodiment, the high reflection film 18 is provided on the
実施の形態6.
上述の実施の形態では図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
Embodiment 6 FIG.
Although the above embodiment has been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and even if there is a design change or the like without departing from the gist of the present invention. It is included in the present invention.
例えば、上述の実施の形態においては、固定櫛歯側基板部3、可動部側基板部4をガラス基板31、41で構成する例を示したが、これに限定されず、赤外等の所望の透過波長帯域の光を透過する材料、例えば、シリコン、サファイヤ、ゲルマニウムなどを基板材料としても良い。
For example, in the above-described embodiment, the example in which the fixed comb-tooth
また、可動体21aに形成される高反射膜23を構成する二酸化シリコン(SiO2 )膜も五酸化タンタル(Ta2 O5 )膜も、ともに絶縁体であるため、高反射膜23を絶縁膜として兼用しても良い。この場合、高反射膜として機能させる部分とそれ以外の部分との層数を同じにする必要はない。このように、高反射膜23を絶縁膜として兼用すれば、少ない製造工程で上述の実施の形態と同様の効果を得ることができ、安価に波長可変フィルタを構成することができる。 Further, since both the silicon dioxide (SiO 2 ) film and the tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ) film constituting the highly reflective film 23 formed on the movable body 21a are insulators, the highly reflective film 23 is formed as an insulating film. You may also use as. In this case, it is not necessary to have the same number of layers for the portion functioning as the highly reflective film and the other portions. Thus, if the highly reflective film 23 is also used as an insulating film, the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained with a small number of manufacturing steps, and a wavelength tunable filter can be configured at low cost.
1 固定電極部、11 基板部、11a 開口部、12 固定櫛歯電極、13 電極引き出し部、14 絶縁部、2 可動部、21 可動部基板、21a 可動体、21b 連結部、 21c 支持部、21d 可動櫛歯電極、22,33,34,43 反射防止膜、23,32,42 高反射膜、24 電極端子部、3 固定櫛歯側基板部、31 ガラス基板、4 可動部側基板部、41 ガラス基板、41a 凹部、100 SOI基板、101 ベース層、102 絶縁層、103 活性層、110 シリコン酸化膜、111 フォトレジストパターン、OG 光学ギャップ
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記可動櫛歯電極と第1のギャップを有して設けられ、前記可動櫛歯電極との間で前記静電力を発生させる固定櫛歯電極が形成された固定電極部と、
前記可動反射面と第2のギャップを有して対向して設けられ、前記可動反射面により反射された光をさらに反射する固定反射面を有する固定反射部と
を備えたことを特徴とする波長可変フィルタ。 A movable body having a movable reflecting surface, and transmitting light of a predetermined wavelength by reflecting in a direction perpendicular to the movable reflecting surface and reflecting light of a wavelength other than the light of the predetermined wavelength, the movable body A movable part integrally formed with a support that supports the movable body and an electrostatic force that displaces the movable body, and a movable comb electrode that is displaced together with the movable body;
A fixed electrode portion provided with a first gap and the movable comb electrode, and a fixed comb electrode formed with the fixed comb electrode for generating the electrostatic force between the movable comb electrode;
A wavelength comprising: a fixed reflection portion provided opposite to the movable reflection surface with a second gap, and having a fixed reflection surface that further reflects light reflected by the movable reflection surface Variable filter.
活性層、絶縁層及びベース層が順次積層された積層基板のベース層に、少なくとも固定櫛歯電極を形成する第1の工程と、
前記活性層をエッチングして可動体、該可動体を変位させる静電力を発生させ、前記可動体と共に変位する可動櫛歯電極及び前記可動体を支持する支持体を形成し、前記絶縁層の所定の部分を除去する第2の工程と、
前記固定反射面を有する基板と前記積層基板とを接合する第3の工程と
を有することを特徴とする波長可変フィルタの製造方法。 The movable body is displaced in the vertical direction with respect to the fixed reflecting surface by electrostatic force, and the fixed reflecting surface and the movable are reflected from the light reflected between the fixed reflecting surface and the movable reflecting surface provided on the movable body. A method of manufacturing a wavelength tunable filter that transmits light of a predetermined wavelength based on a distance from a reflecting surface,
A first step of forming at least a fixed comb electrode on a base layer of a laminated substrate in which an active layer, an insulating layer, and a base layer are sequentially laminated;
The active layer is etched to generate a movable body, an electrostatic force that displaces the movable body, a movable comb electrode that is displaced together with the movable body, and a support that supports the movable body, and a predetermined insulating layer is formed. A second step of removing a portion of
A method of manufacturing a wavelength tunable filter, comprising: a third step of bonding the substrate having the fixed reflection surface and the laminated substrate.
10. The method of manufacturing a wavelength tunable filter according to claim 9, wherein the substrate is etched or polished to a necessary thickness before the first step.
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