JP2006023606A - 波長可変フィルタ及びその製造方法、並びに検出装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 波長可変フィルタ1は、少なくとも可視光に対して光透過性を有する固定基板2と、シリコンからなる可動基板3とを備えている。可動基板3は、可動部31と、可動部31をZ方向に変位可能に支持する支持部と、可動部31に通電を行う通電部33とを有しており、可動部31の略中央には、円柱形状の光透過部36が形成されている。光透過部36は、少なくとも可視光に対して光透過性を有する材料からなっている。
【選択図】 図2
Description
以下、本発明の第1実施形態の波長可変フィルタについて、図面を参照して説明する。図1は、本実施形態の波長可変フィルタを示す平面図であり、図2は、そのA−A断面図、図3は、そのB−B断面図である。
図4(a)に示すように、固定基板2の上面2aにマスク層51を成膜する。マスク層51を構成する材料としては、例えば、Cr/Au等の金属膜等を用いることができる。マスク層51の厚さは、特に限定されないが、0.01〜1μm程度とすることが好ましく、0.09〜0.11μm程度とすることがより好ましい。マスク層51が薄すぎると、固定基板2を十分に保護できない場合があり、マスク層51が厚すぎると、マスク層51の内部応力によりマスク層51が剥がれ易くなる場合がある。本実施形態では、マスク層51に、Cr/Au膜をスパッタ法によって成膜し、Cr、Auそれぞれの膜厚は0.03μm、0.07μmとしている。
本実施形態では、シリコンからなる可動基板3を形成するための基材として、SOI基板を用いている。
図10(a)に示すように、固定基板2の第1及び第2の凹部21,22が形成された面(上面2a)と、SOI基板60の第2のSi層63とを対向させた状態で、固定基板2とSOI基板60とを陽極接合等によって接合する。
次に、第1のSi層61を除去する。除去する方法としては、ウェットエッチング法、ドライエッチング法、研磨等が用いられるが、いずれの場合も、SiO2層62がストッパ層として機能するため、第2のSi層63にダメージを与えるのを防ぐことができる。
ここで、KOH水溶液によるSiのエッチングレートは、SiO2のエッチングレートよりも相当大きいため、SiO2層62をストッパ層として機能させることができる。なお、他のエッチング液としては、TMAH(テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド)水溶液、EPD(エチレンジアミン−ピロカテコール−ジアジン)水溶液、又はヒドラジン水溶液等を用いることが可能である。ウェットエッチングは、バッチ処理が可能であるため、生産性を向上させることが可能となる。
ここで、XeF2を用いたドライエッチングの場合にも、Siのエッチングレートは、SiO2のエッチングレートよりも相当大きいため、SiO2層62をストッパ層として機能させることができる。なお、このエッチングは、プラズマによるものではないため、他の部位へのダメージを抑制することが可能となる。XeF2の代わりにCF4やSF6を用いたプラズマエッチングを用いることも可能である。
本発明の第2実施形態を、図面を参照して説明する。図12は、第1実施形態の波長可変フィルタ1を備えた検出装置の構成図である。
なお、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
Claims (17)
- 固定反射膜を備え、赤外光より短波長の光を透過可能な固定基板と、
可動反射膜を備えた可動部を有し、前記可動反射膜と前記固定反射膜とが所定の長さのギャップを隔てて対向するように前記固定基板に配置された可動基板と、
前記可動部を、前記固定基板に対して変位させることによって、前記ギャップの長さを可変とする駆動部と、
を備え、外部から前記ギャップ内に入射した光を、前記可動反射膜及び前記固定反射膜で反射を繰り返し、前記ギャップの長さに応じた波長の光を外部に出射可能な波長可変フィルタであって、
前記可動部は、前記可動反射膜が備えられた部位に、赤外光より短波長の光を透過可能で、外部と光の入出射を行うための光透過部を有することを特徴とする波長可変フィルタ。 - 第1の凹部と第2の凹部とが1つの面に形成され、赤外光より短波長の光を透過可能な固定基板と、
可動部を備え、前記可動部が前記第1及び第2の凹部の底面と対向するように前記固定基板に配置された導電性を有する可動基板と、
前記可動部の前記第1及び第2の凹部の底面と対向する面に備えられた可動反射膜と、
前記第1の凹部の底面に、前記可動反射膜と第1のギャップを隔てて備えられた固定反射膜と、
前記第2の凹部の底面に、前記可動部と第2のギャップを隔てて備えられるとともに、前記可動部との電位差により生じるクーロン力によって、前記可動部を前記固定基板に対して変位させ、前記第1のギャップの長さを可変とする駆動電極と、
を有し、外部から前記第1のギャップ内に入射した光を、前記可動反射膜及び前記固定反射膜で反射を繰り返し、前記第1のギャップの長さに応じた波長の光を外部に出射可能な波長可変フィルタであって、
前記可動部は、前記可動反射膜が備えられた部位に、赤外光より短波長の光を透過可能で、外部と光の入出射を行うための光透過部を有することを特徴とする波長可変フィルタ。 - 請求項2に記載の波長可変フィルタにおいて、前記可動部の前記駆動電極に対向する部位、及び前記駆動電極の前記可動部に対向する部位の少なくとも一方に、絶縁膜が形成されていることを特徴とする波長可変フィルタ。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の波長可変フィルタにおいて、前記光透過部の前記可動反射膜が備えられた面の反対面、及び前記固定基板の前記固定反射膜が備えられた面の反対面の少なくとも一方に、反射防止膜が備えられていることを特徴とする波長可変フィルタ。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の波長可変フィルタにおいて、前記固定基板は、可動イオンを含むガラスからなることを特徴とする波長可変フィルタ。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の波長可変フィルタにおいて、前記光透過部は、赤外光よりも短波長の光を透過可能なガラスからなることを特徴とする波長可変フィルタ。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の波長可変フィルタにおいて、前記光透過部は、赤外光よりも短波長の光を透過可能なシリコンゴムからなることを特徴とする波長可変フィルタ。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の波長可変フィルタにおいて、前記可動基板は、シリコンからなることを特徴とする波長可変フィルタ。
- 固定反射膜を備え、赤外光より短波長の光を透過可能な固定基板と、
可動反射膜を備えた可動部を有し、前記可動反射膜と前記固定反射膜とが所定の長さのギャップを隔てて対向するように前記固定基板に配置された可動基板と、
前記可動部を、前記固定基板に対して変位させることによって、前記ギャップの長さを可変とする駆動部と、
を備え、外部から前記ギャップ内に入射した光を、前記可動反射膜及び前記固定反射膜で反射を繰り返し、前記ギャップの長さに応じた波長の光を外部に出射可能な波長可変フィルタの製造方法であって、
前記固定反射膜を備えた前記固定基板を形成する工程と、
前記可動基板を形成するための基材であって、前記可動反射膜を備えた前記基材を、前記可動反射膜と前記固定反射膜とが前記ギャップを隔てて対向するように前記固定基板に接合する工程と、
を備え、その後に、赤外光より短波長の光を透過可能な光透過部を前記可動部に備えた前記可動基板を、前記固定基板上に形成する工程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。 - 第1の凹部と第2の凹部とが1つの面に形成され、赤外光より短波長の光を透過可能な固定基板と、
可動部を備え、前記可動部が前記第1及び第2の凹部の底面と対向するように前記固定基板に配置された導電性を有する可動基板と、
前記可動部の前記第1及び第2の凹部の底面と対向する面に備えられた可動反射膜と、
前記第1の凹部の底面に、前記可動反射膜と第1のギャップを隔てて備えられた固定反射膜と、
前記第2の凹部の底面に、前記可動部と第2のギャップを隔てて備えられるとともに、前記可動部との電位差により生じるクーロン力によって、前記可動部を前記固定基板に対して変位させ、前記第1のギャップの長さを可変とする駆動電極と、
を有し、外部から前記第1のギャップ内に入射した光を、前記可動反射膜及び前記固定反射膜で反射を繰り返し、前記第1のギャップの長さに応じた波長の光を外部に出射可能な波長可変フィルタの製造方法であって、
前記固定基板に、前記第1及び第2の凹部を形成する工程と、
前記第2の凹部の底面に、前記駆動電極を形成する工程と、
前記第1の凹部の底面に、前記固定反射膜を形成する工程と、
を備え、その後に、赤外光より短波長の光を透過可能な光透過部を前記可動部に備えた前記可動基板を、前記固定基板上に形成する工程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。 - 請求項10に記載の波長可変フィルタの製造方法において、前記固定基板は、ガラスからなり、前記第1の凹部は、エッチングによって形成されることを特徴とする波長可変フィルタの製造方法。
- 請求項10又は11に記載の波長可変フィルタの製造方法において、前記固定基板は、ガラスからなり、前記第2の凹部は、エッチングによって形成されることを特徴とする波長可変フィルタの製造方法。
- 請求項10〜12のいずれか1項に記載の波長可変フィルタの製造方法において、前記可動部の前記駆動電極に対向する部位、及び前記駆動電極の前記可動部に対向する部位の少なくとも一方に、絶縁膜を形成する工程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。
- 請求項9〜13のいずれか1項に記載の波長可変フィルタの製造方法において、
前記固定基板上に前記可動基板を形成する工程は、
ベース層と、前記ベース層上に形成された絶縁層と、前記絶縁層上に形成された前記可動基板となる活性層とを有する基材を用い、
前記基材を、前記固定基板上に接合する工程と、
前記絶縁層をストッパ層として前記ベース層を除去する工程と、
前記絶縁層を除去する工程と、
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。 - 請求項9〜14のいずれか1項に記載の波長可変フィルタの製造方法において、
前記光透過部は、
前記基材の前記活性層に、前記光透過部を形成するための開口部を形成する工程と、
前記開口部に、赤外光よりも短波長の光を透過可能なガラスをスパッタする工程と、
によって形成されることを特徴とする波長可変フィルタの製造方法。 - 請求項9〜14のいずれか1項に記載の波長可変フィルタの製造方法において、
前記光透過部は、
前記基材の前記活性層に、前記光透過部を形成するための開口部を形成する工程と、
前記開口部に、赤外光よりも短波長の光を透過可能なシリコンゴムを流し込む工程と、
によって形成されることを特徴とする波長可変フィルタの製造方法。 - 請求項1〜8に記載の波長可変フィルタを備えたことを特徴とする検出装置。
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