JP2011028075A - 光制御装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来よりも開口率を増加させることができる光制御装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】光通過部(8)を有する基板(2)と、基板に固定された櫛歯状の第1電極(3)と、第1電極と対向して移動可能に設けられた櫛歯状の第2電極(4)と、第2電極と共に移動し光通過部を遮蔽及び露出可能に設けられた遮蔽部材(5)と、第2電極及び遮蔽部材を移動可能に支持する梁部材(6,7)と、を備え、第1電極及び第2電極と、梁部材とが、基板上の異なる層(L1,L2)に設けられていることを特徴とする。
【選択図】図1
【解決手段】光通過部(8)を有する基板(2)と、基板に固定された櫛歯状の第1電極(3)と、第1電極と対向して移動可能に設けられた櫛歯状の第2電極(4)と、第2電極と共に移動し光通過部を遮蔽及び露出可能に設けられた遮蔽部材(5)と、第2電極及び遮蔽部材を移動可能に支持する梁部材(6,7)と、を備え、第1電極及び第2電極と、梁部材とが、基板上の異なる層(L1,L2)に設けられていることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
本発明は、光制御装置及びその製造方法に関するものである。
従来から、マイクロマシン(MEMS:Micro Electro Mechanical System)技術による静電アクチュエーターを用いた光制御装置が知られている。このような光制御装置として、例えば、DMD(Digital Micromirror Device:登録商標)、GLV(Grating Light Valve)などの反射型の光制御装置が実用化されている。しかし、反射型の光制御装置をプロジェクタなどの製品に適用した場合、投射表示に用いない光を適切に処理するための光路設計が複雑になるという課題がある。
また、光が通過する通過部、光をオン/オフするシャッター部、シャッター部を駆動する櫛型アクチュエーター及びシャッター部を移動可能に支持する弾性ビームなどを備えた透過型の光制御装置が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上記従来の光透過型の光制御装置は、弾性ビームと櫛型電極とが同一の層に隣接して設けられているため、櫛型電極と弾性ビームの各々を配置するスペースがそれぞれ必要になる。そのため、光を通過させる通過部の面積を十分に確保できず、開口率が低下するという課題がある。
そこで、本発明は、従来よりも光を通過させる光通過部の面積を増加させることができる光制御装置及びその製造方法を提供するものである。
上記の課題を解決するために、本発明の光制御装置は、光通過部を有する基板と、前記基板に固定された櫛歯状の第1電極と、前記第1電極と対向して移動可能に設けられた櫛歯状の第2電極と、前記第2電極と共に移動して前記光通過部を遮蔽及び露出可能に設けられた遮蔽部材と、前記第2電極及び前記遮蔽部材を移動可能に支持する梁部材と、を備え、前記第1電極及び前記第2電極と、前記梁部材とが、前記基板上の異なる層に設けられていることを特徴とする。
このように構成することで、第1電極及び第2電極と梁部材とが、基板の平面内の位置によらず干渉しなくなる。そのため、基板上の限られたスペースに第1電極、第2及び梁部材を効率よく配置してこれらを設置する面積を減少させ、光通過部の面積を増加させることができる。したがって、従来よりも光通過部の面積を増加させることができる。また、第1電極及び第2電極と梁部材とを別層に設けることで、これらをそれぞれの機能に合わせた異なる材質で形成することが可能になる。
また、本発明の光制御装置は、前記第1電極及び前記第2電極は、前記梁部材よりも前記基板側の層に設けられ、前記梁部材の少なくとも一部が前記第1電極及び前記第2電極の少なくとも一方と平面的に重なるように設けられていることを特徴とする。
このように構成することで、基板の垂線方向に第1電極及び第2電極と梁部材とが重なるように配置することができ、これらを設置する基板上の平面積を減少させることができる。
また、本発明の光制御装置は、複数の前記梁部材を備え、前記遮蔽部材の移動方向の前後に前記梁部材が配置されていることを特徴とする。
このように構成することで、遮蔽部材を移動方向の前後からバランスよく移動可能に支持し、遮蔽部材の移動を安定してスムーズに行うことができる。
また、本発明の光制御装置は、複数の前記第1電極と、複数の前記第2電極とを備え、前記光通過部は一対の前記第1電極の間に設けられ、前記遮蔽部材は一対の前記第2電極の間に設けられていることを特徴とする。
このように構成することで、第1電極と第2電極との間に発生した静電力を遮蔽部材の両側から伝達して、遮蔽部材を安定して移動させることができる。
また、本発明の光制御装置は、前記第1電極及び前記第2電極は、それぞれ一方向に延在する幹部と、該幹部の片側に該幹部の延在方向と直交する方向に延びる複数の枝部とを備え、前記第2電極は、前記幹部及び前記枝部が前記基板から離間した電極層に設けられ、前記第1電極は、前記幹部が前記基板に固定され、前記枝部が前記電極層に設けられていることを特徴とする。
このように構成することで、基板に固定された第1電極と、基板から離間して設けられた第2電極との間に効率よく静電力を発生させることができる。
また、本発明の光制御装置は、前記遮蔽部材は、前記第1電極及び前記第2電極に電圧が印加されていない状態において前記光通過部を露出させる位置に配置されていることを特徴とする。
このように構成することで、電圧が印加されていない状態で光通過部に光を通過させ、電圧を印加することで第2電極を第1電極に対して移動させ、第2電極とともに移動した遮蔽部材によって光通過部を遮蔽することができる。
また、本発明の光制御装置の製造方法は、光通過部を有する基板と、前記基板に固定された櫛歯状の第1電極と、前記第1電極と対向して移動可能に設けられた櫛歯状の第2電極と、前記第2電極と共に移動し前記光通過部を遮蔽及び露出可能に設けられた遮蔽部材と、前記第2電極及び前記遮蔽部材を移動可能に支持する梁部材と、を備えた光制御装置の製造方法であって、前記基板上に第1犠牲層と該第1犠牲層を覆う導電体層とを形成する工程と、前記導電体層をパターニングして、前記基板上に前記梁部材を支持する支持部を形成し、前記基板上及び前記第1犠牲層上に前記第1電極を形成し、前記第1犠牲層上に前記第2電極及び前記遮蔽部材を形成する工程と、前記基板上に前記支持部、前記第1電極、前記第2電極及び前記遮蔽部材を覆う第2犠牲層を形成する工程と、前記第2犠牲層にコンタクトホールを形成して前記支持部及び前記遮蔽部材の少なくとも一部を該コンタクトホールに露出させる工程と、前記コンタクトホールに弾性材料を充填するとともに前記第2犠牲層上に該弾性材料を堆積させて弾性材料層を形成する工程と、前記弾性材料層をパターングして前記梁部材を形成する工程と、前記基板に前記光通過部を形成する工程と、前記第1犠牲層及び前記第2犠牲層を除去する工程と、を有することを特徴とする。
このように製造することで、第1電極及び第2電極と、梁部材とを、基板上の異なる層に形成することができる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各図面では、各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、部材毎に縮尺を適宜変更している。
図1(a)は、本実施形態における光制御装置の電圧が印加されていない状態を示す平面図である。図1(b)は、図1(a)のA−A´線に沿う断面図である。
図1(a)及び図1(b)に示すように、光制御装置1は、基板2と、固定櫛型電極(第1電極)3と、可動櫛型電極(第2電極)4と、遮蔽部材5と、第1梁部材6と、第2梁部材7とを備えている。
図1(a)及び図1(b)に示すように、光制御装置1は、基板2と、固定櫛型電極(第1電極)3と、可動櫛型電極(第2電極)4と、遮蔽部材5と、第1梁部材6と、第2梁部材7とを備えている。
図1(a)に示すように、基板2の中央部には基板2を貫通する開口部8が設けられている。開口部8は、光制御装置1において光を通過させる光通過部として機能する。開口部8は、一対の固定櫛型電極3,3の間に設けられている。図1(b)に示すように、基板2は、例えばシリコンからなる基板本体2Aと、基板本体2Aの表面に形成された絶縁層2Bとにより構成されている。絶縁層2Bは、例えばSiN等の窒化物層である。
図1(a)に示すように、固定櫛型電極3は、平面視で図の上下方向に延びる幹部3Aと、幹部3Aの片側に幹部3Aと略直交する方向に延びる複数の枝部3Bとを有する櫛歯状に形成されている。固定櫛型電極3は、例えば不純物をドープした多結晶シリコンによって形成されている。固定櫛型電極3の幹部3Aには、基板2上に形成された配線11が接続され、配線11に接続された不図示の制御部により所定の電圧が印加されるようになっている。図1(b)に示すように、固定櫛型電極3は、幹部3Aが基板2に固定されることで、基板2に固定されている。また、固定櫛型電極3の枝部3Bは基板2と離間して設けられている。
図1(a)に示すように、可動櫛型電極4は、平面視で固定櫛型電極3と同様の幹部4Aと枝部4Bとを有する櫛歯状に形成され、固定櫛型電極3と同様の材料により形成されている。可動櫛型電極4は、枝部4Bが固定櫛型電極3の枝部3Bと向き合うように、一対の固定櫛型電極3,3のそれぞれに対向して設けられている。また、可動櫛型電極4の枝部4Bと、固定櫛型電極3の枝部3Bとは、幹部3A,4Aの延在方向に交互に配置され、近接時に互いに噛み合うようになっている。一対の可動櫛型電極4,4は、遮蔽部材5の両側に固定されて遮蔽部材5と一体的に設けられている。
図1(b)に示すように、可動櫛型電極4は、第1梁部材6及び第2梁部材7によって基板2上に懸架された遮蔽部材5に固定されることで、基板2と離間した層(電極層)L1に支持されている。これにより、可動櫛型電極4の幹部4A及び枝部4Bは、固定櫛型電極3の枝部3Bと、基板2上の同一の層L1に設けられている。また、可動櫛型電極4は、遮蔽部材5、第1梁部材6及び支持部9を介して基板2上に形成された配線12に接続され、配線12に接続された不図示の制御部により所定の電圧が印加されるようになっている。
以上の構成により、固定櫛型電極3と可動櫛型電極4との間に所定の電圧が印加されると、固定櫛型電極3と可動櫛型電極4との間に静電力が発生する。この静電力により、可動櫛型電極4が基板2に対して枝部4Bの延在方向(図1の右方向)に移動して、互いの枝部3B,4Bが噛み合うように固定櫛型電極3と近接するようになっている。
図1(a)に示すように、遮蔽部材5は、平面視矩形状に形成され、開口部8を通過した光を遮蔽するシャッターとして機能する板状の部材である。遮蔽部材5は、例えば固定櫛型電極3及び可動櫛型電極4と同様の材料により形成され、一対の可動櫛型電極4,4の間に設けられている。遮蔽部材5は、固定櫛型電極3と可動櫛型電極4に電圧が印加されていない状態で開口部8を露出させるように、開口部8に対して枝部3B,4Bの延在方向に隣接して配置されている。遮蔽部材5は、平面視で開口部8よりも一回り大きく形成されている。
図1(b)に示すように、遮蔽部材5は、基板2と反対側の面に固定された第1梁部材6と第2梁部材7とにより懸架され、基板2から離間した状態で支持されている。
以上の構成により、遮蔽部材5は、可動櫛型電極4が移動して固定櫛型電極3に近接すると、可動櫛型電極4と共に移動して開口部8を遮蔽するようになっている。
以上の構成により、遮蔽部材5は、可動櫛型電極4が移動して固定櫛型電極3に近接すると、可動櫛型電極4と共に移動して開口部8を遮蔽するようになっている。
図1(a)に示すように、第1梁部材6及び第2梁部材7は、それぞれ弾性を有する材料により平面視で矩形の枠状に設けられた枠部6A,7Aを有し、遮蔽部材5の移動方向の前後(枝部3B,4Bの延在方向の両側)に設けられている。
図1(b)に示すように、第1梁部材6及び第2梁部材7は、それぞれ第1連結部6B,7Bにおいて、遮蔽部材5の基板2と反対側の面に固定されている。また、それぞれ第2連結部6C,7Cにおいて、基板2上に設けられた支持部9及び支持部10に固定されている。
図1(b)に示すように、第1梁部材6及び第2梁部材7は、それぞれ第1連結部6B,7Bにおいて、遮蔽部材5の基板2と反対側の面に固定されている。また、それぞれ第2連結部6C,7Cにおいて、基板2上に設けられた支持部9及び支持部10に固定されている。
また、図1(b)に示すように、第1梁部材6及び第2梁部材7は、基板2上の固定櫛型電極3及び可動櫛型電極4が設けられた層L1と異なる層L2に設けられている。具体的には、第1梁部材6及び第2梁部材7は、固定櫛型電極3及び可動櫛型電極4が設けられた層L1よりも基板2から遠い上層側の層L2に設けられている。
また、図1(a)及び図1(b)に示すように、第1梁部材6及び第2梁部材7は、第2連結部6C,7C側の一部を除く大部分が、固定櫛型電極3及び可動櫛型電極4が形成された領域と平面的に重なるように設けられている。
また、図1(a)及び図1(b)に示すように、第1梁部材6及び第2梁部材7は、第2連結部6C,7C側の一部を除く大部分が、固定櫛型電極3及び可動櫛型電極4が形成された領域と平面的に重なるように設けられている。
図1(b)に示すように、支持部9及び支持部10は、基板2上に設けられた柱状の部材であり、基板2上にそれぞれ第1梁部材6及び第2梁部材7を支持している。
第1梁部材6、第2梁部材7、支持部9及び支持部10は、例えば固定櫛型電極3及び可動櫛型電極4と同様の材料により形成されている。
以上の構成により、第1梁部材6及び第2梁部材7は、基板2上に遮蔽部材5及び可動櫛型電極4を懸架している。そして、枠部6A,7Aが弾性変形することで、遮蔽部材5及び可動櫛型電極4を基板2上に移動可能に支持している。
第1梁部材6、第2梁部材7、支持部9及び支持部10は、例えば固定櫛型電極3及び可動櫛型電極4と同様の材料により形成されている。
以上の構成により、第1梁部材6及び第2梁部材7は、基板2上に遮蔽部材5及び可動櫛型電極4を懸架している。そして、枠部6A,7Aが弾性変形することで、遮蔽部材5及び可動櫛型電極4を基板2上に移動可能に支持している。
次に、本実施形態の光制御装置の作用について説明する。
図2(a)は、図1に示す光制御装置1の電圧印加時の平面図であり、図2(b)は図2(a)のB−B´線に沿う断面図である。
図1(a)及び図1(b)に示す状態において、不図示の制御部により配線11及び配線12を介して固定櫛型電極3と可動櫛型電極4との間に所定の電圧を印加する。すると、固定櫛型電極3と可動櫛型電極4との間に静電力が発生し、図2(a)及び図2(b)に示すように、可動櫛型電極4は枝部4Bの延在方向(図1の右方向)に移動して可動櫛型電極4が固定櫛型電極3に近接する。
図2(a)は、図1に示す光制御装置1の電圧印加時の平面図であり、図2(b)は図2(a)のB−B´線に沿う断面図である。
図1(a)及び図1(b)に示す状態において、不図示の制御部により配線11及び配線12を介して固定櫛型電極3と可動櫛型電極4との間に所定の電圧を印加する。すると、固定櫛型電極3と可動櫛型電極4との間に静電力が発生し、図2(a)及び図2(b)に示すように、可動櫛型電極4は枝部4Bの延在方向(図1の右方向)に移動して可動櫛型電極4が固定櫛型電極3に近接する。
一対の可動櫛型電極4,4に固定された遮蔽部材5は、可動櫛型電極4,4と共に枝部3B,4Bの延在方向に移動する。この遮蔽部材5の移動により、図2(a)に示すように、第1梁部材6の第1連結部6Bと第2連結部6Cとが離間して、枠部6Aは平面視で台形状に弾性変形する。また、第2梁部材7の第1連結部7Bと第2連結部7Cとが近接して、枠部7Aは平面視で第1梁部材6と逆向きの台形状に弾性変形する。この枠部6A及び枠部7Aの弾性変形によって、遮蔽部材5には、静電力とは逆向きの、図1(a)及び図1(b)に示す初期位置に戻る方向の弾性力が作用する。
不図示の制御部は、固定櫛型電極3と可動櫛型電極4との間に印加する電圧を制御する。そして、可動櫛型電極4と固定櫛型電極3とを近接させる方向に作用する静電力が、開口部8と平面的に重なる位置において遮蔽部材5に作用する弾性力と等しいかそれ以上になるようにする。これにより、遮蔽部材5は、図2(a)及び図2(b)に示すように、開口部8を覆い、開口部8と平面的に重なった状態で静止する。このとき、遮蔽部材5が開口部8よりも一回り大きく形成されているので、開口部8は遮蔽部材5によって完全に遮蔽された状態になる。これにより、開口部8を通過する光を遮蔽部材5によって遮断することができる。
また、図2(a)及び図2(b)に示すように、開口部8が遮蔽部材5によって遮蔽された状態で、固定櫛型電極3と可動櫛型電極4との間に印加する電圧をオフにして電圧が印加されていない状態にする。すると、固定櫛型電極3の枝部3Bと可動櫛型電極4の枝部4Bとの間に静電力が作用しなくなり、遮蔽部材5は枠部6A及び枠部7Aから受ける弾性力によって図1(a)及び図1(b)に示す初期位置に戻る。これにより、開口部8は露出された状態となり、開口部8を通過する光をそのまま通過させることができる。
すなわち、光制御装置1は、固定櫛型電極3と可動櫛型電極4との間に印加する電圧をオン/オフすることで、図1(a)及び図1(b)に示す光通過状態と、図2(a)及び図2(b)に示す光遮断状態とを切り替えるライトバルブとして機能する。
ここで、本実施形態の光制御装置1は、固定櫛型電極3及び可動櫛型電極4と、第1梁部材6及び第2梁部材7とが、それぞれ基板2上の異なる層L1及び層L2に設けられている。そのため、固定櫛型電極3及び可動櫛型電極4と、第1梁部材6及び第2梁部材7とが、基板2の平面内の位置によらず干渉しなくなる。これにより、基板2上の限られたスペースに、固定櫛型電極3、可動櫛型電極4、第1梁部材6及び第2梁部材7を効率よく配置して、これらを設置する面積を減少させることができる。したがって、従来よりも開口部8の開口面積を増加させ、開口率を上昇させることができる。また、固定櫛型電極3及び可動櫛型電極4と、第1梁部材6及び第2梁部材7とを別層に設けることで、これらをそれぞれの機能に合わせた異なる材質で形成することが可能になる。
また、本実施形態の光制御装置1は、固定櫛型電極3及び可動櫛型電極4が、第1梁部材6及び第2梁部材7よりも基板2側の層L1に設けられ、第1梁部材6及び第2梁部材7の大部分が固定櫛型電極3及び可動櫛型電極4と平面的に重なるように設けられている。そのため、これらを設ける領域を基板2上で重複させ、基板2上の固定櫛型電極3、可動櫛型電極4、第1梁部材6及び第2梁部材7を設置する平面積を減少させることができる。
また、本実施形態の光制御装置1は、遮蔽部材5の移動方向の前後に、第1梁部材6と第2梁部材7とが配置されている。そのため、遮蔽部材5を移動方向の前後からバランスよく支持し、遮蔽部材5の移動を安定してスムーズに行うことができる。
また、本実施形態の光制御装置1は、一対の固定櫛型電極3,3と、一対の可動櫛型電極4,4とを備えている。また、開口部8は一対の固定櫛型電極3,3の間に設けられ、遮蔽部材5は一対の可動櫛型電極4,4の間に設けられている。そのため、開口部8を遮蔽する際に、固定櫛型電極3と可動櫛型電極4との間に発生した静電力を遮蔽部材5の両側から伝達して、遮蔽部材5を安定して移動させることができる。
また、本実施形態の光制御装置1は、可動櫛型電極4の幹部4A及び枝部4Bが基板2から離間した同一の層L1に設けられている。また、固定櫛型電極3は、幹部3Aが基板2に固定され、枝部3Bが可動櫛型電極4の幹部4A及び枝部4Bと同一の層L1に設けられている。そのため、固定櫛型電極3の枝部3Bと可動櫛型電極4の枝部4Bとが幹部3A,4Aの延在方向に重なる面積を増加させ、これらの間に発生する静電力を増加させることができる。
また、本実施形態の光制御装置1は、遮蔽部材5は、固定櫛型電極3と可動櫛型電極4との間に電圧が印加されていない状態において、開口部8を露出させる位置に配置されている。そのため、電圧を印加することで可動櫛型電極4を固定櫛型電極3に対して移動させ、可動櫛型電極4と共に移動した遮蔽部材5によって開口部8を遮蔽することができる。したがって、開口部8を遮蔽する時間が開口部8を露出させる時間よりも短い場合には、消費電力を削減することが可能になる。
以上説明したように、本実施形態の光制御装置1によれば、従来よりも光を通過する開口部8の面積を増加させて開口率を上昇させ、光の利用効率を向上させることができる。
次に、本実施形態の光制御装置1の製造方法について説明する。
図3(a)〜(c)は、図1に示す光制御装置1の製造工程を示す断面図である。図4は、図3(c)に示す工程に対応する平面図である。図5(a)〜(c)は、図3(c)に示す工程の後の光制御装置1の製造工程を示す断面図である。
図3(a)〜(c)は、図1に示す光制御装置1の製造工程を示す断面図である。図4は、図3(c)に示す工程に対応する平面図である。図5(a)〜(c)は、図3(c)に示す工程の後の光制御装置1の製造工程を示す断面図である。
まず、図3(a)に示すように、基板本体2Aの表面に絶縁層2Bを備えた基板2を用意する。絶縁層2Bは例えばシリコン(Si)からなる基板本体2Aの表面にCVD法等により形成されたSiN等の窒化膜である。次に、絶縁層2Bの表面に、例えばCVD法により酸化シリコン等の酸化物を堆積させ、フォトリソグラフィー法、エッチング法によりパターニングすることで、第1犠牲層S1を形成する。第1犠牲層S1は、図1に示す可動櫛型電極4の幹部4A及び枝部4B、固定櫛型電極の枝部3B、並びに遮蔽部材5が形成される領域に対応してパターニングする(図4参照)。
次に、図3(b)に示すように、基板2上に第1犠牲層S1を覆う導電体層C1を形成する。導電体層C1は、例えばCVD法により基板2上に多結晶シリコンを堆積させた後、不純物をドーピングすることで形成する。
次に、例えばフォトリソグラフィー法、エッチング法により導電体層C1をパターニングする。これにより、図3(c)及び図4に示すように、基板2上に支持部9,10、配線11,12を形成する。同時に、基板2上に固定櫛型電極3の幹部3Aを形成し、第1犠牲層S1上に枝部3Bを形成する。同時に、第1犠牲層S1上に可動櫛型電極4の幹部4Aと枝部4Bとを形成する。なお、図3(c)は、図4のC−C´線に沿う断面図である。
次に、例えばフォトリソグラフィー法、エッチング法により導電体層C1をパターニングする。これにより、図3(c)及び図4に示すように、基板2上に支持部9,10、配線11,12を形成する。同時に、基板2上に固定櫛型電極3の幹部3Aを形成し、第1犠牲層S1上に枝部3Bを形成する。同時に、第1犠牲層S1上に可動櫛型電極4の幹部4Aと枝部4Bとを形成する。なお、図3(c)は、図4のC−C´線に沿う断面図である。
次に、図5(a)に示すように、基板2上に支持部9,10、配線11,12、固定櫛型電極3、可動櫛型電極4、遮蔽部材5及び第1犠牲層S1を覆う第2犠牲層S2を形成する。第2犠牲層S2は、例えばCVD法により基板2上に酸化シリコン等の酸化物を堆積させることで形成する。
次いで、第2犠牲層S2の表面を例えばCMP法により研磨して平坦化する。このとき、支持部9,10、固定櫛型電極3、可動櫛型電極4及び遮蔽部材5を露出させることが好ましい。次いで、平坦化した第2犠牲層S2の表面に、第2犠牲層S2と同様に第3犠牲層(第2犠牲層)S3を形成する。次いで、例えばフォトリソグラフィー法、エッチング法により第3犠牲層S3にコンタクトホールH1,H2,H3,H4を形成する。これにより支持部9,10の一部をコンタクトホールH1,H4に露出させ、遮蔽部材5の一部をH2,H3に露出させる。
次に、第3犠牲層S3上に、例えば図3(b)に示す導電体層C1と同様の導電体層(弾性材料層)を形成する。このとき、導電体層の材料(弾性材料)がコンタクトホールH1〜H4に充填される。次いで、第3犠牲層S3上の導電体層をフォトリソグラフィー法、エッチング法によりパターニングして、図1に示す第1梁部材6及び第2梁部材7を形成する。これにより、図5(b)に示すように、第1梁部材6の第1連結部6B及び第2梁部材7の第1連結部7Bは、それぞれ支持部9及び支持部10に連結されて固定される。また、第1梁部材6の第2連結部6C及び第2梁部材7の第2連結部7Cは、それぞれ遮蔽部材5に連結されて固定される。
次に、開口部8に対応する領域に、第1犠牲層S1、第2犠牲層及び第3犠牲層S3を貫通するコンタクトホールを形成する。そして、コンタクトホールによって露出された基板2の絶縁層2B及び基板本体2Aをエッチングすることで、図1に示す開口部8を形成する。
次に、図5(c)に示すように、第1犠牲層S1、第2犠牲層及び第3犠牲層S3をエッチングにより除去する。エッチングに用いる液体としては、例えばフッ酸系の液体を用いることができる。
次に、図5(c)に示すように、第1犠牲層S1、第2犠牲層及び第3犠牲層S3をエッチングにより除去する。エッチングに用いる液体としては、例えばフッ酸系の液体を用いることができる。
以上の工程により、図1に示す光制御装置1を製造することができる。このように製造することで、固定櫛型電極3及び可動櫛型電極4と、第1梁部材6及び第2梁部材7とを、基板2上の異なる層L1,L2に形成することができる。
尚、この発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、梁部材は、固定櫛型電極及び可動櫛型電極よりも基板側の層に設けられていてもよい。
また、梁部材は遮蔽部材をその移動方向と交差する方向の両側から移動可能に支持していてもよい。
また、固定櫛型電極及び可動櫛型電極は、それぞれ単数であってもよく、それぞれ3以上設けられていてもよい。
また、固定櫛型電極と可動櫛型電極との間に電圧を印加していない状態で開口部が遮蔽部材によって遮蔽されていてもよい。この場合には、固定櫛型電極と可動櫛型電極との間に電圧を印加することで、開口部が露出するようにする。
また、第3犠牲層を形成する工程は、第2犠牲層を次のように形成することで省略することができる。まず、第2犠牲層を支持部、固定櫛型電極、可動櫛型電極及び遮蔽部材を完全に覆うように堆積させた後、さらに所定の厚さ分多めに堆積させる。そして、第2犠牲層の表面を研磨して平坦化する際に、支持部、固定櫛型電極、可動櫛型電極及び遮蔽部材上に第2犠牲層を所定の厚さ残存させる。これにより、支持部、固定櫛型電極、可動櫛型電極及び遮蔽部材上に残存させた第2犠牲層が、上記の実施形態の第3犠牲層と同様に機能する。
また、梁部材は、弾性及び導電性を有する材料であれば、固定櫛型電極及び可動櫛型電極と異なる材料で形成してもよい。
また、梁部材は遮蔽部材をその移動方向と交差する方向の両側から移動可能に支持していてもよい。
また、固定櫛型電極及び可動櫛型電極は、それぞれ単数であってもよく、それぞれ3以上設けられていてもよい。
また、固定櫛型電極と可動櫛型電極との間に電圧を印加していない状態で開口部が遮蔽部材によって遮蔽されていてもよい。この場合には、固定櫛型電極と可動櫛型電極との間に電圧を印加することで、開口部が露出するようにする。
また、第3犠牲層を形成する工程は、第2犠牲層を次のように形成することで省略することができる。まず、第2犠牲層を支持部、固定櫛型電極、可動櫛型電極及び遮蔽部材を完全に覆うように堆積させた後、さらに所定の厚さ分多めに堆積させる。そして、第2犠牲層の表面を研磨して平坦化する際に、支持部、固定櫛型電極、可動櫛型電極及び遮蔽部材上に第2犠牲層を所定の厚さ残存させる。これにより、支持部、固定櫛型電極、可動櫛型電極及び遮蔽部材上に残存させた第2犠牲層が、上記の実施形態の第3犠牲層と同様に機能する。
また、梁部材は、弾性及び導電性を有する材料であれば、固定櫛型電極及び可動櫛型電極と異なる材料で形成してもよい。
1 光制御装置、2 基板、3 固定櫛型電極(第1電極)、3A 幹部、3B 枝部、4 可動櫛型電極(第2電極)、4A 幹部、4B 枝部、5 遮蔽部材、6 第1梁部材(梁部材)、7 第2梁部材(梁部材)8 開口部(光通過部)、9 支持部、10 支持部、C1 導電体層、H1〜H4 コンタクトホール、L1 層(電極層)、L2 層、S1 第1犠牲層、S2 第2犠牲層
Claims (7)
- 光通過部を有する基板と、
前記基板に固定された櫛歯状の第1電極と、
前記第1電極と対向して移動可能に設けられた櫛歯状の第2電極と、
前記第2電極と共に移動して前記光通過部を遮蔽及び露出可能に設けられた遮蔽部材と、
前記第2電極及び前記遮蔽部材を移動可能に支持する梁部材と、を備え、
前記第1電極及び前記第2電極と、前記梁部材とが、前記基板上の異なる層に設けられていることを特徴とする光制御装置。 - 前記第1電極及び前記第2電極は、前記梁部材よりも前記基板側の層に設けられ、
前記梁部材の少なくとも一部が前記第1電極及び前記第2電極の少なくとも一方と平面的に重なるように設けられていることを特徴とする光制御装置。 - 複数の前記梁部材を備え、前記遮蔽部材の移動方向の前後に前記梁部材が配置されていることを特徴とする光制御装置。
- 複数の前記第1電極と、複数の前記第2電極とを備え、
前記光通過部は一対の前記第1電極の間に設けられ、前記遮蔽部材は一対の前記第2電極の間に設けられていることを特徴とする光制御装置。 - 前記第1電極及び前記第2電極は、それぞれ一方向に延在する幹部と、該幹部の片側に該幹部の延在方向と直交する方向に延びる複数の枝部とを備え、
前記第2電極は、前記幹部及び前記枝部が前記基板から離間した電極層に設けられ、
前記第1電極は、前記幹部が前記基板に固定され、前記枝部が前記電極層に設けられていることを特徴とする光制御装置。 - 前記遮蔽部材は、前記第1電極及び前記第2電極に電圧が印加されていない状態において前記光通過部を露出させる位置に配置されていることを特徴とする光制御装置。
- 光通過部を有する基板と、
前記基板に固定された櫛歯状の第1電極と、
前記第1電極と対向して移動可能に設けられた櫛歯状の第2電極と、
前記第2電極と共に移動し前記光通過部を遮蔽及び露出可能に設けられた遮蔽部材と、
前記第2電極及び前記遮蔽部材を移動可能に支持する梁部材と、を備えた光制御装置の製造方法であって、
前記基板上に第1犠牲層と該第1犠牲層を覆う導電体層とを形成する工程と、
前記導電体層をパターニングして、前記基板上に前記梁部材を支持する支持部を形成し、前記基板上及び前記第1犠牲層上に前記第1電極を形成し、前記第1犠牲層上に前記第2電極及び前記遮蔽部材を形成する工程と、
前記基板上に前記支持部、前記第1電極、前記第2電極及び前記遮蔽部材を覆う第2犠牲層を形成する工程と、
前記第2犠牲層にコンタクトホールを形成して前記支持部及び前記遮蔽部材の少なくとも一部を該コンタクトホールに露出させる工程と、
前記コンタクトホールに弾性材料を充填するとともに前記第2犠牲層上に該弾性材料を堆積させて弾性材料層を形成する工程と、
前記弾性材料層をパターングして前記梁部材を形成する工程と、
前記基板に前記光通過部を形成する工程と、
前記第1犠牲層及び前記第2犠牲層を除去する工程と、
を有することを特徴とする光制御装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009175144A JP2011028075A (ja) | 2009-07-28 | 2009-07-28 | 光制御装置及びその製造方法 |
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JP2009175144A JP2011028075A (ja) | 2009-07-28 | 2009-07-28 | 光制御装置及びその製造方法 |
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JP2009175144A Withdrawn JP2011028075A (ja) | 2009-07-28 | 2009-07-28 | 光制御装置及びその製造方法 |
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JP (1) | JP2011028075A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015047764A1 (en) * | 2013-09-30 | 2015-04-02 | Pixtronix, Inc. | Movable mems element with stiction mitigating spring |
CN104820283A (zh) * | 2015-05-27 | 2015-08-05 | 京东方科技集团股份有限公司 | Mems光阀及其制作方法、显示装置 |
-
2009
- 2009-07-28 JP JP2009175144A patent/JP2011028075A/ja not_active Withdrawn
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WO2015047764A1 (en) * | 2013-09-30 | 2015-04-02 | Pixtronix, Inc. | Movable mems element with stiction mitigating spring |
US20150091911A1 (en) * | 2013-09-30 | 2015-04-02 | Pixtronix, Inc. | Movable mems element with stiction mitigating spring |
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