JP5157920B2 - Fabry-Perot interferometer and manufacturing method thereof - Google Patents

Fabry-Perot interferometer and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
JP5157920B2
JP5157920B2 JP2009002024A JP2009002024A JP5157920B2 JP 5157920 B2 JP5157920 B2 JP 5157920B2 JP 2009002024 A JP2009002024 A JP 2009002024A JP 2009002024 A JP2009002024 A JP 2009002024A JP 5157920 B2 JP5157920 B2 JP 5157920B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mirror
refractive index
layer
high refractive
air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2009002024A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2010160033A (en
Inventor
哲也 榎本
愛美 鈴木
弘幸 和戸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2009002024A priority Critical patent/JP5157920B2/en
Publication of JP2010160033A publication Critical patent/JP2010160033A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5157920B2 publication Critical patent/JP5157920B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、ファブリペロー干渉計及びその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a Fabry-Perot interferometer and a method for manufacturing the same.

従来、ファブリペロー干渉計の小型化を目的として、MEMS(MicroElectro Mechanical System)技術を利用したファブリペロー干渉計が提案されている。このファブリペロー干渉計では、シリコン,ゲルマニウム等の高屈折率層と、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜等の低屈折率層を交互に積層した光学多層膜により対をなすミラーが構成されており、これらミラーは空隙(エアギャップ)を介して対向配置されている。そして、両ミラー間に静電気力を作用させることで、空隙の幅を変化させ、ひいては透過波長を変化可能となっている。   Conventionally, a Fabry-Perot interferometer using MEMS (MicroElectro Mechanical System) technology has been proposed for the purpose of downsizing the Fabry-Perot interferometer. In this Fabry-Perot interferometer, a pair of mirrors is constituted by an optical multilayer film in which a high refractive index layer such as silicon and germanium and a low refractive index layer such as a silicon oxide film and a silicon nitride film are alternately laminated. These mirrors are arranged to face each other via a gap (air gap). Then, by applying an electrostatic force between the two mirrors, the width of the gap can be changed, and thus the transmission wavelength can be changed.

なかでも、本出願人による特許文献1に示されるファブリペロー干渉計は、上記した高屈折率層の間に、低屈折率層として上記材料よりも屈折率の小さい空気層を介在させたミラー(以下、エアミラーと示す)を採用することで、ミラー自身の高反射な帯域を拡げ、従来にない広帯域な分光動作を実現している。また、空気層を有するエアミラーは機械的強度が低く、空気層上の高屈折率層に反りなどが生じる恐れがあるため、部分的に高屈折率層同士が接する部位(補強部)を設けてエアミラーを複数の領域に分割(細分化)し、機械的強度を確保するようにしている。   Among them, the Fabry-Perot interferometer shown in Patent Document 1 by the present applicant is a mirror in which an air layer having a refractive index smaller than that of the above material is interposed as a low refractive index layer between the above high refractive index layers ( By adopting an air mirror (hereinafter, referred to as an air mirror), the mirror's own high-reflective band is widened to realize a broadband spectral operation that has not been achieved in the past. An air mirror having an air layer has low mechanical strength and may cause warping of the high refractive index layer on the air layer. Therefore, a portion (reinforcing part) where the high refractive index layers are partially in contact with each other is provided. The air mirror is divided (subdivided) into a plurality of regions to ensure mechanical strength.

特開2008−134388号公報JP 2008-134388 A

特許文献1に示されるファブリペロー干渉計では、両ミラー(上側ミラー及び下側ミラー)に電圧を印加したときに、上側ミラーを構成する高屈折率層全体が同電位となり、下側ミラーを構成する高屈折率層全体が同電位となる。換言すれば、上側ミラーを構成する高屈折率層のうち、下側ミラー側の高屈折率層(第3高屈折率層)全体と、下側ミラーを構成する高屈折率層のうち、上側ミラー側の高屈折率層(第2高屈折率層)全体に静電気力が作用する構造となっている。   In the Fabry-Perot interferometer disclosed in Patent Document 1, when a voltage is applied to both mirrors (upper mirror and lower mirror), the entire high refractive index layer constituting the upper mirror becomes the same potential, and the lower mirror is configured. The entire high refractive index layer is at the same potential. In other words, among the high refractive index layers constituting the upper mirror, the entire high refractive index layer (third high refractive index layer) on the lower mirror side and the upper side among the high refractive index layers constituting the lower mirror. It has a structure in which electrostatic force acts on the entire high refractive index layer (second high refractive index layer) on the mirror side.

ところで、各ミラーは、上記したように、部分的に高屈折率層同士が接する部位(補強部)を設けて複数に分割してはいるものの、高屈折率層の間に空気層を介在させたエアミラーを有している。補強部は2枚の高屈折率層が互いに接しており、剛性の高い構造となっているため、上記した静電気力が作用すると、平坦度をほぼ維持したまま変位する。   By the way, as described above, each mirror is partially divided into a plurality of portions (reinforcing portions) where the high refractive index layers contact each other, but an air layer is interposed between the high refractive index layers. It has an air mirror. Since the two high refractive index layers are in contact with each other and the reinforcing portion has a highly rigid structure, when the above-described electrostatic force is applied, the reinforcing portion is displaced while substantially maintaining flatness.

一方、エアミラーは高屈折率層同士が接触しておらず、空気層が介在されているため、静電気力が作用すると、空隙を介して相対し、静電気力の直接掛かる第2高屈折率層,第3高屈折率層の変位が、残りの高屈折率層の変位に比べて大きくなってしまうという現象が生じる。換言すれば、エアミラーにおける相手側のミラーに近い側の高屈折率層が、相手側のミラーの方向に突出した変形形状となる。   On the other hand, since the high refractive index layers of the air mirror are not in contact with each other, and the air layer is interposed, when the electrostatic force acts, the second high refractive index layer that faces the gap and directly receives the electrostatic force, A phenomenon occurs in which the displacement of the third high refractive index layer becomes larger than the displacement of the remaining high refractive index layers. In other words, the high refractive index layer on the side of the air mirror that is close to the counterpart mirror has a deformed shape that protrudes in the direction of the counterpart mirror.

以上から、上記構成では、対向するミラー領域における空隙の幅のばらつきが大きくなり、全体としてファブリペロー干渉計の透過波長の半値幅(FWHM)が大きくなる恐れがある、すなわち、ファブリペロー干渉計の分解能が低下する恐れがある。   From the above, in the above configuration, the gap width variation in the opposing mirror region becomes large, and there is a possibility that the full width at half maximum (FWHM) of the transmission wavelength of the Fabry-Perot interferometer may be increased. The resolution may be reduced.

本発明は上記問題点に鑑み、分光帯域が広く、透過波長の半値幅が小さいファブリペロー干渉計及びその製造方法を提供することを目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a Fabry-Perot interferometer having a wide spectral band and a small half-value width of a transmission wavelength and a method for manufacturing the same.

上記目的を達成する為に請求項1に記載の発明は、基板と、基板に配置された第1ミラーと、支持体を介して第1ミラー上に配置され、支持体間の空隙を架橋する部位がメンブレンとされて第1ミラーと相対する第2ミラーと、を備え、第1ミラー側の電極と第2ミラー側の電極の間に印加する電圧に基づいて第1ミラーと第2ミラーとの間に生じる静電気力によりメンブレンが変位し、空隙の幅が変化するように構成されたファブリペロー干渉計である。第1ミラーは、空気よりも屈折率の高い高屈折率層としての、基板上に配置された高屈折率下層と、該高屈折率下層上に配置された高屈折率上層とにより構成され、空隙の幅方向において、高屈折率下層と高屈折率上層との間に空気層が介在された光学多層膜構造のエアミラーと、エアミラーを複数個に分割するとともに各エアミラーを連結する連結部とを含むミラー領域、及び、幅方向に垂直な少なくとも一方向において、ミラー領域を間に挟む周辺領域を有している。第2ミラーは、空気よりも屈折率の高い高屈折率層としての、空隙を架橋して支持体上に配置された高屈折率下層と、該高屈折率下層上に配置された高屈折率上層とにより構成され、幅方向において、高屈折率下層と高屈折率上層との間に空気層が介在された光学多層膜構造のエアミラーと、エアミラーを複数個に分割するとともに各エアミラーを連結する連結部とを含み、第1ミラー側のミラー領域と対向するミラー領域、及び、幅方向に垂直な少なくとも一方向において、ミラー領域を間に挟む周辺領域を有しており、メンブレンは、該周辺領域の一部とミラー領域とにより構成されている。そして、第1ミラー及び第2ミラーの少なくとも一方には、対応する高屈折率下層及び高屈折率上層と電気的に絶縁分離されてなる配線が設けられ、対応する電極は高屈折率下層及び高屈折率上層と電気的に接続されずに配線と電気的に接続されており、配線は、対応するミラー領域において、エアミラーには配置されず、連結部に配置されていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is arranged on the first mirror via the substrate, the first mirror disposed on the substrate, and the support, and bridges the gap between the supports. A second mirror opposite to the first mirror, the part of which is a membrane, and the first mirror and the second mirror based on the voltage applied between the first mirror side electrode and the second mirror side electrode, The Fabry-Perot interferometer is configured such that the membrane is displaced by the electrostatic force generated between the two and the gap width changes. The first mirror is composed of a high refractive index lower layer disposed on the substrate as a high refractive index layer having a higher refractive index than air, and a high refractive index upper layer disposed on the high refractive index lower layer. An air mirror having an optical multilayer structure in which an air layer is interposed between a high-refractive index lower layer and a high-refractive index upper layer in the width direction of the gap, and a connecting portion that divides the air mirror into a plurality and connects the air mirrors. And a peripheral region sandwiching the mirror region in at least one direction perpendicular to the width direction. The second mirror is a high refractive index layer having a higher refractive index than air, and a high refractive index lower layer disposed on the support by bridging the gap, and a high refractive index disposed on the high refractive index lower layer. An air mirror having an optical multilayer structure in which an air layer is interposed between a high refractive index lower layer and a high refractive index upper layer in the width direction, and the air mirror is divided into a plurality of pieces and connected to each other in the width direction. A mirror region opposite to the mirror region on the first mirror side, and a peripheral region sandwiching the mirror region in at least one direction perpendicular to the width direction. A part of the area and a mirror area are included. At least one of the first mirror and the second mirror is provided with a wiring that is electrically insulated and separated from the corresponding high-refractive index lower layer and the high-refractive index upper layer. The wiring is electrically connected to the wiring without being electrically connected to the upper layer of the refractive index, and the wiring is not arranged in the air mirror but arranged in the connecting portion in the corresponding mirror region.

本発明では、第2ミラー及び第1ミラーが、ミラー領域として光学多層膜構造のエアミラーを有している。このエアミラーは、高屈折率層と低屈折率層としての空気層とのn比(高屈折率層の屈折率/低屈折率層の屈折率)が大きいので、高反射な帯域が広いミラー、ひいては分光帯域の広いファブリペロー干渉計となっている。   In the present invention, the second mirror and the first mirror have an optical mirror having an optical multilayer structure as a mirror region. This air mirror has a large n ratio (refractive index of the high refractive index layer / refractive index of the low refractive index layer) between the high refractive index layer and the air layer as the low refractive index layer. As a result, it is a Fabry-Perot interferometer with a wide spectral band.

また、ミラー領域では、エアミラーが連結部によって複数個に分割(細分化)されているので、特にエアミラーの機械的強度が確保されたファブリペロー干渉計となっている。   Further, in the mirror region, the air mirror is divided (subdivided) into a plurality of parts by the connecting portion, so that it is a Fabry-Perot interferometer in which the mechanical strength of the air mirror is particularly secured.

また、第1ミラー及び第2ミラーの少なくとも一方には、電圧を印加するための電極に対し、配線が電気的に接続されている。この配線は、対応するミラーの高屈折率下層及び高屈折率上層と電気的に絶縁分離されており、対応するミラー領域において、エアミラーには配置されず、連結部に配置されている。すなわち、配線が電極と同電位となっており、高屈折率層には電位が印加されないようになっている。したがって、配線を設けたミラーでは、エアミラーには静電気力が作用せず、エアミラーにおける相手側のミラーと対向する高屈折率層(第1ミラーでは空気層上に位置する高屈折率上層の部分、第2ミラーでは高屈折率下層)の変形が抑制される。これにより、第1ミラーと第2ミラーとの間の空隙の幅のばらつきが抑制され、透過波長の半値幅(FWHM)が小さいファブリペロー干渉計となっている。   In addition, at least one of the first mirror and the second mirror is electrically connected to an electrode for applying a voltage. This wiring is electrically insulated and separated from the high refractive index lower layer and the high refractive index upper layer of the corresponding mirror, and in the corresponding mirror region, it is not arranged in the air mirror but in the connecting portion. That is, the wiring has the same potential as the electrode, and no potential is applied to the high refractive index layer. Therefore, in the mirror provided with wiring, electrostatic force does not act on the air mirror, and the high refractive index layer facing the opposite mirror in the air mirror (the portion of the high refractive index upper layer located on the air layer in the first mirror, In the second mirror, deformation of the high refractive index lower layer) is suppressed. Thereby, the dispersion | variation in the width | variety of the space | gap between a 1st mirror and a 2nd mirror is suppressed, and it is a Fabry-Perot interferometer with a small half value width (FWHM) of a transmission wavelength.

なお、ミラー領域とは光学多層膜構造のエアミラーの集合体であり、第1ミラー及び第2ミラーにおいて、エアミラーが実際に光を反射するミラーとして機能する部位である。   The mirror region is an aggregate of air mirrors having an optical multilayer film structure, and is a part of the first mirror and the second mirror that functions as a mirror that actually reflects light.

ところで、第2ミラーは、静電気力により少なくとも変位する側のミラーであり、静電気力が作用する状態では、支持体にて支持された部位を支点として、メンブレンが第1ミラー側に撓んだ形状となる。したがって、高屈折率上層及び高屈折率下層により構成されるメンブレンが、エアミラーを含むミラー領域と周辺領域とを有する構造では、エアミラーを含む分、ミラー領域の剛性が周辺領域よりも低く、周辺領域よりもミラー領域が変形しやすいので、ミラー領域における空隙の幅のばらつきが大きくなる。   By the way, the second mirror is a mirror that is displaced at least by the electrostatic force, and in a state where the electrostatic force is applied, the membrane is bent toward the first mirror with the portion supported by the support as a fulcrum. It becomes. Therefore, in the structure in which the membrane composed of the high refractive index upper layer and the high refractive index lower layer has the mirror region including the air mirror and the peripheral region, the rigidity of the mirror region is lower than that of the peripheral region because the air mirror is included. Since the mirror region is more easily deformed, the variation in the width of the gap in the mirror region is increased.

これに対し、請求項2に記載の発明では、配線が第2ミラーに設けられている。このように、第2ミラーに配線を設けると、エアミラーを細分化する連結部の厚さが、配線や該配線と高屈折率層を絶縁分離する絶縁部材を含むため実質的に厚くなり、静電気力が作用しても連結部に歪が生じにくくなる。したがって、配線が配置された連結部により複数のエアミラーが連結された状態、すなわちミラー領域全体の剛性が高められた状態でメンブレンが変位することとなるので、静電気力が作用した際のミラー領域の変形量を、連結部に配線が設けられない構成よりもより小さくし、ひいては空隙の幅のばらつきをより小さくすることができる。すなわち、透過波長の半値幅(FWHM)をより小さくすることができる。   On the other hand, in the invention according to claim 2, the wiring is provided in the second mirror. As described above, when the wiring is provided in the second mirror, the thickness of the connecting portion that subdivides the air mirror includes the wiring and the insulating member that insulates and separates the wiring and the high refractive index layer, so that the thickness is substantially increased. Even if force is applied, the connecting portion is less likely to be distorted. Accordingly, since the membrane is displaced in a state where a plurality of air mirrors are connected by the connecting portion where the wiring is arranged, that is, in a state where the rigidity of the entire mirror region is increased, the mirror region when the electrostatic force acts is changed. The amount of deformation can be made smaller than in a configuration in which no wiring is provided at the connecting portion, and as a result, the variation in the width of the gap can be made smaller. That is, the half width (FWHM) of the transmission wavelength can be further reduced.

具体的には、請求項3に記載のように、第1ミラー及び第2ミラーのうち、配線が設けられたミラーの高屈折率上層が、高屈折率下層上に配置された第1高屈折率層と、該第1高屈折率層上に配置された第2高屈折率層とにより構成され、配線が設けられたミラーのエアミラーでは、第1高屈折率層及び第2高屈折率層からなる高屈折率上層と高屈折率下層との間に空気層が介在され、配線が設けられたミラーの連結部では、第1高屈折率層が高屈折率下層と接触して隣り合うエアミラー間に第1高屈折率層の表面を壁面とする凹部が構成されるとともに、第2高屈折率層が凹部を架橋しており、第2高屈折率層によって封止された凹部内には絶縁部材が満たされ、絶縁部材内に配線が埋設されており、第1ミラー及び第2ミラーのエアミラーには、高屈折率上層の一部を貫通する貫通孔がそれぞれ設けられた構成としても良い。   Specifically, as described in claim 3, of the first mirror and the second mirror, the high refractive index upper layer of the mirror provided with the wiring is disposed on the high refractive index lower layer. In an air mirror of a mirror that includes a refractive index layer and a second high refractive index layer disposed on the first high refractive index layer and is provided with a wiring, the first high refractive index layer and the second high refractive index layer An air mirror is interposed between the high refractive index upper layer and the high refractive index lower layer, and the first high refractive index layer is in contact with the high refractive index lower layer and is adjacent to the mirror in which the wiring is provided. A recess having the surface of the first high-refractive-index layer as a wall is formed between the second high-refractive-index layer and the recess is sealed by the second high-refractive-index layer. The insulating member is filled, and the wiring is embedded in the insulating member. The air mirror of the first mirror and the second mirror The may be configured to through hole penetrating a portion of the high refractive index layer are provided, respectively.

このような構成のファブリペロー干渉計は、後述する請求項9に記載の製造方法により形成される。本発明の作用効果は、請求項9に記載の発明の作用効果と同じであるので、その記載を省略する。   The Fabry-Perot interferometer having such a configuration is formed by the manufacturing method according to claim 9 described later. Since the effect of this invention is the same as the effect of the invention of Claim 9, the description is abbreviate | omitted.

また、請求項4に記載のように、第1ミラー及び第2ミラーのうち、配線が設けられたミラーのエアミラーでは、高屈折率上層と高屈折率下層との間に空気層が介在され、配線が設けられたミラーの連結部では、隣り合うエアミラー間に高屈折率下層を底面とし、高屈折率上層の表面を側面とする凹部が構成されるとともに、高屈折率上層が凹部を架橋しており、高屈折率上層によって封止された凹部内には絶縁部材が満たされ、絶縁部材内に配線が埋設されており、第1ミラー及び第2ミラーのエアミラーには、高屈折率上層の一部を貫通する貫通孔がそれぞれ設けられた構成としても良い。   In addition, as described in claim 4, in the air mirror of the mirror provided with wiring among the first mirror and the second mirror, an air layer is interposed between the high refractive index upper layer and the high refractive index lower layer, In the connecting portion of the mirror provided with the wiring, a recess having a high refractive index lower layer as a bottom surface and a high refractive index upper layer surface as a side surface is formed between adjacent air mirrors, and the high refractive index upper layer bridges the recess. The recess sealed with the high refractive index upper layer is filled with an insulating member, and the wiring is embedded in the insulating member. The air mirror of the first mirror and the second mirror has a high refractive index upper layer. It is good also as a structure by which the through-hole which penetrates one part was each provided.

このような構成のファブリペロー干渉計は、後述する請求項10に記載の製造方法により形成される。本発明の作用効果は、請求項10に記載の発明の作用効果と同じであるので、その記載を省略する。   The Fabry-Perot interferometer having such a configuration is formed by the manufacturing method according to claim 10 described later. Since the effect of this invention is the same as the effect of the invention of Claim 10, the description is abbreviate | omitted.

請求項5に記載のように、凹部内において、配線は、幅方向における凹部の中線よりも相手側のミラーに近い位置に配置された構成とすると良い。   According to a fifth aspect of the present invention, in the recess, the wiring is preferably arranged at a position closer to the mirror on the other side than the middle line of the recess in the width direction.

これによれば、ミラー領域における配線と、相手側のミラーにおける電極と同電位の部位(配線が設けられた構成では配線)との距離が短くなるので、低電圧で第2ミラーを駆動させることが可能となる。   According to this, since the distance between the wiring in the mirror region and the part having the same potential as the electrode in the mirror on the other side (wiring in the configuration in which the wiring is provided) is shortened, the second mirror is driven with a low voltage. Is possible.

特に請求項6に記載のように、第1ミラーと第2ミラーとで、それぞれのミラー領域におけるエアミラーと連結部のレイアウトが一致する構成とすると、上記したように配線が相手側のミラーにより近づくので、配線から生じた電気力線が、相手側のミラーにおけるミラー領域のうち、対向する連結部に向かいやすくなる。したがって、相手側のミラーに配線が設けられず、高屈折率層全体が電極と同電位とされた構成では、配線と相手側のミラーにおける連結部との間に作用する静電気力を、配線と相手側のミラーにおけるエアミラーとの間に作用する静電気力よりも大きくすることができる。すなわち、相手側のミラーにおけるエアミラーの変形を抑制することができる。   In particular, when the first mirror and the second mirror have a configuration in which the layout of the air mirror and the connecting portion in each mirror region coincide with each other as described in claim 6, the wiring approaches the counterpart mirror as described above. Therefore, the lines of electric force generated from the wiring are likely to go to the opposing connecting portion in the mirror region of the counterpart mirror. Therefore, in a configuration in which no wiring is provided in the other mirror and the entire high refractive index layer is at the same potential as the electrode, the electrostatic force acting between the wiring and the connecting portion in the other mirror is The electrostatic force acting between the air mirror of the counterpart mirror can be made larger. That is, deformation of the air mirror in the counterpart mirror can be suppressed.

請求項7に記載のように、エアミラーを構成する高屈折率上層のうち、空気層の側面に位置する部分が、空気層における幅方向に垂直な方向の幅が幅方向において高屈折率下層に近づくほど広くなる態様の傾斜を有する構成とすることが好ましい。   As described in claim 7, of the high refractive index upper layer constituting the air mirror, the portion located on the side surface of the air layer has a width in the direction perpendicular to the width direction of the air layer that is lower than the high refractive index lower layer in the width direction. It is preferable to have a configuration having an aspect that becomes wider as it gets closer.

このように傾斜を設けると、応力の集中を抑制することができる。詳しくは、エアミラーを構成する高屈折率上層のうち、高屈折率下層と平行な部位の自重により掛かる応力を低減することができる。したがって、エアミラーにおける高屈折率上層の変形を効果的に抑制することができる。   By providing an inclination in this way, stress concentration can be suppressed. Specifically, the stress applied by the weight of the portion parallel to the high refractive index lower layer among the high refractive index upper layers constituting the air mirror can be reduced. Therefore, the deformation of the high refractive index upper layer in the air mirror can be effectively suppressed.

請求項8に記載のように、ミラー領域において、連結部により分割された各エアミラーは、幅方向に垂直な平面の形状が六角形とされ、連結部はハニカム状とされた構成とすると良い。   As described in claim 8, in the mirror region, each of the air mirrors divided by the connecting portion preferably has a hexagonal shape in the plane perpendicular to the width direction, and the connecting portion may have a honeycomb shape.

このように連結部をハニカム状とすると、連結部による補強を実現しつつ、ミラー領域において、実際にミラーとして機能するエアミラーの占有面積を高めることができる。   Thus, when the connecting portion is formed in a honeycomb shape, the area occupied by the air mirror that actually functions as a mirror can be increased in the mirror region while realizing reinforcement by the connecting portion.

次に、請求項9に記載の発明は、請求項3に記載のファブリペロー干渉計を製造する方法であって、第1ミラーでは基板の一面上、若しくは、第2ミラーでは空隙を構成する部分が除去される前の支持体の一面上に、高屈折率下層を積層する工程と、高屈折率下層の表面に、犠牲層をエアミラーの空気層に対応して選択的に形成する工程と、高屈折率下層及び犠牲層を覆うように、第1高屈折率層を積層する工程と、第1高屈折率層の表面に、第1絶縁層を積層する工程と、第1絶縁層の表面に、配線を選択的に形成する工程と、第1絶縁層及び配線を覆うように、第2絶縁層を積層する工程と、配線に隣接する部位、及び、凹部内に位置する部位のみを残して、第1絶縁層及び第2絶縁層を除去する工程と、除去工程後、第2高屈折率層を積層する工程と、第1高屈折率層と第2高屈折率層からなり、エアミラーの形成部位における高屈折率上層に設けた貫通孔を介して犠牲層を除去し空気層とする工程と、を備えることを特徴とする。   Next, the invention according to claim 9 is a method of manufacturing the Fabry-Perot interferometer according to claim 3, wherein the first mirror is a part of the substrate or the second mirror is a part forming a gap. A step of laminating a high refractive index lower layer on one surface of the support before being removed, a step of selectively forming a sacrificial layer corresponding to the air layer of the air mirror on the surface of the high refractive index lower layer, A step of laminating the first high refractive index layer so as to cover the high refractive index lower layer and the sacrificial layer; a step of laminating the first insulating layer on the surface of the first high refractive index layer; and a surface of the first insulating layer. In addition, the step of selectively forming the wiring, the step of laminating the second insulating layer so as to cover the first insulating layer and the wiring, and the part adjacent to the wiring and the part located in the recess are left. Removing the first insulating layer and the second insulating layer, and after the removing step, removing the second high refractive index layer A step of layering, a step of forming a first high refractive index layer and a second high refractive index layer, removing the sacrificial layer through a through-hole provided in the upper layer of the high refractive index at the air mirror formation site, and forming an air layer; It is characterized by providing.

本発明によれば、高屈折率上層を構成する第2高屈折率層によって封止された凹部内の第1絶縁層及び第2絶縁層を絶縁部材として残しつつ、エアミラーを構成する高屈折率上層と高屈折率下層との間に介在された第1絶縁層及び第2絶縁層については、貫通孔を介してエッチングにより除去し、空気層とすることができる。すなわち、配線と高屈折率層(高屈折率上層及び高屈折率下層)との電気的な絶縁を確保しつつ、連結部(配線及び絶縁部材を含む)の厚さを、メンブレンを構成する周辺領域の一部よりも厚くすることができる。すなわち、請求項3に記載のファブリペロー干渉計を形成することができる。   According to the present invention, the high refractive index constituting the air mirror while leaving the first insulating layer and the second insulating layer in the recess sealed by the second high refractive index layer constituting the high refractive index upper layer as the insulating member. The first insulating layer and the second insulating layer interposed between the upper layer and the high refractive index lower layer can be removed by etching through a through hole to form an air layer. That is, while ensuring electrical insulation between the wiring and the high-refractive index layer (the high-refractive index upper layer and the high-refractive index lower layer), the thickness of the connecting portion (including the wiring and the insulating member) is set to the periphery of the membrane. It can be thicker than part of the region. That is, the Fabry-Perot interferometer according to claim 3 can be formed.

また、請求項10に記載の発明は、請求項4に記載のファブリペロー干渉計を製造する方法であって、第1ミラーでは基板の一面上、若しくは、第2ミラーでは空隙を構成する部分が除去される前の支持体の一面上に、高屈折率下層を積層する工程と、高屈折率下層の表面に第1絶縁層を積層する工程と、第1絶縁層の表面に配線を選択的に形成する工程と、第1絶縁層及び配線を覆うように第2絶縁層を積層する工程と、配線に隣接する部位、及び、ミラー領域に位置する部位のみを残して第1絶縁層及び第2絶縁層を除去する工程と、残された第1絶縁層及び第2絶縁層のうち、ミラー領域に位置する部位において凹部の側面を構成する部位に、高屈折率下層に達するトレンチを形成し、第1絶縁層及び第2絶縁層を、空気層に対応する部位と、配線を含む絶縁部材に対応する部位とに区画する工程と、トレンチを埋め込み、且つ、残された第1絶縁層及び第2絶縁層を覆うように高屈折率下層上に高屈折率上層を積層する工程と、エアミラーの形成部位における高屈折率上層に設けた貫通孔を介して、空気層に対応する部位の第1絶縁層及び第2絶縁層を除去し、空気層とする工程と、を備えることを特徴とするファブリペロー干渉計の製造方法。   The invention described in claim 10 is a method for manufacturing the Fabry-Perot interferometer described in claim 4, wherein the first mirror has a portion on one side of the substrate or the second mirror has a portion forming a gap. A step of laminating a high refractive index lower layer on one surface of the support before removal, a step of laminating a first insulating layer on the surface of the high refractive index lower layer, and selective wiring on the surface of the first insulating layer Forming the first insulating layer, the step of laminating the second insulating layer so as to cover the first insulating layer and the wiring, and the first insulating layer and the first insulating layer, leaving only the portion adjacent to the wiring and the portion located in the mirror region. (2) a step of removing the insulating layer, and a trench reaching the high refractive index lower layer is formed in a portion of the remaining first insulating layer and second insulating layer that constitutes the side surface of the recess in the portion located in the mirror region. The first insulating layer and the second insulating layer correspond to the air layer High refractive index on the lower layer of the high refractive index so as to divide the region into a portion corresponding to the insulating member including the wiring, and to fill the trench and cover the remaining first insulating layer and second insulating layer The step of laminating the upper layer, and the step of removing the first insulating layer and the second insulating layer corresponding to the air layer through the through hole provided in the high refractive index upper layer in the air mirror forming portion to form the air layer And a manufacturing method of a Fabry-Perot interferometer.

本発明によれば、高屈折率上層によって封止された凹部内の第1絶縁層及び第2絶縁層を絶縁部材として残しつつ、エアミラーを構成する高屈折率上層と高屈折率下層との間に介在された第1絶縁層及び第2絶縁層については、貫通孔を介してエッチングにより除去し、空気層とすることができる。すなわち、配線と高屈折率層との電気的な絶縁を確保しつつ、連結部(配線及び絶縁部材を含む)の厚さを、メンブレンを構成する周辺領域の一部よりも厚くすることができる。すなわち、請求項4に記載のファブリペロー干渉計を形成することができる。   According to the present invention, between the high refractive index upper layer and the high refractive index lower layer constituting the air mirror, leaving the first insulating layer and the second insulating layer in the recess sealed by the high refractive index upper layer as insulating members. About the 1st insulating layer and 2nd insulating layer which were interposed in, it can remove by an etching through a through-hole, and can be used as an air layer. That is, the thickness of the connecting portion (including the wiring and the insulating member) can be made thicker than a part of the peripheral region constituting the membrane while ensuring electrical insulation between the wiring and the high refractive index layer. . That is, the Fabry-Perot interferometer according to claim 4 can be formed.

また、請求項9に記載の製造方法に比べて、トレンチを形成する工程が増えるものの、犠牲層を形成する工程を無くし、高屈折率上層を形成する工程を2工程から1工程に減らすことができるので、製造工程を簡素化することができる。   Further, although the number of steps for forming the trench is increased as compared with the manufacturing method according to claim 9, the step for forming the sacrificial layer is eliminated and the number of steps for forming the high refractive index upper layer is reduced from two to one. Therefore, the manufacturing process can be simplified.

請求項11に記載のように、空気層を形成する工程では、支持体における空隙を構成する部分も除去することが好ましい。これによれば、製造工程を簡素化することができる。   As described in claim 11, in the step of forming the air layer, it is preferable to remove a portion constituting the void in the support. According to this, the manufacturing process can be simplified.

エアミラーを有する従来のファブリペロー干渉計の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the conventional Fabry-Perot interferometer which has an air mirror. 図1に示すファブリペロー干渉計において、電圧を印加した際のエアミラーの変形を示す模式的な断面図である。In the Fabry-Perot interferometer shown in FIG. 1, it is typical sectional drawing which shows a deformation | transformation of the air mirror at the time of applying a voltage. 第1実施形態に係るファブリペロー干渉計の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the Fabry-Perot interferometer which concerns on 1st Embodiment. 第2ミラー側から見た平面図である。It is the top view seen from the 2nd mirror side. エアミラーの変形抑制の効果を示す模式的な断面図であり、(a)は本実施形態に係るファブリペロー干渉計、(b)は比較例としての従来のファブリペロー干渉計を示している。It is typical sectional drawing which shows the effect of a deformation | transformation suppression of an air mirror, (a) is the Fabry-Perot interferometer which concerns on this embodiment, (b) has shown the conventional Fabry-Perot interferometer as a comparative example. ミラー領域の剛性向上の効果を示す模式的な断面図であり、実線が本実施形態に係るファブリペロー干渉計、破線は比較例としての従来のファブリペロー干渉計を示している。It is typical sectional drawing which shows the effect of the rigidity improvement of a mirror area | region, A solid line has shown the Fabry-Perot interferometer which concerns on this embodiment, and the broken line has shown the conventional Fabry-Perot interferometer as a comparative example. ファブリペロー干渉計の製造方法を示す工程別の断面図である。It is sectional drawing according to the process which shows the manufacturing method of a Fabry-Perot interferometer. ファブリペロー干渉計の製造方法を示す工程別の断面図である。It is sectional drawing according to the process which shows the manufacturing method of a Fabry-Perot interferometer. 第2実施形態に係るファブリペロー干渉計の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the Fabry-Perot interferometer which concerns on 2nd Embodiment. 第3実施形態に係るファブリペロー干渉計の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the Fabry-Perot interferometer which concerns on 3rd Embodiment. ファブリペロー干渉計の製造方法を示す工程別の断面図である。It is sectional drawing according to the process which shows the manufacturing method of a Fabry-Perot interferometer.

先ず、本発明の実施形態について説明する前に、本発明者が本発明を創作するに至った経緯を説明する。図1は、エアミラーを有する従来のファブリペロー干渉計の概略構成を示す断面図である。図2は、図1に示すファブリペロー干渉計において、電圧を印加した際のエアミラーの変形を示す模式的な断面図である。なお、図1に示すファブリペロー干渉計については、上記した本出願人による特許文献1(特開2008−134388号公報)に開示されているので、以下においては簡単に説明する。また、空隙の幅方向、換言すれば、電圧を印加した際の第2ミラーの変位方向、若しくは、基板に対する第1ミラーの積層方向、を単に幅方向と示す。   First, before describing the embodiment of the present invention, the background of the inventor's creation of the present invention will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a conventional Fabry-Perot interferometer having an air mirror. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the deformation of the air mirror when a voltage is applied in the Fabry-Perot interferometer shown in FIG. The Fabry-Perot interferometer shown in FIG. 1 is disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2008-134388) by the present applicant, and will be briefly described below. Further, the width direction of the gap, in other words, the displacement direction of the second mirror when a voltage is applied or the stacking direction of the first mirror with respect to the substrate is simply referred to as the width direction.

図1に示されるファブリペロー干渉計100は、MEMS技術を利用して形成されており、基板10としての例えばシリコンからなる半導体基板と、基板10上に配置された第1ミラー30と、例えばシリコン酸化膜からなる支持体50を介して第1ミラー30上に配置され、支持体50間の空隙(以下、エアギャップAGと示す)を架橋する部位がメンブレンMEMとされて第1ミラー30と対向する第2ミラー70と、を備えている。そして、第1ミラー30側の電極34と第2ミラー70側の電極74の間に印加する電圧に基づいて第1ミラー30と第2ミラー70との間に生じる静電気力によりメンブレンMEMが変位し、幅方向におけるエアギャップAGの幅(以下、単にエアギャップAGの幅と示す)が変化するように構成されている。なお、エアギャップAGの幅とは、換言すれば、第2ミラー70のメンブレンMEMと該メンブレンMEMと対向する第1ミラー30の部位との対向距離である。   A Fabry-Perot interferometer 100 shown in FIG. 1 is formed using MEMS technology, and a semiconductor substrate made of, for example, silicon as the substrate 10, a first mirror 30 disposed on the substrate 10, and, for example, silicon A portion that is disposed on the first mirror 30 via the support 50 made of an oxide film and bridges a gap (hereinafter referred to as an air gap AG) between the supports 50 is the membrane MEM and faces the first mirror 30. And a second mirror 70. The membrane MEM is displaced by the electrostatic force generated between the first mirror 30 and the second mirror 70 based on the voltage applied between the electrode 34 on the first mirror 30 side and the electrode 74 on the second mirror 70 side. The width of the air gap AG in the width direction (hereinafter simply referred to as the width of the air gap AG) is changed. In other words, the width of the air gap AG is the facing distance between the membrane MEM of the second mirror 70 and the portion of the first mirror 30 facing the membrane MEM.

第1ミラー30は、例えばポリシリコンからなり、基板10の一面全面に絶縁膜11を介して積層された高屈折率下層31と、例えばポリシリコンからなり、該高屈折率下層31上に積層された高屈折率上層32とにより構成されている。そして、幅方向において、高屈折率下層31と高屈折率上層32との間に、低屈折率層としての空気層33が介在された部位が、実際にミラーとして機能する光学多層膜構造のエアミラーM1となっている。また、エアミラーM1は、高屈折率下層31に高屈折率上層32の一部位32aが接してなる連結部C1により複数個に分割(細分化)されており、各エアミラーM1は連結部C1によって連結されている。そして、これらエアミラーM1及び連結部C1の形成領域が、エアミラーM1の集合体であるミラー領域P1となっている。また、ミラー領域P1を取り囲む周辺領域では、高屈折率下層31に高屈折率上層32が接しており、周辺領域におけるメンブレンMEMよりも外側の部位であって高屈折率上層32上に、電極34が形成されている。   The first mirror 30 is made of, for example, polysilicon, and a high refractive index lower layer 31 laminated on the entire surface of the substrate 10 with the insulating film 11 interposed therebetween. The first mirror 30 is made of, for example, polysilicon and is laminated on the high refractive index lower layer 31. And a high refractive index upper layer 32. In the width direction, an air mirror having an optical multilayer structure in which a portion where an air layer 33 as a low refractive index layer is interposed between the high refractive index lower layer 31 and the high refractive index upper layer 32 actually functions as a mirror. M1. The air mirror M1 is divided into a plurality of parts (divided) by a connecting part C1 in which a portion 32a of the high refractive index upper layer 32 is in contact with the high refractive index lower layer 31, and each air mirror M1 is connected by the connecting part C1. Has been. And the formation area of these air mirror M1 and connection part C1 is the mirror area | region P1 which is an aggregate | assembly of the air mirror M1. Further, in the peripheral region surrounding the mirror region P1, the high refractive index upper layer 32 is in contact with the high refractive index lower layer 31, and the electrode 34 is disposed on the high refractive index upper layer 32 at a portion outside the membrane MEM in the peripheral region. Is formed.

一方、第2ミラー70は、例えばポリシリコンからなり、エアギャップAGを架橋して支持体50上に配置された高屈折率下層71と、例えばポリシリコンからなり、高屈折率下層71上に積層された高屈折率上層72とにより構成されている。そして、幅方向において、高屈折率下層71と高屈折率上層72との間に、低屈折率層としての空気層73が介在された部位が、実際にミラーとして機能する光学多層膜構造のエアミラーM2となっている。また、エアミラーM2は、高屈折率下層71に高屈折率上層72の一部位72aが接してなる連結部C2により複数個に分割(細分化)されており、各エアミラーM2は連結部C2によって連結されている。そして、これらエアミラーM2及び連結部C2の形成領域が、エアミラーM2の集合体であるミラー領域P2となっており、このミラー領域P2は、第1ミラー30のミラー領域P1と対向している。また、ミラー領域P2を取り囲む周辺領域では、高屈折率下層71に高屈折率上層72が接しており、周辺領域におけるメンブレンMEMよりも外側の部位であって高屈折率上層72上に電極74が形成されている。上記したメンブレンMEMは、ミラー領域P2と周辺領域のうちエアギャップAGを架橋する一部とにより構成されている。   On the other hand, the second mirror 70 is made of, for example, polysilicon, and a high refractive index lower layer 71 disposed on the support 50 by bridging the air gap AG, and is made of, for example, polysilicon and laminated on the high refractive index lower layer 71. The high refractive index upper layer 72 is formed. In the width direction, an air mirror having an optical multilayer structure in which a portion where an air layer 73 as a low refractive index layer is interposed between the high refractive index lower layer 71 and the high refractive index upper layer 72 actually functions as a mirror. It is M2. The air mirror M2 is divided (divided) into a plurality of parts by a connecting part C2 in which a portion 72a of the high refractive index upper layer 72 is in contact with the high refractive index lower layer 71. Each air mirror M2 is connected by the connecting part C2. Has been. The formation region of the air mirror M2 and the connecting portion C2 is a mirror region P2 that is an aggregate of the air mirrors M2, and the mirror region P2 faces the mirror region P1 of the first mirror 30. Further, in the peripheral region surrounding the mirror region P2, the high refractive index upper layer 72 is in contact with the high refractive index lower layer 71, and an electrode 74 is provided on the high refractive index upper layer 72 at a portion outside the membrane MEM in the peripheral region. Is formed. The above-described membrane MEM is configured by the mirror region P2 and a part of the peripheral region that bridges the air gap AG.

このように、図1に示すファブリペロー干渉計100では、対をなすミラー30,70のうち、第2ミラー70のメンブレンMEMのみが、静電気力により変位可能な構成となっている。なお、図1に示す符号51は、メンブレンMEMの外側にて支持体50を貫通し、高屈折率上層32に達するコンタクトホールとしての開口部であり、この開口部51に上記した電極34が形成されている。また、符号75は、メンブレンMEM内において、高屈折率下層71及び高屈折率上層72を貫通し、エアギャップAGと外部とを連通させる貫通孔である。   As described above, in the Fabry-Perot interferometer 100 shown in FIG. 1, only the membrane MEM of the second mirror 70 out of the pair of mirrors 30 and 70 can be displaced by electrostatic force. Reference numeral 51 shown in FIG. 1 is an opening as a contact hole that penetrates the support 50 outside the membrane MEM and reaches the high refractive index upper layer 32, and the electrode 34 described above is formed in the opening 51. Has been. Reference numeral 75 denotes a through-hole that penetrates the high refractive index lower layer 71 and the high refractive index upper layer 72 in the membrane MEM and communicates the air gap AG with the outside.

本発明者は、このようなファブリペロー干渉計100についてさらに検討を進めた。その結果、電極34,74間に電圧を印加し、第1ミラー30及び第2ミラー70に静電気力が作用すると、図2に示すように、エアミラーM1,M2において、他部材に固定されていない高屈折率上層32,72と高屈折率下層71が相手側のミラーに向けて凸状に変形することが明らかとなった。また、幅方向における変形量は、高屈折率上層72よりも、エアギャップAGを介して相対し、静電気力の直接掛かる高屈折率上層32と高屈折率下層71で、より大きくなった。   The present inventor has further studied the Fabry-Perot interferometer 100 as described above. As a result, when a voltage is applied between the electrodes 34 and 74 and an electrostatic force acts on the first mirror 30 and the second mirror 70, the air mirrors M1 and M2 are not fixed to other members as shown in FIG. It was revealed that the high refractive index upper layers 32 and 72 and the high refractive index lower layer 71 are deformed in a convex shape toward the other mirror. Further, the deformation amount in the width direction is larger in the high refractive index upper layer 32 and the high refractive index lower layer 71 which are opposed to each other through the air gap AG and directly subjected to electrostatic force than the high refractive index upper layer 72.

本発明者は、このようなエアミラーM1,M2の変形現象が以下の理由により生じるものとの考えた。上記したファブリペロー干渉計100では、電極34,74間に電圧を印加すると、第1ミラー30を構成する高屈折率層31,32全体が同電位となり、第2ミラー70を構成する高屈折率層71,72全体が同電位となる。換言すれば、エアギャップAGを介して相対する高屈折率上層32全体と高屈折率下層71全体に静電気力が作用する構造となっている。   The inventor considered that such a deformation phenomenon of the air mirrors M1 and M2 occurs due to the following reason. In the Fabry-Perot interferometer 100 described above, when a voltage is applied between the electrodes 34 and 74, the entire high refractive index layers 31 and 32 constituting the first mirror 30 have the same potential, and the high refractive index constituting the second mirror 70. The entire layers 71 and 72 are at the same potential. In other words, an electrostatic force acts on the entire high refractive index upper layer 32 and the entire high refractive index lower layer 71 opposed via the air gap AG.

また、ミラー領域P1,P2は、上記したように、エアミラーM1,M2と連結部C1,C2とによりそれぞれ構成されている。連結部C1,C2は、高屈折率下層31,71と対応する高屈折率上層32,72とを接触させてなる補強部位であり、エアミラーM1,M2に比べて剛性の高い構造となっているため、上記した静電気力が作用しても、平坦度をほぼ維持したまま変位する。一方、エアミラーM1,M2は、高屈折率下層31,71と対応する高屈折率上層32,72とが接触しておらず、空気層33,73が介在されているので、静電気力が作用すると、他部材に固定されていない高屈折率上層32,72と高屈折率下層71、特に高屈折率上層32と高屈折率下層71が、相手側のミラーの方向に引っ張られ、変形するものと考えられる。   Further, as described above, the mirror regions P1 and P2 are configured by the air mirrors M1 and M2 and the connecting portions C1 and C2, respectively. The connecting portions C1 and C2 are reinforcing portions formed by bringing the high refractive index lower layers 31 and 71 into contact with the corresponding high refractive index upper layers 32 and 72, and have a structure having higher rigidity than the air mirrors M1 and M2. Therefore, even if the above-described electrostatic force is applied, the displacement is performed while the flatness is substantially maintained. On the other hand, the air mirrors M1 and M2 are not in contact with the high refractive index lower layers 31 and 71 and the corresponding high refractive index upper layers 32 and 72, and the air layers 33 and 73 are interposed therebetween. The high-refractive index upper layers 32 and 72 and the high-refractive index lower layer 71, particularly the high-refractive index upper layer 32 and the high-refractive index lower layer 71, which are not fixed to other members, are pulled in the direction of the counterpart mirror and deformed. Conceivable.

このようにエアミラーM1,M2に変形が生じると、エアミラーM1,M2が凸状となる分、静電気力が作用した際のエアギャップAGの幅のばらつきが大きくなり、全体としてファブリペロー干渉計100の透過波長の半値幅(FWHM)が大きくなる恐れがある、すなわち、ファブリペロー干渉計100の分解能が低下する恐れがある。本発明は、この知見に基づくものであり、以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。   When the air mirrors M1 and M2 are deformed in this way, the air mirrors M1 and M2 are convex, and thus the variation in the width of the air gap AG when an electrostatic force is applied increases, and the Fabry-Perot interferometer 100 as a whole is deformed. There is a possibility that the full width at half maximum (FWHM) of the transmission wavelength may be increased, that is, the resolution of the Fabry-Perot interferometer 100 may be reduced. The present invention is based on this finding, and hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1実施形態)
図3は、第1実施形態に係るファブリペロー干渉計の概略構成を示す断面図である。図4は、第2ミラー側から見た平面図である。図5は、エアミラーの変形抑制の効果を示す模式的な断面図であり、(a)は本実施形態に係るファブリペロー干渉計、(b)は比較例としての従来のファブリペロー干渉計を示している。図6は、ミラー領域の剛性向上の効果を示す模式的な断面図であり、実線が本実施形態に係るファブリペロー干渉計、破線は比較例としての従来のファブリペロー干渉計を示している。
(First embodiment)
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the Fabry-Perot interferometer according to the first embodiment. FIG. 4 is a plan view seen from the second mirror side. 5A and 5B are schematic cross-sectional views showing the effect of suppressing deformation of the air mirror. FIG. 5A shows a Fabry-Perot interferometer according to this embodiment, and FIG. 5B shows a conventional Fabry-Perot interferometer as a comparative example. ing. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing the effect of improving the rigidity of the mirror region. A solid line indicates a Fabry-Perot interferometer according to this embodiment, and a broken line indicates a conventional Fabry-Perot interferometer as a comparative example.

なお、以下においては、上記図1に示した要素と同一の要素には、同一の符号を付与するものとする。また、上記同様、エアギャップAGの幅方向、換言すれば、基板に対する第1ミラーの積層方向、を単に幅方向と示し、この幅方向に垂直な方向を単に垂直方向と示す。   In the following, the same elements as those shown in FIG. 1 are given the same reference numerals. Similarly to the above, the width direction of the air gap AG, in other words, the stacking direction of the first mirror with respect to the substrate is simply referred to as the width direction, and the direction perpendicular to the width direction is simply referred to as the vertical direction.

図3及び図4に示すように、本実施形態に係るファブリペロー干渉計100は、図1に示したファブリペロー干渉計100と基本的な構造が同じであり、第2ミラー70の構造の一部が図1に示したファブリペロー干渉計100と異なっている。   As shown in FIGS. 3 and 4, the Fabry-Perot interferometer 100 according to the present embodiment has the same basic structure as the Fabry-Perot interferometer 100 shown in FIG. This part is different from the Fabry-Perot interferometer 100 shown in FIG.

すなわち、本実施形態に係るファブリペロー干渉計100も、基板10と、基板10上に配置された第1ミラー30と、支持体50を介して第1ミラー30上に配置され、支持体50間のエアギャップAGを架橋する部位がメンブレンMEMとされて第1ミラー30と相対する第2ミラー70と、を備えている。そして、第1ミラー30側の電極34と第2ミラー70側の電極74の間に印加する電圧に基づいて第1ミラー30と第2ミラー70との間に生じる静電気力によりメンブレンMEMが変位し、幅方向におけるエアギャップAGの幅が変化するように構成されている。   That is, the Fabry-Perot interferometer 100 according to the present embodiment is also disposed on the first mirror 30 via the substrate 10, the first mirror 30 disposed on the substrate 10, and the support 50. A portion that bridges the air gap AG is a membrane MEM, and includes a second mirror 70 that faces the first mirror 30. The membrane MEM is displaced by the electrostatic force generated between the first mirror 30 and the second mirror 70 based on the voltage applied between the electrode 34 on the first mirror 30 side and the electrode 74 on the second mirror 70 side. The width of the air gap AG in the width direction is changed.

本実施形態においても、基板10として、例えば単結晶シリコンからなる半導体基板を採用しており、この基板10の一面上に、第1ミラー30が配置されている。   Also in this embodiment, a semiconductor substrate made of, for example, single crystal silicon is employed as the substrate 10, and the first mirror 30 is disposed on one surface of the substrate 10.

第1ミラー30は、空気よりも屈折率の高い材料、例えばポリシリコンやポリゲルマニウムからなり、基板10の一面全面に絶縁膜11を介して積層された高屈折率下層31と、該高屈折率下層31に同じくポリシリコンなどの高屈折率材料からなり、高屈折率下層31上に積層された高屈折率上層32とにより構成されている。   The first mirror 30 is made of a material having a refractive index higher than that of air, for example, polysilicon or polygermanium, and a high refractive index lower layer 31 laminated on the entire surface of the substrate 10 with an insulating film 11 interposed therebetween, and the high refractive index. Similarly, the lower layer 31 is made of a high refractive index material such as polysilicon, and includes a high refractive index upper layer 32 laminated on the high refractive index lower layer 31.

そして、幅方向において、高屈折率下層31と高屈折率上層32との間に、低屈折率層としての空気層33が介在された部位が、実際にミラーとして機能する光学多層膜構造のエアミラーM1となっている。また、エアミラーM1は、高屈折率下層31に高屈折率上層32の一部位32aが接してなる連結部C1により複数個に分割(細分化)されており、各エアミラーM1は連結部C1によって連結されている。そして、これらエアミラーM1及び連結部C1の形成領域が、エアミラーM1の集合体であるミラー領域P1となっている。なお、エアミラーM1及び連結部C1の配置の詳細については、後述する。   In the width direction, an air mirror having an optical multilayer structure in which a portion where an air layer 33 as a low refractive index layer is interposed between the high refractive index lower layer 31 and the high refractive index upper layer 32 actually functions as a mirror. M1. The air mirror M1 is divided into a plurality of parts (divided) by a connecting part C1 in which a portion 32a of the high refractive index upper layer 32 is in contact with the high refractive index lower layer 31, and each air mirror M1 is connected by the connecting part C1. Has been. And the formation area of these air mirror M1 and connection part C1 is the mirror area | region P1 which is an aggregate | assembly of the air mirror M1. Details of the arrangement of the air mirror M1 and the connecting portion C1 will be described later.

また、垂直方向のうちの少なくとも一方向において、ミラー領域P1を間に挟む周辺領域においても、高屈折率下層31に高屈折率上層32が接しており、第2ミラー70のメンブレンMEMとの対向部位を除く周辺領域の高屈折率上層32上に、Au/Cr等からなる電極34が形成されている。なお、本実施形態では、ミラー領域P1を周辺領域が取り囲んでいる。そして、電極34は、高屈折率上層32に形成された不純物の拡散層よりなる配線(図示略)とオーミック接触されている。この配線は、上記したミラー領域P1では、エアミラーM1には形成されず、連結部C1のみに形成されている。このように、第1ミラー30では、不純物の拡散により高屈折率上層32に配線が形成されてはいるものの、高屈折率層31,32全体が、電極34と同電位となっている。   Also, in at least one of the vertical directions, the high refractive index upper layer 32 is in contact with the high refractive index lower layer 31 in the peripheral region sandwiching the mirror region P1, and the second mirror 70 is opposed to the membrane MEM. An electrode 34 made of Au / Cr or the like is formed on the high refractive index upper layer 32 in the peripheral region excluding the part. In the present embodiment, the peripheral area surrounds the mirror area P1. The electrode 34 is in ohmic contact with a wiring (not shown) made of an impurity diffusion layer formed in the high refractive index upper layer 32. This wiring is not formed in the air mirror M1 in the above-described mirror region P1, but is formed only in the connecting portion C1. As described above, in the first mirror 30, although the wiring is formed in the high refractive index upper layer 32 by the diffusion of impurities, the entire high refractive index layers 31 and 32 are at the same potential as the electrode 34.

この第1ミラー30における高屈折率上層32上には、ミラー領域P1及びメンブレンMEMと対向する周辺領域の一部を除く部位に、支持体50が局所的に配置されている。この支持体50は、第1ミラー30上に第2ミラー70を支持するとともに、第1ミラー30と第2ミラー70との間に、エアギャップAGを構成するためのスペーサとしての機能を果たすものである。本実施形態では、支持体50がシリコン酸化膜からなり、第2ミラー70のメンブレンMEMに対応する中央部位がくり抜かれた構造となっている。また、メンブレンMEMよりも外側の部位にも、電極34を形成するための開口部51が形成されている。   On the high-refractive index upper layer 32 of the first mirror 30, a support 50 is locally disposed in a portion excluding a part of the peripheral region facing the mirror region P1 and the membrane MEM. The support 50 supports the second mirror 70 on the first mirror 30 and functions as a spacer for forming an air gap AG between the first mirror 30 and the second mirror 70. It is. In the present embodiment, the support body 50 is made of a silicon oxide film, and has a structure in which a central portion corresponding to the membrane MEM of the second mirror 70 is cut out. Further, an opening 51 for forming the electrode 34 is also formed at a portion outside the membrane MEM.

一方、第2ミラー70は、空気よりも屈折率の高い材料、例えばポリシリコンやポリゲルマニウムからなり、エアギャップAGを架橋して支持体50上に配置された高屈折率下層71と、該高屈折率下層71に同じくポリシリコンなどの高屈折率材料からなり、高屈折率下層71上に積層された高屈折率上層72とにより構成されている。また、高屈折率上層72は、高屈折率下層71側の第1高屈折率層76と、該第1高屈折率層76上に配置された第2高屈折率層77とにより構成されている。   On the other hand, the second mirror 70 is made of a material having a refractive index higher than that of air, such as polysilicon or polygermanium, and has a high refractive index lower layer 71 disposed on the support 50 by bridging the air gap AG, Similarly, the refractive index lower layer 71 is made of a high refractive index material such as polysilicon, and is composed of a high refractive index upper layer 72 laminated on the high refractive index lower layer 71. The high refractive index upper layer 72 includes a first high refractive index layer 76 on the high refractive index lower layer 71 side, and a second high refractive index layer 77 disposed on the first high refractive index layer 76. Yes.

そして、幅方向において、高屈折率下層71と、第1,第2高屈折率層76,77からなる高屈折率上層72との間に、低屈折率層としての空気層73が介在された部位が、実際にミラーとして機能する光学多層膜構造のエアミラーM2となっている。また、エアミラーM2は、高屈折率下層71に第1高屈折率層76の一部位76aが接してなり、幅方向において該接触部位とは離れて第2高屈折率層77が位置する連結部C2により複数個に分割(細分化)されており、各エアミラーM2は連結部C2によって連結されている。そして、これらエアミラーM2及び連結部C2の形成領域が、エアミラーM2の集合体であるミラー領域P2となっており、このミラー領域P2は、第1ミラー30のミラー領域P1と対向している。なお、エアミラーM2及び連結部C2の配置の詳細については、後述する。   In the width direction, an air layer 73 as a low refractive index layer is interposed between the high refractive index lower layer 71 and the high refractive index upper layer 72 including the first and second high refractive index layers 76 and 77. The part is an air mirror M2 having an optical multilayer structure that actually functions as a mirror. Further, the air mirror M2 includes a connecting portion in which a portion 76a of the first high refractive index layer 76 is in contact with the high refractive index lower layer 71, and the second high refractive index layer 77 is located apart from the contact portion in the width direction. The air mirror M2 is divided (subdivided) into a plurality of parts by C2, and each air mirror M2 is connected by a connecting part C2. The formation region of the air mirror M2 and the connecting portion C2 is a mirror region P2 that is an aggregate of the air mirrors M2, and the mirror region P2 faces the mirror region P1 of the first mirror 30. Details of the arrangement of the air mirror M2 and the connecting portion C2 will be described later.

ミラー領域P2では、隣り合うエアミラーM2間に、第1高屈折率層76の表面を壁面とする凹部、詳しくは上記一部位76aを底面とし、空気層73の側面に接する部位76bの表面を側面とする凹部が構成されている。そして、第2高屈折率層77が凹部を架橋しており、第2高屈折率層77によって封止された凹部内には、空気よりも高屈折率であるシリコン酸化膜などからなる絶縁部材78が満たされ、絶縁部材78内に、金属材料などからなる配線79が埋設されている。   In the mirror region P2, between the adjacent air mirrors M2, a recess having the surface of the first high refractive index layer 76 as a wall surface, more specifically, the surface of the portion 76b in contact with the side surface of the air layer 73 is defined as a side surface. A recess is formed. The second high refractive index layer 77 bridges the concave portion, and the insulating member made of a silicon oxide film or the like having a higher refractive index than air is contained in the concave portion sealed by the second high refractive index layer 77. 78 is filled, and a wiring 79 made of a metal material or the like is embedded in the insulating member 78.

配線79は、電極74と電気的に接続されており、上記した高屈折率層71,72とは、絶縁部材78を介すことで電気的に絶縁分離されている。また、ミラー領域P2においては、エアミラーM2には配置されず、連結部C2、換言すれば凹部内における第1高屈折率層76の一部位76a上、のみに配置されている。すなわち、第2ミラー70では、配線79のみが電極74と同電位となっており、高屈折率層71,72は電極74とは同電位とはならず、浮遊電位となっている。さらには、凹部内において、配線79は、幅方向における凹部の中線(中間位置)よりも、第1ミラー30(高屈折率下層71)に近い位置に配置されている。換言すれば、凹部に配置された絶縁部材78は、配線79と第1高屈折率層76との間に位置する部位の厚さのほうが、配線79と第2高屈折率層77との間に位置する部位の厚さよりも薄くなっている。   The wiring 79 is electrically connected to the electrode 74, and the above-described high refractive index layers 71 and 72 are electrically insulated and separated through an insulating member 78. Further, in the mirror region P2, it is not disposed on the air mirror M2, but is disposed only on the connecting portion C2, in other words, on one portion 76a of the first high refractive index layer 76 in the recess. That is, in the second mirror 70, only the wiring 79 is at the same potential as the electrode 74, and the high refractive index layers 71 and 72 are not at the same potential as the electrode 74 but are at a floating potential. Furthermore, in the recess, the wiring 79 is disposed closer to the first mirror 30 (high refractive index lower layer 71) than the middle line (intermediate position) of the recess in the width direction. In other words, in the insulating member 78 disposed in the recess, the thickness of the portion located between the wiring 79 and the first high refractive index layer 76 is between the wiring 79 and the second high refractive index layer 77. It is thinner than the thickness of the part located in.

このように、連結部C2は、高屈折率下層71、第1高屈折率層76、絶縁部材78、配線79、絶縁部材78、第2高屈折率層77の順に積層されてなり、空気層が介在されてもいないので、これにより剛性が確保されている。また、絶縁部材78が空気よりも高屈折率であり、配線79を構成する金属材料などが光を吸収するため、ミラー領域P2において、連結部C2はミラーとして殆ど機能しないようになっている。   As described above, the connecting portion C2 is formed by laminating the high refractive index lower layer 71, the first high refractive index layer 76, the insulating member 78, the wiring 79, the insulating member 78, and the second high refractive index layer 77 in this order. Therefore, rigidity is ensured. Further, since the insulating member 78 has a higher refractive index than air and the metal material or the like constituting the wiring 79 absorbs light, the connecting portion C2 hardly functions as a mirror in the mirror region P2.

また、垂直方向のうちの少なくとも一方向において、ミラー領域P2を間に挟む周辺領域では、高屈折率下層71に、第1,第2高屈折率層76,77からなる高屈折率上層72が接しており、特に周辺領域におけるメンブレンMEMを構成する部位は、主としてこれら高屈折率層71,72によって構成されている。   Further, in at least one of the vertical directions, in a peripheral region sandwiching the mirror region P2 therebetween, a high refractive index upper layer 72 composed of the first and second high refractive index layers 76 and 77 is formed on the high refractive index lower layer 71. In particular, the part constituting the membrane MEM in the peripheral region is mainly constituted by these high refractive index layers 71 and 72.

ここで、電極74と、配線79のうち連結部C2に沿って設けられた部位とを繋ぐ配線79の残りの部位、すなわち周辺領域に配置された配線79は、変位可能な剛性を確保すべく、メンブレンMEMを構成する部位の一部に配置されている。これにより、周辺領域におけるメンブレンMEMの部位の面積のうち、配線79(及び絶縁部材78)が設けられた面積の占める割合は、ミラー領域P2の面積のうち、連結部C2の占める割合よりも小さくなっている。また、ミラー領域P2では、配線79が連結部C2に沿ってハニカム状に配置されているのに対し、周辺領域におけるメンブレンMEMの部位では、一部に局所的に配置されている。このため、静電気力により変位するメンブレンMEMのうち、高屈折率下層71、第1高屈折率層76、絶縁部材78、配線79、絶縁部材78、第2高屈折率層77の順に積層されてなる連結部C2の幅方向における厚さが、周辺領域におけるメンブレンMEMの大部分を構成する部位よりも厚くなっている。このように、周辺領域におけるメンブレンMEMの部位に位置する配線79(及び絶縁部材78)は、周辺領域におけるメンブレンMEMの部位の剛性にさほど影響のない存在となっている。   Here, the remaining portion of the wiring 79 that connects the electrode 74 and the portion of the wiring 79 provided along the connecting portion C2, that is, the wiring 79 arranged in the peripheral region, should ensure displaceable rigidity. The membrane MEM is disposed at a part of the site. Accordingly, the proportion of the area of the membrane MEM in the peripheral region occupied by the area where the wiring 79 (and the insulating member 78) is provided is smaller than the proportion occupied by the connecting portion C2 in the area of the mirror region P2. It has become. Further, in the mirror region P2, the wiring 79 is arranged in a honeycomb shape along the connecting portion C2, whereas in the region of the membrane MEM in the peripheral region, the wiring 79 is locally arranged in part. Therefore, in the membrane MEM that is displaced by electrostatic force, the high refractive index lower layer 71, the first high refractive index layer 76, the insulating member 78, the wiring 79, the insulating member 78, and the second high refractive index layer 77 are laminated in this order. The thickness of the connecting portion C2 in the width direction is thicker than a portion constituting most of the membrane MEM in the peripheral region. As described above, the wiring 79 (and the insulating member 78) located in the region of the membrane MEM in the peripheral region is not so much affected by the rigidity of the region of the membrane MEM in the peripheral region.

そして、周辺領域のうち、メンブレンMEMよりも外側における第1高屈折率上層76上に、配線79を介して、Au/Cr等からなる電極74が形成されている。なお、本実施形態では、ミラー領域P2を周辺領域が取り囲んでいる。そして、上記したメンブレンMEMは、ミラー領域P2と周辺領域のうちエアギャップAGを架橋する一部とにより構成されている。   In the peripheral region, an electrode 74 made of Au / Cr or the like is formed on the first high refractive index upper layer 76 outside the membrane MEM via a wiring 79. In the present embodiment, the peripheral area surrounds the mirror area P2. The membrane MEM described above is configured by the mirror region P2 and a part of the peripheral region that bridges the air gap AG.

次に、ミラー領域P1,P2について詳細に説明する。本実施形態では、第1ミラー30と第2ミラー70とで、それぞれのミラー領域P1,P2におけるエアミラーM1,M2と連結部C1,C2のレイアウトが一致している。   Next, the mirror areas P1 and P2 will be described in detail. In the present embodiment, the first mirror 30 and the second mirror 70 have the same layout of the air mirrors M1 and M2 and the connecting portions C1 and C2 in the respective mirror regions P1 and P2.

エアミラーM1,M2を構成する空気層33,73は、対応する高屈折率上層32,72により、上面が覆われるとともに側面が囲まれた構造となっている。高屈折率上層32,72のうち、空気層33,73の側面を囲む側壁部32b,72b(76bのみの場所を含む)は、垂直方向における空気層33,73の幅が、幅方向において高屈折率下層31,71に近づくほど広くなる態様の傾斜を有している。詳しくは、対応する高屈折率下層31,71に対して傾斜しており、その角度が45°となっている。したがって、本実施形態では、高屈折率上層32,72のうち、空気層33,73の上面を覆う部位に対応するエアミラーM1,M2の部位が、主にミラーとして機能する部位となっている。   The air layers 33 and 73 constituting the air mirrors M1 and M2 have a structure in which the upper surfaces are covered and the side surfaces are surrounded by the corresponding high refractive index upper layers 32 and 72. Of the high refractive index upper layers 32 and 72, the side wall portions 32b and 72b (including only 76b) surrounding the side surfaces of the air layers 33 and 73 have a high width in the vertical direction. It has an inclination that becomes wider as it approaches the refractive index lower layers 31 and 71. In detail, it inclines with respect to the corresponding high refractive index lower layers 31 and 71, and the angle is 45 degrees. Therefore, in the present embodiment, of the high refractive index upper layers 32 and 72, the portions of the air mirrors M1 and M2 corresponding to the portions covering the upper surfaces of the air layers 33 and 73 are portions that mainly function as mirrors.

また、図2に第2ミラー70側を例示するように、ミラー領域P1,P2において、連結部C1,C2により分割された各エアミラーM1,M2の幅方向に垂直な平面の形状、換言すれば空気層33,73の上面形状、は六角形となっている。すなわち、空気層33,73は、六角錘台形状となっている。そして、連結部C1,C2はハニカム状となっており、ミラー領域P2では、ハニカム状の連結部C2に沿って、配線79がハニカム状に配置されている。   Further, as illustrated in FIG. 2 on the second mirror 70 side, in the mirror regions P1 and P2, the shape of the plane perpendicular to the width direction of the air mirrors M1 and M2 divided by the connecting portions C1 and C2, in other words, The upper surface shape of the air layers 33 and 73 is a hexagon. That is, the air layers 33 and 73 have a hexagonal frustum shape. The connecting portions C1 and C2 have a honeycomb shape, and in the mirror region P2, the wiring 79 is arranged in a honeycomb shape along the honeycomb-like connecting portion C2.

以上のように構成されるファブリペロー干渉計100では、第1ミラー30の電極34と第2ミラー70の電極74とに駆動電圧を印加すると、第1ミラー30と第2ミラー70との間に静電気力(静電引力)が生じ、支持体50にて支持された部位を支点として、第2ミラー70のメンブレンMEMが第1ミラー30側に撓んだ形状となる。すなわち、エアギャップAGの幅が、駆動電圧を印加する前の状態と異なる幅となる。そして、エアギャップAGの幅に応じた所定波長の光を選択的に透過させることができる。   In the Fabry-Perot interferometer 100 configured as described above, when a drive voltage is applied to the electrode 34 of the first mirror 30 and the electrode 74 of the second mirror 70, the first mirror 30 and the second mirror 70 are interposed between them. An electrostatic force (electrostatic attractive force) is generated, and the membrane MEM of the second mirror 70 is bent toward the first mirror 30 with the portion supported by the support 50 as a fulcrum. That is, the width of the air gap AG is different from the state before the drive voltage is applied. Then, it is possible to selectively transmit light having a predetermined wavelength corresponding to the width of the air gap AG.

なお、図3に示す符号35は、第1ミラー30において、エアミラーM1における空気層33の上面を覆う高屈折率上層32の部分に形成された貫通孔であり、この貫通孔35を介してエッチングすることで、空気層33が形成されている。また、図3及び図4に示す符号80は、第2ミラー70において、エアミラーM2における空気層73の上面を覆う高屈折率上層72の部分に形成された貫通孔でありこの貫通孔80を介してエッチングすることで、空気層73が形成されている。これら貫通孔35,80は、各エアミラーM1,M2にそれぞれ形成されており、第2ミラー70において凹部を蓋する第2高屈折率層77には形成されていない。   Reference numeral 35 shown in FIG. 3 is a through hole formed in the portion of the high refractive index upper layer 32 that covers the upper surface of the air layer 33 in the air mirror M 1 in the first mirror 30, and etching is performed through the through hole 35. Thus, the air layer 33 is formed. Reference numeral 80 shown in FIGS. 3 and 4 is a through hole formed in the portion of the high refractive index upper layer 72 that covers the upper surface of the air layer 73 in the air mirror M <b> 2 in the second mirror 70. The air layer 73 is formed by etching. The through holes 35 and 80 are formed in the air mirrors M1 and M2, respectively, and are not formed in the second high refractive index layer 77 that covers the concave portion in the second mirror 70.

次に、本実施形態に係るファブリペロー干渉計100の特徴部分の効果について説明する。先ず、本実施形態では、第1ミラー30及び第2ミラー70が、ミラー領域P1,P2として光学多層膜構造のエアミラーM1,M2をそれぞれ有している。このエアミラーM1,M2は、高屈折率層31,32,71,72と低屈折率層としての空気層33,73とのn比(高屈折率層の屈折率/低屈折率層の屈折率)が大きいので、高反射な帯域が広いミラーとなっている。これにより、本実施形態に係るファブリペロー干渉計100は、分光帯域の広いファブリペロー干渉計となっている。   Next, the effect of the characteristic part of the Fabry-Perot interferometer 100 according to the present embodiment will be described. First, in the present embodiment, the first mirror 30 and the second mirror 70 have air mirrors M1 and M2 having an optical multilayer film structure as the mirror regions P1 and P2, respectively. The air mirrors M1 and M2 have an n ratio (the refractive index of the high refractive index layer / the refractive index of the low refractive index layer) of the high refractive index layers 31, 32, 71, 72 and the air layers 33, 73 as the low refractive index layers. ) Is large, it is a mirror with a wide band of high reflection. Thereby, the Fabry-Perot interferometer 100 according to the present embodiment is a Fabry-Perot interferometer having a wide spectral band.

また、ミラー領域P1,P2では、エアミラーM1,M2が、それぞれ連結部C1,C2によって複数個に分割(細分化)されているので、空気層33,73を有するエアミラーM1,M2の機械的強度が確保されている。   Further, in the mirror regions P1 and P2, the air mirrors M1 and M2 are divided (subdivided) into a plurality of parts by the connecting portions C1 and C2, respectively, so that the mechanical strength of the air mirrors M1 and M2 having the air layers 33 and 73 is obtained. Is secured.

また、第2ミラー70には、電極74に対し、配線79が電気的に接続されている。この配線79は、高屈折率下層71及び高屈折率上層72(76,77)と電気的に絶縁分離されており、ミラー領域P2において、エアミラーM2には配置されず、連結部C2のみに配置されている。すなわち、配線79が電極74と同電位となり、高屈折率層71,72は電極74と同電位にはならないようになっている。   In addition, a wiring 79 is electrically connected to the electrode 74 in the second mirror 70. The wiring 79 is electrically insulated and separated from the high refractive index lower layer 71 and the high refractive index upper layer 72 (76, 77). In the mirror region P2, the wiring 79 is not disposed in the air mirror M2, but is disposed only in the connecting portion C2. Has been. That is, the wiring 79 has the same potential as the electrode 74, and the high refractive index layers 71 and 72 do not have the same potential as the electrode 74.

したがって、配線79を設けた第2ミラー70では、駆動電圧を印加した状態でエアミラーM2に静電気力が作用しないので、図5(a)に示すように、エアミラーM2において第1ミラー30と対向する高屈折率下層71の部位の、凸状の変形を抑制し、平坦度をほぼ維持したまま変位させることができる。これに対し、図5(b)に比較例として示す従来の構造(配線79なし)では、上記したように駆動電圧を印加した状態でエアミラーM2にも静電気力が作用するので、エアミラーM2において第1ミラー30と対向する高屈折率下層71の部位が、第1ミラー30側に引っ張られ、凸状に変形した状態となる。   Therefore, in the second mirror 70 provided with the wiring 79, the electrostatic force does not act on the air mirror M2 in a state where the drive voltage is applied, so that the air mirror M2 faces the first mirror 30 as shown in FIG. 5A. The convex deformation of the portion of the high refractive index lower layer 71 can be suppressed and displaced while maintaining the flatness substantially. On the other hand, in the conventional structure (without the wiring 79) shown as a comparative example in FIG. 5B, the electrostatic force also acts on the air mirror M2 with the driving voltage applied as described above. A portion of the high refractive index lower layer 71 facing the first mirror 30 is pulled toward the first mirror 30 and is deformed into a convex shape.

このように、本実施形態に係るファブリペロー干渉計100によれば、第1ミラー30のミラー領域P1と第2ミラーのミラー領域P2との間のエアギャップAGの幅のばらつきを抑制し、ひいては透過波長の半値幅(FWHM)を従来よりも小さくすることができる。   Thus, according to the Fabry-Perot interferometer 100 according to the present embodiment, the variation in the width of the air gap AG between the mirror region P1 of the first mirror 30 and the mirror region P2 of the second mirror is suppressed, and as a result The half-width (FWHM) of the transmission wavelength can be made smaller than before.

なお、本実施形態では、第2ミラー70の高屈折率層71,72を浮遊電位とする。したがって、高屈折率層71,72を所定電位に固定することで、駆動電圧を印加した際に、配線79から出る電気力線が、第1ミラー30との間に位置する高屈折率下層71及び第1高屈折率層76で終端され、第1ミラー30側まで届かずに、静電気力が掛からない状態となることを回避することができる。   In the present embodiment, the high refractive index layers 71 and 72 of the second mirror 70 are set to a floating potential. Therefore, by fixing the high refractive index layers 71 and 72 at a predetermined potential, the high refractive index lower layer 71 positioned between the first mirror 30 and the electric lines of force generated from the wiring 79 when a driving voltage is applied. In addition, it is possible to avoid a state in which no electrostatic force is applied without terminating at the first high refractive index layer 76 and reaching the first mirror 30 side.

また、エアミラーM2に静電気力を掛けないためには、周辺領域におけるミラー領域P2に隣接する部位に配線79を配置する構造なども考えられる。しかしメンブレンMEMの変形形状においては、中央側のミラー領域P2よりも、支持体50に支持された部位(固定端)に近い周辺領域の変位のほうが小さいため、上記した構造では、第1ミラー30と第2ミラー70との間の電極間距離が大きくなる。静電気力は電極間距離の2乗に反比例するため、静電駆動時に高い電圧が必要となってしまう。これに対し本実施形態では、電圧が印加される配線79が、ミラー領域P2の連結部C2に配置されているため、周辺領域のみに配線79が配置された構成に比べて、駆動時の電極間距離、すなわちエアギャップAGの幅を小さくすることができる。これにより透過波長の半値幅を小さくしながら、駆動電圧を低減することも可能である。   Further, in order not to apply an electrostatic force to the air mirror M2, a structure in which the wiring 79 is arranged in a portion adjacent to the mirror region P2 in the peripheral region may be considered. However, in the deformed shape of the membrane MEM, the displacement of the peripheral region near the portion (fixed end) supported by the support body 50 is smaller than that of the central mirror region P2. The distance between the electrodes between the first mirror 70 and the second mirror 70 is increased. Since the electrostatic force is inversely proportional to the square of the distance between the electrodes, a high voltage is required during electrostatic driving. On the other hand, in the present embodiment, the wiring 79 to which a voltage is applied is disposed in the connecting portion C2 of the mirror region P2, and therefore, the electrode at the time of driving is compared with the configuration in which the wiring 79 is disposed only in the peripheral region. It is possible to reduce the distance, that is, the width of the air gap AG. Accordingly, it is possible to reduce the driving voltage while reducing the half width of the transmission wavelength.

また、本実施形態では、配線79が、メンブレンMEMを有する第2ミラー70に設けられ、ミラー領域P2では、エアミラーM2ではなく連結部C2に配置されている。このように、メンブレンMEMを有する第2ミラー70に配線79を設けると、配線79のない構成に比べて、エアミラーM2を細分化する連結部C2の厚さが、絶縁部材78及び配線79の分、実質的に厚くなる。また、上記したように、連結部C2の厚さが、周辺領域におけるメンブレンMEMの部位の大部分の厚さよりも厚くなる。これにより、連結部C2は、静電気力が作用しても歪が生じにくくなる。また、ミラー領域P2において、配線79は、連結部C2に沿ってハニカム状、換言すればミラー領域P2全体に分散して配置されている。したがって、駆動電圧が印加されると、配線79が配置され、剛性が高められた連結部C2により複数のエアミラーM2が連結された状態、すなわちミラー領域P2全体の剛性が高められた状態で、メンブレンMEMが変位することとなる。その結果、図6に実線で示すように、静電気力が作用した際のミラー領域P2の変形量ΔG1を、図6には線で示すように、従来構造のミラー領域P2の変形量ΔG2よりも小さくすることができる。これにより、ミラー領域P2(エアミラーM2)とミラー領域P1(エアミラーM1)との対向距離であるエアギャップAGの幅について、ばらつきをより小さくすることができる。すなわち、透過波長の半値幅をより小さくすることができる。   In the present embodiment, the wiring 79 is provided in the second mirror 70 having the membrane MEM, and in the mirror region P2, the wiring 79 is disposed not in the air mirror M2 but in the connecting portion C2. Thus, when the wiring 79 is provided on the second mirror 70 having the membrane MEM, the thickness of the connecting portion C2 that subdivides the air mirror M2 is smaller than that of the insulating member 78 and the wiring 79 compared to the configuration without the wiring 79. , Become substantially thicker. Further, as described above, the thickness of the connecting portion C2 is larger than the thickness of most of the portions of the membrane MEM in the peripheral region. Accordingly, the connecting portion C2 is less likely to be distorted even when an electrostatic force is applied. Further, in the mirror region P2, the wiring 79 is arranged in a honeycomb shape along the connecting portion C2, in other words, dispersed throughout the mirror region P2. Therefore, when the driving voltage is applied, the membrane 79 is disposed in a state where the plurality of air mirrors M2 are connected by the connecting portion C2 having increased rigidity, that is, the rigidity of the entire mirror region P2 is increased. The MEM will be displaced. As a result, as shown by the solid line in FIG. 6, the deformation amount ΔG1 of the mirror region P2 when the electrostatic force is applied is larger than the deformation amount ΔG2 of the mirror region P2 of the conventional structure as shown by the line in FIG. Can be small. Thereby, the variation in the width of the air gap AG, which is the facing distance between the mirror region P2 (air mirror M2) and the mirror region P1 (air mirror M1), can be further reduced. That is, the half-value width of the transmission wavelength can be further reduced.

また、本実施形態では、ミラー領域P2において、隣り合うエアミラーM2間に、第1高屈折率層76の表面を壁面とする凹部が構成されており、電極74と接続された配線79が凹部内に配置されている。そして、凹部内において、配線79は、幅方向における凹部の中線(中間位置)よりも、第1ミラー30(高屈折率下層71)に近い位置に配置されている。詳しくは、凹部に配置された絶縁部材78のうち、配線79と第1高屈折率層76との間に位置する部位の厚さのほうが、配線79と第2高屈折率層77との間に位置する部位の厚さよりも薄くなっている。これによれば、ミラー領域P2における配線79と、第1ミラー30における電極34と同電位の高屈折率層31,32との距離が短くなるので、低電圧で第2ミラー70を駆動させることが可能となる。   Further, in the present embodiment, in the mirror region P2, a recess having the wall surface of the surface of the first high refractive index layer 76 is formed between the adjacent air mirrors M2, and the wiring 79 connected to the electrode 74 is in the recess. Is arranged. In the recess, the wiring 79 is disposed at a position closer to the first mirror 30 (high refractive index lower layer 71) than the middle line (intermediate position) of the recess in the width direction. Specifically, in the insulating member 78 disposed in the recess, the thickness of the portion located between the wiring 79 and the first high refractive index layer 76 is between the wiring 79 and the second high refractive index layer 77. It is thinner than the thickness of the part located in. According to this, since the distance between the wiring 79 in the mirror region P2 and the high refractive index layers 31 and 32 having the same potential as the electrode 34 in the first mirror 30 is shortened, the second mirror 70 is driven with a low voltage. Is possible.

特に本実施形態では、第1ミラー30と第2ミラー70とで、それぞれのミラー領域P1,P2におけるエアミラーM1,M2のレイアウトが一致しており、連結部C1,C2についても絶縁部材78や配線79の有無はあるもののレイアウトが一致している。したがって、上記したように配線79を凹部内において第1ミラー30よりに配置すると、配線79から生じた電気力線が、第1ミラー30におけるミラー領域P1のうち、エアミラーM1ではなく連結部C1に向かいやすくなる。したがって、本実施形態に示すように、第1ミラー30において、高屈折率層31,32全体が電極34と同電位とされた構成では、配線79と第1ミラー30における連結部C1との間に作用する静電気力を、配線79と第1ミラー30におけるエアミラーM1との間に作用する静電気力よりも大きくすることができる。これにより、図5(a),(b)に示すように、エアミラーM1における高屈折率上層32の部位の凸状の変形を抑制することができる。   In particular, in the present embodiment, the layout of the air mirrors M1 and M2 in the respective mirror regions P1 and P2 is the same in the first mirror 30 and the second mirror 70, and the insulating member 78 and the wiring are also connected to the connecting portions C1 and C2. Although there are 79, the layout is the same. Therefore, when the wiring 79 is arranged in the recess from the first mirror 30 as described above, the electric lines of force generated from the wiring 79 are not in the air mirror M1 but in the connecting portion C1 in the mirror region P1 of the first mirror 30. It becomes easier to face. Therefore, as shown in the present embodiment, in the first mirror 30, in the configuration in which the entire high refractive index layers 31 and 32 are at the same potential as the electrode 34, between the wiring 79 and the connecting portion C <b> 1 in the first mirror 30. Can be made larger than the electrostatic force acting between the wiring 79 and the air mirror M1 in the first mirror 30. Thereby, as shown to Fig.5 (a), (b), the convex-shaped deformation | transformation of the site | part of the high refractive index upper layer 32 in the air mirror M1 can be suppressed.

また、本実施形態では、エアミラーM1,M2を構成する高屈折率上層32,72のうち、空気層33,73の側面に位置する部分が、垂直方向における空気層33,73の幅が、幅方向において高屈折率下層31,71に近づくほど広くなる態様の傾斜を有している。このように傾斜を設けると、応力の集中を抑制することができる。詳しくは、空気層33,73の上面を覆う高屈折率上層32,72の部分の自重により掛かる応力が低減され、高屈折率上層32,72の反りを抑制することが可能となる。なお、その角度を45°とすることで、その効果を最も得ることが可能となる。   Moreover, in this embodiment, the part located in the side surface of the air layers 33 and 73 among the high refractive index upper layers 32 and 72 constituting the air mirrors M1 and M2 is the width of the air layers 33 and 73 in the vertical direction. In the direction, the slope of the aspect becomes wider as it approaches the high refractive index lower layers 31 and 71. By providing an inclination in this way, stress concentration can be suppressed. Specifically, the stress applied by the weight of the high refractive index upper layers 32 and 72 covering the upper surfaces of the air layers 33 and 73 is reduced, and the warpage of the high refractive index upper layers 32 and 72 can be suppressed. The effect can be most obtained by setting the angle to 45 °.

特にミラー領域P1,P2と周辺領域との境界における中立軸の急激な変化は、その変化点に応力集中を引き起こし、変形の要因となる。本実施形態では、上記したように、空気層33,73の側面を囲む側壁部32b,72bのうち、ミラー領域P1,P2の外周端の側面を囲む側壁部(ミラー領域P2では側壁部72b)も傾斜を有しており、ミラー領域P1,P2と周辺領域との境界において、中立軸のズレ量の変化が小さい構造となっている。これにより、高屈折率上層32,72の反りを抑制することが可能となる。   In particular, a sudden change in the neutral axis at the boundary between the mirror regions P1 and P2 and the peripheral region causes stress concentration at the change point and causes deformation. In the present embodiment, as described above, of the side wall portions 32b and 72b surrounding the side surfaces of the air layers 33 and 73, the side wall portion surrounding the side surfaces of the outer peripheral ends of the mirror regions P1 and P2 (the side wall portion 72b in the mirror region P2). Is also inclined, and has a structure in which a change in the amount of deviation of the neutral axis is small at the boundary between the mirror regions P1 and P2 and the peripheral region. Thereby, it becomes possible to suppress the curvature of the high refractive index upper layers 32 and 72.

また、本実施形態では、連結部C1,C2をハニカム状としているため、連結部C1,C2によりエアミラーM1,M2を細分化して補強しつつ、ミラー領域P1,P2において、実際にミラーとして機能するエアミラーM1,M2の占有面積を高めることができる。   In the present embodiment, since the connecting portions C1 and C2 have a honeycomb shape, the air mirrors M1 and M2 are subdivided and reinforced by the connecting portions C1 and C2, and actually function as mirrors in the mirror regions P1 and P2. The area occupied by the air mirrors M1, M2 can be increased.

次に、上記したファブリペロー干渉計100の製造方法の一例について説明する。以下に示す製造方法は、基本的に本出願人による特許文献1にて示された製造方法と同じである。図7は、ファブリペロー干渉計の製造方法を示す工程別の断面図であり、(a),(b),(c)の順に移行する。また、図8は、ファブリペロー干渉計の製造方法を示す工程別の断面図であり、図7(c)に続いて、(a),(b),(c)の順に移行する。   Next, an example of a method for manufacturing the Fabry-Perot interferometer 100 will be described. The manufacturing method shown below is basically the same as the manufacturing method shown in Patent Document 1 by the present applicant. FIG. 7 is a cross-sectional view for each process showing the manufacturing method of the Fabry-Perot interferometer, which proceeds in the order of (a), (b), and (c). FIG. 8 is a cross-sectional view for each process showing the manufacturing method of the Fabry-Perot interferometer. The process proceeds to (a), (b), and (c) in this order following FIG.

先ず、図7(a)に示すように、基板10としての単結晶シリコンからなる半導体基板を準備し、この基板10の一面全面に、シリコン酸化膜などからなる絶縁膜11を介して、ポリシリコンなどからなる高屈折率下層31を堆積形成する。次いで、この高屈折率下層31上に、シリコン酸化膜などの、高屈折率層31,32とエッチング選択比の高い材料からなる犠牲層36を堆積形成する。このとき、犠牲層36の膜厚は、上記した空気層33の厚み相当とする。そして、犠牲層36の表面にレジストなどからなるマスクを形成し、該マスクを介して犠牲層36をエッチングする。本実施形態では等方性のウェットエッチングを施し、必要に応じて異方性エッチング(異方性ドライエッチング)を施すことで、犠牲層36のうち、後にエッチングにより空気層33となる六角錐台形状の部分のみを残す。   First, as shown in FIG. 7A, a semiconductor substrate made of single crystal silicon as a substrate 10 is prepared, and polysilicon is formed on the entire surface of the substrate 10 through an insulating film 11 made of a silicon oxide film or the like. A high refractive index lower layer 31 made of or the like is deposited. Next, a sacrificial layer 36 made of a material having a high etching selectivity with respect to the high refractive index layers 31 and 32 such as a silicon oxide film is deposited on the high refractive index lower layer 31. At this time, the thickness of the sacrificial layer 36 is equivalent to the thickness of the air layer 33 described above. Then, a mask made of resist or the like is formed on the surface of the sacrificial layer 36, and the sacrificial layer 36 is etched through the mask. In the present embodiment, isotropic wet etching is performed, and anisotropic etching (anisotropic dry etching) is performed as necessary, so that a hexagonal frustum that later becomes the air layer 33 by etching in the sacrificial layer 36. Leave only the shape part.

次に、マスクを除去し、犠牲層36を覆うように、高屈折率下層31上に、ポリシリコンなどからなる高屈折率上層32を堆積形成する。このとき、犠牲層36が六角錐台形状をなしているため、高屈折率上層32のうち、犠牲層36上に配置された部分に関しては、その形状が受け継がれ、六角錐台形状となる。そして、高屈折率上層32の表面にレジストなどからなるマスクを形成し、該マスクを介して、高屈折率上層32をエッチング(例えばRIEなどの異方性のドライエッチング)し、犠牲層36上の部分に、貫通孔35を選択的に形成する。また、マスクを除去した後、高屈折率上層32の表面に新たなマスクを形成し、該マスクを介して、高屈折率上層32に不純物をイオン注入する。このイオン注入では、エアミラーM1となる領域に不純物が存在すると、光が不純物によって吸収されることとなるため、ミラー領域P1においては、連結部C1となる領域のみに選択的に不純物をイオン注入する。以上が、図7(a)に示す工程である。これら工程は、第1ミラー30を形成するための工程である。   Next, the mask is removed, and a high refractive index upper layer 32 made of polysilicon or the like is deposited on the high refractive index lower layer 31 so as to cover the sacrificial layer 36. At this time, since the sacrificial layer 36 has a hexagonal frustum shape, the portion of the high refractive index upper layer 32 disposed on the sacrificial layer 36 is inherited and becomes a hexagonal frustum shape. Then, a mask made of resist or the like is formed on the surface of the high-refractive index upper layer 32, and the high-refractive index upper layer 32 is etched (for example, anisotropic dry etching such as RIE) through the mask to form the sacrificial layer 36. The through-hole 35 is selectively formed in this part. Further, after removing the mask, a new mask is formed on the surface of the high refractive index upper layer 32, and impurities are ion-implanted into the high refractive index upper layer 32 through the mask. In this ion implantation, if there is an impurity in the region that becomes the air mirror M1, light is absorbed by the impurity. Therefore, in the mirror region P1, the impurity is selectively ion-implanted only in the region that becomes the connecting portion C1. . The above is the process shown in FIG. These steps are steps for forming the first mirror 30.

次に、図7(b)に示すように、高屈折率膜上層32の表面全面に、シリコン酸化膜などの絶縁層50aを堆積形成する。この絶縁層50aは、後にエアギャップAGが形成されて支持体50となる部位である。したがって、絶縁層50aの膜厚は、駆動電圧が印加されない状態のエアギャップAGの幅とする。絶縁層50aの構成材料としては、電気絶縁材料であれば特に限定されるものではないが、好ましくは犠牲層36と同一材料とすると良い。また、絶縁層50aの厚さによっては、絶縁層50aの表面に高屈折率上層32の凹凸形状が多少なりとも残った状態となるが、凹凸が残っていても良い。   Next, as shown in FIG. 7B, an insulating layer 50a such as a silicon oxide film is deposited over the entire surface of the upper layer 32 of the high refractive index film. The insulating layer 50a is a portion that will later be formed with the air gap AG to become the support 50. Therefore, the film thickness of the insulating layer 50a is set to the width of the air gap AG in a state where no driving voltage is applied. The constituent material of the insulating layer 50a is not particularly limited as long as it is an electrically insulating material, but preferably the same material as the sacrificial layer 36 is used. Depending on the thickness of the insulating layer 50a, the uneven shape of the high refractive index upper layer 32 remains on the surface of the insulating layer 50a, but the unevenness may remain.

絶縁層50aの形成後、絶縁層50aの表面全面に、ポリシリコンなどからなる高屈折率下層71を堆積形成する。次いで、この高屈折率下層71上に、シリコン酸化膜などの、高屈折率層71,72(76,77)とエッチング選択比の高い材料からなる犠牲層81を堆積形成する。このとき、犠牲層81の膜厚は、上記した空気層73の厚み相当とする。そして、犠牲層81の表面にレジストなどからなるマスクを形成し、該マスクを介して犠牲層81をエッチングする。本実施形態では等方性のウェットエッチングを施し、必要に応じて異方性エッチング(異方性ドライエッチング)を施すことで、犠牲層81のうち、後にエッチングにより空気層73となる六角錐台形状の部分のみを残す。   After the formation of the insulating layer 50a, a high refractive index lower layer 71 made of polysilicon or the like is deposited on the entire surface of the insulating layer 50a. Next, a sacrificial layer 81 made of a material having a high etching selectivity with respect to the high refractive index layers 71 and 72 (76, 77) such as a silicon oxide film is deposited on the high refractive index lower layer 71. At this time, the thickness of the sacrificial layer 81 is equivalent to the thickness of the air layer 73 described above. Then, a mask made of a resist or the like is formed on the surface of the sacrificial layer 81, and the sacrificial layer 81 is etched through the mask. In this embodiment, isotropic wet etching is performed, and anisotropic etching (anisotropic dry etching) is performed as necessary, so that a hexagonal frustum that later becomes the air layer 73 by etching in the sacrificial layer 81. Leave only the shape part.

次に、マスクを除去し、犠牲層81を覆うように、高屈折率下層71上に、ポリシリコンなどからなる第1高屈折率層76を堆積形成する。このとき、犠牲層81が六角錐台形状をなしているため、第1高屈折率層76のうち、犠牲層81上に配置された部分に関しては、その形状が受け継がれ、六角錐台形状となる。以上が、図7(b)に示す工程である。これら工程は、支持体50と第2ミラー70を形成するための工程である。   Next, the mask is removed, and a first high refractive index layer 76 made of polysilicon or the like is deposited on the high refractive index lower layer 71 so as to cover the sacrificial layer 81. At this time, since the sacrificial layer 81 has a hexagonal frustum shape, the portion of the first high refractive index layer 76 disposed on the sacrificial layer 81 is inherited, and the hexagonal frustum shape Become. The above is the process shown in FIG. These steps are steps for forming the support 50 and the second mirror 70.

次に、図7(c)に示すように、第1高屈折率層76の表面全面に、シリコン酸化膜などからなる第1絶縁層78aを堆積形成した後、第1絶縁層78aの表面全体に、高濃度にドーピングされたポリシリコンや金属などからなるベタ状の配線層(図示略)を堆積形成する。そして、配線層の表面にレジストなどからなるマスクを形成し、該マスクを介して配線層をエッチングする。これにより、配線79が形成される。   Next, as shown in FIG. 7C, a first insulating layer 78a made of a silicon oxide film or the like is deposited on the entire surface of the first high refractive index layer 76, and then the entire surface of the first insulating layer 78a. Then, a solid wiring layer (not shown) made of polysilicon or metal doped at a high concentration is deposited. Then, a mask made of resist or the like is formed on the surface of the wiring layer, and the wiring layer is etched through the mask. Thereby, the wiring 79 is formed.

配線79の形成後、配線79を覆うように、第1絶縁層78a上に、シリコン酸化膜などからなる第2絶縁層78bを堆積形成する。なお、本実施形態では、上記した凹部内において、第1絶縁層78aの厚さが第2絶縁層78bの厚さよりも薄くなるように、それぞれを形成する。以上が、図7(c)に示す工程である。これら工程は、第2ミラー70を形成するための工程である。   After the wiring 79 is formed, a second insulating layer 78b made of a silicon oxide film or the like is deposited on the first insulating layer 78a so as to cover the wiring 79. In the present embodiment, each of the first insulating layers 78a is formed so as to be thinner than the second insulating layer 78b in the recesses described above. The above is the process shown in FIG. These steps are steps for forming the second mirror 70.

次に、第2絶縁層78bの表面に、レジストなどからなるマスクを形成し、該マスクを介して、第1絶縁層78a及び第2絶縁層78bをエッチング(例えば等方性のウェットエッチング)する。これにより、第1絶縁層78a及び第2絶縁層78bのうち、図8(a)に示すように、配線79に隣接する部位、すなわち上記した凹部内に位置する部位と、周辺領域において上記した電極74までの部位を覆う部位のみを残す。以上が、図8(a)に示す工程である。これら工程は、第2ミラー70を形成するための工程である。   Next, a mask made of resist or the like is formed on the surface of the second insulating layer 78b, and the first insulating layer 78a and the second insulating layer 78b are etched (for example, isotropic wet etching) through the mask. . Thereby, in the first insulating layer 78a and the second insulating layer 78b, as shown in FIG. 8A, the portion adjacent to the wiring 79, that is, the portion located in the above-described recess and the peripheral region are described above. Only the part covering the part up to the electrode 74 is left. The above is the process shown in FIG. These steps are steps for forming the second mirror 70.

次に、マスクを除去し、第1絶縁層78a,配線79、及び第2絶縁層78bを覆うように、第1高屈折率層76上に、ポリシリコンなどからなる第2高屈折率層77を堆積形成する。これにより、連結部C2が、周辺領域の大部分よりも厚くなり、剛性の高い構造となるとともに、配線79が、高屈折率層71,76,77と電気的に絶縁された状態となる。また、凹部内の第1絶縁層78a,配線79、及び第2絶縁層78bが、第1高屈折率層76及び第2高屈折率層77により封止された構造となるので、これにより、エアギャップAGや、空気層33,73を形成する際のエッチングにより、凹部内の第1絶縁層78a及び第2絶縁層78bがエッチングされるのを防ぐことができる。この第2高屈折率層77と第1高屈折率層76が、第2ミラー70の高屈折率上層72となる。以上が、図8(b)に示す工程である。これら工程は、第2ミラー70を形成するための工程である。   Next, the mask is removed, and a second high refractive index layer 77 made of polysilicon or the like is formed on the first high refractive index layer 76 so as to cover the first insulating layer 78a, the wiring 79, and the second insulating layer 78b. To form a deposit. As a result, the connecting portion C2 becomes thicker than most of the peripheral region and has a highly rigid structure, and the wiring 79 is electrically insulated from the high refractive index layers 71, 76, and 77. Further, since the first insulating layer 78a, the wiring 79, and the second insulating layer 78b in the concave portion are sealed by the first high refractive index layer 76 and the second high refractive index layer 77, this allows Etching at the time of forming the air gap AG and the air layers 33 and 73 can prevent the first insulating layer 78a and the second insulating layer 78b in the recess from being etched. The second high refractive index layer 77 and the first high refractive index layer 76 become the high refractive index upper layer 72 of the second mirror 70. The above is the process shown in FIG. These steps are steps for forming the second mirror 70.

なお、本実施形態では、高屈折率下層31,高屈折率上層32,高屈折率下層71,及び高屈折率上層72の厚さを全て略等しくしており、高屈折率上層72を構成する第1高屈折率層76と第2高屈折率層77の各厚さを、上記厚さの半分としている。   In the present embodiment, the thicknesses of the high-refractive index lower layer 31, the high-refractive index upper layer 32, the high-refractive index lower layer 71, and the high-refractive index upper layer 72 are all substantially equal, and constitute the high-refractive index upper layer 72. Each thickness of the first high refractive index layer 76 and the second high refractive index layer 77 is half of the above thickness.

次に、第2高屈折率層77の表面にレジストなどからなるマスクを形成し、該マスクを介して、エッチング(RIEなどの異方性ドライエッチング)する。これにより、図8(c)に示すように、各犠牲層81上の部分に第2高屈折率層77及び第1高屈折率層76を貫通する貫通孔80、メンブレンMEMに対応する周辺領域に第2高屈折率層77,第1高屈折率層76,及び高屈折率下層71を貫通する貫通孔75、電極34の形成領域に対応する部位に第2高屈折率層77,第1高屈折率層76,及び高屈折率下層71を貫通する貫通孔82、電極74の形成領域に対応する部位に第2高屈折率層77を貫通する開口部83、がそれぞれ形成される。   Next, a mask made of resist or the like is formed on the surface of the second high refractive index layer 77, and etching (anisotropic dry etching such as RIE) is performed through the mask. As a result, as shown in FIG. 8C, a peripheral region corresponding to the membrane MEM, the through hole 80 penetrating the second high refractive index layer 77 and the first high refractive index layer 76 in the portion on each sacrificial layer 81. The second high refractive index layer 77, the first high refractive index layer 76, the through hole 75 that penetrates the high refractive index lower layer 71, and the second high refractive index layer 77, A through-hole 82 that penetrates the high-refractive index layer 76 and the high-refractive index lower layer 71 and an opening 83 that penetrates the second high-refractive index layer 77 are formed in portions corresponding to the regions where the electrodes 74 are formed.

次いで、マスクを除去した後、貫通孔75,82に対応する部位に開口部を有するマスクを、第2高屈折率層77の表面に設け、該マスクを介してエッチング(異方性ドライエッチング)を行うことにより、コンタクトホールとしての開口部51,84をそれぞれ形成する。   Next, after removing the mask, a mask having openings at portions corresponding to the through holes 75 and 82 is provided on the surface of the second high refractive index layer 77, and etching is performed through the mask (anisotropic dry etching). As a result, openings 51 and 84 as contact holes are formed, respectively.

次いで、マスクを除去した後、メタルマスクなどを用いて金属を蒸着し、開口部84内に露出する配線79上に電極74を形成するとともに、開口部51内に露出する高屈折率上層32上に電極34を形成する。そして、必要に応じてこれら電極34,74を研削、研磨する。   Next, after removing the mask, metal is deposited using a metal mask or the like to form an electrode 74 on the wiring 79 exposed in the opening 84 and on the high refractive index upper layer 32 exposed in the opening 51. An electrode 34 is formed on the substrate. Then, the electrodes 34 and 74 are ground and polished as necessary.

次いで、貫通孔80を通じて、犠牲層81をエッチングするととともに、貫通孔75を通じて、絶縁層50aにおけるエアギャップAGを形成すべき部位をエッチングする。さらには、貫通孔35を通じて、犠牲層36をエッチングする。このエッチングにより、エアギャップAGが形成されるとともに支持体50も形成され、さらには空気層33,73も形成される。なお、必要に応じてマスクにより開口部82,83を覆うことで、電極34,74がエッチングにより除去されないようにしても良い。以上が、図8(c)に示す工程である。   Next, the sacrificial layer 81 is etched through the through hole 80, and a portion where the air gap AG is to be formed in the insulating layer 50 a is etched through the through hole 75. Further, the sacrificial layer 36 is etched through the through hole 35. By this etching, an air gap AG is formed, a support body 50 is also formed, and air layers 33 and 73 are also formed. Note that the electrodes 34 and 74 may not be removed by etching by covering the openings 82 and 83 with a mask as necessary. The above is the process shown in FIG.

以上に示した工程により、図3及び図4に示したファブリペロー干渉計100を得ることができる。   The Fabry-Perot interferometer 100 shown in FIGS. 3 and 4 can be obtained by the steps shown above.

(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態を、図9に基づいて説明する。図9は、第2実施形態に係るファブリペロー干渉計の概略構成を示す断面図であり、第1実施形態に示した図3に対応している。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described based on FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a Fabry-Perot interferometer according to the second embodiment, and corresponds to FIG. 3 shown in the first embodiment.

第2実施形態に係るファブリペロー干渉計及びその製造方法は、第1実施形態に示したファブリペロー干渉計及びその製造方法と共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。なお、第1実施形態に示した要素と同一の要素には、同一の符号を付与するものとする。   Since the Fabry-Perot interferometer and its manufacturing method according to the second embodiment are in common with the Fabry-Perot interferometer and its manufacturing method shown in the first embodiment, a detailed description of the common parts will be omitted below. Focus on the differences. In addition, the same code | symbol shall be provided to the element same as the element shown in 1st Embodiment.

第1実施形態では、第1ミラー30及び第2ミラー70のうち、メンブレンMEMを有する第2ミラー70のみに、高屈折率層71,72と絶縁分離された配線79を設ける例を示した。これに対し、本実施形態では、図9に示すように、第1ミラー30にも、高屈折率層31,32と絶縁分離された配線40を設ける点を特徴とする。   In the first embodiment, the example in which the high-refractive index layers 71 and 72 and the wiring 79 that is insulated and separated is provided only in the second mirror 70 having the membrane MEM among the first mirror 30 and the second mirror 70 has been described. On the other hand, as shown in FIG. 9, the present embodiment is characterized in that the first mirror 30 is also provided with a wiring 40 that is insulated from the high refractive index layers 31 and 32.

図9に示すファブリペロー干渉計100では、第1ミラー30を除く構成が、第1実施形態(図3参照)と同じ構成となっている。また、第1ミラー30の構成は、第2ミラー70と構成と基本的に同じ構成となっている。   In the Fabry-Perot interferometer 100 shown in FIG. 9, the configuration excluding the first mirror 30 is the same as that of the first embodiment (see FIG. 3). The configuration of the first mirror 30 is basically the same as that of the second mirror 70.

すなわち、第1ミラー30では、幅方向において、高屈折率下層31と、第1,第2高屈折率層37,38からなる高屈折率上層32との間に、低屈折率層としての空気層33が介在された部位が、実際にミラーとして機能する光学多層膜構造のエアミラーM1となっている。また、エアミラーM1は、高屈折率下層31に第1高屈折率層37の一部位37aが接してなり、幅方向において該接触部位とは離れて第2高屈折率層38が位置する連結部C1により複数個に分割(細分化)されており、各エアミラーM1は連結部C1によって連結されている。そして、これらエアミラーM1及び連結部C1の形成領域が、エアミラーM1の集合体であるミラー領域P1となっている。   That is, in the first mirror 30, air as a low refractive index layer is disposed between the high refractive index lower layer 31 and the high refractive index upper layer 32 including the first and second high refractive index layers 37 and 38 in the width direction. The portion where the layer 33 is interposed is an air mirror M1 having an optical multilayer structure that actually functions as a mirror. Further, the air mirror M1 includes a connecting portion in which a portion 37a of the first high refractive index layer 37 is in contact with the high refractive index lower layer 31, and the second high refractive index layer 38 is located away from the contact portion in the width direction. The air mirror M1 is divided (subdivided) into a plurality by C1, and each air mirror M1 is connected by a connecting portion C1. And the formation area of these air mirror M1 and connection part C1 is the mirror area | region P1 which is an aggregate | assembly of the air mirror M1.

また、ミラー領域P1では、隣り合うエアミラーM1間に、第1高屈折率層37の表面を壁面とする凹部、詳しくは上記一部位37aを底面とし、空気層33の側面に接する部位37bの表面を側面とする凹部が構成されている。そして、第2高屈折率層38が凹部を架橋しており、第2高屈折率層38によって封止された凹部内には、空気よりも高屈折率のシリコン酸化膜などからなる絶縁部材39が満たされ、絶縁部材39内に、金属材料などからなる配線40が埋設されている。   Further, in the mirror region P1, a concave portion with the surface of the first high refractive index layer 37 as a wall surface between adjacent air mirrors M1, more specifically, the surface of a portion 37b in contact with the side surface of the air layer 33 with the partial position 37a as a bottom surface. A recess having a side surface is configured. The second high refractive index layer 38 bridges the recess, and the insulating member 39 made of a silicon oxide film or the like having a higher refractive index than air is contained in the recess sealed by the second high refractive index layer 38. The wiring 40 made of a metal material or the like is embedded in the insulating member 39.

この配線40は、電極34と電気的に接続されており、上記した高屈折率層31,32とは、絶縁部材39を介すことで電気的に絶縁分離されている。また、ミラー領域P1においては、エアミラーM1には配置されず、連結部C1、換言すれば凹部内における第1高屈折率層37の一部位37a上、のみに配置されている。すなわち、第1ミラー30では、配線40のみが電極34と同電位となっており、高屈折率層31,32は電極34とは電気的に接続されていない。さらには、凹部内において、配線40は、幅方向における凹部の中線(中間位置)よりも、第2ミラー70(高屈折率上層72)に近い位置に配置されている。換言すれば、凹部に配置された絶縁部材39は、配線40と第2高屈折率層38との間に位置する部位の厚さのほうが、配線40と第1高屈折率層37との間に位置する部位の厚さよりも薄くなっている。   The wiring 40 is electrically connected to the electrode 34, and the high refractive index layers 31 and 32 are electrically insulated and separated through an insulating member 39. Further, in the mirror region P1, it is not disposed on the air mirror M1, but is disposed only on the connecting portion C1, in other words, on one portion 37a of the first high refractive index layer 37 in the recess. That is, in the first mirror 30, only the wiring 40 has the same potential as the electrode 34, and the high refractive index layers 31 and 32 are not electrically connected to the electrode 34. Further, in the recess, the wiring 40 is disposed at a position closer to the second mirror 70 (high refractive index upper layer 72) than the middle line (intermediate position) of the recess in the width direction. In other words, in the insulating member 39 disposed in the recess, the thickness of the portion located between the wiring 40 and the second high refractive index layer 38 is between the wiring 40 and the first high refractive index layer 37. It is thinner than the thickness of the part located in.

このように、連結部C1は、高屈折率下層31、第1高屈折率層37、絶縁部材39、配線40、絶縁部材39、第2高屈折率層38の順に積層されてなり、空気層が介在されてもいないので、これにより剛性が確保されている。また、絶縁部材39が空気よりも高屈折率であり、配線40を構成する金属材料などが光を吸収するため、ミラー領域P1において、連結部C1はミラーとして殆ど機能しないようになっている。   As described above, the connecting portion C1 is formed by laminating the high refractive index lower layer 31, the first high refractive index layer 37, the insulating member 39, the wiring 40, the insulating member 39, and the second high refractive index layer 38 in this order. Therefore, rigidity is ensured. Further, since the insulating member 39 has a higher refractive index than air and the metal material or the like constituting the wiring 40 absorbs light, the connecting portion C1 hardly functions as a mirror in the mirror region P1.

このように構成されるファブリペロー干渉計100によれば、第1実施形態に示した効果に加えて、さらに以下の効果を奏することができる。   According to the Fabry-Perot interferometer 100 configured in this way, in addition to the effects shown in the first embodiment, the following effects can be further achieved.

本実施形態では、第1ミラー30の電極34に配線40が電気的に接続されている。この配線40は、高屈折率下層31及び高屈折率上層32(37,38)と電気的に絶縁分離されており、ミラー領域P1において、エアミラーM1には配置されず、連結部C1のみに配置されている。すなわち、配線40が電極34と同電位となり、高屈折率層31,32は電極34と同電位にはならないようになっている。   In the present embodiment, the wiring 40 is electrically connected to the electrode 34 of the first mirror 30. The wiring 40 is electrically insulated and separated from the high refractive index lower layer 31 and the high refractive index upper layer 32 (37, 38). In the mirror region P1, the wiring 40 is not arranged in the air mirror M1, but only in the connecting portion C1. Has been. That is, the wiring 40 has the same potential as the electrode 34, and the high refractive index layers 31 and 32 do not have the same potential as the electrode 34.

したがって、配線40を設けた第1ミラー30では、駆動電圧を印加した状態でエアミラーM1に静電気力が作用しないので、エアミラーM1において、第2ミラー70と対向する高屈折率上層72の部位の、凸状の変形を抑制することができる。すなわち、エアギャップAGの幅のばらつきをより効果的に抑制し、ひいては透過波長の半値幅(FWHM)をより小さくすることができる。   Therefore, in the first mirror 30 provided with the wiring 40, electrostatic force does not act on the air mirror M1 in a state where the driving voltage is applied. Therefore, in the air mirror M1, the portion of the high refractive index upper layer 72 facing the second mirror 70 is Convex deformation can be suppressed. That is, variation in the width of the air gap AG can be more effectively suppressed, and as a result, the half-value width (FWHM) of the transmission wavelength can be further reduced.

また、対向するミラー領域P1,P2において、静電気力が、第1ミラー30の連結部C1(配線40)と第2ミラー70の連結部C2(配線79)のみに生じる。これにより、エアミラーM1,M2における凸状の変形を、より効果的に抑制することができる。   Further, in the mirror regions P1 and P2 facing each other, electrostatic force is generated only in the connecting portion C1 (wiring 40) of the first mirror 30 and the connecting portion C2 (wiring 79) of the second mirror 70. Thereby, the convex-shaped deformation | transformation in air mirror M1, M2 can be suppressed more effectively.

また、本実施形態では、ミラー領域P1の凹部内においても、配線40は、幅方向における凹部の中線(中間位置)よりも、第2ミラー70に近い位置に配置されている。このような配置とすると、ミラー領域P1における配線40とミラー領域P2における配線79との距離が短くなるので、より低電圧で第2ミラー70を駆動させることが可能となる。   In the present embodiment, the wiring 40 is also disposed closer to the second mirror 70 than the middle line (intermediate position) of the recess in the width direction even in the recess of the mirror region P1. With such an arrangement, the distance between the wiring 40 in the mirror region P1 and the wiring 79 in the mirror region P2 becomes short, so that the second mirror 70 can be driven with a lower voltage.

なお、上記したファブリペロー干渉計100は、第1実施形態に示した製造方法において、第2ミラー70の形成工程を第1ミラー30の形成に適用することで得ることができる。したがって、その説明を省略する。   The Fabry-Perot interferometer 100 described above can be obtained by applying the formation process of the second mirror 70 to the formation of the first mirror 30 in the manufacturing method shown in the first embodiment. Therefore, the description is omitted.

また、本実施形態では、高屈折率層31,32,71,72が、対応する電極34,74と電気的に接続されない。したがって、絶縁層などを介すことで、支持体50と配線40とが電気的に絶縁分離されるのであれば、支持体50の構成材料として金属材料などの導電材料を採用することもできる。   In the present embodiment, the high refractive index layers 31, 32, 71 and 72 are not electrically connected to the corresponding electrodes 34 and 74. Therefore, a conductive material such as a metal material can be employed as a constituent material of the support 50 as long as the support 50 and the wiring 40 are electrically insulated and separated through an insulating layer or the like.

(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態を、図10及び図11に基づいて説明する。図10は、第3実施形態に係るファブリペロー干渉計の概略構成を示す断面図であり、第1実施形態に示した図3に対応している。図11は、
第3実施形態に係るファブリペロー干渉計及びその製造方法は、上記した各実施形態に示したファブリペロー干渉計及びその製造方法と共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。なお、上記各実施形態に示した要素と同一の要素には、同一の符号を付与するものとする。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 10 is a sectional view showing a schematic configuration of the Fabry-Perot interferometer according to the third embodiment, and corresponds to FIG. 3 shown in the first embodiment. FIG.
Since the Fabry-Perot interferometer and the manufacturing method thereof according to the third embodiment are in common with the Fabry-Perot interferometer and the manufacturing method shown in each of the above-described embodiments, detailed descriptions of the common parts are omitted below. , Explain the different parts with emphasis. In addition, the same code | symbol shall be provided to the element same as the element shown to said each embodiment.

上記した各実施形態では、例えば配線79を設けた第2ミラー70の高屈折率上層72が、第1高屈折率層76と第2高屈折率層77を有し、ミラー領域P2では、隣り合うエアミラーM2の間において、第1高屈折率層76により構成された凹部内に絶縁部材78及び配線79が配置され、凹部が第2高屈折率層77により封止される例を示した。   In each of the above-described embodiments, for example, the high refractive index upper layer 72 of the second mirror 70 provided with the wiring 79 includes the first high refractive index layer 76 and the second high refractive index layer 77. In the example, the insulating member 78 and the wiring 79 are disposed in the concave portion constituted by the first high refractive index layer 76 between the matching air mirrors M <b> 2, and the concave portion is sealed by the second high refractive index layer 77.

これに対し、本実施形態では、図10に例示するように、ミラー領域P2では、隣り合うエアミラーM2の間において、高屈折率下層71を底面とし、高屈折率上層72を側面とする凹部内に絶縁部材78及び配線79が配置され、凹部が高屈折率上層72により封止されている点を特徴とする。換言すれば、凹部の側面が、高屈折率上層72を構成する一部の膜(層)だけでなく、高屈折率上層72全体によって構成されている点を特徴とする。   On the other hand, in this embodiment, as illustrated in FIG. 10, in the mirror region P2, between the adjacent air mirrors M2, in the concave portion having the high refractive index lower layer 71 as the bottom surface and the high refractive index upper layer 72 as the side surface. Further, the insulating member 78 and the wiring 79 are arranged, and the concave portion is sealed by the high refractive index upper layer 72. In other words, the feature is that the side surface of the recess is formed not only by a part of the film (layer) constituting the high refractive index upper layer 72 but also by the entire high refractive index upper layer 72.

図10に示すファブリペロー干渉計100では、第1実施形態(図3参照)に示した構成とほぼ同じ構成となっており、上記したように、第2ミラー70の一部構成、詳しくは高屈折率上層72の構成、が異なるだけである。   The Fabry-Perot interferometer 100 shown in FIG. 10 has substantially the same configuration as that shown in the first embodiment (see FIG. 3). As described above, a part of the configuration of the second mirror 70, in detail, is high. Only the configuration of the refractive index upper layer 72 is different.

第2ミラー70では、幅方向において、高屈折率下層71と高屈折率上層72との間に、低屈折率層としての空気層73が介在された部位が、実際にミラーとして機能する光学多層膜構造のエアミラーM2となっている。また、隣り合うエアミラーM2間の連結部C2では、高屈折率下層71の上面を底面とし、高屈折率上層72の表面を側面とする凹部が構成されている。   In the second mirror 70, in the width direction, an optical multilayer in which a portion where an air layer 73 as a low refractive index layer is interposed between the high refractive index lower layer 71 and the high refractive index upper layer 72 actually functions as a mirror. The air mirror M2 has a film structure. Further, in the connecting portion C2 between the adjacent air mirrors M2, a concave portion is formed with the upper surface of the high refractive index lower layer 71 as the bottom surface and the surface of the high refractive index upper layer 72 as the side surface.

なお、凹部の側面は、後述するが、絶縁部材78(第1絶縁層78a及び第2絶縁層78b)に、高屈折率下層71まで達するトレンチを設け、該トレンチ内に高屈折率上層72を埋め込んでなる区画壁72cによって構成されている。この区画壁72cは、垂直に近い順テーパ形状、すなわち垂直に近いながらも、幅方向において高屈折率下層71から離れるほど垂直方向の幅が広い形状となっている。   Although the side surface of the recess will be described later, a trench reaching the high refractive index lower layer 71 is provided in the insulating member 78 (the first insulating layer 78a and the second insulating layer 78b), and the high refractive index upper layer 72 is provided in the trench. The partition wall 72c is embedded. The partition wall 72c has a forward taper shape that is nearly vertical, that is, a shape that has a width that increases in the vertical direction as the distance from the high refractive index lower layer 71 increases in the width direction.

このように本実施形態でも、エアミラーM2を構成する高屈折率上層72のうち、空気層73の側面に位置する部分が、第1実施形態に比べると小さいものの傾斜を有している。したがって、応力の集中を抑制することができる。なお、ミラー領域P2の外周端の側面を囲む側壁部72bは、第1実施形態同様の傾斜、すなわち区画壁72cの傾斜よりも高屈折率下層71とのなす角が大きい傾斜を有しており、これにより、ミラー領域P2と周辺領域との境界において、中立軸のズレ量の変化が小さい構造となっている。   Thus, also in this embodiment, the portion located on the side surface of the air layer 73 in the high-refractive-index upper layer 72 constituting the air mirror M2 has a small inclination compared to the first embodiment. Therefore, stress concentration can be suppressed. The side wall portion 72b surrounding the side surface of the outer peripheral end of the mirror region P2 has the same inclination as the first embodiment, that is, the inclination that the angle formed with the high refractive index lower layer 71 is larger than the inclination of the partition wall 72c. Thus, the change in the amount of deviation of the neutral axis is small at the boundary between the mirror region P2 and the peripheral region.

そして、高屈折率上層72が凹部を架橋しており、高屈折率上層72によって封止された凹部内には、シリコン酸化膜などからなる絶縁部材78が満たされ、絶縁部材78内に、金属材料などからなる配線79が埋設されている。   The high refractive index upper layer 72 bridges the recess, and the recess sealed with the high refractive index upper layer 72 is filled with an insulating member 78 made of a silicon oxide film or the like. A wiring 79 made of a material or the like is embedded.

すなわち、連結部C2は、変位方向において、高屈折率下層71、絶縁部材78、配線79、絶縁部材78、高屈折率上層72が順に積層されてなり、空気層が介在されてもいないので、これにより剛性が確保されている。また、絶縁部材78が空気よりも高屈折率であり、配線79を構成する金属材料などが光を吸収するため、ミラー領域P2において、連結部C2はミラーとして殆ど機能しないようになっている。そして、この連結部C2により、エアミラーM2は複数個に分割(細分化)されており、各エアミラーM2は連結部C2によって連結されている。そして、これらエアミラーM2及び連結部C2の形成領域が、エアミラーM2の集合体であるミラー領域P2となっている。   That is, the connecting portion C2 is formed by sequentially laminating the high refractive index lower layer 71, the insulating member 78, the wiring 79, the insulating member 78, and the high refractive index upper layer 72 in the displacement direction, and no air layer is interposed therebetween. Thereby, rigidity is ensured. Further, since the insulating member 78 has a higher refractive index than air and the metal material or the like constituting the wiring 79 absorbs light, the connecting portion C2 hardly functions as a mirror in the mirror region P2. The air mirror M2 is divided into a plurality of parts (divided) by the connecting part C2, and the air mirrors M2 are connected by the connecting part C2. And the formation area of these air mirror M2 and the connection part C2 is the mirror area | region P2 which is an aggregate | assembly of the air mirror M2.

このように構成されるファブリペロー干渉計100は、第1実施形態に示した効果と同じ乃至準ずる効果を奏する。   The Fabry-Perot interferometer 100 configured as described above has the same or similar effects as those shown in the first embodiment.

次に、上記したファブリペロー干渉計100の製造方法の一例について説明する。図11は、ファブリペロー干渉計の製造方法を示す工程別の断面図であり、(a),(b),(c)の順に移行する。なお、第2ミラー70側の高屈折率下層71の形成工程までは、第1実施形態に示した製造方法と同じであるので、その記載を省略する。   Next, an example of a method for manufacturing the Fabry-Perot interferometer 100 will be described. FIG. 11 is a cross-sectional view for each process showing the manufacturing method of the Fabry-Perot interferometer, which proceeds in the order of (a), (b), and (c). In addition, since it is the same as the manufacturing method shown in 1st Embodiment until the formation process of the high refractive index lower layer 71 by the side of the 2nd mirror 70, the description is abbreviate | omitted.

図11(a)に示すように、後に支持体50となる絶縁層50a上に形成された高屈折率下層71の表面全面に、シリコン酸化膜などの、高屈折率層71,72とエッチング選択比の高い材料からなる第1絶縁層78aを堆積形成し、その後、第1絶縁層78aの表面全体に、高濃度にドーピングされたポリシリコンや金属などからなるベタ状の配線層(図示略)を堆積形成する。そして、配線層の表面にレジストなどからなるマスクを形成し、該マスクを介して配線層をエッチングする。これにより、配線79が形成される。   As shown in FIG. 11A, high refractive index layers 71 and 72 such as a silicon oxide film and etching are selectively formed on the entire surface of the high refractive index lower layer 71 formed on the insulating layer 50a to be the support 50 later. A first insulating layer 78a made of a material having a high ratio is deposited and formed, and then a solid wiring layer (not shown) made of polysilicon or metal doped at a high concentration is formed on the entire surface of the first insulating layer 78a. To form a deposit. Then, a mask made of resist or the like is formed on the surface of the wiring layer, and the wiring layer is etched through the mask. Thereby, the wiring 79 is formed.

配線79の形成後、配線79を覆うように、第1絶縁層78a上に、シリコン酸化膜などの、高屈折率層71,72とエッチング選択比の高い材料からなる第2絶縁層78bを堆積形成する。なお、本実施形態では、上記した凹部内において、第1絶縁層78aの厚さが第2絶縁層78bの厚さよりも薄くなるように、それぞれを形成する。以上が、図11(a)に示す工程である。   After the wiring 79 is formed, a second insulating layer 78b made of a material having a high etching selectivity with respect to the high refractive index layers 71 and 72, such as a silicon oxide film, is deposited on the first insulating layer 78a so as to cover the wiring 79. Form. In the present embodiment, each of the first insulating layers 78a is formed so as to be thinner than the second insulating layer 78b in the recesses described above. The above is the process shown in FIG.

次に、第2絶縁層78bの表面に、レジストなどからなるマスクを形成し、該マスクを介して、第1絶縁層78a及び第2絶縁層78bをエッチング。本実施形態では等方性のウェットエッチングを施し、必要に応じて異方性エッチング(異方性ドライエッチング)を施すことで、第1絶縁層78a及び第2絶縁層78bのうち、図11(b)に示すように、ミラー領域P2に位置する部位、及び、周辺領域において配線79に隣接する部位のみを残す。   Next, a mask made of resist or the like is formed on the surface of the second insulating layer 78b, and the first insulating layer 78a and the second insulating layer 78b are etched through the mask. In the present embodiment, isotropic wet etching is performed, and anisotropic etching (anisotropic dry etching) is performed as necessary, so that the first insulating layer 78a and the second insulating layer 78b are formed as shown in FIG. As shown in b), only the part located in the mirror region P2 and the part adjacent to the wiring 79 in the peripheral region are left.

次に、マスクを除去した後、第1絶縁層78a及び第2絶縁層78bを覆うように、高屈折率下層71の表面全体にレジストなどからなるマスクを形成し、該マスクを介して、残された第1絶縁層78a及び第2絶縁層78bのうち、凹部の側面を構成する部位、換言すれば上記した側壁部72bを構成する部位をエッチング(ドライエッチング)する。このエッチングにより、高屈折率下層71に達し、ミラー領域P2における第1絶縁層78a及び第2絶縁層78bを、空気層73に対応する部位81と、配線79を含む絶縁部材78に対応する部位とに区画するトレンチ85を形成する。   Next, after removing the mask, a mask made of resist or the like is formed on the entire surface of the high refractive index lower layer 71 so as to cover the first insulating layer 78a and the second insulating layer 78b, and the remaining is interposed through the mask. Of the first insulating layer 78a and the second insulating layer 78b thus formed, a portion constituting the side surface of the recess, in other words, a portion constituting the side wall portion 72b is etched (dry etching). By this etching, the high refractive index lower layer 71 is reached, and the first insulating layer 78a and the second insulating layer 78b in the mirror region P2 are replaced with a portion 81 corresponding to the air layer 73 and a portion corresponding to the insulating member 78 including the wiring 79. A trench 85 is formed to be divided into two.

このトレンチ85は、後工程で高屈折率上層72を埋め込んで区画壁72cを構成する部位であるため、高屈折率層71に対して遠い側が狭い逆テーパ形状であると、上部で詰まってしまい完全に埋め込むことができない。したがって、上記したように、上側が広い順テーパ形状とすることが好ましい。また、応力集中の観点からも傾斜(テーパ)を有する形状とすることが好ましい。以上が、図11(b)に示す工程である。   Since this trench 85 is a part that embeds the high refractive index upper layer 72 in a later step and constitutes the partition wall 72c, if the side far from the high refractive index layer 71 has a reverse taper shape, the trench 85 is clogged at the top. Cannot be completely embedded. Therefore, as described above, it is preferable to have a forward tapered shape with a wide upper side. Moreover, it is preferable to set it as the shape which has inclination (taper) also from a viewpoint of stress concentration. The above is the process shown in FIG.

次に、マスクを除去し、トレンチ85を埋め込み、且つ、残された第1絶縁層78a及び第2絶縁層78bを覆うように、高屈折率下層71上にポリシリコンなどからなる高屈折率上層72を堆積形成する。これにより、上記した区画壁72cが形成される。また、連結部C2が、周辺領域の大部分よりも厚くなり、剛性の高い構造となるとともに、配線79が、高屈折率層71,72と電気的に絶縁された状態となる。また、凹部内の第1絶縁層78a,配線79、及び第2絶縁層78bが、高屈折率下層71及び高屈折率上層72により封止された構造となるので、これにより、エアギャップAGや、空気層33,73を形成する際のエッチングにより、凹部内の第1絶縁層78a及び第2絶縁層78bがエッチングされるのを防ぐことができる。   Next, the mask is removed, the trench 85 is buried, and the high refractive index upper layer made of polysilicon or the like is formed on the high refractive index lower layer 71 so as to cover the remaining first insulating layer 78a and second insulating layer 78b. 72 is deposited. Thereby, the partition wall 72c described above is formed. In addition, the connecting portion C2 is thicker than most of the peripheral region and has a highly rigid structure, and the wiring 79 is electrically insulated from the high refractive index layers 71 and 72. Further, since the first insulating layer 78a, the wiring 79, and the second insulating layer 78b in the recess are sealed by the high refractive index lower layer 71 and the high refractive index upper layer 72, the air gap AG or the like Etching at the time of forming the air layers 33 and 73 can prevent the first insulating layer 78a and the second insulating layer 78b in the recess from being etched.

次に、高屈折率上層72の表面にレジストなどからなるマスクを形成し、該マスクを介して、エッチング(RIEなどの異方性ドライエッチング)する。これにより、第1絶縁層78a及び第2絶縁層78bのうち空気層73に対応する部位81に高屈折率上層72を貫通する貫通孔80、メンブレンMEMに対応する周辺領域に高屈折率上層72及び高屈折率下層71を貫通する貫通孔75、電極34の形成領域に対応する部位に高屈折率上層72及び高屈折率下層71を貫通する貫通孔82、電極74の形成領域に対応する部位に高屈折率層72を貫通する開口部83、がそれぞれ形成される。以上が、図11(c)に示す工程である。   Next, a mask made of resist or the like is formed on the surface of the high refractive index upper layer 72, and etching (anisotropic dry etching such as RIE) is performed through the mask. Accordingly, the first insulating layer 78a and the second insulating layer 78b have a through hole 80 penetrating the high refractive index upper layer 72 in a portion 81 corresponding to the air layer 73 and a high refractive index upper layer 72 in a peripheral region corresponding to the membrane MEM. And the through-hole 75 which penetrates the high refractive index lower layer 71, the part corresponding to the formation region of the electrode 34, the through-hole 82 which penetrates the high refractive index upper layer 72 and the high refractive index lower layer 71, the part corresponding to the formation region of the electrode 74 Openings 83 penetrating the high refractive index layer 72 are respectively formed. The above is the process shown in FIG.

なお、以下の工程は、第1実施形態に示した工程と同じであるので、その記載を省略する。   In addition, since the following processes are the same as the process shown in 1st Embodiment, the description is abbreviate | omitted.

このように本実施形態に係るファブリペロー干渉計100の製造方法では、トレンチ85を形成して区画することにより、第1絶縁層78a及び第2絶縁層78bから、配線79を高屈折率層71,72と絶縁分離するための絶縁部材78と、空気層73を形成するための犠牲層81を得るようにしている。   As described above, in the manufacturing method of the Fabry-Perot interferometer 100 according to the present embodiment, the trenches 85 are formed and partitioned, so that the wiring 79 is connected to the high refractive index layer 71 from the first insulating layer 78a and the second insulating layer 78b. , 72 and a sacrificial layer 81 for forming an air layer 73 are obtained.

したがって、第1実施形態に示した製造方法に比べて、トレンチ85を形成する工程が増えるものの、犠牲層81を形成する工程を無くし(絶縁部材78を形成する工程と兼用とし)、高屈折率上層72を形成する工程を2工程から1工程に減らすことができる。これにより、製造工程を簡素化することができる。   Therefore, compared with the manufacturing method shown in the first embodiment, the number of steps for forming the trench 85 is increased, but the step for forming the sacrificial layer 81 is eliminated (also used as the step for forming the insulating member 78), and the high refractive index. The step of forming the upper layer 72 can be reduced from two steps to one step. Thereby, a manufacturing process can be simplified.

なお、本実施形態では、第1実施形態同様、第2ミラー70のみに配線79が設けられる例を示した。しかしながら、第2実施形態で示したように、第1ミラー30及び第2ミラー70に配線40,79がそれぞれ設けられる構成においても、両ミラー30,70に上記した特徴部分を適用することができる。   In the present embodiment, as in the first embodiment, an example in which the wiring 79 is provided only on the second mirror 70 is shown. However, as described in the second embodiment, the above-described characteristic portions can be applied to both the mirrors 30 and 70 even in the configuration in which the wirings 40 and 79 are provided in the first mirror 30 and the second mirror 70, respectively. .

また、本実施形態では、エアミラーM2を構成する高屈折率上層72のうち、ミラー領域P2の最外周に位置する側壁部72bの傾斜構造を等方性のドライエッチングにより形成し、区画壁72cを形成するためのトレンチ85を、ドライエッチングにより形成する例を示した。しかしながら、第1絶縁層78a及び第2絶縁層78bをドライエッチングすることで、側壁部72bの傾斜構造とトレンチ85を同時に実現するようにしても良い。   In the present embodiment, of the high refractive index upper layer 72 constituting the air mirror M2, the inclined structure of the side wall portion 72b located at the outermost periphery of the mirror region P2 is formed by isotropic dry etching, and the partition wall 72c is formed. An example in which the trench 85 to be formed is formed by dry etching is shown. However, the first insulating layer 78a and the second insulating layer 78b may be dry-etched to realize the inclined structure of the side wall portion 72b and the trench 85 at the same time.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。   The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

第1実施形態及び第3実施形態では、第2ミラー70のみに配線79が設けられ、第2実施形態では第1ミラー30及び第2ミラー70に配線40,79がそれぞれ設けられる例を示した。しかしながら、第1ミラー30のみに配線40が設けられた構成としても良い。ただし、第2ミラー70はメンブレンMEMを有するので、少なくとも第2ミラー70側に配線79を設けた構成とすると良い。第2ミラー70に配線79を設けることで、連結部C2、ひいてはミラー領域P2全体の剛性を高めることができるので、エアギャップAGの幅について、ばらつきをより小さくすることができる。すなわち、透過波長の半値幅をより小さくすることができる。   In the first embodiment and the third embodiment, the wiring 79 is provided only in the second mirror 70, and in the second embodiment, the wirings 40 and 79 are provided in the first mirror 30 and the second mirror 70, respectively. . However, the wiring 40 may be provided only in the first mirror 30. However, since the second mirror 70 includes the membrane MEM, it is preferable that the wiring 79 is provided at least on the second mirror 70 side. By providing the wiring 79 in the second mirror 70, the rigidity of the connecting portion C2, and thus the entire mirror region P2, can be increased, so that the variation in the width of the air gap AG can be further reduced. That is, the half-value width of the transmission wavelength can be further reduced.

上記各実施形態では、第2ミラー70のみがメンブレンMEMを有する例を示した。しかしながら、基板10に、絶縁膜11が配置される側の一面に開口する空隙が形成され、第1ミラー30が該空隙を架橋する構造とすることで、第1ミラー30がメンブレンを有する構成としても良い。この場合、第1ミラー30のみに配線40が設けられた構成としても良い。この場合、第1ミラー30のみに配線40が設けられた構成としても、第2ミラー70について上記した効果を第1ミラー30にも期待することができる。すなわち、連結部C1、ひいてはミラー領域P1全体の剛性を高めて、エアギャップAGの幅について、ばらつきをより小さくすることができる。すなわち、透過波長の半値幅をより小さくすることができる。   In each of the embodiments described above, an example in which only the second mirror 70 has the membrane MEM has been described. However, a structure in which the first mirror 30 includes a membrane is formed in the substrate 10 by forming a gap that opens on one surface where the insulating film 11 is disposed, and the first mirror 30 bridges the gap. Also good. In this case, the wiring 40 may be provided only on the first mirror 30. In this case, even if the wiring 40 is provided only in the first mirror 30, the effects described above for the second mirror 70 can be expected from the first mirror 30. That is, it is possible to increase the rigidity of the coupling portion C1, and thus the entire mirror region P1, and to further reduce the variation in the width of the air gap AG. That is, the half-value width of the transmission wavelength can be further reduced.

本実施形態では、連結部C1,C2の配置が、平面ハニカム状である例を示した。しかしながら、連結部C1,C2は、エアミラーM1,M2を複数に分割することでエアミラーM1,M2の機械的強度を確保できる配置であれば採用することができる。例えば、連結部C1,C2が一点から放射状に伸びているような構造としても良い。   In the present embodiment, an example in which the connection portions C1 and C2 are arranged in a planar honeycomb shape is shown. However, the connecting portions C1 and C2 can be employed as long as the mechanical strength of the air mirrors M1 and M2 can be ensured by dividing the air mirrors M1 and M2 into a plurality of parts. For example, it is good also as a structure where the connection parts C1 and C2 are radially extended from one point.

本実施形態では、エアギャップAGを形成するために、第2ミラー70の周辺領域におけるメンブレンMEMに形成した貫通孔75を通じて、絶縁層50aをエッチングする例を示した。しかしながら、空気層73を形成するための貫通孔80を、高屈折率下層71を貫通し、絶縁層50aまで達する貫通孔とすることで、貫通孔75を設けずとも、貫通孔80を通じて、エアギャップAGを形成するようにしても良い。   In the present embodiment, an example in which the insulating layer 50a is etched through the through hole 75 formed in the membrane MEM in the peripheral region of the second mirror 70 in order to form the air gap AG is shown. However, the through-hole 80 for forming the air layer 73 is a through-hole that penetrates the high refractive index lower layer 71 and reaches the insulating layer 50a, so that the air can be passed through the through-hole 80 without providing the through-hole 75. A gap AG may be formed.

10・・・基板
30・・・第1ミラー
31,71・・・高屈折率下層
32,72・・・高屈折率上層
33,73・・・空気層
34,74・・・電極
39,78・・・絶縁部材
40,79・・・配線
50・・・支持体
70・・・第2ミラー
37,76・・・第1高屈折率層
38,77・・・第2高屈折率層
100・・・ファブリペロー干渉計
MEM・・・メンブレン
P1,P2・・・ミラー領域
M1,M2・・・エアミラー
C1,C2・・・連結部
AG・・・エアギャップ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Substrate 30 ... 1st mirror 31, 71 ... High refractive index lower layer 32, 72 ... High refractive index upper layer 33, 73 ... Air layer 34, 74 ... Electrode 39, 78 ... insulating members 40, 79 ... wiring 50 ... support 70 ... second mirrors 37, 76 ... first high refractive index layers 38, 77 ... second high refractive index layer 100 ... Fabry-Perot interferometer MEM ... Membrane P1, P2 ... Mirror region M1, M2 ... Air mirror C1, C2 ... Connection part AG ... Air gap

Claims (11)

基板と、
前記基板に配置された第1ミラーと、
支持体を介して前記第1ミラー上に配置され、前記支持体間の空隙を架橋する部位がメンブレンとされて前記第1ミラーと相対する第2ミラーと、を備え、
前記第1ミラー側の電極と前記第2ミラー側の電極の間に印加する電圧に基づいて前記第1ミラーと前記第2ミラーとの間に生じる静電気力により、前記空隙の幅が変化するように構成されたファブリペロー干渉計であって、
前記第1ミラーは、空気よりも屈折率の高い高屈折率層としての、前記基板上に配置された高屈折率下層と、該高屈折率下層上に配置された高屈折率上層とにより構成され、前記空隙の幅方向において、前記高屈折率下層と前記高屈折率上層との間に空気層が介在された光学多層膜構造のエアミラーと、前記エアミラーを複数個に分割するとともに各エアミラーを連結する連結部とを含むミラー領域、及び、前記幅方向に垂直な少なくとも一方向において、前記ミラー領域を間に挟む周辺領域を有しており、
前記第2ミラーは、空気よりも屈折率の高い高屈折率層としての、前記空隙を架橋して前記支持体上に配置された高屈折率下層と、該高屈折率下層上に配置された高屈折率上層とにより構成され、前記幅方向において、前記高屈折率下層と前記高屈折率上層との間に空気層が介在された光学多層膜構造のエアミラーと、前記エアミラーを複数個に分割するとともに各エアミラーを連結する連結部とを含み、前記第1ミラー側のミラー領域と対向するミラー領域、及び、前記幅方向に垂直な少なくとも前記一方向において、前記ミラー領域を間に挟む周辺領域を有し、
前記メンブレンは、前記周辺領域の一部と前記ミラー領域とにより構成されており、
前記第1ミラー及び前記第2ミラーの少なくとも一方には、対応する前記高屈折率下層及び前記高屈折率上層と電気的に絶縁分離されてなる配線が設けられ、
対応する前記電極は前記高屈折率下層及び前記高屈折率上層と電気的に接続されずに前記配線と電気的に接続されており、
前記配線は、対応する前記ミラー領域において、前記エアミラーには配置されず、前記連結部に配置されていることを特徴とするファブリペロー干渉計。
A substrate,
A first mirror disposed on the substrate;
A second mirror disposed on the first mirror via a support, and a portion where the gap between the supports is bridged as a membrane and facing the first mirror;
The width of the gap is changed by an electrostatic force generated between the first mirror and the second mirror based on a voltage applied between the electrode on the first mirror side and the electrode on the second mirror side. A Fabry-Perot interferometer configured in
The first mirror includes a high refractive index lower layer disposed on the substrate as a high refractive index layer having a higher refractive index than air, and a high refractive index upper layer disposed on the high refractive index lower layer. An air mirror having an optical multilayer structure in which an air layer is interposed between the high refractive index lower layer and the high refractive index upper layer in the width direction of the gap, and the air mirror is divided into a plurality of air mirrors. A mirror region including a connecting portion to be connected, and a peripheral region sandwiching the mirror region in at least one direction perpendicular to the width direction,
The second mirror is a high refractive index layer having a refractive index higher than that of air, and is disposed on the high refractive index lower layer and the high refractive index lower layer disposed on the support by bridging the gap. An air mirror having an optical multilayer structure in which an air layer is interposed between the high refractive index lower layer and the high refractive index upper layer in the width direction, and the air mirror is divided into a plurality of parts. And a connecting region for connecting the air mirrors, a mirror region facing the mirror region on the first mirror side, and a peripheral region sandwiching the mirror region in at least one direction perpendicular to the width direction Have
The membrane is constituted by a part of the peripheral region and the mirror region,
At least one of the first mirror and the second mirror is provided with a wiring electrically insulated and separated from the corresponding high refractive index lower layer and the high refractive index upper layer,
The corresponding electrode is electrically connected to the wiring without being electrically connected to the high refractive index lower layer and the high refractive index upper layer,
The Fabry-Perot interferometer, wherein the wiring is not disposed on the air mirror in the corresponding mirror region, but is disposed on the connecting portion.
前記配線が、前記第2ミラーに設けられていることを特徴とする請求項1に記載のファブリペロー干渉計。   The Fabry-Perot interferometer according to claim 1, wherein the wiring is provided on the second mirror. 前記第1ミラー及び前記第2ミラーのうち、前記配線が設けられたミラーの高屈折率上層が、前記高屈折率下層上に配置された第1高屈折率層と、該第1高屈折率層上に配置された第2高屈折率層とにより構成され、
前記配線が設けられたミラーのエアミラーでは、前記第1高屈折率層及び前記第2高屈折率層からなる前記高屈折率上層と前記高屈折率下層との間に前記空気層が介在され、
前記配線が設けられたミラーの連結部では、前記第1高屈折率層が前記高屈折率下層と接触して隣り合う前記エアミラー間に前記第1高屈折率層の表面を壁面とする凹部が構成されるとともに、前記第2高屈折率層が前記凹部を架橋しており、
前記第2高屈折率層によって封止された前記凹部内には絶縁部材が満たされ、前記絶縁部材内に前記配線が埋設されており、
前記第1ミラー及び前記第2ミラーのエアミラーには、前記高屈折率上層の一部を貫通する貫通孔がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のファブリペロー干渉計。
Of the first mirror and the second mirror, a high refractive index upper layer of the mirror provided with the wiring is a first high refractive index layer disposed on the high refractive index lower layer, and the first high refractive index. A second high refractive index layer disposed on the layer,
In the air mirror of the mirror provided with the wiring, the air layer is interposed between the high refractive index upper layer and the high refractive index lower layer composed of the first high refractive index layer and the second high refractive index layer,
In the connecting portion of the mirror provided with the wiring, there is a recess having the wall surface of the surface of the first high refractive index layer between the adjacent air mirrors in contact with the first high refractive index layer. And the second high refractive index layer crosslinks the recess,
The concave portion sealed by the second high refractive index layer is filled with an insulating member, and the wiring is embedded in the insulating member,
3. The Fabry-Perot according to claim 1, wherein each of the air mirrors of the first mirror and the second mirror is provided with a through-hole penetrating a part of the high refractive index upper layer. Interferometer.
前記第1ミラー及び前記第2ミラーのうち、前記配線が設けられたミラーのエアミラーでは、前記高屈折率上層と前記高屈折率下層との間に前記空気層が介在され、
前記配線が設けられたミラーの前記連結部では、隣り合う前記エアミラー間に前記高屈折率下層を底面とし、前記高屈折率上層の表面を側面とする凹部が構成されるとともに、前記高屈折率上層が前記凹部を架橋しており、
前記高屈折率上層によって封止された前記凹部内には絶縁部材が満たされ、前記絶縁部材内に前記配線が埋設されており、
前記第1ミラー及び前記第2ミラーのエアミラーには、前記高屈折率上層の一部を貫通する貫通孔がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のファブリペロー干渉計。
Among the first mirror and the second mirror, in the mirror air mirror provided with the wiring, the air layer is interposed between the high refractive index upper layer and the high refractive index lower layer,
In the connecting portion of the mirror provided with the wiring, a recess having a bottom surface of the high refractive index lower layer and a side surface of the upper surface of the high refractive index upper layer is formed between the adjacent air mirrors, and the high refractive index. The upper layer bridges the recess,
An insulating member is filled in the concave portion sealed by the high refractive index upper layer, and the wiring is embedded in the insulating member,
3. The Fabry-Perot according to claim 1, wherein each of the air mirrors of the first mirror and the second mirror is provided with a through-hole penetrating a part of the high refractive index upper layer. Interferometer.
前記凹部内において、前記配線は、前記幅方向における前記凹部の中線よりも相手側のミラーに近い位置に配置されていることを特徴とする請求項3又は請求項4に記載のファブリペロー干渉計。   5. The Fabry-Perot interference according to claim 3, wherein in the recess, the wiring is disposed at a position closer to a mirror on the other side than a middle line of the recess in the width direction. Total. 前記第1ミラーと前記第2ミラーとで、それぞれの前記ミラー領域におけるエアミラーと連結部のレイアウトが一致していることを特徴とする請求項5に記載のファブリペロー干渉計。   6. The Fabry-Perot interferometer according to claim 5, wherein the first mirror and the second mirror have the same layout of air mirrors and connecting portions in the respective mirror regions. 前記エアミラーを構成する高屈折率上層のうち、前記空気層の側面に位置する部分が、前記空気層における前記幅方向に垂直な方向の幅が前記幅方向において前記高屈折率下層に近づくほど広くなる態様の傾斜を有していることを特徴とする請求項3〜6いずれか1項に記載のファブリペロー干渉計。   Of the high refractive index upper layer constituting the air mirror, the portion located on the side surface of the air layer is wider as the width of the air layer in the direction perpendicular to the width direction approaches the high refractive index lower layer in the width direction. The Fabry-Perot interferometer according to any one of claims 3 to 6, characterized by having a slope of 前記ミラー領域において、前記連結部により分割された各エアミラーは、前記幅方向に垂直な平面の形状が六角形とされ、前記連結部はハニカム状となっていることを特徴とする請求項1〜7に記載のファブリペロー干渉計。   Each of the air mirrors divided by the connecting portion in the mirror region has a hexagonal shape in a plane perpendicular to the width direction, and the connecting portion has a honeycomb shape. 8. A Fabry-Perot interferometer according to item 7. 請求項3に記載のファブリペロー干渉計を製造する方法であって、
前記第1ミラーでは前記基板の一面上、若しくは、前記第2ミラーでは前記空隙を構成する部分が除去される前の前記支持体の一面上に、前記高屈折率下層を積層する工程と、
前記高屈折率下層の表面に、犠牲層を前記エアミラーの空気層に対応して選択的に形成する工程と、
前記高屈折率下層及び前記犠牲層を覆うように、前記第1高屈折率層を積層する工程と、
前記第1高屈折率層の表面に、第1絶縁層を積層する工程と、
前記第1絶縁層の表面に、前記配線を選択的に形成する工程と、
前記第1絶縁層及び前記配線を覆うように、第2絶縁層を積層する工程と、
前記配線に隣接する部位、及び、前記凹部内に位置する部位のみを残して、前記第1絶縁層及び前記第2絶縁層を除去する工程と、
前記除去工程後、前記第2高屈折率層を積層する工程と、
前記第1高屈折率層と前記第2高屈折率層からなり、前記エアミラーの形成部位における前記高屈折率上層に設けた前記貫通孔を介して前記犠牲層を除去し、前記空気層とする工程と、を備えることを特徴とするファブリペロー干渉計の製造方法。
A method of manufacturing the Fabry-Perot interferometer according to claim 3, comprising:
Laminating the high refractive index lower layer on one surface of the substrate in the first mirror, or on one surface of the support before the portion constituting the gap is removed in the second mirror;
Selectively forming a sacrificial layer on the surface of the high refractive index lower layer corresponding to the air layer of the air mirror;
Laminating the first high refractive index layer so as to cover the high refractive index lower layer and the sacrificial layer;
Laminating a first insulating layer on the surface of the first high refractive index layer;
Selectively forming the wiring on the surface of the first insulating layer;
Laminating a second insulating layer so as to cover the first insulating layer and the wiring;
Removing the first insulating layer and the second insulating layer, leaving only the portion adjacent to the wiring and the portion located in the recess;
After the removing step, laminating the second high refractive index layer;
The sacrificial layer is removed through the through-hole provided in the upper layer of the high refractive index at the site where the air mirror is formed, and is formed of the first high refractive index layer and the second high refractive index layer to form the air layer. And a Fabry-Perot interferometer manufacturing method.
請求項4に記載のファブリペロー干渉計を製造する方法であって、
前記第1ミラーでは前記基板の一面上、若しくは、前記第2ミラーでは前記空隙を構成する部分が除去される前の前記支持体の一面上に、前記高屈折率下層を積層する工程と、
前記高屈折率下層の表面に、第1絶縁層を積層する工程と、
前記第1絶縁層の表面に、前記配線を選択的に形成する工程と、
前記第1絶縁層及び前記配線を覆うように、第2絶縁層を積層する工程と、
前記配線に隣接する部位、及び、前記ミラー領域に位置する部位のみを残して、前記第1絶縁層及び前記第2絶縁層を除去する工程と、
残された前記第1絶縁層及び前記第2絶縁層のうち、前記ミラー領域に位置する部位において前記凹部の側面を構成する部位に、前記高屈折率下層に達するトレンチを形成し、前記第1絶縁層及び前記第2絶縁層を、前記空気層に対応する部位と、前記配線を含む前記絶縁部材に対応する部位とに区画する工程と、
前記トレンチを埋め込み、且つ、残された前記第1絶縁層及び前記第2絶縁層を覆うように、前記高屈折率下層上に前記高屈折率上層を積層する工程と、
前記エアミラーの形成部位における前記高屈折率上層に設けた前記貫通孔を介して、前記空気層に対応する部位の前記第1絶縁層及び前記第2絶縁層を除去し、前記空気層とする工程と、を備えることを特徴とするファブリペロー干渉計の製造方法。
A method of manufacturing the Fabry-Perot interferometer according to claim 4, comprising:
Laminating the high refractive index lower layer on one surface of the substrate in the first mirror, or on one surface of the support before the portion constituting the gap is removed in the second mirror;
Laminating a first insulating layer on the surface of the high refractive index lower layer;
Selectively forming the wiring on the surface of the first insulating layer;
Laminating a second insulating layer so as to cover the first insulating layer and the wiring;
Removing the first insulating layer and the second insulating layer, leaving only the portion adjacent to the wiring and the portion located in the mirror region;
Of the remaining first insulating layer and the second insulating layer, a trench reaching the lower layer of the high refractive index is formed in a portion constituting a side surface of the recess in a portion located in the mirror region, Partitioning the insulating layer and the second insulating layer into a portion corresponding to the air layer and a portion corresponding to the insulating member including the wiring;
Laminating the high refractive index upper layer on the high refractive index lower layer so as to fill the trench and cover the remaining first insulating layer and second insulating layer;
Removing the first insulating layer and the second insulating layer in a portion corresponding to the air layer through the through-hole provided in the high refractive index upper layer in the air mirror forming portion to form the air layer; And a manufacturing method of a Fabry-Perot interferometer.
前記空気層を形成する工程では、前記支持体における前記空隙を構成する部分も除去することを特徴とする請求項9又は請求項10に記載のファブリペロー干渉計の製造方法。   11. The method for manufacturing a Fabry-Perot interferometer according to claim 9, wherein, in the step of forming the air layer, a portion of the support that constitutes the gap is also removed.
JP2009002024A 2009-01-07 2009-01-07 Fabry-Perot interferometer and manufacturing method thereof Expired - Fee Related JP5157920B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009002024A JP5157920B2 (en) 2009-01-07 2009-01-07 Fabry-Perot interferometer and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009002024A JP5157920B2 (en) 2009-01-07 2009-01-07 Fabry-Perot interferometer and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010160033A JP2010160033A (en) 2010-07-22
JP5157920B2 true JP5157920B2 (en) 2013-03-06

Family

ID=42577303

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009002024A Expired - Fee Related JP5157920B2 (en) 2009-01-07 2009-01-07 Fabry-Perot interferometer and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5157920B2 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5177209B2 (en) * 2010-11-24 2013-04-03 株式会社デンソー Fabry-Perot interferometer
FI125897B (en) * 2011-06-06 2016-03-31 Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Oy Micromechanically adjustable Fabry-Perot interferometer and method for its manufacture
JP6187376B2 (en) * 2014-04-17 2017-08-30 株式会社デンソー Fabry-Perot interferometer
JP6292055B2 (en) * 2014-06-26 2018-03-14 株式会社デンソー Manufacturing method of Fabry-Perot interferometer
JP7131901B2 (en) 2017-11-24 2022-09-06 浜松ホトニクス株式会社 Transportation method
DE102018220272A1 (en) * 2018-11-26 2020-05-28 Robert Bosch Gmbh Interferometer device and method for producing an interferometer device

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4784495B2 (en) * 2006-11-28 2011-10-05 株式会社デンソー Optical multilayer mirror and Fabry-Perot interferometer having the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010160033A (en) 2010-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5157920B2 (en) Fabry-Perot interferometer and manufacturing method thereof
JP5177209B2 (en) Fabry-Perot interferometer
KR100934176B1 (en) Optical multilayer mirrors and Fabry-Perot interferometers comprising the same
JP5516358B2 (en) Manufacturing method of Fabry-Perot interferometer
TWI738839B (en) Fabry-Peru Interference Filter
JP5545199B2 (en) Fabry-Perot interferometer
US11806750B2 (en) MEMS device
JP6046443B2 (en) Manufacturing method of micromirror device
TWI731134B (en) Fabry-Peru Interference Filter
KR102008189B1 (en) Strengthened micro-electromechanical system devices and methods of making thereof
JP5067209B2 (en) Fabry-Perot interferometer
WO2010122950A1 (en) Piezoelectric actuator and method for manufacturing same
JP5170025B2 (en) Fabry-Perot interferometer
JP5573623B2 (en) Wavelength selection filter
JP6292055B2 (en) Manufacturing method of Fabry-Perot interferometer
JP2015004886A (en) Fabry-perot filter, fabry-perot interferometer with the same, and method of manufacturing fabry-perot filter
US11011548B2 (en) Electronic device and method of manufacturing the same
KR20090099445A (en) Element wafer and method for manufacturing the same
JP2014086467A (en) Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device
CN113412579A (en) Piezoelectric device
US7348535B2 (en) Metal line structure of optical scanner and method of fabricating the same
JP5577983B2 (en) Manufacturing method of Fabry-Perot interferometer
CN116436437B (en) Semiconductor device and method for manufacturing the same
JP5541772B2 (en) Electrode structure
JP2014018871A (en) Process monitor element, and method for manufacturing mems element

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110217

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120621

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20121113

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20121126

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151221

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees