JPH02173360A - マイクロメカニズム - Google Patents
マイクロメカニズムInfo
- Publication number
- JPH02173360A JPH02173360A JP32824288A JP32824288A JPH02173360A JP H02173360 A JPH02173360 A JP H02173360A JP 32824288 A JP32824288 A JP 32824288A JP 32824288 A JP32824288 A JP 32824288A JP H02173360 A JPH02173360 A JP H02173360A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- micro
- semiconductor laser
- micromechanism
- processing member
- laser light
- 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.)
- Granted
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 16
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 15
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 9
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 5
- 230000008021 deposition Effects 0.000 abstract description 4
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 9
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 7
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 230000007261 regionalization Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Micromachines (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、半導体プロセス技術であるリソグラフィによ
るパターン形成、エツチングによる材料除去、不純物ド
ープ、薄膜形成などの材料付加などをもちいて実現され
る微小な機械であるマイクロメカニズムに関するもので
ある。
るパターン形成、エツチングによる材料除去、不純物ド
ープ、薄膜形成などの材料付加などをもちいて実現され
る微小な機械であるマイクロメカニズムに関するもので
ある。
マイクロメカニズムは、例えば光情報機器分野における
微小光学系、バイオテクノロジーにおける微小部分の操
作、インテリジェント化された自動車、エレクトロニク
ス産業分野、微量試料をあつかう分析機器分野など、あ
らゆる産業に適用できるものである。
微小光学系、バイオテクノロジーにおける微小部分の操
作、インテリジェント化された自動車、エレクトロニク
ス産業分野、微量試料をあつかう分析機器分野など、あ
らゆる産業に適用できるものである。
従来の技術
近年、マイクロメカニズムに関する研究活動、紹介記事
が盛んである。−例をあげると「精密工学学会誌ＶＯＬ
、５４．Ｎｏ、９ １９８８．９Ｊがある。この学会誌
のＰ１６３０〜１６３４に掲載されていた従来のマイク
ロメカニズムの一例の概略構成図を第２図にしめす。
が盛んである。−例をあげると「精密工学学会誌ＶＯＬ
、５４．Ｎｏ、９ １９８８．９Ｊがある。この学会誌
のＰ１６３０〜１６３４に掲載されていた従来のマイク
ロメカニズムの一例の概略構成図を第２図にしめす。
第２図において、１は酸化シリコン、２は金薄膜、３は
シリコン基板である。以下、図面を参照しながら従来の
マイクロメカニズムの動作について説明する。
シリコン基板である。以下、図面を参照しながら従来の
マイクロメカニズムの動作について説明する。
第２図は一般に言う微小な片持ちはりであって、図面内
Ｘ方向に、たわみ、振動を発生ずることができる。した
がって、多方面に利用することのできるマイクｌ」メカ
ニズムである。
Ｘ方向に、たわみ、振動を発生ずることができる。した
がって、多方面に利用することのできるマイクｌ」メカ
ニズムである。
厚さ１．５μｍの酸化シリコン１は、単独では真直に伸
張するが、第２図の場合、金薄膜２を蒸着したことによ
って残留応力で、蒸着側に大きく反り返っている。
張するが、第２図の場合、金薄膜２を蒸着したことによ
って残留応力で、蒸着側に大きく反り返っている。
さて、この微小片持ちはりの駆動方式であるが、一般に
は静電力を与える静電型、圧電素子を利用した圧電型が
用いられる。
は静電力を与える静電型、圧電素子を利用した圧電型が
用いられる。
発明が解決しようとする課題
しかしながら、上述した従来のマイクロメカニズムでは
、マイクロメカニズムのうち、少なくとも一部が機械的
変位を発生ずることのできる微小加工部材の超精密加工
は実現できても、その微小加工部材の駆動方式に問題が
あった。
、マイクロメカニズムのうち、少なくとも一部が機械的
変位を発生ずることのできる微小加工部材の超精密加工
は実現できても、その微小加工部材の駆動方式に問題が
あった。
静電力を与える静電型の場合、駆動電圧として大電圧（
〜１００Ｖ）が必要であるという欠点を有していた。−
例をあげると、膜厚１１μｍ辺１５ｍｍの薄膜の場合、
４０Ｖの電圧で約１５μｍのたわみ量しか得られないと
いう報告がある。
〜１００Ｖ）が必要であるという欠点を有していた。−
例をあげると、膜厚１１μｍ辺１５ｍｍの薄膜の場合、
４０Ｖの電圧で約１５μｍのたわみ量しか得られないと
いう報告がある。
また、圧電素子を利用した圧電型の場合、縦効果型では
歪み量が全長の０．１％と小さいため問題である。バイ
モルフ型では、低電圧（〜５ｙ）で比較的大きなたわみ
量が得られるが、２枚の異なる材料からなる圧電素子で
構成されるため、材料の選定を必要とすることが問題と
なる。
歪み量が全長の０．１％と小さいため問題である。バイ
モルフ型では、低電圧（〜５ｙ）で比較的大きなたわみ
量が得られるが、２枚の異なる材料からなる圧電素子で
構成されるため、材料の選定を必要とすることが問題と
なる。
本発明は、少なくとも一部が機械的変位を発生すること
のできる微小加工部材を駆動するのに、駆動電圧として
大電圧を必要とせず、たわみ量が比較的大きく、材料の
選定、組合せを必要としないマイクロメカニズムを提供
するものである。
のできる微小加工部材を駆動するのに、駆動電圧として
大電圧を必要とせず、たわみ量が比較的大きく、材料の
選定、組合せを必要としないマイクロメカニズムを提供
するものである。
課題を解決するだめの手段
この目的を達成するために本発明の一フィクロメカニズ
ムは、シリコンを一例とする材料からなる基板ど、この
基板上に配置された半導体レーザ発光デツプと、半導体
レーザ発光チップから出射される発散光の略全光量が入
射する位置に配置され、基板と一体もしくは独立に構成
される微小厚めでかつ少なくとも一部が機械的変位を発
生することのできる微小加工部材とを用いて形成された
ことを特徴としている。
ムは、シリコンを一例とする材料からなる基板ど、この
基板上に配置された半導体レーザ発光デツプと、半導体
レーザ発光チップから出射される発散光の略全光量が入
射する位置に配置され、基板と一体もしくは独立に構成
される微小厚めでかつ少なくとも一部が機械的変位を発
生することのできる微小加工部材とを用いて形成された
ことを特徴としている。
作用
この構成によって、少なくとも一部が機械的変位を発生
ずることのできる微小加工部材を駆動するのに、駆動電
圧として大電圧を必要とせず、たわみ量が比較的大きく
、材料の選定１組合せを必要としないマイクロメカニズ
ムを実現できる。
ずることのできる微小加工部材を駆動するのに、駆動電
圧として大電圧を必要とせず、たわみ量が比較的大きく
、材料の選定１組合せを必要としないマイクロメカニズ
ムを実現できる。
実施例
以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。第１図は本発明の一実施例におけるマイクロメ
カニズムの一実施例の概略構成図である。
明する。第１図は本発明の一実施例におけるマイクロメ
カニズムの一実施例の概略構成図である。
第１回において、１は酸化シリコン、２は金薄膜、３は
シリコン基板である。
シリコン基板である。
以上の構成要素は、第２図に示した従来例とまったく同
一である。４は半導体レーザ発光チップである。以下、
図面を参照しながら本実施例のマイクロメカニズムの動
作について説明する。
一である。４は半導体レーザ発光チップである。以下、
図面を参照しながら本実施例のマイクロメカニズムの動
作について説明する。
第１図は一般に言う２種類の異なる材料を接合して形成
される微小な片持ちはりであって、図面内Ｘ方向に、た
わみ、振動を発生ずることができる。したがって、多方
面に利用することのできるマイクロメカニズムである。
される微小な片持ちはりであって、図面内Ｘ方向に、た
わみ、振動を発生ずることができる。したがって、多方
面に利用することのできるマイクロメカニズムである。
半導体レーザ発光チップ４からは発散光が出射される。
この発散光の略全光量が入射する位置に配置され酸化シ
リコン１のはりの部分を配置しておく。（本実施例の場
合、金薄膜２に発散光が入射するが）、酸化シリコン１
と、金薄膜２とでば熱膨張係数が異なる。したがって、
半導体レーザ発光チップ４から出射される発散光の熱エ
ネルギーが、酸化シリコン１のはりの部分に与えられ、
この部分の温度が上昇すると、酸化シリコンと金薄膜と
いう２種類の異なる材料を接合して形成される微小な片
持ちはり全体は、図面内Ｘ方向に、たわみ、振動を発生
することができる。ここで、微小な片持ちはりは、３種
類以上複数の異なる材料で構成されてもよいことは言う
までもない。
リコン１のはりの部分を配置しておく。（本実施例の場
合、金薄膜２に発散光が入射するが）、酸化シリコン１
と、金薄膜２とでば熱膨張係数が異なる。したがって、
半導体レーザ発光チップ４から出射される発散光の熱エ
ネルギーが、酸化シリコン１のはりの部分に与えられ、
この部分の温度が上昇すると、酸化シリコンと金薄膜と
いう２種類の異なる材料を接合して形成される微小な片
持ちはり全体は、図面内Ｘ方向に、たわみ、振動を発生
することができる。ここで、微小な片持ちはりは、３種
類以上複数の異なる材料で構成されてもよいことは言う
までもない。
なお、本実施例では半導体レーザ発光チンプ４を個別の
構成要素としたが、半導体レーザ発光チップをシリコン
基板３と一体で形成されたモノリシンク構造のマイクロ
メカニズムであってもよい。
構成要素としたが、半導体レーザ発光チップをシリコン
基板３と一体で形成されたモノリシンク構造のマイクロ
メカニズムであってもよい。
この場合、マイクロメカニズムの用いられる環境変化に
対して、より安定した特性が得られるという効果がある
。
対して、より安定した特性が得られるという効果がある
。
さらに、本実施例では、微小加工部材として２種類の異
なる材料を接合して形成される微小な片持ちはりを例示
したが、微小加工部材は、基板と一体もしくは独立に構
成される微小厚みでかつ少なくとも一部が機械的変位を
発生することのできる微小加工部材であれば、片持ちは
りでなくとも、歯車、ダイヤフラム、弁、薄板などのい
かなる機械であってもよい。
なる材料を接合して形成される微小な片持ちはりを例示
したが、微小加工部材は、基板と一体もしくは独立に構
成される微小厚みでかつ少なくとも一部が機械的変位を
発生することのできる微小加工部材であれば、片持ちは
りでなくとも、歯車、ダイヤフラム、弁、薄板などのい
かなる機械であってもよい。
発明の効果
本発明は、シリコンを一例とする材料からなる基板と、
この基板上に配置された半導体レーザ発光チップと、半
導体レーザ発光チップから出射される発散光の略全光量
が入射する位置に配置され、基板と一体もしくは独立に
構成される微小厚めでかつ少なくとも一部が機械的変位
を発生することのできる微小加工部材とを用いて構成さ
れている。
この基板上に配置された半導体レーザ発光チップと、半
導体レーザ発光チップから出射される発散光の略全光量
が入射する位置に配置され、基板と一体もしくは独立に
構成される微小厚めでかつ少なくとも一部が機械的変位
を発生することのできる微小加工部材とを用いて構成さ
れている。
この構成によって、少なくとも一部が機械的変位を発生
することのできる微小加工部材を駆動するのに、駆動電
圧として大電圧を必要とせず、たわみ量が比較的大きく
、材料の選定、組合せを必要としないマイクロメカニズ
ムを実現できるものである。
することのできる微小加工部材を駆動するのに、駆動電
圧として大電圧を必要とせず、たわみ量が比較的大きく
、材料の選定、組合せを必要としないマイクロメカニズ
ムを実現できるものである。
カニズムの概略構成図である。
１・・・・・・酸化シリコン、２・・・・・・金薄膜、
３・・・・・・シリコン基板、４・・・・・・半導体レ
ーザ発光チップ。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか１名派
３・・・・・・シリコン基板、４・・・・・・半導体レ
ーザ発光チップ。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか１名派
Claims (3)
- （１）シリコンを一例とする材料からなる基板と、前記
基板上に配置された半導体レーザ発光チップと、前記半
導体レーザ発光チップから出射される発散光の略全光量
が入射する位置に配置され、前記基板と一体もしくは独
立に構成される微小厚みでかつ少なくとも一部が機械的
変位を発生することのできる微小加工部材とからなるマ
イクロメカニズム。 - （２）微小加工部材は、異なる熱膨張係数をもつ２種類
以上複数の材料を接合して形成される微小な片持ちはり
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のマ
イクロメカニズム。 - （３）半導体レーザ発光チップが、シリコンを一例とす
る材料からなる基板と一体で形成されたモノリシック構
造であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
マイクロメカニズム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32824288A JPH0689740B2 (ja) | 1988-12-26 | 1988-12-26 | マイクロメカニズム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32824288A JPH0689740B2 (ja) | 1988-12-26 | 1988-12-26 | マイクロメカニズム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02173360A true JPH02173360A (ja) | 1990-07-04 |
| JPH0689740B2 JPH0689740B2 (ja) | 1994-11-14 |
Family
ID=18208030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32824288A Expired - Lifetime JPH0689740B2 (ja) | 1988-12-26 | 1988-12-26 | マイクロメカニズム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0689740B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008026652A1 (fr) * | 2006-08-31 | 2008-03-06 | Tokyo Denki University | Dispositif de micromouvement et son procédé de production |
-
1988
- 1988-12-26 JP JP32824288A patent/JPH0689740B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008026652A1 (fr) * | 2006-08-31 | 2008-03-06 | Tokyo Denki University | Dispositif de micromouvement et son procédé de production |
| JP2008057470A (ja) * | 2006-08-31 | 2008-03-13 | Tokyo Denki Univ | 微小移動体装置およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0689740B2 (ja) | 1994-11-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Schenk et al. | Large deflection micromechanical scanning mirrors for linear scans and pattern generation | |
| Fleming et al. | Design, modeling and control of nanopositioning systems | |
| Rai-Choudhury | MEMS and MOEMS Technology and Applications | |
| Tabib-Azar | Microactuators: electrical, magnetic, thermal, optical, mechanical, chemical & smart structures | |
| US5969848A (en) | Micromachined electrostatic vertical actuator | |
| EP1672654B1 (en) | Microelectromechanical System Actuator | |
| Maroufi et al. | MEMS for nanopositioning: Design and applications | |
| WO2008054476A2 (en) | Electrostatic nanolithography probe actuation device and method | |
| US20020017834A1 (en) | Acoustically actuated mems devices | |
| US20030038558A1 (en) | Micro-actuator and method of manufacturing the actuator | |
| Zeggari et al. | Design and fabrication of a new two-dimensional pneumatic micro-conveyor | |
| WO2008010775A1 (en) | Electrostatic microactuator | |
| JP2000317899A (ja) | 構成部材を操作する方法、この方法を実施するマイクロ工具及びマイクロ工具又はマイクロ工具部分を製造する方法 | |
| Jaecklin et al. | Comb actuators for xy-microstages | |
| US6998689B2 (en) | Fluid delivery for scanning probe microscopy | |
| Benouhiba et al. | Development and characterization of thinned PZT bulk technology based actuators devoted to a 6-DOF micropositioning platform | |
| Bergander et al. | Development of miniature manipulators for applications in biology and nanotechnologies | |
| Breguet et al. | Piezoactuators for motion control from centimeter to nanometer | |
| Sabri et al. | Fabrication and characterization of microstacked PZT actuator for MEMS applications | |
| JPH02173360A (ja) | マイクロメカニズム | |
| US6278223B1 (en) | Differential type piezoelectric actuator | |
| Ando et al. | Design, fabrication and testing of new comb actuators realizing three-dimensional continuous motions | |
| US5818623A (en) | Scanning micro-elements for optical systems | |
| JPH04296604A (ja) | 走査型トンネル顕微鏡及びその製造方法 | |
| JP3809624B2 (ja) | レバー変位拡大機構 |