JPH0689740B2 - マイクロメカニズム - Google Patents
マイクロメカニズムInfo
- Publication number
- JPH0689740B2 JPH0689740B2 JP32824288A JP32824288A JPH0689740B2 JP H0689740 B2 JPH0689740 B2 JP H0689740B2 JP 32824288 A JP32824288 A JP 32824288A JP 32824288 A JP32824288 A JP 32824288A JP H0689740 B2 JPH0689740 B2 JP H0689740B2
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- JP
- Japan
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- light emitting
- semiconductor laser
- laser light
- emitting chip
- substrate
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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、エッ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、エッ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。一例をあげると「精密工学学会誌VOL.5
4,NO.9 1988.9」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。一例をあげると「精密工学学会誌VOL.5
4,NO.9 1988.9」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、振動を発生することができる。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。
Ｘ方向に、たわみ、振動を発生することができる。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。
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。
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
的変位を発生す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。
は、マイクロメカニズムのうち、少なくとも一部が機械
的変位を発生す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。一例
をあげると、膜厚11μm,一辺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。一例
をあげると、膜厚11μm,一辺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（〜5V）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（〜5V）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。
課題を解決するための手段 この目的を達成するために本発明のマイクロメカニズム
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を用いて形成されたこ
とを特徴としている。
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
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。
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。
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。
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、振動を発生することができる。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、振動を発生することができる。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とでは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。
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とでは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ップ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ック構造のマイクロ
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。
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ック構造のマイクロ
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。
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。
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
の概略構成図、第２図は従来のマイクロメカニズムの概
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。
の概略構成図、第２図は従来のマイクロメカニズムの概
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。
Claims (3)
- 【請求項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。 - 【請求項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。 - 【請求項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 JPH02173360A (ja) | 1990-07-04 |
| JPH0689740B2 true 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) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4753815B2 (ja) * | 2006-08-31 | 2011-08-24 | 学校法人東京電機大学 | 微小移動体装置およびその製造方法 |
-
1988
- 1988-12-26 JP JP32824288A patent/JPH0689740B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02173360A (ja) | 1990-07-04 |
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