JPH0988805A

JPH0988805A - 形状記憶合金薄膜アクチュエータ及びその製造方法、並びに光偏向器

Info

Publication number: JPH0988805A
Application number: JP24722595A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Ota; 好紀太田
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1995-09-26
Filing date: 1995-09-26
Publication date: 1997-03-31

Abstract

(57)【要約】【課題】ＳＭＡ薄膜を堆積後に結晶化の熱処理が高温で
十分に行え、ＳＭＡ薄膜のパターン幅によらず基板から
離間したＳＭＡ薄膜を得ることができる、信頼性に優れ
て小型化の可能な形状記憶合金薄膜アクチュエータ及び
その製造方法を提供する。【課題を解決する手段】半導体基板１０と、この基板の
上面に絶縁膜１１を介して一部が支持され、他部が基板
の貫通孔１２上に延出した形状記憶合金薄膜１３と、こ
の形状記憶合金薄膜の上面を覆った第１の誘電体薄膜１
４と、この第１の誘電体薄膜の上面に形成された金属薄
膜１５よりなり形状記憶合金薄膜を間接的に加熱するヒ
ータと、金属薄膜の上面を覆った第２の誘電体薄膜１６
とがモノリシックに形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、形状記憶合金（ＳＭ
Ａ）の薄膜をアクチュエータの材料として使用した形状
記憶合金薄膜アクチュエータ及びその製造方法、並びに
光偏向器に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ＳＭＡは、単位体積当たりの発
生力量と変位量とが大きい特長を有するので、アクチュ
エータ材料として使用されている。特に、マイクロマシ
ンの分野、中でも、生体内の血管や体腔に挿入される小
さな管状マニピュレータを駆動するために、小型のアク
チュエータが要求されている医療用マイクロマシンの分
野では、このＳＭＡを利用したアクチュエータが注目さ
れている。

【０００３】実際に、このＳＭＡアクチュエータを駆動
させるためには、ＳＭＡを加熱する手段、位置制御のた
めのセンサ、並びに信号処理用電子回路が必要である。
従って、小型のアクチュエータを実現するためには、こ
れら構成要素を小型かつ一体化することが望まれてい
る。しかし、従来の技術では、種々の問題があり、充分
に満足できるアクチュエータを実現することができなか
った。

【０００４】例えば、Ｊ．Ａ．Ｗａｌｋｅｒ，Ｋ．Ｊ．
ＧａｂｒｉｅｌａｎｄＭ．Ｍｅｈｒｅｇａｎｙ，Ｔ
ｈｉｎ−ｆｉｌｍＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇｏｆＴｉ
ＮｉＳｈａｐｅＭｅｍｏｒｙＡｌｌｏｙ，Ｓｅｎｓ
ｏｒｓａｎｄＡｃｔｕａｔｏｒｓ，Ａ２１−Ａ２３
（１９９０）２４３−２４６並びに米国特許Ｎｏ４，
８６４，８２４号には、ＳＭＡ薄膜をＳｉ基板上に形成
したアクチュエータが開示されている。この装置では、
Ｓｉ基板上にポリイミド膜を形成し、さらにこの上にス
パッタリングによりＴｉＮｉ膜を形成している。そし
て、ＴｉＮｉ膜を所定の形状にパターン化し、、このパ
ターンを利用して等方性プラズマエッチングにより、Ｔ
ｉＮｉ膜の下のポリイミド膜を除去し、基板の上面に対
してＴｉＮｉ膜を離間させている（リフトオフ工程）。

【０００５】また、米国特許Ｎｏ．５，０６１，９１４
号には、支持部材上に、温度を感知するＳＭＡ薄膜の一
端部が接着され、この他端部に可動要素が接続されたマ
イクロアクチュエータが開示されている。この装置で
は、通常の状態では可動要素は電気回路に接触して、こ
の回路から電流が流されている。そして、過電流がＳＭ
Ａ薄膜に流れると、この薄膜の温度が上昇して変形し、
可動要素が電気回路から離れるようになっている。

【０００６】さらに、特開平６−９１５８２号には、半
導体基板の上面に、シリコン酸化膜よりなる第１層間絶
縁膜と、ポリイミドよりなる第２層間絶縁膜と、Ｔｉ薄
膜よりなる電熱線パターンと、ポリイミドよりなる第３
層間絶縁膜と、スパッタリングにより形成された形状記
憶合金薄膜パターンと、並びにポリイミド膜とが順次積
層された多関節マニュピレータが開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
では、小型化、信頼性、製造工程に問題があり、必ずし
も満足できるものではなかった。例えば、上記文献並び
に米国特許Ｎｏ４，８６４，８２４号に開示されている
技術は、ＳＭＡ薄膜のパターン幅を広くした場合にはリ
フトオフ工程に時間がかかり、製造時間が長くなる欠点
がある。また、これら公知例と前記特開平６−９１５８
２号とは、半導体基板と、ＳＭＡ薄膜との間にポリイミ
ド膜が介在されているので、ＳＭＡ薄膜に充分な熱処理
をすることができず、このために信頼性のあるＳＭＡ薄
膜を得ることができない。即ち、スパッタリングにより
形成されたＳＭＡ薄膜は、４８０℃以上の高温で熱処理
をして結晶化しなければ充分な形状記憶効果（ＳＭＥ）
を果たすことができないが、ポリイミド膜は耐熱性の点
で４５０℃が限界であるために、上記のような高温処理
をすることができない。

【０００８】また、米国特許Ｎｏ．５，０６１，９１４
号に開示の技術は、ＳＭＡ薄膜と、支持部材と、可動要
素とが電気的に接触しており、かつ低抵抗であることが
必要であること等の制限がある。

【０００９】本発明はこれらの従来例が持つ欠点を解決
するよように案出されたものであり、本発明の目的は、
ＳＭＡ薄膜と基板とを耐熱性のある絶縁膜で絶縁するこ
とで、ＳＭＡ薄膜を堆積後に結晶化の熱処理が高温で十
分に行え、第２にＳＭＡ薄膜のパターン幅によらず基板
から離間したＳＭＡ薄膜を得ることができる、信頼性に
優れて小型化の可能な形状記憶合金薄膜アクチュエータ
及びその製造方法、並びに、形状記憶合金薄膜アクチュ
エータを利用した光偏向器を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様に係
わる形状記憶合金薄膜アクチュエータは、基板と、この
基板の上面に一部が支持された形状記憶合金薄膜（ＳＭ
Ａ薄膜）と、この形状記憶合金薄膜の上面を覆った第１
の誘電体薄膜と、この第１の誘電体薄膜の上面に形成さ
れた金属薄膜と、金属薄膜の上面を覆った第２の誘電体
薄膜とがモノリシックに形成されていることを特徴とす
る。

【００１１】このように構成された形状記憶合金薄膜ア
クチュエータは、基板上に各構成要素がモノリシックに
形成されているため、金属薄膜を加熱用のヒータとし
て、または歪みセンサや温度センサとして用いることに
より、形状記憶合金薄膜を駆動制御可能なアクチュエー
タとして、極めて小型かつ高精度に形成することができ
る。

【００１２】第２の態様においては、前記第２の誘電体
薄膜には、前記金属薄膜に到達するスルーホールが形成
され、第２の誘電体薄膜上には金属薄膜とこのスルーホ
ールを介して電気的にコンタクトされた金属配線が形成
されていることを特徴とする。

【００１３】この態様では、第２の誘電体薄膜によりＳ
ＭＡ薄膜と金属薄膜とを絶縁し、この金属薄膜で、例え
ば高抵抗の薄膜ヒータを形成し、第２の誘電体薄膜に金
属薄膜に到達するスルーホールを開け、このスルーホー
ルを介して低抵抗の金属配線で電気的なコンタクトを薄
膜ヒータに対してとっている。

【００１４】この結果、金属薄膜ヒータを形状記憶合金
薄膜上に設け、低抵抗の金属配線で形状記憶合金薄膜上
の金属薄膜ヒータに通電することで、形状記憶合金薄膜
を選択的に、かつ効率良く加熱することができる。

【００１５】第３の態様においては、前記基板は半導体
で形成されており、この上面に絶縁膜が形成されてお
り、上記形状記憶合金薄膜はこの絶縁膜を介して基板に
支持されていることを特徴とする。

【００１６】この態様では、形状記憶合金薄膜と基板と
が絶縁膜により電気的に絶縁されている。このために、
基板の材料に自由度がある。第４の態様においては、前
記第１並びに第２の態様の基板は水晶であることを特徴
とする。

【００１７】この態様によれば、水晶は結晶異方性エッ
チングができるため精度の高いエッチング加工ができ、
例えば、形状記憶合金薄膜の基板に支持されていない部
分を得るように基板に穴開け加工をする場合には精度の
高い加工ができる。また水晶は絶縁体なので形状記憶合
金薄膜との間に絶縁膜を配置する必要がなく、構成が簡
単になる。

【００１８】第５の態様においては、前記第２の態様の
第１及び第２の誘電体薄膜は有機薄膜であることを特徴
とする。形状記憶合金薄膜がアクチュエータとして機能
する時、機械的負荷となる部分の材料はできるだけ柔軟
性を有することが好ましい。この態様においては、形状
記憶合金薄膜と金属薄膜、あるいは金属薄膜と金属配線
を絶縁するための誘電体薄膜として有機薄膜を用いるこ
とにより、形状記憶合金薄膜への機械的負荷を軽減する
作用をする。従って、形状記憶合金薄膜の機械的負荷が
小さくなるため、有効に力量、変位を発生できる。

【００１９】第６の態様においては、前記第１並びに第
２の誘電体薄膜は無機薄膜であることを特徴とする。形
状記憶合金薄膜を機能させるためには、基板の上面にＴ
ｉＮｉ等の金属の薄膜を堆積した後、この金属の結晶化
のための熱処理を行う必要がある。層間絶縁膜として誘
電体薄膜に無機質薄膜、例えばガラス系材料であるＳｉ
Ｏ₂ 、ＳｉＮ、ＰＳＧ、ＢＰＳＧ等を用いることによ
り、高温、長時間の結晶化、形状記憶処理のための熱処
理を充分に行うことができる。

【００２０】第７の態様においては、上記形状記憶合金
薄膜の端部側面にはなだらかなテーパを有する誘電体か
らなる側壁が形成されていることを特徴とする。アクチ
ュエータとしての形状記憶合金薄膜の厚みは、一般的に
数μｍから数１０μｍであるから、形状記憶合金の端部
と基板との間に段部が形成されてしまい、この段部は半
導体デバイス製造に用いられる薄膜の塗布、堆積、レジ
ストの塗布を行う上での障害になる。このために、この
態様では、形状記憶合金の端部に選択的になだらかなテ
ーパを有する側壁を形成し、形状記憶合金薄膜の急峻な
端部を平滑化にしている。このような構成にすることに
より、形状記憶合金薄膜の上面に均一性良く、薄膜を堆
積、塗布したり、レジストを塗布することができる。ま
た金属配線を形状記憶合金の端部を横切って形成する
時、この金属配線が形状記憶合金薄膜の端部を横切る部
分での段切れの問題が生じない。

【００２１】第８の態様においては、第１の誘電体薄膜
上に形成される前記金属薄膜は、薄膜ヒータであること
を特徴とする。この薄膜ヒータは、形状記憶合金薄膜を
第１の誘電体薄膜を介して間接的に加熱するものであ
り、形状記憶合金薄膜を絶縁する第１の誘電体薄膜上に
集積化して形成されるので、小さな電流で形状記憶合金
薄膜を効率良く加熱でき、小電力化が達成できる。

【００２２】第９の態様においては、第１の誘電体薄膜
の上面に形成される金属薄膜は、薄膜ヒータではなく、
歪みセンサまたは温度センサであることを特徴とする。
形状記憶合金薄膜を直接通電加熱する時に、発生する歪
みや温度を計測する機能を金属薄膜に持たせることがで
きる。例えば、金属薄膜を用いて歪みや温度を検出し、
形状記憶合金薄膜アクチュエータを駆動するための制御
回路用のセンサとして用いることができる。

【００２３】第１０の態様において、前記金属薄膜から
電気的にコンタクトを取るための金属配線は、形状記憶
合金薄膜のパターン端部を横切って配線されていること
を特徴とする。

【００２４】この態様では、形状記憶合金薄膜を加熱す
るために金属薄膜よりなる金属ヒータは形状記憶合金薄
膜上に第１の誘電体薄膜を介して形成され、その他の配
線並びに金属薄膜を電気的に接続するための配線は抵抗
の金属配線で形成されている。配線として用いる金属配
線は低抵抗であり、金属ヒータは高抵抗であるために、
形状記憶合金薄膜を間接的に加熱する場合、選択的かつ
効率良く形状記憶合金薄膜を加熱することができる。

【００２５】第１１の態様における形状記憶合金薄膜ア
クチュエータの製造方法は、基板に絶縁膜を形成する工
程と、この基板の絶縁膜の上面に形状記憶合金薄膜を形
成する工程と、この形状記憶合金薄膜を結晶化するよう
に加熱する熱処理工程と、形状記憶合金薄膜の上面に第
１の誘電体薄膜を形成する工程と、この第１の誘電体薄
膜の上面に金属薄膜を形成する工程と、この金属薄膜の
上面に第２の誘電体薄膜を形成する工程と、前記形状記
憶合金薄膜を形状記憶するための熱処理を行う工程と
を、この順序で実施し、かつ前記形状記憶合金を支持す
る基板の一部を基板の下面よりエッチング除去する工程
を、前記工程の間に実施することを特徴とする。

【００２６】この方法によれば、絶縁膜を介して基板上
に形状記憶合金薄膜が形成された状態で、この形状記憶
合金薄膜を結晶化するための熱処理を行うので、前記形
状記憶合金薄膜を結晶化するための熱処理を高温で十分
に行うことができる。

【００２７】第１２の態様においては、形状記憶合金薄
膜を結晶化するための熱処理は、基板の一部をエッチン
グ除去した後に行うことを特徴とする。一般に、形状記
憶合金薄膜は基板材料と反応し易い。例えばＴｉＮｉ薄
膜はＳｉ基板と反応し易く、熱処理することによって容
易にシリサイドを形成する。ＴｉＮｉ形状記憶合金薄膜
を得るためには、ＴｉＮｉ薄膜を結晶化する必要があ
り、通常４８０℃から８００℃の温度での熱処理が行わ
れる。ＴｉＮｉ薄膜とＳｉ基板とが反応すると、ＴｉＮ
ｉ薄膜が剥離したり、ＴｉＮｉ薄膜をＳｉ基板から分離
するエッチング時に支障をきたす。そこで、この方法で
は、形状記憶合金薄膜を結晶化する前にアクチュエータ
として機能する形状記憶合金薄膜の下のＳｉ基板の部分
を除去している。この結果、形状記憶合金薄膜が反応に
より劣化して剥離することがなく、また形状記憶合金薄
膜の分離を容易に行うことができる。

【００２８】第１３の態様においては、前記形状記憶の
ための熱処理工程の前に、基板が一部エッチング除去さ
れた基板の下面から絶縁膜及び第１、第２の誘電体薄膜
を除去して開口を形成する工程を有し、形状記憶合金薄
膜を、これの一部が基板に支持された状態で基板から分
離させることを特徴とする。

【００２９】基板上に絶縁膜を介して形成された形状記
憶合金薄膜のうち、アクチュエータとして機能する部分
は基板から離間させる必要がある。また形状記憶合金薄
膜上に形成される第１並びに第２の誘電体薄膜、金属薄
膜、及び金属配線（第１６の態様の場合）に損傷を与え
てはならない。このために、この態様においては、これ
らを満足する形状記憶合金薄膜の分離法として、基板の
下面からエッチングし開口を形成している。このように
形状記憶合金薄膜の基板からの分離を下面から行うこと
により、上面側に形成された第１並びに第２の誘電体薄
膜、金属薄膜、及び金属配線への損傷を抑えることがで
きる。

【００３０】第１４の態様において、基板の下面から絶
縁膜及び第１並びに第２の誘電体薄膜を除去する第１３
の態様の方法としてドライエッチングを用いることを特
徴とする。

【００３１】この態様によれば、形状記憶合金薄膜を基
板から分離させる手段として、基板の一部を下面からエ
ッチング除去して形成した開口を通して、垂直性のある
ドライエッチングを用いることで、上面の形状記憶合金
薄膜の損傷を抑える作用がある。従って形状記憶合金薄
膜を用いたアクチュエータを製作する上で歩留りを向上
させることができる。

【００３２】第１５の態様において、形状記憶合金薄膜
を形状記憶するための熱処理工程は、基板に形成した開
口を経由して、凸型部材を挿入し形状記憶合金薄膜を押
し上げた状態で熱処理することを特徴とする。

【００３３】このようにして熱処理を行うことで、形状
記憶処理をウエハ状態で一括して行うことができる。第
１６の態様において、前記第２の誘電体薄膜を形成する
工程の後に、この第２の誘電体薄膜上に金属配線を形成
する工程を有し、前記基板の一部をエッチング除去する
工程は、この金属配線を形成する工程の後に行うことを
特徴とする。

【００３４】形状記憶合金薄膜の一部を基板から離間す
るための開口を形成する貫通エッチングを行うと、形状
記憶合金薄膜の一部は、絶縁膜と第１並びに第２の誘電
体薄膜で半導体基板に支持された状態になる。これ以降
の工程で、ホトリソグラフィーのためのレジストを塗布
するスピンコートの工程で、基板下面の真空吸着が困難
になる。この問題を回避するために、この実施態様で
は、形状記憶合金薄膜の一部を基板から離間するための
貫通エッチングする工程を、スピンコートの工程が終了
する金属配線を形成する工程の後に行っている。この結
果、基板下面を真空吸着して、スピンコート法により、
基板上面に均一な膜厚のホトレジストや有機薄膜を容易
に塗布することができる。

【００３５】第１７の態様の光偏向器は、化合物半導体
基板に形成された端面出射型半導体レーザと、この基板
上にレーザに近接して設けられ、一部を基板に支持され
たカンチレバー状の形状記憶合金薄膜と、この形状記憶
合金薄膜上に設けられ、前記半導体レーザからの出射光
を導波する光導波路とからなることを特徴とする。

【００３６】この態様によれば、屈曲形状に形状記憶さ
せた形状記憶合金を加熱することにより、形状記憶合金
が屈曲し、形状記憶合金薄膜上に形成された光導波路も
屈曲する。この光導波路の屈曲運動により半導体レーザ
から光導波路に入射し、光導波路の他端から出射される
光が偏向される。形状記憶合金薄膜及び光導波路は半導
体レーザを形成する化合物半導体基板上に一体に形成さ
れているため、小型の光偏向器を得ることができる。

【００３７】第１８の態様において、前記半導体レーザ
の少なくとも形状記憶合金薄膜側の出射端面はドライエ
ッチングで形成されていることを特徴とする。この実施
態様によれば、形状記憶合金薄膜を形成する部分の化合
物半導体基板の上面位置を、半導体レーザの光出射端面
よりも深い位置まで掘り下げることができる。この結
果、半導体レーザの共振器を形成するとともに、化合物
半導体基板の半導体レーザの光出射端面よりも深い位置
に、形状記憶合金薄膜を形成でき、この形状記憶合金薄
膜上に半導体レーザと同等の位置に光導波路を形成する
ことができる。

【００３８】第１９の態様においては、前記化合物半導
体と形状記憶合金薄膜との間には絶縁膜が挿入されてい
ることを特徴とする。この実施態様では、化合物半導体
と形状記憶合金薄膜とは絶縁膜で電気的に絶縁されてい
る。このため、半導体レーザに電気的な影響を与えるこ
となく、形状記憶合金に直接通電加熱することができ
る。また形状記憶合金を結晶化あるいは形状記憶するた
めの熱処理で化合物半導体と形状記憶合金薄膜とが反応
することがないため、形状記憶合金薄膜が化合物半導体
基板から剥離したり、形状記憶合金薄膜の変態温度が低
下する等の悪影響がない。

【００３９】第２０の態様において、前記半導体レーザ
の活性層と、この光導波路のコア層とは互いにアライン
メントするように配置されていることを特徴とする。こ
の結果、半導体レーザからの出射光を効率良く光導波路
のコア層に入射させることができる。

【００４０】

【実施の形態】以下に図１を参照して、本発明の第１の
実施の形態に係わる形状記憶合金薄膜アクチュエータを
説明する。シリコンのような半導体で形成された基板１
０の上面は、ＳｉＮ膜やＳｉＯ₂で形成された絶縁膜１
１で覆われている。そして、この基板１０と絶縁膜１１
とには、エッチングにより矩形の開口１２、即ち、貫通
孔が上下に貫通するようにして形成されている。また、
この絶縁膜１１上の開口１２近くには、矩形の形状記憶
合金薄膜１３（ＳＭＡ薄膜）の一部が固着されている。
この結果、この形状記憶合金薄膜１３の一部は基板上面
に、基板とは電気的に絶縁されて支持されている。ま
た、この形状記憶合金薄膜１３の他部は、絶縁膜１１に
沿って開口１２上に延出しており、基板１０に対してフ
リーとなって終端している。即ち、形状記憶合金薄膜１
３は、基板１０に片持支持されている。この形状記憶合
金薄膜１３並びに絶縁膜１１の上面には、これを覆うよ
うにして第１の誘電体薄膜１４が形成されている。そし
て、この第１の誘電体薄膜１４の内前記形状記憶合金薄
膜１３が形成された部位上には、ＴｉやＮｉＧｒ等から
なる高抵抗の金属薄膜をじぐざぐ状のパターン化してな
る金属薄膜１５が形成されている。この結果、この金属
薄膜１５は第１の誘電体薄膜１４を介して形状記憶合金
薄膜１３と対向し、かつ形状記憶合金薄膜１３に対して
第１の誘電体薄膜１４により電気的に絶縁されている。
そして、これら第１の誘電体薄膜１４と金属薄膜１５と
の上面は第２の誘電体薄膜１６により覆われている。こ
の第２の誘電体薄膜１６のうち金属薄膜１５の両端の下
に位置する部位にはスルーホールが形成されており、こ
のスルーホールを介して金属薄膜１５は第２の誘電体薄
膜１６の上に形成された低抵抗Ａｌ配線１７の一端部と
接続されている。これらＡｌ配線１７の他端部にはコン
タクトパッド１８ａが形成されている。尚、上記第１並
びに第２の誘電体薄膜１４，１６は、例えば、ポリイミ
ド膜により形成されている。

【００４１】上記構成のアクチュエータにおいては、Ｓ
ＭＡ薄膜１３と、このＳＭＡ薄膜を加熱駆動するための
金属薄膜１５からなるヒータとが、基板１０に一部支持
されて一体に形成されているために、取り扱いが容易
で、小型化が図れる。

【００４２】次に、図２を参照して、第２の実施の形態
である、Ｓｉ基板に作り込まれたＩＣを構成するｎ型Ｍ
ＯＳトランジスタを有し、Ｓｉ基板上に集積化されたＳ
ＭＡ薄膜アクチュエータを説明する。

【００４３】図において、符号２０はｎ型Ｓｉ基板を示
し、このＳｉ基板２０には、上面より不純物の選択拡散
により形成されたｐ型ウエル２１が形成されている。こ
のｐ型ウエル２１には、夫々不純物の拡散によって形成
されたｎ型ソース領域２２及びｎ型ドレイン領域２３
が、互いに所定間隔を有して配置されている。また、Ｓ
ｉ基板２０の上面には、これらソース領域２２とドレイ
ン領域２３とを囲むようにしてフイールド酸化膜２４が
シリコンの選択酸化で形成されていると共に、これらソ
ース領域２２とドレイン領域２３との間に位置するよう
にしてゲート酸化膜２５が熱酸化により形成されてい
る。この結果、ＭＯＳトランジスタが基板２０に集積化
されて構成されている。前記ゲート酸化膜２５上には、
ｎ型に高濃度にドーピングされ、上面が酸化膜２７で覆
われたた多結晶シリコンよりなるゲート電極２６が形成
されている。この酸化膜２７並びに前記フイールド酸化
膜２４上にはＬＰ−ＣＶＤで堆積された酸化膜２８が形
成されている。また、この酸化膜２８とゲート電極２６
の端部との段差部には、この段差を埋めるように側壁２
９が形成されている。前記酸化膜２８並びに基板１０の
上面露出部にはＬＰ−ＣＶＤで低応力のＳｉＮ薄膜３０
が形成されている。またＳｉ基板２０の、前記ＭＯＳト
ランジスタと少し離間した部位には、上下に貫通した開
口４１が形成されている。、この開口４１、即ち、貫通
孔の近くのＳｉＮ薄膜３０上には、ＳＭＡ薄膜４２の一
部が固着されている。このＳＭＡ薄膜４２の他部は、開
口４１上に突出して終端し、かくして、ＳＭＡ薄膜４２
は、開口４１上に、基板２０にて片持支持されている。
このＳＭＡ薄膜４２は所定の形状にパターンニングさ
れ、その端部にはガラス系材料あるいはポリイミド等の
樹脂材料のような誘電体よりなる側壁４３が形成されて
いる。そして、これらは、ほぼ全面に渡って形成され、
ガラス系材料あるいはポリイミドよりなる第１の誘電体
薄膜４４により被覆されている。この誘電体薄膜４４の
前記ＳＭＡ薄膜４２上の部位の上面には、このＳＭＡ薄
膜４２と対向し、かつ誘電体薄膜４４によりＳＭＡ薄膜
４２とは電気的に絶縁するようにして金属薄膜からなる
ヒータ４５が形成されている。そしてこれらは、ほぼ全
面に渡って形成され、ガラス系材料あるいはポリイミド
よりなる第２の誘電体薄膜４６により被覆されている。
尚、この第２の誘電体薄膜４６と前記第１の誘電体薄膜
４４とは、図示するように前記ＭＯＳトランジスタ上に
延びている。そして、この第２の誘電体薄膜４６の上に
は、金属薄膜４５と、ＭＯＳトランジスタのドレイン領
域２３と金属薄膜４５との電気的接続、並びにソース領
域２２と外部との電気的接続を取るようにして低抵抗配
線４７が形成されている。これら低抵抗線４７は、これ
らと金属薄膜４５、ドレイン領域２３、及びソース領域
２２との間に配置されている絶縁膜に形成されたスルー
ホールを介して、上記電気的接続を果たしている。

【００４４】上記第２の実施の形態では、Ｓｉ基板に作
り込まれたＩＣを構成するデバイスとして、ｎ型ＭＯＳ
トランジスタを使用しているが、その他にもｐ型ＭＯＳ
トランジスタを始め、ダイオードやバイポーラトランジ
スタ等の電子デバイスを用いても良い。

【００４５】また光デバイスと形状記憶合金薄膜アクチ
ュエータを集積化するための基板として化合物半導体を
用いることも可能である。次に、上記構成の形状記憶合
金薄膜アクチュエータのうち、ＳＭＡ薄膜部分を形成す
るための第１の製造方法を、工程（ａ）ないし工程
（ｏ）を示す図３並びに図４を参照して説明する。

【００４６】この例では、ＳＭＡ薄膜の側壁、並びに第
１、第２の誘電体薄膜として柔軟性樹脂材料、具体的に
はポリイミドを用いる例を示すが、耐熱性の点で有利な
無機材料、具体的にはガラス系材料を用いても良い。ま
た金属薄膜としては薄膜ヒータを形成する例を示す。

【００４７】（ａ）に示すように、結晶面が（１００）
面のＳｉ基板５０の両面に、低応力のＳｉＮ膜５１ａ，
５１ｂ、即ち、ＳｉｒｉｃｈＳｉＮ膜５１ａ，５１
ｂを０．４μｍ程度の厚さにＬＰ−ＣＶＤによって成膜
する。この時、この低応力のＳｉＮ膜は、わずかな引っ
張り応力を有するように組成を調整する。そして、Ｓｉ
基板５０の上面（図において上方の面）側のＳｉＮ膜５
１ａ上に、ＴｉＮｉ膜５２を成膜する。このＴｉＮｉ膜
５２の成膜法には、ＴｉＮｉ合金ターゲットを用いたス
パッタ法、ＴｉターゲットとＮｉターゲットとを用いた
多元スパッタ法、あるいは蒸着、イオンビームデポジシ
ョン等、如何なる方法を用いても良い。ＴｉＮｉ膜５２
の厚みはデバイスの用途によって選択し、大きな発生力
量を必要とされる用途の場合には１０〜数１０μｍ、そ
して、光スキャナ等の高速応答が要求される用途の場合
には１〜１０μｍ程度とする。そして、このＴｉＮｉ膜
５２の残したい部分の上面にレジストパターン５３を形
成し、このレジストパターンをマスクとして、ＴｉＮｉ
膜５２をＨＦ／ＨＮＯ₃ 系エッチング液、例えばＨＦ：
ＨＮＯ₃ ：Ｈ₂ Ｏ＝１：１：１０（体積比）の組成のエ
ッチング液でエッチングしてマスクで覆われていないＴ
ｉＮｉ膜５２の部分を（ｂ）に示すように除去する。こ
の時にマスク合わせ用のアライメントマークも形成す
る。

【００４８】次に、ＴｉＮｉ膜５２上のレジストを除去
し、さらに、Ｓｉ基板５０の下面側のＳｉＮ膜５１ｂに
レジスト５４を塗布する。そして、ＴｉＮｉ膜５２が基
板から離間される領域に対応するレジスト５４の部分に
開口パターン５５を（ｃ）に示すように形成する。次
に、この開口パターン５５が形成されたレジスト５４を
マスクとして下面側のＳｉＮ膜５１ｂをＲＩＥ（反応性
イオンエッチング）によって窓開けし、基板５０の下面
を一部露出させる。そして、下面のレジスト５４を
（ｄ）に示すように除去する。

【００４９】そして、Ｓｉ基板５０の下面からシリコン
の異方性エッチングによりＳｉ基板５０をエッチング
し、基板の前面まで貫通した開口５６、即ち、貫通孔を
（ｅ）に示すように形成する。このときに、ＳｉＮ膜５
１ｂはＫＯＨ、ＥＤＰ（エチレンジアミン−ピロカテコ
ール−水の混合液）、ヒドラジン等のシリコン異方性エ
ッチング液では殆どエッチングされないので、下面側の
シリコンのエッチングマスクとなるだけでなく、Ｓｉ基
板５０に開口５６を形成した後のエッチングストッパと
しての役割をする。

【００５０】この後、試料を高真空熱処理炉等でＴｉＮ
ｉ膜５２を結晶化するための熱処理を行う。ＴｉＮｉ膜
５２の結晶化には４８０℃以上の温度が必要であるが、
ＳｉＮ膜５１ａ，５１ｂは８００℃の熱処理にも十分耐
えるし、またＳＭＡ薄膜として機能するＴｉＮｉ膜５２
がＳｉ基板から離間する部分の下にはＳｉ基板５０がな
いので、即ち、開口５６が形成されているので、ＴｉＮ
ｉ膜５２の結晶化のための熱処理でＴｉＮｉ膜５２とＳ
ｉ基板５０とが反応してＴｉＮｉ膜が剥離したり、Ｔｉ
Ｎｉ膜の組成が変わることによりＳＭＡ薄膜の変態温度
が変動する等の懸念がない。

【００５１】次に、Ｓｉ基板５０の上面側に、即ち、Ｓ
ｉＮ膜５１ａとＴｉＮｉ膜５２との上に、このＴｉＮｉ
膜の厚みに相当する厚みのポリイミド膜５７を（ｆ）で
示すように塗布し、熱硬化のための熱処理を行う。そし
て、ポリイミド膜５７をＯ₂ＲＩＥでエッチバックし、
ＴｉＮｉ膜５２のパターン端部の急峻な段差に緩やかな
テーパの側壁５７ａを（ｇ）に示すように形成する。こ
れは後の工程で、レジストの塗布を均一に行い、Ａｌ配
線の段切れを防止する上に有効である。

【００５２】このエッチバックは、ＳｉＮ膜５１ａとＴ
ｉＮｉ膜５２とを覆うポリイミド膜５７に上方より反応
性の酸素イオンを入射させて、このイオンでＲＩＥを行
い、このＲＩＥを、ＳｉＮ膜５１ａ並びにＴｉＮｉ膜５
２の平面の上のポリイミド膜５７に比べ、ＴｉＮｉ膜５
２の端部のポリイミド膜５７の厚みが厚いことを利用
し、平面上のポリイミド膜５７が無くなった時点で終了
させている。このように制御することにより、ＳｉＮ膜
５１ａ上のＴｉＮｉ膜５２の端部にはポリイミド５７が
側壁５７ａとして残る。この側壁５７ａはなだらかなテ
ーパを形成する。

【００５３】次に、Ｓｉ基板５０の上面側、即ち、Ｓｉ
Ｎ膜５１ａ並びにＴｉＮｉ膜５２の上面に、厚み１〜２
μｍ程度のポリイミド膜５８を塗布し、熱硬化のための
熱処理を行う。このポリイミド膜５８は、後の工程で形
成する薄膜ヒータとＴｉＮｉ膜５２の層間絶縁膜となる
第１の誘電体薄膜を構成している。またポリイミド膜５
８は薄膜ヒータでＴｉＮｉ膜５２を間接的に加熱する時
に熱効率を良くするために、できるだけ薄い方が望まし
く、具体的には１〜２μｍとする。そして、このポリイ
ミド膜５８の上に、（ｈ）に示すようにＴｉあるいはＮ
ｉ−Ｃｒ等の金属薄膜５９を０．２μｍ程度の厚さに、
スパッタ法等により堆積する。この金属薄膜５９はＴｉ
Ｎｉ膜５２を間接加熱するためのヒータを構成する。次
に、金属薄膜５９上にレジストを塗布し、このレジスト
をヒータのパターンにマスク形成する。そして、このレ
ジストパターン６０をマスクとして、金属薄膜５９をフ
ッ硝酸等のウエットエッチング、あるいはイオンミリン
グ等のドライエッチングで（ｉ）に示すようにパターン
形成する。

【００５４】次に上記レジスト６０を除去した後、Ｓｉ
基板５０の上面側に、即ち、金属薄膜５９並びにポリイ
ミド膜５８上に、第２の誘電体薄膜であるポリイミド膜
６１を厚み約１〜２μｍで（ｊ）に示すように塗布す
る。次に、このポリイミド膜６１の上面にコンタクトホ
ールを形成するためのレジストパターン６２を形成す
る。そして、このレジストパターン６２をマスクにし
て、ポリイミド膜６１に金属薄膜５９に達するコンタク
トホール６３を（ｋ）に示すように形成する。次に、レ
ジストパターン６２を除去した後、ポリイミド膜６１を
熱硬化するための熱処理を行う。そして、ポリイミド膜
６１の上面に、配線となるＡｌ膜６４をスパッタリング
等の方法で１〜２μｍの厚さに（ｌ）に示すように形成
する。次に、Ａｌ膜６４の上面にレジストを塗布し、レ
ジストを配線のパターンにする。そして、この配線のパ
ターン６５をマスクにしてＡｌ膜６４をエッチングし、
（ｍ）に示すように金属配線６４とする。

【００５５】次に、上記レジストを除去した後、Ｓｉ基
板５０の下面側のＳｉＮ膜５１ｂと、Ｓｉ基板５０に形
成した開口５６により露出しているＳｉ基板の上面側の
ＳｉＮ膜５１ａの部分とを、Ｓｉ基板の下面側からＲＩ
Ｅ等のドライエッチングで（ｎ）に示すように除去す
る。この時、ＳＭＡ薄膜５９の一部はポリイミド膜５
８、６１を介してＳｉ基板５０に付着した状態となり、
他部は開口５６により露出している。この工程に引き続
いて下面側から、Ｏ₂ ＲＩＥ等でＳｉ基板の開口５６に
露出しているポリイミド膜５８，６１の部分（開口５６
の縁とＳＭＡ薄膜５２の自由端との間に位置する部分）
を（ｏ）に示すように除去する。この工程によって、Ｓ
ＭＡ薄膜５２の自由端は、Ｓｉ基板５０から離間した状
態になる。その後、形状記憶のための熱処理を行う。

【００５６】尚、上記製造方法では、基板としてＳｉ基
板を用いているが、基板に開口を精度良く形成するため
の異方性エッチングを行える材料の基板、例えば水晶基
板を用いても良い。Ｚ−水晶は８０℃程度に加温したＮ
Ｈ₄ Ｈ₂ Ｆ溶液中で、Ａｕ／Ｃｒをマスクとした異方性
エッチングが可能なので、Ｚ−水晶基板を使用すれば、
精度良くＺ−水晶に開口を形成することができる。従っ
て、Ｚ−水晶基板にＳＭＡ薄膜パターンを形成し、下面
からＡｕ／Ｃｒマスクの異方性エッチングを使用してＺ
−水晶に貫通孔を形成し、開口に突き出したＳＭＡカン
チレバーを形成できる。また、この水晶基板は絶縁体な
ので、ＳＭＡ薄膜と基板との間に絶縁膜を形成する必要
がない。

【００５７】次に、上記製造方法の（ｏ）で示す工程で
形状記憶処理を行う方法の一例を、図５を参照して説明
する。図の（ａ）は、Ｓｉ基板５０の下面からポリイミ
ド膜５８，６１の露出した一部をＲＩＥでエッチング
し、ＳＭＡ薄膜５２がＳｉ基板５０から離間した状態を
示す。このときには、図示のように基板５０には複数の
開口５６が形成され、各開口５６の上面に突き出た形で
ＳＭＡ薄膜５２が存在している。尚、（ａ）中、符号７
１は、Ｓｉ基板５０の開口５６に適合するように異方性
エッチングで凸型の突起部７２が形成された（１００）
面のＳｉ基体を示す。これら突起部７２の高さはＳｉ基
板５０の厚みよりも少し大きく設定されている。このよ
うな構成のＳｉ基体７１と、Ｓｉ基板５０とを、（ｂ）
に示すように、突起部７２を、これの上端が開口５６よ
り突出するようにして開口５６中に挿入し、位置合わせ
して結合する。この結果、突起部７２は、Ｓｉ基板５０
の開口５６に突き出したＳＭＡ薄膜５２を上に押し上げ
る。尚、この時には、Ｓｉ基板５０の周囲に重りを載
せ、突起部７２と開口５６を密に結合させ、ＳＭＡ薄膜
５２を確実に上に押し上げることが望ましい。この状態
で、真空中あるいは不活性ガス雰囲気中で４５０〜５５
０℃の温度範囲で数時間ないし数１０時間形状記憶のた
めの熱処理を行う。このようにして熱処理されたＳＭＡ
薄膜５２は、加熱されていないときには（ｃ）に示すよ
うに、基板５０の上面と平行に延びた、ほぼ平坦な形状
をしている。そして、金属配線６５からなるコンタクト
パッドから電流を流し、金属薄膜５９からなるヒータを
加熱し、ＳＭＡ薄膜５２をオーステナト変態温度以上に
間接加熱した時には、（ｄ）に示すように、ＳＭＡ薄膜
５２の自由端は上方に湾曲する。

【００５８】次に、本発明の金属薄膜アクチュエータの
第２の製造方法を、図６を参照して説明する。この例で
も、ＳＭＡ薄膜の側壁、及び第１並びに第２の誘電体薄
膜の柔軟性樹脂材料として、ポリイミドを使用している
が、耐熱性の点で有利な無機材料、より具体的にはガラ
ス系材料を用いても良い。また金属薄膜としてはヒータ
を形成する例を示す。（ａ）に示すように、結晶面が
（１００）面のＳｉ基板５０の両面に、低応力のＳｉＮ
膜５１ａ，５１ｂ、即ち、ＳｉｒｉｃｈＳｉＮ膜５
１ａ，５１ｂを０．４μｍ程度の厚さにＬＰ−ＣＶＤに
よって成膜する。この時、この低応力のＳｉＮ膜は、わ
ずかな引っ張り応力を有するように組成を調整する。そ
して、Ｓｉ基板５０の上面側のＳｉＮ膜５１ａ上に、Ｔ
ｉＮｉ膜５２を成膜する。このＴｉＮｉ膜５２の成膜法
には、ＴｉＮｉ合金ターゲットを用いたスパッタ法、Ｔ
ｉターゲットとＮｉターゲットとを用いた多元スパッタ
法、あるいは蒸着、イオンビームデポジション等、如何
なる方法を用いても良い。ＴｉＮｉ膜５２の厚みはデバ
イスの用途によって選択し、大きな発生力量が必要なア
クチュエータの場合には１０〜数１０μｍ、光スキャナ
等の高速応答が要求されるアクチュエータの場合には１
〜１０μｍ程度とする。そして、このＴｉＮｉ膜５２の
残したい部分の上面にレジストパターン５３を形成し、
このレジストパターンをマスクとして、ＴｉＮｉ膜５２
をＨＦ／ＨＮＯ₃ 系エッチング液、例えばＨＦ：ＨＮＯ
₃ ：Ｈ₂Ｏ＝１：１：１０（体積比）の組成のエッチン
グ液でエッチングしてマスクで覆われていないＴｉＮｉ
膜５２の部分を（ｂ）に示すように除去する。この時に
マスク合わせ用のアライメントマークも形成する。

【００５９】次に、ＴｉＮｉ膜５２上のレジストを除去
し、試料を高真空熱処理炉等でＴｉＮｉ膜５２を結晶化
するための熱処理を行う。この時、ＴｉＮｉ膜５２とＳ
ｉ基板５０との反応を抑えるか、あるいは最小限にとど
めるため、結晶化のための温度は４８０℃以上でできる
だけ低温で、短時間内に行う。そして、Ｓｉ基板５０の
上面側に、即ち、基板５０とＴｉＮｉ膜５２との上面
に、ＴｉＮｉ膜５２の厚みに相当する厚みのポリイミド
膜５７を第１の誘電体薄膜として、（ｃ）に示すように
塗布し、熱硬化のための熱処理を行う。

【００６０】次に、このポリイミド膜５７をＯ₂ ＲＩＥ
でエッチバックし、ＴｉＮｉ膜５２のパターン端部の急
峻な段差に緩やかなテーパを有する側壁５７ａを形成す
る。これは後の工程で、レジストの塗布を均一に行い、
Ａｌ配線の段切れ防止する上に有効である。次に、Ｓｉ
基板５０の上面側に厚み１〜２μｍ程度のポリイミド膜
５８を第２の誘電体薄膜として（ｄ）に示すように塗布
し、熱硬化のための熱処理を行う。このポリイミド膜５
８は、後の工程で形成する薄膜ヒータとＴｉＮｉ膜５２
の層間絶縁膜となる。またポリイミド膜５８は薄膜ヒー
タでＴｉＮｉ膜５２を間接加熱する時に熱効率を良くす
るために、できるだけ薄い方が望ましく、具体的には１
〜２μｍである。そして、ポリイミド膜５８の上面にＴ
ｉあるいはＮｉ−Ｃｒ等の金属薄膜５９を０．２μｍ程
度の厚さに、スパッタ法等により堆積する。この金属薄
膜５９はＴｉＮｉ膜５２を間接加熱するためのヒータと
なるものである。次に、この金属薄膜５９上にレジスト
を塗布し、ヒータのパターン６０に、（ｅ）に示すよう
にマスク形成する。

【００６１】この後、レジストパターン６０をマスクと
して、金属薄膜５９をフッ硝酸等のウエットエッチン
グ、あるいはイオンミリング等のドライエッチングでパ
ターン形成する。そして、レジストを除去した後、、Ｓ
ｉ基板５０の上面側に、即ち、金属薄膜５９とポリイミ
ド膜５８との上に、（ｆ）に示すように第２の誘電体薄
膜としてのポリイミド膜６１を厚み約１〜２μｍ塗布す
る。次に、このポリイミド膜６１の上面にコンタクトホ
ールを形成するためのレジストパターン６２を形成す
る。そして、レジストパターン６２をマスクにして、ポ
リイミド膜６１に金属薄膜５９に達するコンタクトホー
ル６３を（ｇ）に示すように形成する。

【００６２】このレジストパターン６２を除去した後、
ポリイミド膜６１を熱硬化させるための熱処理を行う。
そして、このポリイミド膜６１上に、（ｈ）に示すよう
に配線となるＡｌ膜６４をスパッタリング等の方法で約
１μｍの厚さに形成する。そして、このＡｌ膜６４上に
レジストを塗布し、レジストで配線パターン６５を形成
する。この後、このレジストパターン６５をマスクにし
てＡｌ膜６４をエッチングし、（ｉ）に示すようにＡｌ
膜の配線パターン６４を形成する。

【００６３】さらに、上記レジストを除去した後、Ｓｉ
基板５０の下面のＳｉＮ膜５１ｂにレジスト６６を塗布
し、ＴｉＮｉ膜５２をＳｉ基板から離間する領域に開口
パターンを形成する。そして、レジストパターン６６を
マスクにして下面のＳｉＮ膜５１ｂをＲＩＥによって
（ｊ）に示すように窓開けする。次に、下面側のレジス
ト６６を除去する。そして、Ｓｉ基板５０の下面からシ
リコンの異方性エッチングによりＳｉ基板５０に貫通孔
５６を（ｋ）に示すように形成する。このときに、Ｓｉ
Ｎ膜５１ｂはＫＯＨ、ＥＤＰ、ヒドラジン等のシリコン
異方性エッチング液で殆どエッチングされないので、下
面シリコンのエッチングマスクとなるだけでなく、Ｓｉ
基板５０に開口５６を形成した後のエッチングストッパ
としての役割をする。

【００６４】この後は、前述した第１の製造方法の工程
（ｎ）並びに（ｏ）と同様にして、ＳＭＡ薄膜５２の自
由端を、Ｓｉ基板５０から離間し、かつ形状記憶のため
の熱処理を行ってアクチュエータを形成する。このＳＭ
Ａ薄膜５２は、Ｓｉ基板５０に一部支持され離間した状
態になる。その後の加熱工程においても、前記製造方法
と同様にして、形状記憶処理を凸型基板７１を用いてウ
エハで一括して行うことができる。

【００６５】上記第２の製造方法においては、Ｓｉ基板
５０への開口５６の形成は、Ａｌ膜６４の金属配線パタ
ーンよりなる金属配線を形成した後に行っているため、
金属薄膜５９、金属配線６４、及びポリイミド膜６１よ
りなる第２の誘電体薄膜を形成するフォトリソグラフィ
ーの工程では、レジストをスピンコートする際に基板の
裏面を真空チャック等により保持するための特別な治具
を必要としない。また第１ないし第２の誘電体薄膜をス
ピンコートで塗布する工程でも真空吸着を用いることが
できる。

【００６６】次に、本発明に係わる形状記憶合金薄膜ア
クチュエータを利用した光偏向器を図７を参照して説明
する。この偏向器は、基本的には、（ａ）に示すよう
に、端面から光を射出する半導体レーザ、即ち、レーザ
ダイオード（ＬＤ）を有する化合物半導体基板８０と、
この基板８０上に一部支持されカンチレバーの形態に形
成されたＳＭＡ薄膜８１と、このＳＭＡ薄膜の上面に一
体に形成された光導波路８２とから構成されている。

【００６７】前記化合物半導体基板８０は、例えばｎ型
ＧａＡｓ基板であり、この上には、ｎ型ＧａＡｓバッフ
ァ層８３と、Ａｌ混晶比が０．３のｎ型ＡｌＧａＡｓク
ラッド層８４と、Ａｌ混晶比が０．１５で厚さが０．１
μｍ程度の活性層８５と、Ａｌ混晶比が０．３のｐ型Ａ
ｌＧａＡｓクラッド層８６と、ｐ型ＧａＡｓキャップ層
８７とが、それぞれＭＢＥ（分子線エピタキシー）ある
いはＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相成長）により順次エ
ピタキシャル成長されている。この最上の、ｐ型ＧａＡ
ｓキャップ層８７の上にはｐ型電極８７が、また基板８
０の下面にはｎ型電極８９が夫々形成されている。この
ようにして基板の一部には、半導体レーザを構成するＬ
Ｄ９０が形成されている。この共振器の一方の端面９１
は劈開して形成されており、また他方の端面９２はドラ
イエッチングで形成されている。この他方の端面９２の
ドライエッチングは、上方からエッチングして行き、最
終的にはｎ型ＧａＡｓ基板８０に達するまで行ってい
る。即ち、基板８０の上面が露出するようなエッチング
深さに設定されている。この基板８０の露出面には絶縁
膜９３が形成されている。この絶縁膜９３の上面には、
ＳＭＡ薄膜８２が基端部で固着されている。このＳＭＡ
薄膜は、ＧａＡｓ基板８０を下面からエッチングして形
成された開口９４に先端が突き出したカンチレバーの形
状に加工して形成されている。このＳＭＡ薄膜カンチレ
バー８２の上面には絶縁膜９５が形成され、また、この
絶縁膜９５の上には金属薄膜ヒータ９６が設けられてい
る。この金属薄膜ヒータ９６の上面には絶縁膜よりなる
光導波路の下部クラッド層９７が形成され、また、この
下部クラッド層９７の上面には、絶縁膜よりなる光導波
路のコア層９８が形成されている。そして、このコア層
９８の上面には、絶縁膜よりなる上部クラッド層９９が
形成されている。

【００６８】光導波路のコア層９８は、ＬＤ９０の活性
層８５と同じ高さにあり、ＬＤ９０に通電することによ
り射出されるレーザ光は、矢印１００で示すように光導
波路のコア層９８に一端側より入射する。そして、コア
層９８に入射した光は光導波路を伝播し、光導波路の他
方の端部１０１から、矢印１０２で示すように出射され
る。

【００６９】上記ＳＭＡ薄膜カンチレバー８２は、例え
ば、上述した製造方法で説明したような方法で、加熱す
ることにより上方に屈曲するように形状記憶されてい
る。図７（ｂ）は、金属薄膜ヒータ９６に通電すること
でＳＭＡ薄膜カンチレバー８２を間接加熱し、ＳＭＡ薄
膜カンチレバー８２が上方に屈曲した様子を示す。この
時、ＳＭＡ薄膜カンチレバー８２の上面に一体に形成さ
れた光導波路も同様に上方に屈曲するので、ＬＤ９０か
ら出射し光導波路を伝播した光は上方に偏向される。こ
のために、ＳＭＡ薄膜カンチレバー８２に二方向形状記
憶処理を施しておくことにより、金属薄膜ヒータ９６へ
の通電を停止すれば、ＳＭＡ薄膜カンチレバー８２は自
然冷却により室温まで温度が下がり、これに伴いＳＭＡ
薄膜カンチレバー８２は元の水平方向の形状に復元し、
光導波路から出射される光も水平方向に出射される。従
って、ＳＭＡ薄膜カンチレバー８２に繰り返し加熱、冷
却を行うことで、光導波路から出射される、矢印１０２
で示す射出光は上下方向に繰り返し偏向させることがで
きる。このような動作を行わせることにより、図７に示
したデバイスは光スキャナとして機能する。

【００７０】このように、図７の光偏向器は、発光素子
であるＬＤと、機械的振動を発生させるＳＭＡ薄膜と
が、同一基板の上に集積化されており、光を伝搬、出射
する光導波路はＳＭＡ薄膜上に形成されているので、非
常に小型な光偏向器を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる形状記憶合
金薄膜アクチュエータを概略的に示す平面図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態に係わるＭＯＳトラ
ンジスタと集積化された形状記憶合金薄膜アクチュエー
タとを示す断面図である。

【図３】本発明の形状記憶合金薄膜アクチュエータを製
造するための第１の方法の工程（ａ）ないし（ｌ）を示
す図である。

【図４】上記第１の方法の工程（ｍ）ないし（ｏ）を示
す図である。

【図５】上記製造の最終工程（ｏ）での形状記憶処理を
行う方法を説明するための図である。

【図６】本発明の金属薄膜アクチュエータの第２の製造
方法を説明するための工程図である。

【図７】本発明に係わる形状記憶合金薄膜アクチュエー
タを利用した光偏向器を説明するための図である。

【符号の説明】

１０…半導体基板、１１…絶縁膜、１…開口（貫通
孔），１３…記憶合金薄膜（ＳＭＡ薄膜）、１４…第１
の誘電体薄膜、１５…金属薄膜、１６…第２の誘電体薄
膜。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板と、この基板の上面に一部が支持さ
れた形状記憶合金薄膜と、この形状記憶合金薄膜の上面
を覆った第１の誘電体薄膜と、この第１の誘電体薄膜の
上面に形成された金属薄膜と、金属薄膜の上面を覆った
第２の誘電体薄膜とがモノリシックに形成されているこ
とを特徴とする形状記憶合金薄膜アクチュエータ。
【請求項２】基板に絶縁膜を形成する工程と、この基
板の絶縁膜上に形状記憶合金薄膜を形成する工程と、こ
の形状記憶合金薄膜を結晶化するように加熱する熱処理
工程と、形状記憶合金薄膜の上面に第１の誘電体薄膜を
形成する工程と、この第１の誘電体薄膜の上面に金属薄
膜を形成する工程と、この金属薄膜の上面に第２の誘電
体薄膜を形成する工程と、前記形状記憶合金薄膜を形状
記憶するための熱処理を行う工程とを、この順序で実施
し、かつ前記形状記憶合金を支持する基板の一部を基板
の下面よりエッチング除去する工程を、前記工程の間に
実施することを特徴とする形状記憶合金薄膜アクチュエ
ータの製造方法。
【請求項３】化合物半導体基板に形成された端面出射
型半導体レーザと、この基板上にレーザに近接して設け
られ、一部を基板に支持されたカンチレバー状の形状記
憶合金薄膜と、この形状記憶合金薄膜上に設けられ、前
記半導体レーザからの出射光を導波する光導波路とから
なることを特徴とする光偏向器。