(57)【要約】【課題】マイクロミラーデバイスの各マイクロミラーの耐熱性を向上させる。【解決手段】マイクロミラーデバイスは、基板と、基板上に配置された複数のマイクロミラー単位とを備える。各マイクロミラー単位は、基板に対向する第１の表面と第１の表面とは反対側の第２の表面とを有するマイクロミラーと、マイクロミラーの第１の表面に対向する一対の電極と、一対の電極の電位に応じてマイクロミラーが傾動可能となるようにマイクロミラーを支持するヒンジとを有する。各マイクロミラーは、ベース層と、反射層と、保護層とを有する。ベース層は、マイクロミラーの第１の表面を構成し、アモルファスシリコンで形成された層である。反射層は、ベース層上に配置され、ＡｇまたはＡｇ合金により形成された層である。保護層は、反射層上に配置されてマイクロミラーの第２の表面を構成し、ＳｎＯ２により形成された層である。【選択図】図３
2020165994.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に配置された複数のマイクロミラー単位であって、それぞれ、
前記基板に対向する第１の表面と、前記第１の表面とは反対側の第２の表面と、を有するマイクロミラーと、
前記マイクロミラーの前記第１の表面に対向する一対の電極と、
前記一対の電極の電位に応じて前記マイクロミラーが傾動可能となるように、前記マイクロミラーを支持するヒンジと、
を有する、複数のマイクロミラー単位と、
を備えるマイクロミラーデバイスにおいて、
各前記マイクロミラーは、
前記第１の表面を構成し、アモルファスシリコンで形成されたベース層と、
前記ベース層上に配置され、ＡｇまたはＡｇ合金により形成された反射層と、
前記反射層上に配置されて前記第２の表面を構成し、ＳｎＯ２により形成された保護層と、
を有する、
ことを特徴とするマイクロミラーデバイス。
【請求項２】
請求項１に記載のマイクロミラーデバイスにおいて、
前記保護層の厚さは、前記反射層の厚さの１／２以下である、
ことを特徴とするマイクロミラーデバイス。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のマイクロミラーデバイスにおいて、
前記反射層は、Ａｇにより形成されている、
ことを特徴とするマイクロミラーデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示される技術は、マイクロミラーデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばプロジェクタ用の表示素子として、空間光変調器であるマイクロミラーデバイスが用いられている。マイクロミラーデバイスは、多数の微小なマイクロミラーを有するＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）デバイスである。より詳細には、マイクロミラーデバイスは、基板と、基板上に配置された複数のマイクロミラー単位とを備える。各マイクロミラー単位は、マイクロミラーと、一対の電極と、一対の電極の電位に応じてマイクロミラーが傾動可能となるようにマイクロミラーを支持するヒンジとを有する。
【０００３】
マイクロミラーデバイスでは、複数のマイクロミラー単位のそれぞれについて個別に、一対の電極の電位が制御される。複数のマイクロミラー単位のそれぞれを構成するマイクロミラーは、一対の電極の電位に応じて傾動する。各マイクロミラーの傾きに応じて、光源からの入射光が該マイクロミラーによって反射された反射光の方向が変動する。具体的には、マイクロミラーが一対の電極の一方に引き寄せられた第１の傾斜姿勢であるときには、反射光の方向は、光が外部に投射される方向（例えば、投射光学系を構成するレンズが位置する方向）となる。一方、マイクロミラーが一対の電極の他方に引き寄せられた第２の傾斜姿勢であるときには、反射光の方向は、光が吸収される方向（例えば、光吸収体が位置する方向）となる。このように、マイクロミラーデバイスが備える複数のマイクロミラーの内、第１の傾斜姿勢にあるマイクロミラーに反射された反射光は外部に投射され、第２の傾斜姿勢にあるマイクロミラーに反射された反射光は吸収されて外部に投射されない。このような各マイクロミラーの傾きの切り替え（すなわち、反射光の方向の切り替え）を、例えばＰＷＭ方式に従って高速で行うことにより、マイクロミラー毎に階調表現を行うことができ、その結果、マイクロミラーの個数に相当するサイズのグレースケール画像の表示を実現することができる。また、マイクロミラーデバイスとカラーホイールを併用したり、３つのマイクロミラーデバイスを用いたりすることにより、いわゆるフルカラー画像の表示を実現することができる。
【０００４】
従来、マイクロミラーデバイスを構成する各マイクロミラーは、アルミニウム（Ａｌ）により形成されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１５６４６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
アルミニウムの耐熱温度は３００℃程度であり、十分に高くない。そのため、各マイクロミラーがアルミニウムにより形成された従来のマイクロミラーデバイスでは、各マイクロミラーの耐熱性が十分に高くない。各マイクロミラーの耐熱性が十分に高くないと、マイクロミラーデバイスを他の基板等（例えば、プリント基板等）へ組み付ける際の各種処理（例えば、溶接や半田付け）の温度が制限されるため、好ましくない。
【０００７】
本明細書では、上述した課題を解決することが可能な技術を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本明細書に開示される技術は、例えば、以下の形態として実現することが可能である。
【０００９】
（１）本明細書に開示されるマイクロミラーデバイスは、基板と、前記基板上に配置された複数のマイクロミラー単位であって、それぞれ、前記基板に対向する第１の表面と、前記第１の表面とは反対側の第２の表面と、を有するマイクロミラーと、前記マイクロミラーの前記第１の表面に対向する一対の電極と、前記一対の電極の電位に応じて前記マイクロミラーが傾動可能となるように、前記マイクロミラーを支持するヒンジと、を有する、複数のマイクロミラー単位と、を備えるマイクロミラーデバイスにおいて、各前記マイクロミラーは、前記第１の表面を構成し、アモルファスシリコンで形成されたベース層と、前記ベース層上に配置され、ＡｇまたはＡｇ合金により形成された反射層と、前記反射層上に配置されて前記第２の表面を構成し、ＳｎＯ２により形成された保護層と、を有する。本マイクロミラーデバイスでは、各マイクロミラーが、ＡｇまたはＡｇ合金により形成された反射層と、反射層上に配置されてマイクロミラーの第２の表面を構成し、ＳｎＯ２により形成された保護層とを有する。ＡｇおよびＡｇ合金の耐熱温度は比較的低いが（２００℃程度以下）、ＳｎＯ２の耐熱温度は４５０℃程度以上であり、アルミニウムの耐熱温度（３００℃程度）より高い。そのため、本マイクロミラーデバイスによれば、高い耐熱性を有するＳｎＯ２により形成された保護層の存在により、反射面であるＡｇまたはＡｇ合金の表面が外部からの熱の影響で変質したり溶解したりすることを防止することができ、その結果、各マイクロミラーの耐熱性を向上させることができる。また、本マイクロミラーデバイスでは、ＡｇまたはＡｇ合金により形成された反射層上に、ＳｎＯ２により形成された保護層が配置されている。ＡｇおよびＡｇ合金の光反射率は９７〜９９％程度であり、アルミニウムの光反射率（９２％程度）より高い。そのため、ＡｇまたはＡｇ合金により形成された反射層の光反射率は、アルミニウムにより形成された反射層の光反射率より高くなる。また、ＡｇまたはＡｇ合金層の上にＳｎＯ２層が配置された構成における光反射率は、ＡｇまたはＡｇ合金層の光反射率の９９．５％程度であり、ＳｎＯ２層の存在による光反射率の低下はごくわずかである。そのため、本マイクロミラーデバイスによれば、各マイクロミラーの光反射率を、アルミニウムにより形成された従来のマイクロミラーの光反射率と同等以上とすることができる。以上のことから、本マイクロミラーデバイスによれば、各マイクロミラーの光反射率の低下を抑制しつつ、各マイクロミラーの耐熱性を向上させることができる。そのため、本マイクロミラーデバイスによれば、マイクロミラーデバイスを他の基板等へ組み付ける際の各種処理（例えば、溶接や半田付け）の温度制限を緩和することができる。
【００１０】
（２）上記マイクロミラーデバイスにおいて、前記保護層の厚さは、前記反射層の厚さの１／２以下である構成としてもよい。本マイクロミラーデバイスによれば、保護層の厚さを比較的薄くする（反射層の厚さの１／２以下とする）ことができるため、保護層の存在に起因する各マイクロミラーの光反射率の低下を効果的に抑制することができる。
【００１１】
（３）上記マイクロミラーデバイスにおいて、前記反射層は、Ａｇにより形成されている、ことを特徴とする構成としてもよい。本マイクロミラーデバイスによれば、各マイクロミラーの光反射率の低下を効果的に抑制しつつ、各マイクロミラーの耐熱性を効果的に向上させることができる。
【００１２】
なお、本明細書に開示される技術は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、マイクロミラーデバイス、マイクロミラーデバイスを備える表示装置、それらの製造方法等の形態で実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態におけるマイクロミラーデバイス１０の外観構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】本実施形態におけるマイクロミラーデバイス１０の断面構成を概略的に示す説明図である。
【図３】マイクロミラーデバイス１０の動作を概略的に示す説明図である。
【図４】本実施形態におけるマイクロミラー１１０の詳細構成を示す説明図である。
【図５】本実施形態におけるマイクロミラーデバイス１０の製造方法の一例を示す説明図である。
【図６】本実施形態におけるマイクロミラーデバイス１０の製造方法の一例を示す説明図である。
【図７】本実施形態におけるマイクロミラーデバイス１０の製造方法の一例を示す説明図である。
【図８】本実施形態におけるマイクロミラーデバイス１０の製造方法の一例を示す説明図である。
【図９】本実施形態におけるマイクロミラーデバイス１０の製造方法の一例を示す説明図である。
【図１０】本実施形態におけるマイクロミラーデバイス１０の製造方法の一例を示す説明図である。
【図１１】本実施形態におけるマイクロミラーデバイス１０の製造方法の一例を示す説明図である。
【図１２】本実施形態におけるマイクロミラーデバイス１０の製造方法の一例を示す説明図である。
【図１３】本実施形態におけるマイクロミラーデバイス１０の製造方法の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
Ａ．実施形態：
Ａ−１．マイクロミラーデバイス１０の構成：
図１は、本実施形態におけるマイクロミラーデバイス１０の外観構成を概略的に示す斜視図であり、図２は、本実施形態におけるマイクロミラーデバイス１０の断面構成を概略的に示す説明図である。各図には、方向を特定するための互いに直交するＸＹＺ軸が示されている。本明細書では、便宜的に、Ｚ軸正方向を上方向といい、Ｚ軸負方向を下方向というものとするが、マイクロミラーデバイス１０は実際にはそのような向きとは異なる向きで設置されてもよい。
【００１５】
マイクロミラーデバイス１０は、多数の微小なマイクロミラー１１０を有するＭＥＭＳデバイスであり、例えば、プロジェクタ用の表示素子として用いられる。マイクロミラーデバイス１０は、基板２００と、基板２００上に配置された複数のマイクロミラー単位１００とを備える。なお、図１および図２では、便宜上、マイクロミラーデバイス１０の一部分の構成のみが示されている。
【００１６】
基板２００は、略平板状部材であり、例えば、ＳｉやＳｉＯ２（ガラス）により形成されている。Ｚ軸方向視での基板２００の幅および高さは、例えば１０ｍｍ〜２０ｍｍ程度であり、基板２００の厚さは、例えば６００μｍ〜８００μｍ程度である。図１および図２では図示を省略しているが、基板２００の内部には、金属配線層１１，１２やビア１３等により構成された駆動回路３１０が配置されている（図１３のＢ欄参照）。
【００１７】
複数のマイクロミラー単位１００は、互いに直交する２方向（本実施形態では、Ｘ方向およびＹ方向）に沿って、二次元的に並べて配置されている。マイクロミラーデバイス１０が備えるマイクロミラー単位１００の個数は、例えば、数十万個〜数百万個程度である。１つのマイクロミラー単位１００は、１つの画素に相当する。
【００１８】
各マイクロミラー単位１００は、図２に示すように、マイクロミラー１１０と、中央電極１２２と、一対の周辺電極１２０（第１の周辺電極１２０ａおよび第２の周辺電極１２０ｂ）と、支持柱１５０と、ストッパ１４０と、ヒンジ１３０とを有する。
【００１９】
マイクロミラー１１０は、基板２００に対向する下面Ｓ１と、下面Ｓ１とは反対側の上面Ｓ２とを有する略平板状部材である。Ｚ軸方向視でのマイクロミラー１１０の形状は、略矩形である（図１参照）。Ｚ軸方向視でのマイクロミラー１１０の幅および高さは、例えば３μｍ〜１０μｍ程度であり、マイクロミラー１１０の厚さは、例えば１００ｎｍ〜５００ｎｍ程度である。マイクロミラー１１０の下面Ｓ１は、特許請求の範囲における第１の表面に相当し、マイクロミラー１１０の上面Ｓ２は、特許請求の範囲における第２の表面に相当する。マイクロミラー１１０の構成については、後に詳述する。
【００２０】
中央電極１２２および一対の周辺電極１２０（第１の周辺電極１２０ａおよび第２の周辺電極１２０ｂ）は、マイクロミラー１１０の下面Ｓ１に対向する位置に配置されている。より具体的には、中央電極１２２は、基板２００の上面Ｓ３における、Ｚ軸方向視でマイクロミラー１１０の中心に重なる位置付近に配置されている。また、第１の周辺電極１２０ａは、基板２００の上面Ｓ３における、Ｚ軸方向視でマイクロミラー１１０の一方の端部に重なる位置付近に配置されており、第２の周辺電極１２０ｂは、基板２００の上面Ｓ３における、Ｚ軸方向視でマイクロミラー１１０の他方の端部に重なる位置付近に配置されている。すなわち、一対の周辺電極１２０は、中央電極１２２を挟んで略対称の位置に配置されている。一対の周辺電極１２０は、特許請求の範囲における一対の電極に相当する。
【００２１】
中央電極１２２および一対の周辺電極１２０は、例えば、タングステンや銅等の導電性材料により形成されている。また、中央電極１２２および一対の周辺電極１２０は、同様の導電性材料により形成されたビア１５を介して、基板２００の内部に配置された上述の駆動回路３１０（図１３のＢ欄参照）と接続されており、駆動回路３１０によってその電位が制御される。以下の説明では、中央電極１２２および一対の周辺電極１２０を、まとめて、電極１２２，１２０とも呼ぶ。
【００２２】
支持柱１５０は、中央電極１２２の上端部から上方に延びる柱状部材である。また、ストッパ１４０は、支持柱１５０の上端面上に配置された略平板状部材である。中央電極１２２と支持柱１５０とストッパ１４０とは、Ｚ軸方向視で略同心となるように配置されている。Ｚ軸方向視でのストッパ１４０の幅（径）は、支持柱１５０の幅（径）より大きい。支持柱１５０およびストッパ１４０は、中央電極１２２と同様の導電性材料により形成されている。
【００２３】
ヒンジ１３０は、ストッパ１４０の上端面の中心付近からマイクロミラー１１０の下面Ｓ１まで延びる柱状部材である。ヒンジ１３０は、弾性変形可能に構成されており、一対の周辺電極１２０の電位に応じてマイクロミラー１１０が傾動可能となるように、マイクロミラー１１０を支持している。ヒンジ１３０は、例えば、金属（例えば、ニッケル）や半導体（例えば、アモルファスシリコン）により形成されている。
【００２４】
Ａ−２．マイクロミラーデバイス１０の動作：
次に、本実施形態におけるマイクロミラーデバイス１０の動作を説明する。図３は、マイクロミラーデバイス１０の動作を概略的に示す説明図である。上述したように、基板２００の内部には駆動回路３１０が配置されており、該駆動回路３１０は、ビア１５を介して接続された一対の周辺電極１２０の電位を、マイクロミラー単位１００毎に個別に制御する。各マイクロミラー単位１００を構成するマイクロミラー１１０は、一対の周辺電極１２０の電位に応じて、所定の軸廻りに傾動する。具体的には、各マイクロミラー１１０は、一対の周辺電極１２０の電位に応じて、基本姿勢と、第１の傾斜姿勢と、第２の傾斜姿勢とのいずれかを取る。
【００２５】
マイクロミラー１１０の基本姿勢は、図２に示すように、マイクロミラー１１０の下面Ｓ１と一対の周辺電極１２０の内の一方（第１の周辺電極１２０ａ）との間の第１の距離Ｌ１と、マイクロミラー１１０の下面Ｓ１と一対の周辺電極１２０の内の他方（第２の周辺電極１２０ｂ）との間の第２の距離Ｌ２とが略等しい姿勢である。駆動回路３１０による一対の周辺電極１２０の電位の制御が行われていないとき（すなわち、マイクロミラーデバイス１０が駆動されていないとき）には、マイクロミラー１１０は基本姿勢を取る。
【００２６】
マイクロミラー１１０の第１の傾斜姿勢は、図３に示す２つのマイクロミラー単位１００の内の左側のマイクロミラー単位１００Ａを構成するマイクロミラー１１０のように、第１の距離Ｌ１が第２の距離Ｌ２より小さい姿勢である。駆動回路３１０によって一対の周辺電極１２０の電位が所定の電位に制御され、第１の周辺電極１２０ａにマイクロミラー１１０を引き寄せる静電気力が生ずると、マイクロミラー１１０が第１の周辺電極１２０ａに引き寄せられるように傾動して第１の傾斜姿勢を取る。なお、第１の傾斜姿勢では、マイクロミラー１１０の下面Ｓ１がストッパ１４０に接触している。すなわち、ストッパ１４０は、マイクロミラー１１０の下面Ｓ１に接触してマイクロミラー１１０の傾動を規制することにより、第１の傾斜姿勢を規定する。基本姿勢のマイクロミラー１１０に対する第１の傾斜姿勢のマイクロミラー１１０の傾きは、例えば１０度程度である。
【００２７】
マイクロミラー１１０の第２の傾斜姿勢は、図３に示す２つのマイクロミラー単位１００の内の右側のマイクロミラー単位１００Ｂを構成するマイクロミラー１１０のように、第２の距離Ｌ２が第１の距離Ｌ１より小さい姿勢である。駆動回路３１０によって一対の周辺電極１２０の電位が所定の電位に制御され、第２の周辺電極１２０ｂにマイクロミラー１１０を引き寄せる静電気力が生ずると、マイクロミラー１１０が第２の周辺電極１２０ｂに引き寄せられるように傾動して第２の傾斜姿勢を取る。なお、第２の傾斜姿勢では、マイクロミラー１１０の下面Ｓ１がストッパ１４０に接触している。すなわち、ストッパ１４０は、マイクロミラー１１０の下面Ｓ１に接触してマイクロミラー１１０の傾動を規制することにより、第２の傾斜姿勢を規定する。基本姿勢のマイクロミラー１１０に対する第２の傾斜姿勢のマイクロミラー１１０の傾きは、例えば−１０度程度である。
【００２８】
図３に示すように、マイクロミラー１１０の傾きに応じて、光源ＬＳからの入射光ＩＬがマイクロミラー１１０によって反射された反射光ＲＬの方向が変動する。具体的には、図３に示す２つのマイクロミラー単位１００の内の左側のマイクロミラー単位１００Ａを構成するマイクロミラー１１０のように、マイクロミラー１１０が第１の傾斜姿勢にあるときには、反射光ＲＬの方向は、光が外部に投射される方向（例えば、投射光学系を構成するレンズＬＥが位置する方向）となる。すなわち、このときには、このマイクロミラー単位１００に対応する画素がＯＮ状態となる。一方、図３に示す２つのマイクロミラー単位１００の内の右側のマイクロミラー単位１００Ｂを構成するマイクロミラー１１０のように、マイクロミラー１１０が第２の傾斜姿勢にあるときには、反射光ＲＬの方向は、光が吸収される方向（例えば、光吸収体ＬＡが位置する方向）となる。すなわち、このときには、このマイクロミラー単位１００に対応する画素がＯＦＦ状態となる。
【００２９】
このように、マイクロミラーデバイス１０が備える複数のマイクロミラー１１０の内、第１の傾斜姿勢にあるマイクロミラー１１０に反射された反射光ＲＬは外部に投射され、第２の傾斜姿勢にあるマイクロミラー１１０に反射された反射光ＲＬは吸収されて外部に投射されない。このようなマイクロミラー１１０の傾きの切り替え（すなわち、反射光ＲＬの方向の切り替え）を、例えばＰＷＭ方式に従って高速で行うことにより、マイクロミラー単位１００毎に（すなわち、画素毎に）階調表現を行うことができ、その結果、マイクロミラー単位１００の個数に相当するサイズのグレースケール画像の表示を実現することができる。また、マイクロミラーデバイス１０とカラーホイールを併用したり、３つのマイクロミラーデバイス１０を用いたりすることにより、いわゆるフルカラー画像の表示を実現することができる。
【００３０】
Ａ−３．マイクロミラー１１０の詳細構成：
次に、本実施形態におけるマイクロミラー１１０の詳細構成を説明する。図４は、本実施形態におけるマイクロミラー１１０の詳細構成を示す説明図である。図４には、マイクロミラーデバイス１０が備える複数のマイクロミラー１１０の内の１つにおける、ヒンジ１３０との接続部付近の断面構成が示されている。
【００３１】
図４に示すように、本実施形態では、マイクロミラー１１０は、ベース層１１１と、反射層１１２と、保護層１１３とを有する３層構成となっている。
【００３２】
ベース層１１１は、マイクロミラー１１０の下面Ｓ１を構成する層であり、マイクロミラー１１０の基板となる層である。ベース層１１１は、アモルファスシリコンにより形成されている。ベース層１１１の厚さＴ１は、例えば２００ｎｍ〜４５０ｎｍ程度である。
【００３３】
反射層１１２は、ベース層１１１上に配置された層であり、主として光反射機能を担う層である。反射層１１２は、Ａｇ（銀）またはＡｇ合金により形成されている。反射層１１２の厚さＴ２は、例えば５０ｎｍ〜２００ｎｍ程度である。なお、反射層１１２をＡｇ合金により形成する場合には、例えば、Ｎｄ（ネオジム）とＣｕ（銅）とＢｉ（ビスマス）との少なくとも１つである添加物を含むＡｇ合金を用いることができる。このようなＡｇ合金における添加物の添加量は、０．０１ａｔ％以上、２．０ａｔ％以下であることが好ましい。
【００３４】
保護層１１３は、反射層１１２上に配置されてマイクロミラー１１０の上面Ｓ２を構成する層であり、主として反射層１１２を熱から保護する層である。保護層１１３は、ＳｎＯ２（酸化スズ）により形成されている。保護層１１３の厚さＴ３は、例えば５ｎｍ〜１００ｎｍ程度である。保護層１１３の厚さＴ３は、反射層１１２の厚さＴ２の１／２以下であることが好ましい。
【００３５】
Ａ−４．マイクロミラーデバイス１０の製造方法：
次に、本実施形態におけるマイクロミラーデバイス１０の製造方法の一例を説明する。図５から図１３は、本実施形態におけるマイクロミラーデバイス１０の製造方法の一例を示す説明図である。以下では、マイクロミラーデバイス１０の備える複数のマイクロミラー単位１００の内、１つのマイクロミラー単位１００の周辺部分に着目して、マイクロミラーデバイス１０の製造方法を説明する。
【００３６】
はじめに、図５のＡ欄に示すように、Ｓｉ基板２１０上に、例えばＰＥ−ＣＶＤ（プラズマＣＶＤ、Ｐｌａｓｍａ−Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）により、ＳｉＯ２（ガラス）層２２１を成膜する。次に、図５のＢ欄に示すように、ＳｉＯ２層２２１上に、例えばスパッタリングにより、アルミニウムやアルミニウム合金等の金属配線層１１を成膜する。次に、図５のＣ欄に示すように、金属配線層１１に対してフォトリソグラフィおよびエッチングを行うことにより、金属配線層１１を所定の配線パターンにパターニングする。
【００３７】
次に、図５のＤ欄に示すように、ＳｉＯ２層２２１および金属配線層１１上に、例えばＰＥ−ＣＶＤにより、ＳｉＯ２層２２２を成膜する。次に、図５のＥ欄に示すように、ＳｉＯ２層２２２に対してフォトリソグラフィおよびエッチングを行うことにより、金属配線層１１まで至るビア用の穴２１を形成する。次に、図５のＦ欄に示すように、ビア用の穴２１が形成されたＳｉＯ２層２２２上に、例えばＰＥ−ＣＶＤにより、タングステンや銅等の導電性材料層３１を成膜する。
【００３８】
次に、図６のＡ欄に示すように、導電性材料層３１に対してＣＭＰ（化学機械研磨、Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）を行うことにより、金属配線層１１と接続されたビア１３を形成する。次に、図６のＢ欄に示すように、ビア１３が形成されたＳｉＯ２層２２２上に、例えばスパッタリングにより、アルミニウムやアルミニウム合金等の金属配線層１２を成膜する。次に、図６のＣ欄に示すように、金属配線層１２に対してフォトリソグラフィおよびエッチングを行うことにより、金属配線層１２を所定の配線パターンにパターニングする。本実施形態では、パターニングされた金属配線層１１，１２およびビア１３により、各マイクロミラー１１０を駆動する駆動回路３１０が構成される。
【００３９】
次に、図６のＤ欄に示すように、ＳｉＯ２層２２２および金属配線層１２上に、例えばＰＥ−ＣＶＤにより、ＳｉＯ２層２２３を成膜する。次に、図６のＥ欄に示すように、ＳｉＯ２層２２３上に、例えばＰＥ−ＣＶＤにより、エッチング保護層２３０を成膜する。エッチング保護層２３０は、エッチングから駆動回路３１０（金属配線層１１，１２およびビア１３）を保護する層であり、ＳｉＯ２用のエッチング液（例えば、フッ酸）に対する耐性を有する材料（例えば、アルミナ等のセラミックスやアモルファスシリコン等の半導体）により形成される。次に、図６のＦ欄に示すように、エッチング保護層２３０に対してフォトリソグラフィおよびエッチングを行うことにより、エッチング保護層２３０を所定の保護パターンにパターニングする。
【００４０】
次に、図７のＡ欄に示すように、ＳｉＯ２層２２３およびエッチング保護層２３０上に、例えばＰＥ−ＣＶＤにより、ＳｉＯ２層２２４を成膜する。次に、図７のＢ欄に示すように、ＳｉＯ２層２２４に対してフォトリソグラフィおよびエッチングを行うことにより、電極（中央電極１２２、一対の周辺電極１２０）用の穴２２を形成する。次に、図７のＣ欄に示すように、ＳｉＯ２層２２４に対してフォトリソグラフィおよびエッチングを行うことにより、金属配線層１２まで至るビア用の穴２３を形成する。次に、図７のＤ欄に示すように、電極用の穴２２およびビア用の穴２３が形成されたＳｉＯ２層２２４上に、例えばＰＥ−ＣＶＤにより、タングステンや銅等の導電性材料層３２を成膜する。
【００４１】
次に、図８のＡ欄に示すように、導電性材料層３２に対してＣＭＰを行うことにより、中央電極１２２と、一対の周辺電極１２０と、各電極１２２，１２０と金属配線層１２とを接続するビア１５とを形成する。次に、図８のＢ欄に示すように、各電極１２２，１２０が形成されたＳｉＯ２層２２４上に、例えばＰＥ−ＣＶＤにより、ＳｉＯ２層２２５を成膜する。次に、図８のＣ欄に示すように、ＳｉＯ２層２２５に対してフォトリソグラフィおよびエッチングを行うことにより、ストッパ１４０用の穴２４を形成する。次に、図８のＤ欄に示すように、ＳｉＯ２層２２５に対してフォトリソグラフィおよびエッチングを行うことにより、中央電極１２２まで至る支持柱１５０用の穴２５を形成する。
【００４２】
次に、図９のＡ欄に示すように、ストッパ１４０用の穴２４および支持柱１５０用の穴２５が形成されたＳｉＯ２層２２５上に、例えばＰＥ−ＣＶＤにより、タングステンや銅等の導電性材料層３３を成膜する。次に、図９のＢ欄に示すように、導電性材料層３３に対してＣＭＰを行うことにより、支持柱１５０およびストッパ１４０を形成する。次に、図９のＣ欄に示すように、ストッパ１４０が形成されたＳｉＯ２層２２５上に、例えばＰＥ−ＣＶＤにより、ＳｉＯ２層２２６を成膜する。次に、図９のＤ欄に示すように、ＳｉＯ２層２２６に対してフォトリソグラフィおよびエッチングを行うことにより、ストッパ１４０まで至るヒンジ１３０用の穴２６を形成する。
【００４３】
次に、図１０のＡ欄に示すように、ヒンジ１３０用の穴２６が形成されたＳｉＯ２層２２６上に、例えばＰＥ−ＣＶＤにより、金属（例えば、ニッケル）や半導体（例えば、アモルファスシリコン）等のヒンジ用材料層４１を成膜する。次に、図１０のＢ欄に示すように、ヒンジ用材料層４１に対してフォトリソグラフィおよびエッチングを行うことにより、ストッパ１４０上にヒンジ１３０を形成する。次に、図１０のＣ欄に示すように、ヒンジ１３０が形成されたＳｉＯ２層２２６上に、例えばＰＥ−ＣＶＤにより、ＳｉＯ２層２２７を成膜する。
【００４４】
次に、図１１のＡ欄に示すように、ＳｉＯ２層２２７に対してフォトリソグラフィおよびエッチングを行うことにより、ヒンジ１３０まで至るマイクロミラー１１０用の穴２７を形成する。次に、図１１のＢ欄に示すように、マイクロミラー１１０用の穴２７が形成されたＳｉＯ２層２２７上に、例えばＰＥ−ＣＶＤにより、アモルファスシリコンのベース層用材料層５１を成膜する。次に、図１１のＣ欄に示すように、ベース層用材料層５１上に、例えば蒸着により、ＡｇやＡｇ合金等の反射層用材料層６１を成膜する。
【００４５】
次に、図１２のＡ欄に示すように、反射層用材料層６１上に、例えばスパッタリングにより、ＳｎＯ２の保護層用材料層７１を成膜する。次に、図１２のＢ欄に示すように、ベース層用材料層５１、反射層用材料層６１および保護層用材料層７１に対してフォトリソグラフィおよびエッチングを行うことにより、ベース層１１１、反射層１１２および保護層１１３から構成されたマイクロミラー１１０を形成する。次に、図１２のＣ欄に示すように、マイクロミラー１１０が形成されたＳｉＯ２層２２７上に、例えばＰＥ−ＣＶＤにより、ＳｉＯ２層２２８を成膜する。
【００４６】
次に、図１３のＡ欄に示すように、ＳｉＯ２層に対してフォトリソグラフィおよびエッチングを行うことにより、金属配線層１２まで至る通電パッド１４用の穴２８を形成する。次に、図１３のＢ欄に示すように、例えばＶａｐｏｒ  Ｐｈａｓｅ  ＨＦ（気相フッ酸）エッチングにより、各ＳｉＯ２層（犠牲層）を除去する。このとき、各ＳｉＯ２層の内、エッチング保護層２３０に保護された部分は除去されずに残る。その結果、Ｓｉ基板２１０と、エッチング保護層２３０と、両者の間に残ったＳｉＯ２層２２０とから、基板２００が構成される。また、基板２００の内部には、金属配線層１１，１２およびビア１３により構成された駆動回路３１０が形成され、該駆動回路３１０はビア１５を介して各電極１２２，１２０と電気的に接続される。また、金属配線層１２の内、通電パッド１４用の穴２８から露出した部分が、通電パッド１４として機能する。図示しないが、マイクロミラーデバイス１０は複数の通電パッド１４を備えており、各通電パッド１４は、各金属配線層１１，１２に電気的に接続されている。通電パッド１４から各金属配線層１１，１２および各ビア１３，１５を介して、各電極１２２，１２０への給電が行われる。以上の製造方法により、上述した構成のマイクロミラーデバイス１０が製造される。
【００４７】
Ａ−５．本実施形態の効果：
以上説明したように、本実施形態のマイクロミラーデバイス１０は、基板２００と、基板２００上に配置された複数のマイクロミラー単位１００とを備える。各マイクロミラー単位１００は、マイクロミラー１１０と、一対の周辺電極１２０と、ヒンジ１３０とを有する。マイクロミラー１１０は、基板２００に対向する下面Ｓ１と、下面Ｓ１とは反対側の上面Ｓ２とを有する。一対の周辺電極１２０は、マイクロミラー１１０の下面Ｓ１に対向している。ヒンジ１３０は、一対の周辺電極１２０の電位に応じてマイクロミラー１１０が傾動可能となるようにマイクロミラー１１０を支持する。また、各マイクロミラー１１０は、ベース層１１１と、反射層１１２と、保護層１１３とを有する。ベース層１１１は、マイクロミラー１１０の下面Ｓ１を構成し、アモルファスシリコンで形成されている。反射層１１２は、ベース層１１１上に配置され、ＡｇまたはＡｇ合金により形成されている。保護層１１３は、反射層１１２上に配置されてマイクロミラー１１０の上面Ｓ２を構成し、ＳｎＯ２により形成されている。
【００４８】
このように、本実施形態のマイクロミラーデバイス１０では、各マイクロミラー１１０が、ＡｇまたはＡｇ合金により形成された反射層１１２と、反射層１１２上に配置されてマイクロミラー１１０の上面Ｓ２を構成し、ＳｎＯ２により形成された保護層１１３とを有する。ＡｇおよびＡｇ合金の耐熱温度は比較的低いが（２００℃程度以下）、ＳｎＯ２の耐熱温度は４５０℃程度以上であり、アルミニウムの耐熱温度（３００℃程度）より高い。そのため、本実施形態のマイクロミラーデバイス１０によれば、高い耐熱性を有するＳｎＯ２により形成された保護層１１３の存在により、反射面であるＡｇまたはＡｇ合金の表面が外部からの熱の影響で変質したり溶解したりすることを防止することができ、その結果、各マイクロミラー１１０の耐熱性を向上させることができる。
【００４９】
また、本実施形態のマイクロミラーデバイス１０では、ＡｇまたはＡｇ合金により形成された反射層１１２上に、ＳｎＯ２により形成された保護層１１３が配置されている。ＡｇおよびＡｇ合金の光反射率は９７〜９９％程度であり、アルミニウムの光反射率（９２％程度）より高い。そのため、ＡｇまたはＡｇ合金により形成された反射層１１２の光反射率は、アルミニウムにより形成された反射層の光反射率より高くなる。また、ＡｇまたはＡｇ合金層の上にＳｎＯ２層が配置された構成における光反射率は、ＡｇまたはＡｇ合金層の光反射率の９９．５％程度であり、ＳｎＯ２層の存在による光反射率の低下はごくわずかである。そのため、本実施形態のマイクロミラーデバイス１０によれば、各マイクロミラー１１０の光反射率を、アルミニウムにより形成された従来のマイクロミラーの光反射率と同等以上とすることができる。
【００５０】
以上のことから、本実施形態のマイクロミラーデバイス１０によれば、各マイクロミラー１１０の光反射率の低下を抑制しつつ、各マイクロミラー１１０の耐熱性を向上させることができる。そのため、本実施形態のマイクロミラーデバイス１０によれば、マイクロミラーデバイス１０を他の基板（例えば、プリント基板等）へ組み付ける際の各種処理（例えば、溶接や半田付け）の温度制限を緩和することができる。
【００５１】
なお、各マイクロミラー１１０を構成する保護層１１３の厚さＴ３は、反射層１１２の厚さＴ２の１／２以下であることが好ましい。このような構成によれば、保護層１１３の厚さＴ３を比較的薄くする（反射層１１２の厚さＴ２の１／２以下とする）ことができるため、保護層１１３の存在に起因する各マイクロミラー１１０の光反射率の低下を効果的に抑制することができる。
【００５２】
また、各マイクロミラー１１０を構成する反射層１１２がＡｇにより形成されていることが好ましい。このような構成によれば、各マイクロミラー１１０の光反射率の低下を効果的に抑制しつつ、各マイクロミラー１１０の耐熱性を効果的に向上させることができる。
【００５３】
Ｂ．変形例：
本明細書で開示される技術は、上述の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態に変形することができ、例えば次のような変形も可能である。
【００５４】
上記実施形態におけるマイクロミラーデバイス１０の構成は、あくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、マイクロミラー１１０が、ベース層１１１と反射層１１２と保護層１１３との３層構成であるが、マイクロミラー１１０がさらに他の層を含むとしてもよい。また、上記実施形態では、ストッパ１４０がヒンジ１３０の下に設けられているが、ストッパ１４０がヒンジ１３０とは独立して基板２００上に設けられてもよい。
【００５５】
上記実施形態のマイクロミラーデバイス１０における各部材の形成材料は、あくまで一例であり、種々変形可能である。
【００５６】
上記実施形態のマイクロミラーデバイス１０の製造方法は、あくまで一例であり、種々変形可能である。
【００５７】
本発明は、プロジェクタ用の表示素子として利用されるマイクロミラーデバイス１０に限らず、他の用途に利用されるマイクロミラーデバイス１０にも同様に適用可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１０：マイクロミラーデバイス  １１，１２：金属配線層  １３，１５：ビア  １４：通電パッド  ２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８：穴  ３１，３２，３３：導電性材料層  ４１：ヒンジ用材料層  ５１：ベース層用材料層  ６１：反射層用材料層  ７１：保護層用材料層  １００：マイクロミラー単位  １１０：マイクロミラー  １１１：ベース層  １１２：反射層  １１３：保護層  １２０ａ：第１の周辺電極  １２０ｂ：第２の周辺電極  １２２：中央電極  １３０：ヒンジ  １４０：ストッパ  １５０：支持柱  ２００：基板  ２１０：Ｓｉ基板  ２２０，２２１，２２２，２２３，２２４，２２５，２２６，２２７，２２８：ＳｉＯ２層  ２３０：エッチング保護層  ３１０：駆動回路  ＩＬ：入射光  Ｌ１：第１の距離  Ｌ２：第２の距離  ＬＡ：光吸収体  ＬＥ：レンズ  ＬＳ：光源  ＲＬ：反射光  Ｓ１：下面  Ｓ２：上面  Ｓ３：上面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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