(57)【要約】【課題】静電気によるミラー表面への粒子付着を防止し、またミラーの撓みを軽減する。【解決手段】ミラー６０は、側面部の大部分が開口部２６と隣接し、それ以外の上下４ヶ所２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄで表面シリコン層２２と接続されている。ミラー６０の上面は導電性向上のためのイオン注入処理が施されている。上電極１９の直下には圧電膜１８が形成されている。光偏向素子１０は、ミラー６０に対して導電性を向上させるためにイオン注入が施されている構成である点に特徴がある。これにより、ミラー６０の揺動時の空気との摩擦によって生じる静電気でのミラー６０への粒子付着を防止し、ミラー６０の反射率の低下を防止することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に光反射膜が形成されたシリコン層によるミラーと、
前記ミラーを揺動可能に支持する支持部と、
前記ミラーを所定平面上において振動させる駆動部と
を備え、前記ミラーは、前記光反射膜の形成前に、表面に導電性及び剛性の一方若しくは両方の向上のためのイオン注入が施されていることを特徴とする光偏向素子。
【請求項２】
前記ミラーは、前記光反射膜が形成される表面とは反対側の裏面に、剛性向上のためのイオン注入が施されていることを特徴とする請求項１記載の光偏向素子。
【請求項３】
前記ミラーに対する導電性向上のための前記イオン注入はミラー面全面に対して行われ、剛性向上のための前記イオン注入は前記ミラー面全面又は一部の面に対して行われていることを特徴とする請求項１又は２記載の光偏向素子。
【請求項４】
前記導電性向上のためのイオン注入のイオン注入種は、銅、鉄、及びニッケルのうちいずれかの金属材料であることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の光偏向素子。
【請求項５】
前記剛性向上のためのイオン注入のイオン注入種は、クロム、チタン、及びニッケルのうちいずれかの金属材料であることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の光偏向素子。
【請求項６】
ＳＯＩ基板上に絶縁膜層、下電極層、圧電膜層、上電極層の順で積層された素子の前記圧電膜層及び前記上電極層をエッチングして、所定の形状の上電極とその直下の圧電膜とを形成すると共に、前記上電極以外の部分は前記下電極層を露出させる上電極形成工程と、
露出した前記下電極層をエッチングして下電極を形成すると共に、前記下電極以外の部分は前記ＳＯＩ基板の表面シリコン層を露出させる下電極形成工程と、
露出した前記表面シリコン層をエッチングして、光反射膜形成前の所定形状のミラー形成部と、前記ミラー形成部を揺動可能に支持する細長形状の支持部とを形成するミラー形成部及び支持部形成工程と、
前記ミラー形成部の表面に導電性向上のための第１のイオン注入、及び剛性向上のための第２のイオン注入のどちらか一方又は両方を施すイオン注入工程と、
を含むことを特徴とする光偏向素子の製造方法。
【請求項７】
裏面シリコン層とインシュレータ層と表面シリコン層が積層されたＳＯＩ基板上に絶縁膜層、下電極層、圧電膜層、上電極層の順で積層された素子の前記圧電膜層及び前記上電極層をエッチングして、所定の形状の上電極とその直下の圧電膜とを形成すると共に、前記上電極以外の部分は前記下電極層を露出させる上電極形成工程と、
露出した前記下電極層をエッチングして下電極を形成すると共に、前記下電極以外の部分は前記絶縁膜層を露出させる下電極形成工程と、
露出した前記絶縁膜層を通して前記表面シリコン層の導電性向上のための第１のイオン注入、及び剛性向上のための第２のイオン注入のどちらか一方又は両方を施すイオン注入工程と、
前記絶縁膜層を除去する絶縁膜形成工程と、
前記イオン注入工程を経た前記表面シリコン層をエッチングして、光反射膜形成前の所定形状のイオン注入済みミラー形成部と、前記イオン注入済みミラー形成部を揺動可能に支持する細長形状の支持部とを形成するイオン注入済みミラー形成部及び支持部形成工程と、
を含むことを特徴とする光偏向素子の製造方法。
【請求項８】
裏面シリコン層とインシュレータ層と表面シリコン層が積層されたＳＯＩ基板に対して、又は前記ＳＯＩ基板上の絶縁膜層を通して前記表面シリコン層の導電性向上のための第１のイオン注入、及び剛性向上のための第２のイオン注入のどちらか一方又は両方を施すイオン注入工程と、
前記イオン注入がされた前記ＳＯＩ基板又は前記絶縁膜層をアニールして再結晶化するアニール工程と、
前記アニール工程を経た前記ＳＯＩ基板上の前記絶縁膜層の上に、下電極層、圧電膜層、上電極層の順で積層した素子に対して、前記圧電膜層及び前記上電極層をエッチングして、所定の形状の上電極とその直下の圧電膜とを形成すると共に、前記上電極以外の部分は前記下電極層を露出させる上電極形成工程と、
露出した前記下電極層をエッチングして下電極を形成する下電極形成工程と、
前記下電極形成工程を経た前記絶縁膜層を除去した後、前記表面シリコン層をエッチングして、光反射膜形成前の所定形状のイオン注入済みミラー形成部と、前記イオン注入済みミラー形成部を揺動可能に支持する細長形状の支持部とを形成するイオン注入済みミラー形成部及び支持部形成工程と、
を含むことを特徴とする光偏向素子の製造方法。
【請求項９】
前記イオン注入工程において、前記第１のイオン注入を施す面の反対側の裏面に対して、剛性向上のための第３のイオン注入を行う剛性向上イオン注入工程を更に含むことを特徴とする請求項６乃至８のうちいずれか一項記載の光偏向素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光偏向素子及び光偏向素子の製造方法に係り、特に圧電膜によりミラーを駆動し、ミラーで反射するレーザ光を偏向させて二次元走査する光偏向素子及び光偏向素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光を偏向させて二次元走査する光偏向素子は、ヘッドアップディスプレイやプロジェクタなどの画像形成装置に用いられる。この種の光偏向素子として、半導体製造技術を応用したマイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ：Micro Electro Mechanical System）技術を用いたＭＥＭＳ素子が知られている（例えば、特許文献１参照）。ＭＥＭＳ素子は、シリコンウェハを部分的に薄く加工し、弾性を持たせることにより稼働部として利用し、その稼働部に対して圧電膜などで駆動力を与え、稼働部をミラーとしてレーザ光を照射して光共振器として作用させ、レーザ光を偏向走査する構成である。シリコンウェハにはＳＯＩ(Silicon On Insulator)ウェハなどを用い、所望の薄さのシリコン層を作り込んでおく。なお、駆動力を与える方法は圧電膜の他、静電力を利用する方法などもある。
【０００３】
ＭＥＭＳ素子では、上記稼働部（ミラー膜ともいう）の厚さが非常に薄いために、製造の際に薄い金属膜が剛性のある基板上に蒸着される際に生じる引っ張り応力や圧縮応力などによってミラー曲率が変化することがある。このミラー曲率の変化は非焦点光反射、光信号の損失増加などをもたらし問題となる。そこで、従来、ミラー曲率を安定化させるためにシリコン（Ｓｉ）イオン注入を光反射光学層に対して行う方法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
また、ＭＥＭＳ素子の基板側電極は、不純物をドーピングした多結晶シリコン膜や金属膜が使用され、半導体基板上の絶縁層上または絶縁基板上に形成される。しかし、これらの電極材料は結晶構造を有するため、表面に凹凸が発生する。ＭＥＭＳ素子の製造工程においては、下膜の表面凹凸が上層膜に順次転写され、最上層にある光学的に重要な膜表面には、拡大転写された表面凹凸を有する駆動側電極、すなわち反射膜が形成されてしまう。そこで、従来、表面の平坦化を図るために、シリコン単結晶基板に、イオン注入法、熱拡散法、あるいは固相拡散法などによって不純物を導入して不純物拡散領域を形成し、その不純物拡散領域で基板側電極を形成することにより、基板側電極の表面をシリコン単結晶基板のままで維持するようにした方法が開示されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１４８４５９号公報
【特許文献２】特開２００２−１９６２６７号公報
【特許文献３】特開２００３−２００３９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ＭＥＭＳ素子のような光偏向素子では上記のミラー曲率や表面凹凸の問題だけでなく、軽量化のために薄く形成することによる撓みや、静電気による粒子付着による反射率低下が発生する。すなわち、ミラーを駆動させてレーザ光を走査する光偏向素子では、ミラーの振れ角を増大させるほど、ミラーの撓み量が大きくなる傾向がある。撓み量が大きくなると画面の解像度が悪くなる。そのため、ミラーの裏面をリブ構造にして剛性を上げるなどの提案がされているが、ミラーが重くなることにより共振周波数が低下する。共振周波数によりミラーにレーザ光を当てて画像を描画する時間が決まっているため、上記の共振周波数の低下により水平方向あるいは垂直方向の画素への画像が書き込みきれず、解像度が低下してしまう。
【０００７】
また、振れ角が大きくなると、ミラーと空気との摩擦による静電気もより発生し易くなり、粒子付着を引き起こす。ミラーの表面に粒子が付着すると、レーザ光の反射率が低下し、画面の輝度が低下する不具合が発生する。
【０００８】
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、静電気によるミラー表面への粒子付着を防止し、更にはミラーの撓みを軽減し得る光偏向素子及び光偏向素子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するため、本発明の光偏向素子（１０、４０、５０）は、表面に光反射膜が形成されたシリコン層によるミラー（６０）と、ミラー(６０)を揺動可能に支持する支持部（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ）と、ミラー(６０)を所定平面上において振動させる駆動部（１８、１９、２１）とを備え、ミラー(６０)は、光反射膜の形成前に、表面に導電性及び剛性の一方若しくは両方の向上のためのイオン注入が施されていることを特徴とする。
【００１０】
また、上記の目的を達成するため、本発明の光偏向素子（１０、４０、５０）の製造方法は、ＳＯＩ基板上に絶縁膜層（１４）、下電極層（１５）、圧電膜層（１６）、上電極層（１７）の順で積層された素子の圧電膜層（１６）及び上電極層（１７）をエッチングして、所定の形状の上電極（１９）とその直下の圧電膜（１８）とを形成すると共に、上電極（１９）以外の部分は下電極層（１５）を露出させる上電極形成工程と、露出した下電極層（１５）をエッチングして下電極（２１）を形成すると共に、下電極（２１）以外の部分はＳＯＩ基板の表面シリコン層（１３）を露出させる下電極形成工程と、露出した表面シリコン層（１３）をエッチングして、光反射膜形成前の所定形状のミラー形成部（２３）と、ミラー形成部（２３）を搖動可能に支持する細長形状の支持部（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ）とを形成するミラー形成部及び支持部形成工程と、ミラー形成部（２３）の表面に導電性向上のための第１のイオン注入、及び剛性向上のための第２のイオン注入のどちらか一方又は両方を施すイオン注入工程と、
を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ミラーの導電性の向上によりミラー振動時の空気との摩擦による静電気でのミラー表面への粒子付着を防止し、ミラー反射率の低下を防止することができる。また、本発明によれば、ミラーの剛性の向上によりミラーの撓み量の増加による画面の解像度の劣化を補償できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の光偏向素子の第１の実施形態の平面図及び底面図である。
【図２】本発明の光偏向素子の第１の実施形態の製造方法の工程説明用素子断面図である。
【図３】本発明の光偏向素子の第１の実施形態の製造方法の工程説明用素子平面図（その１）である。
【図４】本発明の光偏向素子の第１の実施形態の製造方法の工程説明用素子平面図（その２）である。
【図５】本発明の光偏向素子の第１の実施形態の製造方法の工程説明用素子平面図（その３）である。
【図６】本発明の光偏向素子の第１の実施形態の製造方法の工程説明用素子平面図（その４）である。
【図７】本発明の光偏向素子の第１の実施形態の製造方法の工程説明用素子平面図（その５）である。
【図８】本発明の光偏向素子の第１の実施形態の製造方法の工程説明用素子底面図（その１）である。
【図９】本発明の光偏向素子の第１の実施形態の製造方法の工程説明用素子底面図（その２）である。
【図１０】本発明の光偏向素子の第１の実施形態の製造方法の各工程説明用素子断面図及び素子平面図である。
【図１１】（Ａ１）〜（Ｂ３）は本発明の光偏向素子の第１の実施形態の製造方法の工程説明用素子断面図、平面図及び底面図、（Ｃ）及び（Ｄ）は本発明の光偏向素子の第２の実施形態の製造方法の工程説明用素子平面図及び底面図である。
【図１２】本発明の光偏向素子の第２の実施形態の平面図である。
【図１３】本発明の光偏向素子の第３の実施形態の平面図である。
【図１４】本発明の光偏向素子の第３の実施形態の製造方法で用いるレジストの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明の各実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
（第１の実施形態）
図１（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明になる光偏向素子の第１の実施形態の平面図及び底面図を示す。同図（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、第１の実施形態の光偏向素子１０は、ＳＯＩ基板の表面シリコン層２２の中央に扁平円柱状のミラー６０が形成されている。
【００１５】
ミラー６０は、側面部の大部分が開口部２６と隣接し、それ以外の上下４ヶ所２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄで表面シリコン層２２と接続されている。接続箇所２２ａ〜２２ｄをそれぞれ一端とし、長手方向が互いに平行で、かつ、軸Ｙに対しても平行な表面シリコン層２２の細長形状の４ヶ所の部分は例えばミラー支持アームと呼ばれ、本発明の支持部を構成している。ミラー６０の上面は後述する導電性向上のためのイオン注入処理が施されており、さらにアルミニウム膜等による反射面が形成されている。図１（Ｂ）に示すミラー６０の裏面は導電性向上のためのイオン注入処理は施されていない。
【００１６】
上電極１９は、ミラー６０を挟んで表面シリコン層２２上に、対向配置された互いに線対称の大略コ字状の電極である。下電極２１は、ミラー６０を挟んで表面シリコン層２２上に、対角線上に配置されている。また、後述するように、上電極１９の直下には圧電膜（図１では図示されず）が形成されている。この圧電膜は上電極１９と下電極２１との間に印加される駆動電圧により伸縮変形し、それによりミラー６０を線対称軸Ｙを中心として図中、上下方向（ミラー面に対して垂直方向）に揺動させる。上電極１９、下電極２１及び圧電膜は本発明の駆動部を構成している。
【００１７】
図１（Ａ）及び（Ｂ）に示す光偏向素子１０は、表面にアルミニウム膜等が成膜されたミラー６０が、駆動部への駆動電圧により線対称軸Ｙの軸まわりに揺動することでミラーに入射して反射するレーザ光を偏向走査するＭＥＭＳ素子の構成である。上記の駆動電圧は、ミラーを効率良く振動させるために、所定の共振周波数に設定される。
【００１８】
なお、本発明の要旨とは関係ないので図示を省略したが、光偏向素子１０は垂直駆動用のデバイスに載っているか、または光偏向素子１０から反射された光を更に反射する横長の垂直駆動用ミラーがある。これによりレーザ光は、光偏向素子１０の振動による水平方向の走査とともに、垂直方向にも走査される。
【００１９】
本実施形態の光偏向素子１０は、ミラー６０に対して導電性向上のためのイオン注入が施され、導電性が向上されている構成である点に特徴がある。これにより、本実施形態によれば、稼働部駆動時の空気との摩擦によって生じる静電気でのミラー６０の反射面への粒子付着を防止し、ミラー６０の反射率の低下を防止することができる。
【００２０】
次に、本実施形態の光偏向素子１０の製造方法について、図２〜図１０、及び図１１（Ａ１）〜（Ｂ３）と共に詳細に説明する。各図中、同一構成部分には同一符号を付してある。
【００２１】
まず、図２の断面図、図１０（Ａ１）の断面図、及び図１０（Ａ２）の平面図に示すように、裏面シリコン層１１、インシュレータ層１２及び表面シリコン層１３の順で積層されたＳＯＩ基板の上に、二酸化シリコン（ＳiＯ2）等の絶縁膜層１４、下電極層１５、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等による圧電膜層１６及び上電極層１７の順で積層された基板が用意される。下電極層１５は、チタン（Ｔi）と白金（Ｐt）との積層膜や、チタン(Ti)と白金（Ｐt）の間にＳＲＯ（ストロンチウムルテニウムオキサイド）を挟んだ３層構造等である。上電極層１７は、Ｔiと金（Ａu）との積層膜である。下電極層１５及び上電極層１７は、上記以外の導電性材料や組み合わせであってもよい。
【００２２】
次に、上記基板の上電極層１７及び圧電膜層１６はフォトエッチングされて図３の平面図、図１０（Ｂ１）の断面図、及び図１０（Ｂ２）の平面図に示すように、所定の電極形状の上電極１９が形成される。このとき、圧電膜層１６は上電極１９の直下の圧電膜層を除いて除去されて圧電膜１８とされる。これにより、上電極１９及び圧電膜１８以外の上面部分は下電極層１５が露出する。
【００２３】
次に、上記の状態の素子に対して下電極パターンがフォトリソグラフィ技術を適用してパターニングされ、下電極パターン以外の下電極層１５及び絶縁膜層１４がエッチング除去されることで、図４の平面図、図１０（Ｃ１）の断面図、及び図１０（Ｃ２）の平面図に示すように下電極２１が形成される。このとき、図４の平面図、図１０（Ｃ１）の断面図、及び図１０（Ｃ２）の平面図に示すように、上電極１９及び圧電膜１８の直下の下電極層１５及び絶縁膜層１４が除去されて下電極２１及び絶縁膜２０とされ、それら以外の上面部分は表面シリコン層１３が露出する。
【００２４】
次に、露出している表面シリコン層１３の中央部分に扁平円柱状のミラー６０を形成するために、フォトリソグラフィ技術を適用してミラーパターンのパターニングが行われる。図５の平面図、図１０（Ｄ１）の断面図、図１０（Ｄ２）の平面図に示すように、ミラーパターン以外の表面シリコン層１３はエッチング除去されて表面シリコン層２２となり、表面シリコン層２２の中央部分にミラー形成部２３が形成される。エッチングはＳＯＩ基板のインシュレータ層１２で終点検出される。
【００２５】
次に、図６の平面図に示すような円形のイオン注入窓３２が中央に穿設されたレジスト３１を用意する。イオン注入窓３２はミラー形成部２３とほぼ同一径である。続いて、レジスト３１を図５及び図１０（Ｄ２）に示した素子の上面に載置し、イオン注入窓３２を通してミラー形成部２３の表面に対して導電性向上のためのイオン注入が行われる。このイオン注入のイオン注入種は、例えば銅（Ｃu）、鉄（Ｆe）、ニッケル（Ｎi）などの金属である。これにより、図７の平面図、図１０（Ｅ）の平面図に示すようにミラー形成部２３から導電性向上イオン注入済みミラー形成部２４が形成される。導電性向上イオン注入済みミラー形成部２４の厚みは例えば５０μｍ、直径は約１.２ｍｍである。
【００２６】
ここで、上記のイオン注入のイオン注入条件（ドーズ量、加速エネルギなど）は、所定の導電性向上が得られるように、実験などにより適切な値に設定される。なお、クラスターイオンの注入を行い、イオン注入の深さを浅くし、注入ピークを抑圧することも可能である。
【００２７】
なお、イオン注入は表面シリコン層に形成されたミラー形成部２３に対して行うのではなく、絶縁膜に対して行うことにより導電性向上イオン注入済みミラー形成部２４を形成するようにしてもよい。この場合、図４の平面図、図１０（Ｃ１）の断面図、及び図１０（Ｃ２）の平面図に示すような下電極２１の形成時に、上電極１９及び圧電膜１８の直下の下電極層１５だけをエッチング除去し、絶縁膜層１４は除去せず下電極２１以外の上面部分は絶縁膜層１４を露出させる。そして、この絶縁膜層１４を通して表面シリコン層１３に対して上記のイオン注入を行う。
【００２８】
その後、絶縁膜層１４を下電極２１の電極パターンをセルフアラインとして除去し、表面シリコン層１３の中央部分に扁平円柱状のミラーを形成するために、フォトリソグラフィ技術を適用して表面シリコン層１３に対してミラーパターンのパターニングが行われる。これにより、図７の平面図、図１０（Ｅ）の平面図に示すように、ミラーパターン以外の絶縁膜１４及び表面シリコン層１３は除去されて絶縁膜２０及び表面シリコン層２２となり、表面シリコン層２２の中央部分に導電性向上イオン注入済みミラー形成部２４が形成される。エッチングはＳＯＩ基板のインシュレータ層１２で終点検出される。この場合は、イオン注入はミラー形成部２３が形成される表面シリコン層１３に直接行われるのではなくその上の絶縁膜層１４を通して行われるため、イオン注入によるミラー形成部２３の表面荒れ（スパッタエッチング）を防止できる。
【００２９】
次に、図７の平面図、図１０（Ｅ）の平面図に示した導電性向上イオン注入済みミラー形成部２４が形成された素子に対して、ＳＯＩ基板の裏面シリコン層１１をフォトリソグラフィによりパターニングし、所謂ざぐりエッチングが施される。すなわち、ざぐりエッチングは、導電性向上イオン注入済みミラー形成部２４が形成された素子表面側をサポート基板に貼り付け、表面と裏面とをひっくり返して裏面シリコン層１１に対して行われる。エッチングはＳＯＩ基板のインシュレータ層１２で終点検出される。これにより、図８の底面図、図１１（Ａ１）の断面図、図１１（Ａ２）の平面図、図１１（Ａ３）の底面図に示すように、導電性向上イオン注入済みミラー形成部２４はそのままで、ＳＯＩ基板の裏面シリコン層１１のみが周囲の部分を残して中央部を含む矩形状に除去されて裏面シリコン支柱２５が形成される。
【００３０】
そして、最後に図９の底面図、図１１（Ｂ１）の断面図、図１１（Ｂ２）の平面図、図１１（Ｂ３）の底面図に示すように、素子の裏面からエッチングが施されて、導電性向上イオン注入済みミラー形成部２４と上電極１９との間のインシュレータ層１２が穿設されて開口部２６が形成される。導電性向上イオン注入済みミラー形成部２４の裏面２４’にはイオン注入は施されていない。
【００３１】
その後、本発明の要旨ではないので図示は省略したが、実際には導電性向上イオン注入済みミラー形成部２４の表面にリフトオフなどの方法により、あるいはマスキングして導電性向上イオン注入済みミラー形成部２４の表面のみ露出させてアルミニウム膜等の反射面が成膜され、ミラー６０が形成される。このようにして、図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示される本実施形態の光偏向素子１０（すなわち、ＭＥＭＳ素子）が製造される。
【００３２】
本実施形態の光偏向素子１０は、レーザ光の偏向走査の際に、駆動電圧により導電性向上イオン注入済みミラー形成部２４にアルミニウム膜等を形成したミラー６０が線対称軸Ｙの軸まわりに揺動することにより、空気（又はミラーの周囲にある気体）との摩擦によって帯電した静電気は、ミラー６０に留まることなくミラー支持アーム（図１（Ａ）、（Ｂ）の表面シリコン層２２の４ヶ所の接続部分２２ａ〜２２ｄ）を通り、光偏向素子１０の外に排出されるように接続される。本実施形態の光偏向素子１０は、表面シリコン層２２に対してＣｕ、Ｆｅ、Ｎｉなどの金属材料のイオン注入を行うことでミラー６０の導電性を向上しているため、上記の効果が増し、静電気による粒子付着によるレーザ光の反射率の低下を防止することができる。
【００３３】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態の光偏向素子について説明する。図１２及び図１１（Ｃ）は、本発明になる光偏向素子の第２の実施形態の平面図、図１１（Ｄ）は本発明になる光偏向素子の第２の実施形態の底面図を示す。各図中、図１１（Ｂ２）、（Ｂ３）と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００３４】
図１２に示す本実施形態の光偏向素子４０は、導電性向上及び剛性向上イオン注入済みミラー形成部４１を有する点に特徴がある。光偏向素子４０の製造においては、図７の平面図、及び図１０（Ｅ）の平面図に示した導電性向上イオン注入済みミラー形成部２４の形成工程に続いて、図６に示したレジスト３１を用いて、導電性向上イオン注入済みミラー形成部２４に対して、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔi）、Ｎiなどの機械的強度に影響を与える金属材料をイオン注入することにより、導電性向上及び剛性向上イオン注入済みミラー形成部４１が形成される。このイオン注入工程以後の製造工程は光偏向素子１０のイオン注入工程以後の製造工程と同様である。
【００３５】
本実施形態の光偏向素子４０は、ミラー６０の形成において導電性向上及び剛性向上イオン注入済みミラー形成部４１を用いており、光偏向素子１０に比べてミラー６０の剛性が更に向上しているので、ミラーの撓みによる画面の解像度の劣化も補償できる。しかも、本実施形態では、ミラー６０の必要部分のみで剛性を向上させているので、ミラー６０を駆動するミラー支持アーム（表面シリコン層２２のミラーとの細長状接続部分）などには影響を与えることはなくミラー６０の重量増加を抑え、従来設計の共振周波数の低下が少ない光共振器を作成することができる。
【００３６】
なお、導電性向上イオン注入済みミラー形成部２４の表面だけでなく裏面２４’に対しても、あるいは裏面２４’のみに対して上記の機械的強度を増加させるためのイオン注入を行い、図１１（Ｄ）の底面図に示すように導電性向上及び剛性向上イオン注入済みミラー形成部４１の裏面４１’を形成するようにしてもよい。また、剛性の付与のみでよい場合は、導電性向上イオン注入済みミラー形成部２４の導電性向上のためのイオン注入工程を省略してもよい。
【００３７】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態の光偏向素子について説明する。図１３は、本発明になる光偏向素子の第３の実施形態の平面図を示す。同図中、図１１（Ｂ２）と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００３８】
図１３に示す本実施形態の光偏向素子５０は、部分的剛性向上イオン注入済みミラー形成部５１を有する点に特徴がある。光偏向素子５０の製造においては、図７の平面図、及び図１０（Ｅ）の平面図に示した導電性向上イオン注入済みミラー形成部２４の形成工程に続いて、図１４の平面図に示したレジスト３４を用いて、導電性向上イオン注入済みミラー形成部２４に対してイオン注入する。
【００３９】
ここで、レジスト３４は、図１４に示すように、導電性向上イオン注入済みミラー形成部２４の外周側に位置し、かつ、離間対向配置された線対称の三日月形状の２つの部分的イオン注入窓３５が穿設された構成である。光偏向素子５０の製造においては、図７の平面図、及び図１０（Ｅ）の平面図に示した導電性向上イオン注入済みミラー形成部２４が形成された素子の上面にレジスト３４を載置し、部分的イオン注入窓３５を通して導電性向上イオン注入済みミラー形成部２４の表面に対して部分的剛性向上のためのイオン注入を行う。このイオン注入のイオン注入種は、例えば、Ｃｒ、Ｔi、Ｎiなどの機械的強度に影響を与える金属材料である。これにより、図１３の平面図に示すように、部分的剛性向上イオン注入済みミラー形成部５１が形成される。この部分的剛性向上のためのイオン注入工程以後の製造工程は光偏向素子１０のイオン注入工程以後の製造工程と同様である。
【００４０】
本実施形態の光偏向素子５０は、ミラー６０の形成において部分的剛性向上イオン注入済みミラー形成部５１を用いて、ミラー６０の剛性が部分的に強化されるようにイオン注入が施されているため、基本の構造設計はそのままでミラー６０の平面の最適化を図ることができる。ミラー６０の裏面にリブ構造のような補強パターンを設けても歪みが補正できない場合に、この光偏向素子の部分的剛性付与パターンを組み合わせてもよい。
【００４１】
なお、導電性向上イオン注入済みミラー形成部２４の表面だけでなく裏面２４’に対しても、あるいは裏面２４’のみに対して上記の機械的強度を部分的に増加させるためのイオン注入を行うようにしてもよい。また、剛性の付与のみでよい場合は、導電性向上イオン注入済みミラー形成部２４の導電性向上のためのイオン注入工程を省略してもよい。
【００４２】
なお、本発明は以上の実施形態に限定されるものではなく、例えば、部分的剛性向上イオン注入済みミラー形成部５１の部分的剛性付与パターンは、図１４のような三日月形状に限定されるものではなく任意の形状にすることができる。また、ミラー６０の表面は光反射特性を有してればよいので、アルミニウム膜以外の光反射膜が形成されていればよい。
【００４３】
また、本発明はＳＯＩ基板上に対して、あるいはＳＯＩ基板上に絶縁膜が形成された素子に対して導電性向上のため、更には剛性向上のための前述した所定の金属材料のイオン注入を行い、続いてアニール処理して再結晶化してから、その上に下電極層、圧電膜層、上電極層の順で積層し、その素子に対して前述した製造工程順（イオン注入工程除く）を経て光偏向素子の製造を行うようにしてもよい。この場合、導電性向上のためのイオン注入種はＣu、ＦeあるいはＮiであり、剛性向上のためのイオン注入種はＣr、ＴiあるいはＮiである。
【００４４】
また、本発明においては、導電性向上イオン注入済みミラー形成部２４、導電性向上及び剛性向上イオン注入済みミラー形成部４１および部分的剛性向上イオン注入済みミラー形成部５１を総称して、イオン注入済みミラー形成部と表記する。
【符号の説明】
【００４５】
１０、４０、５０  光偏向素子
１１  裏面シリコン層
１２  インシュレータ層
１３、２２  表面シリコン層
１４  絶縁膜層
１５  下電極層
１６  圧電膜層
１７  上電極層
１８  圧電膜
１９  上電極
２０  絶縁膜
２１  下電極
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ  ミラーと表面シリコン層との接続部分（ミラー支持アーム）
２３  ミラー形成部
２４  導電性向上イオン注入済みミラー形成部
２４’  裏面
２５  裏面シリコン支柱
２６  開口部
３１、３４  レジスト
３２  イオン注入窓
３５  部分的イオン注入窓
４１  導電性向上及び剛性向上イオン注入済みミラー形成部
４１’  裏面
５１  部分的剛性向上イオン注入済みミラー形成部
６０  ミラー
【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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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年7月8日(2014.7.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2014235194.tif 000018
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１２】
2014235194.tif 000019
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１３】
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