(57)【要約】      （修正有）【課題】堅牢性および信頼性を向上させた回転軸を形成する可動部品を備えるマイクロシステムまたはナノシステム用電気機械部品の製造方法を提供する。【解決手段】バーを有する少なくとも１つの固定部と、前記バーの少なくとも一部の周りを回転する少なくとも１つの可動部を備えたマイクロ電気機械システムの製法であって、少なくとも１本のバーとなる少なくとも１つの所定の材料からなる層を支持体上に形成する工程ａ）と、少なくとも１枚の第１グラフェンシートと、該第１グラフェンシートから離間してこれに対して可動とされた少なくとも１枚の第２グラフェンシートとを含む複数枚のグラフェンシートを前記バーの周りに形成する工程ｂ）とを備える。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーを有する少なくとも１つの固定部と、前記バーの少なくとも一部の周りを回転する少なくとも１つの可動部を備えたマイクロ電気機械システムの製法であって、
少なくとも１本のバー（１０８、２０８、３０８、４０８）となる少なくとも１つの所定の材料（１０３、２０３、３０３、４０３）からなる層（１０２、２０２、３０２、４０２）を支持体上に形成する工程ａ）と、
少なくとも１枚の第１グラフェンシートと、該第１グラフェンシートから離間してこれに対して可動とされた少なくとも１枚の第２グラフェンシートとを含む複数枚のグラフェンシート（１１０１．．．１１０ｎ、４１０１．．．４１０ｎ）を前記バーの周りに形成する工程ｂ）と、
を備えることを特徴とする製法。
【請求項２】
前記工程ａ）の間に、前記バー（１０８、２０８、３０８、４０８）を形成するために前記所定の材料（１０３、２０３、３０３、４０３）からなる層（１０２、２０２、３０２、４０２）に対して少なくとも１回のエッチングを行なうことを特徴とする請求項１に記載の製法。
【請求項３】
前記所定の材料（１０３、２０３、３０３、４０３）は、そこからグラフェンの成長が可能な、または少なくとも一部の厚みをグラフェンに分解可能な材料であることを特徴とする請求項１または２に記載の製法。
【請求項４】
前記所定の材料はＳｉＣであることを特徴とする請求項３に記載の製法。
【請求項５】
前記所定の材料は非晶質炭素であることを特徴とする請求項３に記載の製法。
【請求項６】
前記工程ａ）の間に、前記支持体の主面に対してゼロでない角度をなすように前記バー（２０８、５０８）を作製することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の製法。
【請求項７】
前記工程ａ）に引き続き、かつ前記工程ｂ）に先立ち、基端部から頂部へ向かって広がる形状を有するように前記バー（２０８）をエッチングする工程を更に備えることを特徴とする請求項６に記載の製法。
【請求項８】
前記工程ｂ）の間に、前記バー（５０８）の臨界寸法よりも大きな臨界寸法を有するマスクを介するエッチングにより該バーが形成され、前記グラフェンシートが該バーおよび該マスクを覆うように作製されることを特徴とする請求項６または７に記載の製法。
【請求項９】
前記工程ａ）の間に、前記支持体の主面と平行になるように前記バー（３０８、４０８）が作製されることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の製法。
【請求項１０】
前記バー（３０８、４０８）は支持ブロックの少なくとも１つの領域に接続され、前記工程ａ）の間に該バーが形成された前記所定の材料からなる層に該領域が含まれることを特徴とする請求項９に記載の製法。
【請求項１１】
前記第２グラフェンシートに固着された前記可動部の少なくとも１つの要素部品（１２１、１２２、３２１、４２１）を前記バー上に形成する工程を更に備えることを特徴とする請求項１から１０の何れかに記載の製法。
【請求項１２】
前記工程ａ）と前記工程ｂ）の間に、前記バーの輪郭を丸める少なくとも１つの工程を更に備えることを特徴とする請求項１から１１の何れかに記載の製法。
【請求項１３】
前記グラフェンシートの少なくとも１枚は前記バーの周囲で連続層を形成することを特徴とする請求項１から１２の何れかに記載の製法。
【請求項１４】
前記バーの周囲が複数枚のシートを備えるように前記グラフェンシートが形成される事を特徴とする請求項１から１３の何れかに記載の製法。
【請求項１５】
少なくとも１つの電気機械部品を備えた電気機械システムであって、
回転軸を形成し、その中心部が少なくとも１つの所定の材料からなり、かつ少なくとも１枚の第１グラフェンシートで被覆されたバーを備える少なくとも１つの固定部と、
前記第１グラフェンシートで被覆された前記バーの少なくとも一部において前記回転軸の周りを回動可能とされた少なくとも１枚の第２グラフェンシートを備える少なくとも１つの可動部と
を備えることを特徴とする電気機械システム。
【請求項１６】
前記バーは前記支持体の主面に平行であることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記バーの少なくとも一端は、前記支持体上に位置する支持ブロックにおける領域に接続され、該領域および該バーは同じ材料層に含まれることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記バーは、前記支持体の主面に対してゼロでない角度をなしていることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項１９】
前記バーは前記支持体上に位置する基端を備え、該基端から頂部へ向かって広がる形状を有していることを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記バーの頂部に設けられたカバー、または前記可動部を保持する要素部品を更に備えることを特徴とする請求項１８または１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記可動部は、前記第２グラフェンシートに固着された少なくとも１つの可動要素部品を備えることを特徴とする請求項１５から２０のいずれかに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）および／またはナノ電気機械システム（ＮＥＭＳ）に関するものである。
【０００２】
本発明は、回転軸を形成する少なくとも１つの固定要素部品と該固定要素部品の周りを回転する少なくとも１つの可動要素部品を備えたＭＥＭＳまたはＮＥＭＳ用電気機械構成部品の実現方法に関するものである。
【０００３】
本発明は、信頼性および堅牢性に関して向上をもたらし、その一方で摩擦現象が改善されて可動要素部品の作動に必要な力が減少する小型構成部品の着想を可能にする。
【０００４】
本発明は、安定位置における可動要素部品の動作および／または保持を容易にする。
【０００５】
本発明は、光学式、電気式または機械式スイッチ、マイクロまたはナノモータ、マイクロまたはナノタービンのような多くの分野に適用可能である。
【背景技術】
【０００６】
ＭＥＭＳおよびＮＥＭＳは、エネルギ源として電気または熱を利用して、検出器および／またはアクチュエータとしての機能を提供する少なくとも１つの機械要素部品を含むシステムであり、マイクロシステムの場合はマイクロメートルサイズ、ナノシステムの場合はナノメートルサイズを有する少なくとも１つの構造体を備えている。
【０００７】
ＭＥＭＳまたはＮＥＭＳシステムは、マイクロ電子機器の大量生産より生来した技術を用いて製造することが可能である。
【０００８】
可動部品がその周りを移動する回転軸を形成する要素部品または部品を備えたマイクロ構成部品またはナノ構成部品の製造方法が知られている。
【０００９】
先行技術文献（例えば特許文献１参照）には、回転軸を形成する固定部品とその周りを回転するセントラルブレードを備えたマイクロモータの形態が、この種の構成部品として開示されている。この固定部品は、ナノチューブを用いて製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】国際特許公開０１／１６０５４Ａ２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ナノチューブは、別個に製造して後で基板に定着させるか、触媒成長によって生産することが可能である。いずれにしても、そのような要素部品の生産には問題がある。
【００１２】
すなわち、ナノチューブの直径の制御が困難であり、複数のナノチューブを製造しなければならない場合、各カーボンナノチューブ間の直径のばらつきを制御するのが困難である。
【００１３】
したがって、構成部品における少なくとも１つの固定部品の周りに配置される要素部品群の製造には細心の注意を要する。
【００１４】
回転軸を形成するナノチューブを定着させることによって製造する場合、このナノチューブの正確な位置決めは同様に実現が困難であり、一般に、適正な表面処理または溝のような適切な受容体の製造を必要とする。そのような受容体や処理なくしては、ナノチューブの２つの固定点に対する対称位置決めには問題がある。
【００１５】
ナノチューブの位置決め問題に加えて、各々回転軸を形成する複数のカーボンナノチューブを備えるデバイスの製造には問題がある。
【００１６】
一般にナノチューブの定着には触媒の添加が必要になるが、これがその製法の他の工程と相容れるものであるとは限らない。
【００１７】
ナノチューブが触媒成長によって生産される場合、そのような外部触媒の利用によって固定点との機械的接合部が脆くなる可能性がある。
【００１８】
一方、固定点は構造体の機械的強度が弱い点たり得るため、当該固定点においてはナノチューブの接触面が小さくなる。よってナノチューブを利用した回転軸の実現には固定点に係る問題がある。
【００１９】
ナノチューブによって形成される回転軸は、かなりの重量を有する可動部品の製造を必要とするいくつかの用途にとって剛性が不十分である可能性もあり、この場合、ナノチューブの屈曲、不十分な回転制御、および不十分なモータの性能をもたらす虞がある。
【００２０】
ナノチューブによって形成される回転軸を備えたマイクロモータの製造も、電気接続部の生産に関して困難性を伴う。
【００２１】
本発明の目的は、堅牢性および信頼性を向上させた回転軸を形成する固定部品および可動部品を備えるマイクロシステムまたはナノシステム用電気機械構成部品を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
まず本発明は、バーを有する少なくとも１つの固定部と、前記バーの少なくとも一部の周りを回転する少なくとも１つの可動部を備えたマイクロ電気機械システムの製法に関するものであり、当該製法は、
少なくとも１本のバーとなる少なくとも１つの所定の材料からなる層を支持体上に形成する工程ａ）と、
少なくとも１枚の第１グラフェンシートと、該第１グラフェンシートから離間してこれに対して可動とされた少なくとも１枚の第２グラフェンシートとを含む複数枚のグラフェンシートを前記バーの周りに形成する工程ｂ）とを備える。
【００２３】
このようなグラフェンシートの構成によれば、摩擦現象が抑制された構成部品を形成可能である。
【００２４】
このようなグラフェンシートの構成によれば、回転軸を形成するバーのねじれ現象を抑制あるいは大幅に低減可能である。バーのねじれ現象を回避できることにより、構成部品の操作あるいは動作が容易になる。回転軸としてふるまう要素部品のねじれが避けられない先行技術に係る装置よりも弱い力で、構成部品の操作あるいは動作や、安定位置での保持が可能となる。
【００２５】
前記バーを形成するために、前記所定の材料の層に対してエッチングが行なわれる。よってバーは堅牢性を有する。
【００２６】
前記所定の材料は、そこからグラフェンの成長が可能な、または少なくとも一部の厚みをグラフェンに分解可能な材料でよい。
【００２７】
前記所定の材料は、ＳｉＣ、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、イリジウム（Ｉｒ）、プラチナ（Ｐｔ）、ルテニウム（Ｒｕ）、パラジウム（Ｐｄ）とすることが可能である。
【００２８】
前記工程ｂ）に先立ち、そこからグラフェンの成長が可能な、または少なくとも一部の厚みをグラフェンに分解可能な材料の形成がなされ得る。前記所定の材料は非晶質炭素としてもよい。
【００２９】
第１の実施形態によれば、前記工程ａ）の間に、前記支持体の主面に対してゼロでない角度、特に９０度の角度をなすように前記バーを作製できる。
【００３０】
前記工程ａ）に引き続き、かつ前記工程ｂ）に先立ち、基端部から頂部へ向かって広がる形状を有するように前記バーをエッチングする工程を更に備えてもよい。
【００３１】
第２の実施形態によれば、前記工程ａ）の間に、前記支持体の主面と平行になるように前記バーを作製できる。
【００３２】
そして前記バーは支持ブロックの少なくとも１つの領域に接続可能であり、前記工程ａ）の間に該バーが形成された前記所定の材料からなる層に該領域が含まれる。これにより、得られるバーの強固な支持が可能となる。
【００３３】
前記バーの臨界寸法よりも大きな臨界寸法を有するマスクを介するエッチングにより該バーを形成可能である。前記グラフェンシートが形成される際にこのマスクは保持され、該グラフェンシートが該マスクを覆う。これにより、得られる可動部の強固な支持が可能となる。
【００３４】
前記第２グラフェンシートに固着された前記可動部の少なくとも１つの要素部品を前記バー上に形成する工程を更に備えてもよい。この要素部品は少なくとも一つの、例えば金属製のブレードとすることが可能である。
【００３５】
前記工程ａ）と前記工程ｂ）の間に、前記バーの輪郭を丸める少なくとも１つの工程を更に備えてもよい。
【００３６】
前記バーの周囲に複数枚の不連続なシートを備えるように前記グラフェンシートが形成されてもよい。
【００３７】
本発明は、上述の製法を用いてマイクロスイッチ（またはナノスイッチ）、マイクロモータ（またはナノモータ）、またはマイクロタービン（またはナノタービン）を製造することも想定している。
【００３８】
本発明は、上述の方法を用いて得られる装置にも関連する。とりわけ本発明は、少なくとも１つの電気機械構成部品を備えたＭＥＭＳまたはＮＥＭＳ型の電気機械システムに関するものであり、当該システムは、
回転軸を形成し、その中心部が少なくとも１つの所定の材料からなり、かつ少なくとも１枚の第１グラフェンシートで被覆されたバーを備える少なくとも１つの固定部と、
前記第１グラフェンシートで被覆された前記バーの少なくとも一部において前記回転軸の周りを回動可能とされた少なくとも１枚の第２グラフェンシートを備える少なくとも１つの可動部とを備える。
【００３９】
第１の実施形態によれば、前記バーは、前記支持体の主面に対してゼロでない角度、特に９０度の角度をなし得る。
【００４０】
前記バーは前記支持体上に位置する基端を備え、該基端から頂部へ向かって広がる形状を有してもよい。
【００４１】
第２の実施形態によれば、前記バーは前記支持体の主面に平行であってもよい。この場合、前記バーの少なくとも一端は、前記支持体上に位置する支持ブロックにおける領域に接続されてもよく、該領域および該バーは同じ材料層に含まれる。これにより強固な支持が可能となる。
【００４２】
保持や保護を目的とした要素部品が前記バーの頂部に設けられてもよい。
【００４３】
前記可動部は、前記第２グラフェンシートに固着された少なくとも１つの可動要素部品（例えばブレード）を備えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
以下に記す添付図面を参照しつつ、情報性のみを目的とし何ら限定目的でない実施形態の例示に係る記述を読むことにより本発明の理解が深まるであろう。
【００４５】
【図１Ａ】支持体に直交する回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の第１の例を示す図である。
【図１Ｂ】支持体に直交する回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の第１の例を示す図である。
【図１Ｃ】支持体に直交する回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の第１の例を示す図である。
【図１Ｄ】支持体に直交する回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の第１の例を示す図である。
【図１Ｅ】支持体に直交する回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の第１の例を示す図である。
【図１Ｆ】支持体に直交する回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の第１の例を示す図である。
【図１Ｇ】支持体に直交する回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の第１の例を示す図である。
【図１Ｈ】支持体に直交する回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の第１の例を示す図である。
【図１Ｉ】支持体に直交する回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の第１の例を示す図である。
【図１Ｊ】支持体に直交する回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の第１の例を示す図である。
【図２Ａ】本発明に係る電気機械構成部品における固定部と可動部の界面構造を示す図である。
【図２Ｂ】本発明に係る電気機械構成部品における固定部と可動部の界面構造を示す図である。
【図３Ａ】支持体に直交する回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の第２の例を示す図である。
【図３Ｂ】支持体に直交する回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の第２の例を示す図である。
【図３Ｃ】支持体に直交する回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の第２の例を示す図である。
【図３Ｄ】支持体に直交する回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の第２の例を示す図である。
【図３Ｅ】支持体に直交する回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の第２の例を示す図である。
【図３Ｆ】支持体に直交する回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の第２の例を示す図である。
【図３Ｇ】支持体に直交する回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の第２の例を示す図である。
【図４Ａ】支持体に直交する回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の第３の例を示す図である。
【図４Ｂ】支持体に直交する回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の第３の例を示す図である。
【図４Ｃ】支持体に直交する回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の第３の例を示す図である。
【図５Ａ】支持体に平行な回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の例を示す図である。
【図５Ｂ】支持体に平行な回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の例を示す図である。
【図５Ｃ】支持体に平行な回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の例を示す図である。
【図５Ｄ】支持体に平行な回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の例を示す図である。
【図５Ｅ】支持体に平行な回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の例を示す図である。
【図５Ｆ】支持体に平行な回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の例を示す図である。
【図５Ｇ】支持体に平行な回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の例を示す図である。
【図５Ｈ】支持体に平行な回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の例を示す図である。
【図５Ｉ】支持体に平行な回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の例を示す図である。
【図６Ａ】支持体に平行な回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の例を示す図である。
【図６Ｂ】支持体に平行な回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の例を示す図である。
【図６Ｃ】支持体に平行な回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の例を示す図である。
【図６Ｄ】支持体に平行な回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の例を示す図である。
【図６Ｅ】支持体に平行な回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の例を示す図である。
【図６Ｆ】支持体に平行な回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の例を示す図である。
【図６Ｇ】支持体に平行な回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の例を示す図である。
【図６Ｈ】支持体に平行な回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の例を示す図である。
【図７Ａ】支持体に平行な回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の例を示す図である。
【図７Ｂ】支持体に平行な回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の例を示す図である。
【図７Ｃ】支持体に平行な回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の例を示す図である。
【図７Ｄ】支持体に平行な回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の例を示す図である。
【図７Ｅ】支持体に平行な回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の例を示す図である。
【図７Ｆ】支持体に平行な回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の例を示す図である。
【図７Ｇ】支持体に平行な回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の例を示す図である。
【図７Ｈ】支持体に平行な回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の例を示す図である。
【図７Ｉ】支持体に平行な回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の例を示す図である。
【図７Ｊ】支持体に平行な回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の例を示す図である。
【図７Ｋ】支持体に平行な回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の例を示す図である。
【図８Ａ】支持体に平行な回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の例を示す図である。
【図８Ｂ】支持体に平行な回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の例を示す図である。
【図８Ｃ】支持体に平行な回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の例を示す図である。
【図８Ｄ】支持体に平行な回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の例を示す図である。
【図８Ｅ】支持体に平行な回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の例を示す図である。
【図８Ｆ】支持体に平行な回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の例を示す図である。
【図８Ｇ】支持体に平行な回転軸を備えた、本発明に係る電気機械構成部品を該支持体上に作製する方法の例を示す図である。
【図９】本発明に係る電気機械構成部品を用いて形成した双安定スイッチの例を示す図である。
【００４６】
各図において同一、同様、または同等な部分には同一の参照番号を付与し、図面の理解を容易にしている。明瞭性を重視し、図上の異なる部分は必ずしも互いに同一のスケールで示されているわけではない。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
図１Ａ〜１Ｊを参照し、本発明における実施形態の第１の例に係る電気機械システム用電気機械構成部品を示す。同図には、製造中の構成部品の断面図が示されている。
【００４８】
ここで電気機械システムとは、少なくとも１つのマイクロメートルサイズまたはナノメートルサイズの要素部品または部品を備える少なくとも１つの電気機械構成部品をチップまたは基板上に集積した、現在のところ「ＭＥＭＳ」と呼ばれるマイクロ電気機械システムまたはナノ電気機械システム（ＮＥＭＳ）のことである。
【００４９】
先ず所定の材料１０３からなる第１の層１０２が作製される。支持体１００は、基板、または基板上に位置する積層体の上層とできる。支持体１００は、例えばシリコンからなるバルク基板の層、ＳＯＩ（シリコンオンインシュレーター）基板のような絶縁タイプ基板上の半導体の層、バルクシリコン上のＳｉＣ層、または酸化物上のＳｉＣ基板（ＳｉＣＯＩ）の層とすることが可能である。
【００５０】
所定の材料１０３は、その上にまたはそこからグラフェンを形成可能な材料でよい。グラフェンシートの成長、および／またはアニーリングのような処理によって複数のグラフェンシートの積層体に分解および変態が可能な厚み部分を少なくとも有する材料に適合可能なものを所定の材料１０３として選択可能である。
【００５１】
所定の材料１０３は、例えば、ＳｉＣ、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、イリジウム（Ｉｒ）、プラチナ（Ｐｔ）、ルテニウム（Ｒｕ）、パラジウム（Ｐｄ）とすることが可能である。
【００５２】
第１の層１０２の厚さは、例えば１００ナノメートル〜２０マイクロメートルの範囲内といったように、数ナノメートル〜数十マイクロメートルの範囲内とできる（図１Ａ）。
【００５３】
次に、例えばＳｉｘＮｙ、樹脂、またはＳｉｘＯｙ製のマスキング層を積層して第１の層１０２上にマスク１０５が形成され、次いでマスキングされた層にエッチングを施して、少なくとも１つのマスクパターンが形成される（図１Ｂ）。
【００５４】
次いで材料１０３の層１０２の内部に電気機械構成部品の少なくとも１つの要素部品が作製される。そのうちの少なくとも１つのバー１０８は所定の材料１０３からなるものであり、このバーは電気機械構成部品の固定部品を形成すること、特に当該構成部品の回転軸を形成することを目的としている。
【００５５】
バー１０８は、支持体１００の主面（支持体１００の主面は、支持体を通り、図１Ｃに示す直交座標系
【数１】
2011098432.tif 000002
の平面
【数２】
2011098432.tif 000003
に対して平行な平面と定義される）と、ゼロでない角度（９０°またはほぼ９０°とすることが可能）をなす方向に沿って延びている。
【００５６】
バー１０８は臨界寸法ｄｃで形成可能である。ここで臨界寸法とは、支持体１００の主面に対して平行な平面において測定されるバー１０８の最小寸法と定義され、ナノシステムが構築される場合には例えば２０ナノメートル〜１００ナノメートルの範囲内といったように、マイクロシステムが構築される場合には例えば１マイクロメートル〜１０マイクロメートルの範囲内といったように、数１０ナノメートル〜数十マイクロメートルの範囲内にできる。臨界寸法は、意図する用途、およびバー１０８が支持しようとする質量に応じて適応させることが可能である。
【００５７】
バー１０８は、マスク１０５を介した第１の層１０２の異方性エッチングによって作製することが可能である。例えば電子ビームリソグラフィに続いてプラズマエッチングを行なえばよい。このエッチングは、支持体１００に達するまで施すこととしてよい。その後、マスク１０５は除去される。
【００５８】
次いでバー１０８の輪郭に丸みを与えることができる。バー１０８がＳｉＣからなるものである場合、水素下のエッチングによって、または水素雰囲気下における例えば７００℃〜１２００℃の範囲内の温度のアニーリングによってバー１０８に丸みをつけることができる。
【００５９】
次に複数層の、すなわちｎ枚のグラフェンシート１１０１．．．１１０ｎの積層体が要素部品１０８上に形成される。少なくとも１枚の第１シート１１０１、および第１シート１１０１の上の少なくとも１枚の第２シート１１０２によって所定の材料１０３のバー１０８が被覆されるようにシート１１０１．．．１１０ｎが形成される。シート数ｎは、例えば２〜１０、数十、または数百の範囲とされ得る。グラフェンシート１１０１．．．１１０ｎの各々は、厚さが３オングストローム程度たり得る１枚の炭素原子層、または大抵はそれらが数枚重なった層から構成することができる。
【００６０】
グラフェンシート１１０１．．．１１０ｎは、所定の材料１０３上に積層した材料のグラフェン化によって、あるいは所定の材料１０３における一定の厚み部分のグラフェン化によって形成できる。
【００６１】
所定の材料１０３は、例えば、ＳｉＣ、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、イリジウム（Ｉｒ）、プラチナ（Ｐｔ）、ルテニウム（Ｒｕ）、パラジウム（Ｐｄ）とすることが可能である。
【００６２】
グラフェン化は、例えば、文献：Berger他、「Ultrathin Epitaxial Graphite: 2D Electron Gas Properties and a Route toward Graphene-based Nanoelectronics」、米国化学学会、２００４年、文献：Forbeaux他、「Surf. Sci 442」、１９９９年、または米国特許第７，０１５，１４２Ｂ１号公報に記載のように行なわれるＳｉＣグラフェン化とすることが可能である。
【００６３】
もう１つの可能性によれば、グラフェンシート１１０１．．．１１０ｎは、所定の材料１０３の層上に成長させることによって所定の材料の層１０３上に形成できる。
【００６４】
グラフェンシート１１０１．．．１１０ｎの各々は、例えば図２Ｂに示すようにバー１０８を包囲する連続層の積層体、あるいは、図２Ａに示すようにバー１０８の周りに不連続に広がった別個の領域の重層体とすることが可能である（図２Ａおよび２Ｂには、バーが円筒形状を有する例において支持体１００の主面に平行な断面に沿ったバー１０８の断面図が示されている）。
【００６５】
このようにしてバー１０８に堅固に付着し結合した少なくとも１枚の第１シートが第２シートと共に形成される。第２シートは第１シートから分離あるいは非結合とされており、バー１０８および第１シートに対して可動とされる。よって第１シートは、バー１０８と共に電気機械構成部品の固定部品を形成するためのものであり、一方、第２シートは電気機械構成部品の可動部品の一部を形成するためのものである。
【００６６】
次に、犠牲材料１１３の第１の層が支持体１００およびバー１０８上に形成される。材料１１３は、バー１０８の側面を覆わないように非コンフォーマル堆積によって形成することが可能である。堆積材料１１３の厚さは、例えば数十〜数百ナノメートルの範囲内とし得る。バー１０８の材料１０３およびグラフェンシートに対して選択的にエッチングが施される材料を犠牲材料１１３として選択し得る。特にバー１０８がＳｉＣベースの場合（図１Ｅ）、犠牲材料１１３は例えばＳｉＯ２とすることが可能である。
【００６７】
次に、電気機械構成部品の可動部品の少なくとも１つの要素部品を作製するための材料１１５から成る少なくとも１つの層が、バー１０８の周りに、大抵はバー１０８上に形成される。材料１１５は、例えば金属材料とすることが可能である。材料１１５は、支持体１００および要素部品１０８上に、例えば数十〜数百ナノメートルの範囲内の厚さになるように堆積させることが可能である（図１Ｆ）。
【００６８】
例えば堆積材料１１５がバー１０８の高さを超える場合には、バー１０８の頂部の高さで止めるように、すなわちバー１０８の頂部の高さ丁度まで材料１１５の化学機械研磨（ＣＭＰ）を次いで実施してもよい。
【００６９】
バー１０８の上側および材料１１５の層上に位置する犠牲材料１１７の第２の層が次いで形成される。犠牲材料１１７の第２の層の厚さは、例えば数十ナノメートル〜数百ナノメートルの範囲内とし得る。犠牲材料１１７は、バー１０８、グラフェンブレード、および可動部品が形成される材料１１５に対して選択的にエッチングを施すことができるような材料を選択し得る。犠牲材料１１７は、例えばＳｉＯ２とすることが可能である。
【００７０】
次いでバー１０８の上部を露出させるため、犠牲材料１１７の層に開口１１９が形成される。開口１１９は、犠牲材料１１７の第２の層にフォトリソグラフィでエッチングを施すことによって形成可能である（図１Ｇ）。
【００７１】
カバーの形態をなし得る構成部品の保護要素部品が作製される材料１２５の層が次いで形成される。犠牲層の材料１１３および１１７は、この材料１２５に対して選択的にエッチングを施すことが可能である。特に犠牲材料１１３および１１７の層がＳｉＯ２から成る場合には、材料１２５は例えばＳｉｘＮｙとすることが可能である。
【００７２】
次にカバーを形成するため、材料１２５の層に少なくとも１つのパターンが形成される。これは例えばフォトリソグラフィと、これに次ぐ材料１２５の層の異方性エッチングによって形成することが可能である（図１Ｈ）。
【００７３】
次に、例えばブレード１２１、１２２の形態をなすように材料１１５の層に可動部品が画成される。犠牲材料１１７の第２の層、材料１１５、および犠牲材料１１３の層の異方性エッチング（図１Ｉ）によりこれを実施し得る。
【００７４】
次に、例えばＨＦ蒸気を用いて犠牲材料１１３および１１７の層が除去される。ブレード１２１、１２２の形態をなす電気機械構成部品の可動部品が、これにより支持体１００から解放され、さらにカバー１３０とブレード１２１および１２２が分離される（図１Ｊ）。
【００７５】
例えば少なくとも１つの作動電極を備える静電作動手段によって、または電磁作動手段によって、可動部品（不図示）を作動させる手段を作製可能である。
【００７６】
よってこの第１の方法例では、回転軸を形成するバー１０８の形態をなす固定部品を備えた電気機械構成部品が、バー１０８の材料１０３に結合された少なくとも１枚の第１グラフェンシートで被覆された材料１０３より作製される。電気機械構成部品は、バー１０８の周りを回転する可動部品も備えている。可動部品は、バー１０８の材料１０２および第１シートに結合されておらず、バー１０８の周りを移動可能な少なくとも１枚の第２グラフェンシートを備えている。
【００７７】
少なくとも１枚の第２グラフェンシートは、ブレード１２１、１２２に対して固定され、バー１０８の少なくとも一部の周りを回転するようになっている。バー１０８の上部には保持カバー１３０が設けられており、保護機能だけでなく、ブレード１２１、１２２が外れるのを阻止する機能も備え得る。
【００７８】
なお何枚かのシートは、例えばファンデルワールス型の結合によって互いに結合することができる。第１シートに対するこれら第２シートの自由な移動を可能にするため、例えば構成部品の可動部品を作動させて、結合を破壊することができる。可動部品の移動を生じさせると、バー１０８に結合されている少なくとも１枚のグラフェンシートと、ブレードに固定されている可動部品の少なくとも１枚のグラフェンシートとの間の結合を破壊することができる。その結果、回転軸を形成するバーの周りにおける可動部品の自由回転を実現することが可能になる。
【００７９】
図３Ａ〜３Ｇを参照して前述の実施例の変形態様を示す。同図は製造中の構成部品の断面図であり、その断面に位置する要素部品だけが示されている。
【００８０】
まず、構成部品の回転軸を構成するバー２０８が形成される所定材料１０３からなる第１の層１０２が支持体１００上に形成される（図３Ａ）。この例では、作製されるバー２０８は、支持体１００の主面に対して垂直であり、支持体１００上に載っている底部２０８ａがその上部２０８ｂより狭いフレア形状を有している。バー２０８は、側面が支持体１００の主面の法線ベクトル
【数３】
2011098432.tif 000004
に対して傾斜した角度αをなすように形成できる。
【００８１】
バー２０８は、マスク１０５を介して第１の層１０２にエッチングを施すことによって作製できる。このエッチングは支持体１００にちょうど達するまで施してよい。
【００８２】
次に、マスク１０５が除去される（図３Ｂ）。その後、例えば水素雰囲気下において例えば８５０℃〜９００℃の範囲内の温度でアニーリングを実施することによって、バー２０８に丸みのある輪郭を付けることができる。
【００８３】
バー２０８のグラフェン化または成長工程が実施され（図３Ｃ）、その実施中に少数のグラフェンシート１１０ｉ．．．１１０ｎの積層体がバー２０８上に、またはバー２０８から形成される。ここで少なくとも１枚のグラフェンシートがバー２０８に堅固に付着され、少なくとも第２グラフェンシートは第１グラフェンシートから分離されて、第１シートに対して可動とされる。このようにしてフレア状のバー２０８をグラフェンで覆うことができる。
【００８４】
次に例えば非コンフォーマル堆積によって、例えばＳｉＯ２からなる犠牲材料１１３の第１の層が、バー２０８の側面を覆うことなくバー２０８の上部および支持体１００を被覆するように形成される（図３Ｄ）。
【００８５】
次に、構成部品の可動部品の少なくとも１つの要素部品が形成するための材料１１５がバー２０８の周りに堆積される（図３Ｅ）。材料１１５がバー２０８を被覆する場合、材料１１５の研磨工程を施してもよい。
【００８６】
次に、例えばブレード１２１、１２２といった可動部品の要素部品が材料１１５のエッチングによって形成される（図３Ｆ）。
【００８７】
次に、支持体１００のブレード１２１、１２２を解放するため、支持体１００上だけではなくバー２０８上にある犠牲材料１１３も除去される（図３Ｇ）。
【００８８】
図４Ａ〜４Ｃを参照して前述の実施例の変形態様を示す。同図は製造中の電気機械構成部品の断面図であり、その断面内に位置する要素部品のみが示されている。
【００８９】
まず、容易に成形可能かつ堅固な構造を形成可能な、例えばシリコンのような半導体材料より選択された材料２０４からなる第１の層が支持体２００上に形成される（図４Ａ）。
【００９０】
次に、構成部品の回転軸を形成するための材料２０４で作られたフレア形状のバー２０８が第１の層２０２に形成される。作製されたバー２０８は、支持体２００の主面に対して垂直であり、前述の例と同様、支持体２００上に載っている底部がその上部より狭いフレア形状を有している。
【００９１】
バー２０８は、例えばＨＣｌ／Ｂｒ２／Ｏ２またはＳＦ６／Ｏ２を利用してマスク１０５を介した第１の層２０４のエッチングによって作製できる。その後、マスク１０５は除去される。
【００９２】
さらに水素雰囲気下において、例えば８５０℃〜９００℃の範囲内の温度で例えばアニーリングを実施することによって、バー２０８に丸みのある輪郭を付けることができる。
【００９３】
次に、グラフェンの成長に適合するように選択された、或いはそこからグラフェンを生成することが可能な材料２０９がバー２０８上に形成される。したがって、この所定の材料２０９は、その上に或いはそこから少なくとも１つのグラフェン層またはシートを形成することが可能な材料である。所定の材料は、例えば非晶質炭素とすることができる。
【００９４】
次に、例えば文献：Alterovitz他、「Rapid Thermal Annealing of Amorphous Hydrogenated Carbon Films」、Meeting of the Materials Research Society、１９８７年、文献：Yaduda他、Phys. Stat. Sol.、１９８６年、または文献：Reyes-Mena他、「Electrical Conductivity of as Prepared and Annealed Amorphous Hydrogenated Carbon Films」、Journal of Vacuum Science Technology、１９９０年５、６月に記載のように、所定の材料２０９上に或いは所定の材料２０９から複数のグラフェン層またはシート２１０１、２１０２が形成される（図４Ｂ）。
【００９５】
次に、例えばブレードのような可動部品の少なくとも１つの要素部品を形成するための材料１１５がバー２０８上に堆積される。その後、この要素部品、例えばブレード１２１、１２２が材料１１５のエッチングによって形成される。
【００９６】
次に、グラフェンに係る所定の材料２０９および材料１１５の選択的エッチングが行なわれる。このエッチングは、グラフェンとして所定の材料２０９が支持体２００の表面を覆っている領域を抑制して、ブレード１２１、１２２を解放するために行なわれる（図４Ｃ）。
【００９７】
次に、図５Ａ〜５Ｉおよび６Ａ〜６Ｈを参照して本発明に係る電気機械構成部品の一例を示す。図５Ａ〜５Ｉは作製中の構成部品の横断面図であり、図６Ａ〜６Ｈは平面図である。
【００９８】
まず所定の材料３０３からなる第１の層３０２が支持体３００上に形成される。所定の材料３０３は、その厚みの少なくとも一部が分解されて複数のグラフェンシートに変態可能な材料、或いはグラフェンを成長させるための支持体として利用可能な材料から選択可能であり、例えば単結晶または多結晶ＳｉＣとすることができる。
【００９９】
第１の層３０２の厚さは、例えば１０〜５００ｎｍの範囲内といったように、数ナノメートル〜数十ナノメートルの範囲内にできる。
【０１００】
支持体３００は、基板の或いは基板上にある積層体の上層３０１ｃを備え得る。上層３０１ｃ上には第１の層３０２が形成される。
【０１０１】
上層３０１ｃを構成する材料は、上層３０１ｃに対して所定の材料３０３からなる第１の層３０２の選択的エッチングができるように選択され、例えばシリコンのような半導体材料から作製可能である。上層３０１ｃの厚さは、例えば約１０ナノメートル〜約１００マイクロメートルの範囲内にできる。
【０１０２】
この例では、厚さが約１００ナノメートルオーダーである例えばＳｉＯ２から成る絶縁性中間層３０１ｂ上に上層３０１ｃが位置している。上層３０１ｃは、中間層３０１ｂに対して選択的にエッチングを行なえることが望ましい。
【０１０３】
支持層３０１ａ上の中間層３０１ｂは、支持層３０１ａに対して選択的にエッチングを施すことができる。この支持層３０１ａは、例えばシリコンから成る半導体とすることができる（図５Ａ）。
【０１０４】
次に、第１の層３０２のエッチング処理に侵されないように、例えば樹脂製のまたは例えばアルミニウムのような金属製のマスク３０５が第１の層３０２上に形成される。マスク３０５は、例えば図６ＡにＭ１として示すような、略矩形の領域がより大きな２つの矩形領域を接続するパターンを備えている（図５Ｂおよび６Ａ）。
【０１０５】
次に、電気機械構成部品の回転軸を形成するためのバー３０８が所定材料３０３の層に作製される。バー３０８は、例えば、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）のようなプラズマエッチングまたは例えばＣＨＦ３／Ｏ２を用いた高密度エッチングによる、第１の層３０２のエッチングによって作製される。具体的には、シリコンに対するＳｉＣのエッチングが行なわれる。
【０１０６】
マスク３０５を介したエッチングによって、バー３０８によって接続された略矩形形状の２つの領域Ｚ１、Ｚ２をバーと同時に形成することが可能になる。
【０１０７】
このようにして作製されたバー３０８は、支持体３００の主面、すなわち支持体３００を貫く平面に対して平行で、図５Ｃおよび６Ｂにおいて定義された直交座標
【数４】
2011098432.tif 000005
の平面
【数５】
2011098432.tif 000006
に平行な向きに沿って延びている。
【０１０８】
バー３０８は、例えば数十ナノメートル〜数百ナノメートルの範囲内、または１０ナノメートル〜１０マイクロメートルの範囲内の臨界寸法ｄｃになるように形成することができる。臨界寸法ｄｃは、ここでは支持体３００の主面に対して平行な方向に沿って測定されるバー３０８の最小寸法と定義される。この臨界寸法は、意図する用途およびバー１０８による支持に供される質量に応じて定め得る。
【０１０９】
次に、例えばＫＯＨまたはＴＭＡＨを用いたウェットエッチングのような異方性エッチングによって、所定の材料３０３および中間層３０１ｂに対する上層３０１ｃの選択的除去が行なわれる。積層体の機械的保持を可能とするため、上層３０１ｂの部分Ｐ１およびＰ２（図５Ｄおよび６Ｃにおいて破線で画された部分）が、それぞれ第１の層３０２の領域Ｚ１およびＺ２の下に保存される。
【０１１０】
次に、バー３０８に丸みのある輪郭を付けるため、少なくとも１つの工程が行なわれる。一例として、例えば水素下でのエッチング法と、例えば７００℃〜１２００℃の範囲内の温度での加熱処理の少なくとも一方が行なわれる。
【０１１１】
次に、複数のシート１１０１．．．１１０ｎの積層体の形態をなすようにバー３０８上にグラフェンを形成するための工程が行なわれる。
【０１１２】
当該工程は、所定材料３０３上におけるグラフェンの積層または成長によって実現できる（図５Ｅおよび６Ｄ）。ｎ枚のグラフェンシート１１０１．．．１１０ｎの積層体（ｎは例えば２〜１００の範囲内であり、厚さは０．６〜４０ナノメートルの範囲内）を作製可能である。
【０１１３】
積層体の少なくとも２枚のグラフェンシートが分離され、少なくとも１つのシートがバーに堅固に付着・固定され、少なくとももう１枚のシートがバー３０８に対して可動とされる。
【０１１４】
次に、構成部品の可動部品の要素部品を作製するための材料３１５の層がバー３０８の周りに形成される。材料３１５は、支持体３００の中間層３０１ｂ上に例えばＣＶＤ（化学蒸着）またはＰＥＣＶＤ（プラズマ促進化学蒸着）によって蒸着された、例えばＡｌ、ＴｉＮまたはＴｉのような金属材料とすることができる（図５Ｆおよび６Ｅ）。
【０１１５】
次に、構成部品における可動部品の要素部品３２１が材料３１５に形成される。材料３１５が金属材料の場合、可動部品の作動電極３５１、３５２も、要素部品３２１と同時に材料３１５で作製することができる（図５Ｇおよび６Ｆ）。フォトリソグラフィを利用可能であるが、特に材料３１５がアルミニウムの場合には、例えばＣｌ２、ＢＣｌ３のような塩素化元素を用いたプラズマエッチングで材料３１５をエッチングすることができる。
【０１１６】
次に、材料３１５によって被覆されていない構造領域からグラフェンが除去される（図５Ｈおよび６Ｇ）。中間層３０１ｂ、および所定の材料３０３、３１５に対して選択的とすることが可能なエッチングによって除去が可能であり、例えば酸素を用いたプラズマエッチングを行うことができる。
【０１１７】
次に、材料３１５および上層３０１ｂ内に再現されたパターンを通じて中間層３０１ｂをエッチングすることによって要素部品３２１が解放される。当該工程は、例えば液体ＨＦまたは蒸気ＨＦを用いたエッチングのような異方性エッチングによって実現できる。
【０１１８】
積層体の機械的保持を可能とするため、中間層３０１ｂの部分Ｐ１′、Ｐ２′および中間層３０１ｂの部分Ｐ３′、Ｐ４′（図５Ｉおよび６Ｈにおいて破線によって画された部分）が、電極３５１、３５２の下に保存されるように除去工程が実施され得る。
【０１１９】
中間層３０１ｂの一部の除去は、可動部品の要素部品３２１がバー３０８の周りを回転できるように実現され得る。
【０１２０】
上述の実施例の場合、このようにして作製されたバー３０８は、これと同じ材料の同じ層から形成された支持ブロックとなる領域Ｚ１、Ｚ２に接続され、特にバー３０８の端部における構造の剛性が高まる。
【０１２１】
次に図７Ａ〜７Ｌを参照しつつ、上述の実施例の変形態様を示す。
【０１２２】
材料４０３（例えばシリコンのような半導体とすることが可能）からなる第１の層４０２で覆われた支持体４００上に、例えばＳｉｘＮｙからなるマスキング層が形成される（図７Ａ）。
【０１２３】
次に、例えばフォトリソグラフィ工程を利用して、このマスキング層にマスク４０５が形成され、エッチングが施される（図７Ｂ）。
【０１２４】
層４０２には、例えばマスク４０５を介した異方性エッチングによって平行六面体バーが形成される。シリコン層４０２の一部除去は、例えばプラズマを用いて行なわれる。形成されたバー４０８は、キャビティ４１１内に位置し、バー４０８と同じ材料４０３の同じ層４０２に形成された少なくとも１つの支持ブロックに接続されている（図７Ｃ）。
【０１２５】
次に、バー４０８を支持体から解放するため、例えばマスク４０５を介した材料４０４の異方性エッチングといった新たなエッチングが行なわれる。バーは、材料４０４の層４０２に形成された前記支持ブロックによってキャビティ４１１内部に吊るされた状態に保たれる。異方性エッチングは、ＴＭＡＯＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）を用いて実施可能であり、バー４０８がシリコンベースの場合は傾斜面をバー４０８に付与可能である（図７Ｄ）。次に、例えばＨ３ＰＯ４を用いてマスク４０５が除去される（図７Ｅ）。
【０１２６】
次に、例えば水素雰囲気下において例えば８５０℃〜９００℃の範囲内の温度でアニーリングを実施することによって、バー４０８の輪郭に丸みが与えられる（図７Ｆ）。
【０１２７】
次に所定の材料４０９が形成される。所定の材料４０９は、その上にまたはそこからグラフェンを複数のシート４１０１．．．４１０ｎの形態をなすように形成可能な材料であり、例えばグラフェンが材料４０９またはＳｉＣから形成される場合、非晶質炭素とすることができる。
【０１２８】
次に、少なくとも１枚のグラフェンシートをバー４０８に堅固に付着した状態としておくために分離される積層グラフェンシート４１０１．．．４１０ｎの１つと、その第１グラフェンシートから分離されて可動とされた第２シートが（図７Ｇ）、所定の材料４０９上にまたは所定の材料４０９から形成される。
【０１２９】
作動電極４５１、４５２、およびこれらによって作動されてバー４０８の周りを回転する可動部品を構成する要素部品４２１を形成するための材料４１５が、バー４０８の周りに堆積される（図７Ｈ）。材料４１５は金属とすることができる。
【０１３０】
次に、キャビティ４１１の底部におけるグラフェンの異方性エッチングが、グラフェンが堆積している他の領域は保護されつつ行なわれる（図７Ｉ）。この工程は、本処理の後続工程で形成されるマスク４０５と同じパターンを備える樹脂マスク（不図示）を介して行なうことができる。
【０１３１】
次に、例えばシリコン層４０４のエッチングによって要素部品４２１の下にある層の一部が除去される（図７Ｊ）。除去される厚さは、電気機械構成部品の要素部品４２１において想定可能な動作（バー４０８の周囲または周辺の回転）に依存する。
【０１３２】
要素部品４２１を解放するため、次いで材料４０４の異方性エッチングを実施可能である（図７Ｋ）。
【０１３３】
次に図８Ａ〜８Ｅを参照し、本発明に係る電気機械システム用電気機械構成部品の実施例をもう一つ示す。同図は作製中の構成部品の断面図であり、その断面内に位置する要素部品だけが示されている。
【０１３４】
例えばシリコンベースのバルク基板、ＳＯＩ（シリコンオンインシュレータ）型基板のような絶縁体上半導体型基板、バルクシリコン上のシリコン層、または酸化物上ＳｉＣ層（ＳｉＣＯＩ）といった基板５００上に、マスク５０５が形成される。
【０１３５】
マスク５０５は、例えばＳｉｘＮｙベース、樹脂ベース、またはＳｉｘＯｙベースのマスキング層を堆積させ、次いでこのマスキング層にエッチングを施して、少なくとも１つのマスクパターンを形成することによって作製できる（図８Ａ）。
【０１３６】
次に、製造される電気機械構成部品の固定部分を形成するために、支持体５００の主面に対する直交方向に延びる少なくとも１つのバー５０８が支持体５００に形成される。バー５０８は、支持体５００のマスク５０５によって保護されていない部分を異方性エッチングすることによって作製できる。
【０１３７】
次に、バー５０８上にあるマスク５０５の臨界寸法ｄｍより小さい臨界寸法をバー５０８に与えるため、例えばバーがシリコンベースの場合、バー材料の異方性エッチングまたは連続した酸化および脱酸素工程によってバー５０８の横方向すなわち支持体に対して平行な平面における寸法を縮小することができる（図８Ｂ）。
【０１３８】
次に、支持体５００、バー５０８の側面、およびマスク５０５を覆う非晶質炭素の層５０９が堆積される。非晶質炭素はコンフォーマルとすることができる。
【０１３９】
次に、複数の層またはシート５１０１．．．５１０ｎの積層体を形成するために非晶質炭素の層５０９がグラフェン化され、少なくとも１枚のシート５１０１、および該第１シート５１０１上の少なくとも１枚の第２シート５１０２がバー５０８を被覆する（図８Ｄ）。
【０１４０】
バー５０８に接続または堅固に付着され、これと共に電気機械構成部品の固定部品を構成するための少なくとも１枚のシート５１０１がこのようにして形成される。第１シート５１０１から分離されてバー５０８および第１シート５１０１の周りを回転させることが可能であり、電気機械構成部品の可動部品を構成するための少なくとも１枚の第２自由シート５１０２がこのようにして形成される。
【０１４１】
次に、電気機械部品における可動部品の少なくとも１つの要素部品（例えばブレードの形態をなす）を作製するための材料５１５の少なくとも１つの層が、シート５１０１．．．５１０ｎによって覆われたバー５０８の周りおよびその上方に形成される。材料５１５は、例えば金属材料とすることができる（図８Ｅ）。次いで材料５１５の化学機械研磨（ＣＭＰ）工程を実施可能である。
【０１４２】
次に、例えばブレード５２１、５２２のパターンといった、構造体の可動部品の少なくとも１つのパターンが材料５１５に形成される（図８Ｆ）。
【０１４３】
次に、可動部品を解放するため、支持体５００上にあってブレード５２１、５２２の材料５１５によって覆われていないグラフェンシートシート５１０１．．．５１０ｎの部分に対して選択的エッチングが行なわれる。ブレード５２１、５２２の下方にも除去範囲を拡大できる（図８Ｇ）。この選択的エッチングは、例えばＯ２プラズマのようなプラズマを利用して実施することができる。
【０１４４】
これまで述べた各実施態様によれば、以下に列挙する事項の実現が可能である。
・ブレードを作製するためにバーを解放するのに用いる第１の犠牲層と、構造を解放するのに用いる第２の犠牲層との、少なくとも２つの犠牲層を用いる方法
・ブレードまたは全体構造の解放に１つの犠牲層のみを用いる方法
・材料の部分エッチングによって順次解放を実現する方法
【０１４５】
前述のような電気機械構成部品は、多くの用途に用いられる可能性があり、軸周りの回転運動が行なわれる任意のマイクロシステムまたはナノシステムに組み込むことができる。
【０１４６】
この電気機械構成部品は、例えば、電気スイッチまたは光スイッチのようなスイッチの形成を可能にし得る。
【０１４７】
２つの安定位置のうち一方を例えばファンデルワールス力や磁力を用いて実現するスイッチを想定し得る。
【０１４８】
図８には、ロッカーを形成するブレード５２１を含む可動部品を備えたそのようなスイッチの一例が示されている。ブレード５２１は、支持体５００上に位置する２つの支持ブロックに接続されたバー５０８によって形成される軸周りを回転する。ブレード５２１用の静電アクチュエータは少なくとも１つの電極（不図示）を備え、それはブレードの側方のいずれか或いは下方に位置する。磁気アクチュエータを設けることもでき、この場合は磁気動作型であるため電極は不要である。
【０１４９】
バーの周りにグラフェンシートを備えた構成を有する上述のような構成部品は、低摩擦・高エネルギ効率の回転運動の実現に適している。グラフェンシートによって、回転軸周りにおける摩擦を低減し、可動要素部品の軸周りの回転に伴うねじれを皆無あるいは無視できるほど微小にできる。
【０１５０】
そのようなねじれが存在すると、作動後のスイッチを安定位置に保持するために様々な力の印加を通じてバランスをとるべく戻りトルクの生成が必要になってしまう。本発明によれば、スイッチを特定の安定位置に保持するために例えば磁気力または電気力といった相補力を必要とすることなく、例えばブレードと支持体５００の領域５９９との間の固着を介したファンデルワールス力で十分である。そのような構成の場合、電気機械システムはより高効率かつ堅牢となる。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図１Ｇ】
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【図１Ｈ】
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【図１Ｉ】
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【図１Ｊ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図３Ｇ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図５Ｇ】
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【図５Ｈ】
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【図５Ｉ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図６Ｇ】
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【図６Ｈ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図７Ｆ】
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【図７Ｇ】
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【図７Ｈ】
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【図７Ｉ】
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【図７Ｊ】
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【図７Ｋ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図８Ｆ】
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【図８Ｇ】
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【図９】
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【外国語明細書】
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【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図１Ｇ】
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【図１Ｈ】
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【図１Ｉ】
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【図１Ｊ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図３Ｇ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図５Ｇ】
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【図５Ｈ】
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【図５Ｉ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図６Ｇ】
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【図６Ｈ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図７Ｆ】
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【図７Ｇ】
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【図７Ｈ】
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【図７Ｉ】
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【図７Ｊ】
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【図７Ｋ】
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【図８Ａ】
2011098432.tif 000158
【図８Ｂ】
2011098432.tif 000159
【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図８Ｆ】
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【図８Ｇ】
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【図９】
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