(57)【要約】  本発明は、静電駆動デバイスに関するものであり、少なくとも一部が基板（２２）に対して可動とされた可動電極（１０）と；可動電極と同じサイドに配置されかつ基板に対して固定された少なくとも２つの固定電極（１２，１４）と；を具備している。各固定電極は、可動電極の一部に対して対向して配置されている。本発明による静電駆動デバイスは、さらに、可動電極の少なくとも一部のための少なくとも１つのピボット（１８）を具備している。
2007517488.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電駆動デバイスであって、
−可動電極と称される少なくとも１つの電極（１０，３３，３５，３７，１３５，１３７，１３９，２１０，３３５，３３７，３３９）であるとともに、基板（２２，１２３，２２２，３２２）に対して自由に移動し得るものとされた少なくとも１つの部分を備えている可動電極と、
−前記可動電極の一部に対して対向しつつ前記可動電極と同じサイドに配置されかつ前記基板に対して固定された少なくとも２つの固定電極（１２，１４，６２，６４，８２，８４，９２，９４，１３２，１３４，１３６）と、
−前記可動電極の少なくとも一部に対しての少なくとも１つのピボットを形成するためのピボット形成手段（１８，２８，９８，１５８，１９８，３９８，３９９）と、
を具備し、
前記固定電極のうちの１つが、対向している前記可動電極の一部を引きつけた際には、前記可動電極が前記ピボットに当接し得るとともに、前記可動電極の他の部分が、機械的復元力の効果によって、前記基板から離間し得るものとされていることを特徴とするデバイス。
【請求項２】
請求項１記載のデバイスにおいて、
前記可動電極が、前記基板に対して垂直であるような少なくとも１つの方向に沿って少なくとも１つの可動部分を備えていることを特徴とするデバイス。
【請求項３】
請求項１または２記載のデバイスにおいて、
２つの固定電極が、前記基板上と前記可動電極上との一方または双方に形成された絶縁層（２０，１２０，２２０，２２４，３２０）を介して、前記可動電極から絶縁されていることを特徴とするデバイス。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のデバイスにおいて、
前記可動電極の前記可動部分が、パッド（３３，３４，３６）を介してメンブラン（３０）に対して連結されていることを特徴とするデバイス。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のデバイスにおいて、
前記ピボット形成手段が、前記基板に対して固定された少なくとも１つのパッド（１８，９８，１５８，１９８，３９８，３９９）を備えていることを特徴とするデバイス。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のデバイスにおいて、
前記ピボット形成手段が、前記可動部分の側方に配置された少なくとも１つのアーム（２８）を備えている、あるいは、前記可動部分の両サイドに配置された２つのアームを備えている、ことを特徴とするデバイス。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のデバイスにおいて、
前記可動電極の前記可動部分が、エルボー（７７）を形成していることを特徴とするデバイス。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のデバイスにおいて、
互いに対向した２つの対として配置された４つの固定電極（８２，８４，９２，９４）を具備し、
前記可動電極が、十字形状に配置された２つの可動部分を備えていることを特徴とするデバイス。
【請求項９】
請求項８記載のデバイスにおいて、
２つのピボット（７９，８０）を具備していることを特徴とするデバイス。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のデバイスにおいて、
前記可動電極が、前記基板または前記絶縁層の上部にまたは内部に嵌め込まれたまたは固定された少なくとも１つの部分を備えていることを特徴とするデバイス。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載のデバイスにおいて、
前記各固定電極が、前記ピボット形成手段のサイドにおいて、前記可動電極の少なくとも１つの端部に対向して配置されていることを特徴とするデバイス。
【請求項１２】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のデバイスにおいて、
前記可動電極が、少なくとも２つの可動部分（１３５，１３７，１３９）を備え、
各可動部分の一方の端部が、自由端とされ、
前記固定電極（１３２，１３４，１３６）が、各可動部分（１３５，１３７，１３９）に対向して配置されていることを特徴とするデバイス。
【請求項１３】
請求項１２記載のデバイスにおいて、
前記可動電極が、３つの可動部分（１３５，１３７，１３９）を備え、
３つの固定電極（１３２，１３４，１３６）が設けられ、
これら各固定電極（１３２，１３４，１３６）が、前記可動部分の一部に対向して配置されていることを特徴とするデバイス。
【請求項１４】
請求項１２または１３記載のデバイスにおいて、
前記可動電極の前記可動部分が、複数のものとして延出されているとともに、これら可動部分が、側方においてまたは角度をなして、互いにオフセットされていることを特徴とするデバイス。
【請求項１５】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のデバイスにおいて、
３つの固定電極を具備し、
前記可動部分が、端部（１４０）のところにおいて互いに連結された３つのストリップ（１３５，１３７，１３９）を備えていることを特徴とするデバイス。
【請求項１６】
静電駆動デバイスであって、
−基板（２２，１２３）に対しての可動部分またはフレキシブル部分を有したメンブランの一部であるとともに、この一部が、電気的絶縁部分（１１，１４１）を介して互いに絶縁された少なくとも２つの可動電極（１３，１５，１３５，１３７，１３９）を備えているような、メンブランの一部と、
−前記可動部分と同じサイドに配置されかつ前記基板に対して固定された少なくとも１つの固定電極（１７，１３３）であるとともに、この固定電極の第１部分と第２部分とが、前記可動部分のそれぞれ対応する前記可動電極に対向して配置されているような、少なくとも１つの固定電極と、
−前記可動部分または前記フレキシブル部分または前記メンブランの少なくとも一部に対しての少なくとも１つのピボットを形成するためのピボット形成手段（１８，２８，９８，１５８，１９８，３９８，３９９）と、
を具備し、
前記固定電極のうちの１つが、前記可動部分または前記フレキシブル部分または前記メンブランの前記可動電極のうちの１つを引きつけた際には、前記可動部分または前記フレキシブル部分または前記メンブランが前記ピボットに当接し得るとともに、他の可動電極が、機械的復元力の効果によって、前記基板から離間し得るものとされていることを特徴とするデバイス。
【請求項１７】
請求項１６記載のデバイスにおいて、
前記可動部分が、前記基板に対して垂直であるような少なくとも１つの方向に沿って自由に移動し得るものとされていることを特徴とするデバイス。
【請求項１８】
請求項１６または１７記載のデバイスにおいて、
２つの固定電極が、前記基板上と前記可動電極上との一方または双方に形成された絶縁層（２０，１２０，２２０，２２４，３２０）を介して、前記可動電極から絶縁されていることを特徴とするデバイス。
【請求項１９】
請求項１６〜１８のいずれか１項に記載のデバイスにおいて、
前記可動部分が、パッド（３３，３４，３６）を介してメンブラン（３０）に対して連結されていることを特徴とするデバイス。
【請求項２０】
請求項１６〜１９のいずれか１項に記載のデバイスにおいて、
前記ピボット形成手段が、前記基板に対して固定された少なくとも１つのパッド（１８，９８，１５８，１９８，３９８，３９９）を備えていることを特徴とするデバイス。
【請求項２１】
請求項１６〜２０のいずれか１項に記載のデバイスにおいて、
前記ピボット形成手段が、前記可動部分の側方に配置された少なくとも１つのアーム（２８）を備えている、あるいは、前記可動部分の両サイドに配置された２つのアームを備えている、ことを特徴とするデバイス。
【請求項２２】
請求項１６〜２１のいずれか１項に記載のデバイスにおいて、
前記可動部分が、エルボー（７７）を形成していることを特徴とするデバイス。
【請求項２３】
請求項１６〜２２のいずれか１項に記載のデバイスにおいて、
互いに対向した対として配置された４つの固定電極（８２，８４，９２，９４）を具備し、
前記可動部分が、十字形状に配置された２つの可動部分を備えていることを特徴とするデバイス。
【請求項２４】
請求項２３記載のデバイスにおいて、
２つのピボット（７９，８０）を具備していることを特徴とするデバイス。
【請求項２５】
請求項１６〜２４のいずれか１項に記載のデバイスにおいて、
前記可動部分が、前記基板または前記絶縁層の上部にまたは内部に嵌め込まれたまたは固定された少なくとも１つの部分を備えていることを特徴とするデバイス。
【請求項２６】
請求項１６〜２５のいずれか１項に記載のデバイスにおいて、
各固定電極が、ピボット形成手段の一方サイドにおいて、可動電極の少なくとも一端に対して対向して配置されていることを特徴とするデバイス。
【請求項２７】
請求項１６〜２１のいずれか１項に記載のデバイスにおいて、
前記可動部分が、少なくとも２つの可動電極（１３５，１３７，１３９）を備え、
これら可動電極（１３５，１３７，１３９）が、一方の端部において、絶縁部分（１４１）を介して互いに連結され、
各可動電極の他方の端部が、自由端とされ、
前記固定電極（１３２，１３４，１３６）が、各可動電極（１３５，１３７，１３９）に対向していることを特徴とするデバイス。
【請求項２８】
請求項２７記載のデバイスにおいて、
前記可動部分が、３つの可動電極（１３５，１３７，１３９）を備えていることを特徴とするデバイス。
【請求項２９】
請求項２７または２８記載のデバイスにおいて、
前記可動電極が、複数のものとして延出されているとともに、これら可動電極が、側方においてまたは角度をなして、互いにオフセットされていることを特徴とするデバイス。
【請求項３０】
請求項１６〜２９のいずれか１項に記載のデバイスにおいて、
少なくとも２つの固定電極を具備していることを特徴とするデバイス。
【請求項３１】
請求項１〜３０のいずれか１項に記載のデバイスにおいて、
前記可動部分上には、電気的コンタクト部材（１９６，３５０）が固定されていることを特徴とするデバイス。
【請求項３２】
請求項１〜１６のいずれか１項に記載のデバイスにおいて、
前記可動電極と前記固定電極と前記ピボットとが、前記基板の表面上においてほぼ平面状となっていることを特徴とするデバイス。
【請求項３３】
請求項１〜３２のいずれか１項に記載のデバイスにおいて、
少なくとも１つの可動電極が、磁気的手段または部分的な磁気的手段（２３２，２３４）を備え、
さらに、前記基板に対して固定された固定磁気的手段（２４２，２４４，３４２，３４４）を具備し、
これら固定磁気的手段が、前記可動電極の前記磁気的手段に対してのコンタクトを引き起こし得るものとされていることを特徴とするデバイス。
【請求項３４】
請求項３３記載のデバイスにおいて、
コンタクト時における静電力と磁気力との間の相対差が、１０％であることを特徴とするデバイス。
【請求項３５】
請求項３３または３４記載のデバイスにおいて、
コンタクト時における静電力および磁気力が、機械的復元力よりも大きなものとされていることを特徴とするデバイス。
【請求項３６】
請求項３５記載のデバイスにおいて、
コンタクト時における静電力および磁気力が、機械的復元力と比較して、少なくとも１０倍大きなものとされていることを特徴とするデバイス。
【請求項３７】
請求項３３〜３６のいずれか１項に記載のデバイスにおいて、
前記可動電極の前記磁気的手段と、前記固定磁気的手段とが、前記デバイスの少なくとも２つの安定位置を規定することを特徴とするデバイス。
【請求項３８】
請求項１〜３７のいずれか１項に記載のデバイスにおいて、
少なくとも１つの固定電極と１つの可動電極とを具備しており、これにより、キャパシタを形成していることを特徴とするデバイス。
【請求項３９】
請求項１〜３８のいずれか１項に記載のデバイスにおいて、
前記ピボット形成手段を使用することにより、前記可動電極の一ポイントを、前記基板から５０ｎｍ〜２０μｍという高さ位置に保持し得るものとされていることを特徴とするデバイス。
【請求項４０】
光学素子のための駆動デバイスであって、
−請求項１〜３９のいずれか１項に記載された少なくとも１つの静電駆動デバイスと、
−光学素子のための支持手段（６１０，６１７）であるとともに、前記メンブランに対してまたは前記駆動デバイスの前記可動電極に対して連結されており、さらに、前記メンブランまたは前記可動電極の移動時には、このメンブランまたはこの電極によって駆動され得るものとされた、支持手段と、
を具備していることを特徴とするデバイス。
【請求項４１】
請求項４０記載のデバイスにおいて、
複数の前記駆動デバイスのうちの１つの駆動デバイスの少なくとも１つの電極が、第１方向に沿った第１幅を有した長尺ボディ（６２１．１）と、前記第１幅よりも広い第２幅を有しておりかつスタータと称されるような端部（６２１．３）と、を備えていることを特徴とするデバイス。
【請求項４２】
請求項４０または４１記載のデバイスにおいて、
請求項１〜３９のいずれか１項に記載された２つ静電駆動デバイスを具備し、
光学素子のための前記支持手段（６１０，６１７）が、それら２つ静電駆動デバイスに対して連結されていることを特徴とするデバイス。
【請求項４３】
請求項４２記載のデバイスにおいて、
前記２つの静電駆動デバイスが、光学素子のための前記支持手段の両サイドに配置されていることを特徴とするデバイス。
【請求項４４】
請求項４２記載のデバイスにおいて、
前記２つの静電駆動デバイスが、光学素子のための前記支持手段と同じサイドに配置されていることを特徴とするデバイス。
【請求項４５】
請求項４２〜４４のいずれか１項に記載のデバイスにおいて、
前記２つの静電駆動デバイスが、互いに平行な２つの方向に沿って延在していることを特徴とするデバイス。
【請求項４６】
請求項４２〜４４のいずれか１項に記載のデバイスにおいて、
前記２つの静電駆動デバイスの各々が、湾曲部分を備えていることを特徴とするデバイス。
【請求項４７】
請求項４６記載のデバイスにおいて、
前記２つの静電駆動デバイスが、少なくとも１つの共通端部（６２１．３）によって機械的に連結されていることを特徴とするデバイス。
【請求項４８】
請求項４２〜４７のいずれか１項に記載のデバイスにおいて、
２つの駆動アーム（６２３）を備え、
これら駆動アームが、前記２つの静電駆動デバイスを、光学素子のための前記支持手段（６１０，６１７）に対して連結していることを特徴とするデバイス。
【請求項４９】
請求項４２〜４８のいずれか１項に記載のデバイスにおいて、
キャビティ（６２６）を備えた基板を具備し、
前記キャビティ（６２６）が、光学素子のための前記支持手段の回転を可能としていることを特徴とするデバイス。
【請求項５０】
請求項４２〜４９のいずれか１項に記載のデバイスにおいて、
さらに、
フレーム（６１５）と、
前記静電駆動デバイスおよび光学素子のための前記支持手段（６１０，６１７）を、前記フレームに対して連結するための連結手段（６１３）と、
を具備していることを特徴とするデバイス。
【請求項５１】
請求項５０記載のデバイスにおいて、
前記連結手段（６１３）が、トーションアーム（６１３）を備えていることを特徴とするデバイス。
【請求項５２】
請求項４２記載のデバイスにおいて、
前記支持手段（８００）が、湾曲を有した閉じた輪郭を備えていることを特徴とするデバイス。
【請求項５３】
請求項５２記載のデバイスにおいて、
前記輪郭の周囲にあるいは前記輪郭に沿って、前記静電駆動デバイスが配置されていることを特徴とするデバイス。
【請求項５４】
請求項５２記載のデバイスにおいて、
前記輪郭に対して放射状でもって、前記静電駆動デバイスが配置されていることを特徴とするデバイス。
【請求項５５】
請求項５２〜５４のいずれか１項に記載のデバイスにおいて、
前記輪郭が、円形とされていることを特徴とするデバイス。
【請求項５６】
請求項５２〜５５のいずれか１項に記載のデバイスにおいて、
さらに、伸張手段（８０４）を具備し、
この伸張手段（８０４）が、前記静電駆動デバイスと前記支持手段（８００）との間に配置されていることを特徴とするデバイス。
【請求項５７】
請求項５６記載のデバイスにおいて、
前記伸張手段（８０４）が、少なくとも１つの伸張ループを備えていることを特徴とするデバイス。
【請求項５８】
請求項１〜３９のいずれか１項に記載されたデバイスの製造方法であって、
−第１基板に、この第１基板に対して固定された１つあるいは２つの固定電極を形成し、
−ピボット形成手段（６３０）と、可動電極またはメンブランと、を形成し、この際、前記可動電極または前記メンブランには、絶縁部分を介して互いに絶縁された少なくとも２つの電極を設けるとともに、前記可動電極または前記メンブランを、前記基板に対して自由に移動し得るものとする、
ことを特徴とする方法。
【請求項５９】
請求項５８記載の方法において、
前記可動電極または前記メンブランを、前記基板上に形成されたまたは成膜された犠牲層（５３２）上に形成し、
その後、その犠牲層を除去することを特徴とする方法。
【請求項６０】
請求項５８記載の方法において、
前記可動電極または前記メンブランを、第２基板（１０００）の表面上に形成し、
その後、前記第１基板（１２００）と前記第２基板（１０００）とを組み立てることを特徴とする方法。
【請求項６１】
請求項５９記載の方法において、
前記第２基板の薄肉化により、前記可動電極または前記メンブランを、前記第２基板の表面から除去することを特徴とする方法。
【請求項６２】
請求項５８〜６１のいずれか１項に記載の方法において、
前記第１基板上に、ピボット形成手段を形成することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械的な性能が改良されたような、静電式の駆動デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
『ジッピング』タイプの駆動は、特に、静電式の駆動であって、その場合、可動電極が、可動電極と固定電極とを絶縁している絶縁体に対して、接触状態へと駆動されまたは押圧接触状態へと駆動され、この駆動は、漸次的に行われ、実際には、印加電圧に比例して行われる。
【０００３】
非特許文献１，２には、復帰機構が付設された単純なジッピングが記載されている。一方、非特許文献３，４には、ダブルジッピングが記載されている。
【０００４】
公知のデバイスにおいては、静電力は、一方向にのみ作用する力であって、２つの電極間に引力をもたらす。ジッピングにおいては、より大きな力を生成し得るものであるけれども、この特徴点については、そのままである。
【０００５】
このタイプの駆動は、可動電極の各サイドに固定電極を配置するだけの空間が存在する場合には、平面内において達成することができる。しかしながら、場合によっては、複数の固定電極を可動部材の一方サイドにのみ配置することが要望される。それは、例えば、全体的なサイズといったような理由のためである。
【０００６】
しかしながら、可動電極を平面外へと移動させる場合には、第１固定電極を基板内に設置することは極めて容易ではあるけれども（例えば、基板自体を第１固定電極として使用すれば良い）、可動電極の上方に第２固定電極を形成することが、特に困難である。この第２電極は、技術的な複雑さの原因であり、とりわけ、光学的損失や電気的損失を引き起こす。
【０００７】
したがって、一般的には、基板上に固定された電極だけが使用され、また、力を逆向きに作用させるだけである。多くの場合には、非特許文献１，２に記載されているように、純粋に機械的な力（復元力）を使用する。あるいは、追加的な復帰アームを使用する。あるいは、ジッピングアーム自体の復元力を使用する。
【０００８】
その場合、２つの力の性質が互いに相違することにより、多くのパラメータが制御されなければならない。２つの力は、平衡させることがより困難である。なぜなら、それら力が必ずしも等しくないからであり、また、同じ等式に依存しないからである。また、多くのパラメータが存在することのために、および、多くの物理的な現象を考慮しなければならないことのために、シミュレーションを行うことも、困難である。さらに、２つの力が様々なや様々な幾何形状を必要とすることにより、技術的に製造が困難である。例えば、複数の復帰アームは、多くの場合、より薄いものである。すなわち、それらの厚さは、ジッピング構造内におけるものとは同じではない。また、アクチュエータの制御も、困難である。
【０００９】
したがって、共通の構成は、単一方向における静電駆動であるとともに、互いに逆向きに動作する複数の復帰アームが使用されてきた。
【００１０】
ジッピングによる双方向の移動に関しては、解決手段は１つしかなく、それは、非特許文献４に記載されている。２つのキャビティ間にわたっての非圧縮性流体の移動によって、メンブランを偏向させることができる。この手法は、高価であり、また、移動の制御が、困難である。
【００１１】
したがって、互いに逆向きをなす２つの方向においてジッピングの使用を可能とし得るような、新規なタイプの静電アクチュエータの開発が、課題となっている。
【非特許文献１】“A Novel Electrostatic Actuator for Micro DeformableMirrors: Fabrication and Test”, C. Divoux, J. Charton, W. Schwartz, E. Stadler,J. Margail, L. Jocou, T. Enot, J.C. Barbe, J. Chiaroni and P. Berruyer,Transducers '03, IEEE, 12th International Conference on Solide-State Sensors,Actuators and Microsystems, Boston, Massachusetts, USA, June 8-12, 2003.
【非特許文献２】“Electrostatically Excited Diaphragm driven as aLoudspeaker”, P. Rangsten, L. Smith, L. Rosengren, B. Hok, Transducers 95, the 8th International Conference on Solid State Sensors and Actuators, andEurosensors IX, Stockholm, Sweden, June 25-29, 1995.
【非特許文献３】“Electrostatic Curved Electrode”, Rob Legtenberg,John Gilbert, Stephen D. Senturia, Miko Elwenspoeck, Journal ofMicroelectromechanical System, vol. 6, No. 3, September 1997.
【非特許文献４】“A new Electrostatic Actuator providing improved StrokeLength and Force”, Jeans Branebjerg, Perter Gravesen, Micro Electro Mechanical Systems '92, Travemunde (Germany), February 4-7, 1992.
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、互い逆向きとされた２つの方向に関するジッピングタイプの駆動に関するものである。
【００１３】
本発明は、静電駆動デバイスに関するものであって、
−基板に対して自由に移動し得るものとされたいわゆる可動電極と、
−可動電極の一部に対して対向しつつ可動電極と同じサイドに配置されかつ基板に対して固定された少なくとも２つの固定電極と、
−可動電極の少なくとも一部に対しての少なくとも１つのピボットを形成するためのピボット形成手段と、
を具備している。
【００１４】
したがって、アクチュエータの２つの部分は、同じ性質の２つのジッピングタイプの力によって、ピボットの両サイドにおいて制御することができる。これらの２つの部分の各々はあるいは一方は、基板に対して、あるいは、基板に対して固定された層に対して、電圧の関数として漸次的に、接触させることができる。
【００１５】
固定電極のうちの１つが、対向している可動電極の一部を引きつけた際には、可動電極がピボットに当接し得るとともに、可動電極の他の部分が、機械的復元力の効果によって、基板から離間し得るものとされている。
【００１６】
一変形例においては、本発明の他の目的は、静電駆動デバイスであって、
−基板に対しての可動部分またはフレキシブル部分を有したメンブランの一部であるとともに、この一部が、電気的絶縁部分を介して互いに絶縁された少なくとも２つの可動電極を備えているような、メンブランの一部と、
−可動部分と同じサイドに配置されかつ基板に対して固定された少なくとも１つの固定電極であるとともに、この固定電極の第１部分と第２部分とが、可動部分のそれぞれ対応する可動電極に対向して配置されているような、少なくとも１つの固定電極と、
−可動部分またはフレキシブル部分またはメンブランの少なくとも一部に対しての少なくとも１つのピボットを形成するためのピボット形成手段と、
を具備している。
【００１７】
固定電極のうちの１つが、可動部分またはフレキシブル部分またはメンブランの可動電極のうちの１つを引きつけた際には、可動部分またはフレキシブル部分またはメンブランがピボットに当接し得るとともに、他の可動電極が、機械的復元力の効果によって、基板から離間し得るものとされている。
【００１８】
電極または可動電極は、基板に対して垂直であるような方向に沿って、すなわち、基板がなす主面に対して垂直であるような方向に沿って、自由に移動することができる。
【００１９】
基板上にあるいは可動メンブラン上に配置された絶縁層を使用することにより、固定電極と可動電極とを絶縁することができる。
【００２０】
可動部分または可動メンブランまたは可動電極は、パッドを介して、アクチュエータ上に配置されたメンブランに対して、あるいは、基板からアクチュエータの他方のサイドに配置されたメンブランに対して、連結することができる。
【００２１】
ピボットを使用することにより、電極またはメンブランまたは可動部分の一ポイントを、例えば５０ｎｍ〜２０μｍといったように、基板からの所定高さの位置に維持することができる。例えば、ピボットは、基板に対して固定された少なくとも１つのパッドを備えている。あるいは、他の例においては、ピボットは、可動電極の可動部分あるいは可動メンブランと同じサイドに配置された少なくとも１つのアームを備えている。有利には、ピボットは、両サイドに配置された２つのアームを備えている。その場合には、システムは、対称的なものとなる。
【００２２】
負荷は、ピボット形成手段からオフセットした位置において、可動メンブランまたはフレキシブルメンブラン上に配置することができる。よって、この負荷は、ピボット形成手段の高さよりも大きな振幅を有することができる。ピボット形成手段から側方にオフセットされたメンブラン上の一ポイントの振幅は、ピボット形成手段の高さよりも大きい。例えば、ピボット形成手段は、２つの固定電極の間において非対称的に配置される、すなわち、固定電極どうしの間の中央には配置されない。フレキシブル電極またはメンブランの中央部分上における一ポイントの振幅は、ピボット形成手段の振幅よりも大きい。
【００２３】
可動電極またはメンブランの可動部分は、エルボーを形成することができる。これにより、移動量を大きなものとすることができる。
【００２４】
可動部分上に位置した負荷の非線形移動は、互いに対向する対をなして配置された４つの固定電極を備えた構造によって補償することができる。その場合、可動電極あるいはメンブランは、十字形状に配置された２つの可動部分を備えている。
【００２５】
可動電極またはメンブランの端部は、自由端とすることができる、あるいは、基板または絶縁層の上部にまたは内部に嵌め込まれたまたは固定された少なくとも１つの部分を備えることができる。一例においては、基板に対して固定された磁気的手段が、可動電極またはメンブランの磁気的手段に対して協働し、これにより、電極またはメンブランの端部を、基板に対しての固定位置に維持することができる。
【００２６】
一実施形態においては、可動電極またはメンブランは、少なくとも２つの可動部分を備えている。これら少なくとも２つの可動部分は、例えば互いに平行なものとされ、各々が、自由端を有している。固定電極が、各可動部分に対向している。各可動部分の自由端は、良好なフレキシブルさを有しており、可動電極またはメンブランの端部が固定されている場合には、これらの端部の間に配置された一ポイントのフレキシブルさより大きなフレキシブルさを有している。これら自由端は、低電圧を使用して、固定電極上へとコンタクトさせることができる。
【００２７】
例えば、可動電極またはメンブランは、３つの可動部材を備えている。そして、３つの固定電極が設けられ、各固定電極は、それぞれ対応する可動電極の一部に対向したものとされる。
【００２８】
可動電極またはメンブランの可動部分は、１つの方向に沿って延在するものとすることができる。少なくとも２つの固定電極は、この方向において、互いにオフセットされる。変形例においては、可動部材どうしは、互いに鋭角をなして配置することができる、あるいは、互いに側方にオフセットして配置することができる。このことは、基板がなす平面内において、機械的安定性をもたらす。
【００２９】
電気的コンタクトをなす部材を、コンタクト部材（コンタクター、contactor ）を形成し得るよう、可動部分上に固定することができる。これを使用することにより、可動電極またはメンブランの所定位置において、２つのトラック間にわたってあるいは２つの導電領域間にわたって、コンタクトを作成することができる。また、固定電機子と可動電機子とによって、可変キャパシタを形成することもできる。その場合、可動電機子からの距離は、アクチュエータに対して印加される電圧によって決定される。
【００３０】
一変形例においては、可動電極またはメンブランと、固定電極と、ピボットとを、基板表面上において、ほぼ平面状のものとして形成することができる。
【００３１】
さらに、可動電極またはメンブランは、磁性部材または磁気的手段を備えることができる、あるいは、部分的に磁気的なものとすることができる。これにより、基板に対して固定された磁性部材または磁気的手段と協働することができる。磁性部材からなるこのアセンブリは、システムを安定させる。このようにして、少なくとも２つの安定位置を、形成することができる。
【００３２】
好ましくは、コンタクト時における静電力と磁気力との間の相対差は、少なくとも１０％とされる。
【００３３】
機械的復元力は、好ましくは、コンタクト時における静電力および磁気力と比較して、より小さなものとされる、あるいは、かなり小さなものとされる、例えば、１０分の１未満のものとされる。
【００３４】
本発明による駆動デバイスは、様々な応用において有効なものであり、特に、光学素子の支持体を構成する駆動システムとして、あるいは、光学素子自体を構成する駆動システムとして、有効なものである。
【００３５】
本発明は、また、本発明によるデバイスの製造方法に関するものであって、この方法においては、
−第１基板に、この第１基板に対して固定された１つあるいは２つの固定電極を形成し、
−ピボット形成手段と、可動電極またはメンブランと、を形成し、この際、可動電極またはメンブランには、絶縁部分を介して互いに絶縁された少なくとも２つの電極を設けるとともに、可動電極またはメンブランを、基板に対して自由に移動し得るものとする。
【００３６】
可動電極またはメンブランは、基板上に形成されたまたは成膜された犠牲層上に形成することができ、その形成後には、その犠牲層を除去することができる。
【００３７】
また、可動電極またはメンブランを、第２基板の表面上に形成し、その後、第１基板と第２基板とを組み立てることができる。
【００３８】
その後、可動電極またはメンブランは、第２基板の薄肉化により、第２基板の表面から除去される。
【００３９】
例えば、ピボット形成手段は、第１基板上に形成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
図１Ａは、本発明によるデバイスの一例を示している。
【００４１】
固定電極１２，１４は、可動のフレキシブル構造をなす電極１０の、すなわち、可動のフレキシブルメンブランの、各端部に対して対向して配置されている。可動電極１０の一ポイントが、負荷の位置１６に関して（ＸＸ’方向に沿って）側方にオフセットされた位置において、係止部またはパッドまたはピボット１８上に支持されている。負荷は、例えば、機械的負荷とされる、あるいは、機械的コンタクトまたは電気的コンタクトとされる、あるいは、電気的素子または光学的素子とされる。
【００４２】
このアセンブリは、また、アクチュエータとも称される。
【００４３】
可動構造１０は、１つまたは複数の絶縁層２０によって、固定電極１２，１４から絶縁されている。絶縁層は、図１Ａに示すように、固定構造上に配置されている。しかしながら、絶縁層は、また、可動構造上に配置することもできる。その場合には、可動構造は、例えば、絶縁層と電極層とを有してなる２重層とされる。固定電極と、可能であれば絶縁層と、を備えてなるアセンブリは、基板２２上に支持されている。
【００４４】
ピボット１８は、可動電極の一ポイントを、基板２２から、最小高さに維持し、可能であれば固定高さに維持する。この高さは、絶縁層２０がなす平面に対して垂直なものとされたＺＺ’軸線に沿って測定される。一例においては、ピボットの高さは、例えば、５０ｎｍといったような数十ｎｍから、１０μｍまたは２０μｍまで、といったようなものとされる。ピボットの高さは、数μｍの程度とすることができる。
【００４５】
メンブラン１０の長さＬは、約数百μｍの程度とすることができ、例えば、５０μｍ〜１ｍｍとすることができる。図１Ａあるいは図１Ｂが図示されている紙面に対して垂直な方向に沿って測定されたピボットの幅は、数μｍや数十μｍの程度とされ、例えば、５μｍ〜５０μｍとされる。メンブランの厚さｅは、５００ｎｍ〜５μｍとすることができ、例えば約１μｍとすることができる。これらすべての値は、例示のためのものであって、本発明によるデバイスは、上述した範囲を超えた寸法でもって、形成することができる。
【００４６】
メンブランの機械的な硬さは、電圧が解除された際には機械力の効果によって高位置へと持ち上げられ得るような硬さとされる（図１Ａを参照されたい）。
【００４７】
電位差が、可動電極１０と、各固定電極１２，１４と、の間に印加される。この電位差は、対をなす２つの電極（可動電極、固定電極）に対して、引力方向のまたは反発方向の静電力を生成する。この力は、電位差によって容易に制御可能である。図示されていないものの、この電位差を制御する手段が、設けられている。メンブランおよびパッドは、導電材料または半導体材料から形成することができる、あるいは、導電材料または半導体材料からなる部材を備えることができる。これにより、パッド１８を介して、メンブランに対して、電圧を印加することができる。
【００４８】
固定電極１２と可動電極１０との間の電位差（ｄｄｐ）が減少し、なおかつ、固定電極１４と可動電極１０との間のｄｄｐが増大する場合には、可動構造は、固定電極１４に向けて漸次的に傾斜し、負荷１６は、ＺＺ’軸線に沿って上向きに移動する（図１Ａ）。
【００４９】
固定電極１２と可動電極１０との間のｄｄｐが増大し、なおかつ、固定電極１４と可動電極１０との間のｄｄｐが減少する場合には、可動構造は、固定電極１２に向けて漸次的に傾斜し、負荷１６は、ＺＺ’軸線に沿って下向きに移動する（図１Ｂ）。
【００５０】
したがって、可動構造が固定電極１２，１４の一方に対して引きつけられる場合には、ピボットは、可動構造に対する当接ポイントを形成する。実際、メンブランの中央の可動部分は、静電力と機械力との兼ね合わせに応じて、したがって様々な特性に応じて、上下方向に移動する。中央部分の移動振幅は、ピボット１８の高さよりも大きい。
【００５１】
本発明による１つの駆動デバイスにおいては、各固定電極は、可動電極のうちの、固定電極に対して対向している部分を、印加電圧の関数として、基板に対して漸次的に接触させる。
【００５２】
可動電極の一端は、基板に対して押圧接触する向きに駆動され；可動電極のうちの、ピボットのところに位置した部分は、ピボットに対して当接し；さらに、印加電圧が解除された際には、可動電極の他端は、機械的復元力の効果によって、基板から離間する。
【００５３】
第１に静電力と、第２に機械的復元力と、に基づくこのような組合せ効果により、ピボットの高さよりも大きな振幅が得られる。
【００５４】
上記説明においては、ピボットは、パッドである。しかしながら、他の手段を使用してピボットを形成することができる。例えば、負荷を配置した一ポイントの両サイドに、それぞれ、機械的アームを配置することができる。この構成は、負荷ポイントの側方移動（すなわち、図１Ａおよび図１Ｂをなす紙面に対して垂直な方向における移動）を制限することができて、有利である。単一の側方アームを備えた構成も可能ではあるものの、上記構成と比較して、安定性が小さい。この場合にも、アームの形成材質の選択により、アームを介してメンブランに対して電圧を印加することができる。
【００５５】
ピボット１８は、可動部材内にも、また、固定部材内にも、形成することができる。ピボットは、可動部材１０がなす平面と比較して、その平面よりも下方に配置することも、また、その平面内に配置することも、できる。
【００５６】
可動電極と固定電極との間の流体は、エアとすることも、粘性を有した他の流体とすることも、できる。その流体の透磁率は、好ましくは、最大のものとされ、電界に対する耐性と、経時劣化に対する耐性とは、良好なものとされる。
【００５７】
図２Ａおよび図２Ｂは、本発明の一実施形態を示すそれぞれ平面図および側面図である。この実施形態においては、ピボットが、例えば可動メンブランが静止状態とされている場合にこの可動メンブランによって規定された平面内において、可動メンブラン１０の両サイドへと延在するアーム２８を備えている。
【００５８】
図２Ａおよび図２Ｂの例においては、アームの端部２７，２９は、図示していない手段を使用して、例えばこの平面内への嵌め込みといったような手段を使用して、基板に対して固定されている。
【００５９】
一変形例においては、アームは、可動メンブランの両サイドにおいて可動メンブランの下方に延在することができ、これにより、メンブラン上の一ポイントが決して基板の下方向に移動しないよう、段部を形成することができる。
【００６０】
他の変形例においては、一方サイドにのみ、単一のアームが設けられる。２つのアームを備えているという解決手段は、対称であるという利点を有しており、特に、システムの機械的な対称性を有しているという利点を有している。
【００６１】
１つまたは複数のアームを備えたこの実施形態は、大きな力を生成し得るとともに、可動構造の近傍の機械的部材上へのネッキング効果や固着効果を制限することができる。図１Ａおよび図１Ｂに示す実施形態においては、パッド１８に対する摩擦によって、可動構造が劣化する可能性がある。
【００６２】
図３に示す格別の実施形態においては、１つまたは複数のアクチュエータ３３，３５，３７を、それぞれ対応するパッド３２，３４，３６を介して、懸架することができるあるいは連結することができる。この場合、各パッド３２，３４，３６は、各アクチュエータとメンブランとの間の距離を一定に維持する。さらに、ピボット４１，４３，４５は、上述したように、各アクチュエータの少なくとも一ポイントを、基板からの最小距離のところに保持している。
【００６３】
メンブラン３０は、フレキシブルなものとも、剛直なものとも、することができる。例えば、半剛直なものとすることができる。メンブランは、光学素子を支持することができる。これは、適応性光学系という分野への一応用例である。
【００６４】
上記の例においては、可動メンブラン１０，３３，３５，３７の端部は、基板２２に対して、あるいは、基板をカバーしている絶縁層２０に対して、多かれ少なかれ自由なものとすることができる。すなわち、可動メンブランの側方端部は、絶縁層あるいは基板に対して、必ずしも嵌め込んでおく必要はない。したがって、図３に示す例においては、パッド３２，３４，３６を介してメンブラン３０に対して連結された各アクチュエータの両端部は、全く自由なものとすることができる。
【００６５】
また、可動電極の両端部は、可動電極と固定電極との間の低電圧の効果によって、基板に対する接触状態に維持することができる。
【００６６】
図４Ａに示す実施形態においては、アクチュエータの可動部材１０の端部１１，１３は、絶縁層２０または基板２２に対して、一体化されている。例えば、これら端部は、絶縁層の表面上に固定することができる。一変形例においては、両端部のうちの一方だけが、嵌め込まれる。
【００６７】
他の実施形態（図４Ｂ）においては、アクチュエータの可動部材１０の両端部は、磁気的手段あるいは磁気的領域２１，２３を備えている。可動部材自体を、部分的に、磁性材料から形成することができる。例えば、可動部材は、絶縁層（例えば、窒化物から形成されている）と、第１磁性材料層（例えば、ＦｅＮｉ）と、第２絶縁材料層（例えば、窒化物）と、から構成される。この場合、基板２２に対して固定された磁石１９，２５を使用することにより、可動部材の磁性端部または磁化端部を、基板２２に対する固定状態に保持することができる。
【００６８】
図５は、平面内においてアクチュエータが一体化された一例を示している。この場合、アクチュエータは、基板２３の上面内に一体化されている、あるいは、基板２３上に成膜された絶縁層の上面内に一体化されている。
【００６９】
すべての部材（電極５２，５４、梁６０、ピボット６８）は、エッチングによって、この層内にあるいはこの平面内に、形成されている。特に、梁６０の下方に、エッチングによってキャビティが形成されている。これにより、梁６０は、基板から解放されており、電極に関してほぼ垂直な方向に沿って図の中において矢印によって示された方向において、錘６６のようにして移動することができる。
【００７０】
エッチングの際に使用される犠牲層は、構造に対するエッチングの選択性に依存して、酸化物またはポリマー材料から形成することができる。
【００７１】
この実施形態は、非常にコンパクトである。
【００７２】
１つの変形においては、磁石５３，５５を、電極５２，５４内に一体化させる。梁６０の側方部分は、磁性部材６１，６３を備えている。磁性部材は、例えば、ＦｅＮｉといったような磁性材料から形成されたコアとされる。磁石および磁性材料は、可動構造上に、および、固定構造上に、成膜することができ、梁６０の下方における犠牲層のエッチングに耐え得る層によって保護することができる。
【００７３】
より複雑な形状を形成することができる。
【００７４】
例えば、可動部材６０の厚さおよび形状を変更することができる。可動部材は、両端部において、より薄いものとすることができる（図５に図示されている）。これにより、可動電極を固定電極上へと押圧接触させるのに必要な印加電圧を低減することができる。
【００７５】
他の変形例においては、可動部材６０は、両端部を自由なものとし得るとともに、パッド６８に対して取り付けることができる。
【００７６】
例示された実施形態においては、絶縁体２０は、例えば、窒化物または酸化物から形成することができる。図５の場合には、同様に例えば窒化物あるいは酸化物からなる絶縁体を、電極５２，５４上に、および／または、可動電極６０上に、形成することができる。
【００７７】
例示された様々な実施形態においては、構造の様々な部材（メンブラン、電極、可動部材、パッド）は、シリコンから形成することができ、また、金属によって少なくとも部分的に被覆されている限りにおいては窒化物から形成することができ、また、アルミニウムから形成することができる。他の材質を使用することもできる。
【００７８】
アクチュエータは、より大きな移動を可能とする構成でもって、形成することができる。図５に示す構成においては、梁は、伸張に関して天然の機械的抵抗性を示す。このことは、梁の移動を制限する。
【００７９】
図６に示す構成は、基板２３とピボット７８と梁７０と固定電極６２，６４とからなるアセンブリを示す平面図である。固定電極は、実際に、基板２３を被覆している絶縁層の下方に配置されている。梁の形状は、アングルすなわちエルボー７７とされている。これにより、負荷７６の移動を良好なものとすることができる。このアングルは、図６においては、直角のものとされている。しかしながら、９０°よりも小さい角度とすることも、また、９０°よりも大きな角度とすることも、できる。
【００８０】
しかしながら、この構成は、負荷が固定されている一ポイントを回転させ得るものである。
【００８１】
図７の構成は、４つのアームと４つの固定電極８２，８４，９２，９４とを使用することにより、この欠点を補償するものである。対向する電極９２，９４および８２，８４は、互いに接続することができる。符号７９，８０は、２つのピボットを示している。符号８６は、この実施形態においては回転し得ないものとされた負荷を示している。
【００８２】
図６および図７の実施形態においては、各端部は、必ずしも、嵌め込まれている必要はない。各端部は、他の実施形態に関して上述したのと同様に、電圧によって基板に対して押圧接触させることができる。
【００８３】
この場合にも、図６には図示していないけれども、図２Ａに図示されているのと同様にして、パッド７８を、アームによって代替することができ、アームは、メンブランの両サイドに配置することができる。上述したように、単一のアームとすることも可能である。
【００８４】
製造時には、メンブランの両端部は、パッド７８によって、あるいは、側方アームによって、所定位置に保持される。
【００８５】
使用される実施形態にかかわらず、力の調節のための２つのパラメータは、電極間の電圧である。
【００８６】
可動メンブランの厚さの選択は、衝撃耐性や振動や応答時間などに関してアクチュエータの硬さを調節するための簡易な手段を提供する。可動部材が厚くなるにつれて、アクチュエータは、より硬いものとなる。その場合、同じ移動量をもたらすために必要な印加電圧は、より大きなものとなる。
【００８７】
どの構成が選択されているかにかかわらず、移動量は、レバーアームを形成する可動部材の長さに比例させて、増大させることができる。
【００８８】
図８Ａ〜図８Ｃに示す構成は、より対称的なものであって、より大きな移動を可能とする。
【００８９】
３つの固定電極（１つの中央電極１３２、および、２つの側方電極１３４，１３６）が、基板１２３内に形成されている。
【００９０】
可動部材あるいは可動メンブランあるいは可動電極は、３つの平行ゾーンすなわち３つのストリップ１３５，１３７，１３９を備えている。各ストリップの自由端どうしは、共通部分１４０によって互いに連結されている。共通部分１４０は、負荷１４６を支持しているとともに、垂直に延在している。各ストリップの他端は、静電電圧によってあるいは固定によってあるいは嵌め込みによってあるいは磁気的手段によって、基板１２３に対して固定されている。様々な変形例については、特に、図４Ａおよび図４Ｂに関して上述したとおりである。
【００９１】
より大きな効率が得られるよう、側方電極１３４，１３６は、アクチュエータの可動端部１４０に向けて、中央電極１３２からオフセットされている。効率は小さくなるものの、３つの電極を、オフセット無しに配置することもできる。
【００９２】
中央部分１３７は、ピボット９８上に支持することができる。一変形例においては、ピボットは、各側面部材の下方に設けられ、中央部分の下方には設けられない。
【００９３】
固定電極１３２，１３４，１３６と、可動電極と、の間の電圧を変えることにより、基板１２３に対して、低位置へと（図８Ｂ）、また、高位置へと（図８Ｃ）、負荷を駆動することができる。
【００９４】
固定電極の各々を使用することにより、可動電極のうちの、固定電極に対して対向している部分を、印加電圧の関数として、基板に対して漸次的に接触させることができる。
【００９５】
可動電極の中央部分１３７が、静電効果によって基板に向けて引きつけられて押圧接触された際には、中央部分１３７は、ピボット９８上へと当接する。基板に対する吸引力をもたらす電圧が解除された際には、側方部分１３５，１３９は、機械的復元力の効果によって基板から離間し（図８Ｃの場合）、これにより、基板から負荷１４６を離間させる向きに移動させることに寄与する。
【００９６】
可動電極の側方部分１３５，１３９が、静電効果によって基板に向けて引きつけられて押圧接触された際に、中央部分１３７に関して、基板に対する吸引力をもたらす電圧が解除された際には、中央部分１３７は、ピボット９８上へと当接した状態のまま、機械的復元力の効果によって基板から離間し（図８Ｂの場合）、これにより、基板に向けて負荷１４６を移動させることに寄与する。
【００９７】
側方部分の各々がパッド上に支持されており、なおかつ、中央部分がピボットを有していない場合には、上述したようなシステムの動作は、なおも、同じ原理に基づく。すなわち、静電効果によって側方部分が基板に向けて引き付けられた際には、中央部分は、この中央部分を引きつける電圧が解除されていれば、機械的復元力の効果によって上向きに移動する；また、中央部分が静電効果によって基板に向けて引きつけられる場合には、両側方部分は、これら両側方部分を引きつける電圧が解除されていれば、機械的復元力の効果によって上向きに移動する。
【００９８】
第１に静電力の作用と、第２に機械的復元力の作用と、の組合せにより、自由端１４０に関する振幅を大きなものとすることができる。
【００９９】
両アーム１３５，１３９は、側方においてもまた斜め方向においても、中央部分１３７から移動させることができる。これにより、嵌め込み端部のところにおける安定性を改良することができる。図で説明すれば、図８Ｄは、両アームを側方に移動させた例を示しており、図８Ｅは、両アームを斜め方向に移動させた例を示している。
【０１００】
図８Ａ〜図８Ｅにおいては、アーム１３５，１３７，１３９は、直線形状のものとして示されている。しかしながら、アームは、任意の形状のものとすることができる。
【０１０１】
一変形例においては、本発明によるデバイスは、２つだけのアームを備えることができる。例えば、アーム１３５，１３７だけを備えることができる。例えば、ピボットは、２つのアームのうちの一方の下方に設けることができる。このデバイスにおいては、安定性は小さい。
【０１０２】
また、本発明を使用することにより、電気的なまたは光学的なマイクロスイッチや可変キャパシタンスを形成することができる。
【０１０３】
図９Ａは、高位置とされた電気的スイッチ１９６を示す平面図であり、図９Ｂおよび図９Ｃは、低位置とされた同じスイッチを示す側面図である。
【０１０４】
これらの図においては、アクチュエータは、図１Ａのアクチュエータと同様のものとされている。負荷は、電気的なコンタクト１９６とされている。
【０１０５】
図９Ａにおいては、符号２００は、電気的入力トラックを示しており、符号２０１は、電気的出力トラックを示しており、符号２０２は、接地ストリップを示している。
【０１０６】
図９Ｂおよび図９Ｃからわかるように、このシステムを使用することにより、スイッチ１９６の開閉を制御することができる。低位置とされている場合には、このスイッチは、例えばトラック２００，２０１間において、回路を閉塞する。また、層２２４内に形成された回路のトラックに対してコンタクトさせることができる。ただし、そのような回路は、図には図示されていない。
【０１０７】
図１０Ａは、高位置とされた双安定スイッチを示す平面図であり、図１０Ｂおよび図１０Ｃは、低位置とされた同じ双安定スイッチを示す側面図である。
【０１０８】
図９Ａ〜図９Ｃの場合と同じ符号は、同様の部材または対応する部材を示している。
【０１０９】
また、磁気的手段が設けられている。第１に、基板上にあるいは基板に対して固定手段２４２，２４４が設けられている。第２に、可動メンブラン２１０自体に、磁気的手段が設けられている。このメンブランは、少なくとも部分的に、磁気的なものとすることができる。あるいは、このメンブランは、磁性材料から形成された部分２３２，２３４を備えることができる。
【０１１０】
磁気的手段２４４は、好ましくは、妨害を制限するために、コンタクト１９６から離間されている。
【０１１１】
図９Ｂおよび図９Ｃに図示されたシステムとは異なり、図１０Ｂおよび図１０Ｃに示された２つの位置においては、システムは、電気エネルギーを全く消費しない。それは、システムを高位置および低位置に保持しているのが、磁気的手段であるからである。
【０１１２】
他の実施形態について、図１１Ａ〜図１１Ｃを参照して説明する。
【０１１３】
実際、この実施形態は、実用的には、図８Ａ〜図８Ｃに図示された実施形態と同じであり、固定部分上に、および、可動部材３１０の上部または内部に、磁気的手段が追加されている。例えば、磁気パッドあるいは磁石３４２，３４４が、基板３２２上に支持された層３２０上に、配置されており、梁自体がまたは可動電極３１０自体が、磁気的手段を備えている。例えば、磁気的手段は、鉄ニッケル（ＦｅＮｉ）といったような磁性材料を含有するものであって、長手方向において局所的に、あるいは、長手方向の全体にわたって、配置されている。
【０１１４】
好ましくは、、可動電極３０２内に組み込まれた磁気的手段あるいは磁性材料は、使用時に保護され得るよう、カプセル詰めされている。
【０１１５】
一例においては、可動電極は、以下に示す３つの層の積層体として構成されている。
−Ｓｉ３Ｎ４から形成された第１層、
−ＦｅＮｉから形成された第２層、
−Ｓｉ３Ｎ４から形成された第３層。
【０１１６】
例えば、磁性層は、磁石３４２，３４４と同じ方法で成膜することができ、例えば、電着によってあるいはカソードスパッタリングによって、成膜することができる。
【０１１７】
絶縁層（例えば、窒化物）は、また、負荷の効果を低減し得るよう、不連続なものとすることができる。
【０１１８】
図１１Ｂおよび図１１Ｃ（図１１ＡにおけるそれぞれＡＡ’軸線およびＢＢ’軸線に沿った断面図）からわかるように、デバイスは、さらに、電気的コンタクトからなる２つの部分３５０，３５２を備えている。電気的コンタクトは、負荷３１６を付帯している可動電極の端部が低位置とされた時に、閉塞される。
【０１１９】
図１１Ａは、デバイスの全体を示す平面図である。図８Ａと比較して、第１に中央固定電極３３２の相対的位置が、第２に側方固定電極３３４，３３６の相対的位置が、反転されている。
【０１２０】
さらに、パッドすなわちピボット３９８，３９９が、中央部分３３７の下方ではなく、可動電極の各側方部分３３５，３３９の下方に設置されている。
【０１２１】
図１１Ｂおよび図１１Ｃにおいては、２つの磁気パッド３４２，３４４だけが図示されている。実際、図１１Ａに示すように、可動電極の中央部分３３７の下方において、基板上に、２つあるいはいくつかの磁石を配置することができる。また、電極の各側方部分３３４，３３６の下方において、基板上に、２つあるいはいくつかの磁石を配置することができる。
【０１２２】
したがって、一組をなす安定した中間位置が、負荷の最高位置（図１１Ｃ）と、最低位置と、の間に規定することができる。言い換えれば、負荷の最高位置（図１１Ｃ）と、電気的コンタクト３５０〜３５２が閉塞されている位置と、の間に規定することができる。図１１Ｂにおける実施形態は、また、可変キャパシタを形成することができる。その際、手段３５０，３５２は、安定位置において、電機子を形成することができる。このような構造は、振動に対して敏感ではないという利点を有している。
【０１２３】
磁気的手段が無くても（したがって、図８Ａに示されている構造に手段３５０，３５２を加えた構造）、連続的に動作する可変キャパシタが、形成される。その際、インピーダンス測定手段を使用することにより、得られたキャパシタンスの値を測定することができ、電極に対して電圧を印加することにより、この測定の関数として、キャパシタを構成している部材どうしの相対的な距離を調節することができる。しかしながら、そのような測定手段は、キャパシタの動作に影響を及ぼすようなノイズを引き起こす。図１１Ａ〜図１１Ｃに示す実施形態においては、磁気的手段によって予め設定された安定位置を有していることにより、このタイプのインピーダンス測定手段を省略することができ、したがって、そのようなインピーダンス測定手段に起因するノイズを除去することができる。
【０１２４】
静電手段および磁気的手段とを組み合わせたような、図１１Ａ〜図１１Ｃあるいは図１０Ａ〜図１０Ｃに示すようなシステムにおいては、磁石の寸法および電極の寸法は、磁気力よりも大きな静電引力が駆動時に得られるようにして、選択される。その際、磁気力は、可動部材と固定部分とのコンタクトに関するものであって、この磁気力自体は、機械的復元力よりも大きなものとされている。
【０１２５】
静電力すなわちジッピング力と、コンタクト時における磁気力と、の間の差を十分に大きなものとし得るよう、磁石と電極表面とのサイズを調節する試みもなされている。その差は、好ましくは、少なくとも１０％とされる。その結果、磁石製造に関する感度も、また、可動電極と基板との間の非一様性やネッキング（あるいは結合）効果も、また、誘電性材料内における負荷の効果も、存在しない。
【０１２６】
静電力すなわちジッピング力と、コンタクト時に発生する磁気力とは、好ましくは少なくとも１０倍という比率でもって、機械的構造の復元力よりも、大きいあるいは非常に大きい。
【０１２７】
同じ考察は、磁気的手段を備えている場合に、図５に示す実施形態においても、有効である。
【０１２８】
様々に異なる変形例を想定することができる。特に、可動部材を、巻回したり湾曲させたりすることができる。これにより、全体的な寸法を最小化することができる。さらに、可動部材内におけるアームの数は、用途に応じて、変更することができる。
【０１２９】
一般に、本発明によるデバイス製造プロセスにおいては、マイクロエレクトロニクスにおいて公知であるような、基板および／または層のエッチング技術とか成膜技術とかを使用する。そのような技術は、上述した非特許文献１〜４に記載されている。
【０１３０】
図１２Ａ〜図１２Ｂは、図４Ｂに示すデバイスといったような本発明によるデバイスの形成ステップを示している。
【０１３１】
基板５００上に、絶縁層５２０と、電極５０１，５０３とが、形成される（図１２Ａ）。可能であれば、電着によって、磁石５２０，５２１（例えば、Ｃｏ、Ｐｔ）が形成される。
【０１３２】
パッド５１８は、層の成膜とエッチングとによって形成することができる。図１２Ａおよび図１２Ｂに示されているように、パッド５１８は、固定電極５０１，５０３に対して非対称的に配置することができる。これにより、メンブランの中央部材上の一ポイントの振幅を、可能であればその一ポイントのところに配置された負荷の振幅を、パッドの高さよりも大きなものとすることができる。
【０１３３】
第１の非常に薄い犠牲層５３０（例えば、１．１μｍ厚さのポリマーからなる層）を成膜し、その後、第２犠牲層５３２を成膜する。次なるステップにおいては、この層を、エッチングし、露光し、さらに、現像し、最終的には、変形させる。
【０１３４】
次なるステップにおいては、機械的層５４０（例えば、窒化物から形成される）を形成し、さらに、可能であれば、磁性層５４２（例えば、ＦｅＮｉ）を形成する。アクチュエータの可動部材すなわち可動電極は、この機械的層５４０内においてエッチング形成することができる。その後、犠牲層をエッチングし、これにより、機械的層を自由なものとする（図１２Ｂ）。
【０１３５】
図１２Ｃ〜図１２Ｄに示す一変形例においては、犠牲層５３２を、パッド５２０，５２１を超えて延在させる。その後、犠牲層を除去した後に、層５４０の形状を、パッド５２０，５２１間においては基板に対してまたは層５３０に対してコンタクトさせることなく、図１２Ｄに示すようなものとする。メンブラン５４０は、第１に磁気的手段５２０，５２１においてのみ、および、第２に磁気的手段５４２においてのみ、所定に保持される。
【０１３６】
例えば、メンブランは、絶縁層上に、導電層を備えることができる。図１２Ｅに示すように、メンブランは、３つの層を備えることができる。すなわち、絶縁層５４０−１（例えば、窒化物Ｓｉ３Ｎ４から形成される）と、１つまたは複数の電極層５４０−２と、絶縁層５４０−３（例えば、窒化物Ｓｉ３Ｎ４から形成される）と、を備えることができる。導体５４０−４，５４０−５は、連結領域を、電圧供給手段（図示せず）に対して、接続する。また、この変形例を使用することにより、図１３Ａ〜図１４Ｂを参照して後述するような駆動デバイスを製造することができる。
【０１３７】
このプロセスの変形例を使用することにより、メンブランの形状や電極の構成や磁気的手段の構成を適合させることができ、これにより、例えば、図６，７，８Ａ〜８Ｅ，９Ａ〜１１Ｃに図示したのと同様のデバイスを製造することができる。上述したように、磁気的手段を備えていないデバイスを、製造することもできる。
【０１３８】
上述した実施形態においては、可動電極は、所定高さにまで一様に持ち上げられ得るとともに機械的復元力によって初期位置にまで復帰し得るようなフレキシブル部分を備えている。可動電極と各固定電極との間の電位差は、図１Ａに図示したタイプのもの（２つの固定電極）であるかあるいは図８Ａに図示したタイプのもの（３つの固定電極）であるかあるいは４つ以上の固定電極を有しているかどうかにかかわらず、フレキシブル電極の移動を決定する。印加される電位差の数は、固定電極と可動電極とからなる対の数に等しい。
【０１３９】
本発明は、また、可動部材がもはや一様に導電的なものではなく絶縁部分によって絶縁された少なくとも２つの導電部分を備えているような場合に関するものである。
【０１４０】
図１３Ａは、図１Ａの場合に対応しているものの、フレキシブル部分は、絶縁部分１１と、この絶縁部分１１によって互いに絶縁された２つの導電領域１３，１５と、を備えている。
【０１４１】
このデバイスは、図１Ａのデバイスと同じ態様で動作し、可能であれば、電位差が、フレキシブル部分の導電部分１３，１５の各々に対して印加される。
【０１４２】
図１Ａの場合と同様に、印加される電位差の数（この場合には、２）は、固定電極と可動電極との対がなす数と同じとすることができる。
【０１４３】
この変形例においては、各固定電極を使用することにより、印加電圧の関数として、可動電極を、基板に対して漸次的に押圧接触させることができる。
【０１４４】
一部分が基板に対して押圧接触させられている可動電極は、ピボットに対して当接し、一方、他の可動電極は、機械的復元力の効果によって基板から離間する。
【０１４５】
第１に静電力と第２に機械的復元力との組合せによるこの作用により、ピボットの高さよりも大きいような、大きな振幅をもたらすことができる。
【０１４６】
図１３Ｂは、図８Ａに示す場合に対応している。しかしながら、３つの平行ストリップ１３５，１３７，１３９は、絶縁性のものとされた共通部分１４１によって互いに連結されている。
【０１４７】
このデバイスは、図８Ａの場合と同じ態様で動作する。また、電位差を、フレキシブル部分の導電部分１３５，１３７，１３９の各々に対して印加することができる。
【０１４８】
図８Ａの場合と同様に、印加される電位差の数（この場合には、３）は、固定電極と可動電極との対がなす数と同じとすることができる。
【０１４９】
これらの２つの例においては、ピボットの役割も負荷の役割も、図１Ａおよび図８Ａに関して上述したものとは異なっていない。同様に、図８Ａ〜図８Ｃを参照しつつ、静電力と機械的復元力との組合せに関連して行った説明も、有効なままである。
【０１５０】
本発明は、また、可動部材がもはや一様に導電的なものではなく絶縁部分によって絶縁された少なくとも２つの導電部分を備えているような場合であって、固定電極が単一の固定電極によって代替されている場合に関するものである。
【０１５１】
図１４Ａは、図１Ａの場合に対応しているものの、フレキシブル部分は、絶縁部分１１と、この絶縁部分１１によって互いに絶縁された２つの導電領域１３，１５と、を備えている。単一の固定電極１７が、また、層２０または２２の内部にあるいは上部に形成されている。
【０１５２】
このデバイスは、図１Ａのデバイスと同じ態様で動作し、可能であれば、電位差が、フレキシブル部分の導電部分１３，１５の各々に対して互いに個別的に印加される。
【０１５３】
図１Ａの場合と同様に、印加される電位差の数（この場合には、２）は、固定電極と可動電極との対がなす数と同じとすることができる。
【０１５４】
図１４Ｂは、図８Ａに示す場合に対応している。しかしながら、３つの平行ストリップ１３５，１３７，１３９は、絶縁性のものとされた共通部分１４１によって互いに連結されている。さらに、単一の固定電極１３３が、層１２０または１２３２の内部にあるいは上部に形成されている。
【０１５５】
このデバイスは、図８Ａの場合と同じ態様で動作する。また、電位差を、フレキシブル部分の導電部分１３５，１３７，１３９の各々に対して印加することができる。
【０１５６】
図８Ａの場合と同様に、印加される電位差の数（この場合には、３）は、固定電極と可動電極との対がなす数と同じとすることができる。
【０１５７】
これらさらなる２つの例においては、ピボットの役割も負荷の役割も、図１Ａおよび図８Ａに関して上述したものとは異なっていない。
【０１５８】
同様に、図１Ａ〜図１Ｂおよび図８Ａ〜図８Ｃを参照しつつ、静電力と機械的復元力との組合せに関連して行った説明も、有効なままである。
【０１５９】
図１３〜図１４Ｂに示す例においては、印加される電位差の数は、固定電極と可動電極との対がなす数と同じとすることができる。
【０１６０】
図１３〜図１４Ｂを参照して上述した原理は、上述した他のすべての実施形態に対して適用することができる。これら実施形態とは異なり、可動電極と固定電極とは、印加される電位差と同数に維持しつつ構成することができる。電位差の数は、固定電極と可動電極との対がなす数と同じである。
【０１６１】
特に、図１３Ａおよび図１４Ａに図示されたようなデバイスは、図３に図示されたようなシステムに対して適用することができる。アクチュエータ４１，４３，４５の形状は、図１３Ａまたは図１４Ａに図示されている。
【０１６２】
同様に、図１３Ａおよび図１４Ａにおけるアクチュエータの両端部は、図４Ａおよび図４Ｂに関して上述したように、基板に対して固定することができる。
【０１６３】
図１３Ｂおよび図１４Ｂの実施形態に関しては、各ストリップの端部（絶縁領域１４１とは反対側に位置した端部）は、静電電圧によってあるいは固定によってあるいは嵌め込みによってあるいはあるいは磁気的手段によって、基板１２３に対して、固定的に保持されている。これら様々な変形例に関しては、既に上述したとおりであり、特に、図４Ａおよび図４Ｂに関して上述したとおりである。
【０１６４】
図１３Ａおよび図１４Ａのデバイスは、図９Ａ〜図９Ｃに図示したような電気的スイッチの製造に応用することができ、また、図１０Ａ〜図１０Ｃに図示したような双安定スイッチの製造に応用することができる。
【０１６５】
図８Ｄあるいは図８Ｅあるいは図１１Ａの変形例（２つの側方ピボットが設けられていて、中央ピボットが設けられていない）は、図１３Ｂおよび図１４Ｂのデバイスに対して同等に適用可能である。図１３Ｂおよび図１４Ｂに示すデバイスは、図１１Ｂおよび図１１Ｃに示すようなスイッチの製造に際して同等に適用可能である。
【０１６６】
例えば負荷１６，１４６，３１６といったような負荷は、また、図１３Ａ〜図１４Ｂに示すデバイスに対して適用することができる。
【０１６７】
図１Ａ〜図１４Ｂに関して上述したすべての実施形態においては、印加される電位差の数は、固定電極と可動電極とがなす対の数と同数とすることができる。
【０１６８】
可動電極または可動メンブランは、固定電極のうちの１つが可動電極を引き付ける場合には、あるいは、固定電極のうちの１つがこの固定電極に対向した可動電極の一部を引きつける場合には、ピボットに対して当接する。可動電極の他の部分は、機械的復元力の効果によって、基板から離間することができる。
【０１６９】
したがって、本発明によるアクチュエータは、互いに異なる性質を有した２つのタイプの力を使用する。すなわち、可動部材の一部を基板に向けて引きつける静電力と、この静電引力が解除された際に効果を発揮する機械的復元力と、を使用する。
【０１７０】
したがって、本発明によるアクチュエータの可動電極あるいは可動メンブランのフレキシブルさは、電圧の関数として、デバイスの固定部材に対して徐々に押圧接触され得るものとされ、さらに、形状および／または寸法および／または機械的特性に基づく硬さは、静電電圧が解除されている時に、基板に対して接触していない初期状態に復帰し得るようなものとされている。
【０１７１】
既に上述したように、静電特性および機械力というこれら互いに異なる性質を組み合わせることにより、可動部材の移動振幅を、ピボット形成手段の高さよりも、大きなものとすることができる。
【０１７２】
したがって、本発明によるアクチュエータの動作プロセスにおいては、以下のことを行う。
−可動電極または可動メンブランの一部と、固定電極と、の間に対して、好ましくは漸次的に、電圧を印加すること。
−可能であれば、可動電極または可動メンブランの他の部分と、固定電極と、の間に前もって印加された電圧を解除すること。
【０１７３】
本発明は、電気的に回転駆動され得るようなマイクロミラーあるいはマイクロレンズの場合に対して適用することができる。
【０１７４】
本発明によるマイクロミラーあるいはマイクロレンズの第１の例は、図１５Ａおよび図１５Ｂに示されている。
【０１７５】
マイクロミラーあるいはマイクロレンズは、可動部分６１０と固定部分６１４とを備えている。可動部分６１０は、全体的に、プレートという形状（マイクロミラーの場合）あるいはフレームという形状（マイクロレンズの場合）とされている。可動部分は、軸線６１２回りに回転駆動され得るよう構成されている。その軸線６１２は、可動部分６１０を貫通しているとともに、可動部分６１０の主面に対してほぼ平行なものとされている。可動部分６１０と固定部分６１４とを連結するための手段６１３が、この軸線６１２を具現している。連結手段は、可動部分６１０から延出された２つのトーションアーム６１３という態様のものとすることができ、固定部分６１４に対して（例えば嵌め込みによって）固定された一端部を有することができる。
【０１７６】
２つのトーションアーム６１３は、互いに一直線上に配置されている。
【０１７７】
よって、可動部分６１０は、固定部分６１４上に懸架されている。
【０１７８】
可動部分６１０は、２つの主面を備えている。一方の主面は、固定部分６１４に対向しており、他方の主面には、反射領域６１７（ハッチングされている）が形成されている。反射領域６１７は、マイクロミラーの場合には、光を反映する。反射領域６１７は、可動部分６１０がなす面の一部だけを占有するものとして図示されている。しかしながら、反射領域６１７は、可動部分６１０がなす面の全体を占有することができる。
【０１７９】
マイクロレンズの場合には、領域６１７は、屈折領域を構成する。屈折領域は、レンズ形状をなす屈折部分とすることができ、例えば、フレーム６１０に対する接着によって固定される。軸線６１２は、可動部分６１０の幾何学的中心を貫通することができる。
【０１８０】
マイクロミラーあるいはマイクロレンズは、さらに、可動部分６１０の回転移動を制御するための電気的手段を備えている。
【０１８１】
図１５Ａの例においては、電気的手段は、２つのジッピング効果アクチュエータ６１９と、これらアクチュエータに対するアドレッシング手段（図１５Ａおよび図１５Ｂには、図示されていない）と、を備えている。
【０１８２】
ジッピング効果アクチュエータ６１９は、以下のものを意味している。
−２対をなす電極６２０，６２１から形成されたアクチュエータ。その際、２対をなす電極は、２つの固定電極６２０（図１５Ｂ）、および、自由端６２１．１を有した１つの可動電極６２１、とされている。可動電極６２１は、その自由端６２１．１のところから、固定電極６２０に対して接触し得るよう構成されている。可動電極は、２つの電極間に対する印加電圧の関数として、可変表面積でもって接触を行う。
−あるいは、図１３Ａ〜図１４Ｂに関して上述したように、各アクチュエータに関し、あるいは、アクチュエータのうちの１つに関し、アクチュエータのあるいは各アクチュエータの可動部分内に設けられかつ絶縁領域によって互いに絶縁された２つの電極、および、１つあるいは２つの固定電極（例えば、図１３Ａおよび図１４Ａに図示されている）。
【０１８３】
可動部分と固定部分との間の電圧が解除された時には、アクチュエータの対応部分は、機械的復元力の効果によって、基板から所定距離だけ離間したような、初期状態へと復帰する。
【０１８４】
これら２つのタイプのアクチュエータは、単一のデバイス内において組み合わせることができる。その際、
−２つのアクチュエータ６１９の各々は、互いに絶縁された２つの可動電極を備えたタイプのものとされる。しかしながら、一方のアクチュエータは、固定電極に対して対向配置され、他方のアクチュエータは、他の２つの固定電極に対して対向配置される。
−あるいは、一方のアクチュエータ６１９が、互いに絶縁された２つの可動電極を備えたタイプのものとされ、なおかつ、１つの固定電極に対してあるいは２つの固定電極に対して対向配置され、さらに、他方のアクチュエータ６１９が、２つの固定電極に対して対向配置された単一の可動電極を備えたタイプのものとされる。
【０１８５】
いずれの場合においても、可動電極６２１は、あるいは、アクチュエータ６１９は、既に上述した各例の場合と同様にフレキシブルなものであり、既に上述したのと同様にして動作する。
【０１８６】
各固定電極６２０は、固定部分６１４（図１５Ｂ）に対して固定されている。各アクチュエータ６１９は、２つの駆動アーム６２３のうちの一方に対して固定されている。駆動アーム６２３は、可動部分６１０から突出しているとともに、回転軸線６１２に沿って延在している。駆動アーム６２３は、十分に剛直なものであるけれども、なおかつ、軸線６１２回りに回転駆動され得るものとされる。
【０１８７】
アクチュエータ６１９は、後述するように、互いに個別的にあるいは同時的に、アドレッシングして駆動することができる。
【０１８８】
可動部分６１０のサイズは、１００μｍあるいは数百μｍから、数ｍｍすなわち５ｍｍまで、とすることができる。可動部分の厚さは、数十μｍとすることができる、あるいは、１０μｍ〜１００μｍとすることができる。明らかなように、例示された寸法は、制限的なものではない。
【０１８９】
可動部材は、好ましくは、十分に硬いものとされる。これにより、可動部分が付帯している反射領域または屈折領域６１７は、できる限り平面のままとされる。これにより、条件に依らず、特に、加速時に、光学的品質を維持することができる。
【０１９０】
可動電極６２１は、あるいは、アクチュエータ６１９の可動部材は、駆動アーム６２３から延出されたほぼ直線状のボディ６２１．２という形状のものとすることができる。幅は、ほぼ一定のものとされ、自由端６２１．１において終端している。自由端は、端部部材６２１．３を有している。端部部材６２１．３は、ボディ６２１．２と同じ幅とすることができる、あるいは、有利には、ボディよりも広いものとすることができる（図１５Ａに図示されているように）。この場合には、端部部材６２１．３は、スタータとして分類することができる。
【０１９１】
図１５Ａにおいては、２つのアクチュエータ６１９が、光学部材６１０の両サイドに配置されている。２つのボディ６２１．２が、互いにほぼ平行なものとされている、すなわち、互いにほぼ平行な２つの方向に沿って延在している。しかしながら、他の態様とすることもできる。
【０１９２】
固定電極６２０は、この固定電極上へとあるいはこの固定電極を被覆する誘電体層６２４上へと可動電極６２１を押圧接触させ得る限りにおいては、任意の適切な形状とすることができる。上述したように、いくつかの実施形態においては、特に、上述したような図１Ａおよび図１３Ａに示すデバイスの原理を使用した実施形態においては、複数の固定電極を設けることができる。
【０１９３】
したがって、固定電極は、すべての可動電極に対応させた単一の電極から構成することも、また、互いから絶縁された２つのあるいは３つのあるいは４つの導電領域から形成することもすなわち可動電極のそれぞれに対応した２つのあるいは３つのあるいは４つの固定電極から形成するすることも、できる。
【０１９４】
ボディ６２１．２より幅が広いものとされたスタータ６２１．３は、対応する可動電極に対しての、電圧を低減させる、すなわち、引力しきい電圧値Ｖｃと、離間しきい電圧値Ｖｄと、を低減させる。
【０１９５】
アクチュエータ６１９が休止状態にある場合には、アクチュエータに対しては、駆動電圧が印加されず、２つの可動部分は、機械的復元力により、基板に対して当接していない位置をとる。可動電極６２０と固定電極、６２１とは、スペース６２５によって互いに離間されている。スペース６２５は、ガス（エア、あるいは、他のガス）によって充填することができる、あるいは、真空状態とすることができる。この電極間スペース６２５は、図１５Ｂに図示されている。スペース６２５の境界は、フレーム６１５．１によって規定することができる。このスペース６２５内には、可動電極６２１と固定電極６２０との間に、誘電体材料からなる層６２４を配置することが好ましい。これにより、可動電極６２１が固定電極６２０に対して接触した際の短絡を防ぐことができる。
【０１９６】
誘電体層６２４は、図１５Ｂに見ることができ、この誘電体層６２４は、固定電極６２０を被覆している。誘電体層６２４の厚さは、最小値と最大値との間とすることができる。最小値は、可能であれば、アクチュエータの２つの電極間に印加される所定の駆動電圧によって生成される電界に対しての、絶縁体の絶縁破壊特性に基づいて、決定される。最大値は、可動部分６１０が休止位置にある場合に、所定の駆動電圧によって可動電極が引力を受けなくなってしまうような、アクチュエータの２つの電極間の最大距離によって決定される。例えば、１００Ｖという駆動電圧の場合には、誘電体層６２４（例えば、半導体材料の酸化物あるいは窒化物から形成されている、とりわけ例えば、シリコンの酸化物あるいは窒化物から形成されている）の最小厚さは、約０．２μｍとすることができる。
【０１９７】
例示するならば、可動電極６２１は、次のようなものとすることができる。
−長さに関しては、数十μｍ〜数ｍｍ、例えば、１０μｍあるいは２０μｍから、１ｍｍあるいは５ｍｍあるいは１０ｍｍまで。
−厚さに関しては、０．１μｍの数倍〜数μｍ、例えば、０．１μｍ〜１０μｍ。この厚さのために、可動電極６２１を、ベース６１４がなす主面に対してほぼ垂直な方向において、十分にフレキシブルなものとすることができる。
−ボディの幅６２１．２に関しては、ボディの厚さよりも、かなり大きなものとすることができ、例えば、５０μｍ〜１００μｍとすることができる。電極間スペース６２５は、休止時において、数μｍ〜数十μｍとすることができる。
【０１９８】
固定部分６１４が、可動部分６１０に対向した凹所６２６を有していることが有利である（図１５Ｂ）。可動部分６１０が大きな角度でもって傾斜する場合、可動部分６１０は、凹所６２６内へと入り込むことができる。もし凹所６２６が存在しなければ可動部分６１０が固定部分に対して衝突してしまうことにより、そのような傾斜角度での傾斜を行うことができない。
【０１９９】
固定電極６２０は、好ましくは、凹所６２６の外側において、固定部分上に配置される。これにより、アクチュエータが休止位置にある場合に、電極間スペース６２５を、比較的小さなものに維持することができる。
【０２００】
凹所６２６の深さは、可動部分が固定部分６１４と衝突することなく角度θｍａｘでもって十分に傾斜し得るように、選択される。角度θｍａｘは、アドレッシング手段が最大駆動電圧を出力した時に可動部材がなす最大角度に対応している。
【０２０１】
凹所６２６は、固定部分６１４を貫通した穴とすることができる、あるいは単に、この固定部分６１４内に設けられた有底穴とすることができる。
【０２０２】
凹所が貫通穴とされている場合、貫通穴の起点は、固定部分６１４のうちの、固定電極６２０が設けられている面（この面は、前面と称される）とすることができる、あるいは、背面と称されるような他の面とすることができる。
【０２０３】
この凹所６２６は、通常は半導体材料といったような、固定部分６１４を形成している材料内において、ドライエッチングによって形成される、あるいは、好ましくは、ウェットエッチングによって形成される。
【０２０４】
この構成においては、駆動アーム６２３は、図１５Ａに示すように、トーションアーム６１３によって延長されている。
【０２０５】
図１５Ａに示すように、アクチュエータ６１９は、可動部分６１０の両サイドに配置することができる。
【０２０６】
しかしながら、この構成は、必須ではなく、光学素子６１０の支持体の一方サイドにのみ単一のアクチュエータ６１９を有することも可能である。
【０２０７】
図１５Ａに関しては、図示されている２つのアクチュエータうちの一方だけを有することができる。例えば、図１５Ｂの断面図に示されたアクチュエータだけを有することができる。
【０２０８】
実際には、トーションアーム６１３は、駆動アーム６２３と比較して、より小さな横断面積を有している。この横断面積により、捻れに関してのある程度のフレキシブルさが保証される。駆動アーム６２３の横断面積は、より大きなものとされている。これにより、駆動時に剛性を維持することができる。
【０２０９】
したがって、トーションアーム６１３の寸法は、捻れに関しては十分にフレキシブルなものであるように、なおかつ、鉛直方向の曲げに関しては十分に硬いものであるように、最適化することができる。トーションアーム６１３は、有利には、比較的厚いものとされ、トーションアーム６１３の幅は、厚さよりも小さいものとされる。
【０２１０】
トーションアーム６１３が、鉛直方向の曲げに関して十分に硬くない場合には、アクチュエータ６１９は、可動部分６１０を回転駆動するのではなく、可動部分６１０を下向きに引っ張る傾向がある。その場合には、可動部分６１０の移動は、純粋な回転ではなく、反射領域または屈折領域１７上への光ビームの入射に起因して、反映ビームまたは透過日ビームにに対しての側方並進移動を与えることができる。この付加的な並進移動効果は、さらに有益なものとすることができる。すなわち、この場合には、トーションアーム６１３が鉛直方向の曲げに関して十分に剛直ではないという事実が、有利なものとなる。
【０２１１】
アクチュエータ６１９の少なくとも１つは、可動電極６２１のためのピボット形成手段６３０を備えている。
【０２１２】
このような手段６３０は、アクチュエータのうちの、駆動アーム６２３に対して連結された領域と、アクチュエータの自由端６２１．１と、の間に位置した領域において、ピボットを形成する。
【０２１３】
ピボットを形成するための手段６３０は、図１Ａ，１Ｂ，４Ａ，４Ｂを参照して上述したように、固定部分６１４に対して固定された少なくとも１つのパッドによって形成することができる。その場合、各パッドは、可動部材６２１に向けて、固定部分６１４から突出する。
【０２１４】
逆に、パッド６３０のうちの１つは、固定部分６１４に向けて突出した態様でもって、可動電極６２１に対して固定することができる。
【０２１５】
パッドが設けられているアクチュエータについては、パッドは、固定電極６２０によって引きつけられる際の可動電極６２１に関する当接領域を形成する。
【０２１６】
一変形例においては、ピボット形成手段６３０は、固定部分６１４と可動電極６２１とを連結している少なくとも１つの側方アームから形成することができる。アーム６３０は、図２Ａに関して上述したようなものとすることができる。あるいは、アーム６３０は、可動電極から突出することができる。また、アーム６３０は、例えば嵌め込みといったような手法によって、固定部分６１４に対して固定された端部を有することができる。
【０２１７】
可動電極の両サイドに配置された２つのアームは、構造を、対称的なものとする。これにより、可動電極に関し、より良好な側方安定性を得ることができる。
【０２１８】
図１Ａ〜図１４Ｂに関して既に上述したように、ピボット形成手段６３０を使用することにより、可動電極６２１の自由端が固定電極６２０によって引きつけられた場合に、可動電極６２１の一領域または一部を、固定部分６１４から所定距離のところに維持することができる。
【０２１９】
可動電極のピボットが位置している領域と、可動電極またはアクチュエータ手段のうちの、駆動アーム６２３に対して連結されている部分と、の間の距離Ｌにより、レバー効果を得ることができ、これにより、可動部分６１０を傾斜させることができる。可動部分６１０のうちの、軸線６１２に関して、固定電極６２０に対して押圧接触させられている可動電極あるいはアクチュエータ６２１と同じサイドに位置している方のエッジが、上向きに駆動され、反対側のエッジが、下向きに駆動される。
【０２２０】
この構成においては、回転軸線６１２と固定部分６１４のコンタクト表面との間の距離ｄは、数μｍの程度とすることができ、例えば、ｄは、３μｍ〜１０μｍとすることができる。
【０２２１】
デバイスは、図１６Ａに示すされるように、ピボット形成手段６３０を備えたアクチュエータとして、形成することができる。その場合、アクチュエータは、２つの部分６１９．１，６１９．２と、これら部分を離間する絶縁部分６３１と、を備えている。アクチュエータは、１つまたは２つの固定電極に対向して配置することができる（図１３Ａおよび図１４Ａに関して上述した原理に基づいて）。
【０２２２】
実際、図１６Ａに示すように、絶縁部分は、光学素子６１７の支持体形成手段内に挿入されることができる。また、絶縁部分は、符号６３１．１で示すように、支持体形成手段からオフセットした位置に配置することができる。
【０２２３】
図１６Ｂにおいては、可動部分は、絶縁部分を備えていない。この場合には、上述したように、例えば図１Ａを参照して上述したように、２つの固定電極に対向して、単一の可動電極が配置されている（固定電極は、図１６Ｂには図示していないものの、基板内にあるいは固定部分６１４内に設けられている）。
【０２２４】
図１６Ａおよび図１６Ｂに図示された態様においては、可動部材（したがって、光学素子の支持体形成手段６１０の両サイドにおいて、２つの部分６１９．１，６１９．２と、２つのアーム部分６２３と、を備えている）は、軸線６１２の単一側方にのみ、配置されている。
【０２２５】
この構成は、光学素子６１７に対する支持体を形成している可動手段６１０を、固定部分６１４のエッジ６１４．１に接近させて配置し得るという利点を有している。得られる構造は、図１５Ａおよび図１５Ｂを参照して上述した実施形態と比較して、よりコンパクトである。このような構造は、光学システム内へと、例えばマイクロミラーあるいはマイクロレンズといったような素子６１７を一体化させる際に、特に魅力的である。
【０２２６】
図１６Ａおよび図１６Ｂのデバイスは、さらに、ピボット形成手段６３０を備えている。ピボット形成手段６３０の形状は、上記様々な実施形態に関して既に上述した様々な形状のうちの１つとすることができる。
【０２２７】
図１６Ａおよび図１６Ｂに示す構成の他の利点は、可動部分６１０が、いずれのアクチュエータ６１９も駆動されていない休止位置に対して、双方向に回転し得ることである。
【０２２８】
図１７Ａおよび図１７Ｂは、本発明による光学デバイスの他の構成を示している。
【０２２９】
図１７Ａは、軸線６１２の両サイドに配置された２群をなすアクチュエータを示している。すなわち、第１に、アクチュエータ６１９．１，６１９．３を示しており、第２に、アクチュエータ６１９．２，６１９．４を示している。
【０２３０】
各アクチュエータ群は、２重部分を備えている。すなわち、対応する２つの自由端が、可動手段６１０の同じサイドにおいて連結されている。よって、各アクチュエータ群は、可動部分６１０の一方サイドに配置された駆動アーム６２３．１，６２３．２に対して協働する。
【０２３１】
各アクチュエータの一部は、ピボット形成手段６３０を備えている。
【０２３２】
図１７Ａに示すように、これら２つのアクチュエータの可動電極の自由端６２１．１および６２１．３は、機械的に共通のものとすることができる。また、可動電極のスタータ６２１．３どうしを、互いに固定することもできる。
【０２３３】
各アクチュエータにおいて、アクチュエータアームの一方６１９．１，６１９．２には、ピボット形成手段６３０が設けられており、アクチュエータアームの他方６１９．３，６１９．４には、そのような手段が設けられていない。
【０２３４】
したがって、各アクチュエータは、図１Ａ〜図１６Ｂに関して既に上述した原理に基づいて動作する。すなわち、一方の部分を、静電効果によって基板に向けて引きつけることができ、他方の部分を、機械的復元力によって、基板から離間させることができる。
【０２３５】
図１７Ａ（および図１６Ａ）における符号７１０は、フレーム（あるいは、アップライト）６１５上に固定されたコンタクトパッドを示している。これらパッドは、アクチュエータの可動電極に対して電力を供給し得るよう構成されている。
【０２３６】
アクチュエータの一方および／または他方は、１つあるいは２つの可動電極（図１Ａ，１３Ａ，１４Ａに関して上述した）と、多くの固定電極と、を備えることができる。これにより、アクチュエータを、互いに異なる２つの電圧によって制御することができる。
【０２３７】
図１７Ａにおいては、各アクチュエータが、実際に、各々が可動電極を形成する２つの部分から形成されている。これら２つの部分は、電気絶縁性の領域６３１．２によって絶縁されている。実際、２つのアクチュエータの自由端どうしの間の機械的リンクについて考えれば、２つのアクチュエータに対して、単一の絶縁部分６３１．２で十分である。
【０２３８】
既に上述したように、２つのアクチュエータは、駆動アーム６２３．１および６２３．２に対して連結された他端を備えている。各駆動アームには、この目的のために、電気的絶縁領域６３１．１および６３１．３が設けられている。
【０２３９】
図１７Ａに示す構成においては、可動部材の中心を通過する回転軸線６１２に対して垂直な軸線は、２つのアクチュエータに関する対称軸線である。
【０２４０】
図１７Ｂに示す構成は、さらに、軸線６１２に対して垂直な軸線６１２．１の両サイドに配置された２つのアクチュエータを備えている。軸線６１２の同じサイドに配置されたアクチュエータの可動部材６２１どうしは、共通のスタータ６２１．３によって終端している。ピボット形成手段６３０は、各アクチュエータに関連している。２つのアクチュエータを非同時的に駆動することにより、可動部分６１０を回転駆動することができる。しかしながら、２つのアクチュエータを同時自適に駆動することにより、可動部分６１０を、上向きに並進移動させることができ、この場合には、固定部分６１４から離間させることができる。
【０２４１】
図１７Ａおよび図１７Ｂに示す態様においては、アクチュエータの形状は、湾曲したものとされている。これにより、アクチュエータどうしの間において、機械的リンクを形成することができる。
【０２４２】
次に、デバイス（例えば、マイクロミラーあるいはマイクロレンズ）に関しての、本発明に基づく製造方法の一例について説明する。ここでは、固定電極を一定電圧（通常は、グラウンド電位すなわち接地電位）に維持しつつ、アドレッシング手段がアクチュエータの可動電極上に適切な電圧を印加することにより、可動部分が回転駆動されることを、仮定している。しかしながら、電圧の割り当てに関しては、他の態様を想定することができる。
【０２４３】
図１８Ａ〜図１８Ｌを参照されたい。ここでは、半導体基板が導電性であることを仮定している。
【０２４４】
例えばシリコンといったような半導体材料からなるベース層１００１から形成された第１基板１０００は、積層体１００２によって被覆されている。積層体１００２は、半導体材料（例えばシリコン）からなる中間層１００２．３の両サイドに配置された２つの絶縁層１００２．１，１００２．２（例えば、酸化シリコンから形成される）から形成されている。積層体１００２は、半導体材料（例えばシリコン）からなる表面層１００３によって被覆されている。
【０２４５】
この基板は、図１８Ａに図示されている。絶縁層１００２．１は、積層体の下層を構成しており、絶縁層１００２．２は、積層体の上層を構成している。
【０２４６】
このような基板１０００は、ダブルＳＯＩ（シリコンオンインシュレーター）基板とすることができる。表面層１００３は、中間層１００２．３よりも厚いものとされている。半導体材料１００１，１００２．３，１００３から形成された層は、導電性のものとされている。
【０２４７】
この例においては、マイクロミラーあるいはマイクロレンズが、図１５Ａおよび図１５Ｂに示すように、駆動アーム６２３とトーションアーム６１３とが互いに端部で連結されていることを仮定している。
【０２４８】
まず最初に、フォトリソグラフィーステップを使用して、固定部分６１４の第１領域のパターンを規定する。すなわち、トーションアーム６１３および駆動アーム６２３の第１領域から、フレーム６１５．１のパターンを、すなわち、可動部分６１０の第１領域のアップライトを最初の地域のｕｐｒｉｇｈｔｓ）のパターンを、規定する。次なるステップにおいては、表面層１００３および上部絶縁層１００２．２（図１８Ｂ）において、これらの様々な部材をエッチングする。このエッチングステップは、ドライエッチングステップとすることができる。したがって、第１領域が、表面層１００３をなす半導体材料から、および、上部絶縁層１００２．２をなす材料から、形成される。
【０２４９】
可動部分６１０は、全体的に維持することができる。あるいは、可動部分６１０は、例えば中央凹所を有した構造が得られるように、エッチングすることができる。それは、例えば、形成対象が、マイクロミラーであるか、あるいは、マイクロレンズであるか、に依存する。図１８Ｂにおいては、包囲されたエッチングが、破線で示されている。
【０２５０】
アクチュエータの可動電極は、その後の工程において、中間層１００２．３内に形成されることとなる。
【０２５１】
トーション６１３と、フレーム６１５と、可動部分６１０と、を使用することにより、アクチュエータの可動電極に対してアドレッシング信号を伝達することができる。これらアドレッシング信号は、フレームへと伝達され、さらに、フレームによって支持されるとともにその後に形成されることとなる導体パッドを介してトーションアームへと伝達される。
【０２５２】
例えば、一方のトーションアームを使用することにより、軸線６１２の一側方に位置したアクチュエータに対してアドレッシングを行うことができる。そして、他方のトーションアームを使用することにより、軸線６１２の反対側に位置したアクチュエータに対してアドレッシングを行うことができる。
【０２５３】
フレーム６１５．１のところにおける絶縁トレンチ１００４と、可動部分６１０の第１領域のところにおける絶縁トレンチ１００６とを、表面層１００３内において、および、上部絶縁層１００２．２内において、形成することができる（図１８Ｃ）。これにより、軸線６１２の一方サイド上に位置した可動電極に対するアクセスを意図したアドレッシング信号は、他のアドレッシング信号を受領することとなる他方サイド上に位置した可動電極へと到達することがない。これらトレンチは、エアからなるトレンチとすることができる。あるいは、それらトレンチは、その後の工程で誘電性材料によって充填することができる。
【０２５４】
フレームに代えて２つのアップライトが設けられる場合には、これらアップライトは、それらの形状に基づいて、電気的に絶縁される。
【０２５５】
絶縁トレンチ１００４は、２つの部分１００５．１，１００５．２内においてフレーム６１５．１と交差する。一方の部分１００５．１は、アドレッシング信号を伝達する一方の導体パッドを付帯し、他方の部分１００５．２は、他のアドレッシング信号を伝達する他の導体パッドを付帯する。パッドは、このステップにおいては、図示されていない（図１８Ｃ）。
【０２５６】
同様に、可動部分６１０の第１領域に対応する表面層１００３は、絶縁トレンチ１００６によって、２つの部分１００７．１，１００７．２へと絶縁される。
【０２５７】
一方のトーションアームは、一方の部分１００７．１から突出しており、他方のトーションアームは、他方の部分１００７．２から突出している。絶縁トレンチ１００６は、主に、回転軸線６１２に沿って配向している。絶縁トレンチ１００６は、図１８Ｃに図示されている。
【０２５８】
固定部分６１４の第２領域として使用されることとなる第２半導体基板１２００（例えば、シリコンから形成される）内において、すなわちベース６１６内において、エッチングによって、第１セットバック部分１２０１を形成する。第１セットバック部分１２０１は、アクチュエータの固定電極と可動電極との間に位置したスペース６２５の形成に寄与することとなる。可能であれば、可動部分６１０の下方に位置することとなる凹所６２６を形成することとなる第２セットバック部分１２０２を形成する。第１セットバック部分１２０１は、第２セットバック部分１２０２ほど、深いものではない。上述したように、第１セットバック部分１２０１の深さは、数μｍの程度とすることができる。なぜなら、少なくとも１つのアクチュエータが、ピボット形成手段を備えるからである。
【０２５９】
パッドタイプのピボット６３０．１を形成するための手段６３０は、例えば図１８Ｄに示すように第１セットバック部分のエッチング時に、ドライエッチングによって形成するすることができる。固定電極に関しては、パッドは、第２の基板１２００をなす半導体材料から形成される。
【０２６０】
第２セットバック部分１２０２は、第１セットバック部分１２０１の中央領域に配置される。このエッチングは、ドライエッチングとすることができる。このようにしてエッチングされた第２基板１２００は、固定電極６２０を具現する。よって、固定電極は、ベース内に含有されている。次なるステップにおいては、そのようにしてエッチングされた第２基板１２００を、例えば窒化シリコンまたは酸化シリコンといったような絶縁材料からなる層１２０３によって、被覆する（図１８Ｄ）。絶縁材料層１２０３は、固定電極６２０と可動電極６２１との間に挿入されたおよび固定電極６２０とピボット形成手段６３０との間に挿入された絶縁層６２４（図１５Ｂ）を具現化する。
【０２６１】
次なるステップにおいては、２つの基板１０００，１２００を互いに固定する。その際、第１セットバック部分１２０１を、エッチング済み表面層１００３に対向させて配置する（図１８Ｅ）。
【０２６２】
この固定は、組立対象をなす各表面を適切に調整した後に、分子結合プロセスによって行うことができる。そのような分子結合プロセスは、ＳＤＢと略記されるように、シリコンダイレクトボンディングとして、公知である。第２セットバック部分１２０２は、可動部分６１０の第１領域に対向させる。
【０２６３】
例えば、粗い機械的研削を行い、その後、ウェットエッチングを行うことにより、シリコンからなる第１基板１０００から、ベース層１００１と、積層体１００２の下部絶縁層１００２．１と、除去することができる（図１８Ｆ）。
【０２６４】
その後、中間層１００２．３と、上部絶縁層１００２．２とを、エッチングする。これにより、表面層１００３を露出させ、導体パッドを形成する。このようにしてエッチングされた領域は、図１８Ｇにおいて、符号１００８によって示されている。さらに、相互連結穴１００９が、表面層１００３内において、エッチング形成されている。相互連結穴１００９は、金属被覆を行った後には、可動部分６１０の第１領域に関し、可動電極と部分１００７．１，１００７．１との間のコンタクトエリアとして使用することができる。これら相互連結穴１００９は、トーションアーム６１３内において、可動部分６１０から突出する領域において掘られている。しかしながら、他の位置とすることもできる。可動電極と同じ数だけ、相互連結穴１００９が存在する。コンタクトポイントを使用することにより、上記の部分１００７．１，１００７．２を、可動電極に対して電気的に接続することができる。このエッチングステップは、図１８Ｇおよび図１８Ｈに図示されている。
【０２６５】
その後、金属を成膜する。これにより、エッチング済み領域１００８および相互連結穴１００９内に、導体パッド（あるいは、コンタクトパッド）７１０およびコンタクトポイント７１１を形成する（図１８Ｉ）。成膜材料は、タングステンや、アルミニウムや、通常的に使用される他の任意の金属や、合金、とすることができる。
【０２６６】
図１８Ｊおよび図１８Ｋは、中間層１００２．３内におけるエッチングステップの結果を示しているそれぞれ断面図および平面図である。このエッチングの目的は、（互いに一致している）トーションアームおよび駆動アームがなす第２領域に関し、スタータ６２１．３およびボディ６２１．２を有した可動電極６２１の輪郭を規定することと、可動部分６１０の第２領域を規定することと、である。したがって、可動部材の第２領域と、トーションアームの第２領域と、駆動アームの第２領域とが、中間層１００２．３をなす半導体材料内に形成される。
【０２６７】
可動部分の第１および第２領域と、トーションアームと、駆動アームとは、互いに重ね合わされる。したがって、表面層１００３と上部絶縁層１００２．２と中間層１００２．３とからなる積層体を形成する。軸線６１２の両サイドに位置した２つの可動電極の間には、絶縁トレンチ７１２を形成することができる。絶縁トレンチ７１２は、同じトーションアーム６１３に対して固定されている。また、可動部分６１０と可動電極６２１との間には、絶縁トレンチ７１３を形成することができる。
【０２６８】
図１８Ｌは、図１８ＪにおけるＡＡ平面においてマイクロミラーあるいはマイクロレンズを示す断面図である。図１８Ｃには図示されていないような、導体パッド７１０と、コンタクトポイント７１１と、が図示されている。
【０２６９】
マイクロミラーの反射領域６１７は、可動部分６１０の第２領域内に配置された中間層１００２．３をなす半導体材料が十分な反射率を有している場合には、その半導体材料によって形成することができる。また、反射領域６１７は、可動部材の第２領域を例えば金や銀やアルミニウムや他の金属によって金属成膜することによって、形成することもできる。
【０２７０】
マイクロのレンズの製造に関しては、レンズ形状をなす屈折ペレット６１７を、例えば結合によって、可動部分６１０を形成するフレーム上へと、搬送することができる。このペレットは、図１８Ｋに示すようなものであると仮定されている。また、領域６１７は、マイクロミラーの反射領域を表すことができる。
【０２７１】
『左』や『右』や『上』や『下』や『上部』や『下部』や『水平方向』や『鉛直方向』や他の用語は、図面に図示されたまたは説明された実施形態に関して適用可能である。それらは、例示のためのものに過ぎず、動作時には、マイクロミラーによって占領された位置に対して必ずしも適用されるものではない。
【０２７２】
マイクロミラーのいくつかの実施形態について上述したけれども、本発明は、それら実施形態に対して厳密に制限されるものではない。特に、アクチュエータの数は、例示されたような２個に限定されるものではない。この数は、任意とすることができ、軸線の一方サイドに、少なくとも１つのアクチュエータが設けられ、軸線の他方サイドに、少なくとも１つのアクチュエータが設けられる。
【０２７３】
図１９は、対象物８００を回転移動させたりおよび／または並進移動させたりするために使用される静電アクチュエータを示している。この静電アクチュエータは、３つ以上のアクチュエータを備えている。
【０２７４】
対象物８００は、湾曲部分を有した閉じた輪郭を有することができる。対象物８００は、図１９においては、円形形状のものとして示されている。しかしながら、他の形状とすることも可能である（例えば、楕円形状）。
【０２７５】
その場合、アクチュエータの形状は、他の形状に適応される。例えば、アクチュエータの形状は、図１９に示すように、円弧という形状のものとすることができる。
【０２７６】
この対象物８００は、光学素子とすることができる、あるいは、光学素子の支持体とすることができる。特に、光学素子は、ビーム偏向用のミラーとすることができる、あるいは、走査光学系や適応光学系とすることができる、あるいは、ビーム成形やレーザーキャビティのミラーの位置合わせを行うことができる、あるいは、一般的な光学素子どうしの位置合わせを行うことができる。
【０２７７】
例えば、互いに平行な２つのミラーに関し、このアクチュエータを使用して、必要とされた離間距離を得ることができる。
【０２７８】
そのようなシステムは、光学干渉システムにおいて、あるいは、調整可能なファブリ−ペローフィルタにおいて、あるいは、レーザーキャビティにおいて、有効なものとすることができる。
【０２７９】
しかしながら、また、そのようなアクチュエータシステムを使用することにより、光学システム内のレンズどうしの位置合わせを行ったり、あるいは、２つの部材間の中心合わせや距離調節を行ったり、することができる。
【０２８０】
また、そのようなシステムを使用することにより、焦点合わせレンズと、例えば光学的記憶媒体と、の間の距離を調節することができる。これにより、レンズを回転駆動することによって、その媒体に対しての読み書きを行ったりまたその媒体に対しての焦点合わせ位置の調節を行ったりすることができる。
【０２８１】
この応用においては、また、アクチュエータを使用することによって、媒体に対してのミラーの位置を調節することができる。
【０２８２】
アクチュエータを使用することにより、変形可能な適合性光学的ミラーを駆動することができる。
【０２８３】
また、アクチュエータを使用することにより、可変インダクタンスあるいは可変抵抗を形成することができる。
【０２８４】
図１９に示す例においては、符号８００は、可動部分を示している。可動部分８００は、ミラーといったような光学素子することができる。例えば、２０μｍ厚さのミラーとすることができる、あるいは、光学素子のための支持体とすることができる。
【０２８５】
アーム８０２は、好ましくは薄いアームとされるものであり、例えば２μｍ厚さのものとされるものであって、製造時には、キャビティの上方にミラー８００を支持する。
【０２８６】
図１Ａ，１３Ａ，１４Ａに示すタイプの駆動手段８０３が、駆動対象をなす部材８００の周囲に配置されている。図１９においては、３つの駆動デバイスを示している。各駆動デバイスは、例えば、２μｍという程度の厚さとすることができる。符号８１２は、既に上述した実施形態の場合と同様に、例えばパッドといったようなピボット形成手段を表示している。
【０２８７】
１つまたは複数のループ８０４により、駆動手段８０３と中央部分８００との間の径方向伸張を行うことができる。例えば、ループは、約２０μｍという厚さとされている。これら径方向伸張手段は、付加的なものであり、これら手段を使用することにより、駆動手段８０３に対しての手段８００の移動可能性を増大させることができる。
【０２８８】
したがって、各伸張ループ８０４により、駆動時に、手段８０３と中央部分８００との間において、意図的な伸張を行うことができる。このことは、大きな移動量を容易なものとする。
【０２８９】
各ループは、厚さが厚いことのために（例えば、１０μｍから、２０μｍや４０μｍまで）、鉛直方向の曲げに関しては、硬いものである。なおかつ、各ループは、幅ｌが小さいことのために（例えば１〜５μｍ）および長さＬが大きいことのために（５０μｍや１００μｍよりも大きい、あるいは、５０〜２００μｍ）、横方向の曲げに関しては、フレキシブルなものである。図２４は、そのようなループ８０４を示している。
【０２９０】
既に上述したように、スタータ８０５を使用することにより、１つまたは複数の駆動手段８０３に関しての開始電界または開始電圧を制限することができる。
【０２９１】
デバイスは、さらに、手段８００と基板との間に配置されたピン８０６を備えることができる（したがって、図１９の平面図には示されていない）。これにより、基板上におけるこれら手段８００の結合を防止することができる。
【０２９２】
符号８０７は、アクチュエータに関し、（１つまたは複数の可動電極のための）接続パッドを示している。
【０２９３】
符号８０８は、固定電極のための接続パッドを示している。これら接続パッドは、コンタクトポイントの開口８０９内に配置されている。
【０２９４】
符号８１０は、シールストップを示している。例えば、酸化物ストップを示している。また、符号８１１は、ストップがなす２つの列の間におけるシールビードを示している。このビード８１１は、例えば、感光性ポイントから形成することができる。
【０２９５】
固定電極８１３は、図１Ａ〜図１５に関して既に上述したように、可動電極８０３に対して相互作用し得るよう、デバイスの基板内に配置されている。
【０２９６】
電気的な接続トラック８１４が、パッド８０８に対して、固定電極８１３を接続している。
【０２９７】
ミラー８００の場合には、ミラーの形状は、円形とも、また、他の形状とも、することができる。幅は、最大で、数ｍｍとすることができる。例えば、直径または幅または最大寸法は、１０ｍｍとすることができる。
【０２９８】
ブロック８００の中央部分は、中空とすることができる。例えば、この中空化によって得られた凹所内に、レンズを配置することができる。
【０２９９】
この部分８００の厚さは、数μｍ〜数十μｍとすることができ、例えば、５μｍ〜３０μｍとすることができ、また、２０μｍという程度とすることができる。部分８００の直径は、例えば、２００μｍから、５００μｍや１ｍｍまで、とすることができる。これにより、移動時におけるミラー８００自体の変形を小さなものとすることができる。
【０３００】
ミラーの製造に際し、アーム８０２が使用される。アームは、フレキシブルなものでありかつ容易に曲げ得るものであるよう、十分に薄いものとされる（例えば、２μｍ厚さかつ１０μｍ幅）。アームの長さは、ミラー８００の移動を妨害しないように、容易に適合させることができる。
【０３０１】
駆動手段８０３は、径方向に配置することができる。これにより、ミラーの移動を容易なものとしつつ、キャパシタンスを制限することができる。そのような変形例は、図２３に示されている。図２３においては、図１９におけるものと同様の部材または対応する部材については、同じ符号が付されている。
【０３０２】
アクチュエータ８０３のアームは、厚いものとされ、例えば１μｍ〜１０μｍ（例えば３μｍ）とされる。アームの幅は、例えば、１０μｍから、１５０μｍや２００μｍまで、とされる。端部部分８０５の幅を５００μｍよりも大きなものとすることにより、開始電圧を小さなものとすることができる。
【０３０３】
これらアーム８０３は、巻回したり折り曲げたりすることができる。これにより、アームのサイズを制限することができる。
【０３０４】
アクチュエータを使用することにより、上述したような静電引力と機械的復元力との双方を使用した駆動に基づき、手段８００を、この手段８００の休止位置によって規定された平面よりも外側へと、移動させることができる。
【０３０５】
次に、図２０Ａ〜図２０Ｅを参照して、そのようなデバイス内におけるミラーおよび可動電極の製造ステップについて説明する。
【０３０６】
第１ステップ（図２０Ａ）においては、第１半導体材料からなる基板９００を備えているような、セミコンダクターオンインシュレータータイプの素子を選択する、例えばＳＯＩタイプの素子を選択する。基板９００は、例えば、シリコン基板とすることができ、厚さが１００μｍ〜５００μｍのもの、例えば厚さが４５０μｍのもの、とすることができる。絶縁層９０１は、典型的にはＳｉＯ２ から形成されまた例えば１０μｍという程度の厚さとされるものであって、基板９００上に支持されている。この層９０１は、例えばシリコンといったような第２半導体材料から形成された層９０２を支持している。層９０２の厚さは、１μｍや５μｍから、１０μｍや５０μｍまで、とされ、例えば２０μｍという程度とされる。
【０３０７】
次なるステップ（図２０Ｂ）においては、このＳＯＩ基板を熱酸化する。これにより、基板の両面上に、酸化シリコンからなる２つの層９０３，９０４が形成される。
【０３０８】
感光性樹脂からなる層９０５を、層９０２上に支持された酸化層９０３上に成膜する。
【０３０９】
次なるステップ（図２０Ｃ）においては、樹脂９０５を使用したリソグラフィーにより、酸化物層９０３およびシリコン層９０２を、部分的にエッチングし、これにより、パターン９０６を形成する。このようなパターンを使用することにより、中央支持体８００と、電極８０３と、可能であれば伸張手段８０４と、を規定することができる。
【０３１０】
次なるステップ（図２０Ｄ）においては、アクチュエータ８０３を形成すべき領域においてリソグラフィーを行うことにより、酸化物９０３をエッチングし、さらに、エッチングの端部を検出しながら、例えば約１８μｍまで、シリコン層９０２をエッチングする。その後、領域８００を、酸化物９０３によって保護する。
【０３１１】
その後、基板の背面をエッチングすることができる（図２０Ｅ）。これにより、リソグラフィーによって、背面上の酸化物９０４およびシリコン９００がエッチングされる。このエッチングは、ＫＯＨまたはＴＭＡＨエッチングとすることができる、あるいは、深いドライエッチングとすることができる。
【０３１２】
最終ステップにおいては、酸化物９０１のエッチングを行う。エッチングにより、トレンチ８０９が得られる。
【０３１３】
この時点で、デバイスの可動部分は、使用待受状態となっている。
【０３１４】
次に、図２１Ａ〜図２１Ｄを参照して、固定電極およびストップ８０６の製造について説明する。
【０３１５】
第１ステップ（図２１Ａ）においては、例えばシリコンといったような半導体基板９２２の両面上に、酸化によって、絶縁層９２０，９２１を形成し、その後、例えばアルミニウムからなる固定電極８１３を、金属成膜とリソグラフィーとエッチングとによって形成する。
【０３１６】
基板のうちの、電極８１３が既に形成された面上に、酸化層９２４を成膜する。この成膜は、例えば、ＰＥＣＶＤ技術（図２１Ｂ）を使用して行う。その後、この層を平坦化する。
【０３１７】
次なるステップ（図２１Ｃ）においては、シールストップ８１０と、パッド８１２と、非結合パッド８０６とを、成膜によって形成する。その後、エッチングを行う。
【０３１８】
その後、シールビード８１１を、ストップ８１０どうしの間に成膜された感光性ポリマー層のリソグラフィーによって形成することができる。
【０３１９】
次なるステップ（図２１Ｄ）においては、シールビード８１１を使用したシールによって、２つの基板（一方の基板は、図２０Ｅに示す基板であり、他方の基板は、図２１Ｃに示す基板である）を組み立てる。明瞭化の理由のために、図２１Ｄにおいては、可動部材のすべての構成要素を図示していない。特に、１つのビード８０４だけしか図示されておらず、また、１つのアクチュエータ８０３だけしか図示されていない。
【０３２０】
図２２Ａ〜図２２Ｃは、上述したデバイスの動作を図示している。
【０３２１】
図２２Ａにおいては、固定電極８１３．２および８１３．４が、高電圧が割り当てられる電極である。一方、電極８１３．１および８１３．３が、低電圧が割り当てられる電極である。これにより、フレキシブルメンブランの移動状況や、ミラーまたは光学素子または支持体８００の傾斜状況は、図２２Ａに示すようなものとなっている。
【０３２２】
素子または支持体８００は、固定電極８１３．１および８１３．４に対して高電圧を割り当てることによりなおかつ固定電極８１３．２および８１３．３に対して低電圧を割り当てることにより、図２２Ｂに示すような高位置へと復帰させることができる。その場合、２つのフレキシブルメンブラン８０３と素子８００とは、高位置となる。
【０３２３】
固定電極８１３．２および８１３．３に対して高電圧を割り当てることによりなおかつ固定電極８１３．１および８１３．４に対して低電圧を割り当てることにより、低位置へと到達させることができる（図２２Ｃ）。
【図面の簡単な説明】
【０３２４】
【図１Ａ】本発明の第１実施形態における様々な変形例を示す図である。
【図１Ｂ】本発明の第１実施形態における様々な変形例を示す図である。
【図２Ａ】本発明の第１実施形態における様々な変形例を示す図である。
【図２Ｂ】本発明の第１実施形態における様々な変形例を示す図である。
【図３】本発明の他の実施形態を示す図であって、メンブランが、コンタクト部材に対して連結されている。
【図４Ａ】本発明の他の実施形態を示す図であって、可動電極の両端が、嵌め込まれているあるいは磁気的手段によって保持されている。
【図４Ｂ】本発明のさらに他の実施形態を示す図であって、可動電極の両端が、嵌め込まれているあるいは磁気的手段によって保持されている。
【図５】平面内において、すなわち、基板の表面上において、本発明の実施形態を示す図である。
【図６】本発明の他の実施形態を示す図であって、アクチュエータが、エルボーを形成している。
【図７】本発明のさらに他の実施形態を示す図であって、アクチュエータが、十字形部材を形成している。
【図８Ａ】アクチュエータの様々な変形例を示す図であって、３つの可動部材を有している。
【図８Ｂ】アクチュエータの様々な変形例を示す図であって、３つの可動部材を有している。
【図８Ｃ】アクチュエータの様々な変形例を示す図であって、３つの可動部材を有している。
【図８Ｄ】アクチュエータの様々な変形例を示す図であって、３つの可動部材を有している。
【図８Ｅ】アクチュエータの様々な変形例を示す図であって、３つの可動部材を有している。
【図９Ａ】アクチュエータの様々な例を示す図であって、電気的コンタクトおよび／または磁気的手段を有している。
【図９Ｂ】アクチュエータの様々な例を示す図であって、電気的コンタクトおよび／または磁気的手段を有している。
【図９Ｃ】アクチュエータの様々な例を示す図であって、電気的コンタクトおよび／または磁気的手段を有している。
【図１０Ａ】アクチュエータの様々な例を示す図であって、電気的コンタクトおよび／または磁気的手段を有している。
【図１０Ｂ】アクチュエータの様々な例を示す図であって、電気的コンタクトおよび／または磁気的手段を有している。
【図１０Ｃ】アクチュエータの様々な例を示す図であって、電気的コンタクトおよび／または磁気的手段を有している。
【図１１Ａ】アクチュエータの様々な例を示す図であって、電気的コンタクトおよび／または磁気的手段を有している。
【図１１Ｂ】アクチュエータの様々な例を示す図であって、電気的コンタクトおよび／または磁気的手段を有している。
【図１１Ｃ】アクチュエータの様々な例を示す図であって、電気的コンタクトおよび／または磁気的手段を有している。
【図１２Ａ】本発明によるデバイスに関する各製造ステップを示す図である。
【図１２Ｂ】本発明によるデバイスに関する各製造ステップを示す図である。
【図１２Ｃ】本発明によるデバイスに関する各製造ステップを示す図である。
【図１２Ｄ】本発明によるデバイスに関する各製造ステップを示す図である。
【図１２Ｅ】本発明によるデバイスに関する各製造ステップを示す図である。
【図１３Ａ】本発明によるデバイスの様々な変形例を示す図である。
【図１３Ｂ】本発明によるデバイスの様々な変形例を示す図である。
【図１４Ａ】本発明によるデバイスの様々な変形例を示す図である。
【図１４Ｂ】本発明によるデバイスの様々な変形例を示す図である。
【図１５Ａ】マイクロミラーまたはマイクロレンズとして使用し得るような、本発明による他のタイプのデバイスを示す図である。
【図１５Ｂ】マイクロミラーまたはマイクロレンズとして使用し得るような、本発明による他のタイプのデバイスを示す図である。
【図１６Ａ】マイクロミラーまたはマイクロレンズとして使用し得るような、本発明によるデバイスの様々な変形例を示す図である。
【図１６Ｂ】マイクロミラーまたはマイクロレンズとして使用し得るような、本発明によるデバイスの様々な変形例を示す図である。
【図１７Ａ】マイクロミラーまたはマイクロレンズとして使用し得るような、本発明によるデバイスの様々な変形例を示す図である。
【図１７Ｂ】マイクロミラーまたはマイクロレンズとして使用し得るような、本発明によるデバイスの様々な変形例を示す図である。
【図１８Ａ】本発明によるデバイスに関する各製造ステップを示す図である。
【図１８Ｂ】本発明によるデバイスに関する各製造ステップを示す図である。
【図１８Ｃ】本発明によるデバイスに関する各製造ステップを示す図である。
【図１８Ｄ】本発明によるデバイスに関する各製造ステップを示す図である。
【図１８Ｅ】本発明によるデバイスに関する各製造ステップを示す図である。
【図１８Ｆ】本発明によるデバイスに関する各製造ステップを示す図である。
【図１８Ｇ】本発明によるデバイスに関する各製造ステップを示す図である。
【図１８Ｈ】本発明によるデバイスに関する各製造ステップを示す図である。
【図１８Ｉ】本発明によるデバイスに関する各製造ステップを示す図である。
【図１８Ｊ】本発明によるデバイスに関する各製造ステップを示す図である。
【図１８Ｋ】本発明によるデバイスに関する各製造ステップを示す図である。
【図１８Ｌ】本発明によるデバイスに関する各製造ステップを示す図である。
【図１９】本発明によるデバイスの他の実施形態を示す図である。
【図２０Ａ】本発明による他のタイプのデバイスに関する各製造ステップを示す図である。
【図２０Ｂ】本発明による他のタイプのデバイスに関する各製造ステップを示す図である。
【図２０Ｃ】本発明による他のタイプのデバイスに関する各製造ステップを示す図である。
【図２０Ｄ】本発明による他のタイプのデバイスに関する各製造ステップを示す図である。
【図２０Ｅ】本発明による他のタイプのデバイスに関する各製造ステップを示す図である。
【図２１Ａ】本発明による他のタイプのデバイスに関する他の各製造ステップを示す図である。
【図２１Ｂ】本発明による他のタイプのデバイスに関する他の各製造ステップを示す図である。
【図２１Ｃ】本発明による他のタイプのデバイスに関する他の各製造ステップを示す図である。
【図２１Ｄ】本発明による他のタイプのデバイスに関する他の各製造ステップを示す図である。
【図２２Ａ】本発明によるデバイスの動作を概略的に示す図である。
【図２２Ｂ】本発明によるデバイスの動作を概略的に示す図である。
【図２２Ｃ】本発明によるデバイスの動作を概略的に示す図である。
【図２３】本発明によるデバイスの他の見地を示す図である。
【図２４】本発明によるデバイスのさらに他の見地を示す図である。
【符号の説明】
【０３２５】
１０  可動電極
１２  固定電極
１４  固定電極
１８  ピボット形成手段
２０  絶縁層
２２  基板
２８  ピボット形成手段
３０  メンブラン
３３  可動電極、パッド
３４  パッド
３５  可動電極
３６  パッド
３７  可動電極
６２  固定電極
６４  固定電極
７７  エルボー
７９  ピボット
８０  ピボット
８２  固定電極
８４  固定電極
９２  固定電極
９４  固定電極
９８  ピボット形成手段
１２０  絶縁層
１２３  基板
１３２  固定電極
１３４  固定電極
１３５  可動電極、可動部分
１３６  固定電極、可動部分
１３７  可動電極
１３９  可動電極、可動部分
１４０  端部
１５８  ピボット形成手段
１９６  電気的コンタクト部材
１９８  ピボット形成手段
２１０  可動電極
２２０  絶縁層
２２２  基板
２２４  絶縁層
２３２  磁気的手段
２３４  磁気的手段
２４２  固定磁気的手段
２４４  固定磁気的手段
３２０  絶縁層
３２２  基板
３３５  可動電極
３３７  可動電極
３３９  可動電極
３４２  固定磁気的手段
３４４  固定磁気的手段
３５０  電気的コンタクト部材
３９８  ピボット形成手段
３９９  ピボット形成手段
５３２  犠牲層
６１０  支持手段
６１３  連結手段、トーションアーム
６１７  支持手段
６２３  駆動アーム
６２６  キャビティ
６３０  ピボット形成手段
８００  支持手段
８０４  伸張手段
１０００  第２基板
１２００  第１基板
【図１Ａ】
2007517488.tif 000003
【図１Ｂ】
2007517488.tif 000004
【図２Ａ】
2007517488.tif 000005
【図２Ｂ】
2007517488.tif 000006
【図３】
2007517488.tif 000007
【図４Ａ】
2007517488.tif 000008
【図４Ｂ】
2007517488.tif 000009
【図５】
2007517488.tif 000010
【図６】
2007517488.tif 000011
【図７】
2007517488.tif 000012
【図８Ａ】
2007517488.tif 000013
【図８Ｂ】
2007517488.tif 000014
【図８Ｃ】
2007517488.tif 000015
【図８Ｄ】
2007517488.tif 000016
【図８Ｅ】
2007517488.tif 000017
【図９Ａ】
2007517488.tif 000018
【図９Ｂ】
2007517488.tif 000019
【図９Ｃ】
2007517488.tif 000020
【図１０Ａ】
2007517488.tif 000021
【図１０Ｂ】
2007517488.tif 000022
【図１０Ｃ】
2007517488.tif 000023
【図１１Ａ】
2007517488.tif 000024
【図１１Ｂ】
2007517488.tif 000025
【図１１Ｃ】
2007517488.tif 000026
【図１２Ａ】
2007517488.tif 000027
【図１２Ｂ】
2007517488.tif 000028
【図１２Ｃ】
2007517488.tif 000029
【図１２Ｄ】
2007517488.tif 000030
【図１２Ｅ】
2007517488.tif 000031
【図１３Ａ】
2007517488.tif 000032
【図１３Ｂ】
2007517488.tif 000033
【図１４Ａ】
2007517488.tif 000034
【図１４Ｂ】
2007517488.tif 000035
【図１５Ａ】
2007517488.tif 000036
【図１５Ｂ】
2007517488.tif 000037
【図１６Ａ】
2007517488.tif 000038
【図１６Ｂ】
2007517488.tif 000039
【図１７Ａ】
2007517488.tif 000040
【図１７Ｂ】
2007517488.tif 000041
【図１８Ａ】
2007517488.tif 000042
【図１８Ｂ】
2007517488.tif 000043
【図１８Ｃ】
2007517488.tif 000044
【図１８Ｄ】
2007517488.tif 000045
【図１８Ｅ】
2007517488.tif 000046
【図１８Ｆ】
2007517488.tif 000047
【図１８Ｇ】
2007517488.tif 000048
【図１８Ｈ】
2007517488.tif 000049
【図１８Ｉ】
2007517488.tif 000050
【図１８Ｊ】
2007517488.tif 000051
【図１８Ｋ】
2007517488.tif 000052
【図１８Ｌ】
2007517488.tif 000053
【図１９】
2007517488.tif 000054
【図２０Ａ】
2007517488.tif 000055
【図２０Ｂ】
2007517488.tif 000056
【図２０Ｃ】
2007517488.tif 000057
【図２０Ｄ】
2007517488.tif 000058
【図２０Ｅ】
2007517488.tif 000059
【図２１Ａ】
2007517488.tif 000060
【図２１Ｂ】
2007517488.tif 000061
【図２１Ｃ】
2007517488.tif 000062
【図２１Ｄ】
2007517488.tif 000063
【図２２Ａ】
2007517488.tif 000064
【図２２Ｂ】
2007517488.tif 000065
【図２２Ｃ】
2007517488.tif 000066
【図２３】
2007517488.tif 000067
【図２４】
2007517488.tif 000068
【国際調査報告】
2007517488.tif 000069
2007517488.tif 000070
2007517488.tif 000071
2007517488.tif 000072
2007517488.tif 000073
2007517488.tif 000074