(57)【要約】【課題】光学ＭＥＭＳ素子及びその製造方法、回折型光学ＭＥＭＳ素子における駆動側電極と配線層との最適化を図り、また光学特性、特にビームにおける反射効率、回折効率度の向上を図る。【解決手段】基板側電極２３と、この基板側電極２３との間に働く静電力により駆動する反射膜を兼ねる駆動側電極２６を有するビーム２７と、駆動側電極に接続された配線層２８とを有し、駆動側電極２６の表面祖度が１０ｎｍ以下に設定されて成る。或いは駆動側電極の膜応力が５００ＭＰａ以下に設定される。或いは駆動側電極の表面祖度が１０ｎｍ以下に設定され、且つ駆動側電極の膜応力が５００ＭＰａ以下に設定される。或いは駆動側電極が、配線層の成膜温度より低い成膜温度で形成される。或いは駆動側電極が、室温〜３００℃未満の成膜温度で形成される。或いは駆動側電極が、配線層の成膜温度より低い室温〜３００℃未満の成膜温度で形成される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板側電極と、該基板側電極との間に働く静電力により駆動する反射膜を兼ねる駆動側電極を有するビームと、前記駆動側電極に接続された配線層とを有し、
前記ビームの駆動側電極の表面祖度が１０ｎｍ以下に設定されて成る
ことを特徴とする光学ＭＥＭＳ素子。
【請求項２】
基板側電極と、該基板側電極との間に働く静電力により駆動する反射膜を兼ねる駆動側電極を有するビームと、前記駆動側電極に接続された配線層とを有し、
前記ビームの駆動側電極の膜応力が５００ＭＰａ以下に設定されて成る
ことを特徴とする光学ＭＥＭＳ素子。
【請求項３】
基板側電極と、該基板側電極との間に働く静電力により駆動する反射膜を兼ねる駆動側電極を有するビームと、前記駆動側電極に接続された配線層とを有し、
前記ビームの駆動側電極の表面祖度が１０ｎｍ以下に設定され、且つ前記ビームの駆動側電極の膜応力が５００ＭＰａ以下に設定されて成る
ことを特徴とする光学ＭＥＭＳ素子。
【請求項４】
基板側電極と、該基板側電極との間に働く静電力により駆動する反射膜を兼ねる駆動側電極を有するビームと、前記駆動側電極に接続された配線層とを有し、
前記駆動側電極が、前記配線層の成膜温度より低い成膜温度で形成されて成る
ことを特徴とする光学ＭＥＭＳ素子。
【請求項５】
基板側電極と、該基板側電極との間に働く静電力により駆動する反射膜を兼ねる駆動側電極を有するビームと、前記駆動側電極に接続された配線層とを有し、
前記駆動側電極が、室温〜３００℃未満の成膜温度で形成されて成る
ことを特徴とする光学ＭＥＭＳ素子。
【請求項６】
基板側電極と、該基板側電極との間に働く静電力により駆動する反射膜を兼ねる駆動側電極を有するビームと、前記駆動側電極に接続された配線層とを有し、
前記駆動側電極が、前記配線層の成膜温度より低い室温〜３００℃未満の成膜温度で形成されて成る
ことを特徴とする光学ＭＥＭＳ素子。
【請求項７】
ビームの一部を構成する薄膜の端部上に接するように配線層を形成する工程と、
前記配線層に一部が接続するように前記薄膜上に、ビームの一部を構成する反射膜を兼ねる駆動側電極を、前記配線層の成膜温度より低い成膜温度で形成する工程を有する
ことを特徴とする光学ＭＥＭＳ素子の製造方法。
【請求項８】
ビームの一部を構成する薄膜の端部上に接するように配線層を形成する工程と、
前記配線層に一部が接続するように前記薄膜上に、ビームの一部を構成する反射膜を兼ねる駆動側電極を、室温〜３００℃未満の成膜温度で形成する工程を有する
ことを特徴とする光学ＭＥＭＳ素子の製造方法。
【請求項９】
ビームの一部を構成する薄膜の端部上に接するように配線層を形成する工程と、
前記配線層に一部が接続するように前記薄膜上に、ビームの一部を構成する反射膜を兼ねる駆動側電極を、前記配線層の成膜温度より低い室温〜３００℃未満の成膜温度で形成する工程を有する
ことを特徴とする光学ＭＥＭＳ素子の製造方法。
【請求項１０】
前記成膜温度で前記駆動側電極を成膜して、表面粗度が１０ｎｍ以下の駆動側電極を形成する
ことを特徴とする請求項７、８又は９記載の光学ＭＥＭＳ素子の製造方法。
【請求項１１】
前記成膜温度で前記駆動側電極を成膜して、膜応力が５００ＭＰａ以下の駆動側電極を形成する
ことを特徴とする請求項７、８又は１０記載の光学ＭＥＭＳ素子の製造方法。
【請求項１２】
共通の基板側電極と、該共通の基板側電極に対向して相互に独立に配列され、前記基板側電極との間に働く静電力により駆動する反射膜を兼ねる駆動側電極を有する複数のビームと、前記各ビームの駆動側電極の夫々に接続された配線層とを有し、
前記駆動側電極の表面祖度が１０ｎｍ以下に設定されて成る
ことを特徴とする光学ＭＥＭＳ素子。
【請求項１３】
共通の基板側電極と、該共通の基板側電極に対向して相互に独立に配列され、前記基板側電極との間に働く静電力により駆動する反射膜を兼ねる駆動側電極を有する複数のビームと、前記各ビームの駆動側電極の夫々に接続された配線層とを有し、
前記駆動側電極の膜応力が５００ＭＰａ以下に設定されて成る
ことを特徴とする光学ＭＥＭＳ素子。
【請求項１４】
共通の基板側電極と、該共通の基板側電極に対向して相互に独立に配列され、前記基板側電極との間に働く静電力により駆動する反射膜を兼ねる駆動側電極を有する複数のビームと、前記各ビームの駆動側電極の夫々に接続された配線層とを有し、
前記駆動側電極の表面祖度が１０ｎｍ以下に設定され、且つ前記駆動側電極の膜応力が５００ＭＰａ以下に設定されて成る
ことを特徴とする回折型光学ＭＥＭＳ素子。
【請求項１５】
共通の基板側電極と、該共通の基板側電極に対向して相互に独立に配列され、前記基板側電極との間に働く静電力により駆動する反射膜を兼ねる駆動側電極を有する複数のビームと、前記各ビームの駆動側電極の夫々に接続された配線層とを有し、
前記駆動側電極が、前記配線層の成膜温度より低い成膜温度で形成されて成る
ことを特徴とする回折型光学ＭＥＭＳ素子。
【請求項１６】
共通の基板側電極と、該共通の基板側電極に対向して相互に独立に配列され、前記基板側電極との間に働く静電力により駆動する反射膜を兼ねる駆動側電極を有する複数のビームと、前記各ビームの駆動側電極の夫々に接続された配線層とを有し、
前記駆動側電極が、室温〜３００℃未満の成膜温度で形成されて成る
ことを特徴とする回折型光学ＭＥＭＳ素子。
【請求項１７】
共通の基板側電極と、該共通の基板側電極に対向して相互に独立に配列され、前記基板側電極との間に働く静電力により駆動する反射膜を兼ねる駆動側電極を有する複数のビームと、前記各ビームの駆動側電極の夫々に接続された配線層とを有し、
前記駆動側電極が、前記配線層の成膜温度より低い室温〜３００℃未満の成膜温度で形成されて成る
ことを特徴とする回折型光学ＭＥＭＳ素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学ＭＥＭＳ素子とその製造方法、並びに回折型光学ＭＥＭＳ素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
微細技術の進展に伴い、いわゆるマイクロマシン（ＭＥＭＳ：Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ、超小型電気的・機械的複合体）素子、及びＭＥＭＳ素子を組み込んだ小型機器が、注目されている。
ＭＥＭＳ素子は、シリコン基板、ガラス基板等の基板上に微細構造体として形成され、機械的駆動力を出力する駆動体と、駆動体を制御する半導体集積回路等とを電気的に、更に機械的に結合させた素子である。ＭＥＭＳ素子の基本的な特徴は、機械的構造として構成されている駆動体が素子の一部に組み込まれていることであって、駆動体の駆動は、電極間の静電力、即ちクーロン引力等を応用して電気的に行われる。
【０００３】
従来、光の反射や回折を利用し、光スイッチ、光変調素子等に適用される光学ＭＥＭＳ素子が開発されている。図１７Ａ，Ｂは、一般的な光学ＭＥＭＳ素子の代表的な一例を示す。この光学ＭＥＭＳ素子１は、基板２上に形成した基板側電極３に対向して平行に配置した絶縁薄膜４及び駆動側電極５からなるビーム６を有し、このビーム６の一端を支持部７にて支持して構成される。ビーム６と基板側電極３とは、その間の空隙８によって電気的に絶縁されている。支持部７は、ビーム６と同じ積層膜でビーム６と一体に形成されている。ビーム６は、一端が支持された片持ち梁式構造となっている。
基板２は、例えばシリコン（Ｓｉ）やガリウム砒素（ＧａＡｓ）などの半導体基板上に絶縁膜を形成した基板、石英基板やガラス基板のような絶縁製造方法基板等が用いられる。基板側電極３は、不純物をドーピングした多結晶シリコン膜、金属膜（例えばＷ，Ｃｒの蒸着膜）等で形成される。ビーム６は、例えばシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）等の絶縁薄膜４とその上面に形成された金属薄膜からなる光反射膜を兼ねる駆動側電極５とから構成される。
この光学ＭＥＭＳ素子１では、基板側電極３と駆動側電極５に与える電位に応じて、ビーム６が基板側電極３との間の静電引力又は静電反発により変位し、例えば図１７Ａで示すように、基板側電極３にたいして平行状態（実線）と傾斜状態（破線）に変位する。
【０００４】
図１８Ａ，Ｂは、一般的な光学ＭＥＭＳ素子の代表的な他の例を示す。この光学ＭＥＭＳ素子１１は、基板２上に形成した基板側電極３をブリッジ状に跨ぐように、両端を支持部１３〔１３Ａ，１３Ｂ〕で支持したビーム１２を配置して構成される。ビーム１２は上例と同様に絶縁膜４と駆動側電極５とから形成され、基板側電極３に対してその間の空隙８によって電気的に絶縁されている。ビーム６は、両端を支持したブリッジ式に形成され、いわゆる両持ち梁式構造となっている。基板２、絶縁薄膜４、駆動側電極５、ビーム１２、支持部１３等は、図１７と同様の構成、材料となっている。
この光学ＭＥＭＳ素子１１では、基板側電極３と駆動側電極５に与える電位に応じて、ビーム１２と基板側電極３との間の静電引力又は静電反発により変位し、例えば図１８Ａの実線と破線で示すように、基板側電極３に対して平行状態と凹み状態に変位する。
【０００５】
これらの光学ＭＥＭＳ素子１、１１は、光反射膜を兼ねる駆動側電極５の表面に光が照射され、ビーム６、１２の駆動位置に応じて、その借りの反射方向が異なるのを利用して、一方向の反射光を検出してスイッチ機能を持たせた、光スイッチとして適用できる。また、複数のビームを並列配置して、光の回折を利用した光変調素子としても適用できる。光の回折を利用した回折型光学ＭＥＭＳ素子、いわゆるＧＬＶ（Ｇｒａｔｉｎｇ  Ｌｉｇｈｔ  Ｖａｌｖｅ）素子の例が特許文献１に記載されている。
【０００６】
【特許文献１】
特表２００１ー５１８１９８号
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の光学ＭＥＭＳ素子１、１１において、光が照射される反射膜兼用の駆動側電極５及びビーム６、１２の形状は、スイッチング特性となる光の反射効率や回折効率を左右する重要なパラメータである。駆動側電極５の形成条件は、通常の配線を目的とした電極形成条件とは異なるようにしなければならない。配線用の金属膜は、電気抵抗が低いことやワイヤーボンディングの密着性が高いことなどが重要であり、通常アルミニウム（Ａｌ）や銅（Ｃｕ）などが用いられる。また配線層では、その金属膜の膜厚として、ある程度の厚み、通常０．５μｍ〜１μｍ程度の厚みを必要とするが、反射率や表面ラフネス（表面粗度）などは特に問題とはならない。反面、配線層の形成では、比較的厚い膜厚を高速で成膜するために装置のパワーや成膜温度を上げる等の工夫がなされている。
【０００８】
一方、光の反射や回折を利用した光学ＭＥＭＳ素子において、そのビームの駆動側電極の材料は反射率が高く加工性の優れた材料でなければならない。駆動側電極が反射膜を兼ねて且つ振動や変動をする場合には、駆動側電極として、表面平滑性が良く（即ち表面ラフネスが低く）、素子特性に応じた膜厚である必要がある。一般に駆動側電極の膜厚は１００ｎｍ程度である。このような駆動側電極を形成する際、配線用金属膜の形成条件をそのまま採用すると、次のような問題が生じることを見いだした。（１）成膜速度が速すぎて膜厚の再現性、均一性が悪くなる。（２）成膜温度が高すぎて成膜中にグレイン成長が生じ表面粗度が大きくなり、また膜の応力が大きくなる。表面粗度は反射率に影響し、膜の応力はビームの変形（反り）に影響を与える。（３）これら（１）、（２）等の現象が生じて反射効率、回折効率を著しく劣化させる場合がある。
このように、ビーム最表面の駆動側電極と、駆動側電極に接続する配線層とは、両者の用途を満たし、且つ同時に形成することが困難であった。
【０００９】
本発明は、上述の点に鑑み、駆動側電極と配線層との最適化を図り、また光学特性、特にビームにおける反射効率、回折効率度の向上を図った光学ＭＥＭＳ素子とその製造方法、並びに回折型光学ＭＥＭＳ素子を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光学ＭＥＭＳ素子は、基板側電極と、この基板側電極との間に働く静電力により駆動する反射膜を兼ねる駆動側電極を有するビームと、駆動側電極に接続された配線層とを有し、駆動側電極の表面祖度が１０ｎｍ以下に設定されて成る。
本発明に係る光学ＭＥＭＳ素子は、前記ビームの駆動側電極の膜応力が５００ＭＰａ以下に設定されて成る。
本発明に係る光学ＭＥＭＳ素子は、前記ビームの駆動側電極の表面祖度が１０ｎｍ以下に設定され、且つビームの駆動側電極の膜応力が５００ＭＰａ以下に設定されて成る
本発明に係る光学ＭＥＭＳ素子は、前記ビームの駆動側電極が配線層の成膜温度より低い成膜温度で形成されて成る。
本発明に係る光学ＭＥＭＳ素子は、前記ビームの駆動側電極が室温〜３００℃未満の成膜温度で形成されて成る。
本発明に係る光学ＭＥＭＳ素子は、前記ビームの駆動側電極が配線層の成膜温度より低い室温〜３００℃未満の成膜温度で形成されて成る。
【００１１】
本発明の光学ＭＥＭＳ素子においては、ビームを構成する駆動側電極の表面粗度（ＲＭＳ）を１０ｎｍ以下に設定することにより、駆動側電極表面の反射率が高反射率になり、反射効率、回折効率の向上が図れる。
ビームを構成する駆動側電極の膜応力を５００ＭＰａ以下に設定することにより、ビームの反り変形が生じにくくなり、反射効率、回折効率の向上が図れる。好ましくは、ビームを構成する駆動側電極の表面粗度（ＲＭＳ）を１０ｎｍ以下、駆動側電極の膜応力を５００ＭＰａ以下に設定するときは、さらに反射効率、回折効率の向上が図れる。
本発明の光学ＭＥＭＳ素子においては、ビームを構成する駆動側電極を配線層の成膜温度より低い成膜温度で形成することにより、駆動側電極の膜中の粒径（グレイン）成長が抑制され、表面粗度が低減し駆動側電極の反射率が高反射率になり、また駆動側電極の膜応力が低減しビームが反り変形しにくくなり、反射効率、回折効率の向上が図れる。一方、配線層は、高速、高温成膜が可能になり目的に合った厚膜となる。
ビームを構成する駆動側電極を室温〜３００℃未満の成膜温度で形成することにより、駆動側電極の膜中の粒径（グレイン）成長が抑制され、表面粗度が低減し駆動側電極の反射率が高反射率になり、また駆動側電極の膜応力が低減しビームが反り変形しにくくなり、反射効率、回折効率の向上が図れる。一方、配線層は、成膜温度３００℃〜４００℃程度で成膜が可能になり、目的に合った厚膜となる。
好ましくはビームを構成する駆動側電極を、配線層の成膜温度より低い室温〜３００℃未満の成膜温度で形成することにより、駆動側電極の表面粗度が１０ｎｍ以下となり、駆動側電極の膜応力が５００ＭＰａ以下となり、反射効率、回折効率の向上が図れる。
【００１２】
本発明に係る光学ＭＥＭＳ素子の製造方法は、ビームの一部を構成する薄膜の端部上に接するように配線層を形成する工程と、配線層に一部が接続するように薄膜上に、ビームの一部を構成する反射膜を兼ねる駆動側電極を配線層の成膜温度より低い成膜温度で形成する工程を有する。
本発明に係る光学ＭＥＭＳ素子の製造方法は、ビームの一部を構成する薄膜の端部上に接するように配線層を形成する工程と、配線層に一部が接続するように薄膜上に、ビームの一部を構成する反射膜を兼ねる駆動側電極を室温〜３００℃未満の成膜温度で形成する工程を有する。
本発明に係る光学ＭＥＭＳ素子の製造方法は、ビームの一部を構成する薄膜の端部上に接するように配線層を形成する工程と、配線層に一部が接続するように薄膜上に、ビームの一部を構成する反射膜を兼ねる駆動側電極を配線層の成膜温度より低い室温〜３００℃未満の成膜温度で形成する工程を有する。
本発明に係る光学ＭＥＭＳ素子の製造方法は、上記の各製造方法において、上述した成膜温度で駆動側電極を成膜して、表面粗度が１０ｎｍ以下の駆動側電極を形成する。
本発明に係る光学ＭＥＭＳ素子の製造方法は、上記の各製造方法において、上述した成膜温度で前記駆動側電極を成膜して、膜応力が５００ＭＰａ以下の駆動側電極を形成する。
【００１３】
本発明の光学ＭＥＭＳ素子の製造方法においては、配線層とビームを構成する駆動側電極とを独立に形成することにより、両者の目的に合わせた成膜が可能になる。そして駆動側電極を、配線層の成膜温度より低い成膜温度で形成するので、駆動側電極の成膜時に下地に配線層が有っても基板温度が急激に上昇せず、成膜中の粒径（グレイン）成長が抑制され、駆動側電極の表面粗度を低減し、駆動側電極の膜応力を低減することができる。これによって、高反射率の駆動側電極を形成することが可能になり、且つビームに反り変形のない、或いは反り変形が極めて少ないビームを形成することができる。また、成膜温度が配線層の成膜温度より低いので、駆動側電極の膜厚の再現性も良くなる。一方、配線層は、高速、高温成膜が可能になり厚膜の配線層を形成することができる。
駆動側電極を、室温〜３００℃未満の成膜温度で形成することにより、駆動側電極の成膜時に下地に配線層が有っても基板温度が急激に上昇せず、成膜中の粒径（グレイン）成長が抑制され、駆動側電極の表面粗度を１０ｎｍ以下に低減し、駆動側電極の膜応力を５００ＭＰａ以下に低減することができる。これによって、高反射率の駆動側電極を形成することが可能になり、且つビームに反り変形のない、或いは反り変形が極めて少ないビームを形成することができる。駆動側電極の成膜温度が低いので、駆動側電極の膜厚再現性も良くなる。
好ましくは駆動側電極を、配線層の成膜温度より低い室温〜３００℃未満の成膜温度で形成することにより、高反射率の駆動側電極を形成することが可能になり、且つビームに反り変形のない、或いは反り変形が極めて少ないビームを形成することができる。また、駆動側電極の膜厚の再現性も良くなる。
【００１４】
本発明に係る回折型光学ＭＥＭＳ素子は、共通の基板側電極と、この共通の基板側電極に対向して相互に独立に配列され、基板側電極との間に働く静電力により駆動する反射膜を兼ねる駆動側電極を有する複数のビームと、各ビームの駆動側電極の夫々に接続された配線層とを有し、駆動側電極の表面祖度が１０ｎｍ以下に設定されて成る。
本発明に係る回折型光学ＭＥＭＳ素子は、前記ビームの駆動側電極の膜応力が５００ＭＰａ以下に設定されて成る。
本発明に係る回折型光学ＭＥＭＳ素子は、前記ビームの駆動側電極の表面祖度が１０ｎｍ以下に設定され、且つ前記駆動側電極の膜応力が５００ＭＰａ以下に設定されて成る。
本発明に係る回折型光学ＭＥＭＳ素子は、前記ビームの駆動側電極が配線層の成膜温度より低い成膜温度で形成されて成る。
本発明に係る回折型光学ＭＥＭＳ素子は、前記ビームの駆動側電極が室温〜３００℃未満の成膜温度で形成されて成る。
本発明に係る回折型光学ＭＥＭＳ素子は、前記ビームの駆動側電極が配線層の成膜温度より低い室温〜３００℃未満の成膜温度で形成されて成る。
【００１５】
本発明の回折型光学ＭＥＭＳ素子においては、各ビームを構成する駆動側電極の表面粗度（ＲＭＳ）を１０ｎｍ以下に設定することにより、駆動側電極表面の反射率が高反射率になり、反射効率、回折効率の向上が図れる。
各ビームを構成する駆動側電極の膜応力を５００ＭＰａ以下に設定することにより、ビームの反り変形が生じにくくなり、反射効率、回折効率の向上が図れる。
好ましくは、ビームを構成する駆動側電極の表面粗度（ＲＭＳ）を１０ｎｍ以下、駆動側電極の膜応力を５００ＭＰａ以下に設定するときは、さらに反射効率、回折効率の向上が図れる。
本発明の回折型光学ＭＥＭＳ素子においては、各ビームを構成する駆動側電極を配線層の成膜温度より低い成膜温度で形成することにより、駆動側電極の膜中の粒径（グレイン）成長が抑制され、表面粗度が低減し駆動側電極の反射率が高反射率になり、また駆動側電極の膜応力が低減しビームが反り変形しにくくなり、反射効率、回折効率の向上が図れる。一方、配線層は、高速、高温成膜が可能になり目的に合った厚膜となる。
各ビームを構成する駆動側電極を室温〜３００℃未満の成膜温度で形成することにより、駆動側電極の膜中の粒径（グレイン）成長が抑制され、表面粗度が低減し駆動側電極の反射率が高反射率になり、また駆動側電極の膜応力が低減しビームが反り変形しにくくなり、反射効率、回折効率の向上が図れる。一方、配線層は、成膜温度３００℃〜４００℃程度で成膜が可能になり、目的に合った厚膜となる。
好ましくはビームを構成する駆動側電極を、配線層の成膜温度より低い室温〜３００℃未満の成膜温度で形成することにより、駆動側電極の表面粗度が１０ｎｍ以下となり、駆動側電極の膜応力が５００ＭＰａ以下となり、反射効率、回折効率の向上が図れる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１７】
図１は、本発明に係る光学ＭＥＭＳ素子の一実施の形態を示す。本例は両持ち梁式構造に適用した場合である。
本実施の形態に係る光学ＭＥＭＳ素子２１は、基板２２上に基板側電極２３を形成し、この基板側電極２３をブリッジ状に跨ぐように、両端を支持部２４〔２４Ａ，２４Ｂ〕で支持した絶縁薄膜２５及び光反射膜を兼ねる駆動側電極２６とからなるビーム２７を配置し、駆動側電極２６の両端に配線層２８〔２８Ａ，２８Ｂ〕を接続して構成される。支持部２４〔２４Ａ，２４Ｂ〕は、ビーム２７の一部を構成する絶縁薄膜２５と同材料で一体に形成される。配線層２８〔２８Ａ，２８Ｂ〕は、絶縁薄膜２５の両端部上に接するように形成され、駆動側電極２６は、両端が配線層２８Ａ及び２８Ｂの上面に接続するように絶縁薄膜２５上に形成される。ビーム２７と基板側電極２３とは、その間の空隙２９によって電気的に絶縁される。
【００１８】
前述と同様に、基板２１は、例えばシリコン（Ｓｉ）やガリウム砒素（ＧａＡｓ）などの半導体基板上に絶縁膜を形成した基板、石英基板やガラス基板のような絶縁製造方法基板等が用いられる。基板側電極２３は、不純物をドーピングした多結晶シリコン膜、金属膜（例えばＷ，Ｃｒの蒸着膜）等で形成される。ビーム２７は、絶縁薄膜２５として例えばシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２  膜）等の絶縁膜、本例では強度、弾性定数などの物性値がビームの機械的駆動に対して適切なシリコン窒化膜が用いられ、このシリコン窒化膜２５上に金属薄膜による駆動側電極２６を被着した積層膜で形成される。この駆動側電極２６は、アルミニウム（Ａｌ）を主成分として、これに数％の所要の添加物を含有したＡｌ合金で形成することが好ましい。例えばＡｌーＳｉ，ＡｌーＣｕ，ＡｌーＳｉーＣｕ，ＡｌーＨｆ，ＡｌーＺｒ，等が用いられる（なお、後述では便宜的にこのＡｌ合金膜を、単にＡｌ膜という）。表面に光が当たる駆動側電極２６では、純Ａｌ膜で形成すると熱の耐性が得られないので、熱耐性が得られる上記Ａｌ合金膜で形成するのが良い。駆動側電極２６の膜厚は、通常の１００ｎｍ程度とすることができる。配線層２８〔２８Ａ，２８Ｂ〕は、電気抵抗が低く、ワイヤーボンディングの密着性が高い例えば純アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）等で形成される。配線層２８の膜厚は例えば０．５〜１．０μｍ程度とすることができる。
配線層２８、駆動側電極２６の成膜方法は、スパッタリング法、ＣＶＤ（化学気相成長）法、電子ビームや抵抗加熱などの蒸着法、マスクを用いた蒸着法等、方法は問わない。
反射膜となる駆動側電極２６が形成される領域は、ビーム２７に光が照射される領域、かたは支持部を含むビーム全体とし、その形状は問わない。本例では駆動側電極２６が支持部を含むビーム全体に形成される。
【００１９】
そして、本実施の形態では、特に、このように下地に配線層２８が形成された絶縁薄膜２５上に駆動側電極２６を有する構成において、その駆動側電極２６が次のような条件で形成される。
即ち、駆動側電極２６は、表面粗度が１０ｎｍ以下に設定されるように形成する。駆動側電極２６は、膜応力が５００ＭＰａ以下に設定されるように形成する。より好ましくは駆動側電極２６は、表面粗度が１０ｎｍ以下に且つ膜応力が５００ＭＰａ以下に設定されるように形成する。
また、このような表面粗度、膜応力を達成させるために、駆動側電極２６は、配線層２８の成膜温度より低い成膜温度で形成することができる。駆動側電極２６は、室温〜３００℃未満の成膜温度で形成することができる。より好ましくは駆動側電極２６は、配線層２８より低い室温〜３００℃未満の成膜温度で形成することができる。
より詳しくは、駆動側電極２６の成膜条件として、成膜温度、成膜速度が配線層２８のそれよりも低く、室温〜３００℃未満、５〜２０ｎｍ／ｓｅｃとすることができる。駆動側電極２６の金属膜としては、上述したＡｌを主成分とした膜が好ましい。
【００２０】
表面粗度１０ｎｍ以下であれば、駆動側電極２６の表面反射率として９０％近傍以上の高反射率が得られる。駆動側電極２６の膜応力が５００ＭＰａ以下であれば、ビーム２７の両支持部２４Ａ及び２４Ｂを結ぶ方向と直交する方向、即ちリボン状のビーム２７の幅方向の変形（所謂反り）が生じにくくなり、ビームの平滑性が得られる。
【００２１】
本実施の形態に係る両持ち梁式構造の光学ＭＥＭＳ素子４５の動作は、前述の図１８で説明したと同様である。
【００２２】
次に、図１３〜図１６及び表１を用いて本実施の形態を検証する。
図８Ａに示す試料３５は、シリコン基板３１上にシリコン酸化膜３２を堆積し、このシリコン酸化膜３２上に成膜温度３００℃で膜厚１００ｎｍの第２Ａｌ膜（ＡｌーＣｕ薄膜：駆動側電極に相当する）３４を成膜したＡｌ単膜構造である。図８Ｂに示す試料３６は、同様にシリコン基板３１に堆積したシリコン酸化膜３２上に、成膜温度２００℃で膜厚１００ｎｍの第２Ａｌ膜（ＡｌーＣｕ：薄膜）３４を成膜したＡｌ単膜構造である。
図９Ａに示す試料３７は、シリコン基板３１上にシリコン酸化膜３２を堆積し、このシリコン酸化膜３２上に中央を除いて成膜温度３００℃で膜厚１０００ｎｍの第１Ａｌ膜（ＡｌーＣｕ厚膜：配線層に相当する）３３を成膜した後に、続いて中央のシリコン酸化膜３２及び周囲の第１Ａｌ膜３３を含む全面に成膜温度３００℃で膜厚１００ｎｍの第２Ａｌ膜（ＡｌーＣｕ薄膜：駆動側電極に相当する）を成膜したＡｌ積層膜構造でる。図９Ｂに示す試料３８は、シリコン基板３１上にシリコン酸化膜３２を堆積し、このシリコン酸化膜３２上に中央を除いて成膜温度３００℃で膜厚１０００ｎｍの第１Ａｌ膜（厚膜）３３を成膜した後に、続いて中央のシリコン酸化膜３２及び周囲の第１Ａｌ膜３３を含む全面に成膜温度２００℃で膜厚１００ｎｍの第２Ａｌ膜（薄膜）３４を成膜したＡｌ積層膜構造である。各試料におけるＡｌ膜３４、３３の成膜条件は、スパッターリング装置を用い、パワー：５ｋＷ，Ａｒガス流量：６５ｓｃｃｍとした。
【００２３】
これら各試料３５〜３８の第２Ａｌ膜３４表面に光Ｌ１  を入射しその反射光Ｌ２  の反射率の評価を行った。
図１０は、試料３５、試料３６、試料３７及び試料３８に於ける第２Ａｌ膜３４の表面反射率の測定結果を示す。●印、▲印、■印は第２Ａｌ膜３４の成膜温度が３００℃、○印、△印、□印は第２Ａｌ膜３４の成膜温度が２００℃である。また、●、○印は波長λ＝４５７ｎｍのとき、▲、△印は波長λ＝５３２ｎｍのとき、■、□印は波長λ＝６４２ｎｍのときの反射率である。
図１１は、Ａｌ積層膜の試料３７と３８に於ける第２Ａｌ膜３４の周波数に対する表面反射率の測定結果を示す。●印は第１Ａｌ／第２Ａｌ：成膜温度３００℃／３００℃のとき、○印は第１Ａｌ／第２Ａｌ：成膜温度３００℃／２００℃のときの反射率である。
【００２４】
図１０のグラフによれば、図８Ａ，Ｂに示すＡｌ単膜のみの試料３５及び３６の場合、成膜温度３００℃、２００℃に係わらず、両者とも約９０％の反射率を維持していることが認められる。一方、図９Ａに示す第１Ａｌ膜３３の形成後に、第２Ａｌ膜３４を第１Ａｌ膜３３と同じ成膜温度３００℃で形成したＡｌ積層膜の試料３７場合、反射率が８０％まで低下しているの対し、図９Ｂに示す第１Ａｌ膜３３の形成後に、第２Ａｌ膜３４を第１Ａｌ膜３３より低い成膜温度２００℃で形成したＡｌ積層膜の試料３８では、反射率が９０％を維持していることが認められた。
また、図１１のグラフによれば、第２Ａｌ膜３４の成膜温度が２００℃の試料３８は、第２Ａｌ膜３４の可視光の反射率が９０％を維持しているが、第２Ａｌ膜３４の成膜温度が３００℃の試料３７は、反射率が８０％以下に低下し且つ低波長になるに従って反射率が低下することが認められた。また、試料３７の場合、第２Ａｌ膜３４の表面が白濁しているのが認められた（これはチャンバー周辺の水分等を取り込むためと思われる）。
【００２５】
成膜温度の高いＡｌ積層膜の試料３７において、反射率は低下する理由は、下地に厚膜のメタル膜３３が有ることで、基板全体の温度が設定値（成膜温度）よりも高くなったことにより、成膜中にＡｌの粒径（グレイン）が成長し表面祖度（ＲＭＳ）が大きくなり、反射率を低下させるものと予想される。即ち、成膜温度は、最初から設定値にならず、成膜開始からある時間まで設定値より低く、或いは高くなるなどして最終的に設定値に安定するものである。下地の厚膜メタル膜３３の存在により、基板温度が速くに温度上昇すること、メタル膜３４が薄膜であるために基板温度が設定温度に至らない不安定な状態で成膜完了することで表面粗度が大きくなる。
【００２６】
一方、第２Ａｌ膜の成膜温度が低いＡｌ積層膜の試料３８において、反射率が向上する理由は、下地に厚膜のメタル膜３３が有っても、基板温度の上昇が遅く低温で成膜されるので、成膜中にＡｌの粒径（グレイン）が成長しにくく、このため表面粗度（ＲＭＳ）が小さいメタル膜３４が成膜されるものと考えられる。また、成膜速度も遅くなるので、膜厚の再現性も良くなる。
【００２７】
次に、図１２のＡｌ積層膜構造の試料３９を用い、成膜温度を変化させて第２Ａｌ膜を形成したときの、第２Ａｌ膜の膜応力（ＭＰａ）と表面ラフネス（表面粗度：ＲＭＳ）、反射率を測定した結果を、表１、図１３〜図１６に示す。
【００２８】
試料３９は、図１２に示すように、シリコン基板３１上のシリコン酸化膜（ＳｉＯ２  膜）３２の表面に中央部を除いて膜厚８００ｎｍの第１Ａｌ膜３３を形成した後、中央部のシリコン酸化膜３２上及び第１Ａｌ膜３３上にわたる全面に膜厚７０ｎｍの第２Ａｌ膜３４を形成して構成される。第１Ａｌ膜３３の成膜温度は３００℃とした。▲１▼は第２Ａｌ単膜部、▲２▼は第２Ａｌ／第１Ａｌ積層膜部である。第２Ａｌ膜３４の膜応力は、ウェハでの評価のため▲１▼、▲２▼の分離は不可。
表１は、成膜温度（設定温度）を５０℃、１００℃、１５０℃、２００℃、３００℃に変化したときの、第２Ａｌ膜３４の膜応力（ＭＰａ）、表面粗度：ＲＭＳ（ｎｍ）、波長λ＝４５７ｎｍにおける反射率（％）をそれぞれ示す。第２Ａｌ単膜部▲１▼のパターン幅は２００μｍである。本表１では、駆動側電極の相当する第２Ａｌ単膜部▲１▼での評価が重要である。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
表１及び図１３に示すように、第２Ａｌ単膜部・での反射率が９０％近傍以上の高反射率を得るためには、第２Ａｌ単膜部・の表面粗度ＲＭＳを１０ｎｍ以下（ＲＭＳ≦１０ｎｍ）にする必要がありる。さらに、第２Ａｌ単膜部・での反射率が９０％以上の高反射率を得るためには、第２Ａｌ単膜部・の表面粗度ＲＭＳを１０ｎｍ未満（ＲＭＳ＜１０ｎｍ）にする必要がある。
また、光学ＭＥＭＳ素子のビームを変形（反り）難くするためには、第２Ａｌ膜３４の膜応力を５００ＭＰａ以下が目安になる。
【００３１】
また、表１及び図１４に示すように、第２Ａｌ膜３４の膜応力を５００ＭＰａ以下にするためには、第２Ａｌ膜３４の成膜温度は３００℃未満、好ましくは２００℃以下にするのが良い。表１及び図１５に示すように、第２Ａｌ膜３４の表面粗度ＲＭＳを１０ｎｍ以下にするためには、第２Ａｌ膜３４の成膜温度は３００℃未満、好ましくは２００℃以下（ＲＭＳ＝６ｎｍ程度以下が得られる）にするのが良い。表１及び図１６に示すように、第２Ａｌ膜３４の表面反射率を９０％近傍以上にするためには、第２Ａｌ膜３４の成膜温度は３００℃未満とし、好ましくは２００℃以下（反射率９０％以上が得られる）にするのが良い。
【００３２】
上述した本実施の形態に係る光学ＭＥＭＳ素子２１によれば、ビーム２７を構成する光反射膜を兼ねる駆動側電極２６を、表面粗度が１０ｎｍ以下になるように形成することにより、駆動側電極２６の表面反射率が９０％近傍以上の高反射率となり、光学ＭＥＭＳ素子における反射効率、回折効率を向上することができる。また、駆動側電極２６を、その膜応力が５００ＭＰａ以下になるように形成することにより、ビーム２７の反り変形が生じにくくなり、光学ＭＥＭＳ素子における反射効率、回折効率を向上することができる。好ましくは駆動側電極２６を、表面粗度が１０ｎｍ以下、膜応力が５００ＭＰａ以下となるように形成することにより、駆動側電極の表面反射率が９０％近傍以上の高反射率となり、且つ駆動側電極２６の膜応力が５０ＭＰａ以下になり、より反射効率、回折効率を向上することができる。
【００３３】
駆動側電極２６を、配線層２８の成膜温度より低い成膜温度で形成することにより、駆動側電極２６の表面粗度（ＲＭＳ）が１０ｎｍ以下、膜応力が５００ＭＰａ以下になり、駆動側電極２６の表面反射率を９０％近傍以上の高反射率とし、かつビーム２７を反り変形しにくくすることができる。
駆動側電極２６を、室温〜３００℃未満の成膜温度で形成することにより、駆動側電極２６の表面粗度（ＲＭＳ）が１０ｎｍ以下、膜応力が５００ＭＰａ以下となり、駆動側電極２６の表面反射率を９０％近傍以上の高反射率とし、かつビーム２７を反り変形しにくくすることができる。
好ましくは駆動側電極２６を、配線層２８の成膜温度より低い室温〜３００℃未満の成膜温度で形成するときは、駆動側電極の表面反射率が９０％近傍以上の高反射率となり、且つ駆動側電極２６の膜応力が５０ＭＰａ以下になり、より反射効率、回折効率を向上することができる。
【００３４】
図３及び図４は、図１の両持ち梁式構造のビームを有した光学ＭＥＭＳ素子２１の製造方法の一実施の形態を示す。
先ず、図３Ａに示すように、基板、例えばシリコン基板上にＳｉＯ２  、ＳｉＮ等の絶縁膜を形成した基板２２上に所要の導電膜、本例では多結晶シリコン膜による基板側電極２３を形成し、基板側電極２３を被覆するように絶縁膜４１、例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯ２  膜）を形成する。
【００３５】
次に、図３Ｂに示すように、絶縁膜４１上に基板側電極２３に対応して選択的に犠牲層４２、本例では非晶質シリコン膜を堆積する。
次に、図３Ｃに示すように、犠牲層４２表面を含む絶縁膜４１上に絶縁膜の例えばシリコン窒化膜４３を形成した後、シリコン窒化膜４３をパターニングして、シリコン窒化膜４３によりビームの一部を構成する絶縁薄膜２５及び両支持部２４〔２４Ａ，２４Ｂ〕を形成する。
【００３６】
次に、図４Ｄに示すように、例えばスパッターリング法のより成膜温度３００℃〜４００℃程度で、一部両支持部２４Ａ及び２４Ｂ上に接するように例えば純Ａｌによる膜厚０，５〜１，０μｍ程度の配線層２８〔２８Ａ，２８Ｂ〕を形成する。
【００３７】
次に、図４Ｅに示すように、絶縁薄膜２５上に被着し且つ一部両配線層２８Ａ及び２８Ｂ上に接続する反射膜を兼ねる駆動側電極２６を選択的に形成する。駆動側電極２６は、通常の膜厚１００ｎｍ程度を有し、例えばスパッターリング法により配線層２８の成膜温度より低い成膜温度、或いは成膜温度室温〜３００℃未満の成膜温度で、好ましくは配線層２８の成膜温度より低い室温〜３００度未満、好ましくは２００℃で形成する。この絶縁薄膜２５と駆動側電極２６とでビーム２７を形成する。
【００３８】
次に、図４Ｆに示すように、犠牲層４２を選択的にエッチング除去し、目的の両持ち梁式構造の光学ＭＥＭＳ素子２１を得る。
【００３９】
本実施の形態の製造方法によれば、配線層２８と駆動側電極２６とを独立に形成することにより、配線層２８及び駆動側電極２６の目的を優先させた成膜ができる。即ち、駆動側電極２６の成膜条件を特定することにより、表面粗度を１０ｎｍ以下、膜物性である膜応力を５００ＭＰａ以下に制御することができ、高反射率、低膜応力の駆動側電極２６を形成することができる。駆動側電極２６の形成に際して、室温〜３００℃未満の成膜温度で形成することにより、駆動側電極２６の成膜速度が速くならず、膜厚の再現性が良くなる。また、成膜温度が低いので、成膜中にＡｌのグレイン成長が生ぜず表面粗度を小さくすることができる。一方、配線層２８は、３００℃〜４００℃の成膜温度で形成できるので、高速且つ厚膜の配線層を形成することがでる。これによって、配線層として十分機能を有すると共に、反射効率、回折効率の高い光学ＭＥＭＳ素子を精度よく且つ容易に製造することができる。
【００４０】
図２は、本発明に係る光学ＭＥＭＳ素子の他の実施の形態を示す。本例は片持ち梁式構造に適用した場合である。なお、図１と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
本実施の形態に係る光学ＭＥＭＳ素子４５は、基板２２上に基板側電極２３を形成し、この基板側電極２３に対向して平行に一端を支持部２４Ｃで支持した絶縁薄膜２５及び光反射膜を兼ねる駆動側電極２６とからなるビーム２７を配置し、支持部２８Ｃの側駆動側電極２６端に配線層２８Ｃを接続して構成される。支持部２４Ｃは、ビーム２７の一部を構成する絶縁薄膜２５と同材料で一体に形成される。配線層２８Ｃは、支持部２４Ｃ側の絶縁薄膜２５の一端に接するように形成され、駆動側電極２６は一端が配線層２８Ｃの上面に接続するように絶縁薄膜２５上に形成される。ビーム２７と基板側電極２３とは、その間の空隙２９によって電気的に絶縁される。
本実施の形態においては、特に、駆動側電極２３が、前述した図１の光学ＭＥＭＳ素子２１で説明したと同様の成膜条件、表面粗度、膜応力で形成される。
【００４１】
本実施の形態に係る片持ち梁式構造の光学ＭＥＭＳ素子４５の動作は、前述の図１７で説明したと同様である。
本実施の形態に係る光学ＭＥＭＳ素子４５においても、図１の光学ＭＥＭＳ素子２１と同様に反射効率、回折効率の向上した片持ち梁式構造の光学ＭＥＭＳ素子を提供することができる。
【００４２】
図５及び図６は、上述の図１の光学ＭＥＭＳ素子２１を、回折光を利用する回折型光学ＭＥＭＳ素子であるＧＬＶ（Ｇｒａｔｉｎｇ  Ｌｉｇｈｔ  ＶＡＬＶＥ）素子に適用した実施の形態を示す。このＧＬＶ素子は、光強度変調素子の１つとして適用される。
本実施の形態に係るＧＬＶ素子５１は、基板５２上に共通の基板側電極５３が形成され、この基板側電極５３に交差してブリッジ状に跨ぐ複数、本例では５本のビーム５７〔５７１  、５７２  、５７３  、５７４  、５７５  〕が並列配置されて成る。基板側電極５３及びビーム５７は、前述の図１で説明した基板側電極２３及びビーム２７と同じ構成である。即ち、ビーム５７は、例えばシリコン窒化（ＳｉＮ）膜によるブリッジ部材の基板側電極５３と平行する部分、つまり絶縁薄膜２５の面上に、金属薄膜の例えば膜厚１００ｎｍ程度のＡｌ膜からなる光反射膜を兼ねる駆動側電極２６が形成されてなる。各ビーム５７の両端には、駆動側電極２６に接続する配線層５８〔５８Ａ，５８Ｂ〕が形成される。ブリッジ部材による絶縁薄膜２５と、その上に設けられた駆動側電極２６とからなるビーム５７は、リボンと称されている部分である。シリコン窒化膜のブリッジ部材の両端がビーム５７を支持する支持部５４〔５４Ａ，５４Ｂ〕となる。
【００４３】
ビーム５７の駆動側電極２６として使用するＡｌ膜は、例えばスパッタリング法で成膜され、支持部５８及びビーム５７の絶縁薄膜２５、いわゆるブリッジ部材を構成するシリコン窒化膜は、減圧ＣＶＤ法によって成膜したシリコン窒化膜である。このシリコン窒化膜は、前述したように、その強度、弾性定数等の物理値が、ブリッジ部材の機械的駆動に対して適切であるとして選定されている。
【００４４】
そして、本実施の形態のＧＬＶ素子５１においては、その各ビーム５７の駆動側電極２６を図１で説明したと同じようにして形成される。即ち、駆動側電極２６は、表面粗度が１０ｎｍ以下に設定されるように形成される。駆動側電極２６は、膜応力が５００ＭＰａ以下に設定されるように形成される。より好ましくは駆動側電極２６は、表面粗度が１０ｎｍ以下で且つ膜応力が５００ＭＰａ以下に設定されるように形成される。また、このような表面粗度、膜応力を達成させるために、駆動側電極２６は、配線層５８の成膜温度より低い成膜温度で形成することができる。駆動側電極２６は、室温〜３００℃未満の成膜温度で形成することができる。より好ましくは駆動側電極２６は、配線層５８の成膜温度より低い室温〜３００℃未満の成膜温度で形成することはできる。
【００４５】
このＧＬＶ素子５１では、複数のビーム５７のうち、１本置きのビーム５７２  、５７４  が基板側電極５３に対して前述した静電力で近接、離間する可動ビームとなり、その他のビーム５７１  、５７３、５７５  が固定ビームとなる。ＧＬＶ素子５１は、基板側電極５３に対する１本置きのビーム５７２  、５７４  の近接、離間の動作により、光反射膜を兼ねる駆動側電極２６の高さを交互に変化させ、光の回折によって駆動側電極２６で反射する光の強度（回折強度）を変調する。
【００４６】
ＧＬＶ素子５７は、可動ビーム５７２  、５７４  の表面で反射する光の位相と、固定ビーム５７１  、５７３  、５７５  の表面で反射する位相との差が０又はλ／４になるようにデジタル的に制御すること、或いは０〜λ／４の間でアナログ的に制御することが可能である。例えば５本ビーム５７〔５７１  〜５７５  〕が同一平面（図６参照）を形成していれば、ビーム５７表面における反射光は、０次光である。一方、図５に示すようにビーム５７が１本置きに沈み込んでいれば、回折により±１次光が発生する。ＧＬＶ素子５１は、この±１次光を加算して使用し、光の回折によって駆動側電極５７で反射する光の強度（回折強度）を変調する光変調素子として適用される。
【００４７】
図５及び図６の構成のＧＬＶ素子において、表１で示した条件でビーム５７の駆動側電極（光反射膜兼用）２６と、配線層５８を独立に形成し、駆動側電極２６が成膜温度３００℃、２００℃、１５０℃で形成された３種類のＧＬＶ素子を作製して評価した。その結果、成膜温度３００℃で成膜した駆動側電極２６を有するＧＬＶ素子より、成膜温度２００℃及び１５０℃で成膜した駆動側電極２６を有するＧＬＶ素子の方がコントラスト比が高いものが得られ、さらに成膜温度２００℃で成膜した駆動側電極２６を有するＧＬＶ素子より、成膜温度１５０℃で成膜した駆動側電極２６を有するＧＬＶ素子の方がよりコントラスト比が高いものが得られた。
【００４８】
ここで、コントラスト比とは、通常のプロジェクタの性能指標の１つで、光を遮断した時の黒のレベルと、光を通した時の白のレベルの比である。ＧＬＶ素子では、表面凹凸による散乱光などがあると、光の遮断効果が悪くなる。すなわち、本来黒くしたいところが灰色のように明るくなってしまい、結果的にコントラスト比が低くなってしまう。したがって、コントラスト比を上げるためには、ＧＬＶ素子の表面を出来る限り散乱光が少ない、すなわち表面凹凸のできるだけ小さくする必要がある。
【００４９】
従って、本実施の形態のＧＬＶ素子５７によれば、各ビームにおける駆動側電極とその配線層を独立に形成し、両者の目的を優先させて、配線層を高速、高温成膜して形成し、駆動側電極を低速、低温成膜して表面粗度が１０ｎｍ以下、膜応力が５００ＭＰａ以下となるように形成することにより、ビームの高表面反射を得、ビームの反りを防ぎ、反射効率の高いＧＬＶ素子を提供することができる。
【００５０】
図７は、本発明の光学ＭＥＭＳ素子を適用した光変調素子としてのＧＬＶ素子を用いた光学装置の一実施の形態を示す。本例ではレーザディスプレイに適用した場合である。
本実施の形態に係るレーザディスプレイ７１は、例えば、大型スクリーン用プロジェクタ、特にデジタル画像のプロジェクタとして、またはコンピュータ画像投影装置として用いられる。
【００５１】
レーザディスプレイ７１は、図７に示すように、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色のレーザ光源７２Ｒ，７２Ｇ，７２Ｂと、各レーザ光源に対して、それぞれ光軸上に順次、設けられたミラー７４Ｒ，７４Ｇ，７４Ｂ、各色証明光学系（レンズ群）７６Ｒ，７６Ｇ，７６Ｂ、及び光変調素子として機能するＧＬＶ素子７８Ｒ，７８Ｇ，７８Ｂとを備えている。
レーザ光源７２Ｒ，７２Ｇ，７２Ｂは、それぞれ例えば、Ｒ（波長６４２ｎｍ、光出力約３Ｗ）、Ｇ（波長５３２ｎｍ、光出力約２Ｗ）、Ｂ（波長４５７ｎｍ、光出力約１．５Ｗ）のレーザを射出する。
【００５２】
更に、レーザディスプレイ７１は、ＧＬＶ素子７８Ｒ，７８Ｇ，７８Ｂによりそれぞれ光強度が変調された赤色（Ｒ）レーザ光、緑色（Ｇ）レーザ光及び青（Ｂ）レーザ光を合成する色合成フィルタ８０、空間フィルタ８２、ディフューザ８４、ミラー８６、ガルバノスキャナ８８、投影光学系（レンズ群）９０、及びスクリーン９２を備えている。色合成フィルタ８０は、例えばダイクロイックミラーで構成される。
【００５３】
本実施の形態のレーザディスプレイ７１は、レーザ光源７２Ｒ，７２Ｇ，７２Ｂから射出されたＲＧＢ各レーザ光は、それぞれミラー７４Ｒ，７４Ｇ，７４Ｂを経て各色照明光学系７６Ｒ，７６Ｇ，７６Ｂから各ＧＬＶ素子７８Ｒ，７８Ｇ，７８Ｂに同期入力されるようになっている。
更に、各レーザ光は、ＧＬＶ素子７８Ｒ，７８Ｇ，７８Ｂによって回折されることにより空間変調され、これら３色の回折光が色合成フィルタ８０によって合成され、続いて空間フィルタ８２によって信号成分のみが取り出される。
次いで、このＲＧＢの画像信号は、ディフューザ８４によってレーザスペックルが低減され、ミラー８６を経て、画像信号と同期するガルバノスキャナ８８にり空間の展開され、投影光学系９０によってスクリーン９２上にフルカラー画像として投影される。
本実施の形態のレーザディスプレイ７１によれば、ＧＬＶ素子７８Ｒ，７８Ｇ，７８Ｂのコントラスト比が向上し、レーザ光源７２Ｒ，７２Ｇ，７２Ｂからのレーザ光の利用効率が向上する。
【００５４】
【発明の効果】
本発明に係る光学ＭＥＭＳ素子によれば、ビームを構成する光反射膜を兼ねる駆動側電極の表面粗度を１０ｎｍ以下に設定することにより、駆動側電極の反射率を９０％近傍以上の高反射率とすることができ、光学特性、特に反射効率、回折効率を向上することができる。
本発明に係る光学ＭＥＭＳ素子によれば、ビームを構成する光反射膜を兼ねる駆動側電極の膜応力を５００ＭＰａ以下に設定することにより、ビームの反り変形を抑制することができ、反射効率、回折効率を向上することができる。
本発明に係る光学ＭＥＭＳ素子によれば、ビームを構成する光反射膜を兼ねる駆動側電極の表面粗度を１０ｎｍ以下に設定し、駆動側電極の膜応力を５００ＭＰａ以下に設定することにより、駆動側電極の反射率を９０％近傍以上の高反射率とし、且つビームの反り変形を抑制することができ、より反射効率、回折効率を向上することができる。
【００５５】
本発明に係る光学ＭＥＭＳ素子によれば、ビームを構成する光反射膜を兼ねる駆動側電極を、配線層の成膜温度より低い成膜温度で形成することにより、駆動側電極の表面粗度が低減して反射率を高反射率９０％近傍以上の高反射率とすることができ、且つ駆動側電極の膜応力を５００ＭＰａ以下にしてビームの反り変形を抑制することができ、反射効率、回折効率を向上することができる。また、配線層を高い成膜温度で形成できるので、目的に合った厚膜が得られる。
本発明に係る光学ＭＥＭＳ素子によれば、ビームを構成する光反射膜を兼ねる駆動側電極を、室温〜３００℃未満の成膜温度で形成することにより、駆動側電極の表面粗度が低減して反射率を高反射率９０％近傍以上の高反射率とすることができ、且つ駆動側電極の膜応力を５００ＭＰａ以下にしてビームの反り変形を抑制することができ、反射効率、回折効率を向上することができる。また、配線層を３００℃〜４００℃の高い成膜温度で形成できるので、目的に合った厚膜が得られる。
本発明に係る光学ＭＥＭＳ素子によれば、ビームを構成する光反射膜を兼ねる駆動側電極を、配線層の成膜温度より低い室温〜３００℃未満の成膜温度で形成することにより、より反射効率、回折効率を向上させることができる。配線層も目的に合った厚膜が得られる。
【００５６】
本発明に係る光学ＭＥＭＳ素子の製造方法によれば、配線層と光反射膜を兼ねる駆動側電極を互いに独立に形成するので、両者を目的に合わせて成膜することができる。駆動側電極の成膜に際して、配線層の成膜温度より低い成膜温度で形成することにより、下地に配線層が有っても表面粗度を低減し、膜応力を低減することができ、高反射率を有し、ビームの反り変形を抑制できる駆動側電極を形成することができる。駆動側電極の膜厚の再現性も良くなる。従って、反射効率、回折効率の高い光学ＭＥＭＳ素子を精度良く且つ容易に製造することができる。
本発明に係る光学ＭＥＭＳ素子の製造方法によれば、特に、駆動側電極の成膜に際して、室温〜３００℃未満の成膜温度で形成することにより、下地に配線層が有っても表面粗度を低減し、膜応力を低減することができ、高反射率を有し、ビームの反り変形を抑制できる駆動側電極を形成することができる。駆動側電極の膜厚の再現性も良くなる。従って、反射効率、回折効率の高い光学ＭＥＭＳ素子を精度良く且つ容易に製造することができる。
本発明に係る光学ＭＥＭＳ素子の製造方法によれば、特に、駆動側電極の成膜に際して、配線層の成膜温度より低い室温〜３００℃未満の成膜温度で形成することにより、より高反射率を有し、ビームの反り変形を抑制できる駆動側電極を形成することができ、駆動側電極の膜厚の再現性も良くなる。従って、より反射効率、回折効率の高い光学ＭＥＭＳ素子を精度良く且つ容易に製造することができる。
本発明に係る光学ＭＥＭＳ素子の製造方法によれば、上記の成膜温度で駆動側電極を形成して、表面粗度が１０ｎｍ以下、又は及び膜応力が５００ＭＰａ以下の駆動側電極を形成することにより、反射効率、回折効率の高い光学ＭＥＭＳ素子を精度良く且つ容易に製造することができる。
【００５７】
本発明に係る回折型光学ＭＥＭＳ素子によれば、各ビームを構成する光反射膜を兼ねる駆動側電極の表面粗度を１０ｎｍ以下に設定することにより、駆動側電極の反射率を９０％近傍以上の高反射率とすることができ、反射効率、回折効率を向上することができる。
本発明に係る回折型光学ＭＥＭＳ素子によれば、各ビームを構成する光反射膜を兼ねる駆動側電極の膜応力を５００ＭＰａ以下に設定することにより、ビームの反り変形を抑制することができ、反射効率、回折効率を向上することができる。
本発明に係る回折型光学ＭＥＭＳ素子によれば、各ビームを構成する光反射膜を兼ねる駆動側電極の表面粗度を１０ｎｍ以下に設定し、駆動側電極の膜応力を５００ＭＰａ以下に設定することにより、駆動側電極の反射率を９０％近傍以上の高反射率とし、且つビームの反り変形を抑制することができ、より反射効率、回折効率を向上することができる。
【００５８】
本発明に係る回折型光学ＭＥＭＳ素子によれば、各ビームを構成する光反射膜を兼ねる駆動側電極を、配線層の成膜温度より低い成膜温度で形成することにより、駆動側電極の表面粗度が低減して反射率を高反射率９０％近傍以上の高反射率とすることができ、且つ駆動側電極の膜応力を５００ＭＰａ以下にしてビームの反り変形を抑制することができ、反射効率、回折効率を向上することができる。また、配線層を高い成膜温度で形成できるので、目的に合った厚膜が得られる。
本発明に係る回折型光学ＭＥＭＳ素子によれば、各ビームを構成する光反射膜を兼ねる駆動側電極を、室温〜３００℃未満の成膜温度で形成することにより、駆動側電極の表面粗度が低減して反射率を高反射率９０％近傍以上の高反射率とすることができ、且つ駆動側電極の膜応力を５００ＭＰａ以下にしてビームの反り変形を抑制することができ、反射効率、回折効率を向上することができる。また、配線層を３００℃〜４００℃の高い成膜温度で形成できるので、目的に合った厚膜が得られる。
本発明に係る回折型光学ＭＥＭＳ素子によれば、各ビームを構成する光反射膜を兼ねる駆動側電極を、配線層の成膜温度より低い室温〜３００℃未満の成膜温度で形成することにより、より反射効率、回折効率を向上させることができる。配線層も目的に合った厚膜が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ａ  本発明に係る光学ＭＥＭＳ素子の一実施の形態を示すように、断面図である。
Ｂ  図１Ａの斜視図である。
【図２】Ａ  本発明に係る光学ＭＥＭＳ素子の他の実施の形態を示すように、断面図である。
Ｂ  図２Ａの斜視図である。
【図３】Ａ〜Ｃ  本発明に係る光学ＭＥＭＳ素子の製造方法の一実施の形態を示す製造工程図（その１）である。
【図４】Ｄ〜Ｆ  本発明に係る光学ＭＥＭＳ素子の製造方法の一実施の形態を示す製造工程図（その２）である。
【図５】本発明に係る回折型光学ＭＥＭＳ素子となるＧＬＶ素子の実施の形態を示す斜視図である。
【図６】図５のＧＬＶ素子の断面図である。
【図７】本発明に係るＧＬＶ素子を光変調素子に用いた光学装置の一例のレーザディスプレイを示す構成図である。
【図８】Ａ，Ｂ  夫々本発明の検証に用いたＡｌ単膜構造の試料の構成図である。
【図９】Ａ，Ｂ  夫々本発明の検証に用いたＡｌ積層膜構造の試料の構成図である。
【図１０】図８及び図９の試料の反射率を示す特性図である。
【図１１】図９Ａ，Ｂの試料の波長と反射率の関係を示す特性図である。
【図１２】本発明の駆動側電極に相当するＡｌ膜の成膜温度を変化させたときの成膜されたＡｌ膜の膜応力、表面粗度、反射率の測定に用いたＡｌ積層膜構造の試料の構成図である。
【図１３】表面粗度と反射率の関係を示すグラフである。
【図１４】成膜温度と膜応力の関係を示すグラフである。
【図１５】成膜温度と表面粗度の関係を示すグラフである。
【図１６】成膜温度と反射率の関係を示すグラフである。
【図１７】Ａ  従来の片持ち梁式構造の光学ＭＥＭＳ素子の例を示す断面図である。
Ｂ  図１７Ａの斜視図である。
【図１８】Ａ  従来の両持ち梁式構造の光学ＭＥＭＳ素子の例を示す断面図である。
Ｂ  図１８Ａの斜視図である。
【符号の説明】
２１・・・光学ＭＥＭＳ素子、２２・・・基板、２３・・・駆動側電極、２４〔２４Ａ，２４Ｂ〕・・・支持部、２５・・・絶縁薄膜、２６・・・駆動側電極、２７・・・ビーム、２８〔２８Ａ，２８Ｂ〕、２８Ｃ・・・配線層、３１・・・シリコン基板、３２・・・シリコン酸化膜、３３・・・第１Ａｌ膜、３４・・・第２Ａｌ膜、３５〜３８・・・試料、３９・・・試料、４１・・・シリコン酸化膜、４２・・・犠牲層、５１・・・ＧＬＶ素子、５７〔５７１  〜５７５  〕・・・ビーム、５８〔５８Ａ，５８Ｂ〕・・・配線層
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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