(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械格子装置であって、
表面を有するベースと、
前記ベース層内に設けられる下部電導層と、
前記ベースの上に設けられ上部表面を有するスペーサ層であって、前記スペーサ層内に長手方向のチャンネルが形成され、前記チャンネルが、対向する第一の側壁及び第二の側壁と底部とを有し、前記側壁が前記底部に対して実質上垂直に配置され、前記チャンネルが前記機械格子装置の全体の長さに渡って一定の断面を持つスペーサ層と、
間隔を置かれお互いに平行になるように配置され前記チャンネルをまたぐ複数の変形可能リボン素子であって、前記チャンネルのそれぞれの側の上部表面に固定された複数の変形可能リボン素子と、
前記変形可能リボン素子の表面上に配置される電導層と、
前記スペーサ層内を通って、前記ベース内の下部電導層と前記変形可能リボン素子の表面上に配置される電導層との間を電気的に接続する相互接続部と、を有することを特徴とする機械格子装置。
【請求項２】
請求項１記載の機械格子装置であって、前記チャンネルの底部に配置される複数の隔離碍子を有することを特徴とする機械格子装置。
【請求項３】
請求項１記載の機械格子装置であって、前記変形可能リボン素子の表面上に配置される電導層は光反射性を備えることを特徴とする機械格子装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機械格子装置を使用し入射光ビームを変調する分野に関し、特に、回析した光ビームの出力が大幅に改善された機械格子装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ミクロ機械加工技術の進歩により、低価格ディスプレイに応用するための光変調器を含む様々な超小型電気機械システム（Ｍｉｃｒｏ−ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｙｓｔｅｍｓ）（ＭＥＭＳ）が可能となった。このような変調器は、高解像度と、高い機能速度（ＫＨｚフレーム率）と、複数のグレースケール段階と、色の適合性と、高いコントラスト比と、ＶＬＳＩ技術との互換性とを有する。このような変調器の一つが、１９９４年５月１０日に発行されたブルーム等（Ｂｌｏｏｍ  ｅｔ  ａｌ．）への米国特許第５，３１１，３６０号、「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｎｇ  ａＬｉｇｈｔ  Ｂｅａｍ」に記載されている。この変調器は、ミクロ機械加工された反射性位相格子である。この装置は、一定間隔に配置された複数の変形可能素子を有し、これらを桁の形で基板の上に両端から吊るし格子を形成する。変形可能素子は金属層を有し、この金属層は、電極として、また入射光の反射表面として機能する。基板もまた反射性であり、別個の電極を含む。変形可能素子は、λ／４の厚さに設計されており、ここでλは入射光源の波長である。これらは、基板の上λ／４の距離に、基板と平行に支持されている。変形可能素子が作動した時（例えば十分な切り替え電圧が印加された時）は、変形可能素子は下に引かれ、入射光が回析される。光学システムは、この回析された光を遮断することができる。ディスプレイに応用するためには、複数の変形可能素子が同時に作動させるために集められてピクセルを形成し、このようなピクセルのアレイが使われて像を形成する。更に、格子は本来、分散的なため、この変調器はカラーディスプレイに使用できる。
【０００３】
１９９７年１０月１４日にブルーム等へ発行された米国特許第５，６７７，７８３号、「Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｍａｋｉｎｇ  ａ  Ｄｅｆｏｒｍａｂｌｅ  Ｇｒａｔｉｎｇ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｎｇ  ａ  Ｌｉｇｈｔ  Ｂｅａｍ  ａｎｄ  Ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ  Ｍｅａｎｓ  ｆｏｒ  Ｏｂｖｉａｔｉｎｇ  Ｓｔｉｃｔｉｏｎ  Ｂｅｔｗｅｅｎ  Ｇｒａｔｉｎｇ  Ｅｌｅｍｅｎｔｓ  ａｎｄ  Ｕｎｄｅｒｌｙｉｎｇ  Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ」は、光ビームを変調するための変形可能な格子装置の製造方法に関し、格子素子とその下の基板との間の静止摩擦を除去する手段を含む。図１に、従来技術の光変調器１０の斜視切取図を示す。絶縁保護層２４が、シリコン基板２２上に蒸着される。その後、二酸化シリコン犠牲層１６が蒸着される。次に、窒化シリコン層２６が蒸着され、ここに変形可能素子１２が設けられる。二酸化シリコン犠牲層１６及び窒化シリコン層２６の厚さの両方が、格子装置の振幅変調すなわち効率を決定する際に重要である。桁がそれ自体の自立機構でたっていられるようにするために、二酸化シリコン犠牲層１６は、活動範囲ではエッチングされる。残りの除去されていない二酸化シリコン犠牲層１６は、変形可能素子１２の支持フレーム１４として機能する。製造の最後の過程では、アルミニウム膜３０を用意し、桁の反射率を高め、変形可能素子１２と基板２２との間に電荷を印加するための電極を設ける。
【０００４】
この従来技術の装置には多くの問題が存在する。酸化物犠牲層１６及び窒化シリコン層２６の両方の厚さがそれぞれλ／４である必要がある。これらの厚さが変調器の格子振幅を決定するため、その寸法は重要である。これらの厚さのどちらかに差が有ると、オフ状態において望まれない光の回析を生じ、同時にオン状態においての回析効率を低くするため、コントラスト比が低くなる。変形可能素子１２の機械的な性質を最適化するための、厚さを調節する方法は存在しない。
【０００５】
この装置の構成には、酸化物犠牲層１６を除去する際に、決められたエッチングストップが存在しない。このため、残存する酸化物犠牲層１６を支持フレーム１４として機能させるためには、注意深く制御された時間依存のエッチングを必要とする。桁の間を湿式エッチングすることにより、変形可能素子１２の、支持フレーム１４と接触する下部に均一でない壁が残る。このような効果は、装置の電子機械的な性質に影響を及ぼす。酸化物犠牲層を除去するためのエッチング処理もまた、湿式処理である。この湿式処理ステップでは、静止摩擦が発生する傾向があり、変形可能素子が基板に付着し付着したままになる傾向があることが知られている。特殊な乾燥技術を使い、この問題を解決することはできるが、これにより処理が複雑化する。乾式処理を使い犠牲層を除去することが望ましい。
【０００６】
１９９７年８月２６日にボーンステイン等（Ｂｏｒｎｓｔｅｉｎｅｔａｌ．）に発行された米国特許第５，６６１，５９２号、「Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｍａｋｉｎｇ  ａｎｄ  ａｎ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  ａ  Ｆｌａｔ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｇｒａｔｉｎｇ  Ｌｉｇｈｔ  Ｖａｌｖｅ」は、この従来技術の装置の問題に取り組む変形可能格子装置の製造方法を記載する。基板の上に絶縁層が蒸着される。燐珪酸ガラス（Ｐｈｏｓｐｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ  Ｇｌａｓｓ）（ＰＳＧ）犠牲層が次に蒸着される。この燐珪酸ガラス（ＰＳＧ）犠牲層の、変形可能格子素子が形成される領域以外が選択的に除去され、燐珪酸ガラス（ＰＳＧ）犠牲層がパターン化される。燐珪酸ガラス（ＰＳＧ）は高温でリフローイングされ、その側壁の角度を小さくされる。次に、窒化シリコンが燐珪酸ガラス（ＰＳＧ）の上に一致して蒸着され、変形可能素子へパターン化される。そして、燐珪酸ガラス（ＰＳＧ）犠牲層が、湿式エッチングによって除去される。燐珪酸ガラス（ＰＳＧ）犠牲層を選択的にパターン化することにより、桁の下の領域は、燐珪酸ガラス（ＰＳＧ）犠牲層のリフローイングの均一性のため、より均一となる。しかしここでも、燐珪酸ガラス（ＰＳＧ）犠牲層の除去は湿式処理によるため、上述の問題点を有する。
【０００７】
窒化シリコンの、パターン化された燐珪酸ガラス（ＰＳＧ）犠牲層領域によって形成された「ステップの丘」（ｓｔｅｐ  ｈｅｉｇｈｔ）の上への一致蒸着はまた、このステップの丘によって決定される地形を有する。変形可能素子をパターン化する際に、この地形が変形可能素子間の最低距離を制限する。素子間の距離が大きくなると、光の散乱が大きくなり、格子の効率を低くする。燐珪酸ガラス（ＰＳＧ）犠牲層の使用はまた、高温のリフローイングステップを必要とし、これにより同一基板上でのＣＭＯＳ回路との統合が複雑化する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術の装置には一つの問題点があり、これは装置全体において、一定の断面の変形可能リボン素子を設けないという点である。この欠点のため、回析格子装置の効率が低くなっている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的の一つは、装置の回析効率を高めるために、変形可能素子の作動状態が同一である機械格子装置を提供することである。
【００１０】
この目的を達成するために本発明の機械格子装置は、表面を有するベースと、前記ベースの上に設けられ上部表面を有するスペーサ層であって、前記スペーサ層内に長手方向のチャンネルが形成され、前記チャンネルが、対向する第一の側壁及び第二の側壁と底部とを有し、前記側壁が前記底部に対して実質上垂直に配置され、前記チャンネルが機械格子装置の全体の長さに渡って一定の断面を持つスペーサ層と、間隔を置かれお互いに平行になるように配置され前記チャンネルをまたぐ複数の変形可能リボン素子であって、前記チャンネルのそれぞれの側の上部表面に固定された複数の変形可能リボン素子と、を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明のもう一つの目的は、装置の回析効率を高めるために、変形可能素子の作動状態が同一である電気機械格子装置を提供することである。
【００１２】
これらの目的を達成するために、電気機械格子装置は、表面を有するベースと、前記ベース内に設けられた下部電導層と、前記ベースの上に設けられ上部表面を有するスペーサ層であって、前記スペーサ層内に長手方向のチャンネルが形成され、前記チャンネルが、対向する第一の側壁及び第二の側壁と底部とを有し、前記側壁が前記底部に対して実質上垂直に配置され、前記チャンネルが機械格子装置の全体の長さに渡って一定の断面を持つスペーサ層と、間隔を置かれお互いに平行になるように配置され前記チャンネルをまたぐ複数の変形可能リボン素子であって、前記チャンネルのそれぞれの側の上部表面に固定され、変形可能リボン素子の各々が電導層を備える複数の変形可能リボン素子と、を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明による機械的又は電気機械的な格子装置の利点の一つは、変形可能なリボン素子の下のチャンネル壁の場所をより明確に決定することにより再現可能なリボンの長さを可能にすることである。変形可能なリボン素子の再現可能な長さは、共鳴振動数、作動速度、共鳴カプリングによる減衰効果、及びリボン層の連続的な範囲の下における空気の流れの制限、などに影響を及ぼす。更なる利点の一つは、作動が例えば、熱又は機械的な力による始動によって行われることもできる点である。作動は、基板の上でのリボンの高さを変化させるために加えられた力によるリボンの変形である。
【００１４】
電気機械格子装置の利点の一つは、基板（例えばシリコンウェーハ又はガラス）の表面に地面を形成することにより、上面へのアクセス及び基板内でのよりよい電荷の閉じ込めを可能にする点である。
【００１５】
これに加え、装置の構成及び材料は、標準のＣＭＯＳ製造方法と互換性があるように選択され、電気機械格子の製造をＣＭＯＳ回路の統合と互換性を持たせる製造処理順序を可能にする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図２において、入射光ビーム１１の回析の説明を示す。光学表面の周期的な波形（すなわち回析格子）が、入射光ビーム１１の方向に摂動を起こさせることは広く知られている。空気から格子への平行な入射光は、複数の異なる次数に回析され、これは、格子方程式（１）で表される。
【００１７】
【数１】
0004410891.tif 000002
ここでλは入射光の波長であり、ｍは回析次数を示す整数である。図２は、入射光１１が角度θ0で入射する反射性格子１０を示す。この格子の表面は、周期Λを持つように決定され、このΛが式１に示す関係に従って、回析角度を決定する。回析次数ｍに対応する回析されたビーム１３は、θmの角度で格子１０から出る。
【００１８】
図２に示す回析格子１０は、二進又は二段階格子であり、格子の形が方形波である。使用率（ｄｕｔｙ  ｃｙｃｌｅ）は、溝の幅Ｌ1と格子周期Λとの比率として定義される。二進位相格子は、使用率が０．５に等しく、反射率Ｒが１．０に等しい時に最大の回析効率を持つ。
【００１９】
反射率が一律及び使用率が０．５の時、方程式２に示すスカラー回析理論が、回析の理論上の効率を計算するために適切である（M. Born and E. Wolf, Princples of Optics 6th ed., Pergamon Press, Oxford, 1980, pp 401-405を参照）。
【００２０】
【数２】
0004410891.tif 000003
ここでｑmは幾何学的な係数であり、垂直の入射に対しては、
【数３】
0004410891.tif 000004
である。
【００２１】
垂直に入射する照明の場合、一次（ｍ＝１）では、格子の深さｄがλ／４と等しい時に効率が最大となる。このような格子は、興味対象の格子（λ／Λ≦０．５）に対しては、＋１及び−１次数にそれぞれ約４０％の等しい格子効率を持ち、残りの光は、高い奇数次数に回析される（すなわち±３、±５など）。
【００２２】
図３は、本発明の機械格子装置１００の斜視部分切取図である。この機械格子装置１００の機械的に変形可能な構成は、ベース５０の上に形成される。図３に示す本実施形態は、機械格子装置１００に関し、この装置は、静電力を加えることにより稼動できる。機械格子装置１００が静電力によって作動するという事実により、ベース５０はいくつかの異なる材料の層を有する。ベース５０は、基板５２を有する。基板５２の材料は、ガラス、プラスチック、金属、及び半導体物質の中から選択される。基板５２は、下部電導層５６によって覆われている。本実施形態では、機械格子装置１００を作動させる電圧を印加する電極として機能させるために、薄い下部電導層５６が必要である。この薄い下部電導層５６は、保護層５８によって覆われている。下部電導層５６は、アルミニウム、チタン、金、銀、タングステン、シリコン合金、及び酸化すずインジウムからなる集合から選択される。保護層５８の上には、隔離碍子層６０が形成され、その後スペーサ層６５が形成される。スペーサ層６５の上には、リボン層７０が形成され、このリボン層７０は反射層７８によって覆われる。本実施形態では、反射層７８もまた、機械格子装置１００の作動のための電極を設けるために電導性である必要が有る。電極は、反射性及び電導性層７８からパターン化される。
【００２３】
スペーサ層６５には、長手方向のチャンネル６７が形成される。長手方向のチャンネル６７は、第一の側壁６７ａと、第二の側壁６７ｂと、底部６７ｃとを備える。チャンネル６７の上部には空きがあり、変形可能リボン素子の第一の集合７２ａ及び第二の集合７２ｂによって覆われている。変形可能リボン素子７２ａ及び７２ｂの各々は、チャンネル６７上にまたがり、チャンネル６７のどちらかの側でスペーサ層６５の表面に保持されている。チャンネル６７の底部６７ｃは、保護層５８によって覆われている。前述のように、リボン層７０は反射層７８によって覆われている。反射層７８（電導性）は、第一の電導領域７８ａ及び第二の電導領域７８ｂが存在するようにパターン化される。第一の電導領域７８ａと第二の電導領域７８ｂの両方が、パターン化に従い、櫛状の構成を持ち、互いに入り込むように機械格子装置１００の表面に配置されている。第一の電導領域７８ａ及び第二の電導領域７８ｂは、機械的にお互いから離され、また電気的にお互いから絶縁されている。リボン層７０は、反射層７８のパターンに従い、同様のパターンにパターン化される。この結果、チャンネル６７にまたがる変形可能リボン素子の第一の集合７２ａと第二の集合７２ｂが、チャンネル６７の方向に存在する。この時、一つの集合に属する変形可能リボン素子と他方の集合に属する変形可能リボン素子とが交互に配置される。
【００２４】
図３に示す実施形態では、複数の隔離碍子６１が、チャンネル６７の底部６７ｃに配置される。隔離碍子６１は、一連の隔離碍子６１が変形可能リボン素子の第一の集合７２ａ又は第二の集合７２ｂのどちらかのみと関連するように、隔離碍子層６０からパターン化される。図示する実施形態では、一連の隔離碍子６１が、変形可能リボン素子の第二の集合７２ｂと関連する。隔離碍子６１はまた、一つの棒として形成することもできる。
【００２５】
図４において、本発明の機械格子装置の平面図を示す。第一の観察面Ａ−Ａは、機械格子装置１００の長手方向に垂直であり、図７から図９に機械格子装置１００の、この平面における断面図を示す。第二の観察面Ｂ−Ｂは、機械格子装置１００の第一の観察面Ａ−Ａに垂直であり、図５及び図６に機械格子装置１００の、この平面における断面図を示す。図４に示す機械格子装置１００は、静電力を加えることによって作動できる装置である。第一電導領域７８ａ及び第二電導領域７８ｂは、機械格子装置１００の表面に形成される。第一電導領域７８ａ及び第二電導領域７８ｂは、お互いから離され、変形可能リボン素子の第一の集合７２ａ又は第二の集合７２ｂのどちらかに電圧を印加できるようにする。第一電導領域７８ａは変形可能リボン素子の第一の集合７２ａに電圧を印加し、第二電導領域７８ｂは変形可能リボン素子の第二の集合７２ｂに電圧を印加する。第一電導領域７８ａは、ベース５０に示す下部電導層５６と接触する（図８を参照）。薄い下部電導層５６は、チャンネル６７の底部６７ｃの下にあるいずれかの層の上に形成すればよい。図４においては、スペーサ層６５及び保護層５８の領域が見えるが、これは、変形可能リボン素子の第一の集合７２ａ及び第二の集合７２ｂが電気的に絶縁され機械的に離されるように、第一電導層７８ａ及び第二電導層７８ｂがパターン化されているからである。機械格子装置１００の運用にあたっては、薄い下部電導層５６と第一電導層７８ａ又は第二電導層７８ｂとの間の電圧差によって静電力が発生する。この第一電導層７８ａ及び第二電導層７８ｂはそれぞれ変形可能リボン素子７２ａ及び７２ｂの上に形成される。変形可能リボン素子７２ａ又は７２ｂの各々の下部表面７０ｂに電導層を形成することもできることは容易に理解できるであろう。これに加え、電導層を各変形可能リボン素子７２ａ及び７２ｂに配置することも可能である。
【００２６】
図５は、面Ｂ−Ｂにおける断面図であり、第二の電導７８ｂに電圧が印加されていない機械格子装置１００を示す。薄い下部電導層５６と第一電導層７８ａ又は第二電導層７８ｂとの間に電圧が印加されていない場合は、全てのリボン素子７２ａ及び７２ｂが共面である。なお第一電導層７８ａ及び第二電導層７８ｂは、変形可能リボン素子７２ａ及び７２ｂの各々の上に形成されている。図５に示す実施形態では、変形可能リボン素子７２ａ及び７２ｂの上部表面は、反射性であり電導性でもある層７８ａ及び７８ｂであり、共面のリボン素子７２ａ及び７２ｂの上部表面７０ａを決定する。リボン素子７２ａ及び７２ｂの、機械格子装置１００のベース５０を向いている表面は、下部表面７０ｂとされる。ベース５０の上部表面５０ａには、複数の隔離碍子６１が形成される。各隔離碍子６１は、上部表面５４ａを有し、この表面はリボン素子７２ａ及び７２ｂの下部表面６４ａに向いている。チャンネル６７の深さは、リボン素子７２ａ及び７２ｂの下部表面７０ｂとベース５０の上部表面５０ａ又は隔離碍子６１の上部表面５４ａとの距離によって決定される。複数の隔離碍子６１はベース５０の上部表面５０ａに、変形可能リボン素子７２ａ及び７２ｂが一つおきに（ここでは、変形可能リボン素子の第二の集合７２ｂ）、隔離碍子６１と関連するように配置される。図５に示す実施形態では、ベース５０が基板５２を有し、この基板５２が下部電導層５６をその上に備える。基板５２と下部電導層５６とのサンドイッチは、保護層５８で覆われ、この保護層５８がベース５０の最上層である。
【００２７】
図６は、面Ｂ−Ｂに沿っての断面図であり、変形可能リボン素子の第二の集合７２ｂの作動を説明するために、第二の電導領域７８ｂに電圧が印加された機械格子装置１００を示す。図６は、例えば変形可能素子の第二の集合７２ｂ上の電導層７８ｂと下部電導層５６との間に電圧が印加された場合の、変形可能リボン素子の第二の集合７２ｂの高さの変化を示す。電圧差に従って、作動されたリボン（ここでは変形可能リボン素子の第二の集合７２ｂ）が、隔離碍子６１と接触する。共面で作動されていないリボン素子７２ａの上部表面７０ａと、共面で作動されたリボン素子７２ｂの上部表面５４ｂとの距離は、チャンネル６７の深さ及び隔離碍子６１の高さを制御することにより、回析の効率を最大化するように設計されている。リボン層７０の厚さＤは、作動に必要な静電力と、リボン層７０の引張り応力により装置の速度及び共鳴振幅に影響するリターン力とに影響を及ぼすことにより、性能を最適化するように選択されている。
【００２８】
図７は、図４に示す面Ａ−Ａにおける断面図を示し、リボン層７０と、ベース５０との間の相互接続７５を設けることを示す。図示する実施形態では、ベース５０は基板５２を有し、この基板５２は下部電導層５６によって覆われ、この下部電導層５６が表面５６ａを決定する。下部電導層５６の上には、保護層５８が形成される。下部電導層５６への接触は、複層の装置を貫通する少なくとも一つの開口部７４をエッチングし達成される。この複層の装置はベース５０（ベース５０の構成は上述を参照）を有し、このベース５０は表面５３を決定する。この表面は、隔離碍子層６０によって覆われ、この隔離碍子層６０はチャンネル６７の範囲内でパターン化されている。このパターン化処理が、複数の隔離碍子６１を設ける。隔離碍子層６０はスペーサ層６５によって覆われており、このスペーサ層６５にチャンネル６７が形成される。このチャンネル６７は、スペーサ層６５の材料とは違う物質６６によって埋められている。チャンネル６７内の物質６６及びスペーサ層の材料が、後に形成される変形可能リボン素子７２ａ及び７２ｂの共面の表面６４ａを決定する。好適には、共面の表面６４ａが、後に形成されチャンネル６７にまたがる変形可能リボン素子７２ａ及び７２ｂの長さ全体に渡って正確に光学的に共面であり、光ビームがリボン層７０に沿って走査された時に、ビームが素子７２ａ又は７２ｂのへりに当たらなかったとすると、チャンネル６７内の物質６６の除去の前に表面６４ａ又は下部表面７０ｂから反射したビームがいつでも鏡のように反射するようにする。光工学の分野では広く知られるように、このためには、表面の平面性が２００オングストローム以下であることが必要とされる。この場合、物質６６の除去の後も表面７０ｂが光学的に共面として残り、リボン素子の材料が均一の厚さで均一の引張り応力で蒸着されると、物質６６を除去した後、リボン素子７２ａ及び７２ｂは、その下部表面及び上部表面の両方で光学的に共面として残る。また、この場合、リボン素子７２ａ及び７２ｂは、スペーサ層６５に接触する部分において機械的な不整がなく、従って、装置の運用中は、リボンが均一に予測可能に引かれることを確実にする。共面の表面６４ａの上にはリボン層７０が形成される。開口部７４は例えばアルミニウム合金などの厚い電導層７６で埋められる。電導層７６は、写真平板処理及びエッチング方法によって厚い電導層７６が被覆する小さな範囲に制限される。
【００２９】
図８は、図４に示す平面Ａ−Ａに沿った断面図であり、反射層７８を設けることを示す。本実施形態では、変形可能素子７２ａ及び７２ｂに加えられる力が静電力であるため、リボン層７０の上に蒸着される反射層７８もまた電導性である。電導層が反射性でもあることは、回析の効率を高めるため、これは最適な組合わせである。
【００３０】
図９において、図４に示す面Ａ−Ａにおける断面図を示し、最終処理ステップ後の装置を示す。図９に示すように、電導層７８及びリボン層７０は、写真平面処理を使ってパターン化される。最初に、電導層７８がエッチングされ、次にリボン層７０が、残った反射層７８をエッチングのマスクとして使ってエッチングされる。このエッチング処理により、電導層７８の第一電導領域７８ａ及び第二電導領域７８ｂが決定され、第一電導領域７８ａ及び第二電導領域７８ｂにより、電気的な絶縁及び機械的な隔離を達成する。最後に、チャンネル６７を埋める犠牲層６６が、乾式エッチング方法により、二フッ化キセノンを使い除去され、装置は図９の断面図に示すようなものとなる。パターン化された変形可能リボン素子７２ａ及び７２ｂは、チャンネル６７の上に吊り下げられる。好適には、リボン素子７２ａ及び７２ｂが、その長さ全体において正確に光学的に共面である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来技術の格子装置の斜視部分切取図である。
【図２】  ２段階反射性位相格子からの回析を示す図である。
【図３】  本発明の機械格子装置の斜視部分切取図である。
【図４】  本発明の機械格子装置の平面図である。
【図５】  図４に示す面Ｂ−Ｂに沿った断面図であり、一つの実施形態において変形可能リボンに力が加えられていないものを示す。
【図６】  図４に示す面Ｂ−Ｂに沿った断面図であり、一つの実施形態において変形可能リボンに力が加えられているものを示す。
【図７】  図４に示す面Ａ−Ａに沿った断面図であり、リボン層とベースとの間に相互接続を設けることを示す。
【図８】  図４に示す面Ａ−Ａに沿った断面図であり、反射層を設けることを示す。
【図９】  図４に示す面Ａ−Ａに沿った断面図であり、最終処理ステップ後の装置を示す。
【符号の説明】
１０  回析格子、１１  入射光ビーム、１２  変形可能素子、１３  回析されたビーム、１４  フレーム、１６  スペーサ層、２２  基板、２４  絶縁保護層、２６  窒化シリコン層、３０  アルミニウム膜、５０  ベース、５０ａ  ベースの上部表面、５２  基板、５３  ベースの表面、５４ａ  隔離碍子の上部表面、５４ｂ  作動されたリボン素子の上部表面、５６  薄い下部電導層、５６ｂ  電導層の表面、５８  保護層、６０  隔離碍子層、６１  隔離碍子、６４ａ  共面な表面、６５  スペーサ層、６６  チャンネル６７に埋められた物質、６７  チャンネル、７０  リボン層、７０ａ  共面リボン素子の上部表面、７０ｂ  共面リボン素子の下部表面、７２ａ  変形可能リボン素子の第一の集合、７２ｂ  変形可能リボン素子の第二の集合、７４  開口部、７５  相互接続、７６  厚い電導層、７８  反射層、７８ａ  第一電導領域、７８ｂ  第二電導領域、１００機械格子装置、Ａ−Ａ  第一の観察面、Ｂ−Ｂ  第二の観察面、θ0 入射光ビームの角度、ｍ  回析次数、θm 回析された光ビームが出る角度、Ｌ1 溝の幅、Λ  格子の周期、ｄ  格子の深さ、Ｄ  リボン層の厚さ。
【図１】
0004410891.tif 000005
【図２】
0004410891.tif 000006
【図３】
0004410891.tif 000007
【図４】
0004410891.tif 000008
【図５】
0004410891.tif 000009
【図６】
0004410891.tif 000010
【図７】
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【図８】
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【図９】
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