JP2003140064A

JP2003140064A - 機能デバイス、その製造方法及び駆動回路

Info

Publication number: JP2003140064A
Application number: JP2002226416A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Okumura; 俊之奥村
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2001-08-17
Filing date: 2002-08-02
Publication date: 2003-05-14
Anticipated expiration: 2022-08-02
Also published as: JP4019847B2

Abstract

(57)【要約】【課題】多チャンネル化しても大型化することを抑制
でき、更に、低コスト化及び光通信の信頼性の向上を図
った機能デバイス、その製造方法及び駆動回路を提供す
る。【解決手段】駆動回路基板２を設け、この駆動回路基
板２に積層するように、ミラー基板１を設ける。ミラー
基板１には、例えば９個のミラー素子１１を設け、（３
行×３列）のマトリクス状に配列する。ミラー素子１１
は微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）により作製する。
また、駆動回路基板２には絶縁性の基板を設け、この基
板上にミラー素子１１を駆動する駆動回路を設ける。駆
動回路基板２は、熱硬化性接着剤からなる樹脂層３を介
してミラー基板１に接合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は入力された信号の変
換、経路の変更、波長の選択及び導通／非導通等の加工
処理を行う機能素子を備えた機能デバイスに関し、特
に、機能素子の動作が微小電気機械により制御される機
能デバイスに関する。

【０００２】

【従来の技術】波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Div
ision Multiplexing）方式の光ファイバーシステムのよ
うな光波通信ネットワークシステムにおいて、光の経路
をスイッチングする技術及び入射した光から任意の波長
の光を選択する技術の必要性が高まっている。この光波
通信ネットワークシステムにおいて、ネットワーク上の
各ノードでは、複数の波長の光から所定の波長の光を選
択し分岐した後、この光の経路変更を行う光スイッチが
使用される。今後予想される通信情報伝送量の増大に伴
い、光スイッチ等の光デバイスの多チャンネル化、大規
模化が要求されている。

【０００３】このうち、光スイッチは、光を光／電気変
換すること無しに光のまま経路変換するため、遅延時間
を最小化でき、転送速度に依存せず、拡張性を有する等
の特長をもつ。従来、光スイッチを実現する方法とし
て、光ファイバーの機械的運動による方法、ファラデー
回転に基づいて行う方法、反射ミラーを使用して行う方
法等が提案されている。

【０００４】このうち、反射ミラーを使用し、この反射
ミラー及びこの反射ミラーの駆動装置に微小電気機械シ
ステム（ＭＥＭＳ：Micro Electro Mechanical Syste
m）を使用する光スイッチは、半導体集積回路を製造す
る微細加工技術を利用して製造しているため、機能集積
化、アレイ化、可動立体構造の小型化、高精度化が可能
であり、コスト低減、大規模化に対して有利であり、今
後の多チャンネル化に伴う光スイッチの大規模化の必要
性に十分に応えられる光デバイスとして期待されてい
る。

【０００５】例えば、特開２０００−３１４８４６号公
報には、ＭＥＭＳにより形成された反射ミラーが開示さ
れている。即ち、特開２０００−３１４８４６号公報に
は、支持体にビーム部によって回動可能に連結された反
射ミラーを設け、前記支持体に電極を取り付け、この電
極に電圧を印加することにより、この電極と前記反射ミ
ラーとの間の静電力によって前記反射ミラーの動作を制
御する技術が開示されている。また、特開２００１−１
１７０２５号公報にも、ＭＥＭＳにより形成された反射
ミラーが開示されている。更に、特開平１１−３３０２
５４号公報には、スイッチ手段を備えた半導体装置にお
いて、前記スイッチ手段が、基板上に形成された複数の
ＭＯＳトランジスタと、このＭＯＳトランジスタ上に形
成されたＭＥＭＳである複数のスイッチ素子とを備え、
このスイッチ素子においては移動可能に設けられた配線
をクーロン力により移動させることによりスイッチング
を行う技術が開示されている。特開平１１−３３０２５
４号公報には、これにより、半導体装置において、前記
ＭＯＳトランジスタにより不変的な接続を行い、前記ス
イッチ素子により可変的な接続を行うことにより、自由
度が高い論理可変ＬＳＩを実現できると記載されてい
る。

【０００６】更にまた、特開平１１−１４４５９６号公
報には、半導体モノシリックマイクロ波集積回路基板上
にＭＥＭＳにてＲＦスイッチを形成する技術が開示され
ている。この技術は、基板上にシーソー状に回動可能に
支持されたビームを設け、このビームの近傍に配置され
た電極に電圧を印加することにより、ビームと電極との
間に静電気力を発生させ、ビームを回動させる。これに
より、基板上に形成された端子とビームの下面に形成さ
れた端子とを接触させたり非接触にしたりして、スイッ
チを開閉するものである。特開平１１−１４４５９６号
公報には、これにより、感度が良好なＲＦスイッチをア
レイ状に形成できると記載されている。

【０００７】一方、米国特許第５，９６３，７８８号
（Carole C. Barron et. al.）においては、ＭＥＭＳ素
子が形成される基板と同一のシリコン基板上に、このＭ
ＥＭＳ素子を駆動する駆動回路を作製する技術が開示さ
れている。

【０００８】また、特開２００２−３６２００号公報に
は、ＭＥＭＳデバイスモジュールとＭＥＭＳデバイスア
レイを駆動するために必要なＩＣ制御回路モジュールと
を共通のシステム相互接続基板上に集積する技術が開示
されている。これにより、ＭＥＭＳデバイス及びＩＣモ
ジュールを、交換又は修理のために容易に取り外すこと
ができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の技術には以下に示すような問題点がある。反射ミ
ラー又はＲＦスイッチ等の機能素子の駆動力として、静
電気力、磁気力、圧電効果、熱膨張等が利用されるが、
このような機能素子を備えた装置には、これらの駆動力
を発生させるための駆動回路が必要である。例えば、反
射ミラーの駆動力として静電気力を使用する場合には、
電圧を発生する印加電圧発生回路の他に、駆動させる微
小電気機械を選択し制御するための駆動回路が必要とな
る。

【００１０】例えば、前述の特開２００１−１１７０２
５号公報の図１に示されているように、従来、このよう
な駆動回路は、反射ミラー等の機能素子及びこの機能素
子を駆動する駆動装置（以下、総称してＭＥＭＳ素子と
いう）を形成する基板とは別の基板上に作製され、ワイ
ヤボンディング又はフレキシブル基板等によってＭＥＭ
Ｓ素子が形成された基板に接続されている。このため、
光デバイスが多チャンネル化により大規模化し、駆動す
るＭＥＭＳ素子数が増大すると、前記駆動回路を個々の
ＭＥＭＳ素子に接続する配線の数及び駆動回路の規模が
増大し、装置全体が大型化してしまうという問題があ
る。即ち、ＭＥＭＳ素子を駆動制御するためには電極が
必要であるが、多チャンネル化、アレイの大規模化に伴
い外部との間で駆動制御信号を入出力するための端子数
が増大し、そのための配線の引き回しに必要な領域も大
型化する。例えば、一つのＭＥＭＳ素子の駆動に２電極
必要とすると、ｎ行ｎ列(ｎは整数)正方マトリックス配
置(アレイ化)すると電極数は２ｎ^２個となり、これと同
数の端子をデバイスに設ける必要があり、更に、これら
の端子に接続する配線の引き回し領域も大型化する。

【００１１】また、米国特許第５，９６３，７８８号に
開示された技術においては、シリコン基板表面にキャビ
ティー部を設け、このキャビティー部にＭＥＭＳ素子を
作製した後、前記シリコン基板表面における前記キャビ
ティー部とは異なる領域に駆動回路を形成するため、駆
動回路形成時においてＭＥＭＳ素子を保護する工程が必
要となり、また、駆動回路形成後に平坦化加工を行う工
程が必要となる。このため、工程数が増加するという問
題点がある。また、多チャンネル化を実現するために数
千個のＭＥＭＳ素子からなる光反射ミラーをアレイ状に
配列する場合、シリコン基板表面におけるキャビティー
部が占める面積の比率が増大し、装置の作製時において
シリコン基板の機械的強度が弱くなるという問題点があ
る。

【００１２】更に、特開２００２−３６２００号公報に
開示された技術においては、複数のＭＥＭＳモジュール
を交換可能な状態で相互接続基板上に配置するため、モ
ジュール間の位置合せ精度を確保することが必要とな
る。例えば、ＭＥＭＳモジュールが光通信に使用するミ
ラーを含む場合には、モジュール間の光路を精密に確保
する必要がある。このため、組立工程が複雑化するか、
又は組立後の装置の信頼性が低くなる。また、各ＭＥＭ
Ｓモジュールがそれ自体で密封された構造をとるため、
ＭＥＭＳチップよりも体積が大きく、アレイの大規模化
においては装置が大型化するといった問題点がある。

【００１３】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、多チャンネル化における配線数の増大によ
る大型化を抑制でき、製造が容易であり、強度が高く、
低コスト化及び信頼性の向上を図った機能デバイス及び
その製造方法並びにこの機能デバイスに搭載する駆動回
路を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明に係る機能デバイ
スは、入力された信号を加工して出力する複数の機能素
子と、基板及びこの基板上に設けられ前記機能素子を駆
動する駆動回路を備えた駆動回路基板と、絶縁性材料か
らなり前記機能素子と前記駆動回路基板とを相互に接合
する絶縁層及びこの絶縁層中に設けられ前記機能素子と
前記駆動回路とを相互に接続する接続端子を備えた接合
層と、を有することを特徴とする。

【００１５】本発明においては、機能素子及びこの機能
素子を駆動する駆動回路を備えた駆動回路基板を設け、
機能素子と駆動回路基板とを接合層により接合すること
により、機能素子が多数になり機能デバイスが多チャン
ネル化した場合においても、駆動回路の面積の増大によ
り機能デバイス全体が大型化することを抑制することが
できる。また、駆動回路と機能素子との間の距離を小さ
くできるため、両者間の配線を可及的に短くすることが
でき、機能デバイスの小型化及び信頼性の向上を図るこ
とができる。更に、駆動回路基板において、基板上に駆
動回路を形成し、機能素子は接合層を介してこの駆動回
路基板に接合するため、基板上に直接機能素子を形成す
る場合と比較して、製造が容易であり、基板の強度が低
下することがなく、駆動回路基板と機能素子との間に集
積度及び物理的な不整合が少なく、機能デバイスの信頼
性を向上させると共にコストを減少させることができ
る。更にまた、機能素子が接合層により駆動回路基板に
接合されているため、交換可能なモジュールを使用する
場合と比較して、デバイスの信頼性が向上すると共に、
小型化を図ることができる。更にまた、機能素子及び駆
動回路基板を独立して製造することができるため、夫々
独立に良否判断を行うことができ、デバイス全体として
の歩留りが向上する。

【００１６】また、前記駆動回路を外部回路に接続する
入出力端子を有し、この入出力端子の数が前記接続端子
の数よりも少ないことが好ましい。これにより、駆動回
路と外部回路との間の配線数を低減でき、この配線の引
き回しに要する領域の面積を低減することができる。

【００１７】更に、前記機能素子が、前記入力された信
号に対して加工処理を施す加工素子と、この加工素子を
運動可能に支持する微小電気機械部と、前記駆動回路か
ら電圧が印加され前記加工素子との間に静電気力を発生
させることにより前記加工素子を運動させる駆動電極
と、を有していてもよい。これにより、簡略な構成によ
り、駆動回路が出力する電気信号を加工素子の機械的動
作に変換することができる。

【００１８】このとき、前記各機能素子が前記駆動電極
を３個以上有していてもよい。これにより、前記加工素
子を２自由度で動かすことができ、信号処理の自由度が
増大する。

【００１９】また、前記信号が光信号であり、前記加工
素子がこの光信号の少なくとも一部を反射する光反射ミ
ラーであり、前記微小電気機械部が前記光反射ミラーを
回動可能に支持するものであり、前記駆動電極が前記光
反射ミラーの角度を制御して前記光反射ミラーが入力さ
れた前記光信号を選択的に出力することにより、光のス
イッチングを行ってもよい。

【００２０】このとき、前記駆動電極が透明導電体から
なり、前記光反射ミラーが半透過性であり、前記基板が
透明絶縁体からなり、前記駆動回路基板が前記機能素子
に対向していない側の面に光検出素子を含む光検出基板
を有していてもよい。これにより、この光デバイスを使
用して光通信を行う際に、常時、光信号をモニターする
ことが可能となる。この結果、この機能デバイスを通過
する光信号の異常及び通信経路の断線等を検出すること
ができる。

【００２１】又は、前記信号が光信号であり、前記加工
素子がこの光信号から任意の波長の光を選択的に分離す
るフィルターであり、前記微小電気機械部が前記フィル
ターを往復運動可能に支持するものであり、前記駆動電
極が前記フィルターの位置を制御して前記光信号の通過
域に介在させることにより、前記フィルターが入力され
た前記光信号から任意の波長の光を選択的に分離して出
力してもよい。

【００２２】又は、前記信号が電気信号であり、前記加
工素子が変形することにより前記電気信号が入力された
入力端子を出力端子に接続するスイッチ部材であり、前
記駆動電極が前記スイッチ部材を変形させることにより
前記電気信号の前記出力端子への導通／非導通を選択し
てもよい。

【００２３】更に、前記駆動回路が、アレイ状に配列さ
れた複数のトランジスタと、このトランジスタのゲート
電極に接続された１又は複数のゲート線と、前記トラン
ジスタのソース電極に接続された複数のドレイン／ソー
ス線と、前記トランジスタのドレイン電極及び前記駆動
電極に接続され前記ドレイン電極に印加された電圧を前
記駆動電極に印加する端子と、前記ドレイン／ソース線
に選択的に信号を入力するドレイン／ソース駆動回路
と、を有することが好ましい。また、前記駆動回路が、
前記ゲート線に選択的に信号を入力するゲート駆動回路
を有していてもよい。これにより、光スイッチが多チャ
ンネル化及び大規模化しても、回路部が大型化すること
がなく、機能デバイスが大型化することをより一層抑制
することができる。

【００２４】本発明に係る他の機能デバイスは、表面に
入力された光の少なくとも一部に対して光加工処理を行
い出力する機能素子を備え、前記機能素子を支持すると
共に前記機能素子の動作を制御する微小電気機械部を備
えた機能素子可動支持構造体と、前記機能素子可動支持
構造体から見て前記機能素子が設けられていない側に配
置され、絶縁体からなる基板及びこの基板上に形成され
前記微小電気機械部の動作を制御する駆動回路を備えた
駆動回路基板構造体と、を有することを特徴とする。

【００２５】本発明においては、機能素子及び微小電気
機械部を備えた機能素子可動支持構造体を設け、前記機
能素子可動支持構造体から見て前記機能素子が設けられ
ていない側に駆動回路を備える駆動回路基板構造体を配
置することにより、機能デバイスが多チャンネル化した
場合においても、駆動回路の面積の増大により機能デバ
イス全体が大型化することを抑制することができる。ま
た、駆動回路基板構造体において絶縁体からなる基板上
に駆動回路を形成するため、駆動回路基板構造体と機能
素子可動支持構造体との間に集積度及び物理的な不整合
が少なく、機能デバイスの信頼性を向上させると共にコ
ストを減少させることができる。更に、駆動回路と微小
電気機械部との間の距離を小さくできるため、駆動回路
と微小電気機械部との間の配線を可及的に短くすること
ができ、機能デバイスの小型化及び信頼性の向上を図る
ことができる。

【００２６】本発明に係る機能デバイスの製造方法は、
シリコン基板上に加工素子及びこの加工素子を運動可能
に支持する微小電気機械部を形成する工程と、絶縁基板
にスルーホールを形成する工程と、この絶縁基板の第１
の面に第１の電極を形成すると共に、前記絶縁基板の第
２の面に前記第１の電極に前記スルーホールを介して接
続される第２の電極を形成する工程と、前記加工素子及
び微小電気機械部と前記絶縁基板とを接合することによ
り機能素子可動支持構造体を作製する工程と、基板上に
前記機能素子を駆動する駆動回路を形成して駆動回路基
板を作製する工程と、前記駆動回路が前記第２の電極に
接続されるように前記機能素子可動支持構造体と前記駆
動回路基板とを接合する工程と、を有することを特徴と
する。

【００２７】本発明に係る駆動回路は、入力された信号
を加工して出力する複数の機能素子を備えた機能デバイ
スに設けられ前記機能素子を駆動する駆動回路におい
て、アレイ状に配列された複数のトランジスタと、この
トランジスタのゲート電極に接続された１又は複数のゲ
ート線と、前記トランジスタのソース電極に接続された
複数のドレイン／ソース線と、前記トランジスタのドレ
イン電極及び前記機能素子に接続され前記ドレイン電極
に印加された電圧を前記機能素子に供給する端子と、前
記ドレイン／ソース線に選択的に信号を入力するドレイ
ン／ソース駆動回路と、を有することを特徴とする。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
添付の図面を参照して具体的に説明する。先ず、本発明
の第１の実施形態について説明する。図１は本実施形態
に係る機能デバイスの構成を示す斜視図、図２はミラー
素子１１の断面図、図３はミラー素子１１の詳細を示す
拡大平面図、図４は光反射ミラー素子の電極配置を示す
断面図、図５は１個の光反射ミラー素子を駆動する４個
のミラー素子スイッチ部を示す等価回路図、図６はミラ
ー素子スイッチ部及びドライバ回路部の構成を示す等価
回路図である。なお、図２は図３に示すＸ−Ｘ軸をとお
りミラーフレーム１４の表面に垂直な断面における断面
図である。本実施形態の機能デバイスは、機能素子とし
て光反射ミラーを使用し、９個の光反射ミラーをアレイ
状に配置し、この光反射ミラーを駆動する駆動力として
静電気力を利用した光スイッチである。

【００２９】図１に示すように、本実施形態に係る機能
デバイスである光スイッチには、駆動回路基板２が設け
られ、この駆動回路基板２上に積層されるように、ミラ
ー基板１が設けられている。駆動回路基板２とミラー基
板１とは、樹脂層３により相互に接合されている。この
樹脂層３中には接合部材３２（図２参照）が設けられて
おり、樹脂層３及び接合部材３２により接合層が形成さ
れている。ミラー基板１には、１個以上例えば９個のミ
ラー素子１１が設けられ、（３行×３列）のマトリクス
状に配列されている。駆動回路基板２には、光反射ミラ
ー１１を駆動・制御する回路が設けられ、熱硬化性接着
剤等の樹脂層３及び接続部材３２（図２参照）を介して
ミラー基板１に接合されている。

【００３０】ミラー基板１及び駆動回路基板２はその形
状が略直方体であり、積層方向から見てミラー基板１及
び駆動回路基板２は１辺の長さが略等しく、他の１辺の
長さは駆動回路基板２がミラー基板１よりも若干長くな
っている。このため、駆動回路基板２の上面においてミ
ラー基板１に覆われていない領域が存在し、この領域に
は例えば４個の外部入力ポート４が設けられている。

【００３１】図２に示すように、ミラー基板１において
は、絶縁体又は酸化シリコン等の絶縁体で覆われたシリ
コンからなるベース基板１６が設けられ、ベース基板１
６上にはガラス等の絶縁体からなる支持台１５が所定の
間隔で設けられ、支持台１５上にはミラー素子１１が設
けられ、ミラー素子１１は支持台１５により所定の間隔
で保持されている。ミラー素子１１は後述するように３
次元的な運動が可能な構造となっている。このミラー素
子１１と、後述する貫通電極が設けられたベース基板１
６とが、支持台１５を介した所定の間隔で接合され、ミ
ラー基板１が形成されている。

【００３２】ベース基板１６にはスルーホール１９ａが
形成され、ベース基板１６の表面（ミラー素子１１側）
におけるスルーホール１９ａ上には、ミラー素子１１を
静電気力により駆動させるための駆動電極１７がミラー
素子１個毎に４個設けられている。また、ベース基板１
６の裏面におけるスルーホール１９ａの下方には接続電
極１８が設けられている。駆動電極１７と接続電極１８
はスルーホール１９ａにより相互に接続され、貫通電極
を形成する。尚、スルーホール１９ａ内にはハンダ、ス
ズ（Ｓｎ）等からなる導電体１９ｂが埋め込まれていて
もよい。更に、接続電極１８の表面には、Ａｕ（金）又
は半田からなる接続用突起（バンプ）３１が設けられて
いる。

【００３３】図３及び図４に示すように、ミラー素子１
１は、円板形状のミラー本体１２、このミラー本体１２
を軸支するリング形状の支持体１３及びミラーフレーム
１４から構成されている。支持体１３は、加工素子とし
てのミラー本体１２を運動可能に支持する微小機械部で
ある。ミラーフレーム１４には開口部１４ａが設けられ
ている。支持体１３はミラーフレーム１４の開口部１４
ａ内に配置され、リング１３ｂ、２個の軸部材１３ｃ及
び２個の軸部材１３ｄから構成されている。開口部１４
ａの内側にはリング１３ｂが配置され、リング１３ｂの
内側にはミラー本体１２が配置されている。

【００３４】ミラーフレーム１４の開口部１４ａの内壁
には、２個の軸部材１３ｃが、その軸方向がＸ方向にな
るように連結され、この２個の軸部材１３ｃによりリン
グ１３ｂが軸支されている。これにより、リング１３ｂ
は２個の軸部材１３ｃを介してミラーフレーム１４に対
してＸ−Ｘ軸を中心として回動可能に連結されている。
また、リング１３ｂのリング内面には２個の軸部材１３
ｄが、その軸方向がＹ方向になるように連結され、この
２個の軸部材１３ｄによりミラー本体１２が軸支されて
いる。これにより、ミラー本体１２は２個の軸部材１３
ｄを介してリング１３ｂに対してＹ−Ｙ軸を中心として
回動可能に連結されている。この結果、ミラー本体１２
は支持体１３によりミラーフレーム１４の表面に平行な
互いに直交する２方向、即ち、夫々Ｘ方向及びＹ方向に
延びるＸ−Ｘ軸及びＹ−Ｙ軸を回転軸として、ミラーフ
レーム１４に対して回動可能に支持されている。これに
より、ミラー本体１２は任意の方向に向きを変えること
が可能となり、ミラー本体１２は光入力路（図示せず）
から入力された光を任意の方向の光出力路（図示せず）
に出力することができる。

【００３５】ミラー本体１２は、入射光の全てを反射す
る完全反射性のもの、例えば、基板上に厚い金属膜が被
覆されているものでもよく、入射光の一部を反射して残
部を真直ぐ透過させる半透過性のもの、例えば、透過基
板上に薄い金属膜が被覆されているものでもよい。

【００３６】また、駆動電極１７は、ベース基板１６上
におけるミラー本体１２の下方に相当する領域に、１個
のミラー本体１２に対して夫々４個設けられている。図
３においては、この４個の駆動電極１７に夫々符号１７
ａ乃至１７ｄを付与して示す。ミラー駆動電極１７ｂ及
び１７ｄは、ミラーフレーム１４に対するリング１３ｂ
の回転軸の下方に、ミラー本体１２の中心をとおり、ベ
ース基板１６の表面に垂直な線（以下、ミラー本体１２
の中心軸という）に関して対称な位置に配置されてい
る。駆動電極１７ａ及び１７ｃは、リング１３ｂに対す
るミラー本体１２の回転軸の下方に、ミラー本体１２の
中心軸に関して対称な位置に配置されている。従って、
駆動電極１７ａ乃至１７ｄは、ミラー本体１２の中心軸
に対して４回対称な位置に配置されている。ミラー本体
１２、支持体１３及び駆動電極１７ａ乃至１７ｄによ
り、機能素子が形成されている。

【００３７】更に、図２に示すように、駆動回路基板２
においては、ガラス等の絶縁体からなる基板２１が設け
られ、この基板２１上に薄膜プロセスにて作製した薄膜
半導体等によって構成される素子スイッチ部２２が設け
られている。素子スイッチ部２２は駆動電極１７と同数
設けられている。また、基板２１上には、素子スイッチ
部２２を選択して駆動させるドライバ回路部２３が設け
られている。また、基板２１上には素子スイッチ部２２
及びドライバ回路部２３を覆う絶縁体層２５が設けられ
ている。絶縁体層２５における素子スイッチ部２２上の
部分にはコンタクトホール２５ａが設けられ、コンタク
トホール２５ａには導電体２５ｂが埋め込まれ、導電体
２５ｂは素子スイッチ部２２の外部電極（図示せず）に
接続されている。絶縁体層２５の表面におけるコンタク
トホール２５ａ上に相当する領域には表面電極２４が設
けられ、表面電極２４はコンタクトホール２５ａ内の導
電体２５ｂにより、素子スイッチ部２２の外部電極（図
示せず）と接続されている。

【００３８】更にまた、駆動回路基板２においては、外
部の制御回路（図示せず）からドライバ回路部２３に入
力され所定の素子スイッチ部２２を選択する信号及びク
ロック信号等が入力される入力端子、並びにミラー素子
１１を駆動するための印加電圧の入力端子等を備える外
部入力ポート４（図１参照）が設けられている。

【００３９】ミラー基板１における駆動回路基板２に対
向する面に設けられた接続用突起（バンプ）３１は、駆
動回路基板２におけるミラー基板１に対向する面に設け
られた表面電極２４に夫々当接しており、接続用突起３
１及び表面電極２４を覆うように、半田又は導電性接着
剤からなる接続部材３２が設けられている。そして、こ
の接続用突起３１と表面電極２４とが圧着等により相互
に接合され、接続部材３２により周囲を覆われて補強さ
れている。更に、ベース基板１６と絶縁体層２５との間
における接続電極１８、接続用突起３１、表面電極２４
及び接続部材３２の周囲には、熱硬化性接着剤等からな
る樹脂層３が充填され封止されている。

【００４０】このように、ミラー基板１が駆動回路基板
２上に接続部材３２及び樹脂層３を介して積層されるこ
とにより、ミラー基板１の駆動電極１７は、導電材１９
ｂ、接続電極１８、接続用突起３１、接続部材３２、表
面電極２４及び導電材２５ｂを介して駆動回路基板２の
素子スイッチ部２２に接続される。なお、ミラー駆動電
極１７、導電材１９ｂ、接続電極１８、接続用突起３
１、表面電極２４、導電材２５ｂ及び素子スイッチ部２
２は、ほぼ垂直方向に沿ってこの順に配置されている。

【００４１】なお、本実施形態においては、接続用突起
３１を接続電極１８の表面に設け、接続用突起３１を表
面電極２４に当接させる例を示したが、接続用突起３１
を表面電極２４上に設け、接続電極１８に当接させても
よい。この場合は、接続部材３２は接続用突起３１及び
接続電極１８を覆うように形成する。

【００４２】また、本実施形態においては、接続電極１
８をミラー駆動電極１７の真下に設け、その位置で表面
電極２４に接続する例を示したが、表面電極２４及び接
続電極１８は、駆動電極１７と素子スイッチ部２２との
間の電気的接続が確保される範囲において、夫々絶縁体
層２５及びベース基板１６の任意の位置に配置すること
ができる。

【００４３】素子スイッチ部２２は、図５において破線
領域内に示すような等価回路により構成されている。図
５は１個のミラー素子１１を駆動する回路の等価回路を
示す。素子スイッチ部２２においては、薄膜トランジス
タ５３が設けられ、この薄膜トランジスタ５３のゲート
電極はゲート線５１に接続されている。また、薄膜トラ
ンジスタ５３のソース電極にはドレイン／ソース線５２
が接続され、薄膜トランジスタ５３のドレイン電極と接
地電極との間には保持キャパシタ５５及び端子５６が並
列に接続されている。保持キャパシタ５５は、ゲート線
がオフとなり薄膜トランジスタが非導通状態になった場
合にミラー本体１２の配向を保持するものであり、自然
放電による駆動電極１７の電荷の消失を補うものであ
る。この保持キャパシタ５５の容量は、ゲート線走査周
波数及びミラー素子１１の数等により決定されるが、次
のゲート線走査時まで電荷が保持できるように設定すれ
ばよい。また、端子５６は薄膜トランジスタ５３側の端
子及び接地電位側の端子からなり、薄膜トランジスタ５
３側の端子は素子スイッチ部２２の外部電極であり、導
電材２５ｂに接続されている。そして、前述の如く、導
電材２５ｂは表面電極２４、接続用突起３１、接続電極
１８、導電材１９ｂを介して駆動電極１７に接続されて
いる。また、端子５６の接地電位側の端子は、ミラー本
体１２の接地電極（図４参照）に接続されている。

【００４４】そして、４個の素子スイッチ部２２が１個
の群を形成し共通のゲート線５１に接続され、１個のミ
ラー素子１１を駆動する。１個の群における各素子スイ
ッチ部２２の端子５６は、夫々ミラー駆動電極１７ａ、
１７ｂ、１７ｃ及び１７ｄに接続される。

【００４５】また、図６に示すように、本実施形態に係
る機能デバイスにおいては、複数の素子スイッチ部２２
がアレイ状に配列されている。ミラー素子１１の配列が
（ｍ行×ｎ列）である場合には、前述の如く、１つのミ
ラー素子１１の駆動には４個の素子スイッチ部２２が必
要であるため、素子スイッチ部２２の配列は（ｍ行×４
ｎ列）となる。本実施形態においては、ミラー素子１１
の配列は例えば（３行×３列）であるため、素子スイッ
チ部２２の配列は（３行×１２列）となる。各列を構成
する素子スイッチ部２２は共通のドレイン／ソース線５
２に接続される。従って、光デバイス全体のドレイン／
ソース線５２は４×ｎ本となる。このドレイン／ソース
線５２はドレイン／ソース線５２を選択して電圧を印加
するドレイン／ソース線駆動回路６１の走査列Ｄ／Ｓ
１、Ｄ／Ｓ２、・・・、Ｄ／Ｓ４ｎに接続される。

【００４６】また、各行を構成する素子スイッチ部２２
は共通のゲート線５１に接続される。従って、光デバイ
ス全体のゲート線５１の数はｍ本である。このゲート線
５１はゲート線５１を選択して電圧を印加するゲート線
駆動回路６２の走査行Ｇ１、Ｇ２、・・・、Ｇｍに接続
される。ドレイン／ソース線駆動回路６１及びゲート線
駆動回路６２により、素子スイッチ部２２を制御し駆動
するドライバ回路部２３が構成されている。更に、ドレ
イン／ソース線駆動回路６１には少なくとも２チャンネ
ルの印加電圧発生部６３が接続されている。この印加電
圧発生部６３はドレイン／ソース線駆動回路６１を介し
てドレイン／ソース線５２に電圧を印加するものであ
り、機能デバイスの外部に設けられている。

【００４７】次に、本実施形態に係る機能デバイスの動
作について説明する。図５及び６に示すように、ドライ
バ回路部２３のゲート線駆動回路６２は、走査行Ｇ１、
Ｇ２、Ｇ３、・・・、Ｇｍを走査して順次駆動し、１本
のゲート線５１に接続された薄膜トランジスタ５３を一
斉に導通（オン）状態とする。

【００４８】一方、印加電圧発生部６３は、制御部（図
示せず）からの命令により、ドレイン／ソース線駆動回
路６１に対して、ミラー本体１２を任意の方向に配向さ
せるための２チャンネルの印加電圧を供給する。ドレイ
ン／ソース線駆動回路６１は、４個の駆動電極１７ａ、
１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ（図３参照）に接続される走査
列（例えば、Ｄ／Ｓ１乃至Ｄ／Ｓ４）から、ミラー本体
１２を所定の方向に配向させるための２つの走査列を選
択し、選択された２つの走査列を夫々印加電圧発生部６
３に接続する。これにより、印加電圧発生部６３から供
給される２チャンネルの電圧が、選択された２つの走査
列に夫々印加される。これにより、ゲート線駆動回路６
２により電圧が印加されている１本のゲート線５１に接
続されている素子スイッチ部２２のうち、ドレイン／ソ
ース線駆動回路６１により選択された２本のドレイン／
ソース線５２に接続されている薄膜トランジスタ５３が
導通（オン）状態となり、ドレイン／ソース信号線５２
に入力された電圧が端子５６に印加される。例えば、ゲ
ート線駆動回路６２が走査行Ｇ１に電圧を印加し、ドレ
イン／ソース線駆動回路６１が走査列Ｄ／Ｓ１及びＤ／
Ｓ３を選択して電圧を印加するとき、走査行Ｇ１と走査
列Ｄ／Ｓ１及びＤ／Ｓ３との交点に位置する素子スイッ
チ部２２が駆動する。

【００４９】又は、ドレイン／ソース線駆動回路６１
は、制御部（図示せず）からのドレイン／ソース線選択
信号線（図示せず）を経由した命令により、印加電圧発
生部６３に接続する２つの走査列を切り換え、各々の走
査列に所定の電圧を印加する。また、ドレイン／ソース
線駆動回路６１はロジック回路（図示せず）又はアナロ
グスイッチ（図示せず）等の回路を備え、制御部（図示
せず）からのクロック信号に基づいて前記ロジック回路
又はアナログスイッチ等により、印加電圧発生部６３に
接続するドレイン／ソース線５２を４線おきに順次切り
換える。この結果、同じ行における次の４列に配置され
た素子スイッチ部２２のドレイン／ソース線５２から２
線を選択して所定の電圧を印加することができる。

【００５０】図２に示すように、素子スイッチ部２２の
端子５６（図５参照）の薄膜トランジスタ５３側の端子
は、導電材２５ｂ、表面電極２４、接続用突起３１、接
続電極１８、導電材１９ｂを介して駆動電極１７に接続
されている。このため、素子スイッチ部２２の端子５６
に印加された電圧は駆動電極１７に印加される。なお、
４個の素子スイッチ部２２からなる群に含まれる各端子
５６は、１個のミラー素子１１を駆動する４個の駆動電
極１７ａ、１７ｂ、１７ｃ及び１７ｄに接続されている
ため、４個の素子スイッチ部２２からなる群のうち２個
の素子スイッチ部２２に電圧を印加すると、１組の駆動
電極１７ａ、１７ｂ、１７ｃ及び１７ｄから選択された
２個の駆動電極に電圧が印加される。

【００５１】図４に示すように、ミラー本体１２をグラ
ウンドとし、駆動電極１７ｂ又は１７ｄに所定の電圧が
印加されると、ミラー本体１２と駆動電極１７ｂ又は１
７ｄとの間に静電気力が発生し、ミラー本体１２は、Ｙ
方向に延びる回転軸を中心として回動する。前述のよう
にミラー本体１２は相互に直交する回転軸を有し、且
つ、駆動電極１７が、Ｘ方向及びＹ方向において、ミラ
ー本体１２の中心軸に関して夫々対称の位置に計４個設
けられているため、４個の駆動電極１７ａ、１７ｂ、１
７ｃ、１７ｄのうち、１個又は２個の駆動電極１７に電
圧を印加することにより、ミラー本体１２を任意の方向
に傾けることができる。なお、２個の駆動電極１７に同
時に電圧を印加する場合は、この２個の駆動電極はミラ
ー本体１２の中心軸から見て互いに直交する方向に配置
されている。例えば、図３に示す駆動電極１７ａ及び１
７ｂ等である。駆動電極１７ａと１７ｃとに同時に電圧
を印加することはない。このようにして、ミラー本体１
２を任意の方向に向け、入射された光を任意の方向に反
射することが可能となる。

【００５２】ゲート駆動回路６２は、制御部（図示せ
ず）からのクロック信号に基づいて、１本のゲート線５
１に接続された全てのミラー素子１１の駆動が終了する
までこのゲート線５１をオン状態に保ち、このゲート線
５１に接続された最終列（４ｎ番目）のミラー素子１１
の駆動終了後、次行のゲート線５１をオン状態とし、前
述した行における動作を同様に行う。この動作を順次、
最終行まで行うことにより、同一ゲート線にゲート電極
が接続された複数の薄膜トランジスタ５３において、各
々ミラー本体１２を配向させる各駆動電極１７への電圧
が印加される。これにより、本実施形態の光スイッチに
設けられた全てのミラー素子１１を駆動することができ
る。

【００５３】以上説明したように、このような制御部
（図示せず）のクロック信号に同期した走査動作をする
ことにより、（ｍ行×ｎ列）のアレイ状に配置された光
反射ミラー素子の配向方向の駆動制御を実現できる。

【００５４】なお、本実施形態においては、ミラー本体
１２の中心軸から見て、駆動電極１７ａ、１７ｂ、１７
ｃ、１７ｄが配置されている方向と軸部材１３ｃ及び１
３ｄが配置されている方向、即ちミラー本体１２の回転
軸が延びる方向とが一致している例を説明したが、これ
らは一致していなくてもよく、例えば、４５°ずれてい
てもよい。

【００５５】また、本実施形態においては、接続電極１
８と表面電極２４との接続が、接続用突起（バンプ）３
１と接続部材３２とが圧着などによりなされているもの
としたが、半田ボールを表面電極２４あるいは接続電極
１８に設けて接続するＢＧＡ（ＢａｌｌＧｒｉｄＡ
ｒｒａｙ）によるものでもよい。

【００５６】更に、本実施形態においては、印加電圧発
生部６３（図６参照）は、最小限のミラー駆動を行うた
めに２チャンネルの電圧を発生するものとしたが、本発
明においては、印加電圧発生部は４チャンネル又は接続
されるｎ列の光反射ミラー数に相当するチャンネル数
（即ち、４ｎチャンネル）の電圧を発生するものであっ
てもよい。４チャンネルの電圧を発生する場合には、ド
レイン／ソース駆動回路６１における１個のミラー素子
スイッチ部２２に接続された４本のドレイン／ソース線
５２から２本を選択して接続する機能、又は４本のドレ
イン／ソース線を切り換えて接続する機能は不要とな
り、ドレイン／ソース駆動回路６１はドレイン／ソース
線５２を４線おきに順次切り換える機能のみ有していれ
ばよい。印加電圧発生部６３がｎ列に相当するチャンネ
ル数の電圧を発生する場合には、制御部からの命令はｎ
列に相当するチャンネル数分（４ｎ）となるが、ドレイ
ン／ソース駆動回路６１におけるドレイン／ソース線５
２を切り換えて選択する機能が一切不要となる。このた
め、光デバイスの駆動に際して、ゲート線５１の走査の
みを行えばよいため、アレイ状に配列されたミラー素子
１１全体の制御の高速化を図ることができる。

【００５７】更にまた、本実施形態においては、印加電
圧発生部６３を駆動回路基板２の外部に設ける例を示し
たが、印加電圧発生部６３を駆動回路基板２におけるド
ライバ回路部２３内に設けてもよい。

【００５８】更にまた、本実施形態においては、支持体
１３が２重リング構造を有する例を示したが、支持体１
３はミラー本体１２の光反射面を回転させることができ
る回転支持ばね又ボール及びソケットとしてもよい。

【００５９】次に、本実施形態に係る機能デバイスの製
造方法について説明する。図７は本実施形態に係る機能
デバイスの製造方法を示すフローチャート図であり、図
８（ａ）乃至（ｇ）及び図９（ａ）乃至（ｃ）は、本実
施形態に係る機能デバイスの製造方法をその工程順に示
す断面図である。本実施形態に係る機能デバイスの製造
方法においては、ミラー基板１と駆動回路基板２とを別
々に作製し、これらを樹脂層３を介して接合することに
より機能デバイスを作製する。

【００６０】以下、詳細に説明する。先ず、図７のステ
ップＳ１及び図８（ａ）に示すように、シリコン基板１
１ａを準備する。次に、図８（ｂ）に示すように、シリ
コン基板１１ａをエッチング加工することにより、ミラ
ー素子１１を形成する。なお、シリコン基板上に堆積さ
せたポリシリコン薄膜をシリコン半導体加工技術により
加工するウェハープロセスにより、ミラー素子１１を形
成してもよい。

【００６１】次に、図７のステップＳ２及び図８（ｃ）
に示すように、基板１６ａに一方の面に駆動電極１７を
形成し、他方の面に接続電極１８を形成し、基板１６ａ
の内部に駆動電極１７と接続電極１８とを相互に接続す
るスルーホール１９ａを形成する。これにより、ベース
基板１６を形成する。なお、ステップＳ２に示すベース
基板１６の形成方法の詳細は後述する。

【００６２】次に、図７のステップＳ３及び図８（ｄ）
に示すように、金（Ａｕ）ワイヤー等からなる接続用突
起３１を、突起高さを均一になるよう形成し、この接続
用突起３１の周囲に導電性接続部材３２を塗布する。

【００６３】次に、図７のステップＳ４及び図８（ｅ）
に示すように、ガラス等の絶縁体からなる板１５ａを用
意する。そして、図８（ｆ）に示すように、この板１５
ａをレーザー加工等により加工し、所定の寸法の開口部
１５ｂを形成する。これにより、支持台１５を作製す
る。

【００６４】次に、図７のステップＳ５及び図８（ｇ）
に示すように、ステップＳ１に示す工程おいて作製され
たミラー素子１１と、ステップＳ２及びＳ３に示す工程
において作製された貫通電極を設けたベース基板１６と
を、所定の配置となるように、ステップＳ４に示す工程
おいて作製された支持台１５を介して接着又は静電接合
等により接合し、ミラー基板１を形成する。

【００６５】一方、図７のステップＳ６及び図９（ａ）
に示すように、ステップＳ１乃至Ｓ５に示す工程とは別
に、駆動回路基板２を作製する。即ち、ガラス等の絶縁
体からなる基板２１上に、従来の薄膜プロセスにより、
薄膜半導体等から構成される素子スイッチ部２２及びド
ライバ回路部２３を形成する。そして、素子スイッチ部
２２及びドライバ回路部２３を覆うように絶縁体層２５
を形成する。次に、この絶縁体層２５に素子スイッチ部
２２に接続されるコンタクトホール２５ａを形成し、コ
ンタクトホール２５ａ内に導電体２５ｂを埋設する。そ
の後、絶縁体層２５の表面に、コンタクトホール２５ａ
に接続されるように表面電極２４を形成する。これによ
り、駆動回路基板２を作製する。

【００６６】次に、図７のステップＳ７及び図９（ｂ）
に示すように、ステップＳ６にて作製された駆動回路基
板２における表面電極２４が形成されている面に、熱硬
化性接着剤等からなる樹脂層３を塗布する。そして、図
９（ｃ）に示すように、ステップ５に示す工程にて作製
した接続用突起３１及び接続部材３２が設けられたミラ
ー基板１と、ステップＳ６に示す工程にて作製した駆動
回路基板２とを、接続用突起３１が表面電極２４に当接
するように位置合わせを行って重ね合わせ、ミラー基板
１と駆動回路基板２とが相互に近づくような方向に圧力
を印加すると共に加熱し、樹脂層３を硬化させて、ミラ
ー基板１と駆動回路基板２とを相互に接合する。これに
より、図７のステップＳ８に示すように、機能デバイス
を形成する。

【００６７】なお、本実施形態においては、接続用部材
３１を形成する工程（ステップＳ３）を、ベース基板に
貫通電極を作製する工程（ステップＳ２）の直後に行な
う場合について説明したが、ミラー基板を形成する工程
（ステップＳ５）の直後に行なってもよい。また、接続
用部材３１を駆動回路基板２の表面電極２４上に形成し
てもよい。この場合には、駆動回路基板２を作製する工
程（ステップＳ６）の直後に行い、樹脂層３はミラー基
板１における接続電極１８が形成されている面に塗布す
る。

【００６８】次に、図７のステップＳ２に示すベース基
板１６を形成する方法について、詳細に説明する。図１
０（ａ）乃至（ｄ）、図１１（ａ）乃至（ｄ）、図１２
（ａ）乃至（ｃ）、図１３（ａ）乃至（ｄ）及び図１４
（ａ）乃至（ｃ）は、ベース基板１６の形成方法をその
工程順に示す断面図である。また、図１５（ａ）乃至
（ｄ）、図１６（ａ）乃至（ｄ）、図１７（ａ）乃至
（ｃ）並びに図１８（ａ）及び（ｂ）は、他のベース基
板１６の形成方法をその工程順に示す断面図である。

【００６９】図１０（ａ）に示すように、例えばシリコ
ンからなるシリコン板１６ａを準備する。そして、図１
０（ｂ）に示すように、シリコン板１６ａを熱酸化し、
シリコン板１６ａの表面に厚さが例えば１μｍの酸化シ
リコン層１１２を形成する。次に、図１０（ｃ）に示す
ように、シリコン板１６ａの表面に、開口部１１３ａを
有するフォトレジストマスク１１３を形成する。そし
て、図１０（ｄ）に示すように、フォトレジスト１１３
をマスクとして、ＣＨＦ_３及びＣＦ_４を使用した反応性
イオンエッチング（ＲＩＥ）を行い、酸化シリコン層１
１２を選択的に除去する。

【００７０】次に、図１１（ａ）に示すように、フォト
レジストマスク１１３を除去する。次に、図１１（ｂ）
に示すように、酸化シリコン層１１２をマスクとして、
ＳＦ _６及びＣＦ_４を使用したＲＩＥを行い、シリコン板
１６ａをエッチングして選択的に除去し、スルーホール
１９ａを形成する。次に、図１１（ｃ）に示すように、
ＨＦ（沸酸）により酸化シリコン層１１２を除去する。
そして、図１１（ｄ）に示すように、シリコン板１６ａ
の表面に、窒化シリコンからなる絶縁層１１４をＣＶＤ
により形成する。

【００７１】次に、図１２（ａ）に示すように、絶縁層
１１４を覆うように、ＣＶＤによりポリシリコン層１１
５を形成する。ポリシリコン層１１５の膜厚は、得られ
る貫通穴部の抵抗及びプロセスの負担を考慮して決定
し、例えば０．５〜１０μｍとし、例えば１〜５μｍと
する。次に、図１２（ｂ）に示すように、ポリシリコン
層１１５の表層を熱酸化し酸化シリコン層１１６を例え
ば０．２〜２μｍの厚さに形成する。次に、図１２
（ｃ）に示すように、シリコン板１６ａの一方の面にフ
ォトレジストマスク１１７を形成し、他方の面及びスル
ーホール１９ａの内部にフォトレジストマスク１１８を
形成する。フォトレジストマスク１１７にはシートレジ
ストを使用し、フォトレジストマスク１１８にはスピン
塗布したフォトレジストを使用する。

【００７２】次に、図１３（ａ）に示すように、フォト
レジストマスク１１７及び１１８をマスクとして、ＣＨ
Ｆ_３及びＣＦ_４を使用したＲＩＥを行い、酸化シリコン
層１１６をエッチングして選択的に除去する。次に、図
１３（ｂ）に示すように、フォトレジストマスク１１７
及び１１８を除去する。次に、図１３（ｃ）に示すよう
に、酸化シリコン層１１６をマスクとして、ＳＦ_６を使
用したＲＩＥにより、ポリシリコン層１１５をエッチン
グして選択的に除去する。

【００７３】次に、図１４（ａ）に示すように、ＨＦ
（沸酸）により酸化シリコン層１１６を除去し、例えば
０．３〜８μｍ、より適切には１〜４μｍの厚さのポリ
シリコン層１１５を残す。次に、図１４（ｂ）に示すよ
うに、ポリシリコン層１１５にリン（Ｐ）をドープす
る。これにより、ポリシリコン層１１５はＮ型となり、
抵抗値が低下する。このとき、窒化シリコンからなる絶
縁層１１４にはリンは拡散しないので、絶縁層１１４は
絶縁性が保たれる。次に、図１４（ｃ）に示すように、
駆動電極１７及び接続電極１８となる金（Ａｕ）の配線
パターン１１１を形成する。このようにスルーホール１
９ａの側壁に導電性のポリシリコン層１１５が形成され
ることにより、駆動電極１７と接続電極１８とが相互に
接続される。これにより、ベース基板１６が作製され
る。

【００７４】また、駆動電極１７及び接続電極１８から
なる貫通電極を備えたベース基板１６は、図１５（ａ）
乃至（ｄ）、図１６（ａ）乃至（ｄ）、図１７（ａ）乃
至（ｃ）並びに図１８（ａ）及び（ｂ）に示す他の方法
によっても作製することができる。先ず、図１５（ａ）
に示すように、例えばシリコンからなるシリコン板１６
ａを準備する。そして、図１５（ｂ）に示すように、こ
のシリコン板１６ａを熱酸化し、シリコン板１６ａの表
面に厚さが例えば約１μｍの酸化シリコン層１２２を形
成する。次に、図１５（ｃ）に示すように、シリコン板
１６ａの表面に、開口部１２３ａが形成されたフォトレ
ジストマスク１２３を形成する。次に、図１５（ｄ）に
示すように、このフォトレジストマスク１２３をマスク
として、ＣＨＦ_３及びＣＦ_４を使用した反応性イオンエ
ッチング（ＲＩＥ）を行い、酸化シリコン層１２２をエ
ッチングして選択的に除去する。

【００７５】次に、図１６（ａ）に示すように、フォト
レジストマスク１２３を除去する。次に、図１６（ｂ）
に示すように、酸化シリコン層１２２をマスクとして、
ＳＦ _６及びＣＦ_４を使用したＲＩＥを行い、シリコン板
１６をエッチングして選択的に除去し、スルーホール１
９ａを形成する。次に、図１６（ｃ）に示すように、Ｈ
Ｆ（沸酸）により酸化シリコン層１２２を除去する。そ
して、図１６（ｄ）に示すように、窒化シリコンからな
る絶縁層１２４をＣＶＤにより形成する。

【００７６】次に、図１７（ａ）に示すように、無電解
めっき法により、銅（Ｃｕ）層１２５を例えば０．５〜
１０μｍの厚さに形成する。次に、図１７（ｂ）に示す
ように、シリコン板１６ａの表面にフォトレジストマス
ク１２６を形成し、シリコン板１６ｂの裏面及びスルー
ホール１９ａの内部にフォトレジストマスク１２７を形
成する。フォトレジストマスク１２６にはシートレジス
トを使用し、フォトレジストマスク１２７にはスピン塗
布したフォトレジストを使用する。次に、図１７（ｃ）
に示すようにフォトレジストマスク１２６及び１２７を
マスクとして、ケミカルエッチングにより、銅層１２５
をエッチングして選択的に除去する。

【００７７】その後、図１８（ａ）に示すように、フォ
トレジストマスク１２６及び１２７を除去する。そし
て、図１８（ｂ）に示すように、駆動電極１７及び接続
電極１８となる金（Ａｕ）の配線パターン１２８を形成
する。このようにスルーホール１９ａの側壁に無電解Ｃ
ｕ層が形成されることにより、駆動電極１７と接続電極
１８との間の導通が確保される。これにより、ベース基
板１６が作製される。

【００７８】本実施形態においては、絶縁性の表面を有
する基板上に複数の薄膜トランジスタを形成し、スイッ
チ回路、駆動回路、ロジック回路等をモノリシックに構
成した駆動回路基板２に、ミラー素子１１を有するミラ
ー基板１を両者の電気的な接続を確保して積層した結
果、ミラー基板と駆動基板回路とを別々に作製してフレ
キシブル基板等により配線する場合と比較して、各ミラ
ー素子へ駆動及び制御信号を供給するための配線を極力
少なくすることが可能となる。例えば、ｍ行×ｎ列の光
スイッチの場合、従来は、グランド配線を含め、外部と
の接続を行う配線が、最低でも（４×ｍ×ｎ＋１）本必
要であった。これに対して、本実施形態によれば、ｎ列
に相当するチャンネル数分（４ｎ）の印加電圧発生部を
設けた場合においても、配線数は最低で（４×ｎ＋ｍ＋
１）本に低減することができる。これにより、配線引き
回し面積、規模の低減、機能デバイスの小型化及び信頼
性の向上を図ることができる。また、ドライバ回路部を
ミラー素子の数だけ設けることなく、１個のドライバ回
路部により全てのミラー素子を駆動することが可能とな
る。これにより、光スイッチが多チャンネル化及び大規
模化してミラー素子の数が増大しても、回路部が大型化
することがなく、光デバイスが大型化することを抑制す
ることができる。

【００７９】更に、絶縁性の表面を有する基板上に複数
の薄膜トランジスタを形成して駆動回路を作製するた
め、光デバイスを安価に作製することが可能となる。更
にまた、ミラー基板と駆動回路基板とを別々の工程で作
製し、積層することにより光スイッチを構成するため、
各々の作製プロセス及び特性の最適化を図ることができ
る。なお、本発明の優先権主張の基礎となる出願の出願
日より後に公開された特開２００２−１８９１７８号公
報には、半導体基板上に、ＭＥＭＳ素子駆動制御回路、
絶縁層、ＭＥＭＳ素子をこの順にモノリシックに形成す
る技術が記載されている。しかしながら、この特開２０
０２−１８９１７８号公報に記載された技術において
は、ＭＥＭＳ素子駆動制御回路及びＭＥＭＳ素子の特性
評価を、製造工程の途中で夫々独立して行うことができ
ず、製造工程の最終段階にデバイス全体としての良否判
定を行うことしかできない。このため、デバイスの歩留
りが低いものになる。これに対して、本実施形態におい
ては、ミラー基板と駆動回路基板とを別々の工程で作製
するため、製造工程の途中においてミラー素子と駆動回
路とを独立に評価することができ、また、各々の作製プ
ロセス及び特性の最適化を図ることができるため、歩留
りの点で有利である。

【００８０】次に、本実施形態の変形例について説明す
る。図１９は本変形例におけるミラー素子を示す平面図
である。前述の第１の実施形態においては、４個の駆動
電極１７ａ乃至１７ｄが、ミラー本体１２の中心軸に対
して４回対称な位置に配置された場合について説明し
た。これに対して、本変形例においては、図１９に示す
ように、３個の駆動電極１７ｅ、１７ｆ、１７ｇが、ミ
ラー本体１２に対して３回対称の位置に配置されてい
る。また、本変形例の機能デバイスにおいては、駆動電
極１７と同数のスイッチ素子部２２が設けられており、
駆動電極１７ｅ乃至１７ｇは夫々スイッチ素子部２２に
接続され、各駆動電極に所定の電圧が印加されるように
なっている。本変形例における上記以外の構成は、前述
の第１の実施形態と同様である。

【００８１】本変形例においては、前述の第１の実施形
態と同様に、ミラー本体１２が接地されているため、駆
動電極１７ｅ乃至１７ｇ印加された電圧に応じて、これ
らの駆動電極とミラー本体１２との間に静電気力が発生
する。駆動電極１７ｅに電圧を印加するか、又は駆動電
極１７ｆ及び１７ｇに相互に等しい電圧を印加すると、
電圧が印加された駆動電極とミラー本体１２との間に静
電気力が発生し、ミラー本体１２は、Ｘ方向に延びる回
転軸を中心として回動する。即ち、ミラー本体１２は、
軸部材１３ｃを回転軸として、リング１３ｂと一体とな
って回動する。一方、駆動電極１７ｅ及び１７ｆに電圧
を印加するか、又は駆動電極１７ｅ及び１７ｇに電圧を
印加すると、ミラー本体１２はＹ方向に延びる回転軸を
中心として回動する。即ち、ミラー本体１２は軸部材１
３ｄを回転軸として、リング１３ｂに対して回動する。
このとき、駆動電極１７ｅに電圧を印加するのは、駆動
電極１７ｆ及び１７ｇがＸ軸上からずれているため、静
電気力による回転トルクのＸ方向回転軸成分を打ち消す
ためである。なお、駆動電極１７ｆ及び１７ｇのＸ軸上
からのずれ量Ｌは、Ｘ軸とＹ軸の交点から駆動電極の中
心までの距離をｒとし、前記交点と前記中心とを結ぶ直
線とＸ軸とのなす角度をθ（３回対称の場合にはθ＝３
０°）とすると、Ｌ＝r×ｓｉｎθにより与えられる。

【００８２】このように、本変形例においては、ミラー
本体１２は直交する回転軸を有し、且つ、駆動電極１７
がミラー本体１２の中心軸に関して３回対称の位置に計
３個設けられているため、３個の駆動電極１７ｅ、１７
ｆ、１７ｇのうち、１個又は２個の駆動電極１７に電圧
を印加することにより、ミラー本体１２を任意の方向に
傾けることができる。本変形例においては、前述の第１
の実施形態と比較して、駆動電極１７及びスイッチ素子
部２２の数を低減することができる。

【００８３】なお、駆動電極が５個以上の場合でも同様
な考え方により、各電極による静電気力を各回転軸方向
成分に分解し制御することにより、ミラー本体１２を任
意の方向に傾けることができる。このようにして、ミラ
ー本体１２を任意の方向に向け、入射された光を任意の
方向に反射することが可能となる。

【００８４】次に、本発明の第２の実施形態について説
明する。図２０は本実施形態に係る機能デバイスを示す
部分断面図であり、ミラー素子１１のＸ−Ｘ軸（図２参
照）をとおりミラーフレーム１４の表面に垂直な断面の
断面図である。本実施形態の機能デバイスは、前述の第
１の実施形態に係る機能デバイスと同様に、光反射ミラ
ーを使用し、この光反射ミラーを駆動する駆動力として
静電気力を利用した光スイッチである。但し、本実施形
態に係る機能デバイスは、第１の実施形態に係る機能デ
バイスのように、絶縁性の表面を有する基板２１上に複
数の薄膜トランジスタを形成して駆動回路を作製したも
のではなく、シリコン等からなる半導体基板の表面に駆
動回路を作製した回路基板を使用するものである。

【００８５】図２０に示すように、本実施形態に係る機
能デバイスはミラー基板１及び駆動回路基板２ａとから
なる。駆動回路基板２ａにおいては、前述の第１の実施
形態における駆動回路基板２とは異なり、シリコン等か
らなる半導体基板２６の表面に薄膜プロセスにて作製し
たトランジスタによって構成される素子スイッチ部２２
ａが設けられている。素子スイッチ部２２ａは駆動電極
１７と同数設けられ、基板２６には前述の第１の実施形
態と同様に、素子スイッチ部２２ａを選択して駆動させ
るドライバ回路部２３ａが設けられている。素子スイッ
チ部２２ａ及びドライバ回路部２３ａ上には、ＳｉＯ_２
等からなる酸化膜（図示せず）が設けられている。そし
て、素子スイッチ部２２ａ上には、表面電極２４ａが設
けられている。なお、前記酸化膜の一部は除去され、素
子スイッチ部２２ａは表面電極２４ａに接続されてい
る。表面電極２４ａは、ミラー基板１の接続電極１８に
対向する位置に設けられている。なお、第１の実施形態
と同様に、表面電極２４ａ及び接続電極１８は、駆動電
極１７と素子スイッチ部２２との間の電気的接続が確保
される範囲において、夫々酸化膜（図示せず）及びベー
ス基板１６の任意の位置に配置することができる。

【００８６】本実施形態におけるミラー基板１の構成
は、第１の実施形態におけるミラー基板１（図２参照）
の構成と同じである。本実施形態における機能デバイス
の上記以外の構成は、前述の第１の実施形態における機
能デバイスと同一である。

【００８７】次に、本実施形態の機能デバイスの動作に
ついて説明する。素子スイッチ部２２ａにおいて発生し
た電圧は、表面電極２４ａに印加される。表面電極２４
ａは第１の実施形態と同様に接続電極１８を介して駆動
電極１７と接続されているため、駆動電極１７とミラー
本体１２との間に静電気力が発生し、ミラー本体１２の
方向を制御する。本実施形態の機能デバイスにおける上
記以外の動作は、前述の第１の実施形態に係る機能デバ
イスの動作と同一である。

【００８８】本実施形態においては、前述の第１の実施
形態の効果に加え、シリコン等からなる半導体基板の表
面に駆動回路を作製するため、高速且つ高電圧な素子ス
イッチ部及びドライバ回路部を得ることができる。ま
た、既存の論理回路及び演算回路等を盛り込むことが可
能なため、駆動回路の高機能化及び高性能化を実現する
ことができる。

【００８９】なお、前述の特開２００２−１８９１７８
号公報に示されているように、半導体基板上に駆動回路
を形成し、この駆動回路上に、ミラー素子等のＭＥＭＳ
素子をモノリシックに形成することも考えられるが、こ
の方法では、駆動回路及びＭＥＭＳ素子の特性評価を製
造途中で行なうことができず、製造工程の最終段階にな
らないとデバイスの良否判断ができない。これに対し
て、本実施形態においては、ミラー基板と駆動回路基板
とを別々に作製することができるため、これらを独立し
て評価することが可能である。このため、機能デバイス
全体の歩留りが高い。

【００９０】次に、本発明の第３の実施形態について説
明する。図２１は本実施形態に係る機能デバイスを示す
部分断面図であり、ミラー素子１１のＸ−Ｘ軸（図２参
照）をとおりミラーフレーム１４の表面に垂直な断面の
断面図である。本実施形態の機能デバイスは、前述の第
１の実施形態に係る機能デバイスと同様に、光反射ミラ
ーを使用し、この光反射ミラーを駆動する駆動力として
静電気力を利用した光スイッチである。但し、本実施形
態に係る機能デバイスは、第１の実施形態に係る機能デ
バイスのように、絶縁性の表面を有する基板２１上に複
数の薄膜トランジスタを形成して駆動回路を作製したも
のではなく、絶縁性の基板上に複数の半導体チップ、受
動素子等を設け、相互に配線し、モールドして駆動回路
を作製した回路基板を使用するものである。

【００９１】図２１に示すように、本実施形態に係る機
能デバイスはミラー基板１及び駆動回路基板２ｂとから
なる。駆動回路基板２ｂは、前述の第１の実施形態にお
ける駆動回路基板２と比較して、素子スイッチ部及びド
ライバ回路部の構成が異なっている。本実施形態におい
ては、セラミックス又はエポキシ等からなる絶縁性基板
２７上に、１又は複数の半導体集積回路及び受動回路部
品等の回路チップ２８が搭載され、素子スイッチ部２２
ｂが構成されている。素子スイッチ部２２ｂは駆動電極
１７と同数設けられるが、１の絶縁性基板２７上に複数
の素子スイッチ部２２ｂが設けられていてもよい。絶縁
性基板２７はベース基板２１ｂに保持され、絶縁性樹脂
層３ｂによりモールドされている。ベース基板２１ｂに
は、第１の実施形態と同様な貫通電極が設けられ表面電
極２４ｂが形成され、絶縁性基板２７上の素子スイッチ
部２２ｂはワイヤボンディング等により表面電極２４ｂ
に接続されている。

【００９２】なお、前述の第１の実施形態と同様に、表
面電極２４ｂ及び接続電極１８は、駆動電極１７と素子
スイッチ部２２ｂとの間の電気的接続が確保される範囲
において、夫々ベース基板２１ｂ及びベース基板１６の
任意の位置に配置することができる。また基板２１ｂに
は前述の第１の実施形態と同様に、素子スイッチ部２２
ｂを選択して駆動させるドライバ回路部２３ｂが設けら
れている。

【００９３】本実施形態におけるミラー基板１の構成
は、第１の実施形態におけるミラー基板１（図２参照）
の構成と同じである。本実施形態における機能デバイス
の上記以外の構成は第一の実施形態における機能デバイ
スと同一である。

【００９４】本実施形態の機能デバイスの動作について
説明する。素子スイッチ部２２ｂにおいて発生した電圧
は、貫通電極を介して表面電極２４ｂに印加される。表
面電極２４ｂは第１の実施形態と同様に接続電極１８を
介して駆動電極１７と接続されているため、駆動電極１
７とミラー本体１２との間に静電気力が発生し、ミラー
本体１２の方向を制御する。本実施形態の光デバイスに
おける上記以外の動作は、前述の第１の実施形態に係る
機能デバイスの動作と同一である。

【００９５】本実施形態においては、前述の第１の実施
形態の効果に加え、複数の回路チップにより駆動回路を
作製するため、高電圧な素子スイッチ部及びドライバ回
路部を得ることができる。また、駆動回路の作製に複雑
な薄膜プロセスを使用することがないため、駆動回路の
コストを低減する効果がある。

【００９６】次に、本発明の第４の実施形態について説
明する。図２２は本実施形態に係る機能デバイスの構成
を示す部分断面図であり、ミラー素子１１のＸ−Ｘ軸
（図２参照）をとおりミラーフレーム１４の表面に垂直
な断面の断面図である。本実施形態の機能デバイスは、
前述の第１の実施形態に係る機能デバイスと同様に、光
反射ミラーを使用し、この光反射ミラーを駆動する駆動
力として静電気力を利用した光スイッチである。但し、
本実施形態に係る機能デバイスは、第１の実施形態に係
る機能デバイスのように、ベース基板１６の裏面に形成
された接続電極１８と駆動回路基板２の表面電極２４と
の電気的接続を接続用突起３１及び接着部材３２を介し
て確保するものではなく、駆動基板回路２の表面電極２
４をミラー素子１１の駆動電極とするものである。

【００９７】図２２に示すように、本実施形態に係る機
能デバイスはミラー基板１ａ及び駆動回路基板２とから
なる。ミラー基板１ａは前述の第１の実施形態における
ミラー基板１（図２参照）と比較して、駆動電極１７、
ベース基板１６、接続電極１８、接続用突起３１が省略
されている。また、本実施形態に係る機能デバイスにお
いては、第１の実施形態に係る機能デバイスと比較し
て、樹脂層３及び接続部材３２が省略されている。本実
施形態における駆動回路基板２の構成は、第１の実施形
態における駆動回路基板２（図２参照）の構成と同じで
ある。なお、本実施形態においては、駆動回路基板２の
絶縁体層２５が接合層の役割を果たしている。本実施形
態に係る機能デバイスの上記以外の構成は、第１の実施
形態に係る機能デバイスの構成と同じである。

【００９８】本実施形態の機能デバイスの動作について
説明する。素子スイッチ部２２において発生した電圧
は、コンタクトホール２５ａ内の導電材２５ｂを介して
表面電圧２４に印加される。そして、表面電極２４とミ
ラー本体１２との間に静電気力が発生し、ミラー本体１
２の方向を制御する。即ち、本実施形態においては、第
１の実施形態において駆動電極１７が果たす役割を表面
電極２４が果たしている。本実施形態の機能デバイスに
おける上記以外の動作は、前述の第１の実施形態に係る
機能デバイスの動作と同一である。

【００９９】本実施形態においては、前述の第１の実施
形態の効果に加え、図２に示す駆動電極１７、ベース基
板１６、接続電極１８、接続用突起３１、樹脂層３及び
接続部材３２を省略することができる。これにより、光
デバイスの構成を簡略化し、コストを低減することがで
きる。また、電極間の接続を確保するための接続電極１
８上への接続用突起３１の形成及び接続電極１８と表面
電極２４との間の位置合せといった工程を省略できるた
め、更にコストを低減することができる。

【０１００】次に、本発明の第５の実施形態について説
明する。図２３は本実施形態に係る機能デバイスの構成
を示す部分断面図であり、ミラー素子１１のＸ−Ｘ軸
（図２参照）をとおりミラーフレーム１４の表面に垂直
な断面の断面図である。本実施形態の機能デバイスは、
前述の第１乃至第４の実施形態に係る機能デバイスと同
様に、光反射ミラーを使用し、この光反射ミラーを駆動
する駆動力として静電気力を利用した光スイッチであ
る。

【０１０１】図２３に示すように、本実施形態に係る機
能デバイスはミラー基板１ｂ及び駆動回路基板２ｃとか
らなる。ミラー基板１ｂは、前述の第４の実施形態にお
けるミラー基板１ａ（図２２参照）と比較して、ミラー
本体１２が半透過性のミラー本体８２に置き換えられて
いる点が異なっている。即ち、ミラー本体８２において
は、入射光の一部が反射され、残部が真直ぐ通過する。
ミラー本体８２には、例えば、透明基板上に薄い皮膜を
形成したものを使用する。

【０１０２】また、駆動回路基板２ｃは、第４の実施形
態における駆動回路基板２（図２２参照）と比較して、
基板２１の替わりにガラス等の透明絶縁体からなる透明
基板２１ｃが設けられている点が異なっている。また、
絶縁体層２５の替わりに、透明絶縁体層２５ｃが設けら
れている。更に、表面電極２４の替わりにＩＴＯ（イン
ジウム・ティン・オキサイド）等からなる透明導電性表
面電極８４が設けられている。更にまた、駆動回路基板
２ｃの透明基板２１ｃの裏面（素子スイッチ部２２が配
置されていない面）には、ピンフォトダイオード又はア
バランシェフォトダイオード等の光検出素子８３を備え
る光検出基板８１が設けられている。光検出素子８３
は、ミラー本体８２の直下の位置に配置され、ミラー本
体８２と同程度の面積の受光素子面を持つ。本実施形態
に係る光デバイスの上記以外の構成は、前述の第４の実
施形態に係る機能デバイス（図２２参照）の構成と同じ
である。

【０１０３】本実施形態の機能デバイスの動作について
説明する。素子スイッチ部２２において発生した電圧
は、コンタクトホール２５ａ内の導電材２５ｂを介して
透明導電性表面電極８４に印加される。そして、透明導
電性表面電極８４とミラー本体８２との間に静電気力が
発生し、ミラー本体８２の方向を制御する。即ち、本実
施形態においては、第４の実施形態において駆動電極２
４が果たす役割を透明導電性表面電極８４が果たしてい
る。また、ミラー本体８２に入射された光の一部は反射
され、残部は透過する。この透過した光は、透明導電性
表面電極８４、透明絶縁体層２５ｃ、透明基板２１ｂを
透過して光検出素子８３の受光面に達する。本実施形態
の機能デバイスにおける上記以外の動作は、第１の実施
形態の機能デバイスの動作と同一である。

【０１０４】本実施形態においては、透明表面電極８４
がミラー本体８２に対して静電気力を発生する駆動電極
として機能するため、第４の実施形態と同様な動作を確
保することができる。また、ミラー本体８２が半透過性
であり、駆動電極が透明電極８４であり、ガラス等の透
明絶縁体からなる透明基板２１ｂを使用しているため、
入射した光の一部は、光検出基板８１に設けられた光検
出素子８３に入射する。この結果、ミラー本体８２を駆
動させて入射光を所定の方向へ配向しながら、入射光の
一部は常に光検出素子８３に入射させることが可能とな
る。

【０１０５】この結果、本実施形態においては前述の第
４の実施形態における効果に加え、光検出素子８３によ
り通信中に常時、光信号強度をモニターすることが可能
となる。このため、光スイッチを通過する光信号の異常
及び通信経路の断線等の不具合を検出することができ
る。これにより、通信の確実な光路確保並びに通信ネッ
トワークの品質向上及び信頼性向上を図ることができ
る。

【０１０６】次に、本発明の第６の実施形態について説
明する。図２４は本実施形態に係る機能デバイスの構成
を示す斜視図である。また、図２５は図２４に示すＡ−
Ａ線による断面図である。本実施形態の機能デバイス
は、可変波長フィルターを使用し、この可変波長フィル
ターを駆動する駆動力として静電気力を利用した機能デ
バイスである。

【０１０７】図２４に示すように、本実施形態に係る機
能デバイスは、駆動回路基板２上にフィルター基板９１
が積層されて形成されている。フィルター基板９１にお
いては、ベース基板９６が設けられ、このベース基板９
６上に少なくとも１個、例えば６個の可変波長フィルタ
ー素子部９２がアレイ状に配列されている。可変波長フ
ィルター素子部９２は、シリコン基板がエッチングされ
て作製されているか、又は堆積させたポリシリコン薄膜
をシリコン半導体加工技術により３次元的に加工して作
製されている。可変波長フィルター素子部９２は、フィ
ルター素子９５、フィルター素子９５を支える運動可能
な駆動子９３及び固定子９４から構成され、フィルター
素子９５には、連続的な膜厚変化を持った誘電体多層膜
を使用するフィルター、又は相互に対向する反射面の間
隙を変化させるファブリペロー型フィルター等が使用さ
れる。図２４においては、誘電体多層膜を使用するフィ
ルターを設けた場合を示す。

【０１０８】フィルター素子９５として誘電体多層膜を
使用する場合には、駆動子９３の運動方向は入射光が入
射する方向に直交する方向であり、例えば図２４におい
て、Ｙ方向に入射光Ｂが入射する場合には駆動子９３の
運動方向はＸ方向となる。一方、フィルター素子として
相互に対向する反射面の間隙を変化させるファブリペロ
ー型フィルター（図示せず）を使用する場合には、駆動
子の運動方向は入射光の入射方向と平行な方向であり、
例えば図２４において、Ｙ方向に入射光Ｂが入力される
場合には駆動子の運動方向はＹ方向となる。

【０１０９】駆動子９３及び固定子９４は、夫々櫛歯状
の形状の電極を有しており、相互に入れ子状態になるよ
うに配置されている。駆動子９３は、フィルター基板９
１のベース基板９６に固定された板バネ（図示せず）等
により支持され、ベース基板９６から分離されている。
なお、駆動子９３及び固定子９４の形状は図２４に示す
櫛歯状形状に限定されず、誘電体多層膜フィルターの場
合には光の入射方向と垂直方向、ファブリペロー型フィ
ルターの場合には光の入射方向と平行といった所定方向
への駆動ができれば、種々の形状をとることが可能であ
る。

【０１１０】また、図２５に示すように、ベース基板９
６の表面（可変波長フィルター素子部９２が配置されて
いる面）には、駆動子９３に接続される駆動電極９７ａ
及び固定子９４に接続される駆動電極９７ｂが設けられ
ている。また、ベース基板９６における駆動電極９７ａ
及び９７ｂの下方にはスルーホール９６ａが設けられて
いる。尚、スルーホール９６ａ内にはハンダ、スズ（Ｓ
ｎ）等からなる導電材９６ｂが埋め込まれていてもよ
い。ベース基板９６の裏面（可変波長フィルター素子部
９２が配置されていない面）におけるスルーホール９６
ａの下方には、駆動子電極９８及び固定子電極９９が設
けられている。また、駆動子電極９８及び固定子電極９
９の表面には、夫々接続用突起３１が設けられている。
駆動子電極９８及び固定子電極９９はスルーホール９６
ａに埋め込まれた導電材９６ｂを介して、夫々駆動子９
３及び固定子９４に接続されている。駆動子電極９８は
板バネ（図示せず）を介して駆動子９３と接続されてい
る。本実施形態における駆動回路基板２の構成は、図２
５においては前述の第１の実施形態における駆動回路基
板２の構成と同一のもので説明したが、前述の第２の実
施形態における駆動回路基板２ａもしくは第３の実施形
態における駆動回路基板２ｂと同一のものであってもよ
い。

【０１１１】フィルター基板９１は樹脂層３を介して駆
動回路基板２上に積層されている。より詳しくは、駆動
回路基板２の表面に設けられた素子スイッチ部２２の電
極に接続された表面電極２４と、フィルター基板９１の
裏面に設けられた駆動子電極９８及び固定子電極９９と
が電気的に接続されている。

【０１１２】また、接続用突起（バンプ）３１は、表面
電極２４に夫々当接しており、接続用突起３１及び表面
電極２４を覆うように、半田又は導電性接着剤からなる
接続部材３２が設けられている。そして、この接続用突
起３１と表面電極２４とが圧着等により相互に接合さ
れ、接続部材３２により周囲を覆われて補強されてい
る。更に、ベース基板９６と絶縁体層２５との間におけ
る駆動子電極９８、固定子電極９９、接続用突起３１、
表面電極２４及び接続部材３２の周囲には、熱硬化性接
着剤等の樹脂層３が充填され封止されている。

【０１１３】なお、本実施形態においては、接続用突起
３１を駆動子電極９８及び固定子電極９９の表面に設
け、接続用突起３１を表面電極２４に当接させる例を示
したが、接続用突起３１を表面電極２４上に設け、駆動
子電極９８及び固定子電極９９に当接させてもよい。こ
の場合は、接続部材３２は接続用突起３１及び駆動子電
極９８及び固定子電極９９を覆うように形成する。

【０１１４】また、本実施形態においては、駆動子電極
９８及び固定子電極９９は、夫々駆動子９３及び固定子
９４の真下に配置し、その位置で表面電極２４と接続す
る例を説明したが、駆動子電極９８及び固定子電極９９
並びに表面電極２４は両者の電気的接続が確保される限
りにおいて、夫々ベース基板９６の裏面及び絶縁体２５
の表面における任意の位置に配置することができる。

【０１１５】次に、本実施形態に係る機能デバイスの動
作について説明する。前述の第１の実施形態と同様な動
作により、所定の素子スイッチ部２２が選択され、この
素子スイッチ部２２からコンタクトホール２５ａを介し
て表面電極２４に電圧が印加される。但し、第１の実施
形態においては、１個のミラー素子１１（図２参照）を
駆動するためには４個の素子スイッチ部２２が必要であ
ったが、本実施形態においては、１個の可変波長フィル
ター素子部９２を駆動するためには、最低２個の素子ス
イッチ部２２があればよい。

【０１１６】第１の実施形態と同様に、所定の可変波長
フィルター素子９２の駆動を行うために、この可変波長
フィルター素子９２に相当する素子スイッチ部２２のゲ
ートを導通状態（オン）とし、印加電圧発生部６３（図
６参照）からの電圧を固定子電極９９及び駆動子電極９
８に印加する。駆動子電極９８に印加された電圧は、導
電材９６ｂ及び駆動電極９７ａを介して駆動子９３に印
加される。また、固定子電極９９に印加された電圧は、
導電材９６ｂ及び駆動電極９７ｂを介して固定子９４に
印加される。駆動子９３及び固定子９４は、夫々櫛歯状
の形状の電極を有しており、相互に入れ子状態になるよ
うに配置されているため、駆動子９３と固定子９４との
間に静電気力が発生する。これにより、駆動子９３は、
固定子電極９９と駆動子電極９８との間に印加した電圧
に応じてＸ方向に移動する。

【０１１７】従って、駆動子９３に連結されたフィルタ
ー素子９５も駆動子９３の移動に伴って移動する。この
結果、フィルター素子９５が入射光Ｂの経路に介在する
ようになる。フィルター素子９５は誘電体多層膜からな
るため、Ｙ方向に入射する入射光Ｂのうち、フィルター
素子９５を透過できる光の波長は特定の波長に限定され
る。また、フィルター素子９５はＸ方向に膜厚勾配を持
つ形状を有するため、フィルター素子９５のＸ方向の移
動により、フィルター素子９５を透過できる光の波長が
変化する。これにより、入射光Ｂから任意の波長を選択
的に透過させるフィルターを得ることができる。また、
光デバイスに可変波長フィルター素子９２を複数設ける
ことにより、複数のチャンネルのフィルターを持つ光デ
バイスを得ることができる。

【０１１８】また、本実施形態においては、固定子９４
及び駆動子９３に各々電圧を印加する場合を示したが、
駆動子９３の駆動のためには固定子９４と駆動子９３の
両電極間の印加される電位差のみが必要である。従っ
て、固定子９４をグランドに接地し、駆動子９３に所定
の電圧を印加しても、両者に夫々電圧を印加する場合と
同等の動作が可能である。この場合は、固定子９４に接
続するスイッチ部２２を省くことができ、機能デバイス
の構成をより簡略化できる。

【０１１９】本実施形態においては、複数のチャンネル
のフィルターを備えた機能デバイスにおいて、可変波長
フィルター素子へ駆動及び制御信号を供給するための配
線を極力少なくすることが可能となり、これにより、光
デバイスの小型化及び高信頼性化を図ることができる。
また、ドライバ回路部を可変波長フィルター素子の数だ
け設けることなく、１個のドライバ回路部により全ての
可変波長フィルター素子を駆動することが可能である。
これにより、可変波長フィルター素子が多チャンネル化
しても、回路部が大型化することがなく、機能デバイス
が大型化することを抑制することができる。更に、基板
上に複数のトランジスタを形成して駆動回路を作製する
ため、機能デバイスを安価に作製することが可能とな
る。更にまた、フィルター機能素子と駆動回路基板とを
別々の工程で作製し、積層することにより機能デバイス
を構成するため、各々の作製プロセス及び特性の最適化
を図ることができる。

【０１２０】次に、本発明の第７の実施形態について説
明する。図２６は本実施形態に係る機能デバイスの構成
を示す斜視図であり、図２７は図２６に示すＡ−Ａ線に
よる断面図である。本実施形態の機能デバイスは、ＲＦ
微小電気機械スイッチを使用し、このスイッチを駆動す
る駆動力として静電気力を利用した機能デバイスであ
る。

【０１２１】図２６及び図２７に示すように、本実施形
態に係る機能デバイスは、駆動回路基板２上にスイッチ
基板１６１が積層されて形成されている。スイッチ基板
１６１においては、ベース基板１６１６が設けられ、こ
のベース基板１６１６上に少なくとも１個、例えば６個
のスイッチ素子部１６１１がアレイ状に配列されてい
る。スイッチ素子部１６１１は、シリコン基板がエッチ
ングされて作製されているか、又は堆積させたポリシリ
コン薄膜をシリコン半導体加工技術により３次元的に加
工して作製されている。

【０１２２】スイッチ素子部１６１１においては、ベー
ス基板１６１６上に支持台１６１５が設けられており、
支持台１６１５上に可撓性の片持ビーム１６１２が設け
られている。片持ビーム１６１２の形状は直方体であ
り、その長手方向はベース基板１６１６の表面に平行な
方向に延びている。片持ビーム１６１２の一方の端部１
６１２ａは支持台１６１５により支持されており、他方
の端部１６１２ｂは支持されていない。そして、この他
方の端部１６１２ｂの下面には電気的接点１６２８が設
けられており、片持ビーム１６１２が電気的接点１６２
８を支えるようになっている。また、ベース基板１６１
６上には電気的接点１６２９が設けられている。電気的
接点１６２９は、端部１６１２ｂが下方に変位するよう
に片持ビーム１６１２が変形して、電気的接点１６２８
の位置が下がったときに、この電気的接点１６２８に接
触する位置に配置されている。更に、接点１６２９はＲ
Ｆ入力ポートを形成しており、ＲＦ入力信号が入力され
るようになっており、一方、接点１６２８はＲＦ出力ポ
ートを形成している。

【０１２３】また、図２７に示すように、ベース基板１
６１６上に駆動電極１６１７ａ及び１６１７ｂが設けら
れている。片持ビーム１６１２上には駆動電極１６１７
ｃが設けられ、ベース基板１６１６上の駆動電極１６１
７ｂと接続されている。これにより、駆動電極１６１７
ａ及び駆動電極１６１７ｃは、片持ビーム１６１２及び
支持台１６１５により所定の間隔で配置される。そし
て、ベース基板１６１６における駆動電極１６１７ａ及
び１６１７ｂの下方にはスルーホール１９ａが設けら
れ、スルーホール１９ａの下方には接続電極１８が設け
られている。駆動電極１６１７ａ及び１６１７ｂと接続
電極１８はスルーホール１９ａにより相互に接続されて
いる。なお、スルーホール１９ａ内にはハンダ、スズ
（Ｓｎ）等からなる導電体１９ｂが埋め込まれていても
よい。更に、接続電極１８の表面には、Ａｕ（金）又は
半田からなる接続用突起（バンプ）３１が設けられてい
る。

【０１２４】駆動回路基板２及び樹脂層３の構成は、前
述の第１の実施形態と同様である。即ち、スイッチ基板
１６１は樹脂層３を介して駆動回路基板２上に積層され
ている。より詳しくは、駆動回路基板２の表面に設けら
れた素子スイッチ部２２の電極に接続された表面電極２
４と、スイッチ基板１６１の裏面に設けられた接続電極
１８とが電気的に接続されている。また、接続用突起
（バンプ）３１は、表面電極２４に夫々当接しており、
接続用突起３１及び表面電極２４を覆うように、半田又
は導電性接着剤からなる接続部材３２が設けられてい
る。そして、この接続用突起３１と表面電極２４とが圧
着等により相互に接合され、接続部材３２により周囲を
覆われて補強されている。更に、ベース基板１６１６と
絶縁体層２５との間における接続電極１８、接続用突起
３１、表面電極２４及び接続部材３２の周囲には、熱硬
化性接着剤等からなる樹脂層３が充填され封止されてい
る。

【０１２５】なお、本実施形態においては、接続用突起
３１を接続電極１８の表面に設け、接続用突起３１を表
面電極２４に当接させる例を示したが、接続用突起３１
を表面電極２４上に設け、接続電極１８に当接させても
よい。この場合は、接続部材３２は接続用突起３１及び
接続電極１８を覆うように形成する。

【０１２６】また、本実施形態においては、接続電極１
８は、駆動電極１６１７ａ及び１６１７ｂの真下に配置
し、その位置で表面電極２４と接続する例を説明した
が、接続電極１８並びに表面電極２４は両者の電気的接
続が確保される限りにおいて、夫々ベース基板１６１６
の裏面及び絶縁体２５の表面における任意の位置に配置
することができる。

【０１２７】本実施形態における駆動回路基板２の構成
は、前述の第１の実施形態における駆動回路基板２の構
成と同一のものとしたが、前述の第２の実施形態におけ
る駆動回路基板２ａ又は第３の実施形態における駆動回
路基板２ｂと同一のものであってもよい。

【０１２８】次に、本実施形態に係る機能デバイスの動
作について説明する。前述の第１の実施形態と同様な動
作により、所定の素子スイッチ部２２が選択され、この
素子スイッチ部２２からコンタクトホール２５ａを介し
て表面電極２４に電圧が印加される。但し、第１の実施
形態においては、１個のミラー素子１１（図２参照）を
駆動するためには４個の素子スイッチ部２２が必要であ
るが、本実施形態においては、１個のスイッチ素子部１
６１１を駆動するためには、最低２個の素子スイッチ部
２２があればよい。

【０１２９】そして、素子スイッチ部２２のゲートを導
通状態（オン）とし、印加電圧発生部６３（図６参照）
からの電圧を接続電極１８ａ及び１８ｂに印加する。接
続電極１８ａに印加された電圧は、駆動電極１６１７ａ
に印加される。接続電極１８ｂに印加された電圧は、駆
動電極１６１７ｂを介して駆動電極１６１７ｃに印加さ
れる。これにより、駆動電極１６１７ａと駆動電極１６
１７ｃとの間に静電気力が発生し、片持ビーム１６１２
が変形し、その端部１６１２ｂが下方に変位する。この
結果、電気的接点１６２８が電気的接点１６２９に接触
し、ＲＦ入力信号がＲＦ出力ポートに出力される。電圧
が駆動電極１６１７ａ及び１６１７ｃから除かれると、
片持ビーム１６１２は片持ビーム１６１２自身の復元力
により、図２７に示す静的位置に戻る。

【０１３０】なお、ベース基板１６１６上に相互に離間
した２つの電気的接点１６２９を設け、夫々ＲＦ入力端
子及びＲＦ出力端子とし、この２つの電気的接点が、電
気的接点１６２８と接触することにより、ＲＦ入力端子
がＲＦ出力端子に接続されるようにしてもよい。

【０１３１】本実施形態においては、ＲＦ入力信号の出
力ポートへの出力及び切断を選択的に行なうＲＦスイッ
チを実現することができる。また、機能デバイスにスイ
ッチ素子部１６１１を複数設けることにより、複数のチ
ャンネルのスイッチを持つ機能デバイスを得ることがで
きる。

【０１３２】また、本実施形態においては、駆動電極１
６１７ａ及び駆動電極１６１７ｃに各々電圧を印加する
場合を示したが、スイッチ素子部１６１１の駆動のため
には駆動電極１６１７ａと駆動電極１６１７ｃとの両電
極間の印加される電位差のみが必要である。従って、駆
動電極１６１７ｃをグランドに接続し、駆動電極１６１
７ａに所定の電圧を印加してもよく、又はその逆に、駆
動電極１６１７ａにグランド電位を印加し、駆動電極１
６１７ｃに所定の電位を印加してもよい。この場合にお
いても、両者に夫々電圧を印加する場合と同等の動作が
可能である。この場合は、駆動電極１６１７ｃに接続す
るスイッチ部２２を省くことができ、機能デバイスの構
成をより簡略化できる。

【０１３３】本実施形態においては、複数のチャンネル
のスイッチを備えた機能デバイスにおいて、スイッチ素
子部へ駆動及び制御信号を供給するための配線を極力少
なくすることが可能となり、これにより、機能デバイス
の小型化及び信頼性の向上を図ることができる。また、
ドライバ回路部をスイッチ素子部の数だけ設けることな
く、１個のドライバ回路部により全てのスイッチ素子部
を駆動することが可能である。これにより、スイッチ素
子部が多チャンネル化しても、回路部が大型化すること
がなく、機能デバイスが大型化することを抑制すること
ができる。更に、基板上に複数のトランジスタを形成し
て駆動回路を作製するため、機能デバイスを安価に作製
することが可能となる。更にまた、スイッチ機能素子と
駆動回路基板とを別々の工程で作製し、積層することに
より機能デバイスを構成するため、各々の作製プロセス
及び特性の最適化を図ることができる。

【０１３４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
多チャンネル化しても大型化することを抑制でき、更
に、低コスト化及び光通信の信頼性の向上を図った機能
デバイスを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る機能デバイスの
構成を示す斜視図である。

【図２】図３に示すミラー素子１１のＸ−Ｘ軸をとお
り、ミラーフレーム１４の表面に垂直な断面の断面図で
ある。

【図３】ミラー素子１１の構成を示す拡大平面図であ
る。

【図４】本実施形態における光反射ミラー素子の電極配
置を示す断面図である。

【図５】本実施形態に係る機能デバイスにおける１個の
光反射ミラー素子を駆動する４個のミラー素子スイッチ
部を示す等価回路図である。

【図６】本実施形態に係る機能デバイスにおけるミラー
素子スイッチ部及びドライバ回路部の構成を示す等価回
路図である。

【図７】本実施形態に係る機能デバイスの製造方法を示
すフローチャート図である。

【図８】（ａ）乃至（ｇ）は、本実施形態に係る機能デ
バイスの製造方法をその工程順に示す断面図である。

【図９】（ａ）乃至（ｃ）は、本実施形態に係る機能デ
バイスの製造方法をその工程順に示す断面図であり、図
８の後の工程を示す。

【図１０】（ａ）乃至（ｄ）は、本実施形態におけるベ
ース基板１６の形成方法をその工程順に示す断面図であ
る。

【図１１】（ａ）乃至（ｄ）は、本実施形態におけるベ
ース基板１６の形成方法をその工程順に示す断面図であ
り、図１０の後の工程を示す。

【図１２】（ａ）乃至（ｃ）は、本実施形態におけるベ
ース基板１６の形成方法をその工程順に示す断面図であ
り、図１１の後の工程を示す。

【図１３】（ａ）乃至（ｄ）は、本実施形態におけるベ
ース基板１６の形成方法をその工程順に示す断面図であ
り、図１２の後の工程を示す。

【図１４】（ａ）乃至（ｃ）は、本実施形態におけるベ
ース基板１６の形成方法をその工程順に示す断面図であ
り、図１３の後の工程を示す。

【図１５】（ａ）乃至（ｄ）は、本実施形態における他
のベース基板１６の形成方法をその工程順に示す断面図
である。

【図１６】（ａ）乃至（ｄ）は、このベース基板１６の
形成方法をその工程順に示す断面図であり、図１５の後
の工程を示す。

【図１７】（ａ）乃至（ｃ）は、このベース基板１６の
形成方法をその工程順に示す断面図であり、図１６の後
の工程を示す。

【図１８】（ａ）及び（ｂ）は、このベース基板１６の
形成方法をその工程順に示す断面図であり、図１７の後
の工程を示す。

【図１９】本実施形態の変形例におけるミラー素子を示
す平面図である。

【図２０】本発明の第２の実施形態に係る機能デバイス
を示す部分断面図であり、ミラー素子１１のＸ−Ｘ軸
（図２参照）をとおりミラーフレーム１４の表面に垂直
な断面の断面図である。

【図２１】本発明の第３の実施形態に係る機能デバイス
を示す部分断面図であり、ミラー素子１１のＸ−Ｘ軸
（図２参照）をとおりミラーフレーム１４の表面に垂直
な断面の断面図である。

【図２２】本発明の第４の実施形態に係る機能デバイス
の構成を示す部分断面図であり、ミラー素子１１のＸ−
Ｘ軸（図２参照）をとおり、ミラーフレーム１４の表面
に垂直な断面の断面図である。

【図２３】本発明の第５の実施形態に係る機能デバイス
の構成を示す部分断面図であり、ミラー素子１１のＸ−
Ｘ軸（図２参照）をとおり、ミラーフレーム１４の表面
に垂直な断面の断面図である。

【図２４】本発明の第６の実施形態に係る機能デバイス
の構成を示す斜視図である。

【図２５】図２４に示すＡ−Ａ線による断面図である。

【図２６】本発明の第７の実施形態に係る機能デバイス
の構成を示す斜視図である。

【図２７】図２６に示すＡ−Ａ線による断面図である。

【符号の説明】

１、１ａ、１ｂ；ミラー基板２、２ａ、２ｂ、２ｃ；駆動回路基板３、３ｂ；樹脂層４；外部入力ポート１１；ミラー素子１１ａ；シリコン基板１２；ミラー本体１３；支持体１３ｂ；リング１３ｃ、１３ｄ；軸部材１４；ミラーフレーム１４ａ；開口部１５；支持台１６、１６１６；ベース基板１６ａ；シリコン板１７、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ、１７
ｆ、１７ｇ；駆動電極１８、１８ａ、１８ｂ；接続電極１９ａ；スルーホール１９ｂ；導電体２１；基板２１ｂ；ベース基板２１ｃ；透明基板２２、２２ａ、２２ｂ；素子スイッチ部２３、２３ａ、２３ｂ；ドライバ回路部２４、２４ａ、２４ｂ；表面電極２５；絶縁体層２５ａ；コンタクトホール２５ｂ；導電体２５ｃ；透明絶縁体層２６；半導体基板２７；絶縁性基板３１；接続用突起（バンプ）３２；接続部材５１；ゲート線５２；ドレイン／ソース線５３；薄膜トランジスタ５５；保持キャパシタ５６；端子６１；ドレイン／ソース線駆動回路６２；ゲート線駆動回路６３；印加電圧発生部８１；光検出基板８２；ミラー本体８３；光検出素子８４；透明導電性表面電極９１；フィルター基板９２；可変波長フィルター素子部９３；駆動子９４；固定子９５；フィルター素子９６；ベース基板９６ａ；スルーホール９６ｂ；導電材９７ａ；駆動電極９７ｂ；駆動電極９８；駆動子電極９９；固定子電極１１１、１２８；配線パターン１１２、１２２；酸化シリコン層１１３、１１７、１１８、１２３、１２６、１２７；フ
ォトレジストマスク１１３ａ、１２３ａ；開口部１１４、１２４；絶縁層１１５；ポリシリコン層１１６；酸化シリコン層１２５；銅層１６１；スイッチ基板１６１６；ベース基板１６１１；スイッチ素子部１６１５；支持台１６１２；片持ビーム１６１２ａ、１６１２ｂ；端部１６２８、１６２９；電気的接点１６１７ａ、１６１７ｂ；駆動電極Ｂ；入射光Ｄ／Ｓ１、Ｄ／Ｓ２、・・・、Ｄ／Ｓ４ｎ；走査列Ｇ１、Ｇ２、・・・、Ｇｍ；走査行

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力された信号を加工して出力する複数
の機能素子と、基板及びこの基板上に設けられ前記機能
素子を駆動する駆動回路を備えた駆動回路基板と、絶縁
性材料からなり前記機能素子と前記駆動回路基板とを相
互に接合する絶縁層及びこの絶縁層中に設けられ前記機
能素子と前記駆動回路とを相互に接続する接続端子を備
えた接合層と、を有することを特徴とする機能デバイ
ス。
【請求項２】前記駆動回路を外部回路に接続する入出
力端子を有し、この入出力端子の数が前記接続端子の数
よりも少ないことを特徴とする請求項１に記載の機能デ
バイス。
【請求項３】前記基板が絶縁性材料からなることを特
徴とする請求項１又は２に記載の機能デバイス。
【請求項４】前記基板が半導体材料からなり、前記駆
動回路がこの基板の表面に形成されたものであることを
特徴とする請求項１又は２に記載の機能デバイス。
【請求項５】前記機能素子が、前記入力された信号に
対して加工処理を施す加工素子と、この加工素子を運動
可能に支持する微小電気機械部と、前記駆動回路から電
圧が印加され前記加工素子との間に静電気力を発生させ
ることにより前記加工素子を運動させる駆動電極と、を
有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項
に記載の機能デバイス。
【請求項６】前記各機能素子が前記駆動電極を３個以
上有していることを特徴とする請求項５に記載の機能デ
バイス。
【請求項７】前記信号が光信号であり、前記加工素子
がこの光信号の少なくとも一部を反射する光反射ミラー
であり、前記微小電気機械部が前記光反射ミラーを回動
可能に支持するものであり、前記駆動電極が前記光反射
ミラーの角度を制御して前記光反射ミラーが入力された
前記光信号を選択的に出力することにより、光のスイッ
チングを行うことを特徴とする請求項５又は６に記載の
機能デバイス。
【請求項８】前記駆動電極が透明導電体からなり、前
記光反射ミラーが半透過性であり、前記基板が透明絶縁
体からなり、前記駆動回路基板が前記機能素子に対向し
ていない側の面に光検出素子を含む光検出基板を有する
ことを特徴とする請求項７に記載の機能デバイス。
【請求項９】前記信号が光信号であり、前記加工素子
がこの光信号から任意の波長の光を選択的に分離するフ
ィルターであり、前記微小電気機械部が前記フィルター
を往復運動可能に支持するものであり、前記駆動電極が
前記フィルターの位置を制御して前記光信号の通過域に
介在させることにより、前記フィルターが入力された前
記光信号から任意の波長の光を選択的に分離して出力す
ることを特徴とする請求項５又は６に記載の機能デバイ
ス。
【請求項１０】前記信号が電気信号であり、前記加工
素子が変形することにより前記電気信号が入力された入
力端子を出力端子に接続するスイッチ部材であり、前記
駆動電極が前記スイッチ部材を変形させることにより前
記電気信号の前記出力端子への導通／非導通を選択する
ことを特徴とする請求項５又は６に記載の機能デバイ
ス。
【請求項１１】前記機能素子が、この機能素子におけ
る前記駆動回路基板に対向する面に配置され前記駆動電
極に接続された第２の電極を有し、前記駆動回路基板
が、この駆動回路基板における前記機能素子に対向する
面に配置され前記駆動回路に接続された第３の電極を有
し、前記第２の電極と前記第３の電極とが前記接続端子
を介して相互に接続されており、前記駆動電極は前記第
２及び第３の電極を介して前記駆動回路に接続されてい
ることを特徴とする請求項５乃至１０のいずれか１項に
記載の機能デバイス。
【請求項１２】前記基板の表面に垂直な方向から見
て、前記第２の電極と前記第３の電極とが同じパターン
で形成されており、前記機能素子が、表面に前記駆動電
極が形成され裏面に前記第２の電極が形成され前記駆動
電極を前記第２の電極に接続するスルーホールが形成さ
れると共に、前記微小電気機械部を保持する電極基板を
有することを特徴とする請求項１１に記載の機能デバイ
ス。
【請求項１３】前記接続端子が、半田ボール、導電材
料からなるバンプ又は導電性接着剤からなる層であるこ
とを特徴とする請求項１１又は１２に記載の機能デバイ
ス。
【請求項１４】前記駆動電極が前記接合層における前
記加工素子に対向する面に配置されていることを特徴と
する請求項５乃至１０のいずれか１項に記載の機能デバ
イス。
【請求項１５】前記駆動回路が、アレイ状に配列され
た複数のトランジスタと、このトランジスタのゲート電
極に接続された１又は複数のゲート線と、前記トランジ
スタのソース電極に接続された複数のドレイン／ソース
線と、前記トランジスタのドレイン電極及び前記駆動電
極に接続され前記ドレイン電極に印加された電圧を前記
駆動電極に印加する端子と、前記ドレイン／ソース線に
選択的に信号を入力するドレイン／ソース駆動回路と、
を有することを特徴とする請求項５乃至１４のいずれか
１項に記載の機能デバイス。
【請求項１６】前記駆動回路が、前記ゲート線に選択
的に信号を入力するゲート駆動回路を有することを特徴
とする請求項１５に記載の機能デバイス。
【請求項１７】前記駆動回路が、前記ドレイン／ソー
ス駆動回路に電圧を供給する印加電圧発生部を有し、前
記電圧は前記ドレイン／ソース駆動回路によって選択さ
れたドレイン／ソース線、このドレイン／ソース線に接
続された前記トランジスタ及びこのトランジスタに接続
された前記端子を介して前記駆動電極に印加され、この
駆動電極と前記加工素子との間に静電気力を発生させる
ことを特徴とする請求項１５又は１６に記載の機能デバ
イス。
【請求項１８】表面に入力された光の少なくとも一部
に対して光加工処理を行い出力する機能素子を備え、前
記機能素子を支持すると共に前記機能素子の動作を制御
する微小電気機械部を備えた機能素子可動支持構造体
と、前記機能素子可動支持構造体から見て前記機能素子
が設けられていない側に配置され、絶縁体からなる基板
及びこの基板上に形成され前記微小電気機械部の動作を
制御する駆動回路を備えた駆動回路基板構造体と、を有
することを特徴とする機能デバイス。
【請求項１９】前記機能素子が入力された光の少なく
とも一部を反射して前記入力された光を選択的に出力す
ることにより光のスイッチングを行う光反射ミラーであ
ることを特徴とする請求項１８に記載の機能デバイス。
【請求項２０】前記機能素子が前記入力された光から
任意の波長の光を選択的に分離して出力する可変波長フ
ィルターであることを特徴とする請求項１８に記載の光
デバイス。
【請求項２１】前記駆動回路に接続され、前記駆動回
路から電圧が印加され前記機能素子との間に静電気力を
発生させることによって前記機能素子の動作を制御する
第１の電極を有することを特徴とする請求項１８乃至２
０のいずれか１項に記載の機能デバイス。
【請求項２２】前記第１の電極が前記機能素子可動支
持構造体内に設けられ、前記機能素子可動支持構造体は
更に、この機能素子可動支持構造体における前記駆動回
路基板構造体に対向する面に配置され前記第１の電極に
接続された第２の電極を有し、前記駆動回路基板構造体
が、この駆動回路基板構造体における前記機能素子可動
支持構造体に対向する面に配置され前記駆動回路に接続
された第３の電極を有し、前記機能素子可動支持構造体
と前記駆動回路基板構造体との接合面において前記第２
の電極と前記第３の電極とが相互に接続され、前記第１
の電極は前記第２及び第３の電極を介して前記駆動回路
に接続されていることを特徴とする請求項２１に記載の
機能デバイス。
【請求項２３】前記第１の電極が駆動回路基板構造体
における前記機能素子可動支持構造体に対向する面に配
置されていることを特徴とする請求項２１に記載の機能
デバイス。
【請求項２４】透明導電体からなり前記駆動回路に接
続され前記光反射ミラーとの間に発生する静電気力によ
って前記機能素子の動作を制御する第１の電極を有し、
前記光反射ミラーが半透過性であり、前記基板が透明絶
縁体からなり、前記駆動回路基板構造体が前記機能素子
可動支持構造体に対向していない側の面に光検出素子を
含む光検出基板を有することを特徴とする請求項１９に
記載の機能デバイス。
【請求項２５】前記駆動回路が、アレイ状に配列され
た複数のトランジスタと、このトランジスタのゲート電
極に接続された１又は複数のゲート線と、前記トランジ
スタのソース電極に接続された複数のドレイン／ソース
線と、前記トランジスタのドレイン電極及び前記第１の
電極に接続され前記ドレイン電極に印加された電圧を前
記第１の電極に印加する端子と、前記ドレイン／ソース
線に選択的に信号を入力するドレイン／ソース駆動回路
と、を有することを特徴とする請求項２１乃至２４のい
ずれか１項に記載の機能デバイス。
【請求項２６】前記駆動回路が、前記ゲート線に選択
的に信号を入力するゲート駆動回路を有することを特徴
とする請求項２５に記載の機能デバイス。
【請求項２７】前記駆動回路が、前記ドレイン／ソー
ス駆動回路に電圧を供給する印加電圧発生部を有し、前
記電圧は前記ドレイン／ソース駆動回路によって選択さ
れたドレイン／ソース線、このドレイン／ソース線に接
続された前記トランジスタ及びこのトランジスタに接続
された前記端子を介して前記第１の電極に印加され、こ
の第１の電極と前記機能素子との間に静電気力を発生さ
せることを特徴とする請求項２５又は２６に記載の機能
デバイス。
【請求項２８】シリコン基板上に加工素子及びこの加
工素子を運動可能に支持する微小電気機械部を形成する
工程と、絶縁基板にスルーホールを形成する工程と、こ
の絶縁基板の第１の面に第１の電極を形成すると共に、
前記絶縁基板の第２の面に前記第１の電極に前記スルー
ホールを介して接続される第２の電極を形成する工程
と、前記加工素子及び微小電気機械部と前記絶縁基板と
を接合することにより機能素子可動支持構造体を作製す
る工程と、基板上に前記機能素子を駆動する駆動回路を
形成して駆動回路基板を作製する工程と、前記駆動回路
が前記第２の電極に接続されるように前記機能素子可動
支持構造体と前記駆動回路基板とを接合する工程と、を
有することを特徴とする機能デバイスの製造方法。
【請求項２９】前記可動支持構造体と前記駆動回路基
板との接合を、絶縁性材料からなり前記機能素子と前記
駆動回路基板とを相互に接合する絶縁層及びこの絶縁層
中に設けられ前記機能素子と前記駆動回路とを相互に接
続する接続端子を備えた接合層を介して行うことを特徴
とする請求項２８に記載の機能デバイスの製造方法。
【請求項３０】入力された信号を加工して出力する複
数の機能素子を備えた機能デバイスに設けられ前記機能
素子を駆動する駆動回路において、アレイ状に配列され
た複数のトランジスタと、このトランジスタのゲート電
極に接続された１又は複数のゲート線と、前記トランジ
スタのソース電極に接続された複数のドレイン／ソース
線と、前記トランジスタのドレイン電極及び前記機能素
子に接続され前記ドレイン電極に印加された電圧を前記
機能素子に供給する端子と、前記ドレイン／ソース線に
選択的に信号を入力するドレイン／ソース駆動回路と、
を有することを特徴とする駆動回路。
【請求項３１】前記ゲート線に選択的に信号を入力す
るゲート駆動回路を有することを特徴とする請求項３０
に記載の駆動回路。
【請求項３２】前記ドレイン／ソース駆動回路に電圧
を供給する印加電圧発生部を有し、前記電圧は前記ドレ
イン／ソース駆動回路によって選択されたドレイン／ソ
ース線、このドレイン／ソース線に接続された前記トラ
ンジスタ及びこのトランジスタに接続された前記端子を
介して前記機能素子に供給されることを特徴とする請求
項３０又は３１に記載の駆動回路。
【請求項３３】前記機能素子が、前記入力された信号
に対して加工処理を施す加工素子と、この加工素子を運
動可能に支持する微小電気機械部と、前記駆動回路から
電圧が印加され前記加工素子との間に静電気力を発生さ
せることにより前記加工素子を運動させる駆動電極と、
を有し、前記電圧は前記駆動電極に印加され、前記駆動
電極と前記加工素子との間で静電気力を発生させること
により、前記加工素子を運動させるものであることを特
徴とする請求項３０乃至３２のいずれか１項に記載の駆
動回路。