扫描镜及扫描镜的制造方法技术

本发明专利技术提供一种能够防止扭力杆的氧化、羟基化，进而能够抑制由此造成的扭力杆的劣化的扫描镜及扫描镜的制造方法。扫描镜中，扭力杆25以支撑镜部24的方式设置，且表面被ALD层27覆盖。扫描镜以通过赋予扭力杆25扭转力而使镜部24能够以沿着扭力杆25的轴为中心旋转的方式构成。扫描镜通过在形成镜部24与扭力杆25之后，利用原子层沉积法至少在扭力杆25的表面形成ALD层27而制造。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】扫描镜及扫描镜的制造方法
本专利技术涉及一种扫描镜及扫描镜的制造方法。
技术介绍
以往，在激光投影机或激光显示器、具备光学相干层析成像(OCT；OpticalCoherenceTomography)的功能的OCT探头等器件中，为了小型化或使携带变得更容易等，开发了一种使用了通过细微加工技术制造的MEMS(MicroElectroMechanicalSystems(微机电系统))的微型扫描仪的器件(例如，参照专利文献1～4)。该微型扫描仪具有扫描镜，该扫描镜具有反射激光的镜部和支撑该镜部的扭力杆，并以赋予扭力杆扭转力使镜部旋转从而二维扫描激光的方式构成。为了使这种MEMS微型扫描仪高性能化，需要以更加高速、高扫描角、低功耗驱动扫描镜。因此，开发出一种PZT(lead-zirconate-titanate(锆钛酸铅))驱动微型扫描仪，其通过组合了扭力杆与悬臂的机械杠杆增幅功能，加大了镜部的旋转角(例如，参照非专利文献1或2)。此外，为了提高扭力杆的抗扭强度从而提高耐久性，提出了一种使用等离子体CVD(plasmaenhancedchemicalvapordeposition(等离子体增强化学气相沉积))，用类金刚石碳(DLC；diamond-likecarbon)膜覆盖镜部或扭力杆的表面的结构(参照非专利文献3)。根据该结构，能够使抗扭强度提高11.1～30.0％。另外，还进行了以下研究：通过原子层沉积(ALD；Atomiclayerdeposition)法在多晶硅膜的表面、聚合物层的表面形成氧化铝(Al2O3)层，考察由该氧化铝层带来的效果、影响(例如，参照非专利文献4或5)。然而，这些研究并未在扫描镜的扭力杆的表面形成氧化铝层。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第3934578号公报专利文献2：日本专利第5321740号公报专利文献3：日本专利第5640420号公报专利文献4：日本专利第6018926号公报非专利文献非专利文献1：S.Gu-Stoppel,D.Kaden,H.J.Quenzer,U.Hofmann,W.Benecke,“Highspeedpiezoelectricmicroscannerswithlargedeflectionusingmechanicalleverageamplification”,ProcediaEngineering,2012,47,p.56-59非专利文献2：S.Gu-Stoppel,T.Giese,H.J.Quenzer,U.Hofmann,W.Benecke,“PZT-Actuatedand-SensedResonantMicromirrorswithLargeScanAnglesApplyingMechanicalLeverageAmplificationforBiaxialScanning”,Micromachines,2017,8,215非专利文献3：W.Zhang,K.Obitani,Y.Hirai,T.Tsuchiya,O.Tabata,“Fracturestrengthofsilicontorsionalmirrorresonatorsfullycoatedwithsubmicrometer-thickPECVDDLCfilm”,SensorsandActuatorsA:Physical,2019,286,p.28-34非专利文献4：M.Budnitzki,O.Pierron,“Theinfluenceofnanoscaleatomic-layer-depositedaluminacoatingonthefatiguebehaviorofpolycrystallinesiliconthinfilms”,AppliedPhysicsLetters,2009,94,141906非专利文献5：P.F.Carcia,R.S.McLean,M.H.Reilly,“PermeationmeasurementsandmodelingofhighlydefectiveAl2O3thinfilmsgrownbyatomiclayerdepositiononpolymers”,AppliedPhysicsLetters,2010,97,221901
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题专利文献1～4、非专利文献1、2中记载的以往的扫描镜存在以下技术问题：水分、氧气附着在由硅等形成的扭力杆的表面，因此扭力杆不断氧化、羟基化，因而扭力杆的劣化较快。此外，非专利文献3中记载的扫描镜存在以下技术问题：由于在扭力杆的表面形成DLC膜，能够延迟扭力杆的氧化、羟基化的进行，但由于在DLC膜的形成中使用有等离子体CVD，无法完全防止水分、氧气附着在扭力杆的表面，无法抑制扭力杆的劣化。本专利技术着眼于上述技术问题，目的在于提供一种能够防止扭力杆的氧化、羟基化，进而能够抑制由此造成的扭力杆的劣化的扫描镜及扫描镜的制造方法。解决技术问题的技术手段为了实现上述目的，本专利技术的扫描镜的特征在于具有：镜部、和以支撑所述镜部的方式而设置的、表面被ALD层覆盖的扭力杆，所述扫描镜以通过赋予所述扭力杆扭转力而使所述镜部能够以沿着所述扭力杆的轴为中心旋转的方式构成。本专利技术的扫描镜通过用ALD层覆盖扭力杆的表面，使ALD层与扭力杆的表面密合，并且还能够覆盖形成扭力杆时的凹凸、细微龟裂等。此外，ALD层由原子层沉积(ALD；Atomiclayerdeposition)法形成，比通过等离子体CVD形成的沉积层等更致密，也不存在针孔(pinhole)。因此，本专利技术的扫描镜通过ALD层能够几乎完全防止水分、氧气附着在扭力杆的表面。由此，能够防止扭力杆的氧化、羟基化，进而能够抑制由此造成的扭力杆的劣化。此外，本专利技术的扫描镜还能够通过ALD层提高扭力杆的抗扭强度(torsionalfracturestrength)。本专利技术的扫描镜优选具有静电致动器，所述静电致动器具有表面被所述ALD层覆盖的一对电极，所述静电致动器以通过在各电极之间施加电压而赋予所述扭力杆扭转力的方式可变形地设置。此时，通过ALD膜，不仅能够防止扭力杆的氧化、羟基化，还能够防止各电极的氧化、羟基化，进而能够抑制由此造成的各电极的劣化。此外，通过将静电致动器设为具有机械杠杆增幅功能的构成，能够以更加高速、高扫描角、低功耗进行驱动。本专利技术的扫描镜的制造方法为以通过赋予以支撑镜部的方式而设置的扭力杆扭转力而使所述镜部能够以沿着所述扭力杆的轴为中心旋转的方式构成的扫描镜的制造方法，其特征在于，在形成所述镜部与所述扭力杆之后，通过原子层沉积法至少在所述扭力杆的表面形成所述ALD层。本专利技术的扫描镜的制造方法能够适合制造本专利技术的扫描镜。由于本专利技术的扫描镜的制造方法通过原子层沉积法在扭力杆的表面形成ALD层，形成的ALD层与扭力杆的表面密合，并且还能够覆盖形成扭力杆时的凹凸、细微龟裂等。在本专利技术的扫描镜的制造方法中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种扫描镜，其特征在于，具有：/n镜部、和/n以支撑所述镜部的方式而设置的、表面被ALD层覆盖的扭力杆，/n所述扫描镜以通过赋予所述扭力杆扭转力而使所述镜部能够以沿着所述扭力杆的轴为中心旋转的方式构成。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20190525 JP 2019-0981581.一种扫描镜，其特征在于，具有：
镜部、和
以支撑所述镜部的方式而设置的、表面被ALD层覆盖的扭力杆，
所述扫描镜以通过赋予所述扭力杆扭转力而使所述镜部能够以沿着所述扭力杆的轴为中心旋转的方式构成。


2.根据权利要求1所述的扫描镜，其特征在于，所述扫描镜具有静电致动器，所述静电致动器具有表面被所述ALD层覆盖的一对电极，所述静电致动器以通过在各电极之间施加电压而赋予所述扭力杆扭转力的方式可变形地设置。


3.根据权利要求1或2所述的扫描镜，其特征在于，所述ALD层由绝缘体形成。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的扫描镜，其特征在于，所述ALD层由氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)、氮化硅(Si3N4)、碳化硅(SiC)及氮化镓(GaN)中的任意一种或多种形成。
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【专利技术属性】
技术研发人员：羽根一博，佐佐木敬，藤田裕树，
申请(专利权)人：国立大学法人东北大学，
类型：发明
国别省市：日本;JP