表面マイクロマシンニングによるファブリ・ペロフィルタ


ファブリ・ペローフィルタは表面マイクロマシニング技術による製作に適した構造であり,可変フィルタや,可変減衰器,ゲインイコアライザ,フィルタ付き光検出器などに利用できるので,広く研究されている.
犠牲層とフィルタのブリッジに用いる材料の組み合わせによりいくつかの方法で製作できる.
機械的に弾性の高いシリコン窒化膜をブリッジ構造に用い,犠牲層にポリシリコンを用いた表面マイクロマシニングを提案し,フィルタ構造を製作した.
犠牲層となるポリシリコンはXeF2により,ドライで取り除けるので,ファブリ・ペローフィルタの製作において生じやすい張り付きの問題が発生しない.
またシリコン窒化膜との選択性も優れている.

図1:Process for Fabry-Perot filter

図1に表面マクロマシニングによるファブリ・ペローフィルタの製作プロセスを示す.
ファブリ・ペローフィルタの構造としてシリコン窒化膜を用いて,犠牲層としてポリシリコン層を用いている.
それらの薄膜を堆積後,パターンの転写を行い,XeF2によるエッチングでポリシリコン層を溶かして取り除く.
これにより,空気間隙のファブリ・ペローフィルタが実現できる.
上層のシリコン窒化膜に電圧を加えるために,その上にアルミ膜を部分的に堆積させ電極とした.
シリコン窒化膜を絶縁膜として,基板のシリコンと上層の電極の間に電圧を加えることで,ファブリ・ペローフィルタの間隙を変えることができる.
これにより,フィルタ波長を可変にできる.
また,図2に製作したフィルタの写真を示す.

図2:Fabricated Fabry-Perot filter