特許 6970134 半導体装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6970134

(24)【登録日】2021年11月1日

(45)【発行日】2021年11月24日

(54)【発明の名称】半導体装置

(51)【国際特許分類】

   H02N 11/00 20060101AFI20211111BHJP

   G02B 26/10 20060101ALI20211111BHJP

   G02B 26/08 20060101ALI20211111BHJP

   B81B 3/00 20060101ALI20211111BHJP

【ＦＩ】

   H02N11/00 Z

   G02B26/10 104Z

   G02B26/10 C

   G02B26/08 E

   B81B3/00

【請求項の数】15

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2019-51077(P2019-51077)

(22)【出願日】2019年3月19日

(65)【公開番号】特開2020-156173(P2020-156173A)

(43)【公開日】2020年9月24日

【審査請求日】2020年8月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(74)【代理人】

【識別番号】100119035

【弁理士】

【氏名又は名称】池上 徹真

(74)【代理人】

【識別番号】100141036

【弁理士】

【氏名又は名称】須藤 章

(74)【代理人】

【識別番号】100178984

【弁理士】

【氏名又は名称】高下 雅弘

(72)【発明者】

【氏名】権 鎬楠

(72)【発明者】

【氏名】石井 浩一

(72)【発明者】

【氏名】藤原 郁夫

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 和拓

【審査官】 津久井 道夫

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−２９６１３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３１２４６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１９７６６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 Ankur Jain, Huikai Xie，A sigle-crystal silicon micromirror for large bi-directional 2D scanning applications，Sensors and Actuators A，2006年，vol 130，454-460

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｎ １１／００

Ｇ０２Ｂ ２６／１０

Ｇ０２Ｂ ２６／０８

Ｂ８１Ｂ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１アクチュエータと、
第２アクチュエータと、
前記第１アクチュエータと前記第２アクチュエータの間に設けられた第１枠部と、
前記第１アクチュエータと前記第１枠部を接続する第１接続部と、
前記第１アクチュエータと前記第１枠部を前記第１接続部とは異なる位置で接続する第２接続部と、
前記第２アクチュエータと前記第１枠部を接続する第３接続部と、
前記第２アクチュエータと前記第１枠部を前記第３接続部とは異なる位置で接続する第４接続部と、
前記第１枠部の内側に設けられた第３アクチュエータと、
前記第１枠部の内側に設けられた第４アクチュエータと、
前記第３アクチュエータと前記第４アクチュエータの間に設けられたステージと、
前記第３アクチュエータと前記ステージを接続する第５接続部と、
前記第３アクチュエータと前記ステージを前記第５接続部とは異なる位置で接続する第６接続部と、
前記第４アクチュエータと前記ステージを接続する第７接続部と、
前記第４アクチュエータと前記ステージを前記第７接続部とは異なる位置で接続する第８接続部と、
前記第３アクチュエータと前記第１枠部を接続する第９接続部と、
前記第４アクチュエータと前記第１枠部を接続する第１０接続部と、
を備え、
前記第１アクチュエータは、矩形状の形状を有し、長辺が第１方向に平行に設けられ、
前記第２アクチュエータは、矩形状の形状を有し、長辺が前記第１方向に平行に設けられ、
前記第３アクチュエータは、矩形状の形状を有し、長辺が前記第１方向に交差する第２方向に平行に設けられ、
前記第４アクチュエータは、矩形状の形状を有し、長辺が前記第２方向に平行に設けられ、
前記第１アクチュエータ、前記第２アクチュエータ、前記第３アクチュエータ又は前記第４アクチュエータは、前記第１方向及び前記第２方向に交差する第３方向に順に積層された、第１酸化物層及び第１金属層を有し、
前記第１枠部又は前記ステージは、前記第３方向に順に積層された、第２酸化物層、第２金属層及び第３酸化物層を有し、
前記第１アクチュエータ、前記第２アクチュエータ、前記第３アクチュエータ又は前記第４アクチュエータは、前記第１酸化物層と前記第１金属層の間に設けられ、前記第１酸化物層より前記第１方向又は前記第２方向における幅の狭い第４酸化物層をさらに有する、
半導体装置。

【請求項2】

第１アクチュエータと、
第２アクチュエータと、
前記第１アクチュエータと前記第２アクチュエータの間に設けられた第１枠部と、
前記第１アクチュエータと前記第１枠部を接続する第１接続部と、
前記第１アクチュエータと前記第１枠部を前記第１接続部とは異なる位置で接続する第２接続部と、
前記第２アクチュエータと前記第１枠部を接続する第３接続部と、
前記第２アクチュエータと前記第１枠部を前記第３接続部とは異なる位置で接続する第４接続部と、
前記第１枠部の内側に設けられた第２枠部と、
前記第２枠部の内側に設けられた第３アクチュエータと、
前記第２枠部の内側に設けられた第４アクチュエータと、
前記第３アクチュエータと前記第４アクチュエータの間に設けられたステージと、
前記第３アクチュエータと前記ステージを接続する第５接続部と、
前記第３アクチュエータと前記ステージを前記第５接続部とは異なる位置で接続する第６接続部と、
前記第４アクチュエータと前記ステージを接続する第７接続部と、
前記第４アクチュエータと前記ステージを前記第７接続部とは異なる位置で接続する第８接続部と、
前記第３アクチュエータと前記第２枠部を接続する第９接続部と、
前記第４アクチュエータと前記第２枠部を接続する第１０接続部と、
前記第１枠部と前記第２枠部の間で、かつ前記第１アクチュエータと前記第２枠部の間に設けられ、前記第１枠部と前記第２枠部を接続する第１１接続部と、
前記第１枠部と前記第２枠部の間で、かつ前記第２アクチュエータと前記第２枠部の間に設けられ、前記第１枠部と前記第２枠部を接続する第１２接続部と、
を備える半導体装置。

【請求項3】

前記第１１接続部は、前記第１アクチュエータの前記一端と前記第１アクチュエータの前記他端の中間付近に隣接して設けられ、
前記第１２接続部は、前記第２アクチュエータの前記一端と前記第２アクチュエータの前記他端の中間付近に隣接して設けられた、
請求項２記載の半導体装置。

【請求項4】

前記第１アクチュエータは、矩形状の形状を有し、長辺が第１方向に平行に設けられ、
前記第２アクチュエータは、矩形状の形状を有し、長辺が前記第１方向に平行に設けられ、
前記第３アクチュエータは、矩形状の形状を有し、長辺が前記第１方向に交差する第２方向に平行に設けられ、
前記第４アクチュエータは、矩形状の形状を有し、長辺が前記第２方向に平行に設けられた、
請求項２又は請求項３記載の半導体装置。

【請求項5】

前記第１アクチュエータは、前記第１方向に互いに隣接して設けられる第５アクチュエータと第６アクチュエータを有し、
前記第２アクチュエータは、前記第１方向に互いに隣接して設けられる第７アクチュエータと第８アクチュエータを有し、
前記第３アクチュエータは、前記第２方向に互いに隣接して設けられる第９アクチュエータと第１０アクチュエータを有し、
前記第４アクチュエータは、前記第２方向に互いに隣接して設けられる第１１アクチュエータと第１２アクチュエータを有する、
請求項４記載の半導体装置。

【請求項6】

前記第１枠部は、前記第１方向及び前記第２方向を含む面に平行に設けられた請求項４又は請求項５記載の半導体装置。

【請求項7】

前記第１アクチュエータに接続された第１３接続部と、
前記第２アクチュエータに接続された第１４接続部と、
をさらに備え、
前記第１接続部と前記第２接続部は、前記第１３接続部を基準に対称に設けられており、
前記第３接続部と前記第４接続部は、前記第１４接続部を基準に対称に設けられており、
前記第５接続部と前記第６接続部は、前記第９接続部を基準に対称に設けられており、
前記第７接続部と前記第８接続部は、前記第１０接続部を基準に対称に設けられている、
請求項１乃至請求項６いずれか一項記載の半導体装置。

【請求項8】

前記第１接続部は前記第１アクチュエータの一端と前記第１枠部を接続し、
前記第２接続部は前記第１アクチュエータの他端と前記第１枠部を接続し、
前記第３接続部は前記第２アクチュエータの一端と前記第１枠部を接続し、
前記第４接続部は前記第２アクチュエータの他端と前記第１枠部を接続し、
前記第５接続部は前記第３アクチュエータの一端と前記ステージを接続し、
前記第６接続部は前記第３アクチュエータの他端と前記ステージを接続し、
前記第７接続部は前記第４アクチュエータの一端と前記ステージを接続し、
前記第８接続部は前記第４アクチュエータの他端と前記ステージを接続する、
請求項１乃至請求項７いずれか一項記載の半導体装置。

【請求項9】

前記第９接続部は、前記第３アクチュエータの一端と前記第３アクチュエータの他端の中間付近に隣接して設けられ、
前記第１０接続部は、前記第４アクチュエータの一端と前記第４アクチュエータの他端の中間付近に隣接して設けられた、
請求項１乃至請求項８いずれか一項記載の半導体装置。

【請求項10】

前記第１アクチュエータ、前記第２アクチュエータ、前記第３アクチュエータ又は前記第４アクチュエータは、前記第１方向及び前記第２方向に交差する第３方向に順に積層された、第１酸化物層及び第１金属層を有し、
前記第１枠部又は前記ステージは、前記第３方向に順に積層された、第２酸化物層、第２金属層及び第３酸化物層を有する、
請求項４乃至請求項６いずれか一項に記載の半導体装置。

【請求項11】

前記第１金属層及び前記第２金属層は、アルミニウムを含む請求項１０記載の半導体装置。

【請求項12】

前記第１アクチュエータ、前記第２アクチュエータ、前記第３アクチュエータ又は前記第４アクチュエータは、前記第１酸化物層と前記第１金属層の間に設けられ、前記第１酸化物層より前記第１方向又は前記第２方向における幅の狭い第４酸化物層をさらに備える請求項１０又は請求項１１記載の半導体装置。

【請求項13】

前記第４酸化物層は、第１部分と、前記第１部分と前記第１金属層の間に設けられ前記第１部分より前記第１方向又は前記第２方向における幅の狭い第２部分を有する請求項１２記載の半導体装置。

【請求項14】

前記第１アクチュエータ、前記第２アクチュエータ、前記第３アクチュエータ及び前記第４アクチュエータは、圧電アクチュエータである請求項１乃至請求項９いずれか一項に記載の半導体装置。

【請求項15】

前記ステージに設けられた光反射部をさらに備える請求項１乃至請求項１４いずれか一項に記載の半導体装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施の形態は、半導体装置に関する。

【背景技術】

【0002】

集積回路技術を発展させた「マイクロマシーニング」と呼ばれる微細加工技術により、回路だけでなく微細構造体やセンサあるいは機械的に動くアクチュエータを一体化・集積化した半導体装置である、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）を形成することができる。ＭＥＭＳ技術を適用したアクチュエータとして、高性能なものが求められている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【非特許文献1】Ｓｅｎｓｏｒｓ ａｎｄ Ａｃｔｕａｔｏｒｓ Ａ，ｖｏｌ １３０，ｐｐ．４５４−４６０（２００６）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明が解決しようとする課題は、高性能な半導体装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態の半導体装置は、第１アクチュエータと、第２アクチュエータと、第１アクチュエータと第２アクチュエータの間に設けられた第１枠部と、第１アクチュエータと第１枠部を接続する第１接続部と、第１アクチュエータと第１枠部を第１接続部とは異なる位置で接続する第２接続部と、第２アクチュエータと第１枠部を接続する第３接続部と、第２アクチュエータと第１枠部を第３接続部とは異なる位置で接続する第４接続部と、第１枠部の内側に設けられた第３アクチュエータと、第１枠部の内側に設けられた第４アクチュエータと、第３アクチュエータと第４アクチュエータの間に設けられたステージと、第３アクチュエータとステージを接続する第５接続部と、第３アクチュエータとステージを第５接続部とは異なる位置で接続する第６接続部と、第４アクチュエータとステージを接続する第７接続部と、第４アクチュエータとステージを第７接続部とは異なる位置で接続する第８接続部と、第３アクチュエータと第１枠部を接続する第９接続部と、第４アクチュエータと第１枠部を接続する第１０接続部と、を備え、第１アクチュエータは、矩形状の形状を有し、長辺が第１方向に平行に設けられ、第２アクチュエータは、矩形状の形状を有し、長辺が第１方向に平行に設けられ、第３アクチュエータは、矩形状の形状を有し、長辺が第１方向に交差する第２方向に平行に設けられ、第４アクチュエータは、矩形状の形状を有し、長辺が第２方向に平行に設けられ、第１アクチュエータ、第２アクチュエータ、第３アクチュエータ又は第４アクチュエータは、第１方向及び第２方向に交差する第３方向に順に積層された、第１酸化物層及び第１金属層を有し、第１枠部又はステージは、第３方向に順に積層された、第２酸化物層、第２金属層及び第３酸化物層を有し、第１アクチュエータ、第２アクチュエータ、第３アクチュエータ又は第４アクチュエータは、第１酸化物層と第１金属層の間に設けられ、第１酸化物層より第１方向又は第２方向における幅の狭い第４酸化物層をさらに有する。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】第１の実施形態の半導体装置の模式図である。

【図2】第１の実施形態の半導体装置における、アクチュエータ及びその周辺の模式上面図である。

【図3】第１の実施形態の半導体装置の製造方法における製造途中の半導体装置の模式断面図である。

【図4】第１の実施形態の比較形態となる半導体装置の模式図である。

【図5】第１の実施形態の半導体装置において、アクチュエータの断面の例を示した模式図である。

【図6】第２の実施形態の半導体装置の模式図である。

【図7】第３の実施形態の半導体装置において、圧電アクチュエータの動作の一例を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、図面を用いて実施の形態を説明する。尚、図面中、同一又は類似の箇所には、同一又は類似の符号を付している。

【0008】

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態の半導体装置１００の模式図である。

【0009】

図１（ａ）は、本実施形態の半導体装置１００の模式上面図である。

【0010】

本実施形態の半導体装置１００は、ＭＥＭＳ技術を用いて形成されたスキャナー（光スキャナー）である。光スキャナーは、例えば、レーザー光等の光の走査に用いられる。

【0011】

ここで、ｘ軸と、ｘ軸に交差するｙ軸と、ｘ軸及びｙ軸に交差するｚ軸と、を定義する。なお、本実施形態の「交差する」とは、「略直交する」ということを示している。また、ｘ軸に平行な方向であるｘ方向は第１方向の一例、ｙ軸に平行な方向であるｙ方向は第２方向の一例、ｚ軸に平行な方向であるｚ方向は第３方向の一例である。

【0012】

第１アクチュエータ２は、矩形状の形状を有し、長辺２ａがｘ方向に平行に配置されている。そして、後述するように、第１アクチュエータ２により、ステージ２０はｙ軸周りに回動可能である。

【0013】

第２アクチュエータ４は、矩形状の形状を有し、長辺４ａがｘ方向に平行に配置されている。そして、後述するように、第２アクチュエータ４により、ステージ２０はｙ軸周りに回動可能である。

【0014】

第１アクチュエータ２は第１３接続部９６に接続されている。第２アクチュエータ４は第１４接続部９８に接続されている。例えば第１３接続部９６及び第１４接続部９８は、図１において図示しないシリコン（Ｓｉ）基板等の基板に接続されている。そして、半導体装置１００は、図１において図示しない基板上に支持されている。第１３接続部９６は、第１アクチュエータ２の一端と第１アクチュエータ２の他端の中間付近に、第１アクチュエータ２と隣接して設けられていることが好ましい。また、第１４接続部９８は、第２アクチュエータ４の一端と第２アクチュエータ４の他端の中間付近に、第２アクチュエータ４と隣接して設けられていることが好ましい。

【0015】

第１枠部６は、第１アクチュエータ２と第２アクチュエータ４の間に設けられている。第１枠部６は、例えばｘｙ面に平行に設けられた、矩形の形状を有する枠状の部材である。第１枠部６がｘｙ面に平行に設けられていると、構造が簡易になるため好ましい。第１枠部６の一辺は、例えばｘ軸に平行に設けられている。また、第１枠部６の他の一辺は、ｙ軸に平行に設けられている。しかし第１枠部６の形状及び配置は、これに限定されるものではない。

【0016】

第１接続部８は、第１アクチュエータ２と第１枠部６を接続している。第２接続部１０は、第１アクチュエータ２と第１枠部６を、第１接続部８と異なる位置で接続している。より具体的には、第１アクチュエータ２の一端が第１接続部８により、また第１アクチュエータ２の他端が第２接続部１０により、図１（ａ）において図面の左側に示された第１枠部６のｘ軸に平行な一辺と接続されていることが、スキャナーの可動域を大きく出来るため、好ましい。

【0017】

また、第１接続部８と第２接続部１０は、第１３接続部９６の中心を通りｙｚ面に平行な面を基準に、対称に設けられていることが好ましい。この場合は、第１アクチュエータ２の一端に第１接続部８が接続されていなくても良く、第１アクチュエータ２の他端に第２接続部１０が接続されていなくても良い。

【0018】

第３接続部１２は、第２アクチュエータ４と第１枠部６を接続している。第４接続部１４は、第２アクチュエータ４と第１枠部６を、第３接続部１２とは異なる位置で接続している。より具体的には、第２アクチュエータ４の一端が第３接続部１２により、また第２アクチュエータ４の他端が第４接続部１４により、図１（ａ）において図面の右側に示された第１枠部６のｘ軸に平行な一辺と接続されていることが、スキャナーの可動域を大きく出来るため、好ましい。

【0019】

また、第３接続部１２と第４接続部１４は、第１４接続部９８の中心を通りｙｚ面に平行な面を基準に、対称に設けられていることが好ましい。さらに、この場合は、第２アクチュエータ４の一端に第３接続部１２が接続されていなくても良く、第２アクチュエータ４の他端に第４接続部１４が接続されていなくても良い。

【0020】

第３アクチュエータ１６は、第１枠部６の内側に設けられている。第３アクチュエータ１６は、矩形状の形状を有し、長辺１６ａがｙ方向に平行に配置されている。そして、後述するように、第３アクチュエータ１６により、ステージ２０はｘ軸周りに回動可能である。

【0021】

第４アクチュエータ１８は、第１枠部６の内側に設けられている。第４アクチュエータ１８は、矩形状の形状を有し、長辺１８ａがｙ方向に平行に配置されている。そして、後述するように、第４アクチュエータ１８により、ステージ２０はｘ軸周りに回動可能である。

【0022】

ステージ２０は、第３アクチュエータ１６と第４アクチュエータ１８の間に設けられている。ステージ２０は、例えば後述する光反射部（ミラー）９４や、垂直共振器面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ ＬＡＳＥＲ）等のデバイスを有する。ステージ２０の面２０ａは、例えばｘｙ面に平行である。

【0023】

第５接続部２２は、第３アクチュエータ１６とステージ２０を接続している。第６接続部２４は、第３アクチュエータ１６とステージ２０を、第５接続部２２とは異なる位置で接続している。より具体的には、第３アクチュエータ１６の一端が第５接続部２２により、また第３アクチュエータ１６の他端が第６接続部２４により、ステージ２０と接続されていることが好ましい。

【0024】

第７接続部２６は、第４アクチュエータ１８とステージ２０を接続している。第８接続部２８は、第４アクチュエータ１８とステージ２０を、第７接続部２６とは異なる位置で接続している。より具体的には、第４アクチュエータ１８の一端が第７接続部２６により、また第４アクチュエータ１８の他端が第８接続部２８により、ステージ２０と接続されていることが好ましい。

【0025】

第９接続部３０は、第３アクチュエータ１６と第１枠部６を接続している。第９接続部３０は、第３アクチュエータ１６の一端と第３アクチュエータ１６の他端の中間付近に、第３アクチュエータ１６と隣接して設けられ、第３アクチュエータ１６と第１枠部６を接続していることが好ましい。

【0026】

また、第５接続部２２と第６接続部２４は、第９接続部３０の中心を通りｘｚ面に平行な面を基準に対称に設けられていることが好ましい。さらに、この場合は、第３アクチュエータ１６の一端に第５接続部２２が接続されていなくても良く、第３アクチュエータ１６の他端に第６接続部２４が接続されていなくても良い。

【0027】

第１０接続部３２は、第４アクチュエータ１８と第１枠部６を接続している。第１０接続部３２は、第４アクチュエータ１８の一端と第４アクチュエータ１８の他端の中間付近に、第４アクチュエータ１８と隣接して設けられ、第４アクチュエータ１８と第１枠部６を接続していることが好ましい。

【0028】

また、第７接続部２６と第８接続部２８は、第１０接続部３２の中心を通りｘｚ面に平行な面を基準に対称に設けられていることが好ましい。さらに、この場合は、第４アクチュエータ１８の一端に第７接続部２６が接続されていなくても良く、第４アクチュエータ１８の他端に第８接続部２８が接続されていなくても良い。

【0029】

なお、本明細書の記載において「対称」とは、完全に互いに対応してつりあっていなくてもよく、製造誤差の程度で互いにずれが生じていてもかまわないものとする。

【0030】

図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ’断面における、本実施形態の半導体装置１００の模式断面図である。図１（ｃ）及び図１（ｄ）は、図１（ｂ）における第６アクチュエータ３６及び第８アクチュエータ４０の断面を拡大して示した模式断面図である。

【0031】

図２は、本実施形態の半導体装置１００における、アクチュエータ及びその周辺の模式上面図である。図２（ａ）は、第１アクチュエータ２及びその周辺の構造を示す模式上面図である。図２（ｂ）は、第３アクチュエータ１６及びその周辺の構造を示す模式上面図である。

【0032】

図１（ｂ）、図１（ｃ）、図１（ｄ）及び図２を用いて、本実施形態のアクチュエータの構造を説明する。

【0033】

第１アクチュエータ２は、ｘ方向に互いに隣接して設けられる第５アクチュエータ３４と第６アクチュエータ３６を有する。第５アクチュエータ３４は、図１（ａ）において図面の上側に設けられている。第６アクチュエータ３６は、図１（ａ）において図面の下側に設けられている。例えば、第５アクチュエータ３４は、第１３接続部９６と第１接続部８の間に設けられている。また、第６アクチュエータ３６は、第１３接続部９６と第２接続部１０の間に設けられている。

【0034】

例えば、図２（ａ）に示すように、第５アクチュエータ３４は、ｘｙ面に平行な面内において蛇行した形状の、第１金属層６４ａを有している。第１金属層６４ａは、ｙ方向に平行な部分よりも長い、ｘ方向に平行な部分を有している。第６アクチュエータ３６は、ｘｙ面に平行な面内において蛇行した形状の、第１金属層６４ａとは電気的に接続されない第１金属層６４ｂを有している。第１金属層６４ｂは、ｙ方向に平行な部分よりも長い、ｘ方向に平行な部分を有している。

【0035】

例えば、図１（ｃ）に示すように、図１（ａ）のＡ−Ａ’断面においては、第６アクチュエータ３６は、ｚ方向に順に積層された、第１酸化物層６０、第４酸化物層７０及び第１金属層６４を有している。言い換えると、第４酸化物層７０は、第１酸化物層６０と第１金属層６４の間に設けられている。そして、第４酸化物層７０の幅は、第１酸化物層６０の幅よりも狭い。なお、第５アクチュエータ３４の断面も、同様の形状を有している。そのため、第５アクチュエータ３４の断面の形状については、説明を省略する。

【0036】

例えば、第１金属層６４ａには図示しない配線が接続されている。また、第１金属層６４ｂには、例えば、第１金属層６４ａに接続された配線とは異なる、図示しない配線が接続されている。

【0037】

上述の図示しない配線を用いて、第１金属層６４ｂに電流が流される場合を考える。このとき、第１金属層６４ｂがジュール熱により発熱する。ここで、第１金属層６４ｂは、上述の通り、ｙ方向よりもｘ方向に長い部分を有している。そのため、発熱による熱膨張の大きさは、ｙ方向よりもｘ方向に大きい。なお蛇行した形状を有している理由は、ジュール熱による発熱を大きくするため、第１金属層６４ｂを流れる電流の抵抗を大きくすることが望ましいためである。

【0038】

一方、発熱による第１酸化物層６０の熱膨張の大きさは、第１金属層６４ｂの熱膨張の大きさに比べて小さい。そのため第６アクチュエータ３６については、発熱により、図１（ａ）において第２接続部１０に隣接する部分が、図面の奥側に変形することとなる。これに伴い、第１枠部６の第２接続部１０に接続されている部分が図面の奥側に変形する。これに伴い、第１０接続部３２、第４アクチュエータ１８及び第７接続部２６が変形する。結果として、ステージ２０の、図１（ａ）における左下の部分が、図面の奥側に変形する。このように、第６アクチュエータ３６により、ステージ２０はｙ軸周りに回動可能である。一方、第１金属層６４ｂに電流が流されなくなると、発熱が止まるため、形状も元に戻る。

【0039】

次に、第１金属層６４ａに電流が流される場合を考える。このとき、第１金属層６４ａがジュール熱により発熱する。ここで、第１金属層６４ａは、上述の通り、ｙ方向よりもｘ方向に長い部分を有している。そのため、発熱による熱膨張の大きさは、ｙ方向よりもｘ方向に大きい。

【0040】

一方、発熱による第１酸化物層６０の熱膨張の大きさは、第１金属層６４ａの熱膨張の大きさに比べて小さい。そのため第５アクチュエータ３４については、発熱により、図１（ａ）において第１接続部８に隣接する部分が、図面の奥側に変形することとなる。これに伴い、第１枠部６の第１接続部８に接続されている部分が図面の奥側に変形する。これに伴い第９接続部３０、第３アクチュエータ１６及び第５接続部２２が変形する。結果として、ステージ２０の、図１（ａ）における左上の部分が、図面の奥側に変形する。このように、第５アクチュエータ３４により、ステージ２０はｙ軸周りに回動可能である。一方、第１金属層６４ａに電流が流されなくなると、発熱が止まるため、形状も元に戻る。

【0041】

第２アクチュエータ４は、ｘ方向に互いに隣接して設けられる第７アクチュエータ３８と第８アクチュエータ４０を有する。第７アクチュエータ３８は、図１（ａ）において図面の上側に設けられている。第８アクチュエータ４０は、図１（ａ）において図面の下側に設けられている。例えば、第７アクチュエータ３８は、第１４接続部９８と第３接続部１２の間に設けられている。また、第８アクチュエータ４０は、第１４接続部９８と第４接続部１４の間に設けられている。

【0042】

例えば、第７アクチュエータ３８の形状は、第５アクチュエータ３４の形状と同様である。また、第８アクチュエータ４０の形状は、第６アクチュエータ３６の形状と同様である。

【0043】

第７アクチュエータ３８の第１金属層６４に接続された図示しない配線を用いて、第７アクチュエータの第１金属層６４に電流が流される場合を考える。このとき、第１金属層６４がジュール熱により発熱する。ここで、第１金属層６４は、上述の通り、ｙ方向よりもｘ方向に長い部分を有している。そのため、発熱による熱膨張の大きさは、ｙ方向よりもｘ方向に大きい。

【0044】

一方、発熱による第１酸化物層６０の熱膨張の大きさは、第１金属層６４の熱膨張の大きさに比べて小さい。そのため第７アクチュエータ３８については、発熱により、図１（ａ）において第３接続部１２に隣接する部分が、図面の奥側に変形することとなる。これに伴い、第１枠部６の第３接続部１２に接続されている部分が図面の奥側に変形する。これに伴い第９接続部３０、第３アクチュエータ１６及び第６接続部２４が変形する。結果として、ステージ２０の、図１（ａ）における右上の部分が、図面の奥側に変形する。このように、第７アクチュエータ３８により、ステージ２０はｙ軸周りに回動可能である。一方、第１金属層６４に電流が流されなくなると、発熱が止まるため、形状も元に戻る。

【0045】

次に、第８アクチュエータ４０の第１金属層６４に接続された図示しない配線を用いて、第８アクチュエータの第１金属層６４に電流が流される場合を考える。このとき、第１金属層６４がジュール熱により発熱する。ここで、第１金属層６４は、上述の通り、ｙ方向よりもｘ方向に長い部分を有している。そのため、発熱による熱膨張の大きさは、ｙ方向よりもｘ方向に大きい。

【0046】

一方、発熱による第１酸化物層６０の熱膨張の大きさは、第１金属層６４の熱膨張の大きさに比べて小さい。そのため第８アクチュエータ４０については、発熱により、図１（ａ）において第４接続部１４に隣接する部分が、図面の奥側に変形することとなる。これに伴い、第１枠部６の第４接続部１４に接続されている部分が図面の奥側に変形する。これに伴い第１０接続部３２、第４アクチュエータ１８及び第８接続部２８が変形する。結果として、ステージ２０の、図１（ａ）における右下の部分が、図面の奥側に変形する。このように、第８アクチュエータ４０により、ステージ２０はｙ軸周りに回動可能である。一方、第１金属層６４に電流が流されなくなると、発熱が止まるため、形状も元に戻る。

【0047】

第３アクチュエータ１６は、ｙ方向に互いに隣接して設けられる第９アクチュエータ４２と第１０アクチュエータ４４を有する。第９アクチュエータ４２は、図１（ａ）において図面の左側に設けられている。第１０アクチュエータ４４は、図１（ａ）において図面の下側に設けられている。例えば、第９アクチュエータ４２は、第９接続部３０と第５接続部２２の間に設けられている。また、第１０アクチュエータ４４は、第９接続部３０と第６接続部２４の間に設けられている。

【0048】

例えば、図２（ａ）に示すように、第９アクチュエータ４２は、ｘｙ面に平行な面内において蛇行した形状の、第１金属層６４ｃを有している。第１金属層６４ｃは、ｘ方向に平行な部分よりも長い、ｙ方向に平行な部分を有している。第１０アクチュエータ４４は、ｘｙ面に平行な面内において蛇行した形状の、第１金属層６４ｃとは電気的に接続されない第１金属層６４ｄを有している。第１金属層６４ｄは、ｘ方向に平行な部分よりも長い、ｙ方向に平行な部分を有している。なお、第９アクチュエータ４２の断面構造及び第１０アクチュエータ４４の断面構造は、第５アクチュエータ３４、第６アクチュエータ３６、第７アクチュエータ３８及び第８アクチュエータ４０と同様であるため、記載を省略する。

【0049】

例えば、第１金属層６４ｃには図示しない配線が接続されている。また、第１金属層６４ｄには、例えば、第１金属層６４ｃに接続された配線とは異なる、図示しない配線が接続されている。

【0050】

上述の図示しない配線を用いて、第１金属層６４ｃに電流が流される場合を考える。このとき、第１金属層６４ｃがジュール熱により発熱する。ここで、第１金属層６４ｃは、上述の通り、ｘ方向よりもｙ方向に長い部分を有している。そのため、発熱による熱膨張の大きさは、ｘ方向よりもｙ方向に大きい。

【0051】

一方、発熱による第１酸化物層６０の熱膨張の大きさは、第１金属層６４ｃの熱膨張の大きさに比べて小さい。そのため第９アクチュエータ４２については、発熱により、図１（ａ）において第５接続部２２に隣接する部分が、図面の奥側に変形することとなる。結果として、ステージ２０の、図１（ａ）における左上の部分が、図面の奥側に変形する。このように、第９アクチュエータ４２により、ステージ２０はｘ軸周りに回動可能である。一方、第１金属層６４ｃに電流が流されなくなると、発熱が止まるため、形状も元に戻る。

【0052】

次に、第１金属層６４ｄに電流が流される場合を考える。このとき、第１金属層６４ｄがジュール熱により発熱する。ここで、第１金属層６４ｄは、上述の通り、ｘ方向よりもｙ方向に長い部分を有している。そのため、発熱による熱膨張の大きさは、ｘ方向よりもｙ方向に大きい。

【0053】

一方、発熱による第１酸化物層６０の熱膨張の大きさは、第１金属層６４ｄの熱膨張の大きさに比べて小さい。そのため第１０アクチュエータ４４については、発熱により、図１（ａ）において第６接続部２４に隣接する部分が、図面の奥側に変形することとなる。結果として、ステージ２０の、図１（ａ）における右上の部分が、図面の奥側に変形する。このように、第１０アクチュエータ４４により、ステージ２０はｘ軸周りに回動可能である。一方、第１金属層６４ｄに電流が流されなくなると、発熱が止まるため、形状も元に戻る。

【0054】

第４アクチュエータ１８は、ｙ方向に互いに隣接して設けられる第１１アクチュエータ４６と第１２アクチュエータ４８を有する。第１１アクチュエータ４６は、図１（ａ）において図面の左側に設けられている。第１０アクチュエータ４４は、図１（ａ）において図面の右側に設けられている。例えば、第１１アクチュエータ４６は、第１０接続部３２と第７接続部２６の間に設けられている。また、第１２アクチュエータ４８は、第１０接続部３２と第８接続部２８の間に設けられている。

【0055】

例えば、第１１アクチュエータ４６の形状は、第９アクチュエータ４２の形状と同様である。また、第１２アクチュエータ４８の形状は、第１０アクチュエータ４４の形状と同様である。

【0056】

第１１アクチュエータ４６の第１金属層６４に接続された図示しない配線を用いて、第１１アクチュエータの第１金属層６４に電流が流される場合を考える。このとき、第１金属層６４がジュール熱により発熱する。ここで、第１金属層６４は、上述の通り、ｘ方向よりもｙ方向に長い部分を有している。そのため、発熱による熱膨張の大きさは、ｘ方向よりもｙ方向に大きい。

【0057】

一方、発熱による第１酸化物層６０の熱膨張の大きさは、第１金属層６４の熱膨張の大きさに比べて小さい。そのため第１１アクチュエータ４６については、発熱により、図１（ａ）において第７接続部２６に隣接する部分が、図面の奥側に変形することとなる。結果として、ステージ２０の、図１（ａ）における左下の部分が、図面の奥側に変形する。このように、第１１アクチュエータ４６により、ステージ２０はｘ軸周りに回動可能である。一方、第１金属層６４に電流が流されなくなると、発熱が止まるため、形状も元に戻る。

【0058】

次に、第１２アクチュエータ４８の第１金属層６４に接続された図示しない配線を用いて、第１２アクチュエータの第１金属層６４に電流が流される場合を考える。このとき、第１金属層６４がジュール熱により発熱する。ここで、第１金属層６４は、上述の通り、ｘ方向よりもｙ方向に長い部分を有している。そのため、発熱による熱膨張の大きさは、ｘ方向よりもｙ方向に大きい。

【0059】

一方、発熱による第１酸化物層６０の熱膨張の大きさは、第１金属層６４の熱膨張の大きさに比べて小さい。そのため第１２アクチュエータ４８については、発熱により、図１（ａ）において第８接続部２８に隣接する部分が、図面の奥側に変形することとなる。結果として、ステージ２０の、図１（ａ）における右下の部分が、図面の奥側に変形する。このように、第１２アクチュエータ４８により、ステージ２０はｘ軸周りに回動可能である。一方、第１金属層６４に電流が流されなくなると、発熱が止まるため、形状も元に戻る。

【0060】

第１アクチュエータ２（第５アクチュエータ３４及び第６アクチュエータ３６）及び第２アクチュエータ（第７アクチュエータ３８及び第８アクチュエータ４０）のｙｚ面に平行な断面において、第１金属層６４は複数設けられていることが好ましい。複数の第１金属層６４は、ｙ方向に並列して第１酸化物層６０と積層されていることが好ましい。そして、複数の第１金属層６４と第１酸化物層６０の間に、それぞれ第４酸化物層７０が設けられていることが好ましい。さらに第４酸化物層７０は、第１部分７２ａと、第１部分７２ａと第１酸化物層６０の間に設けられ第１部分７２ａよりｙ方向の幅が狭い第２部分７２ｂを有する事が好ましい。なお、例えば、第１部分７２ａと第１酸化物層６０のｙ方向の幅は等しくてもかまわない。また、例えば、第１部分７２ａのｙ方向の幅は第１酸化物層６０のｙ方向の幅より狭くても構わない。また、第３アクチュエータ１６（第９アクチュエータ４２、第１０アクチュエータ４４）、第４アクチュエータ１８（第１１アクチュエータ４６、第１２アクチュエータ４８）についても同様である。

【0061】

一方、図１（ｂ）に示されるように、第１枠部６及びステージ２０は、ｚ方向に順に積層された、第２酸化物層６２、第２金属層６６及び第３酸化物層６８を有する。言い換えると、第２金属層６６は第２酸化物層６２と第３酸化物層６８により挟まれている。そのため、第２金属層６６が発熱により膨脹しようとしたとしても、第２酸化物層６２及び第３酸化物層６８により固定されて、膨脹することは困難である。同様に、第１接続部８、第２接続部１０、第３接続部１２、第４接続部１４、第５接続部２２、第６接続部２４、第７接続部２６、第８接続部２８、第９接続部３０及び第１０接続部３２は、同様の積層構造（第２酸化物層６２、第２金属層６６及び第３酸化物層６８）を有しているため、発熱により膨脹することは困難である。

【0062】

結果として、熱が加わることにより、アクチュエータのみが大きく変形するため、ステージ２０が変形することとなる。

【0063】

言い換えると、本実施形態の半導体装置１００は、第１アクチュエータ２と、第２アクチュエータ４と、第１アクチュエータ２と第２アクチュエータ４の間に設けられた第１枠部６と、第１枠部６の内側に設けられた第３アクチュエータ１６と、第１枠部６の内側に設けられた第４アクチュエータ１８と、第３アクチュエータ１６と第４アクチュエータ１８の間に設けられたステージ２０と、を備え、第１アクチュエータ２、第２アクチュエータ４、第３アクチュエータ１６又は第４アクチュエータ１８から生じた発熱によりステージ２０が回動し、発熱の一部は、第１枠部６に伝わる、半導体装置である。そして、第１枠部６に伝わった発熱の一部は、発熱を生じない、第１アクチュエータ２、第２アクチュエータ４、第３アクチュエータ１６又は第４アクチュエータ１８に伝わる。

【0064】

上述のように第２金属層６６の形状は、熱膨張による伸び縮みの制御が求められない。そのため、製造を容易にするために、アクチュエータに用いられている第１金属層６４の形状と異なり、図１（ａ）に示したような単純な層状でかまわない。なお、第２金属層６６の形状は、勿論これに限定されるものではない。

【0065】

第１酸化物層６０、第２酸化物層６２、第３酸化物層６８及び第４酸化物層７０は、例えばＳｉＯ_ｘ（シリコン酸化物）を含むことが、特に基板９０としてＳｉ基板を用いる場合、ＳｉＯ_ｘは基板９０の一部の酸化により容易に形成できるため、好ましい。

【0066】

第１金属層６４、第２金属層６６は、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）、Ａｌ（アルミニウム）等を含むことが、作成が容易であるため好ましい。特にＡｌを含む場合、基板９０としてのＳｉ基板上にＡｌの金属層を形成することは容易であるため好ましい。

【0067】

例えば第２金属層６６がＡｌ等を含む場合には、第２金属層６６によりレーザー光等の光が反射される。そのため、第２金属層６６を光反射部（ミラー）９４として用いることが可能である。なお、例えばステージ２０上に別途光反射部を形成しても良い。

【0068】

図３は、本実施形態の半導体装置の製造方法における製造途中の半導体装置の模式断面図である。なお以下では、基板９０としてＳｉ基板を用いた例を記載する。

【0069】

まず、基板９０の上に、例えばＬＯＣＯＳ（Ｌｏｃａｌ Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｉｌｏｃｏｎ）法により、ＳｉＯ_ｘを含む酸化物層８０を形成する。次に、例えばポリシリコンを含むストッパ８８を、酸化物層８０の上の一部に形成する（図３（ａ））。なお、ストッパ８８は、半導体装置１００においてアクチュエータの部分に形成される。

【0070】

次に、酸化物層８０及びストッパ８８の上に、例えばＴＥＯＳ（ＴｅｔｒａＥｔｈＯｘｙＳｉｌａｎｅ）膜又はＢＰＳＧ（Ｂｏｒｏ Ｐｈｏｓｐｈｏ Ｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ）膜である酸化物層８２を形成する（図３（ｂ））。酸化物層８０及び酸化物層８２は、半導体装置１００において第１酸化物層６０、第２酸化物層６２及び第４酸化物層７０を構成する。

【0071】

次に、酸化物層８２の上の一部に、例えばＡｌを含む金属層８４を形成する。金属層８４は、第１金属層６４及び第２金属層６６になる金属層である。次に、酸化物層８２及び金属層８４の上に、例えばＴＥＯＳ膜である酸化物層８６を形成し、表面を例えばＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）により平坦化する（図３（ｃ））。酸化物層８６は、半導体装置１００において第３酸化物層６８を構成する。

【0072】

次に、酸化物層８０、酸化物層８２及び酸化物層８６の一部を、例えばエッチングにより除去する（図３（ｄ））。これにより、接続部（第１接続部８、第２接続部１０、第３接続部１２、第４接続部１４、第５接続部２２、第６接続部２４、第７接続部２６、第８接続部２８、第９接続部３０、第１０接続部３２）、第１枠部６、ステージ２０、第１３接続部９６及び第１４接続部９８が形成される。なお、アクチュエータとなる部分については、ストッパ８８が設けられている。そのため、ストッパ８８の下に配置された酸化物層８０が除去されない。

【0073】

次に、ストッパ８８、及び半導体装置１００を構成する部分の下に位置する基板９０の一部を、例えばウェットエッチングによりまとめて除去する（図３（ｅ））。これにより、アクチュエータ（第１アクチュエータ２、第２アクチュエータ４、第３アクチュエータ１６及び第４アクチュエータ１８）が形成される。ここで、基板９０がＳｉ基板であり、またストッパ８８がポリシリコンを含む場合には、どちらも同じ材料であるため、同様のプロセスにおいて除去することが可能である。このようにして、実施形態の半導体装置１００を得る。

【0074】

次に、本実施形態の半導体装置１００の作用を記載する。

【0075】

本実施形態の半導体装置により、高性能な半導体装置の提供が可能となる。

【0076】

熱アクチュエータを用いたスキャナーにおいては、静電アクチュエータに求められる真空空間や、電磁アクチュエータに求められる磁石を用いなくとも良いため、スキャナーの小型化が可能となる。

【0077】

一方、スキャナー内の熱伝導に時間がかかるためスキャナーの動作速度を確保することが問題となり得る。しかし、ＭＥＭＳ技術により製造されたスキャナーは当然のことながら小型であるため、短い時間でスキャナー内を熱が伝導する。そのため、動作速度の問題が生じにくい。

【0078】

しかし、熱アクチュエータをスキャナーに用いる場合には、スキャナー内において、どのように熱分離を行うかが問題であった。ここで熱分離とは、スキャナー内において熱を伝導させたい場所に対してどのように熱を伝導させ、熱を伝導させたくない場所に対してどのように熱伝導を抑制するか、ということを意味している。

【0079】

本実施形態の半導体装置１００は、第１枠部６を備えている。そのため、ｘ軸周りに駆動させるためのアクチュエータに加わる熱と、ｙ軸周りに駆動させるためのアクチュエータに加わる熱の熱分離がより良く行われる。さらに、ｘ軸周りに駆動させるためのアクチュエータに加わる熱と、ｙ軸周りに駆動させるためのアクチュエータに加わる熱のバランスを取ることが出来る。そのため、比較的簡易な構造で制御性が高く、性能が高い半導体装置（スキャナー）の提供が可能となる。

【0080】

また、第１アクチュエータ２と第１枠部６は、第１接続部８により接続されている。さらに、第１アクチュエータ２と第１枠部６は、第２接続部１０により、第１接続部８とは異なる位置で接続されている。そのため、一箇所で接続する場合と比較して、第１アクチュエータ２から発生する熱が、より均等に第１枠部６で保持される。結果として、余剰の熱が第１枠部６を介して第３アクチュエータ１６及び第４アクチュエータ１８に伝わりづらくなる。そのため、比較的簡易な構造で制御性が高く、性能が高い半導体装置（スキャナー）の提供が可能となる。

【0081】

また、第２アクチュエータ４と第１枠部６は、第３接続部１２により接続されている。さらに、第２アクチュエータ４と第１枠部６は、第４接続部１４により、第３接続部１２とは異なる位置で接続されている。そのため、一箇所で接続する場合と比較して、第２アクチュエータ４から発生する熱が、より均等に第１枠部６で保持される。結果として、余剰の熱が第１枠部６を介して第３アクチュエータ１６及び第４アクチュエータ１８に伝わりづらくなる。そのため、比較的簡易な構造で制御性が高く、性能が高い半導体装置（スキャナー）の提供が可能となる。

【0082】

また、第３アクチュエータ１６とステージ２０は、第５接続部２２により接続されている。さらに、第３アクチュエータ１６とステージ２０は、第６接続部２４により、第５接続部２２とは異なる位置で接続されている。これにより、第３アクチュエータ１６から発生した熱が、より均等にステージ２０に伝わりやすくなる。そのため、一箇所で接続する場合と比較して、余剰の熱が第１枠部６を介して第１アクチュエータ２及び第２アクチュエータ４に伝わりづらくなる。そのため、比較的簡易な構造で制御性の高い半導体装置（スキャナー）の提供が可能となる。

【0083】

また、第４アクチュエータ１８とステージ２０は、第７接続部２６により接続されている。さらに、第４アクチュエータ１８とステージ２０は、第８接続部２８により、第７接続部２６とは異なる位置で接続されている。これにより、第４アクチュエータ１８から発生した熱が、より均等にステージ２０に伝わりやすくなる。そのため、一箇所で接続する場合と比較して、余剰の熱が第１枠部６を介して第１アクチュエータ２及び第２アクチュエータ４に伝わりづらくなる。そのため、比較的簡易な構造で制御性の高い半導体装置（スキャナー）の提供が可能となる。

【0084】

また、第１３接続部９６は、第１アクチュエータ２の一端と第１アクチュエータ２の他端の中間付近に、第１アクチュエータと隣接して設けられている。これにより、第５アクチュエータ３４に印加された熱が第１３接続部９６に逃げる量と、第６アクチュエータ３６に印加された熱が第１３接続部９６に逃げる量を等しくすることが容易になる。そのため、第５アクチュエータ３４に加わる熱によりステージ２０が回動する距離と、第６アクチュエータ３６に加わる熱によりステージ２０が回動する距離を等しくすることが容易になる。結果として、比較的簡易な構造で制御性が高く、性能が高い半導体装置（スキャナー）の提供が可能となる。

【0085】

また、第１４接続部９８は、第２アクチュエータ４の一端と第２アクチュエータ４の他端の中間付近に、第２アクチュエータ４と隣接して設けられている。これにより、第７アクチュエータ３８に印加された熱が第１４接続部９８に逃げる量と、第８アクチュエータ４０に印加された熱が第１４接続部９８に逃げる量を等しくすることが容易になる、そのため、第７アクチュエータ３８に加わる熱によりステージ２０が回動する距離と、第８アクチュエータ４０に加わる熱によりステージ２０が回動する距離を等しくすることが容易になる。結果として、比較的簡易な構造で制御性が高く、性能が高い半導体装置（スキャナー）の提供が可能となる。

【0086】

また、第９接続部３０が、第３アクチュエータ１６の一端と第３アクチュエータ１６の他端の中間付近に、第３アクチュエータ１６と隣接して設けられ、第３アクチュエータ１６と第１枠部６を接続している。このため、第１アクチュエータ２の熱が第３アクチュエータ１６に伝わる際に第１接続部８、第１枠部６及び第９接続部３０を移動する距離と、第２アクチュエータ４の熱が第３アクチュエータ１６に伝わる際に第３接続部１２、第１枠部６及び第９接続部３０を移動する距離を、どちらも長く取ることが出来る。そのため、第１アクチュエータ２及び第２アクチュエータ４において発生する熱が、第３アクチュエータ１６に伝わりづらくなる。よって、比較的簡易な構造で制御性の高い半導体装置（スキャナー）の提供が可能となる。

【0087】

また、第１０接続部３２が、第４アクチュエータ１８の一端と第４アクチュエータ１８の他端の中間付近に、第４アクチュエータ１８と隣接して設けられ、第４アクチュエータ１８と第１枠部６を接続している。このため、第１アクチュエータ２から発生した熱が第４アクチュエータ１８に伝わる際に第２接続部１０、第１枠部６及び第１０接続部３２を移動する距離と、第２アクチュエータ４から発生した熱が第４アクチュエータ１８に伝わる際に第４接続部１４、第１枠部６及び第１０接続部３２を移動する距離を、どちらも長く取ることが出来る。そのため、第１アクチュエータ２及び第２アクチュエータ４において発生する熱が、第４アクチュエータ１８に伝わりづらくなる。よって、比較的簡易な構造で制御性の高い半導体装置（スキャナー）の提供が可能となる。

【0088】

第１接続部８が第１アクチュエータ２の一端と第１枠部６を接続し、第２接続部１０が第１アクチュエータ２の他端と第１枠部６を接続する場合、言い換えると、アクチュエータの端と第１枠部６が接続されている場合、第１アクチュエータ２によってステージ２０が変形する範囲を大きくすることが出来る。

【0089】

第３接続部１２が第２アクチュエータ４の一端と第１枠部６を接続し、第４接続部１４が第２アクチュエータ４の他端と第１枠部６を接続する場合、言い換えると、アクチュエータの端と第１枠部６が接続されている場合、第２アクチュエータ４によってステージ２０が変形する範囲を大きくすることが出来る。

【0090】

第５接続部２２が第３アクチュエータ１６の一端とステージ２０を接続し、第６接続部２４が第３アクチュエータ１６の他端とステージ２０を接続する場合、言い換えると、アクチュエータの端とステージ２０が接続されている場合、第３アクチュエータ１６によってステージ２０が変形する範囲を大きくすることが出来る。

【0091】

第７接続部２６が第４アクチュエータ１８の一端とステージ２０を接続し、第８接続部２８が第４アクチュエータ１８の他端とステージ２０を接続する場合、言い換えると、アクチュエータの端とステージ２０が接続されている場合、第４アクチュエータ１８によってステージ２０が変形する範囲を大きくすることが出来る。

【0092】

第１接続部８と第２接続部１０は、第１３接続部９６の中心を通りｙｚ面に平行な面を軸に対称に設けられていることが好ましい。これは、第５アクチュエータ３４から第１接続部８を経由して第１枠部６に伝達される熱及びその熱が伝達される速度と、第６アクチュエータ３６から第２接続部１０を経由して第１枠部６に伝達される熱及びその熱が伝達される速度を等しくするためである。

【0093】

第３接続部１２と第４接続部１４は、第１４接続部９８の中心を通りｙｚ面に平行な面を軸に対称に設けられていることが好ましい。これは、第７アクチュエータ３８から第３接続部１２を経由して第１枠部６に伝達される熱及びその熱が伝達される速度と、第８アクチュエータ４０から第４接続部１４を経由して第１枠部６に伝達される熱及びその熱が伝達される速度を等しくするためである。

【0094】

第５接続部２２と第６接続部２４は、第９接続部３０の中心を通りｘｚ面に平行な面を基準に対称に設けられていることが好ましい。これは、第９アクチュエータ４２から第５接続部２２を経由してステージ２０に伝達される熱及びその熱が伝達される速度と、第１０アクチュエータ４４から第６接続部２４を経由して第１枠部６に伝達される熱及びその熱が伝達される速度を等しくするためである。

【0095】

第７接続部２６と第８接続部２８は、第１０接続部３２の中心を通りｘｚ面に平行な面を基準に対称に設けられていることが好ましい。これは、第１１アクチュエータ４６から第７接続部２６を経由してステージ２０に伝達される熱及びその熱が伝達される速度と、第１２アクチュエータ４８から第７接続部２６を経由して第１枠部６に伝達される熱及びその熱が伝達される速度を等しくするためである。

【0096】

第１アクチュエータ２、第２アクチュエータ４、第３アクチュエータ１６及び第４アクチュエータ１８は、ｚ方向に順に積層された第１酸化物層６０及び第１金属層６４を有している。第１金属層６４の熱による伸び縮みにより簡易な構造でアクチュエータとしての機能が得られるものである。

【0097】

一方、接続部（第１接続部８、第２接続部１０、第３接続部１２、第４接続部１４、第５接続部２２、第６接続部２４、第７接続部２６、第８接続部２８、第９接続部３０、第１０接続部３２）、第１枠部６、ステージ２０、第１３接続部９６及び第１４接続部９８は、ｚ方向に順に積層された第２酸化物層６２、第２金属層６６及び第３酸化物層６８を有している。第２金属層６６の熱による伸び縮みは第２酸化物層６２及び第３酸化物層６８により抑制されるため、簡易な構造で熱的に安定した構造物が得られる。

【0098】

図５は、本実施形態の半導体装置１００において、アクチュエータの断面の例を示した模式図である。図５（ａ）は本実施形態のアクチュエータの断面の例であり、図５（ｂ）は比較形態となるアクチュエータの断面の例である。

【0099】

第１酸化物層６０は、図５（ｂ）に示すような、酸化物層６０ａ、６０ｂ及び６０ｃのように分離しているよりも、図５（ａ）に示すように、一体として形成された方が良い。図５（ｂ）の場合、第１金属層６４で個別に酸化物層６０ａ、６０ｂ及び６０ｃをｚ方向に押すと、酸化物層６０ａ、６０ｂ及び６０ｃそれぞれのｚ方向における移動距離が異なる場合が生じ得るため、安定した移動距離を得ることが難しくなる。これに対して、図５（ａ）のように、一体であれば、第１酸化物層６０全体としてより安定にｚ方向に押されることになる。

【0100】

図５（ａ）のような、一体である第１酸化物層６０を得るためには、図３（ｃ）のように、ストッパ８８を設けて、ストッパ８８と基板９０の酸化物層８０が除去されないようにすることが好ましい。これにより、ストッパ８８を除去した後には、第１酸化物層６０より幅の狭い第４酸化物層７０が設けられることになる。さらに、第４酸化物層７０には、第１部分７２ａと、第１部分７２ａと第１酸化物層６０の間に設けられ第１部分７２ａより幅が狭い第２部分７２ｂが設けられる。

【0101】

第１アクチュエータ２が、ｘ方向に互いに隣接して設けられる第５アクチュエータ３４と第６アクチュエータ３６を有することにより、例えばステージ２０の動作について、ステージの図面における上半分側と下半分側で独立した制御を行うことが可能となる。そのため、より精密なステージ２０の制御が可能となる。

【0102】

なお、第２アクチュエータ４が、ｘ方向に互いに隣接して設けられる第７アクチュエータ３８と第８アクチュエータ４０を有し、第３アクチュエータ１６が、ｙ方向に互いに隣接して設けられる第９アクチュエータ４２と第１０アクチュエータ４４を有し、第４アクチュエータ１８が、ｙ方向に互いに隣接して設けられる第１１アクチュエータ４６と第１２アクチュエータ４８を有することによっても、同様の効果が得られる。

【0103】

第１金属層６４、第２金属層６６は、特にＡｌを含むことが、加工が容易でかつ大きな熱膨張率が得られるため、好ましい。

【0104】

図４は、本実施形態の比較形態となる半導体装置の模式図である。

【0105】

図４（ａ）に示した半導体装置８００ａは、第１枠部６の、図面の下側に、アクチュエータ８１６ａ及び８１６ｂを有する。第１枠部６内には、ステージ２０、アクチュエータ８０２ａ及び８０２ｂが設けられている。ここで、アクチュエータ８０２ａ及び８０２ｂは、第１枠部６の、図面の右側に設けられている。アクチュエータ８１６ａ及び８１６ｂにより、ステージ２０はｙ軸周りに回動る。また、アクチュエータ８０２ａ及び８０２ｂにより、ステージ２０はｘ軸周りに回動する。

【0106】

しかし、例えばアクチュエータ８１６ｂに熱を加えた場合、第１枠部６を介して熱がアクチュエータ８０２ｂに伝わってしまう。そのため、半導体装置８００ａをｙ軸周りに駆動させようとすると、ｘ軸周りにも駆動してしまい、光軸が意図しない方向にずれてしまうという問題があった。

【0107】

図４（ｂ）に示した半導体装置８００ｂは、第１枠部６を、第１アクチュエータ２及び第２アクチュエータ４で挟んでいる。第１アクチュエータ２及び第２アクチュエータ４は、第１接続部８及び第３接続部１２により第１枠部６と接続されている。第１枠部６とステージ２０の間には、第３アクチュエータ１６及び第４アクチュエータ１８が設けられている。第３アクチュエータ１６は、第９接続部３０により第１枠部６と接続され、第５接続部２２によりステージ２０と接続されている。第４アクチュエータ１８は、第１０接続部３２により第１枠部６と接続され、第７接続部２６によりステージ２０と接続されている。第１アクチュエータ２及び第２アクチュエータ４により、ステージ２０はｙ軸周りに駆動する。また、第３アクチュエータ１６及び第４アクチュエータ１８により、ステージ２０はｘ軸周りに駆動する。

【0108】

半導体装置８００ｂは、第１枠部６を設けることにより、ｘ軸周りに駆動させるためのアクチュエータに加わる発熱と、ｙ軸周りに駆動させるためのアクチュエータに加わる発熱の分離がより良く行われ、半導体装置８００ａに見られるような光軸のずれの緩和が可能となる。しかし、例えば図４（ｂ）においては、例えば第１接続部８及び第３接続部１２が、図面の上側に設けられている。そのため、第１アクチュエータ２と第２アクチュエータ４に加えられた熱が、第４アクチュエータ１８にはあまり伝導されない一方で、第１枠部６及び第９接続部３０を介して第３アクチュエータ１６に良く伝導されてしまう。そのため半導体装置（スキャナー）の挙動が非対称挙動となってしまうという問題があった。

【0109】

さらに、図４（ｃ）に示した半導体装置８００ｃ及び図４（ｄ）に示した半導体装置８００ｄのような、第１枠部６のない半導体装置は、半導体装置内における熱伝導やそれに伴うアクチュエータの挙動が複雑で、半導体装置（スキャナー）としての制御が困難であるという問題があった。

【0110】

本実施形態の半導体装置によれば、高性能な半導体装置の提供が可能となる。

【0111】

（第２の実施形態）
本実施形態の半導体装置１１０は、第１枠部６の内側にさらに第２枠部５０を備える点と、第１枠部６と第２枠部５０を接続する第１１接続部５２及び第１２接続部５４を備える点で、第１の実施形態の半導体装置１００と異なっている。ここで、第１の実施形態と重複する点については、記載を省略する。

【0112】

図６は、本実施形態の半導体装置１１０の模式図である。

【0113】

第２枠部５０は、例えば、ｘ方向及びｙ方向を含む面に平行に設けられていると、構造が簡易になるため好ましい。第２枠部５０をさらに備えることにより、ｘ軸周りに駆動させるためのアクチュエータに加わる熱と、ｙ軸周りに駆動させるためのアクチュエータに加わる熱の熱分離が、さらにより良く行われる。

【0114】

第１１接続部５２が、第１アクチュエータ２の一端と第１アクチュエータ２の他端の中間付近に、第１アクチュエータ２と隣接して設けられている場合、第１アクチュエータ２から発生し、第１枠部６を介して第２枠部５０に伝達する熱の釣り合い（バランス）が良くなり、より均等に熱が第２枠部５０に伝わるようになる。そのため、第１枠部６及び第２枠部５０を設けたことによる、第１アクチュエータ２の発熱と、第３アクチュエータ１６及び第４アクチュエータ１８の発熱の分離が、より促進される。

【0115】

第１２接続部５４が、第２アクチュエータ４の一端と第２アクチュエータ４の他端の中間付近に、第２アクチュエータ４と隣接して設けられている場合、第２アクチュエータ４から発生し、第１枠部６を介して第２枠部５０に伝達する熱の釣り合い（バランス）が良くなり、より均等に熱が第２枠部５０に伝わるようになる。そのため、第１枠部６及び第２枠部５０を設けたことによる、第２アクチュエータ４で発生する熱と、第３アクチュエータ１６及び第４アクチュエータ１８で発生する熱の分離が、より促進される。

【0116】

本実施形態の半導体装置によれば、高性能な半導体装置の提供が可能となる。

【0117】

（第３の実施形態）
本実施形態の半導体装置は、第１、第２、第３及び第４アクチュエータが圧電アクチュエータである点で、第１及び第２の実施形態の半導体装置と異なっている。ここで、第１及び第２の実施形態の半導体装置と重複する点については、記載を省略する。

【0118】

図７は、本実施形態の半導体装置において、第９アクチュエータ４２が圧電アクチュエータであった場合の動作の一例を示す模式図である。本実施形態のアクチュエータは、導電板２３４と、導電板２３４を挟むように設けられた第１の圧電材料２３０及び第２の圧電材料２３２と、を有する。図７（ａ）はスイッチ２１０が入っていない状態である。図７（ｂ）のようにスイッチ２１０を入れると、電源２２０から第１の圧電材料２３０及び第２の圧電材料２３２に電界が印加される。ここで、第１の圧電材料２３０に印加される電界と、第２の圧電材料２３２に印加される電界は、向きが逆向きになる。そのため、第１の圧電材料２３０及び第２の圧電材料２３２は、図７（ｂ）に示したように全体として反り返ることとなる。

【0119】

第１、第２、第３及び第４アクチュエータが圧電アクチュエータであっても、簡易な構造で二軸制御が可能であるため、高性能な半導体装置の提供が可能となる。

【0120】

本発明のいくつかの実施形態及び実施例を説明したが、これらの実施形態及び実施例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0121】

２ 第１アクチュエータ
４ 第２アクチュエータ
６ 第１枠部
８ 第１接続部
１０ 第２接続部
１２ 第３接続部
１４ 第４接続部
１６ 第３アクチュエータ
１８ 第４アクチュエータ
２０ ステージ
２２ 第５接続部
２４ 第６接続部
２６ 第７接続部
２８ 第８接続部
３０ 第９接続部
３２ 第１０接続部
３４ 第５アクチュエータ
３６ 第６アクチュエータ
３８ 第７アクチュエータ
４０ 第８アクチュエータ
４２ 第９アクチュエータ
４４ 第１０アクチュエータ
４６ 第１１アクチュエータ
４８ 第１２アクチュエータ
５０ 第２枠部
５２ 第１１接続部
５４ 第１２接続部
６０ 第１酸化物層
６２ 第２酸化物層
６４ 第１金属層
６６ 第２金属層
６８ 第３酸化物層
７０ 第４酸化物層
７２ａ 第１部分
７２ｂ 第２部分
８０ 酸化物層
８２ 酸化物層
８４ 金属層
８６ 酸化物層
８８ ストッパ
９０ 基板
９４ 光反射部
９６ 第１３接続部
９８ 第１４接続部
１００ 半導体装置
１１０ 半導体装置
２１０ スイッチ
２２０ 電源
２３０ 第１の圧電材料（圧電アクチュエータの一部）
２３２ 第２の圧電材料（圧電アクチュエータの一部）
２３４ 導電板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】