(57)【要約】【課題】ＭＥＭＳ素子の素子特性を向上する。【解決手段】本発明の例に関わるＭＥＭＳ素子は、基板１上に設けられる第１の電極１２と、第１の電極１２上方に設けられ、第１の電極１２に向かって機械的に駆動される第２の電極１６と、第２の電極１６を中空に支え、幅方向の端部に下向きの凸部分を有する側壁部２２が設けられている梁２１Ａと、備える。【選択図】図２
2010199246.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に設けられる第１の電極と、
前記第１の電極上方に設けられ、前記第１の電極に向かって機械的に駆動される第２の電極と、
前記基板上に設けられるアンカーと、
前記第２の電極を中空に支え、その一端が前記アンカーに支持され、その幅方向の端部に下向きの凸部分を有する側壁部が設けられる梁と、
を具備することを特徴とするＭＥＭＳ素子。
【請求項２】
前記第２の電極は、その内部に、凹部を有することを特徴とするＭＥＭＳ素子。
【請求項３】
前記側壁部の側面上に設けられ、前記基板表面に対して平行方向に突出する第１の突起部を、さらに具備することを特徴とする請求項１又は２に記載のＭＥＭＳ素子。
【請求項４】
前記梁の底面に設けられる第２の突起部を、さらに具備することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＭＥＭＳ素子。
【請求項５】
基板上に、第１の電極とダミー層とを形成する工程と、
前記第１の電極上及び前記ダミー層上に、前記ダミー層の形状に依存して、上向きに凸部分を有する犠牲層を形成する工程と、
第２の電極を前記第１の電極上方に形成し、前記犠牲層の凸部分に起因する梁及び前記梁の端部に設けられた側壁部をダミー層上方に形成する工程と、
前記犠牲層を除去し、前記ダミー層と前記梁の間、前記ダミー層と前記側壁部の間及び前記第１の電極と前記第２の電極の間に、空隙を形成する工程と、
を具備することを特徴とするＭＥＭＳ素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＥＭＳ素子及びＭＥＭＳ素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、複雑な回路・システムをスリム化するための技術の１つとして、ＭＥＭＳ（Micro-Electro-Mechanical Systems）が、注目されている。ＭＥＭＳとは、例えば、半導体プロセス技術を用いて、可動な３次元構造体を微細に作り込む技術である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ＭＥＭＳ素子は、例えば、可変容量素子やスイッチ素子として用いられる。  
可変容量素子として用いられるＭＥＭＳ素子（以下、ＭＥＭＳ可変容量素子）は、可動構造として、１組の信号電極を有している。一方の電極は、下部信号電極として、例えば、基板上に固定されて設けられる。他方の電極は、上部信号電極として、中空に支えられ、下部信号電極の上方に設けられる。２つの信号電極間には、空隙（キャビティ）が、設けられている。
【０００４】
上部信号電極は、例えば、上部信号電極に接続されたアクチュエータによって、上下方向に駆動される。これによって、上部信号電極と下部信号電極との間の距離が変化され、２つの電極間に生じる静電容量が変化される。
【０００５】
ＭＥＭＳ可変容量素子の駆動速度は、上部信号電極の物理的な駆動速度に依存する。その駆動速度は、例えば、共振周波数で示されるように、上部信号電極及びそれを支持する部材の形状・厚さ等と相関関係を有するため、十分な大きさの駆動速度が得られないことが問題となる。それゆえ、ＭＥＭＳ素子の使用範囲は、その動作特性の範囲内に限られてしまう。
【０００６】
また、電極、電極の支持部材及び接合部材に用いられる材料に内在する真性応力（膜応力）に起因して、特に、上部信号電極のように、駆動範囲を確保するために中空に支持されている電極に、たわみやひずみが生じる。このような電極の変形によって、２つの電極の間隔の不均一性や、２つの電極間の接触面積の低下が、生じてしまう。この場合、ＭＥＭＳ可変容量素子は、所定の静電容量が得られない。また、例えば、スイッチ素子として用いられるＭＥＭＳ素子（以下、ＭＥＭＳスイッチ素子）においては、スイッチ素子のオン時の接触面積が小さくなってしまう。それゆえ、所定の素子特性を得ることができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２６３９０５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、ＭＥＭＳ素子の素子特性を向上する技術を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様のＭＥＭＳ素子は、基板上に設けられる第１の電極と、前記第１の電極上方に設けられ、前記第１の電極に向かって機械的に駆動される第２の電極と、前記基板上に設けられるアンカーと、前記第２の電極を中空に支え、その一端が前記アンカーに支持され、その幅方向の端部に下向きの凸部分を有する側壁部が設けられる梁と、を備える。
【００１０】
本発明の一態様のＭＥＭＳ素子の製造方法は、基板上に、第１の電極とダミー層とを形成する工程と、前記第１の電極上及び前記ダミー層上に、前記ダミー層の形状に依存して、上に凸する犠牲層を形成する工程と、第２の電極を前記第１の電極上方に形成し、前記犠牲層の上に凸する部分に起因する梁及び前記梁の端部に設けられた側壁部をダミー層上方に形成する工程と、前記犠牲層を除去し、前記ダミー層と前記梁の間、前記ダミー層と前記側壁部の間及び前記第１の電極と前記第２の電極の間に、空隙を形成する工程と、を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ＭＥＭＳ素子の素子特性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態に係るＭＥＭＳ素子の構造を示す平面図。
【図２】第１の実施形態に係るＭＥＭＳ素子の構造を示す断面図。
【図３】第１の実施形態に係るＭＥＭＳ素子の製造方法を説明するための断面工程図。
【図４】第１の実施形態に係るＭＥＭＳ素子の動作を説明するための図。
【図５】第２の実施形態に係るＭＥＭＳ素子の構造を示す平面図。
【図６】第２の実施形態に係るＭＥＭＳ素子の構造を示す断面図。
【図７】第２の実施形態に係るＭＥＭＳ素子の製造方法を説明するための断面工程図。
【図８】第３の実施形態に係るＭＥＭＳの構造を示す断面図。
【図９】本発明の実施形態に係るＭＥＭＳ素子の変形例の構造を示す断面図。
【図１０】本発明の実施形態に係るＭＥＭＳ素子の変形例の構造を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら、本発明の例を実施するための形態について詳細に説明する。
【００１４】
（１）  第１の実施形態  
図１乃至図４を参照して、本発明の第１の実施形態について、説明する。
【００１５】
（ａ）  構造  
図１乃至図３を用いて、本発明の実施形態に係るＭＥＭＳ素子について、説明する。本実施形態において、可変容量として用いられるＭＥＭＳ素子について、説明する。以下、本実施形態に係るＭＥＭＳ素子のことを、ＭＥＭＳ可変容量素子と呼ぶ。
【００１６】
図１は、本実施形態に係るＭＥＭＳ可変容量素子の平面図を示している。また、図２は、本実施形態に係るＭＥＭＳ可変容量素子の断面図を示している。図２の（ａ）は、図１のＡ−Ａ’線に沿う断面構造を示している。また、図２の（ｂ）は図１のＢ−Ｂ’線に沿う断面構造を示し、図２の（ｃ）は図１のＣ−Ｃ’線に沿う断面構造を示している。尚、図２の（ａ）において、Ａ−Ａ’線に沿う断面の手前方向又は奥行き方向に設けられた部材についても、必要に応じて図示している。
【００１７】
図１及び図２の（ａ）に示すように、本実施形態に係るＭＥＭＳ可変容量素子は、基板１上に設けられる。基板１は、例えば、ガラスなどの絶縁性基板や、シリコン基板上に形成された絶縁層等である。
【００１８】
ＭＥＭＳ可変容量素子を構成している可動構造１０は、下部信号電極（第１の電極）１２と上部信号電極（第２の電極）１６とを有している。下部信号電極１２及び上部電極１６は、例えば、アルミニウムなどの金属が用いられる。
【００１９】
下部信号電極１２と上部信号電極１６との間には、空隙（キャビティ）が設けられている。下部信号電極１２は、Ｙ方向に延在するように、基板１上に設けられている。下部信号電極１２は、基板１上に固定されている。下部信号電極１２表面は、例えば、絶縁膜１３によって覆われている。下部信号電極１２は、例えば、信号線として機能する。尚、下部信号電極１２の下方の基板１又は基板１上の絶縁層の一部が犠牲層などを利用した技術を用いて除去され、下部信号電極１２の下方に、空隙が設けられてもよい。
【００２０】
上部信号電極１６は、下部信号電極１２上方に設けられている。上部信号電極１６は、下部信号電極１２と上部信号電極１６との間に空隙が設けられるように、梁２１Ａ，２１Ｂ及びアンカー２９Ａ，２９Ｂによって、中空に支持されている。上部信号電極１６は、矩形上の平面形状を有し、Ｘ方向に延在している。尚、信号電極１２，１６は、矩形状の平面形状に限定されず、曲線を含む形状でもよい。また、信号電極１２，１６は、その上面から底面に向かって貫通する孔を有してもよい。
【００２１】
アンカー２９Ａ，２９Ｂは、例えば、基板１上の配線層（導電層）上、又は、基板２２上に、設けられる。
【００２２】
梁２１Ａ，２１Ｂ，２５Ａ，２５ＢはＸ方向に延在している。梁２１Ａ，２１Ｂ，２５Ａ，２５Ｂは、上部信号電極１６のＸ方向における両端に接続されている。例えば、図１中の右側の梁２１Ａ，２５Ａは、上部信号電極１６の他端から二手に分かれて引き出され、導電層２８Ａを介して、アンカー２９Ａに接続されている。また、図１中の左側の梁２１Ｂ，２５Ｂは、上部信号電極１６の一端から二手に分かれて引き出され、導電層２８Ｂを介して、アンカー２９Ｂに接続されている。
【００２３】
梁２１Ａ，２１Ｂ，２５Ａ，２５Ｂは、アンカー２９Ａ，２９Ｂによって、中空に支えられ、梁２１Ａ，２１Ｂ，２５Ａ，２５Ｂと基板１との間には、空隙（キャビティ）が設けられている。梁２５Ａ，２５Ｂは、上部信号電極１６と直接接合され、Ｘ−Ｙ平面内において上部信号電極１６の端部から斜め方向に引き出されている。以下、説明の明確化のため、斜め方向に引き出された梁２５Ａ，２５Ｂのことを、接合部２５Ａ，２５Ｂとよぶ。梁２１Ａ，２１Ｂ及び接合部２５Ａ，２５Ｂは、上部信号電極１６と同じ材料を用いてもよいし、絶縁体などの異なる材料を用いてもよい。梁２１Ａ，２１Ｂ及び接合部２５Ａ，２５Ｂに絶縁体を用いた場合には、梁２１Ａ，２１Ｂを構成する絶縁体の上面又は裏面上に、配線が適宜設けられてもよい。
【００２４】
尚、本実施形態においては、梁２１Ａ，２１ＢはＸ方向に延在した平面形状を有し、接合部２５Ａ，２５Ｂは斜め方向に引き出された平面形状を有するが、上部信号電極１６を中空に支えることができれば、梁２１Ａ，２１Ｂ及び接合部２５Ａ，２５Ｂの平面形状は、上記の平面形状に限定されない。また、梁２１Ａ，２１Ｂ及び接合部２５Ａ，２５Ｂの数が、上述の例に限定されない。
【００２５】
図２の（ｂ）及び（ｃ）は、梁２１Ａ，２１Ｂ，２５Ａ，２５Ｂの断面構造を示している。図２の（ｂ）は、図１中のＢ−Ｂ’線に沿う断面を示し、図２の（ｃ）は、図１中のＣ−Ｃ’線に沿う断面を示している。  
図２の（ｂ）に示すように、梁２１Ａ，２１Ｂは側壁部２２を有している。側壁部２２は、梁の延在方向（長手方向）と交差する方向（幅方向）において、梁２１Ａ，２１Ｂの延在部分の一端及び他端に、設けられている。例えば、側壁部２２は、梁２１Ａ，２１Ｂの底面から基板１側に突出し、下向きの凸部を有する構造になっている。側壁部２２は、梁２１Ａ，２１Ｂの延在方向に沿って、延在している。梁２１Ａ，２１Ｂの端部に側壁部２２が設けられたことによって、梁２１Ａ，２１Ｂの構造は、図２の（ｂ）に示されるように、例えば、下向きの凹型構造になっている。
【００２６】
図２の（ｃ）は、接合部２５Ａ，２５Ｂの断面構造を示している。図２の（ｃ）のように、例えば、接合部２５Ａ，２５Ｂの端部には、側壁部は設けられず、平板構造になっている。尚、図２の（ｃ）に示される接合部２５Ａ，２５Ｂのように、側壁部を設けない梁の下方には、ダミー層１２Ｘが設けられなくともよい。この場合、基板１上面と接合部２５Ａ，２５Ｂ底面との間隔が、基板１上面と梁２１Ａ，２１Ｂ底面との間隔とほぼ同じになるように、接合部２５Ａ，２５Ｂの長さ及び幅が設計されることが、ＭＥＭＳ素子の動作の安定化及び信頼性の向上のために、好ましい。
【００２７】
図２の（ｂ）及び（ｃ）に示すように、側壁部２２が設けられた梁２１Ａ，２１Ｂの部分は幅Ｗ１を有し、接合部２５Ａ，２５Ｂの部分は幅Ｗ１’を有する。梁２１Ａ，２１Ｂは、膜厚ｔ１を有し、接合部２１Ａ，２１Ｂは、膜厚ｔ１’を有している。また、側壁部２２の膜厚は、基板１表面に対して平行方向の寸法とし、側壁部２２は、膜厚ｔ２を有する。
【００２８】
梁２１Ａ，２１Ｂの幅Ｗ１は、例えば、接合部２５Ａ，２５Ｂの幅Ｗ１’以上になっている。例えば、幅Ｗ１は、側壁部２２の膜厚ｔ２の２倍分、幅Ｗ１’よりも大きくなっている。例えば、膜厚ｔ１と膜厚ｔ１’は、ほぼ同じ厚さになっている。また、側壁部２２の膜厚ｔ２は、膜厚ｔ１，ｔ１’と同じ厚さでもよいし、異なる厚さでもよい。
【００２９】
図２の（ｂ）及び（ｃ）においては、梁２１Ａ，２１Ｂ及び接合部２５Ａ，２５Ｂの下方には、ダミー層１２Ｘが基板１上に設けられている。梁２１Ａ，２１Ｂとダミー層１２Ｘとの間、接合部２５Ａ，２５Ｂとダミー層１２Ｘとの間には、それぞれ空隙が設けられている。ダミー層１２Ｘの表面には、例えば、絶縁膜が設けられている。ダミー層１２Ｘは、例えば、下部信号電極１２と同じ材料を用いて、同時に形成される。ダミー層１２Ｘは、引き出し配線の一部として用いてもよいし、配線としての機能を有しなくともよい。
【００３０】
例えば、梁２１Ａ，２１Ｂの幅Ｗ１は、ダミー層１２Ｘの幅Ｗ０よりも、側壁部２２の膜厚ｔ２の２倍分以上になっている。尚、ダミー層１２Ｘは、下部信号電極１２と同時に形成されなくともよいのはもちろんである。また、ダミー層１２Ｘは、下部信号電極１２と同じ材料でなくともよい。
【００３１】
尚、本実施形態においては、接合部２５Ａ，２５Ｂには、側壁部が設けられていないが、梁２１Ａ，２１Ｂと同様に、接合部２５Ａ，２５Ｂの端部に側壁部を設けてもよいのは、もちろんである。また、図１においては、側壁部２２は、梁２１Ａ，２１Ｂの延在方向に沿って、１つに繋がっているが、所定の箇所で適宜分断されてもよい。
【００３２】
上部信号電極１６のＸ方向の両側には、両持ち構造（ブリッジ構造）のアクチュエータ３０Ａ，３０Ｂが設けられている。図１において、図中右側のアクチュエータ３０Ａは、二手に分かれて形成された梁２１Ａの間に位置し、図中左側のアクチュエータ３０Ｂは、二手に分かれて形成された梁２１Ｂの間に位置している。
【００３３】
図１及び図２の（ａ）において、右側のアクチュエータ３０Ａは、上部駆動電極３３と下部駆動電極３７とを有している。左側のアクチュエータ３０Ｂも、右側のアクチュエータと同様に、上部駆動電極と下部駆動電極とを有している。２つのアクチュエータ３０Ａ，３０Ｂは、ほぼ同じ構造を有しているので、以下では、アクチュエータ３０Ａの構造を中心に説明する。
【００３４】
下部駆動電極３７は、基板１上に設けられている。下部信号電極３７は、基板１上に固定されている。下部駆動電極３７表面は、例えば、絶縁膜３６によって覆われている。下部駆動電極３７は、例えば、配線３８に接続されている。下部駆動電極３７は、例えば、矩形状の平面形状を有している。
【００３５】
上部駆動電極３３は、下部駆動電極３７上方に設けられている。上部駆動電極３７は、矩形状の平面形状を有している。２つのアクチュエータ３０Ａ，３０Ｂにおいて、各上部駆動電極３３は、絶縁層３２を経由して、可動構造１０の上部信号電極１６の一端及び他端にそれぞれ接続されている。絶縁層３２は、例えば、窒化シリコンなどの絶縁体が用いられ、上部信号電極１６及び上部駆動電極３３は、電気的に絶縁されている。尚、信号電極１６が駆動電極３３と電気的に接続されていてもよい場合には、絶縁層の代わりに、導電体を用いてもよいし、絶縁層を用いずに、上部信号電極１６と上部駆動電極３３とが１つの繋がった導電層となってもよい。
【００３６】
上部信号電極側に対向する側の上部駆動電極３３の端部には、バネ構造３４がそれぞれ接続されている。バネ構造３４の平面形状は、例えば、メアンダ状になっている。バネ構造３４を構成している配線の太さは、例えば、梁２１Ａ，２１Ｂ及び接合部２５Ａ，２５Ｂを構成している配線の太さよりも細くされている。バネ構造３４は、例えば、アンカー３５に接続されている。アンカー３５は、例えば、基板１上の配線（導電層）３９上に設けられる。バネ構造３４及びアンカー３５は、例えば、導電体が用いられる。
【００３７】
配線３９上に設けられたアンカー３６、及びバネ構造３４を経由して、上部駆動電極３３に電位が印加される。また、下部駆動電極３７には、配線３９を経由して、電位が印加される。これによって、上部駆動電極３３と下部駆動電極３８との間に、電位差が設けられる。配線３９上には、例えば、絶縁膜７５が設けられている。
【００３８】
本実施形態におけるアクチュエータ３０Ａ，３０Ｂは、例えば、静電駆動方式のアクチュエータである。つまり、アクチュエータ３０Ａ，３０Ｂにおいて、上部駆動電極３３と下部駆動電極３７とに電位差を与えた場合に、それらの駆動電極３３，３７の間に発生する静電引力によって、上部駆動電極３３が基板１表面に対して垂直方向に動く。その上部駆動電極３３の動作に伴って、可動構造（可変容量）１０を構成している上部信号電極１２が駆動される。  
ＭＥＭＳ可変容量素子の静電容量Ｃは、可動構造１０を構成している下部信号電極１２と上部信号電極１６との間に発生する。そして、アクチュエータ３０Ａ，３０Ｂによって、上部信号電極１６が基板１表面に対して垂直方向に駆動されることによって、上部信号電極１６と下部信号電極１２との間の距離が変化し、可変容量素子の静電容量の値が変化する。
【００３９】
尚、本発明の実施形態においては、上部信号電極を駆動させるアクチュエータに、静電駆動型のアクチュエータを用いた例を示しているが、それに限定されず、例えば、熱駆動型、圧電駆動型或いは磁気駆動型のアクチュエータを用いてもよいのは、もちろんである。また、本実施形態に係るＭＥＭＳ素子は、１つの可動構造（可変容量）に対して、２つのアクチュエータが設けられている。しかし、これに限定されず、１つの可動構造を、１つのアクチュエータを用いて、駆動させてもよいし、１つの可動構造を、３つ以上のアクチュエータで駆動させてもよい。図２の（ａ）においては、上部駆動電極３３が、基板表面に対して傾斜した構造を示しているが、これに限定されず、上部駆動電極３３が、基板表面に対して平行な構造を有しても良い。
【００４０】
尚、本実施形態の可動構造１０及び静電アクチュエータ３０Ａ，３０Ｂにおいて、下層の電極１２，３７上面に絶縁膜１３，３８が形成された構成が示されている。但し、これに限定されず、下層の信号／駆動電極１２，３７の上面に絶縁膜を形成せずに、上層の信号／駆動電極１６，３３の底面に絶縁膜が形成された構成であってもよい。また、可変容量ＭＥＭＳ素子を構成する部材は、必ずしも単層膜である必要はない。例えば、可動構造１０の信号電極１２，１６やアクチュエータ３０Ａ，３０Ｂの駆動電極３３，３７は、金属と絶縁体との積層膜、又は、金属と半導体との積層膜でもよい。
【００４１】
第１の実施形態に係るＭＥＭＳ素子は、図２の（ｂ）に示されるように、可動構造１０を支える梁２１Ａ，２１Ｂが、その端部に側壁部２２を有することを特徴としている。
【００４２】
本実施形態のＭＥＭＳ可変容量素子のように、梁２１Ａ，２１Ｂの幅方向の端部に側壁部２２を設けることによって、梁２１Ａ，２１Ｂの端部の膜厚ｔａが、梁２１Ａ，２１Ｂの端部間の膜厚ｔ１よりも厚くなる。その結果として、梁２１Ａ，２１Ｂの基板１表面に対して垂直方向の剛性を大きくなる。これによって、梁２１Ａ，２１Ｂの弾性係数（バネ定数）が向上し、ＭＥＭＳ可変容量素子の共振周波数が大きくなる。それゆえ、ＭＥＭＳ素子の機械的振動を高速化できる。  
また、本実施形態のように、梁２１Ａ，２１Ｂの端部に側壁部２２を設け、梁の剛性を大きくすることで、梁２１Ａ，２１Ｂの歪みや、梁２１Ａ，２１Ｂによって中空に支えられている上部電極１６の湾曲を抑制できる。それゆえ、ＭＥＭＳ素子の素子特性を改善できる。
【００４３】
したがって、本発明の第１の実施形態によれば、ＭＥＭＳ素子の素子特性を向上できる。
【００４４】
（ｂ）  製造方法  
図３を用いて、本発明の第１の実施形態に係るＭＥＭＳ素子の製造方法について、説明する。尚、図３においては、例えば、梁２１Ａ，２１Ｂのように、側壁部を設ける部分の断面構造と、信号電極１６や接合部２５Ａ，２５Ｂのように、側壁部を設けない部分の断面構造を、示している。ここでは、Ｂ−Ｂ’線に沿う断面とＣ−Ｃ’線に沿う断面を抽出して説明する。尚、Ｃ−Ｃ’線に沿う断面を用いて、各製造工程について説明するが、可動構造及びアクチュエータの電極の形成工程も、同じ工程で実行される。
【００４５】
図３の（ａ）に示すように、基板１上に、導電層１２Ｙが、例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法やスパッタ法を用いて、堆積される。導電層１２Ｙは、可動構造の下部信号電極、アクチュエータの下部駆動電極、基板上の配線及びダミー層に用いられる。
【００４６】
そして、図３の（ｂ）に示すように、基板上の導電層は、例えば、フォトリソグラフィー技術及びエッチング技術を用いて、所定のパターンに加工され、ダミー層１２Ｘ，１２Ｚが形成される。ダミー層１２Ｘは、主に、上部電極を支持する梁の形成領域下方に形成される。加工されたダミー層１２Ｘは、例えば、幅Ｗ０を有する。導電層１２Ｚは、ダミー層としてだけでなく、例えば、可動構造の下部電極や配線にも用いられるが、説明の明確化のためダミー層１２Ｚと呼ぶ。ここで、電極との接続部分近傍で剛性を大きくする必要が無い梁の部分や、積極的に剛性を大きくしない梁の部分において、それらの形成部分の領域内から、ダミー層１２Ｚは、除去してもよい。尚、図３内において、ダミー層１２Ｘ，１２Ｚの平面形状、長さ及び幅は、同じである必要はなく、その形成箇所に応じて適宜変更できるのはもちろんである。
【００４７】
導電層の加工の後、加工された導電層１２Ｘ表面に、例えば、熱酸化法やＣＶＤ法などの膜堆積技術を用いて、絶縁膜１３Ｘが形成される。
【００４８】
続いて、導電層１２Ｘ上及び基板１上に、犠牲層９０が、例えば、ＣＶＤ法や塗布法などを用いて、形成される。犠牲層９０は、導電層１２Ｘ、絶縁層１３Ｘ及び後の工程で構成される部材と、エッチング選択比が確保できる材料であれば、金属、絶縁体、半導体、無機物又は有機物などいずれの材料を用いてもよい。犠牲層９０が形成された後、例えば、基板上の所定の箇所において、アンカーが犠牲層９０内に、埋め込まれる。  
そして、犠牲層９０上に、導電層２１Ｘが、例えば、スパッタ法やＣＶＤ法を用いて、形成される。導電層２１Ｘは、可動構造の上部信号電極、上部信号電極を支える梁、アクチュエータの上部駆動電極及びバネ構造などに用いられる。導電層２１Ｘは、例えば、膜厚ｔ１を有する。
【００４９】
ここで、ダミー層１２Ｘが設けられている領域内において、基板１上面とダミー層１２Ｙ上面との間に段差Ｚが生じている。犠牲層９０は、ダミー層１２Ｘの上面上及び側面上に堆積されるため、段差Ｚに起因して、犠牲層９０は上に凸部を有する形状になる。  
これに伴って、導電層２１Ｘは、段差Ｚに応じて基板１側へ落ち込み、その導電層２１Ｘは、犠牲層９０の凸部分の上面上及び側面上に形成される。導電層２１Ｘは、例えば、犠牲層９０を介して、ダミー層１２Ｘの側面を覆う。
【００５０】
続いて、図３の（ｃ）に示すように、レジスト９１Ａ，９１Ｂが、犠牲層９０上に形成され、そのレジスト９１Ａ，９１Ｂは、フォトリソグラフィー技術を用いて、パターニングされる。例えば、Ｃ−Ｃ’線に沿う断面のように、剛性を高くしない箇所においては、所定の形状の梁や電極などが形成されるように、レジスト９１Ｂがパターニングされる。一方で、例えば、Ｂ−Ｂ’線に沿う断面のように、導電層２１Ａ（梁）の剛性を高くする箇所において、犠牲層９０の凸部分の上面上だけでなく、犠牲層９０の凸部分の側面Ｕ上の導電層２２上面が覆われるように、レジスト９１Ａがパターニングされる。
【００５１】
それらのパターニングされたレジスト９１Ａ，９１Ｂをマスクとして、犠牲層９０上の導電層は、エッチングによって、所定の形状に加工される。  
このとき、梁の剛性を高くする箇所において、犠牲層９０の凸部分の側面Ｕ上の導電層２２が、レジスト２１Ａによって覆われている。そのため、導電層２２が残存し、導電層２１Ａの端部に導電層２２が設けられた構造になる。導電層２２は、膜厚ｔ２を有する。膜厚ｔ２は、膜厚ｔ１は同じ厚さでもよい。
【００５２】
他の箇所においては、例えば、犠牲層９０の上面上に、所定の梁、バネ構造及び電極の形状を有する導電層２５（１６，３３）が形成される。
【００５３】
続いて、一般的なＭＥＭＳ素子の形成工程が用いられて、各構成部材が形成される。可動構造の上部駆動電極が、アクチュエータの上部駆動電極に接続されるように、犠牲層上の導電層の所定の位置に、絶縁層が形成される。
【００５４】
この後、犠牲層９０が、例えば、ドライエッチング又はウェットエッチングを用いて、選択的に除去される。すると、図２の（ａ）〜（ｃ）に示すように、梁２１，２５及び上部電極１６，３３が、中空に支えられて、形成される。そして、図２の（ｂ）に示すように、梁の剛性を高くする箇所において、梁２１Ａの端部に、側壁部２２が形成される。また、図２の（ａ）及び（ｃ）に示すように、他の箇所においては、可動構造１０の上部信号電極１６、アクチュエータ３０Ａ，３０Ｂの上部駆動電極３３及び接合部２５が、形成される。尚、犠牲層９０を除去した後、又は、犠牲層９０の除去と同時に、ダミー層１２Ｘを除去してもよい。
【００５５】
上述の例では、犠牲層９０と異なる材料をダミー層１２Ｘに用いた例を用いているが、犠牲層９０と同じ材料をダミー層１２Ｘに用いることもできる。この場合、下部電極となる導電層及びその導電層上の絶縁膜を形成した後に、ダミー層を形成し、それに続いて、犠牲層が形成される。
【００５６】
以上のように、本実施形態に係る可変容量ＭＥＭＳ素子が完成する。図３の（ａ）〜（ｃ）に示した製造工程によって、側壁部２２を有する梁２１が形成される。例えば、側壁部２２は、下向きの凸部を有する構造になっている。尚、梁２１Ａ，２１Ｂの端部に側壁部２２を設ける箇所において、ダミー電極１２Ｘの加工寸法（幅）Ｗ０は、例えば、側壁部２２を含めた梁２１Ａ，２１Ｂの幅Ｗ１から側壁部２２の膜厚の２倍分を引いた寸法になるように、形成される。
【００５７】
尚、本例においては、ダミー層１２Ｘと下部電極１２，３７とを同じ材料を用いて同時に形成する例について述べたが、これに限定されず、必要に応じて、材料及び形成工程を変更してもよい。例えば、互いに隣接するダミー層１２Ｘ間に発生する寄生容量、又は、梁２１，２５とダミー層１２Ｘ間に発生する寄生容量を考慮して、ダミー層１２Ｘに絶縁膜又は半導体を用いて、下部電極となる導電層とは別途に形成してもよい。この場合、ダミー層の膜厚は、下部電極となる導電層の膜厚と同じにならなくともよい。このように、ＭＥＭＳ素子を構成する各部材に用いられる材料及びその寸法は、必要に応じて自由に設計してもよい。
【００５８】
このように、上記のＭＥＭＳ素子の製造方法によれば、電極を支持する梁部分の剛性を構造的に大きくするための側壁部位を、梁の端部に形成できる。これによれば、ＭＥＭＳ素子の駆動速度を大きくすることができる。また、例えば、上部信号電極のように、中空に保持されるＭＥＭＳ素子を構成する部材が湾曲するのを、低減できる。したがって、素子特性が向上するＭＥＭＳ素子を、提供できる。
【００５９】
（ｃ）  動作  
図４を用いて、可変容量ＭＥＭＳ素子の動作について、説明する。
【００６０】
図４の（ａ）及び（ｂ）は、可変容量ＭＥＭＳ素子の動作時の状態を示している。
【００６１】
図４の（ａ）は、アクチュエータの駆動前の状態を示し、図４の（ｂ）は、アクチュエータの駆動後の状態を示している。
【００６２】
図４の（ａ）に示すように、アクチュエータ３０Ａ，３０Ｂの上部駆動電極３３と下部駆動電極３７との間隔において、可動構造１０側の間隔は、バネ構造３４側の間隔よりも大きくなっている。この場合、可動構造１０を構成する２つの電極１２，１６において、上部信号電極１６は、下部信号電極１２との間に間隔ｄ１を有して、中空に支えられている。
【００６３】
そして、上部駆動電極３３と下部駆動電極３７との間に、電位差が与えられる。電位差は、上部及び下部駆動電極３３，３７がそれぞれ接続される配線に、異なる電位を供給することで、設けられる。例えば、一方の駆動電極には、グランド電位が供給され、他方の駆動電極には、プルイン電圧以上の電位を供給する。プルイン電圧とは、静電引力によって、バネ構造３４に接続された駆動電極３３が動き始める電圧のことである。  
一方の駆動電極にプルイン電圧以上の電位を供給することによって、上部駆動電極３３と下部駆動電極３７との間に、静電引力が発生する。アクチュエータ３０Ａ，３０Ｂの駆動電極３３，３７間に発生する静電引力は、駆動電極３３，３７間の間隔が小さいほど強くなる。よって、上部駆動電極３３は、絶縁膜３６を介して、バネ構造３４側から下部駆動電極３７に接触していく。駆動電極３３，３７に電位差を与えている期間中、バネ構造３４側から可動構造１０側の方向へ向かって、駆動電極３３，３７間の間隔は小さくなっていき、上部駆動電極３３は、下部駆動電極３７に、ジッパー状に順次接触していく。
【００６４】
このように、アクチュエータ３０Ａ，３０Ｂが駆動し、このアクチュエータ３０Ａ，３０Ｂの駆動に伴って、可動構造１０が動く。
【００６５】
そして、図４の（ｂ）に示すように、上部駆動電極３３は、下部駆動電極３７と絶縁膜３８を介して、ほぼ全面で接触する。これによって、上部駆動電極３３と接続されている可動構造１０の上部信号電極１６は、下部信号電極１２に向かって基板１側に動き、上部信号電極１６と下部信号電極１２との間の間隔は小さくなる。例えば、図４の（ｂ）ように、上部信号電極１６が、絶縁膜１３を介して下部信号電極（シグナル線）１２と接触する場合、２つの信号電極１２，１６間の間隔は、絶縁膜１３の膜厚と同じになる。
【００６６】
アクチュエータ３０Ａ，３０Ｂの駆動電極３３，３７に与えられた電位差を０にすると、ＭＥＭＳ可変容量素子は、図４の（ｂ）の状態から図４の（ａ）の状態に戻る。
【００６７】
よって、図４の（ａ）及び（ｂ）に示すように、可動構造（可変容量）１０を構成している下部信号電極１２と上部信号電極１６との間の間隔は、間隔ｄ１から絶縁膜１３の膜厚程度の間の大きさで変位する。尚、可変容量ＭＥＭＳ素子の駆動後の状態において、上部信号電極１６は、絶縁膜１３に直接接触せずともよい。
【００６８】
したがって、信号電極１２，１６間の間隔の変化に伴って、下部信号電極１２と上部信号電極１６とによって得られる静電容量の値は、変化する。静電容量は電極１２，１６間の間隔に反比例するので、下部信号電極１２と上部信号電極１６の間隔が大きい場合に、静電容量は小さくなり、下部信号電極１２と上部信号電極１６の間隔が小さい場合に、静電容量は大きくなる。
【００６９】
尚、ここでは、説明の簡単化のため、可動構造に接続される２つのアクチュエータ３０Ａ，３０Ｂを同時に駆動させる例を説明したが、これに限定されず、２つのアクチュエータ３０Ａ，３０Ｂを交互に駆動させてもよい。つまり、図中左側のアクチュエータ３０Ｂを駆動後の状態としているときに、図中右側のアクチュエータ３０Ａを駆動前の状態とし、これとは反対に、図中右側のアクチュエータ３０Ａを駆動後の状態としているときに、図中左側のアクチュエータ３０Ｂを駆動前の状態としてもよい。
【００７０】
上記の可変容量ＭＥＭＳ素子の動作において、例えば、可変容量ＭＥＭＳ素子の駆動速度は、梁及び梁に支えられる上部信号電極の共振周波数ｆ０で表すことができる。共振周波数ｆ０は、梁及び梁に支えられる上部信号電極の弾性係数を“ｋ”、梁及び梁に支えられる上部信号電極の質量を“ｍ”と示す場合、次式のように示される。  
【数１】
2010199246.tif 000003
【００７１】
（式１）に示されるように、共振周波数ｆ０は、弾性係数ｋに比例し、質量ｍに反比例する。
【００７２】
本実施形態のように、可動構造を支える梁２１Ａ，２１Ｂの幅方向の端部に、側壁部２２が設けられることで、梁２１Ａ，２１Ｂの基板表面に対して垂直方向の剛性は、大きく向上する。構造的に梁２１Ａ，２１Ｂの剛性を補強することで、弾性係数ｋの値は大きくなる。この場合、梁２１Ａ，２１Ｂの端部に側壁部２２を設けることで、梁２１Ａ，２１Ｂの見かけ上の膜厚は厚くなるが、梁全体の膜厚を単純に大きくするのとは異なり、弾性係数（剛性）の増大に比較して、質量ｍの増加は小さい。
【００７３】
したがって、側壁部２２を有する梁２１Ａ，２１Ｂを用いることによって、共振周波数ｆ０、つまり、ＭＥＭＳ素子の駆動速度を向上できる。
【００７４】
また、梁２１Ａ，２１Ｂの剛性が大きくなる結果として、例えば、上部信号電極１６が湾曲するのを防止できる。よって、下部信号電極１２と上部信号電極１６との間の距離が、信号電極１６の湾曲によって広くなるのを低減でき、静電容量が低下するのを防止できる。さらに、電極１６の湾曲を防止できることによって、１組の信号電極１２，１６間の間隔のばらつきを抑制できる。つまり、静電容量が、電極の設計寸法に基づいた値からばらつくのを抑制できる。
【００７５】
以上のように、本発明の第１の実施形態に係るＭＥＭＳ素子によれば、ＭＥＭＳ素子の素子特性を向上できる。
【００７６】
（２）  第２の実施形態  
以下、図５乃至図７を用いて本発明の第２の実施形態について、説明する。尚、第２の実施形態において、第１の実施形態で述べた構成要素と同じ部材については、同じ符号を付し、その構成要素についての詳細な説明は、必要に応じて行う。
【００７７】
図５は、本実施形態に係るＭＥＭＳ素子の平面構造を示し、図６は、図５のＡ−Ａ線に沿う断面構造を示している。第２の実施形態に係るＭＥＭＳ素子は、第１の実施形態と同様に、ＭＥＭＳ可変容量素子である。
【００７８】
図５及び図６に示すように、可動構造１０Ａの下部信号電極１２Ａ内に、スリット１４が設けられている。このスリット１４が設けられることによって、例えば、下部信号電極１２下方の基板１表面の一部が、露出する。
【００７９】
下部信号電極１２Ａ上方に、上部信号電極１６Ａが設けられている。上部信号電極１６Ａは、接合部２５Ａ，２５Ｂ、梁２１Ａ，２１Ｂ及びアンカー２９Ａ，２９Ｂによって、中空に支えられている。尚、本実施形態において、梁２１Ａ，２１Ｂは、その幅方向の底面端部に側壁部２２を有する構造でもよいし、側壁部２２を有さない構造でもよい。
【００８０】
上部信号電極１６Ａは、下部信号電極１２内のスリット１４上方の位置に、凹部１７を有している。凹部１７の窪み（底面）は、下部信号電極（信号線）の延在方向（ｙ方向）に沿って、延在している。例えば、上部信号電極１６の端部又は底面に突起部（第１の突起部）１８が設けられてもよい。また、可変容量ＭＥＭＳ素子の駆動後の状態において、凹部１７の側面及び突起部１８の側面は、下部信号電極１２Ａの側面と対向する。つまり、下部信号電極１２Ａの側面と上部信号電極１６Ａの側面とに対しても、静電容量が確保される。
【００８１】
図７を用いて、凹部１７を有する上部信号電極１６Ａの形成方法について、説明する。尚、図７においては、図示の簡単化のため、アクチュエータの図示は省略し、可動構造１０Ａを構成している下部／上部信号電極１２Ａ，１６Ａの断面構造のみを図示する。図７の（ａ）〜（ｃ）においては、Ｘ方向に沿う断面が示されている。
【００８２】
図７の（ａ）に示すように、導電層が、例えば、ＣＶＤ法やスパッタ法を用いて、基板１上に堆積される。そして、導電層１２Ａ上に、レジスト９２が塗布される。レジスト９２は、フォトリソグラフィー技術によって、所定の形状の電極、配線及びダミー層が形成されるように、パターニングされる。パターニングされたレジスト９２に基づいて、導電層１２Ａがエッチングされる。これによって、可動構造の下部信号電極１２Ａが形成される。信号電極１２Ａ内には、上記のパターニング及びエッチングによって、スリット１４が形成される。スリット１４は、そのＸ方向において、寸法（幅）Ｗａを有する。
【００８３】
レジストが除去された後、図７の（ｂ）に示すように、図４の（ｂ）と同様の工程によって、信号電極１２Ａ表面に絶縁膜１３が形成され、それに続いて、犠牲層９０及び導電層１６Ｘが、順次形成される。このとき、スリット１４の形状に起因して、犠牲層９０及び導電層１６Ｘは基板１側に落ち込み、犠牲層９０及び導電層１６Ｘがスリット１４内を埋め込む。この結果として、導電層１６Ｘ内に、凹部１７が形成される。尚、犠牲層９０及び導電層１６Ｘが均一に成膜され、犠牲層９０が膜厚ｔａ、導電層１６Ｘが膜厚ｔｂを有する場合、スリット１４内に埋め込まれた導電層１６Ｘの側面同士が接触しないように、スリット１４の幅Ｗａは、膜厚ｔａと膜厚ｔｂの和の２倍以上になるように形成される。
【００８４】
続いて、図７の（ｃ）に示すように、レジスト９３が導電層１６Ａ上に塗布され、可動構造の上部信号電極を形成するためのパターンが、レジスト９１に転写される。そのレジスト９１は、凹部１７上を覆うように、パターニングされている。また、上部信号電極の端部となる箇所において、レジスト９３は、例えば、犠牲層の上に凸の部分の側面を覆う導電層１８上方を覆うように、パターニングされる。
【００８５】
そして、パターニングされたレジスト９３をマスクとして、導電層１６Ａがエッチングされ、可動構造の上部信号電極１６Ａが形成される。これと同時に、アクチュエータの上部駆動電極及び梁が、形成される。これによって、上部信号電極１６Ａは、その内部に凹部１７を有する構造になる。また、上部信号電極１６Ａは、その端部に突起部１８を有する構造になる。  
この後、レジスト９３及び犠牲層９０が除去され、上部信号電極１６Ａは、中空に支持される。
【００８６】
以上の工程によって、本実施形態に係る可変容量ＭＥＭＳ素子が完成する。このように、上部信号電極１６が有する凹部１７は、下部信号電極１２内に形成されたスリット１４に対して、自己整合的に形成される。
【００８７】
尚、図５及び図６に示す例では、スリット１４のＹ方向の寸法は、上部信号電極１６ＡのＹ方向の寸法より大きくなっている。しかし、スリット１４のＹ方向の寸法は、上部信号電極１６ＡのＹ方向の寸法より小さくなってもよいのは、もちろんである。また、本例では、スリット１４が下部信号電極１２Ａ内に１つ設けられた例を示しているが、複数のスリット１４が下部信号電極１２Ａ内に設けられてもよい。
【００８８】
本実施形態のように、上部信号電極１６が、その内部に凹部１７を有することによって、凹部１７を設けた部分の上部信号電極１６Ａの見かけ上の膜厚は、大きくなる。その結果として、上部信号電極１６Ａの剛性が大きくなる。このように、上部信号電極１６の剛性を大きくすることで、中空に支えられた電極の反りが低減され、上部信号電極の湾曲が抑制される。それゆえ、電極の湾曲に起因する上部電極と下部電極との間隔の拡大や、間隔の不均一は、抑制され、ＭＥＭＳ素子の素子特性は改善される。
【００８９】
したがって、本発明の第２の実施形態に係るＭＥＭＳ素子によれば、素子特性を向上できる。
【００９０】
（３）  第３の実施形態  
以下、図８を用いて本発明の第３の実施形態について、説明する。尚、第３の実施形態においては、第１及び第２の実施形態で述べた構成要素と同じ部材については、同じ符号を付し、その構成要素についての詳細な説明は、必要に応じて行う。  
本実施形態に係るＭＥＭＳ素子の平面構造は、図１に示される平面構造とほぼ同様である。そのため、本実施形態のＭＥＭＳ素子の平面構造は、図１を用いて説明する。また、上部信号電極１６を支える梁２１Ａ，２１Ｂの構造は、図２の（ｂ）に示される構造とほぼ同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００９１】
第１及び第２の実施形態においては、ＭＥＭＳ可変容量素子について、説明した。但し、本実施形態に係るＭＥＭＳ素子の構造は、他のＭＥＭＳ素子に用いることができる。第３の実施形態においては、スイッチ素子として用いられるＭＥＭＳ素子（以下、ＭＥＭＳスイッチ素子とよぶ）を例に、その構造について、説明する。
【００９２】
図８は、本実施形態に係るＭＥＭＳ素子の断面構造を示している。図８に示される断面構造は、図１のＡ−Ａ’線に対応する断面を示している。
【００９３】
本実施形態に係るＭＥＭＳスイッチ素子においては、図２の（ｂ）に示されるのと同様に、上部信号電極１６を支持している梁２１Ａ，２１Ｂは、その幅方向の端部に、側壁部２２を有している。これによって、梁２１Ａ，２１Ｂの剛性が向上される。
【００９４】
図８に示されるように、ＭＥＭＳスイッチ素子の可動構造１０Ｂは、下部信号電極１２上に、絶縁膜は設けられず、下部信号電極１２を構成する導電層表面が露出される。
【００９５】
図８に示されるように、上部信号電極１６が、中空に支えられている場合には、ＭＥＭＳスイッチ素子はオフ状態を示す。  
そして、図４を用いて説明した可変容量ＭＥＭＳ素子の動作と同様に、上部信号電極１６がアクチュエータ３０Ａ，３０Ｂによって、下側（基板側）に駆動された場合、上部信号電極１６底面が下部信号電極１２上面と接触する。この場合、下部信号電極１６上面上及び上部信号電極１２底面上に絶縁膜が存在しないため、上部信号電極１６は、下部信号電極１２と電気的に導通する。このように、上部信号電極１６が、下部信号電極１２に直接接触することによって、ＭＥＭＳスイッチ素子は、オン状態になる。
【００９６】
本実施形態に係るＭＥＭＳスイッチ素子の製造方法は、下部信号電極１２表面の絶縁膜を、例えば、フォトリソグラフィー技術及びエッチングを用いて除去する工程が、犠牲層を形成する工程の前に加わるのみで、第１の実施形態での述べた製造方法と実質的に同じである。又は、絶縁膜が形成されないように、下部信号電極１２表面を他の部材で覆う工程を追加してもよい。尚、図８においては、下部信号電極１２表面上の絶縁膜を全て除去した構造を示しているが、下部信号電極１２が上部信号電極１６と電気的に導通するように、下部信号電極１２表面上の絶縁膜の一部が除去されていればよい。
【００９７】
本実施形態に係るＭＥＭＳスイッチ素子においても、ＭＥＭＳ素子を構成する部材の剛性を向上できる。よって、ＭＥＭＳ素子の駆動速度を向上でき、梁や電極のたわみに起因して、素子特性が劣化するのを防止できる。
【００９８】
したがって、本発明の第３の実施形態に係るＭＥＭＳ素子においても、第１及び第２の実施形態と同様に、ＭＥＭＳ素子の素子特性を向上できる。
【００９９】
尚、第３の実施形態においては、上部信号電極１２の構造は、第２の実施形態と同様に、凹部或いは突起部を有する構造であってもよいのは、もちろんである。また、第１乃至第３の実施形態においては、ＭＥＭＳ可変容量素子及びＭＥＭＳスイッチを例に用いて説明したが、それに限定されない。例えば、加速度センサ、圧力センサ、ＲＦ(radio frequency)フィルタ、ジャイロスコープ、ミラーデバイスなどであっても、第１乃至第３の実施形態と同様の効果が得られるのは、もちろんである。
【０１００】
（４）  変形例  
以下、図９及び図１０を用いて、本発明の実施形態に係るＭＥＭＳ素子の変形例について、説明する。尚、第１乃至第３の実施形態で述べた構成要素と同じ部材については、同じ符号を付し、その構成要素についての詳細な説明は、必要に応じて行う。
【０１０１】
本発明の実施形態に係るＭＥＭＳ素子の変形例の一例として、図９の（ａ）に示すように、側壁部２２の側面に、基板１表面に対して平行方向に突出した部分２３（第２の突起部）が設けられてもよい。突起部２３は、ダミー層１２Ｘ側の反対方向に向かって、水平に突出している。
【０１０２】
この構造は、図９の（ｂ）に示すように、レジスト９１が、犠牲層９０の側面上の側壁部２２から水平方向に突出する部分２３を覆うように、パターニングすることで、形成される。このように、側壁部２２の側面に、基板１表面に対して平行方向（水平方向）に突出する突起部２３を設けることで、側壁部２２の剛性が向上する。それゆえ、側壁部２２の膜厚が薄くなることに起因して、側壁部２２がダミー層１２Ｘ側に向かって湾曲して、側壁部２２がダミー層１２Ｘに接触するのを防止できる。
【０１０３】
図９の（ｃ）のように、梁２１Ａの幅方向の一端及び他端の間において、梁２１Ａの底面に、突起部（第３の突起部）２４を設けてもよい。突起部２４は、上述のＭＥＭＳ素子の製造方法において、ダミー層１２Ｘに、スリットを設けることで形成される。スリットの幅方向の寸法は、犠牲層９０の膜厚の２倍より大きく、梁の膜厚の２倍以下になるように形成される。このように、梁２１Ａの底面に、突起部２４を設けることによって、梁２１Ａの剛性をさらに向上できる。よって、第１の実施形態と同様に、ＭＥＭＳ素子の駆動速度を向上できる。
【０１０４】
図１０の（ａ）及び（ｂ）は、第２の実施形態に係るＭＥＭＳ素子の変形例を示している。  
図１０の（ａ）に示されるように、可動構造１０Ｃの下部信号電極１２Ｂ内にスリットを形成するのではなく、凹部１７Ａ下方の基板１表面が露出しないように、下部信号電極１２Ｂ内に、溝１５を設けた構造であってもよい。この構造においても、図７の（ａ）に示す工程と同様に、下部信号電極１２Ｂを形成するための導電層上面が、エッチングによって基板側へ後退される。その際、基板１上面が露出しないように、下部信号電極１２Ｂとなる導電層内に溝１５が形成される。そして、図７の（ｂ）及び（ｃ）に示される工程において、溝１５を有する導電層上に、犠牲層及び導電層が堆積されると、その溝に起因して、下部信号電極の除去された膜厚分に対応して、上部信号電極１６Ａに窪みが生じる。これによって、図１０の（ａ）に示すように、上部信号電極１６Ａ内に、凹部１７が形成される。
【０１０５】
また、図１０の（ｂ）に示すように、上部信号電極１６Ｂ底面に、突起部（第４の突起部）１９が設けられた構造になってもよい。  
突起部１９は、凹部１７と同様に、下部信号電極１２Ａ内に形成されたスリット（溝）の形状に依存して、形成される。突起部１９は、図７の（ａ）に示されるスリット１４の幅Ｗ２を、犠牲層の膜厚Ｔａの２倍より大きく、導電層１６Ｘの膜厚Ｔｂの２倍以下にすることで、形成される。尚、突起部１９は、Ｙ方向に延在する形状を有してもよいし、下部信号電極１２Ａを分断しなければ、Ｘ方向に延在する形状を有してもよい。
【０１０６】
図６の（ａ）のように、下部信号電極１２内にスリットを形成した場合、下部信号電極１２の上面と上部信号電極１６の底面との対向面積が小さくなる。これに対して、図１０の（ａ）及び（ｂ）に示されるＭＥＭＳ素子においては、下部信号電極１２の上面と上部信号電極１６の底面との対向面積が減少することはなく、２つの電極間に発生する静電容量が減少するのを防止できる。  
図１０の（ａ）及び（ｂ）に示す上部信号電極１６Ａ，１６Ｂの構造であっても、上部信号電極の剛性を向上でき、上部信号電極の湾曲を抑制できる。
【０１０７】
図９及び図１０に示す構造は、第２の実施形態で述べたＭＥＭＳスイッチに適用できる。
【０１０８】
以上のように、図９及び図１０に示されるように、本実施形態の変形例に係るＭＥＭＳ素子においても、第１乃至第３の実施形態で述べたＭＥＭＳ素子と同様の効果が得られる。
【０１０９】
（５）その他  
本発明の実施形態においては、可動する上層の電極と固定された下層の電極とから構成されるＭＥＭＳ素子を例に用いて説明したが、それに限定されない。例えば、上層の電極と下層の電極の両方が可動する構成のＭＥＭＳ素子であっても、本発明の実施形態で述べたＭＥＭＳ素子と同様の効果が得られる。
【０１１０】
また、本実施形態においては、２つの電極が対をなす構成を有するＭＥＭＳ素子を例に用いて説明したが、それに限定されない。例えば、固定された上層の電極と固定された下層の電極との間に、中空に支えられ、且つ、可動な中間電極が設けられた構成されたＭＥＭＳ素子であっても、本発明の実施形態で述べたＭＥＭＳ素子と同様の効果が得られる。尚、この場合は、中間電極に突起部が設けられる。
【０１１１】
本発明の例は、上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、各構成要素を変形して具体化できる。また、上述の実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を構成できる。例えば、上述の実施形態に開示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよいし、異なる実施形態の構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【０１１２】
１：基板、１０：可動構造、１２，１２Ａ，１２Ｂ：下部信号電極、１６，１６Ａ，１６Ｂ：上部信号電極、１７：凹部、２１Ａ，２１Ｂ：梁、２５Ａ，２５Ｂ：梁（接合部）、２２：側壁部、３０Ａ，３０Ｂ：アクチュエータ、３３：上部駆動電極、３７：下部駆動電極、３４：バネ構造、１８，１９，２３：突起部、１２Ｘ，１２Ｙ：ダミー層（導電層）、２１Ａ，２１Ｘ：導電層、９０：犠牲層。
【図１】
2010199246.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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