(57)【要約】【課題】低周波信号カット用コンデンサ部と可変コンデンサ部とを組み合わせた１つの部品として導電ロスが少なくなる可変コンデンサを提供する。【解決手段】（ａ）一対の電極層２２，２６と、（ｂ）一対の電極層２２，２６の間に挟持され、制御電圧の印加により誘電率が変化する誘電体層と、（ｃ）一対の電極層２２，２６と誘電体層とによって形成された、複数のコンデンサ部６，８とを備える。コンデンサ部６，８は、制御電圧の印加により容量が変化する可変コンデンサ部６と、可変コンデンサ部６以外の低周波信号カット用コンデンサ部８とを、少なくとも１つずつ含む。少なくとも一つの低周波信号カット用コンデンサ部８は、少なくとも一つの可変コンデンサ部６の外周を取り囲むように、当該可変コンデンサ部６の外側に形成されている。【選択図】図２
2010109035.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極層と、
該一対の電極層の間に挟持され、制御電圧の印加により誘電率が変化する誘電体層と、
前記一対の電極層と前記誘電体層とによって形成された、複数のコンデンサ部と、
を備え、
前記複数のコンデンサ部は、制御電圧の印加により容量が変化する可変コンデンサ部と、前記可変コンデンサ部以外の低周波信号カット用コンデンサ部とを、少なくとも１つずつ含み、
少なくとも一つの前記低周波信号カット用コンデンサ部は、少なくとも一つの前記可変コンデンサ部の外周を取り囲むように、当該可変コンデンサ部の外側に形成されていることを特徴とする、可変コンデンサ。
【請求項２】
前記一対の電極層及び前記誘電体層に関して同じ側に形成された一対の外部端子の間に、２以上の自然数ｎの倍数である２ｎ個の前記コンデンサ部が直列に接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の可変コンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は可変コンデンサに関し、詳しくは、低周波信号カット用コンデンサと可変コンデンサを組み合わせた低周波信号カットコンデンサ付き可変コンデンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、制御電圧の印加により誘電率が変化する誘電体層を有する可変コンデンサが提供されている。この可変コンデンサの誘電体層には、（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ３など容量変化率の高い強誘電体系薄膜材料が用いられる。電極間に誘電体層を挟持する容量部が並行平板（ＭＩＭ）型の可変コンデンサでは、単一のスルーホールを介して上部及び下部電極が引き出され、外部回路に接続される。上部及び下部電極には、誘電体薄膜形成時の高温酸化雰囲気に対する耐性はあるが比抵抗の高いＰｔなどの材料が用いられている。
【０００３】
可変コンデンサを可変フィルタなどとして機能させて使用する場合は、制御電圧がＲＦ（Radio Frequency）回路に影響を与えないように、低周波信号（ＤＣ含む）カット用コンデンサと組み合わせて使用する必要がある。そこで、低周波信号カット用コンデンサを可変コンデンサ素子部と同時に作り込み、１部品とすることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−６４４３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
すなわち、実使用回路においては、制御電圧（ＤＣ電圧）が高周波回路に影響を及ぼすのを防ぐため、図１に示すように、可変コンデンサ部６と高周波回路の間に１ｎＦ程度の低周波信号カット用コンデンサ部８，８ａ，８ｂが必要となる。図１において、端子２は高周波回路の入力端子に接続され、端子３は高周波回路の出力端子に接続される。端子４，４ａ，４ｂには、制御電圧（ＤＣ電圧）が印加される。
【０００５】
高周波用可変コンデンサの容量発生部面積は、数十から数百μｍ２（＜３０μｍ×３０μｍ）程度であり、高い加工精度が要求される反面、占有面積が小さいため、他の機能を同時に形成することは容易である。
【０００６】
そのため、同時に１ｎＦ程度の低周波信号カット用コンデンサを作り込むことは大きなプロセス変更をする必要もなく、容易にできるため、実装面積・体積の縮小に有用である。また可変コンデンサの高周波での損失は、誘電ロス以外に導電ロスにも強く影響を受けているため、低周波信号カット用コンデンサを同じチップに作り込むことで、配線引き回しの導電ロス低減効果がある。
【０００７】
以上のような背景のもと、後述する比較例１のような素子構造が考えられる。すなわち、図８の平面図に示すように、低周波信号カット用コンデンサ部８ｘは、可変コンデンサ部６ｘと外部端子１２との間にレイアウトされる。このような素子構造において、導電ロスの主原因は、各コンデンサ部６ｘ，８ｘの上部電極及び下部電極を形成する電極層のみで配線されている部分である。コンデンサ部６ｘ，８ｘの上部電極及び下部電極を構成する電極層は、一般に、高温での耐酸化性が高いＰｔ，Ｐｄなどが用いられ、Ｃｕなど低抵抗材料で形成される引き出し電極３２ｘ，３４ｘと比較して電気抵抗が高くなる。
【０００８】
本発明は、かかる実情に鑑み、低周波信号カット用コンデンサ部と可変コンデンサ部とを組み合わせた１つの部品として導電ロスが少なくなる可変コンデンサを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成した可変コンデンサを提供する。
【００１０】
可変コンデンサは、（ａ）一対の電極層と、（ｂ）該一対の電極層の間に挟持され、制御電圧の印加により誘電率が変化する誘電体層と、（ｃ）前記一対の電極層と前記誘電体層とによって形成された、複数のコンデンサ部とを備える。前記複数のコンデンサ部は、制御電圧の印加により容量が変化する可変コンデンサ部と、前記可変コンデンサ部以外の低周波信号カット用コンデンサ部とを、少なくとも１つずつ含む。少なくとも一つの前記低周波信号カット用コンデンサ部は、少なくとも一つの前記可変コンデンサ部の外周を取り囲むように、当該可変コンデンサ部の外側に形成されている。
【００１１】
上記構成において、低周波信号カット用コンデンサ部の内側に可変コンデンサ部が形成され、低周波信号カット用コンデンサ部と可変コンデンサ部のそれぞれの一方の電極部を形成する同一の電極層は、それぞれの電極部間を全周に渡って短い距離で接続する。そのため、低周波信号カット用コンデンサ部と可変コンデンサ部とが並んで形成され、低周波信号カット用コンデンサ部と可変コンデンサ部のそれぞれの一方の電極部を形成する同一の電極層が、それぞれの電極部間を接続する構成と比べると、電流パスが短くなる。したがって、導電ロスを低減することができる。
【００１２】
好ましくは、前記一対の電極層及び前記誘電体層に関して同じ側に形成された一対の外部端子の間に、２以上の自然数ｎの倍数である２ｎ個の前記コンデンサ部が直列に接続されている。
【００１３】
上記構成とは異なり、一対の外部端子の間に２ｎ＋１個のコンデンサ部が直列に接続されている場合には、コンデンサ部は一対の電極層の間をｎ往復半とするように形成され、直列に接続されたコンデンサ部と外部端子との間には、一対の電極層の間を半往復分延在する配線を形成する必要がある。
【００１４】
これに対し、一対の外部端子の間に２ｎ個のコンデンサ部が直列に接続される場合には、ｉ＝２，３，・・・，２ｎ−２とすると、一方の外部端子側からi番目に接続されるコンデンサ部とｉ＋１番目に接続されるコンデンサ部とが一方の電極層側で接続され、ｉ＋１番目に接続されるコンデンサ部とｉ＋２番目に接続されるコンデンサ部とが他方の電極層側で接続されるようにして、コンデンサ部が一対の電極層の間をｎ往復するように直列に接続できるので、一対の外部端子とコンデンサ部との間の電流パスを短くすることができる。
【００１５】
したがって、導電ロスをより小さくすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の可変コンデンサは、低周波信号カット用コンデンサ部と可変コンデンサ部とを組み合わせた１つの部品として導電ロスが少なくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図１６を参照しながら説明する。
【００１８】
＜実施例１＞  実施例１の可変コンデンサについて、図１〜図９を参照しながら説明する。
【００１９】
図２は、実施例１の可変コンデンサ１０の平面図である。図２に示すように、実施例１の可変コンデンサ１０の上面には、一対の外部端子１２，１４と、制御電圧を印加する制御電圧印加部１６とが形成されており、他の部分は表面保護膜１９で覆われている。
【００２０】
可変コンデンサ１０の内部には、斜線を付した複数のコンデンサ部６，８が形成されている。すなわち、上部電極層２６と下部電極層２２との間に、制御電圧の印加により誘電率が変化する薄膜の誘電体層２４（図２では図示せず）が挟持されており、上部電極層２６及び下部電極層２２と誘電体層２４とがパターン加工されて、可変コンデンサ部６と低周波信号カット用コンデンサ部８とが形成されている。低周波信号カット用コンデンサ部８は、可変コンデンサ部６の外周を取り囲むように、可変コンデンサ部６の外側に形成されている。
【００２１】
下部電極層２２は円形に形成されており、その一部によって可変コンデンサ部６の下部電極と低周波信号カット用コンデンサ部８の下部電極とが形成されている。下部電極層２２は、制御電圧印加部１６に電気的に接続されている。
【００２２】
上部電極層２６は、斜線を付した可変コンデンサ部６の上部電極となる部分と、斜線を付した低周波信号カット用コンデンサ部８の上部電極となる部分とが離れて形成されており、それぞれ、引き出し電極３２，３４を介して外部端子１２，１４に接続されている。
【００２３】
可変コンデンサ１０は、図１（ａ）の等価回路図と同様に、一対の外部端子１２，１４の間に、低周波信号カット用コンデンサ部８と可変コンデンサ部６とが直列に接続され、低周波信号カット用コンデンサ部８と可変コンデンサ部６との接続点に制御電圧印加部１６が接続されている。例えば、一方の外部端子１２はＲＦ回路の入力端子に接続され、他方の外部端子１４は接地される。制御電圧印加部１６に印加される電圧に応じて、可変コンデンサ部６の容量が変化する。
【００２４】
次に、可変コンデンサ１０の作製方法について、図３〜図５を参照しながら説明する。図３及び図４は、図２の線Ａ−Ａに沿って切断した断面について製造工程を示す断面図である。
【００２５】
まず、図３（ａ）に示すように、基板２０の表面２０ａに、密着層２１、下部電極層２２、誘電体層２４、上部電極層２６を成膜して、積層体を形成する。
【００２６】
具体的には、表面２０ａにＳｉＯ２膜が形成されたＳｉＯ２／Ｓｉ基板２０の表面２０ａ上に、化学溶液堆積（ＣＳＤ）法により密着層２１としてＢａ０．７Ｓｒ０．３ＴｉＯ３（ＢＳＴ）薄膜を形成する。詳しくは、化学量論組成のＢＳＴ原料溶液をＳｉＯ２膜上に塗布し、３５０℃のホットプレート上で乾燥させ、６５０℃、３０ｍｉｎの熱処理により結晶化させてＢＳＴ薄膜を得る。次いで、密着層２１のＢＳＴ薄膜上にＲＦマグネトロンスパッタ法により膜厚３００ｎｍのＰｔ膜を成膜し、下部電極層２２とする。次いで、下部電極層２２のＰｔ膜上に、密着層２１のＢＳＴ薄膜と同様に、ＣＳＤ法によりＢＳＴ薄膜を成膜し、誘電体層２４とする。すなわち、原料溶液を下部電極層２２上に塗布し、３５０℃のホットプレート上で乾燥させ、６５０℃、３０ｍｉｎの熱処理により結晶化させてＢＳＴ薄膜の誘電体層２４を得る。次いで、誘電体層２４のＢＳＴ薄膜上にＲＦマグネトロンスパッタ法で膜厚３００ｎｍのＰｔ膜を成膜し、第１の上部電極層とする。次いで、得られた積層構造を８００℃、３０ｍｉｎの条件で熱処理する。次いで、上部電極層２６を低抵抗化するため、第１の上部電極層上に第２の上部電極層を形成する。詳しくは、ＲＦマグネトロンスパッタ法により、Ｔｉ（１０ｎｍ）、Ｃｕ（５００ｎｍ）を順次成膜する。すなわち、上部電極層２６は、Ｐｔ／Ｔｉ／Ｃｕで形成される。
【００２７】
次いで、図３（ｂ）に示すように、積層体の上部電極層２６、誘電体層２４、下部電極層２２及び密着層２１をパターニング加工して、可変コンデンサ部６と低周波信号カット用コンデンサ部８のキャパシタ構造を形成する。
【００２８】
このとき、上部電極層２６のパターニング加工により、可変コンデンサ部６の上部電極２６ｐと、低周波信号カット用コンデンサ部８の上部電極２６ｑとを形成する。図５の要部平面図に示すように、可変コンデンサ部６の上部電極２６ｐは円形に形成し、低周波信号カット用コンデンサ部８の上部電極２６ｑは、可変コンデンサ部６の上部電極２６ｐの外周２６ａを、全周に渡って隙間２６ｂを設けて取り囲むドーナツ形状に形成する。
【００２９】
具体的には、積層体の上部電極層２６の上に、フォトリソグラフィ法によってレジストマスクを形成した後、Ａｒイオンミリング法により上部電極層２６とその下の誘電体層２４、下部電極層２２と順次ドライエッチングし、図３（ｂ）に示すように、可変コンデンサ部６と低周波信号カット用コンデンサ部８との２つのキャパシタ構造を形成する。
【００３０】
次いで、図３（ｃ）に示すように、基板２０の表面２０ａ及びキャパシタ構造を覆う絶縁保護膜２８を形成し、その上に、開口２９ａ，２９ｂを有する有機保護膜２９を形成する。
【００３１】
具体的には、絶縁保護膜２８として、窒化シリコン（ＳｉＮＸ）膜をスパッタリング法により膜厚３００ｎｍとなるように成膜する。次いで、ポリイミド樹脂からなる有機保護膜２９をＳｉＮｘ膜上に形成する。具体的には感光性樹脂材料をスピンコートで塗布し、１２５℃で５分間加熱し、露光、現像工程を経て３５０℃で１時間加熱を行い、図３（ｃ）に示すように開口２９ａ，２９ｂを有する膜厚２μｍのポリイミド膜の有機絶縁膜２９を形成する。
【００３２】
次いで、図３（ｄ）において矢印２９ｘで示すように、有機保護膜２９を介してエッチング加工を行い、絶縁保護膜２８に、有機保護膜２９の開口２９ａ，２９ｂに連通し、可変コンデンサ部６の上部電極２６ｐ又は低周波信号カット用コンデンサ部８の上部電極２６ｑが露出する開口２９ａ，２９ｂを形成する。
【００３３】
具体的には、ポリイミド膜の有機保護膜２９をマスクとして、ＣＨＦ３ガスを用いてＳｉＮＸ膜の絶縁保護膜２８をドライエッチングし、図３（ｄ）に示すように、上部電極２６ｐ，２６ｑの一部を露出させる。
【００３４】
次いで、図４（ｅ）に示すように、可変コンデンサ部６の上部電極２６ｐ又は低周波信号カット用コンデンサ部８の上部電極２６ｑに接続され、絶縁保護膜２８の開口２８ａ，２８ｂ及び有機保護膜２９の開口２９ａ，２９ｂから有機保護膜２９の上面２９ｓに延在する引き出し電極３２，３４を形成する。
【００３５】
具体的には、ＲＦマグネトロンスパッタ法により、Ｔｉ（１００ｎｍ）、Ｃｕ（２０００ｎｍ）を順次成膜した後、フォトリソグラフィ法によってレジストマスクを形成し、Ａｒイオンミリング法によりエッチングしてＣｕ／Ｔｉからなる引き出し電極３２，３４を形成する。
【００３６】
次いで、図４（ｆ）に示すように、有機保護膜２９の上面２９ｓと引き出し電極３２，３４とを覆い、引き出し電極３２，３４の一部が露出する開口１９ａ，１９ｂを有する表面保護膜１９を形成する。
【００３７】
具体的には、感光性樹脂原料をスピンコートで塗布し、１２５℃で５分間加熱し、露光、現像工程を経て３５０℃で１時間キュアを行い、開口１９ａ，１９ｂを有する膜厚２μｍのポリイミド膜の表面保護膜１９を形成する。
【００３８】
最後に、表面保護膜１９の開口１９ａ，１９ｂから露出する引き出し電極３２，３４上にメッキ等により外部端子１２，１４を形成し、可変コンデンサ１０が完成する。
【００３９】
なお、制御電圧印加部１６についても、外部端子１２，１４と同様に形成する。すなわち、図３（ｂ）に示された、上部電極・誘電体膜・下部電極の加工を行うときに、下部電極２２が最表層となる、制御電圧印加用外部電極接続部を設ける。そこに可変容量部らと一括でＳｉＮＸ保護膜形成→ポリイミド膜形成→開口部形成→Ｃｕ／Ｔｉ引き出し電極形成→表面保護膜形成→外部接続端子形成を行う。上記のように、プロセス変更を行うことなくパターン変更のみを行うので、制御電圧印加部が形成される。
【００４０】
次に、実施例１の変形例及び比較例について説明する。以下では、実施例１と同じ構成部分には同じ符号を用い、実施例１との相違点を中心に説明する。
【００４１】
図６は、変形例１の可変コンデンサ１０ａの平面図である。図６に示すように、変形例１の可変コンデンサ１０ａは、実施例１の構成に、低周波信号カット用コンデンサ部８ａと、制御電圧印加部１８とが追加されており、２つの低周波信号カット用コンデンサ部８，８ａと、１つの可変コンデンサ部６とを備えている。
【００４２】
追加された低周波信号カット用コンデンサ部８ａは、低周波信号カット用コンデンサ部８と同じく、上部電極層２６ｓと下部電極層２２ｓとの間に誘電体層（図示せず）が挟まれた構成である。低周波信号カット用コンデンサ部８ａの上部電極を形成する上部電極層２６ｓは、引き出し電極３６ｓを介して、可変コンデンサ部６の上部電極に接続されている。追加された制御電圧印加部１８は、この引き出し電極３６ｓを介して、可変コンデンサ部６の上部電極に接続されている。追加された低周波信号カット用コンデンサ部８ａの下部電極を形成する下部電極層２２ｓは、引き出し電極３４ａを介して他方の外部端子１４に接続されている。
【００４３】
変形例１の可変コンデンサ１０ａは、図１（ｂ）の等価回路図と同様に、低周波信号カット用コンデンサ部８，８ａの間に可変コンデンサ部６が直列に接続され、可変コンデンサ部６の両端が制御電圧印加部１６，１８にそれぞれ接続されている。
【００４４】
図７は、変形例２の可変コンデンサ１０ｂの平面図である。図７に示すように、変形例２の可変コンデンサ１０ｂは、実施例１の構成に、可変コンデンサ部６ｔ、低周波信号カット用コンデンサ部８ｂ及び制御電圧印加部１８が追加されている。すなわち、２つの低周波信号カット用コンデンサ部８，８ｂと、２つの可変コンデンサ部６，６ｔとを備えている。
【００４５】
追加された可変コンデンサ部６ｔと低周波信号カット用コンデンサ部８ｂとは、可変コンデンサ部６及び低周波信号カット用コンデンサ部８と同じ構成であり、上部電極層２６ｔと下部電極層２２ｔとの間に誘電体層（図示せず）が挟まれ、可変コンデンサ部６ｔの外周を低周波信号カット用コンデンサ部８ｂが取り囲むように形成されている。
【００４６】
可変コンデンサ部６，６ｔの上部電極は、引き出し電極３６ｔを介して接続されている。この引き出し電極３６ｔに、追加された制御電圧印加部１８が電気的に接続されている。
【００４７】
追加された可変コンデンサ部６ｔの下部電極と追加された低周波信号カット用コンデンサ部８ｂの下部電極とは、共通の下部電極層２２ｔによって形成され、互いに電気的に接続されている。追加された低周波信号カット用コンデンサ部８ｂの上部電極を形成する上部電極層２６ｔは、引き出し電極３４ｂを介して、他方の外部端子１４に接続されている。
【００４８】
制御電圧印加部１６は、追加された可変コンデンサ部６ｔの下部電極を形成する下部電極層２２ｔにも、電気的に接続されている。
【００４９】
図８は、比較例１のコンデンサ１０ｘの平面図である。図８に示すように、比較例１の可変コンデンサ１０ｘは、１つの可変コンデンサ部６ｘと１つの低周波信号カット用コンデンサ部８ｘとを備える。比較例１の可変コンデンサ１０ｘは、実施例１とは異なり、可変コンデンサ部６ｘが低周波信号カット用コンデンサ部８ｘの外側に形成されている。
【００５０】
図９は、比較例２の可変コンデンサ１０ｙの平面図である。図９に示すように、比較例２の可変コンデンサ１０ｙは、１つの可変コンデンサ部６ｘと２つの低周波信号カット用コンデンサ部８ｘ，８ｙとを備える。比較例２の可変コンデンサは、図６の変形例１とは異なり、可変コンデンサ部６ｘが低周波信号カット用コンデンサ部８ｘ，８ｙの外側に形成されている。
【００５１】
次の表１は、低周波信号カット用コンデンサ部の外側に可変コンデンサ部を配置する従来構造の比較例１（図８）及び比較例２（図１０）と、低周波信号カット用コンデンサ部の内側に可変コンデンサ部を配置する本発明の構造の実施例１（図２）、変形例１（図６）及び変形例２（図７）とについて、有限要素法により２ＧＨｚにおける外部端子間の抵抗Ｒｓを計算した結果を示す。なお、図２と図８で、低周波信号カット用コンデンサ部の形状が異なっているが、抵抗値の計算にはほとんど影響がない。
【表１】
2010109035.tif 000003
可変コンデンサ部の面積は２２５μｍ２、低周波信号カット用コンデンサ部の面積は２２５００μｍ２とし、メッシュサイズは５μｍで計算した。
【００５２】
表１から、本発明の構造（実施例１、変形例１及び変形例２）は、いずれも、従来構造（比較例１及び比較例２）より、外部端子間の抵抗Ｒｓを低減できることが分かる。
【００５３】
また図７に示す、低周波信号カット用コンデンサ部を２個備え、両方の低周波信号カット用コンデンサ部に本発明の素子構造を用いた変形例２には、可変コンデンサ部が２個直列接続の場合でもＲｓはほとんど増加せず、コンデンサ部の面積を大きくできるため、作製が容易となる。また、図７に示すように２つの可変コンデンサ部６，６ａに制御電圧印加部１６，１８を接続することで、制御電圧に対する可変コンデンサ部６，６ａの容量変化量は、外部端子１２，１４間の電圧が変化しても、変化しない。
【００５４】
実施例１及び変形例１、２の可変コンデンサは、可変コンデンサ部の周囲を囲むように低周波信号カット用コンデンサ部が配置され、下部電極層によって、可変コンデンサ部の下部電極の引き出し部が、直接、低周波信号カット用コンデンサ部の下部電極に接続される。そのため、可変コンデンサ部と低周波信号カット用コンデンサ部との間の電流パスが増加し、外部端子間の抵抗Ｒｓが低減する。
【００５５】
さらに、可変コンデンサ部及び低周波信号カット用コンデンサ部は同時にパターニング・形成できる。そのため、可変コンデンサ部と低周波信号カット用コンデンサ部との間の間隔はマスクアライメントに依存しなくなり、作製が容易となり、低コスト化できる。
【００５６】
以上のように、低周波信号カット用コンデンサ部の内側に可変コンデンサ部を配置する素子構造を採用することにより、低Ｒｓ化による素子特性の向上のみでなく、低コスト化も可能となる。
【００５７】
＜実施例２＞  実施例２の可変コンデンサについて、図１０〜図１６を参照しながら説明する。
【００５８】
図１０は実施例２の可変コンデンサ１１の平面図である。図１０に示すように、実施例２の可変コンデンサ１１は、実施例１と同じ構成の可変コンデンサ部６及び低周波信号カット用コンデンサ部８に加え、２つの可変コンデンサ部６ａ，６ｂを備えている。すなわち、複数の可変コンデンサ部６，６ａ，６ｂを備える点が、実施例１の可変コンデンサ１０とは異なる。
【００５９】
可変コンデンサ部６，６ａ，６ｂは直列に接続され、追加された可変コンデンサ部６ａ，６ｂは、実施例１と同じ構成の可変コンデンサ部６よりも、一方の外部端子１２から離れている。一方の外部端子１２に最も近い可変コンデンサ部６と一方の外部端子１２との間に、低周波信号カット用コンデンサ部８が直列に接続されている。低周波信号カット用コンデンサ部８は、可変コンデンサ部６の外周を取り囲むように、可変コンデンサ部６の外側に形成されている。
【００６０】
一方の外部端子１２は、引き出し電極３２を介して低周波信号カット用コンデンサ部８の上部電極に接続されている。低周波信号カット用コンデンサ部８の下部電極と第１の可変コンデンサ部６の下部電極とは、共通の下部電極層２２により形成され、電気的に接続されている。制御電圧印加部１６は、この下部電極層２２に電気的に接続されている。
【００６１】
実施例１と異なり、第１の可変コンデンサ部６の上部電極は、引き出し電極３６ａを介して、隣の第２の可変コンデンサ部６ａの上部電極に接続されている。第２の可変コンデンサ部６ａの下部電極と、その隣の第３の可変コンデンサ部６ｂの下部電極とは、共通の下部電極層２２ａによって形成され、電気的に接続されている。第３の可変コンデンサ部６ｂの上部電極は、引き出し電極３５を介して他方の外部端子１４に接続されている。
【００６２】
次に、実施例２の変形例及び比較例について説明する。
【００６３】
図１１は、変形例３の可変コンデンサ１１ａの平面図である。図１１に示すように、変形例３の可変コンデンサ１１ａは、実施例２の可変コンデンサ１１と略同じ構成であるが、実施例２の可変コンデンサ１１と異なり、第３の可変コンデンサ部６ｂと他方の外部端子１４との間に直列に接続された第４の可変コンデンサ部６ｃが追加されている。この第４の可変コンデンサ部６ｃの上部電極は、第３の可変コンデンサ部６ｂの上部電極とともに、共通の上部電極層３６ｂによって形成され、電気的に接続されている。第４の可変コンデンサ部６ｃの下部電極を形成する下部電極層２２ｂと他方の外部端子１４との間は、引き出し電極３５ａを介して接続されている。
【００６４】
図１２は、変形例４の可変コンデンサ１１ｂの平面図である。図１２に示すように、変形例４の可変コンデンサ１１ｂは、変形例３の可変コンデンサ１１ａと略同じ構成であるが、変形例３の可変コンデンサ１１ａと異なり、第４の可変コンデンサ部６ｃと他方の外部端子１４との間に直列に接続された第５の可変コンデンサ部６ｄが追加されている。第５の可変コンデンサ部６ｄの下部電極は、第４の可変コンデンサ部６ｃの下部電極層とともに、下部電極層２２ｔにより形成され、電気的に接続されている。第５の可変コンデンサ部６ｄの上部電極は、引き出し電極３５ｂを介して、他方の外部端子１４に接続されている。
【００６５】
図１３は、比較例３の可変コンデンサ１１ｘの平面図である。図１３に示すように、比較例３の可変コンデンサ１１ｘは、実施例２の可変コンデンサ１１と同じく、一方の端子１２と他方の外部端子１４の間に、１つの低周波信号カット用コンデンサ部８ｘと３つの可変コンデンサ部６ｘ，６ｐ，６ｑとが直列に接続され、略同様に構成されている。
【００６６】
比較例３の可変コンデンサ１１ｘは、実施例２の可変コンデンサ１１と異なり、低周波信号カット用コンデンサ部８ｘの外側に、一方の外部端子１２に最も近い可変コンデンサ部６ｘが形成されている。
【００６７】
次の表２は、低周波信号カット用コンデンサ部の内側に可変コンデンサ部を配置する本発明の構造の実施例２（図１０）、変形例３（図１１）及び変形例４（図１２）と、低周波信号カット用コンデンサ部の外側に可変コンデンサ部を配置する従来構造の比較例３（図１３）とについて、有限要素法により２ＧＨｚにおける外部端子間の抵抗Ｒｓを計算した結果を示す。
【表２】
2010109035.tif 000004
可変コンデンサ部の面積は２２５μｍ２、低周波信号カット用コンデンサ部の面積は２２５００μｍ２とし、メッシュサイズは５μｍで計算した。
【００６８】
直列に接続されるコンデンサ部の個数が合計４個である実施例２と、直列に接続されるコンデンサ部の個数が合計５個である変形例３とを比較すると、Ｒｓの差は０．１４Ωである。これに対して、直列に接続されるコンデンサ部の個数が合計５個である変形例３と、直列に接続されるコンデンサ部の個数が合計６個である変形例４とを比較すると、Ｒｓの差は０．０６Ωであり、０．１４Ωよりも小さい。
【００６９】
このことから、直列に接続されるコンデンサ部の合計個数が２ｎ（ｎ≧２）の方が２ｎ＋１の場合と比較して低コストかつ高歩留まりで高周波帯でのＲｓを低減でき、低ロス化できることが分かる。
【００７０】
すなわち、一対の外部端子の間に２ｎ＋１個のコンデンサ部が直列に接続されている場合には、コンデンサ部は一対の電極層の間をｎ往復半とするように形成され、直列に接続されたコンデンサ部と外部端子との間には、一対の電極層の間を半往復分延在する配線を形成する必要がある。
【００７１】
これに対し、一対の外部端子の間に２ｎ個のコンデンサ部が直列に接続される場合には、コンデンサ部は一対の電極層の間をｎ往復するように形成できるので、一対の外部端子とコンデンサ部との間の電流パスを短くすることができる。
【００７２】
したがって、直列に接続されるコンデンサ部の合計個数が２ｎ（ｎ≧２）の方が２ｎ＋１の場合と比較して低コストかつ高歩留まりで高周波帯でのＲｓを低減でき、低ロス化できる。
【００７３】
次に、２つの制御電圧印加部１６，１８を備える変形例について、図１４〜図１６を参照しながら説明する。
【００７４】
図１４は、変形例４の可変コンデンサ１１ｐの平面図である。図１４に示すように、変形例４の可変コンデンサ１１ｐは、実施例２の可変コンデンサ１１の構成に、制御電圧印加部１８が追加されている。追加された制御電圧印加部１８は、可変コンデンサ部６，６ａの上部電極を接続する引き出し電極３６ｐに電気的に接続されている。また、制御電圧印加部１６は、可変コンデンサ部６の下部電極を形成する下部電極層２２に加え、可変コンデンサ部６ａ，６ｂの下部電極を形成する下部電極層２２ｐにも電気的に接続されている。
【００７５】
図１５は、変形例６の可変コンデンサ１１ｑの平面図である。図１５に示すように、変形例６の可変コンデンサ１１ｑは、変形例４の構成に、可変コンデンサ部６ｃが追加されている。他方の制御電圧印加部１８は、可変コンデンサ部６ｂ，６ｃの上部電極に接続された引き出し電極３６ｑにも電気的に接続されている。可変コンデンサ６ｃの下部電極を形成する下部電極層２２ｑと他方の外部端子１４との間は、引き出し電極３５ｑによって接続されている。
【００７６】
図１６は、変形例７の可変コンデンサ１１ｒの平面図である。図１６に示すように、変形例７の可変コンデンサ１１ｒは、変形例６の構成に、さらに可変コンデンサ部６ｄが追加されている。一方の制御電圧印加部１６は、可変コンデンサ部６ｃ，６ｄの下部電極を形成する下部電極層２２ｑにも電気的に接続されている。可変コンデンサ６ｄの下部電極を形成する下部電極層２２ｑと他方の外部端子１４との間は、引き出し電極３５ｑによって接続されている。
【００７７】
ここで、直列に接続されるコンデンサ接続数が２ｎ（ｎ≧２）、２ｎ＋１、２（ｎ＋１）かつ低周波信号カット用コンデンサが１つの場合を考える。ｎ＝２の場合に、接続数２ｎ（図１０）と２ｎ＋１（図１１）を比較すると、２ｎ＋１の方は、下部電極層２２ｂのみで配線される部分が増加するため、Ｒｓは増大する。また容量発生部の追加に起因する導電ロスの上昇を低減するため、なるべく容量発生部の近くで下部電極層２２ｂからの配線（引き出し電極）を引き出す必要があるため、誘電体層の加工時に高精度なパターニングや、下部電極部のオーバーエッチングの抑制などが要求される。
【００７８】
一方、２ｎ＋１（図１１）と２（ｎ＋１）（図１２）を比較すると、２（ｎ＋１）では、下部電極層のみで配線される部分が変化しない（追加されない）ため、Ｒｓは変化しない。また、高周波信号が流れる下部電極層はすべて誘電体層に覆われているため、素子特性がオーバーエッチングによる高抵抗化やパターンずれによる特性変化をしない。そのため、誘電体層の加工が容易である。また直列接続数が増えたことにより、同じ容量値を得るための可変コンデンサ部１つあたりの面積は大きくなり、プロセスマージンが増えるため、作製が容易となる。また直列接続された可変コンデンサ部に独立して制御電圧を印加する場合でも、図１４〜図１６に示すように、追加した制御電圧印加部１８に関する配線が増加するのみであるため、作製難易度はほとんど変化しない。またチップ全体に対する、電極引き出し部を含むコンデンサ部の面積は２ｎ＋１と２（ｎ＋１）ではほとんど変化しない。
【００７９】
以上の点より、直列に接続されるコンデンサ接続数が２ｎ（ｎ≧２）の方が効率よく素子が得られる。これは低周波信号カット用コンデンサが２つの場合でも同様である。
【００８０】
＜まとめ＞  低周波信号カット用コンデンサ部を可変コンデンサ部の上部電極の外周すべて取り囲むように形成することにより、抵抗の高い容量部の上下電極を形成する電極層のみで配線される部分を極力減らすことで導電ロスを低減し、低損失な素子が提供できるようになる。
【００８１】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変更を加えて実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】可変コンデンサの等価回路図である。（実施例１）
【図２】可変コンデンサの平面図である。（実施例１）
【図３】可変コンデンサの製造工程を示す断面図である。（実施例１）
【図４】可変コンデンサの製造工程を示す断面図である。（実施例１）
【図５】可変コンデンサの製造工程を示す要部平面図である。（実施例１）
【図６】可変コンデンサの平面図である。（変形例１）
【図７】可変コンデンサの平面図である。（変形例２）
【図８】可変コンデンサの平面図である。（比較例１）
【図９】可変コンデンサの平面図である。（比較例２）
【図１０】可変コンデンサの平面図である。（実施例２）
【図１１】可変コンデンサの平面図である。（変形例３）
【図１２】可変コンデンサの平面図である。（変形例４）
【図１３】可変コンデンサの平面図である。（比較例３）
【図１４】可変コンデンサの平面図である。（変形例５）
【図１５】可変コンデンサの平面図である。（変形例６）
【図１６】可変コンデンサの平面図である。（変形例７）
【符号の説明】
【００８３】
６，６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｐ，６ｑ，６ｔ，６ｘ  可変コンデンサ部
８，８ａ，８ｂ，８ｔ，８ｘ，８ｙ  低周波信号カット用コンデンサ部
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｘ，１０ｙ  可変コンデンサ
１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｐ，１１ｑ，１１ｒ，１１ｘ，１１ｙ  可変コンデンサ
１２  外部端子
１４  外部端子
１９  表面保護膜
２０  基板
２１  密着層
２２，２２ａ，２２ｂ，２２ｐ，２２ｑ，２２ｓ，２２ｔ  下部電極層
２４  誘電体層
２６，２６ｓ，２６ｔ，２６ｘ，２６ｙ  上部電極層
２８  絶縁保護膜
２９  有機保護膜
【図１】
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【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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