(57)【要約】【課題】  信号の減衰を抑制することができると共に、生産性を向上できるようにする。【解決手段】  可変容量素子１を、第１，第２の基板２，３に挟まれたシリコン基板４を用いて形成する。シリコン基板４には、支持部５、可動部６、支持梁７および傾斜部８を形成する。また、シリコン基板４の両面には、第１，第２の可動側金属電極９，１０を全面に亘って形成する。第１の可動側金属電極９のうち可動部６に設けた部位は可動側信号電極１３となり、基板２に設けた固定側信号電極１５と対向する。一方、第２の可動側金属電極１０のうち可動部６に設けた部位は可動側駆動電極１４となり、基板３に設けた固定側駆動電極１６と対向する。そして、第１，第２の可動側金属電極９，１０は基板２，３に設けた固定側金属電極１９，２０と圧着接合する。【選択図】        図１
2010067587.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１，第２の基板に挟まれたシリコン基板と、
該シリコン基板に形成され、前記第１，第２の基板に固定された支持部と、
前記シリコン基板に形成され、支持梁を用いて該支持部に厚さ方向に変位可能に支持された可動部と、
前記第１の基板に設けられ、前記シリコン基板の可動部と対向した位置に配置された固定側信号電極と、
前記第２の基板に設けられ、前記シリコン基板の可動部と対向した位置に配置された固定側駆動電極とを備えてなるＭＥＭＳスイッチ素子において、
前記シリコン基板は、前記支持部および可動部の厚さ寸法に比べて前記支持梁の厚さ寸法を小さく形成し、
前記シリコン基板には、前記支持部から支持梁に向けて厚さ寸法が漸次縮小した傾斜部と、前記可動部から支持梁に向けて厚さ寸法が漸次縮小した傾斜部とを形成し、
前記シリコン基板の厚さ方向の両面には、蒸着法またはスパッタ法を用いて前記シリコン基板の両面に対して垂直方向から導電性金属材料を付着することによって、前記第１，第２の基板に対向した第１，第２の可動側金属電極をそれぞれ形成し、
前記シリコン基板と該第１，第２の可動側金属電極との間には、第１，第２の絶縁膜をそれぞれ設け、
前記第１の可動側金属電極には、前記可動部のうち固定側信号電極と対向した部位に位置して前記固定側信号電極に対して近接，離間する可動側信号電極を形成し、
前記第２の可動側金属電極には、前記可動部のうち固定側駆動電極と対向した部位に位置して前記固定側駆動電極との間の静電力を作用させるための可動側駆動電極を形成し、
前記第１の基板には、前記第１の可動側金属電極と接触する導電性金属材料からなる第１の固定側金属電極を形成すると共に、前記第１の可動側金属電極と該第１の固定側金属電極とを圧着接合し、
前記第２の基板には、前記第２の可動側金属電極と接触する導電性金属材料からなる第２の固定側金属電極を形成すると共に、前記第２の可動側金属電極と該第２の固定側金属電極とを圧着接合し、
前記固定側駆動電極と可動側駆動電極との間には、前記固定側駆動電極と可動側駆動電極との接触を防止するストッパを設け、
前記第１の基板には、前記固定側信号電極に電気的に接続された信号用のビアホールを設け、
前記第２の基板には、前記固定側駆動電極に電気的に接続された駆動用のビアホールと、前記第２の固定側金属電極に電気的に接続された他の駆動用のビアホールとを設ける構成としたことを特徴とするＭＥＭＳスイッチ素子。
【請求項２】
第１，第２の基板に挟まれたシリコン基板と、
該シリコン基板に形成され、前記第１，第２の基板に固定された支持部と、
前記シリコン基板に形成され、支持梁を用いて該支持部に厚さ方向に変位可能に支持された可動部と、
前記第１の基板に設けられ、前記シリコン基板の可動部と対向した位置に配置された固定側信号電極と、
前記第２の基板に設けられ、前記シリコン基板の可動部と対向した位置に配置された固定側駆動電極とを備えてなるＭＥＭＳスイッチ素子において、
前記シリコン基板は、前記支持部および可動部の厚さ寸法に比べて前記支持梁の厚さ寸法を小さく形成し、
前記シリコン基板には、前記支持部から支持梁に向けて厚さ寸法が漸次縮小した傾斜部を形成し、
前記可動部は、前記支持部を前記第１の基板に固定する前の状態では、前記支持部の裏面よりも前記第１の基板に向けて突出し、前記支持部の表面よりも窪んだ形状に形成し、
前記シリコン基板の厚さ方向の両面には、蒸着法またはスパッタ法を用いて前記シリコン基板の両面に対して垂直方向から導電性金属材料を付着することによって、前記第１，第２の基板に対向した第１，第２の可動側金属電極をそれぞれ形成し、
前記シリコン基板と該第１，第２の可動側金属電極との間には、第１，第２の絶縁膜をそれぞれ設け、
前記第１の可動側金属電極には、前記可動部のうち固定側信号電極と対向した部位に位置して前記固定側信号電極に対して近接，離間する可動側信号電極を形成し、
前記第２の可動側金属電極には、前記可動部のうち固定側駆動電極と対向した部位に位置して前記固定側駆動電極との間の静電力を作用させるための可動側駆動電極を形成し、
前記第１の基板には、前記第１の可動側金属電極と接触する導電性金属材料からなる第１の固定側金属電極を形成すると共に、前記第１の可動側金属電極と該第１の固定側金属電極とを圧着接合し、
前記第２の基板には、前記第２の可動側金属電極と接触する導電性金属材料からなる第２の固定側金属電極を形成すると共に、前記第２の可動側金属電極と該第２の固定側金属電極とを圧着接合し、
前記固定側駆動電極と可動側駆動電極との間には、前記固定側駆動電極と可動側駆動電極との接触を防止するストッパを設け、
前記第１の基板には、前記固定側信号電極に電気的に接続された信号用のビアホールを設け、
前記第２の基板には、前記固定側駆動電極に電気的に接続された駆動用のビアホールと、前記第２の固定側金属電極に電気的に接続された他の駆動用のビアホールとを設ける構成としたことを特徴とするＭＥＭＳスイッチ素子。
【請求項３】
前記第１，第２の可動側金属電極は、前記シリコン基板の両面に全面に亘って形成し、
前記第１，第２の絶縁膜は、前記シリコン基板の両面に全面に亘って形成し、
前記第１の可動側金属電極および固定側信号電極の厚さ寸法は、伝搬する高周波信号による表皮の厚さよりも大きな値に設定し、
前記第２の可動側金属電極の厚さ寸法は、前記第１の可動側金属電極とシリコン基板との間の線膨脹率の差によって前記可動部に生じる反りを相殺する値に設定する構成となる請求項１または２に記載のＭＥＭＳスイッチ素子。
【請求項４】
前記固定側信号電極と可動側信号電極との間には、前記固定側信号電極と可動側信号電極との接触を防止する他のストッパを設ける構成としてなる請求項１，２または３に記載のＭＥＭＳスイッチ素子。
【請求項５】
前記固定側信号電極と可動側信号電極との間には、前記固定側信号電極と可動側信号電極とを電気的に接続する導電性材料からなる接点部を設ける構成としてなる請求項１，２または３に記載のＭＥＭＳスイッチ素子。
【請求項６】
第１，第２の基板に挟まれたシリコン基板と、該シリコン基板に形成され前記第１，第２の基板に固定された支持部と、前記シリコン基板に形成され支持梁を用いて該支持部に厚さ方向に変位可能に支持された可動部と、前記第１の基板に設けられ前記シリコン基板の可動部と対向した位置に配置された固定側信号電極と、前記第２の基板に設けられ前記シリコン基板の可動部と対向した位置に配置された固定側駆動電極とを備えてなるＭＥＭＳスイッチ素子の製造方法であって、
加工前のシリコン基板に異方性エッチング処理を行い、該シリコン基板のうち前記可動部および支持梁と対応した部位に残余の部位の表面から凹陥し、残余の部位の裏面から突出した窪み部を形成する工程と、
前記窪み部を有するシリコン基板にエッチング処理を行い、前記支持部、支持梁および可動部を形成する工程と、
前記支持部、支持梁および可動部を有するシリコン基板の厚さ方向の両面には、蒸着法またはスパッタ法を用いて当該シリコン基板の両面に対して垂直方向から導電性金属材料を付着し、前記第１，第２の基板に対向した第１，第２の可動側金属電極をそれぞれ形成する工程と、
前記第１の基板には、前記固定側信号電極を形成し、前記第１の可動側金属電極と接触する導電性金属材料からなる第１の固定側金属電極を形成する工程と、
前記第２の基板には、前記固定側駆動電極を形成し、前記第２の可動側金属電極と接触する導電性金属材料からなる第２の固定側金属電極を形成する工程と、
前記第１の基板の第１の固定側金属電極と前記シリコン基板の第１の可動側金属電極とを圧着接合する工程と、
前記第２の基板の第２の固定側金属電極と前記シリコン基板の第２の可動側金属電極とを圧着接合する工程とを備える構成としたＭＥＭＳスイッチ素子の製造方法。
【請求項７】
前記第１の基板の第１の固定側金属電極と前記シリコン基板の第１の可動側金属電極とを圧着接合する工程では、前記シリコン基板のうち第２の基板と対向する表面側に前記第２の固定側金属電極を保護するための保護部材を設け、該保護部材を介して前記シリコン基板を第１の基板に向けて加圧する構成としてなる請求項６に記載のＭＥＭＳスイッチ素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコン基板を加工して厚さ方向に変位可能な可動部を形成したＭＥＭＳスイッチ素子およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、可変容量素子、リレー素子等のＭＥＭＳ（microelectromechanical systems）スイッチ素子として、シリコン基板を加工して厚さ方向に変位可能な可動部を形成したものが知られている。このような可動部を有するセンサでは、例えば２枚のガラス基板等によってシリコン基板を挟むと共に、シリコン基板にはガラス基板に固定された支持部を形成し、該支持部に支持梁を介して可動部を変位可能に支持する構成となっている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
ここで、特許文献１に記載された加速度センサでは、ガラス基板のうち可動部と対向した位置に固定電極を設け、可動部と固定電極との間の静電容量を検出することによって、センサに作用した加速度を検出する構成となっている。
【０００４】
また、ガラス基板とシリコン基板との接合には、陽極接合法を用いるのが一般的である。しかし、陽極接合時にガラス基板とシリコン基板との間に大きな電位差が生じるから、この電位差によって可動部がガラス基板に貼り付くことがある。この点を考慮して、特許文献２には、ガラス基板とシリコン基板との間に金属薄膜をそれぞれ設け、これらの金属薄膜を圧着接合することによって、ガラス基板およびシリコン基板を接合する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１７２８４６号公報
【特許文献２】特開２００７−６９３２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した特許文献１，２に記載されたセンサでは、可動部を導電性のシリコン材料によって形成し、可動部とガラス基板に設けた固定電極との間の静電容量を検出する構成となっている。ここで、可動部を外部の処理回路に電気的に接続するためには、シリコン材料に金（Au）等の導電性金属からなる引出し電極を設ける必要がある。このとき、金とシリコン（Si）は密着性が悪いため、これらの間にクロム（Cr）を中間層として挿入する。しかし、シリコンとクロムとの間の接触抵抗が大きいから、検出信号が減衰して、検出感度、検出精度が低下する傾向がある。特に、固定電極に例えばマイクロ波、ミリ波等の高周波信号を伝送する場合には、シリコンとクロムとの間の接触抵抗によって高周波信号の損失が大きいという問題がある。
【０００７】
また、特許文献２のセンサでは、引出し電極とは別個に接合用の金属薄膜を設ける構成としている。このため、引出し電極と接合用の金属薄膜をそれぞれ別個に形成する必要があり、製造工程が複雑化し、生産性が低下するという問題もある。
【０００８】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、信号の減衰を抑制することができると共に、生産性を向上できるようにしたＭＥＭＳスイッチ素子およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するために本発明は、第１，第２の基板に挟まれたシリコン基板と、該シリコン基板に形成され、前記第１，第２の基板に固定された支持部と、前記シリコン基板に形成され、支持梁を用いて該支持部に厚さ方向に変位可能に支持された可動部と、前記第１の基板に設けられ、前記シリコン基板の可動部と対向した位置に配置された固定側信号電極と、前記第２の基板に設けられ、前記シリコン基板の可動部と対向した位置に配置された固定側駆動電極とを備えてなるＭＥＭＳスイッチ素子に適用される。
【００１０】
そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記シリコン基板は、前記支持部および可動部の厚さ寸法に比べて前記支持梁の厚さ寸法を小さく形成し、前記シリコン基板には、前記支持部から支持梁に向けて厚さ寸法が漸次縮小した傾斜部と、前記可動部から支持梁に向けて厚さ寸法が漸次縮小した傾斜部とを形成し、前記シリコン基板の厚さ方向の両面には、蒸着法またはスパッタ法を用いて前記シリコン基板の両面に対して垂直方向から導電性金属材料を付着することによって、前記第１，第２の基板に対向した第１，第２の可動側金属電極をそれぞれ形成し、前記シリコン基板と該第１，第２の可動側金属電極との間には、第１，第２の絶縁膜をそれぞれ設け、前記第１の可動側金属電極には、前記可動部のうち固定側信号電極と対向した部位に位置して前記固定側信号電極に対して近接，離間する可動側信号電極を形成し、前記第２の可動側金属電極には、前記可動部のうち固定側駆動電極と対向した部位に位置して前記固定側駆動電極との間の静電力を作用させるための可動側駆動電極を形成し、前記第１の基板には、前記第１の可動側金属電極と接触する導電性金属材料からなる第１の固定側金属電極を形成すると共に、前記第１の可動側金属電極と該第１の固定側金属電極とを圧着接合し、前記第２の基板には、前記第２の可動側金属電極と接触する導電性金属材料からなる第２の固定側金属電極を形成すると共に、前記第２の可動側金属電極と該第２の固定側金属電極とを圧着接合し、前記固定側駆動電極と可動側駆動電極との間には、前記固定側駆動電極と可動側駆動電極との接触を防止するストッパを設け、前記第１の基板には、前記固定側信号電極に電気的に接続された信号用のビアホールを設け、前記第２の基板には、前記固定側駆動電極に電気的に接続された駆動用のビアホールと、前記第２の固定側金属電極に電気的に接続された他の駆動用のビアホールとを設ける構成としたことにある。
【００１１】
請求項２の発明が採用する構成の特徴は、前記シリコン基板は、前記支持部および可動部の厚さ寸法に比べて前記支持梁の厚さ寸法を小さく形成し、前記シリコン基板には、前記支持部から支持梁に向けて厚さ寸法が漸次縮小した傾斜部を形成し、前記可動部は、前記支持部を前記第１の基板に固定する前の状態では、前記支持部の裏面よりも前記第１の基板に向けて突出し、前記支持部の表面よりも窪んだ形状に形成し、前記シリコン基板の厚さ方向の両面には、蒸着法またはスパッタ法を用いて前記シリコン基板の両面に対して垂直方向から導電性金属材料を付着することによって、前記第１，第２の基板に対向した第１，第２の可動側金属電極をそれぞれ形成し、前記シリコン基板と該第１，第２の可動側金属電極との間には、第１，第２の絶縁膜をそれぞれ設け、前記第１の可動側金属電極には、前記可動部のうち固定側信号電極と対向した部位に位置して前記固定側信号電極に対して近接，離間する可動側信号電極を形成し、前記第２の可動側金属電極には、前記可動部のうち固定側駆動電極と対向した部位に位置して前記固定側駆動電極との間の静電力を作用させるための可動側駆動電極を形成し、前記第１の基板には、前記第１の可動側金属電極と接触する導電性金属材料からなる第１の固定側金属電極を形成すると共に、前記第１の可動側金属電極と該第１の固定側金属電極とを圧着接合し、前記第２の基板には、前記第２の可動側金属電極と接触する導電性金属材料からなる第２の固定側金属電極を形成すると共に、前記第２の可動側金属電極と該第２の固定側金属電極とを圧着接合し、前記固定側駆動電極と可動側駆動電極との間には、前記固定側駆動電極と可動側駆動電極との接触を防止するストッパを設け、前記第１の基板には、前記固定側信号電極に電気的に接続された信号用のビアホールを設け、前記第２の基板には、前記固定側駆動電極に電気的に接続された駆動用のビアホールと、前記第２の固定側金属電極に電気的に接続された他の駆動用のビアホールとを設ける構成としたことにある。
【００１２】
請求項３の発明では、前記第１，第２の可動側金属電極は、前記シリコン基板の両面に全面に亘って形成し、前記第１，第２の絶縁膜は、前記シリコン基板の両面に全面に亘って形成し、前記第１の可動側金属電極および固定側信号電極の厚さ寸法は、伝搬する高周波信号による表皮の厚さよりも大きな値に設定し、前記第２の可動側金属電極の厚さ寸法は、前記第１の可動側金属電極とシリコン基板との間の線膨脹率の差によって前記可動部に生じる反りを相殺する値に設定する構成としている。
【００１３】
請求項４の発明では、前記固定側信号電極と可動側信号電極との間には、前記固定側信号電極と可動側信号電極とが電気的に接触するのを防止する他のストッパを設ける構成としている。
【００１４】
請求項５の発明では、前記固定側信号電極と可動側信号電極との間には、前記固定側信号電極と可動側信号電極とを電気的に接触させる導電性材料からなる接点部を設ける構成としている。
【００１５】
請求項６の発明では、第１，第２の基板に挟まれたシリコン基板と、該シリコン基板に形成され前記第１，第２の基板に固定された支持部と、前記シリコン基板に形成され支持梁を用いて該支持部に厚さ方向に変位可能に支持された可動部と、前記第１の基板に設けられ前記シリコン基板の可動部と対向した位置に配置された固定側信号電極と、前記第２の基板に設けられ前記シリコン基板の可動部と対向した位置に配置された固定側駆動電極とを備えてなるＭＥＭＳスイッチ素子の製造方法であって、加工前のシリコン基板に異方性エッチング処理を行い、該シリコン基板のうち前記可動部および支持梁と対応した部位に残余の部位の表面から凹陥し、残余の部位の裏面から突出した窪み部を形成する工程と、前記窪み部にエッチング処理を行い、前記支持部、支持梁および可動部を形成する工程と、前記シリコン基板の厚さ方向の両面には、蒸着法またはスパッタ法を用いて前記シリコン基板の両面に対して垂直方向から導電性金属材料を付着し、前記第１，第２の基板に対向した第１，第２の可動側金属電極をそれぞれ形成する工程と、前記第１の基板には、前記固定側信号電極を形成し、前記第１の可動側金属電極と接触する導電性金属材料からなる第１の固定側金属電極を形成する工程と、前記第２の基板には、前記固定側駆動電極を形成し、前記第２の可動側金属電極と接触する導電性金属材料からなる第２の固定側金属電極を形成する工程と、前記第１の基板の第１の固定側金属電極と前記シリコン基板の第１の可動側金属電極とを圧着接合する工程と、前記第２の基板の第２の固定側金属電極と前記シリコン基板の第２の可動側金属電極とを圧着接合する工程とを備える構成としている。
【００１６】
請求項７の発明では、前記第１の基板の第１の固定側金属電極と前記シリコン基板の第１の可動側金属電極とを圧着接合する工程では、前記シリコン基板のうち第２の基板と対向する表面側に前記第２の固定側金属電極を保護するための保護部材を設け、該保護部材を介して前記シリコン基板を第１の基板に向けて加圧する構成としている。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明によれば、シリコン基板の厚さ方向の両面には、第１，第２の可動側金属電極をそれぞれ形成したから、第１の可動側金属電極のうち可動部に配置された部位を用いて固定側信号電極に対して近接，離間する可動側信号電極を形成することができると共に、第２の可動側金属電極のうち可動部に配置された部位を用いて固定側駆動電極との間の静電力を作用させる可動側信号電極を形成することができる。このため、固定側駆動電極と可動側信号電極との間に電圧を印加することによって、可動部を厚さ方向に変位させることができるから、可動部の変位に応じて固定側信号電極と可動側信号電極との静電容量が変化する可変容量素子を構成することができる。これにより、可変容量素子は、容量変化に応じて信号電極を伝搬する高周波信号をスイッチングすることができる。また、固定側信号電極と可動側信号電極とが電気的に接続可能な構成とした場合には、可動部の変位に応じて２つの電極間の接触、非接触を切換えるスイッチ素子を構成することができる。
【００１８】
また、第１，第２の可動側金属電極を用いて可動側信号電極、可動側駆動電極を形成するから、第１，第２の可動側金属電極と圧着接合した第１，第２の固定側金属電極を通じて可動側信号電極、可動側駆動電極を外部の処理回路等に電気的に接続することができる。このため、シリコンを介さずに外部との間で検出信号の伝送や駆動信号の印加を行うことができるから、信号の減衰を抑制することができ、容量検出における導体損失の低減やスイッチング時間の短縮等を図ることができる。
【００１９】
さらに、第１，第２の基板には第１，第２の可動側金属電極と接触する第１，第２の固定側金属電極を形成したから、第１，第２の可動側金属電極と第１，第２の固定側金属電極とを圧着接合することによって、第１，第２の基板の間にシリコン基板を固定することができる。このため、可動側信号電極となる第１の可動側金属電極および可動側駆動電極となる第２の可動側金属電極の一部を用いて固定側金属電極を圧着接合することができるから、接合用の金属薄膜を別途に設けた場合に比べて、製造工程を簡略化して、生産性を高めることができる。
【００２０】
また、第１，第２の可動側金属電極と第１，第２の固定側金属電極とを圧着接合することによって、第１，第２の基板の間に可動部を収容する密閉空間を画成することができる。このとき、密閉空間を気密な状態で封止することができるから、減圧雰囲気中で圧着接合を行うことによって、可動部の空気抵抗を減少させることができ、応答性を高めることができる。
【００２１】
また、シリコン基板と第１，第２の可動側金属電極との間には第１，第２の絶縁膜を設ける構成としたから、第１，第２の絶縁膜を用いて第１，第２の可動側金属電極の間を絶縁することができる。このため、第１，第２の可動側金属電極に別個の機能をもたせることができるから、第１の可動側金属電極によって容量検出等に用いる可動側信号電極を形成できると共に、第２の可動側金属電極によって可動部に静電力を作用させる可動側駆動電極を形成することができる。
【００２２】
また、シリコン基板は、支持部および可動部の厚さ寸法に比べて支持梁の厚さ寸法を小さく形成したから、支持梁のばね定数を低下させて可動部を容易に変位させることができる。また、シリコン基板には、支持部から支持梁に向けて厚さ寸法が漸次縮小した傾斜部と、可動部から支持梁に向けて厚さ寸法が漸次縮小した傾斜部とを形成したから、支持部と支持梁との間や可動部と支持梁との間に段差が形成されることがない。即ち、シリコン基板の表面および裏面は滑らかに連続した状態となる。このため、例えば蒸着法やスパッタ法を用いてシリコン基板の両面に第１，第２の可動側金属電極を形成したときには、シリコン基板の両面に対して垂直方向から導電性金属材料が付着するから、シリコン基板の端面（支持梁の側面等）には金属電極が形成されないのに対して、支持部および可動部と支持梁との間で第１，第２の可動側金属電極を確実に電気的に接続することができる。これにより、第１，第２の可動側金属電極の途中で断線が生じることがなく、シリコン基板の両面に第１，第２の可動側金属電極を確実に形成することができる。
【００２３】
さらに、固定側駆動電極と可動側駆動電極との間にはストッパを設けたから、該ストッパによって固定側駆動電極と可動側駆動電極との接触を防止することができ、これらが電気的に短絡するのを防止することができる。
【００２４】
請求項２の発明でも、請求項１の発明と同様の構成を備えるから、請求項１の発明と同様の効果を有する。また、シリコン基板には、支持部から支持梁に向けて厚さ寸法が漸次縮小した傾斜部を形成したから、支持部と支持梁との間に段差が形成されることがなく、例えばシリコン基板の表面は滑らかに連続した状態となる。このため、例えば蒸着法やスパッタ法を用いてシリコン基板の表面に第２の可動側金属電極を形成したときには、シリコン基板の端面（支持梁の側面等）には金属電極が形成されないのに対して、支持部と可動部との間で第２の可動側金属電極を確実に電気的に接続することができる。これにより、第２の可動側金属電極の途中で断線が生じることがなく、シリコン基板の表面に第２の可動側金属電極を確実に形成することができる。
【００２５】
また、可動部は、支持部の裏面よりも第１の基板に向けて突出した形状に形成したから、可動部の突出寸法が大きくなるに従って、可動部を第１の基板に押付ける支持梁のばね力が大きくなる。このため、可動部の突出寸法に応じて支持梁のばね力を調整することができる。
【００２６】
さらに、可動部は第１の基板に向けて突出させるから、第２の基板に向けて突出する必要がなく、可動部の表面は支持部の表面よりも第１の基板に向けて凹陥する。このため、シリコン基板を第１の基板に圧着接合するときに、加圧治具を用いてシリコン基板を第１の基板に向けて押付けたときでも、可動部が支持部よりも第１の基板側に向けて突出することがなくなる。この結果、加圧治具に可動部が接触することがなく、可動部および可動側駆動電極の損傷を防止することができる。
【００２７】
請求項３の発明によれば、シリコン基板の厚さ方向の両面には全面に亘って第１，第２の可動側金属電極をそれぞれ形成した。このため、第１，第２の可動側金属電極となる金属薄膜をシリコン基板に形成したときには、該金属薄膜をパターニングする必要がなく、そのまま第１，第２の可動側金属電極として用いることができる。従って、製造工程を簡略化して、生産性を高めることができる。
【００２８】
また、第１の可動側金属電極および固定側信号電極の厚さ寸法は、伝搬する高周波信号による表皮の厚さ（skin depth）よりも大きな値に設定した。ここで、高周波信号が伝搬するときには、第１の可動側金属電極および固定側信号電極には表皮効果が生じ、第１の可動側金属電極および固定側信号電極の表面に集中して電流が流れる。このとき、高周波信号の振幅が表面の値の１／ｅとなる表皮の厚さは、高周波信号の周波数に応じて変化し、周波数が高くなるに従って薄くなる。本発明では、第１の可動側金属電極および固定側信号電極の厚さ寸法を表皮の厚さよりも大きな値に設定したから、伝送損失が増大しない範囲で、第１の可動側金属電極および固定側信号電極を薄く形成することができる。
【００２９】
さらに、第２の可動側金属電極の厚さ寸法は、第１の可動側金属電極とシリコン基板との間の線膨脹率の差によって可動部に生じる反りを相殺するように、その値を設定している。これにより、ＭＥＭＳスイッチ素子に温度変化が生じたときでも、温度変化に伴う可動部等の反りを抑制することができる。この結果、例えば可動側信号電極と固定側信号電極との間の静電容量の最大値、最小値、変化幅等はその温度変動が抑制されるから、温度変化に対するこれらの安定性を高めることができる。
【００３０】
請求項４の発明によれば、固定側信号電極と可動側信号電極との間には他のストッパを設けたから、該ストッパによって固定側信号電極と可動側信号電極との接触を防止することができる。これにより、固定側信号電極と可動側信号電極との近接、離間に応じてこれらの間の静電容量が最大値と最小値とで選択的に変化する。このため、例えば信号電極を伝搬する高周波信号を、静電容量に応じて、接続、遮断することができ、高周波信号用のスイッチ素子（可変容量素子）を構成することができる。
【００３１】
請求項５の発明によれば、固定側信号電極と可動側信号電極との間には導電性材料からなる接点部を設けたから、該接点部によって固定側信号電極と可動側信号電極とを電気的に接続することができる。これにより、固定側信号電極と可動側信号電極との近接、離間に応じてこれらの接続、遮断を選択的に切り換えることができる。このため、例えば直流信号型のスイッチ素子を構成することができる。
【００３２】
請求項６の発明によれば、シリコン基板の異方性エッチング処理を行い、シリコン基板のうち可動部および支持梁と対応した部位に残余の部位よりも窪んだ窪み部を形成したから、窪み部の周囲には斜めに傾斜した壁面を形成することができる。このため、窪み部にエッチング処理を行い、支持部、支持梁および可動部を形成したときには、シリコン基板の表面には、支持部から支持梁に向けて厚さ寸法が漸次縮小した傾斜部を形成することができる。
【００３３】
このとき、支持部と支持梁との間に段差が形成されることがなく、例えばシリコン基板の表面は滑らかに連続した状態となる。このため、蒸着法やスパッタ法を用いてシリコン基板の表面に第２の可動側金属電極を形成したときには、シリコン基板の端面（支持梁の側面等）には金属電極が形成されないのに対して、支持部および可動部と支持梁との間で第２の可動側金属電極を確実に電気的に接続することができる。これにより、第２の可動側金属電極の途中で断線が生じることがなく、シリコン基板の表面に第２の可動側金属電極を確実に形成することができる。
【００３４】
また、窪み部は支持部と対応した残余の部位よりも裏面側に向けて突出するから、窪み部によって可動部を形成したときには、可動部は支持部よりも第１の基板に向けて突出する。このとき、可動部の突出寸法が大きくなるに従って、可動部を第１の基板に押付ける支持梁のばね力が大きくなる。このため、窪み部の突出寸法に応じて支持梁のばね力を調整することができる。
【００３５】
さらに、可動部は第１の基板に向けて突出させるから、第２の基板に向けて突出する必要がなく、可動部の表面を支持部の表面よりも第１の基板に向けて凹陥する。このため、シリコン基板を第１の基板に圧着接合するときに、加圧治具を用いてシリコン基板を第１の基板に向けて押付けたときでも、可動部が支持部よりも第２の基板側に向けて突出することがなくなる。この結果、加圧治具に可動部が接触することがなく、可動部および可動側駆動電極の損傷を防止することができる。
【００３６】
請求項７の発明によれば、第１の基板の第１の固定側金属電極とシリコン基板の第１の可動側金属電極とを圧着接合する工程では、シリコン基板の表面側には保護部材を設け、該保護部材を介してシリコン基板を第１の基板に向けて加圧する。このため、保護部材を用いてシリコン基板の第２の可動側金属電極を保護することができ、第２の可動側金属電極に損傷や凹凸等が形成されることがなくなる。これにより、第１の基板を圧着接合した後に、第２の基板を圧着接合するときでも、シリコン基板の第２の可動側金属電極を平坦な状態に保持しつつ、第２の基板の第２の固定側金属電極に圧着することができ、接合不良を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１の実施の形態による可変容量素子を示す縦断面図である。
【図２】第１の基板を図１中の矢示II−II方向からみた平面図である。
【図３】第１の基板およびシリコン基板を図１中の矢示III−III方向からみた平面図である。
【図４】第２の基板を図１中の矢示IV−IV方向からみた底面図である。
【図５】可動部が静電力によって変位した状態を示す図１と同様な縦断面図である。
【図６】異方性エッチング工程によりシリコン基板に凹部を形成した状態を示す縦断面図である。
【図７】絶縁膜形成工程によりシリコン基板にシリコン酸化膜を形成した状態を示す縦断面図である。
【図８】可動部形成工程により支持部、可動部、支持梁および傾斜部を形成した状態を示す縦断面図である。
【図９】可動側金属電極形成工程によりシリコン基板に金属薄膜を形成した状態を示す縦断面図である。
【図１０】第１の基板形成工程によりガラス基板に固定側信号電極等を形成した状態を示す縦断面図である。
【図１１】第１の基板接合工程により第１の基板にシリコン基板を圧着接合する状態を示す縦断面図である。
【図１２】第２の基板形成工程によりガラス基板に固定側駆動電極等を形成した状態を示す縦断面図である。
【図１３】第２の基板接合工程によりシリコン基板に第２の基板を圧着接合する状態を示す縦断面図である。
【図１４】第２の実施の形態によるスイッチ素子を示す断面図である。
【図１５】第１の基板を図１４中の矢示XV−XV方向からみた平面図である。
【図１６】第３の実施の形態によるリレー素子を示す断面図である。
【図１７】第４の実施の形態によるスイッチ素子を示す縦断面図である。
【図１８】第１の基板およびシリコン基板を図１７中の矢示XVIII−XVIII方向からみた平面図である。
【図１９】異方性エッチング工程によりシリコン基板に窪み部を形成した状態を示す縦断面図である。
【図２０】シリコン基板からマスク用の熱酸化膜を除去した状態を示す縦断面図である。
【図２１】薄肉部形成工程によりシリコン基板に薄肉部を形成した状態を示す縦断面図である。
【図２２】可動部形成工程により支持部、可動部、支持梁および傾斜部を形成した状態を示す縦断面図である。
【図２３】絶縁膜形成工程によりシリコン基板に絶縁膜を形成した状態を示す縦断面図である。
【図２４】可動側金属電極形成工程によりシリコン基板に金属薄膜を形成した状態を示す縦断面図である。
【図２５】第１の基板形成工程によりガラス基板に固定側信号電極等を形成した状態を示す縦断面図である。
【図２６】第１の基板接合工程により第１の基板にシリコン基板を圧着接合する状態を示す縦断面図である。
【図２７】第２の基板形成工程によりガラス基板に固定側駆動電極等を形成した状態を示す縦断面図である。
【図２８】第２の基板接合工程によりシリコン基板に第２の基板を圧着接合する状態を示す縦断面図である。
【図２９】第１の変形例による可変容量素子を示す縦断面図である。
【図３０】第２の変形例による可変容量素子を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明の実施の形態によるＭＥＭＳスイッチ素子を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００３９】
まず、図１ないし図１３は第１の実施の形態を示し、本実施の形態では、ＭＥＭＳスイッチ素子として可変容量素子を例に挙げて述べる。
【００４０】
図中、可変容量素子１は、第１，第２の基板２，３と、これらの基板２，３に挟まれたシリコン基板４とによって形成されている。ここで、基板２，３は、例えば絶縁性を有するガラス材料等からなり、数ミリ程度の大きさの四角形状に形成されている。
【００４１】
そして、基板２，３およびシリコン基板４は、互いに直交する３軸方向をＸ軸，Ｙ軸およびＺ軸としたときに、例えばＸ軸およびＹ軸に沿って水平方向に延びている。また、第２の基板３の裏面側には、略四角形に窪んだ凹陥部３Ａが形成されている。これにより、基板２，３の間には、凹陥部３Ａと対応した位置に後述の可動部６を収容する密閉空間が画成されている。
【００４２】
一方、シリコン基板４は、単結晶シリコンを用いて形成されている。そして、シリコン基板４には、マイクロマシニング技術を用いて後述する支持部５、可動部６、支持梁７が形成されている。
【００４３】
支持部５は、シリコン基板４に形成され、第１，第２の基板２，３に固定されている。この支持部５は、例えば基板２，３の周縁に沿って延びる四角形の枠状に形成され、可動部６、支持梁７等を取囲んでいる。ここで、支持部５の内側には、可動部６を挟んでＸ軸方向の両側に位置する２つの梁連結部５Ａが設けられている。そして、支持部５は、例えば２００〜３００μｍ程度の厚さ寸法を有し、基板２，３の間に可動部６を配置する密閉空間を保持している。
【００４４】
可動部６は、シリコン基板４に形成され、後述の支持梁７を用いて支持部５に支持されている。この可動部６は、基板３の凹陥部３Ａと対向した位置に配置され、厚さ方向（Ｚ軸方向）に変位可能な状態となっている。ここで、可動部６は、四角形の平板状に形成され、支持部５と同程度の厚さ寸法（例えば２００〜３００μｍ程度）を有している。また、可動部６は、シリコン基板４に異方性エッチング等を施すことにより、支持部５、支持梁７等と一緒に形成されている。
【００４５】
そして、可動部６は、後述する駆動電極１４，１６の間に発生する静電力によって垂直方向（Ｚ軸方向）に変位し、第１の基板２に対して近接，離間する。このため、可動部６は、駆動電極１４，１６の間に電圧を印加していないときに、後述の支持梁７によって基板２と近接した位置に保持され、固定側駆動電極１６とは例えば数μｍ程度の隙間Ｓを介して離間している。
【００４６】
なお、可動部６には、周囲の気体による抵抗を低減するために、厚さ方向に貫通した複数の貫通孔を設ける構成としてもよい。
【００４７】
支持梁７は、可動部６を垂直方向に変位可能に支持し、可動部６と支持部５との間に例えば４本設けられている。これらの支持梁７は、例えばクランク状に屈曲した梁として形成され、基板２，３の間に位置して水平方向に延びると共に、これらの基板２，３から垂直方向に離間している。
【００４８】
また、各支持梁７は、基端側が支持部５の梁連結部５Ａに連結され、先端側が可動部６の四隅にそれぞれ連結されている。そして、支持梁７は、図５に示すように、可動部６が基板３に向けて変位するときに、垂直方向に撓み変形するものである。
【００４９】
さらに、支持梁７は、支持部５および可動部６よりも小さい厚さ寸法（例えば３０〜７０μｍ程度）を有している。これにより、支持梁７は、垂直方向に向けて容易に変形できる構成となっている。
【００５０】
傾斜部８は、例えばシリコン基板４のうち支持部５と支持梁７との間、および可動部６と支持梁７との間にそれぞれ配置され、支持部５、可動部６から支持梁７に向けて厚さ寸法が漸次縮小したテーパ状に形成されている。そして、傾斜部８の表面には、シリコン結晶の（１１１）面に沿った傾斜面が形成されている。
【００５１】
なお、傾斜部８は、例えば支持部５と支持梁７との間や可動部６と支持梁７との間に支持部５、可動部６、支持梁７とは別個に設けた場合に限らず、例えば支持部５や可動部６の一部が傾斜することによって形成してもよく、支持梁７の一部が傾斜することによって形成してもよい。
【００５２】
第１，第２の可動側金属電極９，１０は、シリコン基板４の厚さ方向の両面にそれぞれ形成されている。ここで、シリコン基板４の厚さ方向の両面には、例えばシリコン酸化膜等の第１，第２の絶縁膜１１，１２が全面に亘ってそれぞれ設けられている。このため、第１，第２の可動側金属電極９，１０とシリコン基板４との間には、第１，第２の絶縁膜１１，１２が配置されている。なお、第１，第２の絶縁膜１１，１２は、シリコン酸化膜に限らず、例えばシリコン窒化膜等によって形成してもよい。
【００５３】
また、第１の可動側金属電極９は、シリコン基板４の裏面側に全面に亘って形成され、第１の基板２と対向している。これにより、第１の可動側金属電極９は、支持部５、可動部６、支持梁７および傾斜部８の裏面側に形成され、途中で断線することなく、その全体が電気的に接続されている。
【００５４】
一方、第２の可動側金属電極１０は、シリコン基板４の表面側に全面に亘って形成され、第２の基板３と対向している。これにより、第２の可動側金属電極１０は、支持部５、可動部６、支持梁７および傾斜部８の表面側に形成され、その全体が電気的に接続されている。そして、第１，第２の可動側金属電極９，１０は、例えば金を含む合金または金等の導電性の金属薄膜によって形成されている。なお、第１，第２の可動側金属電極９，１０は、必ずしも同じ材料を用いる必要はなく、互いに異なる材料を用いて形成してもよい。
【００５５】
また、第１の可動側金属電極９と後述の固定側信号電極１５とには、高周波信号が伝搬する。このとき、第１の可動側金属電極９等には高周波信号の周波数に応じて表皮効果が生じ、第１の可動側金属電極９等の表面に集中して電流が流れる。このため、第１の可動側金属電極９の厚さ寸法は、高周波信号の伝送損失を低減するために、高周波信号による表皮の厚さよりも大きな値に設定されている。なお、表皮の厚さよりも大きい値であれば、第１の可動側金属電極９の厚さ寸法に関係なく、高周波信号の伝送損失はほぼ一定となる。このため、第１の可動側金属電極９の厚さ寸法は、高周波信号による表皮の厚さよりも大きな範囲で、できるだけ小さい値（例えば表皮の厚さの２倍程度の値）に設定されている。
【００５６】
また、第２の可動側金属電極１０の厚さ寸法は、第１の可動側金属電極９とシリコン基板４との間の線膨脹率の差によって可動部６に生じる反りを相殺するように、その値を設定している。このため、第２の可動側金属電極１０の厚さ寸法は、例えば第１の可動側金属電極９の厚さ寸法とほぼ同じ値に設定されている。
【００５７】
なお、第２の可動側金属電極１０には、高周波信号に比べて周波数の低い駆動信号が印加される。このため、第２の可動側金属電極１０の厚さ寸法は、表皮の厚さを考慮する必要はなく、例えば第１の可動側金属電極９の厚さ寸法よりも小さい値に設定してもよい。
【００５８】
また、第１，第２の絶縁膜１１，１２も、可動部６に反りを発生させる要因となる。しかし、第１，第２の絶縁膜１１，１２は、第１，第２の可動側金属電極９，１０に比べて、シリコン基板４との間の線膨脹率の差が小さい。このため、可動部６の反りには、第１，第２の可動側金属電極９，１０が支配的に作用する。また、後述する絶縁膜形成工程に示すように、第１，第２の絶縁膜１１，１２は、シリコン基板４を加熱することによって、同時に形成される。このため、第１，第２の絶縁膜１１，１２の厚さ寸法は、例えばほぼ同じ値に設定されている。これにより、本実施の形態では、シリコン基板４には、その厚さ方向に対して、略対称な状態で第１の可動側金属電極９、第１の絶縁膜１１と第２の可動側金属電極１０、第２の絶縁膜１２とが形成されている。
【００５９】
可動側信号電極１３は、第１の可動側金属電極９のうち可動部６の裏面側に形成され、後述する固定側信号電極１５と対向している。そして、可動側信号電極１３は、可動部６と同様に四角形状に形成され、可動部６と一緒に垂直方向に変位する。このため、可動側信号電極１３は、可動部６の変位に伴って固定側信号電極１５に対して近接，離間する。
【００６０】
可動側駆動電極１４は、第２の可動側金属電極１０のうち可動部６の表面側に形成され、後述する固定側駆動電極１６と対向している。そして、可動側駆動電極１４は、可動部６と同様に四角形状に形成され、固定側駆動電極１６との間に電圧を印加することによって、静電引力を発生させる。この静電引力によって、可動側駆動電極１４は、可動部６と一緒に第２の基板３に向けて垂直方向に変位する。
【００６１】
固定側信号電極１５は、可動部６と対向する位置で第１の基板２の表面側に設けられている。この固定側信号電極１５は、図１、図２に示すように、例えば金を含む合金または金等の導電性の金属薄膜によって形成されている。また、固定側信号電極１５の厚さ寸法は、第１の可動側金属電極９と同様に、高周波信号による表皮の厚さよりも大きい値（例えば表皮の厚さの２倍程度の値）に設定されている。そして、固定側信号電極１５は、ほぼ全面に亘って可動側信号電極１３と対面すると共に、後述の信号用引出電極２２に接続されている。
【００６２】
この場合、可動側信号電極１３と固定側信号電極１５との間には、エアギャップコンデンサが形成されている。そして、このコンデンサの静電容量、即ち可動側信号電極１３と固定側信号電極１５との間の静電容量は、各電極１３，１５の電極間距離に応じて変化する構成となっている。
【００６３】
固定側駆動電極１６は、可動部６と対向する位置で第２の基板３の裏面側に設けられている。この固定側駆動電極１６は、固定側信号電極１５とほぼ同様に例えば金等の導電性の金属薄膜によって形成されている。ここで、固定側駆動電極１６には低周波の駆動信号が印加される。このため、固定側駆動電極１６の厚さ寸法は、表皮の厚さを考慮する必要はなく、例えば第２の可動側金属電極１０の厚さ寸法よりも小さい値に設定されている。また、固定側駆動電極１６は、基板３の凹陥部３Ａ内に位置してほぼ全面に亘って可動側駆動電極１４と対面している。さらに、固定側駆動電極１６には、凹陥部３Ａの外側に向けて延びた配線部１６Ａが接続されている。そして、固定側駆動電極１６は、配線部１６Ａを介して後述の駆動用引出電極２４に接続されている。
【００６４】
また、固定側駆動電極１６は、可動側駆動電極１４と垂直方向（Ｚ軸方向）の間隔をもって対向している。そして、これらの駆動電極１４，１６の間に電圧（駆動信号）を印加することによって、可動部６を基板３に向けて引付ける垂直方向の静電力が発生し、この静電力によって可動部６が基板２から離れる方向に駆動するものである。
【００６５】
即ち、駆動電極１４，１６間に電圧を印加しないときには、可動部６は、支持梁７によって基板２と近接した位置に保持され、固定側駆動電極１６とは隙間Ｓを介して離間している。
【００６６】
一方、駆動電極１４，１６間に電圧を印加したときには、これらの間に静電力が作用することにより、可動側駆動電極１４が固定側駆動電極１６に引付けられる。この結果、可動部６は、図５に示すように、固定側駆動電極１６に設けた後述のストッパ１８に当接する位置まで垂直方向に変位し、基板２から離間した位置に保持される。
【００６７】
そして、可変容量素子１は、可動部６の位置に応じて可動側信号電極１３と固定側信号電極１５との電極間距離が変化することにより、これらの信号電極１３，１５間の静電容量値が選択的に切換わるものである。
【００６８】
信号側のストッパ１７は、信号電極１３，１５の間に位置して固定側信号電極１５に複数個設けられている。これらのストッパ１７は、例えばシリコン酸化物等により絶縁性の突起として形成され、固定側信号電極１５から可動部６に向けて突出している。
【００６９】
一方、駆動側のストッパ１８は、駆動電極１４，１６の間に位置して固定側駆動電極１６に複数個設けられている。これらのストッパ１８は、ストッパ１７と同様に例えばシリコン酸化物等により絶縁性の突起として形成され、固定側駆動電極１６から可動部６に向けて突出している。
【００７０】
そして、駆動電極１４，１６間に電圧を印加しないときには、ストッパ１７は可動側信号電極１３に当接し、ストッパ１８は可動側駆動電極１４から離間する。このとき、ストッパ１７は、信号電極１３，１５が接触しないように、信号電極１３，１５間に所定寸法の間隔を保持する。
【００７１】
一方、駆動電極１４，１６間に電圧を印加したときには、ストッパ１７は可動側信号電極１３から離間し、ストッパ１８は可動側駆動電極１４に当接する。このとき、ストッパ１８は、駆動電極１４，１６が接触しないように、駆動電極１４，１６間に所定寸法の間隔を保持する。
【００７２】
第１の固定側金属電極１９は、第１の基板２の表面側に設けられ、支持部５とほぼ同じ枠形状に形成されている。これにより、第１の固定側金属電極１９は、第１の可動側金属電極９のうち支持部５に設けられた部位と接触する。
【００７３】
また、第２の固定側金属電極２０は、第２の基板３の裏面側に設けられ、支持部５とほぼ同じ枠形状に形成されている。これにより、第２の固定側金属電極２０は、第２の可動側金属電極１０のうち支持部５に設けられた部位と接触する。
【００７４】
ここで、第１，第２の固定側金属電極１９，２０は、第１，第２の可動側金属電極９，１０とほぼ同様に例えば金等の導電性の金属薄膜によって形成され、例えば１〜３μｍ程度の厚さ寸法を有している。そして、第１の固定側金属電極１９は第１の可動側金属電極９に圧着接合されると共に、第２の固定側金属電極２０は第２の可動側金属電極１０に圧着接合されている。この結果、第１，第２の基板２，３とシリコン基板４との間が封止され、第１，第２の基板２，３間には、気密状態の密閉空間が画成されるものである。
【００７５】
信号用引出電極２１，２２は、第１の基板２に設けられ、信号電極１３，１５にそれぞれ接続されている。ここで、信号用引出電極２１は、支持部５と対応した位置に配置され、第１の固定側金属電極１９を通じて可動側信号電極１３（可動側金属電極９）に電気的に接続されている。一方、信号用引出電極２２は、可動部６と対応した位置に配置され、固定側信号電極１５に電気的に接続されている。
【００７６】
これらの信号用引出電極２１，２２は、例えばレーザー加工やマイクロブラスト法を用いることによって基板２に厚さ方向に貫通した信号用のビアホール（スルーホール）を穿設し、このスルーホール内に銅（Cu）等の導電性金属材料を充填することよって形成されている。そして、信号電極１３，１５間の静電容量は、信号用引出電極２１，２２を介して外部の回路等に出力される。
【００７７】
駆動用引出電極２３，２４は、第２の基板３に設けられ、駆動電極１４，１６にそれぞれ接続されている。ここで、駆動用引出電極２３は、支持部５と対応した位置に配置され、第２の固定側金属電極２０を通じて可動側駆動電極１４（可動側金属電極１０）に電気的に接続されている。一方、駆動用引出電極２４は、配線部１６Ａと対応した位置に配置され、配線部１６Ａを通じて固定側駆動電極１６に電気的に接続されている。
【００７８】
これらの駆動用引出電極２３，２４は、信号用引出電極２１，２２と同様に、駆動用のビアホールに導電性金属材料を充填することによって形成されている。そして、駆動用引出電極２３，２４は、図５に示すように、駆動電極１４，１６を直流の電源２５に接続する。これにより、電源２５は、例えば１０〜２０Ｖ程度の直流電圧を駆動電極１４，１６間に印加し、駆動電極１４，１６間に静電引力を発生させるものである。
【００７９】
次に、図６ないし図１３を参照しつつ、可変容量素子１の製造方法について説明する。
【００８０】
まず、単結晶シリコンからなる加工前のシリコン基板３０（面方位（１００））を用意する。そして、図６に示す異方性エッチング工程では、シリコン基板３０のうち支持部５および可動部６に対応した位置を熱酸化膜（シリコン酸化膜）によってマスクした状態で、シリコン基板３０に対して表面側から異方性エッチングを施す。
【００８１】
これにより、シリコン基板３０のうち支持部５と可動部６との間に対応した位置には、表面から窪んだ凹部３１が形成される。そして、シリコン基板３０のうち支持部５および可動部６に対応した位置に例えば２００〜３００μｍ程度の厚さ寸法の大きい厚肉部３０Ａが形成されると共に、支持部５と可動部６との間に対応した位置には例えば５０μｍ程度の厚さ寸法の小さい薄肉部３０Ｂが形成される。
【００８２】
また、凹部３１は、シリコン結晶の（１１１）面に沿った傾斜面をもって形成される。このため、厚肉部３０Ａと薄肉部３０Ｂとの間には、厚肉部３０Ａから薄肉部３０Ｂに向けて厚さ寸法が漸次縮小した傾斜部３０Ｃが形成されている。
【００８３】
次に、図７に示す絶縁膜形成工程では、例えばシリコン基板３０を加熱することにより、絶縁膜１１，１２となるシリコン酸化膜３２，３３をシリコン基板３０の両面にそれぞれ形成する。なお、シリコン酸化膜３２，３３は、同時に形成した場合に限らず、それぞれ別個に形成してもよい。
【００８４】
次に、図８に示す可動部形成工程では、例えばＲＩＥ加工（反応性イオンエッチング）等の手段を用いて、シリコン基板３０の薄肉部３０Ｂのうち不要な部位を除去し、残った部位によって可変容量素子１の支持部５、可動部６、支持梁７を形成する。このとき、傾斜部３０Ｃによって、支持部５、可動部６と支持梁７との間には傾斜部８が形成される。これにより、支持部５、可動部６、支持梁７および傾斜部８を備えたシリコン基板４が形成されると共に、シリコン基板４の両面には絶縁膜１１，１２が形成される。
【００８５】
次に、図９に示す可動側金属電極形成工程では、例えば蒸着法を用いて、シリコン基板４の両面にそれぞれ金（Au）等の導電性の金属薄膜を形成する。ここで、蒸着を行うときには、金等の導電性材料とシリコン基板４との間を十分に離す。これにより、導電性材料は、シリコン基板４の表面および裏面には蒸着するものの、支持梁７の端面（側面）等には付着しなくなる。これにより、シリコン基板４の両面には第１，第２の可動側金属電極９，１０が全面に亘って形成されると共に、第１，第２の可動側金属電極９，１０との間は絶縁された状態となる。
【００８６】
また、支持部５、可動部６と支持梁７との間は傾斜部８によって接続されている。このため、例えば膜厚が数μｍ程度の薄い金属薄膜によって第１，第２の可動側金属電極９，１０を形成したときでも、厚さ寸法の異なる支持部５、可動部６と支持梁７との間で、第１，第２の可動側金属電極９，１０に断線が生じることがない。このため、可動側金属電極９のうち支持部５に設けられた部位と可動側信号電極１３との間を確実に接続することができる。同様に、可動側金属電極１０のうち支持部５に設けられた部位と可動側駆動電極１４との間を確実に接続することができる。
【００８７】
一方、図１０に示す第１の基板形成工程では、可変容量素子１の第１の基板２となる絶縁性のガラス基板３４を用意する。そして、ガラス基板３４には、レーザー加工、マイクロブラスト法等を用いてスルーホールを形成した後に、このスルーホール内に銅等の導電性金属材料を例えばメッキ処理によって充填する。その後、スルーホールから突出した導電性金属材料を研磨して、ガラス基板３４の表面および裏面を平滑化する。これにより、ガラス基板３４には、電極１９，１５にそれぞれ接続された信号用引出電極２１，２２を形成する。
【００８８】
また、ガラス基板３４に対して、例えばスパッタ、蒸着法等を用いることによって、金等の導電性の金属薄膜を形成する。これにより、ガラス基板３４の表面には、可動部６と対応した位置に固定側信号電極１５を形成すると共に、支持部５と対応した位置に第１の固定側金属電極１９を形成する。
【００８９】
さらに、固定側信号電極１５の表面にシリコン酸化膜を形成し、これをエッチング加工等によって所定の形状にパターニングする。これにより、固定側信号電極１５には、上側に向けて突出した複数のストッパ１７を形成する。以上の工程によって、固定側信号電極１５および第１の固定側金属電極１９等を備えた第１の基板２が形成される。
【００９０】
なお、信号用引出電極２１，２２のスルーホールは、レーザー加工、マイクロブラスト法等を用いて形成する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えばガラス基板３４を感光性ガラス材料を用いて形成すると共に、この感光性ガラス材料に紫外線等を照射することによってスルーホールを形成してもよい。
【００９１】
次に、図１１に示す第１の基板接合工程では、第１の基板２の固定側金属電極１９とシリコン基板４の第１の可動側金属電極９とを熱圧着する。具体的には、金属電極９，１９を例えば２００℃から４００℃までの範囲で予め決められた温度を加熱しつつ、可動側金属電極９と固定側金属電極１９とが密着するように所定の荷重（例えば４インチウェハに対して４ｔ程度の荷重）を加える。これにより、金属電極９，１９が互いに圧着接合され、第１の基板２にシリコン基板４が接合、固定される。この結果、シリコン基板４の可動部６は、基板２の固定側信号電極１５を覆う位置に配置され、信号電極１３，１５間にストッパ１７を挟んだ状態となる。
【００９２】
一方、図１２に示す第２の基板形成工程では、可変容量素子１の第２の基板３となる絶縁性のガラス基板３５を用意する。そして、ガラス基板３５には、厚さ方向に貫通したスルーホールを形成した後に、このスルーホール内に銅等の導電性金属材料を充填する。その後、スルーホールから突出した導電性金属材料を研磨して、ガラス基板３５の表面および裏面を平滑化する。これにより、ガラス基板３５には、電極２０，１６にそれぞれ接続された駆動用引出電極２３，２４を形成する。
【００９３】
次に、このガラス基板３５の裏面のうち所定部位にエッチング加工を施すことによって、凹陥部３Ａを形成する。そして、ガラス基板３５に対して、例えばスパッタ、蒸着法等を用いることによって、金等の導電性の金属薄膜を形成する。これにより、ガラス基板３５の裏面には、凹陥部３Ａ内に固定側駆動電極１６を形成すると共に、支持部５と対応した位置に第２の固定側金属電極２０を形成する。
【００９４】
また、固定側信号電極１５の表面にシリコン酸化膜を形成し、これをエッチング加工等によって所定の形状にパターニングする。これにより、固定側信号電極１５には、下側に向けて突出した複数のストッパ１８を形成する。以上の工程によって、固定側信号電極１５および第２の固定側金属電極２０等を備えた第２の基板３が形成される。
【００９５】
次に、図１３に示す第２の基板接合工程では、第１の基板接合工程とほぼ同様に、第２の基板３の固定側金属電極２０とシリコン基板４の第２の可動側金属電極１０とを熱圧着する。これにより、金属電極１０，２０が互いに圧着接合され、シリコン基板４の表面側に第２の基板３が接合、固定される。この結果、シリコン基板４の可動部６は、基板３の固定側駆動電極１６と対向した位置に配置され、可変容量素子１が完成する。
【００９６】
本実施の形態による可変容量素子１は上述の製造方法によって製造されるもので、次にその作動について説明する。
【００９７】
まず、可変容量素子１に電圧を印加していない状態では、図１に示すように、可動部６（可動側信号電極１３）が固定側信号電極１５と近接した位置に保持され、信号電極１３，１５間の静電容量は、互いに近接した信号電極１３，１５間の距離に対応する容量値となる。
【００９８】
また、図５に示すように、駆動電極１４，１６間に電圧を印加したときには、これらの間に静電力が発生する。これにより、可動部６は、支持梁７を撓み変形させつつ、固定側駆動電極１６（ストッパ１８）と当接する位置まで垂直方向に変位し、可動側信号電極１３は固定側信号電極１５から離間した位置に保持される。この結果、信号電極１３，１５間の静電容量は、互いに離間した信号電極１３，１５間の距離に対応する容量値となるので、電圧印加の有無に応じて静電容量を切換えて、高周波信号に対して信号電極１３，１５間の接続、遮断を切換えることができる。
【００９９】
かくして、本実施の形態によれば、シリコン基板４の厚さ方向の両面には、全面に亘って第１，第２の可動側金属電極９，１０をそれぞれ形成したから、第１の可動側金属電極９のうち可動部６に配置された部位を用いて固定側信号電極１５に対して近接，離間する可動側信号電極１３を形成することができると共に、第２の可動側金属電極１０のうち可動部６に配置された部位を用いて固定側駆動電極１６との間の静電引力を作用させる可動側駆動電極１４を形成することができる。このため、固定側駆動電極１６と可動側駆動電極１４との間に電圧を印加することによって、可動部６を厚さ方向に変位させることができるから、可動部６の変位に応じて固定側信号電極１５と可動側信号電極１３との静電容量が変化する可変容量素子１を構成することができる。
【０１００】
また、第１，第２の可動側金属電極９，１０を用いて可動側信号電極１３、可動側駆動電極１４を形成するから、第１，第２の可動側金属電極９，１０と圧着接合した第１，第２の固定側金属電極１９，２０を通じて可動側信号電極１３、可動側駆動電極１４を外部の処理回路等に電気的に接続することができる。このため、シリコンを介さずに外部との間で検出信号の伝送や駆動信号の印加を行うことができるから、信号の減衰を抑制することができ、信号電極１３，１５を伝送する信号の導体損失を低減することができると共に、可動部６の応答速度の向上を図ることができる。
【０１０１】
さらに、第１，第２の基板２，３には第１，第２の可動側金属電極９，１０と接触する第１，第２の固定側金属電極１９，２０を形成したから、第１，第２の可動側金属電極９，１０と第１，第２の固定側金属電極１９，２０とを圧着接合することによって、第１，第２の基板２，３の間にシリコン基板４を固定することができる。このため、可動側信号電極１３となる第１の可動側金属電極９および可動側駆動電極１４となる第２の可動側金属電極１０の一部を用いて固定側金属電極１９，２０を圧着接合することができる。従って、第１，第２の可動側金属電極９，１０をパターニングする必要がなく、シリコン基板４の両面に全面に亘って第１，第２の可動側金属電極９，１０を形成するだけで足りるから、シリコン基板４に接合用の金属薄膜を別途に設けた場合に比べて、製造工程を簡略化して、生産性を高めることができる。
【０１０２】
また、第１，第２の可動側金属電極９，１０と第１，第２の固定側金属電極１９，２０とを圧着接合することによって、第１，第２の基板２，３の間に可動部６を収容する密閉空間を画成することができる。このとき、密閉空間を気密な状態で封止することができるから、減圧雰囲気中で圧着接合を行うことによって、可動部６の空気抵抗を減少させることができ、その応答性を高めることができる。
【０１０３】
また、シリコン基板４と第１，第２の可動側金属電極９，１０との間には第１，第２の絶縁膜１１，１２を設ける構成としたから、第１，第２の絶縁膜１１，１２を用いて第１，第２の可動側金属電極９，１０の間を絶縁することができる。このため、第１，第２の可動側金属電極９，１０に別個の機能をもたせることができるから、第１の可動側金属電極９によって容量検出等に用いる可動側信号電極１３を形成できると共に、第２の可動側金属電極１０によって可動部６に静電力を作用させる可動側駆動電極１４を形成することができる。
【０１０４】
また、絶縁膜１１，１２によってシリコン基板４と第１，第２の可動側金属電極９，１０との間を絶縁することができるから、抵抗の大きなシリコン基板４と金属電極９，１０との接触箇所をなくすことができ、信号の損失を低減することができる。
【０１０５】
さらに、シリコン基板４は、支持部５および可動部６の厚さ寸法に比べて支持梁７を厚さ寸法を小さく形成したから、支持梁７のばね定数を低下させて可動部６を容易に変位させることができる。また、シリコン基板４には、支持部５から支持梁７に向けて厚さ寸法が漸次縮小した傾斜部８と、可動部６から支持梁７に向けて厚さ寸法が漸次縮小した傾斜部８とを形成したから、支持部５と支持梁７との間や可動部６と支持梁７との間に段差が形成されることがない。即ち、シリコン基板４の表面および裏面は滑らかに連続した状態となる。
【０１０６】
一方、例えば蒸着法やスパッタ法を用いてシリコン基板４の両面に第１，第２の可動側金属電極９，１０を形成したときには、成膜素材となる導電性金属材料と成膜対象となるシリコン基板４とを十分に離すことによって、シリコン基板４の両面に対して垂直方向から導電性金属材料が付着する。このため、蒸着法等を用いることによって、支持部５および可動部６と支持梁７との間が連続した状態で第１，第２の可動側金属電極９，１０を形成することができる。これにより、第１，第２の可動側金属電極９，１０の途中で断線が生じることがなく、シリコン基板４の両面全面に第１，第２の可動側金属電極９，１０を確実に形成することができる。
【０１０７】
また、蒸着法等を用いて第１，第２の可動側金属電極９，１０を形成したときには、支持梁７の側面や枠状をなす支持部５の内壁面のようにシリコン基板４の端面には金属薄膜が形成されないから、可動側金属電極９，１０が短絡するのを防ぐことができる。
【０１０８】
さらに、固定側駆動電極１６と可動側駆動電極１４との間には絶縁性材料からなるストッパ１８を設けたから、該ストッパ１８によって固定側駆動電極１６と可動側駆動電極１４との接触を防止することができ、これらが電気的に短絡するのを防止することができる。
【０１０９】
また、第１の可動側金属電極９および固定側信号電極１５の厚さ寸法は、伝搬する高周波信号の表皮の厚さよりも大きな値に設定した。このため、高周波信号の伝送損失が増大しない範囲で、第１の可動側金属電極９および固定側信号電極１５を薄く形成することができ、可変容量素子１の高さ寸法を小さくすることができる。
【０１１０】
さらに、第２の可動側金属電極１０の厚さ寸法は、第１の可動側金属電極９とシリコン基板４との間の線膨脹率の差によって可動部６に生じる反りを相殺するように、その値を設定した。これにより、可変容量素子１に温度変化が生じたときでも、温度変化に伴う可動部６等の反りを抑制することができる。この結果、例えば可動側信号電極１３と固定側信号電極１５との間の静電容量の最大値、最小値、変化幅等はその温度変動が抑制されるから、温度変化に対するこれらの安定性を高めることができる。
【０１１１】
次に、図１４および図１５は本発明による第２の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、第１の基板に２つの固定側信号電極を設け、これらの間で高周波信号をスイッチングするスイッチ素子に適用したことにある。なお、本実施の形態では前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【０１１２】
ＭＥＭＳスイッチ素子としてのスイッチ素子４１は、第１の実施の形態とほぼ同様に、第１，第２の基板２，３、シリコン基板４、支持部５、可動部６、支持梁７、傾斜部８、第１，第２の可動側金属電極９，１０、可動側信号電極１３、可動側駆動電極１４、固定側信号電極４２、固定側駆動電極１６および第１，第２の固定側金属電極１９，２０等によって大略構成されている。
【０１１３】
しかし、固定側信号電極４２は、可動部６と対向する位置で基板２に例えば２個設けられ、例えば高周波信号を伝送するマイクロストリップ線路を形成している。そして、各固定側信号電極４２の一端側は、可動側信号電極１３のほぼ中央に対応する位置でＸ軸方向の間隔を挟んで互いに対向している。また、固定側信号電極４２の他端側は可動部６の外側位置まで延び、この部位は第１の基板２に形成された信号用のビアホールからなる信号用引出電極４３に接続されている。一方、可動側信号電極１３は、第１の実施の形態と異なり、信号用引出電極には接続されていない。
【０１１４】
そして、スイッチ素子４１は、電圧印加の有無に応じて可動側信号電極１３を固定側信号電極４２に対して近接，離間させることにより、左，右の固定側信号電極４２の間で高周波信号を伝送，遮断する構成となっている。
【０１１５】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。
【０１１６】
なお、第２の実施の形態では、固定側信号電極４２はマイクロストリップ線路を形成するものとしたが、例えばコプレーナ線路等のように高周波信号を伝送する他の伝送線路を形成する構成としてもよい。
【０１１７】
次に、図１６は本発明による第３の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、金属−金属コンタクト型のリレー素子に適用したことにある。なお、本実施の形態では前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【０１１８】
ＭＥＭＳスイッチ素子としてのリレー素子５１は、第１の実施の形態とほぼ同様に、第１，第２の基板２，３、シリコン基板４、支持部５、可動部６、支持梁７、傾斜部８、第１，第２の可動側金属電極９，１０、可動側信号電極１３、可動側駆動電極１４、固定側信号電極１５、固定側駆動電極１６および第１，第２の固定側金属電極１９，２０等によって大略構成されている。
【０１１９】
ここで、固定側信号電極１５の表面には、第１の実施の形態のストッパ１７に代えて、導電性材料により形成された突起状の接点部５２が複数個突設されている。
【０１２０】
これらの接点部５２は、リレー素子５１に電圧を印加していないときに、可動側信号電極１３と接触した状態に保持され、固定側信号電極１５と可動側信号電極１３とを接続している。また、リレー素子５１の駆動電極１４，１６間に電圧を印加したときには、可動側信号電極１３が各接点部５２から離れる方向に変位し、これらの信号電極１３，１５が互いに絶縁された状態となる。
【０１２１】
このように、金属−金属コンタクト型のリレー素子５１は、電圧印加の有無に応じて各接点部５２を可動側信号電極１３に接触させ、または可動側信号電極１３から離間させることにより、信号電極１３，１５の間を接続，遮断する構成となっている。
【０１２２】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができ、ＭＥＭＳスイッチ素子として、金属−金属コンタクト型のリレー素子５１にも適用範囲を広げることができる。
【０１２３】
次に、図１７ないし図２６は第４の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、可動部は、支持部を第１の基板に固定する前の状態では、支持部よりも第１の基板に向けて突出した形状に形成したことにある。
【０１２４】
図中、スイッチ素子６１は、第１の実施の形態とほぼ同様に、第１，第２の基板６２，６３、シリコン基板６４、支持部６５、可動部６６、支持梁６７、傾斜部６８、第１，第２の可動側金属電極６９，７０、可動側信号電極７３、可動側駆動電極７４、固定側信号電極７５、固定側駆動電極７６および第１，第２の固定側金属電極７９，８１等によって大略構成されている。
【０１２５】
第１，第２の基板６２，６３は、例えば絶縁性を有するガラス材料等からなり、数ミリ程度の大きさの四角形状に形成されている。そして、基板６２，６３およびシリコン基板６４は、第１の実施の形態による基板２，３およびシリコン基板４と同様に、Ｘ軸およびＹ軸に沿って水平方向に延びている。
【０１２６】
また、第２の基板６３の裏面側には、略四角形に窪んだ凹陥部６３Ａが形成されている。これにより、基板６２，６３の間には、凹陥部６３Ａと対応した位置に後述の可動部６６を収容する密閉空間が画成されている。
【０１２７】
一方、シリコン基板６４は、例えば抵抗率が５ｋΩ・ｃｍ以上となった単結晶シリコンを用いて形成され、厚さ方向の両側が第１，第２の基板６２，６３に挟まれている。そして、シリコン基板６４には、マイクロマシニング技術を用いて後述する支持部６５、可動部６６、支持梁６７が形成されている。
【０１２８】
支持部６５は、シリコン基板６４に形成され、第１，第２の基板６２，６３に固定されている。この支持部６５は、例えば基板６２，６３の周縁に沿って延びる四角形の枠状に形成され、可動部６６、支持梁６７等を取囲んでいる。ここで、支持部６５の内側には、可動部６６を挟んでＸ軸方向の両側に位置する２つの梁連結部６５Ａが設けられている。そして、支持部６５は、例えば２００〜３００μｍ程度の厚さ寸法を有し、基板６２，６３の間に可動部６６を配置する密閉空間を保持している。
【０１２９】
可動部６６は、シリコン基板６４に形成され、後述の支持梁６７を用いて支持部６５に支持されている。この可動部６６は、基板６３の凹陥部６３Ａと対向した位置に配置され、厚さ方向（Ｚ軸方向）に変位可能な状態となっている。ここで、可動部６６は、四角形の平板状に形成され、支持部６５と同程度の厚さ寸法（例えば２００〜３００μｍ程度）を有している。また、可動部６６は、シリコン基板６４にエッチング処理を施すことにより、支持部６５、支持梁６７等と一緒に形成されている。
【０１３０】
そして、可動部６６は、後述する駆動電極７４，７６の間に発生する静電力によって垂直方向（Ｚ軸方向）に変位し、第１の基板６２に対して近接，離間する。このため、可動部６６は、駆動電極７４，７６の間に電圧を印加していないときに、後述の支持梁６７によって基板６２と近接した位置に保持され、固定側駆動電極７６とは例えば数μｍ程度の隙間Ｓを介して離間している。
【０１３１】
また、可動部６６は、支持部６５を第１の基板６２に固定する前の状態では、支持部６５の裏面よりも第１の基板６２に向けて突出し、支持部６５の表面よりも窪んだ形状に形成されている（図２４参照）。このため、支持部６５を第１の基板６２に固定したときには、可動部６６は、支持梁６７によって第１の基板６２に向けて弾性的に押付けられた状態となっている。
【０１３２】
なお、可動部６６には、周囲の気体による抵抗を低減するために、厚さ方向に貫通した複数の貫通孔を設ける構成としてもよい。
【０１３３】
支持梁６７は、可動部６６を垂直方向に変位可能に支持し、可動部６６と支持部６５との間に例えば４本設けられている。これらの支持梁６７は、例えばクランク状に屈曲した梁として形成され、基板６２，６３の間に位置して水平方向に延びると共に、これらの基板６２，６３から垂直方向に離間している。
【０１３４】
また、各支持梁６７は、基端側が支持部６５の梁連結部６５Ａに連結され、先端側が可動部６６の四隅にそれぞれ連結されている。そして、支持梁６７は、第１の実施の形態による支持梁７と同様に、可動部６６が基板６３に向けて変位するときに、垂直方向に撓み変形するものである。
【０１３５】
さらに、支持梁６７は、支持部６５および可動部６６よりも小さい厚さ寸法（例えば１０〜７０μｍ程度）を有している。これにより、支持梁６７は、垂直方向に向けて容易に変形できる構成となっている。
【０１３６】
また、支持梁６７は、例えばシリコン基板６４の裏面側から等方性のエッチング処理を施すことによって、支持部６５および可動部６６よりも小さい厚さ寸法をもった形状に形成されている（図２４参照）。このため、支持梁６７と支持部６５、可動部６６との間には、段差部６７Ａが形成されている。
【０１３７】
傾斜部６８は、例えばシリコン基板６４のうち支持部６５の梁連結部６５Ａに配置され、支持部６５から支持梁６７に向けて厚さ寸法が漸次縮小したテーパ状に形成されている。そして、傾斜部６８の表面には、シリコン結晶の（１１１）面に沿った傾斜面が形成されている。
【０１３８】
なお、傾斜部６８は、支持部６５の一部が傾斜することによって形成したが、例えば支持部６５と支持梁６７との間に形成してもよく、支持梁６７の一部が傾斜することによって形成してもよい。
【０１３９】
第１，第２の可動側金属電極６９，７０は、シリコン基板６４の厚さ方向の両面にそれぞれ形成されている。ここで、シリコン基板６４の厚さ方向の両面には、例えばシリコン酸化膜等の第１，第２の絶縁膜７１，７２が全面に亘ってそれぞれ設けられている。このため、第１，第２の可動側金属電極６９，７０とシリコン基板６４との間には、第１，第２の絶縁膜７１，７２が配置されている。
【０１４０】
なお、第１，第２の絶縁膜７１，７２は、シリコン基板６４に可動部６６等を形成した後に一緒に形成されている。このため、本実施の形態では、第１，第２の絶縁膜７１，７２は、支持部６５、可動部６６、支持梁６７等の端面部分を通じて互いに繋がっている。但し、本発明はこれに限らず、第１の実施の形態による第１，第２の絶縁膜１１，１２と同様に、第１，第２の絶縁膜７１，７２は、互いに分離されていてもよい。また、第１，第２の絶縁膜７１，７２は、シリコン酸化膜に限らず、例えばシリコン窒化膜等によって形成してもよい。
【０１４１】
また、第１の可動側金属電極６９は、シリコン基板６４の裏面側に例えば全面に亘って形成され、第１の基板６２と対向している。但し、支持梁６７と支持部６５、可動部６６との間には、段差部６７Ａが形成されているから、第１の可動側金属電極６９のうち支持部６５、可動部６６、支持梁６７に対応した部分は、互いに電気的に断線した状態となっている。
【０１４２】
一方、第２の可動側金属電極７０は、シリコン基板６４の表面側に形成され、第２の基板６３と対向している。ここで、第２の可動側金属電極７０のうち一方の梁連結部６５Ａに設けられた部位は、配線支持部７０Ａとなり、他の部分と絶縁されている。そして、配線支持部７０Ａは、後述の配線部７６Ａと対向した位置に配置されている。
【０１４３】
また、第２の可動側金属電極７０のうち配線支持部７０Ａを除いた残余の部位は、支持部６５、可動部６６、支持梁６７および傾斜部６８の表面側に形成されている。このため、第２の可動側金属電極７０の残余の部位は、他方の梁連結部６５Ａを通じて連続的に形成され、途中で断線することなく、その全体が電気的に接続されている。
【０１４４】
そして、第１，第２の可動側金属電極６９，７０は、例えば金を含む合金または金等の導電性の金属薄膜によって形成されている。なお、第１，第２の可動側金属電極６９，７０は、必ずしも同じ材料を用いる必要はなく、互いに異なる材料を用いて形成してもよい。
【０１４５】
また、第１の可動側金属電極６９のうち可動部６６に形成された可動側信号電極７３には、高周波信号が伝搬する。また、後述の固定側信号電極７５にも、高周波信号が伝搬する。このとき、第１の可動側金属電極６９等には高周波信号の周波数に応じて表皮効果が生じ、第１の可動側金属電極６９等の表面に集中して電流が流れる。このため、第１の可動側金属電極６９の厚さ寸法は、高周波信号の伝送損失を低減するために、高周波信号による表皮の厚さよりも大きな値に設定されている。なお、表皮の厚さよりも大きい値であれば、第１の可動側金属電極６９の厚さ寸法に関係なく、高周波信号の伝送損失はほぼ一定となる。このため、第１の可動側金属電極６９の厚さ寸法は、高周波信号による表皮の厚さよりも大きな範囲で、できるだけ小さい値（例えば表皮の厚さの２倍程度の値）に設定されている。
【０１４６】
また、第２の可動側金属電極７０の厚さ寸法は、第１の可動側金属電極６９とシリコン基板６４との間の線膨脹率の差によって可動部６６に生じる反りを相殺するように、その値を設定している。このため、第２の可動側金属電極７０の厚さ寸法は、例えば第１の可動側金属電極６９の厚さ寸法とほぼ同じ値に設定されている。さらに、第１，第２の絶縁膜７１，７２の厚さ寸法は、例えばほぼ同じ値に設定されている。これにより、本実施の形態では、シリコン基板６４には、その厚さ方向に対して、略対称な状態で第１の可動側金属電極６９、第１の絶縁膜７１と第２の可動側金属電極７０、第２の絶縁膜７２とが形成されている。
【０１４７】
なお、後述の固定側駆動電極７６には、高周波信号に比べて周波数の低い駆動信号が印加される。このため、固定側駆動電極７６の厚さ寸法は、表皮の厚さを考慮する必要はなく、例えば第１の可動側金属電極６９の厚さ寸法よりも小さい値に設定してもよい。
【０１４８】
可動側信号電極７３は、第１の可動側金属電極６９のうち可動部６６の裏面側に形成され、後述する固定側信号電極７５と対向している。そして、可動側信号電極７３は、可動部６６と同様に四角形状に形成され、可動部６６と一緒に垂直方向に変位する。このため、可動側信号電極７３は、可動部６６の変位に伴って固定側信号電極７５に対して近接，離間する。
【０１４９】
可動側駆動電極７４は、第２の可動側金属電極７０のうち可動部６６の表面側に形成され、後述する固定側駆動電極７６と対向している。そして、可動側駆動電極７４は、可動部６６と同様に四角形状に形成され、固定側駆動電極７６との間に電圧を印加することによって、静電引力を発生させる。この静電引力によって、可動側駆動電極７４は、可動部６６と一緒に第２の基板６３に向けて垂直方向に変位する。
【０１５０】
固定側信号電極７５は、可動部６６と対向する位置で基板６２に例えば２個設けられ、例えば高周波信号を伝送するマイクロストリップ線路を形成している。そして、各固定側信号電極７５の一端側は、可動側信号電極７３のほぼ中央に対応する位置でＸ軸方向の間隔を挟んで互いに対向している。また、各固定側信号電極７５の他端側は可動部６６の外側位置まで延び、この部位は第１の基板６２に形成された信号用のビアホールからなる後述の信号用引出電極８２に接続されている。一方、可動側信号電極７３は、第１の実施の形態と異なり、信号用引出電極には接続されていない。
【０１５１】
固定側信号電極７５は、例えば銅等の導電性の金属薄膜によって形成されている。また、固定側信号電極７５の厚さ寸法は、第１の可動側金属電極６９と同様に、高周波信号による表皮の厚さよりも大きい値（例えば表皮の厚さの２倍程度の値）に設定されている。
【０１５２】
そして、スイッチ素子６１は、電圧印加の有無に応じて可動側信号電極７３を固定側信号電極７５に対して近接，離間させることにより、左，右の固定側信号電極７５の間で高周波信号を伝送，遮断する構成となっている。
【０１５３】
固定側駆動電極７６は、可動部６６と対向する位置で第２の基板６３の裏面側に設けられている。この固定側駆動電極７６は、第１の実施の形態による固定側駆動電極１６とほぼ同様に例えば金等の導電性の金属薄膜によって形成されている。また、固定側駆動電極７６は、基板６３の凹陥部６３Ａ内に位置してほぼ全面に亘って可動側駆動電極７４と対面している。さらに、固定側駆動電極７６には、凹陥部６３Ａの外側に向けて延びた配線部７６Ａが接続されている。そして、固定側駆動電極７６は、配線部７６Ａを介して後述の駆動用引出電極８４に接続されている。
【０１５４】
また、固定側駆動電極７６は、可動側駆動電極７４と垂直方向（Ｚ軸方向）の間隔をもって対向している。そして、これらの駆動電極７４，７６の間に電圧（駆動信号）を印加することによって、可動部６６を基板６３に向けて引付ける垂直方向の静電力が発生し、この静電力によって可動部６６が基板６２から離れる方向に駆動するものである。
【０１５５】
即ち、駆動電極７４，７６間に電圧を印加しないときには、可動部６６は、支持梁６７によって基板６２と近接した位置に保持され、固定側駆動電極７６とは隙間Ｓを介して離間している。
【０１５６】
一方、駆動電極７４，７６間に電圧を印加したときには、これらの間に静電力が作用することにより、可動側駆動電極７４が固定側駆動電極７６に引付けられる。この結果、可動部６６は、固定側駆動電極７６に設けた後述のストッパ７８に当接する位置まで垂直方向に変位し、基板６２から離間した位置に保持される。
【０１５７】
信号側のストッパ７７は、信号電極７３，７５の間に位置して固定側信号電極７５に複数個設けられている。これらのストッパ７７は、例えばシリコン酸化物等により絶縁性の突起として形成され、固定側信号電極７５から可動部６６に向けて突出している。
【０１５８】
一方、駆動側のストッパ７８は、例えば凹陥部６３Ａに設けられた複数の突起（１個のみ図示）によって形成されている。このため、ストッパ７８は、第２の基板６３と同様に、絶縁性のガラス材料等によって形成されている。そして、ストッパ７８の先端部分は、駆動電極７４，７６の間に位置している。なお、ストッパ７８は、第１の実施の形態によるストッパ１８と同様に、固定側駆動電極７６に設けられた絶縁性の突起によって形成してもよい。
【０１５９】
そして、駆動電極７４，７６間に電圧を印加しないときには、ストッパ７７は可動側信号電極７３に当接し、ストッパ７８は可動側駆動電極７４から離間する。このとき、ストッパ７７は、信号電極７３，７５が接触しないように、信号電極７３，７５間に所定寸法の間隔を保持する。
【０１６０】
一方、駆動電極７４，７６間に電圧を印加したときには、ストッパ７７は可動側信号電極７３から離間し、ストッパ７８は可動側駆動電極７４に当接する。このとき、ストッパ７８は、駆動電極７４，７６が接触しないように、駆動電極７４，７６間に所定寸法の間隔を保持する。
【０１６１】
第１の固定側金属電極７９は、第１の基板６２の表面側に設けられ、支持部６５とほぼ同じ枠形状に形成されている。そして、第１の固定側金属電極７９は、第１の可動側金属電極６９のうち支持部６５に設けられた部位と対向する。ここで、第１の固定側金属電極７９は、第１の可動側金属電極６９と同様に例えば銅等の導電性の金属薄膜によって形成され、例えば１〜３μｍ程度の厚さ寸法を有している。
【０１６２】
また、第１の固定側金属電極７９の表面には、接合用電極８０が形成されている。このとき、接合用電極８０は、第１の可動側金属電極６９とほぼ同様に例えば金等の導電性の金属薄膜によって形成されている。そして、第１の固定側金属電極７９は、接合用電極８０を介して第１の可動側金属電極６９に圧着接合されている。
【０１６３】
なお、本実施の形態では、固定側信号電極７５および固定側金属電極７９は、銅等の導電性金属材料を用いて形成するものとした。しかし、本発明はこれに限らず、第１の実施の形態による固定側信号電極１５と同様に金や金を含む合金を用いて形成してもよい。この場合、固定側金属電極７９と可動側金属電極６９とは、直接的に圧着接合することができる。
【０１６４】
第２の固定側金属電極８１は、固定側駆動電極７６と絶縁された状態で第２の基板６３の裏面側に設けられ、支持部６５とほぼ同じ枠形状に形成されている。これにより、第２の固定側金属電極８１は、第２の可動側金属電極７０のうち支持部６５に設けられた部位と接触する。
【０１６５】
ここで、第２の固定側金属電極８１は、第２の可動側金属電極７０とほぼ同様に例えば金等の導電性の金属薄膜によって形成され、例えば１〜３μｍ程度の厚さ寸法を有している。そして、第２の固定側金属電極８１は第２の可動側金属電極７０に圧着接合されている。この結果、第１，第２の基板６２，６３とシリコン基板６４との間が封止され、第１，第２の基板６２，６３間には、気密状態の密閉空間が画成されるものである。
【０１６６】
信号用引出電極８２は、第１の基板６２に２個設けられ、２個の信号電極７５にそれぞれ接続されている。ここで、信号用引出電極８２は、可動部６６と対応した位置に配置され、固定側信号電極７５に電気的に接続されている。これらの信号用引出電極８２は、例えばレーザー加工やマイクロブラスト法を用いることによって基板６２に厚さ方向に貫通した信号用のビアホール（スルーホール）を穿設し、このスルーホール内に銅（Cu）等の導電性金属材料を充填することよって形成されている。
【０１６７】
駆動用引出電極８３，８４は、第２の基板６３に設けられ、駆動電極７４，７６にそれぞれ接続されている。ここで、駆動用引出電極８３は、他方の梁連結部６５Ａと対応した位置に配置され、第２の固定側金属電極８１を通じて可動側駆動電極７４（可動側金属電極７０）に電気的に接続されている。一方、駆動用引出電極８４は、一方の梁連結部６５Ａと対応した位置に配置され、配線部７６Ａを通じて固定側駆動電極７６に電気的に接続されている。これらの駆動用引出電極８３，８４は、信号用引出電極８２と同様に、駆動用のビアホールに導電性金属材料を充填することによって形成されている。
【０１６８】
次に、図１９ないし図２６を参照しつつ、スイッチ素子６１の製造方法について説明する。
【０１６９】
まず、単結晶シリコンからなる加工前のシリコン基板９０（面方位（１００））を用意する。そして、図１９に示す異方性エッチング工程では、シリコン基板９０の表面側には、支持部６５に対応した位置（周縁部分）を熱酸化膜９１（シリコン酸化膜）によってマスクする。一方、シリコン基板９０の裏面側は、可動部６６に対応した位置（中央部分）を熱酸化膜９２によってマスクする。この状態で、シリコン基板９０に対して表面および裏面から例えばＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）等を用いたウエットエッチングによって異方性エッチングを施す。なお、異方性エッチングには、ウエットエッチングに限らず、ドライエッチングを用いてもよい。
【０１７０】
これにより、シリコン基板９０のうち可動部６６および支持梁６７と対応した部位には、窪み部９３が形成される。このとき、窪み部９３は、数μｍ（例えば１〜５μｍ）の深さ寸法ｄ1をもって第２の基板６３と対向する表面から窪むと共に、数μｍ（例えば１〜５μｍ）の突出寸法ｄ2をもって第１の基板６２と対向する裏面側に突出している。
【０１７１】
また、窪み部９３は、シリコン結晶の（１１１）面に沿った傾斜面をもって形成される。このため、シリコン基板９０の表面側には、窪み部９３の周囲から窪み部９３内に向けて傾斜した傾斜部９０Ａが形成されている。そして、異方性エッチングが終了すると、図２０に示すように、熱酸化膜９１，９２を除去する。
【０１７２】
なお、異方性エッチングは、シリコン基板９０の両面に対して同時に行ってもよく、表面と裏面とで別個に行ってもよい。シリコン基板９０の表面と裏面に別個に異方性エッチングを行った場合には、窪み部９３の突出寸法ｄ2を、窪み部９３の深さ寸法ｄ1とは独立して調整することができる。これにより、可動部６６を第１の基板６２に押付ける押付け力と、可動部６６の駆動ストロークを独立して調整することができる。
【０１７３】
次に、図２１に示す薄肉部形成工程では、シリコン基板９０のうち支持梁６７と対応した部位に対して、裏面側から例えば等方性エッチングを行う。これにより、シリコン基板９０のうち支持部６５と対応した位置には、例えば２００μｍ程度の厚さ寸法の大きい厚肉部９４が形成される。また、シリコン基板９０のうち支持梁６７と対応した位置には、例えば１０〜７０μｍ程度の厚さ寸法の小さい薄肉部９５が形成される。さらに、シリコン基板９０のうち可動部６６と対応した位置には、例えば１５０μｍ程度の突出寸法をもって裏面側に突出した突出部９６が形成される。
【０１７４】
そして、エッチング処理が終了すると、シリコン基板９０の裏面側には、例えばアルミニウム等の熱伝導性が高い材料を用いてバックメタル膜９７を形成する。このバックメタル膜９７は、後述のＲＩＥ加工を行うときに、シリコン基板９０に温度分布が生じるのを防止し、エッチング処理をシリコン基板９０全体で均一に行うために用いるものである。
【０１７５】
次に、図２２に示す可動部形成工程では、マスクの付け易さ等を考慮して例えばシリコン基板９０のうち凹凸が少ない表面側からシリコン基板９０を貫通するエッチングを行う。このため、まずシリコン基板９０の裏面側をレジスト膜９８Ａ等を介してエッチング用のサポート基板９８に取付ける。この状態で、シリコン基板９０の表面側から例えばＲＩＥ加工（反応性イオンエッチング）を施す。これにより、シリコン基板９０の薄肉部９５のうち不要な部位を除去し、残った部位によってスイッチ素子６１の支持部６５、可動部６６、支持梁６７を形成する。このとき、傾斜部９０Ａによって、支持部６５の梁連結部６５Ａには、傾斜部６８が形成される。これにより、支持部６５、可動部６６、支持梁６７および傾斜部６８を備えたシリコン基板６４が形成される。そして、シリコン基板６４が形成された後は、サポート基板９８からシリコン基板６４を取外し、レジスト膜９８Ａおよびバックメタル膜９７を除去する。
【０１７６】
次に、図２３に示す絶縁膜形成工程では、例えばシリコン基板６４を加熱することにより、シリコン酸化膜からなる絶縁膜７１，７２をシリコン基板６４の両面にそれぞれ形成する。このとき、絶縁膜７１，７２は、例えば１μｍ程度の厚さ寸法を有する。また、シリコン基板６４の表面および裏面に限らず、端面も酸化する。このため、絶縁膜７１，７２は、支持部６５、可動部６６および支持梁６７の端面部分を通じて互いに繋がっている。
【０１７７】
次に、図２４に示す可動側金属電極形成工程では、例えば蒸着法を用いて、シリコン基板６４の両面にそれぞれ金（Au）等の導電性の金属薄膜を形成する。ここで、蒸着を行うときには、金等の導電性材料とシリコン基板６４との間を十分に離す。これにより、導電性材料は、シリコン基板６４の表面および裏面には蒸着するものの、支持梁６７の端面（側面）等には付着しなくなる。これにより、シリコン基板６４の両面には第１，第２の可動側金属電極６９，７０が形成されると共に、第１，第２の可動側金属電極６９，７０との間は絶縁された状態となる。
【０１７８】
また、支持部６５の梁連結部６５Ａには傾斜部６８が形成されている。このため、例えば膜厚が数μｍ程度の薄い金属薄膜によって第２の可動側金属電極７０を形成したときでも、段差が生じる支持部６５と支持梁６７との間で、第２の可動側金属電極７０に断線が生じることがない。このため、可動側金属電極７０のうち支持部６５に設けられた部位と可動側駆動電極７４との間を確実に接続することができる。
【０１７９】
一方、図２５に示す第１の基板形成工程では、スイッチ素子６１の第１の基板６２となる絶縁性のガラス基板９９を用意する。そして、ガラス基板９９には、レーザー加工、マイクロブラスト法等を用いてスルーホールを形成した後に、このスルーホール内に銅等の導電性金属材料を例えばメッキ処理によって充填する。その後、スルーホールから突出した導電性金属材料を研磨して、ガラス基板９９の表面および裏面を平滑化する。これにより、ガラス基板９９には、電極７５に接続された信号用引出電極８２を形成する。
【０１８０】
また、ガラス基板９９に対して、例えばスパッタ、蒸着法等を用いることによって、銅等の導電性の金属薄膜を形成する。これにより、ガラス基板９９の表面には、可動部６６と対応した位置に固定側信号電極７５を形成すると共に、支持部６５と対応した位置に第１の固定側金属電極７９を形成する。
【０１８１】
さらに、固定側信号電極７５の表面にシリコン酸化膜を形成し、これをエッチング加工等によって所定の形状にパターニングする。これにより、固定側信号電極７５には、上側に向けて突出した複数のストッパ７７を形成する。一方、固定側金属電極７９の表面には、金等からなる接合用電極８０を形成する。以上の工程によって、固定側信号電極７５および第１の固定側金属電極７９等を備えた第１の基板６２が形成される。
【０１８２】
次に、図２６に示す第１の基板接合工程では、第１の基板６２の接合用電極８０とシリコン基板６４の第１の可動側金属電極６９とを熱圧着する。具体的には、可動側金属電極６９および接合用電極８０を例えば２００℃から４００℃までの範囲で予め決められた温度を加熱しつつ、可動側金属電極６９と接合用電極８０とが密着するように所定の荷重（例えば４インチウェハに対して４ｔ程度の荷重）を加える。これにより、電極６９，８０が互いに圧着接合され、第１の基板６２にシリコン基板６４が接合、固定される。この結果、シリコン基板６４の可動部６６は、基板６２の固定側信号電極７５を覆う位置に配置され、信号電極７３，７５間にストッパ７７を挟んだ状態となる。
【０１８３】
なお、第１の基板接合工程では、シリコン基板６４の表面側に保護基板１００を設け、該保護基板１００の表面側からシリコン基板６４を第１の基板６２に向けて加圧する。このとき、保護基板１００は、シリコン基板６４側の接触面が平坦化された板体であればよく、例えば接触面が鏡面研磨されたシリコン基板やガラス基板等によって形成されている。また、保護基板１００は、単一の板体に限らず、例えば図２６中に二点差線で示すように、板体の表面に板体の凹凸を吸収するためのグラファイトシートを積み重ねる構成としてもよい。この保護基板１００によって、接合前の第２の可動側金属電極７０の表面に凹凸が生じるのを防止することができる。これにより、後述する第２の基板形成工程での接合不良を防止することができ、例えば気密性、歩留まり等の接合品質を高めることができる。
【０１８４】
一方、図２７に示す第２の基板形成工程では、スイッチ素子６１の第２の基板６３となる絶縁性のガラス基板１０１を用意する。そして、ガラス基板１０１には、厚さ方向に貫通したスルーホールを形成した後に、このスルーホール内に銅等の導電性金属材料を充填する。その後、スルーホールから突出した導電性金属材料を研磨して、ガラス基板１０１の表面および裏面を平滑化する。これにより、ガラス基板１０１には、電極８１，７６にそれぞれ接続された駆動用引出電極８３，８４を形成する。
【０１８５】
次に、このガラス基板１０１の裏面のうち所定部位にエッチング加工を施すことによって、凹陥部６３Ａおよびストッパ７８を形成する。そして、ガラス基板１０１に対して、例えばスパッタ、蒸着法等を用いることによって、金等の導電性の金属薄膜を形成する。これにより、ガラス基板１０１の裏面には、凹陥部６３Ａ内に固定側駆動電極７６を形成すると共に、支持部６５と対応した位置に第２の固定側金属電極８１を形成する。以上の工程によって、固定側駆動電極７６および第２の固定側金属電極８１等を備えた第２の基板６３が形成される。
【０１８６】
次に、図２８に示す第２の基板接合工程では、第１の基板接合工程とほぼ同様に、第２の基板６３の固定側金属電極８１とシリコン基板６４の第２の可動側金属電極７０とを熱圧着する。これにより、金属電極７０，８１が互いに圧着接合され、シリコン基板６４の表面側に第２の基板６３が接合、固定される。この結果、シリコン基板６４の可動部６６は、基板６３の固定側駆動電極７６と対向した位置に配置され、スイッチ素子６１が完成する。
【０１８７】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。また、本実施の形態では、シリコン基板６４には、支持部６５から支持梁６７に向けて厚さ寸法が漸次縮小した傾斜部６８を形成したから、支持部６５と支持梁６７との間に急な段差が形成されることがなく、例えばシリコン基板６４の表面は滑らかに連続した状態となる。このため、例えば蒸着法やスパッタ法を用いてシリコン基板６４の表面に第２の可動側金属電極７０を形成したときには、シリコン基板６４の端面（支持梁の側面等）には金属電極が形成されないのに対して、支持部６５と可動部６６との間で第２の可動側金属電極７０を確実に電気的に接続することができる。これにより、第２の可動側金属電極７０の途中で断線が生じることがなく、シリコン基板６４の表面に第２の可動側金属電極７０を確実に形成することができる。
【０１８８】
また、可動部６６は、支持部６５の裏面よりも第１の基板６２に向けて突出した形状に形成したから、可動部６６の突出寸法が大きくなるに従って、可動部６６を第１の基板６２に押付ける支持梁６７のばね力が大きくなる。このため、可動部６６の突出寸法に応じて支持梁６７のばね力を調整することができる。
【０１８９】
さらに、可動部６６は第１の基板６２に向けて突出させるから、第２の基板６３に向けて突出する必要がなく、可動部６６の表面は支持部６５の表面よりも第１の基板６２に向けて凹陥する。このため、シリコン基板６４を第１の基板６２に圧着接合するときに、加圧治具としての加圧プレートを用いてシリコン基板６４を第１の基板６２に向けて押付けたときでも、可動部６６が支持部６５よりも第２の基板６３側に向けて突出することがなくなる。この結果、加圧プレートに可動部６６が接触することがなく、可動部６６および可動側駆動電極７４の損傷を防止することができる。
【０１９０】
異方性エッチング工程では、シリコン基板９０に異方性エッチング処理を行い、シリコン基板９０のうち可動部６６および支持梁６７と対応した部位に残余の部位よりも窪んだ窪み部９３を形成したから、窪み部９３の周囲には斜めに傾斜した壁面を形成することができる。このため、薄肉部形成工程で窪み部９３を有するシリコン基板９０にエッチング処理を行い、支持部６５、支持梁６７および可動部６６を形成したときには、シリコン基板６４には、支持部６５から支持梁６７に向けて厚さ寸法が漸次縮小した傾斜部６８を形成することができる。
【０１９１】
また、窪み部９３は支持部６５と対応した残余の部位よりも裏面側に突出するから、窪み部９３によって可動部６６を形成したときには、可動部６６は支持部６５よりも第１の基板６２に向けて突出する。このため、窪み部９３の突出寸法ｄ2に応じて支持梁６７のばね力を調整することができる。
【０１９２】
さらに、第１の基板６２の第１の固定側金属電極７９とシリコン基板６４の第１の可動側金属電極６９とを圧着接合する第１の基板接合工程では、シリコン基板６４の表面側には保護部材１００を設け、該保護部材１００を介してシリコン基板６４を第１の基板６２に向けて加圧する。このため、保護部材１００を用いてシリコン基板６４の第２の可動側金属電極７０を保護することができ、第２の可動側金属電極７０に損傷や凹凸等が形成されることがなくなる。これにより、第１の基板６２を圧着接合した後に、第２の基板６３を圧着接合するときでも、シリコン基板６４の第２の可動側金属電極７０を平坦な状態に保持しつつ、第２の基板６３の第２の固定側金属電極８１に圧着することができ、接合不良を防止することができる。
【０１９３】
なお、前記第４の実施の形態では、シリコン基板６４の表面にのみ異方性エッチングを施し、裏面には等方性エッチングを施す構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、シリコン基板６４の両面に異方性エッチングを施す構成としてもよい。この場合、第１の可動側金属電極６９も全体に亘って接続することができ、第１の実施の形態と同様な可変容量素子を形成することができる。
【０１９４】
また、前記第１〜第３の実施の形態では、シリコン基板４の片面（表面）にのみ異方性エッチングを施す構成としたが、例えば図２９に示す第１の変形例による可変容量素子１′のように、シリコン基板４′の両面に異方性エッチングを施し、シリコン基板４′の厚さ方向の中間位置に支持梁７′を形成する構成としてもよい。この場合でも、他の実施の形態と同様に、可動側信号電極１３を固定側信号電極１５に強く押付けることができ、衝撃に対する安定性を高めることができる。
【０１９５】
また、前記各実施の形態では、第２の基板３，６３には凹陥部３Ａ，６３Ａを形成する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば図３０に示す第２の変形例による可変容量素子１″のように、可動部６″を支持部５″よりも薄く形成することによって、裏面が平面状となった第２の基板３″を用いる構成としてもよい。この場合、シリコン基板４″のエッチング加工の方が、ガラス材料からなる第２の基板３″に凹陥部を加工するよりも、高精度な加工が可能である。このため、可動部６″の可動範囲を正確に設定することができる。
【０１９６】
さらに、前記第１〜第３の実施の形態では、第１，第２の可動側金属電極９，１０はシリコン基板４の両面に全面に亘って設ける構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、第１，第２の基板２，３間に可動部６を収容する密閉空間が画成できる構成であれば、必ずしも全面に亘って設ける必要はない。このため、例えば左，右の支持梁７のうち一方の支持梁７は、第１，第２の可動側金属電極９，１０を省く構成としてもよい。
【符号の説明】
【０１９７】
１，１′，１″  可変容量素子（ＭＥＭＳスイッチ素子）
２，６２  第１の基板
３，６３  第２の基板
４，６４，４′，４″  シリコン基板
５，６５，５′，５″  支持部
６，６６，６′，６″  可動部
７，６７，７′，７″  支持梁
８，６８，８′，８″  傾斜部
９，６９  第１の可動側金属電極
１０，７０  第２の可動側金属電極
１１，７１  第１の絶縁膜
１２，７２  第２の絶縁膜
１３，７３  可動側信号電極
１４，７４  可動側駆動電極
１５，４２，７５  固定側信号電極
１６，７６  固定側駆動電極
１９，２０，８１  固定側金属電極
２１，２２，４３，８２  信号用引出電極（信号用のビアホール）
２３，２４，８３，８４  駆動用引出電極（駆動用のビアホール）
４１，６１  スイッチ素子（ＭＥＭＳスイッチ素子）
５１  リレー素子（ＭＥＭＳスイッチ素子）
５２  接点部
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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