(57)【要約】【課題】  圧電駆動機構を持つＭＥＭＳ容量可変キャパシタの構造上の大きな問題点、すなわち容量可変キャパシタの可動電極と固定電極の距離や容量を一定に作成し、再現性や信頼性のある制御性を得る。【解決手段】  可動電極１２が複数配置された可動ヘッド部１１、基板１表面に形成され、可動電極１２と対向する複数の固定電極１３、可動ヘッド部１１に連結され、一端が前記基板１に固定されている圧電駆動部９とを有しており、可動電極１２と固定電極１３とで容量可変キャパシタを構成する。【選択図】  図１
2006093463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板と対向して配置され、その周縁部に沿って複数の可動電極が配列されている可
動ヘッド部と、
前記基板表面に形成され、前記複数の可動電極と対向する複数の固定電極と、
前記可動ヘッド部に連続的に形成され、その一端が前記基板に固定されている、圧電体
を有する駆動部とを具備し、
前記可動電極と前記固定電極とで容量可変キャパシタを構成することを特徴とする圧電
ＭＥＭＳ素子。
【請求項２】
基板と、
前記基板と対向して配置され、その周縁部に沿って複数の可動電極がその中心に対し点
対称の位置に配置されている可動ヘッド部と、
一端がそれぞれ基板上に接し、少なくとも上下電極に挟まれた圧電膜を有し、他端がそ
れぞれ前記可動ヘッド部を中心に点対称に配置されるよう、前記可動ヘッド部に接続され
た４つの駆動部と、
前記複数の可動電極と対向するように前記基板に設置された複数の固定電極とを具備す
ることを特徴とする圧電ＭＥＭＳ素子。
【請求項３】
基板と、
前記基板と対向して配置され、その周縁部に沿って複数の可動電極がその中心に対し点
対称の位置に配置されている可動ヘッド部と、
一端がそれぞれ基板上に接し、少なくとも上下電極に挟まれた圧電膜を有し、他端がそ
れぞれ前記可動ヘッド部を中心に線対称に配置されるよう、前記可動ヘッド部に接続され
た２つの駆動部と、
前記複数の可動電極と対向するように前記基板に設置された複数の固定電極とを具備す
ることを特徴とする圧電ＭＥＭＳ素子。
【請求項４】
前記固定電極は、前記基板表面に形成された溝表面に配置されることを特徴とする請求
項１〜３のいずれかに記載の圧電ＭＥＭＳ素子。
【請求項５】
前記複数の可動電極の一つ、及び前記複数の固定電極の二つで直列に接続されたキャパ
シタを構成することを特徴とする請求項１〜４に記載の圧電ＭＥＭＳ素子。
【請求項６】
入出力線路の直列鎖に複数形成され、第１の共振器、第１の並列容量可変キャパシタ、
及び第１の直列容量可変キャパシタからなる複数の直列共振回路と、
前記入出力線路と接地線路との並列鎖に複数形成され、第２の共振器、第２の並列容量
可変キャパシタ、及び第２の直列容量可変キャパシタからなる複数の並列共振回路とを具
備し、
前記第１の並列容量可変キャパシタ及び前記第２の並列容量可変キャパシタの一方の電
極は同一基板上に形成され、前記第１の並列容量可変キャパシタ及び前記第２の並列容量
可変キャパシタの他方の電極は同一の可動ヘッド上に形成され、前記第１の直列容量可変
キャパシタ及び前記第２の直列容量可変キャパシタの一方の電極は同一基板上に形成され
、前記第１の直列容量可変キャパシタ及び前記第２の直列容量可変キャパシタの他方の電
極は同一の可動ヘッド上に形成されていることを特徴とするチューナブルフィルタ。
【請求項７】
四辺上にそれぞれ１つずつ形成され、共振器、並列容量可変キャパシタ、及び直列容量
可変キャパシタからなる複数の直列共振回路を具備し、
前記並列容量可変キャパシタの一方の電極は同一基板上に形成され、前記並列容量可変
キャパシタの他方の電極は同一の可動ヘッド上に形成され、かつ前記直列容量可変キャパ
シタの一方の電極は同一基板上に形成され、前記直列容量可変キャパシタの他方の電極は
同一の可動ヘッド上に形成されていることを特徴とするチューナブルフィルタ。
【請求項８】
基板と、
前記基板と対向して配置され、その周縁部に沿って複数の可動電極が配列されている可
動ヘッド部と、
前記基板表面に形成され、前記複数の可動電極と対向する複数の固定電極と、
前記可動ヘッド部に連続的に形成され、その一端が前記基板に固定されている、圧電体
を有する駆動部とを具備し、
前記可動電極と前記固定電極とで容量可変キャパシタが構成され、前記容量可変キャパ
シタの少なくとも１個は容量を測定するためのモニタ回路に接続され、前記容量可変キャ
パシタの他のキャパシタは、フィルタ、発振器、整合回路など高周波回路の信号回路に接
続されることを特徴とする圧電ＭＥＭＳ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧電ＭＥＭＳ(Micro-electro-mechanical System)素子に関し、特に圧電薄膜
を使用した圧電駆動機構を有する容量可変キャパシタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来容量可変キャパシタとしては、ＰＮ接合の空乏層厚さ変化を利用した容量可変キャ
パシタ・ダイオードが使用されてきた。しかしながら容量可変キャパシタ・ダイオードは
、容量変化幅が高々５倍程度しか取れないこと、損失の小ささを表す品質係数（Q値）が
２０〜３０程度と小さいことから、用途が限られているのが現状である。
【０００３】
一方、最近注目を集めているのがＭＥＭＳ技術で作成する容量可変キャパシタである。
特許文献１に容量可変キャパシタの一例を示す。基板上に形成されたコプレーナ線路の上
方側に可動体を配置し、可動体に可動電極をコプレーナ線路に対向させるように形成する
。この可動電極は、可動体を介し可動用固定電極とも対向している。可動電極と可動用固
定電極との間の直流電流印加により、可動体が可動用固定電極側に変位し、可動電極とコ
プレーナ線路間の容量が変化する。
【０００４】
最近、可動梁の駆動力として圧電逆作用を使用したＭＥＭＳ容量可変キャパシタが注目
されている。この容量可変キャパシタは可動電極と固定電極の間隔を連続的に大きく変化
できるので、容量変化率を大きくとることができ、また誘電体として空気あるいはガスを
使用しているので非常に大きいＱ値が得られるなど多くの利点がある。
【０００５】
またこれらの容量可変キャパシタ構造をそのまま使用して、可動電極と固定電極をごく
薄い誘電膜を隔てて接触させたり（キャパシティブ型）、あるいは電極同士を直接接触さ
せること（ＤＣ型）でスイッチとして機能させることも可能である。このようなＭＥＭＳ
技術で作成したスイッチは、半導体スイッチに比較して、低いオン抵抗とオフ時の高い絶
縁分離特性を兼ね備えているため、やはり非常に注目されている。
【特許文献１】特開２００３−２５８５０２公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このＭＥＭＳ容量可変キャパシタは、空中に支持され、上下電極に挟ま
れた圧電層を含む、長く薄い梁構造を有する。このため、梁を構成する材料の僅かな残留
応力の有無で上下に反るという問題や、梁を構成する材料の僅かな厚さや特性の違いで電
圧を印加したときの変位量が異なるという問題がある。したがって、容量可変キャパシタ
の電圧印加前後の容量値を設計どおりに作成したり、多数の容量可変キャパシタの容量変
化を同一に保つことが非常に困難である。このことが、ＭＥＭＳ容量可変キャパシタの工
学的な応用を妨げている最大の問題点の一つである。
【０００７】
本発明は上記の問題点を解決すべくなされたもので、圧電駆動機構を持つＭＥＭＳ容量
可変キャパシタの構造上の大きな問題点、すなわち容量可変キャパシタの可動電極と固定
電極の距離や容量を一定に作成し、再現性や信頼性のある制御性を得ることを目的とする
。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために本発明の圧電ＭＥＭＳ素子は、基板と、前記基板と対向し
て配置され、その周縁部に沿って複数の可動電極が配列されている可動ヘッド部と、前記
基板表面に形成され、前記複数の可動電極と対向する複数の固定電極と、前記可動ヘッド
部に連続的に形成され、その一端が前記基板に固定されている、圧電体を有する駆動部と
を具備し、前記可動電極と前記固定電極とで容量可変キャパシタを構成することを特徴と
する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の圧電ＭＥＭＳ素子構造によれば、複数の圧電ＭＥＭＳ素子において同一の特性
が得られ、再現性や信頼性の優れた制御機構を持つ容量可変キャパシタを得ることが可能
となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は、本発明の実施例１である両持ち梁構造の圧電駆動ＭＥＭＳ容量可変キャパシタ
の平面図である。図２は図１のＡ−Ａ断面図である。絶縁性基板１上には、上方から見て
略方形の溝２が形成されている。本実施例では溝２の形状は略方形としているが、方形に
は限定されない。基板１上には、溝２に跨るようにして圧電駆動機構１００の下部電極３
、第一の圧電膜４、中間電極５、第二の圧電膜６、上部電極７が積層され、いわゆるバイ
モルフ構造を構成している。本実施例では、下部電極３、中間電極５、上部電極７として
膜厚２００ｎｍのＡｌを、第一の圧電膜４および第二の圧電膜６としてｃ軸配向した膜厚
５００ｎｍのＡｌＮを使用した。これらの積層体は、基板に接している支持部８、溝２上
の圧電駆動部９および、下部電極３と上部電極７をパターニングにより除去したネック部
１０を介して中央に可動ヘッド部１１からなっている。
【００１２】
可動ヘッド部１１の下面には、容量可変キャパシタの可動電極１２が形成されている。
また可動電極と対向した溝２の表面には容量可変キャパシタの固定電極１３および薄い誘
電膜１４が形成されている。
【００１３】
本実施例では、図１に示すように、支持部８、駆動部９が可動ヘッド部１１を中心とし
て四方に形成されている。そして、固定電極１３からの配線１５は支持部８、固定部９の
延在している方向より約４５度回転させた方向に延在するように構成されている。
【００１４】
圧電駆動機構の下部電極３と中間電極５間、および中間電極５と上部電極７間にそれぞ
れ逆極性の直流電圧を印加することにより、第一の圧電膜４は膜厚方向に伸張、駆動軸方
向に縮小し、また第二の圧電膜は膜厚方向に縮小、駆動軸方向に伸張することにより、駆
動部９は全体として上に凸状に変形し、可動ヘッド部１１が基板に垂直方向でかつ上方に
移動することが可能になる。したがって、容量可変キャパシタの可動電極と固定電極との
距離が印加電圧によって変化し、容量値が変化する。
【００１５】
図１に示すように、本実施例の圧電駆動ＭＥＭＳ容量可変キャパシタでは、アクチュエ
ータとなる４組の駆動部９が可動ヘッド部１１を中心に点対称に配置されて、容量可変キ
ャパシタとなる中央の可動ヘッド部１１を駆動することで、可動ヘッド部１１は全体とし
て基板に平行に保たれつつ、基板に垂直方向に移動することが可能になる。また、可動ヘ
ッド部１１には可動電極１２が４組点対称に配置されており、４組の圧電駆動部９に可動
ヘッド部１１を中心とした点対称のくずれが生じうる応力が働いた場合においても、可動
電極１２も点対称に配置されていることから、可動ヘッド部１１が基板に対して平行を維
持できる。従って全ての可動電極１２が対向した固定電極１３に対して同様の挙動や容量
変化を示し、４個の容量可変キャパシタが安定して等価な制御結果が得られる。
【００１６】
圧電駆動機構の下部電極３と中間電極５間に制御電圧（Ｖtune）を０〜３Ｖ、および中
間電極５と上部電極７間に０〜―３Ｖ加えて、４組の容量可変キャパシタのキャパシタ容
量を測定したところ、最小０．２１３±０．００２ｐＦ、最大５１．８±０．７ｐＦで非
常に揃った容量変化が連続して得られた。
【実施例２】
【００１７】
次に、本願発明の実施例２を図３、４にしたがって説明する。図３は、本発明の実施例
２である両持ち梁構造の圧電駆動ＭＥＭＳ容量可変キャパシタの平面図である。図４は図
３のＡ−Ａ断面図である。
【００１８】
絶縁性基板２１上には、上方から見て略方形の溝２２が形成されている。本実施例では
溝２の形状は略方形としているが、方形には限定されない。基板２１および溝２２の上に
は、圧電駆動機構２００を構成する支持膜２３、下部電極２４、圧電膜２５、上部電極２
６が積層され、いわゆるユニモルフ構造を形成している。本実施例では、下部電極２４お
よび上部電極２６の材料として膜厚２００ｎｍのＡｌを、圧電膜２５の材料としてｃ軸配
向した膜厚５００ｎｍのＡｌＮを使用した。これらの積層体は、基板に接している支持部
２７、溝２２上の第一の圧電駆動部２８、第二の圧電駆動部２９を介して中央に可動ヘッ
ド部３２を構成している。
【００１９】
また、第一の圧電駆動部２８と第二の圧電駆動部２９の間の圧電膜２５には、第一のビ
アホール３０および第二のビアホール３１が形成され、第一のビアホール３０により第一
の圧電駆動部２８の上部電極２６と第二の圧電駆動部２９の下部電極２４が接続され、第
二のビアホール３１により第二の圧電駆動部２９の上部電極２６と第一の圧電駆動部２８
の下部電極２４が接続されている。
【００２０】
可動ヘッド部３２の下面には、容量可変キャパシタの可動電極３３が、また可動電極３
３と対向した溝２２の表面には容量可変キャパシタの固定電極３４および薄い誘電膜３５
が形成されている。
【００２１】
本実施例では、図３に示すように、第一の圧電駆動部２８、第二の圧電駆動部２９が可
動ヘッド部３２を中心として線対称をなすように形成されている。そして、固定電極３４
からの配線４０は、第一の圧電駆動部２８、第二の圧電駆動部２９の延在している方向よ
り約９０度回転させた方向に延在するように構成されている。
【００２２】
圧電駆動機構の下部電極２４と上部電極２６間に直流電圧を印加することにより、第一
の圧電駆動部２８の圧電膜２５は膜厚方向に縮小、駆動軸方向に伸張し第一の圧電駆動部
２８は凸状に変形し、また第二の圧電駆動部２９の圧電膜は膜厚方向に伸張、駆動軸方向
に縮小することにより、第二の圧電駆動部２９は凹状に変形するため、可動ヘッド部は基
板に平行に保たれたまま基板に垂直方向に移動することが可能になる。したがって、容量
可変キャパシタの可動電極３３と固定電極３４の距離が印加電圧によって変化し、容量値
が変化する。
【００２３】
本実施例にかかる圧電駆動ＭＥＭＳ容量可変キャパシタでは、２組の第一の圧電駆動部
２８、第二の圧電駆動部２９が線対称に配置されて中央の可動ヘッド部３２を駆動するこ
とで、可動ヘッド部３２は全体として基板に平行に保たれ、基板２１に垂直方向に移動す
ることが可能になる。また、可動ヘッド部３２には容量可変キャパシタの可動電極３３が
２組線対称に配置されている。２組の第一の圧電駆動部２８、第二の圧電駆動部２９に可
動ヘッド部３２を中心とした線対称のくずれが生じうる応力が働いた場合においても、可
動電極３３も線対称に配置されていることから、可動ヘッド部１１が基板に対して平行を
維持できる。従って全ての可動電極が対向した固定電極に対して同様の挙動や容量変化を
示し、４個の容量可変キャパシタが安定して等価な制御結果が得られる。
【００２４】
圧電駆動機構の下部電極３と中間電極５間に制御電圧（Ｖtune）を０〜３Ｖ、および中
間電極５と上部電極７間に０〜―３Ｖ加えて、４組の容量可変キャパシタのキャパシタ容
量を測定したところ、最小０．３４８±０．００３ｐＦ、最大７５．３±０．８ｐＦで非
常に揃った容量変化が連続して得られた。
【実施例３】
【００２５】
次に、本願発明の実施例３を図５、６にしたがって説明する。図５は、実施例３におけ
る片持ち梁構造の圧電駆動ＭＥＭＳ容量可変キャパシタの平面図であり、図６は図５のＡ
−Ａにおける断面図である。
【００２６】
絶縁性基板１０１上には、アンカーを支点として、駆動部１０７の下部電極１０３、圧
電膜１０４、上部電極１０５、支持膜１０６が積層され、いわゆるユニモルフ構造を形成
している。本実施例では、下部電極１０３、上部電極１０５として膜厚２００ｎｍのＡｌ
を、圧電膜１０４としてｃ軸配向した膜厚５００ｎｍのＡｌＮを使用する。
【００２７】
駆動部１０７の先端には、下面に２個の容量可変キャパシタの可動電極１０８を有する
可動ヘッド部１０９が形成されている。
【００２８】
また、容量可変キャパシタの可動電極１０８と対向した基板表面には、可動電極1個当
たり2個の容量可変キャパシタの固定電極１１０aおよび１１０bが形成されており、さら
にそれぞれの固定電極１１０ａおよび１１０ｂは、容量可変キャパシタの固定電極配線１
１２aおよび１１２bが接続されている。
【００２９】
圧電駆動機構の下部電極１０３と上部電極１０５間に直流電圧を印加することにより圧
電膜１０４は膜厚方向に伸張、駆動軸方向に縮小し、駆動部１０７は凸状に変形し、可動
ヘッド部１０９が基板１０１に近づくことが可能になる。したがって、容量可変キャパシ
タの可動電極１０８と固定電極１１０の距離が印加電圧によって変化し、容量可変キャパ
シタ１１１の容量値が変化する。
【００３０】
図５に示すように、本実施例にかかる圧電駆動機構では、駆動電圧を印加することで駆
動部１０７は凸状に変形し、可動ヘッド部１０９が傾きながら基板に近づく。２個の容量
可変キャパシタの可動電極は圧電駆動機構の駆動軸に対して垂直で、基板面と平行に配置
されていることから、可動ヘッド１０９が傾いた場合でも２個の可動電極と対向した固定
電極の間で同様の挙動や容量変化を示し、２個の容量可変キャパシタが安定して等価な制
御結果が得られる。なお、それぞれの容量可変キャパシタの容量は、固定電極１１０ａ−
可動電極１０８間の容量と、可動電極１０８と固定電極１１０ｂ間の容量を直列に接続さ
れたものとなる。
【００３１】
また固定電極１１０ａおよび１１０ｂは基板上に同様の寸法で作製された固定電極配線
１１２ａおよび１１２ｂに直接接続されており、駆動部１０７の構造や、下部電極１０３
、上部電極１０５の印加電圧とは全く独立であることから、寄生容量や寄生抵抗を低減し
た構造にできるとともに、２個の容量可変キャパシタの寄生特性も全く同じに設計するこ
とができる。
【００３２】
圧電駆動機構の下部電極１０３と上部電極１０５間に０〜３Ｖ加えて、２組の容量可変
キャパシタのキャパシタ容量を測定したところ、最小２５．６および２６．１ｐＦ、最大
１８９．８および１９１．０ｐＦで非常に揃った容量変化が連続して得られた。
【実施例４】
【００３３】
図７は本発明の圧電駆動ＭＥＭＳ容量可変キャパシタを使用したラダー型チューナブル
フィルタの回路図である。
【００３４】
図７のラダー型チューナブルフィルタにおいては、入出力線路の直列鎖に直列共振回路
４５が２組、また入出力線路と接地線路の並列鎖に並列共振回路４９が２組形成されてい
る。
【００３５】
直列鎖の共振回路４５には、直列鎖の共振器４２、直列鎖の並列容量可変キャパシタ４
３、直列鎖の直列容量可変キャパシタ４４を備えており、また並列鎖の共振回路４９には
、並列鎖の共振器４６、並列鎖の並列容量可変キャパシタ４７、並列鎖の直列容量可変キ
ャパシタ４８を備えている。
【００３６】
直列鎖や並列共振回路の共振器４２および４６として、弾性表面波共振器（SAW共振器
）や薄膜圧電共振器（FBAR）を使用することが望ましい。また直列鎖の共振器４２の共振
周波数を並列鎖の共振器４６の共振周波数よりやや高めに設定することで、好ましいフィ
ルタ特性が得られる。例えば、直列鎖の共振器４２の共振周波数を2.05GHz、並列鎖の共
振器４６の共振周波数を2.0１GHzに設定すればよい。
【００３７】
ここで、直列鎖および並列鎖の並列容量可変キャパシタ４３および４７の計４個の容量
可変キャパシタを、実施例１に示したような圧電駆動MEMS容量可変キャパシタ素子として
構成し、直列鎖および並列鎖の直列容量可変キャパシタ４４および４８の計４個の容量可
変キャパシタを、実施例２に示したような圧電駆動MEMS容量可変キャパシタ素子として構
成した。その結果、それぞれの駆動電圧に対して４個の容量可変キャパシタが同一の容量
変化を生じることが確認された。図８には、実施例１，２それぞれの４つの容量可変キャ
パシタのフィルタ特性を示す。実施例１、２の圧電駆動MEMS容量可変キャパシタ素子に、
あらかじめ計算された駆動電圧を印加することにより、図８に示すような、非常に優れた
チューナブルフィルタ特性が得られる。
【実施例５】
【００３８】
図９は本発明の圧電駆動ＭＥＭＳ容量可変キャパシタを使用したラティス型チューナブ
ルフィルタの回路図である。
【００３９】
図９のラティス型チューナブルフィルタにおいては、一対の平行した辺上に第１の共振
回路５５が、他の一対の平行した辺上に第２の共振回路５９がそれぞれ形成されている。
【００４０】
第１の共振回路５５には、第１のインダクタ５２、第１の並列容量可変キャパシタ５３
、第１の直列容量可変キャパシタ５４を備えており、また第２の共振回路５９には、第２
のインダクタ５７、第２の並列容量可変キャパシタ５６、第２の直列容量可変キャパシタ
５８を備えている。
【００４１】
第１および第２のインダクタ５２および５７としては、Q値の高い、例えば抵抗の低い
ストリップラインなどで形成したインダクタを使用することが望ましい。例えば第１のイ
ンダクタ５２のインダクタンスを２．３ｎH、第２のインダクタ５５のインダクタンスを
９．３ｎHに設定する。
【００４２】
また、別途第１、２の並列容量可変キャパシタの容量測定用の第１のモニタ回路６１お
よび第１、２の直列容量可変キャパシタの容量測定用のモニタ回路６３を設け、第１のモ
ニタ回路６１には第１のモニタ用容量可変キャパシタ６０を接続し、第２のモニタ回路６
３には第２のモニタ用容量可変キャパシタ６２を接続する。
【００４３】
ここで、第１および第２の並列容量可変キャパシタ５３および５６をそれぞれ２個ずつ
と、第１のモニタ用容量可変キャパシタ６０の計５個の容量可変キャパシタを、実施例１
に示したような第１の圧電駆動MEMS容量可変キャパシタ素子で構成する。さらに。第１お
よび第２の直列容量可変キャパシタ５４および５８をそれぞれ２個ずつと、第２のモニタ
用容量可変キャパシタ６２の計５個の容量可変キャパシタを、同様の実施例２に示したよ
うな第２の圧電駆動MEMS容量可変キャパシタ素子で構成する。その結果、ラティス５１を
構成する共振回路の並列容量可変キャパシタ４個と第１のモニタ用容量可変キャパシタの
計５個と、直列容量可変キャパシタ４個と第２のモニタ用容量可変キャパシタの計５個を
それぞれ同一の圧電駆動MEMS容量可変キャパシタ素子で構成することによって、それぞれ
の駆動電圧に対して５個の容量可変キャパシタが同一の容量変化を生じることが実現され
た。
【００４４】
第１および第２のモニタ用容量可変キャパシタ６０および６２の容量変化を、それぞれ
第１および第２のモニタ回路６１および６３でモニタしながら、第１および第２の圧電駆
動MEMS容量可変キャパシタ素子に駆動電圧を印加することにより、非常に優れたチューナ
ブルフィルタ特性が得ることができる。
【００４５】
以上、本願発明の圧電駆動ＭＥＭＳ容量可変キャパシタにおいて、可動ヘッド部を基板
に平行に保持して垂直方向に移動させるには、可動ヘッド部の曲げ剛性を大きくし、曲げ
剛性の小さいネック部を介して複数の圧電駆動機構が接続されており、それらの圧電駆動
機構が、線対称・点対称・回転対称のいずれかの位置に設置されていることが望ましい。
一般に曲げ剛性は厚さの3乗および幅の１乗に比例するので、可動ヘッド部の厚さや幅を
大きく、ネック部の厚さや幅を小さくすることが望ましく、可動ヘッド部の曲げ剛性とネ
ック部の曲げ剛性の比は少なくても１．５倍以上、できれば３倍以上あることが望ましい
。
【００４６】
また、可動ヘッド部を基板に平行に保持して垂直方向に移動させるための他の方法とし
て、いわゆるＳモードと呼ばれる圧電アクチュエータ構造をとることができる。Ｓモード
の圧電アクチュエータにおいては、梁の長手方向に極性を反転させた同じ長さの圧電アク
チュエータが設置されている。駆動電圧印加時に、片方のアクチュエータが凸面状に、他
方のアクチュエータが凹面状に撓むことによって傾きがキャンセルされ、可動ヘッド部が
基板に平行に保持されながら垂直方向に移動可能となる。
【００４７】
また、可動ヘッド部に設置された複数の容量可変キャパシタの可動電極について同じよ
うな制御動作をさせるためには、それらの可動電極の配置が、圧電駆動機構に対して、線
対称・点対称・回転対称のいずれかの位置に設置されていることが望ましい。
【００４８】
また、圧電駆動機構を有する可動梁構造としては、いわゆるユニモルフ構造あるいは非
対称バイモルフ構造と呼ばれる、上下電極で挟んだ圧電膜と支持膜を積層した構造、ある
いはバイモルフ構造と呼ばれる上下電極で挟んだ圧電膜を２層に重ねた構造などを使用す
ることができる。
【実施例６】
【００４９】
図１０は、実施例３に示した本発明の圧電駆動ＭＥＭＳ容量可変キャパシタを、ローノ
イズアンプ（ＬＮＡ）の出力側のチューナブルインピーダンス整合回路に使用した場合の
回路図である。
【００５０】
平衡出力型のＬＮＡ１１４の２本の出力側信号線に、実施例３の２個の容量可変キャパ
シタ１１１を固定電極配線１１２ａと１１２ｂにより直列に接続する。また固定電極配線
１１２ｂには出力側信号線間に並列に７nHのインダクタンスを持つインダクタ１１３を接
続する。
【００５１】
入力側および出力側のインピーダンスを５０Ωに設定した条件で、容量可変キャパシタ
１１１の容量を変えながら通過特性を測定したところ、図１１に示すように、２個の容量
可変キャパシタの容量がほぼ７０ｐＦの場合は周波数が約８００ＭＨｚで通過特性が最大
を示し、約１１５ｐＦの場合は１．５ＧＨｚで通過特性が最大を示し、１６０ｐＦでは２
．０ＧＨｚで通過特性が最大を示した。
【００５２】
このように、平衡型のアンプの出力インピーダンス整合回路として、可変特性のよく揃
った２個の容量可変キャパシタ１１１を使用することにより、非常に広い周波数範囲でイ
ンピーダンス整合の取れる、チューナブル整合回路付の平衡型アンプの実現が可能になっ
た。
【００５３】
なお、上述した各実施例は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例
示するものであって、この発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を
実施例に開示されたもののみに特定するものではない。本発明はその要旨を逸脱しない範
囲で、種々変形して実施することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施例１の圧電駆動ＭＥＭＳ容量可変キャパシタの平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の実施例２の圧電駆動ＭＥＭＳ容量可変キャパシタの平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】本発明の実施例３の圧電駆動ＭＥＭＳ容量可変キャパシタの平面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ断面図である。
【図７】本発明の実施例４に関する圧電駆動ＭＥＭＳ容量可変キャパシタを用いたラダー型フィルタの回路図である。
【図８】図５の回路の周波数特性を示す図である。
【図９】本発明の実施例５に関する圧電駆動ＭＥＭＳ容量可変キャパシタを用いたラティス型フィルタ及びモニタ回路の回路図である。
【図１０】本発明の実施例３の容量可変キャパシタをＬＮＡに適用した場合の回路図である。
【図１１】図１０のＬＮＡの通貨特性を示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
１、１０１  …  基板
２、２２  …  溝
３、２４、１０３  …  下部電極
４  …  第一の圧電膜
５  …  中間電極
６  …  第二の圧電膜
７、２６、１０５  …  上部電極
８  …  支持部
９、１０７  …  圧電駆動部
１０  …  ネック部
１１、３２、１０９  …  可動ヘッド部
１２、３３、１０８  …  可動電極
１３、３４、１１０ａ、１１０ｂ  …  固定電極
１４、３５  …  誘電膜
１５  …  配線
２１  …  絶縁性基板
２５  …  圧電膜
２７  …  支持部
２８  …  第一の圧電駆動部
２９  …  第二の圧電駆動部
３０  …  第一のビアホール
３１  …  第二のビアホール
４０  …  配線
４２、４６  …  共振器
４４、４８  …  直列容量可変キャパシタ
４３、４７  …  並列容量可変キャパシタ
４５  …  直列共振回路
４９  …  並列共振回路
５２  …  第１のインダクタ
５３  …  第１の並列容量可変キャパシタ
５４  …  第１の直列容量可変キャパシタ
５５  …  第１の共振回路
５６  …  第２の並列容量可変キャパシタ
５７  …  第２のインダクタ
５８  …  第２の直列容量可変キャパシタ
６１  …  第１のモニタ回路
６２  …  第２のモニタ用容量可変キャパシタ
６３  …  第２のモニタ回路
１０４  …  圧電膜
１０６  …  支持膜
１１２ａ、１１２ｂ  …  固定電極配線
１１３  …  インダクタ
【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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