(57)【要約】【課題】  簡単な構成で容量を変化させると共にその容量の確保および安定化を実現することが可能な微小コンデンサを提供する。【解決手段】  複数のコンデンサＣを構成するコンデンサ部分１１，１２および誘電体膜と、駆動電極１４と、単一の電源とを備え、コンデンサ部分１１のうちの各電極部分１１Ｐの変位箇所の長さＬ１が互いに一致すると共に駆動電極１４のうちの各駆動電極部分１４Ａの長さＬ２が互いに異なるように、微小コンデンサを構成する。単一の電源から駆動電極１４に印加される電圧を各駆動電極部分１４Ａごとに次第に変化させれば、各コンデンサＣ間のPull-In 電圧の差異に基づいて微小コンデンサが順次スイッチングするため、容量が変化する。これにより、容量が確保されると共に安定化し、さらに構成が簡素化される。【選択図】    図１
2006108502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電極部分を有する第１のコンデンサ部分と、
前記第１のコンデンサ部分のうちの各電極部分と部分的に対向する第２のコンデンサ部分と、
前記第１のコンデンサ部分のうちの各電極部分と前記第２のコンデンサ部分との間に配設され、前記第１のコンデンサ部分および前記第２のコンデンサ部分と共に複数のコンデンサを構成する誘電体膜と、
前記第１のコンデンサ部分のうちの各電極部分と部分的に対向する複数の駆動電極部分を有する駆動電極と、
前記駆動電極に電圧を印加するための単一の電源と、を備えた
ことを特徴とする微小コンデンサ。
【請求項２】
前記コンデンサにおいて、
前記第１のコンデンサ部分のうちの前記電極部分が、前記誘電体膜から離間された第１の位置と前記誘電体膜に隣接する第２の位置との間で部分的に変位可能であり、
その電極部分が前記第１の位置から前記第２の位置に部分的に変位することにより、容量が変化する
ことを特徴とする請求項１記載の微小コンデンサ。
【請求項３】
前記電源が、前記駆動電極に印加する電圧を次第に変化させるものであり、
その電源から前記駆動電極に印加される電圧が各駆動電極部分ごとに次第に変化することにより、前記第１のコンデンサ部分のうちの各電極部分が前記第１の位置から前記第２の位置に順次変位する
ことを特徴とする請求項２記載の微小コンデンサ。
【請求項４】
前記第１のコンデンサ部分のうちの各電極部分の変位箇所の長さが互いに一致していると共に、
前記駆動電極のうちの各駆動電極部分の長さが互いに異なっている
ことを特徴とする請求項３記載の微小コンデンサ。
【請求項５】
前記第１のコンデンサ部分のうちの各電極部分の変位箇所の長さが互いに異なっていると共に、
前記駆動電極のうちの各駆動電極部分の長さが互いに一致している
ことを特徴とする請求項３記載の微小コンデンサ。
【請求項６】
前記駆動電極が、さらに、前記複数の駆動電極部分に連結された駆動電極本体を含んで構成されている
ことを特徴とする請求項１記載の微小コンデンサ。
【請求項７】
前記第１のコンデンサ部分のうちの前記電極部分が、
互いに分離配置された２つの第１の電極パターンと、
前記２つの第１の電極パターンの間に、各第１の電極パターンから離間されると共に、前記誘電体膜から離間されることにより前記第２のコンデンサ部分と対向するように配置された１つの第２の電極パターンと、を含んで構成されている
ことを特徴とする請求項１記載の微小コンデンサ。
【請求項８】
前記駆動電極のうちの各駆動電極部分が、前記電極部分のうちの各第１の電極パターンに対応して分離配置されている
ことを特徴とする請求項７記載の微小コンデンサ。
【請求項９】
さらに、前記２つの第１の電極パターンにより支持され、前記第２の電極パターンを挟み込むことにより支持する支持膜を備えた
ことを特徴とする請求項７記載の微小コンデンサ。
【請求項１０】
複数の電極部分を有する第１のコンデンサ部分と、
前記第１のコンデンサ部分のうちの各電極部分と部分的に対向する第２のコンデンサ部分と、
前記第１のコンデンサ部分のうちの各電極部分と前記第２のコンデンサ部分との間に配設され、前記第１のコンデンサ部分および前記第２のコンデンサ部分と共に複数のコンデンサを構成する誘電体膜と、
前記第１のコンデンサ部分のうちの各電極部分に並列して配設された複数の補助電極部分を有する補助電極と、
前記補助電極のうちの各補助電極部分と部分的に対向する複数の駆動電極部分を有する駆動電極と、
前記駆動電極に電圧を印加するための単一の電源と、を備えた
ことを特徴とする微小コンデンサ。
【請求項１１】
前記コンデンサにおいて、
前記第１のコンデンサ部分のうちの前記電極部分が、前記誘電体膜から離間された第１の位置と前記誘電体膜に隣接する第２の位置との間で部分的に変位可能であり、
その電極部分が前記第１の位置から前記第２の位置に部分的に変位することにより、容量が変化する
ことを特徴とする請求項１０記載の微小コンデンサ。
【請求項１２】
前記電源が、前記駆動電極に印加する電圧を次第に変化させるものであり、
その電源から前記駆動電極に印加される電圧が各駆動電極部分ごとに次第に変化することにより、前記第１のコンデンサ部分のうちの各電極部分が前記第１の位置から前記第２の位置に順次変位する
ことを特徴とする請求項１１記載の微小コンデンサ。
【請求項１３】
前記第１のコンデンサ部分のうちの各電極部分の変位箇所の長さが互いに一致し、かつ前記補助電極のうちの各補助電極部分の長さが互いに一致していると共に、
前記駆動電極のうちの各駆動電極部分の長さが互いに異なっている
ことを特徴とする請求項１２記載の微小コンデンサ。
【請求項１４】
前記補助電極のうちの前記補助電極部分が、前記第１のコンデンサ部分のうちの各電極部分ごとに、その電極部分を挟むように２つずつ設けられている
ことを特徴とする請求項１０記載の微小コンデンサ。
【請求項１５】
前記駆動電極が、さらに、前記複数の駆動電極部分に連結された駆動電極本体を含んで構成されている
ことを特徴とする請求項１０記載の微小コンデンサ。
【請求項１６】
前記第１のコンデンサ部分のうちの前記電極部分が、一端側から他端側へ連続的に延在する連続構造を有している
ことを特徴とする請求項１０記載の微小コンデンサ。
【請求項１７】
前記補助電極のうちの各補助電極部分が、前記電極部分のうちの一端部分および他端部分に対応して分離配置されている
ことを特徴とする請求項１６記載の微小コンデンサ。
【請求項１８】
さらに、前記電極部分を支持する支持膜を備えた
ことを特徴とする請求項１６記載の微小コンデンサ。
【請求項１９】
誘電体膜を挟んで対向配置されることにより複数のコンデンサを構成する第１のコンデンサ部分および第２のコンデンサ部分を備えた微小コンデンサの製造方法であって、
前記第２のコンデンサ部分を形成する第１の工程と、
複数の駆動電極部分を有するように、駆動電極を形成する第２の工程と、
前記第２のコンデンサ部分上に、前記誘電体膜を形成する第３の工程と、
複数の電極部分を有するように、前記第１のコンデンサ部分を形成する第４の工程と、を含み、
前記第２のコンデンサ部分が、前記第１のコンデンサ部分のうちの各電極部分と部分的に対向し、
かつ、前記駆動電極のうちの各駆動電極部分が、前記第１のコンデンサ部分のうちの各電極部分と部分的に対向するようにすると共に、
単一の電源を使用して、前記駆動電極に電圧を印加可能にする
ことを特徴とする微小コンデンサの製造方法。
【請求項２０】
前記コンデンサにおいて、
前記第１のコンデンサ部分のうちの前記電極部分を、前記誘電体膜から離間された第１の位置と前記誘電体膜に隣接する第２の位置との間で部分的に変位可能にし、
その電極部分を前記第１の位置から前記第２の位置に部分的に変位させることにより、容量を変化可能にする
ことを特徴とする請求項１９記載の微小コンデンサの製造方法。
【請求項２１】
前記電源を使用して、前記駆動電極に印加する電圧を次第に変化可能にし、
その電源から前記駆動電極に印加される電圧を各駆動電極部分ごとに次第に変化させることにより、前記第１のコンデンサ部分のうちの各電極部分を前記第１の位置から前記第２の位置に順次変位可能にする
ことを特徴とする請求項２０記載の微小コンデンサの製造方法。
【請求項２２】
前記第１のコンデンサ部分のうちの各電極部分の変位箇所の長さを互いに一致させると共に、
前記駆動電極のうちの各駆動電極部分の長さを互いに異ならせる
ことを特徴とする請求項２１記載の微小コンデンサの製造方法。
【請求項２３】
前記第１のコンデンサ部分のうちの各電極部分の変位箇所の長さを互いに異ならせると共に、
前記駆動電極のうちの各駆動電極部分の長さを互いに一致させる
ことを特徴とする請求項２１記載の微小コンデンサの製造方法。
【請求項２４】
前記第２の工程において、さらに、前記複数の駆動電極部分に連結された駆動電極本体を含むように、前記駆動電極を形成する
ことを特徴とする請求項１９記載の微小コンデンサの製造方法。
【請求項２５】
前記第３の工程と前記第４の工程との間に、さらに、前記第２のコンデンサ部分、前記駆動電極および前記誘電体膜と共にその周辺領域を覆うように、犠牲膜を形成する第５の工程を含み、
前記第４の工程における前記第１のコンデンサ部分のうちの前記電極部分を形成する工程が、
前記犠牲膜上に、互いに分離配置されるように、前記電極部分のうちの一部を構成する２つの第１の電極パターンを形成する工程と、
前記犠牲膜上の前記２つの第１の電極パターンの間に、各第１の電極パターンから離間されると共に、前記誘電体膜から前記犠牲膜を介して離間されることにより前記第２のコンデンサ部分と対向配置されるように、前記電極部分のうちの他の一部を構成する１つの第２の電極パターンを形成することにより、前記第１の電極パターンおよび前記第２の電極パターンを含むように、前記電極部分を形成する工程と、
前記犠牲膜を選択的に除去する工程と、を含む
ことを特徴とする請求項１９記載の微小コンデンサの製造方法。
【請求項２６】
前記駆動電極のうちの各駆動電極部分を、前記電極部分のうちの各第１の電極パターンに対応して分離配置させる
ことを特徴とする請求項２５記載の微小コンデンサの製造方法。
【請求項２７】
前記第４の工程における前記第１のコンデンサ部分のうちの前記電極部分を形成する工程が、
さらに、前記第１の電極パターンを形成したのち、前記第２の電極パターンの形成領域を除いて前記第１の電極パターンおよびその周辺領域上に支持膜を形成する工程を含み、
前記支持膜によって前記第２の電極パターンが挟み込まれることにより支持されるようにする
ことを特徴とする請求項２５記載の微小コンデンサの製造方法。
【請求項２８】
誘電体膜を挟んで対向配置されることにより複数のコンデンサを構成する第１のコンデンサ部分および第２のコンデンサ部分を備えた微小コンデンサの製造方法であって、
前記第２のコンデンサ部分を形成する第１の工程と、
複数の駆動電極部分を有するように、駆動電極を形成する第２の工程と、
前記第２のコンデンサ部分上に、前記誘電体膜を形成する第３の工程と、
複数の補助電極部分を有するように、補助電極を形成する第４の工程と、
複数の電極部分を有するように、前記第１のコンデンサ部分を形成する第５の工程と、を含み、
前記第２のコンデンサ部分が、前記第１のコンデンサ部分のうちの各電極部分と部分的に対向し、
前記補助電極のうちの各補助電極部分が、前記第１のコンデンサ部分のうちの各電極部分に並列して配列され、
前記駆動電極のうちの各駆動電極部分が、前記補助電極のうちの各補助電極部分と部分的に対向するようにすると共に、
単一の電源を使用して、前記駆動電極に電圧を印加可能にする
ことを特徴とする微小コンデンサの製造方法。
【請求項２９】
前記コンデンサにおいて、
前記第１のコンデンサ部分のうちの前記電極部分を、前記誘電体膜から離間された第１の位置と前記誘電体膜に隣接する第２の位置との間で部分的に変位可能にし、
その電極部分を前記第１の位置から前記第２の位置に部分的に変位させることにより、容量を変化可能にする
ことを特徴とする請求項２８記載の微小コンデンサの製造方法。
【請求項３０】
前記電源を使用して、前記駆動電極に印加する電圧を次第に変化可能にし、
その電源から前記駆動電極に印加される電圧を各駆動電極部分ごとに次第に変化させることにより、前記第１のコンデンサ部分のうちの各電極部分を前記第１の位置から前記第２の位置に順次変位可能にする
ことを特徴とする請求項２９記載の微小コンデンサの製造方法。
【請求項３１】
前記第１のコンデンサ部分のうちの各電極部分の変位箇所の長さを互いに一致させ、かつ前記補助電極のうちの各補助電極部分の長さを互いに一致させると共に、
前記駆動電極のうちの各駆動電極部分の長さを互いに異ならせる
ことを特徴とする請求項３０記載の微小コンデンサの製造方法。
【請求項３２】
前記補助電極のうちの前記補助電極部分を、前記第１のコンデンサ部分のうちの各電極部分ごとに、その電極部分を挟むように２つずつ設ける
ことを特徴とする請求項２８記載の微小コンデンサの製造方法。
【請求項３３】
前記第２の工程において、さらに、前記複数の駆動電極部分に連結された駆動電極本体を含むように、前記駆動電極を形成する
ことを特徴とする請求項２８記載の微小コンデンサの製造方法。
【請求項３４】
前記第３の工程および前記第４の工程と前記第５の工程との間に、さらに、前記第２のコンデンサ部分、前記駆動電極、前記誘電体膜および前記補助電極と共にその周辺領域を覆うように、犠牲膜を形成する第６の工程を含み、
前記第５の工程における前記第１のコンデンサ部分のうちの前記電極部分を形成する工程が、
前記犠牲膜上に、一端側から他端側へ連続的に延在する連続構造を有するように、前記電極部分を形成する工程と、
前記犠牲膜を選択的に除去する工程と、を含む
ことを特徴とする請求項２８記載の微小コンデンサの製造方法。
【請求項３５】
前記補助電極のうちの各補助電極部分を、前記電極部分のうちの一端部分および他端部分に対応して分離配置させる
ことを特徴とする請求項３４記載の微小コンデンサの製造方法。
【請求項３６】
前記第５の工程における前記第１のコンデンサ部分のうちの前記電極部分を形成する工程が、さらに、支持膜を形成する工程を含み、
前記支持膜によって前記電極部分が支持されるようにする
ことを特徴とする請求項３４記載の微小コンデンサの製造方法。
【請求項３７】
微小コンデンサを備えた電子機器であって、
前記微小コンデンサが、
複数の電極部分を有する第１のコンデンサ部分と、
前記第１のコンデンサ部分のうちの各電極部分と部分的に対向する第２のコンデンサ部分と、
前記第１のコンデンサ部分のうちの各電極部分と前記第２のコンデンサ部分との間に配設され、前記第１のコンデンサ部分および前記第２のコンデンサ部分と共に複数のコンデンサを構成する誘電体膜と、
前記第１のコンデンサ部分のうちの各電極部分と部分的に対向する複数の駆動電極部分を有する駆動電極と、
前記駆動電極に電圧を印加する単一の電源と、を備えた
ことを特徴とする電子機器。
【請求項３８】
微小コンデンサを備えた電子機器であって、
前記微小コンデンサが、
複数の電極部分を有する第１のコンデンサ部分と、
前記第１のコンデンサ部分のうちの各電極部分と部分的に対向する第２のコンデンサ部分と、
前記第１のコンデンサ部分のうちの各電極部分と前記第２のコンデンサ部分との間に配設され、前記第１のコンデンサ部分および前記第２のコンデンサ部分と共に複数のコンデンサを構成する誘電体膜と、
前記第１のコンデンサ部分のうちの各電極部分に並列して配設された複数の補助電極部分を有する補助電極と、
前記補助電極のうちの各補助電極部分と部分的に対向する複数の駆動電極部分を有する駆動電極と、
前記駆動電極に電圧を印加するための単一の電源と、を備えた
ことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば微小コンデンサおよびその製造方法、ならびに微小コンデンサを搭載した電子機器に係り、特に、容量を変化させることが可能な微小コンデンサおよびその製造方法、ならびに電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えばラジオやテレビなどの電子機器に関して周波数の調整用途などに使用される電子部品として、容量を変化させることが可能な可変容量コンデンサ（いわゆるバリアブルコンデンサ）が知られている。
【０００３】
この可変容量コンデンサの構成に関しては、既にいくつかの態様が知られている。具体的には、例えば、隙間を隔てて互いに対向配置された２つの電極を備え、それらの２つの電極間の対向面積を変化させることが可能な回転機構を有する可変容量コンデンサが知られている（例えば、特許文献１参照。）。この種の可変容量コンデンサでは、回転機構を利用して２つの電極間の対向面積を変化させることにより、その対向面積の大きさに応じて容量を変化させることが可能である。
【特許文献１】特表平１１−５１３１９３号公報
【０００４】
なお、可変容量コンデンサとしては、例えば、上記した回転機構を利用するものの他、２つの電極間の間隔を変化させることが可能な間隔調整機構を有するものも知られている。この種の可変容量コンデンサでは、間隔調整機構を利用して２つの電極間の間隔を変化させることにより、その間隔の大きさに応じて容量を変化させることが可能である。
【０００５】
この可変容量コンデンサに関して、最近では、例えば、微小構造物（いわゆるマイクロマシン）の形成技術、すなわち表面マイクロマシンニング技術を使用して微小な可変容量コンデンサ（以下、単に「微小コンデンサ」という。）を製造する試みが検討されている。この微小コンデンサは、煩雑な回転機構や間隔調整機構を必要とせず、２つの電極間に生じる静電力を利用して容量を変化させることが可能であるため、表面マイクロマシンニング技術を使用して微小コンデンサを製造することにより、可変容量コンデンサの小型化と共に製造工程の容易化を併せて実現可能であると見込まれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、微小コンデンサを実現する場合には、例えば、その微小コンデンサの容量特性を確保するために、容量を確保すると共に安定化させる必要がある。しかしながら、単に表面マイクロマシンニング技術を使用して微小コンデンサを製造しただけでは、容量を確保すると共に安定化させることが困難であるという問題があった。具体的には、微小コンデンサでは、例えば、その微細なサイズに起因して十分な容量が得られず、かつ微弱な静電力を利用した動作原理に起因して容量がばらつきやすい。
【０００７】
なお、上記した微小コンデンサに関する問題、すなわち容量の確保および安定化に関する問題を解決するためには、例えば、複数の微小コンデンサを配列させることにより集合構造体を構築すればよいが、その集合構造体を構築した場合には、例えば、各微小コンデンサにおいて容量を得る上で複数の電源が必要になるため、全体の構成が複雑化してしまう。したがって、微小コンデンサの容量特性を確保するためには、簡単な構成で容量を変化させると共にその容量の確保および安定化を実現することが可能な技術を確立する必要がある。この場合には、特に、微小コンデンサの量産性を考慮して、その微小コンデンサを容易に製造することが可能な技術を確立することも重要である。
【０００８】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、簡単な構成で容量を変化させると共にその容量の確保および安定化を実現することが可能な微小コンデンサを提供することにある。
【０００９】
また、本発明の第２の目的は、簡単な構成で容量が変化すると共にその容量の確保および安定化が実現された微小コンデンサを容易に製造することが可能な微小コンデンサの製造方法を提供することにある。
【００１０】
さらに、本発明の第３の目的は、微小コンデンサを搭載し、簡単な構成で容量を変化させると共にその容量の確保および安定化を実現することが可能な電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の観点に係る微小コンデンサは、複数の電極部分を有する第１のコンデンサ部分と、第１のコンデンサ部分のうちの各電極部分と部分的に対向する第２のコンデンサ部分と、第１のコンデンサ部分のうちの各電極部分と第２のコンデンサ部分との間に配設され、第１のコンデンサ部分および第２のコンデンサ部分と共に複数のコンデンサを構成する誘電体膜と、第１のコンデンサ部分のうちの各電極部分と部分的に対向する複数の駆動電極部分を有する駆動電極と、駆動電極に電圧を印加するための単一の電源とを備えたものである。
【００１２】
本発明の第１の観点に係る微小コンデンサでは、複数のコンデンサを構成する第１のコンデンサ部分、第２のコンデンサ部分および誘電体膜と、駆動電極と、単一の電源とを備えるため、例えば、第１のコンデンサ部分のうちの各電極部分の変位箇所の長さが互いに一致していると共に駆動電極のうちの各駆動電極部分の長さが互いに異なっており、あるいは第１のコンデンサ部分のうちの各電極部分の変位箇所の長さが互いに異なっていると共に駆動電極のうちの各駆動電極部分の長さが互いに一致している状態で、単一の電源から駆動電極に印加される電圧が各駆動電極部分ごとに次第に変化すれば、各コンデンサ間のPull-In 電圧の差異あるいは剛性（撓みやすさ）の差異に基づいて微小コンデンサが順次スイッチングし、すなわち第１のコンデンサ部分のうちの一連の電極部分が誘電体膜から離間された第１の位置と誘電体膜に隣接する第２の位置との間で部分的に順次変位することにより、容量が変化する。この場合には、微小コンデンサのスイッチング数、すなわち電極部分の変位数に応じて容量が段階的に変化するため、微細なサイズであるにもかかわらずに容量が確保されると共に、微小コンデンサのスイッチング状態、すなわち第１の位置から第２の位置に変位した際に誘電体膜に隣接することにより電極部分の位置が安定に維持された状態に基づいて容量が決定されるため、静電力に基づく動作原理を利用しているにもかかわらずに容量が安定化する。しかも、この場合には、単一の電源を使用してスイッチングさせることにより容量を変化させることが可能なため、微小コンデンサの構成が簡素化される。
【００１３】
本発明の第２の観点に係る微小コンデンサは、複数の電極部分を有する第１のコンデンサ部分と、第１のコンデンサ部分のうちの各電極部分と部分的に対向する第２のコンデンサ部分と、第１のコンデンサ部分のうちの各電極部分と第２のコンデンサ部分との間に配設され、第１のコンデンサ部分および第２のコンデンサ部分と共に複数のコンデンサを構成する誘電体膜と、第１のコンデンサ部分のうちの各電極部分に並列して配設された複数の補助電極部分を有する補助電極と、補助電極のうちの各補助電極部分と部分的に対向する複数の駆動電極部分を有する駆動電極と、駆動電極に電圧を印加するための単一の電源とを備えたものである。
【００１４】
本発明の第２の観点に係る微小コンデンサでは、複数のコンデンサを構成する第１のコンデンサ部分、第２のコンデンサ部分および誘電体膜と、補助電極と、駆動電極と、単一の電源とを備えるため、例えば、第１のコンデンサ部分のうちの各電極部分の変位箇所の長さが互いに一致し、かつ補助電極のうちの各補助電極部分の長さが互いに一致していると共に駆動電極のうちの各駆動電極部分の長さが互いに異なっている状態で、単一の電源から駆動電極に印加される電圧が各駆動電極部分ごとに次第に変化すれば、各補助電極間のPull-In 電圧の差異に基づいて微小コンデンサが順次スイッチングし、すなわち第１のコンデンサ部分のうちの一連の電極部分が誘電体膜から離間された第１の位置と誘電体膜に隣接する第２の位置との間で部分的に順次変位することにより、容量が変化する。この場合には、微小コンデンサのスイッチング数、すなわち電極部分の変位数に応じて容量が段階的に変化するため、微細なサイズであるにもかかわらずに容量が確保されると共に、微小コンデンサのスイッチング状態、すなわち第１の位置から第２の位置に変位した際に誘電体膜に隣接することにより電極部分の位置が安定に維持された状態に基づいて容量が決定されるため、静電力に基づく動作原理を利用しているにもかかわらずに容量が安定化する。しかも、この場合には、単一の電源を使用してスイッチングさせることにより容量を変化させることが可能なため、微小コンデンサの構成が簡素化される。
【００１５】
本発明の第１の観点に係る微小コンデンサの製造方法は、誘電体膜を挟んで対向配置されることにより複数のコンデンサを構成する第１のコンデンサ部分および第２のコンデンサ部分を備えた微小コンデンサを製造する方法であり、第２のコンデンサ部分を形成する第１の工程と、複数の駆動電極部分を有するように駆動電極を形成する第２の工程と、第２のコンデンサ部分上に誘電体膜を形成する第３の工程と、複数の電極部分を有するように第１のコンデンサ部分を形成する第４の工程とを含み、第２のコンデンサ部分が第１のコンデンサ部分のうちの各電極部分と部分的に対向し、かつ、駆動電極のうちの各駆動電極部分が第１のコンデンサ部分のうちの各電極部分と部分的に対向するようにすると共に、単一の電源を使用して駆動電極に電圧を印加可能にするものである。
【００１６】
本発明の第１の観点に係る微小コンデンサの製造方法では、複数のコンデンサを構成する第１のコンデンサ部分、第２のコンデンサ部分および誘電体膜と、駆動電極と、単一の電源とを備え、上記したスイッチング機構（第１のコンデンサ部分のうちの電極部分の変位機構）を利用して容量を変化させることが可能な微小コンデンサを製造するために、既存の薄膜プロセスのみを使用し、新規かつ煩雑な製造プロセスを使用しない。
【００１７】
本発明の第２の観点に係る微小コンデンサの製造方法は、誘電体膜を挟んで対向配置されることにより複数のコンデンサを構成する第１のコンデンサ部分および第２のコンデンサ部分を備えた微小コンデンサを製造する方法であり、第２のコンデンサ部分を形成する第１の工程と、複数の駆動電極部分を有するように駆動電極を形成する第２の工程と、第２のコンデンサ部分上に誘電体膜を形成する第３の工程と、複数の補助電極部分を有するように補助電極を形成する第４の工程と、複数の電極部分を有するように第１のコンデンサ部分を形成する第５の工程とを含み、第２のコンデンサ部分が第１のコンデンサ部分のうちの各電極部分と部分的に対向し、補助電極のうちの各補助電極部分が第１のコンデンサ部分のうちの各電極部分に並列して配列され、駆動電極のうちの各駆動電極部分が補助電極のうちの各補助電極部分と部分的に対向するようにすると共に、単一の電源を使用して駆動電極に電圧を印加可能にするものである。
【００１８】
本発明の第２の観点に係る微小コンデンサの製造方法では、複数のコンデンサを構成する第１のコンデンサ部分、第２のコンデンサ部分および誘電体膜と、駆動電極と、補助電極と、単一の電源とを備え、上記したスイッチング機構（第１のコンデンサ部分のうちの電極部分の変位機構）を利用して容量を変化させることが可能な微小コンデンサを製造するために、既存の薄膜プロセスのみを使用し、新規かつ煩雑な製造プロセスを使用しない。
【００１９】
本発明の第１の観点に係る電子機器は、微小コンデンサを備えたものであり、微小コンデンサが、複数の電極部分を有する第１のコンデンサ部分と、第１のコンデンサ部分のうちの各電極部分と部分的に対向する第２のコンデンサ部分と、第１のコンデンサ部分のうちの各電極部分と第２のコンデンサ部分との間に配設され、第１のコンデンサ部分および第２のコンデンサ部分と共に複数のコンデンサを構成する誘電体膜と、第１のコンデンサ部分のうちの各電極部分と部分的に対向する複数の駆動電極部分を有する駆動電極と、駆動電極に電圧を印加する単一の電源とを備えたものである。
【００２０】
本発明の第１の観点に係る電子機器では、上記した第１の観点に係る微小コンデンサを搭載しているため、容量を変化させることが可能である。しかも、容量が確保されると共に容量が安定化し、さらに構成が簡素化される。
【００２１】
本発明の第２の観点に係る電子機器は、微小コンデンサを備えたものであり、微小コンデンサが、複数の電極部分を有する第１のコンデンサ部分と、第１のコンデンサ部分のうちの各電極部分と部分的に対向する第２のコンデンサ部分と、第１のコンデンサ部分のうちの各電極部分と第２のコンデンサ部分との間に配設され、第１のコンデンサ部分および第２のコンデンサ部分と共に複数のコンデンサを構成する誘電体膜と、第１のコンデンサ部分のうちの各電極部分に並列して配設された複数の補助電極部分を有する補助電極と、補助電極のうちの各補助電極部分と部分的に対向する複数の駆動電極部分を有する駆動電極と、駆動電極に電圧を印加するための単一の電源とを備えたものである。
【００２２】
本発明の第２の観点に係る電子機器では、上記した第２の観点に係る微小コンデンサを搭載しているため、容量を変化させることが可能である。しかも、容量が確保されると共に容量が安定化し、さらに構成が簡素化される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の第１の観点に係る微小コンデンサによれば、複数のコンデンサを構成する第１のコンデンサ部分、第２のコンデンサ部分および誘電体膜と、駆動電極と、単一の電源とを備え、上記したように、その単一の電源から駆動電極に印加される電圧を各駆動電極部分ごとに次第に変化させることによりスイッチング機構を利用して容量を変化させることが可能な構造的特徴に基づき、容量が確保されると共に安定化し、さらに構成が簡素化されるため、簡単な構成で容量を変化させると共にその容量の確保および安定化を実現することができる。
【００２４】
本発明の第２の観点に係る微小コンデンサによれば、複数のコンデンサを構成する第１のコンデンサ部分、第２のコンデンサ部分および誘電体膜と、補助電極と、駆動電極と、単一の電源とを備え、上記したように、その単一の電源から駆動電極に印加される電圧を各駆動電極部分ごとに次第に変化させることによりスイッチング機構を利用して容量を変化させることが可能な構造的特徴に基づき、容量が確保されると共に安定化し、さらに構成が簡素化されるため、簡単な構成で容量を変化させると共にその容量の確保および安定化を実現することができる。
【００２５】
本発明の第１の観点に係る微小コンデンサの製造方法によれば、複数のコンデンサを構成する第１のコンデンサ部分、第２のコンデンサ部分および誘電体膜と、駆動電極と、単一の電源とを備え、上記したように、その単一の電源から駆動電極に印加される電圧を各駆動電極部分ごとに次第に変化させることによりスイッチング機構を利用して容量を変化させることが可能な微小コンデンサを製造するために、既存の薄膜プロセスのみを使用する製法的特徴に基づき、新規かつ煩雑な製造プロセスを使用しないため、その既存の薄膜プロセスのみを使用して、簡単な構成で容量が変化すると共にその容量の確保および安定化が実現された微小コンデンサを容易に製造することができる。
【００２６】
本発明の第２の観点に係る微小コンデンサの製造方法によれば、複数のコンデンサを構成する第１のコンデンサ部分、第２のコンデンサ部分および誘電体膜と、駆動電極と、補助電極と、単一の電源とを備え、上記したように、その単一の電源から駆動電極に印加される電圧を各駆動電極部分ごとに次第に変化させることによりスイッチング機構を利用して容量を変化させることが可能な微小コンデンサを製造するために、既存の薄膜プロセスのみを使用する製法的特徴に基づき、新規かつ煩雑な製造プロセスを使用しないため、その既存の薄膜プロセスのみを使用して、簡単な構成で容量が変化すると共にその容量の確保および安定化が実現された微小コンデンサを容易に製造することができる。
【００２７】
本発明の第１の観点に係る電子機器によれば、上記した第１の観点に係る微小コンデンサを搭載することにより容量を変化させることが可能な構造的特徴に基づき、容量が確保されると共に安定化し、さらに構成が簡素化されるため、微小コンデンサを搭載し、簡単な構成で容量を変化させると共にその容量の確保および安定化を実現することができる。
【００２８】
本発明の第２の観点に係る電子機器によれば、上記した第２の観点に係る微小コンデンサを搭載することにより容量を変化させることが可能な構造的特徴に基づき、容量が確保されると共に安定化し、さらに構成が簡素化されるため、微小コンデンサを搭載し、簡単な構成で容量を変化させると共にその容量の確保および安定化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３０】
［第１の実施の形態］
まず、図１〜図５を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る微小コンデンサの構成について説明する。図１〜図５は微小コンデンサの構成を表しており、図１および図２は平面構成（ＸＹ面に沿った平面構成）を示し、図３および図４は図１に示したＡ−Ａ線に沿った断面構成（ＸＺ面に沿った断面構成）を示し、図５は回路構成の概略を示している。なお、図２は、図１から一構成要素（後述するコンデンサ部分１１）を部分的に除去した状態を示している。また、図３はスイッチング前の状態を示し、図４はスイッチング時の状態を示している。
【００３１】
本実施の形態に係る微小コンデンサは、例えば、周波数の調整用途などに使用される微小構造物（いわゆるマイクロマシン）であり、具体的には周波数の調整機構を有するラジオやテレビなどの電子機器に適用されるものである。この微小コンデンサは、図１〜図４に示したように、基板１上に、絶縁層２，３と、コンデンサ構造体１０とがこの順に積層された構成を有している。
【００３２】
基板１は、主にコンデンサ構造体１０を支持するものであり、例えば、シリコン（Ｓｉ）などにより構成されている。絶縁層２，３は、いずれもコンデンサ構造体１０を基板１から電気的に分離するものであり、例えば、絶縁層２は酸化ケイ素（ＳｉＯ2 ）などの絶縁性材料により構成され、絶縁層３は窒化ケイ素（ＳｉＮ）などの絶縁性材料により構成されている。
【００３３】
コンデンサ構造体１０は、図１に示したように、表面マイクロマシンニング技術を使用して形成された複数（ここでは例えば５つ）の微小なコンデンサＣが配列されることにより構成された集合構造体である。このコンデンサ構造体１０は、図１〜図５に示したように、複数のコンデンサＣを構成するコンデンサ部分１１（第１のコンデンサ部分），１２（第２のコンデンサ部分）および誘電体膜１３と、駆動電極１４と、単一の電源１９とを備えている。なお、コンデンサ構造体１０は、例えば、上記した一連の構成要素（コンデンサ部分１１，１２，誘電体膜１３，駆動電極１４，電源１９）と共に、支持膜１５および配線電極１６，１７，１８を併せて備えている。
【００３４】
具体的には、コンデンサ構造体１０は、図１〜図５に示したように、所定の空間Ｓを構成しながらＸ軸方向に延在する複数（ここでは例えば５つ）の電極部分１１Ｐを有し、その複数の電極部分１１ＰがＸ軸方向と交差するＹ軸方向に並列に配列されたコンデンサ部分１１と、そのコンデンサ部分１１のうちの電極部分１１Ｐにより構成された空間Ｓを経由しながらＹ軸方向に延在し、各電極部分１１Ｐと部分的に対向するコンデンサ部分１２と、コンデンサ部分１１のうちの各電極部分１１Ｐとコンデンサ部分１２との間に、そのコンデンサ部分１２に隣接すると共に各電極部分１１Ｐから隙間Ｇを隔てて離間されるように配設され、上記したコンデンサ部分１１，１２と共に複数のコンデンサＣを構成する誘電体膜１３と、コンデンサ部分１２と共に空間Ｓに配置され、コンデンサ部分１１のうちの各電極部分１１Ｐに対応してＸ軸方向に延在すると共に各電極部分１１Ｐと部分的に対向する複数（ここでは例えば５つ）の駆動電極部分１４Ａを有する駆動電極１４と、その駆動電極１４に電圧を印加するための電源１９とを備えている。コンデンサ部分１１は、支持膜１５により空間Ｓを構成可能に支持されている。配線電極１６，１７，１８は、コンデンサ部分１１，１２および駆動電極１４のそれぞれの一端部にそれぞれ設けられている。なお、図１および図２では、コンデンサ部分１１，１２および駆動電極１４の配置関係を見やすくするために、コンデンサ部分１１に濃い網掛を施し、コンデンサ部分１２および駆動電極１４に淡い網掛を施している。
【００３５】
特に、コンデンサ構造体１０は、コンデンサＣにおいてコンデンサ部分１１のうちの電極部分１１Ｐが静電力に基づいて部分的に変位し、具体的には誘電体膜１３から隙間Ｇを隔てて離間された位置（初期位置（第１の位置）；図３参照）と誘電体膜１３に隣接する位置（変位位置（第２の位置）；図４参照）との間で部分的に変位可能なスイッチング機構を有しており、そのコンデンサＣでは、電極部分１１Ｐが初期位置から変位位置に部分的に変位することにより容量が変化可能になっている。すなわち、コンデンサ構造体１０のうちのコンデンサＣ全体として、スイッチング機構のスイッチング数（電極部分１１Ｐの変位数）に応じて容量が段階的に増加または減少可能になっている。なお、上記した「スイッチング」とは、電極部分１１Ｐの一部が静電力に基づいて部分的に撓んで変位することにより誘電体膜１３に接触する現象であり、いわゆる意図的なスティクションを意味している。
【００３６】
コンデンサ部分１１のうちの電極部分１１Ｐは、例えば、空間Ｓを構成しながらＸ軸方向に互いに分離配置された２つの電極パターン１１ＰＡ（第１の電極パターン）と、それらの２つの電極パターン１１ＰＡの間に、各電極パターン１１ＰＡから離間されると共に、誘電体膜１３から隙間Ｇを隔てて離間されることによりコンデンサ部分１２と対向するように配置された１つの電極パターン１１ＰＢ（第２の電極パターン）とを含んで構成されている。この電極部分１１Ｐを構成する電極パターン１１ＰＡ，１１ＰＢは、例えば、いずれもリン（Ｐ）が含有されたポリシリコン（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）などの半導体材料により構成されている。電極パターン１１ＰＡは、例えば、図１に示したように、略矩形型の平面構造を有していると共に、図３および図４に示したように、電極パターン１１ＰＢから遠い側において絶縁層３に隣接すると共に電極パターン１１ＰＢに近い側において駆動電極１４に沿って持ち上がった片持梁型の断面構造を有している。電極パターン１１ＰＢは、例えば、図１、図３および図４に示したように、矩形型の平面構造および断面構造を有している。上記した電極部分１１Ｐに関する構造的特徴は、例えば、Ｙ軸方向に並列に配列された各電極部分１１Ｐ間において同様である。なお、コンデンサ部分１１は、例えば、図１に示したように、全体として櫛型の平面構造を有しており、すなわちＹ軸方向に並列に配列された一連の電極部分１１Ｐが一端部において連結された状態で配線電極１６に接続されている。
【００３７】
このコンデンサ部分１１は、上記したように、コンデンサ構造体１０のスイッチング機構を利用して部分的に変位可能に構成されている。すなわち、コンデンサ部分１１では、図３および図４に示したように、電極パターン１１ＰＢが初期位置（図３参照）と変位位置（図４参照）との間で変位可能になっている。なお、電極パターン１１ＰＢが初期位置と変位位置との間で変位する場合には、例えば、図４に示したように、その電極パターン１１ＰＢと共に、電極パターン１１ＰＡおよび支持膜１５のそれぞれの一部も併せて変位するようになっている。
【００３８】
コンデンサ部分１２は、図１および図２に示したように、Ｙ軸方向に沿って連続的に延在する矩形型の平面構造を有しており、一端部において配線電極１７に接続されている。このコンデンサ部分１２は、例えば、コンデンサ部分１１の構成材料と同様の材料により構成されている。
【００３９】
誘電体膜１３は、例えば、窒化ケイ素（ＳｉＮ）などの絶縁性材料により構成されている。なお、誘電体膜１３は、例えば、上記したように、コンデンサ部分１２に隣接すると共にコンデンサ部分１１（電極パターン１１ＰＢ）から隙間Ｇを隔てて離間されるように配設されているだけでなく、図３および図４に示したように、駆動電極１４に隣接すると共にコンデンサ部分１１（電極パターン１１ＰＡ）から同様に隙間Ｇを隔てて離間されるように配設されている。なお、図１および図２では、誘電体膜１３の図示を省略している。
【００４０】
駆動電極１４は、図１および図２に示したように、上記した複数の駆動電極部分１４Ａと共に、その複数の駆動電極部分１４Ａに連結された駆動電極本体１４Ｂを併せて含んで構成されている。駆動電極１４のうちの各駆動電極部分１４Ａは、電極部分１１のうちの各電極パターン１１ＰＡに対応して分離配置されており、すなわち電極部分１１Ｐと同様にＹ軸方向に並列に配列されている。駆動電極本体１４Ｂは、例えば、図１〜図４に示したように、コンデンサ部分１２と共に空間Ｓを経由しながらＹ軸方向に延在している。駆動電極部分１４Ａは、例えば、矩形型の平面構造を有しており、駆動電極本体１４Ｂは、例えば、略矩形型の平面構造を有している。この駆動電極１４を構成する駆動電極部分１４Ａおよび駆動電極本体１４Ｂは、例えば、いずれもコンデンサ部分１１の構成材料と同様の材料により構成されている。上記した駆動電極部分１４Ａに関する構造的特徴は、Ｙ軸方向に並列に配列された各駆動電極部分１４Ａ間において同様である。なお、駆動電極１４は、例えば、図１および図２に示したように、全体として二股に分岐した櫛型の平面構造を有しており、すなわち二股に分岐された駆動電極本体１４Ｂが一端部において連結された状態で配線電極１８に接続されている。図２では、駆動電極１４の平面構造を見やすくするために、コンデンサ部分１１の図示を省略している。
【００４１】
支持膜１５は、例えば、図３および図４に示したように、コンデンサ部分１１のうちの電極パターン１１ＰＡにより支持され、Ｘ軸方向において電極パターン１１ＰＢを挟み込むことにより支持している。この支持膜１５は、例えば、窒化ケイ素（ＳｉＮ）などの絶縁性材料により構成されている。なお、図１および図２では、支持膜１５の図示を省略している。
【００４２】
配線電極１６〜１８は、例えば、いずれもアルミニウム銅合金（ＡｌＣｕ）やアルミニウムケイ素合金（ＡｌＳｉ）などの導電性材料により構成されている。
【００４３】
電源１９は、コンデンサ構造体１０をスイッチングさせるために、駆動電極１４に電圧を印加するための交流電源である。この電源１９は、例えば、駆動電極１４に印加する電圧を各駆動電極部分１４Ａごとに次第に変化させるものであり、その電圧変化に応じてコンデンサ部分１１のうちの各電極部分１１Ｐを初期位置（図３参照）と変位位置（図４参照）との間で順次変位させるようになっている。この電源１９は、図５に示したように、コンデンサ構造体１０においてただ１つだけ設けられており、すなわち微小コンデンサでは、単一の電源１９を使用して容量を変化させることが可能になっている。
【００４４】
特に、コンデンサ構造体１０では、一連のコンデンサＣを利用して容量を変化可能とするために、例えば、図１〜図４に示したように、コンデンサ部分１１のうちの各電極部分１１Ｐの変位箇所の長さＬ１が互いに一致していると共に、駆動電極１４のうちの各駆動電極部分１４Ａの長さＬ２が互いに異なっている。ここでは、例えば、図１および図２に示したように、駆動電極１４（駆動電極本体１４Ｂ）の分岐方向、すなわち図中の下側（配線電極１８の配設位置側）から上側（配線電極１７の配設位置側）へ向かって、一連の駆動電極部分１４Ａの長さＬ２が段階的に短くなっている。
【００４５】
なお、図１〜図４に示したコンデンサ構造体１０は、上記した一連の構成要素、すなわちコンデンサ部分１１（電極部分１１Ｐ），１２、誘電体膜１３、駆動電極１４、支持膜１５、配線電極１６〜１８および電源１９と共に、図示しない他の構成要素も併せて備えている。この「他の構成要素」としては、例えば、コンデンサ部分１１（各電極部分１１Ｐ）に付設された作動電極などが挙げられる。
【００４６】
この微小コンデンサでは、図１〜図５に示したように、配線電極１６から作動電極（図示せず）を通じてコンデンサ部分１１（各電極部分１１Ｐ）に電圧が印加されると共に、配線電極１７からコンデンサ部分１２に電圧が印加された状態において、単一の電源１９から配線電極１８を通じて駆動電極１４に電圧が印加されると、その電圧印加に応じてコンデンサ構造体１０がスイッチングすることにより、容量が変化する。
【００４７】
具体的には、図３に示したように、コンデンサ部分１１（各電極パターン１１ＰＢ）が初期位置に位置し、すなわち各電極パターン１１ＰＢが誘電体膜１３から隙間Ｇを隔てて離間された状態において、電源１９から駆動電極１４に電圧が印可されると、図４に示したように、コンデンサ部分１１（各電極パターン１１ＰＢ）が静電力に基づいて変位位置に変位し、すなわち各電極パターン１１ＰＢが誘電体膜１３に隣接するため、各コンデンサＣにおいて容量が変化する。
【００４８】
特に、微小コンデンサでは、上記したように、コンデンサ部分１１のうちの各電極部分１１Ｐの変位箇所の長さＬ１が互いに一致しており、すなわち各電極部分１１Ｐの変位箇所の剛性（静電力に基づく撓みやすさ）が互いに一致していると共に、駆動電極１４のうちの各駆動電極部分１４Ａの長さＬ２が互いに異なっており、すなわち各駆動電極部分１４Ａと各電極部分１１Ｐとの間の対向面積が互いに異なっているため、各コンデンサＣ間において電極部分１１Ｐの変位に要する電圧（いわゆるPull-In 電圧）が異なっている。具体的には、一連の駆動電極部分１４Ａの長さＬ２が駆動電極１４の二股分岐方向へ向かって段階的に短くなっているため、同方向へ向かってPull-In 電圧が段階的に大きくなっている。すなわち、一連のコンデンサＣでは、最下端（最も配線電極１８に近い端）に位置するコンデンサＣにおいてPull-In 電圧が最も小さくなっており、最上端（最も配線電極１７に近い端）に位置するコンデンサＣにおいてPull-In 電圧が最も大きくなっている。これにより、電源１９から駆動電極１４に印加される電圧が各駆動電極部分１４Ａごとに次第に増加すると、その電圧の増加に応じて、Pull-In 電圧が小さいコンデンサＣから順にスイッチングすることにより容量が増加するため、微小コンデンサ全体の容量が段階的に増加する。詳細には、各コンデンサＣにおいて増加する容量が一定であるとすると、微小コンデンサ全体の容量は電圧の増加に応じて比例的に増加する。
【００４９】
次に、図１〜図１１を参照して、図１〜図５に示した微小コンデンサの製造方法について説明する。図６〜図１１は微小コンデンサの製造工程を説明するためのものであり、いずれも図３に対応する断面構成を示している。以下では、コンデンサ構造体１０の製造工程に関して、図６〜図１１を参照して図３に示した断面構成の製造工程について言及する。なお、微小コンデンサを構成する各構成要素の構造的特徴に関しては既に詳しく説明したので、以下ではそれらの説明を随時省略する。
【００５０】
微小コンデンサを製造する際には、まず、図６に示したように、シリコン製の基板１上に、例えば、減圧ＣＶＤ（Chemical Vapor Depositon）法を使用して酸化ケイ素などの絶縁性材料を成膜することにより絶縁層２を形成したのち、同様に減圧ＣＶＤ法を使用して窒化珪素などの絶縁性材料を成膜することにより絶縁層３を形成し、これらの絶縁層２，３を積層させる。
【００５１】
続いて、例えば、減圧ＣＶＤ法を使用して絶縁層３を覆うように、リンが含有されたポリシリコンなどの半導体材料および窒化ケイ素などの絶縁性材料をこの順に成膜することにより半導体材料膜および絶縁性材料膜を形成して積層させたのち、フォトリソグラフィ処理およびドライエッチング処理を使用して半導体材料膜および絶縁性材料膜をパターニングすることにより、図６に示したように、Ｙ軸方向に延在するようにコンデンサ部分１２を形成すると共に、そのコンデンサ部分１２上に誘電体膜１３を形成する。この場合には、例えば、図１および図２に示したように、コンデンサ部分１２が矩形型の平面構造を有するようにする。なお、以下では、上記したフォトリソグラフィ処理およびドライエッチング処理を使用したパターニング処理を、単に「パターニング」と呼称する。
【００５２】
特に、コンデンサ部分１２を形成する際には、例えば、そのコンデンサ部分１２の形成工程と同一工程において半導体材料膜をパターニングすることにより、図６に示したように、コンデンサ部分１２と共に駆動電極１４を併せて形成する。この場合には、例えば、図１および図２に示したように、駆動電極１４が全体として二股に分岐した櫛型の平面構造を有するようにする。具体的には、例えば、後工程において形成されるコンデンサ部分１１のうちの各電極部分１１Ｐに対応してＸ軸方向に延在し、その電極部分１１Ｐのうちの各電極パターン１１ＰＡに対応して分離配置された複数（ここでは例えば５つ）の駆動電極部分１４Ａと、この複数の駆動電極部分１４Ａに連結され、コンデンサ部分１２と共にＹ軸方向に延在する駆動電極本体１４Ｂとを含み、各駆動電極部分１４Ａの長さＬ２が互いに異なると共に、二股に分岐された駆動電極本体１４Ｂが一端部において連結されるようにする。ここでは、例えば、各駆動電極部分１４Ａの長さＬ２が、駆動電極１４の二股分岐方向へ向かって段階的に短くなるようにする。なお、駆動電極１４を形成する際には、例えば、半導体材料膜と共に絶縁性材料膜を併せてパターニングすることにより、図６に示したように、コンデンサ部分１２上と共に駆動電極１４上に併せて誘電体膜１３を形成する。
【００５３】
続いて、例えば、減圧ＣＶＤ法を使用して、コンデンサ部分１２、誘電体膜１３および駆動電極１４と共にその周辺の絶縁層３を覆うように酸化ケイ素などの絶縁性材料を成膜することにより絶縁性材料膜を形成したのち、その絶縁性材料膜をパターニングすることにより、図７に示したように、犠牲膜２０を形成する。この場合には、例えば、図３に示したように、後工程において空間Ｓが形成されることとなる領域を覆うと共に、コンデンサ部分１１のうちの電極部分１１Ｐの変位箇所の長さＬ１を所定の長さに設定可能となるように、絶縁性材料膜をパターニングする。
【００５４】
続いて、図８〜図１１に示したように、所定の空間Ｓを構成しながらＸ軸方向に延在する複数の電極部分１１Ｐを有し、その複数の電極部分１１ＰがＹ軸方向に配列されると共に、各電極部分１１Ｐが誘電体膜１３から隙間Ｇを隔てて離間されるように、コンデンサ部分１１を形成する。この場合には、上記したコンデンサ部分１１と共に、支持膜１５を併せて形成する。
【００５５】
コンデンサ部分１１（電極部分１１Ｐ）および支持膜１５の形成手順は、例えば、以下の通りである。
【００５６】
すなわち、まず、例えば、減圧ＣＶＤ法を使用して犠牲膜２０を覆うように、リンが含有されたポリシリコンなどの半導体材料を成膜することにより１段階目の半導体材料膜を形成したのち、その半導体材料膜をパターニングすることにより、図８に示したように、犠牲膜２０上に、Ｘ軸方向に互いに分離配置されるように、電極部分１１のうちの一部を構成する２つ電極パターン１１ＰＡを形成する。この場合には、図１に示したように、後工程において形成される電極パターン１１ＰＢと共に全体として櫛型の平面構造を有するようにし、具体的には２つの電極パターン１１ＰＡがＹ軸方向において複数列（ここでは例えば５列）に渡って配列されると共に、そのＹ軸方向に配列された一連の電極パターン１１ＰＡが一端部において連結されるようにする。
【００５７】
続いて、例えば、減圧ＣＶＤ法を使用して犠牲膜２０および電極パターン１１ＰＡを覆うように窒化ケイ素などの絶縁性材料を成膜することにより絶縁性材料膜を形成したのち、その絶縁性材料膜をパターニングすることにより、図９に示したように、後工程において電極パターン１１ＰＢが形成される領域を除いて、電極パターン１１ＰＡおよびその周辺領域上に支持膜１５を形成する。これにより、上記した後工程において電極パターン１１ＰＢが形成される領域において、犠牲膜２０が部分的に露出する。
【００５８】
続いて、減圧ＣＶＤ法を使用して犠牲膜２０および支持膜１５を覆うように、リンが含有されたポリシリコンなどの半導体材料を成膜することにより２段階目の半導体材料膜を形成したのち、その半導体材料膜をパターニングすることにより、図１０に示したように、犠牲膜２０上の２つの電極パターン１１ＰＡの間に、各電極パターン１１ＰＡから離間されると共に、誘電体膜１３から犠牲膜２０を介して離間されることによりコンデンサ部分１２と対向配置されるように、電極部分１１のうちの他の一部を構成する１つの電極パターン１１ＰＢを形成する。この場合には、図１に示したように、電極パターン１１ＰＡの配列位置に対応して電極パターン１１ＰＢがＹ軸方向に配列されるようにする。
【００５９】
続いて、例えば希フッ化水素（ＤＨＦ；Diluted Hydrogen Fluorede ）溶液などの溶解液を使用して犠牲膜２０を溶解させることにより、その犠牲膜２０を選択的に除去する。これにより、図１１に示したように、犠牲膜２０が設けられていた箇所に、電極パターン１１ＰＡ，１１ＰＢにより空間Ｓが構成される結果、それらの電極パターン１１ＰＡ，１１ＰＢを含むように複数の電極部分１１が形成されるため、その複数の電極部分１１を含むようにコンデンサ部分１１が形成される。この状態において、コンデンサ部分１２が空間Ｓを経由して延在すると共に、駆動電極１４がコンデンサ部分１２と共に空間Ｓに配置される。特に、コンデンサ部分１１（電極部分１１Ｐのうちの電極パターン１１ＰＢ）が誘電体膜１３から隙間Ｇを隔てて離間されることによりコンデンサ部分１２と対向配置されると共に、同様にコンデンサ部分１１（電極部分１１のうちの電極パターン１１ＰＡ）が誘電体膜１３から隙間Ｇを隔てて離間されることにより駆動電極１４と対向配置される。これにより、コンデンサ部分１１（電極部分１１Ｐ）および支持膜１５の形成手順が完了する。
【００６０】
続いて、例えば、スパッタリングを使用してアルミニウム銅合金やアルミニウムケイ素合金などの導電性材料を成膜することにより導電性材料膜を形成したのち、その導電性材料膜をパターニングすることにより、図３に示したように、コンデンサ部分１１の一端部に接続されるように配線電極１６を形成する。この場合には、例えば、配線電極１６の形成工程と同一工程において導電性材料膜をパターニングすることにより、図１に示したように、コンデンサ部分１２の一端部に接続されるように配線電極１７を併せて形成すると共に、駆動電極１４の一端部に接続されるように配線電極１８を併せて形成する。
【００６１】
最後に、図１〜図５に示したように、駆動電極１４に単一の電源１９を接続し、その電源１９を使用して駆動電極１４に印可する電圧を各駆動電極部分１４Ａごとに次第に増加させることにより全体の容量を増加可能とすることにより、複数のコンデンサＣを構成するコンデンサ部分１１，１２および誘電体膜１３と共に、駆動電極１４、支持膜１５、配線電極１６〜１８および電源１９を併せて備えるようにコンデンサ構造体１０が形成される。したがって、基体１上に絶縁層２，３およびコンデンサ構造体１０がこの順に積層された構成を有するように微小コンデンサが完成する。
【００６２】
本実施の形態に係る微小コンデンサでは、複数のコンデンサＣを構成するコンデンサ部分１１，１２および誘電体膜１３と、駆動電極１４と、単一の電源１９とを備えるようしたので、例えば、コンデンサ部分１１のうちの各電極部分１１Ｐの変位箇所の長さＬ１が互いに一致していると共に駆動電極１４のうちの各駆動電極部分１４Ａの長さＬ２が互いに異なっている状態で、単一の電源１９から駆動電極１４に印加される電圧が各駆動電極部分１４Ａごとに次第に変化すれば、上記したように、各コンデンサＣ間のPull-In 電圧の差異に基づいて微小コンデンサが順次スイッチングし、すなわちコンデンサ部分１１のうちの一連の電極部分１１Ｐが初期位置（誘電体膜１３から隙間Ｇを隔てて離間された位置）と変位位置（誘電体膜１３に隣接する位置）との間で部分的に順次変位することにより、容量が変化する。この場合には、微小コンデンサのスイッチング数、すなわち電極部分１１Ｐの変位数に応じて容量が段階的に変化するため、微細なサイズであるにもかかわらずに容量が確保されると共に、微小コンデンサのスイッチング状態、すなわち初期位置から変位位置に変位した際に誘電体膜１３に隣接することにより電極部分１１Ｐの位置が安定に維持された状態に基づいて容量が決定されるため、静電力に基づく動作原理を利用しているにもかかわらずに容量が安定化する。しかも、この場合には、単一の電源１９を使用して容量を変化させることが可能であり、その容量を変化させるために複数の電源を必要としないため、微小コンデンサの構成が簡素化される。したがって、本実施の形態では、簡単な構成で容量を変化させると共にその容量の確保および安定化を実現することができる。
【００６３】
また、本実施の形態に係る微小コンデンサの製造方法では、複数のコンデンサＣを構成するコンデンサ部分１１，１２および誘電体膜１３と、駆動電極１４と、単一の電源１９とを備え、上記したスイッチング機構（コンデンサ部分１１のうちの電極部分１１Ｐの部分的変位機構）を利用して容量を変化させることが可能な微小コンデンサを製造するために、減圧ＣＶＤ法に代表される成膜技術、フォトリソグラフィ処理に代表されるパターニング技術、ドライエッチング処理に代表されるエッチング技術、ならびに犠牲膜２０の溶解処理を利用した部分的除去技術を含む既存の薄膜プロセスのみを使用し、新規かつ煩雑な製造プロセスを使用しない。したがって、本実施の形態では、既存の薄膜プロセスのみを使用して、簡単な構成で容量が変化すると共にその容量の確保および安定化が実現された微小コンデンサを容易に製造することができる。
【００６４】
さらに、本実施の形態では、上記した微小コンデンサを搭載するように電子機器を構成し、例えば周波数の調整機構を有するテレビやラジオなどの電子機器を構成すれば、その微小コンデンサを搭載していることに基づき、容量を変化させることが可能である。しかも、この場合には、容量が確保されると共に安定化し、さらに構成が簡素化される。したがって、本実施の形態では、微小コンデンサを搭載する電子機器に関して、簡単な構成でて容量を変化させると共にその容量の確保および安定化を実現することができる。
【００６５】
なお、本実施の形態では、構成説明および図示内容を簡略化するために、図１および図２に示したように、Ｙ軸方向における電極部分１１Ｐの配列数が５列となるようにコンデンサ部分１１を構成すると共に、そのコンデンサ部分１１の構成に対応してＹ軸方向における駆動電極部分１４Ａの配列数が５列となるように駆動電極１４を構成したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、電極部分１１Ｐの配列数および駆動電極部分１４Ａの配列数は、容量を確保するために数百〜数千の範囲内に設定されるのが一般的である。もちろん、電極部分１１Ｐの配列数および駆動電極部分１４Ａの配列数は必ずしも数百〜数千の範囲内に限定されず、微小コンデンサの最大容量や寸法などの条件に応じて自由に設定可能である。特に、電極部分１１Ｐの配列数および駆動電極部分１４Ａの配列数を十分に確保した上、隣り合うコンデンサＣ間の容量差を十分に小さく設定すれば、微小コンデンサの容量をほぼ連続的（アナログ的）に変化させることができる。
【００６６】
また、本実施の形態では、図１〜図３に示したように、微小コンデンサのスイッチング機構を利用して容量を変化させるために、コンデンサ部分１１のうちの各電極部分１１Ｐの変位箇所の長さＬ１が互いに一致すると共に駆動電極１４のうちの各駆動電極部分１４Ａの長さＬ２が互いに異なようにすることにより、各コンデンサＣ間のPull-In 電圧の差異に基づいてコンデンサ部分１１のうちの各電極部分１１Ｐを順次変位させるようにしたが、必ずしもこれに限られるものではなく、上記したように微小コンデンサのスイッチング機構を利用して容量を変化させることが可能な限り、その微小コンデンサの構成は自由に変更可能である。一例を挙げれば、図１〜図３にそれぞれ対応する図１２〜図１４に示したように、コンデンサ部分１１のうちの各電極部分１１Ｐの変位箇所の長さＬ１が互いに異なり、具体的には長さＬ１が駆動電極１４の二股分岐方向（図１２および図１３中の上方向）へ向かって段階的に短くなると共に、駆動電極１４のうちの各駆動電極部分１４Ａの長さＬ２が一致するようにすることにより、各コンデンサＣ間の剛性の差異、すなわちコンデンサ部分１１のうちの各電極部分１１Ｐ間における長さＬ１の差異に基づく撓みやすさの差異（各電極部分１１Ｐ間における変位しやすさの差異）に基づいて一連の電極部分１１Ｐを順次変位させるようにしてもよい。この場合においても、単一の電源１９から駆動電極１４に印加される電圧を各駆動電極部分１４Ａごとに次第に増加させることにより微小コンデンサが段階的にスイッチング可能であり、すなわち容量が段階的に変化可能であるため、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。なお、図１２〜図１４に示した微小コンデンサに関する上記以外の構成は、それぞれ図１〜図３に示した場合と同様である。
【００６７】
［第２の実施の形態］
次に、図１５〜図２０を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る微小コンデンサの構成について説明する。図１５〜図２０は微小コンデンサの構成を表しており、図１５および図１６は平面構成（ＸＹ面に沿った平面構成）を示し、図１７および図１９は図１５に示したＡ−Ａ線に沿った断面構成（ＸＺ面に沿った断面構成）を示し、図１８は図１５に示したＢ−Ｂ線に沿った断面構成（ＸＺ面に沿った断面構成）を示し、図２０は回路構成の概略を示している。なお、図１６は、図１５から一構成要素（後述するコンデンサ部分１１１）を部分的に除去した状態を示している。また、図１７はスイッチング前の状態を示し、図１９はスイッチング時の状態を示している。図１５〜図２０では、上記第１の実施の形態において説明した構成要素と同一の構成要素に同一の符号を付している。
【００６８】
本実施の形態に係る微小コンデンサは、例えば、上記第１の実施の形態において説明した微小コンデンサと同様に、周波数の調整用途などに使用される微小構造物（マイクロマシン）としてラジオやテレビなどの電子機器に適用されるものであり、図１５〜図１９に示したように、基板１上に、絶縁層２，３と、コンデンサ構造体１１０とがこの順に積層された構成を有している。
【００６９】
コンデンサ構造体１１０は、上記第１の実施の形態において説明したコンデンサ構造体１０に対応するものであり、図１５〜図２０に示したように、複数のコンデンサＣを構成するコンデンサ部分１１１（第１のコンデンサ部分），１１２（第２のコンデンサ部分）および誘電体膜１１３と、駆動電極１１４と、単一の電源１１９と共に、補助電極１３１を備えている。なお、コンデンサ構造体１１０は、例えば、上記した一連の構成要素（コンデンサ部分１１１，１１２，誘電体膜１１３，駆動電極１１４，電源１１９，補助電極１３１）と共に、支持膜１１５、配線電極１１６，１１７，１１８，１３４，１３５および作動電極１３２，１３３を併せて備えている。
【００７０】
具体的には、コンデンサ構造体１１０は、図１５〜図２０に示したように、所定の空間Ｓを構成しながらＸ軸方向に延在する複数（ここでは例えば４つ）の電極部分１１１Ｐを有し、その複数の電極部分１１１ＰがＸ軸方向と交差するＹ軸方向に並列に配列されたコンデンサ部分１１１と、そのコンデンサ部分１１１のうちの電極部分１１１Ｐにより構成された空間Ｓを経由しながらＹ軸方向に延在し、各電極部分１１１Ｐと部分的に対向するコンデンサ部分１１２と、コンデンサ部分１１１のうちの各電極部分１１１Ｐとコンデンサ部分１１２との間に、そのコンデンサ部分１１２に隣接すると共に各電極部分１１１Ｐから隙間Ｇを隔てて離間されるように配設され、上記したコンデンサ部分１１１，１１２と共に複数のコンデンサＣを構成する誘電体膜１１３と、コンデンサ部分１１１のうちの各電極部分１１１Ｐに並列して配列された複数（ここでは例えば４つ）の補助電極部分１３１Ｐを有する補助電極１３１と、コンデンサ部分１１２と共に空間Ｓに配置され、補助電極１３１のうちの各補助電極部分１３１Ｐと部分的に対向する複数（ここでは例えば４つ）の駆動電極部分１１４Ａを有する駆動電極１１４と、その駆動電極１１４に電圧を印加するための電源１１９と、コンデンサ部分１１２と共に空間Ｓに配置され、そのコンデンサ部分１１２と同様にＹ軸方向に延在すると共に補助電極１３１のうちの各補助電極部分１３１Ｐと電気的に接続された作動電極１３２，１３３とを備えている。コンデンサ部分１１１は、支持膜１１５により空間Ｓを構成可能に支持されている。配線電極１１６，１１７，１１８，１３４，１３５は、コンデンサ部分１１１，１１２、駆動電極１１４および作動電極１３２，１３３のそれぞれの一端部にそれぞれ設けられている。なお、図１５および図１６では、コンデンサ部分１１１，１１２、駆動電極１１４、補助電極１３１および作動電極１３４，１３５の配置関係を見やすくするために、コンデンサ部分１１１および補助電極１３１に濃い網掛を施し、コンデンサ部分１１２、駆動電極１１４および作動電極１３２，１３３に淡い網掛を施している。
【００７１】
特に、コンデンサ構造体１１０は、コンデンサＣにおいてコンデンサ部分１１１のうちの電極部分１１１Ｐが静電力に基づいて部分的に変位し、具体的には誘電体膜１１３から隙間Ｇを隔てて離間された位置（初期位置（第１の位置）；図１７参照）と誘電体膜１１３に隣接する位置（変位位置（第２の位置）；図１９参照）との間で部分的に変位可能なスイッチング機構を有しており、そのコンデンサＣでは、電極部分１１１Ｐが初期位置から変位位置に部分的に変位することにより容量が変化可能になっている。すなわち、コンデンサ構造体１１０のうちのコンデンサＣ全体として、スイッチング機構のスイッチング数（電極部分１１１Ｐの変位数）に応じて容量が段階的に増加または減少可能になっている。
【００７２】
コンデンサ部分１１１のうちの電極部分１１１Ｐは、例えば、空間Ｓを構成しながらＸ軸方向において一端側から他端側へ連続的に延在する連続構造を有しており、上記第１の実施の形態において説明したコンデンサ部分１１と同様の材質を有している。この電極部分１１１Ｐは、例えば、図１５に示したように、略矩形型の平面構造を有していると共に、図１７および図１９に示したように、空間Ｓを構成するように作動電極１３２，１３３に沿って部分的に持ち上がった梁型の断面構造を有している。上記した電極部分１１１Ｐに関する構造的特徴は、例えば、Ｙ軸方向に並列に配列された各電極部分１１１Ｐ間において同様である。なお、コンデンサ部分１１１は、例えば、図１５に示したように、全体として櫛型の平面構造を有しており、すなわちＹ軸方向において並列に配列された一連の電極部分１１１Ｐが一端部において連結された状態で配線電極１１６に接続されている。
【００７３】
このコンデンサ部分１１１は、上記したように、コンデンサ構造体１１０のスイッチング機構を利用して部分的に変位可能に構成されている。すなわち、コンデンサ部分１１１では、図１７および図１９に示したように、電極部分１１１Ｐが初期位置（図１７参照）と変位位置（図１９参照）との間で変位可能になっている。なお、電極部分１１１Ｐが初期位置と変位位置との間で変位する場合には、例えば、図１９に示したように、その電極部分１１１Ｐと共に支持膜１１５の一部も併せて変位するようになっている。
【００７４】
コンデンサ部分１１２は、図１５および図１６に示したように、上記第１の実施の形態において説明したコンデンサ部分１２と同様の構造および材質を有しており、一端部において配線電極１１７に接続されている。
【００７５】
誘電体膜１１３は、例えば、上記第１の実施の形態において説明した誘電体膜１３と同様の材質を有している。なお、誘電体膜１１３は、例えば、上記したように、コンデンサ部分１１２に隣接すると共にコンデンサ部分１１１（電極部分１１１Ｐ）から隙間Ｇを隔てて離間されるように配設されているだけでなく、図１７〜図１９に示したように、駆動電極１１４および作動電極１３２，１３３に隣接すると共にコンデンサ部分１１１（電極部分１１１Ｐ）から同様に隙間Ｇを隔てて離間されるように配設されている。なお、図１５および図１６では、誘電体膜１１３の図示を省略している。
【００７６】
駆動電極１１４は、図１５および図１６に示したように、上記した複数の駆動電極部分１１４Ａと共に、その複数の駆動電極部分１１４Ａに連結された駆動電極本体１１４Ｂを併せて含んで構成されている。駆動電極１１４のうちの各駆動電極部分１１４Ａは、補助電極１３１のうちの各補助電極部分１３１Ｐに対応して分離配置されており、すなわち補助電極部分１３１Ｐと同様にＹ軸方向に並列に配列されている。駆動電極本体１１４Ｂは、例えば、図１５〜図１９に示したように、コンデンサ部分１１２と共に空間Ｓを経由しながらＹ軸方向に延在している。駆動電極部分１１４Ａは、例えば、矩形型の平面構造を有しており、駆動電極本体１１４Ｂは、例えば、略矩形型の平面構造を有している。この駆動電極１１４を構成する駆動電極部分１１４Ａおよび駆動電極本体１１４Ｂは、例えば、いずれもコンデンサ部分１１１と同様の材質を有している。上記した駆動電極部分１１４Ａに関する構造的特徴は、Ｙ軸方向に並列に配列された各駆動電極部分１１４Ａ間において同様である。なお、駆動電極１１４は、例えば、図１５および図１６に示したように、全体として二股に分岐した櫛型の平面構造を有しており、すなわち二股に分岐された駆動電極本体１１４Ｂが一端部において連結された状態で配線電極１１８に接続されている。図１６では、駆動電極１１４の平面構造を見やすくするために、コンデンサ部分１１１の図示を省略している。
【００７７】
支持膜１１５は、例えば、図１７〜図１９に示したように、コンデンサ部分１１１（電極部分１１１Ｐ）および補助電極１３１（補助電極部分１３１Ｐ）を支持している。この支持膜１１５は、例えば、上記第１の実施の形態において説明した支持膜１５と同様の材質を有している。なお、図１５および図１６では、支持膜１１５の図示を省略している。
【００７８】
配線電極１１６〜１１８，１３４，１３５は、例えば、上記第１の実施の形態において説明した配線電極１６〜１８と同様の材質を有している。
【００７９】
補助電極１３１のうち補助電極部分１３１Ｐは、例えば、コンデンサ部分１１１のうちの各電極部分１１１Ｐごとに、その電極部分１１１Ｐを挟むように２つずつ設けられている。特に、各補助電極部分１３１Ｐは、例えば、電極部分１１１Ｐのうちの一端部分および他端部分に対応して分離配置されており、コンデンサ部分１１１（電極部分１１１Ｐ）と同様の材質を有している。この補助電極部分１３１Ｐは、例えば、図１５に示したように、矩形型の平面構造を有していると共に、図１８に示したように、一端側において作動電極１３２，１３３に接続され、かつ他端側において誘電体膜１１３から隙間Ｇを隔てて離間されたＬ字型の断面構造を有している。上記した補助電極部分１３１Ｐに関する構造的特徴は、例えば、Ｙ軸方向に並列に配列された各補助電極部分１３１Ｐ間において同様である。
【００８０】
電源１１９は、コンデンサ構造体１１０をスイッチングさせるために、駆動電極１１４に電圧を印加するための交流電源である。この電源１１９は、例えば、駆動電極１１４に印加する電圧を各駆動電極部分１１４Ａごとに次第に変化させるものであり、その電圧変化に応じてコンデンサ部分１１１のうちの各電極部分１１１Ｐを初期位置（図１７参照）と変位位置（図１９参照）との間で順次変位させるようになっている。この電源１１９は、図２０に示したように、コンデンサ構造体１１０においてただ１つだけ設けられており、すなわち微小コンデンサでは、単一の電源１１９を使用して容量を変化させることが可能になっている。
【００８１】
特に、コンデンサ構造体１１０では、一連のコンデンサＣを利用して容量を変化可能とするために、例えば、図１５〜図１９に示したように、コンデンサ部分１１１のうちの各電極部分１１１Ｐの変位箇所の長さＬ１が互いに一致し、かつ補助電極１３１のうちの各補助電極部分１３１Ｐの長さＬ３が互いに一致していると共に、駆動電極１１４のうちの各駆動電極部分１１４Ａの長さＬ２が互いに異なっている。ここでは、例えば、図１５および図１６に示したように、駆動電極１１４（駆動電極本体１４Ｂ）の分岐方向、すなわち図中の下側（配線電極１１８の配設位置側）から上側（配線電極１１７の配設位置側）へ向かって、一連の駆動電極部分１１４Ａの長さＬ２が段階的に長くなっている。
【００８２】
この微小コンデンサでは、図１５〜図２０に示したように、配線電極１３４，１３５から作動電極１３２，１３３を通じて補助電極１３１（各補助電極部分１３１Ｐ）に電圧が印加されると共に、配線電極１１７からコンデンサ部分１１２に電圧が印加された状態において、単一の電源１１９から配線電極１１８を通じて駆動電極１１４に電圧が印加されると、その電圧印加に応じてコンデンサ構造体１１０がスイッチングすることにより、容量が変化する。
【００８３】
具体的には、図１７に示したように、コンデンサ部分１１１（各電極部分１１１Ｐ）が初期位置に位置している状態において、電源１１９から駆動電極１１４に電圧が印可されると、図１９に示したように、コンデンサ部分１１１（各電極部分１１１Ｐ）が静電力に基づいて変位位置に変位するため、各コンデンサＣにおいて容量が変化する。
【００８４】
特に、微小コンデンサでは、上記したように、コンデンサ部分１１１のうちの各電極部分１１１Ｐの変位箇所の長さＬ１が互いに一致しており、すなわち各電極部分１１１Ｐの変位箇所の剛性（静電力に基づく撓みやすさ）が互いに一致しており、かつ補助電極１３１のうちの各補助電極部分１３１Ｐの長さＬ３が互いに一致していると共に、駆動電極１１４のうちの各駆動電極部分１１４Ａの長さＬ２が互いに異なっており、すなわち各駆動電極部分１１４Ａと各補助電極部分１３１Ｐとの間の対向面積が互いに異なっているため、各コンデンサＣ間において電極部分１１１Ｐの変位に要する電圧（いわゆるPull-In 電圧）が異なっている。具体的には、一連の駆動電極部分１１４Ａの長さＬ２が駆動電極１１４の二股分岐方向へ向かって段階的に長くなっているため、同方向へ向かってPull-In 電圧が段階的に小さくなっている。すなわち、一連のコンデンサＣでは、最下端（最も配線電極１１８に近い端）に位置するコンデンサＣにおいてPull-In 電圧が最も大きくなっており、最上端（最も配線電極１１７に近い端）に位置するコンデンサＣにおいてPull-In 電圧が最も小さくなっている。これにより、電源１１９から駆動電極１１４に印加される電圧が各駆動電極部分１１４Ａごとに次第に増加すると、その電圧の増加に応じて、Pull-In 電圧が小さいコンデンサＣから順にスイッチングすることにより容量が増加するため、微小コンデンサ全体の容量が段階的に増加する。
【００８５】
次に、図１５〜図３０を参照して、図１５〜図２０に示した微小コンデンサの製造方法について説明する。図２１〜図３０は微小コンデンサの製造工程を説明するためのものであり、いずれも図１７および図１８に対応する断面構成を示している。以下では、コンデンサ構造体１１０の製造工程に関して、図２１，図２３，図２５，図２７，図２９を参照しながら図１７に示した断面構成の製造工程について言及すると共に、図２２，図２４，図２６，図２８，図３０を参照しながら図１８に示した断面構成の製造工程について言及する。なお、微小コンデンサを構成する各構成要素の構造的特徴に関しては既に詳しく説明したので、以下ではそれらの説明を随時省略する。
【００８６】
微小コンデンサを製造する際には、まず、図２１および図２２に示したように、上記第１の実施の形態において図６を参照して説明した手順を経ることにより、基板１上に絶縁層２，３を積層させる。
【００８７】
続いて、例えば、減圧ＣＶＤ法を使用して絶縁層３を覆うように、リンが含有されたポリシリコンなどの半導体材料を成膜することにより半導体材料膜を形成したのち、その半導体材料膜をパターニングすることにより、図２１および図２２に示したように、Ｙ軸方向に延在するようにコンデンサ部分１１２を形成する。この場合には、例えば、図１５および図１６に示したように、コンデンサ部分１１２が矩形型の平面構造を有するようにする。
【００８８】
特に、コンデンサ部分１１２を形成する際には、例えば、そのコンデンサ部分１１２の形成工程と同一工程において半導体材料膜をパターニングすることにより、図２１および図２２に示したように、コンデンサ部分１１２と共に駆動電極１１４および作動電極１３２，１３３を併せて形成する。この場合には、例えば、図１５および図１６に示したように、駆動電極１１４が全体として二股に分岐した櫛型の平面構造を有すると共に、作動電極１３２，１３３がいずれも矩形型の平面構造を有するようにする。具体的には、例えば、後工程において形成される補助電極１３１のうちの各補助電極部分１３１Ｐに対応してＸ軸方向に延在し、その各補助電極部分１３１Ｐに対応して分離配置された複数（ここでは例えば４つ）の駆動電極部分１１４Ａと、そ複数の駆動電極部分１１４Ａに連結され、コンデンサ部分１１２と共にＹ軸方向に延在する駆動電極本体１１４Ｂとを含み、各駆動電極部分１１４Ａの長さＬ２が互いに異なると共に、二股に分岐された駆動電極本体１１４Ｂが一端部において連結されるようにする。ここでは、例えば、各駆動電極部分１１４Ａの長さＬ２が、駆動電極１１４の二股分岐方向へ向かって段階的に長くなるようにする。
【００８９】
続いて、例えば、減圧ＣＶＤ法を使用して窒化ケイ素などの絶縁性材料を成膜することにより、図２１および図２２に示したように、コンデンサ部分１１２上に誘電体膜１１３を形成する。この場合には、コンデンサ部分１１２上と共に駆動電極１４上および補助電極１３２，１３３上に併せて誘電体膜１１３を形成し、特に、補助電極１３２，１３３上に関しては、図２１に示したように、後工程において補助電極１３１が形成されない領域のみに誘電体膜１１３を形成すると共に、図２２に示したように、後工程において補助電極１３１が形成される領域には誘電体膜１１３を形成しないようにする。
【００９０】
続いて、例えば、減圧ＣＶＤ法を使用して、コンデンサ部分１１２、誘電体膜１１３、駆動電極１１４および補助電極１３１と共にその周辺の絶縁層３を覆うように酸化ケイ素などの絶縁性材料を成膜することにより絶縁性材料膜を形成したのち、その絶縁性材料膜をパターニングすることにより、図２３および図２４に示したように、犠牲膜１２０を形成する。この場合には、例えば、後工程において空間Ｓが形成されることとなる領域を覆うと共に、コンデンサ部分１１１のうちの電極部分１１１Ｐの変位箇所の長さＬ１および補助電極１３１のうちの補助電極部分１３１Ｐの長さＬ３をそれぞれ所定の長さに設定可能となるように、絶縁性材料膜をパターニングする。
【００９１】
続いて、例えば、減圧ＣＶＤ法を使用して、犠牲膜１２０、作動電極１３２，１３３およびその周辺の絶縁層３を覆うように、リンが含有されたポリシリコンなどの半導体材料を成膜することにより半導体材料膜を形成したのち、その半導体材料膜をパターニングすることにより、図２４に示したように、Ｘ軸方向に延在するように補助電極１３１を形成する。この場合には、例えば、図１５および図１６に示したように、補助電極部分１３１ＰがＹ軸方向において複数列（ここでは例えば４列）に渡って配列されると共に、その補助電極部分１３１Ｐが矩形型の平面構造を有するようにする。また、特に、後工程において形成されるコンデンサ部分１１１のうちの各電極部分１１１Ｐごとにその電極部分１１１Ｐを挟むように補助電極部分１３１Ｐを２つずつ設けると共に、その電極部分１１１Ｐのうちの一端部分および他端部分に対応して分離配置されるようにする。
【００９２】
続いて、例えば、減圧ＣＶＤ法を使用して、犠牲膜１２０、補助電極１３１およびその周辺の絶縁層３を覆うように窒化ケイ素などの絶縁性材料を成膜することにより、図２３および図２６に示したように、支持膜１１５を形成する。
【００９３】
続いて、例えば、ドライエッチング処理を使用して、支持膜１１５のうちのコンデンサ部分１１２に対応する箇所、具体的には後工程においてコンデンサＣが構成される領域に対応する箇所を部分的にエッチングして削除することにより、図２５に示したように、支持膜１１５に開口１１５Ｋを設ける。この場合には、犠牲膜１２０が露出するまで支持膜１１５をエッチングすると共に、Ｙ軸方向において複数箇所（ここでは例えば４箇所）に渡って開口１１５Ｋを設けるようにする。
【００９４】
続いて、例えば、減圧ＣＶＤ法を使用して、支持膜１１５および犠牲膜１２０を覆い、特に、支持膜１１５に設けられた開口１１５Ｋを埋め込むように、リンが含有されたポリシリコンなどの半導体材料を成膜することにより半導体材料膜を形成したのち、その半導体材料膜をパターニングすることにより、図２７および図２８に示したように、一端側から他端側へ連続的に延在する連続構造を有するように電極部分１１１Ｐを形成する。この場合には、図１５に示したように、全体として櫛型の平面構造を有するようにし、具体的には電極部分１１１ＰがＹ軸方向に複数列（ここでは例えば４列）に渡って配列されると共に、そのＹ軸方向に配列された一連の電極部分１１１Ｐが一端部において連結されるようにする。
【００９５】
続いて、例えば希フッ化水素（ＤＨＦ；Diluted Hydrogen Fluorede ）溶液などの溶解液を使用して犠牲膜１２０を溶解させることにより、その犠牲膜１２０を選択的に除去する。これにより、図２９および図３０に示したように、犠牲膜１２０が設けられていた箇所に、電極部分１１１Ｐにより空間Ｓが構成されるため、その電極部分１１１Ｐを含むようにコンデンサ部分１１１が形成される。この状態において、コンデンサ部分１１２が空間Ｓを経由して延在すると共に、駆動電極１１４がコンデンサ部分１１２と共に空間Ｓに配置される。特に、コンデンサ部分１１１（電極部分１１１Ｐ）が誘電体膜１１３から隙間Ｇを隔てて離間されることによりコンデンサ部分１１２と対向配置されると共に、同様に補助電極１３１（補助電極部分１３１Ｐ）が誘電体膜１３から隙間Ｇを隔てて離間されることにより駆動電極１１４と対向配置される。
【００９６】
続いて、例えば、スパッタリングを使用してアルミニウム銅合金やアルミニウムケイ素合金などの導電性材料を成膜することにより導電性材料膜を形成したのち、その導電性材料膜をパターニングすることにより、図１７に示したように、コンデンサ部分１１１の一端部に接続されるように配線電極１１６を形成する。この場合には、例えば、配線電極１１６の形成工程と同一工程において導電性材料膜をパターニングすることにより、図１５に示したように、コンデンサ部分１１２の一端部に接続されるように配線電極１１７を併せて形成し、駆動電極１１４の一端部に接続されるように配線電極１１８を併せて形成し、作動電極１３２，１３３のそれぞれの一端部に接続されるように配線電極１３４，１３５を併せて形成する。
【００９７】
最後に、図１５〜図２０に示したように、駆動電極１１４に単一の電源１１９を接続し、その電源１１９を使用して駆動電極１１４に印可する電圧を各駆動電極部分１１４Ａごとに次第に増加させることにより全体の容量を増加可能とすることにより、複数のコンデンサＣを構成するコンデンサ部分１１１，１１２および誘電体膜１１３と共に、駆動電極１１４、支持膜１１５、配線電極１１６〜１１８，１３４，１３５、電源１１９、補助電極１３１および作動電極１３２，１３３を併せて備えるようにコンデンサ構造体１１０が形成される。したがって、基体１上に絶縁層２，３およびコンデンサ構造体１１０がこの順に積層された構成を有するように微小コンデンサが完成する。
【００９８】
本実施の形態に係る微小コンデンサでは、複数のコンデンサＣを構成するコンデンサ部分１１１，１１２および誘電体膜１１３と、駆動電極１１４と、単一の電源１１９と共に、補助電極１３１を併せて備えるようしたので、例えば、コンデンサ部分１１１のうちの各電極部分１１１Ｐの変位箇所の長さＬ１が互いに一致し、かつ補助電極１３１のうちの各補助電極部分１３１Ｐの長さＬ３が互いに一致していると共に、駆動電極１１４のうちの各駆動電極部分１１４Ａの長さＬ２が互いに異なっている状態で、単一の電源１１９から駆動電極１１４に印加される電圧が各駆動電極部分１１４Ａごとに次第に変化すれば、上記したように、各コンデンサＣ間のPull-In 電圧の差異に基づいて微小コンデンサが順次スイッチングすることにより、容量が変化する。この場合には、上記第１の実施の形態と同様に、微小コンデンサのスイッチング数に応じて容量が段階的に変化するため、微細なサイズであるにもかかわらずに容量が確保されると共に、微小コンデンサのスイッチング状態に基づいて容量が決定されるため、静電力に基づく動作原理を利用しているにもかかわらずに容量が安定化する。しかも、この場合には、やはり上記第１の実施の形態と同様に、単一の電源１１９を使用して容量を変化させることが可能であり、容量を変化させるために複数の電源を必要としないため、微小コンデンサの構成が簡素化される。したがって、本実施の形態においても、簡単な構成で容量を変化させると共にその容量の確保および安定化を実現することができる。
【００９９】
また、本実施の形態に係る微小コンデンサの製造方法では、複数のコンデンサＣを構成するコンデンサ部分１１１，１１２および誘電体膜１１３と、駆動電極１１４と、単一の電源１１９と共に、補助電極１３１を併せて備え、上記したスイッチング機構（コンデンサ部分１１１のうちの電極部分１１１Ｐの部分的変位機構）を利用して容量を変化させることが可能な微小コンデンサを製造するために、上記した第１の実施の形態と同様に、減圧ＣＶＤ法に代表される成膜技術、フォトリソグラフィ処理に代表されるパターニング技術、ドライエッチング処理に代表されるエッチング技術、ならびに犠牲膜１２０の溶解処理を利用した部分的除去技術を含む既存の薄膜プロセスのみを使用し、新規かつ煩雑な製造プロセスを使用しない。したがって、本実施の形態においても、既存の薄膜プロセスのみを使用して、簡単な構成で容量が変化すると共にその容量の確保および安定化が実現された微小コンデンサを容易に製造することができる。
【０１００】
さらに、本実施の形態では、上記した微小コンデンサを搭載するように電子機器を構成し、例えば周波数の調整機構を有するテレビやラジオなどの電子機器を構成すれば、その微小コンデンサを搭載していることに基づき、上記第１の実施の形態と同様に、容量を変化させることが可能である。しかも、この場合には、やはり上記第１の実施の形態と同様に、容量が確保されると共に安定化し、さらに構成が簡素化される。したがって、本実施の形態においても、微小コンデンサを搭載する電子機器に関して、簡単な構成で容量を変化させると共にその容量の確保および安定化を実現することができる。
【０１０１】
なお、本実施の形態では、図２３および図２４に示したように、作動電極１３２，１３３上に誘電体膜１１３を形成する際に、後工程において補助電極１３１が形成されない領域のみに誘電体膜１１３を形成する一方で（図２３参照）、後工程において補助電極１３１が形成される領域に誘電体膜１１３を形成しないことにより（図２４参照）、補助電極１３１を形成した際に、その補助電極１３１が作動電極１３２，１３３と電気的に接続されるようにしたが、必ずしもこれに限られるものではない。具体的には、例えば、作動電極１３２，１３３上に誘電体膜１１３を形成する際に、後工程において補助電極１３１が形成される領域か、あるいは後工程において補助電極１３１が形成されない領域かにかかわらず、コンデンサ部分１１２、駆動電極１１４および作動電極１３２，１３３と共にそれらの周辺の絶縁層３を覆うように誘電体膜１１３を形成するようにしてもよい。この場合には、例えば、誘電体膜１１３を形成したのちに補助電極１３１を形成する前に、その補助電極１３１が形成される領域において、ドライエッチング処理を使用して誘電体膜１１３のうちの作動電極１３２，１３３に対応する箇所を部分的にエッチングして電気的接続用の開口を形成したのちに補助電極１３１を形成することにより、その開口を通じて補助電極１３１を作動電極１３２，１３３と電気的に接続させることが可能である。
【０１０２】
本実施の形態に係る微小コンデンサおよびその製造方法に関する上記以外の特徴および変形例は、上記第１の実施の形態と同様である。
【０１０３】
以上、いくつかの実施の形態を挙げて本発明の微小コンデンサおよびその製造方法を説明したが、本発明は上記各実施の形態に限定されず、本発明の微小コンデンサの構成やその微小コンデンサの製造方法に関する手順などは、上記各実施の形態と同様の効果を得ることが可能な限りにおいて自由に変形可能である。
【０１０４】
また、上記各実施の形態では、本発明の微小コンデンサおよびその製造方法をラジオやテレビなどの電子機器に適用する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、本発明の微小コンデンサおよびその製造方法をラジオやテレビ以外の他の電子機器に適用することも可能である。この場合においても、上記各実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明に係る微小コンデンサおよびその製造方法は、例えば周波数の調整機構を有するラジオやテレビなどの電子機器に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る微小コンデンサの平面構成（ＸＹ面に沿った平面構成）を表す平面図である。
【図２】図１から一構成要素を部分的に除去した状態の微小コンデンサの平面構成（ＸＹ面に沿った平面構成）を表す平面図である。
【図３】図１に示したＡ−Ａ線に沿った微小コンデンサのスイッチング前の状態の断面構成（ＸＺ面に沿った断面構成）を表す断面図である。
【図４】図１に示したＡ−Ａ線に沿った微小コンデンサのスイッチング時の状態の断面構成（ＸＺ面に沿った断面構成）を表す断面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る微小コンデンサの回路構成の概略を表す回路図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る微小コンデンサの製造工程を説明するための断面図である。
【図７】図６に続く工程を説明するための断面図である。
【図８】図７に続く工程を説明するための断面図である。
【図９】図８に続く工程を説明するための断面図である。
【図１０】図９に続く工程を説明するための断面図である。
【図１１】図１０に続く工程を説明するための断面図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態に係る微小コンデンサの構成に関する変形例の平面構成（ＸＹ面に沿った平面構成）を表す平面図である。
【図１３】図１２から一構成要素を部分的に除去した状態の微小コンデンサの平面構成（ＸＹ面に沿った平面構成）を表す平面図である。
【図１４】図１２に示したＡ−Ａ線に沿った微小コンデンサの断面構成（ＸＺ面に沿った断面構成）を表す断面図である。
【図１５】本発明の第２の実施の形態に係る微小コンデンサの平面構成（ＸＹ面に沿った平面構成）を表す平面図である。
【図１６】図１２から一構成要素を部分的に除去した状態の微小コンデンサの平面構成（ＸＹ面に沿った平面構成）を表す平面図である。
【図１７】図１５に示したＡ−Ａ線に沿った微小コンデンサのスイッチング前の状態の断面構成（ＸＺ面に沿った断面構成）を表す断面図である。
【図１８】図１５に示したＢ−Ｂ線に沿った微小コンデンサの断面構成（ＸＺ面に沿った断面構成）を表す断面図である。
【図１９】図１５に示したＡ−Ａ線に沿った微小コンデンサのスイッチング時の状態の断面構成（ＸＺ面に沿った断面構成）を表す断面図である。
【図２０】本発明の第２の実施の形態に係る微小コンデンサの回路構成の概略を表す回路図である。
【図２１】本発明の第２の実施の形態に係る微小コンデンサのうちの一領域の製造工程を説明するための断面図である。
【図２２】本発明の第２の実施の形態に係る微小コンデンサのうちの他の流域の製造工程を説明するための断面図である。
【図２３】図２１に続く工程を説明するための断面図である。
【図２４】図２２に続く工程を説明するための断面図である。
【図２５】図２３に続く工程を説明するための断面図である。
【図２６】図２４に続く工程を説明するための断面図である。
【図２７】図２５に続く工程を説明するための断面図である。
【図２８】図２６に続く工程を説明するための断面図である。
【図２９】図２７に続く工程を説明するための断面図である。
【図３０】図２８に続く工程を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１…基板、２，３…絶縁層、１０，１１０…コンデンサ構造体、１１，１２，１１１，１１２…コンデンサ部分、１１Ｐ，１１１Ｐ…電極部分、１１ＰＡ，１１ＰＢ…電極パターン、１３，１１３…誘電体膜、１４，１１４…駆動電極、１４Ａ，１１４Ａ…駆動電極部分、１４Ｂ，１１４Ｂ…駆動電極本体、１５，１１５…支持膜、１６〜１８，１３４，１３５…配線電極、１９，１１９…電源、２０，１２０…犠牲膜、１３１…補助電極、１３１Ｐ…補助電極部分、１３２…作動電極、Ｃ…コンデンサ、Ｇ…ギャップ、Ｓ…空間。
【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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