(57)【要約】【課題】衝撃耐性を確保しつつ、小型化および低電圧化を実現可能な機能素子を提供する。【解決手段】機能素子（ＭＥＭＳデバイス）は、基板と、基板に保持されると共に、基板面内の第１の方向に沿って移動可能な可動部とを備える。可動部は、相対的に高い剛性を有する複数の第１の軸部分を有し、複数の第１の軸部分は、それぞれが第１の方向に沿って延在すると共に、互いに線対称となるように並行して配置される。第１の軸部分の略延長線上に、可動部を制動する突起が設けられている。【選択図】図１
2015123526.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板に保持されると共に、前記基板面内の第１の方向に沿って移動可能な可動部と
を備え、
前記可動部は、相対的に高い剛性を有する複数の第１の軸部分を有し、
前記複数の第１の軸部分は、それぞれが前記第１の方向に沿って延在すると共に、互いに線対称となるように並行して配置され、
前記第１の軸部分の略延長線上に、前記可動部を制動する突起が設けられている
機能素子。
【請求項２】
前記基板は凹部を有し、
前記可動部は、前記凹部内に移動可能に保持されており、
前記突起は、前記可動部および前記凹部のうちの一方または両方に設けられている
請求項１に記載の機能素子。
【請求項３】
前記突起は、前記可動部または前記基板に、ばねを介して保持されている
請求項１に記載の機能素子。
【請求項４】
前記突起および前記ばねは、前記基板と一体的に形成されている
請求項３に記載の機能素子。
【請求項５】
前記突起は、少なくとも表面が有機膜により構成されている
請求項１に記載の機能素子。
【請求項６】
前記突起は、前記第１の軸部分に正対する位置よりも、前記可動部の質点中心寄りにシフトした位置に設けられている
請求項１に記載の機能素子。
【請求項７】
前記可動部は、前記複数の第１の軸部分の両端のうちの一方または両方に連結された第２の軸部分を有し、
前記突起は、前記第１の軸部分と前記第２の軸部分との連結箇所に対向して設けられている
請求項１に記載の機能素子。
【請求項８】
前記可動部は、前記第１および第２の軸部分を支持する第３の軸部分を有し、
前記複数の第１の軸部分は、前記第３の軸部分に対して線対称性を有する
請求項７に記載の機能素子。
【請求項９】
前記突起は、前記第１の軸部分の両端のうちの一方または両方の側に設けられている
請求項１に記載の機能素子。
【請求項１０】
前記可動部は、各第１の軸部分から張り出して設けられた複数の第１電極を有し、
前記基板と一体的に設けられ、前記可動部の前記第１電極と互い違いに配置された複数の第２電極を更に備えた
請求項１に記載の機能素子。
【請求項１１】
前記可動部は、前記第１電極と前記第２電極との間に生じる静電力によって駆動される
請求項１０に記載の機能素子。
【請求項１２】
基板と、
前記基板に保持されると共に、前記基板面内の第１の方向に沿って移動可能な可動部と
を備え、
前記可動部は、相対的に高い剛性を有する複数の第１の軸部分を有し、
前記複数の第１の軸部分は、それぞれが前記第１の方向に沿って延在すると共に、互いに線対称となるように並行して配置され、
前記第１の軸部分の略延長線上に、前記可動部を制動する突起が設けられている
機能素子を備えた加速度センサ。
【請求項１３】
前記可動部は、各第１の軸部分から張り出して設けられた複数の第１電極を有し、
前記基板と一体的に設けられ、前記可動部の前記第１電極と互い違いに配置された複数の第２電極を更に備え、
前記可動部は、電圧無印加状態において、前記第１電極と前記第２電極との間隙が等間隔となるように、配置されている
請求項１２に記載の加速度センサ。
【請求項１４】
前記第１電極と前記第２電極との間に生じる静電容量を検出する
請求項１３に記載の加速度センサ。
【請求項１５】
基板と、
前記基板に保持されると共に、前記基板面内の第１の方向に沿って移動可能な可動部と
を備え、
前記可動部は、相対的に高い剛性を有する複数の第１の軸部分を有し、
前記複数の第１の軸部分は、それぞれが前記第１の方向に沿って延在すると共に、互いに線対称となるように並行して配置され、
前記第１の軸部分の略延長線上に、前記可動部を制動する突起が設けられている
機能素子を備えたスイッチ。
【請求項１６】
前記可動部は、各第１の軸部分から張り出して設けられた複数の第１電極を有し、
前記基板と一体的に設けられ、前記可動部の前記第１電極と互い違いに配置された複数の第２電極を更に備え、
前記可動部は、電圧無印加状態において、前記第１電極と前記第２電極との間隙が等間隔となる位置から前記第１の方向に沿ってシフトした位置に配置されている
請求項１５に記載のスイッチ。
【請求項１７】
前記可動部は、前記第１電極と前記第２電極との間に生じる静電力によって駆動される
請求項１６に記載のスイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、例えばＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems；マイクロマシン）技術を用いた機能素子、およびそのような機能素子を用いた加速度センサ並びにスイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
加速度センサや高周波スイッチなどの半導体デバイスでは、小型化および高機能化を実現する要素技術としてＭＥＭＳが注目されている。ＭＥＭＳは、シリコンプロセス技術により、微小な機械的要素と電子回路要素とを融合したシステムである。このＭＥＭＳでは、外部より衝撃力が加わると、応力によって可動部分が損傷し、機械的な故障に至る。これを考慮して、いわゆるメカニカルストッパを採用した素子構造が提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１２−５２８３０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のようなＭＥＭＳを用いた半導体デバイスでは、小型化あるいは低電圧駆動化（低電圧化）の要望が高く、素子構造においてより一層の微細化が進む傾向にある。このような要望に対応可能な衝撃耐性の実現が望まれている。
【０００５】
本開示はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、衝撃耐性を確保しつつ、小型化および低電圧化を実現可能な機能素子、およびそのような機能素子を用いた加速度センサならびにスイッチを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の機能素子は、基板と、基板に保持されると共に、基板面内の第１の方向に沿って移動可能な可動部とを備えたものである。可動部は、相対的に高い剛性を有する複数の第１の軸部分を有し、複数の第１の軸部分は、それぞれが第１の方向に沿って延在すると共に、互いに線対称となるように並行して配置され、第１の軸部分の略延長線上に、可動部を制動する突起が設けられている。
【０００７】
本開示の機能素子では、基板面内の第１の方向に沿って移動可能な可動部が、相対的に高い剛性を有する複数の第１の軸部分を有し、これら複数の第１の軸部分が、それぞれ第１の方向に沿って延在すると共に、互いに線対称となるように並行して配置されている。外部より衝撃が加わると、可動部では、第１の軸部分における移動量が相対的に大きいことから、可動部が微小変形し、局部的な過剰移動が生じ得るが、第１の軸部分の延長線上に突起が設けられていることにより、そのような過剰移動が効果的に抑制される。
【０００８】
本開示の加速度センサは、上記本開示の機能素子を備えたものである。
【０００９】
本開示のスイッチは、上記本開示の機能素子を備えたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本開示の機能素子、加速度センサおよびスイッチによれば、基板面内の第１の方向に沿って移動可能な可動部が、相対的に高い剛性を有する複数の第１の軸部分を有し、これらの複数の第１の軸部分が、第１の方向に沿って延在すると共に互いに線対称となるように並行して配置されている。このような構成において、第１の軸部分の延長線上に突起を設けるようにしたので、衝撃印加時における可動部の局部的な過剰移動を効果的に抑制することができる。これにより、小型化あるいは低電圧化のために、可動部の構造をより微細化した場合であっても、電極破壊の発生を抑制できる。よって、衝撃耐性を確保しつつ、小型化および低電圧化を実現可能となる。
【００１１】
尚、上記内容は本開示の一例である。本開示の効果は、上述したものに限らず、他の異なる効果であってもよいし、更に他の効果を含んでいてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本開示の第１の実施形態に係る機能素子（ＭＥＭＳデバイス）の構成を表す平面模式図である。
【図２Ａ】図１に示した第１軸部分および第２軸部分の構成例（略剛性体）を表す模式図である。
【図２Ｂ】図１に示した第１軸部分および第２軸部分の構成例（略剛性体）を表す模式図である。
【図２Ｃ】図１に示した第１軸部分および第２軸部分の構成例（略剛性体）を表す模式図である。
【図２Ｄ】図１に示した第１軸部分および第２軸部分の構成例（略剛性体）を表す模式図である。
【図３】図２Ａ〜図２Ｄに示した第１軸部分および第２軸部分の単位構成を表す模式図である。
【図４】弾性体の構成例を表す模式図である。
【図５Ａ】図１に示した固定電極および可動電極の詳細構成を説明するための平面模式図である。
【図５Ｂ】図１に示した固定電極および可動電極の詳細構成を説明するための平面模式図である。
【図５Ｃ】図１に示した固定電極および可動電極の詳細構成を説明するための平面模式図である。
【図６Ａ】図１に示したＡ−Ａ’線における断面図である。
【図６Ｂ】図１に示したＢ−Ｂ’線における断面図である。
【図７】図１に示した突起の周辺部を拡大して表す模式図である。
【図８Ａ】突起の他のレイアウト例を表す断面模式図である。
【図８Ｂ】突起の他の形状例を表す断面模式図である。
【図８Ｃ】突起の他の形状例を表す断面模式図である。
【図８Ｄ】突起の他の形状例を表す断面模式図である。
【図８Ｅ】突起の他の形状例を表す断面模式図である。
【図９】定格内動作時における可動電極の状態を説明するための模式図である。
【図１０Ａ】衝撃力印加時（許容範囲内）における可動電極の状態を説明するための模式図である。
【図１０Ｂ】衝撃力印加時（許容範囲外）における可動電極の状態を説明するための模式図である。
【図１１Ａ】比較例１−１に係る突起の配置による制動動作を表す模式図である。
【図１１Ｂ】比較例１−２に係る突起の配置による制動動作を表す模式図である。
【図１２Ａ】比較例２に係る制動機構を表す模式図である。
【図１２Ｂ】図１２Ａに示した制動機構の一部の拡大図である。
【図１３Ａ】図１に示した突起による可動部の制動動作を説明するための模式図である。
【図１３Ｂ】図１に示した突起による可動部の制動動作を説明するための模式図である。
【図１３Ｃ】図１に示した突起による可動部の制動動作を説明するための模式図である。
【図１４】本開示の第２の実施形態に係る機能素子（ＭＥＭＳデバイス）の構成を表す平面模式図である。
【図１５】図１４に示したストッパ付近の拡大模式図である。
【図１６Ａ】図１４に示したＡ−Ａ’線における断面図である。
【図１６Ｂ】図１４に示したＢ−Ｂ’線における断面図である。
【図１７】図１５に示した板ばねの一例を表す斜視図である。
【図１８】図１４に示したＭＥＭＳデバイスの効果を説明するための模式図である。
【図１９】本開示の第３の実施形態に係る機能素子（ＭＥＭＳデバイス）の構成を表す平面模式図である。
【図２０Ａ】図１９に示したＡ−Ａ’線における断面図である。
【図２０Ｂ】図１９に示したＢ−Ｂ’線における断面図である。
【図２１】本開示の第４の実施形態に係る加速度センサの構成を表す平面模式図である。
【図２２】本開示の第５の実施形態に係るスイッチの構成を表す平面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本開示における実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明する順序は、下記の通りである。
１．第１の実施の形態（可動部の第１軸部分に対向して突起を設けたＭＥＭＳデバイスの例）
２．第２の実施の形態（可動部の第１軸部分に対向して突起およびばねを設けたＭＥＭＳデバイスの例）
３．第３の実施の形態（可動部の第１軸部分に対向して、有機膜で覆われた突起を設けたＭＥＭＳデバイスの例）
４．第４の実施の形態（ＭＥＭＳデバイスを適用した加速度センサの例）
５．第５の実施の形態（ＭＥＭＳデバイスを適用したスイッチの例）
【００１４】
＜第１の実施の形態＞
［構成］
図１は、本開示の第１の実施の形態の機能素子（ＭＥＭＳデバイス１）のＸＹ平面構成を表したものである。ＭＥＭＳデバイス１は、以下に説明する機械的要素と電気的要素とを含む微小構造物であり、例えば後述の加速度センサ、およびスイッチなどに好適に用いられるものである。
【００１５】
ＭＥＭＳデバイス１では、例えば基板１０のキャビティ１０Ａ（凹部）内に、可動部１２が中空保持されている。基板１０のうち可動部１２に作用する部分は固定部１１となっている。これらの固定部１１および可動部１２は、基板１０の表面に、リソグラフィ技術を用いた３次元微細加工が施されることによって一括形成されるものである。また、可動部１２では、後述の第１軸部分１２Ａ、第２軸部分１２Ｂ、第３軸部分１２Ｃおよび可動電極１２ａ１の全てが一体化された構造物として形成される。
【００１６】
基板１０は、例えば、シリコン（Ｓｉ）、シリコン・カーバイト（ＳｉＣ）、シリコン・ゲルマニウム（ＳｉＧｅ）およびシリコン・ゲルマニウム・カーボン（ＳｉＧｅＣ）などのＳｉ系半導体から構成されている。あるいは、ガラス、樹脂およびプラスチックなどの非Ｓｉ系材料が用いられてもよい。また、基板１０としては、ＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板などが用いられてもよい。
【００１７】
キャビティ１０Ａは、例えば基板１０内の可動部１２を保持し、移動させるための空間である。このキャビティ１０Ａは、ＸＹ平面に垂直な壁面（固定部１１の側面に相当）を有している。本実施の形態では、詳細は後述するが、このキャビティ１０Ａの壁面の選択的な部分に、突起１４が設けられている。
【００１８】
固定部１１は、基板１０のうち可動部１２に作用する部分であり、複数の固定電極１１ａ１（第２電極）を有している。固定部１１には、図示しない電子回路に接続された信号線路等が形成されており、固定電極１１ａ１を介した信号の入出力が可能となっている。
【００１９】
可動部１２は、キャビティ１０Ａ内に移動（振動あるいは往復運動を含む）可能に保持されている。具体的には、可動部１２は、基板１０の固定部１１に、例えば復帰ばね１３を介して接続されており、一の方向（本開示における「第１の方向」：ここではＹ方向）に沿って移動可能となっている。
【００２０】
この可動部１２は、複数（ここでは２つ）の第１軸部分１２Ａと、これらの複数の第１軸部分１２Ａに連結された第２軸部分１２Ｂと、第３軸部分１２Ｃとを有している。複数の第１軸部分１２Ａは、それぞれがＹ方向に沿って延在すると共に、可動部１２の質点中心（重心）を含む動作軸Ｚに対して互いに線対称となるように並行して配置されている。第２軸部分１２Ｂは、第１軸部分１２Ａの両端のうち一方または両方の側に連結されている。ここでは、一例として、第１軸部分１２Ａの一端（図面下側の端部）に連結された例を示している。第３軸部分１２Ｃは、可動部１２の主軸（中心軸）となる部分であり、第１軸部分１２Ａと第２軸部分１２Ｂとを支持すると共に、復帰ばね１３に繋がっている。また、ここでは、第３軸部分１２Ｃが動作軸Ｚ上に配置され、この第３軸部分１２Ｃに対して２つの第２軸部分１２Ｂが線対称となるように配置されている。
【００２１】
ここで、ＭＥＭＳデバイス１を構成する機械的要素は、一般に、弾性体あるいは剛性体によって構成されている。弾性体は、例えば可動部１２のばね部分（例えば復帰ばね１３）等に用いられる。剛性体は、固定部１１に用いられると共に、可動部１２では、第１軸部分１２Ａ、第２軸部分１２Ｂおよび後述の可動電極１２ａ１等に用いられる。尚、弾性体と剛性体の境界は、設計目的により異なる。本実施の形態では、一般に剛性体として扱われる第１軸部分１２Ａ、第２軸部分１２Ｂおよび可動電極１２ａ１等が、定格内動作では変形しないが、衝撃力印加時には微小変形（１０ｎｍ程度〜１０μｍ程度の変形）することに着目し、これらを「略剛性体」として扱っている。
【００２２】
例えば、第１軸部分１２Ａ、第２軸部分１２Ｂおよび第３軸部分１２Ｃは、略剛性体として、可動部１２の中で相対的に剛性が高くなるように構成された構造体を有している。このような構造体としては、例えばラダー状、メッシュ状あるいはハニカム状等の構造体が挙げられる。その一例を図２Ａ〜図２Ｄに示す。尚、これらの図はそれぞれＸＹ平面構成に対応するものである。また、図３には、例えば図２Ａに示した単位部分Ｕの寸法の一例を、図４には、弾性体部分の寸法の一例を、それぞれ示す。剛性体では、図３に示したような単位部分Ｕの組み合わせにより、断面積を増やしつつ、有効質量の増加を抑制して、剛性を高めることができる。また、これらの剛性体（略剛性体）と弾性体とは、加工容易性を考慮し、ほぼ同じレイアウトルール(ライン、スペース、ラインおよびスペースの最大値あるいは最小値、被覆率、開口率等)により形成される。
【００２３】
この第１軸部分１２Ａには、複数の平板状の可動電極１２ａ１が設けられている。図５Ａ〜図５Ｃに、可動電極１２ａ１と固定電極１１ａ１との詳細構成を示す。
【００２４】
複数の可動電極１２ａ１はそれぞれ、第１軸部分１２Ａから張り出して設けられた部分であり、これにより全体の形状が櫛歯状となっている。これらの可動電極１２ａ１は、例えば第１軸部分１２Ａの延在方向（Ｙ方向）に沿って、一定間隔で設けられている。
【００２５】
複数の固定電極１１ａ１はそれぞれ、各可動電極１２ａ１と互い違いとなるように配置され、全体の形状が櫛歯状となっている。これらの可動電極１２ａ１は、例えば第１軸部分１２Ａの延在方向（Ｙ方向）に沿って、一定間隔で設けられている。キャビティ１０Ａ内では、上記のような可動電極１２ａ１の櫛歯形状と固定電極１１ａ１の櫛歯形状とが噛み合うように、可動部１２が保持されている。
【００２６】
これらの可動電極１２ａ１と固定電極１１ａ１とは、所定の間隙を介して配置されている。この間隙の大きさ（間隔ｄ１，ｄ２）は、電圧無印加状態（ニュートラルの状態）で同じ（等間隔）であってもよいし、異なっていてもよい。ここで、１つの可動電極１２ａ１は、２つの固定電極１１ａ１によって挟まれて配置されるが、該可動電極１２ａ１と、一方の固定電極１１ａ１との間隙の大きさを間隔ｄ１、他方の固定電極１１ａ１との間隙の大きさを間隔ｄ２とする。図５Ａに示したように、間隔ｄ１と間隔ｄ２とが等しくなるように可動電極１２ａ１が配置されていてもよいし、あるいは、図５Ｂおよび図５Ｃに示したように、間隔ｄ１と間隔ｄ２とが互いに異なる位置（等間隔となる位置からシフトした位置）に、可動電極１２ａ１が配置されていてもよい。図５Ｂでは、間隔ｄ１が間隔ｄ２よりも大きくなるようにオフセットされており、図５Ｃでは、間隔ｄ１が間隔ｄ２よりも小さくなるようにオフセットされている。
【００２７】
電圧無印加状態での可動電極１２ａ１の位置は、可動部１２の構造および用途等に応じて適切に設定されることが望ましい。例えば、質量等の観点から、第２軸部分１２Ｂが連結されている側に向かってシフトさせた位置に設定されることが望ましい。このため、本実施の形態では、可動電極１２ａ１の位置が、例えば図５Ｂに示したようにオフセットされている。尚、第２軸部分１２Ｂが第１軸部分の両端側に連結されている場合や加速度センサ用途の場合には、可動電極１２ａ１の位置はオフセットせずに、図５Ａに示したように等間隔となるように配置することが望ましい。
【００２８】
（突起１４の構成）
上記のような可動部１２の第１軸部分１２Ａの延長線上（略延長線上、以下同様。）には、突起１４が設けられている。突起１４は、いわゆるメカニカルストッパとして機能し、可動部１２を制動するものである。
【００２９】
図６Ａは、図１のＡ−Ａ’線における断面構造を、図６Ｂは、図１のＢ−Ｂ’線における断面構造を、それぞれ表したものである。突起１４は、可動部１２と、キャビティ１０Ａ（詳細にはキャビティ１０Ａの壁面）とのうちの一方または両方に形成されている。但し、突起１４は、第１軸部分１２Ａに第２軸部分１２Ｂが連結されている場合には、その連結箇所（連結部１２ＡＢ）に対向して設けられることが望ましい。本実施の形態では、突起１４は、第１軸部分１２Ａの両端の各側において、キャビティ１０Ａの壁面（固定部１１の側面）に設けられている。具体的には、動作軸Ｚに対して線対称となる２つの第１軸部分１２Ａの各両端に対向する、計４つの箇所に突起１４が配置されている。本実施の形態のように、突起１４が固定部１１に設けられることにより、加工容易性が高まる。
【００３０】
ここで、上述のように第１軸部分１２Ａは略剛性体であり、可動部１２の中で相対的に動きやすい部分である。この第１軸部分１２Ａの動作容易性が、他の部分に対して高い。このため、突起１４を、第１軸部分１２Ａの延長線上に設けることで、後述するような可動部１２の動きを効果的に制動することができる。但し、突起１４の設置個数は、上記の４つに限定されるものではない。例えば、２つの第１軸部分１２Ａの各一端に対向する、計２つの箇所に設けてもよい。即ち、突起１４は、第１軸部分１２Ａの延長線上において、第１軸部分１２Ａの両端のうち、一方の側に設けられていてもよいし、本実施の形態のように、両方の側に設けられていてもよい。また、制動対象のベクトルが増えた場合にも、相対的に動き易い軸部分の延長線上に、突起１４を形成することで、衝撃耐性を向上させることができる。
【００３１】
この突起１４は、例えば図６Ａに示したように、固定部１１（基板１０）と一体的に形成されている。また、突起１４は、可動部１２およびキャビティ１０Ａ等と共に、リソグラフィを用いたエッチングによって一括形成される。このため、突起１４は、固定部１１の表面からキャビティ１０Ａの底面付近まで同等の高さＨを有する。尚、この例では、基板１０上に、酸化シリコン膜１１０を介して固定部１１となるシリコン層が積層された構造を有している。このような積層構造を用いることにより、２段階のエッチングによってキャビティ１０Ａ内に中空保持された可動部１２を形成することができる。具体的には、まず、異方性エッチングにより、固定部１１を酸化シリコン膜１１０の表面が露出するまで掘り込んだ後、等方性エッチングによって、酸化シリコン膜１１０を除去する。これにより、図６Ａおよび図６Ｂに示したような可動部１２の中空保持構造を形成すると同時に、突起１４を形成することができる。
【００３２】
突起１４は、上記のように第１軸部分１２Ａの延長線上に設けられるが、詳細には、突起１４は、第１軸部分１２Ａの端部に正対する位置から僅かにシフトした位置に設けられることが望ましい。図７に、突起１４の詳細構成について模式的に示す。このように、突起１４は、第１軸部分１２Ａ（即ち動作軸Ｚ）に正対する位置から、微小距離Δｓだけ、質点中心に向かってシフトした位置に配置されている。この突起１４の幅Ｂおよび高さＨは、外力の大きさおよび可動部１２の剛性等に応じて、適切な大きさに設定される。外力が大きいほど、また剛性が低いほど、可動部１２（例えば、第２軸部分１２Ｂ）の曲率（変形による湾曲の度合い）が大きくなるためである。このため、定性的には、突起１４における可動部１２との当接面積を大きく確保することが望ましい。幅Ｂの一例を挙げると、例えば１．０μｍ〜１０．０μｍであり、高さＨの一例を挙げると、例えば０．１μｍ〜３．０μｍである。また、微小距離Δｓは、例えば数ｎｍ〜数１０ｎｍ程度である。
【００３３】
１つの第１軸部分１２Ａの端部（連結部１２ＡＢ）に対向して設けられる突起１４の数（１箇所に設けられる突起１４の数）は、１つであってもよいし、２つ以上であってもよい。本実施の形態では、１箇所に１つの突起１４が設けられているが、例えば図８Ａに示したように、１箇所に３つの突起１４が設けられていてもよい。この場合、質量中心に近い側から順に高さが大きくなるように複数の突起１４が設けられ、各突起１４同士の間に段差を有している。このように、１箇所に複数の突起１４が設けられることにより、例えば第１軸部分１２Ａの延長線上において、可動部１２が１つの突起１４と当接し、その後、さらにその外側あるいは内側の突起１４に当接する。可動部１２の移動および変形に対して、ほぼ連続的または離散的に制動力を働かせることができる。但し、最初に可動部１２が当接する１つの突起１４が、本開示の効果に最も寄与する。尚、図８Ｂに示したように、突起１４が階段形状（段階的に高さが変化するような形状）を有していてもよく、この場合にも、同様の効果を得ることができる。
【００３４】
突起１４の形状（ＸＹ断面形状）は、例えば矩形状である。但し、突起１４の形状は、このような矩形状に限らず、方形状であってもよいし、あるいは半円形状などの丸みを有する形状であってもよい。また、突起１４が、図８Ｃに示したようなテーパ面Ｓ１を有していてもよいし、図８Ｄに示したように、湾曲面（凹面）Ｓ２を有していてもよい。例えば可動部１２の微小変形に際し、第２軸部分１２Ｂが僅かに湾曲することから、そのような第２軸部分１２Ｂの側面形状に追従させることができ、より効果的な制動が可能となる。あるいは、突起１４は、図８Ｅに示したような湾曲面（凸面）Ｓ３を有していてもよい。
【００３５】
上記のような突起１４の位置および形状が、ＭＥＭＳデバイス１内において、互いに線対称となるように設計されていることが望ましい。
【００３６】
［作用・効果］
本実施の形態のＭＥＭＳデバイス１では、定格内の動作時においては、可動部１２は、基板１０のキャビティ１０Ａ内の所定の範囲内において動作軸Ｚに沿って移動する。つまり、図９に示したように、可動電極１２ａ１は固定電極１１ａ１と近接はするが、接触することはない。尚、図９には、ＭＥＭＳデバイス１のうちの一部の構成のみを示している。例えば、後述のスイッチなどのアクチュエータ用途では、図示しない信号線路を介して、例えば固定電極１１ａ１と可動電極１２ａ１とに電気信号が印加されると、静電力によって可動部１２が駆動され、これにより電気的な開閉状態が制御される。あるいは、加速度センサ用途では、図示しない信号線路を介して、例えば固定電極１１ａ１と可動電極１２ａ１との間の静電容量の変化を測定し、測定結果に基づく演算処理によって、加速度を検出できる。
【００３７】
このようなＭＥＭＳデバイス１では、外力（衝撃力）が加わると、可動部１２が移動する。このとき、許容範囲内の衝撃力が印加された場合には、図１０Ａに示したように、可動電極１２ａ１は固定電極１１ａ１と接触することはあっても、破壊されることはない。ところが、許容範囲を超える衝撃力（例えば可動部１２への最大応力が１ＧＰａを超えるような衝撃力）が印加された場合には、図１０Ｂに示したように、可動電極１２ａ１が固定電極１１ａ１に接触、押圧され、その応力によって電極破壊を生じる。例えば、可動電極１２ａ１が厚み２μｍ、長さ７０μｍのシリコン板から構成されている場合、可動電極１２ａ１は、第１軸部分１２Ａの付け根部分において曲がるあるいは折れる等の損傷を受ける。
【００３８】
そこで、本実施の形態では、ＭＥＭＳデバイス１内において、可動部１２へ印加される応力が許容範囲内となるように、メカニカルストッパとして突起１４が用いられている。突起１４により、可動部１２が制動され、上記のような電極破壊の発生が抑制される。
【００３９】
（比較例）
ここで、メカニカルストッパとしては、様々なものが提案されている。また、メカニカルストッパとして、突起を用いるものも提案されている。しかしながら、これらのメカニカルストッパでは、突起の位置が最適化されておらず、可動部分を十分に制動することが困難である。例えば、比較例として、図１１Ａに、突起１０４を可動部１０２の動作軸Ｚ上にのみ配置した場合（比較例１−１）を、図１１Ｂに、突起１０４を可動部１０２の最外部（両側端部）に配置した場合（比較例１−２）を、それぞれ示す。この比較例では、ＭＥＭＳの可動部１０２として、互いに線対称に並列された２つの第１軸部分１０２Ａと、これらの２つの第１軸部分１０２Ａに連結された第２軸部分１０２Ｂと、主軸（中心軸）となる第３軸部分１０２Ｃとを有している。各第１軸部分１０２Ａから複数の可動電極１０２Ａが櫛歯状に張り出して設けられている。
【００４０】
図１１Ａに示したように、比較例１−１では、例えば可動部１０２全体の質点の延長線上（第３軸部分１０２Ｃの延長線上）に突起１０４を配置した場合、動作軸Ｚ上の動き（第３軸部分１０２Ｃ）の動きを制動することは可能である。例えば０．６μｍ程度の移動量に留めることができる。ところが、この動作軸Ｚ上において可動部１０２が突起１０４と当接した後、例えば２つの第１軸部分１０２Ａが外側に開くように移動し、可動部１０２が変形する。その移動量は、例えば０．３７μｍ程度以上となる。このように、可動部１０２の微小変形（局部的な揺れ）を防ぐことができない。
【００４１】
一方、図１１Ｂに示したように、比較例１−２では、例えば可動部１０２の最外部（両側端部）に突起１０４を配置した場合、可動部１０２の両端側の動きを制動することは可能である。例えば０．６μｍ程度の移動量に留めることができる。ところが、この動作軸Ｚ上における移動量が大きくなり過ぎ（例えば１μｍ以上）、移動量が不均一となり、可動部１０２が変形する。このように、可動部１０２の微小変形を防ぐことができない。
【００４２】
これらの比較例１−１，１−２では、可動部１０２を１つの慣性体として設計がなされている。あるいは、可動部１０２が、複数の慣性体から構成される剛性体（剛体）として扱われている。つまり、上記のような微小変形についてはこれまで問題とされておらず、突起１０４による制動が不十分であった。また、ＭＥＭＳ機構では、櫛歯状の各電極間隔は、例えば１．０μｍ以下と微小である。このため、上記のような微小変形による可動電極１０２ａ１の局部的な過剰移動が生じると、電極破壊を生じ易い。この電極破壊は、ＭＥＭＳ機構の小型化および低電圧化のために、電極数を増やし、あるいは電極間隔を狭めると、より発生し易くなる。
【００４３】
また、ＭＥＭＳデバイスでは、上述のような、電極数の増加および電極間隔の狭小化により微細化が進むことで、高い加工精度が求められる。ところが、これまでの電極設計においては、表面の微細形状が考慮されていない。ＭＥＭＳの微細化、特に電極間隔の狭小化が進むと、加工精度に応じて制動機構（突起）を設計することが望ましい。例えば、ドライエッチングの工程では、スキャロップなどの影響で電極表面に、０．０５μｍ程度以下の凹凸が生じる。これは、電極間隔の設計値が例えば０．５μｍである場合に、電極間隔に１０％の誤差が生じ得ることを意味する。同様に、突起による制動距離においても、１０％程度の誤差が生じ得る。また、突起から離れるに従って、線形的に誤差が大きくなることから、例えば幅５００μｍの素子では、突起での回動を＋１°に抑えられたとしても、表面の凸凹が原因で、中心から２５０μｍも外側にある電極の移動量は突起よりも４μｍも過剰に移動することとなる。これが、素子の外端での応力破壊を発生させる要因となっている。
【００４４】
ここで、図１２Ａに比較例２として、球体状の一対の突起１０４を用いた制動機構の一例を示す。この比較例２では、一対の突起１０４の各球面Ｓ１０１同士の当接によって、可動部分が制動される。ところが、このような制動機構では、上記のような加工精度の観点から、ミクロ的には図１２Ｂに示したようにＳ１０１表面の凹凸や、中心位置のずれに起因して、動作軸外での運動（回動など）を誘引してしまう。
【００４５】
そこで、本出願人は、これまで「剛性体」として扱われていた部分が実際には微小変形することに着目し、突起１４の位置を最適化した。これにより、可動部１２をより効率的に制動することができ、微細化に対応可能な構造が実現される。
【００４６】
具体的には、本実施の形態では、基板１０のキャビティ１０Ａ内に、可動部１２がＹ方向に沿って移動可能に保持されている。この可動部１２が、Ｙ方向に沿って延在すると共に互いに線対称となるように配置された略剛性体としての複数の第１軸部分１２Ａを有している。このような可動部１２では、外部より衝撃が加わると、第３軸部分１２Ｃおよび第１軸部分１２Ａにおける移動量が相対的に大きいことから、可動部１２が微小変形する。これにより、可動部１２では、局部的な過剰移動（動作軸Ｚ上以外（軸外）における移動、あるいは動作軸Ｚ上における許容範囲を超える移動）が生じ得る。第１軸部分１２Ａの延長線上に突起１４が設けられていることにより、可動部１２が効率的に制動され、そのような過剰移動が効果的に抑制される。
【００４７】
例えば、可動部１２が移動し始めてから突起１４に当接するまでの期間は、図１３Ａに示したように、可動部１２では、略剛性体である第１軸部分１２Ａおよび第３軸部分１２Ｃが相対的に動き易い。詳細には、質点中心を含む第３軸部分１２Ｃが最も早く動く。このため、第２軸部分１２Ｂが、下側（第１軸部分１２Ａと反対側）に凸となるように僅かに湾曲または屈曲する。この後、図１３Ｂに示したように、可動部１２が突起１４に当接することで、可動部１２が制動される。そして、当接後は、図１３Ｃに示したように、第１軸部分１２Ａが外側へ開く方向に僅かに傾く（第１軸部分１２Ａに回転運動（回動）が生じる）。このとき、第２軸部分１２Ｂが、上側（第１軸部分１２Ａの側）に凸となるように僅かに湾曲または屈曲するが、その移動量は上記比較例１−１よりも軽減される。
【００４８】
このように、本実施の形態では、微小変形による移動量（動作軸Ｚ上以外の移動量）を上記比較例に比べ軽減することができる。例えば、本実施の形態では、可動電極１２ａ１の並列数を６００とした場合であっても、動作軸Ｚ外の移動量を例えば４０ｎｍ程度以下にまで抑えることができる。このように、突起１４が第１軸部分１２Ａの延長線上にあることにより、可動部１２の突起１４への当接前後の過剰移動を効率的に制御することができる。
【００４９】
尚、図１３Ａ〜図１３Ｃに示した可動部１２の動作は一例である。例えば、第２軸部分１２Ｂの僅かな弾性の大きさ（ばね性の強弱）に応じて、当接前後の形状は変化する。即ち、突起１４に当接前の第２軸部分１２Ｂの形状は、第２軸部分１２Ｂのばね性が比較的弱い場合には、図１３Ａに示したように、下側に凸となるように湾曲する傾向がある。一方、第２軸部分１２Ｂのばね性が比較的強い場合には、下側に凹となるように湾曲する傾向がある。
【００５０】
これにより、本実施の形態では、更なる小型化および低電圧化のために、可動部１２を微細化した場合にも、電極破壊の発生を抑制できる。また、これによって、例えば加速度センサ用途では、例えば慣性力、角速度などのセンシング感度を向上させることが可能となる。あるいはスイッチ用途では、駆動力を向上させることが可能となる。
【００５１】
以上説明したように、本実施の形態のＭＥＭＳデバイス１では、基板１０の面内のＹ方向に沿って移動可能な可動部１２が、相対的に高い剛性を有する複数の第１軸部分１２Ａを有し、これら複数の第１軸部分１２Ａが、それぞれＹ方向に沿って延在すると共に、互いに線対称となるように並行して配置されている。外部より衝撃が加わると、可動部１２が微小変形し、局部的な過剰移動が生じ得るが、第１軸部分１２Ａの延長線上に突起１４が設けられていることにより、そのような可動部の過剰移動を効果的に抑制できる。よって、衝撃耐性を確保しつつ、小型化および低電圧化を実現可能となる。
【００５２】
以下、上記第１の実施の形態のＭＥＭＳデバイスの他の実施の形態について説明する。尚、上記第１の実施の形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００５３】
＜第２の実施の形態＞
［構成］
図１４は、本開示の第２の実施の形態の機能素子（ＭＥＭＳデバイス２）のＸＹ平面構成を表したものである。ＭＥＭＳデバイス２では、上記第１の実施の形態のＭＥＭＳデバイス１と同様、固定部１１および可動部１２は、基板１０の３次元微細加工により一括形成されたものであり、基板１０のキャビティ１０Ａ内に、可動部１２が移動可能に中空保持されている。また、可動部１２は、互いに線対称となるように並行配置された複数の第１軸部分１２Ａと、これらに連結された第２軸部分１２Ｂと、第３軸部分１２Ｃとを有している。可動部１２の第１軸部分１２Ａには、複数の可動電極１２ａ１が設けられ、固定部１１には、その可動電極１２ａ１に対応して、複数の固定電極１１ａ１が設けられている。
【００５４】
また、本実施の形態においても、上記のような可動部１２の第１軸部分１２Ａの延長線上には、突起（突起１５ａ）が設けられている。但し、本実施の形態では、この突起１５ａが、板ばね１５ｂを介して固定部１１に設置されている（突起１５ａは、板ばね１５ｂによって固定部１１に中空保持されている）。これらの突起１５ａおよび板ばね１５ｂが、メカニカルストッパ（ストッパ１５）として、可動部１２を制動する。
【００５５】
図１５は、ストッパ１５付近を拡大して表したものである。図１６Ａは、図１４のＡ−Ａ’線における断面構造を、図１６Ｂは、図１４のＢ−Ｂ’線における断面構造を、それぞれ表したものである。ストッパ１５は、上記第１の実施の形態の突起１４と同様、可動部１２と、キャビティ１０Ａ（詳細にはキャビティ１０Ａの壁面）とのうちの一方に形成されていてもよいし、両方に形成されていてもよい。また、ストッパ１５は、第１軸部分１２Ａと第２軸部分１２Ｂの連結部１２ＡＢに対向して設けられることが望ましい。本実施の形態においても、上記第１の実施の形態と同様、ストッパ１５は、第１軸部分１２Ａの両端の各側において、キャビティ１０Ａの壁面（固定部１１の側面）に設けられている。具体的には、動作軸Ｚに対して線対称となる２つの第１軸部分１２Ａの各両端に対向する、計４つの箇所にストッパ１５が配置されている。固定部１１の側に形成することで、プロセス容易性が高まる。これは、可動部１２よりも固定部１１においてレイアウトスペースを確保し易く、また板ばね１５ｂのばね定数の設計が容易であるためである。また、バウンシングを吸収することから機構全体の揺れや共振などの動きが少なくなること、および可動部１２を最小サイズにできることもメリットである。但し、可動部１２側にストッパ１５が設けられていてもよい。
【００５６】
このストッパ１５は、固定部１１（基板１０）と一体的に形成されている。つまり、突起１５ａと板ばね１５ｂとは、可動部１２およびキャビティ１０Ａ等と共に、リソグラフィを用いたエッチングによって基板１０に一括形成される。
【００５７】
突起１５ａは、上記第１の実施の形態の突起１５と同様、上記のように第１軸部分１２Ａの略延長線上に設けられ、望ましくは、第１軸部分１２Ａの端部に正対する位置から僅かにシフトした位置に設けられる。また、突起１５ａの幅Ｂおよび高さＨは、外力の大きさおよび可動部１２の剛性等に応じて、適切な大きさに設定される。更に、突起１５ａの数や形状についても、上記第１の実施の形態と同様の形態をとることができる。この突起１５ａは、板ばね１５ｂの中央に配置されていてもよいが、可動部１２の共振モードに応じて中央から若干シフトした位置に配置されていてもよい。突起１５ａによる制動効果が高まるためである。例えば、可動部１２は、内側より外側へ開きやすい(外へ開く共振モードの有効質量が大きい)ので、突起１５ａの位置を、僅かに中央より外側に配置することで、共振モードによる重心位置のずれに対応することができる。
【００５８】
板ばね１５ｂは、突起１５ａを保持すると共に、所定の衝撃力以上の印加時に微小変形する程度の弾性を有して形成されることが望ましい。図１７に、この板ばね１５ｂの一例を示す。このように、板ばね１５ｂは、基板１０（シリコン）と一体的に、例えば厚み２μｍ、幅６６μｍ、奥行き５０μｍの寸法で形成されている。板ばね１５ｂは、ここでは、いわゆる両持ちの板ばねとして図示しているが、ばね構造はこれに限定されるものではない。例えば、この他にも、片持ちの板ばね、リングばね、ミアンダばね等が用いられ、あるいはこれらのばねを組合せて用いられていてもよい。このようなばね構造により、可動部１２等を構成する板状部分とばね部分とを一括形成できると共に、精度良くばね定数を設計し、その再現性を高めることができるためである。
【００５９】
［作用・効果］
本実施の形態のＭＥＭＳデバイス２においても、外部から衝撃力が加わると、可動部１２が移動し、その衝撃力が許容範囲を超えるものである場合には、可動電極１２ａ１において電極破壊を生じ得る。本実施の形態では、可動部１２へ印加される応力が許容範囲内となるように、ストッパ１５（突起１５ａおよび板ばね１５ｂ）が用いられている。突起１５ａが、第１軸部分１２Ａの延長線上に設けられていることにより、可動部１２の突起１５ａへの当接前後の過剰移動を効率的に制御することができる。これにより、ＭＥＭＳデバイス２が微細化された場合にも、衝撃力印加時において、電極破壊の発生を抑制することができる。よって、上記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００６０】
また、本実施の形態では、突起１５ａが板ばね１５ｂによって保持されていることにより、特に当接後の可動部１２の過剰移動（回動）を効果的に抑制することが可能である（図１８）。更に、以下のような効果を有する。即ち、板ばね１５ｂの変形時間（変形に要する時間）を、衝撃の緩和時間として利用し、可動部１２への応力をより低減することができる。また、板ばね１５ｂのばね定数に応じて、当接後の可動部１２の移動量を任意に(例えば１０ｎｍ程度から数百ｎｍ程度の間で）制御できることから、より精緻に被衝撃時動作を設計することができる。上記第１の実施の形態では、当接後の可動部１２の移動量は、第１軸部分１２Ａと第２軸部分１２Ｂとの剛性によって決まるが、本実施の形態では、板ばね１５ｂを用いることで、設計自由度が高まり、移動量の制御が容易となる。加えて、ＭＥＭＳデバイス２では、上下方向または左右方向に沿って生じる加工誤差や、任意の方向から居所的に加わる衝撃によって、可動部１２に局部的な位置ずれや、回動などが生じ得る。そのようなイレギュラーな可動部１２の運動が生じた場合にも、その運動量が、各箇所に設置された板ばね１５ｂによって個々に吸収される。つまり可動部１２のイレギュラーな運動等にも柔軟に対応して、可動部１２へかかる応力をより効果的に低減できる。
【００６１】
＜第３の実施の形態＞
［構成］
図１９は、本開示の第３の実施の形態の機能素子（ＭＥＭＳデバイス３）のＸＹ平面構成を表したものである。ＭＥＭＳデバイス３では、上記第１の実施の形態のＭＥＭＳデバイス１と同様、固定部１１および可動部１２は、基板１０の３次元微細加工により一括形成されたものであり、基板１０のキャビティ１０Ａ内に、可動部１２が移動可能に中空保持されている。また、可動部１２は、互いに線対称となるように並行配置された複数の第１軸部分１２Ａと、これらに連結された第２軸部分１２Ｂと、第３軸部分１２Ｃとを有している。可動部１２の第１軸部分１２Ａには、複数の可動電極１２ａ１が設けられ、固定部１１には、その可動電極１２ａ１に対応して、複数の固定電極１１ａ１が設けられている。
【００６２】
本実施の形態においても、上記のような可動部１２の第１軸部分１２Ａの延長線上には、メカニカルストッパとして、突起（突起１６）が設けられている。但し、本実施の形態では、この突起１６が、有機膜１６ａによって被覆されている（突起１６の表面が有機膜１６ａによって構成されている）。
【００６３】
図２０Ａは、図１９のＡ−Ａ’線における断面構造を、図２０Ｂは、図１９のＢ−Ｂ’線における断面構造を、それぞれ表したものである。突起１６は、上記第１の実施の形態の突起１４と同様、可動部１２と、キャビティ１０Ａ（詳細にはキャビティ１０Ａの壁面）とのうちの一方に形成されていてもよいし、両方に形成されていてもよい。また、ストッパ１６は、第１軸部分１２Ａと第２軸部分１２Ｂの連結部１２ＡＢに対向して設けられることが望ましい。本実施の形態においても、上記第１の実施の形態と同様、突起１６は、第１軸部分１２Ａの両端の各側において、キャビティ１０Ａの壁面（固定部１１の側面）に設けられている。具体的には、動作軸Ｚに対して線対称となる２つの第１軸部分１２Ａの各両端に対向する、計４つの箇所に突起１６が配置されている。
【００６４】
有機膜１６ａは、例えばＰＤＭＳ(ポリジメチルシロキサン)などのシリコーンゴムにより構成されている。ＰＤＭＳを用いることで、シリコンプロセスとの親和性を確保できる。このようなＰＤＭＳよりなるラミネートフィルムを、真空貼り付け装置を用いて基板１０にラミネートすることにより、形成可能である。あるいは、ステンシルマスクを用いた塗布によって、選択的な領域に被覆加工することもできる。また、突起１６全体が、このような有機材料によって構成されていてもよい。
【００６５】
［作用・効果］
本実施の形態のＭＥＭＳデバイス３においても、外部から衝撃力が加わると、可動部１２が移動し、その衝撃力が許容範囲を超えるものである場合には、可動電極１２ａ１において電極破壊を生じ得る。本実施の形態では、可動部１２へ印加される応力が許容範囲内となるように、有機膜１６ａで被覆された突起１６が用いられている。突起１６が、第１軸部分１２Ａの延長線上に設けられていることにより、可動部１２の突起１６への当接前後の過剰移動を効率的に制御することができる。これにより、ＭＥＭＳデバイス２が微細化された場合にも、衝撃力印加時において、電極破壊の発生を抑制することができる。よって、上記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００６６】
また、本実施の形態では、突起１６が有機膜１６ａによって覆われていることで、時定数が増加し、これにより応力をより効果的に緩和することができる。特に、当接後における可動部１２の回動を制限し、動作軸Ｚに沿った方向(最も移動量余地がある方向)への駆動を促すことができる。
【００６７】
＜第４の実施の形態＞
図２１は、本開示の第４の実施の形態の加速度センサ（加速度センサ４）のＸＹ平面構成を表したものである。上記第１の実施の形態等において説明したＭＥＭＳデバイス（例えばＭＥＭＳデバイス１）は、本実施の形態のような加速度センサ４に適用可能である。加速度センサ４は、例えば静電容量検出方式のセンサである。
【００６８】
この加速度センサ４では、電圧無印加状態での可動電極１２ａ１の位置は、例えば上述したように等間隔（図５Ａ）となるように配置されることが望ましい。この加速度センサ４では、図示しない信号線路を介して、例えば固定電極１１ａ１と可動電極１２ａ１との間の静電容量の変化を測定し、測定結果に基づく演算処理によって、加速度を検出することができる。上記実施の形態等におけるＭＥＭＳデバイスが集積されることにより、衝撃耐性を確保しつつ、電極間隔をより狭めてセンサ感度を向上させることができる。
【００６９】
＜第５の実施の形態＞
図２２は、本開示の第５の実施の形態のスイッチ（スイッチ５）のＸＹ平面構成を表したものである。上記第１の実施の形態等において説明したＭＥＭＳデバイス（例えばＭＥＭＳデバイス１）は、本実施の形態のようなスイッチ５に適用可能である。スイッチ５は、例えば静電駆動方式の高周波スイッチである。スイッチ５では、固定部１１に、例えば入力線路５１Ａおよび出力線路５１Ｂが設けられ、可動部１２には、導通部分５２が設けられている。導通部分５２は、入力線路５１Ａおよび出力線路５１Ｂとそれぞれ接触可能な接点５３を有している。
【００７０】
スイッチ５では、電圧無印加状態での可動電極１２ａ１の位置は、例えば上述したようにオフセットされて配置（図５Ｂ）されることが望ましい。このスイッチ５では、電圧無印加状態では、導通部分５２が、入力線路５１Ａおよび出力線路５１Ｂのそれぞれと非接触の状態にあり、入力線路５１Ａと出力線路５２とは電気的に接続されない（スイッチ５はオフ状態となっている）。一方、図示しない信号線路を介して、例えば固定電極１１ａ１と可動電極１２ａ１との間に電位差が生じると、その静電力によって可動部１２が駆動されて移動し、これにより導通部分５２が接点５３を介して入力線路５１Ａおよび出力線路５１Ｂと接触する。これにより入力線路５１Ａと出力線路５２とが電気的に接続される（スイッチ５がオン状態となる）。上記実施の形態等におけるＭＥＭＳデバイスが集積されることにより、衝撃耐性を確保しつつ、電極間隔をより狭めることができ、スイッチ駆動力を向上（低電圧駆動化）させることが可能となる。
【００７１】
以上、実施の形態および変形例を挙げて説明したが、本開示内容は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、上記実施の形態等では、可動部１２において、２つの第１軸部分１２Ａが線対称となるように並列配置された構成を例示したが、線対称性を有していれば、第１軸部分１２Ａの配列数はこれに限定されず、４つ以上であってもよい。
【００７２】
また、上記実施の形態等において説明した効果は一例であり、他の効果であってもよいし、更に他の効果を含んでいてもよい。
【００７３】
尚、本開示は、以下のような構成であってもよい。
（１）
基板と、
前記基板に保持されると共に、前記基板面内の第１の方向に沿って移動可能な可動部と
を備え、
前記可動部は、相対的に高い剛性を有する複数の第１の軸部分を有し、
前記複数の第１の軸部分は、それぞれが前記第１の方向に沿って延在すると共に、互いに線対称となるように並行して配置され、
前記第１の軸部分の略延長線上に、前記可動部を制動する突起が設けられている
機能素子。
（２）
前記基板は凹部を有し、
前記可動部は、前記凹部内に移動可能に保持されており、
前記突起は、前記可動部および前記凹部のうちの一方または両方に設けられている
上記（１）に記載の機能素子。
（３）
前記突起は、前記可動部または前記基板に、ばねを介して保持されている
上記（１）または（２）に記載の機能素子。
（４）
前記突起および前記ばねは、前記基板と一体的に形成されている
上記（３）に記載の機能素子。
（５）
前記突起は、少なくとも表面が有機膜により構成されている
上記（１）〜（４）のいずれかに記載の機能素子。
（６）
前記突起は、前記第１の軸部分に正対する位置よりも、前記可動部の質点中心寄りにシフトした位置に設けられている
上記（１）〜（５）のいずれかに記載の機能素子。
（７）
前記可動部は、前記複数の第１の軸部分の両端のうちの一方または両方に連結された第２の軸部分を有し、
前記突起は、前記第１の軸部分と前記第２の軸部分との連結箇所に対向して設けられている
上記（１）〜（６）のいずれかに記載の機能素子。
（８）
前記可動部は、前記第１および第２の軸部分を支持する第３の軸部分を有し、
前記複数の第１の軸部分は、前記第３の軸部分に対して線対称性を有する
上記（１）〜（７）のいずれかに記載の機能素子。
（９）
前記突起は、前記第１の軸部分の両端のうちの一方または両方の側に設けられている
上記（１）〜（８）のいずれかに記載の機能素子。
（１０）
前記可動部は、各第１の軸部分から張り出して設けられた複数の第１電極を有し、
前記基板と一体的に設けられ、前記可動部の前記第１電極と互い違いに配置された複数の第２電極を更に備えた
上記（１）〜（９）のいずれかに記載の機能素子。
（１１）
前記可動部は、前記第１電極と前記第２電極との間に生じる静電力によって駆動される
上記（１０）に記載の機能素子。
（１２）
基板と、
前記基板に保持されると共に、前記基板面内の第１の方向に沿って移動可能な可動部と
を備え、
前記可動部は、相対的に高い剛性を有する複数の第１の軸部分を有し、
前記複数の第１の軸部分は、それぞれが前記第１の方向に沿って延在すると共に、互いに線対称となるように並行して配置され、
前記第１の軸部分の略延長線上に、前記可動部を制動する突起が設けられている
機能素子を備えた加速度センサ。
（１３）
前記可動部は、各第１の軸部分から張り出して設けられた複数の第１電極を有し、
前記基板と一体的に設けられ、前記可動部の前記第１電極と互い違いに配置された複数の第２電極を更に備え、
前記可動部は、電圧無印加状態において、前記第１電極と前記第２電極との間隙が等間隔となるように、配置されている
上記（１２）に記載の加速度センサ。
（１４）
前記第１電極と前記第２電極との間に生じる静電容量を検出する
上記（１３）に記載の加速度センサ。
（１５）
基板と、
前記基板に保持されると共に、前記基板面内の第１の方向に沿って移動可能な可動部と
を備え、
前記可動部は、相対的に高い剛性を有する複数の第１の軸部分を有し、
前記複数の第１の軸部分は、それぞれが前記第１の方向に沿って延在すると共に、互いに線対称となるように並行して配置され、
前記第１の軸部分の略延長線上に、前記可動部を制動する突起が設けられている
機能素子を備えたスイッチ。
（１６）
前記可動部は、各第１の軸部分から張り出して設けられた複数の第１電極を有し、
前記基板と一体的に設けられ、前記可動部の前記第１電極と互い違いに配置された複数の第２電極を更に備え、
前記可動部は、電圧無印加状態において、前記第１電極と前記第２電極との間隙が等間隔となる位置から前記第１の方向に沿ってシフトした位置に配置されている
上記（１５）に記載のスイッチ。
（１７）
前記可動部は、前記第１電極と前記第２電極との間に生じる静電力によって駆動される
上記（１６）に記載のスイッチ。
【符号の説明】
【００７４】
１〜３…ＭＥＭＳデバイス、４…加速度センサ、５…スイッチ、１０…基板、１０Ａ…キャビティ、１１…固定部、１１ａ１…固定電極、１２…可動部、１２Ａ…第１軸部分、１２Ｂ…第２軸部分、１２Ｃ…第３軸部分、１２ａ１…可動電極、１３…復帰ばね、１４，１５ａ，１６…突起、１５…ストッパ、１５ｂ…板ばね。
【図１】
2015123526.tif 000003
【図２Ａ】
2015123526.tif 000004
【図２Ｂ】
2015123526.tif 000005
【図２Ｃ】
2015123526.tif 000006
【図２Ｄ】
2015123526.tif 000007
【図３】
2015123526.tif 000008
【図４】
2015123526.tif 000009
【図５Ａ】
2015123526.tif 000010
【図５Ｂ】
2015123526.tif 000011
【図５Ｃ】
2015123526.tif 000012
【図６Ａ】
2015123526.tif 000013
【図６Ｂ】
2015123526.tif 000014
【図７】
2015123526.tif 000015
【図８Ａ】
2015123526.tif 000016
【図８Ｂ】
2015123526.tif 000017
【図８Ｃ】
2015123526.tif 000018
【図８Ｄ】
2015123526.tif 000019
【図８Ｅ】
2015123526.tif 000020
【図９】
2015123526.tif 000021
【図１０Ａ】
2015123526.tif 000022
【図１０Ｂ】
2015123526.tif 000023
【図１１Ａ】
2015123526.tif 000024
【図１１Ｂ】
2015123526.tif 000025
【図１２Ａ】
2015123526.tif 000026
【図１２Ｂ】
2015123526.tif 000027
【図１３Ａ】
2015123526.tif 000028
【図１３Ｂ】
2015123526.tif 000029
【図１３Ｃ】
2015123526.tif 000030
【図１４】
2015123526.tif 000031
【図１５】
2015123526.tif 000032
【図１６Ａ】
2015123526.tif 000033
【図１６Ｂ】
2015123526.tif 000034
【図１７】
2015123526.tif 000035
【図１８】
2015123526.tif 000036
【図１９】
2015123526.tif 000037
【図２０Ａ】
2015123526.tif 000038
【図２０Ｂ】
2015123526.tif 000039
【図２１】
2015123526.tif 000040
【図２２】
2015123526.tif 000041