(57)【要約】  本発明は、回路のための不揮発性メモリ装置を制御するための装置に関するものである。この装置は、基板に結合された微小機械素子を備えている。この微小機械素子は、基板の上に配置された偏向手段に対応して、１つの安定した状態又は複数の安定した状態の間で微小機械素子の移動を制御する。さらに、本発明は、不揮発性メモリ装置を制御するための方法に関するものでもある。この方法は、１つの安定した状態又は複数の安定した状態の間で微小機械素子を移動させるための偏向手段に対して、１つ又は複数の信号を印加する過程を含んでいる。本発明の有効性を高めるために、さらに不揮発性メモリ装置で用いるための短絡回路が設けられている。
2008503075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路のための不揮発性メモリ装置であって、
基板に結合された微小機械素子を備えていて、
上記微小機械素子が、上記基板の上に配置された偏向手段に応答して、１つの安定状態又は複数の安定状態の間における該微小機械素子の移動を制御する不揮発性メモリ装置。
【請求項２】
上記の１つの安定状態又は複数の安定状態の各々が、上記微小機械素子の接触状態を含んでいる、請求項１に記載の不揮発性メモリ装置。
【請求項３】
上記の１つの安定状態又は複数の安定状態の各々が、上記接触状態から上記微小機械素子を制御された態様で解放させるための準安定状態を含んでいる、請求項２に記載の不揮発性メモリ装置。
【請求項４】
上記の１つの安定状態又は複数の安定状態の各々が、上記微小機械素子が自由端を有している状態を含んでいる、請求項３に記載の不揮発性メモリ装置。
【請求項５】
上記微小機械素子が上記基板に結合されて上記基板と電気的に接続されている、請求項１〜４のいずれか１つに記載の不揮発性メモリ装置。
【請求項６】
上記偏向手段が、急速解放モードで、接触位置から離反する方向に上記微小機械素子を偏向させるように動作することができる、請求項１〜５のいずれか１つに記載の不揮発性メモリ装置。
【請求項７】
上記偏向手段が、上記の１つの安定状態又は複数の安定状態の各々を生じさせる、請求項６に記載の不揮発性メモリ装置。
【請求項８】
上記偏向手段が１つ又は複数の電極を備えている、請求項７に記載の不揮発性メモリ装置。
【請求項９】
上記電極が同一平面上に位置している、請求項８に記載の不揮発性メモリ装置。
【請求項１０】
上記微小機械素子が、上記偏向手段に応答して弾性的に変形することができる、請求項１〜９のいずれか１つに記載の不揮発性メモリ装置。
【請求項１１】
上記微小機械素子が導電性材料で形成されている、請求項１〜１０のいずれか１つに記載の不揮発性メモリ装置。
【請求項１２】
上記微小機械素子が、チタン、タングステン、アルミニウム、銅又はタンタルを含む材料群で形成されている、請求項１１に記載の不揮発性メモリ装置。
【請求項１３】
上記偏向手段に第１の電圧を印加して、上記微小機械素子を第１の電極と接触するように引き込むようになっている、請求項１〜１２のいずれか１つに記載の不揮発性メモリ装置。
【請求項１４】
上記偏向手段に第２の電圧を印加して、上記微小機械素子を上記偏向手段の近傍に移動させるようになっている、請求項１〜１３のいずれか１つに記載の不揮発性メモリ装置。
【請求項１５】
上記微小機械素子が、互いに異なる物理的特性を有する部分を含んでいる、請求項１１又は１２に記載の不揮発性メモリ装置。
【請求項１６】
上記微小機械素子が、次の隣の部分に比べてより高い曲げ剛性を有する部分を含んでいる、請求項１５に記載の不揮発性メモリ装置。
【請求項１７】
上記微小機械素子が低い圧力の環境下に収容されている、請求項１〜１６のいずれか１つに記載の不揮発性メモリ装置。
【請求項１８】
不揮発性メモリ装置を制御する方法であって、
１つの安定状態又は複数の安定状態の間で微小機械素子を移動させるための偏向手段に対して、１つ又は複数の信号を印加する過程を含んでいる方法。
【請求項１９】
上記偏向手段に対して上記の１つ又は複数の制御信号を印加する上記過程で、上記微小機械素子を接触状態となるように移動させる、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
急速解放モードで、接触位置から離反する方向に上記微小機械素子の偏向を生じさせるための予め設定された信号を生成する過程を含んでいる、請求項１８又は１９に記載の方法。
【請求項２１】
上記偏向手段に対する上記の１つ又は複数の予め設定された信号を生成する上記過程で、上記偏向手段の近傍に上記微小機械素子を移動させる、請求項１８〜２０のいずれか１つに記載の方法。
【請求項２２】
第２の微小機械素子の近傍に位置する第１の微小機械素子を備えていて、上記各微小機械素子は、それぞれ、各微小機械素子を移動させるための第１及び第２の偏向手段に応答し、
さらに、電流制限手段と、上記偏向手段及び上記電流制限手段と連携する接地導体とを備えていて、上記第１の偏向手段が、上記第２の偏向手段と係合して短絡を生じさせる短絡回路。
【請求項２３】
上記第１の微小機械素子が、上記第２の微小機械素子に対して実質的に垂直に配列されている、請求項２２に記載の短絡回路。
【請求項２４】
上記電流制限手段が抵抗体である、請求項２２又は２３に記載の短絡回路。
【請求項２５】
上記各偏向手段が、上記微小機械素子を、コンタクト電極に対して引き込み又は引き離すための１つ又は複数の電極を備えている、請求項２２〜２４のいずれか１つに記載の短絡回路。
【請求項２６】
上記第１の微小機械素子の引き込み電極が、上記第２の微小機械素子のコンタクト電極と係合して、上記第１の微小機械素子の短絡を生じさせる、請求項２２〜２５のいずれか１つに記載の短絡回路。
【請求項２７】
請求項２２〜２６のいずれか１つに記載の短絡回路を備えている不揮発性メモリ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路において用いるための微小機械素子を制御するための装置及び方法に関するものであり、とくに、しかしこれに限定される訳ではないが、不揮発性メモリ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
微小機械への応用のための高度に集積化された集積回路においては、装置及びその駆動部を小型化する必要がある。このため、マイクロエレクトロニクス工業の応用分野においては、スイッチ、コンデンサ及びリレーなどといった微小機械構造又は微小機械素子を用いる可能性は非常に大きい。例えば、メモリ装置に用いるための片持ち梁などの微小機械素子は、半導体チップにおいて見出されるソリッドステートのメモリアレイのための主要な候補である。
【０００３】
さらに、微小機械構造は、マイクロスイッチ、キャパシタンス回路、加速度計及び光学素子を含む種々の応用分野で採用されている。製造技術の漸進的な進歩により、微小機械構造は、その寸法が大幅に低減されている。その結果、半導体プロセッサ及びメモリチップと競合する論理素子又はメモリ素子として微小機械構造用いる可能性が高くなってきている。
【０００４】
従来の半導体不揮発性メモリは、絶縁部によって分離されたコントロールゲートとフローティングゲートとを有するトランジスタを用いることにより、書き込み及び消去を行うことができる。フローティングゲートに保存された電荷は２進値を表現する。そして、この２進値は、該装置のスイッチがオンされたときに、しきい値電圧として知られている予め設定された電圧を超えているか否かによって決定される。
【０００５】
従来のソリッドステートのメモリは、オン状態であるかそれともオフ状態であるかを仮定（推定）して情報格納状態を表現する記憶セルを有している。メモリトランジスタ内における電荷の移動は、オン状態及びオフ状態のときに１ビットの情報を規定する。この情報は、メモリトランジスタに印加される前記のしきい値電圧によって決定される。
【０００６】
微小機械素子の主要な価値は、その小さい寸法とその大きい利用可能性とにある。例えば、微小機械構造は、メモリへの応用分野で用いるための電荷の移動の媒体を提供する。良好な構造的一体性を有し、かつ切り替え動作（スイッチング動作）の信頼性が高い微小機械素子を提供することは望ましいことである。微小機械素子は、典型的には、低い圧力の細長い空隙部に収容されている。この微小機械素子は、移動することができ、かつ駆動電圧を印加することによりオン及びオフを切り替えることができる。この駆動電圧は、微小機械素子を、隣接している電極と接触させ、及び、この接触を解除する。この装置は、一般にセルとして知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
微小機械のコンタクトスイッチ／セルの性能が直面している重要な問題の１つは、オン状態において電極及び微小電気機械素子が接触に際して互いにくっついて動けなくなり（スティックし）、例えば、これらを分離してセルをオフに切り替えることが困難であるということである。微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）の技術分野における熟練者は、この現象を「張り付き（stiction）」と呼んでいる。この現象は、２つの異なる表面の原子及び分子の間の引力によって生じさせられる。偏向が静電気力によるものである場合、復元力を生成するためには、約５Ｖ又は３．３Ｖの電圧で動作する集積回路と比較して、典型的には４０Ｖなどといった高い制御電圧を必要とする。
【０００８】
本発明に係る不揮発性メモリ装置は、片持ち梁スイッチと電極との間の張り付きを有効活用し、スイッチをオン状態に維持する。例えば、片持ち梁を基本とするリレーは、大抵は、一定の付勢電圧を維持することによりオン状態に駆動（活性化）される。しかしながら、微小機械構造をオン状態からオフ状態に迅速に解放するために、大抵の問題解決手法は負電圧のパルスの印加でもって一定の付勢を低減することにより、オフ状態を生じさせる。その結果、オフ状態を実現するためには、オン状態に駆動するために必要な電圧よりも低い電圧を印加することになる。
【０００９】
ＭＥＭＳの技術分野において、張り付きは重大な問題であるが、スイッチ及びメモリなどへの応用において上記問題を回避するために研究活動が継続されている。しかしながら、本発明においては、構造を計画するために、切り替え動作時に、微小機械素子とコンタクト電極との間の付着を維持するために張り付きを有効活用する。本発明は、微小機械素子においてより大きい制御可能な復元力を生じさせ、微小機械素子を、繰り返して、迅速に、かつ首尾良く計画し及び計画を解除することを目論んでいる。
【００１０】
微小電気機械スイッチの復元力は、例えば複数の制御電極を用いて該スイッチを電極に接触するよう引き込めることにより、あるいは、特別な形状に形成された構造素子を設けてより強い復元力を生じさせることにより、修正することができる。しかし、複数の駆動電極を用いることは、このようなスイッチを用いているシステムのコストを増加させるとともに、該システムを複雑化する。
【００１１】
その他の問題解決手法においては、電極は、切り替え動作を実施する手段として、移動可能な微小機械素子の各側部に配置される。しかしながら、この問題解決手法は、例えば、印加電圧が高い、微小機械素子を収容するための空隙部が大きくなる、などといった多数の制限要素を有している。この場合、電極が該構造の各側部に配置されるので、その製造時に追加のマスクを用いる必要があり、その結果コストを上昇させる。
【００１２】
それゆえ、本発明の目的は、高速の切り替え動作を行うことができ、微小機械素子におけるより大きい制御可能な復元力を得て微小機械素子を繰り返して迅速にかつ首尾良く計画及び計画の解除を行うことができ、切り替え電圧を低くすることができ、該構造の製造過程におけるマスクの使用（設置）を少なくして素子を収容するための空隙部をより小さくすることができ、コストにおいて有利な製造を行うことができる、電極構造とともに配置されたメモリ素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
かくして、本発明の第１の態様は、回路用の不揮発性メモリ装置（micromechanical element）を提供する。この不揮発性メモリ装置は、基板に結合された微小機械素子を備えている。微小機械素子は、基板の上に配置された偏向手段（deflection means）に応答して、１つの安定状態又は複数の安定状態の間における微小機械素子の移動を制御する。
【００１４】
上記の１つの安定状態又は複数の安定状態の各々は、微小機械素子の接触状態、接触状態から微小機械素子を制御された態様で解放させるための準安定状態、及び、微小機械素子が自由端を有している状態を含んでいるのが好ましい。
【００１５】
微小機械素子は、基板に結合されて基板と電気的に接続されているのが最も好ましい。
【００１６】
偏向手段は、急速解放モード（rapid release mode）で接触位置から離反する方向に微小機械素子を偏向させるように動作することができ、また、上記の１つの安定状態又は複数の安定状態の各々を生じさせるのが有利である。
【００１７】
偏向手段は１つ又は複数の電極を備えているのが好ましく、また電極は同一平面上に位置しているのが好ましい。
【００１８】
微小機械素子は、偏向手段に応答して弾性的に変形することができるのが好ましく、またチタン、タングステン、アルミニウム、銅又はタンタルを含む材料群から好ましく選択された導電性材料で形成されているのが好ましい。
【００１９】
偏向手段に第１の電圧を印加して、微小機械素子を第１の電極と接触するように引き込む（pull-in）ようになっているのが好ましく、また偏向手段に第２の電圧を印加して、微小機械素子を偏向手段の近傍に移動（変位）させるようになっているのが好ましい。
【００２０】
微小機械素子は、異なる物理的特性（物理的性質）を有しているのが好ましく、次の隣の部分に比べてより高い曲げ剛性（bending stiffness）を有する部分を含んでいるのがとくに好ましい。
【００２１】
本発明のもう１つの態様は、不揮発性メモリ装置を制御する方法を提供する。この方法は、１つの安定状態又は複数の安定状態の間で微小機械素子を移動させるための偏向手段に対して、１つ又は複数の信号を印加する過程を含んでいる。
【００２２】
偏向手段に対して１つ又は複数の制御信号を印加する過程では、微小機械素子を接触状態となるように移動させるのが好ましい。また、この方法の過程（step）は、急速解放モードで、接触位置から離反する方向に微小機械素子の偏向を生じさせるための予め設定された信号を生成する過程を含んでいるのが好ましい。
【００２３】
偏向手段に対する１つ又は複数の予め設定された信号を生成する過程では、偏向手段の近傍に微小機械素子を移動させるのが好ましい。
【００２４】
本発明のさらにもう１つの態様は短絡回路を提供する。この短絡回路は、第２の微小機械素子の近傍に位置する第１の微小機械素子を備えている。これらの微小機械素子は、それぞれ各微小機械素子を移動させるための第１及び第２の偏向手段に応答（反応）する。さらに、短絡回路は、電流制限手段と、偏向手段及び電流制限手段と連携する接地導体とを備えている。ここで、第１の偏向手段は、第２の偏向手段と係合して短絡を生じさせることができる。
【００２５】
第１の微小機械素子は、第２の微小機械素子に対して実質的に垂直に配列されているのが有利であり、また電流制限手段は抵抗体（抵抗器）であるのが有利である。
【００２６】
各偏向手段は、微小機械素子を、コンタクト電極に対して引き込み（pull-in）又は引き離す（pull-off）ための１つ又は複数の電極を備えているのが好ましい。第１の微小機械素子の引き込み電極は、第２の微小機械素子のコンタクト電極と係合して、第１の微小機械素子の短絡を生じさせるようになっているのが有利である。
【００２７】
本発明に係る短絡回路は、本発明に係る不揮発性メモリ装置において動作することができるようになっているのが好ましい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明は、既知の問題解決手段と比べて、引き込み電極及び引き離し電極が同一平面に存在する点においてとくに有利である。これは、スイッチの計画解除（de-programming）を行うために、製造時にその余分な層及び余分なマスキング工程を必要としないということを意味する。さらに、計画された片持ち梁の下の静電気間隙（electrostatic gap）が小さいので、電極が微小機械素子の各側部に配置された構造において必要とされる電圧に比べて、計画解除電圧（de-programming voltage）をより低くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、添付の図面を参照しつつ、単なる例示として本発明の実施の形態を説明する。
【００３０】
以下、実施の形態を、その異なる状態を参照しながら説明する。この実施の形態においては、メモリセル装置は、低い圧力の環境下に収容され、本発明を完全な形（integers）で実施することを確実化する。図１は、本発明の実施の形態に係る装置の第１の状態を示している。この装置において、不揮発性メモリセル装置１は、この実施の形態で用いられている片持ち梁などの微小機械素子２と、第１の電極４の上に配置された微小機械素子２の支持部３とを備えている。微小機械素子２の自由端は、第２の電極５及び第３の電極６の上方で移動（変位）することができる。電極４、５、６は、同一平面上に配列されている。本明細書において、Ｚは、微小機械素子２の下面と電極４、５、６の上面との間の分離部（separation）をあらわすものとする。また、Ｘは電極４と電極５との間の分離部をあらわすものとし、Ｙは電極５と電極６との間の分離をあらわすものとする。電極５は切り替え電極（switching electrode）であり、電極４及び電極６はコンタクト電極として機能する。この第１の状態においては、メモリセル装置１には電圧は印加されていない。したがって、微小機械素子２と電極４、５、６との間には静電気力は存在せず、このためメモリセル装置１は平衡状態にあり、微小機械素子２は静止状態を維持する。
【００３１】
図２に示すように、メモリセル装置１の微小機械素子２は、オン状態に活性化する（activate）ことができる第２の状態にすることができる。これは、例えば偏向電極５（屈曲電極）に付勢電圧Ｖ１（バイアス電圧）を印加することにより実現される。ここで、付勢電圧Ｖ１は、微小機械素子２と電極５との間に静電気力を生じさせ、微小機械素子２をコンタクト電極６に向かって強制的に移動（変位）させる。この「引き込み（pull-in）」電圧がしきい値に到達したときに、微小機械素子２は、微小機械素子２と電極６の接触の結果、電極６への電荷移動を開始することができる。これにより、微小機械素子２は、計画された状態（programmed state）となる。計画の実施（programming）後、電極５の付勢電圧Ｖ１を除去したとき、すなわちＶ１＝０となったときにも、微小機械素子２は電極６との接触状態を維持する。これは、計画された状態として知られている。この接触は引力（attraction）、例えばファン・デル・ワールス力（Van der Waals forces）、静止摩擦力（stiction）として集合的に知られている表面張力、又は、金属・金属結合などによって維持される。この引力は、このモード（形態）におけるメモリセル装置１のエネルギ的に好ましい付着状態（接着状態）を生じさせる。
【００３２】
さらに、この状態においては、上記構造の微小機械素子２は弾性エネルギを保存する（store）。また、前記のとおり、メモリセル装置１は、微小機械素子２の先端部とコンタクト電極６との間の界面（境界部）に生成される静止摩擦力によって惹起されるさらなるエネルギ成分を含んでいる。
【００３３】
揮発性メモリなどといったある種の応用例においては、コンタクト電極６と微小機械素子２との間の接触を維持している静止摩擦力は望ましい特徴ではないということに注目すべきである。したがって、これを防止するため、電極をポリマ（高分子材料）の薄膜で被覆して、微小機械素子２と電極６との間の付着エネルギを低減するようにしてもよい。
【００３４】
本発明に係るメモリセル装置１は、前記のとおり、接触モードの後において、もう１つの状態の段階を生じさせる確実化する。図３に示すように、電極５と微小機械素子２との間に付勢電圧Ｖ２（Ｖ２＞０＜０）を印加する。このとき、微小機械素子２は依然電極６と接触状態にあり、これにより微小機械素子２はさらに電極５に向かって引き込まれる。微小機械素子２が電極５に向かって曲がるので、さらなる弾性張力エネルギが生成され、このエネルギじゃ微小機械素子２の１つ又は複数の部分に保存される。微小機械素子２における弾性エネルギの増加は、微小機械素子２と電極６との間に存在する付着力に打ち勝つのに十分なものであるべきである。印加される電圧は、微小機械素子２が電極５と直接接触してメモリセル装置１の短絡を生じさせないような態様で、微小機械素子２の移動を制御しなければならないということに注目すべきである。
【００３５】
図４に示すように、さらに後の段階においては、電極５における電圧Ｖ２が急激に低下したときに（｜Ｖ｜→０）、微小機械素子２は偏向電極５から離反する方向に急速に偏向させられる（deflected）。微小機械素子２内に保存された弾性張力エネルギ（elastic strain energy）は、微小機械素子２とコンタクト電極６との間の静止摩擦力又は付着力と反対方向に作用し、これにより微小機械素子２を急速解放モードで解放する。付着力は、電極６と微小機械素子２との間の界面でエネルギ障壁（エネルギバリヤ）を形成する。このモードにおいては、微小機械素子２は、エネルギ的に好ましい付着状態から、微小機械素子２が自由に移動することができる次の状態への過渡状態を生じさせる。これは、計画が解除された状態（deprogrammed state）として知られている。計画された状態及び計画が解除された状態は、連続的に繰り返して実施される。
【００３６】
急速解放モードは本発明の重要な態様であるので、急速解放モードにおける偏向電極５への電圧の印加が十分に迅速であることが重要である。この場合、材料内における機械的パルスの伝達が制限因子（limiting factor）であるが、この伝達は微小機械素子２の機械的共振周波数（１次の固有モード周波数）に関連している。これは、微小機械素子２の急速解放が生じない程度まで保存された弾性エネルギが不本意に散逸するからである。電気パルスを機械的な共振よりも低速にすることにより、微小機械素子２の運動（移動）を緩速化することは好ましくない。なお、機械的な共振は、粘性による振動減衰及び固定支持によるエネルギ損失の効果を伴う。
【００３７】
さらに、このような高速のパルスをメモリセル装置の駆動電子機器によって供給することができない場合、ある微小機械素子の「引き込み電極（pull-in electrode）」には、他の微小機械素子により短絡が生じる可能性がある。図５に示すように、回路３００においては、微小機械素子３０５は、回路３００の部位３４０で接地されたもう１つの微小機械素子３１０の近傍に配置されている。微小機械素子３１０は、引き込み電極３５０とコンタクト電極３５５とを有する。他方、微小機械素子３０５は、コンタクト電極３４５と、微小機械素子３１０のコンタクト電極でもある引き込み電極３５５とを有する。
【００３８】
図５を参照しつつすでに説明したとおり、この装置の通常の動作時においては、微小機械素子３０５が偏向電圧Ｖ１（Ｖ＞０）３２５で駆動／検出回路３２０によって引き込まれ、この次の段階においてＶ２ ３２５で供給される電圧によってさらに引き込まれて弾性張力エネルギを増加させる。その結果、微小機械素子３０５の急速解放を生じさせる。微小機械素子３１０が微小機械素子３０５の引き込み電極３５５と接触すると、引き込み電極３５５は短絡され、その電圧は、微小機械素子３１０における電流を制限する高抵抗体（抵抗器）により急速に０まで低下する。
【００３９】
この急速解放モードの動作機構（メカニズム）は、微小機械素子と電極との間の接触面積が最小である場合に極めて有効となる。このため、計画解除サイクルの実施時においては、微小機械素子の先端部のみをコンタクト電極に接触させるべきである。これにより、微小機械素子が「平坦な」形態にスナップダウン（snap down）こと、すなわち引き込み電極に接触することを確実に防止することができる。これは、先端部の近傍に剛性の高い部分を設けて平坦な形態を防止するいくつかの方法によって実現することができる。
【００４０】
したがって、本発明のさらにもう１つの実施の形態においては、微小機械素子の急速解放モードの実施時における偏向を、その長手方向に沿って曲げ剛性に変化を持たせた構造を用いることにより促進することができる。例えば、前記の図１に示す微小機械素子２を、セグメントの長さ方向に高い曲げ剛性を有する材料で形成してもよい。なぜなら、このセグメントは準安定形態にあるときにはさらに引き込まれるからである。この構造のその他の長さ（length）、すなわち長さＢ及び長さＣは、それぞれ、長さＢにおいてより高い曲げ剛性を生じさせる（accommodate）ために予め設定された曲げ剛性を持たせ、微小機械素子２の構造的な一体性（integrity）を維持するようにしてもよい。
【００４１】
さらに、電力消費を低減するために、図１〜図４に示すメモリセル装置１に印加される電圧パルスを低減することができる多数の手法が存在する。再び図１に示すように、微小機械素子２の下面と電極との間の移動距離Ｚを小さくすることにより、微小機械素子２を構造内に引き込むための付勢電圧、すなわち電極５と電極６との電気的な接触を生じさせるために電極５に印加する付勢電圧をより低くすることができる。しかしながら、分離部Ｚは、電極５と微小機械素子２との間に接触が起こらないようにすべきである。接触すると、電極５に望ましくない短絡を生じさせ、かつ該装置の早すぎる活性化の解除（deactivation）を生じさせるからである。
【００４２】
図１〜図４に示すように、メモリセル装置の電極間距離は、微小機械素子２に保存される弾性張力エネルギの量を変えるために変更することができる。例えば、電極５を電極６からより離間させて配置した場合、微小機械素子２はより大きく引き込まれるであろう。これは、微小機械素子２が急速解放の前に電極５と接触する可能性がより低くなるからである。これは、電極５の短絡を生じさせるであろう。
【００４３】
本発明の主要な目的の１つは、微小機械素子に保存された弾性張力エネルギを増加させて、微小機械素子のコンタクト電極からの解放の速度を高めることである。図６に示すように、本発明のさらにもう１つの実施の形態においては、微小機械素子６００は、１つ又は複数の平行ビームセグメント（平行梁部）、例えばセグメント６０１、セグメント６０２及びセグメント６０３を備えている。微小機械素子６００は、互いに横向きに（laterally to each other）配置された電極６０４、６０４に応答する。使用時においては、前記のとおり、該構造は準安定状態を確実に保つことができるので、すなわち該構造は電極６０４と電極６０５の影響の下で引き下げられ（pulled down）、さらに解放の前に曲がる（warp）ので、その長手方向に沿っての曲げ剛性を増加させる結果となる。
【００４４】
セグメント６０２がこのように配列されているので、ねじれた側部のビームは高い曲げ剛性を有する。さらに、この実施の形態に係る構成は、引き下げ効果を最小にする一方、側部のビームにおけるねじれモーメントを最大にする。その結果、本発明の微小機械素子の場合に比べて、鉛直方向（上下方向）の同一の偏向量に対応するシステムに、より多くの弾性張力エネルギを生じさせることができる。
【００４５】
本明細書では、微小機械メモリ素子及びその使用方法についての特定の実施の形態を説明しているが、このような特定の実施の形態は本発明の範囲を限定することを意図している訳ではない。さらに、ある特定の実施の形態についてなされた本発明の説明は、当業者であればさらなる修正例を提案することができるということを理解すべきである。このような修正例はすべて、添付の特許請求の範囲の範囲内に含まれることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】電圧の印加がない状態における不揮発性メモリセル装置を示す図である。
【図２】オン状態に活性化されることができる第２の状態にされた不揮発性メモリセル装置の断面を示す図である。
【図３】不揮発性メモリセル装置の断面を示す図であり、電極で接触している微小機械素子２を示し、さらなる電圧が印加され、これにより素子を電極に向かってさらに引き込まれている。
【図４】電極５での電圧が急激に低下したときに、微小機械素子が偏向電極から離反する方向に急速に偏向している状態を示す図である。
【図５】本発明に係る不揮発性装置において生じうる回路の短絡を示す図である。
【図６】１つ又は複数の平行ビームセグメントを備えている微小機械素子を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  不揮発性メモリセル装置、２  微小機械素子、３  支持部、４  電極、５  電極、６  電極、３００  回路、３０５  微小機械素子、３１０  微小機械素子、３２０  駆動／検出回路、３３５  抵抗（抵抗器）、３４５  コンタクト電極、３５０  引き込み電極、３５５  引き込み電極。
【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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【国際調査報告】
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