(57)【要約】【課題】簡単な構成で連続的に広い周波数可変範囲が安定的に得られる広帯域発振器を提供すること。【解決手段】本発明の発振器は、固定電極２３ａ，２３ｂを有するガラス基板２１と、コイルパターン３０を有する第２のガラス基板２８と、第１及び第２のガラス基板間に配置され、ダイヤフラム２６ａを有するシリコン基板２６と、ダイヤフラム２６ａを可動させるガス管３３とを有する。これにより、インダクタンスＬが増加するときには容量Ｃも増加して共振周波数が低くなると同時に帰還容量が増加する機能を発揮するので、大きな周波数可変範囲で安定した発振が得られる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の主面を有する可動電極板と、前記可動電極板と対向して配置され、該可動電極板との間で可変容量を形成する固定電極板と、前記可変容量の変化と連動してインダクタンスが変化するインダクタンス素子と、を具備し、前記可変容量と前記インダクタンスとで共振回路が構成されていることを特徴とする発振器。
【請求項２】
前記可変容量が前記発振器内の帰還容量を兼ねることを特徴とする請求項１記載の発振器。
【請求項３】
前記固定電極板が分割されており、それぞれの固定電極板と前記可動電極板との間でそれぞれ可変容量を形成しており、前記可変容量の少なくとも一つが前記発振器内の帰還容量を兼ねることを特徴とする請求項２記載の発振器。
【請求項４】
固定電極を有する第１のガラス基板と、インダクタンス素子を有する第２のガラス基板と、前記第１及び第２のガラス基板間に配置され、ダイヤフラムを有するシリコン基板と、前記ダイヤフラムを可動させる可動力付与手段と、を具備し、前記第１のガラス基板と前記シリコン基板とが接合され、前記シリコン基板と前記第２のガラス基板とが接合されて構成されたキャビティ内に、前記固定電極、前記ダイヤフラム及び前記インダクタンス素子が封止されており、前記固定電極及び前記ダイヤフラムによる可変容量と、前記インダクタンス素子及び前記ダイヤフラムによるインダクタンスとで共振回路が構成されることを特徴とする発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発振器に関し、特に広帯域で発振可能である発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報通信分野においては、発振器に対しての要求が高まっている。例えば、発振器に対しては、小型化、軽量化が求められると共に、周波数の広帯域化が求められている。特許文献１には、複数のインダクタンスで構成されたインダクタンス部と、インダクタンスの組み合わせを可変にする切替手段を有する広帯域発信器が開示されている。この広帯域発振器においては、一つのインダクタンスについてキャパシタンスを増減させると共に、一つのインダクタンスについての可変範囲を超える場合にインダクタンスを切り替えるようにして発振周波数を制御する。
【０００３】
また、特許文献２には、同調インダクタンスの両端に１個以上のバリキャップダイオードを設けると共に、発振用インダクタンスのエミッタとアースとの間の帰還容量にもバリキャップダイオードを使用してこれを可変するように構成した広帯域発振器が開示されている。
【特許文献１】特開平８−１１６２１２号公報
【特許文献２】特開平１０−１３１５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の広帯域発振器では、周波数可変比を拡大するためにインダクタンスンタを段階的に切り替えるので、発振周波数を広帯域に連続可変できないという欠点がある。また、可変容量を変化させる手段と、インダクタンスを切り替える手段とが必要であるために装置が複雑になるという欠点がある。さらに、同調回路部を広帯域に変化させ得ても、発振部が対応できる周波数範囲に限界があるという欠点もある。また、特許文献２の広帯域発振器では、可変容量だけで同調周波数を可変することから、得られる周波数可変比に限界があるという欠点がある。
【０００５】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で連続的に広い周波数可変範囲が安定的に得られる広帯域発振器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の発振器は、一対の主面を有する可動電極板と、前記可動電極板と対向して配置され、該可動電極板との間で可変容量を形成する固定電極板と、前記可変容量の変化と連動してインダクタンスが変化するインダクタンス素子と、を具備し、前記可変容量と前記インダクタンスとで共振回路が構成されていることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、インダクタンスＬが増加するときには容量Ｃも増加して共振周波数が低くなると同時に帰還容量が増加する機能を発揮するので、大きな周波数可変範囲で安定した発振が得られる。
【０００８】
本発明の発振器においては、前記可変容量が前記発振器内の帰還容量を兼ねることが好ましい。また、この構成においては、前記固定電極板が分割されており、それぞれの固定電極板と前記可動電極板との間でそれぞれ可変容量を形成しており、前記可変容量の少なくとも一つが前記発振器内の帰還容量を兼ねることが好ましい。
【０００９】
本発明の発振器は、固定電極を有する第１のガラス基板と、インダクタンス素子を有する第２のガラス基板と、前記第１及び第２のガラス基板間に配置され、ダイヤフラムを有するシリコン基板と、前記ダイヤフラムを可動させる可動力付与手段と、を具備し、前記第１のガラス基板と前記シリコン基板とが接合され、前記シリコン基板と前記第２のガラス基板とが接合されて構成されたキャビティ内に、前記固定電極、前記ダイヤフラム及び前記インダクタンス素子が封止されており、前記固定電極及び前記ダイヤフラムによる可変容量と、前記インダクタンス素子及び前記ダイヤフラムによるインダクタンスとで共振回路が構成されることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、キャビティ内に、固定電極、ダイヤフラム及びインダクタンス素子が封止されており、ガラス基板により高い絶縁性が確保されるので、導体抵抗が小さくなり、Ｑ値の大きな共振回路を実現できる。このため、広い周波数範囲で発振可能な発振器を実現することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、一対の主面を有する可動電極板と、前記可動電極板との間で可変容量を形成する固定電極板と、前記可変容量の変化と連動してインダクタンスが変化するインダクタンス素子と、を具備し、前記可変容量と前記インダクタンスとで共振回路が構成されているので、簡単な構成で連続的に広い周波数可変範囲が安定的に得られる広帯域発振器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る発振器における共振器の概略構成を示す図である。図１に示す共振器においては、可動電極板２の一方の主面側に、それとそれぞれ対向して固定電極板３，４が配置され、可動電極板２の他方の主面側に、それと対向してインダクタンス素子（ここでは、コイル）１が配置される。この構成においては、可動電極板２と固定電極板３，４との間で可変容量（キャパシタ）を形成し、インダクタンス素子１と可動電極板２との間で可変インダクタンスを構成する。この構成においては、可動電極板２は、固定電極板３，４に接近するとともに、インダクタンス素子１から離間するように配置されている。したがって、可動電極板２と固定電極板３，４との間のギャップが小さくなるとキャパシタの容量が増加する。なお、本実施の形態においては、固定電極板が２つに分割されている場合について説明しているが、本発明においては、固定電極板は分割されていなくても良く、３つ以上に分割され、それぞれの固定電極板が可動電極板２との間で可変容量を形成しても良い。
【００１３】
可変電極板２及び固定電極板３の面積をＳ（ｍ2）とし、可変電極板２と固定電極板３，４との間の間隔をｄ（ｍ）とし、誘電率をε（Ｆ／ｍ）とすると、両電極板２，３により構成されるコンデンサの静電容量Ｃ（Ｆ）は下記式（１）で示される。
Ｃ＝ε・Ｓ／ｄ                                      式（１）
【００１４】
図１に示す構成において、Ｓを１×１０-6（ｍ2）とし、ｄを２×１０-6ｍ〜４×１０-6ｍとし、εを８．８５×１０-12（Ｆ／ｍ）としたときの容量Ｃを求めると図２に示すようになる。図２から分かるように、可変電極板２と固定電極板３，４との間の間隔ｄの増加に伴って容量Ｃが減少する。
【００１５】
一方、インダクタンス素子の断面を等価円形に置換したときの直径をＤ（ｍ）とし、インダクタンス素子の断面の中心と可変電極板２表面までの距離をｈ（ｍ）としたとき、インダクタンス素子を伝送線路と考えると、その特性インピーダンスＺ0（Ω）は下記式（２）で示される。
Ｚ0＝１３８・ｌｏｇ10（４ｈ／Ｄ）                    式（２）
【００１６】
ここで、この回路で使用する信号の角周波数をω（Ｈｚ）とし、波長をλ（ｍ）とし、インダクタンス素子の全長をｌ（ｍ）として伝送線路を終端したときの入力端インピーダンスからインダクタンスＬ（Ｈ）を求めると下記式（３）で示される。
Ｌ＝（Ｚ0／ω）・tan（２πｌ／λ）                    式（３）
【００１７】
図１に示す構成において、Ｄを１×１０-6（ｍ）とし、ｈを１×１０-6ｍ〜３×１０-6ｍとし、ωを８．４８×１０9（Ｈｚ）とし、λを２．２２×10-1（ｍ）とし、ｌを１．１２×１０-2（ｍ）としたときのインダクタンスＬを求めると図３に示すようになる。図３から分かるように、インダクタンス素子１と可変電極板２との間の距離ｈの増加に伴ってインダクタンスＬが増加する。
【００１８】
図１に示す構成においては、可変電極板２と固定電極板３，４との間の間隔ｄが増加すると、インダクタンス素子１と可変電極板２との間の距離ｈが減少するので、容量ＣとインダクタンスＬの両方が減少するようになる。反対に、可変電極板２と固定電極板３，４との間の間隔ｄが減少すると、インダクタンス素子１と可変電極板２との間の距離ｈが増加するので、容量ＣとインダクタンスＬの両方が増加するようになる。
【００１９】
ここで、上記式（１）で表される容量Ｃ（Ｆ）と、上記式（３）で表されるインダクタンスＬ（Ｈ）とを接続したときの共振周波数ｆ（Ｈｚ）は下記式（４）で表される。
ｆ＝１／２π√（ＬＣ）                              式（４）
この式（４）から分かるように、容量ＣとインダクタンスＬとが同時に増減すると、容量Ｃだけが増減するよりも大きな共振周波数変化を得ることができる。
【００２０】
図４に示すように、このような共振器５は、コンデンサ６とインダクタンス素子７とが並列に接続されて構成される。すなわち、本発明においては、可動電極板２との間で可変容量を形成する固定電極板３，４と、この可変容量の変化と連動してインダクタンスが変化するインダクタンス素子１と、を具備し、可変容量とインダクタンスとで共振回路が構成されている。図５は、可動電極板の移動距離と周波数との関係を示す特性図である。図５に、可動電極板の移動により容量Ｃだけを可変した場合の共振周波数（Ｃ可変）と、可動電極板の移動により容量ＣとインダクタンスＬとを可変した場合の共振周波数（ＬＣ可変）を示す。図５から分かるように、容量Ｃだけを可変した場合に比べて、ＬＣを同時に可変した場合には、約２倍の周波数変化が得られる。
【００２１】
図６は、図１に示す共振器を用いた広帯域発振器を示す図である。図６において、広帯域発振器は、可変インダクタンス８と、可変容量９，１０と、トランジスタ１１とから構成されている。このトランジスタ１１は、コレクタ電極１２、エミッタ電極１３及びベース電極１４を有する。なお、図６において、直流バイアス回路は省略してある。図６における可変インダクタンス８は、図１におけるインダクタンス素子１に相当し、可変容量９は、図１における可変電極板２と固定電極板３とにより得られる容量であり、可変容量１０は、図１における可変電極板２と固定電極板４とにより得られる容量である。可変容量９，１０は、共振周波数を決定するための可変容量であり、かつ、帰還容量としての可変容量である。図６に示す発振回路において、発振周波数は、可変インダクタンス８、可変容量９、可変容量１０で構成される共振周波数でほぼ決定される。また、トランジスタ１１のコレクタ電極１２とエミッタ電極１３との間に挿入される帰還容量は、可変容量９が相当し、トランジスタ１１のコレクタ電極１２とべース電極１４との間に挿入される帰還容量は、可変容量１０が相当する。安定した発振を得るためには、これらの帰還容量は、一般的に発振周波数が低いときには大きく、発振周波数が高いときには小さいことが望ましい。
【００２２】
図６に示す発振回路においては、例えばインダクタンスＬが増加するときには容量Ｃも増加して共振周波数が低くなると同時に帰還容量が増加するので、大きな周波数可変範囲で安定した発振が得られる。このような、インダクタンスＬが増加するときには容量Ｃも増加して共振周波数が低くなると同時に帰還容量が増加する機能を発揮する構成は、可動電極板の移動により容量ＣとインダクタンスＬとを可変できる構造により実現することができる。このような構造は、ＭＥＭＳ（Micro Electronics Mechanical System）技術の発達により実現することができる。
【００２３】
図７は、本発明の実施の形態に係る発振器における共振器を実現したデバイスを示す断面図である。図７に示す共振器によれば、図１における可変電極板２と固定電極板３，４との間の間隔ｄが増加するときに、インダクタンス素子１と可変電極板２との間の距離ｈが減少して、容量ＣとインダクタンスＬの両方が減少すると共に、可変電極板２と固定電極板３，４との間の間隔ｄが減少するときに、インダクタンス素子１と可変電極板２との間の距離ｈが増加して、容量ＣとインダクタンスＬの両方が増加する構成を実現することができる。なお、図７に示す構造は一例であり、これに限定されない。また、本実施の形態においては、ダイヤフラムを可動させる可動力付与手段がガス供給手段である場合について説明する。
【００２４】
図中２１は第１のガラス基板を示す。第１のガラス基板２１は、一対の主面２１ａ，２１ｂを有する。第１のガラス基板２１には、シリコンで構成された島状体（シリコン製部材）２２ａ，２２ｂ，２２ｃが埋設されている。島状体２２ａは、主面２１ａ上に形成された第１固定電極２３ａと、主面２１ｂ上に形成された引き出し電極２５ａとを電気的に接続する導電部材である。島状体２２ｂは、主面２１ａ上に形成された第２固定電極２３ｂと、主面２１ｂ上に形成された引き出し電極２５ａとを電気的に接続する導電部材である。島状体２２ｃは、主面２１ａ上に形成された接続電極２４と、主面２１ｂ上に形成された引き出し電極２５ｃとを電気的に接続する導電部材である。島状体２２ａ，２２ｂ，２２ｃは、第１のガラス基板２１の両主面２１ａ，２１ｂで露出している。
【００２５】
第１のガラス基板２１の主面２１ａには、島状体２２ａの一方の露出部分と電気的に接続するように固定電極２３ａが形成されており、島状体２２ｂの一方の露出部分と電気的に接続するように固定電極２３ｂが形成されている。また、第１のガラス基板２１の主面２１ａには、島状体２２ｃの一方の露出部分と電気的に接続するように接続電極２４が形成されている。第１のガラス基板２１の主面２１ｂには、島状体２２ａの他方の露出部分と電気的に接続するように引き出し電極２５ａが形成されており、島状体２２ｂの他方の露出部分と電気的に接続するように引き出し電極２５ｂが形成されており、島状体２２ｃの他方の露出部分と電気的に接続するように引き出し電極２５ｃが形成されている。このように引き出し電極２５ａ，２５ｂ，２５ｃが同一の主面２１ｂ上に設けられていることにより、外部機器への接続が容易となる。
【００２６】
第１のガラス基板２１の主面２１ａ上には、可動電極であるダイヤフラム２６ａを有するシリコン基板２６が接合されている。このダイヤフラム２６ａは、可動電極として圧力により変位する。シリコン基板２６は、第１のガラス基板２１の主面２１ａと第１接合部２６ｂで接合されている。第１のガラス基板２１とシリコン基板２６とは、ダイヤフラム２６ａが固定電極２３ａ，２３ｂと所定の間隔をおいて配置されるように位置合わせされた状態で第１接合部２６ｂにおいて接合される。
【００２７】
シリコン基板２６上には、第２のガラス基板２８が配置されている。第２のガラス基板２８は、一対の主面２８ａ，２８ｂを有する。第２のガラス基板２８には、シリコンで構成された島状体（シリコン製部材）２９ａ，２９ｂが埋設されている。島状体２９ａ，２９ｂは、主面２８ａ上に形成されたインダクタンス素子であるコイルパターン３０と、主面２８ｂ上に形成された引き出し電極３１ａ，３１ｂとを電気的に接続する導電部材である。島状体２９ａ，２９ｂは、第２のガラス基板２８の両主面２８ａ，２８ｂで露出している。
【００２８】
第２のガラス基板２８の主面２８ａには、島状体２９ａ，２９ｂの一方の露出部分と電気的に接続するように円弧状のコイルパターン３０が形成されている。第２のガラス基板２８の主面２８ｂには、島状体２９ａ，２９ｂの他方の露出部分とそれぞれ電気的に接続するように引き出し電極３１ａ，３１ｂが形成されている。このように引き出し電極３１ａ，３１ｂが同一の主面２８ｂ上に設けられていることにより、外部機器への接続が容易となる。第２のガラス基板２８には、貫通穴３２が形成されている。貫通穴には、バルブ３４を有するガス管３３が接続されており、バルブ３４の制御によりガス管３３を介して貫通穴３２に供給するガスの流量を調整することができるようになっている。
【００２９】
第２のガラス基板２８の主面２８ａ上には、上記シリコン基板２６が接合されている。シリコン基板２６は、第２のガラス基板２８の主面２８ａと第２接合部２６ｃで接合されている。第２のガラス基板２８とシリコン基板２６とは、ダイヤフラム２６ａがコイルパターン３０と所定の間隔をおいて配置されるように位置合わせされた状態で第２接合部２６ｃにおいて接合される。
【００３０】
第１のガラス基板２１と島状体２２ａ，２２ｂ，２２ｃとの界面及び／又は第２のガラス基板２８と島状体２９ａ，２９ｂとの界面は、高い密着性を有することが好ましい。後述するように、これらの界面は、加熱下において島状体２２ａ，２２ｂ，２２ｃに対応する突出部を第１のガラス基板２１に、島状体２９ａ，２９ｂに対応する突出部を第２のガラス基板２８に押し込むことにより形成される。このような方法により得られた界面でも高い密着性を発揮できるが、突出部を第１のガラス基板２１及び／又は第２のガラス基板２８に押し込んだ後に、陽極接合処理を施すことにより、密着性をより高くすることができる。陽極接合処理とは、所定の温度（例えば４００℃以下）で所定の電圧（例えば３００Ｖ〜１ｋＶ）を印加することにより、シリコンとガラスとの間に大きな静電引力が発生して、界面で共有結合を起こさせる処理をいう。この界面での共有結合は、シリコンのＳｉ原子とガラスに含まれるＳｉ原子との間のＳｉ−Ｓｉ結合又はＳｉ−Ｏ結合である。したがって、このＳｉ−Ｓｉ結合又はＳｉ−Ｏ結合により、シリコンとガラスとが強固に接合して、両者間の界面で非常に高い密着性を発揮する。このような陽極接合を効率良く行うために、第１のガラス基板２１や第２のガラス基板２８のガラス材料としては、ナトリウムなどのアルカリ金属を含むガラス材料（例えばパイレックス（登録商標）ガラス）であることが好ましい。
【００３１】
第１のガラス基板２１の主面２１ａとシリコン基板２６の第１接合部２６ｂとの界面、第２のガラス基板２８の主面２８ａとシリコン基板２６の第２接合部２６ｃとの界面は、高い密着性を有することが好ましい。これらの界面は、陽極接合処理を施すことにより、密着性をより高くすることができる。
【００３２】
このように、コイルパターン３０と固定電極２３ａ，２３ｂとの間に可動電極であるダイヤフラム２６ａが位置する構造となっている。すなわち、第１のガラス基板２１と、シリコン基板２６と、第２のガラス基板２８とにより構成されたキャビティ２７内で、可動電極板であるダイヤフラム２６ａが変位する。このような構造において、貫通穴３２からガスが注入されると（図中の矢印方向）、そのガス圧力によりダイヤフラム２６ａが下方に撓んで変位して、固定電極２３ａ，２３ｂとの間の間隔（ギャップ）が小さくなって容量が増加すると共に、コイルパターン３０との間の間隔（ギャップ）が大きくなってインダクタンスが増加する。反対に、貫通穴３２からガスを吸引すると、その吸引力によりダイヤフラム２６ａが上方に撓んで変位して、固定電極２３ａ，２３ｂとの間の間隔（ギャップ）が大きくなって容量が減少すると共に、コイルパターン３０との間の間隔（ギャップ）が小さくなってインダクタンスが減少する。すなわち、本発明の可変素子は、ダイヤフラムの変位によるコンデンサの静電容量変化とともにコイルなどのインダクタンス素子のインダクタンスがともに変化する構成とする。特に、図７に示す構造によれば、容量とインダクタンスが共に増加する構成を実現することができる。
【００３３】
通常、容量を可変にする場合には、ダイオードの空乏層の距離を変えることにより容量を可変にし、インダクタンスを可変にする場合には、鉄芯の透磁率（μ）を変えることにより変える。このように一般的には、インダクタンスを可変にする手段と容量を可変にする手段とは異なる手段であるので、容量とインダクタンスとを連動して可変にすることができなかった。上記のような構造により、可変容量の変化と連動してインダクタンスを変化させることができるので、共振周波数範囲を広くすることができ、これにより広い周波数範囲で発振条件を満足させることが可能となる。また、キャビティ２７内に、固定電極２３ａ，２３ｂ、ダイヤフラム２６ａ及びコイル３０が封止されており、ガラス基板２１，２８により高い絶縁性が確保されるので、導体抵抗が小さくなり、Ｑ値の大きな共振回路を実現できる。このため、広い周波数範囲で発振可能な発振器を実現することができる。
【００３４】
次に、本実施の形態の可変容量センサの製造方法について説明する。図８（ａ）〜（ｄ）、図９（ａ）〜（ｄ）、図１０（ａ）〜（ｄ）、図１１（ａ）〜（ｆ）及び図１２（ａ），（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る発振器における共振器の製造方法を説明するための断面図である。
【００３５】
まず、不純物をドーピングして低抵抗化したシリコン基板４１を準備する。不純物としては、ｎ型不純物でも良く、ｐ型不純物でも良い。抵抗率としては、例えば０．０１Ω・ｃｍ程度とする。図８（ａ）に示すように、シリコン基板４１の一方の主面上にエッチングマスク４２を形成する。このエッチングマスク４２は、例えば、シリコン酸化膜をシリコン基板４１の一方の主面全面に形成し、マスク形成領域にシリコン酸化膜が残存するようにパターニングする。そして、シリコン基板４１をエッチングして、図８（ｂ）に示すように、島状体２２ａ，２２ｂ，２２ｃに対応する突出部４１ａ，４１ｂ，４１ｃを形成する。
【００３６】
次いで、突出部４１ａ，４１ｂ，４１ｃを形成したシリコン基板４１上に第１のガラス基板２１を置く。さらに、真空下で、このシリコン基板４１及び第１のガラス基板２１を加熱し、図８（ｃ）に示すように、シリコン基板４１を第１のガラス基板２１に押圧して突出部４１ａ，４１ｂ，４１ｃを第１のガラス基板２１の主面２１ｂに押し込んで、シリコン基板４１と第１のガラス基板２１とを接合する。このときの温度は、シリコンの融点以下であって、ガラスが変形可能である温度（例えば、ガラスの軟化点温度以下）が好ましい。例えば加熱温度は約６００℃である。
【００３７】
さらに、シリコン基板４１の突出部４１ａ，４１ｂ，４１ｃと第１のガラス基板２１との界面での密着性をより高めるために、陽極接合処理をすることが好ましい。この場合、シリコン基板４１及び第１のガラス基板２１にそれぞれ電極をつけて、約４００℃以下の加熱下で約３００Ｖ〜１ｋＶの電圧を印加することにより行う。これにより界面での密着性がより高くなる。
【００３８】
次いで、図８（ｄ）に示すように、第１のガラス基板２１の主面２１ａ，２１ｂ側を研磨処理及びラップ処理することにより島状体２２ａ，２２ｂ，２２ｃを主面２１ａ，２１ｂで部分的に露出させる。これにより、第１のガラス基板２１に島状体２２ａ，２２ｂ，２２ｃが埋め込まれた状態となる。このようにしてシリコン製部材を埋め込んだ第１のガラス基板２１を作製する。
【００３９】
さらに、図９（ｂ）に示すように、第１のガラス基板２１の主面２１ｂ上に、島状体２２ａ，２２ｂ，２２ｃとそれぞれ電気的に接続するように引き出し電極２５ａ，２５ｂ，２５ｃを形成する。この場合、まず、図９（ａ）に示すように、第１のガラス基板２１の主面２１ｂ上に電極材料４３を被着し、その上にレジスト膜を形成し、電極形成領域にレジスト膜が残るように、そのレジスト膜をパターニング（フォトリソグラフィー）し、そのレジスト膜をマスクとして電極材料４３をエッチングし、その後残存したレジスト膜を除去する。
【００４０】
次いで、図９（ｄ）に示すように、第１のガラス基板２１の主面２１ａ上に、島状体２２ａ，２２ｂ，２２ｃとそれぞれ電気的に接続するように固定電極２３ａ，２３ｂ、接続電極２４を形成する。この場合、まず、図９（ｃ）に示すように、第１のガラス基板２１の主面２１ａ上に電極材料４４を被着し、その上にレジスト膜を形成し、電極形成領域にレジスト膜が残るように、そのレジスト膜をパターニング（フォトリソグラフィー）し、そのレジスト膜をマスクとして電極材料４４をエッチングし、その後残存したレジスト膜を除去する。
【００４１】
図８（ａ）〜（ｄ）に示すようにして島状体２９ａ，２９ｂを埋め込んだ第２のガラス基板２８を作製し、図１０（ａ）に示すように、この第２のガラス基板２８の主面２８ｂ上にブラストマスク４５を形成する。この場合、ブラストマスク形成領域にブラストマスク４５が残存するようにパターニングする。そして、図１０（ｂ）に示すように、ブラストマスク４５を介して第２のガラス基板２８の主面２８ｂ側からサンドブラスト処理を行って、第２のガラス基板２８に貫通穴３２を形成する。
【００４２】
次いで、図１０（ｄ）に示すように、第２のガラス基板２８の主面２８ａ上に、島状体２９ａ，２９ｂとそれぞれ電気的に接続するようにコイルパターン３０を形成する。この場合、まず、図１０（ｃ）に示すように、第２のガラス基板２８の主面２８ａ上に電極材料４６を被着し、その上にレジスト膜を形成し、電極形成領域にレジスト膜が残るように、そのレジスト膜をパターニング（フォトリソグラフィー）し、そのレジスト膜をマスクとして電極材料４６をエッチングし、その後残存したレジスト膜を除去する。
【００４３】
次いで、シリコン基板２６を熱酸化してシリコン酸化膜を形成する。この場合、図１１（ａ）に示すように、シリコン酸化膜上にレジスト膜を形成し、凹部形成領域以外にレジスト膜が残るように、そのレジスト膜をパターニング（フォトリソグラフィー）し、そのレジスト膜をマスクとしてシリコン酸化膜をエッチングし、その後残存したレジスト膜を除去する。そして、図１１（ｂ）に示すように、このようにして形成した開口部５２を有するシリコン酸化膜５１をマスクとしてシリコン基板２６の一方の主面をエッチングして凹部２６ｄを設ける。エッチングとしては、ドライエッチングでも良く、ウェットエッチングでも良い。ただし、ウェットエッチングの場合には、エッチングレートに差が出るようにシリコン基板２６の表面の結晶面を規定して異方性エッチングすることが好ましい。
【００４４】
次いで、上記と同様にして、シリコン基板２６を熱酸化してシリコン酸化膜を形成する。この場合、図１１（ｃ）に示すように、シリコン酸化膜上にレジスト膜を形成し、凹部形成領域以外にレジスト膜が残るように、そのレジスト膜をパターニング（フォトリソグラフィー）し、そのレジスト膜をマスクとしてシリコン酸化膜をエッチングし、その後残存したレジスト膜を除去する。そして、図１１（ｄ）に示すように、このようにして形成した開口部５２を有するシリコン酸化膜５１をマスクとしてシリコン基板２６の一方の主面をエッチングして凹部２６ｅを設ける。
【００４５】
次いで、上記と同様にして、シリコン基板２６を熱酸化してシリコン酸化膜を形成する。この場合、図１１（ｅ）に示すように、シリコン酸化膜上にレジスト膜を形成し、凹部形成領域以外にレジスト膜が残るように、そのレジスト膜をパターニング（フォトリソグラフィー）し、そのレジスト膜をマスクとしてシリコン酸化膜をエッチングし、その後残存したレジスト膜を除去する。そして、図１１（ｆ）に示すように、このようにして形成した開口部５２を有するシリコン酸化膜５１をマスクとしてシリコン基板２６の他方の主面をエッチングして凹部２６ｆを設ける。このようにしてダイヤフラム２６ａを有するシリコン基板２６を作製する。
【００４６】
次いで、図１２（ａ）に示すように、シリコン基板２６の凹部２６ｄ，２６ｅが第１のガラス基板２１の主面２１ａ側になるようにして、シリコン基板２６を第１のガラス基板２１の主面２１ａ上に接合する。すなわち、第１のガラス基板２１の主面２１ａとシリコン基板２６の第１接合部２６ｂとが接合される。このとき、シリコン基板２６及び第１のガラス基板２１に対して、約４００℃以下の加熱下で約５００Ｖ程度の電圧を印加することにより陽極接合処理を行う。これによりシリコン基板２６と第１のガラス基板２１との間の界面での密着性がより高くなる。
【００４７】
次いで、図１２（ｂ）に示すように、シリコン基板２６の凹部２６ｆが第２のガラス基板２８の主面２８ａ側になるようにして、シリコン基板２６を第２のガラス基板２８の主面２８ａ上に接合する。すなわち、第２のガラス基板２８の主面２８ａとシリコン基板２６の第２接合部２６ｃとが接合される。このとき、シリコン基板２６及び第２のガラス基板２８に対して、約４００℃以下の加熱下で約５００Ｖ程度の電圧を印加することにより陽極接合処理を行う。これによりシリコン基板２６と第２のガラス基板２８との間の界面での密着性がより高くなる。その後、貫通穴３２にガス供給手段を取り付ける。
【００４８】
このようにして得られた共振器においては、固定電極２３ａが島状体２２ａを介して引き出し電極２５ａと電気的に接続されており、固定電極２３ｂが島状体２２ｂを介して引き出し電極２５ｂと電気的に接続されており、可動電極であるダイヤフラム２６ａが接続電極２４及び島状体２２ｃを介して引き出し電極２５ｃと電気的に接続されており、コイルパターン３０が島状体２９ａ，２９ｂを介して引き出し電極３１ａ，３１ｂと電気的に接続されている。したがって、ダイヤフラム２６ａと固定電極２３ａ，２３ｂとの間で検知された静電容量及びコイルパターン３０とダイヤフラム２６ａとの間で検知されたインダクタンスの信号は、島状体２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２９ａ，２９ｂを介して引き出し電極２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，３１ａ，３１ｂから取得することができる。このような共振器部分を、図６に示すように、トランジスタと接続することにより本発明の発振器を構成することができる。
【００４９】
このように、本発明の発振器は、可変容量の変化と連動してインダクタンスを変化させることができるので、共振周波数範囲を広くすることができ、これにより広い周波数範囲で発振条件を満足させることが可能となる。また、キャビティ２７内に、固定電極２３ａ，２３ｂ、ダイヤフラム２６ａ及びコイル３０が封止されており、ガラス基板２１，２８により高い絶縁性が確保されるので、導体抵抗が小さくなり、Ｑ値の大きな共振回路を実現できる。このため、広い周波数範囲で発振可能な発振器を実現することができる。
【００５０】
本発明においては、図１３に示すように、共振器部分において、一方を固定容量１５とし、他方を可変容量１０とした構成でも良い。この場合においても、インダクタンスＬが増加するときには容量Ｃも増加して共振周波数が低くなると同時に帰還容量が増加する機能を発揮するので、大きな周波数可変範囲で安定した発振が得られる。
【００５１】
本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態においては、ガス圧により可動電極を変位させる構成について説明しているが、本発明においては、可動電極を変位させる可動力付与手段について制限はない。例えば、可動力付与手段として、電歪手段、磁歪手段、リニアモータなどを用いることができる。また、上記実施の形態で説明した数値や材質については特に制限はない。また、上記実施の形態で説明したプロセスについてはこれに限定されず、工程間の適宜順序を変えて実施しても良い。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の形態に係る発振器における共振器の概略構成を示す図である
【図２】図１に示す共振器についての等価容量とギャップとの関係を示す特性図である。
【図３】図１に示す共振器についての等価インダクタンスとギャップとの関係を示す特性図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る発振器における共振器の等価回路図である。
【図５】可動電極板の移動距離と周波数との関係を示す特性図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る発振器における共振器の回路図である。
【図７】図１に示す共振器を実現したデバイスを示す断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の形態に係る発振器における共振器の製造方法を説明するための断面図である。
【図９】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の形態に係る発振器における共振器の製造方法を説明するための断面図である。
【図１０】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の形態に係る発振器における共振器の製造方法を説明するための断面図である。
【図１１】（ａ）〜（ｆ）は、本発明の実施の形態に係る発振器における共振器の製造方法を説明するための断面図である。
【図１２】（ａ），（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る発振器における共振器の製造方法を説明するための断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態に係る発振器における他の共振器の回路図である。
【符号の説明】
【００５３】
１，７  インダクタンス素子
２  可動電極板
３，４  固定電極板
５  共振器
６  コンデンサ
８  可変インダクタンス
９，１０  可変容量
１１  トランジスタ
１２  コレクタ電極
１３  エミッタ電極
１４  ベース電極
２１，２８  ガラス基板
２１ａ，２１ｂ，２８ａ，２８ｂ  主面
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２９ａ，２９ｂ  島状体
２３ａ，２３ｂ  固定電極
２４  接続電極
２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，３１ａ，３１ｂ  引き出し電極
２６  シリコン基板
２６ａ  ダイヤフラム
２６ｂ，２６ｃ  接合部
２７  キャビティ
３０  コイルパターン
３２  貫通穴
３３  ガス管
３４  バルブ
【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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