(57)【要約】【課題】スティッキングによる可変容量素子の動作不良を防ぎ、また、特性ばらつきを抑える。【解決手段】可変容量素子１は、固定板２と可動板３と誘電体膜８と電極４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂ，６，７Ａ，７Ｂとを備える。電極５Ａ，５Ｂ，７Ａ，７Ｂは対向し、駆動電圧が印加される。誘電体膜８は、電極５Ａ，５Ｂ，７Ａ，７Ｂに対向する領域８Ｃが周囲よりも薄肉で、領域８Ｃを挟むように周囲から突出する２列のストッパ８Ａを備える。ストッパ８Ａの間隔は狭く、可動板３のヤング率は高く、可動板３の厚みは厚く、駆動電圧は低く、ストッパ高さは高いことが望ましい。【選択図】  図４Ｂ
2012176445.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定板と、
ギャップ空間を介して前記固定板と対向する可動板と、
前記ギャップ空間に露出して設けられる誘電体膜と、
前記ギャップ空間および前記誘電体膜を介して対向する電極対からなり、駆動電圧が印加される駆動電圧印加部と、
隣接するストッパとの間に前記駆動電圧印加部を挟むように前記ギャップ空間に配置される複数のストッパと、
を備え、
前記ストッパの間隔を「l（単位：μｍ）」、前記ストッパの高さを「z（単位：μｍ）」、前記可動板の厚みを「h（単位：μｍ）」、前記可動板のヤング率を「e（単位：ＧＰａ）」、前記駆動電圧の最大値を「vdr（単位：V）」として、
【数１】
2012176445.tif 000012
を満足する構造である、ＭＥＭＳアクチュエータ。
【請求項２】
固定板と、
梁構造であって長手方向に垂直な撓み方向に、ギャップ空間を介して前記固定板と対向する可動板と、
前記ギャップ空間に露出して設けられる誘電体膜と、
前記ギャップ空間および前記誘電体膜を介して対向し、前記長手方向に沿って設けられる電極対からなり、駆動電圧が印加される駆動電圧印加部と、
前記ギャップ空間および前記誘電体膜を介して対向し、前記長手方向に沿って設けられる電極対からなり、ＲＦ信号が印加されるＲＦ信号印加部と、
隣接するストッパとの間に前記駆動電圧印加部を挟むように前記ギャップ空間に配置される複数のストッパと、
を備え、
前記ストッパの間隔を「l（単位：μｍ）」、前記ストッパの高さを「z（単位：μｍ）」、前記可動板の厚みを「h（単位：μｍ）」、前記可動板のヤング率を「e（単位：ＧＰａ）」、前記駆動電圧の最大値を「vdr（単位：V）」として、
【数１】
2012176445.tif 000013
を満足する構造である、可変容量素子。
【請求項３】
【数２】
2012176445.tif 000014
を満足する構造である、請求項２に記載の可変容量素子。
【請求項４】
前記ストッパに対向する位置に配置され、前記ストッパを介して対向する電極と同電位に接続される、同電位電極を備える、請求項２または３に記載の可変容量素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、静電力により駆動するＭＥＭＳアクチュエータ、および、ＭＥＭＳアクチュエータを用いてＲＦ容量を可変する可変容量素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＭＥＭＳアクチュエータとして、固定板と可動板とを備え、両者をギャップ空間を介して対向させ、それぞれに駆動電極を設ける構成のものが利用されている。この構成では、駆動電極にＤＣ電圧を印加することで可動板に静電引力が作用し、可動板を変位させることができる（例えば特許文献１参照。）。
【０００３】
図１は、従来のＭＥＭＳアクチュエータの構成例を説明する図である。
ここで示すＭＥＭＳアクチュエータ１０１は、光の反射状態を変化させる光スイッチとして利用されるものであり、可動金属板１０２、支持アンカー部１０３、支持フレーム部１０４、固定電極板１０５、およびストッパ１０６を備える。可動金属板１０２は固定電極板１０５に対して相対的に上下動自在である。支持アンカー部１０３は可動金属板１０２を支持フレーム部１０４に対して弾性支持する。支持フレーム部１０４は可動金属板１０２と固定電極板１０５との間にギャップ空間を形成する。固定電極板１０５は可動金属板１０２に対向し、可動金属板１０２との間に駆動電圧が印加される。すると、可動金属板１０２には固定電極板１０５から駆動電圧による静電引力が作用することになる。
【０００４】
ストッパ１０６は固定電極板１０５から突出する部位であり、絶縁部１０６Ａと電極部１０６Ｂとを備える。絶縁部１０６Ａは、可動金属板１０２と固定電極板１０５との導通を防ぐために設けられる。絶縁部１０６Ａが可動金属板１０２に直接接触すれば、駆動電圧の電界により絶縁部１０６Ａが帯電して可動金属板１０２がストッパ１０６に吸着されるスティッキングが発生することがある。そこで、スティッキングを防ぐために絶縁部１０６Ａの表面には電極部１０６Ｂが設けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３６６８９３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＭＥＭＳアクチュエータにおいては、可動板が極めて薄く剛性が低いため、可動板がストッパを介して固定板に接触した状態で作用する静電引力により、２つのストッパを両支点にして可動板に撓みが生じる。また、その際、ストッパ高さが極めて低いため、撓みが過大であれば誘電体膜と駆動電極とが接触することがある。すると、その接触により誘電体膜に帯電が引き起こされ、スティッキングなどが生じる恐れがある。
【０００７】
また、ＭＥＭＳアクチュエータを用いた可変容量素子が開発されている。可変容量素子においてストッパ構造を採用する場合も、２つのストッパ間での撓みにより誘電体膜と駆動電極との接触が起きることがある。すると、その接触により誘電体膜に帯電が引き起こされ、可変容量素子のＣ−Ｖ特性に素子ごとのばらつきが引き起こされる恐れがある。
【０００８】
そこで本発明の目的は、可動板と固定板とがストッパを介して対向する場合に、対向する誘電体膜と電極とが接触することを抑制できるＭＥＭＳアクチュエータ、および、可変容量素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
ＭＥＭＳアクチュエータは、固定板と可動板と誘電体膜と駆動電圧印加部と複数のストッパとを備える。可動板は、ギャップ空間を介して固定板と対向する。誘電体膜は固定板と可動板との間のギャップ空間に露出して設けられる。駆動電圧印加部は、ギャップ空間および誘電体膜を介して対向する電極対からなる。複数のストッパは、隣接するストッパとの間に駆動電圧印加部を挟むように配置される。
また、可変容量素子は、固定板と可動板と誘電体膜と駆動電圧印加部とＲＦ信号印加部と複数のストッパとを備える。可動板は、梁構造であって長手方向に垂直な撓み方向に、ギャップ空間を介して固定板と対向する。誘電体膜は固定板と可動板との間のギャップ空間に露出して設けられる。駆動電圧印加部およびＲＦ信号印加部は、ギャップ空間および誘電体膜を介して対向する電極対からなり、可動板の長手方向に沿って設けられる。複数のストッパは、隣接するストッパとの間に駆動電圧印加部を挟むように配置される。
本発明は、これらＭＥＭＳアクチュエータおよび可変容量素子において次式を満足する構造であることを特徴とする。
【００１０】
【数１】
2012176445.tif 000003
【００１１】
ただし、ストッパの間隔は「l（単位：μｍ）」、ストッパの高さは「z（単位：μｍ）」、可動板の厚みは「h（単位：μｍ）」、可動板のヤング率は「e（単位：ＧＰａ）」、駆動電圧の最大値は「vdr（単位：ｖ）」である。なお、駆動電圧は５０V以下で制御されると好ましく、さらには３０Ｖ以下で制御されるとより好ましい。駆動電圧の最大値が低いほど、昇圧回路などを小型化や省略することが可能になり、駆動用ＩＣのコストを抑制することができる。
【００１２】
このような構成では、可動板が接触する２つのストッパ間に撓みが生じても、そのストッパ間で対向する誘電体膜と電極が接触することが殆ど無くなる。
【００１３】
上述のＭＥＭＳアクチュエータおよび可変容量素子は次式も満足すると、更に好適である。
【００１４】
【数２】
2012176445.tif 000004
【００１５】
上述のＭＥＭＳアクチュエータおよび可変容量素子は、同電位電極を備えると好適である。同電位電極は、ストッパに対向する位置に配置され、ストッパを介して対向する電極と同電位に接続される電極である。この構成では、ストッパ自体が帯電してスティッキングが生じることが無くなる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、２つのストッパに接触する状態の可動板が、静電引力の作用でストッパとの接触位置を支点として撓んでも、そのストッパ間で対向する誘電体膜と電極が接触することが殆ど無くなる。これにより、スティッキングの発生や可変容量素子における特性ばらつきの発生を殆ど無くすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】従来のＭＥＭＳアクチュエータの構成例を説明する図である。
【図２Ａ】本発明の第１の実施形態に係る可変容量素子の平面図である。
【図２Ｂ】可変容量素子の横断面図である。
【図２Ｃ】可変容量素子の縦断面図である。
【図３】可変容量素子の変形例を説明する図である。
【図４Ａ】誘電体膜の平面図である。
【図４Ｂ】可動板と固定板との近接状態での縦断面図である。
【図４Ｃ】可動板の変形モデルを示す図である。
【図５Ａ】可変容量素子の特性例を説明する図である。
【図５Ｂ】可変容量素子の特性例を説明する図である。
【図５Ｃ】可変容量素子の特性例を説明する図である。
【図５Ｄ】可変容量素子の特性例を説明する図である。
【図５Ｅ】可変容量素子の特性例を説明する図である。
【図５Ｆ】可変容量素子の特性例を説明する図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る可変容量素子の構成例を説明する図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る可変容量素子の構成例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図を参照して説明する。なお、図に付記する直交座標形は、可動板の厚み方向をＺ軸方向、長手方向をＸ軸方向、幅方向をＹ軸方向としている。
【００１９】
《第１の実施形態》
図２（Ａ）は、第１の実施形態に係るＭＥＭＳアクチュエータを利用する可変容量素子１の平面図（Ｘ−Ｙ面図）である。図２（Ｂ）は可変容量素子１の横断面図（Ｘ−Ｚ面図）である。図２（Ｃ）は可変容量素子１の縦断面図（Ｙ−Ｚ面図）である。
可変容量素子１は、固定板２と可動板３とを備える。可動板３は約30μｍ厚の片持ち梁構成で固定板２に対して平行に支持される。固定板２は、下容量電極４Ａ，４Ｂ、下駆動電極５Ａ，５Ｂ、同電位電極９Ａ，９Ｂ、および誘電体膜８を備える。下容量電極４Ａ，４Ｂおよび下駆動電極５Ａ，５Ｂは、約2μm厚で、それぞれＸ軸に沿って長尺に形成される。下駆動電極５Ａ，５Ｂは、下容量電極４Ａ，４Ｂの両脇に配置される。同電位電極９Ａ，９Ｂは、約2μm厚で、両端部がＸ軸に沿って長尺なコの字状に形成され、両端部間に下駆動電極５Ａ，５Ｂを挟むように配置される。なお同電位電極９Ａ，９Ｂは、上駆動電極７Ａ，７Ｂと同電位に接続される。誘電体膜８は、電極５Ａ，４Ａ，４Ｂ，５Ｂ，９Ａ，９Ｂを約160nm厚で覆うように設けられる。なお、下容量電極４Ａ，４Ｂや下駆動電極５Ａ，５Ｂはアルミニウム、銅、金といった低抵抗な金属を主材料に用いると良い。また、誘電体膜８はシリコン酸化膜、窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化ハフニウム、酸化ランタン、酸化ジルコニウム、窒化アルミニウム、酸化亜鉛、チタン酸ジルコン酸鉛、チタン酸バリウムなどを主材料に用いると良い。
【００２０】
可動板３は、下容量電極４Ａ，４Ｂに対向する上容量電極６と、下駆動電極５Ａ，５Ｂおよび同電位電極９Ａ，９Ｂに対向する上駆動電極７Ａ，７Ｂとを備える。上駆動電極７Ａ，７Ｂと下駆動電極５Ａ，５Ｂとはギャップ空間および誘電体膜８を介して対向し、両電極間には駆動電圧が印加される。これにより、上駆動電極７Ａ，７Ｂと下駆動電極５Ａ，５Ｂとの間には駆動容量が形成され、静電引力が作用することになる。上容量電極６と下容量電極４Ａ，４Ｂとはギャップ空間および誘電体膜８を介して対向し、これらの電極間にはＲＦ容量が形成される。このＲＦ容量は可動板３の変形により変化することになる。なお、上駆動電極はアルミニウム、銅、金といった低抵抗な金属を主材料に用いるとよく、その場合、厚みは200nm程度が好適である、または、タングステンやモリブデンといった線膨脹係数の小さい金属を主材料に用いてもよく、その場合、厚みは500nm程度が好適である。
【００２１】
図３は、可動板３の変形について説明する図である。図中のハッチングは、可動板３の誘電体膜８に近接する領域を示している。駆動電圧を昇圧させることにより前述の駆動容量は大きくなり、静電引力も大きくなる。すると、静電引力の作用で可動板３は先端側から誘電体膜８に近接し、静電引力に応じて近接面積が増大する。そして、近接面積に応じてＲＦ容量も連続的に増加することになる。
【００２２】
図４Ａは、誘電体膜８の詳細構成を説明する平面図である。図４Ｂは、可動板３が固定板２に近接する状態を示す横断面図である。
可変容量素子１では、誘電体膜８が駆動電圧により帯電してスティッキングが発生することがあるため、誘電体膜８にストッパ構造を採用する。そのため誘電体膜８は、同電位電極９Ａ，９Ｂに重なる領域が、表面が周囲から突出する約40nmの高さのストッパ８Ａとなるように構成する。また、下容量電極４Ａ，４Ｂと重なる領域８Ｂを、ストッパ８Ａと同じ高さまで肉厚に形成し、下駆動電極５Ａ，５Ｂに重なる領域８Ｃを薄肉に形成している。また、下駆動電極５Ａ，５Ｂと同電位電極９Ａ，９Ｂとが隣接する境界に沿って微細な分割溝８Ｄを設けて、誘電体膜８は分割されている。
【００２３】
可動板３が固定板２に近接する状態では、ストッパ８Ａに挟まれる領域８Ｃは上駆動電極７Ａ，７Ｂに接触することがなく、駆動電圧に起因する帯電の発生を防ぐことができる。ストッパ８Ａは、上駆動電極７Ａ，７Ｂと同電位に接続される同電位電極９Ａ，９Ｂに重なるため、ストッパ８Ａにおいても駆動電圧に起因する帯電の発生を防ぐことができる。
【００２４】
また、ＲＦ容量を形成する領域８Ｂは、肉厚に構成されることでストッパ８Ａがあっても上容量電極６に接触し、接触面積を確保することができる。これにより、可変容量素子１はＲＦ容量の最大値が大きなものになる。このような構成により、スティッキングの発生をより確実に防ぎながら、可変容量素子１のＲＦ容量最大値を大きく確保することができる。
【００２５】
また、この可変容量素子１の構成では、図４Ｂに示すように可動板３が固定板２に近接する状態で、駆動電圧により、ストッパ８Ａに挟まれる領域８Ｃに対向する可動板３のストッパ間にＺ軸方向の撓みが生じる。
図４Ｃは、可動板３のＺ軸方向の撓みを説明する変形モデルを示す図である。
なお、同モデルは下駆動電極５Ａの近傍の可動板３を、ストッパ８Ａに両端が固定される両持ち梁として表示している。また、可動板３の下面に形成される上駆動電極７Ａの図示を省いている。
【００２６】
両持ち梁構造の可動板３の中央に静電引力が作用すると、可動板３の中央の撓み量（Δz）は、奥行き方向の単位長さ当たりの静電引力（f）、可動板３のヤング率（e）、可動板３の厚み（h）、およびストッパ間隔（l）をパラメータとした次式で表される。
【００２７】
【数３】
2012176445.tif 000005
【００２８】
また、奥行き方向の単位長さ当たりの静電引力（f）は、ストッパ高さ（z）および駆動電圧（vdr）をパラメータとした次式で表される。なお、真空の誘電率は（ε0）、ギャップ空間の比誘電率は（εr）である。
【００２９】
【数４】
2012176445.tif 000006
【００３０】
なお、上式のストッパ高さ（z）には本来、誘電体膜８の厚みとストッパ高さとの和を代入すべきである。しかし、誘電体膜８の比誘電率はギャップ空間の比誘電率より著しく大きいため、静電引力（f）はストッパ高さの影響が支配的になり、誘電体膜の厚みは無視して上式のように近似することができる。具体的には、誘電体膜８が比誘電率約２５のTa2O5で厚み160nmとし、ギャップ空間を比誘電率約１の空気とすると、誘電体膜８の静電引力に対する寄与を空気に換算すると約6.1nmとなる。なお、誘電体膜の比誘電率がこれよりも高い場合や、誘電体膜の厚みがより薄い場合、あるいはストッパがより高い場合、近似誤差を小さくして上式をより正確なものにすることができる。
数３に数４を代入すると、次式が得られる。
【００３１】
【数５】
2012176445.tif 000007
【００３２】
この可動板３の撓み（Δｚ）が過大であれば、図示しない上駆動電極７Ａが誘電体膜８に接触し、誘電体膜８が帯電するおそれがある。すると、その帯電により可動板３の変形が影響を受け、可変容量素子１に特性ばらつきが生じてしまう。
【００３３】
そのため、可動板３の撓み量（Δz）は所定値よりも小さくする必要がある。上式によれば、ストッパ間隔（ｌ）や駆動電圧（vdr）を小さく、または、ストッパ高さ（z）や可動板３のヤング率（e）、可動板３の厚み（h）を大きくすれば、可動板３が撓みにくくなることがわかる。則ち、ストッパ８Ａの間隔は狭く、可動板３のヤング率は高く、可動板３の厚みは厚く、駆動電圧は低く、ストッパ高さは高いことが望ましいといえる。
【００３４】
ここで、上駆動電極７Ａが誘電体膜８にほぼ確実に接触しない可動板３の撓み量を（ΔＺ）とし、それを実現するストッパ間隔（L）、駆動電圧（Vdr）、ストッパ高さ（Z）、可動板３のヤング率（E）、および可動板３の厚み（H）が確認できたとする。すると、次式が成り立つ場合に、可動板３が撓んでも上駆動電極が誘電体膜に接触せず、誘電体膜の帯電や特性ばらつきが生じないことになる。
【００３５】
【数６】
2012176445.tif 000008
【００３６】
なお、数４の数式で説明した誘電体膜の厚みに関する近似誤差は、上式の右辺と左辺とでほとんど相殺されることになる。上式を変形すると、次式が得られる。
【００３７】
【数７】
2012176445.tif 000009
【００３８】
ここで、ストッパ間隔の変更による可変容量素子の特性変化をサンプル試験により確認した実験について説明する。実験は、設定毎にストッパ間隔（Ｌ）を異ならせ、複数サンプルに対して駆動容量とＲＦ容量との関係を確認した。なお、全サンプルともに、駆動電圧（Vdr）の制御可能範囲10V〜50V、可動板の材質Ｓi（ヤング率Ｅ≒130GPa）、可動板の厚み（Ｈ）30μm、ストッパ高さ（Z）40nm~の条件とした。
【００３９】
図５Ａは、ストッパ間隔（Ｌ1）155μmで実施したサンプル試験の結果を示す図である。この場合、ＲＦ容量が約3.0pFよりも低い範囲（駆動容量が約100pFより低い範囲）では、複数サンプルそれぞれが線形の特性変化を示すが、その範囲外では、サンプル毎に相違する非線形の特性変化を示した。
【００４０】
図５Ｂは、ストッパ間隔（Ｌ2）145μmで実施したサンプル試験の結果を示す図である。この場合、ＲＦ容量が約2.5ｐＦよりも低い範囲（駆動容量が約150ｐＦよりも低い範囲）では、複数サンプルそれぞれが線形の特性変化を示したが、その範囲外では、サンプル毎に相違する非線形の特性変化を示した。
【００４１】
図５Ｃは、ストッパ間隔（Ｌ3）140μmで実施したサンプル試験の結果を示す図である。この場合、ＲＦ容量が約4.0ｐＦよりも低い範囲（駆動容量が約150ｐＦよりも低い範囲）では、複数サンプルそれぞれが線形の特性変化を示したが、その範囲外では、サンプル毎に相違する非線形の特性変化を示した。
【００４２】
図５Ｄは、ストッパ間隔（Ｌ4）125μmで実施したサンプル試験の結果を示す図である。この場合、１つのサンプルを除き、ＲＦ容量の約5.0pFまで（駆動容量の約200ｐＦpFまで）、線形で傾きがほぼ等しい特性変化を示した。
【００４３】
図５Ｅは、ストッパ間隔（Ｌ5）115μmで実施したサンプル試験の結果を示す図である。この場合、全てのサンプルで、ＲＦ容量の約5.0pFまで（駆動容量の約125pFまで）、線形で傾きがほぼ等しい特性変化を示した。
【００４４】
図５Ｆは、ストッパ間隔（Ｌ6）105μmで実施したサンプル試験の結果を示す図である。この場合、全てのサンプルが、ＲＦ容量の約5.0pFまで（駆動容量の約125pFまで）、線形で傾きがほぼ等しい特性変化を示した。
【００４５】
則ち、ストッパ間隔Ｌ1，Ｌ2，Ｌ3（155μｍ，145μｍ，140μｍ）では、可動板３の撓み量（ΔＺ）が過大で、上駆動電極７Ａ，７Ｂと誘電体膜８との接触および誘電体膜８の帯電が生じ、その結果、サンプル毎に相違する非線形の特性変化となったものと思われる。一方、ストッパ間隔Ｌ4，Ｌ5，Ｌ6（125μｍ，115μｍ，105μｍ）では、可動板３の撓み量（ΔＺ）が適切な範囲に収まり、上駆動電極７Ａ，７Ｂと誘電体膜８との接触および誘電体膜８の帯電が無く、サンプル間で同様な線形の特性変化が得られたものと思われる。
【００４６】
したがって、上述の数式には、ストッパ間隔Ｌ4でのパラメータを代入することができ、その場合には次式が得られる。
【００４７】
【数８】
2012176445.tif 000010
【００４８】
また、より特性ばらつきを抑えられたストッパ間隔Ｌ5でのパラメータを、上述の数式に代入すれば、次式が得られる。
【００４９】
【数９】
2012176445.tif 000011
【００５０】
したがって、本実施形態の可変容量素子１は、上記数７または数８の式を満足する構造パラメータの設定を採用することにより特性ばらつきを低減し、駆動容量とＲＦ容量の相関関係を一定にすることができる。
なお、このような可変容量素子１は、ＲＦ容量値を連続的に制御するため、駆動容量などを外部ＩＣでモニタし、その値を元にして駆動電圧をフィードバック制御する駆動回路と組み合わせると好適である。その場合、駆動容量とＲＦ容量の相関関係が一定であることが容量精度を良くするために非常に重要であり、図５Ａ，５Ｂ，５Ｃに示したように特性ばらつきが大きく駆動容量とＲＦ容量の相関関係にずれが生じることは好ましくなく、図５Ｄ，５Ｅ，５Ｆに示したように駆動容量とＲＦ容量の相関関係が一定で特性ばらつきも小さいことが好ましい。したがって、本実施形態の可変容量素子であれば、特性ばらつきが低減し駆動容量とRF容量の相関関係が一定であるため、駆動回路と組み合わせる際に容量制御精度を格段に良化することができる。
【００５１】
《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態に係る可変容量素子について説明する。図６は、本実施形態に係る可変容量素子１１の平面図である。可変容量素子１１は、前述の同電位電極を設けず、下駆動電極１５Ａ，１５Ｂを幅広に構成してストッパ８Ｄに重ねて配置し、誘電体膜１８を分割溝を設けずに構成している。
【００５２】
この構成でも、前述の数８または数９の式を満足する構造パラメータの設定を採用することによりは、特性ばらつきを低減することができる。
【００５３】
《第３の実施形態》
次に、本発明の第３の実施形態に係る可変容量素子について説明する。図７は、本実施形態に係る可変容量素子の断面図である。本実施形態の可変容量素子は、誘電体層と金属層との積層構造の可動板を採用するものである。
可変容量素子２１は、積層構造の可動板２３をそなえる。可動板２３は、３層の誘電体層２３Ａと２層の金属層２３Ｂとを積層した構造である。可動板２３をこのような上下対称の積層構造とすることにより、可動梁２３に熱が作用しても、各層の線膨張係数差に基づく熱応力が内部応力として作用することになり、可動梁２３が反りにくくなり温度特性に優れた可変容量素子を構成することができる。
また、可変容量素子３１は、積層構造の可動板３３をそなえる。可動板３３は、１層の誘電体層３３Ａを２層の金属層３３Ｂでサンドした構成である。この可変容量素子３１では、可動板３３の下面から上駆動電極や上容量電極を除いて、下層の金属層３３Ｂを上駆動電極と上容量電極との共通電極として利用している。この場合、上駆動電極と上容量電極と可動板との線膨張係数差が無くなるため、さらに可動梁３３を反りにくくすることができ、温度特性がより優れた可変容量素子を構成することができる。
【００５４】
この構成でも、前述の数８または数９の式を満足する構造パラメータの設定を採用することによりは、特性ばらつきを低減することができる。
【００５５】
本発明は上述の実施形態の記載に制限されるものではなく、本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図されるものである。
【符号の説明】
【００５６】
１，１１，２１，３１…可変容量素子
２…固定板
３…可動板
４Ａ，４Ｂ…下容量電極
５Ａ，５Ｂ…下駆動電極
６…上容量電極
７Ａ，７Ｂ…上駆動電極
８…誘電体膜
８Ａ…ストッパ
９Ａ，９Ｂ…同電位電極
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図６】
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【図７】
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