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TWI466374B - 電子元件、可變電容、微開關、微開關的驅動方法、以及ｍｅｍｓ型電子元件 - Google Patents

電子元件、可變電容、微開關、微開關的驅動方法、以及ｍｅｍｓ型電子元件 Download PDF

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TWI466374B
TWI466374B TW096135915A TW96135915A TWI466374B TW I466374 B TWI466374 B TW I466374B TW 096135915 A TW096135915 A TW 096135915A TW 96135915 A TW96135915 A TW 96135915A TW I466374 B TWI466374 B TW I466374B
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drive
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Description

電子元件、可變電容、微開關、微開關的驅動方法、以及MEMS型電子元件
本發明是關於一種電子元件、可變電容、微開關、微開關的驅動方法、以及MEMS型電子元件。可變電容使用致動器(actuator)。可變電容可用於例如無線通信裝置或者RF(Radio Freqenc，射頻)測定裝置等中。微開關是所謂的微機電系統(Micro－Electro－Mechanical System，MEMS)開關等。微開關包括，例如用於無線通信裝置或者RF測定裝置等中的高頻開關(RF開關)、或直流信號或者低頻信號用的開關。
使用行動電話等的無線通信技術的進展，高頻電路等中所使用的可變電容或微開關的重要性提高。
先前以來，高頻電路等中所使用的可變電容，使用的是作為半導體裝置的變容器(varactor)。然而，變容器的Q值較小，產生各種問題。
下述非專利文獻1中揭示了一種使用微機電系統(Micro－Electro－Mechanical System，MEMS)技術形成的可變電容作為Q值較大的可變電容。該可變電容包括以形成平行平板的方式配置的固定電極以及可動電極。可動部由可撓結構的支持部支持，且可自與固定電極隔開預定間隔(初始間隔)的位置向固定電極移動。藉由可動部的移動而改變可變電容的容量。
若對兩電極施加驅動電壓，則可動部藉由靜電力而向固定電極移動。可動部移動後，可撓結構的支持部彎曲，從而產生彈簧力。該彈簧力產生於使兩電極的間隔向預定間隔(初始間隔)恢復的方向上。因此，兩電極於靜電力與彈簧力達到平衡時穩定，形成應用作輸出的容量。亦即，兩電極作為容量電極發揮作用，且亦作為用以產生抵抗該彈簧力的靜電力來調整兩者的間隔的驅動電極發揮作用。該可變電容，根據彈簧力與靜電力之間的平衡來改變(控制)容量，因此具有消耗電力小的優點。
【非專利文獻1】DarrinJ.Young and Bernhard E.Boser,A micromachined variable capacitor for monolithiclo tir－noise VCOs,Solid－State and Actuator Workshop,Hilton Head,June 1996 pp86－89
然而，非專利文獻1中所揭示的可變電容具有較低的可變容量比(容量變化率)。以下，對其理由進行說明。
於非專利文獻1所揭示的可變電容中，可動電極，驅動時停止於固定電極與可動電極之間的靜電力與彈簧力達到平衡的位置上。該彈簧力與兩電極的間隔相對於初始間隔的變化量成正比例。兩電極的間隔愈小，則彈簧力愈大。另一方面，該靜電力與兩電極間的電壓的平方成正比例，且與兩電極的間隔的平方成反比例。兩電極間的間隔愈小，則靜電力愈大。亦即，當兩電極間的間隔發生變化時，彈簧力以與變化量成正比例的方式變化，相反，靜電力是以與變化量的平方成反比例的方式變化。因此，彈簧力與靜電力，可於有限的某間隔範圍內達到彼此平衡，但超出該範圍時則無法達到彼此平衡。
而且，非專利文獻1所揭示的可變電容中，彈簧力與靜電力可藉由施加於兩電極間的電壓，而於直至初始間隔的大約三分之一的間隔為止穩定地達到彼此平衡。彈簧力與靜電力可於自兩電極的間隔的初始間隔，至該初始間隔的大約三分之一的間隔為止的範圍內穩定地達到彼此平衡。可動電極，可於該間隔範圍內，穩定地停止於與所施加的電壓相應的電極間隔。
然而，非專利文獻1所揭示的可變電容中，若對兩電極之間施加的電壓増大，而使兩電極的間隔小於初始間隔的大約三分之一時，則彈簧力與靜電力無法穩定地達到彼此平衡。亦即，於兩電極的間隔為小於初始間隔的大約三分之一的間隔的任一位置上，靜電力均大於各個位置上的彈簧力。其結果，若驅動電壓大於等於兩電極的間隔為初始間隔的大約三分之一的間隔時的電壓，則不論其電壓大小，可動電極均移動至最接近固定電極的臨限位置。可變電容中，無法藉由電壓而控制間隔，產生所謂的吸附(pull in)現象。以下，將開始產生該吸附現象的最小電壓稱作吸附電壓(pull in voltage)。
因此，於非專利文獻1所揭示的可變電容中，僅於兩電極的間隔為小於等於該初始間隔的大約三分之一的間隔的範圍內，無法藉由驅動電壓而控制兩電極的間隔。亦即，於非專利文獻1所揭示的可變電容中，實用上，可藉由施加於兩電極間的電壓而連續地調整兩電極的間隔的範圍(連續調整範圍)，限定於自初始間隔至該初始間隔的大約三分之一的間隔為止的範圍內。
而且，於非專利文獻1所揭示的可變電容中，固定電極以及可動電極不僅用作用於調整該等間隔的驅動電極，亦兼用作用於形成應輸出容量的容量電極。由該兩電極間所形成的容量，與兩電極間的間隔成反比例。兩電極的間隔愈小，則容量愈大。如上所述，兩電極的間隔可控制於自初始間隔(最寬的間隔)至該初始間隔的大約三分之一的間隔為止的範圍內。因此，非專利文獻1所揭示的可變電容中，藉由驅動電壓的控制而於設定初始狀態的容量為1時，可控制至該初始容量的大約1.17倍的容量為止。該可變容量比(容量變化率)，較之假如自兩電極的間隔由大致為零開始以同等的電極控制範圍進行控制時所得的可變容量比，非常低。
而且，先前使用PIN－DIODE(positive－intrinsic－negative－DIODE，正－本－負二極體)或MOS－FET(metal－oxide－semiconductor field effect transistor，金屬氧化半導體場效應電晶體)等半導體裝置所形成的開關作為微開關。
然而，近年來隨著無線通信技術的進步，無線通信技術中所使用的頻率達到數GHz~數10 GHz的高頻帶。該高頻頻帶中，成為問題的是因先前的半導體裝置所形成的開關為低Q而導致傳輸損耗。而且，例如於將來的便攜終端中，可能會要求於1台終端機器覆蓋著各種頻帶，此時可預測到用於切換頻帶的開關的個數增多。於該等用途中，半導體裝置所形成的開關的高消耗電力將成為一個問題。
因此，提出了具有各種結構的MEMS開關作為RF開關。MEMS型RF開關，是運用MEMS技術進行開關，故而可將傳輸損耗抑制至很低。MEMS型RF開關中，根據與傳輸線路接線的方式的不同，可分為所謂的串聯連接電阻式開關(以下，稱為串聯式開關)、以及並聯連接容量式開關(以下，稱為並聯式開關)。
串聯式開關，例如於下述專利文獻1中有所揭示。串聯式開關，與一條傳輸線路串聯連接。串聯式開關，藉由固定部的電接點與可動部的電接點之間的連接及分離而作為開關發揮作用。串聯式開關，不僅可用作RF開關，亦可用作直流信號或者低頻信號用的開關。
關於並聯式開關，例如於下述專利文獻2中有所揭示。並聯式開關具有容量，且該電容與一對高頻傳輸線路並聯連接。並聯式開關，藉由改變可動部與固定部之間的距離而改變其容量，且改變透過信號頻帶。所輸入的高頻信號，根據其容量的大小，分流(shunt)或者不分流至接地導體。高頻信號分流至接地導體的狀態，對應於開關斷開的狀態。高頻信號不分流至接地導體的狀態，對應於開關接通的狀態。
【專利文獻1】日本專利特開平5－2976號公報【專利文獻2】日本專利特開2004－6310號公報
而且，MEMS開關採用藉由靜電力而驅動用於開關動作的可動部的靜電驅動方式，故而為消耗電力低的電子元件。
然而，採用靜電驅動方式的先前的MEMS型RF開關，不論是串聯式開關還是並聯式開關，均需高驅動電壓。以下，分為串聯式開關以及並聯式開關的情況說明其理由。再者，串聯式開關，無論是用作RF開關時還是用作直流信號或者低頻信號用的開關時，均需高驅動電壓。
採用靜電驅動方式的先前的專利文獻1中的串聯式開關，具有基板及可動部。可動部由支持部以與基板隔開的狀態保持著。基板的與可動部對向的部位上具有固定驅動電極以及固定電接點。可動部的與基板對向的部位上具有可動驅動電極以及可動電接點。兩驅動電極間，若施加電壓則產生靜電力使兩接點間的間隔減小。因該靜電力，使可動部移位且作為板彈簧發揮作用。若對兩驅動電極間施加預定電壓以產生大於板彈簧之回復力的靜電力，則兩接點抵抗板彈簧的回復力而接觸，該開關成為接通狀態。
可動部的彈簧力，是依據虎克定律(Hooke's law)而產生的，與兩驅動電極的間隔相對於初始間隔的變化量成正比例。另一方面，靜電力與兩驅動電極間的電壓的平方成正比例，且與兩驅動電極間的間隔的平方成反比例。故必須對串聯式開關的兩驅動電極，施加吸附電壓或者其以上的電壓，作為使兩驅動電極可抵抗板彈簧的回復力而接觸的電壓。
另一方面，若未對兩驅動電極間施加電壓，則兩驅動電極間不產生靜電力，藉由彈簧的回復力而使可動部恢復至初始位置，兩接點間分離，該開關成為斷開狀態。如此，為了藉由控制施加於兩驅動電極間的電壓而切換該開關的接通斷開，必須於吸附電壓或其以上的電壓、與無電壓之間切換兩驅動電極間的電壓。
另外，如上所述的先前的串聯式開關中，於電接點彼此接觸的狀態(接通狀態)下，兩電接點間的信號產生通過損耗(因接觸電阻而導致的損耗)。為了減少該通過損耗，則必須增大兩接點間的接觸壓力(contact pressure)，通常採用增大接通時的靜電力來增大兩接點間的接觸壓力的方法。
另外，於自接通狀態向斷開狀態開放時，可動驅動電極，於吸附電壓下不離開固定驅動電極。可動驅動電極，於小於吸附電壓的電壓下，因此時的彈簧力(開放彈簧力)而離開固定驅動電極。可動驅動電極的施加電壓－移位曲線，成為開路電壓(open voltage)低於施加電壓的遲滯曲線。
因此，若為了降低吸附電壓而減小板彈簧的彈簧係數，則其結果，因無法得到充分的開放彈簧力使可動驅動電極離開固定驅動電極。於無法得到充分的開放彈簧力時，可動電接點不離開固定電接點，因此串聯式開關將不會作為開關發揮作用。
因此，為了確實地開放電接點，可動部的彈簧的回復力必須增大某種程度。如此，先前的串聯式開關中，自信號通過特性(低損耗)或動作可靠性的觀點而言，必須將吸附電壓設計為達到某種程度的大小，另外，使開關成為接通狀態的驅動電壓必須大於等於該吸附電壓。
採用靜電驅動方式的先前的並聯式開關具有基板以及可動部。可動部介隔介電體而積層於基板上。基板的與可動部對向的部位上具有固定驅動電極以及固定容量電極，該可動部以作為板彈簧(blade spring)發揮作用的方式與基板隔開且由基板支持著。可動部的與基板對向的部位上具有可動驅動電極以及可動容量電極。若對兩驅動電極間施加電壓，則產生靜電力，兩容量電極的間隔變小。兩容量電極所形成的容量，與高頻傳輸線路並聯設置。若對兩驅動電極間施加可產生大於板彈簧的回復力的靜電力的預定電壓(吸附電壓)，則兩容量電極的間隔將變為最小，兩容量電極間的容量變為最大，所輸入的高頻信號分流至接地導體，該開關成為斷開狀態。另一方面，若未對兩驅動電極間施加電壓，則兩驅動電極間不產生靜電力，藉由彈簧的回復力而使可動部恢復至初始位置，兩容量電極間的間隔變大，兩容量電極所形成的容量變小。所輸入的高頻信號，不分流至接地導體而進行傳輸，該開關成為接通狀態。如此，可藉由控制兩驅動電極間的電壓而切換該開關的接通斷開狀態。
如上所述的先前的並聯式開關中，接通時兩容量電極間的間隔愈大則容量愈小，故而可降低因該開關而導致的插入損耗。另外，斷開時使兩容量電極間的間隔盡可能地狹窄則可使容量增大，故而可提高高頻信號的遮斷特性(隔離，isolation)。因此，並聯式開關中，較理想的是增大兩容量電極間的初始間隔，且可動驅動電極大幅移動。此是導致驅動電壓上升的一個原因。如上所述，先前的並聯式開關中，自信號通過特性的觀點而言，必須設計較大的兩驅動電極間的初始間隔，並且增大驅動電壓。
如上所述，採用靜電驅動方式的先前的MEMS型Rf開關中，自信號通過特性以及可靠性的觀點而言，串聯式開關以及並聯式開關均須高驅動電壓。因此，先前的MEMS型RF開關，難以搭載於要求以小於等於數V程度的低電壓進行驅動的攜帶終端等中。再者，串聯式開關，不僅於用作RF開關時，而且於用作用於開關直流信號或低頻信號的開關時，亦需高驅動電壓。
本發明是鑒於以上情況而完成的，其目的在於提供一種可利用靜電力使容量可變，並且可提高可變容量比的可變電容。
另外，本發明的目的在於提供一種即便採用靜電驅動方式亦不會產生特別的問題，可降低驅動電壓的微開關及其驅動方法。
另外，本發明的目的在於提供一種在小於吸附電壓的驅動電壓範圍內，可於與先前同等或者其以上的移動範圍內進行驅動的電子元件、可變電容、微開關、微開關的驅動方法、以及MEMS型電子元件。
本發明的第一形態提供一種電子元件，其具有固定部以及可動部，該可動部設置為可相對於該固定部進行移動、且產生恢復至預定位置的彈簧力，上述固定部具有第1驅動電極以及第1信號電極，上述可動部具有第2驅動電極以及第2信號電極，藉由施加於上述第1驅動電極與上述第2驅動電極之間的電壓，而於上述第1驅動電極及上述第2驅動電極之間產生抵抗上述彈簧力的靜電力；並以上述第1驅動電極與上述第2驅動電極之間所產生的上述靜電力，產生於上述第1信號電極與上述第2信號電極的間隔擴大的方向的方式，配置著上述第1驅動電極、上述第2驅動電極、上述第1信號電極以及上述第2信號電極。
本發明的該電子元件，可於小於吸附電壓的驅動電壓的範圍內，於與先前之元件同等或者其以上的移動範圍進行驅動。
另外，本發明的第二態樣提供一種可變電容，其包括固定部以及可動部，該可動部設置為可相對於該固定部移動、且產生恢復至預定位置的彈簧力。上述固定部具有第1驅動電極以及第1容量電極，上述可動部具有第2驅動電極以及第2容量電極，藉由施加於上述第1驅動電極與上述第2驅動電極之間的電壓，而於上述第1驅動電極與上述第2驅動電極之間產生可抵抗上述彈簧力的靜電力，以上述第1驅動電極與上述第2驅動電極之間所產生的上述靜電力產生於上述第1容量電極以及上述第2容量電極的間隔擴大的方向的方式，配置著上述第1驅動電極、上述第2驅動電極、上述第1容量電極以及上述第2容量電極。
另外，本發明的可變電容中，於上述第1驅動電極及上述第2驅動電極之間未產生上述靜電力的狀態下，上述第1容量電極與上述第2容量電極的間隔，可小於上述第1驅動電極與上述第2驅動電極的間隔。
另外，本發明的可變電容，於上述固定部或者上述可動部，設置著規定上述第1容量電極與第2容量電極的最小間隔的突起。
另外，本發明的可變電容中，可藉由上述第1容量電極以及上述第2容量電極而形成用作輸出的容量。
以上本發明的可變電容，可利用靜電力使容量可變，且可提高可變容量比。另外，可於小於吸附電壓的驅動電壓的範圍內，於與先前的可變電容在同等或者其以上的移動範圍進行驅動。
另外，本發明的第三態樣提供一種微開關，其包括上述第二態樣中所述的可變電容，以上述第1容量電極以及上述第2容量電極所形成的容量成為高頻信號傳輸部與接地導體之間的容量的方式，設置著上述第1容量電極以及上述第2容量電極，且，根據上述第1容量電極以及上述第2容量電極所形成的容量的大小，對經過高頻信號傳輸部的高頻信號進行開關動作。
另外，本發明第四態樣提供一種微開關的驅動方法，其是上述第三態樣中所述的微開關的驅動方法，於減小上述第1容量電極及上述第2容量電極所形成的容量的穩定狀態下，對上述第1驅動電極與上述第2驅動電極之間施加小於吸附電壓的電壓。
另外，本發明第五態樣提供一種微開關，其包括固定部以及可動部，該可動部可相對於該固定部移動、且產生恢復至預定位置的彈簧力，上述固定部具有第1驅動電極以及第1電接點，上述可動部具有第2驅動電極以及第2電接點。藉由施加於上述第1驅動電極與上述第2驅動電極之間的電壓，而於上述第1驅動電極與上述第2驅動電極間產生抵抗上述彈簧力的靜電力。且，以上述第1驅動電極與上述第2驅動電極之間所產生的上述靜電力產生於上述第1電接點與上述第2電接點的間隔擴大的方向的方式，配置著上述第1驅動電極、上述第2驅動電極、上述第1電接點以及上述第2電接點。且，於上述第1驅動電極與上述第2驅動電極之間產生預定大小的上述靜電力的狀態下，上述第1電接點與上述第2電接點之間產生固定的間隔；另一方面，於上述第1驅動電極與上述第2驅動電極之間未產生著上述靜電力的狀態下，上述第1電接點與上述第2電接點之間彼此接觸。
另外，本發明第六態樣提供一種微開關的驅動方法，其是上述第五態樣中所述的微開關的驅動方法，於上述第1電接點與上述第2電接點之間產生著間隔的穩定狀態下，對上述第1驅動電極與上述第2驅動電極之間施加小於吸附電壓的電壓。
根據以上本發明，可提供一種即便採用了靜電驅動方式，亦不會產生犧牲信號通過特性、或犧牲可靠性等特別的問題，可降低驅動電壓的微開關及其驅動方法。另外，可於小於吸附電壓的驅動電壓的範圍內，於與先前的開關在同等或者其以上的移動範圍進行驅動。
另外，本發明第七態樣提供一種MEMS型電子元件，其包括：基板；固定板，以與上述基板隔開預定間隔的方式配設於上述基板上，且具有第1信號電極；可動部，具有第2信號電極；多個板彈簧部，相對於上述基板自相反側支持上述可動部，使上述可動部位於上述基板與上述固定板之間，且使上述第1信號電極與上述第2信號電極對向配置；多個第2驅動電極，配設於各上述板彈簧部；第1驅動電極，配設於上述基板上的與上述多個第2驅動電極對應的位置上。且，上述板彈簧部是由大於等於兩層的膜積層而形成，上述可動部以及自相反側支持上述可動部的所有上述多個板彈簧部，自上述基板向上述固定板呈凸形彎曲。
另外，本發明的MEMS型電子元件中，上述板彈簧部，具有於上述第2驅動電極的上側以殘留著拉伸應力的方式成膜的上側薄膜，以及於上述第2驅動電極的下側以殘留著壓縮應力的方式成膜的下側薄膜，該板彈簧部可藉由所產生的該等應力，而自上述基板向上述固定板呈凸形彎曲。
另外，本發明的MEMS型電子元件中，上述固定板可配設於如下高度，即，將自上述基板向上述固定板呈凸形彎曲的上述可動部向上述基板側下壓的高度。
以上所述的本發明的MEMS型電子元件，可於小於吸附電壓的驅動電壓的範圍內，於與先前的電子元件在同等或者其以上的移動範圍進行驅動。
以下，參照圖式說明本發明的實施形態。本發明並不僅限於以下所說明的實施形態。第1實施形態中，作為電子元件以及MEMS型電子元件的示例，說明有可變電容的實施形態。第2實施形態中，對於開閉式的串聯式微開關進行說明。第3實施形態中，對並聯連接於信號線的可變電容所形成的並聯式(高頻用)微開關進行說明。
[第1實施形態]
圖1是以模式方式表示本發明第1實施形態中的可變電容1的概略平面圖。圖2以及圖3是分別表示沿圖1中Y1－Y2線的概略剖面圖。圖2是於驅動電極32、33間未產生靜電力的狀態下的示意圖。圖3是於驅動電極32、33間產生靜電力的狀態下的示意圖。圖4是表示沿圖1中Y3－Y4線的概略剖面圖。
為了便於說明，如圖1至圖4所示，定義了彼此正交的X軸、Y軸以及Z軸。可變電容1中的基板11的表面與XY平面平行。另外，Z方向中將箭頭方向稱為＋Z方向或者＋Z側，將其相反方向稱為－Z方向或者－Z側，X方向以及Y方向亦同樣。再者，有時將Z方向的＋側稱為上側，將Z方向的－側稱為下側。
再者，以下所說明的材料等為例示，並不限於該材料等。
第1實施形態中的可變電容1包括：矽基板等基板11，配置於基板11上方的可動板(被驅動部)12，配置於可動板12上方且與可動板12對向的固定板13。除可動板12、固定板13、及基板11以外，後述的其他各構成要素均由薄膜構成。再者，於圖2所示的範圍內，基板11的長度為約0.5 mm~2.0 mm。再者，基板11的形成範圍可大於圖2中所示的範圍，且亦可於圖2所未表示出的部分形成未圖示的其他電子元件(例如電晶體、電阻元件、線圈元件等)。
第1實施形態中，可動板12是由4根帶狀的板彈簧部14可移位地支持於固定板上。各板彈簧部14的一端經由連接部15與可動板12連接。如圖1所示，連接部15的寬度小於板彈簧部14，且如下述，該連接部15是由單層Al膜23形成，由此較之其他部分更容易彎曲，從而具有某種程度的機械自由度。各板彈簧部14的另一端由腳部(錨定部)17固定於基板11上。腳部17，具有經由形成於基板11上的由Al膜形成的配線圖案16(圖1中省略圖示)自基板11立起的立起部。配線圖案16，形成於作為基板11上所形成的絕緣膜發揮作用的下側SiN膜(二氧化矽膜)18、與作為保護膜發揮作用的上側SiN膜19之間。
各板彈簧部14，於下述的驅動電極32、33間未產生靜電力時，如圖2所示，向上方(＋Z方向)彎曲。第1實施形態中，可動板12、板彈簧部14以及連接部15設置為可相對於基板11等固定部向上下方向移動(移位)，且可產生恢復至圖2所示的上側位置的彈簧力，從而構成可動部。兩組板彈簧部14、連接部15以及腳部17相對於可動板12以圖1所示的方式配置(配置於Y方向的兩側)。亦即，各組中的兩個板彈簧部14，支持可動板12的Y方向兩側。藉此，於可動板12的兩側產生均勻的彈簧力，故而可動板12可保持平行於基板11的狀態而進行上下移動。可動板12、板彈簧部14以及連接部15以外的要素(即，基板11、固定板13等)構成固定部。
如圖2以及圖3所示，可動板12的結構為自下側依次積層著SiN膜21、Al膜22、Al膜23以及SiN膜24。上側的SiN膜24上，於與下述的突起35相對應的部位上具有開口。第1實施形態中，可動板12中的Al膜22、23構成可動側容量電極(第2容量電極)31。如圖2以及圖3所示，可動板12的周圍附近(外周部)形成著增強用的階差12a。該階差12a形成於大致四邊形的可動板12(可動電極)的外周部的整周。因此，可動板12，難以因其自身的內部應力而產生變形，且難以因彈簧力而彎曲，即便於產生較強彈簧力的狀況下，亦可保持大致平面狀態。
如圖2以及圖3所示，於階差12a的外側，與可動板12連接的連接部15的結構為自下側依次積層著SiN膜28、Al膜23以及SiN膜24。Al膜23以及SiN膜24直接自可動板12連續地延伸。連接部15上的金屬膜是一層Al膜23，較之兩層Al膜23、22(23、26)，更容易彎曲。
藉由連接部15而與可動板12連接的板彈簧部14的結構為自下側依次積層著SiN膜25、Al膜26、Al膜23以及SiN膜24。Al膜23以及SiN膜24自連接部15連續地延伸。藉由該等膜25、26、23、24的內部應力，而於下述的驅動電極32、33間未產生靜電力的狀態下，如圖2所示，板彈簧部14向上方(＋Z方向)彎曲。板彈簧部14上的Al膜23、26，尤其是與固定側驅動電極32對向的區域的Al膜23、26為可動側驅動電極(第2驅動電極)33。
關於膜25、26、23、24的內部應力，例如，積層於板彈簧部14的兩層SiN膜24、25中，金屬膜26、23下側的膜25以殘留著壓縮應力(Compressive stress)的方式成膜，而金屬膜26、23上側的膜24以殘留著拉伸應力(Tensile stress)的方式成膜。可改變例如成膜時的氣體成分比或電力來實現改變兩層SiN膜24、25的應力。另外，此示例中，兩層膜24、25是由SiN形成，但該等亦可由各不相同的材料(例如SiO2 與SiN)形成。藉此，板彈簧部14，以下述方式去除犧牲層(sacrifice layer)後，向上方彎曲。除此以外，例如，亦可於板彈簧部14形成3層或3層以上的Al膜以使該板彈簧部14向上方彎曲。又除此以外，例如，亦可使下側的膜25的成膜面積與上側的膜24的成膜面積不同，藉此使該板彈簧部14向上方彎曲。
板彈簧部14的另一端與腳部17連接。腳部17的結構為自下側依次積層著SiN膜25、Al膜26、Al膜23以及SiN膜24。該些SiN膜25、Al膜26、Al膜23以及SiN膜24是由構成板彈簧部14的膜連續地延伸。SiN膜25上，於與基板11接觸的部分具有開口，且Al膜26經由該開口與基板11上的配線圖案16電性連接。如圖2以及圖3所示，腳部17的立起部分的外周面上形成著增強用的階差17a。
於作為可動側驅動電極(第2驅動電極)33發揮作用的板彈簧部14下方，於與板彈簧部14對向的區域形成著由Al膜形成的固定側驅動電極(第1驅動電極)32。固定側驅動電極32形成於基板11上的SiN膜18、19之間。板彈簧部14中的Al膜23、26，尤其是與固定側驅動電極32對向的區域的Al膜23、26構成可動側驅動電極(第2驅動電極)33。若對驅動電極32、33間施加電壓，則驅動電極32、33間產生靜電力。如圖3所示，可動部(板彈簧部14、連接部15以及可動板12)向下方移動，且停止於該靜電力與板彈簧部14的彈簧力達到平衡的位置上。
根據以上說明可知，第1實施形態中，可動側容量電極31以及可動側驅動電極33彼此共通地電性連接，且於腳部17，與基板11上的同一配線圖案16連接。當然，兩電極31、33亦可電性分離。例如，於板彈簧部14上，使可動側容量電極31與基板11上的配線圖案16連接的導體膜獨立於可動側驅動電極33而形成，且使該獨立形成的導體膜電性連接於與可動側驅動電極33所電性連接的配線圖案16不同的配線圖案16，藉此可使兩電極31、33電性分離。
如圖1至圖3所示，固定板13配置為於可動板12上方與可動板12對向。如圖1以及圖4所示，固定板13由4個支持部41以相對於基板11不可動的方式固定於基板11。固定板13基本上是由Al膜27形成。Al膜27作為固定側容量電極(第1容量電極)34發揮作用。固定板13具有突起35。突起35是由Al構成，且自固定板13的下表面向下方突出。突起35與Al膜27(固定側容量電極34)之間配設著由SiN膜形成的突起保持部件36，以使該等電絕緣。如圖2所示，藉由彈簧力而向上方彎曲的可動板12，於未驅動的狀態下與突起35抵接。於該抵接狀態下，可動側容量電極31與固定側容量電極34的間隔達到最小。另外，藉由突起35而縮小固定板13與可動板12的接觸面積，故而，可降低產生可動板12黏附於固定板13上難以分離的所謂黏附(sticking)現象的可能性。當然，本發明中，並非一定設置著突起35。再者，該突起35亦可設置於可動板12側。
將固定板13支持於與基板11隔開的位置上的各支持部41，包括兩個腳部(錨定部)41a、支持本體41b以及連接部41c。腳部(錨定部)41a，具有介由形成於基板11上且由Al膜形成的配線圖案20(圖1中省略圖示)自基板11立起的立起部。支持本體41b藉由腳部41a而固定於基板11。連接部41c連接支持本體41b及固定板13。配線圖案20形成於基板11上所形成的SiN膜18、19之間。
如圖4所示，連接部41c由構成固定板13的固定側容量電極34的Al膜27連續地延伸而構成。支持本體41b的結構為自下側依次積層著SiN膜51、Al膜52、Al膜53、SiN膜54以及Al膜27。Al膜27自連接部41c連續地延伸。SiN膜54與Al膜27之間形成著空隙91。
腳部41a由構成支持本體41b的SiN膜51、Al膜52、Al膜53、Al膜27直接連續地延伸而構成。Al膜51，於腳部41a，經由形成於SiN膜51的開口與配線圖案20電性連接。另外，Al膜27，於腳部41a，經由形成於SiN膜54的開口與Al膜53電性連接。於腳部41a的立起部的周圍附近，形成著增強用的階差。藉此，固定側容量電極34與基板11上的配線圖案20電性連接。
容量電極31、34之間，形成著應用作輸出的容量。故而，分別與容量電極31、34連接的配線圖案16、20連接於高頻電路等。於此，圖13表示第1實施形態中的可變電容1的電路。如圖13所示，第1實施形態中的可變電容1，藉由施加於驅動電極32、33間的直流式電壓(例如直流電壓、電壓的直流成分等)而改變可動側容量電極31的位置。藉由該位置的變化而改變容量電極31、34間的容量。而且，改變連接於支持部41的配線圖案20與連接於腳部(錨定部)17的配線圖案16之間的容量。具體而言，如圖2所示，於未對驅動電極32、33間施加驅動電壓的狀態下，容量電極31抵接於突起35，容量電極31、34間的間隔達到最小，形成於支持部41(參照圖1)與腳部(錨定部)17之間(亦即，配線圖案16與配線圖案20之間)的可變電容1的容量達到最大。另外，若對驅動電極32、33間施加預定的直流式電壓，則如圖3所示，抵抗彈簧力，容量電極31、34的間隔擴大，形成於支持部41與腳部(錨定部)17之間(亦即，配線圖案16與配線圖案20之間)的可變電容1的容量變小。再者，於圖3所示的狀態下，驅動電極32、33間的移動距離由初始位置至1/3為止的範圍內，故而，該移動狀態下，不會產生所謂的吸附現象。
第1實施形態中，於驅動電極32、33間未產生靜電力時，如圖2所示，可動板12抵接於固定板13的突起35。而且，藉由設定板彈簧部14的應力等使此時的板彈簧部14的彈簧力將可動板12按壓至突起35的力變得十分小。而且，第1實施形態中，於該圖2所示的狀態下，設計成容量電極31、34間的間隔十分小。該間隔至少小於驅動電極32、33間的間隔(第1實施形態中，為平均間隔)。為了提高可變容量比，於驅動電極32、33間未產生靜電力的狀態下，容量電極31、34的間隔愈小愈好。
接著，參照圖5至圖12，簡單說明第1實施形態中的可變電容1的製造方法的一例。圖5至圖12分別是以模式方式表示該製造方法的各步驟的概略剖面圖，對應於圖2以及圖3的大致左半部分。該製造方法是藉由半導體製程而製造MEMS的方法。
首先，於矽基板11的上表面藉由熱氧化而形成SiN膜18。於該SiN膜18上利用蒸鍍或者濺鍍法等沈積(deposition)Al膜(如圖5(a)所示)。然後，利用光微影蝕刻(photolithography etching)法，將該Al膜圖案化成固定側驅動電極32、配線圖案16、20及其他配線圖案的形狀(如圖5(b)所示)。
接著，於圖5(b)所示的狀態的基板上，利用電漿CVD法(Chemical Vapor Deposition，化學氣相沈積)等沈積SiN膜。實施預定的光微影蝕刻步驟，將該SiN膜圖案化成上述SiN膜19的形狀(如圖6(a)所示)。其後，塗佈作為犧牲層的光阻劑101、102，對該等光阻劑101、102實施預定的光微影蝕刻步驟(如圖6(b)所示)。
繼而，塗佈用於形成增強用的階差且作為犧牲層的光阻劑103。對該光阻劑103上實施預定的光微影蝕刻步驟(圖7(a))。
其後，於如圖7(a)所示的狀態的基板上，利用電漿CVD法等沈積SiN膜。實施預定的光微影蝕刻步驟，將該SiN膜圖案化成上述SiN膜21、25、51的形狀(如圖7(b)所示)。
接著，於如圖7(b)所示的狀態的基板上，利用濺鍍等方法形成Al膜。將該Al膜圖案化成上述Al膜22、26、52的形狀(如圖8(a)所示)。
然後，於圖8(a)所示的狀態的基板上，利用電漿CVD法等沈積SiN膜。實施預定的光微影蝕刻步驟’將該SiN膜圖案化成連接部15下側的SiN膜28的形狀(如圖8(b)所示)。
繼而，於圖8(b)所示的狀態的基板上，利用濺鍍等方法形成Al膜。將該Al膜圖案化成上述Al膜23、53的形狀(如圖9(a)所示)。
其後，於圖9(a)所示的狀態的基板上，利用電漿CVD法等沈積SiN膜。實施預定的光微影蝕刻步驟，將該SiN膜圖案化成上述SiN膜21、25、54的形狀(如圖9(b)所示)。
接著，塗佈作為犧牲層的光阻劑104以填充孔隙。對該光阻劑104實施預定的光微影蝕刻步驟(如圖10(a)所示)。
其後，塗佈作為犧牲層的光阻劑105。對該光阻劑105實施預定的光微影蝕刻步驟(如圖10(b)所示)。
繼而，塗佈用於形成增強用的階差且作為犧牲層的光阻劑106。其後，實施預定的光微影蝕刻步驟(如圖11(a)所示)。
其後，於圖11(a)所示的狀態的基板上，藉由濺鍍等而形成Al膜。將該Al膜圖案化成上述Al膜27以及突起35的形狀(如圖11(b)所示)。
接著，於圖11(b)所示的狀態的基板上，利用電漿CVD法等沈積SiN膜。實施預定的光微影蝕刻步驟，將該SiN膜圖案化成上述突起保持部件36的形狀(如圖12(a)所示)。
最後，利用氧電漿灰化去除作為犧牲層的光阻劑101~106(如圖12(b)所示)。藉此，形成第1實施形態中的可變電容1。再者，藉由去除光阻劑101~106，而使板彈簧部14如圖2所示向上方彎曲，圖12(b)中為了便於理解，表示板彈簧部14未彎曲的狀態。
再者，去除光阻劑101~106之後，藉由上述膜23~26的內部應力而使板彈簧部14如圖2所示向上方彎曲的方式，設定各膜23~26的成膜條件等。如上所述，板彈簧部14上所積層的兩層SiN膜24、25中，可使位於金屬膜26、23下側的膜25以殘留著壓縮應力(Compressive stress)的方式成膜，而使金屬膜26、23上側的膜24以殘留著拉伸應力(Tensile stress)的方式成膜。可改變例如成膜時的氣體成分比或電力來實現改變兩層SiN膜24、25的應力。另外，此示例中，兩層膜24、25是由SiN形成，但亦可使該等由各不相同的材料(例如SiO2 以及SiN)形成。藉此，板彈簧部14，如上述般，於去除犧牲層後向上方彎曲。除此之外，例如，亦可於板彈簧部14上形成3層或3層以上的Al膜，從而使該板彈簧部14向上方彎曲。除此之外，例如亦可使下側的膜25的成膜面積與上側的膜24的成膜面積不同，藉此使該板彈簧部14向上方彎曲。
再者，圖式中未圖示，預先於適當部位設置著蝕刻用的孔以可完成去除光阻劑101~106。例如，預先於構成固定板13的固定側容量電極34的Al膜27上，設置著蝕刻用的孔。
再者，圖5至圖12中並未表示支持固定板13的支持部41，但根據上述說明可知，該支持部41是與圖5至圖12中所示的步驟同時並行形成的。
第1實施形態中，根據上述說明可知，分別設置著驅動電極32、33以及容量電極31、34。另外，第1實施形態中，固定側驅動電極32相對配置於下方，可動側驅動電極33相對配置於上方，與此相對，固定側容量電極34相對配置於上方，可動側容量電極31相對配置與下方。驅動電極中的固定側32與可動側33的上下位置關係，與容量電極中的固定側34與可動側31的上下位置關係相反。藉此，第1實施形態中，驅動電極32、33間所產生的靜電力，產生於可動電極31、34的間隔擴大的方向。
因此，第1實施形態中，於驅動電極32、33間未施加電壓故而驅動電極32、33間未產生靜電力的狀態下，如圖2所示，容量電極31、34的間隔達到最小，容量電極31、34所形成的靜電容量達到最大。若增大驅動電極32、33間的電壓，則於驅動電極32、33的間隔自初始間隔直至成為該初始間隔的大約三分之一的間隔為止的範圍內，上述彈簧力與驅動電極32、33間所產生的靜電力穩定地達到平衡。因此，如圖3所示，在對應於所施加的電壓而變窄的電極32、33的間隔，使可動側驅動電極33穩定地停止，藉此，可於對應於施加電壓的大小而變寬的電極31、34間的間隔，使可動側容量電極31穩定地停止。
由於所謂的吸附現象，故而可連續調整驅動電極32、33的間隔的範圍(亦即，間隔根據驅動電壓的大小而變化的範圍)，被限定於自初始間隔(最大間隔)至該初始間隔的大約三分之一的間隔為止的範圍(亦即，於設初始間隔為1時，大約0.67至1為止的範圍)。但第1實施形態中，於該範圍內，容量電極31、34的間隔可自最小間隔連續調整擴大至某種程度的間隔。而且，可動板12以及兩組板彈簧部14整體上呈凸形彎曲，故而自可動板12至基板11的距離，即可動板12的可動範圍可確保於例如8~5微米的範圍內。可連續調整驅動電極32、33的間隔的範圍，較之藉由去除犧牲層而形成的先前的可動範圍相比，特別寬。
故而，根據第1實施形態，若使容量電極31、34間的最小間隔(亦即，於因未對驅動電極32、33間施加電壓而使驅動電極32、33間未產生靜電力的狀況下，容量電極31、34的間隔)變得十分狹，亦不會受到吸附現象的限制，可使容量電極31、34間的間隔接近零，而且，可於該接近零的範圍內連續調整容量電極31、34的容量。因此，較之上述非專利文獻1所揭示的可變電容，可提高變容量比。另外，較之上述非專利文獻1所揭示的可變電容，可用較小的面積獲得同等的容量，且可以該容量為基準使容量大幅變化。可獲得高性能的可變電容。
再者，亦可根據需要，對驅動電極32、33間施加初始偏壓(Initial bias voltage)，調整容量電極31、34間的初始間隔。
以上，對本發明第1實施形態進行了說明，但本發明並不限於該第1實施形態。
例如，各部分的膜構成(層數、材料等)並不限於上述示例。
另外，亦可與上述第1實施形態不同，亦可將固定側驅動電極32相對配置於上方，將可動側驅動電極33相對配置於下方，且將固定側容量電極34相對配置於下方，將可動側容量電極31相對配置於上方。該變形例中，驅動電極32、33間所產生的靜電力，亦產生於可動電極31、34的間隔擴大的方向。
上述第一實施形態中，於未施加驅動電壓的初始狀態下，可動側容量電極31抵接於固定側容量電極34上所設置的突起35，藉由固定板13而將可動板12向下方下壓少許。藉此，於未施加驅動電壓的初始狀態下，產生初始彈簧力。除此之外，例如，亦可於未施加驅動電壓的初始狀態下，使可動側容量電極31位於與突起35隔開的位置上。但是，如上所述於初始狀態下可動側容量電極31與突起35隔開時，該狀態下的初始容量值容易受上述應力等所造成的製造上的偏差的影響。因此，例如於初始狀態下的容量值的精度較重要的用途中，還是於初始狀態下藉由固定板13而將可動板12向下方下壓少許以使該可動板12移位之方式較佳。
[第2實施形態]
圖14是以模式方式表示本發明第2實施形態中的微開關(本實施形態中，是MEMS開關)301的概略平面圖。圖15以及圖16分別是從－X側至＋X側觀察沿圖14中Y5－Y6－Y7－Y8線的剖面的概略剖面圖。圖15中表示驅動電極32、33間未產生靜電力的狀態。圖16表示驅動電極32、33間產生靜電力的狀態。圖17是表示沿圖14中的Y9－Y10線的概略剖面。圖18是表示沿圖14中的X1－X2線的概略剖面圖。
為了方便說明，如圖14至圖18所示，定義了彼此正交的X軸、Y軸以及Z軸。微開關301的基板11的表面平行於XY平面。另外，將Z方向中的箭頭方向稱為＋Z方向或者＋Z側，將其相反方向稱為－Z方向或者－Z側，對於X方向以及Y方向而言亦相同。再者，有時亦將Z方向的＋側稱為止側，將Z方向的－側稱為下側。
再者，以下所說明的材料等為示例，並不限於該材料等。
第2實施形態中的微開關301是串聯式開關。該微開關301包括矽基板等基板11、配置於基板11上方的可動板12、以及配置於可動板12上方且與可動板12對向的固定板13。除了可動板12、固定板13及基板11以外，下述其他各構成要素均由薄膜構成。
第2實施形態中，可動板12由4根帶狀的板彈簧部14支持著。各板彈簧部14的一端經由連接部15與可動板12連接。如圖14所示，連接部15的寬度小於板彈簧部14的寬度，且如下述，Al膜23為1層，故而該連接部15，較之其他部分更容易彎曲，又具有某種程度的機械自由度。各板彈簧部14的另一端是藉由腳部(錨定部)17而固定於基板11上。腳部(錨定部)17，具有介由形成於基板11上且由A1膜構成的配線圖案16(圖14中省略圖示)自基板11立起的立起部。配線圖案16，形成於基板11上的成為絕緣膜的下側SiN膜(二氧化矽膜)18、與成為保護膜的上側SiN膜19之間。各配線圖案16中的1個配線圖案16為傳輸高頻信號的傳輸線200a，與未圖示的高頻電路連接。第2實施形態中，如圖14所示，於傳輸線200a兩側(將傳輸線200a夾在中間)，形成著由A1膜形成的接地導體圖案201。藉此，基板11上形成有共平面(coplanar)傳輸線。接地導體圖案201亦形成於SiN膜18、19之間。接地導體圖案為接地的導體圖案。
各板彈簧部14，於下述驅動電極32、33間未產生靜電力時，如圖15所示向上方(＋Z方向)彎曲。第2實施形態中，可動板12、板彈簧部14以及連接部15構成可動部。該可動部設置為可相對於基板11等固定部向上下方向移動，且產生恢復至圖15所示的上側位置的彈簧力。4組板彈簧部14、連接部15以及腳部17相對於可動板12以如圖14所示的方式配置，藉此，可動板12可保持平行於基板11的狀態向上下方向移動。可動板12、板彈簧部14以及連接部15以外的要素(基板11、固定板13等)構成固定部。
如圖15以及圖16所示，可動板12的結構為自下側依次積層著SiN膜21、Al膜22、Al膜23以及SiN膜24。上側SiN膜24的與下述固定板13的電接點135對應的部位上，形成著用於使可動板12的電接點136露出的開口。此處，將可動板12上的Al膜22、23稱為可動板導體部31。如圖15以及圖16所示，於可動板12的周圍附近(外周部)形成著增強用的階差12a。該階差12a形成於大致四邊形的可動板12(可動電極)的外周部的整周。藉此可動板12難以因彈簧力而彎曲。
如圖15以及圖16所示，連接部15的結構為自下側依次積層著SiN膜28、Al膜23以及SiN膜24。Al膜23以及SiN膜24為自可動板12連續地延伸。
板彈簧部14的結構為自下側依次積層著SiN膜25、Al膜26、Al膜23以及SiN膜24。Al膜23以及SiN膜24直接自連接部15連續地延伸。藉由該等膜25、26、23、24的內部應力，而於下述驅動電極32、33間未產生靜電力時，板彈簧部14如圖15所示向上方(＋Z方向)彎曲。
於作為可動側驅動電極(第2驅動電極)33發揮作用的板彈簧部14的下方，於與板彈簧部14對向的區域形成著由Al膜形成的固定側驅動電極(第1驅動電極)32。固定側驅動電極32形成於基板11上的SiN膜18、19之間。板彈簧部14上的Al膜23、26，尤其是與固定側驅動電極32對向的區域的Al膜23、26，構成可動側驅動電極(第2驅動電極)33。若對驅動電極32、33間施加電壓，則驅動電極32、33間產生靜電力。藉此，如圖16所示，可動部(板彈簧部14、連接部15以及可動板12)向下方移動，且停止於該靜電力與板彈簧部14的彈簧力達到平衡的位置。
腳部17的結構為自下側依次積層著SiN膜25、Al膜26、Al膜23以及SiN膜24。SiN膜25、Al膜26、Al膜23以及SiN膜24構成板彈簧部14，該等膜連續地延伸。SiN膜25於腳部17具有開口，Al膜26經由該開口與配線圖案16(其中一個為傳輸線200a)電性連接。如圖15以及圖16所示，腳部17的立起部分的外周形成著增強用的階差17a。
根據上述說明可知，第2實施形態中，可動板導體部31以及驅動電極33彼此共通地電性連接，且於腳部17，與基板11上的同一配線圖案16(其中一個為傳輸線200a)連接。
如圖14至圖16所示，固定板13配置為於可動板12上方與可動板12對向。如圖14以及圖17所示，固定板13藉由4個支持部41而以相對於基板11不可移動的方式固定於基板11上。固定板13，基本上是由Al膜27所形成的固定板導體部34構成。固定板13具有向下方突出且由Al膜27形成的電接點135。另外，於固定板導體部34的上表面以及下表面，除電接點135的部位以外亦可形成著SiN膜。如下述，電接點135與可動板12的電接點136接觸或分離。第2實施形態中，可動板12的電接點136，為可動板導體12上的與固定板13的電接點135接觸或隔開的部位(具體而言，為對應於電接點135且經由形成於SiN膜24上的開口與接點135對向的Al膜23的位置)。因此，可動板12的電接點136，經由可動板導體部31、連接部15、板彈簧部14以及腳部17，與傳輸線200a電性連接。
各支持部41包括兩個腳部(錨定部)41a、支持本體41b及連接部41c。腳部(錨定部)41a具有自基板11立起的立起部。支持本體41b藉由該等腳部41a而固定於基板11上。連接部41c連接支持本體41b與固定板13。如圖17所示，連接部41c是由構成固定板13的固定板導體部34的Al膜27直接連續延伸而構成。支持本體41b的結構為自下側依次積層著SiN膜51、Al膜52、Al膜53、SiN膜54以及Al膜27。Al膜27自連接部41c連續地延伸。SiN膜54與Al膜27之間形成著空隙91。腳部41a的結構為自下側依次積層著SiN膜51、Al膜52、Al膜53以及Al膜27，該些SiN膜51、Al膜52、Al膜53以及Al膜27是由構成支持本體41b的膜連續延伸。腳部41a的突起部分的外周形成著增強用的階差。
如圖14以及圖18所示，固定板13的固定板導體部34，經由連接部61與傳輸高頻信號的傳輸線200b電性連接。傳輸線200b形成於基板11上的SiN膜18、19之間。傳輸線200b是由Al膜形成的配線圖案，且與未圖示的高頻電路連接。第2實施形態中，於傳輸線200b的兩側，以將傳輸線200b夾在中間的方式形成著由Al膜形成的接地導體圖案201。藉此，基板11上形成共平面傳輸線。
連接部61中包括腳部(錨定部)61a、第1段連接板部61b、腳部61c、以及第2段連接板部61d。腳部(錨定部)61a具有經由傳輸線200b自基板11立起的立起部。第1段連接板部61b的－X側的端部，藉由腳部61a而固定於基板11上。腳部61c具有自連接板部61b的＋X側的部位立起的立起部。第2段連接板部61d的－X側的端部藉由腳部61c而固定於連接板部61b，且＋X側的端部與固定板13的－X側連接。
如圖18所示，連接板部61d以及腳部61c，是由構成固定板13的固定板導體部34的Al膜27連續延伸而形成。連接板部61b的結構為自下側依次積層著SiN膜71、Al膜72、Al膜73以及SiN膜74。SiN膜74，於連接板部61b上形成著開口，腳部61c的Al膜27經由該開口與Al膜73(進而是Al膜72)電性連接。腳蔀61a的結構為自下側依次積層著SiN膜71、Al膜72、Al膜73以及SiN膜74。該些SiN膜71、Al膜72、Al膜73以及SiN膜74是由構成連接板部61b的膜連續地延伸。SiN膜71，於腳部61a形成著開口，Al膜72經由該開口與傳輸線200b電性連接。
根據以上說明可知，第2實施形態中的固定板13的電接點135，經由固定板13的固定板導體部34以及連接部61，與傳輸線200b電性連接。
此處，圖19表示針對高頻信號的第2實施形態中的微開關301的電路。如圖19所示，藉由使固定板的電接點135與可動板12的電接點136接觸或分離，而使兩接點135、136間導通或斷開。藉由該接通以及斷開，而使輸入至其中一方傳輸線200a的高頻信號，向另一方傳輸線200b傳輸、或斷開向另一方傳輸線200b的傳輸。
再者，當然，亦可不使電接點135突出而使電接點136突出，或者使兩接點135、136均突出。該變形例中，亦可降低產生固定板導體部34與可動導體部31黏附，而難以分離的所謂黏附現象的可能性。
第2實施形態中，於驅動電極32、33間未產生靜電力時，如圖15所示，可動板12的電接點136抵接於固定板13的電接點135。而且，於該抵接狀態下，藉由板彈簧部14的彈簧力而將電接點136按壓至電接點135的力(接觸壓力)，因板彈簧部14的應力等而使插入損耗(因接點135、136間的接觸電阻而導致的損耗)變得十分小。亦即，可動板12，於初始狀態下藉由固定板13而向下方下壓少許且移位，藉此，產生初始彈簧力，接觸壓力提高。從而，可於不提高板彈簧部14的彈簧係數的基礎上，提高接觸壓力。
於未對驅動電極32、33間施加電壓從而於其等間未產生靜電力的狀態下，如圖15所示，可動板12的電接點136與固定板13的電接點135，以固定的接觸壓力進行彼此接觸。其結果，該微開關301成為接通狀態。輸入至其中一方傳輸線200a的高頻信號，經由電接點135、136向另一方傳輸線200b傳輸。
若對驅動電極32、33間施加電壓而使其等間產生靜電力時，如圖16所示，可動部(板彈簧部14、連接部15以及可動板12)抵抗彈簧力向下方移動，可動板12的電接點136離開固定板13的電接點135。其結果，該微開關301成為斷開狀態。高頻信號不自傳輸線200a向傳輸線200b傳輸。
根據上述說明可知，第2實施形態中，固定側驅動電極32相對配置於下方，可動側驅動電極33相對配置於上方，與此相對，固定側電接點135相對配置於上方，可動側電接點136相對配置於下方。驅動電極32、33的固定側與可動側的上下位置關係，與電接點135、136的固定側與可動側的上下位置關係相反。藉此，第2實施形態中，對於電極32、33以及電接點135、136而言，驅動電極32、33間所產生的靜電力產生於電接點135、136的間隔擴大的方向。
因此，第2實施形態中，即使驅動電極32、33間的施加電壓遠遠低於吸附電壓，可動部(板彈簧部14、連接部15以及可動板12)亦會向下方移動，從而使電接點135、136間分離。微開關301自接通狀態變為斷開狀態，實現開關功能。由此，斷開時電接點135、136的間隔大小規定著高頻信號的隔離性能，但第2實施形態中，可藉由設計充分保證該隔離的可動距離，而不利用吸附現象即可實現開關。具體而言，可設計如下距離作為保持隔離的距離，即該距離小於等於圖15所示的狀態下的驅動電極32、33間的距離(更嚴格而言，於假設不存在固定板13的狀態下，驅動電極32、33間未產生靜電力的情況下的驅動電極32、33間的距離)的大約3分之1。
如上所述，根據第2實施形態，驅動電極32、33的固定側與可動側的上下位置關係，與電接點135、136的固定側與可動側的上下位置關係相反，故而，即使不利用吸附現象亦可防止因接觸壓力不足而導致的插入損耗的増大，而且，可根據電壓控制實施開關動作。因此，根據第2實施形態，不會產生特別的問題，可以低於吸附電壓的驅動電壓進行開關動作。驅動第2實施形態中的微開關301的情況下，於使應為斷開狀態的電接點135、136間產生間隔時、及其後產生著該間隔的穩定狀態下，可對驅動電極32、33間施加不吸附其間(pull in)的電壓(低於吸附電壓的驅動電壓)。
接著，參照圖20至圖23，簡單說明第2實施形態中的微開關301的製造方法的一例。圖20至圖23是分別以模式方式說明該製造方法的後半部分中的各步驟的概略剖面圖，對應於圖15以及圖16的大致左半部分。再者，微開關301的圖20之前的前半部分步驟，與第一實施形態的可變電容1的圖5至圖8的製造步驟相同，故省略圖示。
首先，藉由熱氧化而於矽基板11的上表面形成SiN膜18。於該SiN膜18上利用蒸鍍或者濺鍍法等沈積Al膜(如圖5(a)所示)。其後，藉由光微影蝕刻法，將該Al膜圖案化成固定側驅動電極32、傳輸線200a、200b、接地導體圖案201、配線圖案16及其他配線圖案的形狀(如圖5(b)所示)。
其後，於圖5(b)所示的狀態的基板上，利用電漿CVD法等沈積SiN膜。實施預定的光微影蝕刻步驟，將該SiN膜圖案化成上述SiN膜19的形狀(如圖6(a)所示)。其後，塗佈作為犧牲層的光阻劑101、102，對該等光阻劑101、102實施預定的光微影蝕刻步驟(如圖6(b)所示)。
繼而，塗佈用於形成增強用的階差的作為犧牲層的光阻劑103。對該光阻劑103實施預定的光微影蝕刻步驟(如圖7(a)所示)。
其後，於圖7(a)所示的狀態的基板上，利用電漿CVD法等沈積SiN膜。實施預定的光微影蝕刻步驟，將該SiN膜圖案化成上述SiN膜21、25、51、71的形狀(如圖7(b)所示)。
接著，於圖7(b)所示的狀態的基板上，藉由濺鍍等而形成Al膜。將該Al膜圖案化成上述Al膜22、26、52、72的形狀、(圖8(a))。
接著，於圖8(a)所示的狀態的基板上，利用電漿CVD法等沈積SiN膜。實施預定的光微影蝕刻步驟，將該SiN膜圖案化成連接部15下側的SiN膜28的形狀(如圖8(b)所示)。
接著，於圖8(b)所示的狀態的基板上，藉由濺鍍等而形成Al膜。將該Al膜圖案化成上述Al膜23、53、73的形狀、(如圖20(a)所示)。
其後，於圖20(a)所示的狀態的基板上，利用電漿CVD法等沈積SiN膜。實施預定的光微影蝕刻步驟，將該SiN膜圖案化成上述SiN膜21、25、54、74的形狀(如圖20(b)所示)。
接著，塗佈作為犧牲層的光阻劑104以填充孔隙。對該光阻劑104實施預定的光微影蝕刻步驟(如圖21(a)所示)。
其後，塗佈作為犧牲層的光阻劑105。對該光阻劑105實施預定的光微影蝕刻步驟(如圖21(b)所示)。
繼而，塗佈用於形成增強用的階差的作為犧牲層的光阻劑106。對該光阻劑106實施預定的光微影蝕刻步驟(圖22)。
其後，於圖22所示的狀態的基板上，藉由濺鍍等而形成Al膜。將該Al膜圖案化成上述Al膜27的形狀(如圖23(a)所示)。
最後，利用氧電漿灰化去除作為犧牲層的光阻劑101~106(如圖23(b)所示)。藉此，形成第2實施形態中的微開關301。再者，藉由去除光阻劑101~106而使板彈簧部14實際上如圖15所示向上方彎曲，圖23(b)中為了便於理解，表示板彈簧部14未彎曲的狀態。
再者，以去除光阻劑101~106之後藉由上述膜23~26的內部應力而使板彈簧部14如圖15所示般向上方彎曲的方式，設定各膜23~26的成膜條件等。例如，關於膜25、26、23、24的內部應力，例如，對於積層於板彈簧部14上的兩層SiN膜24、25中，亦可使金屬膜26、23下側的膜25以殘留著壓縮應力(Compressive stress)的方式成膜，使金屬膜26、23上側的膜24以殘留著拉伸應力(Tensile stress)的方式成膜。可改變例如成膜時的氣體成分比或電力來實現改變兩層SiN膜24、25的應力。另外，此示例中，兩層膜24、25由SiN形成，但亦可使其等由各不相同的材料(例如SiO2 與SiN)形成。藉此，若如下述去除犧牲層，則板彈簧部14向上方彎曲。除此之外，例如，亦可藉由於板彈簧部14上形成3層或3層以上的Al膜，而使該板彈簧部14向上方彎曲。進而除此以外，例如，亦可使下側膜25的成膜面積與上側膜24的成膜面積不同，藉此使該板彈簧部14向上方彎曲。
再者，未圖示，預先於適當的部位上設置著蝕刻用的孔以可完成去除光阻劑101~106。例如，預先於構成固定板13的固定板導體部34的Al膜27上設置著蝕刻用的孔。
再者，雖圖5至圖23中未表示，但根據上述說明可知，支持部41以及連接部61可與圖5至圖23所示的步驟同時並行形成。
根據第2實施形態，如上述所述，可獲得不會產生插入損耗増大之類的特別的問題，可以低於先前的驅動電壓(低於吸附電壓的驅動電壓)實現開關動作的優點。
再者，第2實施形態中的微開關301，不僅可用作高頻開關，另外亦可用作對直流或低頻信號進行開關的開關。
[第3實施形態]
圖24是以模式方式表示本發明第3實施形態中的微開關(本實施形態中，是MEMS開關)401的概略平面圖。圖25以及圖26分別是沿圖24中Y11－Y12線的概略剖面圖。圖25中表示驅動電極32、33間未產生靜電力的狀態。圖26表示驅動電極32、33間產生靜電力的狀態。沿圖24中Y13－Y14線的斷面，與沿圖14中Y9－Y10線的斷面(參照圖17)相同。沿圖24中X3－X4的斷面，與沿圖14中X1－X2線的斷面(參照圖18)相同。沿圖24中X6－X7線的斷面，與沿圖14中X1－X2線的斷面(參照圖18)相同，但代替傳輸線200b而表示著傳輸線200c。圖24至圖26中，對與說明第2實施形態中的微開關的圖14至圖18中的要素相同或者對應的要素，使用可一符號，省略其重複說明。
第3實施形態中的微開關401，為改變上述第2實施形態中的微開關301，採用的是並聯式開關。本實施形態與上述第2實施形態的不同之處僅在以下方面。
第3實施形態中，可動板12上的Al膜22、23為可動側容量電極(第2容量電極)38。固定板13的固定板導體部34為固定側容量電極(第1容量電極)39。由可動側容量電極與固定側容量電極形成可變電容的容量(可變容量)。固定板13上未設置著電接點135，隨此，可動板12上亦不存在電接點136，可動側容量電極38與固定側容量電極39未電性接觸。
第3實施形態中，固定板13上設置著向下方突出的由Al膜形成的突起35。為了使突起35與固定側容量電極39之間電絕緣，於固定側容量電極39與突起35之間設置著由SiN膜形成的突起保持部件36。根據圖25可知，突起35與可動板12抵接。藉此規定可動側容量電極38與固定側容量電極39之間的最小間隔。藉由突起35而減小固定板13與可動板12之間的接觸面積，故而，可降低產生固定板13與可動板12黏附而難以分離的所謂黏附現象的可能性。當然，本發明中，未必一定設置著突起35。再者，上述突起亦可設置於可動板12側。再者，可動板12上的SiN膜24上，於與突起35對應的部位上形成著開口。
上述第2實施形態中，各配線圖案16中的1個配線圖案16成為傳輸高頻信號的傳輸線200a，與此相對，第3實施形態中，取而代之，該配線圖案16成為接地導體圖案202。由此，第3實施形態中，可動側容量電極38與接地導體圖案202電性連接。
另外，上述第2實施形態中，僅是固定板13的固定側容量電極39的－X側部分，經由連接部61，與傳輸高頻信號的傳輸線200b電性連接。第3實施形態中，不僅如此，而且固定板13的固定側容量電極39的＋X側部分亦經由連接部61，與用於傳輸高頻信號的傳輸線200c電性連接。傳輸線200c為形成於基板11上的SiN膜18、19間且由Al膜形成的配線圖案，與未圖示的高頻電路連接。第3實施形態中，於傳輸線200c兩側形成著由Al膜形成的接地導體圖案201。藉此，於基板11上構成共平面傳輸線。
此處，圖27表示針對高頻信號的第3實施形態中的微開關401的電路。如圖27所示，第3實施形態中的微開關401具有與高頻傳輸線路並聯設置的電容(容量)。藉由改變可動側容量電極38的位置而改變容量電極38、39間的容量，且根據容量的大小，於將輸入至其中一方傳輸線200a的高頻信號，分流至接地導體圖案202的狀態(斷開狀態)、與不分流至接地導體圖案202的狀態(接通狀態)之間進行切換。藉此，使輸入至其中一方傳輸線200c的高頻信號，向另一方傳輸線200b傳輸，或不向另一方傳輸線200b傳輸。
第3實施形態中，於驅動電極32、33間未產生靜電力時，如圖15所示，可動板12抵接於固定板13的突起35。而且，此時，以藉由板彈簧部14的彈簧力而將可動板12按壓至突起35的力變得較小的方式，設定板彈簧部14的應力等。而且，第3實施形態中，於圖15所示的狀態下，將容量電極38、39的間隔設計為充分小。於斷開狀態時，為了使高頻信號充分分流且使隔離足夠大，驅動電極32、33間未產生靜電力的狀態下的容量電極38、39間的容量愈大愈好。因此，驅動電極32、33間未產生靜電力的狀態下的容量電極38、39間的間隔愈小愈好。該實施形態下，此間隔至少小於驅動電極32、33的間隔(本實施形態中，為平均間隔)。
如圖15所示，於驅動電極32、33間未施加電壓從而於其等間未產生靜電力的狀態下，容量電極38、39的間隔變得十分小，另外容量電極38、39間的容量變得十分大。其結果，該微開關401成為斷開狀態。自其中一方傳輸線200c輸入的高頻信號，根據容量電極38、39間的容量，向接地導體圖案202分流，而不向另一方傳輸線200b傳輸。
如圖16所示，若對驅動電極32、33間施加電壓從而其等間產生靜電力，則可動部(板彈簧部14、連接部15以及可動板12)向下方移動，容量電極38、39的間隔變大，容量電極38、39間的容量變小。其結果，該微開關401成為接通狀態。自其中一方傳輸線200c輸入的高頻信號，根據容量電極38、39間的容量，不向接地導體圖案202分流，而向另一方傳輸線200b傳輸。
根據上述說明可知，第3實施形態中，固定側驅動電極32相對配置於下方，可動側驅動電極33相對配置於上方，與此相對，固定側容量電極39相對配置於上方，可動側容量電極38相對配置於下方，驅動電極的固定側與可動側的上下位置關係、與容量電極的固定側與可動側的上下位置關係相反。第3實施形態中，藉此，驅動電極32、33間所產生的靜電力，產生於容量電極38、39的間隔擴大的方向。
因此，第3實施形態中，於斷開狀態下，不利用吸附現象，而使容量電極38、39的間隔變得十分小來充分地提高隔離。另外，於驅動電極32、33間未產生靜電力的狀態下，可使容量電極38、39的間隔變得十分小來使容量電極38、39間的容量變得十分大，故而，可使藉由對驅動電極32、33間施加不產生吸附現象的範圍內的驅動電壓時所獲得的容量、與驅動電極32、33間未產生靜電力的狀態下所獲得的容量之比變得十分大。此意味著，於接通狀態下，即便不利用吸附現象，亦可使容量電極38、39間的容量變得十分小。因此，第3實施形態中，於接通狀態下，不利用吸附現象，即可使容量電極38、39間的容量變得十分小，從而使該徵開關401所導致的插入損耗(相當於接通狀態下，並不自其中一方傳輸線200c向另一方傳輸線200b傳輸，而是經由上述容量流向接地導體圖案202的成分)變得十分小。
如上所述，根據第3實施形態，驅動電極32、33與容量電極38、39中，固定側與可動側的上下位置關係相反。因此，即便不利用吸附現象，亦不會產生隔離降低、或是插入損耗増大等特別的問題，實現開關動作。因此，根據第3實施形態，不會產生特別的問題，可以低於吸附電壓的驅動電壓實現開關動作。驅動第3實施形態中的微開關401的情況下，於使應為接通狀態的容量電極38、39間的容量變小時、及其後使該容量變小的穩定狀態下，對驅動電極32、33間施加不使其等間吸附的電壓(低於吸附電壓的驅動電壓)。
接著，參照圖28以及圖29，對第3實施形態中的微開關401的製造方法的一例進行簡單說明。圖28以及圖29是分別以模式方式表示其製造方法的各步驟的概略剖面圖，且對應於圖25以及圖26的大致左半部分。
首先，實施基本上與上述實施形態2中的圖5(a)至圖22中的微開關301的製造步驟相同的步驟。圖28(a)中表示經過至此為止的步驟後的狀態。
接著，於圖28(a)所示的狀態的基板上，藉由濺鍍等而形成Al膜。將該Al膜圖案化上述Al膜27以及突起35的形狀(如圖28(b)所示)。
其後，於圖28(b)所示的狀態的基板上，利用電漿CVD法等沈積SiN膜。實施預定的光微影蝕刻步驟，將該SiN膜圖案化成上述突起保持部件36的形狀(如圖29(a)所示)。
最後，利用氧電漿灰化去除作為犧牲層的光阻劑101~106(如圖29(b)所示)。藉此，形成第3實施形態中的微開關401。再者，藉由去除光阻劑101~106而使板彈簧部14如圖25所示向上方彎曲，但圖29(b)中為了便於理解，圖示著板彈簧部14未彎曲的狀態。
根據第3實施形態，如上所述，可獲得不會出現隔離降低、或插入損耗増大之類的特別的問題，可以低於先前的驅動電壓(低於吸附電壓的驅動電壓)實現開關動作的優點。
以上，已對本發明的具體實施形態進行了說明，但本發明並不限於該實施形態。
例如，各部分的膜構成(層數、材料等)，並不僅限於上述示例。
第1實施形態、第2實施形態以及第3實施形態中，可動板12是由兩組板彈簧部14自其兩側支持著。除此之外，可動板12，亦可由1組板彈簧部14自其兩側支持著，或者由3組或3組以上的板彈簧部14支持著。另外，多組板彈簧部14中的一部分組，亦可於X方向上支持可動板12。
第1實施形態是MEMS型可變電容1的示例，第2實施形態以及第3實施形態是MEMS型微開關301、401的示例。除此之外，例如，該等MEMS型電子元件，於固定部13設置著第1信號電極部，於可動部12設置著第2信號電極部，藉此對可變電容以及微開關以外的電子元件而言，可藉由控制第1信號電極部與第2信號電極部的間隔而可變控制電性特性等。
除此之外，例如，關於本發明的MEMS結構，除可用於電子元件以外，亦可用於驅動例如透鏡、鏡面等光學部件(被驅動部)的致動器。具體而言，例如，於可動部12配設著光學部件(被驅動部)，藉由施加於第1驅動電極部以及第2驅動電極部間的電壓，而使第1驅動電極部以及第2驅動電極部之間產生抵抗上述彈簧力的靜電力，藉此，可驅動光學部件(被驅動部)。此時，亦可於固定部13配設著其他透鏡、鏡面等光學部件，或者，亦可不設置固定部13。例如，可藉由於固定部13以及可動部12設置著透鏡而形成聚焦(focusing)機構，另外，藉由於固定部13以及可動部12設置著鏡面而作為干涉計(interferometer)發揮作用。如上所述，於將本發明的MEMS結構用作致動器時，可於低於吸附電壓的電壓範圍內進行驅動，且可於與先前的MEMS結構同等或者其以上的移動範圍進行驅動。可動部12及其兩側的板彈簧部14藉由內部應力而整體呈凸形彎曲，故而可動部12與基板11的間隔擴大，移動範圍亦相應地擴大。可根據致動器的不同用途，省略容量電極(信號電極)。再者，致動器亦可用應用半導體製造製程的MEMS技術以外的技術形成。
再者，實施形態1至3所示的MEMS型電子元件中，板彈簧部14具有積層著薄膜的結構，Al膜23、26下側的薄膜25以殘留著壓縮應力的方式成膜，且Al膜23、26上側的薄膜24以殘留著拉伸應力的方式成膜，藉由該等應力所產生的應力而使兩組板彈簧部14整體上自基板11向固定板13呈凸形彎曲。因此，利用MEMS的製造技術，可形成凸形彎曲。亦可於半導體晶片(chip)等中使用該MEMS型電子元件來實現可變電容及開關等。
[產業上的可利用性]
本發明的可變電容的用途並無特別限制，可用於例如阻抗(Impedance)整合、可變濾波器、移相器、VCO(電壓控制振盪器)等中。
另外，於將本發明的微開關用作RF開關時，其用途並無特別限制，可用於例如收發電路的信號切換開關、可變濾波器切換開關等中。
1．．．MEMS型可變電容
11．．．基板
12．．．可動部
13．．．固定部
14．．．板彈簧部
15．．．連接部
16、20．．．配線圖案
17．．．腳部
22、23、26、27、52、53、72、73．．．Al膜
18、19、21、24、25、54、74、28、51、71．．．SiN膜
31．．．可動側容量電極
32．．．固定側驅動電極
33．．．可動側驅動電極
34．．．固定側容量電極
35．．．突起
36．．．突起保持部件
38、39．．．容量電極
41．．．支持部
41a．．．腳部
41b．．．支持本體
41c．．．連接部
61．．．連接部
61b、61d．．．連接板部
61a、61c．．．腳部
91．．．空隙
101~106．．．光阻劑
135、136．．．電接點
200a、200b、200c．．．傳輸線
201、202．．．接地導體圖案
301、401．．．MEMS型微開關
圖1是以模式方式表示本發明第1實施形態中的可變電容的概略平面圖。
圖2是表示於驅動電極間未產生靜電力的狀態下沿圖1中Y1－Y2線的概略剖面圖。
圖3是表示於驅動電極間產生靜電力的狀態下沿圖1中Y1－Y2線的概略剖面圖。
圖4是表示沿圖1中Y3－Y4線的概略剖面圖。
圖5(a)、圖5(b)是表示圖1所示的可變電容的製造方法的步驟圖。
圖6(a)、圖6(b)是表示圖5(b)的後續步驟的步驟圖。
圖7(a)、圖7(b)是表示圖6(b)的後續步驟的步驟圖。
圖8(a)、圖8(b)是表示圖7(b)的後續步驟的步驟圖。
圖9(a)、圖9(b)是表示圖8(b)的後續步驟的步驟圖。
圖10(a)、圖10(b)是表示圖9(b)的後續步驟的步驟圖。
圖11(a)、圖11(b)是表示圖10(b)的後續步驟的步驟圖。
圖12(a)、圖12(b)是表示圖11(b)的後續步驟的步驟圖。
圖13是表示圖1所示的可變電容的電路圖。
圖14是以模式方式表示本發明第2實施形態中的微開關的概略平面圖。
圖15是表示於驅動電極間未產生靜電力的狀態下沿圖14中Y5－Y6－Y7－Y8線的概略剖面圖。
圖16是表示於驅動電極間產生靜電力的狀態下沿圖14中Y5－Y6－Y7－Y8線的概略剖面圖。
圖17是表示沿圖14中的Y9－Y10線的概略剖面圖。
圖18是表示沿圖14中的X1－X2線的概略剖面圖。
圖19是表示針對高頻信號的圖14所示的微開關的電路圖。
圖20(a)、圖20(b)是表示圖14的微開關的、圖8(b)的後續步驟的步驟圖。
圖21(a)、圖21(b)是表示圖20(b)的後續步驟的步驟圖。
圖22是表示圖21(b)的後續步驟的步驟圖。
圖23(a)、圖23(b)是表示圖22的後續步驟的步驟圖。
圖24是以模式方式表示本發明第3實施形態中的微開關的概略平面圖。
圖25是表示於驅動電極間未產生靜電力的狀態下沿圖24中的Y11－Y12線的概略剖面圖。
圖26是表示於驅動電極間產生靜電力的狀態下沿圖24中的Y11－Y12線的概略剖面圖。
圖27是表示針對高頻信號的圖24所示的微開關的電路圖。
圖28(a)、圖28(b)是表示圖24所示的微開關的製造方法的步驟圖。
圖29(a)、圖29(b)是表示圖28(b)的後續步驟的步驟圖。
1．．．MEMS型可變電容
12．．．可動部
13．．．固定部
14．．．板彈簧部
15．．．連接部
17．．．腳部
32．．．固定側驅動電極
33．．．可動側驅動電極
35．．．突起
36．．．突起保持部件
41．．．支持部
41a．．．腳部
41b．．．支持本體
41c．．．連接部

Claims (12)

  1. 一種電子元件，包括第1驅動電極以及第2驅動電極，其特徵在於：包括固定部以及可動部，該可動部設置為可相對於該固定部移動、且產生恢復至預定位置的彈簧力，上述固定部具有第1驅動電極以及第1信號電極，上述可動部包括可動板以及在規定方向上配置於所述可動板的兩側的板彈簧部，其中所述可動板具有第2信號電極且所述板彈簧部具有第2驅動電極，藉由施加於上述第1驅動電極與上述第2驅動電極之間的電壓，而使上述第1驅動電極與上述第2驅動電極之間產生抵抗上述彈簧力的靜電力，以使上述第1驅動電極與上述第2驅動電極之間所產生的上述靜電力，產生於上述第1信號電極與上述第2信號電極的間隔擴大的方向的方式，配置著上述第1驅動電極、上述第2驅動電極、上述第1信號電極以及上述第2信號電極。
  2. 一種可變電容，其特徵在於：包括固定部以及可動部，該可動部設置為可相對於該固定部移動、且產生恢復至預定位置的彈簧力，上述固定部具有第1驅動電極以及第1容量電極，上述可動部包括可動板以及在規定方向上配置於所述可動板的兩側的板彈簧部，其中所述可動板具有第2容量電極且所述板彈簧部具有第2驅動電極， 藉由施加於上述第1驅動電極與上述第2驅動電極之間的電壓，而使上述第1驅動電極與上述第2驅動電極之間產生抵抗上述彈簧力的靜電力，以使上述第1驅動電極與上述第2驅動電極之間所產生的上述靜電力，產生於上述第1容量電極以及上述第2容量電極的間隔擴大的方向的方式，配置著上述第1驅動電極、上述第2驅動電極、上述第1容量電極以及上述第2容量電極。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的可變電容，其中於上述第1驅動電極與上述第2驅動電極之間未產生上述靜電力的狀態下，上述第1容量電極與上述第2容量電極的間隔小於上述第1驅動電極與上述第2驅動電極的間隔。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的可變電容，其中於上述固定部或者上述可動部，設置著規定上述第1容量電極與第2容量電極的最小間隔的突起。
  5. 如申請專利範圍第2項所述的可變電容，其中藉由上述第1容量電極以及上述第2容量電極而形成應用作輸出的容量。
  6. 一種微開關，其特徵在於：包括申請專利範圍第2項所述的可變電容，以上述第1容量電極以及上述第2容量電極所形成的容量成為高頻信號傳輸部與接地導體之間的容量的方式，設置著上述第1容量電極以及上述第2容量電極， 根據上述第1容量電極以及上述第2容量電極所形成的容量的大小，對經過高頻信號傳輸部的高頻信號進行開關動作。
  7. 一種微開關的驅動方法，其用於驅動如申請專利範圍第6項所述的微開關，所述微開關的驅動方法的特徵在於：於減小上述第1容量電極及上述第2容量電極所形成的容量的穩定狀態下，對上述第1驅動電極與上述第2驅動電極之間施加小於吸附電壓的電壓。
  8. 一種微開關，其特徵在於：包括固定部以及可動部，該可動部設置為可相對於該固定部移動、且產生恢復至預定位置的彈簧力，上述固定部具有第1驅動電極以及第1電接點，上述可動部包括可動板以及在規定方向上配置於所述可動板的兩側的板彈簧部，其中所述可動板具有第2電接點且所述板彈簧部具有第2驅動電極，藉由施加於上述第1驅動電極與上述第2驅動電極之間的電壓，而使上述第1驅動電極與上述第2驅動電極間產生抵抗上述彈簧力的靜電力，使上述第1驅動電極與上述第2驅動電極之間產生的上述靜電力，產生於上述第1電接點與上述第2電接點的間隔擴大的方向的方式，配置著上述第1驅動電極、上述第2驅動電極、上述第1電接點以及上述第2電接點，於上述第1驅動電極與上述第2驅動電極之間產生預 定大小的上述靜電力的狀態下，在上述第1電接點與上述第2電接點之間產生著固定間隔，另一方面，於上述第1驅動電極與上述第2驅動電極之間未產生上述靜電力的狀態下，上述第1電接點與上述第2電接點之間彼此接觸。
  9. 一種微開關的驅動方法，其用於驅動如申請專利範圍第8項所述的微開關，所述微開關的驅動方法的特徵在於：於上述第1電接點與上述第2電接點之間產生著間隔的穩定狀態下，對上述第1驅動電極與上述第2驅動電極之間施加小於吸附電壓的電壓。
  10. 一種MEMS型電子元件，其特徵在於：包括基板；固定板，以與上述基板隔開預定間隔的方式配設於上述基板上，且具有第1信號電極；可動部，具有第2信號電極；多個板彈簧部，相對於上述基板自相反側支持上述可動部，使上述可動部設在上述基板與上述固定板之間，且使上述第1信號電極與上述第2信號電極對向配置；多個第2驅動電極，配設於各上述板彈簧部；以及第1驅動電極，配設於上述基板上的與上述多個第2驅動電極對應的位置上，上述板彈簧部是由大於等於兩層的膜積層而形成，上述可動部以及自相反側支持該可動部的所有上述多個板彈簧部，自上述基板向上述固定板呈凸形彎曲。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的MEMS型電子元件，其中上述板彈簧部，包括於上述第2驅動電極上側以殘留著拉伸應力的方式成膜的上側薄膜，以及於上述第2驅動電極下側以殘留著壓縮應力的方式成膜的下側薄膜，該板彈簧部藉由因該等應力所產生的應力而自上述基板向上述固定板呈凸形彎曲。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的MEMS型電子元件，其中上述固定板，配設於可將自上述基板向上述固定板呈凸形彎曲的上述可動部，向上述基板側下壓的高度。
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