JP2006159356A - 圧電駆動型ｍｅｍｓ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 加速度が印加された状態でも所望の特性を得ることが可能な圧電駆動型ＭＥＭＳ装置を得ることを可能にする。
【解決手段】 基板２上に設けられた支持部６と、支持部上に支持され、圧電膜１３および圧電膜を駆動する駆動電極１２、１４を備えた圧電アクチュエータ１０と、を備え、圧電アクチュエータの圧電膜は長手方向に沿って延在するスリット２０を有している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＭＥＭＳ（Micro-Electro-Mechanical Systems）技術を用いて製造した圧電駆動型ＭＥＭＳ装置に関する。

近年、可変容量やスイッチなどの高周波要素をＭＥＭＳにより製造する技術が注目されている。ＭＥＭＳの可変容量は、可変容量ダイオードと比較してＱ値が高いという利点をもつ。一方ＭＥＭＳスイッチは、ＰＩＮダイオードやＧａＡｓＦＥＴのスイッチと比較して挿入損失が低く、アイソレーション特性がよいという長所をもつ（例えば、特許文献１参照）。これらの長所は、機械的可動部がつくれるというＭＥＭＳの特徴からきている。

機械的可動部を作るためには、電気的信号を機械的動作に変換するアクチュエータが必要である。アクチュエータは、その駆動方式によりいくつかの型に分類できる。よく知られた駆動方式として、静電型、熱型、電磁型、圧電型がある。このうち圧電型は、圧電材料の圧電効果を利用して可動構造を実現するものである。圧電型アクチュエータは低電圧動作と低消費電力をともに実現できるという長所をもつ。このため圧電型アクチュエータを利用したＭＥＭＳ可変容量やＭＥＭＳスイッチは、携帯機器向けの高周波部品に適している。

従来のＭＥＭＳ可変容量は、基板の中央部に可変容量の下部電極が設けられるとともに、基板の両端に支持部が設けられ、これらの支持部に支持され基板側に変位する梁が設けられている。この梁は、第１絶縁膜と、この第１絶縁膜上に設けられた梁の一端から他端まで延びた第１電極膜と、この第１電極膜上の中央部を除いた両端側に設けられた圧電膜と、これらの圧電膜上に設けられた第２電極膜と、第１および第２電極膜を覆う第２絶縁膜とを備えている。圧電膜の材料としてはＰＺＴ、ＡｌＮ、ＺｎＯなどを用いる。なお、第１電極膜が可変容量の上部電極となる。

第１電極膜、第２電極膜に相異なる電圧Ｖ１、Ｖ２を印加すると、圧電膜は歪んで梁の延在する方向（以下、Ｘ軸方向という）の長さが変化する。圧電膜のＸ軸方向の長さＬ_xが電圧印加によりＬ_x＋ΔＬ_xになったとすると、歪みε_x＝ΔＬ_x／Ｌ_xは次のように書ける。

εx＝ｄ₃₁（Ｖ１−Ｖ２）／ｔ （１）
ここでｔは圧電膜の厚さ、ｄ₃₁は圧電定数である。圧電定数ｄ₃₁は圧電膜の膜厚方向（以下、Ｚ軸方向という）に電界がかかった場合にＸ軸方向と、Ｘ軸およびＺ軸とに直交する方向（以下、Ｙ軸方向という）にどのくらい歪むかをあらわすパラメータであり、その値は圧電材料により異なる。この圧電膜の歪みにより、圧電膜を含む梁が基板方向に撓み、第１電極と下部電極との間の距離が変化する。電極間距離の変化δ_ｚは次の関係
δ_ｚ∝ｄ₃₁（Ｖ１−Ｖ２）Ｌ_x ^２ （２）
を満たす。したがって、圧電膜のＸ軸方向の長さ、すなわち梁の長さが長いほうが容量の可変範囲は広くできる。

このような構造のＭＥＭＳ可変容量では上部電極の下が空洞になっているため、ＭＥＭＳ可変容量に加速度が印加された場合に上部電極が動き、容量値が変わってしまうおそれがある。加速度が印加されても動きにくくするには、梁および上部電極を軽くするとともに、上部電極を支える梁の幅Ｌ_ｙを広くすればよい。ＭＥＭＳ可変容量を携帯機器に搭載する場合は、加速度が印加される環境で使用される可能性が高いため、こうした対策が特に重要となる。

しかし梁の幅Ｌ_yを広くすると、第１および第２電極に電圧を印加したとき、Ｙ軸方向にも圧電膜が歪んでしまう。Ｙ軸方向の歪みε_y（＝ΔＬ_y／Ｌ_y）は、次のように書ける。

ε_y＝ｄ₃₂（Ｖ１−Ｖ２）／ｔ （３）
ここでｄ₃₂は圧電定数である。この歪みにより、梁がＹ軸方向においても基板側に撓んでしまう。この結果、容量部の上部電極と下部電極が平行にならず、所望の容量値が得られなくなるという問題が生じる。なお、撓みによる変位量、すなわちδ_yは、梁の幅Ｌ_yの２乗に比例する。

この梁の撓みは、圧電型のＭＥＭＳスイッチにおいても問題を起こす。ＭＥＭＳスイッチにおいて、スイッチがオフしているときのアイソレーション特性が加速度に依存しないようにするには、梁の幅を太くする必要がある。しかしこの結果、電圧印加時にＹ軸方向においても梁の撓みが生じる。このためスイッチがオンしたときに、接点部の電極が平行にならず、一点のみで接触した状態となる。この結果スイッチがオンしたときの抵抗が増し、挿入損失が増えてしまい、所望の特性を得ることができない。さらにこの抵抗増大は、接触部の電極の溶解による不良を起こしやすくする。

米国特許第４，６７０，６８２号明細書

本発明は、加速度が印加された状態でも所望の特性を得ることができる圧電駆動型ＭＥＭＳ装置を提供する。

本発明の一態様による圧電駆動型ＭＥＭＳ装置は、基板上に設けられた支持部と、前記支持部上に支持され、圧電膜および前記圧電膜を駆動する駆動電極を備えた圧電アクチュエータと、を備え、前記圧電アクチュエータの圧電膜は長手方向に沿って延在するスリットを有していることを特徴とする。

本発明によれば、加速度が印加された状態でも所望の特性を得ることが可能な圧電駆動型ＭＥＭＳ装置を提供することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による圧電駆動型ＭＥＭＳ装置を図１乃至図３を参照して説明する。本実施形態による圧電駆動型ＭＥＭＳ装置の平面図を図１に、図１に示す切断線Ａ−Ａで切断したときの断面図を図２に、図１に示す切断線Ｂ−Ｂで切断したときの断面図を図３に示す。

本実施形態の圧電駆動型ＭＥＭＳ装置は可変容量であって、シリコンまたはガラスからなる基板２の中央部に下部電極４が設けられるとともに、基板２の両端部に対向するようにそれぞれ複数個、例えば３個の支持部６が設けられている。そして、これらの支持部６上に下部電極４を跨ぐように梁１０が設けられた構成となっている。

梁１０は、例えばＳｉＯ_２からなる絶縁膜１１と、この絶縁膜１１上に設けられた第１の電極１２と、この第１の電極１２の中央部を除く領域上に設けられた圧電膜１３と、この圧電膜１３上に設けられた第２の電極１４と、第２の電極および第１の電極１２の中央部を覆うように設けられた例えばＳｉＯ_２からなる保護膜１５を備えている。梁１０は中央部の幅（図１では上下方向の長さ）が両端部の幅よりも広く、かつ両端部には長手方向に沿ってそれぞれ２本のスリット２０が設けられ、これらのスリット２０によってそれぞれ３個の分岐梁に分岐されている。スリット２０は長さ（図１では左右方向の長さ）が圧電膜１３の長さ以上となるように設けられる。なお、３個の分岐梁はそれぞれ、支持部６によって支持された構成となっている。また、支持部６の高さは下部電極４の膜厚よりも大きくなるように構成され、これにより、下部電極４と梁１０との間に隙間７が形成される（図２参照）。

本実施形態において、第１の電極１２に駆動電圧Ｖ１、第２の電極１４に駆動電圧Ｖ２を印加すると、圧電膜１３が歪んで長手方向（図１では左右方向）の長さが変化して梁１０が下部電極４の方向に撓み、下部電極４と第１の電極１２間の距離が変化することにより、容量が変化する。すなわち、梁１０は圧電アクチュエータを構成する。また、第１の電極１２は可変容量の上部電極を兼ねた構成となっている。

駆動電圧Ｖ１、Ｖ２の大小関係は、圧電膜の種類、分極の向き、および圧電膜上下の膜厚、ヤング率などの要因によって変わる。たとえば圧電膜として、分極の向きが（図２）の上側を向いているＡｌＮ膜を使用した場合について説明する。圧電膜の下の膜厚、すなわち絶縁膜１１および第１の電極１２の膜厚の和をｔ１とし、圧電膜の上の膜厚、すなわち第２の電極１４および保護膜１５の膜厚の和をｔ２とする。簡単のため、絶縁膜１１、第１の電極１２、第２の電極１４、および保護膜１５のヤング率は等しいものとする。ＡｌＮのｄ_３１は負であるため、ｔ２＞ｔ１の場合は、駆動電圧Ｖ１がＶ２より大きければ圧電膜が縮んでアクチュエータが下方に動き、駆動電圧Ｖ１がＶ２より小さければ圧電膜が伸びてアクチュエータが上方に動く。ｔ２＜ｔ１の場合はこれとは逆の方向に動く。圧電膜としてＰＺＴを採用する場合も動作の向きは同様であるが、分極反転を起こさないような電圧条件下で使用することが望ましい。なぜなら分極反転が繰り返されると、分極疲労により圧電性が劣化するからである。

以上説明したように、本実施形態においては、梁１０の両端部にスリット２０を設けて分岐梁を形成している。このため、分岐梁の圧電膜１３の幅はスリット２０を設けない場合の梁１０の圧電膜の幅よりも狭いため、圧電膜１３の幅方向の歪みによる撓みを小さくすることが可能となる。例えば（ｎ−１）個のスリット２０を梁１０の両端部に設けて梁１０をｎ個の分岐梁に分岐し、これらのｎ個の分岐梁の横幅の総和がスリットを設けない場合の梁の幅と等しくなるようにした場合、一本の分岐梁の圧電膜の幅方向の歪みによる変位量δは、スリット２０を設けない梁の場合の１／ｎ^２にできる。したがって、図３に示すように、梁１０の断面は、ほぼ変形せず、略平坦な形状になる。これにより、容量を構成する下部電極４と、上部電極１２との間が略平行となって、所望の容量を得ることができる。

また、分割梁の横幅の総和はスリット２０を設けない場合の梁と同じにすれば、加速度に対する耐性が悪化するのを防止することができる。

なお、スリットの形状としては、図４に示すように、分岐梁と分岐梁との間を橋部１８で接続するように構成してもよい。この場合、橋部１８は分岐梁と同じく、誘電体膜、第１電極、圧電膜、第２電極、および保護膜から構成することができる。図４に示すような形状にすると、加速度耐性をより強固にすることができる。

また、圧電アクチュエータにスリットを入れることにより、次のような効果ももたらされる。（１）アクチュエータ下部の犠牲層を抜く際、スリット部からも犠牲層を抜くことによりエッチング深さが浅くなり、スリットがない場合に比べてエッチング時間を短縮できる。（２）アクチュエータが動作する際、スリット部を空気が通過するため、空気抵抗によるダンピング効果（スクイーズド・フィルム・ダンピング効果）が抑制され、より高速な動作が可能となる。

以上説明したように、本実施形態によれば、加速度が印加された状態でも所望の容量を得ることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態による圧電駆動型ＭＥＭＳ装置を図５乃至図６を参照して説明する。本実施形態の圧電駆動型ＭＥＭＳ装置の構成を示す平面図を図５に、図５に示す切断線Ａ−Ａで切断したときの断面図を図６に示す。

本実施形態のＭＥＭＳ装置はＭＥＭＳスイッチであって、シリコン基板２の一端に支持部６が設けられ、他端に一対の下部電極３７と引き出し電極３８が設けられ、この支持部６上に片持ち梁３０が固定された構成となっている。片持ち梁３０は、絶縁膜３１と、絶縁膜３１上に設けられた第１の電極３２と、第１の電極３２上に設けられた圧電膜３３と、圧電膜３３上に設けられた第２の電極３４と、第２の電極３４上に設けられた保護膜３５と、絶縁膜３１の第１の電極と反対側の面に設けられた上部電極３６とを備えており、片持ち梁３０の中央部に長手方向に沿ってスリット２０が設けられた構成となっている。

支持部６の高さは下部電極３７の膜厚よりも大きくなるように設けられており、これにより、下部電極３７と上部電極３６との間に隙間７が形成される。
本実施形態において、第１の電極３２に電圧Ｖ１を印加し、第２の電極３４に電圧Ｖ２（＜Ｖ１）を印加すると、圧電膜３３が長手方向に歪み、この歪みにより片持ち梁３０が基板２の方向に撓み、上部電極３６が下部電極３７に接触し、スイッチがオン状態となる。
本実施形態においては、片持ち梁３０にスリット２０が設けられているため、梁３０の幅方向のたわみが少なく、スイッチがオンしたときに上部電極３６が梁３０の幅方向にほとんど変形しないで下部電極３７に面接触することになる。このため、一点で接触する従来の場合と異なり、挿入損失を削減できる。また梁３０の幅の総和が大きいため、加速度に対し十分な耐性を有することになる。これにより、挿入損失が低く加速度耐性を有する高周波スイッチを実現することができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態による圧電駆動型ＭＥＭＳ装置を図７乃至図９を参照して説明する。本実施形態による圧電駆動型ＭＥＭＳ装置の平面図を図７に、図７に示す切断線Ａ−Ａで切断したときの断面図を図８に、図７に示す切断線Ｂ−Ｂで切断したときの断面図を図９に示す。なお、図７は、後述する保護膜を削除したときの平面図である。

本実施形態の圧電駆動型ＭＥＭＳ装置はＴ字型ユニモルフ可変容量であって、下部電極４と、梁１０とを備えている。下部電極４は例えばＳｉＯ_２からなる絶縁層３が形成されたシリコンからなる基板２上の中央部に設けられ、この下部電極４上には例えばＳｉＮからなる絶縁層５が形成される。また、基板２の端部に設けられた複数個の支持部６が設けられている。梁１０は支持部６上に下部電極４を跨ぐように設けられた構成となっている。

梁１０は、例えばＳｉＯ_２からなる絶縁膜１６と、この絶縁膜１６の中央部上に設けられた上部電極１７と、絶縁膜１６の中央部を除く領域上に設けられた例えばＳｉＯ_２からなる絶縁膜１１と、絶縁膜１１上に設けられた第１の電極１２と、第１の電極１２上に設けられた圧電膜１３と、圧電膜１３上に設けられた第２の電極１４と、例えばＳｉＯ_２からなる保護膜１５とを備えている。そして、梁１０は両端部には長手方向に沿ってそれぞれ２本のスリット２０が設けられ、これらのスリット２０によってそれぞれ３個の分岐梁に分岐されている。３個の分岐梁はそれぞれ、支持部６によって支持されている（図８参照）。

上部電極１７は、梁１０の長手方向と直交する方向に延在している引き出し電極１７ａに電気的に接続されている。引き出し電極１７ａは、その剛性を低くして梁１０が撓みやすいようにスリット１８が複数個設けられた構成となっている。引き出し電極１７ａは、支持部６によって支持されている（図９参照）。なお、支持部６の高さは下部電極４の膜厚よりも大きくなるように構成され、これにより、下部電極４と梁１０との間に隙間７が形成される（図８参照）。

第１の電極１２はコンタクト１２ａを介して第１の電極１２に電圧を印加するための配線１２ｂに電気的に接続され、第２の電極１４はコンタクト１４ａを介して第２の電極１４に電圧を印加するための配線１４ｂに電気的に接続されている（図７参照）。また、下部電極４もコンタクト４ａを介して下部電極４に電圧を印加するための引き出し電極４ｂに電気的に接続されている（図９参照）。引き出し電極４ｂも図９に示すように支持部６によって支持されている。

本実施形態において、第１の電極１２に駆動電圧Ｖ１、第２の電極１４に駆動電圧Ｖ
２を印加すると、圧電膜１３が歪んで長手方向（図７では左右方向）の長さが変化して梁１０が下部電極４の方向に撓み、下部電極４と第１の電極１２間の距離が変化することにより、容量が変化する。

本実施形態も第１実施形態の場合と同様に、梁１０の両端部にスリット２０を設けて分岐梁を形成している。このため、第１実施形態の場合と同様に、梁１０の幅方向の断面は、ほぼ変形せず、略平坦な形状になり、容量を構成する下部電極４と、上部電極１２との間が略平行となって、所望の容量を得ることができる。また、分割梁の横幅の総和はスリット２０を設けない場合の梁と同じにすれば、加速度に対する耐性が悪化するのを防止することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、加速度が印加された状態でも所望の容量を得ることができる。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態による圧電駆動型ＭＥＭＳ装置を図１０乃至図１２を参照して説明する。本実施形態による圧電駆動型ＭＥＭＳ装置の平面図を図１０に、図１０に示す切断線Ａ−Ａで切断したときの断面図を図１１に、図１０に示す切断線Ｂ−Ｂで切断したときの断面図を図１２に示す。なお、図１０は、保護膜１５を削除したときの平面図である。

本実施形態の圧電駆動型ＭＥＭＳ装置はＩ字型ユニモルフ可変容量であって、図７乃至図９に示す第３実施形態のＴ字型ユニモルフ可変容量において、上部電極１７の引き出し電極１７ａを削除して上部電極１７を電気的にフローティング状態にするとともに、下部電極４を２個配置した構成となっている。

本実施例においては、端子4b、4d間がフローティングの電極１７を介して容量結合している。このため電極１７を上下に動かすことにより、端子4b、4d間の容量を変化させることができる。本実施例では第３実施形態の上部電極１７のような引き出し配線がないため、上部電極がたわみにくい。

本実施形態の圧電駆動型ＭＥＭＳ装置も梁１０の両端部にスリット２０を設けて分岐梁を形成しているため、第３実施形態と同様に、加速度が印加された状態でも所望の容量を得ることができる。

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態による圧電駆動型ＭＥＭＳ装置を図１３乃至図１５を参照して説明する。本実施形態による圧電駆動型ＭＥＭＳ装置の平面図を図１３に、図１３に示す切断線Ａ−Ａで切断したときの断面図を図１４に、図１３に示す切断線Ｂ−Ｂで切断したときの断面図を図１５に示す。なお、図１３は、保護膜を削除したときの平面図である。

本実施形態の圧電駆動型ＭＥＭＳ装置はＩ字型バイモルフ可変容量であって、図１０乃至図１２に示す第４実施形態の圧電駆動型ＭＥＭＳ装置の梁１０の電極１４上に圧電膜１３_１、電極１４_１を設けた構成となっている。電極１４_１はコンタクト１４ａ_１を介して配線１４ｂ_１に接続される。

本実施形態において、梁１０の電極１２、１４、１４_１にそれぞれ電圧を印加することにより、梁１０が撓み、上部電極１７と下部電極４との間の距離が変化し、容量を可変とすることができる。

本実施形態も第４実施形態と同様に大きな容量を得ることができるとともに、加速度が印加された状態でも所望の容量を得ることができる。

（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態による圧電駆動型ＭＥＭＳ装置を図１６乃至図１８を参照して説明する。本実施形態による圧電駆動型ＭＥＭＳ装置の平面図を図１６に、図１６に示す切断線Ａ−Ａで切断したときの断面図を図１７に、図１６に示す切断線Ｂ−Ｂで切断したときの断面図を図１８に示す。なお、図１６は、保護膜１５を削除したときの平面図である。

本実施形態の圧電駆動型ＭＥＭＳ装置はＩ字型ユニモルフ可変容量であって、図１０乃至図１２に示す第４実施形態のＩ字型ユニモルフ可変容量において、梁１０を片持ち梁とした構成となっている。

本実施形態も第４実施形態と同様に、大きな容量を得ることができるとともに、加速度が印加された状態でも所望の容量を得ることができる。

（第７実施形態）
次に、本発明の第７実施形態による圧電駆動型ＭＥＭＳ装置を図１９乃至図２１を参照して説明する。本実施形態による圧電駆動型ＭＥＭＳ装置の平面図を図１９に、図１９に示す切断線Ａ−Ａで切断したときの断面図を図２０に、図１９に示す切断線Ｂ−Ｂで切断したときの断面図を図２１に示す。なお、図１９は、保護膜１５を削除したときの平面図である。

本実施形態の圧電駆動型ＭＥＭＳ装置はＩ字型ユニモルフスイッチであって、図１０乃至図１２に示す第４実施形態のＩ字型ユニモルフ可変容量において、下部電極４の上面の絶縁層５が除去されて下部電極４の上面が露出するとともに上部電極１７の下面の絶縁膜１６が除去され絶縁膜１６の下面と上部電極１７の下面が同一面上にある構成となっている。

本実施形態においては、梁１０にスリット２０が設けられているため、梁１０の幅方向のたわみが少なく、スイッチがオンしたときに上部電極１７が梁１０の幅方向にほとんど変形しないで下部電極４に面接触することになる。このため、一点で接触する従来の場合と異なり、挿入損失を削減できる。また梁１０の幅の総和が大きいため、加速度に対し十分な耐性を有することになる。これにより、挿入損失が低く加速度耐性を有する高周波スイッチを実現することができる。

（第８実施形態）
次に、本発明の第８実施形態による圧電駆動型ＭＥＭＳ装置を図２２乃至図２４を参照して説明する。本実施形態による圧電駆動型ＭＥＭＳ装置の平面図を図２２に、図２２に示す切断線Ａ−Ａで切断したときの断面図を図２３に、図２２に示す切断線Ｂ−Ｂで切断したときの断面図を図２４に示す。なお、図２２は、保護膜１５を削除したときの平面図である。

本実施形態の圧電駆動型ＭＥＭＳ装置はＩ字型ユニモルフスイッチであって、図１９乃至図２１に示す第７実施形態のＩ字型ユニモルフスイッチにおいて、梁１０を片持ち梁とした構成となっている。

本実施形態も、第７実施形態と同様に、梁１０にスリット２０が設けられているため、梁１０の幅方向のたわみが少なく、スイッチがオンしたときに上部電極１７が梁１０の幅方向にほとんど変形しないで下部電極４に面接触することになる。このため、一点で接触する従来の場合と異なり、挿入損失を削減できる。また梁１０の幅の総和が大きいため、加速度に対し十分な耐性を有することになる。

第８実施形態においては、梁１０のスリット２０の数は片側２個であったが、図２５に示すように、３個以上であってもよい。このことは、第８実施形態ばかりでなく、第１乃至第７実施形態においても同様である。

また、スリット２０の形状としては、図２６に示すように、分岐梁と分岐梁の間を橋部１８で接続するように構成してもよい。また、スリット２０は、図２７に示すようにメッシュ状に構成してもよい。これらことは、第８実施形態ばかりでなく、第１乃至第７実施形態においても同様である。

また、梁１０は、図２８に示すように、端部にいくにつれて広がるような形状であってもよい。このことは、第８実施形態ばかりでなく、第１乃至第７実施形態においても同様である。

（第９実施形態）
次に、本発明の第９実施形態による圧電駆動型ＭＥＭＳ装置を図２９乃至図３１を参照して説明する。本実施形態による圧電駆動型ＭＥＭＳ装置の平面図を図２９に、図２９に示す切断線Ａ−Ａで切断したときの断面図を図３０に、図２９に示す切断線Ｂ−Ｂで切断したときの断面図を図３１に示す。なお、図２９は、保護膜１５を削除したときの平面図である。

本実施形態の圧電駆動型ＭＥＭＳ装置はＩ字型ユニモルフ可変容量であって、図１０乃至図１２に示す第４実施形態のＩ字型ユニモルフ可変容量において、梁１０の上部電極１７の支持層１６を上部電極１７の上側に設けた構成となっている。上部電極１７の支持部１６は、上部電極１７および電極１４上に層間絶縁膜１９を介して設けられた構成となっている。

本実施形態も第４実施形態と同様に大きな容量を得ることができるとともに、加速度が印加された状態でも所望の容量を得ることができる。

なお、上記実施形態ではＭＥＭＳ可変容量またはＭＥＭＳスイッチを例にとって説明したが、圧電アクチュエータすなわち圧電膜を有する梁の構造はこれら以外のものに対しても適用できる。

本発明の第１実施形態による圧電駆動型ＭＥＭＳ装置の構成を示す平面図。 図１に示す切断線Ａ−Ａで切断したときの圧電駆動型ＭＥＭＳ装置の構成を示す断面図。 図１に示す切断線Ｂ−Ｂで切断したときの圧電駆動型ＭＥＭＳ装置の構成を示す断面図。 第１実施形態の変形例による圧電駆動型ＭＥＭＳ装置の構成を示す平面図。 本発明の第２実施形態による圧電駆動型ＭＥＭＳ装置の構成を示す平面図。 図５に示す切断線Ａ−Ａで切断したときの圧電駆動型ＭＥＭＳ装置の構成を示す断面図。 本発明の第３実施形態による圧電駆動型ＭＥＭＳ装置の構成を示す平面図。 図７に示す切断線Ａ−Ａで切断したときの圧電駆動型ＭＥＭＳ装置の構成を示す断面図。 図７に示す切断線Ｂ−Ｂで切断したときの圧電駆動型ＭＥＭＳ装置の構成を示す断面図。 本発明の第４実施形態による圧電駆動型ＭＥＭＳ装置の構成を示す平面図。 図１０に示す切断線Ａ−Ａで切断したときの圧電駆動型ＭＥＭＳ装置の構成を示す断面図。 図１０に示す切断線Ｂ−Ｂで切断したときの圧電駆動型ＭＥＭＳ装置の構成を示す断面図。 本発明の第５実施形態による圧電駆動型ＭＥＭＳ装置の構成を示す平面図。 図１３に示す切断線Ａ−Ａで切断したときの圧電駆動型ＭＥＭＳ装置の構成を示す断面図。 図１３に示す切断線Ｂ−Ｂで切断したときの圧電駆動型ＭＥＭＳ装置の構成を示す断面図。 本発明の第６実施形態による圧電駆動型ＭＥＭＳ装置の構成を示す平面図。 図１６に示す切断線Ａ−Ａで切断したときの圧電駆動型ＭＥＭＳ装置の構成を示す断面図。 図１６に示す切断線Ｂ−Ｂで切断したときの圧電駆動型ＭＥＭＳ装置の構成を示す断面図。 本発明の第７実施形態による圧電駆動型ＭＥＭＳ装置の構成を示す平面図。 図１９に示す切断線Ａ−Ａで切断したときの圧電駆動型ＭＥＭＳ装置の構成を示す断面図。 図１９に示す切断線Ｂ−Ｂで切断したときの圧電駆動型ＭＥＭＳ装置の構成を示す断面図。 本発明の第８実施形態による圧電駆動型ＭＥＭＳ装置の構成を示す平面図。 図２２に示す切断線Ａ−Ａで切断したときの圧電駆動型ＭＥＭＳ装置の構成を示す断面図。 図２２に示す切断線Ｂ−Ｂで切断したときの圧電駆動型ＭＥＭＳ装置の構成を示す断面図。 第８実施形態の第１変形例による圧電駆動型ＭＥＭＳ装置の構成を示す平面図。 第８実施形態の第２変形例による圧電駆動型ＭＥＭＳ装置の構成を示す平面図。 第８実施形態の第３変形例による圧電駆動型ＭＥＭＳ装置の構成を示す平面図。 第８実施形態の第４変形例による圧電駆動型ＭＥＭＳ装置の構成を示す平面図。 本発明の第９実施形態による圧電駆動型ＭＥＭＳ装置の構成を示す平面図。 図２９に示す切断線Ａ−Ａで切断したときの圧電駆動型ＭＥＭＳ装置の構成を示す断面図。 図２９に示す切断線Ｂ−Ｂで切断したときの圧電駆動型ＭＥＭＳ装置の構成を示す断面図。

符号の説明

２ 基板
４ 下部電極
６ 支持部
７ 隙間
１０ 梁（圧電アクチュエータ）
１１ 絶縁膜
１２ 電極
１３ 圧電膜
１４ 電極
１５ 保護膜

Claims (5)

1. 基板上に設けられた支持部と、
   前記支持部上に支持され、圧電膜および前記圧電膜を駆動する駆動電極を備えた圧電アクチュエータと、
   を備え、前記圧電アクチュエータの圧電膜は長手方向に沿って延在するスリットを有していることを特徴とする圧電駆動型ＭＥＭＳ装置。
2. 前記圧電アクチュエータは、前記支持部によって片持ち支持された絶縁膜と、前記絶縁膜の前記支持部とは反対側の端部に設けられた第１の電極とを更に備え、前記駆動電極は第１および第２の駆動電極を有し、前記絶縁膜上に前記第１の電極と電気的に分離されて前記第１の駆動電極が設けられ、前記第１の駆動電極上に前記圧電膜が設けられ、前記圧電膜上に前記第２の駆動電極が設けられ、
   前記基板上に前記第１の電極に対向するように第２の電極が設けられていることを特徴とする請求項１記載の圧電駆動型ＭＥＭＳ装置。
3. 前記圧電アクチュエータは、前記支持部によって両持ち支持された絶縁膜と、前記絶縁膜の中央部に設けられた第１の電極とを更に備え、前記駆動電極は第１および第２の駆動電極を有し、前記絶縁膜の両端部上に前記第１の電極と電気的に分離されて前記第１の駆動電極が設けられ、前記第１の駆動電極上に前記圧電膜が設けられ、前記圧電膜上に前記第２の駆動電極が設けられ、
   前記基板上に前記第１の電極に対向するように第２の電極が設けられていることを特徴とする請求項１記載の圧電駆動型ＭＥＭＳ装置。
4. 前記スリットは複数個設けられ、それぞれのスリットは、前記絶縁膜、前記第１の駆動電極、前記圧電膜、前記第２の駆動電極を貫通することを特徴とする請求項２または３記載の圧電駆動型ＭＥＭＳ装置。
5. 前記圧電駆動型ＭＥＭＳ装置は、可変容量およびスイッチのいずれか一方であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の圧電駆動型ＭＥＭＳ装置。

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