JP2009291030A - Ｍｅｍｓ可変キャパシタ - Google Patents

Ｍｅｍｓ可変キャパシタ Download PDF

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Abstract

【課題】広い温度範囲に渡って可動電極を固定電極に安定して接触させ、再現性や信頼性が優れ、大きな最大容量値を持つＭＥＭＳ可変キャパシタを提供する。
【解決手段】一端が基板に固定された第１の接続梁と、それに接続された第１の駆動梁と、第１の駆動梁に接続され、逆方向に延伸する第２の駆動梁と、一端が基板に固定された第２の接続梁と、それに接続された第３の駆動梁と、第３の駆動梁に接続され、逆方向に延伸する第４の駆動梁と、第２、第４の駆動梁の端の間に設けられた可動電極と、可動電極と対向して基板に設けられた固定電極と、を備え、第１〜第４の駆動梁は、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有し、第１及び第３の駆動梁が直線上に、第２及び第４の駆動梁が直線上に、第１及び第２の駆動梁と、第３及び第４の駆動梁と、が線対称に、配置されるＭＥＭＳ可変キャパシタが提供される。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧電薄膜を使用した圧電駆動機構を有するＭＥＭＳ(Micro-electro-mechanical System)可変キャパシタに関する。
最近、ＭＥＭＳ技術で作成するアクチュエータを使用した可変キャパシタやスイッチが注目を集めている。すなわち、基板上の空中に支持された梁に可動電極を、対向する基板上に固定電極を作成し、梁を静電力、熱応力、電磁力、圧電力などで駆動して、可動電極と固定電極との間の距離を変化させることによって可変キャパシタやスイッチを構成するものである。
このうち、特に可動梁の駆動力として圧電逆作用を使用したものは、可動電極と固定電極との間隔を連続的に大きく変化できるので、容量変化係数を大きくとることができ、また誘電体として空気あるいはガスを使用しているので非常に大きいＱ値が得られるなど多くの利点がある。
また、これらの可変キャパシタ構造をそのまま使用して、可動電極と固定電極をごく薄い誘電膜を隔てて接触させることにより、キャパシティブ型スイッチとして機能させることも可能である。このＭＥＭＳ技術で作成したスイッチは、半導体スイッチに比較して、低いオン抵抗とオフ時の高い絶縁分離特性を兼ね備えているため、やはり非常に注目されている。
しかしながら、圧電駆動機構を使用したＭＥＭＳ可変キャパシタは、空中に支持され、上下電極に挟まれた圧電層を含む、長く薄い梁構造を有する。このため、梁を構成する材料の僅かな残留応力の有無で上下に反るという問題が深刻である。したがって、可変キャパシタの電圧印加前後の容量値を設計どおりに作成することが非常に困難である。
例えば、電歪効果が大きい圧電膜として知られるＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）においては、良質の膜質を得るには室温で成膜して６００℃程度でアニールする必要があるが、アニールにより体積収縮が生じるので残留歪は必然的に大きくなってしまう。
逆に、室温付近で成膜が可能であり、成膜条件によって成膜残留応力の比較的精密な制御が可能な圧電膜である、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）やＺｎＯ（酸化亜鉛）は電歪効果がＰＺＴに比較して１桁以上小さい。
したがって、電歪効果が大きい材料は残留歪制御が困難であり、残留歪の制御が比較的易しい材料は電歪効果が小さい、という、相反する問題を抱えている。このことが、圧電駆動のＭＥＭＳ可変キャパシタの工学的な応用を妨げている最大の問題点の一つになっている。
発明者は、この問題に対処するため、折返し型構造を持つ圧電駆動アクチュエータを既に考案している（特許文献１参照）。この折返し型圧電駆動アクチュエータにおいては、一端を基板に固定され、他端を接続端とし、一対の電極膜に挟まれた圧電膜を有する第１の梁と、一端を接続端とし、接続端から第１の梁と逆方向に延伸し、他端を作用端とする第１の梁と基本的に同一の構造および寸法を持つ第２の梁と、作用端と対向して基板上に設置された固定電極を持つことを特徴としている。すなわち、同一構造・形状の２本の梁を平行に設置して端部同士を接続した折返し構造にすることにより、成膜残留応力により梁に反りが生じた場合でも２本の梁が同様に反るためにキャンセルすることが可能になる。
さらに発明者は、折り返し型構造による反りの補正効果を厳密に解決するため、折返し型構造を持つ圧電駆動アクチュエータを２個線対称に配置し、作用端同士を接続した、Ｗ型折り返し構造を持つ圧電駆動アクチュエータを考案している（特許文献２参照）。このＷ型折り返し構造により、梁の反りを１％以下に抑制することに成功している。
これらの発明によって、圧電駆動アクチュエータの反りの問題はほぼ解決できたが、可変キャパシタの可動電極の部分もアクチュエータと同様の下部電極／圧電膜／上部電極／支持膜からなるユニモルフ構造、あるいは下部電極／下部圧電膜／中間電極／上部圧電膜／上部電極からなるバイモルフ構造を使用しているため、僅かな成膜残留応力により可動電極部分に反りが生じ、圧電駆動アクチュエータにより可動電極が固定電極に接触しても可動電極の一部しか密着せず、最大容量値が小さいという問題がある。
また、可動電極と基板との熱膨張係数の差によって、例えば高温時や低温時に、可動電極と基板の寸法に差が生じ、これにより、可動電極に対して収縮または伸張の応力が印加され、可動電極が変形し、可動電極と固定電極とが接触できる面積が小さくなるという問題もあった。
特開２００６−８７２３１号公報 特開２００８−５６４２号公報
本発明は、広い温度範囲に渡って可動電極を固定電極に安定して接触させ、再現性や信頼性が優れ、大きな最大容量値を持つＭＥＭＳ可変キャパシタを提供する。
本発明の一態様によれば、一端が基板に固定され、他端が第１の接続梁端とされた第１の接続梁と、一端が前記第１の接続梁端と接続され、他端が第１の接続端とされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第１の駆動梁と、一端が前記第１の接続端と接続された第２の接続端とされ、前記第２の接続端から前記第１の駆動梁と平行かつ逆方向に延伸し、他端が第１の作用端とされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第２の駆動梁と、一端が前記基板に固定され、他端が第２の接続梁端とされた第２の接続梁と、一端が前記第２の接続梁端と接続され、他端が第３の接続端とされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第３の駆動梁と、一端が前記第３の接続端と接続された第４の接続端とされ、前記第４の接続端から前記第３の駆動梁と平行かつ逆方向に延伸し、他端が第２の作用端とされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第４の駆動梁と、前記第１の作用端と前記第２の作用端との間に設けられた可動電極と、前記可動電極と対向して前記基板上に設けられた固定電極と、を備え、前記第１及び第３の駆動梁は、直線上に配置され、前記第２及び第４の駆動梁は、直線上に配置され、前記第１及び第２の駆動梁と、前記第３及び第４の駆動梁と、は、線対称に配置されていることを特徴とするＭＥＭＳ可変キャパシタが提供される。
本発明の他の一態様によれば、一端が基板に固定され、他端が第１の接続端とされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第１の駆動梁と、一端が前記第１の接続端と接続された第２の接続端とされ、前記第２の接続端から前記第１の駆動梁と平行かつ逆方向に延伸し、他端が第１の作用端とされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第２の駆動梁と、一端が前記基板に固定され、他端が第３の接続端とされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第３の駆動梁と、一端が前記第３の接続端と接続された第４の接続端とされ、前記第４の接続端から前記第３の駆動梁と平行かつ逆方向に延伸し、他端が第２の作用端とされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第４の駆動梁と、前記第１の作用端と前記第２の作用端との間に設けられ、熱膨張係数が前記基板と等しい可動電極と、前記可動電極と対向して前記基板上に設けられた固定電極と、を備え、前記第１及び第３の駆動梁は、直線上に配置され、前記第２及び第４の駆動梁は、直線上に配置され、前記第１及び第２の駆動梁と、前記第３及び第４の駆動梁と、は、線対称に配置されていることを特徴とするＭＥＭＳ可変キャパシタが提供される。
本発明の他の一態様によれば、一端が基板に固定され、他端が第１の接続端とされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第１の駆動梁と、一端が前記第１の接続端と接続された第２の接続端とされ、前記第２の接続端から前記第１の駆動梁と平行かつ逆方向に延伸し、他端が第１の作用端とされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第２の駆動梁と、一端が前記基板に固定され、他端が第３の接続端とされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第３の駆動梁と、一端が前記第３の接続端と接続された第４の接続端とされ、前記第４の接続端から前記第３の駆動梁と平行かつ逆方向に延伸し、他端が第２の作用端とされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第４の駆動梁と、前記第１の作用端と前記第２の作用端との間に設けられ、単層の導電層からなる可動電極と、前記可動電極と対向して前記基板上に設けられた固定電極と、を備え、前記第１及び第３の駆動梁は、直線上に配置され、前記第２及び第４の駆動梁は、直線上に配置され、前記第１及び第２の駆動梁と、前記第３及び第４の駆動梁と、は、線対称に配置されていることを特徴とするＭＥＭＳ可変キャパシタが提供される。
本発明によれば、広い温度範囲に渡って可動電極を固定電極に安定して接触させ、再現性や信頼性が優れ、大きな最大容量値を持つＭＥＭＳ可変キャパシタが提供される。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比係数などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比係数が異なって表される場合もある。
また、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るＭＥＭＳ可変キャパシタの構成を例示する模式図である。
すなわち、同図（ａ）は模式平面図であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）のＡ−Ａ’線断面図、同図（ｃ）は、同図（ａ）のＢ−Ｂ’線断面図である。
そして、同図に表したように、基板１００の主面１０１に垂直な方向をＺ軸方向とし、主面１０１に平行でＺ軸に垂直な方向をＸ軸とし、Ｘ軸とＺ軸とに垂直な方向をＹ軸とする。そして、以下では、第１の方向をＸ軸方向とし、第２の方向をＹ軸方向とする。
図１に表したように、本発明の第１の実施形態に係るＭＥＭＳ可変キャパシタ１０においては、第１の接続梁１１０の一端１１０ａは固定端であり、第１のアンカー１１５を通して基板１００に固定されている。
第１の接続梁１１０の他端は、第１の接続梁端１１０ｂとされ、第１の駆動梁１２０に接続されている。すなわち、第１の接続梁端１１０ｂは、第１の駆動梁１２０の一端１２０ａと接続されている。
上記の第１のアンカー１１５、第１の接続梁１１０及び第１の駆動梁１２０は、Ｘ軸方向に直列に配列されている。
第１の駆動梁１２０の他端は、第１の接続端１２０ｂとされ、第１の接続部１３０により、第２の駆動梁１４０に接続されている。すなわち、第２の駆動梁１４０の一端は、第２の接続端１４０ａとされ、第１の接続部１３０に接続されている。
そして、第２の駆動梁１４０の他端１４０ｂは、第１の作用端１４４であり、第１の弱接続梁１５０の一端に接続されている。第１の弱接続梁１５０の他端は、可動電極１０７に接続されている。
第２の駆動梁１４０、第１の弱接続梁１５０及び可動電極１０７は、Ｘ軸方向に直列に配列されている。
そして、上記の第１のアンカー１１５、第１の接続梁１１０及び第１の駆動梁１２０と、第２の駆動梁１４０、第１の弱接続梁１５０及び可動電極１０７とは、互いにＸ軸方向に略平行に、Ｙ軸方向にシフトして並配され、そして、第１の接続部１３０によって互いに接続された折り返し構造を有している。すなわち、「Ｕ字形状」を有している。
これにより、第１の接続梁１１０、第１の駆動梁１２０、第１の接続部１３０、第２の駆動梁１４０、第１の弱接続梁１５０及び可動電極１０７は、第１のアンカー１１５によって、基板１００の上方に間隙を空けて保持される。
一方、第２の接続梁２１０の一端２１０ａは固定端であり、第２のアンカー２１５を通して基板１００に固定されている。
第２の接続梁２１０の他端は、第２の接続梁端２１０ｂとされ、第３の駆動梁２２０に接続されている。すなわち、第２の接続梁端２１０ｂは、第３の駆動梁２２０の一端２２０ａと接続されている。
上記の第２のアンカー２１５、第２の接続梁２１０及び第３の駆動梁２２０は、Ｘ軸方向に直列に配列されている。
第３の駆動梁２２０の他端は、第３の接続端２２０ｂとされ、第２の接続部２３０により、第４の駆動梁２４０に接続されている。すなわち、第４の駆動梁２４０の一端は、第４の接続端２４０ａとされ、第２の接続部２３０に接続されている。
そして、第４の駆動梁２４０の他端２４０ｂは、第２の作用端２４４であり、第２の弱接続梁２５０の一端に接続されている。第２の弱接続梁２５０の他端は、可動電極１０７に接続されている。
第４の駆動梁２４０、第２の弱接続梁２５０及び可動電極１０７は、Ｘ軸方向に直列に配列されている。
そして、上記の第２のアンカー２１５、第２の接続梁２１０及び第３の駆動梁２２０と、第４の駆動梁２４０、第２の弱接続梁２５０及び可動電極１０７とは、互いにＸ軸方向に略平行に、Ｙ軸方向にシフトして並配され、そして、第２の接続部２３０によって互いに接続された折り返し構造を有している。すなわち、「Ｕ字形状」を有している。
これにより、第２の接続梁２１０、第３の駆動梁２２０、第２の接続部２３０、第４の駆動梁２４０、第２の弱接続梁２５０及び可動電極１０７は、第２のアンカー２１５によって、基板１００の上方に間隙を空けて保持される。
そして、第１のアンカー１１５、第１の接続梁１１０及び第１の駆動梁１２０と、第２のアンカー２１５、第２の接続梁２１０及び第３の駆動梁２２０と、は、Ｘ軸方向の略同一線上に並び、第１のアンカー１１５、第１の接続梁１１０及び第１の駆動梁１２０の並び順は、第２のアンカー２１５、第２の接続梁２１０及び第３の駆動梁２２０の並び順と逆の順序となっている。すなわち、例えば、Ｘ軸の正の方向に進むに従って、第１の駆動梁１２０、第１の接続梁１１０、第１のアンカー１１５、第２のアンカー２１５、第２の接続梁２１０及び第３の駆動梁２２０が、この順で略同一線上に配列している。
一方、第２の駆動梁１４０及び第１の弱接続梁１５０と、第４の駆動梁２４０及び第２の弱接続梁２５０と、は、Ｘ軸方向の略同一線上に並び、第２の駆動梁１４０及び第１の弱接続梁１５０の並び順は、第４の駆動梁２４０及び第２の弱接続梁２５０の並び順と逆の順序となっている。すなわち、例えば、Ｘ軸の正の方向に進むに従って、第２の駆動梁１４０、第１の弱接続梁１５０、第２の弱接続梁２５０及び第４の駆動梁２４０が、この順で略同一線上に配列している。
このように、本実施形態に係るＭＥＭＳ可変キャパシタ１０は、一端１１０ａが基板１００に固定され、他端が第１の接続梁端１１０ｂとされた第１の接続梁１１０と、一端１２０ａが第１の接続梁端１１０ｂと接続され、他端が第１の接続端１２０ｂとされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第１の駆動梁１２０と、一端が第１の接続端１２０ｂと接続された第２の接続端１４０ａとされ、第２の接続端１４０ａから第１の駆動梁１２０と平行かつ逆方向に延伸し、他端１４０ｂが第１の作用端１４４とされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第２の駆動梁１４０と、一端２１０ａが基板１００に固定され、他端が第２の接続梁端２１０ｂとされた第２の接続梁２１０と、一端２２０ａが前記第２の接続梁端２１０ｂと接続され、他端が第３の接続端２２０ｂとされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第３の駆動梁２２０と、一端が第３の接続端２２０ｂと接続された第４の接続端２４０ａとされ、第４の接続端２４０ａから第３の駆動梁２２０と平行かつ逆方向に延伸し、他端２４０ｂが第２の作用端２４４とされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第４の駆動梁２４０と、第１の作用端１４４と第２の作用端２４４との間に設けられた可動電極１０７と、可動電極１０７と対向して基板１００上に設けられた固定電極１０８と、を備え、第１及び第３の駆動梁１２０、２２０は、直線上に配置され、第２及び第４の駆動梁１４０、２４０は、直線上に配置され、第１及び第２の駆動梁１２０、１４０と、第３及び第４の駆動梁２２０、２４０と、は、線対称に配置されているＭＥＭＳ可変キャパシタである。
上記において、第１〜第４の駆動梁１２０、１４０、２２０、２４０には、例えばバイモルフ型やユニモルフ型の圧電膜の積層構造体を用いることができる。そして、これらの駆動梁に適切な電圧を印加することにより、可動電極１０７は基板１００の主面１０１に対してＺ軸方向に変位し、これにより、可動電極１０７と固定電極１０８との距離を変え、可変キャパシタとして機能する。なお、図１（ｂ）、（ｃ）においては、上記の圧電膜の積層構造は省略されている。
そして、可動電極１０７と、第１、第２の接続梁１１０、２１０とは、同じ材料、または、熱膨張係数がほぼ等しい材料で形成することができる。
これにより、可動電極１０７のＸ軸方向の熱膨張による寸法の変化と、第１の接続梁１１０と第２の接続梁２１０のＸ軸方向の熱膨張による寸法の変化と、が互いに相殺され、Ｘ軸方向の寸法の変化は縮小され、熱膨張に起因する可動電極１０７に加えられる応力を抑制できる。
これにより、広い温度範囲に渡って、温度変化があった場合にも、可動電極１０７と基板１００との間の間隔は平行に保たれ、可動電極１０７の固定電極１０８に対する変位は、影響を受け難くなる。その結果、再現性と信頼性に優れ、大きな最大容量値を持つ可変キャパシタが提供できる。
各種の材料の熱膨張係数をｐｐｍ／℃の単位で以下に列挙すると、アルミニウム（Ａｌ）は２３．５、チタン（Ｔｉ）は８．６、ジルコニウム（Ｚｒ）は５．５、ハフニウム（Ｈｆ）は６．０、バナジウム（Ｖ）は７．８、ニオブ（Ｎｂ）は７．２、タンタル（Ｔａ）は６．５、クロム（Ｃｒ）は６．５、モリブデン（Ｍｏ）は５．１、タングステン（Ｗ）は４．５、イリジウム（Ｉｒ）は６．８、白金（Ｐｔ）は９．０、シリコン（Ｓｉ）は２．５、ゲルマニウム（Ｇｅ）は５．８、炭素（Ｃ）は１．０、酸化珪素（ＳｉＯ２）は０．５、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）は８．２である。
可動電極１０７として、第１、第２の接続梁１１０、２１０と熱膨張係数がほぼ等しい材料を用いる場合には、上記の材料の中から、例えば、熱膨張係係数の差が３０％以内、望ましくは１０％以内の材料の組合せを用いることができる。
（第１の比較例）
図２は、第１の比較例のＭＥＭＳ可変キャパシタの構成を例示する模式的平面図である。
図２に表したように、第１の比較例のＭＥＭＳ可変キャパシタ９０は、本実施形態に係るＭＥＭＳ可変キャパシタ１０に対して、第１の接続梁１１０及び第２の接続梁２１０を設けないものである。それ以外はＭＥＭＳ可変キャパシタ１０と同様なので説明を省略する。
第１の比較例のＭＥＭＳ可変キャパシタ９０においては、第１の接続梁１１０及び第２の接続梁２１０が設けられていないので、ＭＥＭＳ可変キャパシタ９０に温度変化があった場合に、熱膨張または熱収縮によって、可動電極１０７のＸ軸方向の寸法が変化し、第２の駆動梁１４０及び第４の駆動梁２４０にはＸ軸方向の応力が加えられる。このため、第１〜第４の駆動梁１２０、１４０、２２０、２４０が変形し、結果として、可動電極１０７と固定電極１０８との平行性及びその間の距離が変化してしまう。このため、比較例のＭＥＭＳ可変キャパシタ９０は、広温度範囲で使用することはできず、特性の再現性や信頼性が劣る。
これに対して、本実施形態に係るＭＥＭＳ可変キャパシタ１０においては、可動電極１０７は、第１、第２の接続梁１１０、２１０が設けられる。これにより、可動電極１０７の熱膨張による寸法の変化を、第１、第２の接続梁１１０、２１０によって補償でき、可動電極１０７に加えられる応力を抑制できる。
そして、可動電極１０７と、第１、第２の接続梁１１０、２１０とが、同じ材料、または、熱膨張係数がほぼ等しい材料で形成されている。これにより、可動電極１０７の熱膨張による寸法の変化を、第１、第２の接続梁１１０、２１０によってさらに補償でき、可動電極１０７に加えられる応力をさらに抑制できる。
これにより、ＭＥＭＳ可変キャパシタ１０によれば、広い温度範囲に渡って、温度変化があった場合にも、可動電極１０７と基板１００との間の間隔は平行に保たれ、可動電極１０７の固定電極１０８に対する変位は、影響を受け難くなる。その結果、再現性と信頼性に優れ、大きな最大容量値を持つ可変キャパシタが提供できる。
また、図１に表したように、可動電極１０７のＸ軸方向の長さＬｅは、第１の接続梁１１０が第１のアンカー１１５に積層されている部分以外のＸ軸方向の長さＬ１、及び、第２の接続梁２１０が第２のアンカー２１５に積層されている部分以外のＸ軸方向の長さＬ２、の和に等しくなるように設計されることが望ましい。
このように、第１の接続梁１１０、第２の接続梁２１０及び可動電極１０７の長さを、Ｌｅ＝Ｌ１＋Ｌ２の関係を満たすように設計することによって、ＭＥＭＳ可変キャパシタ１０に温度変化があった場合の、可動電極１０７のＸ軸方向の熱膨張による寸法の変化を、第１の接続梁１１０と第２の接続梁２１０のＸ軸方向の熱膨張による寸法の変化によって、さらに精度良く補償することができ、Ｘ軸方向の寸法の変化はさらに縮小できる。
また、本実施形態に係るＭＥＭＳ可変キャパシタ１０において、第１の接続梁１１０、第２の接続梁２１０及び可動電極１０７には、単層体を用いることができる。例えば、第１の接続梁１１０、第２の接続梁２１０及び可動電極１０７として、積層膜を用いると、その積層膜を構成する材料の熱膨張係数の差によって、ＭＥＭＳ可変キャパシタ１０に温度変化があった場合に、積層膜に反り等が発生することがあるが、第１の接続梁１１０、第２の接続梁２１０及び可動電極１０７として、単層体を用いることで、その反りを抑制することができ、さらに望ましい。
また、第１の接続梁１１０、第２の接続梁２１０及び可動電極１０７として、積層膜を用いると、製造過程における残留応力によって、第１の接続梁１１０、第２の接続梁２１０及び可動電極１０７が、基板１００に対して凸状や凹状に反ってしまうことがあるが、第１の接続梁１１０、第２の接続梁２１０及び可動電極１０７として、単層体を用いることで、その反りを抑制することができ、さらに望ましい。
さらに、第１の接続梁１１０、第２の接続梁２１０及び可動電極１０７には、実質的に平坦な単層の導電層を用いることができる。例えば、単層の金属層を用いることができる。これにより、導電性を有することができ、第１〜第４の駆動梁１２０、１４０、２２０、２４０を構成する圧電膜積層体に電圧を印加し駆動させることが容易となる。
なお、上記において、第１の接続梁１１０、第２の接続梁２１０及び可動電極１０７は、温度変化に対して単層体として挙動すればよく、例えば、単層の材料にごく薄い別の材料が積層され、温度変化があっても実用的に反りが発生しなければ良い。
さらに、第１、第２の弱接続梁１５０、２５０の曲げ剛性は、第１〜第４駆動梁１２０、１４０、２２０、２４０の曲げ剛性よりも小さく設定することができる。
また、第１、第２の弱接続梁１５０、２５０の曲げ剛性は、可動電極１０７の曲げ剛性よりも小さく設定することができる。
また、第１、第２の弱接続梁１５０、２５０の曲げ剛性は、第１、第２の接続梁１１０、２１０の曲げ剛性よりも小さく設定することができる。
例えば、第１、第２の弱接続梁１５０、２５０は、第１〜第４駆動梁１２０、１４０、２２０、２４０、可動電極１０７、及び第１、第２の接続梁１１０、２１０に比べて、幅（例えば延在方向に対して垂直方向の長さ）を細くすることができる。
さらに、第１、第２の弱接続梁１５０、２５０は、第１〜第４駆動梁１２０、１４０、２２０、２４０、及び、基板１００と同じ材料、または、第１〜第４駆動梁１２０、１４０、２２０、２４０、及び、基板１００と熱膨張係数がほぼ等しい材料で形成することができる。これにより、熱膨張や熱収縮による応力を緩和でき、さらに安定した特性を得ることができる。
（第２の実施の形態）
図３は、本発明の第２の実施形態に係るＭＥＭＳ可変キャパシタの構成を例示する模式的平面図である。
図３に表したように、本発明の第２の実施形態に係るＭＥＭＳ可変キャパシタ２０は、第１の実施形態に係るＭＥＭＳ可変キャパシタを２組み、組み合わせたものである。
図３において、第１のアンカー１１５、第１の接続梁１１０、第１の駆動梁１２０、第１の接続部１３０、第２の駆動梁１４０、第１の弱接続梁１５０及び可動電極１０７、並びに、第２のアンカー２１５、第２の接続梁２１０、第３の駆動梁２２０、第２の接続部２３０、第４の駆動梁２４０、弱接続梁２５０及び可動電極１０７については、ＭＥＭＳ可変キャパシタ１０と同様なので説明を省略する。
そして、ＭＥＭＳ可変キャパシタ２０は、さらに、以下を有する。
第３の接続梁３１０の一端３１０ａは固定端であり、第３のアンカー３１５を通して基板１００に固定されている。
第３の接続梁３１０の他端は、第３の接続梁端３１０ｂとされ、第５の駆動梁３２０に接続されている。すなわち、第３の接続梁端３１０ｂは、第５の駆動梁３２０の一端３２０ａと接続されている。
上記の第３のアンカー３１５、第３の接続梁３１０及び第５の駆動梁３２０は、Ｘ軸方向に直列に配列されている。
第５の駆動梁３２０の他端は、第５の接続端３２０ｂとされ、第３の接続部３３０により、第６の駆動梁３４０に接続されている。すなわち、第６の駆動梁３４０の一端は、第６の接続端３４０ａとされ、第３の接続部３３０に接続されている。
そして、第６の駆動梁３４０の他端３４０ｂは、第３の作用端３４４であり、第３の弱接続梁３５０の一端に接続されている。第３の弱接続梁３５０の他端は、可動電極１０７に接続されている。
第５の駆動梁３２０、第３の弱接続梁３５０及び可動電極１０７は、Ｘ軸方向に直列に配列されている。
そして、上記の第３のアンカー３１５、第３の接続梁３１０及び第５の駆動梁３２０と、第６の駆動梁３４０、第３の弱接続梁３５０及び可動電極１０７とは、互いにＸ軸方向に略平行に、Ｙ軸方向にシフトして並配され、そして、第３の接続部３３０によって互いに接続された折り返し構造を有している。
これにより、第３の接続梁３１０、第５の駆動梁３２０、第３の接続部３３０、第６の駆動梁３４０、第３の弱接続梁３５０及び可動電極１０７は、第３のアンカー３１５によって、基板１００の上方に間隙を空けて保持される。
上記において、第３のアンカー３１５、第３の接続梁３１０及び第５の駆動梁３２０は、第１の接続梁１１０及び第１の駆動梁１２０の、第２の駆動梁１４０側に配置されている。そして、第３のアンカー３１５、第３の接続梁３１０及び第５の駆動梁３２０と、第２の駆動梁１４０及び第１の弱接続梁１５０と、の間に、第６の駆動梁３４０及び第３の弱接続梁３５０とが配置されている。
このように、第１のアンカー１１５、第１の接続梁１１０、第１の駆動梁１２０、第１の接続部１３０、第２の駆動梁１４０、第１の作用端１４４、第１の弱接続梁１５０、可動電極１０７、第３の弱接続梁３５０、第３の作用端３４４、第６の駆動梁３４０、第３の接続部３３０、第５の駆動梁３２０、第３の接続梁３１０及び第３のアンカー３１５が、この順で順次接続され、「Ｗ字形状」の形状をしている。
なお、図３に例示した具体例では、第１の作用端１４４と第３の作用端３４４とは、離間しているが、後述する第１の実施例のように、第１の作用端１４４と第３の作用端３４４とを互いに接続しても良い。
一方、第４の接続梁４１０の一端４１０ａは固定端であり、第４のアンカー４１５を通して基板１００に固定されている。
第４の接続梁４１０の他端は、第４の接続梁端４１０ｂとされ、第７の駆動梁４２０に接続されている。すなわち、第４の接続梁端４１０ｂは、第７の駆動梁４２０の一端４２０ａと接続されている。
上記の第４のアンカー、第４の接続梁４１０及び第７の駆動梁４２０は、Ｘ軸方向に直列に配列されている。
第７の駆動梁４２０の他端は、第７の接続端４２０ｂとされ、第４の接続部４３０により、第８の駆動梁４４０に接続されている。すなわち、第８の駆動梁４４０の一端は、第８接続端４４０ａとされ、第４の接続部４３０に接続されている。
そして、第８の駆動梁４４０の他端４４０ｂは、第４の作用端４４４であり、第４の弱接続梁４５０の一端に接続されている。第４の弱接続梁４５０の他端は、可動電極１０７に接続されている。
第８の駆動梁４４０、第４の弱接続梁４５０及び可動電極１０７は、Ｘ軸方向に直列に配列されている。
そして、上記の第４のアンカー４１５、第４の接続梁４１０及び第７の駆動梁４２０と、第８の駆動梁４４０、第４の弱接続梁４５０及び可動電極１０７とは、互いにＸ軸方向に略平行に、Ｙ軸方向にシフトして並配され、そして、第４の接続部４３０によって互いに接続された折り返し構造を有している。
これにより、第４の接続梁４１０、第７の駆動梁４２０、第４の接続部４３０、第８の駆動梁４４０、第４の弱接続梁４５０及び可動電極１０７は、第４のアンカー４１５によって、基板１００の上方に間隙を空けて保持される。
そして、第３のアンカー３１５、第３の接続梁３１０及び第５の駆動梁３２０と、第４のアンカー４１５、第４の接続梁４１０及び第７の駆動梁４２０と、は、Ｘ軸方向の略同一線上に並び、第３のアンカー３１５、第３の接続梁３１０及び第５の駆動梁３２０の並び順は、第４のアンカー４１５、第４の接続梁４１０及び第７の駆動梁４２０の並び順と逆の順序となっている。すなわち、例えば、Ｘ軸の正の方向に進むに従って、第５の駆動梁３２０、第３の接続梁３１０、第３のアンカー３１５、第４のアンカー４１５、第４の接続梁４１０及び第７の駆動梁４２０が、この順で略同一線上に配列している。
一方、第６の駆動梁３４０及び第３の弱接続梁３５０と、第８の駆動梁４４０及び第４の弱接続梁４５０と、は、Ｘ軸方向の略同一線上に並び、第６の駆動梁３４０及び第３の弱接続梁３５０の並び順は、第８の駆動梁４４０及び第４の弱接続梁４５０の並び順と逆の順序となっている。すなわち、例えば、Ｘ軸の正の方向に進むに従って、第６の駆動梁３４０、第３の弱接続梁３５０、第４の弱接続梁４５０及び第８の駆動梁４４０が、この順で略同一線上に配列している。
上記において、第４のアンカー４１５、第４の接続梁４１０及び第７の駆動梁４２０は、第２の接続梁２１０及び第３の駆動梁２２０の、第４の駆動梁２４０側に配置されている。そして、第４のアンカー４１５、第４の接続梁４１０及び第７の駆動梁４２０と、第４の駆動梁２４０及び第２の弱接続梁２５０と、の間に、第８の駆動梁４４０及び第４の弱接続梁４５０とが配置されている。
このように、第２のアンカー２１５、第２の接続梁２１０、第３の駆動梁２２０、第２の接続部２３０、第４の駆動梁２４０、第２の作用端２４４、第２の弱接続梁、可動電極１０７、第４の弱接続梁４５０、第４の作用端４４４、第８の駆動梁４４０、第４の接続部４３０、第７の駆動梁４２０、第４の接続梁４１０及び第４のアンカー４１５が、この順で順次接続され、「Ｗ字形状」の形状をしている。
なお、図３に例示した具体例では、第２の作用端２４４と第４の作用端４４４とは、離間しているが、後述する第１の実施例のように、第２の作用端２４４と第４の作用端４４４とを互いに接続しても良い。
そして、第１のアンカー１１５と第２のアンカー２１５との間の距離は、第１の接続部１３０と第２の接続部２３０との間の距離よりも短く、第３のアンカー３１５と第４のアンカー４１５との間の距離は、第３の接続部３３０と第４の接続部４３０との間の距離よりも短い。すなわち、第１〜第４のアンカー１１５、２１５、３１５、４１５を内側に近接し、その間に可動電極１０７を設け、可動電極１０７を通る線を中心に対称な「Ｗ字形状」の形状を２つ組み合わせた形状を有している。
これにより、可動電極１０７のＸ軸方向の熱膨張による寸法の変化と、第１の接続梁１１０と第２の接続梁２１０のＸ軸方向の熱膨張による寸法の変化と、が互いに相殺される。そして、可動電極１０７のＸ軸方向の熱膨張による寸法の変化と、第３の接続梁３１０と第４の接続梁４１０のＸ軸方向の熱膨張による寸法の変化と、が互いに相殺される。その結果、Ｘ軸方向の寸法の変化は縮小され、熱膨張に起因する可動電極１０７に加えられる応力を抑制できる。
さらに、ＭＥＭＳ可変キャパシタ２０では、上記の「Ｗ字形状」の構造を有している。これにより、例えば、第１〜第８の駆動梁１２０、１４０、２２０、２４０、３２０、３４０、４２０、４４０の圧電積層膜に働く応力を、Ｙ軸方向に補償することができる。これにより、可動電極１０７に働くＹ軸方向の応力を補償することができる。すなわち、ＭＥＭＳ可変キャパシタ２０によれば、温度変化があった場合の可動電極１０７に働くＸ軸方向及びＹ軸方向の応力を補償できる。
これにより、広い温度範囲に渡って、温度変化があった場合にも、可動電極１０７と基板１００との間の間隔はより平行に保たれ、可動電極１０７の固定電極１０８に対する変位をより安定させることができる。その結果、より再現性と信頼性に優れ、大きな最大容量値を持つ可変キャパシタが提供できる。
そして、可動電極１０７と、第１〜第４の接続梁１１０、２１０、３１０、４１０とは、同じ材料、または、熱膨張係数がほぼ等しい材料で形成することができる。
これにより、広い温度範囲に渡って、温度変化があった場合にも、可動電極１０７と基板１００との間の間隔はさらに平行に保たれ、可動電極１０７の固定電極１０８に対する変位をさらに安定させることができる。その結果、さらに再現性と信頼性に優れ、大きな最大容量値を持つ可変キャパシタが提供できる。
また、この場合も、図３に表したように、可動電極１０７のＸ軸方向の長さＬｅは、第１の接続梁１１０が第１のアンカー１１５に積層されている部分以外のＸ軸方向の長さＬ１、及び、第２の接続梁２１０が第２のアンカー２１５に積層されている部分以外のＸ軸方向の長さＬ２、の和に等しくなるように設計されることが望ましい。そして、この時、第３の接続梁３１０が第３のアンカー３１５に積層されている部分以外のＸ軸方向の長さＬ３はＬ１と同じとし、第４の接続梁４１０が第４のアンカー４１５に積層されている部分以外のＸ軸方向の長さＬ４はＬ２と同じとすることができる。
すなわち、可動電極１０７のＸ軸方向の長さＬｅは、第３の接続梁３１０が第３のアンカー３１５に積層されている部分以外のＸ軸方向の長さＬ３、及び、第４の接続梁４１０が第４のアンカー４１５に積層されている部分以外のＸ軸方向の長さＬ４、の和に等しくなるように設計されることが望ましい。
このように、第１〜第４の接続梁１１０、２１０、３１０、４１０のＸ軸方向の長さ及び可動電極１０７のＸ軸方向の長さを、Ｌｅ＝Ｌ１＋Ｌ２＝Ｌ３＋Ｌ４関係を満たすように設計することによって、ＭＥＭＳ可変キャパシタ１０に温度変化があった場合の、可動電極１０７のＸ軸方向の熱膨張による寸法の変化を、第１〜第４の接続梁１１０、２１０、３１０、４１０のＸ軸方向の熱膨張による寸法の変化によって、さらに精度良く補償することができ、Ｘ軸方向の寸法の変化はさらに縮小できる。
また、本実施形態に係るＭＥＭＳ可変キャパシタ２０において、第１〜第４の接続梁１１０、２１０、３１０、４１０及び可動電極１０７には、単層体を用いることができる。例えば、第１〜第４の接続梁１１０、２１０、３１０、４１０及び可動電極１０７として、積層膜を用いると、その積層膜を構成する材料の熱膨張係数の差によって、ＭＥＭＳ可変キャパシタ１０に温度変化があった場合に、積層膜に反り等が発生することがあるが、第１〜第４の接続梁１１０、２１０、３１０、４１０及び可動電極１０７に、単層体を用いることで、その反りを抑制することができ、さらに望ましい。
また、第１〜第４の接続梁１１０、２１０、３１０、４１０及び可動電極１０７として、積層膜を用いると、製造過程における残留応力によって、第１〜第４の接続梁１１０、２１０、３１０、４１０及び可動電極１０７が、基板１００に対して凸状や凹状に反ってしまうことがあるが、第１〜第４の接続梁１１０、２１０、３１０、４１０及び可動電極１０７として、単層体を用いることで、その反りを抑制することができ、さらに望ましい。
さらに、第１〜第４の接続梁１１０、２１０、３１０、４１０及び可動電極１０７には、実質的に平坦な単層の導電層を用いることができる。例えば、単層の金属層を用いることができる。これにより、導電性を有することができ、第１〜第４の駆動梁１２０、１４０、２２０、２４０を構成する圧電膜積層体に電圧を印加し駆動させることが容易となる。
なお、上記において、第１〜第４の接続梁１１０、２１０、３１０、４１０及び可動電極１０７は、温度変化に対して単層体として挙動すればよく、例えば、単層の材料にごく薄い別の材料が積層され、温度変化があっても実用的に反りが発生しなければ良い。
さらに、第１〜第４の弱接続梁１５０、２５０、３５０、４５０の曲げ剛性は、第１〜第８駆動梁１２０、１４０、２２０、２４０、３２０、３４０、４２０、４４０の曲げ剛性よりも小さく設定することができる。
また、第１〜第４の弱接続梁１５０、２５０、３５０、４５０の曲げ剛性は、可動電極１０７の曲げ剛性よりも小さく設定することができる。
また、第１〜第４の弱接続梁１５０、２５０、３５０、４５０の曲げ剛性は、第１〜第４の接続梁１１０、２１０、３１０、４１０の曲げ剛性よりも小さく設定することができる。
例えば、第１〜第４の弱接続梁１５０、２５０、３５０、４５０は、第１〜第８駆動梁１２０、１４０、２２０、２４０、３２０、３４０、４２０、４４０、可動電極１０７、及び第１〜第４の接続梁１１０、２１０、３１０、４１０に比べて、幅（例えば延在方向に対して垂直方向の長さ）を細くすることができる。
さらに、第１〜第４の弱接続梁１５０、２５０、３５０、４５０は、第１〜第８駆動梁１２０、１４０、２２０、２４０、３２０、３４０、４２０、４４０、及び、基板１００と同じ材料、または、第１〜第８駆動梁１２０、１４０、２２０、２４０、３２０、３４０、４２０、４４０、及び、基板１００と熱膨張係数がほぼ等しい材料で形成することができる。これにより、熱膨張や熱収縮による応力を緩和でき、さらに安定した特性を得ることができる。
なお、上記において可動電極１０７に残留する歪みや、第１〜第８の駆動梁に残留する歪みの影響を、可動電極１０７と固定電極１０８との間の距離に可及的に与えないように、図３に表したように、第１〜第４の弱接続梁１５０、２５０、３５０、４５０と、可動電極１０７と、の接続部分は近接することが、さらに望ましい。
図４は、本発明の第２の実施形態に係る別のＭＥＭＳ可変キャパシタの構成を例示する模式的平面図である。
図４に表したように、本発明の第２の実施形態に係る別のＭＥＭＳ可変キャパシタ２０ａにおいては、第１〜第４の弱接続梁１５０、２５０、３５０、４５０と、可動電極１０７と、の接続部分の互いの距離は、図３に例示した構成に比べて、離れている。このため、可動電極１０７に歪みが残留したり、第１〜第８の駆動梁に歪みが残留した場合に、これら歪みによって、可動電極１０７の形状を歪ませ易く、可動電極１０７と固定電極１０８との間の距離に変化を与えることがある。
ただし、図４に例示した場合においても、本実施形態においては、各駆動梁を「Ｗ字形状」の形状を２つ組み合わせた形状とし、第１〜第４接続梁を設けることで、歪みの影響を補償して、可動電極１０７と固定電極１０８との間隔を広い温度範囲で均一にできる。これにより、広い温度範囲に渡って可動電極を固定電極に安定して接触させ、再現性や信頼性が優れ、大きな最大容量値を持つＭＥＭＳ可変キャパシタが提供される。
ただし、図３に例示した構造の方がさらに望ましい。
図５は、本発明の第２の実施形態に係る別のＭＥＭＳ可変キャパシタの構成を例示する模式的平面図である。
図５に表したように、本発明の第２の実施形態に係る別のＭＥＭＳ可変キャパシタ２０ｂにおいては、第１、第２、第３、第４の接続梁１１０、２１０、３１０、４１０は、延在方向（Ｘ軸方向）に実質的平行に延在するそれぞれ第１、第２、第３、第４のスリット１１６、２１６、３１６、４１６を有する。これにより、Ｙ軸方向の応力を緩和でき、熱膨張や熱収縮による応力をより緩和でき、さらに安定した特性を得ることができる。
本具体例に係るＭＥＭＳ可変キャパシタ２０ｂによっても、広い温度範囲に渡って可動電極を固定電極に安定して接触させ、再現性や信頼性が優れ、大きな最大容量値を持つＭＥＭＳ可変キャパシタが提供できる。
（第３の実施の形態）
図６は、本発明の第３の実施形態に係るＭＥＭＳ可変キャパシタの構成を例示する模式的平面図である。
図７は、図６のＣ−Ｃ’線断面図である。
図６に表したように、本発明の第３の実施形態に係るＭＥＭＳ可変キャパシタ３０は、一端１２０ａが基板１００に固定され、他端が第１の接続端１２０ｂとされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第１の駆動梁１２０と、一端が前記第１の接続端１２０ｂと接続された第２の接続端１４０ａとされ、第２の接続端１４０ａから第１の駆動梁１２０と平行かつ逆方向に延伸し、他端１４０ｂが第１の作用端１４４とされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第２の駆動梁１４０と、一端２２０ａが基板１００に固定され、他端が第３の接続端２２０ｂとされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第３の駆動梁２２０と、一端が第３の接続端２２０ｂと接続された第４の接続端２４０ａとされ、第４の接続端２４０ａから第３の駆動梁２２０と平行かつ逆方向に延伸し、他端２４０ｂが第２の作用端２４４とされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第４の駆動梁２４０と、第１の作用端１４４と第２の作用端２４４との間に設けられ、単層の導電層からなる可動電極１０７と、可動電極１０７と対向して基板１００上に設けられた固定電極１０８と、を備え、第１及び第３の駆動梁１２０、２２０は、直線上に配置され、第２及び第４の駆動梁１４０、２４０は、直線上に配置され、第１及び第２の駆動梁１２０、１４０と、第３及び第４の駆動梁２２０、２４０と、は、線対称に配置されているＭＥＭＳ可変キャパシタである。
すなわち、本実施形態に係るＭＥＭＳ可変キャパシタ３０は、第１の実施形態のＭＥＭＳ可変キャパシタ１０において、第１〜第４の接続梁１１０、２１０、３１０、４１０を設けず、可動電極１０７として単層の導電層を用いたものである。単層の導電層としては、例えば、単層の金属層を用いることができる。
単層の導電層としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、炭素（Ｃ）からなる群から選ばれた少なくとも１つを含むことができる。また、これらの材料からなる合金を用いることができる。
これにより、可動電極１０７に、残留応力が発生せず、可動電極１０７に反りが生じることがなく、可動電極１０７と固定電極１０８との距離が一定となり、可動電極１０７を固定電極１０８に安定して接触させ、再現性や信頼性が優れ、大きな最大容量値を持つＭＥＭＳ可変キャパシタが得られる。
すなわち、図７に表したように、本実施形態に係るＭＥＭＳ可変キャパシタ３０においては、可動電極１０７は、固定電極１０８に対して、ほぼ平行に保持される。
図８は、第２の比較例のＭＥＭＳ可変キャパシタの構成を例示する模式的平面図である。
すなわち、第２の比較例のＭＥＭＳ可変キャパシタ９１は、図６及び図７に例示した本実施形態に係るＭＥＭＳ可変キャパシタ３０において、可動電極１０７を、積層構造としたものである。すなわち、ＭＥＭＳ可変キャパシタ９１においては、可動電極１０７には、下部電極１０２、下部圧電膜１０３、中間電極１０４、上部圧電膜１０５、上部電極１０６からなる５層の積層構造体が用いられ、下部電極１０２が、固定電極１０８と対向し、可動電極１０７として機能する。
図８に表したように、このような積層構造を有する比較例のＭＥＭＳ可変キャパシタ９１の場合には、積層構造体に残留する歪みにより、可動電極１０７が、固定電極１０８に対して平行とはならず、固定電極１０８に対して、凸状や凹状の形状で反る。そして、ＭＥＭＳ可変キャパシタ９１が高温時や低温時においては、この反りがさらに激しくなる傾向がある。このように、可動電極１０７が積層構造の場合には、可動電極１０７が反ってしまい、可動電極１０７を固定電極１０８に安定して接触させることができない。
これに対し、既に説明したように、本実施形態に係るＭＥＭＳ可変キャパシタ３０においては、可動電極１０７として単層の導電層を用いるので、可動電極１０７に反りが発生せず、広い温度範囲に渡って可動電極１０７を固定電極１０８に安定して接触させ、再現性や信頼性が優れ、大きな最大容量値を持つＭＥＭＳ可変キャパシタが提供できる。
さらに、本実施形態に係るＭＥＭＳ可変キャパシタ３０において、第２の実施形態で説明したように、「Ｗ字形状」の形状を２つ組み合わせた構造としても良い。この場合も、可動電極１０７を単層の導電層とすることができる。
図９は、本発明の第３の実施形態に係る別のＭＥＭＳ可変キャパシタの構成を例示する模式的平面図である。
すなわち、図９に表したように、本実施形態に係るＭＥＭＳ可変キャパシタ３１は、図６に例示したＭＥＭＳ可変キャパシタ３０に対して、さらに、一端３２０ａが基板１００に固定され、他端が第５の接続端３２０ｂとされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第５の駆動梁３２０と、一端が第５の接続端３２０ｂと接続された第６の接続端３４０ａとされ、第６の接続端３４０ａから第５の駆動梁３２０と平行かつ逆方向に延伸し、他端３４０ｂが第３の作用端３４４とされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第６の駆動梁３４０と、一端４２０ａが基板１００に固定され、他端が第７の接続端４２０ｂとされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第７の駆動梁４２０と、一端が第７の接続端４２０ｂと接続された第８の接続端４４０ａとされ、第８の接続端４４０ａから第７の駆動梁４２０と平行かつ逆方向に延伸し、他端４４０ｂが第４の作用端４４４とされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第８の駆動梁４４０と、をさらに備える。そして、可動電極１０７は、第３の作用端３４４と第４の作用端４４４との間に設けられ、第５及び第７の駆動梁３２０、４２０は、直線上に配置され、第６及び第８の駆動梁３４０、４４０は、直線上に配置され、第５及び第６の駆動梁３２０、３４０と、第７及び第８の駆動梁４２０、４４０と、は、線対称に配置することができる。
このような構成にすることで、Ｙ軸方向の歪みが補償され、可動電極１０７と固定電極１０８との距離が一定となり、可動電極１０７を固定電極１０８にさらに安定して接触させ、再現性や信頼性がさらに優れ、さらに大きな最大容量値を持つＭＥＭＳ可変キャパシタが得られる。
（第１の実施例）
以下、第１の実施例のＭＥＭＳ可変キャパシタについて説明する。
第１の実施例のＭＥＭＳ可変キャパシタは、第２の実施形態と第３の実施形態を同時に実施したものであり、図３に例示に例示した「Ｗ字形状」の形状を２つ組み合わせた形状を有し、さらに、第１〜第４の接続梁及び可動電極として、単層の導電層を用いたものである。
図１０は、第１の実施例に係るＭＥＭＳ可変キャパシタの構成を例示する模式的平面図である。
図１１、図１２、図１３、図１４は、それぞれ、図１０のＡ−Ａ’線断面図、Ｂ−Ｂ’線断面図、Ｃ−Ｃ’線断面図、Ｄ−Ｄ’線断面図である。なお、図１３及び図１４は縮尺を拡大して例示している。
また、図１５、図１６、図１７は、ＭＥＭＳ可変キャパシタの上部電極、中間電極、下部電極の構造を例示する模式的平面図である。
図１０に表したように、第１の実施例のＭＥＭＳ可変キャパシタ３２においては、第１の接続梁１１０の一端１１０ａは固定端であり、第１のアンカー１１５を通して基板１００に固定されている。
第１の接続梁１１０の他端は、第１の接続梁端１１０ｂとされ、第１の駆動梁１２０の一端１２０ａに接続されている。
第１の駆動梁１２０の他端は、第１の接続端１２０ｂとされ、第１の接続部１３０により、第２の駆動梁１４０の一端である第２の接続端１４０ａに接続されている。
そして、第２の駆動梁１４０の他端１４０ｂは、第１の作用端１４４であり、第１の弱接続梁１５０の一端に接続されている。第１の弱接続梁１５０の他端は、可動電極１０７に接続されている。
そして、上記の第１のアンカー１１５、第１の接続梁１１０及び第１の駆動梁１２０と、第２の駆動梁１４０、第１の弱接続梁１５０及び可動電極１０７とは、互いにＸ軸方向に略平行に、Ｙ軸方向にシフトして並配され、そして、第１の接続部１３０によって互いに接続された折り返し構造を有している。
そして、第２の接続梁２１０の一端２１０ａは固定端であり、第２のアンカー２１５を通して基板１００に固定されている。
第２の接続梁２１０の他端は、第２の接続梁端２１０ｂとされ、第３の駆動梁２２０の一端２２０ａに接続されている。
第３の駆動梁２２０の他端は、第３の接続端２２０ｂとされ、第２の接続部２３０により、第４の駆動梁２４０の一端である第４の接続端２４０ａに接続されている。
そして、第４の駆動梁２４０の他端２４０ｂは、第２の作用端２４４であり、第２の弱接続梁２５０の一端に接続されている。第２の弱接続梁２５０の他端は、可動電極１０７に接続されている。
そして、上記の第２のアンカー２１５、第２の接続梁２１０及び第３の駆動梁２２０と、第４の駆動梁２４０、第２の弱接続梁２５０及び可動電極１０７とは、Ｘ軸方向に略平行に、Ｙ軸方向にシフトして並配され、そして、第２の接続部２３０によって互いに接続された折り返し構造を有している。
そして、第１のアンカー１１５、第１の接続梁１１０及び第１の駆動梁１２０と、第２のアンカー２１５、第２の接続梁２１０及び第３の駆動梁２２０と、は、Ｘ軸方向の略同一線上に並び、第１のアンカー１１５、第１の接続梁１１０及び第１の駆動梁１２０の並び順は、第２のアンカー２１５、第２の接続梁２１０及び第３の駆動梁２２０の並び順と逆の順序となっている。
一方、第２の駆動梁１４０及び第１の弱接続梁１５０と、第４の駆動梁２４０及び第２の弱接続梁２５０と、は、Ｘ軸方向の略同一線上に並び、第２の駆動梁１４０及び第１の弱接続梁１５０の並び順は、第４の駆動梁２４０及び第２の弱接続梁２５０の並び順と逆の順序となっている。
さらに、第３の接続梁３１０の一端３１０ａは固定端であり、第３のアンカー３１５を通して基板１００に固定されている。
第３の接続梁３１０の他端は、第３の接続梁端３１０ｂとされ、第５の駆動梁３２０の一端３２０ａに接続されている。
第５の駆動梁３２０の他端は、第５の接続端３２０ｂとされ、第３の接続部３３０により、第６の駆動梁３４０の一端である第６の接続端３４０ａに接続されている。
そして、第６の駆動梁３４０の他端３４０ｂは、第３の作用端３４４であり、第３の弱接続梁３５０の一端に接続されている。第３の弱接続梁３５０の他端は、可動電極１０７に接続されている。
そして、上記の第３のアンカー３１５、第３の接続梁３１０及び第５の駆動梁３２０と、第６の駆動梁３４０、第３の弱接続梁３５０及び可動電極１０７とは、Ｘ軸方向に略平行に、Ｙ軸方向にシフトして並配され、そして、第３の接続部３３０によって互いに接続された折り返し構造を有している。
上記において、第３のアンカー３１５、第３の接続梁３１０及び第５の駆動梁３２０は、第１の接続梁１１０及び第１の駆動梁１２０の、第２の駆動梁１４０側に配置されている。そして、第３のアンカー３１５、第３の接続梁３１０及び第５の駆動梁３２０と、第２の駆動梁１４０及び第１の弱接続梁１５０と、の間に、第６の駆動梁３４０及び第３の弱接続梁３５０とが配置されている。
そして、第１の作用端１４４と第３の作用端３４４とは互いに接続されている。
これにより、第１のアンカー１１５、第１の接続梁１１０、第１の駆動梁１２０、第１の接続部１３０、第２の駆動梁１４０、第１の作用端１４４、第３の作用端３４４、第６の駆動梁３４０、第３の接続部３３０、第５の駆動梁３２０、第３の接続梁３１０及び第３のアンカー３１５が、この順で順次接続され、「Ｗ字形状」の形状をしている。
そして、第４の接続梁４１０の一端４１０ａは固定端であり、第４のアンカー４１５を通して基板１００に固定されている。
第４の接続梁４１０の他端は、第４の接続梁端４１０ｂとされ、第７の駆動梁４２０の一端４２０ａに接続されている。
第７の駆動梁４２０の他端は、第７の接続端４２０ｂとされ、第４の接続部４３０により、第８の駆動梁４４０の一端である第８の接続端４４０ａに接続されている。
そして、第８の駆動梁４４０の他端４４０ｂは、第４の作用端４４４であり、第４の弱接続梁４５０の一端に接続されている。第４の弱接続梁４５０の他端は、可動電極１０７に接続されている。
そして、上記の第４のアンカー４１５、第４の接続梁４１０及び第７の駆動梁４２０と、第８の駆動梁４４０、第４の弱接続梁４５０及び可動電極１０７とは、Ｘ軸方向に略平行に、Ｙ軸方向にシフトして並配され、そして、第４の接続部４３０によって互いに接続された折り返し構造を有している。
そして、第３のアンカー３１５、第３の接続梁３１０及び第５の駆動梁３２０と、第４のアンカー４１５、第４の接続梁４１０及び第７の駆動梁４２０と、は、Ｘ軸方向の略同一線上に並び、第３のアンカー３１５、第３の接続梁３１０及び第５の駆動梁３２０の並び順は、第４のアンカー４１５、第４の接続梁４１０及び第７の駆動梁４２０の並び順と逆の順序となっている。
一方、第６の駆動梁３４０及び第３の弱接続梁３５０と、第８の駆動梁４４０及び第４の弱接続梁４５０と、は、Ｘ軸方向の略同一線上に並び、第６の駆動梁３４０及び第３の弱接続梁３５０の並び順は、第８の駆動梁４４０及び第４の弱接続梁４５０の並び順と逆の順序となっている。
上記において、第４のアンカー４１５、第４の接続梁４１０及び第７の駆動梁４２０は、第２の接続梁２１０及び第３の駆動梁２２０の、第４の駆動梁２４０側に配置されている。そして、第４のアンカー４１５、第４の接続梁４１０及び第７の駆動梁４２０と、第４の駆動梁２４０及び第２の弱接続梁２５０と、の間に、第８の駆動梁４４０及び第４の弱接続梁４５０とが配置されている。
そして、第２の作用端２４４と第４の作用端４４４とは互いに接続されている。
これにより、第２のアンカー２１５、第２の接続梁２１０、第３の駆動梁２２０、第２の接続部２３０、第４の駆動梁２４０、第２の作用端２４４、第４の作用端４４４、第８の駆動梁４４０、第４の接続部４３０、第７の駆動梁４２０、第４の接続梁４１０及び第４のアンカー４１５が、この順で順次接続され、「Ｗ字形状」の形状をしている。
そして、第１〜第４のアンカー１１５、２１５、３１５、４１５を内側に近接し、その間に可動電極１０７を設け、可動電極１０７を通る線を中心に対称な「Ｗ字形状」の形状を２つ組み合わせた形状を有している。
そして、本実施例に係るＭＥＭＳ可変キャパシタ３２においては、第１〜第４の接続梁１１０、２１０、３１０、４１０には、実質的に平坦な単層の導電層が用いられている。具体的には単層の金属が用いられている。
そして、可動電極１０７にも、平坦な単層の導電層、具体的には単層の金属が用いられおり、第１〜第４の接続梁１１０、２１０、３１０、４１０と同じ金属材料で形成されている。例えば、可動電極１０７、及び、第１〜第４の接続梁１１０、２１０、３１０、４１０にはアルミニウムの単層膜を用いることができる。
なお、既に説明したように、可動電極１０７、及び、第１〜第４の接続梁１１０、２１０、３１０、４１０には、熱膨張係数がほぼ等しい材料で形成することができる。
そして、可動電極１０７のＸ軸方向の長さは、第１の接続梁１１０と第２の接続梁２１０とがアンカー部に積層されている部分以外の第１の接続梁１１０と第２の接続梁２１０とのＸ軸方向の長さの和に等しくなるように設計されている。
また、可動電極１０７のＸ軸方向の長さは、第３の接続梁３１０と第４の接続梁４１０とがアンカー部に積層されている部分以外の第３の接続梁３１０と第４の接続梁４１０とのＸ軸方向の長さの和に等しくなるように設計されている。
すなわち、第１〜第４の接続梁１１０、２１０、３１０、４１０のＸ軸方向の長さ及び可動電極１０７のＸ軸方向の長さは、Ｌｅ＝Ｌ１＋Ｌ２＝Ｌ３＋Ｌ４の関係を満たす。
なお、第１〜第４の弱接続梁１５０、２５０、３５０、４５０は、基板１００と熱膨張係数がほぼ等しい材料で形成することができる。
また、図１３に表したように、基板１００の主面１０１の可動電極１０７に対向する部分には、誘電膜１０９に覆われた固定電極１０８が２組設置されている。
そして、図１１に表したように、第１の駆動梁１２０及び第３の駆動梁３２０は、下部電極１０２、下部圧電膜１０３、中間電極１０４、上部圧電膜１０５及び上部電極１０６を有し、いわゆるバイモルフ構造とよばれる圧電アクチュエータを応用したＭＥＭＳ可変キャパシタである。
また、図１２に表したように、第２の駆動梁１４０及び第４の駆動梁２４０も、下部電極１０２、下部圧電膜１０３、中間電極１０４、上部圧電膜１０５及び上部電極１０６を有している。
図１４に表したように、第１〜第８の接続端１２０ｂ、１４０ａ、２２０ｂ、２４０ａ、３２０ｂ、３４０ａ、４２０ｂ、４４０ａには、ビアホール９４および９５が設けられており、ビアホール９４により上部電極１０６と中間電極１０４とが接続され、ビアホール９５により中間電極１０４と下部電極１０２とが接続されている。
さらに、図１５〜図１７に表したように、上部電極１０６、中間電極１０４及び下部電極１０２は、以下のように接続される。
第１の駆動梁１２０の下部電極１０２は、第１の駆動梁１２０の上部電極１０６、第２の駆動梁１４０の中間電極１０４、第６の駆動梁３４０の中間電極１０４、第５の駆動梁３２０の下部電極１０２、及び、第５の駆動梁３２０の上部電極１０６、に接続されている。
また、第１の駆動梁１２０の中間電極１０４は、第２の駆動梁１４０の下部電極１０２、第２の駆動梁１４０の上部電極１０６、第６の駆動梁３４０の下部電極１０２、第６の駆動梁３４０の上部電極１０６、及び、第５の駆動梁３２０の中間電極１０４に接続されている。
また、図１１に表したように、第１の駆動梁１２０の下部電極１０２は、第１の接続梁１１０を通じて第１のアンカー１１５に接続されている。また、図示しないが、第５の駆動梁３２０の中間電極１０４は、第３の接続梁３１０を通じて第３のアンカー３１５に接続されている。
これにより、第１のアンカー１１５と第３のアンカー３１５との間に、駆動電圧を印加することにより、「Ｗ字形状」を有する第１及び第５の駆動梁１２０、３２０、及び、第２及び第６の駆動梁１４０、３４０において、電歪効果により逆方向の屈曲を生じ、第１の作用端１４４及び第３の作用端３４４において変位を生じることができる。
第３、第４、第７、第８の駆動梁２２０、２４０、４２０、４４０についても、第１、第２、第５、第６の駆動梁１２０、１４０、３２０、４４０と同様の屈曲を生じ、第２の作用端２４４及び第４の作用端４４４において同様の変位を生じることができる。
本実施例に係るＭＥＭＳ可変キャパシタ３２において、成膜時に上下非対称な残留応力が生じた場合の挙動を説明する。上下非対称な残留歪が生じた場合は、第１〜第８の駆動梁１２０、１４０、２２０、２４０、３２０、３４０、４２０、４４０に残留ひずみの大きさに応じて反りが生じる。しかしながら、第１の駆動梁１２０の反りと第２の駆動梁１４０の反りがキャンセルされ、同様に、第３と第４、第５と第６、第７と第８の駆動梁の反りがキャンセルされる結果、可動電極１０７の下面の高さは、第１〜第４のアンカー１１５、２１５、３１５、４１５の上面の高さとほぼ同様になる。すなわち、可動電極１０７の反りは抑制され、固定電極１０８に対して実質的に平行となる。
そして、可動電極１０７として単層の金属層を用いているので、可動電極１０７に残留歪みに起因した反りが発生しない。
このように、成膜残留応力の大小にかかわらず、駆動電圧に応じて第１〜第４の作用端１４４、２４４、３４４、４４４が変位するため、第１〜第４の弱接続梁１５０、２５０、３５０、４５０を介して接続された単層の金属層からなる可動電極１０７は、非常に安定して基板の主面に垂直に方向に平行に移動し、固定電極１０８に対して平坦に、誘電膜１０９を介して、接触することが可能である。
さらに、本実施例に係るＭＥＭＳ可変キャパシタ３２において、温度変化が生じたときの挙動について説明する。
温度変化により、まず、第１〜第８の駆動梁１２０、１４０、２２０、２４０、３２０、３４０、４２０、４４０に長さの変化や反りの変化が生じる。しかしながら、残留応力の場合と同様に、第１の駆動梁１２０の反りと第２の駆動梁１４０の長さ変化や反りがキャンセルされ、同様に第３と第４、第５と第６、第７と第８の駆動梁の長さ変化や反りがキャンセルされる結果、第１〜第４の作用端１４４、２４４、３４４、４４４の位置はほぼ一定に保たれる。
そして、温度変化により、第１〜第４の接続梁１１０、２１０、３１０、４１０、および可動電極１０７が、熱膨張により長さが変化する。しかしながら、第１の接続梁１１０と第２の接続梁２１０とのアンカー上の部分を除く長さの和と、第３の接続梁３１０と第４の接続梁４１０とのアンカー上の部分を除く長さの和と、可動電極１０７との長さが等しく、材質も同じであるため、熱膨張による長さの変化はキャンセルされる。また、弱接続梁１５０、２５０、３５０、４５０においても熱膨張を生じるが、それらの熱膨張係数を基板１００の熱膨張係数と同じかほぼ等しいように選ぶことで、第１〜第４の弱接続梁１５０、２５０、３５０、３６０の部分の熱膨張は可変キャパシタに影響を与えないようにすることができる。
このように、温度変化が生じた場合でも、各部材の熱膨張歪を巧みにキャンセルすることにより、可動電極１０７の位置は常に一定の位置に保たれる。
このように、本実施例に係るＭＥＭＳ可変キャパシタ３２においては、成膜残留応力の大小や、温度変化にかかわりなく、可動電極１０７は、固定電極１０８に対して常に一定の位置で平坦に平行に保たれ、駆動電圧の印加により固定電極１０８に誘電膜１０９を介して密着することで、大きな最大容量が得られ、非常に大きな可変容量比を持つ可変キャパシタを実現することができる。
次に、本実施例に係るＭＥＭＳ可変キャパシタ３２の製造方法について説明する。
図１８は、本発明の第１の実施例に係るＭＥＭＳ可変キャパシタの製造方法を例示する工程順模式的断面図である。
すなわち、同図（ａ）は最初の工程に対応し、同図（ｂ）は同図（ａ）に続く図、同図（ｃ）は同図（ｂ）に続く図である。
そして、図１９は、図１８に続く工程順模式的断面図である。
なお、これらの図は、図１０のＡ−Ａ’線断面に相当する模式的断面図である。
まず、図１８（ａ）に表したように、表面が絶縁性のシリコン（Ｓｉ）基板１００に、誘電膜１０９に覆われた固定電極１０８と第１、第２のアンカー１１５、２１５（及び図示しない第３、第４のアンカー３１５、４１５）を形成する。固定電極１０８としては、スパッタ法で作製したアルミニウム（Ａｌ）を、誘電膜１０９としては、スパッタ法で作製した窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を、また、第１、第２のアンカー１１５、２１５としては、ＬＰ‐ＣＶＤ（Low Pressure Chemical Vapor Deposition）法で作製した窒化シリコン膜を使用が使用できる。加工には、リソグラフィーと反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Reactive Ion Etching）などの方法を使用することが可能である。
次に、図１８（ｂ）に表したように、基板１００の表面に犠牲層１００ａを形成し、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）技術により、第１、第２のアンカー１１５、２１５が露出するまで表面研磨および平坦化を行う。犠牲層１００ａとしては、他の膜材料に対して選択エッチングが可能な、無機材料、金属材料、有機材料を使用することが可能であるが、本実施例では多結晶シリコンが使用される。
次に、図１８（ｃ）に表したように、下部電極１０２、下部圧電膜１０３、中間電極１０４、上部圧電膜１０５及び上部電極１０６からなる圧電バイモルフアクチュエータを有する第１の駆動梁１２０及び第３の駆動梁２２０を形成する。下部、中間、上部電極１０２、１０４、１０６としては、厚さ２００ｎｍのアルミニウム（Ａｌ）を使用し、下部、上部圧電膜１０３、１０５としては、厚さ５００ｎｍの窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を使用し、いずれもスパッタにより作製し、リソグラフィーおよびエッチングによりパターニングする。
なお、図示しないが、下部圧電膜１０３と同時に、第１〜第４の弱接続梁１５０、２５０、３５０、４５０が作製される。
次に、図１９（ａ）に表したように、スパッタ法によりアルミニウム（Ａｌ）を使用して第１、第２の接続梁１１０、２１０を作製する。加工には、リソグラフィーと反応性イオンエッチングが使用される。
なお、同図中には示していないが、第３、第４の接続梁３１０、４１０と同時に、可動電極１０７も作製される。
次に、図１９（ｂ）に表したように、犠牲層１００ａを、ＸｅＦ２をエッチングガスとして使用した選択エッチングにより、除去する。
このようにして、図１０〜図１７に例示した本実施例のＭＥＭＳ可変キャパシタ３２が作製される。
このような構造を有する本実施例に係るＭＥＭＳ可変キャパシタ３２の特性のシミュレーション結果について説明する。
図２０は、本発明の第１の実施例に係るＭＥＭＳ可変キャパシタの特性を例示するグラフ図である。
同図において、横軸は、中間電極１０４と、上部電極１０６及び下部電極１０２と、の間の印加電圧であり、縦軸は、可動電極１０７の変位を表している。そして、同図には、−２０℃、＋３０℃、＋８０℃の３つの温度の場合の変位の結果を例示している。
同図は、−２０℃〜８０℃の温度において、−３Ｖ〜＋３Ｖの駆動電圧を印加した場合の、ＭＥＭＳ可変キャパシタ３２の可動電極１０７の高さの変化の特性を例示している。なお、第１〜第８の駆動梁１２０、１４０、２２０、２４０、３２０、３４０、４２０、４４０の長さは４００μｍ、幅は８０μｍであり、また、可動電極１０７の長さと幅は、ともに１２０μｍである。また、各駆動梁の上部圧電膜１０５と下部圧電膜１０３の残留応力の差は、２００ＭＰａ程あり、上方に反っている。
図２０に表したように、本実施例に係るＭＥＭＳ可変キャパシタ３２においては、−２０℃から８０℃まで温度が変化しても、可動電極１０７の高さの変化は、０．２μｍ以下と、非常に小さく、温度が変化しても安定に動作することが確認できた。
（第３の比較例）
第３の比較例のＭＥＭＳ可変キャパシタ９３は、第１の実施例のＭＥＭＳ可変キャパシタ３２において、第１〜第４の接続梁１１０、２１０、３１０、４１０を作製せず、第１、第３、第５、第７の駆動梁１２０、２２０、３２０、４２０が直接第１〜第４のアンカー１１５、２１５、３１５、４１５に接続されたＭＥＭＳ可変キャパシタである。これ以外は、ＭＥＭＳ可変キャパシタ３２と同様なので説明を省略する。
図２１は、第３の比較例のＭＥＭＳ可変キャパシタの特性を例示するグラフ図である。
すなわち、同図は、−２０℃〜８０℃の温度において、−３Ｖ〜＋３Ｖの駆動電圧を印加した場合の第３の比較例の可変キャパシタ９３の可動電極１０７の高さの変化を例示している。
図２１に表したように、−２０℃と８０℃を比較すると、可動電極１０７の高さは約１μｍのずれが生じている。印加電圧に換算すると１．５Ｖ以上のずれになり、温度が変動すると安定に動作しないことが明らかである。
これに対し、既に説明したように、第１の実施例に係るＭＥＭＳ可変キャパシタ３２は、−２０℃から８０℃まで温度が変化しても、可動電極の高さの変化は、０．２μｍ以下と、非常に小さく、温度が変化しても安定に動作し、これにより、広い温度範囲に渡って可動電極を固定電極に安定して接触させ、再現性や信頼性が優れ、大きな最大容量値を持つＭＥＭＳ可変キャパシタが提供できる。
（第２の実施例）
図２２は、本発明の第２の実施例に係るＭＥＭＳ可変キャパシタの構成を例示する模式的平面図である。
図２３は、図２２のＡ−Ａ’線断面図である。
図２２に表したように、本発明の第３の実施例に係るＭＥＭＳ可変キャパシタ３３は、第１の実施例と同様の平面構造を有する。ただし、第１〜第８の駆動梁として、圧電バイモルフ構造の代わりに圧電ユニモルフ構造を使用することが異なっている。
すなわち、図２３に表したように、ＭＥＭＳ可変キャパシタ３３においては、第１の駆動梁１２０および第３の駆動梁２２０は、下部電極１０２、圧電膜１０３ａ及び上部電極１０６を有しており、本具体例は、ユニモルフ構造圧電アクチュエータを用いたＭＥＭＳ可変キャパシタである。図示しないが、第２、第４〜第８の駆動梁１４０、２４０、３２０、３４０、４２０、４４０も、同様に、下部電極１０２、圧電膜１０３ａ及び上部電極１０６を有するユニモルフ構造を有する。なお、上部電極１０６の上には、支持膜１０６ａが設けられている。
本実施例に係るＭＥＭＳ可変キャパシタ３３においても、広い温度範囲に渡って可動電極を固定電極に安定して接触させ、再現性や信頼性が優れ、大きな最大容量値を持つＭＥＭＳ可変キャパシタが提供できる。
第１の実施例に係るＭＥＭＳ可変キャパシタ３２と、第２の実施例に係るＭＥＭＳ可変キャパシタ３３と、を比較すると、バイモルフ型のＭＥＭＳ可変キャパシタ３２に比較して、ユニモルフ型のＭＥＭＳ可変キャパシタ３３では、可動電極１０７の変位量は約半分程度になるが、積層枚数が少なくて済むという長所がある。
（第４の実施の形態）
図２４は、本発明の第４の実施形態に係るＭＥＭＳ可変キャパシタの構成を例示する模式的平面図である。
図２４に表したように、本実施形態に係るＭＥＭＳ可変キャパシタ４０は、第１の実施形態に係るＭＥＭＳ可変キャパシタ１０における第１の接続梁１１０及び第２の接続梁２１０を有さないが、可動電極１０７の熱膨張係数が、基板１００の熱膨張係数と同じに設定されている。
すなわち、可動電極１０７と基板１００との熱膨張係数の差は、１０ｐｐｍ／℃以下、望ましくは、５ｐｐｍ／℃以下とされる。
これにより、ＭＥＭＳ可変キャパシタ４０において、温度変化があった場合にも、基板１００の熱膨張または熱収縮による寸法の変化と、可動電極１０７の熱膨張または熱収縮による寸法の変化と、が同調するので、第１〜第４の駆動梁１２０、１４０、２２０、２４０に歪みが生じ難く、広い温度範囲に渡って、温度変化があった場合にも、可動電極１０７と基板１００との間の間隔は平行に保たれ、可動電極１０７の固定電極１０８に対する変位は変わらない。その結果、再現性と信頼性に優れ、大きな最大容量値を持つ可変キャパシタが提供できる。
この場合、可動電極１０７には、単層体を用いることができる。例えば、可動電極１０７として積層膜を用いると、その積層膜を構成する材料の熱膨張係数の差によって、ＭＥＭＳ可変キャパシタに温度変化があった場合に、積層膜に反り等が発生することがあるが、可動電極１０７として、単層体を用いることで、その反りを抑制することができ、さらに望ましい。
さらに、可動電極１０７には、実質的に平坦な単層の導電層を用いることができ、例えば、単層の金属材料を用いることができる。これにより、導電性を有することができ、固定電極１０８との間でキャパシタンスを形成することができる。
なお、上記において、単層体としては、温度変化に対して単層体として挙動すればよく、例えば、単層の材料にごく薄い別の材料が積層され、温度変化があっても実用的に反りが発生しなければ良い。
ただし、可動電極１０７として、積層膜を用いる場合には、その積層膜全体全体としての熱膨張係数が、基板１００の熱膨張係数と同じに設定することができる。
図２５は、本発明の第４の実施形態に係るＭＥＭＳ可変キャパシタに用いることができる積層構造体を例示する模式的断面図である。
すなわち、同図（ａ）、（ｂ）は、第１の接続梁１１０、第２の接続梁２１０及び可動電極１０７に単層体でなく積層構造体を用いた場合の２つの例を示している。
図２５（ａ）に表したように、可動電極１０７には、第１層７１０、第２層７２０及び第３層７３０の３層の積層構造体を用いることができる。この時、上下方向から第２層７２０を挟む、第１層７１０及び第３層７３０には、温度変化に対しての熱膨張差による反りを解消するために、同じ材料を用い、同じ厚さとすることが望ましい。
ここで、第１層７１０、第２層７２０、第３層７３０のそれぞれの縦弾性係数（ヤング率）を、Ｅ１、Ｅ０、Ｅ１とし、それぞれの厚さをｔ１、ｔ０、ｔ１とし、それぞれの熱膨張係数をα１、α０、α１とすると、第１層７１０、第２層７２０、第３層７３０からなる積層構造体の熱膨張係数αは、以下の数式１で表される。

Figure 2009291030

すなわち、数式１で表される熱膨張係数αと、基板１００の熱膨張係数αｓとの差が、１０ｐｐｍ／℃以下、望ましくは５ｐｐｍ／℃以下であれば良い。
さらに、図２５（ｂ）に表したように、可動電極１０７がｎ個（ｎは１以上の整数）の積層膜からなり、ｉ番目の積層膜７１１＿ｉの縦弾性係数（ヤング率）をＥｉ、厚さをｔｉとし、熱膨張係数をαｉとすると、ｎ層の積層構造体の熱膨張係数αは、以下の数式２で表される。


Figure 2009291030

すなわち、数式２で表される熱膨張係数αと、基板１００の熱膨張係数αｓとの差が、１０ｐｐｍ／℃以下、望ましくは５ｐｐｍ／℃以下であれば良い。
なお、この場合も、温度変化に対しての熱膨張差による反りを解消するために、積層構造体の厚さ方向の中心から外側に向けての各積層膜の上下方向の対称な位置には、同じ材料を用い、同じ厚さとすることが望ましい。
本実施形態に係るＭＥＭＳ可変キャパシタ４０によれば、広い温度範囲に渡って可動電極を固定電極に安定して接触させ、再現性や信頼性が優れ、大きな最大容量値を持つＭＥＭＳ可変キャパシタを提供できる。
なお、この場合も、バイモルフ型及びユニモルフ型の駆動梁を用いることができる。
（第５の実施の形態）
図２６は、本発明の第５の実施形態に係るＭＥＭＳ可変キャパシタの構成を例示する模式的平面図である。
図２６に表したように、本発明の第５の実施形態に係るＭＥＭＳ可変キャパシタ５０は、第４の実施形態に係るＭＥＭＳ可変キャパシタ４０を２つ組み合わせた、「Ｗ字形状」を２つ組み合わせた形状を有している。
すなわち、第５の実施形態に係るＭＥＭＳ可変キャパシタ５０は、第４の実施形態に係るＭＥＭＳ可変キャパシタ４０に加え、以下を有している。
ＭＥＭＳ可変キャパシタ５０は、一端３２０ａが基板１００に固定され、他端が第５の接続端３２０ｂとされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第５の駆動梁３２０と、一端が第５の接続端３２０ｂと接続された第６の接続端３４０ａとされ、第６の接続端３４０ａから第５の駆動梁３２０と平行かつ逆方向に延伸し、他端３４０ｂが第３の作用端３４４とされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第６の駆動梁３４０と、をさらに有している。
そして、一端４２０ａが基板１００に固定され、他端が第７の接続端４２０ｂとされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第７の駆動梁４２０と、一端が第７の接続端４２０ｂと接続された第８の接続端４４０ａとされ、第８の接続端４４０ａから第７の駆動梁４２０と平行かつ逆方向に延伸し、他端４４０ｂが第４の作用端４４４とされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第８の駆動梁４４０と、をさらに備える。
そして、可動電極１０７は、第３の作用端３４４と第４の作用端４４４との間に設けられている。
そして、第５及び第７の駆動梁３２０、４２０は、直線上に配置され、第６及び第８の駆動梁３４０、４４０は、直線上に配置される。
さらに、第５及び第６の駆動梁３２０、３４０と、第７及び第８の駆動梁４２０、４４０と、は、線対称に配置されている。
そして、なお、この場合も、可動電極１０７の熱膨張係数は、基板１００の熱膨張係数と同じに設定されている。
このような構成を有する本実施形態に係るＭＥＭＳ可変キャパシタ５０においては、ＭＥＭＳ可変キャパシタ４０に対して、さらに、Ｙ軸方向の応力ひずみを補償することができ、可動電極１０７はさらに安定して固定電極１０８との距離を平行に保つことができる。
このように、本実施形態に係るＭＥＭＳ可変キャパシタ５０によれば、さらに、広い温度範囲に渡って可動電極１０７を固定電極１０８に安定して接触させ、再現性や信頼性が優れ、大きな最大容量値を持つＭＥＭＳ可変キャパシタを提供できる。
また、この場合も、バイモルフ型及びユニモルフ型の駆動梁を用いることができる。
なお、上記説明した各実施形態に係るＭＥＭＳ可変キャパシタは、高周波に対応するキャパシティブスイッチとして利用することができる。
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、ＭＥＭＳ可変キャパシタを構成する各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。 また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
その他、本発明の実施の形態として上述したＭＥＭＳ可変キャパシタを基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全てのＭＥＭＳ可変キャパシタも、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
本発明の第１の実施形態に係るＭＥＭＳ可変キャパシタの構成を例示する模式図である。 第１の比較例のＭＥＭＳ可変キャパシタの構成を例示する模式的平面図である。 本発明の第２の実施形態に係るＭＥＭＳ可変キャパシタの構成を例示する模式的平面図である。 本発明の第２の実施形態に係る別のＭＥＭＳ可変キャパシタの構成を例示する模式的平面図である。 本発明の第２の実施形態に係る別のＭＥＭＳ可変キャパシタの構成を例示する模式的平面図である。 本発明の第３の実施形態に係るＭＥＭＳ可変キャパシタの構成を例示する模式的平面図である。 図６のＣ−Ｃ’線断面図である。 第２の比較例のＭＥＭＳ可変キャパシタの構成を例示する模式的平面図である。 本発明の第３の実施形態に係る別のＭＥＭＳ可変キャパシタの構成を例示する模式的平面図である。 第１の実施例に係るＭＥＭＳ可変キャパシタの構成を例示する模式的平面図である。 図１０のＡ−Ａ’線断面図である。 図１０のＢ−Ｂ’線断面図である。 図１０のＣ−Ｃ’線断面図である。 図１０のＤ−Ｄ’線断面図である。 ＭＥＭＳ可変キャパシタの上部電極の構造を例示する模式的平面図である。 ＭＥＭＳ可変キャパシタの中間電極の構造を例示する模式的平面図である。 ＭＥＭＳ可変キャパシタの下部電極の構造を例示する模式的平面図である。 本発明の第１の実施例に係るＭＥＭＳ可変キャパシタの製造方法を例示する工程順模式的断面図である。 図１８に続く工程順模式的断面図である。 本発明の第１の実施例に係るＭＥＭＳ可変キャパシタの特性を例示するグラフ図である。 第３の比較例のＭＥＭＳ可変キャパシタの特性を例示するグラフ図である。 本発明の第２の実施例に係るＭＥＭＳ可変キャパシタの構成を例示する模式的平面図である。 図２２のＡ−Ａ’線断面図である。 本発明の第４の実施形態に係るＭＥＭＳ可変キャパシタの構成を例示する模式的平面図である。 本発明の第４の実施形態に係るＭＥＭＳ可変キャパシタに用いることができる積層構造体を例示する模式的断面図である。 本発明の第５の実施形態に係るＭＥＭＳ可変キャパシタの構成を例示する模式的平面図である。
符号の説明
１０、２０、２０ａ、２０ｂ、３０、３１、３２、３３、４０、５０、９０、９１、９３ ＭＥＭＳ可変キャパシタ
９４、９５ ビアホール
１００ 基板
１００ａ 犠牲層
１０１ 主面
１０２ 下部電極
１０３ 下部圧電膜
１０３ａ 圧電膜
１０４ 中間電極
１０５ 上部圧電膜
１０６ 上部電極
１０６ａ 支持膜
１０７ 可動電極
１０８ 固定電極
１０９ 誘電膜
１１０ 第１の接続梁
１１０ｂ 第１の接続梁端
１１５ 第１のアンカー
１１６ 第１のスリット
１２０ 第１の駆動梁
１２０ｂ 第１の接続端
１３０ 第１の接続部
１４０ 第２の駆動梁
１４０ａ 第２の接続端
１４４ 第１の作用端
１５０ 第１の弱接続梁
２１０ 第２の接続梁
２１０ｂ 第２の接続梁端
２１５ 第２のアンカー
２１６ 第２のスリット
２２０ 第３の駆動梁
２２０ｂ 第３の接続端
２３０ 第２の接続部
２４０ 第４の駆動梁
２４０ａ 第４の接続端
２４４ 第２の作用端
２５０ 第２の弱接続梁
３１０ 第３の接続梁
３１０ｂ 第３の接続梁端
３１５ 第３のアンカー
３１６ 第３のスリット
３２０ 第５の駆動梁
３２０ｂ 第５の接続端
３３０ 第３の接続部
３４０ 第６の駆動梁
３４０ａ 第６の接続端
３４４ 第３の作用端
３５０ 第３の弱接続梁
４１０ 第４の接続梁
４１０ｂ 第４の接続梁端
４１５ 第４のアンカー
４１６ 第４のスリット
４２０ 第７の駆動梁
４２０ｂ 第７の接続端
４３０ 第４の接続部
４４０ 第８の駆動梁
４４０ａ 第８の接続端
４４４ 第４の作用端
４５０ 第４の弱接続梁
７１０ 第１層
７１１＿ｉ ｉ番目の積層膜
７２０ 第２層
７３０ 第３層

Claims (17)

  1. 一端が基板に固定され、他端が第１の接続梁端とされた第１の接続梁と、
    一端が前記第１の接続梁端と接続され、他端が第１の接続端とされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第１の駆動梁と、
    一端が前記第１の接続端と接続された第２の接続端とされ、前記第２の接続端から前記第１の駆動梁と平行かつ逆方向に延伸し、他端が第１の作用端とされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第２の駆動梁と、
    一端が前記基板に固定され、他端が第２の接続梁端とされた第２の接続梁と、
    一端が前記第２の接続梁端と接続され、他端が第３の接続端とされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第３の駆動梁と、
    一端が前記第３の接続端と接続された第４の接続端とされ、前記第４の接続端から前記第３の駆動梁と平行かつ逆方向に延伸し、他端が第２の作用端とされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第４の駆動梁と、
    前記第１の作用端と前記第２の作用端との間に設けられた可動電極と、
    前記可動電極と対向して前記基板上に設けられた固定電極と、
    を備え、
    前記第１及び第３の駆動梁は、直線上に配置され、
    前記第２及び第４の駆動梁は、直線上に配置され、
    前記第１及び第２の駆動梁と、前記第３及び第４の駆動梁と、は、線対称に配置されていることを特徴とするＭＥＭＳ可変キャパシタ。
  2. 一端が前記基板に固定され、他端が第３の接続梁端とされた第３の接続梁と、
    一端が前記第３の接続梁端と接続され、他端が第５の接続端とされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第５の駆動梁と、
    一端が前記第５の接続端と接続された第６の接続端とされ、前記第６の接続端から前記第５の駆動梁と平行かつ逆方向に延伸し、他端が第３の作用端とされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第６の駆動梁と、
    一端が前記基板に固定され、他端が第４の接続梁端とされた第４の接続梁と、
    一端が前記第４の接続梁端と接続され、他端が第７の接続端とされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第７の駆動梁と、
    一端が前記第７の接続端と接続された第８の接続端とされ、前記第８の接続端から前記第７の駆動梁と平行かつ逆方向に延伸し、他端が第４の作用端とされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第８の駆動梁と、
    をさらに備え、
    前記可動電極は、前記第３の作用端と前記第４の作用端との間に設けられ、
    前記第５及び第７の駆動梁は、直線上に配置され、
    前記第６及び第８の駆動梁は、直線上に配置され、
    前記第５及び第６の駆動梁と、前記第７及び第８の駆動梁と、は、線対称に配置されていることを特徴とする請求項１記載のＭＥＭＳ可変キャパシタ。
  3. 前記第１、第２、第３、第４の接続梁、及び、前記可動電極は、単層の導電層からなることを特徴とする請求項２記載のＭＥＭＳ可変キャパシタ。
  4. 前記第１、第２、第３、第４の接続梁、及び、前記可動電極は、熱膨張係数が同じ材料からなることを特徴とする請求項２または３に記載のＭＥＭＳ可変キャパシタ。
  5. 前記第１、第２、第３、第４の接続梁、及び、前記可動電極は、同じ材料からなることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１つに記載のＭＥＭＳ可変キャパシタ。
  6. 前記第１、第２、第３、第４の接続梁は、延在方向に実質的平行に延在するスリットを有することを特徴とする請求項２〜５のいずれか１つに記載のＭＥＭＳ可変キャパシタ。
  7. 前記第１の作用端と前記可動電極との間に設けられた第１の弱接続梁と、
    前記第２の作用端と前記可動電極との間に設けられた第２の弱接続梁と、
    前記第３の作用端と前記可動電極との間に設けられた第３の弱接続梁と、
    前記第４の作用端と前記可動電極との間に設けられた第４の弱接続梁と、
    をさらに備え、
    前記第１〜第４の弱接続梁は、前記第１〜第８の駆動梁及び前記可動電極の少なくともいずれかの曲げ剛性よりも小さな曲げ剛性を有することを特徴とする請求項２〜６のいずれか１つに記載のＭＥＭＳ可変キャパシタ。
  8. 前記第１及び第２の接続梁の長さの和、及び、前記第３及び第４の接続梁の長さの和は、それぞれ、前記可動電極の長さと等しいことを特徴とする請求項２〜７のいずれか１つに記載のＭＥＭＳ可変キャパシタ。
  9. 前記第１及び第２の接続梁の長さの和、及び、前記第３及び第４の接続梁の長さの和は、それぞれ、前記可動電極に対して７０％〜１３０％の範囲であることを特徴とする請求項２〜８のいずれか１つに記載のＭＥＭＳ可変キャパシタ。
  10. 一端が基板に固定され、他端が第１の接続端とされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第１の駆動梁と、
    一端が前記第１の接続端と接続された第２の接続端とされ、前記第２の接続端から前記第１の駆動梁と平行かつ逆方向に延伸し、他端が第１の作用端とされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第２の駆動梁と、
    一端が前記基板に固定され、他端が第３の接続端とされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第３の駆動梁と、
    一端が前記第３の接続端と接続された第４の接続端とされ、前記第４の接続端から前記第３の駆動梁と平行かつ逆方向に延伸し、他端が第２の作用端とされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第４の駆動梁と、
    前記第１の作用端と前記第２の作用端との間に設けられ、熱膨張係数が前記基板と等しい可動電極と、
    前記可動電極と対向して前記基板上に設けられた固定電極と、
    を備え、
    前記第１及び第３の駆動梁は、直線上に配置され、
    前記第２及び第４の駆動梁は、直線上に配置され、
    前記第１及び第２の駆動梁と、前記第３及び第４の駆動梁と、は、線対称に配置されていることを特徴とするＭＥＭＳ可変キャパシタ。
  11. 前記可動電極の熱膨張係数と、前記基板の熱膨張係数と、の差は、１０ｐｐｍ／℃以下であることを特徴とする請求項１０記載のＭＥＭＳ可変キャパシタ。
  12. 一端が前記基板に固定され、他端が第５の接続端とされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第５の駆動梁と、
    一端が前記第５の接続端と接続された第６の接続端とされ、前記第６の接続端から前記第５の駆動梁と平行かつ逆方向に延伸し、他端が第３の作用端とされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第６の駆動梁と、
    一端が前記基板に固定され、他端が第７の接続端とされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第７の駆動梁と、
    一端が前記第７の接続端と接続された第８の接続端とされ、前記第８の接続端から前記第７の駆動梁と平行かつ逆方向に延伸し、他端が第４の作用端とされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第８の駆動梁と、
    をさらに備え、
    前記可動電極は、前記第３の作用端と前記第４の作用端との間に設けられ、
    前記第５及び第７の駆動梁は、直線上に配置され、
    前記第６及び第８の駆動梁は、直線上に配置され、
    前記第５及び第６の駆動梁と、前記第７及び第８の駆動梁と、は、線対称に配置されていることを特徴とする請求項１０または１１に記載のＭＥＭＳ可変キャパシタ。
  13. 前記第１の作用端と前記可動電極との間に設けられた第１の弱接続梁と、
    前記第２の作用端と前記可動電極との間に設けられた第２の弱接続梁と、
    前記第３の作用端と前記可動電極との間に設けられた第３の弱接続梁と、
    前記第４の作用端と前記可動電極との間に設けられた第４の弱接続梁と、
    をさらに備え、
    前記第１〜第４の弱接続梁は、前記第１〜第８の駆動梁及び前記可動電極の少なくともいずれかの曲げ剛性よりも小さな曲げ剛性を有することを特徴とする請求項１２記載のＭＥＭＳ可変キャパシタ。
  14. 一端が基板に固定され、他端が第１の接続端とされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第１の駆動梁と、
    一端が前記第１の接続端と接続された第２の接続端とされ、前記第２の接続端から前記第１の駆動梁と平行かつ逆方向に延伸し、他端が第１の作用端とされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第２の駆動梁と、
    一端が前記基板に固定され、他端が第３の接続端とされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第３の駆動梁と、
    一端が前記第３の接続端と接続された第４の接続端とされ、前記第４の接続端から前記第３の駆動梁と平行かつ逆方向に延伸し、他端が第２の作用端とされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第４の駆動梁と、
    前記第１の作用端と前記第２の作用端との間に設けられ、単層の導電層からなる可動電極と、
    前記可動電極と対向して前記基板上に設けられた固定電極と、
    を備え、
    前記第１及び第３の駆動梁は、直線上に配置され、
    前記第２及び第４の駆動梁は、直線上に配置され、
    前記第１及び第２の駆動梁と、前記第３及び第４の駆動梁と、は、線対称に配置されていることを特徴とするＭＥＭＳ可変キャパシタ。
  15. 一端が前記基板に固定され、他端が第５の接続端とされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第５の駆動梁と、
    一端が前記第５の接続端と接続された第６の接続端とされ、前記第６の接続端から前記第５の駆動梁と平行かつ逆方向に延伸し、他端が第３の作用端とされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第６の駆動梁と、
    一端が前記基板に固定され、他端が第７の接続端とされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第７の駆動梁と、
    一端が前記第７の接続端と接続された第８の接続端とされ、前記第８の接続端から前記第７の駆動梁と平行かつ逆方向に延伸し、他端が第４の作用端とされ、下部電極および上部電極に挟まれた圧電膜を有する第８の駆動梁と、
    をさらに備え、
    前記可動電極は、前記第３の作用端と前記第４の作用端との間に設けられ、
    前記第５及び第７の駆動梁は、直線上に配置され、
    前記第６及び第８の駆動梁は、直線上に配置され、
    前記第５及び第６の駆動梁と、前記第７及び第８の駆動梁と、は、線対称に配置されていることを特徴とする請求項１４記載のＭＥＭＳ可変キャパシタ。
  16. 前記第１〜第８の駆動梁は、下部電極、圧電層、上部電極を有する圧電ユニモルフ構造を有することを特徴とする請求項２〜９、１２〜１５のいずれか１つに記載のＭＥＭＳ可変キャパシタ。
  17. 前記第１〜第８の駆動梁は、下部電極、下部圧電層、中間電極、上部圧電層、上部電極を有する圧電バイモルフ構造を有することを特徴とする請求項２〜９、１２〜１５のいずれか１つに記載のＭＥＭＳ可変キャパシタ。
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