JP4945204B2

JP4945204B2 - アクチュエータ

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Application number: JP2006244425A
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Inventors: 民雄池橋
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Description

本発明は、マイクロマシン又はMEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)を構成するアクチュエータに関し、例えば、スイッチ、可変容量などの可動部を有する素子に使用される。

アクチュエータは、スイッチ、可変容量などの可動部を有する素子の主要部を構成する（例えば、特許文献１参照）。

ここで、アクチュエータのうちの１つに静電タイプがある。この静電アクチュエータには、ブリッジ構造（可動部の両端が支えられている構造）、カンチレバー構造（可動部の一端のみが支えられている構造）などが知られている。

ブリッジ構造は、残留応力による可動部の反りが少なくなるという利点を有するが、同時に、プルイン電圧及びプルアウト電圧の温度依存性が大きくなるという欠点も併せ持つ。

この温度依存性は、基板と可動部（ブリッジ部）との間で熱膨張係数が異なることに起因し、可動部のばね定数ｋが温度依存性を持つようになることが原因となっているが、これをなくすことは難しい。

しかし、この状態を放置すると、温度依存性によりプルアウト電圧が低下したときに、可動部が電極から離れなくなる現象（スティクション）が発生する。

また、プルイン電圧及びプルアウト電圧の変動は、いわゆるプロセスばらつきにより、同一又は異なるチップ内の静電アクチュエータ間でも発生する。

従って、このようなプルイン電圧及びプルアウト電圧の変動に起因する静電アクチュエータの信頼性の低下を防止する技術の開発が望まれる。
米国特許第6,483,395号明細書

本発明の例では、プルイン電圧及びプルアウト電圧の変動に起因するアクチュエータの信頼性の低下を防止する技術を提案する。

本発明の例に関わるアクチュエータは、互いに電気的に絶縁された複数の電極部から構成され、可動部を駆動する駆動電極を備え、複数の電極部のうちの一部に選択的に駆動電圧を印加することにより可動部に作用する静電力の大きさを制御し、プルイン前後で駆動電圧を印加する複数の電極部の数が異なる。

本発明の例によれば、プルイン電圧及びプルアウト電圧の変動に起因するアクチュエータの信頼性の低下を防止できる。

以下、図面を参照しながら、本発明の例を実施するための最良の形態について詳細に説明する。

１．概要
本発明の例では、可動部を駆動する駆動電極を互いに電気的に絶縁された複数の電極部から構成し、複数の電極部のうちの一部に選択的に駆動電圧を印加することにより、プルイン電圧及びプルアウト電圧の温度依存性に起因する悪影響を回避する。

例えば、本発明の例に関わるアクチュエータは、図１に示すように、駆動電極が基板上のｎ（ｎは、２以上の自然数）個の電極部から構成される。ｎ個の電極部は、駆動電圧の値や、駆動電圧を印加する電極部の数などを制御するドライバに接続される。

この場合、駆動電極と可動部との間に発生する静電力は、駆動電圧を印加する電極部の数に比例する。

即ち、駆動電圧を印加する電極部の数をｍとし、１つの電極部が可動部と対向する部分の面積をＳとすると、駆動電極の実効面積Ａとしては、Ａ＝ｍ×Ｓとなり、駆動電極と可動部との間に発生する静電力Ｑは、ｍに比例することになる。

但し、駆動電圧を印加しない残りの（ｎ−ｍ）個の電極部は、可動部と同電位にする。

このような構成によれば、仮に、温度依存性により、可動部のばね定数ｋが変化し、プルイン電圧又はプルアウト電圧が変化したとしても、ｍの値を温度に応じて変化させることにより、その変化を小さくすることができ、アクチュエータの信頼性の低下を防止できる。

具体的には、プルイン電圧及びプルアウト電圧は、√（ｋ／Ａ）に比例するため、ｋの変化に応じてＡを変化させれば、図２に示すように、プルイン電圧Vpi又はプルアウト電圧Vpoの温度依存性を低減できる。
但し、ｋは、可動部のばね定数である。

また、ｎ個の電極部については、図３に示すように、可動部と対向する部分の面積をバイナリ状に変えれば、可動部と対向する部分の面積が全て同じ場合に比べて、駆動電極の駆動方法が簡略化される。

本発明の例は、温度依存性による特性変動のみならず、同一チップ内のアクチュエータの特性のばらつきや、異なるチップ内のアクチュエータの特性のばらつきなどを補償するに当っても有効である。

即ち、個々のアクチュエータについて特性のテストを行い、そのテスト結果に応じて駆動電圧を印加する電極部の数ｍを決定することにより、アクチュエータの特性のトリミングを行うこともできる。

２．実施の形態
(1) 温度依存性
まず、静電アクチュエータのプルイン電圧Vpi及びプルアウト電圧Vpoの温度依存性について説明する。

プルイン電圧Vpiとは、可動部をシグナル線にくっつけるために必要な駆動電圧の値のことであり、プルアウト電圧Vpoとは、可動部をシグナル線から離すために必要な駆動電圧の値のことである。

図４は、駆動電圧と容量（可動部とシグナル線との間の容量）との関係を示している。

プルイン電圧Vpiは、プルアウト電圧Vpoよりも大きい。最大容量Ｃ２を得るためには、駆動電圧をプルイン電圧Vpiよりも大きな値Vaにする必要があり、最小容量Ｃ１を得るためには、駆動電圧をプルアウト電圧Vpoよりも小さな値、例えば、0Vにする必要がある。

ここで、静電アクチュエータを２値可変容量として使用する場合には、図５に示すような駆動電圧を駆動電極に印加する。プルイン後に電圧をVhに下げるのは、電界を緩和してチャージングを抑制するためである。

次に、プルイン電圧Vpi及びプルアウト電圧Vpoのばらつきについて検討する。このようなばらつきに対しても、静電アクチュエータを安定的に動作させるためには、VpiとVaとのマージンMpi及びVpoとVhとのマージンMpoとを十分な大きさにしなければならない。

しかし、そのばらつきの原因が温度依存性にある場合、図６に示すように、プルイン電圧Vpi及びプルアウト電圧Vpoは、温度に応じて変動する。即ち、高温では、熱膨張によりばね定数ｋが小さくなるため、温度の上昇に従い、プルイン電圧Vpi及びプルアウト電圧Vpoは低下する。

このため、温度によらずに確実に可動部をシグナル線にくっつける（プルインさせる）ためには、想定される最小温度でのプルイン電圧Vpiよりも駆動電圧Vaを大きくする必要がある。

その結果、絶縁層にトラップされるチャージが増え、電圧を0Vにしても電極が離れなくなる、というスティクション不良が起こり易くなる。

(2) 第１実施の形態
図７は、第１実施の形態に関わるＭＥＭＳシステムを示している。
このシステムは、ＭＥＭＳ１１とドライバ１２とから構成される。

ＭＥＭＳ１１とドライバ１２は、同一チップ内に混載されていてもよいし、異なるチップに形成されていてもよい。

ＭＥＭＳ１１は、図１又は図３に示すように、複数の電極部から構成される駆動電極を有する。

ドライバ１２は、温度検知回路１３、電圧生成回路１４、切り替え回路１５及びコントロール回路１６を有する。

温度検知回路１３は、例えば、ＭＥＭＳ１１が形成されるチップの温度をモニタし、その温度に応じて、駆動電圧を印加する電極部の数を決定する制御信号S1,S2,…Snを出力する。

電圧生成回路１４は、駆動電圧を生成する。

切り替え回路１５は、制御信号S1,S2,…Snに基づいて、選択された電極部に駆動電圧を転送するための回路である。

コントロール回路１６は、温度検知回路１３、電圧生成回路１４及び切り替え回路１５の動作を制御する。

温度検知回路１３は、例えば、図８に示すような回路から構成される。この回路では、抵抗素子R1によって決まる電流I1と、抵抗素子R2とダイオードD1によって決まる電流Irefとの温度特性の違いを利用して温度検知を行う。

具体的には、ダイオードD1の温度依存性を利用してIrefとI1との温度特性に差を持たせる。但し、I1<I2<…Inとする。

例えば、I1,I2,…Inの温度依存性をなくしてもよい。その場合、Vsupplyは、BGR回路で生成した基準電圧を使用する。また、I1,I2,…Inについては、ＰチャネルＭＯＳトランジスタのゲート幅W1,…Wnにより制御する。

この場合、図９に示すように、Irefの温度特性とI1,I2,…Inの温度特性との交点は、温度T1,T2,…Tnとして定義される。

従って、温度検知回路１３から出力される制御信号S1,S2,…Snは、温度に応じて異なる値を示すため、制御信号S1,S2,…Snの値により温度を検知することができる。

尚、温度検知回路１３は、温度特性の異なる２つの電流を生成することが重要である。いずれか一方が温度依存性のない電流源になっている必要はない。そのために、図８では、ダイオードと抵抗を利用しているが、それ以外の素子を利用してもよい。

また、図８では、温度特性の異なる２つの電流のうちの一方を生成するのに温度特性を有するダイオードを使用しているが、異なる温度特性の２つのダイオードを使用して２つの電流を生成するようにしてもよい。

図１０は、ＭＥＭＳの構造例を示している。図１１は、図１０のＸＩ−ＸＩ線に沿う断面図である。

この構造例は、ブリッジ構造アクチュエータを使用した２値可変容量であり、シグナル線Lsignalとグランド線Lgndとの間の容量を可動部により制御する点に特徴を有する。

半導体基板２１上には、絶縁層２２が形成される。絶縁層２２上には、シグナル線Lsignal及びグランド線Lgndが形成される。シグナル線Lsignal及びグランド線Lgndは、共に、Ｙ方向に延びる。シグナル線Lsignalは、２つのグランド線Lgndの間に配置される。

シグナル線Lsignalの上部には、Ｘ方向に延びる可動部２３が形成される。可動部２３の両端は、アンカー２４により支えられる。可動部２３及びアンカー２４は、共に導電材料から構成され、グランド線Lgndに電気的に接続される。

シグナル線Lsignal及びグランド線Lgndの間であって可動部２３の直下には、駆動電極２５が形成される。駆動電極２５は、互いに電気的に絶縁された複数の電極部から構成される。

本例では、図７の切り替え回路１５から出力される信号をN1,N2,N3の３つとし、駆動電極２５の実効面積を８通りに変えられるようにしてある。

但し、これは、一例であって、駆動電極２５の実効面積を変える方法がこれに限定されることはない。

シグナル線Lsignal、グランド線Lgnd及び駆動電極２５は、それぞれ絶縁層２６により覆われる。

このようなＭＥＭＳシステムにおいて、例えば、図９に示すように、制御信号S1,S2,…Snが全て”L”のとき、ＭＥＭＳが形成されるチップの温度は、Ｔ１未満と認識される。この場合、可動部２３をシグナル線Lignalにプルインさせるために、N1,N2,N3の全てを駆動電圧に設定する。

また、チップ温度が変化し、例えば、図９に示すように、制御信号S1,S2,…Snのうち、S1が”H”、残りの全てS2,…Snが”L”になると、チップ温度は、Ｔ１以上、Ｔ２未満と認識される。この場合、可動部２３をシグナル線Lignalにプルインさせるために、N2,N3を駆動電圧に設定し、N1を接地電位に設定する。

同様に、表１に示すように、温度変化に応じて、駆動電圧を印加する電極部の数を変えることにより、温度変化によりプルイン電圧及びプルアウト電圧が変動しても、静電アクチュエータの信頼性が低下することはない。

即ち、例えば、図１２に示すように、温度が上昇してばね定数ｋが小さくなり、プルイン電圧Vpi及びプルアウト電圧Vpoが低下したら、これに合わせて、駆動電極の実効面積を段階的に小さくすることにより、プルイン電圧Vpi及びプルアウト電圧Vpoの変動量を小さく抑えることが可能である。

従って、プルイン電圧Vpi及びプルアウト電圧Vpoの温度依存性は実質的になくなったと考えることができ、駆動電圧Va, Vssの差を小さくできる。

温度と制御信号の対応は、表１以外にも種々あり得る。例えば、T<T1のときN1=Vss, N2=Va, N3=Vaとしてもよい。

(3) 第２実施の形態
図１３は、第２実施の形態に関わるＭＥＭＳの駆動電極を示している。
ＭＥＭＳシステムは、第１実施の形態と同じであるので、ここでは、その説明を省略する。

第２実施の形態の特徴は、ＭＥＭＳの駆動電極２５を構成する電極部の数にある。即ち、図７の切り替え回路１５から出力される信号をN1,N2,N3,N4の４つとし、駆動電極２５の実効面積を１６通りに変えられるようにしてある。

尚、図１３の駆動電極２５は、例えば、図１０及び図１１のＭＥＭＳのシグナル線Lsignalとグランド線Lgndとの間の２つのスペースにそれぞれ配置される。

(4) 第３実施の形態
図１４は、第３実施の形態に関わるＭＥＭＳの駆動電極を示している。
ＭＥＭＳシステムは、第１実施の形態と同じである。

第３実施の形態が第１実施の形態と異なる点は、駆動電極２５を構成する複数の電極部の各々に独立に駆動電圧が印加できることにある。

この場合、図７の切り替え回路１５から出力される信号N1,N2,N3,…Nkの数は、駆動電極２５の電極部の数に比例して増加する。

尚、図１４の駆動電極２５は、例えば、図１０及び図１１のＭＥＭＳのシグナル線Lsignalとグランド線Lgndとの間の２つのスペースにそれぞれ配置される。

(5) 第４実施の形態
図１５は、第４実施の形態に関わるＭＥＭＳの駆動電極を示している。
ＭＥＭＳシステムは、第１実施の形態と同じである。

第４実施の形態の特徴は、ＭＥＭＳの駆動電極２５を構成する電極部の大きさにある。即ち、複数の電極部の面積は、バイナリ的に増加する。これは、図１０及び図１１において、同じ信号が印加される電極部を１つに結合させたものと等価である。

この場合、第１実施の形態と同様の温度制御によりＭＥＭＳシステムを機能させることができる。

尚、図１５の駆動電極２５は、例えば、図１０及び図１１のＭＥＭＳのシグナル線Lsignalとグランド線Lgndとの間の２つのスペースにそれぞれ配置される。

(6) 第５実施の形態
図１６は、第５実施の形態に関わるＭＥＭＳの構造を示している。
ＭＥＭＳシステムは、第１実施の形態と同じである。

第５実施の形態が第１実施の形態と異なる点は、シグナル線Lsignal上に複数の静電アクチュエータが配置されている点にある。

複数の静電アクチュエータは、同じ構造、例えば、図１０及び図１１に示す構造を有し、互いに独立に動作する。即ち、駆動電極２５に与える信号は、アクチュエータごとに異なる。

上部電極とシグナル線のオーバーラップ面積をバイナリ的に変化させれば、ｎ個のアクチュエータで可変容量の容量値としては２^ｎ値を実現できる。但し、各々のアクチュエータは、可変容量の容量値として２値を実現するものとする。

(7) 第６実施の形態
第１乃至第５実施の形態では、静電アクチュエータが可変容量を構成していたが、これをスイッチに変えることもできる。

ここでは、第１実施の形態の可変容量をスイッチに変更した場合について説明する。

図１７は、第６実施の形態に関わるＭＥＭＳの構造を示している。図１８は、図１７のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線に沿う断面図、図１９は、図１７のＸＩＸ−ＸＩＸ線に沿う断面図である。

ＭＥＭＳシステムは、第１実施の形態と同じである。

第６実施の形態が第１実施の形態と異なる点は、シグナル線Lsignalが可動部２３ａの直下で切断されること、シグナル線Lsignalが絶縁層２６に覆われないこと、可動部が複数の要素２３ａ，２３ｂ，２３ｃから構成されることにある。

可動部２３ｃは、絶縁体から構成され、可動部２３ａ，２３ｂを互いに電気的に絶縁する。可動部２３ａは、分断された信号線Lsignalを電気的に接続するためのものである。また、可動部２３ｂは、グランド線Lgndに接続され、駆動電極２５との間で静電力を発生させるためのものである。

このように、本発明の例は、スイッチにも適用可能である。

(8) 第７実施の形態
第７実施の形態は、静電アクチュエータの可動部の駆動方式に関する。

図２０は、プルイン電圧Vpi及びプルアウト電圧Vpoの温度依存性の例を示している。

プルイン電圧Vpiの温度特性とプルアウト電圧Vpoの温度特性とは異なる場合がある。これは、プルアウト電圧Vpoが、可動部と駆動電極との間に発生する静電力以外の力、具体的には、ファンデルワールス力にも依存するためである。

このファンデルワールス力の温度依存性に対しては、プルイン前後において駆動電圧を印加する電極部の数を変えることが有効である。

例えば、プルイン前において駆動電圧が印加される電極部の数がｍ本である場合には、プルイン後にはその電極部の数を（ｍ−ｊ）本に減らせばよい。

但し、プルイン後に駆動電圧が印加される（ｍ−ｊ）本の電極部は、プルイン前に駆動電圧が印加されていたｍ本の電極部の一部とする。これは、駆動電圧が印加される電極部の数の切り替え時に一時的に駆動電圧がプルアウト電圧Vpoを下回ることを防止するためである。

(9) 第８実施の形態
第８実施の形態は、駆動電圧の制御方式に関する。

プルイン電圧Vpi及びプルアウト電圧Vpoの変動に起因する静電アクチュエータの信頼性の低下を防止するためには、既に述べた各実施の形態のように、例えば、温度に応じて駆動電極の実効面積を変え、プルイン電圧Vpi及びプルアウト電圧Vpoの変動幅を小さくする、というアプローチは非常に有効である。

また、これ以外に、プルイン電圧Vpi及びプルアウト電圧Vpoの変動に応じて駆動電圧の値を変動させ、プルイン電圧Vpiと駆動電圧VaとのマージンMpi及びプルアウト電圧Vpoと駆動電圧VhとのマージンMpoを略一定にし、静電アクチュエータの信頼性の低下を防止する、というアプローチも存在する。

このアプローチは、特に、高温でのチャージ注入量の増大が、高温での引き剥がし力（プルアウト電圧Vpo）の低下よりも顕著である場合に有効である。

図２１は、駆動電圧Va, Vhの温度依存性の例を示している。

プルイン電圧Vpi及びプルアウト電圧Vpoは、例えば、その温度依存性により、温度の上昇に応じて低下する。そこで、これに合わせて、プルインさせるための駆動電圧Va及びホールドさせるための駆動電圧Vhも、温度の上昇に応じて低下させる。

これにより、プルイン電圧Vpiと駆動電圧VaとのマージンMpi及びプルアウト電圧Vpoと駆動電圧VhとのマージンMpoを、温度によらず、常に略一定にすることができるため、駆動電極と可動部との間の絶縁層及びシグナル線と可動部との間の絶縁層に印加される電界が大きくなり過ぎることはなく、静電アクチュエータの信頼性の向上に貢献できる。

図２２は、図２１の特性を実現するＭＥＭＳシステムの例を示している。
このシステムは、ＭＥＭＳ１１とドライバ１２とから構成される。

ＭＥＭＳ１１の種類及び構造については、第８実施の形態においては特に限定されない。即ち、アクチュエータに関して言えば、温度に応じて特性が変化するもの全てに適用可能である。

例えば、静電アクチュエータ、熱アクチュエータ、圧電アクチュエータ、電磁アクチュエータなどに有効である。

熱アクチュエータでは、電流による熱でバイモルフが変形することを利用してアクチュエータ機能を持たせている。しかし、バイモルフは、熱により変形する性質を有するため、この性質を考慮すると、温度に応じてアクチュエータの駆動電圧を変える技術は、熱アクチュエータの性能向上に効果的と考えられる。

圧電アクチュエータについても、同様のことが言える。

また、アクチュエータが静電タイプの場合、上述の各実施の形態で説明したように、アクチュエータの駆動電極については、複数の電極部から構成してもよいし、従来のように、駆動電極の実効面積を一定にしてもよい。

ドライバ１２は、温度検知回路１３、電圧生成回路１４及びコントロール回路１６を有する。

温度検知回路１３は、例えば、ＭＥＭＳ１１が形成されるチップの温度をモニタし、その温度に応じて、駆動電圧の値を決定する制御信号S1,S2,…Snを出力する。電圧生成回路１４は、制御信号S1,S2,…Sn、即ち、チップ温度の変化に応じて駆動電圧の値を変化させる。

コントロール回路１６は、温度検知回路１３及び電圧生成回路１４の動作を制御する。

(10) 第９実施の形態
プルイン電圧及びプルアウト電圧の変動の原因は、温度以外にも存在する。

例えば、ＭＥＭＳは、ウェハプロセスにより形成されるが、その時、いわゆるプロセスばらつき（素子特性のばらつき）が発生する。プロセスばらつきは、同一チップ内の素子間でも生じるし、異なるチップ内の素子間でも生じる。

本発明の例を適用すれば、このようなプロセスばらつきの変動幅を減らすことができるため、プルインのための駆動電圧とプルアウトのための駆動電圧との差を小さくできる。従って、可動部と駆動電極との間の絶縁層に印加される電圧が緩和され、高信頼性のＭＥＭＳシステムを実現できる。

図２３は、第９実施の形態に関わるＭＥＭＳシステムを示している。
このシステムは、ＭＥＭＳ１１とドライバ１２とから構成される。

ドライバ１２は、電圧生成回路１４、切り替え回路１５、コントロール回路１６及び記憶回路１７を有する。

電圧生成回路１４は、駆動電圧を生成する。

切り替え回路１５は、ＭＥＭＳ１１に与える駆動電圧の値を切り替え、また、ＭＥＭＳ１１が図１又は図３に示すような構造を有する場合には、駆動電圧を印加する電極部の数を決定するための回路である。

記憶回路１７は、フラッシュメモリや、フューズ素子などの不揮発性メモリから構成される。

コントロール回路１６は、電圧生成回路１４、切り替え回路１５及び記憶回路１７の動作を制御する。

このＭＥＭＳシステムでは、まず、ＭＥＭＳ１１の特性をテストする。

そして、ＭＥＭＳ１１の特性に応じて、駆動電圧の値や、駆動電圧を印加する電極部の数などを決定する。

また、これらのデータをテスト結果として記憶回路１７に格納する。

通常動作時には、記憶回路１７に記憶されたデータを読み出し、そのデータを電圧生成回路１４及び切り替え回路１５に転送する。電圧生成回路１４は、例えば、記録回路１７からのデータに基づいて駆動電圧の値を決定する。また、切り替え回路１５は、例えば、記録回路１７からのデータに基づいて駆動電圧を印加する電極部の数を決定する。

これにより、プルイン電圧及びプルアウト電圧の変動に起因するアクチュエータの信頼性の低下を防止する。

図２４は、テストシーケンスを示している。
このテストシーケンスは、図１又は図３に示すような駆動電極の実効面積を変えることができる静電アクチュエータを対象とする。

まず、駆動電極の実効面積（電極面積）を最小値に設定する（ステップＳＴ１）。そして、駆動電極に駆動電圧を印加し、可動部がプルインするか否かを検証する（ステップＳＴ２〜ＳＴ３）。

プルインしない場合には、駆動電極の実効面積が最大値であるか否かを検証し、最大値でないときには、駆動電極の実効面積を１単位分増やす（ステップＳＴ４〜ＳＴ５）。例えば、図１の静電アクチュエータの場合には、複数の電極部の面積が全て同じであるから、１単位は、１つの電極部の面積（可動部と対向する部分の面積）に等しい。

そして、再び、駆動電極に駆動電圧を印加し、可動部がプルインするか否かを検証する（ステップＳＴ２〜ＳＴ３）。

プルインしない場合には、駆動電極の実効面積が最大値でないことを条件に、駆動電極の実効面積をさらに１単位分増やす（ステップＳＴ４〜ＳＴ５）。

駆動電極の実効面積が最大値でもプルインしない場合は、静電アクチュエータが不良であると判断し、テストを終了する。

可動部がプルインした場合には、そのときの駆動電極の実効面積に関するデータを記憶回路に書き込んで、テストを終了する。

そして、通常動作時には、記憶回路からデータを読み出し、駆動電圧の値及び駆動電圧を印加する電極部の数を決定する。

ところで、第９実施の形態は、温度依存性に関する第１乃至第８実施の形態と組み合わせて使用することも可能である。

図２５は、温度依存性及びプロセスばらつきによる特性劣化を同時に解消できるＭＥＭＳシステムの例を示している。

電圧生成回路１４は、例えば、温度検知回路１３及び記録回路１７からのデータに基づいて、駆動電圧の値を決定する。また、切り替え回路１５は、例えば、温度検知回路１３及び記録回路１７からのデータに基づいて、駆動電圧を印加する電極部の数を決定する。

(11) その他
第１乃至第９実施の形態におけるＭＥＭＳシステムに関しては、可動部を固定電位（接地電位）にし、駆動電極を基板上の絶縁層上に形成しているが、これに代えて、可動部に駆動電極を形成し、基板上の絶縁層上に固定電位が印加される電極を配置してもよい。

このような構成でも、上述の第１乃至第９実施の形態と同様の動作及び同様の効果を得ることができる。

第１乃至第７実施の形態の静電アクチュエータは、熱型、圧電型、電磁型など、他のタイプのアクチュエータと組み合わされたいわゆるハイブリッド型であっても構わない。

３．まとめ
本発明の例によれば、プルイン電圧及びプルアウト電圧の変動に起因するアクチュエータの信頼性の低下を防止できる。

本発明の例は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、各構成要素を変形して具体化できる。また、上述の実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を構成できる。例えば、上述の実施の形態に開示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよいし、異なる実施の形態の構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の例に関わるアクチュエータの概要を示す図。図１のアクチュエータのプルイン／プルアウト電圧の温度依存性を示す図。図１のアクチュエータの変形例を示す図。静電アクチュエータのＣＶ特性を示す図。駆動電圧の波形の例を示す図。プルイン／プルアウト電圧の温度依存性を示す図。第１実施の形態に関わるＭＥＭＳシステムを示す図。温度検知回路の例を示す図。図８の温度検知回路の出力信号と温度との関係を示す図。ＭＥＭＳの構造を示す平面図。図１０のＸＩ−ＸＩ線に沿う断面図。プルイン／プルアウト電圧の温度依存性を示す図。第２実施の形態に関わるＭＥＭＳの駆動電極を示す図。第３実施の形態に関わるＭＥＭＳの駆動電極を示す図。第４実施の形態に関わるＭＥＭＳの駆動電極を示す図。第５実施の形態に関わるＭＥＭＳの構造を示す平面図。第６実施の形態に関わるＭＥＭＳの構造を示す平面図。図１７のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線に沿う断面図。図１７のＸＩＸ−ＸＩＸ線に沿う断面図。第７実施の形態に関わる温度特性を示す図。第８実施の形態に関わる温度特性を示す図。図２１の特性を実現するためのＭＥＭＳシステムを示す図。第９実施の形態に関わるＭＥＭＳシステムを示す図。図２３のＭＥＭＳシステムのテストシーケンスを示す図。本発明の例に関わるＭＥＭＳシステムの変形例を示す図。

符号の説明

１１：ＭＥＭＳ、１２：ドライバ、１３：温度検知回路、１４：電圧生成回路、１５：切り替え回路、１６：コントロール回路、１７：記憶回路、２１：半導体基板、２２，２６：絶縁層、２３：可動部、２４：アンカー、２５：駆動電極、 Lsignal：シグナル線、 Lgnd：グランド線。

Claims

互いに電気的に絶縁された複数の電極部から構成され、可動部を駆動する駆動電極を具備し、
前記複数の電極部に選択的に駆動電圧を印加することにより前記可動部に作用する静電力の大きさを制御し、
プルイン前後で前記駆動電圧を印加する前記複数の電極部の数が異なる
ことを特徴とするアクチュエータ。
請求項１に記載のアクチュエータと、温度検知回路と、前記駆動電圧を生成する電圧生成回路とを具備し、前記温度検知回路の出力信号に基づいて前記駆動電圧の値を決定することを特徴とするアクチュエータ駆動システム。
請求項１に記載のアクチュエータと、記憶回路と、前記駆動電圧を生成する電圧生成回路とを具備し、前記記憶回路に不揮発に記憶されたデータに基づいて、前記駆動電圧の値及び前記アクチュエータの可動部を駆動する駆動電極の実効面積の少なくとも１つを決定するアクチュエータ駆動システム。
互いに電気的に絶縁された複数の電極部から構成され、可動部を駆動する駆動電極を具備し、前記複数の電極部に選択的に駆動電圧を印加することにより前記可動部に作用する静電力の大きさを制御するアクチュエータと、
温度検知回路と、
前記駆動電圧を生成する電圧生成回路とを具備し、
前記温度検知回路の出力信号に基づいて前記駆動電圧を印加する前記複数の電極部を決定することを特徴とするアクチュエータ駆動システム。
前記温度検知回路の出力信号に基づいて前記駆動電圧の値を決定することを特徴とする請求項４に記載のアクチュエータ駆動システム。
記憶回路をさらに具備し、前記記憶回路に不揮発に記憶されたデータに基づいて、前記駆動電圧の値及び前記アクチュエータの可動部を駆動する駆動電極の実効面積の少なくとも１つを決定する請求項４に記載のアクチュエータ駆動システム。