KR100945107B1 - 강유전성 소자 및 그 관련 방법 - Google Patents

강유전성 소자 및 그 관련 방법 Download PDF

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텔레폰악티에볼라겟엘엠에릭슨(펍)
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    • H01G7/00—Capacitors in which the capacitance is varied by non-mechanical means; Processes of their manufacture
    • H01G7/06—Capacitors in which the capacitance is varied by non-mechanical means; Processes of their manufacture having a dielectric selected for the variation of its permittivity with applied voltage, i.e. ferroelectric capacitors

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Abstract

본 발명은, 가변 유전율을 가진 강유전성 기판(101)과 상기 기판상에 배열된 전도 전극(102, 103A-C)을 포함하며, 그 용량이 인가된 전압에 의존하는, 전기적으로 제어가능한/동조가능한 마이크로파 소자(10)에 관한 것이다. 상기 마이크로파 소자는 적어도 두 개의 기판/전극의 섹션 또는 부분을 포함하며, 상기 각 섹션 또는 부분마다 전압 인가시 상이한 전계 강도가 발생된다. 상기 발생된 전계 강도는, 마이크로파 소자의 용량의 전압 의존성(C(V))의 기울기(dC/dV)가 제어될 수 있도록 소자를 설계하고 및/또는 전압을 인가함으로써 제어된다.
마이크로파 소자, 강유전성 기판, 전극, 용량, 섹션, 전계 강도.

Description

강유전성 소자 및 그 관련 방법{FERROELECTRIC DEVICES AND METHOD RELATING THERETO}
본 발명은 커패시터 또는 더욱 구체적으로 말하면 전기적으로 동조가능한 커패시터(버랙터(varactor)), 및 공진기와 같은 마이크로파 소자(microwave device)에 관한 것이다. 훨씬 더 구체적으로는, 본 발명은 전기적으로 제어가능한 또는 동조가능한 강유전성 마이크로파 소자에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 가변 유전율(dielectric permittivity 또는 dielectric constant)을 가진 강유전성 기판 및 상기 기판상에 배열된 전도 전극을 포함하는 제어가능한 또는 동조가능한 마이크로파 소자에 관한 것인데, 여기서 상기 소자의 용량은 인가된 전압에 의존한다.
상기한 종류의 마이크로파 부품(component), 특히 강유전성 기판을 기반으로 한 전기적으로 제어되는 부품이 선행기술에 공지되어 있다. 박막 강유전성 기판 및 벌크(bulk) 재료 강유전성 기판 두 가지 모두를 사용하는 것이 공지되어 있다. 강유전성 재료의 유전율은 강유전성 재료의 특징을 나타내는 전계에 의존한다. 마이크로파 소자에서, 버랙터는, 위상 천이기, 지연선, 공진기 등에서, 예컨대 집중(lumped) 부품(0.1 λ보다 작은 크기를 가짐, 이 때 λ는 마이크로파 신호의 파장을 의미함) 또는 분산 부품(0.1 λ보다 큰 크기를 가짐)으로 사용될 수 있다. 이러한 소자에 대한 상이한 예가 예컨대 US-A-5 472 935와, SE-C-506 313을 우선권으로 하여 출원된 WO 96/42118에 설명되어 있는데, 이들 자료는 본원에서 참조로 포함된다.
보다 구체적으로는, 강유전성 재료의 유전율은 인가된 전계에 대해 비선형적인 의존성을 갖는 것을 특징으로 한다. 상기 의존성에 대한 간단한 수학적 모델이 1997년 J.Appl. Phys., Vol. 82, pp. 4475의 O. Vendik, S. Zubko에 의한 논문(이 자료 역시 본원에서 참조로서 포함됨)에 제시되어 있다. 유전율이 인가된 전계에 대해 비선형적인 의존성을 나타내므로, 그 결과, 예컨대 버랙터, 공진기 등과 같이 강유전성 기판이 사용되는 마이크로파 소자의 성능에서 상기와 유사한 비-선형성이 나타나게 된다.
강유전성 마이크로파 소자의 일례로는, 예컨대 스트론튬 티타네이트(Strontium Titanate:SrTiO3) 기판을 이용한 강유전성 평행판 커패시터가 있다. 이러한 평행판 커패시터의 경우, 소자의 용량 C(V)은 인가된 전압에 따라 비-선형적으로 변하게 된다. 의존성은
Figure 112009014803155-pct00001
에 의해 주어지는데, 여기서 S는 커패시터 판의 면적(area)이고, d는 판(plate) 사이의 거리이고, ε은 유전성 기판의 유전율(전압에 의존함)이며, ε0 = 8.85 ×10-12 [F/m]이다. 그러나, 다수의 실제 응용에서는, 용량이 인가된 전압에 따라 비-선형적으로 변하는 것은 불리하다. 특히, 많은 실질적인 응용에 있어서, 용량과 인가 전압 사이에 선형적이지만 또한 어떤 다른 유형의 비-선형 관계가 유리하며, 또는 심지어 필요할 수 있다.
따라서, 마이크로파 부품, 특히 전압/용량 특성이 제어될 수 있는, 강유전성을 기반으로 한 전기적으로 제어되는 마이크로파 부품이 필요하다. 특히, 인가된 전압에 대한 용량의 의존성이 제어될 수 있게 하기 위해, 상기 언급된 바와 같은 마이크로파 부품이 필요하다. 보다 구체적으로는, 상기 언급된 바와 같은 마이크로파 소자는, 인가된 전압에 대한 용량의 의존성이 선형화될 수 있게 하거나, 또는 소정의 비-선형적 의존성을 갖는 것으로 여겨지도록 제어될 수 있게 하는데 필요하다.
특히, 상기 언급된 목적을 충족하는 커패시터, 버랙터 또는 공진기가 요구된다. 보다 구체적으로, 상기 언급된 목적을 달성할 수 있는 평행판(또는 평면) 커패시터 또는 공진기가 필요하다. 특히, 집중 부품으로 사용될 수 있거나, 또는 예컨대 위상 천이기, 지연성, 공진기 등에서와 같이 분산 부품으로서 사용될 수 있는 버랙터가 필요하다.
또한, 마이크로파 소자의 용량의 전압 의존성을 제어할 수 있는 방법이 요구되는데, 이 경우 마이크로파 소자는 특히 기판으로서 강유전성 재료를 기반으로 하거나 또는 사용한다. 특히, 용량의 전압 의존성이 임의의 원하는 형태의 의존성을 갖는 것으로 간주되도록 선형화되거나 조절될 수 있게 하는 방법이 요구된다.
따라서, 가변 유전율을 갖는 강유전성 (유전체) 기판과, 상기 기판에 배열된 전도 전극을 포함하는, 전기적으로 제어가능한/동조가능한 마이크로파 소자가 제공되는데, 이 경우 상기 소자의 용량은 인가된 전압에 의존한다. 본 발명에 따르면, 마이크로파 소자는 전압 인가시, 상이한 섹션(section) 또는 부분에서 각기 다른 전계 강도가 발생되도록, 적어도 두 개의 섹션 또는 부분을 포함함으로써, 용량의 전압 의존성을 나타내는 선의 기울기(dc/dv)가 제어될 수 있다. 이것은 볼록한(convex) 또는 오목한(concave) 선에 상응하여 양 또는 음 일 수 있다.
소정의 한 구현예(implementation)에 있어서, 소자는 커패시터나 버랙터, 또는 특히 평행판 커패시터를 포함한다. 또 다른 실시예에 있어서, 소자는 공진기, 특히 평행판 공진기를 포함한다. 마이크로파 소자의 상이한 섹션 또는 상이한 부분에서 각기 다른 전계 강도를 전개 또는 발생시키는 것은 상이한 방식으로 제공될 수 있다.
이로운 구현예에 있어서, 소자는 실제로 상이한 섹션 또는 부분을 포함하도록 형성되거나 설계될 수 있으며, 이로써 각 섹션 또는 부분은 다른 섹션들(또는 그 외의 섹션이 단 하나 존재할 경우 다른 섹션)의 두께 및/또는 판 면적과 상이한 두께 및/또는 면적, 특히 판 면적을 갖는다. 따라서, 용량의 전압 의존성의 기울기(도함수)는 상이한 섹션의 두께 및/또는 판 면적(형상)을 적절히 선택함으로써 제어될 수 있다.
소정의 구현예에 있어서, 평행판 소자의 경우, 소자의 상이한 섹션 또는 부분에 동일한 전압이 인가되며(상이한 섹션/부분은 전기 접촉되어 있음), 섹션의 또는 부분의 발생된 전계는 각 섹션의 두께에 의존하게 된다.
특히, 하나의 공통 제1 전극판 및 하나의 공통 강유전성 기판이 존재하며, 각 섹션 또는 부분에 또 다른 개별적인 제2 전극이 제공된다. 각 섹션에 있어서, 상응하는 강유전성 부분의 두께는 서로 상이하며, 제2 전극은 공통의 제1 전극판으 로부터 각기 다른 거리에 제공된다. 각기 다른 섹션으로 동일한 전압이 인가된다. 다음으로, 제2 전극이 전기적으로 접촉되어 있지 않다면, 각 섹션마다, 동일한 전압을 인가하기 위해 각각의 제2 전극판에 개별적인 접속이 제공된다. 또 다른 실시예에 있어서, 제2 전극판은 서로 전기 접속되어 있지만, 섹션의 크기 및/또는 형상은 서로 상이하다. 이러한 경우, 단 하나의 접속이 필요하며, 동일한 전압이 여전히 모든 섹션에 인가되게 되지만, 이들이 두께를 가지므로, 발생된 전계는 각 섹션마다 상이할 것이다.
따라서, 소자는, 전압을 인가하기 전에는 단 하나의 "섹션"을 포함하고, 전압을 인가함으로써 실제로 상이한 부분 또는 섹션이 생성되도록 설계될 수 있다. 선택적으로, 소자는, 분리된 각기 다른 섹션에 의해 상이한 섹션이 소멸될 수 있거나 형성되도록 설계된다.
또 다른 실시예에 있어서, 상이한 섹션은 완전히 분리되어 있지만 동일한 크기와 형상을 갖는다. 이러한 경우, 상이한 전계를 발생시키기 위해서는, 각각의 섹션에 상이한 전압이 인가되어야 한다.
또 다른 실시예에 있어서, 섹션은 분리되지만, 여전히 서로 상이하며, 이들 모두로 동일한 전압이 인가된다. 일반적으로, 상이한 섹션의 수는 소자의 용량의 전압 의존성에 대한 기울기(dc/dv)의 제어가능성에 대한 정밀도를 제공하게 된다. 소정의 구현예에서는, 양쪽 전극판이 소자의 모든 부분 또는 섹션에 공통이며, 강유전성 기판은, 그 위에 배치된 판 중 하나가 다소 연속적으로 그 형상이 변하도록 두께가 변화하여, 전압 인가시, 소자의 상이한 부분에서 발생된 전계가 상이하게 된다. 또 다른 실시예에 있어서, 강유전성 기판은 그 두께가 변하여, 그 각 측에 배치된 양쪽 판이, 예컨대 평평하지 않는 것과 같이 형상이 변하여, 이들 사이의 거리가 변하게 된다. 기판 두께의 변화는 연속적일 수 있고 또는 불연속적인 단계로 구성될 수 있다.
소정의 실시예에 있어서, 소자는 디스크(disk) 형상, 원형, 육각형, 타원형, 직사각형, 또는 임의의 다른 적절한 규칙적인 혹은 불규칙적인 형상이다. 특히, 가장 얇은 섹션 또는 부분이 가장 적은 판 면적을 가질 수 있으므로, 가장 얇은 및 가장 적은 섹션이 소자의 중심에 배치된다. 소정의 일 실시예에 있어서, 강유전성 기판의 두께는 상이한 섹션을 제공하기 위해 사다리꼴 형상으로 제공되며, 상기 언급된 바와 같이, 한 전극판이 공통인 반면, 다른 전극판은, (전기 접속되어 있을 수도 있고 그렇지 않을 수도 있는) 상이한 섹션을 형성하기 위해 별개의 전극판을 포함한다. 선택적으로, 다른 제2 전극판이 모든 섹션에 공통이지만, 기판 표면을 따라 연속적으로 변하는 형상을 나타내어, 소자가 가변 두께를 나타내게 된다. 특히, 소자는 상당히 많은 수의 상이한 섹션 또는 부분을 포함한다. 선택적인 구현예에 있어서, 상기 소자는 단지 제한된 수의, 예컨대 세 개 혹은 네 개 또는 임의의 다른 적절한 수의 섹션 또는 부분을 포함한다.
소정의 한 구현예에 있어서, 인접한 섹션 사이에서 한 섹션에서 다른 섹션으로의 두께 및 판 면적의 차이는 극히 미세하여, 강유전성 기판 및 공통 및/또는 부분 전극을 통한 마이크로파 소자의 단면이 중심에 가장 얇은 섹션을 갖고 실질적으로 연속해서 변하는 두께를 나타내게 된다. 기판의 소정의 한 표면(본원에서 상부 표면을 말함)은 평평하지 않으며, 대칭 표면은 상기 상부 표면의 중심에 대해 이차원 또는 방사형으로, 제2 전극판(들)으로부터 소자의 원주 방향으로 그 거리가 증가한다.
선택적인 구현예에 있어서, 이것은 전극 사이에 갭이 형성되도록 기판상에 배치된 평면 전극을 갖는 박막 강유전성 기판 구조를 가진 평면 소자를 포함한다. 이러한 경우, 상기 갭은 인가된 전압에 대한 용량의 의존성이 제어될 수 있는 형상으로 형성된다. 갭은 불연속적인 단계로 변화하도록 형성될 수 있으므로, 상이한 섹션을 제공한다. 선택적인 구현예에 있어서, 상기 갭은 실질적으로 연속해서 변화하도록 형성된다. 상이한 구현예에 따르면, 공통 제2 전극의 접지면이 제공되는 반면, 그 밖의 구현예에서는 그렇지 않다.
또한, 상기 언급된 바와 같이 소자는 상이한 두께(및 판 면적)를 갖는 전기적으로 분리된 다수의 섹션을 포함하며, 상기 상이한 전극 섹션에 동일한 전압이 인가될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 전기적으로 분리된 섹션이 실제로 동일한 형상, 크기 및 두께를 가지며, 상이한 섹션에 각기 다른 전압이 인가된다. 원칙적으로 임의의 조합도 가능한데, 예컨대 상이한 섹션이 사용되고 상이한 전압이 또한 각기 다른 섹션에 인가될 수 있어, 소자의 형상 또는 설계와 상이한 전압의 인가가 조합된다. 선택적으로, 상기 조합은 단지, 상이한 전계 강도가 발생되는 상이한 섹션을 제공함으로써 용량의 전압 의존성이 제어되도록 이루어지는 설계이다.
기판은 특히 박막을 포함하거나 벌크 재료의 SrTiO3 기판을 포함한다. 다른 대안으로는 예컨대, BaSrTiO3, 바륨 스트론튬 티타네이트 등이 있다. 전도 전극은 예컨대 Au, Al, Cu 와 같은 정규 전도체를 포함할 수 있다. 선택적으로, 이들은 예컨대 YBCO, Nb 등으로 이루어진 초전도체를 포함한다. 전극은 또한 저온 또는 고온 초전도체를 포함할 수 있다. 소정의 한 구현예에 있어서, 정규 전도층은 초전도체 또는 고온 초전도체 위에 도포된다(apply). 또 다른 실시예에서는, 얇은 버퍼 층이 초전도 전극과 강유전성 기판 사이에 배열될 수 있다.
본 발명은 또한 가변 유전율을 가진 강유전성 기판 및 상기 기판상에 배치된 전도 전극을 포함하는 전기적으로 제어가능한/동조가능한 마이크로파 소자의 전압/용량 특성을 제어하는 방법을 개시한다. 상기 방법은: 강유전성 기판 및 전극을 배치하고, 상이한 전계 강도가 다수의 섹션 또는 부분에 발생됨에 따라 소자에 형성되도록 전압을 인가하는 단계; 및 용량의 전압 의존성의 기울기를 제어하기 위해, 상이한 전계 강도 또는 어느정도 연속적으로 변화하는 전계 강도의 발생을 제어하는 단계를 포함한다.
특히, 상기 방법은: 상이한 섹션이 형성되도록 기판과 전극을 설계하는 단계; 및 섹션의 크기 및/또는 두께에 따라 상기 섹션 각각에 대해 상이한 전계 강도가 발생되도록, 상이한 섹션에 동일한 전압을 인가하는 단계를 포함한다. 특히, 상기 방법은 평행판 소자의 경우: 제1 중심 섹션이 제1 (판) 면적과 제1 두께를 갖도록 기판과 전극(들)을 형성하는 단계; 및 후속 섹션에 대해 두께와 면적을 단계적으로 또는 연속적으로 증가시키는 단계를 포함한다. 특히, 기판의 일 측면상에, 공 통 전극판이 제공될 수 있으며, 상기 조사는 평행판 공진기 또는 커패시터를 구성한다. 선택적으로, 기판은 두 개의 공통 전극판 사이에 제공되는데, 상기 전극판 중 하나 또는 두 개 모두, 전압 인가시 상이한 섹션이 형성되도록 기판의 표면(들)에 상응하는 형상으로 제공된다. 선택적인 실시예에 있어서, 상기 방법은: 동일한 크기와 형상의 전기적으로 분리된 다수의 섹션을 제공하는 단계; 및 각 섹션마다 상이한 전계가 발생되도록, 유사한 크기와 형상의 섹션에 상이한 전압을 인가하는 단계를 포함한다. 선택적으로, 두께가 변화하는 하나의 공통 기판이 사용되며, 제1 및 제2 전극 중 하나가 별도의 부분을 포함하여, 섹션 각각으로 동일한 전압이 인가된다.
선택적인 실시예에서, 평면 소자의 경우, 상기 방법은: 전극으로의 전압 인가시, 발생된 전계 강도가 인가 전압에 대한 용량의 의존성의 기울기(dc/dv)를 제어할 수 있게 하는 등과 같이 변화하도록, 강유전성 기판상에 배치된 평면 전극 사이의 갭의 폭을 설계하는 단계를 포함한다.
상기 방법을 일반적으로, 전압 인가시, 용량이 바람직한 방식으로 인가 전압에 따라 변화하도록 기판 및/또는 전극을 설계하는 단계를 포함한다. 유리하게도, 상기 방법은, 인가된 전압에 대한 총 용량의 의존성이 선형적이게 하는 단계, 즉 C(V)가 선형화되는 단계를 포함한다. 이는 dc/dc가 일정함을 의미한다.
이하, 비제한적인 방식으로 첨부 도면을 참조하여 본 발명이 더욱 상세히 설명된다.
도 1은 35°K에서 인가 전압에 대한 SrTiO3 기판의 유전율의 의존성을 나타내는 다이어그램.
도 2는 한 섹션을 포함하는 버랙터에 대한 C(V) 의존성과 본 발명에 따른 세 개의 섹션을 포함하는 선형화된 버랙터에 대한 C(V) 의존성 간의 비교결과를 개략적으로 나타내는 다이어그램.
도 3a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 원형 평행판 커패시터/공진기를 나타내는 도면.
도 3b는 도 3a의 소자의 단면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따라 세 개의 섹션을 포함하는 원형 평행판 소자의 아이소메트리컬 뷰(isometrical view).
도 5는 기판 표면 중 하나, 예컨대 공통 전극판이 배치되는 기판 표면이 평평하지 않고 연속적으로 변화하여 기판의 두께가 변하게 되는, 소자의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.
도 6은 기판이 평평하지 않은 상부 및 하부 표면에 의해 연속적으로 변화하는 두께를 갖는 본 발명에 따른 소자의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.
도 7은 평평하지 않은 상부 표면 및 하부 표면에 의해 두께가 불연속적인 단계로 변화하는 기판을 갖는 실시예를 매우 개략적으로 나타내는 도면.
도 8a는 사이에 갭을 갖는 두 개의 평면 전극을 포함하는 마이크로파 소자의 실시예를 나타내는 도면.
도 8b는 접지면 전극을 또한 포함하는 도 8a의 실시예와 유사한 실시예를 나타내는 도면.
도 8c는 다른 공통 전극과 상이한 거리에, 상이한 크기의 섹션을 갖는 분할(split-up) 전극을 가진 평면 전극 구조를 나타내는 도면.
도 9a는 상이한 전압을 인가받는 동일한 크기와 형상의 세 개의 분리된 섹션을 가진 간단한 실시예를 설명적으로 및 개략적으로 나타내는 도면.
도 9b는 동일한 전압을 인가받는 상이한 크기와 두께의 세 개의 분리된 섹션을 포함하는 소자를 설명적으로 나타내는 도면.
강유전성 재료의 유전율은 인가된 전압에 비선형적으로 의존하거나, 또는 그 결과 얻어지는 인가된 전계에 의존한다. 도 1에는, 35K의 온도에서, 인가된 전압에 대한 보편적인 강유전성 재료인 SrTiO3의 유전율의 의존성이 도시되어 있다. 좀 더 구체적으로는, 도 1은 0-200V의 전압 범위에서 인가 전압에 대한 유전율의 절대값의 의존성을 나타낸다. 따라서, 상기와 같은 강유전성 재료로 제작된 평행판 커패시터는,
Figure 112009014803155-pct00002
(여기서, S는 커패시터의 판 면적이고, d는 판 사이의 거리이고, ε은 유전율(V에 의존)이며,
Figure 112009014803155-pct00003
= 8.85 x 10-12 [F/m]이다)로 제시되는 바와 같이, 인가된 전압에 대한 소자의 용량의 상기와 유사한 비선형적인 의존성을 나타내게 된다.
실제 응용에서는, 선형적 또는 다른 유형의 비선형적 의존성, 즉 용량과 인 가된 전계 또는 전압 사이에 도 1에 도시된 것과 상이한 의존성이 종종 요구된다. 따라서, 본 발명에 따르면, C(V) 의존성의 기울기(즉, 도함수 dC/dV)를 제어하는 방법이 제안된다. 특히, 이것은 이하의 실시예에서 설명되는 바와 같이 선형화(일정한 dC/dV 에 상응함) 및/또는 제조될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 소자의 적어도 두 섹션 또는 부분 각각에 대해 전압 인가시, 발생된 전계가 서로 상이하게 되는, 마이크로파 소자가 제안된다. 하나의 동일한 인가 전압의 경우, 각 섹션/부분내의 발생된 전계는 서로 상이한데, 이러한 이유는 소자의 형상 및/또는 크기가 소자 전체에 걸쳐 동일하지 않다는 조건하에, 발생되는 전계가 E = V/d와 같이 평면 사이의 거리 또는 소자의 두께에 의존하기 때문이다. 이는, 섹션에 상이한 형상 및/또는 크기를 제공함으로써, 상이한 섹션에 각기 다른 전계가 발생될 수 있음을 의미한다. 또한, 상이한 섹션에 각기 다른 전압을 인가하거나, 또는 두 가지를 조합하여 구현할 수 있는데, 즉 변화하는 크기 및/또는 형상의 소자를 제공할 수 있고, 소자의 상이한 부분에 각기 다른 전압을 인가할 수 있다. 이것은 또한 도 9a, 9b에 개략적으로 도시되어 있다.
일례로서, 디스크 형상의 커패시터 또는 평행판 공진기가, 판 면적(S1, S2, S3, ...)을 가진 두께(d1, d2, d3, ...)의 두 개 이상의 섹션을 포함하도록 형성 또는 설계될 수 있다. 이러한 구조의 인가된 전압에 대한 총 용량의 의존성은, 상이한 섹션의 두께(d1, d2, d3)와 면적(S2, S2, S3,....)을 적절히 선택함으로써 제어 또는 조절될 수 있으며, 특히 선형화될 수 있다. 상기 소자의 총 용량은 특히 다음과 같이 주어진다:
Figure 112003041372891-pct00004
Figure 112003041372891-pct00005
Figure 112003041372891-pct00006
여기서, m1(=1), m2, m3는 판 면적의 비, S1/S1; S2/S1; S3/S1 이다.
따라서, C(V) 의존성의 기울기는 두께와 판 면적을 적절히 선택함으로써 제어될 수 있다.
도 2는 한-섹션의 버랙터(여기서 d1=d2=d3(연속선으로 표시됨))에 대해 제로(zero) 바이어스에서의, 즉 인가된 전압이 없을 때의 용량에 대해 제공된 인가 전압에서의 상대적인 용량을 이용한 C(V) 의존성과, d1=2㎛, d2=8㎛, d3=20㎛와 판 면적의 비(상기 식 참조, 여기서 m1=0.5, m2=7 및 m3=16)을 가진 SrTiO3를 기반으로 한 상응하는 세 섹션 버랙터에 대해 선형화된 C(V) 의존성 간의 비교결과를 개략적으로 도시하는 다이어그램인데, 즉 상기의 경우 상대용량 C0(V,d,30)/C0(0,d,30)(비편향(unbiased)) C1(V,d,30)/C1(V,d,0)(선형화됨)이다.
소자가 원형인지 또는, 직사각형, 타원형 등과 같이 비원형인지에 관계없이 유사한 결과가 얻어질 수 있다. 강유전성 기판, 특히 그 두께는 필요한 기울기의 소자의 용량의 전압 의존성을 제공하도록, 상이한 형상, 사다리꼴 또는 그 밖의 형상으로 설계될 수 있다. 상기 원리는 벌크 강유전성 기판은 물론 박막 강유전성 기판에도 적용될 수 있다. 또한, 선택적으로 또는 추가로 상이한 섹션에 상이한 전압을 인가하는 등도 가능하다. 더욱이, 상기 개념은 평행판 소자는 물론 평면 소자에 도 적용될 수 있다. 이하, 몇 가지 예시적인 구현예가 설명될 것이다.
도 3a는 세 개의 상이한 섹션을 포함하는 디스크 형상의 커패시터(또는 평행판 공진기)(10)를 도시한다. 실제로, 이것은 크기가 유전체에서 마이크로파 파장보다 훨씬 더 작을 경우 커패시터이지만, 공진기의 경우 크기는 유전체에서 마이크로파의 파장과 거의 동등하거나 그 보다 커야 한다. 본원에서 디스크 형상의 커패시터 또는 평행판 공진기(10)는, 세 섹션 모두에 공통인 바닥 전극(bottom electrode)(102)과, 기판(101)의 상이한 부분 또는 섹션에 배치된 세 개의 개별적인 상부 전극(103A, 103B, 103C)을 가진, 예컨대 SrTiO3의 강유전성 (유전체) 기판(101)을 포함한다. 강유전성 기판(101)은, 소정의 반경과 두께를 갖는 제1 섹션이 그 중심부에 제공되는 반면, 제2 섹션이 더 두껍고 링크 형태이며, 마지막으로 제3 섹션이 가장 두껍고 역시 원형 링으로 형성되도록 설계된다. 상기 실시예에서, 세 개의 상부 전극(103A, 103B, 103C)은 전기적으로 상호접속되어 있지 않다. 따라서, 전압은 리드(lead) 또는 전도 와이어를 통해 상부 전극 각각으로 개별적으로 인가되어야 한다. 상기 실시예에서는, 각 섹션에 동일한 전압이 인가되며, 바이어스 전압이 인가되면, 비-선형 강유전성 기판(101)의 유전율이 변하여, 각 섹션마다 각기 다르게 되어, 상이한 전계가 발생된다. 공진기의 경우, 공진 주파수(및 Q-인자(Q-factor))가 변한다. 특히, 강유전성 기판(101)은 벌크 단결정 SrTiO3를 포함한다. 상부 전극은 도 2와 관련하여 논의된 바와 같이 판 면적(S1, S2, S3)을 갖는다. 상기 구조의 총 용량은 도 2와 관련하여 상기 나타낸 공식에 의해 주어진다.
도 3b는 도 3a의 원형 평행판 공진기/커패시터의 단면도이다.
일 실시예에 있어서, 전도 전극(102, 103A, 103B, 103C)은, 예컨대 Au, Al, Cu 등의 정규 금속 필름 또는 정규 전도성 재료를 포함한다. 다른 실시예에서는, 초전도 전극, 특히 YBCO와 같은 고온 초전도 필름이 사용된다. 또한, 다른 초전도 재료가 물론 사용될 수 있다. (도시되지 않은) 일 실시예에 있어서, 정규 전도층은 초전도층 위에 배열되어, 초전도 재료가 초전도성이 되는 온도인 Tc이상의 온도에서 또한 기능하도록, 즉 초전도 상태 및 비-초전도 상태 두 가지 모두에서 동작이 가능하도록 하고, 보호층으로서의 보호 효과를 제공할 수 있다. 더욱이, 전도 전극(특히 이들이 초전도성일 경우)과 강유전성 기판 사이에 얇은 버퍼 층을 배열하여, 특히 증착 단계에서 초전도 필름의 품질을 향상시키고, 예컨대 초전도 필름과 유전성 기판 간의 산소 교환과 같은 화학적 반응을 제어함으로써 초전도 필름-강유전성 시스템을 안정화시킬 수 있다. 상기 실시예에서 각 섹션에 동일한 전압이 인가된다 하더라도, 원하는 기울기의 용량의 전압 의존성을 얻기 위해, 각 섹션에서 적절한 발생된 전계를 얻도록, 상이한 섹션에 각기 다른 전압을 인가함으로써 강유전성 기판의 설계와 상이한 전압의 인가를 조합하는 것도 가능하게 된다.
도 4에는, 평행판 공진기 또는 커패시터(20)를 포함하는 마이크로파 소자가 도시되어 있다. 상기 도 4는 도 3a, 3b의 실시예와 유사하게 세 개의 섹션을 포함한다. 강유전성 기판(201)의 일 측에는, 세 개의 섹션 모두에 공통인 바닥 전극 또는 보다 일반적으로 말하면 제1 전극(202)이 배치되는 반면, 강유전성 기판(201)의 상부 또는 강유전성 기판의 반대측에는, 강유전성 기판의 상부(이 곳)와 동일한 형상으로 제공되는 제2 전극(203)이 배치된다. 제1 (중심) 및 원형 섹션은 제1 두께(h1)를 갖고, 링 형상의 제2 섹션은 제2 두께(h2)를 가지며, 링 형상의 제3 섹션은 두께(h3)를 갖는데, 여기서 h3 > h2 > h1 이다. 강유전성 기판(201)의 두께는, 소자의 중심에 가장 얇은 섹션을 제공하여 불연속적인 단계로 변화한다. 제1 섹션은 반경(r1)을 갖고, 제2 섹션은 외부 반경(r2)을 가진 링을 형성하며, 제3 섹션은 외부 반경(r3)을 갖는데, 이 경우 r3 > r2 > r1 이다. 상기 실시예에서 상부 전극(203)의 상이한 부분이 전기 접속되어 있으므로, 즉 상부 전극(203)이 실제로 하나의 공통 전극을 포함하므로, 하나의 단일 리드를 이용하여 하나의 전압이 상부 전극, 즉 세 개의 섹션으로 인가된다. 상기 실시예에서, 이것은 제3 섹션에 접속된다. 그러나, 선택적인 실시예에 있어서, 이것은 제1 섹션 또는 제2 섹션에 접속될 수 있다. 따라서, 상기 실시예에서는, 모든 섹션에 동일한 전압이 인가되어, 발생된 전계의 변화는 오직 상이한 섹션을 설계하는 것에 의해서만 제공된다.
도 5는 평행판 마이크로파 소자(30)의 또 다른 예를 도시하는 것이다. 강유전성 기판(301)에는 그 마주하는 측면에 제1 전극(302)과 제2 전극(303)이 제공된다. 상부 및 하부는 여기서 단지 설명을 위해 주어지는 표시일 뿐이라는 것이 명백하다. 원형 강유전성 기판은 한 측면이 평평하다. 다른 (상부) 측면 또는 표면은 기판 두께가 중심에서 가장 작아지는 형상으로 이루어져 있다. 원형 소자의 경우, 기판이 반경(r)을 가지므로, 두께는 중심으로부터의 거리에 대한 함수(h(r))가 된다. 따라서, 상기 실시예에서는, 별개의 섹션이 없지만, 전극(302, 303)으로의 전압 인가시, 각 섹션 또는 각 부분으로 동일한 전압이 인가될지라도, 발생된 전계는 소자의 상이한 부분에서 각기 다르게 된다. 강유전성 기판의 두께의 변화로 인해, 발생된 전계는 소자 전체에 걸쳐 변하게 되며, 이것은 필요한 또는 원하는 기울기의 소자의 용량의 의존성이 강유전성 기판의 설계를 적절히 선택함으로써 얻어질 수 있도록 제어될 수 있다.
도 6은 두께가 변하는 강유전성 기판(401)을 가진 평행판 마이크로파 소자(40)의 또 다른 예를 도시하는 것이다. 또한, 소자는 원형 형상을 가지며 강유전성 기판의 두께(h)는 반경에 의존한다고(h(r)), 즉 중심으로부터의 거리에 따라 변화한다고 가정한다. 강유전성 기판의 상부 및 하부 표면은 유사한 방식으로, 예컨대 소자의 두께가 소자의 원주 방향으로 증가하도록, 반대 방향으로 외부를 향하는 각 볼(bowl)의 형상을 취하여 연속해서 변화하는데, 볼의 경사각은 필요한 기울기의 C(V) 의존성이 얻어지도록 이루어진다.
도 7은 두께가 변하는 강유전성 기판(501)의 또 다른 구현예를 도시하는 것이다. 두께는 양 측면에서 대칭적인 방식으로 단계적으로 변화하며, 공통 전극(502, 503)이 각각 기판의 한 측에 제공된다. 두께는, 각각 소정의 직경과 소정의 두께를 갖는 세 개의 상이한 섹션이 제공되도록 불연속적인 단계로 변화한다. 전극은 세 개의 섹션에 공통이며, 하나의 동일한 전압이 각 섹션으로 인가된다. 강유전성 기판의 크기와 형상의 변화, 또는 더욱 일반적으로 말하면 상이한 섹션의 크기와 형상의 변화는 전압 인가시 발생되는 각기 다른 전계를 제공한다. 또한 상기 실시예에서는 각 섹션에 개별적인 전극, 즉 서로 전기접속되지 않는 전극이 제공되어, 전압 인가시 개별적인 리드 또는 전도 와이어가 필요할 수 있다는 것이 명백하다. 또한, 각 섹션에 동일한 전압이 인가될 수 있다. 선택적으로, 제어를 목적으로 설계 및 인가 전압에 있어서의 차이를 이용하기 위해, 상기 논의된 바와 같이 상이한 섹션에 각기 다른 전압이 인가된다.
도 8a에는 박막 강유전성 기판(601)을 포함하는 마이크로파 소자(60)가 도시되어 있다. 두 개의 평면 전극(603A, 603B)이 강유전성 기판(601)상에 배치된다. 평면 전극에는 마주하는 돌출부(603A', 603B')가 제공되는데, 그 사이에 갭이 형성된다. 돌출부는, 갭의 폭 및 그에 따른 발생된 전계가, 원하는 기울기의 C(V) 의존성이 얻어질 수 있게 변하도록 형성된다.
도 8b는 도 8a와 유사하지만 접지 전극(602)을 포함하는 구조(70)를 도시하는 것이다.
도 8c는 박막 강유전성 기판(801)을 가진 평면 구조(80)의 또 다른 선택적인 실시예를 매우 개략적으로 도시하는 것인데, 상기 기판 위에는 전극(803A, 803B, 803C)이 제공된다. 전극(803A, 803B, 803C)의 크기(및 형상)는 서로 상이하다. 전극(803A)이 가장 작고, 그 다음 803A 보다 크지만 연속되는 전극(803C)보다 작은 전극(803B)이 이어져, 이러한 경우 도 8a, 8b의 실시예와 같이, 강유전성 재료의 유전율이 평면 전극 구조의 한 부분에서 다른 부분으로 서로 상이하게 되므로, 각각의 전극(803A, 803B, 803C)과 전극(804) 사이에 상이한 전계가 발생되며, 소자의 각 부분의 용량이 그 부분의 유전율에 의지하므로, 용량이 또한 상이하게 된다. 전 극의 크기/형상 및 그에 따라 전극 사이의 거리를 신중히 선택함으로써, 전압/용량 특성이 제어될 수 있으며, 또는 특히 일정한 도함수 dC/dV에 상응하여 선형화될 수 있다.
도 9a는, 세 개의 개별적인 평행판 공진기 또는 커패시터가 제공되며, 또는 공진기나 평행판 공진기가, 그 양측의 한 측에 각각 배치되는 전극(903A, 903B, 903C 및 902A, 902B, 902C)을 갖는 각각의 강유전성 기판(901A, 901B, 901C)을 가진 세 개의 상이한 섹션으로 분할되는, 또 다른 간략한 실시예를 도시하는 예시적인 도면이다. 각 평행판 공진기 섹션의 크기와 형상은 다른 섹션의 크기 및 형상과 동일하며, 이들이 또한 동일한 두께를 갖는다고 가정한다. 각 부분 또는 하부구조(substructure)의 용량을 제어할 수 있게 하기 위해서는, 상이한 구조에 각기 다른 전압이 인가되어야 한다. 여기서는, 구조(900A)에 전압(V91)이 인가되고, 구조(900B)에 전압(V92)이 인가되며, 마지막으로 구조(900C)에 전압(V93)이 인가되는데, 여기서 V91 < V92 < V93 이다. 각 하부구조의 유전율은 각자의 구조의 발생된 전계(E91 < E92 < E93)에 의존하므로, 하부구조(900A)의 유전율은 하부구조(900B)의 유전율보다 크고, 상기 하부구조(900B)의 유전율은 하부구조(900C)의 유전율보다 크게 된다. 마찬가지로, 하부구조(900A)의 용량(C11)은 하부구조(900B)의 용량(C12) 보다 크고, 상기 하부구조(900B)의 용량(C12)은 하부구조(900C)의 용량(C13)보다 크게 된다. 동일한 효과를 얻을 수 있도록, 상이한 기판에 약간의 차이가 있는 두께를 제공하지만, 역시 이들에게 상이한 전압을 인가할 수 있다는 것이 자명하다. 이와 같이 하면, 전압 차이는 더 작아질 수 있다. 또한, 단순히 두께 및/또는 형상에 따라 작동하는 것도 가능한데, 이 경우 각 하부구조에는 동일한 전압이 인가될 수 있다. 두께/형상 및 전압의 소정의 선택에 의해, 상기 언급된 것 이외의 다른 관계가 또한 얻어질 수 있다. 이러한 실시예가 도 9b에 도시되어 있다. 평행판 공진기 또는 커패시터 구조(90B)가 세 개의 하부구조로 분리되는데, 하부구조(900D)는 하부구조(900E)보다 더 크고 더 두꺼우며, 상기 하부구조(900E)는 하부구조(900F)보다 더 크고 더 두껍다. 또한, 이 실시예에서는, 각 하부구조가 강유전성 기판(901D, 901E, 901F)을 각각 포함하는데, 상기 기판의 각 측면에는 전극(902D, 903D; 902E, 903E; 902F, 903F)이 각각 배치된다. 하나의 동일한 전압(V90)이 하부구조 각각으로 인가된다고 가정한다. 구조의 판 면적과 두께가 어떻게 선택되는지에 따라, 하부구조(900D, 900E 및 900F)에 각각 발생되는 전계가 제어될 수 있으며, 이는 유전율에 영향을 미친다. 하부구조의 각각의 면적과 두께를 선택함으로써, C(V) 의존성의 기울기는, 각각의 상이한 하부구조의 각 용량의 부분적인 기여를 변경하거나 영향을 미침으로써 원하는대로 제어되거나 또는 조절될 수 있다.
본 발명은 당연히 세 개의 하부구조로 제한되지 않으며, 이것은 단지 일례로서 도시된 것에 불과하다는 것을 알아야 한다. 일반적으로, C(V) 의존성의 기울기(dC/dV)는 더 신중하게 제어될 수 있고, 더 많은 섹션 또는 부분이 존재하며, 각 구조는 상기에서 더 상세히 기재된 바와 같이 인접한 구조와 단지 약간의 차이가 있을 뿐이다.
SrTiO3 이외의 다른 강유전성 또는 동조가능 유전 재료가 또한 사용될 수 있음이 자명하다. 또한, 다른 관점에서, 본 발명은 상기 구체적으로 설명된 실시예로 제한되지 않고, 첨부된 청구범위의 범위내에서 다수의 방법으로 변경될 수 있다는 것이 자명하다.

Claims (29)

  1. 가변 유전율을 가진 강유전성 기판(101; 201; 301; 401; 501; 601; 801; 901A-C; 901D-F) 및 상기 기판에 배열된 전도 전극(102,103A-C; 202,203; 302,303; 402,403; 502,503; 603A,A',603B,B'; 803A-C,804; 902A-C,903A-C; 902D-F,903D-F)을 포함하는 전기적으로 제어가능한/동조가능한 마이크로파 소자(10; 20; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 90A; 90B)로서, 상기 마이크로파 소자의 용량이 인가 전압 C(V)에 의존하도록 이루어진, 마이크로파 소자(10; 20; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 90A; 90B)에 있어서,
    상기 마이크로파 소자는 두 개 이상의 기판/전극의 섹션 또는 부분을 포함하고, 상기 두 개 이상의 기판/전극의 섹션 또는 부분 각각마다 전압 인가시 상이한 전계 강도가 발생되며, 상기 발생된 전계 강도는 마이크로파 소자의 용량의 전압 의존성(C(V))의 기울기(dV(dV))가 제어될 수 있도록, 소자를 설계하고 및/또는 전압을 인가함으로써 제어되며, 동일한 전압이 상기 상이한 섹션에 인가되며, 인가된 전압에 있어서, 섹션의 발생된 전계는 섹션의 두께와 판 면적에 의존하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 소자(10; 20; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 90A; 90B).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 마이크로파 소자는 평행판 공진기를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 소자(10; 20; 30; 40; 50; 90A; 90B).
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 마이크로파 소자는 평행판 커패시터 또는 버랙터를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 소자(10; 20; 30; 40; 50; 90A; 90B).
  4. 제 1 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 각 섹션은 다른 섹션(들)의 크기(들) 및/또는 판 면적(들)과 상이한 두께 및/또는 전극 판 면적을 가지며, 전압에 대한 용량의 의존성이 섹션의 두께 및 전극 판 면적을 적절히 선택함으로써 제어되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 소자(10; 20; 30; 40; 50; 90A; 90B).
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    하나의 공통 전극판(102)과 하나의 공통 강유전성 기판(101)이 제공되고, 각각의 섹션에 대해, 개별적인 제2 전극(103A, 103B, 103C)이 제공되고, 각 섹션마다 상응하는 강유전성 기판 부분의 두께가 서로 상이하며, 제2 전극(103A, 103B, 103C)은 공통의 제1 전극판(102)으로부터 상이한 거리에 제공되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 소자(10).
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 마이크로파 소자는 디스크 형상, 원형, 타원형, 또는 직사각형이고, 가장 얇은 섹션(103A)이 가장 작은 판 면적(103A)을 가지며, 상기 가장 얇고 가장 작은 섹션이 마이크로파 소자(10)의 중심에 배치되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 소자.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 강유전성 기판의 두께가 사다리꼴 형상으로 제공되어, 상이한 섹션을 제공하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 소자.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 마이크로파 소자는 상당히 많은 수의 상이한 섹션을 포함하며, 전압에 대한 용량의 의존성을 나타내는 선의 기울기(dC/dV)에 대한 제어가능성의 정밀도는 섹션의 수에 따라 증가하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 소자.
  10. 제 9 항에 있어서,
    인접한 섹션 사이의 한 섹션에서 다른 섹션으로의 두께 및 판 면적의 차이는 강유전성 기판과 공통 및/또는 부분 전극을 지나는 마이크로파 소자의 단면이 중심에 가장 얇은 섹션을 갖는 실질적으로 연속해서 변하는 두께를 나타내도록 극히 미세한 것을 특징으로 하는 마이크로파 소자(10; 20; 30; 40; 50).
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 마이크로파 소자는 기판(601; 801)상에 배치된 평면 전극(603A,A'; 603B,B'; 803A-C,804)을 가진 박막 강유전성 기판(601; 801) 구조를 포함하여, 상기 전극 사이에 갭이 형성되며, 상기 갭은 인가된 전압에 대한 용량의 의존성의 기울기(dC/dV)가 제어될 수 있게 하는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 소자(60; 70; 80).
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 갭은 불연속적인 단계로 변하도록 형성되므로, 상이한 섹션을 제공하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 소자(80).
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 갭은 실질적으로 연속해서 변화하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 소자(60; 70).
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 마이크로파 소자는 전기적으로 분리된 다수의 섹션을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 소자(90A; 90B).
  15. 제 1 항에 있어서,
    상이한 부분/섹션에서의 상이한 전계 또는 연속적으로 변화하는 전계의 발생은 마이크로파 소자, 즉 강유전성 기판 및/또는 전도 전극의 설계에 의해서만 제공되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 소자(10; 20; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 90A).
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 섹션은 상이한 두께와 판 면적을 가지며, 상이한 전극 섹션으로 동일한 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 소자(10; 20; 30; 40; 50; 90B).
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 상이한 부분/섹션에서의 상이한 전계 또는 실질적으로 연속해서 변화하는 전계의 발생은 상이한 부분/섹션으로 각기 다른 전압을 인가함으로써만 제공되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 소자(90A).
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 전기적으로 분리된 섹션은 실질적으로 동일한 형상, 크기 및 두께를 가지며, 상이한 섹션으로 각기 다른 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 소자(90A).
  19. 제 1 항, 제 14항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판은 예컨대 SrTiO3 의 벌크 강유전성 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 소자(10; 20; 30; 40; 50; 90A; 90B).
  20. 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판은 예컨대 SrTiO3 의 박막 강유전성 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 소자(60; 70; 80).
  21. 제 1 항에 있어서,
    전압에 대한 용량의 의존성의 기울기가 일정한 직선의 dC/dV가 되도록 상기 마이크로파 소자가 형성되고 및/또는 전압(들)이 인가되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 소자(10; 20; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 90A; 90B).
  22. 가변 유전율을 가진 강유전성 기판 및 상기 기판상에 배치된 전도 전극을 포함하는 전기적으로 제어가능한/동조가능한 마이크로파 소자의 전압/용량(V/C) 특성을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 소자가 두 개 이상의 섹션 또는 부분을 포함하도록 강유전성 기판과 전극을 배치하는 단계,
    용량의 전압 의존성의 기울기(dC/dV)를 제어하기 위해, 소자의 섹션 또는 부분 각각에 대해 각기 다른 전계 강도가 발생되도록, 또는 실질적으로 연속해서 변화하는 전계가 발생되도록, 섹션 또는 부분에 전압을 인가하는 단계,
    상이한 크기 및/또는 형상의 섹션이 형성되도록 기판과 전극을 설계하는 단계,
    상기 섹션 각각에 대해 각기 다른 전계 강도가 발생되도록, 상이한 섹션으로 동일한 전압을 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 소자의 전압/용량 특성을 제어하는 방법.
  23. 삭제
  24. 제 22 항에 있어서,
    평행판 소자가 형성되고 제1 섹션이 제1 (판) 면적과 제1 두께를 갖고 후속 섹션마다 두께와 면적이 단계적으로 또는 연속적으로 증가하도록, 기판과 전극을 설계하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 소자의 전압/용량 특성을 제어하는 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 기판의 일 측에는 공통 전극 판이 배치되고, 상기 소자는 평행판 공진기 또는 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 소자의 전압/용량 특성을 제어하는 방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    동일한 크기와 형상의 전기적으로 분리된 다수의 섹션을 제공하는 단계,
    각 섹션마다 각기 다른 전계가 발생되도록, 유사한 형상의 섹션으로 각기 다른 전압을 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 소자의 전압/용량 특성을 제어하는 방법.
  27. 제 22 항에 있어서,
    전극으로의 전압 인가시, 전계 강도가 연속적으로 또는 불연속적인 단계로 변화하여 인가 전압에 대한 용량의 의존성의 기울기(dC/dV)를 제어하도록, 강유전성 기판상에 배치된 평면 전극 사이의 갭의 폭을 설계하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 소자의 전압/용량 특성을 제어하는 방법.
  28. 제 22 항, 제 24 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
    전압 인가시 용량이 인가 전압에 따라 선형적으로 변화하도록, 즉 dC/dV가 일정하도록, 기판 및/또는 전극을 설계하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 소자의 전압/용량 특성을 제어하는 방법.
  29. 제 25 항에 있어서,
    상기 소자의 상이한 부분/섹션에서 각기 다른 전계가 발생되도록, 또는 연속적으로 변화하는 전계가 발생되도록, 강유전성 기판 및/또는 전극을 설계하고 및/또는 전극에 전압을 인가하는 단계를 포함하는데, 상기 전계 강도(들)는 전압에 대한 용량의 의존성을 나타내는 선의 기울기(dC/dV)를 결정하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 소자의 전압/용량 특성을 제어하는 방법.
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