WO2016038794A1 - 静電型デバイス - Google Patents

静電型デバイス Download PDF

Info

Publication number
WO2016038794A1
WO2016038794A1 PCT/JP2015/004083 JP2015004083W WO2016038794A1 WO 2016038794 A1 WO2016038794 A1 WO 2016038794A1 JP 2015004083 W JP2015004083 W JP 2015004083W WO 2016038794 A1 WO2016038794 A1 WO 2016038794A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrostatic device
base
layer
electrode
axial direction
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/004083
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
朗 秋葉
橋本　光生
伸也 盛田
宗克 福山
Original Assignee
ソニー株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ソニー株式会社 filed Critical ソニー株式会社
Priority to US15/508,913 priority Critical patent/US10287160B2/en
Priority to CN201580047562.4A priority patent/CN106664039B/zh
Publication of WO2016038794A1 publication Critical patent/WO2016038794A1/ja
Priority to US16/391,193 priority patent/US10669150B2/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B5/00—Devices comprising elements which are movable in relation to each other, e.g. comprising slidable or rotatable elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H59/00—Electrostatic relays; Electro-adhesion relays
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N1/00—Electrostatic generators or motors using a solid moving electrostatic charge carrier
    • H02N1/002—Electrostatic motors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N1/00—Electrostatic generators or motors using a solid moving electrostatic charge carrier
    • H02N1/002—Electrostatic motors
    • H02N1/006—Electrostatic motors of the gap-closing type
    • H02N1/008—Laterally driven motors, e.g. of the comb-drive type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N1/00—Electrostatic generators or motors using a solid moving electrostatic charge carrier
    • H02N1/04—Friction generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2203/00—Basic microelectromechanical structures
    • B81B2203/04—Electrodes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B3/00—Devices comprising flexible or deformable elements, e.g. comprising elastic tongues or membranes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H59/00—Electrostatic relays; Electro-adhesion relays
    • H01H59/0009—Electrostatic relays; Electro-adhesion relays making use of micromechanics
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N1/00—Electrostatic generators or motors using a solid moving electrostatic charge carrier

Definitions

  • This technology relates to an electrostatic device applicable to, for example, an electrostatic drive actuator, an electrostatic sensor, or the like.
  • MEMS Micro Electro Mechanical Systems
  • a MEMS device refers to an actuator, a sensor, or the like manufactured using such a MEMS technology.
  • the SOI substrate includes a support layer made of silicon, a BOX (Buried Oxide) layer made of silicon oxide (SiO 2 ) formed on the support layer, and an active layer made of silicon bonded on the BOX layer, It is comprised by the laminated body of.
  • a structure and a mechanism that become a functional part are typically formed in an active layer. Part of the structure is mechanically and electrically connected to the support layer via the BOX layer.
  • the mechanical and electrical characteristics of the actuator or sensor as a MEMS device are formed in the active layer, and the role of the BOX layer and the support layer is mainly to ensure rigidity and strength for packaging.
  • Patent Document 1 discloses a biaxial electrostatic tilt mirror element configured from an SOI substrate.
  • the electrical characteristics of the BOX layer and the support layer affect the actuator or sensor formed in the active layer.
  • driving due to an operation failure or a decrease in reliability due to charging of the BOX layer and an increase in capacitance (parasitic capacitance) formed by the active layer, the BOX layer, and the support layer is an increase in power or a decrease in detection sensitivity.
  • an object of the present technology is to provide an electrostatic device capable of improving device characteristics.
  • An electrostatic device includes a conductive base material, a first conductor layer, a second conductor layer, and a bonding layer.
  • the first conductor layer has a first electrode portion and a first base portion, and is connected to a signal line.
  • the first base portion supports the first electrode portion and is disposed on the base material.
  • the second conductor layer has a second electrode portion and a second base portion, and is connected to a reference potential.
  • the second electrode portion is configured to face the first electrode portion in the first axial direction and be relatively movable in the first axial direction with respect to the first electrode portion.
  • the second base portion supports the second electrode portion and is disposed on the base material.
  • the bonding layer includes a plurality of first bonding portions that are disposed between the base material and the first and second base portions and at least partially support the first base portion.
  • one of the first and second electrode portions functions as a movable electrode and the other functions as a fixed electrode.
  • the signal line constitutes a signal input line for generating an electrostatic force between the first and second electrode portions, or outputs a voltage signal corresponding to the relative distance between the first and second electrode portions. Configure the line.
  • the electrostatic device functions as an electrostatic actuator, and in the latter case, the electrostatic device functions as an electrostatic sensor.
  • the first base layer that supports the first electrode portion and the second base layer that supports the second electrode portion are each supported on the substrate via the bonding layer.
  • the 1st base part connected to a signal line is partially supported by a plurality of 1st joined parts.
  • the joining layer interposed between the 1st base part and a base material The area is reduced and adverse effects on the device due to the charging and parasitic capacitance of the bonding layer are reduced. This makes it possible to improve device characteristics such as ensuring good operating characteristics, reducing drive power consumption, and improving detection sensitivity.
  • the first base portion is typically formed in a columnar shape having long sides in the first axial direction, and the first electrode portion is a second crossing the first axial direction. And extending in the first axial direction, and having a plurality of electrode pieces arranged in the first axial direction.
  • the said 1st base part has the both ends of the said long side direction, and a suspension part.
  • the both end portions are respectively supported by the plurality of first joint portions.
  • the suspension portion is provided between the both end portions and supports the plurality of electrode pieces. This makes it possible to stably support the first base layer on the base material while minimizing the area of the bonding layer.
  • the suspension portion has a height dimension along a third axial direction perpendicular to the first and second axial directions, for example, the width along the second axial direction is narrower than the width of the both end portions. It is composed of a smaller plate part.
  • the suspension part may have a plurality of hollow parts. The form of the hollow part is not particularly limited.
  • the suspension part may have a lattice structure or a ladder structure.
  • the plurality of first joining portions may be configured to support both ends and the center portion in the longitudinal direction of the first base portion.
  • the second electrode part typically has a plurality of electrode pieces facing a plurality of electrode pieces constituting the first electrode part.
  • the second base portion includes an elastically deformable connecting piece that supports the second electrode portion so as to be movable in the first axial direction. .
  • the bonding layer may further include a plurality of second bonding portions that partially support the second base portion.
  • the first electrode unit may be configured as a fixed electrode or a movable electrode.
  • the first base portion has an elastically deformable connecting piece that supports the first electrode portion so as to be movable in the first axial direction.
  • the electrostatic device may further include a pad portion, a terminal portion, a wiring layer, and an interlayer insulating layer.
  • the pad portion is disposed on the first base portion and is electrically connected to the signal line.
  • the terminal portion is disposed on the first base portion and is electrically connected to the first base portion.
  • the wiring layer electrically connects the pad portion and the terminal portion.
  • the interlayer insulating layer is disposed between the first base portion and the wiring layer. The plurality of first joint portions are selectively disposed directly below the first and second terminal portions.
  • the capacitance between the first base portion and the base material in the wiring layer formation region can be reduced, the driving voltage of the first electrode portion connected to the signal line can be reduced. It becomes possible to plan. Alternatively, it is possible to accurately detect the relative movement of the first electrode portion with respect to the second electrode portion.
  • the first base portion may have a plurality of notches formed along the extending direction of the wiring layer. Thereby, since the opposing area of a base material and a 1st base part can be reduced, the parasitic capacitance between these can be reduced.
  • the interlayer insulating layer may have a missing portion that forms a gap between the first base portion and the wiring layer. Furthermore, the interlayer insulating layer and the first base portion may each have a missing portion that forms a gap between the base material and the wiring layer.
  • FIG. 1 is a schematic plan view illustrating a configuration of an electrostatic device according to a first embodiment of the present technology.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line [A]-[A] in FIG.
  • It is a figure which shows the equivalent circuit of the electrostatic type device shown in FIG.
  • It is a schematic plan view which shows the structure of the electrostatic type device which concerns on a comparative example.
  • It is a figure which shows the equivalent circuit of the electrostatic type device which concerns on a comparative example.
  • It is a schematic plan view which shows the structure of the electrostatic device which concerns on 2nd Embodiment of this technique.
  • FIG. 1 It is a schematic plan view which shows the structure of the electrostatic device which concerns on the 3rd Embodiment of this technique. It is a schematic plan view which shows the structure of the electrostatic device which concerns on 4th Embodiment of this technique. It is a schematic plan view which shows the structure of the electrostatic device which concerns on the 5th Embodiment of this technique. It is a schematic plan view which shows the structure of the electrostatic device which concerns on the 6th Embodiment of this technique. It is a schematic plan view showing an array structure of an electrostatic device according to an embodiment of the present technology. It is a schematic plan view which shows the structure of the electrostatic device which concerns on 7th Embodiment of this technique. FIG.
  • FIG. 14 is a longitudinal sectional view of a main part in a terminal portion formation region in the electrostatic device shown in FIG. 13. It is a schematic plan view which shows the structure of the electrostatic device which concerns on 8th Embodiment of this technique.
  • FIG. 16 is a longitudinal sectional view of a main part in a formation region of a pad part and a terminal part in the electrostatic device shown in FIG. 15. It is a figure which shows the equivalent circuit of the electrostatic device shown in FIG.
  • FIG. 16 is a longitudinal sectional view of a main part showing another configuration example of the electrostatic device shown in FIG. 15.
  • FIG. 16 is a plan view of a main part showing another configuration example of the electrostatic device shown in FIG. 15.
  • FIG. 15 is a plan view of a main part showing another configuration example of the electrostatic device shown in FIG. 15.
  • FIG. 16 is a plan view of a main part showing another configuration example of the electrostatic device shown in FIG. 15.
  • FIG. 16 is a plan view of a main part showing another configuration example of the electrostatic device shown in FIG. 15.
  • FIG. 16 is a plan view of a main part showing another configuration example of the electrostatic device shown in FIG. 15.
  • FIG. 1 is a schematic plan view showing an electrostatic device 101 according to an embodiment of the present technology.
  • 2 is a cross-sectional view taken along line [A]-[A] in FIG. 1 and 2, the X axis and the Y axis indicate planar directions orthogonal to each other, and the Z axis indicates a height (thickness) direction orthogonal to these. The same applies to the subsequent drawings.
  • the electrostatic device 101 includes a base material 10, a fixed electrode layer 20 (first conductor layer), a movable electrode layer 30 (second conductor layer), and a bonding layer 40.
  • the fixed electrode layer 20 has two fixed electrode layers 20L and 20R.
  • the fixed electrode layers 20 ⁇ / b> L and 20 ⁇ / b> R are collectively referred to as the fixed electrode layer 20, unless otherwise described.
  • the electrostatic device 101 of the present embodiment is electrically connected to a control circuit (drive circuit) including a control power supply Vcont, and is driven by a DC voltage input between the fixed electrode layer 20 and the movable electrode layer 30. It is configured as a driven electrostatic actuator.
  • a control circuit drive circuit
  • Vcont control power supply
  • the base material 10 is composed of a substantially rectangular plate having conductivity, and in this embodiment is composed of a silicon substrate.
  • the specific resistance and thickness of the substrate 10 are not particularly limited. Typically, the specific resistance is several ⁇ cm to several M ⁇ cm, and the thickness is several tens ⁇ m to several hundreds ⁇ m.
  • the base material 10 is typically formed by processing a support layer in an SOI substrate into a predetermined shape, and is configured as a support substrate that supports an actuator unit or a sensor unit in the electrostatic device 101.
  • the base material 10 is formed in a size that can support the actuator unit or sensor unit, but may be formed in a size that can support a plurality of the actuator units or sensor units in common.
  • the fixed electrode layer 20 and the movable electrode layer 30 are typically composed of a silicon substrate.
  • the specific resistance and thickness of the fixed electrode layer 20 and the movable electrode layer 30 are not particularly limited. Typically, the specific resistance is several ⁇ cm to several M ⁇ cm, and the thickness is several ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • the fixed electrode layer 20 and the movable electrode layer 30 are formed by performing fine processing on a common silicon substrate.
  • the fixed electrode layer 20 and the movable electrode layer 30 are typically formed of an active layer in an SOI substrate, and are arranged separately from each other on the base material 10.
  • Each of the fixed electrode layer 20 and the movable electrode layer 30 has a comb-shaped electrode structure as will be described later.
  • the fixed electrode layer 20 and the movable electrode layer 30 configure an actuator mechanism.
  • the electrostatic device 101 is configured as an electrostatic sensor, the fixed electrode layer 20 and the movable electrode layer 30 constitute a sensing mechanism.
  • the bonding layer 40 is made of an electrically insulating material disposed between the base material 10, the fixed electrode layer 20, and the movable electrode layer 30.
  • the bonding layer 40 is composed of a silicon oxide film.
  • the thickness of the bonding layer 40 is not particularly limited and is, for example, several ⁇ m.
  • the bonding layer 40 is provided in the shaded area in FIG. 1 (the same applies to the following embodiments).
  • the bonding layer 40 is typically formed by processing a BOX layer in an SOI substrate into a predetermined shape.
  • the bonding layer 40 bonds between the base material 10 and the fixed electrode layer 20 and between the base material 10 and the movable electrode layer 30.
  • the bonding layer 40 includes a plurality of bonding portions 421, 422, 431, and 432 that partially support the base portions 22 and 32 of the fixed electrode layer 20 and the movable electrode layer 30 as described later.
  • the fixed electrode layer 20 is composed of the two fixed electrode layers 20L and 20R as described above.
  • the fixed electrode layers 20L and 20R are arranged to face each other in the X-axis direction with the movable electrode layer 30 interposed therebetween. That is, in FIG. 1, one fixed electrode layer 20 ⁇ / b> L is disposed on the left side of the movable electrode layer 30, and the other fixed electrode layer 20 ⁇ / b> R is disposed on the right side of the movable electrode layer 30.
  • These fixed electrode layers 20L and 20R are formed in a symmetrical shape with respect to the Y-axis direction.
  • the fixed electrode layer 20 has a fixed electrode portion 21 (first electrode portion) and a base portion 22 (first base portion).
  • the fixed electrode portion 21 and the base portion 22 are formed with substantially the same thickness.
  • the fixed electrode portion 21 has a plurality of fixed electrode pieces 210 extending in the X-axis direction and arranged in the Y-axis direction.
  • the number of the fixed electrode pieces 210 is not particularly limited, and is appropriately set according to required device characteristics.
  • the plurality of fixed electrode pieces 210 are arranged at equal intervals in the Y-axis direction, but of course not limited thereto.
  • the plurality of fixed electrode pieces 210 are formed so as to protrude rightward from the suspension portion 220 of the base portion 22.
  • the plurality of fixed electrode pieces 210 are formed so as to protrude leftward from the suspension part 220 of the base part 22.
  • Each fixed electrode piece 210 of the fixed electrode layer 20L and each fixed electrode piece 210 of the fixed electrode layer 20R are arranged to face each other in the X-axis direction.
  • the plurality of fixed electrode pieces 210 are formed in substantially the same shape, respectively, a length direction along the X-axis direction, a width direction along the Y-axis direction, and a height (thickness) direction along the Z-axis direction.
  • Each fixed electrode piece 210 is formed in a plate shape whose height dimension along the Z-axis direction is larger than the width dimension along the Y-axis direction and perpendicular to the substrate 10.
  • the width and length of the fixed electrode piece 210 are not particularly limited. For example, the width is 1 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less, and the length is 50 ⁇ m or more and 200 ⁇ m.
  • each fixed electrode piece 210 is opposed to the surface of the base material 10 via a space (gap G3). Therefore, the fixed electrode portion 21 is not in contact with the base material 10. Supported by the base portion 22.
  • the gap G3 corresponds to the thickness of the bonding layer 40. That is, the fixed electrode portion 21 is manufactured by removing the underlying bonding layer 40 after the plurality of fixed electrode pieces 210 are formed.
  • the method of forming the fixed electrode piece 210 is not particularly limited, and is typically formed by an anisotropic dry etching method such as reactive ion etching (RIE).
  • RIE reactive ion etching
  • a method for processing the bonding layer 40 is not particularly limited, and for example, an isotropic etching process capable of selectively removing the bonding layer 40 is applicable.
  • the etching method is not particularly limited, and may be either wet or dry.
  • the base portion 22 supports the fixed electrode portion 21 and is disposed on the surface of the base material 10 via the bonding layer 40 (bonding portions 421 and 422).
  • the base portion 22 is formed in a column shape having long sides in the Y-axis direction.
  • the base portion 22 has both end portions (base end portions 221 and 222) in the long side direction and a suspension portion 220 provided between the base end portions 221 and 222.
  • the suspension portion 220 includes a plurality of fixed electrodes.
  • the piece 210 is supported.
  • the base end portions 221 and 222 are each formed in a rectangular shape having two sides parallel to the X-axis direction and the Y-axis direction, and have substantially the same thickness as the fixed electrode portion 21.
  • the base part 22 is arrange
  • the joint portions 421 and 422 are respectively disposed between the base end portions 221 and 222 and the base material 10.
  • the base end portions 221 and 222 and the joint portions 421 and 422 function as anchor portions that support the fixed electrode layer 20 on the base material 10.
  • the bonding portions 421 and 422 are formed by patterning the bonding layer 40 interposed between the base material 10 and the fixed electrode layer 20 (20L, 20R) into a predetermined shape. Typically, after the shape processing of the fixed electrode portion 21 and the base portion 22, the bonding layer 421 that forms the base of the fixed electrode portion 21 and the suspension portion 220 is removed by the etching method as described above, thereby the bonding portion 421. , 422 are formed.
  • the joint portions 421 and 422 are formed in a substantially rectangular shape similar to the base end portions 221 and 222.
  • the sizes of the joint portions 421 and 422 are typically smaller than the sizes of the base end portions 221 and 222. This is due to side etching when the bonding layer 40 is patterned.
  • the amount of side etching varies depending on the etching conditions, and is set to a size equivalent to the width dimension of the fixed electrode piece 210 along the Y-axis direction, for example.
  • the suspension part 220 is composed of a plate part parallel to the Y-axis direction, the width along the X-axis direction is narrower than the width of the base end parts 221 and 222, and the height along the Z-axis direction as shown in FIG. Smaller than dimensions.
  • the width of the suspension 220 is typically configured to be approximately the same width as the plurality of fixed electrode pieces 210 or approximately twice that width, but of course not limited thereto.
  • connection position between the suspension part 220 and the base end parts 221 and 222 is not particularly limited, and in the present embodiment, the connection position is set at a position closest to the movable electrode layer 30. That is, in one fixed electrode layer 20L, as shown in FIG. 1, the suspension 220 is connected to the lower right corner of the base end 221 and the upper right corner of the base end 222, respectively. In the other fixed electrode layer 20 ⁇ / b> R, as shown in FIG. 1, the suspension 220 is connected to the lower left corner of the base end 221 and the upper left corner of the base end 222.
  • the suspension part 220 has substantially the same thickness as the fixed electrode part 21, and is opposed to the surface of the base material 10 via a space (gap G3) as partially shown in FIG. That is, the suspension part 220 is supported by the base end parts 221 and 222 without contact with the base material 10.
  • the suspension part 220 is formed simultaneously with the formation process of the fixed electrode part 21, and the bonding layer 40 constituting the foundation of the suspension part 220 is the joining layer constituting the foundation of the fixed electrode part 21 as described above. At the same time as the removing step 40, it is removed by etching.
  • the movable electrode layer 30 is disposed between the fixed electrode layer 20L and the fixed electrode layer 20R, and is formed in a symmetrical shape with respect to a center line parallel to the Y-axis direction.
  • the movable electrode layer 30 has a movable electrode part 31 (second electrode part) and a base part 32 (second base part).
  • the movable electrode portion 31 and the base portion 32 are formed with substantially the same thickness.
  • the movable electrode portion 31 has a plurality of movable electrode pieces 310 extending in the X-axis direction and arranged in the Y-axis direction.
  • the number of movable electrode pieces 310 is not particularly limited, and is appropriately set according to required device characteristics.
  • the plurality of movable electrode pieces 310 are formed so as to protrude leftward and rightward from the suspension part 320 of the base part 32.
  • the plurality of movable electrode pieces 310 are arranged at equal intervals. Each movable electrode piece 310 is connected to the fixed electrode piece 210 positioned on the lower side in FIG. 1 via the gap G1, and to the fixed electrode piece 210 positioned on the upper side in FIG. 1 via the gap G2. Are arranged so as to face each other in the Y-axis direction. That is, the movable electrode pieces 310 are arranged in the Y-axis direction alternately with the fixed electrode pieces 210. The plurality of movable electrode pieces 310 are configured to be movable relative to the plurality of fixed electrode pieces 210 in the Y-axis direction.
  • the sizes of the gaps G1 and G2 may be substantially the same as each other, but typically the gaps G1 and G2 are used to stabilize the moving direction of the movable electrode piece 310 when a voltage is applied from the control power supply Vcont.
  • G2 is set to a different value.
  • the gap G1 is set to a value smaller than the gap G2, so that the movable electrode piece 310 moves stably downward in FIG. 1 when a voltage is applied.
  • interval G1 is not specifically limited, For example, they are 1 micrometer or more and 5 micrometers or less.
  • the plurality of movable electrode pieces 310 are formed in substantially the same shape, respectively, a length direction along the X-axis direction, a width direction along the Y-axis direction, and a height (thickness) direction along the Z-axis direction.
  • Each movable electrode piece 310 is formed to have substantially the same width and thickness as the fixed electrode piece 210. That is, each movable electrode piece 310 is formed in a plate shape having a height dimension along the Z-axis direction larger than a width dimension along the Y-axis direction and perpendicular to the base material 10. As shown in FIG. 2, the lower end of each movable electrode piece 310 is opposed to the surface of the base material 10 via a space (gap G3). Supported by the portion 32.
  • the base part 32 supports the movable electrode part 31, and is arrange
  • the base portion 32 includes a suspension portion 320, a plurality of base end portions 321 and 322, and a plurality of connecting pieces 323.
  • the suspension part 320 is disposed between the left and right fixed electrode pieces 210 and supports the plurality of fixed electrode pieces 210.
  • the suspension part 320 is formed in a columnar shape having long sides in the Y-axis direction, and has a lattice structure in which a plurality of substantially rectangular hollow parts 320a are arranged in the long side direction.
  • the thickness of the suspension part 320 and the width of the lattice part are formed substantially the same as the thickness and width of each movable electrode piece 310, respectively.
  • the length of the suspension part 320 is shorter than the length of the suspension part 220 of the fixed electrode layer 20.
  • the plurality of base end portions 321 and 322 are respectively disposed between the left and right fixed electrode layers 20L and 20R.
  • the base end portions 321 and 322 are arranged in pairs so as to face each other in the Y-axis direction, and the pair of base end portions 321 and the pair of base end portions 322 face each other in the X-axis direction.
  • Each of the base end portions 321 and 322 is formed in a rectangular shape having two sides parallel to the X-axis direction and the Y-axis direction, and has substantially the same thickness as the movable electrode portion 31.
  • the base end portions 321 and 322 are formed to have substantially the same size as the base end portions 221 and 222 of the fixed electrode layer 20.
  • the plurality of connecting pieces 323 are provided at both ends of the suspension part 320, respectively.
  • the plurality of connecting pieces 323 are formed in substantially the same shape, and like the movable electrode piece 310, the length direction along the X-axis direction, the width direction along the Y-axis direction, and the Z-axis direction. And a height direction. Both ends of each connecting piece 323 are connected to base end portions 321 and 322, respectively, and both ends of the suspension portion 320 are connected to the central portion of each connecting piece 323.
  • Each connecting piece 323 is formed with a width substantially the same as the width of each movable electrode piece 310.
  • the plurality of connecting pieces 323 are configured to be elastically deformable in the Y-axis direction. That is, each connecting piece 323 is configured as a doubly-supported beam whose both ends are supported by base end portions 321 and 322, and is elastic between a normal position indicated by a solid line and a deformed position indicated by a two-dot chain line in FIG. Can be moved back and forth. As a result, the suspension part 320 whose both ends are connected to the connection piece 323 and the plurality of movable electrode pieces 310 supported by the suspension part 320 can move integrally with respect to the fixed electrode piece 210 in the Y-axis direction. It is said.
  • a stopper (not shown) that limits the amount of movement of the movable electrode portion 31 may be disposed on the substrate 10.
  • the base part 32 is arrange
  • the joint portions 431 and 432 are respectively disposed between the base end portions 321 and 322 and the base material 10.
  • the base end portions 321 and 322 and the joint portions 431 and 432 function as anchor portions that support the movable electrode layer 30 on the base material 10.
  • the bonding portions 431 and 432 are formed by patterning the bonding layer 40 interposed between the base material 10 and the movable electrode layer 30 into a predetermined shape. Typically, after the shape processing of the movable electrode portion 31 and the base portion 32, the bonding layer 40 constituting the base of the movable electrode portion 31, the suspension portion 320, and the connecting piece 323 is removed by the etching method as described above. The joint portions 431 and 432 are respectively formed.
  • the joint portions 431 and 432 are formed in a substantially rectangular shape similar to the base end portions 321 and 322.
  • the sizes of the joint portions 431 and 432 are typically smaller than the sizes of the base end portions 321 and 322. This is due to side etching when the bonding layer 40 is patterned.
  • the amount of side etching varies depending on the etching conditions, and is set to a size equivalent to the width dimension of the movable electrode piece 310 along the Y-axis direction, for example.
  • the suspension part 320 and the connecting piece 323 are opposed to each other through the space (gap G3) from the surface of the base material 10. That is, the suspension part 320 and the connecting piece 323 are supported by the base end parts 321 and 322 without contacting the base material 10.
  • the suspension part 320 and the connection piece 323 are formed at the same time as the forming process of the movable electrode part 31, and the bonding layer 40 constituting the foundation of the suspension part 320 and the connection piece 323 constitutes the foundation of the movable electrode part 31.
  • the bonding layer 40 is removed by etching simultaneously with the removing process.
  • FIG. 3 shows an equivalent circuit of the electrostatic device 101 shown in FIG.
  • the electrostatic device 101 is indicated by a solid line in a fixed portion such as the fixed electrode portion 21 and is indicated by a two-dot chain line in a movable portion such as the movable electrode portion 31.
  • the electrostatic device 101 is connected to a control circuit 1 including a control power supply Vcont.
  • the positive electrode of the control power supply Vcont is connected to one base end 221 of each of the fixed electrode layers 20L and 20R via the signal line S1 (signal input line).
  • the negative electrode of the power supply Vcont is connected to one base end 322 of the movable electrode layer 30 through the signal line S2.
  • the negative electrode of the control power supply Vcont and the base material 10 are each connected to a ground (GND) potential.
  • the control power supply Vcont is composed of a constant voltage source (DC power supply), and supplies a driving potential (Vdd) to the fixed electrode layer 20 and a GND potential (0 V) to the movable electrode layer 30.
  • the electrostatic device 101 is represented by a variable capacitance Cact between the plurality of fixed electrode pieces 210 and the plurality of movable electrode pieces 310 and a ground capacitance Cbox1 caused by the joint portions 421 and 422.
  • variable capacitor Cact when a drive potential is applied from the control power supply Vcont, charges are accumulated in the variable capacitor Cact and the ground capacitor Cbox1.
  • the value of the variable capacitance Cact increases in inverse proportion to the distance between the fixed electrode portion 21 and the movable electrode portion 31 having a comb-tooth structure, and the upper limit of Cact is determined by the above-mentioned distance converging with the movable limit of the actuator mechanism.
  • a potential difference is generated between the fixed electrode portion 21 and the movable electrode portion 31.
  • the electrostatic attractive force due to the potential difference acts in a direction in which the plurality of fixed electrode pieces 210 and the plurality of movable electrode pieces 310 arranged in parallel are brought close to each other.
  • the movable electrode portion 31 moves to a position where the elastic restoring force of the connecting piece 323 is balanced with the electrostatic attractive force, to a position where it contacts a stopper (not shown), or to a position where it contacts the fixed electrode portion 21.
  • the drive potential is released, the movable electrode portion 31 returns to the normal position indicated by the solid line in FIG. 1 by the elastic return force of the connecting piece 323.
  • the electrostatic device 101 configured as described above is configured as an electrostatic actuator that operates by turning on and off the driving potential.
  • the electrostatic device 101 is applied to a switching element, a filter element, and the like, and constitutes, for example, a front end unit of communication equipment mounted on a mobile terminal, a base station, or the like.
  • the electrostatic device 101 includes, for example, an electrostatic sensor such as an acceleration sensor or a pressure sensor. Configured as a sensor.
  • the signal line S1 can be used as a signal output line.
  • the base end portions 221 and 222 of the fixed electrode layer 20 and the base end portions 321 and 322 of the movable electrode layer 30 respectively connect the electrode layers 20 and 30 via the joint portions 421, 422, 431, and 432, respectively.
  • FIG. 4 is a schematic plan view showing the configuration of the electrostatic device 100 according to the comparative example. 4, parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • the electrostatic device 100 according to the comparative example includes the base material 10, the fixed electrode layer 20 (20L, 20R), the movable electrode layer 30, and the bonding layer 40.
  • the base portion 23 of the fixed electrode layer 20 is different from the electrostatic device 101 of the present embodiment.
  • the base portion 23 that supports the fixed electrode portion 21 is supported on the surface of the base material 10 through the bonding layer 40 in almost the entire region.
  • the planar shape of the base portion 23 is formed in a columnar shape having long sides in the Y-axis direction, and the bonding layer 40 has a substantially rectangular planar shape corresponding to the planar shape of the base portion 23. Is formed.
  • FIG. 5 shows an equivalent circuit of the electrostatic device 100 according to the comparative example.
  • the electrostatic device 100 is indicated by a solid line in a fixed part such as the fixed electrode part 21 and is indicated by a two-dot chain line in a movable part such as the movable electrode part 31.
  • the electrostatic device 100 is represented by a variable capacitance Cact between the plurality of fixed electrode pieces 210 and the plurality of movable electrode pieces 310 and a ground capacitance Cbox2 caused by the joint portions 421 and 422.
  • an electric potential generated in the ground capacitance Cbox2 when the electrostatic device 100 is configured as an electrostatic actuator, an electric potential generated in the ground capacitance Cbox2 generates an OFF-time potential (Vbox2) of the actuator mechanism.
  • the charge generated in the ground capacitance Cbox2 is caused by impurities mixed in or adhering to the junction layer 40, lattice defects of the silicon oxide film constituting the junction layer 40, and the like. If the value of Vbox2 exceeds a certain threshold value, the control voltage remains applied to the actuator mechanism without applying the drive potential to the actuator mechanism, invalidating the control theory, or using the ON-OFF timing chart. Cause a failure mode by causing a shift.
  • FIG. 6 shows an example of the detection circuit 2 when the electrostatic device is configured as an electrostatic sensor.
  • the detection circuit 2 measures the capacitance change ⁇ C of the variable capacitor Cact by the potential difference between both ends of the resistor Rsense.
  • Vbox2 is present in the ground capacitance Cbox2
  • the potential difference measured by the resistor Rsense drifts from the potential difference corresponding to ⁇ C to be detected.
  • the charge amount of the ground capacitance Cbox2 varies each time the operation of the actuator mechanism or the sensing mechanism is repeated. For this reason, it becomes a power supply bias fluctuation effect for the actuator mechanism and a reference voltage fluctuation effect for the sensing mechanism, which may cause a failure of the device.
  • the electrostatic device 100 is configured as an electrostatic actuator or an electrostatic sensor
  • the electric power generated by charging / discharging of Cbox 2 corresponds to unnecessary loss.
  • the area of Cbox2 is several mm 2
  • the bonding layer 40 that supports the fixed electrode layer 20 (20L, 20R) to which the driving potential is input has a plurality of portions that partially support the base portion 22. It is comprised as junction part 421,422.
  • the suspension part 220 that supports the fixed electrode part 21 (the plurality of fixed electrode pieces 210) is suspended by the base end parts 221 and 222 so as to face the base material 10 via a space (gap G3). It is configured. For this reason, the suspension part 220 is configured to be able to support the fixed electrode part 21 without causing a ground capacity due to the bonding layer 40.
  • the area of the bonding layer 40 interposed between the base portion 22 and the base material 10 is significantly reduced as compared with the comparative example.
  • the ground capacity Cbox2 can be reduced by orders of magnitude.
  • adverse effects on the device due to charging of the junction layer 40 and parasitic capacitance (Cbox1) are reduced, and device characteristics such as ensuring good operating characteristics, reducing power consumption and improving detection sensitivity are improved. Is possible.
  • the suspension part 220 is composed of a single plate that is narrower than the base end parts 221 and 222. For this reason, the opposing area of the suspension part 220 and the base material 10 can be reduced to the minimum, and the ground capacity of the fixed electrode layer 20 can be further reduced. Furthermore, by making the width of the suspended portion 220 substantially the same as the width of the fixed electrode piece 210, it is possible to improve the processing accuracy of the suspended portion 220 and the bonding layer 40 immediately below it by etching.
  • the bonding layer 40 is configured not to exist in a region where the suspension unit 220 and the base material 10 are opposed to each other, but the remaining of the bonding layer 40 in the region is not necessarily excluded. Also in this case, since the suspension part 220 is configured to be narrower than the base end parts 221, 222, the ground capacity can be made smaller than that of the comparative example. The same applies to the following embodiments.
  • FIG. 7 is a schematic plan view showing the configuration of the electrostatic device 102 according to the second embodiment of the present technology.
  • configurations different from those of the first embodiment will be mainly described, and configurations similar to those of the above-described embodiment will be denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified.
  • the electrostatic device 102 of the present embodiment is different from the first embodiment described above in the configuration of the base portion 22 of the fixed electrode layer 20 (20L, 20R). That is, in this embodiment, the suspension part 224 in the base part 22 has a lattice structure (or ladder structure).
  • both ends of the suspension part 224 are connected to the base end parts 221 and 222, respectively, and face the surface of the base material 10 through a space.
  • the suspension portion 224 includes two long plate portions that are formed in parallel between the base end portions 221 and 222 in parallel to the Y-axis direction and are connected in parallel so as to connect the two plate portions to each other. And a combination structure with a plurality of short plate portions parallel to the X-axis direction.
  • the width of each plate part constituting the suspension part 224 is set to be approximately the same as or substantially twice the width of the fixed electrode piece 210, but is not limited to this.
  • the suspension part 224 has a lattice structure or a ladder structure, the rigidity of the suspension part 224 can be increased as compared with a case where the suspension part 224 is configured by a single plate. Moreover, since the suspension part 224 is formed in a lattice shape, the suspension part 224 is provided with a plurality of hollow parts 224a arranged in the Y-axis direction. Thereby, the opposing area with the base material 10 can be reduced compared with the structure without the hollow part 224a.
  • the short plate portion may be formed to be inclined with respect to the X-axis direction or may be partially bent.
  • the shape of the hollow portion 224a is not limited to the illustrated rectangular shape, and may be configured in an appropriate shape such as a triangular shape or a polygonal shape having five or more corners. The same applies to the following embodiments.
  • FIG. 8 is a schematic plan view showing the configuration of the electrostatic device 103 according to the third embodiment of the present technology.
  • configurations different from those of the first embodiment will be mainly described, and configurations similar to those of the above-described embodiment will be denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified.
  • the electrostatic device 103 of the present embodiment is different from the first embodiment described above in the configuration of the base portion 22 of the fixed electrode layer 20 (20L, 20R). That is, in the present embodiment, the suspension portion 225 in the base portion 22 has a lattice structure as in the second embodiment.
  • the suspension portion 225 has both ends connected to the base end portions 221 and 222, respectively, and faces the surface of the base material 10 via a space.
  • the suspension portion 225 is parallel to the three long plate portions parallel to the Y-axis direction formed in parallel between the base end portions 221 and 222, and the three plate portions.
  • a combination structure with a plurality of short plate portions parallel to the X-axis direction may be arranged in alignment in the X-axis direction, or may be arranged so as not to be aligned in the same direction as shown in FIG.
  • the width of each plate part constituting the suspension part 225 is set to be approximately the same as or substantially twice the width of the fixed electrode piece 210, but is not limited to this.
  • the suspension part 225 has a lattice structure or a ladder structure, the rigidity of the suspension part 225 can be increased as compared with the case where the suspension part 225 is formed of a single plate, as in the second embodiment. Moreover, since the suspension part 225 is formed in a lattice shape, the suspension part 225 is provided with a plurality of hollow parts 225a arranged in the X-axis direction and the Y-axis direction. Thereby, compared with the structure without the hollow part 225a, the opposing area with the base material 10 can be reduced.
  • FIG. 9 is a schematic plan view showing the configuration of the electrostatic device 104 according to the fourth embodiment of the present technology.
  • configurations different from those of the first embodiment will be mainly described, and configurations similar to those of the above-described embodiment will be denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified.
  • the electrostatic device 104 of the present embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the base portion 22 of the fixed electrode layer 20 (20L, 20R). That is, in the present embodiment, the suspension portion 224 in the base portion 22 has a lattice structure as in the second embodiment, and the base portion 22 has a base end portion supported by the joint portion 423 at the center thereof. 223 is further included.
  • the base end portion 223 is provided between the base end portions 221 and 222, and is formed via a bonding layer 423 (first bonding portion) formed by patterning the bonding layer 40. Supported on the surface of the substrate 10.
  • the base end 223 is formed in the same shape and size as the base ends 221 and 222, but is not limited to this.
  • the suspension part 224 is provided between the base end part 221 and the base end part 223 and between the base end part 223 and the base end part 222, respectively.
  • the joint portion 423 is formed in the same shape and size as the joint portions 421 and 422, but of course not limited thereto.
  • the suspension part 224 has a lattice structure or a ladder structure, the rigidity of the suspension part 225 can be increased as compared with the case where the suspension part 225 is formed of a single plate, as in the second embodiment. Moreover, when the suspension part 224 has the several hollow part 224a, compared with the structure without the hollow part 224a, the opposing area with the base material 10 can be reduced.
  • the suspension part 224 may be configured by a single plate as in the first embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic plan view showing the configuration of the electrostatic device 105 according to the fifth embodiment of the present technology.
  • configurations different from those of the first embodiment will be mainly described, and configurations similar to those of the above-described embodiment will be denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified.
  • the electrostatic device 104 of the present embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the base portion 22 of the fixed electrode layer 20 (20L, 20R). That is, in the present embodiment, the suspension portion 225 in the base portion 22 has a lattice structure as in the third embodiment, and the base portion 22 is joined to the central portion thereof as in the fourth embodiment. It further has a base end 223 supported by the portion 423.
  • the suspension part 225 has a lattice structure or a ladder structure, the rigidity of the suspension part 225 can be increased as compared with the case where the suspension part 225 is configured by a single plate, as in the third embodiment. Moreover, since the center part of the suspension part 225 is relayed by the base end part 223, the rigidity of the suspension part 225 can further be improved. Furthermore, since the suspension part 225 has a plurality of hollow parts 225a, the facing area with respect to the base material 10 can be reduced as compared with a configuration without the hollow part 225a.
  • FIG. 11 is a schematic plan view showing the configuration of the electrostatic device 106 according to the sixth embodiment of the present technology.
  • configurations different from those of the first embodiment will be mainly described, and configurations similar to those of the above-described embodiment will be denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified.
  • the electrostatic device 106 of the present embodiment is different from the above-described embodiments in that it has a plurality of device portions D1, D2 on the base material 10.
  • the plurality of device portions D1 and D2 each have a fixed electrode layer 20 and a movable electrode layer 30, and each electrode layer is supported on the surface of the substrate 10 via a plurality of joint portions 421, 422, 431, and 432. ing. That is, each of the plurality of device portions D1, D2 constitutes one electrostatic device.
  • the two device portions D1 and D2 are provided on the base material 10, but the number of device portions is not limited to this and may be three or more.
  • the device portions D1 and D2 are disposed adjacent to each other in the X-axis direction, but are not limited thereto, and may be disposed adjacent to each other in the Y-axis direction, or may be disposed in a matrix in the XY plane. Also good.
  • the electrostatic device 106 includes an electrode layer 620 integrated between a plurality of device portions D1 and D2. That is, the electrode layer 620 includes fixed electrode layers 20L and 20R having the same configuration as that of the first embodiment, a fixed electrode layer 20LR common to the device portions D1 and D2, and a coupling layer 25 that connects these electrode layers to each other.
  • the electrode layer 620 includes fixed electrode layers 20L and 20R having the same configuration as that of the first embodiment, a fixed electrode layer 20LR common to the device portions D1 and D2, and a coupling layer 25 that connects these electrode layers to each other.
  • the fixed electrode layers 20L and 20R each have a fixed electrode portion 21 and a base portion 22 that supports the fixed electrode portion 21 as in the first embodiment.
  • the base portion 22 includes two base end portions 221 and 222 and a suspension portion 225 that is provided between the base end portions 221 and 222 and supports the fixed electrode portion 21.
  • the suspension portion 225 has a lattice structure similar to that of the third embodiment, but is not limited to this.
  • the fixed electrode layers 20L and 20R are fixed to the base material 10 via joint portions 421 and 422 that partially support the base end portions 221 and 222, respectively.
  • the fixed electrode layer 20LR is provided between the fixed electrode layer 20L and the fixed electrode layer 20R, the fixed electrode portion 21 for the device portion D1 and the device portion D2, and a base portion that supports the fixed electrode portion 21 in common. 26 respectively.
  • the base portion 26 includes a single base end portion 262 and a suspension portion 225 that is provided between the base end portion 262 and the coupling layer 25 and supports the fixed electrode portions 21.
  • the suspension portion 225 has a lattice structure similar to that of the third embodiment, but is not limited to this.
  • the fixed electrode layer 20LR is fixed to the base material 10 via a joint portion 462 that partially supports the base end portion 262.
  • the joint portion 462 is formed by pattern-etching the joint layer 40, similarly to the joint portions 421, 422 and the like.
  • the coupling layer 25 extends parallel to the X-axis direction, and both ends thereof are connected to the base end portions 221 of the fixed electrode layers 20L and 20R, respectively.
  • One end of the suspension part 225 of the fixed electrode layer 20LR is connected to the intermediate part of the coupling layer 25.
  • the coupling layer 25 has a lattice structure similar to that of the suspension portion 225, but of course is not limited thereto. Similar to the suspension portion 225, the coupling layer 25 is disposed so as to face the surface of the base material 10 through a space.
  • the device portions D1 and D2 are driven by inputting a driving potential to the electrode layer 620. Since the electrode layer 620 is partially fixed to the base material 10 via a plurality of joints 421, 422, and 462, it is possible to reduce the ground capacity. This makes it possible to improve device characteristics as in the first embodiment.
  • the fixed electrode layer since a part of the fixed electrode layer is configured to be shared by a plurality of device units, there is an advantage that the degree of integration when the device units are arrayed is improved. In addition, it is possible to reduce the ground capacity per unit area.
  • FIG. 12 is a schematic plan view when a plurality (15) of device portions D are arranged in 3 rows and 5 columns on the substrate 10 as an example of arraying.
  • the suspension portion 225 that supports the fixed electrode piece of each device portion D is formed in common between the plurality of device portions D.
  • the suspension part 225 has a lattice structure similar to that of the third embodiment. However, the suspension part 225 is not limited to this, and the structure of the suspension part described in other embodiments may be employed.
  • the fixed electrode layer and the movable electrode layer are fixed to the base material 10 via the plurality of bonding layers 40. Since the occupation ratio of the bonding layer 40 on the surface of the base material 10 can be reduced as shown in the figure, the ground capacity of the device can be greatly reduced.
  • FIG. 13 is a schematic plan view showing the configuration of the electrostatic device 200 according to the seventh embodiment of the present technology.
  • configurations different from those of the first embodiment will be mainly described, and configurations similar to those of the above-described embodiment will be denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified.
  • the driving potential (Vdd) is input to the fixed electrode layer 20, and the movable electrode layer 30 is connected to the GND potential.
  • the electrostatic device 200 includes a fixed electrode layer 20 (20L, 20R) disposed on the surface of the base material 10 via a bonding layer 40 (joining portions 421, 422), and a surface of the base material 10.
  • the movable electrode layer 30 is disposed via the bonding layer 40 (bonding portion 433).
  • the movable electrode layer 30 has a movable electrode part 31 and a base part 32 that supports the movable electrode part 31.
  • the base portion 32 supports a suspension portion 320 that supports the movable electrode portion 31, an elastically deformable connection piece 323 provided at both ends of the suspension portion 320, and both ends of the connection piece. And base end portions 321 and 322.
  • the base portion 32 further includes a frame portion 324 and a connecting portion 325.
  • the frame portion 324 is formed in a substantially rectangular shape, and is provided around the base end portions 321 and 322 and the fixed electrode layer 20.
  • the connecting portion 325 is formed so as to protrude from the inner peripheral portion of the frame portion 324 toward the two base end portions 321 and 322 located on the upper side in FIG. In FIG. 13, the two base end portions 321 and 322 located on the lower side are integrally connected to the inner peripheral portion of the frame portion 324.
  • a conductor pattern 34 that is electrically connected to the signal line S2 is provided on the upper surface of the connecting portion 325.
  • the conductor pattern 34 includes a pad portion 340, a first terminal portion 341, a second terminal portion 342, and a wiring layer 343, which is more than a silicon material that constitutes the base portion 32 such as a metal film. It is composed of a low-resistance conductive material.
  • the conductor pattern is composed of a laminated film of different metals such as Au / Ni / Cr and Au / Ti, for example.
  • the pad part 340 is disposed on the connecting part 325 and connected to the signal line S2.
  • the first terminal portion 341 is disposed on one base end portion 321, and the second terminal portion 342 is disposed on the other base end portion 322.
  • FIG. 14 is a longitudinal sectional view of a main part in a region where the first terminal portion 341 is formed.
  • the conductor pattern 34 is provided on the base portion 32 (base end portion 321 and connecting portion 325) via an interlayer insulating layer 35 such as SiO 2 or SiN.
  • the first terminal portion 341 is provided with a contact portion 341 a that penetrates the interlayer insulating layer 35 and is electrically connected to the base end portion 321 of the base at a predetermined position.
  • the second terminal portion 342 is provided with a contact portion 342a (FIG. 13) that penetrates the interlayer insulating layer 35 and is electrically connected to the base end portion 322 of the base.
  • the wiring layer 343 electrically connects the pad portion 340, the first terminal portion 341, and the second terminal portion 342, respectively.
  • the wiring layer 343 connects the first and second terminal portions 341 and 342 to the pad portion 340 in parallel.
  • the base portion 32 of the movable electrode layer 30 is fixed to the surface of the base material 10 via the joint portion 433.
  • the bonding portion 433 is formed by patterning the bonding layer 40 into a predetermined shape.
  • the bonding portion 433 is provided in regions immediately below the base end portions 321, 322, the frame portion 324, and the connecting portion 325, respectively.
  • a pad portion 240 connected to the signal line S1 is provided at each of the base end portions 221 of the fixed electrode layers 20L and 20R.
  • the pad portion 240 is electrically connected to the base end portion 221 and applies a driving potential input via the signal line S1 to the entire fixed electrode layer 20.
  • the pad portion 240 is typically made of a conductive material having a lower resistance than the silicon material forming the base portion 22.
  • a conductive material a metal laminated film similar to the material constituting the conductor pattern 34 described above can be employed.
  • the fixed electrode layer 20 is configured in the same manner as in the first embodiment, a detailed description thereof will be omitted.
  • the configuration of the fixed electrode layer 20 any of the configurations described in the above embodiments can be employed.
  • the suspension portion 225 in the fixed electrode layer 20R has a structure bent approximately 90 ° so as to bypass the one base end portion 322 of the movable electrode layer 30, as shown in FIG.
  • FIG. 15 is a schematic plan view showing the configuration of the electrostatic device 201 according to the eighth embodiment of the present technology.
  • configurations different from those of the seventh embodiment will be mainly described, and configurations similar to those of the above-described embodiment will be denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified.
  • the signal input line (S1) is connected to the fixed electrode layer 20, but in this embodiment, the signal input line (S1) is connected to the movable electrode layer 30 and fixed.
  • a GND line (S2) is connected to the electrode layer 20 (20L, 20R). Therefore, in the present embodiment, the movable electrode layer 30 corresponds to a “first conductor layer”, and the fixed electrode layer 20 corresponds to a “second conductor layer”.
  • the base portion 32 in the movable electrode layer 30 is formed separately from the frame portion 324. Therefore, the frame portion 324 and the base end portions 321 and 322 of the base portion 32 and the connecting portion 325 are electrically insulated from each other.
  • the frame portion 324 is connected to the GND potential in the same manner as the base material 10.
  • the base portion 32 in the movable electrode layer 30 is partially supported by a plurality of joint portions 431, 432, and 434 (second joint portions).
  • the joint portions 431, 432, and 434 are formed by pattern-etching the joint layer 40, and are provided in regions immediately below the base end portions 321 and 322 and the connecting portion 325, respectively.
  • FIG. 16 is a vertical cross-sectional view of the main part in the formation region of the pad portion 340 and the first terminal portion 341.
  • a plurality of notches 326 are provided around the connecting portion 325 and the base end portions 321 and 322 of the movable electrode layer 30.
  • the notch 326 reduces the facing area between the connecting portion 325 and the base end portions 321 and 322 and the base material 10, and enables appropriate pattern etching of the joint portions 431, 432, and 434.
  • the formation interval, formation width, and depth of the notch 326 are not particularly limited and can be set as appropriate.
  • the notch portion 326 is formed along the extending direction of the wiring layer 343. Thereby, the bonding layer 40 immediately below the base portion 32 where the wiring layer 343 is formed can be efficiently removed by etching.
  • the positive electrode of a control power source (not shown) is connected to the pad portion 340 of the movable electrode layer 30 and the negative electrode is connected to the pad portion 240 of the fixed electrode layer 20.
  • a driving potential Vdd
  • the movable electrode portion 31 is moved relative to the fixed electrode portion 21 in the Y-axis direction by electrostatic attraction, and the capacitance between both electrode portions is variable. Be controlled.
  • the input of the drive potential is canceled, the movable electrode portion 31 returns to the normal position shown in the figure by the elastic return force of the connecting piece 323.
  • FIG. 17 shows an equivalent circuit of the electrostatic device 201 shown in FIG.
  • the electrostatic device 201 is indicated by a solid line in a fixed portion such as the fixed electrode portion 21 and is indicated by a two-dot chain line in a movable portion such as the movable electrode portion 31.
  • the bonding layer 40 that supports the movable electrode layer 30 to which the driving potential is input is configured as a plurality of bonding portions 431, 432, and 434 that partially support the base portion 22.
  • the suspension part 320 that supports the movable electrode part 31 (the plurality of movable electrode pieces 310) is suspended by the base end parts 321 and 322 so as to face the base material 10 via a space (gap G3). It is configured. For this reason, the suspension part 320 is configured to be able to support the movable electrode part 31 without causing the ground capacitance Cbox3 (FIG. 17) caused by the bonding layer 40.
  • the electrostatic device 201 of the present embodiment since the area of the bonding layer 40 interposed between the base portion 32 and the base material 10 can be significantly reduced, the ground capacitance of the movable electrode layer 30 can be reduced. It can be made smaller. As a result, as in the first embodiment, it is possible to ensure good operating characteristics and reduce consumption drive power. Further, when the electrostatic device 201 is configured as an electrostatic sensor, it is possible to improve detection sensitivity.
  • the bonding layer 40 since the bonding layer 40 does not exist immediately below the wiring layer 343, the ground capacitance (parasitic capacitance) between the wiring layer 343 and the base material 10 can be eliminated, and thereby device characteristics. It is possible to contribute to the improvement of
  • the drive potential input to the pad unit 340 is supplied to the first and second terminal units 341 and 342 via the wiring layer 343, these terminals are provided. It becomes possible to input drive potentials to the units 341 and 342 almost evenly. Thereby, the electrostatic attractive force with respect to the fixed electrode layers 20L and 20R can be generated synchronously.
  • a missing portion 350 that forms a gap between the base portion 32 and the wiring layer 343 may be provided in the interlayer insulating layer 35 immediately below the wiring layer 343.
  • the interlayer insulating layer 35 has the missing portion 350, the parasitic capacitance between the wiring layer 343 and the base portion 32 can be reduced, so that the driving power can be further reduced or the detection sensitivity can be further increased. It is possible to improve.
  • the bonding layer 40 located immediately below the wiring layer 343 is removed, but a part of the bonding layer 40 may remain.
  • the removal amount of the bonding layer 40 it is effective to provide the notches 326 around the base end portions 321 and 322 as described above.
  • the short width (W1) of the notch remaining portion 32A of the base portion 32 left by the notch portion 326 is set to the width along the Y-axis direction of the movable electrode piece 310 (FIG. 15). ) About the same as or twice that. Thereby, the bonding layer 40 directly under the notch remaining portion 32A can be efficiently removed by etching.
  • the bonding layer 40 immediately below the wiring layer 343 can be efficiently removed. Moreover, since the average value of the short width (W2) of the notch remaining portion 32B of the base portion 32 is reduced by forming the notch portion 326 deeply, the removal amount of the bonding layer immediately below the notch remaining portion 32B is increased, It is also possible to remove all of the bonding layer.
  • the formation interval of the notches 326 is narrower than in the example of FIG. 19, or as shown in FIG. 21, the formation depth of the notches 326 is deeper than in the example of FIG. You may do it.
  • the wiring layer 343 is not limited to the case of being configured by a single row of wiring, and may be configured in a lattice shape as shown in FIGS. Thereby, a plurality of hollow portions 343a are formed in the formation region of the wiring layer 343.
  • the wiring layer 343 having the structure as an etching mask By using the wiring layer 343 having the structure as an etching mask, the interlayer insulating layer 35, the base portion 32, and the bonding layer 40 immediately below the wiring layer 343 can be removed by etching. With the above configuration, the missing portion 351 that forms a gap between the base material 10 and the wiring layer 343 is provided for both the interlayer insulating layer 35 and the base portion 32.
  • the ground capacitance (parasitic capacitance) of the wiring layer 343 can be further reduced. Can be planned. Even in this case, the width of the lattice portion constituting the wiring layer 343 is, for example, approximately the same as or twice the width of the movable electrode piece 310.
  • the fixed electrode portion and the movable electrode portion of the electrostatic device are each configured in a comb-teeth shape, but the electrode form is not limited to this, and a structure other than the comb-teeth structure may be adopted. Good.
  • the electrode layout in which the fixed electrode layer 20 is disposed on both sides of the movable electrode layer 30 is employed.
  • an electrode structure in which the fixed electrode layer and the movable electrode layer are individually combined is also employed. Is possible.
  • electrostatic device according to the present technology can be applied to various actuators or sensors using electrostatic attraction or capacitance change between electrodes.
  • this technique can also take the following structures.
  • a conductive substrate A first conductor layer having a first electrode part and a first base part that supports the first electrode part and is disposed on the base material, and is connected to a signal line; A second electrode portion that faces the first electrode portion in the first axial direction and is movable relative to the first electrode portion in the first axial direction, and supports the second electrode portion And a second base layer disposed on the substrate and connected to a reference potential, An electrically insulating bonding layer having a plurality of first bonding portions disposed between the base material and the first and second base portions and at least partially supporting the first base portion; Electrostatic device provided.
  • the electrostatic device according to (1) above The first base portion is formed in a columnar shape having long sides in the first axial direction, The first electrode section includes a plurality of electrode pieces extending in a second axial direction intersecting the first axial direction and arranged in the first axial direction.
  • the first base portion is Both ends in the long side direction supported respectively by the plurality of first joint portions; A suspension part provided between the both end parts and supporting the plurality of electrode pieces.
  • the suspension portion has a width along the second axial direction that is narrower than a width of the both end portions, and a height dimension along a third axial direction orthogonal to the first and second axial directions.
  • the suspension part has a plurality of hollow parts.
  • the suspension is an electrostatic device having a lattice structure.
  • the electrostatic device according to any one of (2) to (6) above, The plurality of first joint portions respectively support both end portions and a central portion in the longitudinal direction of the first base portion.
  • the second electrode portion has a plurality of electrode pieces facing a plurality of electrode pieces constituting the first electrode portion,
  • the second base portion includes an elastically deformable connecting piece that supports the second electrode portion so as to be movable in the first axial direction.
  • the bonding layer further includes a plurality of second bonding portions that partially support the second base portion.
  • the first electrode portion has a plurality of electrode pieces extending in a second axial direction intersecting the first axial direction and arranged in the first axial direction,
  • the first base portion includes an elastically deformable connecting piece that supports the first electrode portion so as to be movable in the first axial direction.
  • the electrostatic device according to (10) above A pad portion disposed on the first base portion and electrically connected to the signal line; A terminal portion disposed on the first base portion and electrically connected to the first base portion; A wiring layer that electrically connects the pad portion and the terminal portion; An interlayer insulating layer disposed between the first base portion and the wiring layer; The plurality of first joint portions are selectively disposed directly below the terminal portion.
  • the electrostatic device according to (11) above, The first base portion has a plurality of notches formed along an extending direction of the wiring layer.
  • the electrostatic device according to (11) or (12) above, The interlayer insulating layer has a missing portion that forms a gap between the first base portion and the wiring layer.
  • the signal line constitutes a signal input line for generating an electrostatic force between the first electrode portion and the second electrode portion.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Micromachines (AREA)
  • Pressure Sensors (AREA)

Abstract

【課題】デバイス特性の向上を図ることができる静電型デバイスを提供する。 【解決手段】本技術の一形態に係る静電型デバイスは、導電性の基材と、第１の導体層と、第２の導体層と、接合層とを具備する。上記第１の導体層は、第１の電極部と、第１のベース部とを有し、信号ラインに接続される。上記第１のベース部は、上記第１の電極部を支持し、上記基材上に配置される。上記第２の導体層は、第２の電極部と、第２のベース部とを有し、基準電位に接続される。上記第２の電極部は、上記第１の電極部と第１の軸方向に対向し、上記第１の電極部に対して上記第１の軸方向に相対移動可能に構成される。上記第２のベース部は、上記第２の電極部を支持し、上記基材上に配置される。上記接合層は、上記基材と上記第１および第２のベース部との間に配置され、少なくとも上記第１のベース部を部分的に支持する複数の第１の接合部を有する。

Description

静電型デバイス
　本技術は、例えば、静電駆動型アクチュエータ、静電型センサなどに適用可能な静電型デバイスに関する。
　近年、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）デバイスの開発が広く行われている。ＭＥＭＳとは、一般に、微細な機構を有するアクチュエータ、センサなどのデバイス技術、あるいは、その微細な構造や機構を形成するための半導体プロセスを土台として発展したプロセス技術をいう。ＭＥＭＳデバイスとは、このようなＭＥＭＳ技術を用いて製造されたアクチュエータやセンサなどをいう。
　ＭＥＭＳデバイスの製作にはＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板が広く用いられる。ＳＯＩ基板は、シリコンからなる支持層と、支持層の上に形成されたシリコン酸化物（ＳｉＯ２）からなるＢＯＸ（Buried Oxide）層と、ＢＯＸ層の上に接合されたシリコンからなる活性層との積層体で構成される。ＳＯＩ基板から製作されるＭＥＭＳデバイスの構造設計においては、典型的には、活性層に機能部となる構造と機構が作り込まれる。その構造の一部は、ＢＯＸ層を介して支持層と機械的、電気的に接続される。ＭＥＭＳデバイスとしてのアクチュエータあるいはセンサの機械的、電気的特性は活性層に形成され、ＢＯＸ層や支持層の役割は主にパッケージ化するための剛性、強度の確保にある。
　例えば特許文献１には、ＳＯＩ基板から構成された２軸静電型のチルトミラー素子が開示されている。
特開２００８－５２２２０号公報
　ＳＯＩ基板から製作されるＭＥＭＳデバイスにおいては、ＢＯＸ層や支持層の電気的特性が活性層に形成されたアクチュエータあるいはセンサに少なからず影響を与える。例えば静電駆動型のＭＥＭＳデバイスを例に挙げると、ＢＯＸ層の帯電による動作不良あるいは信頼性の低下、活性層とＢＯＸ層と支持層とによって形成される容量（寄生容量）の増加に伴う駆動電力の上昇あるいは検出感度の低下などが問題となる。
　以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、デバイス特性の向上を図ることができる静電型デバイスを提供することにある。
　本技術の一形態に係る静電型デバイスは、導電性の基材と、第１の導体層と、第２の導体層と、接合層とを具備する。
　上記第１の導体層は、第１の電極部と、第１のベース部とを有し、信号ラインに接続される。上記第１のベース部は、上記第１の電極部を支持し、上記基材上に配置される。
　上記第２の導体層は、第２の電極部と、第２のベース部とを有し、基準電位に接続される。上記第２の電極部は、上記第１の電極部と第１の軸方向に対向し、上記第１の電極部に対して上記第１の軸方向に相対移動可能に構成される。上記第２のベース部は、上記第２の電極部を支持し、上記基材上に配置される。
　上記接合層は、上記基材と上記第１および第２のベース部との間に配置され、少なくとも上記第１のベース部を部分的に支持する複数の第１の接合部を有する。
　上記静電型デバイスにおいて、第１および第２の電極部のうち一方が可動電極として、他方が固定電極としてそれぞれ機能する。信号ラインは、第１および第２の電極部間に静電力を発生させる信号入力ラインを構成し、あるいは、第１および第２の電極部間の相対距離に応じた電圧信号を出力する信号出力ラインを構成する。前者の場合、当該静電型デバイスは、静電型アクチュエータとして機能し、後者の場合、当該静電型デバイスは、静電型センサとして機能する。
　上記静電型デバイスにおいて、第１の電極部を支持する第１のベース層および第２の電極部を支持する第２のベース層はそれぞれ、接合層を介して基材の上に支持される。そして、信号ラインに接続される第１のベース部は、複数の第１の接合部によって部分的に支持される。このため、第１のベース部の全面が電気絶縁性の接合層を介して基材上に支持される場合と比較して、第１のベース部と基材との間に介在する接合層の面積が減少し、接合層の帯電や寄生容量に起因するデバイスへの悪影響が低減される。これにより、良好な動作特性の確保、消費駆動電力の低減、検出感度の向上などデバイス特性の向上を図ることが可能となる。
　上記第１のベース部は、典型的には、上記第１の軸方向に長辺を有する柱状に形成されるとともに、上記第１の電極部は、上記第１の軸方向と交差する第２の軸方向に延在し、上記第１の軸方向に配列された複数の電極片を有する。
　上記構成において、上記第１のベース部は、上記長辺方向の両端部と、懸架部とを有する。上記両端部は、上記複数の第１の接合部に各々支持される。上記懸架部は、上記両端部間に設けられ、上記複数の電極片を支持する。
　これにより、接合層の面積を最小限に抑えつつ、第１のベース層を基材上に安定に支持することが可能となる。
　上記懸架部は、例えば、上記第２の軸方向に沿った幅が上記両端部の幅よりも狭く、上記第１および第２の軸方向に直交する第３の軸方向に沿った高さ寸法よりも小さい板部で構成される。あるいは、上記懸架部は、複数の中空部を有していてもよい。中空部の形態は特に限定されず、例えば、上記懸架部は、格子構造またはラダー構造を有してもよい。あるいは、上記複数の第１の接合部は、上記第１のベース部の長手方向の両端部と中央部とを各々支持するように構成されてもよい。
　上記第２の電極部は、典型的には、第１の電極部を構成する複数の電極片と対向する複数の電極片を有する。上記第２の電極部が可動電極として構成される場合、上記第２のベース部は、上記第２の電極部を上記第１の軸方向に移動可能に支持する弾性変形可能な連結片を有する。
　上記接合層は、上記第２のベース部を部分的に支持する複数の第２の接合部をさらに有してもよい。これにより、第２のベース層においても基材との間の寄生容量などを減少させることができるため、デバイス特性のさらなる向上が図れることになる。
　第１の電極部は、固定電極として構成されてもよいし、可動電極として構成されてもよい。第１の電極部が可動電極として構成される場合、第１のベース部は、第１の電極部を上記第１の軸方向に移動可能に支持する弾性変形可能な連結片を有する。
　この場合、上記静電型デバイスは、パッド部と、端子部と、配線層と、層間絶縁層とをさらに具備してもよい。
　上記パッド部は、上記第１のベース部上に配置され、上記信号ラインと電気的に接続される。上記端子部は、上記第１のベース部上に配置され、上記第１のベース部と電気的に接続される。上記配線層は、上記パッド部と上記端子部との間を電気的に接続する。上記層間絶縁層は、上記第１のベース部と上記配線層との間に配置される。
　そして、上記複数の第１の接合部は、上記第１および第２の端子部の直下に選択的に配置される。
　上記構成によれば、配線層の形成領域における第１のベース部と基材との間の容量を低減することができるため、信号ラインに接続される第１の電極部の駆動電圧の低減を図ることが可能となる。あるいは、第２の電極部に対する第１の電極部の相対移動を精度よく検出することが可能となる。
　上記第１のベース部は、上記配線層の延在方向に沿って形成された複数の切欠き部を有してもよい。これにより、基材と第１のベース部との対向面積を減少させることができるため、これらの間の寄生容量を低減させることができる。
　同様に、上記層間絶縁層は、上記第１のベース部と上記配線層との間に間隙を形成する欠落部を有してもよい。
　更に、上記層間絶縁層および上記第１のベース部は、上記基材と上記配線層との間に間隙を形成する欠落部をそれぞれ有してもよい。
　以上のように、本技術によれば、デバイス特性の向上を図ることができる。
　なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
本技術の第１の実施形態に係る静電型デバイスの構成を示す概略平面図である。 図１における［Ａ］－［Ａ］線断面図である。 図１に示した静電型デバイスの等価回路を示す図である。 比較例に係る静電型デバイスの構成を示す概略平面図である。 比較例に係る静電型デバイスの等価回路を示す図である。 静電型デバイスが静電センサとして構成されるときの検出回路の一例を示す図である。 本技術の第２の実施形態に係る静電型デバイスの構成を示す概略平面図である。 本技術の第３の実施形態に係る静電型デバイスの構成を示す概略平面図である。 本技術の第４の実施形態に係る静電型デバイスの構成を示す概略平面図である。 本技術の第５の実施形態に係る静電型デバイスの構成を示す概略平面図である。 本技術の第６の実施形態に係る静電型デバイスの構成を示す概略平面図である。 本技術の一実施形態に係る静電型デバイスのアレイ構造を示す概略平面図である。 本技術の第７の実施形態に係る静電型デバイスの構成を示す概略平面図である。 図１３に示した静電型デバイスにおいて、端子部の形成領域における要部の縦断面図である。 本技術の第８の実施形態に係る静電型デバイスの構成を示す概略平面図である。 図１５に示した静電型デバイスにおいて、パッド部および端子部の形成領域における要部の縦断面図である。 図１５に示した静電型デバイスの等価回路を示す図である。 図１５に示した静電型デバイスの他の構成例を示す要部の縦断面図である。 図１５に示した静電型デバイスの他の構成例を示す要部の平面図である。 図１５に示した静電型デバイスの他の構成例を示す要部の平面図である。 図１５に示した静電型デバイスの他の構成例を示す要部の平面図である。 図１５に示した静電型デバイスの他の構成例を示す要部の平面図である。
　以下、本技術に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。
＜第１の実施形態＞
　図１は、本技術の一実施形態に係る静電型デバイス１０１を示す概略平面図である。図２は、図１における［Ａ］－［Ａ］線断面図である。
　図１，２においてＸ軸およびＹ軸は、相互に直交する平面方向、Ｚ軸はこれらに直交する高さ（厚み）方向を示している。以後の各図においても同様とする。
［静電型デバイスの構成］
　静電型デバイス１０１は、基材１０と、固定電極層２０（第１の導体層）と、可動電極層３０（第２の導体層）と、接合層４０とを備える。固定電極層２０は、２つの固定電極層２０Ｌ，２０Ｒを有する。以下、個別に説明する場合を除き、固定電極層２０Ｌ，２０Ｒを固定電極層２０と総称する。
　本実施形態の静電型デバイス１０１は、制御用電源Ｖcontを含む制御回路（駆動回路）に電気的に接続されており、固定電極層２０および可動電極層３０の間に入力される直流電圧によって駆動される静電アクチュエータとして構成される。
　基材１０は、導電性を有する略矩形の板材で構成され、本実施形態ではシリコン基板で構成される。基材１０の比抵抗および厚みは特に限定されず、典型的には、比抵抗は数Ωｃｍ～数ＭΩｃｍ、厚みは数十μｍ～数百μｍである。
　基材１０は、典型的には、ＳＯＩ基板における支持層を所定形状に加工することで形成され、静電型デバイス１０１におけるアクチュエータ部あるいはセンサ部を支持する支持基板として構成される。基材１０は、上記アクチュエータ部あるいはセンサ部を支持できる大きさに形成されるが、複数の上記アクチュエータ部あるいはセンサ部を共通に支持できる大きさに形成されてもよい。
　固定電極層２０および可動電極層３０は、典型的には、シリコン基板で構成される。固定電極層２０および可動電極層３０の比抵抗および厚みは特に限定されず、典型的には、比抵抗は数Ωｃｍ～数ＭΩｃｍ、厚みは数μｍ～１００μｍである。
　固定電極層２０および可動電極層３０は、共通のシリコン基板に微細加工を施すことで形成される。固定電極層２０および可動電極層３０は、典型的には、ＳＯＩ基板における活性層で構成され、基材１０上において相互に分離して配置されている。固定電極層２０および可動電極層３０はそれぞれ、後述するように櫛歯型の電極構造を有する。
　静電型デバイス１０１が静電アクチュエータとして構成される場合、固定電極層２０および可動電極層３０は、アクチュエータ機構を構成する。一方、静電型デバイス１０１が静電センサとして構成される場合、固定電極層２０および可動電極層３０は、センシング機構を構成する。
　接合層４０は、基材１０と固定電極層２０および可動電極層３０との間に配置された電気絶縁性の材料で構成される。本実施形態では、接合層４０は、シリコン酸化膜で構成される。接合層４０の厚みは特に限定されず、例えば数μｍである。接合層４０は、図１において網掛けした領域に設けられる（以後の実施形態においても同様とする）。
　接合層４０は、典型的には、ＳＯＩ基板におけるＢＯＸ層を所定形状に加工することで形成される。接合層４０は、基材１０と固定電極層２０との間、および、基材１０と可動電極層３０との間をそれぞれ接合する。本実施形態において接合層４０は、後述するように、固定電極層２０および可動電極層３０各々のベース部２２，３２を部分的に支持する複数の接合部４２１，４２２，４３１，４３２を有する。
　以下、固定電極層２０および可動電極層３０の詳細について説明する。
　（固定電極層）
　固定電極層２０は、上述のように、２つの固定電極層２０Ｌ，２０Ｒで構成される。固定電極層２０Ｌ，２０Ｒは、可動電極層３０を挟んで、Ｘ軸方向に相互に対向して配置される。すなわち図１において、一方の固定電極層２０Ｌは、可動電極層３０の左側に配置され、他方の固定電極層２０Ｒは、可動電極層３０の右側に配置される。これら固定電極層２０Ｌ，２０Ｒは、Ｙ軸方向に関して対称な形状に形成される。
　固定電極層２０は、固定電極部２１（第１の電極部）と、ベース部２２（第１のベース部）とを有する。固定電極部２１およびベース部２２は、各々略同一の厚みで形成される。
　固定電極部２１は、Ｘ軸方向に延在しＹ軸方向に配列された複数の固定電極片２１０を有する。固定電極片２１０の本数は特に限定されず、要求されるデバイス特性に応じて適宜設定される。本実施形態において、複数の固定電極片２１０は、Ｙ軸方向に等間隔で配列されるが、勿論これに限られない。
　図１に示すように、一方の固定電極層２０Ｌにおいて、複数の固定電極片２１０は、ベース部２２の懸架部２２０から右方に突出するように形成される。また、他方の固定電極層２０Ｒにおいて、複数の固定電極片２１０は、ベース部２２の懸架部２２０から左方に突出するように形成される。固定電極層２０Ｌの各固定電極片２１０と固定電極層２０Ｒの各固定電極片２１０は、Ｘ軸方向に相互に対向して配置されている。
　複数の固定電極片２１０はそれぞれ略同一の形状に形成され、Ｘ軸方向に沿った長さ方向と、Ｙ軸方向に沿った幅方向と、Ｚ軸方向に沿った高さ（厚み）方向とを有する。各固定電極片２１０は、Ｚ軸方向に沿った高さ寸法がＹ軸方向に沿った幅寸法よりも大きく基材１０に垂直な板形状に形成される。固定電極片２１０の幅および長さは特に限定されず、例えば、幅は１μｍ以上５μｍ以下、長さは５０μｍ以上２００μｍとされる。
　各固定電極片２１０の下端は、図２に示すように、基材１０の表面から空間（間隙Ｇ３）を介して対向しており、したがって固定電極部２１は、基材１０とは非接触でベース部２２に支持される。
　間隙Ｇ３は、接合層４０の厚みに相当する。すなわち、固定電極部２１は、複数の固定電極片２１０が形成された後、下地の接合層４０を除去することによって作製される。固定電極片２１０の形成方法は特に限定されず、典型的には、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Reactive Ion Etching）等の異方性ドライエッチング法で形成される。接合層４０の加工方法も特に限定されず、例えば、接合層４０を選択的に除去することが可能な等方性エッチングプロセスが適用可能である。エッチング方法は特に限定されず、ウェットおよびドライのいずれであってもよい。
　ベース部２２は固定電極部２１を支持し、接合層４０（接合部４２１，４２２）を介して基材１０の表面に配置される。本実施形態においてベース部２２は、Ｙ軸方向に長辺を有する柱状に形成される。
　ベース部２２は、上記長辺方向における両端部（ベース端部２２１，２２２）と、これらベース端部２２１，２２２間に設けられた懸架部２２０とを有し、懸架部２２０は複数の固定電極片２１０を支持する。
　各ベース端部２２１，２２２は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に平行な２辺をそれぞれ有する矩形状に形成され、固定電極部２１と略同一の厚みを有する。ベース部２２は、接合部４２１，４２２（第１の接合部）を介して基材１０の表面に配置される。接合部４２１，４２２は、ベース端部２２１，２２２と基材１０との間にそれぞれ配置される。ベース端部２２１，２２２および接合部４２１，４２２は、基材１０に固定電極層２０を支持するアンカー部として機能する。
　接合部４２１，４２２は、基材１０と固定電極層２０（２０Ｌ，２０Ｒ）との間に介在する接合層４０を所定形状にパターニングすることで形成される。典型的には、固定電極部２１およびベース部２２の形状加工後、固定電極部２１および懸架部２２０の下地を構成する接合層４０を上述のようにエッチング法により除去することで、接合部４２１，４２２がそれぞれ形成される。
　接合部４２１，４２２は、ベース端部２２１，２２２と同様の略矩形状に形成される。接合部４２１，４２２の大きさは、典型的には、ベース端部２２１，２２２の大きさよりも小さい。これは、接合層４０のパターニング時におけるサイドエッチングによるものである。サイドエッチングの量はエッチング条件に応じて異なり、例えば、固定電極片２１０のＹ軸方向に沿った幅寸法と同等の大きさに設定される。
　懸架部２２０の両端は、ベース端部２２１，２２２に各々接続されている。懸架部２２０はＹ軸方向に平行な板部で構成され、Ｘ軸方向に沿った幅がベース端部２２１，２２２の幅よりも狭く、図２に示すようにＺ軸方向に沿った高さ寸法よりも小さい。懸架部２２０の幅は、典型的には複数の固定電極片２１０と略同一の幅ないしはその略２倍の幅で構成されるが、勿論これに限られない。
　懸架部２２０とベース端部２２１，２２２との接続位置は特に限定されず、本実施形態においては、可動電極層３０に最も近い位置に上記接続位置が設定される。すなわち、一方の固定電極層２０Ｌにおいては、図１に示すように、懸架部２２０は、ベース端部２２１の右下隅部とベース端部２２２の右上隅部とにそれぞれ接続される。また、他方の固定電極層２０Ｒにおいては、図１に示すように、懸架部２２０は、ベース端部２２１の左下隅部とベース端部２２２の左上隅部とにそれぞれ接続される。
　懸架部２２０は、固定電極部２１と略同一の厚みを有し、図２に部分的に示すように、基材１０の表面から空間（間隙Ｇ３）を介して対向している。すなわち懸架部２２０は、基材１０とは非接触でベース端部２２１，２２２に支持されている。懸架部２２０は、固定電極部２１の形成工程と同時に形成され、懸架部２２０の下地を構成していた接合層４０は、上述のように、固定電極部２１の下地を構成していた接合層４０の除去工程と同時にエッチングにより除去される。
　（可動電極層）
　可動電極層３０は、固定電極層２０Ｌと固定電極層２０Ｒとの間に配置され、Ｙ軸方向に平行な中心線に関して対称な形状に形成される。
　可動電極層３０は、可動電極部３１（第２の電極部）と、ベース部３２（第２のベース部）とを有する。可動電極部３１およびベース部３２は、各々略同一の厚みで形成される。
　本実施形態において可動電極部３１は、Ｘ軸方向に延在しＹ軸方向に配列された複数の可動電極片３１０を有する。可動電極片３１０の本数は特に限定されず、要求されるデバイス特性に応じて適宜設定される。図１に示すように、複数の可動電極片３１０は、ベース部３２の懸架部３２０から左方および右方にそれぞれ突出するように形成される。
　複数の可動電極片３１０は、等間隔で配列されている。各可動電極片３１０は、図１において下方側に位置する固定電極片２１０に対しては間隙Ｇ１を介して、図１において上方側に位置する固定電極片２１０に対しては間隙Ｇ２を介して、Ｙ軸方向に相互に対向するように配置されている。すなわち可動電極片３１０は、固定電極片２１０と互い違いにＹ軸方向に配列されている。そして、複数の可動電極片３１０は、複数の固定電極片２１０に対してＹ軸方向に相対移動可能に構成される。
　間隙Ｇ１，Ｇ２の大きさは相互に略同一であってもよいが、典型的には、制御用電源Ｖcontからの電圧印加時における可動電極片３１０の移動方向を安定にするため、間隙Ｇ１，Ｇ２は異なる値に設定される。本実施形態においては、間隙Ｇ１は間隙Ｇ２よりも小さい値に設定され、これにより可動電極片３１０は、電圧印加時に図１において下方側へ安定に移動することになる。間隙Ｇ１の大きさは特に限定されず、例えば、１μｍ以上５μｍ以下である。
　複数の可動電極片３１０はそれぞれ略同一の形状に形成され、Ｘ軸方向に沿った長さ方向と、Ｙ軸方向に沿った幅方向と、Ｚ軸方向に沿った高さ（厚み）方向とを有する。各可動電極片３１０は、固定電極片２１０と略同一の幅および厚みに形成される。すなわち各可動電極片３１０は、Ｚ軸方向に沿った高さ寸法がＹ軸方向に沿った幅寸法よりも大きく基材１０に垂直な板形状に形成される。各可動電極片３１０の下端は、図２に示すように基材１０の表面から空間（間隙Ｇ３）を介して対向しており、したがって可動電極部３１は、基材１０とは非接触でベース部３２に支持される。
　ベース部３２は可動電極部３１を支持し、接合層４０（接合部４３１，４３２）を介して基材１０の上に配置される。本実施形態においてベース部３２は、懸架部３２０と、複数のベース端部３２１，３２２と、複数の連結片３２３とを有する。
　懸架部３２０は、左右の固定電極片２１０の間に配置され、複数の固定電極片２１０を支持する。懸架部３２０は、Ｙ軸方向に長辺を有する柱状に形成され、長辺方向に略矩形の複数の中空部３２０ａが配列された格子構造を有する。懸架部３２０の厚みおよびその格子部の幅は、それぞれ、各可動電極片３１０の厚みおよび幅と略同一に形成される。懸架部３２０の長さは、固定電極層２０の懸架部２２０の長さよりも短く形成される。
　複数のベース端部３２１，３２２は、左右の固定電極層２０Ｌ，２０Ｒの間に各々配置される。ベース端部３２１，３２２はＹ軸方向に相互に対向するようにそれぞれ一対ずつ配置され、一対のベース端部３２１と一対のベース端部３２２とは、Ｘ軸方向に相互に対向している。各ベース端部３２１，３２２は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に平行な２辺をそれぞれ有する矩形状に形成され、可動電極部３１と略同一の厚みを有する。各ベース端部３２１，３２２は、固定電極層２０のベース端部２２１，２２２と略同一の大きさに形成される。
　複数の連結片３２３は、懸架部３２０の両端にそれぞれ設けられる。複数の連結片３２３はそれぞれ略同一の形状に形成され、可動電極片３１０と同様に、Ｘ軸方向に沿った長さ方向と、Ｙ軸方向に沿った幅方向と、Ｚ軸方向に沿った高さ方向とを有する。各連結片３２３の両端は、ベース端部３２１，３２２にそれぞれ接続され、懸架部３２０の両端は、各連結片３２３の中央部に接続される。各連結片３２３は、各可動電極片３１０の幅と略同一の幅で形成される。
　複数の連結片３２３は、Ｙ軸方向に弾性変形可能に構成される。すなわち各連結片３２３は、両端がベース端部３２１，３２２で支持された両持ち梁のように構成され、図１において実線で示す通常位置と二点鎖線で示す変形位置との間を弾性的に往復移動可能である。これにより、両端が連結片３２３に各々連結された懸架部３２０と、懸架部３２０に支持された複数の可動電極片３１０とが、固定電極片２１０に対してＹ軸方向に一体的に移動可能とされる。なお、可動電極部３１の移動量を制限するストッパ（図示略）が基材１０上に配置されてもよい。
　ベース部３２は、複数の接合部４３１，４３２（第２の接合部）を介して基材１０の表面に配置される。接合部４３１，４３２は、ベース端部３２１，３２２と基材１０との間にそれぞれ配置される。ベース端部３２１，３２２および接合部４３１，４３２は、基材１０に可動電極層３０を支持するアンカー部として機能する。
　接合部４３１，４３２は、基材１０と可動電極層３０との間に介在する接合層４０を所定形状にパターニングすることで形成される。典型的には、可動電極部３１およびベース部３２の形状加工後、可動電極部３１、懸架部３２０および連結片３２３の下地を構成する接合層４０を上述のようにエッチング法により除去することで、接合部４３１，４３２がそれぞれ形成される。
　接合部４３１，４３２は、各ベース端部３２１，３２２と同様の略矩形状に形成される。接合部４３１，４３２の大きさは、典型的には、ベース端部３２１，３２２の大きさよりも小さい。これは、接合層４０のパターニング時におけるサイドエッチングによるものである。サイドエッチングの量はエッチング条件に応じて異なり、例えば、可動電極片３１０のＹ軸方向に沿った幅寸法と同等の大きさに設定される。
　懸架部３２０および連結片３２３は、基材１０の表面から空間（間隙Ｇ３）を介して対向している。すなわち懸架部３２０および連結片３２３は、基材１０とは非接触でベース端部３２１，３２２に支持されている。懸架部３２０および連結片３２３は、可動電極部３１の形成工程と同時に形成され、懸架部３２０および連結片３２３の下地を構成していた接合層４０は、可動電極部３１の下地を構成していた接合層４０の除去工程と同時にエッチングにより除去される。
［静電型デバイスの動作］
　続いて、以上のように構成される静電型デバイス１０１の典型的な動作について説明する。
　図３は、図１に示した静電型デバイス１０１の等価回路を示している。図において、静電型デバイス１０１は、固定電極部２１等のような固定部分には実線で、可動電極部３１のような可動部分には二点鎖線で示される。
　静電型デバイス１０１は、制御用電源Ｖcontを含む制御回路１に接続される。本実施形態では図１に示すように、制御用電源Ｖcontの正極は、信号ラインＳ１（信号入力ライン）を介して固定電極層２０Ｌ，２０Ｒ各々の一方のベース端部２２１に接続され、制御用電源Ｖcontの負極は、信号ラインＳ２を介して可動電極層３０の一方のベース端部３２２に接続される。制御用電源Ｖcontの負極および基材１０は、それぞれグランド（ＧＮＤ）電位に接続される。
　制御用電源Ｖcontは、定電圧源（直流電源）で構成され、固定電極層２０に駆動電位（Ｖdd）を、可動電極層３０にＧＮＤ電位（０Ｖ）を供給する。静電型デバイス１０１は、複数の固定電極片２１０と複数の可動電極片３１０との間の可変容量Ｃactと、接合部４２１，４２２に起因する対地容量Ｃbox1で表される。
　静電型デバイス１０１は、制御用電源Ｖcontから駆動電位が印加されると、可変容量Ｃactおよび対地容量Ｃbox1に電荷が溜まる。可変容量Ｃactの値は、櫛歯構造の固定電極部２１および可動電極部３１間の距離に反比例して増加し、上記距離がアクチュエータ機構の可動制限をもって収束することで、Ｃactの上限が決まる。
　固定電極層２０に駆動電位、可動電極層３０にＧＮＤ電位がそれぞれ入力されると、固定電極部２１および可動電極部３１間に電位差が生じる。電位差による静電引力は、並列配置された複数の固定電極片２１０および複数の可動電極片３１０を相互に近づける方向に作用する。可動電極部３１は、連結片３２３の弾性復帰力が静電引力と釣り合う位置まで、あるいは、図示しないストッパに接触する位置まで、あるいは、固定電極部２１に接触する位置まで移動する。一方、駆動電位が解除されると、可動電極部３１は、連結片３２３の弾性復帰力により、図１に実線で示す通常位置へ復帰する。
　以上のように構成される静電型デバイス１０１は、駆動電位のＯＮ－ＯＦＦによって動作する静電アクチュエータとして構成される。この場合、静電型デバイス１０１は、スイッチング素子やフィルタ素子などに適用され、例えば、モバイル端末や基地局などに搭載される通信機器のフロントエンド部を構成する。
　また、制御回路１が固定電極部２１および可動電極部３１間の静電容量の変化を検出する検出回路として構成される場合、静電型デバイス１０１は、例えば加速度センサ、圧力センサなどの静電センサとして構成される。この場合、信号ラインＳ１は、信号出力ラインとして用いることができる。
　ここで、固定電極層２０の各ベース端部２２１，２２２および可動電極層３０の各ベース端部３２１，３２２はそれぞれ、接合部４２１，４２２，４３１，４３２を介して両電極層２０，３０を基材１０の表面に固定される。よって、これらベース端部２２１，２２２，３２１，３２２は、電気的には、接合部４２１，４２２，４３１，４３２を介して基材１０と誘電結合しており、接合部４２１，４２２，４３１，４３２は対地容量Ｃboxとしてデバイスに寄生する。したがって、この対地容量Ｃbox1は、静電型デバイス１０１のデバイス特性に無視できない影響を及ぼすことになる。
　（比較例）
　図４は、比較例に係る静電型デバイス１００の構成を示す概略平面図である。図４において図１と対応する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略するものとする。
　比較例に係る静電型デバイス１００は、基材１０と、固定電極層２０（２０Ｌ，２０Ｒ）と、可動電極層３０と、接合層４０とを備える点で本実施形態の静電型デバイス１０１と共通するが、固定電極層２０のベース部２３が本実施形態の静電型デバイス１０１と異なる。
　比較例に係る静電型デバイス１００において、固定電極部２１を支持するベース部２３は、そのほぼ全領域が接合層４０を介して基材１０の表面に支持されている。図４に示すように、ベース部２３の平面形状は、Ｙ軸方向に長辺を有する柱状形状に形成されており、接合層４０は、ベース部２３の平面形状に対応する略矩形の平面形状に形成されている。
　図５は、比較例に係る静電型デバイス１００の等価回路を示している。図において、静電型デバイス１００は、固定電極部２１等のような固定部分には実線で、可動電極部３１のような可動部分には二点鎖線で示される。静電型デバイス１００は、複数の固定電極片２１０と複数の可動電極片３１０との間の可変容量Ｃactと、接合部４２１，４２２に起因する対地容量Ｃbox2で表される。
　比較例に係る静電型デバイス１００においては、対地容量Ｃbox2に起因して、以下の技術的課題が生じる。
　第１に、静電型デバイス１００が静電アクチュエータとして構成される場合、対地容量Ｃbox2に生じるチャージにより、アクチュエータ機構のＯＦＦ時電位（Ｖbox2）が発生する。対地容量Ｃbox2に生じるチャージは、接合層４０に混入あるいは付着する不純物、接合層４０を構成するシリコン酸化膜の格子欠陥などが原因である。Ｖbox2の値はある閾値を超えると、アクチュエータ機構に駆動電位を印加しなくてもアクチュエータ機構に制御電圧が印加されたままの状態になって制御理論を無効化したり、ＯＮ－ＯＦＦのタイミングチャートにずれを生じさせたりして、故障モードを引き起こす。
　第２に、静電型デバイス１００が静電センサとして構成される場合、対地容量Ｃbox2に生じるチャージにより、センシング機構の検出感度がドリフトする。図６は、静電型デバイスが静電センサとして構成されるときの検出回路２の一例を示している。この場合、検出回路２は、可変容量Ｃactの容量変化ΔＣを、抵抗Ｒsenseの両端の電位差で計測する。このとき、対地容量Ｃbox2に上記Ｖbox2があると、抵抗Ｒsenseで計測される電位差は、検出すべきΔＣに相当する電位差からドリフトすることになる。
　このように、対地容量Ｃbox2の帯電量は、アクチュエータ機構あるいはセンシング機構の動作が繰り返されるごとに変動する。このため、アクチュエータ機構にとっては電源バイアス変動効果となり、センシング機構にとっては基準電圧変動効果となって、デバイスの故障原因になり得る。
　そして第３に、静電型デバイス１００が静電アクチュエータとして構成される場合でも静電型センサとして構成される場合でも、Ｃbox2が充放電するチャージによる電力は、不要損失に相当する。例えば、Ｃbox2の面積が数ｍｍ2にもなると、電気的には数～数百ｐＦもの容量とみなせる、いわゆる対地寄生容量となる。したがってＭＥＭＳ技術によって作製される小型の静電型デバイスにおいては、駆動回路にとっては不要電力消費、検出回路にとっては検出感度の低下という問題が顕著となる。
　（本実施形態の作用）
　これに対して本実施形態の静電型デバイス１０１においては、駆動電位が入力される固定電極層２０（２０Ｌ，２０Ｒ）を支持する接合層４０が、ベース部２２を部分的に支持する複数の接合部４２１，４２２として構成されている。また、固定電極部２１（複数の固定電極片２１０）を支持する懸架部２２０は、ベース端部２２１，２２２によって懸架されて、基材１０に対して空間（間隙Ｇ３）を介して対向するように構成されている。このため、懸架部２２０には接合層４０に起因する対地容量を生じさせることなく固定電極部２１を支持可能に構成されている。
　したがって本実施形態の静電型デバイス１０１によれば、ベース部２２と基材１０との間に介在する接合層４０の面積が比較例よりも大幅に低減されるため、対地容量Ｃbox1を比較例の対地容量Ｃbox2に対して桁違いに小さくすることが可能となる。これにより、接合層４０の帯電や寄生容量（Ｃbox1）に起因するデバイスへの悪影響が低減され、良好な動作特性の確保、消費駆動電力の低減、検出感度の向上などデバイス特性の向上を図ることが可能となる。
　また本実施形態の静電型デバイス１０１においては、懸架部２２０がベース端部２２１，２２２よりも幅狭の単板で構成されている。このため、懸架部２２０と基材１０との対向面積を最小限に小さくすることができ、固定電極層２０の対地容量の更なる低減を図ることが可能となる。さらに、懸架部２２０の幅を固定電極片２１０の幅と略同一にすることで、エッチングによる懸架部２２０およびその直下の接合層４０の加工精度を向上させることができる。
　なお典型的には、懸架部２２０と基材１０との対向領域に接合層４０が存在しないように構成されるが、当該領域における接合層４０の残存を必ずしも排除するものではない。この場合においても、懸架部２２０がベース端部２２１，２２２よりも幅狭に構成されるため、比較例よりも対地容量を小さくすることができる。このことは、以後の実施形態においても同様である。
＜第２の実施形態＞
　図７は、本技術の第２の実施形態に係る静電型デバイス１０２の構成を示す概略平面図である。以下、第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、上述の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。
　本実施形態の静電型デバイス１０２は、固定電極層２０（２０Ｌ，２０Ｒ）のベース部２２の構成が上述の第１の実施形態と異なる。すなわち、本実施形態において、ベース部２２における懸架部２２４は、格子構造（またはラダー構造）を有する。
　図７に示すように、懸架部２２４は、ベース端部２２１，２２２に両端がそれぞれ接続されており、基材１０の表面に対して空間を介して対向している。そして、懸架部２２４は、ベース端部２２１，２２２間にわたって並列的に形成されたＹ軸方向に平行な２本の長板部と、これら２本の板部を相互に連結するように並列的に形成されたＸ軸方向に平行な複数の短板部との組み合わせ構造を有する。懸架部２２４を構成する各板部の幅は、固定電極片２１０の幅と略同一ないしそれの略２倍の大きさに設定されるが、勿論これに限られない。
　以上のように構成される静電型デバイス１０２においても、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。本実施形態においては、懸架部２２４が格子構造あるいは梯子構造を有するため、単板で構成される場合と比較して懸架部２２４の剛性を高めることができる。また、懸架部２２４が格子状に形成されるため、懸架部２２４にはＹ軸方向に配列された複数の中空部２２４ａが設けられることになる。これにより、中空部２２４ａがない構成と比較して、基材１０との対向面積を低減することができる。
　上記短板部は、Ｘ軸方向に対して傾斜して形成されてもよいし、部分的に屈曲していてもよい。換言すれば、中空部２２４ａの形状は、図示する矩形状に限られず、例えば、三角形状、五角以上の多角形状など適宜の形状で構成されてもよい。このことは、以後の実施形態においても同様である。
＜第３の実施形態＞
　図８は、本技術の第３の実施形態に係る静電型デバイス１０３の構成を示す概略平面図である。以下、第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、上述の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。
　本実施形態の静電型デバイス１０３は、固定電極層２０（２０Ｌ，２０Ｒ）のベース部２２の構成が上述の第１の実施形態と異なる。すなわち、本実施形態において、ベース部２２における懸架部２２５は、第２の実施形態と同様に、格子構造を有する。
　図８に示すように、懸架部２２５は、ベース端部２２１，２２２に両端がそれぞれ接続されており、基材１０の表面に対して空間を介して対向している。そして、懸架部２２５は、ベース端部２２１，２２２間にわたって並列的に形成されたＹ軸方向に平行な３本の長板部と、これら３本の板部を相互に連結するように並列的に形成されたＸ軸方向に平行な複数の短板部との組み合わせ構造を有する。複数の短板部は、Ｘ軸方向に整列して配置されてもよいし、図８に示すように同方向に整列しないように（千鳥足状に）配置されてもよい。懸架部２２５を構成する各板部の幅は、固定電極片２１０の幅と略同一ないしそれの略２倍の大きさに設定されるが、勿論これに限られない。
　以上のように構成される静電型デバイス１０３においても、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。本実施形態においては、懸架部２２５が格子構造あるいは梯子構造を有するため、第２の実施形態と同様に、単板で構成される場合と比較して懸架部２２５の剛性を高めることができる。また、懸架部２２５が格子状に形成されるため、懸架部２２５にはＸ軸方向およびＹ軸方向に配列された複数の中空部２２５ａが設けられることになる。これにより、中空部２２５ａがない構成と比較して、基材１０との対向面積を低減することができる。
＜第４の実施形態＞
　図９は、本技術の第４の実施形態に係る静電型デバイス１０４の構成を示す概略平面図である。以下、第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、上述の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。
　本実施形態の静電型デバイス１０４は、固定電極層２０（２０Ｌ，２０Ｒ）のベース部２２の構成が上述の第１の実施形態と異なる。すなわち、本実施形態において、ベース部２２における懸架部２２４は、第２の実施形態と同様に格子構造を有するとともに、ベース部２２は、その中央部に、接合部４２３に支持されるベース端部２２３をさらに有する。
　図９に示すように、ベース端部２２３は、ベース端部２２１，２２２の間にそれぞれ設けられ、接合層４０をパターニングすることで形成される接合層４２３（第１の接合部）を介して基材１０の表面に支持される。
　ベース端部２２３は、ベース端部２２１，２２２と同様な形状、大きさに形成されるが、勿論これに限られない。懸架部２２４は、ベース端部２２１とベース端部２２３の間、および、ベース端部２２３とベース端部２２２の間にそれぞれ設けられる。接合部４２３も同様に、接合部４２１，４２２と同様な形状、大きさに形成されるが、勿論これに限られない。
　以上のように構成される静電型デバイス１０４においても、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。本実施形態においては、懸架部２２４が格子構造あるいは梯子構造を有するため、第２の実施形態と同様に、単板で構成される場合と比較して懸架部２２５の剛性を高めることができる。また、懸架部２２４が複数の中空部２２４ａを有することにより、中空部２２４ａがない構成と比較して、基材１０との対向面積を低減することができる。
　さらに、ベース端部２２３で懸架部２２４の中央部が中継されるため、懸架部２２４の剛性をさらに高めることができる。したがって、懸架部２２４は、第１の実施形態のように単板で構成されてもよい。
＜第５の実施形態＞
　図１０は、本技術の第５の実施形態に係る静電型デバイス１０５の構成を示す概略平面図である。以下、第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、上述の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。
　本実施形態の静電型デバイス１０４は、固定電極層２０（２０Ｌ，２０Ｒ）のベース部２２の構成が上述の第１の実施形態と異なる。すなわち、本実施形態において、ベース部２２における懸架部２２５は、第３の実施形態と同様に格子構造を有するとともに、ベース部２２は、第４の実施形態と同様に、その中央部に、接合部４２３に支持されるベース端部２２３をさらに有する。
　以上のように構成される静電型デバイス１０５においても、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。本実施形態においては、懸架部２２５が格子構造あるいは梯子構造を有するため、第３の実施形態と同様に、単板で構成される場合と比較して懸架部２２５の剛性を高めることができる。また、ベース端部２２３で懸架部２２５の中央部が中継されるため、懸架部２２５の剛性をさらに高めることができる。さらに、懸架部２２５が複数の中空部２２５ａを有することにより、中空部２２５ａがない構成と比較して、基材１０との対向面積を低減することができる。
＜第６の実施形態＞
　図１１は、本技術の第６の実施形態に係る静電型デバイス１０６の構成を示す概略平面図である。以下、第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、上述の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。
　本実施形態の静電型デバイス１０６は、基材１０上に複数のデバイス部Ｄ１，Ｄ２を有する点で、上述の各実施形態と異なる。複数のデバイス部Ｄ１，Ｄ２は、固定電極層２０と可動電極層３０とをそれぞれ有し、各電極層が複数の接合部４２１，４２２，４３１，４３２を介して基材１０の表面に支持されている。すなわち複数のデバイス部Ｄ１，Ｄ２が、それぞれ１つの静電型デバイスを構成している。
　本実施形態では、基材１０上に２つのデバイス部Ｄ１，Ｄ２が設けられているが、デバイス部の数はこれに限定されず、３以上であってもよい。また、デバイス部Ｄ１，Ｄ２はＸ軸方向に隣接して配置されているが、これに限られず、Ｙ軸方向に隣接して配置されてもよいし、ＸＹ平面内にマトリクス状に配置されてもよい。
　本実施形態の静電型デバイス１０６は、複数のデバイス部Ｄ１，Ｄ２間にわたって一体化された電極層６２０を有する。すなわち電極層６２０は、第１の実施形態と同様な構成の固定電極層２０Ｌ，２０Ｒと、デバイス部Ｄ１，Ｄ２に共通の固定電極層２０ＬＲと、これら電極層を相互に連結する連結層２５とを有する。
　固定電極層２０Ｌ，２０Ｒは、第１の実施形態と同様に、固定電極部２１と、これを支持するベース部２２とをそれぞれ有する。ベース部２２は、２つのベース端部２２１，２２２と、これらベース端部２２１，２２２の間に設けられ、固定電極部２１を支持する懸架部２２５とを有する。懸架部２２５は第３の実施形態と同様な形態の格子構造を有するが、勿論これに限られない。固定電極層２０Ｌ，２０Ｒは、ベース端部２２１，２２２を部分的に支持する接合部４２１，４２２を介して基材１０に固定される。
　固定電極層２０ＬＲは、固定電極層２０Ｌと固定電極層２０Ｒとの間に設けられ、デバイス部Ｄ１用およびデバイス部Ｄ２用の固定電極部２１と、これら固定電極部２１を共通に支持するベース部２６とをそれぞれ有する。ベース部２６は、単一のベース端部２６２と、このベース端部２６２と連結層２５との間に設けられ、上記各固定電極部２１を支持する懸架部２２５とを有する。懸架部２２５は第３の実施形態と同様な形態の格子構造を有するが、勿論これに限られない。固定電極層２０ＬＲは、ベース端部２６２を部分的に支持する接合部４６２を介して基材１０に固定される。接合部４６２は、接合部４２１，４２２等と同様に、接合層４０をパターンエッチングすることで形成される。
　連結層２５は、Ｘ軸方向に平行に延び、その両端が固定電極層２０Ｌ，２０Ｒ各々のベース端部２２１にそれぞれ接続される。連結層２５の中間部には、固定電極層２０ＬＲの懸架部２２５の一端が接続される。連結層２５は、懸架部２２５と同様な格子構造を有しているが、勿論これに限られない。連結層２５は、懸架部２２５と同様に、空間を介して基材１０の表面に対向配置されている。
　以上のように構成される静電型デバイス１０６においては、電極層６２０に駆動電位が入力されることで、各デバイス部Ｄ１，Ｄ２が駆動される。電極層６２０は、基材１０に対して、複数の接合部４２１，４２２，４６２を介して部分的に固定されているため、対地容量の低減を図ることが可能となる。これにより、第１の実施形態と同様にデバイス特性の向上を図ることが可能となる。
　また本実施形態においては、固定電極層の一部を複数のデバイス部で共用できるように構成されているため、デバイス部をアレイ化する際の集積度が向上するという利点を有する。また、単位面積あたりの対地容量の低減を図ることが可能となる。
　図１２は、アレイ化の一例として、基材１０上に３行５列で複数（１５個）のデバイス部Ｄを配列したときの概略平面図である。各デバイス部Ｄの固定電極片を支持する懸架部２２５は、複数のデバイス部Ｄ間に共通に形成される。懸架部２２５は、第３の実施形態と同様な格子構造で構成されるが、勿論これに限られず、他の実施形態において説明された懸架部の構造が採用されてもよい。そして、固定電極層および可動電極層は、複数の接合層４０を介して基材１０に固定される。図示のように基材１０表面における接合層４０の占有割合を小さくできるため、デバイスの対地容量の大幅な削減を図ることができる。
＜第７の実施形態＞
　図１３は、本技術の第７の実施形態に係る静電型デバイス２００の構成を示す概略平面図である。以下、第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、上述の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。
　本実施形態では、可動電極層３０の周辺構造の詳細について説明する。上述の各実施形態と同様、本実施形態においても固定電極層２０に駆動電位（Ｖdd）が入力され、可動電極層３０はＧＮＤ電位に接続される。
　本実施形態の静電型デバイス２００は、基材１０の表面に接合層４０（接合部４２１，４２２）を介して配置された固定電極層２０（２０Ｌ，２０Ｒ）と、基材１０の表面に接合層４０（接合部４３３）を介して配置された可動電極層３０とを有する。
　可動電極層３０は、可動電極部３１と、可動電極部３１を支持するベース部３２とを有する。ベース部３２は、第１の実施形態と同様に、可動電極部３１を支持する懸架部３２０と、懸架部３２０の両端に設けられた弾性変形可能な連結片３２３と、連結片の両端を支持するベース端部３２１，３２２とを有する。
　ベース部３２はさらに、フレーム部３２４と連結部３２５とを有する。フレーム部３２４は、略矩形状に形成され、ベース端部３２１，３２２および固定電極層２０の周囲に設けられる。連結部３２５は、図１３において上方側に位置する２つのベース端部３２１，３２２に向かってフレーム部３２４の内周部から突出するように形成される。図１３において下方側に位置する２つのベース端部３２１，３２２は、フレーム部３２４の内周部に一体的に接続される。
　連結部３２５の上面には、信号ラインＳ２と電気的に接続される導体パターン３４が設けられている。導体パターン３４は、パッド部３４０と、第１の端子部３４１と、第２の端子部３４２と、配線層３４３とを有し、金属膜等のようにベース部３２を構成するシリコン材料よりも低抵抗な導電材料で構成される。具体的には、導体パターンは、例えば、Ａｕ／Ｎｉ／Ｃｒ、Ａｕ／Ｔｉ等の異種金属の積層膜で構成される。
　パッド部３４０は、連結部３２５の上に配置され、信号ラインＳ２と接続される。第１の端子部３４１は、一方のベース端部３２１上に配置され、第２の端子部３４２は、他方のベース端部３２２上に配置される。
　図１４は、第１の端子部３４１の形成領域における要部の縦断面図である。導体パターン３４は、ベース部３２（ベース端部３２１および連結部３２５）の上に、ＳｉＯ２、ＳｉＮなどの層間絶縁層３５を介して設けられている。そして、第１の端子部３４１は、その所定位置に層間絶縁層３５を貫通して下地のベース端部３２１に電気的に接続されるコンタクト部３４１ａが設けられている。第２の端子部３４２についても同様に、その所定位置に層間絶縁層３５を貫通して下地のベース端部３２２に電気的に接続されるコンタクト部３４２ａ（図１３）が設けられている。
　配線層３４３は、パッド部３４０と、第１の端子部３４１と、第２の端子部３４２との間をそれぞれ電気的に接続する。配線層３４３は、パッド部３４０に対して第１および第２の端子部３４１，３４２を並列的に接続する。
　可動電極層３０のベース部３２は、接合部４３３を介して基材１０の表面に固定される。接合部４３３は、接合層４０を所定形状にパターニングすることで形成され、本実施形態では、ベース端部３２１，３２２、フレーム部３２４および連結部３２５の直下領域にそれぞれ設けられる。
　一方、固定電極層２０Ｌ，２０Ｒ各々のベース端部２２１には、信号ラインＳ１と接続されるパッド部２４０がそれぞれ設けられている。パッド部２４０は、ベース端部２２１に電気的に接続され、信号ラインＳ１を介して入力される駆動電位を固定電極層２０全体に印加する。
　パッド部２４０は、典型的には、ベース部２２を構成するシリコン材料よりも低抵抗の導電材料で構成される。導電材料としては、上述した導体パターン３４を構成する材料と同様な金属積層膜を採用することができる。
　固定電極層２０は、第１の実施形態と同様に構成されるので、その詳細な説明は省略する。固定電極層２０の構成については、上記各実施形態において説明された何れの構成をも採用することが可能である。なお本実施形態では、固定電極層２０Ｒにおける懸架部２２５は、図１３に示すように、可動電極層３０の一方のベース端部３２２を迂回するように略９０°屈曲した構造を有する。
＜第８の実施形態＞
　図１５は、本技術の第８の実施形態に係る静電型デバイス２０１の構成を示す概略平面図である。以下、第７の実施形態と異なる構成について主に説明し、上述の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。
　上述の第１～第７の実施形態では、固定電極層２０に信号入力ライン（Ｓ１）が接続されたが、本実施形態では、可動電極層３０に信号入力ライン（Ｓ１）が接続され、固定電極層２０（２０Ｌ，２０Ｒ）にＧＮＤライン（Ｓ２）が接続される。したがって本実施形態では、可動電極層３０が「第１の導体層」に相当し、固定電極層２０が「第２の導体層」に相当する。
　本実施形態の静電型デバイス２０１においては、可動電極層３０におけるベース部３２が、フレーム部３２４から分離して形成されている。したがって、フレーム部３２４と、ベース部３２のベース端部３２１，３２２および連結部３２５との間は、相互に電気的に絶縁されている。なおフレーム部３２４は、基材１０と同様にＧＮＤ電位に接続される。
　本実施形態の静電型デバイス２０１においては、可動電極層３０におけるベース部３２は、複数の接合部４３１，４３２，４３４（第２の接合部）によって部分的に支持されている。接合部４３１，４３２，４３４は、接合層４０をパターンエッチングすることで形成され、ベース端部３２１，３２２および連結部３２５の直下領域にそれぞれ設けられている。
　特に本実施形態では、可動電極層３０の連結部３２５およびこれに連結されるベース端部３２１，３２２に関して、接合部４３１は第１の端子部３４１の直下に、接合部４３２は第２の端子部３４２の直下に、そして、接合部４３４はパッド部３４０の直下に、それぞれ選択的に配置される。図１６は、パッド部３４０および第１の端子部３４１の形成領域における要部の縦断面図である。
　さらに本実施形態においては、可動電極層３０の連結部３２５およびベース端部３２１，３２２の周囲には、複数の切欠き部３２６が設けられている。切欠き部３２６は、これら連結部３２５およびベース端部３２１，３２２と基材１０との対向面積を低減させるとともに、接合部４３１，４３２，４３４の適切なパターンエッチングを可能にする。
　切欠き部３２６の形成間隔、形成幅、深さは特に限定されず、適宜設定可能である。第１および第２の端子部３４１，３４２が設けられるベース端部３２１，３２２に関しては、切欠き部３２６は、配線層３４３の延在方向に沿って形成される。これにより、配線層３４３が形成されるベース部３２直下の接合層４０をエッチングにより効率よく除去することが可能となる。
　以上のように構成される静電型デバイス２０１においては、図示しない制御用電源の正極が可動電極層３０のパッド部３４０に、負極が固定電極層２０のパッド部２４０にそれぞれ接続される。可動電極層３０に駆動電位（Ｖdd）が入力されると、静電引力により可動電極部３１が固定電極部２１に対してＹ軸方向に相対移動し、両両電極部間の容量が可変に制御される。一方、駆動電位の入力が解除されると、可動電極部３１は連結片３２３の弾性復帰力により図示する通常位置へ復帰する。
　図１７は、図１５に示した静電型デバイス２０１の等価回路を示している。図において静電型デバイス２０１は、固定電極部２１等のような固定部分には実線で、可動電極部３１のような可動部分には二点鎖線で示される。
　本実施形態の静電型デバイス２０１においては、駆動電位が入力される可動電極層３０を支持する接合層４０が、ベース部２２を部分的に支持する複数の接合部４３１，４３２，４３４として構成されている。また、可動電極部３１（複数の可動電極片３１０）を支持する懸架部３２０は、ベース端部３２１，３２２によって懸架されて、基材１０に対して空間（間隙Ｇ３）を介して対向するように構成されている。このため、懸架部３２０には接合層４０に起因する対地容量Ｃbox3（図１７）を生じさせることなく可動電極部３１を支持可能に構成されている。
　したがって本実施形態の静電型デバイス２０１によれば、ベース部３２と基材１０との間に介在する接合層４０の面積を大幅に低減することができるため、可動電極層３０の対地容量を小さくすることが可能となる。これにより、第１の実施形態と同様に、良好な動作特性の確保、消費駆動電力の低減を図ることが可能となる。また、静電型デバイス２０１が静電センサとして構成される場合には、検出感度の向上を図ることが可能となる。
　また本実施形態によれば、配線層３４３の直下にも接合層４０が存在しないため、配線層３４３と基材１０との間の対地容量（寄生容量）をなくすことができ、これによりデバイス特性の向上に貢献することが可能となる。
　さらに本実施形態によれば、パッド部３４０に入力される駆動電位が配線層３４３を介して第１および第２の端子部３４１，３４２にそれぞれ供給されるように構成されているため、これら端子部３４１，３４２へ駆動電位をほぼ均等に入力することが可能となる。これにより固定電極層２０Ｌ，２０Ｒに対する静電引力を同期して発生させることができる。
　ここで、図１８に示すように、配線層３４３の直下の層間絶縁層３５に、ベース部３２と配線層３４３との間に間隙を形成する欠落部３５０が設けられてもよい。層間絶縁層３５が欠落部３５０を有する構成とすることにより、配線層３４３とベース部３２との間の寄生容量を削減することができるため、消費駆動力の更なる低減あるいは検出感度の更なる向上を図ることが可能となる。
　配線層３４３の直下に位置する接合層４０は全部除去されることが好ましいが、一部残存していてもよい。当該接合層４０の除去量は、上述したようにベース端部３２１，３２２の周囲に切欠き部３２６を設けることが効果的である。この際、例えば図１９に示すように、切欠き部３２６によって残されるベース部３２の切欠き残部３２Ａの短手幅（Ｗ１）を、可動電極片３１０のＹ軸方向に沿った幅（図１５）と略同じないしはそれの２倍程度にする。これにより、切欠き残部３２Ａの直下の接合層４０を効率よくエッチング除去することができる。
　また、配線層３４３直下の接合層４０を効率よく除去することができる。また、切欠き部３２６を深く形成することによって、ベース部３２の切欠き残部３２Ｂの短手幅（Ｗ２）の平均値も小さくなるので、切欠き残部３２Ｂ直下の接合層の除去量が高まり、当該接合層の全部を除去することも可能となる。
　あるいは図２０に示すように、切欠き部３２６の形成間隔を図１９の例に比べて狭めたり、図２１に示すように、切欠き部３２６の形成深さを図１９の例に比べて深くしたりしてもよい。
　配線層３４３は、単列の配線で構成される場合に限られず、図２２Ａ～Ｃに示すように格子状に構成されてもよい。これにより、配線層３４３の形成領域内に複数の中空部３４３ａが形成される。そして、当該構造の配線層３４３をエッチングマスクとして用いることで、配線層３４３直下の層間絶縁層３５、ベース部３２および接合層４０のエッチング除去することが可能となる。上記構成により、層間絶縁層３５およびベース部３２の双方に対して、基材１０と配線層３４３との間に間隙を形成する欠落部３５１が設けられることになる。
　以上の構成によれば、配線層３４３の両端が第１および第２の端子部３４１，３４２によって支持された懸架構造を実現できるため、配線層３４３の対地容量（寄生容量）の更なる削減を図ることができる。なおこの場合においても、配線層３４３を構成する格子部の幅は、例えば、可動電極片３１０の幅と略同等ないしはそれの２倍程度とされる。
　以上、本技術の実施形態について説明したが、本技術は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、種々変更を加え得ることは勿論である。
　例えば以上の各実施形態では、静電型デバイスの固定電極部および可動電極部がそれぞれ櫛歯形状に構成されたが、電極形態はこれに限られず、櫛歯構造以外の構造が採用されてもよい。
　また、以上の実施形態では、固定電極層２０を可動電極層３０の両側にそれぞれ配置した電極レイアウトが採用されたが、固定電極層と可動電極層とがそれぞれ単独で組み合わされた電極構造も採用可能である。
　さらに本技術に係る静電型デバイスは、静電引力あるいは電極間の容量変化を利用した各種アクチュエータあるいはセンサに適用可能である。
　なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）導電性の基材と、
　第１の電極部と、前記第１の電極部を支持し前記基材上に配置された第１のベース部とを有し、信号ラインに接続される第１の導体層と、
　前記第１の電極部と第１の軸方向に対向し前記第１の電極部に対して前記第１の軸方向に相対移動可能な第２の電極部と、前記第２の電極部を支持し前記基材上に配置された第２のベース部とを有し、基準電位に接続される第２の導体層と、
　前記基材と前記第１および第２のベース部との間に配置され、少なくとも前記第１のベース部を部分的に支持する複数の第１の接合部を有する電気絶縁性の接合層と
　を具備する静電型デバイス。
（２）上記（１）に記載の静電型デバイスであって、
　前記第１のベース部は、前記第１の軸方向に長辺を有する柱状に形成され、
　前記第１の電極部は、前記第１の軸方向と交差する第２の軸方向に延在し前記第１の軸方向に配列された複数の電極片を有する
　静電型デバイス。
（３）上記（２）に記載の静電型デバイスであって、
　前記第１のベース部は、
　前記複数の第１の接合部に各々支持される前記長辺方向の両端部と、
　前記両端部間に設けられ前記複数の電極片を支持する懸架部と、を有する
　静電型デバイス。
（４）上記（３）に記載の静電型デバイスであって、
　前記懸架部は、前記第２の軸方向に沿った幅が、前記両端部の幅よりも狭く、前記第１および第２の軸方向に直交する第３の軸方向に沿った高さ寸法よりも小さい板部で構成される
　静電型デバイス。
（５）上記（３）に記載の静電型デバイスであって、
　前記懸架部は、複数の中空部を有する
　静電型デバイス。
（６）上記（５）に記載の静電型デバイスであって、
　前記懸架部は、格子構造を有する
　静電型デバイス。
（７）上記（２）～（６）のいずれか１つに記載の静電型デバイスであって、
　前記複数の第１の接合部は、前記第１のベース部の長手方向の両端部と中央部とを各々支持する
　静電型デバイス。
（８）上記（２）～（７）のいずれか１つに記載の静電型デバイスであって、
　前記第２の電極部は、前記第１の電極部を構成する複数の電極片と対向する複数の電極片を有し、
　前記第２のベース部は、前記第２の電極部を前記第１の軸方向に移動可能に支持する弾性変形可能な連結片を有する
　静電型デバイス。
（９）上記（１）～（８）のいずれか１つに記載の静電型デバイスであって、
　前記接合層は、前記第２のベース部を部分的に支持する複数の第２の接合部をさらに有する
　静電型デバイス。
（１０）上記（１）～（７）のいずれか１つに記載の静電型デバイスであって、
　前記第１の電極部は、前記第１の軸方向と交差する第２の軸方向に延在し前記第１の軸方向に配列された複数の電極片を有し、
　前記第１のベース部は、前記第１の電極部を前記第１の軸方向に移動可能に支持する弾性変形可能な連結片を有する
　静電型デバイス。
（１１）上記（１０）に記載の静電型デバイスであって、
　前記第１のベース部上に配置され、前記信号ラインと電気的に接続されるパッド部と、
　前記第１のベース部上に配置され、前記第１のベース部と電気的に接続される端子部と、
　前記パッド部と前記端子部との間を電気的に接続する配線層と、
　前記第１のベース部と前記配線層との間に配置された層間絶縁層とをさらに具備し、
　前記複数の第１の接合部は、前記端子部の直下に選択的に配置される
　静電型デバイス。
（１２）上記（１１）に記載の静電型デバイスであって、
　前記第１のベース部は、前記配線層の延在方向に沿って形成された複数の切欠き部を有する
　静電型デバイス。
（１３）上記（１１）または（１２）に記載の静電型デバイスであって、
　前記層間絶縁層は、前記第１のベース部と前記配線層との間に間隙を形成する欠落部を有する
　静電型デバイス。
（１４）上記（１１）～（１３）のいずれか１つに記載の静電型デバイスであって、
　前記層間絶縁層および前記第１のベース部は、前記基材と前記配線層との間に間隙を形成する欠落部をそれぞれ有する
　静電型デバイス。
（１５）上記（１）～（１４）のいずれか１つに記載の静電型デバイスであって、
　前記基材、前記第１および前記第２の導体層はそれぞれシリコン基板で構成され、
　前記接合層は、シリコン酸化膜で構成される
　静電型デバイス。
（１６）上記（１）～（１５）のいずれか１つに記載の静電型デバイスであって、
　前記信号ラインは、前記第１の電極部と前記第２の電極部との間に静電力を発生させる信号入力ラインを構成する
　静電型デバイス。
（１７）上記（１）～（１５）のいずれか１つに記載の静電型デバイスであって、
　前記信号ラインは、前記第１の電極部と前記第２の電極部との間の相対距離に応じた電圧信号を出力する信号出力ラインを構成する
　静電型デバイス。
　１０…基材
　２０，２０Ｌ，２０Ｒ…固定電極層
　２１…固定電極部
　２１０…固定電極片
　２２…ベース部
　２２０…懸架部
　２２１，２２２…ベース端部
　３０…可動電極層
　３１…可動電極部
　３１０…可動電極片
　３２…ベース部
　３２０…懸架部
　３２１，３２２…ベース端部
　３２３…連結片
　３４０…パッド部
　３４１…第１の端子部
　３４２…第２の端子部
　３４３…配線層
　３５…層間絶縁層
　４０…接合層
　４２１，４２２，４３１，４３２…接合部
　１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，２００，２０１…静電型デバイス

Claims (17)

  1. 　導電性の基材と、
    　第１の電極部と、前記第１の電極部を支持し前記基材上に配置された第１のベース部とを有し、信号ラインに接続される第１の導体層と、
    　前記第１の電極部と第１の軸方向に対向し前記第１の電極部に対して前記第１の軸方向に相対移動可能な第２の電極部と、前記第２の電極部を支持し前記基材上に配置された第２のベース部とを有し、基準電位に接続される第２の導体層と、
    　前記基材と前記第１および第２のベース部との間に配置され、少なくとも前記第１のベース部を部分的に支持する複数の第１の接合部を有する電気絶縁性の接合層と
    　を具備する静電型デバイス。
  2. 　請求項１に記載の静電型デバイスであって、
    　前記第１のベース部は、前記第１の軸方向に長辺を有する柱状に形成され、
    　前記第１の電極部は、前記第１の軸方向と交差する第２の軸方向に延在し前記第１の軸方向に配列された複数の電極片を有する
    　静電型デバイス。
  3. 　請求項２に記載の静電型デバイスであって、
    　前記第１のベース部は、
    　前記複数の第１の接合部に各々支持される前記長辺方向の両端部と、
    　前記両端部間に設けられ前記複数の電極片を支持する懸架部と、を有する
    　静電型デバイス。
  4. 　請求項３に記載の静電型デバイスであって、
    　前記懸架部は、前記第２の軸方向に沿った幅が、前記両端部の幅よりも狭く、前記第１および第２の軸方向に直交する第３の軸方向に沿った高さ寸法よりも小さい板部で構成される
    　静電型デバイス。
  5. 　請求項３に記載の静電型デバイスであって、
    　前記懸架部は、複数の中空部を有する
    　静電型デバイス。
  6. 　請求項５に記載の静電型デバイスであって、
    　前記懸架部は、格子構造を有する
    　静電型デバイス。
  7. 　請求項２に記載の静電型デバイスであって、
    　前記複数の第１の接合部は、前記第１のベース部の長手方向の両端部と中央部とを各々支持する
    　静電型デバイス。
  8. 　請求項２に記載の静電型デバイスであって、
    　前記第２の電極部は、前記第１の電極部を構成する複数の電極片と対向する複数の電極片を有し、
    　前記第２のベース部は、前記第２の電極部を前記第１の軸方向に移動可能に支持する弾性変形可能な連結片を有する
    　静電型デバイス。
  9. 　請求項１に記載の静電型デバイスであって、
    　前記接合層は、前記第２のベース部を部分的に支持する複数の第２の接合部をさらに有する
    　静電型デバイス。
  10. 　請求項１に記載の静電型デバイスであって、
    　前記第１の電極部は、前記第１の軸方向と交差する第２の軸方向に延在し前記第１の軸方向に配列された複数の電極片を有し、
    　前記第１のベース部は、前記第１の電極部を前記第１の軸方向に移動可能に支持する弾性変形可能な連結片を有する
    　静電型デバイス。
  11. 　請求項１０に記載の静電型デバイスであって、
    　前記第１のベース部上に配置され、前記信号ラインと電気的に接続されるパッド部と、
    　前記第１のベース部上に配置され、前記第１のベース部と電気的に接続される端子部と、
    　前記パッド部と前記端子部との間を電気的に接続する配線層と、
    　前記第１のベース部と前記配線層との間に配置された層間絶縁層とをさらに具備し、
    　前記複数の第１の接合部は、前記端子部の直下に選択的に配置される
    　静電型デバイス。
  12. 　請求項１１に記載の静電型デバイスであって、
    　前記第１のベース部は、前記配線層の延在方向に沿って形成された複数の切欠き部を有する
    　静電型デバイス。
  13. 　請求項１１に記載の静電型デバイスであって、
    　前記層間絶縁層は、前記第１のベース部と前記配線層との間に間隙を形成する欠落部を有する
    　静電型デバイス。
  14. 　請求項１１に記載の静電型デバイスであって、
    　前記層間絶縁層および前記第１のベース部は、前記基材と前記配線層との間に間隙を形成する欠落部をそれぞれ有する
    　静電型デバイス。
  15. 　請求項１に記載の静電型デバイスであって、
    　前記基材、前記第１および前記第２の導体層はそれぞれシリコン基板で構成され、
    　前記接合層は、シリコン酸化膜で構成される
    　静電型デバイス。
  16. 　請求項１に記載の静電型デバイスであって、
    　前記信号ラインは、前記第１の電極部と前記第２の電極部との間に静電力を発生させる信号入力ラインを構成する
    　静電型デバイス。
  17. 　請求項１に記載の静電型デバイスであって、
    　前記信号ラインは、前記第１の電極部と前記第２の電極部との間の相対距離に応じた電圧信号を出力する信号出力ラインを構成する
    　静電型デバイス。
PCT/JP2015/004083 2014-09-11 2015-08-18 静電型デバイス WO2016038794A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/508,913 US10287160B2 (en) 2014-09-11 2015-08-18 Electrostatic device
CN201580047562.4A CN106664039B (zh) 2014-09-11 2015-08-18 静电型装置
US16/391,193 US10669150B2 (en) 2014-09-11 2019-04-22 Electrostatic device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014-184920 2014-09-11
JP2014184920A JP2016059191A (ja) 2014-09-11 2014-09-11 静電型デバイス

Related Child Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US15/508,913 A-371-Of-International US10287160B2 (en) 2014-09-11 2015-08-18 Electrostatic device
US16/391,193 Continuation US10669150B2 (en) 2014-09-11 2019-04-22 Electrostatic device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016038794A1 true WO2016038794A1 (ja) 2016-03-17

Family

ID=55458569

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2015/004083 WO2016038794A1 (ja) 2014-09-11 2015-08-18 静電型デバイス

Country Status (4)

Country Link
US (2) US10287160B2 (ja)
JP (1) JP2016059191A (ja)
CN (1) CN106664039B (ja)
WO (1) WO2016038794A1 (ja)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016059191A (ja) 2014-09-11 2016-04-21 ソニー株式会社 静電型デバイス
US10523134B2 (en) * 2015-03-12 2019-12-31 Mems Drive, Inc. Comb drive with non-parallel overlapping comb fingers
JP2018077200A (ja) 2016-11-11 2018-05-17 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 信号処理装置、慣性センサ、加速度測定方法、電子機器およびプログラム
JP2018077201A (ja) 2016-11-11 2018-05-17 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 センサ素子、慣性センサ及び電子機器
JP2018101101A (ja) 2016-12-21 2018-06-28 ソニー株式会社 カメラ制御装置及び撮像装置
WO2018234629A1 (en) * 2017-06-19 2018-12-27 Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Oy CAPACITIVE MICRO-STRUCTURE
EP3896838B8 (en) * 2019-01-22 2023-08-30 The University of Tokyo Vibration-driven energy harvesting element
JP2020137337A (ja) * 2019-02-22 2020-08-31 株式会社鷺宮製作所 振動発電素子および振動発電素子の製造方法
CN110078014B (zh) * 2019-04-19 2022-02-22 西安交通大学 基于静电预加载具有准零刚度特性的mems微重力传感器芯片
JP2020202613A (ja) 2019-06-06 2020-12-17 国立大学法人 東京大学 静電型デバイスおよび静電型デバイス製造方法
JP7123881B2 (ja) * 2019-08-28 2022-08-23 株式会社東芝 センサ

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03230779A (ja) * 1990-02-02 1991-10-14 Nec Corp 微小可動機械機構
JPH10190008A (ja) * 1996-12-20 1998-07-21 Aisin Seiki Co Ltd 半導体マイクロマシン
JP2008036726A (ja) * 2006-08-01 2008-02-21 Seiko Epson Corp アクチュエータ
JP2009142048A (ja) * 2007-12-05 2009-06-25 Seiko Epson Corp アクチュエータおよび画像形成装置

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4754185A (en) * 1986-10-16 1988-06-28 American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories Micro-electrostatic motor
US5428259A (en) 1990-02-02 1995-06-27 Nec Corporation Micromotion mechanical structure and a process for the production thereof
US5710466A (en) * 1995-06-19 1998-01-20 Georgia Tech Research Corporation Fully integrated magnetic micromotors and methods for their fabrication
KR100393183B1 (ko) * 1996-10-31 2003-10-17 삼성전자주식회사 마이크로액츄에이터의상보형정전구동장치
GB2320571B (en) 1996-12-20 2000-09-27 Aisin Seiki Semiconductor micromachine and manufacturing method thereof
EP1181765A1 (en) * 1998-12-15 2002-02-27 Seagate Technology, Inc. Rotary electrostatic microactuator
US6507138B1 (en) * 1999-06-24 2003-01-14 Sandia Corporation Very compact, high-stability electrostatic actuator featuring contact-free self-limiting displacement
JP2001330623A (ja) * 2000-03-16 2001-11-30 Denso Corp 半導体力学量センサ
JP3890952B2 (ja) * 2001-10-18 2007-03-07 ソニー株式会社 容量可変型キャパシタ装置
JP4045090B2 (ja) * 2001-11-06 2008-02-13 オムロン株式会社 静電アクチュエータの調整方法
US7045466B2 (en) * 2002-06-27 2006-05-16 Cornell Research Foundation, Inc. Three dimensional high aspect ratio micromachining
JP4414263B2 (ja) * 2004-03-31 2010-02-10 富士通株式会社 マイクロスイッチング素子およびマイクロスイッチング素子製造方法
FR2874907B1 (fr) * 2004-09-03 2006-11-24 Silmach Soc Par Actions Simpli Dispositif d'entrainement, notamment pour mecanisme horloger
US7578189B1 (en) * 2006-05-10 2009-08-25 Qualtre, Inc. Three-axis accelerometers
KR100790883B1 (ko) * 2006-07-11 2008-01-03 삼성전자주식회사 액츄에이터의 구동 장치
JP4765840B2 (ja) 2006-08-28 2011-09-07 パナソニック電工株式会社 チルトミラー素子
JP4919750B2 (ja) * 2006-09-27 2012-04-18 富士通株式会社 マイクロ構造体製造方法およびマイクロ構造体
JP4879760B2 (ja) * 2007-01-18 2012-02-22 富士通株式会社 マイクロスイッチング素子およびマイクロスイッチング素子製造方法
JP5081038B2 (ja) * 2008-03-31 2012-11-21 パナソニック株式会社 Ｍｅｍｓスイッチおよびその製造方法
CN102067433A (zh) * 2008-06-25 2011-05-18 松下电工株式会社 可动结构体及使用它的光扫描反射镜
US8207586B2 (en) * 2008-09-22 2012-06-26 Alps Electric Co., Ltd. Substrate bonded MEMS sensor
JP5527015B2 (ja) * 2010-05-26 2014-06-18 セイコーエプソン株式会社 素子構造体、慣性センサー、電子機器
JP2016059191A (ja) * 2014-09-11 2016-04-21 ソニー株式会社 静電型デバイス

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03230779A (ja) * 1990-02-02 1991-10-14 Nec Corp 微小可動機械機構
JPH10190008A (ja) * 1996-12-20 1998-07-21 Aisin Seiki Co Ltd 半導体マイクロマシン
JP2008036726A (ja) * 2006-08-01 2008-02-21 Seiko Epson Corp アクチュエータ
JP2009142048A (ja) * 2007-12-05 2009-06-25 Seiko Epson Corp アクチュエータおよび画像形成装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN106664039B (zh) 2019-09-10
JP2016059191A (ja) 2016-04-21
US10287160B2 (en) 2019-05-14
CN106664039A (zh) 2017-05-10
US20190248645A1 (en) 2019-08-15
US20170183219A1 (en) 2017-06-29
US10669150B2 (en) 2020-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2016038794A1 (ja) 静電型デバイス
JP4737276B2 (ja) 半導体力学量センサおよびその製造方法
US7302847B2 (en) Physical quantity sensor having movable portion
JP2009014492A (ja) 揺動体装置
US20120160029A1 (en) Acceleration sensor
JP5801475B2 (ja) 静電アクチュエーター、可変容量コンデンサー、電気スイッチおよび静電アクチュエーターの駆動方法
US20160131680A1 (en) Capacitive physical quantity sensor
US9804233B2 (en) MEMS magnetic field sensor
JP7134931B2 (ja) センサ
JP2006170704A (ja) 容量型加速度検出装置
JP2008039595A (ja) 静電容量型加速度センサ
JP6048435B2 (ja) Ｓｏｉ基板およびそれを用いた物理量センサ、ｓｏｉ基板の製造方法および物理量センサの製造方法
US20090308160A1 (en) Vertical acceleration measuring apparatus
JP6599213B2 (ja) 半導体装置
JP5333354B2 (ja) 力学量センサ
JP2015004546A (ja) 静電容量変化検出モジュール及びｍｅｍｓセンサ
US11205544B2 (en) Sensor
JP5141545B2 (ja) 力学量センサ装置
US20160103149A1 (en) Capacitive physical quantity sensor
JP5381235B2 (ja) Ｍｅｍｓ構造体、ｍｅｍｓデバイス及びその製造方法
JP2008010717A (ja) 可変容量コンデンサ
JP2008172011A (ja) ピエゾ抵抗構造およびそれを用いた外力検知センサ
JP2010216843A (ja) 力学量検出センサ
WO2013076755A1 (ja) 静電アクチュエーター、可変容量コンデンサーおよび電気スイッチ
WO2011158619A1 (ja) 可変容量装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15839659

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15508913

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15839659

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1