本技術(shù)涉及一種例如可應(yīng)用于靜電驅(qū)動(dòng)型致動(dòng)器、靜電型傳感器等的靜電型裝置。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))裝置被廣泛開(kāi)發(fā)。MEMS一般是指諸如包括微細(xì)機(jī)構(gòu)的致動(dòng)器、傳感器等的裝置技術(shù)，或?yàn)榱诵纬蛇@種微細(xì)結(jié)構(gòu)和機(jī)構(gòu)而基于半導(dǎo)體工藝開(kāi)發(fā)的工藝技術(shù)。MEMS裝置是指使用這種MEMS技術(shù)制造的致動(dòng)器或傳感器。

SOI(絕緣體上硅)基板廣泛用于制造MEMS裝置。SOI基板由下述層的疊層形成：由硅制成的支撐層、形成在支撐層上且由硅氧化物(SiO₂)制成的BOX(隱埋氧化物)層、以及接合在BOX層上且由硅制成的有源層(活性層)。在由SOI基板制造的MEMS裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，通常來(lái)說(shuō)，在有源層中形成充當(dāng)功能部的結(jié)構(gòu)和機(jī)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)中的一部分結(jié)構(gòu)經(jīng)由BOX層機(jī)械地、電氣地連接至支撐層。充當(dāng)MEMS裝置的致動(dòng)器或傳感器的機(jī)械和電氣特性是在有源層中形成，而B(niǎo)OX層和支撐層主要用來(lái)確保用于封裝的剛度和強(qiáng)度。

例如，專利文獻(xiàn)1公開(kāi)了一種由SOI基板構(gòu)成的雙軸靜電型斜鏡(tilt mirror)元件。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本待審公開(kāi)專利申請(qǐng)No.2008-52220

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問(wèn)題

在由SOI基板制造的MEMS裝置中，BOX層和支撐層的電氣特性顯著影響形成在有源層中的致動(dòng)器或傳感器。例如，當(dāng)以靜電驅(qū)動(dòng)型MEMS裝置為例時(shí)，涉及下述問(wèn)題：由于BOX層的帶電而導(dǎo)致的操作故障或可靠性低，由于有源層、BOX層和支撐層形成的電容(寄生電容)的增加而導(dǎo)致的驅(qū)動(dòng)電力提高或檢測(cè)靈敏度低，等等。

鑒于上述情況，本技術(shù)的目的是提供一種能夠改善裝置特性的靜電型裝置。

解決問(wèn)題的方案

根據(jù)本技術(shù)實(shí)施方式的靜電型裝置包括導(dǎo)電性基材、第一導(dǎo)體層、第二導(dǎo)體層和接合層。

所述第一導(dǎo)體層包括第一電極部和第一基部并且連接至信號(hào)線。所述第一基部支撐所述第一電極部，并且設(shè)置在所述基材上。所述第二導(dǎo)體層包括第二電極部和第二基部并且連接至基準(zhǔn)電位。

所述第二電極部在第一軸方向上與所述第一電極部相對(duì)，并且在所述第一軸方向上可相對(duì)于所述第一電極部移動(dòng)。所述第二基部支撐所述第二電極部，并且設(shè)置在所述基材上。

所述接合層設(shè)置在所述基材與所述第一基部和所述第二基部之間，并且所述接合層包括部分地支撐至少所述第一基部的多個(gè)第一接合部。

在上述靜電型裝置中，第一電極部和第二電極部之一起到可移動(dòng)電極的作用，而另一個(gè)起到固定電極的作用。信號(hào)線構(gòu)成在第一電極部與第二電極部之間產(chǎn)生靜電力的信號(hào)輸入線，或者構(gòu)成輸出與第一電極部和第二電極部之間的相對(duì)距離對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)的信號(hào)輸出線。在前一情形中，該靜電型裝置起到靜電致動(dòng)器的作用。在后一情形中，該靜電型裝置起到靜電傳感器的作用。

在上述靜電型裝置中，支撐第一電極部的第一基部和支撐第二電極部的第二基部分別經(jīng)由接合層被支撐在基材的上方。此外，連接至信號(hào)線的第一基部被多個(gè)第一接合部部分地支撐。因此，與其中第一基部的整個(gè)表面經(jīng)由電氣絕緣性接合層被支撐在基材上的情形相比，介于第一基部與基材之間的接合層的面積減小，由于接合層的帶電和寄生電容而對(duì)裝置造成的不利影響減小。由此，可提高檢測(cè)靈敏度。例如，可確保良好的操作特性，降低驅(qū)動(dòng)功耗，以及提高檢測(cè)靈敏度。

通常，所述第一基部形成為在所述第一軸方向上具有長(zhǎng)邊的柱狀，并且所述第一電極部包括多個(gè)電極片，所述多個(gè)電極片在與所述第一軸方向交叉的第二軸方向上延伸，并且在所述第一軸方向上排列。

在上述構(gòu)造中，所述第一基部包括：懸架部和位于所述長(zhǎng)邊方向上的兩個(gè)端部。所述兩個(gè)端部分別被所述多個(gè)第一接合部支撐。所述懸架部設(shè)置在所述兩個(gè)端部之間，并且支撐所述多個(gè)電極片。

由此，可將接合層的面積最小化，并且將第一基部穩(wěn)定地支撐在基材上。

例如，所述懸架部由板部形成，所述板部沿所述第二軸方向的寬度比所述兩個(gè)端部的每一個(gè)的寬度窄，并且小于沿與所述第一和第二軸方向正交的第三軸方向的高度尺寸?？蛇x擇地，所述懸架部可包括多個(gè)中空部。中空部的形式?jīng)]有特別限制。例如，所述懸架部可具有網(wǎng)格結(jié)構(gòu)或梯子結(jié)構(gòu)?？蛇x擇地，所述多個(gè)第一接合部可構(gòu)造成分別支撐所述第一基部在縱向方向上的兩個(gè)端部和中央部。

通常，當(dāng)所述第二電極部構(gòu)造為可移動(dòng)電極時(shí)，所述第二電極部包括與構(gòu)成所述第一電極部的多個(gè)電極片相對(duì)的多個(gè)電極片，并且所述第二基部包括可彈性變形的連結(jié)片，所述可彈性變形的連結(jié)片支撐所述第二電極部，以使所述第二電極部在所述第一軸方向上是可移動(dòng)的。

所述接合層可進(jìn)一步包括部分地支撐所述第二基部的多個(gè)第二接合部。由此，在第二基部中也能夠減小與基材之間的寄生電容等，因此能夠進(jìn)一步改善裝置特性。

所述第一電極部可構(gòu)造為固定電極或可構(gòu)造為可移動(dòng)電極。當(dāng)所述第一電極部構(gòu)造為可移動(dòng)電極時(shí)，所述第一基部包括可彈性變形的連結(jié)片，所述可彈性變形的連結(jié)片支撐所述第一電極部，以使所述第一電極部在所述第一軸方向上是可移動(dòng)的。

在該情形中，上述靜電型裝置可進(jìn)一步包括焊盤(pán)部、端子部、配線層和層間絕緣層。

所述焊盤(pán)部設(shè)置在所述第一基部上，并電連接至所述信號(hào)線。所述端子部設(shè)置在所述第一基部上，并電連接至所述第一基部。所述配線層電連接在所述焊盤(pán)部與所述端子部之間。所述層間絕緣層設(shè)置在所述第一基部與所述配線層之間。

此外，所述多個(gè)第一接合部選擇性地設(shè)置在第一和第二端子部正下方。

根據(jù)上述構(gòu)造，能夠減小在配線層的形成區(qū)域中的第一基部與基材之間的電容，因此能夠減小連接至信號(hào)線的第一電極部的驅(qū)動(dòng)電壓?？蛇x擇地，可精確檢測(cè)第一電極部相對(duì)于第二電極部的相對(duì)移動(dòng)。

所述第一基部可包括沿所述配線層的延伸方向形成的多個(gè)切口部。由此，能夠減小基材與第一基部之間的相對(duì)面積，因此能夠減小它們之間的寄生電容。

類似地，所述層間絕緣層可包括在所述第一基部與所述配線層之間形成間隙的間隙部。

此外，所述層間絕緣層和所述第一基部可分別包括在所述基材與所述配線層之間形成間隙的間隙部。

發(fā)明的有益效果

如上所述，根據(jù)本技術(shù)，可改善裝置特性。

應(yīng)當(dāng)注意，上述的效果必然不是限制性的，其可以是本公開(kāi)內(nèi)容中描述的任何效果。

附圖說(shuō)明

圖1是顯示根據(jù)本技術(shù)第一實(shí)施方式的靜電型裝置的構(gòu)造的示意性平面圖。

圖2是沿圖1的[A]-[A]線截取的剖面圖。

圖3是顯示圖1中所示的靜電型裝置的等效電路的示圖。

圖4是顯示根據(jù)比較例的靜電型裝置的構(gòu)造的示意性平面圖。

圖5是顯示根據(jù)比較例的靜電型裝置的等效電路的示圖。

圖6是顯示當(dāng)靜電型裝置構(gòu)造為靜電傳感器時(shí)的檢測(cè)電路的示例的示圖。

圖7是顯示根據(jù)本技術(shù)第二實(shí)施方式的靜電型裝置的構(gòu)造的示意性平面圖。

圖8是顯示根據(jù)本技術(shù)第三實(shí)施方式的靜電型裝置的構(gòu)造的示意性平面圖。

圖9是顯示根據(jù)本技術(shù)第四實(shí)施方式的靜電型裝置的構(gòu)造的示意性平面圖。

圖10是顯示根據(jù)本技術(shù)第五實(shí)施方式的靜電型裝置的構(gòu)造的示意性平面圖。

圖11是顯示根據(jù)本技術(shù)第六實(shí)施方式的靜電型裝置的構(gòu)造的示意性平面圖。

圖12是顯示根據(jù)本技術(shù)實(shí)施方式的靜電型裝置的陣列結(jié)構(gòu)的示意性平面圖。

圖13是顯示根據(jù)本技術(shù)第七實(shí)施方式的靜電型裝置的構(gòu)造的示意性平面圖。

圖14是圖13所示的靜電型裝置中的端子部的形成區(qū)域中的主要部分的縱向剖面圖。

圖15是顯示根據(jù)本技術(shù)第八實(shí)施方式的靜電型裝置的構(gòu)造的示意性平面圖。

圖16是圖15所示的靜電型裝置中的焊盤(pán)部和端子部的形成區(qū)域中的主要部分的縱向剖面圖。

圖17是顯示圖15中所示的靜電型裝置的等效電路的示圖。

圖18是顯示圖15中所示的靜電型裝置的另一構(gòu)造示例的主要部分的縱向剖面圖。

圖19是顯示圖15中所示的靜電型裝置的另一構(gòu)造示例的主要部分平面圖。

圖20是顯示圖15中所示的靜電型裝置的另一構(gòu)造示例的主要部分平面圖。

圖21是顯示圖15中所示的靜電型裝置的另一構(gòu)造示例的主要部分平面圖。

圖22是顯示圖15中所示的靜電型裝置的另一構(gòu)造示例的主要部分平面圖。

具體實(shí)施方式

下文中，將參照附圖描述根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施方式。

<第一實(shí)施方式>

圖1是顯示根據(jù)本技術(shù)一實(shí)施方式的靜電型裝置101的示意性平面圖。圖2是沿圖1的[A]-[A]線截取的剖面圖。

在圖1和2中，X軸和Y軸表示彼此正交的平面方向，Z軸表示與之正交的高度(厚度)方向。這同樣適用于下文所述的各圖。

[靜電型裝置的構(gòu)造]

靜電型裝置101包括基材10、固定電極層20(第一導(dǎo)體層)、可移動(dòng)電極層30(第二導(dǎo)體層)和接合層40。固定電極層20包括兩個(gè)固定電極層20L、20R。下文中，除非單獨(dú)說(shuō)明，否則固定電極層20L、20R將統(tǒng)稱為固定電極層20。

根據(jù)本實(shí)施方式的靜電型裝置101電連接至控制電路(驅(qū)動(dòng)電路)，所述控制電路包括控制用電源Vcont。根據(jù)本實(shí)施方式的靜電型裝置101構(gòu)造為通過(guò)在固定電極層20與可移動(dòng)電極層30之間輸入的直流電壓驅(qū)動(dòng)的靜電致動(dòng)器。

基材10由具有導(dǎo)電性的、近似矩形的板材構(gòu)成。在本實(shí)施方式中，基材10由硅基板構(gòu)成?；?0的比電阻和厚度沒(méi)有特別限制。通常來(lái)說(shuō)，基材10的比電阻為幾Ωcm到幾MΩcm，且基材10的厚度為幾十μm到幾百μm。

基材10通常是通過(guò)將SOI基板中的支撐層加工成預(yù)定形狀而形成的?；?0構(gòu)造為支撐靜電型裝置101中的致動(dòng)器部分或傳感器部分的支撐基板?；?0形成為具有能夠支撐致動(dòng)器部分或傳感器部分的尺寸。基材10可形成為具有能夠公共地支撐多個(gè)上述致動(dòng)器部分或傳感器部分的尺寸。

固定電極層20和可移動(dòng)電極層30通常由硅基板構(gòu)成。固定電極層20和可移動(dòng)電極層30的比電阻和厚度沒(méi)有特別限制。通常來(lái)說(shuō)，固定電極層20和可移動(dòng)電極層30的比電阻為幾Ωcm到幾MΩcm，且固定電極層20和可移動(dòng)電極層30的厚度為幾十μm到100μm。

固定電極層20和可移動(dòng)電極層30是通過(guò)對(duì)共同的硅基板進(jìn)行微細(xì)加工而形成的。固定電極層20和可移動(dòng)電極層30通常由SOI基板中的有源層構(gòu)成。固定電極層20和可移動(dòng)電極層30彼此分離地布置在基材10上。固定電極層20和可移動(dòng)電極層30的每一個(gè)具有梳齒型的電極結(jié)構(gòu)，這將在后面描述。

當(dāng)靜電型裝置101構(gòu)造為靜電致動(dòng)器時(shí)，固定電極層20和可移動(dòng)電極層30構(gòu)成致動(dòng)器機(jī)構(gòu)。另一方面，當(dāng)靜電型裝置101構(gòu)造為靜電傳感器時(shí)，固定電極層20和可移動(dòng)電極層30構(gòu)成感測(cè)機(jī)構(gòu)。

接合層40由布置在基材10與固定電極層20和可移動(dòng)電極層30之間的電絕緣材料構(gòu)成。在本實(shí)施方式中，接合層40由硅氧化物膜形成。接合層40的厚度沒(méi)有特別限制。接合層40的厚度例如為幾μm。接合層40設(shè)置在圖1的陰影區(qū)域中(這同樣適用于之后描述的實(shí)施方式)。

接合層40通常是通過(guò)將SOI基板中的BOX層加工成預(yù)定形狀而形成的。接合層40將基材10和固定電極層20彼此接合，并將基材10和可移動(dòng)電極層30彼此接合。在本實(shí)施方式中，如將在之后描述的，接合層40包括部分地支撐固定電極層20和可移動(dòng)電極層30的基部22、32的多個(gè)接合部421、422、431、432。

下文中，將詳細(xì)描述固定電極層20和可移動(dòng)電極層30。

(固定電極層)

如上所述，固定電極層20由兩個(gè)固定電極層20L、20R構(gòu)成。固定電極層20L、20R在X軸方向上設(shè)置成彼此相對(duì)，并且在它們之間夾持可移動(dòng)電極層30。也就是說(shuō)，在圖1中，固定電極層20L設(shè)置在可移動(dòng)電極層30的左側(cè)，固定電極層20R設(shè)置在可移動(dòng)電極層30的右側(cè)。所述固定電極層20L、20R以相對(duì)于Y軸方向?qū)ΨQ的形狀形成。

固定電極層20包括固定電極部21(第一電極部)和基部22(第一基部)。固定電極部21和基部22均形成為具有近似相同的厚度。

固定電極部21包括在X軸方向上延伸并在Y軸方向上排列的多個(gè)固定電極片210。固定電極片210的數(shù)量沒(méi)有特別限制。固定電極片210的數(shù)量可根據(jù)所需的裝置特性適當(dāng)設(shè)定。在本實(shí)施方式中，多個(gè)固定電極片210在Y軸方向上以等間隔排列，然而當(dāng)然不限于此。

如圖1中所示，在固定電極層20L中，多個(gè)固定電極片210形成為從基部22的懸架部220向右突出。而另一方面，在固定電極層20R中，多個(gè)固定電極片210形成為從基部22的懸架部220向左突出。固定電極層20L的各個(gè)固定電極片210和固定電極層20R的各個(gè)固定電極片210布置成在X軸方向上彼此相對(duì)。

多個(gè)固定電極片210均形成為近似相同的形狀。多個(gè)固定電極片210的每一個(gè)具有沿X軸方向的長(zhǎng)度方向、沿Y軸方向的寬度方向、以及沿Z軸方向的高度(厚度)方向。固定電極片210的每一個(gè)形成為垂直于基材10的板形狀，該板形狀沿Z軸方向的高度尺寸大于沿Y軸方向的寬度尺寸。固定電極片210的寬度和長(zhǎng)度沒(méi)有特別限制。例如，固定電極片210的寬度為1μm以上5μm以下，固定電極片210的長(zhǎng)度為50μm以上200μm以下。

如圖2中所示，各個(gè)固定電極片210的下端經(jīng)由空間(間隙G3)，與基材10的表面相對(duì)。因此，固定電極部21以與基材10非接觸的方式被基部22支撐。

間隙G3等于接合層40的厚度。也就是說(shuō)，在形成多個(gè)固定電極片210之后，通過(guò)去除作為其基礎(chǔ)的接合層40，來(lái)制造固定電極部21。形成固定電極片210的方法沒(méi)有特別限制，通常來(lái)說(shuō)，可通過(guò)諸如反應(yīng)離子蝕刻(RIE)之類的各向異性干蝕刻法來(lái)形成固定電極片210。加工接合層40的方法也沒(méi)有特別限制。例如，在此可應(yīng)用能夠選擇性地去除接合層40的各向同性蝕刻工藝。蝕刻方法沒(méi)有特別限制，可使用濕蝕刻和干蝕刻。

基部22支撐固定電極部21，并且基部22經(jīng)由接合層40(接合部421、422)而布置在基材10的表面上。在本實(shí)施方式中，基部22形成為在Y軸方向上具有長(zhǎng)邊的柱狀。

基部22包括在上述長(zhǎng)邊方向上的兩個(gè)端部(基部端部221、222)、以及設(shè)置在所述基部端部221、222之間的懸架部220。懸架部220支撐多個(gè)固定電極片210。

基部端部221、222的每一個(gè)形成為具有分別在X軸方向和Y軸方向上平行的兩個(gè)邊的矩形形狀。基部端部221、222的每一個(gè)具有與固定電極部21的厚度近似相同的厚度。基部22經(jīng)由接合部421、422(第一接合部)而布置在基材10的表面上。接合部421、422的每一個(gè)分別布置在基部端部221、222與基材10之間。基部端部221、222和接合部421、422起到將固定電極層20支撐在基材10上的錨部的作用。

接合部421、422是通過(guò)將介于基材10與固定電極層20(20L、20R)之間的接合層40構(gòu)圖為預(yù)定形狀來(lái)形成的。通常來(lái)說(shuō)，在固定電極部21和基部22的形狀加工之后，如上所述通過(guò)蝕刻法去除構(gòu)成固定電極部21和懸架部220的基礎(chǔ)的接合層40，以分別形成接合部421、422的每一個(gè)。

接合部421、422的每一個(gè)形成為與基部端部221、222的每一個(gè)相似的近似矩形形狀。接合部421、422的每一個(gè)的尺寸通常小于基部端部221、222的每一個(gè)的尺寸。這是由于在對(duì)接合層40進(jìn)行構(gòu)圖時(shí)的側(cè)面蝕刻(side etching)導(dǎo)致的。側(cè)面蝕刻的量依據(jù)蝕刻條件而不同。側(cè)面蝕刻的量例如可設(shè)定為與固定電極片210的沿Y軸方向的寬度尺寸相等的尺寸。

懸架部220的兩端分別連接至基部端部221、222。懸架部220由與Y軸方向平行的板部構(gòu)成。懸架部220具有沿X軸方向的寬度，所述寬度小于基部端部221、222的每一個(gè)的寬度，并且如圖2中所示，也小于沿Z軸方向的高度尺寸。懸架部220的寬度通常是與多個(gè)固定電極片210的每一個(gè)的寬度近似相同的寬度或者是其近似兩倍的寬度。然而，懸架部220的寬度當(dāng)然不限于此。

懸架部220與基部端部221、222之間的連接位置沒(méi)有特別限制。在本實(shí)施方式中，懸架部220與基部端部221、222之間的連接位置設(shè)為最靠近可移動(dòng)電極層30的位置。也就是說(shuō)，在固定電極層20L中，如圖1中所示，懸架部220分別連接至基部端部221的右下角和基部端部222的右上角。而另一方面，在固定電極層20R中，如圖1中所示，懸架部220分別連接至基部端部221的左下角和基部端部222的左上角。

懸架部220具有與固定電極部21近似相同的厚度。如圖2中局部所示，懸架部220經(jīng)由空間(間隙G3)，與基材10的表面相對(duì)。也就是說(shuō)，懸架部220以與基材10非接觸的方式被基部端部221、222支撐。與用于固定電極部21的形成步驟同時(shí)地形成懸架部220。如上所述，通過(guò)與構(gòu)成固定電極部21的基礎(chǔ)的接合層40的去除步驟同時(shí)地進(jìn)行蝕刻，去除構(gòu)成懸架部220的基礎(chǔ)的接合層40。

(可移動(dòng)電極層)

可移動(dòng)電極層30設(shè)置在固定電極層20L與固定電極層20R之間?？梢苿?dòng)電極層30形成為相對(duì)于與Y軸方向平行的中心線對(duì)稱的形狀。

可移動(dòng)電極層30包括可移動(dòng)電極部31(第二電極部)和基部32(第二基部)。可移動(dòng)電極部31和基部32均形成為具有近似相同的厚度。

在本實(shí)施方式中，可移動(dòng)電極部31包括在X軸方向上延伸并在Y軸方向上排列的多個(gè)可移動(dòng)電極片310?？梢苿?dòng)電極片310的數(shù)量沒(méi)有特別限制?？梢苿?dòng)電極片310的數(shù)量可根據(jù)所需的裝置特性適當(dāng)設(shè)定。如圖1中所示，多個(gè)可移動(dòng)電極片310分別形成為從基部32的懸架部320向左和向右突出。

多個(gè)可移動(dòng)電極片310以等間隔排列。各個(gè)可移動(dòng)電極片310設(shè)置為經(jīng)由間隙G1，與圖1中位于其下側(cè)的固定電極片210相對(duì)，從而在Y軸方向上彼此面對(duì)，并且經(jīng)由間隙G2，與圖1中位于其上側(cè)的固定電極片210相對(duì)，從而在Y軸方向上彼此面對(duì)。也就是說(shuō)，可移動(dòng)電極片310在Y軸方向上與固定電極片210交替排列。此外，多個(gè)可移動(dòng)電極片310構(gòu)造成在Y軸方向上可相對(duì)于多個(gè)固定電極片210移動(dòng)。

盡管每個(gè)間隙G1的尺寸和每個(gè)間隙G2的尺寸可彼此近似相同，但間隙G1、G2通常設(shè)為不同的值，以便在施加來(lái)自于控制用電源Vcont的電壓時(shí)穩(wěn)定可移動(dòng)電極片310的移動(dòng)方向。在本實(shí)施方式中，間隙G1設(shè)為小于間隙G2的值。由此，在施加電壓時(shí)，可移動(dòng)電極片310在圖1的下側(cè)穩(wěn)定地移動(dòng)。間隙G1的尺寸沒(méi)有特別限制，例如為1μm以上5μm以下。

多個(gè)可移動(dòng)電極片310的每一個(gè)形成為近似相同的形狀。多個(gè)可移動(dòng)電極片310的每一個(gè)具有沿X軸方向的長(zhǎng)度方向、沿Y軸方向的寬度方向和沿Z軸方向的高度(厚度)方向。可移動(dòng)電極片310的每一個(gè)形成為具有與固定電極片210近似相同的寬度和厚度。也就是說(shuō)，各個(gè)可移動(dòng)電極片310形成為垂直于基材10的板形狀，該板形狀沿Z軸方向的高度尺寸大于沿Y軸方向的寬度尺寸。各個(gè)可移動(dòng)電極片310的下端經(jīng)由空間(間隙G3)，與基材10的表面相對(duì)，如圖2中所示。因此，可移動(dòng)電極部31以與基材10非接觸的方式被基部32支撐。

基部32支撐可移動(dòng)電極部31，并且基部32經(jīng)由接合層40(接合部431、432)，布置在基材10的上方。在本實(shí)施方式中，基部32包括懸架部320、多個(gè)基部端部321、322、以及多個(gè)連結(jié)片323。

懸架部320布置在左右可移動(dòng)電極片310之間，并支撐多個(gè)可移動(dòng)電極片310。懸架部320形成為在Y軸方向上具有長(zhǎng)邊的柱狀，并且懸架部320具有其中在其長(zhǎng)邊方向上排列有多個(gè)近似矩形的中空部320a的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。懸架部320的厚度和其網(wǎng)格部的寬度分別形成為與每個(gè)可移動(dòng)電極片310的厚度和寬度近似相同。懸架部320的長(zhǎng)度形成為比固定電極層20的懸架部220的長(zhǎng)度短。

多個(gè)基部端部321、322分別布置在左右固定電極層20L、20R之間。成對(duì)的基部端部321和成對(duì)的基部端部322被布置成使得每一對(duì)基部端部在Y軸方向上彼此相對(duì)，而一對(duì)基部端部321與一對(duì)基部端部322在X軸方向上彼此相對(duì)?；慷瞬?21、322的每一個(gè)形成為具有分別在X軸方向和Y軸方向上平行的兩個(gè)邊的矩形形狀?；慷瞬?21、322的每一個(gè)具有與可移動(dòng)電極部31的厚度近似相同的厚度?；慷瞬?21、322的每一個(gè)形成為具有與固定電極層20的基部端部221、222的每一個(gè)近似相同的尺寸。

多個(gè)連結(jié)片323分別設(shè)置在懸架部320的兩端處。多個(gè)連結(jié)片323的每一個(gè)形成為具有近似相同的形狀。與可移動(dòng)電極片310一樣，多個(gè)連結(jié)片323的每一個(gè)具有沿X軸方向的長(zhǎng)度方向、沿Y軸方向的寬度方向和沿Z軸方向的高度方向。每個(gè)連結(jié)片323的兩端分別連接至基部端部321、322。懸架部320的兩端分別連接至各個(gè)連結(jié)片323的中央部。每個(gè)連結(jié)片323形成為具有與每個(gè)可移動(dòng)電極片310的寬度近似相同的寬度。

多個(gè)連結(jié)片323構(gòu)造成可在Y軸方向上彈性變形。也就是說(shuō)，每個(gè)連結(jié)片323構(gòu)造成其兩端被基部端部321、322支撐的雙支撐梁，并且能夠在由圖1中的實(shí)線所示的正常位置與由雙點(diǎn)虛線所示的變形位置之間彈性地往返運(yùn)動(dòng)。由此，兩端分別連結(jié)至連結(jié)片323的懸架部320、和被懸架部320支撐的多個(gè)可移動(dòng)電極片310可以相對(duì)于固定電極片210在Y軸方向上整體移動(dòng)。注意，可在基材10上設(shè)置限制可移動(dòng)電極部31的移動(dòng)量的阻擋部(圖中未示出)。

基部32經(jīng)由多個(gè)接合部431、432(第二接合部)，布置在基材10的表面上。接合部431、432分別布置在基部端部321、322與基材10之間?；慷瞬?21、322和接合部431、432起到將可移動(dòng)電極層30支撐在基材10上的錨部的作用。

接合部431、432是通過(guò)將介于基材10與可移動(dòng)電極層30之間的接合層40構(gòu)圖為預(yù)定形狀來(lái)形成的。通常來(lái)說(shuō)，在可移動(dòng)電極部31和基部32的形狀加工之后，如上所述通過(guò)蝕刻法去除構(gòu)成可移動(dòng)電極部31和懸架部320的基礎(chǔ)的接合層40，以分別形成接合部431、432。

接合部431、432的每一個(gè)形成為與基部端部321、322的每一個(gè)相似的近似矩形形狀。每個(gè)接合部431、432的尺寸通常小于每個(gè)基部端部321、322的尺寸。這是由于在對(duì)接合層40進(jìn)行構(gòu)圖時(shí)的側(cè)面蝕刻導(dǎo)致的。側(cè)面蝕刻的量依據(jù)蝕刻條件而不同。側(cè)面蝕刻的量例如可設(shè)定為與可移動(dòng)電極片310的沿Y軸方向的寬度尺寸相等的尺寸。

懸架部320和連結(jié)片323經(jīng)由空間(間隙G3)，與基材10的表面相對(duì)。也就是說(shuō)，懸架部320和連結(jié)片323以與基材10非接觸的方式被基部端部321、322支撐。與用于可移動(dòng)電極部31的形成步驟同時(shí)地形成懸架部320和連結(jié)片323。通過(guò)與構(gòu)成可移動(dòng)電極部31的基礎(chǔ)的接合層40的去除步驟同時(shí)地進(jìn)行蝕刻，去除構(gòu)成懸架部320和連結(jié)片323的基礎(chǔ)的接合層40。

[靜電型裝置的操作]

隨后，將描述以上述方式構(gòu)造的靜電型裝置101的典型操作。

圖3顯示了圖1中所示的靜電型裝置101的等效電路。在圖中，靜電型裝置101的固定部分(諸如固定電極部21等)由實(shí)線顯示，可移動(dòng)部分(諸如可移動(dòng)電極部31等)由雙點(diǎn)虛線顯示。

靜電型裝置101連接至包括控制用電源Vcont的控制電路1。在本實(shí)施方式中，如圖1中所示，控制用電源Vcont的正電極經(jīng)由信號(hào)線S1(信號(hào)輸入線)連接至固定電極層20L、20R的每一個(gè)的基部端部221?？刂朴秒娫碫cont的負(fù)電極經(jīng)由信號(hào)線S2連接至可移動(dòng)電極層30的基部端部322?？刂朴秒娫碫cont的負(fù)電極和基材10分別連接至地(GND)電位。

控制用電源Vcont由恒壓源(直流電源)構(gòu)成?？刂朴秒娫碫cont向固定電極層20提供驅(qū)動(dòng)電位(Vdd)，并向可移動(dòng)電極層30提供GND電位(0V)。靜電型裝置101由多個(gè)固定電極片210與多個(gè)可移動(dòng)電極片310之間的可變電容Cact、以及由接合部421、422導(dǎo)致的接地電容Cbox1表示。

當(dāng)在靜電型裝置101上施加來(lái)自控制用電源Vcont的驅(qū)動(dòng)電位時(shí)，電荷累積在可變電容Cact和接地電容Cbox1中。可變電容Cact的值與具有梳齒結(jié)構(gòu)的固定電極部21和可移動(dòng)電極部31之間的距離成反比地增加。由于致動(dòng)器機(jī)構(gòu)的可動(dòng)限制，上述距離被固定。因而，Cact的上限被確定。

當(dāng)驅(qū)動(dòng)電位輸入到固定電極層20中并且GND電位輸入到可移動(dòng)電極層30中時(shí)，在固定電極部21與可移動(dòng)電極部31之間產(chǎn)生電位差。由電位差導(dǎo)致的靜電引力在使得并列布置的多個(gè)固定電極片210和多個(gè)可移動(dòng)電極片310彼此接近的方向上作用?？梢苿?dòng)電極部31移動(dòng)直至連結(jié)片323的彈性恢復(fù)力與靜電引力達(dá)到平衡的位置、或者可移動(dòng)電極部31與阻擋部(未示出)接觸的位置、或者可移動(dòng)電極部31與固定電極部21接觸的位置。另一方面，當(dāng)釋放驅(qū)動(dòng)電位時(shí)，由于連結(jié)片323的彈性恢復(fù)力，可移動(dòng)電極部31恢復(fù)到由圖1的實(shí)線所示的正常位置。

以上述方式構(gòu)造的靜電型裝置101構(gòu)造為通過(guò)驅(qū)動(dòng)電位的ON-OFF而操作的靜電致動(dòng)器。在該情形中，靜電型裝置101可應(yīng)用于切換元件、濾波器元件或類似物，并且例如構(gòu)成安裝在移動(dòng)終端或基站等中的通信裝置的前端部。

此外，當(dāng)控制電路1構(gòu)造為檢測(cè)固定電極部21與可移動(dòng)電極部31之間的靜電電容變化的檢測(cè)電路時(shí)，靜電型裝置101例如構(gòu)造為用于加速度傳感器、壓力傳感器或類似物的靜電傳感器。在該情形中，信號(hào)線S1可用作信號(hào)輸出線。

在此，固定電極層20的各個(gè)基部端部221、222和可移動(dòng)電極層30的各個(gè)基部端部321、322分別經(jīng)由接合部421、422、431、432將兩個(gè)電極層20、30固定至基材10的表面。因此，這些基部端部221、222、321、322經(jīng)由接合部421、422、431、432以電感應(yīng)的方式耦合至基材10，接合部421、422、431、432作為接地電容Cbox1寄生在裝置中。因而，該接地電容Cbox1對(duì)靜電型裝置101的裝置特性產(chǎn)生了不可忽視的影響。

(比較例)

圖4是顯示根據(jù)比較例的靜電型裝置100的構(gòu)造的示意性平面圖。圖4中與圖1對(duì)應(yīng)的部分將由相同的標(biāo)記表示并將省略其詳細(xì)描述。

根據(jù)比較例的靜電型裝置100包括基材10、固定電極層20(20L、20R)、可移動(dòng)電極層30和接合層40，從這一點(diǎn)來(lái)講，根據(jù)比較例的靜電型裝置100與根據(jù)本實(shí)施方式的靜電型裝置101是共通的。然而，根據(jù)比較例的靜電型裝置100的固定電極層20的基部23，則與根據(jù)本實(shí)施方式的靜電型裝置101不同。

在根據(jù)比較例的靜電型裝置100中，支撐固定電極部21的基部23的近似整個(gè)區(qū)域經(jīng)由接合層40，被基材10的表面支撐。如圖4中所示，基部23的平面形狀是在Y軸方向上具有長(zhǎng)邊的柱狀形狀。接合層40形成為與基部23的平面形狀對(duì)應(yīng)的近似矩形的平面形狀。

圖5顯示了根據(jù)比較例的靜電型裝置100的等效電路。在圖中，靜電型裝置101的固定部分(諸如固定電極部21等)由實(shí)線顯示，可移動(dòng)部分(諸如可移動(dòng)電極部31等)由雙點(diǎn)虛線顯示。靜電型裝置100由多個(gè)固定電極片210與多個(gè)可移動(dòng)電極片310之間的可變電容Cact以及由接合部421、422導(dǎo)致的接地電容Cbox2表示。

在根據(jù)比較例的靜電型裝置100中，接地電容Cbox2導(dǎo)致如下技術(shù)問(wèn)題。

第一，當(dāng)靜電型裝置100構(gòu)造為靜電致動(dòng)器時(shí)，接地電容Cbox2中產(chǎn)生的電荷會(huì)在致動(dòng)器機(jī)構(gòu)OFF時(shí)產(chǎn)生電位(Vbox2)。接地電容Cbox2中產(chǎn)生的電荷是由混入或附著到接合層40的雜質(zhì)、構(gòu)成接合層40的硅氧化物膜中的晶格缺陷等原因?qū)е碌摹Ｒ坏￢box2的值超過(guò)閾值，則即使在致動(dòng)器機(jī)構(gòu)上未施加驅(qū)動(dòng)電位時(shí)，控制電壓仍持續(xù)施加在致動(dòng)器機(jī)構(gòu)上。在該狀態(tài)中，控制理論不起作用，或者ON-OFF時(shí)序表發(fā)生偏差，從而引起故障模式。

第二，當(dāng)靜電型裝置100構(gòu)造為靜電傳感器時(shí)，由于接地電容Cbox2產(chǎn)生的電荷，感測(cè)機(jī)構(gòu)的檢測(cè)靈敏度偏移。圖6顯示了當(dāng)靜電型裝置構(gòu)造為靜電傳感器時(shí)的檢測(cè)電路2的一個(gè)示例。在該情形中，檢測(cè)電路2基于電阻器Rsense兩端的電位差，測(cè)量可變電容Cact的電容變化ΔC。此時(shí)，如果接地電容Cbox2具有上述Vbox2，則在電阻器Rsense處測(cè)量的電位差偏離于與應(yīng)當(dāng)檢測(cè)的ΔC相當(dāng)?shù)碾娢徊睢?/p>

如此，在每一次重復(fù)致動(dòng)器機(jī)構(gòu)或感測(cè)機(jī)構(gòu)的操作時(shí)，接地電容Cbox2的電荷量發(fā)生變動(dòng)。因此，對(duì)于致動(dòng)器機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)這成為電源偏壓變動(dòng)效應(yīng)，或者對(duì)于感測(cè)機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)這成為基準(zhǔn)電壓波動(dòng)效應(yīng)，從而成為裝置的故障原因。

第三，當(dāng)靜電型裝置100構(gòu)造為靜電致動(dòng)器時(shí)、以及當(dāng)靜電型裝置100構(gòu)造為靜電傳感器時(shí)，由Cbox2充放電的電荷導(dǎo)致的電力相當(dāng)于不必要的損耗。例如，當(dāng)Cbox2的面積為幾mm²時(shí)，其成為所謂的接地寄生電容，該接地寄生電容在電學(xué)上可被認(rèn)為是具有幾到幾百pF的電容。因此，在由MEMS技術(shù)制造的小型的靜電型裝置的情況下，驅(qū)動(dòng)電路的不必要功耗或檢測(cè)電路的檢測(cè)靈敏度降低等問(wèn)題顯著。

(本實(shí)施方式的作用)

相反，在根據(jù)本實(shí)施方式的靜電型裝置101中，支撐被輸入了驅(qū)動(dòng)電位的固定電極層(20L、20R)的接合層40被構(gòu)造為部分地支撐基部22的多個(gè)接合部421、422。此外，支撐固定電極部21(多個(gè)固定電極片210)的懸架部220構(gòu)造為被基部端部221、222懸掛，并經(jīng)由空間(間隙G3)而與基材10相對(duì)。因此，在懸架部220中，可防止由于接合層40而導(dǎo)致的接地電容，并且能夠支撐固定電極部21。

因此，根據(jù)本實(shí)施方式的靜電型裝置101，與比較例相比，極大地減小了介于基部22與基材10之間的接合層40的面積，因此與根據(jù)比較例的接地電容Cbox2相比，可顯著減小接地電容Cbox1。由此，減少了由于接合層40的帶電和寄生電容(Cbox1)而對(duì)裝置造成的不利影響。因而，可改善裝置特性，例如，確保良好的操作特性、降低驅(qū)動(dòng)功耗、以及提高檢測(cè)靈敏度。

此外，在根據(jù)本實(shí)施方式的靜電型裝置101中，懸架部220由在寬度上小于基部端部221、222的每一個(gè)的單個(gè)板形成。因此，懸架部220與基材10之間的相對(duì)面積能夠被最小化，可進(jìn)一步減小固定電極層20的接地電容。此外，通過(guò)將懸架部220的寬度設(shè)為與固定電極片210的寬度近似相同，能夠提高在通過(guò)蝕刻對(duì)懸架部220和其正下方的接合層40加工時(shí)的精度。

注意，盡管通常構(gòu)造為在懸架部220與基材10之間的相對(duì)區(qū)域中不存在接合層40，但也不是一定排除在這種區(qū)域中殘留接合層40。此外，在該情形中，懸架部220構(gòu)造為在寬度上小于基部端部221、222的每一個(gè)，因此與比較例相比能夠減小接地電容。這同樣適用于之后描述的實(shí)施方式。

<第二實(shí)施方式>

圖7是顯示根據(jù)本技術(shù)第二實(shí)施方式的靜電型裝置102的構(gòu)造的示意性平面圖。下文中，將主要描述與第一實(shí)施方式不同的構(gòu)造，與上述實(shí)施方式相似的構(gòu)造將由相似的標(biāo)記表示并將省略或簡(jiǎn)化其描述。

根據(jù)本實(shí)施方式的靜電型裝置102與上述第一實(shí)施方式不同之處在于固定電極層20(20L、20R)的基部22的構(gòu)造。也就是說(shuō)，在本實(shí)施方式中，基部22中的懸架部224具有網(wǎng)格結(jié)構(gòu)(或梯子結(jié)構(gòu))。

如圖7中所示，懸架部224的兩端分別連接至基部端部221、222，并且懸架部224經(jīng)由空間而與基材10的表面相對(duì)。此外，懸架部224具有與Y軸方向平行的兩個(gè)長(zhǎng)板部和與X軸方向平行的多個(gè)短板部的組合結(jié)構(gòu)，所述兩個(gè)長(zhǎng)板部并列地形成在基部端部221、222之間。多個(gè)短板部并列地形成，以將這兩個(gè)長(zhǎng)板部彼此連結(jié)。構(gòu)成懸架部224的每個(gè)板部的寬度設(shè)為與固定電極片210的寬度近似相同或者是其近似兩倍大。然而，每個(gè)板部的寬度當(dāng)然不限于此。

在如上所述構(gòu)造的靜電型裝置102的情況下，也能提供與第一實(shí)施方式相似的作用和效果。在本實(shí)施方式中，懸架部224具有網(wǎng)格結(jié)構(gòu)或梯子結(jié)構(gòu)，因此與其中由單個(gè)板構(gòu)成的情形相比，能夠提高懸架部224的剛度。此外，懸架部224形成為網(wǎng)格形狀，因此在懸架部224中設(shè)置有在Y軸方向上排列的多個(gè)中空部224a。由此，與不具有中空部224a的構(gòu)造相比，可減小與基材10相對(duì)的面積。

上述短板部可形成為相對(duì)于X軸方向傾斜，或者可部分彎曲。換句話說(shuō)，每個(gè)中空部224a的形狀不限于圖中所示的矩形形狀，其可以構(gòu)造為適當(dāng)?shù)男螤?，例如三角形、五角以上的多角形狀等。這同樣適用于之后描述的實(shí)施方式。

<第三實(shí)施方式>

圖8是顯示根據(jù)本技術(shù)第三實(shí)施方式的靜電型裝置103的構(gòu)造的示意性平面圖。下文中，將主要描述與第一實(shí)施方式不同的構(gòu)造，與上述實(shí)施方式相似的構(gòu)造將由相似的標(biāo)記表示并將省略或簡(jiǎn)化其描述。

根據(jù)本實(shí)施方式的靜電型裝置103與上述第一實(shí)施方式不同之處在于固定電極層20(20L、20R)的基部22的構(gòu)造。也就是說(shuō)，在本實(shí)施方式中，基部22中的懸架部225與第二實(shí)施方式中一樣具有網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。

如圖8中所示，懸架部225的兩端分別連接至基部端部221、222，并且懸架部225經(jīng)由空間而與基材10的表面相對(duì)。此外，懸架部225具有與Y軸方向平行的三個(gè)長(zhǎng)板部和與X軸方向平行的多個(gè)短板部的組合結(jié)構(gòu)，所述三個(gè)長(zhǎng)板部并列地形成在基部端部221、222之間，所述多個(gè)短板部并列地形成，以將這三個(gè)長(zhǎng)板部相互連結(jié)。多個(gè)短板部可布置為在X軸方向上對(duì)齊?？蛇x擇地，如圖8中所示，多個(gè)短板部也可布置為在同一方向上不對(duì)齊(以Z字形式布置)。構(gòu)成懸架部225的每個(gè)板部的寬度設(shè)為與固定電極片210的寬度近似相同或者是其近似兩倍大。然而，板部的寬度當(dāng)然不限于此。

在如上所述構(gòu)造的靜電型裝置103的情況下，也能提供與第一實(shí)施方式相似的作用和效果。在本實(shí)施方式中，懸架部225具有網(wǎng)格結(jié)構(gòu)或梯子結(jié)構(gòu)，因此與第二實(shí)施方式中一樣，與其中由單個(gè)板構(gòu)成的情形相比，能夠提高懸架部225的剛度。此外，懸架部225形成為網(wǎng)格形狀，因此在懸架部225中設(shè)置有在X軸方向和Y軸方向上排列的多個(gè)中空部225a。由此，與不具有中空部225a的構(gòu)造相比，能夠減小與基材10相對(duì)的面積。

<第四實(shí)施方式>

圖9是顯示根據(jù)本技術(shù)第四實(shí)施方式的靜電型裝置104的構(gòu)造的示意性平面圖。下文中，將主要描述與第一實(shí)施方式不同的構(gòu)造，與上述實(shí)施方式相似的構(gòu)造將由相似的標(biāo)記表示并將省略或簡(jiǎn)化其描述。

根據(jù)本實(shí)施方式的靜電型裝置104與上述第一實(shí)施方式不同之處在于固定電極層20(20L、20R)的基部22的構(gòu)造。也就是說(shuō)，在本實(shí)施方式中，基部22中的懸架部224與第二實(shí)施方式中一樣具有網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，并且基部22進(jìn)一步包括位于其中央部處的基部端部223。基部端部223被接合部423支撐。

如圖9中所示，每個(gè)基部端部223分別設(shè)置在基部端部221、222之間?；慷瞬?23經(jīng)由通過(guò)對(duì)接合層40進(jìn)行構(gòu)圖而形成的接合部423(第一接合部)，被支撐在基材10的表面上。

基部端部223形成為具有與基部端部221、222相似的形狀和尺寸。然而，基部端部223當(dāng)然不限于此。懸架部224分別設(shè)置在基部端部221與基部端部223之間以及基部端部223與基部端部222之間。接合部423也具有與接合部421、422相似的形狀和尺寸。然而，接合部423當(dāng)然不限于此。

在如上所述構(gòu)造的靜電型裝置104的情況下，也能提供與第一實(shí)施方式相似的作用和效果。在本實(shí)施方式中，懸架部224具有網(wǎng)格結(jié)構(gòu)或梯子結(jié)構(gòu)，因此與第二實(shí)施方式中一樣，與其中由單個(gè)板構(gòu)成的情形相比，能夠提高懸架部224的剛度。此外，懸架部224包括多個(gè)中空部224a，因此與不具有中空部224a的構(gòu)造相比，能夠減小與基材10相對(duì)的面積。

此外，懸架部224的中央部通過(guò)基部端部223中繼，因此能夠進(jìn)一步提高懸架部224的剛度。因此，懸架部224可與第一實(shí)施方式中一樣由單個(gè)板構(gòu)成。

<第五實(shí)施方式>

圖10是顯示根據(jù)本技術(shù)第五實(shí)施方式的靜電型裝置105的構(gòu)造的示意性平面圖。下文中，將主要描述與第一實(shí)施方式不同的構(gòu)造，與上述實(shí)施方式相似的構(gòu)造將由相似的標(biāo)記表示并將省略或簡(jiǎn)化其描述。

根據(jù)本實(shí)施方式的靜電型裝置105與上述第一實(shí)施方式不同之處在于固定電極層20(20L、20R)的基部22的構(gòu)造。也就是說(shuō)，在本實(shí)施方式中，基部22中的懸架部225與第三實(shí)施方式中一樣具有網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，并且與第四實(shí)施方式中一樣，基部22進(jìn)一步包括位于其中央部處的基部端部223?；慷瞬?23被接合部423支撐。

在如上所述構(gòu)造的靜電型裝置105的情況下，也能提供與第一實(shí)施方式相似的作用和效果。在本實(shí)施方式中，懸架部225具有網(wǎng)格結(jié)構(gòu)或梯子結(jié)構(gòu)，因此與第三實(shí)施方式中一樣，與其中由單個(gè)板構(gòu)成的情形相比，能夠提高懸架部225的剛度。此外，懸架部225的中央部通過(guò)基部端部223中繼，因此能夠進(jìn)一步提高懸架部225的剛度。此外，懸架部225包括多個(gè)中空部225a，因此與不具有中空部225a的構(gòu)造相比，能夠減小與基材10相對(duì)的面積。

<第六實(shí)施方式>

圖11是顯示根據(jù)本技術(shù)第六實(shí)施方式的靜電型裝置106的構(gòu)造的示意性平面圖。下文中，將主要描述與第一實(shí)施方式不同的構(gòu)造，與上述實(shí)施方式相似的構(gòu)造將由相似的標(biāo)記表示并將省略或簡(jiǎn)化其描述。

根據(jù)本實(shí)施方式的靜電型裝置106與上述每個(gè)實(shí)施方式不同之處在于其在基材10上包括多個(gè)裝置部D1、D2。多個(gè)裝置部D1、D2的每一個(gè)包括固定電極層20和可移動(dòng)電極層30。每個(gè)電極層經(jīng)由多個(gè)接合部421、422、431、432，被支撐在基材10的表面上。也就是說(shuō)，多個(gè)裝置部D1、D2的每一個(gè)分別構(gòu)成一個(gè)靜電型裝置。

在本實(shí)施方式中，在基材10上設(shè)置有兩個(gè)裝置部D1、D2。然而，裝置部的數(shù)量不限于此，也可設(shè)置三個(gè)以上的裝置部。此外，裝置部D1、D2在X軸方向上彼此相鄰布置。然而，裝置部D1、D2不限于此，其也可在Y軸方向上彼此相鄰布置，或者在XY平面內(nèi)以矩陣形式布置。

根據(jù)本實(shí)施方式的靜電型裝置106包括在多個(gè)裝置部D1、D2之間一體形成的電極層620。也就是說(shuō)，電極層620包括：每個(gè)都具有與第一實(shí)施方式相似的構(gòu)造的固定電極層20L、20R，對(duì)于裝置部D1、D2來(lái)說(shuō)是公共的固定電極層20LR，以及將這些電極層彼此連結(jié)的連結(jié)層25。

與第一實(shí)施方式中一樣，固定電極層20L、20R的每一個(gè)包括固定電極部21和支撐固定電極部21的基部22?；?2包括兩個(gè)基部端部221、222，以及布置在這些基部端部221、222之間以支撐固定電極部21的懸架部225。懸架部225的每一個(gè)具有與第三實(shí)施方式相似形式的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。然而，懸架部225當(dāng)然不限于此。固定電極層20L、20R經(jīng)由部分地支撐基部端部221、222的接合部421、422，被固定至基材10。

固定電極層20LR包括：設(shè)置在固定電極層20L與固定電極層20R之間的用于裝置部D1和裝置部D2的固定電極部21，以及公共地支撐這些固定電極部21的基部26?；?6包括單個(gè)基部端部262和懸架部225。懸架部225設(shè)置在所述基部端部262與連結(jié)層25之間，以支撐上述固定電極部21。懸架部225具有與第三實(shí)施方式相似形式的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。然而，懸架部225當(dāng)然不限于此。固定電極層20LR經(jīng)由部分地支撐基部端部262的接合部462，被固定至基材10。與接合部421、422等等一樣，通過(guò)對(duì)接合層40進(jìn)行構(gòu)圖蝕刻來(lái)形成接合部462。

連結(jié)層25與X軸方向平行地延伸，并且連結(jié)層25的兩端分別連接至固定電極層20L、20R的每一個(gè)的基部端部221。固定電極層20LR的懸架部225的一端連接至連結(jié)層25的中間部。連結(jié)層25具有與懸架部225相似的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。然而，連結(jié)層25當(dāng)然不限于此。與懸架部225一樣，連結(jié)層25布置成經(jīng)由空間而與基材10的表面相對(duì)。

在以上述方式構(gòu)造的靜電型裝置106的情況下，通過(guò)將驅(qū)動(dòng)電位輸入到電極層620中，驅(qū)動(dòng)各個(gè)裝置部D1、D2。電極層620經(jīng)由多個(gè)接合部421、422、462，被部分固定至基材10，因此能夠減小接地電容。由此，可與第一實(shí)施方式中一樣改善裝置特性。

此外，在本實(shí)施方式中，固定電極層的一部分能夠構(gòu)造為被多個(gè)裝置部共用，因此具有提高在將裝置部陣列化時(shí)的集成度的優(yōu)點(diǎn)。此外，可減小每單位面積的接地電容。

圖12是作為陣列化的一個(gè)示例，顯示在基材10上以三行五列排列多個(gè)(十五個(gè))裝置部D時(shí)的示意性平面圖。對(duì)各個(gè)裝置部D的固定電極片進(jìn)行支撐的懸架部225被公共地形成在多個(gè)裝置部D之間。懸架部225具有與第三實(shí)施方式相似的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。然而，懸架部225當(dāng)然不限于此，也可采用每個(gè)其他實(shí)施方式中描述的懸架部的結(jié)構(gòu)。此外，固定電極層和可移動(dòng)電極層經(jīng)由多個(gè)接合層40，被固定至基材10。如圖中所示，能夠降低基材10的表面中的接合層40的占有率，因此能夠大大減小裝置的接地電容。

<第七實(shí)施方式>

圖13是顯示根據(jù)本技術(shù)第七實(shí)施方式的靜電型裝置200的構(gòu)造的示意性平面圖。下文中，將主要描述與第一實(shí)施方式不同的構(gòu)造，與上述實(shí)施方式相似的構(gòu)造將由相似的標(biāo)記表示并將省略或簡(jiǎn)化其描述。

在本實(shí)施方式中，將詳細(xì)描述可移動(dòng)電極層30的周邊結(jié)構(gòu)。與上述各個(gè)實(shí)施方式一樣，在本實(shí)施方式中，將驅(qū)動(dòng)電位(Vdd)輸入到固定電極層20中，并且可移動(dòng)電極層30連接至GND電位。

根據(jù)本實(shí)施方式的靜電型裝置200包括：經(jīng)由接合層40(接合部421、422)布置在基材10的表面上的固定電極層20(20L、20R)，以及經(jīng)由接合層40(接合部433)布置在基材10的表面上的可移動(dòng)電極層30。

可移動(dòng)電極層30包括可移動(dòng)電極部31和支撐可移動(dòng)電極部31的基部32。與第一實(shí)施方式中一樣，基部32包括：支撐可移動(dòng)電極部31的懸架部320，布置在懸架部320的兩端處的可彈性變形的連結(jié)片323，以及支撐連結(jié)片的兩端的基部端部321、322。

基部32進(jìn)一步包括框架部324和連結(jié)部325?？蚣懿?24形成為具有近似矩形形狀?？蚣懿?24設(shè)置在基部端部321、322和固定電極層20周?chē)?。連結(jié)部325形成為從框架部324的內(nèi)周部朝著位于圖13中的上側(cè)的兩個(gè)基部端部321、322突出。位于圖13中的下側(cè)的兩個(gè)基部端部321、322一體連接至框架部324的內(nèi)周部。

在連結(jié)部325的上表面中，設(shè)置導(dǎo)體圖案34。導(dǎo)體圖案34電連接至信號(hào)線S2。導(dǎo)體圖案34包括焊盤(pán)部340、第一端子部341、第二端子部342和配線層343。導(dǎo)體圖案34由具有比構(gòu)成基部32的硅材料的電阻低的電阻的導(dǎo)電材料構(gòu)成，諸如金屬膜等。具體地說(shuō)，導(dǎo)體圖案例如由諸如Au/Ni/Cr、Au/Ti等不同種類金屬的疊層膜形成。

焊盤(pán)部340布置在連結(jié)部325上，并連接至信號(hào)線S2。第一端子部341布置在基部端部321上，第二端子部342設(shè)置在基部端部322上。

圖14是第一端子部341的形成區(qū)域中的主要部分的縱向剖面圖。導(dǎo)體圖案34經(jīng)由諸如SiO₂和SiN之類的層間絕緣層35，設(shè)置在基部32(基部端部321和連結(jié)部325)的上方。此外，第一端子部341在其預(yù)定位置處設(shè)置有接觸部341a，所述接觸部341a貫穿層間絕緣層35，并與作為基礎(chǔ)的基部端部321電連接。第二端子部342在其預(yù)定位置處也設(shè)置有接觸部342a(圖13)，所述接觸部342a貫穿層間絕緣層35，并與作為基礎(chǔ)的基部端部322電連接。

配線層343分別將焊盤(pán)部340、第一端子部341和第二端子部342彼此電連接。配線層343將第一端子部341和第二端子部342并列連接至焊盤(pán)部340。

可移動(dòng)電極層30的基部32經(jīng)由接合部433，被固定至基材10的表面。接合部433是通過(guò)將接合層40構(gòu)圖為預(yù)定形狀而形成的。在本實(shí)施方式中，接合部433分別設(shè)置在基部端部321、322、框架部324和連結(jié)部325正下方的區(qū)域中。

另一方面，在固定電極層20L、20R的每一個(gè)的基部端部221中，分別設(shè)置有連接至信號(hào)線S1的焊盤(pán)部240。焊盤(pán)部240電連接至基部端部221。焊盤(pán)部240將經(jīng)由信號(hào)線S1輸入的驅(qū)動(dòng)電位施加在整個(gè)固定電極層20上。

焊盤(pán)部240通常由具有比構(gòu)成基部22的硅材料的電阻低的電阻的導(dǎo)電材料構(gòu)成。作為導(dǎo)電材料，可采用與構(gòu)成上述導(dǎo)體圖案34的材料一樣的金屬疊層膜。

固定電極層20以與第一實(shí)施方式相似的方法構(gòu)造，因此將省略其詳細(xì)描述。作為固定電極層20的構(gòu)造，能夠采用上述各個(gè)實(shí)施方式中描述的任何構(gòu)造。注意，在本實(shí)施方式中，如圖13中所示，固定電極層20R中的懸架部225具有彎折近似90°的結(jié)構(gòu)，從而圍繞可移動(dòng)電極層30的基部端部322。

<第八實(shí)施方式>

圖15是顯示根據(jù)本技術(shù)第八實(shí)施方式的靜電型裝置201的構(gòu)造的示意性平面圖。下文中，將主要描述與第七實(shí)施方式不同的構(gòu)造，與上述實(shí)施方式相似的構(gòu)造將由相似的標(biāo)記表示并將省略或簡(jiǎn)化其描述。

在上述第一到第七實(shí)施方式中，信號(hào)輸入線(S1)連接至固定電極層20。在本實(shí)施方式中，信號(hào)輸入線(S1)連接至可移動(dòng)電極層30，并且GND線(S2)連接至固定電極層20(20L、20R)。因此，在本實(shí)施方式中，可移動(dòng)電極層30相當(dāng)于“第一導(dǎo)體層”，固定電極層20相當(dāng)于“第二導(dǎo)體層”。

在根據(jù)本實(shí)施方式的靜電型裝置201中，可移動(dòng)電極層30中的基部32形成為與框架部324分離。因此，框架部324是與基部32的基部端部321、322以及連結(jié)部325彼此電絕緣的。注意，框架部324與基材10一樣連接至GND電位。

在根據(jù)本實(shí)施方式的靜電型裝置201中，可移動(dòng)電極層30中的基部32被多個(gè)接合部431、432、434(第二接合部)部分地支撐。接合部431、432、434是通過(guò)對(duì)接合層40進(jìn)行構(gòu)圖蝕刻而形成的。接合部431、432、434分別設(shè)置在基部端部321、322和連結(jié)部325正下方的區(qū)域中。

特別是，在本實(shí)施方式中，對(duì)于可移動(dòng)電極層30的連結(jié)部325和與之連結(jié)的基部端部321、322來(lái)說(shuō)，接合部431選擇性地設(shè)置在第一端子部341正下方，接合部432選擇性地設(shè)置在第二端子部342正下方，并且接合部434選擇性地設(shè)置在焊盤(pán)部340正下方。圖16是焊盤(pán)部340和第一端子部341的形成區(qū)域中的主要部分的縱向剖面。

此外，在本實(shí)施方式中，可移動(dòng)電極層30的連結(jié)部325和基部端部321、322周?chē)O(shè)置有多個(gè)切口部326。切口部326能夠減小這些連結(jié)部325和基部端部321、322相對(duì)于基材10的相對(duì)面積，并且能夠?qū)雍喜?31、432、434執(zhí)行適當(dāng)?shù)臉?gòu)圖蝕刻。

切口部326的形成間隔、形成寬度和深度沒(méi)有特別限制，其能夠適當(dāng)設(shè)定。對(duì)于其中設(shè)置第一端子部341和第二端子部342的基部端部321、322來(lái)說(shuō)，切口部326沿配線層343的延伸方向形成。由此，可通過(guò)對(duì)其上形成有配線層343的基部32正下方的接合層40進(jìn)行蝕刻，來(lái)有效去除所述接合層40。

在以上述方式構(gòu)造的靜電型裝置201的情況下，控制用電源(圖中未示出)的正電極連接至可移動(dòng)電極層30的焊盤(pán)部340，負(fù)電極連接至固定電極層20的焊盤(pán)部240。當(dāng)將驅(qū)動(dòng)電位(Vdd)輸入到可移動(dòng)電極層30中時(shí)，由于靜電引力，可移動(dòng)電極部31在Y軸方向上相對(duì)于固定電極部21移動(dòng)，兩兩電極部之間的電容被可變地控制。另一方面，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電位的輸入停止時(shí)，由于連結(jié)片323的彈性恢復(fù)力，可移動(dòng)電極部31恢復(fù)至圖中所示的正常位置。

圖17顯示了圖15中所示的靜電型裝置201的等效電路。在圖中，靜電型裝置201的固定部分(諸如固定電極部21等)由實(shí)線顯示，可移動(dòng)部分(諸如可移動(dòng)電極部31等)由雙點(diǎn)虛線顯示。

在根據(jù)本實(shí)施方式的靜電型裝置201中，對(duì)被輸入了驅(qū)動(dòng)電位的可移動(dòng)電極層30進(jìn)行支撐的接合層40被構(gòu)造為部分地支撐基部22的多個(gè)接合部431、432、434。此外，支撐可移動(dòng)電極部31(多個(gè)可移動(dòng)電極片310)的懸架部320構(gòu)造為被基部端部321、322懸掛，并經(jīng)由空間(間隙G3)而與基材10相對(duì)。因而，在懸架部320中，可防止由于接合層40而導(dǎo)致的接地電容Cbox3(圖17)，并且能夠支撐可移動(dòng)電極部31。

因此，根據(jù)本實(shí)施方式的靜電型裝置201，極大地減小了介于基部32與基材10之間的接合層40的面積，因此能夠減小可移動(dòng)電極層30的接地電容。由此，與第一實(shí)施方式中一樣，可確保良好的操作特性，并降低驅(qū)動(dòng)功耗。此外，當(dāng)靜電型裝置201構(gòu)造為靜電傳感器時(shí)，可提高檢測(cè)靈敏度。

此外，根據(jù)本實(shí)施方式，在配線層343正下方也不存在接合層40，因此能夠消除配線層343與基材10之間的接地電容(寄生電容)。由此，能夠有助于裝置特性的改善。

此外，根據(jù)本實(shí)施方式，輸入到焊盤(pán)部340中的驅(qū)動(dòng)電位經(jīng)由配線層343而分別提供至第一端子部341和第二端子部342，因此驅(qū)動(dòng)電位能夠近似均勻地輸入到這些端子部341、342中。由此，能夠同步地產(chǎn)生對(duì)固定電極層20L、20R的靜電引力。

在此，如圖18中所示，在配線層343正下方的層間絕緣層35中，可設(shè)置有在基部32與配線層343之間形成間隙的間隙部350。層間絕緣層35構(gòu)造成包括間隙部350，因此能夠減小配線層343與基部32之間的寄生電容。因此，可進(jìn)一步降低驅(qū)動(dòng)功耗，或進(jìn)一步提高檢測(cè)靈敏度。

盡管最好全部去除位于配線層343正下方的接合層40，但也可殘留一些接合層。如上所述，在基部端部321、322周?chē)O(shè)置切口部326，可有效設(shè)定所述接合層40的去除量。此時(shí)，例如，如圖19中所示，由于切口部326而殘留的基部32的切口殘留部32A的較短寬度(W1)設(shè)為與可移動(dòng)電極片310的沿Y軸方向的寬度(圖15)近似相等或是其近似兩倍大。由此，可有效蝕刻去除切口殘留部32A正下方的接合層40。

此外，可有效蝕刻去除配線層343正下方的接合層40。此外，通過(guò)較深地形成切口部326，基部32的切口殘留部32B的較短寬度(W2)的平均值也變得更小，因此切口殘留部32B正下方的接合層的去除量增加，還能夠去除所有的所述接合層。

可選擇地，如圖20中所示，與圖19的示例相比，切口部326的形成間隔可更?。蝗鐖D21中所示，與圖19的示例相比，切口部326的形成深度可更深。

配線層343不限于由單列的配線構(gòu)成的示例，其可如圖22的A到C中所示形成為網(wǎng)格形狀。由此，在配線層343的形成區(qū)域內(nèi)可形成多個(gè)中空部343a。此外，通過(guò)將具有這種結(jié)構(gòu)的配線層343用作蝕刻掩模，能夠通過(guò)蝕刻去除配線層343正下方的層間絕緣層35、基部32和接合層40。在上述構(gòu)造的情況下，層間絕緣層35和基部32二者都設(shè)置有在基材10與配線層343之間形成間隙的間隙部351。

根據(jù)上述構(gòu)造，能夠提供其中配線層343的兩端被第一端子部341和第二端子部342支撐的懸架結(jié)構(gòu)。能夠進(jìn)一步減小配線層343的接地電容(寄生電容)。注意，在該情形中，構(gòu)成配線層343的網(wǎng)格部的寬度例如與可移動(dòng)電極片310的寬度近似相等或是其近似兩倍大。

盡管上面描述了本技術(shù)的實(shí)施方式，但本技術(shù)不僅僅限于上述實(shí)施方式，當(dāng)然能夠進(jìn)行各種修改。

例如，在上述各個(gè)實(shí)施方式中，靜電型裝置的固定電極部和可移動(dòng)電極部的每一個(gè)形成為梳齒形狀。然而，電極形式不限于此，可采用除梳齒結(jié)構(gòu)以外的其他結(jié)構(gòu)。

此外，盡管上述實(shí)施方式采用了其中固定電極層20分別設(shè)置在可移動(dòng)電極層30的兩側(cè)的電極布局，但也能夠采用其中單個(gè)固定電極層和單個(gè)可移動(dòng)電極層分別組合的電極結(jié)構(gòu)。

此外，根據(jù)本技術(shù)的靜電型裝置可應(yīng)用于利用靜電引力或電極之間的電容變化的各種致動(dòng)器或傳感器。

應(yīng)當(dāng)注意，本技術(shù)還可采取下列構(gòu)造。

(1)一種靜電型裝置，包括：

導(dǎo)電性基材；

第一導(dǎo)體層，所述第一導(dǎo)體層包括：

第一電極部，和

第一基部，所述第一基部支撐所述第一電極部，并且設(shè)置在所述基材上，

所述第一導(dǎo)體層連接至信號(hào)線；

第二導(dǎo)體層，所述第二導(dǎo)體層包括：

第二電極部，所述第二電極部在第一軸方向上與所述第一電極部相對(duì)，并且在所述第一軸方向上可相對(duì)于所述第一電極部移動(dòng)，和

第二基部，所述第二基部支撐所述第二電極部，并且設(shè)置在所述基材上，

所述第二導(dǎo)體層連接至基準(zhǔn)電位；和

電氣絕緣性接合層，所述電氣絕緣性接合層設(shè)置在所述基材與所述第一基部和所述第二基部之間，所述電氣絕緣性接合層包括部分地支撐至少所述第一基部的多個(gè)第一接合部。

(2)根據(jù)(1)所述的靜電型裝置，其中：

所述第一基部形成為在所述第一軸方向上具有長(zhǎng)邊的柱狀，并且

所述第一電極部包括多個(gè)電極片，所述多個(gè)電極片在與所述第一軸方向交叉的第二軸方向上延伸，并且在所述第一軸方向上排列。

(3)根據(jù)(2)所述的靜電型裝置，其中：

所述第一基部包括：

位于所述長(zhǎng)邊方向上的兩個(gè)端部，所述兩個(gè)端部分別被所述多個(gè)第一接合部支撐，和

懸架部，所述懸架部設(shè)置在所述兩個(gè)端部之間，并且支撐所述多個(gè)電極片。

(4)根據(jù)(3)所述的靜電型裝置，其中：

所述懸架部由板部構(gòu)成，所述板部沿所述第二軸方向的寬度比所述兩個(gè)端部的每一個(gè)的寬度窄，并且小于沿與所述第一軸方向和第二軸方向正交的第三軸方向的高度尺寸。

(5)根據(jù)(3)所述的靜電型裝置，其中：

所述懸架部包括多個(gè)中空部。

(6)根據(jù)(5)所述的靜電型裝置，其中：

所述懸架部具有網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。

(7)根據(jù)(2)到(6)任一項(xiàng)所述的靜電型裝置，其中：

所述多個(gè)第一接合部分別支撐所述第一基部在縱向方向上的兩個(gè)端部和中央部。

(8)根據(jù)(2)到(7)任一項(xiàng)所述的靜電型裝置，其中：

所述第二電極部包括與構(gòu)成所述第一電極部的多個(gè)電極片相對(duì)的多個(gè)電極片，并且

所述第二基部包括可彈性變形的連結(jié)片，所述可彈性變形的連結(jié)片支撐所述第二電極部，以使所述第二電極部在所述第一軸方向上是可移動(dòng)的。

(9)根據(jù)(1)到(8)任一項(xiàng)所述的靜電型裝置，其中：

所述接合層進(jìn)一步包括部分地支撐所述第二基部的多個(gè)第二接合部。

(10)根據(jù)(1)到(7)任一項(xiàng)所述的靜電型裝置，其中：

所述第一電極部包括多個(gè)電極片，所述多個(gè)電極片在與所述第一軸方向交叉的第二軸方向上延伸，并且在所述第一軸方向上排列，并且

所述第一基部包括可彈性變形的連結(jié)片，所述可彈性變形的連結(jié)片支撐所述第一電極部，以使所述第一電極部在所述第一軸方向上是可移動(dòng)的。

(11)根據(jù)(10)所述的靜電型裝置，進(jìn)一步包括：

焊盤(pán)部，所述焊盤(pán)部設(shè)置在所述第一基部上，并電連接至所述信號(hào)線；

端子部，所述端子部設(shè)置在所述第一基部上，并電連接至所述第一基部；

配線層，所述配線層電連接在所述焊盤(pán)部與所述端子部之間；和

層間絕緣層，所述層間絕緣層設(shè)置在所述第一基部與所述配線層之間，其中

所述多個(gè)第一接合部選擇性地設(shè)置在所述端子部的正下方。

(12)根據(jù)(11)所述的靜電型裝置，其中：

所述第一基部包括沿所述配線層的延伸方向形成的多個(gè)切口部。

(13)根據(jù)(11)或(12)所述的靜電型裝置，其中：

所述層間絕緣層包括在所述第一基部與所述配線層之間形成間隙的間隙部。

(14)根據(jù)(11)到(13)任一項(xiàng)所述的靜電型裝置，其中：

所述層間絕緣層和所述第一基部分別包括在所述基材與所述配線層之間形成間隙的間隙部。

(15)根據(jù)(1)到(14)任一項(xiàng)所述的靜電型裝置，其中：

所述基材、所述第一導(dǎo)體層和所述第二導(dǎo)體層分別由硅基板形成，并且

所述接合層由硅氧化物膜構(gòu)成。

(16)根據(jù)(1)到(15)任一項(xiàng)所述的靜電型裝置，其中：

所述信號(hào)線構(gòu)成信號(hào)輸入線，所述信號(hào)輸入線在所述第一電極部與所述第二電極部之間產(chǎn)生靜電力。

(17)根據(jù)(1)到(15)任一項(xiàng)所述的靜電型裝置，其中：

所述信號(hào)線構(gòu)成信號(hào)輸出線，所述信號(hào)輸出線用于輸出與所述第一電極部和所述第二電極部之間的相對(duì)距離對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)。

參考標(biāo)記列表

10 基材

20、20L、20R 固定電極層

21 固定電極部

210 固定電極片

22 基部

220 懸架部

221、222 基部端部

30 可移動(dòng)電極層

31 可移動(dòng)電極部

310 可移動(dòng)電極片

32 基部

320 懸架部

321、322 基部端部

323 連結(jié)片

340 焊盤(pán)部

341 第一端子部

342 第二端子部

343 配線層

35 層間絕緣層

40 接合層

421、422、431、432 接合部

101、102、103、104、105、106、200、201 靜電型裝置