CN101536126B - 可变电容器、可变电容器装置、高频电路用滤波器及高频电路 - Google Patents

Abstract

本发明的可变电容器具备：第一电极部，设置在包含基板的固定部上；及可动部，具有在与所述第一电极部之间形成该可变电容器的电容的第二电极部；所述可动部响应第一驱动信号而位移，以使得选择性地成为所述第二电极部与所述第一电极部对置的对置状态、或者所述第二电极部与所述第一电极部实质上不对置的非对置状态。该可变电容器并不特别需要其它的电容器或开关即可至少获得相互比值较大的双值电容，且可将多个电容器加以组合而获得所需的电容可变范围。

Description

可变电容器、可变电容器装置、高频电路用滤波器及高频电路

技术领域

本发明涉及一种可变电容器、使用该可变电容器的可变电容器装置、高频电路用滤波器及高频电路。所述可变电容器及所述可变电容器装置可用于例如无线通信装置或RF(Radio Frequency，射频)测量装置等中。

背景技术

伴随手机等无线通信技术的发展，用于高频电路等的可变电容器的重要性得以提高。以往，使用作为半导体器件的变容二极管(varactor)来作为所述的可变电容器，但其Q值较小，从而导致种种缺陷。

因此，在下述非专利文献1中，提出了一种使用MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微电子机械系统)的可变电容器。该可变电容器具备以形成平行平板的方式而配置的固定电极与可动电极。所述可动部为了使两电极间的间隔发生变化而可相对于固定电极而移动，并且为了产生使其恢复到两电极间的间隔成为预定间隔(初始间隔)的位置的弹力而由支撑部所支撑。两电极被兼用作电容电极与驱动电极，其中，所述电容电极用于形成该可变电容器的电容，所述驱动电极用于产生对抗所述弹力的静电力来调整两者间的间隔。

然而，在非专利文献1所公开的可变电容器中，未能使得因可变而获得的最大电容值相对于最小电容值的比值变得很大。其理由说明如下。

在非专利文献1所公开的可变电容器中，可动电极停止在固定电极和可动电极之间的静电力与所述弹力相平衡的位置上。所述弹力与两电极间的间隔从初始间隔所变化的量成正比。另一方面，所述静电力与两电极间的电压的平方成正比，且与两电极间的间隔的平方成反比。

因此，如果增大两电极间的电压，则在两电极间的间隔从初始间隔到成为初始间隔的1/3间隔为止的期间，所述弹力与所述静电力稳定平衡，从而可动电极以与所施加的电压相对应的电极间隔而稳定停止。另一方面，如果增大两电极间的电压而使两电极间的间隔比初始间隔的1/3间隔更狭窄，则所述弹力与所述静电力无法稳定平衡，即便不再增大两电极间的电压，所述静电力也会在两电极间的间隔比1/3间隔更狭窄的任一位置上超出所述弹力。由此，如果施加的电压大于使两电极间的间隔成为初始间隔的1/3间隔的电压，则无论该电压的大小如何，都会产生可动电极趋近固定电极直至极限的所谓牵引(pull-in)现象。

所以，利用施加到两电极间的电压而可连续调整两电极间的间隔的范围(连续调整范围)，被限制在从初始间隔到初始间隔的1/3间隔为止的范围内。从而，非专利文献1所公开的可变电容器只能从初始间隔时的电容值变化到该电容值的1.5倍的电容值为止。

因此，在下述专利文献1、2中，为了能扩大电容可变范围等而获得所需的电容可变范围，提出了一种将多个固定或可变的电容器与除它们之外特别设置的开关组合而成的可变电容器装置。

专利文献1所公开的可变电容器装置(在专利文献1中，称作“可变电容电容器”)是由隔着空隙而对置的两个电极构成的第一至第三固定电容器、与第一及第二MEMS开关所构成。而且，第一固定电容器(其电容为C1)、第二固定电容器(其电容为C2)和第一MEMS开关的串联电路、以及第三固定电容器(其电容为C3)和第二MEMS开关的串联电路之间相互并联。利用该可变电容器装置，根据第一及第二MEMS开关的接通/断开(on/off)状态，可使所获得的合成电容变为C1、C1+C2、C1+C2+C3的各电容值。

专利文献2中公开的可变电容器装置是将多个作为可变电容器的MEMS电容器与MEMS开关的串联电路进行并联而构成的。利用该可变电容器装置，也可以通过改变各MEMS开关的接通/断开状态而使所获得的合成电容变为各种值。专利文献2的可变电容器装置中所使用的可变电容器的单体基本上以与非专利文献1所公开的可变电容器相同的方式构成。

专利文献1：日本特开平9-199376号公报

专利文献2：美国专利第6,593,672号说明书

非专利文献1：Darrin J.Young and Bernhard E.Boser，Amicromachined variable capacitor for monolithic low-noise VCOs，Solid-State and Actuator Workshop，Hilton Head，June 1996 pp86-89

发明内容

然而，在所述现有的可变电容器装置中，除固定或者可变的电容器之外，还特别需要开关，由此导致占有面积增大，或由于开关的触点间的接触电阻而导致Q值下降，或者由于连接在电容器与开关之间的配线的电阻而导致Q值下降。

而且，根据用途，只要获得双值电容便足够，但有时也要求两电容值的比值较大。然而，对于非专利文献1所公开的可变电容器或专利文献2所公开的可变电容器装置中使用的可变电容器单体而言，根据如前所述的理由，无法获得相互比值较大的双值电容。因此，考虑如下方式，例如将具有足够小电容值的第一固定电容器、与具有较大电容值的第二电容器和开关的串联电路进行并联连接。在此情况下，令所述开关断开可获得足够小的电容值，另一方面，令所述开关接通可获得较大的电容值，从而可获得相互比值较大的双值电容。但是，此时除需要两个固定电容器之外，还特别需要开关，由此会导致占有面积的增大及Q值的下降。

本发明是鉴于所述情况而研制，其目的在于提供一种可变电容器装置及能用于该可变电容器装置的可变电容器，所述可变电容器装置能通过将多个电容器加以组合而获得所需的电容可变范围，并且，与现有的可变电容器装置相比，能减少或消除特别需要的开关的数量。

而且，本发明的目的在于提供一种不特别需要其它的电容器或开关即可至少获得相互比值较大的双值电容的可变电容器。

进而，本发明的目的在于提供一种使用所述可变电容器装置或所述可变电容器的高频电路用滤波器及高频电路。

为了解决所述问题，本发明第一形态的可变电容器，具备：第一电极部，设置在包含基板的固定部上；及可动部，具有在与所述第一电极部之间形成该可变电容器的电容的第二电极部；所述可动部响应第一驱动信号而位移，以使得选择性地成为所述第二电极部与所述第一电极部对置的对置状态、或者所述第二电极部与所述第一电极部实质上不对置的非对置状态。

本发明第二形态的可变电容器是根据所述第一形态，其中所述可动部是由薄膜构成。

本发明第三形态的可变电容器是根据所述第一或第二形态，其中所述非对置状态下的所述电容基本为零。

本发明第四形态的可变电容器是根据所述第一至第三形态中的任一形态，其中所述对置状态下的所述电容为所述非对置状态下的所述电容的10倍以上。该倍率也可以为例如100倍以上、1000倍以上。

本发明第五形态的可变电容器是根据所述第一至第四形态中的任一形态，其中，所述可动部具有固定端相对于所述固定部固定的悬臂梁结构；所述第二电极部配置在所述可动部的前端侧。

本发明第六形态的可变电容器是根据所述第五形态，其中，所述第一电极部构成高频信号线的一部分；在从所述基板的主面的法线方向进行俯视观察时，从所述固定端侧朝向所述前端侧的方向与所述高频信号线的延伸方向基本正交。

本发明第七形态的可变电容器是根据所述第五或第六形态，其中，所述可动部具有配置在所述第二电极部与所述固定端之间的弯曲部、及配置在所述弯曲部与所述固定端之间的直线状部；在未对所述可动部施加驱动力的状态下，所述弯曲部由于自身保有的应力，以从所述固定端侧朝向所述前端侧而从所述固定部侧上翘的方式弯曲；在未对所述可动部施加驱动力的状态下，所述直线状部由于自身保有的应力，在与所述固定部之间隔着间隔的状态下，从所述固定端侧朝向所述前端侧而与所述基板的主平面基本平行地延伸；在未对所述可动部施加驱动力的状态下成为所述非对置状态。

本发明第八形态的可变电容器是根据所述第七形态，其中所述固定部在与所述直线状部的至少一部分及所述弯曲部的至少一部分相对应的部位上具有第三电极部；所述可动部在所述直线状部及所述弯曲部上具有第四电极部；作为所述第一驱动信号而对所述第三及第四电极部之间施加驱动电压后，作用于所述第三及第四电极部之间的静电力被作为所述第一驱动信号所产生的驱动力而施加到所述可动部上；在将所述第一驱动信号所产生的预定大小以上的驱动力施加到所述可动部上时，在该驱动力的作用下，所述直线状部的至少一部分及所述弯曲部的至少一部分被牵引到所述固定部侧而成为所述对置状态。

本发明第九形态的可变电容器是根据所述第八形态，其中所述第二电极部与所述第四电极部电连接。

本发明第十形态的可变电容器是根据所述第八或第九形态，其中所述第一电极部与所述第三电极部电分离。

本发明第十一形态的可变电容器是根据所述第一至第十形态中的任一形态，其中所述基板是搭载有CMOS(ComplementaryMetal-Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)部的电路基板。

本发明第十二形态的可变电容器是根据所述第一至第十一形态中的任一形态，其中，所述可动部在所述对置状态下，响应第二驱动信号而部分地位移，以使得所述第一电极部的至少一部分与所述第二电极部之间的间隔变化。

本发明第十三形态的可变电容器是根据所述第十二形态，其中，在所述可动部的所述第二电极附近的部位或者与该部位相对应的所述固定部的部位上，设置有在所述对置状态下与所述固定部或者所述可动部相抵接的支撑凸起，以使所述可动部的所述第二电极附近的部分在所述对置状态下由固定部支撑。

本发明第十四形态的可变电容器是根据所述第十三形态，其中，所述可动部的所述第二电极附近的部分是在所述对置状态下，经由所述支撑凸起而以双侧支持的状态由所述固定部所支撑。

本发明第十五形态的可变电容器是根据所述第十二至第十四形态中的任一形态，其中，作为所述第二驱动信号而对所述第一及第二电极部之间施加直流偏置电压后，作用于所述第一及第二电极部之间的静电力被作为所述第二驱动信号所产生的驱动力而施加到所述可动部上。

本发明第十六形态的可变电容器装置，包含多个电容器，并且进行电连接，以获得由所述多个电容器的电容合成所得的合成电容；所述多个电容器中的至少一个电容器是所述第一至第十五形态中的任一形态的可变电容器。

本发明第十七形态的可变电容器装置是根据所述第十六形态，其中所述多个电容器并联。

本发明第十八形态的可变电容器装置是根据所述第十六或第十七形态，其中，所述多个电容器中的两个以上的电容器分别是所述第一至第十五形态中的任一形态的可变电容器，并且构成为能够对所述两个以上的可变电容器分别独立地供给所述第一驱动信号。

本发明第十九形态的可变电容器装置是根据所述第十六至第十八形态中的任一形态，其中，所述多个电容器中的两个以上的电容器分别是所述第一至第十五形态中的任一形态的可变电容器，对于该两个以上的可变电容器中的至少一个可变电容器与该两个以上的可变电容器中的其它至少一个可变电容器而言，所述对置状态下的所述第一及第二电极部彼此的对置面积不同。

本发明第二十形态的可变电容器装置是根据所述第十六至第十九形态中的任一形态，其中，所述多个电容器中的两个以上的电容器分别是所述第一至第十五形态中的任一形态的可变电容器，具备根据指令信号来对该两个以上的可变电容器分别供给所述第一驱动信号的驱动电路。

本发明第二十一形态的可变电容器装置是根据所述第十六至第二十形态中的任一形态，其中所述多个电容器中的两个以上的电容器分别是所述第十二至第十五形态中的任一形态的可变电容器，该两个以上的可变电容器中的至少一个可变电容器与该两个以上的可变电容器中的其它至少一个可变电容器构成为，使相对于所述对置状态下的所述第一电极部的至少一部分与所述第二电极部之间的间隔的变化的、所述第二驱动信号的灵敏度不同。

本发明第二十二形态的高频电路用滤波器，包含所述第一至第十五形态中的任一形态的可变电容器、或者所述第十六至第二十一形态中的任一形态的可变电容器装置。

本发明第二十三形态的高频电路，包含所述第一至第十五形态中的任一形态的可变电容器、或者所述第十六至第二十一形态中的任一形态的可变电容器装置。

根据本发明，可提供一种可变电容器装置及能用于该可变电容器装置的可变电容器，所述可变电容器装置能通过将多个电容器加以组合而获得所需的电容可变范围，另一方面，与现有的可变电容器装置相比，能减少或消除特别需要的开关的数量。

而且，根据本发明，可提供一种不特别需要其它的电容器或开关即可至少获得相互比值较大的双值电容的可变电容器。

进而，根据本发明，可提供一种使用所述可变电容器装置或所述可变电容器的高频电路用滤波器及高频电路。

附图说明

图1是示意性表示本发明第一实施方式的可变电容器的概略平面图。

图2是沿图1中的A-A’线的概略剖面图。

图3是表示本发明第一实施方式的可变电容器的一动作状态的概略剖面图。

图4是表示本发明第一实施方式的可变电容器的状态变迁过程的概略剖面图。

图5是表示本发明第一实施方式的可变电容器的另一动作状态的概略剖面图。

图6是表示本发明第一实施方式的可变电容器的又一动作状态的概略剖面图。

图7是表示本发明第一实施方式的可变电容器的制造方法的工序图。

图8是表示继图7之后的工序的工序图。

图9是表示继图8之后的工序的工序图。

图10是表示与本发明第一实施方式的可变电容器相关的测量结果的图。

图11是表示平行平板间的面积与电容的关系的图。

图12是示意性表示本发明第二实施方式的可变电容器装置的主要部分的概略平面图。

图13是表示本发明第二实施方式的可变电容器装置的电路图。

图14是表示与本发明第二实施方式的可变电容器装置相关的测量结果的图。

图15是示意性表示本发明第三实施方式的可变电容器装置的主要部分的概略平面图。

图16是表示与本发明第三实施方式的可变电容器装置相关的测量结果的图。

图17是示意性表示本发明第四实施方式的可变电容器装置的主要部分的概略平面图。

图18是表示高频电路用滤波器的各例的图。

附图标记说明

1、41～45    可变电容器

2            基板

4、6、8      直线部

5            弯曲部

7            板部

11、14、15  配线图案

13          接通驱动用固定电极

16a 16d     支撑凸起

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的可变电容器、可变电容器装置、高频电路用滤波器及高频电路进行说明。

(第一实施方式)

图1是示意性表示本发明第一实施方式的可变电容器1的概略平面图。图2是沿图1中的A-A’线的概略剖面图。其中，图1及图2表示在本实施方式的可变电容器1的制造过程中除去牺牲层31～33等牺牲层之前的状态。图1及图2中省略了牺牲层31～33等牺牲层，所以请参照后述的图9(b)。另外，为了易于理解，图1中省略了膜10、12等的图示，同时在配线图案11、14、15及接通驱动用固定电极13上附加了阴影。图1中，支撑凸起16a～16d本来应当用隐藏线表示，但为了附图标注的方便而用实线来表示。图3、图5及图6分别是表示本实施方式的可变电容器1的各动作状态的概略剖面图，且显示与图2相同的剖面。图3表示后述的接通驱动用静电力及模拟驱动用静电力两者均未被施加的状态，图5表示接通驱动用静电力已被施加而模拟驱动用静电力未被施加的状态，图6表示接通驱动用静电力及模拟驱动用静电力两者均已被施加的状态。图4是表示本实施方式的可变电容器1从图3所示的状态向图5所示的状态过渡的过程的概略剖面图，且显示与图2相同的剖面。

本实施方式的可变电容器1具备：硅基板等的基板2、脚部3、直线状部4、弯曲部5、直线状部6、平板状的板部7、及直线状部8。

脚部3隔着在基板2上依次形成的氧化硅膜9、10、由铝系合金膜构成的配线图案11、及氧化硅膜12而从基板2上立起。在脚部3上部的周围，形成有构成增强用台阶的上升部3a。利用基板2、氧化硅膜9、10、12、配线图案11、以及后述的接通驱动用固定电极13、配线图案14、15等而构成固定部。

直线状部4的一端机械连接于脚部3而成为固定端。直线状部4在未被施加驱动力(在本实施方式中，是指接通驱动用静电力及模拟驱动用静电力)的状态下，由于自身保有的应力，如图3所示，在与包含基板2的固定部之间隔着间隔的状态下，从所述一端侧朝向另一端侧而与基板2的主平面基本平行地延伸。

在直线状部4的另一端上，机械连接着弯曲部5的一端。弯曲部5在未被施加驱动力(接通驱动用静电力及模拟驱动用静电力)的状态下，由于自身保有的应力，如图3所示，以从所述一端侧朝向另一端侧而从基板2侧上翘的方式弯曲。

在弯曲部5的另一端上，机械连接着直线状部6的一端，所述直线状部6在未被施加驱动力(接通驱动用静电力及模拟驱动用静电力)的状态下，由于自身保有的应力而成为平板状。

在直线状部6的另一端上，机械连接着平板状的板部7的一端。在板部7的周围，形成有构成增强用台阶的上升部7a。由此，板部7具有刚性，且始终维持平板状。

在板部7的另一端上，机械连接着直线状部8的一端，所述直线状部8在未被加驱动力(接通驱动用静电力及模拟驱动用静电力)的状态下，由于自身保有的应力而成为平板状。直线状部8的另一端为自由端。在直线状部6上设置有支撑凸起16a、16b，在直线状部8上设置有后述的支撑凸起16c、16d。如图1所示，支撑凸起16a、16b在直线状部6中配置在与板部7的图1中左侧的上升部7a相距距离L1的位置上。支撑凸起16c、16d在直线状部8中配置在与板部7的图1中右侧的上升部7a相距距离L1的位置上。支撑凸起16a～16d在成为图5或图6所示的状态时，与固定部(在本实施方式中，是指基板2上的氧化硅膜12)相抵接，以双侧支持的状态支撑板部7附近的部分(在本实施方式中，是指板部7、其两侧的直线状部6上的长度为L1的部分6a及直线状部8上的长度为L1的部分8a)。此时，直线状部6的长度为L1的部分6a及直线状部8的长度为L1的部分8a作为弹簧部发挥作用，以使得具有刚性的板部7在与基板2相平行的状态下与基板2间的间隔可以变窄的方式支撑着板部7。

如上所说明，各部分3～8依次机械地串联连接，从而将直线状部4、弯曲部5、直线状部6、板部7及直线状部8整体构成了具有以直线状部4的一端为固定端的悬臂梁结构的可动部。但是，本发明可采用的可动部并不限定于所述的悬臂梁结构。

弯曲部5由下侧的氮化硅膜21、中间的铝系合金膜22、及上侧的氮化硅膜23层叠而成的三层薄膜所构成。弯曲部5在不受力的状态下，由于膜21～23的应力而如图3所示向上方(与基板2相反的一侧)弯曲。所述弯曲状态可通过对膜21～23的成膜条件的适当设定而实现。

直线状部4由下侧的氮化硅膜24、中间下侧的铝系合金膜25、从弯曲部5维持原样地连续延伸的中间上侧的铝系合金膜22、以及从弯曲部5维持原样地连续延伸的上侧的氮化硅膜23层叠而成的四层薄膜所构成。直线状部4在不受力的状态下，由于膜22～25的应力而如图3所示以直线状延伸。所述直线状态可通过对膜22～25的成膜条件的适当设定而实现。

脚部3是由构成直线状部4的氮化硅膜23、24及铝系合金膜22、25维持原样地连续延伸所构成。铝系合金膜25在脚部3处经由氮化硅膜12、24上形成的开口而与配线图案11连接。

直线状部6、板部7及直线状部8是由下侧的氮化硅膜26、中间下侧的铝系合金膜27、从弯曲部5维持原样地连续延伸的中间上侧的铝系合金膜22、及从弯曲部5维持原样地连续延伸的上侧的氮化硅膜23层叠而成的四层薄膜所构成。其中，设置于直线状部6、8上的支撑凸起16a～16d是由铝系合金膜22、27所构成。直线状部6、8在不受力的状态下，由于膜22、23、26、27的应力而如图3所示以直线状延伸。所述直线状态可通过对膜22、23、26、27的成膜条件的适当设定而实现。此外，不仅取决于膜22、23、26、27的成膜条件的设定，板部7由于所述上升部7a而得以增强，从而始终维持平板状。

从以上说明可知，在本实施方式中，为了遍及整个可动部(直线状部4、弯曲部5、直线状部6、板部7及直线状部8)而整体导通，形成一层或两层的导电膜(具体而言是指铝系合金膜22、25、27)，该导电膜电连接于配线图案11。而且，在本实施方式中，该导电膜根据其部位而会成为后述的电极或其配线。

在本实施方式中，遍及所述导电膜(铝系合金膜22、25、27)的直线状部4的大部分、整个弯曲部5、以及直线状部6的一部分而设置的部分，成为接通驱动用可动电极(第四电极部)，在与该接通驱动用可动电极相对应的部位(图1、图2、图5及图6所示的各状态中对置的部位)上，在氧化硅膜10、12之间，形成有由铝系合金膜构成的接通驱动用固定电极(第三电极部)13。

在本实施方式中，所述导电膜(特别是铝系合金膜22、27)的板部7的部分成为电容用可动电极(第二电极部)。在本实施方式中，该电容用可动电极也被兼用作模拟驱动用可动电极。在氧化硅膜9、10之间形成有配线图案14，该配线图案14由形成与接通驱动用固定电极(第三电极部)13相对应的配线的铝系合金膜所构成。虽未图示，但配线图案14经由形成于氧化硅膜10上的开口而与接通驱动用固定电极13电连接。在氧化硅膜10、12之间，形成有由铝系合金膜所构成的配线图案15。本实施方式中，配线图案15的与所述电容用可动电极相对应的部分(在图1、图2、图5及图6所示的各状态下，与板部7对置的配线图案15的部分)成为电容用固定电极(第一电极部)。本实施方式中，该电容用固定电极也兼用作模拟驱动用固定电极。

本实施方式的可变电容器1的电容是电容用可动电极与电容用固定电极之间的电容，因此可以作为配线图案11、15之间的电容而获得。配线图案15例如可用作高频信号线，配线图案11例如可用作接地线或者第二高频信号线。另外，在本实施方式中，配线图案15(从而电容用固定电极)与接通驱动用固定电极13电分离，但不必限定于此。

另外，从前面的说明可知，在本实施方式中，所述电容用可动电极与所述接通驱动用可动电极电连接，且两者均连接于配线图案11，但两电极也可以电分离。

在本实施方式中，通过对图3所示状态下的弯曲部5的弯曲程度及弯曲部5的长度等进行适当设定，从而可设定为在图3所示的状态下，电容用可动电极(铝系合金膜22、27上的板部7的部分)与作为电容用固定电极的配线图案15实质上不对置。在本实施方式中，不仅如上所述，电容用可动电极与电容用固定电极实质上不对置，而且通过对弯曲部5的长度等进行适当设定，从而可设定为图3所示状态下的电容用可动电极(铝系合金膜22、27上的板部7的部分)与作为电容用固定电极的配线图案15之间的距离足够长，由此，在图3所示的状态下，电容用可动电极与电容用固定电极之间的电容基本为零。例如，图3所示状态下的电容用可动电极与电容用固定电极间的电容可设定为图5所示状态下的电容用可动电极与电容用固定电极间的电容的1/10以下，也可设定为1/100以下，还可设定为1/1000以下。在本实施方式中，在从基板2的主面的法线方向进行俯视观察时，从所述固定端(连接于脚部3的直线状部4的一端)侧朝向所述自由端(直线状部8的前端)侧的方向与配线图案15的延伸方向正交。因此，与该方向形成倾斜的情况相比，在图3所示的状态下，电容用可动电极与电容用固定电极间的电容更容易接近零，且在如后述的第二实施方式中那样并设多个可变电容器1的情况下，可提高配置密度。另外，根据用途，在图3所示的状态下，电容用可动电极与电容用固定电极间的电容有时优选无限接近于零(例如，后述的第二实施方式的情况)，也有时优选为某种程度的大小(例如，将该可变电容器1以单体形式使用的情况)。

而且，在本实施方式中，通过对弯曲部5的长度或与配线图案15的位置关系等的适当设定，从而可设定为在图5及图6所示的各状态下，让电容用可动电极(铝系合金膜22、27上的板部7的部分)与作为电容用固定电极的配线图案15的一部分对置。在本实施方式中，如前所述在图5及图6所示的各状态下，支撑凸起16a～16d抵接于基板2上的氧化硅膜12。

另外，在本实施方式的可变电容器1中，利用直线状部6、8、板部7及配线图案15以外的要素而构成了对被驱动体(直线状部6、8及板部7)进行驱动的微致动器(micro-actuator)。

接下来，参照图7至图9，对本实施方式的可变电容器1的制造方法的一例进行说明。图7至图9是表示各制造工序的概略剖面图，与图2相对应。

首先，在硅基板2上全面形成氧化硅膜9。接着，在氧化硅膜9上形成铝系合金膜，并利用微影蚀刻法(photolithoetching)，将该铝系合金膜图案化为配线图案14(图7至图9中未图示，参照图1)的形状。此后，在使氧化硅膜10沉积后，利用微影蚀刻法，在此氧化硅膜10上形成作为与配线图案14的接触部的开口。接下来，使铝系合金膜沉积，并利用微影蚀刻法，将该铝系合金膜图案化为配线图案11、15及接通驱动用固定电极13的形状。图7(a)示出了该状态。另外，作为配线图案11、15及接通驱动用固定电极13的材料，可使用铝、铜、金等。而且，当在高频电路中使用本实施方式的可变电容器1时，配线图案11、15及接通驱动用固定电极13的膜厚例如也有可能为1μm以上或2μm以上。

接着，在使氧化硅膜12全面沉积之后，在该氧化硅膜12上，利用微影蚀刻法，形成作为与脚部3上的配线图案11接触的接触部的开口12a。图7(b)示出了该状态。

随后，将抗蚀剂等的牺牲层31埋入到图7(b)所示状态下的基板上的凹部(其中，相当于脚部3的部位除外)。接下来，涂布抗蚀剂等的牺牲层32，利用微影法，在该牺牲层32中，在应形成脚部3的位置上形成开口32a，且在应形成支撑凸起16a～16d的位置上形成开口32b。进而，涂布抗蚀剂等的牺牲层33，并利用微影法，将该牺牲层33图案化为用于形成脚部3上部的上升部3a及板部7的上升部7a的形状。图8(a)示出了该状态。

之后，在使氮化硅膜全面沉积之后，利用微影蚀刻法，将该氮化硅膜图案化为脚部3及直线状部4上的氮化硅膜24的形状以及直线状部6、8及板部7的氮化硅膜26的形状。图8(b)示出了该状态。

接着，使铝系合金膜沉积，并利用微影蚀刻法，将该铝系合金膜图案化为脚部3及直线状部4上的铝系合金膜25的形状以及直线状部6、8及板部7的铝系合金膜27的形状。然后，使氮化硅膜21沉积，利用微影蚀刻法，将该氮化硅膜21对照弯曲部5的形状而图案化。接下来，使铝系合金膜22沉积，利用微影蚀刻法，将该铝系合金膜22对照脚部3、直线状部4、弯曲部5、直线状部6、板部7及直线状部8的形状而图案化。图9(a)示出了该状态。

接着，使氮化硅膜23沉积，利用微影蚀刻法，将氮化硅膜23对照脚部3、直线状部4、弯曲部5、直线状部6、板部7及直线状部8的形状而图案化。图9(b)示出了该状态。

此后，在全面涂布抗蚀剂等的牺牲层(未图示)之后，利用切割机等将其分割成每个芯片。最后，除去牺牲层31～33及其它牺牲层。由此，弯曲部5如图3所示向上方弯曲，从而完成本实施方式的可变电容器1。

另外，形成可动部的氮化硅膜21、23、24、26及铝系合金膜22、25、27的成膜是在除去牺牲层之后，由于成膜时的应力而在成为图3所示形状的条件下所进行。

接着，参照图3至图6，对本实施方式的可变电容器1的动作进行说明。

如果使配线图案11与接通驱动用固定电极13之间处于同一电位，且在配线图案11与配线图案15之间不施加直流偏置电压，则接通驱动用可动电极(遍及铝系合金膜22、25、27上的直线状部4的大部分、弯曲部5的整体及直线状部6的一部分的部分)与接通驱动用固定电极13之间不施加静电力(接通驱动用静电力)，且电容用可动电极(铝系合金膜22、27上的板部7的部分)与电容用固定电极(配线图案15的一部分)之间不施加静电力(模拟驱动用静电力)。因此成为图3所示的状态。在图3所示的状态下，直线状部4由于自身保有的应力，以与基板2侧(固定部)之间隔着间隔的状态而与基板2的主平面基本平行地延伸。另外，在图3所示的状态下，弯曲部5由于自身保有的应力而以从基板2侧上翘的方式弯曲。直线状部6、8由于自身保有的应力而成为平板状。其结果，在本实施方式中，在图3所示的状态下，电容用可动电极(铝系合金膜22、27上的板部7的部分)与电容用固定电极(配线图案15的一部分)成为实质上不对置的非对置状态，所述两电极间的电容C基本为零。因为两电极间的电容C基本为零，所以与将两电极间的电容形成设为断开的状态实质上为同一状态。因此，有时将图3所示的状态称作非对置状态或断开状态。

现有的技术常识是，在现有的MEMS可变电容器中，将平行平板作为基本原理，欲形成可变电容的电容用可动电极与电容用固定电极始终在对置状态下使用，并通过改变两电极之间的间隔而欲使电容可变。在本实施方式的可变电容器1中，与所述现有的技术常识相反，实现了图3所示的非对置状态。

接着，对于在图3所示的状态下，在配线图案11与接通驱动用固定电极13之间施加了预定大小以上的电压(第一驱动信号)时的状态变迁进行说明。该电压可以是直流，也可以是交流。在此情况下，在接通驱动用可动电极(遍及铝系合金膜22、25、27上的直线状部4的大部分、弯曲部5的整体及直线状部6的一部分的部分)与接通驱动用固定电极13之间施加接通驱动用静电力。在当初的图3所示的状态下，因为接通驱动用可动电极中的直线状部4的部分与接通驱动用固定电极13之间的间隔，小于接通驱动用可动电极中的弯曲部5的部分与接通驱动用固定电极13之间的间隔，所以在接通驱动用可动电极中的直线状部4的部分与接通驱动用固定电极13之间施加较大的静电力，而在接通驱动用可动电极中的弯曲部5的部分与接通驱动用固定电极13之间不施加那么大的静电力。其结果为，首先，如图4所示，只有直线状部4被牵引到接通驱动用固定电极13侧。在变为图4所示的状态后，接通驱动用可动电极中的弯曲部5的部分在所述固定端侧附近与接通驱动用固定电极13之间的间隔明显变窄，且从接通驱动用固定电极13受到较大的静电力。其结果使得弯曲部5从固定端侧的部分到前端侧逐渐被牵引到接通驱动用固定电极13侧，从而最终如图5所示，完成了弯曲部5向接通驱动用固定电极13侧的牵引。

本发明的发明人以如下方式对所述可变电容器1的动作(特别是微致动器的动作)进行了证实。即，本发明的发明人试制了与本实施方式的可变电容器1相同的可变电容器。在该试制的可变电容器中，令施加到配线图案11与接通驱动用固定电极13之间的直流施加电压从0V逐渐上升后再逐渐下降回到0V。然后，在施加各施加电压时，分别对配线图案11与接通驱动用固定电极13之间的电容值进行了测量，以作为表示可变电容器1的如前所述的各动作状态(位移状态)的指标值。在该可变电容器中，显示出如下情况：所测量的电容值越小，则直线状部4或弯曲部5就会越远离接通驱动用固定电极13；所测量的电容值越大，则直线状部4或弯曲部5就会越靠近接通驱动用固定电极13。该测量结果在图10中示出。图10的横轴表示配线图案11与接通驱动用固定电极13之间的直流的施加电压，图10的纵轴表示将施加电压为0V时所测量的电容值作为基准，测量电容值相对于该基准电容值的变化量(差分)。在图10中，在13V的施加电压附近，测量电容值呈步进状增大后的点B相当于当初的图4所示的只有直线状部4被牵引到固定电极13侧的状态。在28V的施加电压附近，测量电容值急剧增大后的点C相当于当初的图5所示的直线状部4及弯曲部5两者被牵引到接通驱动用固定电极13侧的状态。从图10可知，本实施方式的可变电容器1的所述动作(特别是微致动器的动作)得到证实。

在本实施方式中，由于可变电容器1(特别是所述微致动器)进行所述的动作，因此与采用除去直线状部4而将弯曲部5的一端(图1及图2中的左端)直接固定到脚部3的构成相比，可利用更低的驱动电压形成将弯曲部5牵引到固定电极13侧的状态。但是，在本发明中，也可以采用除去直线状部4而将弯曲部5的一端(图1及图2中的左端)直接固定到脚部3的构成。

本实施方式中，在图5所示的状态下，支撑凸起16a～16d抵接于基板2上的氧化硅膜12。并且，利用支撑凸起16a～16d而以双侧支持的状态来支撑板部7附近的部分(本实施方式中，是指板部7、以及其两侧的直线状部6的长度为L1的部分6a与直线状部8的长度为L1的部分8a)。在图5所示的状态下，电容用可动电极(铝系合金膜22、27上的板部7的部分)成为与电容用固定电极(配线图案15的一部分)对置的对置状态，所述两电极间的电容C并非基本为零，而是远大于零的预先设定的所需的值。因此，图5所示的状态与将所述两电极间的电容形成设为接通的状态(即，如同在配线图案11、15之间，使开关接通从而将两电极间以对置状态所形成的电容有效连接的状态)实质上为同一状态。所以，有时将图5所示的状态称作对置状态或接通状态。关于这点，由于图6所示状态也和图5所示的状态相同，因此有时也将图6所示的状态称作对置状态或接通状态。

在图5所示的状态中表示了在配线图案11与配线图案15之间未施加直流偏置电压，在电容用可动电极(铝系合金膜22、27上的板部7的部分)与电容用固定电极(配线图案15的一部分)之间未施加静电力(模拟驱动用静电力)的状态。在图5所示的状态下，因为未施加模拟驱动用静电力，所以直线状部6的长度为L1的部分6a及直线状部8的长度为L1的部分8a由于自身保有的应力而成为平板状。

在图5所示的状态下，电容用可动电极(铝系合金膜22、27上的板部7的部分)与电容用固定电极(铝系合金膜22、27上的板部7的部分)形成平行平板，两电极间的间隔(间隙)g成为初始间隔d0。该初始间隔d0例如可根据图9(b)中的牺牲层32、33的各厚度而适当设定。另外，在图5所示的状态下，电容用可动电极与电容用固定电极之间的电容C不仅依存于所述间隔g，也依存于两电极的对置面积S。

图11是表示在本实施方式的可变电容器1可采用的现实的尺寸范围的例子中，在两电极形成平行平板的情况下，每个间隙g的对置面积S与电容的关系。图11的横轴是为了获得尺寸的印象而以具有对置面积S的正方形的边长L来表示为该对置面积S的指标值。例如，图11的横轴中600μm表示对置面积S为600μm×600μm。在设计本实施方式的可变电容器1时，可利用图11来设定间隙g的初始间隔d0以及对置面积S(即，板部7的面积及配线图案15的宽度)。

图6与图5同样为接通状态(在配线图案11与接通驱动用固定电极13之间施加有预定大小以上的电压(第一驱动信号)，直线状部4及弯曲部5两者被牵引到接通驱动用固定电极13侧，且支撑凸起16a～16d抵接于基板2上的氧化硅膜12的状态)，而且，与图5的情况不同，图6表示如下状态：在配线图案11与配线图案15之间施加有预定大小的直流偏置电压(第二驱动信号)，在电容用可动电极(铝系合金膜22、27上的板部7的部分)与电容用固定电极(配线图案15的一部分)之间施加有预定大小的静电力(模拟驱动用静电力)，且直线状部6、8的各部分6a、8a向下方挠曲，两电极间的间隙g变窄为d1(d1＜d0)。在本实施方式中，与现有的可变电容器相同，通过模拟地改变对配线图案11与配线图案15之间施加的直流偏置电压的大小，可以让两电极间的间隔g在初始间隔d0和由牵引所产生的d0/3之间可变，因此可以让两电极间的电容模拟地可变为初始间隔d0时的电容值C0的1.5倍的电容值即1.5×C0。

另外，直线状部6、8的各部分6a、8a的弹性硬度随着所述的部分6a、8a的长度L1而变化。因此，通过改变该长度L1、即改变支撑凸起16a～16d的位置，可以改变相对于两电极间的间隔g的变化的、配线图案11与配线图案15之间所施加的直流偏置电压(第二驱动信号)的灵敏度，进而，在接通状态下，可以改变相对于两电极间所获得的电容的变化的、所述直流偏置电压的灵敏度。

另外，在图5所示的状态下，弯曲部5侧的支撑凸起16a、16b确实地抵接于基板2上的氧化硅膜12，但前端侧的支撑凸起16c、16d有可能会从氧化硅膜12上稍微悬浮。在此情况下，根据需要，可以通过对配线图案11与配线图案15之间施加较小的直流偏置电压(从电容值C0几乎无变化的程度大小的偏置电压)，而使得前端侧的支撑凸起16c、16d也确实地抵接于氧化硅膜12，从而可获得稳定的电容值C0。

在图5或图6所示的接通状态(对置状态)下，如果使配线图案11与接通驱动用固定电极13之间处于同一电位，且使配线图案11与配线图案15之间的直流偏置电压为零，则会恢复到图3所示的断开状态(非对置状态)。

从以上的说明可知，本实施方式的可变电容器1与现有的可变电容器和开关的串联电路实质上具有同等的功能。即，在本实施方式的可变电容器1的图3所示的断开状态(非对置状态)下，由于电容用固定电极与电容用可动电极之间的电容C基本为零，因此图3所示的状态与在该串联电路中将所述开关设为断开的状态实质上同等。另外，本实施方式的可变电容器1的图5及图6所示的接通状态(对置状态)与在该串联电路中将所述开关设为接通的状态实质上同等。但是，在本实施方式的可变电容器1中，实际上并不具有开关，所以并不需要特别的开关，由此能减少占有面积，且能防止Q值的下降。而且，也可以使由配线所导致的RF信号的反射损耗、电感成分、寄生电容等下降。

因此，在通过将多个电容器加以组合而获得所需的电容可变范围时，如果将本实施方式的可变电容器1用作该多个电容器中的至少一个，则只要使用了本实施方式的可变电容器1，就能相应地减少特别的开关数，并能相应地减少占有面积同时防止Q值的下降。举其一例来作为后述的第二实施方式进行说明。在本发明中，对于由多个电容器组合而成的电容器装置而言，例如只要所述多个电容器中的至少一个电容器例如是本实施方式的可变电容器1，则其它的电容器例如可以是非专利文献1所公开的可变电容器或者专利文献1所公开的固定电容器，也可以包含与该固定电容器等并用的MEMS开关等，且各电容器的连接关系不仅可为并联，也可为串联，还可采用串并联等将串联、并联适当组合的连接关系。

此外，对于本实施方式的可变电容器1而言，在图3所示的断开状态(非对置状态)下所获得的电容C基本为零，但不是零，而是与所述电容C0相比足够小的值。因此，根据本实施方式的可变电容器1，不特别需要其它的电容器或开关即可获得在图3所示的断开状态下所取得的足够小的电容值、以及在接通状态(对置状态)下所取得的从C0到1.5×C0之间的电容值，且可获得包含相互的比值较大的双值电容的电容值。因此，本实施方式的可变电容器1即便不与其它电容器组合而是作为单体来使用，也是有用的。

本发明中，也可以将本实施方式的可变电容器1例如按以下说明的方式进行变形。

在本实施方式中，支撑凸起16a～16d设置于可动侧的直线状部6、8上，但也可取而代之，将支撑凸起16a～16d设置于固定部侧(基板2侧)。

在本实施方式中，板部7由于其周围的上升部7a而具有刚性，但也可以不形成上升部7a而使板部7也形成为与其两侧的部分6a、8a相同的板簧状。此时，在接通状态下，板部7及其两侧的部分6a、8a作为整体而言成为可挠曲的双支梁，但在接通状态下可进行改变间隔d的模拟动作。

本实施方式中，在图5或图6所示的接通状态下，板部7及其两侧的部分6a、8a由支撑凸起16a～16d以双侧支持的状态支撑着，但也可为，例如除去前端侧的支撑凸起16c、16d，在接通状态下，板部7及其两侧的部分6a、8a由支撑凸起16a、16b以悬臂的状态支撑。在此情况下，在接通状态下也可进行改变间隔d的模拟动作。另外，在采用所述悬臂状态时，无需直线状部8。而且，在采用所述悬臂状态时，在板部7的周围不形成上升部7a而是令板部7可挠曲亦可。

本实施方式中，如前所述，在接通状态下可进行改变间隔d的模拟动作，但也可以构成为在接通状态下不改变间隔d从而不能进行模拟动作。具体而言，例如可将支撑凸起16a～16d配置于上升部7a的正下方，或者也可以除去支撑凸起16a～16d。

在本实施方式中，如前所述，电容用可动电极(铝系合金膜22、27上的板部7的部分)在接通状态下兼用作用于改变间隔d的电极(模拟驱动用可动电极)，电容用固定电极(在接通状态下电容用可动电极所对置的配线图案15的部分)在接通状态下兼用作用于改变间隔d的电极(模拟驱动用固定电极)。但是也可以个别设置电容用可动电极与模拟动作用可动电极，且个别设置电容用固定电极与模拟动作用固定电极。

(第二实施方式)

图12是示意性表示本发明第二实施方式的可变电容器装置的主要部分的概略平面图，与图1相对应。图12也与图1同样地表示在制造过程中除去牺牲层之前的状态。在图12中，对于与图1中的要素相同或者相对应的要素，标注了相同的符号，省略其重复的说明。图13是表示本实施方式的可变电容器装置的电路图。

本实施方式的可变电容器装置具备：分别与所述第一实施方式的可变电容器1具有相同的构成及各部分尺寸的五个可变电容器41～45、控制电路51、接通/断开驱动电路52、及偏置电压施加电路53。

可变电容器41～45搭载在同一个硅基板2(图12及图13中未图示)上。对于可变电容器41～45而言，由于分别共同连接于所述的配线图案11、15，因此如图13所示，可变电容器41～45并联。

在本实施方式中，接通/断开驱动电路52响应来自控制电路51的接通/断开控制信号(表示各可变电容器41～45的接通/断开状态的控制信号)，为了实现该接通/断开控制信号所表示的接通/断开状态，对可变电容器41～45中的每一个供给第一驱动信号(即，在对应的配线图案14与配线图案11之间施加接通驱动用电压(为了使该可变电容器成为接通状态所必要的电压)、或者使配线图案14与配线图案11为同一电位)。另外，在本实施方式中，各配线图案14分别电分离，并可通过接通/断开驱动电路52分别独立地设定各可变电容器41～45。

偏置电压施加电路53响应来自控制电路51的偏置电压控制信号(表示对配线图案11、15之间应施加的直流偏置电压的大小的信号)，将该偏置电压控制信号所表示的大小的直流偏置电压供给至配线图案11、15之间。

控制电路51响应来自外部的指令信号(表示在配线图案11、15上应获得的电容的指令值的信号)，分别对接通/断开驱动电路52及偏置电压施加电路53供给获得该指令信号所表示的电容值所需要的接通/断开控制信号及偏置电压控制信号。由于制造误差等的影响，即便在可变电容器41～45的相同的接通/断开状态下对配线图案11、15之间施加相同大小的直流偏置电压，配线图案11、15之间所获得的电容值也会有偏差。在本实施方式中，各可变电容器41～45可以进行所述的模拟动作，利用此情况而使控制电路51构成为，根据基于实测数据所获得的关系(各可变电容器41～45的接通/断开状态及直流偏置电压的大小与配线图案11、15之间所得的电容值之间的关系)，对偏置电压控制信号加以校正后输出，以便在配线图案11、15之间正确地获得指令信号所表示的电容的指令值。

另外，根据用途，控制电路51也可以构成为仅以校正为目的，利用所述的模拟动作而获得离散的电容值，还可以构成为利用所述的模拟动作，在某范围内获得连续的电容值。

控制电路51、接通/断开驱动电路52及偏置电压施加电路53可搭载在硅基板2上，也可配置在外部。可变电容器41～45的部分可参照图7至图9，利用所说明的制造方法进行制造，该制造方法与CMOS工艺兼容，因此在将控制电路51、接通/断开驱动电路52及偏置电压施加电路53搭载在硅基板2上时，可以容易地将所述电路的CMOS部层叠到可变电容器41～45部分的下方，或者配置到与可变电容器41～45在基板2的面方向上不同的区域。而且，作为基板2上所搭载的电路，例如可以是包含本实施方式的电容器装置的高频电路用滤波器及其它高频电路等。此外，本发明中，在将所述第一实施方式的可变电容器1用作单体时，也可以将包含该可变电容器1的高频电路用滤波器或者其它高频电路等搭载在基板2上。在此情况下，可以容易地将所述电路的CMOS部层叠到可变电容器1的部分的下方，或者配置到与可变电容器1在基板2的面方向上不同的区域中。

本发明的发明人试制了与本实施方式的电容器装置相同的电容器装置。在该试制的可变电容器装置中，改变可变电容器41～45中的成为接通状态的可变电容器的数量，并分别针对各个情况来测量配线图案11、15之间的电容。其中，在配线图案11、15之间并未施加直流偏置电压。图14表示该测量结果。图14的横轴表示可变电容器41～45中的接通状态的可变电容器的数量。例如，图14中横轴上的“0”意味着可变电容器41～45全部为断开状态，图14中横轴上的“2”意味着可变电容器41～45中的两个成为接通状态而另外三个成为断开状态。图14的纵轴表示配线图案11、15之间的电容的变化量。这里，在所有的可变电容器41～45成为断开状态时，配线图案11、15之间的电容为0pF。

在本实施方式中，由于各可变电容器41～45的各部分的尺寸均相同，因此如果不施加直流偏置电压，则配线图案11、15之间的电容应该与各可变电容器41～45的数量成正比地变化。图14证实了这一点。

根据本实施方式，作为所述可变电容器41～45，使用的是与所述可变电容器1具有同一构成的可变电容器，因此，与将多个电容器组合而成的现有的电容器装置不同，不需要特别的开关，仅一根配线即可。因此，根据本实施方式，可减少占有面积，且可防止Q值的下降。

另外，作为各可变电容器41～45，也可以使用将可变电容器1变形为不能如前所述进行模拟动作的可变电容器。在此情况下，偏置电压施加电路53被除去。

(第三实施方式)

图15是示意性表示本发明第三实施方式的可变电容器装置的主要部分的概略平面图，此图与图12相对应。图15也与图12同样地表示在制造过程中除去牺牲层之前的状态。在图15中，对于与图12中的要素相同或者相对应的要素，附加了相同的符号，省略其重复的说明。

以下，仅对本实施方式的可变电容器装置与所述第二实施方式的可变电容器装置的不同之处加以说明。在本实施方式中，可变电容器45被除去。在所述第二实施方式中，对于可变电容器41～45中的任一个而言，接通状态下的电容用固定电极与电容用可动电极之间的对置面积相同，相对于此，在本实施方式中，如图15所示，对于可变电容器41～44而言，接通状态下的电容用固定电极与电容用可动电极之间的对置面积依次增大。伴随于此，在本实施方式中，和配线图案11中的与可变电容器41、42相对应的部分的宽度W1相比，配线图案11中的与可变电容器43、44相对应的部分的宽度W2较宽。在本实施方式中，由于配线图案11被用作高频信号线，因此为了在宽度W1与宽度W2之间的接头处难以产生高频信号的反射，在配线图案11的该接头处形成有45°的锥形部15a。

根据本实施方式，可取得与所述第二实施方式相同的优点，除此之外，由于各电容器41～44的接通状态的电容分别不同，因此与所述第一实施方式相比，还能取得在更宽的范围内使配线图案11、15之间的电容可变的优点。

本发明的发明人试制了与本实施方式的电容器装置相同的电容器装置。对该试制的可变电容器装置进行如下的试验：使配线图案15及所有配线图案14短路，向它们与配线图案11之间施加直流电压，使该施加电压逐渐上升，由此测量施加各施加电压时的配线图案11、15之间的电容。其结果示出在图16中。图16的横轴表示所述施加电压，图16的纵轴表示配线图案11、15间的电容的变化量。这里，当所有的可变电容器41～45为断开状态时，配线图案11、15之间的电容成为0pF左右的极小值的电容值。

图16中，在点E处，可变电容器41为接通状态且可变电容器42～43为断开状态，配线图案11、15的电容为0.2pF。在点F处，可变电容器41、42、44为接通状态且可变电容器43为断开状态，配线图案11、15的电容为4.8pF，是点E处的电容0.2pF的24倍。在点G处，所有的可变电容器41～44为接通状态，配线图案11、15的电容为7pF，是点E处的电容0.2pF的35倍。在点H处，所有的可变电容器41～44为接通状态，但与点G的情况相比，认为进行了模拟动作(电极间间隔变窄)，配线图案11、15的电容为7.4pF，是点E处的电容0.2pF的37倍。

由图16可证实，在从0pF到7.4pF的非常宽的范围(以E点为基准时的电容变化率为7.4/0.2＝37)内，能使配线图案11、15之间的电容可变。

另外，本来，如图16所示在所述驱动电压上升的情况下，如果根据预期的计划，则可变电容器41～44不应该按照前述的顺序而接通，但认为由于制造误差等的影响而以所述顺序接通。作为此处的实验结果，重要的是，可变电容器41～44的接通/断开状态与所获得的电容之间的关系，而接通的顺序并无特别问题。

然而，本实施方式中，例如以ΔC作为任意的电容值，可将例如四个可变电容器41～44的接通状态(这里虽然设为初始间隔d0时，但也可以是例如利用前述的模拟动作进行校正后的状态)的电容值C41～C44分别设定为1×ΔC、2×ΔC、4×ΔC、8×ΔC。该设定可通过以下方法而进行，即，例如将可变电容器41～44的接通状态下的电容用固定电极与电容用可动电极之间的对置面积分别设定为1倍、2倍、3倍、4倍。如果将可变电容器41～44的接通状态下的电容值进行如前所述的设定，则通过对各可变电容器41～44的接通、断开进行独立地控制，能够以数字方式每ΔC地获得1×ΔC到15×ΔC之间的电容值。当然，如果令四个可变电容器41～44为断开状态，则也可以使所获得的电容值实质上为零。

同样地，在本实施方式中，例如以ΔC作为任意的电容值，也可以将例如四个可变电容器41～44的接通状态(这里虽然设为初始间隔d0时，但也可以是例如利用所述的模拟动作进行校正后的状态)的电容值C41～C44分别设定为10×ΔC、20×ΔC、40×ΔC、80×ΔC。在此情况下，通过对各可变电容器41～44的接通、断开进行独立地控制，能够以数字方式每10×ΔC地获得10×ΔC到150×ΔC之间的电容值。当然，如果令四个可变电容器41～44成为断开状态，则也可以使所获得的电容值实质上为零。

在本实施方式中，四个可变电容器41～44并联，但如果是八个可变电容器，也可以将该八个可变电容器在接通状态(这里虽然设为初始间隔d0时，但也可以是利用所述的模拟动作进行校正后的状态)下的电容值分别设定为1×ΔC、2×ΔC、4×ΔC、8×ΔC、10×ΔC、20×ΔC、40×ΔC、80×ΔC。在此情况下，通过对所述八个可变电容器的接通、断开进行独立地控制，能够以数字方式每ΔC地获得1×ΔC到165×ΔC之间的电容值。当然，如果让八个可变电容器成为断开状态，则也可以使所获得的电容值实质上为零。实际上，本发明的发明人已确认，可试制所述的数字可变电容器装置，并且能够以数字方式每ΔC地获得1×ΔC到165×ΔC之间的电容值。例如，如果要制作ΔC＝0.01pF的可变电容器装置，则能够以数字方式每0.01pF地获得0.01pF到1.65pF之间的电容值。而且，如果制造ΔC＝0.1pF的可变电容器装置，则能够以数字方式每0.1pF地获得0.1pF到16.5pF之间的电容值。进而，如果制造ΔC＝0.2pF的可变电容器装置，则能够以数字方式每0.2pF地获得0.2pF到33pF之间的电容值。

(第四实施方式)

图17是示意性表示本发明第四实施方式的可变电容器装置的主要部分的概略平面图，与图12相对应。图17也与图12同样地表示在制造过程中除去牺牲层之前的状态。在图17中，对于与图12中相同或者相对应的要素，附加相同的符号，省略其重复的说明。

本实施方式的可变电容器装置与所述第二实施方式的可变电容器装置的不同之处仅在于，各可变电容器41～45中，直线状部6的部分6a的长度及直线状部8的部分8a的长度(相当于图1中的L1)互相不同。因此，在各可变电容器41～45中，直线状部6、8的各部分6a、8a的弹性硬度互相不同，进而，相对于各自所获得的电容，施加于配线图案11、15之间的直流偏置电压(第二驱动信号)的灵敏度互相不同。

由此，根据本实施方式，除了可取得与所述第二实施方式相同的优点之外，还可取得如下的优点。即，根据本实施方式，例如在所有的可变电容器41～45为接通的状态下，在使施加于配线图案11、15之间的直流偏置电压逐渐变化时，配线图案11、15之间的电容与所述第一实施方式相比有较大的变化。因此，根据本实施方式，与所述第一实施方式相比，也可以取得如下优点，即，能在更宽的范围内使配线图案11、15之间的电容可变。

(其它实施方式)

这里，将高频电路用滤波器的各例作为高频电路的一例示出在图18中。图18(a)表示低通滤波器，图18(b)表示高通滤波器，图18(c)表示带通滤波器，图18(d)表示带阻滤波器。在这些图中，C表示电容器，L表示电感，P1、P2表示端口。

作为本发明各实施方式的高频电路用滤波器，在图18(a)～(d)分别所示的滤波器中，可举出一例滤波器来代替电容器C，该滤波器使用了所述第一实施方式的可变电容器1或其变形例或者所述第二至第四实施方式中的任一实施方式的可变电容器装置。当然，本发明的可变电容器及可变电容器装置也可以用于滤波器以外的各种高频电路(例如，可变频率振荡器(VFO)、调谐放大器、移相器、阻抗匹配电路等)中。

以上，对本发明的各实施方式及其变形例作了说明，但本发明并不限定于此。

例如，在所述的实施方式中，各可变电容器所采用的用于在对置状态与非对置状态之间进行切换的致动器，是将静电力用作驱动力的静电型，但也可以采用所谓的热型、电磁型、压电驱动型等的各种微致动器。

Claims (23)

1.一种可变电容器，其特征在于，具备：第一电极部，设置在包含基板的固定部上；及可动部，具有固定端相对于所述固定部固定的悬臂梁结构，在前端侧具有在与所述第一电极部之间形成该可变电容器的电容的第二电极部；

所述可动部具有配置在所述第二电极部与所述固定端之间的弯曲部、及配置在所述弯曲部与所述固定端之间的直线状部；

在未对所述可动部施加驱动力的状态下，所述弯曲部由于自身保有的应力，以从所述固定端侧朝向所述前端侧而从所述固定部侧上翘的方式弯曲；

在未对所述可动部施加驱动力的状态下，所述直线状部由于自身保有的应力，在与所述固定部之间隔着间隔的状态下，从所述固定端侧朝向所述前端侧而与所述基板的主平面基本平行地延伸；

所述可动部响应第一驱动信号而位移，以使得选择性地成为所述第二电极部与所述第一电极部对置的对置状态、或者从上方观察时所述第二电极部与所述第一电极部不会重迭的非对置状态；

在未对所述可动部施加驱动力的状态下成为所述非对置状态。

2.根据权利要求1所述的可变电容器，其中所述可动部是由薄膜构成的。

3.根据权利要求1所述的可变电容器，其中所述非对置状态下的所述电容基本为零。

4.根据权利要求1所述的可变电容器，其中所述对置状态下的所述电容为所述非对置状态下的所述电容的10倍以上。

5.根据权利要求1所述的可变电容器，其中，

所述第一电极部构成高频信号线的一部分；

在从所述基板的主面的法线方向进行俯视观察时，从所述固定端侧朝向所述前端侧的方向与所述高频信号线的延伸方向基本正交。

6.根据权利要求1所述的可变电容器，其中，

所述固定部在与所述直线状部的至少一部分及所述弯曲部的至少一部分相对应的部位上具有第三电极部；

所述可动部在所述直线状部及所述弯曲部上具有第四电极部；

作为所述第一驱动信号而对所述第三及第四电极部之间施加驱动电压后，作用于所述第三及第四电极部之间的静电力被作为所述第一驱动信号所产生的驱动力而施加到所述可动部上；

在将所述第一驱动信号所产生的预定大小以上的驱动力施加到所述可动部上时，在该驱动力的作用下，所述直线状部的至少一部分及所述弯曲部的至少一部分被牵引到所述固定部侧而成为所述对置状态。

7.根据权利要求6所述的可变电容器，其中所述第二电极部与所述第四电极部电连接。

8.根据权利要求6所述的可变电容器，其中所述第一电极部与所述第三电极部电分离。

9.根据权利要求1所述的可变电容器，其中所述基板是搭载有CMOS部的电路基板。

10.根据权利要求1所述的可变电容器，其中，所述可动部在所述对置状态下，响应第二驱动信号而部分地位移，以使得所述第一电极部的至少一部分与所述第二电极部之间的间隔变化。

11.根据权利要求10所述的可变电容器，其中，在所述可动部的所述第二电极附近的部位或者与该部位相对应的所述固定部的部位上，设置有在所述对置状态下与所述固定部或者所述可动部相抵接的支撑凸起，以使所述可动部的所述第二电极附近的部分在所述对置状态下由固定部支撑。

12.根据权利要求11所述的可变电容器，其中，所述可动部的所述第二电极附近的部分是在所述对置状态下，经由所述支撑凸起而以双侧支持的状态由所述固定部所支撑。

13.根据权利要求10所述的可变电容器，其中，作为所述第二驱动信号而对所述第一及第二电极部之间施加直流偏置电压后，作用于所述第一及第二电极部之间的静电力被作为所述第二驱动信号所产生的驱动力而施加到所述可动部上。

14.一种可变电容器装置，包含多个电容器，并且进行电连接，以获得由所述多个电容器的电容合成所得的合成电容，其特征在于：

所述多个电容器中的至少一个电容器是权利要求1所述的可变电容器。

15.根据权利要求14所述的可变电容器装置，其中所述多个电容器并联。

16.根据权利要求14所述的可变电容器装置，其中，所述多个电容器中的两个以上的电容器分别是权利要求1所述的可变电容器，并且构成为能够对所述两个以上的可变电容器分别独立地供给所述第一驱动信号。

17.根据权利要求14所述的可变电容器装置，其中，所述多个电容器中的两个以上的电容器分别是权利要求1所述的可变电容器，对于该两个以上的可变电容器中的至少一个可变电容器与该两个以上的可变电容器中的其它至少一个可变电容器而言，所述对置状态下的所述第一及第二电极部彼此的对置面积不同。

18.根据权利要求14所述的可变电容器装置，其中，所述多个电容器中的两个以上的电容器分别是权利要求1所述的可变电容器，并且具备根据指令信号来对该两个以上的可变电容器分别供给所述第一驱动信号的驱动电路。

19.根据权利要求14所述的可变电容器装置，其中所述多个电容器中的两个以上的电容器分别是权利要求10所述的可变电容器，该两个以上的可变电容器中的至少一个可变电容器与该两个以上的可变电容器中的其它至少一个可变电容器构成为，使相对于所述对置状态下的所述第一电极部的至少一部分与所述第二电极部之间的间隔的变化的、所述第二驱动信号的灵敏度不同。

20.一种高频电路用滤波器，其特征在于：包含权利要求1所述的可变电容器。

21.一种高频电路用滤波器，其特征在于：包含权利要求14所述的可变电容器装置。

22.一种高频电路，其特征在于：包含权利要求1所述的可变电容器。

23.一种高频电路，其特征在于：包含权利要求14所述的可变电容器装置。

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