TWI410038B

TWI410038B - Electrostatic actuator

Info

Publication number: TWI410038B
Application number: TW099139758A
Authority: TW
Inventors: Takayuki Masunaga; Hiroaki Yamazaki
Original assignee: Toshiba Kk
Priority date: 2009-11-27
Filing date: 2010-11-18
Publication date: 2013-09-21
Also published as: CN102185517B; US20110140570A1; US8749113B2; TW201131960A; CN102185517A; JP4871389B2; JP2011114988A; NL1038406C2; NL1038406A

Description

靜電致動器

本發明之實施形態係關於一種靜電致動器。

本申請案係基於且主張2009年11月27日申請之先前的日本專利申請案第2009-270772號之優選權之權益，該申請案之全文以引用之方式併入本文。

已知有一種使靜電力作用於構成致動器之固定子與動子之間並藉由該吸引力而驅動動子之靜電致動器。又，於MEMS(Micro Electro Mechanical Systems，微機電系統)領域等中，使用所謂半導體製程(半導體裝置之製造技術)而開發有非常小型之靜電致動器。

又，於MEMS領域等中，已知有一種利用靜電致動器之所謂之MEMS開關。此種MEMS開關中已知有如下者：藉由複數之彈簧要素懸吊膜體部，於開關之接通時賦予吸附電壓，電阻彈簧要素之彈力而將膜體部靜電吸引於電極部，於開關之斷開時賦予釋放電壓，藉由彈簧要素之彈力而使膜體部自電極部隔離。

此處，靜電驅動型之MEMS開關通常其吸附電壓高至例如20 V(伏特)以上。因此，於將MEMS開關用於行動電話等行動系統中之情形時，需要升壓電路。該情形時，升壓電路由於晶片面積較大且耗電亦較多，故不利於行動系統。進而，升壓電路中產生之雜訊亦有可能導致無線電路產生誤動作。

該情形時，若減小彈簧要素之剛性，則可降低吸附電壓。然而，若僅減小彈簧要素之剛性，則易產生膜體部與電極部維持接觸狀態而不隔離之異常、即所謂之靜摩擦不良。又，若降低吸附電壓則使膜體部與電極部接觸之力、即接觸力變弱。其結果為，存在開關之接觸電阻增加之可能性。

此種問題不僅存在於有接點型之MEMS開關且於高頻電路所使用之可變電容等中亦同樣存在。即，若為降低吸附電壓而僅減小彈簧要素之剛性，則易產生靜摩擦不良。又，由於接觸力變弱故有可能無法獲得較大之電容比。

因此，提出有如下技術：藉由剛性不同之複數之彈簧要素懸吊膜體部，接通時自設有剛性較大之彈簧要素之側之膜體部分靜電吸引，斷開時自設有剛性較高之彈簧要素之側之膜體部分隔離(參照專利文獻1)。

然而，於專利文獻1所揭示之技術中，並未考慮吸引開始時因較小之力而使膜體部向電極部吸引，吸引開始時之動作有可能變得不穩定。

又，於呈矩形形狀之膜體部之短邊側設置彈簧要素，故於對向之彈簧要素間膜體部易彎曲。因此，存在開關之斷開時膜體部彎曲而導致膜體部之一部分未自電極部隔離等隔離時之動作變得不穩定之可能性。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2007-35641號公報

實施形態之靜電致動器包括設於基板上之電極部、與上述電極部對向設置之導電性之膜體部、設於上述導電性之膜體部之第1周緣部且支持上述膜體部之複數之第1偏壓部、及設於與上述第1周緣部對向之第2周緣部且支持上述膜體部之複數之第2偏壓部。而且，藉由對上述電極部設定特定值之電壓，以上述電極與上述導電性之膜體部接觸或隔離之方式構成，於上述複數之第1偏壓部之各個之間、及上述第2偏壓部之各個之間，其等之剛性彼此不同。

以下，一面參照圖式一面例示本發明之實施形態。再者，於各圖式中對相同之構成要素附上相同之符號，並適當省略詳細說明。

又，圖中之箭頭X、Y、Z表示彼此正交之方向。

圖1係用以例示本實施形態之靜電致動器之模式圖。

再者，圖1(a)係模式平面圖，圖1(b)係圖1(a)之A-A間之剖面圖。

圖2係用以例示本實施形態之靜電致動器之模式立體圖。再者，圖2(a)係用以例示膜體部與偏壓部之模式立體圖，圖2(b)係圖2(a)之B部之模式放大圖。

如圖1、圖2所示，於靜電致動器1上設有電極部2、膜體部3、及偏壓部4。

如圖1(b)所示，電極部2係設於基板100上。

電極部2可為例如由金屬等導電性材料而形成者。該情形時，較好的是導電性材料中之電阻值較低者。又，較好的是可於所謂之半導體製程(半導體裝置之製造技術)之成膜或蝕刻等中使用者。作為此種材料，例如可例示鋁(Al)、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鉑(Pt)、或包含該等之合金等。

又，電極部2之主面係由絕緣性材料所覆蓋。該情形時，作為絕緣性材料，較好的是可於所謂之半導體製程(半導體裝置之製造技術)之成膜或蝕刻等中使用者。作為此種材料，例如可例示氧化矽(SiO或SiO₂ 等)、氮化矽(SiN)等。

於電極部2上連接有未圖示之直流電源，而對電極部2賦予正電荷或負電荷。因此，電極部2可對膜體部3進行靜電吸引。

又，於電極部2上連接有未圖示之信號產生部，而可對電極部2施加信號電壓。即，於電極部2上施加有用以對膜體部3進行靜電吸引之驅動電壓、及信號電壓合計之電壓。再者，設有電極部2之基板100可為例如由如玻璃之絕緣性材料而形成者。又，亦可為利用絕緣性材料覆蓋導電性材料、矽(Si)等之半導體材料所形成者之表面者等。

膜體部3係以與電極部2對向之方式而設置。

又，膜體部3係由金屬等之導電性材料形成。該情形時，較好的是可於所謂之半導體製程(半導體裝置之製造技術)之成膜或蝕刻等中使用者。作為此種材料，例如可例示鋁(Al)、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鉑(Pt)、或包含該等之合金等。

又，膜體部3於未對電極部2施加電壓之狀態下，以膜體部3之主面與電極部2之主面之間形成特定尺寸之間隙5的方式而由偏壓部4支持。

又，於膜體部3上連接有具有可撓性之未圖示之接地部，膜體部3成為接地電位。因此，藉由改變膜體部3之主面與電極部2之主面之間所形成之間隙5之尺寸，而可使膜體部3與電極部2之間的電容發生變化。而且，可將該電容之變化利用於開關等中。

於呈矩形形狀之膜體部3之第1周緣部3a、第2周緣部3b上設有偏壓部4。因此，膜體部3於圖中之X方向(長軸方向)上易彎曲，於Y方向(與長軸方向大致正交之方向)上難以彎曲。

又，於膜體部3上設有孔部6。孔部6呈矩形形狀，且以孔部6之長軸方向與膜體部3之長軸方向大致正交之方式而設置。又，膜體部3之第1周緣部3a、第2周緣部3b之附近所設置之孔部6之一端，係於膜體部3之第1周緣部3a、第2周緣部3b開口。因此，藉由設置孔部6而使膜體部3於圖中之X方向(長軸方向)上更易彎曲。

圖3(a)、(b)係用以例示設有孔部6時之效果之模式圖。

圖3(a)、(b)係對膜體部3模擬賦予不均之應力分佈，藉由FEM(Finite Element Method；有限要素法)模擬而求出Z方向之變位量(翹曲量)。再者，以單調色之濃淡表示Z方向之變位量，表現為Z方向之變位量越大則越淡，Z方向之變位量越小則越濃。

此處，靜電致動器1例如可使用半導體製程(半導體裝置之製造技術)而製造。該情形時，若使用濺鍍法或蒸鍍法等，則成膜時有可能產生殘留應力。又，於成膜後之熱處理步驟中亦存在薄膜(膜體部3)之結晶特性變化而產生翹曲之可能性。

如圖3(a)所示，於膜體部30上未設置孔部6之情形時，因殘留應力引起之膜體部30之Z方向之變位量(翹曲量)較大。

另一方面，如圖3(b)所示，於膜體部3上設有孔部6之情形時，可減小因殘留應力引起之膜體部3之Z方向之變位量(翹曲量)。

若於膜體部3上設置孔部6，膜體部3於圖中之X方向(長軸方向)上易彎曲。因此，易於藉由偏壓部4而矯正因殘留應力引起之膜體部3之變形，故可減小膜體部3之Z方向之變位量(翹曲量)。

又，如圖1及圖2等所例示般，若以孔部6之長軸方向與膜體部3之長軸方向大致正交之方式而設置孔部6，則膜體部3於圖中之X方向(膜體部3之長軸方向)上易彎曲。又，若膜體部3之第1周緣部3a、第2周緣部3b之附近所設之孔部6之一端，係於膜體部3之第1周緣部3a、第2周緣部3b開口，則膜體部3於圖中之X方向(膜體部3之長軸方向)上更易彎曲。因此，若設置此種孔部6，則可進而減小因殘留應力引起之膜體部3之Z方向之變位量(翹曲量)。

於偏壓部4之一端設有連接部4a，連接部4a係與基板100連接。偏壓部4之另一端係與膜體部3之第1周緣部3a、第2周緣部3b連接。又，偏壓部4係由彈性材料形成。因此，偏壓部4成為所謂之彈性梁。

又，於偏壓部4上設有緩衝部4b。緩衝部4b係為減少因熱膨脹等所產生之熱應力而設置。例如，於圖1、圖2所例示之偏壓部4上，設置有以於與偏壓部4之長軸方向(相當於長度方向)正交之方向突出之方式而形成的緩衝部4b。而且，於產生X方向、Y方向之熱膨脹之情形時，可藉由緩衝部4b變形而減少熱應力。

作為偏壓部4之材料，較好的是可於所謂之半導體製程(半導體裝置之製造技術)之成膜或蝕刻等中使用者。作為此種材料，例如可例示氮化矽(SiN)、氧化矽(SiO、SiO₂ 等)、鈦鋁化物(TiAl、Ti₃ Al、Al₃ Ti等)、鋁(Al)等之金屬等。該情形時，若考慮偏壓部4之壽命(發生斷裂等為止之彎曲次數)，則較好的是由對潛變變形之耐性較高之材料而形成。根據本發明者等人所得之見解，較好的而是由對潛變變形之耐性高於鋁(Al)之材料而形成，例如上述材料中較好的是氮化矽(SiN)、氧化矽(SiO、SiO₂ 等)、鈦鋁化物(TiAl、Ti₃ Al、Al₃ Ti等)。

又，設置有設在膜體部3之第1周緣部3a且支持膜體部3之複數之第1偏壓部(例如圖1中設於Y方向之上側之偏壓部4)、及設在與第1周緣部3a對向之第2周緣部3b且支持膜體部3之複數之第2偏壓部(例如於圖1中設於Y方向之下側之偏壓部4)。而且，第1偏壓部彼此之剛性相互不同，第2偏壓部彼此之剛性相互不同。即，於膜體部3之對向之第1周緣部3a、第2周緣部3b，設置有剛性不同之複數之偏壓部4。

又，偏壓部4之剛性係沿膜體部3之第1周緣部3a、第2周緣部3b而階段性或逐漸地變化。而且，第1偏壓部之剛性係設在第1周緣部3a之中央部側者高於設在第1周緣部3a之端部側者。又，第2偏壓部之剛性係設在第2周緣部3b之中央部側者高於設在第2周緣部3b之端部側者。

又，第1偏壓部與第2偏壓部係設置於彼此對向之位置。而且，位於彼此對向之位置之第1偏壓部之剛性、與第2偏壓部之剛性大致相同。即，偏壓部4於膜體部3之對向之第1周緣部3a、第2周緣部3b係設置於彼此對向的位置。而且，位於彼此對向之位置之偏壓部4彼此之剛性大致相同。

偏壓部4之剛性可藉由改變偏壓部4之尺寸而變化。例如，剛性與偏壓部4之長度尺寸(Y方向之尺寸)之立方成反比，與偏壓部4之寬度尺寸(X方向尺寸)成正比。又，與偏壓部4之厚度尺寸(Z方向尺寸)之立方成正比。因此，偏壓部4之長度尺寸越短、寬度尺寸越長則偏壓部4之剛性越高。又，偏壓部4之厚度尺寸越厚則偏壓部4之剛性越高。

於圖1、圖2所例示之情形時，係使寬度尺寸(X方向尺寸)與厚度尺寸(Z方向尺寸)大致同等，藉由改變偏壓部4之長度尺寸而改變剛性。而且，於X方向上設置於膜體部3之中央部之偏壓部4之長度尺寸最短，隨著靠近膜體部3之端部而使偏壓部4之長度尺寸變長，藉此偏壓部4之剛性階段性、或逐漸地變低。即，膜體部3之兩端部附近所設之偏壓部4之剛性最低，膜體部3之中央部附近所設之偏壓部4之剛性最高。又，於Y方向上，以彼此對向之方式而設置之偏壓部4彼此之剛性大致相同。

其次，對本實施形態之靜電致動器1之作用進行例示。

圖4係用以例示本實施形態之靜電致動器之作用之模式圖表。

再者，圖4係藉由FEM(Finite Element Method；有限要素法)模擬而靜電致動器之驅動特性。又，縱軸表示膜體部中心之Z方向之變位量，橫軸表示驅動電壓。該情形時，靜電吸引除藉由驅動電壓產生外，亦藉由信號電壓而產生，此係本模擬中對於驅動特性而言最嚴格之條件。即，吸附時(吸引時)信號電壓設為0 V(伏特)，釋放時(隔離時)施加4 V(伏特)之信號電壓，而進行計算。又，圖中之C點係吸引開始位置，D點係吸引停止位置。

如圖4所示，於使膜體部3向電極部2靜電吸引之情形時，藉由未圖示之直流電源對電極部2施加驅動電壓。若對電極部2施加驅動電壓則電極部2賦予有正電荷或負電荷，故膜體部3向電極部2靜電吸引。而且，若驅動電壓自C點起如箭頭(1)般上升則靜電吸引力變大，故於箭頭(2)部分之吸附電壓下，膜體部3靜電吸附於電極部2。再者，如箭頭(3)般到達D點為止驅動電壓上升。

膜體部3靜電吸引於電極部2時，首先，X方向上設於膜體部3之兩端部之剛性較低之偏壓部4彎曲，該部分之間隙5之尺寸變小。此處，靜電吸引力係與膜體部3之主面與電極部2之主面之間所形成之間隙5之尺寸的平方成反比。因此，若間隙5之尺寸變小則會產生較大吸引力，故膜體部3容易地被吸引。而且，膜體部3被牽引至該部分而彎曲，間隙5之尺寸變小之部分、即產生較大吸引力之部分逐漸於X方向上擴大。因此，越靠近膜體部3之中央部則偏壓部4之剛性越高，即便如此亦可容易地吸引膜體部3。又，可降低使膜體部3靜電吸附於電極部2所必需之吸附電壓(圖4中之箭頭(2)部分之電壓)。

又，膜體部3具有長方形形狀。因此，膜體部3於圖中之X方向(長軸方向)上易彎曲。又，以膜體部3於圖中之X方向(長軸方向)上易彎曲之方式而設置有孔部6。

因此，可進而降低使膜體部3靜電吸附於電極部2所必需之吸附電壓(圖4中之箭頭(2)部分之電壓)。

又，膜體部3於圖中之Y方向(與長軸方向大致正交之方向)上難以彎曲。因此，可抑制不必要之變形，故可實現動作之穩定化。

此處，於膜體部3上連接有具有可撓性之未圖示之接地部，膜體部3成為接地電位。因此，藉由膜體部3之主面與電極部2之主面之間所形成之間隙5之尺寸變化，膜體部3與電極部2之間之電容發生變化。而且，可將該電容之變化利用於開關等中。

於D點處，藉由未圖示之信號產生部而對電極部2施加4 V(伏特)之信號電壓。如此，於對電極部2施加有信號電壓之情形時，係藉由驅動電壓與信號電壓之合計電壓而進行靜電吸引。

於使膜體部3自電極部2隔離之情形時，係藉由未圖示之直流電源停止向電極部2之驅動電壓之施加。若停止向電極部2之驅動電壓之施加，則向電極部2之正電荷或負電荷之供給停止，故靜電吸引解除。而且，若驅動電壓自D點起如箭頭(4)般下降則靜電吸引力變小，故於箭頭(5)部分之釋放電壓下膜體部3自電極部2隔離。

當靜電吸引解除時，首先，於X方向上藉由設於膜體部3之中央部之剛性較高之偏壓部4之彈性力而使膜體部3之中央部自電極部2隔離。膜體部3自電極部2隔離之部分上，間隙5之尺寸變大，故靜電吸引力變小，膜體部3可容易地隔離。而且，膜體部3藉由向該部分牽引而彎曲，間隙5之尺寸變大之部分、即靜電吸引力變小之部分逐漸於X方向上擴撒。因此，越靠近膜體部3之兩端部則偏壓部4之剛性越低，即便如此亦可使膜體部3容易地隔離。

此處，於電極部2上施加有信號電壓，故產生因信號電壓引起之靜電吸引力。又，即便驅動電壓之施加停止有時亦有殘留電荷殘留。

於本實施形態中，在X方向之膜體部3之中央部設有剛性較高之偏壓部4，以設於中央部之偏壓部4之隔離為起點而隔離之位置可逐漸於X方向上擴大。因此，可提高使膜體部3自電極部2隔離時之釋放電壓(圖4中之箭頭(5)部分之電壓)。

又，膜體部3具有長方形形狀。因此，膜體部3於圖中之X方向(長軸方向)上易於彎曲。又，以膜體部3於圖中之X方向(長軸方向)上易彎曲之方式而設置有孔部6。

因此，可進而提高使膜體部3自電極部2隔離時之釋放電壓(圖4中之箭頭(5)部分之電壓)。

又，膜體部3於圖中之Y方向(與長軸方向大致正交之方向)上難以彎曲。因此，可抑制不必要之變形，從而可實現動作之穩定化。

圖5係用以例示比較例之靜電致動器之模式圖。

圖6係用以例示靜電致動器之驅動特性之模式圖表。

圖5所例示之靜電致動器50a~50e中，各靜電致動器之偏壓部之剛性大致相同。該情形時，按照圖5(a)所例示之靜電致動器50a中所設之偏壓部之剛性最低，圖5(b)所例示之靜電致動器50b、圖5(c)所例示之靜電致動器50c、圖5(d)所例示之靜電致動器50d、圖5(e)所例示之靜電致動器50e之順序，偏壓部之剛性逐漸變高。

又，圖6係藉由FEM(Finite Element Method；有限要素法)模擬而求出靜電致動器之驅動特性。又，縱軸表示膜體部中心之Z方向之變位量，橫軸表示驅動電壓。該情形時，靜電吸引除藉由驅動電壓產生之外，亦藉由信號電壓而產生，此係本模擬中對於驅動特性而言最嚴格之條件。即，吸附時(吸引時)信號電壓設為0 V(伏特)，釋放時(隔離時)施加4 V(伏特)之信號電壓，而進行計算。

根據圖6可知，若如靜電致動器50a般降低偏壓部之剛性，則可降低吸附電壓。然而，於施加有4 V(伏特)之信號電壓之狀態下，若均等地降低偏壓部之剛性則產生如靜電致動器50a、50b、50c般膜體部3無法自電極部2隔離之問題。

該情形時，若如靜電致動器50d、50e般提高偏壓部之剛性，則即便於施加有4 V(伏特)之信號電壓之狀態下亦可使膜體部3自電極部2隔離。然而，若提高偏壓部之剛性則吸附電壓亦變高。

相對於此，根據本實施形態之靜電致動器1，可降低吸附電壓並且可提高釋放電壓。因此，可使靜電致動器1之動作大幅穩定。又，可減少耗電並且可減小電極部之大小，故可實現靜電致動器1之小型化。

其次，對其他實施形態之靜電致動器進行例示。

圖7係用以例示其他實施形態之靜電致動器之模式圖。

亦可如圖7(a)、圖7(b)所例示之靜電致動器1a、1b般，偏壓部4之剛性自膜體部3之其中一端部起朝向另一端部階段性、或逐漸變化。

又，亦可如圖7(c)所例示之靜電致動器1c般，設於膜體部3之中央部之偏壓部4之剛性最，隨著靠近膜體部3之端部則偏壓部4之剛性階段性、或逐漸地變高。

即便於圖7(a)~(c)所例示之靜電致動器1a~1c之情形時，亦可降低吸附電壓並且可提高釋放電壓。因此，可使靜電致動器1a~1c之動作大幅穩定。又，可降低耗電並且可減小電極部之大小，故亦可實現靜電致動器1a~1c之小型化。

其次，進而例示本發明者等人對圖1、圖7所例示之靜電致動器之見解。

圖8係用以例示相對於環境溫度之變化之穩定性之模式圖表。

圖8係藉由FEM(Finite Element Method；有限要素法)模擬而求出相對於環境溫度之變化之膜體部中心之Z方向之變位量。再者，縱軸表示膜體部中心之Z方向之變位量，橫軸表示環境溫度。又，將初期溫度設為20℃，使環境溫度上升至200℃為止。

又，圖9係用以例示環境溫度為200℃時之情形之模式圖。

再者，以單調色之濃淡表示Z方向之變位量，表現為Z方向之變位量越大則越淡，Z方向之變位量越小則越濃。

根據圖8、圖9可知，於圖7(c)所例示之靜電致動器1c之情形時，若環境溫度超過130℃則膜體部3之變位量變大。相對於此，於圖1所例示之靜電致動器1之情形時，即便環境溫度為200℃，膜體部3之變位量亦不會變大。

隨著環境溫度變高，膜體部3因熱膨脹而於X方向、Y方向上延伸。該情形時，於Y方向上膜體部3之尺寸較短，故即便膜體部3於Y方向上延伸亦可藉由緩衝部4b進行緩和。

另一方面，於X方向上膜體部3之尺寸較長故因熱膨脹引起之延伸量較大。

該情形時，於靜電致動器1c中剛性較高之偏壓部4係設置於膜體部3之兩端部附近。因此會妨礙膜體部3之熱膨脹，而使膜體部3於Z方向上易於變形。

相對於此，靜電致動器1中，剛性較高之偏壓部4係設置於膜體部3之中央部附近。因此，妨礙膜體部3之熱膨脹之情形較少，而使膜體部3於Z方向上難以變形。

其結果，如圖8、圖9所示，靜電致動器1難以受到溫度變化之影響。

環境溫度成為高溫之狀況不僅會於靜電致動器之使用環境中產生，且於靜電致動器之製造步驟中亦可能產生。例如，於使用半導體製程(半導體裝置之製造技術)製造靜電致動器之情形時，有時需要在成膜後進行高溫之熱處理。

因此，若考慮相對於環境溫度之變化之穩定性，較好的是採用如圖1所例示之靜電致動器1般之偏壓部4之配置。即，較好的是使設於膜體部3之中央部附近之偏壓部4之剛性為最高，而越靠近膜體部3之端部則偏壓部4之剛性階段性或逐漸地變低。

圖10係用以例示偏壓部之材料構成之模式圖。

於圖1所例示之靜電致動器1之情形時，可為偏壓部4與膜體部3由不同材料形成者。例如，偏壓部4可為由對於潛變變形之耐性高於鋁(Al)之材料(例如氮化矽(SiN)、氧化矽(SiO、SiO₂ 等)、鈦鋁化物(TiAl、Ti₃ Al、Al₃ Ti等)等)所形成者。又，膜體部3可為由金屬等之導電性材料(例如鋁(Al)、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鉑(Pt)、或包含該等之合金等)所形成者。

相對於此，圖10(a)係例示偏壓部與膜體部由相同材料而形成之情形。例如，可例示偏壓部與膜體部由鋁(Al)形成之情形。若如此，則可一體形成偏壓部及膜體部，故可削減製造製程之步驟數。又，若偏壓部由導電性材料而形成，則可將偏壓部作為用以使膜體部成為接地電位之接地部。因此，無須另外設置未圖示之接地部，故可減小佔據面積。

圖10(b)係例示X方向之兩端部附近所設之偏壓部14a使用與膜體部3相同之材料形成，其他偏壓部14b由相對於潛變變形之耐性高於鋁(Al)之材料形成的情形。

此處，成為膜體部3之材料之鋁(Al)等之導電性材料通常易產生潛變變形。因此，若使偏壓部使用與膜體部3相同之材料(例如鋁(Al)等)而形成，則有可能導致壽命變短。

因此，於圖10(b)所例示之情形時，使剛性最低之偏壓部14a使用與膜體部3相同之材料(例如鋁(Al)等)形成，使其他偏壓部14b使用相對於潛變變形之耐性高於鋁(Al)的材料而形成。

若偏壓部之剛性較低則難以引起潛變變形，故即便使偏壓部14a使用與膜體部3相同之材料(例如鋁(Al)等)形成亦可抑制壽命變短之情形。又，可將偏壓部14a作為接地部，故無須另外設置未圖示之接地部。因此，可減小佔據面積。

再者，於圖10中，雖與圖1所例示之靜電致動器1之偏壓部之配置相同，但並不限定於此。

例如，亦可適用於圖7所例示之靜電致動器1a、1b、1c之情形。即，即便於靜電致動器1a、1b、1c之情形時亦可使偏壓部與膜體部使用相同材料形成。又，即便於靜電致動器1a、1b、1c之情形時，亦可使剛性最低之偏壓部使用與膜體部3相同之材料(例如鋁(Al)等)形成，使其他偏壓部使用相對於潛變變形之耐性高於鋁(Al)的材料而形成。

其次，例示本實施形態之靜電致動器之製造方法。

圖11係用以例示本實施形態之靜電致動器之製造方法之流程圖。

本實施形態之靜電致動器例如可藉由所謂之半導體製程(半導體裝置之製造技術)而製造。

即，首先使用PVD(Physical Vapor Deposition，物理氣相沈積)法、CVD(Chemical Vapor Deposition，化學氣相沈積)法等，於使用絕緣性材料形成之基板100上成膜金屬等之導電性材料之膜。然後，使用微影技術將該膜加工為所需之形狀，藉此形成電極部2(步驟S1)。

其次，使用PVD(Physical Vapor Deposition)法、CVD(Chemical Vapor Deposition)法等，以覆蓋電極部2之方式而形成未圖示之絕緣層(步驟S2)。接下來，於未圖示之絕緣層之表面形成具有所需之形狀之抗蝕劑膜(步驟S3)。如下述般、該抗蝕劑膜成為犧牲層(最終除去之層)。

接下來，以覆蓋抗蝕劑膜之方式使用PV D(Physical Vapor Deposition)法、CVD(Chemical Vapor Deposition)法等，成膜成為膜體部3之膜(步驟S4)。再者，如圖10(a)等所例示之靜電致動器般，於偏壓部與膜體部使用相同材料形成之情形時，亦成膜成為偏壓部之部分。

其次，使用微影技術形成膜體部3與孔部6(步驟S5)。

再者，於偏壓部4與膜體部3使用相同材料形成之情形時亦形成偏壓部。

其次，PVD(Physical Vapor Deposition)法、CVD(Chemical Vapor Deposition)法等，成膜成為偏壓部4之膜(步驟S6)。

接下來，使用微影技術形成偏壓部4(步驟S7)。

再者，視需要可進而形成用以使膜體部3成為接地電位之未圖示之接地部。

其次，使用灰化技術除去抗蝕劑膜(步驟S8)。

於抗蝕劑膜之除去後，於膜體部3之主面與電極部2之主面之間形成特定尺寸之間隙5。

再者，於膜體部3上形成有孔部6，故可經由孔部6而容易地除去抗蝕劑膜。

根據以上所說明之實施形態，可提供一種與先前相比可降低吸附電壓、提高釋放電壓，動作穩定且具有可靠性之靜電致動器。

儘管已描述某些實施例，但該等實施例僅作為實例而呈現，且並不意欲限制本發明之範疇。實際上，本文中描述之新穎實施例可以多種其他形式體現。此外，於不脫離本發明之精神的情況下，本文中描述之實施例之形式可進行各種省略、替代及變更。附隨申請專利範圍及其等效物意欲涵蓋此等形式或修改，其將屬於本發明之範疇及精神內。上述實施例可相互組合而加以執行。

例如，靜電致動器1、1a~1c等所具備之各要素之形狀、尺寸、材料、配置、數等並不限定於例示者，可進行適當變更。

又，圖1等所例示之靜電致動器可將膜體部3與電極部2之間之電容變化利用於開關等中，但並不限定於此。例如，亦可具備隔離之複數之信號用電極部，藉由膜體部3之接觸與隔離而進行開關等。

又，亦可為不具備信號用電極部，而利用膜體部3之動作。例如，亦可利用於微光開關之切斷動作、如噴墨頭之液滴噴出頭之液滴噴出動作、掃描型探針顯微鏡之探針之動作、其他各種微機器之動作等。

1、1a、1b、1c、50a~50e．．．靜電致動器

2．．．電極部

3．．．膜體部

3a．．．第1周緣部

3b．．．第2周緣部

4．．．偏壓部

4a．．．連接部

4b．．．緩衝部

5．．．間隙

6．．．孔部

14a．．．偏壓部

14b．．．其他偏壓部

30．．．膜體部

100．．．基板

S1~S8．．．步驟

X、Y、Z．．．方向

圖1係用以例示本實施形態之靜電致動器之模式圖。圖1(a)係模式平面圖，圖1(b)係圖1(a)之A-A間之剖面圖。

圖2係用以例示本實施形態之靜電致動器之模式立體圖。圖2(a)係用以例示膜體部與偏壓部之模式立體圖，圖2(b)係圖2(a)之B部之模式放大圖。

圖3(a)、(b)係用以例示設有孔部時之效果之模式圖。