JP2015123511A - 電子デバイス、ヒューズ及び電子機器 - Google Patents

電子デバイス、ヒューズ及び電子機器 Download PDF

Info

Publication number
JP2015123511A
JP2015123511A JP2013267429A JP2013267429A JP2015123511A JP 2015123511 A JP2015123511 A JP 2015123511A JP 2013267429 A JP2013267429 A JP 2013267429A JP 2013267429 A JP2013267429 A JP 2013267429A JP 2015123511 A JP2015123511 A JP 2015123511A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuse
electronic device
movable member
modification
broken
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP2013267429A
Other languages
English (en)
Inventor
橋本　光生
Mitsuo Hashimoto
光生 橋本
朗 秋葉
Akira Akiba
朗 秋葉
新倉　英生
Hideo Niikura
英生 新倉
諭司 三谷
Satoshi Mitani
諭司 三谷
伸也 盛田
Shinya Morita
伸也 盛田
訓彦 猿田
Norihiko Saruta
訓彦 猿田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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 Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2013267429A priority Critical patent/JP2015123511A/ja
Priority to US14/553,290 priority patent/US9640357B2/en
Publication of JP2015123511A publication Critical patent/JP2015123511A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00—Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/02—Details
    • H01H85/46—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the protective device
    • H01H85/463—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the protective device with printed circuit fuse
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/0036—Switches making use of microelectromechanical systems [MEMS]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/0036—Switches making use of microelectromechanical systems [MEMS]
    • H01H2001/0078—Switches making use of microelectromechanical systems [MEMS] with parallel movement of the movable contact relative to the substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00—Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/02—Details
    • H01H85/0241—Structural association of a fuse and another component or apparatus
    • H01H2085/0275—Structural association with a printed circuit board

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Micromachines (AREA)

Abstract

【課題】ヒューズの作製又は破断をより容易に行うことが可能となる。【解決手段】少なくとも基板材の一部を含んで形成される第１の部材と、少なくとも前記基板材の一部を含んで形成され前記第１の部材に対して相対的に移動可能な第２の部材と、少なくとも前記基板材の一部を含んで形成され、前記基板材を介して前記第１の部材と前記第２の部材とを電気的に接続するヒューズと、を備える、電子デバイスを提供する。【選択図】図２

Description

本開示は、電子デバイス、ヒューズ及び電子機器に関する。
各種のセンサや電子機器におけるスイッチング素子として、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）等の駆動部を有する電子デバイスが用いられている。一般的に、当該駆動部は、相対的に移動可能に構成される複数の部材（例えば固定部材と可動部材）を有し、これらの部材の相対的な移動量が制御されることにより、所望の機能が実現され得る。
一方、このような電子デバイスの駆動部においては、その製造プロセス中に駆動部の各構成部材が帯電し、当該部材間のチャージ量に差が生じることにより、部材間の付着（スティッキング、スティクション）が生じてしまうことがある。スティッキングの発生は、電子デバイスの製造不良の原因となり得るため、製品歩留まりの低下を引き起こす恐れがある。そこで、電子デバイスの製造プロセス中のスティッキングを防止するために、様々な技術が開発されている。
例えば、特許文献１には、駆動する２つの部材をそれぞれ別プロセスによって作製し、後段の工程でこれらの部材を接合することにより、製造プロセス中の部材間のスティッキングを防止する技術が開示されている。
また、スティッキングを防止する他の方法として、製造プロセス中には対象とする部材間をヒューズで接続することにより部材間の電位を略同電位に保ち、後段の工程で当該ヒューズを破断する技術が知られている。例えば、特許文献２、３には、製造プロセス中に２つの部品をポリシリコンやアルミニウム等の導電性材料からなるヒューズで接続することにより両部材間を略同電位に保つとともに、後段の工程で過電流を印加することにより当該ヒューズを溶断する技術が開示されている。
また、過電流による溶断以外の方法でヒューズを破断する方法として、例えば、特許文献４には、ヒューズの近傍に圧電素子によって搖動される振動体を形成し、当該振動体とヒューズとを接触させることによりヒューズを切断する技術が開示されている。また、例えば、特許文献５には、ヒューズに対応する位置に開口部を形成し、当該開口部を介してレーザ光照射やドライエッチング等の処理を行うことによりヒューズを切断する技術が開示されている。
特開２００９−３２５５９号公報 特開２０１２−２２２２４１号公報 特表２００６−５１４７８６号公報 特開２００６−２２１９５６号公報 特開２００５−２６０３９８号公報
しかし、特許文献１に記載の技術では、各部材をそれぞれ別プロセスにより作製し、後段の工程でこれらの部材を接合する工程を経る必要があるため、電子デバイスの作製における総工程数が増加する可能性があり、製造コストの増加が懸念される。また、特許文献２−５に記載の技術においても、ヒューズを作製する工程又はヒューズを破断する工程を設ける必要があるため、やはり製造コストの増加につながる恐れがある。
上記事情に鑑みれば、部材間に設けられるヒューズについて、当該ヒューズの作製又は破断をより容易に行うことにより、製造コストの増加を抑制する技術が求められていた。そこで、本開示では、ヒューズの作製又は破断をより容易に行うことが可能な、新規かつ改良された電子デバイス、ヒューズ及び電子機器を提案する。
本開示によれば、少なくとも基板材の一部を含んで形成される第１の部材と、少なくとも前記基板材の一部を含んで形成され前記第１の部材に対して相対的に移動可能な第２の部材と、少なくとも前記基板材の一部を含んで形成され、前記基板材を介して前記第１の部材と前記第２の部材とを電気的に接続するヒューズと、を備える、電子デバイスが提供される。
本開示によれば、少なくとも基板材の一部を含んで形成される第１の部材と、少なくとも前記基板材の一部を含んで形成され前記第１の部材に対して相対的に移動可能な第２の部材と、の間に設けられ、少なくとも前記基板材の一部を含んで形成され、前記基板材を介して前記第１の部材と前記第２の部材とを電気的に接続する、ヒューズが提供される。
本開示によれば、少なくとも基板材の一部を含んで形成される第１の部材と、少なくとも前記基板材の一部を含んで形成され前記第１の部材に対して相対的に移動可能な第２の部材と、少なくとも前記基板材の一部を含んで形成され、前記基板材を介して前記第１の部材と前記第２の部材とを電気的に接続するヒューズと、を有する、電子デバイスを備える、電子機器が提供される。
本開示によれば、第１の部材と、前記第１の部材との間に所定の電位差を与えられることにより、前記第１の部材に対して相対的に移動する第２の部材と、前記第１の部材と前記第２の部材とを電気的に接続するヒューズと、を備え、前記ヒューズの少なくとも一部領域には、前記第１の部材と前記第２の部材との間に少なくとも前記所定の電位差を生じさせる抵抗値を有する高抵抗部が形成される、電子デバイスが提供される。
本開示によれば、第１の部材と、前記第１の部材との間に所定の電位差が与えられることにより前記第１の部材に対して相対的に移動する第２の部材と、の間に設けられ、前記第１の部材と前記第２の部材とを電気的に接続するとともに、少なくとも一部領域に、前記第１の部材と前記第２の部材との間に少なくとも前記所定の電位差を生じさせる抵抗値を有する高抵抗部が形成される、ヒューズが提供される。
本開示によれば、第１の部材と、前記第１の部材との間に所定の電位差を与えられることにより、前記第１の部材に対して相対的に移動する第２の部材と、前記第１の部材と前記第２の部材とを電気的に接続するとともに、少なくとも一部領域に前記第１の部材と前記第２の部材との間に少なくとも前記所定の電位差を生じさせる抵抗値を有する高抵抗部が形成される、ヒューズと、を有する、電子デバイスを備える、電子機器が提供される。
本開示によれば、第１の部材と、第１の部材に対して相対的に移動可能な第２の部材とが、ヒューズによって電気的に接続される。従って、製造プロセス中において、第１の部材及び第２の部材が略同電位に保たれ、第１の部材と第２の部材とのスティッキングが抑制される。また、第１の部材、第２の部材及びヒューズは、少なくとも基板材の一部を含んで形成される。そして、ヒューズは当該基板材を介して第１の部材と第２の部材とを電気的に接続する。従って、例えば基板材をエッチングする等の工程を追加することなくヒューズを作製することができるため、ヒューズの作製をより容易に行うことが可能となる。
以上説明したように本開示によれば、ヒューズの作製又は破断をより容易に行うことが可能となる。なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。
第１の実施形態に係る電子デバイスの一構成例を示す上面図である。 図１に示す電子デバイスのＡ−Ａ断面における断面図である。 図１に示すヒューズ及びその周辺を含む領域である領域Ｘの拡大図である。 第１の実施形態に係る電子デバイスが搭載されるモジュールの一構成例を示す機能ブロック図である。 第１の実施形態に係る電子デバイスが搭載されるモジュールの一構成例を示す機能ブロック図である。 応力集中部を有するヒューズの一構成例を示す上面図である。 図５に示す応力集中部を含む領域Ｙの拡大図である。 応力集中部の他の構成例を示す上面図である。 破断後のヒューズが溶着された様子を示す上面図である。 ヒューズ破断部がヒューズ電極部を複数有する電子デバイスの一構成例を示す上面図である。 ヒューズ破断部が破断用駆動部を有する変形例に係る電子デバイスの一構成例を示す上面図である。 ヒューズ破断部が破断用駆動部を有する変形例と、破断後のヒューズが溶着される変形例とが組み合わせた変形例に係る電子デバイスの一構成例を示す上面図である。 ヒューズがローレンツ力により破断される変形例について説明するための説明図である。 配線層を有するヒューズにおいて、ヒューズがローレンツ力により破断される変形例について説明するための説明図である。 配線層を有するヒューズにおいて、ヒューズがローレンツ力により破断される変形例について説明するための説明図である。 ヒューズがローレンツ力により破断される変形例と、破断後のヒューズが溶着される変形例とが組み合わせた変形例について説明するための説明図である。 ヒューズがローレンツ力により破断される変形例と、破断後のヒューズが溶着される変形例とが組み合わせた変形例について説明するための説明図である。 ヒューズの長さＬと固有振動数ｆとの関係を示すグラフ図である。 図３におけるＢ−Ｂ断面で切断された電子デバイスを示す斜視図である 基板の一例であるＳｉウエハを模式的に示す斜視図である。 基板の一例であるＳｉウエハを模式的に示す斜視図である。 第２の実施形態に係る電子デバイスの一構成例を示す上面図である。 図１９に示す電子デバイスの、一対の固定電極及び可動電極を含む所定の領域を拡大した拡大図である。 図１９に示す電子デバイスの、ヒューズを含む所定の領域を拡大した拡大図である。 電子デバイスを駆動させてヒューズを破断させた様子を示す上面図である。 図１９に示す電子デバイスの等価回路を示す概略図である。 電子デバイスを駆動する際に可動部材に加えられる静電引力と、ヒューズ内に生じる最大応力との関係を示すグラフ図である。 製造プロセス中の帯電を考慮した電子デバイスの等価回路を示す概略図である。 高抵抗部が他の領域に設けられる変形例に係るヒューズの一構成例を示す上面図である。 ヒューズの高抵抗部が他の方法により形成される変形例に係る電子デバイスの一構成例を示す上面図である。 切り欠き部が設けられる変形例に係るヒューズの一構成例を示す上面図である。 ヒューズが可動部材の移動方向と平行な方向に延伸するように設けられる変形例に係るヒューズの一構成例を示す上面図である。 ヒューズが可動部材の移動方向と平行な方向に延伸するように設けられる変形例に係るヒューズの他の構成例を示す上面図である。 破断後のヒューズの再接触防止機構が設けられる変形例に係るヒューズの一構成例を示す上面図である。 破断後のヒューズの再接触防止機構が設けられる変形例に係るヒューズの一構成例を示す上面図である。 破断後のヒューズの再接触防止機構が設けられる変形例に係るヒューズの一構成例を示す上面図である。 破断後のヒューズの再接触防止機構が設けられる変形例に係るヒューズの他の構成例を示す上面図である。 破断後のヒューズの再接触防止機構が設けられる変形例に係るヒューズの他の構成例を示す上面図である。 破断後のヒューズの再接触防止機構が設けられる変形例に係るヒューズの更に他の構成について説明するための説明図である。 ヒューズの形成位置が異なる変形例に係る電子デバイスの一構成例を示す上面図である。 ヒューズの形成位置が異なる変形例に係る電子デバイスの他の構成例を示す上面図である。 電子デバイスがサーフェスＭＥＭＳである変形例に係る電子デバイスの一構成例を示す上面図である。 図３６に示す電子デバイスのＣ−Ｃ断面における断面図である。 図３６に示す電子デバイスのＤ−Ｄ断面における断面図である。 第２の実施形態に係る電子デバイスがスイッチング素子として適用された電子機器の一構成例を示す概略図である。 図３９に示すスイッチング素子の一構成例を示す概略図である。
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．第１の実施形態
１−１．電子デバイスの構成
１−２．ヒューズの構成及びヒューズの破断方法
１−３．電子デバイスにおけるヒューズの機能
１−４．変形例
１−４−１．ヒューズが応力集中部を有する変形例
１−４−２．破断後のヒューズが溶着される変形例
１−４−３．ヒューズ破断部がヒューズ電極部を複数有する変形例
１−４−４．ヒューズ破断部が破断用駆動部を有する変形例
１−４−５．ヒューズがローレンツ力により破断される変形例
１−４−６．ヒューズが振動により破断される変形例
１−４−７．ヒューズの破断面の面方位が基板の劈開面の面方位と一致する変形例
１−５．第１の実施形態のまとめ
２．第２の実施形態
２−１．電子デバイスの構成
２−２．電子デバイスの動作及びヒューズの破断方法
２−３．ヒューズの詳細設計
２−３−１．ヒューズの形状の設計方法
２−３−２．ヒューズの高抵抗部の抵抗値の設計方法
２−４．変形例
２−４−１．ヒューズの高抵抗部についての変形例
２−４−２．ヒューズの形状についての変形例
２−４−３．破断後のヒューズの再接触防止機構が設けられる変形例
２−４−４．ヒューズの形成位置についての変形例
２−４−５．電子デバイスがサーフェスＭＥＭＳである変形例
２−５．適用例
２−５−１．電子機器のスイッチング素子への適用
２−６．第２の実施形態のまとめ
３．補足
＜１．第１の実施形態＞
まず、本開示の第１の実施形態について説明する。
上述したように、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）等の電子デバイスにおいては、製造プロセス中に、駆動部を構成する部材間にスティッキングが生じることが懸念されている。そこで、スティッキングを防止する技術として、例えば特許文献１に記載されているような、駆動部を構成する部材をそれぞれ別プロセスによって作製し、後段の工程でこれらの部材を接合する技術や、特許文献２−５に記載されているような、製造プロセス中に駆動部を構成する部材間をヒューズで接続することにより部材間の電位を略同電位に保ち、後段の工程で当該ヒューズを破断する技術が提案されている。
一方、ＭＥＭＳを作製する際の技術の１つとして、基板材を加工することによりＭＥＭＳを作製するバルクマイクロマシニングがある。バルクマイクロマシニングを用いて作製されるＭＥＭＳ（以下、バルクＭＥＭＳとも呼称する。）では、駆動部を構成する部材、例えば固定部材と可動部材とが、ともに少なくとも基板材の一部を含んで形成され得る。
ここで、特許文献２−５に記載のヒューズをバルクＭＥＭＳに適用する場合について考える。特許文献２−５に記載のヒューズは、ポリシリコンや金属（例えばアルミニウム等）等の導電性材料によって形成される。従って、これらのヒューズをバルクＭＥＭＳに適用しようとした場合には、例えば基板上にポリシリコン層や金属層等を積層し、これらの層をヒューズに応じたパターンに加工するとともに、当該パターンの直下に位置する基板材を取り除く必要がある。このように、特許文献２−５に記載のヒューズをバルクＭＥＭＳに適用する場合には、ヒューズとなる導電性材料を加工する工程に加えて、基板材料を取り除く工程を行う必要があり、製造コストの増加につながる恐れがある。
また、上述したように、特許文献１に記載の技術は、駆動部を構成する部材を別々に作製するために、製造コストが増加する可能性がある。更に、特許文献１に記載の技術では、駆動部を構成する部材同士を接合する際に、高い合わせ精度が求められる。従って、より微細な構造を有するＭＥＭＳや、駆動方向が基板と平行な面内であるラテラル駆動型のＭＥＭＳに対して特許文献１に記載の技術を適用することは困難であると言える。
上記事情に鑑みれば、部材間に設けられるヒューズについて、当該ヒューズの作製をより容易に行うことにより、製造コストの増加を抑制する技術が求められていた。そこで、本開示の第１の実施形態では、ヒューズの作製をより容易に行うことを可能とする技術を提供する。
以下、第１の実施形態について詳しく説明する。なお、以下では、第１の実施形態に係るヒューズを備える電子デバイスとして、バルクＭＥＭＳとして作製される静電駆動又は静電検出を行う静電型ＭＥＭＳを例に挙げて、第１の実施形態についての説明を行う。当該静電型ＭＥＭＳは、例えば各種の電子機器におけるスイッチング素子として適用され得る。
［１−１．電子デバイスの構成］
まず、図１及び図２を参照して、第１の実施形態に係る電子デバイスの一構成例について説明する。図１は、第１の実施形態に係る電子デバイスの構成を示す上面図である。図２は、図１に示す電子デバイスのＡ−Ａ断面における断面図である。
図１を参照すると、第１の実施形態に係る電子デバイス１０は、固定部材１１０と、可動部材１２０と、ヒューズ１３０と、を備える。上述したように、電子デバイス１０は、バルクＭＥＭＳとして作製される静電型ＭＥＭＳであり、固定部材１１０、可動部材１２０及びヒューズ１３０は、基板１９０に対して各種のエッチング処理を行い、基板１９０の所定の領域にトレンチ１４０を形成することにより作製される。なお、説明のため、第１の実施形態について説明するための図１及び後述する各図面では、可動部１２０及びヒューズ１３０に対応する部材に対して異なる種類のハッチングを付して図示している。このように、第１の実施形態では、固定部材１１０、可動部材１２０及びヒューズ１３０は、少なくとも基板１９０の基板材（以下、単に基板材とも呼称する。）の一部を含んで形成されてもよい。なお、第１の実施形態に係る電子デバイス１０は、一般的な静電型ＭＥＭＳに対して、その固定部材と可動部材との間に本実施形態に係るヒューズ１３０が設けられた構成を有してよく、当該静電型ＭＥＭＳの構成としては、各種の公知の構成が適用されてよい。
ここで、以下の説明では、基板１９０の深さ方向をｚ軸方向とも呼称する。また、基板１９０において固定部材１１０、可動部材１２０及びヒューズ１３０が形成される面の方向を上方向又はｚ軸の正方向とも呼称し、その逆方向を下方向又はｚ軸の負方向とも呼称する。更に、基板１９０の表面と水平な面内において互いに直交する２方向をｘ軸方向及びｙ軸方向とも呼称する。図１及び図２に示す例では、基板１９０の表面と水平な面内において可動部材１２０の移動方向をｘ軸としている。
固定部材１１０は、少なくとも基板材の一部を含んで形成される。固定部材１１０は、電子デバイス１０の駆動部を構成し、電子デバイス１０が駆動する際に移動せずに固定され得る部材である。以下では、固定部材１１０のことを第１の部材１１０とも呼称する。固定部材１１０の一部領域には、例えばｙ軸方向に延伸する複数の固定電極１１１が形成される。また、固定部材１１０の表面の一部領域には、電極部１１２が形成される。電極部１１２は、例えば、基板１９０上に絶縁膜１１３、配線層１１４を順に積層し、基板１９０の表面と配線層１１４との間にコンタクト１１５が形成された構成を有する。コンタクト１１５により、配線層１１４と基板１９０とが電気的に接続される。従って、電極部１１２の表面の配線層１１４に所定の電圧を印加することにより、固定部材１１０を構成する基板材の電圧を制御することができる。
可動部材１２０は、少なくとも基板材の一部を含んで形成される。可動部材１２０は、電子デバイス１０の駆動部を構成し、電子デバイス１０が駆動する際に固定部材１１０に対して相対的に移動可能に構成される。以下では、可動部材１２０のことを第２の部材１２０とも呼称する。第１の実施形態では、可動部材１２０は、基板１９０と水平な面内における所定の方向（ｘ軸方向）において、固定部材１１０に対して相対的に移動することができる。可動部材１２０は、固定部材１１０の固定電極１１１と対向するように形成される複数の可動電極１２１を有する。また、固定部材１１０と同様に、可動部材１２０の表面の一部領域には、電極部１２２が形成される。電極部１２２は、電極部１１２と同様に、例えば、基板１９０上に絶縁膜１２３、配線層１２４を順に積層し、基板１９０の表面と配線層１２４との間にコンタクト１２５が形成された構成を有する。コンタクト１２５により、配線層１２４と基板１９０とが電気的に接続される。従って、電極部１２２の表面の配線層１２４に所定の電圧を印加することにより、可動部材１２０を構成する基板材の電圧を制御することができる。
ヒューズ１３０は、少なくとも基板材の一部を含んで形成され、当該基板材を介して固定部材１１０と可動部材１２０とを電気的に接続する。ヒューズ１３０は、ｘ軸方向に延伸する薄板形状を有する。ここで、後述するように、ヒューズ１３０は、製造プロセス中は固定部材１１０及び可動部材１２０を電気的に接続するが、その後電子デバイス１０を駆動する際に破断される。従って、ヒューズ１３０の形状は、製造プロセス中に加えられる外力によっては破断しないが、それ以上の所定の大きさの外力が加えられた場合には破断可能であるように設計されることが望ましい。このように、ヒューズ１３０のｙ軸方向の幅（後述する図３に示す幅Ｗ）やｘ軸方向の長さ（後述する図３に示す長さＬ）、ｚ軸方向の深さ等の、ヒューズ１３０の形状を規定するパラメータは、電子デバイス１０を作製するプロセスの種類や、最終的にヒューズ１３０を破断する方法等に応じて、適宜設計され得る。
図２を参照して、固定部材１１０、可動部材１２０及びヒューズ１３０の深さ方向の構造について詳しく説明する。基板１９０としては、例えばＳｉウエハが用いられる。Ｓｉウエハに対して、半導体プロセスにおいてバルクＭＥＭＳを作製する際に一般的に用いられる各種の処理を順次施すことにより、電子デバイス１０が作製され得る。なお、第１の実施形態はかかる例に限定されず、電子デバイス１０が形成される基板は各種の半導体材料によって構成され得る。例えば、基板１９０としては、上述したＳｉ以外にも、ＳｉＣ、ＧａＰ、ＩｎＰ等、一般的に半導体デバイスのウエハとして用いられ得る各種の材料が適用されてよい。更に、基板１９０の材料は半導体材料に限定されず、ＭＥＭＳが形成され得る各種の公知の材料が適用され得る。
例えば、基板１９０はＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板であってよい。図２に示すように、基板１９０は、Ｓｉ層１９１、１９３の間に、絶縁体、例えばＳｉＯ２からなるボックス層１９２を挟んだ構成を有する。固定部材１１０、可動部材１２０及びヒューズ１３０は、ＳＯＩ基板である基板１９０の上層のＳｉ層１９３を加工することにより形成され得る。例えば、固定部材１１０、可動部材１２０及びヒューズ１３０の各々の間に形成されるトレンチ１４０の深さは、上層のＳｉ層１９３の厚さ（深さ）に対応している。
可動部材１２０及びヒューズ１３０の直下に対応する領域のボックス層１９２は、例えばエッチング処理により除去され得る。可動部材１２０の直下に対応する領域のボックス層１９２が除去されることにより、可動部材１２０がＳＯＩ基板１９０と水平な面内において移動することが可能となる。また、後述するように、ヒューズ１３０は、電子デバイス１０が駆動する際に破断されるため、その直下に対応する領域のボックス層１９２は除去されることが望ましい。一方、固定部材１１０の直下に対応する領域のボックス層１９２は除去されず残存する。従って、固定部材１１０は、ボックス層１９２を介して下層のＳｉ層１９１と固定的に接続され得る。ただし、可動部材１２０の一部領域には、ボックス層１９２が除去されず、下層のＳｉ層１９１と固定的に接続され得るアンカー部１２６が設けられる。図１に示す例では、アンカー部１２６は、一部の可動電極１２１の先端部に設けられている。可動部材１２０は、アンカー部１２６によって基板１９０に対して固定されつつ、その他の部位が弾性的に固定部材１１０に対して相対的に移動可能に構成される。
ここで、基板１９０のうち少なくとも上層のＳｉ層１９３は、例えば不純物が適宜ドープされることにより、その抵抗値が所定の値以下に調整されている。このように、電子デバイス１０では、Ｓｉ層１９３に不純物が適宜ドープされることにより、固定部材１１０、可動部材１２０及びヒューズ１３０は、いわば導体として振る舞ってもよい。なお、このように基板材に不純物が適宜ドープされることにより、ヒューズ１３０は、基板材によって固定部材１１０と可動部材１２０とを電気的に導通し得るが、第１の実施形態では、ヒューズ１３０の表面に導電体による配線層が更に形成されてもよい。ヒューズ１３０の表面に導電体による配線層が更に形成されることにより、ヒューズ１３０における抵抗値が更に低減され、固定部材１１０と可動部材１２０とをより低抵抗で電気的に接続することが可能となる。
図１に示す構成は、製造プロセス中における電子デバイス１０の構成を示している。図１に示すように、製造プロセス中には固定部材１１０及び可動部材１２０がヒューズ１３０によって電気的に接続されているため、固定電極１１１及び可動電極１２１は略同電位に保たれる。従って、電子デバイス１０を作製する際の製造プロセス中における各工程、例えばドライエッチング工程やスパッタリング工程において、固定電極１１１及び可動電極１２１が帯電したとしても、両者の間の電位差を小さい値に抑制することができ、スティッキングの発生を防止することができる。
一方、電子デバイス１０を駆動する際には、ヒューズ１３０を破断する処理を行う。ヒューズ１３０を破断した後には、電極部１１２、１２２の間に所定の電位差を与えることにより、固定部材１１０と可動部材１２０との間に所定に電位差を与えることができるようになる。電子デバイス１０では、固定部材１１０と可動部材１２０との間に所定に電位差を与えることにより、対向して設けられる固定電極１１１と可動電極１２１との間に静電引力を発生させ、可動部材１２０を固定部材１１０に対してｘ軸方向に移動させることができる。例えば、可動部材１２０のｘ軸方向における端部に端子（図示せず。）を設け、可動部材１２０が移動することにより当該端子が他の部材に設けられる他の端子と接触するように、電子デバイス１０を構成することにより、電子デバイス１０を、スイッチング素子として使用することが可能となる。また、逆に、電子デバイス１０では、例えば電子デバイス１０に外力が与えられ可動部材１２０がｘ軸方向に変位した場合には、当該変位量を固定部材１１０と可動部材１２０との間の電位差の変化として検出することができる。このように、電子デバイス１０を、例えば加速度や圧力等の各種の外力を検出するセンサとして使用することが可能となる。
［１−２．ヒューズの破断方法］
以上説明したように、第１の実施形態においては、電子デバイス１０の製造プロセス中にはヒューズ１３０によって固定部材１１０と可動部材１２０とを略同電位に保ち、電子デバイス１０を駆動させる際にはヒューズ１３０を破断する処理が行われる。ここで、第１の実施形態では、ヒューズ１３０に対して、ヒューズ１３０の延伸方向と垂直な方向の外力を加える機構が設けられており、当該外力によってヒューズ１３０を破断させる。第１の実施形態では、電子デバイス１０の内部にヒューズ１３０に対して外力を加える構成（以下、ヒューズ破断部とも呼称する。）が形成されてもよいし、電子デバイス１０の外部からヒューズ１３０に対して外力が加えられてもよい。
図１では、電子デバイス１０の内部にヒューズ破断部が設けられる構成例を図示している。例えば、当該ヒューズ破断部は、ヒューズ１３０に対して外部から所定の大きさの静電引力を加えることにより、当該ヒューズ１３０を破断することができる。図１に示す例では、当該ヒューズ破断部は、ヒューズ１３０との間に所定の電位差が与えられることにより、ヒューズ１３０に対して所定の静電引力を加えるヒューズ電極部１６０を有する。ヒューズ電極部１６０は、図１に示すように、ヒューズ１３０の延伸方向に対して略垂直な方向に、ヒューズ１３０と対向するように設けられる。
ヒューズ電極部１６０は、例えば固定部材１１０と同様に、基板材の一部を含んで形成されるとともに、基板１９０を構成する下層のＳｉ層に対して固定的に形成され得る。ヒューズ電極部１６０を構成する基板材（上層のＳｉ層１９３）も、固定部材１１０、可動部材１２０及びヒューズ１３０と同様に、例えば不純物が適宜ドープされることにより、その抵抗値が所定の値以下に調整されている。ヒューズ電極部１６０の表面の一部領域には、電極部１６２が形成される。電極部１６２の具体的な構成は、上述した電極部１１２、１２２と同様であってよく、例えば、基板１９０上に絶縁膜１６３、配線層１６４を順に積層し、基板１９０の表面と配線層１６４との間にコンタクト１６５が形成された構成を有する。コンタクト１６５により、配線層１６４と基板１９０とが電気的に接続される。従って、電極部１６２の表面の配線層１６４に所定の電圧を印加することにより、ヒューズ電極部１６０を構成する基板材の電圧を制御することができる。
図３を参照して、ヒューズ１３０の破断方法について説明する。図３は、図１に示すヒューズ及びその周辺を含む領域である領域Ｘの拡大図である。
図３を参照すると、第１の実施形態に係るヒューズ１３０は、基板１９０を加工することにより形成され、ｘ軸方向に延伸する薄板形状を有する。なお、以下の説明では、図３に示すように、ヒューズ１３０のｙ軸方向の幅を幅Ｗ、ヒューズ１３０のｘ軸方向の長さを長さＬとも呼称する。また、図３には明示的には示されないが、ヒューズ１３０のｚ軸方向の幅（例えば、基板１９０の上層のＳｉ層１９３の深さに対応している。）を幅Ｄとも呼称する。例えば、ヒューズ１３０は、長さＬが２１０（μｍ）、幅Ｗが０．６（μｍ）、幅Ｄが５０（μｍ）となるように形成される。ただし、これらの数値は、ヒューズ１３０の形状の一例を示すものであり、ヒューズ１３０の形状はかかる例に限定されない。上述したように、ヒューズ１３０の形状は、電子デバイス１０を作製するプロセスの種類や、最終的にヒューズ１３０を破断する方法等に応じて、適宜設計されてよい。
図３に示す構成において、例えば固定部材１１０の電極部１１２と可動部材１２０の電極部１２２とに０（Ｖ）の電位を与え（すなわち、固定部材１１０及び可動部材１２０に０（Ｖ）の電位を与え）、ヒューズ電極部１６０に所定の電圧（例えば８０（Ｖ））を印加する。すると、ヒューズ１３０とヒューズ電極部１６０との間の電位差Ｖｓにより、ヒューズ１３０に対して、ヒューズ１３０をヒューズ電極部１６０に引き寄せる方向に静電引力が加えられる。当該静電引力による曲げ応力によりヒューズ１３０を破断させることができる。なお、固定部材１１０及び可動部材１２０に与えられる電圧値、並びに、ヒューズ電極部１６０に与えられる電圧値は、上記の例に限定されない。これらの電圧値は、ヒューズ１３０の形状等を考慮して、ヒューズ１３０を破断し得る所望の静電引力を加え得るような電位差Ｖｓをヒューズ１３０とヒューズ電極部１６０との間に生じさせるように、適宜設定され得る。また、例えば、ヒューズ電極部１６０に与えられる電圧は負の値であってもよい。当該電圧が負の値である場合、ヒューズ１３０には、ｙ軸の負方向に作用する静電力が加えられることとなる。
当該静電引力は、固定部材１１０及び可動部材１２０とヒューズ電極部１６０との間の電位差に応じて発生するため、当該電位差を適宜調整することにより、当該静電引力の大きさを制御することができる。固定部材１１０及び可動部材１２０とヒューズ電極部１６０との間の電位差は、ヒューズ１３０の材質（すなわち、基板１９０の材質）や、ヒューズ１３０の形状等を考慮して、ヒューズ１３０を破断し得る静電引力が発生するように適宜設定されてよい。
以上、第１の実施形態について説明した。以上説明したように、第１の実施形態では、電子デバイス１０が、第１の部材である固定部材１１０と、第２の部材である可動部材１２０と、固定部材１１０と可動部材１２０とを電気的に接続するヒューズ１３０と、を備える。このように、ヒューズ１３０によって固定部材１１０と可動部材１２０とが電気的に接続され、固定部材１１０及び可動部材１２０が略同電位に保たれることにより、製造プロセス中における固定部材１１０と可動部材１２０とのスティッキングが抑制される。また、第１の実施形態では、ヒューズ１３０に対して、ヒューズ１３０の延伸方向と垂直な方向の外力を加える機構が設けられてもよく、当該外力によってヒューズ１３０が破断され得る。ヒューズ１３０が破断されることにより、固定部材１１０と可動部材１２０との間に所定の電位差を与えることができるようになり、例えばＭＥＭＳとしての電子デバイス１０の本来の駆動が実現される。
また、第１の実施形態では、電子デバイス１０は例えばバルクＭＥＭＳであってよく、固定部材１１０、可動部材１２０及びヒューズ１３０は、少なくとも基板材の一部を含んで形成される。そして、ヒューズ１３０は当該基板材を介して固定部材１１０と可動部材１２０とを電気的に接続する。ここで、上述したように、例えば特許文献２−５に記載の技術では、ヒューズは基板上に積層される導電膜層によって形成されるため、例えば当該導電膜層の直下の基板材料をエッチング等により除去する必要があった。しかしながら、上述したように、第１の実施形態では、ヒューズ１３０が基板１９０によって構成される。従って、例えば基板１９０をエッチングする等の工程を追加することなくヒューズ１３０を形成することができるため、より簡易な方法でヒューズ１３０を作製することが可能となる。よって、電子デバイス１０の製造コストをより低減することができる。
また、特許文献２−５に記載の技術では、ヒューズが基板材を含む場合は想定されていないため、このような基板材を含むヒューズを破断するための方法が十分に検討されていない。例えば、これらの文献に記載されている、過電流による溶断や、振動体との接触による切断、レーザ照射やエッチングによる切断等の方法を、基板材を含むヒューズ１３０に対して適用したとしても、その破断は困難であると考えられる。一方、第１の実施形態では、ヒューズ１３０に対して、ヒューズ１３０の延伸方向と垂直な方向の外力を加える機構が設けられ、当該外力によってヒューズ１３０が破断され得る。従って、基板材を含むヒューズ１３０であっても、より確実に破断させることができ、電子デバイス１０をより安定的に動作させることが可能となる。
なお、上記の説明では、電子デバイス１０が、第１の部材である固定部材１１０と第２の部材である可動部材１２０とを備えるＭＥＭＳである場合について説明したが、第１の実施形態はかかる例に限定されない。第１の実施形態に係るヒューズ１３０は、相対的に移動する互いに異なる部材間に設けられればよく、例えば、第１の部材及び第２の部材はともに可動部材であってもよい。第１の部材及び第２の部材がともに可動部材である場合であっても、上述した実施形態と同様にヒューズ１３０を形成することにより、より簡易な方法でヒューズ１３０を形成可能であるとともに、製造プロセス中における第１の部材と第２の部材とのスティッキングを防止することが可能である。
また、第１の実施形態では、電子デバイス１０はＭＥＭＳでなくてもよい。第１の実施形態に係るヒューズ１３０は、基板を介して複数の部材を電気的に接続するものであるため、当該ヒューズ１３０は、基板の一部を加工して形成されるデバイスであって、互いに異なる複数の部材間にヒューズが設けられ得るデバイスであれば、あらゆる種類のデバイスに適用可能である。第１の実施形態によれば、より容易にヒューズ１３０を作製することが可能となるため、当該ヒューズ１３０を各種のデバイスに適用することにより、当該デバイスの製造コストをより低減することができる。
また、上記の説明では、ヒューズ１３０を破断するための方法として、静電引力を利用する方法について説明したが、第１の実施形態はかかる例に限定されない。第１の実施形態では、ヒューズ１３０に対して、ヒューズ１３０の延伸方向と垂直ないずれかの方向に働く外力を与えることによりヒューズ１３０を破断させればよく、その具体的な方法は任意である。従って、ヒューズ破断部の具体的な構成も、図１に示す構成に限定されず、ヒューズ１３０に対して、ヒューズ１３０の延伸方向と垂直ないずれかの方向に働く外力を与え得るように、適宜変更されてよい。ヒューズ１３０を破断する他の方法については、下記［１−４．具体例］で詳しく説明する。
なお、ヒューズ１３０の具体的な形状は、例えばＦＥＭ（Ｆｉｎｉｔｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ）等を用いたシミュレーションによって、ヒューズ１３０における応力分布を解析することにより設計されてよい。上述したように、ヒューズ１３０の形状は、製造プロセス中に加えられる外力によっては破断しないが、それ以上の所定の大きさの外力が加えられた場合には破断可能であるように設計されることが望ましい。例えば、ＦＥＭ等の手法を用いて、ヒューズ１３０を模した計算モデルを作成し、当該計算モデルに対して製造プロセス中に加えられ得る外力や、ヒューズ１３０を破断する際に加えられ得る外力が印加された際の応力分布をそれぞれ計算する。そして、ヒューズ１３０の形状を適宜変更しながら当該計算を繰り返し行うことにより、製造プロセス中に生じる最大応力がヒューズ１３０の破断応力よりも小さくなるとともに、ヒューズ破断時に生じる最大応力がヒューズ１３０の破断応力よりも大きくなるようなヒューズ１３０の形状を探索し、ヒューズ１３０の具体的な形状を決定してもよい。また、上記方法により、ヒューズ１３０に対して加える外力を順次変更しながら応力分布計算を繰り返し行うことにより、ヒューズ１３０が破断され得る外力の値を適宜計算することも可能である。
［１−３．電子デバイスにおけるヒューズの機能］
上述したように、第１の実施形態では、製造プロセス中には固定部材１１０及び可動部材１２０がヒューズ１３０によって電気的に接続され、電子デバイス１０を駆動させる際には、ヒューズ１３０が破断される。図４Ａ及び図４Ｂを参照して、電子デバイス１０におけるヒューズ１３０の機能についてより詳細に説明する。図４Ａ及び図４Ｂは、第１の実施形態に係る電子デバイス１０が搭載されるモジュールの一構成例を示す機能ブロック図である。
図４Ａは、製造プロセス中におけるモジュール３０の一構成例を示している。図４Ａを参照すると、モジュール３０は、電子デバイス１０及び制御回路２０を備える。電子デバイス１０は、例えばＭＥＭＳであり、図１に示す構成を有する。すなわち、電子デバイス１０は、固定部材１１０と、固定部材１１０に対して相対的に移動可能に構成される可動部材１２０と、固定部材１１０と可動部材１２０とを電気的に接続するヒューズ１３０と、を有する。また、電子デバイス１０は例えばバルクＭＥＭＳであり、固定部材１１０、可動部材１２０及びヒューズ１３０は、少なくとも基板材の一部を含んで形成される。
制御回路２０は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｏｃｅｓｓｏｒ）等の各種のプロセッサによって構成され、所定のプログラムに従って所定の動作を行うことにより、電子デバイス１０の駆動を制御する。制御回路２０は、電子デバイス１０を駆動するためのアクチュエート回路２１０と、電子デバイス１０の挙動から所定の物理量を検出するセンシング回路２２０と、を有する。
図１を参照して上述した例では、電子デバイス１０は、固定部材１１０の固定電極１１１と可動部材１２０の可動電極１２１とが対向して設けられる静電型ＭＥＭＳである。例えば、アクチュエート回路２１０は、電子デバイス１０の可動部材１２０と電気的に接続される。アクチュエート回路２１０は、可動部材１２０に対して所定の電圧を与えることにより、固定電極１１１と可動電極１２１との間に静電引力を発生させ、可動部材１２０を固定部材１１０に対して移動させるように電子デバイス１０を駆動させることができる。また、例えば、センシング回路２２０は、電子デバイス１０の固定部材１１０及び可動部材１２０と電気的に接続される。センシング回路２２０は、例えば電子デバイス１０に外力が加えられて固定部材１１０に対して可動部材１２０が移動した場合に、可動部材１２０の変位量を固定電極１１１と可動電極１２１との間の電位差の変化量として検出することにより、当該外力に対応する物理量（例えば加速度や圧力等）を検出することができる。
図４Ａに示す状態では、ヒューズ１３０によって固定部材１１０と可動部材１２０とが電気的に接続されているため、固定部材１１０と可動部材１２０とが略同電位に保たれる。従って、アクチュエート回路２１０による電子デバイス１０の駆動やセンシング回路２２０による電子デバイス１０を用いた物理量の検出は実現され得ない。しかしながら、製造プロセス中、例えばドライエッチング工程やスパッタリング工程において、固定部材１１０及び可動部材１２０が帯電したとしても、両者の電位が略同電位に保たれるため、スティキングの発生を抑制することができる。
一方、図４Ｂは、ヒューズ１３０が破断された後のモジュール３０の一構成例を示している。図４Ｂを参照すると、ヒューズ１３０が破断された後のモジュール３０は、図４Ａに示す構成に対して、ヒューズ１３０が取り除かれた構成を有する。従って、固定部材１１０と可動部材１２０との間に所定の電位差を生じさせることが可能となり、上述したような、アクチュエート回路２１０による電子デバイス１０の駆動やセンシング回路２２０による電子デバイス１０を用いた物理量の検出が可能となる。
第１の実施形態では、電子デバイス１０を製作する際にスティッキングの発生が懸念される工程を通過した後の任意の段階、又は、電子デバイス１０がモジュール３０に搭載された後の任意の段階で、ヒューズ１３０の破断が行われてよい。ヒューズ１３０は、スティッキングの発生が懸念される工程よりも後であって、電子デバイス１０を駆動させる前であれば、いずれのタイミングで破断されてもよい。
以上、図４Ａ及び図４Ｂを参照して、電子デバイス１０におけるヒューズ１３０の機能について説明した。
［１−４．変形例］
次に、上述した第１に実施形態におけるいくつかの変形例について説明する。第１の実施形態は、以下のような構成を有してもよい。
（１−４−１．ヒューズが応力集中部を有する変形例）
図１−図３を参照して上述した実施形態では、ヒューズ１３０は、略一様な幅Ｗを有する平板形状を有していた。しかし、第１の実施形態はかかる例に限定されず、ヒューズ１３０は、その一部領域に、外力が加えられた際に応力が集中する応力集中部を有してもよい。当該応力集中部は、ヒューズ１３０の一部領域に設けられ、外力が加えられる方向の幅が他の領域よりも小さく形成される部位として実現され得る。
図５−図７を参照して、第１の実施形態において、ヒューズが応力集中部を有する変形例について説明する。なお、本変形例は、図１−図３を参照して説明した実施形態に対して、ヒューズ１３０の構成が異なるものに対応しており、その他の構成、例えば固定部材１１０、可動部材１２０及びヒューズ電極部１６０の構成は上記実施形態と同様であってよい。従って、以下の本変形例についての説明では、上述した実施形態との相違点について主に説明することとし、重複する事項については詳細な説明を省略する。
図５は、応力集中部を有するヒューズの一構成例を示す上面図である。図６は、図５に示す応力集中部を含む領域Ｙの拡大図である。図７は、応力集中部の他の構成例を示す上面図である。なお、図５は、上述した図２に対応する図であり、本変形例に係る電子デバイスの構成のうち、ヒューズ及びその周辺を含む領域である領域Ｘの拡大図に対応している。また、図５及び後述する図８−図１１では、簡単のため、電極部１１２、１２２、１６２は、その詳細な構成の図示を省略している。
図５及び図６を参照すると、本変形例に係るヒューズ１３０ａは、その一部領域に切り欠き部１３１を有する。切り欠き部１３１は、ヒューズ１３０ａの一部領域において、ヒューズ１３０ａを破断する際にヒューズ１３０ａに対して外力が加えられる方向（ｙ軸方向）に向かって形成される。切り欠き部１３１が設けられた領域は、外力が加えられる方向の幅が小さくなる、すなわち、外力が加えられる方向における断面積が局所的に小さくなるため、外力が加えられた際に応力集中部として機能し得る。従って、ヒューズ１３０ａに対して外力が加えられた際には、例えば当該切り欠き部１３１からｙ軸方向に亀裂が伸展し、ヒューズ１３０ａが破断することとなる。
図５及び図６に示す例では、ヒューズ１３０ａのｙ軸方向にヒューズ破断部であるヒューズ電極部１６０が設けられる。従って、上記［１−２．ヒューズの破断方法］で説明した方法と同様の方法により、ヒューズ１３０ａとヒューズ電極部１６０とに電位差が与えられることにより、ｙ軸方向に作用する静電引力がヒューズ１３０ａに加えられることとなる。
本変形例の効果を確認するために、本発明者らは、ヒューズ１３０ａを模した計算モデルを作成し、当該計算モデルに対して所定の静電引力を加えた場合にヒューズ１３０ａに生じる応力値をシミュレーションにより算出した。計算モデルとしては、ヒューズ１３０ａの長さＬを２１０（μｍ）、幅Ｗを０．６（μｍ）、幅Ｄを５０（μｍ）とした。また、切り欠き部１３１のｙ軸方向の深さを０．３（μｍ）とした。当該計算モデルに対して、ｙ軸方向に８０Ｖ／６μｍの大きさの静電力を加えたところ、切り欠き部１３１において、最大で約２６００（ＭＰａ）の応力が生じることが計算により確認された。一方、上記の構造を有するヒューズ１３０を破断するために必要な応力値を別途計算したところ、破断の目安となる応力値は約１０００（ＭＰａ）であった。従って、上記条件によって切り欠き部１３１に生じる応力により、ヒューズ１３０ａの破壊が十分可能であることが確認された。
このように、本変形例においては、ヒューズ１３０ａの一部領域に、応力集中部である切り欠き部１３１が設けられることにより、当該領域においてより大きな応力を発生させることができ、ヒューズ１３０ａの破断をより容易に行うことが可能となる。なお、図５及び図６に示す例では、切り欠き部１３１は、ヒューズ１３０の両端近傍、すなわち、固定部材１１０及び可動部材１２０の近傍に１箇所ずつ設けられているが、本変形例はかかる例に限定されない。切り欠き部１３１が形成される位置及び数、並びに、切り欠き部１３１の形状等は、適宜設定されてよい。上述したように、ヒューズ１３０ａにおいては、切り欠き部１３１が設けられる箇所に応力が集中し、当該箇所においてヒューズ１３０ａが破断しやすくなる。従って、例えば、切り欠き部１３１の形成位置は、ヒューズ１３０ａを破断させたい位置に調整され得る。また、固定部材１１０、可動部材１２０及びヒューズ１３０を作製した際に、予めヒューズ１３０の内部応力に分布が生じている場合であれば、当該内部応力がより大きい部位に切り欠き部１３１を形成することにより、ヒューズ１３０ａの破断が更に容易になる。
また、ヒューズ１３０ａに設けられる応力集中部の形状は、図６に示す切り欠き部１３１に限定されず、例えば図７に示すような薄肉部１３２であってもよい。薄肉部１３２は、ヒューズ１３０ａのうちｘ軸方向に所定の長さの領域を、当該領域のｙ軸方向の幅が他の領域よりも小さくなるように加工することにより形成され得る。切り欠き部１３１と同様に、薄肉部１３２も、外力が加えられた際に応力集中部として機能する。ただし、本変形例はこれらの例に限定されず、ヒューズ１３０ａの一部領域に応力が集中する応力集中部が形成されればよく、当該応力集中部の形状は任意であってよい。
以上、図５−図７を参照して、第１の実施形態において、ヒューズが応力集中部を有する変形例について説明した。以上説明したように、本変形例においては、ヒューズ１３０ａの一部領域に、例えば切り欠き部１３１や薄肉部１３２等の、外力が加えられた際に応力が集中する応力集中部が形成されるため、ヒューズ１３０ａの破断をより容易に行うことが可能となる。また、外力が加えられた際には、応力集中部が設けられた部位でヒューズ１３０ａが破断する可能性が高いため、応力集中部の形成位置を調整することにより、ヒューズ１３０ａの破断位置を制御することが可能となる。
（１−４−２．破断後のヒューズが溶着される変形例）
図１−図３を参照して上述した実施形態において、電子デバイス１０を駆動するためにヒューズ１３０を破断すると、破断後のヒューズ１３０は、固定部材１１０又は可動部材１２０との接続部位においてそれぞれ支持された、一対の片持ち梁のような形状を有することとなる。このような状態においては、電子デバイス１０が駆動され、可動部材１２０が固定部材１１０に対して移動する際に、ヒューズ１３０の破断面同士が接触してしまう恐れがある。ヒューズ１３０の破断面同士が接触すると、固定部材６１０と可動部材６２０とが導通し略同電位となってしまうため、電子デバイス１０の駆動が正常に行われなくなる可能性がある。また、破断後のヒューズ１３０が当該接触により更に破壊されてしまう恐れもある。ヒューズ１３０が更に破壊されることにより、当該破壊によって生じ得るパーティクルによって電子デバイス１０の正常な動作が妨げられることも考えられ、電子デバイス１０の信頼性が低下する恐れがある。
そこで、本変形例では、破断後のヒューズ１３０を所定の部位に溶着することにより、破断後のヒューズ１３０を破断前のヒューズ１３０の位置とは異なる位置に固定し、ヒューズ１３０の破断面同士が再接触することを防止する。図８を参照して、第１の実施形態において、破断後のヒューズが溶着される変形例について説明する。なお、本変形例は、図１−図３を参照して説明した実施形態に対して、ヒューズを破断する処理の後に更に所定の処理が追加されたものに対応しており、その他の構成、例えば固定部材１１０、可動部材１２０、ヒューズ１３０及びヒューズ電極部１６０の構成は上記実施形態と同様であってよい。従って、以下の本変形例についての説明では、上述した実施形態との相違点について主に説明することとし、重複する事項については詳細な説明を省略する。
図８は、破断後のヒューズが溶着された様子を示す上面図である。なお、図８は、上述した図２に対応する図であり、本変形例に係る電子デバイスの構成のうち、ヒューズ及びその周辺を含む領域である領域Ｘの拡大図に対応している。
図８を参照すると、本変形例では、図３を参照して説明した実施形態と同様に、ヒューズ電極部１６０とヒューズ１３０との間に所定の電位差を与えることにより、ヒューズ１３０に静電引力を加え、ヒューズ１３０を破断する。ここで、上述したように、破断後のヒューズ１３０は、固定部材１１０との接続部位において支持された片持ち梁として振る舞い得る。従って、ヒューズ１３０が破断された後も、ヒューズ電極部１６０とヒューズ１３０との間に電位差を与え続けることにより、図８に示すように、破断後のヒューズ１３０の自由端に対応する部位が、ヒューズ電極部１６０の方向に引き寄せられることとなる。
ここで、本変形例では、破断後のヒューズ１３０がヒューズ電極部１６０に引き寄せられた際に、ヒューズ１３０の少なくとも一部領域がヒューズ電極部１６０を構成する基板１９０に接触するように、ヒューズ１３０及びヒューズ電極部１６０の形成位置が設定されている。ヒューズ１３０の少なくとも一部領域、例えば自由端に対応する部位がヒューズ電極部１６０を構成する基板１９０と接触すると、接触と同時に両者の間に電流が流れ、抵抗のより大きい接触部がジュール熱により溶解し固着する。このように、本変形例では、破断後のヒューズ１３０の自由端に対応する部位がヒューズ電極部１６０に溶着されるため、破断後のヒューズ１３０が再び接触したり更に破壊されたりすることを防止することができ、電子デバイス１０の正常な動作が保たれる。
なお、本変形例では、破断後のヒューズ１３０とヒューズ電極部１６０とは必ずしも接触する必要はなく、例えば両者を１（μｍ）以下に近接させることにより生じ得るアークを用いることにより、両者が溶着されてもよい。また、ヒューズ電極部１６０とヒューズ１３０との間に付加される電位差は、ヒューズ１３０を破断するときから、破断後にヒューズ１３０を引き寄せ溶着するまでの間、一定の値であってもよいし、適宜変更されてもよい。当該電位差は、ヒューズ１３０及び基板１９０の材質や、ヒューズ１３０の形状等に応じて、ヒューズ１３０の破断と溶着を実現し得るように適宜設定されてよい。また、破断後のヒューズ１３０が溶着される部位はヒューズ電極部１６０に限定されない。電子デバイス１０内に形成され得る他の部位から破断後のヒューズ１３０に対して静電引力を加えることにより、破断後のヒューズ１３０を当該他の部位に引き寄せ、溶着させてもよい。
なお、本変形例に対して、上記（１−４−１．ヒューズが応力集中部を有する変形例）で説明した変形例を組み合わせることも可能である。上述したように、応力集中部を有するヒューズ１３０ａでは、応力集中部を設ける位置を調整することにより、その破断位置を制御することが可能である。従って、ヒューズ１３０ａにおいて応力集中部を設ける位置を適宜調整することにより、破断後のヒューズ１３０ａによって形成される片持ち梁において自由端が形成される位置を制御することができる。よって、破断後のヒューズ１３０とヒューズ電極部１６０とが接触し得る位置をより正確に予測することが可能となるため、ヒューズ１３０及びヒューズ電極部１６０の形成位置の設計をより的確に行うことができる。
以上、図８を参照して、第１の実施形態において、破断後のヒューズが溶着される変形例について説明した。以上説明したように、本変形例においては、破断後のヒューズ１３０の一部領域が、他の部位、例えばヒューズ電極部１６０に溶着される。従って、破断後のヒューズ１３０が再接触してリークパスが形成されたり、更に破壊されたりすることを防止することができ、電子デバイス１０の駆動に対するより高い信頼性が確保される。
（１−４−３．ヒューズ破断部がヒューズ電極部を複数有する変形例）
図１−図３を参照して上述した実施形態では、電子デバイス１０内に設けられるヒューズ破断部は、１つのヒューズ電極部１６０を有していた。しかし、第１の実施形態はかかる例に限定されず、当該ヒューズ破断部は、複数のヒューズ電極部１６０を有してもよい。
図９を参照して、第１の実施形態において、ヒューズ破断部がヒューズ電極部を複数有する変形例について説明する。なお、本変形例は、図１−図３を参照して説明した実施形態に対して、ヒューズ破断部の構成が異なるものに対応しており、その他の構成、例えば固定部材１１０及び可動部材１２０の構成は上記実施形態と同様であってよい。従って、以下の本変形例についての説明では、上述した実施形態との相違点について主に説明することとし、重複する事項については詳細な説明を省略する。
図９は、ヒューズ破断部がヒューズ電極部を複数有する電子デバイスの一構成例を示す上面図である。なお、図９は、上述した図２に対応する図であり、本変形例に係る電子デバイスの構成のうち、ヒューズ及びその周辺を含む領域Ｘの拡大図に対応している。
図９を参照すると、本変形例では、ヒューズ破断部が複数のヒューズ電極部１６０ａ、１６０ｂを有する。ヒューズ電極部１６０ａ、１６０ｂは、ヒューズ１３０ｃを挟んで互いに異なる方向にそれぞれ設けられる。また、ヒューズ電極部１６０ａ、１６０ｂは、ヒューズ１３０ｃを挟んで互いに対向しないように、すなわち、ヒューズ１３０ｃの互いに異なる部位に対向するように設けられる。なお、ヒューズ１３０ｃは、固定部材１１０と可動部材１２０とを電気的に接続するものであり、図１に示すヒューズ１３０と同様の機能を有する。また、ヒューズ電極部１６０ａ、１６０ｂの具体的な構成は、図１に示すヒューズ電極部１６０と同様であるため、その詳細な説明は省略する。
図９に示す例では、ヒューズ１３０ｃの固定部材１１０からｘ軸方向に所定の長さを有する領域である領域１３１ｃと対向するようにヒューズ電極部１６０ａが設けられる。例えば、ヒューズ電極部１６０ａは、ｙ軸の負方向からヒューズ１３０ｃと対向するように設けられる。また、ヒューズ１３０ｃの可動部材１２０からｘ軸方向に所定の長さを有する領域である領域１３２ｃと対向するようにヒューズ電極部１６０ｂが設けられる。例えば、ヒューズ電極部１６０ｂは、ｙ軸の正方向からヒューズ１３０ｃと対向するように設けられる。このように、図９に示す例では、少なくとも１つのヒューズ電極部１６０ａが、ヒューズ１３０ｃの第１の領域（領域１３１ｃ）に対して第１の方向（ｙ軸の負方向）に静電引力を加えるように配置され、少なくとも１つの他のヒューズ電極部１６０ｂが、ヒューズ１３０ｃの前記第１の領域とは異なる第２の領域（領域１３２ｃ）に対して前記第１の方向とは逆の方向である第２の方向（ｙ軸の正方向）に静電引力を加えるように配置される。
当該構成において、ヒューズ電極部１６０ａ、１６０ｂとヒューズ１３０ｃとの間に所定の電位差が与えられると、ヒューズ１３０ｃの領域１３１ｃには、ヒューズ１３０ｃをヒューズ電極部１６０ａの配設方向、すなわちｙ軸の負方向に引き寄せる静電引力が加えられ、ヒューズ１３０ｃの領域１３２ｃには、ヒューズ１３０ｃをヒューズ電極部１６０ｂの配設方向、すなわちｙ軸の正方向に引き寄せる静電引力が加えられる。このように、本変形例では、ヒューズ１３０ｃの一端側と他端側とに対して、ヒューズ１３０ｃの延伸方向と垂直な方向において互いに逆方向に外力が加えられる。従って、ヒューズ１３０ｃの略中心付近における応力が増大し、ヒューズ１３０ｃの破断をより容易に行うことが可能となる。
また、図９に示すように、本変形例では、ヒューズ１３０ｃは、ｘ軸方向に直線的に延伸するのではなく、領域１３１ｃと１３２ｃとの間に、ｘ−ｙ平面内で屈曲する屈曲部を有する。当該屈曲部は、ヒューズ１３０ｃにおいて応力集中部として機能し得るため、当該屈曲部を有することにより、ヒューズ１３０ｃの破断が更に容易になる。ただし、本変形例はかかる例に限定されず、例えば図１に図示したような直線形状を有するヒューズ１３０に対して、複数のヒューズ電極部１６０ａ、１６０ｂが設けられてもよい。
また、本変形例において、ヒューズ電極部１６０ａ、１６０ｂが配置される位置や数は、図９に示す例に限定されず、適宜設定されてよい。例えば、ヒューズ電極部１６０ａ、１６０ｂは、ヒューズ１３０ｃを挟んで互いに異なる方向にそれぞれ設けられるのではなく、ヒューズ１３０ｃに対して同じ方向（例えばｙ軸の正方向又は負方向）に設けられてもよい。また、より多くの数のヒューズ電極部１６０ａ、１６０ｂが設けられてもよい。本変形例では、ヒューズ電極部１６０ａ、１６０ｂの配置位置や配置数を適宜変更することにより、ヒューズ１３０ｃにおける応力集中位置、すなわち破断位置が調整されてよい。
以上、図９を参照して、第１の実施形態において、ヒューズ破断部がヒューズ電極部を複数有する変形例について説明した。以上説明したように、本変形例においては、ヒューズ破断部が複数のヒューズ電極部１６０ａ、１６０ｂを有することにより、ヒューズ１３０ｃを破断する際にヒューズ１３０ｃに対して加えられる外力が増大し、その破断がより容易になる。更に、複数のヒューズ電極部１６０ａ、１６０ｂの配置位置や配置数を適宜変更することにより、ヒューズ１３０ｃにおける破断位置を制御することが可能となる。
（１−４−４．ヒューズ破断部が破断用駆動部を有する変形例）
図１−図３を参照して上述した実施形態では、ヒューズ破断部はヒューズ電極部１６０を有し、静電引力によってヒューズ１３０を破断していた。しかし、第１の実施形態はかかる例に限定されず、ヒューズ破断部は、他の構成によってヒューズ１３０に対して外力を加え、ヒューズ１３０を破断してもよい。本変形例では、ヒューズ破断部は、ヒューズ１３０に一部領域を所定の方向に押圧することにより外力を加え、ヒューズ１３０を破断する、破断用駆動部を有する。
図１０を参照して、第１の実施形態において、ヒューズ破断部が破断用駆動部を有する変形例について説明する。なお、本変形例は、図１−図３を参照して説明した実施形態に対して、ヒューズ破断部の構成が異なるものに対応しており、その他の構成、例えば固定部材１１０、可動部材１２０及びヒューズ１３０の構成は上記実施形態と同様であってよい。従って、以下の本変形例についての説明では、上述した実施形態との相違点について主に説明することとし、重複する事項については詳細な説明を省略する。
図１０は、ヒューズ破断部が破断用駆動部を有する変形例に係る電子デバイスの一構成例を示す上面図である。なお、図１０は、上述した図２に対応する図であり、本変形例に係る電子デバイスの構成のうち、ヒューズ及びその周辺を含む領域である領域Ｘを拡大した図に対応している。
図１０を参照すると、本変形例では、ヒューズ破断部は破断用駆動部１７０を有する。破断用駆動部１７０は、ｙ軸の負方向からヒューズ１３０と対向するように設けられる。
破断用駆動部１７０の構成について詳しく説明する。破断用駆動部１７０は、基板１９０を加工することにより形成される、静電型のバルクＭＥＭＳであってよい。破断用駆動部１７０は、破断用固定部材１７２及び破断用可動部材１７６を有する。
破断用固定部材１７２は、基板１９０の上層のＳｉ層１９３を加工することにより形成され、固定部材１１０と同様に、破断用駆動部１７０が駆動する際に移動せずに固定され得る部材である。破断用固定部材１７２の一部領域には、例えばｙ軸方向に突出する複数の破断用固定電極１７３が形成される。また、破断用固定部材１７２の表面における一部領域には、破断用固定部材１７２に対して所定の電圧を印加するための破断用駆動配線１７４が形成される。破断用駆動配線１７４は、固定部材１１０の電極部１１２に対応するものである。破断用駆動配線１７４は、例えばコンタクトホール（図示せず。）を介して破断用固定部材１７２を構成する基板１９０と電気的に接続されており、破断用駆動配線１７４に所定の電圧を与えることにより、破断用固定部材１７２の電圧を制御することができる。
破断用可動部材１７６は、基板１９０の上層のＳｉ層１９３を加工することにより形成され、可動部材１２０と同様に、破断用駆動部１７０が駆動する際に破断用固定部材１７２に対して相対的に移動可能に構成される。破断用可動部材１７６の一部領域には、破断用固定電極１７３と対向するように、例えばｙ軸方向に突出する複数の破断用可動電極１７７が形成される。また、破断用可動部材１７６の一部領域は、ばね１７８によって固定部材１１０と接続されている。当該ばね１７８は、破断用可動部材１７６が移動した際に、破断用可動部材１７６に対して、破断用可動部材１７６を元の位置に戻すような復元力を与える。更に、破断用可動部材１７６のヒューズ１３０と対向する部位の一部領域には、ヒューズ１３０に向かって突出する突出部１７９が設けられる。
破断用駆動部１７０は、静電力によって駆動する静電型ＭＥＭＳであり、破断用駆動配線１７４に所定の電圧が印加されることによって駆動する。具体的には、図１０に示す例であれば、破断用駆動配線１７４に所定の電圧が印加されることにより、破断用可動部材１７６がｙ軸の正方向に移動する。破断用可動部材１７６がｙ軸の正方向に移動することにより、突出部１７９がヒューズ１３０にｙ軸の負方向から接触し、破断用駆動部１７０の駆動力によりヒューズ１３０が押し曲げられ破断する。
上述した静電引力によってヒューズ１３０を破断する方法では、静電引力がヒューズ１３０に対して、ｘ軸方向に分布する分布荷重として加えられるため、ヒューズ１３０を破断するために比較的大きな外力が必要になる可能性がある。一方、本変形例では、突出部１７９が直接ヒューズ１３０に接触し押圧することにより外力を加えるため、突出部１７９との接触部位における集中荷重がヒューズ１３０に加えられることとなる。従って、当該接触部位において応力集中が生じ、ヒューズ１３０をより容易に破断することが可能となる。また、破断用可動部材１７６における突出部１７９の形成位置、すなわち、突出部１７９とヒューズ１３０との接触部位の位置を調整することにより、ヒューズ１３０の破断位置を制御することが可能である。更に、破断用駆動部１７０として静電型ＭＥＭＳを用いることにより、例えば破断用固定電極１７３及び破断用可動電極１７７の構成を櫛歯型にすることにより破断用可動部材１７６の変位量を増加させたり、破断用固定電極１７３及び破断用可動電極１７７の電極面積を変更することにより駆動力を調整したり、といった、一般的に静電型ＭＥＭＳにおいて用いられる各種の設計手法、制御手法を応用することができ、より適切な破断用駆動部１７０の設計を行うことが可能となる。
なお、図１０に示す例では、破断用駆動部１７０が静電型ＭＥＭＳである場合について説明したが、本変形例はかかる例に限定されない。破断用駆動部１７０は、駆動されることにより、ヒューズ１３０を所定の方向に押圧しこれを破断可能なように構成されればよく、破断用駆動部１７０としては、各種の公知のＭＥＭＳが適用されてよい。例えば、破断用駆動部１７０の駆動方式は静電力によるものに限定されず、電磁力や熱を利用したものであってもよい。
ここで、本変形例に対して、上記（１−４−２．破断後のヒューズが溶着される変形例）で説明した変形例を組み合わせることも可能である。図１１を参照して、このような、ヒューズ破断部が破断用駆動部を有する変形例と、破断後のヒューズが溶着される変形例とが組み合わせた変形例について説明する。図１１は、ヒューズ破断部が破断用駆動部を有する変形例と、破断後のヒューズが溶着される変形例とが組み合わせた変形例に係る電子デバイスの一構成例を示す上面図である。なお、図１１は、上述した図２に対応する図であり、本変形例に係る電子デバイスの構成のうち、ヒューズ及びその周辺を含む領域である領域Ｘの拡大図に対応している。
図１１を参照すると、本変形例では、ヒューズ破断部が、ヒューズ電極部１６０及び破断用駆動部１７０ａを有する。具体的には、本変形例では、図１１に示すように、ヒューズ１３０を挟んで互いに対向する位置に、破断用駆動部１７０ａ及びヒューズ電極部１６０がそれぞれ設けられる。なお、破断用駆動部１７０ａは、図１０に示す破断用駆動部１７０に対して、突出部１７９の形成位置が変更されたものに対応し、その他の構成は破断用駆動部１７０と同様であるため、その詳細な構成についての説明は省略する。本変形例に係る破断用駆動部１７０ａの突出部１７９ａは、ヒューズ１３０のｘ軸方向における略中心付近からいずれかの方向にずれた位置でヒューズ１３０と対向するように形成される。図１１に示す例では、突出部１７９ａは、ヒューズ１３０のｘ軸方向において、より可動部材１２０に近い位置でヒューズ１３０と対向するように形成されている。破断用駆動部１７０ａが駆動される際には、突出部１７９ａの形成位置に対応する位置でヒューズ１３０が破断されることとなる。ただし、破断用駆動部１７０ａにおいて突出部１７９ａが設けられる位置は図示される例に限定されず、ヒューズ１３０との接触部位、すなわちヒューズ１３０を破断する際の応力集中部位を考慮して適宜設定されてよい。
本変形例では、図１０を参照して説明した方法と同様に、破断用駆動部１７０ａを駆動させることにより突出部１７９ａによってヒューズ１３０を押圧し、ヒューズ１３０を破断させる。そして、ヒューズ１３０が破断された後に、ヒューズ１３０とヒューズ電極部１６０との間に所定の電位差が与えられる。従って、破断されたヒューズ１３０の片持ち梁の自由端に対応する部位が、静電引力によりヒューズ電極部１６０に引き寄せられ、ヒューズ電極部１６０と溶着する。破断後のヒューズ１３０がヒューズ電極部１６０に溶着されることにより、破断後のヒューズが再接触しリークパスが形成されることや、破断後のヒューズが更に破壊されることが防止される。従って、電子デバイス１０のより確実な駆動が保障される。
なお、本変形例においては、ヒューズ１３０を破断する際に、破断用駆動部１７０ａを駆動させるとともに、ヒューズ１３０とヒューズ電極部１６０との間に所定の電位差が与えられてもよい。これにより、ヒューズ１３０に対して、突出部１７９ａの押圧力による曲げ応力と静電引力による曲げ応力とがともに加えられることとなるため、ヒューズ１３０の破断がより容易になる。また、本変形例においては、破断後のヒューズ１３０をヒューズ電極部１６０に溶着させる際に、ヒューズ１３０とヒューズ電極部１６０との間に所定の電位差が与えられるとともに、破断用駆動部１７０を駆動させることにより突出部１７９ａによって破断後のヒューズ１３０を押圧してもよい。これにより、破断後のヒューズ１３０に対して、静電引力と、突出部１７９による押圧力とがともに加えられることとなるため、破断後のヒューズ１３０のヒューズ電極部１６０への引き寄せ及び溶着が、より確実に行われることとなる。
以上、図１０を参照して、第１の実施形態において、ヒューズ破断部が破断用駆動部を有する変形例について説明した。以上説明したように、本変形例においては、ヒューズ破断部が、例えば静電型ＭＥＭＳである破断用駆動部１７０を有する。そして、当該破断用駆動部１７０を駆動することにより、ヒューズ１３０に突出部１７９を直接接触させ押圧することにより、ヒューズ１３０を破断させる。ヒューズ１３０の突出部１７９との接触部位に集中荷重を加えることが可能となるため、ヒューズ１３０の破断がより容易となる。また、突出部１７９の形成位置を変更することにより、ヒューズ１３０の破断位置を制御することができる。
また、図１１を参照して、ヒューズ破断部が破断用駆動部を有する変形例と、破断後のヒューズが溶着される変形例とが組み合わせた変形例について説明した。本変形例では、破断後のヒューズ１３０がヒューズ電極部１６０に溶着されるため、ヒューズ１３０の再接触やヒューズ１３０の更なる破壊が防止され、電子デバイス１０のより確実な駆動が保障される。また、本変形例では、ヒューズ１３０を破断する際及び／又はヒューズ１３０を溶着する際に、ヒューズ電極部１６０による静電引力と、破断用駆動部１７０ａを駆動させることによる突出部１７９ａによる押圧力とが、ヒューズ１３０に対してともに加えられてもよい。これにより、ヒューズ１３０の破断が更に容易なものとなり得る。また、破断後のヒューズ１３０とヒューズ電極部１６０とをより確実に溶着させることが可能となる。
（１−４−５．ヒューズがローレンツ力により破断される変形例）
図１−図３を参照して上述した実施形態では、ヒューズ破断部はヒューズ電極部１６０を有し、静電引力によってヒューズ１３０を破断していた。また、上記（１−４−４．ヒューズ破断部が破断用駆動部を有する変形例）では、ヒューズ１３０を破断する他の方法として、ヒューズ破断部が破断用駆動部１７０を有する変形例について説明した。しかし、第１の実施形態はかかる例に限定されず、ヒューズ１３０は他の構成によって外力を与えられることにより破断されてもよい。本変形例では、ヒューズ１３０間に所定の電流が印加された状態でヒューズ１３０に対して磁界が印加されることにより、ヒューズ１３０に生じるローレンツ力による曲げ応力によってヒューズ１３０が破断される。
図１２−図１５Ｂを参照して、第１の実施形態において、ヒューズがローレンツ力により破断される変形例について説明する。なお、本変形例は、図１−図３を参照して説明した実施形態に対して、ヒューズを破断する構成が異なるものに対応しており、その他の構成、例えば固定部材１１０、可動部材１２０及びヒューズ１３０の構成は上記実施形態と同様であってよい。従って、以下の本変形例についての説明では、上述した実施形態との相違点について主に説明することとし、重複する事項については詳細な説明を省略する。
図１２は、ヒューズがローレンツ力により破断される変形例について説明するための説明図である。なお、図１２並びに後述する図１３、図１４、図１５Ａ及び図１５Ｂにおいては、簡単のため、図１に示す構成のうち、固定部材１１０の電極部１１２、可動部材１２０の電極部１２２及びヒューズ１３０に対応する構成を抜き出し、これらの構成を簡略化して図示している。
本変形例では、電子デバイス１０の内部にヒューズ破断部が設けられなくてよい。本変形例では、ヒューズ１３０に対して電子デバイス１０の外部から電流及び磁界を印加することによりヒューズ１３０にローレンツ力を発生させ、当該ローレンツ力による曲げ応力によりヒューズ１３０を破断させる。
図１２を参照して、本変形例におけるヒューズ１３０の破断方法について詳しく説明する。図１２に示すように、本変形例では、ヒューズ１３０を破断する際に、固定部材１１０の電極部１１２と可動部材１２０の電極部１２２との間に所定の値を有する電流が印加される。これにより、ヒューズ１３０の内部には、ｘ軸方向に電流が流れることとなる。また、ヒューズ１３０に対してｚ軸方向に所定の大きさの磁界が印加される。当該磁界は、例えば、磁石１８０をヒューズ１３０のｚ軸方向に配置することにより印加され得る。なお、ヒューズ１３０に対して磁界を印加する構成はかかる例に限定されず、磁界を発生させ得る各種の公知の構成が用いられてよい。例えば磁石１８０の代わりにコイル（電磁石）等が用いられてもよい。
ヒューズ１３０に対して、ｘ軸方向に電流ｉが印加され、ｚ軸方向に磁界Ｈが印加されることにより、ヒューズ１３０にはｙ軸方向に働くローレンツ力Ｆが発生する。図１２では、ヒューズ１３０における電流ｉ、磁界Ｈ及びローレンツ力Ｆの方向を模式的に矢印で示している。ローレンツ力Ｆをヒューズ１３０に生じさせることにより、ヒューズ１３０にはｙ軸方向への曲げ応力が発生し、ヒューズ１３０をｙ軸方向に破断することができる。なお、印加する電流ｉ及び磁界Ｈの大きさは、ヒューズ１３０を破断するに足るローレンツ力が発生するように、適宜調整され得る。
このように、本変形例では、ヒューズ１３０に対して電子デバイス１０の外部から電流及び磁界を印加することにより、ローレンツ力を利用してヒューズ１３０を破断する。本変形例によれば、電子デバイス１０内にヒューズ破断部（例えば上述したヒューズ電極部１６０や破断用駆動部１７０等）を形成する必要がないため、電子デバイス１０をより小型化することが可能となる。
なお、第１の実施形態においては、ヒューズ１３０の表面に導電体による配線層が形成されてもよい。本変形例は、このような配線層が形成されたヒューズに対しても適用可能である。図１３及び図１４を参照して、配線層を有するヒューズにおいて、ヒューズがローレンツ力により破断される変形例について説明する。図１３及び図１４は、配線層を有するヒューズにおいて、ヒューズがローレンツ力により破断される変形例について説明するための説明図である。
図１３を参照すると、ヒューズ１３０ｄは、基板１９０を加工して形成されるヒューズ基板１３１ｄの上面に、絶縁膜層１３２ｄ及び導電性材料からなる配線層１３３ｄが順次積層された構成を有する。また、図１４を参照すると、ヒューズ１３０ｅは、基板１９０を加工して形成されるヒューズ基板１３１ｅの側面（ｘ−ｚ平面と平行な面）に絶縁膜層１３２ｅ及び導電性材料からなる配線層１３３ｅが順次積層された構成を有する。配線層１３３ｄ及び配線層１３３ｅは、固定部材１１０の電極部１１２の配線層１１４及び可動部材１２０の電極部１２２の配線層１２４と電気的に接続されている。
ヒューズ１３０ｄ、１３０ｅにおいても、図１２に示すヒューズ１３０と同様に、ｘ軸方向に電流ｉが印加され、ｚ軸方向に磁界Ｈが印加されることにより、ｙ軸方向に働くローレンツ力Ｆが発生する。当該ローレンツ力Ｆによる曲げ応力により、ヒューズ１３０ｄ、１３０ｅが破断されることとなる。ただし、ヒューズ１３０ｄ、１３０ｅでは、ローレンツ力Ｆは、ヒューズ基板１３１ｄ、１３１ｅ及び配線層１３３ｄ、１３３ｅの双方に生じ得る。配線層１３３ｄ、１３３ｅが設けられることにより、ヒューズ１３０ｄ、１３０ｅがより低抵抗化し、電流ｉの大きさが増加し得るため、ローレンツ力Ｆの大きさをより増加させることができ、ヒューズ１３０ｄ、１３０ｅの破断がより容易になる。なお、ヒューズ１３０ｄ、１３０ｅの具体的な構成、例えば配線層の有無や配線層のレイアウト等は、図示した例に限定されず、他の構成部材との関係性等を考慮して適宜選択されてよい。
ここで、本変形例に対して、上記（１−４−２．破断後のヒューズが溶着される変形例）で説明した変形例を組み合わせることも可能である。図１５Ａ及び図１５Ｂを参照して、このような、ヒューズがローレンツ力により破断される変形例と、破断後のヒューズが溶着される変形例とが組み合わせた変形例について説明する。図１５Ａ及び図１５Ｂは、ヒューズがローレンツ力により破断される変形例と、破断後のヒューズが溶着される変形例とが組み合わせた変形例について説明するための説明図である。
図１５Ａ及び図１５Ｂを参照すると、本変形例では、ヒューズ１３０に対してローレンツ力Ｆが作用する方向に、ヒューズ１３０と対向するようにヒューズ電極部１６０が設けられる。ヒューズ電極部１６０は、図１を参照して説明したものと同様の構成であってよい。図１５Ａ及び図１５Ｂでは、ヒューズ電極部１６０の一部を簡略化して図示している。
図１５Ａは、本変形例において、ヒューズ１３０が破断される前の様子を図示している。図１２を参照して説明した方法と同様に、ヒューズ１３０に対して、ｘ軸方向に電流ｉを印加し、ｚ軸方向に磁界Ｈを印加することにより、ヒューズ１３０にｙ軸方向に働くローレンツ力Ｆを発生させる。当該ローレンツ力Ｆによる曲げ応力によりヒューズ１３０がｙ軸方向に破断する。
図１５Ｂは、本変形例において、ヒューズ１３０が破断された後の様子を図示している。本変形例では、ヒューズ１３０が破断された後に、ヒューズ１３０とヒューズ電極部１６０との間に所定の電位差が与えられる。従って、破断されたヒューズ１３０の片持ち梁の自由端に対応する部位が、静電引力によりヒューズ電極部１６０に引き寄せられ、ヒューズ電極部１６０と溶着する。破断後のヒューズ１３０がヒューズ電極部１６０に溶着されることにより、破断後のヒューズが再接触しリークパスが形成されることや、破断後のヒューズが更に破壊されることが防止される。従って、電子デバイス１０のより確実な駆動が保障される。
なお、本変形例においては、ヒューズ１３０を破断する際に、ヒューズ１３０に対して電流ｉ及び磁界Ｈを印加するとともに、ヒューズ１３０とヒューズ電極部１６０との間に所定の電位差が与えられてもよい。これにより、ヒューズ１３０に対して、静電引力による曲げ応力と、ローレンツ力Ｆによる曲げ応力とがともに加えられることとなるため、ヒューズ１３０の破断がより容易になる。また、本変形例においては、破断後のヒューズ１３０をヒューズ電極部１６０に溶着させる際に、ヒューズ１３０とヒューズ電極部１６０との間に所定の電位差が与えられるとともに、ヒューズ１３０に対して電流ｉ及び磁界Ｈが印加されてもよい。これにより、破断後のヒューズ１３０に対して、静電引力と、ローレンツ力Ｆとがともに加えられることとなるため、破断後のヒューズ１３０のヒューズ電極部１６０への引き寄せ及び溶着が、より確実に行われることとなる。
以上、図１２−図１４を参照して、第１の実施形態において、ヒューズ１３０がローレンツ力により破断される変形例について説明した。以上説明したように、本変形例においては、ヒューズ１３０に対して、ｘ軸方向に電流ｉを印加し、ｚ軸方向に磁界Ｈを印加することにより、ヒューズ１３０にｙ軸方向に働くローレンツ力Ｆを発生させる。そして、当該ローレンツ力Ｆによる曲げ応力によりヒューズ１３０をｙ軸方向に破断させる。本変形例によれば、電子デバイス１０の内部にヒューズを破断する機構（例えば上述したヒューズ電極部１６０や破断用駆動部１７０等）を形成する必要がないため、電子デバイス１０をより小型化することができる。
また、図１５Ａ及び図１５Ｂを参照して、ヒューズ１３０がローレンツ力により破断される変形例と、破断後のヒューズ１３０が溶着される変形例とが組み合わせた変形例について説明した。本変形例では、破断後のヒューズ１３０がヒューズ電極部１６０に溶着されるため、破断後のヒューズ１３０の再接触やヒューズ１３０の更なる破壊が防止され、電子デバイス１０のより確実な駆動が保障される。また、本変形例では、ヒューズ１３０を破断する際及び／又はヒューズ１３０を溶着する際に、ヒューズ電極部１６０による静電引力と、ローレンツ力とが、ヒューズ１３０に対してともに加えられてもよい。これにより、ヒューズ１３０の破断が更に容易なものとなり得る。また、破断後のヒューズ１３０とヒューズ電極部１６０とをより確実に溶着させることが可能となる。
（１−４−６．ヒューズが振動により破断される変形例）
図１−図３を参照して上述した実施形態では、ヒューズ破断部はヒューズ電極部１６０を有し、ヒューズ１３０とヒューズ電極部１６０との間に所定の電位差を与えることにより、ヒューズ１３０に対して略一定の大きさの静電引力を加えることによりヒューズ１３０を破断していた。しかし、第１の実施形態はかかる例に限定されず、ヒューズ１３０に加えられる力を周期的に変化させ、ヒューズ１３０を振動させることによりヒューズ１３０を破断してもよい。
図１６を参照して、第１の実施形態において、ヒューズが振動により破断される変形例について説明する。なお、本変形例は、図１−図３を参照して説明した実施形態に対して、ヒューズ１３０とヒューズ電極部１６０との間に与える電位差の値を周期的に変化させたものに対応しており、その他の構成、例えば固定部材１１０、可動部材１２０、ヒューズ１３０及びヒューズ電極部１６０の構成は上記実施形態と同様であってよい。従って、以下の本変形例についての説明では、上述した実施形態との相違点について主に説明することとし、重複する事項については詳細な説明を省略する。
図３を参照して説明したように、上述した実施形態では、例えば、固定部材１１０と可動部材１２０とに０（Ｖ）の電位を与え、ヒューズ電極部１６０に所定の電圧（例えば８０（Ｖ））を印加することにより生じる電位差Ｖｓによって、ヒューズ１３０に対して、ヒューズ１３０をヒューズ電極部１６０に引き寄せる方向に働く静電引力を加えていた。一方、本変形例では、図１−図３に示す構成において、例えば、固定部材１１０と可動部材１２０とに０（Ｖ）の電位を与えた状態で、ヒューズ電極部１６０に与える電圧を所定の周期で変動させる。従って、ヒューズ１３０に対して加えられる静電力も周期的に変化することとなり、ヒューズ１３０を振動させることができる。ヒューズ１３０を振動させることにより、ヒューズ１３０に応力が繰り返し加えられることとなり、ヒューズ１３０の破断がより促進される。
ここで、ヒューズ電極部１６０に与えられる電圧の変動の周期は、ヒューズ１３０の固有振動数と略同一であることが好ましい。ヒューズ電極部１６０に与えられる電圧の変動の周期、すなわち、ヒューズ１３０に加えられる静電力の変動の周期が、ヒューズ１３０の固有振動数と略同一である場合、ヒューズ１３０が共振し、その振幅が増大される。その結果、ヒューズ１３０により大きな曲げ応力が発生することとなり、ヒューズ１３０の破断が更に容易になる。
ヒューズ１３０の固有振動数ｆは、例えば、ヒューズ１３０を両端支持梁とみなすと、下記数式（１）によって算出することができる。
Figure 2015123511
ここで、λは振動数係数と呼ばれる係数であり、例えば計算モデルとする梁の形状に応じて値が定まる係数である。また、Ｅは縦弾性係数、Ｉは断面二次モーメント、ρは比重、Ａは断面積である。
例えば、ヒューズ１３０の幅Ｗを０．６（μｍ）とし、ｚ軸方向の幅Ｄを５０（μｍ）とした場合の、ヒューズ１３０の長さＬと固有振動数ｆとの関係を、図１６に図示する。図１６は、ヒューズ１３０の長さＬと固有振動数ｆとの関係を示すグラフ図である。図１６においては、横軸にヒューズ１３０の長さＬを取り、縦軸にヒューズ１３０の固有振動数ｆを取り、両者の関係性をプロットしている。
図１６では、ヒューズ１３０の固有振動数の長さＬ依存性が図示されている。このように、上記数式（１）を用いることにより、ヒューズ１３０の固有振動数の形状依存性を求めることができる。ヒューズ１３０の形状からその固有振動数を算出し、当該固有振動数に対応する周期でヒューズ電極部１６０に与える電圧を変化させることにより、ヒューズ１３０を共振させることができる。例えば、ヒューズ１３０の長さＬが２００（μｍ）である場合には、図１６から、その固有振動数は約１３０（ｋＨｚ）であることが求まる。従って、約１３０（ｋＨｚ）の周期でヒューズ電極部１６０に与える電圧を変化させることにより、ヒューズ１３０を共振させることが可能となる。
以上、図１６を参照して、第１の実施形態において、ヒューズ１３０が振動により破断される変形例について説明した。以上説明したように、本変形例においては、ヒューズ電極部１６０に与える電圧を所定の周波数で変動させることにより、ヒューズ１３０に対して加えられる静電力を周期的に変化させる。従って、ヒューズ１３０に応力が繰り返し与えられることとなり、ヒューズ１３０の破断がより促進される。また、本変形例では、ヒューズ電極部１６０に与えられる電圧の変動の周期が、ヒューズ１３０の固有振動数と略同一であるように制御されてもよい。ヒューズ電極部１６０に与えられる電圧の変動の周期をヒューズ１３０の固有振動数と略同一にすることにより、ヒューズ１３０が共振されるため、ヒューズ１３０の破断がより容易になる。
（１−４−７．ヒューズの破断面と基板の劈開面とが平行である変形例）
図１−図３を参照して説明したように、第１の実施形態では、ヒューズ１３０は少なくとも基板１９０の一部を含んで形成される。本変形例では、ヒューズ１３０の破断面と基板１９０の劈開面とが平行となるようにヒューズ１３０を形成することにより、その破断をより容易にする。
図１７、図１８Ａ及び図１８Ｂを参照して、第１の実施形態において、ヒューズの破断面と基板の劈開面とが平行である変形例について説明する。なお、本変形例は、図１−図３を参照して説明した実施形態に対して、基板１９０に対するヒューズ１３０及びその他の構成部材が形成される方向が調整されたものに対応しており、各構成部材、例えば固定部材１１０、可動部材１２０、ヒューズ１３０及びヒューズ電極部１６０の具体的な構成は、上記実施形態と同様であってよい。従って、以下の本変形例についての説明では、上述した実施形態との相違点について主に説明することとし、重複する事項については詳細な説明を省略する。
図１７は、図３におけるＢ−Ｂ断面で切断された電子デバイス１０を示す斜視図である。例えば、図３に示す構成であれば、ヒューズ１３０に対してｙ軸方向に静電引力が印加されてヒューズ１３０が破断されるため、その破断面１３７は、図１７に示すように、ｙ−ｚ平面と略平行な面になり得る。
一方、基板１９０は例えばＳｉウエハであり得る。図１８Ａ及び図１８Ｂは、基板１９０の一例であるＳｉウエハを模式的に示す斜視図である。Ｓｉウエハは、例えばＳｉの単結晶によって構成されており、その劈開面は（１００）面であることが知られている。また、一般的に、Ｓｉウエハでは、その面内における結晶方位が定められている。
例えば、図１８Ａに示すように、Ｓｉウエハ１９５において、ノッチ１９６を下にして縦方向（図中矢印で示す方向）に（１００）面が存在する場合には、Ｓｉウエハ１９５の劈開方向は当該縦方向になる。図１８Ｂは、劈開後のＳｉウエハ１９５の様子を示している。図１８Ｂに示すように、Ｓｉウエハ１９５の劈開面１９７は（１００）面となり得る。
本変形例では、電子デバイス１０を作製する際に、ヒューズ１３０の破断面１３７が基板１９０（例えばＳｉウエハ１９５）における劈開面１９７と平行になるように、ヒューズ１３０及びその他の構成部材が配置される。すなわち、本変形例では、図１に示すｙ−ｚ平面がＳｉウエハ１９５の劈開面である（１００）面と平行になるように、電子デバイス１０の各構成部材が配置される。この状態において、ヒューズ１３０を破断させるために例えば静電引力等によりヒューズ１３０に曲げ応力を生じさせると、当該曲げ応力によって生じた亀裂（クラック）が、ｙ−ｚ平面と平行に、すなわち、ヒューズ１３０を破断するための最短距離を取り得る方向に伸展することとなるため、より小さなエネルギーでヒューズ１３０を破断させることが可能となる。
以上、図１７、図１８Ａ及び図１８Ｂを参照して、第１の実施形態において、ヒューズの破断面と基板の劈開面とが平行である変形例について説明した。以上説明したように、本変形例においては、電子デバイス１０を作製する際に、ヒューズ１３０の破断面１３７が基板１９０における劈開面１９７と平行になるように、ヒューズ１３０及びその他の構成部材が配置される。従って、ヒューズ１３０が破断される際に、亀裂が、ヒューズ１３０を破断するための最短距離を取り得る方向に伸展することとなるため、ヒューズ１３０の破断がより容易になる。
［１−５．第１の実施形態のまとめ］
以上説明したように、第１の実施形態では、電子デバイス１０が、第１の部材である固定部材１１０と、第２の部材である可動部材１２０と、固定部材１１０と可動部材１２０とを電気的に接続するヒューズ１３０と、を備える。このように、ヒューズ１３０によって固定部材１１０と可動部材１２０とが電気的に接続され、固定部材１１０及び可動部材１２０が略同電位に保たれることにより、製造プロセス中における固定部材１１０と可動部材１２０とのスティッキングが抑制される。また、第１の実施形態では、ヒューズ１３０に対して、ヒューズ１３０の延伸方向と垂直な方向の外力を加える機構が設けられてもよく、当該外力によってヒューズ１３０が破断され得る。ヒューズ１３０が破断されることにより、固定部材１１０と可動部材１２０との間に所定の電位差を与えることができるようになり、例えばＭＥＭＳとしての電子デバイス１０の本来の駆動が実現される。
また、第１の実施形態では、電子デバイス１０は例えばバルクＭＥＭＳであってよく、固定部材１１０、可動部材１２０及びヒューズ１３０は、少なくとも基板材の一部を含んで形成される。そして、ヒューズ１３０は当該基板材を介して固定部材１１０と可動部材１２０とを電気的に接続する。ここで、上述したように、例えば特許文献２−５に記載の技術では、ヒューズは基板上に積層される導電膜層によって形成されるため、例えば当該導電膜層の直下の基板材料をエッチング等により除去する必要があった。しかしながら、上述したように、第１の実施形態では、ヒューズ１３０が基板１９０によって構成される。従って、例えば基板１９０をエッチングする等の工程を追加することなくヒューズ１３０を形成することができるため、より簡易な方法でヒューズ１３０を作製することが可能となる。よって、電子デバイス１０の製造コストをより低減することができる。
また、特許文献２−５に記載の技術では、ヒューズが基板材を含む場合は想定されていないため、このような基板材を含むヒューズを破断するための方法が十分に検討されていない。例えば、これらの文献に記載されている、過電流による溶断や、振動体との接触による切断、レーザ照射やエッチングによる切断等の方法を、基板材を含むヒューズ１３０に対して適用したとしても、その破断は困難であると考えられる。一方、第１の実施形態では、ヒューズ１３０に対して、ヒューズ１３０の延伸方向と垂直な方向の外力を加える機構が設けられ、当該外力によってヒューズ１３０が破断され得る。従って、基板材を含むヒューズ１３０であっても、より確実に破断させることができ、電子デバイス１０をより安定的に動作させることが可能となる。
なお、上述した第１の実施形態及び各変形例は、可能な範囲において互いに組み合わせて適用されてよい。第１の実施形態及び各変形例に示す構成が互いに組み合わせて適用されることにより、これらの実施形態及び各変形例において奏される効果を併せて得ることができる。
＜２．第２の実施形態＞
次に、本開示の第２の実施形態について説明する。
近年、ＭＥＭＳ等の電子デバイスにおいては、その小型化、駆動電圧の低電圧化に対する要求が著しい。当該要求に伴い、ＭＥＭＳの各構成部材においては、その更なる微細化が求められている。しかしながら、ＭＥＭＳの駆動部における固定部材と可動部材との間隔が狭くなるほど、製造プロセス中におけるこれらの部材間のスティッキングが発生しやすくなると考えられるため、製造不良が増加することが懸念される。
そこで、スティッキングを防止する技術として、例えば特許文献１に記載されているような、駆動部を構成する部材をそれぞれ別プロセスによって作製し、後段の工程でこれらの部材を接合する技術や、特許文献２−５に記載されているような、製造プロセス中に駆動部を構成する部材間をヒューズで接続することにより部材間の電位を略同電位に保ち、後段の工程で当該ヒューズを破断する技術が提案されている。
ここで、特許文献１に記載の技術は、駆動部を構成する部材を別々に作製するために、製造コストが増加する可能性がある。更に、特許文献１に記載の技術では、駆動部を構成する部材同士を接合する際に、高い合わせ精度が求められる。従って、より微細な構造を有するＭＥＭＳや、駆動方向がＭＥＭＳが形成される基板と平行な面内方向であるラテラル駆動型のＭＥＭＳに対して特許文献１に記載の技術を適用することは困難であると言える。
また、特許文献２−５に記載のヒューズは、例えば電流を印加することにより溶断する、振動体を接触させて切断する、エッチングにより切断する等の、ヒューズを破断する工程を、ＭＥＭＳを作製する工程とは別途行う必要がある。このように、特許文献２−５に記載のヒューズをＭＥＭＳに適用する場合には、ヒューズを破断する工程を追加する必要があり、製造コストの増加につながる恐れがある。
上記事情に鑑みれば、部材間に設けられるヒューズについて、当該ヒューズの破断をより容易に行うことにより、製造コストの増加を抑制する技術が求められていた。そこで、本開示の第１の実施形態では、ヒューズの破断をより容易に行うことを可能とする技術を提供する。
以下、第２の実施形態について詳しく説明する。なお、以下では、第２の実施形態に係るヒューズを備える電子デバイスとして、バルクＭＥＭＳとして作製される静電駆動又は静電検出を行う静電型ＭＥＭＳをスイッチング素子として用いた場合を例に挙げて、第２の実施形態についての説明を行う。ただし、第２の実施形態はかかる例に限定されず、第２の実施形態に係る電子デバイスは、容量可変キャパシタや可動ミラー等の静電引力によって駆動される、スイッチング素子以外の用途に用いられるＭＥＭＳであってもよい。また、例えば、第２の実施形態に係る電子デバイスは、バルクＭＥＭＳでなくてもよく、サーフェスマイクロマシニングを用いて基板の表面上に作製されるＭＥＭＳ（以下、サーフェスＭＥＭＳとも呼称する。）であってもよい。更に、第２の実施形態に係る電子デバイスは、静電型ＭＥＭＳ以外の他のデバイスであってもよい。
［２−１．電子デバイスの構成］
まず、図１９−図２１を参照して、第２の実施形態に係る電子デバイスの一構成例について説明する。図１９は、第２の実施形態に係る電子デバイスの一構成例を示す上面図である。図２０は、図１９に示す電子デバイスの、一対の固定電極及び可動電極を含む所定の領域を拡大した拡大図である。図２１は、図１９に示す電子デバイスの、ヒューズを含む所定の領域を拡大した拡大図である。
図１９を参照すると、第２の実施形態に係る電子デバイス６０は、固定部材６１０と、可動部材６２０と、ヒューズ６３０と、を備える。上述したように、電子デバイス６０は、バルクＭＥＭＳとして作製される静電駆動又は静電検出を行う静電型ＭＥＭＳであり、固定部材６１０、可動部材６２０及びヒューズ６３０は、基板に対して各種のエッチング処理を行い、基板の所定の領域にトレンチを形成することにより作製される。なお、説明のため、第２の実施形態について説明するための図１９及び後述する各図面では、可動部６２０に対応する部材に対してハッチングを付して図示している。このように、第２の実施形態では、固定部材６１０、可動部材６２０及びヒューズ６３０は、少なくとも基板材の一部を含んで形成されてもよい。なお、第２の実施形態に係る電子デバイス６０は、一般的な静電型ＭＥＭＳに対して、その固定部材と可動部材との間に本実施形態に係るヒューズ６３０が設けられた構成を有してよく、当該静電型ＭＥＭＳの構成としては、各種の公知の構成が適用されてよい。
当該基板としては、例えばＳｉウエハが用いられる。Ｓｉウエハに対して、半導体プロセスにおいてバルクＭＥＭＳを作製する際に一般的に用いられる各種の処理を順次施すことにより、電子デバイス６０が作製され得る。なお、第２の実施形態はかかる例に限定されず、電子デバイス６０が形成される基板は各種の半導体材料によって構成され得る。例えば、当該基板としては、上述したＳｉ以外にも、ＳｉＣ、ＧａＰ、ＩｎＰ等、一般的に半導体デバイスのウエハとして用いられ得る各種の材料が適用されてよい。更に、当該基板の材料は半導体材料に限定されず、ＭＥＭＳが形成され得る各種の公知の材料が適用され得る。
例えば、電子デバイス６０は、第１の実施形態に係る電子デバイス１０と同様に、ＳＯＩ基板上に形成されてよい。ＳＯＩ基板における上層のＳｉ層を加工することにより、固定部材６１０、可動部材６２０及びヒューズ６３０が形成され得る。その際、可動部材６２０及びヒューズ６３０の直下に対応する領域のボックス層は、例えばエッチング処理により除去される。可動部材６２０の直下に対応する領域のボックス層が除去されることにより、可動部材６２０が当該ＳＯＩ基板と水平な面内において移動することが可能となる。また、後述するように、ヒューズ６３０は、電子デバイス６０が駆動する際に破断されるため、その直下に対応する領域のボックス層は除去されることが望ましい。一方、固定部材６１０の直下に対応する領域のボックス層は除去されず残存する。従って、固定部材６１０は、ボックス層を介して下層のＳｉ層と固定的に接続され得る。ただし、可動部材６２０の一部領域には、ボックス層が除去されず、下層のＳｉ層と固定的に接続され得るアンカー部（図示せず。）が設けられてよい。可動部材６２０は、当該アンカー部によって基板に対して固定されつつ、その他の部位が弾性的に固定部材１１０に対して移動可能に構成される。
ここで、ＳＯＩ基板のうち少なくとも上層のＳｉ層は、例えば不純物が適宜ドープされることにより、その抵抗値が所定の値以下に調整され得る。このように、電子デバイス６０では、上層のＳｉ層に不純物が適宜ドープされることにより、固定部材６１０、可動部材６２０及びヒューズ６３０は、いわば導体として振る舞ってもよい。ただし、後述するように、ヒューズ６３０の一部領域には、抵抗値が他の領域よりも高い高抵抗部が形成される。
固定部材６１０は、電子デバイス６０の駆動部を構成し、電子デバイス６０が駆動する際に固定され得る部材である。以下では、固定部材６１０のことを第１の部材６１０とも呼称する。固定部材６１０の一部領域には、例えばｙ軸方向に延伸する複数の固定電極６１１が形成される。また、固定部材６１０の表面の一部領域には、固定部材６１０に対して所定の電圧を印加するための電極部６１２が形成される。電極部６１２は、例えば、基板上に絶縁膜、配線層を順に積層し、基板の表面と当該配線層との間にコンタクトが形成された構成を有する。当該コンタクトにより、配線層と基板の表面とが電気的に接続される。従って、電極部６１２の表面の配線層に所定の電圧を印加することにより、固定部材６１０を構成する基板材の電圧を制御することができる。
可動部材６２０は、電子デバイス６０の駆動部を構成し、固定部材６１０に対して相対的に移動可能に構成される部材である。固定部材６１０と同様に、可動部材６２０も、少なくとも基板材の一部を含んで形成されてよい。以下では、可動部材６２０のことを第２の部材６２０とも呼称する。第２の実施形態では、可動部材６２０は、電子デバイス６０が形成される基板と水平な面内における所定の方向（ｘ軸方向）において、固定部材６１０に対して相対的に移動することができる。可動部材６２０の一部領域には、例えばｙ軸方向に延伸し、固定部材６１０の固定電極６１１と対向するように形成される複数の可動電極６２１が形成される。また、固定部材６１０と同様に、可動部材６２０の一部領域には、可動部材６２０に対して所定の電圧を印加するための電極部６２２が形成される。電極部６２２は、電極部６１２と同様に、例えば、基板上に絶縁膜、配線層を順に積層し、基板材の表面と当該配線層との間にコンタクトが形成された構成を有する。当該コンタクトにより、配線層と基板の表面とが電気的に接続される。従って、電極部６２２の表面の配線層に所定の電圧を印加することにより、可動部材６２０を構成する基板材の電圧を制御することができる。
図２には、電子デバイス６０に設けられる複数の固定電極６１１及び可動電極６２１のうち、一対の固定電極６１１及び可動電極６２１を図示している。固定電極６１１と可動電極６２１との間に電位差を与えることにより、これらの電極間に静電引力を発生させ、可動電極６２１を固定電極６１１に対して移動させることができる。なお、以下の説明では、図２０に示すように、固定電極６１１と可動電極６２１とのｘ軸方向の間隔を電極間距離ｘ、固定電極６１１及び可動電極６２１の互いに対向する領域のｙ軸方向の幅を対向幅ｗとも呼称することとする。
ヒューズ６３０は、固定部材６１０と可動部材６２０とを電気的に接続する。図１９に示す例では、ヒューズ６３０は、ｙ軸方向に延伸し、ｙ−ｚ平面と平行な面を有する板状の形状を有する。
図２１を参照して、第２の実施形態に係るヒューズ６３０の構成について詳細に説明する。図２１を参照すると、第２の実施形態に係るヒューズ６３０は、その一部領域に、他の領域よりも高抵抗を有する部位である高抵抗部６３１が設けられる。高抵抗部６３１は、例えば、ＳＯＩ基板の上層のＳｉ層に不純物をドープするイオン注入工程において、フォトレジストやハードマスク等によって所定の領域をマスクすることにより、当該領域の不純物濃度を他の領域よりも低下させることにより形成され得る。また、高抵抗部６３１は、例えば熱拡散等の方法を用いて、所定の領域の不純物濃度が調整されることにより形成されてもよい。ここで、下記［２−３．ヒューズの詳細設計］で詳述するが、高抵抗部６３１の抵抗値は、固定部材６１０と可動部材６２０との間にスティッキングが生じない程度に両者を導通させるとともに、固定部材６１０と可動部材６２０との間に所定の電圧値が印加された際に可動部材６２０が固定部材６１０に対して移動する程度の電位差を生じさせるような値に調整され得る。
ここで、第２の実施形態では、高抵抗部６３１が形成される位置は図示される例に限定されず、高抵抗部６３１はヒューズ６３０の他の位置に設けられてもよい。第２の実施形態では、固定部材６１０と可動部材６２０とが、高抵抗部６３１を介して電気的に接続されていればよく、その形成位置は任意であってよい。
また、ヒューズ６３０は、その一部領域に、可動部材６２０の移動方向（ｘ軸方向）における幅が他の領域よりも狭く形成される破断部６３２を更に有する。図２１に示す例では、破断部６３２は、可動部材６２０と接続される領域に形成されている。下記［２−２．電子デバイスの動作及びヒューズの破断方法］で説明するように、第２の実施形態では、電子デバイス６０を駆動させ可動部材６２０を移動させることによりヒューズ６３０を破断させる。破断部６３２は、電子デバイス６０が駆動され、ヒューズ６３０に応力が加えられた際に応力が集中し、当該破断部６３２から破断が開始され得る応力集中部として機能する。なお、以下の説明では、破断部６３２の形状を規定するために、図２１に示すように、破断部６３２の延伸方向（ｙ軸方向）の長さを破断部長さｌ、破断部６３２の可動部材６２０の移動方向（ｘ軸方向）の幅を破断部幅ｈとも呼称することとする。
ここで、第２の実施形態では、破断部６３２が形成される位置は図示される例に限定されず、破断部６３２はヒューズ６３０の他の位置に設けられてもよい。また、破断部６３２の形状も図示される例に限定されず、破断部６３２は他の形状を有してもよい。更に、第２の実施形態では、破断部６３２は、ヒューズ６３０に必ずしも設けられなくてもよい。上述したように、第２の実施形態では、電子デバイス６０を駆動させることによりヒューズ６３０が破断されるため、ヒューズ６３０に破断部６３２を設けるかどうかや、破断部６３２の形成位置や形状等は、電子デバイス６０が駆動された際にヒューズ６３０に対して加えられる応力を考慮して、ヒューズ６３０が確実に破断されるように、適宜設定されてよい。
［２−２．電子デバイスの動作及びヒューズの破断方法］
次に、図２２を参照して、第２の実施形態に係る電子デバイス６０の動作及びヒューズ６３０の破断方法について説明する。第２の実施形態では、電子デバイス６０を駆動させ、可動部材６２０を固定部材６１０に対して移動させることによりヒューズ６３０を破断させる。図２２は、図１９に対応する上面図であって、電子デバイス６０を駆動させてヒューズ６３０を破断させた様子を示す上面図である。
上述したように、電子デバイス６０では、固定電極６１１と可動電極６２１との間に電位差を与えることにより、これらの電極間に静電引力を発生させ、可動電極６２１を固定電極６１１に対して移動させる。ここで、一般的な既存の静電型ＭＥＭＳにおいては、静電型ＭＥＭＳを駆動するために、固定部材と可動部材とが電気的に絶縁されており、両者の間に所定の電位差を与えることができるように構成されている。例えば、固定部材と可動部材とが、一般的なヒューズによって電気的に接続されている状態では、両者がほぼ抵抗のない状態で電気的に導通している状態になるため、両者の間に所定の電位差を与えることができず、静電型ＭＥＭＳを駆動させることができない。
しかしながら、第２の実施形態に係るヒューズ６３０は、その一部領域に高抵抗部６３１が設けられる。従って、当該高抵抗部６３１における電圧降下によって、固定部材６１０と可動部材６２０との間に、電子デバイス６０を駆動させるに足るだけの所定の電位差を生じさせることが可能となる。
図２２に示すように、図１９に示す状態から、固定部材６１０と可動部材６２０との間に所定の電位差Ｖｅを与えると、可動部材６２０がｘ軸の正方向（図中の下方向）に移動する。可動部材６２０の移動に伴いヒューズ６３０に応力が加えられ、当該応力によりヒューズ６３０が、例えば破断部６３２において破断することになる。電子デバイス６０は、ヒューズ６３０が破断した後は、固定部材６１０と可動部材６２０とが電気的に絶縁されるため、一般的な静電ＭＥＭＳと同様に動作することができる。
例えば、可動部材６２０の移動方向における端部には、可動端子６２６が設けられている。また、電子デバイス６０の当該可動端子６２６と対向する位置には、固定部材６１０の一部として形成され得るスイッチ部６４０が形成されており、当該スイッチ部６４０の可動端子６２６との対向面には、例えば電子デバイス６０の外部の他の機器と電気的に接続されるスイッチ端子６４１が設けられる。電子デバイス６０を駆動させ、可動部材６２０がｘ軸の正方向に移動することにより、可動端子６２６とスイッチ端子６４１とが接触し、可動部材６２０とスイッチ部６４０とが電気的に導通された状態（すなわちスイッチがオンされた状態）になる。また、可動部材６２０がｘ軸の正方向に移動することにより、可動端子６２６とスイッチ端子６４１とが離隔し、可動部材６２０とスイッチ部６４０とが電気的に導通されていない状態（すなわちスイッチがオフされた状態）になる。このように、電子デバイス６０は、スイッチング素子として機能することができる。
このように、第２の実施形態では、固定部材６１０と可動部材６２０とが、高抵抗部６３１を有するヒューズ６３０を介して電気的に接続される。また、当該高抵抗部６３１の抵抗値は、固定部材６１０と可動部材６２０との間にスティッキングが生じない程度に両者を導通させるとともに、固定部材６１０と可動部材６２０との間に所定の電圧値が印加された際に可動部材６２０が固定部材６１０に対して移動する程度の電位差を生じさせるような値に調整され得る。従って、製造プロセス中におけるスティッキングの発生を抑制しつつ、ヒューズ６３０が接続された状態で電子デバイス６０を駆動させることができる。また、電子デバイス６０を駆動させることにより、ヒューズ６３０が破断され得るように、ヒューズ６３０の形状が設計されている。従って、例えば出荷前の製品検査（例えば動作テスト等）において、通常の電子デバイス６０の駆動動作を行うことによりヒューズ６３０を破断させることができるため、ヒューズ６３０を破断するための別途の工程を行う必要がない。
ここで、上述したように、特許文献２−５に記載の技術では、例えばヒューズを溶断する際に電流を印加するためのパッドや、ヒューズを切断するための振動体等、ヒューズを破断させるための構成を、電子デバイス内に別途設ける必要があった。また、特許文献２−５に記載の技術では、ヒューズを破断させるために、例えば大電流を印加可能な電源設備等、通常の電子デバイスの製造工程においては用いられない設備を別途用意する必要があった。一方、第２の実施形態に係る電子デバイス６０は、上述したように、電子デバイス６０を駆動させることによりヒューズ６３０を破断させるため、ヒューズを破断させるための構成を電子デバイス６０内に別途設ける必要がない。よって、電子デバイス６０を、より小さく製作することが可能となる。また、ヒューズ６３０は、固定部材６１０と可動部材６２０との間に内蔵される。従って、固定部材６１０及び可動部材６２０以外の領域にヒューズ６３０を設ける領域を確保する必要がないため、電子デバイス６０を更に小型化することができる。更に、ヒューズ６３０を破断させるための設備として、例えば動作テストを行うための装置等、通常の電子デバイスの製造工程において用いられる設備を流用することができる。このように、第２の実施形態によれば、ヒューズ６３０の破断をより容易に行うことができ、電子デバイス６０の製造コストをより低減することが可能となる。
なお、上記の説明では、電子デバイス６０が、第１の部材である固定部材６１０と第２の部材である可動部材６２０とを備えるＭＥＭＳである場合について説明したが、第２の実施形態はかかる例に限定されない。第２の実施形態に係るヒューズ６３０は、所定の電位差が与えられることにより相対的に移動する互いに異なる部材間に設けられればよく、例えば、第１の部材及び第２の部材はともに可動部材であってもよい。第１の部材及び第２の部材がともに可動部材である場合であっても、上述した実施形態と同様にヒューズ６３０を形成することにより、より簡易な方法でヒューズ６３０を破断可能であるとともに、製造プロセス中における第１の部材と第２の部材とのスティッキングを防止することが可能である。
また、第２の実施形態では、電子デバイス６０はＭＥＭＳでなくてもよい。第２の実施形態では、高抵抗部６３１を有するヒューズ６３０によって、例えば固定部材６１０である第１の部材と可動部材６２０である第２の部材とが、スティッキングが生じない程度に導通されるとともに、第１の部材と第２の部材との間に所定の電圧値が印加された際に第２の部材が第１の部材に対して移動する程度の電位差が生じるように接続されればよく、当該ヒューズ６３０はあらゆる種類のデバイスに適用可能である。第２の実施形態によれば、より容易にヒューズ６３０を破断することが可能となるため、当該ヒューズ６３０を各種のデバイスに適用することにより、当該デバイスの製造コストをより低減することができる。
［２−３．ヒューズの詳細設計］
次に、ヒューズ６３０の詳細な設計方法について説明する。上述したように、第２の実施形態では、電子デバイス６０を駆動させ、可動部材６２０を固定部材６１０に対して移動させることによりヒューズ６３０を破断させる。従って、電子デバイス６０を駆動させた際に加えられる応力によって破断可能なように、ヒューズ６３０の形状が設計され得る。また、これも上述したように、ヒューズ６３０の高抵抗部６３１の抵抗値は、固定部材６１０と可動部材６２０との間にスティッキングが生じない程度に両者を導通させるとともに、固定部材６１０と可動部材６２０との間に所定の電圧値が印加された際に可動部材６２０が固定部材６１０に対して移動する程度の電位差を生じさせるような値に設計され得る。
（２−３−１．ヒューズの形状の設計方法）
まず、図２３及び図２４を参照して、ヒューズ６３０の形状を設計する方法について説明する。図２３は、図１９に示す電子デバイス６０の等価回路を示す概略図である。図２４は、電子デバイス６０を駆動する際に可動部材６２０に加えられる静電引力と、ヒューズ６３０内に生じる最大応力との関係を示すグラフ図である。
なお、以下では、具体的な数値を例に挙げて、ヒューズ６３０の形状を設計する方法について説明するが、以下に示す各数値は、あくまで、ヒューズ６３０の形状を設定する際に用いられる数値の一例である。各数値を電子デバイス６０の構成に応じた値に適宜置き換え、同様の計算を行うことにより、他の条件のときであってもヒューズ６３０の形状を設計することができる。
例えば、固定電極６１１及び可動電極６２１の電極間距離ｘが１．３（μｍ）であり、対向幅ｗが１００（μｍ）であるとする。また、例えば、固定電極６１１及び可動電極６２１のｚ軸方向の幅（これは、例えば、電子デバイス６０が形成される基板の上層のＳｉ層の深さに対応している。）が５０（μｍ）であったとする。この時、例えば、電子デバイス６０内に固定電極６１１及び可動電極６２１が４００個形成されているとすれば、電子デバイス６０における固定電極６１１及び可動電極６２１の面積の合計値である電極面積Ｓは２×１０−６（ｍ２）になる。
また、電子デバイス６０を駆動させた際に、可動部材６２０が元の位置（すなわち、固定部材６１０と可動部材６２０との間に電位差が与えられていない状態における可動部材６２０の位置）に戻ろうとする復帰ばねのばね定数ｋを９００（Ｎ／ｍ）と仮定する。この場合、電子デバイス６０の動作電圧、すなわちｐｕｌｌ−ｉｎ電圧Ｖｐｕｌｌ−ｉｎは約５．８（Ｖ）である。ここで、ｐｕｌｌ−ｉｎ電圧とは、静電型ＭＥＭＳ（静電型アクチュエータ）において、固定電極と可動電極との間の電位差が当該ｐｕｌｌ−ｉｎ電圧を超えた場合に可動電極が固定電極に引き込まれ互いに接触することとなる、しきい値となる電圧である。ｐｕｌｌ−ｉｎ電圧の詳細や、その算出方法については、例えば、Ｇａｂｒｉｅｌ Ｍ． Ｒｅｂｅｉｚ著、“ＲＦ ＭＥＭＳ Ｔｈｅｏｒｙ， Ｄｅｓｉｇｎ， ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ”， ｐ．３６−３８の記載を参照することができる。更に、電子デバイス６０に与えられる駆動電圧（定格電圧）を１２（Ｖ）と仮定する。
ここで、図２３を参照して、電子デバイス６０の等価回路について検討する。図２３では、図１９に示す電子デバイス６０の上面図に対して、電子デバイス６０の等価回路を重ねて図示している。図２３に示すように、電子デバイス６０の等価回路は、対向する複数の固定電極６１１及び可動電極６２１を合成したものに対応する容量Ｃｅと、ヒューズ６３０の高抵抗部６３１に対応する抵抗Ｒｈが並列に配置される構成を有する。図２３に示すように、ヒューズ６３０には、可動部材６２０を挟んで高抵抗部６３１が２箇所形成されるため、２つの抵抗Ｒｈも更に並列に配置されることとなる。また、当該等価回路においては、固定部材６１０内における抵抗成分を抵抗Ｒ１、可動部材６２０内における抵抗成分を抵抗Ｒ２とすると、これらが直列に配置される。また、固定部材６１０と可動部材６２０との間の電位差をＶｅとしている。
例えば、抵抗Ｒｈが１００（ｋΩ）であり、抵抗Ｒ１、Ｒ２がともに５００（Ω）であるとする。等価回路においては、２つの抵抗Ｒｈが並列に配置されるため、ヒューズ１３０における合成抵抗は５０（ｋΩ）になる。また、上述した固定電極６１１及び可動電極６２１の形状から、容量Ｃｅは１３．６（ｐＦ）と算出される。
ここで、以上説明した条件を有する電子デバイス６０を駆動させた際に、可動部材６２０に加えられる静電引力について考える。当該静電引力は、下記数式（２）によって算出される。
Figure 2015123511
ここで、Ｓは上述した電極面積、ｘは電極間距離、Ｖｅは固定部材６１０と可動部材６２０との間の電位差、ε０は真空の誘電率（≒８．８５×１０−１２）である。電子デバイス６０に対して外部から定格電圧である１２（Ｖ）が与えられた場合、抵抗Ｒ１、Ｒ２による電圧降下を考慮すると、Ｖｅは約１１．７６（Ｖ）となる。上述した各数値を上記数式（２）に代入し、可動部材６２０に加えられる静電引力Ｆの値を算出すると、Ｆ＝０．７５（ｍＮ）と求めることができる。
従って、ヒューズ６３０は、可動部材６２０との接続部分に、０．７５（ｍＮ）の力がｘ軸方向に加えられることによって破断するように、その形状が設計されればよい。例えば、ヒューズ６３０の形状は、ＦＥＭ等を用いたシミュレーションにより、ヒューズ６３０の応力分布を解析することにより設計されてよい。具体的には、例えば、ヒューズ６３０を模した計算モデル（例えば両端支持梁）に対して、その一端に当該はりの延伸方向と垂直な方向に０．７５（ｍＮ）の力を与え、その応力分布をシミュレーションにより算出する。当該応力の最大値（最大応力）が、ヒューズ６３０が破断され得る応力（以下、破断応力とも呼称する。）よりも大きければ、ヒューズ６３０を破断することができる。従って、計算モデルの形状を変更しながら、当該シミュレーションを繰り返し行うことにより、最大応力が破断応力よりも大きくなるようなヒューズ６３０の形状を設計することが可能となる。
第２の実施形態で取り得るヒューズ６３０の形状の一例について説明する。例えば、図２１に示すヒューズ６３０において、破断部６３２の破断部長さｌが４（μｍ）であり、破断部幅ｈが０．２（μｍ）であるとする。また、破断部６３２のｚ軸方向の幅（これは、例えば、電子デバイス６０が形成される基板の上層のＳｉ層の深さに対応している。）が５０（μｍ）であるとする。ヒューズ６３０の２つの破断部６３２は、固定部材６１０と可動部材６２０との間を機械的に接続する、上記形状を有する２つの梁とみなすことができる。可動部材６２０がｘ軸の正方向に移動することにより、破断部６３２の可動部材６２０との接続部位に、ｘ軸の正方向に上記で算出した静電引力Ｆが加えられることとなる。
上記形状を有する破断部６３２に対して静電引力を加えた場合に破断部６３２に生じる最大応力を、シミュレーションによって算出した結果を図２４に示す。図２４では、横軸に静電引力を取り、縦軸に破断部６３２に生じる最大応力を取り、両者の関係性をプロットしている。
ここで、別途実行されたシミュレーションの結果から、ヒューズ６３０の破断応力は約１（ＧＰａ）であることが分かっている。図２４から、破断部６３２に対して当該破断応力を与えるためには、可動部材６２０に約０．４４（ｍＮ）の静電引力を加えればいいことが分かる。
ただし、可動部材６２０がｘ軸方向に移動した際には、復帰ばねによる復元力が発生する。シミュレーションの結果から、破断部６３２に１（ＧＰａ）の応力が発生する際の可動部材６２０のｘ軸方向への変位量は約０．２（μｍ）であった。従って、上述した復帰ばねのばね定数ｋ＝９００（Ｎ／ｍ）を用いて、当該復元力は約０．１８（ｍＮ）と算出される。当該復元力も考慮すれば、ヒューズ６３０を破断部６３２において破断するために必要な静電引力は、０．４４（ｍＮ）と０．１８（ｍＮ）との和である、約０．６２（ｍＮ）と求められる。
ここで、上述したように、上記数式（２）から算出された電子デバイス６０において生じ得る静電引力は約０．７５（ｍＮ）であった。この値は、ヒューズ６３０を破断部６３２において破断するために必要な静電引力である０．６２（ｍＮ）よりも大きい。このように、第２の実施形態では、ヒューズ６３０の破断部６３２を上述したような形状で形成することにより、当該ヒューズ６３０を破断することが可能であることが分かる。
以上、ヒューズ６３０の形状、特に破断部６３２の形状の具体的な設計方法について説明した。なお、上述した電子デバイス６０の各構成部材の形状や特性は、あくまで第２の実施形態における一例である。電子デバイス６０の各構成部材が上記の例とは異なる場合であっても、上述した方法と同様の計算を行うことにより、ヒューズ６３０の形状の破断部６３２の形状を適宜設計することができる。
（２−３−２．ヒューズの高抵抗部の抵抗値の設計方法）
次に、図２５を参照して、ヒューズ６３０の高抵抗部６３１の抵抗値を設計する方法について説明する。図２５は、製造プロセス中の帯電を考慮した電子デバイス６０の等価回路を示す概略図である。
以下では、具体的な数値を挙げて、ヒューズ６３０の高抵抗部６３１の抵抗値を設計する方法について説明するが、以下に示す各数値は、あくまで、高抵抗部６３１の抵抗値を設定する際に用いられる数値の一例である。各数値を電子デバイス６０の構成やその製造プロセスに応じた値に適宜置き換え、同様の計算を行うことにより、他の条件のときであっても高抵抗部６３１の抵抗値を設計することができる。
スティッキングの原因となり得る固定部材６１０及び可動部材６２０への帯電は、例えばＤＲＩＥ（Ｄｅｅｐ Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）等のプラズマを用いるプロセスにおいて起こり得る。プラズマを用いたプロセスにおいては、帯電の原因となる電荷の供給が、プロセス中におけるイオン電流密度によってなされる。このようなイオン電流密度による電荷の供給は、等価回路においては、定電流源として表現することができる。
図２５を参照すると、製造プロセス中の帯電を考慮した電子デバイス６０の等価回路は、図２３に示す等価回路に対して定電流源Ｉｉｎが追加されたものに対応している。また、図２５では、簡単のため、２つの高抵抗部６３１の抵抗値を、１つの抵抗値Ｒｈで代表的に図示している。ここで、定電流源Ｉｉｎの大きさは、プロセス中のイオン電流密度ｊと固定電極６１１の表面積Ｓｉｎを用いて、下記数式（３）で表現される。
Figure 2015123511
ここで、製造プロセス中に固定電極６１１と可動電極６２１との間にスティッキングが生じない条件について考える。製造プロセス中におけるスティッキングを防止するためには、帯電により生じる固定電極６１１と可動電極６２１との間の電位差Ｖｅが、スティッキングが生じない範囲内に収まればよい。つまり、電位差Ｖｅが電子デバイス６０のｐｕｌｌ−ｉｎ電圧Ｖｐｕｌｌ−ｉｎよりも小さければよく、すなわち、下記数式（４）を満たせば、スティッキングの発生を防止することができる。
Figure 2015123511
ここで、図２５から、固定電極６１１と可動電極６２１との間の容量Ｃｅに対応する電位差Ｖｅは、下記数式（５）で表現される。
Figure 2015123511
上記数式（４）、（５）から、製造プロセス中におけるスティッキングを抑制するためには、ヒューズ１３０の高抵抗部６３１の抵抗値Ｒｈは、下記数式（６）を満たせばよいことが分かる。
Figure 2015123511
抵抗値Ｒｈの設計方法の一例として、上記（２−３−１．ヒューズの形状の設計方法）で説明した形状を有する電子デバイス６０について、抵抗値Ｒｈを具体的に計算する。上述したように、電子デバイス６０のｐｕｌｌ−ｉｎ電圧Ｖｐｕｌｌ−ｉｎは、例えば５．８（Ｖ）である。また、例えば、製造プロセス中におけるイオン飽和電流密度ｊが２（ｍＡ／ｃｍ２）であり、固定電極６１１の表面積Ｓｉｎが０．５（ｍｍ２）であったとすると、上記数式（３）から、定電流源Ｉｉｎは、Ｉｉｎ＝２（ｍＡ／ｃｍ２）×０．００５（ｃｍ２）＝１０（μＡ）となる。
これらの数値を上記数式（６）に代入すると、抵抗値Ｒｈは、Ｒｈ＜５．８（Ｖ）／（１０×１０−６（Ａ））＝５８０（ｋΩ）を満たせばよいことが分かる。換言すれば、抵抗値Ｒｈが５８０（ｋΩ）を超えた場合、可動電極６２１が固定電極６１１に対してｐｕｌｌ−ｉｎし、スティッキングが発生することになる。
一方、本実施形態では、電子デバイス６０を駆動させ、可動電極６２１を固定電極６１１に対して移動させることによりヒューズ６３０を破断させるため、ヒューズ６３０の破断を考慮すると、抵抗値Ｒｈは、上記数式（６）を満たしつつできるだけ大きな値を取ることが望ましい。例えば、上記（２−３−１．ヒューズの形状の設計方法）で説明したように、ヒューズ６３０を破断するためには、０．６２（ｍＮ）以上の静電引力を可動部材６２０に加える必要がある。また、これも上述したように、０．６２（ｍＮ）以上の静電引力を発生させるためには、固定電極６１１と可動電極６２１との間の電位差Ｖｅが、１１．７６（Ｖ）以上である必要がある。定格電圧１２（Ｖ）に対して電位差Ｖｅを１１．７６（Ｖ）以上にするためには、高抵抗部６３１の抵抗Ｒｈは１２．４（ｋΩ）以上である必要がある。
以上の結果から、上記（２−３−１．ヒューズの形状の設計方法）で説明した形状を有する電子デバイス６０において、製造プロセス中におけるスティキングを抑制するとともに、電子デバイス６０を駆動する際にヒューズ６３０を破断するためには、ヒューズ６３０の高抵抗部６３１の抵抗値Ｒｈは、１２．４〜５８０（ｋΩ）の範囲に含まれればよいことが分かる。実際には、製造プロセス中におけるイオン電流密度ｊの変動や、寸法誤差に伴うｐｕｌｌ−ｉｎ電圧のばらつき、破断応力の誤差等を考慮して、上記の範囲から高抵抗部６３１の抵抗値Ｒｈの値が適宜選択され得る。
以上、ヒューズ６３０の高抵抗部６３１の抵抗値の具体的な設計方法について説明した。なお、上述した電子デバイス６０の各構成部材の形状や特性、及び製造プロセスの条件等は、あくまで第２の実施形態における一例である。電子デバイス６０の各構成部材や製造プロセス条件等が上記の例とは異なる場合であっても、上述した方法と同様の計算を行うことにより、ヒューズ６３０の高抵抗部６３１の抵抗値を適宜設計することができる。
［２−４．変形例］
次に、上述した第２に実施形態におけるいくつかの変形例について説明する。第２の実施形態は、以下のような構成を有してもよい。
（２−４−１．ヒューズの高抵抗部についての変形例）
図１９−図２１を参照して上述した実施形態では、ヒューズ６３０において、高抵抗部６３１及び破断部６３２が、互いに異なる領域に形成されていた。しかし、第２の実施形態では、高抵抗部６３１は、固定部材６１０と可動部材６２０との間のいずれかの部位に設けられればよく、その形成位置は上述した例に限定されない。また、上述した実施形態では、高抵抗部６３１は、例えばイオン注入工程や熱拡散工程等のプロセスにより、不純物濃度を調整することにより形成されていた。しかし、第２の実施形態はかかる例に限定されず、他の方法により高抵抗部６３１が形成されてもよい。
ここでは、ヒューズ６３０の高抵抗部６３１についての一変形例として、このような、ヒューズ６３０の高抵抗部６３１が他の領域に設けられる変形例や、ヒューズ６３０の高抵抗部６３１が他の方法により形成される変形例について説明する。なお、本変形例は、図１９−図２１を参照して説明した実施形態に対して、ヒューズ６３０の構成が変更されたものに対応しており、その他の構成、例えば固定部材６１０及び可動部材６２０の構成は、上記実施形態と同様であってよい。従って、以下の本変形例についての説明では、上述した実施形態との相違点について主に説明することとし、重複する事項については詳細な説明を省略する。
まず、図２６を参照して、ヒューズの高抵抗部が他の領域に設けられる変形例について説明する。図２６は、高抵抗部が他の領域に設けられる変形例に係るヒューズの一構成例を示す上面図である。なお、図２６は、上述した図２１に対応する図であり、本変形例に係る電子デバイスの構成のうち、ヒューズ及びその周辺を含む所定の領域を拡大した図に対応している。
図２６を参照すると、本変形例に係るヒューズ６３０ａは、固定部材６１０と可動部材６２０との間に設けられ、両者を電気的に接続する。ヒューズ６３０ａは、高抵抗部６３１ａ及び破断部６３２ａを有する。ここで、ヒューズ６３０ａは、例えば図１９及び図２２に示すヒューズ６３０に対応するものであり、ヒューズ６３０ａの形状は、当該ヒューズ６３０と同様であってよい。また、破断部６３２ａは、ヒューズ６３０の破断部６３２に対応しており、破断部６３２と同様の形状を有してよい。
本変形に係るヒューズ６３０ａは、高抵抗部６３１ａが形成される領域がヒューズ６３０と異なる。具体的には、ヒューズ６３０ａでは、高抵抗部６３１ａが破断部６３２ａと重畳する領域に設けられている。このような構成を有するヒューズ６３０ａにおいても、上記［２−３．ヒューズの詳細設計］で説明した方法により、破断部６３２ａの形状や高抵抗部６３１ａの抵抗値を適宜設計することにより、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。
次に、図２７を参照して、ヒューズの高抵抗部が他の方法により形成される変形例について説明する。図２７は、ヒューズの高抵抗部が他の方法により形成される変形例に係る電子デバイスの一構成例を示す上面図である。なお、図２７は、上述した図１９に対応する図であり、本変形例に係る電子デバイスの上面図を示している。
図２７を参照すると、本変形例に係る電子デバイス６０ｂは、固定部材６１０と、可動部材６２０と、固定部材６１０及び可動部材６２０を電気的に接続するヒューズ６３０ｂを備える。ここで、固定部材６１０及び可動部材６２０の構成は、図１９に示すこれらの部材の構成と同様であり得るため、その詳細な説明を省略する。
本変形例に係るヒューズ６３０ｂは、不純物濃度が調整されることによりその抵抗値が変更される高抵抗部を有するのではなく、ヒューズ６３０ｂの形状によって、所定の抵抗値を実現する。具体的には、図２７に示すように、ヒューズ６３０ｂは、ｘ−ｙ平面内で蛇行する軌跡を描きながら延伸され、固定部材６１０と可動部材６２０との間に延設される。当該構成により、ヒューズ６３０ｂの長さをより長くすることができるため、不純物濃度を調整することなく、ヒューズ６３０ｂにおける抵抗値を大きくすることができる。当該変形例によれば、例えばイオン注入工程において高抵抗部を作製する際に用いられるマスク等の作製を省くことができるため、製造コストを低減することが可能となる。
このような構成を有するヒューズ６３０ｂにおいても、上記［２−３．ヒューズの詳細設計］で説明した方法により、ヒューズ６３０ｂの形状やヒューズ６３０ｂに求められる抵抗値を適宜設計することにより、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。例えば、ヒューズ６３０ｂの長さは、基板材の抵抗値やヒューズ６３０ｂの断面形状等に応じて、ヒューズ６３０ｂに求められる抵抗値を実現するように適宜設計されてよい。
以上、図２６及び図２７を参照して、ヒューズの高抵抗部の形成位置や形成方法についての変形例について説明した。以上説明したように、本変形例によれば、高抵抗部６３１ａが、固定部材６１０と可動部材６２０との間のいずれかの部位に設けられればよく、その形成位置は限定されないため、ヒューズ６３０ａを設計する際の自由度が向上する。また、本変形例によれば、高抵抗部を形成する際に、イオン注入工程や熱拡散工程等のプロセスを用いて不純物濃度を調整することなく、ヒューズ６３０ｂの形状を変更することによりヒューズ６３０ｂが所定の抵抗値を有することが実現されるため、製造コストを低減することが可能となる。
（２−４−２．ヒューズの形状についての変形例）
図１９−図２１を参照して上述した実施形態では、ヒューズ６３０は、ｙ軸方向（すなわち、可動部材６２０の移動方向であるｘ軸方向とは垂直な方向）に延伸され、その一部領域に、ｘ軸方向の幅が他の領域より狭く形成される破断部６３２が形成された構成を有していた。当該破断部６３２は、可動部材６２０が移動する際に応力が集中する応力集中部として機能し得るものであった。しかし、第２の実施形態では、ヒューズ６３０は、固定部材６１０と可動部材６２０との間を電気的に接続するとともに、電子デバイス６０が駆動する際に破断するように設けられればよく、その形状は上述した例に限定されない。ヒューズ６３０は他の形状を有してもよい。
ここでは、第２の実施形態の一変形例として、このような、ヒューズが他の形状を有する変形例について説明する。なお、本変形例は、図１９−図２１を参照して説明した実施形態に対して、ヒューズ６３０の構成が変更されたものに対応しており、その他の構成、例えば固定部材６１０及び可動部材６２０の構成は、上記実施形態と同様であってよい。従って、以下の本変形例についての説明では、上述した実施形態との相違点について主に説明することとし、重複する事項については詳細な説明を省略する。
図２８を参照して、ヒューズに切り欠き部が設けられる変形例について説明する。図２８は、切り欠き部が設けられる変形例に係るヒューズの一構成例を示す上面図である。なお、図２８は、上述した図２１に対応する図であり、本変形例に係る電子デバイスの構成のうち、ヒューズ及びその周辺を含む所定の領域を拡大した図に対応している。
図２８を参照すると、本変形例に係るヒューズ６３０ｃは、固定部材６１０と可動部材６２０との間に設けられ、両者を電気的に接続する。ヒューズ６３０ｃは、高抵抗部６３１ｃ及び破断部６３２ｃを有する。ここで、ヒューズ６３０ｃは、例えば図１９及び図２２に示すヒューズ６３０に対応するものであり、ヒューズ６３０ｃの形状は、当該ヒューズ６３０と同様であってよい。また、高抵抗部６３１ｃ及び破断部６３２ｃは、ヒューズ６３０の高抵抗部６３１及び破断部６３２に対応しており、それぞれ、高抵抗部６３１及び破断部６３２と同様の構成を有してよい。
本変形に係るヒューズ６３０ｃでは、破断部６３２ｃの一部領域に切り欠き部６３３ｃが設けられる。切り欠き部６３３ｃは、可動部材６２０の移動方向であるｘ軸方向に向かって設けられてよい。当該切り欠き部６３３ｃは、可動部材６２０が移動してヒューズ６３０ｃに応力が加えられた際に応力集中部として機能し得るため、切り欠き部６３３ｃが設けられることにより、ヒューズ６３０ｃの破断応力をより小さくすることができる。従って、より小さな静電引力でヒューズ６３０ｃを破断することが可能となる。なお、切り欠き部６３３ｃの形状を適宜調整することにより、破断応力の大きさを調整することが可能である。例えば、切り欠き部６３３ｃのｘ軸方向の深さが大きいほど、ヒューズ６３０ｃの破断応力はより小さくなる。切り欠き部６３３ｃの形状は、製造プロセス中に加えられ得る応力によってヒューズ６３０ｃが破断されず、電子デバイス６０を駆動する際にヒューズ６３０ｃが破断され得るような破断応力が実現されるように、適宜調整されてよい。
ここで、上記第２の実施形態では、ｙ軸方向に延伸するヒューズ６３０に対して、可動部材６２０を移動させることによってｘ軸方向の力を加えることにより、当該ヒューズ６３０を破断していたが、第２の実施形態はかかる例に限定されない。例えば、ヒューズ６３０は、可動部材６２０の移動方向であるｘ軸方向に延伸するように設けられてもよい。
図２９及び図３０を参照して、ヒューズが可動部材６２０の移動方向と平行な方向に延伸するように設けられる変形例について説明する。図２９は、ヒューズが可動部材６２０の移動方向と平行な方向に延伸するように設けられる変形例に係るヒューズの一構成例を示す上面図である。また、図３０は、ヒューズが可動部材６２０の移動方向と平行な方向に延伸するように設けられる変形例に係るヒューズの他の構成例を示す上面図である。なお、図２９及び図３０は、本変形例に係る電子デバイスの構成のうち、ヒューズ及びその周辺を含む所定の領域を拡大した図に対応している。
図２９を参照すると、本変形例に係るヒューズ６３０ｄは、固定部材６１０と可動部材６２０との間に設けられ、両者を電気的に接続する。ただし、ヒューズ６３０ｄは、固定部材６１０と可動部材６２０との間にｘ軸方向に延伸して設けられる。可動部材６２０がｘ軸の正方向（図中の下方向）に移動すると、ヒューズ６３０ｄに対してｘ軸方向への引っ張り応力が加えられ、ヒューズ６３０ｄが破断することとなる。このように、ヒューズ６３０ｄをｘ軸方向に延伸するように設けることにより、より小さい面積でヒューズ６３０を形成することができ、電子デバイスの更なる小型化が実現され得る。
また、図２９に示すように、ヒューズ６３０ｄの一部領域には、そのｙ軸方向の幅が他の領域よりも狭く形成される部位が設けられ得る。可動部材６２０がｘ軸の正方向に移動する際に、当該部位に応力が集中することとなるため、ヒューズ６３０ｄの破断がより容易になる。
なお、図２９には明示されないが、本変形例に係るヒューズ６３０ｄの一部領域には、他の領域よりも高い抵抗値を有する高抵抗部が適宜形成され得る。当該高抵抗部は、上記実施形態に係るヒューズ６３０の高抵抗部６３１と同様の機能を有するように、その形成位置及び抵抗値が適宜設定されてよい。
また、図３０に示すように、ｘ軸方向に延伸して設けられるヒューズ６３０ｅは、ｘ−ｙ平面内において環状の構造を有するように形成されてもよい。図３０に示す例では、ヒューズ６３０ｅは、固定部材６１０と可動部材６２０との間に、ｘ−ｙ平面内においてひし形の形状を有するように形成され、両者を電気的に接続している。可動部材６２０がｘ軸の正方向（図中の下方向）に移動すると、ヒューズ６３０ｅに対してｘ軸方向への引っ張り応力が加えられ、ヒューズ６３０ｅが破断することとなる。ここで、本変形例では、ヒューズ６３０ｅがひし形の形状を有し、ｙ軸方向に突出する部位を有するため、当該部位には曲げ応力が加えられることとなり、例えば図２９に示すヒューズ６３０ｄに比べて、より小さな応力でヒューズ６３０ｅを破断することができる。なお、本変形例では、ヒューズ６３０ｅは、ｘ−ｙ平面内において環状の構造を有するように形成されればよく、その形状は図３０に示すひし形形状に限定されない。例えば、ヒューズ６３０ｅは、ｘ−ｙ平面内において略円形の形状を有するように形成されてもよい。
なお、図３０には明示されないが、本変形例に係るヒューズ６３０ｅの一部領域には、他の領域よりも高い抵抗値を有する高抵抗部が適宜形成され得る。当該高抵抗部は、上記実施形態に係るヒューズ６３０の高抵抗部６３１と同様の機能を有するように、その形成位置及び抵抗値が適宜設定されてよい。
以上、図２８を参照して、ヒューズに切り欠き部が設けられる変形例について説明した。本変形例によれば、ヒューズ６３０ｃに切り欠き部６３３ｃが設けられることにより、ヒューズ６３０ｃの破断応力をより小さくすることができるため、より小さい駆動力でヒューズ６３０ｃを破断することが可能となる。また、図２９及び図３０を参照して、ヒューズが可動部材６２０の移動方向と平行な方向に延伸するように設けられる変形例について説明した。本変形例によれば、ヒューズ６３０が可動部材６２０の移動方向と垂直な方向に延伸するように設けられる場合に比べて、より小さい面積でヒューズ６３０ｄ、６３０ｅを形成することができるため、電子デバイスの更なる小型化が実現され得る。
（２−４−３．破断後のヒューズの再接触防止機構が設けられる変形例）
図１９−図２１を参照して上述した実施形態において、ヒューズ６３０を破断すると、破断後のヒューズ６３０は、固定部材６１０又は可動部材６２０との接続部位においてそれぞれ支持された、一対の片持ち梁のような形状を有することとなる。電子デバイス６０の固定部材６１０と可動部材６２０との間の電位差がゼロになると（すなわち、スイッチがオフされると）、可動部材６２０は復帰ばねの復元力により元の位置に戻るため、ヒューズ６３０の破断面同士が再接触してしまう恐れがある。ヒューズ６３０の破断面同士が再接触すると、再度固定部材６１０と可動部材６２０との間に電位差が与えられる際に（すなわち、スイッチがオンされる際に）、わずかながら両者の間に電流が流れるため、消費電力の増大やスイッチング速度の低下等が生じることが懸念される。
そこで、本変形例では、破断後のヒューズ６３０が再び接触しないような、再接触防止機構が設けられる。当該再接触防止機構は、例えば、破断後のヒューズ６３０の位置を、破断前のヒューズ６３０の位置とは異なる位置に固定するような機構として実現され得る。第２の実施形態の一変形例として、このような、破断後のヒューズの再接触防止機構が設けられる変形例について説明する。なお、本変形例は、図１９−図２１を参照して説明した実施形態に対して、ヒューズ６３０の構成が変更されたものに対応しており、その他の構成、例えば固定部材６１０及び可動部材６２０の構成は、上記実施形態と同様であってよい。従って、以下の本変形例についての説明では、上述した実施形態との相違点について主に説明することとし、重複する事項については詳細な説明を省略する。
まず、図３１Ａ−図３１Ｃを参照して、破断後のヒューズの再接触防止機構が設けられる変形例に係るヒューズの一構成例について説明する。図３１Ａ−図３１Ｃは、破断後のヒューズの再接触防止機構が設けられる変形例に係るヒューズの一構成例を示す上面図である。なお、図３１Ａ−図３１Ｃは、本変形例に係る電子デバイスの構成のうち、ヒューズ及びその周辺を含む所定の領域を拡大した図に対応している。
図３１Ａは、ヒューズが破断される前における固定部材６１０、可動部材６２０及び本変形例に係るヒューズ６３０ｆの様子を図示している。図３１Ａを参照すると、本変形例に係るヒューズ６３０ｆは、固定部材６１０と可動部材６２０との間に設けられ、両者を電気的に接続する。ヒューズ６３０ｆの一部領域には、高抵抗部６３１ｆが設けられる。ここで、ヒューズ６３０ｆは、例えば図１９及び図２２に示すヒューズ６３０に対応するものであり、ヒューズ６３０ｆの電気的な特性、すなわち、スティッキングが生じない程度に固定部材６１０と可動部材６２０とを電気的に接続するとともに、破断可能な応力が発生する程度に可動部材６２０を移動させる抵抗値を有する点は、当該ヒューズ６３０と同様であってよい。また、高抵抗部６３１ｆは、ヒューズ６３０の高抵抗部６３１に対応しており、同様の電気特性を有してよい。
本変形例に係るヒューズ６３０ｆは、ヒューズ６３０ｆが破断される際（すなわち、可動部材６２０が移動することにより応力が加えられ変形した際）に固定部材６１０と当接する第１の当接面を有し、当該第１の当接面には第１の咬み合わせ突起６３５ｆが形成される。また、固定部材６１０の、ヒューズ６３０ｆが破断される際に上記第１の当接面と当接する第２の当接面には、第１の咬み合わせ突起６３５ｆと嵌合する第２の咬み合わせ突起部６３６ｆが形成される。ヒューズ６３０ｆに応力が加えられ、ヒューズ６３０ｆが変形すると、第１の咬み合わせ突起６３５ｆと第２の咬み合わせ突起６３６ｆとが嵌合し、ヒューズ６３０ｆの一部領域が固定部材６１０に対して固定されることとなる。この状態で、ヒューズ６３０ｆが破断し、可動部材６２０が元の位置に戻ったとしても、破断後のヒューズ６３０ｆの一部領域が、第１の咬み合わせ突起６３５ｆ及び第２の咬み合わせ突起６３６ｆを介して固定部材６１０に対して固定され、破断後のヒューズ６３０ｆの位置が、破断前のヒューズ６３０ｆの位置とは異なる位置に固定されるため、破断後のヒューズ６３０ｆの再接触が防止される。
図３１Ａ−図３１Ｃを参照して、ヒューズ６３０ｆの構成についてより詳細に説明する。図３１Ａに示す例では、ヒューズ６３０ｆは、ｘ−ｙ平面内において略Ｚ字型の形状を有するように延伸される。Ｚ字型形状の一端が可動部材６２０と接続され、他端が固定部材６１０と接続される。また、ヒューズ６３０ｆの可動部材６２０との接続部位の近傍には、切り欠き部６３３ｆが形成される。当該切り欠き部６３３ｆは、上記（２−４−２．ヒューズの形状についての変形例）で図２８を参照して説明した切り欠き部６３３ｃと同様の機能及び構成を有するものであってよい。また、ヒューズ６３０ｆの切り欠き部６３３ｆと対向する部位には、突起部６３４ｆが形成される。突起部６３４ｆは、可動部材６２０がｘ軸の正方向に移動する際に、切り欠き部６３３ｆの近傍を押圧し、ヒューズ６３０ｆに対して曲げ応力を与える機能を有する。
また、Ｚ字型形状のｙ軸方向（図中の横方向）に延伸する部位の固定部材６１０と対向する端面（上述した第１の面に対応）には、第１の咬み合わせ突起６３５ｆが形成される。また、固定部材６１０のヒューズ６３０ｆの当該端面と対向する面（上述した第２の面に対応）には、第１の咬み合わせ突起６３５ｆと嵌合し得る第２の咬み合わせ突起６３６ｆが形成される。図３１Ａに示すように、第１の咬み合わせ突起６３５ｆ及び第２の咬み合わせ突起６３６ｆは、ｘ−ｙ平面内において複数の凹凸形状が形成されたのこぎり状の形状を有する。例えば、第１の咬み合わせ突起６３５ｆ及び第２の咬み合わせ突起６３６ｆは、フォトリソグラフィー及びドライエッチング等の処理を用いることにより形成され得る。
図３１Ｂは、本変形例に係る電子デバイスが駆動され、可動部材６２０がｘ軸の正方向に移動した様子を図示している。上述したように、可動部材６２０がｘ軸の正方向に移動することにより、突起部６３４ｆが切り欠き部６３３ｆの近傍を押圧することとなり、ヒューズ６３０ｆに対して曲げ応力が与えられる。切り欠き部６３３ｆは、ヒューズ６３０ｆにおいて応力集中部として機能し得るため、例えば当該切り欠き部６３３ｆからｘ軸方向に亀裂が伸展し、ヒューズ６３０ｆが破断され得る。また、図３１Ｂに示すように、可動部材６２０がｘ軸の正方向に移動することにより、ヒューズ６３０ｆの第１の面と固定部材６１０の第２の面とが互いに接触し、第１の咬み合わせ突起６３５ｆと第２の咬み合わせ突起６３６ｆとが嵌合する。これにより、ヒューズ６３０ｆの一部領域（第１の面）が、第１の咬み合わせ突起６３５ｆ及び第２の咬み合わせ突起６３６ｆを介して、固定部材６１０に対して固定されることとなる。
図３１Ｃは、ヒューズ６３０ｆが破断された後、可動部材６２０が元の位置（すなわち、固定部材６１０と可動部材６２０との間の電位差がゼロである状態における可動部材６２０の位置）に戻った様子を図示している。上述したように、ヒューズ６３０ｆの一部領域が、第１の咬み合わせ突起６３５ｆ及び第２の咬み合わせ突起６３６ｆを介して、固定部材６１０に対して固定されるため、破断後のヒューズ６３０ｆは、図３１Ａに示す破断前の位置とは異なる位置に固定されることとなる。図３１Ｃに示す例では、破断後のヒューズ６３０ｆがｘ軸の負方向（図中の上方向）に跳ね上げられたような位置で固定されている。従って、可動部材６２０が元の位置に戻った際に、ヒューズ６３０ｆの破断面同士が再接触することが回避される。
次に、図３２Ａ及び図３２Ｂを参照して、破断後のヒューズの再接触防止機構が設けられる変形例に係るヒューズの他の構成例について説明する。図３２Ａ及び図３２Ｂは、破断後のヒューズの再接触防止機構が設けられる変形例に係るヒューズの他の構成例を示す上面図である。なお、図３２Ａ及び図３２Ｂは、本変形例に係る電子デバイスの構成のうち、ヒューズ及びその周辺を含む所定の領域を拡大した図に対応している。
図３２Ａは、ヒューズが破断される前における固定部材６１０、可動部材６２０及び本変形例に係るヒューズ６３０ｇの様子を図示している。図３２Ａを参照すると、本変形例に係るヒューズ６３０ｇは、固定部材６１０と可動部材６２０との間に設けられ、両者を電気的に接続する。ヒューズ６３０ｇの一部領域には、高抵抗部６３１ｇが設けられる。ここで、ヒューズ６３０ｇは、例えば図１９及び図２２に示すヒューズ６３０に対応するものであり、ヒューズ６３０ｇの電気的な特性、すなわち、スティッキングが生じない程度に固定部材６１０と可動部材６２０とを電気的に接続するとともに、破断可能な応力が発生する程度に可動部材６２０を移動させる抵抗値を有する点は、当該ヒューズ６３０と同様であってよい。また、高抵抗部６３１ｇは、ヒューズ６３０の高抵抗部６３１に対応しており、同様の電気特性を有してよい。
本変形例に係るヒューズ６３０ｇは、基板材の上に金属膜が形成された構成を有し、当該金属膜内の残留応力によって破断後のヒューズ６３０ｇの形状を変形させることにより、破断後のヒューズ６３０ｇの再接触を防止する。
図３２Ａ及び図３２Ｂを参照して、ヒューズ６３０ｇの構成についてより詳細に説明する。図３２Ａに示す例では、ヒューズ６３０ｇは、ｙ軸方向に延伸する梁形状を有するように設けられる。ヒューズ６３０ｇの可動部材６２０との接続部位の近傍には、切り欠き部６３３ｇが形成される。当該切り欠き部６３３ｇは、上記（２−４−２．ヒューズの形状についての変形例）で図２８を参照して説明した切り欠き部６３３ｃと同様の機能及び構成を有するものであってよい。本変形例に係る電子デバイスが駆動され、ヒューズ６３０ｇに応力が加えられた際には、切り欠き部６３３ｇが応力集中部として機能し、当該切り欠き部６３３ｇからｘ軸方向に亀裂が伸展し、ヒューズ６３０ｇが破断され得る。
また、ヒューズ６３０ｇの当該梁形状のｙ−ｚ平面と平行な面の一面には、当該梁の延伸方向（ｙ軸方向）と垂直な方向であるｘ軸方向に突出する複数のフィン６３４ｇが、ｙ軸方向に配列して設けられる。更に、複数のフィン６３４ｇの上に金属膜６３５ｇが架設される。このように、本変形例に係るヒューズ６３０ｇでは、ヒューズ６３０ｇの延伸方向に配列される複数のフィン６３４ｇを橋渡しするように、金属膜６３５ｇが形成される。なお、当該フィン６３４ｇ及び金属膜６３５ｇは、例えば固定電極６１１及び可動電極６２１を形成するための基板材の深堀りエッチングを行う前に、該当箇所に金属膜６３５ｇを形成しておき、当該深堀りエッチングを行った後に、金属膜６３５ｇの直下の基板材に対して等方性エッチング処理を行うことにより、形成され得る。
図３２Ｂは、本変形例に係る電子デバイスが駆動されてヒューズ６３０ｇが破断された後、可動部材６２０が元の位置（すなわち、固定部材６１０と可動部材６２０との間の電位差がゼロである状態における可動部材６２０の位置）に戻った様子を図示している。破断後のヒューズ６３０ｇは、固定部材６１０との接続部位において支持された片持ち梁とみなすことができる。ここで、一般的に、半導体プロセスにおいて金属膜を形成した際には、その面内において残留応力を有することが知られている。従って、破断後のヒューズ６３０ｇは、金属膜６３５ｇにおける残留応力により、例えば図３２Ｂに示すようにｘ軸の負方向（図中の上方向）に引っ張られ、反ることとなる。このように、金属膜６３５ｇ内の残留応力により、破断後のヒューズ６３０ｆは、図３２Ａに示す破断前の位置とは異なる位置に固定されることとなる。従って、可動部材６２０が元の位置に戻った際に、ヒューズ６３０ｇの破断面同士が再接触することが回避される。
次に、図３３を参照して、破断後のヒューズの再接触防止機構が設けられる変形例に係るヒューズの更に他の構成例について説明する。図３３は、破断後のヒューズの再接触防止機構が設けられる変形例に係るヒューズの更に他の構成について説明するための説明図である。なお、図３３は、本変形例に係る電子デバイスの構成のうち、ヒューズ及びその周辺を含む所定の領域の基板の深さ方向（すなわちｚ軸方向）の断面図に対応している。具体的には、図３３は、本変形例に係るヒューズが延伸する方向と垂直な断面（ｘ−ｚ平面）における、ヒューズ及びその両側に位置する基板材の断面の様子を示している。
本変形例に係るヒューズ６３０ｈは、例えばｙ軸方向に延伸し、固定定部材（図示せず。）と可動部材（図示せず。）との間に設けられ、両者を電気的に接続する。図３３に示すように、本変形例に係るヒューズ６３０ｈは、その延伸方向と垂直な面内（図中のｘ−ｚ平面内）において、両側に位置する他の部材との間隔が、互いに異なるように形成される。図３３に示す例では、ヒューズ６３０ｈとヒューズ６３０ｈのｘ軸の正方向に位置する部材６３１ｈとの間隔６３２ｈが、ヒューズ６３０ｈとヒューズ６３０ｈのｘ軸の負方向に位置する部材６３３ｈとの間隔６３４ｈよりも大きく形成されている。なお、部材６３１ｈ及び部材６３３ｈは、固定部材及び／又は可動部材の一部であり得る。つまり、間隔６３２ｈ及び間隔６３４ｈは、固定部材、可動部材及びヒューズ６３０ｈを形成するために基板材を深堀りエッチングした際に形成される溝であり得る。
ここで、一般的に、半導体プロセスにおいては、基板材に対して深堀りエッチングを行い、溝やビアを形成した際に、当該溝やビアの内壁面に深さ方向に波状の荒れた形状（スキャロップ形状）が生じることが知られている。当該スキャロップ形状は、溝であれば、当該溝の幅が狭いほど波状の形状の間隔が狭く、当該溝の幅が広いほど波状の形状の間隔が広くなる性質を有する。従って、本変形例においては、図３３に示すように、より広く形成される間隔６３２ｈにおけるスキャロップ形状の波状の形状の間隔が、より狭く形成される間隔６３４ｈにおけるスキャロップ形状の波状の形状の間隔よりも狭くなり得る。
また、深堀りエッチングによって溝を形成した場合には、その内壁面の面内方向において、当該壁面の形状に応じた残留応力が生じ得る。例えば、内壁面にスキャロップ形状が形成されている場合であれば、当該スキャロップ形状の波状の形状の間隔が異なると、その内壁面に生じる残留応力の値も異なると考えられる。従って、図３３に示す例であれば、ヒューズ６３０ｈにおいては、ｘ軸の正方向に面する壁面と、ｘ軸の負方向に面する壁面とで、互いに異なる大きさの残留応力が生じ得る。従って、ヒューズ６３０ｈは、破断された後に、当該残留応力の違いに応じて、ｘ軸の正方向又は負方向に反ることとなる。このように、ヒューズ６３０ｆの側壁における残留応力により、破断後のヒューズ６３０ｆは、破断前の位置とは異なる位置に固定されることとなる。従って、上記図３１Ａ−図３１Ｃ並びに図３２Ａ及び図３２Ｂを参照して説明したヒューズ６３０ｆ、６３０ｇと同様に、ヒューズ６３０ｈの破断後に可動部材が元の位置に戻った際に、ヒューズ６３０ｈの破断面同士が再接触することが回避される。
以上、図３１Ａ−図３１Ｃ、図３２Ａ及び図３２Ｂ並びに図３３を参照して、破断後のヒューズの再接触防止機構が設けられる変形例について説明した。以上説明したように、本変形例では、第１の咬み合わせ突起６３５ｆ及び第２の咬み合わせ突起６３６ｆや、製造プロセス中に各構成部材に生じ得る残留応力を利用して、破断後のヒューズ６３０ｆ、６３０ｇ、６３０ｈが破断前の形成位置とは異なる位置に固定されるようにする。従って、ヒューズ６３０ｆ、６３０ｇ、６３０ｈが破断された後に可動部材６２０が元の位置に戻った際に、ヒューズ６３０ｆ、６３０ｇ、６３０ｈの破断面同士が再接触することが回避される。よって、破断したヒューズ６３０ｆ、６３０ｇ、６３０ｈの再接触によって生じ得る、電子デバイスにおける消費電力の増大や、スイッチング速度の低下等の発生を抑制することができ、電子デバイスの更なる性能向上が実現される。
（２−４−４．ヒューズの形成位置が異なる変形例）
図１９−図２１を参照して上述した実施形態では、ヒューズ６３０は、固定部材６１０において固定電極６１１が突設される幹となる部材と、可動部材６２０において可動電極６２１が突設される幹となる部材との間に設けられていた。しかし、第２の実施形態では、ヒューズ６３０は、固定部材６１０と可動部材６２０との間を電気的に接続するとともに、電子デバイス６０が駆動する際に破断するように設けられればよく、その形成位置は上述した例に限定されない。
第２の実施形態の一変形例として、ヒューズの形成位置が異なる変形例について説明する。なお、本変形例は、図１９−図２１を参照して説明した実施形態に対して、ヒューズ６３０の形成位置が変更されたものに対応しており、その他の構成、例えば固定部材６１０及び可動部材６２０の構成は、上記実施形態と同様であってよい。従って、以下の本変形例についての説明では、上述した実施形態との相違点について主に説明することとし、重複する事項については詳細な説明を省略する。
図３４を参照して、ヒューズの形成位置が異なる変形例に係る電子デバイスの一構成例について説明する。図３４は、ヒューズの形成位置が異なる変形例に係る電子デバイスの一構成例を示す上面図である。なお、図３４は、上述した図１９に対応する図であり、本変形例に係る電子デバイスの上面図を示している。
図３４を参照すると、本変形例に係る電子デバイス６０ｉは、固定部材６１０と、可動部材６２０と、固定部材６１０及び可動部材６２０を電気的に接続するヒューズ６３０ｉと、を備える。ここで、固定部材６１０及び可動部材６２０の構成は、図１９に示すこれらの部材の構成と同様であり得るため、その詳細な説明を省略する。
本変形例に係るヒューズ６３０ｉは、ヒューズ６３０ｉの一部領域に設けられ他の領域よりも高い抵抗値を有する高抵抗部６３１ｉと、破断方向の幅が他の領域よりも狭く形成される破断部６３２ｉと、を有する。ここで、ヒューズ６３０ｉは、例えば図１９及び図２２に示すヒューズ６３０に対応するものであり、ヒューズ６３０ｉの電気的な特性、すなわち、スティッキングが生じない程度に固定部材６１０と可動部材６２０とを電気的に接続するとともに、破断可能な応力が発生する程度に可動部材６２０を移動させる抵抗値を有する点は、当該ヒューズ６３０と同様であってよい。また、高抵抗部６３１ｉ及び破断部６３２ｉは、ヒューズ６３０の高抵抗部６３１及び破断部６３２に対応するものであり、それぞれ、高抵抗部６３１及び破断部６３２と同様の機能を有してよい。
本変形例に係るヒューズ６３０ｉは、図１９に示すヒューズ６３０とは異なり、例えば、固定部材６１０の外枠部分と可動部材６２０の外枠部分との間に、ｘ軸方向及びｙ軸方向に延伸するＬ字型形状を有するように形成される。ヒューズ６３０ｉがこのような位置に設けられる場合であっても、上記［２−３．ヒューズの詳細設計］で説明した方法と同様の方法により、ヒューズ６３０ｉの形状やヒューズ６３０ｉに求められる抵抗値を適宜設計し、高抵抗部６３１ｉ及び破断部６３２ｉを形成することにより、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。
また、図３５を参照して、ヒューズの形成位置が異なる変形例に係る電子デバイスの他の構成例について説明する。図３５は、ヒューズの形成位置が異なる変形例に係る電子デバイスの他の構成例を示す上面図である。なお、図３５は、上述した図１９に対応する図であり、本変形例に係る電子デバイスの上面図を示している。
図３５を参照すると、本変形例に係る電子デバイス６０ｊは、固定部材６１０と、可動部材６２０と、固定部材６１０及び可動部材６２０を電気的に接続するヒューズ６３０ｊと、を備える。ここで、固定部材６１０及び可動部材６２０の構成は、図１９に示すこれらの部材の構成と同様であり得るため、その詳細な説明を省略する。
ヒューズ６３０ｊは、例えば図１９及び図２２に示すヒューズ６３０に対応するものであり、ヒューズ６３０ｊの電気的な特性、すなわち、スティッキングが生じない程度に固定部材６１０と可動部材６２０とを電気的に接続するとともに、破断可能な応力が発生する程度に可動部材６２０を移動させる抵抗値を有する点は、当該ヒューズ６３０と同様であってよい。また、図３５には明確には図示しないが、ヒューズ６３０ｊは、ヒューズ６３０と同様に、ヒューズ６３０ｊの一部領域に設けられ他の領域よりも高い抵抗値を有する高抵抗部６３１ｊと、破断方向の幅が他の領域よりも狭く形成される破断部と、を有してもよい。当該高抵抗部６３１ｊ及び当該破断部は、ヒューズ６３０の高抵抗部６３１及び破断部６３２に対応するものであり、それぞれ、高抵抗部６３１及び破断部６３２と同様の機能を有してよい。
本変形例に係るヒューズ６３０ｊは、図１９に示すヒューズ６３０とは異なり、例えば、固定部材６１０のいずれかの固定電極６１１の先端部と可動部材６２０との間に、ｙ軸方向に延伸するように形成される。ヒューズ６３０ｊがこのような位置に設けられる場合であっても、上記［２−３．ヒューズの詳細設計］で説明した方法と同様の方法により、ヒューズ６３０ｊの形状やヒューズ６３０ｊに求められる抵抗値を適宜設計し、高抵抗部６３１ｊ及び破断部を形成することにより、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。
以上、図３４及び図３５を参照して、ヒューズの形成位置が異なる変形例について説明した。以上説明したように、本変形例によれば、ヒューズ６３０ｉ、６３０ｊは、固定部材６１０と可動部材６２０との間を電気的に接続するとともに、電子デバイス６０が駆動する際に破断するように設けられればよく、その形成位置は限定されない。従って、ヒューズ６３０ｉ、６３０ｊを設計する際の自由度が向上する。
ここで、上記（２−４−２．ヒューズの形状についての変形例）や、本項においては、ヒューズ６３０の形状や形成位置が変更される変形例について説明した。ヒューズ６３０の形状や形成位置は、ヒューズ６３０の移動量等を考慮して設計されることが望ましい。例えば、第２の実施形態においては、ヒューズ６３０の変位（すなわち、破断部６３２の変位）は、所定のばね定数を有るばねが変形している状態であると捉えることができる。当該ばね定数が相対的に大きいと、ヒューズ６３０の変位量は小さくなるが、破断に必要な静電引力は大きくなる。一方、当該ばね定数が相対的に小さいと、破断に必要な静電引力は小さくなるが、ヒューズ６３０の変位量が大きくなる。ヒューズ６３０の形状及び破断部６３２の形状は、固定部材６１０よ可動部材６２０との間に与えられる電位差と、固定電極６１１と可動電極６２１との電極間距離（すなわち、電子デバイス６０が駆動する際に最大移動量）に合わせて設計する必要がある。
また、第２の実施形態では、ヒューズ６３０及び破断部６３２の形状及び形成位置は、静電引力が作用する方向、すなわち、可動部材６２０の移動方向に対して左右対称であることが望ましい。ここで、左右対称とは、図１９におけるｙ軸方向（左右方向）における対称性を意味する。破断後のヒューズ６３０の形状が左右非対称になると、電子デバイス６０が駆動され可動部材６２０が変位した際に、可動部材６２０の変位量が左右で非対称になる可能性があり、ヒューズ６３０の破断面同士又は固定電極６１１と可動電極６２１とが接触してしまう恐れがある。ヒューズ６３０の破断面同士又は固定電極６１１と可動電極６２１とが接触してしまうと、固定部材６１０と可動部材６２０との間に電流のリークが生じ、両者の間に所定の電位差を発生させることができず、電子デバイス６０の動作不良を引き起こす可能性がある。従って、破断後のヒューズ６３０の形状が左右対称となるように、ヒューズ６３０及び破断部６３２の形状及び形成位置は、左右対称に設計されることが望ましい。
（２−４−５．電子デバイスがサーフェスＭＥＭＳである変形例）
図１９−図２１を参照して上述した実施形態では、第２の実施形態に係る電子デバイス６０は、基板材に対して深堀りエッチング等の加工を施すことによって作製されるバルクＭＥＭＳであった。しかし、第２の実施形態はかかる例に限定されず、第２の実施形態に係る電子デバイスは、基板上に積層された金属膜層等を加工することによって作製されるサーフェスＭＥＭＳであってもよい。
第２の実施形態の一変形例として、電子デバイスがサーフェスＭＥＭＳである変形例について説明する。図３６−図３８を参照して、電子デバイスがサーフェスＭＥＭＳである変形例に係る電子デバイスの一構成例について説明する。図３６は、電子デバイスがサーフェスＭＥＭＳである変形例に係る電子デバイスの一構成例を示す上面図である。また、図３７は、図３６に示す電子デバイスのＣ−Ｃ断面における断面図である。また、図３８は、図３６に示す電子デバイスのＤ−Ｄ断面における断面図である。
図３６−図３８を参照すると、本変形例に係る電子デバイス８０は、例えばＳｉ等の半導体材料からなる基板上に形成されるサーフェスＭＥＭＳである。電子デバイス８０は、基板上にポリシリコンや金属等の導電性材料からなる配線層を積層し、当該配線層を加工することにより作製される。図３６−図３８では、簡単のため、基板上の構成のみを図示し、基板の図示を省略している。
なお、以下の説明では、電子デバイス８０が形成される基板の深さ方向をＺ軸方向とも呼称する。また、当該基板において電子デバイス８０が形成される面の方向を上方向又はＺ軸の正方向とも呼称し、その逆方向を下方向又はＺ軸の負方向とも呼称する。更に、当該基板の表面と水平な面内において互いに直交する２方向をＸ軸方向及びＹ軸方向とも呼称する。
図３６−図３８を参照すると、電子デバイス８０は、基板の直上に形成される１層目の配線層（第１配線層）によって構成される固定部材８１０と、第１配線層の上層に形成される２層目の配線層（第２配線層）によって構成される可動部材８２０と、を備える。固定部材８１０及び可動部材８２０は、ともに導電性材料によって形成され得るため、それぞれ、固定電極及び可動電極とみなすことができる。可動部材８２０は、固定部材８１０に対して移動可能に形成されており、可動部材８２０が移動し固定部材８１０との接触及び非接触が行われることにより、電子デバイス８０がスイッチング素子として機能する。
具体的には、可動部材８２０は、固定部材８１０の上に、Ｘ−Ｙ平面内において一方向（図３６−図３８に示す例ではＸ軸方向）に延伸する梁状の形状を有し、固定部材８１０と所定のエアギャップを介して対向するように形成される。可動部材８２０の一端（固定端）は、例えばＺ軸方向に柱状に形成されるコンタクト８４０を介して固定部材８１０に固定される。ただし、当該コンタクト８４０においては、例えば絶縁膜層（図示せず。）等を介して、固定部材８１０と可動部材８２０とが電気的に絶縁された状態で接続されている。一方、可動部材８２０の他端（自由端）には、固定部材８１０と対向する面の一部領域に、固定部材８１０に向かって突出する突出部８２１が設けられる。
電子デバイス８０を駆動させる際には、固定部材８１０と可動部材８２０との間に所定に電位差を与える。当該電位差により、可動部材８２０の自由端が下方向にたわむように移動し、突出部８２１が固定部材８１０の表面と接触する。これにより、固定部材８１０と可動部材８２０とが電気的に導通された状態、すなわちスイッチがオンされた状態になる。また、固定部材８１０と可動部材８２０との間の電位差を例えばゼロにすることにより、可動部材８２０が元の位置に戻り、固定部材８１０と可動部材８２０とが電気的に絶縁された状態、すなわちスイッチがオフされた状態になる。このように、電子デバイス８０は、いわゆるカンチレバー型の機構を有するスイッチング素子であってよい。なお、本変形例に係る電子デバイス８０は、一般的なカンチレバー型の機構を有するサーフェスＭＥＭＳに対して、その固定部材と可動部材との間に本実施形態に係るヒューズ８３０が設けられた構成を有してよく、当該サーフェスＭＥＭＳの構成としては、各種の公知の構成が適用されてよい。
電子デバイス８０は、固定部材８１０と可動部材８２０とを電気的に接続するヒューズ８３０を更に備える。ヒューズ８３０は、例えば図１９及び図２２に示すヒューズ６３０に対応するものであり、スティッキングが生じない程度に固定部材８１０と可動部材８２０とを電気的に接続するとともに、電子デバイス８０が駆動される際にヒューズ８３０が破断可能な応力が発生するように可動部材８２０を移動させる程度の抵抗値を有するように形成されている。本変形例では、製造プロセス中に、ヒューズ８３０によって固定部材８１０と可動部材８２０とが電気的に接続されることにより、当該製造プロセス中の固定部材８１０と可動部材８２０とのスティッキングが防止される。ヒューズ８３０は、電子デバイス８０の駆動に伴い破断され、その後は固定部材８１０と可動部材８２０とが電気的に絶縁された状態で電子デバイス８０を駆動することができる。
図３６−図３８に示す構成は、製造プロセス中における電子デバイス８０を示しており、ヒューズ８３０が破断される前の状態を示している。図３６−図３８を参照すると、ヒューズ８３０は、高抵抗部８３１及び破断部８３２を有する。図３６−図３８に示すように、可動部材８２０の延伸方向（Ｘ軸方向）における一部領域から、当該延伸方向と垂直な方向（Ｙ軸方向）に延伸するように破断部８３２が設けられる。また、可動部材８２０は、破断部８３２を介して、第２配線層によって形成される第２接続部８３４と接続されている。破断部８３２はそのＸ軸方向の幅が、可動部材８２０や第２接続部８３４よりも狭く形成されており、可動部材８２０の自由端の下方向へのたわみによって与えられる応力によって破断されるように設計されている。
第２接続部８３４は、第１配線層によって形成される第１接続部８３６の直上に形成されており、第１接続部８３６及び第２接続部８３４は、コンタクト８３５によって電気的に導通するように接続されている。第１接続部８３６は、固定部材８１０と電気的に接続し得るように形成されており、例えば固定部材８１０と同一の島内に形成される。また、固定部材８１０と第１接続部８３６との間には、他の領域よりも電気的に高い抵抗値を有する高抵抗部８３１が形成される。このように、図３６−図３８に示す例では、ヒューズ８３０は、高抵抗部８３１、第１接続部８３６、コンタクト８３５、第２接続部８３４及び破断部８３２を有し、固定部材８１０と可動部材８２０とは、これらの構成を介して電気的に接続されることとなる。
このように、本変形例では、固定部材８１０と可動部材８２０とが、高抵抗部８３１を介して電気的に接続される。ここで、高抵抗部８３１は、例えば上記［２−３．ヒューズの詳細設計］で説明した方法と同様の方法により、製造プロセス中に固定部材８１０と可動部材８２０との間にスティッキングが生じないとともに、電子デバイス８０を駆動させて可動部材８２０を移動させた際に破断部８３２に対して当該破断部８３２を破断可能なだけの応力を加えられるように、その値が設計される。また、破断部８３２は、同様に、例えば上記［２−３．ヒューズの詳細設計］で説明した方法と同様の方法により、高抵抗部８３１による電圧降下によって電子デバイス８０が駆動した際に加えられる応力によって破断され得る破断応力を有するように、その形状が設計される。従って、本変形例においても、高抵抗部８３１の抵抗値及び破断部８３２の形状を適宜設計することにより、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。
以上、図３６−図３８を参照して、電子デバイスがサーフェスＭＥＭＳである変形例に係る電子デバイスの一構成例について説明した。以上説明したように、本変形例によれば、電子デバイスがサーフェスＭＥＭＳである場合であっても、固定部材８１０と可動部材８２０との間が、高抵抗部８３１を有するヒューズ８３０によって電気的に接続されることにより、製造プロセス中のスティッキングが抑制されるとともに、電子デバイス８０を駆動させることにより当該ヒューズ８３０が破断されることが実現される。従って、ヒューズ８３０を破断するための別途の工程を行う必要がないため、製造コストが低減される。
なお、図３６−図３８に図示した構成は、あくまで本変形例に係る電子デバイス８０が取り得る構成の一例である。本変形例に係る電子デバイス８０の構成は図示した例に限定されず、他のサーフェスＭＥＭＳとしての構成を有してもよい。電子デバイス８０が他の構成を有する場合であっても、その固定部材８１０と可動部材８２０との間に、適切な抵抗値及び形状を有するヒューズ８３０が設けられることにより、同様の効果を得ることができる。
［２−５．適用例］
（２−５−１．電子機器のスイッチング素子への適用）
第２の実施形態に係る電子デバイス６０は、例えば各種の電子機器におけるスイッチング素子として好適に適用可能である。図３９及び図４０を参照して、第２の実施形態に係る電子デバイス６０がスイッチング素子として適用された電子機器の一構成例について説明する。図３９は、第２の実施形態に係る電子デバイス６０がスイッチング素子として適用された電子機器の一構成例を示す概略図である。図４０は、図３９に示すスイッチング素子の一構成例を示す概略図である。
なお、ここでは、第２の実施形態に係る電子デバイス６０が適用される電子機器の一例として、外部の他の機器との間で例えば電波を介して各種の信号を送受信する通信機器の構成について説明する。ただし、第２の実施形態に係る電子デバイス６０が適用される電子機器は通信機器に限定されず、一般的にスイッチング素子が設けられ得る電子機器であれば、他の電子機器であってもよい。また通信機器の構成も、図３９に例示する構成に限定されず、第２の実施形態に係る電子デバイス６０は、スイッチング素子を有する各種の公知の通信機器に対して適用されてよい。
図３９を参照すると、通信機器７０は、スイッチング素子（ＳＷ）７１０、アンテナ（ＡＮＴ）７２１、ローノイズアンプ（ＬＮＡ：Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）７２２、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ：Ｂａｎｄ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）７２３、７２５、７２７、混合器（ＭＩＸ：Ｍｉｘｅｒ）７２４、７２６、パワーアンプ（ＰＡ：Ｐｏｗｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）７２８、発振器（ＯＳＣ：Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）及びベースバンドＩＣ（Ｂａｓｅ Ｂａｎｄ ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ））７３０を備える。
通信機器７０は、ＡＮＴ７２１を介して外部の他の機器から送信された信号を受信してベースバンドＩＣ７３０に入力するとともに、ベースバンドＩＣ７３０によって所定の処理が施された信号をＡＮＴ７２１を介して通信機器７０の外部に向かって出力する。具体的には、通信機器７０では、ＡＮＴ７２１によって受信された信号が、ＬＮＡ７２２及びＢＰＦ７２３により増幅及び帯域のフィルタリングが適宜行われた後、ＭＩＸ７２４によってＯＳＣ７２９で発生される基準周波数を有する基準信号と混合され、後段のＢＰＦ７２５を介してベースバンドＩＣ７３０に入力される。また、通信機器７０では、ベースバンドＩＣ７３０によって所定の処理が施された信号が、ＭＩＸ７２６によってＯＳＣ７２９で発生される基準信号と混合され、ＢＰＦ７２７及びＰＡ７２８により帯域のフィルタリング及び増幅が適宜行われた後、ＡＮＴ７２１から通信機器７０の外部に向かって出力される。
スイッチング素子７１０は、ＡＮＴ７２１に接続され、ＡＮＴ７２１が信号を受信する場合と、ＡＮＴ７２１が信号を送信する場合とで、通信機器７０内の信号の経路を切り換える機能を有する。例えば、ＡＮＴ７２１が信号を受信する場合には、スイッチング素子７１０は、ＡＮＴ７２１とＬＮＡ７２２とを回路的に接続し、ＡＮＴ７２１が受信した当該信号をＬＮＡ７２２に受け渡す。また、例えば、ＡＮＴ７２１が信号を送信する場合には、スイッチング素子７１０は、ＡＮＴ７２１とＰＡ７２８とを回路的に接続し、ＰＡ７２８から提供される信号をＡＮＴ７２１に受け渡す。
図４０を参照して、スイッチング素子７１０の構成についてより詳細に説明する。図４０を参照すると、スイッチング素子７１０は、第２の実施形態に係る電子デバイス６０が２つ組み合わされた構成を有する。当該電子デバイス６０の構成については、図１９を参照して既に説明しているため、詳細な説明は省略する。スイッチング素子７１０においては、一方の電子デバイス６０をオンにし、他方の電子デバイス６０をオフにすることにより、ＡＮＴ７２１とＬＮＡ７２２との接続又はＡＮＴ７２１とＰＡ７２８との接続を切り換えることができる。なお、スイッチング素子７１０の切り換え、すなわち電子デバイス６０の駆動は、通信装置内に設けられる制御回路（図示せず。）によって制御されてよい。当該制御回路は、例えば図４Ａ及び図４Ｂに示す制御回路２０と同様の機能を有してもよい。
以上、図３９及び図４０を参照して、第２の実施形態に係る電子デバイス６０がスイッチング素子として適用された電子機器の一構成例について説明した。以上説明したように、ＭＥＭＳである電子デバイス６０をスイッチング素子７１０として適用することにより、一般的な半導体デバイスによって構成されるスイッチング素子に比べて、高いアイソレーション特性と高い耐圧特性が実現される。よって、通信機器７０の動作の信頼性をより向上させることができる。また、上述したように、第２の実施形態に係る電子デバイス６０では、固定部材６１０と可動部材６２０との間が、高抵抗部６３１を有するヒューズ６３０によって電気的に接続されることにより、製造プロセス中のスティッキングが抑制されるとともに、電子デバイス６０を駆動させることにより当該ヒューズ６３０が破断されることが実現される。従って、ヒューズ６３０を破断するための別途の工程を行う必要がないため、通信機器７０の製造コストが低減される。
また、上記では、本適用例の一例として、図１９に例示する第２の実施形態に係る電子デバイス６０が電子機器に適用された場合について説明したが、本適用例はかかる例に限定されない。上述した第２の実施形態における各変形例に係る電子デバイスであっても、同様に、電子機器のスイッチング素子として適用可能である。また、上述した第１の実施形態に係る電子デバイス１０及び第１の実施形態における各変形例に係る電子デバイスであっても、同様に、電子機器のスイッチング素子として適用可能である。
［２−６．第２の実施形態のまとめ］
以上説明したように、第２の実施形態では、電子デバイス６０が、第１の部材である固定部材６１０と、第２の部材である可動部材６２０と、固定部材６１０と可動部材６２０とを電気的に接続するヒューズ６３０と、を備える。また、ヒューズ６３０の一部領域には、他の領域よりも高い抵抗値を有する高抵抗部６３１が形成される。当該高抵抗部６３１の抵抗値は、固定部材６１０と可動部材６２０との間にスティッキングが生じない程度に両者を導通させるとともに、固定部材６１０と可動部材６２０との間に所定の電圧値が印加された際に可動部材６２０が固定部材６１０に対して移動する程度の電位差を生じさせるような値に調整され得る。従って、製造プロセス中におけるスティッキングの発生を抑制しつつ、ヒューズ６３０が接続された状態で電子デバイス６０を駆動させることができる。また、電子デバイス６０を駆動させることにより、ヒューズ６３０が破断され得るように、ヒューズ６３０の形状が設計されている。従って、例えば出荷前の製品検査（例えば動作テスト等）において、通常の電子デバイス６０の駆動動作を行うことによりヒューズ６３０を破断させることができるため、ヒューズ６３０を破断するための別途の工程を行う必要がない。このように、第２の実施形態によれば、ヒューズ６３０の破断をより容易に行うことができ、電子デバイス６０の製造コストをより低減することが可能となる。
ここで、上述したように、特許文献２−５に記載の技術では、例えばヒューズを溶断する際に電流を印加するためのパッドや、ヒューズを切断するための振動体等、ヒューズを破断させるための構成を、電子デバイス内に別途設ける必要があった。また、特許文献２−５に記載の技術では、ヒューズを破断させるために、例えば大電流を印加可能な電源設備やエッチングやダイシングを行う設備等、通常の電子デバイスの製造工程においては用いられないような、ヒューズを破断させるための専用の設備を別途用意する必要があった。
一方、第２の実施形態に係る電子デバイス６０は、上述したように、電子デバイス６０を駆動させることによりヒューズ６３０を破断させるため、ヒューズを破断させるための構成を電子デバイス６０内に別途設ける必要がない。よって、電子デバイス６０を、より小さい面積で製作することが可能となる。更に、第２の実施形態では、ヒューズ６３０が、固定部材６１０と可動部材６２０との間に内蔵されるため、固定部材６１０及び可動部材６２０以外の領域にヒューズ６３０を設ける領域を確保する必要がなく、電子デバイス６０を更に小型化することができる。このように、電子デバイス６０のデバイス面積が小型化されることにより、電子デバイス６０の製造コストをより低減することができる。
また、第２の実施形態では、ヒューズ６３０を破断させるための設備として、例えば動作テストを行うための装置等、通常の電子デバイスの製造工程において用いられる設備を流用することができる。従って、大電流を印加する電源装置やエッチング装置、ダイシング装置等の、ヒューズを破断させるための専用の設備を用いる必要がなく、電子デバイス６０の製造コストを更に低減することができる。
また、このように、電子デバイス６０の製造コストが低減されることにより、結果的に、電子デバイス６０が搭載される電子機器等の最終製品の製造コストも低減することができる。更に、電子デバイス６０の小型化が実現されることにより、結果的に、電子デバイス６０が搭載される電子機器等の最終製品も小型化することが可能となる。
なお、上述した第２の実施形態及び各変形例は、可能な範囲において互いに組み合わせて適用されてよい。第２の実施形態及び各変形例に示す構成が互いに組み合わせて適用されることにより、これらの実施形態及び各変形例において奏される効果を併せて得ることができる。更に、第２の実施形態及び各変形例は、可能な範囲において、第１の実施形態及び第１の実施形態の各変形例と、互いに組み合わされてもよい。このように、第１の実施形態及びその変形例、並びに、第２の実施形態及びその変形例の少なくともいずれかが、互いに組み合わされることにより、各実施形態及び各変形例において奏される効果を併せて得ることができる。
＜３．補足＞
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）少なくとも基板材の一部を含んで形成される第１の部材と、少なくとも前記基板材の一部を含んで形成され前記第１の部材に対して相対的に移動可能な第２の部材と、少なくとも前記基板材の一部を含んで形成され、前記基板材を介して前記第１の部材と前記第２の部材とを電気的に接続するヒューズと、を備える、電子デバイス。
（２）前記ヒューズに対して、前記ヒューズの延伸方向と垂直な方向の外力が加えられることにより、前記ヒューズが破断する、前記（１）に記載の電子デバイス。
（３）前記ヒューズの一部領域には、前記外力が加えられる方向の幅が他の領域よりも小さく形成される応力集中部が形成される、前記（２）に記載の電子デバイス。
（４）前記応力集中部は、前記ヒューズの一部領域に形成される切り欠き部である、前記（３）に記載の電子デバイス。
（５）前記ヒューズに対して前記外力を加えることにより、前記ヒューズを破断させるヒューズ破断部、を更に備える、前記（２）〜（４）のいずれか１項に記載の電子デバイス。
（６）前記ヒューズ破断部は、前記ヒューズとの間に所定の電位差が与えられることにより、前記ヒューズに対して所定の静電引力を加えるヒューズ電極部、を有する、前記（５）に記載の電子デバイス。
（７）前記ヒューズ電極部に印加される電圧値は、前記ヒューズの固有振動数に対応する周波数で変動される、前記（６）に記載の電子デバイス。
（８）前記ヒューズ電極部には、前記ヒューズが破断した後も所定の電圧が印加され、前記ヒューズの破断した端部が前記ヒューズ電極部に溶着される、前記（６）又は（７）に記載の電子デバイス。
（９）前記ヒューズ破断部は、複数の前記ヒューズ電極部を有し、少なくとも１つの前記ヒューズ電極部は、前記ヒューズの第１の領域に対して第１の方向に静電引力を加えるように配置され、少なくとも１つの他の前記ヒューズ電極部は、前記ヒューズの前記第１の領域とは異なる第２の領域に対して前記第１の方向とは逆の方向である第２の方向に静電引力を加えるように配置される、前記（６）〜（８）のいずれか１項に記載の電子デバイス。
（１０）前記ヒューズ破断部は、前記ヒューズの一部領域を所定の方向に押圧することにより前記ヒューズを破断する破断用駆動部、を有する、前記（５）〜（９）のいずれか１項に記載の電子デバイス。
（１１）前記ヒューズ間に所定の電流が印加された状態で前記ヒューズに対して磁界が印加されることにより、前記ヒューズに生じるローレンツ力による曲げ応力によって前記ヒューズが破断される、前記（２）〜（１０）のいずれか１項に記載の電子デバイス。
（１２）前記ヒューズは、前記ヒューズの破断面が前記基板材の劈開面と一致するように形成される、前記（１）〜（１１）のいずれか１項に記載の電子デバイス。
（１３）少なくとも基板材の一部を含んで形成される第１の部材と、少なくとも前記基板材の一部を含んで形成され前記第１の部材に対して相対的に移動可能な第２の部材と、の間に設けられ、少なくとも前記基板材の一部を含んで形成され、前記基板材を介して前記第１の部材と前記第２の部材とを電気的に接続する、ヒューズ。
（１４）少なくとも基板材の一部を含んで形成される第１の部材と、少なくとも前記基板材の一部を含んで形成され前記第１の部材に対して相対的に移動可能な第２の部材と、少なくとも前記基板材の一部を含んで形成され、前記基板材を介して前記第１の部材と前記第２の部材とを電気的に接続するヒューズと、を有する、電子デバイスを備える、電子機器。
また、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）第１の部材と、前記第１の部材との間に所定の電位差を与えられることにより、前記第１の部材に対して相対的に移動する第２の部材と、前記第１の部材と前記第２の部材とを電気的に接続するヒューズと、を備え、前記ヒューズの少なくとも一部領域には、前記第１の部材と前記第２の部材との間に少なくとも前記所定の電位差を生じさせる抵抗値を有する高抵抗部が形成される、電子デバイス。
（２）前記ヒューズは、前記第２の部材が前記第１の部材に対して相対的に移動することにより破断される、前記（１）に記載の電子デバイス。
（３）前記ヒューズの少なくとも一部領域には、他の領域よりも破断強度が小さい破断部が形成される、前記（２）に記載の電子デバイス。
（４）前記破断部は、前記ヒューズの延伸方向における幅が他の領域よりも小さく形成されることにより形成される、前記（３）に記載の電子デバイス。
（５）前記破断部の一部領域には、前記ヒューズの延伸方向と垂直な方向に設けられる切り欠き部が形成される、前記（３）又は（４）に記載の電子デバイス。
（６）前記高抵抗部の抵抗値Ｒｈは、前記第１及び第２の部材の少なくともいずれかに対して製造プロセス中に供給される電荷量に対応する電流値Ｉｉｎと、前記電子デバイスのＰｕｌｌ−ｉｎ電圧Ｖｐｕｌｌ−ｉｎに対して、Ｒｈ＜Ｖｐｕｌｌ−ｉｎ／Ｉｉｎの関係を満たす、前記（１）〜（５）のいずれか１項に記載の電子デバイス。
（７）前記高抵抗部の抵抗値は、当該高抵抗部の不純物濃度が調整されることにより制御される、前記（１）〜（６）のいずれか１項に記載の電子デバイス。
（８）前記高抵抗部の抵抗値は、前記ヒューズの長さが調整されることにより制御される、前記（１）〜（７）のいずれか１項に記載の電子デバイス。
（９）破断後の前記ヒューズの位置を、破断前の前記ヒューズの位置とは異なる位置に固定する、再接触防止機構が設けられる、前記（１）〜（８）のいずれか１項に記載の電子デバイス。
（１０）前記再接触防止機構は、前記ヒューズが破断される際に前記第１の部材と当接する第１の面の少なくとも一部領域に設けられる第１の咬み合わせ突起と、前記第１の部材の、前記ヒューズが破断される際に前記第１の面と当接する第２の面の少なくとも一部領域に設けられる第２の咬み合わせ突起と、を含み、前記ヒューズが破断される際に、前記第１の咬み合わせ突起と前記第２の咬み合わせ突起とが嵌合する、前記（９）に記載の電子デバイス。
（１１）前記再接触防止機構は、前記ヒューズの延伸方向に配列して設けられる複数のフィンと、複数の前記フィン上に架設される金属膜と、を含む、前記（９）に記載の電子デバイス。
（１２）前記再接触防止機構は、前記ヒューズの延伸方向に垂直な方向における両側に形成される溝が、当該溝の幅が互いに異なる大きさを有するように形成される構成を含む、
前記（９）に記載の電子デバイス。
（１３）第１の部材と、前記第１の部材との間に所定の電位差が与えられることにより前記第１の部材に対して相対的に移動する第２の部材と、の間に設けられ、前記第１の部材と前記第２の部材とを電気的に接続するとともに、少なくとも一部領域に、前記第１の部材と前記第２の部材との間に少なくとも前記所定の電位差を生じさせる抵抗値を有する高抵抗部が形成される、ヒューズ。
（１４）第１の部材と、前記第１の部材との間に所定の電位差を与えられることにより、前記第１の部材に対して相対的に移動する第２の部材と、前記第１の部材と前記第２の部材とを電気的に接続するとともに、少なくとも一部領域に前記第１の部材と前記第２の部材との間に少なくとも前記所定の電位差を生じさせる抵抗値を有する高抵抗部が形成される、ヒューズと、を有する、電子デバイスを備える、電子機器。
１０、６０、８０ 電子デバイス
２０ 制御回路
３０ モジュール
７０ 通信装置
１１０、６１０、８１０ 固定部材
１２０、６２０、８２０ 可動部材
１３０、６３０、８３０ ヒューズ
１６０ ヒューズ電極部
１７０ 破断用駆動部
６３１、８３１ 高抵抗部
６３２、８３２ 破断部

Claims (20)

  1. 少なくとも基板材の一部を含んで形成される第１の部材と、
    少なくとも前記基板材の一部を含んで形成され前記第１の部材に対して相対的に移動可能な第２の部材と、
    少なくとも前記基板材の一部を含んで形成され、前記基板材を介して前記第１の部材と前記第２の部材とを電気的に接続するヒューズと、
    を備える、電子デバイス。
  2. 前記ヒューズに対して、前記ヒューズの延伸方向と垂直な方向の外力が加えられることにより、前記ヒューズが破断する、
    請求項１に記載の電子デバイス。
  3. 前記ヒューズの一部領域には、前記外力が加えられる方向の幅が他の領域よりも小さく形成される応力集中部が形成される、
    請求項２に記載の電子デバイス。
  4. 前記応力集中部は、前記ヒューズの一部領域に形成される切り欠き部である、
    請求項３に記載の電子デバイス。
  5. 前記ヒューズに対して前記外力を加えることにより、前記ヒューズを破断させるヒューズ破断部、を更に備える、
    請求項２に記載の電子デバイス。
  6. 前記ヒューズ破断部は、前記ヒューズとの間に所定の電位差が与えられることにより、前記ヒューズに対して所定の静電引力を加えるヒューズ電極部、を有する、
    請求項５に記載の電子デバイス。
  7. 前記ヒューズ電極部に印加される電圧値は、前記ヒューズの固有振動数に対応する周波数で変動される、
    請求項６に記載の電子デバイス。
  8. 前記ヒューズ電極部には、前記ヒューズが破断した後も所定の電圧が印加され、前記ヒューズの破断した端部が前記ヒューズ電極部に溶着される、
    請求項６に記載の電子デバイス。
  9. 前記ヒューズ破断部は、複数の前記ヒューズ電極部を有し、
    少なくとも１つの前記ヒューズ電極部は、前記ヒューズの第１の領域に対して第１の方向に静電引力を加えるように配置され、少なくとも１つの他の前記ヒューズ電極部は、前記ヒューズの前記第１の領域とは異なる第２の領域に対して前記第１の方向とは逆の方向である第２の方向に静電引力を加えるように配置される、
    請求項６に記載の電子デバイス。
  10. 前記ヒューズ破断部は、前記ヒューズの一部領域を所定の方向に押圧することにより前記ヒューズを破断する破断用駆動部、を有する、
    請求項５に記載の電子デバイス。
  11. 前記ヒューズ間に所定の電流が印加された状態で前記ヒューズに対して磁界が印加されることにより、前記ヒューズに生じるローレンツ力による曲げ応力によって前記ヒューズが破断される、
    請求項２に記載の電子デバイス。
  12. 前記ヒューズは、前記ヒューズの破断面が前記基板材の劈開面と一致するように形成される、
    請求項１に記載の電子デバイス。
  13. 少なくとも基板材の一部を含んで形成される第１の部材と、少なくとも前記基板材の一部を含んで形成され前記第１の部材に対して相対的に移動可能な第２の部材と、の間に設けられ、
    少なくとも前記基板材の一部を含んで形成され、前記基板材を介して前記第１の部材と前記第２の部材とを電気的に接続する、ヒューズ。
  14. 少なくとも基板材の一部を含んで形成される第１の部材と、
    少なくとも前記基板材の一部を含んで形成され前記第１の部材に対して相対的に移動可能な第２の部材と、
    少なくとも前記基板材の一部を含んで形成され、前記基板材を介して前記第１の部材と前記第２の部材とを電気的に接続するヒューズと、を有する、電子デバイスを備える、電子機器。
  15. 第１の部材と、
    前記第１の部材との間に所定の電位差を与えられることにより、前記第１の部材に対して相対的に移動する第２の部材と、
    前記第１の部材と前記第２の部材とを電気的に接続するヒューズと、
    を備え、
    前記ヒューズの少なくとも一部領域には、前記第１の部材と前記第２の部材との間に少なくとも前記所定の電位差を生じさせる抵抗値を有する高抵抗部が形成される、
    電子デバイス。
  16. 前記ヒューズは、前記第２の部材が前記第１の部材に対して相対的に移動することにより破断される、
    請求項１５に記載の電子デバイス。
  17. 前記ヒューズの少なくとも一部領域には、他の領域よりも破断強度が小さい破断部が形成される、
    請求項１６に記載の電子デバイス。
  18. 前記高抵抗部の抵抗値Ｒｈは、前記第１及び第２の部材の少なくともいずれかに対して製造プロセス中に供給される電荷量に対応する電流値Ｉｉｎと、前記電子デバイスのＰｕｌｌ−ｉｎ電圧Ｖｐｕｌｌ−ｉｎに対して、Ｒｈ＜Ｖｐｕｌｌ−ｉｎ／Ｉｉｎの関係を満たす、
    請求項１５に記載の電子デバイス。
  19. 第１の部材と、前記第１の部材との間に所定の電位差が与えられることにより前記第１の部材に対して相対的に移動する第２の部材と、の間に設けられ、前記第１の部材と前記第２の部材とを電気的に接続するとともに、
    少なくとも一部領域に、前記第１の部材と前記第２の部材との間に少なくとも前記所定の電位差を生じさせる抵抗値を有する高抵抗部が形成される、ヒューズ。
  20. 第１の部材と、
    前記第１の部材との間に所定の電位差を与えられることにより、前記第１の部材に対して相対的に移動する第２の部材と、
    前記第１の部材と前記第２の部材とを電気的に接続するとともに、少なくとも一部領域に前記第１の部材と前記第２の部材との間に少なくとも前記所定の電位差を生じさせる抵抗値を有する高抵抗部が形成される、ヒューズと、を有する、電子デバイスを備える、電子機器。


JP2013267429A 2013-12-25 2013-12-25 電子デバイス、ヒューズ及び電子機器 Pending JP2015123511A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013267429A JP2015123511A (ja) 2013-12-25 2013-12-25 電子デバイス、ヒューズ及び電子機器
US14/553,290 US9640357B2 (en) 2013-12-25 2014-11-25 Electronic device and electronic apparatus having a fuse that is fractured by external forces

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013267429A JP2015123511A (ja) 2013-12-25 2013-12-25 電子デバイス、ヒューズ及び電子機器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2015123511A true JP2015123511A (ja) 2015-07-06

Family

ID=53400781

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013267429A Pending JP2015123511A (ja) 2013-12-25 2013-12-25 電子デバイス、ヒューズ及び電子機器

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9640357B2 (ja)
JP (1) JP2015123511A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107854137A (zh) * 2016-09-21 2018-03-30 精工爱普生株式会社 安装构造体以及电子设备
JP2021091024A (ja) * 2019-12-09 2021-06-17 株式会社東芝 Ｍｅｍｓ素子及び電気回路

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3160897A4 (en) * 2014-06-27 2018-01-24 Intel Corporation Magnetic nanomechanical devices for stiction compensation
JP2016066563A (ja) * 2014-09-26 2016-04-28 ソニー株式会社 スイッチ装置および電子機器
JPWO2016185808A1 (ja) * 2015-05-19 2018-03-08 ソニー株式会社 接点構造、電子デバイス及び電子機器
KR102482155B1 (ko) * 2017-10-17 2022-12-29 에이치엘만도 주식회사 퓨즈용 패드, 그를 포함하는 인쇄 회로 기판 및 그 제조 방법
US11509159B2 (en) * 2019-08-28 2022-11-22 Microsoft Technology Licensing, Llc System and method for thermal cutoff protection device control from an external component

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6501107B1 (en) * 1998-12-02 2002-12-31 Microsoft Corporation Addressable fuse array for circuits and mechanical devices
EP1450406A1 (en) 2003-02-19 2004-08-25 Cavendish Kinetics Limited Micro fuse
JP2005260398A (ja) 2004-03-10 2005-09-22 Sony Corp 半導体装置および半導体装置の製造方法
JP2006221956A (ja) 2005-02-10 2006-08-24 Victor Co Of Japan Ltd ヒューズ
JP2009032559A (ja) 2007-07-27 2009-02-12 Oki Sensor Device Corp 磁気駆動マイクロマシンスイッチの製造方法及び磁気駆動マイクロマシンスイッチ
JP2012222241A (ja) 2011-04-12 2012-11-12 Semiconductor Components Industries Llc 電気ヒューズ及びその製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107854137A (zh) * 2016-09-21 2018-03-30 精工爱普生株式会社 安装构造体以及电子设备
JP2021091024A (ja) * 2019-12-09 2021-06-17 株式会社東芝 Ｍｅｍｓ素子及び電気回路
JP7297653B2 (ja) 2019-12-09 2023-06-26 株式会社東芝 Ｍｅｍｓ素子及び電気回路

Also Published As

Publication number Publication date
US20150179371A1 (en) 2015-06-25
US9640357B2 (en) 2017-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2015123511A (ja) 電子デバイス、ヒューズ及び電子機器
US7999635B1 (en) Out-of plane MEMS resonator with static out-of-plane deflection
JP5588663B2 (ja) マイクロ電気機械システムスイッチ
US20090302716A1 (en) Piezoelectric device
KR101745725B1 (ko) 스위치 구조체
JP2010019716A (ja) センサおよびその製造方法
US9991863B1 (en) Rounded and curved integrated tethers for quartz resonators
WO2015072056A1 (ja) 圧電ウェハ、圧電振動片、及び圧電振動子
JP6944997B2 (ja) 伝送線を一体化したｍｅｍｓ膜
JP2011218462A (ja) Ｍｅｍｓ装置
JP2008146939A (ja) マイクロスイッチング素子
WO2014181202A2 (en) Micro-electro-mechanical system (mems) structures and design structures
JP4858064B2 (ja) 力学量検出センサおよびその製造方法
JP2005251549A (ja) マイクロスイッチ及びマイクロスイッチの駆動方法
JP2007196303A (ja) マイクロ構造体製造方法およびマイクロ構造体
JP5621616B2 (ja) Ｍｅｍｓスイッチおよびその製造方法
JP2009252516A (ja) Ｍｅｍｓスイッチ
JP2006221956A (ja) ヒューズ
JP2013114935A (ja) Ｍｅｍｓスイッチ
JP2007207487A (ja) 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
JP2009065601A (ja) 発振器
US8829518B2 (en) Test structure and calibration method
JP5162206B2 (ja) 発振子、発振子の製造方法及び発振器
JP5679058B2 (ja) 電子デバイスとその製造方法、及び電子デバイスの駆動方法
JP2009140799A (ja) スイッチとその製造方法