静电电容元件及其制造方法和谐振电路的制作方法

专利名称：静电电容元件及其制造方法和谐振电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及静电电容元件和具有该静电电容元件的谐振电路，更具体而言，涉及例如具有PF级小电容的静电电容元件、静电电容元件的制造方法和具有该静电电容元件的谐振电路。
背景技术：
在相关技术中，已经采用了一种可变电容元件，该可变电容元件通过外侧施加的偏置信号来控制该输入信号的频率或者时间，藉以改变电容。例如，市场上出售的可变电容二极管(变容二极管)、微电子机械系统(micro electro mechanical systems, MEMS)可作为可变电容元件。另外，已经提出了一种技术，在该技术中，上述可变电容元件被用作非接触式集成电路(integrated circuit, IC)卡中的保护电路(例如，参照日本未审查专利申请公报 No. 08-7059)。根据日本未审查专利申请公报No. 08-7059中所公开的技术，为了在接触式 IC卡接近其阅读器/记录器时，阻止包含半导体装置的控制电路因过度集中地接收信号而出现故障，其中该半导体元件具有较低的耐压性，将该可变电容元件用作保护电路。图19示出了日本未审查专利申请公报No. 08-7059中所提出的非接触式IC卡的方框构造图。根据日本未审查专利申请公报No. 08-7059，可变电容二极管303d被用作可变电容元件。另外，包含偏置去除用电容器303c和可变电容二极管303d的串联电路与包含线圈303a和电容器30 的谐振电路并联连接。在日本未审查专利申请公报No. 08-7059中，通过使用检测电路313检测接收信号而得到的DC电压Vout被电阻器31 和314b电阻分割。另外，被电阻分割的DC电压(被施加到电阻器314b的DC电压)通过线圈315被施加到可变电容二极管303d，以调节可变电容二极管303d的电容，其中线圈315被设置为去除DC电压的变量。也就是说，被电阻分割的DC电压被用作可变电容二极管303d的控制电压。根据日本未审查专利申请公报No. 08-7059，在接收信号非常强的情况下，可变电容二极管303d的电容通过控制电压而降低，使得接收天线303的谐振频率增强。在电容变化之后，接收信号在谐振频率f^处的响应低于电容变化之前的响应，因而抑制了接收信号的电平。根据在日本未审查专利申请公报No. 08-7059中所提出的技术，信号处理单元 320(控制电路)由可变电容元件以此方式保护。发明人提出了一种将使用了铁电体材料的装置作为可变电容元件(例如，参照日本未审查专利申请公报No. 2007-287996)。日本未审查专利申请公报No. 2007-287996提出了具有如图20A及图20B所示电极结构的可变电容元件400，藉以提高其可靠性及生产率。 图20A示出了可变电容元件400的概要透视图，并且图20B示出了可变电容元件400的剖视构造图。在日本未审查专利申请公报No. 2007-287996的可变电容元件400中，端子设置在矩形介电层404的四个表面的任一者中。在四个端子中，一侧上的两个相对端子是被连接到信号电源403的信号端子403a和40北，并且另一侧上的两个相对端子是被连接到控制电源402的控制端子40 和402b。如图20B所示，可变电容元件400的内侧被构造为使得多个控制电极402c至402g 和多个信号电极403c至403f以将介电层404夹置在其间的方式交替层叠。具体而言，从底层开始，控制电极402g、信号电极403f、控制电极402f、信号电极40;3e、控制电极40 、信号电极403d、控制电极402d、信号电极403c和控制电极402c以将介电层404夹置在其间的方式依次层叠。在图20B的示例中，控制电极402g、控制电极40 和控制电极402c被连接到一个控制端子40 ，并且控制电极402f和控制电极402d被连接到另一个控制端子 402b。另外，信号电极403f和信号电极403d被连接到一个信号端子403a，并且信号电极 403e和信号电极403被连接到另一个信号端子40北。在日本未审查专利申请公报No. 2007-287996所公开的可变电容元件400中，可以将电压分别施加到控制端子和信号端子。有利地，由于多个信号电极和多个控制电极层叠在内侧，所以可以在成本较低的情况下增大电容。另外，轻松在成本较低的情况下制造出可变电容元件400，该可变电容元件400具有与日本未审查专利申请公报No. 2007-287996中的结构相同的结构。此外，在日本未审查专利申请公报No. 2007487996的可变电容元件 400中，偏置去除用电容器是非必需的。

发明内容
为了制造具有小电容的可变电容元件，其中该可变电容元件使用了比电容率较高的铁电体材料，必须通过增加介电层的厚度或者降低相对电极的面积来增加电极间的距离。但是，当增加介电层的厚度时，降低了被施加到该介电层的电场密度。因此，增大了用以改变该可变电容元件的电容的控制电压。因此，为了提供在低电压作用下能够操作的可变电容元件，必须减小介电层的厚度。但是，当介电层的厚度减小时，电容便会增大，并且必须减小相对电极的面积。但是，由于制造约束条件，难以制造出具有较小面积如ΙΟΟμπι或者更小的介电层。因此，很难将诸如IpF或者更低的小电容用在单层的电容上。由此，在制造具有小电容和小控制电压的可变电容元件的情况下，难以通过改变电极的层叠数目来提供不同的电容值。因此，难以提供各种具有不同电容值的可变电容元件的产品。尽管可以通过改变电极形状来形成具有不同电容值的可变电容元件，但是在此情况下，必须向具有不同电容值的各个可变电容元件提供用于形成电极的掩膜，并且这会增加成本。在包含介电层和仅仅一对电极的电容器中，其中该对电极将该介电层夹置在其间，如在薄膜型电容器中，难以通过改变电极的层叠数目来改变电容。由此，在介电层的厚度恒定的情况下，可以通过改变电极形状来制造具有不同电容的电容器。即使在此情况下， 必须向具有不同电容值的各个电容器提供用于形成电极的掩膜，并且这会增加成本。期望提供一种在不改变电极形状和电极层叠数目的情况下，稳定地制造具有不同电容的静电电容元件的方法。根据本发明的实施例，提供了一种静电电容元件，其包括介电层；以及一对电极或者多对电极，该电极具有将该介电层夹置在其间的一电极和另一电极，其中该一电极形成在该介电层的一表面上，并且该另一电极形成在该介电层的另一表面上。该一电极和该另一电极被配置为使得这些电极的纵向彼此相交。另外，该一电极及/或该另一电极至少具有两个电极宽度。在该一电极被形成为相对于该另一电极相对移动的情况下，以夹置该介电层的方式而沿该介电层的厚度方向重合的电极的面积可以连续或者逐级发生变化。在本发明的静电电容元件中，当该一电极被形成为相对于该另一电极相对移动时，可以夹置该介电层的方式改变这些电极沿该介电层的厚度方向的重合面积。为此，能够利用相同电极形状来形成具有不同电容的可变电容器件。在根据本发明另一实施例的静电电容元件的制造方法中，在该一电极与该另一电极被布置在该介电层表面上的预定位置的同时，通过使用掩膜使该一电极与该另一电极图案化。在调节掩膜在该介电层表面上的位置的同时，形成该一电极及/或该另一电极，使得该一电极与该另一电极在该介电层厚度方向上重合的电极面积具有预定的面积。该静电电容元件包括介电层；以及一对电极或者多对电极，该电极具有将该介电层夹置在其间的一电极和另一电极，其中该一电极形成在该介电层的一表面上，并且该另一电极形成在该介电层的另一表面上。该一电极和该另一电极被配置为使得这些电极的纵向彼此相交。另外，该一电极及/或该另一电极至少具有两个电极宽度。在该一电极被形成为相对于该另一电极相对移动的情况下，以夹置该介电层的方式而沿该介电层的厚度方向重合的电极的面积可以连续或者逐级发生变化。在本发明的静电电容元件的制造方法中，在调节掩膜位于该介电层表面上的位置的同时，形成该一电极及/或该另一电极，使得该一电极与该另一电极在该介电层厚度方向上重合的电极面积具有预定的面积。可以通过改变掩膜位置，来调节电容器单元的电容值至预定电容值，其中该电容器单元形成在该一电极与该另一电极之间的重合区域中。根据本发明的另一实施例，提供了一种谐振电路，其包括谐振电容器，该谐振电容器具有静电电容元件，以及谐振线圈，该谐振线圈被连接到该谐振电容器。该静电电容元件包括介电层；以及一对电极或者多对电极，该电极具有将该介电层夹置在其间的一电极和另一电极，其中该一电极形成在该介电层的一表面上，并且该另一电极形成在该介电层的另一表面上。该一电极和该另一电极被配置为使得这些电极的纵向彼此相交。另外， 该一电极及/或该另一电极至少具有两个电极宽度。在该一电极被形成为相对于该另一电极相对移动的情况下，以夹置该介电层的方式而沿该介电层的厚度方向重合的电极的面积可以连续或者逐级发生变化。根据本发明的实施例，通过调节将介电层夹置在其间的一对电极的相对电极位置，可以改变所获得的静电电容元件的电容值。结果，在不改变电极形状和电极的层叠数目的情况下，可以稳定地制造具有不同电容的静电电容元件。


图1示出了根据本发明第一实施例的可变电容元件的外观的透视图。图2示出了根据本发明第一实施例的示例性可变电容元件的电路图。图3示出了从ζ方向观看时，根据第一实施例的第一构造示例的可变电容元件的构造视图。图4示出了根据第一实施例的形成有第一电极的层的构造视图。图5示出了根据第一实施例的形成有第二电极的层的构造视图。图6A及图6B沿图3的线VIA-VIA和线VIB-VIB的截面的视图。
6
图7示出了从ζ方向观看时，根据第一实施例的第二构造示例的可变电容元件的构造视图。图8A及图8B示出了沿图7的线VIIIA-VIIIA和线VIIIB-VIIIB的截面的视图。图9A至图9D示出了制造根据第一实施例的可变电容元件的方法的制造流程视图。图10示出了从ζ方向观看时，根据比较示例的可变电容元件的构造视图。图11示出了根据第一实施例的第三构造示例的可变电容元件的剖视图。图12示出了从ζ方向观看时，根据第二实施例的第一构造示例的可变电容元件的构造视图。图13示出了从ζ方向观看时，根据第二实施例的第二构造示例的可变电容元件的构造视图。图14示出了从ζ方向观看时，根据第三实施例的第一构造示例的可变电容元件的构造视图。图15示出了从ζ方向观看时，根据第三实施例的第二构造示例的可变电容元件的构造视图。图16示出了可变电容元件附近的实际示例性电路构造的视图。图17示出了通过使可变电容元件和偏置去除用电容器一体化而得到的可变电容元件的构造示例的视图。图18示出了根据本发明第四实施例的非接触式IC电路的接收(解调)电路单元的方框图。图19示出了相关技术的非接触式IC卡的方框图。图20A及图20B示出了相关技术的可变电容元件的概要透视图和截面构造图。
具体实施例方式下面，将按照以下次序，参考附图来描述根据本发明实施例的示例性静电电容元件。另外，尽管可变电容元件被描述为下面示例中的静电电容元件，但是并不意在限制本发
明。
1.第—-实施例可变电容元件
1-1 第-一构造示例
1-2 第:二构造示例
1-3 第 J三构造示例
2.第二实施例可变电容元件
2-1 第-一构造示例
2-2 第:二构造示例
3.第三实施例可变电容元件
3-1 第-一构造示例
3-2 第:二构造示例
4.第四实施例谐振电路
1.第一-实施例可变电容元件
在第一实施例中，将描述用以控制电容变化的示例性可变电容元件，其中该示例性可变电容元件具有控制端子和信号端子。另外，本实施例的可变电容元件具有PF级电容。图1示出了本发明的可变电容元件1的外观的透视图，并且将被普遍引用到下述各个构造示例和实施例中的可变电容元件。另外，图2示出了本发明的可变电容元件1的电路图。本发明的可变电容元件1包括下述的铁电体层12 ；层压板2，该层压板2具有下述的第一电极15和第二电极18 ；被连接到第一电极15的第一外部端子8和9以及被连接到第二电极18的第二外部端子10和11。层压板2被形成为具有大约矩形形状。多个第一外部端子8 (图1中示出了四个) 被形成在层压板2的第一侧面3中，并且第一外部端子9被形成在与第一侧面3相邻的第二侧面4中。另外，多个第二外部端子10 (图1中示出了四个)被形成在层压板2的第三侧面5中，并且第二外部端子11被形成在与第三侧面5相邻的第四侧面6中。另外，上述第一外部端子8和9以及第二外部端子10和11被形成为从层压板2的上面和下面部分突起。如图2所示，从电源通过偏置电阻器R向第一外部端子8和9以及第二外部端子 10和11供给控制电压V和信号电压。在本实施例中，第一外部端子8和第二外部端子10 被用作控制(DC)端子，并且第一外部端子9和第二外部端子11被用作信号(AC)端子。在此，第一外部端子9和第二外部端子11被同时用作信号端子和控制端子。另外，通过第一电极15和第二电极18形成多个电容器单元，并且这些电容器单元串联连接。在下面的描述中，用ζ方向表示层压板2中各层的层叠方向，用χ方向表示在表面上与层叠方向垂直的横向，并且用y方向表示纵向。本实施例的可变电容元件1可以具有多个构造，该多个构造具有在不改变包括在电容器单元中的第一电极15和第二电极18的电极形状的情况下，通过改变成形位置而得到的不同电容。下面，将依次描述第一、第二和第三构造示例。1-1第一构造示例图3示出了从ζ方向观看时，根据本实施例的第一构造示例的可变电容元件Ia的结构视图。另外，图4示出了从ζ方向观看时，可变电容元件Ia的第一电极的结构视图。图 5示出了从ζ方向观看时，可变电容元件Ia的第二电极的结构视图。图6A示出了沿图3的线VIA-VIA的截面的视图，并且图6B示出了沿线VIB-VIB的截面的视图。本实施例的可变电容元件Ia设有将铁电体层12夹置在其间的多个第一电极15 和多个第二电极18，多个第一电极15形成在同一平面上，并且多个第二电极18形成在同一平面上。另外，可变电容元件Ia具有分别层叠在第一电极15的上侧上和第二电极18的下侧上的单个铁电体层12。铁电体层12(介电层)由介电材料制成，该介电材料的电容随外部施加的控制信号而变化。例如，夹置在第一电极15与第二电极18之间的单个铁电体层12可以包括片状部件(例如，具有2 μ m的厚度)，该片状部件由相对电容率大于1000的铁电体材料形成。 形成有铁电体层12的电极的表面和其相对的表面呈矩形，其中长边与短边之比可以被设定为例如，2 1。
可以将能够产生离子极化的铁电体材料用作铁电体层12的材料。铁电体材料由离子结晶材料制成，并且通过置换正、负离子的原子而电力地产生离子极化。能够产生离子极化的铁电体材料可以通过具有钙钛矿结构的化学组成AB03(0表示氧元素)来表示，其中假设A和B表示两种预定的元素。上述铁电体材料可以包括例如钛酸钡(BaTiO3)、铌酸钾(KNbO3)和钛酸铅(PbTiO3)等。另外，铁电体层12的材料可以包括例如通过混合锆酸铅 (PbZrO3)和钛酸铅(PbTiO3)而得到的锆钛酸铅(PZT)。另外，铁电体层12的材料可以包括能够电子极化的材料。在上述铁电体材料中， 极化发生在因正、负电荷的相对转移而产生电偶极矩的时候。作为上述材料的示例，在相关技术中报道了通过形成狗2+电荷面和狗3+电荷面来约束其铁电体特性的稀土类铁氧化物， 藉以产生电子极化。在本系统中，据报道，具有分子组成(RE) · (TM)2 · O4(0表示氧元素) 的材料具有较高的介电常数，其中RE表示稀土类元素，并且TM表示铁族元素。另外，稀土类元素可以包括例如Y、Er、Yb和Lu (尤其是含Y的重稀土类元素)。铁族元素可以包括例如Fe、Co和Ni (尤其是Fe)。另外，具有组成(RE) · (TM)2 · O4的材料可以包括ErFe2O4, Lui^e2O4 *YFe204。此外，可以将具有各向异性的铁电体材料用作铁电体层12的材料。如图6A及图6B所示，多个第一电极15(图3中示出了五个)形成在铁电体层12 的上面上，并且从一侧到另一侧以预定的间距分离，其中铁电体层12层叠在层压板2的中间。如图4所示，通过沿χ方向交替连接矩形第一电极部分13和矩形第二电极部分14来构造各个第一电极15，其中矩形第一电极部分13具有y方向电极宽度yl和χ方向电极宽度xl，矩形第二电极部分14具有y方向电极宽度y2 ( < yl)和χ方向电极宽度xl。另夕卜， 通过交替并两两连接第一电极部分13和第二电极部分14来构造从层压板2的第四侧面6 一侧依次形成的四个第一电极15。同时，通过逐个连接第一电极部分13和第二电极部分 14来构造最靠近第二侧面4 一侧的第一电极15。如上所述，由于第一电极15包括在y方向上具有不同电极宽度的第一电极部分13 和第二电极部分14，所以每个第一电极15在y方向上具有电极宽度。另外，第一电极15的各个第一电极部分13平行于y方向，并且各个第二电极14平行于y方向。另外，从层压板2的第四侧面6 —侧依次形成的四个第一电极15的每一者被连接到内部端子16，使其沿层压板2的y方向暴露给第一侧面3，其中内部端子16被形成为与第一电极15同层。内部端子16被连接到形成在第一侧面3中的各个第一外部端子8。另外，最靠近层压板2的第二侧面4的第一电极15被连接到形成在铁电体层12的上面上的内部端子17，以沿层压板2的χ方向暴露给第二侧面4。另外，上述内部端子17被连接到形成在层压板2的第二侧面4中的第一外部端子9。如图6A及图6B所示，多个第二电极18(图3中示出了五个)形成在铁电体层12 的下面上，其中铁电体层12层叠在层压板2的中间。如图5所示，第二电极18具有沿y方向延伸的矩形，该矩形具有y方向电极宽度y3 ( > y 1)和χ方向电极宽度x2 ( < xl且< y3)。 另外，各个第二电极18沿χ方向和y方向被分离，并且其纵向与第一电极15的纵向垂直。 另外，第二电极18与单个第一电极15相交，或者被配置为横跨与y方向邻接的两个第一电极15，使得第二电极18和第一电极15的第一电极部分13沿ζ方向彼此重合。从层压板2的第二侧面4 一侧依次形成的四个第二电极18被连接到各个内部端子19，使得其暴露给与层压板2的第一侧面3相对的第三侧面5，其中内部端子19被形成为与第二电极18同层。另外，内部端子19被连接到形成在层压板2的第三侧面5中的第二外部端子10。另外，最靠近层压板2的第四侧面6的第二电极18被暴露给第四侧面6。 此外，上述第二电极18被连接到形成在层压板2的第四侧面6中的第二外部端子11。在此，如图3所示，从层压板2的第四侧面6 —侧开始，在位于第一侧面3中的第一电极部分13的下层中配置奇数个第二电极18，并且在位于第三侧面5中的第一电极部分13的下层中，配置偶数个第二电极18。此外，奇数个第二电极18和偶数个第二电极18 被配置为不沿χ方向重合。尽管存在上述电极层，但是可以轻松引出被连接到第二电极18 的各个内部端子19。尽管图3示出了其中将奇数个第二电极18配置在层压板2的第一侧面3 —侧上，并且将偶数个第二电极18配置在第三侧面5 —侧上的情况，但是可以颠倒其位置。另外，如图6A及图6B所示，在根据第一构造示例的可变电容元件Ia中，电容器单元20形成在将铁电体层12夹置在其间的第一电极15的各个第一电极部分13和层叠在第一电极部分13上的第二电极18沿ζ方向重合的区域中。在电容器单元20中，可以得到第一电极15的第一电极部分13和与第一电极部分13相对的第二电极18之间的电容Cl。另外，在根据第一构造示例的可变电容元件Ia中，由于第一电极15的第一电极部分13沿ζ 方向与第二电极18重合，所以各个电容器单元20的电极面积成了第一电极15与第二电极 18之间的重合面积Sl ( = x2Xyl)0另外，在第一构造示例的可变电容元件Ia中，多个第一电极15和多个第二电极18 被配置在同一层，并且单个或者两个第二电极18与单个第一电极15沿ζ方向重合。结果， 多个电容器单元20形成在同一层上。1-2第二构造示例接着，将描述根据本实施例的第二构造示例的可变电容元件lb。图7示出了从ζ 方向观看时，根据第二构造示例的可变电容元件Ib的构造视图。另外，图8A示出了沿图7 的线VIIIA-VIIIA的截面，并且图8B示出了沿图7的线VIIIB-VIIIB的截面。在图7、图8A 和图8B中，用相同的标号表示与图3、图6A和图6B中相同的元件，并且不再重复其描述。在第二构造示例的可变电容元件Ib中，与第一构造示例的可变电容元件Ia相比， 第一电极15沿χ方向朝第一侧面一侧移动了 xl。由此，第二电极18被配置为以将铁电体层12夹置在第二电极18与第一电极15的第二电极部分14之间的方式沿ζ方向与第一电极15的第二电极部分14重合。如图8A及图8B所示，在根据第二构造示例的可变电容元件Ib中，电容器单元21 形成在将铁电体层12夹置在其间的第一电极15的各个第二电极部分14和层叠在第二电极部分14上的第二电极18沿ζ方向重合的区域中。通过电容器单元21，可以得到第一电极15的第二电极部分14和与第二电极部分14相对的第二电极18之间的电容C2。另夕卜， 在根据第二构造示例的可变电容元件Ib中，由于第一电极15的第二电极部分14沿ζ方向与第二电极18重合，所以各个电容器单元21的电极面积成了第一电极15与第二电极18 之间的重合面积S2( = x2Xy2)。第一电极15的第二电极部分14的y方向宽度小于第一电极部分13的y方向宽度。由此，在第二构造示例的可变电容元件Ib中，各电容器单元21的电极面积S2小于第一构造示例中的可变电容元件Ia的各电容器单元20的电极面积Si。结果，第二构造示例中的可变电容元件Ib的总电容小于第一构造示例的可变电容元件Ia的总电容。因此，在本实施例的可变电容元件1中，即使当第一电极15和第二电极18具有相同的形状时，也可以通过相对于第二电极18相对移动第一电极15，得到两种具有不同电容的可变电容元件。在通过本实施例的第一和第二构造示例所形成可变电容元件Ia和Ib中，电容器单元包括形成在铁电体层12中的第一电极15和第二电极18，并且电容器单元如图2所示串联连接。通过将接地电压GND和控制电极+V通过偏置电阻器R施加到各个电容器单元而添加控制电极+V。同时，由于信号电压(AC电压)经过了 9个串联连接的电容器单元，所以总电容减少了 1/9。但是，由于控制电压被单独添加到各个电容器单元，所以较小的数值都是可以接收的。也就是说，在本实施例的可变电容元件1中，电路被设计为使得通过降低电容值而将控制电压维持在合适的范围内。另外，偏置电阻器R通常在500kQ至1ΜΩ之间。[可变电容元件的制造方法]接着，将描述根据本实施例的第一和第二构造示例的可变电容元件Ia和Ib的制造方法。图9A至图9D示出了根据实施例的第一和第二构造示例的可变电容元件Ia和Ib 的制造方法。首先，如图9A所示，准备由上述铁电体材料制成的片状部件(图9A中示出了两片)。上述片状部件充当上述铁电体层12，其中一面充当用以形成第一电极15的铁电体层 12，并且另一面充当用以形成第二电极18的铁电体层12。接着，调节通过粘贴金属微粉末如PcUPdAg和Ni所得到的导电胶。另外，准备第一掩膜37和第二掩膜38，其中第一掩膜37具有被成形为用于第一电极15的开口，第二掩膜38具有被成形为用于第二电极18的开口。然后，如图9B所示，将第一掩膜37配置在一片状部件(铁电体层1 的上面上的预定位置中，并且将第二掩膜38配置在另一片状部件 (铁电体层12)的上面上的预定位置中。然后，如图9C所示，以夹置第一掩膜37的方式在一片状部件的上侧上(通过绢网印花)涂覆导电胶，并且以夹置第二掩膜38的方式在另一片状部件的上侧上涂覆导电胶。 结果，在每个掩膜的开口中的偏转部件的上侧上涂覆了导电胶。因此，在一片状部件上使第一电极15图案化，并且在另一片状部件上使第二电极18图案化。另外，如图9D所示，通过从每个片状部件的上侧移除第一掩膜37和第二掩膜38， 便形成了具有铁电体层12的第一电极15和具有铁电体层12的第二电极18。与上述制造方法相比，在制造根据第一构造示例的可变电容元件Ia的情况下，第一掩膜37和第二掩膜38相对于各个片状部件布置，使得当片状部件重合时，第二电极18 在第一电极15的第一电极部分13的下层上重叠。同时，在制造根据第二构造示例的可变电容元件Ib的情况下，第一掩膜37和第二掩膜38布置在各个片状部件中，使得当片状部件重合时，第二电极18在第一电极15的第二电极部分14的下层上重叠。也就是说，在形成第二构造示例的可变电容元件Ib的情况下，与形成第一构造示例中的可变电容元件Ia相比，第一掩膜37被配置在一片状部件上， 以沿χ方向朝向形成有内部端子16的一侧偏移了距离xl，藉以形成第一电极15。在此，第一电极15的内部端子16分别在第一和第二构造示例的可变电容元件Ia和Ib中的长度不同。由此，在本实施例的制造方法中，开口形成在与掩膜的内部端子16相对应的部分中，使得即使将掩膜移动预定的间距，也形成了被暴露给层压板2侧面的内部端子16。然后，向上层叠涂覆有第二电极18(电极胶层)的片状部件和涂覆有第一电极 15(电极胶层)的片状部件，使得片状部件和电极胶层交替。必要时，在最上层第一电极15 的上面层叠没有电极胶层的片状部件，以形成包括片状部件和导电胶层的层压板2。然后，加热压制层压板2。通过在还原氛围中高温煅烧被加热压制的部件，而将片状部件和导电胶层(第一电极15和第二电极18)形成为一体。然后，在层压板2的第一至第四侧面3至6上形成第一外部端子8和9以及第二外部端子10和11，使得完成根据第一或第二构造示例的可变电容元件Ia和Ib的制造。如此，在本实施例的可变电容元件1中，通过在电极制造过程中改变掩膜的位置， 可以形成如第一构造示例和第二构造示例所示的具有不同电容的可变电容元件。本实施例的可变电容元件的制造方法并不限于上述方法。例如，尽管薄膜电容器被形成为使得通过在衬底如Si上喷溅Pt等并且通过蚀刻法去除不必要的部分来设置电极，但是可以通过相对于上、下电极相对地移动掩膜的位置来去除不必要的部分，来移动电极的位置。[电极形状的设计概述]根据本实施例，为了在其具有相同的电极形状时，可以通过调节成形位置来构造具有不同电容的可变电容元件Ia和lb，必须考虑第一电极15和第二电极18的维度。下面，将描述根据本实施例的可变电容元件1的第一电极15和第二电极18的形状和维度的设计概述。鉴于在第一电极15和第二电极18的制造过程中存在的不期望的位置偏移，优选第一电极15的第一电极部分13和第二电极部分14的χ方向电极宽度xl具有大于第二电极的χ方向电极宽度x2的预定宽度。结果，参考图3，当第一电极15在χ方向上的中心位置和第二电极18在χ方向上的中心位置配合时，在重合面积Sl的χ方向的两端形成了边距M((xl-x2)/2)(未与第二电极18重合的区域)。上述边距M优选具有能够吸收第一电极15和第二电极18之间的耦合偏差的宽度，更具体而言，例如，具有大于等于10 μ m的宽度。另外，鉴于制造约束条件，电极宽度xl优选被设定为大于等于50 μ m，更优选地大于等于 100 μ m。由于以此方式设置了边距M，例如，所以在第一电极15沿χ方向从第二电极18偏移了预定的位置时，如果偏移量小于边距M的宽度，则第一电极15与第二电极18之间的重合面积不会发生改变。由此，由于通过仅沿单一方向移动电极位置就可以形成具有所期望电容值的可变电容元件，所以可以更轻松形成具有不同电容值的可变电容元件。另外，第一电极位置的不同点在于第一电极部分13和第二电极部分14在第一和第二构造示例中的χ 方向宽度电极xl。与边距M相比，电极宽度xl远远大于边距M，并且可以通过有意识地改变掩膜位置而使电极宽度xl发生偏移。因此，在本实施例的可变电容元件1中，在耦合偏差微不足道的情况下，可以在不改变第一电极15与第二电极18的重合面积的情况下，仅仅通过移动所期望的电极位置来改变第一电极15与第二电极18的重面积。另外，根据本实施例，可以基于第一电极15的第一电极部分13与第二电极部分14在y方向上的宽度差来改变第一构造示例的可变电容元件Ia和第二构造示例的可变电容元件Ib的电容值。因此，通过将电极宽度yl与y2之间的关系设定为例如yl y2 = 1 0.8，可以将第一构造示例的可变电容元件Ia的电容值与第二构造示例的可变电容元件Ib的电容值之间的关系设定为1 0.8。同时，电极宽度yl和y2可以具有其它数值，并且可以作出各种设定。第二电极18的y方向电极宽度y3可以大于第一电极15的y方向电极宽度，即第一电极部分13的y方向电极宽度yl。在本实施例中，由于最接近层压板2的第四侧面6的第二电极18被连接到第四侧面6的第二外部端子11，所以不必设置使其暴露给层压板2的侧面的长度。另外，由于其它第二电极18的任一者被形成为横跨第一电极15，所以必须形成y方向电极宽度y3，使其大于包括两个相邻第一电极的y方向宽度。另外，根据本实施例，第二电极18呈矩形，并且被配置为使得其纵向(y方向)与第一电极15的纵向(χ方向)垂直。由此，即使当第一电极15和第二电极18因耦合偏移而沿y方向偏移预定的位置时，第一电极15与第二电极18之间的重合面积也不会发生变化。结果，y方向上的位置偏移几乎不会使电容值发生变化。另外，根据本实施例，在第一构造示例的可变电容元件Ia和第二构造示例的可变电容元件Ib中，需要将第一电极15a的成形位置沿X方向移动预定的距离。通过外部端子的长度来约束上述移动距离，而外部端子的长度通过装置尺寸和该装置的χ方向长度来约束。例如，如果移动距离大于第一外部端子9的χ方向长度x4，其中第一外部端子9形成在层压板2的第二侧面4中，则不可能使最接近第二侧面4的第一电极15的内部端子17和第一外部端子9连接。由此，在本实施例的可变电容元件1中，存在这样的约束条件，即第一电极15的移动距离小于第一外部端子9的χ方向长度x4，其中第一外部端子9形成在层压板2的第二侧面4中。可以通过增加最接近第二侧面4的第一电极15的内部端子17的宽度x3，使其大于第一外部端子9的χ方向的长度x4，来去除上述约束条件。但是，鉴于制造电极和移动掩膜的便利性，优选第一电极15的移动距离小于第一外部端子9的χ方向的长度x4。另外，假设小型可变电容元件的层压板2的y方向长度设定为1. Omm并且其χ方向的宽度设定为0. 5mm的情况，则形成在第二侧面4中的第一外部端子9的χ方向的长度 χ4变为200mm至300mm。由此，第一电极15的移动距离优选被设定在IOOmm与200mm的范围内。[比较示例]接着，将描述根据比较示例的可变电容元件。图10示出了从ζ方向观看时，根据比较示例的可变电容元件100的构造视图。根据比较示例的可变电容元件100的外观与图 1所示的根据本实施例的可变电容元件1的外观类似，并且不再重复其描述。在图10中，相同的标号表示与图3中相同的元件。根据比较示例的可变电容元件100与根据本实施例的可变电容元件1的不同之处在于，第一电极101的形状。如图10所示，在根据比较示例的可变电容元件100中，多个第一电极101(图10 中示出了五个)在沿y方向从一侧到另一侧以预定的间距分离的同时，形成在铁电体层12 的上面，其中铁电体层12层叠在层压板2的中间。各个第一电极101被形成为呈矩形，其中该矩形具有y方向电极宽度y4和χ方向电极宽度x5 ( > χ2)。
13
在五个第一电极101中，最接近层压板2的第二侧面4的第一电极101通过内部端子17连接到第一外部端子9，其中第一外部端子9形成在第二侧面4上。其余的第一电极101通过内部端子16分别连接到第一外部端子8，其中外部端子8形成在层压板2的第一侧面3上。在根据比较示例的可变电容元件100中，第二电极18被配置为与单个第一电极 101相交或者横跨相邻两个第一电极101延伸。另外，电容器单元形成在第一电极101与第二电极18沿Z方向重合的区域中。电容器单元包含第一电极101和第二电极18的电极面积S3( = x2Xy4)与第一电极101与第二电极18沿ζ方向的重合面积相对应。在根据比较示例的可变电容元件100中，如图10中的点划线所示，例如，即使第一电极101在X方向上移动了 Δχ，第一电极101与第二电极18的重合面积S4也不会发生变化。由此，包含第一电极101和第二电极18以及铁电体层12的电容器单元的电容值不会发生改变，其中第一电极101和第二电极18沿ζ方向重合，铁电体层12形成在第一电极 101和第二电极18之间。为了改变比较示例的可变电容元件100的电容值，必须改变层叠层的数量或者电极的形状。为了改变电极的形状，必须通过使用另一掩膜来形成电极，这会增加成本。另外，当通过增加层叠层的数目而使相应的电容变大以及电容值发生改变时，电容值会增加，但是不会减小。同时，在本实施例的可变电容元件1 (la和lb)中，第一电极15具有两个或者两个以上的电极宽度。由此，当在铁电体层12的表面上形成第一电极15时，可以通过将掩膜位置沿单一方向(在此情况下，χ方向)改变预定的距离，来轻松地改变第一电极15与第二电极18的重合面积。结果，可以在层叠层的数量相等的情况下，等到具有不同电容的可变电容元件1 (la和lb)。在此情况下，不必改变用于形成电极的掩膜或者显著地改变制造流程。因此，可以得到低成本、高品质的可变电容元件1 (la和lb)。根据本实施例，通过改变第一电极15在χ方向上的位置来构造具有不同电容的可变电容元件1 (la和lb)。但是，发明并不限于此，可以通过改变第二电极18在χ方向上的位置来形成具有不同电容的可变电容元件。也就是说，如果第一电极15和第二电极18被形成为使得第一电极15和第二电极18相对移动了预定的距离，则可以形成具有不同电容值的可变电容元件。另外，根据本实施，由于可以通过将任一电极沿单一方向移动预定的距离来改变电容，所以能够轻松进行定位。上述构造特别有利于对具有PF级的电容值的可变电容元件的电容值作出无限小的改变。例如，根据本实施例，尽管通过沿ζ方向重合多个第一电极15和第二电极18以及被夹置在其间的铁电体层12，而将多个电容器单元包括在同一层中，但是电容器单元可以包括一对电极15和单个第二电极18。此外，根据本实施例，多个第一电极15和第二电极 18可以与被夹置在其间的铁电体层12层叠在一起。例如，可以通过交替层叠三层的第一电极15和三层的第二电极18来形成五层的电容器单元。在第一构造示例的可变电容元件 Ia中，当单层的电容值Cl是9pF时，五层的电容器单元的电容值变为45pF。另外，在第二构造示例的可变电容元件Ib中，当单层的电容值C2是SpF时，五层的电容器单元的电容值变为40pF。1-3第三构造示例下面，将描述通过层叠第一构造示例的多个可变电容元件Ia和第二构造示例的多个第二构造示例Ib所形成的可变电容元件，作为第三构造示例。图11示出了根据第三构造示例的可变电容元件Ic的截面构造视图。在图11中，相同的标号表示与图6A、图6B、 图8A及图8B中相同的元件。因为其被简化了，所以图11示出了形成在同一层中的单个第一电极15和单个第二电极18。如图11所示，通过交替层叠三层的第二电极18和三层的第一电极15来构造第三构造示例的可变电容元件lc。另外，在三层的第一电极15中，下层的第一电极15和上层的第一电极15被形成为相对于相对的第二电极18，具有与第一构造示例的可变电容元件Ia 的第一电极15的位置相同的位置。同时，在三层的第一电极15中，中间的第一电极15被形成为相对于相对的第二电极18，具有与第二构造示例的可变电容元件Ib的第一电极15 的位置相同的位置。也就是说，在第三构造示例的可变电容元件Ic中，中间的第一电极15被形成为相对于其它两个第一电极15，在χ方向上偏移了电极宽度xl。结果，使用了下层的第一电极 15和与其相对的第二电极18的第一构造示例中所示的可变电容元件Ia被形成为具有两层。另外，使用了中间的第一电极15和与其相对的第二电极18的第二构造示例中所示的可变电容元件Ib被形成为具有两层。使用了上层的第一电极15和与其相对的第二电极18 的第一构造示例中所示的可变电容元件Ia被形成为具有两层。在上述构造中，例如，如果第一构造示例的可变电容元件Ia的电容值Cl被设定为9pF，并且第二构造示例的可变电容元件Ib的电容值C2被设定为8pF，则总电容值变为 3X9+8X2 = 43pF。如此，在通过交替层叠第一电极15和第二电极18作为多个层而得到的可变电容元件Ic中，如果多个第一电极15具有不同的成形位置，则可以在各层中设定不同的电容值。另外，由于可以随意设计层叠层的数目，或者包含在第一构造示例的可变电容元件Ia中的层的数目，或者包含在第二构造示例的可变电容元件Ib中的层的数目，所以可以提供具有各种电容值的可变电容元件。2.第二实施例可变电容元件接着，将描述本发明的第二实施例。本实施例的可变电容元件的外观与图1中的类似，并且不再重复其描述。在本实施例的可变电容元件中，可以在不改变电容器单元的电极形状的情况下，通过改变其成形位置得到具有不同电容值的多个构造。下面，将依次描述第一构造示例和第二构造示例。2-1第一构造示例图12示出了从ζ方向观看时，根据本实施例的第一构造示例的可变电容元件2 的结构视图。在图12中，相同的标号表示与图3中相同的元件，并且不再重复其描述。多个第一电极23 (图12中示出了五个)形成在铁电体层12的上面，并且沿y方向从一侧到另一侧以预定的距离分离，其中铁电体层12层叠在层压板2的中间。各个第一电极23被形成为在第一方向上延伸，其中第一方向是自层压板2的第一侧面3的y方向一侧顺时针旋转约45°的方向。另外，通过在第一方向上交替连接第一电极部分25和第二电极部分M来构造各个第一电极23。第一电极部分25呈具有第一方向电极宽度wl和与第一方向垂直的第二方向宽度的矩形，并且第二电极部分M呈具有第一方向宽度wl和第二方向宽度《3的矩形。在图12中，通过交替连接四个第一电极部分25和四个第二电极部分M来构造从层压板2的第四侧面6 —侧依次形成的四个第一电极23。此外，通过连接第一电极部分25和第二电极部分M来构造最接近第一侧面4 一侧的第一电极15。如此，由于第一电极23包括第一电极部分25和第二电极部分对，其中第一电极部分25和第二电极部分M具有不同的第二方向电极宽度，所以每个第一电极23被构造为在第一方向上具有两个电极宽度。另外，根据本实施例，第一电极23的各个第一电极部分25 被布置为平行于1方向，并且各个第二电极部分M被布置为平行于y方向。从层压板的第四侧面6 —侧依次形成的各个第一电极23被连接到内部端子16，以使其暴露给层压板2的第一侧面3，其中内部端子16与第一电极23形成在同一层中。另外，内部端子16被连接到形成在第一侧面3中的各个第一外部端子8。最接近层压板2的第二侧面4的第一电极23被连接到内部端子17，以使其暴露给层压板2的第二侧面4，其中内部端子17与第一电极23形成在同一层中。另外，内部端子17被连接到形成在层压板 2的第二侧面4中的第一外部端子9。多个第二电极沈(图12示出了五个)形成在铁电体层12的下表面上，并且沿y 方向从一侧到另一侧以预定的间距分离，其中铁电体层12层叠在层压板2的中间。第二电极沈呈具有第一方向电极宽度w4 ( < wl)和第二方向电极宽度w5 ( > w2)的矩形，并且沿
第二方向延伸。第二电极沈被形成为与单个第一电极23相交，或者沿y方向横跨相邻的两个第一电极23，并且被配置为使得第一电极23的第一电极部分25与第二电极沈沿ζ方向重
I=I ο层压板2的第二侧面4附近的四个第二电极沈被连接到各个内部端子19，以暴露给与层压板2的第一侧面3相对的第三侧面5，其中各内部端子19与第二电极沈形成在同一层中。内部端子19被连接到形成在层压板2的第三侧面5中的第二外部端子10。最接近层压板2的第四侧面6的第二电极沈被形成为暴露给第四侧面6。上述第二电极沈被连接到形成在层压板2的第四侧面6中的第二外部端子11。结果，在第一构造示例的可变电容元件2 中，如图12所示，电容器单元形成在将铁电体层12夹置在其间的第一电极23的各个第一电极部分25与第二电极部分26沿ζ方向重合的区域中，其中第二电极部分层叠在第一电极部分25上。另外，在图12的可变电容元件22a中，多个第二电极沈和多个第一电极23被包括为使得一个或者两个第二电极26 沿ζ方向与单个第一电极23重合。结果，多个电容器单元形成在同一表面上。另外，在第一构造示例的可变电容元件22a中，由于第一电极23的第一电极部分25沿ζ方向与第二电极26重合，所以各个电容器单元的电极面积成了第一电极23和第二电极沈之间的重合面积 S4( = w2Xw4)。2-2第二构造示例接着，将描述根据本实施例的第二构造示例的可变电容元件。图13示出了从ζ方向观看时，根据本实施例的第二构造示例的可变电容元件22b的构造示例。在图13中，相同的标号表示与图12中相同的元件，并且不再重复其描述。在第二构造示例的可变电容元件22b中，与第一构造示例的可变电容元件2 相比，第一电极23沿χ方向朝第三侧面一侧移动了如图13所示的距离x6。距离x6是第一电极23的第二电极部分M与第二电极沈沿ζ方向重合的距离。由此，第二电极沈被配置
16为以将铁电体层12夹置在其间的方式沿ζ方向与第一电极23的第二电极部分M重合。结果，在第二构造示例的可变电容元件22b中，电容器单元被形成包括将铁电体层12夹置在其间的、沿ζ方向彼此相对的第二电极沈和第一电极23的各个第二电极部分 24。另外，在第二构造示例的可变电容元件22b中，第二电极沈和第一电极23的第二电极部分M沿ζ方向重合，所以各个电容器单元的电极面积成了第一电极23和第二电极沈之间的重合面积S5( = w3Xw4)。第一电极23中的第二电极部分M的第二方向电极宽度w3小于第一电极部分25 的第二方向电极宽度《2。由此，在第二构造示例的可变电容元件22b中，各电容器单元的电极面积小于第一构造示例的可变电容元件22a的各电容器单元的电极面积。结果，第二构造示例的可变电容元件22b的总电容小于第一构造示例的可变电容元件22a的总电容。如此，根据本实施例，即使当第一电极23和第二电极沈具有相同的形状时，可以通过偏移第一电极23的成形位置来提供两种具有不同电容值的可变电容元件2 和22b。可以与第一实施例类似的方式来形成本实施例的可变电容元件2 和22b。类似地，根据本实施例，在形成第一构造示例的可变电容元件22a的情况和形成第二构造示例的可变电容元件22b的情况下，可以不必改变用于形成电极的掩膜。在形成第一构造示例的可变电容元件2 的情况下，可以在铁电体层12上使各电极图案化，使得第一电极23的第一电极部分25和第二电极沈沿ζ方向层叠。另外，在形成第二构造示例的可变电容元件22b的情况下，可以在铁电体层12上使各电极图案化，使得第二电极沈和第二电极部分对沿ζ方向层叠。类似地，根据本实施例，为了在电极形状相同的情况下，通过调节其成形位置来形成具有不同电容值的可变电容元件2 和22b，在一定程度上必须考虑第一电极23和第二电极沈的维度。下面，将描述可变电容元件2 和22b的第一电极23和第二电极沈的维度的形状和设计概述。鉴于在第一电极23和第二电极沈的制造过程中存在不期望的位置偏移，优选将第二电极26和第一电极23的第一电极部分25的第一方向电极宽度wl设定为大于第二电极的第一方向电极宽度《4。结果，参考图12，在第一电极部分25的第一方向的中心位置和第二电极26的第一方向的中心位置配合时，在重合面积S4的第一方向两端形成了边距M((wl-w2)/2)(未与第二电极沈重合的区域)。上述边距M优选具有能够吸收第一电极23和第二电极沈之间的耦合偏差的宽度，更具体而言，例如，具有大于等于10 μ m的宽度。另外，鉴于制造约束条件，电极宽度wl优选被设定为大于等于50 μ m，更优选地大于等于 100 μ m。以此方式，通过形成边距M，例如，在第一电极23沿第一方向相对于第二电极沈偏移了预定位置的情况下，如果偏移量小于边距M的宽度，则第一电极23与第二电极沈的重合面积不会发生改变。由此，可以便于形成具有所期望电容值的可变电容元件。另外，如图 13所示，第一电极23在第一构造示例和第二构造示例中的位置相差了第一电极部分25和第二电极部分M的χ方向电极宽度x6。与边距M相比，上述电极宽度χ6远远大于边距Μ， 并且可以是通过有意识地改变掩膜位置而发生偏移的宽度。因此，根据本实施例，可以在不改变第一电极23与第二电极沈的重合面积的情况下，必要时通过移动电极位置来改变第一电极23与第二电极沈的重合面积。
另外，依据第一电极23的第一电极部分25的第一方向电极宽度与第二电极部分 M的第二方向电极宽度之间的差值，可以改变第一构造示例的可变电容元件2 和第二构造示例的可变电容元件22b之间的电容值。因此，通过将电极宽度w2和w3之间的关系设定为w2 w3 = l 0.8，可以将第一构造示例的可变电容元件22a的电容值和第二构造示例的可变电容元件22b的电容值的比值设定为1 0.8。在此情况下，电极宽度w2和w3 可以被设定为不同的数值，并且可以进行各种设定。另外，第二电极沈的第二方向电极宽度w5可以大于第一电极23的第一方向的最大电极宽度w2，即第一电极部分25的第一方向电极宽度w2。根据本实施例，由于最接近层压板2的第四侧面6的第二电极沈被连接到第四侧面6的第二外部端子11，所以可以形成具有长度的第二电极26，以暴露给层压板2的第四侧面6。另外，由于其它第二电极沈的任一者被形成为横跨两个第一电极23，所以可以形成第二方向电极宽度w5，使其大于包括两个相邻第一电极23的第二方向宽度。另外，根据本实施例，呈矩形的第二电极沈被配置为使得其纵向(第二方向)与第一电极23的纵向(第一方向)垂直。由此，即使当第一电极23和第二电极沈因耦合偏移而在第二方向上相对偏移了预定的位置，第一电极23和第二电极沈之间的重合面积也不会发生变化。结果，第二方向上的位置偏移不会使电容值发生变化。另外，可以与第一实施例的可变电容元件1 (la和lb)的电极配置类似的方式来设计各个电极的维度。 根据本实施例，第一电极23倾斜地配置在铁电体层12的上面上，并且第二电极沈倾斜地配置在铁电体层12的下面上，使得第二电极沈与第一电极23垂直。结果，与根据第一实施例的可变电容元件1 (la和lb)相比，可以缩短第二电极沈的内部端子19的长度。 结果，可以减小电极阻抗。类似地，根据本实施例，可以设置第一实施例的第三构造示例。另外，可以得到与第一实施例类似的效果。同时，根据第一和第二实施例，可以通过沿纵向形成具有两个电极宽度的第一电极以及通过将第二电极配置为沿横向与第一电极相交，来改变第一电极与第二电极之间的重合面积。本发明并不限于此，并且可以作出各种修改。例如，第一电极可以具有两个或者两个以上的纵向电极宽度。在此情况下，通过相同的电极形状，可以形成两种或者多种具有不同电容值的可变电容元件。另外，第二电极可以被成形为具有多个电极宽度。在此情况下，可以通过沿X方向和y方向相对移动第一电极与第二电极的成形位置来得到各种构造。另外，如果第一电极的多个电极宽度不同于第二电极的多个电极宽度，则可以通过使第一电极的电极宽度数目和第二电极的电极宽度数目相乘，来形成尽可能多的具有不同电容值的可变电容元件。3.第三实施例可变电容元件接着，将描述根据本发明的第三实施例的可变电容元件。本实施例的可变电容元件的外观与图1中的类似，并且不再重复其描述。在本实施例的可变电容元件中，可以在不改变电容器单元的电极形状的情况下，通过改变其成形位置得到具有不同电容值的多个构造。下面，将依次描述第一构造示例和第二构造示例。3-1第一构造示例图14示出了从ζ方向观看时，根据本实施例的第一构造示例的可变电容元件30a 的结构视图。在图14中，相同的标号表示与图3中相同的元件，并且不再重复其描述。
多个第一电极31 (图14中示出了五个)形成在铁电体层12的上面，并且沿y方向从一侧到另一侧以预定的距离分离，其中铁电体层12层叠在层压板2的中间。各个第一电极31在层压板2的第一侧面3 —侧具有较宽的底边，并且在第三侧面5 —侧具有较窄的上边，并且包括梯形电极部分32，该梯形电极部分32具有χ方向宽度x6( > x2)。也就是说，第一电极31的电极部分32从层压板2的第一侧面3 —侧到第三侧面5 —侧呈连续的锥形。通过在χ方向上连接两个电极部分32形成位于层压板2的第四侧面6 —侧中的四个第一电极31，并且最接近第二侧面4的第一电极31只包括单个电极部分32。从层压板2的第一侧面6 —侧依次形成的四个第一电极31的任一者被连接到内部端子16，以暴露给层压板2的第一侧面3，其中内部端子16与第一电极31形成在同一层中。另外，内部端子16被连接到形成在第一侧面3的各个第一外部端子8。最接近层压板 2的第二侧面4的第一电极31被连接到内部端子17，以暴露给层压板2的第二侧面4，其中内部端子17与第一电极31形成在同一层中。上述内部端子17被连接到形成在层压板 2的第二侧面4的第一外部端子9。 第二电极18具有与第一实施例的第二电极18相同的形状，并且被形成为与单个第一电极31垂直，或者横跨沿y方向相邻的两个第一电极31并与其垂直。在第一构造示例的可变电容元件30a中，第一电极31和第二电极18被配置为使得第二电极18沿ζ方向与第一电极31的宽边的区域重合。结果，在根据第一构造示例的可变电容元件30a中，如图14所示，电容器单元形成在将铁电体层12夹置在其间的第一电极与第二电极18沿ζ方向重合的区域中，其中第二电极18层叠在第一电极31上。另外，图14中的可变电容元件30a包括多个第一电极31 和多个第二电极18，并且一个或者两个第二电极18沿ζ方向与单个第一电极31重合。结果，多个电容器单元形成在同一表面上。另外，在第一构造示例的可变电容元件30a中，第一电极31和第二电极18在第一电极31的电极部分32的宽边上沿ζ方向重合，并且包含在各个电容器单元中的电极面积成了第一电极31与第二电极18之间的重合面积S6。3-2第二构造示例接着，将描述根据本实施例的第二构造示例的可变电容元件。图15示出了从ζ方向观看时，根据本实施例的第二构造示例的可变电容元件30b的构造示例。在图15中，相同的标号表示与图14中相同的元件，并且不再重复其描述。在第二构造示例的可变电容元件30b中，与第一构造示例的可变电容元件30a相比，第一电极31在第五侧面5 —侧上沿χ方向移动了距离Δχ(<χ2)。由此，第二电极18 被配置为以将铁电体层12夹置在其间的方式沿ζ方向与第一电极31的窄边重合。但是，距离ΔΧ被设定为在第一电极31的电极部分32沿ζ方向与第二电极18重合的范围内。也就是说，距离Δ χ被设定为至少小于通过从电极部分32的χ方向长度χ6中减去第二电极 18的χ方向长度χ2所得到的长度。结果，在第二构造示例的可变电容元件30b中，电容器单元被形成包括将铁电体层12夹置在其间的、沿ζ方向彼此相对的第二电极18和第一电极31的电极部分32的窄边。另外，第二构造示例的可变电容元件30b被构造为使得第一电极31与第二电极18在第一电极31的电极部分32的窄边上沿ζ方向重合，并且各个电容器单元的电极面积成了第一电极31和第二电极18之间的重合面积S7。
19
在第二构造示例中，第一电极31与第二电极18在第一电极31的电极部分32的窄边上重合。由此，在第二构造示例的可变电容元件30b中，各电容器单元的电极面积小于第一构造示例中的可变电容元件30a的各电容器单元的电极面积。结果，第二构造示例的可变电容元件30b的总电容小于第一构造示例的可变电容元件30a的总电容。如此，根据本实施例，即使当第一电极31和第二电极18具有相同的形状时，可以通过偏移第一电极31的成形位置来提供两种具有不同电容值的可变电容元件30a和30b。可以与第一实施例类似的方式来形成本实施例的可变电容元件30a和30b。类似地，根据本实施例，在形成第一构造示例的可变电容元件30a的情况和形成第二构造示例的可变电容元件30b的情况下，可以不必改变用于形成电极的掩膜。在形成第一构造示例的可变电容元件30a的情况下，可以在片状部件上形成各个电极，使得第一电极31的电极部分32的宽边和第二电极18沿ζ方向层叠。另外，在形成第二构造示例的可变电容元件 30b的情况下，可以在片状部件上形成各个电极，使得第一电极31的电极部分32的窄边和第二电极18沿ζ方向层叠。根据本实施例，第一电极31具有梯形(锥形)，并且可以通过在改变第一电极31 的电极宽度的方向上移动第一电极31和第二电极18的重合位置，来连续改变重合面积。结果，可以在不改变电极形状的情况下，通过改变重合位置而形成了具有略微不同的电容值的可变电容元件。类似地，根据本实施例，第一电极31的纵向与第二电极18的纵向相交。由此，当第一电极31和第二电极18的位置在y方向上发生了相对的偏移时，电容值不会发生改变。 相反地，当且仅当第一电极31和第二电极18的位置在χ方向上发生了相对的偏移时，电容值则会发生改变。结果，可以通过改变第一电极31和第二电极18在χ方向上的相对位置关系，来形成具有不同电容值的可变电容元件30a和30b，并且方便设计。另外，可以得到与第一实施例类似的效果。尽管静电电容元件被示例为第一至第三实施例中的可变电容元件，但是本发明并不限于此。可以将第一至第三实施例中的第一电极和第二电极的构造类似地施加到静电电容元件(下面，被称作定电容元件)，其中无论输入信号的类型和信号电平如何，定电容元件的电容几乎不会发生改变。但是，在此情况下，介电层由比电容率低的顺电性(paraelectric)材料制成。顺电性材料可以包括，例如，纸、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚苯硫醚、聚苯乙烯、TiO2, MgTiO2, MgTi03、SrMgTiO2、Al2O3和Ta2O5等。另外，可以与第一实施例的可变电容元件类似的方式来构造上述定电容元件。尽管在上述可变电容元件中，所有的外部端子被用作DC端子，但是据证明，在定电容元件的情况下，并不需要DC端子，并且只有将两个端子用作AC端子。图16示出了可变电容元件外围的实际电路的电路构造示例。在实际电路中，可变电容元件1的一个端子通过偏置去除用电容器61连接到AC 信号的输入/输出端子63，并且通过电流限制用电阻器62连接到控制电压的输入端子64。 另外，可变电容元件50的另一端子被连接到AC信号的另一输入/输出端子65，并且连接到控制电压的输出端子66。在可变电容元件1的上述电路构造中，信号电流(AC信号)流向偏置去除用电容器61和可变电容元件1，并且控制电流(DC电流)通过电流限制用电阻器62只流向可变电容元件1。在此情况下，通过改变控制电压来改变可变电容元件1的电容Cv，由此信号电流也发生了改变。[可变电容元件的构造]鉴于上述，接着，将描述可变电容元件1与偏置去除用电容器61彼此一体化的示例。图17示出了通过使可变电容元件1和偏置去除用电容器61 —体化所得到的元件的构造示例。在图17中，相同的标号表示与第一实施例(图3)中相同的元件。可变电容元件1包括铁电体层12以及用于可变电容元件1的第一电极15和第二电极18，其中第一电极15和第二电极18被形成为以将铁电体层12夹置在其间的方式而彼此面对。另外，可变电筒元件1包括偏置去除用电容器61的第一电极53和第二电极M，其中第一电极53和第二电极M被形成为以将铁电体层12夹置在其间的方式而彼此面对.用于可变电容元件1的第一电极15和用于偏置去除用电容器61的第二电极53 以预定的间距形成在铁电体层12的上面51a上。另外，用于可变电容元件1的第二电极18 和用于偏置去除用电容器61的第二电极M以预定的间距形成在铁电体层12的下面51b 上。也就是说，根据本实施例，介电层在偏置去除用电容器61与可变电容元件1之间被共享。另外，用于可变电容元件1的第一电极15和用于偏置去除用电容器61的第二电极53通过导线55等彼此连接。另外，用以连接用于可变电容元件1的第一电极15与用于偏置去除用电容器61的第二电极53的预定布线图案可以形成在铁电体层12的上面51a 上并且彼此连接。导线56通过电流限制用电阻器62将用于可变电容元件1的第一电极15和用于偏置去除用电容器61的第二电极53连接到控制电压的输入端子64(参考图16及图17)。 导线57将用于可变电容元件1的第二电极18连接到控制电压的输出端子66和AC信号的另一输入/输出端子65。另外，导线58将偏置去除用电容器61的第二电极M连接到AC 信号的一输入/输出端子63。以此方式连接它们，与图16的电路构造示例类似，使信号电流(AC信号)流向偏置去除用电容器61和可变电容元件1，并且控制电流(DC偏置电流) 通过电流限制用电阻器62只流向可变电容元件1。另外，用于可变电容元件1的第一电极15和第二电极18可以被构造为具有与第二实施例和第三实施例的可变电容元件中所使用的第一电极和第二电极相同的形状。同时，偏置去除用电容器61的第一电极53和第二电极M可以被形成为具有与相关技术中的电容器的电极相同的形状。如此，通过使可变电容元件1和偏置去除用电容器61 —体化，可以减小被施加到本发明的可变电容元件的装置的维度。另外，可以减少构件数目和装置成本。4.第四实施例谐振电路在第四实施例中，将描述具有根据本发明的上述静电电容元件的非接触式接收装置的构造示例。[非接触式接收装置的构造]在本实施例中，非接触式IC卡被示例为非接触式接收装置。图18示出了根据本实施例的非接触式IC卡的接收系统(解调系统)的电路单元的方框构造图。在图18中，为了便于简化，有意识地忽略了信号发送系统(调制系统)的电路单元。发送系统的电路单元的构造可以简单地构造为相关技术中非接触式IC卡的构造。非接触式IC卡260包括接收单元(天线)、整流单元262和信号处理单元263。接收单元261包括具有谐振线圈264和谐振电容器沈5的谐振电路，并且通过该谐振电路接收从非接触式IC卡260的阅读器/记录器(未示出)发送的信号。在图18中， 示出了谐振线圈264被分割成感应构件沈如仏)和阻抗构件约几欧姆)。另外，接收单元261包括可变电容元件267的控制电源270和两个电流限制用电阻器271和272，其中可变电容元件267位于上述谐振电容器沈5内，并且电流限制用电阻器271和272被设置在可变电容元件267与控制电源270之间。谐振电容器沈5包括定电容电容器沈6、可变电容元件267以及两个偏置去除用电容器268和沈9，其中定电容电容器266具有电容Co，偏置去除用电容器268和269被连接到可变电容元件267的两个端子。另外，包括定电容电容器沈6、可变电容元件沈7以及两个偏置去除用电容器268和沈9的串联电路与谐振线圈264并联连接。定电容电容器266包括具有上述各种实施例及各种修改例的电极和外部端子的两端子型定电容电容器(定电容元件)的任一者。包括在定电容电容器266中的介电层由上述第一实施例的比电容率低的介电材料(顺电性材料)形成，并且其形状几乎不会随输入信号(AC或DC)的类型和信号电平发生变化。在实际电路中，接收单元中的电容会因谐振线圈沈4的感应构件L的偏移或者信号处理单元263内集成电路的输入端子的寄生电容发生变化(大约几pF)，并且各个非接触式IC卡沈0中的变化量是不同的。因此，根据本实施例，为了抑制(补正)上述效应， 通过修剪定电容电容器266内的内部电极的电极图案来适当地调节电容Co。可变电容元件267包括上述各种实施例的两端子型可变电容元件的任一者。另外，包括在可变电容元件267中的介电层由上述第一实施例的比电容率高的铁电体材料形成。本发明并不限于此，但是可变电容元件267可以包括四端子型可变电容元件。另外，可变电容元件267通过电流限制用电阻器271和272连接到控制电源270。 另外，可变电容元件267的电容Cv随控制电源270施加的控制电压发生变化。另外，偏置去除用电容器268和沈9以及电流限制用电阻器271和272被设置为抑制从控制电源流出的接收信号电流与DC偏置电流(控制电流)之间的干扰的影响。具体而言，偏置去除用电容器268和269被设置为保护及/或分离信号电流，并且电流限制用电阻器271和272被设置为保护及/或分离控制电流。整流单元262包括具有整流二极管273或者整流电容器274的半波整流电路，用以使接收单元261所接收的AC电压整流成DC电压并使其输出。信号处理单元263主要包括半导体大规模集成(LSI)电流，用以解调接收单元
所接收的AC信号。信号处理单元沈3的LSI电路通过整流单元262供给的DC电压驱动。 另外，相关技术中的非接触式IC卡可以被用作LSI。在本实施例的非接触式IC卡260中，可变电容元件267被用作阻止半导体装置制成的控制电路发生故障，其中该半导体材料对非常强的接收信号具有较低的耐压性。具体而言，在接收信号非常强的情况下，可变电容元件沈7的电容Cv通过控制电压而降低。结果，接收单元的谐振频率通过与可变电容元件沈7的低电容相对应的Af而转变到高频率范围内。结果，在电容改变之后，谐振信号在谐振频率&处的响应小于电容改变之前的相应，因此，抑制了接收信号的电平。结果，可以阻止非常强的电流信号流向控制电路，并且可以阻止控制电路出现故障。在本实施例的非接触式IC卡260中，由于具有本发明的电极构造的静电电容元件被用在定电容电容器266和可变电容元件267中，所以可以提供高性能的非接触式IC卡。 另外，由于具有本发明的电极构造的静电电容元件被用在可变电容元件267中，所以可以驱动具有低驱动电压的非接触式IC卡。尽管具有本发明的电极构造的静电电容元件被用在本发明的定电容电容器沈6 和可变电容元件267中，但是本发明并不限于此。例如，本发明的静电电容元件可以被用在任一者中。此外，根据本实施例，可以不包括定电容电容器沈6。尽管可变电容元件267的控制电源270被设置在本发明的非接触式IC卡沈0中， 但是本发明并不限于此。例如，与日本未审查专利申请公报No. 08-7059类似，例如可以通过使用诸如电压分割之类的技术，从整流单元262的DC电压输出中提取期望的控制电压。尽管非接触式IC卡被用作根据本实施例的非接触式接收装置，但是本发明并不限于此。可以将本发明施加到使用谐振电路来非接触地接收信息及/或电力的任何装置， 其中该谐振电路具有谐振线圈和谐振电容器，并且在此情况下，可以实现相同的效果。例如，可以将本发明施加到移动电话、无线电力输送装置等。另外，由于在无线电力输送装置中，电力被非接触地输送，所以与非接触式IC卡不同的是，可以省去用以解调接收信号的信号处理单元。本申请包含于2010年9月10日向日本特许厅递交的日本在先专利申请 JP2010-203580涉及的主题，在此通过引用将其全部内容包含在本说明书中。本领域的技术人员可以理解，在不脱离所附权利要求的范围及其等同范围的前提下，取决于设计要求及其他因素，可以进行各种改变、组合、子组合以及替换。
权利要求
1.一种静电电容元件，所述静电电容元件包括介电层；以及一对电极或者多对电极，所述一对电极或者所述多对电极具有将所述介电层夹置在其间的一电极和另一电极，所述一电极形成在所述介电层的一表面上，所述另一电极形成在所述介电层的另一表面上，其中所述一电极和所述另一电极被配置为使得所述电极的纵向彼此相交，并且所述一电极及/或所述另一电极具有至少两个电极宽度，使得在所述一电极被形成为相对于所述另一电极相对移动的情况下，以夹置所述介电层的方式沿所述介电层的厚度方向重合的所述电极的面积能够连续或者逐级发生变化。
2.根据权利要求1所述的静电电容元件，其中仅仅当所述一电极移动预定的间距时， 以夹置所述介电层的方式重合的所述电极的面积能够逐级发生改变。
3.根据权利要求1所述的静电电容元件，其中所述一电极和所述另一电极被配置为使得所述电极的纵向相交。
4.根据权利要求1所述的静电电容元件，其中所述一对电极或者所述多对电极沿所述电极层的厚度方向层叠。
5.根据权利要求1所述的静电电容元件，其中所述介电层由铁电体材料形成，并且所述介电层的电容随外侧所施加的控制信号发生变化。
6.一种制造静电电容元件的方法，所述静电电容元件包括介电层；以及一对电极或者多对电极，所述一对电极或者所述多对电极具有将所述介电层夹置在其间的一电极和另一电极，所述一电极形成在所述介电层的一表面上，所述另一电极形成在所述介电层的另一表面上，所述一电极和所述另一电极被配置为使得所述电极的纵向彼此相交，并且所述一电极及/或所述另一电极至少具有两个电极宽度，使得在所述一电极被形成为相对于所述另一电极相对移动的情况下，以夹置所述介电层的方式沿所述介电层的厚度方向重合的所述电极的面积能够连续或者逐级发生变化，其中将所述一电极和所述另一电极布置在所述介电层的表面上的预定位置的同时，通过使用掩膜使所述一电极和所述另一电极图案化，并且在调节布置在所述介电层的所述表面上的所述掩膜的位置的同时，形成所述一电极和所述另一电极，使得所述一电极和所述另一电极沿所述介电层的厚度方向重合的电极面积具有预定的面积。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，0所述一电极和所述另一电极被形成为使得，仅仅当所述一电极移动预定的间距时，以夹置所述介电层的方式重合的电极面积能够逐级发生改变。
8.根据权利要求6所述的方法，其中所述一电极和所述另一电极被形成为使得所述电极的纵向相交。
9.根据权利要求6所述的方法，其中所述一对电极或者所述多对电极沿所述电极层的厚度方向层叠。
10.根据权利要求6所述的方法，其中所述介电层由铁电体材料形成，并且所述铁电体材料的电容随外侧所施加的控制信号发生变化。
11.一种谐振电路，其包括谐振电容器；以及谐振线圈，所述谐振线圈被连接到所述谐振电容器，其中所述谐振电容器包括静电电容元件，所述静电电容元件具有介电层；以及一对电极或者多对电极，所述一对电极或者所述多对电极具有将所述介电层夹置在其间的一电极和另一电极，所述一电极形成在所述介电层的一表面上，所述另一电极形成在所述介电层的另一表面上，其中所述一电极和所述另一电极被配置为使得所述电极的纵向彼此相交，并且所述一电极及/或所述另一电极具有至少两个电极宽度，使得在所述一电极被形成为相对于所述另一电极相对移动的情况下，以夹置所述介电层的方式沿所述介电层的厚度方向重合的所述电极的面积能够连续或者逐级发生变化。
全文摘要
本发明涉及静电电容元件及其制造方法和谐振电路，该静电电容元件包括介电层；以及一对电极或者多对电极，该一对电极或者多对电极具有将该介电层夹置在其间的一电极和另一电极，其中该一电极形成在该介电层的一表面上，并且该另一电极形成在该介电层的另一表面上。该一电极和该另一电极被配置为使得这些电极的纵向彼此相交。另外，该一电极及/或该另一电极至少具有两个电极宽度。在该一电极被形成为相对于该另一电极相对移动的情况下，以夹置该介电层的方式沿该介电层的厚度方向重合的电极的面积可以连续或者逐级发生变化。
文档编号H03H9/15GK102436932SQ20111026494
公开日2012年5月2日 申请日期2011年9月5日 优先权日2010年9月10日
发明者管野正喜 申请人:索尼公司