CN104518750A - 振子、振荡器、电子设备及移动体 - Google Patents
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Abstract
本发明提供振子、振荡器、电子设备及移动体，所述振子可靠性品质高、振动特性稳定、且具有高Q值。MEMS振子(100)具备：基部(21)、从基部(21)延伸出的多个振动片(22)、从基部(21)的振动的波节部延伸出的支承部(25)、与支承部(25)连接的固定部(23)、以及将固定部(23)配置到主面上的基板(1)，多个振动片(22)与基板(1)相离。
Description
技术领域
本发明涉及振子、具备振子的振荡器、电子设备及移动体。
背景技术
一般地，已知如下机电系统结构体(例如，振子、滤波器、传感器、马达等)，其具备利用半导体微细加工技术形成的被称为MEMS(Micro Electro MechanicalSystem，微机电系统)器件的可机械地运动的结构体。其中，MEMS振子与至今为止的使用石英或电介质的振子和谐振子相比，容易组入半导体电路来制造，有利于微细化、高功能化，因此其应用范围广。
作为以往的MEMS振子的代表例，已知在与设有振子的基板面平行的方向上振动的梳型振子、和在基板的厚度方向上振动的梁型振子。梁型振子是由在基板上形成的固定电极以及与基板相离地配置的可动电极等构成的振子，根据可动电极的支承方法，已知悬臂梁型(clamped-free beam)、两端支承梁型(clamped-clamped beam)、两端自由梁型(free-free beam)等。
在专利文献1的悬臂梁型的MEMS振子中，记载了以下内容：在可动的第2电极的支承部侧设置的侧面部的角部大致垂直地形成在设于基板的主面上的第1电极的侧面部上，因此能够降低电极形状的偏差所导致的振动特性的偏差的影响，能够获得稳定的振动特性。
专利文献1：日本特开2012-85085号公报
然而，在专利文献1中记载的MEMS振子中，虽然支承部为1个而有利于小型化，但存在如下问题：由于对在基板的厚度方向上振动的悬臂梁进行固定的支承部的质量小，所以无法衰减可动的第2电极的梁的弯曲振动，梁的振动会沿着支承部泄漏到整个基板，不能得到高Q值，从而无法获得稳定的振动特性和期望的振动特性。
发明内容
本发明是为了解决上述的课题的至少一部分而完成的，能够以以下应用例或方式来实现。
[应用例1]本应用例的振子的特征在于，所述振子具有：基板；固定部，其固定在所述基板上；基部，其隔开间隔地配置在所述基板的上方；振动片，其从所述基部起在沿着所述基板的方向上延伸；以及支承部，其将所述基部与所述振动片的连接部、和所述固定部连接起来。
根据本应用例，构成为，基部和振动片利用支承部与基板相离，并且，基部和振动片成为一体而产生的振动在基部与振动片接合的部分处成为振动的波节部，利用支承部支承该振动的波节部而固定于基板，因此，能够使其容易振动，并且，能够抑制来自振动的波节部的振动泄漏。特别是在将振子构成为在基板的厚度方向上振动的梁型振子的情况下，使彼此相邻的振动片的振动位移成为彼此相反的方向，由此能够使振动的波节部的振动位移极小，因此能够抑制从支承于支承部的振动的波节部产生的振动泄漏。
因此，根据本应用例，能够提供抑制了振动效率的降低、且抑制了振动泄漏的具有高Q值的振子。
[应用例2]在上述应用例所述的振子中，其特征在于，在俯视所述基板时，所述基部位于多个所述支承部之间。
根据本应用例，支承振动的波节部的支承部以夹着基部对置的方式配置，由此能够平衡良好地支承一体化的基部和振动片，因此能够提供提高了耐冲击性、且具有高可靠性品质的振子。
[应用例3]在上述应用例所述的振子中，其特征在于，至少1个所述支承部具备应力缓和部。
根据本应用例，通过在支承部具备应力缓和部，能够缓和由于与外部温度变化相伴的基板的伸缩而产生的应力经由支承部向一体化的基部和振动片传递的情况。并且，能够抑制从振动的波节部经由支承部传递的振动泄漏。
因此，根据本应用例，能够提供具有稳定的振动特性、且抑制了振动泄漏的具有高Q值的振子。
[应用例4]在上述应用例所述的振子中，其特征在于，在俯视所述基板时，多个所述应力缓和部相对于所述基部的中心在彼此相同的旋转方向上弯折。
根据本应用例，设置于支承部的应力缓和部相对于基部的中心在相同的旋转方向上延伸。即，应力缓和部朝向与从基部延伸出支承部的方向不同的方向弯折，因此，即使由于与外部温度变化相伴的基板的伸缩而产生的应力经由固定部传递，应力缓和部也容易像弹簧那样变形，因此能够缓和应力并抑制向基部和振动片传递。并且，对于从振动的波节部经由支承部传递的振动泄漏，应力缓和部也会衰减振动泄漏，能够抑制向基板传递。
[应用例5]在上述应用例所述的振子中，其特征在于，所述应力缓和部具有多个在与从所述基部延伸出所述支承部的方向相交的方向上弯折的部位。
根据本应用例，由于在与从基部延伸出支承部的方向相交的方向上弯折，所以即使由于与外部温度变化相伴的基板的伸缩而产生的应力经由固定部传递，应力缓和部也容易像螺旋弹簧那样变形，因此能够缓和应力并抑制向基部和振动片传递。并且，对于从振动的波节部经由支承部传递的振动泄漏，应力缓和部也会衰减振动泄漏，能够抑制向基板传递。
[应用例6]在上述应用例所述的振子中，其特征在于，所述应力缓和部具有曲线部。
根据本应用例，应力缓和部具有曲线部，因此，即使由于与外部温度变化相伴的基板的伸缩而产生的应力经由固定部传递，应力缓和部也会像螺旋弹簧那样变形，因此能够抑制向基部和振动片传递。并且，对于从振动的波节部经由支承部传递的振动泄漏，应力缓和部也会衰减振动泄漏，能够抑制向基板传递。而且，由于应力缓和部是曲线，所以在从外部施加冲击时应力缓和部产生的应力不会局部地产生，因此能够形成耐冲击的结构。
[应用例7]在上述应用例所述的振子中，其特征在于，所述应力缓和部具有圆环部。
根据本应用例，应力缓和部具有圆环部，因此，即使由于与外部温度变化相伴的基板的伸缩而产生的应力经由固定部传递，应力缓和部也会在支承部延伸的方向上发生压缩或拉伸变形，因此能够抑制向基部和振动片传递。并且，对于从振动的波节部经由支承部传递的振动泄漏，应力缓和部也会衰减振动泄漏，能够抑制向基板传递。
[应用例8]在上述应用例所述的振子中，其特征在于，以夹着所述基部对置的方式配置的2个所述支承部的所述应力缓和部朝向彼此相同的方向弯折。
根据本应用例，2个支承部的应力缓和部在彼此沿着的方向上弯折，因此，施加于相邻的振动片的外部应力相等，能够降低由于施加于各振动片的外部应力的不同而产生的变形，因此能够提供抑制了振动泄漏、且具有高Q值的振子。
[应用例9]在上述应用例所述的振子中，其特征在于，在俯视所述基板时，相邻的2个所述振动片的振动的相位彼此不同。
根据本应用例，在将振子构成为在基板的厚度方向上振动的梁型振子时，使彼此相邻的振动片的振动的相位相反，由此能够使振动位移成为彼此相反的方向，因此能够使振动的波节部的振动位移极小，能够抑制从支承于支承部的振动的波节部产生的振动泄漏，能够提供具有高Q值的振子。
[应用例10]在上述应用例所述的振子中，其特征在于，所述振子具有宽度方向的长度彼此不同的多个所述振动片。
根据本应用例，通过使振动片的宽度方向的长度(与从基部延伸的方向相交的方向的长度)彼此不同，即使振动片为奇数，例如，通过使1个振动片的宽度方向的长度比夹着基部对置的2个振动片的宽度方向的长度长，从而在振动的波节部处，基部和振动片一体化而成的整体的振动平衡，因此能够抑制振动泄漏，能够提供具有高Q值的振子。
[应用例11]本应用例的振荡器的特征在于具备上述应用例的振子。
根据本应用例，通过具备有着高Q值的振子，能够提供更高性能的振荡器。
[应用例12]本应用例的电子设备的特征在于具备上述应用例的振子。
根据本应用例，作为电子设备，通过具备有着高Q值的振子，能够提供更高性能的电子设备。
[应用例13]本应用例的移动体的特征在于具备上述应用例的振子。
根据本应用例，作为移动体，通过灵活应用具有高Q值的振子，能够提供更高性能的移动体。
附图说明
图1中(a)～(d)是本实施方式的振子的俯视图及剖视图。
图2中(a)～(g)是依次示出本实施方式的振子的制造方法的工序图。
图3是示出具备本实施方式的振子的振荡器的结构例的概略图。
图4中(a)是示出作为电子设备的一个例子的移动型个人计算机的结构的立体图，(b)是示出作为电子设备的一个例子的便携电话的结构的立体图。
图5是示出作为电子设备的一个例子的数码照相机的结构的立体图。
图6是概略地示出作为移动体的一个例子的汽车的立体图。
图7中(a)～(d)是示出变形例1的振子的、上部电极的变化的例子的俯视图。
图8中(a)～(c)是示出变形例2的振子的、应力缓和部的变化的例子的俯视图。
图9中(a)～(b)是示出变形例3的振子的、应力缓和部的变化的例子的俯视图。
图10中(a)～(b)是示出变形例4的振子的、具有2个支承部的应力缓和部的变化的例子的俯视图。
标号说明
1：基板；2：氧化膜；3：氮化膜；4：第1导电体层；5：第2导电体层；6：抗蚀剂；7：牺牲层；10：下部电极；11：第1下部电极；11a、12a：配线；12：第2下部电极；20：上部电极；21：基部；22：振动片；23：固定部；25：支承部；27：应力缓和部；30：开口部；70：偏置电路；71、72：放大器；100：MEMS振子；1000：显示部；1100：个人计算机；1102：键盘；1104：主体部；1106：显示单元；1200：便携电话；1202：操作按钮；1204：接听口；1206：通话口；1300：数码照相机；1302：壳体；1304：受光单元；1306：快门按钮；1308：存储器；1312：视频信号出力端子；1314：输入输出端子；1400：汽车；1401：轮胎；1402：电子控制单元；1430：电视监视器；1440：个人计算机。
具体实施方式
以下，参照附图对将本发明具体化的实施方式进行说明。以下是本发明的一个实施方式，并不对本发明进行限定。另外，在以下的各图中，为了容易理解说明，有时以与实际不同的尺寸进行记载。
(实施方式)
[振子]
首先，对作为本实施方式的振子的MEMS振子100进行说明。
图1(a)是MEMS振子100的俯视图，图1(b)是沿图1(a)的A－A线的剖视图，图1(c)是沿图1(a)的B－B线的剖视图，图1(d)是沿图1(a)的C－C线的剖视图。
MEMS振子100是具备在基板1上形成的固定电极(下部电极10)和与基板1及固定电极相离地形成的可动电极(上部电极20)的静电式梁型振子。通过对层叠于基板1的主面及固定电极的牺牲层进行蚀刻，从而与基板1及固定电极相离地形成可动电极。
另外，牺牲层是利用氧化膜等暂时形成的层，在其上下和周围形成了需要的层后通过蚀刻而被去除。通过去除牺牲层，而在上下和周围的各层间形成必要的间隙和空腔，游离地形成需要的结构体。
以下对MEMS振子100的结构进行说明。在后述实施方式中，会对MEMS振子100的制造方法进行说明。
MEMS振子100构成为包括以下等部分：基板1；在基板1的主面上设置的下部电极10(第1下部电极11、第2下部电极12)和固定部23；从上部电极20的基部21延伸出的具有应力缓和部27的支承部25；以及以与基板1相离的方式被支承部25支承的作为可动电极的上部电极20(基部21和振动片22一体化而形成的结构)。
关于基板1，作为优选例使用了硅基板。在基板1上依次层叠有氧化膜2、氮化膜3，在基板1的主面(氮化膜3的表面)的上部形成有下部电极10(第1下部电极11、第2下部电极12)、上部电极20、固定部23和支承部25等。
另外，这里，在基板1的厚度方向上，将在基板1的主面上依次层叠氧化膜2和氮化膜3的方向作为上方向进行说明。
下部电极10中的第2下部电极12是将固定部23固定到基板1上并经由固定部23和支承部25对上部电极20施加电位的固定电极，层叠于氮化膜3的第1导电体层4通过光刻(包括蚀刻加工。以下相同。)进行构图，由此如图1(a)所示地形成为H形状。并且，第2下部电极12通过配线12a而与外部电路(省略图示)连接。
固定部23分别设于H形状的第2下部电极12的4个端部。固定部23是利用光刻对隔着层叠在第1导电体层4的上层的牺牲层层叠的第2导电体层5进行构图而形成的。另外，固定部23的一部分利用设于牺牲层的开口部直接层叠于第2下部电极12。
第1导电体层4及第2导电体层5作为优选例分别使用导电性的多晶硅，但不限定于此。
上部电极20构成为包括基部21和从基部21呈放射状延伸的多个振动片22。这里，“呈放射状延伸”的意思是朝向彼此不同的方向延伸。具体地说，如图1(a)所示，是利用从上部电极20的基部21延伸出的4个振动片22而呈现为十字形状的可动电极，上部电极20由从设置于周围的4个固定部23延伸出的4个支承部25进行支承。
上部电极20是利用光刻对隔着层叠在第1导电体层4的上层的牺牲层层叠的第2导电体层5进行构图而形成的。即，4个固定部23、4个支承部25及上部电极20形成为一体。并且，H形状的第2下部电极12和十字形状的上部电极20以在俯视基板1时各自的中心部大致一致的方式重叠，从上部电极20的基部21沿横向(B―B方向)延伸的2个振动片22被配置成与H形状的第2下部电极12(除了后述的缝隙S2的部分之外)重叠。
多个支承部25被配置成夹着基部21分别对置，在基部21和固定部23之间具有应力缓和部27。关于应力缓和部27，沿与从基部21延伸的方向相交的方向延伸的部位的一个端部连接于支承部25的与基部21相反的一侧的端部，部位的另一端部连接于固定部23。并且，在4个支承部25上设置的应力缓和部27的部位在俯视时相对于基部21的中心在相同的旋转方向上延伸。即，从基部21延伸出的支承部25在中途弯折，该弯折的部位作为应力缓和部27发挥功能。在相同的旋转方向上延伸是指朝向相同的方向弯折。
利用这样的结构，即使由于与外部温度变化相伴的基板1的伸缩而产生的应力经由固定部23传递，由于应力缓和部27像板簧那样变形，因此也能够缓和向基部21和振动片22传递的情况。另外，应力缓和部27也可以不设在所有的支承部25上，只要在至少1个支承部25上设置即可。
下部电极10中的第1下部电极11是在该第1下部电极11与俯视基板1时重叠的上部电极20之间施加交流电压的固定电极，利用光刻对层叠于氮化膜3的第1导电体层4进行构图而形成第1下部电极11。第1下部电极11以在正面观察图1(a)时，与从上部电极20的基部21沿纵向(A－A方向)延伸的2个振动片22重叠的方式设置在2个部位，并通过配线11a而与外部电路连接。
第1下部电极11由与第2下部电极12相同层的第1导电体层4形成。因此，在第1下部电极11与作为对上部电极20施加电位的固定电极的第2下部电极12之间需要电绝缘，从而各自的图案(第1下部电极11和第2下部电极12)被分离开。用于该分离的间隙的台阶(凹凸)以凹凸形状被转印于利用第2导电体层5形成的第2上部电极20，其中，第2导电体层5是隔着层叠在第1导电体层4的上层的牺牲层层叠而成的。具体地说，如图1(a)、图1(b)所示，在图案的分离部(缝隙S1)的部分处，在上部电极20形成有凹凸形状。
在MEMS振子100中，为了不使从上部电极20的基部21沿纵向(A－A方向)延伸的振动片22、和沿横向(B－B方向)延伸的振动片22在刚性上产生差别，在第2下部电极12设置了虚设的缝隙图案。具体地说，在上部电极20重叠的区域中的沿横向(B－B方向)延伸的第2下部电极12上设置虚设的缝隙S2，该虚设的缝隙S2与在上部电极20的沿纵向(A－A方向)延伸的2个振动片22上反映了缝隙S1的凹凸形状相同地，在上部电极20的沿横向(B－B方向)延伸的2个振动片22上产生了凹凸形状。即，缝隙S2的宽度(B－B方向的长度)与缝隙S1的宽度(A－A方向的长度)大致相同，以俯视时，从上部电极20的中心点至缝隙S2的距离与从上部电极20的中心点至缝隙S1的距离大致相同的方式，形成了缝隙S2。
通过这样地设置虚设的缝隙S2，以还包含有凹凸部的方式构成上部电极20。另外，缝隙S2不是出于使第2下部电极12电绝缘的目的而形成的，因此在俯视时，在缝隙S2的不与上部电极20重叠的两端部的区域，第2下部电极12是相连的。
在这样的结构中，MEMS振子100构成为静电振子，利用从外部电路经由配线11a、12a施加到第1下部电极11和上部电极20之间的交流电压，使得上部电极20的4个振动片22的末端区域作为振动的波腹进行振动。在图1(a)中，(+/－)的符号是针对作为振动的波腹沿上下方向(基板1的厚度方向)振动的部分，以包含其振动的相位关系的方式进行表示，相邻的振动片22的相位不同。例如表示：在符号为“+”的振动片22向上方向(离开基板1的方向)移动时，相邻的振动片22向符号为“－”的下方向(靠近基板1的方向)移动。
这里，夹着基部21对置的2个振动片22被看作是包含基部21在内的大致矩形形状的梁。因此，当2个振动片22的末端向上方向振动时，基部21向下方向振动。从而，产生了在振动片22的厚度方向具有位移的弯曲振动。并且，对于由相邻的振动片22、基部21及夹着基部21对置的振动片22构成的梁，产生了当2个振动片22的末端向下方向振动时基部21向上方向振动的弯曲振动。因此，当2个梁同时振动时，基部21上下方向的位移相互抵消、从而振动被抑制，基部21和振动片22连接的区域成为振动的波节部。从而，在振动的波节部处整个上部电极20的振动是平衡的，通过对该部分进行支承，能够更简便地提供振动效率更高、抑制了振动泄漏的静电型的梁型振子。
＜制造方法＞
接下来，对本实施方式的振子(MEMS振子100)的制造方法进行说明。另外，在说明时，对于上述相同的结构部位，使用相同的标号，并省略重复的说明。
图2(a)～(g)是依次示出MEMS振子100的制造工序的工序图。在沿图1(a)的A－A线的剖视图及沿C－C线的剖视图中，示出了各个工序中的MEMS振子100的形态。
图2(a)：准备基板1，并在主面的上部层叠氧化膜2。作为优选例，氧化膜2作为半导体加工工艺的元件分离层而通过一般的LOCOS(Local Oxidation of Silicon，硅的局部氧化)形成，但根据半导体加工工艺的更新换代，例如也可以是通过STI(Shallow Trench Isolation，浅沟隔离)法形成的氧化膜。
接下来，层叠作为绝缘层的氮化膜3。作为氮化膜3，通过LPCVD(Low PressureChemical Vapor Deposition，低压力化学气相沉积法)来使氮化硅(Si3N4)成膜。氮化膜3对于在对牺牲层7进行释放蚀刻时使用的作为蚀刻液的缓冲氢氟酸具有耐受性，从而作为蚀刻阻挡部发挥功能。
图2(b)、(c)：接下来，作为第1层形成工序，首先在氮化膜3上层叠第1导电体层4。第1导电体层4是构成下部电极10(第1下部电极11、第2下部电极12)、配线11a、12a(参照图1(a))等的多晶硅层，在层叠后注入硼(B)或磷(P)等的离子，使其具有规定的导电性。接下来，在第1导电体层4上涂布抗蚀剂6，利用光刻进行构图，形成第1下部电极11、第2下部电极12、配线11a、12a。在第1层形成工序中，以在第2层形成工序之后俯视基板1时与上部电极20重叠的方式，预先形成下部电极10、即第1下部电极11和第2下部电极12。
图2(d)：接下来，以覆盖下部电极10、配线11a、12a的方式层叠牺牲层7。牺牲层7是用于形成第1下部电极11及第2下部电极12、与上部电极20之间的间隙而使上部电极20游离的牺牲层，利用CVD(Chemical Vapor Deposition，化学气相沉积)法进行成膜。在层叠的牺牲层7上出现了由构图而成的第1下部电极11和第2下部电极12等的台阶形成的凹凸。
图2(e)：接下来，利用光刻对牺牲层7进行构图，形成使第2下部电极12的一部分露出的开口部30。在开口部30中形成有供固定部23与第2下部电极12接合并固定的接合区域。接合区域是供上部电极20借助支承部25支承于基板1的区域，因此，以能得到必要的刚性的面积开口。
图2(f)：接下来，作为第2层形成工序，首先，以覆盖牺牲层7及开口部30的方式层叠第2导电体层5。第2导电体层5是与第1导电体层4相同的多晶硅层，在层叠后，利用光刻进行构图，形成上部电极20、固定部23和支承部25。如图1(a)所示，上部电极20是在俯视基板1时具有与第1下部电极11和第2下部电极12重叠的区域的电极，并以振动片22呈放射状从上部电极20的中央的基部21延伸的方式来形成上部电极20的形状。并且，在层叠后向上部电极20的除了固定部23和支承部25之外的区域注入硼(B)或磷(P)等的离子，使其具有规定的导电性。
图2(g)：接下来，将基板1暴露在蚀刻液(缓冲氢氟酸)中，对牺牲层7进行蚀刻去除(释放蚀刻)，由此形成第1下部电极11和第2下部电极12、与上部电极20之间的间隙，从而使上部电极20游离。
由此，形成MEMS振子100。
另外，MEMS振子100优选设置于被密封成负压状态的空腔部。因此，在进行MEMS振子100的制造时，一并地形成用于形成空腔部的牺牲层、包围该牺牲层的侧壁部、以及形成空腔部的盖的密封层等，但这里省略了说明。
如上所述，根据本实施方式的MEMS振子100，能够获得以下的效果。
在上部电极20中，利用支承部25支承基部21的振动的波节部，因此，整个上部电极20的振动在振动的波节部处平衡，从而能够提供振动效率更高、抑制了振动泄漏的具有高Q值的静电式的梁型振子。
并且，在支承部25上设置有应力缓和部27，因此，即使由于与外部温度变化相伴的基板1的伸缩而产生的应力经由固定部23传递，应力缓和部27也会像弹簧那样变形，能够缓和向基部21和振动片22一体化而成的整个上部电极20传递的情况，因此，能够提供相对于外部温度变化振动特性稳定、且具有高Q值的梁型振子。
[振荡器]
接下来，基于图3对作为本发明的一个实施方式的振荡器的应用了MEMS振子100的振荡器200进行说明。
图3是示出具备本发明的一个实施方式的MEMS振子100的振荡器的结构的例子的概略图。振荡器200由MEMS振子100、偏置电路70、放大器71、72等构成。
偏置电路70是与MEMS振子100的配线11a、12a连接，并将偏置了规定电位的交流电压施加到MEMS振子100的电路。
放大器71是与偏置电路70并联地与MEMS振子100的配线11a、12a连接的反馈放大器。通过反馈放大，将MEMS振子100构成为振荡器200。
放大器72是输出振荡波形的缓冲放大器。
根据本实施方式，作为振荡器，通过具备有着高Q值的振子，能够提供更高性能的振荡器。
[电子设备]
接下来，基于图4(a)、图4(b)和图5，对应用了作为本发明的一个实施方式的电子部品的MEMS振子100的电子设备进行说明。
图4(a)是示出作为具备本发明的一个实施方式的电子部件的电子设备的移动型(或笔记本型)的个人计算机的结构的概略的立体图。在该图中，个人计算机1100由具有键盘1102的主体部1104和具有显示部1000的显示单元1106构成，显示单元1106经由铰链结构部而可转动地支承于主体部1104。在这样的个人计算机1100中，内置有作为滤波器、谐振器、基准时钟等发挥功能的作为电子部件的MEMS振子100。
图4(b)是示出作为具备本发明的一个实施方式的电子部件的电子设备的便携电话(也包括PHS)的结构的概略的立体图。在该图中，便携电话1200具有多个操作按钮1202、接听口1204以及通话口1206，在操作按钮1202和接听口1204之间配置有显示部1000。在这样的便携电话1200中，内置有作为滤波器、谐振器、角速度传感器等发挥功能的作为电子部件(定时装置)的MEMS振子100。
图5是示出作为具备本发明的一个实施方式的电子部件的电子设备的数码照相机的结构的概略的立体图。另外，在该图中还简单地示出了与外部设备的连接。数码照相机1300利用CCD(Charge Coupled Device：电荷耦合器件)等摄像元件对被摄体的光像进行光电转换来生成摄像信号(图像信号)。
在数码照相机1300的壳体(主体)1302的背面设置有显示部1000，成为根据CCD的摄像信号进行显示的结构，显示部1000作为将被摄体作为电子图像进行显示的取景器发挥功能。并且，在壳体1302的正面侧(图中背面侧)设置有包含光学镜头(摄像光学系统)、CCD等的受光单元1304。
当摄影者确认了显示在显示部1000的被摄体像并按下快门按钮1306时，该时刻的CCD的摄像信号被传送到存储器1308进行存储。并且，在该数码照相机1300中，在壳体1302的侧面设置有视频信号输出端子1312和数据通信用的输入输出端子1314。并且，如图所示，根据需要，将电视监视器1430与视频信号输出端子1312连接，将个人计算机1440与数据通信用的输入输出端子1314连接。而且，构成为通过规定的操作，将存储在存储器1308内的摄像信号输出到电视监视器1430或个人计算机1440。在这样的数码照相机1300中，内置有作为滤波器、谐振器、角速度传感器等发挥功能的作为电子部件的MEMS振子100。
如上所述，作为电子部件，通过使用具有高Q值的振子，能够提供更高性能的电子设备。
另外，作为本发明的一个实施方式的电子设备的MEMS振子100，除了图4(a)的个人计算机1100(移动型个人计算机)、图4(b)的便携电话1200、图5的数码照相机1300以外，例如还可以应用于喷墨式排出装置(例如喷墨式打印机)、膝上型个人计算机、电视机、摄像机、车载导航装置、传呼机、电子记事本(包含通信功能)、电子词典、计算器、电子游戏设备、工作站、可视电话、保安用电视监视器、电子双筒望远镜、POS终端、医疗设备(例如电子体温计、血压计、血糖计、心电图测量装置、超声波诊断装置、电子内窥镜)、鱼群探测器、各种测定设备、计量仪器类(例如车辆、飞机、船舶的计量仪器类)、飞行模拟器等电子设备。
[移动体]
接下来，基于图6对应用了作为本发明的一个实施方式的振子的MEMS振子100的移动体进行说明。
图6是概略地示出作为具备MEMS振子100的移动体的汽车1400的立体图。在汽车1400上搭载有包括本发明的MEMS振子100而构成的陀螺仪传感器。例如，如该图所示，在作为移动体的汽车1400上，搭载有控制轮胎1401的内置有该陀螺仪传感器的电子控制单元1402。并且，作为其他例子，MEMS振子100可以广泛应用于无钥匙进入系统、防盗系统、汽车导航系统、汽车空调、防抱死制动系统(ABS)、安全气囊、胎压监测系统(TPMS：Tire Pressure Monitoring System)、发动机控制器、混合动力汽车和电动车的电池监控器、车身姿态控制系统等的电子控制单元(ECU：electronic control unit)。
如上所述，作为移动体，通过灵活使用具有高Q值的振子，能够提供更高性能的移动体。
另外，本发明不限定于上述实施方式，可以对上述实施方式添加各种变更和改良。以下对变形例进行说明。这里，对于与上述实施方式相同的结构部位，使用相同的标号，并省略重复的说明。
(变形例1)
图7中(a)～(d)是示出变形例1的振子的、上部电极的变化的例子的俯视图。
在本实施方式中，如图1(a)所示，对上部电极20是利用从基部21延伸出的4个振动片22而呈现为十字形状的上部电极20的情况进行了说明，但不限定于该结构。振动片22的数量无论是偶数还是奇数都可以，只要是以4个以上的方式形成上部电极20即可。
图7(a)是示出构成为圆板状的上部电极20a的图。在以彼此相邻的振动片22a的振动的相位相反的方式振动的情况下，能够提供抑制了振动效率的降低、且抑制了振动泄漏的具有高Q值的梁型振子。
图7(b)是示出具有6个振动片22b的上部电极20b的图。在以彼此相邻的振动片22b的振动的相位相反的方式振动的情况下，能够提供抑制了振动效率的降低、且抑制了振动泄漏的具有高Q值的梁型振子。
图7(c)是示出具有8个振动片22c的上部电极20c的图。在以彼此相邻的振动片22c的振动的相位相反的方式振动的情况下，或在如图7(c)所示地以彼此相邻的2个振动片22c成为1组而以相同相位振动、并且相邻的组的振动的位相相反的方式振动的情况下，能够提供抑制了振动效率的降低、且抑制了振动泄漏的具有高Q值的梁型振子。
图7(d)是示出具有5个振动片22d的上部电极20d的图。关于振动片22d2和夹着基部21对置的2个振动片22d3，与从基部21延伸的方向相交的方向的长度(宽度方向的长度)不同，振动片22d2的宽度方向的长度比2个振动片22d3的宽度方向的长度长。这是为了在振动的波节部处使基部21和振动片22d1、22d2、22d3一体化而成的整个上部电极20b的振动平衡。利用这样的结构，即使振动片22d1、22d2、22d3的总数为奇数，也能够提供抑制了振动效率的降低、且抑制了振动泄漏的具有高Q值的梁型振子。
(变形例2)
图8中(a)～(c)是示出变形例2的振子的、应力缓和部的变化的例子的俯视图。
在本实施方式中，如图1(a)所示，应力缓和部27构成为具有在与支承部25延伸的方向相交的方向上延伸的部位，但不限定于该结构。并且，虽然在所有的4个支承部25上均设有应力缓和部27，但不限定于此，只要在至少1个支承部25上设置即可。因此，只要是能够抑制由于与外部温度变化相伴的基板1的伸缩而产生的应力的结构即可。
图8(a)是示出在振动的波节部和固定部23a之间设置的应力缓和部27a的形状的图。应力缓和部27a具有在与支承部25a的延伸方向相交的方向上延伸的部位。该部位是以与支承部25a的延伸方向相交的方向为长边方向的大致矩形，部位的大致中央部与支承部25a连接，在部位的长边方向的两端分别连接有固定部23a。
利用这样的形状，即使由于与外部温度变化相伴的基板的伸缩而产生的应力经由固定部23a传递，应力缓和部27a的部位也会像板簧那样变形，能够缓和向基部21和振动片22一体化而成的整个上部电极120a传递的情况，因此能够提供相对于外部温度变化具有稳定的振动特性、且具有高Q值的梁型振子。
图8(b)是示出在振动的波节部和固定部23之间设置的应力缓和部27b的形状的图。应力缓和部27b具有多个在与支承部25b的延伸方向相交的方向上弯折的部位。关于该部位，具有3个以与支承部25b的延伸方向相交的方向为长边方向的大致矩形的部位，各个部位的长边方向的两端分别与支承部25b的延伸方向的部位连接。
利用这样的形状，即使由于与外部温度变化相伴的基板的伸缩而产生的应力经由固定部23传递，应力缓和部27b也会像螺旋弹簧那样变形，能够缓和向基部21和振动片22一体化而成的整个上部电极120b传递的情况，因此能够提供相对于外部温度变化具有稳定的振动特性、且具有高Q值的梁型振子。
图8(c)是示出在振动的波节部和固定部23之间设置的应力缓和部27c的形状的图。应力缓和部27c具有多个在与支承部25c的延伸方向相交的方向上弯折的部位。关于该部位，具有2个以与支承部25c的延伸方向相交的方向为长边方向的大致矩形的部位，各个部位的长边方向的两端分别与支承部25c的延伸方向的部位连接，即形成为在大致矩形的形状的中央部具有大致矩形的贯通部的形状。
利用这样的形状，即使由于与外部温度变化相伴的基板的伸缩而产生的应力经由固定部23传递，应力缓和部27c的2个部位也会像板簧那样变形，能够缓和向基部21和振动片22一体化而成的整个上部电极120c传递的情况，因此能够提供相对于外部温度变化具有稳定的振动特性、且具有高Q值的梁型振子。另外，虽然应力缓和部27c的形状是以支承部25延伸的方向为短边方向的大致矩形，但也可以是以支承部25延伸的方向为长边方向的大致矩形。
(变形例3)
图9中(a)～(b)是示出变形例3的振子的、应力缓和部的变化的例子的俯视图。
在本实施方式中，如图1(a)所示，关于应力缓和部27，在与支承部25延伸的方向相交的方向上延伸的部位以大致直线状的形状构成，但不限定于该结构。并且，虽然在所有的4个支承部25上均设有应力缓和部27，但不限定于此，只要在至少1个支承部25上设置即可。因此，只要是能够抑制由于与外部温度变化相伴的基板1的伸缩而产生的应力的结构即可。
图9(a)是示出在振动的波节部和固定部23之间设置的应力缓和部27d的形状的图。应力缓和部27d具有在与支承部25d的延伸方向上呈曲线状延伸的形状的曲线部部位。利用这样的形状，即使由于与外部温度变化相伴的基板的伸缩而产生的应力经由固定部23传递，应力缓和部27d的部位也会像螺旋弹簧那样变形，能够缓和向基部21和振动片22一体化而成的整个上部电极220a传递的情况，因此能够提供相对于外部温度变化具有稳定的振动特性、且具有高Q值的梁型振子。
图9(b)是示出在振动的波节部和固定部23之间设置的应力缓和部27e的形状的图。应力缓和部27e具有圆环状的圆环部部位。利用这样的形状，即使由于与外部温度变化相伴的基板1的伸缩而产生的应力经由固定部23传递，应力缓和部27e的部位也会变形，能够缓和向基部21和振动片22一体化而成的整个上部电极220b传递的情况，因此能够提供相对于外部温度变化具有稳定的振动特性、且具有高Q值的梁型振子。另外，虽然圆环状的形状是在支承部25e的延伸方向上较短的椭圆形状，但也可以是在支承部25e的延伸方向上较长的椭圆形状。
(变形例4)
图10中(a)～(b)是示出变形例4的振子的、具有2个支承部的应力缓和部的变化的例子的俯视图。
本实施方式中，如图1(a)所示，虽然设置有具有应力缓和部27的4个支承部25，但支承部25不限定于4个。只要至少2个以上的支承部25以夹着基部21对置的方式配置即可。因此，只要是能够抑制由于与外部温度变化相伴的制基板1的伸缩而产生的应力的结构即可。
图10(a)是具有2个支承部25，并示出在振动的波节部和固定部23之间设置的应力缓和部27的形状的图。应力缓和部27与图1(a)所示的实施方式的形状相同。由于支承部25为2个，所以由于与外部温度变化相伴的基板的伸缩而产生的应力只在一个方向上，向基部21和振动片22一体化而成的整个上部电极320a传递的应力小，并且，应力缓和部27的部位像弹簧那样变形，能够缓和应力，因此能够提供相对于外部温度变化具有更稳定的振动特性、且具有更高Q值的梁型振子。
图10(b)是具有2个支承部25，并示出在一方的支承部25的振动的波节部和固定部23之间设置的应力缓和部27f的形状的图。设置于另一方的支承部25的应力缓和部27的形状与图1(a)所示的实施方式的形状相同。关于设置于一方的支承部25的应力缓和部27f的形状，与支承部25的延伸方向相交的方向朝向与设置于另一方的支承部25的应力缓和部27相同的方向延伸。
利用这样的形状，对相邻的振动片22施加的外部应力相等，能够降低因施加于各振动片22的外部应力的不同而产生的变形，因此能够进一步抑制振动泄漏。并且，即使由于与外部温度变化相伴的基板的伸缩而产生的应力经由固定部23传递，应力缓和部27、27f也会像弹簧那样变形，能够缓和向基部21和振动片22一体化而成的整个上部电极320b传递的情况。从而，能够提供相对于外部温度变化具有稳定的振动特性、且具有更高Q值的梁型振子。
Claims (13)
1.一种振子，其特征在于，
所述振子具有：
基板；
固定部，其固定在所述基板上；
基部，其隔开间隔地配置在所述基板的上方；
振动片，其从所述基部起在沿着所述基板的方向上延伸；以及
支承部，其将所述基部与所述振动片的连接部、和所述固定部连接起来。
2.根据权利要求1所述的振子，其特征在于，
在俯视所述基板时，所述基部位于多个所述支承部之间。
3.根据权利要求2所述的振子，其特征在于，
至少1个所述支承部具备应力缓和部。
4.根据权利要求3所述的振子，其特征在于，
在俯视所述基板时，多个所述应力缓和部相对于所述基部的中心在彼此相同的旋转方向上弯折。
5.根据权利要求3所述的振子，其特征在于，
所述应力缓和部具有多个在与从所述基部延伸出所述支承部的方向相交的方向上弯折的部位。
6.根据权利要求3所述的振子，其特征在于，
所述应力缓和部具有曲线部。
7.根据权利要求3所述的振子，其特征在于，
所述应力缓和部具有圆环部。
8.根据权利要求3所述的振子，其特征在于，
以夹着所述基部对置的方式配置的2个所述支承部的所述应力缓和部朝向彼此相同的方向弯折。
9.根据权利要求1所述的振子，其特征在于，
在俯视所述基板时，相邻的2个所述振动片的振动相位彼此不同。
10.根据权利要求1所述的振子，其特征在于，
所述振子具有宽度方向的长度彼此不同的多个所述振动片。
11.一种振荡器，其特征在于，所述振荡器具备权利要求1所述的振子。
12.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备具备权利要求1所述的振子。
13.一种移动体，其特征在于，所述移动体具备权利要求1所述的振子。
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