CN105322908B

CN105322908B - 电子器件、电子设备和移动体

Info

Publication number: CN105322908B
Application number: CN201510272020.9A
Authority: CN
Inventors: 山崎隆; 石井昌宏
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2014-05-29
Filing date: 2015-05-25
Publication date: 2020-01-17
Anticipated expiration: 2035-05-25
Also published as: JP6331702B2; CN111130494B; JP2015226242A; US9748921B2; CN111130494A; CN105322908A; US20150349746A1

Abstract

提供电子器件、电子设备和移动体。电子器件抑制振动片的振动特性下降且实现小型化，电子设备和移动体具有该电子器件。振子(电子器件)(1)具有：具有振动臂(28、29、30)的振动片(2)；支承振动片(2)且俯视时呈矩形的基部(3)；以及设置在振动片(2)的与基部(3)相反侧的盖体(7)，基部(3)的长边(302)和短边(303)延伸的方向与振动臂(28、29、30)延伸的方向相交。在设振动臂(28、29、30)与(Y)轴方向所成的角度为θ时，角度θ超过0°且小于90°。

Description

电子器件、电子设备和移动体

技术领域

本发明涉及电子器件、电子设备和移动体。

背景技术

作为振荡器、陀螺仪传感器等电子器件，已知有具备具有多个振动臂的音叉式振子的电子器件。

例如，专利文献1中记载的振子具有形成有振动臂的单晶硅基板、基准电极、压电体、驱动电极和检测电极。在该振子中，在基准电极与驱动电极之间施加电压，由此使压电体伸缩，使振动臂沿单晶硅基板的厚度方向振动。在这样的状态下，在向振动臂的长边方向施加角速度时，会在与振动臂的振动方向垂直的方向上产生科里奥利力。通过使因该科里奥利力而在压电体中产生的电荷作为信号从检测电极输出，能够检测所施加的角速度。

近年来，针对这样的电子器件，强烈要求小型化。但是，随着小型化的发展，振子的振动特性有可能变差。

专利文献1：日本特开2005-241382号公报

发明内容

本发明的目的在于提供一种抑制振动片的振动特性下降且实现小型化的电子器件以及具有该电子器件的电子设备和移动体。

本发明是为了解决上述的问题的至少一部分而完成的，可作为以下的应用例来实现。

[应用例1]

本应用例的电子器件的特征在于具有：振动片，其具有振动臂；以及基部，其支承所述振动片，在俯视时，所述基部的边延伸的方向与所述振动臂延伸的方向相交。

由此，得到抑制振动片的振动特性下降且实现小型化的电子器件。

[应用例2]

在本应用例的电子器件中，优选的是，所述振动臂在其一个端部处被支承于所述基部。

由此，能够可靠地支承振动臂，因此，能够抑制振动臂中激励出的振动变得不稳定。

[应用例3]

在本应用例的电子器件中，优选的是，所述振动臂沿其厚度方向弯曲振动。

由此，能够实现稳定的振动。

[应用例4]

在本应用例的电子器件中，优选的是，所述振动片具有3条所述振动臂。

由此，使相邻的2条振动臂彼此朝相反方向弯曲振动，从而能够使从相邻的2条振动臂的构成的2个组中产生的泄漏振动相互抵消。其结果是，能够防止振动泄漏，得到可输出频率精度高的信号的电子器件。

[应用例5]

在本应用例的电子器件中，优选的是，所述振动臂的构成材料包含硅。

由此，能够比较低廉地实现振动特性优异的振动臂。

[应用例6]

在本应用例的电子器件中，优选的是，所述基部的构成材料包含硅。

由此，能够通过蚀刻，以高尺寸精度形成基部。

[应用例7]

在本应用例的电子器件中，优选的是，所述基部的构成材料包含单晶硅，所述基部的边延伸的方向沿着所述单晶硅的晶体方位＜110＞，且所述振动臂延伸的方向沿着所述单晶硅的晶体方位＜100＞。

由此，能够利用单晶硅的蚀刻各向异性，简单且准确地形成基部的边延伸的方向与振动臂延伸的方向相交的状态。因此，能够得到各部的尺寸精度高且振动特性充分接近设计值的电子器件。其结果是，得到小型且可靠性高的电子器件。

[应用例8]

在本应用例的电子器件中，优选的是，所述电子器件具有端子部，在俯视时，所述端子部与所述振动片并排。

由此，得到安装性高的电子器件。

[应用例9]

在本应用例的电子器件中，优选的是，电子器件具有盖体部，该盖体部覆盖所述振动片，且与所述基部连接。

由此，能够保护振动片。

[应用例10]

本应用例的电子设备的特征在于具有上述应用例的电子器件。

由此，得到可靠性高的电子设备。

[应用例11]

本应用例的移动体的特征在于具有上述应用例的电子器件。

由此，得到可靠性高的移动体。

附图说明

图1是示出应用了本发明的电子器件的实施方式的振子的立体图。

图2是图1所示的振子的俯视透视图。

图3是图2中的A-A线剖视图。

图4是图2中的B-B线剖视图。

图5是用于说明图1等所示的振子的制造方法的剖视图。

图6是用于说明图1等所示的振子的制造方法的剖视图。

图7是用于说明图1等所示的振子的制造方法的剖视图。

图8是示出应用了具有本发明的电子器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立体图。

图9是示出应用了具有本发明的电子器件的电子设备的移动电话(也包含PHS)的结构的立体图。

图10是示出应用了具有本发明的电子器件的电子设备的数字静态照相机的结构的立体图。

图11是概略地示出作为本发明的移动体的一例的汽车的立体图。

标号说明

1振子；2振动片；3基部；6中间层；7盖体；9SOI基板；21振动基板；22压电体；23压电体；24压电体；26框部；27基部；28振动臂；29振动臂；30振动臂；31凹部；32板体；33框体；41端子部；42端子部；43连接配线；44连接配线；51质量部；52质量部；53质量部；71凹部；72板体；73框体；91第一Si层；92SiO₂层；93第二Si层；100显示部；221绝缘体层；222第一电极层；223压电体层；224第二电极层；231绝缘体层；232第一电极层；233压电体层；234第二电极层；241绝缘体层；242第一电极层；243压电体层；244第二电极层；281上表面；291上表面；301上表面；302长边；303短边；921区域；931氧化膜；1100个人计算机；1102键盘；1104主体部；1106显示单元；1200移动电话；1202操作按钮；1204接听口；1206通话口；1300数字静态照相机；1302壳体；1304受光单元；1306快门按钮；1308存储器；1312视频信号输出端子；1314输入/输出端子；1430电视监视器；1440个人计算机；1500汽车；S空间；θ角度。

具体实施方式

以下，基于附图所示的实施方式，对本发明的电子器件、电子设备和移动体进行详细说明。

[振子]

首先，对应用了本发明的电子器件的实施方式的振子进行说明。

图1是示出应用了本发明的电子器件的实施方式的振子的立体图。图2是图1所示的振子的俯视透视图。图3是图2中的A-A线剖视图。图4是图2中的B-B线剖视图。

此外，在各图中，为了便于说明，作为相互垂直的3个轴，图示了X轴、Y轴和Z轴。此外，以下，将与X轴平行的方向称作X轴方向，将与Y轴平行的方向称作Y轴方向，将与Z轴平行的方向称作Z轴方向。此外，在以下的说明中，为了便于说明，将图3中的上侧称作“上”，下侧称作“下”，将右侧称作“右”，将左侧称作“左”。此外，在图3中，为了便于说明，对振子中包含的一部分部位省略了图示。

图1所示的振子(电子器件)1具有：振动片2；设置在振动片2的下方的基部3；设置在振动片2与基部3之间的中间层6；以及设置在振动片2的上方的盖体7。

以下，依次对构成振子1的各部进行详细说明。

(振动片)

图2所示的振动基板21呈以Z轴方向为厚度方向的大致板状，具有基部27、3个振动臂28、29、30和框部26。

振动片2是图2所示的3脚音叉式振动片。该振动片2具有设置在振动基板21上的压电体22、23、24和端子部41、42以及质量部51、52、53。

作为振动基板21的构成材料，只要能够发挥期望的振动特性即可，没有特别限定，可以使用各种压电体材料和各种非压电体材料。

例如，作为所述压电体材料，可举出石英、钽酸锂、铌酸锂、硼酸锂、钛酸钡等。尤其是，作为构成振动基板21的压电体材料，优选为石英(X切板、AT切板、Z切板等)。在利用石英来构成振动基板21时，能够使振动基板21的振动特性(尤其是频率温度特性)变得优异。此外，能够通过蚀刻，以高尺寸精度形成振动基板21。

此外，作为所述非压电体材料，例如可举出硅、陶瓷、玻璃等。尤其是，作为构成振动基板21的非压电体材料，优选为单晶硅、多晶硅、非晶硅等各种硅。在利用硅来构成振动基板21时，能够比较低廉地实现振动特性优异的振动基板21。此外，通过在基部27上形成集成电路等，容易进行振动片2与其它电路元件的一体化。此外，尤其是，利用单晶硅，能够通过蚀刻，以高尺寸精度形成振动基板21。

(基部)

基部3呈以Z轴方向为厚度方向的大致板状，且具有朝+Z侧开口的凹部31。具体而言，基部3具有平板状的板体32和设置在板体32的上表面的外周部的框体33，框体33的内侧的空间与凹部31对应。此外，框体33的外形也可以与振动基板21的外形不同，不过在本实施方式中彼此一致。

作为基部3的构成材料，只要具有支承振动基板21所需的机械强度即可，没有特别限定，可以使用例如各种硅材料、各种陶瓷材料、各种玻璃材料等。

其中，特别优选使用硅，更优选使用单晶硅。利用硅，能够通过蚀刻，以高尺寸精度高效地形成基部3。

本实施方式的基部3由单晶硅构成。在俯视时，基部3呈矩形(长方形)，其长轴与Y轴方向平行，短轴与X轴方向平行。此外，构成基部3的单晶硅的晶体方位＜110＞分别与X轴方向和Y轴方向平行。即，基部3的长边302和短边303分别与构成基部3的单晶硅的晶体方位＜110＞平行。此外，晶体方位＜110＞是汇总晶体方位[110]和与其等效的晶体方位来表现的方式。

此外，基部3只要在俯视时为矩形即可。在矩形中，除了包含长方形以外，还包含正方形、准长方形或准正方形的形状等。准长方形或准正方形的形状是指，内角偏离90°的四边形(例如内角在90±5°左右的范围内发生偏离的四边形)或将角部倒角而赋予圆角的四边形等。

此外，凹部31与振动基板21的框部26的内侧的区域对应地设置。即，在从与Z轴平行的方向俯视时，凹部31被设置为包含基部27和振动臂28、29、30。由此，振动臂28、29、30能够向图3的下方位移凹部31的量。

(盖体)

盖体7(盖体部)呈以Z轴方向为厚度方向的大致板状，且具有朝-Z侧开口的凹部71。具体而言，盖体7具有平板状的板体72和设置在板体72的下表面的外周部的框体73，框体73的内侧的空间与凹部71对应。

作为盖体7的构成材料，只要具有保护振动片2所需的机械强度即可，没有特别限制，可以使用例如各种硅材料、各种陶瓷材料、各种玻璃材料、各种金属材料等。

其中，特别优选使用单晶硅。利用单晶硅，能够通过蚀刻以高尺寸精度高效地形成盖体7。

此外，凹部71与振动基板21的框部26的内侧的区域对应地设置。即，在从与Z轴平行的方向俯视时，凹部71与凹部31对应地设置。由此，振动臂28、29、30能够朝图3的上方位移凹部71的量。

此外，如图2所示，盖体7在俯视时呈六边形。此外，盖体7构成为小于振动基板21及基部3，在从上方观察振子1时，振动基板21的一部分从盖体7突出。在该突出部分设置有端子部41、42。

(中间层)

中间层6被设置在振动基板21与基部3之间。而且，利用中间层6使振动基板21的框部26与基部3接合。由此，振动基板21的框部26与基部3被气密密封。

此外，盖体7与振动基板21的框部26接合。由此，振动基板21的框部26和盖体7被气密密封。盖体7与振动基板21的接合方法没有特别限定，例如可举出直接接合、阳极接合、使用焊料或焊锡等的金属接合、焊接、铆接等。

通过这样接合基部3、振动基板21和盖体7，使由凹部31、凹部71和框部26划分出的空间S与外部隔离。而且，分别在减压气氛下或惰性气体气氛下进行中间层6与振动基板21的接合以及振动基板21与基部3的接合，由此，能够使空间S内保持减压状态或惰性气体封入状态。

(振动基板)

此处，振动基板21呈以Z轴方向为厚度方向的大致板状。此外，振动臂28、29、30彼此从基部27朝相同方向延伸。

振动臂28、29、30延伸的方向与基部3的长边302延伸的方向相交。在本实施方式的情况下，在设振动臂28、29、30延伸的方向与Y轴方向所成的角度为θ时，角度θ为超过0°且小于90°。通过将振动臂28、29、30延伸的方向与基部3的长边302延伸的方向设定为满足这样的条件，能够确保振动臂28、29、30的长度比较大，而不会增大基部3的外形尺寸。换言之，基部3的对角线比长边302长，因此，通过使振动臂28、29、30沿着该方向延伸，能够实现基部3的小型化，而不会缩短振动臂28、29、30的长度。其结果是，既能够抑制石英阻抗(CI值)的上升及谐振尖锐度(Q值)的下降这样的振动特性的恶化，又能够实现小型的振子1。

如上所述，振动臂28、29、30延伸的方向与Y轴方向所成的角度θ只要超过0°且小于90°即可，但优选为40°以上且50°以下，更优选为44°30′以上且45°30′以下。通过在所述范围内设定角度θ，能够确保振动臂28、29、30的长度足够长，而不会增大基部3的外形尺寸，因此，能够更好地兼顾振动特性恶化的抑制和振子1的小型化。

此外，在上述说明中，设振动臂28、29、30延伸的方向与Y轴方向所成的角度为θ而规定了其范围，但该角度θ也可以是振动臂28、29、30延伸的方向与X轴方向所成的角度。在该情况下，角度θ也优选为所述范围内。

此外，在本实施方式中，振动臂28、29、30延伸的方向与构成基部3的单晶硅的晶体方位＜100＞平行。此外，晶体方位＜100＞是汇总晶体方位[100]和与其等价的晶体方位(例如[010]和[001])来表现的方式。

因此，在本实施方式中，振动臂28、29、30延伸的方向与Y轴方向所成的角度θ可以说等于构成基部3的单晶硅的晶体方位＜110＞与晶体方位＜100＞所成的角度。这样，使基部3的长边302和短边303延伸的方向与构成基部3的单晶硅的晶体方位＜110＞平行且使振动臂28、29、30延伸的方向与构成基部3的单晶硅的晶体方位＜100＞平行，由此，能够利用单晶硅的蚀刻各向异性，简单且准确地形成使前者的方向与后者的方向相交的状态。因此，在本实施方式的振子1中，容易提高各部的尺寸精度，使振动特性接近设计值。其结果是，能够实现小型化且可靠性高的振子1。

这样的振动臂28、29、30的延伸方向相互平行，且沿与振动臂28、29、30延伸的方向垂直的方向排列。其中，振动臂30位于振动臂28与振动臂29之间。

在这些振动臂28、29、30中，基部27侧的端部(基端部)为固定端，与基部27相反侧的端部(末端部)为自由端。此外，基部27中的与振动臂28、29、30相反侧的端部与框部26连接。在俯视时，框部26呈框状，在其内部配置有基部27及振动臂28、29、30。此外，框部26、基部27和振动臂28、29、30一体地形成。如上所述，以利用基部3和盖体7夹着框部26的方式支承框部26，因此，振动臂28、29、30的基端部经由基部27及框部26支承于基部3。由此，能够可靠地支承振动臂28、29、30，从而能够抑制振动臂28、29、30中激励出的振动变得不稳定。

此外，各振动臂28、29、30在长边方向的整个区域中宽度固定。此外，各振动臂28、29、30也可以具有宽度不同的部分。

此外，振动臂28、29、30形成为长度彼此相同。此外，振动臂28、29、30的长度是根据各振动臂28、29、30的宽度、厚度等来设定的，也可以彼此不同。

此外，在振动臂28、29、30的各末端部，可以根据需要设置横截面积比基端部大的质量部(锤头)。在该情况下，能够进一步使振动片2小型化，进一步降低振动臂28、29、30的弯曲振动的频率。

(质量部)

如图2、3所示，在这样的振动臂28的上表面281上，设置有质量部51。该质量部51是通过例如能量束的照射将一部分或全部去除而得到部分，用于减少质量、调整振动臂28的谐振频率。同样，在振动臂29的上表面291上，设置有质量部52，此外，在振动臂30的上表面301上，设置有质量部53。

(压电元件)

此外，如图2～4所示，在这样的振动臂28上设置有压电体22，此外，在振动臂29上设置有压电体23，此外，在振动臂30上设置有压电体24。由此，即使在振动臂28、29、30自身不具有压电性的情况下、或者在尽管振动臂28、29、30具有压电性但其极化轴或晶轴的方向不适合于Z轴方向的弯曲振动的情况下，也能够比较简单且高效地使各振动臂28、29、30沿Z轴方向弯曲振动。由此，能够实现稳定的振动。此外，由于振动臂28、29、30不依赖于压电性的有无、极化轴及晶轴的方向，因此，扩大了各振动臂28、29、30的材料的选择范围。因此，能够比较简单地实现具有期望的振动特性的振动片2。

压电体22具有如下功能：因通电而伸缩，使振动臂28沿Z轴方向弯曲振动。此外，压电体23具有如下功能：因通电而伸缩，使振动臂29沿Z轴方向弯曲振动。此外，压电体24具有如下功能：因通电而伸缩，使振动臂30沿Z轴方向弯曲振动。

如图4所示，这样的压电体22是在振动臂28上依次层叠绝缘体层221、第一电极层222、压电体层(压电薄膜)223、第二电极层224而构成的。同样，压电体23是在振动臂29上依次层叠绝缘体层231、第一电极层232、压电体层(压电薄膜)233、第二电极层234而构成的。此外，压电体24是在振动臂30上依次层叠绝缘体层241、第一电极层242、压电体层(压电薄膜)243、第二电极层244而构成的。

以下，依次对构成压电体22的各层进行详细说明。此外，压电体23、24的各层的结构与压电体22相同，因此省略其说明。

(第一电极层)

第一电极层222从基部27上方朝向振动臂28上方，沿着振动臂28的延伸方向设置。

在本实施方式中，在振动臂28上，第一电极层222的长度小于振动臂28的长度。

这样的第一电极层222可以由金(Au)、金合金、铂(Pt)、铝(Al)、铝合金、银(Ag)、银合金、铬(Cr)、铬合金、铜(Cu)、钼(Mo)、铌(Nb)、钨(W)、铁(Fe)、钛(Ti)、氮化钛(TiN)、钴(Co)、锌(Zn)、锆(Zr)等金属材料或ITO、ZnO等透明电极材料形成。

此外，第一电极层222的平均厚度没有特别限定，例如优选为1nm以上且300nm以下左右，更优选为10nm以上且200nm以下左右。由此，既能够防止第一电极层222对压电体22的驱动特性及振动臂28的振动特性带来不良影响，又能够使上述那样的第一电极层222的导电性变得优异。

(绝缘体层)

根据振动基板21的构成材料，需要使第一电极层222与振动基板21之间电绝缘。因此，如本实施方式那样，在利用作为半导体的硅来构成振动基板21的情况下，优选在第一电极层222与振动基板21之间设置绝缘体层221。绝缘体层221例如由氧化硅、氮化硅、氮化铝等构成。

此外，关于绝缘体层221的平均厚度，只要是能够使第一电极层222与振动基板21之间电绝缘的厚度即可，没有特别限制，例如，优选为1nm以上且10μm以下左右。在所述厚度小于所述下限值时，根据绝缘体层221的构成材料，防止短路的效果有可能变弱，另一方面，在所述厚度超过所述上限值时，根据绝缘体层221的构成材料，有可能对压电体22的特性带来不良影响。

(压电体层)

压电体层223沿着振动臂28的延伸方向设置在第一电极层222上。此外，振动臂28的延伸方向上的压电体层223的长度优选与相同方向上的第一电极层222的长度大致相等。由此，在振动臂28的长边方向上，能够实现压电体层223的均质化。

此外，压电体层223的基部27侧的端部(即压电体层223的基端部)以横跨振动臂28与基部27的边界部的方式设置。由此，能够将压电体22的驱动力高效地传递到振动臂28。此外，能够缓和振动臂28与基部27的边界部处的刚性的急剧变化。因此，能够提高振动片2的Q值。

作为这样的压电体层223的构成材料(压电体材料)，例如可举出氧化锌(ZnO)、氮化铝(AlN)、钽酸锂(LiTaO₃)、铌酸锂(LiNbO₃)、铌酸钾(KNbO₃)、四硼酸锂(Li₂B₄O₇)、钛酸钡(BaTiO₃)、PZT(钛酸锆石酸铅)等，但优选使用AlN、ZnO。

其中，作为压电体层223的构成材料，优选使用ZnO、AlN。ZnO(氧化锌)及氮化铝(AlN)的c轴取向性优异。因此，通过以ZnO为主材料来构成压电体层223，能够降低振动片2的CI值。此外，例如能够利用反应性溅射法来使这些材料成膜。

此外，压电体层223的平均厚度优选为50nm以上且3000nm以下左右，更优选为200nm以上且2000nm以下左右。由此，既能够防止压电体层223对振动臂28的振动特性带来不良影响，又能够使压电体22的驱动特性变得优异。

(第二电极层)

第二电极层224沿着振动臂28的延伸方向设置。

此外，振动臂28的延伸方向上的第二电极层224的长度与压电体层223的长度大致相等。由此，利用在第二电极层224和上述第一电极层222之间产生的电场，能够使压电体层223的整个区域在振动臂28的延伸方向上伸缩。因此，能够提高振动效率。

关于这样的第二电极层224，可以利用从作为第一电极层222的构成材料而举出的材料中适当选择出的材料来形成。

此外，第二电极层224的平均厚度没有特别限定，例如，优选为1nm以上且300nm以下左右，更优选为10nm以上且200nm以下左右。由此，既能够防止第二电极层224对压电体22的驱动特性及振动臂28的振动特性带来不良影响，又能够使第二电极层224的导电性变得优异。

(端子部)

此外，关于端子部41、42和连接配线43、44等，可以使用从作为上述第一电极层222的构成材料而举出的材料中适当选择出的材料来形成。此外，它们可以一并与第一电极层222、232、242或第二电极层224、234、244同时形成。

此外，在本实施方式中，在俯视时，基部3呈矩形，另一方面，盖体7呈六边形。盖体7只要能够覆盖空间S即可，因此，不需要使其外形与基部3一致，通过使其小于基部3，能够确保在上表面露出端子部41、42的区域。换言之，在透视且俯视振子1时，两个端子部41、42与振动片2以并排的方式配置。其结果是，在振子1中，能够在其上表面配置端子部41、42，因此，能够提高安装性。此外，能够自然地确保端子部41与端子部42的距离，因此，容易防止端子部41与端子部42的短路，并且，能够容易地进行对端子部41、42连接未图示的配线等的作业。

在这样的结构的振动片2中，当在端子部41与端子部42之间施加电压(用于使各振动臂28、29、30振动的电压)时，第一电极层222、232和第二电极层244与第一电极层242和第二电极层224、234成为相反极性，从而分别对上述压电体层223、233、243施加Z轴方向的电压。由此，利用压电体材料的逆压电效应，能够以某固定的频率(谐振频率)使各振动臂28、29、30弯曲振动。此时，振动臂28、29相互朝相同方向弯曲振动，振动臂30朝与振动臂28、29相反方向弯曲振动。

这样，通过使相邻的两个振动臂彼此朝相反方向弯曲振动，能够使由相邻的两个振动臂28、30和29、30产生的泄漏振动相互抵消。其结果是，能够防止振动泄漏，得到可输出频率精度高的信号的振子1。

此外，在各振动臂28、29、30弯曲振动时，在端子部41、42之间，因压电体材料的压电效应而以某固定的频率产生电压。利用这些性质，振动片2能够产生以谐振频率振动的电信号。

[振子的制造方法]

接下来，对图1等所示的振子的制造方法进行说明。

图5～7分别是用于说明图1等所示的振子1的制造方法的剖视图。此外，在以下的说明中，为了便于说明，将图5、6的上方称作“上”，将下方称作“下”。此外，在图5～7中，为了防止图变得复杂，省略了电极、配线和端子部等的图示。

振子1的制造方法具有如下工序：[A]形成振动基板21；[B]对用于形成基部3的基板实施蚀刻加工，得到基部3；以及[C]使盖体7与振动基板21接合。以下，对各工序进行说明。

[A]

首先，准备用于形成振动基板21的基板，对该基板进行蚀刻，由此形成振动基板21。

此处，通过使用SOI(Silicon On Insulator)基板，能够简单地准备出层叠基板，其中，该层叠基板是将用于形成振动基板21的基板和用于形成基部3的基板经由中间层接合而成的。

图5的(a)所示的SOI基板9是依次层叠第一Si层(处理层(handle layer))91、SiO₂层(盒层)92和第二Si层(器件层)93而成的基板。在本实施方式中，由第一Si层91形成基部3，由SiO₂层92形成中间层6，由第二Si层93形成振动基板21。以下对这些步骤进行说明。

首先，在SOI基板9上形成压电体22、23、24。此外，在图5中，省略了绝缘体层的图示。

接下来，对SOI基板9的第二Si层93进行蚀刻加工，由此形成振动臂28、29、30等。该蚀刻加工可以是基于湿法蚀刻的加工，但优选使用基于干式蚀刻的加工。由此，能够实施蚀刻加工，而不会受到对第二Si层93实施湿法蚀刻时的蚀刻各向异性的影响，因此，能够形成高尺寸精度的振动臂28、29、30等。此外，如图5的(b)所示，在该蚀刻加工中，在第二Si层93中，将振动臂28、29、30等周围的区域921挖出。

此外，在对SOI基板9实施蚀刻加工时，同时使用光刻技术。在光刻技术中，使用步进式曝光机、扫描式曝光机等投影曝光装置，按照与加工图案对应的图案进行曝光处理。本实施方式的情况下，在投影曝光装置中，与＜110＞平行地扫描曝光用掩膜图案，由此，能够高效地进行从1张硅晶片制造多个振动基板21时(取出多个)所需的分割曝光处理。即，在利用通常的投影曝光装置来进行分割曝光处理的情况下，曝光用掩膜图案的扫描方向大多被限定为与硅晶片的晶体方位平行或垂直的方向。因此，即使在使用通常的投影曝光装置的情况下，本实施方式的振子1的制造方法作为能够高效地进行分割曝光处理的方法也是有用的。

接下来，对SOI基板9实施氧化膜形成。由此，在第二Si层93的表面及区域921的SiO₂层92上形成图5的(c)所示的氧化膜931。在后述的蚀刻工序中，该氧化膜931作为保护第二Si层93的保护膜而发挥作用。

在氧化膜的形成中例如使用溅射法。

接下来，对区域921的氧化膜931和SiO₂层92实施局部蚀刻加工。由此，如图6的(d)所示，将区域921的氧化膜931和SiO₂层92局部去除。

在该蚀刻加工中，例如，在将区域921以外的区域遮挡后，使用干法蚀刻法、湿法蚀刻法。

[B]

接下来，对实施了氧化处理后的SOI基板9的第一Si层91实施蚀刻加工。该蚀刻加工是以第二Si层93和SiO₂层92为掩模进行的。换言之，在第一Si层91中，对与区域921对应的部分实施蚀刻加工。进而，适当调整蚀刻加工的条件，使得能够以绕到第二Si层93和SiO₂层92的下方的方式进行加工。其结果是，能够形成图6的(e)所示的凹部31。

如图7所示，在本实施方式的振子1中，基部3的长边302和短边303分别与构成基部3的单晶硅的晶体方位＜110＞平行。另一方面，振动臂28、29、30延伸的方向分别与构成基部3的单晶硅的晶体方位＜100＞平行。

此处，在各向异性湿法蚀刻的情况下，与晶体面{100}及晶体面{110}的蚀刻速度相比，Si的晶体面{111}的蚀刻速度非常慢。因此，在基于各向异性湿法蚀刻的蚀刻加工中，在出现晶体面{111}时，在该时刻，实质地停止蚀刻加工。

如图7所示，在振动臂28、29、30延伸的方向分别与构成基部3的单晶硅的晶体方位＜100＞平行的情况下，通过经由以振动臂28、29、30等周围的区域921为开口的掩模实施各向异性湿法蚀刻加工，由此形成为：在区域921的下方不残留加工痕，加工痕绕到振动臂28、29、30及框部26的下方，直到出现晶体面{111}为止。其结果是，在基部3中设置的凹部31不仅到达区域921的下方，而且到达位于掩模的背影的振动臂28、29、30及框部26的下方。这样，形成图6的(e)所示的凹部31，得到基部3。

根据这样的方法，能够使用尺寸精度高的SOI基板，并能够以高加工精度形成振动臂28、29、30，因此，能够高效地制造振动特性优异的振子1。

作为在各向异性湿法蚀刻中使用的蚀刻液，例如，可举出四甲基氢氧化铵(TMAH)、氢氧化钾(KOH)、乙二胺-邻苯二酚-水(EDP)、肼等。

接下来，去除氧化膜931。

在氧化膜931的去除中，例如使用利用了缓冲氟酸(BHF)等的湿法蚀刻法。

然后，形成未图示的配线、端子部等。

[C]

接下来，准备盖体7。进而，接合盖体7与振动基板21。由此，得到图6的(f)所示的振子1。

以上，对振子1的结构和制造方法进行了说明，但振子1的结构不限于本实施方式。

例如，振动片2具有的振动臂28、29、30的数量不限于3条，也可以是2条或4条以上。

此外，振子1可以作为检测加速度、角速度或压力等物理量的传感器器件来使用。

此外，也可以制造不使用SOI基板9的振子1。在该情况下，例如，准备Si基板作为用于形成基部3的基板，对其实施氧化处理，形成氧化膜。接下来，在氧化膜上成膜出Si膜。由此，能够制造出实质上与SOI基板等同的基板。作为Si膜，可举出多晶硅膜、非晶硅膜等。之后，能够如上述那样制造振子1。

此外，振动基板21也可以不具有框部26。例如，也可以构成为，由基部3和盖体7划分出空间S，在其内部封入振动基板21。

此外，端子部41、42的位置不限于振动基板21的上表面，例如也可以为盖体7的上表面或基部3的下表面。

[电子设备]

接下来，基于图8～图10，对具有本发明的电子器件的电子设备(本发明的电子设备)进行详细说明。

图8是示出应用了具有本发明的电子器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立体图。在该图中，个人计算机1100由具有键盘1102的主体部1104以及具有显示部100的显示单元1106构成，显示单元1106通过铰链构造部以能够转动的方式支承在主体部1104上。在这种个人计算机1100中内置有作为滤波器、谐振器、基准时钟等发挥功能的振子1。

图9是示出应用了具有本发明的电子器件的电子设备的移动电话(也包含PHS)的结构的立体图。该图中，移动电话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与接听口1204之间配置有显示部100。在这种移动电话1200中内置有作为滤波器、谐振器等发挥功能的振子1。

图10是示出应用了具有本发明的电子器件的电子设备的数字静态照相机的结构的立体图。另外，在该图中，还简单地示出与外部设备之间的连接。这里，通常的照相机是通过被摄体的光像对银盐胶片进行感光，与此相对，数字静态照相机1300通过CCD(ChargeCoupled 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，生成摄像信号(图像信号)。

在数字静态照相机1300中的壳体(机身)1302的背面设置有显示部100，构成为根据CCD的摄像信号进行显示，显示部100作为将被摄体显示为电子图像的取景器发挥功能。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)和CCD等受光单元1304。

当摄影者确认在显示部中显示的被摄体像并按下快门按钮1306时，该时刻的CCD的摄像信号被传输到存储器1308内并进行存储。并且，在该数字静态照相机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。而且，如图所示，根据需要，使视频信号输出端子1312与电视监视器1430连接，使数据通信用的输入输出端子1314与个人计算机1440连接。而且，构成为通过规定的操作，将存储在存储器1308中的摄像信号输出到电视监视器1430或个人计算机1440。在这样的数字静态照相机1300中内置有作为滤波器、谐振器等而发挥功能的振子1。

此外，具有本发明的电子器件的电子设备除了可以应用于图8的个人计算机(移动型个人计算机)、图9的移动电话、图10的数字静态照相机以外，还可以应用于例如、喷射式喷出装置(例如喷墨打印机)、膝上型个人计算机、电视、摄像机、录像机、汽车导航装置、寻呼器、电子记事本(也包含带通信功能的)、电子词典、计算器、电子游戏设备、文字处理机、工作站、可视电话、防盗用视频监视器、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、心电图计测装置、超声波诊断装置、电子内窥镜)、鱼群探测器、各种测量设备、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。

[移动体]

接下来，对具有本发明的电子器件的移动体(本发明的移动体)进行说明。

图11是概略地示出作为本发明的移动体的一例的汽车的立体图。在汽车1500中，搭载有振子1。振子1能够广泛应用于无钥匙进入、防盗锁止、汽车导航系统、汽车空调、防抱死制动系统(ABS)、气囊、轮胎压力监视系统(TPMS：Tire Pressure Monitoring System)、发动机控制、混合动力汽车、或电动汽车的电池监视器、车体姿态控制系统等电子控制单元(ECU：electronic control unit)。

以上，基于优选实施方式，对本发明进行了说明，但本发明不限于此，各部的结构可以置换为具有相同功能的任意结构。

此外，在本发明中，也可以对上述实施方式附加任意结构物。

Claims

1.一种电子器件，其特征在于，

该电子器件由层叠基板构成，该层叠基板具有由包含单晶硅的材料构成的第一层和第二层，并且是将所述第一层和所述第二层经由中间层接合而成的，

该电子器件具有：

振动片，其由所述第二层形成，具备基部和振动臂，其中该振动臂从所述基部延伸；以及

基础部，其由所述第一层形成，支承所述振动片，并且具有沿着所述单晶硅的晶体方位＜110＞的边，

所述基础部包含凹部和框体，其中该凹部具有在俯视时与所述振动臂重叠的区域，该框体在俯视时包围所述凹部，

所述框体与所述基部连接，并且与所述振动片一体地形成，

所述框体具有沿着所述基础部的所述边延伸的方向的长边部，

所述振动臂延伸的方向沿着所述单晶硅的晶体方位＜100＞，在俯视时，所述长边部延伸的方向与所述振动臂延伸的方向相交。

2.根据权利要求1所述的电子器件，其中，

所述振动臂的一个端部经由所述基部被支承于所述基础部。

3.根据权利要求1所述的电子器件，其中，

所述振动臂沿其厚度方向弯曲振动。

4.根据权利要求1所述的电子器件，其中，

所述振动片具有3条所述振动臂。

5.根据权利要求1所述的电子器件，其中，

所述电子器件具有端子部，在俯视时，所述端子部与所述振动片并排。

6.根据权利要求1所述的电子器件，其中，

所述电子器件具有盖体部，该盖体部覆盖所述振动片，且与所述基础部连接。

7.一种电子设备，其特征在于，

该电子设备具有权利要求1至6中的任一项所述的电子器件。

8.一种移动体，其特征在于，

该移动体具有权利要求1至6中的任一项所述的电子器件。