CN109075766A - 谐振器和谐振装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供谐振器和谐振装置。在谐振频率的调整工序中，抑制谐振频率的温度特性的变动。谐振器：具有基部；和振动臂，具有第1电极和第2电极、设置于第1电极与第2电极之间并具有与第1电极对置的上表面且在向第1电极和第2电极之间施加了电压时以规定的振动模式进行振动的压电膜，所述振动臂的一端是与基部的前端连接的固定端，另一端是向离开前端的方向延伸的自由端，该谐振器具备：保护膜，设置为隔着第1电极而与压电膜的上表面对置，并且设置为从振动臂延续到基部；和温度特性调整膜，由与保护膜不同的材料构成，温度特性调整膜设置为在多个振动臂上的比在该振动臂延伸的方向上的中央靠固定端侧处和基部处中的至少一处，使保护膜的局部向表面暴露。

Description

谐振器和谐振装置
技术领域
本发明涉及谐振器和谐振装置。
背景技术
在电子设备中，作为用于实现计时功能的器件，使用压电振子等谐振器。伴随着电子设备的小型化，谐振器也被要求小型化，从而使用MEMS(Micro Electro MechanicalSystems：微机电系统)技术制造的谐振器(以下，也称为“MEMS振子”。)备受瞩目。
在MEMS振子中，存在因制造偏差使谐振频率产生偏差的情况。因此，在MEMS振子的制造过程中、制造后，通过追加蚀刻等来调整频率。
例如，在专利文献1中公开了如下的结构：在具有多个振动臂的振子中，分别减少设置于振动臂的前端侧的粗调用的质量部和设置于振动臂的基端侧的微调用的质量部，由此调整谐振频率。
专利文献1：日本特开2012－065293号公报
在专利文献1所记载的以往的谐振频率的调整方法中，向质量部照射离子束等能量线，调整质量部的膜厚，由此使谐振频率接近所希望的值。但是，MEMS振子具有非常微小的构造。因此，在向质量部照射能量线时，形成于MEMS振子上的其他的区域的膜也受能量线的照射的影响，从而该其他的区域的膜的膜厚变动。其结果，存在MEMS振子的谐振频率的温度依存特性变动的情况。
发明内容
本发明是鉴于这样的情况而完成的，目的在于在谐振频率的调整工序中，抑制谐振频率的温度特性的变动。
本发明的一方面的谐振器具有：基部；和振动臂，具有第1电极和第2电极、设置于第1电极与第2电极之间并具有与第1电极对置的上表面且在向第1电极和第2电极之间施加了电压时以规定的振动模式进行振动的压电膜，所述振动臂的一端是与基部的前端连接的固定端，另一端是向离开前端的方向延伸的自由端，上述谐振器具备：保护膜，设置为隔着第1电极与压电膜的上表面对置，并且设置为从振动臂延续到基部；和温度特性调整膜，由与保护膜不同的材料构成，温度特性调整膜设置为在多个振动臂上的比在该振动臂延伸的方向上的中央靠固定端侧处和基部处的至少一处，供保护膜的局部向表面暴露。
根据本发明，能够在谐振频率的调整工序中，抑制谐振频率的温度特性的变动。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的第1实施方式的谐振装置的外观的立体图。
图2是示意性地表示本发明的第1实施方式的谐振装置的构造的分解立体图。
图3是拆下了上侧基板的本发明的第1实施方式的谐振器的俯视图。
图4是沿着图3的AA′线的剖视图。
图5是针对比较例的谐振器，表示模拟结果的图表。
图6是针对比较例的谐振器，表示模拟结果的图表。
图7是针对比较例的谐振器，表示模拟结果的图表。
图8是针对本发明的第1实施方式的谐振器，表示模拟结果的图表。
图9是拆下了上侧基板的本发明的第2实施方式的谐振器的俯视图
图10是拆下了上侧基板的本发明的第3实施方式的谐振器的俯视图。
图11是拆下了上侧基板的本发明的第4实施方式的谐振器的俯视图。
具体实施方式
[第1实施方式]
以下，参照附图，对本发明的第1实施方式进行说明。图1是示意性地表示本发明的第1实施方式的谐振装置1的外观的立体图。另外，图2是示意性地表示本发明的第1实施方式的谐振装置1的构造的分解立体图。
该谐振装置1具备谐振器10、和设置为隔着谐振器10相互对置的盖体(上盖30和下盖20)。即，谐振装置1构成为按该顺序层叠有下盖20、谐振器10、和上盖30。
另外，谐振器10与下盖20、上盖30接合，由此，谐振器10被密封，从而形成有谐振器10的振动空间。谐振器10、下盖20和上盖30分别使用Si基板被形成。而且，通过Si基板彼此相互接合，而使谐振器10、下盖20和上盖30相互接合。谐振器10和下盖20也可以使用SOI基板形成。
谐振器10是使用MEMS技术制造的MEMS谐振器。此外，在本实施方式中，以谐振器10使用硅基板形成的谐振器为例进行说明。以下，对谐振装置1的各结构详细地进行说明。
(1.上盖30)
上盖30沿着XY平面呈平板状扩宽，在其背面形成有例如平坦的立方体形状的凹部31。凹部31被侧壁33围起，形成作为供谐振器10振动的空间的振动空间的局部。
(2.下盖20)
下盖20具有沿着XY平面设置的矩形平板状的底板22、和从底板22的周缘部向Z轴方向(即，下盖20与谐振器10层叠的方向)延伸的侧壁23。在下盖20的与谐振器10对置的表面，设置有由底板22的表面与侧壁23的内表面形成的凹部21。凹部21形成谐振器10的振动空间的局部。该振动空间被上述的上盖30与下盖20气密地密封，而维持真空状态。在该振动空间也可以填充例如惰性气体等气体。
(3.谐振器10)
图3是示意性地表示本实施方式的谐振器10的构造的俯视图。使用图3，对本实施方式的谐振器10的各结构进行说明。谐振器10具备：振动部120、保持部140、和保持臂111、112。
(a)振动部120
振动部120具有沿着图3的正交坐标系的XY平面扩张的矩形的轮廓。振动部120设置于保持部140的内侧，在振动部120与保持部140之间以规定的间隔形成空间。在图3的例子中，振动部120具有基部130与4根振动臂135A～135D(也统称为“振动臂135”。)。此外，振动臂的数量不限定于4根，例如设定为1根以上的任意的数量。在本实施方式中，各振动臂135与基部130形成为一体。
在俯视时，基部130在X轴方向上具有长边131a、131b，在Y轴方向上具有短边131c、131d。长边131a是基部130的前端的表面131A(以下，也称为“前端131A”)的一个边，长边131b是基部130的后端的表面131B(以下，也称为“后端131B”)的一个边。在基部130中，前端131A与后端131B设置为相互对置。
基部130在前端131A连接于后述的振动臂135，在后端131B连接于后述的保持臂111、112。此外，在图3的例子中，在俯视时，基部130具有大致长方形的形状，但不限定于此，只要是基部130相对于沿着长边131a的垂直平分线限定的假想平面P形成为大致面对称即可。例如，基部130也可以为长边131b短于131a的梯形、以长边131a为直径的半圆的形状。另外，长边131a、131b、短边131c、131d不限定于直线，也可以为曲线。
在基部130中，在从前端131A朝向后端131B的方向上，前端131A与后端131B的最长距离亦即基部长度(在图3中，为短边131c、131d的长度)为32μm左右。另外，在与基部长度方向正交的宽度方向，亦即作为基部130的侧端彼此的最长距离的基部宽度(在图3中为长边131a、131b的长度)为285μm左右。
振动臂135沿Y轴方向延伸，分别具有相同的尺寸。振动臂135分别在基部130与保持部140之间设置为与Y轴方向平行，一端与基部130的前端131A连接而成为固定端，另一端成为自由端。另外，振动臂135分别在X轴方向上以规定的间隔并列设置。此外，振动臂135例如X轴方向的宽度为50μm左右，Y轴方向的长度为420μm左右。
振动臂135分别为，例如距自由端150μm左右的部分的在X轴方向上的宽度宽于振动臂135的其他的部位。将该宽度变宽的部位称为重物部G。例如，与振动臂135的其他的部位相比，重物部G沿着X轴方向宽度向左右各宽出10μm，X轴方向的宽度为70μm左右。重物部G通过与振动臂135相同的工艺而被一体形成。形成重物部G，由此振动臂135上的单位长度的重量是自由端侧重于固定端侧。因此，振动臂135在自由端侧分别具有重物部G，由此能够增大各振动臂的在上下方向上的振动的振幅。
在本实施方式的振动部120中，在X轴方向上，在外侧配置有2根振动臂135A、135D，在内侧配置有2根振动臂135B、135C。振动臂135B与振动臂135C的在X轴方向上的间隔W1被设定为大于外侧的振动臂135A(135D)和与该外侧的振动臂135A(135D)邻接的内侧的振动臂135B(135C)之间的在X轴方向上的间隔W2。间隔W1例如为35μm左右，间隔W2例如为25μm左右。间隔W2设定为小于间隔W1，由此能够改善振动特性。另外，可以将间隔W1设定为小于间隔W2，也可以形成等间隔，以便能够使谐振装置1小型化。
在振动部120的表面(与上盖30对置的表面)形成有保护膜235，使得覆盖其整个表面。另外，在振动臂135A～135D的自由端侧的前端处的保护膜235的表面分别形成有频率调整膜236A～236D(以下，将频率调整膜236A～236D也统称为“频率调整膜236”)。能够通过保护膜235和频率调整膜236，调整振动部120的谐振频率。此外，保护膜235只要至少形成于振动臂135上即可，也可以不形成于基部130上。
频率调整膜236形成于保护膜235上，使其表面在振动部120的因振动产生位移比较大的区域处暴露。具体而言，频率调整膜236形成于振动臂135的自由端附近。在本实施方式中，频率调整膜236形成于振动臂135的重物部G上。
另外，在振动臂135的比在振动臂135延伸的方向上的中央Q靠固定端侧处，在保护膜235上的局部的区域形成有温度特性调整膜237A～237D(以下，将温度特性调整膜237A～237D也统称为“温度特性调整膜237”)。即，在振动臂135的比中央Q靠固定端侧处，保护膜235与温度特性调整膜237双方暴露。
在振动臂135中，将形成有保护膜235的面设为表面，将与该表面对置的面设为背面，将连接表面、背面、自由端、和固定端的两个面设为侧面。此时，在本实施方式中，温度特性调整膜237在振动臂135的表面上，从振动臂135的固定端起朝向自由端形成到振动臂135的长度的4分之1左右的区域，以分别覆盖与两个侧面邻接延伸的两个区域。温度特性调整膜237沿着X轴方向的宽度为2μm左右，沿着Y轴方向的长度为100μm左右。
在振动臂135上，保护膜235在频率调整膜236和温度特性调整膜237暴露出来的区域以外的区域的整个表面暴露。
(b)保持部140
保持部140沿着XY平面形成为矩形的框状。保持部140在俯视时，设置为沿着XY平面包围振动部120的外侧。此外，保持部140只要设置于振动部120四周的至少局部即可，不限定于框状的形状。例如，保持部140只要保持振动部120，并且在能够与上盖30和下盖20接合的程度下，设置于振动部120四周即可。
在本实施方式中，保持部140由一体形成的棱柱形状的框体140a～140d构成。如图3所示，框体140a设置为与振动臂135的自由端对置，且长边方向与X轴平行。框体140b设置为与基部130的后端131B对置，且长边方向与X轴平行。框体140c设置为与基部130的侧端(短边131c)和振动臂135A对置，且长边方向与Y轴平行，其两端分别连接于框体140a、140b的一端。框体140d设置为与基部130的侧端(短边131d)和振动臂135D对置，且长边方向与Y轴平行，其两端分别连接于框体140a、140b的另一端。
在本实施方式中，保持部140被保护膜235覆盖，以此进行说明，但不限定于此，保护膜235也可以不形成于保持部140的表面。
(c)保持臂111、112
保持臂111和保持臂112设置于保持部140的内侧，将基部130的后端131B与框体140c、140d连接。如图3所示，相对于沿着基部130的在X轴方向上的中心线与YZ平面平行地规定出来的假想平面P，保持臂111与保持臂112形成为大致面对称。
保持臂111具有臂111a、111b、111c、111d。保持臂111的一端连接于基部15的后端131B，并从该后端131B处朝向框体140b延伸。而且，保持臂111向朝向框体140c的方向(即，X轴方向)弯曲，进一步向朝向框体140a的方向(即，Y轴方向)弯曲，然后再次向朝向框体140c的方向(即，X轴方向)弯曲，另一端连接于框体140c。
臂111a设置为在基部130与框体140b之间，与框体140c对置，且长边方向与Y轴成为平行。臂111a的一端在后端131B与基部130连接，并从该基部130处起，与后端131B大致垂直地延伸，即向Y轴方向延伸。通过臂111a的在X轴方向上的中心的轴线，优选设置得比振动臂135A的中心线靠内侧，在图3的例子中，臂111a设置于振动臂135A与振动臂135B之间。另外，臂111a的另一端在其侧面连接于臂111b的一端。臂111a在X轴方向上限定出的宽度为20μm左右，在Y轴方向上限定出的长度为25μm左右。
臂111b设置为在基部130与框体140b之间，与框体140b对置，且长边方向与X轴方向成为平行。臂111b的一端连接于臂111a的另一端亦即与框体140c对置的一侧的侧面，并从连接位置起与臂111a大致垂直地延伸，即向X轴方向延伸。另外，臂111b的另一端连接于臂111c的一端亦即与振动部120对置的一侧的侧面。臂111b例如在Y轴方向上被限定的宽度为20μm左右，在X轴方向上被限定的长度为92μm左右。
臂111c设置为在基部130与框体140c之间，与框体140c对置，且长边方向与Y轴方向成为平行。臂111c的一端在其侧面连接于臂111b的另一端，另一端连接于臂111d的一端，亦即框体140c侧的侧面。臂111c例如在X轴方向上被限定的宽度为20μm左右，在Y轴方向上被限定的长度为255μm左右。
臂111d设置为在基部130与框体140c之间，与框体140a对置，且长边方向与X轴方向成为平行。臂111d的一端连接于臂111c的另一端，亦即与框体140c对置的一侧的侧面。另外，臂111d在与振动臂135A和基部130形成连接的位置附近相对置的位置处，另一端与框体140c连接，然后从该连接位置处，与框体140c大致垂直地延伸，即向X轴方向延伸。臂111d例如在Y轴方向上被限定的宽度为50μm左右，在X轴方向上被限定的长度为5μm左右。
这样，保持臂111成为在臂111a处与基部130连接，当在臂111a与臂111b连接的位置、臂111b与臂111c连接的位置、和臂111c与臂111d连接的位置进行了弯曲后，与保持部140连接的结构。
保持臂112具有臂112a、112b、112c、112d。保持臂112的一端连接于基部130的后端131B，并从该连接端朝向框体140b延伸。而且，保持臂112向朝向框体140d的方向(即，X轴方向)弯曲，进一步向朝向框体140a的方向(即，Y轴方向)弯曲，再次向朝向框体140d的方向(即，X轴方向)弯曲，另一端连接于框体140d。
此外，臂112a、112b、112c、112d的结构分别为与臂111a、111b、111c、111d对称的结构，因此省略详细的说明。
(4.层叠构造)
使用图4，针对谐振器10的层叠构造，以振动臂135D和基部130为例进行说明。图4是示意性地表示图3的AA′剖面的简图。
在谐振器10中，保持部140、基部130、振动臂135、保持臂111、112在同一工艺中形成为一体。在谐振器10中，首先，在Si(硅)基板F2上层叠有金属层E1(第2电极的一个例子)。然后，在金属层E1上层叠有压电薄膜F3(压电膜的一个例子)，覆盖金属层E1，另外，在压电薄膜F3的表面层叠有金属层E2(第1电极的一个例子)。在金属层E2上层叠有保护膜235，覆盖金属层E2。在振动臂135的自由端附近(重物部G)，进一步隔着保护膜235，与压电薄膜F3的上表面对置地层叠有频率调整膜236。另外，在振动臂135的比中央Q靠固定端侧的区域的局部，层叠有隔着保护膜235而与压电薄膜F3的上表面对置地设置的、由与保护膜235不同的材料构成的温度特性调整膜237。
Si基板F2例如由厚度5μm左右的简并n型Si半导体形成，作为n型掺杂剂，能够包含P(磷)、As(砷)、Sb(锑)等。特别是，振动臂135与由n型Si半导体构成的Si基板F2的[100]结晶轴或者与其等效的结晶轴所成的旋转角优选在大于0度且15度以下(或者也可以为0度以上且15度以下)，或者75度以上且90度以下的范围内。此外，这里，旋转角是指保持臂110相对于沿着Si基板F2的[100]结晶轴或者与其等效的结晶轴的线段延伸的方向的角度。另外，Si基板F2所使用的简并Si的电阻值例如不足16mΩ·cm，更加优选为1.2mΩ·cm以下。另外，在Si基板F2的下表面形成有380nm左右的氧化硅(例如SiO2)层F21(温度特性修正层)。由此，能够提高温度特性。此外，若在Si基板使用简并硅，则Si基板F2能够代用金属层E1，从而能够更加实现薄层化。
在本实施方式中，温度特性修正层是指，与不将该温度特性修正层形成于Si基板F2的情况相比，具有使在Si基板F2形成了温度修正层时的振动部处的频率的温度系数(即，每个温度的变化率)至少在常温附近减少的功能的层。振动部120具有温度特性修正层，由此例如，能够减少由Si基板F2、金属层E1、E2、压电薄膜F3和氧化硅层(温度修正层)F21形成的层叠构造体的谐振频率的因温度而形成的变化。
在谐振器10中，氧化硅层F21优选以均匀的厚度形成。此外，均匀的厚度是指，氧化硅层F21的厚度的偏差在以厚度的平均值为中心的±20％以内。
此外，氧化硅层F21可以形成于Si基板F2的上表面，也可以形成于Si基板F2的上表面与下表面双方。另外，在保持部140中，也可以在Si基板F2的下表面没有形成氧化硅层F21。
金属层E2、E1使用例如厚度0.1μm以上且0.2μm以下左右的Mo(钼)、铝(Al)等形成。金属层E2、E1通过蚀刻等，形成为所希望的形状。金属层E1形成为例如在振动部120上，作为下部电极发挥功能。另外，金属层E1形成为在保持臂111、112、保持部140上，作为用于使下部电极连接于在谐振器10的外部设置的交流电源的布线发挥功能。
另一方面，金属层E2形成为在振动部120上，作为上部电极发挥功能。另外，金属层E2形成为在保持臂111、112、保持部140上，作为用于使上部电极连接于在谐振器10的外部设置的电路的布线发挥功能。
此外，在进行从交流电源向下部布线或者上部布线的连接时，也可以使用在上盖30的外表面形成电极且使该电极连接电路与下部布线或者上部布线的结构、在上盖30内形成导通孔并向该导通孔的内部填充导电性材料而设置布线且使该布线连接交流电源与下部布线或者上部布线的结构。
压电薄膜F3是将被施加的电压转换成振动的压电体的薄膜，例如能够以AlN(氮化铝)等氮化物、氧化物为主要成分。具体而言，压电薄膜F3能够通过ScAlN(钪氮化铝)形成。ScAlN是将氮化铝的铝的一部分置换成钪而得到的。另外，压电薄膜F3例如为0.81μm左右。
压电薄膜F3对应于通过金属层E2、E1施加于压电薄膜F3的电场，在XY平面的面内方向上即在Y轴方向上进行伸缩。通过该压电薄膜F3的伸缩，振动臂135使其自由端朝向下盖20和上盖30的内表面位移，以面外的弯曲振动模式进行振动。
保护膜235利用由蚀刻实现的质量减少的速度慢于频率调整膜236的材料形成。具体而言，保护膜235也可以由AlN(氮化铝)、SiN等氮化膜、Ta2O5(五氧化二钽)、SiO2(二氧化硅)、Al2O3(氧化铝)等的氧化膜形成。另外，质量减少速度由蚀刻速度(单位时间内被除去的厚度)与密度之积表示。保护膜235的厚度例如为0.2μm左右。
频率调整膜236是，在形成于振动部120的大致整个表面后，通过蚀刻等的加工仅形成于规定的区域。频率调整膜236利用由蚀刻实现的质量减少的速度快于保护膜235的材料形成。具体而言，频率调整膜236由钼(Mo)、钨(W)、金(Au)、白金(Pt)、镍(Ni)等金属形成。
此外，保护膜235与频率调整膜236只要质量减少速度的关系如上所述，则蚀刻速度的大小关系可为任意关系。
温度特性调整膜237由与保护膜235不同的材料形成。更加优选，温度特性调整膜237由与频率调整膜236相同的材料形成。具体而言，温度特性调整膜237由钼(Mo)、钨(W)、金(Au)、白金(Pt)、镍(Ni)、铝(Al)、金－铜合金(AlCu)、钛(Ti)、铜(Cu)氮化钛(TiN)等形成。
(5.谐振器的功能)
参照图4对谐振器10的功能进行说明。在本实施方式中，设定为施加于外侧的振动臂135A、135D的电场的相位与施加于内侧的振动臂135B、135C的电场的相位互为相反相位。由此，外侧的振动臂135A、135D与内侧的振动臂135B、135C相互向相反方向位移。例如，若外侧的振动臂135A、135D朝向上盖30的内表面使自由端位移，则内侧的振动臂135B、135C朝向下盖20的内表面使自由端位移。
由此，在本实施方式的谐振器10中，在相反相位的振动时，即绕在图3所示的振动臂135A与振动臂135B之间与Y轴平行地延伸的第1中心轴线，振动臂135A与振动臂135B在上下相反方向上进行振动。另外，绕在振动臂135C与振动臂135D之间与Y轴平行地延伸的第2中心轴线，振动臂135C与振动臂135D在上下相反方向上进行振动。由此，在第1中心轴线与第2中心轴线处，产生相互相反方向的扭矩，在基部130产生弯曲振动。
(6.频率调整膜的功能)
接下来，对频率调整膜236的功能进行说明。在本实施方式的谐振装置1中，在形成了上述的谐振器10后，进行调整频率调整膜236的膜厚的修整工序。
在修整工序中，首先，对各谐振器10的谐振频率进行测定，计算频率分布。接下来，基于计算出的频率分布，调整频率调整膜236的膜厚。频率调整膜236的膜厚的调整是，例如能够通过将氩(Ar)离子束向谐振器10的整个表面照射，蚀刻频率调整膜236来进行。另外，若调整频率调整膜236的膜厚，则优选进行谐振器10的清洗，除去已飞溅的膜。
这样通过修整工序，调整频率调整膜236的膜厚，由此能够在由同一晶圆制造的多个谐振装置1之间抑制频率的偏差。
(7.温度特性调整膜的功能)
接下来，对温度特性调整膜237的功能进行说明。在上述的修整工序中，若将离子束向谐振器10的整个表面照射，则保护膜235的膜厚也与频率调整膜236同时变动。特别是，形成于振动臂135的固定端附近的保护膜235的膜厚变动，由此谐振频率的温度依存性(TCF：Tempreture Coefficient of Frequency)也发生变动。
本实施方式的谐振器10形成为，在振动臂135上的比在振动臂135延伸的方向的中央Q靠固定端侧的区域，使温度特性调整膜237与保护膜235双方暴露。因此，在向振动臂135的固定端附近照射了离子束的情况下，在比中央Q靠固定端侧的区域，温度特性调整膜237与保护膜235双方的厚度发生变化。
温度特性调整膜237与保护膜235为不同材质的膜，因此其杨氏模量的温度依存性(TCE：Tempreture Coefficient of Elasticity)互不相同。在TCE不同的两种膜的膜厚发生了变动的情况下，能够使各个膜厚的变动所引起的TCF的变动相互抵消。其结果，在本实施方式的谐振器10中，能够抑制修整工序的TCF的变动。
起到这样的效果的优选的保护膜235与温度特性调整膜237的材料的组合是，例如氮化铝(AlN)与钼(Mo)、氮化铝(AlN)与金(Au)、二氧化硅(SiO2)与钼(Mo)、二氧化硅(SiO2)与金(Au)等。除此之外，即便是作为保护膜235，使用了氮化铝(AlN)、二氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiN)、氧化铝(Al2O3)，作为温度特性调整膜237，使用了铝(Al)、金－铜合金(AlCu)、钼(Mo)、钛(Ti)、铜(Cu)、金(Au)、氮化钛(TiN)等的任意的组合，也能够获得相同的效果。
(8.实验结果)
使用图5～图8，对验证了上述的温度特性调整膜237的功能的结果进行说明。在图5～图8表示结果的验证中，均在修整工序之前和之后，针对TCF的特性的变化使用FEM(Finite Element Method：有限元法)进行了模拟。
首先，在图5～图7中，作为比较例的谐振器，使用以下的谐振器A～B进行了验证。此外，比较例的谐振器都是，除以下的点以外的结构与本实施方式的谐振器10相同。
·图5不具有频率调整膜236和温度特性调整膜237的谐振器A
·图6具有频率调整膜236但不具有温度特性调整膜237的谐振器B
·图7在振动臂135的整个表面，频率调整膜236暴露，而保护膜235和温度特性调整膜237均不暴露的谐振器C
如图5所示，在谐振器A中，与进行修整工序之前的TCF相比，进行了修整工序之后的TCF向倾斜为负的方向移位。另外，如图6所示，即便在谐振器B中，与进行修整工序之前的TCF相比，进行了修正工序之后的TCF也向倾斜为负的方向移位。另一方面，如图7所示，在谐振器C中，与进行修整工序之前的TCF相比，进行了修正工序之后的TCF向倾斜为正的方向移位。
根据图6和图5的结果，明确的是，形成于振动臂135的自由端附近的频率调整膜236几乎不对TCF的变动抑制造成影响。另外，根据图7和图5的结果，明确的是，TCF因保护膜235的膜厚的变动而移位的方向与TCF因温度特性调整膜237的膜厚的变动而移位的方向为相反方向。
图8是表示针对本实施方式的谐振器10进行了模拟的结果的图表。如图8所示，在本实施方式的谐振器10中，在进行修整工序之前和之后，表示TCF的图表大致重叠。
这样，本实施方式的谐振器10具有在振动臂135的比在振动臂135延伸的方向上的中央Q靠固定端侧的区域使保护膜235与温度特性调整膜237双方暴露的区域，由此能够抑制因进行修整工序而导致的TCF的变动。
[第2实施方式]
在第2实施方式及第2实施方式以后，省略与第1实施方式共有的事项的叙述，仅对不同点进行说明。特别是，不在每个实施方式中依次言及相同的结构带来的相同的作用效果。
图9是示意性地表示本实施方式的谐振器10的构造的一个例子的俯视图。以下，以本实施方式的谐振器10的详细结构中的与第1实施方式的区别为中心进行说明。
本实施方式的谐振器10在各个振动臂135的固定端附近，在沿着振动臂135的宽度方向的方向上具有温度特性调整膜237。此外，保护膜235在振动臂135的其他的区域(除了重物部G之外)暴露。
其他的谐振器10的结构与第1实施方式相同。
[第3实施方式]
图10是示意性地表示本实施方式的谐振器10的构造的一个例子的俯视图。以下，以本实施方式的谐振器10的详细结构中的与第1实施方式的区别为中心进行说明。
本实施方式的谐振器10在基部130的表面(与上盖30对置的表面)，沿着前端131具有温度特性调整膜237。此外，保护膜235在基部130的其他的区域暴露。
其他的谐振器10的结构与第1实施方式相同。
[第4实施方式]
图11是示意性地表示本实施方式的谐振器10的构造的一个例子的俯视图。以下，以本实施方式的谐振器10的详细结构中的与第1实施方式的区别为中心进行说明。
本实施方式的谐振器10在振动臂135的中央Q附近具有温度特性调整膜237。具体而言，谐振器10在振动臂135，从比振动臂135延伸的方向的中央Q靠固定端侧的区域延续到自由端侧的区域，具有供保护膜235与温度特性调整膜237双方暴露的区域。即，谐振器10在振动臂135的表面，具有温度特性调整膜237，从比振动臂135延伸的方向的中央Q靠固定端侧的区域延续到自由端侧的区域，分别覆盖与两个侧面邻接地延伸的两个区域，保护膜235在其他的区域(除了重物部G的自由端侧之外)暴露。
其他的谐振器10的结构与第1实施方式相同。
至此，对本发明的例示的实施方式进行了说明。本发明的一个实施方式的谐振器10：具有基部130；多个振动臂135，具有金属层E2和金属层E1、设置于金属层E2与金属层E1之间并具有与金属层E2对置的上表面且在向金属层E2和金属层E1之间施加了电压时以规定的振动模式进行振动的压电薄膜F3，所述多个振动臂135的一端是与基部130的前端131A连接的固定端，另一端是向离开前端131A的方向延伸的自由端；保持部140，设置于基部130和振动臂135的四周的至少局部；和保持臂111、112，一端连接于基部130，另一端连接于保持部140，所述谐振器10具备：保护膜235，设置为隔着金属层E2而与压电薄膜F3的上表面对置，并且设置为从振动臂135延续到基部130；和温度特性调整膜237，由与保护膜235不同的材料构成，温度特性调整膜237设置为在多个振动臂135上的比在该振动臂135延伸的方向上的中央靠固定端侧处和基部130处中的至少一个处，使保护膜235的局部向表面暴露。
另外，本发明的一个实施方式的谐振器10具有：基部13·BR>O；多个振动臂135，具有金属层E2和金属层E1、设置于金属层E2与金属层E1之间并具有与金属层E2对置的上表面且在向金属层E2和金属层E1之间施加了电压时以规定的振动模式进行振动的压电薄膜F3，所述多个振动臂135的一端是与基部130的前端131A连接的固定端，另一端是向离开前端131A的方向延伸的自由端；保持部140，设置于基部130和振动臂135的四周的至少局部；和保持臂111、112，一端连接于基部130，另一端连接于保持部140，所述谐振器10具备：保护膜235，设置为隔着金属层E2而与压电薄膜F3的上表面对置；和温度特性调整膜237，由与保护膜235不同的材料构成，温度特性调整膜237设置为在多个振动臂135上的比在该振动臂135延伸上的方向的中央靠固定端侧处，使保护膜235的局部向表面暴露。
由此，在本实施方式的谐振器10中，能够抑制在修整工序中的TCF的变动。
另外，优选进一步具备隔着保护膜235而与压电薄膜F3的上表面对置设置的频率调整膜236，频率调整膜236被与温度特性调整膜237分离地设置于多个振动臂135中的包含自由端的位置。另外，频率调整膜236利用由蚀刻实现的质量减少的速度快于保护膜235的材料构成，温度特性调整膜237由与频率调整膜236相同的材料构成。由此，本实施方式的谐振器10通过修整工序，调整频率调整膜236的膜厚，由此能够在由同一晶圆制造的多个谐振装置1之间，抑制频率的偏差。
另外，优选保护膜235为绝缘体，温度特性调整膜237为金属。
本实施方式的谐振装置1具备：上述的谐振器10、覆盖谐振器10的盖体、和外部电极。由此，在本实施方式的谐振装置1中，能够抑制修整工序的TCF的变动。
以上说明的各实施方式用于使本发明的理解变得容易，不解释为限定本发明。本发明能够不脱离其主旨地进行变更/改进，并且本发明也包含其等价物。即，只要本领域技术人员对各实施方式适当地施加设计变更、具备本发明的特征，则包含在本发明的范围内。例如，各实施方式具备的各要素及其配置、材料、条件、形状、尺寸等并非限定于例示的情况，能够适当地进行变更。另外，不言而喻各实施方式为例示，能够对在不同的实施方式中表示的结构进行局部的置换或者组合，只要这些也包含本发明的特征，则包含在本发明的范围内。
附图标记的说明
1…谐振装置；10…谐振器；30…上盖；20…下盖；140…保持部；140a～d…框体；111、112…保持臂；120…振动部；130…基部；135A～D…振动臂；F2…Si基板；F21…氧化硅层(温度特性修正层)；235…保护膜；236…频率调整膜；237…温度特性调整膜。

Claims (7)

1.一种谐振器，具有：
基部；
振动臂，具有第1电极和第2电极、设置于所述第1电极与第2电极之间并具有与所述第1电极对置的上表面且在向所述第1电极和第2电极之间施加了电压时以规定的振动模式进行振动的压电膜，所述振动臂的一端是与所述基部的前端连接的固定端，另一端是向离开所述前端的方向延伸的自由端，
所述谐振器具备：
保护膜，设置为隔着所述第1电极而与所述压电膜的所述上表面对置，并且设置为从所述振动臂延续到所述基部；和
温度特性调整膜，由与所述保护膜不同的材料构成，
所述温度特性调整膜设置为在所述多个振动臂上的比在该振动臂延伸的方向上的中央靠所述固定端侧处和所述基部处中的至少一处，使所述保护膜的局部向表面暴露。
2.一种谐振器，具有：
基部；
振动臂，具有第1电极和第2电极、设置于所述第1电极与第2电极之间并具有与所述第1电极对置的上表面且在向所述第1电极和第2电极之间施加了电压时以规定的振动模式进行振动的压电膜，所述振动臂的一端是与所述基部的前端连接的固定端，另一端是向离开所述前端的方向延伸的自由端，
所述谐振器具备：
保护膜，设置为隔着所述第1电极而与所述压电膜的所述上表面对置；和
温度特性调整膜，由与所述保护膜不同的材料构成，
所述温度特性调整膜设置为在所述多个振动臂上的比在该振动臂延伸的方向上的中央靠所述固定端侧处，使所述保护膜的局部向表面暴露。
3.根据权利要求1或2所述的谐振器，其中，
所述谐振器进一步具备隔着所述保护膜而与所述压电膜的所述上表面对置设置的频率调整膜，
所述频率调整膜被与所述温度特性调整膜分离地设置于在所述多个振动臂中的包含所述自由端的位置。
4.根据权利要求3所述的谐振器，其中，
所述频率调整膜利用由蚀刻实现的质量减少的速度快于所述保护膜的材料构成，
所述温度特性调整膜由与所述频率调整膜相同的材料构成。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的谐振器，其中，
所述保护膜为绝缘体，所述温度特性调整膜为金属。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的谐振器，其中，
所述谐振器具有：
保持部，其设置于所述基部和所述振动臂的四周的至少局部；和
保持臂，其一端连接于所述基部，另一端连接于所述保持部。
7.一种谐振装置，具备：
权利要求1～5中任一项所述的谐振器、
覆盖所述谐振器的盖体、和
外部电极。
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