CN110868194A - 振动器件、振动器件的制造方法、电子设备以及移动体 - Google Patents

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Abstract

提供振动器件、振动器件的制造方法、电子设备以及移动体，该振动器件包含：基座；振动体，其配置于基座；以及盖，该盖包含基板和硅基板，该基板具有透光性，该硅基板与基板以及基座的围绕振动体的部分接合。

Description

振动器件、振动器件的制造方法、电子设备以及移动体
技术领域
本发明涉及振动器件、振动器件的制造方法、电子设备以及移动体。
背景技术
以往，为了实现小型、薄型的振动器件，例如在专利文献1中，作为振动器件的一例，公开了如下的石英振子：在使用了硅或玻璃的平板状的基座上形成振动元件，将使用了硅或玻璃的凹形状的盖按照在该凹形状的凹部中收纳该振动元件的方式进行配置，并将所述盖与基座接合。
专利文献1：日本特开2009-22003号公报
但是，在专利文献1的结构中，在盖使用了硅的情况下，由于硅的透光率低，所以存在如下问题：在将基座和盖接合之后，无法对所收纳的振动元件执行例如使用激光等进行的特性调整等。另外，在盖使用了玻璃的情况下，当使用能够一边维持透光性一边形成凹部的湿蚀刻法时，存在盖的形状因各向同性的蚀刻而偏差变大的问题。
发明内容
本申请的振动器件的特征在于，具有：基座，其在一个面侧设置有振动体；以及盖，其包含基板和框状的硅基板，该基板具有透光性，该硅基板与所述基板接合，所述硅基板与所述基座的所述一个面中的围绕所述振动体的部分接合。
在上述振动器件中，所述基板也可以是玻璃。
在上述振动器件中，所述玻璃也可以包含碱性离子。
在上述振动器件中，所述振动体也可以包含：振动部，其与所述基座一体构成；压电体，其设置于所述振动部；以及电极，其设置于所述压电体的表面。
本申请的振动器件的制造方法的特征在于，包含如下的工序：基座形成工序，在基座的一个面侧形成振动体；盖形成工序，将硅基板与具有透光性的基板接合，并将所述硅基板蚀刻成框状而形成盖；以及接合工序，将所述硅基板与所述基座的所述一个面中的围绕所述振动体的部分接合。
在上述振动器件的制造方法中，也可以是，在所述基座形成工序中，形成包含振动部的所述振动体的外形形状，在所述振动部形成压电体，在所述压电体的表面形成电极。
在上述振动器件的制造方法中，也可以是，在所述接合工序之后还具有如下的调整工序：将透过了所述盖的激光向所述电极进行照射，将所述电极的一部分去除。
本申请的电子设备的特征在于，具有：上述任意一个所述的振动器件；以及控制部，其根据所述振动器件的输出信号来进行控制。
本申请的移动体的特征在于，具有：上述任意一个所述的振动器件；以及控制部，其根据所述振动器件的输出信号来进行控制。
附图说明
图1是示出实施方式的振动器件的结构的概略俯视图。
图2是示出振动器件的结构的图1的A-A剖视图。
图3是示出振动器件的制造方法的工序流程图。
图4A是示出作为振动体的MEMS元件的制造工序的概略剖视图。
图4B是示出MEMS元件的制造工序的概略剖视图。
图4C是示出MEMS元件的制造工序的概略剖视图。
图4D是示出MEMS元件的制造工序的概略剖视图。
图4E是示出MEMS元件的制造工序的概略剖视图。
图4F是示出MEMS元件的制造工序的概略剖视图。
图4G是示出MEMS元件的制造工序的概略剖视图。
图4H是示出MEMS元件的制造工序的概略剖视图。
图4I是示出MEMS元件的制造工序的概略剖视图。
图4J是示出MEMS元件的制造工序的概略剖视图。
图5A是示出盖的制造工序的概略剖视图。
图5B是示出盖的制造工序的概略剖视图。
图5C是示出盖的制造工序的概略剖视图。
图5D是示出盖的制造工序的概略剖视图。
图5E是示出盖的制造工序的概略剖视图。
图6是示出基座与盖的接合工序的概略剖视图。
图7是示出MEMS元件的调整工序的概略剖视图。
图8是示意性地示出作为电子设备的一例的智能手机的结构的立体图。
图9是示出作为移动体的一例的汽车的结构的立体图。
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。另外，以下的说明例是本发明的一个实施方式，并不限定本发明。另外，在本实施方式中说明的所有结构并非都是本发明所必需的构成要件。另外，在以下的各图中，为了使说明容易理解，有时以与实际不同的尺度进行记载。
(实施方式)
1.振动器件
首先，参照图1和图2对实施方式的振动器件1进行说明。图1是示出实施方式的振动器件1的结构的概略俯视图。图2是图1所示的A-A线的概略剖视图。另外，在图1中，为了便于说明振动器件1的内部结构，图示了将盖5拆下后的状态。
如图1和图2所示，本实施方式的振动器件1构成为包含：作为基座的SOI(Siliconon Insulator：绝缘硅)基板10，其在一个面侧形成有作为振动体的MEMS(Micro ElectroMechanical Systems：微机电系统)元件20；以及作为可内封的盖体的盖5，其对MEMS元件20进行气密密封。MEMS元件20包含三个振动部22，并作为使相邻的振动部22反相振动的振动元件来发挥作用。振动部也可以称为振动臂等。
作为盖体来发挥功能的盖5构成为包含作为具有透光性的基板的玻璃基板5a和与玻璃基板5a接合的框状的硅基板5b。玻璃基板5a和硅基板5b例如使用阳极接合法进行接合。这里的“光”包含可见光区域、近红外光区域、中红外光区域、远红外光区域。这里的可见光区域是波长为350nm～700nm的范围，近红外光区域是波长为700nm～2.5μm的范围，中红外光区域是波长为2.5μm～4μm的范围，远红外光区域是波长为4μm～1000μm的范围。
玻璃基板5a由厚度100μm左右的具有透光性的玻璃(所谓的透明玻璃)构成。这样，通过使用玻璃作为具有透光性的基板，能够容易获得且基板的成本较低。
另外，优选玻璃基板5a使用含有碱性离子的玻璃。优选玻璃使用例如Pyrex(注册商标)玻璃或Tempax(注册商标)玻璃这样的硼硅酸玻璃。碱性离子是碱金属离子或可动离子。这样，通过将含有碱性离子的玻璃用于玻璃基板5a，能够通过阳极接合容易地进行玻璃基板5a与硅基板5b的接合。
与玻璃基板5a接合的硅基板5b由厚度为50μm左右的单晶硅等构成。硅基板5b为沿着玻璃基板5a的外缘的框状，使框的内侧作为收纳MEMS元件20的腔室7来发挥功能。
盖5的腔室7构成为在侧面露出硅基板5b、在底面露出玻璃基板5a的凹形状，并向SOI基板10侧开口。盖5使设置有腔室7侧的面与SOI基板10的形成有MEMS元件20侧的面中的围绕MEMS元件20的部分抵接，从而盖5与SOI基板10接合。换言之，构成盖5的硅基板5b与SOI基板10的一个面中的围绕MEMS元件20的部分接合。
这里，与玻璃基板5a接合的硅基板5b能够通过例如干蚀刻法等高精度地使凹形状部分贯通。由此，硅基板5b能够具有在尺寸上高精度地沿着自身的外缘设置成框状的框部。另外，框部以沿着硅基板5b的外缘的周状设置。因此，能够实现如下的盖5：该盖5通过玻璃基板5a而具有透光性，并且通过硅基板5b使与SOI基板10接合的部分即框部的形状偏差也较小。
另外，在上述中，作为构成盖5的具有透光性的基板，例示了玻璃基板5a来进行说明，但不限于此。作为能够构成盖5的具有透光性的基板，例如能够应用蓝宝石基板、石英基板或亚克力基板等。
如图2所示，作为基板的SOI基板10是由硅层11、BOX(Buried Oxide：氧化层)层12和表面硅层13按照该顺序层叠而得到的基板。例如，硅层11和表面硅层13由单晶硅构成，BOX层12由氧化硅层(SiO2等)构成。
在SOI基板10上配设有：MEMS元件20，其由表面硅层13的硅构成；电极焊盘50，其形成在表面硅层13上；多个布线46，其连接用于驱动MEMS元件20的元件电极和电极焊盘50；第一布线电极58，其与电极焊盘50连接，向与形成有MEMS元件20的一个面侧相反的一侧的外表面11r引出电极；第一布线用贯通孔52，其用于形成第一布线电极58；以及贯通孔，其用于对由盖5的腔室7和形成于SOI基板10的腔室8构成的内部空间进行气密密封。贯通孔构成为包含：第一孔部62；第二孔部64，其与第一孔部62连通；以及未图示的密封部，其将第一孔部62与第二孔部64的连通部堵住。
而且，盖5的框状的硅基板5b以在由腔室7和腔室8构成的内部空间中收纳MEMS元件20的方式通过硅-硅的直接接合而与SOI基板10的表面硅层13接合，从而构成振动器件1。
MEMS元件20具有：基部21，其被BOX层12支承；以及振动部22，其在去除了BOX层12的区域上与基部21以外的周围的硅分离。本实施方式中例示的MEMS元件20具有以并行的方式配置的三个振动部22。在与振动部22对置的位置处的硅层11和BOX层12设置有构成内部空间的腔室8。另外，在MEMS元件20的盖5侧的面即表面硅层13的上表面13f上设置有元件调整层30和压电驱动部40，其中，该元件调整层30是配设在用于对MEMS元件20的规定的区域或内部空间进行气密密封的贯通孔的外周区域的氧化硅膜，该压电驱动部40覆盖元件调整层30的至少一部分。
元件调整层30是为了校正振动部22的谐振频率的温度特性而设置的。硅具有随着温度升高而降低的谐振频率，另一方面，氧化硅膜具有随着温度升高而上升的谐振频率。因此，通过在硅的MEMS元件20上配设作为氧化硅膜的元件调整层30，能够使由MEMS元件20的振动部22和元件调整层30构成的复合体的谐振频率的温度特性接近平坦。
设置于振动部22的压电驱动部40包含第一保护膜41、第一电极42、作为压电体的压电体层43以及第二电极44。另外，在本实施方式中，第一电极42和第二电极44相当于设置在作为压电体的压电体层43的表面上的电极，也可以称为元件电极。详细地说，第一电极42配设于压电体层43的靠第一保护膜41侧的表面，第二电极44配设在压电体层43的与第一保护膜41相反的一侧的表面。另外，包含与作为基座的SOI基板10的表面硅层13一体地构成的基部21和振动部22、第一电极42、作为压电体的压电体层43以及第二电极44的MEMS元件20的结构相当于振动体。
第一保护膜41由未掺杂杂质的多晶硅构成，但也可以由非晶硅构成。另外，第一保护膜41也可以是多晶硅和非晶硅的层叠膜。在本实施方式中，第一保护膜41被设置成，覆盖配设在MEMS元件20上的元件调整层30。这样，由于在第一保护膜41与MEMS元件20之间存在元件调整层30，由此，第一保护膜41能够保护元件调整层30不受压电驱动部40的周围的氧化硅膜的蚀刻的影响。
第一电极42和第二电极44以夹着压电体层43的方式配设。在本实施方式所示的例子中，与三个振动部22对应地配设有三组第一电极42、压电体层43以及第二电极44。
多条布线46与第一电极42和第二电极44电连接，以使相邻的振动部22反相地振动。另外，多条布线46与电极焊盘50电连接，通过在两个电极焊盘50之间经由第一布线电极58或未图示的布线电极从外部施加电压，能够使相邻的振动部22反相地振动。
另外，作为构成它们的材料，例如压电体层43由氮化铝(AlN)等构成，第一电极42和第二电极44由氮化钛(TiN)等构成，多条布线46和电极焊盘50由铝(Al)或铜(Cu)等构成。
振动器件1在经由两个电极焊盘50向第一电极42与第二电极44之间施加电压时，由此，压电体层43伸缩从而振动部22振动。该振动在固有的谐振频率下被较大地激励，阻抗最小。其结果是，该振动器件1通过与振荡电路连接而主要按照由振动部22的谐振频率决定的振荡频率进行振荡。
如图1所示，在俯视观察时，第一布线用贯通孔52在盖5的腔室7的区域中在MEMS元件20的两侧各配设一个，并且配设在与表面硅层13的电极焊盘50重叠的位置。
电极焊盘50被配设为，在俯视观察时，在与第一布线用贯通孔52重叠的位置处经由布线46而与第一布线电极58电连接。另外，电极焊盘50在不与第一布线用贯通孔52重叠的位置处，隔着元件调整层30、第一保护膜41以及布线46配设在表面硅层13上。通过这样的结构，电极焊盘50与第一布线电极58电连接，能够将第一电极42和第二电极44引出到硅层11的与形成有MEMS元件20侧相反的一侧的外表面11r。另外，作为构成第一布线电极58的材料，由钛(Ti)、钨(W)、铜(Cu)等构成。另外，第一布线电极58由通过镀覆法形成的镀层构成。
贯通孔作为用于对由盖5的腔室7和SOI基板10的腔室8构成的内部空间进行气密密封的密封孔来发挥作用，该贯通孔构成为包含将硅层11和作为氧化膜的BOX层12贯通的第一孔部62以及将表面硅层13贯通并与第一孔部62连通的第二孔部64。
在俯视观察时，贯通孔在盖5的腔室7的区域中相对于基部21配设在与设置有振动部22侧相反的一侧。构成贯通孔的第一孔部62配设在与设置于表面硅层13的第二孔部64重叠的位置。另外，构成贯通孔的第一孔部62以与第二孔部64连通的方式配设于硅层11和BOX层12。
第一孔部62从硅层11的外表面11r起贯通硅层11和BOX层12。通过第一孔部62向与外表面11r侧相反的一侧开口的开口部与作为第一孔部62和第二孔部64的连通部的表面硅层13的背面对置。第一孔部62以使表面硅层13的内部空间侧(腔室7侧)与第二孔部64连通的方式贯通表面硅层13。
通过从作为第一孔部62和第二孔部64的连通部的表面硅层13的背面侧一直配设到第二孔部64的密封膜或基于密封材料的填充等的密封部来密封贯通孔。由此，能够对由腔室7和腔室8构成的内部空间进行气密密封。
如上所述，根据本实施方式的振动器件1，盖5由具有透光性的玻璃基板5a和与玻璃基板5a接合的硅基板5b构成。而且，玻璃基板5a具有透光性，与玻璃基板5a接合的硅基板5b例如能够通过干蚀刻法等高精度地加工成框状。因此，能够提供使用了盖5的振动器件1，该盖5具有透光性，并且与SOI基板10接合的接合部分即框部的形状偏差也较小。另外，由于盖5具有透光性，因此即使在将盖5和SOI基板10接合起来之后，通过使用透过了盖5的激光等，也能够容易地进行收纳在由腔室7、8构成的收纳空间中的作为振动体的MEMS元件20的电特性的调整。
另外，作为构成振动器件1的基座的SOI基板10也可以是玻璃基板。在该情况下，作为基座的玻璃基板可以由玻璃层、氧化硅层(SiO2等)以及表面玻璃层构成，其中，该玻璃层相当于SOI基板10的硅层11，该氧化硅层相当于SOI基板10的BOX(Buried Oxide)层12，该表面玻璃层相当于SOI基板10的表面硅层13，构成MEMS元件20。这里，使用玻璃基板作为基座的情况下的与盖5的接合可以应用阳极接合或直接接合。
2.振动器件的制造方法
接着，参照图3、图4A～图4J、图5A～图5E、图6及图7对本实施方式的振动器件1的制造方法进行说明。图3是示出振动器件的制造方法的工序流程图。图4A～图4J是示出基座中的作为振动体的MEMS元件的制造工序的概略剖视图。图5A～图5E是示出盖的制造工序的概略剖视图。图6是示出基座与盖的接合工序的概略剖视图。图7是示出MEMS元件的调整工序的概略剖视图。另外，图4A～图4J、图5A～图5E以及图6是相当于图1的A-A线的位置的概略剖视图。另外，省略了表示截面的背景的线。另外，对上述振动器件1的各构成部位标注相同的标号。
如图3的流程图所示，振动器件1的制造方法包含基座形成工序(步骤S101)、盖形成工序(步骤S103)以及将基座与盖接合起来的接合工序(步骤S105)。此外，振动器件1的制造工序在接合工序(步骤S105)之后还具有对振动器件1的电特性进行调整的调整工序(步骤S107)。以下，也一起参照图4A～图4J、图5A～图5E、图6及图7的工序说明图对振动器件1的制造方法进行说明。
(基座形成工序)
在基座形成工序(步骤S101)中，在作为基座的SOI基板10的一个面侧形成作为振动体的MEMS元件20。详细地说，在基座形成工序(步骤S101)中，形成包含振动部22的MEMS元件20的外形形状，在振动部22形成压电体层43，在压电体层43的表面形成第一电极42和第二电极44。首先，作为基座形成工序(步骤S101)的准备工序，形成由硅层11、BOX层12和表面硅层13按照该顺序层叠而得到的SOI基板10。以下，将基座形成工序(步骤S101)划分为第一工序到第十工序来进行详细说明。
首先，在第一工序中，如图4A所示，在SOI基板10的表面硅层13形成沟槽13b，该沟槽13b使MEMS元件20的作为振动部22的区域与MEMS元件20的作为基部21的区域以外的周围的硅分离。此时，也可以在通过SOI基板10的表面硅层13的沟槽13b而与MEMS元件20的振动部22分离的区域中形成沟槽(缝隙)13c。通过设置这样的沟槽(缝隙)13c，能够在振动部22与相邻的振动部22之间的槽宽较宽的区域中容易地实施在后面进行的振动部22周围的硅的释放蚀刻。
沟槽13b如下形成：在表面硅层13上涂布抗蚀剂14，通过光刻法形成掩模图案，以抗蚀剂14为掩模对表面硅层13进行蚀刻，由此，如图4A所示，在表面硅层13形成将MEMS元件20的作为振动部22的区域与MEMS元件20的作为基部21的区域以外的周围的硅分离的沟槽13b。另外，也可以通过对SOI基板10的表面硅层13的表面进行热氧化而形成氧化硅膜，通过光刻法形成基于氧化硅膜的掩模，通过对表面硅层13进行蚀刻而形成沟槽13b。另外，可以通过与沟槽13b的形成相同的工序来形成构成贯通孔的第二孔部64。
在第二工序中，如图4B所示，在表面硅层13的上表面、沟槽13b内的侧壁上形成作为氧化硅膜的元件调整层30。例如，通过对SOI基板10的表面硅层13进行热氧化，在表面硅层13的上表面、沟槽13b内的侧壁上形成热氧化膜(氧化硅膜)。热氧化膜的厚度例如大约为0.2μm～0.3μm。该热氧化膜成为保护振动部22和压电驱动部40免受后面进行的振动部22周围的硅的释放蚀刻的影响的保护壁。
接着，通过CVD(Chemical Vapor Deposition：化学蒸镀)法来形成填埋表面硅层13的沟槽13b的氧化硅膜。此时，即使在沟槽13b内的氧化硅膜中产生空穴或气孔，由于热氧化膜牢固，因此也没有问题。另外，由于通过加工而形成的表面硅层13的沟槽13b被氧化硅膜填埋而使表面大致平坦，因此，能够排除由台阶引起的对后面的光刻工序的不良影响。
因此，通过对表面硅层13进行热氧化而形成的热氧化膜和通过CVD法形成的氧化硅膜成为图2所示的元件调整层30。另外，在第二工序中，也可以不形成热氧化膜，而是通过热CVD法来形成氧化硅膜，或者，也可以通过热CVD法和等离子体CVD法这两个阶段的CVD法来形成氧化硅膜。
在第三工序中，在元件调整层30上涂布抗蚀剂，通过光刻法来形成对包含振动部22的MEMS元件20等的规定区域进行保护的掩模图案，以抗蚀剂为掩模对元件调整层30进行蚀刻，由此，形成图4C所示的到达表面硅层13的沟槽13d。然后，如图4C所示，通过CVD法在元件调整层30的上表面和沟槽13d形成第一保护膜41。
在第四工序中，在第一保护膜41上涂布抗蚀剂，通过光刻法形成掩模图案，以抗蚀剂为掩模对第一保护膜41进行蚀刻。由此，如图4D所示，在包括元件调整层30的侧面在内的区域中形成第一保护膜41，该元件调整层30形成在包含振动部22的MEMS元件20的规定区域。
第一保护膜41在其与MEMS元件20之间覆盖元件调整层30。第一保护膜41的厚度例如为0.2μm左右。由于利用CVD法形成的第一保护膜41的埋入性良好，所以能够以较小的厚度形成牢固的第一保护膜41的壁，该第一保护膜41保护元件调整层30免受后面进行的振动部22和压电驱动部40的周围的氧化硅膜的释放蚀刻的影响。
在第五工序中，如图4E所示，在形成于MEMS元件20的规定区域的第一保护膜41上依次通过光刻法形成第一电极42、压电体层43以及第二电极44。另外，第一保护膜41、第一电极42、压电体层43以及第二电极44构成压电驱动部40。另外，在形成第一电极42和第二电极44时，也同时形成用于连接第一电极42和电极焊盘50的布线46以及用于连接第二电极44和电极焊盘50的布线46。
在第六工序中，在形成有压电驱动部40的SOI基板10上通过CVD法形成氧化硅膜33。之后，如图4F所示，通过光刻法来形成在形成电极焊盘50的位置处开口的掩模图案，以氧化硅膜33为掩模，通过溅射法在形成电极焊盘50的位置形成铝(Al)或铜(Cu)等的膜，从而形成电极焊盘50。
在第七工序中，如图4G所示，在形成有电极焊盘50或氧化硅膜33的SOI基板10上通过CVD法来形成氧化硅膜34。然后，在氧化硅膜34上涂布抗蚀剂，通过光刻法来形成掩模图案，以抗蚀剂为掩模对氧化硅膜34进行蚀刻。由此，形成与到达表面硅层13的沟槽13d对应的规定区域开口的氧化硅膜34。
在第八工序中，如图4H所示，在氧化硅膜34上涂布抗蚀剂16，通过光刻法形成掩模图案，以抗蚀剂16为掩模按照与沟槽13c对应的氧化硅膜34、元件调整层30、BOX层12的顺序进行蚀刻。由此，在残留对振动部22、压电驱动部40及电极焊盘50进行保护的氧化硅膜34、元件调整层30的同时，以在振动部22的周围围绕的形状形成到达硅层11的深度的开口。此时，与沟槽13c相对的沟槽13d和形成在沟槽13d上的第一保护膜41具有保护振动部22、压电驱动部40等免受蚀刻液的侧面蚀刻的影响的作为第二保护膜的功能。
在第九工序中，如图4I所示，在将抗蚀剂16剥离之后，在通过氧化硅膜34、元件调整层30、表面硅层13、BOX层12的开口对振动部22周围的硅进行蚀刻时，对硅层11的硅的一部分进行蚀刻而在振动部22的下方的硅层11形成腔室8。在第九工序中进行湿蚀刻，作为蚀刻液，例如使用TMAH(四甲基氢氧化铵)。
在第十工序中，如图4J所示，振动部22、压电驱动部40、电极焊盘50、第一孔部62周围的氧化硅膜34、元件调整层30和BOX层12被蚀刻。由此，在振动部22上残留元件调整层30。在第十工序中进行湿蚀刻，作为蚀刻液，例如使用BHF(氢氟酸)。通过以上那样的第一工序至第十工序，能够在作为基座的SOI基板10的一部分形成作为振动体的MEMS元件20。
(盖形成工序)
在盖形成工序(步骤S103)中，将硅基板5b与具有透光性的基板即玻璃基板5a接合，并将与玻璃基板5a接合的硅基板5b蚀刻成框状而形成盖5。
首先，作为盖形成工序(步骤S103)的准备工序，准备具有透光性的玻璃基板5a和形成于框状的硅基板5b的硅材105。玻璃基板5a的厚度为100μm左右，具有透光性，由含有碱性离子的玻璃板构成。硅材105的厚度约为50μm～150μm，由单晶硅板等构成。
接着，如图5A所示，将玻璃基板5a和硅材105重合起来，形成复合基板500a作为例如使用阳极接合法进行接合而得的基板。然后，如图5B所示，从与玻璃基板5a的接合部分相反的一侧的露出面105r侧对该复合基板500a的硅材105进行磨削、研磨，形成例如成形为50μm左右的规定的厚度的硅基板106。另外，也可以预先准备成形为规定的厚度和规定的表面状态的硅材105，与玻璃基板5a接合而形成复合基板500b。在该情况下，也可以不进行在形成图5A所示的复合基板500a之后对硅材105进行磨削、研磨的工序。
接着，如图5C所示，在硅基板106的研磨面106r上涂布抗蚀剂，通过光刻法形成掩模图案，以作为掩模图案而形成的抗蚀剂为掩模110对硅基板106进行蚀刻。此时的蚀刻例如使用干蚀刻法。通过该蚀刻，如图5D所示，将硅基板106的中央部分沿与研磨面106r大致垂直的方向去除，形成外缘部分残留成框状的具有框部的框状的硅基板5b。另外，通过使用干蚀刻法，能够形成减小了框形状的偏差的尺寸精度较高的框部。另外，在框部的内侧，硅基板106的被去除的部分成为盖5的腔室7。
然后，通过将构成掩模110的抗蚀剂去除，如图5E所示，形成了在具有透光性的基板即玻璃基板5a上接合框状的硅基板5b而成的盖5。由此，能够实现具有透光性并且与SOI基板10接合的部分即框部的形状偏差也较小的盖5。
(接合工序)
在接合工序(步骤S105)中，如图6所示，在构成盖5的框状的硅基板5b的框内即腔室7内配置MEMS元件20，在SOI基板10的形成有MEMS元件20侧的面(具体而言是表面硅层13的上表面)上利用框状的硅基板5b的部分来接合盖5。换言之，将构成盖5的硅基板5b接合在SOI基板10的一个面中的围绕MEMS元件20的部分。此时的接合应用了SOI基板10的表面硅层13与构成盖5的框状的硅基板5b之间的硅-硅的直接接合。这里，作为将盖5和SOI基板10接合起来的其他接合方法，可以应用阳极接合或使用了低熔点玻璃等接合部件的接合方法等。
另外，虽然在本制造方法的说明中没有详细叙述，但在接合工序(步骤S105)之后，可以在SOI基板10的硅层11和BOX层12形成第一布线用贯通孔52和第一孔部62。第一布线用贯通孔52和第一孔部62的形成是通过如下方式进行的：在SOI基板10中，通过对硅层11的与配置有BOX层12侧相反的一侧的表面进行热氧化而形成氧化硅膜，通过光刻法形成基于氧化硅膜的掩模，并对硅层11和BOX层12进行蚀刻。进而，在第一布线用贯通孔52中，通过由镀敷法形成的镀层构成第一布线电极58。作为构成第一布线电极58的材料，可以使用钛(Ti)、钨(W)、铜(Cu)等。
(调整工序)
接着，在调整工序(步骤S107)中，如图7所示，在接合工序(步骤S105)之后，将透过了盖5的玻璃基板5a的激光L照射到MEMS元件20的电极(具体而言是第二电极44)而使其蒸发、升华，从而例如将第二电极44一部分去除。这样，通过将MEMS元件20的电极去除，能够进行电特性的调整、例如对振动部22的谐振频率进行调整。在本工序中，通过将收纳在由SOI基板10和盖5密封的腔室7、8内的MEMS元件20的电极去除，能够容易地从盖5的外侧进行上述振动部22的谐振频率的调整等MEMS元件20的电特性的调整。
根据以上说明的振动器件1的制造方法，能够制造如下的振动器件1：在作为基座的SOI基板10的一部分形成作为振动体的MEMS元件20，将MEMS元件20在构成盖5的框状的硅基板5b的内侧收纳在SOI基板10与具有透光性的玻璃基板5a之间。换言之，能够容易地形成使用了具有透光性并且其形成为框状的框部的形状偏差也较小的尺寸精度高的盖5的振动器件1。在这样制造的振动器件1中，能够容易地使用透过了具有透光性的玻璃基板5a的例如激光L等对腔室7、8内的MEMS元件20进行加工，能够进行微细的特性调整等。
另外，可以形成具有所谓的MEMS结构的振动体的振动装置1，其中，该所谓的MEMS结构的振动体包含：振动部22，其与SOI基板10一体形成；作为压电体的压电体层43，其形成于该振动部22的表面；以及作为电极的第一电极42和第二电极44，它们形成于该压电体层43的表面。
在以上说明的实施方式中，作为振动器件1，例示了具有三个振动部22的作为振动体的MEMS元件20来进行说明，但不限于此。作为振动器件，也能够应用于具有两个振动部22的音叉型的振动元件、或者角速度传感器元件、加速度传感器元件、压力传感器元件等。
3.电子设备
接着，作为使用了振动器件1的电子设备，例示了智能手机，基于图8进行详细说明。图8是示意性地示出作为电子设备的一例的智能手机的结构的立体图。
在该图中，智能手机1200组装有上述振动器件1。振动器件1的输出信号被发送到智能手机1200的控制部1201。控制部1201构成为包含CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)，能够根据接收到的输出信号来进行如下的控制：识别智能手机1200的姿势、举动而使显示于显示部1208的显示图像发生变化，或者发出警告声、效果声，或者对振动马达进行驱动而使主体振动等控制。换言之，能够进行智能手机1200的运动传感并根据计测出的姿势、举动来改变显示内容或者产生声音、振动等。特别是，在执行游戏的应用程序的情况下，能够体验到接近现实的临场感。
由于作为这样的电子设备的一例的智能手机1200具有上述振动器件1和控制部1201，所以具有优异的可靠性。
另外，具有振动器件1的电子设备除了上述智能手机1200以外，例如还可以应用在各种移动电话、个人计算机、平板终端、数字静态照相机、钟表、喷墨打印机等喷墨式排出装置、笔记本型个人计算机、电视机、摄像机、磁带录像机、汽车导航装置、寻呼机、电子记事本、电子词典、计算器、电子游戏设备、文字处理器、工作站、电视电话、防盗用电视监视器、电子双筒望远镜、POS终端、医疗设备、鱼群探测仪、各种测量设备、计量仪器类、飞行模拟器、地震仪、计步器、倾斜仪、可计测硬盘的振动的振动计、机器人或无人机等飞行体的姿势控制装置、汽车的自动驾驶用惯性导航中所使用的控制设备等。医疗设备例如是电子体温计、血压计、血糖计、心电图测量装置、超声波诊断装置、电子内窥镜等。计量仪器类例如是车辆、飞机、船舶的计量仪器类。
4.移动体
接着，在图9中示出了使用振动器件1的移动体，并详细地进行说明。图9是示出作为移动体的一例的汽车的结构的立体图。
如图9所示，在汽车1500中内置有振动器件1，例如，能够通过使用振动器件1的输出信号来进行用于检测车体1501的移动、位置、姿势等的控制。振动器件1的输出信号被供给到控制车体的移动和姿势的车体姿势控制装置1502，车体姿势控制装置1502基于该信号来控制车体1501的姿势。车体姿势控制装置1502例如能够控制悬架的软硬，或者控制各个车轮1503的制动器。
另外，振动器件1也可以广泛应用于无钥匙进入系统、防盗器、汽车导航系统、汽车空调、防抱死制动系统(ABS)、安全气囊、轮胎压力监测系统(TPMS：Tire PressureMonitoring System)、发动机控制系统、自动驾驶用惯性导航法的控制设备、混合动力汽车及电动汽车的电池监视器等电子控制单元(ECU：electronic control unit)。
另外，应用于移动体的振动器件1除了在上述例示中使用之外，例如还可以在双足行走机器人或电车等的移动和姿势控制中、无线电控制飞机、无线电控制直升机及无人机等的远程操纵或自主式的飞机的移动和姿势控制中、农业机械或建筑机械等的移动和姿势控制中，火箭、人造卫星、船舶及AGV(无人搬运车)等的控制中使用。如上所述，在实现各种移动体的位置控制和姿势控制时，组装有振动器件1及各自的未图示的控制部和姿势控制部。
由于这样的移动体具有振动器件1和控制部(例如作为姿势控制部的车体姿势控制装置1502)，所以具有优异的可靠性。
另外，振动器件1可以使用在行驶辅助系统中，其中，该行驶辅助系统具有分别搭载于多台车辆的控制装置，进行自动控制加速、制动及转向中的至少任一项的自动驾驶。
以下，将从上述实施方式导出的内容作为各方式来记载。
[方式1]本方式的振动器件具有：基座，其在一个面侧设置有振动体；以及盖，其包含基板和框状的硅基板，该基板具有透光性，该硅基板与所述基板接合，所述硅基板与所述基座的所述一个面中的围绕所述振动体的部分接合。
根据本方式，盖由具有透光性的基板和与基板接合的框状的硅基板构成。与具有透光性的基板接合的硅基板例如能够通过干蚀刻法等高精度地形成呈框状形状的框部。因此，能够提供使用了具有透光性并且与基板接合的框部的形状偏差也较小的盖的振动器件。另外，由于盖具有透光性，所以能够通过使用了透过盖的例如激光等来进行振动体的特性调整。
[方式2]在上述方式所记载的振动器件中，所述基板也可以是玻璃。
根据本方式，通过使基板为玻璃，能够容易获得基板并且成本较低。
[方式3]在上述方式所记载的振动器件中，所述玻璃也可以包含碱性离子。
根据本方式，通过使包含碱性离子的玻璃为基板，能够容易地通过使用阳极接合而将基板和硅基板(框状的硅基板的母板)接合起来。
[方式4]在上述方式所记载的振动器件中，所述振动体也可以包含：振动部，其与所述基座一体构成；压电体，其设置于所述振动部；以及电极，其设置于所述压电体的表面。
根据本方式，能够获得将具有设置于振动部的压电体和设置于该压电体的表面的电极的振动体在框状的硅基板的内侧收纳在基座与具有透光性的基板之间的振动器件。在这样的振动器件中，能够通过透过了具有透光性的基板的例如激光等来进行所收纳的振动体的特性调整。
[方式5]本方式的振动器件的制造方法的特征在于，包含如下的工序：基座形成工序，在基座的一个面侧形成振动体；盖形成工序，将硅基板与具有透光性的基板接合，并将所述硅基板蚀刻成框状而形成盖；以及接合工序，将所述硅基板与所述基座的所述一个面中的围绕所述振动体的部分接合。
根据本方式，在基座的一个面侧形成振动体，将构成盖的框状的硅基板与基座的一个面中的围绕振动体的部分接合。即，能够制造出在俯视观察下将该振动体在构成盖的框状的硅基板的框部的内侧收纳在基座与具有透光性的基板之间的振动器件。换言之，能够容易地形成使用了具有透光性并且框部形状的偏差也较小的尺寸精度高的盖的振动器件。在这样制造的振动器件中，能够容易地通过透过了具有透光性的基板的例如激光等对收纳在基座和盖中的振动体进行加工，能够进行特性的调整等。
[方式6]在上述方式所记载的振动器件的制造方法中，也可以是，在所述基座形成工序中，形成包含振动部的所述振动体的外形形状，在所述振动部形成压电体，在所述压电体的表面形成电极。
根据本方式，能够形成具有所谓的MEMS构造的振动体的振动器件，其中，该所谓的MEMS构造的振动体包含：振动部，其与基座一体形成；压电体，其形成于该振动部；以及电极，其形成于该压电体的表面。
[方式7]在上述方式所记载的振动器件的制造方法中，也可以在所述接合工序之后具有如下的调整工序：将透过了所述盖的激光向所述电极进行照射，将所述电极的一部分去除。
根据本方式，将透过了构成盖的具有透光性的基板的例如激光向电极进行照射，将电极的一部分去除，从而能够从盖的外侧容易地进行所收纳的振动体的特性调整。
[方式8]本方式的电子设备的特征在于，具有：上述方式的任意一个所述的振动器件；以及控制部，其根据所述振动器件的输出信号来进行控制。
根据本方式，由于具有上述振动器件，并且控制部根据该振动器件的输出信号来进行控制，所以能够提高电子设备的可靠性。
[方式9]本方式的移动体的特征在于，具有：上述方式的任意一项所述的振动器件；以及控制部，其根据所述振动器件的输出信号来进行控制。
根据本方式，由于具有上述振动器件，并且控制部根据该振动器件的输出信号来进行控制，所以能够提高移动体的可靠性。

Claims (9)

1.一种振动器件，其具有：
基座；
振动体，其设置于所述基座；以及
盖，其包含基板和硅基板，该基板具有透光性，该硅基板与所述基板以及所述基座的围绕所述振动体的部分接合。
2.根据权利要求1所述的振动器件，其中，
所述基板是玻璃。
3.根据权利要求2所述的振动器件，其中，
所述玻璃包含碱性离子。
4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的振动器件，其中，
所述振动体包含：
振动部，其与所述基座一体构成；
压电体，其设置于所述振动部；以及
电极，其设置于所述压电体的表面。
5.一种振动器件的制造方法，其包含如下工序：
基座形成工序，在基座的一个面侧形成振动体；
盖形成工序，将硅基板与具有透光性的基板接合，对所述硅基板进行蚀刻而形成盖；以及
接合工序，将所述硅基板与所述基座的所述一个面中的围绕所述振动体的部分接合。
6.根据权利要求5所述的振动器件的制造方法，其中，
在所述基座形成工序中，
形成包含振动部的所述振动体的外形形状，在所述振动部形成压电体，在所述压电体的表面形成电极。
7.根据权利要求6所述的振动器件的制造方法，其中，
该振动器件的制造方法在所述接合工序之后还具有如下的调整工序：将透过了所述盖的激光朝向所述电极照射，将所述电极的一部分去除。
8.一种电子设备，其特征在于，具有：
权利要求1～3中的任意一项所述的振动器件；以及
控制部，其根据所述振动器件的输出信号来进行控制。
9.一种移动体，其特征在于，具有：
权利要求1～3中的任意一项所述的振动器件；以及
控制部，其根据所述振动器件的输出信号进行控制。
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