CN112204880A - 谐振子以及谐振装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供谐振子(10)，具备：振动部(120)，具备：具有主面的基板(F2)、形成在基板(F2)的主面上的下部电极(E1)、形成在下部电极(E1)上的压电膜(F3)、以及形成在压电膜(F3)上的上部电极(E2)；以及保持部(140)，设置为包围振动部(120)的至少一部分。在振动部(120)的周围设置有开口槽，该开口槽在俯视基板(F2)的主面时的第一方向具有不同的宽度。在俯视基板(F2)的主面时，上部电极(E2)形成为从基板(F2)的外边缘隔开沿着第一方向的间隙设置，并且开口槽的宽度较大的区域的间隙的长度比开口槽的宽度较小的区域的间隙的长度大。

Description

谐振子以及谐振装置
技术领域
本发明涉及谐振子以及谐振装置。
背景技术
作为用于在电子设备中实现计时功能的器件，能够使用压电振子等谐振子。随着电子设备的小型化，谐振子也要求小型化，使用MEMS(Micro Electro MechanicalSystems：微机电系统)技术制造的谐振子(以下，也称为“MEMS振子”。)被受到关注。
例如，在专利文献1公开了在Si(硅)基板上依次形成了下部电极、压电膜、以及上部电极的具有三个振动臂的谐振子。
专利文献1：日本专利第5552878号
在谐振子中，在形成振动臂时，通常在Si基板上形成电极、压电膜之后通过蚀刻等进行图案化(分离)。此时，分离宽度(即通过蚀刻除去的宽度)越宽蚀刻速度越快。蚀刻速度不仅对厚度方向给予影响也对水平方向的蚀刻量给予影响。
另外，专利文献1所记载的那样的以往的谐振子的振动臂的外边缘与电极的外边缘之间的宽度不管分离宽度而恒定。该情况下，在分离宽度较宽的位置与较窄的位置相比较多地蚀刻压电膜，所以有电极彼此短路的可能。
另外即使在构成为利用保护膜覆盖上部电极的情况下，在分离宽度较宽的位置也同样地较多地除去保护膜，所以上部电极露出。
发明内容
本发明是鉴于这样的情况而完成的，目的在于在谐振子中，防止蚀刻所引起的电极的短路。
本发明的一侧面的谐振子具备：振动部，具备：具有主面的基板、形成在基板的主面上的下部电极、形成在下部电极上的压电膜、以及形成在压电膜上的上部电极；以及保持部，被设置为包围振动部的至少一部分，在振动部的周围设置有开口槽，该开口槽在俯视基板的主面时的第一方向具有不同的宽度，在俯视基板的主面时，上部电极形成为从基板的外边缘隔开沿着第一方向的间隙设置，并且开口槽的宽度较大的区域的间隙的长度比开口槽的宽度较小的区域的间隙的长度大。
根据本发明，在谐振子中，能够防止蚀刻所引起的电极的短路。
附图说明
图1是示意地表示本发明的第一实施方式的谐振装置的外观的立体图。
图2是示意地表示本发明的第一实施方式的谐振装置的结构的分解立体图。
图3是沿着图2的AA’线的谐振装置的剖视图。
图4是取下了上盖的本发明的第一实施方式的谐振子的俯视图。
图5是振动臂的剖面的照片。
图6是表示分离宽度与蚀刻量的关系的图表。
图7是沿着图4的DD’线的多个振动臂的剖视图。
图8A是表示本发明的第一实施方式的谐振装置的工艺流程的一个例子的图。
图8B是表示本发明的第一实施方式的谐振装置的工艺流程的一个例子的图。
图8C是表示本发明的第一实施方式的谐振装置的工艺流程的一个例子的图。
图9是本发明的第二实施方式的谐振子的俯视图。
图10是示意地表示本发明的第三实施方式的谐振装置的结构的分解立体图。
图11是本发明的第三实施方式的谐振子的俯视图。
图12是本发明的第四实施方式的谐振子的俯视图。
图13是本发明的第五实施方式的谐振子的俯视图。
图14是沿着图13的EE’线的振动臂的剖视图。
图15是沿着图13的FF’线的振动臂的剖视图。
具体实施方式
[第一实施方式]
以下，参照附图对本发明的第一实施方式进行说明。图1是示意地表示本发明的第一实施方式的谐振装置1的外观的立体图。另外，图2是示意地表示本发明的第一实施方式的谐振装置1的结构的分解立体图。并且图3是沿着图2的AA’线的谐振装置1的剖视图。
该谐振装置1具备谐振子10、和设置为夹着谐振子10相互对置的上盖30以及下盖20。即，依次层叠下盖20、谐振子10、以及上盖30构成谐振装置1。
另外，通过谐振子10与下盖20的接合、以及谐振子10与上盖30的接合，密封谐振子10，形成谐振子10的振动空间。分别使用Si(硅)基板形成谐振子10、下盖20以及上盖30。谐振子10以及下盖20各自的Si基板彼此相互接合，另外，谐振子10以及上盖30各自的Si基板彼此相互接合。也可以使用SOI基板形成谐振子10以及下盖20。此外，也可以下盖20与上盖30相互接合，并在通过下盖20以及上盖30形成的振动空间的内部储存谐振子10。
谐振子10是使用MEMS技术制造的MEMS谐振子。此外，在本实施方式中，以使用Si基板形成谐振子10为例进行说明。在以下的说明中，在下盖20中，将与谐振子10对置的面作为表面，并将与该表面对置的面作为背面。并且在上盖30中，将与谐振子10对置的面作为背面，并将与该背面对置的面作为表面。在谐振子10中，将与下盖20对置的面作为背面，并将与上盖30对置的面作为表面。同样地，在谐振子10的构成要素中，将各自的与下盖20对置的面作为背面，并将各自的与上盖30对置的面作为表面。将从下盖20朝向上盖30的方向设为上，并将其相反方向设为下。
以下，对谐振装置1的各构成进行详细说明。
(1.上盖30)
上盖30沿着XY平面扩展为平板状，在其背面侧例如形成平坦的长方体形状的凹部31。凹部31被侧壁33以及底板32包围，形成谐振子10进行振动的空间亦即振动空间的一部分。
通过规定的厚度的Si(硅)晶圆S1形成上盖30。上盖30具有沿着XY平面设置的矩形平板状的底板32、和从底板32的周边部朝向下盖20(谐振子10)延伸的侧壁33。如图3所示，上盖30通过其侧壁33的背面，通过后述的接合层40与谐振子10的保持部140接合。优选上盖30的表面以及背面被氧化硅膜(未图示)覆盖。例如通过Si晶圆S1的表面的氧化、化学气相蒸镀(CVD:Chemical Vapor Deposition)，在Si晶圆S1的表面形成氧化硅膜。
此外，虽然在图3未示出，但在上盖30的表面形成有端子。在形成于上盖30的贯通孔填充掺杂杂质的多晶硅(Poly－Si)、Cu(铜)、Au(金)、掺杂杂质的单结晶硅等导电性材料来形成端子。端子与使外部电源与谐振子10电连接的布线连接。也可以在下盖20的背面，上盖30或者下盖20的侧面形成端子。
(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的周边部朝向上盖30(谐振子10)延伸的侧壁23。在下盖20，在表面侧，设置有通过底板22的表面与侧壁23的内面形成的凹部21。凹部21形成谐振子10的振动空间的一部分。通过上述的上盖30和下盖20，气密的密封该振动空间，维持真空状态。也可以在该振动空间例如填充有惰性气体等气体。
如图3所示，通过规定的厚度的Si(硅)晶圆S2，一体地形成下盖20的底板22以及侧壁23。另外，下盖20通过侧壁23的表面，与谐振子10的保持部140接合。在Z轴方向规定的下盖20的厚度例如为150μm，在Z轴方向规定的凹部21的深度例如为50μm。此外，由未进行简并的硅形成Si晶圆S2，其电阻率例如在16mΩ·cm以上。
(3.谐振子10)
接下来，除了图1～3之外，还参照图4对谐振子10的构成进行说明。
图4是示意地表示本实施方式的谐振子10的结构的俯视图。谐振子10具备振动部120、保持部140、以及保持臂110。振动部120具有基部130、和具有与该基部130连接的固定端以及从该基部130分离地设置的的开放端，并从固定端延伸到开放端的多个振动臂135A～135D(以下，也统称为“多个振动臂135”。)。并且在振动部120形成有金属层E21～E24(以下，也将金属层E21～E24统称为“金属层E2”。)。在以下的说明中，也特别将金属层E2中形成于多个振动臂135的金属层E21～E24称为上部电极E21～E24。另外，在图4中用于使上部电极E21～E24与外部的驱动电源电连接的布线、端子等省略记载。
(3－1.层叠结构)
首先参照图3，对谐振子10的层叠结构进行说明。在谐振子10中，利用同一工序一体地形成保持部140、基部130、多个振动臂135、保持臂110。在谐振子10中，首先在Si(硅)基板F2之上层叠金属层E1(下部电极的一个例子。)。然后，在金属层E1之上层叠压电薄膜F3(压电膜的一个例子。)，以覆盖金属层E1，并且，在压电薄膜F3的表面层叠金属层E21～E24。在金属层E21～E24之上层叠有保护膜235，以覆盖金属层E21～E24。在多个振动臂135各自的前端(后述的锤部G)，并且在保护膜235上层叠有导电膜236。在图4所示那样的从上盖30侧的俯视时，设置于锤部G的上部电极E21的在X轴方向对置的一对端部位于振动臂135A的导电膜236的内侧。振动臂135B～D也相同。在本实施例中，金属层E21～E24延伸到多个振动臂135的前端(参照图4)，但也可以是未延伸到前端的构成。在不延伸到前端的构成的情况下，能够抑制与金属层E1、导电膜236的短路所引起的特性变化。
此外，通过使用成为低电阻的简并硅基板作为Si基板F2，Si基板F2本身能够兼为下部电极，所以也能够省略金属层E1。另外，也可以在Si基板F2与金属层E1之间形成有任意的层。
Si基板F2例如由厚度6μm左右的简并的n型Si半导体形成，能够包含P(磷)、As(砷)、Sb(锑)等作为n型掺杂剂。特别是，优选多个振动臂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比0度大且在15度以下(或者也可以在0度以上且在15度以下)，或者处在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延伸的方向相对于沿着Si基板F2的[100]结晶轴或者与其等效的结晶轴的线段的角度。
另外，Si基板F2所使用的简并Si的电阻值例如小于1.6mΩ·cm，更优选在1.2mΩ·cm以下。并且在Si基板F2的下表面形成有相当于温度特性修正层的氧化硅(例如SiO2)层F21。由此，能够使温度特性提高。
在本实施方式中，温度特性修正层是指具有至少在常温附近降低振动部120中的频率的温度系数(即，每个温度的变化率)的功能的层。振动部120通过具有相当于温度特性修正层的氧化硅层F21，例如能够降低基于Si基板F2、金属层E1、E2、压电薄膜F3、氧化硅层F21的层叠结构体的谐振频率的伴随温度的变化。
在谐振子10中，优选以均匀的厚度形成氧化硅层F21。此外，均匀的厚度是指氧化硅层F21的厚度的偏差在厚度的平均值的±20％以内。
此外，氧化硅层F21也可以形成在Si基板F2的上表面，也可以形成在Si基板F2的上表面和下表面双方。另外，也可以在保持部140中，在Si基板F2的下表面不形成氧化硅层F21。
例如使用厚度0.1～0.2μm左右的Mo(钼)或者铝(Al)等形成金属层E21～E24、E1。金属层E21～E24、E1通过蚀刻等形成为所希望的形状。金属层E1例如是形成为在振动部120中，作为施加电压的施加电极或者与其它的电极电分离的浮动电极或者被接地的接地电极发挥作用的下部电极。在本实施例中，下部电极成为浮动电极。
另外，金属层E1形成为在保持臂111、112、保持部140中，作为用于将下部电极(施加电极)与设置于谐振子10的外部的交流电源电连接的下部布线，或者用于将下部电极(接地电极)与地线电连接的下部布线发挥作用。
另一方面，金属层E21～E24形成为在振动部120中，作为上部电极发挥作用。另外，金属层E21～E24形成为在保持臂110、保持部140中，作为用于将上部电极与设置于谐振子10的外部的电路或者交流电源电连接的上部布线发挥作用。
此外，在从外部的交流电源或者地线向下部布线的电连接时，也可以使用在上盖30与谐振子10的接合部分形成引出电极，该引出电极将谐振装置1的内部与外部电连接的构成，或者在上盖30形成通孔，在该通孔的内部填充导电性材料来设置通孔电极，且该通孔电极将谐振装置1的内部与外部电连接的构成。使用了这样的引出电极、通孔电极的电连接也能够同样地应用于从外部的电路或者交流电源向上部布线的电连接。此外，也可以调换金属层E1以及金属层E2的功能。即，也可以金属层E2(上部电极)与外部的交流电源或者地线电连接并且金属层E1(下部电极)与外部的电路或者交流电源电连接。
压电薄膜F3是将施加的电压转换为振动的压电体的薄膜，例如能够将AlN(氮化铝)等氮化物或者氧化物作为主成分。具体而言，能够通过ScAlN(氮化钪铝)形成压电薄膜F3。ScAlN是将氮化铝中的铝的一部分置换为钪后的材料。另外，压电薄膜F3的厚度例如为1μm左右，但也可以是0.2μm～2μm左右。
在图3的剖视图中，压电薄膜F3由于分离多个振动臂135时的蚀刻的影响，成为随着从金属层E1朝向金属层E21～E24，缓慢地变窄的形状。特别是，形成在外侧的振动臂135A(135D)和与其相邻的内侧的振动臂135B(135C)的各个锤部G之间的开口槽的宽度(以下，称为“分离宽度”。)W5、彼此相邻的内侧的振动臂135B、135C各自的锤部G彼此之间的分离宽度W6、或者外侧的振动臂135A(135D)的锤部G与保持部140之间的分离宽度W4越大，压电薄膜F3的从金属层E1朝向金属层E21～E24的斜度越大。在图3的例子中，分离宽度W6比分离宽度W4、W5大，所以振动臂135B的振动臂135C侧(即面向分离宽度W6的一侧)的端部、以及振动臂135C的振动臂135B侧(即面向分离宽度W6的一侧)的端部的斜度比相反侧(即面向分离宽度W5的一侧)的端部、以及振动臂135A、135D的两端部(面向分离宽度W4的一侧以及面向分离宽度W5的一侧)的斜度大。
保护膜235是绝缘体的层，由基于蚀刻的质量降低的速度比导电膜236慢的材料形成。例如，通过AlN、SiN等氮化膜或者Ta2O5(五氧化二钽)、SiO2等氧化膜形成保护膜235。此外，通过蚀刻速度(每个单位时间除去的厚度)与密度的积表示质量降低速度。保护膜235的厚度形成为压电薄膜F3的厚度(C轴方向)的一半以下，在本实施方式中，例如为0.2μm左右。此外，保护膜235的更优选的厚度是压电薄膜F3的厚度的四分之一左右。并且，在通过AlN等压电体形成保护膜235的情况下，优选使用具有与压电薄膜F3相同的取向的压电体。
导电膜236是导电体的层，由基于蚀刻的质量降低的速度比保护膜235快的材料形成。例如通过钼(Mo)、钨(W)、金(Au)、白金(Pt)、镍(Ni)、铝(Al)、钛(Ti)等金属形成导电膜236。
此外，保护膜235和导电膜236只要质量降低速度的关系如上述那样，则蚀刻速度的大小关系任意。
导电膜236在形成于振动部120的大致整个面之后，通过蚀刻等加工仅形成在规定的区域。
例如通过同时对保护膜235以及导电膜236照射离子束(例如，氩(Ar)离子束)来进行对保护膜235以及导电膜236的蚀刻。能够对比谐振子10宽的范围照射离子束。此外，虽然在本实施方式中示出通过离子束进行蚀刻的例子，但蚀刻方法并不限定于基于离子束的方法。
(3－2.平面结构)
接下来，参照图4对谐振子10的平面结构进行说明。
(a)振动部120
振动部120具有沿着图4的正交坐标系上的XY平面扩展的梳齿形状的轮廓。振动部120设置在保持部140的内侧，在振动部120与保持部140之间以规定的间隔形成有空间。在图4的例子中，振动部120具有基部130和四个振动臂135A～135D。此外，振动臂的数目并不限定于四个，例如能够设定为一个以上的任意的数目。在本实施方式中，一体地形成多个振动臂135和基部130。
基部130在俯视时，具有沿着X轴方向延伸的长边131a、131b、沿着Y轴方向延伸的短边131c、131d。长边131a是基部130的前端的面131A(以下，也称为“前端131A”。)的一个边，长边131b是基部130的后端的面131B(以下，也称为“后端131B”。)的一个边。在基部130中，设置为前端131A与后端131B相互对置。
基部130在前端131A与多个振动臂135连接，在后端131B与保持臂111、112连接。此外，基部130虽然在图4的例子中在俯视时具有大致长方形的形状但并不限定于此，只要形成为相对于沿着长边131a的垂直二等分线规定的假想平面P大致面对称即可。基部130例如也可以是长边131b以及长边131a的一方比另一方短的梯形，或者以长边131a或者长边131b为直径的半圆的形状。另外，长边131a、131b以及短边131c、131d并不限定于直线，也可以各自的至少一部分为曲线。
在基部130中，从前端131A朝向后端131B的方向上的、前端131A与后端131B的最长距离亦即基部长(在图4中是短边131c、131d的长度)为40μm左右。另外，在与基部长方向正交的宽度方向，基部130的侧端彼此的最长距离亦即基部宽度(在图4中是长边131a、131b的长度)为285μm左右。
多个振动臂135向Y轴方向延伸，且彼此具有相同的尺寸。多个振动臂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连接成为固定端，另一端成为开放端。另外，多个振动臂135分别在X轴方向以规定的间隔并列地设置。此外，多个振动臂135彼此的例如X轴方向的宽度为50μm左右，Y轴方向的长度为420μm左右。
多个振动臂135分别在开放端具有锤部G。锤部G的X轴方向的宽度比多个振动臂135的其它的部位宽。锤部G的例如X轴方向的宽度为70μm左右。通过同一工序与多个振动臂135的其它的部位一体形成锤部G。通过形成锤部G，对于多个振动臂135各自的每个单位长度的重量来说，开放端侧比固定端侧重。因此，由于多个振动臂135分别在开放端侧具有锤部G，能够增大多个振动臂135各自的上下方向的振动的振幅。
在本实施方式的振动部120中，在X轴方向，在外侧配置有两个振动臂135A、135D，在内侧配置有两个振动臂135B、135C。
从多个振动臂135的固定端附近到形成锤部G的位置附近，在振动臂135A～135D分别形成有上部电极E21～E24。并且，在振动部120的表面(与上盖30对置的面)侧在其整个面形成有保护膜235。并且，在多个振动臂135的保护膜235的表面的一部分分别形成有导电膜236。通过保护膜235以及导电膜236，能够调整振动部120的谐振频率。另外，虽然保护膜235并不需要一定设置在振动部120的整个面，但在谐振频率调整中保护基底的上部电极E21～E24以及压电薄膜F3免受损伤的方面，优选设置在振动部120的整个面。
导电膜236在振动部120的与其它的区域相比基于振动的平均位移较大的区域的至少一部分，在保护膜235上形成为其表面露出。具体而言，导电膜236在多个振动臂135各自的前端即锤部G，形成在保护膜235上。另一方面，保护膜235在多个振动臂135的锤部G以外的区域，其表面露出。在该实施例中，导电膜236形成到多个振动臂135各自的前端，在前端部保护膜235完全不露出。但是，也可以在多个振动臂135的至少一个前端部不形成导电膜236，以使保护膜235的一部分在多个振动臂135的至少一个前端部露出。此外，也可以在多个振动臂135各自的根侧(与基部130连接的一侧)形成第二导电膜，这样的第二导电膜例如形成在保护膜235上。该情况下，能够抑制伴随谐振频率调整的频率的温度特性的变化。
(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只要设置在振动部120的周围的至少一部分即可，并不限定于框状的形状。例如，保持部140只要在振动部120的周围设置为能够保持振动部120，而且与上盖30以及下盖20接合的程度即可。
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4所示，框体140a设置为与多个振动臂135的开放端对置，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，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)以及振动臂135A对置，长边方向与Y轴平行，在其两端分别与框体140a、140b的一端连接。框体140d设置为与基部130的侧端(短边131d)以及振动臂135D对置，长边方向与Y轴平行，在其两端分别与框体140a、140b的另一端连接。
虽然在本实施方式中，以在保持部140在其大致整个面形成有保护膜235为例进行说明，但并不限定于此，也可以在保持部140的表面不形成保护膜235。
(c)保持臂110
保持臂110设置于保持部140的内侧，将基部130的后端131B与框体140b连接。如图4所示，保持臂110形成为相对于规定为沿着基部130的X轴方向的中心线与YZ平面平行的假想平面P大致面对称。此外，保持臂110的形状并不限定于图4的例子，例如，也可以是弯曲多次后另一端分别与框体140c、140d连接的一对保持臂。
(3－3.间隙宽度与分离宽度的关系)
参照图3、4，对间隙宽度与分离宽度的关系进行说明。
在振动部120的周围设置有在Si基板F2的主面的俯视时的规定的方向(第一方向的一个例子。)具有不同的宽度的开口槽。在本实施方式中，以规定的方向为X轴方向为例进行说明，但并不限定于此，也可以是除了Y轴向之外图4的XY平面内的任意的方向。
分离宽度是指开口槽的沿着规定的方向(换句话说在本实施方式中是X轴方向)的宽度。更详细而言，是指俯视Si基板F2时的形成开口槽的侧壁的Si基板F2间的沿着规定的方向(换句话说在本实施方式中是X轴方向)的距离。此外，Si基板F2间的沿着规定的方向的距离例如是指Si基板F2的下表面(下盖20侧)的边缘之间的距离。例如分离宽度是图3以及图4所示的形成在振动臂135A与振动臂135B(或者振动臂135C与振动臂135D)各自的锤部G之间的开口槽的分离宽度W5、形成在振动臂135B与振动臂135C各自的锤部G之间的开口槽的分离宽度W6、形成在振动臂135A的锤部G与框体140c(或者振动臂135D的锤部G与框体140d)之间的开口槽的分离宽度W4。另外，如图4所示，在振动臂135A与振动臂135B(或者振动臂135D与振动臂135C)各自的锤部G以外的部位之间形成有分离宽度W1的开口槽，在振动臂135B与振动臂135C的锤部G以外的部位之间形成有分离宽度W2的开口槽，在振动臂135A的锤部G以外的部位与框体140c(或者振动臂135D的锤部G以外的部位与框体140d)之间形成有分离宽度W3的开口槽。此外，分离宽度也可以是从上盖侧俯视Si基板时的Si基板的上表面(上盖侧)的边缘之间的距离。
在本实施方式中，设定为分离宽度W2比分离宽度W1大，分离宽度W2例如为35μm左右，分离宽度W1例如为25μm左右。换句话说，设定为X轴方向上的振动臂135B与振动臂135C之间的分离宽度W2比X轴向上的外侧的振动臂135A(135D)与该外侧的振动臂135A(135D)所相邻的内侧的振动臂135B(135C)之间的分离宽度W1大。通过将分离宽度W2设定为比分离宽度W1大，能够改善振动特性。此外，为了能够使谐振装置1小型化，也可以将分离宽度W2设定为比分离宽度W1小，也可以设定为等间隔。另外，在本实施方式中，例如设定为分离宽度W6比分离宽度W4、W5大，分离宽度W4比分离宽度W5大。另外，设定为分离宽度W6比分离宽度W2小，分离宽度W5比分离宽度W1小，分离宽度W4比分离宽度W3小。
另外虽然在本实施方式中，以与分离宽度W1相同的宽度设定分离宽度W3，但并不限定于此，分离宽度W3、W1的大小关系任意。
另一方面，上部电极的间隙宽度是指俯视Si基板F2时的上部电极E21～E24的外边缘与形成了该上部电极E21～E24的Si基板F2的外边缘之间的距离。另外，导电膜的间隙宽度是指俯视Si基板F2时的导电膜236的外边缘与形成了该导电膜236的Si基板F2的外边缘之间的距离。此外，Si基板F2的外边缘例如是指Si基板F2的下表面(下盖20侧)的边缘。上部电极E21～E24的外边缘例如是指上部电极E21～E24的下表面(下盖20侧)的边缘。导电膜236的外边缘例如是指导电膜236的下表面(下盖20侧)的边缘。以下，也将Si基板、导电膜以及上部电极各自的“外边缘”仅称为“边缘”。此外，Si基板F2的外边缘也可以是Si基板F2的上表面(上盖30侧)的边缘。
例如对于振动臂135B的锤部G以外的部位的上部电极的间隙宽度，间隙宽度L2是形成在振动臂135B的锤部G以外的部位的上部电极E22的与振动臂135C对置的边缘与形成在振动臂135B的锤部G以外的部位的Si基板F2的与振动臂135C对置的边缘之间的距离。另外，间隙宽度L1是与设定间隙宽度L2的边缘相反侧的、上部电极E22的边缘与振动臂135B的边缘(即，形成在振动臂135B的锤部G以外的部位的上部电极E22的与振动臂135A对置的边缘与形成在振动臂135B的锤部G以外的部位的Si基板F2的与振动臂135A对置的边缘)之间的距离。
对于振动臂135B的锤部G的上部电极的间隙宽度，间隙宽度L6是形成在振动臂135B的锤部G的上部电极E22的与振动臂135C对置的边缘与形成在振动臂135B的锤部G的Si基板F2的与振动臂135C对置的边缘之间的距离。另外，间隙宽度L5是形成在振动臂135B的锤部G的上部电极E22的与振动臂135A对置的边缘与形成在振动臂135B的锤部G的Si基板F2的与振动臂135A对置的边缘之间的距离。
对于振动臂135B的锤部G的导电膜的间隙宽度，间隙宽度L11是形成在振动臂135B的锤部G的导电膜236的与振动臂135C对置的边缘与形成在振动臂135B的锤部G的Si基板F2的与振动臂135C对置的边缘之间的距离。另外，间隙宽度L10是形成在振动臂135B的锤部G的导电膜236的与振动臂135A对置的边缘与形成在振动臂135B的锤部G的Si基板F2的与振动臂135A对置的边缘之间的距离。
换句话说，在振动臂135B的锤部G以外的部位，在面向分离宽度W1的部分(设定分离宽度W1的区域)形成上部电极的间隙宽度L1，在面向分离宽度W2的部分形成上部电极的间隙宽度L2。另外，在振动臂135B的锤部G，在面向分离宽度W5的部分形成上部电极的间隙宽度L5以及导电膜的间隙宽度L10，在面向分离宽度W6的部分形成上部电极的间隙宽度L6以及导电膜的间隙宽度L11。
同样地，对于振动臂135A的锤部G以外的部位的上部电极的间隙宽度，间隙宽度L3是形成在振动臂135A的锤部G以外的部位的上部电极E21的与框体140c对置的边缘与形成在振动臂135A的锤部G以外的部位的Si基板F2的与框体140c对置的边缘之间的距离。另外，间隙宽度L1是与设定了间隙宽度L3的边缘相反侧的、上部电极E21的边缘与振动臂135A的边缘(即，形成在振动臂135A的锤部G以外的部位的上部电极E21的与振动臂135B对置的边缘与形成在振动臂135A的锤部G以外的部位的Si基板F2的与振动臂135B对置的边缘)之间的距离。
对于振动臂135A的锤部G的上部电极的间隙宽度，间隙宽度L4是形成在振动臂135A的锤部G的上部电极E21的与框体140c对置的边缘与形成在振动臂135A的锤部G的Si基板F2的与框体140c对置的边缘之间的距离。另外，间隙宽度L5是形成在振动臂135A的锤部G的上部电极E21的与振动臂135B对置的边缘与形成在振动臂135A的锤部G的Si基板F2的与振动臂135B对置的边缘之间的距离。
对于振动臂135A的锤部G的导电膜的间隙宽度，间隙宽度L9是形成在振动臂135A的锤部G的导电膜236的与框体140c对置的边缘与形成在振动臂135A的锤部G的Si基板F2的与框体140c对置的边缘之间的距离。另外，间隙宽度L10是形成在振动臂135A的锤部G的导电膜236的与振动臂135B对置的边缘与形成在振动臂135A的锤部G的Si基板F2的与振动臂135B对置的边缘之间的距离。
换句话说，在振动臂135A的锤部G以外的部位，在面向分离宽度W1的部分(设定分离宽度W1的区域)形成上部电极的间隙宽度L1，在面向分离宽度W3的部分形成上部电极的间隙宽度L3。另外，在振动臂135A的锤部G，在面向分离宽度W5的部分形成上部电极的间隙宽度L5以及导电膜的间隙宽度L10，在面向分离宽度W4的部分形成上部电极的间隙宽度L4以及导电膜的间隙宽度L10。
此外，振动臂135C、135D的间隙宽度是与振动臂135B、135A对称的构成所以省略说明。
此外，在设定为分离宽度W2为35μm左右，分离宽度W1、W3为25μm的情况下，优选间隙宽度L1在0.3μm以上10μm以下左右，优选间隙宽度L2在0.5μm以上10μm以下左右，优选间隙宽度L3在0.3μm以上10μm以下左右。
这里，使用图5以及图6，对分离宽度与蚀刻量的关系进行说明。图5是表示振动臂的剖面结构的照片。蚀刻量是指在通过蚀刻分离Si基板F2时，比分离宽度更多地蚀刻的压电薄膜F3的量。例如，在图5的照片中蚀刻量是指金属层E1侧的Si基板F2的端部(Si基板F2的上表面的边缘)与金属层E21侧的压电薄膜F3的端部(压电薄膜F3的上表面的边缘)的位置之差A。
图6是表示分离宽度与蚀刻量的关系的图表。在图6的图表中，横轴表示通过蚀刻进行分离的宽度，纵轴表示蚀刻量。在图6中，示出改变蚀刻时间、蚀刻所利用的反应气体浓度等条件进行的两种测定结果。如图6所示，无论在哪种条件下，都是分离宽度越大蚀刻量越大。
因此，在不管分离宽度，而使间隙宽度恒定来形成上部电极的情况下，根据蚀刻量，有与形成上部电极的区域相比将压电薄膜F3削至内侧的情况。该情况下，有上部电极与下部电极短路的情况。因此，在本实施方式的谐振子10中，设定为分离宽度较大的区域的上部电极的间隙宽度比分离宽度较小的区域的上部电极的间隙宽度大。
具体而言，在本实施方式中，在分离宽度W1、W2、W3中最大地设定分离宽度W2。因此，设定为设定分离宽度W2的区域的间隙宽度L2比设定分离宽度W1、W3的区域的间隙宽度L1、L3大。另一方面，在本实施方式中分离宽度W1、W3为相同的大小，所以设定分离宽度W1的区域的间隙宽度L1与设定分离宽度W3的区域的间隙宽度L3设定为大致相同的大小。另外，在本实施方式中设定为分离宽度W6比分离宽度W4大并且分离宽度W4比分离宽度W5大(W6＞W4＞W5)。因此，优选设定为间隙宽度L6比间隙宽度L4大并且间隙宽度L4比间隙宽度L5大(L6＞L4＞L5)。
在本实施方式中，恒定地形成上部电极的宽度，与此相对对于振动臂的宽度来说在前端的锤部G形成为宽幅。因此，虽然设定为分离宽度W6比分离宽度W2小，但设定为间隙宽度L6比间隙宽度L2大(W6＜W2并且L6＞L2)。同样地，设定为W5＜W1并且L5＞L1，且W4＜W3并且L4＞L3。
对于导电膜来说也与下部电极相同，根据蚀刻量有与上部电极短路的情况。因此，在本实施方式的谐振子10中，从防止导电膜与上部电极的短路的观点来看，优选设定为分离宽度较大的区域的上部电极的间隙宽度比分离宽度较小的区域的导电膜的间隙宽度小。
具体而言，在本实施方式中，设定为设定分离宽度W2的区域的上部电极E22、E23的间隙宽度L2比设定比分离宽度W2小的分离宽度W6的区域的导电膜236的间隙宽度L11大。设定为设定分离宽度W1的区域的上部电极E21～E24的间隙宽度L1比设定比分离宽度W1小的分离宽度W5的区域的导电膜236的间隙宽度L10大。设定为设定分离宽度W3的区域的上部电极E21、E24的间隙宽度L3比设定比分离宽度W3小的分离宽度W4的区域的导电膜236的间隙宽度L9大。
另外，设定为设定分离宽度W6的区域的上部电极E22、E23的间隙宽度L6比设定比分离宽度W6小的分离宽度W4、W5的区域的导电膜236的间隙宽度L9、L10大。设定为设定分离宽度W4的区域的上部电极E21、E24的间隙宽度L4比设定比分离宽度W4小的分离宽度W5的区域的导电膜236的间隙宽度L10大。
在本实施方式的谐振子10中，从防止导电膜与上部电极的短路的观点来看，优选设定为在分离宽度较大的区域上部电极的间隙宽度比导电膜的间隙宽度大，在分离宽度较小的区域，上部电极的间隙宽度也比导电膜的间隙宽度大。
具体而言，在本实施方式中，在设定分离宽度W6的区域，设定为上部电极E22、E23的间隙宽度L2比导电膜236的间隙宽度L11大。另外，在设定分离宽度W5的区域，设定为上部电极E21～E24的间隙宽度L5比导电膜236的间隙宽度L10大。另外，在设定分离宽度W4的区域，设定为上部电极E21、E24的间隙宽度L4比导电膜236的间隙宽度L9大。
这样，在本实施方式的谐振子10中，通过设定为分离宽度较大的区域的上部电极的间隙宽度比分离宽度较小的区域的上部电极的间隙宽度大，能够防止上部电极与下部电极短路。另外，通过设定为分离宽度较大的区域的上部电极的间隙宽度比分离宽度较小的区域的导电膜的间隙宽度大，能够防止导电膜与上部电极的短路。另外，通过在分离宽度较大的区域设定为上部电极的间隙宽度比导电膜的间隙宽度大，在分离宽度较小的区域也设定为上部电极的间隙宽度比导电膜的间隙宽度大，能够防止导电膜与上部电极的短路。
(3－4.谐振子的功能)
参照图7对谐振子10的功能进行说明。图7是沿着图4的DD’线的多个振动臂135的剖面，示意地示出多个振动臂135的电连接方式。压电薄膜F3根据通过金属层E21～E24、E1施加给压电薄膜F3的电场，向XY平面的面内方向即Y轴方向进行伸缩。通过该压电薄膜F3的伸缩，多个振动臂135使其开放端朝向下盖20以及上盖30的内面位移，以面外的弯曲振动模式进行振动。
在本实施方式中，设定为施加给外侧的振动臂135A、135D的电场的相位与施加给内侧的振动臂135B、135C的电场的相位相互成为相反相位。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使开放端朝向上盖30的内面位移，则内侧的振动臂135B、135C使开放端朝向下盖20的内面位移。
由此，在本实施方式的谐振子10中，在相反相位的振动时，即振动臂135A和振动臂135B绕着在图7所示的振动臂135A与振动臂135B之间与Y轴平行地延伸的中心轴r1向上下相反方向进行振动。另外，振动臂135C和振动臂135D绕着在振动臂135C与振动臂135D之间与Y轴平行地延伸的中心轴r2向上下相反方向进行振动。由此，在中心轴r1和r2产生相互相反方向的扭转力矩，在基部130产生弯曲振动。
此外，在本实施方式中，在具备四个振动臂135并将面外弯曲振动模式作为主要振动的谐振子10中，对上部电极E21～E24进行分割，并分别与交流电源电连接。对外侧的振动臂135A、135D的上部电极E21、E24施加与内侧的振动臂135B、135C的上部电极E22、E23反相的电压。由此，本实施方式成为内侧的振动臂135B、135C与外侧的振动臂135A、135D向相互相反的方向进行弯曲振动的构成，但振动臂的数目、振动模式并不限定于此。本发明的实施方式例如也可以是振动臂为1～3个的构成或者五个以上的构成，也可以是以面内弯曲振动模式进行振动的构成。
(6.工艺流程)
接下来，参照图8A～图8C，对谐振装置1的工艺流程进行说明。图8A～图8C是沿着图4的DD'线的延长线的谐振装置的剖面的工艺流程。
首先参照图8A，在最初的工序中，准备成为下盖20的柄状物Si(Si晶圆S2)(STEP1)。接下来，利用蚀刻在柄状物Si形成空腔，形成下盖20(STEP2)，并在STEP3与另外准备的SOI基板(形成了氧化硅膜F21的Si基板F2)进行热接合(STEP4)。接下来，在SOI基板上依次使金属层E1、压电薄膜F3、金属层E2成膜(STEP5)。此外，也可以使种子层在金属层E1与Si基板F2之间成膜。种子层例如是氮化铝层等。该情况下，能够使形成在金属层E1上的压电薄膜F3的结晶性提高。
接下来参照图8B，在接着上述的STEP5的STEP6中，通过蚀刻等对金属层E2进行图案化，形成上部电极E21～E24(STEP6)。此时，基于形成了上部电极E21～E24的多个振动臂135的锤部G的分离宽度(W4～W6)，设定各上部电极E21～E24的间隙宽度(L4～L6)。
具体而言，将设定分离宽度W6的区域的间隙宽度L6设定为比设定分离宽度W5的区域的间隙宽度L5大。然后，在形成振动臂135B的区域形成的金属层E2与振动臂135B的Si基板F2的振动臂135C侧的端部相比除去间隙宽度L6，另外，与振动臂135B的Si基板F2的振动臂135A侧的端部相比除去间隙宽度L5，而成形为上部电极E22。同样地，在形成振动臂135A的区域形成的金属层E2与振动臂135A的Si基板F2的振动臂135B侧的端部相比除去间隙宽度L5，另外，与振动臂135A的Si基板F2的框体140c侧的端部相比除去间隙宽度L4，而成形为上部电极E21。此外，上部电极E23、E24是与上部电极E22、E21对称的构成所以省略详细的说明。
此外，也可以在STEP5中使金属层E1、压电薄膜F3、金属层E2成膜时，对金属层E1、压电薄膜F3进行图案化。接下来，依次使保护膜235、导电膜236成膜(STEP7、STEP8)。
接下来参照图8C，在接下来的步骤中，对导电膜236进行图案化(STEP9)。具体而言从其它的区域除去导电膜236使得在多个振动臂135各自中的锤部G残存导电膜236。此时也可以使导电膜236残存于保持部140来用于布线。
然后，为了形成振动部120的外形，通过蚀刻等将多个振动臂135彼此之间、多个振动臂135与保持部140之间分离(STEP10)。在基于蚀刻的分离中，例如将进行了图案化的导电膜236使用为掩模。此时，多个振动臂135各自的剖面形状成为宽度随着从导电膜236朝向Si基板F2增大的锥形形状。由此，在振动臂135A中，在X轴方向相邻的框体140c侧形成间隙宽度L9，在X轴方向相邻的振动臂135B侧形成间隙宽度L10。同样地，在振动臂135B中，在X轴方向相邻的振动臂135A侧形成间隙宽度L10，在X轴方向相邻的振动臂135C侧形成间隙宽度L11。此外，振动臂135C、135D分别为与振动臂135B、135A对称的结构，所以省略详细的说明。其后与另外准备的上盖30接合，形成谐振装置1。
[第二实施方式]
在第二实施方式以后省略与第一实施方式相同的事项的记述，仅对不同点进行说明。特别是，并不在每个实施方式依次提及相同的构成所带来的相同的作用效果。
图9与图4对应，示意地示出本实施方式的谐振子11的平面结构的一个例子。以下，以本实施方式的谐振子11的构成中与第一实施方式的不同点为中心进行说明。谐振子11代替在第一实施方式说明的振动臂135A～135D、以及金属层E21～E24，而具有振动臂136A～136D以及金属层E31～E34。
振动臂136A呈宽度(即，沿着振动臂136A～136D排列的方向的大小)随着从固定端朝向开放端逐渐变宽的形状。因此，振动臂136A与和其相邻的振动臂136B之间的开口槽被设定为开放端侧的分离宽度W4比固定端侧的分离宽度W5小。例如分离宽度W5为35μm左右，分离宽度W4为25μm左右。另外，虽然在图9的例子中，振动臂136A不具有锤部G，但也可以是在振动臂136A的开放端形成锤部G的构成。振动臂136A的其它的构成与振动臂135A相同。此外，振动臂136B～136D的构成与振动臂136A相同所以省略说明。
在振动臂136A形成金属层E31。从金属层E31的边缘到振动臂136A的边缘的间隙宽度设定为振动臂136A的固定端的间隙宽度L5比振动臂136A的开放端的间隙宽度L4大。例如间隙宽度L5为1.0μm左右，间隙宽度L4为0.5μm左右。金属层E31的其它的构成与金属层E21相同。此外，金属层E32～E34的构成与金属层E31相同所以省略说明。
其它的谐振子11的构成、功能与谐振子10相同。
[第三实施方式]
使用图10、11对第三实施方式的谐振装置3的构成、功能进行说明。图10与图2对应，是本实施方式中的谐振装置3的分解立体图。如图10所示谐振装置3代替第一实施方式中的下盖20、谐振子10，而具有下盖25、谐振子12。另外图11与图4对应，是示意地表示本实施方式中的谐振装置3具有的谐振子12的平面结构的俯视图。
在下盖25的内面即底板22的表面形成有向振动空间突出的突起部51～53。突起部51在下盖25形成为在振动臂135A与振动臂135B之间突起。突起部52在下盖25形成为在振动臂135B与振动臂135C之间突起。突起部53在下盖25形成为在振动臂135C与振动臂135D之间突起。在本实施方式中，突起部51～53形成为与振动臂135A～135D平行地延伸的棱柱形状。突起部51～53的沿着振动臂135A～135D的方向的长度为240μm左右，与该方向正交的长度(宽度)为15μm左右。通过在下盖25形成突起部51～53，例如即使在为了使谐振装置3轻薄化，而减少下盖25的厚度，也能够抑制下盖25的弯曲的产生。
谐振子12代替金属层E21～E24而具有金属层E41～44。谐振子12形成为突起部51～53在振动臂135A～135D之间突起。因此，振动臂135A的分离宽度在与突起部51对置的区域为形成在振动臂135A与突起部51之间的开口槽的分离宽度W7，在不与突起部51对置的区域为形成在与振动臂135B之间的开口槽的分离宽度W6。因此，分离宽度W6比分离宽度W7大。例如分离宽度W6为25μm左右，分离宽度W7为5μm左右。振动臂135B～135D的分离宽度与振动臂135A相同所以省略详细的说明。
在振动臂135A形成金属层E41。从金属层E41的边缘到振动臂135A的边缘的间隙宽度设定为不与突起部51对置的区域的间隙宽度L6比与突起部51对置的区域的间隙宽度L7大。例如间隙宽度L6为1.0μm左右，间隙宽度L7为0.5μm左右。金属层E41的其它的构成与金属层E21相同。此外，金属层E42～E44的构成与金属层E41相同所以省略详细的说明。
其它的谐振装置3的构成与第一实施方式中的谐振装置1的构成相同。
[第四实施方式]
使用图12对第四实施方式的谐振子13的构成、功能进行说明。图12与图4对应，是本实施方式中的谐振子13的俯视图。谐振子13代替振动部120、保持臂110、以及金属层E21～E24，而具有振动部121、以及金属层E5。
振动部121具有第一区域122、和第二区域123、124。第一区域122具有沿着图12的XY平面扩展为平板状的大致长方形的轮廓。另外，第一区域122具有沿着X轴方向延伸的短边121a、121b，具有沿着Y轴方向延伸的长边121c、121d。第一区域122在短边121a、121b，分别通过第二区域123、124与保持部140连接并被保持。另外，将保护膜235形成为覆盖振动部121的整个面。
第二区域123、124分别具备具有沿着X轴方向延伸的一对长边、和沿着Y轴方向延伸的一对短边的大致矩形的形状。第二区域123、124的一端分别与第一区域122的短边121a、121b的中心附近连接，并由此沿着Y轴方向也就是与短边121a、121b大致垂直地延伸。另外，第二区域123、124的另一端分别与保持部140的框体140a、140b的中心附近连接。此外，第二区域123、124的形状并不限定于上述，也可以是具有在Y轴方向对置的一对长边的大致矩形的形状。另外，也可以是圆形、椭圆形、多边形或者将它们组合后的形状。
其它的振动部121的构成与振动部120相同。
金属层E5形成在振动部121的第一区域122的大致整个面。并且金属层E5从第一区域122形成到第二区域123、124，并引出到保持部140。此外，金属层E5在保持部140，与和外部电源电连接的端子(未图示)电连接。
设定为振动部121的第一区域与保持部140之间的沿着X轴方向的开口槽的分离宽度W9比第二区域123、124与保持部140的框体140c、140d之间的沿着X轴方向的开口槽的分离宽度W8小。例如分离宽度W9为10μm左右，分离宽度W8为70μm左右。因此，第二区域123、124上的金属层E5的边缘与该第二区域123、124的Si基板F2的边缘的间隙宽度L8比第一区域122的金属层E5的边缘与该第一区域122的Si基板F2的边缘的间隙宽度L9大。例如间隙宽度L9为0.5μm左右，间隙宽度L8为1.0μm左右。
其它的谐振子13的构成与第一实施方式中的谐振子10的构成相同。
[第五实施方式]
使用图13、图14以及图15以与第一实施方式的不同点为中心对第五实施方式的谐振子14的构成、功能进行说明。
图13是本实施方式的谐振子14的俯视图。在本实施方式的谐振子14的振动臂135A～135D分别形成有上部电极E25～E28。上部电极E25～E28从多个振动臂135与基部130的连接位置附近形成到锤部G的后端(基部130侧的端部)附近。另外，在锤部G的后端侧的区域形成有多个通孔V1～V4。其它的谐振子14的平面结构与谐振子10相同。
此外，在以下的说明中，将外侧的振动臂135A、135D的锤部G与保持部140之间的分离宽度称为W4，将相邻的内侧的振动臂135B(135C)的锤部G与外侧的振动臂135A(135D)的锤部G之间的分离宽度称为W5，将内侧的振动臂135B、135C各自的锤部G彼此的分离宽度称为W6。
另外，对于导电膜236的间隙宽度，将面向分离宽度W4的区域(即，形成在外侧的振动臂135A、135D各自的锤部G的导电膜236的与保持部140对置的一侧的区域)的间隙宽度称为L9，将面向分离宽度W5的区域(即，形成在外侧的振动臂135A、135D各自的锤部G的导电膜236的与内侧的振动臂135B、135C对置的一侧的区域、以及形成在内侧的振动臂135B、135C各自的锤部G的导电膜236的与外侧的振动臂135A、135D对置的一侧的区域)的间隙宽度称为L10，并将面向分离宽度W6的区域(即，形成在内侧的振动臂135B、135C各自的锤部G的导电膜236的相互对置的一侧的区域)的间隙宽度称为L11。
优选分离宽度W4、W5、W6例如处于以下的关系。
W4、W5、W6＜W1、W2、W3(锤部的分离宽度较窄)
换句话说，分离宽度W4、W5、W6的至少一个比分离宽度W1、W2、W3的至少一个小。该情况下，也可以是分离宽度W4、W5、W6的任何一个都比分离宽度W1、W2、W3的任意一个小。另外，也可以在一个振动臂观察时，例如在振动臂135D中，分离宽度W4比分离宽度W3小，分离宽度W5比分离宽度W1小。也可以这一点对其它的振动臂135A～135C也相同。此外，在本实施方式中，设定为分离宽度W3比分离宽度W1小，并设定为分离宽度W1与分离宽度W2相等(W1＝W2＞W3)。
此时，设定为间隙宽度L9、L10、L11成为以下的关系。
L9、L10、L11＜L1、L2、L3
换句话说，间隙宽度L9、L10、L11的至少一个比间隙宽度L1、L2、L3的至少一个小。该情况下，也可以间隙宽度L9、L10、L11的任何一个都比间隙宽度L1、L2、L3的任意一个小。另外，也可以在一个振动臂观察时，例如在振动臂135D中，间隙宽度L9比间隙宽度L3小，间隙宽度L10比间隙宽度L1小。也可以这一点对其它的振动臂135A～135C也相同。
但是，在向宽度方向(X方向)进行小型化的情况下，优选W4＝W5＝W6。
此外，在W4＝W5＝W6的情况下，优选L9＝L10＝L11＜L1、L2、L3。换句话说，优选设定为间隙宽度L9、L10、L11的任何一个都比间隙宽度L1、L2、L3的至少一个小，优选设定为比间隙宽度L1、L2、L3的任意一个都小。
接下来，例举振动臂135对多个振动臂135各自的结构进行说明。图14是表示沿着图13的EE’线的振动臂135D的剖面的示意图，图15是表示沿着图13的FF’线的振动臂135D的剖面的示意图。此外，在图14中，通孔V4不是剖面的构成，但为了说明而以虚线示出。如图14以及图15所示，在谐振子14中，在除去压电薄膜F3、金属层(上部电极)E28、保护膜235以使金属层E1露出形成的孔填充金属材料来形成振动臂135D中的通孔V4。在本实施方式的振动臂135D中，通过通孔V4，导电膜236与金属层(下部电极)E1电连接。
并且如图14所示，设定为形成在锤部G以外的部位的上部电极E28的间隙宽度L1、L3比形成于锤部G的导电膜236的间隙宽度L9、L10宽。具体而言，设定为L9＝L10＜L3＜L1。导电膜236通过与下部电极E1电连接，有释放电荷的效果。导电膜236的成膜面积越宽该效果越高。另一方面，在将导电膜236形成至端部的情况下，产生在与异电位的电极之间短路的风险。在本实施方式的谐振子14中，通过根据形成于锤部G的导电膜236的端部所面向的分离宽度W4、W5的大小设定该导电膜236的间隙宽度L9、L10，并且，将该间隙宽度设定为比形成于锤部G附近的上部电极E28的间隙宽度L1、L3小，能够使锤部G的导电膜236与锤部G附近的上部电极E28的短路的风险降低，并充分地得到释放电荷的效果。
此外，谐振子14中的振动臂135A～135C的构成与振动臂135D相同所以省略说明。
以上，对本发明的例示的实施方式进行了说明。本发明的一实施方式的谐振子10具备：振动部120，其具备具有主面的基板F2、形成在基板F2的主面上的下部电极E1、形成在下部电极E1上的压电膜F3、以及形成在压电膜F3上的上部电极E2；保持部140，其设置为包围振动部120的至少一部分；以及保持臂110，其将振动部120与保持部140连接，在振动部120的周围设置有在基板F2的主面的俯视时的第一方向具有不同的宽度的开口槽，在基板F2的主面的俯视时，上部电极E2形成为从基板F2的外边缘隔开沿着第一方向的间隙设置，并且，开口槽的宽度较大的区域的间隙的长度比开口槽的宽度较小的区域的间隙的长度大。根据该方式，上部电极E2与下部电极E1间的绝缘电阻提高，能够防止短路。
另外，也可以振动部120具有设置为覆盖上部电极E2的绝缘膜235。根据该方式，上部电极E2与下部电极E1间的绝缘电阻进一步提高，能够进一步防止短路。
另外，也可以振动部120具有覆盖绝缘膜235的至少一部分的导电膜236，在基板F2的主面的俯视时，导电膜236形成为从基板F2的外边缘隔开沿着第一方向的间隙设置，并且，开口槽的宽度较大的区域的上部电极E2的间隙的长度比开口槽的宽度较小的区域的导电膜236的间隙的长度大。此时，也可以形成为开口槽的宽度较大的区域的上部电极E2的间隙的长度比开口槽的宽度较大的区域的导电膜236的间隙的长度大，并形成为开口槽的宽度较小的区域的上部电极E2的间隙的长度比开口槽的宽度较小的区域的导电膜236的间隙的长度大。根据该方式，能够防止导电膜236与上部电极E2的短路。
另外，也可以振动部120具备基部130、和具有与该基部130连接的固定端以及与该基部130分离地设置的开放端并从固定端延伸到开放端的多个振动臂135。此时，也可以多个振动臂135是四个以上的偶数个，开口槽的宽度较大的区域是多个振动臂135中配置在最内侧的两个振动臂135B、135C之间的区域，开口槽的宽度较小的区域是该配置在最内侧的两个振动臂135B、135C以外的任意的相邻的两个振动臂之间的区域。根据该方式，设定为内侧的振动臂间的分离宽度比外侧的振动臂的分离宽度大所以能够改善振动特性。
另外也可以在基板F2的主面的俯视时，多个振动臂135具有与多个振动臂135延伸的方向正交的方向的宽度朝向开放端变宽的锥形形状，开口槽的宽度较大的区域是多个振动臂135中相邻的两个振动臂的接近固定端的一侧的区域，开口槽的宽度较小的区域是该相邻的两个振动臂的接近上述开放端的一侧的区域。根据该方式，由于设定为振动臂135的固定端侧的分离宽度比开放端侧宽，所以能够增大耦合系数，其结果，能够使振荡特性提高。并且由于振动臂的宽度是朝向开放端侧变宽的形状，所以开放端侧的振动臂的重量比固定端侧重。由此，能够在维持所希望的频率的同时缩短振动臂的延伸方向的长度，所以能够实现谐振子10的小型化。
另外，本发明的一实施方式的谐振装置3具备：上述任意一项所述的谐振子10；上盖30，其设置为与谐振子10的主面对置；以及下盖25，其设置为与谐振子10的主面对置，且具有在多个振动臂135中相邻的两个振动臂135之间突起的突起部，开口槽的宽度较小的区域是多个振动臂135中相邻的两个振动臂的任意一个振动臂与突起部之间的区域。根据该方式，通过在下盖25形成突起部，例如即使为了使谐振装置3轻薄化，而减少了下盖25的厚度，也能够抑制下盖25的弯曲的产生。
另外，本发明的一实施方式的谐振子12的保持部140设置为包围振动部121的周围，振动部121具有进行轮廓振动的第一区域122、和使该第一区域122与保持部140连接的第二区域123、124，开口槽的宽度较大的区域是第二区域123、124与保持部140之间的区域，开口槽的宽度较小的区域是第一区域122与保持部140之间的区域。根据该方式，能够在维持电容的同时，防止上部电极E2与下部电极E1的短路。
以上说明的各实施方式是为了使本发明的理解变得容易的实施方式，并不对本发明进行限定解释。本发明能够在不脱离其主旨的范围内，进行变更/改进，并且在本发明也包含其等效物。即，只要具备本发明的特征，则本领域技术人员适当地对各实施方式施加了设计变更后的实施方式也包含于本发明的范围。例如，各实施方式具备的各要素及其配置、材料、条件、形状、尺寸等并不限定于例示的内容而能够适当地变更。另外，各实施方式为例示，当然能够进行不同的实施方式所示的构成的部分的置换或者组合，只要包含本发明的特征则它们也包含于本发明的范围。
附图标记说明
1～3…谐振装置，10～12…谐振子，30…上盖，20、25…下盖，140…保持部，140a～d…框体，110…保持臂，120、121…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…导电膜。

Claims (9)

1.一种谐振子，具备：
振动部，具备：具有主面的基板、形成在上述基板的主面上的下部电极、形成在上述下部电极上的压电膜、以及形成在上述压电膜上的上部电极；以及
保持部，被设置为包围上述振动部的至少一部分，
在上述振动部的周围设置有开口槽，该开口槽在俯视上述基板的主面时的第一方向具有不同的宽度，
在俯视上述基板的主面时，上述上部电极形成为从上述基板的外边缘隔开沿着上述第一方向的间隙设置，并且上述开口槽的宽度较大的区域的上述上部电极的间隙的长度比上述开口槽的宽度较小的区域的上述上部电极的间隙的长度大。
2.根据权利要求1所述的谐振子，其中，
上述振动部具有的绝缘膜，该绝缘膜被设置为覆盖上述上部电极。
3.根据权利要求2所述的谐振子，其中，
上述振动部具有导电膜，该导电膜覆盖上述绝缘膜的至少一部分，
在俯视上述基板的主面时，上述导电膜形成为从上述基板的外边缘隔开沿着上述第一方向的间隙设置，并且上述开口槽的宽度较大的区域的上述上部电极的间隙的长度比上述开口槽的宽度较小的区域的上述导电膜的间隙的长度大。
4.根据权利要求3所述的谐振子，其中，
形成为上述开口槽的宽度较大的区域的上述上部电极的间隙的长度比上述开口槽的宽度较大的区域的上述导电膜的间隙的长度大，形成为上述开口槽的宽度较小的区域的上述上部电极的间隙的长度比上述开口槽的宽度较小的区域的上述导电膜的间隙的长度大。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的谐振子，其中，
上述振动部具备基部和多个振动臂，上述多个振动臂具有与该基部连接的固定端以及与该基部分离地设置的开放端，并从上述固定端延伸到上述开放端。
6.根据权利要求5所述的谐振子，其中，
上述多个振动臂是四个以上的偶数个，
上述开口槽的宽度较大的区域是上述多个振动臂中配置在最内侧的两个振动臂之间的区域，
上述开口槽的宽度较小的区域是该配置在最内侧的两个振动臂以外的任意的相邻的两个振动臂之间的区域。
7.根据权利要求5或者6所述的谐振子，其中，
在俯视上述基板的主面时，上述多个振动臂具有与上述多个振动臂延伸的方向正交的方向的宽度朝向上述开放端变宽的锥形形状，
上述开口槽的宽度较大的区域是上述多个振动臂中相邻的两个振动臂的接近上述固定端的一侧的区域，
上述开口槽的宽度较小的区域是相邻的两个振动臂的接近上述开放端的一侧的区域。
8.一种谐振装置，具备：
权利要求5～7中任意一项所述的谐振子；
上盖，被设置为与上述谐振子的上述主面对置；以及
下盖，被设置为与上述谐振子的上述主面对置，且具有在上述多个振动臂中相邻的两个振动臂之间突起的突起部，
上述开口槽的宽度较小的区域是上述多个振动臂中相邻的两个振动臂的任意一个振动臂与上述突起部之间的区域。
9.根据权利要求1所述的谐振子，其中，
上述保持部被设置为包围上述振动部的周围，
上述振动部具有进行轮廓振动的第一区域、和使该第一区域与上述保持部连接的第二区域，
上述开口槽的宽度较大的区域是上述第二区域与上述保持部之间的区域，
上述开口槽的宽度较小的区域是上述第一区域与上述保持部之间的区域。
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