CN112703672A - 谐振子以及谐振装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及谐振子以及谐振装置。谐振子(10)具备：振动部(110)，具有压电膜(F3)以及中间夹着压电膜(F3)而对置设置的上部电极(E2)及下部电极(E1)；以及质量附加部(122A)，至少设置于振动部(110)中的位移相对较大的位置，质量附加部(122A～D)具有以在剖视振动部(110)时中央部至少比任意的端部薄的方式倾斜的倾斜面。

Description

谐振子以及谐振装置
技术领域
本发明涉及谐振子以及具备该谐振子的谐振装置。
背景技术
在智能手机等电子设备中，例如组装有谐振装置作为定时设备，该谐振装置是MEMS(Micro Electro Mechanical Systems：微电子机械系统)的一种。这种谐振装置例如具备：下盖、在与下盖之间形成空腔的上盖以及配置于下盖与上盖之间的空腔内的谐振子。谐振子例如具备：压电膜、夹着压电膜而设置的上部电极和下部电极以及设置于层间或者表面的绝缘膜。
作为这样的谐振子的具体的结构，例如，在专利文献1中公开了一种谐振子，具备：基部、从基部延伸突出并弯曲振动的振动臂、设置于振动臂的压电体元件以及设置于比振动臂的压电体元件更靠前端侧的质量附加部，质量附加部具有至少一个质量附加膜，质量附加膜由与构成压电体元件的层中任意一个层相同的材料构成。据此，能够一并形成压电体元件和质量附加膜。
专利文献1：日本特开2012-65293号公报
在现有的谐振子中，在落下等冲击施加到将谐振子保持在振动空间中的谐振装置的情况下，在有助于振动的振动部中的位移相对较大的位置设置的质量附加部有时由于与谐振装置的内壁的接触而损伤。质量附加部的损伤可能成为谐振子的频率变动的原因。
质量附加部的表面在调整频率的工序中至少一部分被刮削，被赋予某种形状。质量附加部的表面形状给与谐振装置的内壁接触时的质量附加部的耐久性带来影响。然而，在专利文献1中，没有特别记载质量附加部的表面形状。
发明内容
本发明是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于提供能够改善可靠性的谐振子以及具备该谐振子的谐振装置。
本发明的一个方式所涉及的谐振子具备：振动部，具有压电膜以及上部电极及下部电极，该上部电极及下部电极以中间夹着压电膜而对置设置；以及质量附加部，至少设置于振动部中的位移相对较大的位置，质量附加部具有以在剖视振动部时中央部至少比任意的端部薄的方式倾斜的倾斜面。
根据本发明，能够提供可以改善可靠性的谐振子以及具备该谐振子的谐振装置。
附图说明
图1是简要表示本发明的第一实施方式所涉及的谐振装置的外观的立体图。
图2是简要表示本发明的第一实施方式所涉及的谐振装置的构造的分解立体图。
图3是简要表示本发明的第一实施方式所涉及的谐振子的构造的俯视图。
图4是示意性表示图1所示的谐振装置的层叠构造的沿X轴的剖视图。
图5是示意性表示图1所示的谐振装置的层叠构造的沿Y轴的剖视图。
图6是第一实施方式所涉及的质量附加部的沿YZ面的剖视图。
图7是第一实施方式所涉及的质量附加部的沿ZX面的剖视图。
图8是第二实施方式所涉及的质量附加部的沿YZ面的剖视图。
图9是第三实施方式所涉及的质量附加部的沿YZ面的剖视图。
图10是第四实施方式所涉及的质量附加部的沿YZ面的剖视图。
图11是简要表示第五实施方式所涉及的谐振子的构造的俯视图。
图12是第五实施方式所涉及的质量附加部的沿YZ面的剖视图。
图13是简要表示第六实施方式所涉及的谐振子的构造的俯视图。
图14是第六实施方式所涉及的质量附加部的沿ZX面的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图并对本发明的实施方式进行说明。在以下的附图的记载中，由相同或类似的附图标记表示相同或类似的构成要素。附图是例示的，各部的尺寸、形状是示意性的，不应将本发明的技术范围限定于该实施方式来解释。
＜第一实施方式＞
首先，参照图1和图2并对本发明的第一实施方式所涉及的谐振装置1的结构进行说明。图1是简要表示本发明的第一实施方式所涉及的谐振装置的外观的立体图。图2是简要表示本发明的第一实施方式所涉及的谐振装置的构造的分解立体图。
(谐振装置1)
该谐振装置1具备：谐振子10、和被设置成夹着谐振子10彼此对置的下盖20以及上盖30。按照下盖20、谐振子10以及上盖30的顺序在Z轴方向上层叠下盖20、谐振子10以及上盖30。将谐振子10和下盖20接合，并将谐振子10和上盖30接合。在经由谐振子10彼此接合的下盖20与上盖30之间形成有谐振子10的振动空间。谐振子10、下盖20以及上盖30分别使用半导体基板、玻璃基板、有机基板等能够基于微细加工技术进行加工的基板而形成。
以下，对谐振装置1的各结构进行说明。此外，在以下的说明中，将谐振装置1中的设置有上盖30的一侧设为上(或者表面)、将谐振装置1中的设置有下盖20的一侧设为下(或者背面)来进行说明。
谐振子10是使用MEMS技术而制造的MEMS振子。谐振子10具备振动部110、保持部140以及保持臂150。振动部110被保持在振动空间内。振动部110的振动模式没有被限定，例如是相对于XY面的面外弯曲振动模式，但也可以是相对于XY面的面内弯曲振动模式。保持部140例如被设置为矩形的框状，以包围振动部110。保持臂150连接振动部110和保持部140。
下盖20具有沿XY平面设置的矩形平板状的底板22、和从底板22的周缘部沿Z轴方向延伸的侧壁23。侧壁23与谐振子10的保持部140接合。在下盖20中，在与谐振子10的振动部110对置的面形成有凹部21，该凹部21由底板22的表面和侧壁23的内表面形成。凹部21是向上开口的长方体状的开口部，形成谐振子10的振动空间的一部分。在下盖20的内表面形成有突起部50，该突起部50在底板22的表面向振动空间突出。
上盖30的构造是除了突起部50以外，以谐振子10为基准与下盖20的构造对称的构造。即，上盖30具有沿XY平面设置的矩形平板状的底板32、和从底板32的周缘部沿Z轴方向延伸的侧壁33，侧壁33与谐振子10的保持部140接合。在上盖30中，在与谐振子10的振动部110对置的面形成有凹部31。凹部31是向下开口的长方体状的开口部，形成谐振子10的振动空间的一部分。
此外，下盖20的构造和上盖30的构造并不限定于上述形态，例如也可以是相互非对称。例如，下盖20以及上盖30的一方也可以是圆顶状。下盖20的凹部21以及上盖30的凹部31的形状可以相互不同，例如，凹部21和凹部31的深度也可以相互不同。
(谐振子10)
接下来，参照图3并对本发明的实施方式所涉及的谐振子10的振动部110、保持部140以及保持臂150的结构进行更详细说明。图3是简要表示本发明的第一实施方式所涉及的谐振子的构造的俯视图。
(振动部110)
从上盖30侧俯视时，振动部110设置在保持部140的内侧。在振动部110与保持部140之间以规定的间隔形成有空间。振动部110具有：由四个振动臂121A、121B、121C、121D构成的激励部120；和与激励部120连接的基部130。此外，振动臂的数量并不限定于四个，可以设定为一个以上的任意的数量。在本实施方式中，激励部120和基部130一体地形成。
(振动臂121A～D)
振动臂121A、121B、121C、121D分别沿Y轴方向延伸，并按照振动臂121A、121B、121C、121D的顺序在X轴方向上以规定的间隔并列设置。振动臂121A的一端是与后述的基部130的前端部131A连接的固定端，振动臂121A的另一端是远离基部130的前端部131A而设置的开放端。振动臂121A具有在振动臂121A的延伸方向上排列的质量附加部122A以及臂部123A。质量附加部122A形成于开放端侧，臂部123A从固定端延伸并与质量附加部122A连接。换言之，质量附加部122A设置于振动部110中的位移相对较大的位置。振动臂121B、121C、121D也同样地分别具有质量附加部122B、122C、122D、臂部123B、123C、123D。此外，臂部123A～D分别例如X轴方向的宽度为50μm左右，Y轴方向的长度为450μm左右。
在四个振动臂中，振动臂121A、121D是配置于X轴方向的外侧的外侧振动臂，另一方面，振动臂121B、121C是配置于X轴方向的内侧的内侧振动臂。作为一个例子，形成于内侧振动臂121B、121C各自的臂部123B、123C彼此之间的间隙的宽度(以下，称为“释放宽度(release width)”。)W1被设定为大于在X轴方向上邻接的外侧振动臂121A与内侧振动臂121B各自的臂部123A、123B彼此之间的释放宽度W2以及在X轴方向上邻接的外侧振动臂121D与内侧振动臂121C的各自的臂部123D、123C彼此之间的释放宽度W2。这样，通过将释放宽度W1设定为大于释放宽度W2，从而改善振动特性或耐久性。释放宽度W1、W2的数值没有被限定，例如，释放宽度W1为25μm左右，释放宽度W2为10μm左右。此外，内侧振动臂彼此的臂部间的释放宽度W1和内侧振动臂与外侧振动臂的臂部间的释放宽度W2并不限于图3所示的形态，可以将释放宽度W1设定为小于释放宽度W2，或者可以等间隔地设定它们。
质量附加部122A～D在各自的表面具备质量附加膜125A～D。换言之，在从上盖30侧俯视时，质量附加膜125A～D各自所位于的部分是质量附加部122A～D。质量附加部122A～D各自的每单位长度的重量(以下，也仅称为“重量”。)通过具有质量附加膜125A～D，从而比臂部123A～D各自的重量重。由此，能够使振动部110小型化，并且改善振动特性。另外，质量附加膜125A～D分别不仅具有增大振动臂121A～D的前端部分的重量的功能，还具有通过刮削其一部分而调整振动臂121A～D的谐振频率的、作为所谓的频率调整膜的功能。
在本实施方式中，质量附加部122A～D各自的沿X轴方向的宽度大于臂部123A～D各自的沿X轴方向的宽度。由此，能够使质量附加部122A～D各自的重量进一步变大。但是，只要质量附加部122A～D各自的每单位长度的重量大于臂部123A～D各自的每单位长度的重量，则质量附加部122A～D各自的沿X轴方向的宽度并不限定于上述。质量附加部122A～D各自的沿X轴方向的宽度也可以与臂部123A～D各自的沿X轴方向的宽度相同，或者为臂部123A～D各自的沿X轴方向的宽度以下。
在从上盖30侧俯视时，质量附加部122A～D各自的形状是具有四角带圆角的曲面形状(例如，所谓的R形状)的大致长方形。臂部123A～D各自的形状是在与基部130连接的固定端附近以及与质量附加部122A～D的各个连接的连接部分附近具有R形状的大致长方形。但是，质量附加部122A～D以及臂部123A～D各自的形状并不限定于上述。例如，质量附加部122A～D各自的形状也可以是梯形形状、L字形状。另外，臂部123A～D各自的形状可以是梯形形状，也可以形成有狭缝等。
在从上盖30侧俯视时，在内侧振动臂121B、121C各自的臂部123B与123C之间形成有从下盖20突出的突起部50。突起部50与臂部123B、123C并行地沿Y轴方向延伸。突起部50的Y轴方向的长度为240μm左右，X轴方向的长度为15μm左右。通过形成突起部50，从而抑制下盖20的翘曲。
(基部130)
如图3所示，在从上盖30侧俯视时，基部130具有前端部131A、后端部131B、左端部131C以及右端部131D。前端部131A、后端部131B、左端部131C以及右端部131D分别是基部130的外缘部的一部分。具体而言，前端部131A是在振动臂121A～D侧沿X轴方向延伸的端部。后端部131B是在与振动臂121A～D相反侧沿X轴方向延伸的端部。左端部131C是当从振动臂121D观察时在振动臂121A侧沿Y轴方向延伸的端部。右端部131D是当从振动臂121A观察时在振动臂121D侧沿Y轴方向延伸的端部。
左端部131C的两端分别与前端部131A的一端和后端部131B的一端连结。右端部131D的两端分别与前端部131A的另一端和后端部131B的另一端连结。前端部131A和后端部131B在Y轴方向上彼此对置。左端部131C以及右端部131D在X轴方向上彼此对置。在前端部131A连接有振动臂121A～D。
在从上盖30侧俯视时，基部130的形状是大致长方形，以前端部131A和后端部131B为长边，以左端部131C和右端部131D为短边。基部130形成为相对于沿前端部131A以及后端部131B各自的垂直平分线所规定的假想平面P大致面对称。此外，基部130并不限于如图3所示那样为长方形，也可以是相对于假想平面P构成大致面对称的其它形状。例如，基部130的形状也可以是前端部131A以及后端部131B的一方比另一方长的梯形。另外，前端部131A、后端部131B、左端部131C以及右端部131D的至少一个也可以屈曲或者弯曲。
此外，假想平面P相当于整个振动部110的对称面。因此，假想平面P也是通过振动臂121A～D的X轴方向的中心的平面，位于内侧振动臂121B与121C之间。具体而言，邻接的外侧振动臂121A以及内侧振动臂121B分别形成为夹着假想平面P与邻接的外侧振动臂121D以及内侧振动臂121C的各个对称。
在基部130中，前端部131A与后端部131B之间的Y轴方向上的最长距离、即基部长度作为一个例子是40μm左右。另外，左端部131C与右端部131D之间的X轴方向上的最长距离、即基部宽度作为一个例子是300μm左右。此外，在图3所示的结构例中，基部长度相当于左端部131C或者右端部131D的长度，基部宽度相当于前端部131A或者后端部131B的长度。
(保持部140)
保持部140是用于在由下盖20和上盖30形成的振动空间中保持振动部110的部分，例如包围振动部110。如图3所示，在从上盖30侧俯视时，保持部140具有前框141A、后框141B、左框141C以及右框141D。前框141A、后框141B、左框141C以及右框141D分别是包围振动部110的大致矩形的框体的一部分。具体而言，前框141A是当从基部130观察时在激励部120侧沿X轴方向延伸的部分。后框141B是当从激励部120观察时在基部130侧沿X轴方向延伸的部分。左框141C是当从振动臂121D观察时在振动臂121A侧沿Y轴方向延伸的部分。右框141D是当从振动臂121A观察时在振动臂121D侧沿Y轴方向延伸的部分。保持部140形成为相对于假想平面P面对称。
左框141C的两端分别与前框141A的一端以及后框141B的一端连接。右框141D的两端分别与前框141A的另一端以及后框141B的另一端连接。前框141A和后框141B夹着振动部110在Y轴方向上彼此对置。左框141C和右框141D夹着振动部110在X轴方向上彼此对置。此外，保持部140只要设置于振动部110的周围的至少一部分即可，并不限定于在周向上连续的框状的形状。
(保持臂150)
保持臂150设置于保持部140的内侧，并连接基部130和保持部140。如图3所示，在从上盖30侧俯视时，保持臂150具有左保持臂151A和右保持臂151B。左保持臂151A连接基部130的后端部131B和保持部140的左框141C。右保持臂151B连接基部130的后端部131B和保持部140的右框141D。左保持臂151A具有保持后臂152A和保持侧臂153A，右保持臂151B具有保持后臂152B和保持侧臂153B。保持臂150形成为相对于假想平面P面对称。
保持后臂152A、152B在基部130的后端部131B与保持部140之间从基部130的后端部131B延伸。具体而言，保持后臂152A从基部130的后端部131B朝向后框141B延伸突出，屈曲并朝向左框141C延伸。保持后臂152B从基部130的后端部131B朝向后框141B延伸突出，屈曲并朝向右框141D延伸。
保持侧臂153A在外侧振动臂121A与保持部140之间与外侧振动臂121A并行地延伸。保持侧臂153B在外侧振动臂121D与保持部140之间与外侧振动臂121D并行地延伸。具体而言，保持侧臂153A从保持后臂152A的左框141C侧的端部朝向前框141A延伸，屈曲并与左框141C连接。保持侧臂153B从保持后臂152B的右框141D侧的端部朝向前框141A延伸，屈曲并与右框141D连接。
此外，保持臂150并不限定于上述的结构。例如，保持臂150也可以与基部130的左端部131C以及右端部131D连接。另外，保持臂150也可以与保持部140的前框141A连接。
(层叠构造)
接下来，参照图4以及图5并对本发明的第一实施方式所涉及的谐振装置1的层叠构造以及动作进行说明。图4是示意性表示图1所示的谐振装置的层叠构造的沿着X轴的剖视图。图5是示意性表示图1所示的谐振装置的层叠构造的沿着Y轴的剖视图。此外，图4只不过是示意性地图示出臂部123A～D、引出线C2及C3、贯通电极V2及V3等的截面，以说明谐振装置1的层叠构造，它们不一定位于同一平面的截面上。例如，贯通电极V2以及V3也可以形成在从与由Z轴和X轴规定的ZX平面平行且切断臂部123A～D的截面在Y轴方向上远离的位置。同样地，图5只不过是示意性地图示出质量附加部122A、臂部123A、引出线C1、C2、贯通电极V1、V2等的截面，以说明谐振装置1的层叠构造，它们不一定位于同一平面的截面上。
对于谐振装置1而言，在下盖20的侧壁23上接合谐振子10的保持部140，进而将谐振子10的保持部140和上盖30的侧壁33接合。这样，在下盖20与上盖30之间保持谐振子10，通过下盖20、上盖30以及谐振子10的保持部140形成振动部110振动的振动空间。作为一个例子，谐振子10、下盖20以及上盖30分别使用硅(Si)基板(以下，称为“Si基板”。)而形成。此外，谐振子10、下盖20以及上盖30也可以分别使用层叠有硅层以及氧化硅膜的SOI(SiliconOn Insulator：绝缘体上硅)基板而形成。
(谐振子10)
谐振子10的振动部110、保持部140以及保持臂150通过相同的工艺一体地形成。在谐振子10中，在作为基板的一个例子的Si基板F2上层叠有金属膜E1。而且，在金属膜E1上层叠有压电膜F3，以覆盖金属膜E1，进一步在压电膜F3上层叠有金属膜E2。在金属膜E2上层叠有保护膜F5，以覆盖金属膜E2。在质量附加部122A～D中，进一步在保护膜F5上分别层叠有上述的质量附加膜125A～D。振动部110、保持部140以及保持臂150各自的外形是通过例如照射氩(Ar)离子束的干式蚀刻对由上述的Si基板F2、金属膜E1、压电膜F3、金属膜E2、保护膜F5等构成的层叠体进行除去加工，并进行图案化而形成的。
Si基板F2例如由厚度6μm左右的简并的n型硅(Si)半导体形成，能够包括磷(P)、砷(As)、锑(Sb)等作为n型掺杂剂。Si基板F2中所使用的简并硅(Si)的电阻值例如小于16mΩ·cm，更优选为1.2mΩ·cm以下。进而，在Si基板F2的下表面形成有例如由SiO2等硅氧化物构成的温度特性修正层F21。
温度特性修正层F21是具有至少在常温附近降低谐振子10的谐振频率的温度系数、即每单位温度的谐振频率的变化率的功能的层。通过振动部110具有温度特性修正层F21，从而谐振子10的温度特性提高。此外，温度特性修正层可以形成于Si基板F2的上表面，或可以形成于Si基板F2的上表面以及下表面的双方。
优选质量附加部122A～D的温度特性修正层F21以均匀的厚度形成。此外，均匀的厚度是指温度特性修正层F21的厚度的偏差在厚度的平均值的±20％以内。
金属膜E1、E2分别具有激励振动臂121A～D的激励电极、和使激励电极与外部电源电连接的引出电极。作为金属膜E1、E2的激励电极发挥功能的部分在振动臂121A～D的臂部123A～D中夹着压电膜F3彼此对置。作为金属膜E1、E2的引出电极发挥功能的部分例如经由保持臂150从基部130被引出到保持部140。金属膜E1在整个谐振子10上电连续。金属膜E2在形成于外侧振动臂121A、121D的部分和形成于内侧振动臂121B、121C的部分电隔离。金属膜E1相当于下部电极，金属膜E2相当于上部电极。
金属膜E1、E2各自的厚度例如为0.1μm以上且0.2μm以下左右。金属膜E1、E2在成膜后通过蚀刻等除去加工而被图案化为激励电极、引出电极等。金属膜E1、E2例如由晶体结构为体心立方结构的金属材料形成。具体而言，金属膜E1、E2使用Mo(钼)、钨(W)等而形成。此外，在Si基板F2是具有高的导电性的简并半导体基板的情况下，可以省略金属膜E1，并且Si基板F2兼作下部电极。
压电膜F3是由将电能和机械能相互转换的压电体的一种形成的薄膜。压电膜F3根据由金属膜E1、E2形成于压电膜F3的电场，在XY平面的面内方向中的Y轴方向上伸缩。通过该压电膜F3的伸缩，振动臂121A～D分别使其开放端朝向下盖20的底板22以及上盖30的底板32位移。因此，谐振子10以面外的弯曲振动模式振动。
压电膜F3由具有纤锌矿六方晶体结构的晶体结构的材质形成，例如能够以氮化铝(AlN)、氮化钪铝(ScAlN)、氧化锌(ZnO)、氮化镓(GaN)、氮化铟(InN)等氮化物或氧化物为主成分。此外，氮化钪铝是氮化铝中铝的一部分被置换成钪而成的，也可以代替钪而由镁(Mg)及铌(Nb)、或者镁(Mg)及锆(Zr)等两种元素来置换。压电膜F3的厚度例如为1μm左右，但也可以为0.2μm～2μm左右。
保护膜F5保护金属膜E2免于氧化。此外，只要保护膜F5设置于上盖30侧，则可以不相对于上盖30的底板32露出。例如，也可以形成降低形成在谐振子10的布线的电容的寄生电容降低膜等覆盖保护膜F5的膜。保护膜F5例如由氮化铝(AlN)、硅氮化物(SiNX)等氮化膜、或者氧化铝(Al2O3)、五氧化二钽(Ta2O5)、硅氧化物(SiOX)等氧化膜形成。
质量附加膜125A～D构成质量附加部122A～D各自的上盖30侧的表面，相当于振动臂121A～D各自的频率调整膜。通过除去质量附加膜125A～D各自的一部分的微调处理，调整谐振子10的频率。从频率调整的效率这一点来看，优选质量附加膜125A～D由基于蚀刻的质量降低速度比保护膜F5快的材料形成。质量降低速度由蚀刻速度与密度的积表示。蚀刻速度是每单位时间被除去的厚度。如果保护膜F5和质量附加膜125A～D的质量降低速度的关系如上所述，则蚀刻速度的大小关系是任意的。另外，从有效地增大质量附加部122A～D的重量的观点来看，优选质量附加膜125A～125D由比重较大的材料形成。由于这些理由，质量附加膜125A～D例如由钼(Mo)、钨(W)、金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、钛(Ti)等金属材料形成。此外，在微调处理中，也可以除去保护膜F5的一部分。在这种情况下，保护膜F5也相当于频率调整膜。
质量附加膜125A～D各自的上表面的一部分在调整频率的工序中通过微调处理被除去。关于质量附加膜125A～D各自的具体的形状在后面叙述。质量附加膜125A～D的微调处理例如是照射氩(Ar)离子束的干式蚀刻。离子束能够大范围照射，因此加工效率优异，但由于具有电荷，因此有可能使质量附加膜125A～D带电。为了防止振动臂121A～D的振动轨道因质量附加膜125A～D的带电引起的库仑相互作用而变化，并且谐振子10的振动特性恶化，优选质量附加膜125A～D接地。
在图5所示的结构例中，质量附加膜125A通过贯通电极与金属膜E1电连接，该贯通电极贯通压电膜F3以及保护膜F5。对于省略了图示的质量附加膜125B～D也同样地通过贯通电极与金属膜E1电连接。此外，质量附加膜125A～D各自的接地方法并不限定于上述情况，例如也可以通过在质量附加部122A～D的侧面延伸的侧面电极与金属膜E1电连接。另外，只要能够降低质量附加膜125A～D的带电的影响，质量附加膜125A～D的电连接目的地并不限定于金属膜E1，例如也可以是金属膜E2。
在保持部140的保护膜F5上形成有引出线C1、C2以及C3。引出线C1通过形成于压电膜F3和保护膜F5的贯通孔与金属膜E1电连接。引出线C2通过形成于保护膜F5的贯通孔与金属膜E2中的形成在外侧振动臂121A、121D的部分电连接。引出线C3通过形成于保护膜F5的贯通孔与金属膜E2中的形成在内侧振动臂121B、121C的部分电连接。引出线C1～C3由铝(Al)、锗(Ge)、金(Au)、锡(Sn)等金属材料形成。
(下盖20)
下盖20的底板22以及侧壁23由Si基板P10一体地形成。Si基板P10由未被简并的硅形成，其电阻率例如为10Ω·cm以上。Si基板P10在下盖20的凹部21的内侧露出。在突起部50的上表面形成有温度特性修正层F21。但是，从抑制突起部50的带电的观点来看，在突起部50的上表面，电阻率比温度特性修正层F21低的Si基板P10可以露出，也可以形成导电层。
在Z轴方向上规定的下盖20的厚度为150μm左右，同样地规定的凹部21的深度D1为100μm左右。由于振动臂121A～D各自的振幅受到深度D1的限制，因此在下盖20侧的最大振幅为100μm左右。
此外，下盖20也能够视为SOI基板的一部分。在谐振子10以及下盖20被视为是由一体的SOI基板形成的MEMS基板的情况下，下盖20的Si基板P10相当于SOI基板的支承基板，谐振子10的温度特性修正层F21相当于SOI基板的BOX层，谐振子10的Si基板F2相当于SOI基板的活性层。此时，可以在谐振装置1的外侧，使用连续的MEMS基板的一部分来形成各种半导体元件、电路等。
(上盖30)
上盖30的底板32以及侧壁33由Si基板Q10一体地形成。优选上盖30的表面、背面以及贯通孔的内侧面被氧化硅膜Q11覆盖。氧化硅膜Q11例如通过Si基板Q10的氧化、化学气相沉积(CVD：Chemical Vapor Deposition)而形成于Si基板Q10的表面。Si基板Q10在上盖30的凹部31的内侧露出。此外，也可以在上盖30的凹部31中的与谐振子10对置的一侧的面形成吸气层。吸气层例如由钛(Ti)等形成，吸附从接合部H释放的排气，抑制振动空间的真空度的降低。此外，吸气层可以形成于下盖20的凹部21中的与谐振子10对置的一侧的面，也可以形成于下盖20的凹部21以及上盖30的凹部31的双方中的与谐振子10对置的一侧的面。
在Z轴方向上所规定的上盖30的厚度为150μm左右，同样地规定的凹部31的深度D2为100μm左右。由于振动臂121A～D各自的振幅受到深度D2的限制，因此在上盖30侧的最大振幅为100μm左右。
在上盖30的上表面(与同谐振子10对置的面相反侧的面)形成有端子T1、T2以及T3。端子T1是使金属膜E1接地的安装端子。端子T2是使外侧振动臂121A、121D的金属膜E2与外部电源电连接的安装端子。端子T3是使内侧振动臂121B、121C的金属膜E2与外部电源电连接的安装端子。端子T1～T3例如通过在铬(Cr)、钨(W)、镍(Ni)等金属化层(基底层)实施镍(Ni)、金(Au)、银(Ag)、Cu(铜)等的镀覆而形成。此外，在调整寄生电容或机械强度平衡的目的下，也可以在上盖30的上表面形成与谐振子10电绝缘的虚设端子。
在上盖30的侧壁33的内部形成有贯通电极V1、V2以及V3。贯通电极V1将端子T1和引出线C1电连接，贯通电极V2将端子T2和引出线C2电连接，贯通电极V3将端子T3和引出线C3电连接。贯通电极V1～V3通过在Z轴方向上贯通上盖30的侧壁33的贯通孔填充导电性材料而形成。所填充的导电性材料例如是多晶硅(Poly-Si)、铜(Cu)、金(Au)等。
在上盖30的侧壁33与保持部140之间形成有接合部H，以将上盖30的侧壁33与谐振子10的保持部140接合。接合部H形成为在XY平面包围振动部110的闭环状，以便在真空状态下气密密封谐振子10的振动空间。接合部H例如由将铝(Al)膜、锗(Ge)膜以及铝(Al)膜按照铝(Al)膜、锗(Ge)膜以及铝(Al)膜的顺序层叠并共晶接合而成的金属膜形成。此外，接合部H也可以由从金(Au)、锡(Sn)、铜(Cu)、钛(Ti)、硅(Si)等适当地选择的膜的组合形成。另外，为了提高密接性，接合部H也可以夹着氮化钛(TiN)、氮化钽(TaN)等金属化合物。
(动作)
在本实施方式中，端子T1接地，对端子T2和端子T3施加彼此相反相位的交变电压。因此，形成于外侧振动臂121A、121D的压电膜F3的电场的相位和形成于内侧振动臂121B、121C的压电膜F3的电场的相位成为彼此相反的相位。由此，外侧振动臂121A、121D和内侧振动臂121B、121C以彼此相反的相位振动。例如，在外侧振动臂121A、121D各自的质量附加部122A、122D朝向上盖30的内表面位移时，内侧振动臂121B、121C各自的质量附加部122B、122C朝向下盖20的内表面位移。如以上那样，振动臂121A和振动臂121B绕在相邻的振动臂121A与振动臂121B之间沿Y轴方向延伸的中心轴r1在上下相反方向上振动。另外，振动臂121C和振动臂121D绕在相邻的振动臂121C与振动臂121D之间沿Y轴方向延伸的中心轴r2在上下相反方向上振动。由此，在中心轴r1和r2产生彼此相反的方向的扭转力矩，产生基部130中的弯曲振动。振动臂121A～D的最大振幅为100μm左右，通常驱动时的振幅为10μm左右。
(质量附加膜125A～D)
接下来，参照图6以及图7并对质量附加膜125A～D的形状进行说明。图6是第一实施方式所涉及的质量附加部的沿着YZ面的剖视图。图7是第一实施方式所涉及的质量附加部的沿着ZX面的剖视图。此外，质量附加膜125A～D各自的沿着YZ面的截面形状相同，因此在图6中，对质量附加膜125A的截面形状进行说明，省略关于质量附加膜125B～D各自的截面形状的图示以及说明。
如图6所示，质量附加膜125A具有位于质量附加部122A的中央部的膜中央部125AO、位于质量附加部122A的端部的膜前端部125AA以及膜后端部125AB。膜前端部125AA位于比膜中央部125AO更靠开放端侧的位置，膜后端部125AB位于比膜中央部125AO更靠固定端侧的位置。膜中央部125AO的在Z轴方向上所规定的厚度(以下，仅称为“厚度”。)小于膜前端部125AA以及膜后端部125AB各自的厚度。质量附加膜125A在上表面侧具有从膜中央部125AO到膜前端部125AA、以及从膜中央部125AO到膜后端部125AB的倾斜面。质量附加膜125A的倾斜面是通过质量附加膜125A的微调处理而形成的。此外，质量附加膜125A以外的部分的厚度在质量附加部122A的中央部和端部大致相同。这里所说的质量附加膜125A以外的部分的厚度相当于Si基板F2、温度特性修正层F21、金属膜E1、压电膜F3以及保护膜F5各自的厚度的总和。因此，起因于质量附加膜125A的厚度，质量附加部122A的中央部比端部薄。
此外，在从上盖30侧俯视时，质量附加部122A的中央部不仅意味着质量附加部122A的严格的中央，还意味着包含中央的中央附近的部分(从中央起具有规定的范围的部分)。另外，在从上盖30侧俯视时，质量附加部122A的端部不仅意味着质量附加部122A的外缘，还意味着包含外缘的外缘附近的部分(从外缘起具有规定的宽度的部分)。而且，质量附加部122A的中央部的厚度比质量附加部122A的端部的厚度薄。具体而言，质量附加部122A的中央部的最薄的部分的厚度比质量附加部122A的端部的最厚的部分的厚度薄。在图6所示的例子中，质量附加部122A的中央部的最薄的部分的厚度是在整个质量附加部122A中最薄的部分。以上的关系对于质量附加膜125A的膜中央部125AO、膜前端部125AA以及膜后端部125AB也是同样的。
质量附加膜125A的倾斜面是倾斜度随着从质量附加部122A的中央部朝向端部而变大的曲面状。该曲面状的倾斜面的倾斜度的变化是连续的。换言之，质量附加部122A的上表面的截面形状是碗状。这样的形状的倾斜面例如在微调处理中的蚀刻时，使用荫罩而形成。
如图7所示，质量附加膜125A具有位于质量附加部122A的端部的膜左端部125AC以及膜右端部125AD。在从膜中央部125AO观察时，膜左端部125AC位于省略图示的保持部140的左框141C侧，膜右端部125AD位于省略图示的保持部140的右框141D侧。同样地，质量附加膜125B具有膜左端部125BC以及膜右端部125BD，质量附加膜125C具有膜左端部125CC以及膜右端部125CD，质量附加膜125D具有膜左端部125DC以及膜右端部125DD。
质量附加膜125A的膜中央部125AO的厚度是小于膜左端部125AC的厚度且与膜右端部125AD的厚度大致相同的大小。从质量附加膜125A的膜中央部125AO到膜左端部125AC，与沿着YZ面的截面同样地形成有倾斜面。质量附加膜125B的膜中央部125BO的厚度是与膜左端部125BC的厚度以及膜右端部125BD的厚度大致相同的大小。质量附加膜125C的膜中央部125CO的厚度是与膜左端部125CC的厚度以及膜右端部125CD的厚度大致相同的大小。质量附加膜125D的膜中央部125DO的厚度是与膜左端部125DC的厚度大致相同的大小，并小于膜右端部125DD的厚度。从质量附加膜125D的膜中央部125DO到膜右端部125DD形成有与质量附加膜125A的倾斜面同样的倾斜面。
在外侧振动臂121A、121D各自的质量附加膜125A、125D中，外侧的端部中的厚度大于内侧的端部中的厚度，并分别形成有倾斜度随着从内侧的端部朝向外侧的端部而连续地变化并变大的倾斜面。在内侧振动臂121B、121C各自的质量附加膜125B、125C中，外侧的端部中的厚度是与内侧的端部中的厚度大致相同的大小，是与外侧振动臂121A、121D各自的质量附加膜125A、125D的内侧的端部的厚度大致相同的大小。因此，外侧振动臂121A、121D各自的质量附加膜125A、125D的重量大于内侧振动臂121B、121C各自的质量附加膜125B、125C的重量。
但是，质量附加膜125A～D的沿着ZX面的截面形状并不限定于上述。例如，质量附加膜125A～D各自的截面形状也可以大致相同。具体而言，也可以质量附加膜125A～D各自的膜中央部的厚度小于膜左端部的厚度以及膜右端部的厚度小，在质量附加膜125A～D分别形成有碗状的倾斜面。
如以上那样，在本实施方式中，质量附加部122A～D分别设置于振动部110中的位移相对较大的(与基部130或臂部123A～D相比容易位移)位置，且具有以中央部比端部薄的方式倾斜的倾斜面。具体而言，质量附加部122A～D具有以在沿着振动臂121A～D延伸的方向剖视时，中央部比端部薄的方式倾斜的倾斜面。据此，在产生外部应力时，质量附加部122A～D各自的端部的变形量比质量附加部122A～D各自的中央部的变形量大。因此，在振动部由于落下等冲击而较大地位移时，即使在质量附加部122A～D中，首先与其它部件接触的端部较大地变形而缓和冲击，因此也能够抑制在受到落下等冲击时的质量附加部122A～D的损伤。另外，由于质量附加部122A～D的端部缓和冲击，因此能够降低质量附加部122A～D与其它部件接触时施加到振动臂121A～D的固定端(根部)的负载，并能够抑制振动臂121A～D的根部破损。
质量附加部122A～D的倾斜面是倾斜度随着从中央部朝向端部而变大的曲面状。因此，在质量附加部122A～D的较薄的中央部与较厚的端部之间的表面中缓和冲击引起的应力。因此，抑制在质量附加部122A～D的端部与其它部件接触时，在质量附加部122A～D的端部产生的外部应力集中在特定的位置，并分散在整个质量附加部122A～D中。因此，质量附加部122A～D的耐久性提高。
质量附加部122A～D的倾斜面形成于质量附加膜125A～D。质量附加膜125A～D的倾斜面能够与基于微调处理的频率调整同时形成。另外，由于质量附加膜125A～D与金属膜E1电连接，因此即使在用于形成倾斜面的微调处理中进行离子束蚀刻，也能够消除质量附加膜125A～D的带电，抑制因库仑相互作用引起的振动特性的恶化。
在质量附加膜125A～D的膜后端部比膜中央部厚的情况下，在形成倾斜面的离子束蚀刻中，将离子束照射到远离质量附加膜125A～D的膜后端部的区域。因此，能够减少离子束向保护膜F5的照射量，并能够抑制保护膜F5的带电。因此，能够抑制由库仑相互作用引起的振动特性的变动。
在质量附加膜125A～D的膜前端部比膜中央部厚的情况下，振动臂较大地位移时与上盖30接触的可能性最高的区域的厚度较大，从而能够抑制质量附加膜125A～D的损伤。
此外，上述那样的沿着振动臂延伸的方向的质量附加部的截面形状也可以不一定设置于所有振动臂。例如，也可以在振动臂121A～D中的至少一个振动臂中具有以质量附加部的端部比中央部厚的方式倾斜的倾斜面。据此，至少能够抑制形成有该倾斜面的质量附加部的损伤。
在质量附加膜125A～D的膜前端部以及膜后端部的双方比膜中央部厚的情况下，在振动臂较大地位移时，膜前端部以及膜后端部的双方与上盖30接触。与质量附加膜125A～D的膜前端部以及膜后端部的一方比膜中央部厚的结构相比，质量附加膜125A～D与上盖30的接触面积增大，由此能够进一步分散质量附加膜125A～D与上盖30接触时的冲击。因此，能够抑制质量附加膜125A～D的损伤。
特别是，在保持臂150具有保持后臂152A、152B和保持侧臂153A、153B的情况下，由于落下等冲击，基部130以及振动臂121A～D及保持臂150等整体上位移。因此，振动臂121A～D的固定端以及开放端的双方与上盖30接近，有可能质量附加部122A～D的比中央部厚的端部整体与上盖30接触。因此，质量附加部122A～D的比中央部厚的端部的面积增大，从而无论端部相对于中央部的位置如何，通过增大质量附加部122A～D与上盖30的接触面积，都能够分散与上盖30接触时的冲击。
例如，即使在质量附加膜125A～D的任意一个中膜左端部以及膜右端部的至少一方比膜中央部厚的情况下，通过增大与上盖30的接触面积，也能够分散与上盖30接触时的冲击。
作为具体的结构的一个例子，在左侧的外侧振动臂121A中相当于质量附加膜125A的外侧的端部的膜左端部125AC的厚度大于膜中央部125AO以及膜右端部125AD的厚度。另外，在右侧的外侧振动臂121D中相当于质量附加膜125D的外侧的端部的膜右端部125DD的厚度大于膜中央部125DO以及膜左端部125DC的厚度。另外，在内侧振动臂121B、121C的各个中质量附加膜125B、125C的膜左端部125BC、125CC以及膜右端部125BD、125CD的厚度是与膜中央部125BO、125CO的厚度大致相同的大小。这样的质量附加膜125A～D的形状通过在质量附加膜125A～D的微调处理时，通过被设置为与所有质量附加膜125A～D对置的掩模的共用的开口部的一并的蚀刻而形成。因此，与通过被设置为分别与质量附加膜125A～D对置的个别的开口部进行蚀刻的情况相比，蚀刻时的质量附加膜125A～D与掩模的对位较容易。因此，能够改善谐振子的成品率。另外，振动臂121A～D中，至少在外侧振动臂121A、121D中，通过增大质量附加部122A、122D的各个与上盖30的接触面积，能够分散质量附加部122A、122D的各个与上盖30接触时的冲击。另外，由于外侧振动臂121A、121D的质量附加部122A、122D比内侧振动臂121B、121C的质量附加部122B、122C重，因此能够改善DLD(Drive LevelDependency：激励功率依赖性)。
此外，在沿着与振动臂121A～D延伸的方向交叉的方向(振动臂121A～D排列的方向)的截面中，质量附加膜125A～D各自的膜左端部以及膜右端部也可以比质量附加膜125A～D各自的膜中央部厚。据此，在振动臂121A～D的各个中，通过质量附加部122A～D的各个与上盖30的接触面积增大，由此能够分散质量附加部122A～D的各个与上盖30接触时的冲击。
此外，只要在表面具有以质量附加部122A～D的中央部至少比任意的端部薄的方式倾斜的倾斜面，则谐振子10并不限定于上述的结构。例如，质量附加部122A～D的保护膜F5也可以具有以中央部至少比任意的端部薄的方式倾斜的倾斜面。此时，质量附加膜125A～D可以省略，也可以沿保护膜F5的倾斜面而设置。另外，质量附加部122A～D的Si基板F2也可以具有以中央部至少比任意的端部薄的方式倾斜的倾斜面。
以下，对本发明的其它实施方式所涉及的谐振子的结构进行说明。此外，在下述的实施方式中，对与上述的第一实施方式共通的事项省略描述，仅对不同的点进行说明。特别是对于同样的结构产生的同样的作用效果没有依次提及。
＜第二实施方式＞
接下来，参照图8并对第二实施方式所涉及的谐振子所具备的振动臂221A的质量附加部222A的结构进行说明。图8是沿第二实施方式所涉及的质量附加部的YZ面的剖视图。此外，第二实施方式所涉及的谐振子与第一实施方式所涉及的谐振子10同样地具有具备质量附加部的多个振动臂，沿着每个振动臂延伸的方向的质量附加部的截面形状与图8所示的振动臂221A的质量附加部222A的截面形状相同。因此，对于其它振动臂所具备的质量附加部的结构省略图示以及说明。
振动臂221A的质量附加部222A具备质量附加膜225A，该质量附加膜具有膜中央部225AO、膜前端部225AA以及膜后端部225AB。膜后端部225AB的厚度大于膜中央部225AO的厚度以及膜前端部225AA的厚度。据此，如在第一实施方式中说明的那样，能够减少在制造工序中离子束向振动臂221A的其它部件(保护膜等)的照射量，并能够抑制振动臂221的质量附加部222A附近的带电。
＜第三实施方式＞
接下来，参照图9并对第三实施方式所涉及的谐振子所具备的振动臂321A的质量附加部322A的结构进行说明。图9是第三实施方式所涉及的质量附加部的沿YZ面的剖视图。与第二实施方式同样，省略关于未图示的其它振动臂所具备的质量附加部的截面形状的说明。
振动臂321A的质量附加部322A具备质量附加膜325A，该质量附加膜具有膜中央部325AO、膜前端部325AA以及膜后端部325AB。膜前端部325AA的厚度大于膜中央部325AO的厚度以及膜后端部325AB的厚度。据此，如在第一实施方式中说明的那样，质量附加部322A中的与上盖30接触的可能性最高的区域的厚度较大，从而能够抑制质量附加膜325A的损伤。
＜第四实施方式＞
接下来，参照图10并对第四实施方式所涉及的谐振子所具备的振动臂421A的质量附加部422A的结构进行说明。图10是第四实施方式所涉及的质量附加部的沿YZ面的剖视图。与第二实施方式同样，省略关于未图示的其它振动臂所具备的质量附加部的截面形状的说明。
振动臂421A的质量附加部422A具备质量附加膜425A，该质量附加膜具有膜中央部425AO、膜前端部425AA以及膜后端部425AB。在沿振动臂421A剖视时，质量附加膜425A在膜前端部425AA以及膜后端部425AB的膜中央部425AO侧的内侧具有倾斜面。质量附加膜425A在膜前端部425AA以及膜后端部425AB的与膜中央部425AO相反侧的外侧还具有曲面状的倾斜面。该外侧的倾斜面相当于连结质量附加膜425A的上表面和下表面的侧面。这样的形状的质量附加膜425A例如通过在利用使用荫罩的微调处理除去上表面的一部分形成内侧的倾斜面之后，对整个上表面进行微调处理形成外侧的倾斜面而形成。通过在膜端部的内侧和外侧设置倾斜面，从而在质量附加膜与其它部件接触时，能够进一步抑制在质量附加部122A～D的端部产生的外部应力的集中，能够进一步促进该外部应力向质量附加部的分散。
＜第五实施方式＞
接下来，参照图11以及图12并对第五实施方式所涉及的谐振子500的结构进行说明。图11是简要表示第五实施方式所涉及的谐振子的构造的俯视图。图12是第五实施方式所涉及的质量附加部的沿YZ面的剖视图。
第五实施方式所涉及的谐振子500与第一实施方式所涉及的谐振子10同样地具备振动部510、保持部540以及保持臂550。保持部540具有前框541A、后框541B、左框541C以及右框541D。谐振子500具有Si基板5F2、温度特性修正层5F21、金属膜5E1、5E2、压电膜5F3以及保护膜5F5。
振动部510具有沿着XY面扩展成平板状的大致长方体的轮廓。如图11所示，在俯视XY面时，振动部510的形状是具有沿Y轴方向延伸的长边的长方形。遍及振动部510的大致整个面，设置有矩形的压电膜5F3、和夹着压电膜5F3对置的矩形的金属膜5E1、5E2。通过分别在作为下部电极以及上部电极发挥功能的金属膜5E1与金属膜5E2之间施加电场，从而压电膜5F3沿着X轴方向以及Y轴方向伸缩。由此，振动部510以伸缩(轮廓)振动模式振动。此外，振动部510并不限定于平板状，例如也可以是具有一定的厚度的四棱柱状。如图11所示，振动部510具有前边511A、后边511B、左边511C以及右边511D。前边511A以及后边511B分别位于前框541A侧以及后框541B侧，相当于沿X轴方向延伸的一对短边。左边511C以及右边511D分别位于左框541C侧以及右框541D侧，相当于沿Y轴方向延伸的一对长边。前边511A、左边511C以及右边511D分别与前框541A、左框541C以及右框541D分离一定的释放宽度。
在振动部510中的位移相对较大的位置、即四角的每个角设置有质量附加部522A～D。在俯视XY面时，质量附加部522A～D分别是具有沿着左边511C以及右边511D的一对长边和沿着前边511A以及后边511B的一对短边的大致矩形。质量附加膜525A～D分别遍及质量附加部522A～D的表面的大致整体设置为大致矩形。质量附加膜525A设置于前边511A与左边511C所成的角的附近，质量附加膜525B设置于后边511B与左边511C所成的角的附近，质量附加膜525C设置于后边511B与右边511D所成的角的附近，质量附加膜525D设置于前边511A与右边511D所成的角的附近。
如图12所示，质量附加膜525A具有以膜中央部525AO比膜前端部525AA以及膜后端部525AB薄的方式倾斜的倾斜面。质量附加膜525A也可以具有以膜中央部525AO比省略图示的膜左端部以及膜右端部薄的方式倾斜的倾斜面。例如，质量附加膜525A也可以接近振动部510的中央部的膜后端部以及膜右端部是与膜中央部相同的厚度，并具有以远离振动部510的中央部的膜前端部以及膜左端部比膜中央部厚的方式倾斜的倾斜面。此外，质量附加膜525B～D也可以与质量附加膜525A同样地具有倾斜面。
保持臂550具有后保持臂551B。后保持臂551B连接振动部510的后边511B和保持部540的后框541B。后保持臂551B具有连接臂552B、553B、554B。连接臂552A连接振动部510和连接臂553B，连接臂554B连接连接臂553B和后框541B。连接臂552B、554B分别与后边511B以及后框541B的X轴方向的中心连接。另外，连接臂552B、554B分别与连接臂553B的X轴方向的中心连接。连接臂552B、554B各自的沿X轴方向的宽度大致相等。俯视时的连接臂553B的形状是比连接臂552B、554B各自的沿X轴方向的宽度大的直径的半圆状。连接臂553B的沿X轴方向的宽度WB随着从连接臂552B朝向连接臂554B而变小。换言之，连接臂553B的连接臂552B侧的侧壁是直线状，连接臂553B的连接臂554B侧的侧壁成为圆弧状。由于在振动部510中被激励的振动被连接臂553B的圆弧状的侧壁反射，因此能够提高振动的封闭性。
＜第六实施方式＞
接下来，参照图13以及图14并对第六实施方式所涉及的谐振子600的结构进行说明。图13是简要表示第六实施方式所涉及的谐振子的构造的俯视图。图14是第六实施方式所涉及的质量附加部的沿ZX面的剖视图。
第六实施方式所涉及的谐振子600与第五实施方式所涉及的谐振子500同样地具备振动部610、保持部640以及保持臂650。振动部610具有前边611A、后边611B、左边611C以及右边611D，以沿着X轴方向以及Y轴方向的伸缩振动模式振动。保持部640具有前框641A、后框641B、左框641C以及右框641D。另外，在振动部610层叠有Si基板6F2、温度特性修正层6F21、金属层6E1、6E2、压电膜6F3以及保护膜6F5。
如图13所示，在俯视XY面时，振动部610的形状是具有沿X轴方向延伸的长边的长方形。因此，前边611A以及后边611B相当于沿X轴方向延伸的一对长边，左边611C以及右边611D相当于沿Y轴方向延伸的一对短边。在俯视XY面时，质量附加部622设置在振动部610的大致整个面。即、质量附加膜625设置在振动部610的大致整个面。如图14所示，质量附加膜625A具有以膜中央部625AO比膜左端部625AC以及膜右端部625AD薄的方式倾斜的倾斜面。质量附加膜625A也可以具有以膜中央部625AO比省略图示的膜前端部以及膜后端部薄的方式倾斜的倾斜面。
另外，质量附加膜625A也可以具有以膜左端部625AC以及膜右端部625AD的一部分比膜左端部625AC以及膜右端部625AD的其它部分薄的方式倾斜的倾斜面。作为具体的例子，质量附加膜625A也可以具有以各边611A～D各自的所成的角部的附近比各边611A～D各自的中间部分的附近厚的方式倾斜的倾斜面、以及以各边611A～D各自的所成的角部的附近比各边611A～D的内侧的中央部厚的方式倾斜的倾斜面。
保持臂650具有被设置为在Y轴方向上夹着振动部610的前保持臂651A以及后保持臂651B。前保持臂651A连接保持部640的前框641A和振动部610的前边611A，后保持臂651B连接保持部640的后框641B和振动部610的后边611B。后保持臂651B是与第五实施方式的后保持臂551B同样的结构，前保持臂651A以及后保持臂651B是夹着振动部610而对称的结构。
＜总结＞
以下，附记本发明的实施方式的一部分或者全部。此外，本发明并不限定于以下的结构。
根据本发明的一个方式，提供一种谐振子，具备：振动部，具有压电膜以及上部电极及下部电极，该上部电极及下部电极以中间夹着压电膜而对置设置；以及质量附加部，至少设置于振动部中的位移相对较大的位置，质量附加部具有以在剖视振动部时中央部至少比任意的端部薄的方式倾斜的倾斜面。
据此，在产生外部应力时，质量附加部的端部的变形量大于质量附加部的中央部的变形量。因此，在振动部因落下等冲击而较大地位移时，即使在质量附加部中，首先与其它部件接触的端部较大地变形而缓和冲击，因此也能够抑制受到落下等冲击时的质量附加部的损伤。
作为一个方式，谐振子还具备基部，振动部具有至少一个振动臂，该至少一个振动臂的一端是与基部的前端部连接的固定端，该至少一个振动臂的另一端是远离前端部而设置的开放端，质量附加部设置于至少一个振动臂的开放端，质量附加部的倾斜面以在沿至少一个振动臂延伸的方向剖视时中央部比端部薄的方式倾斜。
据此，由于质量附加部的端部缓和冲击，因此能够减少在质量附加部与其它部件接触时施加到振动臂的固定端(根部)的负荷，并能够抑制振动臂的根部破损。
作为一个方式，倾斜面是倾斜度随着从中央部朝向端部而变大的曲面状。
据此，在质量附加部的较薄的中央部与较厚的端部之间的表面没有形成应力集中的角部。因此，与其它部件接触时的质量附加部的耐久性提高。
作为一个方式，至少一个振动臂具有覆盖上部电极的绝缘性的保护膜，质量附加部具有设置在保护膜上的质量附加膜，倾斜面形成于质量附加膜。
据此，质量附加膜的倾斜面能够与基于微调处理的频率的调整同时形成。
作为一个方式，质量附加膜具有导电性，并与上部电极或者下部电极电连接。
据此，即使在用于形成倾斜面的微调处理中进行了离子束蚀刻，也能够消除质量附加膜的带电，抑制库仑相互作用导致的振动特性的恶化。
作为一个方式，质量附加膜具有位于中央部的膜中央部、位于膜中央部的固定端侧的膜后端部，质量附加膜的膜后端部比质量附加膜的膜中央部厚。
据此，在形成倾斜面的离子束蚀刻中，离子束照射到远离质量附加膜的膜后端部的区域。因此，能够减少离子束向保护膜的照射量，并能够抑制保护膜的带电。因此，能够抑制由库仑相互作用引起的振动特性的变动。
作为一个方式，质量附加膜具有位于中央部的膜中央部和位于膜中央部的开放端侧的膜前端部，质量附加膜的膜前端部比质量附加膜的膜中央部厚。
据此，质量附加膜中的振动臂较大地位移时与其它部件接触的可能性最高的区域的厚度较大，由此能够抑制质量附加膜的损伤。
作为一个方式，还具备：保持基部以及至少一个振动臂的保持部以及连接基部和保持部的保持臂，保持臂具有：连接于基部的与前端部相反侧的后端部的保持后臂、以及与保持后臂连接并在基部与保持部之间与至少一个振动臂并行地延伸的保持侧臂。
据此，由于落下等冲击而基部以及振动臂整体上位移。因此，有可能振动臂的固定端以及开放端的双方与其它部件接近，质量附加部的比中央部厚的端部整体与该其它部件接触。因此，质量附加部的比中央部厚的端部的面积增大，从而无论端部相对于中央部的位置如何，由于质量附加部与该其它部件的接触面积增大，能够分散与该其它部件接触时的冲击。
作为一个方式，提供一种谐振装置，具备：上述的谐振子、与谐振子接合的下盖、夹着谐振子与下盖接合并与下盖之间形成至少一个振动臂振动的振动空间的上盖。
如以上说明那样，根据本发明的一个方式，能够提供可以改善可靠性的谐振子以及具备该谐振子的谐振装置。
此外，以上说明的实施方式是用于容易理解本发明的内容，并不是用于限定解释本发明的内容。本发明可以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，本领域技术人员对各实施方式适当地施加设计变更得到的方式只要具备本发明的特征，则包含于本发明的范围内。例如，各实施方式所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出的内容而能够适当地变更。例如，在弯曲振动模式、伸缩振动模式以外的谐振子中，通过至少设置于振动部中的位移相对较大的位置的质量附加部具有以质量附加部的中央部比端部薄的方式倾斜的倾斜面，也能够得到同样的效果。另外，各实施方式所具备的各要素能够在技术上尽可能地组合，将这些组合的方式只要包含本发明的特征则包含于本发明的范围。
附图标记说明
1…谐振装置，10…谐振子，20…下盖，30…上盖，21、31…凹部，22、32…底板，23、33…侧壁，110…振动部，121A～D…振动臂，122A～D…质量附加部，123A～D…臂部，125A～D…质量附加膜，125AO…膜中央部，125AA…膜前端部，125AB…膜后端部，125AC…膜左端部，125AD…膜右端部，130…基部，131A…前端部，131B…后端部，131C…左端部，131D…右端部，140…保持部，141A…前框，141B…后框，141C…左框，141D…右框，150…保持臂，151A…左保持臂，151B…右保持臂，152A、152B…保持后臂，153A、153B…保持侧臂，F2…Si基板，F21…温度特性修正层，F3…压电膜，F5…保护膜，E1…金属膜(下部电极)，E2…金属膜(上部电极)。

Claims (9)

1.一种谐振子，具备：
振动部，具有压电膜以及上部电极及下部电极，所述上部电极及下部电极以中间夹着所述压电膜而对置设置；以及
质量附加部，至少设置于所述振动部中的位移相对较大的位置，
所述质量附加部具有以在剖视所述振动部时中央部至少比任意的端部薄的方式倾斜的倾斜面。
2.根据权利要求1所述的谐振子，其中，
所述谐振子还具备基部，
所述振动部具有至少一个振动臂，所述至少一个振动臂的一端是与所述基部的前端部连接的固定端，所述至少一个振动臂的另一端是远离所述前端部而设置的开放端，
所述质量附加部设置于所述至少一个振动臂的开放端，
所述质量附加部的所述倾斜面以在沿所述至少一个振动臂延伸的方向剖视时所述中央部至少比任意的所述端部薄的方式倾斜。
3.根据权利要求2所述的谐振子，其中，
所述倾斜面是倾斜度随着从所述中央部朝向至少任意的所述端部而变大的曲面状。
4.根据权利要求2或3所述的谐振子，其中，
所述至少一个振动臂具有覆盖所述上部电极的绝缘性的保护膜，
所述质量附加部具有设置在所述保护膜上的质量附加膜，
所述倾斜面形成于所述质量附加膜。
5.根据权利要求4所述的谐振子，其中，
所述质量附加膜具有导电性，并与所述上部电极或者所述下部电极电连接。
6.根据权利要求4或5所述的谐振子，其中，
所述质量附加膜具有：位于所述中央部的膜中央部、和位于所述膜中央部的所述固定端侧的膜后端部，
所述质量附加膜的所述膜后端部比所述质量附加膜的所述膜中央部厚。
7.根据权利要求4～6中任意一项所述的谐振子，其中，
所述质量附加膜具有：位于所述中央部的膜中央部、和位于所述膜中央部的所述开放端侧的膜前端部，
所述质量附加膜的所述膜前端部比所述质量附加膜的所述膜中央部厚。
8.根据权利要求2～7中任意一项所述的谐振子，其中，
所述谐振子还具备：保持所述基部以及所述至少一个振动臂的保持部、以及连接所述基部和所述保持部的保持臂，
所述保持臂具有：
保持后臂，连接于所述基部的与所述前端部相反侧的后端部；以及
保持侧臂，与所述保持后臂连接，并在所述基部与所述保持部之间与所述至少一个振动臂并行地延伸。
9.一种谐振装置，具备：
权利要求1～8中任意一项所述的谐振子；
与所述谐振子接合的下盖；以及
上盖，夹着所述谐振子与所述下盖接合，并与所述下盖之间形成所述至少一个振动臂振动的振动空间。
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