CN112740550B - 谐振装置 - Google Patents
谐振装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112740550B CN112740550B CN201980061641.9A CN201980061641A CN112740550B CN 112740550 B CN112740550 B CN 112740550B CN 201980061641 A CN201980061641 A CN 201980061641A CN 112740550 B CN112740550 B CN 112740550B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- substrate
- resonator
- vibrating
- resonant device
- piezoelectric film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 68
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 55
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 55
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 14
- 239000010408 film Substances 0.000 description 127
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 24
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 14
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 10
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 7
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 7
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 6
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 6
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 4
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- -1 scandium aluminum Chemical compound 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NWAIGJYBQQYSPW-UHFFFAOYSA-N azanylidyneindigane Chemical compound [In]#N NWAIGJYBQQYSPW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 2
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 2
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005676 thermoelectric effect Effects 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019687 Lamb Nutrition 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000014676 Phragmites communis Nutrition 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N selanylidenegallium;selenium Chemical compound [Se].[Se]=[Ga].[Se]=[Ga] VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N tantalum pentoxide Inorganic materials O=[Ta](=O)O[Ta](=O)=O PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052984 zinc sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02244—Details of microelectro-mechanical resonators
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/05—Holders; Supports
- H03H9/10—Mounting in enclosures
- H03H9/1057—Mounting in enclosures for microelectro-mechanical devices
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/05—Holders; Supports
- H03H9/0595—Holders; Supports the holder support and resonator being formed in one body
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
- H03H9/17—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/24—Constructional features of resonators of material which is not piezoelectric, electrostrictive, or magnetostrictive
- H03H9/2405—Constructional features of resonators of material which is not piezoelectric, electrostrictive, or magnetostrictive of microelectro-mechanical resonators
- H03H9/2468—Tuning fork resonators
- H03H9/2478—Single-Ended Tuning Fork resonators
- H03H9/2489—Single-Ended Tuning Fork resonators with more than two fork tines
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02244—Details of microelectro-mechanical resonators
- H03H2009/02283—Vibrating means
- H03H2009/02291—Beams
- H03H2009/02322—Material
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02244—Details of microelectro-mechanical resonators
- H03H2009/02488—Vibration modes
- H03H2009/02496—Horizontal, i.e. parallel to the substrate plane
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
- H03H2009/155—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material using MEMS techniques
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
提供能够减少保持部的绝缘膜所带电的电荷给予谐振频率的影响的谐振装置。谐振装置(1)具备：谐振子(10)，包括振动部(120)和保持部(140)，上述保持部(140)配置于振动部(120)四周的至少局部且包括将振动部(120)保持为能够振动的保持体和形成在该保持体上的绝缘膜(235)；和下盖(20)，其包括形成振动部(120)的振动空间的至少局部的凹部(21)，绝缘膜235的内侧面相对于规定凹部(21)的侧壁(23)的内表面(23a)隔开第1距离D1配置。
Description
技术领域
本发明涉及谐振装置。
背景技术
以往，使用MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技术制造的谐振子(以下，也称为“MEMS振子”)受到关注。
在MEMS振子中，存在因制造偏差使谐振频率产生不一致的情况。因此，在MEMS振子的制造期间、制造后，通过追加蚀刻等来调整频率。
例如，公知有一种振动片，具有：基部；振动臂，其从基部起在Y轴方向上延出并在Z轴方向上屈曲振动；压电体元件，其设置于振动臂，并使振动臂屈曲振动；以及质量部，其在振动臂的比压电体元件靠末端侧处设置，在上述振动片中，压电体元件至少具有第1电极层、第2电极层以及位于它们之间的压电体层，质量部具有至少一个膜部，该膜部由与构成压电体元件的层中任一个层相同的材料构成(参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2012-065293号公报
以往的谐振子成为矩形的振动部(振动体)通过保持臂来与保持部连接的结构，成为保持部的表面由绝缘膜覆盖的结构。在这样的结构的谐振子中，存在例如由于在薄膜形成时产生的电场等，导致保持部中绝缘膜带电这种情况。另外，在以往的谐振子中，在利用使用了专利文献1记载的那样的离子束的频率调整方法的情况下，存在由于离子束照射于保持部而导致保持部的绝缘膜带电这种情况。并且，在保持部的绝缘膜使用热电体的情况下，由于因温度变化产生的热电效应，使绝缘膜的界面产生电荷。这样，若在振动部周围配置的保持部的绝缘膜带电，则由于绝缘膜的电荷而产生库伦力(静电力)，振动部的弹簧常数变化，作为其结果，谐振频率变动。
发明内容
本发明是鉴于这样的状况而完成的，目的在于提供能够减少保持部的绝缘膜所带电的电荷给予谐振频率的影响的谐振装置。
本发明的一方面所涉及的谐振装置具备：谐振子，其包括振动部和保持部，上述保持部配置于振动部四周的至少局部且包括将振动部保持为能够振动的保持体和形成在该保持体上的绝缘膜；和下盖，其包括形成振动部的振动空间的至少局部的凹部，绝缘膜的内侧面相对于规定凹部的侧壁的内表面隔开第1距离配置。
根据本发明，能够减少保持部的绝缘膜所带电的电荷给予谐振频率的影响。
附图说明
图1是概略地示出本发明的第1实施方式所涉及的谐振装置的外观的立体图。
图2是概略地示出图1所示的谐振装置的构造的分解立体图。
图3是概略地示出图2所示的谐振子的构造的俯视图。
图4是概略地示出沿着图2所示的IV-IV线的谐振装置的剖面的结构的剖视图。
图5是概略地示出沿着图3所示的V-V线的振动臂的剖面的结构的剖视图。
图6是概略地示出沿着图3所示的VI-VI线的谐振子的剖面的结构的剖视图。
图7是概略地示出本发明的第2实施方式所涉及的谐振装置的结构的剖视图。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式进行说明。在以下附图的记载中，相同或者类似的结构要素由相同或者类似的附图标记表示。附图是例示性的，各部的尺寸、形状是示意性的，不应该理解为将本发明的技术范围限定于该实施方式。
[第1实施方式]
首先，参照图1和图2，对本发明的第1实施方式所涉及的谐振装置的概略结构进行说明。图1是概略地示出本发明的第1实施方式所涉及的谐振装置1的外观的立体图。图2是概略地示出图1所示的谐振装置1的构造的分解立体图。
谐振装置1具备下盖20、谐振子10、上盖30。即，谐振装置1由下盖20、谐振子10、上盖30依次层叠而构成。下盖20和上盖30配置为隔着谐振子10相互对置。此外，下盖20相当于本发明的“第1基板”的一个例子，上盖30相当于本发明的“第2基板”的一个例子。
以下，对谐振装置1的各结构进行说明。此外，以下的说明中，将谐振装置1中的设置有上盖30的一侧作为上(或者表)，将设置有下盖20的一侧作为下(或者背)进行说明。
谐振子10是使用MEMS技术制造的MEMS振子。谐振子10、下盖20和上盖30接合，以使得谐振子10被密封并形成谐振子10的振动空间。另外，谐振子10和下盖20分别使用硅(Si)基板(以下，称为“Si基板”)而形成，Si基板彼此相互接合。此外，谐振子10和下盖20也可以使用SOI基板而形成。
上盖30沿着XY平面以平板状扩张，在其背面形成有例如平坦的长方体形状的凹部31。凹部31由侧壁33围起，形成供谐振子10振动的空间亦即振动空间的局部。此外，也可以是，上盖30不具有凹部31，为平板状的结构。
下盖20具有：沿着XY平面设置的矩形平板状的底板22、从底板22的周缘部起在Z轴方向上换句话说在下盖20和谐振子10的层叠方向上延伸的侧壁23。在下盖20上，在与谐振子10对置的面上，形成有由底板22的表面和侧壁23的内表面划分的凹部21。凹部21形成谐振子10的振动空间的至少局部。
通过前述的上盖30和下盖20，使谐振子10的振动空间被气密地密封，维持真空状态。也可以在该振动空间例如填充有不活泼气体等气体。
在下盖20的内表面即底板22的表面形成有从底板22起向振动空间内突起的突起部50。对突起部50的详细结构进行后述。
接下来，参照图3，对本发明的一实施方式所涉及的谐振子10的概略结构进行说明。该图是概略地示出图2所示的谐振子10的构造的俯视图。
如图3所示，谐振子10是使用MEMS技术来制造的MEMS振子，在图3的直角坐标系的XY平面内进行面外振动。此外，谐振子10不限定于使用了面外屈曲振动模式的谐振子。谐振装置1的谐振子也可以是例如使用扩展振动模式、厚度纵向振动模式、兰姆波振动模式、面内屈曲振动模式、表面波振动模式的谐振子。这些振子例如应用于定时设备、RF滤波器、双工器、超声换能器、陀螺仪传感器、加速度传感器等。另外，也可以应用于具有致动器功能的压电镜、压电陀螺仪、光扫描仪型MEMS镜、具有压力传感器功能的压电麦克风、超声波振动传感器等。并且，也可以应用于静电MEMS元件、电磁驱动MEMS元件、压敏电阻MEMS元件。而且，也能够用于MHz振子，来用于MHz振荡器。
谐振子10具备振动部120、保持部140、保持臂110、导通孔V1、V2、V3、V4。
振动部120具有沿着图3的直角坐标系的XY平面扩张的矩形的轮廓。振动部120配置于保持部140的内侧，并在振动部120与保持部140之间，以规定间隔形成有空间。在图3的例子中，振动部120包括基部130和四个振动臂135A～135D(以下，也集中称为“振动臂135”)。此外，振动臂的数量不限定于四个，例如设定为两个以上的任意数量。在本实施方式中，各振动臂135和基部130一体形成。
在俯视谐振子10的主面(以下，仅称为“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的前端的面(以下，也称为“前端131A”)的一个边，长边131b是基部130的后端的面(以下，也称为“后端131B”)的一个边。在基部130中，前端131A与后端131B相互对置地配置。
基部130在前端131A处与后述的振动臂135连接，在后端131B处与后述的保持臂111、112连接。此外，在图3所示的例子中，在俯视时，基部130具有大致长方形的形状，但不限定于此。例如，基部130相对于沿着长边131a的垂直平分线规定的假想平面P大致面对称地形成即可。另外，基部130例如也可以是长边131b比长边131a短的梯形、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，也可以是曲线。
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之间的最长距离亦即基部长度(图3中短边131c、131d的长度)为40μm左右。另外，在与基部长度方向正交的宽度方向上，基部130的侧端彼此间的最长距离亦即基部宽度(图3中长边131a、131b的长度)为285μm左右。
振动臂135在Y轴方向上延伸，且分别具有相同的尺寸。振动臂135分别在基部130与保持部140之间与Y轴方向平行地设置，且一端与基部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分别在自由端具有重锤部G。重锤部G比振动臂135的其他部位在X轴方向上的宽度宽。重锤部G例如在X轴方向上的宽度为70μm左右。重锤部G通过相同工艺与振动臂135一体形成。通过形成重锤部G，从而对于振动臂135的每单位长度的重量而言，自由端侧比固定端侧重。因此，振动臂135分别在自由端侧具有重锤部G，从而能够增大各振动臂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轴方向上，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。将振动臂135B与振动臂135C之间的在X轴方向上的间隔W1设定得大于外侧的振动臂135A(135D)与同该外侧的振动臂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。通过将间隔W2设定得小于间隔W1，从而改善振动特性。此外，为了能够使谐振装置1小型化，也可以将间隔W1设定得小于间隔W2，也可以以等间隔设定。
在振动部120的表面(与上盖30对置的面)上，覆盖其整个面地形成有绝缘膜235。并且，在振动臂135A～135D的绝缘膜235的表面的局部分别形成有导电膜236。能够通过绝缘膜235和导电膜236来调整振动部120的谐振频率。此外，绝缘膜235不是必须覆盖振动部120的整个面，但在保护频率调整的基底的电极膜例如图4的金属层E2和压电膜例如图4的压电薄膜F3免受损伤这方面，优选覆盖振动部120的整个面。
导电膜236形成在绝缘膜235上，并使得该导电膜236的表面在振动部120中由振动形成的平均位移比其他区域大的那个区域的至少局部暴露。具体而言，导电膜236形成于振动臂135的末端即重锤部G。另一方面，绝缘膜235其表面在振动臂135的其他区域暴露。在该实施例中，导电膜236形成得至振动臂135的末端为止，末端部处绝缘膜235完全没有暴露，但也能够构成为导电膜236没有形成于振动臂135的末端部，以使得绝缘膜235的局部暴露。此外，也可以在振动臂135的根部侧(与基部130连接这一侧)形成第2导电膜。在这种情况下，能够抑制与频率调整相伴的频率的温度特性的变化。
保持部140沿着XY平面以矩形的框状形成。在俯视时，保持部140具有框形状，并配置为沿着XY平面从外侧包围振动部120。这样，在俯视时，保持部140具有框形状，由此能够容易地实现包围振动部120的保持部140。
此外，保持部140配置于振动部120四周的至少局部即可，不限定于框形状。例如，保持部140保持振动部120，而且以能够与上盖30和下盖20接合的程度配置于振动部120四周即可。
在本实施方式中，保持部140包括一体形成的棱柱形状的框体140a～140d。如图3所示，框体140a与振动臂135的自由端对置，且长边方向设置得与X轴平行。框体140b与基部130的后端131B对置，且长边方向设置得与X轴平行。框体140c与基部130的侧端(短边131c)和振动臂135A对置，且长边方向设置得与Y轴平行，且在其两端分别与框体140a、140b的一端连接。框体140d同基部130的侧端(短边131d)和振动臂135D对置，且长边方向设置得与Y轴平行，且在其两端分别与框体140a、140b的另一端连接。
保持部140的大致整个面由绝缘膜235覆盖。
保持臂111和保持臂112配置于保持部140的内侧，并将基部130的后端131B与框体140c、140d连接。如图3所示，保持臂111和保持臂112相对于沿着基部130的X轴方向的中心线与YZ平面平行地规定的假想平面P大致面对称地形成。
保持臂111包括臂111a、111b、111c、111d。对于保持臂111而言，一端与基部130的后端131B连接，该连接处起朝向框体140b延伸。然后，保持臂111在朝向框体140c的方向上(即，X轴方向)屈曲，而且在朝向框体140a的方向上(即，Y轴方向)屈曲，再次在朝向框体140c的方向(即，X轴方向)上屈曲，另一端与框体140c连接。
臂111a配置为，在基部130与框体140b之间，与框体140c对置，且长边方向与Y轴平行。对于臂111a而言，一端在后端131B处与基部130连接，从该连接处起同后端131B大致垂直地延伸即在Y轴方向上延伸。在臂111a的X轴方向的中心经过的轴线优选配置得比振动臂135A的中心线靠内侧，在图3的例子中，臂111a配置于振动臂135A与振动臂135B之间。而且，臂111a的另一端在其侧面处与臂111b的一端连接。对于臂111a而言，在X轴方向上规定的宽度为20μm左右，在Y轴方向上规定的长度为40μm。
臂111b配置为，在基部130与框体140b之间与框体140b对置，且长边方向与X轴方向平行。对于臂111b而言，一端与臂111a的另一端即同框体140c对置这一侧的侧面连接，从该连接处起同臂111a大致垂直地延伸，即在X轴方向上延伸。另外，臂111b的另一端与臂111c的一端即同振动部120对置这一侧的侧面连接。臂111b例如在Y轴方向上规定的宽度为20μm左右，在X轴方向上规定的长度为75μm左右。
臂111c配置为，在基部130与框体140c之间，与框体140c对置，且长边方向与Y轴方向平行。臂111c的一端在其侧面处与臂111b的另一端连接，另一端与臂111d的一端即框体140c侧的侧面连接。臂111c例如在X轴方向上规定的宽度为20μm左右，在Y轴方向上规定的长度为140μm左右。
臂111d配置为，在基部130与框体140c之间，与框体140a对置，且长边方向与Y轴方向平行。臂111d的一端与臂111c的另一端即同框体140c对置这一侧的侧面连接。另外，对于臂111d而言，另一端在与振动臂135A和基部130间连接部位附近对置的位置处与框体140c连接，从该连接处起同框体140c大致垂直地延伸，即在X轴方向上延伸。臂111d例如在Y轴方向上规定的宽度为20μm左右，在X轴方向上规定的长度为10μm左右。
这样，保持臂111构成为，在臂111a处与基部130连接，且在臂111a与臂111b连接的部位、臂111b与臂111c连接的部位和臂111c与臂111d连接的部位处屈曲之后，与保持部140连接。
保持臂112包括臂112a、112b、112c、112d。对于保持臂112而言，一端与基部130的后端131B连接，从该连接处起朝向框体140b延伸。而且，保持臂112在朝向框体140d的方向(即，X轴方向)上屈曲，而且在朝向框体140a的方向(即，Y轴方向)上屈曲，再次在朝向框体140d的方向(即，X轴方向)上屈曲，另一端与框体140d连接。
此外，臂112a、112b、112c、112d的结构分别是与臂111a、111b、111c、111d对称的结构，因此，针对详细的说明进行省略。
导通孔V1、V2、V3、V4是在振动臂135的末端部附近形成且填充有金属的孔，使分别形成于振动臂135A～135D的导电膜236与后述的金属层E2(参照图6)电连接。图6中，双点划线表示电连接，特别是虚线表示基于导通孔V1、V2、V3、V4的电连接。
针对详情将后述，但导通孔V1、V2、V3、V4分别在振动臂135A、135B、135C、135D的末端部的导电膜236所暴露的区域和绝缘膜235所暴露的区域的边界附近形成。在本实施方式中，形成于重锤部G的靠固定端侧的端部。
导通孔V6、V7优选在保持部140中同保持臂111或者保持臂112连接的连接部位附近形成。在图3的例子中，导通孔V6形成于框体140c的与保持臂111(臂111d)连接的连接部位附近，导通孔V7形成于框体140d的与保持臂112(臂112d)连接的连接部位附近。此外，形成有导通孔V6、V7的位置不限定于该例子，也可以形成于保持部140的任意位置。
导通孔V6、导通孔V7形成有用于使后述的金属层E2(上部电极)和外部的驱动电源连接的端子。由此，对振动部120给予驱动电源。
突起部50在振动臂135B与振动臂135C之间突起地形成于下盖20。在本实施方式中，突起部50形成为与振动臂135B、135C平行地延伸的棱柱形状。突起部50的沿着振动臂135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。此外，突起部50的数量不限定于为一个这种情况，也可以是2个以上的多个。
接下来，参照图4～图6，对本发明的一实施方式所涉及的谐振装置1的层叠构造进行说明。图4是概略地示出沿着图2所示的IV-IV线的谐振装置1的剖面的结构的剖视图。图5是概略地示出沿着图3所示的V-V线的振动臂135D的剖面的结构的剖视图。图6是概略地示出沿着图3所示的VI-VI线的谐振子10的剖面的结构的剖视图。此外，图2所示的IV-IV线是与框体140a、140b平行的线。
如图4所示，上盖30通过规定厚度的硅(Si)晶圆(以下，称为“Si晶圆”)S3形成。上盖30在其周边部(侧壁33)通过后述的接合层40来与谐振子10的保持部140接合。优选上盖30的与谐振子10对置的表面和背面由未图示的氧化硅膜覆盖。氧化硅膜例如通过Si晶圆S3的表面的氧化、化学气相蒸镀(CVD:Chemical Vapor Deposition)，形成于Si晶圆S3的表面。
另外，在上盖30的和与谐振子10对置的面相反侧的面形成有未图示的端子。端子通过在形成于上盖30的贯通孔填中充掺杂了杂质的多晶硅(Poly-Si)、铜(Cu)、金(Au)、掺杂了杂质的单结晶硅等导电性材料而形成。端子与导通孔V6、V7连接，并具有作为使外部电源和谐振子10电连接的布线的功能。
下盖20的底板22和侧壁23通过Si(硅)晶圆S1而一体形成。另外，下盖20通过侧壁23的上表面来与谐振子10的保持部140接合。在Z轴方向上规定的下盖20的厚度例如为150μm，凹部21的深度例如为50μm。此外，Si晶圆S1由未简并的硅形成，其电阻率例如为16mΩ·cm以上。
在上盖30的周缘部与保持部140之间形成有接合层40，通过该接合层40，使上盖30与保持部140接合。接合层40例如由Au(金)膜和Sn(锡)膜形成。
突起部50与下盖20的Si晶圆S1一体形成。突起部50从凹部21的底板22起在振动臂135B与振动臂135C之间突起。这样，突起部50配置于振动臂135B与振动臂135C之间，并从下盖20的底板22突起，由此，能够提高下盖20的刚性，能够抑制在下盖20上形成的谐振子10的挠曲、下盖20的弯曲的产生。
谐振子10的保持部140、基部130、振动臂135和保持臂111、112通过相同工艺一体地形成。谐振子10在作为基板的一个例子的硅(Si)基板(以下，称为“Si基板F2”)上层叠有金属层E1。而且，在金属层E1上覆盖金属层E1地层叠有压电薄膜F3，并且在压电薄膜F3的表面层叠有金属层E2。在金属层E2上，覆盖金属层E2地层叠有绝缘膜235。在振动部120上并且在绝缘膜235上，层叠有导电膜236。在本实施例中，金属层E2构成为没有延伸至振动臂135的末端。由此，能够抑制因与金属层E1、导电膜236之间的短路引起的特性变化。这样，金属层E2优选没有延伸至振动臂135的末端地图案化，但也可以延伸至振动臂135的末端。另外，Si基板F2使用成为低电阻的简并硅基板，从而Si基板F2自身能够兼作金属层E1，也能够省略金属层E1。此外，金属层E1相当于本发明的“第1电极”的一个例子，金属层E2相当于本发明的“第2电极”的一个例子。
Si基板F2例如由厚度6μm左右的简并了的n型硅(Si)半导体形成，作为n型掺杂剂，能够包含磷(P)、砷(As)、锑(Sb)等。另外，用于Si基板F2的简并Si的电阻率例如不足1.6mΩ·cm，更优选为1.2mΩ·cm以下。并且，在Si基板F2的下表面形成有氧化硅(例如SiO 2)层F21，来作为温度特性修正层的一个例子。由此，能够提高温度特性。
在本实施方式中，氧化硅层F21是指具有如下功能的层：与该氧化硅层F21没有形成于Si基板F2的情况相比，在Si基板F2形成了温度特性修正层时的振动部120的频率的温度系数换句话说每单位温度的变化率至少在常温附近减少。振动部120具有氧化硅层F21，由此例如，在由Si基板F2、金属层E1、E2、压电薄膜F3和氧化硅层F21构成的层叠构造体的谐振频率下，能够减少与温度相伴的变化。此外，保持部140的氧化硅层F21和Si基板F2相当于本发明的“保持体”的一个例子。
在谐振子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的厚度的不一致偏离厚度的平均值在±20％以内。
此外，氧化硅层F21也可以形成于Si基板F2的上表面，也可以形成于Si基板F2的上表面和下表面双方。另外，也可以是，在保持部140中，在Si基板F2的下表面没有形成有氧化硅层F21。
金属层E1、E2例如为厚度0.1μm以上且0.2μm以下左右，在成膜后，通过蚀刻等图案化为所希望的形状。金属层E1、E2例如使用Mo(钼)、钨(W)等形成。这样，金属层E1、E2优选以结晶构造为体心立方构造的金属为主成分。由此，能够容易地实现适于谐振子10的下部电极和上部电极的金属层E1、E2。
金属层E1形成为例如在振动部120中，发挥作为下部电极、浮置电极或者接地电极的功能。在本实施例中，成为下部电极。另外，金属层E1形成为在保持臂111、112、保持部140上，作为用于在设置于谐振子10的外部的交流电源上连接下部电极或者接地电极的布线的功能。
另一方面，金属层E2形成为，在振动部120中，发挥作为上部电极的功能。另外，金属层E2形成为，在保持臂111、112、保持部140上，发挥作为用于在设置于谐振子10的外部的电路上连接上部电极的布线的功能。
此外，在从交流电源或者接地部向下部布线或者上部布线做连接时，也可以使用在上盖30的外表面形成电极并由该电极将电路与下部布线或者上部布线连接的结构、在上盖30内形成导通孔且在该导通孔的内部填充导电性材料而设置布线并由该布线将交流电源与下部布线或者上部布线连接的结构。
压电薄膜F3是将所施加的电压转换为振动的压电体的薄膜。
压电薄膜F3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、氧化物为主成分。此外，氮化钪铝是将氮化铝的铝的一部分置换为钪而得到的物质，也可以取代钪而由镁(Mg)和铌(Nb)、镁(Mg)和锆(Zr)等两种元素置换。这样，压电薄膜F3优选以结晶构造具有纤锌矿型六方晶构造的压电体为主成分。由此，能够容易地实现适于谐振子10的压电薄膜F3。
也可以是，压电薄膜F3在振动部120和保持部140处，由不同材料形成。其中，优选振动部120的压电薄膜F3和保持部140的压电薄膜F3为相同材料。由此，振动部120和保持部140能够由相同工艺形成，能够简化谐振子10的制造工序。
另外，压电薄膜F3例如具有1μm的厚度，但也能够使用0.2μm～2μm左右的厚度。
压电薄膜F3根据通过金属层E1、E2施加于压电薄膜F3的电场，在XY平面的面内方向即Y轴方向上伸缩。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，并以面外的屈曲振动模式振动。
此外，在本实施方式中，在四个臂的面外屈曲振动模式中，构成为通过将上部电极分割并分别与交流电源连接，从而两个内臂和两个外臂相互向相反方向进行屈曲振动，但不限定于此。例如，也可以构成为，振动臂为一个的结构、以面内屈曲振动模式进行振动的结构。
绝缘膜235是绝缘体的层，由质量因蚀刻而减少的速度比导电膜236慢的材料形成。质量减少速度由蚀刻速度换句话说每单位时间除去的厚度和密度之积表示。
绝缘膜235例如除了氮化铝(AlN)、氮化钪铝(ScAlN)、氧化锌(ZnO)、氮化镓(GaN)、氮化铟(InN)等压电膜之外，还由氮化硅(SiN)、氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、五氧化二钽(Ta2O5)等绝缘膜形成。绝缘膜235的厚度以压电薄膜F3的厚度的一半以下的长度形成，在本实施方式中，例如为0.2μm左右。此外，绝缘膜235的更优选的厚度为压电薄膜F3的厚度的四分之一左右。并且，在绝缘膜235由氮化铝(AlN)等压电体形成的情况下，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，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于规定区域。导电膜236由质量因蚀刻而减少的速度比绝缘膜235快的材料形成。导电膜236例如由钼(Mo)、钨(W)、金(Au)、白金(Pt)、镍(Ni)、铝(Al)、钛(Ti)等金属形成。
此外，绝缘膜235和导电膜236只要质量减少速度的关系如前述那样，则蚀刻速度的大小关系是任意的。
在本实施方式所涉及的谐振装置1中，在形成了前述那样的谐振子10之后，进行调整导电膜236的膜厚的修整工序。
在修整工序中，首先，测定谐振子10的谐振频率，计算相对于目标频率的偏差。接下来，基于计算出的频率偏差，调整导电膜236的膜厚。导电膜236的膜厚的调整能够通过例如相对于谐振装置1的整个面照射氩(Ar)离子束，对导电膜236进行蚀刻来进行。离子束能够照射于比谐振子10大的范围。此外，在本实施方式中，示出通过离子束进行蚀刻的例子，但蚀刻方法不限定于此。并且，优选在调整导电膜236的膜厚时，进行谐振子10的清洗，除去飞散的膜。
如图5所示，金属层E2使与导电膜236重合的区域尽可能小地调整其面积而形成。
导通孔V4是通过在使金属层E1的表面暴露地除去了绝缘膜235、金属层E2和压电薄膜F3的局部而形成的孔中填充导电体237来形成的。填充于导通孔V4的导电体237例如是Mo(钼)、铝(Al)等。导电膜236与金属层E1经由填充于导通孔V4的导电体237而电连接。由此，能够使绝缘膜235所带电的电荷向金属层E1移动。而且，能够使向金属层E1移动的电荷经由连接于金属层E1的同外部连接的连接端子，而向谐振装置1的外部逸出。这样，本实施方式所涉及的谐振子10能够抑制在形成在振动部120上的绝缘膜235上带电有电荷，因此，能够防止因振动部120所带电的电荷引起的谐振频率的变动。
此处，在使金属层E1和导电膜236连接上的情况下，对绝缘膜235和压电薄膜F3施加有相反方向的电场。因此，若金属层E2与导电膜236重合的区域大，则阻碍谐振子10的振动。在本实施方式所涉及的谐振子10中，设定为使金属层E2与导电膜236重合的区域尽可能小。由此，通过施加于绝缘膜235的电场，能够抑制压电薄膜F3的振动受到阻碍这种情况。此外，导通孔V1、V2、V3的连接方式和材质、效果等与导通孔V4相同，因此，省略图示和其说明。
如图6所示，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的电场的相位相互成为反相位。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使自由端朝向上盖30的内表面位移，则内侧的振动臂135B、135C使自由端朝向下盖20的内表面位移。
因此，在本实施方式所涉及的谐振子10中，在反相位振动时，即，在振动臂135A与振动臂135B之间，绕与Y轴平行地延伸的中心轴线r1，振动臂135A和振动臂135B向上下相反方向振动。另外，在振动臂135C与振动臂135D之间，绕与Y轴平行地延伸的中心轴线r2，振动臂135C和振动臂135D向上下相反方向振动。由此，在中心轴线r1和中心轴线r2，产生相互相反方向的扭转力矩，在基部130产生屈曲振动。
此处，对保持部140与下盖20的侧壁23的位置关系进行说明。
以往，保持部140的内侧侧面(以下，称为“内侧面”)配置为与侧壁23的内表面23a对齐或者大致对齐。因此，包括绝缘膜235的保持部140配置于包括振动臂135的振动部120的周边。
保持部140的绝缘膜235存在由于各种原因而带电的情况。例如，通过在谐振子10中薄膜形成时产生的电场等使保持部140的绝缘膜235带电。另外，当在振动部120上形成频率调整用的膜，通过离子束等调整谐振频率的情况下，离子束也照射于保持部140，由此导致保持部140的绝缘膜235带电。并且，在绝缘膜235使用热电体的情况下，由于因温度变化产生的热电效应，在绝缘膜235的界面产生电荷。
在由于这些原因使在振动部120四周配置的保持部140的绝缘膜235带了电的情况下，由于绝缘膜235的电荷产生库伦力(静电力)，振动部120的弹簧常数变化，作为其结果，导致谐振频率变动。
相对于此，在本实施方式中，如图4所示，框体140c的内侧面相对于侧壁23的内表面23a隔开第1距离D1配置。同样，框体140d的内侧面相对于侧壁23的内表面23a隔开第1距离D1配置。
另外，未图示的框体140a和框体140b也同样，各自的内侧面相对于侧壁23的内表面23a隔开第1距离D1配置。各框体140a～140d的内侧面的第1距离D1不限定于相同的情况，也可以是大致相同。
这样，保持部140所含的绝缘膜235的内侧面相对于侧壁23的内表面23a隔开第1距离D1配置，由此，与没有相对于侧壁23的内表面23a隔开距离配置的情况比较，能够扩大保持部140与包括振动臂135的振动部120之间的距离，能够抑制保持部140的绝缘膜235所带电的电荷在振动部120的周边产生。因此，能够减少保持部140的绝缘膜235所带电的电荷给予谐振频率的影响。
第1距离D1例如优选为5μm以上且50μm以下。由此，实现谐振装置1的轻薄化、小型化，并且能够有效地减少保持部140的电荷给予谐振频率的影响。
为了将保持部140的内侧面相对于侧壁23的内表面23a隔开距离配置，例如在通过蚀刻等使振动臂135与保持部140之间释放时，使保持部140的蚀刻宽度比以往扩大即可。这样，保持部140的内侧面不需要增加掩模或者增加形成工序，便能够相对于侧壁23的内表面23a隔开第1距离D1，因此，能够廉价地减少保持部140的电荷给予谐振频率的影响。
[第2实施方式]
第2实施方式以下，省略针对与第1实施方式共用的事项的叙述，仅对不同点进行说明。特别是针对基于相同的结构的相同的作用效果，没有按每个实施方式依次提及。
图7是概略地示出本发明的第2实施方式所涉及的谐振装置2的结构的剖视图。图7是与第1实施方式的图4对应的图。
如图7所示，谐振装置2在保持部140的局部形成有高低差。即，在保持部140中，氧化硅层F21和Si基板F2的内侧面配置为与侧壁23的内表面23a大致对齐。此外，框体140c的氧化硅层F21和Si基板F2的内侧面也可以向X轴正方向侧突出。另外，框体140d的氧化硅层F21和Si基板F2的内侧面也可以向X轴负方向侧突出。
另一方面，在保持部140中，金属层E1、压电薄膜F3、金属层E2、绝缘膜235和导电膜236的内侧面相对于侧壁23的内表面23a隔开第1距离D1配置。
另外，在保持部140中，金属层E1、压电薄膜F3、金属层E2、绝缘膜235和导电膜236的内侧面相对于氧化硅层F21和Si基板F2的内侧面隔开第2距离D2配置。将距氧化硅层F21和Si基板F2的内侧面的第2距离D2设定为距侧壁23的内表面23a的第1距离D1以上(第2距离D2≥第1距离D1)。
这样，在保持部140中，绝缘膜235的内侧面相对于氧化硅层F21和Si基板F2的内侧面隔开第1距离D1以上的第2距离D2配置，由此保持部140的氧化硅层F21和Si基板F2配置于振动部120的附近，因此，例如在对谐振子10施加冲击而使振动部120的振动臂135位移时，发挥止动功能，能够抑制振动臂135的位移。因此，能够防止振动臂135的折断。
在保持部140中，为了将金属层E1、压电薄膜F3、金属层E2、绝缘膜235和导电膜236的内侧面相对于氧化硅层F21和Si基板F2的内侧面隔开距离配置，首先，通过蚀刻等除去金属层E1、压电薄膜F3、金属层E2、绝缘膜235和导电膜236，并且留下氧化硅层F21和Si基板F2。由此，在谐振子10中成为保持部140的部分形成有凹部。接下来，通过蚀刻等使振动臂135与保持部140之间释放。
以上，对本发明的例示的实施方式进行了说明。在本发明的一实施方式所涉及的谐振装置中，保持部所含的绝缘膜的内侧面相对于规定凹部的侧壁的内表面隔开第1距离配置。由此，与没有相对于侧壁的内表面隔开距离配置的情况比较，能够扩大保持部与包括振动臂的振动部之间的距离，能够抑制保持部的绝缘膜所带电的电荷在振动部的周边产生。因此，能够减少保持部的绝缘膜所带电的电荷给予谐振频率的影响。
另外，在前述的谐振装置中，在保持部处，绝缘膜的内侧面相对于氧化硅层和Si基板的内侧面隔开第1距离以上的第2距离配置。由此，保持部的氧化硅层和Si基板配置于振动部的附近，因此，例如在对谐振子施加冲击而使振动部的振动臂形成了位移时，发挥止动功能，能够抑制振动臂的位移。因此，能够防止振动臂的折断。
另外，在前述的谐振装置中，第1距离为5μm以上且50μm以下。由此，实现谐振装置的轻薄化、小型化，能够有效地减少保持部的电荷给予谐振频率的影响。
另外，在前述的谐振装置中，在俯视谐振子的主面时，保持部具有框形状。由此，能够容易地实现包围振动部的保持部。
另外，在前述的谐振装置中，突起部配置于多个振动臂中相邻的两个振动臂之间，且从凹部突起，由此能够提高下盖的刚性，能够抑制在下盖上形成的谐振子的挠曲、下盖的弯曲的产生。
另外，在前述的谐振装置中，压电薄膜以具有纤锌矿型六方晶构造的压电体为主成分。由此，能够容易实现适于谐振子的压电薄膜。
另外，在前述的谐振装置中，保持部的压电薄膜和振动部的压电薄膜为相同材料。由此，能够通过相同工艺形成振动部和保持部，能够简化谐振子的制造工序。
另外，在前述的谐振装置中，金属层的至少一者以具有体心立方构造的金属为主成分。由此，能够容易地实现适于谐振子的下部电极和上部电极的金属层。
另外，在前述的谐振装置中，具备上盖，上述上盖配置为在自身与下盖之间隔着谐振子地与下盖对置。由此，能够气密地密封谐振子的振动空间，能够维持高真空。
此外，以上说明的实施方式是用于容易理解本发明的，不是用于限定地解释本发明。本发明可不脱离其主旨地变更/改进，并且本发明也包括其等价物。即，本领域技术人员对各实施方式适当地施加了设计变更后的方式只要具备本发明的特征，则也包含于本发明的范围。例如，实施方式所具备的各要素和其配置、材料、条件、形状、尺寸等不限定于例示的内容而能够适当地变更。另外，实施方式是例示的，能够进行不同的实施方式所示的结构的局部的置换或者组合是不言而喻的，这些只要包含本发明的特征则也包含于本发明的范围。
附图标记说明
1…谐振装置；2…谐振装置；10…谐振子；20…下盖；21…凹部；22…底板；23…侧壁；23a…内表面；30…上盖；31…凹部；33…侧壁；40…接合层；50…突起部；110…保持臂；111…保持臂；111a、111b、111c、111d…臂；112…保持臂；112a、112b、112c、112d…臂；120…振动部；130…基部；131a…长边；131A…前端；131b…长边；131B…后端；131c…短边；131d…短边；135、135A、135B、135C、135D…振动臂；140…保持部；140a、140b、140c、140d…框体；235…绝缘膜；236…导电膜；237…导电体；D1…第1距离；D2…第2距离；E1、E2…金属层；F2…Si基板；F3…压电薄膜；F21…氧化硅层；G…重锤部；P…假想平面；r1、r2…中心轴线；S1…Si晶圆；S3…Si晶圆；V1、V2、V3、V4、V6、V7…导通孔；W1、W2…间隔。
Claims (32)
1.一种谐振装置，其特征在于，具备：
谐振子，其包括振动部和保持部，所述保持部配置于所述振动部四周的至少局部且包括将所述振动部保持为能够振动的保持体和形成在该保持体上的绝缘膜；和
第1基板，其包括形成所述振动部的振动空间的至少局部的凹部，
所述绝缘膜的内侧面在比规定所述凹部的由所述第1基板的材料形成的侧壁的内表面靠外侧处与之隔开第1距离配置。
2.根据权利要求1所述的谐振装置，其特征在于，
所述第1距离为5μm以上且50μm以下。
3.根据权利要求1所述的谐振装置，其特征在于，
在俯视所述谐振子的主面时，所述保持部具有框形状。
4.根据权利要求2所述的谐振装置，其特征在于，
在俯视所述谐振子的主面时，所述保持部具有框形状。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的谐振装置，其特征在于，
所述振动部包括多个振动臂，
所述第1基板包括突起部，所述突起部在所述多个振动臂中相邻的两个振动臂之间配置，并从所述凹部突起。
6.根据权利要求1～4中任一项所述的谐振装置，其特征在于，
所述振动部包括压电膜，
所述压电膜以具有纤锌矿型六方晶构造的压电体作为主成分。
7.根据权利要求5所述的谐振装置，其特征在于，
所述振动部包括压电膜，
所述压电膜以具有纤锌矿型六方晶构造的压电体作为主成分。
8.根据权利要求6所述的谐振装置，其特征在于，
所述保持部还包括压电膜，
所述保持部的压电膜与所述振动部的压电膜为相同材料。
9.根据权利要求7所述的谐振装置，其特征在于，
所述保持部还包括压电膜，
所述保持部的压电膜与所述振动部的压电膜为相同材料。
10.根据权利要求6所述的谐振装置，其特征在于，
所述振动部还包括之间隔着所述压电膜地对置配置的第1电极和第2电极，
所述第1电极和所述第2电极中至少一者以具有体心立方构造的金属为主成分。
11.根据权利要求7～9中任一项所述的谐振装置，其特征在于，
所述振动部还包括之间隔着所述压电膜地对置配置的第1电极和第2电极，
所述第1电极和所述第2电极中至少一者以具有体心立方构造的金属为主成分。
12.根据权利要求1～4中任一项所述的谐振装置，其特征在于，
还具备第2基板，所述第2基板在自身与所述第1基板之间隔着所述谐振子地与所述第1基板对置配置。
13.根据权利要求5所述的谐振装置，其特征在于，
还具备第2基板，所述第2基板在自身与所述第1基板之间隔着所述谐振子地与所述第1基板对置配置。
14.根据权利要求6所述的谐振装置，其特征在于，
还具备第2基板，所述第2基板在自身与所述第1基板之间隔着所述谐振子地与所述第1基板对置配置。
15.根据权利要求7～10中任一项所述的谐振装置，其特征在于，
还具备第2基板，所述第2基板在自身与所述第1基板之间隔着所述谐振子地与所述第1基板对置配置。
16.根据权利要求11所述的谐振装置，其特征在于，
还具备第2基板，所述第2基板在自身与所述第1基板之间隔着所述谐振子地与所述第1基板对置配置。
17.一种谐振装置，其特征在于，具备：
谐振子，其包括振动部和保持部，所述保持部配置于所述振动部四周的至少局部且包括将所述振动部保持为能够振动的保持体和形成在该保持体上的绝缘膜；和
第1基板，其包括形成所述振动部的振动空间的至少局部的凹部，
所述绝缘膜的内侧面在比规定所述凹部的侧壁的内表面靠外侧处与之隔开第1距离配置，并且相对于所述保持体的内侧面隔开所述第1距离以上的第2距离配置。
18.根据权利要求17所述的谐振装置，其特征在于，
所述第1距离为5μm以上且50μm以下。
19.根据权利要求17所述的谐振装置，其特征在于，
在俯视所述谐振子的主面时，所述保持部具有框形状。
20.根据权利要求18所述的谐振装置，其特征在于，
在俯视所述谐振子的主面时，所述保持部具有框形状。
21.根据权利要求17～20中任一项所述的谐振装置，其特征在于，
所述振动部包括多个振动臂，
所述第1基板包括突起部，所述突起部在所述多个振动臂中相邻的两个振动臂之间配置，并从所述凹部突起。
22.根据权利要求17～20中任一项所述的谐振装置，其特征在于，
所述振动部包括压电膜，
所述压电膜以具有纤锌矿型六方晶构造的压电体作为主成分。
23.根据权利要求21所述的谐振装置，其特征在于，
所述振动部包括压电膜，
所述压电膜以具有纤锌矿型六方晶构造的压电体作为主成分。
24.根据权利要求22所述的谐振装置，其特征在于，
所述保持部还包括压电膜，
所述保持部的压电膜与所述振动部的压电膜为相同材料。
25.根据权利要求23所述的谐振装置，其特征在于，
所述保持部还包括压电膜，
所述保持部的压电膜与所述振动部的压电膜为相同材料。
26.根据权利要求22所述的谐振装置，其特征在于，
所述振动部还包括之间隔着所述压电膜地对置配置的第1电极和第2电极，
所述第1电极和所述第2电极中至少一者以具有体心立方构造的金属为主成分。
27.根据权利要求23～25中任一项所述的谐振装置，其特征在于，
所述振动部还包括之间隔着所述压电膜地对置配置的第1电极和第2电极，
所述第1电极和所述第2电极中至少一者以具有体心立方构造的金属为主成分。
28.根据权利要求17～20中任一项所述的谐振装置，其特征在于，
还具备第2基板，所述第2基板在自身与所述第1基板之间隔着所述谐振子地与所述第1基板对置配置。
29.根据权利要求21所述的谐振装置，其特征在于，
还具备第2基板，所述第2基板在自身与所述第1基板之间隔着所述谐振子地与所述第1基板对置配置。
30.根据权利要求22所述的谐振装置，其特征在于，
还具备第2基板，所述第2基板在自身与所述第1基板之间隔着所述谐振子地与所述第1基板对置配置。
31.根据权利要求23～26中任一项所述的谐振装置，其特征在于，
还具备第2基板，所述第2基板在自身与所述第1基板之间隔着所述谐振子地与所述第1基板对置配置。
32.根据权利要求27所述的谐振装置，其特征在于，
还具备第2基板，所述第2基板在自身与所述第1基板之间隔着所述谐振子地与所述第1基板对置配置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018200146 | 2018-10-24 | ||
| JP2018-200146 | 2018-10-24 | ||
| PCT/JP2019/040867 WO2020085188A1 (ja) | 2018-10-24 | 2019-10-17 | 共振装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112740550A CN112740550A (zh) | 2021-04-30 |
| CN112740550B true CN112740550B (zh) | 2024-03-22 |
Family
ID=70330720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201980061641.9A Active CN112740550B (zh) | 2018-10-24 | 2019-10-17 | 谐振装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11909375B2 (zh) |
| JP (1) | JP7133134B2 (zh) |
| CN (1) | CN112740550B (zh) |
| WO (1) | WO2020085188A1 (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020049789A1 (ja) * | 2018-09-03 | 2020-03-12 | 株式会社村田製作所 | 共振子及びそれを備えた共振装置 |
| JPWO2022097328A1 (zh) * | 2020-11-06 | 2022-05-12 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006191356A (ja) * | 2005-01-06 | 2006-07-20 | Toshiba Corp | 薄膜圧電共振器及び薄膜圧電共振器の製造方法 |
| JP2007036915A (ja) * | 2005-07-29 | 2007-02-08 | Doshisha | 高次モード薄膜共振器 |
| CN104753494A (zh) * | 2013-12-27 | 2015-07-01 | 精工爱普生株式会社 | 振动元件、振子、振荡器、电子设备、传感器及移动体 |
| WO2018008198A1 (ja) * | 2016-07-05 | 2018-01-11 | 株式会社村田製作所 | 共振子及び共振装置 |
| CN107644902A (zh) * | 2016-07-22 | 2018-01-30 | 三垦电气株式会社 | 半导体装置 |
| CN107925394A (zh) * | 2015-09-21 | 2018-04-17 | 株式会社村田制作所 | 谐振子和谐振装置 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7323805B2 (en) | 2004-01-28 | 2008-01-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Piezoelectric thin film device and method for manufacturing the same |
| JP5581931B2 (ja) | 2010-09-17 | 2014-09-03 | セイコーエプソン株式会社 | 振動片、振動片の製造方法、振動子、振動デバイスおよび電子機器 |
| CN105556840B (zh) | 2013-09-20 | 2019-01-04 | 株式会社村田制作所 | 振动装置及其制造方法 |
| CN106664073B (zh) * | 2014-09-29 | 2019-04-16 | 株式会社村田制作所 | 共振装置 |
| WO2017212677A1 (ja) | 2016-06-08 | 2017-12-14 | 株式会社村田製作所 | 共振装置製造方法 |
| JP6822118B2 (ja) * | 2016-12-19 | 2021-01-27 | セイコーエプソン株式会社 | 振動子、発振器、電子機器、および移動体 |
-
2019
- 2019-10-17 WO PCT/JP2019/040867 patent/WO2020085188A1/ja active Application Filing
- 2019-10-17 CN CN201980061641.9A patent/CN112740550B/zh active Active
- 2019-10-17 JP JP2020553283A patent/JP7133134B2/ja active Active
-
2021
- 2021-03-09 US US17/195,856 patent/US11909375B2/en active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006191356A (ja) * | 2005-01-06 | 2006-07-20 | Toshiba Corp | 薄膜圧電共振器及び薄膜圧電共振器の製造方法 |
| JP2007036915A (ja) * | 2005-07-29 | 2007-02-08 | Doshisha | 高次モード薄膜共振器 |
| CN104753494A (zh) * | 2013-12-27 | 2015-07-01 | 精工爱普生株式会社 | 振动元件、振子、振荡器、电子设备、传感器及移动体 |
| CN107925394A (zh) * | 2015-09-21 | 2018-04-17 | 株式会社村田制作所 | 谐振子和谐振装置 |
| WO2018008198A1 (ja) * | 2016-07-05 | 2018-01-11 | 株式会社村田製作所 | 共振子及び共振装置 |
| CN107644902A (zh) * | 2016-07-22 | 2018-01-30 | 三垦电气株式会社 | 半导体装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP7133134B2 (ja) | 2022-09-08 |
| CN112740550A (zh) | 2021-04-30 |
| JPWO2020085188A1 (ja) | 2021-09-02 |
| US11909375B2 (en) | 2024-02-20 |
| WO2020085188A1 (ja) | 2020-04-30 |
| US20210194454A1 (en) | 2021-06-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109155615B (zh) | 谐振子以及谐振装置 | |
| CN109478876B (zh) | 谐振器和谐振装置 | |
| US10879873B2 (en) | Resonator and resonance device | |
| CN109075766B (zh) | 谐振器和谐振装置 | |
| CN112740550B (zh) | 谐振装置 | |
| CN112534719B (zh) | 谐振装置 | |
| WO2020067484A1 (ja) | 共振子及び共振装置 | |
| US20220029598A1 (en) | Resonance device | |
| US20210203304A1 (en) | Resonator and resonance device including same | |
| US11405016B2 (en) | Resonator and resonance device | |
| US20230283257A1 (en) | Resonator and resonance device | |
| CN111989863B (zh) | 谐振器以及谐振装置 | |
| CN112585870B (zh) | 谐振装置 | |
| US11804820B2 (en) | Resonator and resonance device | |
| CN110663176A (zh) | 谐振器以及谐振装置 | |
| CN111133677B (zh) | 谐振器以及谐振装置 | |
| CN110771036B (zh) | 谐振器以及谐振装置 | |
| US20240154600A1 (en) | Resonator and resonance device | |
| US20230119602A1 (en) | Resonance device, collective substrate, and resonance device manufacturing method | |
| CN115398802A (zh) | 谐振子以及谐振装置 | |
| CN117751522A (zh) | 谐振装置及其制造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |