JP2002271167A

JP2002271167A - 圧電デバイス素子とその製造方法

Info

Publication number: JP2002271167A
Application number: JP2001065855A
Authority: JP
Inventors: Akinori Kosaka; 小阪　　彰伯
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 2001-03-09
Filing date: 2001-03-09
Publication date: 2002-09-20

Abstract

(57)【要約】【課題】溶液を使用するエッチングにより圧電デバイ
ス素子を製造するのに結晶の異方性により輪郭及び輪郭
側面の形状がばらつきを生じやすく、特性が不安定で設
計が困難である。【解決手段】圧電デバイス素子の断面を台形に近い形状
にする事で、異方性により結晶の異方性に影響されにく
い輪郭側面の形状にし、個々の圧電デバイス素子でばら
つきを防ぎ、特性を安定させる。また、個々の圧電体デ
バイス素子を台形に近い形状とすることで異方性エッチ
ング後に圧電デバイス素子を個々に分離するのを容易と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本出願は、テレビなど民生品
や、コンピュータなどのクロックや、光通信やギガビッ
トインサーネットなど高速、大容量通信などの周波数発
生源に利用される圧電デバイスや、物質を感知したり、
圧力や加速度などを感知するセンサーに利用される圧電
デバイス素子に関するものであり、特に高周波の水晶振
動子を寸法精度良く作成し、さらに不必要振動を極力押
さえる圧電デバイス素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】水晶振動子は、通信機器にとり基準周波
数を供給する重要な部品である。近年高速、大容量通信
用機器の登場により各機器の高周波化が進み、同時に共
振周波数を直接高くし、ジッタなどノイズを軽減する水
晶振動子をより多く供給することが問われている（ＥＬ
ＥＣＴＲＯＮＩＣＤＥＳＩＧＮＭａｒｃｈ６２０
００ｐ１１２）。ＡＴカットなどの水晶振動子の共振
周波数を高くするには、圧電基板が主振動を励振する薄
板部の板厚を薄くするほど高くなる。従来の水晶振動子
は平板であったが、１００ＭＨｚ以上では水晶板の板厚
が２0μｍ以下になるなど薄板化し、加速度や衝撃など
外的衝撃の影響を無視できなくなる。この対策として薄
板部の外周に薄板部より板厚の厚い枠部を配する凹型水
晶振動子が考案されている。初期の丸型をはじめ、四角
型のものなど１９７０年代から内外で発表されている
（ＵＳＰａｔｅｎｔ３６９４６７７）。また、凹型水
晶振動子の振動モードなども古くから研究されてきた
（信学技報ＵＳ７６−１６、７昭和５１年）。最近
では、これらをＳＭＤパッケージに実装して表面実装型
水晶振動子とするものが考案されている。凹型水晶振動
子は、外的衝撃の影響を受けることや、低周波の振動よ
り敏感に電極表面の重量変化を感じることからセンサー
として使用することも考えられている。

【０００３】本明細書で、圧電体片とは、結晶軸に対し
てある決められた幾何学的形状・寸法および角度に切断
した結晶片をいう。さらに圧電体片に２つ以上の電極を
配して電荷をかけ振動を得る素子を圧電デバイス素子と
よび、圧電デバイス素子を保持器に封入して圧電デバイ
スとして使用する。電極は少なくとも表裏主面、つまり
表側主面と裏側主面に配する。圧電デバイスは水晶振動
子や水晶発振器やセンサーなどであり、結晶は水晶の他
にランガサイトやニオブ酸リチウムなどの圧電性を示す
単結晶があげられる。水晶の場合には圧電体片は水晶片
であり、圧電デバイス素子とは水晶片と水晶片に配され
た電極で構成された素子である。結晶を機械加工により
１から２インチ程度で厚み０．０１ｍｍから０．５ｍｍ
程度の角型または丸型に作成した板であるウエハーをフ
ォトリソ技術を利用したエッチングプロセスにより、ウ
エハーをエッチング用の溶液に侵すことで圧電デバイス
素子の輪郭形状を形成する。この製造方法は従来時計に
利用されるフォーク型水晶振動子において一般的に利用
されてきたが、薄く脆い高周波の水晶振動子の作成にも
バッチ処理が有効であることから取り入れられ始めた。

【０００４】しかし、水晶など圧電性をもつ結晶は異方
性をもち、水晶ではフッ酸とフッ化アンモニウムを主成
分とするエッチング用溶液の結晶面に対するエッチング
レートがＺ方向＞＋Ｘ方向＞−Ｘ方向＞Ｙ方向またはそ
の他という違いがあることが知られている。このため、
＋Ｘ方向と−Ｘ方向を中心線から同寸法で保護膜パター
ンを形成しエッチングすると、＋Ｘ方向が狭く、−方向
が広い、輪郭がゆがんだ形状の圧電デバイス素子が形成
され、このような異方性を有する結晶のエッチングを本
明細書での異方性エッチングという。輪郭とは圧電体片
の主面上の外周線またはエッヂをいう。中心とは異方性
エッチング後に形成される輪郭に対する中心であり、圧
電体片の主面に垂直な少なくとも１ヶ所の断面で１方の
表側輪郭と片方の表側輪郭を結ぶ辺の中心であり、本明
細書では中心線と呼ぶ。異方性エッチングでは、エッチ
ング液の流れ方や温度や使用頻度により敏感に左右され
形状が安定しずらい。このため特に、凹型やフォーク型
や三角型や支持部を有する圧電デバイス素子など中心線
を有する形状では個々の振動状態の不安定などにつなが
る。

【０００５】また、溶液によるエッチングでは、輪郭側
面がくの字に形成される。輪郭側面とは圧電体素子の両
面輪郭を結ぶ外周面をいう。これは、主面付近が断面方
向に向かい中心付近より長時間エッチング液に侵される
ために保護膜の直下部でアンダーカットといわれる侵食
が起こるからである。特にエッチングレートの高い＋Ｘ
方向の輪郭側面は大きいくの字になりやすく、反面−Ｘ
方向の輪郭側面やＹ方向の輪郭側面は小さいくの字また
はほぼ平坦になる。このように輪郭側面の各方向により
形状の異なる、つまり輪郭全周囲において歪んだ断面形
状が発生し、形状により主振動を決定したり、不要振動
を避けたり、支持の影響を避ける場合は意図しない形状
となり阻害要素となる。また、圧電デバイス素子を異方
性エッチング後に枠から折り取ったり、隣接するそれぞ
れを分離する場合、特に５０μｍ以下では割れやすく容
易に分離できない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、圧電デ
バイス素子の輪郭形状をエッチングプロセエスで作成す
るにおいて、水晶などの圧電体結晶は異方性のため、エ
ッチングレートの違いで輪郭側面は各方向に結晶面を生
じ、意図しない形状が作られ輪郭側面が歪んだ形にな
り、寸法精度が悪い。このため、不要振動の影響により
主振動が不安定になったり、支持の影響を受けやすくな
ったり、個々の圧電デバイス素子でばらつきを生じやす
く設計が困難である。また、板厚が５０μｍ以下であっ
たり、またはマトリックス状にそれぞれが接している圧
電体デバイス素子を個々に分離することは、意図しない
割れや欠けも発生し輪郭の寸法も変形する。

【０００７】本発明は前記問題点を顧みてなされたもの
で、特性の安定性に優れた圧電体デバイス素子を提供す
ることを目的とする。また、本出願は、所望の寸法を確
保し前記のような圧電デバイス素子の製造方法を提供す
ることを他の目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】機械加工で単結晶のウエ
ハーを形成後に、異方性エッチングで前記ウエハーを溶
液に侵して輪郭を形成する圧電体片と、前記圧電体片の
両面に配する電極と、からなる圧電デバイス素子におい
て、圧電体片の主面に垂直な少なくとも１ヶ所の断面の
輪郭が、ほぼ台形、台形に近い五角形または台形に近い
多角形となるようにする。

【０００９】

【発明の実施の形態】(実施例１) 図１は本発明の構成
を示す図である。大容量高速度通信用機器において、よ
り高周波数を発振する圧電デバイスを必要とするが、周
波数発生源に利用されるＡＴ−ＣＵＴ水晶振動子などは
高周波化するには板厚を薄くする必要がある。５０μｍ
以下まで板厚を薄くしたウエハーを加工するには、機械
加工などでは破損しやすく、バッチ処理するために有効
なフッ酸やフッ化アンモニウムを主成分とするエッチン
グ用の溶液を利用してその輪郭を加工するが、水晶など
の単結晶は異方性のため、輪郭側面は各方向に特異な結
晶面を生じ、意図しない形状が作られ輪郭側面が歪んだ
形になり、寸法精度が悪い。このため、主振動が不安定
になったり、支持の影響を受けやすくなったり、水晶振
動子など圧電デバイス個々でばらつきを生じやすく不要
振動の発生原因ともなり設計どおりの特性を得る事が困
難である。また、異方性エッチングにより圧電デバイス
素子の輪郭を形成した後に、圧電デバイス素子をウエハ
ーの枠より分離したり、またはマトリックス状に隣り合
いくっついている圧電デバイス素子を個々に分離するの
に、衝撃などで欠けて、輪郭寸法が変化し安定した特性
を得にくい。本発明は前記問題点を顧みてなされたもの
で、特性の安定性に優れた圧電デバイス素子を提供する
ことを目的とする。また、本出願は、所望の寸法を確保
しつつ前記のような圧電デバイス素子の製造方法を提供
することを他の目的とする。

【００１０】図１は、−ｘ側輪郭側面４、＋ｘ側輪郭側
面６、＋ｚ’側輪郭側面５、さらに−ｚ’側輪郭側面７
が表側主面３０８に対して垂直でなく、同様に斜めに形
成され断面がほぼ台形である水晶片１と表側電極１０１
と裏側電極１０２から構成される圧電デバイス素子であ
り、保持器５０４に封入されて水晶振動子、つまり本明
細書でいう圧電デバイスとして使用される。通常は水晶
片１を電極と共に保持し、保持器に封入した物を水晶振
動子という（水晶デバイスの解説と応用日本水晶デバ
イス工業会１９９６年１０月）。圧電体片に利用する結
晶には他にランガサイトやニオブ酸リチウムなどの圧電
性を示す単結晶があげられ、特に水晶は現在一般的に周
波数発生源として利用されている。ランガサイトは水晶
と同様に安定した周波数発生源として期待されている。
図右の矢印は水晶片１の幾何学的な方位を示す結晶軸を
示す。本例はＡＴ−ｃｕｔの水晶片１であり、Ｙ軸に垂
直なＹカット水晶片をＸ軸回りに回転した位置で切断し
てえられるため、正規の軸方向から回転しているために
Ｚ’とＹ’と表示している。また、矢印の方向を＋とし
ている。

【００１１】図２は水晶片１をＺ’軸の垂直面での断面
図である。図３は図２と同方向から見た水晶片１の輪郭
を決定する保護膜のパターン配置をしめす断面図であ
る。図４はＸ軸の垂直面での断面図である。図５はウエ
ハーから圧電デバイスを製造するプロセスの概要であ
る。図６は従来の保護膜のパターンで水晶片の輪郭を形
成した圧電デバイス素子である。図７は図５の圧電デバ
イス素子の断面図である。図１を中心に図２、図３、図
４、図５、図６、図７、図１０により説明する。符号１
は水晶片であり、異方性エッチングでＡＴ−ｃｕｔのウ
エハー３０１を溶液に侵して表側輪郭２と裏側輪郭３を
形成したものである。ＡＴ−ｃｕｔの他にＺ−ｃｕｔ、
ＳＣ−ｃｕｔなどある。Ｚカットはフォーク型などに使
用され、支持部の輪郭にのみ台形の形状にすることで圧
電デバイス素子の中心線を正確にすることで支持の影響
を軽減する。本発明により特に＋ｘ方向と−ｘ方向の結
晶の異方性に対処することが可能となる。ＳＣカットは
特性が高安定の周波数発生源として利用される。ウエハ
ー３０１はランバートという結晶板をバンドソーやワイ
ヤーソーなどでＡＴ−ｃｕｔで切断し、研磨により板厚
を薄くし、場合により両面を鏡面にする、これら機械加
工により作成する。ウエハーの板厚は３５μｍ程度であ
る。板厚とは表側主面３０８と裏側主面３０９との距離
である。主面とは水晶片１で最も面積の広い面を言い、
本例ではＡＴカットの切断面と平行な面、図１ではｙ’
軸に垂直な面である表側主面３０８、さらに裏側の裏側
主面３０９に相当する。また表とは図１でいう正面であ
り、裏とは逆側に位置するｙ’軸に垂直な面であり、表
と裏は本来どちらでもかまわない。つまり、本明細書で
いう表とは圧電体片の一方の主面であり、裏とはもう片
方の主面という意味であり、表裏主面とは、両側の主面
のことである。

【００１２】２は、表側輪郭であり、表側主面３０８上
での水晶片１の寸法である。３は、裏側輪郭であり、裏
側主面３０９上での水晶片１の寸法である。水晶片１は
長方形であるが、形状は円形でも、３角形でも、フォー
ク型でもよい。円形は製造容易で一般的に使用されてい
る形であり、３角形は水晶などの３回対称軸を利用し輪
郭が形成しやすく、安定した寸法精度を得られる。フォ
ーク型は時計などに使用される低周波の振動子である。
水晶片１が長方形の場合４方向に表側輪郭２から裏側輪
郭３にいたる外周の側面を有し、各軸方向による輪郭の
側面を−ｘ側輪郭側面４、＋ｘ側輪郭側面６、＋ｚ’側
輪郭側面５、さらに−ｚ’側輪郭側面とよぶ。−ｘや＋
ｘや＋ｚ’や−ｚ’は軸方向を表す。各輪郭側面はエッ
チングプロセスの過程によるアンダーカットや結晶の異
方性により各種の形状になるが、主に断面図で見ると図
１１の（ｇ）〜（ｍ）のような形状である。

【００１３】図１１で説明すると、主面に垂直な断面で
水晶片１を見た図で、（ｇ）〜（ｍ）はそれぞれ圧電体
片の主面に垂直な少なくとも一ヶ所の断面を示す。本例
では水晶片１の主面に垂直、つまりｙ’軸に平行な断面
を示す。輪郭２が３角、４角、丸でも断面でこれと同等
の形となるが、図で言う左右の輪郭側面形状の組み合わ
せは一例として示した。断面で見て、ほぼ台形であった
り、台形に近い５角形であったり、台形に近い多角形で
ある輪郭になる。図中で中心線２０５に対して左の輪郭
側面を左輪郭側面形状９０２、右の輪郭側面の形状を右
側輪郭側面形状９０３とし、断面の形をほとんど決定す
る部分として特に示した。中心線２０５の左輪郭側面形
状９０２が他の右輪郭側面形状９０３との組み合わせで
あったり、左右が逆の組み合わせでもよい。例えば、
（ｊ）の左輪郭側面形状９０２と（ｇ）の右輪郭側面形
状９０３の組み合わせや、（ｇ）の右輪郭側面形状９０
３と（ｈ）の左輪郭側面形状９０２の組み合わせや、
（ｊ）の右輪郭側面形状９０２と左輪郭側面形状９０３
を逆にした組み合わせなども考えられるが、表側輪郭２
と表側輪郭２より寸法の大きい裏側輪郭３がそれぞれ同
じ中心線２０５をもつ、または台形に近い形であればよ
く、異方性エッチングにおいても輪郭側面形状を従来よ
り、中心線２０５に対して対称性良く形成する。

【００１４】（ｇ）は中心線２０５に対して対称な台形
である。例えば表側輪郭２の寸法が裏側輪郭寸法３の寸
法より板厚の値より十分に大きく、アンダーカットの跡
がほとんど消えてしまう表裏の輪郭寸法差が大きい場
合、さらに表側保護膜３０２と水晶片１、さらに裏側保
護膜３０３と水晶片１の密着がよい、保護膜と水晶片１
の密着性が高い場合、少なくとも一方の輪郭側面が結晶
の異方性でアンダーカットの跡を生じない異方性による
場合、さらに、板厚が薄くアンダーカットがほとんど起
こらないうちに溶液より取り出し所望の輪郭が形成され
る板厚が薄い場合などにこのような輪郭側面の形状とな
る。異方性による場合で左輪郭側面形状９０２が異方性
でこのような形状になるならば、右輪郭側面形状９０３
を図３における表側パターン３０２と裏側パターン３０
３の寸法により左右同様な形状になるよう保護膜のパタ
ーンを配する必要がある。（ｈ）は裏側主面３０９でア
ンダーカットが起こる場合、結晶の異方性で少なくとも
一方の輪郭側面が自然にこのような形状となる異方性に
よる場合にこのような輪郭側面の形状となる。

【００１５】（ｉ）と（ｍ）は（ｈ）と同様な輪郭側面
の形状であるが、左側面の形状が多少異なる場合であ
る。（ｊ）は左側輪郭側面９０２が結晶の異方性で少な
くとも一方の輪郭側面が自然にこのような形状となる異
方性による場合にこのような輪郭側面の形状となる。例
えば水晶片１では−ｚ’輪郭側面７でおこりやすく、特
に裏側輪郭パターン３０３を表側輪郭パターン３０２よ
り大きくした場合に顕著にほぼ主面と平行な面が生じ段
のような形状となるが、中心線２０５に対して表側輪郭
２と裏側輪郭３が対称であればよい。（ｋ）は例えば表
側輪郭２の寸法が裏側輪郭寸法３の寸法より板厚の値よ
り十分に大きいが、アンダーカットの跡が残ってしまう
場合、さらに少なくとも一方の輪郭側面が結晶の異方性
（ｇ）に近い左輪郭側面形状９０２になるがでアンダー
カットの跡が残る場合などがあげられ、（ｇ）は台形に
近い５角形になる。

【００１６】１０１は表側電極であり、１０２は裏側電
極である。主にＡｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｒや、これ
らの合金や、これらを積層したものである。Ａｕは耐腐
食性にすぐれ長期間安定した特性を持続する。ＡｌはＡ
ｕより軽量で板厚が１０μｍなどと非常に薄い場合に重
力による余分な変形を与えないだけでなく、周波数調整
の速度を遅くし調整を容易にする。本例ではＣｒを５０
Å、Ａｕを５００Åの２層構造にしＣｒをＡｕと水晶の
緩衝材的役割で利用する。また表側電極１０１は、マス
クに穴をあけ通常同時に形成しているが、全面に金属膜
をつけ、フォトリソ技術で形状を作成しても良い工程は
長くなる。裏側電極１０２は裏側主面３０９から表側主
面３０８にむために−ｚ’側輪郭側面の一部と＋ｘ側輪
郭側面の一部にも配されて連続した金属膜である。不連
続でも導通がとれていれば良い。

【００１７】図２は、図１をｚ’軸に垂直な面での断面
図である。−ｘ側輪郭側面４は−ｘ表側輪郭側面２０１
と−ｘ裏側輪郭側面２０２とからなり、＋ｘ側輪郭側面
６は＋ｘ表側輪郭側面２０３と＋ｘ裏側輪郭側面２０４
とからなる。２０６は表側輪郭の寸法を示す表側輪郭寸
法であり、２０５は中心線である。−ｘ側輪郭側面４と
＋ｘ側輪郭側面６は中心線２０５に対してほぼ左右対称
である。表側輪郭寸法２０６が１０００μｍであるに対
して、裏側輪郭寸法２０７は１４００μｍ程度であり、
少なくとも５０μｍ以上差がある。さらに、裏側輪郭寸
法２０７は中心線２０５に対してもほぼ対象であるた
め、ほぼ台形、または台形に近い形状となっている。ま
たは裏側輪郭３が表側輪郭２の中心線２０５に対してほ
ぼ対称で、さらに裏側輪郭３の寸法が表側輪郭２の寸法
よりも大きくてもよい。

【００１８】図３は、図２と同方向から見た異方性エッ
チング前の保護膜のパターン断面図である。ウエハー３
０１の表側主面３０８と裏側主面３０９の両面にエッチ
ングプロセスにより表側主面３０８には保護膜の表側輪
郭パターン３０２を、裏側主面３０９には保護膜の裏側
輪郭パターン３０３を形成する。保護膜は主にＡｕやＰ
ｔやＣｒやＮｉ、またはこれらの合金、またはこれらを
積層した膜である。パターンのある部分では、異方性エ
ッチングに使用する溶液により水晶片１を加工させない
耐溶液性が必要である。特に水晶片１にＣｒ、さらにＡ
ｕを成膜する２層構造の保護膜は水晶の異方エッチング
では一般的に使用されている。Ｃｒの代わりにＮｉ、Ａ
ｕの代わりにＰｔを使用しても同様な耐溶液性の保護膜
が得られるが、材料費や合金層の成長具合などにより選
択する。各パターン寸法は中心線２０５に対しての寸法
であり、異方エッチング後にほぼ表側主面３０８の中心
にくるよう設定されている。本例では＋ｘ方向からのエ
ッチングレートは高く、このため＋ｘ表側パターン寸法
３０６と＋ｘ裏側パターン寸法３０７は、−Ｘ表側パタ
ーン寸法３０４と−ｘ裏側パターン寸法３０５より大き
い寸法になっている。

【００１９】さらに、＋ｘ側輪郭側面６と−ｘ側輪郭側
面が左右大きく異なる形状になったり、結晶の異方性の
影響を受けて意図しない形状になりにくいよう、表面の
パターン寸法を裏面のパターン寸法より短くする。これ
は結晶やカット角により表裏を逆にしてもかまわない。
本例では、＋ｘ表側パターン寸法３０６は５４０μｍと
＋ｘ裏側パターン寸法３０７は７４０μｍ、−ｘ表側パ
ターン寸法３０４は５３０μｍと−ｘ裏側パターン寸法
３０７は７２０μｍである。このように、表側と裏側で
異なるサイズのパターンを保護膜として形成すること
で、異方エッチング後に、中心線２０５に対して対称な
断面が得られる。表側輪郭寸法２０６が１０００μｍで
その補正量は＋ｘ表側パターン寸法３０６が＋４０μｍ
で、−ｘ表側パターン寸法３０４が＋３０μｍであり結
晶方向にたいするエッチングレートの違いを考慮して補
正している。

【００２０】−ｘ裏側パターン寸法３０７は＋２０μｍ
で同じ−ｘ方向の−ｘ表側パターン寸法３０４と異なる
補正値だが、−ｘ表側輪郭側面２０１にエッチングされ
にくい結晶面が成長するために、＋ｘ側輪郭側面６より
も主面に対して傾いた側面になるために垂直に近くして
補正している。中心線２０５からの対称性は４角型の圧
電デバイス素子よりも３角型や支持部を有する中心線２
０５のある圧電デバイス素子で有効な手段である。図４
はｘ軸に垂直な断面図である。＋ｚ’側輪郭側面５は斜
めな一つの面であり、−ｚ’は−ｚ’表側輪郭側面４０
１と特殊輪郭側面４０２と−ｚ’裏側輪郭側面４０３に
よりなっている。特殊輪郭側面４０２はエッチングレー
トの早い結晶面とエッチングレートの遅い結晶面がある
ために段差状に生じた面である。変形しているようだ
が、表側輪郭２と裏側輪郭３の寸法は図３で示したよう
な保護膜のパターン寸法により補正するためにほぼ所望
の寸法で水晶片１の輪郭を形成することが可能である。

【００２１】図５は圧電デバイスの製造方法例を示して
いる。本例の圧電デバイスは水晶片１と表側電極１０１
と裏側電極１０２と蓋であるリッド５０５を含む保持器
５０４で構成されている。図２と同じ方向の断面であ
る。（ａ）は、機械加工によるウエハー形成工程であ
り、ランバートという結晶板をバンドソーやワイヤソー
などでｚ方向とｘ方向の寸法２インチ弱の寸法で切断
し、これをＡＴ−ｃｕｔで板状に切断する。切断後にこ
れを研削、または両面または片面をラッピング、さらに
ポリッシュするなどして厚みおよそ３５μｍ程度のウエ
ハー３０１にする。ＡＴ−ｃｕｔの他にＹ−ｃｕｔ、Ｓ
Ｃ−ｃｕｔなどある。ＳＣ−ｃｕｔなどは高安定の水晶
振動子に利用される。（ｂ）は、保護膜の形成であり、
表側主面３０８と裏側主面３０９にそれぞれ耐溶液性の
ある保護膜として表側保護膜５０１および裏側保護膜５
０２をスパッタまたは蒸着により成膜する。本例では
（ｂ）の保護膜の成膜と、（ｃ）を保護膜のパターンニ
ングをあわせてフォトリソ工程とした。

【００２２】（ｃ）は、保護膜のパターンニングであ
り、フォトリソ技術を利用しレジストを表側保護膜３０
３上に塗布し、露光し、保護膜が溶解する液に侵すこと
で、表側保護膜５０１に表側輪郭パターン３０２を形成
する。同様に裏側輪郭パターン３０３も裏側保護膜５０
２を加工し形成する。１枚のウエハー３０１からほぼ同
じ形状の水晶片１を４０個程度同時に作くる。このと
き、表側輪郭パターン３０２と裏側輪郭パターンを異な
る寸法で配し、異方エッチング後に輪郭側面がほぼ全周
囲にわたりほぼ同一形状で形成する。レジストは（Ｃ）
で剥離しても（ｄ）の異方性エッチングの後に剥離して
もよい。

【００２３】（ｄ）はウエハーの異方性エッチング工程
と板厚調整工程であり、（ｃ）のウエハー３０１をエッ
チング用の溶液に侵すことで化学的に加工し、表側輪郭
２と裏側輪郭３がほぼ形成される。後述する板厚調整に
おいて数μｍ程度薄くなり多少寸法が変化することもあ
るがほぼこの工程で形成されることとなる。５０３は枠
であり４０個の水晶片１をそれぞれ連結しておくための
ウエハー３０１の水晶片１以外の部分である。（Ｃ）に
おいて各水晶片１の表側輪郭パターン３０２と裏側輪郭
パターン３０３の配置を狭め、マトリックス状にし、ま
だ側面の一部が接続しているうちに溶液から取り出した
後に、レーザーなど光学的加工やカッターなど機械的加
工、または折取りによる破砕加工、またはドライエッチ
ング加工などにより最終的に個々の水晶片１に分離して
も良い。特に、本例のように側面形状が安定し、さらに
台形に近い形状であると事から、良好な切断面を得ら
れ、また分離が容易である。

【００２４】マトリックス状にすると、枠５０３や溶液
に溶解する部分が少なくなり水晶片１以外の部分が少な
くなりコスト的にも有効である。また、目的の共振周波
数で発振させる必要から適当な板厚を得るために、表側
輪郭パターン３０２と裏側輪郭パターン３０３を剥離し
た後に、フッ酸やフッ化アンモニウム液やこれらの水溶
液に侵して溶解させ板厚を調整する。このとき、ドライ
エッチングの手法を利用し、同様に、表側主面３０８全
体、または裏側主面３０９全体を一様にエッチングし、
薄くして、結果的に所望の板厚を得ても良い。効率良
く、かつ主面表面の平坦度を保つため、これらの板厚調
整方法を複合して利用してもよい。ただし電極による周
波数調整幅は、数百〜数千Å程度と有限である電極の厚
み分しか調整できないため、（ｄ）において水晶片１の
板厚を電極による周波数調整限界範囲以下にまで調整し
ておく必要がある。本例では、表側主面３０８をドライ
エッチング手法により２μm一律に削り、その後、各水
晶振動子１の凹側を界面活性剤など添加剤含有のフッ酸
水溶液により周波数に換算して５３．３ＭＨｚ±３００
ｐｐｍに相当する板厚で調整した。

【００２５】（ｅ）は電極形成工程で、保護膜の剥離と
電極の形成である。表側保護膜３０２と裏側保護膜３０
３を溶解液に侵して剥離し、洗浄後にスパッタや蒸着に
より真空中で水晶片１に表側電極１０１と裏側電極１０
２を成膜し、形状は所望の形状の穴をあけたマスクを型
にして形成したり、または水晶片１の全面に成膜した後
にフォトリソ技術を利用して形状を形成しても良い。共
振周波数は電極の配置により５１．３ＭＨｚ程度とな
る。裏側電極１０２は表側主面３０８に回しこんであ
り、−ｘ裏側輪郭側面２０１において固定剤５０６によ
り固定と導通を兼ねたり、またはワイヤボンディングに
より導通が取れるようにしてある。−ｚ’側輪郭側面７
だけでなく、＋Ｘ側輪郭側面６まで成膜するとさらに回
し込みが確実になる。

【００２６】（ｆ）は、水晶片１の分離、さらに保持器
５０４への水晶片１の固定、さらに裏側電極を加工し共
振周波数を調整する周波数調整、さらに保持器５０４に
蓋をし封止する工程である。枠５０３から水晶片１の分
離やマトリックス状に配された個々の水晶片１を分離す
る分離方法として、光学加工、機械加工、破砕加工、ま
たはドライエッチング加工などがある。光学的加工は作
業が容易であり、機械加工は半導体と同様に実績ある切
断方法であり、破砕加工は折り取り部分が楔状の形状な
らば容易に折り取れる。ドライエッチング加工は溶液中
の加工が液中で水晶片１がばらばらになり回収困難なの
に比べ、水晶片１は散乱せず回収が容易となる。また、
個々の水晶片１の断面が台形であるために、折り取りや
分離が容易である。枠からの分離では枠につながってい
た部分の輪郭側面一部分は、分離の衝撃などにより他の
輪郭側面と連続しない多少、特異な形状になる場合もあ
るが、輪郭の寸法が変わるほどの特異な形状になること
はない。

【００２７】保持器５０４への水晶片１の固定は固定剤
５０６により固定するが、導電性のものを利用し固定と
端子５０７への導通を兼ねている。裏側電極１０２は回
しこんである表側主面３０８に配された部分において固
定剤５０６により固定、さらに端子５０７まで導通をと
る。固定剤５０６は導電性バンプ、非導電性バンプ、導
電性接着剤、さらに非導電性接着剤などがある。裏側電
極１０２は回し込まずに、裏側電極１０２と対向した領
域より避けるように引き出した裏側主面３０９の一部分
において、ワイヤボンディングなどにより導通をとり、
固定と別の手段を利用しても良い。導通とは、直流電流
が流れるよう接続していることを言う。一方、表側電極
１０１は、裏側電極１０２と対向した領域より避けるよ
うに引き出した部分で固定剤５０６により保持器５０４
に固定と共に、端子５０８に導通をとっている。

【００２８】周波数調整は折り取りの前、または保持器
５０４へ水晶片１を固定しリッド５０５により密閉する
前に行い、周波数調整における電極の加工は、電極を削
るエッチング方式と、電極に重量をつける加重方式があ
る。エッチング方式はイオンガンやレーザーやスパッタ
や研磨などでおこなわれ、電極を削ることで主振動の共
振周波数は高くなる。本例ではＡｒイオンで保持器５０
４に固定後に裏側電極１０２の表面をイオンガンを利用
したエッチング方式により削った。加重方式では、スパ
ッタや蒸着や塗布などにより電極表面に積層し、裏側電
極１０２を積層することで主振動の共振周波数は低くな
る。一般的にはＡｕやＡｌなどを積層する。このとき、
共振周波数を端子５０７と、端子５０８をネットワーク
アナライザーなど周波数測定装置に接続して周波数を測
定しつつ調整する。本例は５１．０ＭＨｚの±２ｐｐｍ
に調整した。

【００２９】封入は本例ではリッド５０５を保持器５０
４に載せ真空中で加熱し、金とスズの合金が融解するこ
とで密閉する。保持器５０４は圧電デバイス素子５０９
を外気から遮断しつつ圧電デバイス素子５０９を回路上
で利用するために使用する。セラミックや、圧電体や、
金属などの材料からなる。セラミックは表面実装型の圧
電デバイスで一般的に利用され、圧電体は圧電デバイス
と同じ材料を利用することで温度変化による共振周波数
の変化などを防ぐ。金属は外壁を薄くしやすくセラミッ
クより小型なパッケージを作りやすい。本例では、セラ
ミックのＳＭＤ型の保持器５０４であり平板とロ型板を
積層構造にして凹構造を形成し、凹構造内に圧電デバイ
ス素子５０９を収める２層積層型である。保持器５０４
の内側と外側の端子５０７、５０８を導通とるためにビ
アホールという導通線が配されている。

【００３０】その他に、平板とロ型板の間にもう１枚は
さんで段を形成し、ここで厚電デバイス素子５０９を固
定する３層積層型や、平板だけの１層型もある。３層積
層型は圧電デバイス素子５０９の下に空間ができるため
にそこに発振回路を含むＩＣチップを設置して圧電デバ
イス素子５０９と接続し、圧電体が水晶の場合、水晶発
振器や、さらに電圧による周波数可変機能を付加して電
圧制御型水晶発振器または周波数変動による加速度検知
などのセンサーにしてもよい。水晶発振器や電圧制御型
水晶発振器は本発明の圧電デバイス素子の安定度が増す
特徴を生かし、信頼性ある小型な表面実装型圧電デバイ
スである。この場合、パッケージの外側にある端子５０
７、５０８の他に電源電圧入力端子や、出力端子や、ア
ース端子及び周波数制御入力端子などを備えてＩＣチッ
プと接続する必要がある。リッド５０５は平板型や、ド
ーム型などがあるが、コストや製造方法により選択すれ
ばよい。蓋をすることを封止するといい、封止方法は抵
抗溶接封止、ガラス封止、ハンダ封止及びＡｕ−Ｓｕ封
止などがある。封止方法により封止剤も決める。密封で
あることから、保持器５０４内部は真空に保たれたり、
窒素など不活性な気体の雰囲気で保たれて電極などの劣
化を防ぐ。

【００３１】図６は本例の比較例を示す図であり、表側
主面３０８より見た図である。従来の保護膜パターンで
水晶片１の輪郭を形成した圧電デバイス素子である。従
来の保護膜パターンは表裏を同じ輪郭寸法のパターンで
保護膜を形成する。−ｘ表側輪郭側面２０１や＋ｚ’表
側輪郭側面２０３が広い面積を有する面があるが、＋ｘ
表側輪郭側面２０３や−ｚ’表側輪郭側面２０１は狭い
面積の面で占める。

【００３２】図７は図５の圧電デバイス素子の断面図で
ある。−ｘ方向の輪郭寸法と比較して、中心線２０５に
対する＋ｘ方向の輪郭寸法は小さくなる。これは＋ｘ輪
郭側面５への溶液のエッチングレートが−ｘ輪郭側面７
に比べて高いことで起こる。また、−ｘ表側輪郭側面２
０１はエッチングレートが特に小さい結晶面であるため
に広くなる。特に中心線がある、凹型や、３角型や、フ
ォーク型や支持部を有する圧電デバイス素子では寸法の
歪みは不要振動など設計時に意図しない不安定な特性
や、不良発生の原因となる。図１１のように中心線２０
５に対して対称でない（ｎ）や（ｐ）がある。（ｎ）は
図６をｘ軸に垂直な断面で見た断面図と同じである。左
側輪郭側面形状９０２が＋ｚ’側輪郭側面５と同じ形状
である。（ｏ）は等方性の結晶が表側主面３０８と裏側
主面３０９で同等にアンダーカットされた形状である。
輪郭側面が表側主面３０８と裏側主面３０９に対して垂
直で断面が４角形であり、さらに中心線２０５に対して
対象である場合と、（ｏ）は本来理想の形状である。

【００３３】(実施例２) 図８は表側主面３０８の一部
に凹形状を作成し、凹形状の底である薄板部に表側電極
１０３と裏側電極１０４を対向させて配して主振動を得
る、主振動の共振周波数が１６０ＭＨｚの圧電デバイス
素子である。図９はその断面図である。薄板部は図９の
ように表側主面３０８に平行な薄板部表側主面８０１と
薄板部裏側主面８０３にはさまれ板厚が１０μｍ程度で
ある。ＡＴ−ｃｕｔでは周波数定数＝薄板部の厚さ×主
振動周波数で示され、利用する共振周波数により２μm
から４０μmで変更する。表側輪郭２と裏側輪郭３と同
時に溶液に侵す異方性エッチングで凹形状に加工した。
薄板部裏側主面８０３は裏側主面３０９と同一面である
が、薄板部裏側主面８０３は特に薄板部の領域をさす。
薄板部周辺は板厚の厚い強度の高い縁部を兼ねて、外力
に対して主振動が影響を受けずらくしたり、製造上のハ
ンドリングを良くする。本例では縁部の厚さは５０μm
から１５０μmで作製した。薄板部表側主面８０１と表
側主面３０８の間に形成される凹形状の内側側面８０２
はエッチングレートの早い面と遅い面が存在する結晶の
異方性により歪んだ寸法となる。

【００３４】不要振動を避けることから中心線２０５が
薄板部表側主面８０１のほぼ中心となるようにし、表側
電極１０２を配する。さらに裏側輪郭３も中心線２０５
に対称にし、さらに裏側輪郭３を表側輪郭２より大きく
するために、図３のように保護膜の表側輪郭パターン３
０２と裏側輪郭パターン３０３の寸法を変えて形成す
る。特に、表側輪郭パターン３０２を裏側輪郭パターン
３０３より小さくし、中心線２０５にあわせるよう寸法
を設計することで、異方性エッチング後に図９の断面図
のように、−ｘ側輪郭側面４は−ｘ表側輪郭側面２０１
と−ｘ裏側輪郭側面２０２とから構成され、−ｘ側輪郭
側面４は＋ｘ表側輪郭側面２０３と＋ｘ裏側輪郭側面２
０４とから構成されるようになり、輪郭の断面形状が台
形に近い６角形になり、ほぼ中心線２０５に対して対称
となる。また、全方向に対して同様な方法で保護膜の輪
郭パターンを形成することで、ほぼ全周囲にわたり同じ
ような形状を形成する。同じような形状とは図１１でい
う、（ｇ）〜（ｍ）のような形状となる。

【００３５】凹形状を形成するのに、図３でいう表側輪
郭パターン３０２の中央付近に穴をあけ穴部の表側主面
３０８より異方性エッチングすることで凹形状とする。
本例で縁部は軸方向でいう薄板部の４方向に存在する
が、３方向でも、２方向でも、１方向でもよく、凹形状
を形成する場所の表側輪郭パターン３０２に穴をあける
が、１〜３方向の場合、表側輪郭パターン３０２は裏側
輪郭パターン３０３より非常に小さくなるが少なくとも
１ヶ所の主面に垂直な断面が中心線に対して対象であれ
ばよく、少なくともその断面で圧電デバイス素子の固定
をすれば、輪郭の歪みからくる特性の不安定性は回避す
る。３方向と１方向に縁部がある圧電デバイス素子は薄
板部８０１だけで構成される圧電デバイス素子よりも強
度的に強く片側のみで保持器に固定する場合は熱ひずみ
も緩和でき有効な形状である。図８の圧電デバイス素子
は保持器へ封入して圧電デバイスである水晶振動子とし
て使用する。

【００３６】薄板部の両主面である薄板部表側主面８０
１に表側電極１０１を、さらに薄板部裏側主面８０３に
裏側電極１０２を対向して配していることで主振動を得
る。主振動とは本例では厚み滑り振動であり、特に厚み
滑り振動の基本波振動であるが、オーバートーンを利用
してもよく、従来の平板型の水晶振動子よりさらに高い
周波数を実現可能となる。本例では裏側電極１０２が表
側電極１０１より面積が広いが、面積の小さい電極に電
気的特性が影響されるため、本来は精度良く形成可能な
裏側電極１０２の面積を小さくしたほうがよい。しか
し、フォトリソ技術などを利用して精度良い表側電極１
０１を形成することにより、薄板部裏側主面８０３を削
り板厚調整した後に裏側電極１０４を形成する場合など
は、表側電極１０１の面積を小さくすることににより、
正確な電気的特性を板厚調整前後に測定して不良分けす
ることが可能である。

【００３７】（実施例３）図８は水晶片１に加わる外
力により薄板部が変形することで圧電デバイス素子の共
振周波数が変化し外力が加わったことを感知する。薄板
部とは図９でいう表側主面３０８に平行な薄板部表側主
面８０１と薄板部裏側主面８０３に挟まれた凹形状の底
の部分をいう。強度を向上するため、また支持を有利に
するために薄板部の外周の板厚を薄板部より厚くして縁
とする。特性の安定のため、共振周波数を一定に調整す
る必要がある。さらに、感度を高めるために薄板部を薄
くすると、表側主面３０８と薄板部表側主面８０１と凹
内側側面８０２のほぼ全体に表側電極１０１を配すこと
で、強度を補強し、その金属膜の厚さを調整して外力に
よる過敏な応答を防止してもよい。

【００３８】一方、裏側電極１０２は、電極形成用のマ
スクを水晶片１に近接させられるために、凹部底である
薄板部表側主面８０１よりも、精度良い寸法の電極を形
成可能なため、平坦側に凹側より小さい面積の電極を形
成することで安定した圧電デバイス素子５０９を作成す
る。特に、効率良く水晶片１に発生する電荷を拾うため
複雑な形状にする必要もあり電極形成時における加工精
度も重要である。周波数調整には、ドライエッチングな
どにより裏側電極１０２を均一に削った。この時、不用
振動を回避するため、または一部を慣性力に影響されや
すい質点として裏側電極１０２の一部を加工せずに残す
場合がある。

【００３９】保持器５０４はを外気から遮断しつつ感知
した周波数変動情報を取り出す薄型の表面実装型の器で
ある。表側電極１０１を保持器５０４へ向けて設置す
る。保持器５０４は外部電源用の端子とセンサー信号を
出力するための端子５０７、５０８を備え、別にアース
用の端子や外部制御用の端子などを備えていてもよい。
材質は、セラミックのＳＭＤパッケージであり圧電デバ
イス素子の下にＩＣチップを収めてよい。ＩＣチップを
収める場合には、圧電デバイス素子の発振回路と外力に
より変化した共振周波数と通常の共振周波数との差を計
算する回路を配する。

【００４０】本例では、機械加工により作成したＡＴカ
ットのウエハー３０１に、保護膜を成膜し、フォトリソ
技術によりパターンを形成する。このウエハーをエッチ
ング用の溶液に侵すことで水晶片１の表側輪郭２と裏側
輪郭３と凹形状を同時に形成する。ただし、図１０のよ
うに水晶片１が個々に分離しない程度で溶液より取りだ
し、板厚調整や電極成膜さらに周波数調整はウエハー３
０１でバッチ処理をする。これにより小さい圧電デバイ
ス素子５０９を個々に取り扱うよりハンドリングを良く
する。この時、ウエハー３０１の表側主面３０８、裏側
主面３０９の全体または接続部９０１など一部に、金属
膜や補強板をはり、補強として作業中の破損を防いでも
良いが後に水晶片１上に後が残らなければ良い。周波数
調整後にドライエッチング、ウエットエッチング、折り
取り、またはレーザーなどによる加工により圧電デバイ
ス素子５０９を１個１個に分離する。この時、図１０の
ように隣り合う圧電デバイス素子５０９の断面が表側主
面３０８に大きなクサビ、裏側主面３０９に小さなクサ
ビを生じ、クサビがない場合や、表側主面３０８にしか
クサビがない場合よりも折り取りやすく、特に表側主面
３０８と裏側主面３０９の板厚が５０μｍ以下の圧電デ
バイス素子５０９の折り取りには同じ大きさのクサビを
両面に備えているよりも分離面の形状もきれいである。
また、表側輪郭２や裏側輪郭３は直接加工されないため
に欠けが発生しない限り分離によっては変更されないた
め特性も安定する。

【００４１】圧電デバイス素子５０９の構造は、不要振
動を避けることから薄板部表側主面８０１のほぼ中心に
中心線２０５を置き、表側電極４０１を配し、さらに表
側輪郭２と裏側輪郭３も中心線２０５に対称とするため
に、図３のように保護膜の表側輪郭パターン３０２と裏
側輪郭パターン３０３の寸法を変えて形成する。特に表
側輪郭パターン３０２を裏側輪郭パターン３０３より小
さくし、中心線２０５にあわせるよう寸法を設計するこ
とで、異方性エッチング後に図９の断面図のように、−
ｘ側輪郭側面４は−ｘ表側輪郭側面２０１と−ｘ裏側輪
郭側面２０２とから構成され、−ｘ側輪郭側面４は＋ｘ
表側輪郭側面２０３と＋ｘ裏側輪郭側面２０４とから構
成されるようになり、輪郭の断面形状が台形に近い５角
形になりほぼ中心線２０５に対して対称となる。また、
全方向に対して同様な方法で保護膜の輪郭パタ−ンを形
成することで、ほぼ全周囲にわたり同じような形状を形
成する。同じような形状とは図１１でいう、（ｇ）〜
（ｍ）のような形状である。本例では、（ｈ）のような
断面形状であることを利用して圧電デバイス素子５０９
を分離するために左側輪郭側面９０２つ右側輪郭側面９
０３の一部に分離したときの破砕した跡、または加工し
た跡も残るが表側輪郭２と裏側輪郭３が破損して変化し
なければよい。

【００４２】圧電デバイス素子とは、結晶軸に対してあ
る決められた幾何学的形状・寸法および角度に切断した
圧電体片に２つ以上の電極を配して電荷をかけ振動を得
る素子である。圧電デバイス素子を保持器に封入して圧
電デバイスとして使用する。主に圧電体片に水晶やラン
ガサイトやニオブ酸リチウムを利用した振動子や発振器
やセンサーなどである。水晶においては主にＡＴ−ｃｕ
ｔ、Ｚ−ｃｕｔ、またはＳＣ−ｃｕｔなどの水晶片１で
ある。主面からみた圧電体片の輪郭は４角形、３角形、
円型、フォーク型、または凹形状を有する形などがあ
る。本例でいう圧電体片である水曜片１の輪郭はウエハ
ーをエッチング用の溶液に侵すことで形成する。表側電
極と裏側電極はＡｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｒ、またはＮｉや
それらの合金で形成され、層状になっていてもよい。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、特性の安定性に優れた
圧電体デバイス素子を実現し、所望の寸法を確保しつつ
前記のような圧電デバイス素子の製造方法を提供する。
片面の表側輪郭寸法を逆面の裏側輪郭寸法より小さくす
る事で外周の側面である輪郭側面の形状を異方性エッチ
ングでも結晶の異方性に影響されにくい台形に近い形状
とし、または中心線に対して対称性のある所望の形状と
することで特性の安定した圧電デバイス素子を製造する
ことが可能である。特に凹形状を有したり、３角形状
や、フォーク形状の様に中心線を有する圧電デバイス素
子では中心線を安定して確保することは重要である。さ
らに結晶軸に対して全方位において圧電デバイス素子の
輪郭側面をほぼ同一形状にする事により、保持器に固定
による支持の影響、または不要振動の影響の少ない圧電
デバイス素子となる。また、個々の水晶片の断面が台形
に近い形であるために、個々に分離するのが容易で特に
５０μｍ以下と板厚が薄い場合には、輪郭形状が欠けな
どにより変化しないために、特性も安定する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の圧電デバイス素子の構成図である。

【図２】本発明の圧電デバイス素子の断面図である。

【図３】本発明の異方性エッチング前の保護膜のパター
ン断面図である。

【図４】本発明の圧電デバイス素子の断面図である。

【図５】本発明の圧電デバイスの製造手順である。

【図６】本例の比較例を示す圧電デバイス素子の構成図
である。

【図７】本例の比較例を示す圧電デバイス素子の断面図
である。

【図８】本発明の圧電デバイス素子の構成図である。

【図９】本発明の圧電デバイス素子の断面図である。

【図１０】本発明の圧電デバイス素子の断面図である。

【図１１】本発明と従来の圧電体片の断面図である。

【符号の説明】

１水晶片２表面輪郭３裏側輪郭４ −Ｘ側輪郭側面５＋Ｚ’側輪郭側面６＋Ｘ側輪郭側面７ −Ｚ’側輪郭側面１０１表側電極１０２裏側電極２０５中心線２０６表側輪郭寸法２０７裏側輪郭寸法３０１ウエハー３０２表側輪郭パターン３０３表側輪郭パターン３０８表側主面３０９裏側主面５０１表側保護膜５０２裏側保護膜９０１接続部９０２左輪郭側面形状９０３右輪郭側面形状

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】機械加工で単結晶のウエハーを形成後
に、異方性エッチングで前記ウエハーを溶液に侵して輪
郭を形成する圧電体片と、前記圧電体片の少なくとも表
裏主面に配する電極と、からなる圧電デバイス素子にお
いて、前記圧電体片の主面に垂直な少なくとも一ヶ所の
断面の輪郭が、ほぼ台形、台形に近い五角形または台形
に近い多角形であることを特徴とする圧電デバイス素
子。
【請求項２】機械加工で単結晶のウエハーを形成後
に、異方性エッチングで前記ウエハーを溶液に侵して輪
郭を形成する圧電体片と、前記圧電体片の少なくとも表
裏主面に配する電極と、からなる圧電デバイス素子にお
いて、前記圧電体片の主面に垂直な少なくとも一ヶ所の
断面で、表側輪郭寸法の中心が裏側輪郭寸法の中心とほ
ぼ一致し、さらに前記裏側輪郭寸法と前記表側輪郭寸法
のうちの一方が他方よりも大きいことを特徴とする圧電
デバイス素子。
【請求項３】機械加工で単結晶のウエハーを形成後
に、前記ウエハーの表裏主面に保護膜を配し異方性エッ
チングにより輪郭を形成する圧電体片と、前記圧電体片
の少なくとも表裏主面に配する電極と、からなる圧電デ
バイス素子において、保護膜の表側輪郭パターンを裏側
輪郭パターンと異なるパターンで配し、圧電体片の輪郭
側面形状がほぼ全周囲にわたりほぼ同一形状で形成する
ことを特徴とする圧電デバイス素子。
【請求項４】前記圧電体片が厚みすべり振動を利用す
る水晶片であることを特徴とする請求項１から請求項３
のいずれか一に記載の圧電デバイス素子。
【請求項５】表側主面または裏側主面の一部に凹部を
形成して薄くした薄板の表裏主面に電極を配して主振動
を得ることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれ
か一に記載の圧電デバイス素子。
【請求項６】前記表側輪郭形状がほぼ三角形であるこ
とを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一に記
載の圧電デバイス素子。
【請求項７】ウエハーの表裏主面に保護膜を配し異方
性エッチングにより圧電体片の輪郭を形成する圧電デバ
イス素子の製造方法において、機械加工で異方性ある単
結晶のウエハーを形成するウエハー作成工程と、前記ウ
エハー作成工程で作成したウエハーの表裏主面にパター
ンを形成する保護膜を配するフォトリソ工程と、前記フ
ォトリソ工程でパターンを形成した保護膜を配したウエ
ハーを溶液に侵して、主面に垂直な少なくとも一ヶ所の
断面で表側輪郭寸法の中心が裏側輪郭寸法の中心とほぼ
一致し、さらに前記裏側輪郭寸法と前記表側輪郭寸法の
うちの一方が他方よりも大きい圧電体片を得るエッチン
グ加工工程と、前記圧電体片の少なくとも表裏主面に電
極を配する電極形成工程とからなることを特徴とする圧
電デバイス素子の製造方法。
【請求項８】ウエハーの表裏主面に保護膜を配し異方
性エッチングにより圧電体片の輪郭を形成する圧電デバ
イスの製造方法において、機械加工で異方性ある単結晶
のウエハーを形成するウエハー作成工程と、前記ウエハ
ー作成工程で作成したウエハーの主面上に表側輪郭パタ
ーンが裏側輪郭パターンと異なるパターンで保護膜を配
するフォトリソ工程と、前記圧電体片の輪郭側面形状が
ほぼ全周囲にわたりほぼ同一形状で形成されるエッチン
グ加工工程と、前記圧電体片の少なくとも表裏主面に電
極を配する電極形成工程とからなることを特徴とする圧
電デバイス素子の製造方法。
【請求項９】結晶軸の対称性を利用して圧電体片の輪
郭を形成することを特徴とする請求項７または請求項８
に記載の圧電デバイス素子の製造方法。