JP2012222420A - 発振器 - Google Patents

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Abstract

【課題】ＰＬＬ回路を有する発振器であって、小型化を図ることができる発振器を提供する。
【解決手段】発振器１００は、基板１１０の上方に配置された第１ＭＥＭＳ振動子１２を含み第１発振信号を出力する基準発振回路と、基板１１０の上方に配置された第２ＭＥＭＳ振動子５２を含み制御信号で発振周波数が制御され第２発振信号を出力する電圧制御発振回路と、前記第２発振信号を分周して分周信号を出力する分周回路と、前記分周信号と前記第１発振信号との位相差に基づいた前記制御信号を出力する位相比較回路と、を含み、第１ＭＥＭＳ振動子１２および第２ＭＥＭＳ振動子５２の各々は、第１電極と、第２電極と、を有し、第２電極は、第１電極と対向配置された可動部を有し、基板の平面視において第１ＭＥＭＳ振動子１２の可動部の面積は、第２ＭＥＭＳ振動子５２の可動部の面積よりも大きい。
【選択図】図５

Description

本発明は、発振器に関する。
位相同期回路（ＰＬＬ回路：Ｐｈａｓｅ ｌｏｃｋｅｄ ｌｏｏｐ）は、周波数精度の高い出力信号を得ることができ、かつ当該出力信号の周波数を可変にできることを特徴としている。このＰＬＬ回路を有する発振器は、通信系を中心とした幅広い分野で利用されている（例えば特許文献１参照）。
具体的には、ＰＬＬ回路を有する発振器は、基準周波数となる基準信号の位相と、分周回路から出力される帰還信号の位相とを比較して、この位相差に応じた信号を電圧制御発振器に入力することにより、出力信号を基準信号の整数倍の周波数とすることができる。
このようなＰＬＬ回路を有する発振器は、一般的に、基準周波数となる基準信号を、水晶振動子を用いた発振回路から得ている。これは、水晶振動子を用いることで、精度が高く安定した周波数が得られるためである。
特開２０１０−２７８７５１号公報
ここで、水晶振動子は、一般的に、半導体基板上に設けることが困難である。したがって、ＰＬＬ回路を有する発振器では、水晶振動子が、例えば、半導体基板上に設けられずに外付けされる。そのため、装置が大型化してしまうという問題があった。
本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、ＰＬＬ回路を有する発振器であって、小型化を図ることができる発振器を提供することにある。
本発明に係る発振器は、
基板と、
前記基板の上方に配置された第１ＭＥＭＳ振動子を含み、第１発振信号を出力する基準発振回路と、
前記基板の上方に配置された第２ＭＥＭＳ振動子を含み、制御信号に基づいて発振周波数が制御され、第２発振信号を出力する電圧制御発振回路と、
前記第２発振信号を分周して、分周信号を出力する分周回路と、
前記分周信号と前記第１発振信号との位相差に基づいた前記制御信号を出力する位相比較回路と、
を含み、
前記第１ＭＥＭＳ振動子および前記第２ＭＥＭＳ振動子の各々は、
第１電極と、
第２電極と、
を有し、
前記第２電極は、前記第１電極と対向配置された可動部を有し、
前記基板の平面視において、前記第１ＭＥＭＳ振動子の前記可動部の面積は、前記第２ＭＥＭＳ振動子の前記可動部の面積よりも大きい。
このような発振器によれば、第１ＭＥＭＳ振動子を含んで構成された基準発振回路を有することができる。これにより、基準発振回路を構成する振動子を、外付けすることなく基板に配置することができる。したがって、装置の小型化を図ることができる。
さらに、このような発振器によれば、第２ＭＥＭＳ振動子を含んで構成された電圧制御発振回路を有することができる。ＭＥＭＳ振動子を用いた発振回路は、例えば、電圧制御発振回路に一般的に用いられるＬＣ発振回路と比べて、基板を占有する面積を小さくできる。したがって、装置の小型化を図ることができる。
なお、本発明に係る記載では、「上方」という文言を、例えば、「特定のもの（以下、「Ａ」という）」の上方に他の特定のもの（以下、「Ｂ」という）を形成する」などと用いる場合、Ａ上に直接Ｂを形成するような場合と、Ａ上に他のものを介してＢを形成するような場合とが含まれるものとして、「上方」という文言を用いている。
本発明に係る発振器において、
さらに、前記基板の上方に配置された支持基板を含み、
前記第１ＭＥＭＳ振動子および前記第２ＭＥＭＳ振動子のうちの一方は、前記基板と前記支持基板の間に配置され、
前記第２ＭＥＭＳ振動子および前記第２ＭＥＭＳ振動子のうちの他方は、前記支持基板の上方に配置されていてもよい。
このような発振器によれば、装置の平面視における大きさを小さくすることができる。
本発明に係る発振器において、
前記基板の平面視において、前記第１ＭＥＭＳ振動子を囲む空洞空間は、前記第２ＭＥＭＳ振動子を囲む空洞空間と重なる領域を有してもよい。
このような発振器によれば、装置の平面視における大きさを小さくすることができる。
本発明に係る発振器において、
前記基準発振回路、前記電圧制御発振回路、前記分周回路、および前記位相比較回路は、前記基板の上方に配置されていてもよい。
このような発振器によれば、装置の小型化を図ることができる。さらに、例えば、発振器を１チップ化することができる。
本発明に係る発振器において、
前記電圧制御発振回路は、複数設けられ、
複数の前記電圧制御発振回路の各々は、互いに発振周波数が異なり、
複数の前記電圧制御発振回路のうちの１つを選択する選択回路をさらに含んでいてもよい。
このような発振器によれば、発振器が出力する出力信号の周波数の可変幅を大きくすることができる。
本発明に係る発振器において、
前記複数の電圧制御発振回路の各々は、互いに共振周波数が異なる第２ＭＥＭＳ振動子を有してもよい。
このような発振器によれば、発振器が出力する出力信号の周波数の可変幅を大きくすることができる。
本発明に係る発振器は、
第１面、および前記第１面とは反対側の第２面を有する基板と、
前記第１面側に配置された第１ＭＥＭＳ振動子を含み、第１発振信号を出力する基準発振回路と、
前記第２面側に配置された第２ＭＥＭＳ振動子を含み、制御信号に基づいて発振周波数が制御され、第２発振信号を出力する電圧制御発振回路と、
前記第２発振信号を分周して、分周信号を出力する分周回路と、
前記分周信号と前記第１発振信号との位相差に基づいた前記制御信号を出力する位相比較回路と、
を含み、
前記第１ＭＥＭＳ振動子および前記第２ＭＥＭＳ振動子の各々は、
第１電極と、
第２電極と、
を有し、
前記第２電極は、前記第１電極と対向配置された可動部を有し、
前記基板の平面視において、前記第１ＭＥＭＳ振動子の前記可動部の面積は、前記第２ＭＥＭＳ振動子の前記可動部の面積よりも大きい。
このような発振器によれば、第１ＭＥＭＳ振動子を含んで構成された基準発振回路を有することができる。これにより、基準発振回路を構成する振動子を、外付けすることなく基板に配置することができる。したがって、装置の小型化を図ることができる。
さらに、このような発振器によれば、第２ＭＥＭＳ振動子を含んで構成された電圧制御発振回路を有することができる。ＭＥＭＳ振動子を用いた発振回路は、例えば、電圧制御発振回路に一般的に用いられるＬＣ発振回路と比べて、基板を占有する面積を小さくできる。したがって、装置の小型化を図ることができる。
第１実施形態に係る発振器の構成を示すブロック図。 第１実施形態に係る発振器の基準発振回路を示す回路図。 第１実施形態に係る発振器の基準発振回路の変形例を示す回路図。 第１実施形態に係る発振器の電圧制御発振回路を示す回路図。 第１実施形態に係る発振器を模式的に示す断面図。 第１実施形態に係る発振器の第１ＭＥＭＳ振動子を模式的に示す平面図。 第１実施形態に係る発振器の第１ＭＥＭＳ振動子を模式的に示す断面図。 第１実施形態に係る発振器の第２ＭＥＭＳ振動子を模式的に示す平面図。 第１実施形態に係る発振器の第２ＭＥＭＳ振動子を模式的に示す断面図。 第１実施形態に係る発振器の製造工程を模式的に示す断面図。 第１実施形態に係る発振器の製造工程を模式的に示す断面図。 第１実施形態に係る発振器の製造工程を模式的に示す断面図。 第１実施形態に係る発振器の製造工程を模式的に示す断面図。 第１実施形態に係る発振器の製造工程を模式的に示す断面図。 第１実施形態に係る発振器の製造工程を模式的に示す断面図。 第１実施形態の第１変形例に係る発振器を模式的に示す断面図。 第１実施形態の第２変形例に係る発振器を模式的に示す断面図。 第１実施形態の第３変形例に係る発振器を模式的に示す断面図。 第２実施形態に係る発振器の構成を示すブロック図。 第２実施形態に係る発振器の電圧制御発振回路を示す回路図。 第２実施形態に係る発振器を模式的に示す断面図。
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
１． 第１実施形態
１．１ 第１実施形態に係る発振器の構成
ます、第１実施形態に係る発振器について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る発振器１００の構成を示すブロック図である。
発振器１００は、基板と、基板の上方に配置された第１ＭＥＭＳ振動子を含む基準発振回路１０と、位相比較回路２０と、チャージポンプ回路３０と、ループフィルター４０と、基板の上方に配置された第２ＭＥＭＳ振動子を含む電圧制御発振回路５０と、分周回路６０と、を含む。基準発振回路１０、位相比較回路２０、チャージポンプ回路３０、ループフィルター４０、電圧制御発振回路５０、および分周回路６０は、位相同期回路（ＰＬＬ回路）を構成している。
基準発振回路１０は、基準信号（第１発振信号）ｆｒｅを出力する。図２は、基準発振回路１０を示す回路図である。基準発振回路１０は、例えば、第１ＭＥＭＳ振動子１２と、反転増幅回路１４と、を有する。
第１ＭＥＭＳ振動子１２は、例えば、静電型のＭＥＭＳ振動子である。この第１ＭＥＭＳ振動子１２は、電圧制御発振回路５０に用いられる第２ＭＥＭＳ振動子よりもＱ値が高い。したがって、第１ＭＥＭＳ振動子１２を用いた基準発振回路１０は、電圧制御発振回路５０と比べて、周波数精度の高い信号ｆｒｅを出力することができる。第１ＭＥＭＳ振動子１２は、第１端子１２ａと第２端子１２ｂとを有している。第１ＭＥＭＳ振動子１２の第１端子１２ａは、反転増幅回路１４の入力端子１４ａと少なくとも交流的に接続する。第１ＭＥＭＳ振動子１２の第２端子１２ｂは、反転増幅回路１４の出力端子１４ｂと少なくとも交流的に接続する。なお、第１ＭＥＭＳ振動子１２の構成例については、後述する。
反転増幅回路１４は、所望の発振条件が満たされるように、複数のインバーター（反転回路）や増幅回路を組み合わせて構成されていてもよい。図２に示す例では、反転増幅回路１４は、入力端子１４ａから出力端子１４ｂに向かって順に、インバーター１４−１、インバーター１４−２、インバーター１４−３が直列に接続されて構成されている。
基準発振回路１０は、反転増幅回路１４に対する帰還抵抗を含んで構成されていてもよい。図２に示す例では、インバーター１４−１の入力端子と出力端子とが抵抗１６を介して接続され、インバーター１４−２の入力端子と出力端子とが抵抗１７を介して接続され、インバーター１４−３の入力端子と出力端子とが抵抗１８を介して接続されている。
基準発振回路１０は、反転増幅回路１４の入力端子１４ａと基準電位（接地電位）との間に接続された第１キャパシター１９ａと、反転増幅回路１４の出力端子１４ｂと基準電位（接地電位）との間に接続された第２キャパシター１９ｂと、を含んで構成されている。これにより、基準発振回路１０は、第１ＭＥＭＳ振動子１２とキャパシター１９ａ，１９ｂとで共振回路を構成する発振回路とすることができる。基準発振回路１０は、この発振回路で得られた発振信号を、基準信号ｆｒｅとして出力する。基準信号ｆｒｅは、図１に示すように、位相比較回路２０に入力される。
なお、基準発振回路１０は、図３に示すように、さらに、分周回路１０ａを有していてもよい。分周回路１０ａは、発振回路の出力信号Ｖｏｕｔを分周し、基準信号ｆｒｅを出力する。これにより、発振器１００は、例えば、出力信号Ｖｏｕｔの周波数よりも低い周波数の出力信号を得ることができる。
位相比較回路２０は、図１に示すように、基準信号ｆｒｅと、分周回路６０の出力信号である帰還信号（分周信号）ｆＶＣＯ／ｎ（ｎは正の整数）との位相差を比較して、この位相差に基づいた制御信号２１を出力する。位相比較回路２０は、２つの入力端子を有しており、一方の入力端子に基準信号ｆｒｅが入力され、他方の入力端子に帰還信号ｆＶＣＯ／ｎが入力される。制御信号２１は、チャージポンプ回路３０に入力される。
チャージポンプ回路３０は、コンデンサーを含んで構成されている。当該コンデンサーには、制御信号２１に応じて、電荷が蓄積される。チャージポンプ回路３０は、当該コンデンサーに蓄積された電荷によって規定される電圧を制御電圧３１として出力する。すなわち、チャージポンプ回路３０は、制御信号２１を制御電圧３１に変換する。制御電圧３１は、ループフィルター４０に入力される。
ループフィルター４０は、制御電圧３１の高周波成分を取り除き、制御電圧４１を出力する。制御電圧４１は、電圧制御発振回路５０に入力される。
電圧制御発振回路５０は、制御信号２１に基づいて発振周波数が制御され、発振信号（第２発振信号）ｆＶＣＯを出力する。図示の例では、位相比較回路２０で出力された制御信号２１をチャージポンプ回路３０で制御電圧３１に変換し、制御電圧３１の高周波成分をループフィルター４０で取り除いて制御電圧４１とし、この制御電圧４１が電圧制御発振回路５０に入力される。そして、電圧制御発振回路５０は、制御電圧４１に基づいて発振周波数が制御される。電圧制御発振回路５０は、制御電圧４１（制御信号２１）に基づいて、帰還信号ｆＶＣＯ／ｎの位相と基準信号ｆｒｅの位相とを一致させるように発振周波数を変化させる。電圧制御発振回路５０は、発振信号ｆＶＣＯを外部へ出力する。すなわち、発振信号ｆＶＣＯは、発振器１００の出力信号となる。また、電圧制御発振回路５０の発振信号ｆＶＣＯは、分周回路６０を介して、位相比較回路２０へフィードバックされる。
図４は、電圧制御発振回路５０を示す回路図である。電圧制御発振回路５０は、例えば、第２ＭＥＭＳ振動子５２と、反転増幅回路５４と、第１可変コンデンサー５９ａと、第２可変コンデンサー５９ｂと、を有する。
第２ＭＥＭＳ振動子５２は、例えば、静電型のＭＥＭＳ振動子である。第２ＭＥＭＳ振動子５２は、例えば、基準発振回路１０に用いられる第１ＭＥＭＳ振動子１２よりもＱ値が低い。したがって、第２ＭＥＭＳ振動子５２を用いた電圧制御発振回路５０は、基準発振回路１０と比べて、発振周波数の可変幅を大きくできる。第２ＭＥＭＳ振動子５２は、第１端子５２ａと第２端子５２ｂとを有している。第２ＭＥＭＳ振動子５２の第１端子５２ａは、反転増幅回路５４の入力端子５４ａと少なくとも交流的に接続する。第２ＭＥＭＳ振動子５２の第２端子５２ｂは、反転増幅回路５４の出力端子５４ｂと少なくとも交流的に接続する。なお、第２ＭＥＭＳ振動子５２の構成例については、後述する。
反転増幅回路５４は、所望の発振条件が満たされるように、複数のインバーター（反転回路）や増幅回路を組み合わせて構成されていてもよい。図４に示す例では、反転増幅回路５４は、入力端子５４ａから出力端子５４ｂに向かって順に、インバーター５４−１、インバーター５４−２、インバーター５４−３が直列に接続されて構成されている。
電圧制御発振回路５０は、反転増幅回路５４に対する帰還抵抗を含んで構成されていてもよい。図４に示す例では、インバーター５４−１の入力端子と出力端子とが抵抗５６を介して接続され、インバーター５４−２の入力端子と出力端子とが抵抗５７を介して接続され、インバーター５４−３の入力端子と出力端子とが抵抗５８を介して接続されている。
第１可変コンデンサー５９ａは、反転増幅回路５４の入力端子５４ａと基準電位（接地電位）との間に接続されている。第２可変コンデンサー５９ｂは、反転増幅回路５４の出力端子５４ｂと基準電位（接地電位）との間に接続されている。
可変コンデンサー５９ａ，５９ｂには、制御電圧４１が印加される。可変コンデンサー５９ａ，５９ｂに制御電圧４１が印加されると、制御電圧４１に応じて可変コンデンサー５９ａ，５９ｂの静電容量が変化し、電圧制御発振回路５０の発振周波数が変化する。このようにして、電圧制御発振回路５０は、帰還信号ｆＶＣＯ／ｎの位相と基準信号ｆｒｅの位相とを一致させるように発振周波数を変化させることができる。
分周回路６０は、図１に示すように、発振信号ｆＶＣＯを所望の分周比ｎ（ｎは正の整数）で分周して、帰還信号（分周信号）ｆＶＣＯ／ｎを出力する。この分周比ｎは、可変であってもよい。これにより、発振器１００の出力信号の周波数を制御することができる。例えば、分周回路６０は、制御信号ＣＳを受けつけ、この制御信号ＣＳに基づいて、分周比ｎが制御されてもよい。なお、分周回路６０の分周比ｎは固定されていてもよい。帰還信号ｆＶＣＯ／ｎは、位相比較回路２０に入力される。
発振器１００では、基準発振回路１０が基準信号ｆｒｅを出力し、分周回路６０が帰還信号ｆＶＣＯ／ｎを出力し、位相比較回路２０が基準信号ｆｒｅと帰還信号ｆＶＣＯ／ｎとの位相差に基づいて制御信号２１を出力し、電圧制御発振回路５０が制御信号２１に基づいて発振周波数が制御されて発振信号ｆＶＣＯを出力する。これにより、発振器１００は、基準信号ｆｒｅのｎ倍の周波数で信号ｆＶＣＯを出力することができる。
図５は、発振器１００を模式的に示す断面図である。
発振器１００では、図５に示すように、基板１１０の上方に第１ＭＥＭＳ振動子１２が配置され、基板１１０の上方に支持基板１４０が配置され、支持基板１４０の上方に第２ＭＥＭＳ振動子５２および回路部１６０が配置されている。
基板１１０は、基体１１２と、第１下地層１１４と、第２下地層１１６と、を有している。基体１１２としては、例えば、シリコン基板等の半導体基板を用いることができる。基体１１２として、セラミックス基板、ガラス基板、サファイア基板、ダイヤモンド基板、合成樹脂基板などの各種の基板を用いてもよい。第１下地層１１４は、基体１１２上に形成されている。第１下地層１１４の材質は、例えば、酸化シリコンである。第２下地層１１６は、第１下地層１１４上に形成されている。第２下地層１１６の材質は、例えば、窒化シリコンである。
第１ＭＥＭＳ振動子１２は、図示の例では、基板１１０と支持基板１４０との間に配置されている。第１ＭＥＭＳ振動子１２は、基板１１０上に形成されている。図６は、第１ＭＥＭＳ振動子１２を模式的に示す平面図である。図７は、第１ＭＥＭＳ振動子１２を模式的に示す断面図である。なお、図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。
第１ＭＥＭＳ振動子１２は、固定電極（第１電極）１２２と、可動電極（第２電極）１２４と、を有する。
固定電極１２２は、基板１１０上に形成されている。固定電極１２２の形状は、例えば、層状又は薄膜状である。固定電極１２２の長さＬ１２２は、例えば、３０μｍ以上５０μｍ以下であり、固定電極１２２の幅Ｗ１２２は、例えば、１００μｍ程度である。
ここで、固定電極１２２の長さＬ１２２とは、可動電極１２４の可動部１２６が延出する方向（延出方向）Ｄ１における固定電極１２２の大きさをいう。また、固定電極１２２の幅Ｗ１２２とは、平面視において、延出方向Ｄ１に直交する方向の固定電極１２２の大きさをいう。なお、平面視とは、基板１１０の厚さ方向から見た場合をいう。また、基板１１０の厚さ方向とは、基板１１０の主面（素子が形成される面）の垂線方向をいう。第１ＭＥＭＳ振動子１２の共振周波数は、可動部１２６の延出方向Ｄ１の大きさ（長さＬ１２６）に依存する。
可動電極１２４は、基板１１０上に形成された支持部１２５と、支持部１２５から延出し固定電極１２２と対向配置された可動部１２６と、を有する。支持部１２５は、可動部１２６が固定電極１２２に対して対向配置されるように可動部１２６を支持している。可動部１２６は、固定電極１２２の上方に所定の間隔を空けて配置されている。図示の例では、可動電極１２４は、片持ち梁状に形成されている。
可動電極１２４の長さＬ１２４は、例えば、３０μｍ以上５０μｍ以下である。また、可動部１２６の長さＬ１２６は、２０μｍ以上４０μｍ以下であり、可動部１２６の幅Ｗ１２６は、例えば、８０μｍ程度である。また、可動部１２６の厚さＴ１２６は、例えば、１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。
ここで、可動電極１２４の長さＬ１２４とは、延出方向Ｄ１の可動電極１２４の大きさをいう。また、可動部１２６の長さＬ１２６とは、延出方向Ｄ１の可動部１２６の大きさをいう。可動部１２６の幅Ｗ１２６とは、平面視において、延出方向Ｄ１に直交する方向の可動部１２６の大きさをいう。
固定電極１２２および可動電極１２４の間に電圧が印加されると、可動部１２６は、電極１２２，１２４間に発生する静電力により振動することができる。すなわち、第１ＭＥＭＳ振動子１２は、静電型のＭＥＭＳ振動子である。
固定電極１２２および可動電極１２４の材質は、例えば、所定の不純物をドーピングすることにより導電性が付与された多結晶シリコンである。
第１ＭＥＭＳ振動子１２は、基板１１０、絶縁層１３０、支持基板１４０で囲まれた空間（空洞空間）Ｓ１に配置されている。空間Ｓ１は、例えば、減圧状態であってもよい。これにより、可動部１２６の振動時における空気抵抗を減少させることができる。
空間Ｓ１の長さＬＳ１は、例えば、３００μｍ程度であり、空間Ｓ１の幅ＷＳ１は、例えば、２００μｍ程度である。ここで、空間Ｓ１の長さＬＳ１は、延出方向Ｄの空間Ｓ１の大きさであり、空間Ｓ１の幅ＷＳ１は、平面視において、延出方向Ｄと直交する方向の空間Ｓ１の大きさである。
絶縁層１３０は、図５に示すように、基板１１０と支持基板１４０との間に設けられている。絶縁層１３０の材質は、例えば、酸化シリコンである。
支持基板１４０は、絶縁層１３０上に形成されている。支持基板１４０は、図示の例では、絶縁層１３０を介して、基板１１０の上方に配置されている。支持基板１４０は、基体１４２と、第３下地層１４４と、第４下地層１４６と、を有している。
基体１４２としては、例えば、シリコン基板等の半導体基板を用いることができる。基体１４２として、セラミックス基板、ガラス基板、サファイア基板、ダイヤモンド基板、合成樹脂基板などの各種の基板を用いてもよい。第３下地層１４４は、基体１４２上に形成されている。第３下地層１４４の材質は、例えば、酸化シリコンである。第４下地層１４６は、第３下地層１４４上に形成されている。第４下地層１４６の材質は、例えば、窒化シリコンである。支持基板１４０上には層間絶縁層１４８が形成されている。
第２ＭＥＭＳ振動子５２は、支持基板１４０上に形成されている。図８は、第２ＭＥＭＳ振動子５２を模式的に示す平面図である。図９は、第２ＭＥＭＳ振動子５２を模式的に示す断面図である。なお、図９は、図８のＩＸ−ＩＸ線断面図である。
第２ＭＥＭＳ振動子５２は、固定電極（第１電極）５２２と、可動電極（第２電極）５２４と、を有する。
固定電極５２２は、支持基板１４０上に形成されている。固定電極５２２の形状は、例えば、層状又は薄膜状である。固定電極５２２の長さＬ５２２は、例えば、３μｍ以上５μｍ以下であり、固定電極５２２の幅Ｗ５２２は、例えば、５μｍ程度である。
ここで、固定電極５２２の長さＬ５２２とは、可動電極５２４の可動部５２６が延出する方向（延出方向）Ｄ２における固定電極５２２の大きさをいう。また、固定電極５２２の幅Ｗ５２２とは、平面視において、延出方向Ｄ２に直交する方向の固定電極５２２の大きさをいう。なお、第２ＭＥＭＳ振動子５２の共振周波数は、可動部５２６の延出方向Ｄ２の大きさ（長さＬ５２６）に依存する。
可動電極５２４は、支持基板１４０上に形成された支持部５２５と、支持部５２５から延出し固定電極５２２と対向配置された可動部５２６と、を有する。支持部５２５は、可動部５２６が固定電極５２２に対して対向配置されるように可動部５２６を支持している。可動部５２６は、固定電極５２２の上方に所定の間隔を空けて配置されている。図示の例では、可動電極５２４は、片持ち梁状に形成されている。
可動電極５２４の長さＬ５２４は、例えば、３μｍ以上５μｍ以下である。また、可動部５２６の長さＬ５２６は、２μｍ以上４μｍ以下であり、可動部５２６の幅Ｗ５２６は、例えば、４μｍ程度である。また、可動部５２６の厚さＴ５２６は、例えば、３００ｎｍ程度である。
ここで、可動電極５２４の長さＬ５２４とは、延出方向Ｄ２の可動電極５２４の大きさをいう。また、可動部５２６の長さＬ５２６とは、延出方向Ｄ２の可動部５２６の大きさをいう。可動部５２６の幅Ｗ５２５とは、平面視において、延出方向Ｄ２に直交する方向の可動部５２６の大きさをいう。
固定電極５２２および可動電極５２４の間に電圧が印加されると、可動部５２６は、電極５２２，５２４間に発生する静電力により振動することができる。すなわち、第２ＭＥＭＳ振動子５２は、静電型のＭＥＭＳ振動子である。
固定電極５２２および可動電極５２４の材質は、例えば、所定の不純物をドーピングすることにより導電性が付与された多結晶シリコンである。
被覆構造体１５０は、支持基板１４０上に設けられている。被覆構造体１５０は、第２ＭＥＭＳ振動子５２を減圧状態で気密封止していてもよい。これにより、可動部５２６の振動時における空気抵抗を減少させることができる。第２ＭＥＭＳ振動子５２は、被覆構造体１５０と支持基板１４０とによって囲まれた空間（空洞空間）Ｓ２に配置されている。空間Ｓ２の長さＬＳ２（図８参照）は、例えば、１５μｍ程度であり、空間Ｓ２の幅ＷＳ２は、例えば、１２μｍ程度である。ここで、空間Ｓ２の長さＬＳ２とは、延出方向Ｄ２の空間Ｓ２の大きさであり、空間Ｓ２の幅ＷＳ２とは、平面視において、延出方向Ｄ２と直交する方向の空間Ｓ２の大きさである。
第１ＭＥＭＳ振動子１２を囲む空間Ｓ１は、例えば、基板１１０の平面視において、第２ＭＥＭＳ振動子５２を囲む空間Ｓ２と重なる領域を有する。すなわち、空間Ｓ１を基板１１０上に投影した投影領域が、空間Ｓ２を基板１１０上に投影した投影領域と重なる領域を有する。これにより、発振器の平面視における大きさを小さくすることができる。すなわち、装置の小型化を図ることができる。図５の例では、空間Ｓ１は、基板１１０の平面視において、空間Ｓ２と一部が重なっている。
発振器１００では、平面視において、第１ＭＥＭＳ振動子１２の可動部１２６の面積（Ｌ１２６×Ｗ１２６）が、第２ＭＥＭＳ振動子５２の可動部５２６の面積（Ｌ５２６×Ｗ５２６）よりも大きい。そのため、第１ＭＥＭＳ振動子１２は、第２ＭＥＭＳ振動子５２と比べて、損失が小さく、Ｑ値が高い。さらに、第１ＭＥＭＳ振動子１２は、製造誤差の影響を、第２ＭＥＭＳ振動子５２よりも小さくできる。したがって、第１ＭＥＭＳ振動子１２を用いた基準発振回路１０は、周波数精度の高い基準信号ｆｒｅを出力することができる。
また、言い換えると、発振器１００では、平面視において、第２ＭＥＭＳ振動子５２の可動部５２６の面積（Ｌ５２６×Ｗ５２６）が、第１ＭＥＭＳ振動子１２の可動部１２６の面積（Ｌ１２６×Ｗ１２６）よりも小さい。そのため、第２ＭＥＭＳ振動子５２は、第１ＭＥＭＳ振動子１２と比べて、損失が大きく、Ｑ値が低い。したがって、第２ＭＥＭＳ振動子５２を用いた電圧制御発振回路５０は、発振周波数の可変幅を大きくすることができる。
回路部１６０は、支持基板１４０上に形成されている。回路部１６０は、ＭＥＭＳ振動子１２，５２以外の発振器１００を動作させるための回路を有している。具体的には、回路部１６０は、例えば、図１に示す位相比較回路２０、チャージポンプ回路３０、ループフィルター４０、および分周回路６０を有している。さらに、回路部１６０は、例えば、図２に示す基準発振回路１０を構成する反転増幅回路１４、および図４に示す電圧制御発振回路５０を構成する反転増幅回路５４や可変容量ダイオード５９ａ，５９ｂなどを有している。すなわち、発振器１００では、基準発振回路１０、位相比較回路２０、チャージポンプ回路３０、ループフィルター４０、電圧制御発振回路５０、および分周回路６０が、基板１１０の上方に形成されている。回路部１６０は、例えば、トランジスター１６２や配線１６４等を含んで構成されている。
第１ＭＥＭＳ振動子１２と回路部１６０とは、ボンディングワイヤ等の接続部材１７０を介して電気的に接続されている。図示の例では、第１ＭＥＭＳ振動子１２は、基板１１０上に形成されたパッド１７２と電気的に接続され、このパッド１７２と接続部材１７０とが電気的に接続されている。そして、接続部材１７０と回路部１６０の配線１６４とが電気的に接続されている。また、第２ＭＥＭＳ振動子５２と回路部１６０とは、層間絶縁層１４８に形成された配線（図示しない）等によって電気的に接続されている。
封止部１８０は、基板１１０、第１ＭＥＭＳ振動子１２、支持基板１４０、第２ＭＥＭＳ振動子５２、および回路部１６０を封止している。これにより、これらの部材１１０，１２，１４０，５２，１６０を外部からの衝撃、湿度、熱などから保護することができる。封止部１８０の材質は、例えば、エポキシ樹脂である。
端子１９０は、接続部材（図示しない）を介して回路部１６０と接続されている。端子１９０は、発振器１００の入力端子および出力端子として機能する。端子１９０の材質は、例えば、導電性を有する金属である。
１．２ 第１実施形態に係る発振器の製造方法
次に、第１実施形態に係る発振器１００の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図１０〜図１５は、発振器１００の製造工程を模式的に示す断面図である。
図１０に示すように、支持基板１４０上に第２ＭＥＭＳ振動子５２、回路部１６０、および被覆構造体１５０を形成する。具体的には、まず、支持基板１１０上に固定電極５２２を形成し、次に、熱酸化処理により固定電極５２２を覆う犠牲層（図示しない）を形成し、犠牲層上および支持基板１４０上に可動電極５２４を形成する。固定電極５２２および可動電極５２４は、例えば、ＣＶＤ法やスパッタ法などによる成膜処理、およびフォトリソグラフィー技術によるパターニング処理により形成される。次に、層間絶縁層１４８および被覆構造体１５０を形成し、被覆構造体１５０に形成された貫通孔（図示しない）を介してエッチング液を犠牲層に供給し、犠牲層を除去する。被覆構造体１５０は、例えば、ＣＶＤ法などによる成膜処理およびフォトリソグラフィー技術によるパターニング処理を組み合わせることにより形成される。以上の工程により、第２ＭＥＭＳ振動子５２および被覆構造体１５０が形成される。また、回路部１６０は、例えば、第２ＭＥＭＳ振動子５２を形成する工程と同一工程、もしくは同種の工程で形成される。
図１１に示すように、層間絶縁層１４８上に保護膜１３２を形成する。保護膜１３２の材質は、例えば、ポリイミド樹脂やレジストである。次に、支持基板１４０の裏面（主面とは反対側の面）に絶縁層１３０を形成する。絶縁層１３０は、例えば、ＣＶＤ法により形成される。
図１２に示すように、絶縁層１３０上にレジスト１３４を形成する。レジスト１３４は、露光および現像されることにより、所定の形状に形成される。なお、図１２および図１３では、便宜上、図１１とは、上下を逆に示している。
図１３に示すように、レジスト１３４をマスクとして、絶縁層１３０および支持基板１４０をエッチングして、凹部を形成する。その後、保護膜１３２およびレジスト１３４を除去する。
図１４に示すように、基板１１０上に第１ＭＥＭＳ振動子１２を形成する。第１ＭＥＭＳ振動子１２は、例えば、上述した第２ＭＥＭＳ振動子５２と同様の工程で形成される。次に、基板１１０上にパッド１７２を形成する。
図１５に示すように、絶縁層１３０と基板１１０を張り合わせる。これにより、基板１１０と支持基板１４０とが積層されて、積層体１０１が形成される。絶縁層１３０と基板１１０の張り合わせは、例えば、減圧状態で行われる。これにより、空間Ｓ１を減圧状態にすることができる。絶縁層１３０と基板１１０とは、例えば、接着剤によって接着される。次に、積層体１０１を、所定の大きさにダイシングしてもよい。次に、パッド１７２と配線１６４とを電気的に接続する接続部材１７０を形成する。
図５に示すように、端子１９０および封止部１８０を形成する。封止部１８０は、基板１１０、第１ＭＥＭＳ振動子１２、支持基板１４０、第２ＭＥＭＳ振動子５２、および回路部１６０を樹脂等で覆うことにより形成される。
以上の工程により、発振器１００を製造することができる。
発振器１００は、例えば、以下の特徴を有する。
発振器１００によれば、第１ＭＥＭＳ振動子１２を含んで構成された基準発振回路１０を有することができる。これにより、基準発振回路１０を構成する振動子を外付けすることなく、基板１１０に配置することができる。したがって、装置の小型化を図ることができる。さらに、例えば、発振器１００を１チップ化することができる。
発振器１００によれば、第２ＭＥＭＳ振動子５２を含んで構成された電圧制御発振回路５０を有することができる。ＭＥＭＳ振動子を用いた発振回路は、例えば、電圧制御発振回路に一般的に用いられるＬＣ発振回路と比べて、基板を占有する面積を小さくできる。したがって、発振器１００によれば、より装置の小型化を図ることができる。
さらに、ＭＥＭＳ振動子を含んで構成された発振回路は、ＬＣ発振回路と比べて、周波数精度を高めることができる。そのため、第２ＭＥＭＳ振動子５２を含んで構成された電圧制御発振回路５０を有することにより、ループフィルター４０の時定数を低くできる。これにより、帯域内のノイズを抑えることができるため、発振器の発振特性を向上できる。
発振器１００では、第１ＭＥＭＳ振動子１２が基板１１０と支持基板１４０との間に配置され、第２ＭＥＭＳ振動子５２が支持基板１４０上に配置されている。このように、発振器１００では、基板１１０と支持基板１４０とが積層されているため、発振器の平面視における大きさを小さくすることができる。すなわち、装置の小型化を図ることができる。
発振器１００では、基準発振回路１０、電圧制御発振回路５０、分周回路６０、および位相比較回路２０が、基板１１０の上方に形成されている。これにより、装置の小型化を図ることができる。さらに、例えば、発振器を１チップ化することができる。
１．３． 第１実施形態に係る発振器の変形例
次に、第１実施形態の変形例に係る発振器について、図面を参照しながら説明する。なお、ここでは、上述した発振器１００の例と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。
（１）第１変形例
まず、第１変形例について説明する。図１６は、第１変形例に係る発振器２００を模式的に示す断面図である。以下、第１変形例に係る発振器において、本実施形態に係る発振器１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
発振器１００の例では、図５に示すように、第１ＭＥＭＳ振動子１２が基板１１０と支持基板１４０との間に配置され、第２ＭＥＭＳ振動子５２が支持基板１４０の上方に配置されていた。これに対して、発振器２００では、図１６に示すように、第２ＭＥＭＳ振動子５２が基板１１０と支持基板１４０との間に配置され、第１ＭＥＭＳ振動子１２が支持基板１４０の上方に配置されている。このように、発振器２００では、発振器１００と同様に、基板１１０と支持基板１４０とが積層されているため、発振器の平面視における大きさを小さくすることができる。すなわち、装置の小型化を図ることができる。
発振器２００では、図１６に示すように、層間絶縁層２１０および被覆構造体２２０が基板１１０上に形成されている。第２ＭＥＭＳ振動子５２は、被覆構造体２２０と基板１１０とによって囲まれた空間Ｓ２に配置されている。第２ＭＥＭＳ振動子５２は、基板１１０上に形成されている。絶縁層１３０は、層間絶縁層２１０と支持基板１４０との間に配置されている。また、第１ＭＥＭＳ振動子１２は、被覆構造体１５０と支持基板１４０とによって囲まれた空間Ｓ１に配置されている。第１ＭＥＭＳ振動子１２は、支持基板１４０上に形成されている。また、回路部１６０は、基板１１０上に形成されている。すなわち、回路部１６０は、基板１１０と支持基板１４０との間に配置されている。
（２）第２変形例
次に、第２変形例について説明する。図１７は、第２変形例に係る発振器３００を模式的に示す断面図である。以下、第２変形例に係る発振器において、上述した発振器１００，２００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
発振器１００の例では、図５に示すように、基板１１０と支持基板１４０とを有していた。これに対して、発振器３００では、図１７に示すように、基板１１０を有している。すなわち、発振器３００は、支持基板を有していない。これにより、発振器３００は、発振器１００，２００と比べて、高さＨを小さくすることができる。なお、発振器３００の高さＨとは、端子１９０の先端部と封止部１８０の上面との間の距離をいう。
発振器３００では、第１ＭＥＭＳ振動子１２および第２ＭＥＭＳ振動子５２は、基板１１０上に形成されている。第１ＭＥＭＳ振動子１２は、基板１１０上に形成された被覆構造体１５０と基板１１０とによって囲まれた空間Ｓ１に配置されている。また、第２ＭＥＭＳ振動子５２は、被覆構造体２２０と基板１１０によって囲まれた空間Ｓ２に配置されている。回路部１６０は、基板１１０上に形成されている。
第１ＭＥＭＳ振動子１２の可動部１２６の厚さは、例えば、３００ｎｍであり、第２ＭＥＭＳ振動子５２の可動部５２６の厚さは、例えば、３００ｎｍである。第１ＭＥＭＳ振動子１２の固定電極１２２の厚さと、第２ＭＥＭＳ振動子５２の固定電極１２２の厚さとは、例えば、同じである。このように、対応する各電極の厚さを同じにすることで、容易に第１ＭＥＭＳ振動子１２および第２ＭＥＭＳ振動子５２を同一基板１１０上に形成することができる。
（３）第３変形例
次に、第３変形例について説明する。図１８は、第３変形例に係る発振器４００を模式的に示す断面図である。以下、第３変形例に係る発振器において、上述した発振器１００，２００，３００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
発振器１００の例では、図５に示すように、第１ＭＥＭＳ振動子１２が基板１１０と支持基板１４０との間に配置され、第２ＭＥＭＳ振動子５２が支持基板１４０の上方に配置されていた。これに対して、発振器４００では、図１８に示すように、基板１１０の第１面１１０ａ側に第１ＭＥＭＳ振動子１２が配置され、基板１１０の第２面１１０ｂ側に第２ＭＥＭＳ振動子５２が配置されている。このように、発振器４００では、発振器１００，２００と同様に、基板１１０と支持基板１４０とが積層されているため、発振器の平面視における大きさを小さくすることができる。すなわち、装置の小型化を図ることができる。
基板１１０は、第１面１１０ａと、第１面１１０ａとは反対側の第２面１１０ｂと、を有している。図示の例では、第１面１１０ａは、基板１１０の下面であり、第１ＭＥＭＳ振動子１２が形成される面（主面）である。第２面１１０ｂは、基板１１０の上面（裏面）である。第１下地層１１４および第２下地層１１６は、第１面１１０ａに形成されている。
第１ＭＥＭＳ振動子１２は、基板１１０の第１面１１０ａに形成されている。また、第２ＭＥＭＳ振動子５２および回路部１６０は、支持基板１４０の上面（主面）に形成されている。発振器４００では、基板１１０の第２面１１０ｂと、支持基板１４０の下面（裏面）とが接着されている。接着は、例えば、公知の接着剤を用いて行われる。
２． 第２実施形態
次に、第２実施形態に係る発振器について、図面を参照しながら説明する。図１９は、本実施形態に係る発振器５００の構成を示すブロック図である。以下、第２実施形態に係る発振器において、上述した発振器１００，２００，３００，４００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
発振器５００では、互いに発振周波数の異なる電圧制御発振回路が複数設けられている。発振器５００は、さらに、複数の電圧制御発振回路のうちの１つを選択する選択回路を含む。
図示の例では、発振器１００は、第１電圧制御発振回路５５１、第２電圧制御発振回路５５２、および第３電圧制御発振回路５５３と、第１〜第３電圧制御発振回路５５１，５５２，５５３のうちの１つを選択する選択回路５５４と、を含んで構成されている。
第１〜第３電圧制御発振回路５５１，５５２，５５３は、それぞれ発振周波数が異なっている。選択回路５５４は、第１〜第３電圧制御発振回路５５１，５５２，５５３のうちの１つを選択する。図１９に示す例では、第１電圧制御発振回路５５１を選択している状態を示している。この場合、制御電圧４１は、第１電圧制御発振回路５５１に入力される。第１電圧制御発振回路５５１は、制御電圧４１に基づいて発振周波数が制御され、発振信号ｆＶＣＯを出力する。
図２０は、電圧制御発振回路５５１（５５２）（５５３）の構成を示すブロック図である。なお、図２０では、図示の例が第２電圧制御発振回路５５２である場合、第２ＭＥＭＳ振動子を５２−２で示し、図示の例が第３電圧制御発振回路５５３である場合、第２ＭＥＭＳ振動子を５２−３で示している。
第１電圧制御発振回路５５１は、第２ＭＥＭＳ振動子５２−１を含んで構成されている。第２電圧制御発振回路５５２は、第２ＭＥＭＳ振動子５２−２を含んで構成されている。第３電圧制御発振回路５５３は、第２ＭＥＭＳ振動子５２−３を含んで構成されている。第２ＭＥＭＳ振動子５２−１，５２−２，５２−３は、それぞれ共振周波数が異なっている。このため、第１〜第３電圧制御発振回路５５１，５５２，５５３は、それぞれ発振周波数が異なっている。
選択回路５５４は、図１９に示すように、ループフィルター４０の出力端子と電圧制御発振回路５５１，５５２，５５３の入力端子との間の、接続状態を切り替える第１スイッチ５５６ａ，５５６ｂ，５５６ｃ、および電圧制御発振回路５５１，５５２，５５３の出力端子と分周回路６０の入力端子および発振器５００の出力端子との間の接続状態を切り替える第２スイッチ５５７ａ，５５７ｂ，５５７ｃのうちの少なくとも一方を含むことができる。すなわち、選択回路５５４は、第１〜第３電圧制御発振回路５５１，５５２，５５３のそれぞれに対応する第１スイッチおよび第２スイッチを含んで構成されている。
第１スイッチ５５６ａ，５５６ｂ，５５６ｃおよび第２スイッチ５５７ａ，５５７ｂ，５５７ｃは、少なくとも接続状態を１回以上切り換えられる構成であり、例えば、接続状態を何度も切り換えられるアナログスイッチなどで構成されていてもよいし、接続状態を１度のみ切り換えられるヒューズなどで構成されていてもよい。
図２１は、発振器５００を模式的に示す断面図である。
発振器５００は、複数の第２ＭＥＭＳ振動子を含んで構成されている。図示の例では、発振器５００は、３つの第２ＭＥＭＳ振動子５２−１，５２−２，５２−３を含んで構成されている。第２ＭＥＭＳ振動子５２−１，５２−２，５２−３は、支持基板１４０上に形成されている。第２ＭＥＭＳ振動子５２−１，５２−２，５２−３は、支持基板１４０上に形成された３つの空間Ｓ２にそれぞれ配置されている。第２ＭＥＭＳ振動子５２−１，５２−２，５２−３の可動部の長さは、例えば、それぞれ異なっている。これにより、第２ＭＥＭＳ振動子５２−１，５２−２，５２−３の共振周波数を互いに異ならせることができる。
発振器５００では、電圧制御発振回路が、複数設けられ、複数の電圧制御発振回路５５１，５５２，５５３は、互いに発振周波数が異なり、複数の電圧制御発振回路５５１，５５２，５５３のうちの１つを選択する選択回路５５４を含んで構成されている。これにより、発振器５００の出力信号ｆＶＣＯの周波数の可変幅を大きくすることができる。
さらに、発振器５００は、上述した効果に加えて、第１実施形態に係る発振器１００と同様の効果も奏する。
なお、上述した実施形態及び変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。
例えば、上述した例では、第１ＭＥＭＳ振動子および第２ＭＥＭＳ振動子の可動電極がいわゆる片持ち梁形状（可動部に対して支持部が１つ）である場合について説明したが、第１ＭＥＭＳ振動子および第２ＭＥＭＳ振動子の可動電極は、これに限定されず、例えば、可動部に対して支持部が複数設けられた複数梁形状（例えば両持ち梁形状）であってもよい。
また、例えば各実施形態及び各変形例は、複数を適宜組み合わせることが可能である。
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
１０ 基準発振回路、１０ａ 分周回路、１２ 第１ＭＥＭＳ振動子、
１２ａ 第１端子、１２ｂ 第２端子、１４ 反転増幅回路、
１４−１，１４−２，１４−３ インバーター、１４ａ 入力端子、１４ｂ 出力端子、
１６，１７，１８ 抵抗、１９ａ 第１キャパシター、１９ｂ 第２キャパシター、
２０ 位相比較回路、２１ 制御信号、３０ チャージポンプ回路、
３１，４１ 制御電圧、４０ ループフィルター、５０ 電圧制御発振回路、
５２、５２−１，５２−２，５２−３ 第２ＭＥＭＳ振動子、５２ａ 第１端子、
５２ｂ 第２端子、５４ 反転増幅回路、
５４−１，５４−２，５６−３ インバーター、５４ａ 入力端子、５４ｂ 出力端子、
５６，５７，５８ 抵抗、５９ａ 第１可変コンデンサー、
５９ｂ 第２可変コンデンサー、６０ 分周回路、１００ 発振器、１０１ 積層体、
１１０ 基板、１１２ 基体、１１４ 第１下地層、１１６ 第２下地層、
１２２ 固定電極、１２４ 可動電極、１２５ 支持部、１２６ 可動部、
１３０ 絶縁層、１３２ 保護膜、１３４ レジスト、１４０ 支持基板、
１４２ 基体、１４４ 第３下地層、１４６ 第４下地層、１４８ 層間絶縁層、
１５０ 被覆構造体、１６０ 回路部、１６２ トランジスター、１６４ 配線、
１７０ 接続部材、１７２ パッド、１８０ 封止部、１９０ 端子、２００ 発振器、
２１０ 層間絶縁層、２２０ 被覆構造体、３００，４００ 発振器、５００ 発振器、
５２２ 固定電極、５２５ 支持部、５２６ 可動部、５５１ 第１電圧制御発振回路、
５５２ 第２電圧制御発振回路、５５３ 第３電圧制御発振回路、５５４ 選択回路、
５５６ａ，５５６ｂ，５５６ｃ 第１スイッチ、
５５７ａ，５５７ｂ，５５７ｃ 第２スイッチ

Claims (7)

  1. 基板と、
    前記基板の上方に配置された第１ＭＥＭＳ振動子を含み、第１発振信号を出力する基準発振回路と、
    前記基板の上方に配置された第２ＭＥＭＳ振動子を含み、制御信号に基づいて発振周波数が制御され、第２発振信号を出力する電圧制御発振回路と、
    前記第２発振信号を分周して、分周信号を出力する分周回路と、
    前記分周信号と前記第１発振信号との位相差に基づいた前記制御信号を出力する位相比較回路と、
    を含み、
    前記第１ＭＥＭＳ振動子および前記第２ＭＥＭＳ振動子の各々は、
    第１電極と、
    第２電極と、
    を有し、
    前記第２電極は、前記第１電極と対向配置された可動部を有し、
    前記基板の平面視において、前記第１ＭＥＭＳ振動子の前記可動部の面積は、前記第２ＭＥＭＳ振動子の前記可動部の面積よりも大きい、発振器。
  2. 請求項１において、
    さらに、前記基板の上方に配置された支持基板を含み、
    前記第１ＭＥＭＳ振動子および前記第２ＭＥＭＳ振動子のうちの一方は、前記基板と前記支持基板の間に配置され、
    前記第２ＭＥＭＳ振動子および前記第２ＭＥＭＳ振動子のうちの他方は、前記支持基板の上方に配置されている、発振器。
  3. 請求項２において、
    前記基板の平面視において、前記第１ＭＥＭＳ振動子を囲む空洞空間は、前記第２ＭＥＭＳ振動子を囲む空洞空間と重なる領域を有する、発振器。
  4. 請求項１ないし３のいずれか１項において、
    前記基準発振回路、前記電圧制御発振回路、前記分周回路、および前記位相比較回路は、前記基板の上方に配置されている、発振器。
  5. 請求項１ないし４のいずれか１項において、
    前記電圧制御発振回路は、複数設けられ、
    複数の前記電圧制御発振回路の各々は、互いに発振周波数が異なり、
    複数の前記電圧制御発振回路のうちの１つを選択する選択回路をさらに含む、発振器。
  6. 請求項５において、
    前記複数の電圧制御発振回路の各々は、互いに共振周波数が異なる第２ＭＥＭＳ振動子を有する、発振器。
  7. 第１面、および前記第１面とは反対側の第２面を有する基板と、
    前記第１面側に配置された第１ＭＥＭＳ振動子を含み、第１発振信号を出力する基準発振回路と、
    前記第２面側に配置された第２ＭＥＭＳ振動子を含み、制御信号に基づいて発振周波数が制御され、第２発振信号を出力する電圧制御発振回路と、
    前記第２発振信号を分周して、分周信号を出力する分周回路と、
    前記分周信号と前記第１発振信号との位相差に基づいた前記制御信号を出力する位相比較回路と、
    を含み、
    前記第１ＭＥＭＳ振動子および前記第２ＭＥＭＳ振動子の各々は、
    第１電極と、
    第２電極と、
    を有し、
    前記第２電極は、前記第１電極と対向配置された可動部を有し、
    前記基板の平面視において、前記第１ＭＥＭＳ振動子の前記可動部の面積は、前記第２ＭＥＭＳ振動子の前記可動部の面積よりも大きい、発振器。
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