JP2012244349A - 微小機械振動子とその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】微小機械振動子は、シリコン基板1上に形成されたシリコン酸化膜2と、シリコン酸化膜2上に形成された電極4,5と、一端が電極4に接続され、電極4およびシリコン酸化膜2で固定されていない一部が開口部6内に突出するように形成される振動子部7と、一端が電極5に接続され、電極5およびシリコン酸化膜2で固定されていない方の先端部が開口部6内に突出した振動子部7の先端部と対向するように形成される制御極部8とを備える。
【選択図】 図2
Description
デバイスに組み込んだ微小機械振動子の作製誤差を補正する場合や、微小機械振動子をセンシングデバイスに応用する場合には、デバイスに組み込むことが容易な電気的な手法でより広い周波数帯域の共振周波数制御を実現できることが必要である。
また、本発明の微小機械振動子の製造方法の1構成例において、前記振動子部および制御極部形成工程は、前記振動子部と前記制御極部とを連結する連結部を形成する工程を含み、さらに、前記凹部形成工程の後に、前記連結部を除去する連結部除去工程を備えることを特徴とするものである。
また、本発明の微小機械振動子の製造方法の1構成例において、前記振動子部および制御極部形成工程は、前記振動子部と前記制御極部とを連結する連結部を形成する工程を含み、さらに、前記開口部形成工程の後に、前記連結部を除去する連結部除去工程を備えることを特徴とするものである。
以下、本発明を用いた実施の形態について詳細に説明する。本実施の形態では、電子ビーム露光技術、集束イオンビーム化学気相成長法(focused-ion-beam chemical vapor deposition:FIB−CVD)、及びウェットエッチング等の微細加工技術を用いて、ダイアモンドライクカーボン(diamond-like carbon:DLC)からなる共振周波数可変振動子を作製した。
まず、表面に厚さ280nmのシリコン酸化膜2(絶縁層)が形成されたシリコン基板1上にレジスト3を塗布し(図1(A)、図1(B))、電子ビーム露光によりレジスト3を図1(C)、図1(D)に示すような形状に加工する。そして、真空蒸着およびリフトオフプロセスを用いて、Tiからなる2つの電極4,5をシリコン酸化膜2上に形成する(図1(E)、図1(F))。この電極4,5の厚さは、240nmである。
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。第1の実施の形態では、本発明の微小機械振動子の例として振動子部7および制御極部8を有する形状の振動子について説明したが、本発明は、第1の実施の形態の振動子構造に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形・応用が可能である。本実施の形態では、微小機械振動子の別の例について説明する。
本実施の形態の微小機械振動子は、基板である導電層20と、導電層20に上に形成された二酸化シリコン等からなる絶縁層21と、絶縁層21に形成された開口部22と、絶縁層21上に形成された電極23,24,25,26と、両端が電極25,26および絶縁層21で固定されることによって導電層20から浮いた状態で支持される振動子部27と、一端が電極23,24および絶縁層21で固定されることによって導電層20から浮いた状態で支持される制御極部28,29とを有する。
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。図8(A)は本実施の形態に係る微小機械振動子の斜視図、図8(B)は図8(A)の微小機械振動子の平面図、図8(C)は図8(A)の微小機械振動子の断面図である。
本実施の形態の微小機械振動子は、基板である導電層30と、導電層30に上に形成された二酸化シリコン等からなる絶縁層31と、絶縁層31に形成された開口部32と、絶縁層31上に形成された電極33,34,35,36と、両端が電極35,36および絶縁層31で固定されることによって導電層30から浮いた状態で支持される振動子部37と、一端が電極33,34および絶縁層31で固定されることによって導電層30から浮いた状態で支持される制御極部38,39とを有する。
次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。図9(A)は本実施の形態に係る微小機械振動子の斜視図、図9(B)は図9(A)の微小機械振動子の平面図、図9(C)は図9(A)の微小機械振動子の断面図である。
本実施の形態の微小機械振動子は、基板である導電層40と、導電層40に上に形成された二酸化シリコン等からなる絶縁層41と、絶縁層41に形成された開口部42と、絶縁層41上に形成された電極43,44と、導電層40上に形成された電極45と、下面の一部が電極45に接続され、絶縁層41および電極45で支えられることによって導電層40から浮いた状態で支持される振動子部46と、周辺部が電極43,44および絶縁層41で固定されることによって導電層40から浮いた状態で支持される制御極部47とを有する。
次に、本発明の第5の実施の形態について説明する。図10(A)は本実施の形態に係る微小機械振動子の斜視図、図10(B)は図10(A)の微小機械振動子の平面図、図10(C)は図10(A)の微小機械振動子の断面図である。
本実施の形態の微小機械振動子は、基板である導電層50と、導電層50に上に形成された二酸化シリコン等からなる絶縁層51と、絶縁層51に形成された開口部52と、絶縁層51上に形成された電極53,54,55,56と、両端が電極55,56および絶縁層51で固定されることによって導電層50から浮いた状態で支持される振動子部57と、一端が電極53,54および絶縁層51で固定されることによって導電層50から浮いた状態で支持される制御極部58,59とを有する。
Claims (6)
- 基板上に形成された絶縁層と、
この絶縁層上に形成された第1の電極と、
前記絶縁層上に形成された第2の電極と、
両端もしくは一端が前記第1の電極に接続され、この第1の電極で固定されていない一部が前記絶縁層に形成された開口部内に突出するように前記絶縁層上に形成される振動子部と、
一端が前記第2の電極に接続され、この第2の電極で固定されていない方の縁部が前記開口部内に突出した振動子部の縁部と対向するように前記絶縁層上に形成される制御極部とを備えることを特徴とする微小機械振動子。 - 基板上に形成された絶縁層と、
前記基板上に形成された第1の電極と、
前記絶縁層上に形成された第2の電極と、
下面の一部が前記第1の電極に接続され、この第1の電極で固定されていない一部が前記第1の電極の周囲の絶縁層に形成された開口部内に突出するように前記第1の電極上に形成される振動子部と、
一端が前記第2の電極に接続され、この第2の電極で固定されていない方の縁部が前記開口部内に突出した振動子部の縁部と対向するように前記絶縁層上に形成される制御極部とを備えることを特徴とする微小機械振動子。 - 基板上に形成された絶縁層の上に第1、第2の電極を形成する電極形成工程と、
前記第1、第2の電極間の領域もしくは前記第1、第2の電極で囲まれた領域の絶縁層をエッチングして開口部を形成する開口部形成工程と、
両端もしくは一端が前記第1の電極に接続され、この第1の電極で固定されていない一部が前記絶縁層に形成された開口部内に突出する振動子部を前記開口部に露出した基板上に形成すると共に、一端が前記第2の電極に接続され、この第2の電極で固定されていない方の縁部が前記開口部内に突出した振動子部の縁部と対向する制御極部を前記開口部に露出した基板上に形成する振動子部および制御極部形成工程と、
前記開口部内の露出している基板をエッチングして、前記開口部内に突出している振動子部と制御極部とが前記基板から浮いた状態になるように前記基板に凹部を形成する凹部形成工程とを備えることを特徴とする微小機械振動子の製造方法。 - 請求項3記載の微小機械振動子の製造方法において、
前記振動子部および制御極部形成工程は、前記振動子部と前記制御極部とを連結する連結部を形成する工程を含み、
さらに、前記凹部形成工程の後に、前記連結部を除去する連結部除去工程を備えることを特徴とする微小機械振動子の製造方法。 - 基板上に形成された絶縁層の上に第1、第2の電極を形成する電極形成工程と、
両端もしくは一端が前記第1の電極に接続された振動子部を前記絶縁層上に形成すると共に、一端が前記第2の電極に接続され、この第2の電極に接続されていない方の縁部が前記振動子部の縁部と対向する制御極部を前記絶縁層上に形成する振動子部および制御極部形成工程と、
前記第1、第2の電極間の領域もしくは前記第1、第2の電極で囲まれた領域の絶縁層をエッチングして、前記振動子部の前記第1の電極で固定されていない方の一部と前記制御極部の前記第2の電極で固定されていない方の一部とが前記基板から浮いた状態になるように前記絶縁層に開口部を形成する開口部形成工程とを備えることを特徴とする微小機械振動子の製造方法。 - 請求項5記載の微小機械振動子の製造方法において、
前記振動子部および制御極部形成工程は、前記振動子部と前記制御極部とを連結する連結部を形成する工程を含み、
さらに、前記開口部形成工程の後に、前記連結部を除去する連結部除去工程を備えることを特徴とする微小機械振動子の製造方法。
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