JP2014103434A

JP2014103434A - Oscillator, method for manufacturing oscillator, electronic apparatus, and movable body

Info

Publication number: JP2014103434A
Application number: JP2012252006A
Authority: JP
Inventors: Shogo Inaba; 正吾稲葉
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2012-11-16
Filing date: 2012-11-16
Publication date: 2014-06-05

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an oscillator where sticking of an oscillating part as a movable electrode is suppressed.SOLUTION: An oscillator comprises; an oscillating part; a support part extended from the oscillating part. The support part comprises a part having different thickness at a cross section viewed from a direction where the support part is extended.

Description

本発明は、振動子、振動子の製造方法、電子機器、及び移動体に関する。 The present invention relates to a vibrator, a vibrator manufacturing method, an electronic apparatus, and a moving body.

一般に、半導体微細加工技術を利用して形成されたＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）デバイスと呼ばれる機械的に可動な構造体を備えた電気機械系構造体（例えば、振動子、フィルター、センサー、モーター等）が知られている。この中で、ＭＥＭＳ振動子は、水晶や誘電体を使用した振動子・共振子と比較して、振動子の駆動回路や振動の変化を増幅する回路を組み込んで製造することが容易であり、微細化、高機能化に対し有利であることから、その用途が広がっている。 Generally, an electromechanical structure (for example, a vibrator, a filter, a sensor, a motor, etc.) having a mechanically movable structure called a MEMS (Micro Electro Mechanical System) device formed by utilizing a semiconductor microfabrication technology )It has been known. Among these, the MEMS vibrator is easy to manufacture by incorporating a drive circuit of the vibrator and a circuit that amplifies a change in vibration, as compared with a vibrator / resonator using crystal or dielectric. Since it is advantageous for miniaturization and high functionality, its application is expanding.

従来のＭＥＭＳ振動子の代表例としては、振動子が設けられた基板面と平行な方向に振動する櫛型振動子と、基板の厚さ方向に振動する梁型振動子とが知られている。梁型振動子は、基板上に設けられた下部電極（固定電極）と、この下部電極の上方に間隙を介して設けられた可動電極（振動部）等からなる振動子である。梁型振動子としては、可動電極の支持の方法によって、片持ち梁型（clamped−free beam）、両持ち梁型（clamped−clamped beam）、両端自由梁型（free−free beam）等が知られている。 As typical examples of conventional MEMS vibrators, there are known a comb-type vibrator that vibrates in a direction parallel to the substrate surface on which the vibrator is provided, and a beam-type vibrator that vibrates in the thickness direction of the substrate. . The beam-type vibrator is a vibrator composed of a lower electrode (fixed electrode) provided on a substrate and a movable electrode (vibrating portion) provided above the lower electrode via a gap. Known beam-type vibrators include cantilevered (clamped-free beam), clamped-clamped beam, and free-free beam on both ends, depending on the method of supporting the movable electrode. It has been.

両端自由梁型のＭＥＭＳ振動子は、振動する可動電極の振動の節の部分が支持部によって支持されるため、基板への振動洩れが少なく振動の効率が高い。特許文献１には、この支持部の長さを振動の周波数に対して適切な長さとすることにより振動特性を改善する構造の両端自由梁型のＭＥＭＳ振動子が開示されている。 In the both-end free beam type MEMS vibrator, the vibration node portion of the movable electrode that vibrates is supported by the support portion, so that vibration leakage to the substrate is small and vibration efficiency is high. Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-260260 discloses a free-end MEMS beam vibrator having a structure that improves the vibration characteristics by setting the length of the support portion to an appropriate length with respect to the vibration frequency.

米国特許第ＵＳ６９３０５６９Ｂ２号明細書US Patent No. US6930569B2 Specification

しかしながら、特許文献１に記載のＭＥＭＳ振動子は、振動部の厚みと振動部を支持する梁（支持部）との厚みが等しく、梁の厚みによって振動部の振動が規制される虞があった。また、梁の厚みを薄くすることや、長さを変えることで振動特性を改善することも可能であるが、厚みを薄くすることや、長さを変えることで振動する方向に梁が撓み振動部が下部電極に貼り付く、いわゆるスティッキングが発生し振動が停止する虞があった。 However, the MEMS vibrator described in Patent Document 1 has the same thickness as the vibrating portion and the thickness of the beam (supporting portion) that supports the vibrating portion, and the vibration of the vibrating portion may be regulated by the thickness of the beam. . It is also possible to improve the vibration characteristics by reducing the thickness of the beam or changing the length, but the beam bends and vibrates in the direction of vibration by reducing the thickness or changing the length. There is a possibility that the portion sticks to the lower electrode, so-called sticking occurs, and the vibration stops.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の適用例または形態として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following application examples or forms.

［適用例１］
本適用例に係る振動子は、振動部と、振動部から延設されている支持部と、を備え、支持部は、延設されている方向から見た断面における厚みが異なる部位を有することを特徴とする。 [Application Example 1]
The vibrator according to this application example includes a vibration part and a support part extending from the vibration part, and the support part has a portion having a different thickness in a cross section viewed from the extending direction. It is characterized by.

この様な振動子によれば、支持部は、延設されている方向から見た断面における厚みが異なる部位を有している。この厚みが異なる部分によって、振動部の振動に伴う支持部の回転軸方向の変位、すなわち支持部の捻れを許容することができる。
よって、支持部は、その支持部の一部の厚みを薄くすることで剛性を保ち、また、支持部の長さに係わらず振動部の振動に伴って厚みの異なる部分が捻れることできる。
従って、支持部の厚みの異なる部分が捻れることで振動特性を改善することと、支持部が撓むことで生じる振動部のスティッキングを抑制することができる。 According to such a vibrator, the support portion has a portion having a different thickness in a cross section viewed from the extending direction. By the portions having different thicknesses, displacement of the support portion in the rotation axis direction, that is, twisting of the support portion due to vibration of the vibration portion can be allowed.
Therefore, the support portion can maintain rigidity by reducing the thickness of a part of the support portion, and a portion having a different thickness can be twisted with the vibration of the vibration portion regardless of the length of the support portion.
Therefore, it is possible to improve the vibration characteristics by twisting portions having different thicknesses of the support portion and to suppress sticking of the vibration portion caused by the support portion being bent.

［適用例２］
上記適用例に係る振動子において、支持部は、振動部から複数延設されていることが好ましい。 [Application Example 2]
In the vibrator according to the application example described above, it is preferable that a plurality of support portions extend from the vibration portion.

この様な振動子によれば、振動部から複数の支持部が延設されている。支持部が複数延設されていることによって、振動部を安定して支持することができる。従って、効果的に振動部のスティッキングを抑制することができる。 According to such a vibrator, the plurality of support portions are extended from the vibration portion. By providing a plurality of support portions, the vibration portion can be stably supported. Therefore, sticking of the vibration part can be effectively suppressed.

［適用例３］
上記適用例に係る振動子において、振動部の振動の節となる部位から支持部が延設されていることが好ましい。 [Application Example 3]
In the vibrator according to the application example described above, it is preferable that the support portion is extended from a portion serving as a vibration node of the vibration portion.

この様な振動子によれば、支持部は、振動部の振動の節となる部位から延設されている。支持部が振動の節から延設されていることによって、振動部は振動の節が支えられているため、その振動が規制されることを抑制することができる。換言すると、振動の振動特性の劣化を抑制することができる。従って、振動部の振動を規制することなく振動部のスティッキングを抑制することができる。 According to such a vibrator, the support part is extended from the site | part used as the vibration node of a vibration part. Since the support portion is extended from the vibration node, the vibration portion is supported by the vibration node, so that it is possible to prevent the vibration from being restricted. In other words, it is possible to suppress the deterioration of the vibration characteristics of the vibration. Therefore, the sticking of the vibration part can be suppressed without restricting the vibration of the vibration part.

［適用例４］
上記適用例に係る振動子において、支持部を基板上に固定する固定部が設けられていることが好ましい。 [Application Example 4]
In the vibrator according to the application example described above, it is preferable that a fixing portion that fixes the support portion on the substrate is provided.

この様な振動子によれば、支持部を基板上に固定する固定部が設けられている。固定部が設けられることによって、支持部は基板に固定されるため、振動部を安定して支持することができる。従って、効果的に振動部のスティッキングを抑制することができる。 According to such a vibrator, the fixing part for fixing the support part on the substrate is provided. Since the support portion is fixed to the substrate by providing the fixing portion, the vibration portion can be stably supported. Therefore, sticking of the vibration part can be effectively suppressed.

［適用例５］
本適用例に係る上記適用例に係る振動子の製造方法は、振動部と支持部とを形成する工程と、固定部と下部電極とを形成する工程とを含み、支持部の厚みが異なる部分に中間層を形成する工程と、支持部の形成後に中間層を除去する工程とを含むことを特徴とする。 [Application Example 5]
The method for manufacturing a vibrator according to the application example according to the application example includes a step of forming the vibrating portion and the support portion, and a step of forming the fixing portion and the lower electrode, and the portions having different thicknesses of the support portion The method includes a step of forming an intermediate layer, and a step of removing the intermediate layer after the support portion is formed.

この様な製造方法によれば、支持部の厚みを異ならせる部分に中間層を形成する工程と、支持部の形成工程後に中間層を除去する工程を含む。
支持部を形成する際に厚みの異なる部分に中間層を設けることで、当該厚みが異なる部分に支持部が形成されない様に支持部を形成し、その後に中間層を除去することで、支持部に厚みが異なる部分を形成することができる。従って、支持部の厚みの異なる部分が捻れることで振動特性を改善することと、支持部が撓むことで生じる振動部のスティッキングを抑制することができる振動子を製造することができる。 According to such a manufacturing method, the method includes a step of forming the intermediate layer in a portion where the thickness of the support portion is different, and a step of removing the intermediate layer after the support portion forming step.
By forming an intermediate layer in a portion having a different thickness when forming the support portion, the support portion is formed so that the support portion is not formed in a portion having the different thickness, and then the intermediate layer is removed, It is possible to form portions having different thicknesses. Therefore, it is possible to manufacture a vibrator that can improve vibration characteristics by twisting portions having different thicknesses of the support portion, and can suppress sticking of the vibration portion caused by bending of the support portion.

［適用例６］
本適用例に係る電子機器において、上記適用例に係る振動子が搭載されていることを特徴とする。 [Application Example 6]
The electronic device according to this application example includes the vibrator according to the application example described above.

この様な電子機器によれば、スティッキングの発生が抑制された振動子が搭載されることで、信頼性の高い電子機器を得ることができる。 According to such an electronic device, a highly reliable electronic device can be obtained by mounting the vibrator in which the occurrence of sticking is suppressed.

［適用例７］
本適用例に係る移動体において、上記適用例に係る振動子が搭載されていることを特徴とする。 [Application Example 7]
The moving body according to this application example includes the vibrator according to the application example described above.

この様な移動体によれば、スティッキングの発生が抑制された振動子が搭載されることで、信頼性の高い移動体を得ることができる。 According to such a moving body, a highly reliable moving body can be obtained by mounting the vibrator in which the occurrence of sticking is suppressed.

実施形態に係る振動子の概略構成を示す斜視図。FIG. 3 is a perspective view illustrating a schematic configuration of the vibrator according to the embodiment. 実施形態に係る振動子の概略構成を示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the vibrator according to the embodiment. 実施形態に係る振動子の概略構成と動作状態を示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration and an operation state of the vibrator according to the embodiment. 実施形態に係る振動子の支持部の断面を示す断面図。Sectional drawing which shows the cross section of the support part of the vibrator | oscillator which concerns on embodiment. 実施形態に係る振動子の製造工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the vibrator | oscillator which concerns on embodiment. 実施形態に係る振動子の製造工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the vibrator | oscillator which concerns on embodiment. 実施形態に係る振動子の製造工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the vibrator | oscillator which concerns on embodiment. 実施形態に係る振動子の製造工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the vibrator | oscillator which concerns on embodiment. 実施形態に係る振動子の製造工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the vibrator | oscillator which concerns on embodiment. 実施形態に係る振動子の製造工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the vibrator | oscillator which concerns on embodiment. 実施例に係る電子機器を示す斜視図。FIG. 6 is a perspective view illustrating an electronic apparatus according to an embodiment. 実施例に係る電子機器を示す斜視図。FIG. 6 is a perspective view illustrating an electronic apparatus according to an embodiment. 実施例に係る電子機器を示す斜視図。FIG. 6 is a perspective view illustrating an electronic apparatus according to an embodiment. 実施例に係る移動体を示す斜視図。The perspective view which shows the mobile body which concerns on an Example. 変形例に係る支持部の断面を示す断面図。Sectional drawing which shows the cross section of the support part which concerns on a modification.

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、以下に示す各図においては、各構成要素を図面上で認識され得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法や比率を実際の構成要素とは適宜に異ならせて記載する場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each figure shown below, the size and ratio of each component may be described differently from the actual component in order to make each component large enough to be recognized on the drawing. is there.

［実施形態］
実施形態に係る振動子について図１から図１０を用いて説明する。
図１は、本実施形態に係る振動子としてのＭＥＭＳ振動子を模式的に示す斜視図である。
図２及び図３は、図１に示したＭＥＭＳ振動子の断面を模式的に示す断面図である。
図４は、図１に示したＭＥＭＳ振動子の支持部の断面を模式的に示す断面図である。
図５から図１０は、本実施形態に係る振動子としてのＭＥＭＳ振動子の製造方法を説明する工程図である。 [Embodiment]
The vibrator according to the embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a MEMS vibrator as a vibrator according to the present embodiment.
2 and 3 are cross-sectional views schematically showing a cross section of the MEMS vibrator shown in FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a cross section of the support portion of the MEMS vibrator shown in FIG.
5 to 10 are process diagrams for explaining a method of manufacturing a MEMS vibrator as a vibrator according to this embodiment.

本実施形態に係る振動子としてのＭＥＭＳ振動子１００は、基板１０上に、振動部３０と、振動部３０から延設されている支持部４０と、支持部４０を固定する固定部５０と、を有する。また、基板１０上には、振動部３０を振動させるために下部電極２０を有する。また、支持部４０は、梁部４１と、柱部４２とを含み構成されている。 A MEMS vibrator 100 as a vibrator according to the present embodiment includes a vibration unit 30, a support unit 40 extending from the vibration unit 30, and a fixing unit 50 that fixes the support unit 40 on the substrate 10. Have In addition, a lower electrode 20 is provided on the substrate 10 in order to vibrate the vibration unit 30. The support portion 40 includes a beam portion 41 and a column portion 42.

ＭＥＭＳ振動子１００は、振動部３０から延設されている支持部４０によって固定部５０を介して振動部３０が基板１０に固定されている。また、支持部４０は、振動部３０から梁部４１が延設され、振動部３０と反対側の梁部４１の一端に柱部４２が設けられ、柱部４２と固定部５０が接続されている。
なお、振動部３０は、図１においてＺ軸方向から平面視した場合に、基板１０上に設けられた下部電極２０と重なる様に間隙３５を有して設けられている。振動部３０は、間隙３５を介して下部電極２０と重なる様に設けられることで、振動可能となる。なお、振動部３０の動作については後述する。 In the MEMS vibrator 100, the vibrating part 30 is fixed to the substrate 10 via a fixing part 50 by a support part 40 extending from the vibrating part 30. The support portion 40 has a beam portion 41 extending from the vibration portion 30, a column portion 42 is provided at one end of the beam portion 41 opposite to the vibration portion 30, and the column portion 42 and the fixed portion 50 are connected. Yes.
The vibration unit 30 is provided with a gap 35 so as to overlap the lower electrode 20 provided on the substrate 10 when viewed in plan from the Z-axis direction in FIG. The vibration unit 30 can be vibrated by being provided so as to overlap the lower electrode 20 via the gap 35. The operation of the vibration unit 30 will be described later.

基板１０は、振動部３０等が搭載されるベース（基材）である。基板１０は、半導体加工技術によって加工容易なシリコン基板を用いると好適である。なお、基板１０はシリコン基板に限定されることなく、例えば、ガラス基板を用いることができる。 The substrate 10 is a base (base material) on which the vibration unit 30 and the like are mounted. The substrate 10 is preferably a silicon substrate that can be easily processed by a semiconductor processing technique. In addition, the board | substrate 10 is not limited to a silicon substrate, For example, a glass substrate can be used.

基板１０上には、図２に示す様に絶縁膜１１と、絶縁膜１１に積層させて下地膜１２とが設けられている。また、下地膜１２上に下部電極２０と、固定部５０と、が設けられている。 As shown in FIG. 2, an insulating film 11 and a base film 12 laminated on the insulating film 11 are provided on the substrate 10. Further, the lower electrode 20 and the fixing portion 50 are provided on the base film 12.

絶縁膜１１は、図１及び図２に示すＺ軸方向から見た基板１０上の略全面に設けられている。絶縁膜１１としては、例えば、ＬＯＣＯＳ（Local Oxidation of Silicon）膜が用いられている。また、ＳＴＩ（Shallow Trench Isolation）膜や、各種のＣＶＤ膜を用いることができる。
下地膜１２は、上述した絶縁膜１１に対応（積層）して設けられている。下地膜１２としては、例えば、シリコン窒化膜（ＳｉＮ）が用いられている。 The insulating film 11 is provided on substantially the entire surface of the substrate 10 as viewed from the Z-axis direction shown in FIGS. As the insulating film 11, for example, a LOCOS (Local Oxidation of Silicon) film is used. Further, an STI (Shallow Trench Isolation) film or various CVD films can be used.
The base film 12 is provided corresponding to (stacked on) the insulating film 11 described above. For example, a silicon nitride film (SiN) is used as the base film 12.

下部電極２０は、上述した下地膜１２上に設けられている。下部電極２０は、例えば、矩形状にパターニングされた電極であり、その材料として、シリコン（Ｓｉ），ポリシリコン（Ｐｏｌｙ−Ｓｉｌｉｃｏｎ），アモルファスシリコン（Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ−Ｓｉｌｉｃｏｎ），金（Ａｕ），銅（Ｃｕ），タングステン（Ｗ），チタン（Ｔｉ），ニッケル（Ｎｉ），アルミニウム（Ａｌ）等の単体、またはこれらの合金等を用いることができる。 The lower electrode 20 is provided on the base film 12 described above. The lower electrode 20 is, for example, an electrode patterned in a rectangular shape, and as its material, silicon (Si), polysilicon (Poly-Silicon), amorphous silicon (Amorphous-Silicon), gold (Au), copper (Cu) ), Tungsten (W), titanium (Ti), nickel (Ni), aluminum (Al), etc., or alloys thereof.

固定部５０は、上述した下部電極２０と同様に下地膜１２上に設けられている。より詳しくは、固定部５０は、下地膜１２上に積層して設けられている。固定部５０は、例えば、矩形状にパターニングされた電極である。固定部５０は、その材料として、下部電極２０と同様にシリコン（Ｓｉ），ポリシリコン（Ｐｏｌｙ−Ｓｉｌｉｃｏｎ），アモルファスシリコン（Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ−Ｓｉｌｉｃｏｎ），金（Ａｕ），銅（Ｃｕ），タングステン（Ｗ），チタン（Ｔｉ），ニッケル（Ｎｉ），アルミニウム（Ａｌ）等の単体、またはこれらの合金等を用いることができる。 The fixing unit 50 is provided on the base film 12 in the same manner as the lower electrode 20 described above. More specifically, the fixing unit 50 is provided by being laminated on the base film 12. The fixing part 50 is, for example, an electrode patterned in a rectangular shape. The fixing portion 50 is made of silicon (Si), polysilicon (Poly-Silicon), amorphous silicon (Amorphous-Silicon), gold (Au), copper (Cu), tungsten (W) as the material of the lower electrode 20. , Titanium (Ti), nickel (Ni), aluminum (Al), or the like, or alloys thereof.

振動部３０と支持部４０とは、図１及び図２に示すＺ軸方向から見た基板１０上に設けられている。
振動部３０は、間隙３５を介して上述した下部電極２０と対向させて設けられている。
支持部４０は、上述した振動部３０から固定部５０に向かって延設されている。支持部４０は、振動部３０から延伸する梁部４１と、振動部３０と反対側の梁部４１の一端が柱部４２と接続され、柱部４２が固定部５０に接続されている。
これにより、振動部３０は支持部４０によって固定部５０に接続されることで、基板１０に固定されている。また、ＭＥＭＳ振動子１００は、振動部３０と下部電極２０との間に間隙３５が設けられているため、振動部３０が振動可能となっている。 The vibration part 30 and the support part 40 are provided on the substrate 10 as viewed from the Z-axis direction shown in FIGS. 1 and 2.
The vibration unit 30 is provided to face the above-described lower electrode 20 through the gap 35.
The support part 40 extends from the vibration part 30 described above toward the fixed part 50. The support portion 40 has a beam portion 41 extending from the vibration portion 30, one end of the beam portion 41 on the opposite side to the vibration portion 30 is connected to the column portion 42, and the column portion 42 is connected to the fixed portion 50.
Thereby, the vibration part 30 is fixed to the substrate 10 by being connected to the fixing part 50 by the support part 40. Further, since the MEMS vibrator 100 is provided with the gap 35 between the vibrating portion 30 and the lower electrode 20, the vibrating portion 30 can vibrate.

振動部３０は、例えば、矩形状にパターンニングされ導電性を有し、後述する可動電極として機能するものである。振動部３０は、その材料として、ポリシリコン（Polycrystalline Silicon）が用いられている。 The vibration unit 30 is, for example, patterned in a rectangular shape and has conductivity, and functions as a movable electrode described later. As the material of the vibration part 30, polysilicon (Polycrystalline Silicon) is used.

図３は、図１に示す線分Ｂ−Ｂ’におけるＭＥＭＳ振動子１００の断面図であり、当該振動部３０の振動動作を示している。
振動部３０は、下部電極２０と、可動電極としての振動部３０との間に印加される交流電圧に伴い発生する電荷の静電力により、振動部３０が下部電極２０に誘引と、遊離と、を繰り返すことで屈曲振動運動する。また、それぞれの電極間には、振動に伴う信号が出力される。
振動部３０（可動電極）の振動は、下部電極２０と振動部３０とが重なる中央部分、及び振動部３０の両端部が振動の腹となり、また、振動の腹の間に振動の節３１を有する撓み振動動作となる。換言すると、振動部３０の振動は、節３１を支点とする屈曲運動動作となる。
また、振動の節３１には、その節３１の回転軸方向の力、ω，ω’が発生する。また、振動部３０は、振動運動に伴ってＺ軸方向の力、α，α’が発生する。 FIG. 3 is a cross-sectional view of the MEMS vibrator 100 taken along the line BB ′ shown in FIG. 1 and shows the vibration operation of the vibration unit 30.
The vibration part 30 is attracted to the lower electrode 20 by the electrostatic force generated by the alternating voltage applied between the lower electrode 20 and the vibration part 30 serving as a movable electrode, and released. By repeating the above, it will bend and vibrate. In addition, a signal accompanying vibration is output between the electrodes.
The vibration of the vibration part 30 (movable electrode) is the center part where the lower electrode 20 and the vibration part 30 overlap, and both end parts of the vibration part 30 become vibration antinodes. It becomes the bending vibration operation which has. In other words, the vibration of the vibration unit 30 is a bending motion operation with the node 31 as a fulcrum.
Further, the vibration node 31 generates forces ω and ω ′ in the rotation axis direction of the node 31. Further, the vibration unit 30 generates a force in the Z-axis direction, α and α ′, along with the vibration motion.

振動部３０には、振動の節３１の部分に支持部４０が接続されている。換言すると、振動部３０の振動の節３１から梁部４１が延設されている。
具体的には、振動部３０は、図１において符号３１を付して一点鎖線で示される振動の節３１の両端部が支持部４０によって支持されている。
振動部３０の支持は、振動の節３１毎に振動部３０から反対方向に支持部４０が延設され、２対（２組）の支持部４０で支持されると好適である。なお、これに限定されることなく、振動部３０の振動の節３１から一方向に設けられていても良い。また、振動の節３１毎に互い違いの方向に支持部４０が設けられていても良い。また、いずれかの振動の節３１に支持部４０が設けられていても良い。
図１から図３において、下部電極２０及び振動部３０（可動電極）には、振動に伴う信号を取り出す配線が設けられているが、説明と各図においてその図示とを省略している。 A support portion 40 is connected to the vibration node 30 at a portion of a vibration node 31. In other words, the beam portion 41 extends from the vibration node 31 of the vibration portion 30.
Specifically, the vibration unit 30 is supported by the support unit 40 at both ends of a vibration node 31 denoted by a dashed line 31 in FIG.
The support of the vibration unit 30 is preferably supported by two pairs (two sets) of support units 40 with the support unit 40 extending in the opposite direction from the vibration unit 30 for each vibration node 31. However, the present invention is not limited to this, and the vibration part 30 may be provided in one direction from the vibration node 31. In addition, support portions 40 may be provided in alternate directions for each vibration node 31. Further, the support portion 40 may be provided at any of the vibration nodes 31.
In FIG. 1 to FIG. 3, the lower electrode 20 and the vibration unit 30 (movable electrode) are provided with wiring for extracting a signal accompanying vibration, but the illustration and illustration thereof are omitted.

ここで、支持部４０について図４を用いて詳細に説明する。
図４は、支持部４０を構成する梁部４１の断面を模式的に示す断面図である。図４に示す梁部４１は、振動部３０から延設されている方向から見た断面（斜視する断面）を示している。
支持部４０は、振動部３０から固定部５０に延設されている間に、その厚み（Ｚ軸方向）が異なる部分を有する。より詳しくは、図４に示す様に梁部４１には、例えば、基板１０と対向する面に凹部４１ａと、その反対側の面に凹部４１ｂと、が設けられている。換言すると、梁部４１の断面形状はＨ形状となっている。 Here, the support part 40 is demonstrated in detail using FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a cross section of the beam portion 41 constituting the support portion 40. The beam part 41 shown in FIG. 4 has shown the cross section (cross section which sees obliquely) seen from the direction extended from the vibration part 30. FIG.
While the support part 40 is extended from the vibration part 30 to the fixed part 50, the support part 40 has a part in which the thickness (Z-axis direction) differs. More specifically, as shown in FIG. 4, the beam portion 41 is provided with, for example, a recess 41 a on the surface facing the substrate 10 and a recess 41 b on the opposite surface. In other words, the cross-sectional shape of the beam portion 41 is an H shape.

本実施形態の梁部４１は、その厚みが異なる部分の形状が「Ｈ形状」を有するため、例えば、梁部４１に節３１の回転軸方向の力、ω１，ω２が加えられた場合には、捻れやすい特性を備える。換言すると、例えば、梁部４１が角柱形状である場合と比較して、Ｈ形状を有する本実施形態の梁部４１は捻れやすい特性を有する。
また、梁部４１がＨ形状となっているため、例えば、梁部４１のせん断方向α１，α２、せん断方向β１，β２の力が加えられた場合には、撓み（曲がり）にくい特性を有する。
換言すると梁部４１は、凹部４１ａ，４１ｂが設けられた方向に延設されている縦梁４１ｃと、凹部４１ａ，４１ｂの底部となり、縦梁４１ｃと交わる横梁４１ｄを備える。これによって、縦梁４１ｃによって、α１，α２方向の梁部４１の撓みを抑制し、横梁４１ｄによって、β１，β２方向の梁部４１の撓みを抑制することができる。 The beam portion 41 of the present embodiment has a “H shape” in the shape of the portion having a different thickness. For example, when the force in the rotation axis direction of the node 31, ω1 and ω2 is applied to the beam portion 41. It is easy to twist. In other words, for example, the beam portion 41 of the present embodiment having an H shape has a tendency to be twisted compared to a case where the beam portion 41 has a prismatic shape.
Further, since the beam portion 41 has an H shape, for example, when a force in the shear direction α1, α2 and the shear direction β1, β2 of the beam portion 41 is applied, the beam portion 41 has a characteristic that is difficult to bend (bend).
In other words, the beam portion 41 includes a vertical beam 41c that extends in the direction in which the concave portions 41a and 41b are provided, and a horizontal beam 41d that forms the bottom of the concave portions 41a and 41b and intersects the vertical beam 41c. Accordingly, the bending of the beam portion 41 in the α1, α2 direction can be suppressed by the vertical beam 41c, and the bending of the beam portion 41 in the β1, β2 direction can be suppressed by the horizontal beam 41d.

（製造方法）
次に、ＭＥＭＳ振動子１００の製造方法について説明する。
図５から図１０は、ＭＥＭＳ振動子の製造方法を工程順に示す工程である。
ＭＥＭＳ振動子１００の製造方法は、振動部３０と支持部４０とを形成する工程と、固定部５０と下部電極２０とを形成する工程と、支持部４０の厚みを異ならせる部分に中間層を形成する工程と、支持部４０を形成した後に中間層を除去する工程と、を含む。 (Production method)
Next, a method for manufacturing the MEMS vibrator 100 will be described.
5 to 10 are steps showing the method of manufacturing the MEMS vibrator in the order of steps.
The manufacturing method of the MEMS vibrator 100 includes an intermediate layer in a step of forming the vibrating portion 30 and the support portion 40, a step of forming the fixing portion 50 and the lower electrode 20, and a portion where the thickness of the support portion 40 is different. And a step of removing the intermediate layer after the support portion 40 is formed.

なお、図５から図１０において（ａ１）から（ｌ（エル）１）は、図１に示す線分Ｄ−Ｄ’の断面を示し、また、（ａ２）から（ｌ（エル）２）は、図１に示す線分Ｃ−Ｃ’の断面を示すものである。また、図５から図１０において、例えば、図５（ａ）と記した場合は、図５（ａ１），図５（ａ２）を含むものとして説明する。 In FIGS. 5 to 10, (a1) to (l (el) 1) indicate the cross section of the line segment DD ′ shown in FIG. 1, and (a2) to (l (el) 2) 1 shows a cross section of a line segment CC ′ shown in FIG. Further, in FIG. 5 to FIG. 10, for example, the case of FIG. 5 (a) is described as including FIG. 5 (a1) and FIG. 5 (a2).

図５（ａ）は、基板１０に下部電極２０と固定部５０とが設けられた状態を示している。
下部電極２０と固定部５０との形成は、基板１０を準備し、主面となる面に絶縁膜１１を設ける。絶縁膜１１の形成方法としては、例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を用いて一般的なＬＯＣＯＳ（Local Oxidation of Silicon）膜を形成することができる。
次に、下地膜１２を絶縁膜１１に対応させて積層する。下地膜１２の形成方法としては、例えば、ＣＶＤ法を用いてシリコン窒化膜（ＳｉＮ）を形成することができる。なお、シリコン窒化膜を用いた下地膜１２は、フッ酸を含む洗浄液（エッチャント）に対する耐性を備え、いわゆるエッチングストッパーとして機能することができる。
次に、下部電極２０と固定部５０とを下地膜１２上に形成する。下部電極２０と固定部５０の形成方法としては、例えば、フォトリソグラフィー法を用いて導電性膜を設けることができる。 FIG. 5A shows a state where the lower electrode 20 and the fixing portion 50 are provided on the substrate 10.
For forming the lower electrode 20 and the fixed portion 50, the substrate 10 is prepared, and the insulating film 11 is provided on the main surface. As a method for forming the insulating film 11, for example, a general LOCOS (Local Oxidation of Silicon) film can be formed by using a CVD (Chemical Vapor Deposition) method.
Next, the base film 12 is laminated so as to correspond to the insulating film 11. As a method for forming the base film 12, for example, a silicon nitride film (SiN) can be formed using a CVD method. Note that the base film 12 using a silicon nitride film has resistance to a cleaning liquid (etchant) containing hydrofluoric acid and can function as a so-called etching stopper.
Next, the lower electrode 20 and the fixing portion 50 are formed on the base film 12. As a method for forming the lower electrode 20 and the fixed portion 50, for example, a conductive film can be provided by using a photolithography method.

図５（ｂ）は、支持部４０の厚みの異なる部分（図１、図２参照）と、下部電極２０と振動部３０との間に間隙３５（図１、図２参照）を設けるため中間層としての第１犠牲層１３が設けられた状態を示している。
第１犠牲層１３は、下地膜１２、もしくは下地膜１２、下部電極２０、及び固定部５０に積層して形成する。第１犠牲層１３は、後述する振動部３０と支持部４０の一部とを下地膜１２、下部電極２０、固定部５０との間に間隙３５を設けるため一時的に設けられるものである。第１犠牲層１３の形成方法としては、例えば、ＣＶＤ法を用いてシリコン酸化膜（ＳｉＯ₂）を設けることができる。
また、第１犠牲層１３には、後述する工程で第１犠牲層１３に積層して振動部３０と支持部４０となる第１シリコン層（膜）１４が形成されるため、第１犠牲層１３の表面の平坦化が行われる。第１犠牲層１３の平坦化は、例えば、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法によって行うことができる。 FIG. 5B shows an intermediate portion for providing a gap 35 (see FIGS. 1 and 2) between a portion (see FIGS. 1 and 2) having a different thickness of the support portion 40 and the lower electrode 20 and the vibrating portion 30. FIG. The state where the first sacrificial layer 13 as a layer is provided is shown.
The first sacrificial layer 13 is formed by laminating the base film 12 or the base film 12, the lower electrode 20, and the fixing unit 50. The first sacrificial layer 13 is temporarily provided in order to provide a gap 35 between the base film 12, the lower electrode 20, and the fixed part 50, which will be described later, and a part of the vibration part 30 and the support part 40. As a method of forming the first sacrificial layer 13, for example, a silicon oxide film (SiO ₂ ) can be provided using a CVD method.
In addition, since the first sacrificial layer 13 is formed with the first silicon layer (film) 14 which is laminated on the first sacrificial layer 13 and serves as the vibration part 30 and the support part 40 in a process described later, the first sacrificial layer 13 The surface 13 is flattened. The planarization of the first sacrificial layer 13 can be performed by, for example, a CMP (Chemical Mechanical Polishing) method.

図５（ｃ）は、固定部５０に支持部４０が接続される部分と、支持部４０の厚みが異なる部分とを形成するために、第１犠牲層１３が除去（エッチング）された状態を示している。詳細には、図５（ｃ１）は、支持部４０の柱部４２を接続する固定部５０となる部分の第１犠牲層１３が除去され、固定部５０が露出されている状態を示している。また、図５（ｃ２）は、支持部４０の厚みが異なる部分となる梁部４１、即ち凹部４１ａとなる部分の第１犠牲層１３が除去された状態を示している。これら第１犠牲層１３の部分的な除去は、フォトリソグラフィー法によって行うことができる。 FIG. 5C shows a state in which the first sacrificial layer 13 is removed (etched) in order to form a portion where the support portion 40 is connected to the fixing portion 50 and a portion where the thickness of the support portion 40 is different. Show. Specifically, FIG. 5C1 shows a state where the first sacrificial layer 13 in a portion that becomes the fixing portion 50 connecting the column portion 42 of the support portion 40 is removed and the fixing portion 50 is exposed. . FIG. 5C2 shows a state in which the first sacrificial layer 13 is removed from the beam portion 41 where the thickness of the support portion 40 is different, that is, the portion that becomes the recess 41a. The partial removal of the first sacrificial layer 13 can be performed by a photolithography method.

図６（ｄ）は、振動部３０と支持部４０となる第１シリコン層１４が形成された状態を示している。第１シリコン層１４は、第１犠牲層１３、もしくは第１犠牲層１３と固定部５０とに対応させて形成する。
第１シリコン層１４の形成方法としては、例えば、ＣＶＤ法を用いてポリシリコン層を設けることができる。 FIG. 6D shows a state in which the first silicon layer 14 to be the vibration part 30 and the support part 40 is formed. The first silicon layer 14 is formed corresponding to the first sacrificial layer 13 or the first sacrificial layer 13 and the fixing portion 50.
As a method of forming the first silicon layer 14, for example, a polysilicon layer can be provided using a CVD method.

図６（ｅ）は、第１シリコン層１４が平坦化された状態を示している。第１シリコン層１４は、前述のとおり、第１犠牲層１３が除去された部分を含んで形成するため、当該第１犠牲層１３が除去された部分に窪み（凹み）が生じる。窪みが生じると後述する第１シリコン層１４に積層して形成される第２シリコン層１６の厚みが不均一になり、これにより第１シリコン層１４と第２シリコン層１６とで形成される振動部３０と支持部４０との厚みが不均一になる虞がある。このことから、第１シリコン層１４の平坦化を行う。
第１シリコン層１４の平坦化は、前述した第１犠牲層１３の平坦化と同様にＣＭＰ法によって行うことができる。 FIG. 6E shows a state where the first silicon layer 14 is planarized. As described above, since the first silicon layer 14 is formed including the portion from which the first sacrificial layer 13 has been removed, a recess (dent) is formed in the portion from which the first sacrificial layer 13 has been removed. When the depression is generated, the thickness of the second silicon layer 16 formed by laminating on the first silicon layer 14 to be described later becomes non-uniform, thereby causing vibrations formed by the first silicon layer 14 and the second silicon layer 16. There is a possibility that the thickness of the portion 30 and the support portion 40 may be uneven. For this reason, the first silicon layer 14 is planarized.
The planarization of the first silicon layer 14 can be performed by the CMP method in the same manner as the planarization of the first sacrificial layer 13 described above.

図７（ｆ）は、中間層としての第２犠牲層１５が形成され、支持部４０が形成される部分の第２犠牲層１５が除去された状態を示している。
第２犠牲層１５が除去された部分とは、梁部４１と、梁部４１に形成する凹部４１ｂである。
第２犠牲層１５の形成方法としては、例えば、ＣＶＤ法を用いてシリコン酸化膜を形成することができる。また、第２犠牲層１５の部分的除去は、例えば、フォトリソグラフィー法によって行う。 FIG. 7F shows a state where the second sacrificial layer 15 as an intermediate layer is formed, and the second sacrificial layer 15 where the support portion 40 is formed is removed.
The portions from which the second sacrificial layer 15 has been removed are the beam portion 41 and the recess portion 41 b formed in the beam portion 41.
As a method for forming the second sacrificial layer 15, for example, a silicon oxide film can be formed using a CVD method. The partial removal of the second sacrificial layer 15 is performed by, for example, a photolithography method.

図７（ｇ）は、支持部４０となる第２シリコン層１６が形成された状態を示している。
第２シリコン層１６は、第２犠牲層１５が部分的に除去され、第１シリコン層１４が露出した部分と、第２犠牲層１５とに積層して形成する。
第２シリコン層１６の形成方法としては、第１シリコン層１４と同様に、例えば、ＣＶＤ法を用いてポリシリコン膜を形成することができる。 FIG. 7G shows a state in which the second silicon layer 16 to be the support portion 40 is formed.
The second silicon layer 16 is formed by laminating the second sacrificial layer 15 on the part where the second sacrificial layer 15 is partially removed and the first silicon layer 14 is exposed.
As a method for forming the second silicon layer 16, a polysilicon film can be formed by using, for example, a CVD method as in the case of the first silicon layer 14.

図８（ｈ）は、支持部４０を所定の厚みとするため、第２シリコン層１６の一部が研削された状態を示している。
第２シリコン層１６の研削は、支持部４０を構成する梁部４１と柱部４２とを所定の厚みになるようにする。
第２シリコン層１６の研削は、第１シリコン層１４の平坦化と同様にＣＭＰ法によって行うことができる。 FIG. 8H shows a state in which a part of the second silicon layer 16 is ground in order to make the support portion 40 have a predetermined thickness.
The grinding of the second silicon layer 16 is performed so that the beam portion 41 and the column portion 42 constituting the support portion 40 have a predetermined thickness.
The grinding of the second silicon layer 16 can be performed by the CMP method in the same manner as the planarization of the first silicon layer 14.

図８（ｉ）は、第２犠牲層１５が除去された状態を示している。
第２犠牲層１５の除去は、例えば、第２犠牲層１５から露出している支持部４０を構成する梁部４１と柱部４２とを、フォトリソグラフィー法を用いてマスクパターンなどで保護をし、ウエットエッチング法を用いて除去することができる。第２犠牲層１５が除去されることで、柱部４２の一部と、梁部４１に形成された凹部４１ｂとの形状が顕れる。 FIG. 8I shows a state where the second sacrificial layer 15 has been removed.
The removal of the second sacrificial layer 15 is performed by, for example, protecting the beam portion 41 and the column portion 42 constituting the support portion 40 exposed from the second sacrificial layer 15 with a mask pattern or the like using a photolithography method. It can be removed using a wet etching method. By removing the second sacrificial layer 15, the shape of a part of the column part 42 and the concave part 41 b formed in the beam part 41 appears.

図９（ｊ）は、振動部３０と支持部４０との形状を形成するため第２シリコン層１６上がレジスト膜１７によってパターニングされた状態を示している。
第２シリコン層１６には、振動部３０及び支持部４０として必要となる部分にレジスト膜１７を形成する。これにより、レジスト膜１７が形成されていない部分の第２シリコン層１６と、その下層となる第１シリコン層１４を除去することで振動部３０と支持部４０とを形成することができる。
第１シリコン層１４及び第２シリコン層１６の除去は、例えば、フォトリソグラフィー法によって行うことができる。
また、図９（ｋ）は、前述の工程によって、第１シリコン層１４及び第２シリコン層１６の一部が除去され、振動部３０と支持部４０との形状の一部が顕れた状態を示している。
第１シリコン層１４及び第２シリコン層１６の除去は、例えば、これらを構成するポリシリコンのみを選択的にエッチングする洗浄液（エッチャント）を用いてウエットエッチング法を用いて行うことでできる。 FIG. 9 (j) shows a state in which the second silicon layer 16 is patterned by the resist film 17 in order to form the shapes of the vibration part 30 and the support part 40.
On the second silicon layer 16, a resist film 17 is formed on portions necessary as the vibration part 30 and the support part 40. Thus, the vibrating portion 30 and the support portion 40 can be formed by removing the portion of the second silicon layer 16 where the resist film 17 is not formed and the first silicon layer 14 which is the lower layer.
The removal of the first silicon layer 14 and the second silicon layer 16 can be performed by, for example, a photolithography method.
FIG. 9K shows a state in which a part of the first silicon layer 14 and the second silicon layer 16 is removed and a part of the shape of the vibration part 30 and the support part 40 is revealed by the above-described process. Show.
The removal of the first silicon layer 14 and the second silicon layer 16 can be performed by, for example, a wet etching method using a cleaning liquid (etchant) that selectively etches only polysilicon constituting the first silicon layer 14 and the second silicon layer 16.

図１０（ｌ）は、第１犠牲層１３が除去され、振動部３０と支持部４０との形状が顕れた状態を示している。
第１犠牲層１３の除去は、例えば、第１犠牲層１３を選択的にエッチング可能な洗浄液（エッチャント）を用いてウエットエッチング法で行うことができる。なお、洗浄液としては、フッ酸を含む洗浄液を用いることができる。この様な洗浄液を用いることで、シリコン酸化膜で形成した第１犠牲層１３を選択的に除去（エッチング）することができ、シリコン窒化膜で形成された下地膜１２によって、ＬＯＣＯＳ膜で形成した絶縁膜１１の保護が可能である。
第１犠牲層１３の除去が完了することでＭＥＭＳ振動子１００の製造工程が完了する。 FIG. 10L illustrates a state in which the first sacrificial layer 13 is removed and the shapes of the vibration unit 30 and the support unit 40 are revealed.
The removal of the first sacrificial layer 13 can be performed, for example, by a wet etching method using a cleaning liquid (etchant) that can selectively etch the first sacrificial layer 13. Note that a cleaning liquid containing hydrofluoric acid can be used as the cleaning liquid. By using such a cleaning liquid, the first sacrificial layer 13 formed of the silicon oxide film can be selectively removed (etched), and the LOCOS film is formed of the base film 12 formed of the silicon nitride film. The insulating film 11 can be protected.
When the removal of the first sacrificial layer 13 is completed, the manufacturing process of the MEMS vibrator 100 is completed.

上述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
この様なＭＥＭＳ振動子１００によれば、支持部４０には、厚みが異なる部位として梁部４１を有している。この梁部４１によって、振動部３０の振動に伴う支持部４０回転軸方向ωの力、すなわち梁部４１の捻れを許容することができる。
よって、支持部４０は、梁部４１の厚みを薄くすることで支持部４０全体の厚みを薄くすること無く剛性を保ち、また、梁部４１の長さに係わらず振動部３０の振動に伴って厚みの異なる部分が捻れることで振動が規制されることを抑制することができる。
従って、支持部４０の厚みの異なる部分、即ち梁部４１が捻れることで振動特性を改善することと、支持部４０が撓むことで生じる振動部３０のスティッキングを抑制することができる。 According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
According to such a MEMS vibrator 100, the support portion 40 has the beam portion 41 as a portion having a different thickness. With this beam portion 41, the force in the rotation axis direction ω of the support portion 40 accompanying the vibration of the vibration portion 30, that is, the twist of the beam portion 41 can be allowed.
Therefore, the support portion 40 maintains rigidity without reducing the thickness of the entire support portion 40 by reducing the thickness of the beam portion 41, and is accompanied by vibration of the vibration portion 30 regardless of the length of the beam portion 41. Thus, it is possible to prevent the vibration from being restricted by twisting portions having different thicknesses.
Therefore, it is possible to improve the vibration characteristics by twisting the portions having different thicknesses of the support portion 40, that is, the beam portions 41, and to suppress the sticking of the vibration portion 30 caused by the support portion 40 being bent.

またこの様なＭＥＭＳ振動子１００の製造方法によれば、中間層として第１犠牲層１３と第２犠牲層１５とが形成されることで、支持部４０を形成する際に厚みの異なる部分、即ち、梁部４１に中間層を設けることができる。また、中間層は、凹部４１ａ，４１ｂの窪みに形成され、支持部４０の形成後に当該中間層を除去することで、振動部３０と支持部４０とのが一体として形成され、その梁部４１に厚みの異なる部分、即ち、凹部４１ａ，４１ｂを形成することができる。 Further, according to such a method of manufacturing the MEMS vibrator 100, the first sacrificial layer 13 and the second sacrificial layer 15 are formed as the intermediate layer, so that the portions having different thicknesses when the support portion 40 is formed, That is, an intermediate layer can be provided on the beam portion 41. Further, the intermediate layer is formed in the depressions of the recesses 41a and 41b. By removing the intermediate layer after the support portion 40 is formed, the vibrating portion 30 and the support portion 40 are integrally formed, and the beam portion 41 is formed. The portions having different thicknesses, that is, the concave portions 41a and 41b can be formed.

［電子機器］
次いで、本発明の実施形態に係る電子部品としてのＭＥＭＳ振動子１００を適用した電子機器について、図１１から図１３を用いて説明する。 [Electronics]
Next, an electronic apparatus to which the MEMS vibrator 100 as an electronic component according to an embodiment of the present invention is applied will be described with reference to FIGS.

図１１は、本発明の一実施形態に係るＭＥＭＳ振動子１００を備える電子機器としてのモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成の概略を示す斜視図である。この図において、パーソナルコンピューター１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部１００８を備えた表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。このようなパーソナルコンピューター１１００には、フィルター、共振器、基準クロック等として機能する電子部品としてのＭＥＭＳ振動子１００が内蔵されている。 FIG. 11 is a perspective view schematically illustrating a configuration of a mobile (or notebook) personal computer as an electronic apparatus including the MEMS vibrator 100 according to the embodiment of the present invention. In this figure, a personal computer 1100 includes a main body portion 1104 provided with a keyboard 1102 and a display unit 1106 provided with a display portion 1008. The display unit 1106 is rotated with respect to the main body portion 1104 via a hinge structure portion. It is supported movably. Such a personal computer 1100 incorporates a MEMS vibrator 100 as an electronic component that functions as a filter, a resonator, a reference clock, and the like.

図１２は、本発明の一実施形態に係るＭＥＭＳ振動子１００を備える電子機器としての携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成の概略を示す斜視図である。この図において、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４及び送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部１２０８が配置されている。このような携帯電話機１２００には、フィルター、共振器、角速度センサー等として機能する電子部品（タイミングデバイス）としてのＭＥＭＳ振動子１００が内蔵されている。 FIG. 12 is a perspective view schematically illustrating a configuration of a mobile phone (including PHS) as an electronic apparatus including the MEMS vibrator 100 according to the embodiment of the present invention. In this figure, a cellular phone 1200 includes a plurality of operation buttons 1202, a earpiece 1204, and a mouthpiece 1206, and a display portion 1208 is disposed between the operation buttons 1202 and the earpiece 1204. Such a cellular phone 1200 incorporates a MEMS vibrator 100 as an electronic component (timing device) that functions as a filter, a resonator, an angular velocity sensor, or the like.

図１３は、本発明の実施形態に係るＭＥＭＳ振動子１００を備える電子機器としてのデジタルスチールカメラの構成の概略を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。デジタルスチールカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。
デジタルスチールカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部１０００が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行なう構成になっており、表示部１０００は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。また、ケース１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤ等を含む受光ユニット１３０４が設けられている。
撮影者が表示部１０００に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリー１３０８に転送・格納される。また、このデジタルスチールカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニター１４３０が、データ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピューター１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリー１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニター１４３０や、パーソナルコンピューター１４４０に出力される構成になっている。このようなデジタルスチールカメラ１３００には、フィルター、共振器、角速度センサー等として機能する電子部品としてのＭＥＭＳ振動子１００が内蔵されている。 FIG. 13 is a perspective view illustrating a schematic configuration of a digital still camera as an electronic apparatus including the MEMS vibrator 100 according to the embodiment of the present invention. In this figure, connection with an external device is also simply shown. The digital still camera 1300 generates an imaging signal (image signal) by photoelectrically converting an optical image of a subject using an imaging element such as a CCD (Charge Coupled Device).
A display unit 1000 is provided on the back of a case (body) 1302 in the digital still camera 1300, and is configured to display based on an image pickup signal from the CCD. The display unit 1000 displays an object as an electronic image. Functions as a viewfinder. A light receiving unit 1304 including an optical lens (imaging optical system), a CCD, and the like is provided on the front side (the back side in the drawing) of the case 1302.
When the photographer confirms the subject image displayed on the display unit 1000 and presses the shutter button 1306, the CCD image pickup signal at that time is transferred and stored in the memory 1308. In the digital still camera 1300, a video signal output terminal 1312 and an input / output terminal 1314 for data communication are provided on the side surface of the case 1302. As shown in the figure, a television monitor 1430 is connected to the video signal output terminal 1312 and a personal computer 1440 is connected to the input / output terminal 1314 for data communication as necessary. Further, the imaging signal stored in the memory 1308 is output to the television monitor 1430 or the personal computer 1440 by a predetermined operation. Such a digital still camera 1300 includes a MEMS vibrator 100 as an electronic component that functions as a filter, a resonator, an angular velocity sensor, or the like.

上述したように、電子機器は本発明の実施形態に係るＭＥＭＳ振動子１００が適用されることにより、より高性能で動作が安定した電子機器を提供することができる。 As described above, the MEMS device 100 according to the embodiment of the present invention is applied to the electronic device, thereby providing an electronic device with higher performance and stable operation.

なお、本発明の実施形態に係る電子部品としてのＭＥＭＳ振動子１００は、図１１に示すパーソナルコンピューター（モバイル型パーソナルコンピューター）、図１２に示す携帯電話機、図１３に示すデジタルスチールカメラの他にも、例えば、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンター）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシミュレーター等の電子機器に適用することができる。 The MEMS vibrator 100 as an electronic component according to the embodiment of the present invention includes a personal computer (mobile personal computer) shown in FIG. 11, a mobile phone shown in FIG. 12, and a digital still camera shown in FIG. , For example, an ink jet discharge device (for example, an ink jet printer), a laptop personal computer, a television, a video camera, a car navigation device, a pager, an electronic notebook (including a communication function), an electronic dictionary, a calculator, an electronic game device, a work Station, video phone, security TV monitor, electronic binoculars, POS terminal, medical equipment (eg electronic thermometer, blood pressure monitor, blood glucose meter, electrocardiogram measuring device, ultrasonic diagnostic device, electronic endoscope), fish detector, various measurements Equipment, instruments (eg, vehicles, aircraft, ships) Of instruments), it can be applied to electronic equipment such as a flight simulator.

［移動体］
次いで、本発明の実施形態に係る電子部品としてのＭＥＭＳ振動子１００を適用した移動体について、図１４を用いて説明する。
図１４は移動体の一例としての自動車を概略的に示す斜視図である。自動車１５００には本発明に係るＭＥＭＳ振動子１００を備える。例えば、同図に示すように、移動体としての自動車１５００には、当該自動車１５００の加速度を検知するセンサーとしてＭＥＭＳ振動子１００を内蔵してエンジンの出力を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ：electronic Control Unit）１５０８が車体１５０７に搭載されている。また、ＭＥＭＳ振動子１００は、他にも、車体姿勢制御ユニット、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム（ＴＰＭＳ：Tire Pressure Monitoring System）、に広く適用できる。 [Moving object]
Next, a moving body to which the MEMS vibrator 100 as an electronic component according to an embodiment of the present invention is applied will be described with reference to FIG.
FIG. 14 is a perspective view schematically showing an automobile as an example of a moving body. The automobile 1500 includes the MEMS vibrator 100 according to the present invention. For example, as shown in the figure, an automobile 1500 as a moving body includes an MEMS control unit 100 as a sensor for detecting the acceleration of the automobile 1500 to control an engine output (ECU: electronic control unit). Unit) 1508 is mounted on the vehicle body 1507. In addition, the MEMS vibrator 100 can be widely applied to a vehicle body posture control unit, an anti-lock brake system (ABS), an air bag, and a tire pressure monitoring system (TPMS).

上述したように、移動体は、本発明の実施形態に係るＭＥＭＳ振動子１００が適用されることにより、より高性能で安定した走行を実現できる移動体を提供することができる。 As described above, the moving body can provide a moving body capable of realizing higher performance and stable traveling by applying the MEMS vibrator 100 according to the embodiment of the present invention.

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。変形例を以下に述べる。ここで、上述した実施形態と同一の構成部位については、同一の符号を付して重複する説明は省略している。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and improvements can be added to the above-described embodiment. A modification will be described below. Here, the same components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

（変形例１）
図１５（ａ）は、変形例１に係るＭＥＭＳ振動子１０１の支持部１４０の断面図（斜視図）である。
ＭＥＭＳ振動子１０１は、ＭＥＭＳ振動子１００と同様に両端自由梁型の可動電極を備えたＭＥＭＳ振動子であり、基板１０、下部電極２０、振動部３０、固定部５０、支持部１４０等を含み構成されている。なお、図１５（ａ）においては、これらの図示を一部省略している。
支持部１４０は、上述したＭＥＭＳ振動子１００の支持部４０とは、梁部１４１の形状が異なる。
梁部１４１は、振動部３０から固定部５０に延設されている間に、その厚み（Ｚ軸方向）が異なる部分を有する。
より詳しくは、梁部１４１は、厚みの異なる部分として、振動部３０が振動する方向に延設されている縦梁１４１ａと、縦梁１４１ａに直交する方向に延設されている横梁１４１ｂとで構成されている。換言すると梁部１４１は、「Ｔ形状」を有する。 (Modification 1)
FIG. 15A is a cross-sectional view (perspective view) of the support portion 140 of the MEMS vibrator 101 according to the first modification.
Similar to the MEMS vibrator 100, the MEMS vibrator 101 is a MEMS vibrator provided with a movable beam having a free beam type at both ends, and includes a substrate 10, a lower electrode 20, a vibrating portion 30, a fixed portion 50, a supporting portion 140, and the like. It is configured. In FIG. 15A, some of these illustrations are omitted.
The support portion 140 is different from the support portion 40 of the MEMS vibrator 100 described above in the shape of the beam portion 141.
While the beam portion 141 extends from the vibrating portion 30 to the fixed portion 50, the beam portion 141 has a portion having a different thickness (Z-axis direction).
More specifically, the beam portion 141 includes, as portions having different thicknesses, a vertical beam 141a extending in a direction in which the vibration unit 30 vibrates and a horizontal beam 141b extending in a direction orthogonal to the vertical beam 141a. It is configured. In other words, the beam portion 141 has a “T shape”.

梁部１４１は、その厚みが異なる部分の形状がＴ形状となっているため、例えば、梁部１４１の回転軸ω１１，ω２１方向の力が加えられた場合には、捻れやすい特性を備える。換言すると、例えば、梁部１４１が角柱形状である場合と比較して、Ｔ形状を有する梁部１４１は捻れやすい特性を有する。
また、梁部１４１がＴ形状となっているため、例えば、梁部１４１のせん断方向α１１，α１２、せん断方向β１１，β１２の力が加えられた場合には、撓み（曲がり）にくい特性を有する。換言すると、横梁１４１ｂによって、β１１，β１２方向の梁部１４１の撓みを抑制し、縦梁１４１ａによって、α１１，α１２方向の梁部１４１の撓みを抑制することができる。従って、振動部３０のスティッキングを抑制する事ができる。
その他の点は、前述したＭＥＭＳ振動子１００と同様であるため説明を省略する。 Since the beam portion 141 has a T-shaped portion having a different thickness, for example, when a force in the direction of the rotation axes ω11 and ω21 of the beam portion 141 is applied, the beam portion 141 has a characteristic that is easily twisted. In other words, for example, the beam portion 141 having the T shape has a tendency to be twisted as compared with the case where the beam portion 141 has a prismatic shape.
Further, since the beam portion 141 has a T shape, for example, when a force in the shearing directions α11 and α12 and the shearing directions β11 and β12 of the beam portion 141 is applied, the beam portion 141 has a characteristic that is difficult to bend (bend). In other words, the bending of the beam portion 141 in the β11 and β12 directions can be suppressed by the horizontal beam 141b, and the bending of the beam portion 141 in the α11 and α12 directions can be suppressed by the vertical beam 141a. Therefore, sticking of the vibration unit 30 can be suppressed.
Since other points are the same as those of the MEMS vibrator 100 described above, description thereof is omitted.

（変形例２）
図１５（ｂ）は、変形例２に係るＭＥＭＳ振動子１０２の支持部２４０の断面図（斜視図）である。
ＭＥＭＳ振動子１０２は、ＭＥＭＳ振動子１００と同様に両端自由梁型の可動電極を備えたＭＥＭＳ振動子であり、基板１０、下部電極２０、振動部３０、固定部５０、支持部２４０等を含み構成されている。なお、図１５（ｂ）においては、これらの図示を一部省略している。支持部２４０は、上述したＭＥＭＳ振動子１００の支持部４０とは、梁部２４１の形状が異なる。
梁部２４１は、振動部３０から固定部５０に延設されている間に、その厚み（Ｚ軸方向）が異なる部分を有する。
より詳しくは、梁部２４１は、例えば、基板１０と対向する面に凹部２４１ａが設けられている。また、凹部２４１ａは、その底部となる横梁２４１ｂと、側壁となる縦梁２４１ｃとを備える。換言すると、梁部２４１の断面形状は「Ｕ形状」を有する。 (Modification 2)
FIG. 15B is a cross-sectional view (perspective view) of the support portion 240 of the MEMS vibrator 102 according to the second modification.
Similar to the MEMS vibrator 100, the MEMS vibrator 102 is a MEMS vibrator having a free-beam movable electrode at both ends, and includes a substrate 10, a lower electrode 20, a vibrating portion 30, a fixed portion 50, a supporting portion 240, and the like. It is configured. In FIG. 15B, some of these illustrations are omitted. The support portion 240 is different from the above-described support portion 40 of the MEMS vibrator 100 in the shape of the beam portion 241.
While the beam portion 241 is extended from the vibrating portion 30 to the fixed portion 50, the beam portion 241 has a portion with a different thickness (Z-axis direction).
More specifically, the beam portion 241 is provided with a concave portion 241a on a surface facing the substrate 10, for example. Moreover, the recessed part 241a is provided with the horizontal beam 241b used as the bottom part, and the vertical beam 241c used as a side wall. In other words, the cross-sectional shape of the beam portion 241 has a “U shape”.

梁部２４１は、その厚みが異なる部分の形状がＵ形状となっているため、例えば、梁部２４１の回転軸ω２１，ω２２方向の力が加えられた場合には、捻れやすい特性を備える。換言すると、例えば、梁部２４１が角柱形状である場合と比較して、Ｕ形状を有する梁部２４１は捻れやすい特性を有する。
また、梁部２４１がＵ形状となっているため、例えば、梁部２４１のせん断方向α２１，α２２、せん断方向β２１，β２２の力が加えられた場合には、撓み（曲がり）にくい特性を有する。換言すると、横梁２４１ｂによって、β２１，β２２方向の梁部２４１の撓みを抑制し、縦梁２４１ｃによって、α２１，α２２方向の梁部２４１の撓みを抑制することができる。従って、振動部３０のスティッキングを抑制する事ができる。
その他の点は、前述したＭＥＭＳ振動子１００と同様であるため説明を省略する。 Since the beam portion 241 has a U-shaped portion having a different thickness, for example, when a force in the direction of the rotation axes ω21 and ω22 of the beam portion 241 is applied, the beam portion 241 has a characteristic that is easily twisted. In other words, for example, the beam portion 241 having a U shape has a characteristic of being easily twisted as compared with a case where the beam portion 241 has a prismatic shape.
In addition, since the beam portion 241 has a U shape, for example, when a force in the shear direction α21, α22 and the shear direction β21, β22 of the beam portion 241 is applied, the beam portion 241 has a characteristic that is difficult to bend (bend). In other words, the bending of the beam portion 241 in the β21 and β22 directions can be suppressed by the horizontal beam 241b, and the bending of the beam portion 241 in the α21 and α22 directions can be suppressed by the vertical beam 241c. Therefore, sticking of the vibration unit 30 can be suppressed.
Since other points are the same as those of the MEMS vibrator 100 described above, description thereof is omitted.

１０…基板、１１…絶縁膜、１２…下地膜、１３…第１犠牲層、１４…第１シリコン層、１５…第２犠牲層、１６…第２シリコン層、１７…レジスト膜、２０…下部電極、３０…振動部、３１…節、３５…間隙、４０…支持部、４１…梁部、４１ａ…凹部、４１ｂ…凹部、４１ｃ…縦梁、４１ｄ…横梁、４２…柱部、５０…固定部、１００…ＭＥＭＳ振動子、１１００…パーソナルコンピューター、１２００…携帯電話機、１３００…デジタルスチールカメラ、１５００…自動車。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Board | substrate, 11 ... Insulating film, 12 ... Base film, 13 ... 1st sacrificial layer, 14 ... 1st silicon layer, 15 ... 2nd sacrificial layer, 16 ... 2nd silicon layer, 17 ... Resist film, 20 ... Lower part Electrode, 30 ... vibrating portion, 31 ... node, 35 ... gap, 40 ... support portion, 41 ... beam portion, 41a ... concave portion, 41b ... concave portion, 41c ... vertical beam, 41d ... horizontal beam, 42 ... column portion, 50 ... fixed Part: 100 ... MEMS vibrator, 1100 ... personal computer, 1200 ... mobile phone, 1300 ... digital still camera, 1500 ... automobile.

Claims

A vibrating part;
A support portion extending from the vibrating portion,
The vibrator has a portion having a different thickness in a cross section viewed from the extending direction.

The vibrator according to claim 1,
A vibrator having a plurality of support portions extending from the vibration portion.

The vibrator according to claim 1 or 2, wherein
The vibrator is characterized in that the support portion is extended from a portion that becomes a vibration node of the vibration portion.

The vibrator according to any one of claims 1 to 3,
A vibrator having a fixing part for fixing the support part on a substrate.

Forming a vibrating portion and a support portion;
Forming a fixed portion and a lower electrode,
Forming an intermediate layer in a portion where the thickness of the support is different;
Removing the intermediate layer after forming the support part,
The method for manufacturing a vibrator according to claim 1, wherein:

An electronic apparatus comprising the vibrator according to any one of claims 1 to 4.

A moving body on which the vibrator according to any one of claims 1 to 4 is mounted.