JP2014107710A - 振動子および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】より小型化が可能で振動もれが少なく、製造工程において、可動電極がスティッキングをおこすことがなく、安定して製造される振動子を提供する。
【解決手段】ＭＥＭＳ振動子１００は、基板１と、基板１の主面上に設けられた固定部２３と、固定部２３から延出する支持部２２と、支持部２２によって基板１に遊離して支えられた上部電極２１（振動体）と、を備え、上部電極２１は、上部電極２１の周縁部から上部電極２１の中央部に向かい形成された切り欠き部３０によって露出する上部電極２１の側面部の内、前記中央部から前記周縁部の方向を向く側面３１に被接続部を有し、被接続部が、支持部２２に連接されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、振動子および電子機器に関する。

一般に、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、モーターなど）が知られている。この中で、ＭＥＭＳ振動子は、これまで主に使用されてきた水晶や誘電体を使用した振動子・共振子と比較して、半導体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ために、その利用が活発になってきている。

従来のＭＥＭＳ振動子の代表例としては、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、基板上に形成された下部電極（固定電極）と、この下部電極の上方に間隙を介して配置された上部電極（可動電極）などからなる振動子で、上部電極の支持の仕方により、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）などが知られている。

両端自由梁型のＭＥＭＳ振動子は、振動する上部電極の振動の節の部分が支持部材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、この支持部材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技術が提案されている。

米国特許第ＵＳ６９３０５６９Ｂ２号明細書

しかしながら、特許文献１に記載のＭＥＭＳ振動子を含め、上述した従来の技術では、小型化、薄型化、省電力化、高周波数化などのニーズに充分に応えられないという課題があった。具体的には、小型化、薄型化、省電力化、高周波数化などに対応するためには、両端自由梁型のＭＥＭＳ振動子を用いて、その上部電極や支持部のスティフネス（剛性）を小さくしたり、電極間の間隙を小さくしたりすることが有効であったが、その結果、製造工程における上部電極のスティッキングを誘発し、充分な製造歩留まりが得られなくなってしまうという課題があった。スティッキングとは、ＭＥＭＳ構造体を形成するために、犠牲層をエッチング除去したときに、微細な構造体が基板や他の構造体に付着してしまう現象である。つまり、従来技術では、製造工程において、上部電極が下部電極にスティッキングしてしまうという課題が、上述のニーズへの対応と共に顕在化してきた。

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。

［適用例１］ 本適用例に係る振動子は、基板と、前記基板の主面上に設けられた固定部と、前記固定部から延出する支持部と、前記支持部によって前記基板から遊離して支えられた振動体と、を備え、前記振動体は、前記振動体の周縁部から前記振動体の中央部に向かい設けられた切り欠き部と、前記切り欠き部に対応する位置に設けられた被接続部と、を有し、前記被接続部が、前記支持部に連接されていることを特徴とする。

本適用例によれば、振動体は、振動体の周縁部から中央部に向かい形成された切り欠き部に対応する位置に設けられた被接続部を有し、被接続部が、支持部に連接されている。つまり、支持部が、振動体の内部に位置する被接続部に連接し振動体を支持することで、振動体の周縁部と中央部（被接続部より中央よりの部分）とが振動の腹として振動する振動子を構成することができる。
従来の、例えば、両端自由梁型振動子の場合には、振動板の側面に位置する振動の節部分に支持部を連接させるため、支持部の数は、側面における振動の節の数より多くすることができなかった。また、支持部は、振動板の側面から離れる方向に延在させる必要があったため、支持部を含めた振動子としての占有面積は、振動板より大きくならざるを得なかった。

これに対し、本適用例の構成によれば、振動体の内部に位置する振動の節に対して周縁部から切り欠きを設け、支持部が連接する被接続部を形成することで、限定されることなく、支持部の数を増やすことができる。その結果、振動体を支える剛性が増し、例えば、基板の主面上に遊離した振動体を形成する製造工程において、エッチング液や洗浄液の表面張力などが働いた場合であっても、振動体が基板の主面上に付着してしまうスティッキング現象が起こりにくくなる。その結果、スティッキングによる歩留まり低下を抑制することができる。
また、支持部や固定部を切り欠きによって空いた領域に設けることで、支持部を振動体の外側に延在させることなく振動子を構成することができるため、あるいは、延在させる長さを短くすることができるため、振動子をより小型にすることができる。

［適用例２］ 本適用例に係る振動子は、基板と、前記基板の主面上に設けられた固定部と、前記固定部から延出する支持部と、前記支持部によって前記基板から遊離して支えられた振動体と、を備え、前記振動体は、前記振動体の周縁部から前記振動体の中央部に向かい設けられた切り欠き部と、前記切り欠き部によって露出されてなる前記振動体の側面部の内、前記中央部から前記周縁部の方向を向く前記側面部に被接続部を有し、前記被接続部が、前記支持部に連接されていることを特徴とする。

本適用例によれば、振動体は、振動体の周縁部から中央部に向かい形成された切り欠き部によって露出する振動体の側面部の内、中央部から周縁部の方向を向く側面部に被接続部を有し、被接続部が、支持部に連接されている。つまり、支持部が、振動体の内部に位置する被接続部に連接し振動体を支持することで、振動体の周縁部と中央部（被接続部より中央よりの部分）とが振動の腹として振動する振動子を構成することができる。
また、切り欠き部によって露出する振動体の側面部の内、中央部から周縁部の方向を向く側面部に沿って振動の節が現れるように振動体が振動させた場合には（換言すると、所定の振動による振動の節が側面部に現れるように切り欠き部を設けた場合には）、この側面部に支持部が連接する被接続部を形成することで、限定されることなく、支持部の数を増やすことができる。その結果、振動体を支える剛性が増し、例えば、基板の主面上に遊離した振動体を形成する製造工程において、エッチング液や洗浄液の表面張力などが働いた場合であっても、振動体が基板の主面上に付着してしまうスティッキング現象が起こりにくくなる。その結果、スティッキングによる歩留まり低下を抑制することができる。
また、支持部や固定部を切り欠きによって空いた領域に設けることで、支持部を振動体の外側に延在させることなく振動子を構成することができるため、あるいは、延在させる長さを短くすることができるため、振動子をより小型にすることができる。

［適用例３］ 上記適用例に係る振動子において、前記振動体は、前記切り欠き部を有する円形の板状体であることが好ましい。

本適用例のように、振動体が切り欠き部を有する円形の板状体で構成されることにより、振動体の周縁部と中心部とが振動の腹として振動する振動子を構成することができる。振動体を円形で構成するため、振動の節の位置や振動特性をより容易に設計することができる。

［適用例４］ 上記適用例に係る振動子において、前記振動体は、複数の前記切り欠き部が設けられていることが好ましい。

本適用例のように、振動体が、複数の切り欠き部を備え、複数の切り欠き部によって露出する複数の被接続部に連接された複数の支持部によって支えられる構成とすることで、振動体を支える剛性が増す。必要な数の切り欠きを設け、支持部が連接する被接続部を露出させることができるため、限定されることなく、支持部の数を増やすことができる。その結果、振動体を支える剛性が増す。例えば、基板の主面上に遊離した振動体を形成する製造工程において、エッチング液や洗浄液の表面張力などが働いた場合であっても、振動体が基板の主面上に付着してしまうスティッキング現象が起こりにくくなる。その結果、スティッキングによる歩留まり低下を抑制することができる。

［適用例５］ 上記適用例に係る振動子において、前記固定部は、前記基板を平面視したときに、前記切り欠き部と重なる領域に設けられていることを特徴とする。

本適用例のように、固定部が切り欠き部と重なる領域、つまり、切り欠きによって空いた領域に設けられることで、支持部を振動体の外側に延在させることなく構成することができるため、振動子をより小型にすることができる。

［適用例６］ 上記適用例に係る振動子において、前記固定部は、前記基板を平面視したときに、前記振動体および前記切り欠き部の外側の領域に設けられていることを特徴とする。

本適用例のように、固定部が振動体および切り欠き部の外側の領域に設けられることで、支持部のスティフネスがより小さくなる。また、切り欠き部の領域が固定部に制約されることなくより広く構成することができる。その結果、より振動特性の良好な振動子を構成することができる。

［適用例７］ 上記適用例に係る振動子において、前記被接続部は、前記振動体の周縁部と前記振動体の中央部とが、前記振動体の厚み方向において逆位相で振動することで、前記周縁部と前記中央部との間に形成されてなる振動の節が含まれる部分に形成されていることが好ましい。

本適用例のように、振動体は、振動体の周縁部と振動体の中央部とが、振動体の厚み方向において逆位相で振動することで、周縁部と中央部との間に振動の節が形成される。被接続部は、振動の節が含まれる部分に形成されることで、端部自由梁型の振動子が構成されるため、振動効率の高い振動子を構成することができる。また、支持部が、振動の節に連接されるため、振動もれの少ない振動子を構成することができる。

［適用例８］ 上記適用例に係る振動子において、前記振動体が、上部電極であり、前記基板と、前記振動体の前記振動の節によって囲まれた領域との間に第１の下部電極を備えることを特徴とする。

本適用例によれば、振動子は、上部電極と、上部電極の中央部（振動の節によって囲まれた領域）と重なる位置に配置された第１の下部電極とで構成され、振動体（上部電極）の周縁部と中央部（被接続部より中央よりの部分）とが振動の腹として振動する静電振動子として構成することができる。

［適用例９］ 上記適用例に係る振動子において、前記振動体が、上部電極であり、前記基板と、前記振動体の前記振動の節によって囲まれた領域の外側の領域との間に第２の下部電極を備えることを特徴とする。

本適用例によれば、振動子は、上部電極と、上部電極の周縁領域（振動の節によって囲まれた領域の外側の領域）と重なる位置に配置された第２の下部電極とで構成され、振動体（上部電極）の周縁部と中央部（被接続部より中央よりの部分）とが振動の腹として振動する静電振動子として構成することができる。

［適用例１０］ 上記適用例に係る振動子において、前記振動体が、上部電極であり、前記基板と、前記振動体の前記振動の節によって囲まれた領域との間に第１の下部電極を備え、前記基板と、前記振動体の前記振動の節によって囲まれた領域の外側の領域との間に第２の下部電極を備えることを特徴とする。

本適用例によれば、振動子は、上部電極と、上部電極の中央部（振動の節によって囲まれた領域）と重なる位置に配置された第１の下部電極と、上部電極の周縁領域（振動の節によって囲まれた領域の外側の領域）と重なる位置に配置された第２の下部電極とで構成され、振動体（上部電極）の周縁部と中央部（被接続部より中央よりの部分）とが振動の腹として振動する静電振動子として構成することができる。
その結果、例えば、第１の下部電極と、第２の下部電極とにおいて、上部電極との間で逆位相の交流電圧を印加した場合には、より振動エネルギーの高い振動子を構成することができる。
［適用例１１］ 本適用例に係る電子機器は、上記適用例に係る振動子を備えていることを特徴とする。

本適用例によれば、電子機器として、より高性能な特性を劣化させることなく、また、より小型化され、製造歩留まりを高く安定させた振動子が活用されることにより、より高性能で安価な電子機器を提供することができる。

（ａ）実施形態１に係る振動子としてのＭＥＭＳ振動子の平面図、（ｂ）同図（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）同図（ａ）のＢ−Ｂ断面図。 （ａ）〜（ｆ）円板形状の可動電極を有する振動子の主な振動モードを示す概念図。 実施形態２に係る振動子としてのＭＥＭＳ振動子の平面図。 （ａ）電子機器の一例としてのモバイル型のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図、（ｂ）電子機器の一例としての携帯電話機の構成を示す斜視図。 電子機器の一例としてのデジタルスチールカメラの構成を示す斜視図。 （ａ）〜（ｃ）変形例１に係るＭＥＭＳ振動子として、下部電極のバリエーションの例を示す平面図。 変形例２に係るＭＥＭＳ振動子として、固定部および支持部のバリエーションの１例を示す平面図。 （ａ），（ｂ）変形例３に係るＭＥＭＳ振動子として、上部電極（振動体）のバリエーションの例を示す平面図。

以下に本発明を具体化した実施形態について、図面を参照して説明する。以下は、本発明の一実施形態であって、本発明を限定するものではない。なお、以下の各図においては、説明を分かりやすくするため、実際とは異なる尺度で記載している場合がある。

（実施形態１）
まず、実施形態１に係る振動子としてのＭＥＭＳ振動子１００について説明する。
図１（ａ）は、ＭＥＭＳ振動子１００の平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図、図１（ｃ）は、図１（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
ＭＥＭＳ振動子１００は、基板の主面に積層された犠牲層がエッチングされることにより基板から遊離して形成される可動電極が備えられたＭＥＭＳ振動子である。
なお、犠牲層とは、酸化膜などで一旦形成される層であり、その上下や周囲に必要な層を形成した後にエッチングにより除去される。犠牲層が除去されることによって、上下や周囲の各層間に必要な間隙や空洞が形成されたり、必要な構造体が遊離して形成されたりする。

ＭＥＭＳ振動子１００は、基板１、第１の下部電極１１、第２の下部電極１２、振動体としての上部電極２１、支持部２２、固定部２３などを含み構成されている。上部電極２１は、円板形状の可動電極（振動体）であり、固定部２３から延出する支持部２２によって基板１に遊離して支えられている。
図２（ａ）〜（ｆ）に円板形状の可動電極を有する振動子の主な振動モードを示す。
図において、破線は振動の節を表し、＋−の記号は振動の腹として上下方向（基板１の厚み方向）に振動する部分を、その位相の関係を含めて示している。例えば、＋が上方向への動きの場合に、振動の節を境にした隣の領域が−の下方向への動きになっていることを示している。
ＭＥＭＳ振動子１００は、図２（ｄ）に示す振動モードの振動子であり、第１の下部電極１１および第２の下部電極１２の配置、およびこれらの電極と上部電極２１との間に印加する交流電圧によりこの振動モードを実現している。

図１（ａ）〜（ｃ）を参照し、具体的にＭＥＭＳ振動子１００の構成を説明する。
ＭＥＭＳ振動子１００は、上部電極２１の周縁部と上部電極２１の中央部とが振動の腹として逆の位相で上下方向に振動する振動子であり、振動の節は、前記周縁部と中央部との間に環状の振動の節４０として形成される。

基板１には、好適例としてシリコンウェハーを用いているがこれに限定するものではなく、例えば、他の半導体基板やガラス基板などであっても良い。
第１の下部電極１１、第２の下部電極１２、上部電極２１、支持部２２、固定部２３は、基板１の主面に形成された第１酸化膜２、窒化膜３の上部に形成されている。
なお、ここでは、基板１の厚み方向において、基板１の主面に順に第１酸化膜２および窒化膜３が積層される方向を上方向として説明している。

第１の下部電極１１および第２の下部電極１２は、窒化膜３の上部に積層された下部導電層をフォトリソグラフィーによりパターニングすることで形成される。
第１の下部電極１１は、基板１と、上部電極２１の振動の節４０によって囲まれた領域とに挟まれた領域に含まれる基板１の主面上（窒化膜３の上部）の領域に形成されている。
第２の下部電極１２は、基板１と、上部電極２１の振動の節４０によって囲まれた領域の外側の領域とに挟まれた領域を含む基板１の主面上（窒化膜３の上部）の領域に形成されている。具体的には、図１（ａ）に示すように、第２の下部電極１２は、第１の下部電極１１の周囲にドーナツ状に連続したひとつの電極を構成している。

上部電極２１は、４つの切り欠き部３０を有する円形の板状体であり、切り欠き部３０の領域において、４つの固定部２３からそれぞれ延出する支持部２２によって基板１に遊離して支えられている。
切り欠き部３０は、図１（ａ）に示すように（４つのうち１つについて斜線で示している）上部電極２１の周縁部から上部電極２１の中央部に向かい、上部電極２１の径方向に沿う切り込みによって振動の節４０の部分までの領域に形成された切り欠きである。
切り欠き部３０によって、上部電極２１には、径方向に沿う側面３２と、上部電極２１中央部から周縁部の方向を向く側面３１とが形成される。ここで、側面３１は、振動の節４０が含まれる面である。この側面３１には、支持部２２が連接する被接続部が設けられる。つまり、支持部２２は、振動の節４０を支える。

切り欠き部３０は、それぞれ同じ大きさ同じ形状となるように形成され（つまり、上部電極２１から取り除かれ）、隣り合う切り欠き部３０とは、それぞれ等間隔で配置されている。
なお、切り欠き部３０や、それに伴う支持部２２、固定部２３の数は、４つに限定するものではない。スティッキングを危惧する必要が無い場合には、１つでも良いし、２つ以上必要である場合には、必要に応じて増やすことができる。
また、図１（ｃ）には、上部電極２１と支持部２２とが同一平面内に形成されているように示しているが、必ずしも、同一平面内に形成されている必要はなく、例えば、支持部２２が、上部電極２１より下の方向から被接続部に連接するように延出している構成であっても良い。
また、切り欠き部３０の幅（切り欠き部３０によって露出する径方向に沿う対向する側面間の距離）は、支持部２２、固定部２３の形成に必要な領域が確保できる幅としている。

上部電極２１、固定部２３および固定部２３から延出する支持部２２は、下部導電層（第１の下部電極１１および第２の下部電極１２）の上部に犠牲層を介して積層された上部導電層をフォトリソグラフィーによりパターニングして形成される。つまり、パターニングにより、切り欠き部３０が形成され、支持部２２が側面３１の被接続部に連接して上部電極２１を支える構成となるように、上部電極２１と固定部２３と支持部２２とが一体で形成される。

なお、固定部２３の底部は下部導電層（第２の下部電極１２）に固定されている。つまり、固定部２３の底部の領域には犠牲層を積層させず、固定部２３を直接下部導電層に積層させている。従って、エッチングにより犠牲層が除去されても、固定部２３は下部導電層に固定されている。
従って、上部電極２１は、支持部２２、固定部２３を介して第２の下部電極１２と電気的に接続されている。

下部導電層および上部導電層には、それぞれ好適例として導電性のポリシリコンを用いているが、これに限定するものではなく、半導体回路で用いられるその他の導電層を用いることができる。なお、静電振動子として必要な導電率や、上部導電層の場合には、振動体としての必要な剛性（スティフネス）が備えられた導電層である必要がある。

なお、図示において、上部電極２１および第１の下部電極１１、第２の下部電極１２に接続する電気配線を省略している。
上部電極２１および第２の下部電極１２には、ＭＥＭＳ振動子１００の周囲から第２の下部電極１２に接続される配線、あるいは、窒化膜３を貫通し第２の下部電極１２に接続される配線により外部回路との接続を行なう。
第１の下部電極１１には、ＭＥＭＳ振動子１００の周囲から４つの切り欠き部３０のいずれかの領域において、第２の下部電極１２と絶縁された配線、あるいは、第１の下部電極１１の直下の窒化膜３を貫通し接続される配線により外部回路との接続を行なう。

このような構成において、ＭＥＭＳ振動子１００は静電振動子として構成され、上部電極２１と第１の下部電極１１との間に印加される交流電圧によって、上部電極２１の周縁部と中央部とが振動の腹として逆の位相で振動する。

以上述べたように、本実施形態による振動子としてのＭＥＭＳ振動子１００によれば、以下の効果を得ることができる。
上部電極２１は、上部電極２１の周縁部から中央部に向かい形成された切り欠き部３０によって露出する上部電極２１の側面の内、中央部から周縁部の方向を向く側面３１に被接続部を有し、被接続部が、支持部２２に連接されている。つまり、支持部２２が、上部電極２１の内部に位置する被接続部に連接し上部電極２１を支持することで、上部電極２１の周縁部と中央部分とが振動の腹として振動する振動子を構成することができる。
従来の、例えば、両端自由梁型振動子の場合には、振動板の側面に位置する振動の節部分に支持部を連接させるため、支持部の数は、側面における振動の節の数より多くすることができなかった。また、支持部は、振動板の側面から離れる方向に延在させる必要があったため、支持部を含めた振動子としての占有面積は、振動板より大きくならざるを得なかった。
これに対し、本実施形態による振動子としてのＭＥＭＳ振動子１００によれば、上部電極２１の内部に位置する振動の節４０に対して周縁部から切り欠き部３０を設け、支持部２２が連接する被接続部を露出させることで、限定されることなく、支持部２２の数を増やすことができる。本実施形態では、４つの切り欠き部３０を設ける例を説明したが、４つに限定されるものではない。必要な数の切り欠き部３０を設け、支持部２２が連接する被接続部を露出させることができるため、限定されることなく、支持部２２の数を増やすことができる。その結果、上部電極２１を支える剛性が増し、例えば、基板１の主面上に遊離した上部電極２１を形成する製造工程において、エッチング液や洗浄液の表面張力などが働いた場合であっても、上部電極２１が基板１の主面上（第１の下部電極１１、第２の下部電極１２、あるいは窒化膜３）に付着してしまうスティッキング現象が起こりにくくなる。その結果、スティッキングによる歩留まり低下を抑制することができる。
また、支持部２２や固定部２３を切り欠き部３０によって空いた領域に設けることで、支持部２２を上部電極２１の外側に延在させることなく振動子を構成することができる。あるいは、延在させる長さを短くすることができるため、振動子をより小型にすることができる。

また、上部電極２１が切り欠き部３０を有する円形の板状体で構成されることにより、上部電極２１の周縁部と中心部とが振動の腹として振動する振動子を構成することができる。上部電極２１を円形で構成するため、振動の節４０の位置や振動特性をより容易に設計することができる。

また、固定部２３が切り欠き部３０と重なる領域、つまり、切り欠きによって空いた領域に設けられることで、支持部２２を上部電極２１の外側に延在させることなく構成することができるため、振動子をより小型にすることができる。

（実施形態２）
次に、実施形態２に係る振動子としてのＭＥＭＳ振動子１０１について説明する。なお、説明にあたり、上述した実施形態と同一の構成部位については、同一の符号を使用し、重複する説明は省略する。
図３は、ＭＥＭＳ振動子１０１の平面図である。
ＭＥＭＳ振動子１０１は、基板１、第１の下部電極１１、第２の下部電極１２ｅ、振動体としての上部電極２１、支持部２２、固定部２３、固定基部１２ｉなどを含み構成されている。
実施形態１（ＭＥＭＳ振動子１００）では、図１（ａ）に示すように、第２の下部電極１２は、第１の下部電極１１の周囲にドーナツ状に連続したひとつの電極を構成しているとして説明したが、本実施形態では、第２の下部電極１２を構成する部分が、第２の下部電極１２ｅと固定基部１２ｉとに分割させている。この点および、第２の下部電極１２ｅと固定基部１２ｉとへの外部回路からの配線接続が異なる点を除き、ＭＥＭＳ振動子１０１は、ＭＥＭＳ振動子１００と同様である。

ＭＥＭＳ振動子１０１では、ＭＥＭＳ振動子１００において、平面視したときに、第２の下部電極１２と切り欠き部３０とが重なる領域を、固定基部１２ｉとして分割させている。具体的には、下部導電層をフォトリソグラフィーによりパターニングする際に、固定基部１２ｉが第２の下部電極１２ｅと電気的に絶縁するようにパターニングされる。
また、固定部２３の底部は下部導電層の固定基部１２ｉに固定される。つまり、固定部２３と一体に形成される上部電極２１は、第２の下部電極１２ｅとは電気的に絶縁されている。また、４つの切り欠き部３０の領域において絶縁された固定基部１２ｉによって、第２の下部電極１２ｅは、電気的に４つの電極に分かれている。

上部電極２１には、ＭＥＭＳ振動子１０１の周囲から固定基部１２ｉに接続される配線、あるいは、窒化膜３を貫通し固定基部１２ｉに接続される配線により外部回路との接続を行なう。
４つの第２の下部電極１２ｅには、ＭＥＭＳ振動子１０１の周囲から接続される配線、あるいは、それぞれの直下の窒化膜３を貫通し接続される配線により外部回路との接続を行なう。

このような構成において、ＭＥＭＳ振動子１０１は静電振動子として構成され、上部電極２１と第１の下部電極１１との間に印加される交流電圧と、上部電極２１と第２の下部電極１２ｅとの間に前記交流電圧と逆位相で印加される交流電圧とによって、上部電極２１の周縁部と中央部とが振動の腹として逆の位相で振動する。

本実施形態による振動子としてのＭＥＭＳ振動子１０１によれば、上部電極２１の中央部と重なる位置に配置された第１の下部電極１１と、上部電極２１の周縁領域と重なる位置に配置された第２の下部電極１２ｅとにおいて、上部電極２１との間で逆位相の交流電圧を印加することで、より振動エネルギーの高い振動子を構成することができる。

［電子機器］
次いで、本発明の一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４（ａ），（ｂ）、図５に基づき説明する。

図４（ａ）は、本発明の一実施形態に係る電子部品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１０００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。

図４（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る電子部品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および送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部１０００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。

図５は、本発明の一実施形態に係る電子部品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。

上述したように、電子機器として、より高性能な特性を劣化させることなく、また、製造歩留まりを高く安定させたＭＥＭＳ振動子１００が活用されることにより、より高性能で安価な電子機器を提供することができる。

なお、本発明の一実施形態に係る電子部品としてのＭＥＭＳ振動子１００は、図４（ａ）の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４（ｂ）の携帯電話機、図５の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。

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、同一の符号を使用し、重複する説明は省略している。

（変形例１）
図６（ａ）〜（ｃ）は、変形例１に係るＭＥＭＳ振動子として、下部電極のバリエーションの例を示す平面図である。
実施形態１では、図１（ａ）に示すように、下部電極には、第１の下部電極１１と第２の下部電極１２との両方があるとして説明したが、この構成に限定するものではなく、下部電極は、一方の下部電極だけによる構成であっても良い。

図６（ａ）に示す変形例は、下部電極を第１の下部電極１１だけで構成している例である。
図６（ｂ）に示す変形例は、下部電極を第２の下部電極１２だけで構成している例である。
図６（ｃ）に示す変形例は、下部電極を第２の下部電極１２ｅだけで構成している例である。

このような構成においても、振動エネルギーは異なるものの、上述した実施形態と同様の振動モードの静電振動子を構成することができる。
本変形例のように、一方の下部電極だけによる構成によれば、第１の下部電極１１、第２の下部電極１２のそれぞれに対する配線の近接や交差などに対する絶縁などを考慮することなく、下部電極に対する配線をより簡便に行なうことができる。

（変形例２）
図７は、変形例２に係るＭＥＭＳ振動子として、固定部および支持部のバリエーションの１例を示す平面図である。
実施形態１では、基板１を平面視したときに、上部電極２１は、切り欠き部３０の領域において、４つの固定部２３からそれぞれ延出する支持部２２によって基板１に遊離して支えられているとして説明した。本変形例は、図７に示すように、固定部２３ｖが、上部電極２１および切り欠き部３０の外側の領域に設けられており、固定部２３ｖから、上部電極２１の被接続部まで延在する支持部２２ｖによって上部電極２１が支えられている。

本変形例のように、固定部２３ｖが上部電極２１および切り欠き部３０の外側の領域に設けられることで、支持部２２ｖのスティフネスがより小さくなる。また、切り欠き部３０の領域が固定部２３ｖに制約されることなくより広く構成することができる。その結果、より振動特性の良好な振動子を構成することができる。

（変形例３）
図８（ａ），（ｂ）は、変形例３に係るＭＥＭＳ振動子として、上部電極のバリエーションの例を示す平面図である。
実施形態１では、図１（ａ）に示すように、上部電極２１は、周縁部から中央部に向かう４つの切り欠き部３０を有する円形の板状体であるとして説明したが、この構成に限定するものではない。

図８（ａ）に示す変形例は、４つの切り欠き部３０によって分断された上部電極２１（図１（ａ））の最外周部を、ガイドフレーム２４によって連結させた例（上部電極２１ｖ）である。
本変形例によれば、上部電極２１ｖの周縁部が連結されることにより、上部電極２１ｖの剛性が増す、振動の安定が図れるなどの効果が得られる。

図８（ｂ）に示す変形例は、上部電極が円形ではなく、矩形状の上部電極２１ｗによって構成されている。
矩形状の上部電極２１ｗによって構成することにより、上部電極２１ｗの振動の節４０の外側の領域の面積を大きく構成することが可能となるため、対向する第２の下部電極１２との間に印加される交流電圧による振動効率を向上させることができる。
なお、本変形例では、上部電極が矩形（四角形）の例を示しているが、矩形に限定されることはなく、三角形や、五角形以上の多角形であっても良い。

１…基板、２…第１酸化膜、３…窒化膜、１１…第１の下部電極、１２…第２の下部電極、１２ｅ…第２の下部電極、１２ｉ…固定基部、２１…上部電極、２２…支持部、２３…固定部、３０…切り欠き部、３１…側面、４０…振動の節、１００…ＭＥＭＳ振動子、１０１…ＭＥＭＳ振動子。

Claims (11)

1. 基板と、
   前記基板の主面上に設けられた固定部と、
   前記固定部から延出する支持部と、
   前記支持部によって前記基板から遊離して支えられた振動体と、を備え、
   前記振動体は、
   前記振動体の周縁部から前記振動体の中央部に向かい設けられた切り欠き部と、
   前記切り欠き部に対応する位置に設けられた被接続部と、を有し、
   前記被接続部が、前記支持部に連接されていることを特徴とする振動子。
2. 基板と、
   前記基板の主面上に設けられた固定部と、
   前記固定部から延出する支持部と、
   前記支持部によって前記基板から遊離して支えられた振動体と、を備え、
   前記振動体は、
   前記振動体の周縁部から前記振動体の中央部に向かい設けられた切り欠き部と、
   前記切り欠き部によって露出されてなる前記振動体の側面部の内、前記中央部から前記周縁部の方向を向く前記側面部に被接続部を有し、
   前記被接続部が、前記支持部に連接されていることを特徴とする振動子。
3. 前記振動体は、前記切り欠き部を有する円形の板状体であることを特徴とする請求項１に記載の振動子。
4. 前記振動体は、複数の前記切り欠き部が設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の振動子。
5. 前記固定部は、前記基板を平面視したときに、前記切り欠き部と重なる領域に設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の振動子。
6. 前記固定部は、前記基板を平面視したときに、前記振動体および前記切り欠き部の外側の領域に設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の振動子。
7. 前記被接続部は、前記振動体の周縁部と前記振動体の中央部とが、前記振動体の厚み方向において逆位相で振動することで、前記周縁部と前記中央部との間に形成されてなる振動の節が含まれる部分に形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の振動子。
8. 前記振動体が、上部電極であり、
   前記基板と、前記振動体の前記振動の節によって囲まれた領域との間に第１の下部電極を備えることを特徴とする請求項７に記載の振動子。
9. 前記振動体が、上部電極であり、
   前記基板と、前記振動体の前記振動の節によって囲まれた領域の外側の領域との間に第２の下部電極を備えることを特徴とする請求項７に記載の振動子。
10. 前記振動体が、上部電極であり、
    前記基板と、前記振動体の前記振動の節によって囲まれた領域との間に第１の下部電極を備え、
    前記基板と、前記振動体の前記振動の節によって囲まれた領域の外側の領域との間に第２の下部電極を備えることを特徴とする請求項７に記載の振動子。
11. 請求項１ないし請求項１０のいずれか一項に記載の振動子を備えていることを特徴とする電子機器。

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