JP2014170998A - Mems素子、電子デバイス、電子機器および移動体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板と、前記基板の主面上に形成され、第1固定電極を備える第1導電層と、前記第1固定電極と離間し、前記主面の法線方向矢視で前記第1固定電極に重なり合う領域を有し、前記主面に沿って延在する上部電極と、前記主面に接続されている第2固定電極と前記上部電極の一方の端部とを接続し前記上部電極を支持する支持電極と、を備える第2導電層と、を備える共振子と、を備え、前記上部電極は、前記上部電極の前記一方の端部を振動元部とし、他方の端部を振動先端部として、前記振動先端部から前記振動元部の方向に形成されたスリット状の切り欠き部によって分割される複数の駆動電極を備えているMEMS素子。
【選択図】図1
Description
0.1≦W1/W2≦2.0
であることを特徴とする。
1.4≦W1/W2≦1.8
であることを特徴とする。
図1に第1実施形態に係るMEMS素子を示し、(a)は後述する被覆層および蓋部を除いた状態での平面図、(b)は(a)に示すA−A´部の断面図、(c)は(a)に示すB−B´部断面であり、(b)におけるC−C´部断面の断面図でもある。図1(b),(c)に示すように、本実施形態に係るMEMS素子100は、ウエハー基板11と、ウエハー基板11の主面11aに形成された第1酸化膜12と、第1酸化膜12上に形成された窒化膜13と、により構成される基板10を備えている。ウエハー基板11は、シリコン基板であり、半導体製造装置および半導体製造方法を用いて、MEMS素子100は製造される。
L2≧0
の場合、すなわちL2が(+)である場合には、図3(d)に示すように、L2が(+)を示す●印の値のように、振動漏れが抑制された高いQ値(QL)を示し、安定した発信周波数を有するMEMS振動子20を得ることができる。
L2<0
の場合、すなわちL2が(−)である場合においても、図3(d)に示すように、L2が(−)を示す◇印の値のように、従来技術におけるMEMS振動子のQ値より振動漏れが抑制された高いQ値(QL)を示し、安定した発信周波数を有するMEMS振動子20を得ることができる。
η=W1/W2
とすると、図4(b)に示すQ値(QL)グラフでも分かる通り、
0.1≦η≦2.0
の条件にて駆動電極22gの幅W1、および駆動電極22f,22hの幅W2を設定することにより、従来技術におけるMEMS振動子のQ値より高く、振動漏れが抑制されたQ値(QL)を示し、安定した発信周波数を有するMEMS振動子20を得ることができる。
1.4≦η≦1.8
の条件により、なお高いQ値(QL)を有するMEMS振動子を得ることができる。なお、切り欠き部22d,22eの幅Wsは、振動漏れを強く抑制するために、製作可能な最小幅で形成されることが好ましい。
図6に第2実施形態に係る電子デバイスとして、第1実施形態に係るMEMS素子100と、半導体装置と、を1チップに構成した形態を示す。図6に示す電子デバイスとしての発振器1000は、第1実施形態に係るMEMS素子100と、発信回路あるいは制御回路を含む電子回路が構成された半導体装置200(以下、IC200という)と、が一体的に形成されている。
第3実施形態に係る電子機器として、第2実施形態に係る発振器1000もしくはジャイロセンサー2000を備えるスマートフォンおよびデジタルスチルカメラについて説明する。
第2実施形態に係る発振器1000、もしくはジャイロセンサー2000を備える第4実施形態としての移動体の具体例として、自動車について説明する。図9は、第4実施形態に係る自動車5000の外観図である。図9に示すように、自動車5000にはジャイロセンサー2000が組み込まれている。ジャイロセンサー2000は車体5100の姿勢を検出する。ジャイロセンサー2000の検出信号は車体姿勢制御装置5200に供給される。車体姿勢制御装置5200は供給された信号に基づき車体5100の姿勢状態を演算し、例えば車体5100の姿勢の応じた緩衝装置(いわゆるサスペンション)の硬軟を制御したり、個々の車輪5300の制動力を制御したりすることができる。このようなジャイロセンサー2000を用いた姿勢制御は、二足歩行ロボット、航空機、あるいはラジコンヘリコプターなどの玩具に利用することができる。
出すことができる高いQ値を有するMEMS素子または電子デバイスを備え、安定した電子機器の動作を得ることができる。
すことができる高いQ値を有するMEMS素子または電子デバイス、電子機器を備え、安定した動作を得ることができる。
Claims (10)
- 基板と、
前記基板の主面上に形成され、第1固定電極を備える第1導電層と、
前記第1固定電極と離間し、前記主面の法線方向矢視で前記第1固定電極に重なり合う領域を有し、前記主面に沿って延在する上部電極と、前記主面に接続されている第2固定電極と前記上部電極の一方の端部とを接続し前記上部電極を支持する支持電極と、を備える第2導電層と、を備える共振子と、を備え、
前記上部電極は、前記上部電極の前記一方の端部を振動元部とし、他方の端部を振動先端部として、前記振動先端部から前記振動元部の方向に形成されたスリット状の切り欠き部によって分割される複数の駆動電極を備えている、
ことを特徴とするMEMS素子。 - 前記第1固定電極は、前記主面の法線方向矢視において、前記第2導電層の前記複数の駆動電極に個々に重なり合う複数の電極部を備えている、
ことを特徴とする請求項1に記載のMEMS素子。 - 前記切り欠き部の前記振動元部方向の端部が前記支持電極の領域内に在ることを特徴とする請求項1または2に記載のMEMS素子。
- 前記切り欠き部の前記振動元部方向の端部が前記上部電極の領域内に在ることを特徴とする請求項1または2に記載のMEMS素子。
- 前記切り欠き部は、2以上の偶数箇所形成され、前記切り欠き部を挟んで隣り合う前記駆動電極の振動方向が逆方向である、
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載のMEMS素子。 - 前記切り欠き部を2か所有し、前記切り欠き部の間に配置される第1駆動電極と、前記第1駆動電極に前記切り欠き部を挟んで隣り合う2個の第2駆動電極と、を備え、
前記第1駆動電極の幅をW1、前記第2駆動電極の幅をW2とした場合、
0.1≦W1/W2≦2.0
である、
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載のMEMS素子。 - 請求項6に記載のMEMS素子において、
1.4≦W1/W2≦1.8
である、
ことを特徴とする。 - 請求項1から7のいずれか一項に記載のMEMS素子と、
前記MEMS素子を駆動する回路を含む制御回路と、を備える、
ことを特徴とする電子デバイス。 - 請求項1から7のいずれか一項に記載のMEMS素子、または請求項8に記載の電子デバイスを備える、
ことを特徴とする電子機器。 - 請求項1から7のいずれか一項に記載のMEMS素子、または請求項8に記載の電子デバイス、または請求項9に記載の電子機器を備える、
ことを特徴とする移動体。
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