JP2014170999A - 振動素子、振動子、発振器、振動素子の製造方法、電子機器、及び移動体 - Google Patents
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Abstract
【課題】振動片としての可動電極の長さを異ならせること無く、固有振動周波数の調整可能な振動素子を提供する。
【解決手段】基板と、基板の一方面に設けられている第１の電極部、及び固定部と、一方面に対して垂直方向からの平面視において一部が第１の電極部と重なる様に第１の電極部に対して間隙を置いて固定部から延設されている第２の電極部と、を備え、第２の電極部には錘部を有し、第１の電極部と第２の電極部とを平面視した場合に、錘部が第１の電極部と重なる様に設ける。
【選択図】図１
【解決手段】基板と、基板の一方面に設けられている第１の電極部、及び固定部と、一方面に対して垂直方向からの平面視において一部が第１の電極部と重なる様に第１の電極部に対して間隙を置いて固定部から延設されている第２の電極部と、を備え、第２の電極部には錘部を有し、第１の電極部と第２の電極部とを平面視した場合に、錘部が第１の電極部と重なる様に設ける。
【選択図】図１
Description
本発明は、振動素子、振動子、発振器、振動素子の製造方法、電子機器、及び移動体に関する。
従来振動素子の代表例としては、基板の厚さ方向に振動する梁型振動素子が知られている。梁型振動素子は、基板上に設けられた固定電極と、その固定電極に対して間隙を置いて設けられた可動電極等からなる振動素子である。梁型振動素子としては、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。
梁型振動素子において、振動体である可動電極の固有振動周波数を低くしたい場合、可動電極の長さを長くすることや、可動電極の厚みを薄くする方法が考えられる。また、特許文献１には、固定電極の側面がなす角度を異ならせることと、固定電極と可動電極とが重なる面積、即ち、可動電極の長さを異ならせることと、によって固有振動周波数を調整する振動素子が開示されている。
しかしながら、可動電極の長さを長くする方法は、可動電極が長くなることで振動素子の平面積が大きくなり、振動素子の大きさに制約がある場合に用いることができないという課題があった。また、可動電極の厚みを薄くする方法は、振動周波数毎に振動素子を形成する基板を要することから振動周波数の異なる複数の振動素子を形成する場合に生産効率の低下が避けられないという課題もあった。
本発明は、上述した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、以下の形態、又は適用例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素子は、基板と、基板の一方面に設けられている第１の電極部、及び固定部と、一方面に対して垂直方向からの平面視において一部が第１の電極部と重なる様に第１の電極部に対して間隙を置いて固定部から延設されている第２の電極部と、を備え、第２の電極部には錘部を有し、一方面に対して垂直方向から平面視した場合に、錘部は第１の電極部と少なくとも一部が重なる様に設けられていることを特徴とする。
本適用例に係る振動素子は、基板と、基板の一方面に設けられている第１の電極部、及び固定部と、一方面に対して垂直方向からの平面視において一部が第１の電極部と重なる様に第１の電極部に対して間隙を置いて固定部から延設されている第２の電極部と、を備え、第２の電極部には錘部を有し、一方面に対して垂直方向から平面視した場合に、錘部は第１の電極部と少なくとも一部が重なる様に設けられていることを特徴とする。
この様な振動素子によれば、第１の電極部と、第２の電極部と、が間隙を置いて重なる様に設けられ、これらの電極部間に生じた電荷によって、第２の電極部は、第１の電極部に対して静電引力が作用することで振動することができる。また、錘部が第１の電極部と重なる様に設けられているため、錘部に慣性力が作用して第２の電極部の変位量を安定させることができる。
よって、第２の電極部に設けられた錘部の質量を調整することで、第２の電極部の長さや厚みを異ならせることなく、振動素子の固有振動周波数を調整することができる。
従って、第２の電極部の長さや厚みによる振動素子の平面積や厚みを抑制した振動素子を得ることができる。
よって、第２の電極部に設けられた錘部の質量を調整することで、第２の電極部の長さや厚みを異ならせることなく、振動素子の固有振動周波数を調整することができる。
従って、第２の電極部の長さや厚みによる振動素子の平面積や厚みを抑制した振動素子を得ることができる。
［適用例２］
上記適用例に係る振動素子の第２の電極部には、第１の電極部と対向する面の錘部に突起が設けられていることが好ましい。
上記適用例に係る振動素子の第２の電極部には、第１の電極部と対向する面の錘部に突起が設けられていることが好ましい。
この様な振動素子によれば、第１の電極部と対向する第２の電極部の錘部の面に設けられた突起の大きさや、突起の数によって錘部の質量を異ならせることで、振動素子の固有振動周波数の調整をすることができる。
［適用例３］
上記適用例に係る振動素子は、突起に対応する陥部が第１の電極部に設けられていることが好ましい。
上記適用例に係る振動素子は、突起に対応する陥部が第１の電極部に設けられていることが好ましい。
この様な振動素子によれば、第２の電極の錘部に設けられた突起に対応する陥部が第１の電極部に設けられていることで、第２の電極部の振動に伴う変位に必要な空隙を確保し、第１の電極部と、第２の電極部と、の配設間隔を狭めることができる。従って、背高を抑制した振動素子を得ることができる。
［適用例４］
上記適用例に係る振動素子の第１の電極部、及び第２の電極部は、ポリシリコンを含んで設けられていることが好ましい。
上記適用例に係る振動素子の第１の電極部、及び第２の電極部は、ポリシリコンを含んで設けられていることが好ましい。
この様な振動素子によれば、第１の電極部、及び第２の電極部は、導電性を有するポリシリコンを含んで設けられることで、電極膜を設けることなく第１の電極部と、第２の電極部と、の間に電荷を生じさせ、静電引力を得ることができる。従って、構造を簡略化し、小型化を成し得た振動素子を得ることができる。
［適用例５］
上記適用例に係る振動素子は、固定部から複数の第２の電極部が延設されていることが好ましい。
上記適用例に係る振動素子は、固定部から複数の第２の電極部が延設されていることが好ましい。
この様な振動素子によれば、固定部から複数の第２の電極部が延設され、それぞれに設けられている錘部の質量を異ならせることで、複数の固有振動周波数を有する振動素子を得ることができる。
［適用例６］
本適用例に係る振動子は、基板と、基板の一方面に設けられている第１の電極部、及び固定部と、一方面に対して垂直方向からの平面視において一部が第１の電極部と重なる様に第１の電極部に対して間隙を置いて固定部から延設されている第２の電極部と、第１の電極部と第２の電極部との間に電位を印加するとともに、第１の電極部と第２の電極部との間に生じる電気信号を増幅する回路部と、を備え、第２の電極部には突起を有する錘部が設けられ、第１の電極部と第２の電極部とを平面視した場合に、錘部が第１の電極部と重なり、突起に対応して陥部が第１の電極部に設けられていることを特徴とする。
本適用例に係る振動子は、基板と、基板の一方面に設けられている第１の電極部、及び固定部と、一方面に対して垂直方向からの平面視において一部が第１の電極部と重なる様に第１の電極部に対して間隙を置いて固定部から延設されている第２の電極部と、第１の電極部と第２の電極部との間に電位を印加するとともに、第１の電極部と第２の電極部との間に生じる電気信号を増幅する回路部と、を備え、第２の電極部には突起を有する錘部が設けられ、第１の電極部と第２の電極部とを平面視した場合に、錘部が第１の電極部と重なり、突起に対応して陥部が第１の電極部に設けられていることを特徴とする。
この様な振動子によれば、回路部によって第１の電極部と、第２の電極部と、に電位が印加され、それぞれの電極部間に発生した電荷によって、第２の電極部は、第１の電極部に対し静電引力、又は静電反発力が作用することで振動することができる。
よって、この様な振動子は、突起の大きさや、突起の数によって錘部の質量を異ならせることで、第２の電極部の長さや厚みを異ならせること無く、固有振動周波数を調整することができる。
従って、第２の電極部の長さや厚みによる平面積や厚みを抑制した振動子を得ることができる。
よって、この様な振動子は、突起の大きさや、突起の数によって錘部の質量を異ならせることで、第２の電極部の長さや厚みを異ならせること無く、固有振動周波数を調整することができる。
従って、第２の電極部の長さや厚みによる平面積や厚みを抑制した振動子を得ることができる。
［適用例７］
本適用例に係る発振器は、基板と、基板の一方面に設けられている第１の電極部、及び固定部と、一方面に対して垂直方向からの平面視において一部が第１の電極部と重なる様に第１の電極部に対して間隙を置いて固定部から延設されている第２の電極部と、基板、固定部、第１の電極部、及び第２の電極部が収容された筐体と、第１の電極部と第２の電極部との間に電位を印加するとともに、第１の電極部と第２の電極部との間に生じる電気信号を増幅する回路部と、を備え、第２の電極部には突起部を有する錘部が設けられ、第１の電極部と第２の電極部とを平面視した場合に、錘部が第１の電極部と重なり、突起に対応して陥部が第１の電極部に設けられていること、を特徴とする。
本適用例に係る発振器は、基板と、基板の一方面に設けられている第１の電極部、及び固定部と、一方面に対して垂直方向からの平面視において一部が第１の電極部と重なる様に第１の電極部に対して間隙を置いて固定部から延設されている第２の電極部と、基板、固定部、第１の電極部、及び第２の電極部が収容された筐体と、第１の電極部と第２の電極部との間に電位を印加するとともに、第１の電極部と第２の電極部との間に生じる電気信号を増幅する回路部と、を備え、第２の電極部には突起部を有する錘部が設けられ、第１の電極部と第２の電極部とを平面視した場合に、錘部が第１の電極部と重なり、突起に対応して陥部が第１の電極部に設けられていること、を特徴とする。
この様な発振器によれば、筐体に収容された第１の電極部、及び第２の電極部には回路部によって電位が印加され、それぞれの電極部間に発生した電荷によって、第２の電極部は、第１の電極部に対し静電引力が作用することで振動することができる。よって、この様な発振器は、突起の大きさや、突起の数によって錘部の質量を異ならせることで、第２の電極部の長さや厚みを異ならせることなく、固有振動周波数を調整することができる。
従って、第２の電極部の長さや厚みによる平面積や厚みを抑制されることで筐体の小型化を成し得た発振器を得ることができる。
従って、第２の電極部の長さや厚みによる平面積や厚みを抑制されることで筐体の小型化を成し得た発振器を得ることができる。
［適用例８］
本適用例に係る振動素子の製造方法は、基板を準備する工程と、基板の一方面に固定部を形成する工程と、基板の一方面に陥部を有する第１の電極部を形成する工程と、一方面に対し垂直方向からの平面視において一部が第１の電極部と重なる様に間隙を置いて固定部から延設される第２の電極部を形成する工程と、第１の電極部と第２の電極部との間に中間層を形成する工程と、を含み、第２の電極部を形成する工程には、陥部に対応する突起部を形成する工程を含むことを特徴とする。
本適用例に係る振動素子の製造方法は、基板を準備する工程と、基板の一方面に固定部を形成する工程と、基板の一方面に陥部を有する第１の電極部を形成する工程と、一方面に対し垂直方向からの平面視において一部が第１の電極部と重なる様に間隙を置いて固定部から延設される第２の電極部を形成する工程と、第１の電極部と第２の電極部との間に中間層を形成する工程と、を含み、第２の電極部を形成する工程には、陥部に対応する突起部を形成する工程を含むことを特徴とする。
この様な振動素子の製造方法によれば、基板の一方面に陥部を有する第１の電極部を形成する工程と、第１の電極部上に中間層を形成する工程と、中間層上に第２の電極を形成する工程と、を含む。これにより、中間層には、陥部に応じて第２の電極が形成される面に陥没が生じ、その陥没に沿って第２の電極が形成されることから、陥部に応じた突起第２の電極部に形成することができる。
よって、第２の電極を形成する工程で所望の固有振動周波数を得られる質量の突起を形成することで、第２の電極の長さを異ならせること無く、振動素子の固有振動周波数の調整をすることができる。
従って、新たな工程を付加すること無く、生産効率を高めた振動素子の固有振動周波数の調整ができる製造方法を実現することができる。
よって、第２の電極を形成する工程で所望の固有振動周波数を得られる質量の突起を形成することで、第２の電極の長さを異ならせること無く、振動素子の固有振動周波数の調整をすることができる。
従って、新たな工程を付加すること無く、生産効率を高めた振動素子の固有振動周波数の調整ができる製造方法を実現することができる。
［適用例９］
本適用例に係る電子機器は、上述したいずれかの振動素子が搭載されていることを特徴とする。
本適用例に係る電子機器は、上述したいずれかの振動素子が搭載されていることを特徴とする。
この様な電子機器によれば、平面積と、背高と、が抑制され小型化を成し得た上述のいずれかの振動素子が搭載されていることで、搭載される電子機器の小型化に寄与することができる。
［適用例１０］
本適用例に係る移動体は、上述したいずれかの振動素子が搭載されていることを特徴とする。
本適用例に係る移動体は、上述したいずれかの振動素子が搭載されていることを特徴とする。
この様な移動体によれば、平面積と、背高と、が抑制され小型化を成し得た上述のいずれかの振動素子が搭載されていることで、搭載される移動体の軽量化に寄与することができる。
以下、本発明の実施形態について各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。
（第１実施形態）
第１実施形態に係る振動素子について、図１から図４を用いて説明する。
図１は、第１実施形態に係る振動素子の概略を模式的に示した平面及び側面図である。なお、図１（ａ）は、Ｚ軸方向から平面視した振動素子１を模式的に示した平面図である。また、図１（ｂ）は、Ｙ軸方向から側面視した振動素子１を模式的に示した側面図である。また、図１（ｃ）は、Ｘ軸方向から側面視した振動素子１を模式的に示した側面図である。図２は、振動素子の固有振動周波数に係る実験結果を示すグラフである。図３及び図４は、図１（ｂ）で示す部分の振動素子の側面における製造工程を模式的に示す図である。
第１実施形態に係る振動素子について、図１から図４を用いて説明する。
図１は、第１実施形態に係る振動素子の概略を模式的に示した平面及び側面図である。なお、図１（ａ）は、Ｚ軸方向から平面視した振動素子１を模式的に示した平面図である。また、図１（ｂ）は、Ｙ軸方向から側面視した振動素子１を模式的に示した側面図である。また、図１（ｃ）は、Ｘ軸方向から側面視した振動素子１を模式的に示した側面図である。図２は、振動素子の固有振動周波数に係る実験結果を示すグラフである。図３及び図４は、図１（ｂ）で示す部分の振動素子の側面における製造工程を模式的に示す図である。
（振動素子１の構造）
第１実施形態に係る振動素子１は、いわゆる片持ち梁型の振動素子である。
振動素子１は、図１に示す様に、基板１０と、絶縁部１２と、第１の電極部としての固定電極２０と、第２の電極部としての可動電極３０と、固定部４０と、が設けられている。
第１実施形態に係る振動素子１は、いわゆる片持ち梁型の振動素子である。
振動素子１は、図１に示す様に、基板１０と、絶縁部１２と、第１の電極部としての固定電極２０と、第２の電極部としての可動電極３０と、固定部４０と、が設けられている。
（基板１０）
基板１０は、その一方面に後述する絶縁部１２、固定電極２０、可動電極３０、及び固定部４０が設けられている。基板１０は、その材料として、例えば、シリコン基板やガラス基板等を用いることができる。本実施形態の振動素子１は、基板１０としてシリコン基板を用いている。
以降の説明において絶縁部１２、固定電極２０、可動電極３０、及び固定部４０が設けられている一方面を主面１０ａと称して説明する。
基板１０は、その一方面に後述する絶縁部１２、固定電極２０、可動電極３０、及び固定部４０が設けられている。基板１０は、その材料として、例えば、シリコン基板やガラス基板等を用いることができる。本実施形態の振動素子１は、基板１０としてシリコン基板を用いている。
以降の説明において絶縁部１２、固定電極２０、可動電極３０、及び固定部４０が設けられている一方面を主面１０ａと称して説明する。
（絶縁部１２）
絶縁部１２は、基板１０の主面１０ａに積層して設けられている。
絶縁部１２は、主面１０ａ側から順に配設された第１絶縁部１２１と、第２絶縁部１２２と、で構成されている。
第１絶縁部１２１は、その材料として、酸化シリコン（ＳｉＯ2）等を用いることができる。また、第２絶縁部１２２は、その材料として、窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ4）等を用いることができる。絶縁部１２の構成及び材料は、特に限定されることなく、基板１０と、後述する固定電極２０等と、の間の絶縁性能、及び後述する可動電極３０等を形成する際に基板１０の保護をすることができれば適宜変更しても良い。
なお、図１において第１絶縁部１２１と、第２絶縁部１２２と、は総括して絶縁部１２として示している。
以降の絶縁部１２の説明において主面１２ａ側と称する場合は、第２絶縁部１２２が設けられている一方面側として説明する。
絶縁部１２は、基板１０の主面１０ａに積層して設けられている。
絶縁部１２は、主面１０ａ側から順に配設された第１絶縁部１２１と、第２絶縁部１２２と、で構成されている。
第１絶縁部１２１は、その材料として、酸化シリコン（ＳｉＯ2）等を用いることができる。また、第２絶縁部１２２は、その材料として、窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ4）等を用いることができる。絶縁部１２の構成及び材料は、特に限定されることなく、基板１０と、後述する固定電極２０等と、の間の絶縁性能、及び後述する可動電極３０等を形成する際に基板１０の保護をすることができれば適宜変更しても良い。
なお、図１において第１絶縁部１２１と、第２絶縁部１２２と、は総括して絶縁部１２として示している。
以降の絶縁部１２の説明において主面１２ａ側と称する場合は、第２絶縁部１２２が設けられている一方面側として説明する。
（固定電極２０、可動電極３０、固定部４０）
振動素子１の基板１０上には、絶縁部１２の主面１２ａを介して固定電極２０、可動電極３０、及び固定部４０と、が設けられている。
振動素子１の基板１０上には、絶縁部１２の主面１２ａを介して固定電極２０、可動電極３０、及び固定部４０と、が設けられている。
（固定電極２０）
固定電極２０は、図１に示す様に当該固定電極２０、及び後述する可動電極３０をＺ軸（垂直）方向から平面視した場合に一部が可動電極３０と重なる様に設けられている。また、固定電極２０には、陥部２２が設けられている。陥部２２は、後述する可動電極３０（錘部３５）に設けられている突起３２と対応させて設けられている。陥部２２は、突起３２に対応して設けられていれば、固定電極２０を貫通していても、有底であっても良い。振動素子１は、例えば、陥部２２が有底である場合、固定電極２０と可動電極３０との対向面積を減少させることなく設けることができる。
固定電極２０は、その材料として、例えば、ポリシリコン（Polycrystalline Silicon）や、アモルファスシリコン（amorphous silicon）等を含む導電性の材料を用いることができる。本実施形態の振動素子１の固定電極２０は、その材料としてポリシリコンを用いている。
固定電極２０は、図１に示す様に当該固定電極２０、及び後述する可動電極３０をＺ軸（垂直）方向から平面視した場合に一部が可動電極３０と重なる様に設けられている。また、固定電極２０には、陥部２２が設けられている。陥部２２は、後述する可動電極３０（錘部３５）に設けられている突起３２と対応させて設けられている。陥部２２は、突起３２に対応して設けられていれば、固定電極２０を貫通していても、有底であっても良い。振動素子１は、例えば、陥部２２が有底である場合、固定電極２０と可動電極３０との対向面積を減少させることなく設けることができる。
固定電極２０は、その材料として、例えば、ポリシリコン（Polycrystalline Silicon）や、アモルファスシリコン（amorphous silicon）等を含む導電性の材料を用いることができる。本実施形態の振動素子１の固定電極２０は、その材料としてポリシリコンを用いている。
（可動電極３０）
可動電極３０は、図１に示す様に固定電極２０、及び当該可動電極３０をＺ軸方向から平面視した場合に一部が固定電極２０と重なる様に間隙５０を置いて設けられている。また、可動電極３０は錘部３５を備え、錘部３５には突起３２が設けられている。錘部３５において固定電極２０と対向する面に設けられた突起３２は、固定電極２０に設けられた陥部２２と対応させて設けられている。
詳細は後述するが可動電極３０は、固定電極２０との間に電位が印加されることで固定電極２０との間で生じる静電引力、及び静電反発力によって振動（変位）することができる。可動電極３０は、振動片として設けられている。そのため、可動電極３０は、靱性を有し、固定部４０から延設される先端が自由端として設けられている。
可動電極３０は、その材料として、例えば、ポリシリコン、アモルファスシリコン等を含む導電性の材料を用いることができる。本実施形態の振動素子１の可動電極３０は、その材料としてポリシリコンを用いている。可動電極３０は、導電性材料であるポリシリコン等を用いることで電極膜を設けなくても、固定電極２０との間に電荷を生じさせ、静電引力によって振動が可能となる。
可動電極３０は、図１に示す様に固定電極２０、及び当該可動電極３０をＺ軸方向から平面視した場合に一部が固定電極２０と重なる様に間隙５０を置いて設けられている。また、可動電極３０は錘部３５を備え、錘部３５には突起３２が設けられている。錘部３５において固定電極２０と対向する面に設けられた突起３２は、固定電極２０に設けられた陥部２２と対応させて設けられている。
詳細は後述するが可動電極３０は、固定電極２０との間に電位が印加されることで固定電極２０との間で生じる静電引力、及び静電反発力によって振動（変位）することができる。可動電極３０は、振動片として設けられている。そのため、可動電極３０は、靱性を有し、固定部４０から延設される先端が自由端として設けられている。
可動電極３０は、その材料として、例えば、ポリシリコン、アモルファスシリコン等を含む導電性の材料を用いることができる。本実施形態の振動素子１の可動電極３０は、その材料としてポリシリコンを用いている。可動電極３０は、導電性材料であるポリシリコン等を用いることで電極膜を設けなくても、固定電極２０との間に電荷を生じさせ、静電引力によって振動が可能となる。
（固定部４０）
固定部４０は、主面１２ａに設けられ、一端４０ａが主面１２ａに接続して基板１０と平行に設けられている。また、固定部４０の一端４０ａから主面１２ａと交差する方向で基板１０と異なる方向に他端４０ｂが延設されている。
固定部４０には、上述の可動電極３０が接続されている。固定部４０に接続されている可動電極３０は、固定部４０の他端４０ｂから延伸して固定電極２０に対して間隙５０を置いて重なる様に設けられている。
固定部４０は、その材料として、例えば、ポリシリコン、アモルファスシリコン等を含む導電性の材料を用いることができる。本実施形態の振動素子１の固定部４０は、その材料としてポリシリコンが用いられている。固定部４０は、ポリシリコンを用いることで、絶縁部１２との密着性を高めることができ、温度変化に伴う応力が生じた場合に剥離することを抑制することができる。
固定部４０は、主面１２ａに設けられ、一端４０ａが主面１２ａに接続して基板１０と平行に設けられている。また、固定部４０の一端４０ａから主面１２ａと交差する方向で基板１０と異なる方向に他端４０ｂが延設されている。
固定部４０には、上述の可動電極３０が接続されている。固定部４０に接続されている可動電極３０は、固定部４０の他端４０ｂから延伸して固定電極２０に対して間隙５０を置いて重なる様に設けられている。
固定部４０は、その材料として、例えば、ポリシリコン、アモルファスシリコン等を含む導電性の材料を用いることができる。本実施形態の振動素子１の固定部４０は、その材料としてポリシリコンが用いられている。固定部４０は、ポリシリコンを用いることで、絶縁部１２との密着性を高めることができ、温度変化に伴う応力が生じた場合に剥離することを抑制することができる。
（振動素子１の動作）
本実施形態の振動素子１は、例えば、回路部（図１において不図示）で生成された電位（励振信号）を、固定電極２０と、可動電極３０と、の間に印加することができる。なお、可動電極３０には、固定部４０を介して励振信号を印加することができる。また、可動電極３０が振動することによって得られた電気信号は、固定電極２０と、可動電極３０に接続されている固定部４０と、を介して取り出すことができる。
本実施形態の振動素子１は、例えば、回路部（図１において不図示）で生成された電位（励振信号）を、固定電極２０と、可動電極３０と、の間に印加することができる。なお、可動電極３０には、固定部４０を介して励振信号を印加することができる。また、可動電極３０が振動することによって得られた電気信号は、固定電極２０と、可動電極３０に接続されている固定部４０と、を介して取り出すことができる。
励振信号を固定電極２０及び可動電極３０に印加することによって、可動電極３０を振動させることができる。
具体的には、固定電極２０と可動電極３０との間に異なる極性の電位を印加すると、固定電極２０と可動電極３０との間に電荷が生じ、静電引力によって端部が自由端である可動電極３０が固定電極２０側に吸引される。
また、固定電極２０と可動電極３０との間に印加した電位を解くと、固定電極２０と可動電極３０との間に生じた電荷が解消され、靱性によって可動電極３０は復位する。
振動素子１は、電位の印加と、解放と、を繰り返すことで可動電極３０を振動させることができる。
具体的には、固定電極２０と可動電極３０との間に異なる極性の電位を印加すると、固定電極２０と可動電極３０との間に電荷が生じ、静電引力によって端部が自由端である可動電極３０が固定電極２０側に吸引される。
また、固定電極２０と可動電極３０との間に印加した電位を解くと、固定電極２０と可動電極３０との間に生じた電荷が解消され、靱性によって可動電極３０は復位する。
振動素子１は、電位の印加と、解放と、を繰り返すことで可動電極３０を振動させることができる。
ここで振動素子１は、可動電極３０の振動による固有振動周波数ｆ0（以下、単に「周波数ｆ0」と称する。）が振動素子１の用途によって異なる。
周波数ｆ0の調整は、例えば、可動電極３０の長さを変更することで可能である。また、可動電極３０の厚みを変更することで可能である。
具体的には、固定部４０から延設されている可動電極３０を長くすることで、周波数ｆ0を低くすることができ、可動電極３０を短くすることで、周波数ｆ0を高くすることができる。また、可動電極３０の厚みを厚くすることで周波数ｆ0を下げることができ、厚みを薄くすることで周波数ｆ0を高めることができる。
しかし、可動電極３０を長くすることは、振動素子１の形状（平面積）が大きくなるため、これら振動素子１が搭載される電子機器などの小型化に影響を及ぼす虞がある。
また、所望の周波数ｆ0毎に可動電極３０の長さや厚さを変更すると製造工程が複雑になり、生産性が低下する虞もある。
周波数ｆ0の調整は、例えば、可動電極３０の長さを変更することで可能である。また、可動電極３０の厚みを変更することで可能である。
具体的には、固定部４０から延設されている可動電極３０を長くすることで、周波数ｆ0を低くすることができ、可動電極３０を短くすることで、周波数ｆ0を高くすることができる。また、可動電極３０の厚みを厚くすることで周波数ｆ0を下げることができ、厚みを薄くすることで周波数ｆ0を高めることができる。
しかし、可動電極３０を長くすることは、振動素子１の形状（平面積）が大きくなるため、これら振動素子１が搭載される電子機器などの小型化に影響を及ぼす虞がある。
また、所望の周波数ｆ0毎に可動電極３０の長さや厚さを変更すると製造工程が複雑になり、生産性が低下する虞もある。
本発明の振動素子１は、可動電極３０に設けられた錘部３５の質量を異ならせることで所望の周波数ｆ0を得ることができる。
具体的には、固定電極２０との間で静電引力等によって錘部３５に慣性力が採用し、錘部３５に設けられている突起３２の個数や大きさによって質量を異ならせることで慣性力が変化し所望の周波数ｆ0を得ることができる。
具体的には、固定電極２０との間で静電引力等によって錘部３５に慣性力が採用し、錘部３５に設けられている突起３２の個数や大きさによって質量を異ならせることで慣性力が変化し所望の周波数ｆ0を得ることができる。
（錘部３５の質量と周波数ｆ0との関係）
図２に示すグラフは、発明者等が実施した可動電極３０の錘部３５の質量を異ならせた際の周波数ｆ0の変化を示した実験結果である。
実験は、同じ可動電極３０の長さにおいて、錘部３５の質量を異ならせる前の従来例と、可動電極３０の錘部３５の質量を突起３２によって異ならせた実施例と、の周波数ｆ0の比較を行ったものである。
図２に示すグラフは、発明者等が実施した可動電極３０の錘部３５の質量を異ならせた際の周波数ｆ0の変化を示した実験結果である。
実験は、同じ可動電極３０の長さにおいて、錘部３５の質量を異ならせる前の従来例と、可動電極３０の錘部３５の質量を突起３２によって異ならせた実施例と、の周波数ｆ0の比較を行ったものである。
実験は、実施例としてモード１を基本波として次数が１つ増加する毎に、いわゆる振動の節及び腹が１つ増える５段階のモード（因子）を準備し、各因子において錘部３５の質量を異ならせた２つの水準を用いて行った。
発明者等の実験によって、いずれの実施例（因子）においても、従来例と比べて錘部３５の質量が大きい実施例の周波数ｆ0が低くなることが確認された。当該実験によって、上述した可動電極３０の錘部３５に突起３２を設け、質量を異ならせることで周波数ｆ0の調整（周波数ｆ0の低下）が可能であることを知らしめたものである。
発明者等の実験によって、いずれの実施例（因子）においても、従来例と比べて錘部３５の質量が大きい実施例の周波数ｆ0が低くなることが確認された。当該実験によって、上述した可動電極３０の錘部３５に突起３２を設け、質量を異ならせることで周波数ｆ0の調整（周波数ｆ0の低下）が可能であることを知らしめたものである。
（振動素子１の製造方法）
本実施形態の振動素子１を製造する工程は、基板を準備する工程と、基板の一方面に固定部を形成する工程と、基板の一方面に陥部を有する第１の電極部を形成する工程と、を含む。また、振動素子１を製造する工程は、第１の電極部と重なる様に間隙を置いて固定部から延設され、陥部に対応する突起部を備える第２の電極部を形成する工程と、第１の電極部と第２の電極部との間に中間層を形成する工程と、を含む。振動素子１の製造方法について以下に、工程順に説明する。
本実施形態の振動素子１を製造する工程は、基板を準備する工程と、基板の一方面に固定部を形成する工程と、基板の一方面に陥部を有する第１の電極部を形成する工程と、を含む。また、振動素子１を製造する工程は、第１の電極部と重なる様に間隙を置いて固定部から延設され、陥部に対応する突起部を備える第２の電極部を形成する工程と、第１の電極部と第２の電極部との間に中間層を形成する工程と、を含む。振動素子１の製造方法について以下に、工程順に説明する。
（基板１０の準備工程）
図３（ａ）は、振動素子１を形成する基板１０が準備された状態を示している。
基板１０を準備する工程は、後述する各工程で絶縁部１２、固定電極２０、可動電極３０等を形成する基板１０を準備する工程である。基板１０は、例えば、シリコン基板を用いることができる。
なお、振動素子１の製造方法の説明においても絶縁部１２、固定電極２０、可動電極３０等が形成される基板１０の一方面を主面１０ａと称して説明する。
図３（ａ）は、振動素子１を形成する基板１０が準備された状態を示している。
基板１０を準備する工程は、後述する各工程で絶縁部１２、固定電極２０、可動電極３０等を形成する基板１０を準備する工程である。基板１０は、例えば、シリコン基板を用いることができる。
なお、振動素子１の製造方法の説明においても絶縁部１２、固定電極２０、可動電極３０等が形成される基板１０の一方面を主面１０ａと称して説明する。
（絶縁部１２の形成工程）
図３（ｂ）は、基板１０の主面１０ａに絶縁部１２が形成された状態を示している。
絶縁部１２を形成する工程は、基板１０の主面１０ａ側に絶縁部１２を形成する工程である。
本実施形態の振動素子１の絶縁部１２は、基板１０の主面１０ａ側から第１絶縁部１２１と、第２絶縁部１２２と、の順で形成される。なお、振動素子１の製造方法の説明においても第２絶縁部１２２が形成される絶縁部１２の一方面を主面１２ａと称して説明する。
図３（ｂ）は、基板１０の主面１０ａに絶縁部１２が形成された状態を示している。
絶縁部１２を形成する工程は、基板１０の主面１０ａ側に絶縁部１２を形成する工程である。
本実施形態の振動素子１の絶縁部１２は、基板１０の主面１０ａ側から第１絶縁部１２１と、第２絶縁部１２２と、の順で形成される。なお、振動素子１の製造方法の説明においても第２絶縁部１２２が形成される絶縁部１２の一方面を主面１２ａと称して説明する。
第１絶縁部１２１を形成する工程は、例えば、第１絶縁部１２１として酸化シリコン（ＳｉＯ2）を含む膜をＣＶＤ（chemical vapor deposition）法によって形成することができる。第１絶縁部１２１を形成する工程は、ＣＶＤ法に限定されることは無く、熱酸化法によって基板１０の主面１０ａを酸化させることで酸化シリコンを含む膜を形成しても良い。
なお、第１絶縁部１２１は、基板１０の主面１０ａに対応して、その略全面に形成されるものである。
なお、第１絶縁部１２１は、基板１０の主面１０ａに対応して、その略全面に形成されるものである。
第２絶縁部１２２を形成する工程は、例えば、第２絶縁部１２２としての窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ4）を含む膜をＣＶＤ法によって形成することができる。第２絶縁部１２２を形成する工程は、ＣＶＤ法に限定されることは無く、窒素ガス、及び水素ガスの雰囲気中で、基板１０としてのシリコン基板を加熱することで窒化シリコンを含む膜を形成しても良い。
なお、第２絶縁部１２２は、第１絶縁部１２１に対応して、その略全面に形成されるものである。
なお、第２絶縁部１２２は、第１絶縁部１２１に対応して、その略全面に形成されるものである。
（固定電極２０の形成工程）
図３（ｃ）は、絶縁部１２の主面１２ａ上に固定電極２０が形成された状態を示している。
固定電極２０を形成する工程は、上述した絶縁部１２の主面１２ａ側、即ち、第２絶縁部１２２上に固定電極２０を形成する工程である。
固定電極２０を形成する工程は、例えば、固定電極２０を形成する部分が開口したマスクパターンを第２絶縁部１２２上に形成し、ポリシリコン等の導電性材料を含む固定電極２０をＣＶＤ法によって形成することができる。
図３（ｃ）は、絶縁部１２の主面１２ａ上に固定電極２０が形成された状態を示している。
固定電極２０を形成する工程は、上述した絶縁部１２の主面１２ａ側、即ち、第２絶縁部１２２上に固定電極２０を形成する工程である。
固定電極２０を形成する工程は、例えば、固定電極２０を形成する部分が開口したマスクパターンを第２絶縁部１２２上に形成し、ポリシリコン等の導電性材料を含む固定電極２０をＣＶＤ法によって形成することができる。
固定電極２０を形成する工程において、可動電極３０に形成される突起３２に対応する陥部２２を固定電極２０に形成する。陥部２２の形成は、例えば、前述したマスクパターンを陥部２２が形成される部分に設けることで行うことができる。
なお、固定電極２０を形成する方法は、ＣＶＤ法に限定されることは無く、金（Ａｕ）、チタン（Ｔｉ）等の導電性材料を含む固定電極２０をＰＶＤ（Physical Vapour Deposition）法等を用いて形成しても良い。また、固定電極２０を形成する工程は、フォトリソグラフィー法を用いてパターニングをすることで固定電極２０及び陥部２２を形成しても良い。
なお、固定電極２０を形成する方法は、ＣＶＤ法に限定されることは無く、金（Ａｕ）、チタン（Ｔｉ）等の導電性材料を含む固定電極２０をＰＶＤ（Physical Vapour Deposition）法等を用いて形成しても良い。また、固定電極２０を形成する工程は、フォトリソグラフィー法を用いてパターニングをすることで固定電極２０及び陥部２２を形成しても良い。
（犠牲層２１０の形成工程）
図３（ｄ）は、固定電極２０と、可動電極３０と、の間に間隙５０を設けるための中間層としての犠牲層２１０が、固定電極２０を覆う様に主面１２ａ上に形成された状態を示している。
犠牲層２１０を形成する工程は、固定電極２０と、可動電極３０と、の間に間隙５０を設けるための中間層（リリース層）である犠牲層２１０を形成する工程である。また、固定電極２０を覆う犠牲層２１０には、固定電極２０の陥部２２に沿って陥没２１２が生じる。
振動素子１は上述の通り、固定電極２０に対して、間隙５０を置いて可動電極３０が設けられている。犠牲層２１０は、後述する工程で犠牲層２１０上に可動電極３０としての導電層３１０が形成され、可動電極３０の形成の後に除去されることで、固定電極２０と、可動電極３０と、の間に間隙５０を設けることができる。
図３（ｄ）は、固定電極２０と、可動電極３０と、の間に間隙５０を設けるための中間層としての犠牲層２１０が、固定電極２０を覆う様に主面１２ａ上に形成された状態を示している。
犠牲層２１０を形成する工程は、固定電極２０と、可動電極３０と、の間に間隙５０を設けるための中間層（リリース層）である犠牲層２１０を形成する工程である。また、固定電極２０を覆う犠牲層２１０には、固定電極２０の陥部２２に沿って陥没２１２が生じる。
振動素子１は上述の通り、固定電極２０に対して、間隙５０を置いて可動電極３０が設けられている。犠牲層２１０は、後述する工程で犠牲層２１０上に可動電極３０としての導電層３１０が形成され、可動電極３０の形成の後に除去されることで、固定電極２０と、可動電極３０と、の間に間隙５０を設けることができる。
犠牲層２１０を形成する工程は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ2）を含む犠牲層２１０をＣＶＤ法によって形成することができる。犠牲層２１０を形成する方法は、ＣＶＤ法に限定されることは無く、ＰＶＤ法等を用いて、酸化シリコンを含む犠牲層２１０を形成しても良い。
なお、後述する工程で固定電極２０、可動電極３０、及び固定部４０を残置しつつ、犠牲層２１０は選択的に除去される。よって、犠牲層２１０を構成する材料は、当該犠牲層２１０を選択的に除去（エッチング）することができる酸化シリコン、もしくは酸化シリコンを含む化合物が好適である。犠牲層２１０は、酸化シリコン、もしくは酸化シリコンを含む化合物に限定されることは無く、選択的に当該犠牲層２１０を除去することができる材料であれば適宜変更して良い。
なお、後述する工程で固定電極２０、可動電極３０、及び固定部４０を残置しつつ、犠牲層２１０は選択的に除去される。よって、犠牲層２１０を構成する材料は、当該犠牲層２１０を選択的に除去（エッチング）することができる酸化シリコン、もしくは酸化シリコンを含む化合物が好適である。犠牲層２１０は、酸化シリコン、もしくは酸化シリコンを含む化合物に限定されることは無く、選択的に当該犠牲層２１０を除去することができる材料であれば適宜変更して良い。
図４（ｅ）は、主面１２ａと固定部４０（図４（ｆ）参照）とが当接する部分の犠牲層２１０が部分的に除去された状態を示している。
犠牲層２１０を部分的に除去する工程は、主面１２ａと固定部４０（一端４０ａ）とが当接する部分に形成されている犠牲層２１０をフォトリソグラフィー法によって除去する工程である。
犠牲層２１０を除去する工程は、後述する工程で固定部４０を第２絶縁部１２２上に設けるため、固定部４０の一端４０ａと当接させる絶縁部１２が露出される様に犠牲層２１０の除去を行う。
犠牲層２１０を部分的に除去する工程は、主面１２ａと固定部４０（一端４０ａ）とが当接する部分に形成されている犠牲層２１０をフォトリソグラフィー法によって除去する工程である。
犠牲層２１０を除去する工程は、後述する工程で固定部４０を第２絶縁部１２２上に設けるため、固定部４０の一端４０ａと当接させる絶縁部１２が露出される様に犠牲層２１０の除去を行う。
（可動電極３０及び固定部４０の形成工程）
図４（ｆ）は、可動電極３０及び固定部４０としての導電層３１０と、導電層３１０上に可動電極３０及び固定部４０をパターニングするためのレジスト膜３１２と、が形成された状態を示している。
本実施形態の振動素子１は、可動電極３０及び固定部４０を形成する材料として、共にポリシリコンを用いることから同じ工程で形成することができる。
可動電極３０及び固定部４０の形成工程は、可動電極３０及び固定部４０としての導電層３１０を絶縁部１２、及び犠牲層２１０上に形成するとともに、導電層３１０をパターニングすることで可動電極３０及び固定部４０を形成する工程である。
可動電極３０及び固定部４０を形成する工程は、例えば、ポリシリコン等の導電性材料を用いてＣＶＤ法によって導電層３１０を形成することができる。
可動電極３０及び固定部４０を形成する工程は、犠牲層２１０を覆う様に導電層３１０を形成する。そのため導電層３１０には、犠牲層２１０上に生じた陥没２１２に沿って形成される。当該陥没２１２に形成された導電層３１０は、可動電極３０の錘部３５に設けられる突起３２となる。
図４（ｆ）は、可動電極３０及び固定部４０としての導電層３１０と、導電層３１０上に可動電極３０及び固定部４０をパターニングするためのレジスト膜３１２と、が形成された状態を示している。
本実施形態の振動素子１は、可動電極３０及び固定部４０を形成する材料として、共にポリシリコンを用いることから同じ工程で形成することができる。
可動電極３０及び固定部４０の形成工程は、可動電極３０及び固定部４０としての導電層３１０を絶縁部１２、及び犠牲層２１０上に形成するとともに、導電層３１０をパターニングすることで可動電極３０及び固定部４０を形成する工程である。
可動電極３０及び固定部４０を形成する工程は、例えば、ポリシリコン等の導電性材料を用いてＣＶＤ法によって導電層３１０を形成することができる。
可動電極３０及び固定部４０を形成する工程は、犠牲層２１０を覆う様に導電層３１０を形成する。そのため導電層３１０には、犠牲層２１０上に生じた陥没２１２に沿って形成される。当該陥没２１２に形成された導電層３１０は、可動電極３０の錘部３５に設けられる突起３２となる。
可動電極３０及び固定部４０を形成する工程は、可動電極３０及び固定部４０として形成された導電層３１０のうち、可動電極３０及び固定部４０として不要な部分を除去するためのマスクパターン３１２を形成する。可動電極３０及び固定部４０を形成する工程は、フォトリソグラフィー法によって、可動電極３０及び固定部４０として不要な部分が開口したマスクパターン３１２を形成することができる。
（導電層３１０、及び犠牲層２１０の除去工程）
図４（ｇ）は、犠牲層２１０と、可動電極３０及び固定部４０として不要な部分の導電層３１０と、が除去された状態を示している。
図４（ｇ）は、犠牲層２１０と、可動電極３０及び固定部４０として不要な部分の導電層３１０と、が除去された状態を示している。
導電層３１０を除去する工程は、可動電極３０及び固定部４０として形成された導電層３１０のうち、可動電極３０及び固定部４０として不要な部分の導電層３１０を除去する工程である。
導電層３１０を除去する工程は、先の工程でパターニングされた導電層３１０のうち、マスクパターン３１２が開口している可動電極３０及び固定部４０として不要な部分のエッチング（除去）を行うことで可動電極３０及び固定部４０の形状を整える。導電層３１０を除去する工程は、例えば、ウエットエッチング法によって行うことができる。なお、導電層３１０を除去する工程はウエットエッチング法に限定されること無く、ドライエッチング法等を用いても良い。
導電層３１０を除去する工程は、先の工程でパターニングされた導電層３１０のうち、マスクパターン３１２が開口している可動電極３０及び固定部４０として不要な部分のエッチング（除去）を行うことで可動電極３０及び固定部４０の形状を整える。導電層３１０を除去する工程は、例えば、ウエットエッチング法によって行うことができる。なお、導電層３１０を除去する工程はウエットエッチング法に限定されること無く、ドライエッチング法等を用いても良い。
犠牲層２１０を除去する工程は、先の工程で形成した犠牲層２１０を選択的に除去する工程である。
犠牲層２１０を除去する工程は、犠牲層２１０を選択的に除去することが求められる。そこで、犠牲層２１０を除去する工程は、例えば、ウエットエッチング法によって犠牲層２１０のエッチング（除去）を行う。ウエットエッチング法による犠牲層２１０の除去は、フッ酸を含むエッチャント（洗浄液）を用いると好適である。犠牲層２１０の除去は、フッ酸を含むエッチャントを用いることで、酸化シリコンを含む犠牲層２１０に対するエッチング速度が、ポリシリコン等を含む固定電極２０や、可動電極３０のエッチング速度に比べて早いことから犠牲層２１０を選択的、かつ効率的に除去することができる。
犠牲層２１０を除去する工程は、犠牲層２１０を選択的に除去することが求められる。そこで、犠牲層２１０を除去する工程は、例えば、ウエットエッチング法によって犠牲層２１０のエッチング（除去）を行う。ウエットエッチング法による犠牲層２１０の除去は、フッ酸を含むエッチャント（洗浄液）を用いると好適である。犠牲層２１０の除去は、フッ酸を含むエッチャントを用いることで、酸化シリコンを含む犠牲層２１０に対するエッチング速度が、ポリシリコン等を含む固定電極２０や、可動電極３０のエッチング速度に比べて早いことから犠牲層２１０を選択的、かつ効率的に除去することができる。
また、固定電極２０及び固定部４０の下地膜としての第２絶縁部１２２に耐フッ酸性を有する窒化シリコンを含むことで当該第２絶縁部１２２が、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。これにより、犠牲層２１０がエッチングされることによる基板１０と、固定電極２０及び固定部４０と、の間の絶縁低下を抑制することができる。
なお、犠牲層２１０を除去する工程は、ウエットエッチング法に限定されることは無く、ドライエッチング法によって行っても良い。
振動素子１は、犠牲層２１０を除去されることで、固定電極２０と、可動電極３０と、の間に間隙５０が生じ、可動電極３０が変位可能となる。
なお、犠牲層２１０を除去する工程は、ウエットエッチング法に限定されることは無く、ドライエッチング法によって行っても良い。
振動素子１は、犠牲層２１０を除去されることで、固定電極２０と、可動電極３０と、の間に間隙５０が生じ、可動電極３０が変位可能となる。
上述した犠牲層２１０を除去することで、振動素子１を製造する工程が完了する。
上述した第１実施形態によれば、以下の効果が得られる。
この様な振動素子１によれば、可動電極３０の錘部３５に設けられた突起３２によって、その錘部３５の質量を異ならせることができる。錘部３５の質量を異ならせることで、可動電極３０の長さを異ならせることなく、振動素子１の固有振動周波数ｆ0を調整することができる。よって、可動電極３０の長さを長くすることは無く固有振動周波数ｆ0低くすることができ、小型化を成し得た振動素子１を得ることができる。
また、この様な振動素子１によれば、可動電極３０と一部が重なる固定電極２０に陥部２２を設けることで、可動電極３０を形成するために一時的に設ける中間層としての犠牲層２１０に陥没２１２が生じ、この犠牲層２１０上に可動電極３０を形成することで、陥部２２に応じた突起３２を新たな工程を追加することは無く形成することができる。よって、生産性の高い振動素子１を得ることができる。
この様な振動素子１によれば、可動電極３０の錘部３５に設けられた突起３２によって、その錘部３５の質量を異ならせることができる。錘部３５の質量を異ならせることで、可動電極３０の長さを異ならせることなく、振動素子１の固有振動周波数ｆ0を調整することができる。よって、可動電極３０の長さを長くすることは無く固有振動周波数ｆ0低くすることができ、小型化を成し得た振動素子１を得ることができる。
また、この様な振動素子１によれば、可動電極３０と一部が重なる固定電極２０に陥部２２を設けることで、可動電極３０を形成するために一時的に設ける中間層としての犠牲層２１０に陥没２１２が生じ、この犠牲層２１０上に可動電極３０を形成することで、陥部２２に応じた突起３２を新たな工程を追加することは無く形成することができる。よって、生産性の高い振動素子１を得ることができる。
（第２実施形態）
第２実施形態に係る振動素子２について、図５を用いて説明する。
図５は、第２実施形態に係る振動素子の概略を模式的に示した平面及び側面図である。
また、図５では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示している。なお、Ｚ軸は基板と各電極が積層される厚み方向を示す軸である。
図５（ａ）は、Ｚ軸（垂直）方向から平面視した振動素子２を模式的に示した平面図である。また、図５（ｂ）は、Ｙ軸方向から側面視した振動素子２を模式的に示した側面図である。また、図５（ｃ）は、Ｘ軸方向から側面視した振動素子２を模式的に示した側面図である。
第２実施形態に係る振動素子２について、図５を用いて説明する。
図５は、第２実施形態に係る振動素子の概略を模式的に示した平面及び側面図である。
また、図５では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示している。なお、Ｚ軸は基板と各電極が積層される厚み方向を示す軸である。
図５（ａ）は、Ｚ軸（垂直）方向から平面視した振動素子２を模式的に示した平面図である。また、図５（ｂ）は、Ｙ軸方向から側面視した振動素子２を模式的に示した側面図である。また、図５（ｃ）は、Ｘ軸方向から側面視した振動素子２を模式的に示した側面図である。
第２実施形態に係る振動素子２は、固定部４０から延設されている可動電極２３０の長さと、錘部２３５に設けられている突起２３２の長さと、突起２３２に対応する固定電極２２０に設けられている陥部２２２の長さと、が第１実施形態に係る振動素子１とは異なる。その他の構成、及び形成方法は略同じであるため、同一の構成には同じ符号を付して説明を一部省略する。
（振動素子２の構造）
本実施形態に係る振動素子２は、第１実施形態に係る振動素子１と同様に片持ち梁型の振動素子である。
振動素子２は、図５に示す様に、基板１０と、絶縁部１２と、第１の電極部としての固定電極２２０と、第２の電極部としての可動電極２３０と、固定部４０と、が設けられている。
本実施形態に係る振動素子２は、第１実施形態に係る振動素子１と同様に片持ち梁型の振動素子である。
振動素子２は、図５に示す様に、基板１０と、絶縁部１２と、第１の電極部としての固定電極２２０と、第２の電極部としての可動電極２３０と、固定部４０と、が設けられている。
（基板１０、絶縁部１２）
基板１０は、その一方面に後述する絶縁部１２、固定電極２２０、可動電極２３０、及び固定部４０が設けられている。第１実施形態で説明した振動素子１と同様に振動素子２は、基板１０としてシリコン基板を用いている。
絶縁部１２は、基板１０の主面１０ａに積層して設けられている。
第１実施形態で説明した振動素子１と同様に絶縁部１２は、主面１０ａ側から順に配設された第１絶縁部１２１と、第２絶縁部１２２と、で構成されている。
基板１０は、その一方面に後述する絶縁部１２、固定電極２２０、可動電極２３０、及び固定部４０が設けられている。第１実施形態で説明した振動素子１と同様に振動素子２は、基板１０としてシリコン基板を用いている。
絶縁部１２は、基板１０の主面１０ａに積層して設けられている。
第１実施形態で説明した振動素子１と同様に絶縁部１２は、主面１０ａ側から順に配設された第１絶縁部１２１と、第２絶縁部１２２と、で構成されている。
（固定電極２２０、可動電極２３０）
振動素子２の基板１０上には、絶縁部１２の主面１２ａを介して固定電極２２０、可動電極２３０、及び固定部４０と、が設けられている。
振動素子２の基板１０上には、絶縁部１２の主面１２ａを介して固定電極２２０、可動電極２３０、及び固定部４０と、が設けられている。
（固定電極２２０）
固定電極２２０は、図５に示す様に当該固定電極２２０、及び後述する可動電極２３０をＺ軸（垂直）方向から平面視した場合に一部が可動電極２３０と重なる様に設けられている。また、固定電極２２０には、陥部２２２が設けられている。陥部２２２は、後述する可動電極２３０（錘部２３５）に設けられている突起２３２と対応させて設けられている。
陥部２２２は、固定電極２２０の外縁に達する様に設けられている。また、陥部２２２は、突起２３２に対応して設けられていれば、固定電極２０を貫通していても、有底であっても良い。
固定電極２２０は、図５に示す様に当該固定電極２２０、及び後述する可動電極２３０をＺ軸（垂直）方向から平面視した場合に一部が可動電極２３０と重なる様に設けられている。また、固定電極２２０には、陥部２２２が設けられている。陥部２２２は、後述する可動電極２３０（錘部２３５）に設けられている突起２３２と対応させて設けられている。
陥部２２２は、固定電極２２０の外縁に達する様に設けられている。また、陥部２２２は、突起２３２に対応して設けられていれば、固定電極２０を貫通していても、有底であっても良い。
（可動電極２３０）
可動電極２３０は、図５に示す様に固定電極２２０、及び当該可動電極２３０をＺ軸（垂直）方向から平面視した場合に一部が固定電極２２０と重なる様に間隙５０を置いて設けられている。また、可動電極２３０は、錘部２３５を備え、錘部２３５には突起２３２が設けられている。錘部２３５において固定電極２２０と対向する面に設けられた突起２３２は、固定電極２２０に設けられた陥部２２２と対応させて設けられている。
可動電極２３０は、図５に示す様に固定電極２２０、及び当該可動電極２３０をＺ軸（垂直）方向から平面視した場合に一部が固定電極２２０と重なる様に間隙５０を置いて設けられている。また、可動電極２３０は、錘部２３５を備え、錘部２３５には突起２３２が設けられている。錘部２３５において固定電極２２０と対向する面に設けられた突起２３２は、固定電極２２０に設けられた陥部２２２と対応させて設けられている。
本実施形態の振動素子２は、振動素子１と比べて、可動電極２３０の長さが異なる。可動電極２３０の長さが相違しても錘部２３５に設けられている突起２３２の質量を異ならせることで、周波数ｆ0を調整することが可能である。例えば、可動電極２３０の延長が異なる振動素子１と略同じ周波数ｆ0とすることができる。
また、本実施形態の振動素子２は、振動素子１と比べて、固定電極２２０と可動電極２３０とが重なる面積、換言すると対向面積が小さくなる。これにより、固定電極２２０と可動電極２３０との間の静状態での静電容量を抑制することができる。前記静状態の静電容量は振動素子における入出力端子間の並列容量となるが、発振回路において振動素子の並列容量が大きくなるほど、これを励振するために必要となる負性抵抗が大きくなる。従って、前記振動素子２における静状態での静電容量を抑制することにより、振動素子２を励振させる励振回路の負性抵抗を小さくすることができ、回路の省電力化が可能となる。
また、本実施形態の振動素子２は、振動素子１と比べて、固定電極２２０と可動電極２３０とが重なる面積、換言すると対向面積が小さくなる。これにより、固定電極２２０と可動電極２３０との間の静状態での静電容量を抑制することができる。前記静状態の静電容量は振動素子における入出力端子間の並列容量となるが、発振回路において振動素子の並列容量が大きくなるほど、これを励振するために必要となる負性抵抗が大きくなる。従って、前記振動素子２における静状態での静電容量を抑制することにより、振動素子２を励振させる励振回路の負性抵抗を小さくすることができ、回路の省電力化が可能となる。
（振動素子２の製造方法）
本実施形態の振動素子２を製造する工程は、第１実施形態で上述した振動素子１の形成工程と同様のため、説明を省略する。
本実施形態の振動素子２を製造する工程は、第１実施形態で上述した振動素子１の形成工程と同様のため、説明を省略する。
上述した第２実施形態によれば、以下の効果が得られる。
この様な振動素子２によれば、固有振動周波数ｆ0は、可動電極２３０の長さに係わらず錘部２３５の質量を突起２３２等で異ならせることで固有振動周波数ｆ0の調整を行うことができる。また、固定電極２２０と可動電極２３０との重なる対向面積を大きくすることで、これら電極間の静電容量を抑制し、振動素子２を駆動させる励振回路の負性抵抗を抑制することができる。従って、固有振動周波数ｆ0の調整の自由度が高く、励振回路の消費電力が抑制された振動素子２を得ることができる。
この様な振動素子２によれば、固有振動周波数ｆ0は、可動電極２３０の長さに係わらず錘部２３５の質量を突起２３２等で異ならせることで固有振動周波数ｆ0の調整を行うことができる。また、固定電極２２０と可動電極２３０との重なる対向面積を大きくすることで、これら電極間の静電容量を抑制し、振動素子２を駆動させる励振回路の負性抵抗を抑制することができる。従って、固有振動周波数ｆ0の調整の自由度が高く、励振回路の消費電力が抑制された振動素子２を得ることができる。
（第３実施形態）
第３実施形態に係る振動素子３について、図６を用いて説明する。
図６は、第３実施形態に係る振動素子の概略を模式的に示した平面及び側面図である。
図６では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示している。なお、Ｚ軸は基板と各電極が積層される厚み方向を示す軸である。
図６（ａ）は、Ｚ軸（垂直）方向から平面視した振動素子を模式的に示した平面図である。また、図６（ｂ）及び図６（ｃ）は、それぞれ−Ｘ軸方向、＋Ｘ軸方向から側面視した振動素子を模式的に示した側面図である。また、図６（ｄ）及び図６（ｅ）は、それぞれ−Ｙ軸方向、＋Ｙ軸方向から側面視した振動素子を模式的に示した側面図である。また、図６（ｆ）は、図６（ａ）に示す線分Ａ−Ａ’における振動素子の断面を模式的に示した断面図である。
第３実施形態に係る振動素子３について、図６を用いて説明する。
図６は、第３実施形態に係る振動素子の概略を模式的に示した平面及び側面図である。
図６では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示している。なお、Ｚ軸は基板と各電極が積層される厚み方向を示す軸である。
図６（ａ）は、Ｚ軸（垂直）方向から平面視した振動素子を模式的に示した平面図である。また、図６（ｂ）及び図６（ｃ）は、それぞれ−Ｘ軸方向、＋Ｘ軸方向から側面視した振動素子を模式的に示した側面図である。また、図６（ｄ）及び図６（ｅ）は、それぞれ−Ｙ軸方向、＋Ｙ軸方向から側面視した振動素子を模式的に示した側面図である。また、図６（ｆ）は、図６（ａ）に示す線分Ａ−Ａ’における振動素子の断面を模式的に示した断面図である。
本実施形態の振動素子３は、第１実施形態で上述した振動素子１とは、複数の可動電極３３０、及びこれに対応する固定電極２２０が設けられている点で異なる。
図６（ａ）に示す様に振動素子３は、可動電極３３０が固定部４０から第１の方向、及び第１の方向と交差する第２の方向に延設されている。
その他の構成、及び形成方法は略同じであるため、同一の構成には同じ符号を付して説明を一部省略する。
図６（ａ）に示す様に振動素子３は、可動電極３３０が固定部４０から第１の方向、及び第１の方向と交差する第２の方向に延設されている。
その他の構成、及び形成方法は略同じであるため、同一の構成には同じ符号を付して説明を一部省略する。
本実施形態に係る振動素子３は、第１実施形態に係る振動素子１と同様に片持ち梁型の振動素子である。
振動素子３は、図６に示す様に、基板１０と、絶縁部１２と、第１の電極部としての固定電極３２０と、第２の電極部として複数の可動電極３３０（３３０ｂから３３０ｅ）と、固定部４０と、が設けられている。
振動素子３は、図６に示す様に、基板１０と、絶縁部１２と、第１の電極部としての固定電極３２０と、第２の電極部として複数の可動電極３３０（３３０ｂから３３０ｅ）と、固定部４０と、が設けられている。
（基板１０、絶縁部１２）
基板１０は、その一方面に後述する絶縁部１２、固定電極３２０、可動電極３３０、及び固定部４０が設けられている。第１実施形態で説明した振動素子１と同様に振動素子３は、基板１０としてシリコン基板を用いている。
絶縁部１２は、基板１０の主面１０ａに積層して設けられている。
第１実施形態で説明した振動素子１と同様に絶縁部１２は、主面１０ａ側から順に配設された第１絶縁部１２１（図６において不図示）と、第２絶縁部１２２と（図６において不図示）、で構成されている。
基板１０は、その一方面に後述する絶縁部１２、固定電極３２０、可動電極３３０、及び固定部４０が設けられている。第１実施形態で説明した振動素子１と同様に振動素子３は、基板１０としてシリコン基板を用いている。
絶縁部１２は、基板１０の主面１０ａに積層して設けられている。
第１実施形態で説明した振動素子１と同様に絶縁部１２は、主面１０ａ側から順に配設された第１絶縁部１２１（図６において不図示）と、第２絶縁部１２２と（図６において不図示）、で構成されている。
（固定電極３２０、可動電極３３０）
振動素子３の基板１０上には、絶縁部１２の主面１２ａを介して固定電極３２０、可動電極３３０、及び固定部４０と、が設けられている。
振動素子３の基板１０上には、絶縁部１２の主面１２ａを介して固定電極３２０、可動電極３３０、及び固定部４０と、が設けられている。
（固定電極３２０）
固定電極３２０は、図６に示す様に当該固定電極３２０、及び後述する可動電極３３０をＺ軸（垂直）方向から平面視した場合に一部が可動電極３３０と重なる様に設けられている。固定電極３２０は、後述する複数設けられている可動電極３３０に対応して配設されている。
固定電極３２０は、図６に示す様に当該固定電極３２０、及び後述する可動電極３３０をＺ軸（垂直）方向から平面視した場合に一部が可動電極３３０と重なる様に設けられている。固定電極３２０は、後述する複数設けられている可動電極３３０に対応して配設されている。
図６（ａ）に示す様に振動素子３には、第１の方向である−Ｘ軸方向に延設されている可動電極３３０ｂに対応して固定電極３２０ｂが設けられ、＋Ｘ軸方向に延設されている可動電極３３０ｃに対応して固定電極３２０ｃが設けられている。
また、振動素子３には、第１の方向と交差する第２の方向である−Ｙ軸方向に延設されている可動電極３３０ｅに対応して固定電極３２０ｅが設けられ、＋Ｙ軸方向に延設されている可動電極３３０ｄに対応して固定電極３２０ｄが設けられている。
なお、以下の説明において、固定電極３２０ｂから固定電極３２０ｅは、総括して固定電極３２０と称する場合がある。また、可動電極３３０ｂから可動電極３３０ｅは、総括して可動電極３３０と称する場合がある。
また、振動素子３には、第１の方向と交差する第２の方向である−Ｙ軸方向に延設されている可動電極３３０ｅに対応して固定電極３２０ｅが設けられ、＋Ｙ軸方向に延設されている可動電極３３０ｄに対応して固定電極３２０ｄが設けられている。
なお、以下の説明において、固定電極３２０ｂから固定電極３２０ｅは、総括して固定電極３２０と称する場合がある。また、可動電極３３０ｂから可動電極３３０ｅは、総括して可動電極３３０と称する場合がある。
図６に示す様に振動素子３の固定電極３２０には、陥部３２２が設けられている。陥部３２２は、後述する可動電極３３０（錘部３３５）に設けられている突起３３２と対応させて設けられている。また、陥部２２２は、突起２３２に対応して設けられていれば、固定電極３２０を貫通していても、有底であっても良い。
（可動電極３３０）
可動電極３３０は、図６（ａ）、及び図６（ｆ）に示す様に固定電極３２０、及び当該可動電極３３０をＺ軸方向から平面視した場合に一部が固定電極３２０と重なる様に間隙５０を置いて設けられている。
可動電極３３０は、固定部４０から複数の方向に延設され、それぞれ固定電極３２０と対応して配設されている。また、可動電極３３０は、それぞれ錘部３３５を備え、錘部２３５に突起２３２が設けられている。
可動電極３３０は、図６（ａ）、及び図６（ｆ）に示す様に固定電極３２０、及び当該可動電極３３０をＺ軸方向から平面視した場合に一部が固定電極３２０と重なる様に間隙５０を置いて設けられている。
可動電極３３０は、固定部４０から複数の方向に延設され、それぞれ固定電極３２０と対応して配設されている。また、可動電極３３０は、それぞれ錘部３３５を備え、錘部２３５に突起２３２が設けられている。
本実施形態の振動素子３には、可動電極３３０ｂの錘部３３５に設けられた突起３３２に対応して固定電極３２０ｂに陥部３２２が設けられている。
図６（ａ）に示す様に振動素子３には、可動電極３３０ｃの錘部３３５に設けられた突起３３２に対応して固定電極３２０ｃに陥部３２２が設けられている。また、可動電極３３０ｄの錘部３３５に設けられた突起３３２に対応して固定電極３２０ｄに陥部３２２が設けられている。また、可動電極３３０ｅの錘部３３５に設けられた突起３３２に対応して固定電極３２０ｅに陥部３２２が設けられている。
図６（ａ）に示す様に振動素子３には、可動電極３３０ｃの錘部３３５に設けられた突起３３２に対応して固定電極３２０ｃに陥部３２２が設けられている。また、可動電極３３０ｄの錘部３３５に設けられた突起３３２に対応して固定電極３２０ｄに陥部３２２が設けられている。また、可動電極３３０ｅの錘部３３５に設けられた突起３３２に対応して固定電極３２０ｅに陥部３２２が設けられている。
本実施形態の振動素子３は、複数の可動電極３３０が固定部４０から延設され、それぞれの可動電極３３０に設けられている突起２３２の質量を異ならせることで、固有振動周波数ｆ0を調整することが可能である。
（振動素子３の製造方法）
本実施形態の振動素子３を製造する工程は、可動電極３３０が設けられる数が異なるが第１実施形態で上述した振動素子１の形成工程と同様のため、説明を省略する。
本実施形態の振動素子３を製造する工程は、可動電極３３０が設けられる数が異なるが第１実施形態で上述した振動素子１の形成工程と同様のため、説明を省略する。
上述した第３実施形態によれば、以下の効果が得られる。
この様な振動素子３によれば、複数の可動電極３３０が設けられ、それぞれに設けられた錘部３３５の質量を異ならせることで、固有振動周波数ｆ0を調整することができる。よって、複数の固有振動周波数ｆ0を有する振動素子３を得ることができる。
この様な振動素子３によれば、複数の可動電極３３０が設けられ、それぞれに設けられた錘部３３５の質量を異ならせることで、固有振動周波数ｆ0を調整することができる。よって、複数の固有振動周波数ｆ0を有する振動素子３を得ることができる。
（第４実施形態）
第４実施形態に係る振動子について、図７を用いて説明する。
図７は、第４実施形態に係る振動子の概略を模式的に示すブロック図である。
第４実施形態に係る振動子について、図７を用いて説明する。
図７は、第４実施形態に係る振動子の概略を模式的に示すブロック図である。
第４実施形態に係る振動子６００には、第１実施形態から第３実施形態で上述した振動素子１から振動素子３のいずれか（以下、総括して「振動素子１」として説明する。）と、振動素子１が設けられた基板１０に回路部６５０と、が設けられている。
回路部６５０には、詳細な図示は省略するが、振動素子１に対して電圧を印加して発振させるための励振回路と、振動素子１の振動に伴う信号を増幅するための増幅回路と、が備えられている。回路部６５０の構成は特に限定されることは無いが、例えば、コルピッツ型発振回路を用いることができる。
振動子６００は、回路部６５０が設けられることで可動電極３０を振動させ、その振動に伴う信号を増幅して取り出すことができる。
回路部６５０は、その製造方法として、一般的な半導体装置製造技術を用いることができる。本実施形態では、振動素子１の製造工程と併せてフォトリソグラフィー法等を用いて形成されるものである。
その他の振動子６００の構成は、上述した第１実施形態から第３実施形態と重複するため説明を省略する。
上述した第４実施形態によれば、以下の効果が得られる。
この様な振動子６００によれば、回路部６５０が設けられることで、振動素子１に励振信号を与え、振動に伴う信号が増幅することができ、容易に振動素子１の振動に伴う信号を取り出して利用することができる。
また、振動子６００は、回路部６５０が基板１０上に設けられることで、振動素子１と回路部６５０とを接続する配線の距離が短くなり、振動素子１を振動させる励振信号の損失を抑制し回路部６５０の小型化及び省電力化を図るとともに、当該振動子６００の小型化も成し得る。
この様な振動子６００によれば、回路部６５０が設けられることで、振動素子１に励振信号を与え、振動に伴う信号が増幅することができ、容易に振動素子１の振動に伴う信号を取り出して利用することができる。
また、振動子６００は、回路部６５０が基板１０上に設けられることで、振動素子１と回路部６５０とを接続する配線の距離が短くなり、振動素子１を振動させる励振信号の損失を抑制し回路部６５０の小型化及び省電力化を図るとともに、当該振動子６００の小型化も成し得る。
（第５実施形態）
第５実施形態に係る振動子について、図８を用いて説明する。
図８は、第５実施形態に係る発振器の概略を模式的に示すブロック図である。
第５実施形態に係る振動子について、図８を用いて説明する。
図８は、第５実施形態に係る発振器の概略を模式的に示すブロック図である。
第５実施形態に係る発振器７００は、第４実施形態で上述した振動子６００と、当該振動子６００を収容する筐体７５０と、が設けられている。
発振器７００は、詳細な図示は省略するが、中空構造を有する筐体７５０を備えている。発振器７００は、筐体７５０の中空構造部分に振動子６００が配設され、振動素子１の振動に伴う信号を回路部６５０で増幅し、図示を省略する配線によって中空構造の外部に取り出すことができる。
筐体７５０は、その材料としてシリコンなどを用いることができる。本実施形態の発振器７００には、筐体７５０の材料としてシリコン基板を用いている。シリコン基板を筐体７５０に用いることによって、上述した振動素子１の製造工程で用いる半導体装置製造技術によって中空構造等の加工を容易にすることができる。なお、筐体７５０を形成する材料はシリコンに限定されることは無く、ガラス等を用いても良い。
筐体７５０は、その中空構造内が減圧されていることが好ましい。中空構造内が減圧されていることで、中空構造内に残留する大気を抑制し、可動電極３０の振動（変位）における空気抵抗を抑制することができる。
筐体７５０は、シリコン基板を準備し、フォトリソグラフィー法によって中空構造を形成することができる。また、筐体７５０は、振動素子１の形成と同時にフォトリソグラフィー法によって基板１０に中空構造を形成することができる。発振器７００は、形成された中空構造内に振動子６００を収容し、減圧された状態で中空構造に図示を省略する蓋体を接続することで封止を行う。
その他の発振器７００の構成は、上述した第１実施形態から第４実施形態と重複するため説明を省略する。
上述した第５実施形態によれば，以下の効果を得ることができる。
この様な発振器７００によれば、筐体７５０に収容された固定電極２０、及び可動電極３０には回路部６５０によって電位が印加され、それぞれの電極部間に発生した電荷によって、可動電極３０は、固定電極２０に対し静電引力、又は静電反発力が作用することで振動することができる。
よって、この様な発振器７００は、突起３２の大きさや、突起３２の数によって錘部３５の質量を異ならせることで、可動電極３０の長さや厚みを異ならせることなく、固有振動周波数ｆ０を調整することができる。
従って、可動電極３０の長さや厚みによる平面積及び厚みを抑制されることで筐体７５０の小型化を成し得た発振器７００を得ることができる。
この様な発振器７００によれば、筐体７５０に収容された固定電極２０、及び可動電極３０には回路部６５０によって電位が印加され、それぞれの電極部間に発生した電荷によって、可動電極３０は、固定電極２０に対し静電引力、又は静電反発力が作用することで振動することができる。
よって、この様な発振器７００は、突起３２の大きさや、突起３２の数によって錘部３５の質量を異ならせることで、可動電極３０の長さや厚みを異ならせることなく、固有振動周波数ｆ０を調整することができる。
従って、可動電極３０の長さや厚みによる平面積及び厚みを抑制されることで筐体７５０の小型化を成し得た発振器７００を得ることができる。
（実施例）
次いで、本発明の一実施形態に係る振動素子１から振動素子３（以下、総括して振動素子１として説明する。）のいずれかを適用した実施例について、図９から図１２を参照しながら説明する。
次いで、本発明の一実施形態に係る振動素子１から振動素子３（以下、総括して振動素子１として説明する。）のいずれかを適用した実施例について、図９から図１２を参照しながら説明する。
［電子機器］
先ず、本発明の一実施形態に係る振動素子１を適用した電子機器について、図９から図１１を参照しながら説明する。
先ず、本発明の一実施形態に係る振動素子１を適用した電子機器について、図９から図１１を参照しながら説明する。
図９は、本発明の一実施形態に係る振動素子を備える電子機器としてのノート型（又はモバイル型）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、ノート型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。例えば、このようなノート型パーソナルコンピューター１１００には、そのノート型パーソナルコンピューター１１００に加えられる加速度等を検知して表示ユニット１１０６に加速度等を表示するための加速度センサー等として機能する振動素子１が内蔵されている。
図１０は、本発明の一実施形態に係る振動素子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、携帯電話機１２００に加えられる加速度等を検知して、当該携帯電話機１２００の操作を補助するための加速度センサー等として機能する振動素子１が内蔵されている。
図１１は、本発明の一実施形態に係る振動素子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。ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、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１３０８が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部１３０８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１３０８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１３１０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、図示される様に、ビデオ信号出力端子１３１２には液晶ディスプレイ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１３１０に格納された撮像信号が、液晶ディスプレイ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、その落下からデジタルスチールカメラ１３００を保護する機能を動作させるため、落下による加速度を検知する加速度センサーとして機能する振動素子１が内蔵されている。
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１３０８が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部１３０８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１３０８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１３１０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、図示される様に、ビデオ信号出力端子１３１２には液晶ディスプレイ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１３１０に格納された撮像信号が、液晶ディスプレイ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、その落下からデジタルスチールカメラ１３００を保護する機能を動作させるため、落下による加速度を検知する加速度センサーとして機能する振動素子１が内蔵されている。
なお、本発明の一実施形態に係る振動素子１は、図９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１０の携帯電話機、図１１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）、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、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、ワードプロセッサー、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。
［移動体］
次に、図１２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は、加速度センサーとして機能する振動素子１が各種制御ユニットに搭載されている。例えば、同図に示す様に、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振動素子１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。加速度を検知して車体１５０７の姿勢に応じた適切な出力にエンジンを制御することで、燃料等の消費を抑制した効率的な移動体としての自動車１５００を得ることができる。
また、振動素子１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。
次に、図１２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は、加速度センサーとして機能する振動素子１が各種制御ユニットに搭載されている。例えば、同図に示す様に、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振動素子１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。加速度を検知して車体１５０７の姿勢に応じた適切な出力にエンジンを制御することで、燃料等の消費を抑制した効率的な移動体としての自動車１５００を得ることができる。
また、振動素子１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。
１〜３…振動素子、１０…基板、１２…絶縁部、２０，２２０，３２０…固定電極、２２、２２２，３２２…陥部、３０，２３０，３３０…可動電極、３２，２３２，３３２…突起、３５，２３５，３３５…錘部、４０…固定部、４０ａ…一端、４０ｂ…他端、５０…間隙、１２１…第１絶縁部、１２２…第２絶縁部、２１０…犠牲層、２１２…陥没、３１０…導電層、３１２…レジスト膜、６００…発振器、６５０…回路部、７００…発振器、７５０…筐体、１１００…ノート型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。
Claims (10)
- 基板と、
前記基板の一方面に設けられている第１の電極部、及び固定部と、
前記一方面に対して垂直方向からの平面視において一部が前記第１の電極部と重なる様に前記第１の電極部に対して間隙を置いて前記固定部から延設されている第２の電極部と、を備え、
前記第２の電極部には錘部を有し、
前記一方面に対して垂直方向から平面視した場合に、前記錘部は前記第１の電極部と少なくとも一部が重なる様に設けられていることを特徴とする振動素子。 - 請求項１に記載の振動素子において、
前記第２の電極部には、前記第１の電極部と対向する面の前記錘部に突起が設けられていることを特徴とする振動素子。 - 請求項２に記載の振動素子において、
前記突起に対応する陥部が前記第１の電極部に設けられていることを特徴とする振動素子。 - 請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の振動素子において、
前記第１の電極部、及び前記第２の電極部は、ポリシリコンを含んで設けられていることを特徴とする振動素子。 - 請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の振動素子において、
前記固定部から複数の前記第２の電極部が延設されていることを特徴とする振動素子。 - 基板と、
前記基板の一方面に設けられている第１の電極部、及び固定部と、
前記一方面に対して垂直方向からの平面視において一部が前記第１の電極部と重なる様に前記第１の電極部に対して間隙を置いて前記固定部から延設されている第２の電極部と、
前記第１の電極部と前記第２の電極部との間に電位を印加するとともに、前記第１の電極部と前記第２の電極部との間に生じる電気信号を増幅する回路部と、を備え、
前記第２の電極部には突起を有する錘部が設けられ、
前記第１の電極部と前記第２の電極部とを前記平面視した場合に、前記錘部が前記第１の電極部と重なり、突起に対応して陥部が第１の電極部に設けられていること、
を特徴とする振動子。 - 基板と、
前記基板の一方面に設けられている第１の電極部、及び固定部と、
前記一方面に対して垂直方向からの平面視において一部が前記第１の電極部と重なる様に前記第１の電極部に対して間隙を置いて前記固定部から延設されている第２の電極部と、
前記基板、前記固定部、前記第１の電極部、及び前記第２の電極部が収容された筐体と、
前記第１の電極部と前記第２の電極部との間に電位を印加するとともに、前記第１の電極部と前記第２の電極部との間に生じる電気信号を増幅する回路部と、を備え、
前記第２の電極部には突起部を有する錘部が設けられ、
前記第１の電極部と前記第２の電極部とを前記平面視した場合に、前記錘部が前記第１の電極部と重なり、前記突起に対応して陥部が前記第１の電極部に設けられていること、を特徴とする発振器。 - 基板を準備する工程と、
前記基板の一方面に固定部を形成する工程と、
前記一方面に陥部を有する第１の電極部を形成する工程と、
前記一方面に対し垂直方向からの平面視において一部が前記第１の電極部と重なる様に間隙を置いて前記固定部から延設される第２の電極部を形成する工程と、
第１の電極部と第２の電極部との間に中間層を形成する工程と、
を含み、
前記第２の電極部を形成する工程には、前記陥部に対応する突起部を形成する工程を含むことを特徴とする振動素子の製造方法。 - 請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載された振動素子が搭載されていることを特徴とする電子機器。
- 請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載された振動素子が搭載されていることを特徴とする移動体。
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| JP2013040410A JP2014170999A (ja) | 2013-03-01 | 2013-03-01 | 振動素子、振動子、発振器、振動素子の製造方法、電子機器、及び移動体 |
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2013
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