JP2016051959A - Mems振動子、電子機器および移動体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明のMEMS振動子1は、基板2と、基板2上に配置されている固定部534と、基板2に対向している振動部532を有する振動体と、固定部534と振動体とを接続していて、振動体を支持している支持部533と、を備え、支持部533は、基板2の厚さ方向から見た平面視で屈曲または湾曲している屈曲部を有し、平面視で屈曲部の屈曲角度が1°以上55°以下である。
【選択図】図2
Description
[適用例1]
本発明のMEMS振動子は、基板と、
前記基板上に配置されている固定部と、
前記基板に対向している振動部を有する振動体と、
前記固定部と前記振動体とを接続していて、前記振動体を支持している支持部と、
を備え、
前記支持部は、前記基板の厚さ方向から見た平面視で屈曲または湾曲している屈曲部を有し、
前記平面視で前記屈曲部の屈曲角度が1°以上55°以下の範囲内にあることを特徴とするMEMS振動子。
本発明のMEMS振動子では、前記屈曲部は、前記支持部の中間部よりも前記固定部側にあることが好ましい。
本発明のMEMS振動子では、前記屈曲部は、前記固定部から前記支持部の長さに対して1/10以下の範囲にあることが好ましい。
このような場合、本発明の効果が特に顕著となる。
本発明のMEMS振動子では、前記平面視で、前記支持部の幅が前記固定部の幅よりも小さいことが好ましい。
本発明のMEMS振動子では、前記基板上に配置されている基板側電極を備え、
前記振動部は、前記平面視で少なくとも一部が前記基板側電極に重なっていることが好ましい。
これにより、静電駆動方式のMEMS振動子を実現することができる。
本発明のMEMS振動子では、前記振動体は、前記支持部に接続されている基部を有し、
前記振動部は、複数あり、前記基部から互いに異なる方向に延出していることが好ましい。
これにより、振動漏れを低減し、その結果、Q値を向上させることができる。
本発明のMEMS振動子では、前記固定部および前記支持部がそれぞれ複数あることが好ましい。
本発明の電子機器は、本発明のMEMS振動子を備えることを特徴とする。
本発明の移動体は、本発明のMEMS振動子を備えることを特徴とする。
図1は、本発明の実施形態に係るMEMS振動子を示す断面図である。図2は、図1に示すMEMS振動子が備える振動素子を示す図であって、図2(a)は断面図、図2(b)は平面図である。図3は、図2に示す振動素子の固定部および支持部を示す部分拡大平面図である。図4は、図1に示すMEMS振動子が備える振動素子の動作を説明するための斜視図である。
基板2は、半導体基板21と、半導体基板21の一方の面上に設けられた絶縁膜22と、絶縁膜22の半導体基板21とは反対側の面上に設けられた絶縁膜23と、を有している。
図2に示すように、振動素子5は、基板2の絶縁膜23上に配置されている4つの下部電極51および4つの下部電極52と、上部電極53と、各下部電極52と上部電極53との間に設けられたスペーサー54と、を有している。
積層構造体6は、振動素子5を収納している空洞部Sを画成するように形成されている。この積層構造体6は、基板2上に平面視で振動素子5を取り囲むように形成された層間絶縁膜61と、層間絶縁膜61上に形成された配線層62と、配線層62および層間絶縁膜61上に形成された層間絶縁膜63と、層間絶縁膜63上に形成され、複数の細孔642(開孔)が形成された被覆層641を有する配線層64と、配線層64および層間絶縁膜63上に形成された表面保護膜65と、被覆層641上に設けられた封止層66と、を有している。
以上、MEMS振動子1の構成について簡単に説明した。
以下、支持部533について詳述する。
次に、MEMS振動子1の製造方法を簡単に説明する。
まず、図8(a)に示すように、半導体基板21(シリコン基板)を用意する。
スペーサー54の形成は、前述した下部電極51、52および導体層3の形成と同様にして行うことができる。
具体的には、例えば、スペーサー54に接触するようにして犠牲層72上に、スパッタリング法、CVD法等により多結晶シリコンまたはアモルファスシリコンを堆積させてシリコン膜を形成した後に、そのシリコン膜にリン等の不純物をドープすることにより導体膜を形成し、その後、導体膜のパターニングを行う。なお、犠牲層72の構成によっては、エピタキシャル成長させたシリコン膜にリン等の不純物をドープすることによって導体膜を形成してもよい。また、シリコン膜は、エッチバックまたはCMP(chemical mechanical plishing)等により平坦化してもよい。
図9(i)に示すように、犠牲層72上に、犠牲層73を形成する。
具体的には、例えば、犠牲層72、73からなる積層体をエッチングによりパターニングすることにより、配線層62に対応した形状をなす貫通孔を形成した後、その貫通孔を埋めるように、積層体上に、アルミニウムからなる膜をスパッタリング法、CVD法等により形成し、その膜をエッチングによりパターニング(不要部分を除去)することにより、配線層62を形成する。
具体的には、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、AL、Cu、W、Ti、TiN等の金属膜等で構成された封止層66をスパッタリング法、CVD法等により形成し、各細孔642を封止する。
以上のような工程により、MEMS振動子1を製造することができる。
次いで、本発明のMEMS振動子を適用した電子機器(本発明の電子機器)について、図11〜図13に基づき、詳細に説明する。
図14は、本発明の移動体の一例である自動車の構成を示す斜視図である。
2‥‥基板
3‥‥導体層
5‥‥振動素子
6‥‥積層構造体
21‥‥半導体基板
22‥‥絶縁膜
23‥‥絶縁膜
51‥‥下部電極
51a‥‥下部電極
51b‥‥下部電極
51c‥‥下部電極
51d‥‥下部電極
52‥‥下部電極
52a‥‥下部電極
52b‥‥下部電極
52c‥‥下部電極
52d‥‥下部電極
53‥‥上部電極
54‥‥スペーサー
54a‥‥スペーサー
54b‥‥スペーサー
54c‥‥スペーサー
54d‥‥スペーサー
61‥‥層間絶縁膜
62‥‥配線層
63‥‥層間絶縁膜
64‥‥配線層
65‥‥表面保護膜
66‥‥封止層
71‥‥導体膜
72‥‥犠牲層
73‥‥犠牲層
74‥‥犠牲層
531‥‥基部
532‥‥振動部
532a‥‥振動部
532b‥‥振動部
532c‥‥振動部
532d‥‥振動部
533‥‥支持部
533a‥‥支持部
533b‥‥支持部
533c‥‥支持部
533d‥‥支持部
534‥‥固定部
534a‥‥固定部
534b‥‥固定部
534c‥‥固定部
534d‥‥固定部
641‥‥被覆層
642‥‥細孔
1100‥‥パーソナルコンピューター
1102‥‥キーボード
1104‥‥本体部
1106‥‥表示ユニット
1200‥‥携帯電話機
1202‥‥操作ボタン
1204‥‥受話口
1206‥‥送話口
1300‥‥ディジタルスチルカメラ
1302‥‥ケース
1304‥‥受光ユニット
1306‥‥シャッタボタン
1308‥‥メモリー
1312‥‥ビデオ信号出力端子
1314‥‥入出力端子
1430‥‥テレビモニター
1440‥‥パーソナルコンピューター
1500‥‥自動車
1501‥‥車体
1502‥‥車輪
2000‥‥表示部
5331‥‥第1梁部
5332‥‥第2梁部
5333‥‥屈曲部
5334‥‥テーパー部
a1‥‥中心線
a2‥‥中心線
a3‥‥中心線
C‥‥中心
L1、L2‥‥長さ
S‥‥空洞部
α‥‥回転方向
θ‥‥屈曲角度
Claims (9)
- 基板と、
前記基板上に配置されている固定部と、
前記基板に対向している振動部を有する振動体と、
前記固定部と前記振動体とを接続していて、前記振動体を支持している支持部と、
を備え、
前記支持部は、前記基板の厚さ方向から見た平面視で屈曲または湾曲している屈曲部を有し、
前記平面視で前記屈曲部の屈曲角度が1°以上55°以下の範囲内にあることを特徴とするMEMS振動子。 - 前記屈曲部は、前記支持部の中間部よりも前記固定部側にある請求項1に記載のMEMS振動子。
- 前記屈曲部は、前記固定部から前記支持部の長さに対して1/10以下の範囲にある請求項2に記載のMEMS振動子。
- 前記平面視で、前記支持部の幅が前記固定部の幅よりも小さい請求項1ないし3のいずれか1項に記載のMEMS振動子。
- 前記基板上に配置されている基板側電極を備え、
前記振動部は、前記平面視で少なくとも一部が前記基板側電極に重なっている請求項1ないし4のいずれか1項に記載のMEMS振動子。 - 前記振動体は、前記支持部に接続されている基部を有し、
前記振動部は、複数あり、前記基部から互いに異なる方向に延出している請求項5に記載のMEMS振動子。 - 前記固定部および前記支持部がそれぞれ複数ある請求項1ないし6のいずれか1項に記載のMEMS振動子。
- 請求項1ないし7のいずれか1項に記載のMEMS振動子を備えることを特徴とする電子機器。
- 請求項1ないし7のいずれか1項に記載のMEMS振動子を備えることを特徴とする移動体。
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JP2014175115A JP2016051959A (ja) | 2014-08-29 | 2014-08-29 | Mems振動子、電子機器および移動体 |
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2014
- 2014-08-29 JP JP2014175115A patent/JP2016051959A/ja not_active Withdrawn
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