JP5879955B2 - Mems振動子およびその製造方法、並びに発振器 - Google Patents
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Description
基板と、
前記基板の上方に配置されている第1電極と、
前記第1電極との間に空隙を有する状態で配置され、前記基板の厚み方向に静電力によって振動可能となる梁部、および前記基板の上方に配置され、前記梁部を支持する支持部を有する第2電極と、
を有し、
前記第1電極および前記第2電極は、導電性を有する単結晶シリコンを含み、
前記基板と前記第1電極との間に窒化シリコンを含む層を有し、
前記基板と前記窒化シリコン層との間に単結晶シリコンを含む層を有する。
前記シリコン基板と前記窒化シリコン層との間に配置されたバッファー層を、さらに含み、
前記バッファーの材質は、単結晶シリコンであってもよい。
シリコン基板の上方に、第1絶縁層を成膜する工程と、
前記第1絶縁層をパターニングして前記シリコン基板を露出する工程と、
露出された前記シリコン基板の上方に、第1シリコンゲルマニウム層をエピタキシャル成長させる工程と、
前記第1シリコンゲルマニウム層上に、第1単結晶シリコン層をエピタキシャル成長させる工程と、
前記第1単結晶シリコン層を覆うように、第2絶縁層を成膜する工程と、
前記第1絶縁層および前記第2絶縁層をパターニングして、前記第1シリコンゲルマニウム層の側面を露出する工程と、
前記第2絶縁層および前記第1単結晶シリコン層に貫通孔を形成して、前記第1シリコンゲルマニウム層を露出する工程と、
前記貫通孔にエッチング液またはエッチングガスを通して、前記第1シリコンゲルマニウム層を除去する工程と、
前記第1シリコンゲルマニウム層が除去された前記シリコン基板と前記第1単結晶シリコン層との間に、窒化シリコン層を成膜する工程と、
前記第2絶縁層を除去する工程と、
前記第1単結晶シリコン層をパターニングして、第1電極および第2電極の固定部を形成する工程と、
前記第1電極を覆うように、第2シリコンゲルマニウム層をエピタキシャル成長させる工程と、
前記第2シリコンゲルマニウム層および前記固定部を覆うように、第2単結晶シリコン層をエピタキシャル成長させる工程と、
前記第2単結晶シリコン層をパターニングして、前記第1電極の上方に、前記シリコン基板の厚み方向に静電力によって振動可能となる前記第2電極の梁部を形成し、前記固定部上に、前記梁部を支持する前記第2電極の支持部を形成する工程と、
前記第2シリコンゲルマニウム層を除去する工程と、
を含む。
前記第1シリコンゲルマニウム層をエピタキシャル成長させる工程の前に、前記シリコン基板上にバッファー層をエピタキシャル成長させる工程を、さらに含み、
前記第1シリコンゲルマニウム層をエピタキシャル成長させる工程では、
前記バッファー層上に、前記第1シリコンゲルマニウム層をエピタキシャル成長させ、
前記バッファーの材質は、単結晶シリコンであってもよい。
前記窒化シリコン層を成膜する工程の前に、前記第1単結晶シリコン層に形成された前記貫通孔を塞ように、前記第1単結晶シリコン層をエピタキシャル成長させる工程を、さらに含んでもよい。
本発明に係るMEMS振動子と、
前記MEMS振動子の、前記第1電極および前記第2電極と電気的に接続された回路部と、
を含む。
まず、本実施形態に係るMEMS振動子について、図面を参照しながら説明する。図1は、本実施形態に係るMEMS振動子100を模式的に示す断面図である。図2は、本実施形態に係るMEMS振動子100を模式的に示す平面図である。なお、図1は、図2のI−I線断面図である。
次に、本実施形態に係るMEMS振動子の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図3〜図17は、本実施形態に係るMEMS振動子100の製造工程を模式的に示す図である。なお、図3〜図17では、図中の(a)に平面図を示し、図中の(b)に(a)で示した平面図のB−B線断面図を示している。さらに、図7〜図11では、図中の(c)に(a)で示した平面図のC−C線断面図を示している。
次に、実験例について説明する。なお、本発明は、以下の実験例によって何ら限定されるものではない。
次に、本実施形態に係る発振器について、図面を参照しながら説明する。図20は、本実施形態に係る発振器600を示す回路図である。
22a,22b,22c,22d 側面、24 第2単結晶シリコン層、
30 窒化シリコン層、32 酸化シリコン層、34 第1絶縁層、36 第2絶縁層、
38 第3絶縁層、39 第4絶縁層、40 第1電極、50 第2電極、
52 固定部、54 梁部、56 支持部、60 第1シリコンゲルマニウム層、
60a,60b,60c,60d 側面、62 シリコンゲルマニウム層、
63 シリコンゲルマニウム層、64 第2シリコンゲルマニウム層、70 貫通孔、
72 空洞部、100 MEMS振動子、100a 第1端子、100b 第2端子、
600 発振器、610 反転増幅回路、610a 入力端子、610b 出力端子、
620 抵抗、630 第1キャパシター、632 第2キャパシター、
640 分周回路
Claims (5)
- 基板と、
前記基板の上方に配置されている第1電極と、
前記第1電極との間に空隙を有する状態で配置され、前記基板の厚み方向に静電力によって振動可能となる梁部、および前記基板の上方に配置され、前記梁部を支持する支持部を有する第2電極と、
を有し、
前記第1電極および前記第2電極は、導電性を有する単結晶シリコンを含み、
前記基板と前記第1電極との間に窒化シリコンを含む層を有し、
前記基板と前記窒化シリコン層との間に単結晶シリコンを含む層を有するMEMS振動子。 - 基板の上方に、第1絶縁層を成膜する工程と、
前記第1絶縁層をパターニングして前記基板を露出する工程と、
露出された前記基板の上方に、第1シリコンゲルマニウム層をエピタキシャル成長させる工程と、
前記第1シリコンゲルマニウム層上に、第1単結晶シリコン層をエピタキシャル成長させる工程と、
前記第1単結晶シリコン層を覆うように、第2絶縁層を成膜する工程と、
前記第1絶縁層および前記第2絶縁層をパターニングして、前記第1シリコンゲルマニウム層の側面を露出する工程と、
前記第2絶縁層および前記第1単結晶シリコン層に貫通孔を形成して、前記第1シリコンゲルマニウム層を露出する工程と、
前記貫通孔にエッチング液またはエッチングガスを通して、前記第1シリコンゲルマニウム層を除去する工程と、
前記第1シリコンゲルマニウム層が除去された前記基板と前記第1単結晶シリ
コン層との間に、窒化シリコン層を成膜する工程と、
前記第2絶縁層を除去する工程と、
前記第1単結晶シリコン層をパターニングして、第1電極および第2電極の固定部を形成する工程と、
前記第1電極を覆うように、第2シリコンゲルマニウム層をエピタキシャル成長させる工程と、
前記第2シリコンゲルマニウム層および前記固定部を覆うように、第2単結晶シリコン層をエピタキシャル成長させる工程と、
前記第2単結晶シリコン層をパターニングして、前記第1電極の上方に、前記シリコン基板の厚み方向に静電力によって振動可能となる前記第2電極の梁部を形成し、前記固定部上に、前記梁部を支持する前記第2電極の支持部を形成する工程と、
前記第2シリコンゲルマニウム層を除去する工程と、
を含む、MEMS振動子の製造方法。 - 前記第1シリコンゲルマニウム層をエピタキシャル成長させる工程の前に、前記基板上にバッファー層をエピタキシャル成長させる工程を、さらに含み、
前記第1シリコンゲルマニウム層をエピタキシャル成長させる工程では、
前記バッファー層上に、前記第1シリコンゲルマニウム層をエピタキシャル成長させ、
前記バッファーの材質は、単結晶シリコンである、請求項2に記載のMEMS振動子の製造方法。 - 前記窒化シリコン層を成膜する工程の前に、前記第1単結晶シリコン層に形成された前記貫通孔を塞ぐように、前記第1単結晶シリコン層をエピタキシャル成長させる工程を、さらに含む、請求項2または3に記載のMEMS振動子の製造方法。
- 請求項1に記載のMEMS振動子と、
前記MEMS振動子の、前記第1電極および前記第2電極と電気的に接続されている回路部と、
を含む、発振器。
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JP2011254710A JP5879955B2 (ja) | 2011-11-22 | 2011-11-22 | Mems振動子およびその製造方法、並びに発振器 |
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