JP6341362B2 - 発熱体、振動デバイス、電子機器及び移動体 - Google Patents

発熱体、振動デバイス、電子機器及び移動体 Download PDF

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Description

本発明は、発熱体、振動デバイス、電子機器及び移動体に関し、例えば、恒温槽型水晶発振器に関する。
通信機器あるいは測定器等の基準の周波数信号源に用いられる水晶発振器は、温度変化に対して高い精度で出力周波数が安定していることが要求される。一般に、水晶発振器の中でも極めて高い周波数安定度が得られるものとして、恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ：Oven Controlled Crystal Oscillator）が知られている。ＯＣＸＯは、一定温度に制御された恒温槽内に水晶振動子を収納したものであり、従来のＯＣＸＯとして、例えば、特許文献１には、パッケージに封入された水晶振動子と発熱体を配置し、水晶振動子全体を発熱体で加熱するために、水晶振動子の周囲に熱伝導性の高い部材を設けた基板を備えた水晶発振器が開示されている。また、特許文献２には、発熱体を備えた集積回路上に水晶振動素子を配置し、その他の回路素子とともにパッケージ内に配置したＯＣＸＯが開示されている。
特開２００８−６０７１６号公報 特開２０１０−２１３２８０号公報
しかしながら、特許文献１に記載の水晶発振器では、発振器の周波数を安定化するために、パッケージに封入された水晶振動子全体を加熱しなければならず、一般的には発熱体で加熱する領域は広くしなければならないため発熱体で消費される電力が大きくなってしまうという問題がある。また、特許文献２に記載のＯＣＸＯでは、発熱体を備えた集積回路上に水晶振動素子を配置する構成は記載されているが、発熱体の構成、または発熱体と水晶振動素子との配置関係によっては、水晶振動素子を効率的に加熱できない可能性があるという問題がある。
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様によれば、所望の領域を効率よく発熱させることが可能な発熱体及び振動片を効率よく加熱することが可能な振動デバイス、並びに、当該発熱体若しくは当該振動デバイスを用いた電子機器及び移動体を提供することができる。
本発明は前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、以下の態様または適用例として実現することが可能である。
［適用例１］
本適用例に係る発熱体は、半導体基板に形成され、第１領域と第２領域とを備えた発熱手段と、前記半導体基板の表面に形成されている第３領域と、を含み、前記発熱手段は、前記第１領域と前記第２領域との間に電位差を印加されて発熱し、前記第３領域は、前記半導体基板を平面視して、前記第１領域と前記第２領域とを結ぶ仮想直線と交わるように配置されているとともに、前記第１領域および前記第２領域よりも発熱量が小さい領域である。
本適用例に係る発熱体によれば、第１領域と第２領域との間を流れる電流は第３領域を迂回して流れて第３領域には流れないか、または第１領域と第２領域との間を流れる電流よりも第３領域を流れる電流の方が少なくなることで、第３領域の発熱量は第１領域と第２領域の発熱量よりも少ない。すなわち、第１領域と第２領域との間を流れる電流は、第３領域を発熱させないか発熱させても発熱量が少ないため、第１領域と第２領域とを効率よく発熱させることができる。したがって、第１領域と第２領域との間を流れる電流は、半導体基板の所望の領域を効率よく発熱させることができるとともに、発熱の必要ない領域での発熱量が少ない。その結果、発熱体に流す電流を低減させることができる。
［適用例２］
上記適用例に係る発熱体において、前記第３領域は、前記第１領域および前記第２領域よりも抵抗率が高い領域であってもよい。
本適用例に係る発熱体によれば、第１領域と第２領域の間に、第１領域および第２領域よりも抵抗率の高い第３領域を迂回するように電流を流すことができる。
［適用例３］
本適用例に係る発熱体は、拡散抵抗層が形成された半導体基板と、前記拡散抵抗層上に第１の電圧を印加するための第１電極と、前記拡散抵抗層上に第２の電圧を印加するための第２電極と、を含み、前記半導体基板を平面視して、前記第１電極と前記第２電極とを結ぶ仮想直線と交わるように前記拡散抵抗層よりも抵抗率の高い領域を備えている。
本適用例に係る発熱体によれば、第１電極と第２電極の間を流れる電流は、拡散抵抗層よりも抵抗率の高い領域を迂回するように流れる。従って、第１電極と第２電極との間を流れる電流は、半導体基板に形成された拡散抵抗層において、第１電極と第２電極とを結ぶ直線よりも長い経路で流れるので、半導体基板を平面視した時の所望の領域を効率よく発熱させることができるとともに、発熱の必要ない領域で発熱することがない。その結果、発熱体に流す電流を低減させることができる。
［適用例４］
上記適用例に係る発熱体において、前記抵抗率の高い領域は、前記拡散抵抗層が形成されていない領域であってもよい。
本適用例に係る発熱体によれば、拡散抵抗層が形成されていない領域には電流が流れないか、拡散抵抗層が形成されていない領域を流れる電流は拡散抵抗層を流れる電流よりも少ないので、第１電極と第２電極の間に、当該拡散抵抗層が形成されていない領域を迂回するように電流を流すことができる。
［適用例５］
上記適用例に係る発熱体において、前記抵抗率の高い領域は、トランジスターが形成されている領域であってもよい。
本適用例に係る発熱体によれば、トランジスターをオフすることで当該トランジスターが形成されている領域には電流が流れないか、当該トランジスターが形成されている領域を流れる電流は拡散抵抗層を流れる電流よりも少ないので、第１電極と第２電極の間に、当該トランジスターが形成されている領域を迂回するように電流を流すことができる。
［適用例６］
上記適用例に係る発熱体において、前記第１電極と前記第２電極とは前記半導体基板の
外周縁に沿って同一辺領域に配置されていてもよい。
本適用例に係る発熱体によれば、外部の電極と接続される配線を介する放熱により、半導体基板の平面視において、相対的に温度が低い領域となる第１電極と第２電極の周辺領域を所定の辺に近い同一辺領域に制限することができる。従って、本適用例に係る発熱体によれば、半導体基板の表面の温度が低い領域を一部に集約し、放熱による所望の領域の発熱効率の低下を抑制することができる。
［適用例７］
上記適用例に係る発熱体において、前記拡散抵抗層は、前記半導体基板の表面に不純物がドープされた層で構成されていてもよい。
本適用例に係る発熱体によれば、拡散抵抗層を半導体基板上に、所望の形状となるように容易に形成することができる。
［適用例８］
上記適用例に係る発熱体において、前記拡散抵抗層は、前記半導体基板の表面に不純物がドープされた層と導体層とで構成されていてもよい。
本適用例に係る発熱体によれば、拡散抵抗層が比較的低い抵抗率を有するので、過剰な発熱量となることを抑制することができる。また、導体層により、拡散抵抗層の抵抗率を所望の値に調整することができ、設計の自由度をあげることができる。
［適用例９］
上記適用例に係る発熱体は、前記拡散抵抗層の上に絶縁体層を有し、前記絶縁体層の表面に、前記第１電極と電気的に接続される第１パッドおよび前記第２電極と電気的に接続される第２パッドが形成されていてもよい。
本適用例に係る発熱体によれば、第１パッドと第２パッドを設けることで、第１電極と第２電極を直接的に外部電極と配線接続する必要がなくなり、外部との配線方法の自由度が向上する。
［適用例１０］
上記適用例に係る発熱体において、前記第１パッドは、平面視で前記第１電極と重なっており、前記第２パッドは、平面視で前記第２電極と重なっていてもよい。
［適用例１１］
本適用例に係る振動デバイスは、上記のいずれかの発熱体と、振動片と、を有し、前記振動片が前記発熱体の表面に配置されている。
振動デバイスは、例えば、種々の発振器やセンサーなどである。
本適用例に係る振動デバイスによれば、半導体基板を平面視した時の所望の領域で発熱する発熱体を用いるので、発熱体の所望の領域に振動片を配置することにより、振動片を効率的に加熱することができる。従って、本適用例によれば、発熱体の消費電力を低減することができ、低消費電力の振動デバイスを実現することができる。
［適用例１２］
上記適用例に係る振動デバイスにおいて、前記発熱体は、前記半導体基板に形成された感温素子を有し、前記感温素子は、平面視で前記振動片と重なっていてもよい。
本適用例によれば、振動片の温度をより正確に検出することができるので、より信頼性の高い振動デバイスを実現することができる。
［適用例１３］
本適用例に係る電子機器は、上記のいずれかの発熱体、又は、上記のいずれかの振動デバイスを含む。
［適用例１４］
本適用例に係る移動体は、上記のいずれかの発熱体、又は、上記のいずれかの振動デバイスを含む。
これらの適用例に係る電子機器及び移動体によれば、所望の領域を効率良く発熱させることが可能な発熱体又はこの発熱体を用いて効率的に加熱される振動片を有する振動デバイスを含むので、消費電力を低減させた電子機器及び移動体を実現することができる。
本実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）の機能ブロック図。 本実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）の構造を示す断面図。 発熱用ＩＣの回路構成の一例を示す図。 第１実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）における発熱用ＩＣのレイアウトパターンを概略的に示す図。 図４の矩形領域Ａの拡大図。 図４の矩形領域Ａを矢印Ｂの方向から視た側面図。 発熱用ＩＣが有するＭＯＳトランジスターのレイアウトパターンの一部を示す図。 比較例のＭＯＳトランジスターのレイアウトパターンの一部を示す図。 第２実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）における発熱用ＩＣの矩形領域Ａを矢印Ｂの方向から視た側面図。 第３実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）における発熱用ＩＣの矩形領域Ａに相当する領域の拡大図。 第３実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）における発熱用ＩＣの矩形領域Ａに相当する領域を矢印Ｂの方向から視た側面図。 第４実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）における発熱用ＩＣのレイアウトパターンを概略的に示す図。 図１２の矩形領域Ａの拡大図。 図１２の矩形領域Ａを矢印Ｂの方向から視た側面図。 第５実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）における発熱用ＩＣのレイアウトパターンを概略的に示す図。 本実施形態の電子機器の機能ブロック図。 本実施形態の移動体の一例を示す図。 発熱用ＩＣのレイアウトパターンの変形例を概略的に示す図。
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
また、以下では、本発明に係る振動デバイスとして、恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）を例に挙げて説明するが、本発明に係る振動デバイスは、発熱体と振動片を含む他の種類
のデバイス（例えば、ＯＣＸＯ以外の発振器やセンサー等）であってもよい。
１．恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）
１−１．第１実施形態
図１は、振動デバイスの一例である本実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）の機能ブロック図である。図１に示すように、本実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）１は、振動片２、発振用回路３、発熱回路４、温度センサー５及び温度制御用回路６を含んで構成されている。なお、本実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）１は、これらの要素の一部を省略又は変更し、あるいは他の要素を追加した構成としてもよい。
本実施形態では、振動片２は、基板材料として水晶を用いた振動片（水晶振動子）であり、例えば、ＡＴカットやＳＣカットの水晶振動子が用いられる。ただし、振動片２は、ＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）共振子やＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）振動子であってもよい。また、振動片２の基板材料としては、水晶の他、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電単結晶や、ジルコン酸チタン酸鉛等の圧電セラミックス等の圧電材料、又はシリコン半導体材料等を用いることもできる。また、振動片２の励振手段としては、圧電効果によるものを用いてもよいし、クーロン力による静電駆動を行ってもよい。また、振動片２としては、物理量を検出する素子、例えば、慣性センサー（加速度センサー、ジャイロセンサー等）、力センサー（傾斜センサー等）であってもよい。
発振用回路３は、振動片２の両端に接続され、振動片から出力される信号を増幅して振動片２にフィードバックさせることにより、振動片２を発振させるための回路である。
振動片２と発振用回路３で構成された回路は、例えば、ピアース発振回路、インバーター型発振回路、コルピッツ発振回路、ハートレー発振回路などの種々の発振回路であってもよい。
発熱回路４は、抵抗に電流が流れることで発熱する回路である。本実施形態では、発熱回路４は、振動片２を加熱するために振動片２の近傍に配置される。
温度センサー５は、振動片２に近在して設置され、温度に応じた信号（例えば、温度に応じた電圧を有する信号）を出力する。
温度制御用回路６は、温度センサー５の出力信号（温度情報）に基づき、発熱回路４の抵抗を流れる電流量を制御し、振動片２を一定温度に保つための回路である。例えば、温度制御用回路６は、温度センサー５の出力信号から判定される現在の温度が設定された基準温度よりも低い場合には、発熱回路４の抵抗に所望の電流を流し、現在の温度が基準温度よりも高い場合には発熱回路４の抵抗に電流が流れないように制御する。また、例えば、温度制御用回路６は、現在の温度と基準温度との差に応じて、発熱回路４の抵抗を流れる電流量を増減させるように制御してもよい。
図２は、本実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）１の構造を示す断面図である。図２に示すように、本実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）１は、振動片２、パッケージ１０、リッド１１、発熱用ＩＣ２０及び発振用ＩＣ３０を含んで構成されている。
パッケージ１０は、例えば、セラミックパッケージ等の積層パッケージであり、振動片２、発熱用ＩＣ２０及び発振用ＩＣ３０を同一空間内に収容するためのものである。具体的には、パッケージ１０の上部には開口部が設けられており、当該開口部をリッド１１で覆うことにより収容室が形成され、当該収容室に、振動片２、発熱用ＩＣ２０及び発振用
ＩＣ３０が収容されている。
発振用ＩＣ３０は、下面がパッケージ１０の下から２番目の層の上面に接着固定されており、発振用ＩＣ３０の上面に設けられている各電極（パッド）とパッケージ１０の下から３番目の層の上面に設けられている各電極とがワイヤー１２によりボンディングされている。本実施形態では、発振用ＩＣには、図１に示した発振用回路３と温度制御用回路６が含まれている。
発熱用ＩＣ２０（発熱体の一例）は、下面の一部がパッケージ１０の下から４番目の層の上面に接着固定されており、発熱用ＩＣ２０の上面に設けられている各電極（パッド）とパッケージ１０の下から５番目の層の上面に設けられている各電極とがワイヤー１２によりボンディングされている。本実施形態では、発熱用ＩＣには、図１に示した発熱回路４と温度センサー５が含まれている。
振動片２は、下面の一部に設けられている電極が発熱用ＩＣ２０の上面に設けられている電極（パッド）と導電性部材１３により接着固定されており、振動片２の上面に設けられている電極（パッド）とパッケージ１０の下から５番目の層の上面に設けられている電極とがワイヤー１２によりボンディングされている。
また、パッケージ１０の内部又は表面には、振動片２の上面電極とワイヤーボンディングされている電極や発熱用ＩＣ２０の各電極とワイヤーボンディングされている各電極と、発振用ＩＣ３０の各電極とワイヤーボンディングされている各電極とを電気的に接続するための不図示の配線が設けられている。
さらに、パッケージ１０の下面には、不図示の電源端子や接地端子、その他の外部端子（発振信号の出力端子等）が設けられており、パッケージ１０の内部又は表面には、電源端子及び接地端子と発熱用ＩＣ２０及び発振用ＩＣ３０とを電気的に接続するための配線やその他の外部端子と発振用ＩＣ３０とを電気的に接続するための配線も設けられている。
図３（Ａ）は、図２に示した発熱用ＩＣ２０の回路構成の一例を示す図である。図３（Ａ）に示すように、発熱用ＩＣ２０は、電源端子ＶＤ、接地端子ＶＳ、発熱制御信号の入力端子Ｇ及び温度情報信号の出力端子ＴＳを有し、発熱回路４と温度センサー５を含んで構成されている。
発熱回路４は、電源端子と接地端子との間に抵抗１４とＭＯＳトランジスター１５とが直列に接続されて構成されており、ＭＯＳトランジスター１５のゲートには、入力端子Ｇを介して、図１に示した温度制御用回路６が出力する発熱制御信号が入力される。この発熱制御信号により、抵抗１４を流れる電流が制御され、これにより抵抗１４の発熱量が制御される。
温度センサー５は、出力端子ＴＳと接地端子との間に、１又は複数のダイオード１６が順方向に直列に接続されて構成されている。この出力端子ＴＳには、図１に示した温度制御用回路６に設けられている定電流源により一定の電流が供給され、これにより、ダイオード１６に一定の順方向電流が流れる。ダイオード１６に一定の順方向電流を流した時、ダイオード１６の両端の電圧は温度変化に対してほぼ線形に変化する（例えば、約−６ｍＶ／℃の割合で変化する）ため、出力端子ＴＳの電圧は温度に対して線形な電圧となる。従って、この出力端子ＴＳから出力される信号を温度情報信号として利用することができる。
また、図３（Ｂ）は、図２に示した発熱用ＩＣ２０の回路構成の他の一例を示す図である。図３（Ｂ）では、図３（Ａ）の回路に対して、出力端子ＴＳと接地端子との間に、ダイオード１６に代えて１又は複数のバイポーラトランジスター１７が直列に接続されている。各バイポーラトランジスター１７はベースとコレクターが接続されており、バイポーラトランジスター１７のコレクター−エミッター間に一定の順方向電流を流した時、ベース−エミッター間の電圧は温度変化に対してほぼ線形に変化するため、出力端子ＴＳの電圧は温度に対して線形な電圧となる。従って、この出力端子ＴＳから出力される信号を温度情報信号として利用することができる。
図４は、図２及び図３に示した発熱用ＩＣ２０のレイアウトパターンを概略的に示す図である。また、図５は、図４の矩形領域Ａの拡大図であり、図６は、図４の矩形領域Ａを矢印Ｂの方向から視た側面図である。なお、図４は、一部の層のみが図示されており、図６では、図４のＭＯＳトランジスター配置領域に配置されるＭＯＳトランジスターの図示が省略されている。
図４〜図６に示すように、発熱用ＩＣ２０は、半導体基板（ウェハー基板）２１の表面に不純物がドープされた拡散層２２が形成されている。本実施形態では、半導体基板２１はシリコン基板にボロン（Ｂ）等の不純物が混入されて形成されるＰ型の半導体基板であり、拡散層２２はＰ型の半導体基板２１の表面にリン（Ｐ）等の不純物がドープされることにより形成されるＮ型の拡散層である。この拡散層２２（拡散抵抗層の一例）は、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示した抵抗１４として機能する。ただし、半導体基板２１はシリコン基板にリン（Ｐ）等の不純物が混入されて形成されるＮ型の半導体基板であり、拡散層２２はＮ型の半導体基板２１の表面にボロン（Ｂ）等の不純物がドープされることにより形成されるＰ型の拡散層であってもよい。また、拡散層２２は、例えば、ポリシリコンやフォトレジスト等で不純物をドープしたい領域のみを開口したパターンを半導体基板２１上に形成した後に、不純物をイオン注入法等で半導体基板２１にドープすることで形成することが可能であるため、拡散層２２を所望の形状となるように容易に形成することができる。
拡散層２２の上には、絶縁層２４が形成されている。絶縁層２４として、例えば、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）を材料とする絶縁膜を用いることができる。
絶縁層２４の上には、絶縁体の表面保護膜２７が形成されている。表面保護膜２７として、例えば、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）やポリイミドを材料とする保護膜を用いることができる。
表面保護膜２７の一部には開口部（パッド開口部）が形成されており、この開口部において、絶縁層２４の表面に矩形状のパッド２６ａ〜２６ｌが形成されている。
パッド２６ａは、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示した電源端子ＶＤとして機能するパッドであり、パッド２６ａは絶縁層２４の開口部に形成されている複数のビア２５ａを介して拡散層２２と電気的に接続されている。パッド２６ａは、拡散層２２に電源電圧（第１の電圧の一例）を印加するための電極（第１電極の一例）として機能する。同様に、パッド２６ｉは電源端子ＶＤとして機能するパッドであり、絶縁層２４の開口部に形成されている不図示の複数のビアを介して拡散層２２と電気的に接続され、パッド２６ｉは、拡散層２２に電源電圧（第１の電圧の一例）を印加するための電極（第１電極の一例）として機能する。
パッド２６ｂは、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示した接地端子ＶＳとして機能するパッドであり、絶縁層２４の開口部に形成されている複数のビア２５ｂを介して拡散層２２と
電気的に接続されている。パッド２６ｂは、拡散層２２に接地電圧（第２の電圧の一例）を印加するための電極（第２電極の一例）として機能する。同様に、パッド２６ｃ，２６ｄ，２６ｆ，２６ｇ，２６ｈは、接地端子ＶＳとして機能するパッドであり、それぞれ絶縁層２４の開口部に形成されている不図示のビアを介して拡散層２２と電気的に接続され、パッド２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｆ，２６ｇ，２６ｈは、拡散層２２に接地電圧（第２の電圧の一例）を印加するための電極（第２電極の一例）として機能する。
パッド２６ｊ及びパッド２６ｋは、それぞれ、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示した出力端子ＴＳ及び入力端子Ｇとして機能するパッドである。
縦４列、横８列に並ぶ３２個のパッド２６ｌは、振動片２の下面に設けられている下面電極と電気的に接続されるパッドであり、発熱用ＩＣ２０の平面視（Ｚ軸の＋側から−側を見た時の平面視）において、図４に破線で示した振動片２の搭載領域と重なるように形成されている。
パッド２６ｅは、不図示の配線パターンにより３２個のパッド２６ｌと電気的に接続されており、振動片２をパッド２６ｌに接着固定すると、パッド２６ｅと振動片２の下面電極とが電気的に接続される。
パッド２６ａ〜２６ｌは、例えば、アルミニウム又はアルミニウムを主成分とする合金である。パッド２６ａ〜２６ｋは、ワイヤーボンディングにより、パッケージ１０に設けられた各電極と接続され、パッド２６ｌは、導電性部材１３を介して振動片２の下面電極と接続される。
また、本実施形態では、発熱用ＩＣ２０の平面視において、パッド２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ，２６ｆ，２６ｇ，２６ｈに対してＹ軸の＋方向側の近傍領域にＭＯＳトランジスター１５が配置されている。
また、本実施形態では、発熱用ＩＣ２０の平面視において、振動片２の搭載領域と重なる位置に温度センサー５が配置されている。すなわち、本実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）１は、温度センサー５（感温素子の一例）が発熱用ＩＣの平面視において振動片２と重なっており、温度センサー５が振動片２に極めて近い位置に配置されている。従って、温度センサー５は、振動片２の温度を精度よく検出することができる。
また、本実施形態では、半導体基板２１の表面には、発熱用ＩＣの平面視においてパッド２６ａとパッド２６ｂとを結ぶ仮想直線（パッド２６ａの重心とパッド２６ｂの重心とを結ぶ直線）と交わるようにスリット２３ａが形成されている。また、パッド２６ｉとパッド２６ｈとを結ぶ仮想直線（パッド２６ｉの重心とパッド２６ｈの重心とを結ぶ直線）と交わるようにスリット２３ｂが形成されている。このスリット２３ａ，２３ｂは、拡散層２２が形成されていない領域であり、スリット２３ａ，２３ｂは拡散層２２よりも抵抗率の高い領域である。
このように構成された本実施形態の発熱用ＩＣ２０では、パッド２６ａ，２６ｉと電気的に接続されている拡散層２２の第１領域とパッド２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｆ，２６ｇ，２６ｈと電気的に接続されている拡散層２２の第２領域との間に電位差を印加され、第１領域から第２領域に向けて電流が流れることで拡散層２２（発熱手段の一例）が発熱する。これに対して、拡散層２２の第１領域と第２領域とを結ぶ仮想直線と交わるように配置されているスリット２３ａ，２３ｂ（第３領域の一例）は、Ｐ型の半導体基板２１とＮ型の拡散層２２で形成されるダイオードに逆方向電圧がかかるため、拡散層２２の第１領域および第２領域よりも抵抗率が高い領域となり、拡散層２２（発熱手段の一例）の
第１領域および第２領域を流れる電流よりも少ない電流が流れる、または電流が流れない領域である。よって、スリット２３ａ，２３ｂ（第３領域の一例）は、拡散層２２（発熱手段の一例）よりも発熱量が小さいか発熱しない領域となる。すなわち、スリット２３ａ，２３ｂは、拡散層２２よりも発熱量が小さい領域である。
このため、パッド２６ａ，２６ｉから入力された電流は、スリット２３ａ，２３ｂを迂回するようにパッド２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｆ，２６ｇ，２６ｈまで流れる。これにより、拡散層２２における振動片２の搭載領域に十分な電流が流れ、振動片２を効率よく加熱することができる。
また、本実施形態では、振動片２を効率良く加熱するために、パッド２６ａ，２６ｉ、２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｆ，２６ｇ，２６ｈの配置を工夫している。パッド２６ａ，２６ｉ、２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｆ，２６ｇ，２６ｈは、ワイヤーボンディングにより、パッケージ１０に設けられた各電極と接続されるため、ワイヤーからの放熱により、パッド２６ａ，２６ｉ、２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｆ，２６ｇ，２６ｈの周辺は半導体基板２１の表面において相対的に温度が低い領域となる。そこで、本実施形態では、パッド２６ａ，２６ｉ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｆ，２６ｇ，２６ｈを、半導体基板２１の外周縁に沿って、振動片２の搭載領域から遠い同一辺領域に配置することで、振動片２の搭載領域の温度が低下しない（相対的に高くなる）ようにしている。なお、同一辺領域とは、任意の第１の辺からの距離が当該第１の辺に垂直な第２の辺の長さの１／３以下の領域とし、図４では一点鎖線で囲まれた領域Ｘが同一辺領域に相当する。このように、本実施形態によれば、発熱用ＩＣ２０において、相対的に温度が高い領域と低い領域とを分け、温度が高い領域に振動片２を搭載することで、振動片２を効率よく加熱することができる。
さらに、本実施形態では、振動片２を効率良く加熱するために、ＭＯＳトランジスター１５のレイアウトパターンも工夫している。図７は、本実施形態のＭＯＳトランジスター１５のレイアウトパターンの一部を示す図である。一方、比較例として、図８に、複数のＭＯＳトランジスターを並列に接続する場合の一般的なレイアウトパターンを示す。なお、図７及び図８では、ゲートとして機能するＰｏｌｙ層の配線２８、ドレイン（Ｄ）として機能する拡散層２２ａ及びソース（Ｓ）として機能する拡散層２２ｂ以外のレイアウトパターンについては図示が省略されている。
図７と図８のいずれでもＭＯＳトランジスター１５は、複数のＭＯＳトランジスターが並列に接続されて構成されている。図８では、複数のＭＯＳトランジスターの各ゲートとして機能するＰｏｌｙ配線２８は、互いに分離されており、それぞれＹ軸に平行になるように形成されている。従って、Ｘ軸方向に各ＭＯＳトランジスターのソース（Ｓ）とドレイン（Ｄ）が交互に形成されることになり、振動片２の搭載領域を経由してＭＯＳトランジスター１５の配置領域に流れ込む電流は、ドレイン（Ｄ）が形成された一部の領域に集中する。そのため、振動片２の搭載領域を流れる電流の粗密が大きくなり、振動片２を効率良く加熱することができないおそれがある。
これに対して、図７に示す本実施形態では、複数のＭＯＳトランジスターの各ゲートとして機能するＰｏｌｙ配線２８は、破線で囲んだように、Ｘ軸及びＹ軸方向に対して階段状に形成されており、かつ、分離されていない。要するに、各ゲートとして機能する階段状のパターンがＸ軸方向に折り返しながら連続し、全体としてみれば略Ｖ字型のパターンが繰り返される、１本のＰｏｌｙ配線が形成されている。従って、各ＭＯＳトランジスターのドレイン（Ｄ）は、振動片２の搭載領域に近い側ほどＸ軸方向の幅が広くなり、各ＭＯＳトランジスターのソース（Ｓ）は、接地されるパッド２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ，２６ｆ，２６ｇ，２６ｈに近い側ほどＸ軸方向の幅が広くなる。そのため、振動片２
の搭載領域を経由してＭＯＳトランジスター１５の配置領域に流れ込む電流は、一部の領域に集中せず、振動片２の搭載領域を流れる電流の粗密を小さくすることができるので、振動片２を効率良く加熱することができる。
また、本実施形態では、エレクトロマイグレーションによる配線破壊を抑制するために、パッド２６ａ，２６ｉから拡散層２２への電流経路となる配線パターン及び拡散層２２からパッド２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｆ，２６ｇ，２６ｈへの電流経路となる配線パターンを工夫している。アルミニウム又はアルミニウムを主成分とする配線はエレクトロマイグレーションの耐量（ＥＭ耐量）が低いため、当該配線をＺ軸と垂直な方向に伸ばすと、数ｍｍオーダーの配線幅が必要となり、現実的ではない。そこで、本実施形態では、図５及び図６に示すように、平面視において、パッド２６ａと拡散層２２を電気的に接続する複数のビア２５ａはパッド２６ａの開口部と重なるように形成されている。すなわち、電流が入力されるパッド２６ａと複数のビア２５ａとで構成される電流入力電極は、平面視で、拡散層２２が形成された領域内にあり、当該電流入力電極を介して拡散層２２に流れる電流は、パッド２６ａの開口部の上面と拡散層２２と接するビア２５ａの下面との間を流れる。
同様に、パッド２６ｉと拡散層２２を電気的に接続する不図示の複数のビアはパッド２６ｉの開口部と重なるように形成されている。すなわち、パッド２６ｉと不図示の複数のビアとで構成される電流入力電極は、平面視で、拡散層２２が形成された領域内にあり、パッド２６ｉと当該複数のビアとで構成される電流入力電極を介して拡散層２２に流れる電流は、パッド２６ｉの開口部の上面と拡散層２２と接する不図示のビアの下面との間を流れる。
すなわち、パッド２６ａ，２６ｉと拡散層２２とをそれぞれ電気的に接続する、Ｚ軸と垂直な方向に伸びる配線は存在しないので、パッド２６ａ，２６ｉから拡散層２２に流れる電流は、Ｚ軸の＋方向から−方向に最短経路で流れるようになっている。
また、本実施形態では、図５及び図６に示すように、平面視において、パッド２６ｂと拡散層２２を電気的に接続する複数のビア２５ｂはパッド２６ｂの開口部と重なるように形成されている。すなわち、電流が出力されるパッド２６ｂと複数のビア２５ｂとで構成される電流出力電極は、平面視で拡散層２２が形成された領域内にあり、拡散層２２から当該電流出力電極を介して流れる電流は、拡散層２２と接するビア２５ｂの下面とパッド２６ｂの開口部の上面との間を流れる。
同様に、パッド２６ｃ，２６ｄ，２６ｆ，２６ｇ，２６ｈと拡散層２２をそれぞれ電気的に接続する不図示の複数のビアはそれぞれパッド２６ｃ，２６ｄ，２６ｆ，２６ｇ，２６ｈの開口部と重なるように形成されている。すなわち、パッド２６ｃ，２６ｄ，２６ｆ，２６ｇ，２６ｈと不図示の複数のビアとで構成される各電流出力電極は、平面視で、拡散層２２が形成された領域内にあり、拡散層２２から当該各電流出力電極を介して流れる電流は、それぞれ、拡散層２２と接する不図示のビアの下面とパッド２６ｃ，２６ｄ，２６ｆ，２６ｇ，２６ｈの各開口部の上面との間を流れる。
すなわち、パッド２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｆ，２６ｇ，２６ｈと拡散層２２とをそれぞれ電気的に接続する、Ｚ軸と垂直な方向に伸びる配線は存在しないので、拡散層２２からパッド２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｆ，２６ｇ，２６ｈに流れる電流は、Ｚ軸の−方向から＋方向に最短経路で流れるようになっている。
このように、本実施形態では、拡散層２２に流れる電流は、電流入力電極の表面から裏面に流れ、電流出力電極の裏面から表面に流れるため、ＸＹ平面上のビアの総面積（正確
には、平面視でボンディングワイヤーが接続される領域と重なるビアの総面積）を電流入力電極又は電流出力電極の断面積と考えることができるので、十分なＥＭ耐量を実現することができる。
以上に説明したように、第１実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）によれば、電源端子として機能するパッド２６ａ，２６ｉと接地端子として機能するパッド２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｆ，２６ｇ，２６ｈとの間を流れる電流は、拡散層２２よりも抵抗率の高いスリット２３ａ，２３ｂを迂回するように流れ、パッド２６ａとパッド２６ｂとを結ぶ直線あるいはパッド２６ｉとパッド２６ｈとを結ぶ直線よりも長い経路で流れるので、振動片２の搭載領域を効率よく発熱させることができる。
また、第１実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）によれば、パッケージ１０に形成された電極とボンディングワイヤーで接続されるために放熱により、半導体基板２１の表面において、相対的に温度が低い領域となるパッド２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｆ，２６ｇ，２６ｈ，２６ｉの周辺領域を同一辺領域Ｘに制限することができる。従って、半導体基板２１の表面の温度が低い領域を一部に集約し、ボンディングワイヤーからの放熱による振動片２の搭載領域の発熱効率の低下を抑制することができる。
また、第１実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）によれば、拡散層２２を半導体基板２１の表面に、所望の形状となるように容易に形成することができる。
また、第１実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）によれば、半導体基板２１に形成された拡散層２２に対して電流を入力する電流入力電極と電流を出力する電流出力電極は、それぞれ拡散層２２と接する面とその裏面との間に電流が流れるように配置されているため、電流入力電極および電流出力電極の厚さが電流の流れる距離になり、電流入力電極および電流出力電極の面積が電流の流れる断面積となる。このため、電流入力電極および電流出力電極に流れる電流密度を小さくするとともに、電流の流れる距離を短くすることができ、エレクトロマイグレーションによる断線の可能性を低減することができる。
そして、第１実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）によれば、発熱用ＩＣ２０の表面に振動片２を搭載するので、発熱用ＩＣ２０で発生する熱の伝導性が良く、発熱用ＩＣ２０に流す電流を低減させながら振動片２を効率よく加熱することができる。
１−２．第２実施形態
第１実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）では、拡散層２２により形成される抵抗１４の抵抗値が高すぎる場合があるため、第２実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）では、拡散層と導体層で構成される抵抗率を低下させた拡散抵抗層により抵抗１４を実現する。
第２実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）における発熱用ＩＣ２０のレイアウトパターンは図４と同様であるため、図示を省略する。図９は、第２実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）において、図４の矩形領域Ａを矢印Ｂの方向から視た側面図である。なお、図９では、図４のＭＯＳトランジスター配置領域に配置されるＭＯＳトランジスターの図示が省略されている。
図９に示すように、本実施形態では、拡散層２２の表面に導体層であるシリサイド２９が形成されている。この拡散層２２とシリサイド２９で構成されている拡散抵抗層は、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示した抵抗１４として機能する。
第２実施形態におけるその他の構成は、第１実施形態と同様であるため、図示及び説明
を省略する。
このように、第２実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）によれば、拡散層２２の表面に導体層であるシリサイド２９を形成することで拡散抵抗層が比較的低い抵抗率を有するので、過剰な発熱量となることを抑制し、適切な発熱量とすることができる。また、導体層により、拡散抵抗層の抵抗率を所望の値に調整することができ、設計の自由度をあげることができる。
その他、第２実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）は第１実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）と同様の効果を奏する。
１−３．第３実施形態
第１実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）では、パッド２６ａとパッド２６ｂとを結ぶ仮想直線と交わるようにスリット２３ａが形成され、パッド２６ｉとパッド２６ｈとを結ぶ仮想直線と交わるようにスリット２３ｂが形成されているが、第３実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）では、スリット２３ａ，２３ｂに代えて２つのオフ状態のＭＯＳトランジスターを配置し、これらのＭＯＳトランジスターを迂回するように拡散層２２に電流を流す。
第３実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）における発熱用ＩＣ２０のレイアウトパターンは、スリット２３ａ，２３ｂに代えて２つのＭＯＳトランジスターが設けられている点を除き、図４と同様であるため、図示を省略する。図１０は、第３実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）における図４の矩形領域Ａに相当する領域の拡大図であり、図１１は、矩形領域Ａに相当する領域を矢印Ｂの方向から視た側面図である。なお、図１１では、図４のＭＯＳトランジスター配置領域に配置されるＭＯＳトランジスターの図示が省略されている。
図１０及び図１１に示すように、本実施形態では、半導体基板２１の表面には、パッド２６ａとパッド２６ｂとを結ぶ仮想直線（パッド２６ａの重心とパッド２６ｂの重心とを結ぶ直線）と交わるように、Ｐｏｌｙ配線４０ａが配置されており、このＰｏｌｙ配線４０ａをゲート、パッド２６ａ側の拡散層２２をドレイン（Ｄ）、パッド２６ｂ側の拡散層２２をソース（Ｓ）とするＭＯＳトランジスター（トランジスターの一例）が形成されている。また、図示を省略するが、パッド２６ｉとパッド２６ｈとを結ぶ仮想直線（パッド２６ｉの重心とパッド２６ｈの重心とを結ぶ直線）と交わるように、Ｐｏｌｙ配線が配置されており、このＰｏｌｙ配線をゲート、パッド２６ｉ側の拡散層２２をドレイン（Ｄ）、パッド２６ｈ側の拡散層２２をソース（Ｓ）とするＭＯＳトランジスター（トランジスターの一例）が形成されている。
この２つのＭＯＳトランジスターのゲートは、不図示の配線パターンによりパッド２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｆ，２６ｇ，２６ｈと電気的に接続されており、接地されている。これにより、この２つのＭＯＳトランジスターはオフしており、ゲート直下にチャネルが形成されず、ドレインからソースには電流が流れないか、２つのＭＯＳトランジスターが形成されている領域を流れる電流は拡散層２２を流れる電流よりも少ない。すなわち、この２つのＭＯＳトランジスターが配置されている領域（第３領域の一例）は、拡散層２２よりも抵抗率の高い領域であり、パッド２６ａ，２６ｉから入力された電流は、この２つのＭＯＳトランジスターが配置されている領域を迂回するようにパッド２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｆ，２６ｇ，２６ｈまで流れる。従って、第３実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）によれば、拡散層２２における振動片２の搭載領域にも電流が流れることになり、振動片２を効率よく加熱することができる。なお、本実施例では、２つのＭＯＳトランジスターのゲートが接地されている例を示したが、これに限らず、不図示の配
線により２つのＭＯＳトランジスターのゲートに信号を印加して、２つのＭＯＳトランジスターの動作を制御（オン、オフ動作）することで、パッド２６ａ，２６ｉから２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｆ，２６ｇ，２６ｈの間を流れる電流の経路を制御してもよい。
その他、第３実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）は第１実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）と同様の効果を奏する。
１−４．第４実施形態
第１実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）では、発熱用ＩＣ２０において絶縁層２４の表面に形成されたパッド２６ａ〜２６ｋとパッケージ１０に形成された各電極とがボンディングワイヤーで接続され、パッド２６ｌと振動片２の下面電極とが導電性部材１３により接続されている。これに対して、第４実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）では、発熱用ＩＣ２０において、表面保護膜２７の表面に再配線層を設け、再配線層に形成されたパッドと振動片２の下面電極及びパッケージ１０に形成された電極とが接続される。
図１２は、第４実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）における発熱用ＩＣ２０のレイアウトパターンを概略的に示す図である。また、図１３は、図１２の矩形領域Ａの拡大図であり、図１４は、図１２の矩形領域Ａを矢印Ｂの方向から視た側面図である。なお、図１２は、一部の層のみが図示されており、図１４では、図１２のＭＯＳトランジスター配置領域に配置されるＭＯＳトランジスターの図示が省略されている。
図１２〜図１４に示すように、本実施形態では、表面保護膜２７の開口部において、絶縁層２４の表面に矩形状の電極２６ａ〜２６ｌが形成され、表面保護膜２７（絶縁体層の一例）の表面（開口部も含む）に再配線層が設けられ、この再配線層において、矩形状のパッド４１ａ〜４１ｌが形成されている。
パッド４１ａは、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示した電源端子ＶＤとして機能するパッドであり、平面視で、電極２６ａ及び電極２６ａに接続される複数のビア２５ａと重なっており、電極２６ａの開口部の上面と接続されている。同様に、パッド４１ｉは、電源端子ＶＤとして機能するパッドであり、平面視で、電極２６ｉ及び電極２６ｉに接続される不図示の複数のビアと重なっており、電極２６ａの開口部の上面と接続されている。
パッド４１ｂは、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示した接地端子ＶＳとして機能するパッドであり、平面視で、電極２６ｂ及び電極２６ｂに接続される複数のビア２５ｂと重なっており、電極２６ｂの開口部の上面と接続されている。同様に、パッド４１ｃ，４１ｄ，４１ｆ，４１ｇ，４１ｈは、接地端子ＶＳとして機能するパッドであり、それぞれ、平面視で、電極２６ｃ，２６ｄ，２６ｆ，２６ｇ，２６ｈのそれぞれ及び電極２６ｃ，２６ｄ，２６ｆ，２６ｇ，２６ｈのそれぞれと接続される不図示の複数のビアと重なっており、それぞれ電極２６ｃ，２６ｄ，２６ｆ，２６ｇ，２６ｈの開口部の上面と接続されている。
パッド４１ｊは、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示した出力端子ＴＳとして機能するパッドであり、平面視で電極２６ｊと重なっており、電極２６ｊの上面と接続されている。
パッド４１ｋは、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示した入力端子Ｇとして機能するパッドであり、平面視で電極２６ｋと重なっており、電極２６ｋの上面と接続されている。
パッド４１ｌは、平面視で３２個の電極２６ｌと重なっており、３２個の電極２６ｌの上面と接続されている。このパッド４１ｌは、平面視において、図１２に破線で示した振
動片２の搭載領域と重なるように形成されている。
また、パッド４１ｅは、平面視で電極２６ｅと重なっており、電極２６ｅの上面と接続されている。
さらに、再配線層において、３２個のパッド４１ｌとパッド４１ｅを接続するための配線４１ｍが形成されている。
再配線層に形成されるパッド４１ａ〜４１ｌ及び配線４１ｍは、電極２６ａ〜２６ｌ（例えば、アルミニウム又はアルミニウムを主成分とする合金）よりも抵抗率が低い、例えば、銅又は銅を主成分とする合金である。また、パッド４１ａ〜４１ｌ及び配線４１ｍは、ボンディングワイヤーとの接続性、または導電性接合部剤との接続性を良好に保つために、例えば、金、アルミニウム、またはそれらを主成分とする合金により表面が覆われていてもよい。
第４実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）のその他の構成は第１実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）と同様であるため、図示及び説明を省略する。
第１実施形態と同様に、本実施形態でも、半導体基板２１の表面には、電極２６ａと電極２６ｂとを結ぶ仮想直線（電極２６ａの重心と電極２６ｂの重心とを結ぶ直線）と交わるようにスリット２３ａが形成されるとともに、電極２６ｉと電極２６ｈとを結ぶ仮想直線（電極２６ｉの重心と電極２６ｈの重心とを結ぶ直線）と交わるようにスリット２３ｂが形成されている。従って、第４実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）によれば、パッド４１ａ，４１ｉから入力された電流は、スリット２３ａ，２３ｂを迂回するようにパッド４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅ，４１ｆ，４１ｇ，４１ｈまで流れる。これにより、拡散層２２における振動片２の搭載領域に十分な電流が流れ、振動片２を効率よく加熱することができる。
また、第１実施形態と同様に、本実施形態でも、図１３及び図１４に示すように、平面視において、電極２６ａの開口部の上面と複数のビア２５ａはパッド４１ａが形成される領域と重なるように形成されており、パッド４１ａから電極２６ａと複数のビア２５ａとで構成される電流入力電極を介して拡散層２２に流れる電流は、電極２６ａの開口部の上面とビア２５ａの下面との間を流れる。同様に、電極２６ｉと不図示の複数のビアはパッド４１ｉが形成される領域と重なるように形成されており、パッド４１ｉから電極２６ｉと不図示の複数のビアとで構成される電流入力電極を介して拡散層２２に流れる電流は、電極２６ｉの開口部の上面と不図示のビアの下面との間を流れる。
すなわち、電極２６ａの開口部の上面および電極２６ｉの開口部の上面と拡散層２２とをそれぞれ電気的に接続する、Ｚ軸と垂直な方向に伸びる配線は存在しないので、パッド４１ａ，４１ｉから拡散層２２に流れる電流は、Ｚ軸の＋方向から−方向に最短経路で流れるようになっている。
また、本実施形態では、図１３及び図１４に示すように、平面視において、電極２６ｂの開口部の上面と複数のビア２５ｂはパッド４１ｂが形成される領域と重なるように形成されており、拡散層２２から電極２６ｂと複数のビア２５ｂとで構成される電流出力電極を介してパッド４１ｂに流れる電流は、ビア２５ｂの下面と電極２６ｂの開口部の上面との間を流れる。同様に、電極２６ｃ，２６ｄ，２６ｆ，２６ｇ，２６ｈのそれぞれの開口部の上面と拡散層２２とをそれぞれ電気的に接続する不図示の複数のビアはそれぞれパッド４１ｃ，４１ｄ，４１ｆ，４１ｇ，４１ｈが形成される領域と重なるように形成されており、拡散層２２から電極２６ｃ，２６ｄ，２６ｆ，２６ｇ，２６ｈのそれぞれの開口部
の上面と不図示の複数のビアとでそれぞれ構成される各電流出力電極を介してパッド４１ｃ，４１ｄ，４１ｆ，４１ｇ，４１ｈに流れる電流は、それぞれ、不図示のビアの下面と電極２６ｃ，２６ｄ，２６ｆ，２６ｇ，２６ｈの開口部の上面との間を流れる。
すなわち、電極２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｆ，２６ｇ，２６ｈのそれぞれの開口部の上面と拡散層２２とをそれぞれ電気的に接続する、Ｚ軸と垂直な方向に伸びる配線は存在しないので、拡散層２２からパッド４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｆ，４１ｇ，４１ｈに流れる電流は、Ｚ軸の−方向から＋方向に最短経路で流れるようになっている。
このように、第４実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）によれば、拡散層２２に流れる電流は、電流入力電極の表面から裏面に流れ、電流出力電極の裏面から表面に流れるため、ＸＹ平面上のビアの総面積（正確には、平面視でボンディングワイヤーが接続される領域と重なるビアの総面積）を電流入力電極又は電流出力電極の断面積と考えることができるので、電流入力電極および電流出力電極に流れる電流密度を小さくするとともに、電流の流れる距離を短くすることができ、十分なＥＭ耐量を実現することができる。
なお、再配線層の配線は抵抗率が低く、かつ、厚みを大きくすることで十分なＥＭ耐量を得ることができるので、再配線層において、拡散層２２に流す電流を入力又は出力するための配線をＺ軸と垂直な方向に形成してもよい。
その他、第４実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）は第１実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）と同様の効果を奏する。
１−５．第５実施形態
第１実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）では、振動片２の下面電極と発振用ＩＣ３０の端子とを電気的に接続するために、振動片２を発熱用ＩＣ２０のパッド２６ｌに接着固定し、発熱用ＩＣ２０のパッド２６ｅをパッケージ１０の電極とワイヤーボンディングしているが、第５実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）では、振動片２は下面電極を有さない構成（２つの上面電極を有する構成）とし、振動片２の２つの上面電極とパッケージ１０の２つの電極をワイヤーボンディングする。従って、第５実施形態では、発熱用ＩＣ２０は、振動片２とパッケージ１０の電極とを電気的に接続させるためのパッドが不要となる。
図１５は、第５実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）における発熱用ＩＣ２０のレイアウトパターンを概略的に示す図である。なお、図１５は、一部の層のみが図示されている。図１５に示すように、第５実施形態における発熱用ＩＣ２０では、図４に示した第１実施形態の発熱用ＩＣ２０と比較して、パッド２６ｅ及び複数のパッド２６ｌが存在せず、振動片２の搭載領域は絶縁体の表面保護膜で覆われている。この表面保護膜は、熱伝導性が高いことが望ましい。
そして、本実施形態では、発熱用ＩＣ２０の振動片２の搭載領域に形成されている表面保護膜の上面に接着部材を介して振動片２が接着固定される。あるいは、振動片２と発熱用ＩＣ２０との間に導熱体を介在させてもよい。
第５実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）のその他の構成は第１実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）と同様であるため、図示及び説明を省略する。
第５実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）によれば、振動片２と発熱用ＩＣ２０とが電極を介して接続されなくても、第１実施形態と同様に、発熱用ＩＣ２０により振動片２を効率良く加熱することができる。
その他、第５実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）は第１実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）と同様の効果を奏する。
２．電子機器
図１６は、本実施形態の電子機器の機能ブロック図である。本実施形態の電子機器３００は、振動デバイス３１０、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３２０、操作部３３０、ＲＯＭ（Read Only Memory）３４０、ＲＡＭ（Random Access Memory）３５０、通信部３６０、表示部３７０を含んで構成されている。なお、本実施形態の電子機器は、図１６の構成要素（各部）の一部を省略又は変更し、あるいは、他の構成要素を付加した構成としてもよい。
振動デバイス３１０は、振動片３１２と発熱体３１４を備え、発熱体３１４で加熱された振動片３１２の発振に基づく発振信号を発生させる。この発振信号はＣＰＵ３２０に出力される。
ＣＰＵ３２０は、ＲＯＭ３４０等に記憶されているプログラムに従い、振動デバイス３１０から入力される発振信号に基づき各種の計算処理や制御処理を行う。その他、ＣＰＵ３２０は、操作部３３０からの操作信号に応じた各種の処理、外部装置とデータ通信を行うために通信部３６０を制御する処理、表示部３７０に各種の情報を表示させるための表示信号を送信する処理等を行う。
操作部３３０は、操作キーやボタンスイッチ等により構成される入力装置であり、ユーザーによる操作に応じた操作信号をＣＰＵ３２０に出力する。
ＲＯＭ３４０は、ＣＰＵ３２０が各種の計算処理や制御処理を行うためのプログラムやデータ等を記憶している。
ＲＡＭ３５０は、ＣＰＵ３２０の作業領域として用いられ、ＲＯＭ３４０から読み出されたプログラムやデータ、操作部３３０から入力されたデータ、ＣＰＵ３２０が各種プログラムに従って実行した演算結果等を一時的に記憶する。
通信部３６０は、ＣＰＵ３２０と外部装置との間のデータ通信を成立させるための各種制御を行う。
表示部３７０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等により構成される表示装置であり、ＣＰＵ３２０から入力される表示信号に基づいて各種の情報を表示する。表示部３７０には操作部３３０として機能するタッチパネルが設けられていてもよい。
発熱体３１４として例えば上述した各実施形態の発熱用ＩＣ２０を適用し、あるいは、振動デバイス３１０として例えば上述した各実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）１を適用することにより、消費電力を低減させ、信頼性の高い電子機器を実現することができる。
このような電子機器３００としては種々の電子機器が考えられ、例えば、パーソナルコンピューター（例えば、モバイル型パーソナルコンピューター、ラップトップ型パーソナルコンピューター、タブレット型パーソナルコンピューター）、スマートフォンや携帯電話機などの移動体端末、ディジタルスチールカメラ、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）、ルーターやスイッチなどのストレージエリアネットワーク機器、ローカルエリアネットワーク機器、移動体端末基地局用機器、テレビ、ビデオカ
メラ、ビデオレコーダー、カーナビゲーション装置、リアルタイムクロック装置、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、ゲーム用コントローラー、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）、フライトシュミレーター、ヘッドマウントディスプレイ、モーショントレース、モーショントラッキング、モーションコントローラー、ＰＤＲ（歩行者位置方位計測）等が挙げられる。
３．移動体
図１７は、本実施形態の移動体の一例を示す図（上面図）である。図１７に示す移動体４００は、振動デバイス４１０、エンジンシステム、ブレーキシステム、キーレスエントリーシステム等の各種の制御を行うコントローラー４２０，４３０，４４０、バッテリー４５０、バックアップ用バッテリー４６０を含んで構成されている。なお、本実施形態の移動体は、図１７の構成要素（各部）の一部を省略し、あるいは、他の構成要素を付加した構成としてもよい。
振動デバイス４１０は、不図示の振動片と発熱体とを備えており、発熱体で加熱された振動片の発振に基づく発振信号を発生させる。この発振信号は振動デバイス４１０からコントローラー４２０，４３０，４４０に出力される。
バッテリー４５０は、振動デバイス４１０及びコントローラー４２０，４３０，４４０に電力を供給する。バックアップ用バッテリー４６０は、バッテリー４５０の出力電圧が閾値よりも低下した時、振動デバイス４１０及びコントローラー４２０，４３０，４４０に電力を供給する。
振動デバイス４１０が備える発熱体として例えば上述した各実施形態の発熱用ＩＣ２０を適用し、あるいは、振動デバイス４１０として例えば上述した各実施形態の恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）１を適用することにより、消費電力を低減させ、信頼性の高い移動体を実現することができる。
このような移動体４００としては種々の移動体が考えられ、例えば、自動車（電気自動車も含む）、ジェット機やヘリコプター等の航空機、船舶、ロケット、人工衛星等が挙げられる。
本発明は本実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
例えば、上記各実施形態では、発熱用ＩＣ２０において、電源端子ＶＤ及び接地端子ＶＳとして機能するパッド（あるいは電極）２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｆ，２６ｇ，２６ｈ，２６ｉが振動片２の搭載領域から遠い同一辺領域に配置されているが、これに限られない。例えば、図１８に示すように、電源端子ＶＤとして機能するパッド（あるいは電極）２６ｎ，２６оを同一辺領域Ｙに配置し、接地端子ＶＳとして機能するパッド（あるいは電極）２６ｐ，２６ｑを同一辺領域Ｙと直交する同一辺領域Ｚに配置し、スリット２３等の高抵抗領域を設けることで、パッド（あるいは電極）２６ｎ，２６оから拡散層２２を介してパッド（あるいは電極）２６ｐ，２６ｑまで流れる電流がスリット２３を迂回するようにしてもよい。この場合、パッド（あるいは電極）２６ｎ，２６о，２６ｐ，２６ｑの周辺は半導体基板２１の表面において相対的に温度が低い領域となり、パッド（あるいは電極）２６ｎ，２６о，２６ｐ，２６ｑから最も遠い角に近い領域は相対的に温度が高い領域となる。従って、この相対的に温度が高い領域を振動片２の搭載領域
とすることで振動片２を効率よく加熱することができる。
例えば、上記各実施形態では、電源端子ＶＤとして機能するパッド（あるいは電極）２６ａあるいは２６ｉと接地端子ＶＳとして機能するパッド（あるいは電極）２６ｂあるいは２６ｈとの間に抵抗率の高い領域としてスリット２３ａあるいは２３ｂ若しくはＭＯＳトランジスターを配置することで、抵抗率の高い領域を迂回するように拡散抵抗層に電流を流しているが、スリットやＭＯＳトランジスターに代えて、半導体基板２１の表面に溝を形成することで抵抗率の高い領域を実現してもよい。
上述した実施形態および変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
１ 恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）、２ 振動片、３ 発振用回路、４ 発熱回路、５
温度センサー、６ 温度制御用回路、１０ パッケージ、１１ リッド、１２ ボンディングワイヤー、１３ 導電性部材、１４ 抵抗、１５ ＭＯＳトランジスター、１６ ダイオード、１７ バイポーラトランジスター、２０ 発熱用ＩＣ、２１ 半導体基板、２２ 拡散層、２３，２３ａ，２３ｂ スリット、２４ 絶縁層、２５ａ，２５ｂ ビア、２６ａ〜２６ｌ，２６ｎ〜２６ｑ パッド（電極）、２７ 表面保護膜、２８ Ｐｏｌｙ配線、２９ シリサイド、３０ 発振用ＩＣ、４０ａ Ｐｏｌｙ配線、４１ａ〜４１ｌ
パッド、４１ｍ 配線、３００ 電子機器、３１０ 振動デバイス、３１２ 振動片、３１４ 発熱体、３２０ ＣＰＵ、３３０ 操作部、３４０ ＲＯＭ、３５０ ＲＡＭ、３６０ 通信部、３７０ 表示部、４００ 移動体、４１０ 振動デバイス、４２０，４３０，４４０ コントローラー、４５０ バッテリー、４６０ バックアップ用バッテリー

Claims (14)

  1. 拡散抵抗層が形成された半導体基板と、
    前記拡散抵抗層に第１の電圧を印加するための第１電極と、
    前記拡散抵抗層に第２の電圧を印加するための第２電極と、を含み、
    前記半導体基板を平面視して、前記第１電極と前記第２電極とを結ぶ仮想直線と交わるように前記拡散抵抗層よりも抵抗率の高い領域を備え、
    前記抵抗率の高い領域は、トランジスターが形成されている領域である、発熱体。
  2. 拡散抵抗層が形成された半導体基板と、
    前記拡散抵抗層に第１の電圧を印加するための第１電極と、
    前記拡散抵抗層に第２の電圧を印加するための第２電極と、を含み、
    前記半導体基板を平面視して、前記第１電極と前記第２電極とを結ぶ仮想直線と交わるように前記拡散抵抗層よりも抵抗率の高い領域を備え、
    前記拡散抵抗層は、前記半導体基板の表面に不純物がドープされた層と導体層とで構成されている、発熱体。
  3. 前記拡散抵抗層の上に絶縁体層を有し、
    前記絶縁体層の表面に、前記第１電極と電気的に接続される第１パッドおよび前記第２電極と電気的に接続される第２パッドが形成されている、請求項２に記載の発熱体。
  4. 拡散抵抗層が形成された半導体基板と、
    前記拡散抵抗層に第１の電圧を印加するための第１電極と、
    前記拡散抵抗層に第２の電圧を印加するための第２電極と、を含み、
    前記半導体基板を平面視して、前記第１電極と前記第２電極とを結ぶ仮想直線と交わるように前記拡散抵抗層よりも抵抗率の高い領域を備え、
    前記拡散抵抗層の上に絶縁体層を有し、
    前記絶縁体層の表面に、前記第１電極と電気的に接続される第１パッドおよび前記第２電極と電気的に接続される第２パッドが形成されている、発熱体。
  5. 前記第１パッドは、平面視で前記第１電極と重なっており、
    前記第２パッドは、平面視で前記第２電極と重なっている、請求項３又は４に記載の発熱体。
  6. 前記抵抗率の高い領域は、前記拡散抵抗層が形成されていない領域である、請求項２乃至５のいずれか一項に記載の発熱体。
  7. 前記抵抗率の高い領域は、トランジスターが形成されている領域である、請求項２乃至５のいずれか一項に記載の発熱体。
  8. 前記第１電極と前記第２電極とは前記半導体基板の外周縁に沿って同一辺領域に配置されている、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の発熱体。
  9. 前記拡散抵抗層は、前記半導体基板の表面に不純物がドープされた層で構成されている、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の発熱体。
  10. 請求項１乃至９のいずれか一項に記載の発熱体と、
    振動片と、を有し、
    前記振動片が前記発熱体の表面に配置されている、振動デバイス。
  11. 拡散抵抗層が形成された半導体基板と、前記拡散抵抗層に第１の電圧を印加するための第１電極と、前記拡散抵抗層に第２の電圧を印加するための第２電極と、を含み、前記半導体基板を平面視して、前記第１電極と前記第２電極とを結ぶ仮想直線と交わるように前記拡散抵抗層よりも抵抗率の高い領域を備えている発熱体と、
    振動片と、を有し、
    前記振動片が前記発熱体の表面に配置されている、振動デバイス。
  12. 前記発熱体は、前記半導体基板に形成された感温素子を有し、
    前記感温素子は、平面視で前記振動片と重なっている、請求項１０又は１１に記載の振動デバイス。
  13. 請求項１乃至９のいずれか一項に記載の発熱体、又は、請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載の振動デバイスを含む、電子機器。
  14. 請求項１乃至９のいずれか一項に記載の発熱体、又は、請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載の振動デバイスを含む、移動体。
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