JP6925223B2 - 圧電振動子 - Google Patents

Description

本開示は、水晶振動子等の圧電振動子に関する。

温度センサを有する水晶振動子が知られている（例えば特許文献１）。特許文献１では、温度センサとして、ダイオード（半導体ダイオード。以下、同様。）を用いることを提案している。温度センサの検出値は、例えば、温度変化に起因する水晶素子の特性変化を補償する温度補償回路に利用される。

特開２０１４−８６９３７号公報

温度を好適に検出することができる圧電振動子が提供されることが望まれる。

本開示の一態様に係る圧電振動子は、凹部を有しているパッケージと、前記凹部の開口を塞いで前記凹部内を気密封止している蓋体と、前記凹部に収容されているとともに前記凹部の内面のうち前記蓋体側に面する第一領域に実装されている圧電素子と、前記凹部に収容されているとともに前記凹部の内面のうち前記蓋体側に面する第二領域に実装されている、前記第二領域側の表面で温度を検出する温度センサと、を有している。

一例において、前記温度センサは、前記第二領域に対向して表面実装されているセンサ基板と、前記センサ基板の前記第二領域側に位置している、電気的特性が温度に応じて変化する測温部と、を有している。

一例において、前記温度センサは、前記第二領域に対向して表面実装されている半導体基板を有しており、前記半導体基板の前記第二領域側の主面は、ダイオードを構成しているｐ型領域及びｎ型領域を含んでいる。

一例において、前記圧電素子は、前記凹部の底面に平行な第一方向の一端側においてのみ支持されており、前記半導体基板は、一部の領域が前記ｐ型領域及び前記ｎ型領域の一方を構成する第一層と、前記一部の領域とは異なる領域において前記第一層上に位置することによって前記ｐ型領域及び前記ｎ型領域の他方を構成している第二層と、を有しており、前記第二層の少なくとも一部は、前記圧電素子の支持位置よりも前記第一方向の一方側又は他方側に位置している。

一例において、前記圧電素子は、前記凹部の底面に平行な第一方向の一端側においてのみ支持されており、前記半導体基板の平面視において、前記ｐ型領域及び前記ｎ型領域の境界部の少なくとも一部は、前記圧電素子の支持位置よりも前記第一方向の一方側又は他方側に位置しているとともに前記第一方向に沿って延びている。

一例において、前記半導体基板の平面視において、前記境界部の前記第一方向に沿って延びている部分に対して、前記ｐ型領域の８割以上は前記第一方向に直交する方向の一方側に位置しており、前記ｎ型領域の８割以上は前記第一方向に直交する方向の他方側に位置している。

一例において、前記凹部の平面視において、前記圧電素子は、第一方向の一端側においてのみ支持されており、かつその支持位置は、前記パッケージの中心よりも前記第一方向の前記一端側に位置しており、前記凹部の平面視において、前記温度センサの中心は、前記パッケージの中心よりも前記第一方向の前記一端側に位置している。

一例において、前記第一領域は、前記凹部の底面上に位置する台座部の上面であり、前記第二領域は、前記凹部の底面であり、前記台座部の前記凹部の底面からの高さは、前記台座部から前記蓋体までの高さよりも低い。

一例において、前記第一領域及び前記第二領域は面一である。

本開示の一態様に係る圧電振動子は、凹部を有しているパッケージと、前記凹部の開口を塞いで前記凹部内を気密封止している蓋体と、前記凹部に収容されているとともに前記凹部の内面のうち前記蓋体側に面する第一領域に実装されている圧電素子と、前記凹部に収容されているとともに前記凹部の内面のうち前記蓋体側に面する第二領域に実装されている温度センサと、を有しており、前記温度センサは、前記第二領域に対向して表面実装されている半導体基板を有しており、前記半導体基板の前記第二領域側の主面は、ダイオードを構成しているｐ型領域及びｎ型領域を含んでいる。

上記の構成によれば、温度を好適に検出することができる。

第一実施形態に係る水晶振動子の構成を示す分解斜視図である。 図２（ａ）は図１の水晶振動子の一部を示す平面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のIIｂ−IIｂ線における断面図である。 図１の水晶振動子における配線の例を示す平面図である。 図４（ａ）は温度センサの外観を示す平面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）の温度センサの半導体基板の構成を示す平面図であり、図４（ｃ）は図４（ａ）のIVｃ−IVｃ線における断面図である。 図５（ａ）は第二実施形態に係る水晶振動子の要部構成を示す平面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＶｂ−Ｖｂ線における断面図である。 図６（ａ）、図６（ｂ）及び図６（ｃ）は種々の変形例を説明するための模式図である。 図７（ａ）は変形例に係る温度センサの断面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）の温度センサの半導体基板の構成を示す平面図である。

以下、図面を参照して本開示に係る実施形態について説明する。なお、図面には、便宜的に、Ｄ１軸、Ｄ２軸及びＤ３軸からなる直交座標系を付すことがある。実施形態に係る水晶振動子は、いずれの方向が上方又は下方として用いられてもよい。ただし、以下では、便宜上、Ｄ３軸正側を上方として、又は現に説明している図面の紙面上方を上方として、上面又は下面等の用語を用いることがある。

第二実施形態以降の説明では、先に説明された実施形態の構成と共通または類似する構成について、先に説明された実施形態の構成に付した符号を用い、また、図示や説明を省略することがある。なお、先に説明された実施形態の構成と対応（類似）する構成については、先に説明された実施形態の構成と異なる符号を付した場合においても、特に断りがない点は、先に説明された実施形態の構成と同様とされてよい。

＜第一実施形態＞
図１は、第一実施形態に係る水晶振動子１の概略構成を示す分解斜視図である。図２（ａ）は、水晶振動子１の内部を示す平面図である。図２（ｂ）は図２（ａ）のIIｂ−IIｂ線における断面図である。

水晶振動子１は、例えば、全体として、概略、薄型の直方体状とされる電子部品であり、その寸法は適宜に設定されてよい。例えば、比較的小さいものでは、長辺の長さ（Ｄ１軸方向）が１．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下、短辺の長さ（Ｄ２軸方向）が１．０ｍｍ以上２．５ｍｍ以下（ただし長辺よりも短い）、厚さ（Ｄ３軸方向）が０．４ｍｍ以上１．５ｍｍ以下（ただし短辺よりも短い）である。

水晶振動子１は、凹部Ｋ１を有しているパッケージ１１０と、凹部Ｋ１に収容されている水晶素子１２０及び温度センサ１３０と、凹部Ｋ１を塞ぐ蓋体１４０とを有している。なお、図２（ａ）では、蓋体１４０を省略するとともに、水晶素子１２０を想像線（２点鎖線）で示している。

（パッケージ）
パッケージ１１０の外形は、例えば、概略直方体状である。また、パッケージ１１０の凹部Ｋ１は、例えば、水晶素子１２０が収容される素子用凹部Ｋ２と、素子用凹部Ｋ２の底面に開口し、温度センサ１３０が収容されるセンサ用凹部Ｋ３とを有している。別の観点では、パッケージ１１０は、凹部Ｋ１の底面上に位置する台座部１１８を有している。台座部１１８の上面は、水晶素子１２０を実装するための第一領域Ｒ１となっている。凹部Ｋ１の底面（台座部１１８の非配置領域）は、温度センサ１３０を実装するための第二領域Ｒ２となっている。第一領域Ｒ１及び第二領域Ｒ２は、いずれも凹部Ｋ１の内面のうち、蓋体１４０側に面する領域である。

図２（ｂ）に示すように、パッケージ１１０は、例えば、複数（本実施形態では３つ）の第一絶縁層１１０ａ〜第三絶縁層１１０ｃによって構成されている。具体的には、例えば、パッケージ１１０は、下面側から順に、第一絶縁層１１０ａと、センサ用凹部Ｋ３を構成する開口を有する第二絶縁層１１０ｂと、素子用凹部Ｋ２を構成する開口を有する第三絶縁層１１０ｃとを有している。凹部Ｋ１の底面（第二領域Ｒ２）は、第一絶縁層１１０ａの上面によって構成されている。第一領域Ｒ１は、第二絶縁層１１０ｂの上面によって構成されている。

第一絶縁層１１０ａ〜第三絶縁層１１０ｃの外縁の形状は、例えば、パッケージ１１０の外形が直方体状であることに対応して矩形である。センサ用凹部Ｋ３及び素子用凹部Ｋ２の平面形状は、例えば、絶縁層の中央に位置し、絶縁層の外縁の矩形と平行な４辺を有する矩形である。なお、特に図示しないが、第二絶縁層１１０ｂにおいて、Ｄ１軸方向正側の形状は、第三絶縁層１１０ｃと同様とされてもよい。すなわち、台座部１１８と同様の形状を有するＤ１軸方向正側の部分は設けられなくてもよい。また、台座部１１８は、後述する２つの電極パッド１１１に対応してＤ２軸方向において分割されていてもよい。

各絶縁層（１１０ａ〜１１０ｃ）の厚さは、互いに同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。図示の例では、第二絶縁層１１０ｂの厚さは、第三絶縁層１１０ｃの厚さよりも厚くなっている。すなわち、凹部Ｋ１の底面（第二領域Ｒ２）から第一領域Ｒ１までの高さは、第一領域Ｒ１からパッケージ１１０の上面（または蓋体１４０の下面）までの高さよりも低い。

各絶縁層（１１０ａ〜１１０ｃ）は、例えばアルミナセラミックス又はガラス−セラミックス等のセラミック材料からなる。第一絶縁層１１０ａ〜第三絶縁層１１０ｃそれぞれは、絶縁層を１層用いたものであっても、絶縁層を複数層積層したものであってもよい。

上記のような構成のパッケージ１１０には、例えば、以下に説明するように、金属等からなる導体が配置されている。

第一絶縁層１１０ａの下面には、第一外部接続用電極端子Ｇ１（Ｇ１ａ、Ｇ１ｂ）及び第二外部接続用電極端子Ｇ２（Ｇ２ａ、Ｇ２ｂ）が設けられている。これらの端子は、水晶振動子１に対する信号の入力又は出力に利用される。すなわち、水晶振動子１を不図示の回路基板等に実装する際には、当該回路基板のパッドと、これらの端子とが半田等により接合される。第一外部接続用電極端子Ｇ１は、水晶素子１２０と電気的に接続される端子である。第二外部接続用電極端子Ｇ２は、温度センサ１３０と電気的に接続される端子である。

外部接続用電極端子（Ｇ１及びＧ２）は、例えば、適宜な平面形状（例えば矩形）の導体層であり、第一絶縁層１１０ａの下面の４隅に設けられている。これら４つの端子と４隅との位置関係は適宜に設定されてよい。例えば、一対の第一外部接続用電極端子Ｇ１は、第一絶縁層１１０ａの下面の対角に位置するように設けられている。また、第二外部接続用電極端子Ｇ２は、第一外部接続用電極端子Ｇ１が設けられている対角とは異なる対角に位置するように設けられている。

第一領域Ｒ１には、水晶素子１２０を実装するための一対の電極パッド１１１が設けられている。一対の電極パッド１１１は、適宜な平面形状（例えば矩形）の導体層であり、例えば、凹部Ｋ１の一辺に沿うように隣接して設けられている。一対の電極パッド１１１は、パッケージ１１０に設けられた導体（後述）を介して一対の第一外部接続用電極端子Ｇ１と電気的に接続されている。

第二領域Ｒ２には、温度センサ１３０を実装するための一対の接合パッド１１５（１１５ａ、１１５ｂ）が設けられている。一対の接合パッド１１５は、適宜な平面形状（例えば矩形）の導体層であり、例えば、一対の電極パッド１１１の並び方向に交差（例えば直交）する方向に並ぶように設けられている。一対の接合パッド１１５は、パッケージ１１０に設けられた導体（後述）を介して一対の第二外部接続用電極端子Ｇ２と電気的に接続されている。

図３は、電極パッド１１１と第一外部接続用電極端子Ｇ１とを接続する導体、及び接合パッド１１５と第二外部接続用電極端子Ｇ２とを接続する導体の一例を示す平面図である。この図は、第一絶縁層１１０ａの上面を示している。また、電極パッド１１１、第一外部接続用電極端子Ｇ１及び第二外部接続用電極端子Ｇ２も点線で示されている。

この図の例では、Ｄ２軸正側の電極パッド１１１は、当該電極パッド１１１の直下で第二絶縁層１１０ｂを貫通する不図示のビア導体と、第一絶縁層１１０ａの上面上に設けられた水晶素子用配線パターン１１３と、第一外部接続用電極端子Ｇ１ａの直上で第一絶縁層１１０ａを貫通する第一ビア導体１１４を介して、第一外部接続用電極端子Ｇ１ａに接続されている。また、Ｄ２軸負側の電極パッド１１１は、当該電極パッド１１１の直下で第二絶縁層１１０ｂを貫通する不図示のビア導体と、第一外部接続用電極端子Ｇ１ｂの直上で第一絶縁層１１０ａを貫通する第一ビア導体１１４を介して、第一外部接続用電極端子Ｇ１ｂに接続されている。なお、Ｄ２軸負側の電極パッド１１１と、第一外部接続用電極端子Ｇ１ｂとの間にも、必要に応じて、水晶素子用配線パターン１１３が介在してよい。また、特に図示しないが、電極パッド１１１と第一外部接続用電極端子Ｇ１とを接続する導体は、第二絶縁層１１０ｂの上面上に設けられた配線パターンを含んでいてもよい。

また、接合パッド１１５ａは、第一絶縁層１１０ａの上面上に設けられたセンサ用配線パターン１１６ａと、第二外部接続用電極端子Ｇ２ｂの直上で第一絶縁層１１０ａを貫通する第二ビア導体１１７ａとを介して、第二外部接続用電極端子Ｇ２ａに接続されている。接合パッド１１５ｂは、第一絶縁層１１０ａの上面上に設けられたセンサ用配線パターン１１６ｂと、第二外部接続用電極端子Ｇ２ｂの直上で第一絶縁層１１０ａを貫通する第二ビア導体１１７ｂとを介して、第二外部接続用電極端子Ｇ２ｂに接続されている。

なお、図示の例では、第二ビア導体１１７ｂは、電極パッド１１１よりも接合パッド１１５ｂ側に位置しており、センサ用配線パターン１１６ａは、電極パッド１１１よりも接合パッド１１５ｂ側に位置している。ただし、第二ビア導体１１７ｂは、電極パッド１１１よりも接合パッド１１５ｂとは反対側に位置し、センサ用配線パターン１１６ａは、１対の電極パッド１１１の間を通るように延びてもよい。

図１〜図３に戻って、封止用導体パターン１１２は、パッケージ１１０の上面と蓋体１４０とを封止部材１４１を介して接合する際に、封止部材１４１の濡れ性をよくする役割を果たしている。封止用導体パターン１１２は、例えばタングステン又はモリブデン等から成る導体パターンの表面にニッケルメッキ及び金メッキを順次施すことによって、例えば１０〜２５μｍの厚みに形成されている。

なお、特に図示しないが、第二外部接続用電極端子Ｇ２ａ（又はＧ２ｂ）と、封止用導体パターン１１２とを電気的に接続する導体が設けられてもよい。当該導体は、例えば、第一絶縁層１１０ａ〜第三絶縁層１１０ｃを貫通するビア導体を含む。第一絶縁層１１０ａを貫通するビア導体には、接合パッド１１５ａと第二外部接続用電極端子Ｇ２ａとを接続するビア導体１１７が利用されてもよい。第二外部接続用電極端子Ｇ２ａには、例えば、基準電位が付与される。これにより、封止用導体パターン１１２に接合された蓋体１４０のシールド性が向上する。

（蓋体）
蓋体１４０は、例えば、鉄、ニッケル又はコバルトの少なくともいずれかを含む合金からなる。このような蓋体１４０は、真空状態にある凹部Ｋ１又は窒素ガスなどが充填された凹部Ｋ１を気密的に封止するためのものである。具体的には、蓋体１４０は、所定雰囲気で、パッケージ１１０の第三絶縁層１１０ｃ上に載置され、第三絶縁層１１０ｃの封止用導体パターン１１２と蓋体１４０の封止部材１４１とが溶接されるように所定電流を印加してシーム溶接を行うことにより、第三絶縁層１１０ｃに接合される。

封止部材１４１は、パッケージ１１０の上面に設けられた封止用導体パターン１１２に相対する蓋体１４０の箇所に設けられている。封止部材１４１は、例えば、銀ロウ又は金錫によって設けられている。銀ロウの場合は、その厚みは、１０〜２０μｍである。例えば、成分比率は、銀が７２〜８５％、銅が１５〜２８％のものが使用されている。金錫の場合は、その厚みは、１０〜４０μｍである。例えば、成分比率が、金が７８〜８２％、錫が１８〜２２％のものが使用されている。

（水晶素子）
水晶素子１２０は、図２（ｂ）に示されているように、導電性接着剤１５０を介して電極パッド１１１上に接合されている。水晶素子１２０は、安定した機械振動と圧電効果により、電子装置等の基準信号を発振する役割を果たしている。

水晶素子１２０は、水晶素板１２１の上面及び下面のそれぞれに励振用電極１２２、接続用電極１２３及び引き出し電極１２４を被着させた構造を有している。励振用電極１２２は、水晶素板１２１の上面及び下面のそれぞれに金属を所定のパターンで被着・形成したものである。引き出し電極１２４は、励振用電極１２２から水晶素板１２１の短辺に向かって延出されている。接続用電極１２３は、引き出し電極１２４と接続されており、水晶素板１２１の長辺又は短辺に沿った形状で設けられている。

本実施形態においては、電極パッド１１１と接続されている水晶素子１２０の一端をパッケージ１１０の内面（第一領域Ｒ１）と接続した固定端とし、他端をパッケージ１１０の内面と間を空けた自由端とした片保持構造にて水晶素子１２０が第一領域Ｒ１上に固定されている。

水晶素板１２１の固定端側の外周縁は、平面視して、パッケージ１１０の一辺と平行であり、凹部Ｋ１の内周面に近付くように設けられている。このようにすることにより、水晶素子１２０の実装位置を視覚的によりわかりやすくすることができるので、水晶振動子の生産性を向上させることが可能となる。

ここで、水晶素子１２０の動作について説明する。水晶素子１２０は、外部からの交番電圧が接続用電極１２３から引き出し電極１２４及び励振用電極１２２を介して水晶素板１２１に印加されると、水晶素板１２１が所定の振動モード及び周波数で励振を起こすようになっている。

ここで、水晶素子１２０の作製方法について説明する。まず、水晶素子１２０は、人工水晶体を所定のカットアングルで切断して水晶素板１２１を得る。次に、水晶素板１２１の外周部と比べて水晶素板１２１の中央部が厚くなるように、水晶素板１２１の外周の厚みを薄くするベベル加工を行う。そして、水晶素板１２１の両主面にフォトリソグラフィー技術、蒸着技術又はスパッタリング技術によって、金属膜を被着させることにより、励振用電極１２２、接続用電極１２３及び引き出し電極１２４を形成する。このようにして水晶素子１２０が作製される。なお、主面は、板状部材の最も広い面（すなわち表面及び裏面）を意味する。以下、同様である。

水晶素子１２０の第一領域Ｒ１への接合方法について説明する。まず、導電性接着剤１５０は、例えばディスペンサによって電極パッド１１１上に塗布される。水晶素子１２０は、導電性接着剤１５０上に搬送され、導電性接着剤１５０上に載置される。そして導電性接着剤１５０は、加熱硬化させることによって、硬化収縮される。水晶素子１２０は、一対の電極パッド１１１に接合される。

導電性接着剤１５０は、シリコーン樹脂等のバインダーの中に導電フィラーとして導電性粉末が含有されているものであり、導電性粉末としては、アルミニウム、モリブデン、タングステン、白金、パラジウム、銀、チタン、ニッケル又は鉄のうちのいずれか、或いはこれらの組み合わせを含むものが用いられている。また、バインダーとしては、例えばシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂又はビスマレイミド樹脂が用いられる。

（温度センサ）
温度センサ１３０は、ダイオードを含むものであり、アノード端子１３１ｂ及びカソード端子１３１ａを有している。温度センサ１３０は、アノード端子１３１ｂからカソード端子１３１ａへは電流を流すが、カソード端子１３１ａからアノード端子１３１ｂへはほとんど電流を流さない順方向特性を有している。温度センサ１３０の順方向特性は、温度によって大きく変化する。具体的には、温度センサ１３０に一定電流を流したときの順方向電圧は、温度変化に対して線形的（直線的）に変化する。この電圧を測定することによって、温度情報を得ることができる。温度情報は、例えば、図示しない電子機器等のメインＩＣ（Integrated Circuit）によって、温度変化に起因する水晶振動子の特性変化の補償に利用される。

温度センサ１３０は、パッケージ１１０の第二領域Ｒ２に設けられた接合パッド１１５に半田等の導電性接合材を介して実装されている。また、温度センサ１３０のカソード端子１３１ａは、一方の接合パッド１１５ａに接続され、アノード端子１３１ｂは、他方の接合パッド１１５ｂに接続されている。よって、温度センサ１３０のカソード端子１３１ａは、基準電位が付与される、一方の第二外部接続用電極端子Ｇ２ａに接続されることになる。別の観点では、温度センサ１３０の温度に応じた電圧は、他方の第二外部接続用電極端子Ｇ２ｂを介して水晶振動子の外へ出力される。

また、温度センサ１３０には、１〜２００μＡの電流が流れるため、電子機器のマザーボード上に配置された回路が高インピーダンスの場合でも、十分な電流が確保できる。その結果、温度センサ１３０に電流値が小さいことにより生じるノイズが重畳することを低減することができる。また、温度センサ１３０の順方向電圧を超えない限り、急激に流れる電流量が大きくなることはないため、温度センサ１３０の発熱量を低減することができ、水晶素子１２０の実際の温度との読み取り誤差を小さくすることで、高精度の補正が可能となる。よって、水晶振動子は、水晶素子１２０の発振周波数に関する温度補償の精度を向上させることができる。

温度センサ１３０は、平面視して、水晶素子１２０と重なる箇所に配置されている。例えば、温度センサ１３０は、水晶素板１２１の長辺１．０〜１．６ｍｍと短辺０．８〜１．２ｍｍとからなる面積内に配置される。平面視して、温度センサ１３０の中心（図形重心）は、例えば、パッケージ１１０の中心（図形重心）及び／又は水晶素子１２０の中心（図形重心）と概ね一致している。

温度センサ１３０は、平面視で水晶素子１２０に設けられる励振用電極１２２の平面内に位置している。従って、励振用電極１２２の金属膜によるシールド効果によって温度センサ１３０を、電子機器を構成するパワーアンプ等の他の半導体部品や電子部品からのノイズから保護できる。よって、温度センサ１３０は正確に電圧を出力することができる。

温度センサ１３０のパッケージ１１０への接合方法について説明する。まず、導電性接合材は、例えばディスペンサによって接合パッド１１５上に塗布される。温度センサ１３０は、導電性接合材上に搬送され、導電性接合材上に載置される。そして導電性接合材は、加熱させることによって溶融接合される。温度センサ１３０は、一対の接合パッド１１５に接合される。なお、導電性接合材は、接合パッド１１５に代えて、カソード端子１３１ａ及びアノード端子１３１ｂに塗布されてもよい。

導電性接合材は、例えば、銀ペースト又は鉛フリー半田により構成されている。また、導電性接合材には、塗布し易い粘度に調整するための添加した溶剤が含有されている。鉛フリー半田の成分比率は、錫が９５〜９７．５％、銀が２〜４％、銅が０．５〜１．０％のものが使用されている。

（温度センサの具体的構成）
図４（ａ）は、温度センサ１３０の外観を示す平面図である。図４（ｂ）は、温度センサ１３０の半導体基板１３２の構成を示す平面図である。図４（ｃ）は、図４（ａ）のIVｃ−IVｃ線における断面図である。ただし、便宜上、半導体基板１３２の断面にハッチングは付していない。

温度センサ１３０は、半導体基板１３２の主面１３２ａ上にカソード端子１３１ａ及びアノード端子１３１ｂが設けられて構成されている。すなわち、温度センサ１３０は、ベアチップであり、半導体基板１３２を囲むパッケージを有していない。

半導体基板１３２は、例えば、その全面に亘って概ね一定の厚さを有している。半導体基板１３２の平面形状は、適宜に設定されてよいが、例えば、概略、矩形（図示の例では長方形）である。カソード端子１３１ａ及びアノード端子１３１ｂは、矩形の２辺（図示の例では短辺）の互いに対向する方向（Ｄ１軸方向）において互いに離間して配置されている。

半導体基板１３２は、主面１３２ａ内に、ｐ型半導体からなるｐ型領域１３２ｐ、及びｎ型半導体からなるｎ型領域１３２ｎを有している。より具体的には、半導体基板１３２は、ｎ型半導体からなるｎ型層１３３ｎと、ｎ型層１３３ｎの一部の領域においてｎ型層１３３ｎ上に位置している、ｐ型半導体からなるｐ型層１３３ｐとを有している。そして、ｐ型層１３３ｐによってｐ型領域１３２ｐが構成され、ｎ型層１３３ｎのうちｐ型層１３３ｐの非配置領域によってｎ型領域１３２ｎが構成されている。

ｎ型層１３３ｎ及びｐ型層１３３ｐの厚さは適宜に設定されてよい。図示の例では、ｎ型領域１３２ｎにおけるｎ型層１３３ｎの厚さは、半導体基板１３２の厚さとなっている。ｐ型層１３３ｐの厚さは、例えば、半導体基板１３２の厚さの半分以下となっている。

ｐ型層１３３ｐ及びｎ型層１３３ｎは互いに接しており、ｐｎ接合を構成している。ｐ型領域１３２ｐ上にはアノード端子１３１ｂが設けられており、ｎ型領域１３１ｎ上にはカソード端子１３１ａが設けられている。このようにして、半導体基板１３２にはダイオード１３４が構成されている。上記の説明から理解されるように、ダイオード１３４は、いわゆるプレーナ構造のものである。

このようなダイオード１３４の製造方法は、寸法等の具体的な条件を除いて公知の種々の製造方法と同様とされてよい。例えば、まず、複数の半導体基板１３２が多数個取りされるｎ型半導体ウェハを用意する。ｎ型半導体ウェハは、例えば、リン（Ｐ）又はアンチモン（Ｓｂ）等を不純物として含むシリコン（Ｓｉ）ウェハである。次に、ｐ型領域１３２ｐとなる領域にマスクを介してホウ素（Ｂ）等の不純物を注入する。次に、適宜な薄膜形成法によってアノード端子１３１ｂ及びカソード端子１３１ａを形成する。その後、半導体ウェハをダイシングして個片化する。

以上のような構成のダイオード１３４においてアノード端子１３１ｂ及びカソード端子１３１ａに順方向電圧が印加されると、アノード端子１３１ｂ及びカソード端子１３１ａが主面１３２ａ上に位置していることから、矢印ｙ１で示すように、電流は、主面１３２ａ付近において流れやすい。別の観点では、電流は、平面視における、ｐ型領域１３２ｐ及びｎ型領域１３２ｎの境界部１３２ｂ（ｐｎ接合面）を超えるように流れやすい。

ｐ型層１３３ｐは、ｎ型層１３３ｎ上に位置しているから、矢印ｙ２で示すように、ｐ型層１３３ｐの下面とｎ型層１３３ｎとの境界面１３３ｂ（ｐｎ接合面）を介しても電流は流れることが可能である。ただし、境界面１３３ｂが主面１３２ａから離れるほど、アノード端子１３１ｂから境界面１３３ｂを経由してカソード端子１３１ａへ至る電流の経路は長くなる。ひいては、当該経路の抵抗は増加し、電流は流れにくくなる。

従って、ダイオード１３４においては、半導体基板１３２内の種々の部位の温度のうち、主面１３２ａにおける温度がダイオード１３４の順方向特性に及ぼす影響が大きい。境界面１３３ｂの位置の深さによって、境界部１３２ｂ及び境界面１３３ｂが順方向特性に及ぼす相対的な割合は変化するが、主面１３２ａにおける温度が順方向特性に及ぼす影響が大きいという傾向自体に変わりはない。

なお、仮に、ｐ型層１３３ｐが半導体基板１３２の厚さと同等であっても、アノード端子１３１ｂ及びカソード端子１３１ａが主面１３２ａ上に位置していることによって、上記と同様に半導体基板１３２の下面側（Ｄ３軸正側）に流れる電流は小さくなっていくから、主面１３２ａにおける温度が順方向特性に及ぼす影響が大きいという傾向自体に変わりはない。

従って、ダイオード１３４は、主面１３２ａを構成するｐ型領域１３１ｐ上にアノード端子１３１ｂが設けられ、主面１３２ａを構成するｎ型領域１３１ｎ上にカソード端子１３１ａが設けられていることにより、表面（主面１３２ａ）で温度を検出する（主面１３２ａの温度を検出する）構成となっているといえる。

ｐ型層１３３ｐが薄いほど、境界部１３２ｂ及び境界面１３３ｂの温度は、主面１３２ａの温度に近くなるから、主面１３２ａの温度を精度良く検出することができる。例えば、ｐ型層１３３ｐの厚さは、半導体基板１３２の厚さの１／２以下又は１／５以下とされてよい。

なお、ｐ型層１３３ｐは、半導体基板１３２の主面１３２ａ側の一部にのみ形成されており、アノード端子１３１ｂ及びカソード端子１３１ａが主面１３２ａ上に位置しているから、半導体基板１３２のうち、主面１３２ａ側の一部にダイオード１３４が構成されていると捉えられてよい。この観点からも、温度センサ１３０は、表面（主面１３２ａ）で温度を検出するセンサであるといってよい。

図示の例では、ｎ型半導体ウェハの一部をｐ型半導体にする態様を例にとったが、ｐ型半導体ウェハの一部をｎ型半導体にしてもよい。すなわち、ダイオード１３４は、ｐ型層の一部の領域においてｎ型層がｐ型層上に位置し、これにより、主面１３２ａ内にｐ型領域１３２ｐ及びｎ型領域１３２ｎが構成されてもよい。

以上のとおり、本実施形態の圧電振動子（水晶振動子１）は、パッケージ１１０と、蓋体１４０と、圧電素子（水晶素子１２０）と、温度センサ１３０とを有している。パッケージ１１０は、凹部Ｋ１を有している。蓋体１４０は、凹部Ｋ１の開口を塞いで凹部Ｋ１内を気密封止している。水晶素子１２０は、凹部Ｋ１に収容されているとともに凹部Ｋ１の内面のうち蓋体側に面する第一領域Ｒ１に実装されている。温度センサ１３０は、凹部Ｋ１に収容されているとともに凹部Ｋ１の内面のうち蓋体側に面する第二領域Ｒ２に実装されており、第二領域Ｒ２側の表面（主面１３２ａ）で温度を検出する。

ここで、水晶振動子１の外部環境の温度が変化した場合について考える。このような場合、一般に、外部環境の温度変化は、凹部Ｋ１の底部（第一絶縁層１１０ａ及び第二絶縁層１１０ｂ）を介して水晶素子１２０へ伝わりやすい。

その理由としては、例えば、以下のものが挙げられる。凹部Ｋ１内は真空とされており（厳密には減圧されており）、理論上は、外部環境の温度変化は、水晶素子１２０の周囲の空間を介しては水晶素子１２０に伝わらない。または、凹部Ｋ１内に気体が封入されていても、気体及びパッケージ１１０の熱伝導率は相対的に低いから、外部環境の温度変化は、水晶素子１２０の周囲の空間を介しては水晶素子１２０に伝わりにくい。一方で、水晶素子１２０は、凹部Ｋ１の底部（第一領域Ｒ１）に実装されている（導電性接着剤１５０によって第一領域Ｒ１に接合されている）から、凹部Ｋ１の底部の温度変化の影響を受けやすい。また、一般に、導電体（金属）は、絶縁体よりも熱伝導率が高い。一方で、第一外部接続用電極端子Ｇ１から電極パッド１１１を経由して水晶素子１２０の励振用電極１２２まで、導電体の経路が構成されている。これによっても水晶素子１２０の温度は、電極パッド１１１（凹部Ｋ１の底部）の温度の影響を受けやすい。

一方、凹部Ｋ１の底部（第二領域Ｒ２）側の主面１３２ａで温度を検出する温度センサ１３０を用いることによって、本実施形態とは異なり、温度センサのチップ全体で温度を検出する態様に比較して、検出温度が凹部Ｋ１の底部の温度に追従しやすくなる。温度センサ１３０は、凹部Ｋ１の底部に実装（接合）されているから、凹部Ｋ１の底部の温度変化が主面１３２ａに伝わりやすく、一層、検出温度は凹部Ｋ１の温度に追従しやすくなる。従って、検出温度が水晶素子１２０の温度に追従しやすくなり、検出温度に基づく温度補償を高精度に行うことができる。

また、本実施形態では、温度センサ１３０は、第二領域Ｒ２に対向して表面実装されているセンサ基板（半導体基板１３２）と、半導体基板１３２の第二領域Ｒ２側に位置している、電気的特性が温度に応じて変化する測温部（ダイオード１３４）と、を有している。

別の観点では、温度センサ１３０は、第二領域Ｒ２に対向して表面実装されている半導体基板１３２を有している。半導体基板１３２の第二領域Ｒ２側の主面１３２ａは、ダイオード１３４を構成しているｐ型領域１３２ｐ及びｎ型領域１３２ｎを含んでいる。

すなわち、温度センサ１３０は、ベアチップ又はＷＬＰ（ウェハレベルパッケージ）式のチップ等である。従って、例えば、水晶振動子１の小型化を図ることができる。また、例えば、パッケージが設けられている場合に比較して、ダイオード１３４（測温部）は、凹部Ｋ１の底部の温度の影響を直接的に受けることになり、温度センサ１３０の感度が向上する。

また、本実施形態では、水晶素子１２０は、凹部Ｋ１の底面（第二領域Ｒ２）に平行な第一方向（Ｄ１軸方向）の一端側においてのみ支持されている。半導体基板１３２は、一部の領域がｐ型領域１３２ｐ及びｎ型領域１３２ｎの一方（図示の例ではｎ型領域１３２ｎ）を構成する第一層（ｎ型層１３３ｎ）と、前記一部の領域とは異なる領域において第一層上に位置することによってｐ型領域及びｎ型領域の他方（図示の例ではｐ型領域１３２ｐ）を構成している第二層（ｐ型層１３３ｐ）と、を有している。第二層の少なくとも一部（本実施形態では全部）は、水晶素子１２０の支持位置（電極パッド１１１）よりも第一方向の一方側又は他方側に位置している。

ここで、凹部Ｋ１の底部（第一絶縁層１１０ａ及び第二絶縁層１１０ｂ）は、水晶素子１２０の一端側のみを保持することから、電極パッド１１１は、Ｄ１軸方向の一方側のみに位置している。すなわち、第一外部接続用電極端子Ｇ１を介して外部環境の温度変化の影響を受けやすい導体の面積がＤ１軸方向の一方側のみに確保されることになる。従って、凹部Ｋ１の底部の温度変化は、電極パッド１１１側から進行しやすい。

仮に、本実施形態とは異なり、ｐ型層１３３ｐの厚さが半導体基板１３２の厚さと同等であり、ｐｎ接合面がＤ１軸に概ね直交する面（境界部１３２ｂ）だけだと仮定する（このような態様も本開示に係る技術に含まれる。）。この場合、凹部Ｋ１の底部の温度変化がＤ１軸方向に沿って進行していくと、温度変化が境界部１３２ｂに到達したときに順方向特性の変化が現れ、ひいては、比較的急激に検出温度が変化することになる。この検出温度の変化は、水晶素子１２０の温度変化を必ずしも反映しているとはいえないおそれがある。

しかし、ｎ型層１３３ｎ上にｐ型層１３３ｐが位置していると、境界面１３３ｂがＤ１軸方向に広がっていることになる。そして、境界面１３３ｂにおける順方向特性の変化は、凹部Ｋ１の底部の温度変化が境界面１３３ｂ下をＤ１軸方向に進行していく過程で、少しずつ現れることになる。ひいては、急激な検出温度の変化が緩和される。なお、既に述べたように、境界面１３３ｂが主面１３２ａ（カソード端子１３１ａ及びアノード端子１３１ｂ）から離れた位置にあると、境界面１３３ｂを超える電流は小さくなる。従って、ｐ型層１３３ｐ（第二層）が薄いほど当該効果は向上する。

また、本実施形態では、第一領域Ｒ１は、凹部Ｋ１の底面（第一絶縁層１１０ａの上面）上に位置する台座部１１８の上面である。第二領域Ｒ２は、凹部Ｋ１の底面である。台座部１１８の凹部Ｋ１の底面からの高さ（第二絶縁層１１０ｂの厚さ）は、台座部１１８から蓋体１４０までの高さよりも低い。

この場合、例えば、第二絶縁層１１０ｂが比較的薄くされていることから、第一領域Ｒ１の温度と第二領域Ｒ２の温度とは互いに追従しやすい。その結果、水晶素子１２０の温度と、温度センサの検出温度とを近付けることができる。

なお、以上の実施形態において、水晶振動子１は圧電振動子の一例である。水晶素子１２０は圧電素子の一例である。半導体基板１３２はセンサ基板の一例である。ダイオード１３４は測温部の一例である。Ｄ１軸方向は第一方向の一例である。ｎ型層１３３ｎは第一層の一例である。ｐ型層１３３ｐは第二層の一例である。

＜第二実施形態＞
図５（ａ）は、第二実施形態に係る水晶振動子５１の要部構成を示す平面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）のＶｂ−Ｖｂ線における断面図である。

第二実施形態においても、第一実施形態と同様に、水晶素子１２０及び温度センサ１３０は、パッケージ５３の凹部Ｋ５１の内面のうち、蓋体１４０側に面する第一領域Ｒ５１及び第二領域Ｒ５２に実装されている。そして、温度センサ１３０は、第二領域Ｒ５２側の表面（主面１３２ａ（図４参照））で温度を検出する。

従って、第一実施形態と同様の効果が奏される。例えば、外部環境の温度変化は、凹部Ｋ５１の底部を介して水晶素子１２０へ伝わりやすいところ、温度センサ１３０によって凹部Ｋ５１の底部の温度を精度よく検出することができ、ひいては、水晶素子１２０の温度を精度よく検出することができる。

ただし、第一実施形態では、第一領域Ｒ１は、第二領域Ｒ２よりも高い位置に設けられていたのに対して、本実施形態では、第一領域Ｒ１及び第二領域Ｒ２は、同一の高さに位置している。すなわち、本実施形態では、台座部１１８は設けられておらず、第一領域Ｒ１及び第二領域Ｒ２は、いずれも凹部Ｋ５１の底面によって構成され、面一である。

別の観点では、第一実施形態では、水晶素子１２０及び温度センサ１３０は積層的に配置されていたのに対して、本実施形態では、水晶素子１２０及び温度センサ１３０は、平面的に配置されている。

このように第一領域Ｒ１及び第二領域Ｒ２が面一であると、例えば、第１実施形態に比較して、第一領域Ｒ１と第二領域Ｒ２との温度は近似する。上記のように、水晶素子１２０は第一領域Ｒ１の温度変化の影響を受けやすく、温度センサ１３０は第二領域Ｒ２側の表面で温度を検出するから、温度センサ１３０によって水晶素子１２０の温度を精度よく検出することができる。

上記のような面一な第一領域Ｒ１及び第二領域Ｒ２を有するパッケージ５３は、例えば、第一絶縁層５３ａと、その上に積層された第二絶縁層５３ｂとによって構成されている。これらの絶縁層は、第一実施形態の絶縁層（１１０ａ〜１１０ｃ）と同様のものである。

平面視における、水晶素子１２０及び温度センサ１３０の相対位置は適宜に設定されてよい。図示の例では、概略長方形の温度センサ１３０が、概略長方形の水晶素子１２０に対して、長辺同士を平行にするように配置されている。このような配置により、例えば、水晶振動子５１を小型化できる。

また、図示の例では、水晶素子１２０の固定端から自由端への方向（Ｄ１軸方向）において、温度センサ１３０の長さ（ここでは長辺の長さ）は、水晶素子１２０の長さ（ここでは長辺の長さ）よりも短い。そして、温度センサ１３０の中心（図形重心）は、水晶素子１２０の中心（図形重心）よりも接続用電極１２３（電極パッド１１１）側に位置している。

別の観点では、凹部Ｋ１の平面視において、圧電素子（水晶素子１２０）は、第一方向の一端側（Ｄ１軸方向負側）においてのみ支持されており、かつその支持位置は、パッケージ５３の中心よりも第一方向の前記一端側に位置している。また、凹部Ｋ１の平面視において、温度センサ１３０の中心は、パッケージ５３の中心よりも第一方向の前記一端側に位置している。

これまでの説明からも理解されるように、外部環境の温度が変化した場合、水晶素子１２０の温度は、電極パッド１１１の温度の影響を受けやすい。従って、上記のように電極パッド１１１側に温度センサ１３０が位置することによって、検出温度を電極パッド１１１側の温度に追従させやすくなる。電極パッド１１１に温度変化が生じてからその温度変化が水晶素板１２１に伝わるまでには時間遅れが存在するが、その時間遅れの長さ及び温度センサ１３０の感度によっては、このように構成することによって、検出温度を水晶素板１２１の温度に近づけることができる。

（変形例）
以下、種々の変形例について説明する。変形例は、第一及び第二実施形態のいずれに適用されてもよいが、便宜上、第一実施形態の符号を優先的に用いる。

（温度センサの配置位置に係る変形例）
図６（ａ）は、変形例に係る水晶振動子２０１の要部構成を示す平面図である。

水晶振動子２０１は、基本的に、温度センサ１３０の位置のみが第１実施形態と相違する。なお、温度センサ１３０の位置の相違に伴って、接合パッド１１５の配置及びセンサ用配線パターン１１６の形状も実施形態と相違する。また、センサ用凹部Ｋ３の位置及び／又は形状も実施形態と相違してよい。ただし、これらの説明は省略する。

温度センサ１３０の配置は、まず、平面視における向きが実施形態と９０°異なっている。すなわち、水晶素子１２０は、凹部Ｋ１の底面に平行な第一方向（Ｄ１軸方向）の一端側においてのみ支持されているところ、半導体基板１３２の平面視において、ｐ型領域１３２ｐ及びｎ型領域１３２ｎの境界部１３２ｂの少なくとも一部（図示の例では全部。）は、水晶素子１２０の支持位置（電極パッド１１１）よりも第一方向の一方側又は他方側に位置しているとともに第一方向に沿って延びている。

実施形態の説明では、凹部Ｋ１の底部の温度変化が電極パッド１１１側から進行していくときに、温度変化が境界部１３２ｂに到達すると、急激な検出温度の変化が生じるおそれがあることについて述べた。一方、本変形例の水晶振動子２０１では、境界部１３２ｂがＤ１軸に沿っていることから、Ｄ１軸方向の温度変化の進行に伴って、順方向特性の変化は徐々に生じることになり、急激な検出温度の変化が緩和される。

なお、境界部１３２ｂが第一方向に沿って延びているという場合、境界部１３２ｂは、必ずしも第一方向に平行である必要はない。例えば、境界部１３２ｂは、１０°以下の角度で第一方向に傾斜していてもよい。

また、本変形例では、第二実施形態と同様に、凹部Ｋ１の平面視において、温度センサ１３０の中心ＣＰ２（図形重心）は、パッケージ１１０の中心ＣＰ１（図形重心。中心線ＣＬ１と中心線ＣＬ２との交点）よりもＤ１軸方向の電極パッド１１１側に位置している。この効果については、第二実施形態において述べたとおりである。

なお、この電極パッド１１１側へ温度センサ１３０を寄せる構成は、実施形態のようにｐ型領域１３２ｐ及びｎ型領域１３２ｎの並び方向がＤ１軸方向又は更に他の方向である場合にも適用されてよい。

（温度センサの構成に係る変形例）
以下では、温度センサの構成に係る変形例を示す。なお、便宜上、Ｄ１軸及びＤ２軸に対する温度センサの向きは実施形態と同様とするが、図６（ａ）の変形例と同様とされてもよい。

既に述べたように、実施形態のｎ型半導体とｐ型半導体との上下及び／又は左右の位置関係は逆とされてもよい。図６（ｂ）に示す変形例に係る温度センサ２０３は、そのような変形がなされている。すなわち、この変形例では、ｐ型層１３３ｐの一部の領域においてｎ型層１３３ｎが設けられている。なお、以下に説明する種々の変形例においても、ｎ型半導体とｐ型半導体との上下及び／又は左右の位置関係は逆とされてよい。

また、図６（ｂ）の変形例では、平面視において、ｎ型領域１３２ｎとｐ型領域１３２ｐとの境界部１３２ｂは、ｎ型領域１３２ｎを囲むように形成されている。なお、この境界部１３２ｂのうちＤ１軸方向に沿う部分は、例えば、図６（ａ）の境界部１３２ｂと同様に、凹部Ｋ１の底部の温度変化がＤ１軸方向に進行するときに、検出温度の急激な変化を抑制する効果を奏し得る。

ただし、上記の効果は、図６（ａ）の変形例のように、ｐｎ接合面のうちダイオードとしての機能に果たす影響が大きい部分がＤ１軸に沿っている方が大きい。このような態様としては、例えば、図６（ａ）に示すように、半導体基板１３２の平面視において、ｐｎ接合面のうち第一方向（Ｄ１軸方向）に沿っている部分（境界部１３２ｂ）に対して、及び／又は第一方向（Ｄ１軸方向）に平行な半導体基板１３２の中心線ＣＬ１に対して、ｐ型領域１３２ｐの８割以上が第一方向に直交する方向（Ｄ２軸方向）の一方側に位置しており、ｎ型領域１３２ｎの８割以上が第一方向に直交する方向（Ｄ２軸方向）の他方側に位置している態様を挙げることができる。

図６（ｃ）の変形例に係る温度センサ２０５は、いわゆるウェルを有している。図示の例では、ｐ型の半導体基板２０７にｎ型のウェル２０９が形成され、ウェル２０９内にｐ型の層２１０が形成されている。なお、ウェル２０９は、第一層の一例となっており、層２１０は第二層の一例となっている。このようなウェルを設ける変形は、実施形態及び他の変形例のいずれに適用されてもよい。

図７（ａ）は、変形例に係る温度センサ２１１の断面図である。図７（ｂ）は、温度センサ２１１の半導体基板２１３の構成を示す平面図である。

温度センサ２１１は、実施形態と同様に、ダイオード２１５を含む半導体基板２１３を有し、半導体基板２１３が第二領域Ｒ２に表面実装される構成である。ただし、温度センサ２１１は、ベアチップではなく、いわゆるＷＬＰ型のチップとして構成されている。

すなわち、温度センサ２１１は、半導体基板２１３、アノード端子１３１ｂ及びカソード端子１３１ａ上に再配線層２１７を有している。再配線層２１７は、特に符号を付さないが、例えば、絶縁層と導体層とが適宜な数で積層されて構成されており、最上部には端子が露出している。端子上には半田バンプ等が設けられていてもよい。

このように再配線層２１７を設ければ、例えば、アノード端子１３１ｂ及びカソード端子１３１ａの温度センサ１３０内における配置位置（ひいてはｎ型領域１３２ｎ及びｐ型領域１３２ｐの配置位置）、パッケージ１１０に接合される端子の温度センサ１３０内における配置位置、並びにこれらの位置関係の設計の自由度が向上する。

従って、例えば、半導体基板１３２（ｎ型領域１３２ｎ）の中心にアノード端子１３１ｂ（ｐ型領域１３２ｐ）を位置させつつ、半導体基板２１３の両端をパッケージ１１０に対して接合してよい。

本開示に係る技術は、以上の実施形態及び変形例に限定されず、種々の態様で実施されてよい。

例えば、表面で温度を検出する温度センサはダイオードを有するものに限定されない。また、パッケージの第二領域に実装されるセンサ基板と、センサ基板の第二領域側に位置する測温部とを有する温度センサ（ベアチップ、ＷＬＰ型チップ又はこれらに類するチップ）も、ダイオードを有するものに限定されない。例えば、温度センサは、適宜な絶縁基板と、絶縁基板の第二領域側の主面上に配置された抵抗体とを有し、温度変化に対する抵抗の変化を利用するものであってもよい。

ベアチップ、ＷＬＰ型チップ又はこれらに類するチップにおいて、センサ基板は、側面及び裏面（測温部とは反対側）に絶縁層及び／又は導体層が設けられていてもよい。換言すれば、半導体基板は、必ずしも一部が露出していなくてもよい。

温度センサがダイオードを含むものである場合において、温度センサは、パッケージングされたものであってもよい。この場合でも、例えば、封止部材内で半導体基板を第二領域側に寄せたり、ダイオードが形成された面を第二領域側に向けるように封止部材内で半導体基板が配置されたり、封止部材のうち半導体基板と第二領域との間に位置する部分の熱伝導率を高くしたりして、表面で温度を検出しているといえる構成を実現することは可能である。また、実施形態では、温度センサは、ダイオードを１つのみ含んでいた。ただし、温度センサは、互いに接続された複数のダイオードを含んでいてもよい。

ダイオードとして、ｐｎ接合を有するものを例示したが、ダイオードは、ＰＩＮダイオードのようにｐｎ接合以外の接合面（境界部、境界面）を有するものであってもよい。なお、ＰＩＮダイオードにおいては、ｐ型領域及びｎ型領域の境界部（第一層及び第二層の境界面）は、ｉ型領域（ｉ型層）である。

ダイオードは、他の素子として機能可能な構成であっても構わない。例えば、温度センサは、トランジスタを含み、温度センサの配線又はパッケージの配線によってベースとコレクタとが短絡されることなどにより、トランジスタの一部がダイオードとして機能してもよい。

ダイオードは、半導体基板の主面にｐ型領域及びｎ型領域が形成されるプレーナ構造に限定されず、ｐ型層とｎ型層とが積層され、その積層方向に電流が流れる構造のものであってもよい。この場合であっても、ダイオードが温度センサ内で第二領域側の表面に偏って設けられていれば、第二領域側の表面で温度を検出しているといえる。

また、ダイオードは、実施形態に示した以外に、適宜な層等を有していてよい。例えば、半導体基板上に位置する酸化膜（例えばＳｉＯ_２膜）、ゲートリング及びパッシベーション膜等を適宜に有していてもよい。

１…水晶振動子（圧電振動子）、１１０…パッケージ、１２０…水晶素子（圧電素子）、１３０…温度センサ、１４０…蓋体、Ｋ１…凹部、Ｒ１…第一領域、Ｒ２…第二領域。

Claims (7)

1. 凹部を有しているパッケージと、
   前記凹部の開口を塞いで前記凹部内を気密封止している蓋体と、
   前記凹部に収容されているとともに前記凹部の内面のうち前記蓋体側に面する第一領域に実装されている圧電素子と、
   前記凹部に収容されているとともに前記凹部の内面のうち前記蓋体側に面する第二領域に実装されている、前記第二領域側の表面で温度を検出する温度センサと、
   を有しており、
   前記圧電素子は、前記凹部の底面に平行な第一方向の一端側においてのみ支持されており、
   前記温度センサは、前記第二領域に対向して表面実装されている半導体基板を有している、ベアチップ又はウェハレベルパッケージ式チップであり、
   前記半導体基板の前記第二領域側の主面は、ダイオードを構成しているｐ型領域及びｎ型領域を含んでおり、
   前記半導体基板は、
   一部の領域が前記ｐ型領域及び前記ｎ型領域の一方を構成する第一層と、
   前記一部の領域とは異なる領域において前記第一層上に位置することによって前記ｐ型領域及び前記ｎ型領域の他方を構成している第二層と、を有しており、
   前記第二層の少なくとも一部は、前記圧電素子の支持位置よりも前記第一方向の一方側又は他方側に位置しており、
   前記第二層の厚さは前記第一層の厚さの半分以下である
   圧電振動子。
2. 前記第二層の厚さは前記第一層の厚さの１／５以下である
   請求項１に記載の圧電振動子。
3. 前記半導体基板の平面視において、前記ｐ型領域及び前記ｎ型領域の境界部の少なくとも一部は、前記圧電素子の支持位置よりも前記第一方向の一方側又は他方側に位置しているとともに前記第一方向に沿って延びている
   請求項１又は２に記載の圧電振動子。
4. 前記半導体基板の平面視において、前記境界部の前記第一方向に沿って延びている部分に対して、前記ｐ型領域の８割以上は前記第一方向に直交する方向の一方側に位置しており、前記ｎ型領域の８割以上は前記第一方向に直交する方向の他方側に位置している
   請求項３に記載の圧電振動子。
5. 前記凹部の平面視において、前記圧電素子の支持位置は、前記パッケージの中心よりも前記第一方向の前記一端側に位置しており、
   前記凹部の平面視において、前記温度センサの中心は、前記パッケージの中心よりも前記第一方向の前記一端側に位置している
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の圧電振動子。
6. 前記第一領域は、前記凹部の底面上に位置する台座部の上面であり、
   前記第二領域は、前記凹部の底面であり、
   前記台座部の前記凹部の底面からの高さは、前記台座部から前記蓋体までの高さよりも低い
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の圧電振動子。
7. 前記第一領域及び前記第二領域は面一である
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の圧電振動子。

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