JP7369399B2 - Method for manufacturing a vibration element, method for manufacturing a vibration power generation element, vibration element, and vibration power generation element - Google Patents

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本発明は、振動素子の製造方法、振動発電素子の製造方法、振動素子、および振動発電素子に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a vibration element, a method for manufacturing a vibration power generation element, a vibration element, and a vibration power generation element.

環境振動からエネルギーを収穫するエナジーハーベスティング技術の一つとして、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)振動素子である振動発電素子を用いて環境振動から発電を行う手法が知られている。
振動発電素子では、例えば可動電極をカンチレバーのような弾性支持部で支持し、可動電極が固定電極に対して振動することで発電を行っている。
振動発電素子の発電効率を向上させるためには、可動電極と固定電極とを近接して対向させることが望ましい。このため、可動電極と固定電極とを、同一の基板からエッチングにより一体的に形成する製造方法が用いられている。
また、可動電極と固定電極のそれぞれは、適度な導電性を有する必要があるとともに、可動電極と固定電極との間は電気的に絶縁されている必要がある(特許文献1参照)。
As one of the energy harvesting techniques for harvesting energy from environmental vibrations, a method of generating power from environmental vibrations using a vibration power generation element, which is a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) vibration element, is known.
In a vibration power generation element, for example, a movable electrode is supported by an elastic support member such as a cantilever, and power is generated by the movable electrode vibrating relative to a fixed electrode.
In order to improve the power generation efficiency of the vibration power generation element, it is desirable to have the movable electrode and the fixed electrode closely facing each other. For this reason, a manufacturing method is used in which the movable electrode and the fixed electrode are integrally formed from the same substrate by etching.
Further, each of the movable electrode and the fixed electrode needs to have appropriate conductivity, and the movable electrode and the fixed electrode need to be electrically insulated (see Patent Document 1).

国際公開第2019/031565号International Publication No. 2019/031565

特許文献1においては、可動電極と固定電極との間の電気的な絶縁性を確保するために、基板として、SOI(Silicon On Insulator)基板、または導電率の小さな真性のシリコン基板の表面から所定厚さの領域にのみドーピングによりP型またはN型の導電層を形成した基板を使用する。 In Patent Document 1, in order to ensure electrical insulation between a movable electrode and a fixed electrode, a predetermined distance from the surface of an SOI (Silicon On Insulator) substrate or an intrinsic silicon substrate with low conductivity is used as a substrate. A substrate is used in which a P-type or N-type conductive layer is formed by doping only in a thick region.

しかし、SOI基板は高価であり、SOI基板を使用すると、振動発電素子等の製造コストが高価になるという課題がある。また、真性のシリコン基板の表面にドーピングにより導電層を形成しても、その導電層の厚さは薄く、従って十分に低い電気抵抗を得ることは難しい。そして、ドーピングにより十分な厚さの導電層を形成するには、注入するイオンの加速電圧の増加や処理時間の増加が必要であり、やはり製造コストが上昇するという課題がある。 However, SOI substrates are expensive, and there is a problem in that the use of SOI substrates increases the manufacturing cost of vibration power generation elements and the like. Further, even if a conductive layer is formed on the surface of an intrinsic silicon substrate by doping, the thickness of the conductive layer is thin, and therefore it is difficult to obtain a sufficiently low electrical resistance. In addition, in order to form a sufficiently thick conductive layer by doping, it is necessary to increase the acceleration voltage of the implanted ions and increase the processing time, which also raises the problem of increased manufacturing costs.

第1の態様によると、振動素子の製造方法は、導電性の基板を用意すること、前記基板の第1領域に空隙を形成すること、前記第1領域に形成された前記空隙に絶縁部材を充填して絶縁部を形成すること、前記基板から、前記第1領域に接する第2領域を除去して、前記絶縁部と機械的に接続されている第1支持部と、前記絶縁部と機械的に接続され、かつ前記第1支持部と絶縁されている第2支持部と、前記第1支持部に支持されている第1電極と、前記第2支持部に支持されている第2電極とを形成すること、を備える。
第2の態様によると、振動発電素子の製造方法は、第1の態様の振動素子の製造方法と、前記第1電極および前記第2電極のうちの一方の電極の、他方の電極と対向する部分にエレクトレットを形成すること、を備える。
第3の態様によると、振動素子は、絶縁部と、前記絶縁部と機械的に接続されている導電性の第1支持部と、前記絶縁部と機械的に接続され、かつ前記第1支持部と絶縁されている導電性の第2支持部と、前記第1支持部に支持されている第1電極と、前記第2支持部に支持されている第2電極と、を備え、前記第1電極と前記第2電極とは、10μm以下の距離で対向して配置されている。
第4の態様によると、振動発電素子は、第3の態様による振動素子を備え、前記第1電極および前記第2電極のうちの一方の電極の、他方の電極と対向する部分にエレクトレットが形成されている。
According to a first aspect, a method for manufacturing a vibration element includes preparing a conductive substrate, forming a gap in a first region of the substrate, and applying an insulating member to the gap formed in the first region. forming an insulating portion by filling the substrate; removing a second region in contact with the first region from the substrate to form a first supporting portion mechanically connected to the insulating portion; a second support part that is electrically connected to the first support part and insulated from the first support part; a first electrode supported by the first support part; and a second electrode supported by the second support part. and forming.
According to a second aspect, a method for manufacturing a vibration power generation element includes the method for manufacturing a vibration power generation element according to the first aspect, and in which one of the first electrode and the second electrode faces the other electrode. forming an electret on the portion.
According to the third aspect, the vibrating element includes an insulating section, a conductive first support section mechanically connected to the insulating section, and a conductive first support section mechanically connected to the insulating section and the first support section mechanically connected to the insulating section. a conductive second support part insulated from the second support part, a first electrode supported by the first support part, and a second electrode supported by the second support part; The first electrode and the second electrode are arranged facing each other with a distance of 10 μm or less.
According to a fourth aspect, the vibration power generation element includes the vibration element according to the third aspect, and an electret is formed in a portion of one of the first electrode and the second electrode facing the other electrode. has been done.

本発明によれば、振動素子および振動発電素子を安価に製造することができる。
また、導電性の基板の面内を、安価な方法で絶縁することができる。
According to the present invention, a vibration element and a vibration power generation element can be manufactured at low cost.
Furthermore, the in-plane insulation of the conductive substrate can be achieved using an inexpensive method.

振動素子および振動発電素子の製造方法の第1実施形態を説明する図。FIG. 1 is a diagram illustrating a first embodiment of a method for manufacturing a vibration element and a vibration power generation element. 図1に続く振動素子および振動発電素子の製造方法の第1実施形態を説明する図。FIG. 2 is a diagram illustrating a first embodiment of the method for manufacturing a vibration element and a vibration power generation element following FIG. 1 . 図2に続く振動素子および振動発電素子の製造方法の第1実施形態を説明する図。3 is a diagram illustrating a first embodiment of the method for manufacturing a vibration element and a vibration power generation element following FIG. 2. FIG. 図4(a)は、図2に続く振動素子および振動発電素子の製造方法の第1実施形態を説明する図。図4(b)および図4(c)は、第1実施形態の製造方法で製造された振動素子および振動発電素子を示す図。FIG. 4(a) is a diagram illustrating a first embodiment of the method for manufacturing a vibration element and a vibration power generation element following FIG. 2. FIG. 4(b) and FIG. 4(c) are diagrams showing a vibration element and a vibration power generation element manufactured by the manufacturing method of the first embodiment. 図5(a)は、振動素子および振動発電素子の製造方法の第2実施形態を説明する図。図5(b)は、第2実施形態の製造方法で製造された振動素子および振動発電素子を示す図。FIG. 5A is a diagram illustrating a second embodiment of a method for manufacturing a vibration element and a vibration power generation element. FIG. 5(b) is a diagram showing a vibration element and a vibration power generation element manufactured by the manufacturing method of the second embodiment. 図6(a)は、振動素子および振動発電素子の製造方法の第3実施形態を説明する図。図6(b)は、第3実施形態の製造方法で製造された振動素子および振動発電素子を示す図。FIG. 6A is a diagram illustrating a third embodiment of a method for manufacturing a vibration element and a vibration power generation element. FIG. 6(b) is a diagram showing a vibration element and a vibration power generation element manufactured by the manufacturing method of the third embodiment. 図7(a)は、振動素子および振動発電素子の製造方法の変形例2を説明する図。図7(b)は、振動素子および振動発電素子の製造方法の変形例3を説明する図。FIG. 7A is a diagram illustrating a second modification of the method for manufacturing a vibration element and a vibration power generation element. FIG. 7(b) is a diagram illustrating a third modification of the method for manufacturing a vibration element and a vibration power generation element. 振動素子および振動発電素子の製造方法の変形例4を説明する図。FIG. 7 is a diagram illustrating a fourth modification of the method for manufacturing a vibration element and a vibration power generation element. 振動素子および振動発電素子の製造方法の変形例6を説明する図。FIG. 7 is a diagram illustrating a sixth modification of the method for manufacturing a vibration element and a vibration power generation element.

(振動発電素子の製造方法の第1実施形態)
以下、図1から図4を参照して、振動発電素子50の製造方法の第1実施形態について説明する。図1(a)から図4(c)まで、および図5以降の各図に矢印で示したX方向、Y方向、およびZ方向はそれぞれ同一の方向を示し、その矢印の指し示す方向を+方向とする。X方向、Y方向、およびZ方向は、相互に直交する方向であり、X方向およびY方向は後述する基板10の表面と平行な方向である。
(First embodiment of the method for manufacturing a vibration power generation element)
Hereinafter, a first embodiment of a method for manufacturing the vibration power generation element 50 will be described with reference to FIGS. 1 to 4. The X direction, Y direction, and Z direction indicated by arrows in FIG. 1(a) to FIG. 4(c) and each figure after FIG. 5 indicate the same direction, and the direction pointed by the arrow is the + direction. shall be. The X direction, the Y direction, and the Z direction are directions perpendicular to each other, and the X direction and the Y direction are directions parallel to the surface of the substrate 10, which will be described later.

(工程1)
図1(a)に示したように、略円形のシリコン基板であるシリコンウエハ等の、導電性の基板10を用意する。基板10がシリコン基板である場合には、その内部に不純物を含むことによりN型またはP型の導電性を有するシリコン基板を用意する。基板10のZ方向の厚さは、一例として10μmから800μm程度である。
導電性の基板10の体積抵抗率は、一例として100〔Ω・cm〕以下である。
(Step 1)
As shown in FIG. 1(a), a conductive substrate 10 such as a silicon wafer, which is a substantially circular silicon substrate, is prepared. When the substrate 10 is a silicon substrate, a silicon substrate having N-type or P-type conductivity by containing impurities therein is prepared. The thickness of the substrate 10 in the Z direction is, for example, about 10 μm to 800 μm.
The volume resistivity of the conductive substrate 10 is, for example, 100 [Ω·cm] or less.

(工程2)
図1(a)に示したように、基板10の2つの第1領域11に、貫通孔である空隙14をそれぞれ形成する。
図1(b)は、空隙14を形成する工程を説明する図であり、図1(a)に示した1つの第1領域11を通るAA線における基板10のXZ断面を、-Y方向から見た図である。
第1領域11のX方向の幅は、一例として、10μm程度から10mm程度である。第1領域11のY方向の幅は、一例として、0.5mmから10mm程度である。
また、第1領域11のZ方向の幅は、基板10の厚さに等しい。
(Step 2)
As shown in FIG. 1A, voids 14, which are through holes, are formed in the two first regions 11 of the substrate 10, respectively.
FIG. 1(b) is a diagram illustrating the process of forming the void 14, and shows an XZ cross section of the substrate 10 along the line AA passing through one first region 11 shown in FIG. 1(a) from the −Y direction. This is the view.
The width of the first region 11 in the X direction is, for example, about 10 μm to about 10 mm. The width of the first region 11 in the Y direction is, for example, about 0.5 mm to 10 mm.
Further, the width of the first region 11 in the Z direction is equal to the thickness of the substrate 10.

空隙14の形成においては、始めに基板10の+Z側の面(以下「おもて面」と呼ぶ)上の全面にレジスト12aを形成する。そして、第1領域11の上に形成されているレジスト12aを除去し、開口部13を形成する。レジスト12aの除去は、例えば、露光および現像等を含むフォトリソグラフィ工程により行う。
そして、レジスト12aをエッチングマスクとして、基板10をエッチングすることにより、図1(c)に示したように、第1領域11に基板10を貫通する空隙14を形成する。その後、レジスト12aを除去する。
In forming the void 14, a resist 12a is first formed on the entire surface of the +Z side (hereinafter referred to as "front surface") of the substrate 10. Then, the resist 12a formed on the first region 11 is removed, and an opening 13 is formed. The resist 12a is removed by, for example, a photolithography process including exposure and development.
Then, by etching the substrate 10 using the resist 12a as an etching mask, a gap 14 penetrating the substrate 10 is formed in the first region 11, as shown in FIG. 1(c). After that, the resist 12a is removed.

(工程3)
第1領域11に形成されている空隙14に絶縁部材を充填して、第1領域11に絶縁部15を形成する。
図2(a)および図2(b)は、絶縁部15の形成方法を説明する図であり、基板10の第1領域11の近傍を、図1(c)よりも拡大して示したXZ断面図である。
(Step 3)
A gap 14 formed in the first region 11 is filled with an insulating member to form an insulating portion 15 in the first region 11 .
2(a) and 2(b) are diagrams illustrating a method for forming the insulating portion 15, and are XZ diagrams showing the vicinity of the first region 11 of the substrate 10 on a larger scale than in FIG. 1(c). FIG.

図2(a)に示したように、始めに第1領域11に形成されている空隙14に、粒形が0.5μmから2μm程度の粉末シリコン16を充填する。そして、800℃から1200℃程度、一例として950℃程度の温度の水蒸気雰囲気中で数時間、粉末シリコン16の少なくとも表面付近を熱酸化させるとともに相互に融着させ、絶縁性の二酸化シリコン(石英ガラス)を含む一体的な絶縁部15に変化させる。
絶縁部15の体積抵抗率は、一例として1〔MΩ・cm〕以上である。
As shown in FIG. 2A, first, the voids 14 formed in the first region 11 are filled with powdered silicon 16 having a grain size of about 0.5 μm to 2 μm. Then, for several hours in a steam atmosphere at a temperature of about 800°C to 1200°C, for example about 950°C, at least the vicinity of the surface of the powdered silicon 16 is thermally oxidized and fused together to form an insulating silicon dioxide (silica glass). ) into an integral insulating part 15 including:
The volume resistivity of the insulating portion 15 is, for example, 1 [MΩ·cm] or more.

酸化により粉末シリコン16の体積が膨張するため、空隙14内を絶縁部15により充填することができるとともに、体積膨張した絶縁部15が基板10の側壁101、102を押し、その結果、絶縁部15が側壁101、102と密着する。
基板10がシリコン基板等の熱酸化により酸化膜が形成される基板であれば、上述の熱酸化において、空隙14に面する基板10の側壁101、102も酸化する。そして、上述の粉末シリコン16の酸化物と融着するので、絶縁部15と基板10の側壁101、102との密着性をさらに高めることができる。
Since the volume of the powdered silicon 16 expands due to oxidation, the inside of the gap 14 can be filled with the insulating part 15, and the volume-expanded insulating part 15 pushes the side walls 101 and 102 of the substrate 10, and as a result, the insulating part 15 are in close contact with the side walls 101 and 102.
If the substrate 10 is a substrate on which an oxide film is formed by thermal oxidation, such as a silicon substrate, the side walls 101 and 102 of the substrate 10 facing the gap 14 are also oxidized in the above-mentioned thermal oxidation. Since it is fused to the oxide of the powdered silicon 16 described above, the adhesion between the insulating portion 15 and the side walls 101 and 102 of the substrate 10 can be further improved.

図2(c)は、2つの第1領域11の内部に、絶縁部15が形成された基板10を+Z方向から見た図を示している。そして、上述の図2(b)は、図2(c)に示したBB線における基板10のXZ断面を、-Y方向から見た図となる。 FIG. 2C shows a diagram of the substrate 10 in which the insulating portions 15 are formed inside the two first regions 11, viewed from the +Z direction. The above-mentioned FIG. 2(b) is a diagram of the XZ cross section of the substrate 10 taken along the line BB shown in FIG. 2(c), viewed from the -Y direction.

(工程4)
図3(a)に示したように、基板10のおもて面の全面にレジスト12bを形成する。そして、例えば露光および現像等を含むフォトリソグラフィ工程により、XY平面内において2つの第1領域11に共に接する内部領域17aに形成されているレジスト12bを除去する。
なお、第1領域11に形成されている絶縁部15は、レジスト12bに覆われているため図3(a)には示していない。ただし、内部領域17aと第1領域11との位置関係を示すために、第1領域11については図3(a)に破線で示している。
(Step 4)
As shown in FIG. 3A, a resist 12b is formed on the entire front surface of the substrate 10. Then, by a photolithography process including exposure and development, for example, the resist 12b formed in the internal region 17a that is in contact with both the two first regions 11 in the XY plane is removed.
Note that the insulating portion 15 formed in the first region 11 is not shown in FIG. 3(a) because it is covered with the resist 12b. However, in order to show the positional relationship between the internal region 17a and the first region 11, the first region 11 is shown by a broken line in FIG. 3(a).

内部領域17aの形状は、後述するように、製造する振動発電素子50を構成する部材の形状に応じて決定する。ただし、上述したように、内部領域17aは、2つの第1領域11のそれぞれに接している。 The shape of the internal region 17a is determined according to the shape of the members constituting the vibration power generation element 50 to be manufactured, as will be described later. However, as described above, the internal region 17a is in contact with each of the two first regions 11.

(工程5)
基板10のおもて面の内部領域17aを除く部分に形成したレジスト12bをエッチングマスクとして基板10をエッチングすることにより、基板10の内部領域17aを除去する。その後、レジスト12bを除去する。図3(b)は、内部領域17aおよびレジスト12bが除去された状態の基板10を示している。
(Step 5)
The internal region 17a of the substrate 10 is removed by etching the substrate 10 using the resist 12b formed on the front surface of the substrate 10 as an etching mask. After that, the resist 12b is removed. FIG. 3(b) shows the substrate 10 with the internal region 17a and the resist 12b removed.

図4(a)は、基本的には上述の図3(b)に示したものと同様の状態の基板10を示す図である。ただし、説明を容易にするために、図4(b)に示した完成後の振動発電素子50を構成する各部分に相当する基板10上の各部分に、それぞれハッチングを付し、かつ符号を付している。 FIG. 4(a) is a diagram showing the substrate 10 in basically the same state as that shown in FIG. 3(b) described above. However, for ease of explanation, each part on the substrate 10 corresponding to each part constituting the completed vibration power generation element 50 shown in FIG. It is attached.

上述の内部領域17aの除去により、完成後の振動発電素子50における第1電極19、第2電極23等が、基板10に残存する形で形成される。
第1電極19および第2電極23は、いずれもXY平面内における形状が櫛歯状であり、いずれも複数本の櫛歯を有している。そして、それぞれの櫛歯部分は相互に歯合している。すなわち、第2電極23の各櫛歯部分の±Y方向の各端面は、第1電極19の各櫛歯部分の±Y方向の端面に対向して配置されている。
なお、上述のエッチングにおいて、絶縁部15の一部についても、内部領域17aとして基板10から除去しても良い。この場合には、第1領域は、絶縁部15のうち、内部領域17aのエッチングの後に基板10に残存する領域である。
By removing the internal region 17a described above, the first electrode 19, second electrode 23, etc. in the completed vibration power generation element 50 are formed in a form that remains on the substrate 10.
Both the first electrode 19 and the second electrode 23 have a comb-like shape in the XY plane, and both have a plurality of comb teeth. The comb tooth portions are interlocked with each other. That is, each end surface of each comb-teeth portion of the second electrode 23 in the ±Y direction is arranged to face the end surface of each comb-teeth portion of the first electrode 19 in the ±Y direction.
Note that in the above-described etching, a portion of the insulating portion 15 may also be removed from the substrate 10 as the internal region 17a. In this case, the first region is a region of the insulating portion 15 that remains on the substrate 10 after etching the internal region 17a.

(工程6)
基板10上の、第2電極23の+Y方向および-Y方向の端面に、公知の帯電処理(例えば、特開2014-049557号公報に記載の帯電処理)を施すことによって、エレクトレット24を形成する。すなわち、エレクトレット24は、第2電極23の各櫛歯のうちの、第1電極19の各櫛歯と対向する部分に形成される。
(Step 6)
The electret 24 is formed by performing a known charging process (for example, the charging process described in JP 2014-049557A) on the end faces of the second electrode 23 in the +Y direction and the -Y direction on the substrate 10. . That is, the electret 24 is formed in a portion of each comb tooth of the second electrode 23 that faces each comb tooth of the first electrode 19 .

なお、エレクトレット24を、第2電極23の各櫛歯のうちの第1電極19の各櫛歯と対向する部分ではなく、第1電極19の各櫛歯のうちの第2電極23の各櫛歯と対向する部分に形成しても良い。
また、基板10がシリコン基板でない場合には、第1電極19または第2電極23の表面のうちのエレクトレット24を形成すべき部分にシリコンまたはポリシリコンの膜を形成した後に、上述の公知の帯電処理によりエレクトレット24を形成する。
Note that the electret 24 is not placed in a portion of each comb tooth of the second electrode 23 that faces each comb tooth of the first electrode 19 , but on each comb of the second electrode 23 of each comb tooth of the first electrode 19 . It may be formed on the part facing the teeth.
In addition, when the substrate 10 is not a silicon substrate, after forming a silicon or polysilicon film on the portion of the surface of the first electrode 19 or the second electrode 23 where the electret 24 is to be formed, the above-mentioned known charging method may be used. An electret 24 is formed by the treatment.

(工程7)
基板10から、図4(a)に示した切断線SL1の-X側、切断線SL2の+X側、切断線SL3の+Y側、および切断線SL4の-Y側の領域である外部領域17bを除去する。外部領域17bは全体として、2つの第1領域11のそれぞれに接している。
なお、切断線SL3は、絶縁部15の+Y側の端部よりも-Y側であって、絶縁部15の内部を通る線であっても良い。また、切断線SL4は、絶縁部15の-Y側の端部よりも+Y側であって、絶縁部15の内部を通る線であっても良い。これらの場合には、絶縁部15の一部も外部領域17bとともに基板10から除去される。なお、これらの場合には、第1領域は、絶縁部15のうち、上記の除去の後に基板10に残存する領域である。
外部領域17bの除去により、振動発電素子50が完成する。
(Step 7)
From the substrate 10, the external region 17b which is the region on the -X side of the cutting line SL1, the +X side of the cutting line SL2, the +Y side of the cutting line SL3, and the -Y side of the cutting line SL4 shown in FIG. Remove. The external region 17b as a whole is in contact with each of the two first regions 11.
Note that the cutting line SL3 may be a line that is on the −Y side rather than the +Y side end of the insulating portion 15 and passes through the inside of the insulating portion 15. Further, the cutting line SL4 may be a line that is on the +Y side of the -Y side end of the insulating section 15 and passes through the inside of the insulating section 15. In these cases, a portion of the insulating portion 15 is also removed from the substrate 10 along with the external region 17b. Note that in these cases, the first region is a region of the insulating portion 15 that remains on the substrate 10 after the above-mentioned removal.
By removing the external region 17b, the vibration power generating element 50 is completed.

外部領域17bの除去は、切断線SL1~SL4に沿って、ダイシングソーで基板10を切断することにより行っても良く、上述の内部領域17aと同様にエッチングを含むリソグラフィによりエッチングにより除去しても良い。外部領域17bを、エッチングを含むリソグラフィにより基板10から除去する場合には、上述の内部領域17aの除去と同時に行っても良い。 The external region 17b may be removed by cutting the substrate 10 with a dicing saw along the cutting lines SL1 to SL4, or may be removed by etching using lithography including etching in the same manner as the internal region 17a described above. good. When the external region 17b is removed from the substrate 10 by lithography including etching, it may be removed at the same time as the internal region 17a described above.

本明細書では、基板10の中の第1領域11に接する領域であって、製造工程において基板10から除去される領域を「第2領域」17と呼ぶ。
内部領域17aと外部領域17bは、共に2つの第1領域11のそれぞれに接する領域であり、基板10から除去される領域である。従って、内部領域17aと外部領域17bとは、いずれも第2領域である。また、内部領域17aと外部領域17bとを合わせて、または個々に、第2領域17とも呼ぶ。
In this specification, a region of the substrate 10 that is in contact with the first region 11 and that is removed from the substrate 10 in the manufacturing process is referred to as a "second region" 17.
Both the inner region 17a and the outer region 17b are regions that are in contact with each of the two first regions 11, and are regions that are removed from the substrate 10. Therefore, both the inner region 17a and the outer region 17b are second regions. In addition, the inner region 17a and the outer region 17b are also referred to as the second region 17, either together or individually.

(振動発電素子の第1実施形態)
図4(b)は、以上の工程により完成した振動発電素子50を、+Z方向から見た図である。振動発電素子50は、2つの絶縁部15と、絶縁部15と機械的に接続されている導電性の第1支持部18と、絶縁部15と機械的に接続され、かつ絶縁部15により第1支持部18とは絶縁されている導電性の第2支持部22とを備えている。ここで、第2支持部22は、絶縁部15と機械的に接続されている支持枠20と、支持枠20に接続されている電極支持部21とを含んでいる。
(First embodiment of vibration power generation element)
FIG. 4(b) is a diagram of the vibration power generation element 50 completed through the above steps, viewed from the +Z direction. The vibration power generation element 50 includes two insulating parts 15 , a conductive first support part 18 which is mechanically connected to the insulating part 15 , and a first conductive support part 18 which is mechanically connected to the insulating part 15 and is connected to the insulating part 15 . The first support part 18 includes a conductive second support part 22 that is insulated from the first support part 18 . Here, the second support section 22 includes a support frame 20 that is mechanically connected to the insulating section 15 and an electrode support section 21 that is connected to the support frame 20.

振動発電素子50は、さらに、第1支持部18に支持されている第1電極19と、第2支持部22の電極支持部21に支持されている第2電極23とを備えている。そして、第1電極19と第2電極23とのどちらか一方は、他方と対向する部分にエレクトレット24を備えている。 The vibration power generation element 50 further includes a first electrode 19 supported by the first support part 18 and a second electrode 23 supported by the electrode support part 21 of the second support part 22. One of the first electrode 19 and the second electrode 23 is provided with an electret 24 in a portion facing the other.

なお、第1電極19および第2電極23のそれぞれの櫛歯の本数は、図4(b)等に示したものに限定されない。
また、第1電極19および第2電極23は、XY平面内における形状が上述の櫛歯状に限られるわけではない。例えば、2つの電極はそれぞれ、YZ平面に平行な端面を有し、2つの端面が基板10の面内方向であるX方向に対向して配置されるものであっても良い。
Note that the number of comb teeth of each of the first electrode 19 and the second electrode 23 is not limited to that shown in FIG. 4(b) and the like.
Further, the shape of the first electrode 19 and the second electrode 23 in the XY plane is not limited to the above-mentioned comb-like shape. For example, each of the two electrodes may have an end face parallel to the YZ plane, and the two end faces may be arranged to face each other in the X direction, which is the in-plane direction of the substrate 10.

第1支持部18、第2支持部22(支持枠20と電極支持部21)、第1電極19および第2電極23は、上述の基板10から上述の第2領域17(内部領域17aおよび外部領域17b)を除去することにより形成されている。従って、第2領域17の形状を所望の形状に設定することにより、第1支持部18、第2支持部22(支持枠20と電極支持部21)、第1電極19および第2電極23のそれぞれのXY平面内の形状を、所望の形状とすることができる。 The first support portion 18, the second support portion 22 (the support frame 20 and the electrode support portion 21), the first electrode 19, and the second electrode 23 are connected from the substrate 10 to the second region 17 (internal region 17a and external region 17a). It is formed by removing the region 17b). Therefore, by setting the shape of the second region 17 to a desired shape, the first support portion 18, the second support portion 22 (the support frame 20 and the electrode support portion 21), the first electrode 19, and the second electrode 23 can be Each shape in the XY plane can be made into a desired shape.

また、第1電極19と第2電極23とは、それぞれ第1支持部18および第2支持部22により保持され、第1支持部18と第2支持部22とは絶縁部15により電気的に絶縁されているので、第1電極19と第2電極23とは電気的に絶縁されている。 Further, the first electrode 19 and the second electrode 23 are held by the first support part 18 and the second support part 22, respectively, and the first support part 18 and the second support part 22 are electrically connected to each other by the insulating part 15. Since they are insulated, the first electrode 19 and the second electrode 23 are electrically insulated.

振動発電素子50がZ方向に振動成分を有する振動で振動すると、これに誘起されてX方向に長い電極支持部21が支持枠20を支点としてZ方向に振動する。このため、電極支持部21に一体的に保持されている第2電極23は、第1支持部18に対して固定的に保持されている第1電極19に対して相対的にZ方向に振動する。 When the vibration power generation element 50 vibrates with a vibration having a vibration component in the Z direction, this causes the electrode support part 21, which is long in the X direction, to vibrate in the Z direction using the support frame 20 as a fulcrum. Therefore, the second electrode 23 that is integrally held by the electrode support 21 vibrates in the Z direction relative to the first electrode 19 that is fixedly held with respect to the first support 18. do.

この結果、第1電極19と第2電極23の対向部分OA1のZ方向の長さが変動し、従って、対向部分OA1の面積が変動する。対向部分OA1の面積の変化により、エレクトレットが形成されている第2電極23(または第1電極19)と対向する第1電極19(または第2電極23)に誘起される誘導電荷が変化し、第1電極19と第2電極23との間の電圧が変化して起電力が発生する。 As a result, the length of the opposing portion OA1 between the first electrode 19 and the second electrode 23 in the Z direction changes, and therefore the area of the opposing portion OA1 changes. Due to the change in the area of the opposing portion OA1, the induced charge induced in the first electrode 19 (or the second electrode 23) facing the second electrode 23 (or the first electrode 19) on which the electret is formed changes, The voltage between the first electrode 19 and the second electrode 23 changes and an electromotive force is generated.

第1電極19と第2電極23とのそれぞれの櫛歯部分のY方向に対向する端面の間隔Dは、一例として10μm以下の距離である。また、第1電極19と第2電極23とがY方向に対向する対向部分OA1のX方向の長さは、一例として0.5mmから10mm程度である。そして、第1電極19および第2電極23を含む振動発電素子50は、使用した基板10と同じく、一例として10μmから800μm程度のZ方向の厚さを有している。 The distance D between the end surfaces of the comb-teeth portions of the first electrode 19 and the second electrode 23 that face each other in the Y direction is, for example, a distance of 10 μm or less. Further, the length in the X direction of the facing portion OA1 where the first electrode 19 and the second electrode 23 face each other in the Y direction is, for example, about 0.5 mm to 10 mm. The vibration power generating element 50 including the first electrode 19 and the second electrode 23 has a thickness in the Z direction of about 10 μm to 800 μm, for example, like the substrate 10 used.

上述の製造方法の第1実施形態においては、1つの基板10からエッチングを含むリソグラフィ等により第2領域17を除去することにより、第1電極19と第2電極23とを一括して形成している。これにより、振動発電素子50の第1電極19と第2電極23との櫛歯部分を、X方向に数mm程度の長さに渡って、Y方向に10μm以下の距離を保って、高精度に対向して形成することができる。 In the first embodiment of the manufacturing method described above, the first electrode 19 and the second electrode 23 are formed at once by removing the second region 17 from one substrate 10 by lithography including etching. There is. As a result, the comb-like portions of the first electrode 19 and the second electrode 23 of the vibration power generation element 50 are maintained over a length of several mm in the X direction and a distance of 10 μm or less in the Y direction, resulting in high precision. It can be formed opposite to.

これにより、エレクトレットが形成されている第1電極19(または第2電極23)と対向する第2電極23(または第1電極19)に、より多くの誘導電荷を発生させることができ、振動発電素子50の発電効率を高めることができる。
なお、第2電極23と同様に、第1電極19も不図示の電極支持部を介して第1支持部18により支持されていても良い。
As a result, more induced charges can be generated in the second electrode 23 (or the first electrode 19) facing the first electrode 19 (or the second electrode 23) on which the electret is formed, and vibration power generation The power generation efficiency of the element 50 can be increased.
Note that, like the second electrode 23, the first electrode 19 may also be supported by the first support part 18 via an electrode support part (not shown).

なお、上述した特許文献1に開示されるように、電極支持部21の少なくとも一部に対して局所的なエッチングを行い、その厚さを薄くしても良い。これにより、電極支持部21の剛性を低下させ、振動発電素子50がZ方向に振動成分を有する振動で振動する際の第1電極19と第2電極23のZ方向への相対移動量を増大させることができ、振動発電素子50の発電効率をさらに高めることができる。
第1電極19が不図示の電極支持部を介して第1支持部18に支持されている場合には、第1電極19を指示する不図示の電極支持部についても、上記と同様の局所的なエッチングを行い、その厚さを薄くしても良い。
Note that, as disclosed in Patent Document 1 mentioned above, at least a portion of the electrode support portion 21 may be locally etched to reduce its thickness. This reduces the rigidity of the electrode support part 21 and increases the amount of relative movement in the Z direction between the first electrode 19 and the second electrode 23 when the vibration power generation element 50 vibrates with vibration having a vibration component in the Z direction. Therefore, the power generation efficiency of the vibration power generation element 50 can be further improved.
When the first electrode 19 is supported by the first support part 18 via an electrode support part (not shown), the electrode support part (not shown) that directs the first electrode 19 is also locally supported in the same manner as above. Alternatively, etching may be performed to reduce the thickness.

電極支持部21に対する局所的なエッチングは、基板10のおもて面から行っても良く、裏面(-Z側の面)から行っても良い。
電極支持部21に対する局所的なエッチングは、一例として、上述の製造方法の第1実施形態における工程2から工程6までの間のいずれかにおいて行えば良い。
Local etching of the electrode support portion 21 may be performed from the front surface of the substrate 10 or from the back surface (-Z side surface).
For example, the local etching of the electrode support portion 21 may be performed at any time from step 2 to step 6 in the first embodiment of the manufacturing method described above.

図4(c)は、図4(b)に示した振動発電素子50を-Y方向から見た側面図である。上述の製造方法の第1実施形態においては、絶縁部15を基板10の第1領域11に設けた空隙14(図2(b)等参照)内に形成する。従って、第1支持部18の上面(+Z側面)および第2支持部22の上面は第1平面PU内にあり、絶縁部15の上端部(+Z側の端部)は、第1平面PUよりも下方(-Z側)にある。そして、第1支持部18の下面(-Z側面)および第2支持部22の下面は第2平面PD内にあり、絶縁部15の下端部(-Z側の端部)は、第2平面PDよりも上方(+Z側)にある。 FIG. 4(c) is a side view of the vibration power generating element 50 shown in FIG. 4(b) as viewed from the -Y direction. In the first embodiment of the manufacturing method described above, the insulating part 15 is formed in the gap 14 (see FIG. 2(b) etc.) provided in the first region 11 of the substrate 10. Therefore, the upper surface of the first support part 18 (+Z side surface) and the upper surface of the second support part 22 are within the first plane PU, and the upper end part of the insulating part 15 (the end part on the +Z side) is closer to the first plane PU. is also located below (-Z side). The lower surface of the first support section 18 (-Z side) and the lower surface of the second support section 22 are within the second plane PD, and the lower end of the insulating section 15 (the end on the -Z side) is within the second plane PD. It is located above the PD (on the +Z side).

従って、絶縁部15が、第1支持部18および第2支持部22よりも、上方(+Z側)および下方(-Z側)に、はみ出すことが無く、Z方向に小型化され、かつ不要な突起部の無い、ハンドリングしやすい振動発電素子50を実現することができる。
なお、絶縁部15が第1支持部18および第2支持部22よりも+Z方向または-Z方向にはみ出していても良いのであれば、絶縁部15は、上述の第1領域11を+Z側または-Z側に、はみ出した領域にも形成されていても良い。
Therefore, the insulating part 15 does not protrude above (+Z side) and below (-Z side) from the first support part 18 and the second support part 22, is miniaturized in the Z direction, and has unnecessary It is possible to realize a vibration power generation element 50 that has no protrusions and is easy to handle.
Note that if the insulating part 15 may protrude from the first support part 18 and the second support part 22 in the +Z direction or the -Z direction, the insulating part 15 may extend beyond the first region 11 described above to the +Z side or the -Z direction. It may also be formed in an area protruding from the −Z side.

(振動素子の製造方法の第1実施形態、および振動素子の第1実施形態)
以下、振動素子の製造方法の第1実施形態、および振動素子の第1実施形態について説明する。ただし、振動素子の製造方法の第1実施形態は、上述の振動発電素子の製造方法の第1実施形態と大部分が共通している。また、振動素子の第1実施形態は、上述の振動発電素子の第1実施形態と大部分が共通している。従って、以下では、相違点についてのみ説明する。
(First embodiment of a method for manufacturing a vibration element and a first embodiment of a vibration element)
Hereinafter, a first embodiment of a method for manufacturing a vibration element and a first embodiment of a vibration element will be described. However, the first embodiment of the method for manufacturing a vibration element has most of the same features as the first embodiment of the method for manufacturing the vibration power generation element described above. Further, the first embodiment of the vibration element has most of the same features as the first embodiment of the vibration power generation element described above. Therefore, only the differences will be described below.

振動素子の製造方法の第1実施形態では、上述の振動発電素子の製造方法の第1実施形態と異なり、上述の工程6におけるエレクトレットの形成を行わない。ただし、それ以外の工程は、上述の振動発電素子の製造方法の第1実施形態と同様である。従って、第1実施形態の振動素子は、図4(b)および図4(c)に示した第1実施形態の振動発電素子50からエレクトレット24が除外されているものとなる。 In the first embodiment of the method for manufacturing a vibration element, unlike the first embodiment of the method for manufacturing a vibration power generation element described above, the formation of the electret in step 6 described above is not performed. However, the other steps are the same as in the first embodiment of the method for manufacturing the vibration power generation element described above. Therefore, in the vibration element of the first embodiment, the electret 24 is excluded from the vibration power generation element 50 of the first embodiment shown in FIGS. 4(b) and 4(c).

なお、逆に言えば、第1実施形態の振動発電素子50は、第1実施形態の振動素子の第1電極19または第2電極23の表面にエレクトレット24を形成したものであるともいえる。
以下では、第1実施形態の振動素子についても、第1実施形態の振動発電素子50と同様に、符号50を付して説明する。
Conversely, it can be said that the vibration power generation element 50 of the first embodiment is one in which the electret 24 is formed on the surface of the first electrode 19 or the second electrode 23 of the vibration element of the first embodiment.
In the following, the vibration element of the first embodiment will also be described with reference numeral 50, similar to the vibration power generation element 50 of the first embodiment.

振動素子50においても、上述の振動発電素子50と同様に、振動素子50がZ方向に振動成分を有する振動で振動すると、第2電極23と第1電極19とのZ方向の位置が相対的に変化し、第1電極19と第2電極23の対向部分OA1の面積が変動する。従って、振動素子50は、例えば、Z方向成分を含む振動に応じて第1電極19と第2電極23との間の静電容量が変化する、静電容量型の振動検出素子として使用することができる。そして、第1電極19と第2電極23とのY方向の距離が10μm以下と小さいため、第1電極19と第2電極23との間に大きな静電容量を形成することができ、高感度な振動検出素子を実現できる。 In the vibration element 50, similarly to the vibration power generation element 50 described above, when the vibration element 50 vibrates with a vibration having a vibration component in the Z direction, the positions of the second electrode 23 and the first electrode 19 in the Z direction become relative to each other. , and the area of the opposing portion OA1 between the first electrode 19 and the second electrode 23 changes. Therefore, the vibration element 50 can be used, for example, as a capacitance-type vibration detection element in which the capacitance between the first electrode 19 and the second electrode 23 changes depending on the vibration including the Z-direction component. I can do it. Since the distance in the Y direction between the first electrode 19 and the second electrode 23 is as small as 10 μm or less, a large capacitance can be formed between the first electrode 19 and the second electrode 23, resulting in high sensitivity. A vibration detection element can be realized.

(振動発電素子の製造方法の第2実施形態)
以下、図5を参照して、振動発電素子の製造方法の第2実施形態について説明する。ただし、振動発電素子の製造方法の第2実施形態は、多くの構成が上述の振動発電素子の製造方法の第1実施形態と共通している。従って、以下では主に相違点について説明し、共通する構成については同一の符号を付して適宜説明を省略する。
(Second embodiment of the method for manufacturing a vibration power generation element)
Hereinafter, a second embodiment of a method for manufacturing a vibration power generation element will be described with reference to FIG. However, the second embodiment of the method for manufacturing a vibration power generation element has many configurations in common with the first embodiment of the method for manufacturing the vibration power generation element described above. Therefore, the differences will be mainly explained below, and common components will be given the same reference numerals and explanations will be omitted as appropriate.

振動発電素子の製造方法の第2実施形態においても、上述の工程1から工程3までは、上述の第1実施形態と同一である。
第2実施形態においては、上述の工程4においてレジスト12bを除去する領域、および工程5において基板10を除去する領域の形状が、上述の第1実施形態とは異なっている。
In the second embodiment of the method for manufacturing a vibration power generation element, steps 1 to 3 described above are the same as in the first embodiment described above.
In the second embodiment, the shapes of the region from which the resist 12b is removed in step 4 described above and the region from which the substrate 10 is removed in step 5 are different from those of the first embodiment described above.

図5(a)は、第2実施形態において、上述の工程5の終了後に基板10に形成されている内部領域17aの形状を示す図である。また、図5(b)は、完成後の振動発電素子50aを示す図である。なお、図5(a)には、上述の第1実施形態において示した図4(a)と同様に、完成後の振動発電素子50aを構成する各部分に相当する基板10上の各部分に、それぞれハッチングを付し、かつ符号を付している。 FIG. 5A is a diagram showing the shape of the internal region 17a formed in the substrate 10 after the above-described step 5 is completed in the second embodiment. Moreover, FIG. 5(b) is a diagram showing the vibration power generation element 50a after completion. Note that in FIG. 5(a), similar to FIG. 4(a) shown in the first embodiment, each part on the substrate 10 corresponding to each part constituting the vibration power generation element 50a after completion is shown. , are hatched and labeled respectively.

第2実施形態においては、上述の工程4および工程5において、図5(a)に示したように、内部領域17aに加えて付帯領域17cも基板10から除去する。その結果、第2実施形態における電極支持部21bは、Y方向の両端で、X方向に幅の狭い弾性支持部21sを介して支持枠20に保持されている構成となる。第2電極23は電極支持部21bにより支持されている。付帯領域17cは、一例として、電極支持部21bおよび弾性支持部21sから見て、内部領域17aとはX方向の反対側の領域である。 In the second embodiment, in the above-described steps 4 and 5, as shown in FIG. 5(a), in addition to the internal region 17a, the additional region 17c is also removed from the substrate 10. As a result, the electrode support portion 21b in the second embodiment is held at both ends in the Y direction by the support frame 20 via elastic support portions 21s narrow in the X direction. The second electrode 23 is supported by an electrode support portion 21b. For example, the supplementary region 17c is a region on the opposite side in the X direction from the internal region 17a when viewed from the electrode support section 21b and the elastic support section 21s.

第2実施形態においては、第2支持部22aは、絶縁部15と機械的に接続されている支持枠20と、支持枠20に接続されている弾性支持部21sと、電極支持部21bとを含んでいる。
続いて、第1実施形態と同様に、上述の工程6において第1電極19または第2電極23にエレクトレット24を形成し、上述の工程7において基板10から外部領域17bを除去する。外部領域17bの除去により、図5(b)に示した振動発電素子50aが完成する。
In the second embodiment, the second support section 22a includes a support frame 20 mechanically connected to the insulating section 15, an elastic support section 21s connected to the support frame 20, and an electrode support section 21b. Contains.
Subsequently, similarly to the first embodiment, the electret 24 is formed on the first electrode 19 or the second electrode 23 in the above-mentioned step 6, and the external region 17b is removed from the substrate 10 in the above-mentioned step 7. By removing the external region 17b, the vibration power generating element 50a shown in FIG. 5(b) is completed.

以下では、第1領域11と接する内部領域17aと、同じく第1領域11と接する外部領域17bとを合わせて、または個々に「主領域」17mと呼ぶ。第2実施形態においては、第2領域17は、主領域17mに加えて、主領域17mとは離れた付帯領域17cとを含むものである。
第2実施形態においては、主領域17mに加えて、付帯領域17cも基板10から除去するため、より複雑な形状の第2支持部22aを形成することができる。
Hereinafter, the inner region 17a in contact with the first region 11 and the outer region 17b in contact with the first region 11 will be collectively or individually referred to as a "main region" 17m. In the second embodiment, the second region 17 includes, in addition to the main region 17m, an auxiliary region 17c separated from the main region 17m.
In the second embodiment, in addition to the main region 17m, the ancillary region 17c is also removed from the substrate 10, so it is possible to form the second support portion 22a with a more complicated shape.

(振動発電素子の第2実施形態)
第2実施形態の振動発電素子50aにおいては、第2電極23を支持する電極支持部21bは、Y方向の両端で、X方向に幅の狭い弾性支持部21sを介して支持枠20に保持されている。従って、振動発電素子50aがX方向に振動成分を有する振動で振動すると、弾性支持部21sはX方向に変形し、電極支持部21bは支持枠20に対して相対的にX方向に振動する。このため、電極支持部21bに一体的に保持されている第2電極23は、第1支持部18に対して固定的にかつ一体的に保持されている第1電極19に対して相対的にX方向に振動する。
(Second embodiment of vibration power generation element)
In the vibration power generation element 50a of the second embodiment, the electrode support part 21b that supports the second electrode 23 is held by the support frame 20 at both ends in the Y direction via elastic support parts 21s narrow in the X direction. ing. Therefore, when the vibration power generating element 50a vibrates with a vibration having a vibration component in the X direction, the elastic support portion 21s deforms in the X direction, and the electrode support portion 21b vibrates in the X direction relative to the support frame 20. Therefore, the second electrode 23 that is integrally held on the electrode support part 21b is relatively fixed to the first electrode 19 that is fixedly and integrally held on the first support part 18. Vibrates in the X direction.

この結果、第1電極19と第2電極23の対向部分OA2のX方向の長さが変動し、従って、対向部分OA2の面積が変動する。対向部分OA2の面積の変化により、エレクトレットが形成されている第1電極19(または第2電極23)と対向する第2電極23(または第1電極19)に誘起される誘導電荷が変化し、第1電極19と第2電極23との間の電圧が変化して起電力が発生する。 As a result, the length of the opposing portion OA2 between the first electrode 19 and the second electrode 23 in the X direction changes, and therefore the area of the opposing portion OA2 changes. Due to the change in the area of the opposing portion OA2, the induced charge induced in the second electrode 23 (or the first electrode 19) facing the first electrode 19 (or the second electrode 23) on which the electret is formed changes, The voltage between the first electrode 19 and the second electrode 23 changes and an electromotive force is generated.

上述の第2実施形態の振動発電素子50と同様に、第1電極19と第2電極23とのそれぞれの櫛歯部分のY方向に対向する端面の間隔Dは、一例として10μm以下の距離である。また、第1電極19と第2電極23とがY方向に対向する対向部分OA2のX方向の長さは、一例として3mmから10mm程度である。そして、第1電極19および第2電極23を含む振動発電素子50aは、使用した基板10と同じく、一例として10μmから800μm程度のZ方向の厚さを有している。 Similar to the vibration power generation element 50 of the second embodiment described above, the distance D between the end faces of the comb teeth of the first electrode 19 and the second electrode 23 facing each other in the Y direction is, for example, a distance of 10 μm or less. be. Further, the length in the X direction of the facing portion OA2 where the first electrode 19 and the second electrode 23 face each other in the Y direction is, for example, about 3 mm to 10 mm. The vibration power generation element 50a including the first electrode 19 and the second electrode 23 has a thickness in the Z direction of, for example, about 10 μm to 800 μm, like the substrate 10 used.

上述の製造方法の第2実施形態においても、1つの基板10からエッチングを含むリソグラフィ等により第2領域17を除去することにより、第1電極19と第2電極23とを一括して形成している。これにより、振動発電素子50aの第1電極19と第2電極23との櫛歯部分を、X方向に数mm程度の長さに渡って、Y方向に10μm以下の距離を保って、高精度に対向して形成することができる。 Also in the second embodiment of the manufacturing method described above, the first electrode 19 and the second electrode 23 are formed at once by removing the second region 17 from one substrate 10 by lithography including etching. There is. As a result, the comb-like portions of the first electrode 19 and the second electrode 23 of the vibration power generation element 50a are maintained over a length of several mm in the X direction and a distance of 10 μm or less in the Y direction, resulting in high precision. It can be formed opposite to.

これにより、エレクトレットが形成されている第1電極19(または第2電極23)と対向する第2電極23(または第1電極19)に、より多くの誘導電荷を発生させることができ、振動発電素子50aの発電効率を高めることができる。 As a result, more induced charges can be generated in the second electrode 23 (or the first electrode 19) facing the first electrode 19 (or the second electrode 23) on which the electret is formed, and vibration power generation The power generation efficiency of the element 50a can be increased.

なお、第2実施形態においても、弾性支持部21sの少なくとも一部に対して+Z方向または-Z方向から局所的なエッチングを行い、その厚さを薄くしても良い。これにより、弾性支持部21sの剛性をさらに低下させ、振動発電素子50がX方向に振動成分を有する振動で振動する際の第1電極19と第2電極23のX方向への相対移動量を増大させることができ、振動発電素子50aの発電効率をさらに高めることができる。
電極支持部21に対する局所的なエッチングは、一例として、上述の製造方法の第2実施形態における工程2から工程6までの間のいずれかにおいて行えば良い。
なお、主領域17mの形状を変化させることにより弾性支持部21sのX方向の長さ(厚さ)を変更して、弾性支持部21sの剛性を変化させても良い。
In the second embodiment as well, at least a portion of the elastic support portion 21s may be locally etched from the +Z direction or the −Z direction to reduce its thickness. This further reduces the rigidity of the elastic support portion 21s, and reduces the amount of relative movement between the first electrode 19 and the second electrode 23 in the X direction when the vibration power generation element 50 vibrates with vibration having a vibration component in the X direction. The power generation efficiency of the vibration power generation element 50a can be further improved.
For example, the local etching of the electrode support portion 21 may be performed at any time from step 2 to step 6 in the second embodiment of the manufacturing method described above.
Note that the length (thickness) of the elastic support section 21s in the X direction may be changed by changing the shape of the main region 17m, thereby changing the rigidity of the elastic support section 21s.

(振動素子の製造方法の第2実施形態、および振動素子の第2実施形態)
振動素子の製造方法の第2実施形態は、上述の振動素子の製造方法の第1実施形態と同様に、振動発電素子の製造方法の第2実施形態において、工程6におけるエレクトレット24の形成を省略したものである。
また、振動素子の第2実施形態は、図5(b)に示した第2実施形態の振動発電素子50aに対して、エレクトレット24が除外されているものである。
(Second embodiment of method for manufacturing a vibration element and second embodiment of vibration element)
The second embodiment of the method for manufacturing a vibration element is similar to the first embodiment of the method for manufacturing a vibration element described above, in which the formation of the electret 24 in step 6 is omitted in the second embodiment of the method for manufacturing a vibration power generation element. This is what I did.
Further, in the second embodiment of the vibration element, the electret 24 is excluded from the vibration power generation element 50a of the second embodiment shown in FIG. 5(b).

(振動発電素子の製造方法の第3実施形態)
以下、図6を参照して、振動発電素子の製造方法の第3実施形態について説明する。ただし、振動発電素子の製造方法の第2実施形態は、多くの構成が上述の振動発電素子の製造方法の第1実施形態または第2実施形態と共通している。従って、以下では主に相違点について説明し、共通する構成については同一の符号を付して適宜説明を省略する。
(Third embodiment of method for manufacturing vibration power generation element)
Hereinafter, a third embodiment of a method for manufacturing a vibration power generation element will be described with reference to FIG. However, the second embodiment of the method for manufacturing a vibration power generation element has many configurations in common with the first embodiment or the second embodiment of the method for manufacturing a vibration power generation element described above. Therefore, the differences will be mainly explained below, and common components will be given the same reference numerals and explanations will be omitted as appropriate.

図6(a)は、第3実施形態において上述の工程5の終了後に基板10に形成されている第1領域11(11a~11d)、内部領域17a(17L、17R)等の形状を示す図である。また、図6(b)は、第3実施形態における完成後の振動発電素子50bを示す図である。なお、図6(a)には、上述の第1実施形態において示した図4(a)と同様に、完成後の振動発電素子50bを構成する各部分に相当する基板10上の各部分に、それぞれハッチングを付し、かつ符号を付している。 FIG. 6(a) is a diagram showing the shapes of the first region 11 (11a to 11d), internal region 17a (17L, 17R), etc. formed on the substrate 10 after the above-described step 5 in the third embodiment. It is. Moreover, FIG.6(b) is a figure which shows the vibration power generation element 50b after completion in 3rd Embodiment. Note that in FIG. 6(a), similar to FIG. 4(a) shown in the first embodiment, each part on the substrate 10 corresponding to each part constituting the vibration power generation element 50b after completion is shown. , are hatched and labeled respectively.

振動発電素子の製造方法の第3実施形態においては、上述の工程2において、基板10の図6(a)に示した4つの第1領域11(11a~11d)に、貫通孔である空隙14(図6(a)では不図示)をそれぞれ形成する。そして、上述の工程3において空隙14を形成した4つの第1領域11a~11dに絶縁部材を充填して、絶縁部15a~15dを形成する。 In the third embodiment of the method for manufacturing a vibration power generation element, in step 2 described above, voids 14, which are through holes, are formed in the four first regions 11 (11a to 11d) shown in FIG. 6(a) of the substrate 10. (not shown in FIG. 6(a)) are formed respectively. Then, the four first regions 11a to 11d in which the voids 14 were formed in step 3 described above are filled with an insulating member to form insulating parts 15a to 15d.

その後、基板10上の図6(a)に示した2つの離れた内部領域17a(17L、17R)に相当する部分について、工程4においてレジスト12bを除去し、工程5においてエッチング等により基板10から除去する。これにより、2つの第1支持部18(18a、18b)、2つの第1電極19(19a、19b)、1つの第2支持部22a、および2つの第2電極23(23a、23b)が、基板10に残存されて形成される。第2支持部22aは、上述の第2実施形態と同様に、絶縁部15a~15dのいずれか2つと機械的に接続されている支持枠20と、支持枠20に接続されている弾性支持部21sと、電極支持部21bとを含んでいる。 Thereafter, in step 4, the resist 12b is removed from the parts of the substrate 10 corresponding to the two separate inner regions 17a (17L, 17R) shown in FIG. Remove. As a result, the two first support parts 18 (18a, 18b), the two first electrodes 19 (19a, 19b), the one second support part 22a, and the two second electrodes 23 (23a, 23b), It is formed remaining on the substrate 10. The second support part 22a includes a support frame 20 that is mechanically connected to any two of the insulating parts 15a to 15d, and an elastic support part that is connected to the support frame 20, as in the second embodiment described above. 21s and an electrode support part 21b.

2つの内部領域17aのうち、-X側に配置されている内部領域17Lは、4つの第1領域11a~11dのうち、電極支持部21bよりも-X側に配置されている2つの第1領域11a、11bと接している。電極支持部21bよりも+X側に配置されている内部領域17Rは、4つの第1領域11a~11dのうち、電極支持部21bよりも+X側に配置されている2つの第1領域11c、11dと接している。 Of the two internal regions 17a, the internal region 17L located on the -X side is located on the -X side of the four first regions 11a to 11d. It is in contact with regions 11a and 11b. The internal region 17R located on the +X side of the electrode support portion 21b is the two first regions 11c and 11d located on the +X side of the electrode support portion 21b among the four first regions 11a to 11d. It is in contact with

内部領域17Lを除去することにより、電極支持部21bよりも-X側に配置される第1電極19aと第2電極23aとが、共に櫛歯形状であって、かつ両電極の±Y方向の端面が相互に近接して配置されるように形成される。他方の内部領域17Rを除去することにより、電極支持部21bよりも+X側に配置される第1電極19bと第2電極23bとが、共に櫛歯形状であって、かつ両電極の±Y方向の端面が相互に近接して配置されるように形成される。 By removing the internal region 17L, both the first electrode 19a and the second electrode 23a, which are arranged on the -X side of the electrode support part 21b, have a comb-like shape, and the width of the electrodes in the ±Y direction is reduced. The end faces are arranged close to each other. By removing the other internal region 17R, both the first electrode 19b and the second electrode 23b, which are arranged on the +X side of the electrode support part 21b, have a comb-teeth shape, and both electrodes are arranged in the ±Y direction. are formed such that their end faces are disposed close to each other.

続いて、第2実施形態と同様に、上述の工程6において第1電極19a、19b、または第2電極23a、23bにエレクトレット24を形成し、上述の工程7において基板10から外部領域17bを除去する。外部領域17bの除去により、図6(b)に示した振動発電素子50bが完成する。 Subsequently, similarly to the second embodiment, the electret 24 is formed on the first electrodes 19a, 19b or the second electrodes 23a, 23b in the above-mentioned step 6, and the external region 17b is removed from the substrate 10 in the above-mentioned step 7. do. By removing the external region 17b, the vibration power generating element 50b shown in FIG. 6(b) is completed.

第3実施形態においても、外部領域17bは、4つの第1領域11a~11dに接する領域である。
また、第3実施形態においても、第1電極19aと第2電極23a、および第1電極19bと第2電極23bとのY方向の間隔、および対向部のX方向の長さ、さらに基板10の厚さは、上述の第2実施形態での各値と同様である。
Also in the third embodiment, the external region 17b is a region in contact with the four first regions 11a to 11d.
Also in the third embodiment, the distance between the first electrode 19a and the second electrode 23a and the first electrode 19b and the second electrode 23b in the Y direction, the length of the opposing portion in the X direction, and the length of the substrate 10 are also determined. The thickness is the same as each value in the second embodiment described above.

第3実施形態は、上述の第2実施形態の振動発電素子50aの2つを、そのうち1つをX方向に反転させ、かつ第2支持部22aを共有させた形で、X方向に2個並べて形成するものであるということもできる。 In the third embodiment, two of the vibration power generation elements 50a of the second embodiment described above are inverted in the X direction, and the second support part 22a is shared. It can also be said that they are formed side by side.

(振動発電素子の第3実施形態)
第3実施形態の振動発電素子50bにおいても、上述の第2実施形態の振動発電素子50aと同様に、振動発電素子50bがX方向に振動成分を有する振動で振動すると、電極支持部21bは支持枠20に対して相対的にX方向に振動する。このため、電極支持部21bに一体的に保持されている第2電極23a、23bは、第1支持部18a、18bのそれぞれに対して固定的にかつ一体的に保持されている第1電極19a、19bに対して、それぞれ相対的にX方向に振動する。
(Third embodiment of vibration power generation element)
Also in the vibration power generation element 50b of the third embodiment, when the vibration power generation element 50b vibrates with a vibration having a vibration component in the X direction, the electrode support part 21b supports It vibrates in the X direction relative to the frame 20. Therefore, the second electrodes 23a and 23b, which are integrally held by the electrode support part 21b, are fixedly and integrally held by the first electrode 19a, which is held fixedly and integrally with respect to each of the first support parts 18a and 18b. , 19b, respectively, vibrate in the X direction relative to each other.

従って、上述の第2実施形態の振動発電素子50aと同様に、第1電極19aと第2電極23aとの間の電圧、および第1電極19bと第2電極23bとの間の電圧が変化して起電力が発生する。
なお、一例として、電極支持部21bが+X方向に振れた状態では、第1電極19bと第2電極23bとの対向部の面積は増大し、第1電極19aと第2電極23aとの対向部の面積は減少する。従って、第2電極23a、23bの電位を基準(例えば0V)とすると、2つの第1電極19a、19bには、それぞれ逆符号の電圧が発生する。
Therefore, similarly to the vibration power generation element 50a of the second embodiment described above, the voltage between the first electrode 19a and the second electrode 23a and the voltage between the first electrode 19b and the second electrode 23b change. An electromotive force is generated.
As an example, when the electrode support portion 21b swings in the +X direction, the area of the opposing portion between the first electrode 19b and the second electrode 23b increases, and the area of the opposing portion between the first electrode 19a and the second electrode 23a increases. The area of will decrease. Therefore, when the potentials of the second electrodes 23a and 23b are set as a reference (for example, 0V), voltages with opposite signs are generated in the two first electrodes 19a and 19b, respectively.

第3実施形態の振動発電素子50bは、上述の第2実施形態の振動発電素子50aの2つを、そのうち1つをX方向に反転させ、かつ第2支持部22aを共有させた形で、X方向に2個並べたものであるということもできる。 The vibration power generation element 50b of the third embodiment has two of the vibration power generation elements 50a of the second embodiment described above, one of which is inverted in the X direction, and the second support part 22a is shared. It can also be said that two pieces are arranged in the X direction.

(振動素子の製造方法の第3実施形態、および振動素子の第3実施形態)
振動素子の製造方法の第3実施形態は、上述の振動素子の製造方法の第1実施形態と同様に、振動発電素子の製造方法の第3実施形態において、工程6におけるエレクトレット24の形成を省略したものである。
また、振動素子の第3実施形態は、図6(b)に示した第3実施形態の振動発電素子50bに対して、エレクトレット24が除外されているものである。
(Third embodiment of method for manufacturing a vibration element and third embodiment of vibration element)
The third embodiment of the method for manufacturing a vibration element is similar to the first embodiment of the method for manufacturing a vibration element described above, in which the formation of the electret 24 in step 6 is omitted in the third embodiment of the method for manufacturing a vibration power generation element. This is what I did.
Further, in the third embodiment of the vibration element, the electret 24 is excluded from the vibration power generation element 50b of the third embodiment shown in FIG. 6(b).

(製造方法の変形例1)
以下、上述の振動発電素子または振動素子の製造方法の各実施形態の変形例1について説明する。
変形例1においては、上述の製造方法の各実施形態の工程3における粉末シリコン16の熱酸化を、K(カリウム)またはNa(ナトリウム)等のアルカリ金属を含む水溶液の蒸気、すなわちアルカリ金属含む水蒸気雰囲気中で行う。具体的には、例えば熱酸化を行う炉の内部に、KOH等のアルカリ金属の水酸化物を含む水溶液を蒸発またはバブリングさせて得られる、アルカリ金属を含む水蒸気を供給する。
(Modified example 1 of manufacturing method)
Hereinafter, a first modification of each embodiment of the above-described vibration power generation element or vibration element manufacturing method will be described.
In Modification 1, the thermal oxidation of the powdered silicon 16 in Step 3 of each embodiment of the manufacturing method described above is performed using vapor of an aqueous solution containing an alkali metal such as K (potassium) or Na (sodium), that is, water vapor containing an alkali metal. Do it in an atmosphere. Specifically, water vapor containing an alkali metal, obtained by evaporating or bubbling an aqueous solution containing an alkali metal hydroxide such as KOH, is supplied to the inside of a furnace that performs thermal oxidation, for example.

変形例1においては、粉末シリコン16の少なくとも表面付近に形成される石英ガラスにアルカリ金属が混入し、石英ガラスの融点および軟化点が降下する。そのため、絶縁部15を構成する粉末シリコン16の各粒子間の融着性、および側壁101、102との密着性をさらに高めることができる。
製造方法の変形例1においても、工程3における熱酸化以外の各工程は、上述の製造方法の各実施形態のいずれかと同様であるので、それらの説明は省略する。
In Modification 1, an alkali metal is mixed into the quartz glass formed at least near the surface of the powdered silicon 16, and the melting point and softening point of the quartz glass are lowered. Therefore, the fusion properties between the particles of the powdered silicon 16 constituting the insulating portion 15 and the adhesion with the side walls 101 and 102 can be further improved.
In Modification 1 of the manufacturing method as well, each step other than the thermal oxidation in Step 3 is the same as any of the embodiments of the manufacturing method described above, so a description thereof will be omitted.

(製造方法の変形例2)
以下、図7(a)を参照して、上述の振動発電素子または振動素子の製造方法の各実施形態の変形例2について説明する。製造方法の変形例2においては、上述の製造方法の各実施形態の工程3において、第1領域11に形成されている空隙14に、上述の粉末シリコン16に加えてさらに粉末ガラス26を充填する。粉末ガラス26は、粒径が0.5μmから2μm程度の粉末状のガラスであり、シリコン酸化物に加えて、上述のアルカリ金属、Ca(カルシウム)もしくはBa(バリウム)等のアルカリ土類金属、B(ホウ素)等の13族元素、またはP(リン)等の15族元素のうちの少なくとも1つを含む。
(Modified example 2 of manufacturing method)
Hereinafter, with reference to FIG. 7(a), a second modification of each embodiment of the above-described vibration power generation element or vibration element manufacturing method will be described. In modification 2 of the manufacturing method, in step 3 of each embodiment of the manufacturing method described above, the void 14 formed in the first region 11 is further filled with powdered glass 26 in addition to the powdered silicon 16 described above. . The powder glass 26 is a powdered glass with a particle size of about 0.5 μm to 2 μm, and in addition to silicon oxide, the above-mentioned alkali metals, alkaline earth metals such as Ca (calcium) or Ba (barium), Contains at least one of a Group 13 element such as B (boron) or a Group 15 element such as P (phosphorus).

空隙14に粉末シリコン16および粉末ガラス26を充填した後、上述の工程3と同様に、粉末シリコン16を熱酸化し、絶縁部15を形成する。粉末ガラス26の融点または軟化点は、石英ガラスのそれよりも低い。そのため、変形例2においては、粉末シリコン16のみを充填する場合に比べて、絶縁部15を構成する各粒子間の融着性、および側壁101、102との密着性をさらに高めることができる。
なお、第1領域11に形成されている空隙14に、粉末シリコン16を用いず、粉末ガラス26のみを充填しても良い。
After filling the void 14 with powdered silicon 16 and powdered glass 26, the powdered silicon 16 is thermally oxidized to form the insulating portion 15 in the same manner as in step 3 above. The melting or softening point of powdered glass 26 is lower than that of quartz glass. Therefore, in Modification 2, the fusion properties between the particles constituting the insulating part 15 and the adhesion with the side walls 101 and 102 can be further improved compared to the case where only powdered silicon 16 is filled.
Note that the void 14 formed in the first region 11 may be filled with only the powdered glass 26 without using the powdered silicon 16.

製造方法の変形例1においても、工程3以外の各工程は上述の製造方法の各実施形態のいずれかと同様であるので、それらの説明は省略する。
なお、上述の製造方法の変形例1および変形例2のいずれにおいても、絶縁部15の主成分がシリコン酸化物であることについては、上述の各実施形態のいずれかと変わりがない。
Also in Modification 1 of the manufacturing method, each step other than Step 3 is the same as any of the embodiments of the manufacturing method described above, so a description thereof will be omitted.
Note that in both Modification 1 and Modification 2 of the manufacturing method described above, the main component of the insulating portion 15 is silicon oxide, which is the same as in any of the embodiments described above.

(製造方法の変形例3)
以下、図7(b)を参照して、上述の振動発電素子または振動素子の製造方法の各実施形態の変形例3について説明する。製造方法の変形例3は、上述の製造方法の各実施形態、および各変形例の工程2における空隙14の形成方法が、上述の製造方法の各実施形態および各変形例とは異なっている。
(Variation 3 of manufacturing method)
Hereinafter, with reference to FIG. 7(b), a third modification of each embodiment of the above-described vibration power generation element or vibration element manufacturing method will be described. Modification 3 of the manufacturing method is different from each embodiment of the manufacturing method described above and the method of forming the void 14 in Step 2 of each modification.

図7(b)は、空隙14および付加空隙14aが形成された第1領域11の近傍の基板10を、+Z方向から見た図である。変形例3においては、工程2において基板10に空隙14を形成する際に、空隙14の周囲、特にX方向の両端部に、上述の側壁101、102の表面積を増加させる凹凸構造である付加空隙14aを合わせて形成する。 FIG. 7B is a diagram of the substrate 10 in the vicinity of the first region 11 in which the void 14 and the additional void 14a are formed, viewed from the +Z direction. In Modified Example 3, when forming the void 14 in the substrate 10 in Step 2, an additional void is formed around the void 14, particularly at both ends in the X direction, which is an uneven structure that increases the surface area of the side walls 101 and 102 described above. 14a are combined to form.

具体的には、まず工程2において、図7(b)に示した空隙14と付加空隙14aとを合わせた第1領域11の上に形成されているレジスト12aを除去する。そして、残存するレジスト12aをエッチングマスクとして基板10をエッチングすることにより、図7(b)に示した形状の空隙14および付加空隙14aを形成する。形成された空隙14および付加空隙14aの3次元的な形状は、図7(b)に示したXY平面内の断面形状が、Z方向に延在する形状となる。 Specifically, first in step 2, the resist 12a formed on the first region 11 including the void 14 and the additional void 14a shown in FIG. 7(b) is removed. Then, by etching the substrate 10 using the remaining resist 12a as an etching mask, a void 14 and an additional void 14a having the shape shown in FIG. 7(b) are formed. The three-dimensional shape of the formed void 14 and additional void 14a is such that the cross-sectional shape in the XY plane shown in FIG. 7(b) extends in the Z direction.

工程3においては、空隙14内に充填される粉末シリコン16等は、付加空隙14aにも充填される。そして、工程4において、粉末シリコン16が熱酸化して石英ガラスとなって体積膨張し、付加空隙14a内に上述の石英ガラスを含む絶縁部15が充填される。
このため、変形例3の製造方法においては、いわゆるアンカー効果により、絶縁部15と側壁101、102、すなわち基板10との密着性をさらに高めることができる。
In step 3, the powdered silicon 16 and the like filled into the void 14 are also filled into the additional void 14a. Then, in step 4, the powdered silicon 16 is thermally oxidized to become quartz glass and expands in volume, and the additional void 14a is filled with the insulating portion 15 containing the above-mentioned quartz glass.
Therefore, in the manufacturing method of Modified Example 3, the adhesion between the insulating portion 15 and the side walls 101 and 102, that is, the substrate 10, can be further improved due to the so-called anchor effect.

側壁101、102のそれぞれに形成する複数の付加空隙14aは、一例として、その直径として10μmから200μm程度であり、それらのY方向の間隔は、上述の直径の2倍から5倍程度とする。 The diameter of the plurality of additional gaps 14a formed in each of the side walls 101 and 102 is, for example, about 10 μm to 200 μm, and the interval between them in the Y direction is about 2 to 5 times the above-mentioned diameter.

製造方法の変形例3においても、上述の工程2、および工程3において付加空隙14a内に絶縁部15が充填されることを除いては、他の各工程は上述の製造方法の各実施形態、および各変形例のいずれかと同様であるので、それらの説明は省略する。 Also in the third modification of the manufacturing method, except for filling the additional void 14a with the insulating portion 15 in the above-mentioned steps 2 and 3, the other steps are the same as in each embodiment of the manufacturing method described above, and any of the modified examples, so a description thereof will be omitted.

(製造方法の変形例4)
以下、図8を参照して、上述の振動発電素子または振動素子の製造方法の各実施形態の変形例4について説明する。製造方法の変形例4は、上述の製造方法の各実施形態および各変形例の工程2における空隙14の形成方法が、上述の製造方法の各実施形態および各変形例とは異なっている。
(Variation 4 of manufacturing method)
Hereinafter, with reference to FIG. 8, a fourth modification of each embodiment of the above-described vibration power generation element or vibration element manufacturing method will be described. Modified example 4 of the manufacturing method is different from each of the embodiments and modified examples of the manufacturing method described above in the method of forming the void 14 in step 2 of the manufacturing method described above.

図8(a)から図8(d)は、上述の図2(a)および図2(b)と同様に、基板10の第1領域11の近傍を示したXZ断面図である。
変形例4においては、図8(a)に示したように、上述の工程2において、第1領域11に空隙14を、貫通孔ではなく、破線で示したXY平面である終端面RSまでの非貫通穴として形成する。変形例4においては、第1領域11のZ方向の幅は、基板10のおもて面から終端面RSまでの幅である。
8(a) to 8(d) are XZ cross-sectional views showing the vicinity of the first region 11 of the substrate 10, similar to FIGS. 2(a) and 2(b) described above.
In modification example 4, as shown in FIG. 8(a), in the step 2 described above, a gap 14 is formed in the first region 11 not through a through hole but up to the terminal surface RS, which is the XY plane indicated by a broken line. Form as a non-through hole. In Modification 4, the width of the first region 11 in the Z direction is the width from the front surface of the substrate 10 to the end surface RS.

その後、上述の工程3において、図8(b)に示したように、非貫通穴である空隙14に粉末シリコン16等を充填する。そして、空隙14内の粉末シリコン16等を熱酸化および融着させて、図8(c)に示したように、空隙14に絶縁部15を形成する。
絶縁部15を形成した後、基板10の裏面(-Z側の面)に対して、研削、研磨、またはエッチングを行い、基板10の裏面側を終端面RSの位置まで除去する。
Thereafter, in step 3 described above, as shown in FIG. 8(b), the void 14, which is a non-through hole, is filled with powdered silicon 16 or the like. Then, the powdered silicon 16 and the like in the gap 14 are thermally oxidized and fused to form an insulating part 15 in the gap 14, as shown in FIG. 8(c).
After forming the insulating portion 15, the back surface (-Z side surface) of the substrate 10 is ground, polished, or etched to remove the back surface of the substrate 10 to the position of the termination surface RS.

図8(d)は、図8(c)等に示した終端面RSまでの裏面の除去が完了した状態の基板10の第1領域11の近傍を示したXZ断面図である。変形例4においても、図2(b)に示した状態と同様に、基板10の第1領域に絶縁部15を形成することができる。
なお、上述の基板10の裏面側の研削等は、上述の工程4から工程7までのいずれかの工程において行えば良く、必ずしも、絶縁部15の形成の直後に行う必要はない。
FIG. 8(d) is an XZ cross-sectional view showing the vicinity of the first region 11 of the substrate 10 in a state where removal of the back surface up to the termination surface RS shown in FIG. 8(c) etc. has been completed. Also in Modification 4, the insulating portion 15 can be formed in the first region of the substrate 10, similar to the state shown in FIG. 2(b).
Note that the above-described grinding of the back side of the substrate 10 and the like may be performed in any of the steps from step 4 to step 7 described above, and does not necessarily need to be performed immediately after the formation of the insulating portion 15.

上述の研削等により基板10の裏面側から除去される除去部分RPは、絶縁部15が形成された第1領域11に接しており、かつ、製造工程において基板10から除去される領域である。従って、除去部分RPは、上述の内部領域17a、外部領域17bとともに、上述の第2領域17に含まれる。 The removed portion RP removed from the back side of the substrate 10 by the above-mentioned grinding or the like is in contact with the first region 11 in which the insulating portion 15 is formed, and is a region removed from the substrate 10 in the manufacturing process. Therefore, the removed portion RP is included in the second region 17, together with the inner region 17a and the outer region 17b.

なお、上述の製造方法の各実施形態および変形例1から変形例3においても、工程2から工程6までの間のいずれかにおいて、基板10のおもて面または裏面を、研削、研磨またはエッチングして、基板10の厚さを減少させても良い。
なお、上述の製造方法の各実施形態および変形例1から変形例4において、空隙14内に充填する部材は、加熱処理または酸化処理により一体的な絶縁部15を形成する部材であれば、粉末シリコン16に限らず、どのような部材を使用しても良い。例えば、アルミニウム粉末を用いても良い。
Note that in each of the embodiments and Modifications 1 to 3 of the manufacturing method described above, the front surface or the back surface of the substrate 10 is ground, polished, or etched in any of the steps 2 to 6. In this way, the thickness of the substrate 10 may be reduced.
In each of the embodiments and modifications 1 to 4 of the manufacturing method described above, the material to be filled into the void 14 may be powder if it is a material that forms the integral insulating portion 15 by heat treatment or oxidation treatment. Any material other than silicon 16 may be used. For example, aluminum powder may be used.

(製造方法の変形例5)
上述の製造方法の各実施形態および各変形例においては、基板10に形成した空隙14内に粉末シリコン16等を充填し、粉末シリコン16等を加熱することにより、絶縁部15を形成するものとした。製造方法の変形例5においては、これに代えて、空隙14内に、テトラエトキシシラン等の液体状またはゲル状の有機シラン化合物を充填し、これを加熱することにより絶縁部15を形成する。
(Variation example 5 of manufacturing method)
In each embodiment and each modification of the manufacturing method described above, the insulating portion 15 is formed by filling the void 14 formed in the substrate 10 with powdered silicon 16 or the like and heating the powdered silicon 16 or the like. did. In modification 5 of the manufacturing method, instead of this, the insulating portion 15 is formed by filling the void 14 with a liquid or gel organic silane compound such as tetraethoxysilane and heating it.

(製造方法の変形例6)
上述の製造方法の各実施形態および各変形例においては、上述の工程2および工程3において空隙14および絶縁部15を形成する1つの第1領域11のXY平面内の形状は、概ね長方形であるとした。これに対し、変形例6においては、第1領域11のXY平面内の形状は、長方形以外の形状である。
(Variation 6 of manufacturing method)
In each embodiment and each modification of the above-described manufacturing method, the shape in the XY plane of one first region 11 that forms the void 14 and the insulating part 15 in the above-mentioned steps 2 and 3 is approximately rectangular. And so. In contrast, in Modification 6, the shape of the first region 11 in the XY plane is a shape other than a rectangle.

図9は、変形例6における第1領域11および空隙14のXY平面内の形状を示す図である。変形例6における第1領域11は、基板10上の第1領域11より+X側の領域10Rと、第1領域11より-X側の領域10Lとを、基板10から除去された第1領域11を挟んで相互に歯合するように分離する領域である。 FIG. 9 is a diagram showing the shapes of the first region 11 and the void 14 in the XY plane in Modification 6. The first region 11 in Modified Example 6 is a region 10R on the +X side of the first region 11 on the substrate 10 and a region 10L on the −X side of the first region 11 on the substrate 10, which are removed from the substrate 10. These are areas that are separated so that they interlock with each other.

領域10Rは、一例として、図9に示した点線と第1領域11とで囲まれる領域であり、その+X方向の境界は第1領域11より+X側の任意の位置で良い。領域10Lは、一例として、図9に示した一点鎖線と第1領域11とで囲まれる領域であり、その-X方向の境界は第1領域11より-X側の任意の位置で良い。領域10Rおよび領域10LのY方向の範囲は、第1領域11のY方向の範囲に等しい。 The region 10R is, for example, a region surrounded by the dotted line shown in FIG. 9 and the first region 11, and its boundary in the +X direction may be at any position on the +X side of the first region 11. The region 10L is, for example, a region surrounded by the dashed line shown in FIG. 9 and the first region 11, and its boundary in the −X direction may be at any position on the −X side of the first region 11. The range of the region 10R and the region 10L in the Y direction is equal to the range of the first region 11 in the Y direction.

変形例6における第1領域11の各部分の幅Wx、Wyは、上述の各実施形態および各変形例と同様に、一例として10μm程度から10mm程度で良い。
また、変形例6においても、上述の変形例3と同様に、空隙14は、その周囲に、空隙14に接する基板10の側面(側壁)の表面積を増加させる、図7(b)に示した凹凸構造14aを含んでいても良い。
The widths Wx and Wy of each portion of the first region 11 in Modification 6 may be, for example, about 10 μm to about 10 mm, similarly to each of the above-described embodiments and modifications.
Also, in Modification 6, similarly to Modification 3 described above, the void 14 has a structure around the void 14 that increases the surface area of the side surface (side wall) of the substrate 10 in contact with the void 14, as shown in FIG. It may also include an uneven structure 14a.

変形例6においても、工程3において第1領域11に絶縁部材を充填して絶縁部15を形成する。工程4以降の工程は、上述の各実施形態および各変形例と同様である。
変形例6においては、第1領域11が、基板10内の領域10Rと領域10Lとを相互に歯合するように分離する形状であるため、単純な長方形形状である場合に比べて、絶縁部15とその周囲の基板10との接触面積が増大する。また、第1領域11の各部に充填された絶縁部材の上述の酸化等による体積膨張により、絶縁部15とその周囲の基板10との密着力がさらに増大する。
Also in the sixth modification, in step 3, the first region 11 is filled with an insulating member to form the insulating portion 15. The steps after step 4 are the same as in each of the above-described embodiments and modifications.
In Modification 6, the first region 11 has a shape that separates the region 10R and the region 10L in the substrate 10 so as to mesh with each other, so that the insulating portion is smaller than the case where the first region 11 has a simple rectangular shape. The contact area between 15 and the surrounding substrate 10 increases. Further, due to the volumetric expansion due to the above-mentioned oxidation or the like of the insulating member filled in each part of the first region 11, the adhesion between the insulating part 15 and the surrounding substrate 10 further increases.

なお、上述の各実施形態の振動発電素子および振動素子50、50a、50bに含まれる絶縁部15も、上述の変形例1から変形例6までのいずれか1つ以上の製造方法により形成されていても良い。 Note that the insulating portion 15 included in the vibration power generation element and the vibration elements 50, 50a, and 50b of each of the above-described embodiments is also formed by any one or more of the manufacturing methods from Modification Example 1 to Modification Example 6 described above. It's okay.

以上で説明した製造方法の各実施形態および各変形例では、基板10から1つの振動発電素子50、50a、50bまたは1つの振動素子50、50a、50bを形成するが、1つの基板10上に振動発電素子50、50a、50bまたは振動素子50、50a、50bをX方向、およびX方向に複数並べて形成しても良い。複数の振動発電素子50、50a、50bまたは振動素子50、50a、50bは、工程7において基板10を切断線SL1~SL4で切断する際に、個々の複数の振動発電素子50、50a、50bまたは振動素子50、50a、50bに分離される。 In each embodiment and each modification of the manufacturing method described above, one vibration power generation element 50, 50a, 50b or one vibration element 50, 50a, 50b is formed from the substrate 10. A plurality of vibration power generation elements 50, 50a, 50b or vibration elements 50, 50a, 50b may be formed in the X direction and in a plurality of rows in the X direction. When cutting the substrate 10 along the cutting lines SL1 to SL4 in step 7, the plurality of vibration power generation elements 50, 50a, 50b or the vibration elements 50, 50a, 50b are individually cut. It is separated into vibrating elements 50, 50a, and 50b.

以上で説明した製造方法の各実施形態および各変形例では、いずれも基板10上に2つ以上の第1領域11を形成するものとした。しかし、基板10上に形成する第1領域11の数は1つであっても良い。 In each embodiment and each modification of the manufacturing method described above, two or more first regions 11 are formed on the substrate 10. However, the number of first regions 11 formed on the substrate 10 may be one.

例えば、上述の製造方法の第1実施形態において、図1(a)、図2(a)、図4(a)等に示した、Z方向に離れて配置されている2つの第1領域11のうち、-Z側には第1領域11を配置せず、従って絶縁部15を形成しなくても良い。この場合、-Z側の第1領域11であった領域を内部領域17aに含め、上述の工程5において基板10から除去する。これにより、1つの第1領域11および1つの絶縁部15によって、相互に電気的に絶縁された第1支持部18、および第2支持部22を形成することができる。 For example, in the first embodiment of the manufacturing method described above, two first regions 11 arranged apart in the Z direction as shown in FIG. 1(a), FIG. 2(a), FIG. 4(a), etc. Of these, the first region 11 is not arranged on the −Z side, and therefore the insulating portion 15 does not need to be formed. In this case, the region that was the first region 11 on the -Z side is included in the internal region 17a and removed from the substrate 10 in step 5 described above. Thereby, one first region 11 and one insulating section 15 can form the first support section 18 and the second support section 22 which are electrically insulated from each other.

なお、上述の各実施形態および各変形例のように、基板10上に2つの第1領域11を形成する場合、第1支持部18および第2支持部22、22aは、2つの第1領域11にそれぞれ形成された絶縁部15と機械的に接続され支持される。従って、第1支持部18および第2支持部22、22aが、より強固に保持された振動素子50を形成することができる。 Note that when two first regions 11 are formed on the substrate 10 as in each of the above-described embodiments and modifications, the first support portion 18 and the second support portions 22, 22a are It is mechanically connected to and supported by insulating parts 15 formed on each of the parts 11 and 11, respectively. Therefore, the first support portion 18 and the second support portions 22, 22a can form the vibrating element 50 that is more firmly held.

(振動素子の製造方法の各実施形態および各変形例の効果)
(1)振動素子の製造方法の各実施形態および各変形例は、導電性の基板10を用意すること、基板10の第1領域11に空隙14を形成すること、第1領域11に形成された空隙14に絶縁部材を充填して絶縁部15を形成すること、基板10から、第1領域11に接する第2領域17を除去して、絶縁部15と機械的に接続されている第1支持部18と、絶縁部15と機械的に接続され、かつ第1支持部18と絶縁されている第2支持部22、22aと、第1支持部18に支持されている第1電極19と、第2支持部22、22aに支持されている第2電極23とを形成すること、を備えている。
この構成により、SOI基板、または真性のシリコン基板にドーピング導電層を形成した基板を用いることなく、絶縁部15を含む振動素子50を形成することができ、従って、振動素子50を低コストで製造することができる。
(Effects of each embodiment and each modification of the method for manufacturing a vibration element)
(1) Each embodiment and each modification of the method for manufacturing a vibration element includes preparing a conductive substrate 10, forming a gap 14 in the first region 11 of the substrate 10, and forming a gap in the first region 11. The second region 17 in contact with the first region 11 is removed from the substrate 10 to form a first region mechanically connected to the first region 15. A supporting portion 18 , second supporting portions 22 and 22 a that are mechanically connected to the insulating portion 15 and insulated from the first supporting portion 18 , and a first electrode 19 supported by the first supporting portion 18 . , and a second electrode 23 supported by the second support portions 22, 22a.
With this configuration, the vibration element 50 including the insulating part 15 can be formed without using an SOI substrate or a substrate in which a doped conductive layer is formed on an intrinsic silicon substrate, and therefore the vibration element 50 can be manufactured at low cost. can do.

(2)基板10上に互いに離れた2つの第1領域11が存在し、第2領域17は2つの第1領域11の両方に接する領域としても良い。この場合、第1支持部18および第2支持部22、22aは、2つの第1領域11にそれぞれ形成された絶縁部15と機械的に接続されるので、第1支持部18および第2支持部22、22aが、より強固に保持された振動素子50を形成することができる。 (2) Two first regions 11 that are separated from each other may exist on the substrate 10, and the second region 17 may be a region that is in contact with both of the two first regions 11. In this case, the first support portion 18 and the second support portions 22, 22a are mechanically connected to the insulating portions 15 formed in the two first regions 11, so the first support portion 18 and the second support portion 22, 22a are The portions 22 and 22a can form the vibrating element 50 that is more firmly held.

(3)基板10をシリコン基板であり、絶縁部15の主成分をシリコン酸化物とすることにより、半導体産業で一般的な、いわゆるシリコンプロセスを使用することができる。これにより、安価な製造設備や材料を使用することができ、振動素子50の製造コストを一層削減することができる。
(4)絶縁部15の形成は、第1領域11に形成された空隙14に粉末シリコン16を充填し、充填した粉末シリコン16を酸化させてシリコン酸化物とすることにより行っても良い。これにより、より安価に絶縁部15の形成を行うことができる。
(3) Since the substrate 10 is a silicon substrate and the main component of the insulating portion 15 is silicon oxide, a so-called silicon process that is common in the semiconductor industry can be used. Thereby, inexpensive manufacturing equipment and materials can be used, and the manufacturing cost of the vibration element 50 can be further reduced.
(4) The insulating portion 15 may be formed by filling the void 14 formed in the first region 11 with powdered silicon 16 and oxidizing the filled powdered silicon 16 to form silicon oxide. Thereby, the insulating portion 15 can be formed at a lower cost.

(振動発電素子の製造方法の各実施形態および各変形例の効果)
(5)振動発電素子の製造方法の各実施形態および各変形例は、上述の(1)から(4)のいずれかの振動素子の製造方法と、第1電極19および第2電極23のうちの一方の電極の、他方の電極と対向する部分にエレクトレット24を形成すること、を備えている。
これにより、上述の(1)から(4)のいずれかで述べた効果と相俟って、振動発電素子50、50aを低コストで製造することができる。
(Effects of each embodiment and each modification of the method for manufacturing a vibration power generation element)
(5) Each embodiment and each modification of the method for manufacturing a vibration power generation element includes the method for manufacturing a vibration element in any one of (1) to (4) above, and one of the first electrode 19 and the second electrode 23. An electret 24 is formed on a portion of one electrode facing the other electrode.
Thereby, in combination with the effects described in any one of (1) to (4) above, the vibration power generation elements 50, 50a can be manufactured at low cost.

(振動素子の各実施形態および各変形例の効果)
(6)振動素子の各実施形態および各変形例は、絶縁部15と、絶縁部15と機械的に接続されている導電性の第1支持部18と、絶縁部15と機械的に接続され、かつ第1支持部18と絶縁されている導電性の第2支持部22、22aと、第1支持部18に支持されている第1電極19と、第2支持部22、22aに支持されている第2電極23と、を備え、第1電極19と第2電極23とは、10μm以下の距離で対向して配置されている。
この構成により、第1電極19と第2電極23との間に大きな静電容量を形成することができる。これにより、例えば高感度または高精度の振動センサーとして使用可能な振動素子が実現できる。
(Effects of each embodiment and each modification of the vibration element)
(6) Each embodiment and each modification of the vibrating element includes an insulating section 15, a conductive first support section 18 that is mechanically connected to the insulating section 15, and a conductive first support section 18 that is mechanically connected to the insulating section 15. , and conductive second support parts 22 and 22a that are insulated from the first support part 18, the first electrode 19 supported by the first support part 18, and the first electrode 19 supported by the second support part 22 and 22a. The first electrode 19 and the second electrode 23 are arranged facing each other with a distance of 10 μm or less.
With this configuration, a large capacitance can be formed between the first electrode 19 and the second electrode 23. This makes it possible to realize a vibration element that can be used, for example, as a high-sensitivity or high-precision vibration sensor.

(7)第1支持部18の上面および第2支持部22、22aの上面は第1平面PU内にあり、絶縁部15の上端部は第1平面PUよりも下方にあり、第1支持部18の下面および第2支持部22、22aの下面は第2平面PD内にあり、絶縁部15の下端部は第2平面PDよりも上方にある構成としても良い。この構成により、絶縁部15が、第1支持部18および第2支持部22よりも、上方および下方に、はみ出すことが無く、Z方向に小型化され、かつ不要な突起部の無い、ハンドリングしやすい振動発電素子50、50aを実現することができる。 (7) The upper surface of the first support section 18 and the upper surface of the second support sections 22, 22a are within the first plane PU, the upper end of the insulating section 15 is below the first plane PU, and the first support section The lower surface of the insulating portion 18 and the lower surfaces of the second support portions 22, 22a may be located within the second plane PD, and the lower end portion of the insulating portion 15 may be located above the second plane PD. With this configuration, the insulating part 15 does not protrude above or below the first support part 18 and the second support part 22, is downsized in the Z direction, and is easy to handle without unnecessary protrusions. It is possible to realize vibration power generation elements 50, 50a that are easy to use.

(振動発電素子の製造方法の各実施形態および各変形例の効果)
(8)振動発電素子の各実施形態および各変形例は、上述の(5)から(7)のいずれかの振動素子を備え、第1電極19および第2電極23のうちの一方の電極の、他方の電極と対向する部分にエレクトレット24が形成されている。
これにより、上述の(5)から(7)のいずれかで述べた効果と相俟って、発電効率の高い振動発電素子50、50aが実現できる。
(Effects of each embodiment and each modification of the method for manufacturing a vibration power generation element)
(8) Each embodiment and each modification of the vibration power generation element includes the vibration element according to any one of (5) to (7) above, and has one of the first electrode 19 and the second electrode 23. , an electret 24 is formed in a portion facing the other electrode.
Thereby, together with the effects described in any one of (5) to (7) above, it is possible to realize the vibration power generation elements 50, 50a with high power generation efficiency.

上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。また、各実施形態および変形例は、それぞれ単独で適用しても良いし、組み合わせて用いても良い。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。 Although various embodiments and modifications have been described above, the present invention is not limited to these. Moreover, each embodiment and modification may be applied individually, or may be used in combination. Other embodiments considered within the technical spirit of the present invention are also included within the scope of the present invention.

50…振動発電素子(振動素子)、10…基板…第1領域、14…空隙、15…絶縁部、16…粉末シリコン、17…第2領域、17a…内部領域、17b…外部領域、17c…付帯領域、17m…主領域、18…第1支持部、19…第1電極、20…支持枠、21…電極支持部、22、22a…第2支持部、23…第2電極、24…エレクトレット 50... Vibration power generation element (vibration element), 10... Substrate , 1 1 ... First region, 14... Gap, 15... Insulating part, 16... Powdered silicon, 17... Second region, 17a... Internal region, 17b... External region , 17c... ancillary area, 17m... main area, 18... first support part, 19... first electrode, 20... support frame, 21... electrode support part, 22, 22a... second support part, 23... second electrode, 24...Electret

Claims (15)

導電性の基板を用意すること、
前記基板の第1領域に空隙を形成すること、
前記第1領域に形成された前記空隙に絶縁部材を充填して絶縁部を形成すること、
前記基板から、前記第1領域に接する第2領域を除去して、前記絶縁部と機械的に接続されている第1支持部と、前記絶縁部と機械的に接続され、かつ前記第1支持部と絶縁されている第2支持部と、前記第1支持部に支持されている第1電極と、前記第2支持部に支持されている第2電極とを形成すること、
を備える、振動素子の製造方法。
Prepare a conductive substrate,
forming a void in a first region of the substrate;
filling the gap formed in the first region with an insulating member to form an insulating part;
A second region in contact with the first region is removed from the substrate to provide a first support portion mechanically connected to the insulating portion, and a first support portion mechanically connected to the insulating portion and the first support portion. forming a second support part insulated from the second support part, a first electrode supported by the first support part, and a second electrode supported by the second support part;
A method for manufacturing a vibration element, comprising:
請求項1に記載の振動素子の製造方法において、
前記基板上に互いに離れた2つの前記第1領域が存在し、
前記第2領域は、2つの前記第1領域の両方に接する領域である、振動素子の製造方法。
In the method for manufacturing a vibration element according to claim 1,
There are two first regions spaced apart from each other on the substrate,
The method for manufacturing a vibration element, wherein the second region is a region in contact with both of the two first regions.
導電性の基板を用意すること、
前記基板の第1領域に空隙を形成すること、
前記第1領域に形成された前記空隙に絶縁部材を充填して絶縁部を形成すること、
前記基板から、前記第1領域に接する主領域と、前記第1領域に接しない付帯領域とを含む第2領域を除去して、前記絶縁部と機械的に接続されている第1支持部と、前記絶縁部と機械的に接続され、かつ前記第1支持部と絶縁されている第2支持部と、前記第1支持部に支持されている第1電極と、前記第2支持部に支持されている第2電極とを形成すること、
を備える、振動素子の製造方法。
Prepare a conductive substrate,
forming a void in a first region of the substrate;
filling the gap formed in the first region with an insulating member to form an insulating part;
A second region including a main region in contact with the first region and an incidental region not in contact with the first region is removed from the substrate to form a first support portion mechanically connected to the insulating portion. , a second support part mechanically connected to the insulating part and insulated from the first support part, a first electrode supported by the first support part, and supported by the second support part. forming a second electrode;
A method for manufacturing a vibration element, comprising:
請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の振動素子の製造方法において、
前記基板はシリコン基板であり、
前記絶縁部の主成分はシリコン酸化物である、振動素子の製造方法。
In the method for manufacturing a vibration element according to any one of claims 1 to 3,
The substrate is a silicon substrate,
A method for manufacturing a vibration element, wherein the main component of the insulating part is silicon oxide.
請求項4に記載の振動素子の製造方法において、
前記絶縁部の形成は、前記第1領域に形成された前記空隙に粉末シリコンを充填し、充填した前記粉末シリコンを酸化させてシリコン酸化物とすることにより行う、振動素子の製造方法。
In the method for manufacturing a vibration element according to claim 4,
The method for manufacturing a vibration element, wherein the insulating portion is formed by filling the void formed in the first region with powdered silicon and oxidizing the filled powdered silicon to form silicon oxide.
請求項5に記載の振動素子の製造方法において、
前記空隙に、前記粉末シリコンに加えて粉末ガラスを充填する、振動素子の製造方法。
In the method for manufacturing a vibration element according to claim 5,
A method for manufacturing a vibration element, wherein the gap is filled with powdered glass in addition to the powdered silicon.
請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載の振動素子の製造方法において、
前記第1領域は、前記第1支持部と、前記第2支持部とを、前記第1領域を挟んで相互に歯合させて分離する領域である、振動素子の製造方法。
In the method for manufacturing a vibration element according to any one of claims 1 to 6,
The method for manufacturing a vibration element, wherein the first region is a region in which the first support portion and the second support portion are meshed with each other and separated with the first region interposed therebetween.
請求項1から請求項7までのいずれか一項に記載の振動素子の製造方法において、
前記第1電極と前記第2電極とを、前記基板の面内方向に対向させて形成する、振動素子の製造方法。
In the method for manufacturing a vibration element according to any one of claims 1 to 7,
A method of manufacturing a vibration element, wherein the first electrode and the second electrode are formed to face each other in an in-plane direction of the substrate.
請求項8に記載の振動素子の製造方法において、
前記第1電極と前記第2電極とを、櫛歯状に対向させて形成する、振動素子の製造方法。
The method for manufacturing a vibration element according to claim 8,
A method for manufacturing a vibration element, wherein the first electrode and the second electrode are formed to face each other in a comb-teeth shape.
請求項8または請求項9に記載の振動素子の製造方法において、
前記第1電極と前記第2電極とを、10μm以下の距離で対向させて形成する、振動素子の製造方法。
In the method for manufacturing a vibration element according to claim 8 or 9,
A method of manufacturing a vibration element, wherein the first electrode and the second electrode are formed facing each other with a distance of 10 μm or less.
請求項8から請求項10までのいずれか一項に記載の振動素子の製造方法と、
前記第1電極および前記第2電極のうちの一方の電極の、他方の電極と対向する部分にエレクトレットを形成すること、を備える、振動発電素子の製造方法。
A method for manufacturing a vibration element according to any one of claims 8 to 10,
A method for manufacturing a vibration power generation element, comprising forming an electret in a portion of one of the first electrode and the second electrode facing the other electrode.
絶縁部と、
前記絶縁部と機械的に接続されている導電性の第1支持部と、
前記絶縁部と機械的に接続され、かつ前記第1支持部と絶縁されている導電性の第2支持部と、
前記第1支持部に支持されている第1電極と、
前記第2支持部に支持されている第2電極と、
を備え、
前記絶縁部は、前記第1支持部の壁部と前記第2支持部の壁部とが対向する対向面間に密着して設けられ、
発電に供する振動方向と直交する方向において、前記第1電極と前記第2電極とは、10μm以下の距離で対向して配置されている、振動素子。
an insulating section;
a conductive first support part mechanically connected to the insulating part;
a conductive second support part that is mechanically connected to the insulating part and insulated from the first support part;
a first electrode supported by the first support part;
a second electrode supported by the second support part;
Equipped with
The insulating part is provided in close contact between opposing surfaces of the first support part and the second support part, and
In the vibration element, the first electrode and the second electrode are arranged to face each other with a distance of 10 μm or less in a direction perpendicular to a vibration direction used for power generation.
請求項12に記載の振動素子において、
前記第1支持部と前記第2支持部とは、前記絶縁部を介して相互に歯合している、振動素子。
The vibration element according to claim 12,
The first support portion and the second support portion are in mesh with each other via the insulating portion.
請求項12または請求項13に記載の振動素子において、
前記第1支持部の上面および前記第2支持部の上面は第1平面内にあり、前記絶縁部の上端部は前記第1平面よりも下方にあり、
前記第1支持部の下面および前記第2支持部の下面は第2平面内にあり、前記絶縁部の下端部は前記第2平面よりも上方にある、振動素子。
The vibration element according to claim 12 or 13,
The upper surface of the first support part and the upper surface of the second support part are in a first plane, and the upper end part of the insulating part is below the first plane,
A lower surface of the first support portion and a lower surface of the second support portion are within a second plane, and a lower end portion of the insulating portion is above the second plane.
請求項12から請求項14までのいずれか一項に記載の振動素子を備え、
前記第1電極および前記第2電極のうちの一方の電極の、他方の電極と対向する部分にエレクトレットが形成されている、振動発電素子。
comprising the vibration element according to any one of claims 12 to 14,
A vibration power generation element, wherein an electret is formed in a portion of one of the first electrode and the second electrode facing the other electrode.
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