WO2020255474A1 - 共振装置及び共振装置製造方法 - Google Patents

共振装置及び共振装置製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2020255474A1
WO2020255474A1 PCT/JP2020/004014 JP2020004014W WO2020255474A1 WO 2020255474 A1 WO2020255474 A1 WO 2020255474A1 JP 2020004014 W JP2020004014 W JP 2020004014W WO 2020255474 A1 WO2020255474 A1 WO 2020255474A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
substrate
layer
eutectic reaction
resonator
aluminum
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/004014
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
政和 福光
敬之 樋口
Original Assignee
株式会社村田製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社村田製作所 filed Critical 株式会社村田製作所
Priority to JP2021527343A priority Critical patent/JP7265729B2/ja
Priority to CN202080023672.8A priority patent/CN113632375A/zh
Publication of WO2020255474A1 publication Critical patent/WO2020255474A1/ja
Priority to US17/469,561 priority patent/US20210403316A1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B3/00—Devices comprising flexible or deformable elements, e.g. comprising elastic tongues or membranes
    • B81B3/0018—Structures acting upon the moving or flexible element for transforming energy into mechanical movement or vice versa, i.e. actuators, sensors, generators
    • B81B3/0021—Transducers for transforming electrical into mechanical energy or vice versa
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
    • B81C1/00015—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems
    • B81C1/00261—Processes for packaging MEMS devices
    • B81C1/00269—Bonding of solid lids or wafers to the substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
    • H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
    • H03H3/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/24—Constructional features of resonators of material which is not piezoelectric, electrostrictive, or magnetostrictive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/02—Sensors
    • B81B2201/0271—Resonators; ultrasonic resonators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2207/00—Microstructural systems or auxiliary parts thereof
    • B81B2207/09—Packages
    • B81B2207/091—Arrangements for connecting external electrical signals to mechanical structures inside the package
    • B81B2207/093—Conductive package seal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C2203/00—Forming microstructural systems
    • B81C2203/01—Packaging MEMS
    • B81C2203/0118—Bonding a wafer on the substrate, i.e. where the cap consists of another wafer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C2203/00—Forming microstructural systems
    • B81C2203/01—Packaging MEMS
    • B81C2203/0172—Seals
    • B81C2203/019—Seals characterised by the material or arrangement of seals between parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C2203/00—Forming microstructural systems
    • B81C2203/03—Bonding two components
    • B81C2203/033—Thermal bonding
    • B81C2203/035—Soldering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C2203/00—Forming microstructural systems
    • B81C2203/03—Bonding two components
    • B81C2203/033—Thermal bonding
    • B81C2203/036—Fusion bonding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C2203/00—Forming microstructural systems
    • B81C2203/03—Bonding two components
    • B81C2203/033—Thermal bonding
    • B81C2203/037—Thermal bonding techniques not provided for in B81C2203/035 - B81C2203/036

Definitions

  • the present invention relates to a resonance device and a method for manufacturing a resonance device.
  • a resonance device manufactured by using MEMS Micro Electro Mechanical Systems
  • This device is formed by joining an upper substrate to, for example, a lower substrate having a resonator.
  • Patent Document 1 describes a semiconductor substrate having a channel region, a source and a drain formed on the semiconductor substrates on both ends of the channel region, a gate means formed on the channel region, and a surface portion of the channel region.
  • a field effect transistor is disclosed, which comprises a carrier channeling means for allowing carriers to flow between the source and the drain only through. This field effect transistor prevents hot carrier injection, impact ionization and related effects.
  • Patent Document 2 describes a resonator having a lower electrode, a plurality of upper electrodes, and a piezoelectric film formed between the lower electrode and the plurality of upper electrodes, a first surface, and a second surface.
  • a top lid having a surface and provided so that the first surface faces the upper electrode of the resonator and seals the first surface of the resonator, and the first surface and the second surface.
  • a lower lid provided so that the first surface faces the lower electrode of the resonator and seals the second surface of the resonator, and a power supply terminal electrically connected to the upper electrode.
  • a resonance device comprising a ground terminal provided on the second surface of the upper lid, the lower electrode being electrically connected to the ground terminal via the upper lid. This resonant device stabilizes the resonant frequency.
  • a lower substrate having an element having a wiring on the surface, an upper substrate provided facing the element, and a lower substrate and an upper substrate are joined around the element.
  • a joint portion is provided, and the joint portion has a first region, a second region, and a third region continuously provided from a portion close to the element to a portion far from the element, and has a first region or a third region.
  • At least one region of the above contains a hypereutectic alloy of one of the first component and the second component having a higher melting point, and the second region is a eutectic of the first component and the second component.
  • MEMS devices, including alloys are disclosed. This MEMS device prevents metal from protruding from the junction surface of the eutectic junction.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and provides a resonance device and a method for manufacturing a resonance device, which can reduce the contact resistance of the substrate and obtain a good degree of vacuum by suppressing the generation of outgas.
  • the purpose is.
  • the resonance device is between a first substrate containing a resonator, a second substrate provided so as to seal the vibration space of the resonator, and between the first substrate and the second substrate. It is provided with a first eutectic reaction layer, which is located at, diffuses inside the second substrate, and is electrically connected to the second substrate.
  • a method for manufacturing a resonator comprises preparing a first substrate including a resonator and a second substrate capable of sealing the vibration space of the resonator, and the resonator in the first substrate.
  • a first metal layer is formed around the vibrating portion of the above, and a second metal layer having a component different from that of the first metal layer is formed at a position of the second substrate facing the first metal layer.
  • the first metal layer and the second metal layer undergo a eutectic reaction to form a first eutectic reaction layer.
  • the first eutectic reaction layer diffuses inside the second substrate and is electrically connected to the second substrate.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing the appearance of the resonance apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view schematically showing the structure of the resonance device shown in FIG.
  • FIG. 3 is a plan view schematically showing the structure of the resonator shown in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a cross section of the resonator shown in FIGS. 1 to 3 along the IV-IV line.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a main part schematically showing the configuration of the joint portion shown in FIG.
  • FIG. 6 is a state diagram when the three elements of aluminum (Al), germanium (Ge), and titanium (Ti) are eutectic reacted.
  • Al aluminum
  • Ge germanium
  • Ti titanium
  • FIG. 7 is a flowchart showing a method of manufacturing a resonance device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing the process shown in FIG. 7.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing the process shown in FIG.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing the process shown in FIG. 7.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing the process shown in FIG. 7.
  • FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a first modification of the joint portion shown in FIG.
  • FIG. 13 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a second modification of the joint portion shown in FIG.
  • FIG. 14 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a third modification of the joint shown in FIG.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing the appearance of the resonance device 1 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view schematically showing the structure of the resonance device 1 shown in FIG.
  • the resonator 1 includes a lower lid 20, a resonator 10 (hereinafter, the lower lid 20 and the resonator 10 are collectively referred to as a “MEMS substrate 40”), and an upper lid 30. That is, the resonance device 1 is configured by laminating the MEMS substrate 40, the joint portion 60, and the upper lid 30 in this order.
  • the MEMS substrate 40 is an example of the first substrate
  • the upper lid 30 is an example of the second substrate.
  • the side of the resonance device 1 where the upper lid 30 is provided is referred to as the upper side (or the front side), and the side where the lower lid 20 is provided is referred to as the lower side (or the back side).
  • a state in which the MEMS substrate 40 and the upper lid 30 are laminated to form the resonance device 1 will be described as a “joined state”.
  • the resonator 10 is a MEMS oscillator manufactured using MEMS technology.
  • the resonator 10 and the upper lid 30 are joined via a joint portion 60 described later.
  • the resonator 10 and the lower lid 20 are each formed by using a silicon (Si) substrate (hereinafter, referred to as “Si substrate”), and the Si substrates are bonded to each other.
  • the MEMS substrate 40 (resonator 10 and lower lid 20) may be formed by using an SOI substrate.
  • the upper lid 30 extends in a flat plate shape along the XY plane, and for example, a flat rectangular parallelepiped recess 31 is formed on the back surface thereof.
  • the recess 31 is surrounded by the side wall 33 and forms a part of the vibration space S, which is the space where the resonator 10 vibrates.
  • a getter layer 34 which will be described later, is formed on the surface of the recess 31 of the upper lid 30 on the resonator 10 side.
  • the upper lid 30 does not have a recess 31 and may have a flat plate shape.
  • the lower lid 20 includes a rectangular flat plate-shaped bottom plate 22 provided along the XY plane, and a side wall 23 extending from the peripheral edge of the bottom plate 22 in the Z-axis direction, that is, in the stacking direction of the lower lid 20 and the resonator 10.
  • the lower lid 20 is formed with a recess 21 formed by the surface of the bottom plate 22 and the inner surface of the side wall 23 on the surface facing the resonator 10.
  • the recess 21 forms a part of the vibration space S of the resonator 10.
  • the lower lid 20 does not have a recess 21 and may have a flat plate shape. Further, a getter layer may be formed on the surface of the recess 21 of the lower lid 20 on the resonator 10 side.
  • FIG. 3 is a plan view schematically showing the structure of the resonator 10 shown in FIG.
  • the resonator 10 is a MEMS oscillator manufactured by using the MEMS technique, and vibrates out of plane in the XY plane in the Cartesian coordinate system of FIG.
  • the resonator 10 is not limited to the resonator using the out-of-plane bending vibration mode.
  • the resonator of the resonator 1 may use, for example, a spread vibration mode, a thickness longitudinal vibration mode, a ram wave vibration mode, an in-plane bending vibration mode, or a surface wave vibration mode.
  • These oscillators are applied to, for example, timing devices, RF filters, duplexers, ultrasonic transducers, gyro sensors, acceleration sensors and the like.
  • a piezoelectric mirror having an actuator function
  • a piezoelectric gyro having a pressure sensor function
  • an ultrasonic vibration sensor or the like.
  • it may be applied to an electrostatic MEMS element, an electromagnetically driven MEMS element, and a piezoresistive MEMS element.
  • the resonator 10 includes a vibrating unit 120, a holding unit 140, and a holding arm 110.
  • the holding portion 140 is formed in a rectangular frame shape so as to surround the outside of the vibrating portion 120 along the XY plane.
  • the holding portion 140 is integrally formed from a prismatic frame.
  • the holding portion 140 may be provided at least in at least a part around the vibrating portion 120, and is not limited to the frame shape.
  • the holding arm 110 is provided inside the holding portion 140, and connects the vibrating portion 120 and the holding portion 140.
  • the vibrating portion 120 is provided inside the holding portion 140, and a space is formed between the vibrating portion 120 and the holding portion 140 at a predetermined interval.
  • the vibrating portion 120 has a base portion 130 and four vibrating arms 135A to 135D (hereinafter, collectively referred to as “vibrating arm 135”).
  • the number of vibrating arms is not limited to four, but is set to, for example, an arbitrary number of one or more.
  • the vibrating arms 135A to 135D and the base 130 are integrally formed.
  • the base 130 has long sides 131a and 131b in the X-axis direction and short sides 131c and 131d in the Y-axis direction in a plan view.
  • the long side 131a is one side of the front end surface of the base 130 (hereinafter, also referred to as “front end 131A”)
  • the long side 131b is the rear end surface of the base 130 (hereinafter, also referred to as “rear end 131B”). It is one side of.
  • the front end 131A and the rear end 131B are provided so as to face each other.
  • the base 130 is connected to the vibrating arm 135 at the front end 131A and is connected to the holding arm 110 described later at the rear end 131B.
  • the base 130 has a substantially rectangular shape in a plan view, but the base 130 is not limited to this.
  • the base 130 may be formed substantially plane-symmetrically with respect to the virtual plane P defined along the perpendicular bisector of the long side 131a.
  • the base 130 may have a trapezoidal shape in which the long side 131b is shorter than 131a, or may have a semicircular shape having the long side 131a as the diameter.
  • each surface of the base 130 is not limited to a flat surface, and may be a curved surface.
  • the virtual plane P is a plane that passes through the center of the vibrating unit 120 in the direction in which the vibrating arms 135 are lined up.
  • the base length which is the longest distance between the front end 131A and the rear end 131B in the direction from the front end 131A to the rear end 131B, is about 35 ⁇ m.
  • the base width which is the width direction orthogonal to the base length direction and is the longest distance between the side ends of the base 130, is about 265 ⁇ m.
  • the vibrating arm 135 extends in the Y-axis direction and has the same size.
  • Each of the vibrating arms 135 is provided between the base 130 and the holding portion 140 in parallel in the Y-axis direction, one end is connected to the front end 131A of the base 130 to be a fixed end, and the other end is an open end. It has become. Further, the vibrating arms 135 are provided in parallel in the X-axis direction at predetermined intervals.
  • the vibrating arm 135 has, for example, a width of about 50 ⁇ m in the X-axis direction and a length of about 465 ⁇ m in the Y-axis direction.
  • Each of the vibrating arms 135 has a wider width in the X-axis direction than other parts of the vibrating arm 135, for example, at a portion about 150 ⁇ m from the open end.
  • the portion where this width is widened is called a weight portion G.
  • the weight portion G has a width of 10 ⁇ m to the left and right along the X-axis direction and a width of about 70 ⁇ m in the X-axis direction, for example, as compared with other parts of the vibrating arm 135.
  • the weight portion G is integrally formed by the same process as the vibrating arm 135. By forming the weight portion G, the vibrating arm 135 has a heavier weight per unit length on the open end side than on the fixed end side. Therefore, since each of the vibrating arms 135 has a weight portion G on the open end side, the amplitude of vibration in the vertical direction in each vibrating arm can be increased.
  • a protective film 235 which will be described later, is formed on the surface of the vibrating portion 120 (the surface facing the upper lid 30) so as to cover the entire surface thereof. Further, a frequency adjusting film 236 is formed on the surface of the protective film 235 at the tip of the vibrating arms 135A to 135D on the open end side, respectively. The resonance frequency of the vibrating unit 120 can be adjusted by the protective film 235 and the frequency adjusting film 236.
  • substantially the entire surface of the resonator 10 (the surface facing the upper lid 30) is covered with the protective film 235. Further, the surface of the protective film 235 is almost entirely covered with the parasitic capacitance reducing film 240. However, the protective film 235 only needs to cover at least the vibrating arm 135, and is not limited to a configuration that covers substantially the entire surface of the resonator 10.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a cross section of the resonance device 1 shown in FIGS. 1 to 3 along the IV-IV line.
  • the holding portion 140 of the resonator 10 is joined on the side wall 23 of the lower lid 20, and the holding portion 140 of the resonator 10 and the side wall 33 of the upper lid 30 are joined by the joining portion 60.
  • the resonator 10 is held between the lower lid 20 and the upper lid 30, and the lower lid 20, the upper lid 30, and the holding portion 140 of the resonator 10 form a vibration space S in which the vibrating arm 135 vibrates.
  • the upper lid 30 is grounded by the grounding portion 50.
  • a terminal T4 is formed on the upper surface of the upper lid 30 (the surface opposite to the surface facing the resonator 10).
  • the terminal T4 and the resonator 10 are electrically connected by a through electrode V3, a connection wiring 70, and contact electrodes 76A and 76B.
  • the upper lid 30 is formed of a silicon (Si) wafer (hereinafter referred to as "Si wafer") L3 having a predetermined thickness.
  • the upper lid 30 is joined to the holding portion 140 of the resonator 10 by a joining portion 60 described later at a peripheral portion (side wall 33) thereof. It is preferable that the front surface, the back surface, and the side surface of the through electrode V3 facing the resonator 10 in the upper lid 30 are covered with the silicon oxide film L31.
  • the silicon oxide film L31 is an example of an insulating layer, and is formed on the surface of the Si wafer L3 by, for example, oxidation of the surface of the Si wafer L3 or chemical vapor deposition (CVD).
  • a getter layer 34 is formed on the surface of the recess 31 of the upper lid 30 on the side facing the resonator 10.
  • the getter layer 34 is formed of, for example, titanium (Ti) or the like, and adsorbs outgas generated in the vibration space S.
  • Ti titanium
  • the getter layer 34 is formed on substantially the entire surface of the recess 31 facing the resonator 10, it is possible to suppress a decrease in the degree of vacuum in the vibration space S.
  • the through electrode V3 of the upper lid 30 is formed by filling the through holes formed in the upper lid 30 with a conductive material.
  • the conductive material to be filled is, for example, impurity-doped polycrystalline silicon (Poly-Si), copper (Cu), gold (Au), impurity-doped single crystal silicon, or the like.
  • the through silicon via V3 serves as a wiring that electrically connects the terminal T4 and the voltage application unit 141.
  • the bottom plate 22 and the side wall 23 of the lower lid 20 are integrally formed by the Si wafer L1. Further, the lower lid 20 is joined to the holding portion 140 of the resonator 10 by the upper surface of the side wall 23.
  • the thickness of the lower lid 20 defined in the Z-axis direction is, for example, 150 ⁇ m, and the depth of the recess 21 is, for example, 50 ⁇ m.
  • the Si wafer L1 is formed of non-degenerate silicon, and its resistivity is, for example, 16 m ⁇ ⁇ cm or more.
  • the holding portion 140, the base 130, the vibrating arm 135, and the holding arm 110 in the resonator 10 are integrally formed by the same process.
  • the resonator 10 has a piezoelectric thin film F3 formed on a silicon (Si) substrate (hereinafter referred to as “Si substrate”) F2, which is an example of a substrate, so as to cover the Si substrate F2, and further on the piezoelectric thin film F3. Is laminated with a metal layer E2.
  • a piezoelectric thin film F3 is laminated on the metal layer E2 so as to cover the metal layer E2, and a metal layer E1 is further laminated on the piezoelectric thin film F3.
  • a protective film 235 is laminated on the metal layer E1 so as to cover the metal layer E1, and a parasitic capacitance reduction film 240 is laminated on the protective film 235.
  • the Si substrate F2 is formed of, for example, a degenerate n-type silicon (Si) semiconductor having a thickness of about 6 ⁇ m, and may contain phosphorus (P), arsenic (As), antimony (Sb), and the like as n-type dopants. it can.
  • the resistance value of the degenerate silicon (Si) used for the Si substrate F2 is, for example, less than 16 m ⁇ ⁇ cm, more preferably 1.2 m ⁇ ⁇ cm or less.
  • a silicon oxide (for example, SiO 2 ) layer F21 is formed on the lower surface of the Si substrate F2 as an example of the temperature characteristic correction layer. This makes it possible to improve the temperature characteristics.
  • the silicon oxide layer F21 may be formed on the upper surface of the Si substrate F2, or may be formed on both the upper surface and the lower surface of the Si substrate F2.
  • the metal layers E1 and E2 have a thickness of, for example, about 0.1 ⁇ m or more and 0.2 ⁇ m or less, and are patterned into a desired shape by etching or the like after film formation.
  • a metal having a body-centered legislative structure is used for the metal layers E1 and E2.
  • the metal layers E1 and E2 are formed by using Mo (molybdenum), tungsten (W) or the like.
  • the metal layer E1 is formed so as to serve as an upper electrode on the vibrating portion 120, for example. Further, the metal layer E1 is formed on the holding arm 110 and the holding portion 140 so as to serve as wiring for connecting the upper electrode to the AC power source provided outside the resonator 10.
  • the metal layer E2 is formed so as to serve as a lower electrode on the vibrating portion 120. Further, the metal layer E2 is formed on the holding arm 110 and the holding portion 140 so as to serve as wiring for connecting the lower electrode to the circuit provided outside the resonator 10.
  • Piezoelectric thin film F3 is a piezoelectric thin film that converts applied voltage into vibration.
  • the piezoelectric thin film F3 is formed of a material having a wurtzite-type hexagonal crystal structure, for example, aluminum nitride (AlN), scandium aluminum nitride (ScAlN), zinc oxide (ZnO), gallium nitride (GaN), and the like.
  • Nitride or oxide such as indium nitride (InN) can be the main component.
  • scandium aluminum nitride is obtained by substituting a part of aluminum in aluminum nitride with scandium, and instead of scandium, magnesium (Mg) and niobium (Nb), magnesium (Mg), zirconium (Zr) and the like 2 It may be replaced with an element.
  • the piezoelectric thin film F3 has a thickness of, for example, 1 ⁇ m, but it is also possible to use a thickness of about 0.2 ⁇ m to 2 ⁇ m.
  • the piezoelectric thin film F3 expands and contracts in the in-plane direction of the XY plane, that is, in the Y-axis direction, according to the electric field applied to the piezoelectric thin film F3 by the metal layers E1 and E2. Due to the expansion and contraction of the piezoelectric thin film F3, the vibrating arm 135 displaces its free end toward the inner surfaces of the lower lid 20 and the upper lid 30 and vibrates in an out-of-plane bending vibration mode.
  • the phase of the electric field applied to the outer vibrating arms 135A and 135D and the phase of the electric field applied to the inner vibrating arms 135B and 135C are set to be opposite to each other.
  • the outer vibrating arms 135A and 135D and the inner vibrating arms 135B and 135C are displaced in opposite directions.
  • the inner vibrating arms 135B and 135C displace the free end toward the inner surface of the lower lid 20.
  • the protective film 235 prevents oxidation of the metal layer E2, which is an upper electrode for piezoelectric vibration.
  • the protective film 235 is preferably formed of a material whose mass reduction rate by etching is slower than that of the frequency adjusting film 236. The mass reduction rate is represented by the etching rate, that is, the product of the thickness and density removed per unit time.
  • the protective film 235 includes, for example, a piezoelectric film such as aluminum nitride (AlN), scandium aluminum nitride (ScAlN), zinc oxide (ZnO), gallium nitride (GaN), and indium nitride (InN), as well as silicon nitride (SiN). It is formed of an insulating film such as silicon oxide (SiO 2 ) and alumina oxide (Al 2 O 3 ). The thickness of the protective film 235 is, for example, about 0.2 ⁇ m.
  • the frequency adjusting film 236 is formed on substantially the entire surface of the vibrating portion 120, and then is formed only in a predetermined region by processing such as etching.
  • the frequency adjusting film 236 is formed of a material whose mass reduction rate by etching is faster than that of the protective film 235.
  • the frequency adjusting film 236 is made of a metal such as molybdenum (Mo), tungsten (W), gold (Au), platinum (Pt), nickel (Ni), and titanium (Ti).
  • the relationship between the protective film 235 and the frequency adjusting film 236 is as described above, the relationship between the etching rates is arbitrary.
  • the parasitic capacitance reduction film 240 is an example of an insulating layer and is formed of tetraethyl orthosilicate (TEOS).
  • TEOS tetraethyl orthosilicate
  • the thickness of the parasitic capacitance reduction film 240 is about 1 ⁇ m. It has a function as an insulating layer when wirings of different potentials cross each other and a function as a standoff for expanding the vibration space S, while reducing the parasitic capacitance in the routing wiring portion.
  • connection wiring 70 is electrically connected to the terminal T4 via the through electrode V3, and is also electrically connected to the contact electrodes 76A and 76B.
  • the contact electrode 76A is formed so as to come into contact with the metal layer E1 of the resonator 10, and electrically connects the connection wiring 70 and the resonator 10.
  • the contact electrode 76B is formed so as to come into contact with the metal layer E2 of the resonator 10, and electrically connects the connection wiring 70 and the resonator 10.
  • the inside of the formed via V1 is filled with the same material as the contact electrode 76A, and the metal layer E1 and the contact electrode 76A are connected to each other.
  • a part of the piezoelectric thin film F3 and the parasitic capacitance reducing film 240 laminated on the metal layer E2 is removed so that the metal layer E2 is exposed, and the via V2 Is formed.
  • the contact electrode 76B is filled inside the formed via V2, and the metal layer E2 and the contact electrode 76B are connected to each other.
  • the contact electrodes 76A and 76B are made of a metal such as aluminum (Al), gold (Au), and tin (Sn).
  • connection point between the metal layer E1 and the contact electrode 76A and the connection point between the metal layer E2 and the contact electrode 76B are preferably in the outer region of the vibrating portion 120, and in the present embodiment, they are connected by the holding portion 140. Has been done.
  • the junction 60 is an example of a second eutectic reaction layer, for example, an alloy layer composed of eutectic reactions of a plurality of metals.
  • the joint portion 60 is provided between the MEMS substrate 40 and the upper lid 30 so as to come into contact with the MEMS substrate 40 and the upper lid 30. Further, when viewed in a plan view, the joint portion 60 is formed in a rectangular ring shape along the XY plane around the vibrating portion 120 in the resonator 10, for example, on the holding portion 140.
  • the joining portion 60 joins the MEMS substrate 40 and the upper lid 30 so as to seal the vibration space S of the resonator 10.
  • the bonded portion 60 is insulatedly connected to the upper lid 30 via the silicon oxide film L31 provided on the upper lid 30.
  • the bonding portion 60 is insulatedly connected to the MEMS substrate 40 via a parasitic capacitance reducing film 240 provided on the MEMS substrate 40.
  • the vibration space S is hermetically sealed by joining the joint portion 60, and the vacuum state of the vibration space S is maintained. Further, the airtightness of the joint of the joint portion 60 affects the degree of vacuum of the vibration space S.
  • the degree of vacuum of the vibration space S according to the present embodiment is ensured to be about 1 pascal or more and 2 pascals or less due to the high airtightness of the joint portion 60. The details of the joint portion 60 will be described later in accordance with the detailed description of the ground contact portion 50.
  • the grounding portion 50 is an example of the first eutectic reaction layer, for example, an alloy layer composed of eutectic reactions of a plurality of metals.
  • the ground contact portion 50 according to the present embodiment has the same components (materials) as the joint portion 60.
  • the grounding portion 50 is provided between the MEMS substrate 40 and the upper lid 30 so as to come into contact with the MEMS substrate 40 and the upper lid 30. Further, the grounding portion 50 is provided around the vibrating portion 120 of the resonator 10 and inside the joint portion 60 without contacting the joint portion 60.
  • the shape of the ground contact portion 50 on the XY surface may be any shape, for example, a rectangular shape.
  • the grounding portion 50 is insulatedly connected to the MEMS substrate 40 via the parasitic capacitance reducing film 240 provided on the MEMS substrate 40, similarly to the bonded portion 60.
  • the ground contact portion 50 diffuses inside the upper lid 30 and electrically with the upper lid 30. It is connected.
  • the grounding portion 50 has realized that the upper lid 30 is grounded, the contact resistance with the upper lid 30 is reduced, and the parasitic capacitance of the upper lid 30 is reduced. The details of the grounding portion 50 will be described later.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a main part schematically showing the configuration of the ground contact portion 50 and the joint portion 60 shown in FIG.
  • the ground contact portion 50 and the junction portion 60 that is, the three metal layers for forming the eutectic reaction layer 80, are respectively formed before the bonding by the eutectic reaction. Although displayed as separate layers, in reality these interfaces are eutectic bonded.
  • the ground contact portion 50 and the joint portion 60 have the same components. Further, as described above, the difference between the ground contact portion 50 and the joint portion 60 is that, in the joined state, the ground contact portion 50 diffuses inside the upper lid 30 and is electrically connected to the upper lid 30.
  • the silicon oxide film L31 provided on the upper lid 30 is insulatedly connected to the upper lid 30. Therefore, in the following description, the configuration of the grounding portion 50 will be mainly described, and the description of the configuration of the joint portion 60 will be simplified.
  • the grounding portion 50 has a first grounding portion 51 and a second grounding portion 52 in the order from the MEMS substrate 40 toward the upper lid 30.
  • the first ground contact portion 51 has an aluminum layer 511.
  • the second ground contact portion 52 has a germanium layer 521 and a titanium layer 522.
  • the aluminum layer 511 of the first grounding portion 51 is provided on the parasitic capacitance reducing film 240 of the MEMS substrate 40, and is insulatedly connected to the MEMS substrate 40.
  • the titanium layer 522 of the second ground contact portion 52 is provided at a portion of the upper lid 30 from which a part of the silicon oxide film L31 has been removed, and is electrically connected to the upper lid 30.
  • the germanium layer 521 of the second ground contact portion 52 is provided above the titanium layer 522 (below the titanium layer 522 in FIG. 5).
  • the titanium layer 522 seems to be diffused inside the upper lid 30, but in reality, the aluminum layer 511, the germanium layer 521, and the titanium layer 522 are eutectic instead of the titanium layer 522.
  • the AlGeTi alloy layer produced by the reaction is diffused inside the upper lid 30. That is, the aluminum component is diffused inside the upper lid 30. In this way, the grounding portion 50 grounds the upper lid 30 to reduce the contact resistance of the upper lid 30.
  • the joint portion 60 is a eutectic reaction layer containing an AlGeTi alloy as a main component, and has a first joint portion 61 and a second joint portion 62 in the order from the MEMS substrate 40 toward the upper lid 30.
  • the first joint 61 has an aluminum layer 611.
  • the second joint portion 62 has a germanium layer 621 and a titanium layer 622.
  • the titanium layer 622 is provided on the parasitic capacitance reducing film 240 of the upper lid 30, and the germanium layer 621 is provided above the titanium layer 622 (below the titanium layer 622 in FIG. 5).
  • the grounding portion 50 and the joining portion 60 form a eutectic reaction layer 80.
  • the first grounding portion 51 and the first joint portion 61 on the MEMS substrate 40 side form the first metal layer 81
  • the second grounding portion 52 and the second joint portion 62 on the upper lid 30 side are the first.
  • the two metal layers 82 are formed.
  • the first metal layer 81 and the second metal layer 82 form the eutectic reaction layer 80.
  • the thickness of the aluminum layers 511 and 611 is about 0.70 ⁇ m and the thickness of the germanium layers 521 and 621 is about 0.38 ⁇ m in order to allow the eutectic reaction of aluminum, germanium and titanium to be sufficient. Is preferable.
  • the titanium layers 522 and 622 function as an adhesion layer for bringing the germanium layers 521 and 621 into close contact with the upper lid 30, the thickness of the titanium layers 522 and 622 does not affect the eutectic reaction. Therefore, the thickness of the titanium layers 522,622 may be any thickness, for example, about 0.10 ⁇ m.
  • the aluminum layers 511 and 611 are not originally provided on the upper lid 30 side, when the eutectic reaction is not completely generated or when the amount of aluminum is more than the amount required for the eutectic reaction, The concentration of aluminum on the upper lid 30 side of the ground contact portion 50 and the joint portion 60 is lower than the concentration of aluminum on the MEMS substrate 40 side. On the other hand, when the eutectic reaction completely occurs, the concentration of aluminum on the upper lid 30 substrate side of the ground contact portion 50 and the joint portion 60 is the same as the concentration of aluminum on the MEMS substrate 40 side.
  • FIG. 6 is a state diagram when the three elements of aluminum (Al), germanium (Ge), and titanium (Ti) are eutectic reacted.
  • the horizontal axis is the ratio of germanium (Ge) (at%), and the vertical axis is the temperature (° C.).
  • the liquid of the eutectic molten metal is in the range surrounded by the thick line shown in FIG. (Indicated as L in FIG. 6) and aluminum-germanium-titanium alloy (AlGeTi alloy) (indicated as ⁇ 1 in FIG. 6) are generated.
  • AlGeTi alloy aluminum-germanium-titanium alloy
  • the formation of interfaces of different materials is suppressed by the alloy layer in which the ground contact portion 50 and the joint portion 60 are made of aluminum (Al), germanium (Ge), and titanium (Ti). Therefore, voids and interfacial peeling that may occur in the ground contact portion 50 and the joint portion 60 can be reduced, and the airtightness and joint strength of the ground contact portion 50 and the joint portion 60 can be improved.
  • the ground contact portion 50 or the joint portion 60 is formed, as described above, a solid alloy is formed together with the liquid eutectic molten metal at the eutectic point or higher, so that the fluidity of the eutectic molten metal is lowered.
  • the protrusion (splash) of the eutectic molten metal in the plane direction is suppressed. Therefore, a short circuit caused by the protrusion of the joint portion 60 can be reduced, and the degree of freedom in the layout of the resonance device 1 can be improved.
  • each component of the ground contact portion 50 or the joint portion 60 has a predetermined concentration ratio.
  • concentration ratio it is preferable that the concentration of aluminum (Al) is 58 at% or more and 82 at% or less, the concentration of germanium (Ge) is 10 at% or more and 32 at% or less, and the concentration of titanium (Ti) is 7 at% or more and 32 at% or less.
  • each component of the ground contact portion 50 or the joint portion 60 has a predetermined concentration ratio.
  • concentration ratio of aluminum (Al), germanium (Ge), and titanium (Ti) is preferably 3: 1: 1.
  • the formation of interfaces of different materials is further suppressed in the ground contact portion 50 or the joint portion 60.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a method of manufacturing the resonance device 1 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing the step S301 shown in FIG.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing the step S302 shown in FIG.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing the step S303 shown in FIG.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing the step S304 shown in FIG. Note that FIGS. 8 to 11 show and describe one of the plurality of resonance devices 1 manufactured by the manufacturing method for convenience.
  • the MEMS substrate 40 and the upper lid 30 are prepared (S301).
  • the above-mentioned MEMS substrate 40 including the resonator 10 and the upper lid 30 having the through electrode V3 are prepared.
  • the connection wiring 70 (see FIG. 4) that connects the through electrode V3 and the resonator 10 has not yet been formed.
  • the first metal layer 81 including the first grounding portion 51 and the first joining portion 61 is formed around the vibrating portion 120 of the resonator 10. Form (S302).
  • the MEMS substrate 40 (resonator 10) in which the aluminum layer 511 constituting the first ground contact portion 51 and the aluminum layer 611 constituting the first joint portion 61 are prepared is prepared. ) At the same time.
  • the prepared MEMS substrate 40 for example, aluminum (Al) is laminated on the parasitic capacitance reducing film 240 formed on the piezoelectric thin film F3.
  • the first metal layer 81 that is, the aluminum layer 511 of the first grounding portion 51, is formed on the outside of the vibrating portion 120 in the MEMS substrate 40.
  • the aluminum layer 611 of the first joint 61 is formed.
  • the first metal layer 81 is formed on the MEMS substrate 40.
  • the first metal layer 81 is formed around the resonance space of the resonator 10 when the MEMS substrate 40 is viewed in a plan view.
  • the aluminum layer 511 is formed inside the aluminum layer 611 without contacting the aluminum layer 611.
  • the MEMS substrate 40 is subjected to a first annealing treatment (heat treatment) for degassing.
  • the first annealing temperature of the first annealing treatment is, for example, about 450 ° C.
  • the first metal layer 81 includes only the aluminum layer 511 and the aluminum layer 611, and each of the aluminum layer 511 and the aluminum layer 611 avoids direct contact with the MEMS substrate 40 by the parasitic capacitance reducing film 240. .. Therefore, even if the heat treatment is performed at a high temperature of about 450 ° C., the influence of heat diffusion on the MEMS substrate 40 is small. Therefore, by degassing the first metal layer 81 more reliably and effectively, the degree of vacuum of the vibration space S after sealing can be improved.
  • the titanium layer 522 and the germanium layer 521 constituting the second ground contact portion 52 and the titanium layer 622 and the germanium layer 621 constituting the second joint portion 62 are prepared. It is simultaneously formed on the back surface of the upper lid 30.
  • titanium (Ti) is laminated on the back surface of the upper lid 30 on the portion where a part of the silicon oxide film L31 is removed in advance and the portion where the silicon oxide film L31 is not removed. To do.
  • the titanium layer 522 in the portion of the upper lid 30 from which a part of the silicon oxide film L31 has been removed in advance and the titanium layer 522 are oxidized.
  • Each of the titanium layer 622 in the portion where the silicon film L31 has not been removed is formed at the same time.
  • the predetermined positions where the titanium layer 522 and the titanium layer 622 are formed are formed on the MEMS substrate 40 on the back surface of the upper lid 30, for example, when the front surface of the MEMS substrate 40 and the back surface of the upper lid 30 face each other. It is a position facing or substantially facing the first metal layer 81.
  • germanium (Ge) is laminated on each of the titanium layer 522 and the titanium layer 622 (under each of the titanium layer 522 and the titanium layer 622 in FIG. 10) to form the germanium layer 521 and the germanium layer 621.
  • the second metal layer 82 is formed at a predetermined position on the upper lid 30.
  • the upper lid 30 is subjected to a second annealing treatment (heat treatment) for degassing.
  • the second annealing temperature of the second annealing treatment is the same as the first annealing temperature, for example, about 450 ° C.
  • the material of the upper lid 30 is silicon, it is more susceptible to heat diffusion generated during the annealing treatment than the MEMS substrate 40. Further, since the second ground contact portion 52 of the second metal layer 82 is in direct contact with the upper lid 30 without passing through the silicon oxide film L31, the upper lid is compared with the case where an insulating layer such as the silicon oxide film L31 is adopted. Heat diffusion to 30 is more likely to occur.
  • the second metal layer 82 provided on the upper lid 30 includes only the titanium layer 522 and the titanium layer 622, and the germanium layer 521 and the germanium layer 621. That is, the second metal layer 82 does not contain an aluminum component that easily diffuses heat into silicon.
  • the upper lid 30 is made of a silicon material that is easily affected by the annealing temperature of the annealing treatment, it is possible to prevent aluminum from being thermally diffused into the silicon, and it is not necessary to lower the second annealing temperature.
  • the second annealing temperature of the second annealing treatment for example, a high temperature of about 450 ° C. can be adopted as in the case of the first annealing temperature.
  • the annealing temperature for degassing the second metal layer 82 in order to prevent the aluminum from thermally diffusing into the silicon can only be used at about 400 ° C.
  • the degree of vacuum of the vibration space S joined after the annealing treatment at about 400 ° C. is about 10 pascals.
  • the degree of vacuum of the vibration space S sealed after the annealing treatment at about 450 ° C. according to the present embodiment is about 1 pascal or more and 2 pascals or less. Therefore, the degree of vacuum of the vibration space S after the annealing treatment at about 450 ° C.
  • the vibration space S is annealed at about 400 ° C. That is, the annealing treatment using a high temperature of about 450 ° C. more reliably and effectively provides the first metal layer 81 and the second metal layer 82 than the annealing treatment using about 400 ° C. By degassing, the degree of vacuum in the vibration space S after joining and sealing can be improved.
  • the positions of the MEMS substrate 40 and the upper lid 30 are aligned so that the first metal layer 81 and the second metal layer 82 coincide with each other.
  • the MEMS substrate 40 and the upper lid 30 are sandwiched by a heater or the like, and heat treatment for a ternary eutectic reaction is performed.
  • the upper lid 30 is moved toward the MEMS substrate 40.
  • the germanium layer 521 of the second metal layer 82 comes into contact with the aluminum layer 511 of the first metal layer 81.
  • the eutectic temperature in the heat treatment for the ternary eutectic reaction is preferably equal to or higher than the temperature of the eutectic point and lower than the melting point in the case of the first metal aluminum (Al) alone. That is, when the second metal is germanium (Ge) and the third metal is titanium (Ti), the temperature is 422 ° C or higher, which is the eutectic point, and less than 620 ° C, which is the melting point of aluminum (Al) alone. Is preferable.
  • the heating time is preferably about 5 minutes or more and 30 minutes or less.
  • the eutectic temperature is about 440 ° C. and the heating time is about 15 minutes, and the eutectic reaction is heat-treated.
  • the upper lid 30 and the MEMS substrate 40 are pressed from the upper lid 30 to the MEMS substrate 40 as shown by the black arrows in FIG.
  • the pressure to be pressed is, for example, about 15 MPa, preferably about 5 MPa or more and 25 MPa or less.
  • the cooling treatment is performed by, for example, natural cooling.
  • the cooling treatment is not limited to natural cooling, as long as a eutectic layer 65 containing a eutectic alloy as a main component can be formed at the joint portion 60, and the cooling temperature and cooling speed thereof can be variously selected.
  • step S304 shown in FIG. 7 the grounding portion 50 and the joint portion 60 (see FIGS. 4 and 5) are formed.
  • connection wiring 70 (see FIG. 4) for connecting the electrode V3 and the resonator 10 may be provided.
  • the upper lid 30 which is easily affected by the heat of the annealing treatment is not provided with the aluminum layer, but only the germanium layer and the titanium layer are provided, and the MEMS substrate 40 which is not easily affected by the heat of the annealing treatment is made of aluminum.
  • a structure with layers is adopted.
  • an annealing temperature capable of sufficiently degassing the aluminum layer can be adopted.
  • the first metal layer 81 (mainly composed of aluminum) and the second metal layer 82 (mainly composed of germanium and titanium) can be reliably and effectively degassed, and after sealing.
  • the degree of vacuum of the vibration space S can be improved.
  • an alloy layer can be formed by eutectic reaction of aluminum (Al), germanium (Ge) and titanium (Ti).
  • the aluminum component can be diffused inside the upper lid 30 by diffusing the eutectic reaction layer inside the upper lid 30. Therefore, the aluminum component diffused inside the upper lid 30 grounds the upper lid 30, and the contact resistance of the upper lid 30 is reduced.
  • FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a first modification of the ground contact portion 50 and the joint portion 60 shown in FIG.
  • the same configurations as those of the ground contact portion 50 and the joint portion 60 shown in FIG. 5 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate.
  • similar actions and effects with the same configuration will not be mentioned sequentially.
  • the joint portion 60 has the same components as the ground contact portion 50, the configuration of the ground contact portion 50 will be mainly described below, and the description of the joint portion 60 will be omitted. The same applies to the second modification and the third modification, which will be described later.
  • the first grounding portion 51 further has a titanium layer 512 formed on the side of the MEMS substrate 40.
  • An aluminum layer 511 is provided on the titanium layer 512.
  • the titanium layer 512 has a function of forming an adhesion layer, and can improve the adhesion between the grounding portion 50 and the MEMS substrate 40. Therefore, the joint strength of the ground contact portion 50 can be further improved. The same applies to the joint portion 60.
  • the titanium layer 512 and the aluminum layer 511 are continuously provided from the MEMS substrate 40 side.
  • the ternary eutectic reaction is the same as the above-mentioned example.
  • FIG. 13 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a second modification of the ground contact portion 50 and the joint portion 60 shown in FIG.
  • the first ground contact portion 51 has an aluminum layer 511 and a titanium layer 512 according to the first modification, and further has an aluminum layer 513 provided below the titanium layer 512. That is, the first ground contact portion 51 according to the second modification has a laminated structure of aluminum-titanium-aluminum.
  • the material of the aluminum layer 513 is preferably composed of an aluminum-copper alloy (AlCu alloy) or an aluminum-silicon-copper alloy (AlSiCu alloy) as a main component, except when the main component is aluminum (Al).
  • AlCu alloy aluminum-copper alloy
  • AlSiCu alloy aluminum-silicon-copper alloy
  • the aluminum layer 513 has conductivity, the manufacturing process can be simplified, and the grounding portion 50 that seals the vibration space S of the resonator 10 can be easily formed. The same applies to the joint portion 60.
  • the aluminum layer 513, the titanium layer 512, and the aluminum layer 511 are continuously provided from the side of the MEMS substrate 40.
  • the ternary eutectic reaction is the same as the above-mentioned example.
  • FIG. 14 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a third modification of the ground contact portion 50 and the joint portion 60 shown in FIG.
  • the first ground contact portion 51 has an aluminum layer 511, a titanium layer 512, and an aluminum layer 513 according to the second modification, and further has a titanium layer 514 provided below the aluminum layer 513. That is, the first ground contact portion 51 according to the third modification has a laminated structure of aluminum-titanium-aluminum-titanium.
  • the titanium layer 514, the aluminum layer 513, the titanium layer 512, and the aluminum layer 511 are continuously provided from the side of the MEMS substrate 40.
  • the ternary eutectic reaction is the same as the above-mentioned example.
  • the grounding portion 50 and the joining portion 60 have been described as a eutectic reaction layer (eutectic alloy layer) composed of eutectic reactions of three or more elements, but the present invention is not limited to the above configuration.
  • the ground contact portion 50 and the joint portion 60 are a eutectic reaction layer (eutectic alloy layer) composed of a first metal containing aluminum (Al) as a main component and a second metal containing germanium (Ge) as a main component. ) May be. That is, the grounding portion 50 and the joining portion 60 may be formed by a binary eutectic reaction.
  • the ground contact portion 50 and the joint portion 60 have been described as a eutectic reaction layer (eutectic alloy layer) generated by a eutectic reaction between aluminum (Al), germanium (Ge), and titanium (Ti).
  • the configuration is not limited to the above.
  • the eutectic reaction of aluminum (Al), germanium (Ge) and nickel (Ni) the eutectic reaction of aluminum (Al) and silicon (Si) and titanium (Ti), and the eutectic reaction of aluminum (Al) and silicon (Al).
  • It may be a eutectic reaction layer (eutectic alloy layer) generated by a eutectic reaction between Si) and nickel (Ni). Further, in these cases, a liquid of eutectic molten metal and an alloy are generated.
  • the first annealing temperature and the second annealing temperature have been described as those of about 450 ° C., but the temperature is not limited to the above temperature.
  • the annealing temperature may be changed by changing the metal of the eutectic reaction.
  • the first annealing temperature and the second annealing temperature may be different from each other.
  • the eutectic temperature has been described as being about 440 ° C., it is not limited to the above temperature.
  • the eutectic temperature may be changed by changing the metal of the eutectic reaction.
  • ground contact portion 50 and the joint portion 60 have been described as having the same components, but the present invention is not limited to the above configuration.
  • the ground contact portion 50 and the joint portion 60 may have different components.
  • the resonance device according to the embodiment of the present invention is a second substrate provided so as to seal the MEMS substrate 40, which is an example of the first substrate including the resonator 10, and the vibration space S of the resonator 10.
  • Grounding which is an example of the first eutectic reaction layer, is located between the upper lid 30 and the MEMS substrate 40 and the upper lid 30 as an example, diffuses inside the upper lid 30, and is electrically connected to the upper lid 30.
  • a unit 50 is provided. As a result, the contact resistance on the substrate can be reduced, and a good degree of vacuum can be obtained by suppressing the generation of outgas.
  • a parasitic capacitance reducing film 240 which is an example of an insulating layer, is provided on substantially the entire surface of the resonator 10 of the upper lid 30, and the grounding portion 50 grounds the upper lid 30 so as to ground the upper lid 30.
  • it may be electrically connected to the MEMS substrate 40 via the parasitic capacitance reduction film 240. As a result, the substrate can be grounded, and the contact resistance on the substrate can be reduced.
  • the material of the upper lid 30 may be silicon. As a result, the contact resistance of the silicon substrate can be reduced.
  • the main component of the grounding portion 50 may have aluminum and germanium.
  • the contact resistance of the silicon substrate can be reduced more effectively by adopting aluminum, which is a material suitable for reducing the grounding / contact resistance with the silicon substrate.
  • the main component of the grounding portion 50 may further include titanium, and the grounding portion 50 may be an alloy layer formed by a eutectic reaction of aluminum, germanium and titanium. This makes it possible to suppress the formation of interfaces of different materials.
  • the concentration of aluminum on the upper lid 30 side is lower than the concentration of aluminum on the MEMS substrate 40 side, or the concentration of aluminum on the upper lid 30 substrate side is lower on the MEMS substrate 40 side. It may be formed in the same concentration as the aluminum in. As a result, the influence of the heat diffusion of aluminum on the substrate can be reduced.
  • the MEMS substrate 40 and the upper lid 30 are joined to each other, and a joining portion 60, which is an example of the second eutectic reaction layer, is further provided, and the joining portion 60 is located on the outer peripheral side of the grounding portion 50. Then, it may be electrically connected to each of the MEMS substrate 40 and the upper lid 30 via the parasitic capacitance reduction film 240 and the silicon oxide film L31. Thereby, the degree of vacuum can be improved.
  • the joint portion 60 may have the same components as the ground portion 50. As a result, by having the same components, the production can be simplified and the productivity can be improved.
  • the degree of vacuum of the vibration space S may be 1 pascal or more and 2 pascals or less. Thereby, a good degree of vacuum can be obtained.
  • a MEMS substrate 40 including the resonator 10 and an upper lid 30 capable of sealing the vibration space S of the resonator 10 are prepared, and resonance in the MEMS substrate 40 is performed.
  • the first metal layer 81 is formed around the vibrating portion 120 of the child 10, and the upper lid 30 has a component different from that of the first grounding portion 51 at a position facing the first grounding portion 51.
  • Including forming the metal layer 82 and joining the MEMS substrate 40 and the upper lid 30, the first ground contact portion 51 of the first metal layer 81 and the second of the second metal layer 82 are joined.
  • a grounding portion 50 is generated by a eutectic reaction with the grounding portion 52, and the grounding portion 50 diffuses inside the upper lid 30 and is electrically connected to the upper lid 30.
  • the contact resistance on the substrate can be reduced, and a good degree of vacuum can be obtained by suppressing the generation of outgas.
  • the grounding portion 50 is located between the MEMS substrate 40 and the upper lid 30, and the portion of the grounding portion 50 on the upper lid 30 side is the upper lid 30 so as to ground the upper lid 30. It diffuses inside and is electrically connected to the upper lid 30, and the portion of the MEMS substrate 40 of the grounding portion 50 is insulated from the MEMS substrate 40 via the parasitic capacitance reducing film 240 provided on the MEMS substrate 40. It may be connected to. As a result, the substrate can be grounded, and the contact resistance on the substrate can be reduced.
  • the material of the upper lid 30 may be silicon, the first grounding portion 51 may have at least an aluminum layer, and the second grounding portion 52 may have at least a germanium layer. .. As a result, it is possible to reduce the contact resistance of the substrate.
  • the thickness of the aluminum layer may be about 0.70 ⁇ m, and the thickness of the germanium layer may be about 0.38 ⁇ m. As a result, the eutectic reaction layer can be sufficiently generated.
  • the second grounding portion 52 further has a titanium layer, the titanium layer is provided on the upper lid 30 side of the germanium layer, and the grounding portion 50 is made of aluminum, germanium, and the like. It may be an alloy layer formed by a eutectic reaction of titanium. This makes it possible to suppress the formation of interfaces of different materials.
  • the thickness of the titanium layer may be about 0.10 ⁇ m. Thereby, the adhesion of the joint can be improved.
  • a first annealing treatment for degassing the first grounding portion 51 of the MEMS substrate 40 and a second annealing treatment for degassing the second grounding portion 52 of the upper lid 30 may be carried out before the joining is performed. Thereby, a good degree of vacuum can be obtained.
  • the annealing temperatures of the first annealing treatment and the second annealing treatment may be about 450 ° C.
  • the degree of vacuum can be improved by sufficiently degassing.
  • the eutectic temperature for carrying out the eutectic reaction in joining may be about 440 ° C.
  • the eutectic reaction layer can be sufficiently generated.
  • the first metal layer 81 does not come into contact with the first joint portion 61 located around the vibrating portion of the first substrate and the first joint portion when viewed in a plan view.
  • the second metal layer 82 includes a first grounding portion 51 located inside the first joint portion, and the second metal layer 82 has a first joint portion 61 when the MEMS substrate 40 and the upper lid 30 face each other when viewed in a plan view.
  • a second grounding portion 62 located at a position facing the first grounding portion 51 and a second grounding portion 52 at a position facing the first grounding portion 51 are provided, and joining is performed with the first joint portion 61 and the second joint portion 62.
  • the grounding portion 50 includes the symbiotic reaction of the first grounding portion 51 and the second grounding portion 52 to generate the grounding portion 50. It is a 1 eutectic reaction layer, and the junction 60 may be a second eutectic reaction layer having the same components as the first eutectic reaction layer. As a result, the substrate can be grounded, and the contact resistance on the substrate can be reduced.
  • the joint portion 60 is located between the MEMS substrate 40 and the upper lid 30, and is provided by the parasitic capacitance reducing film 240 and the silicon oxide film L31 provided on the MEMS substrate 40 and the upper lid 30. , It may be connected to the MEMS substrate 40 and the upper lid 30 in an insulating manner without diffusing inside the MEMS substrate 40 and the upper lid 30. Thereby, a good degree of vacuum can be obtained.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

共振装置１は、共振子１０を含むＭＥＭＳ基板４０と、共振子１０の振動空間Ｓを封止するように設けられている上蓋３０と、ＭＥＭＳ基板４０と上蓋３０との間に位置し、上蓋３０の内部に拡散し、上蓋３０と電気的に接続している、接地部５０と、を備える。

Description

共振装置及び共振装置製造方法
　本発明は、共振装置及び共振装置製造方法に関する。
　従来、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ　Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍｓ）技術を用いて製造された共振装置が普及している。このデバイスは、例えば共振子を有する下側基板に、上側基板を接合して形成される。
　例えば、特許文献１には、チャネル領域を有する半導体基板と、チャネル領域の両端側の半導体基板にそれぞれ形成されたソース，ドレインと、チャネル領域上に形成されたゲート手段と、チャネル領域の表面部分だけを介してソースとドレインとの間にキャリアを流しせしめるキャリアチャネリング手段とを具備してなることを特徴とする電界効果トランジスタが開示されている。この電界効果トランジスタは、ホットキャリア注入、インパクトイオン化およびこれに関連した効果を防止している。
　また、例えば、特許文献２には、下部電極と複数の上部電極と、下部電極と複数の上部電極との間に形成された圧電膜と、を有する共振子と、第１の面及び第２の面を有し、当該第１の面が共振子の上部電極に対向して共振子の第１の面を封止するように設けられた上蓋と、第１の面及び第２の面を有し、当該第１の面が共振子の下部電極に対向して共振子の第２の面を封止するように設けられた下蓋と、上部電極に電気的に接続された電源端子と、上蓋の第２の面に設けられた接地端子と、を備え、下部電極は、上蓋を介して接地端子と電気的に接続された、共振装置が開示されている。この共振装置は、共振周波数を安定させる。
　また、例えば、特許文献３には、表面に配線を有する素子を有する下側基板と、素子と対向して設けられた上側基板と、素子の周囲において、下側基板と上側基板とを接合する接合部と、を備え、接合部は、素子に近い部分から遠い部分に亘って連続して設けられた第１領域、第２領域、及び第３領域を有し、第１領域又は第３領域の少なくともいずれか一方の領域は、第１成分及び第２成分のうち融点が高い方の一方の成分の過共晶合金を含み、第２領域は、第１成分と第２成分との共晶合金を含む、ＭＥＭＳデバイスが開示されている。このＭＥＭＳデバイスは、共晶接合の接合面から、金属がはみ出ることを防いでいる。
特開平第６－１６３８８８号公報 国際公開第２０１６／１５９０１８号公報 国際公開第２０１７／０４７６６３号公報
　ところで、基板の寄生容量を低減するために、基板を接地させる必要がある。また、シリコン材質を有する基板との接地／接触抵抗を低減する材料として、アルミニウムが適していることが知られている。一方、アルミニウムは基板に熱拡散し易い。このようなアルミニウムがシリコン材質を有する基板への熱拡散による影響を考慮すると、真空度を向上するためのアニール処理におけるアニール温度を下げる必要が生じてしまう。よって、アニール温度が不十分となり、アルミニウム層等を十分に脱ガスすることができず、アウトガスが発生し、真空度に影響を与えることがある。
　本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、基板における接触抵抗の低減を実現できるとともに、アウトガス発生の抑制により良好な真空度を得ることできる共振装置及び共振装置製造方法を提供することを目的とする。
　本発明の一側面に係る共振装置は、共振子を含む第１基板と、共振子の振動空間を封止するように設けられている第２基板と、第１基板と第２基板との間に位置し、第２基板の内部に拡散し、第２基板と電気的に接続している、第１共晶反応層と、を備える。
　本発明の他の一側面に係る共振装置製造方法は、共振子を含む第１基板と、共振子の振動空間を封止できる第２基板と、を準備することと、第１基板における共振子の振動部の周囲に、第１金属層を形成することと、第２基板の、第１金属層に対向する位置に、第１金属層と異なる成分を有する第２金属層を形成することと、第１基板と第２基板とを接合することと、を含み、接合することにおいて、第１金属層と第２金属層とは、共晶反応をして第１共晶反応層を生成し、第１共晶反応層は、第２基板の内部に拡散し、第２基板と電気的に接続している。
　本発明によれば、基板における接触抵抗の低減を実現できるとともに、アウトガス発生の抑制により良好な真空度を得ることできる。
図１は、本発明の一実施形態に係る共振装置の外観を概略的に示す斜視図である。 図２は、図１に示した共振装置の構造を概略的に示す分解斜視図である。 図３は、図２に示した共振子の構造を概略的に示す平面図である。 図４は、図１から図３に示した共振装置のＩＶ－ＩＶ線に沿った断面の構成を概略的に示す断面図である。 図５は、図４に示した接合部の構成を概略的に示す要部拡大断面図である。 図６は、アルミニウム（Ａｌ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、チタン（Ｔｉ）の三元素を共晶反応させたときの状態図である。 図７は、本発明の一実施形態に係る共振装置の製造方法を示すフローチャートである。 図８は、図７に示した工程を示す断面図である。 図９は、図７に示した工程を示す断面図である。 図１０は、図７に示した工程を示す断面図である。 図１１は、図７に示した工程を示す断面図である。 図１２は、図５に示した接合部の第１変形例を示す要部拡大断面図である。 図１３は、図５に示した接合部の第２変形例を示す要部拡大断面図である。 図１４は、図５に示した接合部の第３変形例を示す要部拡大断面図である。
　以下に本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の構成要素は同一又は類似の符号で表している。図面は例示であり、各部の寸法や形状は模式的なものであり、本発明の技術的範囲を当該実施形態に限定して解するべきではない。
　［実施形態］
　＜共振装置１＞
　まず、図１及び図２を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る共振装置の概略構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る共振装置１の外観を概略的に示す斜視図である。図２は、図１に示した共振装置１の構造を概略的に示す分解斜視図である。
　共振装置１は、下蓋２０と、共振子１０（以下、下蓋２０と共振子１０とを合わせて「ＭＥＭＳ基板４０」ともいう。）と、上蓋３０と、を備えている。すなわち、共振装置１は、ＭＥＭＳ基板４０と、接合部６０と、上蓋３０とが、この順で積層されて構成されている。なお、ＭＥＭＳ基板４０は、第１基板の一例であり、上蓋３０は、第２基板の一例である。
　以下において、共振装置１の各構成について説明する。なお、以下の説明では、共振装置１のうち上蓋３０が設けられている側を上（又は表）、下蓋２０が設けられている側を下（又は裏）、として説明する。また、ＭＥＭＳ基板４０及び上蓋３０が積層されて共振装置１を構成した状態を「接合状態」として説明する。
　共振子１０は、ＭＥＭＳ技術を用いて製造されるＭＥＭＳ振動子である。共振子１０と上蓋３０とは、後述する接合部６０を介して接合されている。また、共振子１０と下蓋２０は、それぞれシリコン（Ｓｉ）基板（以下、「Ｓｉ基板」という）を用いて形成されており、Ｓｉ基板同士が互いに接合されている。なお、ＭＥＭＳ基板４０（共振子１０及び下蓋２０）は、ＳＯＩ基板を用いて形成されてもよい。
　上蓋３０は、ＸＹ平面に沿って平板状に広がっており、その裏面に例えば平たい直方体形状の凹部３１が形成されている。凹部３１は、側壁３３に囲まれており、共振子１０が振動する空間である振動空間Ｓの一部を形成する。また、上蓋３０の凹部３１の共振子１０側の面には、後述するゲッター層３４が形成されている。なお、上蓋３０は凹部３１を有さず、平板状の構成でもよい。
　下蓋２０は、ＸＹ平面に沿って設けられる矩形平板状の底板２２と、底板２２の周縁部からＺ軸方向、つまり、下蓋２０と共振子１０との積層方向、に延びる側壁２３と、を有する。下蓋２０には、共振子１０と対向する面において、底板２２の表面と側壁２３の内面とによって形成される凹部２１が形成されている。凹部２１は、共振子１０の振動空間Ｓの一部を形成する。なお、下蓋２０は凹部２１を有さず、平板状の構成でもよい。また、下蓋２０の凹部２１の共振子１０側の面には、ゲッター層が形成されてもよい。
　次に、図３を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る共振子１０の概略構成について説明する。図３は、図２に示した共振子１０の構造を概略的に示す平面図である。
　図３に示すように、共振子１０は、ＭＥＭＳ技術を用いて製造されるＭＥＭＳ振動子であり、図３の直交座標系におけるＸＹ平面内で面外振動する。なお、共振子１０は、面外屈曲振動モードを用いた共振子に限定されるものではない。共振装置１の共振子は、例えば、広がり振動モード、厚み縦振動モード、ラム波振動モード、面内屈曲振動モード、表面波振動モードを用いるものであってもよい。これらの振動子は、例えば、タイミングデバイス、ＲＦフィルタ、デュプレクサ、超音波トランスデューサー、ジャイロセンサ、加速度センサ等に応用される。また、アクチュエーター機能を持った圧電ミラー、圧電ジャイロ、圧力センサ機能を持った圧電マイクロフォン、超音波振動センサ等に用いられてもよい。さらに、静電ＭＥＭＳ素子、電磁駆動ＭＥＭＳ素子、ピエゾ抵抗ＭＥＭＳ素子に適用してもよい。
　共振子１０は、振動部１２０と、保持部１４０と、保持腕１１０と、を備える。
　保持部１４０は、ＸＹ平面に沿って振動部１２０の外側を囲むように、矩形の枠状に形成される。例えば、保持部１４０は、角柱形状の枠体から一体に形成されている。なお、保持部１４０は、振動部１２０の周囲の少なくとも一部に設けられていればよく、枠状の形状に限定されるものではない。
　保持腕１１０は、保持部１４０の内側に設けられ、振動部１２０と保持部１４０とを接続する。
　振動部１２０は、保持部１４０の内側に設けられており、振動部１２０と保持部１４０との間には、所定の間隔で空間が形成されている。図３に示す例では、振動部１２０は、基部１３０と４本の振動腕１３５Ａ～１３５Ｄ（以下、まとめて「振動腕１３５」ともいう）と、を有している。なお、振動腕の数は、４本に限定されるものではなく、例えば１本以上の任意の数に設定される。本実施形態において、各振動腕１３５Ａ～１３５Ｄと、基部１３０とは、一体に形成されている。
　基部１３０は、平面視において、Ｘ軸方向に長辺１３１ａ、１３１ｂ、Ｙ軸方向に短辺１３１ｃ、１３１ｄを有している。長辺１３１ａは、基部１３０の前端の面（以下、「前端１３１Ａ」ともいう）の一つの辺であり、長辺１３１ｂは基部１３０の後端の面（以下、「後端１３１Ｂ」ともいう）の一つの辺である。基部１３０において、前端１３１Ａと後端１３１Ｂとは、互いに対向するように設けられている。
　基部１３０は、前端１３１Ａにおいて、振動腕１３５に接続され、後端１３１Ｂにおいて、後述する保持腕１１０に接続されている。なお、基部１３０は、図３に示す例では平面視において、略長方形の形状を有しているがこれに限定されるものではない。基部１３０は、長辺１３１ａの垂直二等分線に沿って規定される仮想平面Ｐに対して略面対称に形成されていればよい。例えば、基部１３０は、長辺１３１ｂが１３１ａより短い台形であってもよいし、長辺１３１ａを直径とする半円の形状であってもよい。また、基部１３０の各面は平面に限定されるものではなく、湾曲した面であってもよい。なお、仮想平面Ｐは、振動部１２０における、振動腕１３５が並ぶ方向の中心を通る平面である。
　基部１３０において、前端１３１Ａから後端１３１Ｂに向かう方向における、前端１３１Ａと後端１３１Ｂとの最長距離である基部長は３５μｍ程度である。また、基部長方向に直交する幅方向であって、基部１３０の側端同士の最長距離である基部幅は２６５μｍ程度である。
　振動腕１３５は、Ｙ軸方向に延び、それぞれ同一のサイズを有している。振動腕１３５は、それぞれが基部１３０と保持部１４０との間にＹ軸方向に平行に設けられ、一端は、基部１３０の前端１３１Ａと接続されて固定端となっており、他端は開放端となっている。また、振動腕１３５は、それぞれ、Ｘ軸方向に所定の間隔で、並列して設けられている。なお、振動腕１３５は、例えばＸ軸方向の幅が５０μｍ程度、Ｙ軸方向の長さが４６５μｍ程度である。
　振動腕１３５は、それぞれ、例えば開放端から１５０μｍ程度の部分が、振動腕１３５の他の部位よりもＸ軸方向の幅が広くなっている。この幅が広くなった部位は、錘部Ｇと呼ばれる。錘部Ｇは、例えば、振動腕１３５の他の部位よりも、Ｘ軸方向に沿って左右に幅が１０μｍずつ広く、Ｘ軸方向の幅が７０μｍ程度である。錘部Ｇは、振動腕１３５と同一プロセスによって一体形成される。錘部Ｇが形成されることで、振動腕１３５は、単位長さ当たりの重さが、固定端側よりも開放端側の方が重くなっている。従って、振動腕１３５のそれぞれが開放端側に錘部Ｇを有することで、各振動腕における上下方向の振動の振幅を大きくすることができる。
　振動部１２０の表面（上蓋３０に対向する面）には、その全面を覆うように後述の保護膜２３５が形成されている。また、振動腕１３５Ａ～１３５Ｄの開放端側の先端における保護膜２３５の表面には、それぞれ、周波数調整膜２３６が形成されている。保護膜２３５及び周波数調整膜２３６によって、振動部１２０の共振周波数を調整することができる。
　なお、本実施形態では、共振子１０の表面（上蓋３０と対向する側の面）は、その略全面が保護膜２３５によって覆われている。さらに保護膜２３５の表面は、その略全面が寄生容量低減膜２４０で覆われている。ただし、保護膜２３５は少なくとも振動腕１３５を覆っていればよく、共振子１０の略全面を覆う構成に限定されるものではない。
　次に、図２乃至図４を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る共振装置１の積層構造について説明する。図４は、図１から図３に示した共振装置１のＩＶ－ＩＶ線に沿った断面の構成を概略的に示す断面図である。
　共振装置１は、下蓋２０の側壁２３上に共振子１０の保持部１４０が接合され、さらに共振子１０の保持部１４０と上蓋３０の側壁３３とが接合部６０によって接合されている。このように、下蓋２０と上蓋３０との間に共振子１０が保持され、下蓋２０と上蓋３０と共振子１０の保持部１４０とによって、振動腕１３５が振動する振動空間Ｓが形成される。また、上蓋３０は、接地部５０によって接地されている。この上蓋３０の上面（共振子１０と対向する面と反対側の面）には端子Ｔ４が形成されている。端子Ｔ４と共振子１０とは、貫通電極Ｖ３、接続配線７０、及びコンタクト電極７６Ａ，７６Ｂによって電気的に接続されている。
　上蓋３０は、所定の厚みのシリコン（Ｓｉ）ウエハ（以下、「Ｓｉウエハ」という）Ｌ３により形成されている。上蓋３０はその周辺部（側壁３３）で後述する接合部６０によって共振子１０の保持部１４０と接合されている。上蓋３０における、共振子１０に対向する表面、裏面及び貫通電極Ｖ３の側面は、酸化ケイ素膜Ｌ３１に覆われていることが好ましい。酸化ケイ素膜Ｌ３１は、絶縁層の一例であり、例えばＳｉウエハＬ３の表面の酸化や、化学気相蒸着（ＣＶＤ:Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によって、ＳｉウエハＬ３の表面に形成される。
　また、上蓋３０の凹部３１における、共振子１０と対向する側の面にはゲッター層３４が形成されている。ゲッター層３４は、例えばチタン（Ｔｉ）等から形成され、振動空間Ｓに発生するアウトガスを吸着する。本実施形態に係る上蓋３０には、凹部３１において共振子１０に対向する面のほぼ全面にゲッター層３４が形成されるため、振動空間Ｓの真空度の低下を抑制することができる。
　また、上蓋３０の貫通電極Ｖ３は、上蓋３０に形成された貫通孔に導電性材料が充填されて形成される。充填される導電性材料は、例えば、不純物ドープされた多結晶シリコン（Ｐｏｌｙ－Ｓｉ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、不純物ドープされた単結晶シリコン等である。貫通電極Ｖ３は、端子Ｔ４と電圧印加部１４１とを電気的に接続させる配線としての役割を果たす。
　下蓋２０の底板２２及び側壁２３は、ＳｉウエハＬ１により、一体的に形成されている。また、下蓋２０は、側壁２３の上面によって、共振子１０の保持部１４０と接合されている。Ｚ軸方向に規定される下蓋２０の厚みは例えば、１５０μｍ、凹部２１の深さは、例えば５０μｍである。なお、ＳｉウエハＬ１は、縮退されていないシリコンから形成されており、その抵抗率は例えば１６ｍΩ・ｃｍ以上である。
　共振子１０における、保持部１４０、基部１３０、振動腕１３５、及び保持腕１１０は、同一プロセスで一体的に形成される。共振子１０は、基板の一例であるシリコン（Ｓｉ）基板（以下、「Ｓｉ基板」という）Ｆ２の上に、Ｓｉ基板Ｆ２を覆うように圧電薄膜Ｆ３が形成され、さらに圧電薄膜Ｆ３の上には、金属層Ｅ２が積層されている。そして、金属層Ｅ２の上には、金属層Ｅ２を覆うように圧電薄膜Ｆ３が積層されており、さらに、圧電薄膜Ｆ３の上には、金属層Ｅ１が積層されている。金属層Ｅ１の上には、金属層Ｅ１を覆うように保護膜２３５が積層され、保護膜２３５の上には寄生容量低減膜２４０が積層されている。
　Ｓｉ基板Ｆ２は、例えば、厚さ６μｍ程度の縮退したｎ型シリコン（Ｓｉ）半導体から形成されており、ｎ型ドーパントとしてリン（Ｐ）やヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）等を含むことができる。Ｓｉ基板Ｆ２に用いられる縮退シリコン（Ｓｉ）の抵抗値は、例えば１６ｍΩ・ｃｍ未満であり、より好ましくは１．２ｍΩ・ｃｍ以下である。さらに、Ｓｉ基板Ｆ２の下面には、温度特性補正層の一例として、酸化ケイ素（例えばＳｉＯ２）層Ｆ２１が形成されている。これにより、温度特性を向上させることが可能になる。なお、酸化ケイ素層Ｆ２１は、Ｓｉ基板Ｆ２の上面に形成されてもよいし、Ｓｉ基板Ｆ２の上面及び下面の両方に形成されてもよい。
　また、金属層Ｅ１、Ｅ２は、例えば厚さ０．１μｍ以上０．２μｍ以下程度であり、成膜後に、エッチング等により所望の形状にパターニングされる。金属層Ｅ１、Ｅ２は、結晶構造が体心立法構造である金属が用いられている。具体的には、金属層Ｅ１、Ｅ２は、Ｍｏ（モリブデン）、タングステン（Ｗ）等を用いて形成される。
　金属層Ｅ１は、例えば振動部１２０上においては、上部電極としての役割を果たすように形成される。また、金属層Ｅ１は、保持腕１１０や保持部１４０上においては、共振子１０の外部に設けられた交流電源に上部電極を接続するための配線としての役割を果たすように形成される。
　一方、金属層Ｅ２は、振動部１２０上においては、下部電極としての役割を果たすように形成される。また、金属層Ｅ２は、保持腕１１０や保持部１４０上においては、共振子１０の外部に設けられた回路に下部電極を接続するための配線としての役割を果たすように形成される。
　圧電薄膜Ｆ３は、印加された電圧を振動に変換する圧電体の薄膜である。圧電薄膜Ｆ３は、結晶構造がウルツ鉱型六方晶構造を持つ材質から形成されており、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化スカンジウムアルミニウム（ＳｃＡｌＮ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化インジウム（ＩｎＮ）等の窒化物や酸化物を主成分とすることができる。なお、窒化スカンジウムアルミニウムは、窒化アルミニウムにおけるアルミニウムの一部がスカンジウムに置換されたものであり、スカンジウムの代わりにマグネシウム（Ｍｇ）及びニオブ（Ｎｂ）やマグネシウム（Ｍｇ）及びジルコニウム（Ｚｒ）等の２元素で置換されていてもよい。また、圧電薄膜Ｆ３は、例えば１μｍの厚さを有するが、０．２μｍから２μｍ程度の厚さを用いることも可能である。
　圧電薄膜Ｆ３は、金属層Ｅ１、Ｅ２によって圧電薄膜Ｆ３に印加される電界に応じて、ＸＹ平面の面内方向すなわちＹ軸方向に伸縮する。この圧電薄膜Ｆ３の伸縮によって、振動腕１３５は、下蓋２０及び上蓋３０の内面に向かってその自由端を変位させ、面外の屈曲振動モードで振動する。
　本実施形態では、外側の振動腕１３５Ａ、１３５Ｄに印加される電界の位相と、内側の振動腕１３５Ｂ、１３５Ｃに印加される電界の位相とが互いに逆位相になるように設定される。これにより、外側の振動腕１３５Ａ、１３５Ｄと内側の振動腕１３５Ｂ、１３５Ｃとが互いに逆方向に変位する。例えば、外側の振動腕１３５Ａ、１３５Ｄが上蓋３０の内面に向かって自由端を変位すると、内側の振動腕１３５Ｂ、１３５Ｃは下蓋２０の内面に向かって自由端を変位する。
　保護膜２３５は、圧電振動用の上部電極である金属層Ｅ２の酸化を防ぐ。保護膜２３５は、エッチングによる質量低減の速度が周波数調整膜２３６より遅い材料により形成されることが好ましい。質量低減速度は、エッチング速度、つまり、単位時間あたりに除去される厚みと密度との積により表される。保護膜２３５は、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化スカンジウムアルミニウム（ＳｃＡｌＮ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化インジウム（ＩｎＮ）等の圧電膜の他、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、酸化アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等の絶縁膜で形成される。保護膜２３５の厚さは、例えば０．２μｍ程度である。
　周波数調整膜２３６は、振動部１２０の略全面に形成された後、エッチング等の加工により所定の領域のみに形成される。周波数調整膜２３６は、エッチングによる質量低減の速度が保護膜２３５より速い材料により形成される。具体的には、周波数調整膜２３６は、モリブデン（Ｍｏ）や、タングステン（Ｗ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）等の金属で構成される。
　なお、保護膜２３５と周波数調整膜２３６とは、質量低減速度の関係が前述の通りであれば、エッチング速度の大小関係は任意である。
　寄生容量低減膜２４０は、絶縁層の一例であり、オルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）から形成されている。寄生容量低減膜２４０の厚さは１μｍ程度である。引回し配線部における寄生容量を低減するとともに、異なる電位の配線がクロスする際の絶縁層としての機能と、振動空間Ｓを広げるためのスタンドオフとしての機能と、を有する。
　接続配線７０は、貫通電極Ｖ３を介して端子Ｔ４に電気的に接続されるとともに、コンタクト電極７６Ａ、７６Ｂに電気的に接続される。
　コンタクト電極７６Ａは、共振子１０の金属層Ｅ１に接触するように形成され、接続配線７０と共振子１０とを電気的に接続する。コンタクト電極７６Ｂは、共振子１０の金属層Ｅ２に接触するように形成され、接続配線７０と共振子１０とを電気的に接続する。具体的には、コンタクト電極７６Ａと金属層Ｅ１との接続にあたり、金属層Ｅ１が露出するように、金属層Ｅ１上に積層された圧電薄膜Ｆ３、保護膜２３５、及び寄生容量低減膜２４０の一部が除去され、ビアＶ１が形成される。形成されたビアＶ１の内部にコンタクト電極７６Ａと同様の材料が充填され、金属層Ｅ１とコンタクト電極７６Ａとが接続される。同様に、コンタクト電極７６Ｂと金属層Ｅ２との接続にあたり、金属層Ｅ２が露出するように、金属層Ｅ２上に積層された圧電薄膜Ｆ３及び寄生容量低減膜２４０の一部が除去され、ビアＶ２が形成される。形成されたビアＶ２の内部にコンタクト電極７６Ｂが充填され、金属層Ｅ２とコンタクト電極７６Ｂとが接続される。コンタクト電極７６Ａ、７６Ｂは、例えばアルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、錫（Ｓｎ）等の金属で構成される。なお、金属層Ｅ１とコンタクト電極７６Ａとの接続箇所、及び金属層Ｅ２とコンタクト電極７６Ｂとの接続箇所は、振動部１２０の外側の領域であることが好ましく、本実施形態では保持部１４０で接続されている。
　接合部６０は、第２共晶反応層の一例であり、例えば、複数の金属の共晶反応によって構成されている合金層である。この接合部６０は、ＭＥＭＳ基板４０と上蓋３０との間に、ＭＥＭＳ基板４０及び上蓋３０と接触するように設けられている。また、平面視すると、接合部６０は、共振子１０における振動部１２０の周囲、例えば保持部１４０上において、ＸＹ平面に沿って矩形の環状に形成される。
　また、接合部６０は、共振子１０の振動空間Ｓを封止するように、ＭＥＭＳ基板４０と上蓋３０とを接合する。接合状態において、接合部６０は、上蓋３０に設けられている酸化ケイ素膜Ｌ３１を介して、上蓋３０と絶縁的に接続されている。また、接合部６０は、ＭＥＭＳ基板４０に設けられている寄生容量低減膜２４０を介して、ＭＥＭＳ基板４０と絶縁的に接続されている。
　こうして、接合部６０の接合によって、振動空間Ｓが気密に封止されて、振動空間Ｓの真空状態が維持される。また、接合部６０の接合の気密性が、振動空間Ｓの真空度に影響を与える。本実施形態に係る振動空間Ｓの真空度は、接合部６０の高い接合の気密性によって、約１パスカル以上２パスカル以下に確保されている。なお、接合部６０の詳細について、後に接地部５０の詳細な説明に合わせて説明する。
　接地部５０は、第１共晶反応層の一例であり、例えば、複数の金属の共晶反応によって構成されている合金層である。本実施形態に係る接地部５０は、接合部６０と同じ成分（材質）を有する。この接地部５０は、ＭＥＭＳ基板４０と上蓋３０との間に、ＭＥＭＳ基板４０及び上蓋３０と接触するように設けられている。また、接地部５０は、共振子１０における振動部１２０の周囲、かつ接合部６０の内側に接合部６０と接触せずに設けられている。接地部５０のＸＹ面における形状は、任意の形状であってもよく、例えば矩形状である。
　また、接合状態において、接合部６０と同様に、接地部５０は、ＭＥＭＳ基板４０に設けられている寄生容量低減膜２４０を介して、ＭＥＭＳ基板４０と絶縁的に接続されている。一方、接合部６０と異なり、上蓋３０の接地部５０と接続する位置における酸化ケイ素膜Ｌ３１の一部が除去されているため、接地部５０は上蓋３０の内部に拡散し上蓋３０と電気的に接続されている。
　こうして、接地部５０は、上蓋３０を接地させ、上蓋３０との接触抵抗を減少し、上蓋３０の寄生容量を低減することを実現している。なお、接地部５０の詳細について、後述する。
　＜接地部５０及び接合部６０の積層構造＞
　次に、図５を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る接地部５０及び接合部６０の積層構造について説明する。図５は、図４に示した接地部５０及び接合部６０の構成を概略的に示す要部拡大断面図である。また、図５に示す例では、説明の便宜のために、共晶反応による接合の前における、接地部５０及び接合部６０、すなわち共晶反応層８０を生成するための三つの金属層をそれぞれ独立した層として表示しているが、実際には、これらの界面は共晶接合している。
　ここで、本実施形態では、接地部５０と接合部６０とは、同じ成分を有する。また、前述したように、接地部５０と接合部６０との相違は、接合状態において、接地部５０が上蓋３０の内部に拡散し上蓋３０と電気的に接続されているが、接合部６０が上蓋３０に設けられている酸化ケイ素膜Ｌ３１によって上蓋３０と絶縁的に接続されていることにある。このため、以下の説明では、接地部５０の構成を中心に説明し、接合部６０の構成の説明を簡略化する。
　図５に示すように、接地部５０は、ＭＥＭＳ基板４０から上蓋３０に向かう順に、第１接地部５１と、第２接地部５２とを有する。第１接地部５１は、アルミニウム層５１１をする。第２接地部５２は、ゲルマニウム層５２１と、チタン層５２２とを有する。
　第１接地部５１のアルミニウム層５１１は、ＭＥＭＳ基板４０の寄生容量低減膜２４０の上に設けられており、ＭＥＭＳ基板４０と絶縁的に接続している。第２接地部５２のチタン層５２２は、上蓋３０の酸化ケイ素膜Ｌ３１の一部が除去されている部分に設けられており、上蓋３０と電気的に接続している。第２接地部５２のゲルマニウム層５２１は、チタン層５２２の上（図５ではチタン層５２２の下方）に設けられている。
　また、図５の表示では、チタン層５２２が上蓋３０の内部に拡散しているように見えるが、実際には、チタン層５２２ではなく、アルミニウム層５１１、ゲルマニウム層５２１及びチタン層５２２が共晶反応によって生成されたＡｌＧｅＴｉ合金層が上蓋３０の内部に拡散している。すなわち、アルミニウム成分が上蓋３０の内部に拡散している。このように、接地部５０は、上蓋３０を接地させ、上蓋３０の接触抵抗の低減を実現している。
　同様に、接合部６０は、ＡｌＧｅＴｉ合金を主成分とする共晶反応層であり、ＭＥＭＳ基板４０から上蓋３０に向かう順に、第１接合部６１と、第２接合部６２とを有する。第１接合部６１は、アルミニウム層６１１をする。また、第２接合部６２は、ゲルマニウム層６２１と、チタン層６２２とを有する。チタン層６２２が、上蓋３０の寄生容量低減膜２４０上に設けられており、ゲルマニウム層６２１が、チタン層６２２の上（図５ではチタン層６２２の下方）に設けられている。
　また、接地部５０及び接合部６０は、共晶反応層８０を構成する。具体的には、ＭＥＭＳ基板４０側の第１接地部５１及び第１接合部６１は、第１金属層８１を構成し、上蓋３０側の第２接地部５２及び第２接合部６２は、第２金属層８２を構成する。そして、第１金属層８１及び第２金属層８２は、共晶反応層８０を構成する。
　本実施形態では、アルミニウム、ゲルマニウム及びチタンの共晶反応を十分にさせるために、アルミニウム層５１１，６１１の厚みは、約０．７０μｍであり、ゲルマニウム層５２１，６２１の厚みは、約０．３８μｍであることが好ましい。また、チタン層５２２，６２２は、ゲルマニウム層５２１，６２１を上蓋３０に密着させる密着層として機能するため、そのチタン層５２２，６２２の厚みは共晶反応に影響を与えることがない。よって、チタン層５２２，６２２の厚みは、任意の厚みであってもよく、例えば、約０．１０μｍであってもよい。
　また、本実施形態では、アルミニウム層５１１，６１１がもともと上蓋３０側に設けられていないため、共晶反応が完全に発生していない場合又はアルミニウムが共晶反応に必要な量以上にある場合、接地部５０及び接合部６０の上蓋３０側のアルミニウムの濃度が、ＭＥＭＳ基板４０側のアルミニウムの濃度よりも低い。一方、共晶反応が完全に発生した場合、接地部５０及び接合部６０の上蓋３０基板側のアルミニウムの濃度が、ＭＥＭＳ基板４０側のアルミニウムの濃度と同じ。
　＜接地部５０及び接合部６０の状態＞
　次に、図６を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る接地部５０及び接合部６０の状態、すなわち共晶反応層８０の状態について説明する。図６は、アルミニウム（Ａｌ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、チタン（Ｔｉ）の三元素を共晶反応させたときの状態図である。図６において、横軸はゲルマニウム（Ｇｅ）の割合（ａｔ％）、縦軸は温度（℃）である。
　これに対し、３元素、例えばアルミニウム（Ａｌ）とゲルマニウム（Ｇｅ）とチタン（Ｔｉ）とを共晶反応させて接合する場合、図６に示す太線で囲んだ範囲において、共晶溶融金属の液体（図６においてＬと表記）と、アルミニウム－ゲルマニウム－チタン合金（ＡｌＧｅＴｉ合金）（図６においてτ１と表記）とが発生する。このように、所定の三元共晶反応では、合金を形成することができ、異なる材質の界面は形成されなくなる。
　よって、接地部５０及び接合部６０が、アルミニウム（Ａｌ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）及びチタン（Ｔｉ）で構成された合金層によって、異なる材質の界面の形成が抑制される。従って、接地部５０及び接合部６０に発生し得るボイドや界面剥離が低減し、接地部５０及び接合部６０の気密性及び接合強度を向上させることができる。
　また、接地部５０又は接合部６０を生成する際に、前述したように、共晶点以上において液体の共晶溶融金属とともに固体の合金が形成されるので、共晶溶融金属の流動性が低下し、共晶溶融金属の平面方向へのはみ出し（スプラッシュ）が抑制される。従って、接合部６０のはみ出しに起因する短絡（ショート）を低減することができ、共振装置１のレイアウトの自由度を向上させることができる。
　接地部５０又は接合部６０の各成分は、所定の濃度割合であることが好ましい。例えば、アルミニウム（Ａｌ）の濃度が５８ａｔ％以上８２ａｔ％以下、ゲルマニウム（Ｇｅ）の濃度が１０ａｔ％以上３２ａｔ％以下、チタン（Ｔｉ）の濃度が７ａｔ％以上３２ａｔ％以下であることが好ましい。これにより、気密性及び接合強度が向上した接地部５０又は接合部６０を容易に実現することができる。
　また、接地部５０又は接合部６０の各成分は、所定の濃度比であることが好ましい。例えば、アルミニウム（Ａｌ）とゲルマニウム（Ｇｅ）とチタン（Ｔｉ）との濃度比が３対１対１であることが好ましい。これにより、接地部５０又は接合部６０において、異なる材質の界面の形成がさらに抑制される。
　＜共振装置１の製造工程＞
　次に、図７から図１１を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る共振装置１の製造方法について説明する。図７は、本発明の一実施形態に係る共振装置１の製造方法を示すフローチャートである。図８は、図７に示した工程Ｓ３０１を示す断面図である。図９は、図７に示した工程Ｓ３０２を示す断面図である。図１０は、図７に示した工程Ｓ３０３を示す断面図である。図１１は、図７に示した工程Ｓ３０４を示す断面図である。なお、図８から図１１では、便宜上、製造方法によって製造される複数の共振装置１のうち一つの共振装置１を示して説明する。
　図７に示すように、まず、ＭＥＭＳ基板４０及び上蓋３０を準備する（Ｓ３０１）。
　具体的には、図８に示すように、前述した、共振子１０を含むＭＥＭＳ基板４０と、貫通電極Ｖ３を有する上蓋３０とのそれぞれを準備する。但し、この場合、貫通電極Ｖ３と共振子１０とを接続する接続配線７０（図４参照）は、まだ形成されていない。
　図７に戻り、次に、工程Ｓ３０１で準備したＭＥＭＳ基板４０において、共振子１０の振動部１２０の周囲に、第１接地部５１と、第１接合部６１とを含む第１金属層８１を形成する（Ｓ３０２）。
　具体的には、図９に示すように、第１接地部５１を構成するアルミニウム層５１１と、第１接合部６１を構成するアルミニウム層６１１とのそれぞれを、準備したＭＥＭＳ基板４０（共振子１０）に同時に形成する。
　より詳細に説明すると、まず、準備したＭＥＭＳ基板４０（共振子１０）において、圧電薄膜Ｆ３上に形成された寄生容量低減膜２４０の上に、例えばアルミニウム（Ａｌ）を積層する。次に、エッチング等によって、積層されたアルミニウム（Ａｌ）を所望の形状にすることで、ＭＥＭＳ基板４０において、振動部１２０の外側に第１金属層８１、すなわち第１接地部５１のアルミニウム層５１１及び第１接合部６１のアルミニウム層６１１を形成する。こうして、第１金属層８１がＭＥＭＳ基板４０に形成される。また、第１金属層８１は、ＭＥＭＳ基板４０を平面視したときに、共振子１０の共振空間の周囲に形成される。アルミニウム層５１１は、アルミニウム層６１１の内側に、アルミニウム層６１１と接触せずに形成されている。
　第１金属層８１を形成した後、ＭＥＭＳ基板４０に対して脱ガスのための第１アニール処理（加熱処理）を実施する。また、第１アニール処理の第１アニール温度は、例えば約４５０℃である。
　ここで、第１金属層８１は、アルミニウム層５１１及びアルミニウム層６１１のみを含み、また、アルミニウム層５１１及びアルミニウム層６１１のそれぞれが寄生容量低減膜２４０によってＭＥＭＳ基板４０と直接接触を回避している。このため、約４５０℃の高温で加熱処理を行っても熱拡散によるＭＥＭＳ基板４０への影響は少ない。よって、より確実かつ効果的に第１金属層８１を脱ガスさせることで、封止後の振動空間Ｓの真空度を向上することができる。
　図７に戻り、次に、工程Ｓ３０１で準備した上蓋３０において、ＭＥＭＳ基板４０と上蓋３０とを対向させたときに、ＭＥＭＳ基板４０側から連続して設けられる、第２接地部５２と、第２接合部６２とを含む第２金属層８２を形成する（Ｓ３０３）。
　具体的には、図１０に示すように、第２接地部５２を構成するチタン層５２２及びゲルマニウム層５２１と、第２接合部６２を構成するチタン層６２２及びゲルマニウム層６２１とのそれぞれを、準備した上蓋３０の裏面に同時に形成する。
　より詳細に説明すると、まず、上蓋３０の裏面における事前に酸化ケイ素膜Ｌ３１の一部が除去されている部分及び酸化ケイ素膜Ｌ３１が除去されていない部分の上に、例えばチタン（Ｔｉ）を積層する。次に、エッチング等によって、積層されたチタン（Ｔｉ）を所望の形状にすることで、上蓋３０において、事前に酸化ケイ素膜Ｌ３１の一部が除去されている部分にあるチタン層５２２と、酸化ケイ素膜Ｌ３１が除去されていない部分にあるチタン層６２２とのそれぞれを同時に形成する。また、チタン層５２２及びチタン層６２２が形成される所定の位置は、例えば、ＭＥＭＳ基板４０の表面と上蓋３０の裏面とを対向させたときに、上蓋３０の裏面において、ＭＥＭＳ基板４０に形成された第１金属層８１に対向又は略対向する位置である。そして、チタン層５２２及びチタン層６２２のそれぞれの上に（図１０においてはチタン層５２２及びチタン層６２２のそれぞれの下に）、例えばゲルマニウム（Ｇｅ）を積層してゲルマニウム層５２１及びゲルマニウム層６２１を設ける。こうして、第２金属層８２が上蓋３０の所定位置に形成される。
　第２金属層８２を形成した後、上蓋３０に対して脱ガスのための第２アニール処理（加熱処理）を実施する。また、第２アニール処理の第２アニール温度は、第１アニール温度と同様であり、例えば約４５０℃である。
　ここで、上蓋３０の材料はシリコンであるため、ＭＥＭＳ基板４０よりもアニール処理の際に発生する熱拡散による影響を受け易い。また、第２金属層８２の第２接地部５２が、酸化ケイ素膜Ｌ３１を介せず直接上蓋３０と接触しているため、酸化ケイ素膜Ｌ３１等の絶縁層を採用する場合に比べて、上蓋３０への熱拡散がさらに発生した易くなっている。しかしながら、上蓋３０に設けられている第２金属層８２は、チタン層５２２及びチタン層６２２と、ゲルマニウム層５２１及びゲルマニウム層６２１のみを含む。すなわち、第２金属層８２は、シリコンに熱拡散しやすいアルミニウム成分を含めていない。よって、アニール処理のアニール温度によって影響を受け易いシリコン材質の上蓋３０であっても、アルミニウムがシリコンに熱拡散することを回避することができ、第２アニール温度を下げる必要がなくなる。この結果、第２アニール処理の第２アニール温度は、例えば、第１アニール温度と同様に約４５０℃の高温を採用することができる。
　なお、例えば、仮にシリコン材質の上蓋３０側に第２金属層８２にアルミニウムを含む場合、アルミニウムがシリコンに熱拡散することを回避するために、第２金属層８２を脱ガスするためのアニール温度は約４００℃しか採用できない。この場合において、約４００℃でアニール処理後に接合された振動空間Ｓの真空度は約１０パスカルである。これに対して、本実施形態に係る約４５０℃でアニール処理後に封止された振動空間Ｓの真空度は、約１パスカル以上２パスカル以下である。よって、約４５０℃でアニール処理後の振動空間Ｓの真空度が、約４００℃でアニール処理した場合に比べて、明らかに向上されている。すなわち、約４５０℃の高温を用いてアニール処理をすることは、約４００℃を用いてアニール処理をすることに比べて、より確実かつ効果的に第１金属層８１及び第２金属層８２を脱ガスさせることで、接合封止後の振動空間Ｓの真空度を向上することができる。
　図７に戻り、次に、共振子１０の振動空間Ｓを封止するように、工程Ｓ３０２において第１金属層８１が形成されたＭＥＭＳ基板４０と、工程Ｓ３０３において第２金属層８２が形成された上蓋３０とを接合する（Ｓ３０４）。この工程Ｓ３０４は、アルミニウム（Ａｌ）を主成分とする第１金属層８１と、ゲルマニウム（Ｇｅ）の及びチタン（Ｔｉ）の第３金属を主成分とする第２金属層８２との共晶合金（ＡｌＧｅＴｉ合金）を含む接合部６０及び接地部５０、すなわち金属層８０を形成することを含む。
　具体的には、第１金属層８１と第２金属層８２とが一致するように、ＭＥＭＳ基板４０と上蓋３０との位置を合わせる。位置合わせをした後、ヒータ等によってＭＥＭＳ基板４０と上蓋３０とが挟み込まれ、三元共晶反応のための加熱処理が行われる。このとき、上蓋３０は、ＭＥＭＳ基板４０に向かって移動させられる。この結果、図１１に示すように、第２金属層８２のゲルマニウム層５２１は、第１金属層８１のアルミニウム層５１１に接触する。
　三元共晶反応のための加熱処理における共晶温度は、共晶点の温度以上、かつ、第１金属のアルミニウム（Ａｌ）単体の場合の融点未満であることが好ましい。すなわち、第２金属がゲルマニウム（Ｇｅ）で、第３金属がチタン（Ｔｉ）である場合、共晶点である４２２℃以上、かつ、アルミニウム（Ａｌ）単体の融点である６２０℃未満程度であることが好ましい。
　また、加熱時間は、５分以上３０分以下程度であることが好ましい。本実施形態では、共晶温度は約４４０℃の温度、１５分程度の加熱時間で、共晶反応の加熱処理が行われる。
　加熱時には、上蓋３０及びＭＥＭＳ基板４０は、図１１において黒矢印で示すように、上蓋３０からＭＥＭＳ基板４０へと押圧される。押圧される圧力は、例えば１５Ｍｐａ程度であり、５ＭＰａ以上２５ＭＰａ以下程度であることが好ましい。
　また、三元共晶反応のための加熱処理後は、例えば自然放冷によって冷却処理が行われる。なお、冷却処理は自然放冷に限らず、接合部６０において共晶合金を主成分とする共晶層６５を形成できればよく、その冷却温度や冷却スピードは種々選択可能である。
　図７に示す工程Ｓ３０４を行った結果、接地部５０及び接合部６０（図４、図５参照）が形成される。
　また、第１金属層８１を形成する際にアルミニウム（Ａｌ）膜を形成し、第２金属層８２を形成する際にゲルマニウム（Ｇｅ）膜を形成し、これらを共晶接合させることで、貫通電極Ｖ３と共振子１０とを接続するための、接続配線７０（図４参照）を設けてもよい。
　このように、本実施形態では、アニール処理の熱による影響を受け易い上蓋３０にアルミニウム層を設けず、ゲルマニウム層及びチタン層のみを設け、アニール処理の熱による影響を受けにくいＭＥＭＳ基板４０にアルミニウム層を設ける構成を採用している。このような構成によって、アニール処理の熱による影響を受け易い上蓋３０であっても、アニール処理を行う際に、アルミニウムによる上蓋３０への熱拡散が生じないため、アニール温度を下げる必要がなくなる。よって、上蓋３０に設けられているゲルマニウム層及びチタン層を十分に脱ガスできるアニール温度を採用することができ、真空度を向上することができる。また、アルミニウムの熱拡散は、ＭＥＭＳ基板４０に与える影響が少ない。このため、ＭＥＭＳ基板４０にアルミニウム層が設けられたものであっても、アルミニウム層を十分に脱ガスできるアニール温度を採用することができる。これらのことによって、第１金属層８１（アルミニウムを主成分とする）及び第２金属層８２（ゲルマニウム及びチタンを主成分とする）を確実かつ効果的に脱ガスさせることができ、封止後の振動空間Ｓの真空度を向上することができる。
　また、本実施形態では、アルミニウム（Ａｌ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）及びチタン（Ｔｉ）を共晶反応させることで、合金層を形成することができる。よって、合金層を形成し難い構成に比べて、異なる材質の界面の形成が抑制され、異なる材質の界面によるボイドや界面剥離等の問題を低減し、接合の気密性及び接合強度を向上させることができる。
　さらに、本実施形態では、共晶反応層を上蓋３０の内部に拡散させることによって、アルミニウム成分が上蓋３０の内部に拡散させることができる。よって、上蓋３０の内部に拡散しているアルミニウム成分によって、上蓋３０を接地させ、上蓋３０の接触抵抗の低減を実現している。
　［変形例］
　本発明は、上記実施形態に限定されることなく種々に変形して適用することが可能である。以下では、本発明に係る変形例について説明する。
　（第１変形例）
　図１２は、図５に示した接地部５０及び接合部６０の第１変形例を示す要部拡大断面図である。なお、第１変形例において、図５に示した接地部５０及び接合部６０と同一の構成については、同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。また、同様の構成による同様の作用効果については、逐次言及しない。なお、接合部６０は、接地部５０と同じ成分を有するため、以下では接地部５０の構成を中心に説明し、接合部６０の説明を省略する。なお、後述する第２変形例や第３変形例等も同様にする。
　図１２に示すように、第１接地部５１は、ＭＥＭＳ基板４０側に形成されているチタン層５１２をさらに有する。そのチタン層５１２の上に、アルミニウム層５１１が設けられている。
　上蓋３０側に設けられているチタン層５２２と同様に、チタン層５１２は、密着層とする機能を有し、接地部５０とＭＥＭＳ基板４０との密着性を向上させることができる。従って、接地部５０の接合強度をさらに向上させることができる。接合部６０も同様である。
　第１変形例の製造方法では、図９に示した工程Ｓ３０２において、ＭＥＭＳ基板４０側からチタン層５１２及びアルミニウム層５１１を連続して設ける。
　また、第１変形例に係る工程Ｓ３０４において、三元共晶反応は、前述した例と同様である。
　（第２変形例）
　図１３は、図５に示した接地部５０及び接合部６０の第２変形例を示す要部拡大断面図である。第１接地部５１は、第１変形例に係るアルミニウム層５１１及びチタン層５１２を有するとともに、チタン層５１２の下方に設けられているアルミニウム層５１３をさらに有する。すなわち、第２変形例に係る第１接地部５１は、アルミニウム－チタン－アルミニウムという積層構成を有する。
　このようなアルミニウム層５１３を採用することで、ＭＥＭＳ基板４０においてアルミニウム層５１３から配線を引き回すことが可能となる。
　また、アルミニウム層５１３の材料は、アルミニウム（Ａｌ）を主成分とする場合以外、アルミニウム－銅合金（ＡｌＣｕ合金）、又はアルミニウム－シリコン－銅合金（ＡｌＳｉＣｕ合金）を主成分とすることが好ましい。これにより、アルミニウム層５１３が導電性を有するとともに、製造工程を簡素化することができ、共振子１０の振動空間Ｓを封止する接地部５０を容易に形成することができる。接合部６０も同様である。
　第２変形例の製造方法では、図９に示した工程Ｓ３０２において、ＭＥＭＳ基板４０側からアルミニウム層５１３、チタン層５１２及びアルミニウム層５１１を連続して設ける。
　また、第２変形例に係る工程Ｓ３０４において、三元共晶反応は、前述した例と同様である。
　（第３変形例）
　図１４は、図５に示した接地部５０及び接合部６０の第３変形例を示す要部拡大断面図である。第１接地部５１は、第２変形例に係るアルミニウム層５１１、チタン層５１２及びアルミニウム層５１３を有するとともに、アルミニウム層５１３の下方に設けられているチタン層５１４をさらに有する。すなわち、第３変形例に係る第１接地部５１は、アルミニウム－チタン－アルミニウム－チタンという積層構成を有する。
　このように、アルミニウム層とアルミニウム層との間に、アルミニウム層とＭＥＭＳ基板４０との間にとも、密着層として機能するチタン層が設けられるように構成されている。よって、第１変形例及び第２変形例によりも、接地部５０の接合強度をさらに向上させることができる。接合部６０も同様である。
　第３変形例の製造方法では、図９に示した工程Ｓ３０２において、ＭＥＭＳ基板４０側からチタン層５１４、アルミニウム層５１３、チタン層５１２及びアルミニウム層５１１を連続して設ける。
　また、第３変形例に係る工程Ｓ３０４において、三元共晶反応は、前述した例と同様である。
　（その他の変形例）
　上記実施形態では、接地部５０及び接合部６０は、三元以上の共晶反応によって構成された共晶反応層（共晶合金層）として説明したが、上記構成に限定されるものではない。例えば、接地部５０及び接合部６０は、アルミニウム（Ａｌ）を主成分とする第１金属と、ゲルマニウム（Ｇｅ）主成分とする第２金属とによって構成された共晶反応層（共晶合金層）であってもよい。すなわち、接地部５０及び接合部６０は、二元共晶反応によって構成されてもよい。
　ただし、２元素、例えばアルミニウム（Ａｌ）とゲルマニウム（Ｇｅ）とを共晶反応させて接合する場合、アルミニウム－ゲルマニウム合金（ＡｌＧｅ合金）はほとんど形成されず、アルミニウム（Ａｌ）単層とゲルマニウム（Ｇｅ）単層とが形成される。その結果、アルミニウム（Ａｌ）単層とゲルマニウム（Ｇｅ）単層との界面が多数存在することとなる。このような異なる材質の界面では、熱応力の違いによって、ボイドや剥離（界面剥離）が発生しやすくなり、接合部の気密性及び接合強度が低下してしまうことがある。このため、合金層を形成できる三元以上の共晶反応を採用することが好ましい。
　上記実施形態では、接地部５０及び接合部６０は、アルミニウム（Ａｌ）とゲルマニウム（Ｇｅ）とチタン（Ｔｉ）との共晶反応によって生成された共晶反応層（共晶合金層）として説明したが、上記構成に限定されるものではない。例えば、アルミニウム（Ａｌ）とゲルマニウム（Ｇｅ）とニッケル（Ｎｉ）との共晶反応、アルミニウム（Ａｌ）とシリコン（Ｓｉ）とチタン（Ｔｉ）との共晶反応、及びアルミニウム（Ａｌ）とシリコン（Ｓｉ）とニッケル（Ｎｉ）との共晶反応によって生成された共晶反応層（共晶合金層）であってもよい。また、これらの場合において、共晶溶融金属の液体と合金とが発生する。
　上記実施形態では、第１アニール温度及び第２アニール温度は、約４５０℃のものとして説明したが、上記温度に限定されるものではない。例えば、共晶反応の金属の変更によって、アニール温度を変更してもよい。また、第１アニール温度と第２アニール温度とは異なる温度であってもよい。また、同様に、共晶温度は、約４４０℃のものとして説明したが、上記温度に限定されるものではない。例えば、共晶反応の金属の変更によって、共晶温度を変更してもよい。
　上記実施形態及び第１乃至第３の変形例では、接地部５０と接合部６０とは、同様成分を有するものとして説明したが、上記構成に限定されるものではない。例えば、接地部５０と接合部６０とは、異なる成分を有するものであってもよい。
　以上、本発明の例示的な実施形態について説明した。
　本発明の一実施形態に係る共振装置は、共振子１０を含む第１基板の一例であるＭＥＭＳ基板４０と、共振子１０の振動空間Ｓを封止するように設けられている第２基板の一例である上蓋３０と、ＭＥＭＳ基板４０と上蓋３０との間に位置し、上蓋３０の内部に拡散し、上蓋３０と電気的に接続している、第１共晶反応層の一例である接地部５０と、を備える。
　これにより、基板における接触抵抗の低減を実現できるとともに、アウトガス発生の抑制により良好な真空度を得ることできる。
　また、前述した共振装置において、上蓋３０の共振子１０の略全面に、絶縁層の一例である寄生容量低減膜２４０が設けられており、接地部５０は、上蓋３０を接地させるように、上蓋３０と電気的に接続しているとともに、寄生容量低減膜２４０を介してＭＥＭＳ基板４０と絶縁的に接続してもよい。
　これにより、基板を接地させることができ、基板における接触抵抗の低減を実現することができる。
　また、前述した共振装置において、上蓋３０の材料は、シリコンであってもよい。
　これにより、シリコン基板の接触抵抗を低減することができる。
　また、前述した共振装置において、接地部５０の主成分は、アルミニウム及びゲルマニウムを有してもよい。
　これにより、シリコン基板との接地／接触抵抗を低減するために適した材料であるアルミニウムを採用することで、より効果的にシリコン基板の接触抵抗を低減することができる。
　また、前述した共振装置において、接地部５０の主成分は、チタンをさらに有し、接地部５０は、アルミニウム、ゲルマニウム及びチタンの共晶反応によって構成された合金層であってもよい。
　これにより、異なる材質の界面の形成を抑制することができる。
　また、前述した共振装置において、接地部５０は、上蓋３０側のアルミニウムの濃度が、ＭＥＭＳ基板４０側のアルミニウムの濃度よりも低く、又は、上蓋３０基板側のアルミニウムの濃度が、ＭＥＭＳ基板４０側のアルミニウムの濃度と同じく形成されてもよい。
　これにより、アルミニウムの熱拡散が基板に与える影響を低減することができる。
　また、前述した共振装置において、ＭＥＭＳ基板４０と上蓋３０とを接合し、第２共晶反応層の一例である接合部６０、をさらに備え、接合部６０は、接地部５０の外周側に位置し、寄生容量低減膜２４０及び酸化ケイ素膜Ｌ３１を介してＭＥＭＳ基板４０及び上蓋３０のそれぞれと絶縁的に接続してもよい。
　これにより、真空度を向上することができる。
　また、前述した共振装置において、接合部６０は、接地部５０と同じ成分を有してもよい。
　これにより、同じ成分を有することによって、製造が簡単になり、生産性の向上を実現できる。
　また、振動空間Ｓの真空度は、１パスカル以上２パスカル以下であってもよい。
　これにより、良好な真空度を得ることができる。
　本発明の一実施形態に係る共振装置製造方法は、共振子１０を含むＭＥＭＳ基板４０と、共振子１０の振動空間Ｓを封止できる上蓋３０と、を準備することと、ＭＥＭＳ基板４０における共振子１０の振動部１２０の周囲に、第１金属層８１を形成することと、上蓋３０の、第１接地部５１に対向する位置に、第１接地部５１と異なる成分を有し、第２金属層８２を形成することと、ＭＥＭＳ基板４０と上蓋３０とを接合することと、を含み、接合することにおいて第１金属層８１の第１接地部５１と、第２金属層８２の第２接地部５２とは、共晶反応をして接地部５０を生成し、接地部５０は、上蓋３０の内部に拡散し、上蓋３０と電気的に接続している。
　これにより、基板における接触抵抗の低減を実現できるとともに、アウトガス発生の抑制により良好な真空度を得ることできる。
　また、前述した共振装置製造方法において、接地部５０は、ＭＥＭＳ基板４０と上蓋３０との間に位置し、上蓋３０を接地させるように、接地部５０の上蓋３０側の部分が、上蓋３０の内部に拡散して上蓋３０と電気的に接続しているとともに、接地部５０のＭＥＭＳ基板４０の部分が、ＭＥＭＳ基板４０に設けられている寄生容量低減膜２４０を介してＭＥＭＳ基板４０と絶縁的に接続していてもよい。
　これにより、基板を接地させることができ、基板における接触抵抗の低減を実現することができる。
　また、前述した共振装置製造方法において、上蓋３０の材料は、シリコンであり、第１接地部５１は、少なくともアルミニウム層を有し、第２接地部５２は、少なくともゲルマニウム層を有してもよい。
　これにより、基板における接触抵抗の低減を実現することできる。
　また、前述した共振装置製造方法において、アルミニウム層の厚みは、約０．７０μｍであり、ゲルマニウム層の厚みは、約０．３８μｍであってもよい。
　これにより、共晶反応層を十分に発生させることができる。
　また、前述した共振装置製造方法において、第２接地部５２は、チタン層をさらに有し、チタン層は、ゲルマニウム層よりも上蓋３０側に設けられており、接地部５０は、アルミニウム、ゲルマニウム及びチタンの共晶反応によって構成された合金層であってもよい。
　これにより、異なる材質の界面の形成を抑制することができる。
　また、前述した共振装置製造方法において、チタン層の厚みは、約０．１０μｍであってもよい。
　これにより、接合の密着性を向上することができる。
　また、前述した共振装置製造方法において、ＭＥＭＳ基板４０の第１接地部５１を脱ガスするための第１アニール処理と、上蓋３０の第２接地部５２を脱ガスするための第２アニール処理と、をさらに含み、第１アニール処理及び第２アニール処理は、接合することが行われる前に実施されてもよい。
　これにより、良好な真空度を得ることができる。
　また、前述した共振装置製造方法において、第１アニール処理及び第２アニール処理のそれぞれのアニール温度は、約４５０℃であってもよい。
　これにより、十分に脱ガスすることによって、真空度を向上することができる。
　また、前述した共振装置製造方法において、接合することにおける、共晶反応を実施させるための共晶温度は、約４４０℃であってもよい。
　これにより、共晶反応層を十分に発生させることができる。
　また、前述した共振装置製造方法において、第１金属層８１は、平面視するときに、第１基板の振動部の周囲に位置する第１接合部６１と、第１接合部と接触せず、第１接合部の内側に位置する第１接地部５１とを備え、第２金属層８２は、平面視するときに、ＭＥＭＳ基板４０と上蓋３０とを対向させたときに、第１接合部６１に対向する位置にある第２接合部６２と、第１接地部５１に対向する位置にある第２接地部５２とを備え、接合することは、第１接合部６１と第２接合部６２とを共晶反応させて接合部６０を生成することと、第１接地部５１と第２接地部５２とを共晶反応させて接地部５０を生成することとを含み、接地部５０は、第１共晶反応層であり、接合部６０は、第１共晶反応層と同じ成分を有する第２共晶反応層であってもよい。
　これにより、基板を接地させることができ、基板における接触抵抗の低減を実現することができる。
　また、前述した共振装置製造方法において、接合部６０は、ＭＥＭＳ基板４０と上蓋３０との間に位置し、ＭＥＭＳ基板４０及び上蓋３０に設けられている寄生容量低減膜２４０及び酸化ケイ素膜Ｌ３１によって、ＭＥＭＳ基板４０及び上蓋３０の内部に拡散せず、ＭＥＭＳ基板４０及び上蓋３０と絶縁的に接続してもよい。
　これにより、良好な真空度を得ることができる。
　なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更／改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。すなわち、各実施形態に当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、実施形態が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、実施形態は例示であり、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換又は組み合わせが可能であることは言うまでもなく、これらも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
　１…共振装置、１０…共振子、２０…下蓋、２１…凹部、２２…底板、２３…側壁、３０…上蓋、３１…凹部、３３…側壁、３４…ゲッター層、４０…ＭＥＭＳ基板、５０…接地部、６０…接合部、６６…第１導電層、６７…第２導電層、６８…第１密着層、６９…第２密着層、７０…接続配線、７６Ａ，７６Ｂ…コンタクト電極、８０…共晶反応層、９０…第２層、１１０…保持腕、１２０…振動部、１３０…基部、１３１ａ…長辺、１３１Ａ…前端、１３１ｂ…長辺、１３１Ｂ…後端、１３１ｃ…短辺、１３１ｄ…短辺、１３５，１３５Ａ，１３５Ｂ，１３５Ｃ，１３５Ｄ…振動腕、１４０…保持部、１４１…電圧印加部、２３５…保護膜、２３６…周波数調整膜、２４０…寄生容量低減膜、Ｅ１，Ｅ２…金属層、Ｆ２…Ｓｉ基板、Ｆ３…圧電薄膜、Ｆ２１…酸化ケイ素層、Ｇ…錘部、Ｌ１…ウエハ、Ｌ３…Ｓｉウエハ、Ｌ３１…酸化ケイ素膜、Ｐ…仮想平面、Ｔ４…端子、Ｖ１，Ｖ２…ビア、Ｖ３…貫通電極。

Claims (20)

  1. 　共振子を含む第１基板と、
    　前記共振子の振動空間を封止するように設けられている第２基板と、
    　前記第１基板と前記第２基板との間に位置し、前記第２基板の内部に拡散し、前記第２基板と電気的に接続している、第１共晶反応層と、を備える、
    　共振装置。
  2. 　前記第１基板の前記共振子の略全面に、絶縁層が設けられており、
    　前記第１共晶反応層は、前記第２基板を接地させるように、前記第２基板と電気的に接続しているとともに、前記絶縁層を介して前記第１基板と絶縁的に接続している、請求項１に記載の共振装置。
  3. 　前記第２基板の材料は、シリコンである、請求項１又は２に記載の共振装置。
  4. 　前記第１共晶反応層の主成分は、アルミニウム及びゲルマニウムを有する、請求項１乃至３の何れかの一項に記載の共振装置。
  5. 　前記第１共晶反応層の主成分は、チタンをさらに有し、
    　前記第１共晶反応層は、アルミニウム、ゲルマニウム及びチタンの共晶反応によって構成された合金層である、請求項４に記載の共振装置。
  6. 　前記第１共晶反応層は、前記第２基板側のアルミニウムの濃度が、前記第１基板側のアルミニウムの濃度よりも低く、又は、前記第２基板側のアルミニウムの濃度が、前記第１基板側のアルミニウムの濃度と同じ、請求項３乃至５の何れかの一項に記載の共振装置。
  7. 　前記第１基板と前記第２基板とを接合する第２共晶反応層、をさらに備え、
    　前記第２共晶反応層は、前記第１共晶反応層の外周側に位置し、絶縁層を介して前記第１基板及び前記第２基板とも絶縁的に接続している、請求項１乃至６の何れかの一項に記載の共振装置。
  8. 　前記第２共晶反応層は、前記第１共晶反応層と同じ成分を有する、請求項７に記載の共振装置。
  9. 　前記振動空間の真空度は、１パスカル以上２パスカル以下である、請求項１乃至８の何れかの一項に記載の共振装置。
  10. 　共振子を含む第１基板と、前記共振子の振動空間を封止できる第２基板と、を準備することと、
    　前記第１基板における前記共振子の振動部の周囲に、第１金属層を形成することと、
    　前記第２基板の、前記第１金属層に対向する位置に、前記第１金属層と異なる成分を有する第２金属層を形成することと、
    　前記第１基板と前記第２基板とを接合することと、を含み、
    　前記接合することにおいて、前記第１金属層と前記第２金属層とは、共晶反応をして第１共晶反応層を生成し、
    　前記第１共晶反応層は、前記第２基板の内部に拡散し、前記第２基板と電気的に接続している、
    　共振装置製造方法。
  11. 　前記第１共晶反応層は、前記第１基板と前記第２基板との間に位置し、前記第２基板を接地させるように、前記第２基板側の部分が、前記第２基板の内部に拡散して前記第２基板と電気的に接続しているとともに、前記第１基板側の部分が、前記第１基板に設けられている絶縁層を介して前記第１基板と絶縁的に接続している、請求項１０に記載の共振装置製造方法。
  12. 　前記第２基板の材料は、シリコンであり
    　前記第１金属層は、少なくともアルミニウム層を有し、
    　前記第２金属層は、少なくともゲルマニウム層を有する、
    　請求項１０又は１１に記載の共振装置製造方法。
  13. 　前記アルミニウム層の厚みは、約０．７０μｍであり、
    　前記ゲルマニウム層の厚みは、約０．３８μｍである、
    　請求項１２に記載の共振装置製造方法。
  14. 　前記第２金属層は、チタン層をさらに有し、
    　前記チタン層は、前記ゲルマニウム層よりも前記第２基板側に設けられており、
    　前記第１共晶反応層は、アルミニウム、ゲルマニウム及びチタンの共晶反応によって構成された合金層である、請求項１２又は１３に記載の共振装置製造方法。
  15. 　前記チタン層の厚みは、約０．１０μｍである、請求項１４に記載の共振装置製造方法。
  16. 　前記第１基板の第１金属層を脱ガスするための第１アニール処理と、
    　前記第２基板の第２金属層を脱ガスするための第２アニール処理と、
    をさらに含み、
    　前記第１アニール処理及び前記第２アニール処理は、前記接合することが行われる前に実施される、請求項１０乃至１５の何れかの一項に記載の共振装置製造方法。
  17. 　前記第１アニール処理及び前記第２アニール処理のそれぞれのアニール温度は、約４５０℃である、請求項１６に記載の共振装置製造方法。
  18. 　前記接合することにおける、前記共晶反応を実施させるための共晶温度は、約４４０℃である、請求項１０乃至１７の何れかの一項に記載の共振装置製造方法。
  19. 　前記第１金属層は、平面視するときに、前記第１基板の前記振動部の周囲に位置する第１接合部と、前記第１接合部と接触せず、前記第１接合部の内側に位置する第１接地部とを備え、
    　前記第２金属層は、平面視するときに、前記第１基板と前記第２基板とを対向させたときに、前記第１接合部に対向する位置にある第２接合部と、前記第１接地部に対向する位置にある第２接地部とを備え、
    　前記接合することは、前記第１接合部と前記第２接合部とを共晶反応させて接合部を生成することと、前記第１接地部と前記第２接地部とを共晶反応させて接地部を生成することとを含み、
    　前記接地部は、前記第１共晶反応層であり、前記接合部は、前記第１共晶反応層と同じ成分を有する第２共晶反応層である、請求項１０乃至１８の何れかの一項に記載の共振装置製造方法。
  20. 　前記第２共晶反応層は、前記第１基板と前記第２基板との間に位置し、前記第１基板及び前記第２基板に設けられている絶縁層によって、前記第１基板及び前記第２基板の内部に拡散せず、前記第２基板及び前記第１基板と絶縁的に接続している、請求項１９に記載の共振装置製造方法。
PCT/JP2020/004014 2019-06-19 2020-02-04 共振装置及び共振装置製造方法 WO2020255474A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021527343A JP7265729B2 (ja) 2019-06-19 2020-02-04 共振装置及び共振装置製造方法
CN202080023672.8A CN113632375A (zh) 2019-06-19 2020-02-04 谐振装置以及谐振装置制造方法
US17/469,561 US20210403316A1 (en) 2019-06-19 2021-09-08 Resonance device and resonance device manufacturing method

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-113800 2019-06-19
JP2019113800 2019-06-19

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US17/469,561 Continuation US20210403316A1 (en) 2019-06-19 2021-09-08 Resonance device and resonance device manufacturing method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020255474A1 true WO2020255474A1 (ja) 2020-12-24

Family

ID=74039994

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2020/004014 WO2020255474A1 (ja) 2019-06-19 2020-02-04 共振装置及び共振装置製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20210403316A1 (ja)
JP (1) JP7265729B2 (ja)
CN (1) CN113632375A (ja)
WO (1) WO2020255474A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7493709B2 (ja) 2020-11-06 2024-06-03 株式会社村田製作所 共振装置及び共振装置製造方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11601111B2 (en) * 2020-06-26 2023-03-07 Xiang Zheng Tu Piezoelectric MEMS resonators based on porous silicon technologies
EP4324785A1 (en) 2022-08-03 2024-02-21 STMicroelectronics S.r.l. Mems device with an improved cap and related manufacturing process

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10242795A (ja) * 1997-02-26 1998-09-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd 圧電素子とその製造方法
JP2001267875A (ja) * 2000-03-22 2001-09-28 Seiko Epson Corp 水晶振動子及びその製造方法
JP2005286510A (ja) * 2004-03-29 2005-10-13 Toshiba Corp 薄膜圧電共振器及びその製造方法
JP2009055294A (ja) * 2007-08-27 2009-03-12 Seiko Instruments Inc 発振子、発振子の製造方法、及び発振器
JP2013055632A (ja) * 2011-08-11 2013-03-21 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd 気密封止パッケージ及びこの気密封止パッケージの製造方法
WO2017047663A1 (ja) * 2015-09-17 2017-03-23 株式会社村田製作所 Ｍｅｍｓデバイス、及びその製造方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005276978A (ja) * 2004-03-24 2005-10-06 Nissan Motor Co Ltd オーミック電極構造体の製造方法、オーミック電極構造体、半導体装置の製造方法および半導体装置
JP4933866B2 (ja) * 2006-08-31 2012-05-16 シチズンファインテックミヨタ株式会社 圧電振動子の製造方法
WO2016158056A1 (ja) * 2015-03-31 2016-10-06 株式会社村田製作所 共振装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10242795A (ja) * 1997-02-26 1998-09-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd 圧電素子とその製造方法
JP2001267875A (ja) * 2000-03-22 2001-09-28 Seiko Epson Corp 水晶振動子及びその製造方法
JP2005286510A (ja) * 2004-03-29 2005-10-13 Toshiba Corp 薄膜圧電共振器及びその製造方法
JP2009055294A (ja) * 2007-08-27 2009-03-12 Seiko Instruments Inc 発振子、発振子の製造方法、及び発振器
JP2013055632A (ja) * 2011-08-11 2013-03-21 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd 気密封止パッケージ及びこの気密封止パッケージの製造方法
WO2017047663A1 (ja) * 2015-09-17 2017-03-23 株式会社村田製作所 Ｍｅｍｓデバイス、及びその製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7493709B2 (ja) 2020-11-06 2024-06-03 株式会社村田製作所 共振装置及び共振装置製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20210403316A1 (en) 2021-12-30
JPWO2020255474A1 (ja) 2020-12-24
JP7265729B2 (ja) 2023-04-27
CN113632375A (zh) 2021-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6864274B2 (ja) 共振装置
US20210403316A1 (en) Resonance device and resonance device manufacturing method
WO2019155663A1 (ja) Ｍｅｍｓデバイス
US11757425B2 (en) Resonance device and method for producing resonance device
US20210083647A1 (en) Mems device
CN112585870B (zh) 谐振装置
JP7169560B2 (ja) 共振装置及び共振装置製造方法
US20220182036A1 (en) Resonance device, collective board, and method of manufacturing resonance device
JP7089706B2 (ja) 共振装置及び共振装置製造方法
WO2022097328A1 (ja) 共振装置及び共振装置製造方法
JP7493709B2 (ja) 共振装置及び共振装置製造方法
US20230119602A1 (en) Resonance device, collective substrate, and resonance device manufacturing method
WO2022168364A1 (ja) 共振装置、集合基板、及び共振装置の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20826201

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021527343

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20826201

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1