WO2022044397A1 - 共振装置、集合基板、及び共振装置の製造方法 - Google Patents

共振装置、集合基板、及び共振装置の製造方法 Download PDF

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政和 福光
崇資 植田
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株式会社村田製作所
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    • H03H9/1035—Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices the enclosure being defined by two sealing substrates sandwiching the piezoelectric layer of the BAW device

Definitions

  • the present invention relates to a resonance device, an assembly board, and a method for manufacturing the resonance device.
  • MEMS Micro Electro Mechanical Systems
  • Patent Document 1 discloses a resonator including a resonator in which a holding portion, a supporting arm, and a vibrating portion are electrically connected via a degenerate silicon (Si) substrate or a metal film.
  • a frequency adjustment step of adjusting the resonance frequency of the vibrating portion is performed by using an ion trimming method or the like in the state of the collective substrate before being divided into the resonance devices.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and one of the objects of the present invention is to provide a resonance device, an assembly board, and a method for manufacturing a resonance device capable of suppressing the propagation of noise through a holding portion. do.
  • the resonator includes a first substrate including a resonator having a vibrating portion and a holding portion configured to hold the vibrating portion, and a first substrate having the resonator sandwiched between them. It comprises a second substrate comprising a first connection that is arranged to face each other and is electrically connected to the vibrating portion, the resonator further having a separating groove formed to surround the vibrating portion in plan view.
  • the collective substrate according to another aspect of the present invention is an collective substrate for manufacturing a resonator, each of which has a vibrating portion and a plurality of resonators having a holding portion configured to hold the vibrating portion.
  • a first substrate including a plurality of resonators and a plurality of first connection portions electrically connected to the vibrating portions of the plurality of resonators are arranged so as to face the first substrate with a plurality of resonators interposed therebetween.
  • Each of the plurality of resonators further includes a second substrate including a second substrate, and each of the plurality of resonators further has a separation groove formed so as to surround the vibrating portion in a plan view.
  • the method for manufacturing a resonator according to another aspect of the present invention is a method for manufacturing a resonator, each of which comprises a plurality of resonators having a vibrating portion and a holding portion configured to hold the vibrating portion.
  • a first substrate including, and a plurality of first connection portions arranged so as to face the first substrate with a plurality of resonators interposed therebetween and electrically connected to the vibrating portions of the plurality of resonators.
  • each of the plurality of resonators further has a separation groove formed so as to surround the vibrating portion in a plan view.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing the appearance of the resonance device according to the embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view schematically showing the structure of the resonance apparatus 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 taken along the X axis schematically showing the laminated structure of the resonance apparatus shown in FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the Y axis conceptually showing the laminated structure of the resonance apparatus shown in FIG.
  • FIG. 6 is a plan view schematically showing the wiring of the resonators shown in FIGS. 1 to 5 and their surroundings.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing the appearance of the resonance device according to the embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view schematically showing the structure of the resonance apparatus shown in FIG.
  • FIG. 3 is a plan view schematically showing the structure of the resonator shown in FIG.
  • FIG. 4
  • FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view schematically showing the laminated structure of the connecting members shown in FIG.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view schematically showing the appearance of the collective substrate in one embodiment.
  • FIG. 9 is an enlarged partially enlarged view of the region A shown in FIG.
  • FIG. 10 is a flowchart showing a method of manufacturing a resonance device according to an embodiment.
  • FIG. 11 is a plan view schematically showing the resonator of the resonator and the wiring around it in the modified example of the embodiment.
  • FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view schematically showing the laminated structure of the connecting members shown in FIG.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing the appearance of the resonance device 1 in one embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view schematically showing the structure of the resonance device 1 shown in FIG.
  • the resonator 1 includes a resonator 10 and a lower lid 20 and an upper lid 30 that form a vibration space in which the resonator 10 vibrates. That is, the resonator 1 is configured by stacking the lower lid 20, the resonator 10, the joint portion 60 described later, and the upper lid 30 in this order.
  • the MEMS substrate 50 (lower lid 20 and resonator 10) of the present embodiment corresponds to an example of the "first substrate" of the present invention
  • the upper lid 30 of the present invention is an example of the "second substrate” of the present invention. Corresponds to.
  • 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).
  • 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.
  • 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 resonator 10, the lower lid 20, and the upper lid 30 may be formed by using an SOI (Silicon On Insulator) substrate on which a silicon layer and a silicon oxide film are laminated, respectively.
  • SOI Silicon On Insulator
  • the upper lid 30 extends in a flat plate shape along the XY plane, and for example, a flat rectangular parallelepiped concave portion 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, which is the space where the resonator 10 vibrates.
  • the upper lid 30 may have a flat plate shape without having a recess 31. Further, a getter layer for adsorbing outgas may be formed on the surface of the concave portion 31 of the upper lid 30 on the resonator 10 side.
  • the lower lid 20 includes a rectangular flat plate-shaped bottom plate 22 provided along the XY plane, and a side wall 23 extending in the Z-axis direction from the peripheral edge of the bottom plate 22, 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 of the resonator 10.
  • the lower lid 20 may have a flat plate shape without the recess 21. Further, a getter layer for adsorbing outgas may be formed on the surface of the lower lid 20 on the resonator 10 side of the recess 21.
  • the lower lid 20 includes a protrusion 25 formed on the surface of the bottom plate 22.
  • the detailed configuration of the protrusion 25 will be described later.
  • the vibration space of the resonator 10 is hermetically sealed and the vacuum state is maintained.
  • the vibration space may be filled with a gas such as an inert gas.
  • 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 the out-of-plane bending vibration mode in the XY plane in the Cartesian coordinate system of FIG. 3 is the main vibration (hereinafter, “main”). It vibrates as "mode”).
  • 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 lamb wave vibration mode, an in-plane bending vibration mode, and a surface wave vibration mode.
  • oscillators are applied to, for example, timing devices, RF filters, duplexers, ultrasonic transducers, gyro sensors, acceleration sensors and the like. Further, it may be used for a piezoelectric mirror having an actuator function, a piezoelectric gyro, a piezoelectric microphone having a pressure sensor function, an ultrasonic vibration sensor, or the like. Further, it may be applied to an electrostatic MEMS element, an electromagnetically driven MEMS element, and a piezo resistance MEMS element.
  • the resonator 10 includes a vibrating portion 110, a holding portion 140, and a support arm portion 150.
  • the vibrating unit 110 has a rectangular contour extending along the XY plane in the Cartesian coordinate system of FIG.
  • the vibrating portion 110 is arranged inside the holding portion 140, and a space is formed between the vibrating portion 110 and the holding portion 140 at a predetermined interval.
  • the vibrating unit 110 includes an exciting unit 120 composed of four vibrating arms 121A to 121D (hereinafter collectively referred to as “vibrating arm 121”) and a base 130.
  • the number of vibrating arms is not limited to four, and is set to, for example, an arbitrary number of one or more.
  • the excitation unit 120 and the base 130 are integrally formed.
  • the vibrating arms 121A, 121B, 121C, and 121D each extend along the Y-axis direction, and are provided in parallel in the X-axis direction at predetermined intervals in this order.
  • One end of the vibrating arm 121A is a fixed end connected to the front end 131A of the base 130, which will be described later, and the other end of the vibrating arm 121A is an open end provided apart from the front end 131A of the base 130.
  • the vibrating arm 121A includes a mass addition portion 122A formed on the open end side and an arm portion 123A extending from the fixed end and connected to the mass addition portion 122A.
  • the vibrating arms 121B, 121C, 121D also include mass adding portions 122B, 122C, 122D, and arm portions 123B, 123C, 123D, respectively.
  • the arms 123A to 123D have, for example, a width of about 30 ⁇ m in the X-axis direction and a length of about 400 ⁇ m in the Y-axis direction, respectively.
  • two vibrating arms 121A and 121D are arranged on the outside and two vibrating arms 121B and 121C are arranged on the inside in the X-axis direction.
  • the width (hereinafter referred to as “release width”) W1 of the gap formed between the respective arm portions 123B and 123C of the two inner vibrating arms 121B and 121C is, for example, an adjacent vibration in the X-axis direction.
  • the release width W1 is, for example, about 25 ⁇ m, and the release width W2 is, for example, about 10 ⁇ m. By setting the release width W1 larger than the release width W2 in this way, the vibration characteristics and durability of the vibrating portion 110 are improved.
  • the release width W1 may be set smaller than the release width W2 or may be set at equal intervals so that the resonance device 1 can be miniaturized.
  • the mass-adding portions 122A to 122D are provided with mass-adding films 125A to 125D on their respective surfaces. Therefore, the weight of each of the mass addition portions 122A to 122D per unit length (hereinafter, also simply referred to as “weight”) is heavier than the weight of each of the arm portions 123A to 123D. This makes it possible to improve the vibration characteristics while reducing the size of the vibration unit 110. Further, the mass-added films 125A to 125D not only have a function of increasing the weight of the tip portions of the vibrating arms 121A to 121D, respectively, but also adjust the resonance frequency of the vibrating arms 121A to 121D by scraping a part thereof. It also has a function as a so-called frequency adjusting film.
  • the width of the mass addition portions 122A to 122D along the X-axis direction is, for example, about 49 ⁇ m, which is larger than the width of the arm portions 123A to 123D along the X-axis direction.
  • the weight of each of the mass addition portions 122A to 122D can be further increased.
  • the width of the mass addition portions 122A to 122D along the X-axis direction is 1.5 times or more the width of the arm portions 123A to 123D along the X-axis direction. It is preferable to have.
  • the weight of each of the mass addition portions 122A to 122D may be larger than the weight of each of the arm portions 123A to 123D, and the width of the mass addition portions 122A to 122D along the X-axis direction is the width of the present embodiment. It is not limited to an example.
  • the width of the mass addition portions 122A to 122D along the X-axis direction may be equal to or less than the width of the arm portions 123A to 123D along the X-axis direction.
  • the mass addition portions 122A to 122D are each substantially rectangular and have a curved surface shape with rounded corners, for example, so-called. It has an R shape.
  • the arm portions 123A to 123D are substantially rectangular, respectively, and have an R shape in the vicinity of the fixed end connected to the base portion 130 and in the vicinity of the connection portion connected to each of the mass addition portions 122A to 122D.
  • the shapes of the mass addition portions 122A to 122D and the arm portions 123A to 123D are not limited to the examples of the present embodiment.
  • the respective shapes of the mass addition portions 122A to 122D may be a substantially trapezoidal shape or a substantially L-shaped shape.
  • each of the arms 123A to 123D may have a substantially trapezoidal shape.
  • the mass addition portions 122A to 122D and the arm portions 123A to 123D each have a bottomed groove portion having an opening on either the front surface side or the back surface side, or a hole portion having an opening on both the front surface side and the back surface side. It may have been done.
  • the groove and the hole may be separated from the side surface connecting the front surface and the back surface, or may have an opening on the side surface side.
  • the base 130 has a front end 131A, a rear end 131B, a left end 131C, and a right end 131D in a plan view. As described above, the fixed ends of the vibrating arms 121A to 121D are connected to the front end portion 131A.
  • a support arm 151 of a support arm portion 150 which will be described later, is connected to the rear end portion 131B.
  • the front end 131A, the rear end 131B, the left end 131C, and the right end 131D are each part of the outer edge of the base 130.
  • the front end portion 131A and the rear end portion 131B are end portions extending in the X-axis direction, respectively, and the front end portion 131A and the rear end portion 131B are arranged so as to face each other.
  • the left end portion 131C and the right end portion 131D are end portions extending in the Y-axis direction, respectively, and the left end portion 131C and the right end portion 131D are arranged so as to face each other.
  • Both ends of the left end portion 131C are connected to one end of the front end portion 131A and one end of the rear end portion 131B, respectively. Both ends of the right end portion 131D are connected to the other end of the front end portion 131A and the other end of the rear end portion 131B, respectively.
  • the base 130 has a substantially rectangular shape with the front end 131A and the rear end 131B as the long sides and the left end 131C and the right end 131D as the short sides.
  • the base 130 is formed substantially plane-symmetrically with respect to a defined virtual plane along the center line CL1 in the X-axis direction, which is a perpendicular bisector of each of the front end 131A and the rear end 131B. That is, it can be said that the base 130 is formed substantially line-symmetrically with respect to the center line CL1.
  • the shape of the base 130 is not limited to the rectangular shape shown in FIG. 3, and may be another shape that constitutes substantially line symmetry with respect to the center line CL1.
  • the shape of the base 130 may be a trapezoidal shape in which one of the front end 131A and the rear end 131B is longer than the other. Further, at least one of the front end portion 131A, the rear end portion 131B, the left end portion 131C, and the right end portion 131D may be bent or curved.
  • the virtual plane corresponds to the plane of symmetry of the entire vibrating portion 110
  • the center line CL1 corresponds to the center line of the entire vibrating portion 110 in the X-axis direction. Therefore, the center line CL1 is also a line passing through the center of the vibrating arms 121A to 121D in the X-axis direction, and is located between the vibrating arms 121B and the vibrating arms 121C.
  • each of the adjacent vibrating arm 121A and the vibrating arm 121B is formed symmetrically with each of the adjacent vibrating arm 121D and the vibrating arm 121C with the center line CL1 interposed therebetween.
  • the base length which is the longest distance between the front end 131A and the rear end 131B in the Y-axis direction, is, for example, about 20 ⁇ m.
  • the base width which is the longest distance between the left end portion 131C and the right end portion 131D in the X-axis direction, is, for example, about 180 ⁇ m.
  • the base length corresponds to the length of the left end 131C or the right end 131D
  • the base width corresponds to the length of the front end 131A or the rear end 131B.
  • the holding portion 140 is configured to hold the vibrating portion 110. More specifically, the holding portion 140 is configured so that the vibrating arms 121A to 121D can vibrate. Specifically, the holding portion 140 is formed plane-symmetrically with respect to a virtual plane defined along the center line CL1.
  • the holding portion 140 has a rectangular frame shape in a plan view, and is arranged so as to surround the outside of the vibrating portion 110 along the XY plane. As described above, since the holding portion 140 has a frame shape in a plan view, the holding portion 140 surrounding the vibrating portion 110 can be easily realized.
  • the holding portion 140 may be arranged at least in a part around the vibrating portion 110, and is not limited to the frame shape.
  • the holding portion 140 may be arranged around the vibrating portion 110 so as to hold the vibrating portion 110 and to be joined to the upper lid 30 and the lower lid 20.
  • the holding portion 140 includes the frame bodies 141A to 141D integrally formed.
  • the frame body 141A is provided so as to face the open ends of the vibrating arms 121A to 121D and to be provided in the longitudinal direction parallel to the X axis.
  • the frame body 141B is provided so as to face the rear end portion 131B of the base portion 130 and to be provided in the longitudinal direction parallel to the X axis.
  • the frame body 141C is provided facing the left end portion 131C of the base portion 130 and the vibrating arm 121A in the longitudinal direction parallel to the Y axis, and is connected to one ends of the frame bodies 141A and 141D at both ends thereof.
  • the frame body 141D is provided facing the right end portion 131D of the base portion 130 and the vibrating arm 121A in a longitudinal direction parallel to the Y axis, and is connected to the other ends of the frame bodies 141A and 141B at both ends thereof, respectively.
  • the frame body 141A and the frame body 141B face each other in the Y-axis direction with the vibrating portion 110 interposed therebetween.
  • the frame body 141C and the frame body 141D face each other in the X-axis direction with the vibrating portion 110 interposed therebetween.
  • the support arm portion 150 is arranged inside the holding portion 140 and connects the base portion 130 and the holding portion 140.
  • the support arm portion 150 is not line-symmetrical with respect to the center line CL1, that is, is formed asymmetrically.
  • the support arm portion 150 includes one support arm 151 in a plan view.
  • the support arm 151 includes a support rear arm 152.
  • the support rear arm 152 extends from the holding portion 140 between the rear end portion 131B of the base portion 130 and the holding portion 140. Specifically, one end (the left end or the end on the frame 141C side) of the supporting rear arm 152 is connected to the frame 141C and extends toward the frame 141D in the Y-axis direction. That is, one end of the support arm 151 is connected to the holding portion 140. Then, the supporting rear arm 152 bends in the Y-axis direction at the center of the base 130 in the X-axis direction, extends from there along the center line CL1 and is connected to the rear end portion 131B of the base 130. That is, the other end of the support arm 151 is connected to the rear end portion 131B of the base portion 130.
  • the protrusion 25 protrudes into the vibration space from the recess 21 of the lower lid 20.
  • the protrusion 25 is arranged between the arm portion 123B of the vibrating arm 121B and the arm portion 123C of the vibrating arm 121C in a plan view.
  • the protrusion 25 extends in the Y-axis direction in parallel with the arms 123B and 123C, and is formed in a prismatic shape.
  • the length of the protrusion 25 in the Y-axis direction is about 240 ⁇ m, and the length in the X-axis direction is about 15 ⁇ m.
  • the number of protrusions 25 is not limited to one, and may be two or more.
  • the protrusion 25 is arranged between the vibrating arm 121B and the vibrating arm 121C, and by projecting from the bottom plate 22 of the recess 21, the rigidity of the lower lid 20 can be increased, and the rigidity of the lower lid 20 can be increased. It is possible to suppress the bending of the formed resonator 10 and the occurrence of warping of the lower lid 20.
  • the separation groove 145 is configured to surround the vibrating portion 110 in a plan view. More specifically, the separation groove 145 is configured to surround the vibrating portion 110 and the supporting arm portion 150 arranged inside the holding portion 140. Specifically, the separation groove 145 is a groove penetrating from the front surface to the back surface of the resonator 10, is formed in a predetermined region of the holding portion 140, and has a substantially rectangular frame shape in a plan view.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the X axis schematically showing the laminated structure of the resonance device 1 shown in FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the Y axis conceptually showing the laminated structure of the resonance device 1 shown in FIG.
  • the holding portion 140 of the resonator 10 is joined to 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 further bonded. Be joined. In this way, 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 in which the vibrating portion 110 vibrates. ..
  • the vibrating portion 110, the holding portion 140, and the supporting arm portion 150 in the resonator 10 are integrally formed by the same process.
  • the resonator 10 has a metal film E1 laminated on a Si substrate F2, which is an example of a substrate.
  • a piezoelectric film F3 is laminated on the metal film E1 so as to cover the metal film E1, and a metal film E2 is further laminated on the piezoelectric film F3.
  • a protective film F5 is laminated on the metal film E2 so as to cover the metal film E2.
  • the above-mentioned mass addition films 125A to 125D are further laminated on the protective film F5, respectively.
  • each of the vibrating portion 110, the holding portion 140, and the supporting arm portion 150 is, for example, a laminate composed of the Si substrate F2, the metal film E1, the piezoelectric film F3, the metal film E2, the protective film F5, and the like described above. It is formed by removing and patterning by dry etching.
  • 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. .. Further, the resistance value of the degenerate silicon (Si) used for the Si substrate F2 is, for example, less than 1.6 m ⁇ ⁇ cm, more preferably 1.2 m ⁇ ⁇ cm or less. Further, as an example of the temperature characteristic correction layer, a silicon oxide layer F21 such as SiO 2 is formed on the lower surface of the Si substrate F2. This makes it possible to improve the temperature characteristics.
  • the silicon oxide layer F21 has a temperature coefficient of frequency in the vibrating portion 110 when the temperature correction layer is formed on the Si substrate F2, that is, as compared with the case where the silicon oxide layer F21 is not formed on the Si substrate F2. , A layer having a function of reducing the rate of change per temperature at least near room temperature.
  • the silicon oxide layer 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 silicon oxide layers F21 of the mass addition portions 122A to 122D are formed with a uniform thickness.
  • the uniform thickness means that the variation in the thickness of the silicon oxide layer F21 is within ⁇ 20% from the average value of the thickness.
  • the metal films E1 and E2 each include an excitation electrode that excites the vibrating arms 121A to 121D, and an extraction electrode that electrically connects the excitation electrode and an external power source.
  • the portions of the metal films E1 and E2 that serve as excitation electrodes are opposed to each other with the piezoelectric film F3 interposed therebetween in the arm portions 123A to 123D of the vibrating arms 121A to 121D.
  • the portions of the metal films E1 and E2 that serve as extraction electrodes are led out from the base portion 130 to the holding portion 140 via, for example, the support arm portion 150.
  • the metal film E1 is electrically continuous over the entire resonator 10.
  • the metal film E2 is electrically separated from the portions formed on the vibrating arms 121A and 121D and the portions formed on the vibrating arms 121B and 121C.
  • the portion of the metal film E1 that serves as an excitation electrode is also referred to as a lower electrode.
  • the portion of the metal film E2 that serves as an excitation electrode is also referred to as an upper electrode.
  • the thicknesses of the metal films E1 and E2 are, for example, about 0.1 ⁇ m or more and 0.2 ⁇ m or less, respectively.
  • the metal films E1 and E2 are patterned on the excitation electrode, the extraction electrode, and the like by a removal process such as etching.
  • the metal films E1 and E2 are formed of, for example, a metal material whose crystal structure is a body-centered cubic structure. Specifically, the metal films E1 and E2 are formed by using Mo (molybdenum), tungsten (W), or the like.
  • the metal films E1 and E2 can easily realize the metal films E1 and E2 suitable for the lower electrode and the upper electrode of the resonator 10 by using the metal whose crystal structure is a body-centered cubic structure as a main component. can do.
  • the resonator 10 includes the metal film E1
  • the Si substrate F2 included in the resonator 10 is not merely silicon (Si), but is preferably, for example, a degenerate silicon substrate having low resistance (hereinafter referred to as “degenerate silicon substrate”).
  • degenerate silicon substrate a degenerate silicon substrate having low resistance
  • the resonator 10 omits the metal film E1, and the degenerate silicon substrate itself can also serve as the metal film E1, for example, as a lower electrode.
  • the plurality of resonators can be easily grouped together via the degenerate silicon substrate of the plurality of resonators 10, that is, the lower electrode. Can be energized.
  • Piezoelectric film F3 is a thin film formed by a type of piezoelectric material that mutually converts electrical energy and mechanical energy.
  • the piezoelectric film F3 expands and contracts in the Y-axis direction of the in-plane direction of the XY plane according to the electric field formed in the piezoelectric film F3 by the metal films E1 and E2. Due to the expansion and contraction of the piezoelectric film F3, the vibrating arms 121A to 121D displace their open ends toward the bottom plate 22 of the lower lid 20 and the bottom plate 32 of the upper lid 30, respectively. As a result, the resonator 10 vibrates in the vibration mode of out-of-plane bending.
  • the thickness of the piezoelectric film F3 is, for example, about 1 ⁇ m, but may be about 0.2 ⁇ m to 2 ⁇ m.
  • the piezoelectric film F3 is formed of a material having a wurtzite-type hexagonal crystal structure, and is, for example, aluminum nitride (AlN), indium nitride (ScAlN), zinc oxide (ZnO), gallium nitride (GaN), and the like.
  • the main component may be a nitride or oxide such as indium nitride (InN).
  • scandium nitride is a product in which a part of aluminum in aluminum nitride is replaced with scandium, and instead of scandium, magnesium (Mg) and niobium (Nb), or magnesium (Mg) and zirconium (Zr), It may be substituted with two elements such as.
  • the piezoelectric film F3 can easily realize the piezoelectric film F3 suitable for the resonator 10 by using a piezoelectric material having a wurtzite-type hexagonal crystal structure as a main component in the piezoelectric film F3.
  • the protective film F5 protects the metal film E2 from oxidation. If the protective film F5 is provided on the upper lid 30 side, it does not have to be exposed to the bottom plate 32 of the upper lid 30. For example, a parasitic capacitance reducing film or the like that reduces the capacitance of the wiring formed on the resonator 10 may be formed so as to cover the protective film F5.
  • the protective film F5 includes, for example, a piezoelectric film such as aluminum nitride (AlN), scandium nitride (ScAlN), zinc oxide (ZnO), gallium nitride (GaN), and indium nitride (InN), as well as silicon nitride (SiN).
  • the thickness of the protective film F5 is formed to be less than half the thickness of the piezoelectric film F3, and in the present embodiment, it is, for example, about 0.2 ⁇ m. The more preferable thickness of the protective film F5 is about one-fourth of the thickness of the piezoelectric film F3. Further, when the protective film F5 is formed of a piezoelectric material such as aluminum nitride (AlN), it is preferable to use a piezoelectric material having the same orientation as the piezoelectric film F3.
  • a piezoelectric material such as aluminum nitride (AlN)
  • AlN aluminum nitride
  • the protective film F5 of the mass addition portions 122A to 122D is formed with a uniform thickness.
  • the uniform thickness means that the variation in the thickness of the protective film F5 is within ⁇ 20% from the average value of the thickness.
  • the mass-adding films 125A to 125D constitute the surface of each of the mass-adding portions 122A to 122D on the upper lid 30 side, and correspond to the respective frequency adjusting films of the vibrating arms 121A to 121D.
  • the frequency of the resonator 10 is adjusted by a trimming process for removing a part of each of the mass-added films 125A to D.
  • the mass addition films 125A to 125D are preferably formed of a material having a faster mass reduction rate by etching than the protective film F5.
  • the mass reduction rate is expressed by the product of the etching rate and the density. Etching rate is the thickness removed per unit time.
  • the mass addition films 125A to 125D are preferably formed of a material having a large specific gravity.
  • the mass addition films 125A to 125D include, for example, molybdenum (Mo), tungsten (W), gold (Au), platinum (Pt), nickel (Ni), aluminum (Al), titanium (Ti) and the like. It is made of metal material.
  • a part of the upper surface of each of the mass addition films 125A to 125D is removed by a trimming process in the process of adjusting the frequency.
  • the trimming process of the mass-added films 125A to 125D can be performed by, for example, dry etching by irradiating an argon (Ar) ion beam. Since the ion beam can irradiate a wide range, it is excellent in processing efficiency, but since it has an electric charge, it may charge the mass-added films 125A to 125D.
  • the mass addition films 125A to 125D are grounded. Is preferable.
  • An internal terminal T1'and connection wirings CW2 and CW3 are formed on the protective film F5 of the holding portion 140.
  • the internal terminal T1' is electrically connected to the metal film E1 through through holes formed in the piezoelectric film F3 and the protective film F5.
  • the internal terminal T1' is electrically connected to the Si substrate F2 which also serves as the metal film E1 through the through hole.
  • connection wiring CW2 is routed as described later and is electrically connected to the portions of the metal film E2 formed on the vibrating arms 121A and 121D.
  • connection wiring CW3 is routed as described later and is electrically connected to the portions of the metal film E2 formed on the vibrating arms 121B and 121C.
  • the internal terminals T1'and the connection wirings CW2 and CW3 are made of a metal material such as aluminum (Al), germanium (Ge), gold (Au), and tin (Sn).
  • the bottom plate 22 and the side wall 23 of the lower lid 20 are integrally formed by the Si substrate P10.
  • the Si substrate P10 is made of undegenerate silicon, and its resistivity is, for example, 10 ⁇ ⁇ cm or more. Inside the recess 21 of the lower lid 20, the Si substrate P10 is exposed. A silicon oxide layer F21 is formed on the upper surface of the protrusion 25. However, from the viewpoint of suppressing the charging of the protrusion 25, the Si substrate P10 having a resistivity lower than that of the silicon oxide layer F21 may be exposed or a conductive layer may be formed on the upper surface of the protrusion 25. ..
  • the thickness of the lower lid 20 defined in the Z-axis direction is about 150 ⁇ m, and the depth of the similarly defined recess 21 is about 50 ⁇ m.
  • the bottom plate 32 and the side wall 33 of the top lid 30 are integrally formed by the Si substrate Q10. It is preferable that the front surface, the back surface, and the inner surface of the through hole of the upper lid 30 are covered with an insulating oxide film Q11 such as a silicon oxide film.
  • the insulating oxide film Q11 is formed on the surface of the Si substrate Q10 by, for example, oxidation of the Si substrate Q10 or chemical vapor deposition (CVD). Inside the recess 31 of the upper lid 30, the Si substrate Q10 is exposed.
  • a getter layer may be formed on the surface of the recess 31 of the upper lid 30 on the side facing the resonator 10.
  • the getter layer is formed of, for example, titanium (Ti) or the like, adsorbs outgas emitted from a joint portion 60 or the like described later, and suppresses a decrease in the degree of vacuum in the vibration space.
  • the getter layer may be formed on the surface of the recess 21 of the lower lid 20 facing the resonator 10, and the getter layer and the resonator 10 in both the recess 21 of the lower lid 20 and the recess 31 of the upper lid 30. It may be formed on the surface on the opposite side.
  • the thickness of the upper lid 30 defined in the Z-axis direction is about 150 ⁇ m, and the depth of the recess 31 similarly defined is about 50 ⁇ m.
  • External terminals T1, T2, and T3 are formed on the upper surface of the upper lid 30 (the surface opposite to the surface facing the resonator 10).
  • the external terminal T1 is a mounting terminal for grounding the metal film E1 of the resonator 10.
  • the external terminal T2 is a mounting terminal for electrically connecting the metal films E2 of the vibrating arms 121A and 121D of the resonator 10 to an external power source.
  • the external terminal T3 is a mounting terminal for electrically connecting the metal films E2 of the vibrating arms 121B and 121C of the resonator 10 to an external power source.
  • the external terminals T1, T2, and T3 are formed on a metallized layer (underlayer) such as chromium (Cr), tungsten (W), and nickel (Ni), and nickel (Ni), gold (Au), silver (Ag), and the like. It is formed by plating with Cu (copper) or the like.
  • a dummy terminal electrically isolated from the resonator 10 may be formed on the upper surface of the upper lid 30 for the purpose of adjusting the parasitic capacitance and the mechanical strength balance.
  • Through electrodes V1, V2, V3 are formed inside the side wall 33 of the upper lid 30.
  • the through electrode V1 electrically connects the external terminal T1 and the internal terminal T1'via the connection wiring CW1 described later.
  • the through electrode V2 electrically connects the external terminal T2 and the connection wiring CW2, and the through electrode V3 electrically connects the external terminal T3 and the connection wiring CW3.
  • Through electrodes V1, V2, and V3 are formed by filling through holes that penetrate the side wall 33 of the upper lid 30 in the Z-axis direction with a conductive material.
  • the conductive material to be filled is, for example, polycrystalline silicon (Poly-Si), copper (Cu), gold (Au) and the like.
  • connection wiring CW1 is formed on the side wall 33 of the upper lid 30 on the side facing the resonator 10.
  • the connection wiring CW1 connects the through electrode V1 and the internal terminal T1'.
  • the vibrating portion 110 (exciting portion 120 and the base 130) of the resonator 10 is connected to the connection wiring CW1. It becomes possible to energize through. Therefore, for example, in the inspection step, the vibration characteristics of the resonator 10 can be measured from the outside of the upper lid 30 via the external terminal T1, the through electrode V1, and the connection wiring CW1.
  • the connection wiring CW1 of the present embodiment corresponds to an example of the "first connection portion" of the present invention.
  • a joint portion 60 is formed between the side wall 33 of the upper lid 30 and the holding portion 140, and the upper lid 30 and the MEMS substrate 50 (lower lid 20 and resonator 10) are joined by the joint portion 60. ..
  • the joint portion 60 is formed in a closed ring shape surrounding the vibrating portion 110 in the XY plane so as to hermetically seal the vibrating space of the resonator 10 in a vacuum state.
  • the bonding portion 60 has conductivity, and is formed of, for example, an aluminum (Al) film, a germanium (Ge) film, and a metal film in which an aluminum (Al) film is laminated in this order and eutectic bonded. ..
  • the joint portion 60 may be formed by a combination of films appropriately selected from gold (Au), tin (Sn), copper (Cu), titanium (Ti), silicon (Si), and the like. Further, in order to improve the adhesion, the joint portion 60 may contain a metal compound such as titanium nitride (TiN) or tantalum nitride (TaN) between the films.
  • connection wiring CW1 extends to the outer peripheral portion on the lower surface of the upper lid 30, and the joint portion 60 and the connection wiring CW1 are electrically connected.
  • the joint portion 60 is arranged on the upper surface of the MEMS substrate 50 (lower lid 20 and resonator 10) at a predetermined distance from the outer edge, for example, about 20 ⁇ m. As a result, it is possible to suppress product defects of the resonance device 1 such as protrusions (burrs) and sagging due to division defects that may occur when the joint portion 60 does not leave a predetermined distance.
  • the separation groove 145 is formed in the holding portion 140 so as to penetrate from the protective film F5 formed on the surface to the silicon oxide layer F21 on the lower surface of the Si substrate F2.
  • the separation groove 145 is formed so as to surround the vibrating portion 110 in a plan view, the outside of the resonator 10 and the vibrating portion 110 are separated by the separation groove 145, and the resonator 10 is separated.
  • the conduction path from the outside to the vibrating portion 110 via the holding portion 140 is cut off before joining. Therefore, it is possible to suppress noise propagation to the vibrating portion 110 via the holding portion 140, and for example, the resonance frequency can be adjusted with high accuracy at the time of frequency adjustment.
  • the external terminal T1 is grounded, and alternating voltages having opposite phases are applied to the external terminal T2 and the external terminal T3. Therefore, the phase of the electric field formed on the piezoelectric films F3 of the vibrating arms 121A and 121D and the phase of the electric field formed on the piezoelectric films F3 of the vibrating arms 121B and 121C are in opposite phases to each other. As a result, the outer vibrating arms 121A and 121D and the inner vibrating arms 121B and 121C are displaced in opposite directions.
  • the mass addition portions 122B and 122C and the arm portions 123B and 123C are displaced toward the inner surface of the upper lid 30. As a result, at least two of the four vibrating arms 121A to 121D bend out of the plane in different phases.
  • the vibrating arm 121A and the vibrating arm 121B vibrate in the up-down direction around the central axis r1 extending in the Y-axis direction.
  • the vibrating arm 121C and the vibrating arm 121D vibrate in the up-down direction around the central axis r2 extending in the Y-axis direction.
  • a twisting moment in opposite directions is generated between the central axis r1 and the central axis r2, and bending vibration in the vibrating portion 110 is generated.
  • the maximum amplitude of the vibrating arms 121A to 121D is about 50 ⁇ m, and the amplitude during normal driving is about 10 ⁇ m.
  • FIG. 6 is a plan view schematically showing the wiring of the resonator 10 and its periphery shown in FIGS. 1 to 5.
  • the internal terminals T1', T2', and T3' are formed on the protective film F5 of the resonator 10 in the region inside the separation groove 145.
  • the internal terminal T1' is electrically connected to the connection wiring CW1 formed in the upper lid 30, and is also electrically connected to the metal film E1 embedded in the resonator 10 through the through hole. ing.
  • the internal terminal T2' is for electrically connecting the through electrode V2 formed on the upper lid 30 and the connection wiring CW2 formed on the resonator 10.
  • the connection wiring CW2 extends from the internal terminal T2'and is routed to the metal film E2 formed on the arm portion 123B of the vibrating arm 121B and the metal film E2 and electricity formed on the arm portion 123C of the vibrating arm 121C. Is connected.
  • the internal terminal T3' is for electrically connecting the through electrode V3 formed on the upper lid 30 and the connection wiring CW3 formed on the resonator 10.
  • connection wiring CW3 extends from the internal terminal T3'and is routed to the metal film E2 formed on the arm portion 123A of the vibrating arm 121A and the metal film E2 and electricity formed on the arm portion 123D of the vibrating arm 121D. Is connected.
  • the internal terminals T2', T3'and the connection wirings CW2 and CW3 are made of metals such as aluminum (Al), germanium (Ge), gold (Au) and tin (Sn), similarly to the internal terminals T1'and the connection wiring CW1. It is made of material.
  • the joint portion 60 formed in an annular shape on the resonator 10 includes a connecting member 65.
  • the connecting member 65 is formed integrally with the joint portion 60 and is electrically connected to the joint portion 60.
  • the connecting member 65 is formed at each of the four corners of the joint portion 60, for example, and extends to the outer edge of the resonator 10 in a plan view.
  • the vibration characteristics of the plurality of resonators 10 can be collectively measured via the connection wiring CW1, the joint portion 60, and the connecting member 65, and the productivity of the resonator device 1 is improved. Can be made to.
  • the connecting member 65 is electrically connected to the corner portion of the joint portion 60, but the present invention is not limited to this.
  • the connecting member 65 may be connected to, for example, the long side or the short side of the substantially rectangular joint portion 60 in a plan view, and may extend to the outer edge of the resonator 10. Further, the number of connecting members 65 is not limited to four, and may be at least one.
  • the separation groove 145 formed so as to surround the vibrating portion 110 in a plan view is arranged in a region between the outer edge of the resonator 10 and the vibrating portion 110 in a plan view. As a result, noise propagation from the outer edge of the resonator 10 to the vibrating portion 110 can be easily suppressed.
  • the separation groove 145 is arranged along the inner circumference of the joint portion 60 in a plan view. As a result, a separation groove 145 that separates the outside of the resonator 10 from the vibrating portion 110 and cuts off the conduction path from the outside of the resonator 10 to the vibrating portion 110 via the holding portion 140 can be easily formed. Can be done.
  • FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view schematically showing the laminated structure of the connecting member 65 shown in FIG.
  • the joint portion 60 includes, for example, a first metal layer 61, a second metal layer 62, and a third metal layer 63 from the resonator 10 (MEMS substrate 50) side to the upper lid 30 side. It is configured.
  • the first metal layer 61 is, for example, a metal layer containing aluminum (Al) as a main component, and the material of the first metal layer 61 is aluminum (Al), aluminum-copper alloy (AlCu alloy), or aluminum-silicon. -Copper alloy (AlSiCu alloy) and the like.
  • the second metal layer 62 is, for example, a metal layer of germanium (Ge). In the example shown in FIG. 7, the first metal layer 61 and the second metal layer 62 are described as independent layers, but in reality, these interfaces are eutectic bonded. That is, the first metal layer 61 and the second metal layer 62 are composed of a metal eutectic alloy containing aluminum (Al) and germanium (Ge) as main components.
  • the third metal layer 63 is, for example, a metal layer containing aluminum (Al) as a main component, and the material of the third metal layer 63 is aluminum (Al), aluminum-copper alloy (AlCu alloy), or aluminum-silicon. -Copper alloy (AlSiCu alloy) and the like.
  • the connecting member 65 is integrally formed with the joint portion 60. That is, the connecting member 65 is configured to include the first metal layer 61, the second metal layer 62, and the third metal layer 63, similarly to the joint portion 60.
  • the connecting member 65 extends to the outer edge on the surface (upper surface in FIG. 7) of the MEMS substrate 50 (lower lid 20 and resonator 10) facing the upper lid 30. Further, the connecting member 65 extends to the outer edge on the surface (lower surface in FIG. 7) of the upper lid 30 facing the MEMS substrate 50 (lower lid 20 and resonator 10). This makes it possible to seal the space between the plurality of resonance devices 1 by connecting the adjacent connecting members 65 to each other in the collective substrate 100 described later. Therefore, it is possible to suppress the intrusion of the chemical solution or the like into the gap between the resonance devices 1 in the assembly substrate 100.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view schematically showing the appearance of the collective substrate 100 in one embodiment.
  • FIG. 9 is an enlarged partially enlarged view of the region A shown in FIG.
  • the collective substrate 100 of this embodiment is for manufacturing the above-mentioned resonance device 1.
  • the collective substrate 100 includes an upper substrate 13 and a lower substrate 14.
  • the upper substrate 13 and the lower substrate 14 each have a circular shape in a plan view.
  • the lower substrate 14 contains a plurality of resonators 10.
  • the Si substrate F2 having the plurality of resonators 10 may be a degenerate silicon substrate.
  • the lower surface of the upper substrate 13 is arranged so as to face the lower substrate 14 with a plurality of resonators 10 interposed therebetween.
  • the lower substrate 14 of the present embodiment corresponds to an example of the "first substrate" of the present invention
  • the upper substrate 13 of the present embodiment corresponds to an example of the "second substrate” of the present invention.
  • each device DE corresponds to the main part of the resonator 10 described above, for example, the vibrating part 110 and the support arm part 150 arranged inside the separation groove 145.
  • Each joint 60 is provided in the region of the holding portion 140 of the resonator 10. Further, each joint portion 60 includes a connecting member 65 at each of the rectangular corner portions.
  • the set of the device DE and the joint portion 60 is arranged in an array on the entire upper surface of the lower substrate 14. Specifically, a plurality of these sets are arranged in the row direction (direction along the Y axis in FIG. 9) and the column direction (direction along the X axis in FIG. 9) at predetermined intervals.
  • the dividing lines LN1 and LN2 shown in FIG. 8 are for dividing the collective substrate 100, that is, the upper substrate 13 and the lower substrate 14 into a plurality of resonance devices 1 by cutting or the like, and are also called scribe lines. ..
  • the width of the dividing lines LN1 and LN2 is, for example, 5 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less.
  • Each connecting member 65 extends beyond the dividing lines LN1 and LN2. That is, the connecting member 65 of a certain joining portion 60 is connected to the connecting member 65 of the joining portion 60 whose corners face each other among the plurality of adjacent joining portions 60. As a result, the plurality of joints 60 are electrically connected to each other by the connecting member 65.
  • FIG. 10 is a flowchart showing a manufacturing method of the resonance device 1 according to the embodiment.
  • the upper substrate 13 corresponding to the upper lid 30 of the resonance device 1 is prepared (S301).
  • the upper substrate 13 is formed by using a Si substrate. Specifically, the upper substrate 13 is formed of the Si substrate Q10 having a predetermined thickness shown in FIG. The front surface and the back surface (the surface facing the resonator 10) of the Si substrate Q10 and the side surfaces of the through electrodes V1, V2, and V3 are covered with the insulating oxide film Q11.
  • the insulating oxide film Q11 is formed on the surface of the Si substrate Q10 by, for example, oxidation of the surface of the Si substrate Q10 or chemical vapor deposition (CVD).
  • a plurality of external terminals T1, T2, and T3 are formed on the upper surface of the upper substrate 13.
  • the external terminals T1, T2, and T3 are formed on a metallized layer (underlayer) such as chromium (Cr), tungsten (W), and nickel (Ni), and nickel (Ni), gold (Au), silver (Ag), and the like. It is formed by plating with Cu (copper) or the like.
  • the through electrodes V2 and V3 shown in FIG. 4 and the through electrodes V1 shown in FIG. 5 are formed by filling the through holes formed in the upper substrate 13 with a conductive material.
  • the filled conductive material is, for example, impurity-doped polysilicon (Poly-Si), copper (Cu), gold (Au), impurity-doped single crystal silicon, or the like.
  • connection wiring CW1 that electrically connects to the joint portion 60 is formed on the lower surface of the upper substrate 13.
  • the connection wiring CW1 is formed on the lower surface of the upper substrate 13 by patterning using a metal material such as aluminum (Al), germanium (Ge), gold (Au), tin (Sn), and the like.
  • the lower substrate 14 corresponding to the MEMS substrate 50 (resonator 10 and lower lid 20) of the resonator 1 is prepared (S302).
  • the lower substrate 14 has Si substrates bonded to each other.
  • the lower substrate 14 may be formed by using an SOI substrate. As shown in FIG. 4, the lower substrate 14 includes a Si substrate P10 and a Si substrate F2.
  • a metal film E1, a piezoelectric film F3, a metal film E2, and a protective film F5 are laminated on the upper surface of the Si substrate F2.
  • the mass-adding films 125A to 125D are laminated on the protective film F5, and the joint portion 60 is formed along the dividing lines LN1 and LN2 shown in FIG. 8 and at a predetermined distance. ..
  • the joint portion 60 is formed to include a connecting member 65 that connects the adjacent joint portions 60.
  • the outer shapes of the vibrating portion 110, the holding portion 140, the supporting arm portion 150, and the separation groove 145 of the resonator 10 are formed by removing and patterning the laminated body by, for example, dry etching.
  • the internal terminals T1', T2', T3'shown in FIG. 6 and the connection wirings CW2 and CW3 are formed.
  • the manufacturing process can be simplified.
  • the joint portion 60, the internal terminals T1', T2', T3', and the connection wirings CW2 and CW3 are formed on the upper surface side of the lower substrate 14, but the present invention is not limited to this. do not have.
  • at least one of the joint portion 60, the internal terminals T1', T2', T3', and the connection wirings CW2 and CW3 may be formed on the lower surface side of the upper substrate 13.
  • the joint portion 60 is composed of a plurality of materials, a part of the material of the joint portion 60, for example, germanium (Ge) is formed on the lower surface side of the upper substrate 13, and the rest of the joint portion 60 is formed.
  • germanium germanium
  • a material such as aluminum (Al) may be formed on the upper surface side of the lower substrate 14.
  • the internal terminals T1', T2', T3'and the connection wirings CW2, CW3 are composed of a plurality of materials, a part of the internal terminals T1', T2', T3'and the connection wirings CW2, CW3.
  • Material may be formed on the lower surface side of the upper substrate 13, and the remaining material of the internal terminals T1', T2', T3'and the connection wirings CW2 and CW3 may be formed on the upper surface side of the lower substrate 14.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the order may be changed, the lower substrate 14 may be prepared, and then the upper substrate 13 may be prepared, or the upper substrate 13 and the lower substrate 14 may be prepared in parallel.
  • the lower surface of the upper substrate 13 and the upper surface of the lower substrate 14 are eutectic bonded by the bonding portion 60.
  • the upper substrate 13 and the lower substrate 14 are in contact with each other so that the connection wiring CW1 formed on the upper substrate 13 and the internal terminal T1'formed on the lower substrate 14 are in contact with each other. Align the position. After the alignment, the upper substrate 13 and the lower substrate 14 are sandwiched by a heater or the like, and heat treatment for eutectic bonding is performed.
  • the temperature in the heat treatment for eutectic bonding is at least the temperature of the confocal, for example, 424 ° C.
  • the heating time is, for example, about 10 minutes or more and 20 minutes or less.
  • the upper substrate 13 and the lower substrate 14 are pressed with a pressure of, for example, about 5 MPa or more and 25 MPa or less. In this way, the joining portion 60 eutectic joins the lower surface of the upper substrate 13 and the upper surface of the lower substrate 14.
  • the upper substrate 13 and the lower substrate 14 are divided along the division lines LN1 and LN2 (S304).
  • the upper substrate 13 and the lower substrate 14 may be divided by cutting the upper substrate 13 and the lower substrate 14 with a dicing saw for dicing, or by condensing the laser to form a modified layer inside the substrate. Dicing may be performed using the stealth dicing technique to be formed.
  • the upper substrate 13 and the lower substrate 14 are separated into the upper lid 30 and the MEMS substrate 50 (lower lid 20 and resonator 10).
  • Each of the resonance devices 1 provided with the above is individualized (chips).
  • each connecting member 65 extending beyond the dividing lines LN1 and LN2 is cut as the upper substrate 13 and the lower substrate 14 are divided. As a result, each connecting member 65 extends to the outer edge of the resonator 10 of each resonator 1.
  • FIG. 11 is a plan view schematically showing the wiring of the resonator 10A of the resonator 1A and its periphery in the modified example of the embodiment.
  • FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view schematically showing the laminated structure of the connecting member 65A shown in FIG.
  • the resonator 10A of the resonator 1A has a separation groove 145A. Similar to the separation groove 145 shown in FIG. 6, the separation groove 145A has a substantially rectangular frame shape in a plan view, and is formed so as to surround the vibrating portion 110 of the resonator 10A. On the other hand, the separation groove 145A is formed in the holding portion 140 in a region different from that of the separation groove 145 shown in FIG. That is, the separation groove 145A is arranged along the outer periphery of the joint portion 60 in a plan view.
  • a separation groove 145A that separates the outside of the resonator 10A from the vibrating portion 110 and cuts off the conduction path from the outside of the resonator 10A to the vibrating portion 110 via the holding portion 140 can be easily formed. Can be done.
  • the junction 60 of the resonator 1A is formed in an annular shape on the resonator 10A and includes a connecting member 65A.
  • the connecting member 65A is formed at each of the four corners of the joint portion 60, similarly to the connecting member 65 shown in FIG.
  • the connecting member 65A is integrally formed with the second metal layer 62 and the third metal layer 63 of the joint portion 60. That is, unlike the connecting member 65 shown in FIG. 7, the connecting member 65A does not include the first metal layer 61.
  • the resonator 10A has a separation groove 145 formed in a region between the joint portion 60 and the outer edge. Therefore, the connecting member 65A extends to the outer edge on the surface (lower surface in FIG. 12) of the upper lid 30 facing the MEMS substrate 50 (lower lid 20 and resonator 10).
  • a resonator includes an upper lid that is arranged so as to face a MEMS substrate (lower lid and resonator) with a resonator in between and includes a connection wiring that is electrically connected to a vibrating portion.
  • the vibrating portion exciting portion and base portion
  • the connection wiring can be energized via the connection wiring. Therefore, for example, in the inspection step, the vibration characteristics of the resonator can be measured from the outside of the upper lid via the external terminal, the through electrode, and the connection wiring.
  • the resonator further has a separation groove formed so as to surround the vibrating portion in a plan view.
  • the outside of the resonator and the vibrating portion are separated by the separation groove, and the conduction path from the outside of the resonator to the vibrating portion via the holding portion is cut off before joining. Therefore, it is possible to suppress noise propagation to the vibrating portion via the holding portion, and for example, the resonance frequency can be adjusted with high accuracy at the time of frequency adjustment.
  • each vibrating portion of the plurality of resonance devices can be energized via the joint portion and the connecting member. Therefore, for example, in the inspection process, the vibration characteristics of a plurality of resonators can be collectively measured via the connection wiring, the joint portion, and the connecting member, and the productivity of the resonator can be improved.
  • the connecting member extends to the outer edge on the surface of the MEMS substrate (lower lid and resonator) facing the upper lid and the surface of the upper lid facing the MEMS substrate (lower lid and resonator). is doing. This makes it possible to seal the space between the plurality of resonance devices by connecting the adjacent connecting members to each other in the collective substrate. Therefore, it is possible to suppress the intrusion of the chemical solution or the like into the gap between the resonance devices in the collective substrate.
  • the separation groove is arranged on the outer periphery of the joint portion in a plan view. As a result, it is possible to easily form a separation groove that separates the outside of the resonator from the vibrating portion and cuts off the conduction path from the outside of the resonator to the vibrating portion via the holding portion.
  • the separation groove is arranged on the inner circumference of the joint portion in a plan view. As a result, it is possible to easily form a separation groove that separates the outside of the resonator from the vibrating portion and cuts off the conduction path from the outside of the resonator to the vibrating portion via the holding portion.
  • the separation groove is arranged between the outer edge of the resonator and the vibrating portion in a plan view.
  • the resonator 10 further has a degenerate silicon substrate.
  • the resonator omits the metal film, and the degenerate silicon substrate itself can also serve as a metal film, for example, a lower electrode. Therefore, in the collective substrate, by sharing the degenerate silicon substrate in the adjacent resonators, the plurality of resonators can be easily and collectively energized via the degenerate silicon substrate of a plurality of resonators, that is, the lower electrode. Can be done.
  • a plurality of connection wirings are arranged so as to face the lower substrate with a plurality of resonators sandwiched between them and electrically connected to each vibrating portion of the plurality of resonators. It is provided with an upper substrate including.
  • the vibrating portion (exciting portion and base portion) of the resonator can be energized via the connection wiring. Therefore, for example, in the inspection process, the vibration characteristics of the resonator can be measured from the outside of the upper substrate via the external terminal, the through electrode, and the connection wiring.
  • each of the plurality of resonators further has a separation groove formed so as to surround the vibrating portion in a plan view.
  • the outside of the resonator and the vibrating portion are separated by the separation groove, and the conduction path from the outside of the resonator to the vibrating portion via the holding portion is cut off before joining. Therefore, it is possible to suppress noise propagation to the vibrating portion via the holding portion, and for example, the resonance frequency can be adjusted with high accuracy at the time of frequency adjustment.
  • each of the plurality of junctions for joining the lower substrate and the upper substrate so as to seal the vibration space of the resonator has conductivity, and has a plurality of connection wirings.
  • each vibrating portion of the plurality of resonance devices can be energized via the joint portion and the connecting member. Therefore, for example, in the inspection process, the vibration characteristics of a plurality of resonators can be collectively measured via the connection wiring, the joint portion, and the connecting member, and the productivity of the resonator can be improved.
  • the connecting member extends beyond the dividing line on the surface of the lower substrate facing the upper substrate and the surface of the front upper substrate facing the lower substrate.
  • the plurality of resonators further have a degenerate silicon substrate.
  • the resonator omits the metal film, and the degenerate silicon substrate itself can also serve as the metal film, for example, the role of the lower electrode. Therefore, in the collective substrate, by sharing the degenerate silicon substrate in the adjacent resonators, the plurality of resonators can be easily and collectively energized via the degenerate silicon substrate of a plurality of resonators, that is, the lower electrode. Can be done.
  • a lower substrate including a plurality of resonators each having a vibrating portion and a holding portion configured to hold the vibrating portion, and a plurality of resonators are provided. It includes a step of preparing an upper board including a plurality of connection wires electrically connected to each vibrating part of the plurality of resonators, which is arranged so as to face the lower board by sandwiching the space between them. As a result, the vibrating portion (exciting portion and base portion) of the resonator can be energized via the connection wiring.
  • each of the plurality of resonators further has a separation groove formed so as to surround the vibrating portion in a plan view.
  • the outside of the resonator and the vibrating portion are separated by the separation groove, and the conduction path from the outside of the resonator to the vibrating portion via the holding portion is cut off before joining. Therefore, it is possible to suppress noise propagation to the vibrating portion via the holding portion, and for example, the resonance frequency can be adjusted with high accuracy at the time of frequency adjustment.
  • Vibration arm 122A, 122B, 122C, 122D ... Mass addition part, 123A, 123B, 123C, 123D ... Arm Unit, 125A, 125B, 125C, 125D ... Mass addition film, 130 ... Base, 131A ... Front end, 131B ... Rear end, 131C ... Left end, 131D ... Right end, 140 ... Holding, 141A, 141B, 141C, 141D ... Frame, 145, 145A ... Separation groove, 150 ... Support arm, 151 ... Support arm, 152 ... Support rear arm, CL1 ... Center line, CW1, CW2, CW3 ... Connection wiring, DE ...

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Abstract

保持部を介するノイズの伝播を抑制することのできる共振装置、集合基板、及び共振装置の製造方法を提供する。　共振装置１は、振動部１１０と該振動部１１０を保持するように構成された保持部１４０とを有する共振子１０を含むＭＥＭＳ基板５０と、共振子１０を間に挟んでＭＥＭＳ基板５０と対向するように配置され、振動部１１０と電気的に接続される接続配線ＣＷ１を含む上蓋３０と、を備え、共振子１０は、平面視において振動部１１０を取り囲むように形成された分離溝１４５をさらに有する。

Description

共振装置、集合基板、及び共振装置の製造方法
　本発明は、共振装置、集合基板、及び共振装置の製造方法に関する。
　従来、例えばＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ　Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍｓ）技術を用いて製造されたデバイスが普及している。このデバイスは、例えば集合基板（ウエハ）に複数のデバイスを形成した後、ウエハを分割して各デバイスに個片化（チップ化）される。
　例えば特許文献１には、縮退シリコン（Ｓｉ）基板又は金属膜を介して、保持部、支持腕、振動部が電気的に接続された共振子を含む共振装置が開示されている。この特許文献１では、各共振装置に分割する前の集合基板の状態において、イオントリミング法等を用い、振動部の共振周波数を調整する周波数調整工程が行われる。
国際公開第２０１６／１７４７８９号公報
　しかしながら、特許文献１に開示された集合基板では、複数の共振装置が互いに隣接して配置されており、隣り合う共振子の保持部は導通している。そのため、トリミング加工等において発生するノイズは、保持部を介して隣接する共振装置の振動部に伝播し易くなっていた。その結果、例えば振動部の共振周波数を調整する際に、伝播ノイズによる測定精度の低下によって共振周波数の調整精度が低下するおそれがあった。
　本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、保持部を介するノイズの伝播を抑制することのできる共振装置、集合基板、及び共振装置の製造方法を提供することを目的の１つとする。
　本発明の一側面に係る共振装置は、振動部と該振動部を保持するように構成された保持部とを有する共振子を含む第１基板と、共振子を間に挟んで第１基板と対向するように配置され、振動部と電気的に接続される第１接続部を含む第２基板と、を備え、共振子は、平面視において振動部を取り囲むように形成された分離溝をさらに有する。
　本発明の他の側面に係る集合基板は、共振装置を製造するための集合基板であって、それぞれが振動部と該振動部を保持するように構成された保持部とを有する複数の共振子を含む第１基板と、複数の共振子を間に挟んで第１基板と対向するように配置され、複数の共振子のそれぞれの振動部と電気的に接続される複数の第１接続部を含む第２基板と、を備え、複数の共振子は、それぞれ、平面視において振動部を取り囲むように形成された分離溝をさらに有する。
　本発明の他の側面に係る共振装置の製造方法は、共振装置の製造方法であって、それぞれが振動部と該振動部を保持するように構成された保持部とを有する複数の共振子を含む第１基板と、複数の共振子を間に挟んで第１基板と対向するように配置され、複数の共振子のそれぞれの振動部と電気的に接続される複数の第１接続部を含む第２基板と、を準備する工程と、第１基板と第２基板とを接合する工程と、複数の共振装置に分割するための分割ラインに沿って第１基板及び第２基板を分割する工程と、を含み、複数の共振子は、それぞれ、平面視において振動部を取り囲むように形成された分離溝をさらに有する。
　本発明によれば、保持部を介するノイズの伝播を抑制することができる。
図１は、一実施形態におけ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に示した共振装置の積層構造を概略的に示すＸ軸に沿う断面図である。 図５は、図１に示した共振装置の積層構造を概念的に示すＹ軸に沿う断面図である。 図６は、図１から図５に示した共振子及びその周辺の配線を概略的に示す平面図である。 図７は、図６に示した連結部材の積層構造を概略的に示す拡大断面図である。 図８は、一実施形態における集合基板の外観を概略的に示す分解斜視図である。 図９は、図８に示した領域Aを拡大した部分拡大図である。 図１０は、一実施形態における共振装置の製造方法を示すフローチャートである。 図１１は、一実施形態の変形例における共振装置の共振子及びその周辺の配線を概略的に示す平面図である。 図１２は、図１１に示した連結部材の積層構造を概略的に示す拡大断面図である。
　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。
　＜共振装置＞
　まず、図１及び図２を参照しつつ、一実施形態に従う共振装置の概略構成について説明する。図１は、一実施形態における共振装置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。
　図１及び図２に示すように、共振装置１は、共振子１０と、共振子１０が振動する振動空間を形成する下蓋２０及び上蓋３０と、を備えている。すなわち、共振装置１は、下蓋２０と、共振子１０と、後述する接合部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、本実施形態のＭＥＭＳ基板５０（下蓋２０及び共振子１０）は本発明の「第１基板」の一例に相当し、本実施形態の上蓋３０は本発明の「第２基板」の一例に相当する。
　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。
　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、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、共振子１０、下蓋２０、及び上蓋３０は、それぞれ、シリコン層及びシリコン酸化膜が積層されたＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ　Ｏｎ　Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）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の一部を形成する。なお、上蓋３０は、凹部３１を有さずに平板状の形状であってもよい。また、上蓋３０の凹部３１の共振子１０側の面に、アウトガスを吸着するためのゲッター層が形成されていてもよい。
　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の振動空間の一部を形成する。なお、下蓋２０は、凹部２１を有さずに平板状の形状であってもよい。また、下蓋２０の凹部２１の共振子１０側の面に、アウトガスを吸着するためのゲッター層が形成されてもよい。
　また、下蓋２０は、底板２２の表面に形成される突起部２５を備える。突起部２５の詳細な構成については、後述する。
　上蓋３０と共振子１０及び下蓋２０とを接合することによって、共振子１０の振動空間は気密に封止され、真空状態が維持される。この振動空間には、例えば不活性ガス等の気体が充填されてもよい。
　次に、図３を参照しつつ、一実施形態に従う共振装置における共振子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平面内で面外屈曲振動モードを主振動（以下、「メインモード」ともいう）として振動する。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１１０と、保持部１４０と、支持腕部１５０と、を備える。
　振動部１１０は、図３の直交座標系におけるＸＹ平面に沿って広がる矩形の輪郭を有している。振動部１１０は、保持部１４０の内側に配置されており、振動部１１０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の例では、振動部１１０は、４本の振動腕１２１Ａ～１２１Ｄ（以下、まとめて「振動腕１２１」ともいう）から構成される励振部１２０と、基部１３０と、を含んでいる。なお、振動腕の数は、４本に限定されず、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、励振部１２０と基部１３０とは、一体に形成されている。
　振動腕１２１Ａ，１２１Ｂ，１２１Ｃ，１２１Ｄは、それぞれ、Ｙ軸方向に沿って延びており、この順でＸ軸方向に所定の間隔で並列に設けられている。振動腕１２１Ａの一端は後述する基部１３０の前端部１３１Ａに接続された固定端であり、振動腕１２１Ａの他端は基部１３０の前端部１３１Ａから離れて設けられた開放端である。振動腕１２１Ａは、開放端側に形成された質量付加部１２２Ａと、固定端から延びて質量付加部１２２Ａに接続された腕部１２３Ａと、を含んでいる。同様に、振動腕１２１Ｂ，１２１Ｃ，１２１Ｄも、それぞれ、質量付加部１２２Ｂ，１２２Ｃ，１２２Ｄと、腕部１２３Ｂ，１２３Ｃ，１２３Ｄと、を含んでいる。なお、腕部１２３Ａ～１２３Ｄは、それぞれ、例えばＸ軸方向の幅が３０μｍ程度、Ｙ軸方向の長さが４００μｍ程度である。
　本実施形態の励振部１２０では、Ｘ軸方向において、外側に２本の振動腕１２１Ａ，１２１Ｄが配置されており、内側に２本の振動腕１２１Ｂ，１２１Ｃが配置されている。内側の２本の振動腕１２１Ｂ，１２１Ｃのそれぞれの腕部１２３Ｂ，１２３Ｃ同士の間に形成された間隙の幅（以下、「リリース幅」という。）Ｗ１は、例えば、Ｘ軸方向において隣接する振動腕１２１Ａ，１２１Ｂのそれぞれの腕部１２３Ａ，１２３Ｂ同士の間のリリース幅Ｗ２、及び、Ｘ軸方向において隣接する振動腕１２１Ｄ，１２１Ｃのそれぞれの腕部１２３Ｄ，１２３Ｃ同士の間のリリース幅Ｗ２、よりも大きく設定されている。リリース幅Ｗ１は例えば２５μｍ程度、リリース幅Ｗ２は例えば１０μｍ程度である。このように、リリース幅Ｗ１をリリース幅Ｗ２よりも大きく設定することにより、振動部１１０の振動特性や耐久性が改善される。なお、共振装置１を小型化できるように、リリース幅Ｗ１をリリース幅Ｗ２よりも小さく設定してもよいし、等間隔に設定してもよい。
　質量付加部１２２Ａ～１２２Ｄは、それぞれの表面に質量付加膜１２５Ａ～１２５Ｄを備えている。したがって、質量付加部１２２Ａ～１２２Ｄのそれぞれの単位長さ当たりの重さ（以下、単に「重さ」ともいう。）は、腕部１２３Ａ～１２３Ｄのそれぞれの重さよりも重い。これにより、振動部１１０を小型化しつつ、振動特性を改善することができる。また、質量付加膜１２５Ａ～１２５Ｄは、それぞれ、振動腕１２１Ａ～振動腕１２１Ｄの先端部分の重さを大きくする機能だけではなく、その一部を削ることによって振動腕１２１Ａ～１２１Ｄの共振周波数を調整する、いわゆる周波数調整膜としての機能も有する。
　本実施形態において、質量付加部１２２Ａ～１２２ＤのそれぞれのＸ軸方向に沿う幅は、例えば４９μｍ程度であり、腕部１２３Ａ～１２３ＤのそれぞれのＸ軸方向に沿う幅よりも大きい。これにより、質量付加部１２２Ａ～１２２Ｄのそれぞれの重さを、さらに大きくできる。共振子１０の小型化のために、質量付加部１２２Ａ～１２２ＤのそれぞれのＸ軸方向に沿う幅は、腕部１２３Ａ～１２３ＤのそれぞれのＸ軸方向に沿う幅に対して１．５倍以上であることが好ましい。但し、質量付加部１２２Ａ～１２２Ｄのそれぞれの重さは腕部１２３Ａ～１２３Ｄのそれぞれの重さよりも大きければよく、質量付加部１２２Ａ～１２２ＤのそれぞれのＸ軸方向に沿う幅は、本実施形態の例に限定されるものではない。質量付加部１２２Ａ～１２２ＤのそれぞれのＸ軸方向に沿う幅は、腕部１２３Ａ～１２３ＤのそれぞれのＸ軸方向に沿う幅と同等、もしくはそれ以下であってもよい。
　共振子１０を上方から平面視（以下、単に「平面視」という）したときに、質量付加部１２２Ａ～１２２Ｄは、それぞれ、略長方形状であって、四隅に丸みを帯びた曲面形状、例えばいわゆるＲ形状を有する。同様に、腕部１２３Ａ～１２３Ｄは、それぞれ、略長方形状であって、基部１３０に接続される固定端付近、及び、質量付加部１２２Ａ～１２２Ｄのそれぞれに接続される接続部分付近にＲ形状を有する。但し、質量付加部１２２Ａ～１２２Ｄ及び腕部１２３Ａ～１２３Ｄのそれぞれの形状は、本実施形態の例に限定されるものではない。例えば、質量付加部１２２Ａ～１２２Ｄのそれぞれの形状は、略台形状や略Ｌ字形状であってもよい。また、腕部１２３Ａ～１２３Ｄのそれぞれの形状は、略台形状であってもよい。質量付加部１２２Ａ～１２２Ｄ及び腕部１２３Ａ～１２３Ｄは、それぞれ、表面側及び裏面側のいずれか一方に開口を有する有底の溝部や、表面側及び裏面側の両方に開口を有する穴部が形成されていてもよい。当該溝部及び当該穴部は、表面と裏面とを繋ぐ側面から離れていてもよく、当該側面側に開口を有していてもよい。
　基部１３０は、平面視において、前端部１３１Ａと、後端部１３１Ｂと、左端部１３１Ｃと、右端部１３１Ｄと、を有している。前述したように、前端部１３１Ａには、振動腕１２１Ａ～１２１Ｄのそれぞれの固定端が接続されている。後端部１３１Ｂには、後述する支持腕部１５０の支持腕１５１が接続されている。
　前端部１３１Ａ、後端部１３１Ｂ、左端部１３１Ｃ、及び右端部１３１Ｄは、それぞれ、基部１３０の外縁部の一部である。具体的には、前端部１３１Ａ及び後端部１３１Ｂは、それぞれ、Ｘ軸方向に延びる端部であり、前端部１３１Ａと後端部１３１Ｂとは、互いに対向するように配置されている。左端部１３１Ｃ及び右端部１３１Ｄは、それぞれ、Ｙ軸方向に延びる端部であり、左端部１３１Ｃと右端部１３１Ｄとは、互いに対向するように配置されている。左端部１３１Ｃの両端は、それぞれ、前端部１３１Ａの一端と後端部１３１Ｂの一端とに繋がっている。右端部１３１Ｄの両端は、それぞれ、前端部１３１Ａの他端と後端部１３１Ｂの他端とに繋がっている。
　平面視において、基部１３０は、前端部１３１Ａ及び後端部１３１Ｂを長辺とし、左端部１３１Ｃ及び右端部１３１Ｄを短辺とする、略長方形状を有する。基部１３０は、前端部１３１Ａ及び後端部１３１Ｂそれぞれの垂直二等分線であるＸ軸方向の中心線ＣＬ１に沿って、規定される仮想平面に対して、略面対称に形成されている。すなわち、基部１３０は、中心線ＣＬ１に関して略線対称に形成されている、ともいえる。なお、基部１３０の形状は、図３に示す長方形状である場合に限定されず、中心線ＣＬ１に関して略線対称を構成するその他の形状であってもよい。例えば、基部１３０の形状は、前端部１３１Ａ及び後端部１３１Ｂの一方が他方よりも長い台形状であってもよい。また、前端部１３１Ａ、後端部１３１Ｂ、左端部１３１Ｃ、及び右端部１３１Ｄの少なくとも１つが屈曲又は湾曲してもよい。
　なお、仮想平面は振動部１１０全体の対称面に相当し、中心線ＣＬ１は振動部１１０全体のＸ軸方向の中心線に相当する。したがって、中心線ＣＬ１は、振動腕１２１Ａ～１２１ＤのＸ軸方向における中心を通る線でもあり、振動腕１２１Ｂと振動腕１２１Ｃとの間に位置する。具体的には、隣接する振動腕１２１Ａ及び振動腕１２１Ｂのそれぞれは、中心線ＣＬ１を挟んで、隣接する振動腕１２１Ｄ及び振動腕１２１Ｃのそれぞれと対称に形成されている。
　基部１３０において、前端部１３１Ａと後端部１３１Ｂとの間のＹ軸方向における最長距離である基部長は、例えば２０μｍ程度である。また、左端部１３１Ｃと右端部１３１Ｄとの間のＸ軸方向における最長距離である基部幅は、例えば１８０μｍ程度である。なお、図３に示す例では、基部長は左端部１３１Ｃ又は右端部１３１Ｄの長さに相当し、基部幅は前端部１３１Ａ又は後端部１３１Ｂの長さに相当する。
　保持部１４０は、振動部１１０を保持するように構成されている。より詳細には、保持部１４０は、振動腕１２１Ａ～１２１Ｄが振動可能であるように、構成されている。具体的には、保持部１４０は、中心線ＣＬ１に沿って規定される仮想平面に対して面対称に形成されている。保持部１４０は、平面視において矩形の枠形状を有し、ＸＹ平面に沿って振動部１１０の外側を囲むように配置されている。このように、保持部１４０が平面視において枠形状を有することにより、振動部１１０の周囲を囲む保持部１４０を容易に実現することができる。
　なお、保持部１４０は、振動部１１０の周囲の少なくとも一部に配置されていればよく、枠形状に限定されるものではない。例えば、保持部１４０は、振動部１１０を保持し、また、上蓋３０及び下蓋２０と接合できる程度に、振動部１１０の周囲に配置されていればよい。
　本実施形態においては、保持部１４０は一体形成される枠体１４１Ａ～１４１Ｄを含んでいる。枠体１４１Ａは、図３に示すように、振動腕１２１Ａ～１２１Ｄの開放端に対向して、長手方向がＸ軸に平行に設けられる。枠体１４１Ｂは、基部１３０の後端部１３１Ｂに対向して、長手方向がＸ軸に平行に設けられる。枠体１４１Ｃは、基部１３０の左端部１３１Ｃ及び振動腕１２１Ａに対向して、長手方向がＹ軸に平行に設けられ、その両端で枠体１４１Ａ、１４１Ｄの一端にそれぞれ接続される。枠体１４１Ｄは、基部１３０の右端部１３１Ｄ及び振動腕１２１Ａに対向して、長手方向がＹ軸に平行に設けられ、その両端で枠体１４１Ａ、１４１Ｂの他端にそれぞれ接続される。枠体１４１Ａと枠体１４１Ｂとは、振動部１１０を挟んでＹ軸方向において互いに対向している。枠体１４１Ｃと枠体１４１Ｄとは、振動部１１０を挟んでＸ軸方向において互いに対向している。
　支持腕部１５０は、保持部１４０の内側に配置され、基部１３０と保持部１４０とを接続している。支持腕部１５０は、中心線ＣＬ１に関して線対称ではない、つまり、非対称に形成されている。具体的には、支持腕部１５０は、平面視において、１本の支持腕１５１を含んでいる。支持腕１５１は支持後腕１５２を含む。
　支持後腕１５２は、基部１３０の後端部１３１Ｂと保持部１４０との間において、保持部１４０から延びている。具体的には、支持後腕１５２は、一端（左端又は枠体１４１Ｃ側の端）が枠体１４１Ｃに接続されており、Ｙ軸方向に枠体１４１Ｄに向かって延びている。すなわち、支持腕１５１の一端は、保持部１４０に接続されている。そして、支持後腕１５２は、基部１３０におけるＸ軸方向の中央でＹ軸方向に屈曲し、そこから中心線ＣＬ１に沿って延びて基部１３０の後端部１３１Ｂに接続している。すなわち、支持腕１５１の他端は、基部１３０の後端部１３１Ｂに接続されている。
　突起部２５は、下蓋２０の凹部２１から振動空間内に突起している。突起部２５は、平面視において、振動腕１２１Ｂの腕部１２３Ｂと振動腕１２１Ｃの腕部１２３Ｃとの間に配置される。突起部２５は、腕部１２３Ｂ，１２３Ｃに並行にＹ軸方向に延び、角柱形状に形成されている。突起部２５のＹ軸方向の長さは２４０μｍ程度、Ｘ軸方向の長さは１５μｍ程度である。なお、突起部２５の数は、１つである場合に限定されず、２以上の複数であってもよい。このように、突起部２５が振動腕１２１Ｂと振動腕１２１Ｃとの間に配置され、凹部２１の底板２２から突起することにより、下蓋２０の剛性を高めることができ、下蓋２０の上で形成される共振子１０の撓みや、下蓋２０の反りの発生を抑制することが可能になる。
　分離溝１４５は、平面視において振動部１１０を取り囲むように構成されている。より詳細には、分離溝１４５は、保持部１４０の内側に配置された振動部１１０及び支持腕部１５０を取り囲むように構成されている。具体的には、分離溝１４５は、共振子１０の表面から裏面まで貫通する溝であり、保持部１４０の所定の領域に形成され、平面視において略矩形の枠形状を有している。
　次に、図４及び図５を参照しつつ、一実施形態に従う共振装置の積層構造及び動作について説明する。図４は、図１に示した共振装置１の積層構造を概略的に示すＸ軸に沿う断面図である。図５は、図１に示した共振装置１の積層構造を概念的に示すＹ軸に沿う断面図である。
　図４及び図５に示すように、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とが接合される。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、振動部１１０が振動する振動空間が形成されている。
　共振子１０における、振動部１１０、保持部１４０、及び支持腕部１５０は、同一プロセスによって一体的に形成される。共振子１０は、基板の一例であるＳｉ基板Ｆ２の上に、金属膜Ｅ１が積層されている。そして、金属膜Ｅ１の上には、金属膜Ｅ１を覆うように圧電膜Ｆ３が積層されており、さらに、圧電膜Ｆ３の上には金属膜Ｅ２が積層されている。金属膜Ｅ２の上には、金属膜Ｅ２を覆うように保護膜Ｆ５が積層されている。質量付加部１２２Ａ～１２２Ｄにおいては、さらに、保護膜Ｆ５の上にそれぞれ、前述の質量付加膜１２５Ａ～１２５Ｄが積層されている。振動部１１０、保持部１４０、及び支持腕部１５０のそれぞれの外形は、前述したＳｉ基板Ｆ２、金属膜Ｅ１、圧電膜Ｆ３、金属膜Ｅ２、保護膜Ｆ５等から構成される積層体を、例えばドライエッチングによって除去加工し、パターニングすることによって形成される。
　Ｓｉ基板Ｆ２は、例えば、厚み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）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）等を含むことができる。また、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１．６ｍΩ・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、例えばＳｉＯ２等の酸化ケイ素層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。
　本実施形態において、酸化ケイ素層Ｆ２１は、当該酸化ケイ素層Ｆ２１をＳｉ基板Ｆ２に形成しない場合と比べて、Ｓｉ基板Ｆ２に温度補正層を形成したときの振動部１１０における周波数の温度係数、つまり、温度当たりの変化率を、少なくとも常温近傍において低減する機能を有する層をいう。振動部１１０が酸化ケイ素層Ｆ２１を有することにより、例えば、Ｓｉ基板Ｆ２と金属膜Ｅ１、Ｅ２と圧電膜Ｆ３及び酸化ケイ素層Ｆ２１とによる積層構造体の共振周波数において、温度に伴う変化を低減することができる。酸化ケイ素層は、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。
　質量付加部１２２Ａ～１２２Ｄの酸化ケイ素層Ｆ２１は、均一の厚みで形成されることが望ましい。なお、均一の厚みとは、酸化ケイ素層Ｆ２１の厚みのばらつきが厚みの平均値から±２０％以内であることをいう。
　金属膜Ｅ１，Ｅ２は、それぞれ、振動腕１２１Ａ～１２１Ｄを励振する励振電極と、励振電極と外部電源とを電気的に接続させる引出電極と、を含んでいる。金属膜Ｅ１，Ｅ２の励振電極としての役割を果たす部分は、振動腕１２１Ａ～１２１Ｄの腕部１２３Ａ～１２３Ｄにおいて、圧電膜Ｆ３を挟んで互いに対向している。金属膜Ｅ１，Ｅ２の引出電極としての役割を果たす部分は、例えば、支持腕部１５０を経由し、基部１３０から保持部１４０に導出されている。金属膜Ｅ１は、共振子１０全体に亘って電気的に連続している。金属膜Ｅ２は、振動腕１２１Ａ，１２１Ｄに形成された部分と、振動腕１２１Ｂ，１２１Ｃに形成された部分と、において、電気的に離れている。金属膜Ｅ１のうちの励振電極としての役割を果たす部分は、下部電極ともいう。金属膜Ｅ２のうちの励振電極としての役割を果たす部分は、上部電極ともいう。
　金属膜Ｅ１，Ｅ２の厚みは、それぞれ、例えば０．１μｍ以上０．２μｍ以下程度である。金属膜Ｅ１，Ｅ２は、成膜後に、エッチング等の除去加工によって励振電極、引出電極等にパターニングされる。金属膜Ｅ１，Ｅ２は、例えば、結晶構造が体心立方構造である金属材料によって形成される。具体的には、金属膜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。このように、金属膜Ｅ１、Ｅ２は、結晶構造が体心立方構造である金属を主成分とすることにより、共振子１０の下部電極及び上部電極に適した金属膜Ｅ１、Ｅ２を容易に実現することができる。
　本実施形態では、共振子１０が金属膜Ｅ１を含む例を示したが、これに限定されるものではない。共振子１０が有するＳｉ基板Ｆ２は、単なるシリコン（Ｓｉ）ではなく、例えば低抵抗となる縮退シリコンの基板（以下「縮退シリコン基板」という）であることが好ましい。これにより、共振子１０は金属膜Ｅ１を省略し、縮退シリコン基板自体が金属膜Ｅ１の役割、例えば下部電極の役割を兼ねることが可能となる。従って、後述する集合基板１００において、隣り合う共振装置において縮退シリコン基板を共用することで、複数の共振子１０の縮退シリコン基板、つまり、下部電極を介して、複数の共振装置を容易に一括して通電することができる。
　圧電膜Ｆ３は、電気的エネルギーと機械的エネルギーとを相互に変換する圧電体の一種によって形成された薄膜である。圧電膜Ｆ３は、金属膜Ｅ１，Ｅ２によって圧電膜Ｆ３に形成される電界に応じて、ＸＹ平面の面内方向のうちのＹ軸方向に伸縮する。この圧電膜Ｆ３の伸縮によって、振動腕１２１Ａ～１２１Ｄは、それぞれ、下蓋２０の底板２２及び上蓋３０の底板３２に向かってその開放端を変位させる。これにより、共振子１０は、面外屈曲の振動モードで振動する。
　圧電膜Ｆ３の厚みは、例えば１μｍ程度であるが、０．２μｍ～２μｍ程度であってもよい。圧電膜Ｆ３は、ウルツ鉱型六方晶構造の結晶構造を持つ材質によって形成されており、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）、などの窒化物又は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）、又はマグネシウム（Ｍｇ）及びジルコニウム（Ｚｒ）、などの２元素で置換されていてもよい。このように、圧電膜Ｆ３は、結晶構造がウルツ鉱型六方晶構造を有する圧電体を主成分とすることにより、共振子１０に適した圧電膜Ｆ３を容易に実現することができる。
　保護膜Ｆ５は、金属膜Ｅ２を酸化から保護する。なお、保護膜Ｆ５は上蓋３０側に設けられていれば、上蓋３０の底板３２に対して露出していなくてもよい。例えば、保護膜Ｆ５を覆うように、共振子１０に形成された配線の容量を低減する寄生容量低減膜等が形成されてもよい。保護膜Ｆ５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）、五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）等の絶縁膜で形成される。保護膜Ｆ５の厚さは、圧電膜Ｆ３の厚さの半分以下の長さで形成され、本実施形態では、例えば０．２μｍ程度である。なお、保護膜Ｆ５のより好ましい厚さは、圧電膜Ｆ３の厚さの４分の１程度である。さらに、保護膜Ｆ５が窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の圧電体によって形成される場合には、圧電膜Ｆ３と同じ配向を持った圧電体が用いられることが好ましい。
　質量付加部１２２Ａ～１２２Ｄの保護膜Ｆ５は、均一の厚みで形成されることが望ましい。なお、均一の厚みとは、保護膜Ｆ５の厚みのばらつきが厚みの平均値から±２０％以内であることをいう。
　質量付加膜１２５Ａ～１２５Ｄは、質量付加部１２２Ａ～１２２Ｄのそれぞれの上蓋３０側の表面を構成し、振動腕１２１Ａ～１２１Ｄのそれぞれの周波数調整膜に相当する。質量付加膜１２５Ａ～Ｄのそれぞれの一部を除去するトリミング処理によって、共振子１０の周波数が調整される。周波数調整の効率の点から、質量付加膜１２５Ａ～１２５Ｄは、エッチングによる質量低減速度が保護膜Ｆ５よりも早い材料によって形成されることが好ましい。質量低減速度は、エッチング速度と密度との積により表される。エッチング速度とは、単位時間あたりに除去される厚みである。保護膜Ｆ５と質量付加膜１２５Ａ～１２５Ｄ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。また、質量付加部１２２Ａ～１２２Ｄの重さを効率的に増大させる観点から、質量付加膜１２５Ａ～１２５Ｄは、比重の大きい材料によって形成されるのが好ましい。これらの理由により、質量付加膜１２５Ａ～１２５Ｄは、例えば、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）等の金属材料によって形成されている。
　質量付加膜１２５Ａ～１２５Ｄのそれぞれの上面の一部が、周波数を調整する工程においてトリミング処理によって除去されている。質量付加膜１２５Ａ～１２５Ｄのトリミング処理は、例えばアルゴン（Ａｒ）イオンビームを照射するドライエッチングによって行うことができる。イオンビームは広範囲に照射できるため加工効率に優れるが、電荷を有するため質量付加膜１２５Ａ～１２５Ｄを帯電させるおそれがある。質量付加膜１２５Ａ～Ｄの帯電によるクーロン相互作用によって、振動腕１２１Ａ～１２１Ｄの振動軌道が変化して共振子１０の振動特性が劣化するのを防止するため、質量付加膜１２５Ａ～１２５Ｄは接地されることが好ましい。
　保持部１４０の保護膜Ｆ５の上には、内部端子Ｔ１’と接続配線ＣＷ２，ＣＷ３とが形成されている。内部端子Ｔ１’は、圧電膜Ｆ３及び保護膜Ｆ５に形成された貫通孔を通して、金属膜Ｅ１と電気的に接続している。なお、共振子１０が金属膜Ｅ１を含まない場合、内部端子Ｔ１’は、貫通孔を通して、金属膜Ｅ１を兼ねるＳｉ基板Ｆ２と電気的に接続する。
　接続配線ＣＷ２は、後述するように引き回され、金属膜Ｅ２のうちの振動腕１２１Ａ，１２１Ｄに形成された部分と電気的に接続している。接続配線ＣＷ３は、後述するように引き回され、金属膜Ｅ２のうちの振動腕１２１Ｂ，１２１Ｃに形成された部分と電気的に接続している。内部端子Ｔ１’及び接続配線ＣＷ２，ＣＷ３は、アルミニウム（Ａｌ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、金（Ａｕ）、錫（Ｓｎ）、などの金属材料によって形成されている。
　下蓋２０の底板２２及び側壁２３は、Ｓｉ基板Ｐ１０により、一体的に形成されている。Ｓｉ基板Ｐ１０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１０Ω・ｃｍ以上である。下蓋２０の凹部２１の内側では、Ｓｉ基板Ｐ１０が露出している。突起部２５の上面には、酸化ケイ素層Ｆ２１が形成されている。但し、突起部２５の帯電を抑制する観点から、突起部２５の上面には、酸化ケイ素層Ｆ２１よりも電気抵抗率の低いＳｉ基板Ｐ１０が露出してもよく、導電層が形成されてもよい。
　Ｚ軸方向に規定される下蓋２０の厚みは１５０μｍ程度、同様に規定される凹部２１の深さは５０μｍ程度である。
　上蓋３０の底板３２及び側壁３３は、Ｓｉ基板Ｑ１０により、一体的に形成されている。上蓋３０の表面、裏面、及び貫通孔の内側面は、シリコン酸化膜等の絶縁酸化膜Ｑ１１に覆われていることが好ましい。絶縁酸化膜Ｑ１１は、例えばＳｉ基板Ｑ１０の酸化や、化学気相蒸着（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によって、Ｓｉ基板Ｑ１０の表面に形成される。上蓋３０の凹部３１の内側では、Ｓｉ基板Ｑ１０が露出している。なお、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が形成されてもよい。ゲッター層は、例えば、チタン（Ｔｉ）などによって形成され、後述する接合部６０等から放出されるアウトガスを吸着し、振動空間の真空度の低下を抑制する。なお、ゲッター層は、下蓋２０の凹部２１における、共振子１０と対向する側の面に形成されてもよく、下蓋２０の凹部２１及び上蓋３０の凹部３１の両方における、共振子１０と対向する側の面に形成されてもよい。
　Ｚ軸方向に規定される上蓋３０の厚みは１５０μｍ程度、同様に規定される凹部３１の深さは５０μｍ程度である。
　上蓋３０の上面（共振子１０と対向する面とは反対側の面）には外部端子Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３が形成されている。外部端子Ｔ１は、共振子１０の金属膜Ｅ１を接地させるための実装端子である。外部端子Ｔ２は、共振子１０の振動腕１２１Ａ，１２１Ｄの金属膜Ｅ２を外部電源に電気的に接続させるための実装端子である。外部端子Ｔ３は、共振子１０の振動腕１２１Ｂ，１２１Ｃの金属膜Ｅ２を外部電源に電気的に接続させるための実装端子である。外部端子Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３は、例えば、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、ニッケル（Ｎｉ）などのメタライズ層（下地層）に、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、Ｃｕ（銅）などのメッキを施して形成されている。なお、上蓋３０の上面には、寄生容量や機械的強度バランスを調整する目的で、共振子１０とは電気的に絶縁されたダミー端子が形成されてもよい。
　上蓋３０の側壁３３の内部には、貫通電極Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３が形成されている。貫通電極Ｖ１は、後述する接続配線ＣＷ１を介して、外部端子Ｔ１と内部端子Ｔ１’とを電気的に接続している。また、貫通電極Ｖ２は外部端子Ｔ２と接続配線ＣＷ２とを電気的に接続し、貫通電極Ｖ３は外部端子Ｔ３と接続配線ＣＷ３とを電気的に接続している。貫通電極Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３は、上蓋３０の側壁３３をＺ軸方向に貫通する貫通孔に導電性材料を充填して形成されている。充填される導電性材料は、例えば、多結晶シリコン（Ｐｏｌｙ－Ｓｉ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）等である。
　接続配線ＣＷ１は、上蓋３０の側壁３３における、共振子１０と対向する側の面に形成される。接続配線ＣＷ１は、貫通電極Ｖ１と内部端子Ｔ１’とを接続している。これにより、前述したように、内部端子Ｔ１’は共振子１０の金属膜Ｅ１と電気的に接続しているので、共振子１０の振動部１１０（励振部１２０及び基部１３０）は、接続配線ＣＷ１を介して通電可能になる。従って、例えば検査工程において、上蓋３０の外部から、外部端子Ｔ１、貫通電極Ｖ１、及び接続配線ＣＷ１を介して、共振子１０の振動特性等を測定することができる。なお、本実施形態の接続配線ＣＷ１は、本発明の「第１接続部」の一例に相当する。
　上蓋３０の側壁３３と保持部１４０との間には、接合部６０が形成されており、この接合部６０によって、上蓋３０とＭＥＭＳ基板５０（下蓋２０及び共振子１０）とが接合される。接合部６０は、共振子１０の振動空間を真空状態で気密に封止するように、ＸＹ平面において振動部１１０を囲む閉環状に形成されている。
　接合部６０は、導電性を有しており、例えばアルミニウム（Ａｌ）膜、ゲルマニウム（Ｇｅ）膜、及びアルミニウム（Ａｌ）膜がこの順に積層されて共晶接合された金属膜によって形成されている。なお、接合部６０は、金（Ａｕ）、錫（Ｓｎ）、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、シリコン（Ｓｉ）、などから適宜選択された膜の組み合わせによって形成されてもよい。また、密着性を向上させるために、接合部６０は、窒化チタン（ＴｉＮ）や窒化タンタル（ＴａＮ）等の金属化合物を膜間に含んでいてもよい。
　また、接続配線ＣＷ１は、上蓋３０の下面において外周部まで延在しており、接合部６０と接続配線ＣＷ１とは、電気的に接続している。
　接合部６０は、ＭＥＭＳ基板５０（下蓋２０及び共振子１０）の上面において、外縁から所定の距離、例えば２０μｍ程度を空けて配置されている。これにより、接合部６０が所定の距離を空けない場合に発生し得る分割不良に伴う突起（バリ）やダレ等の共振装置１の製品不良を抑制することができる。
　分離溝１４５は、保持部１４０において、表面に形成された保護膜Ｆ５からＳｉ基板Ｆ２の下面に酸化ケイ素層Ｆ２１まで貫通して形成される。これにより、前述したように、分離溝１４５は、平面視において振動部１１０を取り囲むように形成されるので、分離溝１４５によって、共振子１０の外部と振動部１１０とが分離され、共振子１０の外部から保持部１４０を経由して振動部１１０に至る導通経路は、接合前には遮断されている。従って、保持部１４０を介する振動部１１０へのノイズ伝播を抑制することができ、例えば周波数調整時に共振周波数を高い精度で調整することができる。
　本実施形態では、外部端子Ｔ１が接地され、外部端子Ｔ２と外部端子Ｔ３には、互いに逆位相の交番電圧が印加される。したがって、振動腕１２１Ａ，１２１Ｄの圧電膜Ｆ３に形成される電界の位相と、振動腕１２１Ｂ，１２１Ｃの圧電膜Ｆ３に形成される電界の位相とは、互いに逆位相になる。これにより、外側の振動腕１２１Ａ，１２１Ｄと、内側の振動腕１２１Ｂ，１２１Ｃとが互いに逆方向に変位する。
　例えば、図４に示すように、振動腕１２１Ａ，１２１Ｄのそれぞれの質量付加部１２２Ａ，１２２Ｄ及び腕部１２３Ａ，１２３Ｄが上蓋３０の内面に向かって変位するとき、振動腕１２１Ｂ，１２１Ｃのそれぞれの質量付加部１２２Ｂ，１２２Ｃ及び腕部１２３Ｂ，１２３Ｃが下蓋２０の内面に向かって変位する。図示を省略するが、逆に、振動腕１２１Ａ，１２１Ｄのそれぞれの質量付加部１２２Ａ，１２２Ｄ及び腕部１２３Ａ，１２３Ｄが下蓋２０の内面に向かって変位するとき、振動腕１２１Ｂ，１２１Ｃのそれぞれの質量付加部１２２Ｂ，１２２Ｃ及び腕部１２３Ｂ，１２３Ｃが上蓋３０の内面に向かって変位する。これにより、４本の振動腕１２１Ａ～１２１Ｄは、少なくとも２本が異なる位相で面外屈曲する。
　このように、隣り合う振動腕１２１Ａと振動腕１２１Ｂとの間で、Ｙ軸方向に延びる中心軸ｒ１回りに振動腕１２１Ａと振動腕１２１Ｂとが上下逆方向に振動する。また、隣り合う振動腕１２１Ｃと振動腕１２１Ｄとの間で、Ｙ軸方向に延びる中心軸ｒ２回りに振動腕１２１Ｃと振動腕１２１Ｄとが上下逆方向に振動する。これにより、中心軸ｒ１と中心軸ｒ２とで互いに逆方向の捩れモーメントが生じ、振動部１１０での屈曲振動が発生する。振動腕１２１Ａ～１２１Ｄの最大振幅は５０μｍ程度、通常駆動時の振幅は１０μｍ程度である。
　次に、図６を参照しつつ、一実施形態に従う共振装置における共振子とその周辺の配線について説明する。図６は、図１から図５に示した共振子１０及びその周辺の配線を概略的に示す平面図である。
　図６に示すように、内部端子Ｔ１’，Ｔ２’，Ｔ３’は、分離溝１４５の内側の領域において、共振子１０の保護膜Ｆ５上に形成されている。前述したように、内部端子Ｔ１’は、上蓋３０に形成された接続配線ＣＷ１と電気的に接続するとともに、貫通孔を介して、共振子１０に埋設された金属膜Ｅ１と電気的に接続している。
　内部端子Ｔ２’は、上蓋３０に形成される貫通電極Ｖ２と共振子１０に形成される接続配線ＣＷ２とを電気的に接続するためのものである。接続配線ＣＷ２は、内部端子Ｔ２’から延在し、引き回されて、振動腕１２１Ｂの腕部１２３Ｂに形成された金属膜Ｅ２及び振動腕１２１Ｃの腕部１２３Ｃに形成された金属膜Ｅ２と電気的に接続している。内部端子Ｔ３’は、上蓋３０に形成される貫通電極Ｖ３と共振子１０に形成される接続配線ＣＷ３とを電気的に接続するためのものである。接続配線ＣＷ３は、内部端子Ｔ３’から延在し、引き回されて、振動腕１２１Ａの腕部１２３Ａに形成された金属膜Ｅ２及び振動腕１２１Ｄの腕部１２３Ｄに形成された金属膜Ｅ２と電気的に接続している。
　内部端子Ｔ２’，Ｔ３’及び接続配線ＣＷ２，ＣＷ３は、内部端子Ｔ１’及び接続配線ＣＷ１と同様に、アルミニウム（Ａｌ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、金（Ａｕ）、錫（Ｓｎ）、などの金属材料によって形成されている。
　共振子１０の上に環状に形成される接合部６０は、連結部材６５を含んでいる。言い換えれば、連結部材６５は、接合部６０と一体に形成され、接合部６０と電気的に接続している。連結部材６５は、例えば接合部６０の４つの角部のそれぞれに形成され、平面視において共振子１０の外縁まで延在している。これにより、後述する集合基板１００において、複数の共振装置１のそれぞれの振動部１１０は、接合部６０及び連結部材６５を介して通電可能になる。従って、例えば検査工程において、接続配線ＣＷ１、接合部６０、及び連結部材６５を介して、複数の共振子１０の振動特性等を一括して測定することができ、共振装置１の生産性を向上させることができる。
　本実施形態では、連結部材６５は、接合部６０の角部に電気的に接続される例を示したが、これに限定されるものではない。連結部材６５は、例えば、平面視における略矩形の接合部６０の長辺又は短辺に接続するとともに、共振子１０の外縁まで延在していてもよい。また、連結部材６５は、４つである場合に限定されず、少なくとも１つであればよい。
　平面視において振動部１１０を取り囲むように形成される分離溝１４５は、平面視において共振子１０の外縁と振動部１１０との間の領域に配置されている。これにより、共振子１０の外縁から振動部１１０へのノイズ伝播を容易に抑制することができる。
　より詳細には、分離溝１４５は、平面視において接合部６０の内周に沿って配置されている。これにより、共振子１０の外部と振動部１１０とを分離し、共振子１０の外部から保持部１４０を経由して振動部１１０に至る導通経路を遮断する分離溝１４５を、容易に形成することができる。
　次に、図７を参照しつつ、一実施形態に従う共振装置における連結部材の積層構造について説明する。図７は、図６に示した連結部材６５の積層構造を概略的に示す拡大断面図である。
　図７に示すように、接合部６０は、共振子１０（ＭＥＭＳ基板５０）側から上蓋３０側にかけて、例えば、第１金属層６１、第２金属層６２、及び第３金属層６３を含んで構成されている。
　第１金属層６１は、例えばアルミニウム（Ａｌ）を主成分とする金属層であり、第１金属層６１の材料は、アルミニウム（Ａｌ）、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）等である。第２金属層６２は、例えばゲルマニウム（Ｇｅ）の金属層である。図７に示す例では、第１金属層６１と第２金属層６２とは、それぞれ独立した層として記載しているが、実際にはこれらの界面は、共晶接合している。すなわち、第１金属層６１及び第２金属層６２は、アルミニウム（Ａｌ）とゲルマニウム（Ｇｅ）とを主成分とする金属の共晶合金で構成されている。第３金属層６３は、例えばアルミニウム（Ａｌ）を主成分とする金属層であり、第３金属層６３の材料は、アルミニウム（Ａｌ）、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）等である。
　連結部材６５は、接合部６０と一体に形成される。すなわち、連結部材６５は、接合部６０と同様に、第１金属層６１、第２金属層６２、及び第３金属層６３を含んで構成されている。
　連結部材６５は、ＭＥＭＳ基板５０（下蓋２０及び共振子１０）の上蓋３０に対向する面（図７において上面）において、外縁まで延在している。さらに、連結部材６５は、上蓋３０のＭＥＭＳ基板５０（下蓋２０及び共振子１０）に対向する面（図７において下面）において、外縁まで延在している。これにより、後述する集合基板１００において、隣り合う連結部材６５同士を連結することで、複数の共振装置１の間の空間を封止することが可能になる。従って、集合基板１００における共振装置１間の隙間に薬液等が侵入するのを抑制することができる。
　＜集合基板＞
　次に、図８及び図９を参照しつつ、一実施形態に従う集合基板の概略構成について説明する。図８は、一実施形態における集合基板１００の外観を概略的に示す分解斜視図である。図９は、図８に示した領域Ａを拡大した部分拡大図である。
　本実施形態の集合基板１００は、前述した共振装置１を製造するためのものである。図８に示すように、この集合基板１００は、上側基板１３と、下側基板１４とを備えている。上側基板１３及び下側基板１４は、それぞれ、平面視において円形の形状を有している。下側基板１４は、複数の共振子１０を含んでいる。複数の共振子１０が有するＳｉ基板Ｆ２は、前述したように、縮退シリコン基板であってもよい。上側基板１３は、下面が複数の共振子１０を間に挟んで下側基板１４と対向するように配置されている。なお、本実施形態の下側基板１４は、本発明の「第１基板」の一例に相当し、本実施形態の上側基板１３は、本発明の「第２基板」の一例に相当する。
　図９に示すように、下側基板１４の上面には、複数のデバイスＤＥと、複数の接合部６０とが形成されている。各デバイスＤＥは、前述した共振子１０のうちの主要部、例えば分離溝１４５の内側に配置される振動部１１０及び支持腕部１５０に対応する。各接合部６０は、共振子１０の保持部１４０の領域に設けられる。また、各接合部６０は、矩形状の角部のそれぞれに、連結部材６５を含んでいる。デバイスＤＥ及び接合部６０の組は、下側基板１４の上面の全体にアレイ状に配置されている。具体的には、この組が行方向（図９におけるＹ軸に沿う方向）及び列方向（図９におけるＸ軸に沿う方向）に、それぞれ所定の間隔で、複数配置されている。
　図８に示す分割ラインＬＮ１，ＬＮ２は、集合基板１００、つまり、上側基板１３及び下側基板１４を、切削等することで複数の共振装置１に分割するためのものであり、スクライブラインとも呼ばれる。分割ラインＬＮ１，ＬＮ２の幅は、例えば５μｍ以上２０μｍ以下である。
　各連結部材６５は、分割ラインＬＮ１，ＬＮ２を超えて延在している。すなわち、ある接合部６０の連結部材６５は、隣り合う複数の接合部６０のうち、互いに角部が対向する接合部６０の連結部材６５と連結する。その結果、複数の接合部６０は、連結部材６５によって、互いに電気的に接続される。
　＜ＭＥＭＳデバイスの製造方法＞
　次に、一実施形態に従う共振装置の製造方法について説明する。図１０は、一実施形態における共振装置１の製造方法を示すフローチャートである。
　図１０に示すように、まず、共振装置１の上蓋３０に対応する上側基板１３を準備する（Ｓ３０１）。
　上側基板１３は、Ｓｉ基板を用いて形成されている。具体的には、上側基板１３は、図４に示した所定の厚みのＳｉ基板Ｑ１０によって形成されている。Ｓｉ基板Ｑ１０の表面、裏面（共振子１０に対向する面）及び貫通電極Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３の側面は、絶縁酸化膜Ｑ１１に覆われている。絶縁酸化膜Ｑ１１は、例えばＳｉ基板Ｑ１０の表面の酸化や、化学気相蒸着（ＣＶＤ:Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によって、Ｓｉ基板Ｑ１０の表面に形成される。
　上側基板１３の上面には、複数の外部端子Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３が形成されている。外部端子Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３は、例えば、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、ニッケル（Ｎｉ）などのメタライズ層（下地層）に、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、Ｃｕ（銅）などのメッキを施して形成されている。
　また、図４に示した貫通電極Ｖ２，Ｖ３及び図５に示した貫通電極Ｖ１は、上側基板１３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。
　一方、上側基板１３の下面には、接合部６０と電気的に接続する接続配線ＣＷ１が形成されている。接続配線ＣＷ１は、アルミニウム（Ａｌ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、金（Ａｕ）、錫（Ｓｎ）、などの金属材料を用いてパターニングすることによって、上側基板１３の下面に形成される。
　次に、共振装置１のＭＥＭＳ基板５０（共振子１０及び下蓋２０）に対応する下側基板１４を準備する（Ｓ３０２）。
　下側基板１４は、Ｓｉ基板同士が互いに接合されている。なお、下側基板１４は、ＳＯＩ基板を用いて形成されてもよい。下側基板１４は、図４に示したように、Ｓｉ基板Ｐ１０と、Ｓｉ基板Ｆ２と、を含む。
　Ｓｉ基板Ｆ２の上面には、金属膜Ｅ１、圧電膜Ｆ３、金属膜Ｅ２、及び保護膜Ｆ５が積層される。保護膜Ｆ５の上には、質量付加膜１２５Ａ～１２５Ｄが積層されるとともに、図８に示した分割ラインＬＮ１、ＬＮ２に沿って、かつ、所定の距離を空けて、接合部６０が形成される。接合部６０は、隣接する接合部６０連結する連結部材６５を含んで形成される。共振子１０の振動部１１０、保持部１４０、支持腕部１５０、及び分離溝１４５のそれぞれの外形は、この積層体に対し、例えばドライエッチングによって除去加工し、パターニングすることによって、形成される。
　また、保護膜Ｆ５の上には、接合部６０に加えて、図６に示した内部端子Ｔ１’，Ｔ２’，Ｔ３’と接続配線ＣＷ２，ＣＷ３とが形成される。内部端子Ｔ１’，Ｔ２’，Ｔ３’及び接続配線ＣＷ２，ＣＷ３の材料として接合部６０と同じ種類の金属を用いることで、製造プロセスを簡略化することができる。
　本実施形態では、接合部６０、内部端子Ｔ１’，Ｔ２’，Ｔ３’、及び接続配線ＣＷ２，ＣＷ３を下側基板１４の上面側に形成する例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、接合部６０、内部端子Ｔ１’，Ｔ２’，Ｔ３’、及び接続配線ＣＷ２，ＣＷ３の少なくとも１つを、上側基板１３の下面側に形成してもよい。また、接合部６０が複数の材料で構成される場合、接合部６０のうちの一部の材料、例えばゲルマニウム（Ｇｅ）を上側基板１３の下面側に形成し、接合部６０のうちの残りの材料、例えばアルミニウム（Ａｌ）を下側基板１４の上面側に形成してもよい。同様に、内部端子Ｔ１’，Ｔ２’，Ｔ３’及び接続配線ＣＷ２，ＣＷ３が複数の材料で構成される場合、内部端子Ｔ１’，Ｔ２’，Ｔ３’及び接続配線ＣＷ２，ＣＷ３のうちの一部の材料を上側基板１３の下面側に形成し、内部端子Ｔ１’，Ｔ２’，Ｔ３’及び接続配線ＣＷ２，ＣＷ３のうちの残りの材料を下側基板１４の上面側に形成してもよい。
　また、本実施形態では、工程Ｓ３０１において上側基板１３を準備した後、工程Ｓ３０２において下側基板１４を準備する例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、順序を入れ替え、下側基板１４を準備した後に上側基板１３を準備してもよいし、上側基板１３の準備と下側基板１４の準備とを平行して行ってもよい。
　次に、工程Ｓ３０１において準備した上側基板１３と、工程Ｓ３０２において準備した下側基板１４と、を接合する（Ｓ３０３）。
　具体的には、上側基板１３の下面と下側基板１４の上面とは、接合部６０によって共晶接合される。例えば、図５に示したように、上側基板１３に形成された接続配線ＣＷ１と、下側基板１４に形成された内部端子Ｔ１’とが接触するように、上側基板１３及び下側基板１４の位置を合わせる。位置合わせをした後、ヒータ等によって上側基板１３及び下側基板１４が挟み込まれ、共晶接合のための加熱処理が行われる。共晶接合のための加熱処理における温度は、共焦点の温度以上、例えば４２４℃以上であり、加熱時間は、例えば１０分以上２０分以下程度である。加熱時に、上側基板１３及び下側基板１４は、例えば５ＭＰａ以上２５ＭＰａ以下程度の圧力で押圧される。このようにして、接合部６０は、上側基板１３の下面と下側基板１４の上面とを共晶接合する。
　次に、分割ラインＬＮ１，ＬＮ２に沿って上側基板１３及び下側基板１４を分割する（Ｓ３０４）。
　上側基板１３及び下側基板１４の分割は、ダイシングソーを用いて上側基板１３及び下側基板１４を切削してダイシングを行ってもよいし、レーザを集光して基板内部に改質層を形成するステルスダイシング技術を用いてダイシングを行ってもよい。
　工程Ｓ３０４において上側基板１３及び下側基板１４を分割ラインＬＮ１，ＬＮ２に沿って分割することで、上側基板１３及び下側基板１４が、上蓋３０及びＭＥＭＳ基板５０（下蓋２０及び共振子１０）を備える共振装置１のそれぞれに個片化（チップ化）される。
　また、前述したように、分割ラインＬＮ１，ＬＮ２を超えて延在する各連結部材６５は、上側基板１３及び下側基板１４の分割に伴い、切断される。その結果、各連結部材６５は、各共振装置１の共振子１０において、外縁まで延在することになる。
　次に、前述した実施形態の変形例について説明する。なお、図１から図１０に示した構成と同一又は類似の構成について同一又は類似の符号を付し、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。
　（変形例）
　図１１は、一実施形態の変形例における共振装置１Ａの共振子１０Ａ及びその周辺の配線を概略的に示す平面図である。図１２は、図１１に示した連結部材６５Ａの積層構造を概略的に示す拡大断面図である。
　図１１に示すように、共振装置１Ａの共振子１０Ａは、分離溝１４５Ａを有している。分離溝１４５Ａは、図６に示した分離溝１４５と同様に、平面視において略矩形の枠形状を有し、共振子１０Ａの振動部１１０を取り囲むように形成されている。その一方、分離溝１４５Ａは、保持部１４０において、図６に示した分離溝１４５とは異なる領域に形成されいてる。すなわち、分離溝１４５Ａは、平面視において接合部６０の外周に沿って配置されている。これにより、共振子１０Ａの外部と振動部１１０とを分離し、共振子１０Ａの外部から保持部１４０を経由して振動部１１０に至る導通経路を遮断する分離溝１４５Ａを、容易に形成することができる。
　共振装置１Ａの接合部６０は、共振子１０Ａの上に環状に形成され、連結部材６５Ａを含んでいる。連結部材６５Ａは、図６に示した連結部材６５と同様に、接合部６０の４つの角部のそれぞれに形成されている。
　その一方、図１２に示すように、連結部材６５Ａは、接合部６０の第２金属層６２及び第３金属層６３と一体に形成される。すなわち、連結部材６５Ａは、図７に示した連結部材６５と異なり、第１金属層６１を含んでいない。
　共振子１０Ａは、接合部６０と外縁との間の領域に分離溝１４５が形成されている。そのため、連結部材６５Ａは、上蓋３０のＭＥＭＳ基板５０（下蓋２０及び共振子１０）に対向する面（図１２において下面）において、外縁まで延在している。
　以上、本発明の例示的な実施形態について説明した。一実施形態に従う共振装置において、共振子を間に挟んでＭＥＭＳ基板（下蓋及び共振子）と対向するように配置され、振動部と電気的に接続される接続配線を含む上蓋を備える。これにより、共振子の振動部（励振部及び基部）は、接続配線を介して通電可能になる。従って、例えば検査工程において、上蓋の外部から、外部端子、貫通電極、及び接続配線を介して共振子の振動特性等を測定することができる。また、共振子は、平面視において振動部を取り囲むように形成された分離溝をさらに有する。これにより、分離溝によって、共振子の外部と振動部とが分離され、共振子の外部から保持部を経由して振動部に至る導通経路は、接合前には遮断されている。従って、保持部を介する振動部へのノイズ伝播を抑制することができ、例えば周波数調整時に共振周波数を高い精度で調整することができる。
　また、前述した共振装置において、共振子の振動空間を封止するように、上蓋とＭＥＭＳ基板（下蓋及び共振子）とを接合する接合部であって、導電性を有し、接続配線と電気的に接続される接合部と、接合部と電気的に接続され、平面視において共振子の外縁まで延在する連結部材と、をさらに備える。これにより、集合基板において、複数の共振装置のそれぞれの振動部は、接合部及び連結部材を介して通電可能になる。従って、例えば検査工程において、接続配線、接合部、及び連結部材を介して、複数の共振子の振動特性等を一括して測定することができ、共振装置の生産性を向上させることができる。
　また、前述した共振装置において、連結部材は、ＭＥＭＳ基板（下蓋及び共振子）の上蓋に対向する面と上蓋のＭＥＭＳ基板（下蓋及び共振子）に対向する面とにおいて、外縁まで延在している。これにより、集合基板において、隣り合う連結部材同士を連結することで、複数の共振装置の間の空間を封止することが可能になる。従って、集合基板における共振装置間の隙間に薬液等が侵入するの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、分離溝は、平面視において接合部の外周に配置される。これにより、共振子の外部と振動部とを分離し、共振子の外部から保持部を経由して振動部に至る導通経路を遮断する分離溝を、容易に形成することができる。
　また、前述した共振装置において、分離溝は、平面視において接合部の内周に配置される。これにより、共振子の外部と振動部とを分離し、共振子の外部から保持部を経由して振動部に至る導通経路を遮断する分離溝を、容易に形成することができる。
　また、前述した共振装置において、分離溝は、平面視において共振子の外縁と振動部との間に配置される。これにより、共振子の外縁から振動部へのノイズ伝播を容易に抑制することができる。
　また、前述した共振装置において、共振子１０は、縮退シリコン基板をさらに有する。これにより、共振子は金属膜を省略し、縮退シリコン基板自体が金属膜の役割、例えば下部電極の役割を兼ねることが可能となる。従って、集合基板において、隣り合う共振装置において縮退シリコン基板を共用することで、複数の共振子の縮退シリコン基板、つまり、下部電極を介して、複数の共振装置を容易に一括して通電することができる。
　また、一実施形態に従う集合基板において、複数の共振子を間に挟んで下側基板と対向するように配置され、複数の共振子のそれぞれの振動部と電気的に接続される複数の接続配線を含む上側基板を備える。これにより、共振子の振動部（励振部及び基部）は、接続配線を介して通電可能になる。従って、例えば検査工程において、上側基板の外部から、外部端子、貫通電極、及び接続配線を介して共振子の振動特性等を測定することができる。また、複数の共振子は、それぞれ、平面視において振動部を取り囲むように形成された分離溝をさらに有する。これにより、分離溝によって、共振子の外部と振動部とが分離され、共振子の外部から保持部を経由して振動部に至る導通経路は、接合前には遮断されている。従って、保持部を介する振動部へのノイズ伝播を抑制することができ、例えば周波数調整時に共振周波数を高い精度で調整することができる。
　また、前述した集合基板において、それぞれが共振子の振動空間を封止するように、下側基板と上側基板とを接合する複数の接合部であって、導電性を有し、複数の接続配線のそれぞれと電気的に接続される複数の接合部と、複数の接合部のそれぞれと電気的に接続され、平面視において複数の共振装置に分割するための分割ラインを越えて延在する連結部材と、をさらに備える。これにより、集合基板において、複数の共振装置のそれぞれの振動部は、接合部及び連結部材を介して通電可能になる。従って、例えば検査工程において、接続配線、接合部、及び連結部材を介して、複数の共振子の振動特性等を一括して測定することができ、共振装置の生産性を向上させることができる。
　また、前述した集合基板において、連結部材は、下側基板の上側基板に対向する面と前上側基板の下側基板に対向する面とにおいて、分割ラインを越えて延在している。これにより、集合基板１００において、隣り合う連結部材同士が連結され、複数の共振装置の間の空間を封止することができる。従って、集合基板における共振装置間の隙間に薬液等が侵入するのを抑制することができる。
　また、前述した集合基板において、複数の共振子は、縮退シリコン基板をさらに有する。これにより、共振子は金属膜を省略し、縮退シリコン基板自体が金属膜の役割、例えば下部電極の役割を兼ねることが可能となる。従って、集合基板において、隣り合う共振装置において縮退シリコン基板を共用することで、複数の共振子の縮退シリコン基板、つまり、下部電極を介して、複数の共振装置を容易に一括して通電することができる。
　また、一実施形態に従う共振装置の製造方法において、それぞれが振動部と該振動部を保持するように構成された保持部とを有する複数の共振子を含む下側基板と、複数の共振子を間に挟んで下側基板と対向するように配置され、複数の共振子のそれぞれの振動部と電気的に接続される複数の接続配線を含む上側基板と、を準備する工程を含む。これにより、共振子の振動部（励振部及び基部）は、接続配線を介して通電可能になる。従って、例えば検査工程において、上側基板の外部から、外部端子、貫通電極、及び接続配線を介して共振子の振動特性等を測定することができる。また、複数の共振子は、それぞれ、平面視において振動部を取り囲むように形成された分離溝をさらに有する。これにより、分離溝によって、共振子の外部と振動部とが分離され、共振子の外部から保持部を経由して振動部に至る導通経路は、接合前には遮断されている。従って、保持部を介する振動部へのノイズ伝播を抑制することができ、例えば周波数調整時に共振周波数を高い精度で調整することができる。
　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、実施形態及び／又は変形例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、実施形態及び／又は変形例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、実施形態及び変形例は例示であり、異なる実施形態及び／又は変形例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。
　１，１Ａ…共振装置、１０，１０Ａ…共振子、１３…上側基板、１４…下側基板、２０…下蓋、２１…凹部、２２…底板、２３…側壁、２５…突起部、３０…上蓋、３１…凹部、３２…底板、３３…側壁、５０…ＭＥＭＳ基板、６０…接合部、６１…第１金属層、６２…第２金属層、６３…第３金属層、６５，６５Ａ…連結部材、１００…集合基板、１１０…振動部、１２０…励振部、１２１，１２１Ａ，１２１Ｂ，１２１Ｃ，１２１Ｄ…振動腕、１２２Ａ，１２２Ｂ，１２２Ｃ，１２２Ｄ…質量付加部、１２３Ａ，１２３Ｂ，１２３Ｃ，１２３Ｄ…腕部、１２５Ａ，１２５Ｂ，１２５Ｃ，１２５Ｄ…質量付加膜、１３０…基部、１３１Ａ…前端部、１３１Ｂ…後端部、１３１Ｃ…左端部、１３１Ｄ…右端部、１４０…保持部、１４１Ａ，１４１Ｂ，１４１Ｃ，１４１Ｄ…枠体、１４５，１４５Ａ…分離溝、１５０…支持腕部、１５１…支持腕、１５２…支持後腕、ＣＬ１…中心線、ＣＷ１，ＣＷ２，ＣＷ３…接続配線、ＤＥ…デバイス、Ｅ１，Ｅ２…金属膜、Ｆ２…Ｓｉ基板、Ｆ３…圧電膜、Ｆ５…保護膜、Ｆ２１…酸化ケイ素層、ＬＮ１，ＬＮ２…分割ライン、Ｐ１０…Ｓｉ基板、Ｑ１０…Ｓｉ基板、Ｑ１１…絶縁酸化膜、ｒ１，ｒ２…中心軸、Ｓ３０１，Ｓ３０２，Ｓ３０３，Ｓ３０４…工程、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３…外部端子、Ｔ１’，Ｔ２’，Ｔ３’…内部端子、Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３…貫通電極、Ｗ１，Ｗ２…リリース幅。

Claims (12)

  1. 　振動部と該振動部を保持するように構成された保持部とを有する共振子を含む第１基板と、
    　前記共振子を間に挟んで前記第１基板と対向するように配置され、前記振動部と電気的に接続される第１接続部を含む第２基板と、を備え、
    　前記共振子は、平面視において前記振動部を取り囲むように形成された分離溝をさらに有する、
    　共振装置。
  2. 　前記共振子の振動空間を封止するように、前記第１基板と前記第２基板とを接合する接合部であって、導電性を有し、前記第１接続部と電気的に接続される接合部と、
    　前記接合部と電気的に接続され、平面視において前記共振子の外縁まで延在する第２接続部と、をさらに備える、
    　請求項１に記載の共振装置。
  3. 　前記第２接続部は、前記第１基板の前記第２基板に対向する面と前記第２基板の前記第１基板に対向する面とにおいて、外縁まで延在している、
    　請求項２に記載の共振装置。
  4. 　前記分離溝は、平面視において前記接合部の外周に配置される、
    　請求項２又は３に記載の共振装置。
  5. 　前記分離溝は、平面視において前記接合部の内周に配置される、
    　請求項２又は３に記載の共振装置。
  6. 　前記分離溝は、平面視において前記共振子の外縁と前記振動部との間に配置される、
    　請求項１から５のいずれか一項に記載の共振装置。
  7. 　前記共振子は、縮退シリコン基板をさらに有する、
    　請求項１から６のいずれか一項に記載の共振装置。
  8. 　共振装置を製造するための集合基板であって、
    　それぞれが振動部と該振動部を保持するように構成された保持部とを有する複数の共振子を含む第１基板と、
    　前記複数の共振子を間に挟んで前記第１基板と対向するように配置され、前記複数の共振子のそれぞれの前記振動部と電気的に接続される複数の第１接続部を含む第２基板と、を備え、
    　前記複数の共振子は、それぞれ、平面視において前記振動部を取り囲むように形成された分離溝をさらに有する、
    　集合基板。
  9. 　それぞれが前記共振子の振動空間を封止するように、前記第１基板と前記第２基板とを接合する複数の接合部であって、導電性を有し、前記複数の第１接続部のそれぞれと電気的に接続される複数の接合部と、
    　前記複数の接合部のそれぞれと電気的に接続され、平面視において複数の前記共振装置に分割するための分割ラインを越えて延在する第２接続部と、をさらに備える、
    　請求項８に記載の集合基板。
  10. 　前記第２接続部は、前記第１基板の前記第２基板に対向する面と前記第２基板の前記第１基板に対向する面とにおいて、前記分割ラインを越えて延在している、
    　請求項９に記載の集合基板。
  11. 　前記複数の共振子は、縮退シリコン基板をさらに有する、
    　請求項８から１０のいずれか一項に記載の集合基板。
  12. 　共振装置の製造方法であって、
    　それぞれが振動部と該振動部を保持するように構成された保持部とを有する複数の共振子を含む第１基板と、前記複数の共振子を間に挟んで前記第１基板と対向するように配置され、前記複数の共振子のそれぞれの前記振動部と電気的に接続される複数の第１接続部を含む第２基板と、を準備する工程と、
    　前記第１基板と前記第２基板とを接合する工程と、
    　複数の前記共振装置に分割するための分割ラインに沿って前記第１基板及び前記第２基板を分割する工程と、を含み、
    　前記複数の共振子は、それぞれ、平面視において前記振動部を取り囲むように形成された分離溝をさらに有する、
    　共振装置の製造方法。
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