(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平坦な上面を有する基材（１０）と、
前記基材の上面から離隔するようにして前記基材に相対的に固定され、側方に延在する振動部と、
前記基材の上面に形成され、一部が前記振動部の下側を通過する電極パターン（４）と、
前記振動部にねじり振動を発生させるために、前記基材の上面に固定され、平坦な上面を有し、前記電極パターンと電気的に接続されている電極ブロック部（５）とを備え、
前記電極ブロック部の上面は、前記振動部から離隔しつつ、前記基材の上面から前記振動部の下面に対して間隙を介して近接する位置までせり上がることによって、前記電極パターンが前記振動部の下側を通過する領域における前記電極パターンの上面よりも高くなっている、共振器。
【請求項２】
前記電極ブロック部は、前記振動部から離隔しつつ、前記振動部に対して下側から対向している、請求項１に記載の共振器。
【請求項３】
前記電極ブロック部は、前記振動部から離隔しつつ、前記振動部のうちねじれ振動を発生しない部位に対して下側から対向している、請求項１に記載の共振器。
【請求項４】
前記電極ブロック部は、陽極接合によって前記基材に接合されている、請求項１から３のいずれかに記載の共振器。
【請求項５】
前記電極パターンは複数の層が積層されることによって構成されており、
前記電極ブロック部の下端は略平面であるか、または、前記電極パターンのうち前記複数の層のうちの少なくとも１層を受け入れるための接続用切欠き（５ａ）を有し、請求項１に記載の共振器。
【請求項６】
前記電極パターンから離隔して前記電極パターンの上側を覆うように前記主表面に配置された被覆部材（３０４５ａ，３０４５ｂ）とを備える、請求項１から５のいずれかに記載の共振器。
【請求項７】
前記電極パターンは、前記振動部のうち前記ねじり振動の際に節となる部位（４０１２）の下側において前記振動部と交差するように配置されている、請求項１から５のいずれかに記載の共振器。
【請求項８】
前記振動部と前記基材とを接続するアンカ部（４００２ｂ）を備え、前記アンカ部は前記基材に接する側にトンネル（４０１５ｃ）を有し、前記電極パターンは、前記トンネルを通過して引き出されている、請求項７に記載の共振器。
【請求項９】
前記電極パターンは、互いに平行な線状部分を対称に含む少なくとも１対の平行線部を含み、前記振動部は上から見て対称な形状を有し、前記平行線部の対称軸と前記振動部の対称軸とが一致している、請求項７または８に記載の共振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、共振器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体分野における微細加工技術を利用して、微細な機械構造を電子回路と一体化して形成するＭＥＭＳ（Micro  Electro  Mechanical  Systems）技術が開発されており、フィルタや共振器への応用が検討されている。【０００３】
なかでもこのようなＭＥＭＳ技術で作成されたマイクロメカニカル共振器は、リモートキーレスエントリシステム、スペクトラム拡散通信等のＲＦ無線に好適に使用される。このようなＭＥＭＳ技術で作成されたマイクロメカニカル共振器を利用したＭＥＭＳフィルタの一例が特開２００６−４１９１１号公報（特許文献１）に開示されている。この文献に記載されたＭＥＭＳフィルタ装置は、共振器を備える。この共振器に含まれる振動子は、正方形の板状のものであって、基板表面と平行で、なおかつ基板から離隔するように配置され、基板表面に連結された円柱で支持されている。共振器の各辺に対して所定間隔を隔てて対向するように形成された固定電極に交流電圧を印加することによって、この振動子と固定電極との間に静電気力が発生し、共振器が振動する仕組みとなっている。この場合、振動子の各辺の中心と角とが水平振動する。共振器同士が連結体で連結されている場合は、連結体は縦振動を伝えることとなる。【０００４】
また、半導体プロセスと親和性が高いシリコンプロセスを用いたＲＦ−ＭＥＭＳフィルタが、橋村  昭範ら、「ねじり振動を用いたＲＦ−ＭＥＭＳフィルタの開発」，信学技報，社団法人電子情報通信学会発行，IEICE  Technical  Report  MW2005-185(2006-3)，pp.39-42（非特許文献１）で提案されている。この文献では、小型化と高Ｑ値化の両立にねじり振動モードを利用した共振器が有効であることが紹介されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−４１９１１号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】橋村  昭範ら、「ねじり振動を用いたＲＦ−ＭＥＭＳフィルタの開発」，信学技報，社団法人電子情報通信学会発行，IEICE  Technical  Report  MW2005-185(2006-3)，pp.39-42
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ねじり振動モードを利用したＭＥＭＳ共振器としては、図９６に示すように、基板１上に梁状の振動部２を設置したものが考えられる。その場合、基板１の表面に対して、振動部２の下面が離隔して対向するように配置される。【０００８】
基板１の表面のうち定められた箇所においては振動付与のための電極（以下「振動付与電極」という。）３が配置される。振動付与電極３は、振動部２の下面に対して離隔して対向している。すなわち、振動部２と振動付与電極３との間には間隙６０が形成されている。このような状態で、振動付与電極３と振動部２との間に電圧が印加されることによって、振動部２に、基板１表面に垂直な向きの吸引力または反発力が作用する。これをきっかけに振動部２にねじり振動が引き起こされる。【０００９】
このような構造を作製するためには、まず、振動部２は基板１とは別にＳｉで適宜形成される。一方、基板１としてはガラス基板が用いられる。別途用意されたガラス基板の表面には金属膜を成膜することによって振動付与電極３、引出配線７、外部接続端子８などが形成される。したがって、振動付与電極３はガラス基板の表面に成膜された薄い膜に過ぎない。このように別々に作製された振動部２とガラス基板とが互いに陽極接合されることとなる。このとき、振動部２の下面が振動付与電極３の表面に対して対向する間隙６０は、なるべく狭くすることが望まれるが、従来、その間隙を１μｍ未満とすることは困難であった。【００１０】
そこで、本発明は、ねじり振動モードを利用したＭＥＭＳ共振器において、振動部の下面と振動付与電極とが十分に狭い間隙を介して対向した構造を有する共振器を提供することを第１の目的とする。【００１１】
ねじり振動モードを利用したＭＥＭＳ共振器としては、基板上にフレーム状の振動部を設置したものが考えられる。振動部は基板表面から離隔しつつ基板表面と平行に支持される。基板の表面には、振動部にねじり振動を生じさせるための振動付与電極が設けられており、振動付与電極と振動部の下面の少なくとも１ヶ所とは、間隙を介して互いに対向している。基板の周縁部には、振動付与電極に電圧を印加するための外部接続端子が設けられている。振動付与電極と、基板の周縁部に設けられた外部接続端子との間は、配線によって電気的に接続されている。配線は基板の表面に線状に設けられた金属膜である。【００１２】
基板を垂直上方から見たときにはフレーム状の振動部の隙間から配線が見えることになる。振動部にねじり振動をさせる場合、外部接続端子に一定の電位が印加される。この印加に伴い、振動付与電極は一定の電位となる。これにより、振動付与電極と振動部との間に電位差が生じる。振動部のうち振動付与電極と対向している部位においては、電位差によって吸引力または反発力が生じる。こうして振動部の少なくとも１ヶ所に往復運動が生じ、この往復運動に起因して他の部位にはねじり振動が引き起こされる。【００１３】
このとき、外部接続端子および振動付与電極に一定の電位が付与されるだけでなく、その両者の間に介在する配線も必然的に一定の電圧となることになる。したがって、配線に付与される電圧に起因して、配線の周囲の空間に電気力線が生じる。配線と振動部とは互いに当接していないが、配線の上方またはその近傍には、振動部のいずれかの部位が存在する場合がある。その場合、配線の周囲の空間に生じる電気力線によって振動部の振動が影響を受けると考えられる。その結果、正確なねじり振動が妨げられ、共振器の信頼性が低下してしまう。【００１４】
そこで、本発明は、ねじり振動モードを利用したＭＥＭＳ共振器において、振動部が配線によって影響を受ける度合いを低減した共振器を提供することを第２の目的とする。【００１５】
ねじり振動モードを利用したＭＥＭＳ共振器としては、図９７に示すように、基材４００１上に梁状の振動部４００４を設置したものが考えられる。その場合、基材４００１の表面に対して、振動部４００４の下面４００４ｗが離隔して対向するように配置される。振動部４００４はアンカ部４００２ａ，４００２ｂによって支持されている。アンカ部４００２ａ，４００２ｂは基材４００１の表面に固定されている。【００１６】
基材４００１の表面のうち定められた箇所においては振動付与のための電極（以下「振動付与電極」という。）４０３０が配置される。振動付与電極４０３０は、振動部４０４の下面４００４ｗに対して離隔して対向している。すなわち、振動部４００４と振動付与電極４０３０との間には間隙４０６０が形成されている。このような状態で、振動付与電極４０３０と振動部４００４との間に電圧が印加されることによって、振動部４００４に、基材１表面に垂直な向きの吸引力または反発力が作用する
。これをきっかけに振動部４００４のいずれかの部位にねじり振動が引き起こされる。【００１７】
振動付与電極４０３０は、配線４００６を介して外部接続電極４００７と電気的に接続されている。この場合、配線４００６は振動部４００４のいずれかの場所の真下を通って配置されることとなる。すなわち、配線４００６の一部の領域は振動部４００４の下面に対して離隔して対向している。また、配線４００６は振動付与電極４０３０と同様に電位が変動するものである。したがって、振動付与電極４０３０が振動部４００４に対して作用を及ぼすのと同様に、配線４００６も振動部４００４に対して作用を及ぼし、吸引力または反発力を生じることとなる。配線４００６の電位が変動したことによって、振動部４００４に対する吸引力または反発力が発生した場合、その力は振動部４００４において本来あるべきねじり振動の妨げとなり、ＭＥＭＳ共振器の誤動作の原因となる。【００１８】
図９８に示すように、配線４００６の先端に振動付与電極４０３０に代えてブロック状の振動付与部４００３が設けられる構成も考えられる。この場合、振動付与部４００３は導電性を有しており、配線４００６を通じて振動付与部４００３に電圧が印加される。振動付与部４００３の上面が振動部４００４と対向しており、振動部４００４に対する吸引力または反発力を発生させることとなる。この場合、振動付与部４００３の高さに起因して、振動部４００４を基材４００１から遠ざけて配置することができる。図９７に示した構成に比べれば、配線４００６と振動部４００４の下面４００４ｗとの間の距離は長くなっているので、配線４００６が振動部４００４に及ぼす作用の程度は小さくなる。しかし、この場合であっても、配線４００６は振動部４００４と離隔対向していることには相違ないので、いくらかの作用は及ぼされており、振動部４００４の本来あるべきねじり振動の妨げとなりうる。【００１９】
そこで、本発明は、共振器において、配線の電位変動に起因して振動部のねじり振動が妨げられる度合いを最小限に抑えることを第３の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的を達成するため、本発明の第１の局面に基づく共振器では、平坦な上面を有する基材と、前記基材の上面から離隔するようにして前記基材に相対的に固定され、側方に延在する振動部と、前記基材の上面に形成され、一部が前記振動部の下側を通過する電極パターンと、前記振動部にねじり振動を発生させるために、前記基材の上面に固定され、平坦な上面を有し、前記電極パターンと電気的に接続されている電極ブロック部とを備え、前記電極ブロック部の上面は、前記振動部から離隔しつつ、前記基材の上面から前記振動部の下面に対して間隙を介して近接する位置までせり上がると同時に、前記電極パターンが前記振動部の下側を通過する領域における前記電極パターンの上面よりも高くなっている。
【００２１】
上記目的を達成するため、本発明の第２の局面に基づく共振器は、平坦な主表面を有する基材と、前記基材の主表面から離隔しつつ前記主表面に平行に延在する振動部と、前記振動部との間に電圧を印加することによって前記振動部にねじり振動を発生させるために、前記基材に固定された振動付与電極と、前記振動付与電極と電気的に接続された状態で前記主表面に配置された配線と、前記配線から離隔して前記配線の上側を覆うように前記主表面に配置された被覆部材とを備える。【００２２】
上記目的を達成するため、本発明の第３の局面に基づく共振器は、平坦な上面を有する基材と、上記基材の上面から離隔して上記基材の上面に対向するように配置された振動部と、上記振動部の下面に対して電位差を生じさせることによって上記振動部の少なくとも一部にねじり振動を発生させることができるように、上記振動部の下面の一部に対して離隔しつつ対向して上記基材の上面に配置された振動付与部と、上記振動付与部から、上記基材の上面に沿うように上記振動部の下側を通過して、上から見て上記振動部の外側となる位置まで引き出されている配線とを備え、上記配線は、上記振動部のうち上記ねじり振動の際に節となる部位の下側において上記振動部と交差するように配置されている。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の第１の局面によれば、たとえ振動部の下面が基材の表面から遠く離れていたとしても、振動付与電極としての電極ブロック部の上面は、振動部下面に十分に接近させて配置することができる。したがって、ねじり振動モードを利用したＭＥＭＳ共振器において、振動部の下面と振動付与電極とが十分に狭い間隙を介して対向した構造を有する共振器とすることができる。【００２４】
本発明の第２の局面によれば、配線の周囲の空間に生じる電気力線を被覆部材によってある程度遮ることができ、その結果、振動部が配線によって影響を受ける度合いを低減することができる。【００２５】
本発明の第３の局面によれば、配線は、振動部のうちねじり振動の際に節となる部位の下側において振動部と交差するように配置されているので、たとえ配線に電位の変動が生じても、ねじり振動が妨げられる度合いを最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に基づく実施の形態１における共振器の側面図である。
【図２】本発明に基づく実施の形態１における共振器の電極パターンと電極ブロック部との接続部分の平面図である。
【図３】図３は図２の中央部の部分斜視図である。
【図４】図３は図２の中央部の部分平面図である。
【図５】図１におけるＶ−Ｖ線に関する矢視断面図である。
【図６】本発明に基づく実施の形態１における共振器の変形例の部分斜視図である。
【図７】図６の中央部の部分平面図である。
【図８】図７におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に関する矢視断面図である。
【図９】本発明に基づく実施の形態２の共振器の斜視図である。
【図１０】本発明に基づく実施の形態２の共振器の側面図である。
【図１１】本発明に基づく実施の形態３の共振器の斜視図である。
【図１２】図１１におけるＸＩＩ−ＸＩＩ線に関する矢視断面図である。
【図１３】本発明に基づく実施の形態４における共振器の平面図である。
【図１４】本発明に基づく実施の形態４における共振器の側面図である。
【図１５】本発明に基づく実施の形態５における共振器の、キャップを外した状態の斜視図である。
【図１６】本発明に基づく実施の形態５における共振器の、キャップを外した状態の平面図である。
【図１７】図１６におけるＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に関する矢視断面図である。
【図１８】本発明に基づく実施の形態５における共振器の製造方法のうちＳＯＩ基板側で行なう第１の工程の説明図である。
【図１９】本発明に基づく実施の形態５における共振器の製造方法のうちＳＯＩ基板側で行なう第２の工程の説明図である。
【図２０】図１９に示した構造の下面図である。
【図２１】本発明に基づく実施の形態５における共振器の製造方法のうちＳＯＩ基板側で行なう第３の工程の説明図である。
【図２２】図２１に示した構造の下面図である。
【図２３】本発明に基づく実施の形態５における共振器の製造方法のうちガラス基板側で行なう工程の説明図である。
【図２４】本発明に基づく実施の形態５における共振器の製造方法のうちガラス基板側で行なう工程の説明図である。
【図２５】本発明に基づく実施の形態５における共振器の製造方法のうち貼合せ以降の第１の工程の説明図である。
【図２６】図２５のうち梁状部分が電極パターンの端部に重なり合う部分の拡大図である。
【図２７】本発明に基づく実施の形態５における共振器の製造方法のうち貼合せ以降の第１の工程の説明図である。
【図２８】図２７に示した構造の平面図である。
【図２９】本発明に基づく実施の形態５における共振器の製造方法のうち貼合せ以降の第２の工程の説明図である。
【図３０】本発明に基づく実施の形態５における共振器の製造方法のうち貼合せ以降の第３の工程の説明図である。
【図３１】本発明に基づく実施の形態６における共振器の側面図である。
【図３２】本発明に基づく実施の形態６における共振器の電極ブロック部の近傍の拡大側面図である。
【図３３】本発明に基づく実施の形態６における共振器の電極ブロック部の近傍および外部接続端子の近傍の拡大平面図である。
【図３４】本発明に基づく実施の形態６における共振器に用いられる電極ブロック部を斜め下から見た斜視図である。
【図３５】本発明に基づく実施の形態６における共振器に用いられる電極パターンが基材表面に形成された様子の平面図である。
【図３６】本発明に基づく実施の形態６における共振器に用いられる電極パターンの端部近傍の斜視図である。
【図３７】本発明に基づく実施の形態６における共振器の製造方法の説明図である。
【図３８】本発明に基づく共振器における振動部と電極ブロック部との位置関係の第１の例を説明するための斜視図である。
【図３９】本発明に基づく共振器における振動部と電極ブロック部との位置関係の第１の例を説明するための平面図である。
【図４０】本発明に基づく共振器における振動部と電極ブロック部との位置関係の第１の例において生じる力の説明図である。
【図４１】本発明に基づく共振器における振動部と電極ブロック部との位置関係の第２の例を説明するための斜視図である。
【図４２】本発明に基づく共振器における振動部と電極ブロック部との位置関係の第２の例を説明するための平面図である。
【図４３】本発明に基づく共振器における振動部と電極ブロック部との位置関係の第２の例において生じる力の説明図である。
【図４４】本発明に基づく共振器における電極パターンの第１の変形例の平面図である。
【図４５】本発明に基づく共振器における電極パターンの第２の変形例の平面図である。
【図４６】本発明に基づく実施の形態６における共振器で生じうる接合位置ずれの説明図である。
【図４７】本発明に基づく実施の形態７における共振器の側面図である。
【図４８】本発明に基づく実施の形態７における共振器の電極ブロック部の近傍の拡大側面図である。
【図４９】本発明に基づく実施の形態７における共振器に用いられる電極パターンの端部近傍の斜視図である。
【図５０】本発明に基づく実施の形態８における共振器の側面図である。
【図５１】図５０における電極ブロック部近傍の断面図である。
【図５２】本発明に基づく実施の形態９における共振器の平面図である。
【図５３】図５２におけるＬＩＩＩ−ＬＩＩＩ線に関する矢視断面図である。
【図５４】図５２におけるＬＩＶ−ＬＩＶ線に関する矢視断面図である。
【図５５】図５２におけるＬＶ−ＬＶ線に関する矢視断面図である。
【図５６】本発明に基づく実施の形態９における共振器に含まれている振動部の平面図である。
【図５７】図５４の中央部を拡大した模式断面図である。
【図５８】本発明に基づく実施の形態１０における共振器の平面図である。
【図５９】図５８におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に関する矢視断面図である。
【図６０】図５８におけるＬＸ−ＬＸ線に関する矢視断面図である。
【図６１】本発明に基づく実施の形態１１における共振器の平面図である。
【図６２】図６１におけるＬＸＩＩ−ＬＸＩＩ線に関する矢視断面図である。
【図６３】図６１におけるＬＸＩＩＩ−ＬＸＩＩＩ線に関する矢視断面図である。
【図６４】図６１における振動部を単独で取り出したところの平面図である。
【図６５】図６１におけるＬＸＶ−ＬＸＶ線に関する矢視断面図である。
【図６６】本発明に基づく実施の形態１１における共振器の製造方法のうちＳＯＩ基板側で行なう第１の工程の説明図である。
【図６７】本発明に基づく実施の形態１１における共振器の製造方法のうちＳＯＩ基板側で行なう第２の工程の説明図である。
【図６８】本発明に基づく実施の形態１１における共振器の製造方法のうちＳＯＩ基板側で行なう第３の工程の説明図である。
【図６９】本発明に基づく実施の形態１１における共振器の製造方法のうちＳＯＩ基板側で行なう第４の工程の説明図である。
【図７０】本発明に基づく実施の形態１１における共振器の製造方法のうちＳＯＩ基板側で行なう第５の工程の説明図である。
【図７１】本発明に基づく実施の形態１１における共振器の製造方法のうちＳＯＩ基板側で行なう第６の工程の説明図である。
【図７２】本発明に基づく実施の形態１１における共振器の製造方法のうちＳＯＩ基板側で行なう第７の工程の説明図である。
【図７３】本発明に基づく実施の形態１１における共振器の製造方法のうちＳＯＩ基板側で行なう第８の工程の説明図である。
【図７４】本発明に基づく実施の形態１１における共振器の製造方法のうちＳＯＩ基板側で行なう第９の工程の説明図である。
【図７５】本発明に基づく実施の形態１１における共振器の製造方法のうちＳＯＩ基板側で行なう第１０の工程の説明図である。
【図７６】本発明に基づく実施の形態１１における共振器の製造方法のうちガラス基板側で行なう第１の工程の説明図である。
【図７７】本発明に基づく実施の形態１１における共振器の製造方法のうちガラス基板側で行なう第２の工程の説明図である。
【図７８】本発明に基づく実施の形態１１における共振器の製造方法のうちガラス基板側で行なう第３の工程の説明図である。
【図７９】本発明に基づく実施の形態１１における共振器の製造方法のうちガラス基板側で行なう第４の工程の説明図である。
【図８０】本発明に基づく実施の形態１１における共振器の製造方法のうちガラス基板側で行なう第５の工程の説明図である。
【図８１】本発明に基づく実施の形態１１における共振器の製造方法のうち貼合せ以降の第１の工程の説明図である。
【図８２】本発明に基づく実施の形態１１における共振器の製造方法のうち貼合せ以降の第２の工程の説明図である。
【図８３】本発明に基づく実施の形態１１における共振器の製造方法のうち貼合せ以降の第３の工程の説明図である。
【図８４】本発明に基づく実施の形態１１における共振器の製造方法のうち貼合せ以降の第４の工程の説明図である。
【図８５】本発明に基づく実施の形態１１における共振器の製造方法のうち貼合せ以降の第５の工程の説明図である。
【図８６】本発明に基づく実施の形態１１における共振器の製造方法のうち貼合せ以降の第６の工程の説明図である。
【図８７】本発明に基づく実施の形態１１における共振器の製造方法のうち貼合せ以降の第７の工程の説明図である。
【図８８】本発明に基づく実施の形態１２における共振器の平面図である。
【図８９】図８８におけるＬＸＸＸＩＸ−ＬＸＸＸＩＸ線に関する矢視断面図である。
【図９０】図８８におけるＸＣ−ＸＣ線に関する矢視断面図である。
【図９１】本発明に基づく実施の形態１３における共振器の平面図である。
【図９２】本発明に基づく実施の形態１３における共振器の基材側の平面図である。
【図９３】本発明に基づく実施の形態１３における共振器のＳｉブロック側の平面図である。
【図９４】図９１におけるＸＣＩＶ−ＸＣＩＶ線に関する矢視断面図である。
【図９５】図９１におけるＸＣＶ−ＸＣＶ線に関する矢視断面図である。
【図９６】従来技術に基づく共振器の側面図である。
【図９７】従来技術に基づく共振器の第１の例の側面図である。
【図９８】従来技術に基づく共振器の第２の例の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
（実施の形態１）
図１〜図３を参照して、本発明に基づく実施の形態１における共振器について説明する。本実施の形態では、基板の表面に金属膜によって形成された電極パターンと振動部の下面との間で直接狭い間隙を実現するのではなく、図１に示すように、基材１０の表面に電極ブロック部５を設け、この電極ブロック部５に電圧を供給可能なように電極パターン４を接続し、電極ブロック部５の上面と振動部２の下面との間で狭い間隙６を実現する。その場合、電極ブロック部５は、基本的にＳｉからなる部材であってよい。ただし、Ｓｉの材料に予め不純物をドープすることによって、電極ブロック部５には導電性がもたせられている。基材１０はガラス基板であってよい。電極ブロック部５は陽極接合によって、基材１０に接合されている。振動部２はＳｉからなる部材であってよい。
【００２８】
本実施の形態における共振器１０１は、平坦な上面を有する基材１０と、基材１０の上面に形成された電極パターン４と、基材１０の上面から離隔するようにして基材１０に相対的に固定され、側方に延在する振動部２と、振動部２にねじり振動を発生させるために、基材１０の上面に固定され、平坦な上面を有し、電極パターン４と電気的に接続されている電極ブロック部５とを備える。電極パターン４の一端は電極ブロック部５と接続されており、他端は外部接続端子８となっている。電極パターン４は引出配線７と外部接続端子８とを含む。すなわち、外部接続端子８は電極パターン４の一部である。電極パターン４と電極ブロック部５との接続の様子の一例を図２に示す。
【００２９】
本実施の形態では、電極ブロック部５に導電性がもたせられており、かつ、電極パターン４の端に電極ブロック部５が電気的に接続されているので、電極ブロック部は振動付与電極の役割を果たすことができる。特に、電極ブロック部の上面が振動付与電極として働くこととなる。電極ブロック部は、基材の表面に成膜された薄い電極パターンと違って、所望の高さを有する立体的な部材として配置することができるので、電極ブロック部の上面は、基材の表面に比べて高い位置に配置することができる。したがって、たとえ振動部の下面が基材の表面から遠く離れていたとしても、振動付与電極としての電極ブロック部の上面は、振動部下面に十分に接近させて配置することができる。よって、ねじり振動モードを利用したＭＥＭＳ共振器において、振動部の下面と振動付与電極とが十分に狭い間隙を介して対向した構造を有する共振器とすることができる。
【００３０】
図３〜図５に示すように、電極ブロック部５は、振動部２から離隔しつつ、前記振動部に対して下側から対向していることが好ましい。図３は図１の中央における状況を斜めから見たところである。図４は図１の中央における状況を上から見た様子である。図５は、図１におけるＶ−Ｖ線に関する矢視断面図である。この場合、電極ブロック部５と振動部２との間に電圧を印加することによって、図５に両頭矢印で示すように吸引力または反発力が働き、振動部２にねじり振動が発生する。図３〜図５に示した例では、単に下側から対向しているというだけでなく、電極ブロック部５は振動部２の真下に位置していた。言い換えれば、上から見たときに電極ブロック部５は振動部２の真下に隠れるように配置されていた。実際にはこのように完全に真下に隠れる配置には限定されず多少ずれていてもよい。たとえば、上から見たときに電極ブロック部５の一部が振動部２からはみ出していてもよい。
【００３１】
電極ブロック部５は振動部２に対して必ずしも下側から対向している必要はない。たとえば図６に示すように振動部２の真下ではないところに電極ブロック部５が配置されていてもよい。図７には図６の状況を上から見た様子を示す。この例では、上から見たときに電極ブロック部５の全体が振動部２に隠れることなく見えている。この場合、電極ブロック部５と振動部２との間に電圧を印加することによって、図８に矢印で示すように、振動部２の側面と電極ブロック部５の上面との間に吸引力または反発力が働き、振動部２にねじり振動が発生する。
【００３２】
しかし、図５に示したように、電極ブロック部５の上面と振動部２の下面とが近接して対向している場合が、最も効率良く振動部２に力を作用させることができると考えられるので、電極ブロック部５は、振動部２から離隔しつつ、前記振動部に対して下側から対向していることが好ましい。
【００３３】
なお、電極ブロック部５は、振動部２から離隔しつつ、振動部２のうちねじり振動を発生しない部位に対して下側から対向していることが好ましい。この場合、振動部２のうち電極ブロック部５が対向している部位では、ねじり振動ではなく往復振動が生じ得る。なぜなら、電極ブロック部５の上面と振動部２の下面との間に吸引力または反発力が生じるからである。この往復運動に基づき、振動部２の他の部位においてはねじり振動が生じる。振動部２のうち、電極ブロック部５が下側から対向する部位では、ねじり振動ではなく往復運動のみに特化していた方が効率良く振動を引き起こすことができるので、電極ブロック部５は、振動部２から離隔しつつ、振動部２のうちねじり振動を発生しない部位に対して下側から対向していることが好ましい。
【００３４】
電極ブロック部は、陽極接合によって前記基材に接合されていることが好ましい。この構成であれば、容易に確実に接合することができるからである。この構成であれば、後述する製造方法のように、ＳＯＩ基板とガラス基板とをそれぞれ加工した後に互いに貼り合わせることによって容易に作製することができる。
【００３５】
振動部の形状のバリエーションおよび振動部を支持するためのアンカ部について詳しく説明する。図１では共振器全体を単純化して説明したが共振器１０１の振動部２は実際には単純な直線状の梁ではなく、実際には適宜枝分かれした構造やフレーム状となった構造である。振動部としてはさまざまな形状が考えられる。振動部は１または複数の端においてアンカ部と呼ばれる構造によって支持される。アンカ部は独立した部品とは限らず、他の構造物の一部であってもよい。以下の実施の形態では、振動部およびアンカ部の具体的形状の例に触れつつ説明する。
【００３６】
（実施の形態２）
図９、図１０を参照して本発明に基づく実施の形態２の共振器１１１について説明する。この共振器１１１は振動部２ｈを備える。振動部２ｈは、途中から枝分かれする枝部２００を有する。振動部２ｈの両端はアンカ部１３ａ，１３ｂに一体的につながっている。アンカ部１３ａ，１３ｂは基材１０に固定されている。振動部２ｈおよびアンカ部１３ａ，１３ｂはＳｉによって一体的に形成されたものであってよい。
【００３７】
この共振器１１１の側面図を図１０に示す。電極ブロック部５は振動部２ｈの途中の１ヶ所に下側から離隔しつつ対向するように設けられている。振動部２ｈのうちこのように電極ブロック部５が下側から対向している領域を振動入力領域２ｖと呼ぶことができる。電極ブロック部５と振動部２ｈとの間には間隙６が形成されている。図９、図１０では電極ブロック部５に信号を供給する配線は図示していない。
【００３８】
本実施の形態における共振器１１１では、電極ブロック部５の作用により、振動入力領域２ｖが上下に往復するように変位し、その結果、図９において矢印で示すようなねじり振動が枝部２００に発生する。本実施の形態では、電極ブロック部５を備えているので、振動部２ｈが基材１０から離れていても振動部２ｈの下面と振動付与電極としての電極ブロック部５とが十分に狭い間隙６を介して対向した構造を有する共振器とすることができる。
【００３９】
（実施の形態３）
図１１、図１２を参照して本発明に基づく実施の形態３における共振器１１２について説明する。この共振器１１２は振動部２ｉを備える。振動部２ｉはフレーム状の部分を有する。振動部２ｉのフレーム形状の中には枝部２０１，２０２，２０３，２０４が含まれている。振動部２ｉの両端はアンカ部１４ａ，１４ｂに一体的につながっている。アンカ部１４ａ，１４ｂは基材１０に接合されている。図１１におけるＸＩＩ−ＸＩＩ線に関する矢視断面図を図１２に示す。電極ブロック部５と振動部２ｉとの間には間隙６が形成されている。振動部２ｉおよびアンカ部１４ａ，１４ｂはＳｉによって一体的に形成されたものであってよい。
【００４０】
本実施の形態における共振器１１２では、電極ブロック部５の作用により、振動入力領域２ｖが上下に往復するように変位し、その結果、枝部２０１，２０２，２０３，２０４にねじり振動が発生する。本実施の形態では、電極ブロック部５を備えているので、振動部２ｉが基材１０から離れていても振動部２ｉの下面と振動付与電極としての電極ブロック部５とが十分に狭い間隙６を介して対向した構造を有する共振器とすることができる。
【００４１】
（実施の形態４）
図１３、図１４を参照して本発明に基づく実施の形態４における共振器１１３について説明する。この共振器１１３は振動部２ｊを備える。振動部２ｊはフレーム状の部分を有する。振動部２ｊのフレーム形状の中には枝部２０１，２０２，２０３，２０４が含まれている。振動部２ｊの両端はアンカ部１５ａ，１５ｂに接続されている。アンカ部１５ａはアンカ下部層１５ａ１とアンカ上部層１５ａ２との積層構造となっている。アンカ下部層１５ａ１とアンカ上部層１５ａ２との間には絶縁層１９が介在している。同様にアンカ部１５ｂはアンカ下部層１５ｂ１とアンカ上部層１５ｂ２との積層構造となっている。アンカ下部層１５ｂ１とアンカ上部層１５ｂ２との間には絶縁層１９が介在している。絶縁層１９はＳｉＯ2層であってもよい。振動部２ｊの両端はアンカ上部層１５ａ２，１５ｂ２と一体的に形成されている。振動部２ｊおよびアンカ上部層１５ａ２，１５ｂ２はＳｉによって一体的に形成されたものであってよい。振動部２ｊの中央の下方には電極ブロック部５が離隔しつつ対向している。電極ブロック部５は、引出配線７に電気的に接続されている。引出配線７はアンカ部１５ａの下部に設けられたトンネルをくぐって外側に引き出されている。引出配線７の端は外部接続端子８に電気的に接続されている。電極ブロック部５と振動部２ｊとの間には間隙６が形成されている。
【００４２】
本実施の形態における共振器１１３では、電極ブロック部５の作用により、振動入力領域２ｖが上下に往復するように変位し、その結果、枝部２０１，２０２，２０３，２０４にねじり振動が発生する。本実施の形態では、電極ブロック部５を備えているので、振動部２ｊが基材１０から離れていても振動部２ｊの下面と振動付与電極としての電極ブロック部５とが十分に狭い間隙６を介して対向した構造を有する共振器とすることができる。
【００４３】
実施の形態２〜４における共振器１１１，１１２，１１３においては、振動部の一部である振動入力領域２ｖの真下に電極ブロック部５が配置されているが、図３〜図８を参照して説明した話は実施の形態２〜４に適用することもできる。すなわち、共振器１１１，１１２，１１３においても電極ブロック部５を振動入力領域２ｗの真下から側方にずれた位置に設置した構成も考えられる。
【００４４】
実施の形態２としては、振動部２の両端が、基材１０から垂直に立ち上がるような柱状の部分としてのアンカ部１３ａ，１３ｂにつながっている例（図９および図１０参照）を示した。実施の形態３としては、振動部２の両端が、振動部２よりも幅の広い独立したブロック状の部分としてのアンカ部１４ａ，１４ｂに一体的につながっている例（図１１および図１２参照）を示した。さらに実施の形態４としては、ブロック状の部分としてのアンカ部１５ａ，１５ｂが積層構造となっている例（図１３および図１４参照）を示した。しかし、アンカ部はこのような形態のものに限らない。次の実施の形態に示されるようなものであってもよい。
【００４５】
（実施の形態５）
図１５〜図１７を参照して、本発明に基づく実施の形態５における共振器１０５について説明する。図１５は共振器１０５の斜視図である。実際には上側の開口部を塞ぐようにガラス製のキャップが配置されることが好ましい。図１５は、内部の様子がわかるようにキャップを外した状態を示している。キャップを外した状態の平面図を図１６に示す。共振器１０５は振動部２ｋを備える。振動部２ｋを取り囲むように外壁部９が配置されている。図１５に示すように、外壁部９は下から順にＳｉ層２１、ＳｉＯ2層２２、Ｓｉ層２３の３層の積層構造となっている。図１６においてはキャップ３５が外壁部９に当接する領域が二点鎖線で示されている。外壁部９は外周の１ヶ所に切欠き部１１を有する。振動部２ｋは外壁部９のＳｉ層２３と一体的につながっている。外壁部９の一部をアンカ部１６ａ，１６ｂをみなすことができる。振動部２ｋはアンカ部１６ａ，１６ｂによって支持されている。
【００４６】
図１６に示すように振動部２ｋの下側には３つの小ブロックが配置されている。これらの３つの小ブロックは、図１６において上下方向に並ぶ３つの正方形として破線で表示されている。これらの小ブロックのうちの真ん中の１つが電極ブロック部５として利用されている。電極ブロック部５には引出配線７が接続されている。引出配線７は切欠き部１１の中に設けられた外部接続端子８に至っている。電極パターン４は引出配線７と外部接続端子８とを含む。この例では、電極ブロック部５ではない他の２つの小ブロックは利用されていない。ただし、他の２つの小ブロックも引出配線および外部接続端子をそれぞれ設ければ電極ブロック部として利用することができる。図１５におけるＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に関する矢視断面図を図１７に示す。電極ブロック部５と振動部２ｋとの間には間隙６が形成されている。引出配線７は外壁部９のＳｉ層２１の下部に設けられたトンネル３１をくぐって外壁部９の外側に引き出されている。トンネル３１の外側にはトンネル３１の隙間を塞ぐように窒化膜３４が配置されている。
【００４７】
本実施の形態における共振器１０５では、電極ブロック部５の作用により、振動入力領域２ｖが上下に往復するように変位し、その結果、振動部２ｋの一部にねじり振動が発生する。本実施の形態では、電極ブロック部５を備えているので、振動部２ｋが基材１０から離れていても振動部２ｋの下面と振動付与電極としての電極ブロック部５とが十分に狭い間隙６を介して対向した構造を有する共振器とすることができる。
【００４８】
（製造方法）
図１８〜図３０を参照して、本実施の形態における共振器１０５の製造方法について説明する。これらの図では、説明の便宜のために縦横比を誇張している。
【００４９】
この製造方法では、ＳＯＩ基板とガラス基板との両方においてそれぞれいくつかの工程を行なったのちに両者を貼り合わせる。
【００５０】
（１．ＳＯＩ基板側で行なう工程）
まずＳＯＩ基板側で行なう工程について説明する。
【００５１】
図１８に示すようにＳＯＩ（Silicon  on  Insulator）基板５１を用意する。このＳＯＩ基板５１の場合、下から順にＳｉ層２１、ＳｉＯ2層２２、Ｓｉ層２３が積層されている。表裏両面に酸化膜（図示せず）が形成されている場合は、予めフッ酸（ＨＦ）によって表裏両面の酸化膜を除去する。
【００５２】
Ｓｉ層２１を、誘導結合プラズマ（Inductively  Coupled  Plasma）エッチング（以下「ＩＣＰエッチング」という。）によってパターニングする。こうして図１９に示す状態に至る。図１９に示した構造を下側から見たところを図２０に示す。Ｓｉ層２１の外周の１ヶ所には切欠き部１１に相当する切欠きが設けられている。Ｓｉ層２１の中央部には長方形の開口部が２つ設けられている。この２つの開口部は、のちに外壁部９に囲まれた空間となるものである。２つの開口部を梁状部分３２が隔てている。Ｓｉ層２１が除去された部分にはＳｉＯ2層２２が見えている。フッ酸によって犠牲層としてのＳｉＯ2層２２を除去することによって図２１に示す構造を得る。図２１に示した構造を下側から見たところを図２２に示す。Ｓｉ層２１に覆われていなかった部分ではＳｉＯ2層２２が除去されている。また、Ｓｉ層２１に覆われていた部分の中でも梁状部分３２によって覆われていた部分は、梁状部分３２の両脇からフッ酸が回り込むことによってＳｉＯ2層２２が除去されている。したがって、図２１に示すように梁状部分３２はＳｉ層２３から分離して浮いた形となっている。梁状部分３２の両端は図２２に示すように外周を取り囲むＳｉ層２１につながっているので、梁状部分３２が脱落することはない。
【００５３】
（２．ガラス基板側で行なう工程）
共振器の基材１０となるべきガラス基板側で行なう工程について説明する。図２３に示すように、基材１０としてのガラス基板の表面に電極パターン４を形成する。電極パターン４はたとえば、基材１０に近い側から順に、厚さ１０ｎｍのＴｉ膜、厚さ２５ｎｍのＰｔ膜、厚さ２００ｎｍのＡｕ膜を順に積層したものであってよい。その場合、電極パターン４のうち基材１０の中央寄りの端部においては、Ｔｉ膜およびＰｔ膜がＡｕ膜よりも長く延在するように形成することが好ましい。図２３に示した構造を上から見たところを図２４に示す。電極パターン４は引出配線７と外部接続端子８とを含むように形成される。
【００５４】
（３．貼合せ以降の工程）
図２１、図２２に示したようにＳＯＩ基板を加工したものと、図２３、図２４に示したようにガラス基板を加工したものとを陽極接合によって貼り合わせる。こうして図２５に示す構造体を得る。ただし、貼り合わせる前にＳｉ層２１の一部にトンネル３１を形成しておく。電極パターン４はトンネル３１を通過するように配置される。梁状部分３２は電極パターン４の端部に重なり合う。梁状部分３２が電極パターン４の端部に重なり合う部分を拡大したところを図２６に示す。この例においては、電極パターン４は、Ｔｉ膜４１、Ｐｔ膜４２、Ａｕ膜４３の３層積層構造となっている。電極パターン４の端部においてＴｉ膜４１およびＰｔ膜４２がＡｕ膜４３に比べて長く延在するように形成されている場合、ＳＯＩ基板とガラス基板との貼合せの際に、Ｔｉ膜４１およびＰｔ膜４２は梁状部分３２と基材１０とによって挟み込まれる。
【００５５】
図２７に示すように、Ｓｉ層２３を加工して薄くし、さらに、Ｓｉ層２３をパターニングする。図２７に示した構造を上からみたところを図２８に示す。このパターニングによってＳｉ層２３から振動部２ｋが形成される。Ｓｉ層２３のうち振動部２ｋを取り囲む部分はその下に隠れるＳｉ層２１およびＳｉＯ2層２２とともに外壁部９を構成する。Ｓｉ層２３に対するこのパターニングの結果、切欠き部１１も形成される。振動部２ｋの隙間からＳｉ層２１の梁状部分３２が見えている。振動部２ｋの隙間のうち梁状部分３２がない部分では基材１０の上面１０ｕが見えている。既に述べたように梁状部分３２はＳｉ層２３から分離して浮いた形となっているので、振動部２ｋと梁状部分３２とは接していない。
【００５６】
図２８に示した構造に対して異方性エッチングを行なうことによって、梁状部分３２のうち振動部２ｋに隠されていない部分を除去する。この結果、図２９に示すように３つの小ブロックが残され、そのうち真ん中の１つは電極ブロック部５となる。電極ブロック部５は引出配線７と電気的に接続されている。さらに、トンネル３１の外側の端に窒化膜３４を形成することによって、図１５、図１６に示した構造を得る。図３０に示すようにＳｉ層２３の上側にガラス製のキャップ３５を被せる。キャップ３５は外壁部９の内側の空間を封止するように被せられる。こうして、本実施の形態における共振器１０５を得ることができる。
【００５７】
なお、上記各実施の形態では、振動部は、１本の直線が長方形の中央を貫通したような形状である例を示したが、振動部は異なる形状であってもよい。
【００５８】
（実施の形態６）
図３１〜図３３を参照して、本発明に基づく実施の形態６における共振器について説明する。本発明では、基板の表面に金属膜によって形成された電極パターンと振動部の下面との間で直接狭い間隙を実現するのではなく、図３１に示すように、基材１０の表面に電極ブロック部５を設け、この電極ブロック部５に電圧を供給可能なように電極パターン４を接続し、電極ブロック部５の上面と振動部２の下面との間で狭い間隙６を実現する。その場合、電極ブロック部５は、基本的にＳｉからなる部材であってよい。ただし、Ｓｉの材料に予め不純物をドープすることによって、電極ブロック部５には導電性がもたせられている。基材１０はガラス基板であってよい。電極ブロック部５は陽極接合によって、基材１０に接合されている。この電極ブロック部５に対して電極パターン４をどのように接続するかが問題となるが、この部分について詳しくわかるように以下説明する。
【００５９】
図３１に示した共振器２１０１の電極ブロック部５近傍を拡大したところを図３２に示す。電極ブロック部５の近傍を上からみたところの拡大を図３３に示す。図３３では、図３２で表示していなかった外部接続端子８も含めて表示している。図３３に示すように、電極パターン４は、引出配線７と外部接続端子８と接続端２００９とを含む。
【００６０】
本実施の形態における共振器２１０１は、平坦な上面を有する基材１０と、複数の層が積層されることによって構成された電極パターン４と、基材１０の上面から離隔するようにして基材１０に相対的に固定され、側方に延在する振動部２と、振動部２にねじり振動を発生させるために、基材１０の上面に固定され、平坦な上面を有する電極ブロック部５とを備え、電極ブロック部５の下端は略平面であるか、または、電極パターン４のうち前記複数の層のうち少なくとも１層を受け入れるための接続用切欠きを有し、電極パターン４は電極ブロック部５に電気的に接続されている。ここでは、電極パターン４を構成する「複数の層」は３層であり、基材１０に近い側から第１層２０４１、第２層２０４２、第３層２０４３となっている。電極ブロック５の下端は略平面であるか、または、所定の接続用切欠きを有してよいと述べたが、本実施の形態では、具体的には第１層２０４１および第２層２０４２を受け入れるための接続用切欠き５ａを有するものとする。電極パターン４の一端は、第２層４２に比べて第３層２０４３が後退した接続端２００９となっている。接続端２００９における第１層２０４１および第２層２０４２は、接続用切欠き５ａに収容されている。
【００６１】
前記複数の層のうち前記基材に最も近い位置にある層は、前記複数の層のうち他の層に比べて前記基材との密着性が最も良い材料で構成されており、前記複数の層のうち最上層は、前記複数の層のうち他の層に比べて最も低抵抗の材料で構成されていることが好ましい。具体的に本実施の形態でいえば、第１層２０４１の材料には、第２層２０４２、第３層２０４３に比べて基材１０との密着性が良いことが求められる。第３層２０４３の材料には、第１層２０４１、第２層２０４２に比べて低抵抗であることが求められる。第２層２０４２の材料には、第１層２０４１と第３層２０４３との密着性を良くする働きが求められる。一例としては、前記「複数の層」は、３層で構成され、基材１０に最も近い位置にある第１層２０４１がＴｉ膜であり、第１層２０４１の上側に位置する第２層２０４２がＰｔ膜であり、第２層２０４２の上側に位置する第３層２０４３がＡｕ膜であることが好ましい。なぜなら、Ｔｉ膜は基材１０がガラス基板であるときにガラスとの密着性が良く、Ａｕ膜は低抵抗であり、Ｐｔ膜はＴｉ膜とＡｕ膜との密着性を高める効果があるからである。
【００６２】
電極ブロック部５は、陽極接合によって基材１０に接合されていることが好ましい。このようになっていれば、製造が容易だからである。
【００６３】
本実施の形態では、金属膜の積層構造によって電極パターンが形成されており、電極パターンの端に設けられた接続端は段差形状となっていて、この段差形状がかみ合わさるようにして電極ブロック部との接続が行なわれるので、たとえ電極パターンと電極ブロック部とが別材料で形成されていたとしても、電極パターンと電極ブロック部５とを確実に電気的に接続することができる。したがって、電極ブロック部は振動付与電極の役割を果たすことができる。特に、電極ブロック部の上面が振動付与電極として働くこととなる。電極ブロック部は、基材の表面に成膜された薄い電極パターンと違って、所望の高さを有する立体的な部材として配置することができるので、電極ブロック部の上面は、基材の表面に比べて高い位置に配置することができる。したがって、たとえ振動部の下面が基材の表面から遠く離れていたとしても、振動付与電極としての電極ブロック部の上面は、振動部下面に十分に接近させて配置することができる。よって、ねじり振動モードを利用したＭＥＭＳ共振器において、振動部の下面と振動付与電極とが十分に狭い間隙を介して対向した構造を有する共振器とすることができる。
【００６４】
（製造方法）
このような電極ブロック部５の接続部分の製造方法について説明する。電極ブロック部５となるべきＳｉのブロック状部材には図３４に示すような切欠き５ａを、予め公知技術によって形成しておく。基材１０の表面には、図３５に示すように電極パターン４を予め公知技術によって形成しておく。図３５における接続端２００９の近傍の斜視図を図３６に示す。このように電極パターン４は３層構造となっているが、接続端２００９においては第１層２０４１および第２層２０４２に比べて第３層２０４３だけ後退した構造とする。この状態で、図３４に示した部材を接続する。すなわち、図３７に示すように電極ブロック部５の切欠き部５ａが図３６に示した接続端２００９の段差に嵌合するように、電極ブロック部５を基材１０の上面に接合する。この接合は陽極接合によって行なうことができる。こうすることによって図３２に示した構造を得ることができる。
【００６５】
その後、振動部２などを適宜基材１０に接合する。なお、ここでは、電極ブロック部５と振動部２とをそれぞれ別個のＳｉ基板によって形成することを想定しているが、これらを形成するために単なるＳｉ基板の代わりにＳＯＩ基板を用いれば、振動部２と電極ブロック部５との両方をまとめて作製することも可能である。その場合は、ＳＯＩ基板に含まれる絶縁層を犠牲層として利用してエッチング除去することによって振動部２と電極ブロック部５との間の間隙６を形成することができる。
【００６６】
図３８、図３９に示すように、電極ブロック部５は、振動部２から離隔しつつ、前記振動部に対して下側から対向していることが好ましい。図３９は図３８の状況を上から見た様子である。この場合、電極ブロック部５と振動部２との間に電圧を印加することによって、図４０に矢印で示すように吸引力または反発力が働き、振動部２にねじり振動が発生する。
【００６７】
しかし、必ずしも下側から対向している必要はない。たとえば図４１に示すように振動部２の真下ではないところに電極ブロック部５が配置されていてもよい。図４２には図４１の状況を上から見た様子を示す。この場合、電極ブロック部５と振動部２との間に電圧を印加することによって、図４３に矢印で示すように、振動部２の側面と電極ブロック部５の上面との間に吸引力または反発力が働き、振動部２にねじり振動が発生する。
【００６８】
しかし、図４０に示したように、電極ブロック部５の上面と振動部２の下面とが近接して対向している場合が、最も効率良く振動部２に力を作用させることができると考えられるので、電極ブロック部５は、振動部２から離隔しつつ、前記振動部に対して下側から対向していることが好ましい。
【００６９】
図３３では、引出配線７に対して接続端２００９が垂直に延在するように配置され、この部分において電極パターン４がＴ字状となっている例を示した。この他に、図４４に示すように接続端２００９ｈが引出配線７と同じ幅のまま終端となっている構造の電極パターン４ｈも考えられる。図４５に示すように、接続端２００９ｉがパッド状となっている構造の電極パターン４ｉも考えられる。図４４、図４５に示すような変形例も本発明の範囲内である。
【００７０】
しかし、図３３に示したように、接続端２００９は、電極ブロック部５の接続端２００９との接続が行なわれる辺に沿って長手形状となっていることが好ましい。このようになっていれば、電極パターン４と電極ブロック部５との接合面積を広くすることができ、電気的接続をより確実にすることができるからである。接続端２００９の長手形状の長さは、電極ブロック部５の接続端２００９との接続が行なわれる辺の全長より長くなっていることが好ましい。このようになっていれば、電極ブロック部５を基材１０に接合する際に、図４６に示すように位置ずれが起こったとしても、接続端２００９がこのように長手形状となっていれば、一定の接合面積を確実に得ることができる。
【００７１】
（実施の形態７）
電極パターン４については、実施の形態６では３層構造の例を示したが、電極パターン４は「複数の層」であればよいのだから、当然、３層構造には限らない。実施の形態６では、第２層を介在させることによって第１層と第３層との密着性を高めることとしたが、そもそも第１層と第３層との密着性が十分に良い場合には、第２層を省略して電極パターン４を２層構造とすることも考えられる。
【００７２】
図４７〜図４９を参照して、本発明に基づく実施の形態７における共振器について説明する。図４７に示した共振器２１０２の電極ブロック部５近傍を拡大したところを図４８に示す。電極ブロック部５を接合する前の電極パターン４の先端を図４９に示す。本実施の形態における共振器２１０２は、平坦な上面を有する基材１０と、前記基材１０の上面において基材１０に近い側から第１層２０４１、第２層２０４２が順に積層された２層構造を含む電極パターン４と、基材１０の上面から離隔するようにして基材１０に相対的に固定され、側方に延在する振動部２と、振動部２にねじり振動を発生させるために、基材１０の上面に固定され、平坦な上面を有する電極ブロック部５とを備え、電極ブロック部５の下端は電極パターン４のうち第１層２０４１を受け入れるための接続用切欠き５ａを有し、電極パターン４の一端は、第１層２０４１に比べて第２層２０４２が後退した接続端２００９となっており、接続端２００９の第１層２０４１が接続用切欠き５ａに収容されるようにして電極パターン４は電極ブロック部５に電気的に接続されている。
【００７３】
本実施の形態では、第１層２０４１の材料もは基材との密着性が良いことが求められ、第２層２０４２の材料には低抵抗でありかつ第１層との密着性も良いことが求められる。したがって、たとえば第１層２０４１はＴｉ膜であり、第２層２０４２はＡｕ膜またはＰｔ膜であることが好ましい。あるいは、第１層２０４１はＰｔ膜であり、第２層２０４２はＡｕ膜であることが好ましい。あるいは、第１層２０４１はＣｒ膜であり、第２層２０４２はＡｌ膜であることが好ましい。これらの組合せであれば、第１層は基材１０の材料として一般的に用いられるガラスとの密着性が良く、第２層は低抵抗でありかつ第１層との密着性も良いからである。
【００７４】
本発明としては、実施の形態６，７で示したように、電極ブロック部５の下端は接続用切欠き部を有し、電極パターン４の一端は、前記複数の層のうち一部の層を側方に突出させた接続端２００９となっており、前記接続用切欠き部に接続端２００９を収容することで、電極パターン４と電極ブロック部５との電気的接続がなされていることが好ましい。しかし、本発明の適用形態はこれに限らない。たとえば変形例として、次に述べるような実施の形態であることも好ましい。
【００７５】
（実施の形態８）
図５０を参照して、本発明に基づく実施の形態８における共振器２１０３について説明する。図５０における電極ブロック部５近傍の断面を図５１に示す。この共振器２１０３は、基本的には実施の形態６で示した共振器２１０１と類似しているが、異なる点として、前記電極ブロック部の下端は略平面であり、前記電極パターンのうち前記電極ブロック部の下端に覆われる部分には厚さ５０ｎｍ以下の部分が含まれている。本実施の形態においては、電極ブロック部の下端には接続用切欠き部はなくてよい。電極ブロック部の下端は単純に平坦な下面をなしている。図５１に示されるように、電極ブロック部５と基材１０とで電極パターン４の端を挟み込むようにして電気的接続が行なわれている。なお、電極ブロック部の下面の全体が電極パターンを覆っていてもよく、電極ブロック部の下面の一部のみが電極パターンを覆っていてもよい。図５１に示した例では、電極ブロック部５の下面の一部のみが電極パターン４を覆っている。
【００７６】
本実施の形態における共振器２１０３のように、電極パターン４の厚さが５０ｎｍ以下であれば、たとえ接続用切欠き部を設けていなくても、貼り付ける際の圧力で基材１０が変形することによって電極パターン４の端が沈み込むことによって、電極ブロック部５の下面と基材１０の上面とを当接させることができる。こうして電極パターン４と電極ブロック部５との間の電気的接続がなされる。
【００７７】
基材１０と電極ブロック部５とで電極パターン４を挟み込んだ際に、Ｓｉからなる電極ブロック部５も変形するが、その変形量は、ガラスからなる基材１０の変形量に比べたらごくわずかである。図５１では、電極パターン４の第１層２０４１および第２層２０４２が階段のように折れ曲がっているが、図５１では説明の便宜のために誇張しているのであって、実際にはこのようにはっきりと折れ曲がるとは限らない。
【００７８】
なお、各実施の形態においては、電極ブロック部を直方体の部材として説明してきたが、電極ブロック部は、このような形状に限らない。基材の表面に安定して設置することができ、平坦な上面を有する部材であれば、直方体以外の形状であってもよい。
【００７９】
（実施の形態９）
図５２〜図５７を参照して、本発明に基づく実施の形態９における共振器について説明する。本実施の形態における共振器の平面図を図５２に示す。図５２におけるＬＩＩＩ−ＬＩＩＩ線に関する矢視断面図を図５３に示す。図５２におけるＬＩＶ−ＬＩＶ線に関する矢視断面図を図５４に示す。図５２におけるＬＶ−ＬＶ線に関する矢視断面図を図５５に示す。
【００８０】
共振器３１０１は、平坦な主表面３００１ｕを有する基材３００１と、基材３００１の主表面３００１ｕから離隔しつつ主表面３００１ｕに平行に延在する振動部３００４と、振動部３００４との間に電圧を印加することによって振動部３００４にねじり振動を発生させるために、基材３００１に固定された振動付与電極３００３と、振動付与電極３００３と電気的に接続された状態で主表面３００１ｕに配置された配線３００６と、配線３００６から離隔して配線３００６の上側を覆うように主表面３００１ｕに配置された被覆部材３０４５ａ，３０４５ｂとを備える。
【００８１】
図５２に示すように配線３００６は中央部から２つの側に向かってそれぞれ延在している。配線３００６の各終端には外部接続端子３００７ａ，３００７ｂがそれぞれ配置されている。この例のように外部接続端子３００７ａ，３００７ｂは配線３００６と同じ材料で一体的に形成されていてもよい。図５２に示すように、被覆部材３０４５ａ，３０４５ｂと振動部３００４との間にはそれぞれ間隙があり、互いに直接接していない。
【００８２】
図５３の断面図では、被覆部材３０４５ａ，３０４５ｂは見えていない。図５４の断面図では被覆部材３０４５ａ，３０４５ｂが見えている。配線３００６の上方の空間のうち振動部３００４に囲まれて開口する領域の中央には被覆部材３０４５ａ，３０４５ｂがそれぞれ存在することになる。
【００８３】
被覆部材は、配線３００６の上方を覆うだけでなく、側方も覆っていることが好ましい。図５５に示すように、本実施の形態では、好ましいことに、被覆部材３０４５ａはトンネル状に配線３００６を取り囲んでいる。被覆部材３０４５ａは、被覆部材上部３０４５ａ１と絶縁層３０４５ａ２と被覆部材下部３０４５ａ３とを含む。ここでは図示しないが被覆部材３０４５ｂも同様の構造となっている。被覆部材の中に絶縁層が含まれることは必須ではないが、被覆部材をＳＯＩ基板から形成した場合、このように途中に絶縁層を含んだ構造になり得る。
【００８４】
本実施の形態では、図５５に示したように、被覆部材は、一体構造のものではなく複数の異なる種類の材料の層の組合せとなっているが、被覆部材はこのような組合せによる構造であってもよい。あるいは、被覆部材は、１種類の材料から一体的に形成されたものであってもよい。
【００８５】
図５２における振動部３００４を単独で取り出したところを図５６に示す。振動部３００４はフレーム形状をしている。振動部３００４は、中央の幹状部分から枝分かれする枝状部分を有する。枝状部分はそれぞれ区間３４０１，３４０２，３４０３，３４０４を含んでいる。振動部３００４は幹状部分の両端にブロック状のアンカ上部３００４ａ，３００４ｂを含んでいる。
【００８６】
図５４の中央部を拡大したところを図５７に示す。配線３００６は、基材３００１に近い側から順に、Ｔｉ膜３２、Ｐｔ膜３３、Ａｕ膜３４の３層構造となっている。振動付与電極３００３は基材３００１の表面に金属膜を成膜することによって形成してもよいが、図５７に示すようにブロック状のものとして形成してもよい。ブロック状に形成した方が振動部３００４の下面に接近させることができるので好ましい。振動付与電極３００３は不純物をドープしたＳｉブロックによって形成してもよい。振動付与電極３００３はその他の公知技術で形成される導電体のブロックであってもよい。図５７に模式的に示すように、配線３００６の一部の層は、振動付与電極３００３の下面と基材３００１の主表面３００１ｕとの間に挟み込まれている。
【００８７】
外部接続端子３００７に信号が入力されると、信号は配線３００６を経由して振動付与電極３００３に伝達される。すなわち、振動付与電極３００３の電位が変動する。これによって、図５７に示すように、振動部３００４の下面３００４ｗと、振動付与電極３００３の上面３００３ｕとの間に電位差が生じ、振動部３００４の下面３００４ｗと、振動付与電極３００３の上面３００３ｕとの間に吸引力または反発力が生じる。これによって振動部３００４のうち振動付与電極３００３に対向している部分が上下に往復運動する。この往復運動が振動部３００４内で他の部分に伝わり、たとえば区間３４０１，３４０２，３４０３，３４０４においてはねじり振動となる。ねじり振動が生じるのは、区間３４０１，３４０２，３４０３，３４０４に限られるわけではない。また、振動部３００４の平面的形状として、ここでは、長方形のフレームの中央を１本の直線状の部分が貫通したような形状（中の字形状、Φ字形状）の例を示したが、このような形状に限られるわけではない。振動部は、ねじり振動が生じ得る形状でありさえすれば、他の形状であってもよい。振動部は、図５２に示したより複雑な形状であってもよい。
【００８８】
本実施の形態における共振器３１０１では、配線３００６の上側を覆うように被覆部材３０４５ａ，３０４５ｂが設けられているので、配線の周囲の空間に生じる電気力線を被覆部材によってある程度遮ることができる。その結果、振動部が配線によって影響を受ける度合いを低減することができる。
【００８９】
振動部は通常、基板状の材料から不要な部分をエッチング除去することによって形成されるが、振動部の開口領域の中に被覆部材が設けられた構成の共振器の場合、振動部を形成するためのエッチングにおいて、除去すべき材料の体積を小さくすることができる。したがって、エッチングに要する時間を短縮することができる。また、除去すべき材料の体積が小さくなればエッチングによって生じる廃液の量を低減することができる。
【００９０】
また、振動部の開口領域の中に被覆部材が設けられた構成の共振器の場合、振動部を形成するためのエッチングでは、大きな開口領域を形成することは求められず、細い領域の除去のみで完結させることができるので、エッチング自体を安定させることができる。
【００９１】
本実施の形態では、外部接続端子を２ヶ所に対称に配置したが、必ずしも対称に配置しなければならないわけではない。また、１ヶ所に配置するだけであってもよい。ただし、振動部の中心軸に関して対称となるように配置しておいた方が、ねじり振動の環境をいずれの側でも等しくできるという点で好ましい。
【００９２】
なお、図５４、図５５に示すように、被覆部材３０４５ａ，３０４５ｂは振動部３００４と同じ材質であって、被覆部材３０４５ａ，３０４５ｂの上面と振動部３００４の上面とは同一平面上にあることが好ましい。このような構成となっていれば、被覆部材と振動部とを同一の基板から形成することができるからである。たとえば、ＳＯＩ基板を用いてパターニングしたものを、基材３００１の平坦な主表面３００１ｕに貼り付けることによって、本実施の形態における共振器３１０１を得ることができる。この貼り付けは、たとえば陽極接合によって行なうことができる。図５３において、アンカ下部３００２ａ，３００２ｂとアンカ上部３００４ａ，３００４ｂとの間に絶縁層３０２２が介在していることは、本発明において必須ではないが、ＳＯＩ基板を加工して形成した場合、アンカ部は、このように絶縁層３０２２を含んだ構造となり得る。
【００９３】
なお、本実施の形態で示したように、被覆部材は、配線をトンネル状に覆う部材であることが好ましい。被覆部材が配線の上側を覆うのみで側方が開口した構造であったとしても一応の効果を奏することはできるが、図５５に示した被覆部材３０４５ａの例のように、配線３００６をトンネル状に覆う部材であれば、配線３００６から生じる電気力線をより確実に遮断することができるので好ましい。
【００９４】
（実施の形態１０）
図５８〜図６０を参照して、本発明に基づく実施の形態１０における共振器について説明する。本実施の形態における共振器の平面図を図５８に示す。図５８におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に関する矢視断面図を図５９に示す。図５８におけるＬＸ−ＬＸ線に関する矢視断面図を図６０に示す。共振器３１０２は、基本的には実施の形態９で示した共振器３１０１と同様の構成を備えているが、共振器３１０１と比べたときいくつか異なる点がある。共振器３１０２は外壁部材３００８を備える。外壁部材３００８は振動部３００４の外周を離隔しつつ取り囲むように配置されている。外壁部材３００８は、振動部３００４の形状に対応した開口部３００８ａを有している。この開口部３００８ａを塞ぐように封止部材３０４３が被せられている。図５８では、封止部材３０４３を取り去ったところを示している。図５８においては、封止部材３０４３の下面に設けられた凹部３０４３ｃを二点鎖線で示している。図５９、図６０に示すように、封止部材３０４３は凹部３０４３ｃを有しているので、振動部３００４に対して接しない。封止部材３０４３はガラスからなるものであってもよい。
【００９５】
図５２に示した共振器３１０１では、配線３００６が中央部から互いに１８０°をなす２つの向きに延在し、外部接続端子３００７ａ，３００７ｂが２ヶ所に対称に設けられていたが、本実施の形態における共振器３１０２においては、配線３００６は中央部から１つの向きに延在するのみである。配線３００６の終端には外部接続端子３００７が設けられているが、外部接続端子が設けられているのは１ヶ所のみである。振動部３００４の中の２つの開口領域のうち配線３００６が通過する１つには被覆部材３０４５ａが配置されている。もう１つの開口領域には配線３００６が通過していないが、代わりにダミー部材３０４６が配置されている。図６０に示すようにダミー部材３０４６の中にはトンネル状の空間はない。ダミー部材３０４６は、被覆部材３０４５ａと同じようにトンネル状の部分を有する構造のものであってもよい。
【００９６】
本実施の形態においても、実施の形態９と同様の作用効果を奏することができる。
本実施の形態では、配線３００６が一方の側にしか延在していないが、実施の形態９のように２つの側にそれぞれ延在してもよい。外部接続端子を２ヶ所以上に設けてもよい。
【００９７】
配線が２つの側に向かって延在するときは、ダミー部材３０４６に代えて被覆部材３０４５ａが配置されることとなる。
【００９８】
上から見たときに振動部３００４の外形線が入江のように奥まった部分がいくつか存在する。本実施の形態では、そのように奥まった部分の各々においては、外壁部材３００８の一部が侵入した形となっている。このように侵入する部分を「侵入部」と呼ぶものとする。図５８に示した例では４ヶ所の侵入部３０４７が設けられている。侵入部３０４７は、振動部３００４には当接しない。侵入部３０４７は、振動部３００４からは離隔しつつ、振動部の平面形状の奥まった部分に入り込んでその空間の大部分を占めている。このような侵入部３０４７を設けることは必須ではないが、設けられていることが好ましい。侵入部３０４７は、図５８に示したように外壁部材３００８の続きとして一体的に設けられていてもよいが、外壁部材３００８とは別に独立したブロックとして設けられていてもよい。
【００９９】
外壁部材３００８は振動部３００４と同一の基板からパターニングすることによって同時に形成することができる。このパターニングはエッチングによって行なわれる。ダミー部材や侵入部を設けることは、外壁部材および振動部を形成するためのエッチングによって除去すべき材料の体積を小さくすることにつながる。したがって、エッチングに要する時間を短縮することができる。また、これらの構成により、除去すべき材料の体積が小さくなれば、エッチングによって生じる廃液の量を低減することができる。
【０１００】
実施の形態９，１０のいずれにおいても、配線を１つまたは２つの向きに延在させるだけでなく、３以上の向きに延在させることとしてもよい。外部接続端子を３箇所以上に設けてもよい。
【０１０１】
（実施の形態１１）
図６１〜図６５を参照して、本発明に基づく実施の形態１１における共振器４１０１について説明する。この共振器４１０１は、平坦な上面を有する基材４００１と、基材４００１の上面４００１ｕから離隔して基材４００１の上面４００１ｕに対向するように配置された振動部４００４と、振動部４００４の下面に対して電位差を生じさせることによって振動部４００４の少なくとも一部にねじり振動を発生させることができるように、振動部４００４の下面の一部に対して離隔しつつ対向して基材４００１の上面４００１ｕに配置された振動付与部４００３と、振動付与部４００３から、基材４００１の上面４００１ｕに沿うように振動部４００４の下側を通過して、上から見て振動部４００４の外側となる位置まで引き出されている配線４００６とを備える。配線４００６は、振動部４００４のうち前記ねじり振動の際に節となる部位４０１２の下側において振動部４００４と交差するように配置されている。振動部４００４は外壁部材４００８によって取り囲まれている。振動部４００４の下側から外側に向けて基材４００１の上面４００１ｕに配置されている配線４００６は外壁部材４００８の１ヶ所をくぐるようにして外壁部材４００８の外側に延在している。配線４００６は基材４００１の外縁にまで至っており、配線４００６の終端には外部接続電極４００７が配置されている。配線４００６が外壁部材４００８の下をくぐる部分では、外壁部材４００８は基材４００１との境目にトンネル４０１５を有しており、このトンネル４０１５内を配線４００６が通っている。トンネル４０１５の出口では、隙間を塞ぐように窒化膜４００９が形成されている。
【０１０２】
外壁部材４００８は外周部に切欠き部４０１０を有している。切欠き部４０１０においては基材４００１の上面４００１ｕが露出しており、外部接続電極４００７は、切欠き部４０１０内に位置するように配置されている。したがって、外部接続電極４００７への電気的接続は切欠き部４０１０を利用して行なうことができる。
【０１０３】
図６１におけるＬＸＩＩ−ＬＸＩＩ線に関する矢視断面図を図６２に示す。振動付与部４００３の上面４００３ｕは振動部４００４の下面４００４ｗに離隔しつつ対向している。アンカ部４００２ａ，４００２ｂ、振動部４００４、外壁部材４００８は、Ｓｉ層４０２１、ＳｉＯ2層４０２２およびＳｉ層４０２３の積層体を加工して形成されたものである。外壁部材４００８の上側の開口部は封止部材４０４３によって塞がれている。すなわち、振動部４００４の上側は封止部材４０４３によって離隔しつつ覆われている。封止部材４０４３の下面には凹部４０４３ｃが設けられているので、振動部４００４がねじり振動した場合でも振動部４００４は封止部材４０４３に衝突しないようになっている。
【０１０４】
図６１において２点鎖線で示された横長の長方形は、封止部材４０４３の裏面に設けられた凹部４０４３ｃの輪郭形状を示す。
【０１０５】
図６１におけるＬＸＩＩＩ−ＬＸＩＩＩ線に関する矢視断面図を図６３に示す。振動付与部４００３は導電性をもたせられており、配線４００６の一端が振動付与部４００３に電気的に接続されている。この例では配線４００６はＴｉ膜４０３２、Ｐｔ膜４０３３およびＡｕ膜４０３４の合計３層からなる積層構造となっている。ただし、ここで示す配線４００６の詳細な構造は一例に過ぎない。配線４００６は、３層構造とする代わりに他の数の積層構造であってもよいし、単層構造であってもよい。配線４００６に含まれる金属膜の種類もここで説明した組合せに限らない。配線４００６と振動付与部４００３との接続位置においては、この例では振動付与部４００３の下端は切欠きのない構造としたが、振動付与部４００３の下端角部に配線４００６の先端の一部を受け入れるための切欠きを適宜設けてもよい。図６３では、配線４００６の先端の一部が基材４００１の中に沈み込んだように描かれているが、これは図面作成上の便宜によるものであって、実際には基材４００１の上面４００１ｕは平坦であってよく、配線４００６の先端の一部が基材４００１の中に沈み込む必要はない。配線４００６の先端に延在するＴｉ膜４０３２およびＰｔ膜４０３３がきわめて薄く形成されていれば、基材４００１の上面４００１ｕと振動付与部４００３の下面とのいずれにも切欠きが設けられていなくても基材４００１の上面４００１ｕと振動付与部４００３の下面との間にＴｉ膜４０３２およびＰｔ膜４０３３を挟み込んで電気的接続を達成することができる。
【０１０６】
図６１における振動部４００４を取り出したところを図６４に示す。振動部４００４には区間４４０１，４４０２，４４０３，４４０４が含まれている。振動付与部４００３の作用によって振動部４００４にねじり振動を生じさせたときには、区間４４０１，４４０２，４４０３，４４０４においてねじり振動が生じる。もっとも、これは、振動部４００４の中でねじり振動が生じる部位が区間４４０１，４４０２，４４０３，４４０４に限られるという趣旨ではない。
【０１０７】
図６１におけるＬＸＶ−ＬＸＶ線に関する矢視断面図を図６５に示す。これは区間４４０１に相当する。図６５に示すように、区間４４０１におけるねじり振動は、区間４０１３ａ，４０１３ｂが腹となり、部位４０１２が節となるように生じる。図６５に示すように、配線４００６は部位４０１２の真下を通るように配置されている。すなわち、配線４００６は、振動部４００４のうちねじり振動の際に節となる部位４０１２の下側において振動部４００４と交差するように配置されている。
【０１０８】
ここで説明した部位４０１２の位置はあくまで例示である。ここでは、節となる部位４０１２が区間４４０１の中間に１ヶ所だけある例を示したが、条件によっては、節となる部位４０１２が区間４４０１の中間以外の位置に存在することもありうる。また、区間４４０１がある程度長い場合、１つの区間の中に節となる部位が複数存在することもありうる。それらの場合においても、配線４００６は、振動部４００４のうちねじり振動の際に節となる部位の下側において振動部４００４と交差するように配置されていればよい。
【０１０９】
本実施の形態では、配線は、振動部のうちねじり振動の際に節となる部位の下側において振動部と交差するように配置されているので、たとえ配線に電位の変動が生じても、配線がねじり振動に与える影響を小さく抑えることができる。なぜなら振動部の節の部分は変位しにくいからである。こうして、共振器において、配線の電位変動に起因して振動部のねじり振動が妨げられる度合いを最小限に抑えることができる。
【０１１０】
なお、本実施の形態では、説明をわかりやすくするために、振動部においてねじり振動が生じる区間を４つ示し、そのうちの１つにのみ配線が交差する構成を示したが、実際には、振動部４００４の形状はこれより複雑であってもよい。ねじり振動が生じる区間の数は４つより多くても少なくてもよい。ねじり振動が生じたときに節となる部位が共振器内に複数存在し、これらの複数の部位においてそれぞれ配線が交差する構成となっていてもよい。
【０１１１】
（製造方法）
図６６〜図８７を参照して、本実施の形態における共振器の製造方法について説明する。これらの図では、説明の便宜のために縦横比を誇張している。
【０１１２】
この製造方法では、ＳＯＩ基板とガラス基板との両方においてそれぞれいくつかの工程を行なったのちに両者を貼り合わせる工程を含む。
【０１１３】
まずＳＯＩ基板側で行なう工程について説明する。
図６６に示すようにＳＯＩ（Silicon  on  Insulator）基板４０５１を用意する。このＳＯＩ基板４０５１の場合、下から順にＳｉ層４０２１、ＳｉＯ2層４０２２、Ｓｉ層４０２３が積層されており、表裏両面に酸化膜４０２０ａ，４０２０ｂが形成されている。酸化膜４０２０ａ，４０２０ｂはＳｉＯ2の膜である。まず、フッ酸（ＨＦ）によって表裏両面の酸化膜４０２０ａ，４０２０ｂを除去し、図６７に示す状態に至る。表裏両面の酸化膜が元々形成されていない場合は、フッ酸によるこの工程は不要であり、図６７の状態から開始する。
【０１１４】
このＳｉ層４０２１の一部は、のちにアンカ部および振動付与部となる予定のものである。
【０１１５】
図６８に示すようにＳＯＩ基板４０５１の下面にＣｒ膜４０２４を形成する。このＣｒ膜４０２４をパターニングして、図６９に示すようにＣｒパターン４０２５を形成する。このＣｒパターン４０２５はアンカ部、振動付与部などの形状に対応している。
【０１１６】
Ｃｒパターン４０２５を覆うようにレジストを塗布し、図７０に示すように、レジスト層４０２６を設ける。フォトリソグラフィを行ない、レジスト層４０２６をパターニングする。その結果、図７１に示すようにレジストパターン４０２７を得る。このレジストパターン４０２７をマスクとしてＳｉ層４０２１に対して誘導結合プラズマ（Inductively  Coupled  Plasma）エッチング（以下「ＩＣＰエッチング」という。）を行なう。その結果、Ｓｉ層４０２１は部分的に除去されて図７２に示す構造に至る。図７３に示すようにレジストパターン４０２７を除去する。Ｃｒパターン４０２５をマスクとしてＳｉ層４０２１をさらにエッチングして図７４に示す構造を得る。Ｓｉ層４０２１のうちＣｒパターン４０２５に覆われていなかった部分は覆われていた部分に比べて除去が進行して低くなっている。Ｃｒパターン４０２５を除去し、図７５に示す構造を得る。この構造体を硫酸過水およびフッ酸で洗浄する。なお、「硫酸過水」とは、硫酸と過酸化水素水を、硫酸と過酸化水素水との混合物である。
【０１１７】
次に、共振器の基材４００１となるべきガラス基板を用いた工程について説明する。
まず、図７６に示すようにガラス基板４０６１を用意する。図７６に示した状態ではガラス基板４０６１はガラス層４０３１からなる。図７７に示すようにガラス基板４０６１の上面にＴｉ膜４０３２を形成する。図７８に示すようにガラス基板４０６１の上面にＰｔ膜４０３３を形成する。図７９に示すようにガラス基板４０６１の上面にＡｕ膜４０３４を形成する。こうしてガラス基板４０６１の上面には３種類の金属膜の積層体が出来上がる。図８０に示すように、この３種類の金属膜の積層体を、配線の形状となるようにパターニングする。
【０１１８】
図７５に示したＳＯＩ基板４０５１と図８０に示したガラス基板４０６１とを陽極接合によって貼り合わせる。こうして図８１に示す構造体を得る。
【０１１９】
図８２に示すように、上面にレジストを塗布し、レジスト層４０４１を形成する。レジスト層４０４１をパターニングし、図８３に示すようにレジストパターン４０４２を形成する。この構造体の上面に対してレジストパターン４０４２をマスクとしてＩＣＰエッチングを行なう。その結果、Ｓｉ層４０２３が部分的に除去されて図８４に示す構造に至る。さらにレジストパターン４０４２を除去して図８５に示す構造に至る。Ｓｉ層４０２３のうち中央でアイランド状に分離された部分４０２３ｉはのちに振動部４００４となる予定のものである。必要に応じてＳｉ層４０２３の全面に対してＩＣＰエッチングを行ない、厚みを調整する。
【０１２０】
フッ酸（ＨＦ）により、ＳｉＯ2層４０２２を除去する。これにより、図８６に示す構造を得ることができる。振動付与部４００３においては、残っていたＳｉＯ2層４０２２の面積が狭かったためＳｉＯ2層４０２２は完全に除去され、振動付与部４００３と振動部４００４との間に間隙４０１１が形成されている。他の部分においては、ＳｉＯ2層４０２２の面積が元々広かったため、各部分にあったＳｉＯ2層４０２２は外周部からいくらかは除去されて面積が縮小しているが完全に除去されるには至っていない。このように利用されるＳｉＯ2層４０２２は「犠牲層」とも呼ばれる。
【０１２１】
図８７に示すように、上側に封止部材４０４３を被せる。封止部材４０４３は他のガラス基板を用いて別途作製しておいてもよい。また、電子部品などの封止のために「ＬＩＤ」と称して市販されている蓋部材を封止部材４０４３として適宜利用してもよい。ただし、封止部材４０４３は、下面すなわちガラス層４０３１の側を向く面に凹部４０４３ｃを有することによって、振動部４００４には直接当接しない構造となっている。
【０１２２】
このような製造方法により、図６１に示した共振器４１０１を得ることができる。図８７まででは、説明の便宜のために、振動部４００４の長手方向と配線４００６の延在する方向とが平行であるように扱って表示していたが、実際には、配線４００６は振動部４００４の長手方向と平行になっているとは限らない。配線４００６の配置に関しては図６１がより正しい。図６１では、図８７までで作製したものと寸法比、細部構造などが異なっているかもしれないが、技術的思想は共通する。図６１では封止部材４０４３を取り去った状態を示している。図６１に示したように外壁部材４００８を備えた構造を作製する場合は、ＳＯＩ基板４０５１として面積が大きなものを用い、振動部４００４、アンカ部４００２ａ，４００２ｂ、振動付与部４００３などと同様にパターニングすることによって外壁部材４００８も作成することとすればよい。そのようにすればＳＯＩ基板と基材との貼合せによって、外壁部材４００８を備えた構造を得ることができる。
【０１２３】
図８７における、Ｔｉ膜４０３２、Ｐｔ膜４０３３およびＡｕ膜４０３４からなる積層体は、図６１においては配線４００６および外部接続電極４００７として表示されている。
【０１２４】
図６１に示されている窒化膜４００９は、所定の加工を済ませたＳＯＩ基板と基材としてのガラス基板とを貼り合わせる工程の後で、ＣＶＤ（Chemical  Vapor  Deposition）により形成したものである。
【０１２５】
（実施の形態１２）
（構成）
図８８〜図９０を参照して、本発明に基づく実施の形態１２における共振器４１０２について説明する。図８８に示すように、本実施の形態における共振器４１０２は、基本的な構成は実施の形態１１で説明した共振器４１０１と類似するが、配線の経路が異なる。図８８におけるＬＸＸＸＩＸ−ＬＸＸＸＩＸ線に関する矢視断面図を図８９に示す。図８８におけるＸＣ−ＸＣ線に関する矢視断面図を図９０に示す。すなわち、共振器４１０２は、振動部４００４と基材４００１とを接続するアンカ部４００２ｂを備え、アンカ部４００２ｂは基材４００１に接する側にトンネル４０１５ｃを有する。さらに振動部４００４の外側をを取り囲む外壁部材４００８にはトンネル４０１５が設けられている。配線４００６は、トンネル４０１５ｃおよびトンネル４０１５を通過して引き出されている。
【０１２６】
本実施の形態では、配線４００６はアンカ部４００２ｂの下側をくぐって外側に引き出されるので、実施の形態１１で図６１などに示したように配線４００６を配置する場合に比べて、配線４００６が振動部４００４に接近する区間を少なくすることができる。したがって、配線４００６が振動部４００４に与える影響を低減することができる。
【０１２７】
ここでは、２つあるアンカ部４００２ａ，４００２ｂのうちの一方であるアンカ部４００２ｂのみにトンネル４０１５ｃが設けられ、配線４００６がこのトンネル４０１５ｃをくぐる構成の例を示したが、トンネルが設けられて配線が通されるアンカ部は、アンカ部４００２ｂに限らず他方のアンカ部４００２ａであってもよい。アンカ部４００２ａ，４００２ｂの両方にトンネルが設けられて配線が通されていてもよい。また、１つのアンカ部に複数のトンネルが設けられていてもよい。アンカ部に設けられるトンネルは直線状のものに限らず、折れ曲がった形状のトンネルであってもよい。その場合、配線も同様に折れ曲がった形状であれば、問題なく組み合わせることができる。
【０１２８】
図８９、図９０では、配線４００６および外部接続電極４００７は３層構造であるものとして図示したが、これはあくまで例示であって３層構造には限らない。配線４００６および外部接続電極４００７は３以外の数の層による積層構造であってもよい。
【０１２９】
なお、実施の形態１１，１２のいずれにおいても、「アンカ部」は下部のみのブロックを指すものとして、アンカ部の上側に絶縁膜であるＳｉＯ2層４０２２を介して振動部４００４が載っている構成を示して説明したが、アンカ部と振動部とを隔てる絶縁膜を無くし、アンカ部が振動部と一体的に形成された構成であってもよい。その場合、アンカ部は、振動部の続きであって基材に接続されたブロック状の部分を指すこととなる。そのようなアンカ部においてもトンネルを設けて実施の形態１２で説明した構成を実現することができる。
【０１３０】
また、Ｓｉ層４０２１、ＳｉＯ2層４０２２、Ｓｉ層４０２３の合計３層の積層体に基づいて構成されたブロック状の部分全体を「アンカ部」と呼ぶこととしてもよい。この場合も、振動部はアンカ部によって基材の上面から離隔するように支持されているということができる。
【０１３１】
（実施の形態１３）
図９１〜図９５を参照して、本発明に基づく実施の形態１３における共振器４１０３について説明する。図９１は、本実施の形態における共振器４１０３の平面図である。振動部４００４とアンカ部４００２ａ，４００２ｂとが一体物として形成されている。ここでは振動部４００４を取り囲む外壁部材、封止部材を図示していないが、実際には、外周を取り囲む外壁部材、上側を塞ぐ封止部材があってもよい。振動部４００４は基材４００１から離隔するように配置されており、振動部４００４の両端はアンカ部４００２ａ，４００２ｂとなっている。アンカ部４００２ａ，４００２ｂは、基材４００１の表面に固定されている。この共振器４１０３は、図９２に示すように基材４００１の表面に電極パターンを形成したものと、図９３に示すような形状に形成したＳｉブロックとを静電接合によって貼り合わせたものである。図９２に示すように、基材４００１の表面の電極パターンは４ヶ所の外部接続電極４００７ａ，４００７ｂ，４００７ｃ，４００７ｄと１ヶ所の振動付与電極４０３０とを含んでおり、これらは配線４００６によってＨ字形に接続されている。配線４００６には区間４６０１，４６０２，４６０３，４６０４が含まれる。区間４６０１〜４６０４はいずれも同じ長さであり、互いに平行に配置されている。
【０１３２】
すなわち、共振器４１０３においては、配線４００６は、互いに平行な線状部分としての区間４６０１〜４６０４を対称に含む少なくとも１対の平行線部を含み、振動部４００４は上から見て対称な形状を有し、前記平行線部の対称軸と前記振動部の対称軸とが一致している。図９１に示した例では、配線４００６のうちの区間４６０１，４６０２を１対の平行線部とみなしたときの対称軸と、配線４００６のうちの区間４６０３，４６０４を１対の平行線部とみなしたときの対称軸と、振動部４００４の対称軸とがいずれも対称軸４０８１であって一致している。
【０１３３】
図９１におけるＸＣＩＶ−ＸＣＩＶ線に関する矢視断面図を図９４に示す。配線４００６は振動部４００４のうちねじり振動の際に節となる部位４０１２ａ，４０１２ｂの真下を通るように配置されている。図９１におけるＸＣＶ−ＸＣＶ線に関する矢視断面図を図９５に示す。配線４００６はアンカ部４００２ｂに設けられたトンネル４０１５ｃ，４０１５ｄの中をくぐるように配置されている。
【０１３４】
本実施の形態では、配線４００６は振動部のうちねじり振動の際に節となる部位４０１２ａ，４０１２ｂの真下を通るように配置されているので、配線４００６がねじり振動に与える影響を低減することができる。さらに、振動部４００４が対称形状であるだけでなく配線４００６も振動部４００４の対称軸と同一の対称軸を中心として対称に展開しているので、配線４００６が振動部４００４のねじり振動にたとえ何らかの影響を及ぼすとしてもその影響は対称に現れることとなり相殺させることができる。その結果、配線４００６の電位の変動が振動部４００４のねじり振動に及ぼす影響をきわめて小さく抑えることができる。
【０１３５】
本実施の形態における共振器４１０３としては、アンカ部４００２ａ，４００２ｂと振動部４００４とが一体物として形成された例を示したが、実施の形態１１，１２に示した共振器４１０１，４１０２のようにアンカ部４００２ａ，４００２ｂと振動部４００４とが別体であってもよい。すなわち、ＳＯＩ基板に含まれる２つのＳｉ層がそれぞれ加工されてアンカ部４００２ａ，４００２ｂと振動部４００４とになったものであってもよく、別々に形成されてから互いに接合されたものであってもよい。そのような構成であっても、本実施の形態で説明した振動体と配線との位置関係に関する考え方は同様に適用できる。
【０１３６】
なお、上記各実施の形態では、振動部は、１本の直線が長方形の中央を貫通したような形状である例を示したが、振動部は異なる形状であってもよい。
【０１３７】
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【産業上の利用可能性】
【０１３８】
本発明は、共振器に適用することができる。
【符号の説明】
【０１３９】
１  基板、２，２ｈ，２ｉ，２ｊ，２ｋ  振動部、２ｊａ，２ｊｂ  部分、２ｖ  振動入力領域、３  振動付与電極、４，４ｈ，４ｉ  電極パターン、５  電極ブロック部、５ａ  切欠き部、６，６０  間隙、７  引出配線、８  外部接続端子、９  外壁部、１０  基材、１０ｕ  （基材の）上面、１１  切欠き部、１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ  アンカ部、１５ａ１，１５ｂ１  アンカ下部層、１５ａ２，１５ｂ２  アンカ上部層、１９  絶縁層、２１  Ｓｉ層、２２  ＳｉＯ2層、２３  Ｓｉ層、３１  トンネル、３２  梁状部分、３４  窒化膜、３５  キャップ、４１  Ｔｉ膜、４２  Ｐｔ膜、４３  Ａｕ膜、５１  ＳＯＩ基板、１０１，１０５，１１１，１１２，１１３  共振器、２００，２０１，２０２，２０３，２０４  枝部、２００９，２００９ｈ，２００９ｉ  接続端、３００１  基材、３００１ｕ  （基材の）主表面、３００２ａ，３００２ｂ  アンカ下部、３００３  振動付与電極、３００３ｕ  （振動付与電極の）上面、３００４  振動部、３００４ａ，３００４ｂ  アンカ上部、３００４ｗ  （振動部の）下面、３００６  配線、３００７，３００７ａ，３００７ｂ  外部接続端子、３００８  外壁部材、３００８ａ  開口部、３００９  窒化膜、３０１０  切欠き部、３０１５  トンネル、３０２２  絶縁層、３０４３  封止部材、３０４３ｃ  （封止部材の）凹部、３０４５ａ，３０４５ｂ  被覆部材、３０４５ａ１  被覆部材上部、３０４５ａ２  絶縁層、３０４５ａ３  被覆部材下部、３０４６  ダミー部材、３０４７  侵入部、３１０１，３１０２  共振器、３４０１，３４０２，３４０３，３４０４  （振動部における）区間、４００１  基材、４００１ｕ  （基材の）上面、４００２ａ，４００２ｂ  アンカ部、４００３  振動付与部、４００３ｕ  （振動付与部の）上面、４００４  振動部、４００４ｗ  （振動部の）下面、４００６  配線、４００７，４００７ａ，４００７ｂ，４００７ｃ，４００７ｄ  外部接続電極、４００８  外壁部材、４００９  窒化膜、４０１０  切欠き部、４０１１，４０６０  間隙、４０１２，４０１２ａ，４０１２ｂ  （ねじり振動の際に節となる）部位、４０１３ａ，４０１３ｂ  （ねじり振動の際に腹となる）区間、４０１５，４０１５ｃ，４０１５ｄ  トンネル、４０２０ａ，４０２０ｂ  酸化膜、４０２１，４０２３  Ｓｉ層、４０２２  ＳｉＯ2層、４０２３ｉ  部分、４０２４  Ｃｒ膜、４０２５  Ｃｒパターン、４０２６，４０４１  レジスト層、４０２７  レジストパターン、４０３０  振動付与電極、４０３１  ガラス層、４０３２  Ｔｉ膜、４０３３  Ｐｔ膜、４０３４  Ａｕ膜、４０４２  レジストパターン、４０４３  封止部材、４０４３ｃ  （封止部材の）凹部、４０５１  ＳＯＩ基板、４０６１  ガラス基板、４０８１  対称軸、４１０１，４１０２，４１０３  共振器、４４０１，４４０２，４４０３，４４０４  （振動部における）区間、４６０１，４６０２，４６０３，４６０４  （配線における）区間。
【図１】
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【図２】
0005453705.tif 000003
【図３】
0005453705.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0005453705.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0005453705.tif 000011
【図１１】
0005453705.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
0005453705.tif 000021
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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【図７３】
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【図７４】
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【図７５】
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【図７６】
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【図７７】
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【図７８】
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【図７９】
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【図８０】
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【図８１】
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【図８２】
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【図８３】
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【図８４】
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【図８５】
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【図８６】
0005453705.tif 000087
【図８７】
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【図８８】
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【図８９】
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【図９０】
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【図９１】
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【図９２】
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【図９３】
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【図９４】
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【図９５】
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【図９６】
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【図９７】
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【図９８】
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