(57)【要約】【課題】小型、薄型であっても、スティッキングを生じさせないＭＥＭＳ構造体を備え、更に安定した周波数特性を備えるＭＥＭＳ振動子を得ることを目的とする。【解決手段】基板と、前記基板の主面上に設けられた第１下部電極と、前記第１下部電極の外周に配設された第２下部電極と、前記第１下部電極および前記第２下部電極に前記主面の法線方向に離間して設けられ、前記主面の平面視において前記第１下部電極に重なる第１振動部と、前記第２下部電極に重なる第２振動部を備える上部電極と、前記上部電極を支持する複数の支持電極と、前記支持電極に接続され前記主面上に設けられた固定電極と、を備える振動電極と、を備え、前記第２振動部は切り欠き部が複数形成され、前記切り欠き部に前記支持部が接続される接続部を備え、前記主面上に前記第１下部電極から外部接続配線が延出されている振動子。【選択図】図１
2014127920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の主面上に設けられた第１下部電極と、前記第１下部電極の外周に配設された第２下部電極と、
前記第１下部電極および前記第２下部電極に前記主面の法線方向に離間して設けられ、前記主面の平面視において前記第１下部電極に重なる第１振動部と、
前記第２下部電極に重なる第２振動部を備える上部電極と、
前記上部電極を支持する支持電極と、前記支持電極に接続され前記主面上に設けられた固定電極と、を複数備える振動電極と、を備え、
前記第２振動部は切り欠き部が複数形成され、前記切り欠き部に前記支持部が接続される接続部を備え、
前記主面上に前記第１下部電極から外部接続配線が延出されている、
ことを特徴とする振動子。
【請求項２】
前記第１下部電極および前記第１振動部は円形外形を有し、
前記主面の平面視において、前記第１下部電極の円形外形中心と前記第１振動部の円形外形中心と、は略一致するように配置され、
前記第１下部電極の外形は、前記第１振動部の外形より小さい、
ことを特徴とする請求項１に記載の振動子。
【請求項３】
前記外部接続配線が１本である、ことを特徴とする請求項１または２に記載の振動子。
【請求項４】
前記第１下部電極の円形外径をａ、前記第１振動部の円形外径をｂ、とした場合、
０．６７≦ａ／ｂ≦０．７
であることを特徴とする請求項２または３に記載の振動子。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の振動子と、
前記振動子を駆動する回路を含む制御回路と、を備える、
ことを特徴とする電子デバイス。
【請求項６】
請求項１から４のいずれか一項に記載の振動子、または請求項５に記載の電子デバイスを備える、
ことを特徴とする電子機器。
【請求項７】
請求項１から４のいずれか一項に記載の振動子、または請求項５に記載の電子デバイス、または請求項６に記載の電子機器を備える、
ことを特徴とする移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動子、電子デバイス、電子機器および移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
微細加工技術を利用して形成されたＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）デバイスと呼ばれる機械的に可動な構造体を備えた電気機械系構造体として、例えば、振動子、フィルター、センサー、モーターなどが一般的に知られている。中でも、ＭＥＭＳ振動子は、これまで主に使用されてきた水晶や誘電体を使用した振動子、共振子と比較して、半導体回路を組み込んで製造することが容易であり、微細化、高機能化に対し有利であることから、その利用が活発になってきている。
【０００３】
従来のＭＥＭＳ振動子の代表例としては、基板面と平行な方向に振動する櫛型振動子と、基板の厚さ方向に振動する梁型振動子とが知られている。梁型振動子は、基板上に形成された下部電極（固定電極）と、この下部電極の上方に間隙を介して配置された上部電極（可動電極）などからなる振動子で、上部電極の支持の仕方により、片持ち梁型（ｃｌａｍｐｅｄ―ｆｒｅｅ  ｂｅａｍ）、両持ち梁型（ｃｌａｍｐｅｄ‐ｃｌａｍｐｅｄ  ｂｅａｍ）、両端自由梁型（ｆｒｅｅ‐ｆｒｅｅ  ｂｅａｍ）などが知られている。
【０００４】
両端自由梁型のＭＥＭＳ振動子は、振動する上部電極の振動の節の部分が支持部材によって支持されるため、基板への振動洩れが少なく振動の効率が高い。特許文献１には、この支持部材の長さを振動の周波数に対して適切な長さとすることにより振動特性を改善する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６９３０５６９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＭＥＭＳ振動子では、小型化、薄型化、省電力化、そして高周波数帯への適用と様々なニーズがある。特許文献１に記載の両端自由梁型のＭＥＭＳ振動子において、小型化、薄型化、省電力化、そして高周波数帯への適用を実現するためには、上部電極および上部電極を支持する支持部の剛性を小さくする、あるいは、上部電極と下部電極との間隙を小さくすることが有効であった。しかし、上部電極と下部電極との間隙を小さくすることによって、ＭＥＭＳ振動子の製造過程においてスティッキングと言われる現象が生じやすくなっていた。スティッキングとは、ＭＥＭＳ構造体を形成する際の犠牲層として形成された酸化膜をエッチング除去する際に、上部電極と下部電極が付着する現象等を指している。
【０００７】
そこで、小型、薄型であっても、スティッキングを生じさせないＭＥＭＳ構造体を備え、更に安定した周波数特性を備えるＭＥＭＳ振動子を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００９】
〔適用例１〕本適用例の振動子は、基板と、前記基板の主面上に設けられた第１下部電極と、前記第１下部電極の外周に配設された第２下部電極と、前記第１下部電極および前記第２下部電極に前記主面の法線方向に離間して設けられ、前記主面の平面視において前記第１下部電極に重なる第１振動部と、前記第２下部電極に重なる第２振動部を備える上部電極と、前記上部電極を支持する支持電極と、前記支持電極に接続され前記主面上に設けられた固定電極と、を複数備える振動電極と、を備え、前記第２振動部は切り欠き部が複数形成され、前記切り欠き部に前記支持部が接続される接続部を備え、前記主面上に前記第１下部電極から外部接続配線が延出されていることを特徴とする。
【００１０】
従来の、特許文献１に示された両端自由梁型振動子の場合には、振動板の側面に位置する振動の節部分に支持部を連接させるため、支持部の数は、側面における振動の節の数より多くすることができなかった。また、支持部は、振動板の側面から離れる方向に延在させる必要があったため、支持部を含めた振動子としての占有面積は、振動板より大きくならざるを得なかった。
【００１１】
しかし、本適用例の振動子によれば、振動体である上部電極は、第２振動部の切り欠き部に支持電極が連接される接続部を備えていることで、上部電極の周縁部と中央部（接続部より中央寄りの部分）とが振動の腹として振動する振動子を構成することができる。従って、本適用例の構成によれば、支持電極や固定電極を切り欠きによって空いた領域に設けることで、支持電極を第２振動部の外側、すなわち上部電極の外側に延在させることなく振動子を構成することができ、更には、支持電極の延在させる長さを短くすることができるため、振動子をより小型にすることができる。
【００１２】
また、振動体としての上部電極の内部に位置する振動の節に対して、上部電極の周縁部に設けた切り欠きに支持電極が連接される接続部を形成することで、支持電極の配置位置、およびその数が限定されることが無い。その結果、上部電極を支える剛性が増し、例えば、基板の主面上に離間させて上部電極を形成する製造工程において、エッチング液や洗浄液の表面張力などが働いた場合であっても、上部電極が基板の主面上に付着してしまうスティッキングが起こりにくくなる。その結果、スティッキングによる歩留まり低下を抑制することができる。
【００１３】
〔適用例２〕上述の適用例において、前記第１下部電極および前記第１振動部は円形外形を有し、前記主面の平面視において、前記第１下部電極の円形外形中心と前記第１振動部の円形外形中心と、は略一致するように配置され、前記第１下部電極の外形は、前記第１振動部の外形より小さいことを特徴とする。
【００１４】
上述の適用例によれば、振動体としての上部電極の第１振動部は、第１振動部の円形外形の中心部に振動の腹を有することができる。従って、振動子の振動の腹および節の位置を決定することが容易になり、所望の振動特性を備える振動子の設計、製造を容易にすることができる。
【００１５】
なお、上述の適用例における「略一致」とは、厳密に一致する状態を示すものではなく、例えば製造上のばらつきの範囲において、僅かに中心が一致しない状態は「略一致」とされる。
【００１６】
〔適用例３〕上述の適用例において、前記外部接続配線が１本である、ことを特徴とする。
【００１７】
上述の適用例によれば、上部電極の外部接続配線に対向する領域に、振動子の製造過程で生じる変形部の領域が１ヵ所となる。上部電極に生じる変形は、第１振動部に対して振動を妨げるリブ構造、すなわち補強構造となり第１振動部の剛性を高めてしまう。従って、変形部が最も少なくなるよう、外部接続配線を１本とすることで、容易に所望の振動特性である共振周波数を備えるＭＥＭＳ振動子を得ることができる。
【００１８】
また、本来第１振動部は２次の振動モードで励起されるものが、変形部が存在することにより高次の振動モード、いわゆるスプリアスが出現しやすくなる。従って、変形部が最も少なくなるよう、外部接続配線を１本とすることで、スプリアスの出現が抑制されたＭＥＭＳ振動子を得ることができる。
【００１９】
〔適用例４〕上述に適用例において、前記第１下部電極の円形外径をａ、前記第１振動部の円形外径をｂ、とした場合、
０．６７≦ａ／ｂ≦０．７
であることを特徴とする。
【００２０】
上述の適用例によれば、前記第１下部電極と前記第１振動部の円形外径の接触、すなわちスティッキング現象が抑制され、かつ最大の信号振幅が得られるＭＥＭＳ振動子を得る事が出来る。
【００２１】
〔適用例５〕本適用例の電子デバイスは、上述の振動子と、前記振動子を駆動する回路を含む制御回路と、を備えることを特徴とする。
【００２２】
本適用例の電子デバイスによれば、所望の共振周波数を安定して取り出すことができ、更にスプリアスの発生が抑制された振動子を備えることにより、所望の振動特性を備えることができる。
【００２３】
〔適用例６〕本適用例に電子機器は、上述の振動子または、上述の電子デバイスを備えることを特徴とする。
【００２４】
本適用例の電子機器によれば、所望の共振周波数を安定して取り出すことができ、更にスプリアスの発生が抑制されたＭＥＭＳ素子を備えることにより、所望の振動特性を備えることができる電子デバイスを備え、安定した電子機器の動作を得ることができる。
【００２５】
〔適用例７〕本適用例の移動体は、上述の適用例による振動子、または電子デバイス、または電子機器を備えることを特徴とする。
【００２６】
本適用例の移動体によれば、所望の共振周波数を安定して取り出すことができ、更に、スプリアスの発生が抑制される電子デバイス、電子機器を備え、安定した動作を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】第１実施形態に係るＭＥＭＳ振動子を示す、蓋部および被覆層を除いた状態での平面図。
【図２】第１実施形態に係るＭＥＭＳ振動子を示す、（ａ）は図１に示すＯ−Ａ部の断面図、（ｂ）は図１に示すＯ−Ｂ部の断面図、（ｃ）は図１に示すＯ−Ｃ部の断面図。
【図３】第１実施形態に係るＭＥＭＳ振動子に備えるＭＥＭＳ共振子の動作を説明する、（ａ）は部分平面図、（ｂ）は断面図。
【図４】第１実施形態に係るＭＥＭＳ振動子を示し、（ａ）は図１に示すＤ−Ｄ´部の拡大断面図、（ｂ）は図１に示すＥ−Ｅ´部の拡大断面図。
【図５】第１実施形態に係るＭＥＭＳ共振子の製造方法を示す断面図。
【図６】第２実施形態に係る電子デバイスを示す断面図。
【図７】第３実施形態に係る電子機器としてのスマートフォンを示す外観図。
【図８】第３実施形態に係る電子機器としてのデジタルスチルカメラを示す外観図。
【図９】第４実施形態に係る移動体としての自動車を示す外観図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照して、本発明に係る実施形態を説明する。
【００２９】
（第１実施形態）
第１実施形態に係る振動子を、図１および図２に示す。図１は、本実施形態に係る振動子としてのＭＥＭＳ振動子１００の、後述する被覆層および蓋部を除いた状態での平面図であり、図２は、（ａ）に図１に示すＯ−Ａ部断面図を示し、（ｂ）に図１に示すＯ−Ｂ部断面図を示し、（ｃ）に図１に示すＯ−Ｃ部断面図を示す。図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、本実施形態に係るＭＥＭＳ振動子１００は、ウエハー基板１１と、ウエハー基板１１の一方の面１１ａに形成された第１酸化膜１２と、第１酸化膜１２上に形成された窒化膜１３と、により構成される基板１０を備えている。ウエハー基板１１は、シリコン基板であり、半導体製造装置および半導体製造方法を用いて、ＭＥＭＳ振動子１００は製造される。
【００３０】
基板１０の主面１０ａ、すなわち窒化膜１３の表面１３ａに、固定電極としての下部電極２０が形成されている。下部電極２０は、第１下部電極２１と第２下部電極２２と、により構成されている。図１に示すように、第１下部電極２１は、円形状の平面形状を有する固定電極であり、第２下部電極は第１下部電極２１の外側に離間部２０ａを備えて円環状に形成されている。第１下部電極２１からは、１本の図示しない外部配線と接続する外部接続配線としての第１外部接続配線２０ｂが延設されている。第２下部電極２２は、図１に示すように、第１外部接続配線２０ｂを配設するための離間部２０ｃが形成されている。
【００３１】
また、第１下部電極２１と、第２下部電極２２と、は離間して、第１振動部３１および第２振動部３２を備える上部電極３０が形成されている。第１振動部３１は、第１下部電極２１に重なるように、円形状に形成されている。そして、第１振動部３１の円形外径の中心と、第１下部電極２１の円形状の中心と、は、主面１０ａの平面視、すなわち図２（ａ）に示す矢印Ｑ方向矢視において略一致させる、いわゆる同心状に配置される。第２振動部３２は、第１振動部３１の外周より外側に、本実施形態では３方向に延設され、円形の外形を備える、いわゆる扇形を有している。換言すると、第２振動部３２は、円形状の外形から複数の第１振動部３１にまで至る切り欠き部３０ａを形成することで構成されている。
【００３２】
上部電極３０は、第２振動部３２の切り欠き部３０ａにおける第１振動部３１の外縁の接続部３０ｄにおいて接続し、延設される支持電極３０ｃによって支持され、支持電極３０ｃは、他端が第２下部電極２２を介して主面１０ａ上に形成された固定電極３０ｂに接続されている。この様に固定電極３０ｂに接続された支持電極３０ｃに上部電極３０を支持固定することにより、第１下部電極２１と第１振動部３１との間、および第２下部電極２２と第２振動部３２との間、に間隙Ｇが構成され、第１下部電極２１と第１振動部３１、および第２下部電極２２と第２振動部３２、によってＭＥＭＳ振動子１００のＭＥＭＳ共振子１００ａが形成される。
【００３３】
図１に示すように、下部電極２０は、第１振動部３１に対向するように主面１０ａに形成された第１下部電極２１と、第１下部電極２１の外周に形成された第２下部電極２２と、で構成されている。第１下部電極２１は円形外形を有し、第２下部電極２２は、第１下部電極２１と同心の円環状、いわゆるドーナッツ形状を有している。第１下部電極２１からは、図示しない外部配線と接続される第１外部接続配線２０ｂが延設され、第２下部電極２２と電気的に短絡させないための離間部２０ｃが形成されている。この離間部２０ｃは、第２下部電極２２の切り欠き部ともなっている。第１下部電極２１から延設される第１外部接続配線２０ｂは、ＭＥＭＳ振動子１００では１本（１ヵ所）形成され、その配置場所には限定はない。
【００３４】
第２下部電極２２も、第２下部電極２２の外周より延設され、図示しない外部配線と接続される第２外部接続配線２０ｄが形成されている。第２外部接続配線２２ｄは、本実施形態では１本（１ヵ所）形成されているが、これに限定されず複数本が形成されてもよく、また配置場所にも限定は無い。
【００３５】
ＭＥＭＳ共振子１００ａは、図２に示すように、基板１０の主面１０ａ、すなわち窒化膜１３の表面１３ａ上に形成された空間部Ｓに、収容されるように形成されている。空間部Ｓは、次のように形成される。下部電極２０が形成された後、第２酸化膜５０を形成する。第２酸化膜５０には、下部電極２０の形成と同時に、ポリシリコンによる、後述する空間壁部４０の最下層４３と接続されるように最下層４３が露出される穴が形成され、第１配線層４１がフォトリソグラフィーによるパターニングにより形成される。
【００３６】
更に、第３酸化膜６０が第２酸化膜５０上に形成される。第３酸化膜６０には、第１配線層４１が露出する穴が形成され、第２配線層４２がフォトリソグラフィーによるパターニングにより形成される。第２配線層４２は、後述する空間壁部４０の最上層を構成する壁部４２ａと、ＭＥＭＳ共振子１００ａを収納する空間Ｓを構成する蓋部４２ｂと、を備えている。更に、第２配線層４２の蓋部４２ｂは、空間Ｓを形成するために製造過程で形成された空間Ｓの領域にある第２酸化膜５０および第３酸化膜６０をリリースエッチングするための開口４２ｃを備えている。
【００３７】
次に、第２配線層４２の開口４２ｃを露出させるように保護膜７０が形成され、開口４２ｃより第２酸化膜５０および第３酸化膜６０をエッチングするエッチング液が導入され、リリースエッチングにより空間Ｓが形成される。空間Ｓは、最下層４３と、第１配線層４１と、第２配線層４２と、によって形成される空間壁部４０に囲まれた領域である。
【００３８】
ＭＥＭＳ共振子１００ａに設けられている間隙部Ｇは、上述した空間Ｓの形成時におけるリリースエッチングにより形成される。すなわち、下部電極２０が形成された後、下部電極２０上に図示しない第４酸化膜が形成され、第４酸化膜上に第１振動部３１および第２振動部３２が形成される。そして、第４酸化膜がリリースエッチングによって、第２酸化膜５０および第３酸化膜６０とともに除去され、間隙部Ｇが形成される。なお、上述したリリースエッチングによって除去される空間Ｓに相当する領域の第２酸化膜５０および第３酸化膜６０、そして第４酸化膜は、犠牲層と呼ばれている。
【００３９】
リリースエッチングが終了し、空間Ｓが形成されると被覆層８０が形成され、保護膜７０に覆われていない第２配線層４２の蓋部４２ｂを覆い、開口４２ｃが封止される。これにより空間Ｓは密閉される。
【００４０】
このように形成されるＭＥＭＳ共振子１００ａの上部電極３０の第１振動部３１および第２振動部３２の動作について、図３を用いて概要を説明する。図３（ａ）は、ＭＥＭＳ共振子１００ａの主面１０ａの平面視における部分平面を示し、図３（ｂ）は、図１におけるＯ−Ａ部におけるＭＥＭＳ共振子１００ａの断面を示す。図３に示すように、ＭＥＭＳ共振子１００ａは、第１下部電極２１と第１振動部３１とに交流の電荷を付加し、静電力によって第１下部電極２１に第１振動部３１が引き寄せられて、図示するＦ１方向の振動が励起される。
【００４１】
第２振動部３２には第２下部電極２２より固定電極３０ｂを介して給電されるため、第２振動部３２と第２下部電極２２とは同相の電荷が付加され、第２振動部３２は第２下部電極に離間する方向に静電力が働き図示するＦ２方向の振動が励起される。従って、振動Ｆ１と振動Ｆ２とは逆相の振動が励起される。このとき、上部電極３０の振動による変位の無い部位、すなわち振動の節は第１振動部３１の外周位置、すなわち支持電極３０ｃと第１振動部３１との接続部３０ｄ位置である、図３に示す位置Ｐ１（以下、振動の節Ｐ１という）となる。よって、ＭＥＭＳ共振子１００ａでは、第１振動部３１の中心Ｏ位置もしくは第２振動部３２の外周位置Ｐ２で、振動の変位が最大となり、振動の節Ｐ１位置での振動の変位が最小となる。
【００４２】
上述の通り、ＭＥＭＳ共振子１００ａは図３（ｂ）に示すように、第１振動部３１は、中心Ｏに最大の変位位置となる球状の変形をし、振動が励起される。すなわち、第１振動部３１は、図１あるいは図３（ａ）にも示されているように、外形が円形に形成されていることで、第１振動部３１の中心Ｏを最大変位部とする球状の変形となる。
【００４３】
ところで、第１振動部３１には製造過程で図４に示す変形部が発生する。図４（ａ）は、図１に示すＤ−Ｄ´部の拡大断面図、図４（ｂ）は図１に示すＥ−Ｅ´部の拡大断面図、図４（ｃ）は図１に示す第１外部接続配線２０ｂ近傍の概略外観斜視図である。
【００４４】
図４（ａ），（ｂ）に示すように、第１振動部３１の下部電極２０における離間部２０ａ，２０ｃに対向する部位には、微小な凹み部３１ａ，３１ｂが形成される。凹み部３１ａ，３１ｂは図５に示す製造過程において形成される。上述したが、ＭＥＭＳ共振子１００ａの製造工程において、図１および図４（ａ），（ｂ）に示す上部電極３０と下部電極２０との間の間隙部Ｇは、次のように形成される。
【００４５】
図５は、図１に示すＤ−Ｄ´部の断面である図４（ａ）を代表例として、上部電極３０の製造工程の一部を説明する概略断面図である。先ず、図５（ａ）に示すように、パターニングによって下部電極２０が形成された基板１０の主面１０ａ上に第４酸化膜９０が成膜される。この時の第４酸化膜９０は、下部電極２０の上面に間隙部Ｇに相当する厚さで成膜される。従って、第１外部接続配線２０ｂと第２下部電極２２との間に形成される離間部２０ｃの領域では、第４酸化膜９０の表面には凹み部９０ａが生じる。
【００４６】
次に図５（ｂ）に示すように、凹み部９０ａが生じた第４酸化膜９０の表面にポリシリコンをフォトリソグラフィーによるパターニングすることによって上部電極３０が形成される。上部電極３０は均一膜厚の電極膜として形成されるため、第４酸化膜９０に生じた凹み部９０ａに倣って、第１振動部３１の表面には電極凹み３１ａが形成される。
【００４７】
そして、図５（ｃ）に示すように、上部電極３０上に第３酸化膜６０が成膜され、更に図示しない蓋部４２ｂを備える第２配線層４２が形成される（図２参照）。第２配線層４２の蓋部４２ｂには開口４２ｃが形成されており、開口４２ｃより酸化膜を除去するためのエッチング液が導入され、空間Ｓ内の酸化膜を除去するリリースエッチングが行われ、図５（ｄ）に示すように、上部電極３０と下部電極２０との間に間隙Ｇが形成される。そして、上部電極３０の第１振動部３１には、凹み部３１ａと、第４酸化膜９０の凹み部９０ａに相当する部位に凸部３１ｃが形成される。
【００４８】
上述したようにＭＥＭＳ共振子１００ａの製造工程において、図４（ａ）に示す凹み部３１ａと、上部電極３０における凹み部３１ａの反対面側には凸部３１ｃと、が形成される。また、図４（ｂ）に示す凹み部３１ｂと、上部電極３０における凹み部３１ｂの反対面側には凸部３１ｄと、が形成される。
【００４９】
第１振動部３１は、上述したように円形形状を有しているが、図３（ｂ）に示すＦ１方向の振動に対して、図４に示す凹み部３１ａ，３１ｂおよび凸部３１ｃ，３１ｄが第１振動部３１に存在することにより、円板形状で得ることができる所望の振動特性である共振周波数が、得にくくなるという影響が出てしまう。なお、凹み部３１ｂは、図示されるように円形形状に出現するものであることから、振動特性に対する影響は少ないと判断でき、一方、凹み部３１ａは第１振動部３１の中心方向に向かうように延在し、振動時の球状変形が妨げられ、振動特性に大きな影響を与えている。
【００５０】
そこで、本実施形態に係るＭＥＭＳ共振子１００ａでは、凹み部３１ａを出現させる第２下部電極２２と第１外部接続配線２０ｂとの離間部２０ｃを、第１外部接続配線２０ｂ１本（１ヵ所）とすることで、第１振動部３１の振動特性への影響が抑制される。更に、凹み部３１ａの第１振動部３１の中心方向の延在長さを次のように形成することが好ましい。
【００５１】
図３（ａ）に示すＭＥＭＳ共振子１００ａにおいて、円形状の第１振動部３１の半径をＲｔ、円形状の第１下部電極２１の半径をＲｂとした場合、
０．６７≦Ｒｂ／Ｒｔ≦０．７      （式１）
であることが好ましい。このように第１振動部３１と第１下部電極２１を構成することにより、前記第１下部電極２１と第１振動部３１の円形外径の接触、すなわちスティッキング現象が抑制され、かつ最大の信号振幅が得られるＭＥＭＳ振動子を得る事が出来る。なお、
Ｒｔ＞Ｒｂ
とすることで、凹み部３１ａは形成されないが、第２振動部３２に第１振動部３１と同相の振動を励起させてしまい、所望の振動特性である共振周波数を得ることが困難となる。
【００５２】
図５に示す本実施形態に係るＭＥＭＳ振動子１００のＭＥＭＳ共振子１００ａの製造工程において、図５（ｄ）に示すリリースエッチングの工程では、第１振動部３１および第２振動部３２を含む上部電極３０は、主面１０ａに形成された第２下部電極２２を介して固定電極３０ｂに接続される複数の支持電極３０ｃによって支持される。従って、上部電極３０の支持剛性が高く、極めて狭く設定される間隙部Ｇであっても上部電極３０が下部電極２０に部分的に付着する、いわゆるスティッキングの発生を抑制することができる。
【００５３】
また、本来第１振動部３１を含む上部電極３０球面状の振動モード、すなわち３次モードの振動が励起されるが、第１振動部３１に形成された凹み部３１ａあるいは凸部３１ｃは、リブ構造部、いわゆる補強構造部として機能することにより、４次以上の振動モードであるスプリアスが出現する。このスプリアスの出現によって正確なＭＥＭＳ共振子１００ａの共振周波数を得ることが困難となる。しかし、第１下部電極２１から外部電極へ接続するための第１外部接続配線２０ｂは必ず形成される配線であることから、スプリアスの出現を除去することは困難ではあるが、第１外部接続配線２０ｂを１本とし、上述の式１の条件を満足させることによりスプリアスの影響を抑制し、所望の共振周波数を得ることができる。
【００５４】
（第２実施形態）
図６に第２実施形態に係る電子デバイスとして、第１実施形態に係るＭＥＭＳ振動子１００と、半導体装置と、を１チップに構成した形態を示す。図６に示す電子デバイスとしての発振器１０００は、第１実施形態に係るＭＥＭＳ振動子１００と、発信回路あるいは制御回路を含む電子回路が構成された半導体装置２００（以下、ＩＣ２００という）と、が一体的に形成されている。
【００５５】
ＭＥＭＳ振動子１００は、半導体製造装置を用い、半導体製造方法によって製造することができる微細装置であることから、ＩＣ２００をＭＥＭＳ振動子１００と同一のウエハー基板１１に容易に形成することができる。ＩＣ２００には、ＭＥＭＳ振動子１００を駆動する発信回路、およびＭＥＭＳ振動子１００の周波数変動に対する駆動あるは外部への出力信号の制御を行う制御回路、などを備えている。このように、ＩＣ２００を、ＭＥＭＳ振動子１００と１チップに形成することにより、小型の発振器１０００を得ることができる。
【００５６】
また、ＭＥＭＳ振動子１００に備えるＭＥＭＳ共振子１００ａは、慣性力によって共振周波数が変化する、いわゆるジャイロ共振子として用いることができる。従って、ＩＣ２００に、ＭＥＭＳ共振子１００ａの振動から加速度を演算する演算回路を含ませることにより、小型のジャイロセンサー２０００を容易に得ることができる。
【００５７】
（第３実施形態）
第３実施形態に係る電子機器として、第２実施形態に係る発振器１０００もしくはジャイロセンサー２０００を備えるスマートフォンおよびデジタルスチルカメラについて説明する。
【００５８】
図７はスマートフォン３０００を示す外観図である。スマートフォン３０００には基準クロックの発信源としての図示しない発振器１０００と、スマートフォン３０００の姿勢を検出するジャイロセンサー２０００と、が組み込まれている。ジャイロセンサー２０００が組み込まれることにより、いわゆるモーションセンシングが実施され、スマートフォン３０００の姿勢を検出することができる。ジャイロセンサー２０００の検出信号は、例えばマイクロコンピューターチップ３１００（以下、ＭＰＵ３１００という）に供給され、ＭＰＵ３１００はモーションセンシングに応じてさまざまな処理を実行することができる。その他、モーションセンシングは、携帯電話機、携帯型ゲーム機、ゲームコントローラー、カーナビゲーションシステム、ポインティングシステム、ヘッドマウンティングディスプレイ、タブレットパソコン等の電子機器でジャイロセンサー２０００を組み込むことにより、利用することができる。
【００５９】
図８はデジタルスチルカメラ４０００（以下、カメラ４０００という）を示す外観図である。カメラ４０００には基準クロックの発信源としての図示しない発振器１０００と、カメラ４０００の姿勢を検出するジャイロセンサー２０００と、が組み込まれている。組み込まれたジャイロセンサー２０００の検出信号は手ぶれ補正装置４１００に供給される。手ぶれ補正装置４１００はジャイロセンサー２０００の検出信号に応じて、例えばレンズセット４２００内の特定のレンズを移動させ、手ぶれによる画像不良を抑制することができる。また、デジタルビデオカメラへジャイロセンサー２０００および手ぶれ補正装置４１００を組み込むことによりカメラ４０００と同様に手ぶれの補正をすることができる。
【００６０】
（第４実施形態）
第２実施形態に係る発振器１０００、もしくはジャイロセンサー２０００を備える第４実施形態としての移動体の具体例として、自動車について説明する。図９は、第４実施形態に係る自動車５０００の外観図である。図９に示すように、自動車５０００にはジャイロセンサー２０００が組み込まれている。ジャイロセンサー２０００は車体５１００の姿勢を検出する。ジャイロセンサー２０００の検出信号は車体姿勢制御装置５２００に供給される。車体姿勢制御装置５２００は供給された信号に基づき車体５１００の姿勢状態を演算し、例えば車体５１００の姿勢の応じた緩衝装置（いわゆるサスペンション）の硬軟を制御したり、個々の車輪５３００の制動力を制御したりすることができる。このようなジャイロセンサー２０００を用いた姿勢制御は、二足歩行ロボット、航空機、あるいはラジコンヘリコプターなどの玩具に利用することができる。
【００６１】
また図９の自動車５０００は、搭載されている図示しない各種電子制御式装置（例えば、電子制御式燃料噴射装置、電子制御式ＡＢＳ装置、電子制御式一定速度走行装置など）の基準クロックを発生するタイミングデバイスとして、第１実施形態に係るＭＥＭＳ振動子１００を用いている。また、第２実施形態に係る発振器１０００を備える移動体としては、上記自動車５０００に限らず、自走式ロボット、自走式搬送機器、列車、船舶、飛行機、人口衛星などを含む移動体のタイミングデバイスとして好適に用いることができ、いずれの場合にも上記実施形態で説明した効果が反映された移動体を提供することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１０ａ…主面、２０…下部電極、３０…上部電極、４０…空間壁部、１００…ＭＥＭＳ振動子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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】
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【図９】
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