(57)【要約】      （修正有）【課題】所望の振動モードや振動周波数が得られないという問題を解決するＭＥＭＳ振動子、電子機器、及び移動体を提供する。【解決手段】基板１０上に、振動部２０と、振動部２０から延設されている支持部４０と、支持部４０を基板１０に固定する固定部５０と、が設けられている。また、基板１０上に、振動部２０を振動させるための固定電極３０が設けられている。また、支持部４０は、梁部４２と、柱部４４とを含み構成されている。また、振動部２０には、支持部４０が接続されている振動の節が延伸する第１の方向に機能部６０が延設されている。【選択図】図１
2014212409.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動部と、
前記振動部に対して間隙を有し対向して設けられている電極部と、
前記振動部から第１の方向に延設されている支持部と、を備え、
前記振動部は、前記第１の方向から見て厚みが異なる機能部を有していることを特徴とするＭＥＭＳ振動子。
【請求項２】
請求項１に記載のＭＥＭＳ振動子において、
前記機能部は、前記第１の方向に沿って並行に設けられていることを特徴とするＭＥＭＳ振動子。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のＭＥＭＳ振動子において、
前記機能部は、前記電極部と対向する前記振動部の一方面に凸部が設けられ、前記一方面とは表裏となる前記振動部の他方面に前記凸部と表裏となる凹部が設けられていることを特徴とするＭＥＭＳ振動子。
【請求項４】
請求項１又は請求項３に記載のＭＥＭＳ振動子において、
前記機能部は、前記電極部と対向する前記振動部の一方面に凹部が設けられ、前記一方面とは表裏となる前記振動部の他方面に前記凹部と表裏となる凸部が設けられていることを特徴とするＭＥＭＳ振動子。
【請求項５】
請求項１又は請求項３に記載のＭＥＭＳ振動子において、
前記機能部は、前記電極部と対向する前記振動部の一方面に第１の凸部が設けられ、前記一方面とは表裏となる前記振動部の他方面に前記第１の凸部と表裏となる第２の凸部が設けられていることを特徴とするＭＥＭＳ振動子。
【請求項６】
請求項１又は請求項３に記載のＭＥＭＳ振動子において、
前記機能部は、前記電極部と対向する前記振動部の一方面に第１の凹部が設けられ、前記一方面とは表裏となる異なる前記振動部の他方面に前記第１の凹部と表裏となる第２の凹部が設けられていることを特徴とするＭＥＭＳ振動子。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載のＭＥＭＳ振動子において、
前記機能部は、前記第１の方向と交差する第２の方向に延在する前記振動部の一方の外周縁から対向する他方の外周縁に向かって前記第１方向に延設されていることを特徴とするＭＥＭＳ振動子。
【請求項８】
振動部と、
前記振動部に対して間隙を有し対向して設けられている電極部と、
前記振動部から第１の方向に延設されている支持部と、を備え、
前記振動部には、前記第１の方向と交差する第２の方向における両端面に前記第１の方向に延伸する溝部を有する機能部が設けられていることを特徴とするＭＥＭＳ振動子。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載されたＭＥＭＳ振動子が搭載されていることを特徴とする電子機器。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載されたＭＥＭＳ振動子が搭載されてい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、ＭＥＭＳ振動子、電子機器、及び移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体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できる構造体を備えた電気機械系構造体（例えば、振動子、フィルター、センサー、モーター等）が知られている。これらＭＥＭＳデバイスの中でもＭＥＭＳ振動子は、水晶や誘電体を使用した振動子・共振子と比較して、発振回路等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、その利用範囲が広まっている。
【０００３】
従来、振動子の代表例としては、基板の厚さ方向に振動する梁型振動子が知られている。梁型振動子は、基板上に設けられた固定電極と、その固定電極に対して間隙を置いて設けられた振動部等を含み構成されている。梁型振動子は、振動部の支持の方法によって、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）等の型が知られている。
【０００４】
この様な梁型振動子は、所望の振動モードによって振動部の支持の方法が選択される。例えば、両端自由梁型振動子の振動モードは、振動部から梁部が延設されている第１の方向に振動の節を有し、第１の方向と交差する第２の方向に振動の波長を有し、第１の方向及び第２の方向と直交する第３の方向に振動の腹を有する屈曲振動ことが望ましい。
特許文献１には、両端自由梁型振動子の一例として振動部に対して線対称に２対の梁部が振動部から延設されている梁型振動子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第ＷＯ０１／０８２４６７号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述のＭＥＭＳ振動子の振動部には振動に伴い応力が生じるため、振動部の振動周波数によって、梁部が延設されている第１の方向に振動の波長が生じ、また、第２の方向に振動の節が生じる屈曲振動が発生するおそれがあり、所望の振動モードや振動周波数が得られないという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述した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、又は適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］
本適用例に係るＭＥＭＳ振動子は、振動部と、振動部に対して間隙を有し対向して設けられている電極部と、振動部から第１の方向に延設されている支持部と、を備え、振動部には、第１の方向から見て厚みが異なる機能部を有していることを特徴とする。
【０００９】
この様なＭＥＭＳ振動子によれば、振動部と、振動部に対して間隙を有し対向して設けられている電極部と、の間に電位が印加されていることで振動部が電極部に静電吸引され、電位の印加と解放とを繰り返すことで振動部が振動することができる。
振動部は、第１の方向から見て厚みが異なる機能部を有していることから、振動部に撓みが生じた場合に、第１の方向と比べて第１の方向と交差する第２の方向に応力が生じやすい。
よって、振動部に撓みが生じた際に、支持部を支軸に第１の方向と並行する方向に振動部を撓み易くすることができる。
従って、振動部が屈曲振動した際に、支持部が延設されている第１の方向を振動の節とし、第１の方向と交差する第２方向に振動の波長が進行し、第１の方向及び第２の方向に直交する第３の方向に振動の腹が生じる振動モードが得られるＭＥＭＳ振動子を得ることができる。
【００１０】
［適用例２］
上記適用例に係るＭＥＭＳ振動子は、機能部は、第１の方向に沿って並行に設けられていることが好ましい。
【００１１】
この様なＭＥＭＳ振動子によれば、機能部は、支持部が延設されている第１の方向に沿って並行に設けられている。よって、上述したＭＥＭＳ振動子と比して振動部は、撓みが生じた際に、第１の方向と比べて第１の方向と交差する第２の方向に撓みに対する応力が生じやすい。
よって、振動部に撓みが生じた際に、支持部を支軸に第１の方向と平行する方向に振動部をより一層撓みやすくすることができる。
従って、振動部が屈曲振動した際に、支持部が延設されている第１の方向を振動の節とし、第１の方向と交差する第２方向に振動の波長が進行し、第１の方向及び第２の方向に直交する第３の方向に振動の腹が生じる振動モードが得られるＭＥＭＳ振動子を得ることができる。
【００１２】
［適用例３］
上記適用例に係るＭＥＭＳ振動子は、機能部は、電極部と対向する振動部の一方面に凸部が設けられ、一方面とは表裏となる振動部の他方面に凸部と表裏となる凹部が設けられていることが好ましい。
【００１３】
この様なＭＥＭＳ振動子によれば、機能部は、電極部と対向する振動部の一方面に設けられた凸部と、当該一方面とは表裏となる振動部の他方面に凸部と表裏となる様に設けられた凹部と、を含み構成され、第１の方向に延設されている。
よって、振動部は、撓みが生じた際に第１の方向と比べて第１の方向と交差する第２の方向に撓みに対する応力が上述したＭＥＭＳ振動子よりさらに生じやすい。また、凸部及び凹部によって第２の方向に生じる振動部の捻れを抑制することができる。
従って、振動部が屈曲振動した際に、支持部が延設されている第１の方向を振動の節とし、第１の方向と交差する第２方向に振動の波長が進行し、第１の方向及び第２の方向に直交する第３の方向に振動の腹が生じる振動モードが得られるＭＥＭＳ振動子を得ることができる。
【００１４】
［適用例４］
上記適用例に係るＭＥＭＳ振動子は、機能部は、電極部と対向する振動部の一方面に凹部が設けられ、一方面とは表裏となる振動部の他方面に凹部と表裏となる凸部が設けられていることが好ましい。
【００１５】
この様なＭＥＭＳ振動子によれば、機能部は、電極部と対向する振動部の一方面に設けられた凹部と、当該一方面とは表裏となる振動部の他方面に凹部と表裏となる様に設けられた凸部と、を含み構成され、第１の方向に延設されている。
よって、振動部は、撓みが生じた際に第１の方向と比べて第１の方向と交差する第２の方向に撓みに対する応力が上述したＭＥＭＳ振動子より生じやすい。また、凹部及び凸部によって第２の方向に生じる振動部の捻れを抑制することができる。
従って、振動部が屈曲振動した際に、支持部が延設されている第１の方向を振動の節とし、第１の方向と交差する第２方向に振動の波長が進行し、第１の方向及び第２の方向に直交する第３の方向に振動の腹が生じる振動モードが得られるＭＥＭＳ振動子を得ることができる。
【００１６】
［適用例５］
上記適用例に係るＭＥＭＳ振動子は、機能部は、電極部と対向する振動部の一方面に第１の凸部が設けられ、一方面とは表裏となる振動部の他方面に第１の凸部と表裏となる第２の凸部が設けられていることが好ましい。
【００１７】
この様なＭＥＭＳ振動子によれば、機能部は、電極部と対向する振動部の一方面に設けられた第１の凸部と、当該一方面とは表裏となる振動部の他方面に設けられた第１の凸部と表裏となる様に設けられた第２の凸部と、を含み構成され、第１の方向に延設されている。
よって、振動部は、撓みが生じた際に第１の方向と比べて第１の方向と交差する第２の方向に撓みに対する応力が上述したＭＥＭＳ振動子より生じやすい。また、第１の凸部及び第２の凸部によって第２の方向に生じる振動部の捻れを抑制することができる。
従って、振動部が屈曲振動した際に、支持部が延設されている第１の方向を振動の節とし、第１の方向と交差する第２方向に振動の波長が進行し、第１の方向及び第２の方向に直交する第３の方向に振動の腹が生じる振動モードが得られるＭＥＭＳ振動子を得ることができる。
【００１８】
［適用例６］
上記適用例に係るＭＥＭＳ振動子は、機能部は、電極部と対向する振動部の一方面に第１の凹部が設けられ、一方面とは表裏となる振動部の他方面に第１の凹部と表裏となる第２の凹部が設けられていることが好ましい。
【００１９】
この様なＭＥＭＳ振動子によれば、機能部は、電極部と対向する振動部の一方面に設けられた第１の凹部と、当該一方面とは異なる振動部の他方面に設けられた第１の凹部と表裏となる様に設けられた第２の凹部と、を含み構成され、第１の方向に延設されている。
よって、振動部は、撓みが生じた際に第１の方向と比べて第１の方向と交差する第２の方向に撓みに対する応力が上述したＭＥＭＳ振動子より生じやすい。また、第１の凹部及び第２の凹部によって第２の方向に生じる振動部の捻れを抑制することができる。
従って、振動部が屈曲振動した際に、支持部が延設されている第１の方向を振動の節とし、第１の方向と交差する第２方向に振動の波長が進行し、第１の方向及び第２の方向に直交する第３の方向に振動の腹が生じる振動モードが得られるＭＥＭＳ振動子を得ることができる。
【００２０】
［適用例７］
上記適用例に係るＭＥＭＳ振動子は、機能部は、第１の方向と交差する第２の方向に延在する振動部の一方の外周縁から対辺となる他方の外周縁に向かって第１方向に延設されていることが好ましい。
【００２１】
この様なＭＥＭＳ振動子によれば、機能部は、第２の方向に延在する振動部の一方の外周縁から対辺となる他方の外周縁に向かって第１の方向に延設されているため、振動部に撓みが生じた場合に、第１の方向と比べて第１の方向と交差する第２の方向に応力が生じやすい。
よって、振動部に撓みが生じた際に、支持部を支軸に第１の方向と並行する方向に振動部を撓み易くすることができる。
従って、振動部が振動した際に、支持部が延設されている第１の方向を振動の節とし、第１の方向と交差する第２方向に振動の波長が進行し、第１の方向及び第２の方向に直交する第３の方向に振動の腹が生じる振動モードが得られるＭＥＭＳ振動子を得ることができる。
【００２２】
［適用例８］
本適用例に係るＭＥＭＳ振動子は、振動部と、振動部に対して間隙を有し対向して設けられている電極部と、振動部から第１の方向に延設されている支持部と、を備え、振動部には、第１の方向と交差する第２の方向における両端面に第１の方向に延伸する溝部を有する機能部が設けられていることを特徴とする。
【００２３】
この様なＭＥＭＳ振動子によれば、振動部と、振動部に対して間隙を有し対向して設けられている電極部と、の間に電位が印加されていることで振動部が電極部に静電吸引され、電位の印加と解放とを繰り返すことで振動部が振動することができる。
振動部は、第１の方向と交差する第２の方向における両端面に第１の方向に延伸する溝部を備える機能部が設けられていることから、振動部に撓みが生じた場合に、第１の方向と比べて第１の方向と交差する第２の方向に応力が生じやすい。
よって、振動部に撓みが生じた際に、支持部を支軸に第１の方向と並行する方向に振動部を撓み易くすることができる。
したがって、振動部が屈曲振動した際に、支持部が延設されている第１の方向を振動の節とし、第１の方向と交差する第２方向に振動の波長が進行し、第１の方向及び第２の方向に直交する第３の方向に振動の腹が生じる振動モードが得られるＭＥＭＳ振動子を得ることができる。
【００２４】
［適用例９］
本適用例に係る電子機器は、上述したいずれかのＭＥＭＳ振動子が搭載されていることを特徴とする。
【００２５】
この様な電子機器によれば、所望の振動モードと、振動周波数と、が得られる上述したいずれかのＭＥＭＳ振動子が電子機器に搭載されていることで、電子機器の信頼性を高めることができる。
【００２６】
［適用例１０］
本適用例に係る移動体は、上述したいずれかのＭＥＭＳ振動子が搭載されていることを特徴とする。
【００２７】
この様な移動体によれば、所望の振動モードと、振動周波数と、が得られる上述したいずれかのＭＥＭＳ振動子が移動体に搭載されていることで、移動体の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１実施形態に係るＭＥＭＳ振動子を模式的に示す平面図。
【図２】第１実施形態に係るＭＥＭＳ振動子を模式的に示す断面図。
【図３】第１実施形態に係るＭＥＭＳ振動子の動作を説明する図。
【図４】第１実施形態に係るＭＥＭＳ振動子の製造工程を説明する図。
【図５】第１実施形態に係るＭＥＭＳ振動子の製造工程を説明する図。
【図６】第１実施形態に係るＭＥＭＳ振動子の製造工程を説明する図。
【図７】第２実施形態に係るＭＥＭＳ振動子を模式的に示す平面図。
【図８】第２実施形態に係るＭＥＭＳ振動子を模式的に示す断面図。
【図９】変形例に係るＭＥＭＳ振動子を模式的に示す断面図。
【図１０】変形例に係るＭＥＭＳ振動子を模式的に示す断面図。
【図１１】実施例に係る電子機器としてのパーソナルコンピューターを模式的に示す図。
【図１２】実施例に係る電子機器としての携帯電話機を模式的に示す図。
【図１３】実施例に係る電子機器としてのデジタルスチールカメラを模式的に示す図。
【図１４】実施例に係る移動体としての自動車を模式的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の第１実施形態について各図面を用いて説明する。なお、以下に示す各図においては、各構成要素を図面上で認識され得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法や比率を実際の構成要素とは適宜に異ならせて記載する場合がある。
【００３０】
［第１実施形態］
第１実施形態に係るＭＥＭＳ振動子について、図１から図６を用いて説明する。
図１は、第１実施形態に係るＭＥＭＳ振動子の概略を模式的に示す平面図である。図２は、図１中の線分Ａ−Ａ’、及び線分Ｂ−Ｂ’で示す部分のＭＥＭＳ振動子の断面を模式的に示す断面図である。図３は、ＭＥＭＳ振動子の動作を説明する図である。
図４から図６は、図１中の線分Ａ−Ａ’で示す部分のＭＥＭＳ振動子の断面を模式的に示し、そのＭＥＭＳ振動子の製造工程を説明する図である。
また、図１から図６では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示している。なお、Ｚ軸は、基板に絶縁部等が積層されている厚み方向を示す軸である。
【００３１】
（ＭＥＭＳ振動子１の構造）
第１実施形態に係るＭＥＭＳ振動子１は、いわゆる両端自由梁型のＭＥＭＳ振動子である。ＭＥＭＳ振動子１は、図１及び図２に示す様に基板１０上に、振動部２０と、振動部２０から延設されている支持部４０と、支持部４０を基板１０に固定する固定部５０と、が設けられている。また、基板１０上に、振動部２０を振動させるための固定電極３０が設けられている。また、支持部４０は、梁部４２と、柱部４４とを含み構成されている。また、振動部２０には、支持部４０が接続されている振動の節３０ｃが延伸する第１の方向に機能部６０が延設されている。
【００３２】
（基板１０）
基板１０は、振動部２０等が設けられる基材である。基板１０は、半導体加工技術によって加工容易なシリコン基板を用いると好適である。なお、基板１０はシリコン基板に限定されることなく、例えば、ガラス基板を用いることができる。
以降の説明において振動部２０等が設けられる基板１０の一方面を主面１０ａと称してＭＥＭＳ振動子１の構成を説明する。
【００３３】
（絶縁部１２）
絶縁部１２は、基板１０の主面１０ａに積層して設けられている。
絶縁部１２は、基板１０と、後述する固定電極３０及び固定部５０と、の間を電気的に絶縁するために設けられている。
絶縁部１２は、第１絶縁部１２１と、第２絶縁部１２２と、を含み構成されている。
第１絶縁部１２１は、その材料として、酸化シリコン（ＳｉＯ2）を含んで構成されている。
第２絶縁部１２２は、その材料として、窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ4）を含んで構成されている。
絶縁部１２の材料は、特に限定されることなく、基板１０と、固定電極３０及び固定部５０と、の間を絶縁すること、及び後述する振動部２０等を形成する際に基板１０を保護することができれば適宜変更しても良い。
以降の説明において、振動部２０等が設けられる絶縁部１２の一方面を主面１２ａと称してＭＥＭＳ振動子１の構成を説明する。
【００３４】
（振動部２０、固定電極３０、支持部４０、固定部５０、機能部６０）
基板１０には、絶縁部１２の主面１２ａを介して振動部２０と、固定電極３０と、振動部２０から延設されている支持部４０と、固定部５０と、が設けられている。
【００３５】
（振動部２０、機能部６０）
振動部２０は、主面１２ａに対して垂直方向から平面視した場合に、固定電極３０に対して間隙３５を有して固定電極３０と一部が重なる様に設けられている。
振動部２０は、固定電極３０との間で静電引力が作用することによって振動することができる。振動部２０は、振動した際に振動の節３０ｃと、振動の腹３０ｐと、が生じる。振動部２０の振動動作については後述する。
【００３６】
第１実施形態のＭＥＭＳ振動子１の振動部２０には、機能部６０が設けられている。
機能部６０は、支持部４０が延設されている第１の方向から見て厚みの異なる部分を有している。機能部６０は、固定電極３０と対向する側の一方面２０ａに設けられた凸部６２と、固定電極３０と対向する側の一方面２０ａとは表裏となる他方面２０ｂに設けられた、凸部６２と表裏として設けられた凹部６４と、が含まれ構成されている。
凸部６２は、固定電極３０が設けられている方向に向かって突出する様に振動部２０に設けられている。また、凹部６４は、固定電極３０が設けられている方向と反対の方向に向かって開口する様に振動部２０に設けられている。
機能部６０は、図１に示す様に振動部２０を基板１０に対して垂直方向であるＺ軸方向から平面視において、Ｚ軸方向と交差するＸ軸方向に延設されている。即ち、機能部６０は、振動部２０の振動の節３０ｃ（仮想線）が延伸する第１の方向であるＸ軸方向に沿って延設されている。また機能部６０は、振動部２０の一方の外周縁から対辺となる他方の外周縁に向かって振動の節３０ｃと並行に延設されている。
なお、機能部６０は、少なくとも１つ設けられていれば良く、複数設けられることで振動部２０を第２の方向にさらに撓みやすくすることができる。また、機能部６０は、上述した第１の方向に延設されていれば断続的に凸部６２及び凹部６４が設けられていても良い。即ち、機能部６０は、列を成して第１の方向に延設されていれば良い。
振動部２０は、その材料としてポリシリコン（polycrystalline silicon）を含んで構成されている。振動部２０は、その材料が特に限定されるものでなく、アモルファスシリコン（amorphous silicon）、金（Ａｕ）、チタン（Ｔｉ）や、これらを含む合金等の導電性部材を用いることができる。
【００３７】
（固定電極３０）
固定電極３０は、図１に示す様に基板１０上に主面１２ａを介して設けられている。また、固定電極３０は、基板１０（主面１２ａ）に対して垂直方向であるＺ軸方向からの平面視において、振動部２０と少なくとも一部が重なる様に間隙３５を有して設けられている。固定電極３０は、可動電極としての振動部２０とともに電位が印加されることで、振動部２０との間に電荷を発生させることができる。固定電極３０は、発生された電荷によって振動部２０を静電吸引することができる。
固定電極３０は、例えば、矩形状にパターニングされた電極であり、その材料として、ポリシリコンを含んで構成されている。固定電極３０は、その材料が特に限定されることなく、例えば、アモルファスシリコン、金（Ａｕ）、チタン（Ｔｉ）や、これらを含む合金等の導電性部材を用いることができる。
【００３８】
（支持部４０）
支持部４０は、振動部２０から固定部５０に向かって延設されている。支持部４０は、梁部４２と、柱部４４と、で構成されている。
支持部４０には、振動部２０を支持して基板１０に固定するために設けられている。支持部４０は、振動部２０の振動の節３０ｃが延伸する第１の方向に柱部４４に向かって梁部４２が延設され、第１の方向（Ｘ軸方向）と交差する第３の方向（Ｚ軸方向）に固定部５０に向かって柱部４４が設けられている。支持部４０は、柱部４４が固定部５０に接続されている。
なお、第１実施形態のＭＥＭＳ振動子１は、振動部２０を線対称とする２対の支持部４０によって振動部２０が支持されているが、これに限定されることなく、振動の節３０ｃから延設されていれば１つの支持部４０で振動部２０を支持されても良い。また、振動部２０に対して線対称、もしくは点対称となる２つの支持部４０で振動部２０を支持しても良い。
【００３９】
（固定部５０）
固定部５０は、絶縁部１２を介して基板１０上に設けられている。固定部５０には、振動部２０から延設された支持部４０が接続されている。固定部５０は、支持部４０を基板１０に固定するために設けられるとともに、振動部２０から線対称に延設されている２つ（一対）の支持部４０を同電位に保ち、振動部２０の振動を安定させるために設けられている。
固定部５０は、固定電極３０と同様に、例えば、矩形状にパターニングされた電極であり、その材料として、ポリシリコン、アモルファスシリコン、金（Ａｕ）、チタン（Ｔｉ）や、これらを含む合金等の導電性部材を用いることができる。
【００４０】
（ＭＥＭＳ振動子１の動作）
図３は、図１に示す線分Ａ−Ａ’におけるＭＥＭＳ振動子１の断面図であり、可動電極としての振動部２０の振動動作を示している。
第１実施形態のＭＥＭＳ振動子１は、回路部（不図示）で生成された励振信号（電位）を、振動部２０と固定電極３０との間に印加することができる。振動部２０への励振信号の印加は、支持部４０を介して固定部５０から行うことができる。また、振動部２０が振動することによって得られた電気信号を、固定電極３０と、振動部２０から延設されている支持部４０を介して固定部５０と、から取り出すことができる。
【００４１】
ＭＥＭＳ振動子１は、振動部２０と、固定電極３０と、の間に励振信号である電位が印加されることに伴い両電極間に電荷が生じる。振動部２０と、固定電極３０と、の間に生じた電荷によって、固定電極３０に対して振動部２０に静電引力が作用し、振動部２０は、固定電極３０の方向αに誘引される。また、電圧の印加が解かれることで振動部２０は、固定電極３０と反対方向α’に遊離する。振動部２０は、上述した誘引と遊離とを繰り返すことで屈曲振動が可能となる。
【００４２】
振動部２０の振動は、振動部２０と、固定電極３０と、が重なる中央部分、及び振動部２０の両端部分が振動（振幅）の腹３０ｐとなり、また、振動（振幅）の腹３０ｐ間に振動（振幅）の節３０ｃとなる部分を有する撓み振動となる。なお、振動の節３０ｃは、振動（振幅）の変曲点である。
振動部２０の振動は、振動の節３０ｃを支軸とする屈曲振動（運動）となる。
上述した屈曲振動を可能とするため、振動の節３０ｃとなる部分に支持部４０（梁部４２）が接続され、振動部２０が支持されている。
【００４３】
（ＭＥＭＳ振動子１の製造方法）
次に、ＭＥＭＳ振動子１の製造方法について説明する。
図４から図６は、第１実施形態に係るＭＥＭＳ振動子１の製造方法を工程順に説明する断面図である。なお、図４から図６は、図１において線分Ａ−Ａ’で示すＭＥＭＳ振動子１の断面を模式的に示すものである。
【００４４】
第１実施形態のＭＥＭＳ振動子１を製造する工程は、絶縁部１２、振動部２０、及び固定電極３０等が形成される主面１０ａを有する基板１０を準備する工程を含む。また、ＭＥＭＳ振動子１を製造する工程は、基板１０上に絶縁部１２を形成する工程と、絶縁部１２上に固定電極３０及び固定部５０を形成する工程と、を含む。さらに、ＭＥＭＳ振動子１を製造する工程は、固定電極３０に対して間隙３５を有して振動部２０を形成する工程と、を含む。
【００４５】
（基板１０の準備工程）
図４（ａ）は、ＭＥＭＳ振動子１を形成する基板１０が準備された状態を示している。
基板１０を準備する工程は、後述する各工程で絶縁部１２、振動部２０、固定電極３０、等が形成される基板１０を準備する工程である。基板１０は、例えば、シリコン基板を用いることができる。なお、ＭＥＭＳ振動子１の製造方法の説明においても絶縁部１２、振動部２０、固定電極３０、等が形成される基板１０の一方面を主面１０ａと称して各工程を説明する。
【００４６】
（絶縁部１２の形成工程）
図４（ｂ）は、基板１０の主面１０ａに絶縁部１２が形成された状態を示している。
絶縁部１２を形成する工程は、上述の工程で準備をした基板１０の主面１０ａに絶縁部１２を形成する工程である。
第１実施形態のＭＥＭＳ振動子１の絶縁部１２は、基板１０の主面１０ａ側から第１絶縁部１２１と、第２絶縁部１２２と、の順で構成されている。なお、ＭＥＭＳ振動子１の製造方法の説明においても第２絶縁部１２２が形成された側の絶縁部１２の一方面を主面１２ａと称して各工程を説明する。
【００４７】
第１絶縁部１２１を形成する工程は、例えば、第１絶縁部１２１として酸化シリコン（ＳｉＯ2）膜をＣＶＤ（chemical vapor deposition）法によって形成することができる。第１絶縁部１２１を形成する工程は、ＣＶＤ法に限定されること無く、熱酸化法によって基板１０としてのシリコン基板の主面１０ａを熱酸化することで酸化シリコン膜を形成しても良い。なお、第１絶縁部１２１は、基板１０の主面１０ａに対応して、その略全面に形成されるものである。
【００４８】
第２絶縁部１２２を形成する工程は、例えば、第２絶縁部１２２としての窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ4）膜をＣＶＤ法によって形成することができる。第２絶縁部１２２を形成する工程は、ＣＶＤ法に限定されること無く、窒素ガスと水素ガスとの雰囲気中で、基板１０としてのシリコン基板を加熱することで窒化シリコン膜を形成しても良い。
なお、第２絶縁部１２２は、第１絶縁部１２１に対応して、その略全面に形成されるものである。
【００４９】
（固定電極３０、固定部５０の形成工程）
図４（ｃ）は、絶縁部１２の主面１２ａ上に固定電極３０と、固定部５０と、が形成された状態を示している。
【００５０】
固定電極３０を形成する工程は、上述した絶縁部１２の主面１２ａ側、即ち、第２絶縁部１２２上に固定電極３０を形成する工程である。
固定電極３０を形成する工程は、例えば、ポリシリコン、アモルファスシリコン、金（Ａｕ）、チタン（Ｔｉ）等の導電性材料を含む固定電極３０をＣＶＤ法によって形成することができる。なお、第２絶縁部１２２上には固定電極３０の他に、後述する工程で固定部５０を形成するため、固定電極３０の形成を欲しない第２絶縁部１２２上の領域にマスクを施し、固定電極３０の形成を行う。
固定電極３０を形成する方法は、ＣＶＤ法に限定されること無く、ＰＶＤ（Physical Vapour Deposition）法等を用いて、各種導電性材料を含む固定電極３０を形成しても良い。
【００５１】
固定部５０を形成する工程は、上述した絶縁部１２の主面１２ａ側、即ち、第２絶縁部１２２上に固定部５０を形成する工程である。
固定部５０を形成する工程は、例えば、ポリシリコン、アモルファスシリコン、金（Ａｕ）、チタン（Ｔｉ）等を含む固定部５０をＣＶＤ法によって形成することができる。固定部５０を形成する工程は、固定電極３０と略等しい厚みを有する固定部５０を形成することが好ましい。厚みを略等しくすることで、後述する固定電極３０、及び固定部５０等の上に形成される犠牲層２１０の厚みの均一化を図り犠牲層２１０上に形成される振動部２０に不要な不陸が生じることを抑制することができる。なお、第２絶縁部１２２上には固定部５０の他に、前述した固定電極３０が形成されるため、固定部５０の形成を欲しない第２絶縁部１２２上の領域にマスクを施し、固定部５０の形成を行うことが好ましい。
固定部５０を形成する方法は、ＣＶＤ法に限定されること無く、ＰＶＤ法等を用いて、各種導電性材料を含む固定部５０を形成しても良い。
【００５２】
上述した、固定電極３０、及び固定部５０の各形成工程は、例えば、同一の材料を用いることで同時に固定電極３０、及び固定部５０をＣＶＤ法等によって形成しても良い。これらを同時に形成することで、固定電極３０、及び固定部５０の厚みを略同じ厚みに容易に形成することができる。
【００５３】
（犠牲層２１０の形成工程）
図４（ｄ）は、振動部２０と、固定電極３０及び固定部５０と、の間に間隙３５を設けるため、固定電極３０及び固定部５０を覆う様に犠牲層２１０が設けられた状態を示している。
ＭＥＭＳ振動子１は上述の通り、固定電極３０及び固定部５０に対して、間隙３５を有して振動部２０が設けられている。振動部２０は、後述する工程で当該犠牲層２１０上に形成され、後の工程によって犠牲層２１０が除去されることで振動部２０と、固定電極３０及び固定部５０と、の間に間隙３５を設けることができる。
犠牲層２１０を形成する工程は、上述した間隙３５を設けるための中間層である犠牲層２１０を形成する工程である。犠牲層２１０を形成する工程は、例えば、酸化シリコンを含む犠牲層２１０をＣＶＤ法によって形成することができる。犠牲層２１０を形成する方法は、ＣＶＤ法に限定されること無く、ＰＶＤ法等を用いて、酸化シリコンを含む犠牲層２１０を形成しても良い。なお、犠牲層２１０を構成する材料は、後述する工程で振動部２０、固定電極３０、固定部５０等を残置しつつ、犠牲層２１０を除去するため、選択的に当該犠牲層２１０を除去（エッチング）可能な材料である酸化シリコン、もしくは酸化シリコンを含む化合物を用いることが好適である。犠牲層２１０は、酸化シリコン、もしくは酸化シリコンを含む化合物に限定されることは無く、選択的に当該犠牲層２１０を除去することができる材料であれば適宜変更して良い。
【００５４】
（振動部２０の形成工程）
図５（ｅ）は、先の工程で形成した犠牲層２１０上に、機能部６０を形成するためのマスクパターン２３０が形成された状態を示している。
振動部２０の形成工程は、最初に、固定電極３０と対向する一方面２０ａ（図２参照）に機能部６０を構成する凸部６２を形成するため、当該凸部６２に対応する陥部２１１を犠牲層２１０に形成する。陥部２１１の形成は、フォトリソグラフィー法を用いて犠牲層２１０上に陥部２１１となる部分が開口したマスクパターン２３０を形成する。次に、マスクパターン２３０が開口し犠牲層２１０が露出している部分のエッチングを行う。当該エッチングは、いわゆるハーフエッチングとして行う。犠牲層２１０がエッチングされる深さは、凸部６２の高さと略等しい寸法とする。
【００５５】
図５（ｇ）は、犠牲層２１０上に振動部２０、支持部４０（図６参照）の前駆体としての導電層２５０が形成された状態を示している。
振動部２０を形成する工程は、次に、振動部２０、及び支持部４０の前駆体である導電層２５０を犠牲層２１０上に形成する。導電層２５０を形成する工程は、犠牲層２１０上にポリシリコンを含む導電層２５０を、例えば、ＣＶＤ法によって形成することができる。
なお、導電層２５０は、犠牲層２１０に形成された陥部２１１に沿って形成される。よって、導電層２５０は、陥部２１１に沿って凸形状（凸部６２）が形成され、その反対側の導電層２５０には、陥部２１１に沿った凹形状（凹部６４）が形成される。
【００５６】
図５（ｈ）は、振動部２０及び支持部４０の前駆体としての導電層２５０に、振動部２０及び支持部４０をパターニングするためのマスクパターン２３５が形成された状態を示している。
次に、振動部２０を形成する工程は、振動部２０及び支持部４０として不要な部分の導電層２５０を除去するためのマスクパターン２３５を形成する。次に、振動部２０を形成する工程は、マスクパターン２３５が形成されていない部分、即ち、振動部２０及び支持部４０として不要な部分の導電層２５０の除去を行う。上述したマスクパターン２３５の形成、及び導電層２５０の除去は、フォトリソグラフィー法によって行うことができる。
なお、図６（ｉ）は、振動部２０及び支持部４０として不要な部分が除去された状態を示している。
【００５７】
（犠牲層２１０の除去工程）
図６（ｊ）は、先の工程で形成した犠牲層２１０が除去された状態を示している。
犠牲層２１０を除去する工程は、振動部２０と、固定電極３０と、の間に間隙３５を設けるために中間層として一時的に形成された犠牲層２１０を除去する工程である。
犠牲層２１０を除去する工程は、犠牲層２１０を選択的に除去することが求められる。そこで、犠牲層２１０を除去する工程は、例えば、ウエットエッチング法によって犠牲層２１０のエッチング（除去）を行う。ウエットエッチング法による犠牲層２１０の除去は、フッ酸を含むエッチャント（洗浄液）を用いると好適である。フッ酸を含むエッチャントを用いることで、酸化シリコンを含む犠牲層２１０に対するエッチング速度が、振動部２０、固定電極３０、支持部４０、及び固定部５０に対するエッチング速度に比べて早いため、犠牲層２１０を選択的、かつ、効率的に除去することができる。
【００５８】
また、固定電極３０及び固定部５０の下地膜である第２絶縁部１２２が耐フッ酸性を有する窒化シリコンを含むことで、当該第２絶縁部１２２が、いわゆるエッチングストッパーとして機能することができる。これにより、ＭＥＭＳ振動子１は、犠牲層２１０がエッチングされることによる基板１０と、固定電極３０及び固定部５０と、の間の絶縁低下を抑制することができる。
ＭＥＭＳ振動子１は、犠牲層２１０が除去されることで、振動部２０と、固定電極３０と、の間に間隙３５が生じ、振動部２０が振動可能となる。
なお、犠牲層２１０を除去する工程は、ウエットエッチング法に限定されること無く、ドライエッチング法によって行っても良い。
【００５９】
上述した犠牲層２１０を除去することで、ＭＥＭＳ振動子１を製造する工程が完了する。
【００６０】
上述した第１実施形態によれば、以下の効果が得られる。
この様なＭＥＭＳ振動子１によれば、機能部６０は、支持部４０が延設されている第１の方向と並行に振動部２０に設けられている。よって、振動部２０は、撓みが生じた際に、第１の方向と比べて第１の方向と交差する第２の方向に撓みに対する応力が生じやすい。
よって、振動部２０に撓みが生じた際に、支持部４０を支軸に第１の方向と並行する方向に振動部２０を撓みやすくすることができる。また、機能部６０に設けられた凸部６２及び凹部６４がリブとして作用して第２の方向に生じる振動部２０の捻れを抑制することができる。
従って、振動部２０が振動した際に、支持部４０が延設されている第１の方向を振動の節３０ｃとし、第１の方向と交差する第２方向に振動の波長が進行し、第１の方向及び第２の方向に直交する第３の方向に振動の腹３０ｐが生じる振動モードが得られるＭＥＭＳ振動子１を得ることができる。
【００６１】
［第２実施形態］
第２実施形態に係るＭＥＭＳ振動子について、図７及び図８を用いて説明する。
図７は、第２実施形態に係るＭＥＭＳ振動子の概略を模式的に示す平面図である。図８は、図７中の線分Ａ−Ａ’で示す部分のＭＥＭＳ振動子の断面を模式的に示す断面図、およびＹ軸方向からみたＭＥＭＳ振動子の側面を模式的に示す側面図である。
また、図７及び図８では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示している。なお、Ｚ軸は、基板に絶縁部等が積層されている厚み方向を示す軸である。
【００６２】
第２実施形態に係るＭＥＭＳ振動子２は、機能部６０の配設位置が第１実施形態で上述したＭＥＭＳ振動子１とは異なる。その他の構成は、第１実施形態と略同様のため、相違点を説明し、同様の部分には同様の符号を付して説明は省略する。
【００６３】
（ＭＥＭＳ振動子２の構造）
第２実施形態に係るＭＥＭＳ振動子２は、いわゆる両端自由梁型のＭＥＭＳ振動子である。ＭＥＭＳ振動子２は、図７及び図８に示す様に基板１０上に、振動部２０と、振動部２０から延設されている支持部４０と、支持部４０を基板１０に固定する固定部５０と、が設けられている。また、基板１０上に、振動部２０を振動させるための固定電極３０が設けられている。また、支持部４０は、梁部４２と、柱部４４とを含み構成されている。
第２実施形態に係るＭＥＭＳ振動子２の振動部２０には、振動の節３０ｃが延設する第１の方向と交差する第２の方向の端部、かつ、第１の方向と第２の方向とに直交する振動部２０の端面２０ｃに振動の節３０ｃと平行に延設されている。
【００６４】
（機能部６０）
図８に示す様に振動部２０には、振動部２０の端面２０ｃに機能部６０が設けられている。機能部６０は、溝部６８を含み構成されている。具体的には、振動部２０の固定電極と対向する側の一方面２０ａと、その一方面２０ａとは表裏となる他方面２０ｂと、の間に溝部６８が設けられている。溝部６８は、振動の節３０ｃに沿って第１の方向に延設されている。ＭＥＭＳ振動子２において図８（ａ）に示すＸ軸方向から見た溝部６８の側面形状は矩形状を有しているが特に限定されること無く、振動の節３０ｃに沿って設けられていれば変更しても良い。また、ＭＥＭＳ振動子２において、機能部６０は、溝部６８に替えて振動の節３０ｃに沿って第１の方向に穴（不図示）を設けても良い。
【００６５】
上述した第２実施形態によれば、以下の効果が得られる。
この様なＭＥＭＳ振動子２によれば、振動部２０は、第１の方向と交差する第２の方向における両端面２０ｃに第１の方向に延伸する溝部６８を備える機能部６０が設けられている。これにより、振動部２０に撓みが生じた場合に、第１の方向と比べて第１の方向と交差する第２の方向に応力が生じやすい。
よって、振動部２０に撓みが生じた際に、支持部４０を支軸に第１の方向と並行する方向に振動部２０を撓み易くすることができる。
したがって、振動部２０が屈曲振動した際に、支持部４０が延設されている第１の方向を振動の節３０ｃとし、第１の方向と交差する第２方向に振動の波長が進行し、第１の方向及び第２の方向に直交する第３の方向に振動の腹３０ｐが生じる振動モードが得られるＭＥＭＳ振動子２を得ることができる。
【００６６】
なお、本発明は上述した第１実施形態に限定されず、上述した第１実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。変形例を以下に述べる。
【００６７】
［変形例］
図９及び図１０は、変形例に係るＭＥＭＳ振動子を模式的に示す断面図であり、図１で示した線分Ａ−Ａ’におけるＭＥＭＳ振動子１の断面に対応する部分を示すものである。
変形例に係るＭＥＭＳ振動子は、振動部に設けられた機能部の形状や配置が異なる。以下に相違点を説明し、同一の構成、及び製造工程については説明を一部省略する。
【００６８】
［変形例１］
図９（ａ）は、変形例１に係るＭＥＭＳ振動子の振動部の断面を模式的に示す断面図である。
変形例１に係るＭＥＭＳ振動子１ａは、振動部２２０の厚みの異なる部分である機能部６０の構成が上述の第１実施形態で説明をしたＭＥＭＳ振動子１の振動部２０とは異なる。
図９（ａ）に示す様に、ＭＥＭＳ振動子１ａの振動部２２０に設けられた機能部６０は、固定電極３０と対向する振動部２２０の一方面２２０ａに設けられた凹部６４と、固定電極３０と対向する側の一方面２２０ａとは表裏となる他方面２２０ｂに凹部６４と表裏となるように設けられた凸部６２と、が含まれ構成されている。凹部６４は、固定電極３０が設けられている方向に向かって開口する様に振動部２２０に設けられている。また、凸部６２は、固定電極３０が設けられている方向と反対の方向に向かって突出する様に振動部２２０に設けられている。
【００６９】
これにより、振動部２２０は、撓みが生じた際に第１の方向と比べて第１の方向と交差する第２の方向に撓みに対する応力が生じやすい。また、凹部６４及び凸部６２がリブとして作用することによって第２の方向に生じる振動部２２０の捻れを抑制することができる。
従って、振動部２２０が振動した際に、支持部４０が延設されている第１の方向を振動の節３０ｃとし、第１の方向と交差する第２の方向に振動の波長が進行し、第１の方向及び第２の方向に直交する第３の方向に振動の腹３０ｐが生じる振動モードが得られるＭＥＭＳ振動子１ａを得ることができる。
【００７０】
［変形例２］
図９（ｂ）は、変形例２に係るＭＥＭＳ振動子の振動部の断面を模式的に示す断面図である。
変形例２に係るＭＥＭＳ振動子１ｂは、振動部３２０の厚みの異なる部分である機能部６０の構成が上述の第１実施形態で説明をしたＭＥＭＳ振動子１の振動部２０とは異なる。
図９（ｂ）に示す様に、ＭＥＭＳ振動子１ｂの振動部３２０に設けられた機能部６０は、固定電極３０と対向する振動部３２０の一方面３２０ａ、及び固定電極３０と対向する側の一方面３２０ａとは表裏となる他方面３２０ｂに表裏となるように設けられた一対の凸部６２が含まれ構成されている。振動部３２０の一方面３２０ａに設けられた第１の凸部としての凸部６２は、固定電極３０が設けられている方向に向かって突出する様に配設されている。また、振動部３２０の他方面３２０ｂに設けられた第２の凸部としての凸部６２は、固定電極３０が設けられている方向と反対の方向に向かって突出する様に配設されている。
【００７１】
この様なＭＥＭＳ振動子１ｂは、振動部３２０に撓みが生じた際に第１の方向と比べて第１の方向と交差する第２の方向に撓みに対する応力が生じやすい。また、一対として設けられた凸部６２によって第２の方向に生じる振動部３２０の捻れを抑制することができる。
従って、振動部３２０が振動した際に、支持部４０が延設されている第１の方向を振動の節３０ｃとし、第１の方向と交差する第２の方向に振動の波長が進行し、第１の方向及び第２の方向に直交する第３の方向に振動の腹３０ｐが生じる振動モードが得られるＭＥＭＳ振動子１ｂを得ることができる。
【００７２】
［変形例３］
図９（ｃ）は、変形例３に係るＭＥＭＳ振動子の振動部の断面を模式的に示す断面図である。
変形例３に係るＭＥＭＳ振動子１ｃは、振動部４２０の厚みの異なる部分である機能部６０の構成が上述の第１実施形態で説明をしたＭＥＭＳ振動子１の振動部２０とは異なる。
図９（ｃ）に示す様に、ＭＥＭＳ振動子１ｃの振動部４２０に設けられた機能部６０は、固定電極３０と対向する振動部４２０の一方面４２０ａ、及び固定電極３０と対向する側の一方面４２０ａとは表裏となる他方面４２０ｂに表裏となるように設けられた一対の凹部６４が含まれ構成されている。振動部４２０の一方面４２０ａに設けられた第１の凹部としての凹部６４は、固定電極３０が設けられている方向に向かって開口する様に配設されている。また、振動部４２０の他方面４２０ｂに設けられた第２の凹部としての凹部６４は、固定電極３０が設けられている方向と反対の方向に向かって開口する様に配設されている。
【００７３】
この様なＭＥＭＳ振動子１ｃは、振動部４２０に撓みが生じた際に第１の方向と比べて第１の方向と交差する第２の方向に撓みに対する応力が生じやすい。また、一対として設けられた凹部６４によって第２の方向に生じる振動部４２０の捻れを抑制することができる。
従って、振動部４２０が振動した際に、支持部４０が延設されている第１の方向を振動の節３０ｃとし、第１の方向と交差する第２の方向に振動の波長が進行し、第１の方向及び第２の方向に直交する第３の方向に振動の腹３０ｐが生じる振動モードが得られるＭＥＭＳ振動子１ｃを得ることができる。
【００７４】
［変形例４］
図１０（ｄ）は、変形例４に係るＭＥＭＳ振動子の振動部の断面を模式的に示す断面図である。
変形例４に係るＭＥＭＳ振動子１ｄは、振動部５２０の厚みの異なる部分である機能部６０の構成が上述の第１実施形態で説明をしたＭＥＭＳ振動子１の振動部２０とは異なる。
図１０（ｄ）に示す様に、ＭＥＭＳ振動子１ｄの振動部５２０の機能部６０は、振動の節３０ｃから振動の腹３０ｐに向かうにつれて振動部５２０の厚みが異なる様に設けられている。
より詳しくは、機能部６０は、支持部４０が延設されている第１の方向から見た当該振動部５２０の厚みが、支持部４０が延設されている振動の節３０ｃの部分、及び第２の方向における端部５２２と比べて、振動の節３０ｃ間に有する振動の腹３０ｐの部分が薄く設けられている。機能部６０において、固定電極３０と対向する振動部５２０の一方面５２０ａに設けられた凹部６５は、振動の腹３０ｐを中心点とする円弧を描く球形面を備える。また、固定電極３０と対向する振動部５２０の一方面５２０ａとは反対側の他方面５２０ｂに設けられた凹部６５は、振動の腹３０ｐを中心点とする円弧を描く球形面を備える。
【００７５】
この様なＭＥＭＳ振動子１ｄは、その振動部５２０に撓みが生じた際に、支持部４０を支軸に第２の方向に振動部５２０を撓み易くすることができる。
従って、振動部５２０が振動した際に、支持部４０が延設されている第１の方向を振動の節３０ｃとし、第１の方向と交差する第２の方向に振動の波長が進行し、第１の方向及び第２の方向に直交する第３の方向に振動の腹３０ｐが生じる振動モードが得られるＭＥＭＳ振動子１ｄを得ることができる。
【００７６】
［変形例５］
図１０（ｅ）は、変形例５に係るＭＥＭＳ振動子の振動部の断面を模式的に示す断面図である。
変形例５に係るＭＥＭＳ振動子１ｅは、振動部６２０の厚みの異なる部分である機能部６０の構成が上述の第１実施形態で説明をしたＭＥＭＳ振動子１の振動部２０とは異なる。
図１０（ｅ）に示す様に、ＭＥＭＳ振動子１ｅの振動部６２０の機能部６０は、支持部４０が延出する振動の節３０ｃに沿って設けられている。
機能部６０は、固定電極３０と対向する振動部６２０の一方面６２０ａ、及び固定電極３０と対向する側の一方面６２０ａとは表裏となる他方面６２０ｂに表裏となるように設けられた一対の凹部６４が含まれ構成されている。振動部４２０の一方面６２０ａにおいて振動の節３０ｃに沿って設けられた凹部６４は、固定電極３０が設けられている方向に向かって開口する様に配設されている。また、振動部６２０の他方面６２０ｂにおいて振動の節３０ｃに沿って設けられた凹部６４は、固定電極３０が設けられている方向と反対の方向に向かって開口する様に配設されている。
【００７７】
この様なＭＥＭＳ振動子１ｅは、振動部６２０に撓みが生じた際に第１の方向と比べて第１の方向と交差する第２の方向に撓みに対する応力が生じやすい。また、機能部６０として設けられた凹部６４がリブとして作用することによって第２の方向に生じる振動部６２０の捻れを抑制することができる。
従って、振動部６２０が振動した際に、支持部４０が延設されている第１の方向を振動の節３０ｃとし、第１の方向と交差する第２の方向に振動の波長が進行し、第１の方向と第２の方向に直交する第３の方向に振動の腹３０ｐが生じる振動モードが得られるＭＥＭＳ振動子１ｅを得ることができる。
【００７８】
［変形例６］
図１０（ｆ）は、変形例６に係るＭＥＭＳ振動子の振動部の断面を模式的に示す断面図である。
変形例６に係るＭＥＭＳ振動子１ｆは、振動部７２０の厚みの異なる部分である機能部６０の構成が上述の第１実施形態で説明をしたＭＥＭＳ振動子１の振動部２０とは異なる。
図１０（ｆ）に示す様に、ＭＥＭＳ振動子１ｆの振動部６２０の機能部６０は、支持部４０が延出する振動の節３０ｃに沿って設けられている。
機能部６０は、固定電極３０と対向する振動部４２０の一方面７２０ａ、及び固定電極３０と対向する側の一方面７２０ａとは表裏となる他方面７２０ｂに表裏となるように設けられた一対の凹部６６が含まれ構成されている。凹部６６は、その底面が球形形状を有している。
振動部４２０の一方面７２０ａにおいて振動の節３０ｃに沿って設けられた凹部６６は、固定電極３０が設けられている方向に向かって開口する様に配設されている。また、振動部７２０の他方面７２０ｂにおいて振動の節３０ｃに沿って設けられた凹部６６は、固定電極３０が設けられている方向と反対の方向に向かって開口する様に配設されている。
【００７９】
この様なＭＥＭＳ振動子１ｆは、振動部７２０に撓みが生じた際に第１の方向と比べて第１の方向と交差する第２の方向に撓みに対する応力が生じやすい。また、機能部６０として設けられた凹部６６によって第２の方向に生じる振動部６２０の捻れを抑制することができる。また、凹部６６の底面が球形形状を有しているため、振動部２０に撓みが生じた際に、凹部６６に応力が集中することを緩和することができる。
従って、振動部６２０が振動した際に、支持部４０が延設されている第１の方向を振動の節３０ｃとし、第１の方向と交差する第２方向に振動の波長が進行し、第１の方向と第２の方向に直交する第３の方向に振動の腹３０ｐが生じる振動モードが得られるＭＥＭＳ振動子１ｅを得ることができる。
【００８０】
［変形例７］
図１０（ｇ）は、変形例７に係るＭＥＭＳ振動子の振動部の断面を模式的に示す断面図である。
変形例７に係るＭＥＭＳ振動子１ｇは、振動部８２０の厚みの異なる部分である機能部６０の構成が第１第１実施形態で説明をしたＭＥＭＳ振動子１の振動部２０とは異なる。
図１０（ｇ）に示す様に、ＭＥＭＳ振動子１ｇの振動部８２０に設けられた機能部６０は、振動部８２０の振動の節３０ｃが延伸する第１の方向に沿って設けられている。また、振動部８２０には、振動の腹３０ｐが延伸する第１の方向に沿って機能部６０が延設されている。機能部６０は、固定電極３０と対向する振動部８２０の一方面８２０ａ、及び固定電極３０と対向する側の一方面８２０ａとは表裏となる他方面８２０ｂに表裏となる様に設けられた一対の凹部６４が含まれ構成されている。振動部８２０の一方面８２０ａにおいて振動の節３０ｃに沿って設けられた凹部６４は、固定電極３０が設けられている方向に向かって開口する様に配設されている。また、振動部８２０の他方面８２０ｂにおいて振動の節３０ｃに沿って設けられた凹部６４は、固定電極３０が設けられている方向と反対の方向に向かって開口する様に配設されている。
【００８１】
この様なＭＥＭＳ振動子１ｇは、振動部８２０に撓みが生じた際に第１の方向と比べて第１の方向と交差する第２の方向に撓みに対する応力が生じやすい。また、機能部６０として設けられた凹部６４がリブとして作用することによって第２の方向に生じる振動部８２０の捻れを抑制することができる。
従って、振動部８２０が振動した際に、支持部４０が延設されている第１の方向を振動の節３０ｃとし、第１の方向と交差する第２方向に振動の波長が進行し、第１の方向と第２の方向に直交する第３の方向に振動の腹３０ｐが生じる振動モードが得られるＭＥＭＳ振動子１ｇを得ることができる。
【００８２】
［実施例］
本発明の一第１実施形態に係るＭＥＭＳ振動子１又はＭＥＭＳ振動子１ａから１ｇ（以下、総括してＭＥＭＳ振動子１として説明する。）のいずれかを適用した実施例について、図１１から図１４を参照しながら説明する。
【００８３】
［電子機器］
本発明の一第１実施形態に係るＭＥＭＳ振動子１を適用した電子機器について、図１１から図１３を参照しながら説明する。
【００８４】
図１１は、本発明の一第１実施形態に係るＭＥＭＳ振動子を備える電子機器としてのノート型（又はモバイル型）のパーソナルコンピューターの構成の概略を示す斜視図である。この図において、ノート型パーソナルコンピューター１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部１００８を備えた表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。例えば、このようなノート型パーソナルコンピューター１１００には、そのノート型パーソナルコンピューター１１００に加えられる加速度等を検知して表示ユニット１１０６に加速度等を表示するための加速度センサー等として機能するＭＥＭＳ振動子１が内蔵されている。
【００８５】
図１２は、本発明の一第１実施形態に係るＭＥＭＳ振動子を備える電子機器としての携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成の概略を示す斜視図である。この図において、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４及び送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部１２０８が配置されている。このような携帯電話機１２００には、携帯電話機１２００に加えられる加速度等を検知して、当該携帯電話機１２００の操作を補助するための加速度センサー等として機能するＭＥＭＳ振動子１が内蔵されている。
【００８６】
図１３は、本発明の一第１実施形態に係るＭＥＭＳ振動子を備える電子機器としてのデジタルスチールカメラの構成の概略を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、デジタルスチールカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）等の撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。
デジタルスチールカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部１３０８が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部１３０８は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。また、ケース１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤ等を含む受光ユニット１３０４が設けられている。
撮影者が表示部１３０８に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリー１３１０に転送・格納される。また、このデジタルスチールカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示される様に、ビデオ信号出力端子１３１２には液晶ディスプレイ１４３０が、データ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピューター１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリー１３１０に格納された撮像信号が、液晶ディスプレイ１４３０や、パーソナルコンピューター１４４０に出力される構成になっている。このようなデジタルスチールカメラ１３００には、その落下からデジタルスチールカメラ１３００を保護する機能を動作させるため、落下による加速度を検知する加速度センサーとして機能するＭＥＭＳ振動子１が内蔵されている。
【００８７】
なお、本発明の一第１実施形態に係るＭＥＭＳ振動子１は、図１１のパーソナルコンピューター（モバイル型パーソナルコンピューター）、図１２の携帯電話機、図１３のデジタルスチールカメラの他にも、例えば、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンター）、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシミュレーター等の電子機器に適用することができる。
【００８８】
［移動体］
図１４は移動体の一例としての自動車を概略的に示す斜視図である。自動車１５００は、加速度センサーとして機能するＭＥＭＳ振動子１が各種制御ユニットに搭載されている。例えば、同図に示す様に、移動体としての自動車１５００には、当該自動車１５００の加速度を検知するＭＥＭＳ振動子１を内蔵してエンジンの出力を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ：electronic  Control  Unit）１５０８が車体１５０７に搭載されている。加速度を検知して車体１５０７の姿勢に応じた適切な出力にエンジンを制御することで、燃料等の消費を抑制した効率的な移動体としての自動車１５００を得ることができる。
また、ＭＥＭＳ振動子１は、他にも、車体姿勢制御ユニット、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム（ＴＰＭＳ：Tire  Pressure  Monitoring  System）、に広く適用できる。
【符号の説明】
【００８９】
１…ＭＥＭＳ振動子、１０…基板、１０ａ…主面、１２…絶縁部、１２ａ…主面、２０…振動部、３０…固定電極、３０ｃ…振動の節、３０ｐ…振動の腹、３５…間隙、４０…支持部、４２…梁部、４４…柱部、５０…固定部、６０…機能部、２１０…犠牲層、２１１…陥部、２３０…マスクパターン、２５０…導電層、１１００…ノート型パーソナルコンピューター、１２００…携帯電話機、１３００…デジタルスチールカメラ、１５００…自動車。
【図１】
2014212409.tif 000003
【図２】
2014212409.tif 000004
【図３】
2014212409.tif 000005
【図４】
2014212409.tif 000006
【図５】
2014212409.tif 000007
【図６】
2014212409.tif 000008
【図７】
2014212409.tif 000009
【図８】
2014212409.tif 000010
【図９】
2014212409.tif 000011
【図１０】
2014212409.tif 000012
【図１１】
2014212409.tif 000013
【図１２】
2014212409.tif 000014
【図１３】
2014212409.tif 000015
【図１４】
2014212409.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成26年4月7日(2014.4.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動部と、
前記振動部に対して間隙を有し対向して設けられている電極部と、
前記振動部から第１の方向に延設されている支持部と、を備え、
前記振動部は、前記第１の方向から見た断面に凹部又は凸部を有する機能部を備えていることを特徴とするＭＥＭＳ振動子。
【請求項２】
振動部と、
前記振動部に対して間隙を有し対向して設けられている電極部と、
前記振動部から第１の方向に延設されている支持部と、を備え、
前記振動部は、前記第１の方向から見て厚みが異なる機能部を有していることを特徴とするＭＥＭＳ振動子。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のＭＥＭＳ振動子において、
前記機能部は、前記第１の方向と交差する第２の方向に沿って並んで設けられていることを特徴とするＭＥＭＳ振動子。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のＭＥＭＳ振動子において、
前記機能部は、前記電極部と対向する前記振動部の一方面に凸部が設けられ、前記一方面とは表裏となる前記振動部の他方面に前記凸部と表裏となる凹部が設けられていることを特徴とするＭＥＭＳ振動子。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のＭＥＭＳ振動子において、
前記機能部は、前記電極部と対向する前記振動部の一方面に凹部が設けられ、前記一方面とは表裏となる前記振動部の他方面に前記凹部と表裏となる凸部が設けられていることを特徴とするＭＥＭＳ振動子。
【請求項６】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のＭＥＭＳ振動子において、
前記機能部は、前記電極部と対向する前記振動部の一方面に第１の凸部が設けられ、前記一方面とは表裏となる前記振動部の他方面に前記第１の凸部と表裏となる第２の凸部が設けられていることを特徴とするＭＥＭＳ振動子。
【請求項７】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のＭＥＭＳ振動子において、
前記機能部は、前記電極部と対向する前記振動部の一方面に第１の凹部が設けられ、前記一方面とは表裏となる前記振動部の他方面に前記第１の凹部と表裏となる第２の凹部が設けられていることを特徴とするＭＥＭＳ振動子。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載のＭＥＭＳ振動子において、
前記機能部は、前記第１の方向と交差する第２の方向に延在する前記振動部の一方の外周縁から対向する他方の外周縁に向かう方向に沿って、前記第１方向に延設されていることを特徴とするＭＥＭＳ振動子。
【請求項９】
振動部と、
前記振動部に対して間隙を有し対向して設けられている電極部と、
前記振動部から第１の方向に延設されている支持部と、を備え、
前記振動部には、前記第１の方向と交差する第２の方向における両端面に前記第１の方向に延伸する溝部を有する機能部が設けられていることを特徴とするＭＥＭＳ振動子。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれか一項に記載されたＭＥＭＳ振動子が搭載されていることを特徴とする電子機器。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項９のいずれか一項に記載されたＭＥＭＳ振動子が搭載されていることを特徴とする移動体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
［適用例１］
本適用例に係るＭＥＭＳ振動子は、振動部と、振動部に対して間隙を有し対向して設けられている電極部と、振動部から第１の方向に延設されている支持部と、を備え、振動部は、第１の方向から見た断面に凹部又は凸部を有する機能部を備えていることを特徴とする。また、本適用例に係るＭＥＭＳ振動子は、振動部と、振動部に対して間隙を有し対向して設けられている電極部と、振動部から第１の方向に延設されている支持部と、を備え、振動部には、第１の方向から見て厚みが異なる機能部を有していることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
この様なＭＥＭＳ振動子によれば、振動部と、振動部に対して間隙を有し対向して設けられている電極部と、の間に電位が印加されていることで振動部が電極部に静電吸引され、電位の印加と解放とを繰り返すことで振動部が振動することができる。
振動部は、第１の方向から見た断面に凹部又は凸部を有する機能部または第１の方向から見て厚みが異なる機能部を有していることから、振動部に撓みが生じた場合に、第１の方向と比べて第１の方向と交差する第２の方向に応力が生じやすい。
よって、振動部に撓みが生じた際に、支持部を支軸に第１の方向と並行する方向に振動部を撓み易くすることができる。
従って、振動部が屈曲振動した際に、支持部が延設されている第１の方向を振動の節とし、第１の方向と交差する第２方向に振動の波長が進行し、第１の方向及び第２の方向に直交する第３の方向に振動の腹が生じる振動モードが得られるＭＥＭＳ振動子を得ることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
［適用例２］
上記適用例に係るＭＥＭＳ振動子は、機能部は、第１の方向と交差する第２の方向に沿って並んで設けられていることが好ましい。