(57)【要約】 【課題】電極上を被覆することで電極の破損等を防止して信頼性を向上でき、さらに、リッドの接合にイオンビーム活性化接合を適用した場合でも電極が不用意にエッチングされることを防止する。【解決手段】励振電極１３１、１３２が形成された圧電振動片１３０を含む圧電デバイス１００であって、圧電振動片１３０は、その露出部分を覆うように、励振電極１３１等よりもスパッタ率が小さい絶縁体または誘電体の被覆層１４１、１４２が形成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極が形成された圧電振動片を含む圧電デバイスであって、
前記圧電振動片は、その露出部分を覆うように、前記電極よりもスパッタ率が小さい絶縁体または誘電体の被覆層が形成される圧電デバイス。
【請求項２】
互いに接合されるリッド及びベースを含み、
前記圧電振動片は、前記リッド及び前記ベースの少なくとも一方に形成された凹部に配置され、
前記リッドと前記ベースとは直接接合される請求項１記載の圧電デバイス。
【請求項３】
前記圧電振動片は、振動部と、前記振動部を囲む枠部と、前記振動部と前記枠部とを連結するアンカー部とを有し、
前記枠部の表面及び裏面にそれぞれ接合されるリッド及びベースを含み、
前記枠部と前記リッドとは直接接合される請求項１記載の圧電デバイス。
【請求項４】
前記ベースの露出部分に、絶縁体または誘電体の被覆層が形成される請求項１または請求項２記載の圧電デバイス。
【請求項５】
前記被覆層は、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、のうちのいずれかの酸化物系の絶縁体または誘電体である請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の圧電デバイス。
【請求項６】
前記被覆層は、窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化シリコン（ＳｉＮ）、のうちのいずれかの窒化物系の絶縁体または誘電体である請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の圧電デバイス。
【請求項７】
圧電振動片を含む圧電デバイスの製造方法であって、
前記圧電振動片の露出部分を覆うように、前記電極よりもスパッタ率が小さい絶縁体または誘電体の被覆層が形成される被覆工程を含む圧電デバイスの製造方法。
【請求項８】
前記圧電振動片をベースに載置させる載置工程と、
イオンビーム活性化接合を用いて、前記ベースにリッドを接合させるリッド接合工程と、を含む請求項７記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項９】
前記被覆工程は、前記載置工程の後に行われる請求項８記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項１０】
前記圧電振動片として、振動部と、前記振動部を囲む枠部と、前記振動部と前記枠部とを連結するアンカー部とを有するものが用いられ、
前記枠部の裏面にベースを接合させるベース接合工程と、
イオンビーム活性化接合を用いて、前記枠部の表面にリッドを接合させるリッド接合工程と、を含む請求項７記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項１１】
前記被覆工程は、前記ベース接合工程の後に行われる請求項１０記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項１２】
前記被覆工程は、前記ベースの露出部分に被覆層を形成させる請求項９または請求項１１記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項１３】
前記リッド接合工程は、真空雰囲気下で行われる請求項７〜請求項１２のいずれか１項に記載の圧電デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水晶振動子などの圧電振動子（圧電デバイス）は、セラミックスなどのパッケージに水晶振動片（圧電振動片）を搭載し、気密封止あるいは真空封止されている。しかし、電子部品の小型化、低背化、そして低価格化の市場要求の高まりにより、セラミックパッケージの採用が困難になってきている。これらの要求に対応するために、ガラスパッケージを用いた圧電振動子が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
ガラスパッケージの構造としては、互いに接合されるリッド及びベースのいずれか一方に形成された凹部に水晶振動片が搭載されたものや、枠部を有する水晶振動片の表面及び裏面にリッド及びベースが接合された構成などがある（例えば、特許文献３参照）。いずれの構造もウェハレベルで製造できるために、従来のセラミックパッケージに比べ、小型・低背化、さらには低価格化が実現される。
【０００４】
上記のような構造のガラスパッケージを製造するにあたり、ガラスウェハ同士、ないしはガラスと水晶ウェハの接合法として、直接接合法、陽極接合法、金属圧接接合法、低融点ガラス接合法、プラズマ活性化接合法、イオンビーム活性化接合法、などが提案されている。直接接合法は、十分な接合強度を得るために高温での熱処理が必要であり、水晶振動子の接合法として課題が残る。陽極接合法は、アルカリイオンを含むガラスウェハを使用する場合の接合方法であって、接合時にガス発生を伴うため、内部の真空度等の劣化が生じるという課題がある。
【０００５】
金属圧接接合法は、ＡｕＳｎ共晶金属等の金属を介して接合するため、密着層やバリア層の成膜、パターニングが必要となって製造コストが高いといった課題がある。低融点ガラス接合法は、接合時に低融点ガラスペーストからガス発生を伴うため、内部の真空度等の劣化が生じるという課題がある。プラズマ活性化接合法は、真空中での接合は難しいと考えられる。イオンビーム活性化接合法は、ウェハにアルゴンビーム等を照射することによってウェハ表面を清浄化し、その面同士を当接することで、常温において、様々な材料の接合が可能である。
【０００６】
このイオンビーム活性化接合法では、一般に、イオンビームの照射による活性化処理と、ウェハ同士の接合処理とが同一のチャンバー内で行われる。従って、活性化処理後、直ちにアルゴンの供給を止め、真空排気することによって、水晶振動子に求められる真空度を保った状態で接合が行うことができる。ただし、イオンビームの照射の際に、イオンソース本体の部材やチャンバー内壁が同時にスパッタされるために、ウェハ表面には、これらの構成材料（ステンレスやアルミニウム合金）である鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）が付着する（例えば、特許文献４参照）。このように、イオンビーム活性化接合では、イオンビームの照射に伴い、ウェハ表面のスパッタリング作用によるエッチングと、鉄、クロム、アルミニウムの付着（堆積）が同時に起こることによって、ガラスや水晶ウェハ間で強固な接合が実現されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−６５２５号公報
【特許文献２】特開２０１２−７４６４９号公報
【特許文献３】特開２０００−６８７８０号公報
【特許文献４】特開２００７−３２４１９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、ガラスパッケージがリッド及びベースからなるタイプにおいては、貫通電極や接続電極などの各種配線がベースの表面等に形成されている。このベースに搭載される水晶振動片においても、励振電極や引出電極が形成されており、この引出電極がベースの接続電極と電気的に接続されている。また、枠部を有する水晶振動片の表面及び裏面にリッド及びベースが接合されるタイプにおいても、ベースには各種電極が形成されており、水晶振動片にも同様に励振電極や引出電極が形成されている。
【０００９】
いずれのタイプであっても、リッドの接合にイオンビーム活性化接合法を適用する場合は、水晶振動片やベースに形成された電極は、イオンビームの照射により、アルゴンのスパッタリング作用によるエッチングと、チャンバー内壁を構成する金属元素の堆積が起こる。水晶振動片の電極のエッチング量ならびに金属付着量は、ウェハ内における水晶振動片の搭載位置、あるいは水晶振動片の形成位置により異なる。この分布は、水晶振動片の共振周波数変動量のウェハ面内分布と等価になる。電極のエッチング量が金属付着量より大きい領域では周波数変動量はプラス側にシフトし、逆に電極のエッチング量が、金属付着量より小さい領域では周波数変動量はマイナスにシフトしてしまう。水晶振動子の製造に当たってはウェハ接合後に、このような周波数変動が生じてしまうことは、製造歩留まりを低下させることになり問題である。
【００１０】
本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたものであり、圧電振動片に形成された電極を被覆することにより信頼性を向上させるとともに、リッドの接合にイオンビーム活性化接合法等を適用した場合でも電極の不用意なエッチングを防止して、圧電振動片の共振周波数の変動を抑制し、不良品の発生を防止して製造歩留まりの高い圧電デバイス及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明では、電極が形成された圧電振動片を含む圧電デバイスであって、圧電振動片は、その露出部分を覆うように、電極よりもスパッタ率が小さい絶縁体または誘電体の被覆層が形成される。
【００１２】
また、互いに接合されるリッド及びベースを含み、圧電振動片は、リッド及びベースの少なくとも一方に形成された凹部に配置され、リッドとベースとは直接接合されるものでもよい。また、圧電振動片は、振動部と、振動部を囲む枠部と、振動部と枠部とを連結するアンカー部とを有し、枠部の表面及び裏面にそれぞれ接合されるリッド及びベースを含み、枠部とリッドとは直接接合されるものでもよい。また、ベースの露出部分に、絶縁体または誘電体の被覆層が形成されてもよい。また、被覆層は、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、のうちのいずれかの酸化物系の絶縁体または誘電体が適用可能である。また、被覆層は、窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化シリコン（ＳｉＮ）、のうちのいずれかの窒化物系の絶縁体または誘電体が適用可能である。
【００１３】
本発明では、圧電振動片を含む圧電デバイスの製造方法であって、圧電振動片の露出部分を覆うように、電極よりもスパッタ率が小さい絶縁体または誘電体の被覆層が形成される被覆工程を含む。
【００１４】
また、圧電振動片をベースに載置させる載置工程と、イオンビーム活性化接合を用いて、ベースにリッドを接合させるリッド接合工程と、を含むものでもよい。また、被覆工程は、載置工程の後に行われてもよい。また、圧電振動片として、振動部と、振動部を囲む枠部と、振動部と枠部とを連結するアンカー部とを有するものが用いられ、枠部の裏面にベースを接合させるベース接合工程と、イオンビーム活性化接合を用いて、枠部の表面にリッドを接合させるリッド接合工程と、を含むものでもよい。また、被覆工程は、ベース接合工程の後に行われてもよい。また、被覆工程は、ベースの露出部分に被覆層を形成させるものでもよい。また、リッド接合工程は、真空雰囲気下で行われるものでもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、圧電振動片に形成された電極が被覆層で被覆されることにより電極の破損等を防止して信頼性を向上させることができる。さらに、リッドの接合にイオンビーム活性化接合法等を適用した場合でも電極が不用意にエッチングされることを防止し、圧電振動片の共振周波数の変動を抑制して不良品の発生を防止でき、製造歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態に係る圧電デバイスを示し、（ａ）は展開した斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図２】図１に示す圧電振動片を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図３】図１に示す圧電振動片の製造工程を示し、（ａ）は圧電ウェハ、（ｂ）はリッドウェハ及びベースウェハを示す図である。
【図４】イオンビーム活性化接合装置の概略図である。
【図５】第２実施形態に係る圧電デバイスを示す断面図である。
【図６】第３実施形態に係る圧電デバイスを示し、（ａ）は展開した斜視図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図７】図６に示す圧電振動片を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。
【図８】図６に示す圧電デバイスの製造工程を示す図である。
【図９】圧電ウェハ内の水晶振動子の位置と周波数変動量との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。また、以下の実施形態では、図面においては実施形態を説明するため、一部分を大きくまたは強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現している。以下の各図において、ＸＹＺ座標系を用いて図中の方向を説明する。このＸＹＺ座標系においては、圧電振動片の表面に平行な平面をＸＺ平面とする。このＸＺ平面において圧電振動片の長手方向をＸ方向と表記し、Ｘ方向に直交する方向をＺ方向と表記する。ＸＺ平面に垂直な方向（圧電振動片の厚さ方向）はＹ方向と表記する。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれは、図中の矢印の方向が＋方向であり、矢印の方向とは反対の方向が−方向であるものとして説明する。
【００１８】
＜第１実施形態＞
（圧電デバイス１００の構成）
第１実施形態に係る圧電デバイス１００について図１及び図２を用いて説明する。図１（ａ）に示すように、圧電デバイス１００は、リッド１１０と、ベース１２０と、圧電振動片１３０とで構成される圧電振動子である。リッド１１０及びベース１２０は、ホウケイ酸ガラスが用いられるが、これに限定されず、例えば、ソーダ石灰ガラスや、無アルカリガラス、石英などのガラスの他に、シリコンや、セラミックス等のアルミ化合物、もしくは、これらを主成分として各種材料が添加された材料などが用いられる。また、リッド１１０及びベース１２０は同一の材料が用いられることに代えて、異なる材料が用いられてもよい。ただし、同一の材料を用いる場合は、熱膨張係数が等しくなり、温度変化によって応力の発生を抑制できる。
【００１９】
リッド１１０は、平面視では矩形状の板状部材であり、図１（ａ）に示すように、裏面側（−Ｙ側の面）の中央部分には凹部１１１が設けられている。この凹部１１１を囲むように、後述するベース１２０との接合面１１０ａが形成されている。接合面１１０ａは、イオンビーム活性化接合による接合に適した十分な平坦性（典型的には、平均ラフネスＲａが１ｎｍ程度）を有している。
【００２０】
ベース１２０は、リッド１１０と同様に平面視で矩形状の板状部材である。図１（ｂ）に示すように、ベース１２０の表面（＋Ｙ側の面）１２０ａにリッド１１０の接合面１１０ａを接合させることにより、後述する圧電振動片１３０を収容するキャビティ（収容空間）１４０が形成される。なお、表面１２０ａのうちリッド１１０の接合面１１０ａと接合する部分は、接合面１１０ａと同様に、イオンビーム活性化接合による接合に適した十分な平坦性（典型的には、平均ラフネスＲａが１ｎｍ程度）を有している。
【００２１】
ベース１２０の表面１２０ａの−Ｘ側には、Ｚ方向に並んだ矩形状の接続電極１２２、１２３が形成されている。ベース１２０の裏面（−Ｙ側の面）には、四隅のそれぞれに矩形状の外部電極１２４、及びダミー電極１２４ａ、１２４ｂが形成されている。なお、図１（ａ）では、−Ｘ側かつ−Ｚ側の外部電極は、圧電振動片１３０の影に隠れた状態となっている。外部電極１２４は、基板に実装される際の一対の実装端子として用いられる。なお、ダミー電極１２４ａ、１２４ｂは、他の電極と電気的な接続はない。
【００２２】
接続電極１２２、１２３に対応する箇所には、それぞれベース１２０をＹ方向に貫通する貫通孔１２５が形成される。この貫通孔１２５のそれぞれには、貫通電極１２６が形成される。貫通電極１２６によって、接続電極１２２と外部電極１２４とが電気的に接続される。なお、接続電極１２３も同様に、不図示の貫通電極を介して外部電極と電気的に接続されている。
【００２３】
接続電極１２２、１２３及び外部電極１２４は、導電性の金属膜が用いられる。金属膜としては、例えば、下地層としてクロム（Ｃｒ）や、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、あるいはニッケルクロム（ＮｉＣｒ）や、ニッケルチタン（ＮｉＴｉ）、ニッケルタングステン（ＮｉＷ）合金を成膜し、その上に金（Ａｕ）や銀（Ａｇ）を成膜した積層構造が採用される。貫通電極１２６は、ベース１２０の貫通孔１２５を銅メッキ等により充填して形成される。
【００２４】
圧電振動片１３０は、図２（ａ）に示すように、Ｘ方向に長辺、Ｚ方向に短辺を有する矩形の板状の部材から形成されている。圧電振動片１３０には、例えばＡＴカットの水晶振動片が用いられている。ＡＴカットは、水晶振動子や水晶発振器等の圧電デバイスが常温付近で使用されるにあたって良好な周波数特性が得られる等の利点があり、人工水晶の３つの結晶軸である電気軸、機械軸及び光学軸のうち、光学軸に対して結晶軸周りに３５°１５′だけ傾いた角度で切り出す加工手法である。
【００２５】
圧電振動片１３０の表面（＋Ｙ側の面）には、矩形状の励振電極１３１が形成され、裏面（−Ｙ側の面）には、同じく矩形状の励振電極１３２が形成される。励振電極１３１、１３２は、圧電振動片１３０をＹ方向に挟んで対向した状態で配置され、ほぼ同一の大きさに形成されている。これら励振電極１３１、１３２に所定の交流電圧が印加されることにより、圧電振動片１３０は所定の振動数で振動する。なお、圧電振動片１３０の表面及び裏面の少なくとも一方に、周辺部より中層部分を厚肉としたメサが形成されてもよく、このメサが形成された場合は、励振電極１３１、１３２はメサに対応して形成される。
【００２６】
圧電振動片１３０の表面及び裏面には、励振電極１３１、１３２とそれぞれ電気的に接続する引出電極１３３、１３４が形成される。引出電極１３３は、圧電振動片１３０の表面において励振電極１３１から−Ｘ方向に引き出されて形成される。引出電極１３４は、圧電振動片１３０の裏面において励振電極１３２から−Ｘ方向に引き出されて形成される。なお、引出電極１３３と引出電極１３４とは、電気的に接続されない。また、引出電極１３３は、圧電振動片１３０の−Ｘ側の端部等から裏面側に回り込むように引き出されてもよい。
【００２７】
励振電極１３１、１３２及び引出電極１３３、１３４は、導電性の金属膜により形成される。この金属膜としては、図２（ｂ）に示すように、水晶材との密着性を高めるためにクロム（Ｃｒ）や、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、あるいはニッケルクロム（ＮｉＣｒ）や、ニッケルチタン（ＮｉＴｉ）、ニッケルタングステン（ＮｉＷ）合金などからなる下地層１３１ａ、１３２ａと、金（Ａｕ）や銀（Ａｇ）などからなる主電極層１３１ｂ、１３２ｂとの２層構造が採用される。
【００２８】
また、図２（ｂ）に示すように、励振電極１３１、１３２及び引出電極１３３、１３４を含めて圧電振動片１３０の露出部分を被覆するように、被覆層１４１が形成される。ただし、引出電極１３３、１３４のうち後述する導電性接着剤１５０、１５１と接続する部分には被覆層は形成されない。さらに、図１（ｂ）に示すように、導電性接着剤１５０、１５１の表面に被覆層１４１ａが形成されるとともに、ベース１２０の表面１２０ａに被覆層１４２が形成される。ただし、これら導電性接着剤１５０、１５１の表面や、ベース１２０の表面１２０ａに被覆層１４１ａ、１４２を形成させるか否かは任意である。なお、被覆層１４１、１４１ａ、１４２の膜厚は２ｎｍとしたが、特に制限はなく、数ｎｍ〜数１０ｎｍに設定される。また、被覆層１４２は、ベース１２０の側面や裏面に形成されてもよい。
【００２９】
被覆層１４１、１４１ａ、１４２は、励振電極１３１、１３２の主電極層１３１ｂ、１３２ｂで用いられた金属よりもスパッタ率が小さい酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、のうちのいずれかの酸化物系の絶縁体または誘電体が用いられる。また、被覆層１４１、１４１ａ、１４２は、同じく励振電極１３１、１３２の主電極層１３１ｂ、１３２ｂで用いられた金属よりもスパッタ率が小さい窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化シリコン（ＳｉＮ）、のうちのいずれかの窒化物系の絶縁体または誘電体が用いられる。
【００３０】
アルゴンイオンビーム（アルゴンビーム）の照射によるスパッタエッチング作用は次のとおりである。イオンビームを鉛直方向から照射させた場合、銀のスパッタ率を１とすると、金のそれは０．７１であり、例えば、酸化アルミニウムは０．０７で、酸化シリコンは０．２２と非常に小さい。
【００３１】
なお、励振電極１３１、１３２のスパッタによる周波数変動量は、スパッタによりエッチングされた質量に比例するので、例えば、密度が小さい、酸化アルミニウム、酸化シリコン、酸化マグネシウム、酸化チタンなどの酸化物系の絶縁体や、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化シリコンなどの窒化物系の絶縁体のように、スパッタ率と密度の積が小さいものを被覆層１４１等として用いることにより、周波数変動量をより小さくできるといった利点がある。
【００３２】
この圧電振動片１３０は、図１に示すように、導電性接着剤１５０、１５１によりベース１２０の表面１２０ａに支持される。この導電性接着剤１５０を介して引出電極１３４と接続電極１２２とが電気的に接続され、導電性接着剤１５１を介して引出電極１３３と接続電極１２３とが電気的に接続される。そして、リッド１１０とベース１２０とが接合されることにより、圧電振動片１３０は、キャビティ１４０に収容された状態となる。キャビティ１４０内は、真空雰囲気または窒素ガス等の不活性ガス雰囲気で密封される。なお、リッド１１０の接合面１１０ａとベース１２０の表面１２０ａとは、接合材等を介さずに直接接合されている。
【００３３】
このように、圧電デバイス１００によれば、圧電振動片１３０の露出部分を被覆するように被覆層１４１が形成されるため、励振電極１３１、１３２はスパッタ率が小さな被覆層１４１に被覆されることにより破損等が防止され、信頼性を向上させることができる。また、ベース１２０の表面１２０や導電性接着剤１５０等の上にも被覆層１４１ａ、１４２が形成されるため、接続電極１２２や導電性接着剤１５０等の破損が防止され、信頼性を向上させることができる。
【００３４】
（圧電デバイス１００の製造方法）
次に、圧電デバイス１００の製造方法について、図３を用いて説明する。この圧電デバイス１００は、いわゆるウェハレベルパッケージングの手法で製造される。圧電振動片１３０の製造に際しては、圧電ウェハＡＷ１から個々を切り出す多面取りが行われる。先ず、図３（ａ）に示すように、圧電ウェハＡＷ１が用意される。圧電ウェハＡＷ１は、水晶結晶体からＡＴカットにより切り出される。
【００３５】
次に、圧電ウェハＡＷ１は、エッチングや切削等により厚さ（Ｙ軸方向の幅）が薄くなるように形成され、所望の周波数特性を備えるように調整される。なお、フォトリソグラフィ法及びエッチング等により、周辺部に対して中央部分を厚肉としたメサが形成されてもよい。次に、圧電ウェハＡＷ１（圧電振動片１３０）の表面及び裏面に励振電極１３１、１３２が形成される。
【００３６】
励振電極１３１、１３２は、メタルマスクを用いたスパッタリングや真空蒸着等によりニッケルクロム等の下地層１３１ａ、１３２ａが成膜され、次いで金等の主電極層１３１ｂ、１３２ｂが成膜されて形成される。なお、メタルマスク等を用いることに代えて、フォトリソグラフィ法及びエッチング等により励振電極１３１、１３２がパターニングされてもよい。引出電極１３３、１３４は、励振電極１３１、１３２と同時に形成されるが、励振電極１３１、１３２とは別に形成されてもよい。この励振電極１３１、１３２の形成後、圧電ウェハＡＷ１をスクライブラインに沿ってダイシングすることにより、個々の圧電振動片１３０が完成する。
【００３７】
リッド１１０及びベース１２０は、圧電振動片１３０と同様に、リッドウェハＬＷ１及びベースウェハＢＷ１から個々を切り出す多面取りが行われる。これらリッドウェハＬＷ１及びベースウェハＢＷ１としては、例えば、ホウケイ酸ガラスが用いられる。リッドウェハＬＷ１は、キャビティ１４０を形成するための凹部１１１が、サンドブラストまたはウェットエッチングによって形成される。一方、ベースウェハＢＷ１には、貫通孔１２５等がサンドブラストまたはウェットエッチングによって形成される。
【００３８】
ベースウェハＢＷ１は、例えば銅めっき等により貫通孔１２５等を充填して貫通電極１２６等が形成される。この貫通電極１２６等と電気的に接続するように、ベースウェハＢＷ１の表面に接続電極１２２、１２３が形成され、裏面に外部電極１２４が形成される。同時にダミー電極１２４ａ、１２４ｂも形成される。接続電極１２２、１２３及び外部電極１２４は、例えばメタルマスク等を用いたスパッタリングや真空蒸着により、ニッケルタングステン等の下地層の上に金や銀が成膜されて形成される。
【００３９】
次に、ベースウェハＢＷ１上には、個々の圧電振動片１３０が導電性接着剤１５０、１５１により搭載される（載置工程）。この導電性接着剤１５０、１５１によって、圧電振動片１３０の励振電極１３１、１３２と外部電極１２４とが電気的に接続される。
【００４０】
次に、圧電振動片１３０の露出部分や、ベース１２０の露出部分、導電性接着剤１５０等に、絶縁体または誘電体の被覆層１４１、１４１ａ、１４２が形成される（被覆工程）。この被覆工程には、例えば、原子層成膜（Atomic Layer Deposition）法が用いられる。原子層成膜法は、真空容器内に設置した基板上に、原料化合物（プリカーサー）の分子を一分子層毎に、表面への吸着、反応による成膜、パージによる余剰分子の取り除き、のサイクルを繰り返し行うことによって、原子層を一層ずつ積み上げてゆく成膜手法である。従って、表面化学反応の自己停止機構を有しているために、０．１ｎｍの精度での膜厚制御が可能である。さらに、段差被覆性に優れ、高アスペクト比のホール内壁や狭い空隙部への成膜が行える。このために、圧電振動片１３０上にこの手法で成膜した場合、成膜による周波数のずれ量を、予め精確に予測することが可能となる。なお、原子層成膜法では、多種多様な絶縁体あるいは誘電体材料が成膜可能である。また、原子層成膜法で形成される被覆層１４１、１４１ａ、１４２の膜厚は、特に制限されるものではないが、後のイオンビーム照射で消失しない程度には厚く、一方で、絶縁体あるいは誘電体層の形成に由来する周波数変動量を大きくしすぎないために、１ｎｍ〜数１０ｎｍ程度に設定される。
【００４１】
次に、リッドウェハＬＷ１は、イオンビーム活性化接合によりベースウェハＢＷ１に接合される（リッド接合工程）。イオンビーム活性化接合は、図４に示すように、イオンビーム活性化接合装置１０が用いられる。イオンビーム活性化接合装置１０は、図４に示すように、真空チャンバー２０と、ウェハホルダを持つアライメントステージ３０と、ウェハホルダを持つ加圧機構４０と、接合面に向かってイオンビームを照射するように配置されたイオン源５０と、中性化電子源６０と、を備えている。真空チャンバー２０は、図示しない真空排気ポンプ（例えばターボ分子ポンプ）により排気されて、真空雰囲気に設定される。イオン源５０と中性化電子源６０には、それぞれマスフローメータを介してアルゴンガスが供給される。
【００４２】
リッドウェハＬＷ１は、静電チャック等により加圧機構４０のウェハホルダに保持され、ベースウェハＢＷ１は、アライメントステージ３０のウェハホルダに保持される。これにより、リッドウェハＬＷ１とベースウェハＢＷ１とは、互いの接合面が相対するように配置される。次に、チャンバー２０内が所定の真空度になるまで真空排気された後、両ウェハに向かって、イオン源５０からアルゴンビーム（イオンビーム）ＩＢが照射される。なお、アルゴンビームＩＢは、中性化電子源６０により中性化されている。
【００４３】
このアルゴンビームＩＢによって、リッドウェハＬＷ１及びベースウェハＢＷ１の表面はスパッタエッチングされて表面が清浄化される。このとき、イオン源５０を構成するアノード等の部材は、アルゴンプラズマに曝されるためにスパッタされ、イオン源５０から照射されるアルゴンビームＩＢ中には、イオン源５０の構成部材であるステンレスの成分である鉄やクロムが含まれる。また、イオン源５０から照射されたアルゴンビームＩＢは大きな広がり角を有するため、リッドウェハＬＷ１等のみならず、真空チャンバー２０内壁のステンレスやアルミニウム合金製の部品をスパッタする。これにより、リッドウェハＬＷ１等上には、鉄、クロム、アルミニウムなどが堆積する。すなわち、リッドウェハＬＷ１及びベースウェハＢＷ１の表面では、エッチング作用とデポジション作用が同時に進行することになる。従って、被覆層１４１、１４１ａ、１４２は、絶縁体または誘電体の膜に、鉄、クロム、アルミニウム等が混合した状態や、絶縁体等の膜と、鉄、クロム、アルミニウム等との積層膜といった状態となる。
【００４４】
上記したように、圧電振動片１３０の露出部分に形成された被覆層１４１は、励振電極１３１等に用いられた金や銀に比べスパッタ率が小さい。従って、励振電極１３１、１３２は、被覆層１４１によって被覆されるため、アルゴンビームＩＢの照射によって不用意にエッチングされることはない。同様に、ベース１２０の接続電極１２２等や導電性接着剤１５０等も被覆層１４１ａ、１４２で被覆されているため、アルゴンビームＩＢの照射によって不用意にエッチングされることはない。
【００４５】
次に、所定の時間、アルゴンビームＩＢの照射を行った後、リッドウェハＬＷ１とベースウェハＢＷ１とのアライメントを行ってから、加圧機構４０により、所定の荷重と圧接時間条件で、両ウェハを接合する。その後、接合されたウェハをイオンビーム活性化接合装置１０から取り出し、スクライブラインに沿ってダイシングされることにより個々の圧電デバイス１００が完成する。なお、リッドウェハＬＷ１とベースウェハＢＷ１との接合後にベースウェハＢＷ１裏面の外部電極１２４等が形成されてもよい。
【００４６】
ところで、主電極材料である金や銀は、密度が大きく、かつスパッタ率が大きな金属であるため、イオンビーム活性化接合の際に、イオンビームが照射されてスパッタされると、圧電振動片１３０の周波数はプラス側に非常に大きくシフトする（共振周波数が高くなる）。しかも、エッチング量は、ウェハ面内のビーム強度に敏感であるため、ウェハ面内の周波数シフト量には大きな分布が生じることになる。一方、イオン源５０の部材や真空チャンバー２０の内壁がスパッタされることによって、これらの構成材料である鉄、クロム、アルミニウム等が励振電極１３１等上に堆積するが、これらの金属の密度は、金や銀に比べ小さく、かつ、膜厚は数ナノメートルであるため、圧電振動片１３０の周波数はマイナス側にわずかにシフトする（共振周波数が低くなる）。
【００４７】
一方、被覆層１４１、１４１ａ、１４２は、スパッタ率が小さいことに加えて、図４に示すように、アルゴンビームＩＢの照射方向がリッドウェハＬＷ等の鉛直方向からほぼ９０°傾いた方向であるため、実質的なスパッタ率は著しく小さくなる。この結果、被覆層１４１等は殆どエッチングされることなく、被覆層１４１等上には、鉄、クロム、アルミニウムなどの金属堆積のみが生じることになる。
【００４８】
この金属付着量は、膜厚として数ｎｍと小さく、かつ照射条件を適正化することによって、ウェハ面内で分布を持たず一定にすることができるため、接合後の圧電デバイス１００の共振周波数は、ウェハ面内で均一にマイナス側への変動となる。この変動分を見込んで、接合前に行われる周波数調整工程において共振周波数を調整しておけば、接合後に、所望の共振周波数を有する圧電デバイス１００を、ガラスによるウェハレベルパッケージングの手法によって高歩留まりで製造可能となる。
【００４９】
このように、圧電デバイス１００の製造方法によれば、圧電振動片１３０の励振電極１３１等が不用意にエッチングされることを防止し、圧電振動片１３０の共振周波数の変動を抑制して不良品の発生を防止できる。
【００５０】
＜第２実施形態＞
続いて、第２実施形態について説明する。以下の説明において、第１実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。図５は、第２実施形態に係る圧電デバイス２００を示している。また、図５は、図１のＡ−Ａ線に相当する線に沿った断面図を示している。この圧電デバイス２００は、第１実施形態と同様の圧電振動片１３０が用いられている。
【００５１】
圧電デバイス２００は、リッド２１０及びベース２２０を有している。リッド２１０は、平面視では矩形状の板状部材であり、図５に示すように、裏面（−Ｙ側の面）２１０ａのうち、ベース２２０との接合部分は、イオンビーム活性化接合による接合に適した十分な平坦性（典型的には、平均ラフネスＲａが１ｎｍ程度）を有している。
【００５２】
ベース２２０は、平面視で矩形状の板状部材であり、図５に示すように、表面側（＋Ｙ側の面）の中央部分には凹部２２１が設けられている。この凹部２２１を囲むように、リッド２１０との接合面２２０ａが形成されている。これらリッド２１０及びベース２２０を接合させることにより、圧電振動片１３０を収容するキャビティ（収容空間）２４０が形成される。なお、接合面２２０ａは、イオンビーム活性化接合による接合に適した十分な平坦性（典型的には、平均ラフネスＲａが１ｎｍ程度）を有している。
【００５３】
ベース２２０の凹部２２１内には、接続電極２２２が形成され、ベース２２０の裏面には、外部電極２２４が形成される。ベース２２０をＹ方向に貫通する貫通孔２２５が設けられるとともに、この貫通孔２２５には、接続電極２２２と外部電極２２４とを電気的に接続する貫通電極２２６が形成される。また、ベース２２０の裏面には、ダミー電極２２４ａが形成される。なお、接続電極２２２や外部電極２２４、貫通電極２２６は、第１実施形態の圧電デバイス１００とほぼ同様である。
【００５４】
圧電振動片１３０の露出部分や導電性接着剤１５０が被覆層１４１、１４１ａで被覆されている点は第１実施形態と同様である。さらに、ベース２２０の表面（露出部分）においても被覆層２４２で被覆された状態となっている。この被覆層２４２の材質等については第１実施形態の被覆層１４２と同様である。
【００５５】
このように、圧電デバイス２００によれば、第１実施形態と同様に圧電振動片１３０が用いられるため、励振電極１３１、１３２は被覆層１４１に被覆されることにより破損等が防止され、信頼性を向上させることができる。また、ベース２２０においても被覆層２４２によって接続電極２２２の破損等が防止される。また、圧電デバイス２００の製造方法は、リッド２１０に凹部が形成されない点や、ベース２２０に凹部２２１が形成される点を除いて圧電デバイス１００の製造方法とほぼ同様であり、励振電極１３１等が不用意にエッチングされることを防止して、圧電振動片１３０の共振周波数の変動を抑制して不良品の発生を防止できる。
【００５６】
＜第３実施形態＞
（圧電デバイス３００の構成）
第３実施形態に係る圧電デバイス３００について図６及び図７を用いて説明する。この圧電デバイス３００は、図６（ａ）に示すように、圧電振動片３３０を挟むように、圧電振動片３３０の＋Ｙ側にリッド３１０が接合され、また、−Ｙ側にベース３２０が接合される。リッド３１０及びベース３２０は、第１及び第２実施形態と同様に、例えばホウケイ酸ガラス等が用いられる。
【００５７】
リッド３１０は、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、矩形の板状に形成されており、裏面（−Ｙ側の面）に形成された凹部３１１と、凹部３１１を囲む接合面３１０ａとを有している。接合面３１０ａは、後述する圧電振動片３３０の枠部３３２の表面（＋Ｙ側の面）３３２ａに接合される。接合面３１０ａと表面３３２ａとは直接接合されている。なお、接合面３１０ａと表面３３２ａとは、イオンビーム活性化接合による接合に適した十分な平坦性（典型的には、平均ラフネスＲａが１ｎｍ程度）を有している。
【００５８】
ベース３２０は、同じく矩形の板状に形成されており、表面（＋Ｙ側の面）に形成された凹部３２１と、凹部３２１を囲む接合面３２０ａとを有している。接合面３２０ａは、圧電振動片３３０の枠部３３２の裏面（−Ｙ側の面）３３２ｂと対向する。ベース３２０は、図８に示すように、接合面１２２と枠部１３２の裏面１３２ｂとの間に配置された接合材１５０により、圧電振動片１３０の裏面側（−Ｙ側の面側）に接合される。接合面３２０ａと表面３３２ｂとは直接接合される他に、低融点ガラスやポリイミド等の接合材が用いられてもよい。
【００５９】
図６に示すように、ベース３２０の表面の−Ｘ側の領域には、接続電極３２２、３２３が形成され、ベース３２０の裏面の−Ｘ側の領域には、外部電極３２４、３２５が形成される。また、ベース３２０には、Ｙ方向に貫通する貫通電極３２６、３２７が形成される。貫通電極３２６によって接続電極３２２と外部電極３２４とが電気的に接続され、貫通電極３２７によって接続電極３２３と外部電極３２５とが電気的に接続される。なお、図６（ｂ）に示すように、ベース３２０の裏面の＋Ｘ側の領域には、ダミー電極３２４ａが形成される。
【００６０】
これら接続電極３２２等や、外部電極３２４等、貫通電極３２６等は、第１及び第２実施形態と同様の金属が用いられる。また、接続電極３２２、３２３と外部電極３２４、３２５との接続として貫通電極３２６、３２７を用いることに限定されない。例えば、ベース３２０の角部や辺部に切り欠き（キャスタレーション）を形成させ、この切り欠きに電極を形成して接続電極３２２、３２３と外部電極３２４、３２５とを接続させてもよい。
【００６１】
圧電振動片３３０は、第１及び第２実施形態と同様に、例えばＡＴカットの水晶材が用いられている。圧電振動片３３０は、図７（ａ）に示すように、所定の振動数で振動する振動部３３１と、振動部３３１を囲んだ枠部３３２と、振動部３３１と枠部３３２とを連結するアンカー部３３３とにより構成されている。振動部３３１と枠部３３２との間には、アンカー部３３３を除いて、Ｙ軸方向に貫通する貫通穴３３４が形成されている。
【００６２】
振動部３３１は、矩形状に形成され、Ｙ軸方向の厚さが枠部３３２と同一であるが、枠部３３２より薄く形成されてもよい。また、振動部３３１の周辺部に対して中央部分を厚肉としたメサが形成されてもよい。枠部３３２は、振動部３３１を囲んだ矩形状に形成され、表面３３２ａ及び裏面３３２ｂは、それぞれ、リッド３１０の接合面３１０ａ及びベース３２０の接合面３２０ａと接合される。
【００６３】
振動部３３１の表面には励振電極３３５が形成され、この励振電極３３５から−Ｘ方向に向けてアンカー部３３３及び枠部３３２の表面まで引出電極３３７が形成される。さらに、引出電極３３７は、枠部３３２をＹ方向に貫通する貫通電極３３９を介して枠部３３２の裏面の引出電極３３７ａに接続される。振動部３３１の裏面には励振電極３３６が形成され、この励振電極３３６から−Ｘ方向に向けてアンカー部３３３及び枠部３３２の裏面まで引出電極３３８が形成される。
【００６４】
励振電極３３５、３３６及び引出電極３３７、３３８等は、図７（ｂ）に示すように、水晶材との密着性を高めるためにニッケルタングステン等の下地層３３５ａ、３３６ａと、金等の主電極層３３５ｂ、３３６ｂとの２層構造が採用される。下地層３３５ａ等や主電極層３３５ｂ等に用いられる金属としては、第１及び第２実施形態と同様である。
【００６５】
圧電振動片３３０には、図７（ｂ）に示すように、励振電極３３５、３３６や引出電極３３７等を含めて露出部分を被覆するように被覆層３４１が形成される。また、ベース３２０の凹部３２１にも被覆層３４２が形成されるが、凹部３２１に被覆層３４２を形成させるか否かは任意である。さらに、圧電振動片３３０の枠部３３２の側面や、ベース３２０の側面及び底面に被覆層３４２が設けられてもよい。被覆層３４１、３４２の膜厚に特に制限はないが、数ｎｍ〜数１０ｎｍに設定される。
【００６６】
被覆層３４１、３４２は、励振電極３３５、３３６の主電極層３３５ｂ、３３６ｂで用いられた金属よりもスパッタ率が小さい絶縁体または誘電体が用いられる。被覆層３４１、３４２に用いられる絶縁体または誘電体としては、例えば、酸化アルミニウムや窒化アルミニウムなど、第１及び第２実施形態と同様のものが用いられる。
【００６７】
この圧電振動片３３０は、図６に示すように、圧電振動片３３０の枠部３３２の表面３３２ａにリッド３１０の接続面３１０ａが直接接合されている。また、圧電振動片３３０の枠部３３２の裏面３３２ｂには、ベース３２０の接続面３２０ａが接合されている。裏面３３２ｂと接続面３２０ａとの接合は、直接接合の他に、接合材が用いられてもよい。圧電振動片３３０とベース３２０とが接合されることにより、引出電極３３７ａ、３３８と接続電極３２２、３２３とが電気的に接続される。なお、引出電極３３７ａ、３３８と接続電極３２２、３２３との間に導電性接着剤を介在させてもよい。そして、リッド３１０及びベース３２０が圧電振動片３３０に接合されることにより、圧電振動片３３０の振動部３３１は、キャビティ３４０に収容された状態となる。キャビティ３４０内は、真空雰囲気または窒素ガス等の不活性ガス雰囲気で密封される。
【００６８】
このように、圧電デバイス３００によれば、励振電極３３５、３３６を含めた露出部分に被覆層３４１が形成されるため、励振電極３３５、３３６はスパッタ率が小さな被覆層３４１に被覆されることにより破損等が防止され、信頼性を向上させることができる。
【００６９】
（圧電デバイス３００の製造方法）
次に、圧電デバイス３００の製造方法について、図８を用いて説明する。この圧電デバイス３００は、上記した圧電デバイス１００と同様に、ウェハレベルパッケージングの手法で製造される。リッド３１０、ベース３２０、及び圧電振動片３３０のいずれも各ウェハから個々を切り出す多面取りが行われる。リッドウェハＬＷ２及びベースウェハＢＷ２としては、例えば、ホウケイ酸ガラスが用いられる。圧電ウェハＡＷ２は、水晶結晶体からＡＴカットにより切り出された水晶片が用いられる。
【００７０】
リッドウェハＬＷ２は、サンドブラストまたはウェットエッチングによって凹部３１１が形成される。一方、ベースウェハＢＷ２は、サンドブラストまたはウェットエッチングによって凹部３２１が形成されるとともに貫通孔が形成される。ベースウェハＢＷ２は、例えば銅めっき等により貫通電極３２６、３２７が形成される。この貫通電極３２６、３２７と電気的に接続するように、ベースウェハＢＷ２の表面に接続電極３２２、３２３が形成され、裏面に外部電極３２４、３２５が形成される。同時にダミー電極３２４ａも形成される。接続電極３２２、３２３及び外部電極３２４、３２５は、例えばメタルマスク等を用いたスパッタリングや真空蒸着により、ニッケルタングステン等の下地層の上に金や銀が成膜されて形成される。
【００７１】
圧電ウェハＡＷ２は、エッチングや切削等により厚さ（Ｙ軸方向の幅）が薄くなるように調整される。なお、フォトリソグラフィ法及びエッチング等により、振動部３３１の周辺部に対して中央部分を厚肉としたメサが形成されてもよい。次に、振動部３３１の表面及び裏面に励振電極３３５、３３６が形成される。励振電極３３５、３３６は、メタルマスクを用いたスパッタリングや真空蒸着等によりニッケルクロム等の下地層３３５ａ、３３６ａが成膜され、次いで金等の主電極層３３５ｂ、３３６ｂが成膜されて形成される。なお、メタルマスク等を用いることに代えて、フォトリソグラフィ法及びエッチング等により励振電極３３５、３３６がパターニングされてもよい。
【００７２】
引出電極３３７、３３７ａ、３３８は、励振電極３３５、３３６と同時に形成される。貫通電極３３９は引出電極３３７、３３７ａ、３３８の形成に先だって、銅メッキ等により充填されて形成される。ただし、貫通電極３３９として充填されることに限定されず、貫通孔の壁面に導電性の金属膜が形成されたものでもよい。
【００７３】
次に、圧電ウェハＡＷ２の裏面にベースウェハＢＷ２が接合される。このとき、後に圧電振動片３３０の枠部３３２となる部分の裏面側に、ベース３２０の接合面３２０ａが接合された状態となっている（ベース接合工程）。なお、両者の接合は、図４に示すイオンビーム活性化接合装置１０を用いたイオンビーム活性化接合によって接合する他に、低融点ガラスやポリイミド等の接合材を用いた接合など、各種の接合方法が用いられる。圧電ウェハＡＷ２にベースウェハＢＷ２が接合された際に、引出電極３３７ａ、３３８と接続電極３２２、３２３とが電気的に接続される。
【００７４】
次に、ウェットエッチング等により、圧電ウェハＡＷ２の一部をＹ方向に貫通させて貫通穴３３４を形成させる。これにより、圧電ウェハＡＷ２には、振動部３３１と、振動部３３１を囲んだ枠部３３２と、振動部３３１と枠部３３２とを連結するアンカー部３３３とを備えた圧電振動片３３０が形成される。なお、貫通穴３３４の形成をベースウェハＢＷ２の接合後に行っているが、接合前に行ってもよい。
【００７５】
次に、圧電振動片３３０の露出部分や、ベース３２０の露出部分に、絶縁体または誘電体の被覆層３４１、３４２が形成される（被覆工程）。この被覆工程は、第１実施形態と同様に、原子層成膜（Atomic Layer Deposition）法が用いられる。この原子層成膜法が用いられることにより、圧電振動片３３０上への成膜による周波数のずれ量を、予め精確に予測することが可能となる。なお、被覆層３４１、３４２の膜厚は、特に制限されるものではないが、後のイオンビーム照射で消失しない程度には厚く、一方で、絶縁体あるいは誘電体層の形成に由来する周波数変動量を大きくしすぎないために、１ｎｍ〜数１０ｎｍ程度に設定される。
【００７６】
次に、リッドウェハＬＷ２は、イオンビーム活性化接合により圧電ウェハＡＷ２の表面に接合される（リッド接合工程）。イオンビーム活性化接合は、第１実施形態と同様に図４に示すイオンビーム活性化接合装置１０が用いられる。リッドウェハＬＷ２は、加圧機構４０のウェハホルダに保持され、圧電ウェハＡＷ２（裏面にはベースウェハＢＷ２が接合済み）は、アライメントステージ３０のウェハホルダに保持される。リッドウェハＬＷ２と圧電ウェハＡＷ２とは、互いに相対した状態となっている。次に、チャンバー２０内が真空排気された後、両ウェハに向かってイオン源５０からアルゴンビームＩＢが照射される。
【００７７】
アルゴンビームＩＢによって、リッドウェハＬＷ２及び圧電ウェハＡＷ２の表面はスパッタエッチングされて表面が清浄化される。なお、圧電ウェハＡＷ２等上には、鉄、クロム、アルミニウムなどが堆積する点は第１実施形態と同様である。従って、被覆層３４１、３４２は、絶縁体または誘電体に、鉄、クロム、アルミニウム等が混合した状態や、絶縁体または誘電体の膜と、鉄、クロム、アルミニウム等との積層膜といった状態となる。また、第１実施形態と同様に、被覆層３４１は、励振電極３３５等と比較してスパッタ率が小さいので、励振電極３３５、３３６は、アルゴンビームＩＢの照射によって不用意にエッチングされることはない。
【００７８】
次に、所定の時間、アルゴンビームＩＢの照射を行った後、リッドウェハＬＷ２と圧電ウェハＡＷ２とのアライメントを行ってから、加圧機構４０により、所定の荷重と圧接時間条件で、両ウェハを接合する。その後、接合されたウェハをイオンビーム活性化接合装置１０から取り出し、スクライブラインに沿ってダイシングされることにより個々の圧電デバイス３００が完成する。
【００７９】
このように、圧電デバイス３００の製造方法によれば、第１実施形態と同様に、励振電極３３５等が不用意にエッチングされることを防止し、圧電振動片３３０の共振周波数の変動を抑制して不良品の発生を防止できる。また、第１実施形態と同様に、イオンビーム活性化接合に際して金属付着量を見込んで共振周波数を調整しておけば、接合後に、所望の共振周波数を有する圧電デバイス３００を、ガラスによるウェハレベルパッケージングの手法によって高歩留まりで製造可能となる。
【００８０】
以上、実施形態について説明したが、本発明は、上述した説明に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。例えば、圧電振動片１３０等に代えて音叉型の圧電振動片（水晶振動片）が用いられてもよい。また、圧電振動片１３０等として水晶振動片に限定されるものではなく、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウムなど、他の圧電材料が用いられてもよい。また、圧電振動片１３０等に代えて、シリコンウェハを用いたＭＥＭＳ（Micro
Electro Mechanical Systems）デバイスなどが用いられてもよい。
【００８１】
また、圧電デバイスとして圧電振動子（水晶振動子）であることに限定されず、発振器であってもよい。発振器の場合は、ＩＣ等が搭載され、圧電振動片１３０等と電気的に接続される。さらに、リッドウェハＬＷ１、ＬＷ２やベースウェハＢＷ１、ＢＷ２としてＡＴカット等の水晶片が用いられてもよい。また、被覆層１４１、３４１等の形成に原子層成膜法が用いられることに限定されず、蒸着等の他の手法が用いられてもよい。
【実施例】
【００８２】
以下、実施例について説明する。実施例として、図１（ｂ）に示すガラスパッケージ構造を有する２６ＭＨｚの水晶振動子（圧電デバイス１００）を用いた。圧電振動片としてＡＴカットの水晶振動片が用いられ、励振電極１３１、１３２は、下地層１３１ａ、１３２ａとしてクロム：３０ｎｍ、主電極層１３１ｂ、１３２ｂとして銀：１５０ｎｍ、で形成した。被覆層１４１、１４１ａ、１４２は、原子層成膜法の手法、すなわち、ＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）とＨ２Ｏを交互にパルス状に２０サイクル流すことによって酸化アルミニウム：２ｎｍを成膜した。この水晶振動片を、図３に示すように、導電性ペーストにより６インチベースウェハＢＷ１に搭載させた後、このベースウェハＢＷ１と６インチリッドウェハＬＷ１とを、図４に示すイオンビーム活性化接合装置１０にて接合して、２６ＭＨｚ水晶振動子を作製した。
【００８３】
比較例として、被覆層のない、クロム：３０ｎｍ（下地層）／銀：１５０ｎｍ（主電極層）よりなる励振電極を持った２６ＭＨｚのＡＴカット水晶振動子についても、実施例と同じ工程を経て作製した。なお、電極材料は、電子ビーム蒸着法により成膜した。
【００８４】
ベースウェハＢＷ１とリッドウェハＬＷ１の接合を行う前後での周波数変動量を測定し、周波数変動量の面内分布を実施例、比較例について比較した。なお、いずれも、水晶振動片をベースウェハＢＷ１に搭載した段階で周波数調整を行ない、面内の周波数を２６ＭＨｚに揃えてある。図９は、実施例、比較例について、６インチウェハ内で、イオン源５０の中心軸に平行な方向に沿って周波数変動量の変化をプロットした図である。図９において、横軸のプラス方向がイオン源５０側になる。
【００８５】
実施例は、ウェハ面内位置で約−３０ｐｐｍと一定の周波数変動であるのに対し、比較例は、横軸のプラス方向（イオン源５０に近い側）で、周波数変動量は＋２５０ｐｐｍと大きく、中心に向かって減少し、ウェハ中心からイオン源５０と反対方向の端に向かって、−３０ｐｐｍに漸近してゆく。イオン源５０に近い側では、金属付着よりはアルゴンビームによるエッチングが強いため、銀のエッチングが進む。銀は、スパッタ率が大きく、かつ密度が大きいため、周波数変動が顕著である。イオン源５０から遠ざかるに従って（図９では、横軸のマイナス側に向かって）、エッチングの寄与が徐々に減り、金属付着による周波数変動の寄与が見えるようになる。
【００８６】
本実施例では、酸化アルミニウムの被覆層１４１等のおかげで、銀の主電極層１３１ｂ等のみならず、被覆層１４１等に対するエッチング作用が極めて小さいため、６インチウェハ全体にわたって、金属付着に由来する周波数変動しか観測されない。本実施例においては、リッドウェハＬＷ１とベースウェハＢＷ１の接合前の周波数調整工程で、目標周波数の＋３０ｐｐｍに調整しておけば、接合後に２６ＭＨｚの周波数を持つ水晶振動子を製造することができることになる。なお、本実施例では、被覆層１４１等として参加アルミニウムを用いたが、酸化シリコン、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化ジルコニウムなどの酸化物系の絶縁体または誘電体や、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化シリコンなどの窒化物系の絶縁体または誘電体についても同様の結果が得られた。  
【符号の説明】
【００８７】
１０…イオンビーム活性化接合装置
１００、２００、３００…圧電デバイス
１１０、２１０、３１０…リッド
１２０、２２０、３２０…ベース
１３０、３３０…圧電振動片
１３１、１３２、３３５、３３６…励振電極（電極）
１４１、１４１ａ、１４２、３４１、３４２…被覆層
３３１…振動部
３３２…枠部
３３３…アンカー部
【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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