(57)【要約】      （修正有）【課題】所望の固有振動周波数を得るとともに、振動体の剛性を高め電極間の対向面積を広め電気特性を向上させた振動素子を得る。【解決手段】基板１０と、基板の一方面に設けられている第１の電極部２０、及び固定部４０と、一方面に設けられ陥部を有する台座部５０と、一方面に対して垂直方向からの平面視において一部が第１の電極部と重なるとともに、第１の電極部に対して間隙を置いて固定部から延設されている第２の電極部３０と、を備え、第１の電極部と対向する第２の電極部の面には陥部５２に対向して突起３６が設けられている。【選択図】図１
2014204352.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の一方面に設けられている第１の電極部、及び固定部と、
前記一方面に設けられ陥部を有する台座部と、
前記一方面に対して垂直方向からの平面視において一部が前記第１の電極部と重なるとともに、前記第１の電極部に対して間隙を置いて前記固定部から延設されている第２の電極部と、を備え、
前記第１の電極部と対向する前記第２の電極部の面には前記陥部に対向して突起が設けられていること、を特徴とする振動素子。
【請求項２】
請求項１に記載の振動素子において、
前記第１の電極部、前記第２の電極部、前記固定部、及び前記台座部は、ポリシリコンで形成されていることを特徴とする振動素子。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の振動素子において、
前記固定部には、前記基板に沿って第１の方向に延設されている第１固定部と、
前記第１の方向と交差する第２の方向に向かって、前記第１の固定部から延設されている第２固定部と、
前記第１の方向に向かって、前記第２固定部から前記台座部に沿って延設されている第３固定部と、
前記第２の方向に向かって、前記第３固定部から延設されている第４固定部と、が備えられ、
前記第２の電極部が前記第４固定部から前記第１の方向に向かって、前記台座部、及び前記第１の電極部に対して間隙を置いて延設されていること、
を特徴とする振動素子。
【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振動素子において、
前記固定部から複数の前記第２の電極部が延設されていることを特徴とする振動素子。
【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振動素子において、
複数の前記固定部が設けられ、前記第２の電極部は一の前記固定部から他の前記固定部に向かって前記第１の電極部に対して前記間隙を置いて設けられていることを特徴とする振動素子。
【請求項６】
基板と、
前記基板の一方面に設けられている第１の電極部、及び固定部と、
前記一方面に設けられ陥部を有する台座部と、
前記一方面に対して垂直方向からの平面視において一部が前記第１の電極部と重なるとともに、前記第１の電極部に対して間隙を置いて前記固定部から延設されている第２の電極部と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に電位を印加するとともに前記第１の電極と前記第２の電極部との間に生じる電気信号を増幅する回路部と、を備え、
前記第１の電極部と対向する前記第２の電極部の面には前記陥部に対向して突起が設けられていること、を特徴とする振動子。
【請求項７】
基板と、
前記基板の一方面に設けられている第１の電極部、及び固定部と、
前記一方面に設けられ陥部を有する台座部と、
前記一方面に対して垂直方向からの平面視において一部が前記第１の電極部と重なるとともに、前記第１の電極部に対して間隙を置いて前記固定部から延設されている第２の電極部と、
前記第１の電極部と前記第２の電極部との間に電位を印加するとともに前記第１の電極部と前記第２の電極部との間に生じる電気信号を増幅する回路部と、
前記基板、前記固定部、前記台座部、前記第１の電極部、及び前記第２の電極部が収容された筐体と、を備え、
前記第１の電極部と対向する前記第２の電極部の面には前記陥部に対向して突起が設けられていること、を特徴とする発振器。
【請求項８】
基板を準備する工程と、
前記基板の一方面に固定部を形成する工程と、
前記一方面に陥部を有する台座部を形成する工程と、
前記一方面に第１の電極部を形成する工程と、
前記一方面に対して垂直方向からの平面視において一部が前記第１の電極部と重なるとともに、前記第１の電極部に対して間隙を置いて前記固定部から延設する第２の電極部を形成する工程と、
前記第２の電極部と前記第１の電極部及び前記台座部との間に中間層を形成する工程と、を備え、
前記第２の電極部を形成する工程は、前記第１の電極部と対向する前記第２の電極部の面に前記陥部に対向して突起を形成すること、を特徴とする振動素子の製造方法。
【請求項９】
請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載された振動素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５のいずれか一項に記載された振動素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、振動素子、振動子、発振器、振動素子の製造方法、電子機器、及び移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来振動素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素子が知られている。梁型振動素子は、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可動電極等からなる振動素子である。梁型振動素子としては、可動電極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）等が知られている。
【０００３】
この様な振動素子において、その固有振動周波数は可動電極や可動電極を支持する梁の長さによって決定される。よって、固有振動周波数を上げたい場合には、可動電極や梁長の短縮が一般的な方法である。特許文献１には、固定電極の側面がなす角度を異ならせる方法と、固定電極と可動電極とが重なる面積、即ち、可動電極の延長を異ならせる方法と、によって固有振動周波数を調整する振動素子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１６０４９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、可動電極や梁長を短縮すると、可動電極と固定電極との対向面積が減少し、これら電極間に生じる静電容量が低下することで振動素子の等価直列抵抗が増加し、振動素子の発振が低下する課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【０００７】
［適用例１］
本適用例に係る振動素子は、基板と、基板の一方面に設けられている第１の電極部、固定部と、一方面に設けられ陥部を有する台座部と、一方面に対して垂直方向からの平面視において一部が第１の電極部と重なるとともに、第１の電極部に対して間隙を置いて固定部から延設されている第２の電極部と、を備え、第１の電極部と対向する第２の電極部の面には前記陥部に対向して突起が設けられていること、を特徴とする。
【０００８】
この様な振動素子によれば、第１の電極部と、第２の電極部と、が間隙を置いて重なる様に設けられ、これらの電極部間に生じる電荷によって、第２の電極部は、第１の電極部に対して静電引力が作用することで振動することができる。また、第２の電極部には、突起が設けられていることでその剛性が高められ、振動に伴って第１の電極部に貼り付くスティッキングを抑制することができる。
また、この様な振動素子によれば、第２の電極部の剛性が高められることで第２の電極部を長くし、第１の電極部と重なる対向面積を増大させることができる。これにより、第２の電極部が振動した際に生じる第１の電極部と第２の電極部と間の静電容量の変化を増大させることができ、振動素子の電気特性を向上させ発振の実現を容易にすることができる。
【０００９】
［適用例２］
上記適用例に係る振動素子は、第１の電極部、第２の電極部、固定部、及び台座部は、ポリシリコンで形成されていることが好ましい。
【００１０】
この様な振動素子によれば、第１の電極部、第２の電極部、固定部、及び台座部は、導電性を有するポリシリコンで形成されることで、電極膜を設けることなく第１の電極部と、第２の電極部と、の間に電荷を生じさせ、第２の電極部に静電引力を得ることができる。また、固定部と台座部とは同じ材料で形成されていることで線膨張係数等が略等しくなり、固定部と台座部とに応力が生じても、これらの間の歪みを抑制することができる。従って、固定部と台座部との間の歪みによる第２の電極部の振動周波数の変移を抑制した振動素子を得ることができる。
【００１１】
［適用例３］
上記適用例に係る振動素子の固定部には、基板に沿って平行に第１の方向に延設されている第１固定部と、第１の方向と交差する第２の方向に向かって、第１の固定部から延設されている第２固定部と、第１の方向に向かって、第２固定部から台座部に沿って延設されている第３固定部と、第２の方向に向かって、第３固定部から延設されている第４固定部と、が備えられ、第２の電極部が第４固定部から第１の方向に向かって、台座部、及び第１の電極部に対して間隙を置いて延設されていることが好ましい。
【００１２】
この様な振動素子によれば、固定部は、第３固定部が台座部と当接する様に設けられ、第３固定部から延設されている第４固定部から第２の電極部が延設されているため、第２の電極部の振動が固定部に漏洩した場合に第３固定部を介して台座部に伝導される。固定部と台座部とは同じ材料で形成されているため、漏洩した振動によって固定部と台座部との間に応力が生じた場合に、固定部と台座部とは略等しく歪みが生じる。従って、固定部と台座部との歪みの相違による第２の電極部の振動周波数の変移を抑制した振動素子を得ることができる。
【００１３】
［適用例４］
上記適用例に係る振動素子は、固定部から複数の第２の電極部が延設されていることが好ましい。
【００１４】
この様な振動素子によれば、隣接する振動素子同士の振動が結合されるために振動の漏れが抑制され、より損失の少ない振動素子を得ることができる。
【００１５】
［適用例５］
上記適用例に係る振動素子は、複数の固定部が設けられ、第２の可動電極は一の固定部から他の固定部に向かって第１の電極部に対して間隙を置いて設けられていることが好ましい。
【００１６】
この様な振動素子によれば、第２の電極部は、その両端を固定部で支持されるとともに、第２の電極部に突起が設けられている。第２の電極部は、固有振動周波数の調整のためを長く設けてもスティッキングの発生を抑制し、第１の電極部との対向面積を増大させることができる。これにより、第２の電極部が振動した際に生じる第１の電極部と第２の電極部と間の静電容量の変化を増大させることができ、振動素子の電気特性を向上させ発振の実現を容易にすることができる。
【００１７】
［適用例６］
本適用例に係る振動子は、基板と、基板の一方面に設けられている第１の電極部、及び固定部と、一方面に設けられ陥部を有する台座部と、一方面に対して垂直方向からの平面視において一部が第１の電極部と重なるとともに、第１の電極部に対して間隙を置いて固定部から延設されている第２の電極部と、第１の電極部と第２の電極部との間に電位を印加するとともに第１の電極部と第２の電極部との間に生じる電気信号を増幅する回路部と、を備え、第１の電極部と対向する第２の電極部の面には陥部に対向して突起が設けられていることを特徴とする。
【００１８】
この様な振動子によれば、回路部によって第１の電極部と第２の電極部とに電位が印加され、それぞれの電極部間に発生した電荷によって、第２の電極部は、第１の電極部に対し静電引力が作用し、第２の電極部が振動することができる。また、第２の電極部は、突起が設けられていることでその剛性を高められているため、振動に伴って第１の電極部に貼り付くスティッキングを抑制することができる。
また、この様な振動子によれば、第２の電極部の剛性が高められているため、第２の電極部を長くし、第１の電極部と重なる対向面積を増大させることができる。これにより、第２の電極部が振動した際に、それぞれの電極部間に生じる静電容量の変化を増大させることができ、振動による静電容量の変化を増幅する回路部の消費電力を抑制することができる。
【００１９】
［適用例７］
本適用例に係る発振器は、基板と、基板の一方面に設けられている第１の電極部、及び固定部と、一方面に設けられ陥部を有する台座部と、一方面に対して垂直方向からの平面視において一部が第１の電極部と重なるとともに、第１の電極部に対して間隙を置いて固定部から延設されている第２の電極部と、第１の電極部、及び第２の電極部間に電位を印加するとともに第１の電極部、及び第２の電極部間に生じる電気信号を増幅する回路部と、基板、固定部、台座部、第１の電極部、及び第２の電極部が収容された筐体と、を備え、第１の電極部と対向する第２の電極部の面には陥部に対向して突起が設けられていることを特徴とする。
【００２０】
この様な発振器によれば、筐体に収容された第１の電極部と第２の電極部とには回路部によって電位が印加され、それぞれの電極部間に電荷が発生することで第２の電極部は、第１の電極部に対し静電引力が作用することで振動することができる。また、第２の電極部は、突起が設けられていることでその剛性を高め、振動に伴って第１の電極部に貼り付くスティッキングを抑制することができる。
また、この様な発振器によれば、第２の電極部の剛性が高まることで固有振動周波数の調整のため第２の電極部を長くし、第１の電極部と重なる対向面積を増大させることができる。これにより第２の電極部が振動した際に、それぞれの電極部間に生じる静電容量の変化が増大されるため、振動による静電容量の変化等を増幅する回路部の消費電力の抑制ができる。また、筐体の付加により周辺回路との干渉を回避でき、外来ノイズに対する回路の耐性を上げることができる。
従って、この様な発振器は、固有振動周波数を調整するため第２の電極部を長くしてもスティッキングの発生を抑制するとともに、外来ノイズに対する高い耐性の回路を実現することができる。
【００２１】
［適用例８］
本適用例に係る振動素子の製造方法は、基板を準備する工程と、基板の一方面に固定部を形成する工程と、一方面に陥部を有する台座部を形成する工程と、一方面に第１の電極部を形成する工程と、一方面に対して垂直方向からの平面視において一部が第１の電極部と重なるとともに、第１の電極部に対して間隙を置いて固定部から延設する第２の電極部を形成する工程と、第２の電極部と第１の電極部及び台座部との間に中間層を形成する工程と、を備え、第２の電極部を形成する工程は、第１の電極部と対向する第２の電極部の面に前記陥部に対応して突起を形成することを特徴とする。
【００２２】
この様な振動素子の製造方法によれば、基板の一方面に第１の電極部と、陥部を有する台座部とを形成する工程と、台座部及び第１の電極部上に中間層を形成する工程と、中間層上に第２の電極部を形成する工程と、を含む。
これにより、中間層には、陥部に応じて第２の電極部が形成される面に陥没が生じ、その陥没に沿って第２の電極部が形成されることから、台座部に有する陥部に応じた突起を第２の電極部に形成することができる。第２の電極部は、突起が設けられていることでその剛性を高め、振動に伴って第１の電極部に貼り付くスティッキングを抑制することができる。また、この様な振動素子の製造方法によれば、第２の電極部の剛性が高まることで固有振動周波数の調整のために第２の電極部を長くし、第１の電極部と重なる対向面積を増大させることができる。
従って、この様な製造方法は、新たな工程を付加すること無く、スティッキングの発生を抑制するとともに、第２の電極部が振動した際に、それぞれの電極部間に生じる静電容量の変化を増大させ、振動素子の電気特性を向上させ発振の実現を容易にすることができる振動素子を製造することができる。
【００２３】
［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振動素子が搭載されていることを特徴とする。
【００２４】
この様な電子機器によれば、スティッキングの発生が抑制されるとともに、振動に伴う静電容量の変化が増大させ、振動素子の電気特性を向上させ発振の実現を容易とした上述したいずれかの振動素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。
【００２５】
［適用例１０］
本適用例に係る移動体は、上述したいずれかの振動素子が搭載されていることを特徴とする。
【００２６】
この様な移動体によれば、スティッキングの発生が抑制されるとともに、振動に伴う静電容量の変化が増大させ、振動素子の電気特性を向上させ発振の実現を容易とした上述したいずれかの振動素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】
【００２７】
【図１】第１実施形態に係る振動素子を模式的に示す平面図及び側面図。
【図２】第１実施形態に係る振動素子の製造工程を模式的に示す側面図。
【図３】第１実施形態に係る振動素子の製造工程を模式的に示す側面図。
【図４】第２実施形態に係る振動素子を模式的に示す平面図及び側面図。
【図５】第３実施形態に係る振動素子を模式的に示す平面図及び側面図。
【図６】第４実施形態に係る振動子を模式的に示すブロック図。
【図７】第５実施形態に係る発振器を模式的に示すブロック図。
【図８】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９】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１０】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１１】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】
【００２８】
以下、本発明の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。
【００２９】
（第１実施形態）
第１実施形態に係る振動素子について、図１から図３を用いて説明する。
図１から図３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軸は基板と各電極が積層される厚み方向を示す軸である。図１は、第１実施形態に係る振動素子の概略を模式的に示す平面及び側面図である。なお、図１（ａ）は、Ｚ軸方向から平面視した振動素子１を模式的に示した平面図である。また、図１（ｂ）は、Ｙ軸方向から側面視した振動素子１を模式的に示した側面図である。また、図１（ｃ）は、Ｘ軸方向から側面視した振動素子１を模式的に示した側面図である。また、図１（ｄ）は、図１（ｂ）に示す振動素子の側面の一部を拡大して示す拡大模式図である。図２及び図３は、図１（ｂ）で示す部分の振動素子の側面における製造工程を模式的に示す図である。
【００３０】
（振動素子１の構造）
第１実施形態に係る振動素子１は、いわゆる片持ち梁型の振動素子である。
振動素子１は、図１に示す様に、基板１０と、絶縁部１２と、第１の電極部としての固定電極２０と、第２の電極部としての可動電極３０と、固定部４０と、台座部５０と、が設けられている。
【００３１】
（基板１０）
基板１０には、その一方面に後述する絶縁部１２、固定電極２０、可動電極３０、固定部４０、及び台座部５０が設けられている。基板１０は、その材料として、例えば、シリコン基板やガラス基板等を用いることができる。本実施形態の振動素子１は、基板１０としてシリコン基板を用いている。
以降の説明において絶縁部１２、固定電極２０、可動電極３０、固定部４０、及び台座部５０が設けられている一方面を主面１０ａと称して説明する。
【００３２】
（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、主面１０ａ側から順に配設された第１絶縁部１２１と、第２絶縁部１２２と、で構成されている。
第１絶縁部１２１は、その材料として、酸化シリコン（ＳｉＯ2）等を用いることができる。また、第２絶縁部１２２は、その材料として、窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ4）等を用いることができる。絶縁部１２の構成及び材料は、特に限定されることなく、基板１０と、後述する固定電極２０等と、の間の絶縁、及び後述する可動電極３０等を形成する際に基板１０の保護をすることができれば適宜変更しても良い。
なお、図１において第１絶縁部１２１と、第２絶縁部１２２と、は総括して絶縁部１２として示している。
以降の説明において主面１２ａ側と称する場合は、第２絶縁部１２２が設けられている一方面側として説明する。
【００３３】
（固定電極２０、可動電極３０、固定部４０、台座部５０）
振動素子１の基板１０上には、絶縁部１２の主面１２ａを介して固定電極２０、可動電極３０、固定部４０、及び台座部５０と、が設けられている。
【００３４】
（固定電極２０）
固定電極２０は、図１に示す様に当該固定電極２０、及び後述する可動電極３０をＺ軸（垂直）方向から平面視した場合に、一部が可動電極３０と重なる様に設けられている。
固定電極２０は、その材料として、例えば、ポリシリコン（Polycrystalline Silicon）や、アモルファスシリコン（amorphous silicon）等の導電性材料を用いることができる。本実施形態の振動素子１の固定電極２０は、その材料としてポリシリコンを用いている。
【００３５】
（可動電極３０）
可動電極３０は、梁部３２と、当該梁部３２に設けられている検出電極部３４と、で構成されている。
図１に示す様に可動電極３０は、固定電極２０及び当該可動電極３０をＺ軸方向から平面視した場合に、検出電極部３４の一部が固定電極２０と、梁部３２の一部が台座部５０と、それぞれ重なる様に間隙６０を置いて設けられている。
また、梁部３２には突起３６が設けられている。梁部３２において台座部５０と対向する面に設けられた突起３６は、後述する台座部５０に有する陥部５２と対向させて設けられている。
【００３６】
詳細は後述するが可動電極３０は、固定電極２０との間に電位が印加されることで固定電極２０との間で生じる静電引力によって振動（変位）することができる。すなわち、可動電極３０は、振動片として設けられている。そのため、可動電極３０は、靱性を有し、固定部４０から延設される先端が自由端として設けられている。
【００３７】
可動電極３０は、その材料として、例えば、ポリシリコン、アモルファスシリコン等の導電性材料を用いることができる。本実施形態の振動素子１の可動電極３０は、その材料としてポリシリコンを用いている。可動電極３０は、導電性材料であるポリシリコン等を用いることで検出電極部３４に電極膜を設けなくても、固定電極２０との間に電荷を生じさせ、静電引力によって振動が可能となる。
【００３８】
（固定部４０）
固定部４０は、基板１０上に主面１２ａを介して設けられている。
固定部４０は、第１固定部４０ａ、第２固定部４０ｂ、第３固定部４０ｃ、及び第４固定部４０ｄで構成されている。
第１固定部４０ａは、基板１０と平行する第１の方向（Ｘ軸方向）に絶縁部１２に当接して設けられている。第２固定部４０ｂは、第１固定部４０ａの一端から第１の方向と交差する第２の方向（Ｚ軸方向）に向かって延設されている。第３固定部４０ｃは、第２固定部４０ｂにおいて第１固定部４０ａと接続されている一端とは異なる他端から第１の方向に向かって台座部５０に沿って延設されている。第４固定部４０ｄは、第３固定部４０ｃにおいて第２固定部４０ｂと接続されている一端とは異なる他端から第２の方向に向かって延設されている。
なお、第４固定部４０ｄには、第３固定部４０ｃと接続されている一端とは異なる他端から第１の方向に向かって可動電極３０が延設されている。
【００３９】
固定部４０は、その材料として、例えば、ポリシリコン、アモルファスシリコン等の導電性材料を用いることができる。本実施形態の振動素子１の固定部４０は、その材料としてポリシリコンが用いられている。固定部４０は、ポリシリコンを用いることで、絶縁部１２との密着性を高めることができる。
【００４０】
なお、可動電極３０から固定部４０へ振動が漏れた場合に、第３固定部４０ｃが台座部５０と当接しているため、振動は台座部５０へ伝導される。固定部４０と台座部５０とが共にポリシリコンを用いていることで、漏れた振動による応力（歪み）が略等しく発生し、応力による可動電極３０の固有振動周波数の変移を抑制することができる。
【００４１】
（台座部５０）
台座部５０は、基板１０上に絶縁部１２を介して設けられている。
台座部５０には、可動電極３０に設けられている突起３６と対向する陥部５２を有している。陥部５２は、基板１０と絶縁部１２とが積層されている方向であるＺ軸方向の厚みが台座部５０と比べて薄く設けられていれている。なお、陥部５２の形状は矩形上（溝形状）に限定されることなく、球形状や多角形状でもよい。例えば、陥部５２は、可動電極３０の振動により変位が生じた場合に突起３６と台座部５０との当接を抑制し、厚みが薄いほど可動電極３０が変位できる空間を多く確保することができる。
【００４２】
（振動素子１の動作）
本実施形態の振動素子１は、例えば、回路部（図１において不図示）で生成された電位（励振信号）を、固定電極２０と可動電極３０との間に印加することができる。なお、可動電極３０には、固定部４０を介して励振信号を印加することができる。また、可動電極３０が振動することによって得られた電気信号は、固定電極２０と、可動電極３０に接続されている固定部４０と、を介して取り出すことができる。
【００４３】
励振信号を固定電極２０と可動電極３０との間に印加することによって、可動電極３０を振動させることができる。
具体的には、固定電極２０及び可動電極３０の間に異なる極性の電位を印加すると、固定電極２０と可動電極３０との間に電荷が生じ、静電引力によって可動電極３０（検出電極部３４）が固定電極２０側に吸引され変位する。
また、固定電極２０と可動電極３０との間に印加した電位を解くと、固定電極２０及び可動電極３０の間に生じた電荷が解消され、靱性によって可動電極３０（検出電極部３４）は復位する。このように振動素子１は、電位の印加と、電位を解くこと、とを繰り返すことによって可動電極３０（検出電極部３４）を振動させることができる。
【００４４】
ここで振動素子１は、可動電極３０の長さによって固有振動周波数ｆ0が異なる特性を有している。
具体的には、固定部４０から延設されている可動電極３０を長く設けることで、固有振動周波数ｆ0を低くすることができ、可動電極３０を短く設けることで、固有振動周波数ｆ0を高くすることができる。可動電極３０は、固有振動周波数ｆ0を低くするために長さを伸ばした場合に、可動電極３０に撓みが生じて固定電極２０に貼り付く「スティッキング」が発生する虞がある。そこで、本実施形態の振動素子１には、可動電極３０の梁部３２に設けられた突起３６が可動電極３０を補強されることで、可動電極３０の撓みを抑制することができる。また、可動電極３０を長く設けることで固定電極２０と間隙６０を置いて重なる面積である「対向面積」が増大し、これらの電極間に生じる静電容量が増加する。よって、振動素子１の電気的特性である「等価直列抵抗」を低減し、振動素子１の振動に伴う出力を増大させることができる。
【００４５】
（振動素子１の製造方法）
本実施形態の振動素子１を製造する工程は、基板を準備する工程と、基板の一方面に固定部と、固定電極を形成する工程と、基板の一方面に陥部を有する台座部を形成する工程と、を含む。また、振動素子１を製造する工程は、固定電極と重なる様に間隙を置いて固定部から延設され、陥部に対向する突起部を備える可動電極を形成する工程と、可動電極と、台座部及び固定電極との間に中間層を形成する工程と、を含む。振動素子１の製造方法について以下に、工程順に説明する。
【００４６】
（基板１０の準備工程）
図２（ａ）は、振動素子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、固定電極２０、可動電極３０等を形成する基板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、振動素子１の製造方法の説明においても絶縁部１２、固定電極２０、可動電極３０等が形成される基板１０の一方面を主面１０ａと称して説明する。
【００４７】
（絶縁部１２の形成工程）
図２（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、基板１０の主面１０ａ側に絶縁部１２を形成する工程である。
本実施形態の振動素子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、の順で形成される。なお、振動素子１の製造方法の説明においても第２絶縁部１２２が形成される絶縁部１２の一方面を主面１２ａと称して説明する。
【００４８】
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）を含む膜を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は無く、熱酸化法によって基板１０の主面１０ａを酸化させることで酸化シリコンを含む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。
【００４９】
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）を含む膜を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は無く、窒素ガス、及び水素ガスの雰囲気中で、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を含む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。
【００５０】
（固定電極２０及び台座部５０の形成工程）
図２（ｃ）は、基板１０上に絶縁部１２の主面１２ａを介して固定電極２０及び台座部５０が形成された状態を示している。
固定電極２０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２０を形成する工程である。
固定電極２０を形成する工程は、例えば、固定電極２０を形成する部分が開口したマスクパターンを第２絶縁部１２２上に形成し、ポリシリコン等の導電性材料を用いて固定電極２０をＣＶＤ法によって形成することができる。
なお、固定電極２０を形成する方法は、ＣＶＤ法に限定されることは無く、金（Ａｕ）、チタン（Ｔｉ）等の導電性材料を用いて固定電極２０をＰＶＤ（Physical Vapour Deposition）法等を用いて形成しても良い。また、固定電極２０を形成する工程は、フォトリソグラフィー法を用いてパターニングをすることで固定電極２０を形成しても良い。
【００５１】
台座部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上に台座部５０を形成する工程である。
台座部５０を形成する工程は、例えば、台座部５０を形成する部分が開口したマスクパターンを第２絶縁部１２２上に形成し、ポリシリコン等の導電性材料を用いて台座部５０をＣＶＤ法によって形成することができる。
【００５２】
台座部５０を形成する工程において、可動電極３０に形成される突起３６に対向する陥部５２を台座部５０に形成する。陥部５２の形成は、例えば、前述したマスクパターンを陥部５２が形成される部分に設けることで行うことができる。
なお、台座部５０を形成する方法は、ＣＶＤ法に限定されることは無く、金（Ａｕ）、チタン（Ｔｉ）等の導電性材料を用いて台座部５０をＰＶＤ（Physical Vapour Deposition）法等を用いて形成しても良い。また、台座部５０を形成する工程は、フォトリソグラフィー法を用いてパターニングをすることで台座部５０及び陥部５２を形成しても良い。また、台座部５０を形成する工程は、台座部５０としての導電層を形成し、陥部５２となる部分を、いわゆるハーフエッチングすることで形成しても良い。
【００５３】
なお、上述した固定電極２０、及び台座部５０を形成する工程は、同じ材料を用いることで同時に固定電極２０、及び台座部５０を形成しても良い。
【００５４】
（犠牲層２１０の形成工程）
図２（ｄ）は、可動電極３０と、固定電極２０及び台座部５０と、の間に間隙６０を設けるための中間層としての犠牲層２１０が、固定電極２０及び台座部５０を覆う様に主面１２ａ上に形成された状態を示している。
犠牲層２１０を形成する工程は、可動電極３０と、固定電極２０及び台座部５０と、の間に間隙６０を設けるための中間層（リリース層）としての犠牲層２１０を形成する工程である。また、犠牲層２１０を形成する工程において、形成された犠牲層２１０には、台座部５０の陥部５２に沿って陥没２１２が生じる。
振動素子１は上述の通り、固定電極２０及び台座部５０に対して、間隙６０を置いて可動電極３０が設けられている。犠牲層２１０は、後述する工程で犠牲層２１０上に可動電極３０の前駆体としての導電層３１０が形成され、可動電極３０の形成の後に除去されることで、可動電極３０と、固定電極２０及び台座部５０と、の間に間隙６０を設けることができる。
【００５５】
犠牲層２１０を形成する工程は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ2）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は無く、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、後述する工程で固定電極２０、可動電極３０、固定部４０、及び台座部５０を残置しつつ、犠牲層２１０は選択的に除去される。よって、犠牲層２１０を構成する材料は、当該犠牲層２１０を選択的に除去（エッチング）することができる酸化シリコン、もしくは酸化シリコンを含む化合物が好適である。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。
【００５６】
図３（ｅ）は、主面１２ａと固定部４０（図３（ｇ）参照）とが当接する部分、及び台座部５０と固定部４０とが当接する部分に形成された犠牲層２１０が除去された状態を示している。犠牲層２１０を部分的に除去する工程は、主面１２ａと固定部４０とが当接する部分、及び台座部５０と固定部４０とが当接する部分に形成されている犠牲層２１０をフォトリソグラフィー法によって除去する工程である。
犠牲層２１０を除去する工程は、後述する工程で固定部４０を第２絶縁部１２２上に設けるため、第１固定部４０ａ及び第２固定部４０ｂと当接させる第２絶縁部１２２が露出する様に犠牲層２１０の除去を行う。また、固定部４０を台座部５０上に設けるため、第３固定部４０ｃ及び第４固定部４０ｄと当接させる台座部５０が露出する様に犠牲層２１０の除去を行う。
【００５７】
（可動電極３０及び固定部４０の形成工程）
図３（ｆ）は、可動電極３０及び固定部４０の前駆体としての導電層３１０と、導電層３１０上に可動電極３０及び固定部４０をパターニングするためのマスクパターン３１２と、が形成された状態を示している。
本実施形態の振動素子１は、可動電極３０及び固定部４０を形成する材料として、共にポリシリコンを用いることから同じ工程で形成することができる。
可動電極３０及び固定部４０の形成工程は、可動電極３０及び固定部４０の前駆体としての導電層３１０を絶縁部１２、台座部５０、及び犠牲層２１０上に形成するとともに、導電層３１０をパターニングすることで可動電極３０及び固定部４０を形成する工程である。可動電極３０及び固定部４０を形成する工程は、可動電極３０及び固定部４０としての導電層３１０を例えば、ポリシリコン等の導電性材料を用いてＣＶＤ法によって形成することができる。可動電極３０及び固定部４０を形成する工程は、犠牲層２１０を覆う様に導電層３１０を形成する。そのため導電層３１０は、犠牲層２１０上に生じた陥没２１２に沿って形成される。当該陥没２１２に形成された導電層３１０は、可動電極３０の梁部３２に設けられる突起３６となる。
【００５８】
可動電極３０及び固定部４０を形成する工程は、可動電極３０及び固定部４０として形成された導電層３１０のうち、可動電極３０及び固定部４０として不要な部分を除去するためのマスクパターン３１２の形成を行う。可動電極３０及び固定部４０を形成する工程は、フォトリソグラフィー法によって、可動電極３０及び固定部４０として不要な部分が開口したマスクパターン３１２の形成を行うことができる。
【００５９】
（導電層３１０の除去工程）
図３（ｇ）は、可動電極３０及び固定部４０として不要な部分の導電層３１０が除去された状態を示している。
【００６０】
導電層３１０を除去する工程は、可動電極３０及び固定部４０として形成された導電層３１０のうち、可動電極３０及び固定部４０として不要な部分の導電層３１０を除去する工程である。
導電層３１０を除去する工程は、先の工程でパターニングされた導電層３１０のうち、マスクパターン３１２が開口している可動電極３０及び固定部４０として不要な部分のエッチング（除去）を行うことで、可動電極３０及び固定部４０の形状を整える。導電層３１０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行うことができる。なお、導電層３１０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等を用いても良い。
【００６１】
（犠牲層２１０の除去工程）
図３（ｈ）は、中間層として形成された犠牲層２１０が除去された状態を示している。
【００６２】
犠牲層２１０を除去する工程は、先の工程で形成した犠牲層２１０を選択的に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。犠牲層２１０の除去は、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、ポリシリコン等を含む固定電極２０、可動電極３０、固定部４０、及び台座部５０のエッチング速度に比べて早いことから犠牲層２１０を選択的、かつ効率的に除去することができる。
【００６３】
また、固定電極２０、固定部４０及び台座部５０の下地膜としての第２絶縁部１２２に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、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２０、固定部４０及び台座部５０と、の間の絶縁低下を抑制することができる。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は無く、ドライエッチング法によって行っても良い。
振動素子１は、犠牲層２１０を除去されることで、可動電極３０と、固定電極２０及び台座部５０と、の間に間隙６０が生じ、可動電極３０が変位可能となる。
【００６４】
上述した犠牲層２１０を除去することで、振動素子１を製造する工程が完了する。
【００６５】
上述した第１実施形態によれば、以下の効果が得られる。
この様な振動素子１は、可動電極３０の梁部３２に突起３６が設けられていることで可動電極３０の剛性を高め、振動に伴って固定電極２０に可動電極３０が貼り付くスティッキングを抑制することができる。従って、固有振動周波数を調整するため可動電極３０を長くしても、スティッキングを抑制することができる振動素子１を得ることができる。
また、この様な振動素子１によれば、可動電極３０の剛性が高まることで可動電極３０を長く設けることができるとともに、固定電極２０と重なる対向面積を増大させることができる。
これにより、可動電極３０が振動した際に生じる固定電極２０と可動電極３０との静電容量の変化を増大させることができ、振動素子１の電気的特性である等価直列抵抗が低減するとともに、振動素子１の発振の実現を容易にすることができる。
【００６６】
また、この様な振動素子１は、固定部４０と台座部５０とは同じ材料で形成されていることで線膨張係数等が略等しくなり固定部４０と台座部５０とに応力が生じても、これらの間の歪みを抑制することができる。従って、固定部４０と台座部５０との間の歪みによる可動電極３０の固有振動周波数の変移を抑制した振動素子１を得ることができる。
また、この様な振動素子１は、中間層としての犠牲層２１０には陥部５２に応じて可動電極３０が形成される面に陥没２１２が生じ、その陥没２１２に沿って可動電極３０が形成される。よって、可動電極３０には、陥没２１２に応じた突起３６を形成することができる。
従って、この様な製造方法は、新たな工程を付加すること無く、スティッキングの発生を抑制するとともに、可動電極３０が振動した際に、それぞれの電極間に生じる静電容量の変化を増大させ、振動素子１の電気特性を向上させ発振の実現を容易にすることができる振動素子１を製造することができる。
【００６７】
（第２実施形態）
第２実施形態に係る振動素子２について、図４を用いて説明する。
図４は、第２実施形態に係る振動素子の概略を模式的に示した平面及び側面図である。
図４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軸は基板と各電極が積層される厚み方向を示す軸である。
【００６８】
図４（ａ）は、Ｚ軸（垂直）方向から平面視した振動素子を模式的に示した平面図である。また、図４（ｂ）及び図４（ｃ）は、それぞれ−Ｘ軸方向、＋Ｘ軸方向から側面視した振動素子を模式的に示した側面図である。また、図４（ｄ）及び図４（ｅ）は、それぞれ−Ｙ軸方向、＋Ｙ軸方向から側面視した振動素子を模式的に示した側面図である。また、図４（ｆ）は、図４（ａ）に示す線分Ａ−Ａ’における振動素子の断面を模式的に示した断面図である。
【００６９】
本実施形態の振動素子２は、第１実施形態で上述した振動素子１とは、基部３４５と、複数の可動電極３３０と、これに対応する固定電極３２０、固定部３４０、及び台座部３５０と設けられている点で異なる。
図４（ａ）に示す様に振動素子２は、基部３４５から第１の方向、及び第１の方向と交差する第２の方向に、それぞれ固定部３４０が延伸し、その固定部３４０から更に可動電極３３０が延設されている。
その他の構成、及び形成方法は略同じであるため、同一の構成には同じ符号を付して説明を一部省略する。
なお、以下の説明において基部３４５からそれぞれの方向に配設されている固定電極３２０、可動電極３３０、固定部３４０、及び台座部３５０について、第１の方向である−Ｘ軸方向に設けられている各構成部位には符号「ｂ」を付して説明する。また、第１の方向である＋Ｘ軸方向に設けられている各構成部位には符号「ｃ」を付して説明する。また、第１の方向と交差する第２の方向である＋Ｙ軸方向に設けられている各構成部位には符号「ｄ」を付して説明する。また第１の方向と交差する−Ｙ軸方向に設けられている各構成部位には符号「ｅ」を付して説明する。
なお、総括して説明する場合には符番のみを示して説明する。また、可動電極３３０は図示の便宜上、それぞれが略等しい大きさで図示しているが、所望の固有振動周波数によって適宜その長さや、対応する固定電極３２０と重なる面積が異なるものとして良い。
【００７０】
本実施形態に係る振動素子２は、第１実施形態に係る振動素子１と同様に片持ち梁型の振動素子である。
振動素子２は、図４に示す様に、基板１０と、絶縁部１２と、第１の電極部としての複数の固定電極３２０と、第２の電極部として複数の可動電極３３０と、当該可動電極３３０に対応する複数の固定部３４０及び台座部３５０とが設けられている。
【００７１】
（基板１０、絶縁部１２）
基板１０は、その一方面に後述する絶縁部１２、固定電極３２０、可動電極３３０、固定部３４０、及び基部３４５が設けられている。第１実施形態で説明した振動素子１と同様に振動素子２は、基板１０としてシリコン基板を用いている。
絶縁部１２は、基板１０の主面１０ａに積層して設けられている。
第１実施形態で説明した振動素子１と同様に絶縁部１２は、主面１０ａ側から順に配設された第１絶縁部１２１（図４において不図示）と、第２絶縁部１２２と（図４において不図示）、で構成されている。
【００７２】
（固定電極３２０、可動電極３３０、固定部３４０、台座部３５０）
振動素子２の基板１０上には、絶縁部１２の主面１２ａを介して固定電極３２０、可動電極３３０、固定部３４０、基部３４５、及び台座部３５０が設けられている。
【００７３】
図４（ａ）に示す様に振動素子２は、基部３４５が設けられ、基部３４５から第１の方向である−Ｘ軸方向に向かって固定部３４０ｂが延設されている。また、振動素子２は、固定部３４０ｂから更に可動電極３３０ｂが延設され、その可動電極３３０ｂと固定部３４０ｂとに対応して台座部３５０ｂが設けられている。
また、振動素子２は、基部３４５から第１の方向である＋Ｘ軸方向に向かって固定部３４０ｃが延設されている。また、振動素子２は、固定部３４０ｃから更に可動電極３３０ｃが延設され、その可動電極３３０ｃと固定部３４０ｃとに対応して台座部３５０ｃが設けられている。
【００７４】
また、振動素子２は、基部３４５から第１の方向と交差する第２の方向である−Ｙ軸方向に向かって固定部３４０ｅが延設されている。また、振動素子２は、固定部３４０ｅから更に可動電極３３０ｅが延設され、その可動電極３３０ｅと固定部３４０ｅとに対応して台座部３５０ｅが設けられている。
また、振動素子２は、基部３４５から第２の方向である＋Ｙ軸方向に向かって固定部３４０ｄが延伸し、その固定部３４０ｄから更に可動電極３３０ｄが延設されている。また、振動素子２は、可動電極３３０ｄと固定部３４０ｄとに対応して台座部３５０ｄが設けられている。
【００７５】
（固定電極３２０）
固定電極３２０は、図４（ａ）及び図４（ｆ）に示す様に当該固定電極３２０、及び後述する可動電極３３０をＺ軸（垂直）方向から平面視した場合に、一部が可動電極３３０と重なる様に設けられている。固定電極３２０は、複数設けられている可動電極３３０に対応して配設されている。
【００７６】
（可動電極３３０）
可動電極３３０は、図４に示す様に固定電極３２０、及び当該可動電極３３０をＺ軸方向から平面視した場合に一部が固定電極３２０と重なる様に間隙６０を置いて設けられている。
可動電極３３０は、梁部３３２と、梁部３３２に設けられた検出電極３３４（３３４ｂ，３３４ｃ，３３４ｄ，３３４ｅ）と、で構成されている。可動電極３３０は、固定部３４０から延設され、それぞれ固定電極３２０と対応して配設されている。また、可動電極３３０には、後述する台座部３５０に設けられた陥部３５２と対向して、図４（ｆ）に示す様に梁部３３２（３３２ｂ，３３２ｃ）に突起３３６（３３６ｂ，３３６ｃ）が設けられている。
【００７７】
（固定部３４０）
固定部３４０は、図４に示す様に矩形状の基部３４５から延設されている。本実施形態の振動素子２は、上述の通り基部３４５の各辺から＋Ｘ軸，−Ｘ軸方向、及び＋Ｙ軸，−Ｙ軸方向に固定部３４０が延設され、その固定部３４０から更に可動電極３３０が延設されている。
【００７８】
（台座部３５０）
台座部３５０は、図４に示す様に固定部３４０及び可動電極３３０に対応して設けられている。また、台座部３５０には、上述した可動電極３３０に設けられた突起３３６に対応して、図４に示す様に陥部３５２（３５２ｂ，３５２ｃ，３５２ｄ，３５２ｅ）が設けられている。また、陥部３５２は、基板１０と絶縁部１２とが積層されている方向であるＺ軸方向の厚みが台座部３５０と比べて薄く設けられている。なお、陥部３５２の形状は矩形状（溝形状）に限定されることなく、球形状や多角形状でもよい。
【００７９】
（振動素子２の製造方法）
本実施形態の振動素子２を製造する工程は、可動電極３３０が設けられる数と、固定部３４０と接続し絶縁部１２を介して基板１０上に基部３４５が設けられていること、とが異なるが、その他は第１実施形態で上述した振動素子１の形成工程と同様のため、説明を省略する。
【００８０】
上述した第２実施形態によれば、以下の効果が得られる。
この様な振動素子２によれば、複数の可動電極３３０が設けられ、隣接する可動電極３３０同士の振動が結合されるため、振動の漏れが抑制され、より損失の少ない振動素子２を得ることができる。
【００８１】
（第３実施形態）
第３実施形態に係る振動素子３について、図５を用いて説明する。
図５は、第３実施形態に係る振動素子の概略を模式的に示した平面及び側面図である。
図５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軸は基板と各電極が積層される厚み方向を示す軸である。
図５（ａ）は、Ｚ軸（垂直）方向から平面視した振動素子を模式的に示した平面図である。また、図５（ｂ）は、それぞれ−Ｙ軸方向から側面視した振動素子を模式的に示した側面図である。
【００８２】
本実施形態の振動素子３は、第１実施形態に係る振動素子１とは、可動電極５３０が複数の固定部５４０に支持されている点で異なる。換言すると、一の固定部５４０から他の固定部５４０に向かって可動電極５３０が延設されている点で異なる。
図５（ａ）に示す様に振動素子３は、一の固定部５４０から他の固定部５４０に向かって延伸し、固定電極５２０に対して間隙６０を置いて可動電極５３０が設けられている。その他の構成、及び形成方法は略同じであるため、同一の構成には同じ符号を付して説明を一部省略する。
【００８３】
本実施形態に係る振動素子３は、いわゆる両持ち梁型の振動素子である。
振動素子３は、図５に示す様に、基板１０と、絶縁部１２と、第１の電極部としての複数の固定電極５２０と、第２の電極部として可動電極５３０と、可動電極５３０の両端に固定部５４０と、固定部５４０に対応する台座部５５０と、が設けられている。
【００８４】
（基板１０、絶縁部１２）
基板１０は、その一方面に後述する絶縁部１２、固定電極５２０、可動電極５３０、及び固定部５４０が設けられている。第１実施形態で説明した振動素子１と同様に振動素子３は、基板１０としてシリコン基板を用いている。
絶縁部１２は、基板１０の主面１０ａに積層して設けられている。第１実施形態で説明した振動素子１と同様に絶縁部１２は、主面１０ａ側から順に配設された第１絶縁部１２１（図５において不図示）と、第２絶縁部１２２と（図５において不図示）、で構成されている。
【００８５】
（固定電極５２０、可動電極５３０、固定部５４０、台座部５５０）
振動素子３の基板１０上には、絶縁部１２の主面１２ａを介して固定電極５２０、可動電極５３０、固定部５４０、及び台座部５５０が設けられている。
【００８６】
（固定電極５２０）
固定電極５２０は、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す様に当該固定電極５２０、及び後述する可動電極５３０をＺ軸（垂直）方向から平面視した場合に一部が可動電極５３０と重なる様に設けられている。固定電極５２０は、間隙６０を置いて可動電極５３０に対応して配設されている。
【００８７】
（可動電極５３０）
可動電極５３０は、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す様に固定電極５２０、及び当該可動電極５３０をＺ軸方向から平面視した場合に一部が固定電極５２０と重なる様に間隙６０を置いて設けられている。
可動電極５３０は、一方の固定部５４０から他方の固定部５４０に向かって延伸し、固定電極５２０に対して間隙６０を置いて重なる様に設けられている。可動電極５３０は、それぞれの固定部５４０と接続されている梁部５３２と、固定電極５２０と間隙６０を置いて重なる様に梁部５３２に設けられている検出電極部５３４と、で構成されている。また、梁部５３２には突起５３６が設けられている。梁部５３２において台座部５５０と対向する面に設けられた突起５３６は、後述する台座部５５０に設けられた陥部５５２と対応させて設けられている。
【００８８】
（固定部５４０）
固定部５４０は、図５に示す様に可動電極５３０の両端にそれぞれ設けられている。
それぞれの固定部５４０は、第１実施形態で説明をした振動素子１と同様に、第１固定部５４０ａ、第２固定部５４０ｂ、第３固定部５４０ｃ、及び第４固定部５５０ｄで構成されている。
【００８９】
（台座部５５０）
台座部５５０は、図５に示す様に固定部５４０及び可動部５５０に対応して設けられている。台座部５５０は、上述した第３固定部５４０ｃと当接する様に設けられている。また、台座部５５０には、上述した可動電極５３０に設けられた突起５３６に対向して、図５に示す様に陥部５５２が設けられている。また、陥部５５２は、基板１０と絶縁部１２とが積層されている方向であるＺ軸方向の厚みが台座部５５０と比べて薄く設けられている。なお、陥部５５２の形状は矩形状（溝形状）に限定されることなく球形状や多角形状でも良い。
【００９０】
（振動素子３の製造方法）
本実施形態の振動素子３を製造する工程は、可動電極５３０が一の固定部５４０から他の固定部５４０に向かって延設されている点が第１実施形態で説明をした振動素子１と異なるが、その製造方法は、上述した振動素子１と同様のため本実施形態では説明を省略する。
【００９１】
上述した第３実施形態によれば、以下の効果が得られる。
この様な振動素子３によれば、可動電極３０は、その両端を固定部５４０で支持されるとともに、突起５３６が設けられているため、固有振動周波数の調整のため可動電極３０を長く設けてもスティッキングの発生を抑制し、固定電極２０との対向面積を増大させることができる。これにより、可動電極３０が振動した際に生じる固定電極５２０と可動電極５３０と間の静電容量の変化を増大させることができ、振動素子３の電気的特性である等価直列抵抗を低減するとともに、振動素子３の発振の実現を容易にすることができる。
【００９２】
（第４実施形態）
第４実施形態に係る振動子について、図６を用いて説明する。
図６は、第４実施形態に係る振動子の概略を模式的に示すブロック図である。
【００９３】
第４実施形態に係る振動子６００には、第１実施形態に係る振動素子１、第２実施形態、に係る振動素子２、第３実施形態に係る振動素子３のいずれか（以下、総括して「振動素子１」として説明する。）と、振動素子１が設けられた基板１０に回路部６５０と、が設けられている。
【００９４】
回路部６５０には、詳細な図示は省略するが、振動素子１に対して電位を印加して発振させるための励振回路と、振動素子１の振動に伴う信号を増幅するための増幅回路と、が備えられている。回路部６５０の構成は特に限定されることは無いが、例えば、コルピッツ型発振回路を用いることができる。
【００９５】
振動子６００は、回路部６５０が設けられることで可動電極３０（図１、図４、又は図５参照）を振動させ、その振動に伴う信号を増幅して取り出すことができる。
【００９６】
回路部６５０は、その製造方法として、一般的な半導体装置製造技術を用いることができる。本実施形態では、振動素子１の製造工程と併せてフォトリソグラフィー法等を用いて形成されるものである。
【００９７】
その他の振動子６００の構成は、上述した第１実施形態、第２実施形態、及び第３実施形態と重複するため説明を省略する。
【００９８】
上述した第４実施形態によれば、以下の効果が得られる。
この様な振動子６００によれば、回路部６５０が設けられることで、振動素子１に励振信号を与え、振動に伴う信号が増幅することができ、容易に振動素子１の振動に伴う信号を取り出して利用することができる。また、可動電極３０は、突起３６が設けられていることでその剛性を高め、振動に伴って固定電極２０に貼り付くスティッキングを抑制することができる。従って、固有振動周波数を調整するため可動電極３０を長くしても、スティッキングの発生が抑制された振動子６００を得ることができる。
また、この様な振動子６００によれば、可動電極３０の剛性が高まることで可動電極３０を長くし、固定電極２０と重なる対向面積を増大させることができる。これにより可動電極３０が振動した際に生じるそれぞれの電極間の静電容量の変化を増大させることができ、振動による電気信号を増幅する回路部の６５０の省電力化を図ることができる。
【００９９】
（第５実施形態）
第５実施形態に係る振動子について、図７を用いて説明する。
図７は、第５実施形態に係る発振器の概略を模式的に示すブロック図である。
【０１００】
第５実施形態に係る発振器７００は、第４実施形態に係る振動子６００と、当該振動子６００を収容する筐体７５０と、が設けられている。
【０１０１】
発振器７００は、詳細な図示は省略するが、中空構造を有する筐体７５０を備えている。発振器７００は、筐体７５０の中空構造部分に振動子６００が配設され、振動素子１の振動に伴う信号を回路部６５０で増幅し、図示を省略する配線によって中空構造の外部に取り出すことができる。
【０１０２】
筐体７５０は、その材料としてシリコンなどを用いることができる。本実施形態の発振器７００は、筐体７５０の材料としてシリコン基板を用いている。シリコン基板を筐体７５０に用いることによって、上述した振動素子１の製造工程で用いる半導体装置製造技術によって中空構造等の加工を容易に行うことができる。なお、筐体７５０を形成する材料はシリコンに限定されることは無く、ガラス等を用いても良い。
【０１０３】
筐体７５０は、その中空構造内が減圧されていることが好ましい。中空構造内が減圧されていることで、中空構造内に残留する大気を排出し、可動電極３０の振動（変位）における空気抵抗を抑制することができる。
【０１０４】
筐体７５０は、シリコン基板を準備し、フォトリソグラフィー法によって中空構造を形成することができる。また、筐体７５０は、振動素子１の形成と同時にフォトリソグラフィー法によって基板１０に中空構造を形成することができる。発振器７００は、形成された中空構造内に振動子６００を収容し、減圧された状態で中空構造に図示を省略する蓋体を接続することで封止を行う。
【０１０５】
その他の発振器７００の構成は、上述した第１実施形態から第４実施形態と重複するため説明を省略する。
【０１０６】
上述した第５実施形態によれば，以下の効果を得ることができる。
この様な発振器７００によれば、筐体７５０に収容された固定電極２０、及び可動電極３０には回路部６５０によって電位が印加され、それぞれの電極間に電荷が発生することで可動電極３０は、固定電極２０に対し静電引力が作用することで振動することができる。また、可動電極３０は、突起３６が設けられていることでその剛性を高め、振動に伴って固定電極２０に貼り付くスティッキングを抑制することができる。
また、この様な発振器７００によれば、可動電極３０の剛性が高まることで可動電極３０を長くし、固定電極２０と重なる対向面積を増大させることができる。これにより可動電極３０が振動した際にそれぞれの電極間に生じる静電容量の変化が増大されるため、振動による静電容量の変化等の電気信号を増幅する回路部６５０の小型化ができる。また、筐体７５０の付加により周辺回路との干渉を回避でき、外来ノイズに対する回路部６５０の耐性を高めることができる。
従って、この様な発振器７００は、固有振動周波数を調整するため可動電極３０を長くしてもスティッキングが発生することが抑制されるとともに、外来ノイズに対する高い耐性の回路部６５０を実現した回路部６５０を得ることができる。
【０１０７】
（実施例）
次いで、本発明の一実施形態に係る振動素子１又は振動素子２（以下、総括して振動素子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８から図１１を参照しながら説明する。
【０１０８】
［電子機器］
本発明の一実施形態に係る振動素子１を適用した電子機器について、図８から図１１を参照しながら説明する。
【０１０９】
図７は、本発明の一実施形態に係る振動素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振動素子１が内蔵されている。
【０１１０】
図９は、本発明の一実施形態に係る振動素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振動素子１が内蔵されている。
【０１１１】
図１０は、本発明の一実施形態に係る振動素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振動素子１が内蔵されている。
【０１１２】
なお、本発明の一実施形態に係る振動素子１は、図８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９の携帯電話機、図１０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。
【０１１３】
［移動体］
図１１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振動素子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振動素子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、振動素子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】
【０１１４】
１，２，３…振動素子、１０…基板、１２…絶縁部、２０…固定電極、２２…陥部、３０…可動電極、３２…梁部、３４…検出電極部、３６…突起、４０…固定部、５０…台座部、５２…陥部、６０…間隙、２１０…犠牲層、２１２…陥没、３１０…導電層、３１２…マスクパターン、３２０…固定電極、３３０…可動電極、３３６…突起、３４０…固定部、３４５…基部、３５０…台座部、３５２…陥部、５２０…固定電極、５３０…可動電極、５３６…突起、５４０…固定部、５５０…台座部、５５２…陥部、６００…振動子、６５０…回路部、７５０…筐体、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】
2014204352.tif 000003
【図２】
2014204352.tif 000004
【図３】
2014204352.tif 000005
【図４】
2014204352.tif 000006
【図５】
2014204352.tif 000007
【図６】
2014204352.tif 000008
【図７】
2014204352.tif 000009
【図８】
2014204352.tif 000010
【図９】
2014204352.tif 000011
【図１０】
2014204352.tif 000012
【図１１】
2014204352.tif 000013