(57)【要約】【課題】振動部の等温的領域における熱弾性損失を抑制できる振動片を提供する。【解決手段】基板と、前記基板の第１の軸と、前記第１の軸に直交する第２の軸と、を含む平面を含む主面上に設けられた固定部と、前記主面に沿って、前記第１の軸方向に延在する振動部と、前記振動部の前記第１の軸方向の一方の端部と前記固定部とを接続し、前記振動部を支持する支持部と、を含み、前記振動部は、前記振動部の前記第１の軸方向の他方の端部が、前記第１の軸と前記第２の軸とに交差する方向に振動する、屈曲変形を伴う振動モードを備え、前記振動部の前記基板の前記主面に対向する一方の面、もしくは前記一方の面の裏面である他方の面、のいずれか一方、もしくは両方に少なくとも１つの凸部が形成されている振動片。【選択図】図１
2014168110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の第１の軸と、前記第１の軸に直交する第２の軸と、を含む平面を含む主面上に設けられた固定部と、
前記主面に沿って、前記第１の軸方向に延在する振動部と、
前記振動部の前記第１の軸方向の一方の端部と前記固定部とを接続し、前記振動部を支持する支持部と、を含み、
前記振動部は、前記振動部の前記第１の軸方向の他方の端部が、前記第１の軸と前記第２の軸とに交差する方向に振動する、屈曲変形を伴う振動モードを備え、
前記振動部の前記基板の前記主面に対向する一方の面、もしくは前記一方の面の裏面である他方の面、のいずれか一方、もしくは両方に少なくとも１つの凸部が形成されている、
ことを特徴とする振動片。
【請求項２】
前記凸部は、前記振動部の前記屈曲変形において、前記一方の面および前記他方の面における歪が最大となる領域に形成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の振動片。
【請求項３】
前記第１の軸の方向に沿った前記凸部を含む前記振動部の断面形状において、
前記凸部の頂部と、前記凸部の底部と、の前記第１の軸方向の距離Ｌは、
前記振動部の前記第２の軸方向の厚みをＷとした場合、
０＜Ｌ≦Ｗ／２
である、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の振動片。
【請求項４】
前記凸部は、前記振動部と一体形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の振動片。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の振動片と、
前記振動片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片、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片、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、振動片、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】
近年、精密加工技術の一つとして半導体製造方法を用いたＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）素子の利用が拡大してきている。例えば特許文献１に示すように、基板上に形成された第１電極と、第１電極に対向配置される梁部を備える第２電極を備え、梁部を第１電極と第２電極との間に発生する静電力によって振動させるＭＥＭＳ振動子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−８５０８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に開示されたＭＥＭＳ振動子では、梁部の振動における熱弾性損失が大きく、振動効率の低下に繋がってしまっていた。そこで、振動部の等温的領域における熱弾性損失を抑制できる振動片を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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。
【０００６】
〔適用例１〕本適用例の振動片は、基板と、前記基板の第１の軸と、前記第１の軸に直交する第２の軸と、を含む平面を含む主面上に設けられた固定部と、前記主面に沿って、前記第１の軸方向に延在する振動部と、前記振動部の前記第１の軸方向の一方の端部と前記固定部とを接続し、前記振動部を支持する支持部と、を含み、前記振動部は、前記振動部の前記第１の軸方向の他方の端部が、前記第１の軸と前記第２の軸とに交差する方向に振動する、屈曲変形を伴う振動モードを備え、前記振動部の前記基板の前記主面に対向する一方の面、もしくは前記一方の面の裏面である他方の面、のいずれか一方、もしくは両方に少なくとも１つの凸部が形成されていることを特徴とする。
【０００７】
屈曲振動する振動片において、振動片の屈曲により生じる圧縮あるいは引張（伸張）の歪によって、振動片の温度変化が生じる。具体的には圧縮歪の部位は温度上昇し、引張歪の部位では温度下降する。従って、屈曲振動する振動片では、屈曲方向の一方の面側に圧縮歪が生じると、他方の面側では引張歪が生じ、振動片の一方の面側から他方の面側に温度勾配が発生する。この温度勾配を均衡させるために熱移動が振動片内部に生じ、これが振動エネルギーの損失、すなわち熱弾性損失を生じ、Ｑ値の低下を招いてしまう。
【０００８】
そこで本適用例の振動片によれば、振動片の一方の面、もしくは両方の面に形成された突起部には屈曲振動によって歪は生じず、温度の上昇あるいは下降の無い部位が振動片表面に形成される。従って、屈曲振動によって振動片の表面の温度の上昇あるいは下降が生じても、温度変化が無い突起部が振動片表面に形成されているため、短時間で熱移動が行われ振動片の温度平衡が維持しやすくなる。よって、熱弾性損失によるＱ値の低下が抑制され、信頼性の高い、安定した共振周波数を出力する振動片を得ることができる。
【０００９】
〔適用例２〕上述の適用例において、前記凸部は、前記振動部の前記屈曲変形において、前記一方の面および前記他方の面における歪が最大となる領域に形成されていることを特徴とする。
【００１０】
上述の適用例によれば、歪が最大となる領域、すなわち温度上昇あるいは温度下降の最も大きな領域に突起部が形成され、熱弾性損失の大きな領域でも短時間で熱移動が行われ振動片の温度平衡が維持しやすくなる。よって、熱弾性損失によるＱ値の低下が抑制され、信頼性の高い、安定した共振周波数を出力する振動片を得ることができる。
【００１１】
なお、本適用例における歪が最大となる領域とは、厳密に歪が最大となる位置ではなく、所定の幅、面積を有する領域として定義される。領域としては、歪が最大となる位置より、第１の軸の（＋）および（−）方向にそれぞれ振動部の厚さの１／２までの範囲であることが好ましい。
【００１２】
〔適用例３〕上述の適用例において、前記第１の軸の方向に沿った前記凸部を含む前記振動部の断面形状において、前記凸部の頂部と、前記凸部の底部と、の前記第１の軸方向の距離Ｌは、前記振動部の前記第２の軸方向の厚みをＷとした場合、
０＜Ｌ≦Ｗ／２
であることを特徴とする。
【００１３】
上述の適用例によれば、物理的な振動片の剛性を高めることなく、短時間で熱移動が行われ振動片の温度平衡が維持しやすくなる。よって、熱弾性損失によるＱ値の低下が抑制され、信頼性の高い、安定した共振周波数を出力する振動片を得ることができる。
【００１４】
〔適用例４〕上述の適用例において、前記凸部は、前記振動部と一体形成されていることを特徴とする。
【００１５】
上述の適用例によれば、突起部は振動片と一体で形成されるため、凸部と振動部との界面の密着性が問題になることはなく、熱移動し易い振動片を得ることができる。
【００１６】
〔適用例５〕本適用例の電子デバイスは、上述の適用例の振動片と、前記振動片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。
【００１７】
本適用例の電子デバイスによれば、熱弾性損失が抑制され高いＱ値を有し、所望の共振周波数を安定して取り出すことができる振動片を備えることにより、所望の共振周波数を安定して取り出すことができる。
【００１８】
〔適用例６〕本適用例の電子機器は、上述の適用例の振動片、または電子デバイスを備えることを特徴とする。
【００１９】
本適用例の電子機器によれば、熱弾性損失が抑制され高いＱ値を有し、所望の共振周波数を安定して取り出すことができる振動片を備える所望の共振周波数を安定して取り出す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。
【００２０】
〔適用例７〕本適用例の移動体は、上述の適用例の振動片、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。
【００２１】
本適用例の移動体によれば、熱弾性損失が抑制され高いＱ値を有し、所望の共振周波数を安定して取り出すことができる振動片を備える所望の共振周波数を安定して取り出すことができる電子デバイス、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】
【００２２】
【図１】第１実施形態に係る振動片を備えるＭＥＭＳ素子を示す、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ´部の断面図、（ｃ）は（ａ）に示すＢ−Ｂ´部および（ｂ）に示すＣ−Ｃ´部の断面図。
【図２】第１実施形態に係るＭＥＭＳ素子に備えるＭＥＭＳ振動片の詳細を示す、（ａ）は図１（ｂ）に示すＤ部の拡大図、（ｂ）は上部電極の駆動状態を示す概略断面図。
【図３】第１実施形態に係るＭＥＭＳ振動片の等温的領域について説明する模式図。
【図４】ＭＥＭＳ振動片の熱移動について説明する模式図であり、（ａ）は従来技術の振動片、（ｂ）は第１実施形態に係る振動片、を示す。
【図５】ＭＥＭＳ振動片のその他の形態を示す外観斜視図。
【図６】ＭＥＭＳ振動片のその他の形態を示す外観斜視図。
【図７】第２実施形態に係る電子デバイスを示す断面図。
【図８】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９】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１０】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】
【００２３】
以下、図面を参照して、本発明に係る実施形態を説明する。
【００２４】
（第１実施形態）
図１に第１実施形態に係る振動片を備えるＭＥＭＳ素子を示し、（ａ）は後述する被覆層および蓋部を除いた状態での平面図、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ´部の断面図、（ｃ）は（ａ）に示すＢ−Ｂ´部断面であり、（ｂ）におけるＣ−Ｃ´部断面の断面図でもある。図１（ｂ），（ｃ）に示すように、本実施形態に係るＭＥＭＳ素子１００は、ウエハー基板１１と、ウエハー基板１１の主面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素子１００は製造される。
【００２５】
基板１０の主面１０ａ、すなわち窒化膜１３の表面１３ａ、に振動片としてのＭＥＭＳ振動片２０が形成されている。ＭＥＭＳ振動片２０は、図１（ｂ）に示す第１導電層２１に備える固定電極２１ａ（以下、下部電極２１ａという）と、第２導電層２２に備える振動部としての可動電極２２ａ（以下、上部電極２２ａという）と、により構成される。第１導電層２１および第２導電層２２は、導電性のポリシリコンをフォトリソグラフィーによりパターニングすることで形成される。なお、第１導電層２１および第２導電層２２は、本実施形態ではポリシリコンを用いる例を示すが、これに限定されるものではない。
【００２６】
図１（ａ）にも示すように、第１導電層２１は、下部電極２１ａと図示しない外部配線とに接続する第１配線部２１ｂとを備えている。また、第２導電層２２は、上部電極２２ａと図示しない外部配線とに接続する固定部としての第２配線部２２ｂと、上部電極２２ａを下部電極２１ａと離間させ間隙部Ｇを形成するように支持し第２配線部２２ｂへ接続する支持部としての支持電極２２ｃと、を備えている。上部電極２２ａと下部電極２１ａとの間の間隙部Ｇは、上部電極２２ａが可動可能な空間として備えられている。
【００２７】
上部電極２２ａは、換言すると、図１（ａ），（ｂ）に示すように、主面１０ａに平行な第１の軸としてのＸ軸と、Ｘ軸に直交する第２の軸としてのＹ軸と、を含む面に沿って、支持電極２２ｃからＸ軸方向に延出されている。そして、後述するが、上部電極２２ａはＸ軸方向とＹ軸方向とに直交するＺ軸方向に屈曲変形を繰り返す振動が励起される。
【００２８】
ＭＥＭＳ振動片２０は、基板１０の主面１０ａ上に形成された空間Ｓに収容されるように形成されている。空間Ｓは、次のように形成される。第１導電層２１および第２導電層２２が形成された後、第２酸化膜４０を形成する。第２酸化膜４０には、第２導電層２２の形成と同時にポリシリコンによる、後述する空間壁部３０の最下層３３と接続されるように最下層３３が露出される穴が形成され、第１配線層３１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。
【００２９】
更に、第３酸化膜５０が第２酸化膜４０上に形成される。第３酸化膜５０には、第１配線層３１が露出する穴が形成され、第２配線層３２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３２は、後述する空間壁部３０の最上層を構成する壁部３２ａと、ＭＥＭＳ振動片２０を収納する空間Ｓを構成する蓋部３２ｂと、を備えている。更に、第２配線層３２の蓋部３２ｂ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４０および第３酸化膜５０をリリースエッチングするための開口３２ｃを備えている。
【００３０】
次に、第２配線層３２の開口３２ｃを露出させるように保護膜６０が形成され、開口３２ｃより第２酸化膜４０および第３酸化膜５０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より空間Ｓが形成される。空間Ｓは、最下層３３と、第１配線層３１と、第２配線層３２と、によって形成される空間壁部３０に囲まれた領域である。
【００３１】
ＭＥＭＳ振動片２０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、第１導電層２１が形成された後、下部電極２１ａ上に図示しない第４酸化膜が形成され、第４酸化膜上に上部電極２２ａ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４０および第３酸化膜５０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４０および第３酸化膜５０、そして第４酸化膜は、犠牲層と呼ばれている。
【００３２】
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７０が形成され、保護膜６０に覆われていない第２配線層３２の蓋部３２ｂを覆い、開口３２ｃが封止される。これにより空間Ｓは密閉される。
【００３３】
図２（ａ）は図１（ｂ）に示すＭＥＭＳ振動片２０のＤ部拡大図である。図２（ａ）に示すように、上部電極２２ａの主面１０ａに対向する第１電極面２２ｄと反対の第２電極面２２ｅには、凸部としての突起部２２ｆがＹ軸方向に延設されている。上部電極２２ａは図２（ｂ）の模式的な概略断面図に示すような屈曲振動が励起される。すなわち、図２（ｂ）に示すように、上部電極２２ａは、支持電極２２ｃとの接続部を振動元として、Ｚ軸方向（図１（ｂ）参照）の振動Ｈが励起される屈曲変形が生じる。
【００３４】
ここで、上部電極２２ａがＺ（＋）方向に屈曲し上部電極２２ａ´となった状態では、振動元近傍における第２電極面２２ｅのｐ２部では圧縮応力が最大となり、第１電極面２２ｄのｐ１部では引張応力が最大となる。また、上部電極２２ａがＺ（−）方向に屈曲し上部電極２２ａ´´となった状態では、振動元近傍における第２電極面２２ｅのｐ２部では引張応力が最大となり、第１電極面２２ｄのｐ１部では圧縮張応力が最大となる。ｐ１，ｐ２部は、上部電極２２ａの屈曲振動における最大応力部Ｐｍの上部電極２２ａの表面位置である。
【００３５】
上部電極２２ａに生じた引張応力は電極温度の低下を、圧縮応力は電極温度の上昇を招き、上部電極２２ａ内部での熱移動による振動エネルギーの損失、いわゆる熱弾性損失を生じてしまう。なお、本実施形態に係るＭＥＭＳ振動片２０では等温的領域での振動モードを備えている振動子である。
【００３６】
図３に等温的領域について説明する模式図を示す。一般に、温度差を原因として生じる固体の内部摩擦の場合によく知られた歪と応力との関係式から、熱弾性損失（屈曲振動する振動片の圧縮部と伸張部との間で発生する熱伝導により生じる振動エネルギーの損失）は、屈曲振動モードの振動片において、振動数（周波数）が変化したときに、緩和振動数ｆm＝１／（２πτ）（ここでτは緩和時間であり、熱の流れがほぼ生じなくなるまでの時間、すなわち熱が平衡状態になるまでの時間である）でＱ値が極小となると考えられている。
【００３７】
一般に、緩和振動数ｆmは次の式で求められることが知られている。
ｆm＝πｋ／（２ρＣpａ2）
ここで、πは円周率、ｋは振動片の振動方向（屈曲振動方向）の熱伝導率、ρは振動片の質量密度、Ｃpは振動片の熱容量、ａは振動片の振動方向（屈曲振動方向）の幅である。そして、Ｑ値と周波数の関係を一般的に表したのが図に示す曲線Ｅである。曲線Ｅにおいて、Ｑ値が極小になる周波数が熱緩和周波数ｆ0であり、ｆ／ｆ0＝１を境にして、共振周波数ｆが熱緩和周波数ｆ0より小さくなる、周波数の低い領域（１＞ｆ／ｆ0）が等温的領域となる。なお、共振周波数ｆが熱緩和周波数ｆ0より大きくなる、周波数の高い領域（１＜ｆ／ｆ0）は、断熱的領域といわれる。
【００３８】
図２（ｂ）に示すように、応力が最大となる位置Ｐｍに、突起部２２ｆを形成することにより、ｐ２部の温度上昇あるいは温度下降に対して、熱移動の距離が短くなり、早く熱が平衡状態になる、すなわち熱緩和時間τを短くすることができる。よって熱弾性損失を抑制することができ、高いＱ値の振動片を得ることができる。図４は、本実施形態に係るＭＥＭＳ振動片２０の突起部２２ｆにおける熱移動を説明する模式図であり、（ａ）は突起部２２ｆを備えない上部電極８０ａの振動時の熱移動を示し、（ｂ）が本実施形態に係る突起部２２ｆを備える上部電極２２ａの振動時の熱移動を示す。
【００３９】
図４（ａ）に示す突起部２２ｆを備えない上部電極８０ａでは、上部電極８０ａがＺ（＋）方向に屈曲した上部電極８０ａ´の場合、第２電極面８０ｃの歪が最大となるｐ２部近傍では圧縮応力により温度は上昇し、第１電極面８０ｂの歪が最大となるｐ１部近傍では引張応力により温度は下降する。このとき、上部電極８０ａの中心部では圧縮応力あるいは引張応力が生じない中立軸となり、温度の上昇下降が見られない。そして、第２電極面８０ｃの上昇した温度は、中立軸を経由し、温度が下降した第１電極面８０ｂ側へ熱移動する。すなわち、上部電極８０ａの板厚分が熱移動距離となって、第２電極面８０ｃと第１電極面８０ｂとの間の熱平衡に至る時間が長くなってしまう。
【００４０】
一方、図４（ｂ）に示す本実施形態の係る上部電極２２ａの場合には、例えば、上部電極２２ａがＺ（＋）方向に屈曲した上部電極２２ａ´の状態（図２参照）の場合、第２電極面２２ｅの歪が最大となるｐ２部近傍には圧縮応力により温度は上昇し、第１電極面２２ｄの歪が最大となるｐ１部近傍には引張応力により温度は下降する。このとき、上部電極２２ａの中心部では圧縮応力あるいは引張応力が生じない中立軸となり、温度の上昇下降が見られない。そして、第２電極面２２ｅの上昇した温度は、中立軸を経由し、温度が下降した第１電極面２２ｄ側へ熱移動する。
【００４１】
しかし、図２、図４（ｂ）に示すように応力が最大となる位置Ｐｍに突起部２２ｆが形成されており、突起部２２ｆでは圧縮応力が生じず、温度の上昇、下降が起らない。従って、突起部２２ｆ近傍の第２電極面２２ｅ側に生じた圧縮応力による温度上昇の熱は、第１電極面２２ｄ側への移動に加えて、突起部２２ｆの温度変化のない部位にも熱移動が生じる。これにより、上部電極２２ａ内部の熱平衡が短時間で可能となる。すなわち熱弾性損失を抑制することができるＭＥＭＳ振動片２０を得ることができる。
【００４２】
このように、屈曲振動による歪がもっとも大きくなる部位における熱平衡の時間を短くするために、突起部２２ｆは応力が最大となる位置Ｐｍ近傍に配置されることが好ましい。例えば図２に示すように、上部電極２２ａのＺ方向の厚みＷに対して、応力が最大となる位置Ｐｍから突起部２２ｆの頂点部までのＸ方向の距離αが、
α≦Ｗ／２
であることが好ましい。
【００４３】
更に、熱移動が短時間に行われるために、突起部２２ｆは以下の条件で形成されることが好ましい。図２（ｂ）に示すように、突起部２２ｆの頂点からＸ方向の突起部外形端部までの距離Ｌが、
０＜Ｌ≦Ｗ／２
とする。このように突起部２２ｆを形成することにより、熱容量を確保しながらも上部電極２２ａの屈曲振動の妨げにならない。
【００４４】
図５に突起部２２ｆのその他の形態を示す。図５（ａ）に示すＭＥＭＳ振動片２０Ａは、上部電極２２ａの第２電極面２２ｅに上部電極２２ａの幅に沿って突起部２２ｆが形成され、更に第１電極面２２ｄにも突起部２２ｇが、突起部２２ｆ同様に上部電極２２ａの幅に沿って形成されている。このように突起部２２ｆ，２２ｇが形成されることにより、第１電極面２２ｄ、第２電極面２２ｅの最大歪部の温度変化に対して、２カ所の突起に熱移動が分散され、熱平衡までの時間、すなわち熱緩和時間の短縮を図ることができる。
【００４５】
図５（ｂ）に示すＭＥＭＳ振動片２０Ｂは、上部電極２２ａの第２電極面２２ｅに突起部２２ｈを複数配置させた。このように突起部２２ｈを配置することにより、熱の拡散に要する時間がより短くなるので、等温的領域においては熱弾性損失が小さくなる。
【００４６】
なお上述した突起部２２ｆ，２２ｇ，２２ｈは、上部電極２２ａと一体で形成されてもよく、別体として上部電極２２ａの電極面２２ｅ，２２ｄに形成しても良い。
【００４７】
図６に、ＭＥＭＳ振動片２０のその他の形態を示す。図６（ａ）に示すＭＥＭＳ振動片２０Ｃは、ＭＥＭＳ振動片２０の上部電極２２ａにスリット２２ｋが形成された構成となっている。ＭＥＭＳ振動片２０Ｃの上部電極２２ｊのスリット２２ｋの元部が屈曲振動における歪が最大となる領域となり、この領域に突起部２２ｈを形成し、熱緩和時間の短縮を図ることができる。
【００４８】
図６（ｂ）に示すＭＥＭＳ振動片２００では、駆動電極２１０ａを４箇所の支持部２００ｂに連結部２１０ｃにより保持し、静電駆動させる。駆動電極２１０ａは連結部２１０ｃ部を振動の節として、例えば、図示する矢印方向に屈曲振動する。従って、連結部２１０ｃによって保持される歪の最も大きくなる振動の節領域に突起部２１０ｄを形成することにより、熱緩和時間の短縮を図ることができる。
【００４９】
図６（ｃ）に示すＭＥＭＳ振動片３００では、支持部３００ａから延設される連結部３００ｂに連結、保持された枠状の振動部３００ｃが、連結部３００ｂの間で図示する矢印方向に屈曲振動する振動片である。振動部３００ｃでは連結部３００ｂとの連結領域と、連結部３００ｂとの中間部と、が歪の最大領域となる。この領域に突起部３００ｄを形成することにより、熱緩和時間の短縮を図ることができる。
【００５０】
図６（Ｄ）に示す振動片４００は、例えば、水晶、圧電体などから形成される振動片４００である。振動片４００は、基板４１０の主面４１０ａ上に、例えば水晶から形成された振動素子４２０が導電性接着剤４３０により、図示しない配線同士を電気的に接続し、基板４１０に振動素子４２０を固定している。振動素子４２０は、導電性接着剤４３０による固定部４２０ａとは反対側に振動部４２０ｂが形成されている。本例では振動部４２０ｂにはスリット４２０ｃが形成された形態であることから、スリット４２０ｃの元部に振動の節、すなわち歪に最大となる領域がある。この領域に突起部４４０を形成することにより熱緩和時間の短縮を図ることができる。なお、本例の場合には、突起部４４０は、例えば図示しない配線電極の一部を突起状に成形することにより形成することができる。
【００５１】
（第２実施形態）
図７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素子１００と、半導体装置と、を１チップに構成した形態を示す。図７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素子１００と、発振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。
【００５２】
ＭＥＭＳ素子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素子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素子１００を駆動する発振回路、およびＭＥＭＳ素子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素子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。また、ＩＣ２００に、ＭＥＭＳ振動片２０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。
【００５３】
（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。
【００５４】
図８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振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。
【００５５】
図９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振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。
【００５６】
（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１０は、第４実施形態に係る自動車５０００の外観図である。図１０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の姿勢に応じた緩衝装置（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。
【００５７】
また図１０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素子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、人工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】
【００５８】
１０…基板、２０…ＭＥＭＳ振動片、３０…空間壁部、４０…第２酸化膜、５０…第３酸化膜、６０…保護膜、７０…被覆層、１００…ＭＥＭＳ素子。
【図１】
2014168110.tif 000003
【図２】
2014168110.tif 000004
【図３】
2014168110.tif 000005
【図４】
2014168110.tif 000006
【図５】
2014168110.tif 000007
【図６】
2014168110.tif 000008
【図７】
2014168110.tif 000009
【図８】
2014168110.tif 000010
【図９】
2014168110.tif 000011
【図１０】
2014168110.tif 000012