(57)【要約】      （修正有）【課題】振動部のスティッキングが抑制されたＭＥＭＳ振動子を提供する。【解決手段】ＭＥＭＳ振動子１は、両端自由梁型のＭＥＭＳ振動子で、基板１０と、絶縁部１２、電極部としての下部電極２０と、振動部としての上部電極３０が設けられ、電極部は振動部に対して間隙１５を置いて対向させて設けられ、且つ、少なくとも一部が振動部に接続して設けられている梁部３３と、を備え、梁部３３が振動部の振動の節に沿って延設されている。【選択図】図２
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【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置いて対向させて設けられている電極部と、
少なくとも一部が前記振動部に接続して設けられている梁部と、を備え、
前記梁部が前記振動部の振動の節に沿って延設されていること、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、
前記梁部は、前記振動部と接続された一端とは異なる他端の少なくとも一部が固定部に接続されていること、を特徴とするＭＥＭＳ振動子。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のＭＥＭＳ振動子において、
前記梁部は、前記振動の節に沿って複数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、
前記振動部と、前記梁部と、が同じ材料で形成されていること、を特徴とするＭＥＭＳ振動子。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のＭＥＭＳ振動子において、
前記梁部には、前記梁部が延設されている方向と交差する方向における幅が、前記梁部における他の部分の前記幅より狭い括れが設けられていること、を特徴とするＭＥＭＳ振動子。
【請求項６】
絶縁部と、
前記絶縁部の一方面に設けられている電極部及び固定部と、
前記電極部に対して間隙を置いて少なくとも一部が重なる様に設けられている振動部と、
少なくとも一部が前記振動部から固定部に向かって延設されている梁部と、を備え、
前記梁部が前記振動部の振動の節に沿って延設されていること、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８】
請求項１ないし請求項６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な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、加速度センサー、モーター等）が知られている。この中で、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、振動子の駆動回路や振動の変化を増幅する回路を組み込んで製造することが容易であり、微細化、高機能化に対し有利であることから、その用途が広がっている。
【０００３】
従来のＭＥＭＳ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下部電極（固定電極）と、この下部電極に対して間隙を置いて設けられた上部電極（可動電極）等からなる振動子である。梁型振動子としては、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。
【０００４】
両端自由梁型のＭＥＭＳ振動子は、可動電極の振動の節の部分が梁部によって支持されるため、基板への振動洩れが少なく振動の効率が高い。特許文献１には、この梁部の長さを振動の周波数に対して適切な長さとすることにより振動特性を改善する構造の両端自由梁型のＭＥＭＳ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】米国特許第ＵＳ６９３０５６９Ｂ２号明細書
【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、特許文献１に記載のＭＥＭＳ振動子は、上部電極から梁部が、当該上部電極の周囲に設けられた固定部に向かって延設され、梁部と固定部を介して上部電極が基板等に固定されているため、上部電極が基板等に貼りつくスティッキングが生じる虞があった。
【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置いて対向させて設けられている電極部と、少なくとも一部が振動部に接続して設けられている梁部と、を備え、梁部が振動部の振動の節に沿って延設されていることを特徴とする。
【０００９】
この様なＭＥＭＳ振動子によれば、振動部に設けられている梁部は、当該振動部の振動の節に沿って延設されている。
これによって、振動部の振動が梁部へ漏洩することが抑制されるとともに、梁部が延設されている方向における振動部の剛性を高めることができる。
従って、振動による振動部と電極部との間に生じるスティッキング（貼り付き）と、振動漏れに伴う振動部の振動エネルギーの低下と、を抑制した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振動子の梁部は、振動部と接続された一端とは異なる他端の少なくとも一部が固定部に接続されていることが好ましい。
【００１１】
この様なＭＥＭＳ振動子によれば、梁部は、振動部と接続された一端とは異なる他端の少なくとも一部が固定部と接続されている。
これによって、振動部は、当該振動部の振動が梁部へ漏洩し、固定部に伝導することが抑制されるとともに、固定部に梁部が接続されることで梁部が延設する方向における剛性をさらに高めることができる。
従って、振動による振動部と電極部との間に生じるスティッキングと、振動漏れに伴う振動部の振動エネルギーの低下と、を抑制した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振動子の梁部は、振動の節に沿って複数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、梁部は、振動部の振動の節に沿って複数設けられている。
これによって、振動部と、固定部と、の間に生じる応力を複数の梁部へ分散することができ、応力による歪みに伴うＭＥＭＳ振動子の破損と、振動部の振動周波数変移を抑制することができる。
【００１４】
［適用例４］
上記適用例に係るＭＥＭＳ振動子は、振動部と、梁部と、が同じ材料で形成されていることが好ましい。
【００１５】
この様なＭＥＭＳ振動子によれば、振動部と、梁部と、が同じ材料で形成されていることで、温度変化等によって生じる応力が略等しくなる。
これによって、応力による歪みに伴うＭＥＭＳ振動子の破損と、振動部の振動周波数変移と、を抑制することができる。
【００１６】
［適用例５］
上記適用例に係るＭＥＭＳ振動子の梁部には、梁部が延設されている方向と交差する方向における幅が、梁部における他の部分の幅より狭い括れが設けられていることが好ましい。
【００１７】
このようなＭＥＭＳ振動子によれば、梁部は、振動部から固定部に向かって延設されている間に、延設されている方向と交差する方向における梁部の幅が、他の梁部の部分に比べて狭い括れが設けられている。
これによって、梁部と振動部、及び梁部と固定部が接続される部分の梁部の幅を広くすることができ、当該接続される部分の剛性を増すことができる。
従って、応力による歪みに伴うＭＥＭＳ振動子の破損と、振動部の振動周波数変移と、を抑制することができる。
【００１８】
［適用例６］
本適用例に係るＭＥＭＳ振動子は、絶縁部と、絶縁部の一方面に設けられている電極部及び固定部と、電極部に対して間隙を置いて少なくとも一部が重なる様に設けられている振動部と、少なくとも一部が振動部から固定部に向かって延設されている梁部と、を備え、梁部が振動部の振動の節に沿って延設されていることを特徴とする。
【００１９】
この様なＭＥＭＳ振動子は、絶縁部の主面に設けられている電極部に対し間隙を置いて上部電極が設けられ、梁部が振動の節に沿って上部電極から絶縁部の一方面に設けられている固定部に向かって延設されている。
これによって、振動部は、当該振動部の振動が梁部へ漏洩し、固定部に伝導することが抑制されるとともに、固定部に梁部が接続されることで梁部が延設する方向における振動部の剛性をさらに高めることができる。
従って、振動による当該振動部と電極部との間に生じるスティッキングと、振動漏れに伴う振動部の振動エネルギーの低下と、を抑制したＭＥＭＳ振動子を得ることができる。
【００２０】
［適用例７］
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。
【００２１】
この様な電子機器は、上述したいずれかのＭＥＭＳ振動子が搭載されていることで、振動周波数の変移と、ＭＥＭＳ振動子の破損と、が抑制された信頼度の高い精度の電子機器を得ることができる。
【００２２】
［適用例８］
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。
【００２３】
この様な移動体によれば、上述したいずれかのＭＥＭＳ振動子が搭載されていることで、振動周波数の変位と、ＭＥＭＳ振動子の破損と、が抑制された信頼度の高い移動体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【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振動子の動作を模式的に示す断面図。
【図４】第１実施形態に係るＭＥＭＳ振動子の製造工程を模式的に示す断面図。
【図５】第１実施形態に係るＭＥＭＳ振動子の製造工程を模式的に示す断面図。
【図６】第１実施形態に係るＭＥＭＳ振動子の製造工程を模式的に示す断面図。
【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振動子の梁部を拡大し模式的に示す断面図。
【図１０】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１１】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１２】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１３】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】
【００２５】
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。
【００２６】
（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’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断面図である。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、その製造工程を説明する断面図である。
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軸は基板に各電極が積層される厚み方向を示す軸である。
【００２７】
（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と、電極部としての下部電極２０と、振動部としての上部電極３０と、が設けられている。
【００２８】
（基板１０）
基板１０には、後述する絶縁部１２、下部電極２０、及び上部電極３０が設けられる一方面である主面１０ａを有する。基板１０は、その材料として、例えば、シリコンやガラス等を用いることができる。本実施形態のＭＥＭＳ振動子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主面１０ａ側と称する場合は、絶縁部１２等が設けられる方向として説明する。
【００２９】
（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、後述する下部電極２０及び固定部３５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、その材料として、窒化シリコン（ＳｉＮ）等を用いることができる。絶縁部１２の材料は、特に限定されることなく、基板１０と、下部電極２０及び固定部３５と、の間の絶縁性能、及び後述する上部電極３０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、基板１０（主面１０ａ）と異なる側の絶縁部１２の一方面を主面１２ａ側と称する。
【００３０】
絶縁部１２の主面１２ａ上には、下部電極２０と、上部電極３０と、固定部３５と、が設けられている。
【００３１】
（上部電極３０）
上部電極３０は、主面１２ａ上に設けられ、下部電極２０に対して間隙１５を置いて設けられている。上部電極３０には、梁部３３が設けられている。梁部３３は、後述する上部電極３０の振動の節３０ｃに沿って設けられ、上部電極３０から固定部３５に向かって延設されている。上部電極３０は、梁部３３が固定部３５と接続されることで主面１２ａ上に支持されている。
梁部３３は、図１において上部電極３０と、梁部３３と、をＺ軸方向から平面視した場合に、上部電極３０と重なる様に当該上部電極３０から延設されている。
梁部３３は、これに限定されることなく振動の節３０ｃに沿って上部電極３０から延設されていれば、一部が上部電極３０から延設されていなくても良い。
換言すると、上部電極３０と、梁部３３と、をＺ軸方向から平面視した場合に、上部電極３０と、梁部３３と、が重ならない部分を有していても良い。
【００３２】
上部電極３０は、例えば、矩形状にパターンニングされ、導電性を有し、振動部として機能するものである。上部電極３０は、その材料として例えば、ポリシリコン（Polysilicon）を用いることができる。また、梁部３３は、その材料として上部電極３０と同様にポリシリコンを用いることができる。上部電極３０と、梁部３３と、を同じ材料を用いることで、一体として形成することが可能となる。なお、ＭＥＭＳ振動子１の製造方法については後述する。
【００３３】
（下部電極２０）
下部電極２０は、図１に示す当該下部電極２０と、上部電極３０と、をＺ軸方向から平面視した場合に、少なくとも一部が上部電極３０と重なる様に間隙１５を置いて主面１２ａ上に設けられている。
下部電極２０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（Poly）、金（Ａｕ）、チタン（Ｔｉ）等の導電性部材を用いることができる。
【００３４】
（固定部３５）
固定部３５は、図１に示す当該固定部３５と、梁部３３と、をＺ軸方向から平面視した場合に、少なくとも一部が梁部３３と重なる様に主面１２ａ上に設けられている。固定部３５には、上述した梁部３３が接続されている。
固定部３５は、下部電極２０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、金（Ａｕ）、チタン（Ｔｉ）、ポリシリコン（Poly）等の導電性部材を用いることができる。
固定部３５に上部電極３０から延設されている梁部３３が接続されることで、固定部３５と、上部電極３０と、は電気的に接続されている。
【００３５】
（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、振動部としての上部電極３０の振動動作を示している。
本実施形態のＭＥＭＳ振動子１は、回路部（不図示）で生成された駆動信号を、下部電極２０と、上部電極３０と、に供給（伝達）することができる。上部電極３０への駆動信号の供給は、梁部３３と、固定部３５と、を介して行うことができる。
また、上部電極３０が振動することによって得られた電気信号を、下部電極２０と、上部電極３０から延設されている梁部３３と、固定部３５と、を介して取り出すことができる。
【００３６】
上部電極３０と、下部電極２０と、の間に交番電圧が印加されることに伴い発生する電荷の静電引力により、上部電極３０は、下部電極２０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上部電極３０は、下部電極２０と反対方向α’に遊離する。上部電極３０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である。また、それぞれの電極間には、上部電極３０の屈曲振動に伴う信号が出力される。
【００３７】
上部電極３０の振動は、下部電極２０と、上部電極３０とが重なる中央部分、及び上部電極３０の両端部が振動（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動作となる。なお、振動の節３０ｃは、振動（振幅）の変曲点である。
上部電極３０の振動は、振動の節３０ｃを支点とする屈曲振動（運動）となる。
上述した屈曲振動を可能とするため上部電極３０には、振動の節３０ｃとなる部分に梁部３３が設けられている。
【００３８】
梁部３３は、上述の振動の節３０ｃに沿って上部電極３０に延設されている。また、梁部３３は、上部電極３０から固定部３５に向かって延伸し、固定部３５に接続されている。これにより、絶縁部１２上に設けられている固定部３５を介して上部電極３０を基板１０に固定することができる。
従って、振動の節３０ｃに沿って梁部３３が設けられていることで、上部電極３０の振動が梁部３３と、固定部３５と、を介して基板１０に漏れることを抑制することができる。また、上部電極３０と、基板１０（固定部３５）と、の間に梁部３３が設けられているため、上部電極３０が下部電極２０等に貼り付く、いわゆるスティッキングを抑制することができる。
【００３９】
（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において示すＭＥＭＳ振動子１の線分Ａ−Ａ’の断面を模式的に示すものである。
【００４０】
本実施形態のＭＥＭＳ振動子１を製造する工程は、絶縁部１２、下部電極２０、及び上部電極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の主面１０ａ側に絶縁部１２を形成する工程と、絶縁部１２の主面１２ａ上に下部電極２０及び固定部３５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、下部電極２０に対して間隙１５を置いて上部電極３０を形成する工程と、を含む。
以下、図４から図６を用いて、工程順にＭＥＭＳ振動子１の製造方法について説明する。
【００４１】
（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、下部電極２０、上部電極３０、及び固定部３５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、下部電極２０、上部電極３０、及び固定部３５が形成される側の基板１０の面を主面１０ａと称する。
【００４２】
（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側に絶縁部１２を積層する工程である。
絶縁部１２を形成する工程は、例えば、絶縁部１２としての窒化シリコン（ＳｉＮ）膜をＣＶＤ（Chemical Vapour Deposition）法によって形成することができる。絶縁部１２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。
本実施形態で絶縁部１２は、基板１０の主面１０ａ対応して、その略全面に形成されるものである。なお、絶縁部１２は、少なくとも下部電極２０と、固定部３５とが設けられる部分に形成すれば良い。
以下のＭＥＭＳ振動子１の製造方法の説明においても絶縁部１２が形成された側の絶縁部１２の一方面を主面１２ａと称する。
【００４３】
（下部電極２０、固定部３５の形成工程）
図４（ｃ）は、絶縁部１２の主面１２ａ上に下部電極２０と、固定部３５と、が形成された状態を示している。
【００４４】
下部電極２０を形成する工程は、上述した絶縁部１２の主面１２ａ側に下部電極２０を形成する工程である。
下部電極２０の形成する工程は、例えば、ポリシリコン（Poly）等の導電性材料を含む下部電極２０をＣＶＤ法によって形成することができる。
なお、絶縁部１２上には下部電極２０の他に、後述する工程で固定部３５を形成するため、下部電極２０の形成を欲しない絶縁部１２上の部分（領域）にマスクを施し、下部電極２０の形成を行う。
下部電極２０を形成する方法は、ＣＶＤ法に限定されること無く、金（Ａｕ）、チタン（Ｔｉ）等を、ＰＶＤ（Physical Vapour Deposition）法等を用いて各種導電性材料を含む下部電極２０を形成しても良い。
【００４５】
固定部３５を形成する工程は、上述した絶縁部１２の主面１２ａ側に固定部３５を形成する工程である。
固定部３５を形成する工程は、例えば、ポリシリコン（Poly）、等の導電性材料を含む固定部３５をＣＶＤ法によって形成することができる。
なお、絶縁部１２上には固定部３５の他に、前述した下部電極２０を形成するため、固定部３５の形成を欲しない絶縁部１２上の部分（領域）にマスクを施し、固定部３５の形成を行う。
固定部３５を形成する方法は、ＣＶＤ法に限定されること無く、金（Ａｕ）、チタン（Ｔｉ）等を、ＰＶＤ法等を用いて各種導電性材料を含む固定部３５を形成しても良い。
【００４６】
なお、上述した下部電極２０と、固定部３５と、を形成する工程は同時に行っても良い。
【００４７】
（犠牲層２１０の形成工程）
図４（ｄ）は、上部電極３０と、下部電極２０と、の間に間隙１５を設けるため、下部電極２０と、固定部３５と、を覆う様に犠牲層２１０が設けられた状態を示している。
【００４８】
犠牲層２１０を形成する工程は、上述した間隙１５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。
ＭＥＭＳ振動子１は上述の通り、下部電極２０に対して、間隙１５を置いて上部電極３０が設けられている。上部電極３０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、下部電極２０との間に間隙１５を置くことができる。
【００４９】
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。また、先に形成した下部電極２０等を構成するポリシリコン（Poly）を熱によって酸化させる熱酸化法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。
犠牲層２１０を構成する材料は、後述する工程で下部電極２０、上部電極３０、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。
【００５０】
（上部電極３０の形成工程）
図５（ｅ）は、先の工程で形成された犠牲層２１０が平坦化された状態を示している。
上部電極３０の形成工程は、先ず、犠牲層２１０の平坦化工程を行う。
犠牲層２１０の平坦化工程は、主面１２ａに形成された固定部３５、及び下部電極２０によって窪みが生じた犠牲層２１０の平坦化を行う工程である。
犠牲層２１０の平坦化工程は、犠牲層２１０の平坦化を例えば、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法によって行うことができる。
なお、当該犠牲層２１０の平坦化工程は、犠牲層２１０の窪みに応じて行えば良く、当該工程を省略しても良い。
【００５１】
図５（ｆ）は、固定部３５と、梁部３３と、が接続されるアンカー部３３１の犠牲層２１０が部分的に除去された状態を示している。
上部電極３０の形成工程は、次に、犠牲層２１０を部分的に除去する工程を行う。犠牲層２１０を部分的に除去する工程は、梁部３３と、固定部３５と、が接続されるアンカー部３３１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、梁部３３と接続される固定部３５が露出される様に犠牲層２１０の除去を行う。
【００５２】
図５（ｇ）は、犠牲層２１０上に上部電極３０、及び梁部３３の基となる導電層２３０が形成された状態を示している。
上部電極３０を形成する工程は、次に、上部電極３０及び梁部３３としての導電層２３０の形成を行う。
導電層２３０を形成する工程は、犠牲層２１０上に上部電極３０及び梁部３３としての導電層２３０を形成する工程である。
導電層２３０を形成する工程は、犠牲層２１０上に上部電極３０及び梁部３３となる導電層２３０を形成する。導電層２３０は、例えば、その材料としてポリシリコン（Poly）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。また、導電層２３０を形成する方法は、ＣＶＤ法に限定されること無く、金（Ａｕ）、チタン（Ｔｉ）等を、ＰＶＤ法等を用いて各種導電性材料を含む導電層２３０を形成しても良い。
【００５３】
図５（ｈ）は、上部電極３０を形成する工程で形成した導電層２３０の平坦化が行われ、かつ、上部電極３０及び梁部３３を形成するためのマスクパターン２５０が形成された状態を示している。
上部電極３０を形成する工程は、次に、先の工程で形成された導電層２３０の平坦化と、上部電極３０として不要な部分の導電層２３０の除去と、を行う。
【００５４】
導電層２３０の平坦化工程は、犠牲層２１０が部分的に除去されたアンカー部３３１によって窪みが生じた導電層２３０（図５（ｇ）参照）の平坦化を行う工程である。
上部電極３０となる導電層２３０に窪みが含まれるとＭＥＭＳ振動子１の振動特性に影響を及ぼす虞があるため、導電層２３０の平坦化を行うことが好ましい。導電層２３０の平坦化工程は、先の犠牲層２１０の平坦化工程と同様に、例えば、ＣＭＰ法によって行うことができる。
なお、当該導電層２３０の平坦化工程は、その導電層２３０の窪みに応じて行えば良く、当該工程を省略しても良い。
【００５５】
導電層２３０の除去工程は、上部電極３０及び梁部３３として不要な部分の導電層２３０を除去する工程である。
導電層２３０の除去工程は、上部電極３０及び梁部３３として不要な部分の導電層２３０を除去するためにマスクパターン２５０を形成する。次に、マスクパターン２５０が形成されていない部分、即ち、上部電極３０及び梁部３３として不要な部分の導電層２３０の除去を行う。マスクパターン２５０の形成、及び導電層２３０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、上述した上部電極３０を形成する工程で形成した導電層２３０のうち、上部電極３０及び梁部３３として不要な部分が除去された状態を示している。
【００５６】
（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、下部電極２０と、上部電極３０と、の間に間隙１５を設けるために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、下部電極２０、上部電極３０、梁部３３、及び固定部３５に対するエッチング速度に比べて早くなることから犠牲層２１０を選択的、かつ、効率的に除去することができる。
【００５７】
また、下部電極２０及び固定部３５の下地膜である絶縁部１２が耐フッ酸性を有する窒化シリコンを含むことで、当該絶縁部１２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、下部電極２０及び固定部３５と、の間の絶縁低下を抑制することがきる。
上部電極３０と、固定部３５と、の間に梁部３３が設けられているため、当該工程でエッチャントの表面張力によって上部電極３０が主面１２ａや、下部電極２０に貼りつくスティッキングを抑制することができる。よって、生産性の高いウエットエッチング法を用いて犠牲層２１０の除去が可能である。
ＭＥＭＳ振動子１は、犠牲層２１０が除去されることで、下部電極２０と、上部電極３０と、の間に間隙１５が生じ、上部電極３０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。
【００５８】
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。
【００５９】
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、上部電極３０の振動が梁部３３へ漏洩することが抑制されるとともに、振動の振幅の方向（Ｚ軸方向）における上部電極３０の剛性を高めることができる。従って、上部電極３０の振動による当該上部電極３０と、下部電極２０と、の間に生じるスティッキングと、振動漏れに伴う上部電極３０の振動エネルギーの低下と、を抑制したＭＥＭＳ振動子１を得ることができる。
【００６０】
（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振動子を模式的に示す平面図である。図８は、図７中の線分Ｂ−Ｂ’で示すＭＥＭＳ振動子の断面図である。
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軸は基板と各電極が積層される厚み方向を示す軸である。
【００６１】
第２実施形態に係るＭＥＭＳ振動子２は、上述した第１実施形態に係るＭＥＭＳ振動子１と比べて、梁部の構成が異なる。その他の構成、及び製造方法は同様なため、上述した第１実施形態と同一の構成部位については、同一の符号を付して重複する説明は、一部省略する。
【００６２】
（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と、電極部としての下部電極２０と、振動部としての上部電極３０と、が設けられている。
【００６３】
ＭＥＭＳ振動子２には、基板１０に設けられた絶縁部１２の主面１２ａ上に、下部電極２０と、固定部３５と、が設けられている。また、ＭＥＭＳ振動子２には、下部電極２０に対して間隙１５（図７及び図８において不図示）を置いて上部電極３０が設けられ、下部電極２０と、上部電極３０とを図７においてＺ軸方向から平面視した場合に、上部電極３０が下部電極２０と重なって設けられている。
【００６４】
本実施形態のＭＥＭＳ振動子２は、上述したＭＥＭＳ振動子１と同様に、下部電極２０と、上部電極３０と、の間に交番電圧が印加されることで、上部電極３０が下部電極２０に対して誘引及び遊離を繰り返すことで屈曲振動する。
上部電極３０の振動は、下部電極２０と、上部電極３０と、が重なる中央部分、及び上部電極３０の両端部が振動の腹３０ｐ（図３参照）となり、また、振動の腹３０ｐの間に振動の節３０ｃとなる部分を有する撓み振動動作となる。上述した屈曲振動を可能とするため上部電極３０には、振動の節３０ｃに沿って梁部１３３が設けられている。
【００６５】
梁部１３３は、振動の節３０ｃに沿って上部電極３０から固定部３５に向かって複数延設されている。ＭＥＭＳ振動子２において梁部１３３は、図７及び図８に示す様に振動の節３０ｃに沿って、矩形状の梁部１３３が列を成して設けられている。
上部電極３０は、複数の梁部１３３によって固定部３５を介して絶縁部１２（基板１０）に固定されることで、屈曲振動に伴う上部電極３０と固定部３５との間の歪みを分散することができる。
なお、梁部１３３は、設けられる数、及び形状は特に限定されること無く、上述した振動の節３０ｃに沿って列を成して設けられていれば良い。
【００６６】
ＭＥＭＳ振動子２のその他の構成、及び製造方法は、第１実施形態で上述したＭＥＭＳ振動子１と同様のため、説明を省略する。
【００６７】
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振動子によれば、梁部１３３は、振動の節に沿って複数設けられている。これにより、上部電極３０の振動による応力を複数の梁部１３３へ分散することができ、応力による歪みに伴うＭＥＭＳ振動子２の破損と、上部電極３０の振動周波数変移を抑制したＭＥＭＳ振動子２を得ることができる。
【００６８】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、上述した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。ここで、上述した実施形態と同一の構成部位については、同一の符号を付して重複する説明は省略している。
【００６９】
（変形例）
図９は、変形例に係るＭＥＭＳ振動子の梁部を部分的に拡大した拡大図である。
変形例に係るＭＥＭＳ振動子３は、第１実施形態及び第２実施形態で上述したＭＥＭＳ振動子１、及びＭＥＭＳ振動子２と同様に基板１０と、絶縁部１２と、下部電極２０と、絶縁部１２の主面１２ａ上に設けられた下部電極２０に対し間隙１５を置いて上部電極３０と、が設けられている。また、上部電極３０には、振動の節３０ｃに沿って上部電極３０から固定部３５に向かって梁部３３（梁部１３３）が延設されている。
【００７０】
変形例に係るＭＥＭＳ振動子３には、上部電極３０から固定部３５に向かって延設されている梁部３３に括れ３３ｒが設けられている。括れ３３ｒは、上部電極３０と固定部３５との間の梁部３３に設けられている。括れ３３ｒは、梁部１３３が上部電極３０から固定部３５に延設されている方向と交差する方向の幅が、梁部１３３における他の部分の当該幅より狭く設けられた部分である。よって、上部電極３０及び固定部３５と接続される部分の梁部３３は、括れ３３ｒに比べて幅が広く設けられている。
これにより、梁部３３と上部電極３０、及び梁部３３と固定部３５が接続される部分の剛性を増すことができ、応力による歪みに伴うＭＥＭＳ振動子３の破損と、上部電極３０の振動周波数変移と、を抑制することができる。
【００７１】
変形例に係るＭＥＭＳ振動子３のその他の構成、製造方法は、第１実施形態及び第２実施形態で上述したＭＥＭＳ振動子１、及びＭＥＭＳ振動子２と同様であるため、説明を省略する。
【００７２】
（実施例）
次いで、本発明の一実施形態に係るＭＥＭＳ振動子１からＭＥＭＳ振動子３（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１０から図１３を参照しながら説明する。
【００７３】
［電子機器］
先ず、本発明の一実施形態に係るＭＥＭＳ振動子１を適用した電子機器について、図１０から図１２を参照しながら説明する。
【００７４】
図１０は、本発明の一実施形態に係る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。図１０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。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。
【００７５】
図１１は、本発明の一実施形態に係る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。図１１において、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口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。この様な携帯電話機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。
【００７６】
図１２は、本発明の一実施形態に係る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。
【００７７】
なお、本発明の一実施形態に係るＭＥＭＳ振動子１は、図１０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１１の携帯電話機、図１２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。
【００７８】
［移動体］
図１３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は本発明に係るＭＥＭＳ振動子１を備える。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】
【００７９】
１，２，３…ＭＥＭＳ振動子、１０…基板、１０ａ…主面、１２…絶縁部、１２ａ…主面、１５…間隙、２０…下部電極、３０…上部電極、３０ｃ…振動の節、３０ｐ…振動の腹、３３…梁部、３３ｒ…括れ、３５…固定部、１３３…梁部、２１０…犠牲層、２３０…導電層、２５０…マスクパターン、３３１…アンカー部、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】
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【図２】
2014158198.tif 000004
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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