(57)【要約】【課題】温度変化に対して特性変動が少ない、安定した性能を有するＭＥＭＳ素子、およびそのＭＥＭＳ素子を備えた電子デバイス、電子機器、そして移動体を得ることを目的とする。【解決手段】基板と、前記基板の主面上に形成され、固定電極を備える第１導電層と、前記固定電極と離間し、前記固定電極と前記主面の法線方向矢視に重なる上部電極を備える第２導電層と、を備える共振子と、前記主面に積層された機能層と、を備えるＭＥＭＳ素子。【選択図】図１
2014094439.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の主面上に形成され、固定電極を備える第１導電層と、前記固定電極と離間し、前記固定電極と前記主面の法線方向矢視に重なる可動電極を備える第２導電層と、を備える共振子と、
前記主面に積層された機能層と、を備える、
ことを特徴とするＭＥＭＳ素子。
【請求項２】
前記機能層の線膨張係数をαa、前記共振子の線膨張係数をαb、とした場合、
０．９≦αa／αb≦１．１
である、
ことを特徴とする請求項１に記載のＭＥＭＳ素子。
【請求項３】
前記主面の法線方向矢視において、前記機能層は前記第１導電層と前記第２導電層と離間して配設され、
前記離間領域の面積をＳｄとし、
前記第１導電層および前記第２導電層の前記法線方向矢視における面積をＳｔとし、
前記機能層の前記法線方向矢視における面積をＳａとしたとき、
Ｓｄ≦Ｓｔ
且つ
Ｓａ≧Ｓｔ
である、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のＭＥＭＳ素子。
【請求項４】
前記機能層が、前記第１導電層および／または前記第２導電層と同一材料である、
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ＭＥＭＳ素子。
【請求項５】
前記機能層が、複数層であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のＭＥＭＳ素子。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載のＭＥＭＳ素子と、
前記ＭＥＭＳ素子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７】
請求項１から５のいずれか一項に記載のＭＥＭＳ素子、または請求項６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８】
請求項１から５のいずれか一項に記載のＭＥＭＳ素子、または請求項６に記載の電子デバイス、または請求項７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、ＭＥＭＳ素子、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）素子の応用が拡大してきている。例えば、特許文献１に示すように、ポリシリコン構造体をシリコン基板にアンカー部によって直接接続されるＭＥＭＳリゾネータが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１６５８３８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に示すＭＥＭＳリゾネータでは、温度変化によって生じる特性変動の中には、外部からの調整、あるいは製造段階での作り込み、などの手段では制御できないものがあった。
【０００５】
そこで、本願発明では、温度変化に対して特性変動が少ない、安定した性能を有するＭＥＭＳ素子、およびそのＭＥＭＳ素子を備えた電子デバイス、電子機器、そして移動体を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【０００７】
〔適用例１〕本適用例のＭＥＭＳ素子は、基板と、前記基板の主面上に形成され、固定電極を備える第１導電層と、前記固定電極と離間し、前記固定電極と前記主面の法線方向矢視に重なる可動電極を備える第２導電層と、を備える共振子と、前記主面に積層された機能層と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
基板と導電層とは異なる素材で形成されるが、素材が異なるゆえに線膨張係数に差を有している。ＭＥＭＳ素子に熱負荷（加熱あるいは冷却）が掛かった場合、基板と導電層との接合部では、この線膨張係数の差によって基板に対して相対的に形成領域面積の小さい導電層が、基板の線膨張によって導電層の線膨張係数以上の伸びや縮みに矯正されてしまう。そのため導電層内部には内部応力が発生し、可動電極の振動特性を変動させてしまう。
【０００９】
そこで、本適用例のＭＥＭＳ素子によれば、導電層が形成される基板の主面上に機能層が設けられている。機能層の線膨張係数が導電層の線膨張係数と同等となる材料で機能層を形成すると、機能層が基板の線膨張を矯正するように作用し、実質的な基板と導電層との線膨張差を小さくする。従がって、熱負荷によるＭＥＭＳ素子の振動特性の変動を抑制し、安定した振動特性を有するＭＥＭＳ素子を得ることができる。
【００１０】
〔適用例２〕上述の適用例において、前記機能層の線膨張係数をαa、前記共振子の線膨張係数をαb、とした場合、
０．９≦αa／αb≦１．１
であることを特徴とする。
【００１１】
上述の適用例によれば、基板と導電層との線膨張率の差を実質的に小さくすることができる。従がって、熱負荷によるＭＥＭＳ素子の振動特性の変動を抑制し、安定した振動特性を有するＭＥＭＳ素子を得ることができる。なお、より好ましくは、
αa／αb＝１
であり、すなわち機能層を導電層と同じ材料により形成する。これにより、製造工程において機能層と導電層を同じ工程で形成することが可能となり、コスト上昇が抑制され、より一層、熱負荷によるＭＥＭＳ素子の振動特性の変動を抑制し、安定した振動特性を有するＭＥＭＳ素子を得ることができる。
【００１２】
〔適用例３〕上述の適用例において、前記主面の法線方向矢視において、前記機能層は前記第１導電層と前記第２導電層と離間して配設され、前記離間領域の面積をＳｄとし、前記第１導電層および前記第２導電層の前記法線方向矢視における面積をＳｔとし、前記機能層の前記法線方向矢視における面積をＳａとしたとき、
Ｓｄ≦Ｓｔ
且つ、
Ｓａ≧Ｓｔ
であることを特徴とする。
【００１３】
上述の適用例によれば、機能層は導電層の近傍に形成される。導電層の近傍に機能層が設けられることにより、基板の線膨張率を実質的に導電層の線膨張率に近づけることが容易になる。加えて、機能層の形成領域面積を導電層の形成面積以上とすることにより、熱負荷によるＭＥＭＳ素子の振動特性の変動の抑制を容易にし、安定した振動特性を有するＭＥＭＳ素子を得ることができる。
【００１４】
〔適用例４〕上述の適用例において、前記機能層が、前記第１導電層および／または前記第２導電層と同一材料であることを特徴とする。
【００１５】
上述の適用例によれば、製造工程において機能層と導電層を同じ工程で形成することが可能となり、コスト上昇が抑制され、熱負荷によるＭＥＭＳ素子の振動特性の変動を抑制し、安定した振動特性を有するＭＥＭＳ素子を得ることができる。
【００１６】
〔適用例５〕上述の適用例において、前記機能層が、複数層であることを特徴とする。
【００１７】
上述の適用例によれば、機能層の層厚を厚く形成することが可能となり、基板の線膨張を容易に矯正できる機能層の線膨張を得られ、実質的に基板と導電層との線膨張率の差を縮小することができる。従って、熱負荷によるＭＥＭＳ素子の振動特性の変動の抑制を容易にし、安定した振動特性を有するＭＥＭＳ素子を得ることができる。
【００１８】
〔適用例６〕本適用例の電子デバイスは、上述のＭＥＭＳ素子と、前記ＭＥＭＳ素子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。
【００１９】
本適用例の電子デバイスによれば、熱負荷による振動特性の変動が抑制され、安定した特性を得ることができる。
【００２０】
〔適用例７〕本適用例の電子機器は、上述のＭＥＭＳ素子、または上述の電子デバイスを備えることを特徴とする。
【００２１】
本適用例の電子機器によれば、熱負荷による振動特性の変動が抑制され、安定した特性を得ることができる。
【００２２】
〔適用例８〕本適用例の移動体は、上述のＭＥＭＳ素子、または上述の電子デバイス、または上述の電子機器を備えることを特徴とする。
【００２３】
本適用例の移動体によれば、熱負荷による振動特性の変動が抑制され、安定した特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１実施形態に掛かるＭＥＭＳ素子の、（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´部の断面図。
【図２】機能層としてのアシスト膜の作用を説明する、（ａ）は定常状態におけるＭＥＭＳ振動子を示す断面拡大模式図、（ｂ）はＭＥＭＳ振動子を部分的に断面拡大模式図。
【図３】図１（ａ）に示す平面図の一部を拡大した平面図。
【図４】本実施形態に係るＭＥＭＳ素子のアシスト膜の形成領域を説明する平面図。
【図５】アシスト膜のその他の形態を示す概略平面図。
【図６】第２実施形態に係る電子デバイスを示す断面図。
【図７】第３実施形態に係るスマートフォンを示す外観図。
【図８】第３実施形態に係るデジタルスチルカメラを示す外観図。
【図９】第４実施形態に係る自動車を示す外観図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して、本発明に係る実施形態を説明する。
【００２６】
（第１実施形態）
図１に第１実施形態に係る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´部の断面図である。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。
【００２７】
基板１０の主面１０ａ、すなわち窒化膜１３の表面１３ａ、に共振子としてのＭＥＭＳ振動子２０が形成されている。ＭＥＭＳ振動子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。
【００２８】
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第２配線部２２ｂとを備えている。また、上部電極２２ａと下部電極２１ａとの間には、上部電極２２ａが可動可能な空間としての間隙部Ｇを備えている。
【００２９】
ＭＥＭＳ振動子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。
【００３０】
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振動子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には、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。
【００３１】
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。
【００３２】
図１（ａ）に示すように、基板１０の主面１０ａである窒化膜１３の表面１３ａの、空間壁部３０に囲まれた領域に機能層としての第１アシスト膜７１および第２アシスト膜７２が形成されている。第１アシスト膜７１と第２アシスト膜７２とは、第１導電層２１と第２導電層２２が配設されている領域を除いて、第１導電層２１と第２導電層２２を平面的に挟み込むように形成されている。第１アシスト膜７１および第２アシスト膜７２は、図１（ｃ）に示すように２層の積層膜となっており、第１アシスト膜７１は、窒化膜１３上に形成される下層アシスト膜７１ａと、下層アシスト膜７１ａ上に形成される上層アシスト膜７１ｂと、を備えている。第２アシスト膜７２においても、窒化膜１３上に形成される下層アシスト膜７２ａと、下層アシスト膜７２ａ上に形成される上層アシスト膜７２ｂと、を備えている。
【００３３】
第１アシスト膜７１および第２アシスト膜７２は、第１導電層２１および第２導電層２２を構成する材料に対して熱膨張率、すなわち線膨張係数が略同等の材料により形成されることが好ましい。ＭＥＭＳ振動子２０を構成する第１導電層２１および第２導電層２２を構成する材料の線膨張係数をαb、第１アシスト膜７１および第２アシスト膜７２の材料の線膨張係数をαaとした場合、
０．９≦αa／αb≦１．１
であることが好ましい。なお好ましくは、ＭＥＭＳ振動子２０を構成する第１導電層２１および第２導電層２２を構成する材料と、第１アシスト膜７１および第２アシスト膜７２の材料と、を同じ材料で形成する。すなわち、
αa／αb＝１
であることが、なお好ましい。
【００３４】
本実施形態では、第１アシスト膜７１および第２アシスト膜７２は２層に積層された形態としている。この場合、下層アシスト膜７１ａ，７２ａおよび上層アシスト膜７１ｂ，７２ｂは上述した導電層２１，２２の線膨張係数に対して０．９〜１．１倍の線膨張係数となる材料で形成されるが、同じ線膨張係数を有するように、下層アシスト膜７１ａ，７２ａと上層アシスト膜７１ｂ，７２ｂとは同じ材料であることが好ましい。なお好ましくは、下層アシスト膜７１ａ，７２ａと上層アシスト膜７１ｂ，７２ｂとは、導電層２１，２２と同じ材料により形成する。なお、本実施形態では２層に積層された第１アシスト膜７１および第２アシスト膜７２を例示したが、これに限定されず、単層もしくは３層以上の積層であっても良い。
【００３５】
ＭＥＭＳ振動子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。
【００３６】
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８０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。
【００３７】
ここで、機能層としての第１アシスト膜７１および第２アシスト膜７２の作用について図２を用いて説明する。図２（ａ）は、定常状態におけるＭＥＭＳ素子１００のＭＥＭＳ振動子２０を示す断面拡大模式図である。図２（ａ）に示すように、定常状態におけるＭＥＭＳ振動子２０は、下部電極２１ａに対して間隙部Ｇを離間して上部電極２２ａが配置されている。上部電極２２ａは、基板１０の主面１０ａとの接合点Ｐｆを固定点とする片持梁となっている。下部電極２１ａおよび上部電極２２ａに付加される電荷によって生じる静電力が、上部電極２２ａをＦ方向に振動させる。また、間隙部Ｇの静電容量の変化を検出することにより、ＭＥＭＳ振動子２０の振動周波数などの振動特性を取得することができる。
【００３８】
上述のように動作するＭＥＭＳ素子１００に備えるＭＥＭＳ振動子２０が、図２（ａ）に示すような定常状態から温度環境が高温状態に置かれた場合、図２（ｂ）に示すような挙動を示す。図２（ｂ）はＭＥＭＳ振動子２０を部分的に拡大した模式的な断面図である。図２（ｂ）に示すように、ＭＥＭＳ素子１００が加熱されると、基板１０とともに、基板１０を構成する窒化膜１３はその熱量によってＥ１の線膨張が発生する。
【００３９】
同様に、第２導電層２２の第２配線部２２ｂも線膨張する。窒化膜１３を構成する、例えば窒化シリコン（ＳｉＮ）と、導電層２１，２２を構成する、例えばポリシリコンと、では線膨張係数に差がある。その値は、窒化シリコンでは３．５×１０-6（Ｋ-1）、ポリシリコンでは２．６×１０-5（Ｋ-1）と、１桁の差があり、第２配線部２２ｂの熱による線膨張は大きくなる。しかし、窒化膜１３の表面１３ａで窒化膜１３と第２配線部２２ｂが接合していることから、第２配線部２２ｂの窒化膜１３の表面１３ａとの接合部近傍での線膨張Ｅ２4は、
Ｅ２4＝Ｅ１
となる。
【００４０】
一方、窒化膜１３の表面１３ａから離れた第２配線部２２ｂの線膨張は、窒化膜１３の影響が軽減され、線膨張Ｅ２3から徐々に線膨張Ｅ２2，Ｅ２1と増加し、第２配線部２２ｂの表面２２ｃでは、第２導電層２２の材料であるポリシリコン本来の線膨張に近い線膨張Ｅ２に達する。その結果、第２配線部２２ｂの内部には線膨張の差δ１、すなわち
δ１＝Ｅ２−Ｅ１
が生じ、それによって内部応力が発生してしまう。第２配線部２２ｂに生じた内部応力は、接合点Ｐｆから上部電極２２ａ部を上部電極２２ａ´へ変位させ、間隙部Ｇを狭くしてしまう。よってＭＥＭＳ振動子２０の振動特性が変動してしまう。
【００４１】
上述した熱膨張によるＭＥＭＳ振動子２０の特性変化は、ＭＥＭＳ素子１００に付加された熱を排除しても第２導電層２２の内部に残留応力として内在し、図２（ａ）に示す定常状態で得られた振動特性を再現できない場合があった。
【００４２】
そこで、図１に示すように、本実施形態に係るＭＥＭＳ素子１００では、機能層としてのアシスト膜７１，７２を備えている。アシスト膜７１，７２は、上述したように導電層２１，２２と同じ材料、すなわち本例ではポリシリコンにより形成されている。こうして形成されたアシスト膜７１，７２は、図３に示す挙動を示す。図３は図１（ａ）に示す平面図の一部を拡大した図である。図３に示すように、ＭＥＭＳ素子１００が加熱されると、上述したように窒化膜１３の表面１３ａは線膨張Ｅ１が生じ、ポリシリコンにて形成された第２配線部２２ｂ、第１アシスト膜７１、そして第２アシスト膜７２は、線膨張Ｅ２を生じさせることとなる。上述したように第２配線部２２ｂ、第１アシスト膜７１および第２アシスト膜７２の線膨張と、窒化膜１３の表面１３ａの線膨張Ｅ１と、にはδ１の差が生じている。しかし、図３に示すように、線膨張が大きい第２配線部２２ｂ、第１アシスト膜７１および第２アシスト膜７２の線膨張Ｅ２により、窒化膜１３の表面１３ａを伸張させる応力が付加され、線膨張Ｅ１を更に膨張させる線膨張Ｅ３まで膨張される。
【００４３】
このように、第２配線部２２ｂに加えて第１アシスト膜７１および第２アシスト膜７２が形成されることにより、窒化膜１３の線膨張Ｅ１は、実質的な線膨張Ｅ３に大きくすることが可能となり、第２配線部２２ｂ、第１アシスト膜７１および第２アシスト膜７２の線膨張Ｅ２と窒化膜１３の実質的な線膨張Ｅ３との差δ２は、δ１より小さくすることができる。言い換えれば、第２配線部２２ｂ、第１アシスト膜７１および第２アシスト膜７２と、窒化膜１３と、の線膨張率を近づけることができる。従って、線膨張率の差によるＭＥＭＳ振動子２０の、特に上部電極２２ａの変位を抑制することができ、第２導電層２２の内部応力の残留が無い、振動特性の安定したＭＥＭＳ振動子２０を備えるＭＥＭＳ素子１００を得ることができる。
【００４４】
図１および図３に示すＭＥＭＳ素子１００では矩形状の平面形状を有する第１アシスト膜７１および第２アシスト膜７２を例示したが、これに限定されない。すなわち、上述の図３により説明した第１アシスト膜７１および第２アシスト膜７２によって、第２導電層２２が形成される領域の窒化膜１３の線膨張をアシストするには、第２導電層２２のより近傍に第１アシスト膜７１および第２アシスト膜７２が形成されることが好ましい。更には、第１アシスト膜７１および第２アシスト膜７２によって、第２導電層２２が形成される領域の窒化膜１３の線膨張をアシストするために必要な強度を確保できる、第１アシスト膜７１および第２アシスト膜７２の領域面積が必要である。
【００４５】
図４は、本実施形態に係るＭＥＭＳ素子１００の第１アシスト膜７１および第２アシスト膜７２の形成領域を説明する平面図である。図４に示す、空間壁部３０の内周３０ａに囲われる領域において、次のように第１アシスト膜７１および第２アシスト膜７２が配置される。
【００４６】
第１アシスト膜７１および第２アシスト膜７２は、空間壁部３０の内周３０ａとは距離Ｄ１離間して形成される。更に、第１アシスト膜７１および第２アシスト膜７２は、第１導電層２１の下部電極２１ａと距離Ｄ２1離間し、および第２導電層２２の上部電極２２ａの平面視において距離Ｄ２2離間して形成される。本実施形態では、第１アシスト膜７１および第２アシスト膜７２は矩形状の平面形状により形成されているため、第２導電層２２の上部電極２２ａとの離間距離Ｄ２2により、形状が設計される。
【００４７】
上述の離間距離を保持しながら形成される第１アシスト膜７１の平面視での形成面積をＳａ1、および第２アシスト膜７２の平面視での形成面積をＳａ2とする。次に、平面視での空間壁部３０の内周３０ａの内部領域における、第１導電層２１の形成面積をＳｔ1、第２導電層２２の形成面積をＳｔ2とする。更に、平面視において、第１導電層２１および第２導電層２２と、第１アシスト膜７１および第２アシスト膜７２と、により挟まれた領域、すなわち窒化膜１３が露出される領域の内の図示網掛けハッチング領域の面積を、それぞれＳｄ1，Ｓｄ2とする。
【００４８】
上述した、各領域の面積には、
（Ｓａ1＋Ｓａ2）≧（Ｓｔ1＋Ｓｔ2）          （式１）
であり、且つ、
（Ｓｄ1＋Ｓｄ2）≦（Ｓｔ1＋Ｓｔ2）          （式２）
の条件を満たしていることが好ましい。ここで、すなわち、アシスト膜７１，７２の総面積Ｓａ、導電層２１，２２の総面積Ｓｔ，そして窒化膜１３の露出面積Ｓｄとすると、Ｓａ，Ｓｔ，Ｓｄはそれぞれ、
Ｓａ＝Ｓａ1＋Ｓａ2
Ｓｔ＝Ｓｔ1＋Ｓｔ2
Ｓｄ＝Ｓｄ1＋Ｓｄ2
であるので、式１および式２は次のようになる。
Ｓａ≧Ｓｔ          （式３）
Ｓｄ≦Ｓｔ          （式４）
【００４９】
上述の形成条件により、第１アシスト膜７１および第２アシスト膜７２を形成することにより、窒化膜１３の線膨張を導電層２１，２２の線膨張に近づけ、安定した振動特性を有するＭＥＭＳ振動子２０を備えるＭＥＭＳ素子１００を得ることができる。なお、上述した第１アシスト膜７１および第２アシスト膜７２が矩形状の平面形状を備えることに限定されず、式３および式４の条件を満たす形状であれば良い。図５は、アシスト膜のその他の形態を示す概略平面図である。
【００５０】
図５（ａ）は、導電層２１，２２に沿った形状を備える第１アシスト膜７３および第２アシスト膜７４を示す。第１アシスト膜７３および第２アシスト膜７４は導電層２１，２２に所定の距離Ｄ３を離間して形成されている。図５（ｂ）は、導電層２１，２２の配線部２１ｂ，２２ｂに沿って第１アシスト膜７５ａ，７５ｂ、および第２アシスト膜７６ａ，７６ｂを形成した形態を示す。
【００５１】
（第２実施形態）
図６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６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、発信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を駆動する発信回路、およびＭＥＭＳ素子１００の周波数変動に対する駆動あるい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振動子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７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信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８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信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９は、第４実施形態に係る自動車５０００の外観図である。図９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の姿勢の応じた緩衝装置（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９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。第２実施形態に係る発振器１０００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、人口衛生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振動子、３０…空間壁部、４０…第２酸化膜、５０…第３酸化膜、６０…保護膜、７１，７２…アシスト膜、８０…被覆層、１００…ＭＥＭＳ素子。
【図１】
2014094439.tif 000003
【図２】
2014094439.tif 000004
【図３】
2014094439.tif 000005
【図４】
2014094439.tif 000006
【図５】
2014094439.tif 000007
【図６】
2014094439.tif 000008
【図７】
2014094439.tif 000009
【図８】
2014094439.tif 000010
【図９】
2014094439.tif 000011