(57)【要約】【課題】より小型化が可能で、熱ストレスによる振動特性の変動が抑制された振動子を備えるＭＥＭＳ素子を提供する。【解決手段】基板と、前記基板の主面上に設けられた第１の電極と、前記第１の電極と離間し、前記主面の法線方向からの平面視において前記第１の電極と重なる領域を有する第２の電極と、前記第２の電極を前記主面に固定する第３の電極と、を備え、前記第２の電極は、前記第２の電極と前記第３の電極との接合部において、前記第３の電極の接合面が露出する貫通孔を少なくとも１つ有し、少なくとも前記貫通孔の内周壁面と、前記貫通孔に露出した前記第３の電極の前記接合面と、に跨いで形成された第４の電極を備えているＭＥＭＳ素子。【選択図】図１
2014205204.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設けられた第１の電極と、
前記第１の電極と離間し、前記主面の法線方向からの平面視において前記第１の電極と重なる領域を有する第２の電極と、
前記第２の電極を前記主面に固定する第３の電極と、を備え、
前記第２の電極は、前記第２の電極と前記第３の電極との接合部において、前記第３の電極の接合面が露出する貫通孔を少なくとも１つ有し、
少なくとも前記貫通孔の内周壁面と、前記貫通孔に露出した前記第３の電極の前記接合面と、に跨いで形成された第４の電極を備えている、
ことを特徴とするＭＥＭＳ素子。
【請求項２】
前記第４の電極が、前記第２の電極の表面の一部に形成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のＭＥＭＳ素子。
【請求項３】
前記第４の電極が、少なくとも前記第１の電極の形成領域を除く前記主面の表面に形成されている、
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】
前記第４の電極は、チタン、ジルコニウム、バナジウム、アルミニウム、タンタル、タングステン、モリブデンのいずれか一種、もしくは二種以上を含む、
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】
請求項１から４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６】
請求項１から４のいずれか一項に記載のＭＥＭＳ素子、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ＭＥＭＳ素子、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、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】
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、センサー、モーターなど）が知られている。この中で、ＭＥＭＳ振動子は、これまでの水晶や誘電体を使用した振動子・共振子と比較して、半導体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、その利用範囲が広まっている。
【０００３】
従来のＭＥＭＳ振動子の代表例としては、振動子が設けられた基板面と平行な方向に振動する櫛型振動子と、基板の厚さ方向に振動する梁型振動子とが知られている。梁型振動子は、基板上に形成された下部電極（固定電極）と、この下部電極の上方に間隙を介して配置された上部電極（可動電極）などからなる振動子で、上部電極の支持の方法により、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）などが知られている。
【０００４】
両端自由梁型のＭＥＭＳ振動子は、振動する上部電極の振動の節の部分が支持部材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、この支持部材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技術が提案されている。また、特許文献２には、表面ＭＥＭＳ構造とは異なるが、プリント基板を用いた耐久性の高い片持ち梁型の振動子の例が開示されている。
【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
【特許文献２】特開２００４−３３５２１４号公報
【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や特許文献２に記載の梁型振動子では、更に小型化、微細化を進めた場合に、安定した振動特性が得られなくなるという課題があった。具体的には、梁型振動子は、基板上に形成された固定電極と、この固定電極に対して僅かな間隙を介して配置された可動電極からなる振動子であるため、小型化、微細化を進めた場合に、これら電極が配置される下地層との間に生ずる残留応力（熱応力などを含む内部応力）の影響を受けて、振動特性が変動してしまうという課題であった。振動特性の変動は、応力を受けることによって生ずる電極間の間隙の変動や、可動電極のスティフネスの変動などによるものであり、熱履歴によって、振動特性に温度ヒステリシスを示してしまうなどの課題もあった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
【０００８】
〔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設けられた第１の電極と、前記第１の電極と離間し、前記主面の法線方向からの平面視において前記第１の電極と重なる領域を有する第２の電極と、前記第２の電極を前記主面に固定する第３の電極と、を備え、前記第２の電極は、前記第２の電極と前記第３の電極との接合部において、前記第３の電極の接合面が露出する貫通孔を少なくとも１つ有し、少なくとも前記貫通孔の内周壁面と、前記貫通孔に露出した前記第３の電極の前記接合面と、に跨いで形成された第４の電極を備えていることを特徴とする。
【０００９】
本適用例のＭＥＭＳ素子によれば、第４の電極を備えることにより、第２の電極と、第３の電極と、の間の高い接触抵抗に対して、第３の電極と第４の電極との間で導電性を確保し、更に第４の電極と第２の電極との間で導電性を確保する、すなわち第２の電極と第３の電極との間の導電性を第４の電極に回避させて確保することができる。従って、第１の電極と第２の電極によって構成されるＭＥＭＳ振動子を安定して励振駆動することができ、所望の共振周波数を安定して取り出すことができる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、前記第４の電極が、前記第２の電極の表面の一部に形成されていることを特徴とする。
【００１１】
上述の適用例によれば、第４の電極の形成面積が広くなる。すなわち、第４の電極の組成が有する気体成分の吸着効果、いわゆるゲッター効果を高めることができる。従って、ＭＥＭＳ振動子が収納される気密空間に残る気体成分を吸着することで、気密空間の真空度を更に高め、第２の電極の振動の妨げとなる気体成分を除去することができる。従って、ＭＥＭＳ振動子を安定して励振駆動することができ、所望の共振周波数を安定して取り出すことができる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、前記第４の電極が、少なくとも前記第１の電極の形成領域を除く前記主面の表面に形成されていることを特徴とする。
【００１３】
上述の適用例によれば、更に第４の電極のゲッター効果を高め、ＭＥＭＳ振動子を安定して励振駆動することができ、所望の共振周波数を安定して取り出すことができる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、前記第４の電極は、チタン、ジルコニウム、バナジウム、アルミニウム、タンタル、タングステン、モリブデンのいずれか一種、もしくは二種以上を含むことを特徴とする。
【００１５】
上述の適用例によれば、ゲッター効果の高い金属を第４の電極に用いることにより、更に第４の電極のゲッター効果を高め、ＭＥＭＳ振動子を安定して励振駆動することができ、所望の共振周波数を安定して取り出すことができるＭＥＭＳ素子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。
【００１７】
本適用例の電子デバイスによれば、第２の電極と、第３の電極と、の導電性を確保することができ、第１の電極と第２の電極によって構成されるＭＥＭＳ振動子を安定して励振駆動することができ、更に、ゲッター効果によってＭＥＭＳ振動子が収納される気密空間の真空度を更に高めることができることで、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、上述の適用例に記載のＭＥＭＳ素子、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、第２の電極と、第３の電極と、の導電性を確保することができ、第１の電極と第２の電極によって構成されるＭＥＭＳ振動子を安定して励振駆動することができ、更に、ゲッター効果によってＭＥＭＳ振動子が収納される気密空間の真空度を更に高めることができることで、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、上述の適用例に記載のＭＥＭＳ素子、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、本適用例の電子機器によれば、第２の電極と、第３の電極と、の導電性を確保することができ、第１の電極と第２の電極によって構成されるＭＥＭＳ振動子を安定して励振駆動することができ、更に、ゲッター効果によってＭＥＭＳ振動子が収納される気密空間の真空度を更に高めることができることで、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´部の断面図。
【図２】第１実施形態に係るＭＥＭＳ振動子の製造方法を示す断面図。
【図３】第１実施形態に係るＭＥＭＳ振動子の製造方法を示す断面図。
【図４】その他のＭＥＭＳ素子の形態を示す平面図。
【図５】その他のＭＥＭＳ振動子の形態を示す平面図。
【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実施形態に係る電子機器としてのスマートフォンを示す外観図。
【図８】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９】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に備える第１の電極としての下部電極２１ａと、第２導電層２２に備える第２の電極としての上部電極２２ａと、により構成される。
【００２６】
第２導電層２２は上部電極２２ａから延設される接続部２２ｂを介して固定電極２２ｃを備えている。固定電極２２ｃと、基板１０の主面１０ａと、の間に第３導電層２３の第３の電極としての固定部２３ａが形成され、第２導電層２２は第３導電層２３を介して固定電極２２ｃにおいて基板１０に固定されている。第１導電層２１、第２導電層２２および第３導電層２３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、第２導電層２２および第３導電層２３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。
【００２７】
図１（ｂ），（ｃ）に示すように、第２導電層２２の固定電極２２ｃには、第３導電層２３の固定部２３ａの表面が露出する貫通孔２２ｄが形成されている。この貫通孔２２ｄ内部と固定電極２２ｃとを跨いで第４電極としてのアンカー電極２４が形成されている。第２導電層２２の固定電極２２ｃに形成される貫通孔２２ｄは、形成された第３導電層２３の固定部２３ａ上に、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して形成される第２導電層２２にエッチングマスクをフォトリソグラフィーによるパターニングし、貫通孔２２ｄ部をエッチングにより除去し、形成する。そして、少なくとも貫通孔２２ｄ内を覆うように、例えばスパッタによってアンカー電極２４の材料を形成する。アンカー電極２４は、例えばチタン、ジルコニウム、バナジウム、タンタル、タングステン、モリブデン、コバルト、ニッケル、金、白金などのゲッター効果を有する金属を一種類もしくは２種類以上を含む金属膜で構成される。本実施形態では、窒化チタン（ＴｉＮ）によりアンカー電極２４が形成されている。
【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３導電層２３は、固定部２３ａと図示しない外部配線とに接続する第２配線部２３ｂとを備えている。なお、第１導電層２１と第３導電層２３とは、主面１０ａ上に形成される導電層であり、同じ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することができる。
【００２９】
ＭＥＭＳ振動子２０は、上部電極２２ａと下部電極２１ａとの間に、上部電極２２ａが可動可能な空間としての間隙部Ｇを備え、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。図１（ｃ）に示すように、第１導電層２１、第２導電層２２および第３導電層２３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、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、アルミニウムがスパッタリングにより成膜され、パターニングされて第１配線層３１が形成される。
【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】
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。
【００３３】
リリースエッチングが終了し、空間Ｓが形成されると減圧（真空）環境下で被覆層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は気密封止される。空間Ｓを、上部電極２２ａの振動の妨げとなる気体分子が排除された略真空環境にすることにより、ＭＥＭＳ振動子は安定した振動を駆動させることができる。
【００３４】
上述したＭＥＭＳ素子１００の構成において、ＭＥＭＳ振動子２０は静電振動子として構成される。すなわち下部電極２１ａと、上部電極２２ａとの間に図示しない外部回路から交流電圧を印加すると、下部電極２１ａと上部電極２２ａとの間に静電力が発生し、上部電極２２ａが振動する。
【００３５】
次に図２および図３に基づいてＭＥＭＳ振動子２０の製造方法について説明する。上述した空間Ｓを形成する工程の前に、図１に示すＭＥＭＳ振動子２０が形成される。ＭＥＭＳ振動子２０は次に説明するように形成される。
【００３６】
先ず、図２（ａ）に示すように、ウエハー基板１１が準備され、主面１１ａ上に第１酸化膜１２が成膜される。第１酸化膜１２は、例えば半導体装置の素子分離層として一般的に用いられるＬＯＣＯＳ（Ｌｏｃａｌ  Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）酸化膜、あるいはＳＴＩ（Ｓｈａｌｌｏｗ  Ｔｒｅｎｃｈ  Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）法による酸化膜で形成される。第１酸化膜１２上には絶縁層としての窒化膜１３が成膜される。窒化膜１３としては、例えばＳｉ3Ｎ4をＬＰＣＶＤ（Ｌｏｗ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）により成膜される。窒化膜１３は、後述する犠牲層がリリースエッチングされる際に使用されるエッチング液としてのバッファードフッ酸に対する耐性を有し、エッチングストッパーとして機能する。
【００３７】
次に、図２（ｂ）に示すように、窒化膜１３の表面１３ａに第１導電層２１および第３導電層２３が積層される。第１導電層２１と第３導電層２３とは、同じ工程を経て同じ導電層としてポリシリコン層を積層することができる。第１導電層２１と第３導電層２３として積層されたポリシリコン層は、積層後にイオン注入されて所定の導電性が得られる。第１導電層２１および第３導電層２３は、フォトリソグラフィーおよびエッチングが行われる。そして、第１導電層２１は、第１の電極としての下部電極２１ａと、下部電極２１ａと外部回路とを接続する図示しない第１配線部２１ｂ（図１参照）と、が備えられ、第３導電層２３は、第３の電極としての固定部２３ａと、固定部２３ａと外部回路とを接続する図示しない第２配線部２３ｂ（図１参照）と、が備えられる。
【００３８】
なお、第１導電層２１と第３導電層２３とを、異なる組成を有する層で形成する場合には、第１導電層２１と第３導電層２３とは、それぞれ別の工程を経て形成される。すなわち第１導電層２１が成膜され、フォトリソグラフィーとエッチングにより下部電極２１ａと第１配線部２１ｂとが形成され、続いて第３導電層２３が成膜され、フォトリソグラフィーとエッチングにより固定部２３ａと第２配線部２３ｂとが形成される。
【００３９】
次に、図２（ｃ）に示すように、下部電極２１ａおよび固定部２３ａを覆うように犠牲層としての第４酸化膜８０が成膜される。第４酸化膜８０は、図１（ｂ）に示す下部電極２１ａと上部電極２２ａとの間隙部Ｇを形成するために、例えば、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）により形成される。そして第４酸化膜８０に、フォトリソグラフィーによるパターニングの後、エッチングにより開口部８０ａが形成される。開口部８０ａは後述する第２導電層２２が第３導電層２３の固定部２３ａに接続され、第２導電層２２が固定部２３ａを介して基板１０に固定される領域となる。
【００４０】
第４酸化膜８０の表面に、図２（ｄ）に示すように第２導電層２２が積層される。第２導電層２２は、第１導電層２１および第３導電層２３と同じポリシリコン層であり、積層後にイオン注入され所定の導電性が付与され、フォトリソグラフィーによりパターニングされた後、エッチングによって上部電極２２ａ、接続部２２ｂ、固定電極２２ｃに形成される。更に、固定電極２２ｃの領域には、第３導電層２３の固定部２３ａが露出する貫通孔２２ｄも形成される。
【００４１】
次に、図３（ｅ）に示すように、第２導電層２２によって形成された上部電極２２ａ、接続部２２ｂ、そして貫通孔２２ｄを備える固定電極２２ｃを覆うように図示しない第４導電層が積層され、フォトリソグラフィーによるパターニングされ、エッチングによりアンカー電極２４が形成される。アンカー電極２４が形成される第４導電層は、ゲッター効果を有する金属が好ましく、例えばチタン、ジルコニウム、バナジウム、タンタル、タングステン、モリブデン、コバルト、ニッケル、金、白金などのゲッター効果を有する金属を一種類もしくは二種類以上を含む金属膜で構成される。なお、第４導電層は、例えばスパッタリング法によって積層される。
【００４２】
そして図３（ｆ）に示すように、犠牲層としての第４酸化膜８０は、空間Ｓを形成するリリースエッチングによって除去され、ＭＥＭＳ振動子２０が形成される。第３導電層２３の固定部２３ａにおける第２導電層２２との接合面２３ｃと、第２導電層２２の固定電極２２ｃにおける第３導電層２３との接合面２２ｅと、の間の接触抵抗が大きくなる虞があった。しかし、図１および図３（ｆ）に示すように形成されたＭＥＭＳ振動子２０では、ゲッター効果を有する金属を含むアンカー電極２４の第３導電層２３との接合面２４ａと、固定部２３ａの接合面２３ｃと、で接合することにより接触抵抗は低減される。更に、アンカー電極２４と、貫通孔２２ｄの壁面を含む固定電極２２ｃと、が接合されることにより、固定部２３ａと第２導電層２２との導電抵抗を抑制し、確実に安定した振動を発信駆動されるＭＥＭＳ振動子２０を備えるＭＥＭＳ素子１００を得ることができる。
【００４３】
また、上述したように、アンカー電極２４は、チタン、ジルコニウム、バナジウム、タンタル、タングステン、モリブデン、コバルト、ニッケル、金、白金などのゲッター効果を有する金属を一種類もしくは２種類以上を含む金属膜で構成されることにより、気密に保持される空間Ｓに残留している気体がアンカー電極２４に吸着され、真空度が維持される、あるいは、なお高い真空度を得ることができる。
【００４４】
図４はアンカー電極２４のその他の形態を示す平面図であり、ＭＥＭＳ素子１００の平面視（主面１０ａの法線方向からの平面視）におけるアンカー電極２４の形成領域を示している。
【００４５】
図４（ａ）に示すアンカー電極２５は、第３導電層２３の第２配線部２３ｂの表面に至る領域まで形成されている第１アンカー電極２５ａと、第１導電層２１の第１配線部２１ｂの領域に形成されている第２アンカー電極２５ｂと、を備えている。第２アンカー電極２５ｂは、第３導電層２３の固定部２３ａとは電気的な接続は無いが、アンカー電極２５としての配置面積が広く、空間Ｓに存在する気体成分の吸着量を多くすることができるため、空間Ｓの真空度をより高くすることができるＭＥＭＳ素子１１０を得ることができる。なお、本形態では第２アンカー電極２５ｂも形成する形態を示したが、第１アンカー電極２５ａだけ形成してもよい。なお、ＭＥＭＳ振動子２０を構成する下部電極２１ａおよび上部電極２２ａにはアンカー電極２５は形成しないことが好ましい。すなわち、励振駆動における静電力を低下させたり、上部電極２２ａの重量を重くしたりすることにより、所定の振動特性が得られない虞があるためである。
【００４６】
図４（ｂ）に示すアンカー電極２６は、第２導電層２２の固定電極２２ｃを覆うアンカー部２６ａと、基板１０の主面１０ａに延設される基板部２６ｂと、を備えている。基板部２６ｂを備えることにより、空間Ｓに露出されるアンカー電極２６の面積が大きくなり、アンカー電極２６によるゲッター効果を高め、空間Ｓの真空度の高いＭＥＭＳ素子１２０を得ることができる。また、基板部２６ｂは、図４（ｂ）の２点差線で示す基板部２６ｃのように、第１導電層２１に電気的に接触させない範囲で基板１０の主面１０ａに形成することができる。
【００４７】
アンカー電極２４が形成される第２導電層２２の貫通孔２２ｄについて、その他の形態を示す平面図が図５である。図１に示すＭＥＭＳ素子１００のＭＥＭＳ振動子２０では、第２導電層２２に形成される貫通孔２２ｄは、平面形状が矩形で形成された形態であるが、これに限定されない。例えば、図５（ａ）に示すように、第２導電層２２に形成される貫通孔２２ｆが平面形状を円形に形成されているＭＥＭＳ振動子２０Ａであってもよく、また、多角形であってもよい。
【００４８】
また、図５（ｂ）に示すＭＥＭＳ振動子２０Ｂでは、２カ所の貫通孔２２ｇ，２２ｈを備えている。なお、本例では２カ所の貫通孔２２ｇ，２２ｈを備えているが、これに限定されず、３カ所以上の貫通孔を備えていてもよい。また、貫通孔の平面形状も限定されない。
【００４９】
本実施形態に係るＭＥＭＳ素子１００，１１０，１２０は、アンカー電極２４，２５，２６を備えることにより、上部電極２２ａを備える第２導電層２２と、固定部２３ａを備える第３導電層２３と、の接触抵抗をアンカー電極２４，２５，２６に回避させ、第２導電層２２と第３導電層２３との導電性を確保することができる。従って、ＭＥＭＳ振動子２０を安定して励振駆動することができ、所望の共振周波数を安定して取り出すことができるＭＥＭＳ素子１００，１１０，１２０を得ることができる。
【００５０】
また、アンカー電極２４，２５，２６のゲッター効果により、ＭＥＭＳ振動子２０が収納されるＭＥＭＳ素子１００，１１０，１２０の空間Ｓに残留し、上部電極２２ａの振動の妨げとなる気体成分、あるいは時間の経過と共にＭＥＭＳ素子１００，１１０，１２０を構成する材料から析出する気体成分がアンカー電極２４，２５，２６に吸着され、空間Ｓ内部は長期に亘って高い真空度を維持することができる。従って、上部電極２２ａを安定して励振駆動することができ、所望の共振周波数を安定して取り出すことができるＭＥＭＳ素子１００，１１０，１２０を得ることができる。
【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など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。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振動子、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】
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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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