(57)【要約】【課題】振動効率がより高く、振動漏れの抑制された小型の振動子を提供する。【解決手段】ＭＥＭＳ振動子１００は、基板１と、基板１の主面上に設けられた固定部２３と、固定部２３から延出する支持部２５と、支持部２５によって基板１から遊離し、振動の節部が支えられた振動体（上部電極２０）と、を備え、振動体が、自然数ｎにおいて、振動の節部から輻射状に延在する２ｎ個の梁を有する２ｎ回対称の回転対称体である【選択図】図１
2014187577.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固定部と、
前記固定部から延出する支持部と、
前記支持部によって前記基板から遊離し、振動の節部が支えられた振動体と、を備え、
前記振動体が、自然数ｎにおいて、前記振動の節部から輻射状に延在する２ｎ個の梁を有する２ｎ回対称の回転対称体であることを特徴とする振動子。
【請求項２】
基板と、
前記基板の主面上に設けられた下部電極と、
前記基板の主面上に設けられた固定部と、
前記固定部から延出する支持部と、
前記支持部によって前記基板から遊離して支えられた上部電極と、を備え、
前記上部電極は、前記基板を平面視したときに、前記下部電極と重なる領域を有する振動体であり、
前記支持部は、前記振動体としての前記上部電極が有する振動の節部を支え、
前記上部電極は、自然数ｎにおいて、前記振動の節部から輻射状に延在する２ｎ個の梁を有する２ｎ回対称の回転対称体であることを特徴とする振動子。
【請求項３】
前記基板を平面視したときに前記上部電極と重なる前記下部電極の領域が、２ｎ回対称の回転対称体の形状であることを特徴とする請求項２に記載の振動子。
【請求項４】
前記基板を平面視したときに前記上部電極と重なる前記下部電極の領域が２ｎ回対称の回転対称体の形状となるように、前記下部電極がダミーのスリットを有していることを特徴とする請求項３に記載の振動子。
【請求項５】
基板の主面上に第１導電体層を積層する工程と、
前記第１導電体層を成形して下部電極を形成する第１層形成工程と、
前記下部電極を覆うように犠牲層を積層する工程と、
前記犠牲層を成形して、前記下部電極の少なくとも一部が露出する開口部を形成する工程と、
前記犠牲層および前記開口部を覆うように第２導電体層を積層する工程と、
前記第２導電体層を成形して、前記基板を平面視したときに前記下部電極と重なる領域を有する振動体としての上部電極と、前記開口部と重なる領域を有する固定部と、前記固定部から延出し前記上部電極の中央部に連接する支持部と、を形成する第２層形成工程と、
前記犠牲層をエッチング除去する工程と、を含み、
前記第２層形成工程では、自然数ｎにおいて、前記上部電極の形状が前記上部電極の中央部から２ｎ個の梁が輻射状に延出し２ｎ回対称の回転対称体となるように前記上部電極を形成し、
前記第１層形成工程では、前記第２層形成工程の後に前記基板を平面視したときに、前記上部電極と重なる前記下部電極の領域が２ｎ回対称の回転対称となるように予め前記下部電極を形成しておくことを特徴とする振動子の製造方法。
【請求項６】
基板の主面上に第１導電体層を積層する工程と、
前記第１導電体層を成形して下部電極を形成する第１層形成工程と、
前記下部電極を覆うように第１犠牲層を積層する工程と、
前記第１犠牲層を研削して前記下部電極が露出するように平坦化する工程と、
平坦化された前記下部電極、および前記第１犠牲層で構成された面を覆うように第２犠牲層を積層する工程と、
前記第２犠牲層を成形して、前記下部電極の少なくとも一部が露出する開口部を形成する工程と、
前記第２犠牲層および前記開口部を覆うように第２導電体層を積層する工程と、
前記第２導電体層を成形して、前記基板を平面視したときに前記下部電極と重なる領域を有する振動体としての上部電極と、前記開口部と重なる領域を有する固定部と、前記固定部から延出し前記上部電極の中央部に連接する支持部と、を形成する第２層形成工程と、
前記第１犠牲層および前記第２犠牲層をエッチング除去する工程と、を含み、
前記第２層形成工程では、自然数ｎにおいて、前記上部電極の形状が前記上部電極の中央部から２ｎ個の梁が輻射状に延出し２ｎ回対称の回転対称体となるように前記上部電極を形成することを特徴とする振動子の製造方法。
【請求項７】
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の振動子を備えていることを特徴とする発振器。
【請求項８】
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の振動子を備えていることを特徴とする電子機器。
【請求項９】
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の振動子を備え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、振動子、発振器、電子機器、移動体、および振動子の製造方法に関する。
【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固定電極と、基板に遊離して配置された可動電極となどからなる振動子であり、可動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、振動する可動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、基板への振動漏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、複数のＭＥＭＳ振動子（振動マイクロメカニカル素子）を利用して低消費電力で信号の処理ができるとする信号処理方法が記載されている。
【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】特表２００４−５１５０８９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ＭＥＭＳ振動子は、より小型化を図った場合に、安定した振動特性や所望の振動特性が得ることが難しくなるという課題があった。具体的に説明すると、一般に、ＭＥＭＳ技術を用いた梁型振動子の製造方法においては、基板上に形成された固定電極の上層に酸化膜などの犠牲層を積層し、この犠牲層の上層に可動電極を形成した後に犠牲層を除去することで、基板および固定電極から可動電極を遊離させる方法がとられる。従って、上層部に積層される可動電極は、下層部の凹凸形状が反映された形状になる傾向がある。例えば、特許文献１の図２や特許文献２の図５ａ（本明細書添付の図面２（ａ），（ｂ）に一部抜粋）に示されるＭＥＭＳ振動子では、下層に配置された固定電極のパターン形状が上層の可動電極の凹凸として現れている。このような可動電極の凹凸は、振動梁としての可動電極のスティフネスに影響を与える。そのため、より振動子の小型化を図った場合に、この影響が大きくなり、安定した振動特性や所望の振動特性が得られなくなってしまうという問題を発生させた。より具体的には、例えば、振動子を平面視した場合に可動電極（振動梁）がバランス良く配置されていても、下層に配置されたパターンの凹凸が反映されることで、側面視した場合に、振動梁の凹凸形状のバランスが崩れている場合がある。この場合においては、振動梁におけるスティフネスの分布が均等でないために、振動梁の振動のバランスが崩れてしまい、その結果、振動効率が低下してしまったり、支持部から外部への振動漏れが増大してしまったりするなどの問題につながった。また、このように振動梁が複雑な形状を呈することによって、振動子を製造する場合の振動設計が複雑になってしまうなどの問題もあった。
【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、以下の適用例または形態として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］  本適用例に係る振動子は、基板と、前記基板の主面上に設けられた固定部と、前記固定部から延出する支持部と、前記支持部によって前記基板から遊離し、振動の節部が支えられた振動体と、を備え、前記振動体が、自然数ｎにおいて、前記振動の節部から輻射状に延在する２ｎ個の梁を有する２ｎ回対称の回転対称体であることを特徴とする。
【０００９】
本適用例によれば、振動体は、振動の節部が支持部によって支えられ、その形状は、振動の節部から輻射状に延在する２ｎ個の梁を有する２ｎ回対称の回転対称体の形状を呈している。すなわち、振動の節部から輻射状に延在する２ｎ個の梁は、それぞれ同様の形状であり、また回転対称体として等間隔に配置されている。従って、例えば、振動子を基板の厚さ方向に振動する梁型振動子として構成する場合に、互いに隣り合う梁の振動の位相を逆にすることにより、振動の節部において振動体全体の振動が釣り合うため、支持部に支えられた振動の節部からの振動漏れを抑制することができる。これは、基板面と平行な方向に振動する櫛型振動子においても同様であり、支持部に支えられた振動の節部からの振動漏れを抑制することができる。
従って、本適用例によれば、より小型化した場合であっても、振動効率の低下が抑制され、また振動漏れが抑制された振動子を提供することができる。
【００１０】
［適用例２］  本適用例に係る振動子は、基板と、前記基板の主面上に設けられた下部電極と、前記基板の主面上に設けられた固定部と、前記固定部から延出する支持部と、前記支持部によって前記基板から遊離して支えられた上部電極と、を備え、前記上部電極は、前記基板を平面視したときに、前記下部電極と重なる領域を有する振動体であり、前記支持部は、前記振動体としての前記上部電極が有する振動の節部を支え、前記上部電極は、自然数ｎにおいて、前記振動の節部から輻射状に延在する２ｎ個の梁を有する２ｎ回対称の回転対称体であることを特徴とする。
【００１１】
本適用例によれば、振動体としての上部電極は、振動の節部が支持部によって支えられ、その形状は、振動の節部から輻射状に延在する２ｎ個の梁を有する２ｎ回対称の回転対称体の形状を呈している。すなわち、振動の節部から輻射状に延在する２ｎ個の梁は、それぞれ同様の形状であり、また回転対称体として等間隔に配置されている。また、振動体としての上部電極は、基板を平面視したときに、基板の主面上に設けられた下部電極と重なる領域を有している。従って、本振動子は、下部電極と上部電極に印加する交流電圧によって基板の厚さ方向に振動する静電型の梁型振動子として構成することができる。また、この構成において、例えば、互いに隣り合う梁の振動の位相を逆にすることにより、振動の節部において振動体全体の振動が釣り合うため、支持部に支えられた振動の節部からの振動漏れを抑制することができる。
従って、本適用例によれば、より小型化した場合であっても、振動効率の低下が抑制され、また振動漏れが抑制された振動子を提供することができる。
【００１２】
［適用例３］  上記適用例に係る振動子において、前記基板を平面視したときに前記上部電極と重なる前記下部電極の領域が、２ｎ回対称の回転対称体の形状であることを特徴とする。
【００１３】
本適用例によれば、基板を平面視したときに上部電極と重なる下部電極の領域が、２ｎ回対称の回転対称体の形状である。このような構成とすることにより、より簡便に製造され、より振動効率が高く、より振動漏れの抑制された静電型の梁型振動子を提供することができる。具体的に説明すると、例えば、振動子の製造において、下部電極に犠牲層を積層し、その犠牲層に積層させて上部電極を形成する場合、平面視したときに上部電極と重なる下部電極の領域が２ｎ回対称の回転対称体の形状であるため、下部電極の領域の凹凸が反映される上部電極の凹凸の形状も、より容易に２ｎ回対称の回転対称体の形状とすることができる。その結果、上述したように、振動の節部において振動体全体の振動が釣り合うことで振動効率がより高く、振動漏れの抑制された静電型の梁型振動子をより簡便に提供することができる。
【００１４】
［適用例４］  上記適用例に係る振動子において、前記基板を平面視したときに前記上部電極と重なる前記下部電極の領域が２ｎ回対称の回転対称体の形状となるように、前記下部電極がダミーのスリットを有していることを特徴とする。
【００１５】
本適用例によれば、基板を平面視したときに上部電極と重なる下部電極の領域が、２ｎ回対称の回転対称体の形状となるように、下部電極はダミーのスリットを有している。このような構成とすることにより、より簡便に製造され、より振動効率が高く、より振動漏れの抑制された静電型の梁型振動子を提供することができる。具体的に説明すると、下部電極は、上部電極と重なる領域において、電気的に絶縁されたパターンで形成する場合がある。この絶縁部では、下部電極が分離されるため、凹凸形状が形成される。一方、電気的に分離する必要の無い部分においても、本適用例のように、ダミーのスリットを形成することにより、上部電極と重なる下部電極の領域が、２ｎ回対称の回転対称体の形状となるように形成することができる。ダミーのスリットにより電気的に絶縁された下部電極は、平面視において上部電極と重なることのない領域で接続されることで、電気的に接続することが可能である。このような構成とすることにより、例えば、振動子の製造において、下部電極に犠牲層を積層し、その犠牲層に積層させて上部電極を形成する場合、上部電極と平面視したときに重なる下部電極の領域が２ｎ回対称の回転対称体の形状であるため、下部電極の領域の凹凸が反映される上部電極の凹凸の形状も、容易に２ｎ回対称の回転対称体の形状とすることができる。その結果、上述したように、振動の節部において振動体全体の振動が釣り合うことで振動効率がより高く、振動漏れの抑制された静電型の梁型振動子をより簡便に提供することができる。
【００１６】
［適用例５］  本適用例に係る振動子の製造方法は、基板の主面上に第１導電体層を積層する工程と、前記第１導電体層を成形して下部電極を形成する第１層形成工程と、前記下部電極を覆うように犠牲層を積層する工程と、前記犠牲層を成形して、前記下部電極の少なくとも一部が露出する開口部を形成する工程と、前記犠牲層および前記開口部を覆うように第２導電体層を積層する工程と、前記第２導電体層を成形して、前記基板を平面視したときに前記下部電極と重なる領域を有する振動体としての上部電極と、前記開口部と重なる領域を有する固定部と、前記固定部から延出し前記上部電極の中央部に連接する支持部と、を形成する第２層形成工程と、前記犠牲層をエッチング除去する工程と、を含み、前記第２層形成工程では、自然数ｎにおいて、前記上部電極の形状が前記上部電極の中央部から２ｎ個の梁が輻射状に延出し２ｎ回対称の回転対称体となるように前記上部電極を形成し、前記第１層形成工程では、前記第２層形成工程の後に前記基板を平面視したときに、前記上部電極と重なる前記下部電極の領域が２ｎ回対称の回転対称体となるように予め前記下部電極を形成しておくことを特徴とする。
【００１７】
本適用例による振動子の製造方法によれば、振動体としての上部電極は、中央部が支持部によって支えられ、その形状は、中央部から輻射状に延在する２ｎ個の梁を有する２ｎ回対称の回転対称体の形状に形成される。すなわち、中央部から輻射状に延在する２ｎ個の梁は、それぞれ同様の形状に形成され、また回転対称体として等間隔に配置される。また、振動体としての上部電極は、基板を平面視したときに、基板の主面上に設けられた下部電極と重なる領域を有して形成される。従って、本製造方法によって得られる振動子は、下部電極と上部電極に印加する交流電圧によって基板の厚さ方向に振動する静電型の梁型振動子として構成することができる。また、この構成において、例えば、互いに隣り合う梁の振動の位相を逆にすることにより、支持部によって支えられる上部電極の中央部は振動の節部として構成され、この振動の節部において振動体全体の振動が釣り合うため、支持部に支えられた振動の節部からの振動漏れを抑制することができる。
従って、本適用例によれば、より小型化した場合であっても、振動効率の低下が抑制され、また振動漏れが抑制された振動子を提供することができる。
【００１８】
［適用例６］  本適用例に係る振動子の製造方法は、基板の主面上に第１導電体層を積層する工程と、前記第１導電体層を成形して下部電極を形成する第１層形成工程と、前記下部電極を覆うように第１犠牲層を積層する工程と、前記第１犠牲層を研削して前記下部電極が露出するように平坦化する工程と、平坦化された前記下部電極、および前記第１犠牲層で構成された面を覆うように第２犠牲層を積層する工程と、前記第２犠牲層を成形して、前記下部電極の少なくとも一部が露出する開口部を形成する工程と、前記第２犠牲層および前記開口部を覆うように第２導電体層を積層する工程と、前記第２導電体層を成形して、前記基板を平面視したときに前記下部電極と重なる領域を有する振動体としての上部電極と、前記開口部と重なる領域を有する固定部と、前記固定部から延出し前記上部電極の中央部に連接する支持部と、を形成する第２層形成工程と、前記第１犠牲層および前記第２犠牲層をエッチング除去する工程と、を含み、前記第２層形成工程では、自然数ｎにおいて、前記上部電極の形状が前記上部電極の中央部から２ｎ個の梁が輻射状に延出し２ｎ回対称の回転対称体となるように前記上部電極を形成することを特徴とする。
【００１９】
本適用例による振動子の製造方法によれば、下部電極を覆うように積層された第１犠牲層は、下部電極が露出するように研削され、下部電極および第１犠牲層で構成された平坦化された面が形成される。上部電極は、この平坦化された面に積層される第２犠牲層に積層して形成されるため、下部電極の影響を受けることなく、凹凸が抑制された形状で形成される。また、振動体としての上部電極は、中央部が支持部によって支えられ、その形状は、中央部から輻射状に延在する２ｎ個の梁を有する２ｎ回対称の回転対称体の形状に形成される。すなわち、中央部から輻射状に延在する２ｎ個の梁は、それぞれ凹凸が抑制された同様の形状に形成され、また回転対称体として等間隔に配置される。また、振動体としての上部電極は、基板を平面視したときに、基板の主面上に設けられた下部電極と重なる領域を有して形成される。従って、本製造方法によって得られる振動子は、下部電極と上部電極に印加する交流電圧によって基板の厚さ方向に振動する静電型の梁型振動子として構成することができる。また、この構成において、例えば、互いに隣り合う梁の振動の位相を逆にすることにより、支持部によって支えられる上部電極の中央部は振動の節部として構成され、この振動の節部において振動体全体の振動が釣り合うため、支持部に支えられた振動の節部からの振動漏れを抑制することができる。
従って、本適用例によれば、より小型化した場合であっても、振動効率の低下が抑制され、また振動漏れが抑制された振動子を提供することができる。
【００２０】
［適用例７］  本適用例に係る発振器は、上記適用例に係る振動子を備えていることを特徴とする。
【００２１】
本適用例によれば、発振器として、より振動効率が高く、また、より小型化された振動子が活用されることにより、より高性能で小型の発振器を提供することができる。
【００２２】
［適用例８］  本適用例に係る電子機器は、上記適用例に係る振動子を備えていることを特徴とする。
【００２３】
本適用例によれば、電子機器として、より振動効率が高く、また、より小型化された振動子が活用されることにより、より高性能で小型の電子機器を提供することができる。
【００２４】
［適用例９］  本適用例に係る移動体は、上記適用例に係る振動子を備えていることを特徴とする。
【００２５】
本適用例によれば、移動体として、より振動効率が高く、また、より小型化された振動子が活用されることにより、より高性能でスペースユーティリティーに優れた移動体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】（ａ）〜（ｄ）実施形態１に係る振動子の平面図および断面図。
【図２】（ａ），（ｂ）従来技術による振動子の例の一部を示す斜視図および断面図。
【図３】（ａ）〜（ｃ）従来技術で製造した振動子の例を示す平面図および断面図。
【図４】（ａ）〜（ｇ）実施形態１に係る振動子の製造方法を順に示す工程図。
【図５】（ａ）〜（ｆ）実施形態２に係る振動子の製造方法を順に示す工程図。
【図６】実施形態１に係る振動子を備える発振器の構成例を示す概略図。
【図７】（ａ）電子機器の一例としてのモバイル型のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図、（ｂ）電子機器の一例としての携帯電話機の構成を示す斜視図。
【図８】電子機器の一例としてのデジタルスチールカメラの構成を示す斜視図。
【図９】移動体の一例としての自動車を概略的に示す斜視図。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）変形例１に係る振動子として、上部電極のバリエーションの例を示す平面図。
【図１１】（ａ）〜（ｄ）変形例２に係る振動子の製造方法を順に示す工程図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に本発明を具体化した実施形態について、図面を参照して説明する。以下は、本発明の一実施形態であって、本発明を限定するものではない。なお、以下の各図においては、説明を分かりやすくするため、実際とは異なる尺度で記載している場合がある。
【００２８】
（実施形態１）
まず、実施形態１に係る振動子としてのＭＥＭＳ振動子１００について説明する。
図１（ａ）は、ＭＥＭＳ振動子１００の平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図、図１（ｃ）は、図１（ａ）のＢ−Ｂ断面図、図１（ｄ）は、図１（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
ＭＥＭＳ振動子１００は、基板上に形成された固定電極（下部電極）と、基板および固定電極から遊離して形成される可動電極（上部電極）が備えられた静電型の梁型振動子である。可動電極は、基板の主面および固定電極に積層された犠牲層がエッチングされることにより基板および固定電極から遊離して形成される。
なお、犠牲層とは、酸化膜などで一旦形成される層であり、その上下や周囲に必要な層を形成した後にエッチングにより除去される。犠牲層が除去されることによって、上下や周囲の各層間に必要な間隙や空洞が形成されたり、必要な構造体が遊離して形成されたりする。
【００２９】
ＭＥＭＳ振動子１００の構成について以下に説明する。ＭＥＭＳ振動子１００の製造方法については、後述する実施形態で説明する。
ＭＥＭＳ振動子１００は、基板１と、基板１の主面上に設けられた下部電極１０（第１下部電極１１、第２下部電極１２）および固定部２３と、固定部２３から延出する支持部２５と、支持部２５によって基板１から遊離して支えられた可動電極としての上部電極２０などを含み構成されている。
【００３０】
基板１には、好適例としてシリコン基板を用いている。基板１には、酸化膜２、窒化膜３が順に積層されており、基板１の主面（窒化膜３の表面）の上部に、下部電極１０（第１下部電極１１、第２下部電極１２）、上部電極２０、固定部２３、支持部２５などが形成されている。
なお、ここでは、基板１の厚み方向において、基板１の主面に順に酸化膜２および窒化膜３が積層される方向を上方向として説明している。
【００３１】
下部電極１０の内、第２下部電極１２は、固定部２３を基板１の上に固定し、また、固定部２３および支持部２５を介して上部電極２０に電位を与える固定電極であり、窒化膜３に積層された第１導電体層４がフォトリソグラフィー（エッチング加工を含む。以下同様。）によりパターニングされることで図１（ａ）に示すように、Ｈ形状に形成されている。また、第２下部電極１２は、配線１２ａによって外部回路（図示省略）と接続されている。
【００３２】
固定部２３は、Ｈ形状の第２下部電極１２の４つの端部にそれぞれ設けられている。固定部２３は、第１導電体層４の上層に積層された犠牲層を介して積層された第２導電体層５が、フォトリソグラフィーによりパターニングされることで形成されている。なお、固定部２３の一部は、犠牲層に設けられた開口部により、第２下部電極１２に直接積層されている。
第１導電体層４および第２導電体層５は、それぞれ好適例として導電性のポリシリコンを用いているが、これに限定するものではない。
【００３３】
上部電極２０は、自然数ｎ＝２において、中央部から輻射状に延在する２ｎ個の梁を有する２ｎ回対称の回転対称体である。具体的には、図１（ａ）に示すように、上部電極２０の中央部から延出する４つの梁によって十字形状を呈する可動電極（振動体）であり、中央部が、周囲に設けられた４つの固定部２３から延出する４本の支持部２５によって支えられている。上部電極２０は、第１導電体層４の上層に積層された犠牲層を介して積層された第２導電体層５が、フォトリソグラフィーによりパターニングされることで形成されている。つまり、４つの固定部２３、４本の支持部２５、および上部電極２０は、一体に成形されている。
また、Ｈ形状の第２下部電極１２と、十字形状の上部電極２０とは、基板１を平面視したときにそれぞれの中心部が略一致するように重なり、上部電極２０の中央部から横方向（Ｂ―Ｂ方向）に延在する２つの梁が、Ｈ形状の第２下部電極１２（後述するスリットＳ２の部分を除く）と重なるように配置されている。
【００３４】
下部電極１０の内、第１下部電極１１は、基板１を平面視したときに重なる上部電極２０との間に交流電圧が印加される固定電極であり、窒化膜３に積層された第１導電体層４がフォトリソグラフィーによりパターニングされることで形成されている。第１下部電極１１は、図１（ａ）を正面視したとき、上部電極２０の中央部から縦方向（Ａ―Ａ方向）に延在する２つの梁に重なるように２箇所に設けられ、配線１１ａによって外部回路と接続されている。
【００３５】
第１下部電極１１は、第２下部電極１２と同じ層の第１導電体層４により形成されている。従って、第１下部電極１１は、上部電極２０に電位を与える固定電極としての第２下部電極１２との間で電気的に絶縁される必要があり、それぞれのパターン（第１下部電極１１と第２下部電極１２と）が分離されている。この分離するための隙間の段差（凹凸）は、第１導電体層４の上層に積層された犠牲層を介して積層された第２導電体層５によって形成される上部電極２０に凹凸形状として転写される。具体的には、図１（ａ），（ｂ）に示すように、パターンの分離部（スリットＳ１）の部分において、上部電極２０に凹凸形状が形成される。
【００３６】
この上部電極２０に形成される凹凸形状は、振動体としての梁のスティフネスに影響を与えるため、この凹凸の形状や位置によっては、振動の特性に悪影響を与える場合がある。
図２（ａ），（ｂ）は、従来技術による振動子９８（特許文献２の図５ａ）の一部を示す図である。振動子９８は、両持ち梁型の振動子で、振動体９７の両端が固定部（アンカ１８）によって基板に固定されている。また、振動体９７の下には、２つの電極（ストリップ２４，２６）が配置されている。図２（ａ），（ｂ）からも分かるように、２つの電極の幅は異なり、両端の固定部からの距離も異なるため、振動体９７に転写された凹凸形状による振動体９７のスティフネスは不均一な分布を呈することになる。この不均一なスティフネスにより、例えば、振動体９７の共振ピーク値が下がったり、振動のＱ値を悪化させたりする場合がある。
【００３７】
図３（ａ），（ｂ）に、このような振動体に転写された凹凸形状を考慮せずに、従来技術で製造したＭＥＭＳ振動子９９の例を示す。ＭＥＭＳ振動子９９は、第１下部電極１１に、後述するスリットＳ２を有さない点、およびスリットＳ２による凹凸の転写が上部電極２０に形成されていない点を除き、ＭＥＭＳ振動子１００と同様に構成されている。
【００３８】
ＭＥＭＳ振動子９９は、図３（ａ），（ｂ）に示すように、ＭＥＭＳ振動子１００と同様に、パターンの分離部（スリットＳ１）の部分において、上部電極２０の縦方向（Ａ―Ａ方向）に延在する２つの梁に凹凸形状が形成される。これに対し、上部電極２０の横方向（Ｂ―Ｂ方向）に延在する２つの梁には、図３（ｃ）に示すように、凹凸形状が形成されていない。これは、上部電極２０が積層される領域におけるＢ―Ｂ方向に延在する第２下部電極１２に分離部などを有さないため平坦に形成されていることによる。この結果、上部電極２０の中央部から縦方向（Ａ−Ａ方向）に延出する梁と、横方向（Ｂ−Ｂ方向）に延出する梁とで、スティフネスに違いが発生する。
【００３９】
図１（ａ）〜（ｃ）に戻り、ＭＥＭＳ振動子１００について説明する。
ＭＥＭＳ振動子１００では、上部電極２０の中央部から縦方向（Ａ−Ａ方向）に延出する梁と、横方向（Ｂ−Ｂ方向）に延出する梁とで、スティフネスに違いが発生しないように、第２下部電極１２にダミーのスリットパターンを設けている。具体的には、スリットＳ１が上部電極２０の縦方向（Ａ−Ａ方向）に延在する２つの梁に反映させている凹凸形状と同じように、上部電極２０の横方向（Ｂ−Ｂ方向）に延在する２つの梁に凹凸形状を生じさせるようなダミーのスリットＳ２を、上部電極２０が重なる領域におけるＢ―Ｂ方向に延在する第２下部電極１２に設けている。すなわち、スリットＳ２の幅は、スリットＳ１の幅と略同じであり、平面視したときに、上部電極２０の中心点が重なる位置からスリットＳ２までの距離が、同様に上部電極２０の中心点が重なる位置からスリットＳ１までの距離と略同じとなるように、スリットＳ２を形成している。
【００４０】
このようにダミーのスリットＳ２を設けることにより、凹凸部も含めて、上部電極２０は、自然数ｎ＝２において、中央部から輻射状に延在する２ｎ個の梁を有する２ｎ回対称の回転対称体として構成される。
なお、スリットＳ２は、電気的に第２下部電極１２を絶縁する目的で形成するものではないため、平面視したときに、上部電極２０と重ならないスリットＳ２の両端部の領域においては、第２下部電極１２が連続している。
【００４１】
このような構成において、ＭＥＭＳ振動子１００は静電振動子として構成され、外部回路から配線１１ａ，１２ａを介して第１下部電極１１と上部電極２０との間に印加される交流電圧によって、上部電極２０の４つの梁の先端領域が振動の腹として振動する。図１（ａ）において、（＋／−）の記号は振動の腹として上下方向（基板１の厚み方向）に振動する部分を、その位相の関係を含めて示している。例えば、＋の梁が上方向（基板１から離れる方向）への動きの場合に、隣の梁が−の下方向（基板１に近づく方向）への動きになっていることを示している。
【００４２】
以上述べたように、本実施形態によるＭＥＭＳ振動子１００によれば、以下の効果を得ることができる。
振動体としての上部電極２０は、その中央部が振動の節部として支持部２５によって支えられ、その形状は、自然数ｎ＝２において、中央部から輻射状に延在する２ｎ個の梁を有する２ｎ回対称の回転対称体の形状を呈している。すなわち、中央部（振動の節部）から輻射状に延在する２ｎ＝４個の梁は、それぞれ同様の形状であり、また回転対称体として等間隔に配置されている。また、振動体としての上部電極２０は、基板１を平面視したときに、基板１の主面上に設けられた第１下部電極１１と重なる領域を有している。従って、ＭＥＭＳ振動子１００は、第１下部電極１１と上部電極２０に印加する交流電圧によって基板１の厚さ方向に振動する静電型の梁型振動子として構成することができる。また、この構成において、例えば、互いに隣り合う梁の振動の位相を逆にすることにより、振動の節部において振動体全体の振動が釣り合うため、支持部２５に支えられた振動の節部からの振動漏れを抑制することができる。
従って、本実施形態によれば、より小型化した場合であっても、振動効率の低下が抑制され、また振動漏れが抑制された、より高性能の静電型の梁型振動子を提供することができる。
【００４３】
また、ダミーのスリットＳ２を設けることにより、基板１を平面視したときに上部電極２０と重なる第１下部電極１１の領域が、２ｎ回対称の回転対称体の形状として構成される。このような構成とすることにより、より簡便に製造され、より振動効率が高く、より振動漏れの抑制された静電型の梁型振動子を提供することができる。具体的に説明すると、第１下部電極１１は、上部電極２０と重なる領域において、電気的に絶縁されたパターンで形成されている。この絶縁部では、第１下部電極１１が分離されるため、凹凸形状が形成される。一方、電気的に分離する必要の無い部分においても、本実施形態のように、ダミーのスリットＳ２を形成することにより、上部電極２０と重なる第１下部電極１１の領域が、２ｎ回対称の回転対称体の形状となるように形成することができる。ダミーのスリットＳ２により電気的に絶縁された第１下部電極１１は、平面視において上部電極２０と重なることのない領域で接続されることで、電気的に接続することが可能である。このような構成とすることにより、例えば、振動子の製造において、第１下部電極１１に犠牲層を積層し、その犠牲層に積層させて上部電極２０を形成する場合、上部電極２０と平面視したときに重なる第１下部電極１１の領域が２ｎ回対称の回転対称体の形状であるため、第１下部電極１１の領域の凹凸が反映される上部電極２０の凹凸の形状も、容易に２ｎ回対称の回転対称体の形状とすることができる。その結果、上述したように、振動の節部において振動体全体の振動が釣り合うことで振動効率がより高く、振動漏れの抑制された静電型の梁型振動子をより簡便に提供することができる。
【００４４】
（実施形態２）
次に、実施形態２としての実施形態１に係る振動子（ＭＥＭＳ振動子１００）の製造方法について説明する。なお、説明にあたり、上述した実施形態と同一の構成部位については、同一の符号を使用し、重複する説明は省略する。
図４（ａ）〜（ｇ）は、ＭＥＭＳ振動子１００の製造方法を順に示す工程図である。それぞれの工程におけるＭＥＭＳ振動子１００の態様を、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図、およびＢ−Ｂ断面図で示している。
【００４５】
本実施形態に係る振動子の製造方法は、基板１の主面上に第１導電体層４を積層する工程と、第１導電体層４を成形して下部電極１０（第１下部電極１１および第２下部電極１２）を形成する第１層形成工程と、第１下部電極１１および第２下部電極１２を覆うように犠牲層を積層する工程と、犠牲層を成形して、第２下部電極１２の少なくとも一部が露出する開口部３０を形成する工程と、犠牲層および開口部３０を覆うように第２導電体層５を積層する工程と、第２導電体層５を成形して、基板１を平面視したときに第１下部電極１１と重なる領域を有する振動体としての上部電極２０と、開口部３０と重なる領域を有する固定部２３と、固定部２３から延出し上部電極２０の中央部に連接する支持部２５と、を形成する第２層形成工程と、犠牲層をエッチング除去する工程と、を含み、第２層形成工程では、自然数ｎにおいて、上部電極２０の形状が上部電極２０の中央部から２ｎ個の梁が輻射状に延出し２ｎ回対称の回転対称体となるように上部電極２０を形成し、第１層形成工程では、第２層形成工程の後に基板１を平面視したときに、上部電極２０と重なる下部電極１０の領域が２ｎ回対称の回転対称体となるように予め下部電極１０を形成しておくことを特徴としている。
以下に具体的に説明する。
【００４６】
図４（ａ）：基板１を準備し、主面に酸化膜２を積層する。酸化膜２は、好適例として、半導体プロセスの素子分離層として一般的なＬＯＣＯＳ（Local Oxidation of Silicon）酸化膜で形成しているが、半導体プロセスの世代によって、例えば、ＳＴＩ（Shallow Trench Isolation）法による酸化膜であっても良い。
次に絶縁層としての窒化膜３を積層する。窒化膜３としては、Ｓｉ3Ｎ4をＬＰＣＶＤ（Low Pressure Chemical Vapor Deposition）により成膜している。窒化膜３は、犠牲層をリリースエッチングする際に使用するエッチング液としてのバッファードフッ酸に対して耐性があり、エッチングストッパーとして機能する。
【００４７】
図４（ｂ），（ｃ）：次に、第１層形成工程として、まず、窒化膜３に第１導電体層４を積層する。第１導電体層４は、下部電極１０（第１下部電極１１、第２下部電極１２）、配線１１ａ，１２ａ（図１（ａ）参照）などを構成するポリシリコン層であり、積層後にイオン注入をして所定の導電性を持たせる。次に、第１導電体層４にレジスト６を塗布し、フォトリソグラフィーによりパターニングして、第１下部電極１１、第２下部電極１２、配線１１ａ，１２ａを形成する。第１層形成工程では、第２層形成工程の後に基板１を平面視したときに、上部電極２０と重なる下部電極１０の領域が２ｎ回対称の回転対称体となるように予め下部電極１０、つまり第１下部電極１１および第２下部電極１２を形成しておく。
【００４８】
図４（ｄ）：次に、下部電極１０、配線１１ａ，１２ａを覆うように犠牲層７を積層する。犠牲層７は、第１下部電極１１および第２下部電極１２と上部電極２０との間隙を形成し、上部電極２０を遊離させるための犠牲層であり、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）酸化膜で形成している。積層された犠牲層７には、パターニングされた第１下部電極１１と第２下部電極１２などの段差による凹凸が現れている。
【００４９】
図４（ｅ）：次に、犠牲層７をフォトリソグラフィーによりパターニングし、第２下部電極１２の一部が露出する開口部３０を形成する。開口部３０は、固定部２３が第２下部電極１２と接合し固定される接合領域を形成する。接合領域は、上部電極２０が支持部２５を介して基板１に支えられる領域であるため、必要なスティフネスが得られる面積を開口する。
【００５０】
図４（ｆ）：次に、第２層形成工程として、まず、犠牲層７および開口部３０を覆うように第２導電体層５を積層する。第２導電体層５は、第１導電体層４と同じポリシリコン層であり、積層後にフォトリソグラフィーによりパターニングして、上部電極２０、固定部２３、支持部２５を形成する。上部電極２０は、図１（ａ）に示すように、基板１を平面視したときに第１下部電極１１および第２下部電極１２と重なる領域を有する電極として、自然数ｎにおいて、上部電極２０の形状が上部電極２０の中央部から２ｎ個の梁が輻射状に延出し２ｎ回対称の回転対称体となるように形成する。また、積層後にイオン注入をして所定の導電性を持たせる。
【００５１】
図４（ｇ）：次に、基板１をエッチング液（バッファードフッ酸）に晒し、犠牲層７をエッチング除去（リリースエッチング）することで、第１下部電極１１および第２下部電極１２と上部電極２０との間隙を形成し、上部電極２０を遊離させる。
以上によりＭＥＭＳ振動子１００が形成される。
【００５２】
なお、ＭＥＭＳ振動子１００は、減圧状態に封止された空洞部に設置されることが好ましい。そのため、ＭＥＭＳ振動子１００の製造に当たっては、空洞部を形成するための犠牲層や、この犠牲層を囲む側壁部、空洞部の蓋を形成する封止層などを合わせて形成しているが、ここでは説明を省略している。
【００５３】
以上述べたように、本実施形態による振動子の製造方法によれば、以下の効果を得ることができる。
振動体としての上部電極２０は、中央部が支持部２５によって支えられ、その形状は、中央部から輻射状に延在する２ｎ個の梁を有する２ｎ回対称の回転対称体の形状に形成される。すなわち、中央部から輻射状に延在する２ｎ個の梁は、それぞれ同様の形状に形成され、また回転対称体として等間隔に配置される。また、振動体としての上部電極２０は、基板１を平面視したときに、基板１の主面上に設けられた第１下部電極１１と重なる領域を有して形成される。従って、本製造方法によって得られる振動子は、第１下部電極１１と上部電極２０に印加する交流電圧によって基板１の厚さ方向に振動する静電型の梁型振動子として構成される。
この構成において、例えば、互いに隣り合う梁の振動の位相を逆にすることにより、支持部２５によって支えられる上部電極２０の中央部は振動の節部として構成され、この振動の節部において振動体全体の振動が釣り合うため、支持部２５に支えられた振動の節部からの振動漏れを抑制することができる。
従って、本実施形態による振動子の製造方法によれば、より小型化した場合であっても、振動効率の低下が抑制され、また振動漏れが抑制された、より高性能の静電型の梁型振動子を提供することができる。
【００５４】
（実施形態３）
次に、実施形態３としての実施形態１に係る振動子（ＭＥＭＳ振動子１００）の製造方法について説明する。なお、説明にあたり、上述した実施形態と同一の構成部位については、同一の符号を使用し、重複する説明は省略する。
図５（ａ）〜（ｆ）は、ＭＥＭＳ振動子１００の製造方法を順に示す工程図である。それぞれの工程におけるＭＥＭＳ振動子１００の態様を、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図、およびＢ−Ｂ断面図で示している。
【００５５】
本実施形態に係る振動子の製造方法は、実施形態２に係る振動子の製造方法に対して、犠牲層７を平坦化することにより、上部電極２０に形成される凹凸を軽減あるいは無くすことを特徴としている。
本実施形態に係る振動子の製造方法は、基板１の主面上に第１導電体層４を積層する工程と、第１導電体層４を成形して下部電極１０を形成する第１層形成工程と、下部電極１０を覆うように第１犠牲層８を積層する工程と、第１犠牲層８を研削して下部電極１０が露出するように平坦化する工程と、平坦化された下部電極１０、および第１犠牲層８で構成された面を覆うように第２犠牲層９を積層する工程と、第２犠牲層９を成形して、下部電極１０の少なくとも一部が露出する開口部３０を形成する工程と、第２犠牲層９および開口部３０を覆うように第２導電体層５を積層する工程と、第２導電体層５を成形して、基板１を平面視したときに下部電極１０と重なる領域を有する振動体としての上部電極２０と、開口部３０と重なる領域を有する固定部２３と、固定部２３から延出し上部電極２０の中央部に連接する支持部２５と、を形成する第２層形成工程と、犠牲層（第１犠牲層８および第２犠牲層９）をエッチング除去する工程と、を含み、第２層形成工程では、自然数ｎにおいて、上部電極２０の形状が上部電極２０の中央部から２ｎ個の梁が輻射状に延出し２ｎ回対称の回転対称体となるように上部電極２０を形成することを特徴としている。
以下に具体的に説明する。
【００５６】
図５（ａ）：まず、実施形態２と同様に、図４（ｃ）に示す第１層形成工程までを進める。次に、下部電極１０（第１下部電極１１、第２下部電極１２）、配線１１ａ，１２ａ（図１（ａ）参照）を覆うように第１犠牲層８を積層する。第１犠牲層８は、第１導電体層４に対するパターニングでできた段差（凹凸）を埋めるための犠牲層であり、例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）酸化膜で形成している。
【００５７】
図５（ｂ）：次に、第１犠牲層８を研削して第１導電体層４（下部電極１０（第１下部電極１１、第２下部電極１２）、配線１１ａ，１２ａ）が露出するように平坦化する。研削は、例えば、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）などにより行なう。
なお、第１層形成工程以降の平坦化工程は、ＣＶＤ酸化膜をＣＭＰによって平坦化する方法に限定するものではなく、例えば、半導体プロセスで用いられる層間膜（ＩＭＤ（Inter Metal Dielectric））としてのＴＥＯＳ（Tetraethoxysilane）を用いて平坦化する方法であっても良い。
【００５８】
図５（ｃ）：次に、平坦化された面を覆うように第２犠牲層９を積層する。第２犠牲層９は、第１下部電極１１および第２下部電極１２と上部電極２０との間隙を形成し、上部電極２０を遊離させるための犠牲層であり、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）酸化膜で形成している。積層された第２犠牲層９には、積層面が第１犠牲層８によって平坦化された結果として、実施形態２における犠牲層７のような凹凸（パターニングされた第１下部電極１１と第２下部電極１２などの段差による凹凸）が無い。
【００５９】
図５（ｄ）：次に、第２犠牲層９をフォトリソグラフィーによりパターニングし、第２下部電極１２の一部が露出する開口部３０を形成（図示省略）し、次に、第２層形成工程として、まず、第２犠牲層９および開口部３０を覆うように第２導電体層５を積層する。
【００６０】
図５（ｅ）：第２層形成工程として、次に、第２導電体層５をフォトリソグラフィーによりパターニングして、上部電極２０、および固定部２３、支持部２５（図示省略）を形成する。上部電極２０は、図１（ａ）に示すように、基板１を平面視したときに第１下部電極１１および第２下部電極１２と重なる領域を有する電極として、自然数ｎにおいて、上部電極２０の形状が上部電極２０の中央部から２ｎ個の梁が輻射状に延出し２ｎ回対称の回転対称体となるように形成する。また、積層後にイオン注入をして所定の導電性を持たせる。
【００６１】
図５（ｆ）：次に、基板１をエッチング液に晒し、犠牲層（第１犠牲層８および第２犠牲層９）をエッチング除去する。
以上によりＭＥＭＳ振動子１００が形成される。
【００６２】
以上述べたように、本実施形態による振動子の製造方法によれば、以下の効果を得ることができる。
下部電極１０（第１下部電極１１、第２下部電極１２）、配線１１ａ，１２ａを覆うように積層された第１犠牲層８は、研削され平坦化された面が形成される。上部電極２０は、この平坦化された面に積層される第２犠牲層９に積層して形成されるため、下部電極１０の影響を受けることなく、凹凸が抑制された形状で形成される。また、振動体としての上部電極２０は、中央部が支持部２５によって支えられ、その形状は、中央部から輻射状に延在する２ｎ個の梁を有する２ｎ回対称の回転対称体の形状に形成される。すなわち、中央部から輻射状に延在する２ｎ個の梁は、それぞれ凹凸が抑制された同様の形状に形成され、また回転対称体として等間隔に配置される。また、振動体としての上部電極２０は、基板１を平面視したときに、基板１の主面上に設けられた第１下部電極１１と重なる領域を有して形成される。従って、本製造方法によって得られる振動子は、第１下部電極１１と上部電極２０との間に印加する交流電圧によって基板１の厚さ方向に振動する静電型の梁型振動子として構成することができる。
また、この構成において、例えば、互いに隣り合う梁の振動の位相を逆にすることにより、支持部２５によって支えられる上部電極２０の中央部は振動の節部として構成され、この振動の節部において振動体全体の振動が釣り合うため、支持部２５に支えられた振動の節部からの振動漏れを抑制することができる。
従って、本実施形態による振動子の製造方法によれば、より小型化した場合であっても、振動効率の低下が抑制され、また振動漏れが抑制された、より高性能の静電型の梁型振動子を提供することができる。
【００６３】
［発振器］
次いで、本発明の一実施形態に係る発振器としてのＭＥＭＳ振動子１００を適用した発振器２００について、図６に基づき説明する。
【００６４】
図６は、本発明の一実施形態に係るＭＥＭＳ振動子１００を備える発振器の構成の例を示す概略図である。発振器２００は、ＭＥＭＳ振動子１００、バイアス回路７０、アンプ７１，７２などから構成される。
バイアス回路は、ＭＥＭＳ振動子１００の配線１１ａ，１２ａに接続され、ＭＥＭＳ振動子１００に所定の電位がバイアスされた交流電圧を印加する回路である。
アンプ７１は、バイアス回路と並列に、ＭＥＭＳ振動子１００の配線１１ａ，１２ａに接続される帰還増幅器である。帰還増幅することで、ＭＥＭＳ振動子１００を発振器として構成している。
アンプ７２は、発振波形を出力するバッファー増幅器である。
【００６５】
本実施形態によれば、発振器として、より振動効率が高く、また、より小型化された振動子が活用されることにより、より高性能で小型の発振器を提供することができる。
【００６６】
［電子機器］
次いで、本発明の一実施形態に係る電子部品としてのＭＥＭＳ振動子１００を適用した電子機器について、図７（ａ），（ｂ）、図８に基づき説明する。
【００６７】
図７（ａ）は、本発明の一実施形態に係る電子部品を備える電子機器としてのモバイル型（またはノート型）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、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１０００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。このようなパーソナルコンピューター１１００には、フィルター、共振器、基準クロック等として機能する電子部品としてのＭＥＭＳ振動子１００が内蔵されている。
【００６８】
図７（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る電子部品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１０００が配置されている。このような携帯電話機１２００には、フィルター、共振器、角速度センサー等として機能する電子部品（タイミングデバイス）としてのＭＥＭＳ振動子１００が内蔵されている。
【００６９】
図８は、本発明の一実施形態に係る電子部品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。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１０００が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行なう構成になっており、表示部１０００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１０００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１３０８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、図示されるように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニター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１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニター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、フィルター、共振器、角速度センサー等として機能する電子部品としてのＭＥＭＳ振動子１００が内蔵されている。
【００７０】
上述したように、電子機器として、より振動効率が高く、また、より小型化された振動子が活用されることにより、より高性能で小型の電子機器を提供することができる。
【００７１】
なお、本発明の一実施形態に係る電子部品としてのＭＥＭＳ振動子１００は、図７（ａ）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７（ｂ）の携帯電話機、図８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）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、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。
【００７２】
［移動体］
次いで、本発明の一実施形態に係る振動子としてのＭＥＭＳ振動子１００を適用した移動体について、図９に基づき説明する。
図９は、ＭＥＭＳ振動子１００を備える移動体としての自動車１４００を概略的に示す斜視図である。自動車１４００には本発明に係るＭＥＭＳ振動子１００を含んで構成されたジャイロセンサーが搭載されている。例えば、同図に示すように、移動体としての自動車１４００には、タイヤ１４０１を制御する該ジャイロセンサーを内蔵した電子制御ユニット１４０２が搭載されている。また、他の例としては、ＭＥＭＳ振動子１００は、キーレスエントリー、イモビライザー、カーナビゲーションシステム、カーエアコン、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)、エンジンコントロール、ハイブリッド自動車や電気自動車の電池モニター、車体姿勢制御システム、等の電子制御ユニット（ＥＣＵ：electronic control unit）に広く適用できる。
【００７３】
上述したように、移動体として、より振動効率が高く、また、より小型化された振動子が活用されることにより、より高性能でスペースユーティリティーに優れた移動体を提供することができる。
【００７４】
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、同一の符号を使用し、重複する説明は省略している。
【００７５】
（変形例１）
図１０（ａ）〜（ｃ）は、変形例１に係る振動子として、上部電極のバリエーションの例を示す平面図である。
実施形態１では、図１（ａ）に示すように、上部電極２０は、上部電極の中央部から延出する４つの梁によって十字形状を呈する振動体であるとして説明したが、この構成に限定するものではない。自然数ｎにおいて、振動の節部から２ｎ個の梁が輻射状に延出し２ｎ回対称の回転対称体となるように上部電極が形成されていれば良い。
【００７６】
図１０（ａ）は、上部電極を円板状に構成した上部電極２０ａを示す例である。このような形状の上部電極であっても、下部電極のパターン形状によって上部電極に形成される凹凸が、４回対称の回転対称体となるように形成されていれば良い。互いに隣り合う梁の振動の位相が逆になるように振動する場合において、振動効率の低下が抑制され、また振動漏れが抑制された、梁型振動子を提供することができる。
【００７７】
図１０（ｂ）は、自然数ｎ＝３の場合の上部電極２０ｂを示す例である。このような形状の上部電極であっても、例えば、下部電極のパターン形状によって上部電極に形成される凹凸が、６回対称の回転対称体となるように形成されていれば良い。互いに隣り合う梁の振動の位相が逆になるように振動する場合において、振動効率の低下が抑制され、また振動漏れが抑制された、梁型振動子を提供することができる。
【００７８】
図１０（ｃ）は、自然数ｎ＝４の場合の上部電極２０ｃを示す例である。このような形状の上部電極であっても、例えば、下部電極のパターン形状によって上部電極に形成される凹凸が、８回対称の回転対称体となるように形成されていれば良い。互いに隣り合う梁の振動の位相が逆になるように振動する場合や、図１０（ｃ）に示すように互いに隣り合う２つの梁が１つの組として同相で振動し、また隣り合う組の振動の位相が逆になるように振動する場合において、振動効率の低下が抑制され、また振動漏れが抑制された、梁型振動子を提供することができる。
【００７９】
（変形例２）
図１１（ａ）〜（ｄ）は、変形例２に係る振動子の製造方法を順に示す工程図である。
実施形態３では、第１犠牲層８を平坦化することにより、上部電極２０に形成される凹凸を軽減あるいは無くすことを特徴としているとして説明したが、上部電極２０に、下部電極１０の凹凸に係わることのない、新たな凹凸を形成するものであっても良い。以下に具体的に説明する。
【００８０】
図１１（ａ）：まず、実施形態３と同様に、図５（ｅ）に示す第２層形成工程までを進め上部電極２０を形成する。
【００８１】
図１１（ｂ），（ｃ）：次に、上部電極２０および第２犠牲層９にレジスト５０を塗布し、フォトグラフィーにより、上部電極２０の新たな凹凸としての凹部を形成する領域をハーフエッチングする。
【００８２】
図１１（ｄ）：次に、基板１をエッチング液に晒し、犠牲層（第１犠牲層８および第２犠牲層９）をエッチング除去する。
【００８３】
本変形例による製造方法では、ハーフエッチングにより、上部電極２０の上部に新たな凹部５１が形成される。この新たな凹部５１は、上部電極２０のスティフネスの分布をコントロールするもので、所望の位置に所望の形状、あるいは所望の深さの凹部５１を形成することで、縦方向に振動する振動体としての上部電極の振動特性に所望の変化を与えることができる。例えば、実施形態３による製造方法によって、凹凸が抑制された上部電極の振動特性を改善する場合などに活用できる。
【符号の説明】
【００８４】
１…基板、２…酸化膜、３…窒化膜、４…第１導電体層、５…第２導電体層、６…レジスト、７…犠牲層、８…第１犠牲層、９…第２犠牲層、１０…下部電極、１１…第１下部電極、１１ａ，１２ａ…配線、１２…第２下部電極、２０…上部電極、２３…固定部、２５…支持部、３０…開口部、１００…ＭＥＭＳ振動子。
【図１】
2014187577.tif 000003
【図２】
2014187577.tif 000004
【図３】
2014187577.tif 000005
【図４】
2014187577.tif 000006
【図５】
2014187577.tif 000007
【図６】
2014187577.tif 000008
【図７】
2014187577.tif 000009
【図８】
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【図９】
2014187577.tif 000011
【図１０】
2014187577.tif 000012
【図１１】
2014187577.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成26年3月14日(2014.3.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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固定部と、
前記固定部から延出する支持部と、
前記支持部によって前記基板から遊離し、振動の節部が支えられた振動体と、を備え、
前記振動体が、自然数ｎにおいて、前記振動の節部から輻射状に延在する２ｎ個の梁を
有する２ｎ回対称の回転対称体であることを特徴とする振動子。
【請求項２】
基板と、
前記基板の主面上に設けられた下部電極と、
前記基板の主面上に設けられた固定部と、
前記固定部から延出する支持部と、
前記支持部によって前記基板から遊離して支えられた上部電極と、を備え、
前記上部電極は、前記基板を平面視したときに、前記下部電極と重なる領域を有する振
動体であり、
前記支持部は、前記振動体としての前記上部電極が有する振動の節部を支え、
前記上部電極は、自然数ｎにおいて、前記振動の節部から輻射状に延在する２ｎ個の梁
を有する２ｎ回対称の回転対称体であることを特徴とする振動子。
【請求項３】
前記基板を平面視したときに前記上部電極と重なる前記下部電極の領域が、２ｎ回対称
の回転対称体の形状であることを特徴とする請求項２に記載の振動子。
【請求項４】
前記基板を平面視したときに前記上部電極と重なる前記下部電極の領域が２ｎ回対称の
回転対称体の形状となるように、前記下部電極がダミーのスリットを有していることを特
徴とする請求項３に記載の振動子。
【請求項５】
基板の主面上に第１導電体層を積層する工程と、
前記第１導電体層を成形して下部電極を形成する第１層形成工程と、
前記下部電極を覆うように犠牲層を積層する工程と、
前記犠牲層を成形して、前記下部電極の少なくとも一部が露出する開口部を形成する工
程と、
前記犠牲層および前記開口部を覆うように第２導電体層を積層する工程と、
前記第２導電体層を成形して、前記基板を平面視したときに前記下部電極と重なる領域
を有する振動体としての上部電極と、前記開口部と重なる領域を有する固定部と、前記固
定部から延出し前記上部電極の中央部に連接する支持部と、を形成する第２層形成工程と
、
前記犠牲層をエッチング除去する工程と、を含み、
前記第２層形成工程では、自然数ｎにおいて、前記上部電極の形状が前記上部電極の中
央部から２ｎ個の梁が輻射状に延出し２ｎ回対称の回転対称体となるように前記上部電極
を形成し、
前記第１層形成工程では、前記第２層形成工程の後に前記基板を平面視したときに、前
記上部電極と重なる前記下部電極の領域が２ｎ回対称の回転対称体となるように予め前記下部電極を形成しておくことを特徴とする振動子の製造方法。
【請求項６】
基板の主面上に第１導電体層を積層する工程と、
前記第１導電体層を成形して下部電極を形成する第１層形成工程と、
前記下部電極を覆うように第１犠牲層を積層する工程と、
前記第１犠牲層を研削して前記下部電極が露出するように平坦化する工程と、
平坦化された前記下部電極、および前記第１犠牲層で構成された面を覆うように第２犠
牲層を積層する工程と、
前記第２犠牲層を成形して、前記下部電極の少なくとも一部が露出する開口部を形成す
る工程と、
前記第２犠牲層および前記開口部を覆うように第２導電体層を積層する工程と、
前記第２導電体層を成形して、前記基板を平面視したときに前記下部電極と重なる領域
を有する振動体としての上部電極と、前記開口部と重なる領域を有する固定部と、前記固
定部から延出し前記上部電極の中央部に連接する支持部と、を形成する第２層形成工程と
、
前記第１犠牲層および前記第２犠牲層をエッチング除去する工程と、を含み、
前記第２層形成工程では、自然数ｎにおいて、前記上部電極の形状が前記上部電極の中
央部から２ｎ個の梁が輻射状に延出し２ｎ回対称の回転対称体となるように前記上部電極
を形成することを特徴とする振動子の製造方法。
【請求項７】
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の振動子を備えていることを特徴とする
発振器。
【請求項８】
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の振動子を備えていることを特徴とする
電子機器。
【請求項９】
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の振動子を備えていることを特徴とする
移動体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
（実施形態２）
次に、実施形態２としての実施形態１に係る振動子（ＭＥＭＳ振動子１００）の製造方
法について説明する。なお、説明にあたり、上述した実施形態と同一の構成部位について
は、同一の符号を使用し、重複する説明は省略する。
図４（ａ）〜（ｇ）は、ＭＥＭＳ振動子１００の製造方法を順に示す工程図である。そ
れぞれの工程におけるＭＥＭＳ振動子１００の態様を、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図、およ
びＣ−Ｃ断面図で示している。