(57)【要約】パラレル接続された圧電共振子において、浮遊容量による特性低下を抑制する。基板と、基板上に形成された絶縁膜と、絶縁膜上に形成された複数の振動領域であって、各振動領域が、絶縁膜上に形成された下部電極、下部電極上に形成された圧電膜、及び、圧電膜上に形成された上部電極を有し、少なくとも１つの振動領域が他の振動領域とは逆相で振動するように、絶縁膜上に形成された複数の下部電極のうち、少なくとも１つの下部電極が他の下部電極とは異なる電位となる、複数の振動領域と、基板、絶縁膜、複数の振動領域を有する共振子を封止するパッケージであって、基板を接地させる接地用端子を有する、パッケージと、を備える。
2019111439.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜上に形成された複数の振動領域であって、各振動領域が、前記絶縁膜上に形成された下部電極、前記下部電極上に形成された圧電膜、及び、前記圧電膜上に形成された上部電極を有し、少なくとも１つの振動領域が他の振動領域とは逆相で振動するように、前記絶縁膜上に形成された複数の前記下部電極のうち、少なくとも１つの前記下部電極が他の前記下部電極とは異なる電位となる、複数の振動領域と、
前記基板、前記絶縁膜、前記複数の振動領域を有する共振子を封止するパッケージであって、前記基板を接地させる接地用端子を有する、パッケージと、
を備える、
共振装置。
【請求項２】
前記基板は、半導体基板である、請求項１に記載の共振装置。
【請求項３】
前記基板は、
絶縁体又は半導体からなる第１層と、当該第１層と前記絶縁膜の間に形成された導電体からなる第２層とを有し、
前記接地用端子は、前記第２層を接地させる、
請求項１に記載の共振装置。
【請求項４】
前記パッケージは、
前記基板に対向して設けられた下蓋と、
前記上部電極に対向して設けられた上蓋と、
を備える、請求項１乃至３の何れか一項に記載の共振装置。
【請求項５】
前記共振子は、
固定端と開放端とを有し屈曲振動する２本以上の振動腕、並びに、前記振動腕の固定端に接続される前端及び当該前端に対向する後端を有する基部、
を有し、
前記２本以上の振動腕は、前記複数の振動領域である、
請求項１乃至４の何れか一項に記載の共振装置。
【請求項６】
前記共振子は、
前記圧電膜が当該圧電膜に印加された電圧に応じて輪郭振動を行うように構成され、
前記複数の振動領域はそれぞれ、前記圧電膜の輪郭振動の節に平行な長辺と、前記圧電膜の輪郭振動の節に直交し、かつ輪郭振動の半波長に相当する短辺とを有する、
請求項１乃至４の何れか一項に記載の共振装置。
【請求項７】
前記絶縁膜は、
前記基板より導電率の低い膜である、
請求項１乃至６の何れか一項に記載の共振装置。
【請求項８】
前記絶縁膜は、
窒化シリコン、窒化アルミニウム、二酸化ケイ素、ダイヤモンド、及びサファイアのいずれかから成る、
請求項１乃至７の何れか一項に記載の共振装置。
【請求項９】
前記絶縁膜は、
低誘電率の材料から成る層と、高熱伝導率の材料から成る層との複数層で構成された、
請求項１乃至８の何れか一項に記載の共振装置。
【請求項１０】
前記高熱伝導率の材料は、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、ダイヤモンド、及びサファイアの何れかからなる、
請求項９に記載の共振装置。
【請求項１１】
基板と、
前記基板上に形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜上に形成された複数の振動領域であって、各振動領域が、前記絶縁膜上に形成された下部電極、前記下部電極上に形成された圧電膜、及び、前記圧電膜上に形成された上部電極を有し、少なくとも１つの振動領域が他の振動領域とは逆相で振動するように、前記絶縁膜上に形成された複数の前記下部電極のうち、少なくとも１つの前記下部電極が他の前記下部電極とは異なる電位となる、複数の振動領域と、
を備え、
前記基板は、
接地させるための接地用端子と接続されるよう構成された、
共振子。
【請求項１２】
前記基板は、半導体からなる請求項１１に記載の共振子。
【請求項１３】
前記基板は、
絶縁体又は半導体からなる第１層と、当該第１層と前記絶縁膜の間に形成された導電体からなる第２層とを有し、
前記接地用端子は、前記第２層を接地させる、
請求項１１に記載の共振子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、共振子、及び共振装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）技術を用いた圧電共振装置が例えばタイミングデバイスとして用いられている。この圧電共振装置は、スマートフォンなどの電子機器内に組み込まれるプリント基板上に実装される。【０００３】
電子機器の小型化に伴い、上記の圧電共振装置の振動面積ついても小型化が求められている。振動面積を小さくすると、共振抵抗が増加することにより発振余裕度が低下してしまう。そのため少ない振動面積でも容量を確保するため、振動領域の接続態様をシリーズ接続からパラレル接続へ変更することが検討されている。【０００４】
例えば、特許文献１には、パラレル接続構成における電気的接続の一例が開示されている。特許文献１に記載のＭＥＭＳ振動子１８００は、シリコン層１８１０、絶縁層１８１１、及び振動腕１８１２，１８１３を有している。振動腕１８１２は、上部電極１８２０、下部電極１８２１、及び圧電層１８２２を有している。同様に、振動腕１８１３は、上部電極１８３０、下部電極１８３１、及び圧電層１８３２を有している。そして、振動腕１８１２に印加される電界と振動腕１８１３に印加される電界の向きとが逆方向となるように、各電極の電位が制御される。このようなパラレル接続構成においては、ＭＥＭＳ振動子１８００の合成容量Ｃｆは、振動腕１８１２の静電容量Ｃａ１と振動腕１８１３の静電容量Ｃａ２との和（Ｃｆ＝Ｃａ１＋Ｃａ２）となる。従って、合成容量Ｃｆを大きくすることができるというメリットがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１５／１１１５０３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に記載されたパラレル接続構成においては、振動腕１８１２の下部電極１８２１の電位と、振動腕１８１３の下部電極１８３１の電位とが異なる。シリコン層１８１０は抵抗率が低いため、下部電極１８２１，１８３１をシリコン層１８１０上に直接配設すると、短絡状態となってしまう。そこで、下部電極１８２１，１８３１とシリコン層１８１０との間には、絶縁層１８１１が設けられている。そのため、下部電極１８２１とシリコン層１８１０との間の浮遊容量Ｃｂ１と、下部電極１８３１とシリコン層１８１０との間の浮遊容量Ｃｂ２とによる浮遊容量Ｃｓ（＝１／（１／Ｃｂ１＋１／Ｃｂ２））が発生し、特性低下を招くことがある。【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、パラレル接続された圧電共振子において、浮遊容量による特性低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面に係る共振装置は、基板と、基板上に形成された絶縁膜と、絶縁膜上に形成された複数の振動領域であって、各振動領域が、絶縁膜上に形成された下部電極、下部電極上に形成された圧電膜、及び、圧電膜上に形成された上部電極を有し、少なくとも１つの振動領域が他の振動領域とは逆相で振動するように、絶縁膜上に形成された複数の下部電極のうち、少なくとも１つの下部電極が他の下部電極とは異なる電位となる、複数の振動領域と、基板、絶縁膜、複数の振動領域を有する共振子を封止するパッケージであって、基板を接地させる接地用端子を有する、パッケージと、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によればパラレル接続された圧電共振子において、浮遊容量による特性低下を抑制することが可能な共振子、及び共振装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態に係る共振装置の外観を概略的に示す斜視図である。
【図２】第１実施形態に係る共振装置の構造を概略的に示す分解斜視図である。
【図３】第１実施形態に係る共振子の平面図である。
【図４Ａ】図３のＣＣ’断面図である。
【図４Ｂ】図１及び図３のＡＡ’断面図である。
【図５Ａ】第１実施形態に係る共振装置の機能を説明するための模式図である。
【図５Ｂ】第１実施形態に係る共振装置の機能を説明するための模式図である。
【図６Ａ】第１実施形態に係る共振装置の機能を説明するための模式図である。
【図６Ｂ】第１実施形態に係る共振装置の機能を説明するための模式図である。
【図７】第１実施形態に係る共振装置の機能を説明するためのグラフである。
【図８】第２実施形態に係る共振子の平面図である。
【図９】図８のＤＤ’断面図である。
【図１０】第１実施形態に係る共振装置の機能を説明するためのグラフである。
【図１１】第３実施形態に係る共振子の平面図である。
【図１２】図１及び図１１のＥＥ’断面図である。
【図１３】第４実施形態に係る共振子のＣＣ’断面を示す模式図である。
【図１４】第４実施形態における図１のＡＡ’断面を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［第１実施形態］
以下、添付の図面を参照して本発明の第１実施形態について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る共振装置１の外観を概略的に示す斜視図である。また、図２は、本発明の第１実施形態に係る共振装置１の構造を概略的に示す分解斜視図である。
【００１２】
この共振装置１は、下蓋２０と、共振子１０と、上蓋３０（以下、下蓋２０と上蓋３０とを合わせて「パッケージ５０」ともいう。）と、がこの順で積層され、接合されて構成されている。
【００１３】
共振子１０は、ＭＥＭＳ技術を用いて製造されるＭＥＭＳ振動子である。
共振子１０と上蓋３０とは、後述する接合部Ｈを介して接合されている。また、共振子１０と下蓋２０は、それぞれＳｉ基板を用いて形成されており、Ｓｉ基板同士が互いに接合されている。この上蓋３０と下蓋２０と、後述する共振子１０の保持部１４０と、接合部Ｈとにより、共振子１０が封止され、気密な振動空間が形成される。なお、共振子１０及び下蓋２０は、ＳＯＩ基板を用いて形成されてもよい。
【００１４】
以下、共振装置１の各構成について説明する。なお、以下の説明では、共振装置１のうち上蓋３０が設けられている側を上（または表）、下蓋２０が設けられている側を下（または裏）、として説明する。
【００１５】
（１．構成概要）
（１−１．パッケージ５０）
（Ａ．上蓋３０）
上蓋３０はＸＹ平面に沿って平板状に広がっており、その裏面に例えば平たい直方体形状の凹部３１が形成されている。凹部３１は、側壁３３に囲まれており、共振子１０が振動する空間である振動空間の一部を形成する。また、上蓋３０には複数の貫通電極（図１，２においては不図示。）が形成されている。なお、上蓋３０は凹部３１を有さず、平板状の構成でもよい。また、上蓋３０の凹部３１側の面にはゲッター層が形成されてもよい。
【００１６】
（Ｂ．下蓋２０）
下蓋２０は、ＸＹ平面に沿って設けられる矩形平板状の底板２２と、底板２２の周縁部からＺ軸方向（すなわち、下蓋２０と共振子１０との積層方向）に延びる側壁２３とを有する。下蓋２０には、共振子１０と対向する面において、底板２２の表面と側壁２３の内面とによって形成される凹部２１が設けられる。凹部２１は、共振子１０の振動空間の一部を形成する。上述した上蓋３０と下蓋２０と保持部１４０と接合部Ｈによって、この振動空間は気密に封止され、真空状態が維持される。この振動空間には、例えば不活性ガス等の気体が充填されてもよい。なお、下蓋２０は凹部２１を有さず、平板状の構成でもよい。また、下蓋２０の凹部２１の共振子１０側の面にはゲッター層が形成されてもよい。
【００１７】
（１−２．共振子１０）
図３は、本実施形態に係る、共振子１０の構造を概略的に示す平面図である。共振子１０は、ＭＥＭＳ技術を用いて製造されるＭＥＭＳ振動子であり、図３の直交座標系におけるＸＹ平面内で面外振動する。なお、共振子１０は図３に示される面外屈曲振動モードを用いた共振子に限定されず、広がり振動モード、厚み縦振動モード、ラム波振動モード、面内屈曲振動モード、表面波振動モードに用いられても良い。これらはタイミングデバイス、ＲＦフィルタ、デュプレクサ、超音波トランスデューサー、ジャイロセンサ、加速度センサに応用される。さらに、アクチュエーター機能を持った圧電ミラーや圧電ジャイロ、圧力センサ機能を持った圧電マイクロフォンや超音波振動センサ等に用いられても良い。さらに静電ＭＥＭＳ素子、電磁駆動ＭＥＭＳ素子、ピエゾ抵抗ＭＥＭＳ素子等に適用してもよい。
【００１８】
共振子１０は、振動部１２０と、保持部１４０と、保持腕１１０Ａ、１１０Ｂ（以下、まとめて「保持腕１１０」ともいう。）とを備えている。
【００１９】
振動部１２０は、保持部１４０の内側に設けられており、振動部１２０と保持部１４０との間には、所定の間隔で空間が形成されている。図３の例では、振動部１２０は、基部１３０と２本の振動腕１３５Ａ、１３５Ｂ（まとめて「振動腕１３５」とも呼ぶ。）と、上部電極Ｅ２Ａ，Ｅ２Ｂを有している。なお、振動腕の数は、２本に限定されず、例えば２本以上の任意の数に設定される。本実施形態において、各振動腕１３５と、基部１３０とは、一体に形成されている。
【００２０】
基部１３０は、平面視において、Ｘ軸方向に長辺１３１ａ、１３１ｂ、Ｙ軸方向に短辺１３１ｃ、１３１ｄを有している。長辺１３１ａは、基部１３０の前端の面１３１Ａ（以下、「前端１３１Ａ」とも呼ぶ。）の一つの辺であり、長辺１３１ｂは基部１３０の後端の面１３１Ｂ（以下、「後端１３１Ｂ」とも呼ぶ。）の一つの辺である。基部１３０において、前端１３１Ａと後端１３１Ｂとは、互いに対向するように設けられている。
【００２１】
基部１３０は、前端１３１Ａにおいて、後述する振動腕１３５に接続され、後端１３１Ｂにおいて、後述する保持腕１１０に接続されている。なお、基部１３０は、図４の例では平面視において、略長方形の形状を有しているがこれに限定されず、長辺１３１ａの垂直二等分線に沿って規定される仮想平面Ｐに対して略面対称に形成されていればよい。基部１３０は、例えば、長辺１３１ｂが１３１ａより短い台形や、長辺１３１ａを直径とする半円の形状であってもよい。また、基部１３０の各面は平面に限定されず、湾曲した面であってもよい。なお、仮想平面Ｐは、振動部１２０における、振動腕１３５が並ぶ方向の中心を通る平面である。
【００２２】
基部１３０において、前端１３１Ａから後端１３１Ｂに向かう方向における、前端１３１Ａと後端１３１Ｂとの最長距離である基部長は３５μｍ程度である。また、基部長方向に直交する幅方向であって、基部１３０の側端同士の最長距離である基部幅は２６５μｍ程度である。
【００２３】
振動腕１３５は、Ｙ軸方向に延び、それぞれ同一のサイズを有している。振動腕１３５は、それぞれが基部１３０と保持部１４０との間にＹ軸方向に平行に設けられ、一端は、基部１３０の前端１３１Ａと接続されて固定端となっており、他端は開放端となっている。また、振動腕１３５は、それぞれ、Ｘ軸方向に所定の間隔で、並列して設けられている。なお、振動腕１３５は、例えばＸ軸方向の幅が５０μｍ程度、Ｙ軸方向の長さが４６５μｍ程度である。
【００２４】
上部電極Ｅ２Ａは、振動腕１３５Ａから基部１３０の後端１３１Ｂに亘って形成されている。振動腕１３５Ａ上において、上部電極Ｅ２Ａは振動腕１３５Ａのほぼ全面に形成され、振動腕１３５Ａ上に形成された幅と略同一の幅で基部１３０上に形成されている。
【００２５】
他方で、上部電極Ｅ２Ｂは、振動腕１３５Ｂから基部１３０の後端１３１Ｂに亘って形成されている。振動腕１３５Ｂ上において、上部電極Ｅ２Ｂは振動腕１３５Ｂのほぼ全面に形成され、振動腕１３５Ｂ上に形成された幅と略同一の幅で基部１３０上に形成されている。
【００２６】
図４Ａは、図３のＣＣ’断面を示す模式図である。振動腕１３５Ａは、まず、Ｓｉ（シリコン）基板Ｆ２の上に、絶縁膜Ｆ４が積層され、絶縁膜Ｆ４の上に当該絶縁膜Ｆ４を覆うように下部電極Ｅ１Ａが積層されている。そして、下部電極Ｅ１Ａの上には、下部電極Ｅ１Ａを覆うように、圧電薄膜Ｆ３が積層されており、さらに、圧電薄膜Ｆ３の上には、上部電極Ｅ２Ａが積層されている。なお、振動腕１３５Ｂの断面構造は振動腕１３５Ａと同様であるため説明を省略する。また、各層の詳細については図４Ｂを用いて後述する。
【００２７】
詳細については図４Ｂを用いて後述するが、圧電薄膜Ｆ３は、印加された電圧を振動に変換する圧電体の薄膜である。圧電薄膜Ｆ３は、上部電極Ｅ２Ａ（Ｅ２Ｂ）及び下部電極Ｅ１Ａ（Ｅ１Ｂ）によって圧電薄膜Ｆ３に印加される電界に応じて、ＸＹ平面の面内方向すなわちＹ軸方向に伸縮する。この圧電薄膜Ｆ３の伸縮によって、振動腕１３５は、下蓋２０及び上蓋３０の内面に向かってその自由端を変位させ、面外の屈曲振動モードで振動する。
【００２８】
本実施形態では、振動腕１３５Ａに印加される電界の位相と、振動腕１３５Ｂに印加される電界の位相とが互いに逆位相になるように設定される。すなわち、上部電極Ｅ２Ａと上部電極Ｅ２Ｂ、及び下部電極Ｅ１Ａと下部電極Ｅ１Ｂにはそれざれ逆相の電界が印加される。これにより、振動腕１３５Ａと振動腕１３５Ｂとが互いに逆方向に変位する。例えば、振動腕１３５Ａが上蓋３０の内面に向かって自由端を変位すると、振動腕１３５Ｂは下蓋２０の内面に向かって自由端を変位する。
【００２９】
このように、本実施形態において、振動部１２０には、上部電極Ｅ２Ａと下部電極Ｅ１Ａとから形成される振動領域と、上部電極Ｅ２Ｂと下部電極Ｅ１Ｂとから形成される振動領域とが互いに離間されて形成されている。なお、振動部１２０に形成される振動領域は２つに限られず２以上の任意の数でよいが、本実施形態においては振動領域は振動腕に応じて形成されるため、振動領域に応じて振動腕１３５の数も変動する。例えば、振動部１２０に５つの振動領域が形成される場合には振動部１２０は５本の振動腕１３５を有していることになる。この場合には、少なくとも１つの振動領域には他の振動領域と逆相の電圧が印加されることで逆相で振動する。
【００３０】
保持部１４０は、ＸＹ平面に沿って矩形の枠状に形成される。保持部１４０は、平面視において、ＸＹ平面に沿って振動部１２０の外側を囲むように設けられる。なお、保持部１４０は、振動部１２０の周囲の少なくとも一部に設けられていればよく、枠状の形状に限定されない。例えば、保持部１４０は、振動部１２０を保持し、また、上蓋３０及び下蓋２０と接合できる程度に、振動部１２０の周囲に設けられていればよい。
【００３１】
本実施形態においては、保持部１４０は一体形成される角柱形状の枠体１４０ａ〜１４０ｄからなる。枠体１４０ａは、図３に示すように、振動腕１３５の開放端に対向して、長手方向がＸ軸に平行に設けられる。枠体１４０ｂは、基部１３０の後端１３１Ｂに対向して、長手方向がＸ軸に平行に設けられる。枠体１４０ｃは、基部１３０の側端（短辺１３１ｃ）及び振動腕１３５Ａに対向して、長手方向がＹ軸に平行に設けられ、その両端で枠体１４０ａ、１４０ｂの一端にそれぞれ接続される。枠体１４０ｄは、基部１３０の側端（短辺１３１ｄ）及び振動腕１３５Ｄに対向して、長手方向がＹ軸に平行に設けられ、その両端で枠体１４０ａ、１４０ｂの他端にそれぞれ接続される。
【００３２】
枠体１４０ｃは、保持腕１１０との接続箇所近傍の領域において、外側から順に電圧印加部１４１Ｇ、１４１Ａ、１４２Ａが形成されている。電圧印加部１４１Ａ、１４２Ａは外部電源と接続され、それぞれ下部電極Ｅ１Ａ，上部電極Ｅ２Ａに交番電界を印加することができる。
【００３３】
保持腕１１０は、保持部１４０の内側に設けられ、振動部１２０と保持部１４０の枠体１４０ｃとを接続する。また、保持腕１１０の表面には上部電極Ｅ２Ａと電圧印加部１４２Ａとを接続させるための配線ＷＡが形成されている。他方、保持腕１１０Ｂは、保持部１４０の内側に設けられ、振動部１２０と保持部１４０の枠体１４０ｄとを接続する。また、保持腕１１０Ｂの表面には上部電極Ｅ２Ｂと電圧印加部１４２Ｂとを接続させるための配線ＷＢが形成されている。
【００３４】
（２．積層構造）
図４Ｂを用いて共振装置１の積層構造について説明する。図４Ｂは、図１のＡＡ’断面図である。なお、図１のＡＡ’断面は図３のＡＡ’断面に対応している。図４Ｂに示すように、本実施形態に係る共振装置１では、下蓋２０の側壁２３上に共振子１０の保持部１４０が接合され、さらに共振子１０の保持部１４０と上蓋３０の側壁３３とが接合される。このように下蓋２０と上蓋３０との間に共振子１０が保持され、下蓋２０と上蓋３０と共振子１０の保持部１４０とによって、振動腕１３５が振動する振動空間が形成される。
【００３５】
（２−１．上蓋３０）
上蓋３０は、所定の厚みのＳｉ（シリコン）ウエハＬ３により形成されている。図４Ｂに示すように、上蓋３０はその周辺部（側壁３３）で後述する接合部Ｈにより共振子１０の保持部１４０と接合されている。上蓋３０における、共振子１０に対向する表面、裏面及び貫通電極Ｖ３の側面は、酸化ケイ素膜Ｌ３１に覆われていることが好ましい。酸化ケイ素膜Ｌ３１は、例えばＳｉウエハＬ３の表面の酸化や、化学気相蒸着（ＣＶＤ: Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によって、ＳｉウエハＬ３の表面に形成される。
【００３６】
また、上蓋３０の凹部３１の共振子１０と対向する側の面にはゲッター層３４が形成されている。ゲッター層３４は、例えばＴｉ（チタン）等から形成され、上蓋３０と下蓋２０とで形成される振動空間に発生されるアウトガスを吸着する。なお、図には示さないが、上蓋３０は凹部３１の共振子１０に対向する面のほぼ全面にゲッター層が形成されてもよい。これにより、アウトガスを吸着することができ、振動空間を真空に保つことができる。
【００３７】
また、上蓋３０の貫通電極Ｇ、Ｉ１、Ｉ２、Ｏ１、Ｏ２は、それぞれ上蓋３０に形成された貫通孔に多結晶シリコン（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）等の金属が充填されて形成される。
【００３８】
貫通電極Ｇは、後述する共振子１０のＳｉ基板Ｆ２をグランド接続させる接地用端子である。
【００３９】
貫通電極Ｉ１は、後述する共振子１０の金属層Ｅ１を外部の入力電源や入力信号と電気的に接続させる。他方、貫通電極Ｉ２は、後述する共振子１０の金属層Ｅ２を外部の入力電源や入力信号と電気的に接続させる。
【００４０】
貫通電極Ｏ１は、後述する共振子１０の金属層Ｅ１を外部の出力電源や出力信号と電気的に接続させる。他方、貫通電極Ｏ２は、後述する共振子１０の金属層Ｅ２を外部の出力電源や出力信号と電気的に接続させる。
【００４１】
なお、貫通電極Ｇ、Ｉ１、Ｉ２、Ｏ１、Ｏ２と共振子１０との間には例えばＡｌ膜やＭｏ膜等が形成されている。
【００４２】
（２−２．下蓋２０）
下蓋２０の底板２２及び側壁２３は、Ｓｉ（シリコン）ウエハＬ１により、一体的に形成されている。また、下蓋２０は、側壁２３の上面によって、共振子１０の保持部１４０と接合されている。Ｚ軸方向に規定される下蓋２０の厚みは例えば、１５０μｍ、凹部２１の深さは例えば５０μｍである。なお、ＳｉウエハＬ１は、縮退されていないシリコンから形成されており、その抵抗率は例えば１６ｍΩ・ｃｍ以上である。
【００４３】
（２−３．共振子１０）
共振子１０では、保持部１４０、基部１３０、振動腕１３５、保持腕１１０は、同一プロセスで一体的に形成される。共振子１０では、まず、Ｓｉ（シリコン）基板Ｆ２（基板の一例である。）の上に、絶縁膜Ｆ４が積層され、絶縁膜Ｆ４の上に下部電極Ｅ１Ａ，Ｅ１Ｂ（以下「金属層Ｅ１」ともいう。）が積層されている。そして、金属層Ｅ１の上には、金属層Ｅ１を覆うように、圧電薄膜Ｆ３が積層されており、さらに、圧電薄膜Ｆ３の上には、上部電極Ｅ２Ａ、Ｅ２Ｂ、配線ＷA，ＷＢ、電圧印加部１４２Ａ，１４２Ｂ（以下、まとめて「金属層Ｅ２」ともいう。）が積層されている。なお、金属層Ｅ２の上には、金属層Ｅ２を覆うように、保護膜が積層されてもよい。
【００４４】
Ｓｉ基板Ｆ２は、例えば、厚さ６μｍ程度の縮退したｎ型Ｓｉ半導体から形成されており、ｎ型ドーパントとしてＰ（リン）やＡｓ（ヒ素）、Ｓｂ（アンチモン）などを含むことができる。Ｓｉ基板Ｆ２に用いられる縮退Ｓｉの抵抗値は、例えば１６ｍΩ・ｃｍ未満であり、より好ましくは１．２ｍΩ・ｃｍ以下である。なお、本実施形態では、Ｓｉ基板Ｆ２の材料は、低抵抗の半導体であればよく、縮退シリコンに限定されない。さらにＳｉ基板Ｆ２の下面には酸化ケイ素（例えばＳｉＯ２）層Ｆ２１（温度特性補正層の一例である。）が形成されている。これにより、温度特性を向上させることが可能になる。なお、酸化ケイ素層Ｆ２１は、Ｓｉ基板Ｆ２の上面に形成されてもよいし、Ｓｉ基板Ｆ２の上面と下面の双方に形成されてもよい。
【００４５】
絶縁膜Ｆ４は、例えば、厚さ５０μｍ以上５００μｍ以下程度であり、低誘電率かつ高熱伝導性の材料から形成されることが好ましい。具体的には、絶縁膜Ｆ４には、熱伝導率が１００Ｗ／ｋｍ以上の材料を用いることが好ましく、例えばＳｉＮ（窒化シリコン）やAlNやダイヤモンドやサファイア等を用いることが好ましい。Ｓｉ基板Ｆ２と金属層Ｅ１との間に絶縁膜Ｆ４が形成されることによって、分割された金属層Ｅ１が短絡するのを防ぐことができる。
【００４６】
絶縁膜Ｆ４に低誘電率かつ高熱伝導性の材料を用いることで、振動部１２０が屈曲振動する際に、ＴＥＤ（熱弾性減衰：Thermoelastic Dumping）を抑制し、共振子１０のＱが低下することを抑制できる。なお、ＴＥＤは共振子１０の振動において、引張領域と圧縮領域とで温度差が生じることに起因するエネルギー損失をいい、特に、振動部１２０の積層方向における中間層の熱伝導率が高いことによって、低周波の共振子１０でのＴＥＤを抑制することができる。本実施形態に係る共振子１０のような積層構造の場合、圧電薄膜Ｆ３とＳｉ基板Ｆ２との間の絶縁膜Ｆ４がＴＥＤへの影響が高いため、絶縁膜Ｆ４に低誘電率かつ高熱伝導性の材料を用いることによりＴＥＤを効果的に抑制することができる。      
【００４７】
また、金属層Ｅ２、Ｅ１は、例えば厚さ０．１μｍ以上０．２μｍ以下程度のＭｏ（モリブデン）やアルミニウム（Ａｌ）等を用いて形成される。
【００４８】
金属層Ｅ２、Ｅ１は、エッチング等により、所望の形状に形成される。金属層Ｅ１は、例えば振動部１２０上においては、下部電極Ｅ１Ａ，Ｅ１Ｂとして機能するように形成される。また、金属層Ｅ１は、保持腕１１０や保持部１４０上においては、共振子１０の外部に設けられた交流電源に下部電極を接続するための配線として機能するように形成される。
【００４９】
他方で、金属層Ｅ２は、振動部１２０上においては、上部電極Ｅ２Ａ，Ｅ２Ｂとして機能するように形成される。また、金属層Ｅ２は、保持腕１１０や保持部１４０上においては、共振子１０の外部に設けられた回路に上部電極を接続するための配線ＷＡ，ＷＢとして機能するように形成される。
【００５０】
圧電薄膜Ｆ３は、印加された電圧を振動に変換する圧電体の薄膜であり、例えば、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）等の窒化物や酸化物を主成分とすることができる。具体的には、圧電薄膜Ｆ３は、ＳｃＡｌＮ（窒化スカンジウムアルミニウム）により形成することができる。ＳｃＡｌＮは、窒化アルミニウムにおけるアルミニウムの一部をスカンジウムに置換したものである。また、圧電薄膜Ｆ３は、例えば、１μｍの厚さを有するが、０．２μｍから２μｍ程度を用いることも可能である。
【００５１】
保持部１４０における貫通電極Ｉ１，Ｏ１が形成される領域（すなわち、電圧印加部１４１Ａ，１４１Ｂ）において、圧電薄膜Ｆ３は電極層Ｅ１が露出するように除去される。圧電薄膜Ｆ３が除去された箇所にはＡｌ等の金属が充填され、貫通電極Ｉ１、Ｏ１と電極層Ｅ１とが接続されるための配線が形成される。また、保持部１４０における貫通電極Ｇが形成される領域（すなわち、電圧印加部１４１Ｇ）においては、圧電薄膜Ｆ３と絶縁膜Ｆ４とはＳｉ基板Ｆ２が露出するように除去され、圧電薄膜Ｆ３と絶縁膜Ｆ４が除去された箇所には、Ａｌ等の金属が充填され、貫通電極Ｇを介してＳｉ基板Ｆ２が接地されるための配線が形成される。
【００５２】
（２−５接合部）
接合部Ｈは、共振子１０と上蓋３０との間において、ＸＹ平面に沿って矩形の環状に形成される。接合部Ｈは、共振子１０と上蓋３０とを共晶結合し、共振子１０の振動空間を封止する。例えば接合部Ｈは、Ａｌ層とＧｅ層とから形成される。
【００５３】
（３．作用効果）
次に、図５乃至図８を参照して、本実施形態に係る共振装置１の作用について説明する。図５Ａ，図５Ｂ、図６Ａ，図６Ｂは本実施形態に係る共振子１０の接続構成を説明するための図である。図５Ａは図３のＣＣ’断面を模式的に示す図である、図５Ｂは図５Ａの等価回路を示している。他方図６Ａは図５Ａに対応し、比較例の共振子１０’の接続構成を示し、図６Ｂは図６Ａの等価回路を示している。なお、比較例の共振子１０’は共振子１０のＳｉ基板Ｆ２が接地されていない点が共振子１０と異なるが、その他の構成は共振子１０と同様である。
【００５４】
まず図６Ａ、６Ｂを参照して、比較例の共振子１０’においては、圧電薄膜Ｆ３に電圧が印加された場合、Ｓｉ基板Ｆ２と金属層Ｅ１とが帯電することにより、絶縁膜Ｆ４に浮遊容量Ｃｂ１，Ｃｂ２が発生してしまう。本実施形態に係る共振子１０のようなコルピッツ型発振回路においては、共振子のＬ性（誘導性）と付加容量Ｃｃ１，Ｃｃ２とインバータ（不図示）により発振回路が構成される。図６Ｂにおいて破線で囲んだ部分がＬ性を示す部分である。図６Ｂに示すように比較例の共振子１０’においては、絶縁膜Ｆ４の容量成分が浮遊容量Ｃｂ１，Ｃｂ２として共振子１０’に対して並列に挿入される。これによって共振子１０’の共振特性のうち、結合係数が見かけ上、低減してしまう。共振子１０’において結合係数が低下すると、付加容量Ｃｃ１，Ｃｃ２やインバータ側の容量の変動によって発振の余裕度が低下してしまう。この結果、共振子１０’の特性が劣化してしまう。
【００５５】
他方、本実施形態に係る共振子１０は、Ｓｉ基板Ｆ２が接地されている（図５Ａ）。これによって、図５Ｂに示すように、絶縁膜Ｆ４に発生した容量Ｃｂ１，Ｃｂ２が付加容量として機能する。この結果、共振子１０としての容量は増大しないため、結合係数の低減を防ぐことができ、発振の余裕度を増大させることができる。また、容量Ｃｂ１，Ｃｂ２を付加容量として用いることができるため、例えば付加容量Ｃｃ１，Ｃｃ２を削減することができるため、この場合には、さらなる小型化を図ることができる。
【００５６】
次に図７を参照して、絶縁膜Ｆ４に低誘電率かつ高熱伝導性の材料を用いることの効果について説明する。図７は絶縁膜Ｆ４に低誘電性の材料を用いた場合において、当該材料の熱伝導性のみを変化させた場合におけるＴＥＤによるＱへの影響を計測したシミュレーション結果を示すグラフである。図７において横軸は材料の熱伝導率を示し、縦軸はＴＥＤによるＱを示している。なお、図７のシミュレーションにおいては、１本の振動腕を有する共振子を用いた。
【００５７】
図７に示すように、絶縁膜Ｆ４には熱伝導率の高い材料、特に熱伝導率が２０Ｗ／ｍｋ程度以上の材料を用いることでＴＥＤの低減を抑制することができることが分かる。
【００５８】
このように、本実施形態に係る共振装置１では、共振子１０において、Ｓｉ基板Ｆ２が接地されている。これによって、絶縁膜Ｆ４に発生する浮遊容量を付加容量として利用することができる。この結果、共振子１０としての容量は増大しないため結合係数の低減を防ぐことができ、発振の余裕度を増大させることができる。
【００５９】
さらに絶縁膜Ｆ４に低誘電率かつ高熱伝導性の材料を用いることで、振動部１２０が屈曲振動する際に、ＴＥＤを抑制し、共振子１０のＱが低下することを抑制できる。
【００６０】
［第２実施形態］
第２の実施形態以降では第１実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。
【００６１】
図８乃至図１０を用いて第２実施形態に係る共振子１１について説明する。なお、共振子１１の構成のうち、第１実施形態に係る共振子１０と同様の構成については同様の符号を付して説明を省略する。
【００６２】
図８は、共振子１１の平面図であり、図９は図８のＤＤ’断面を示す模式図である。図８を参照して、本実施形態に係る共振子１１は、振動部１２０に代えて振動部１２１を有している。
【００６３】
振動部１２１は、２本の振動腕１３５Ａ，１３５Ｂに代えての振動腕１３５Ｃ〜１３５Ｆを有している。本実施形態の振動部１２１では、Ｘ軸方向において、外側に２本の振動腕１３５Ｃ、１３５Ｆが配置されており、内側に２本の振動腕１３５Ｄ、１３５Ｅが配置されている。Ｘ軸方向における、振動腕１３５Ｄと１３５Ｅとの第１間隔は、Ｘ軸方向における、外側の振動腕１３５Ｃ（１３５Ｆ）と当該外側の振動腕１３５Ｃ（１３５Ｆ）に隣接する内側の振動腕１３５Ｄ（１３５Ｅ）との間の第２間隔よりも大きく設定される。第１間隔は例えば３５μ程度、第２間隔は例えば２５μｍ程度である。第２間隔は第１間隔より小さく設定することにより、振動特性が改善される。また、共振装置１を小型化できるように、第１間隔を第２間隔よりも小さく設定してもよいし、等間隔にしても良い。
【００６４】
また、本実施形態において、振動部１２１の表面（上蓋３０に対向する面）には、その全面を覆うように保護膜２３５が形成されている。なお、保護膜２３５は、電圧印加部１４１Ｇ，１４１Ａ，１４２Ａ，１４１Ｂ，１４２Ｂ上においては除去されている。
【００６５】
図９を参照して、本実施形態においては、振動部１２１の外側の振動腕１３５Ｃ、１３５Ｆに印加される電界の位相と、内側の振動腕１３５Ｄ、１３５Ｅに印加される電界の位相とが互いに逆位相になるように設定される。これにより、外側の振動腕１３５Ｃ、１３５Ｆと内側の振動腕１３５Ｄ、１３５Ｅとが互いに逆方向に変位する。例えば、外側の振動腕１３５Ｃ、１３５Ｆが上蓋３０の内面に向かって開放端を変位すると、内側の振動腕１３５Ｄ、１３５Ｅは下蓋２０の内面に向かって開放端を変位する。
【００６６】
これによって、本実施形態に係る共振子１０では、逆位相の振動時、すなわち、図９に示す振動腕１３５Ｃと振動腕１３５Ｄとの間でＹ軸に平行に延びる中心軸ｒ１回りに振動腕１３５Ｃと振動腕１３５Ｄとが上下逆方向に振動する。また、振動腕１３５Ｅと振動腕１３５Ｆとの間でＹ軸に平行に延びる中心軸ｒ２回りに振動腕１３５Ｅと振動腕１３５Ｆとが上下逆方向に振動する。これによって、中心軸ｒ１とｒ２とで互いに逆方向の捩れモーメントが生じ、基部１３０で屈曲振動が発生する。
【００６７】
すなわち、振動部１２１には、上部電極Ｅ２Ｃと下部電極Ｅ１Ｃとから形成される振動領域と、上部電極Ｅ２Ｄと下部電極Ｅ１Ｄとから形成される振動領域と、上部電極Ｅ２Ｅと下部電極Ｅ１Ｅとから形成される振動領域と、上部電極Ｅ２Ｆと下部電極Ｅ１Ｆとから形成される振動領域と、が互いに離間して形成されている。
【００６８】
さらに、共振子１１は、絶縁膜Ｆ４に代えて絶縁膜Ｆ５，Ｆ６を有している。絶縁膜Ｆ５は低誘電性を有する材料から構成されており、例えば酸化ケイ素等から成る。他方、絶縁膜Ｆ６は高熱伝導性を有する材料から構成されており、例えばＡｌＮ等から成る。絶縁膜Ｆ５，Ｆ６の厚みはいずれも１５０ｎｍ程度である。
【００６９】
このように第１実施形態における絶縁膜Ｆ４を２層の絶縁膜Ｆ５，Ｆ６で構成することによって材料の選択の自由度が増す。図１０は、絶縁膜として低誘電率材料の１層の膜を用いた場合（白丸のプロットである。）と、低誘電率材料の層と高熱伝導率材料の層との２層から成る膜を用いた場合（黒丸のプロットである。）とにおいて、温度によるＴＥＤによるＱの変動量を計測したシミュレーション結果を示すグラフである。図１０において、横軸は温度を、縦軸はＴＥＤによるＱの変化を示している。
【００７０】
図１０から明らかなように、低誘電率材料の層と高熱伝導率材料の層との２層から成る膜を用いた方が、低誘電率材料の１層の膜を用いた場合よりも、温度によるＴＥＤによるＱの劣化を抑制することができる。
【００７１】
このように、本実施形態に係る共振子１１によれば、絶縁膜に低誘電率材料の層と高熱伝導率材料の層との２層から成る膜を用いることにより、ＴＥＤを抑制することができる。  その他の構成・機能は第１実施形態と同様である。
【００７２】
［第３実施形態］
図１１、図１２を用いて第３実施形態に係る共振子１２のうち、第１実施形態との差異点について説明する。図１１は、本実施形態に係る、共振子１２の平面図を示し、図１２は図１のＥＥ’の断面の構造の一例を概略的に示す図である。なお、図１２の断面は図１１のＥＥ’断面に対応している。
【００７３】
本実施形態では、共振子１２は、ＸＹ平面面内において輪郭振動する面内振動子である。共振子１２は振動部１２０に代えて振動部１２２を有している。
【００７４】
振動部１２２は、図１１の直交座標系におけるＸＹ平面に沿って平板状に広がる略直方体の輪郭を有している。また、振動部１２２は、Ｘ軸方向に短辺を有し、Ｙ軸方向に長辺を有している。振動部１２２は、短辺において、保持腕１１０Ａ、１１０Ｂによって保持部１４０（枠体１４０ｃ、１４０ｄ）に保持されている。
【００７５】
振動部１２２の表面（上蓋３０と対向する側の面）には、当該表面を振動部１２２の長辺に沿って２分割するように上部電極Ｅ２Ｃ、Ｅ２Ｄが形成されている。また、図１２を参照して、上部電極Ｅ２Ｃ、Ｅ２Ｄは圧電薄膜Ｆ３を介してそれぞれ分割して形成された下部電極Ｅ１Ｃ，Ｅ１Ｄと対向している。これによって振動部１２２には、上部電極Ｅ２Ｃと下部電極Ｅ１Ｃとから形成される振動領域と、上部電極Ｅ２Ｄと下部電極Ｅ１Ｄとから形成される振動領域とが互いに離間して形成されている。
【００７６】
振動部１２２の振動領域は、振動部１２２の短辺に沿った方向に振動の節を有している。振動領域は、振動の節に平行（すなわち振動部１２２の短辺に平行）な長辺と、輪郭振動の半波長に相当する短辺とを有する矩形の形状をしている。
その他の構成・機能は第１実施形態と同様である。
【００７７】
［第４実施形態］
図１３、図１４を用いて第４実施形態に係る共振子１３のうち、第１実施形態との差異点について説明する。図１３は、本実施形態に係る共振子１３のＣＣ’断面を示す模式図であり、図１４は図１のＡＡ’断面を示す模式図である。
【００７８】
本実施形態に係る共振子１３は、第１実施形態に係るＳｉ基板Ｆ２に代えて基板Ｆ７を有している。基板Ｆ７は、絶縁体又は半導体からなる第１層Ｆ２５と、導電体からなる第２層Ｅ３とを有している。第２層Ｅ３は、第１層Ｆ２５と絶縁膜Ｆ４との間に形成されている。第２層Ｅ３に金属層Ｅ２Ａ，Ｅ２Ｂ，Ｅ１Ａ，Ｅ１Ｂを形成するＡｌやＭｏ等よりも低抵抗の電極材料を用いることで、経路抵抗を低減できるため、より共振抵抗を低減することができる。
【００７９】
さらに本実施形態において、貫通電極Ｇは、第２層Ｅ３を接地させる。
その他の構成、機能は第１実施形態と同様である。
【００８０】
以上、本発明の例示的な実施形態について説明した。
本発明の一実施形態に係る共振装置１は、基板と、基板上に形成された絶縁膜Ｆ４と、絶縁膜Ｆ４上に形成された複数の振動領域であって、各振動領域が、絶縁膜Ｆ４上に形成された下部電極Ｅ１、下部電極Ｅ１上に形成された圧電膜Ｆ３、及び、圧電膜Ｆ３上に形成された上部電極Ｅ２を有し、少なくとも１つの振動領域が他の振動領域とは逆相で振動するように、絶縁膜Ｆ４上に形成された複数の下部電極Ｅ１のうち、少なくとも１つの下部電極Ｅ１が他の下部電極Ｅ１とは異なる電位となる、複数の振動領域と、基板、絶縁膜Ｆ４、複数の振動領域を有する共振子１０を封止するパッケージ５０であって、基板を接地させる接地用端子Ｇを有する、パッケージ５０と、を備える。この構成によれば、本実施形態に係る共振装置１では、共振子１０において、基板が接地されるよう構成されている。これによって、絶縁膜Ｆ４に発生する浮遊容量を付加容量として利用することができる。この結果、共振子１０としての容量の増大を抑制することで、結合係数の低減を防ぐことができるため、発振の余裕度を増大させることができる。
【００８１】
また、基板は半導体基板Ｆ２であることが好ましい。また、基板は、絶縁体又は半導体からなる第１層Ｆ２５と、当該第１層Ｆ２５と絶縁膜Ｆ４の間に形成された導電体からなる第２層Ｅ３を有し、接地用端子Ｇは、第２層Ｅ３を接地させるように構成されてもよい。
【００８２】
また、上記パッケージは、基板側に対向して設けられた下蓋２０と、上部電極Ｅ２に対向して設けられた上蓋３０とを備えてもよい。
【００８３】
また、上記共振子１０は、固定端と開放端とを有し面内屈曲振動する２本以上の振動腕１３５、並びに振動腕１３５の固定端に接続される前端１３１Ａ及び当該前端１３１Ａに対向する後端１３１Ｂを有する基部１３０を有し、２本以上の振動腕１３５が、複数の振動領域であるよう構成されてもよい。さらに、共振子１０は、圧電膜Ｆ３が当該圧電膜Ｆ３に印加された電圧に応じて輪郭振動を行うように構成され、複数の振動領域はそれぞれ、圧電膜Ｆ３の輪郭振動の節に平行な長辺と、圧電膜Ｆ３の輪郭振動の節に直交し、かつ輪郭振動の半波長に相当する短辺とを有するように構成されもよい。
【００８４】
また、絶縁膜Ｆ４は、窒化シリコン、ＡｌＮやダイヤモンドの少なくとも何れかから成ることが好ましい。絶縁膜Ｆ４に低誘電率かつ高熱伝導性の材料を用いることで、振動部１２０が屈曲振動する際に、ＴＥＤを抑制し、共振子１０のＱが低下することを抑制できる。
【００８５】
なお、絶縁膜Ｆ４は、低誘電率の材料から成る層Ｆ５と、高熱伝導率の材料から成る層Ｆ６との複数層で構成されてもよい。この場合、高熱伝導率の材料は、窒化アルミニウムであることが好ましい。絶縁膜Ｆ４を２層の絶縁膜Ｆ５，Ｆ６で構成することによって材料の選択の自由度が増す。
【００８６】
本発明の一実施形態に係る共振子１０は、半導体基板Ｆ２と、半導体基板Ｆ２上に形成された絶縁膜Ｆ４と、絶縁膜Ｆ４上に形成された複数の振動領域であって、各振動領域が、絶縁膜Ｆ４上に形成された下部電極Ｅ１、下部電極Ｅ１上に形成された圧電膜Ｆ３、及び、圧電膜Ｆ３上に形成された上部電極Ｅ２を有し、少なくとも１つの振動領域が他の振動領域とは逆相で振動するように、絶縁膜Ｆ４上に形成された複数の下部電極Ｅ１のうち、少なくとも１つの下部電極Ｅ１が他の下部電極Ｅ１とは異なる電位となる、複数の振動領域と、を備え、半導体基板Ｆ２は、接地させるための接地用端子Ｇと接続するよう構成された。この構成によれば、本実施形態に係る共振装置１では、共振子１０において、半導体基板Ｆ２が接地されるよう構成されている。これによって、絶縁膜Ｆ４に発生する浮遊容量を付加容量として利用することができる。この結果、共振子１０としての容量の増大を抑制することにより、結合係数の低減を防ぐことができるため、発振の余裕度を増大させることができる。
【００８７】
以上説明した各実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更／改良され得るととともに、本発明にはその等価物も含まれる。即ち、各実施形態に当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、各実施形態が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、各実施形態は例示であり、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもなく、これらも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００８８】
１  共振装置
１０、１１、１２  共振子
２０  下蓋
２１  凹部
２２  底板
２３  側壁
３０  上蓋
３１  凹部
３３  側壁
５０  パッケージ
１１０Ａ、１１０Ｂ  保持腕
１２０、１２１，１２２  振動部
１３０  基部
１３１ａ  長辺
１３１Ａ  前端
１３１ｂ  長辺
１３１Ｂ  後端
１３１ｃ  短辺
１３１ｄ  短辺
１３５Ａ、１３５Ｂ、１３５Ｃ、１３５Ｄ、１３５Ｅ、１３５Ｆ  振動腕
１４０  保持部
１４０ａ  枠体
１４０ｂ  枠体
１４０ｃ  枠体
１４０ｄ  枠体
１４１Ａ、１４１Ｂ、１４１Ｇ、１４２Ａ、１４２Ｂ
２３５  保護膜
【図１】
2019111439.tif 000003
【図２】
2019111439.tif 000004
【図３】
2019111439.tif 000005
【図４Ａ】
2019111439.tif 000006
【図４Ｂ】
2019111439.tif 000007
【図５Ａ】
2019111439.tif 000008
【図５Ｂ】
2019111439.tif 000009
【図６Ａ】
2019111439.tif 000010
【図６Ｂ】
2019111439.tif 000011
【図７】
2019111439.tif 000012
【図８】
2019111439.tif 000013
【図９】
2019111439.tif 000014
【図１０】
2019111439.tif 000015
【図１１】
2019111439.tif 000016
【図１２】
2019111439.tif 000017
【図１３】
2019111439.tif 000018
【図１４】
2019111439.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】令和2年4月23日(2020.4.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
本実施形態においては、保持部１４０は一体形成される角柱形状の枠体１４０ａ〜１４０ｄからなる。枠体１４０ａは、図３に示すように、振動腕１３５の開放端に対向して、長手方向がＸ軸に平行に設けられる。枠体１４０ｂは、基部１３０の後端１３１Ｂに対向して、長手方向がＸ軸に平行に設けられる。枠体１４０ｃは、基部１３０の側端（短辺１３１ｃ）及び振動腕１３５Ａに対向して、長手方向がＹ軸に平行に設けられ、その両端で枠体１４０ａ、１４０ｂの一端にそれぞれ接続される。枠体１４０ｄは、基部１３０の側端（短辺１３１ｄ）及び振動腕１３５Ｂに対向して、長手方向がＹ軸に平行に設けられ、その両端で枠体１４０ａ、１４０ｂの他端にそれぞれ接続される。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
保持腕１１０Ａは、保持部１４０の内側に設けられ、振動部１２０と保持部１４０の枠体１４０ｃとを接続する。また、保持腕１１０Ａの表面には上部電極Ｅ２Ａと電圧印加部１４２Ａとを接続させるための配線ＷＡが形成されている。他方、保持腕１１０Ｂは、保持部１４０の内側に設けられ、振動部１２０と保持部１４０の枠体１４０ｄとを接続する。また、保持腕１１０Ｂの表面には上部電極Ｅ２Ｂと電圧印加部１４２Ｂとを接続させるための配線ＷＢが形成されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
保持部１４０における貫通電極Ｉ１，Ｏ１が形成される領域（すなわち、電圧印加部１４１Ａ，１４１Ｂ）において、圧電薄膜Ｆ３は金属層Ｅ１が露出するように除去される。圧電薄膜Ｆ３が除去された箇所にはＡｌ等の金属が充填され、貫通電極Ｉ１、Ｏ１と金属層Ｅ１とが接続されるための配線が形成される。また、保持部１４０における貫通電極Ｇが形成される領域（すなわち、電圧印加部１４１Ｇ）においては、圧電薄膜Ｆ３と絶縁膜Ｆ４とはＳｉ基板Ｆ２が露出するように除去され、圧電薄膜Ｆ３と絶縁膜Ｆ４が除去された箇所には、Ａｌ等の金属が充填され、貫通電極Ｇを介してＳｉ基板Ｆ２が接地されるための配線が形成される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
振動部１２１は、２本の振動腕１３５Ａ，１３５Ｂに代えての振動腕１３５Ｃ〜１３５Ｆを有している。本実施形態の振動部１２１では、Ｘ軸方向において、外側に２本の振動腕１３５Ｃ、１３５Ｆが配置されており、内側に２本の振動腕１３５Ｄ、１３５Ｅが配置されている。Ｘ軸方向における、振動腕１３５Ｄと１３５Ｅとの第１間隔は、Ｘ軸方向における、外側の振動腕１３５Ｃ（１３５Ｆ）と当該外側の振動腕１３５Ｃ（１３５Ｆ）に隣接する内側の振動腕１３５Ｄ（１３５Ｅ）との間の第２間隔よりも大きく設定される。第１間隔は例えば３５μｍ程度、第２間隔は例えば２５μｍ程度である。第２間隔は第１間隔より小さく設定することにより、振動特性が改善される。また、共振装置１を小型化できるように、第１間隔を第２間隔よりも小さく設定してもよいし、等間隔にしても良い。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
これによって、本実施形態に係る共振子１１では、逆位相の振動時、すなわち、図９に示す振動腕１３５Ｃと振動腕１３５Ｄとの間でＹ軸に平行に延びる中心軸ｒ１回りに振動腕１３５Ｃと振動腕１３５Ｄとが上下逆方向に振動する。また、振動腕１３５Ｅと振動腕１３５Ｆとの間でＹ軸に平行に延びる中心軸ｒ２回りに振動腕１３５Ｅと振動腕１３５Ｆとが上下逆方向に振動する。これによって、中心軸ｒ１とｒ２とで互いに逆方向の捩れモーメントが生じ、基部１３０で屈曲振動が発生する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７２】
［第３実施形態］
図１１、図１２を用いて第３実施形態に係る共振子１２のうち、第１実施形態との差異点について説明する。図１１は、本実施形態に係る、共振子１２の平面図を示し、図１２は図１１のＥＥ'の断面の構造の一例を概略的に示す図である。なお、図１２の断面は図１１のＥＥ'断面に対応している。
【国際調査報告】
2019111439.tif 000020
2019111439.tif 000021
2019111439.tif 000022
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