(57)【要約】【課題】  簡単な設備で短時間で精度よく、しかも低コストで実現できるレゾネータの振動周波数調整方法と、この調整方法で製造されるレゾネータを提供する。【解決手段】  レゾネータ１０の振動周波数調整方法は、半導体製造プロセスによって成形される可動部３０にバイアス電圧を印加して振動させるレゾネータ１０の振動周波数調整方法であって、可動部３０の基部５０から放射状に延出されるの複数の支持梁３１〜４２を備え、支持梁３１〜４２の一部に電気抵抗が大きい部位としての切欠き部３１Ａ〜３４Ａを設け、複数の支持梁３１〜４２のうちの選択された支持梁に電流を印加し、前記切欠き部を溶断することによって、可動部３０の少なくとも質量またはばね定数を変えて、レゾネータ１０の振動周波数を調整する。【選択図】      図３
2006074543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体製造プロセスによって成形される可動部にバイアス電圧が印加され振動するレゾネータの振動周波数調整方法であって、
前記可動部の基部から放射状に延出される複数の支持梁を備え、該複数の支持梁の一部に電気抵抗が大きい部位を設け、前記複数の支持梁のうちの選択された支持梁に電流を印加し、前記電気抵抗が大きい部位を溶断することによって、前記可動部の少なくとも質量またはばね定数を変えて、前記レゾネータの振動周波数を調整することを特徴とするレゾネータの振動周波数調整方法。
【請求項２】
請求項１に記載のレゾネータの振動周波数調整方法において、
前記可動部の重心位置から前記電気抵抗が大きい部位までの距離が、前記複数の支持梁それぞれに異なっており、前記複数の支持梁のうちの選択された支持梁に電流を印可し、前記電気抵抗が大きい部位を溶断することによって、前記レゾネータの振動周波数を調整することを特徴とするレゾネータの振動周波数調整方法。
【請求項３】
請求項１に記載のレゾネータの振動周波数調整方法において、
前記可動部の重心位置から前記電気抵抗が大きい部位までの距離が、前記複数の支持梁それぞれ等距離であり、選択された前記支持梁に電流を印加し、前記電気抵抗が大きい部位を溶断することによって、前記レゾネータの振動周波数を調整することを特徴とするレゾネータの振動周波数調整方法。
【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レゾネータの振動周波数調整方法において、
前記複数の支持梁の断面積が減縮されて電気抵抗が大きい部位が形成され、選択された前記支持梁に電流を印加して支持梁を溶断することによって、前記レゾネータの振動周波数を調整することを特徴とするレゾネータの振動周波数調整方法。
【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レゾネータの振動周波数調整方法において、
前記複数の支持梁の幅が減縮されて電気抵抗が大きい部位が形成され、選択された前記支持梁に電流を印加して支持梁を溶断することによって、前記レゾネータの振動周波数を調整することを特徴とするレゾネータの振動周波数調整方法。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のレゾネータの振動周波数調整方法において、
前記複数の支持梁の厚み方向に貫通する孔を設けて電気抵抗が大きい部位が形成され、選択された前記支持梁に電流を印加して支持梁を溶断することによって、前記レゾネータの振動周波数を調整することを特徴とするレゾネータの振動周波数調整方法。
【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レゾネータの振動周波数調整方法において、
前記複数の支持梁の厚みを減縮して電気抵抗が大きい部位が形成され、選択された前記支持梁に電流を印加して支持梁を溶断することによって、前記レゾネータの振動周波数を調整することを特徴とするレゾネータの振動周波数調整方法。
【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レゾネータの振動周波数調整方法において、
前記支持梁に絶縁性物質をイオン注入することによって電気抵抗が大きい部位が形成され、選択された前記支持梁に電流を印加して支持梁を溶断することによって、前記レゾネータの振動周波数を調整することを特徴とするレゾネータの振動周波数調整方法。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載のレゾネータの振動周波数調整方法において、
前記可動部の重心位置を移動しないように、選択された前記支持梁を溶断し、前記レゾネータの振動周波数を調整することを特徴とするレゾネータの振動周波数調整方法。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれか一項に記載のレゾネータの振動周波数調整方法によって、振動周波数が調整されることを特徴とするレゾネータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レゾネータの振動周波数調整方法と、この振動周波数調整方法によって振動周波数が調整されるレゾネータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、振動型素子（レゾネータ）の可動部表面に予め加工用物質を付着形成しておき、この加工用物質にレーザービームまたは集束イオンビームを当てて加工用物質をスパッタ除去する工程と、振動型素子の可動部表面に成膜物質の蒸着または成膜物質の集束イオンビーム照射によって成膜物質を付着する工程とを適宜繰り返すことによって振動型素子の振動周波数を調整する振動型素子の振動周波数調整方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１１４４６０号公報（第３，４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような特許文献１では、振動型素子の振動周波数調整を行なうために、振動型素子の可動部表面に予め加工用物質を付着しておき、この加工用物質をスパッタ除去し、または、振動型素子の可動部表面に成膜物質を蒸着あるいは集束イオンビームを照射しているが、このような方法においては、予め加工用物質を付着成形する工程を要している。また、振動周波数調整を行なうために、レーザービーム装置や集束イオンビーム等の加工装置が必要とされ、これらの装置は高価であり、その結果、振動型装置の製造コストが高くなるという課題がある。
さらには、前述した加工装置は真空中や、特定のガス雰囲気中で行なわれるため、製造装置全体として大型化するという課題もある。
【０００５】
本発明の目的は、レゾネータの振動周波数調整を、簡単な設備で短時間で精度よく、しかも低コストで実現できるレゾネータの振動周波数調整方法と、この調整方法で製造されるレゾネータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のレゾネータの振動周波数調整方法は、半導体製造プロセスによって成形される可動部にバイアス電圧が印加されて振動するレゾネータの振動周波数調整方法であって、前記可動部の基部から放射状に延出される複数の支持梁を備え、該複数の支持梁の一部に電気抵抗が大きい部位を設け、前記複数の支持梁のうちの選択された支持梁に電流を印加し、前記電気抵抗が大きい部位を溶断することによって、前記可動部の少なくとも質量またはばね定数を変えて、前記レゾネータの振動周波数を調整することを特徴とする。
ここで、半導体製造プロセスとしては、例えば、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）を含む。
【０００７】
この発明によれば、レゾネータの支持梁に電気抵抗が大きい部位を設け、支持梁に電流を印加することで、電気抵抗が大きい部位に抵抗熱が発生し支持梁が溶断されるために、レゾネータの可動部の質量が小さくなり、また、支持梁の接続本数が減り、支持梁のばね定数が小さくなるために、レゾネータの振動周波数を調整することができる。電気抵抗が大きい部位は、半導体製造プロセスで形成することができるため、前述した従来技術のようなレーザービーム装置や集束イオンビーム等の高価な設備を必要としないので、低コストのレゾネータを提供することができる。
【０００８】
また、支持梁に溶断のための電流を印加するだけで振動周波数調整が可能であるため、短時間で振動周波数調整を行なうことができる。
さらに、レゾネータの振動周波数は、支持梁溶断後の形状だけで規制されるので、正確で、且つ安定した振動周波数を長期間にわたって維持することができる。
【０００９】
また、本発明のレゾネータの振動周波数調整方法では、前記可動部の重心位置から前記電気抵抗が大きい部位までの距離が、前記複数の支持梁それぞれに異なっており、前記複数の支持梁のうちの選択された支持梁に電流を印加し、前記電気抵抗が大きい部位を溶断することによって、前記レゾネータの振動周波数を調整することが好ましい。
【００１０】
このようにすれば、支持梁を溶断する位置が、複数備えられる支持部材それぞれにおいて異なるため、振動周波数を大きく調整したいときと、小さく調整したときに、振動周波数の調整幅にあわせて溶断する支持梁を適宜選択して調整できるので、短時間で調整することができる。
また、重心位置からの溶断される位置までの距離が異なる支持梁を組み合わせ選択すれば、調整量の組み合わせの選択肢が増え、所望の振動周波数に調整しやすいという効果がある。
【００１１】
また、前記可動部の重心位置から前記電気抵抗が大きい部位までの距離が、前記複数の支持梁それぞれ等距離であり、前記支持梁に電流を印加し、前記電気抵抗が大きい部位を溶断することによって、前記レゾネータの振動周波数を調整することが好ましい。
【００１２】
このように、前記電気抵抗が大きい部位の前記可動部の重心位置からの距離が、前記複数の支持梁それぞれが等距離に設けられると、支持梁１本毎の振動周波数調整量が分かっていれば、支持梁を何本溶断すればよいか判定できるため、溶断すべき支持梁の選択を容易に行なうことができる。
【００１３】
また、前述のレゾネータの振動周波数調整方法では、前記複数の支持梁の断面積が減縮されて電気抵抗が大きい部位が形成され、選択された前記支持梁に電流を印加して支持梁を溶断することによって、前記レゾネータの振動周波数を調整することが好ましい。
【００１４】
電気抵抗は、同じ材料の場合、断面積に反比例することが知られている。従って、支持梁の断面積を減縮した部位は電気抵抗が高まり、所定の電流を印加することによって抵抗熱が発生し、支持梁を溶断することができる。
【００１５】
また、前記複数の支持梁の幅が減縮されて電気抵抗が大きい部位が形成され、選択された前記支持梁に電流を印加して支持梁を溶断することによって、前記レゾネータの振動周波数を調整することが好ましい。
ここで、支持梁の幅を減縮する方法としては、例えば、支持梁の幅方向両側から切欠き部を形成し、支持梁の断面積を小さくする方法を採用することができる。
【００１６】
このようにすれば、切欠き部を設けることで支持梁の幅を減縮して断面積を小さくすることで、他の部分よりも電気抵抗が大きい部位を容易に形成することができ、そこに電流を印加することで抵抗熱を発生し、支持梁を溶断することができる。このように切欠き部を設けて支持梁の幅をを小さくする工程は、可動部を半導体製造プロセスで成形する際に同じ工程で成形できるため、レゾネータ製造時間を短縮できると共に、電気抵抗が大きい部位を形成するための特別な製造設備も必要としない効果もある。
【００１７】
また、本発明では、前記複数の支持梁の厚み方向に貫通する孔を設けて電気抵抗が大きい部位が形成され、選択された前記支持梁に電流を印加して支持梁を溶断することによって、前記レゾネータの振動周波数を調整することが好ましい。
ここで、支持梁の平面を貫通する孔としては、例えば、円形の孔や矩形の孔を設けることができる。
【００１８】
支持梁に電気抵抗が大きい部位を形成する方法としては、支持梁の平面を貫通する孔を設けることで支持梁の断面積を小さくし、その部位の電気抵抗を高め、溶断しやすくすることができる。このように、支持梁に孔を設ける場合には、溶断しない支持梁は、前述した幅方向に切欠きを設ける方法にくらべ、可動部が駆動（振動）された際に、断面積を小さくした部位に応力集中がしにくい形状に成形しやすいため、長期間にわたって所定の振動周波数を維持できる。
【００１９】
また、前述のレゾネータの振動周波数調整方法では、前記複数の支持梁の厚みを減縮して電気抵抗が大きい部位を形成し、選択された前記支持梁に電流を印加して支持梁を溶断することによって、前記レゾネータの振動周波数を調整することが好ましい。
ここで、厚みを減縮する手段としては、例えば、エッチング等の加工手段で、支持梁の幅方向に溝を形成することで実現できる。
【００２０】
支持梁に電気抵抗が大きい部位を形成する方法としては、支持梁の厚みを薄くすることで支持梁の断面積を小さくし、その部位の電気抵抗を高め、溶断しやすくすることができる。このように、支持梁の厚みを薄くする場合には、溶断しない支持梁は、前述した幅方向に切欠きを設ける方法にくらべ、可動部が駆動（振動）された際に、支持梁に捩じれ等の複合振動が発生しにくくなるため、安定した振動周波数を得ることができる。また、厚みを減縮する手段としてエッチングを採用すれば、半導体製造プロセスの中で加工することができ、特別な加工設備等を必要としない。
【００２１】
また、本発明では、前記支持梁に絶縁性物質をイオン注入することによって電気抵抗が大きい部位が形成され、選択された前記支持梁に電流を印加して支持梁を溶断することによって、前記レゾネータの振動周波数を調整することが好ましい。
【００２２】
このようにすれば、複数備えられる支持梁の溶断される部位が、切欠き部や溝が必要ないため、可動部を支持する支持部材は、単純形状の梁であるため、振動周波数調整要素としてのばね定数は、単純梁の振動として算出することができ、周波数の調整量設定のための溶断支持梁の選択、組み合わせが容易になるという効果がある。
さらに、絶縁性物質のイオン注入は、半導体製造プロセスにおいて汎用的に用いられるプロセスであるために、容易に電気抵抗が大きい部位を形成することができる。
【００２３】
また、前述の振動周波数調整方法では、前記可動部の重心位置を移動しないように、選択された前記支持梁を選択して溶断し、前記レゾネータの振動周波数を調整することが好ましい。
【００２４】
前述したように、支持梁を溶断して可動部の質量、ばね定数を変更して振動周波数調整を調整する方法においては、溶断後の支持梁の形状が異なり、溶断する支持梁の選択によって重心位置が溶断前から移動することが考えられる。このような場合、可動部が振動する際に複合的な振動になり、振動周波数が安定しない。従って、支持梁を溶断する際には、重心が移動しないように溶断する支持梁を選択することで安定した振動周波数を得ることができる。
【００２５】
本発明のレゾネータは、前述したレゾネータの振動周波数調整方法によって、振動周波数が調整されることを特徴とする。
【００２６】
この発明によれば、短時間で精度よく振動周波数の調整ができるとともに、長期間にわたって安定した振動周波数を有する低コストのレゾネータを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図５は本発明の実施形態１に係るレゾネータが示され、図６には実施形態２、図７には変形例１〜３、図８には変形例４が示されている。
（実施形態１）
【００２８】
図１〜図５は実施形態１のレゾネータが示されている。
図１は、本実施形態１のレゾネータの概略構成を示す断面図である。図１において、レゾネータ１０は、基本構成として、半導体基板２０上に形成される固定部としてのシリコン層（Ｓｉ層）２１と可動部３０とから構成されている。半導体基板２０は、シリコン層２１内に、図示しない駆動回路や検出回路等の機能回路素子が備えられている。シリコン層２１は、外周部に壁部２３が形成されており、この壁部２３に囲まれた内側には、可動部３０が形成される空間６１が形成されている。
【００２９】
半導体基板２０のシリコン層２１の空間６１の底部には、図示しない絶縁層が形成され、その上面には出力電極としての固定電極２５が形成されている。この固定電極２５は半導体基板２０の機能回路素子（図示せず）に接続されている。前記絶縁層の上面に、可動部３０が形成されている。
【００３０】
可動部３０は、ポリシリコン層で形成され、固定電極２５と所定の間隙を有するように立ち上げ部４５に連続して１２本の支持梁３１〜４２を有している（図２、参照）。支持梁３１〜４２は、円形状の基部５０からそれぞれ等間隔で放射状に延出されている。可動部３０は、ＭＥＭＳ等の手段によって半導体基板２０と一体で形成される。可動部３０は、一方がバイアス電圧を供給する駆動回路のパッド７０に接続され、他方が支持梁を溶断するための電流供給端子７１に接続されている。なお、駆動回路のパッド７０は半導体基板２０に設けられ、電流供給端子７１に電流を供給する電源部は、図示しない振動周波数調整装置に備えられる。
【００３１】
空間６１は、シリコン層２１の周縁の壁部２３に封止部材６０を接着等の固着手段によって密閉封止され、外部の湿気や塵埃が可動部３０に付着することを防止している。
可動部３０の形状は、図２を参照して詳しく説明する。
【００３２】
図２は、可動部３０を平面上方から視認して模式的に示す平面図である。円盤状の基部５０からそれぞれ円周方向に等間隔で放射状に延出された支持梁３１〜４２は、この可動部３０の重心Ｇから端部まで同じ長さの弾性を有する梁である。支持梁３１〜４２の先端部は、図１で示した立ち上げ部４５で、全ての支持梁に同形状で形成されている。支持梁３１〜４２の基部５０から立ち上げ部４５までの間には、それぞれ、幅方向両側から切欠き部３１Ａ〜３４Ａ等が形成され、部分的に幅が減縮されている。この幅が減縮された部位は、他の減縮されない部位よりも断面積が小さく、支持梁に電流を印加したときに、他の部位よりも電気抵抗が大きいので発熱し、所定の電流を印加すると切欠き部で溶断される。
【００３３】
支持梁３１は、基部５０の周縁部からの距離Ａの位置に切欠き部３１Ａが形成され、支持梁３２には、基部５０の周縁部からの距離Ｂの位置に切欠き部３２Ａが、支持梁３３には、基部５０の周縁部からの距離Ｃの位置に切欠き部３３Ａが形成されている。支持梁３１，３２，３３それぞれに設けられた切欠き部３１Ａ，３２Ａ，３３Ａの基部５０の周縁部からの距離はＡ＞Ｂ＞Ｃの関係にある。支持梁３１と直角方向にある支持梁３４の切欠き部３４Ａは、支持梁３１の切欠き部３１Ａと同じ距離Ａとなるように形成されている。
【００３４】
同様に、図は省略しているが、基部５０の周縁部からの距離は、支持梁３５はＢ、支持梁３６はＣ、支持梁３７はＡというように同様な順列で形成されている。支持梁３１〜４２は、重心Ｇを中心とする点対称の関係にある。また、切欠き部の最小幅は、所定の電流を印加した際に、これら最小幅の部位で溶断できる電気抵抗を有する断面積にするとともに、可動部３０が振動するときに切欠き部の構造的強度が保たれる大きさに設定されるが、概ね、各支持梁の幅の７０％程度の幅に設定されることが好ましい。
【００３５】
次に、本発明のレゾネータ１０の駆動方法について説明する（図１、参照）。可動部３０にバイアス電圧が印加されると、可動部３０と固定電極２５との間に静電力が発生し、この静電力で可動部３０が縦方向（厚み方向）に振動する。
【００３６】
ところで、レゾネータの振動に大きく関係する要素である可動部３０の質量ｍと、ばね定数ｋと、振動周波数ｆｒと、の関係は、（２πｆｒ）2＝ｋ／ｍで表される。この式によれば、質量ｍを小さくすれば振動周波数ｆｒは高くなり、ばね定数ｋが小さくなれば振動周波数ｆｒは低くなる。
本発明は、この質量ｍまたは、ばね定数ｋの大きさを構造的に変更することでレゾネータ１０の振動周波数ｆｒを調整する振動周波数調整方法として、支持梁に電流を印加して選択された支持梁を溶断することで実現することを要旨としている。
【００３７】
続いて、レゾネータ１０の振動周波数調整方法について説明する。
図３は、実施形態１に係るレゾネータ１０の振動周波数調整方法の１例を示す可動部３０を平面視した説明図である。図１、図３を参照して説明する。
まず、可動部３０の支持梁３１〜４２を切断しない状態で、可動部３０にバイアス電圧を供給し、可動部３０を振動させながら振動周波数を測定し、所定の周波数（設計値）との差を検出する。所定の振動周波数との差を確認し、所定の振動周波数に一致させるために、どの支持梁を溶断すればよいか周波数調整装置（図示せず）において演算処理し、その組み合わせを選択し、選択された支持梁に溶断に必要な電流を印加する。
【００３８】
支持梁溶断の方法としては、選択された溶断すべき支持梁は、必要な電流を印加する図示しない振動周波数調整装置に備えられる電源部、他の溶断されない支持梁は、ＧＮＤに接続され、予め設定された溶断に必要な電流が選択された支持梁に印加される。
【００３９】
なお、振動周波数調整工程としては、基本となる支持梁溶断前の振動周波数の測定工程、修正量の演算、支持梁の溶断による振動周波数の調整、再測定（検査）等、必要があれば再度前述の工程を繰り返す。これらの一連の工程は連続して行なうことができる。
【００４０】
図３においては、支持梁３２，３３，３５，３６，３８，３９，４１，４２が溶断されている。従って、支持梁３１，３４，３７，４０の４本の十字方向に延出された支持梁で可動部３０は支持されている。ここで、全ての支持梁が溶断される前に比べ、溶断後では、可動部３０の質量ｍは小さくなり、振動周波数は高い方向に変化する。また、このとき、可動部３０を支持している支持梁の数が減少しているので、ばね定数ｋは小さくなり振動周波数は低い方向に変化する。この質量ｍとばね定数ｋと振動周波数ｆｒとの関係をテーブルに設定し、そのテーブルから溶断する支持梁の組み合わせを選択し所定の振動周波数に調整することができる。
【００４１】
なお、図３において、溶断された後の可動部３０の形状は、重心Ｇが支持梁溶断前と変わらないように選択して溶断されているので振動モードは変わらない。
溶断する支持梁の組み合わせは、幾通りも選択できるが、図４、図５においてその組み合わせを例示する。
【００４２】
図４、図５は、可動部３０を平面視して支持梁の溶断の組み合わせを模式的に示す平面図である。図４においては、支持梁３１，３３，３４，３６，３７，３９，４０，４２が溶断され、十字状に４本の支持梁３２，３５，３８，４１が半導体基板２０に接続されている。従って、前述した図３の例示に比べ、質量、ばね定数ともに変化しており、異なった振動周波数に設定することができる。このような支持梁の溶断の組み合わせにおいても、重心Ｇの位置は移動しないように溶断する支持梁を選択することが好ましい。
【００４３】
また、図５においては、支持梁３１，３２，３４，３５，３７，３８，４０，４１が溶断され、十字状に４本の支持梁３３，３６，３９，４２が半導体基板２０に接続されている。従って、前述した図３及び図４における例示に比べ、質量、ばね定数ともに変化しており、異なった振動周波数に調整することができる。
【００４４】
なお、支持梁は、前述した実施形態１（図３、図４、図５、参照）では、１２本で構成されているが、支持梁の数は１２本に限定されるのもではなく、振動周波数の調整範囲や１本毎の調整量に応じて任意に設定することができる。
また、このような場合、切欠き部の距離もＡ，Ｂ，Ｃの３段階の設定に限らず支持梁の数に対応して増減することができ、さらには、基部５０の周縁部からの距離Ａ，Ｂ，Ｃの差や、その順番も任意に設定することができる。
【００４５】
また、図３、図４、図５では、ともに溶断しない支持梁を十字状の４本を備えた例を示しているが、４本に限らず２本または３本でもよく、溶断することによって重心Ｇの位置が移動せず、安定した振動が得られるという条件を満たせば何本でもよく、その配置も任意に設定することができる。
【００４６】
従って、前述した実施形態１によれば、レゾネータ１０に形成される支持梁３１〜４２に、切欠き部３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ等を設けることによって、支持梁の一部の断面積を減縮して電気抵抗が大きい部位を設け、選択された支持梁に電流を印加することで、電気抵抗が大きい部位に抵抗熱が発生し支持梁が溶断するために、レゾネータ１０の可動部の質量ｍが小さくなり、また、支持梁のばね定数ｋを小さくすることができ、レゾネータ１０の振動周波数を調整することができる。電気抵抗が大きい部位は、半導体製造プロセスで形成することができるため、前述した従来技術のようなレーザービーム装置や集束イオンビーム等の高価な設備を必要としないため、低コストのレゾネータを提供することができる。
【００４７】
また、選択された支持梁に溶断のための電流を印加するだけで振動周波数調整が可能であるため、短時間で振動周波数調整を行なうことができる。
さらに、レゾネータ１０の振動周波数の調整は、支持梁溶断後の形状だけで規制されるので、正確で、且つ安定した振動周波数を長期間にわたって維持することができる。
【００４８】
また、電気抵抗が大きい部位（切欠き部）の重心Ｇからの距離が（図３，４，５では基部周縁からの距離を示す）が、複数の支持梁それぞれに異なって設けられ、支持梁の幾つかを選択して電流を印加し、前記電気抵抗が大きい部位を溶断することによって、レゾネータ１０の振動周波数を調整するので、振動周波数を大きく調整したいときと、小さく調整したときに、振動周波数の調整幅にあわせて溶断する支持梁を適宜選択して調整できるのため、短時間で調整することができる。
また、重心Ｇからの距離が異なる支持梁を適宜組み合わせ選択すれば、調整量の選択肢が増え、所望の振動周波数に調整しやすいという効果がある。
（実施形態２）
【００４９】
続いて、本発明に係る実施形態２のレゾネータの振動周波数調整方法について図面を参照して説明する。実施形態２は、複数の支持梁に形成される切欠き部の位置が、全て基部周縁部からの距離を同じに設定されていることに特徴を有し、他の構成及び振動周波数調整方法は、前述した実施形態１と同じであるため説明を省略し、同じ機能部には同じ符号を付与している。
図６は、実施形態２に係るレゾネータ１０の可動部３０の構成を示す平面図である。図６において、支持梁の電気抵抗を大きくする部位を形成する切欠き部３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ，３４Ａの基部５０の周縁部からの距離Ｄが同じに設定されている。
【００５０】
支持梁３１，３２，３３，３４以外の支持梁に形成される切欠き部も基部５０の周縁部からの距離Ｄは同じに設定されている。実施形態２においても、前述した実施形態１と同じように、レゾネータ１０の振動周波数の調整量に合わせて溶断する支持梁の本数、組み合わせを選択して振動周波数の調整を行う。また、この際、重心Ｇの位置が支持梁を溶断したことにより移動しないように選択される。
【００５１】
従って、前述した実施形態２のように、切欠き部（電気抵抗が大きい部位）３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ，３４Ａ等の重心Ｇからの距離が、複数の支持梁それぞれが等距離に設けられていると、支持梁１本毎の振動周波数変化量を予め設定されていることにより、支持梁を何本溶断すればよいか判定できるため、溶断すべき支持梁の選択を容易に行なうことができる。また、このように構成されていれば、ばね定数ｋも、溶断されない支持梁の本数によって設定できるので、振動周波数の調整のためのテーブルも簡単につくれるという効果がある。
（変形例１）
【００５２】
続いて、実施形態１及び実施形態２における支持梁の電気抵抗を大きくする部位の構成の変形例について説明する。変形例１は、支持梁の電気抵抗を大きくする部位の切欠き部形状に特徴を有し、他の構成は、前述した実施形態１及び実施形態２と同じであるため、支持梁の電気抵抗を大きくする部位のみを説明する。また、複数設けられる支持梁のうち、一つの支持梁３１を例示して説明する。
図７（ａ）は、変形例１に係る支持梁の電気抵抗を大きくする部位の構成を示す部分平面図である。図７（ａ）において、支持梁３１には、切欠き部３１Ａが、幅方向両側からそれぞれ同じ形状で形成されている。
【００５３】
切欠き部３１Ａは、先端部が円弧状をしており、支持梁３１の側面になだらかな円弧状で連続されている。切欠き部３１Ａによって形成された支持梁３１の断面積は、実施形態１（図２、参照）と略同じに設定されており、切欠き部以外の部位よりも断面積が小さいために、電流を印加したときに電気抵抗が大きくなり、所定の電流を印加すると発熱し溶断される。
【００５４】
このような構成にすれば、切欠き部３１Ａがなだらかな円弧状で連続した構成であるために、可動部３０が振動する際に、切欠き部３１Ａ部分に応力集中が発生しにくいために、切欠き部を設けることによる可動部３０の振動への影響を減ずることができる。また、長期間にわたって振動を継続しても、切欠き部の疲労限界強度を減ずることなく、安定した振動周波数を維持することができるという効果がある。
（変形例２）
【００５５】
次に、支持梁の電気抵抗を大きくする部位の変形例２について図７（ｂ）を参照して説明する。
図７（ｂ）は、変形例２に係る支持梁の電気抵抗を大きくする部位の構成を示す部分平面図である。図７（ｂ）において、支持梁３１の溶断すべき位置の幅方向中央に円形の貫通孔３１Ｃが開設されている。従って、支持梁３１には、幅方向両側に幅の狭い部分が形成され、他の部分よりも断面積が減縮されているので、電気抵抗が大きい部位となるので、電流を印加したときに電気抵抗が大きくなり、所定の電流を印加すると発熱し溶断することができる。なお、この貫通孔３１Ｃで形成される幅方向残肉部分の断面積は、前述した実施形態１と同じばね定数ｋを有する幅に設定される。
【００５６】
このようにすれば、貫通孔３１Ｃが円形であるために、前述した変形例１と同様な効果が得られる他、貫通孔３１Ｃの直径を一定にすれば、ばね定数ｋは、製造上における貫通孔３１Ｃの幅方向位置のばらつきの影響が受けにくくなるという効果もある。
また、変形例２では、貫通孔３１Ｃは円形としたが、四角形の貫通孔を設けることもできる。
【００５７】
図示しないが、貫通孔３１Ｃとして四角形を採用する場合には、対向する二つの角部が、支持梁の長手方向同じ位置（重心Ｇからの距離が同じ）になるように設定される。即ち、貫通孔が四角形の場合は、正方形や菱形状にすることが好ましい。
また、この貫通孔は、前述したような条件を満たせば四角形に限らず、多角形でも、楕円形状でもよい。
（変形例３）
【００５８】
続いて、変形例３について図面を参照して説明する。
図７（ｃ）は、変形例３の支持梁の構成を示す部分断面図である。変形例３は、前述した実施形態１（図２、参照）及び変形例１，２に対して、電気抵抗を大きくする部位の形状を支持梁の厚みを減縮することで実現したことを特徴としている。図７（ｃ）において、支持梁３１には、幅方向に貫通する溝３１Ｄが形成されている。溝３１Ｄによって形成される支持梁３１の残肉部の断面積は、実施形態１で説明した切欠き部の残肉部と同じ大きさに設定される。なお、図７（ｃ）では、説明を分かりやすくするために幅を広く表示しているが、溝幅は、溝深さと略同じ程度に設定することが好ましい。これは、溶断する際に、溶断位置がばらつかないようにすることを目的としている。
【００５９】
このようにすれば、溝３１Ｄ部分の断面積が周辺の断面積よりも小さくなるため、電気抵抗が大きくなり、所定の電流を印加すれば、この溝３１Ｄ部で支持梁３１を溶断することができる。また、この溝３１Ｄの幅、厚みを一定にすれば、可動部３０が振動する際に、捻り力が発生し難いために、安定した振動モードが得られると言う効果がある。
なお、図７（ｃ）では、溝３１Ｄは、厚み方向上面のみに設けられているが、溝は、支持梁の表裏両面に形成することもできる。
（変形例４）
【００６０】
続いて、変形例４について図面を参照して説明する。変形例４は、前述した実施形態及び変形例において支持梁に電気抵抗を大きくする部位を形成するという技術思想を基本として、形状的に断面積を減ずることなく、電気抵抗を大きくする部位を構成することを特徴とする。
図８は、変形例４の支持梁の構成を示す。図８（ａ）は、その部分平面図、図８（ｂ）は部分断面図である。図８（ａ），（ｂ）において、支持梁３１には、絶縁性物質がイオン注入された絶縁層３１Ｆが形成されている。絶縁物質としては酸素（Ｏ2）等を採用し、絶縁層として酸化シリコン（ＳｉＯ2）を形成することができる。絶縁層３１Ｆの幅、深さは、溶断するために必要な大きさに設定される。
また、絶縁物質のイオン注入範囲は、溶断すべき最良の位置を最も深くし、他の位置は浅くすることがより好ましく、このようにすれば、溶断位置を基部５０の周縁部に規制することができる。
【００６１】
なお、絶縁物質は、イオン注入する際に、イオン注入量を適宜調整することで、完全な絶縁層にせずに、周辺よりも電気抵抗が高い部位を形成することができる。このようにすれば、絶縁層３１Ｆは、支持梁３１の厚み全体にわたって形成してもよい。
【００６２】
従って、このような変形例４によれば、前述した実施形態１，２、変形例１〜３のように、切欠き、貫通孔、溝等を設ける構造に比べ、構造的強度が低い部位を設けることなく、電気抵抗が大きい部位を形成することができ、より一層安定した振動周波数を得ることができる。振動周波数調整においても、ばね定数ｋの算出において、単純梁の計算によって算出可能で、振動周波数調整のためのテーブル作成も単純化することができる。
また、支持梁に応力集中する部位がなくなるため、長期間にわたって正確な振動周波数を維持することができるという効果がある。
【００６３】
さらに、前述した本発明のレゾネータの振動周波数調整方法によれば、振動周波数の調整は、基本となる支持梁溶断前の振動周波数の測定、振動周波数の調整、再確認、再調整が連続した工程で行なうことができ、振動周波数調整を短時間で行なうことができるうえ、このことによって、低コストのレゾネータを提供することができる。
【００６４】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前述した実施形態では、レゾネータ１０は、機能回路素子が備えられる半導体基板２０上に形成されているが、機能回路素子を備えない半導体基板上に形成することができる。
【００６５】
また、実施形態１，２及び変形例１で示した切欠き部に加えて、変形例３で示した溝を切り欠き部の最も幅が狭い部位に設けることも、切欠き部と変形例４で説明した絶縁層とを組み合わせて構成することもできる。
【００６６】
従って、前述の実施形態１，２及び変形例１〜４によれば、レゾネータの振動周波数調整を、簡単な設備で短時間で精度よく、しかも低コストで実現できるレゾネータの振動周波数調整方法と、この調整方法で製造されるレゾネータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に係る実施形態１のレゾネータの概略構成を示す断面図。
【図２】本発明に係る実施形態１の可動部を模式的に示す平面図。
【図３】本発明に係る実施形態１に係るレゾネータの振動周波数調整方法の１例を示す説明図。
【図４】本発明に係る実施形態１の支持梁溶断の組み合わせを模式的に示す平面図。
【図５】本発明に係る実施形態１の支持梁溶断の組み合わせを模式的に示す平面図。
【図６】本発明に係る実施形態２の可動部を模式的に示す平面図。
【図７】本発明に係る支持梁の変形例を示し、図７（ａ）は変形例１の部分平面図、図７（ｂ）は変形例２の部分平面図、図７（ｃ）は変形例３を示す部分断面図。
【図８】本発明に係る変形例４を示し、図８（ａ）は部分平面図、図８（ｂ）は部分断面図。
【符号の説明】
【００６８】
１０…レゾネータ、２０…半導体基板、３０…可動部、３１〜４２…支持梁、３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ，３４Ａ…電気抵抗が大きい部位としての切欠き部、５０…基部。
【図１】
2006074543.tif 000003
【図２】
2006074543.tif 000004
【図３】
2006074543.tif 000005
【図４】
2006074543.tif 000006
【図５】
2006074543.tif 000007
【図６】
2006074543.tif 000008
【図７】
2006074543.tif 000009
【図８】
2006074543.tif 000010