(57)【要約】【課題】高い接合強度と高い電気伝導性とを両立させ得る電極構造を備えた電子部品、この電子部品を容易に製造可能な電子部品の製造方法、この電子部品を備えた信頼性の高い電子機器および移動体を提供する。【解決手段】電子部品である振動子１の電極層１９３は、圧電基板（基板）１９１の表面から下地層１９６、中間層１９７および上層１９８がこの順で積層されてなるものであり、中間層１９７は、下地層主成分と上層主成分とを含んでおり、中間層１９７の上面は、主として下地層主成分の酸化物又は窒化物を有する第１領域１９７１と、主として上層主成分を有する第２領域１９７２と、を含んでいる。また、中間層１９７の第２領域１９７２の結晶粒の平均粒径は、１５ｎｍ以上３５ｎｍ以下である。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の表面から下地層、中間層および上層が順に積層されている電極層と、
を有し、
前記中間層は、前記下地層の主成分と前記上層の主成分とを含み、
前記中間層の前記上層側の面は、前記下地層の主成分の酸化物又は窒化物を有す第１領域と、前記上層の主成分を有す第２領域と、を含んでいる電子部品において、
前記第２領域の平均粒径が１５ｎｍ以上３５ｎｍ以下であることを特徴とする電子部品。
【請求項２】
前記第２領域の平均粒径が１５ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の電子部品。
【請求項３】
前記中間層は、前記中間層の前記下地層側の面から前記上層側の面の間に前記下地層の主成分を有するとともに、
前記中間層の前記上層側の面には、部分的に前記下地層の主成分の酸化物又は窒化物を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品。
【請求項４】
前記中間層は、前記下地層の主成分が前記上層の主成分の粒界に有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電子部品。
【請求項５】
前記中間層は、厚さ方向に沿って前記上層側から前記下地層側に向かって酸素含有率が低下する酸素分布又は窒素含有率が低下する窒素分布を有していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電子部品。
【請求項６】
前記基板は圧電基板であり、前記中間層および前記上層は金又は金を主成分とする金属であり、前記電極層により前記圧電基板が励振される振動片であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電子部品。
【請求項７】
前記振動片を発振させる発振回路を備えていることを特徴とする請求項６に記載の電子部品。
【請求項８】
基板を準備する工程と、
前記基板の表面に下地層を形成する工程と、
前記下地層の表面に、成膜時の前記基板の温度を−１０℃以上１５０℃以下の範囲で、前記成膜時に前記基板が配置される領域の気体圧力を０．３Ｐａ以上０．６Ｐａ以下の範囲で、スパッタリングにより中間層を形成する工程と、
前記下地層の主成分を前記中間層へ拡散させる工程と、
前記下地層の主成分を酸化又は窒化させる工程と、
前記中間層の表面に上層を形成する工程と、
を含むことを特徴とする電子部品の製造方法。
【請求項９】
前記基板は圧電基板であり、前記中間層および前記上層は金又は金を主成分とする金属であることを特徴とする請求項８に記載の電子部品の製造方法。
【請求項１０】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の電子部品を備えていることを特徴とする電子機器。
【請求項１１】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の電子部品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、電子部品、電子部品の製造方法、この電子部品を備えている電子機器および移動体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水晶等の圧電材料を用いた圧電デバイスは、圧電振動子、共振器、フィルターといった電子部品として多くの分野で用いられている。
このうち、圧電振動子は、時刻源や制御信号等のタイミング源、リファレンス信号源等として、電子機器類に多用されている。圧電振動子は、圧電振動片と、圧電振動片の振動領域の両主面に設けられた励振電極と、を備えている。この励振電極にはバンプ等が接合され、このバンプ等を介して励振電極に電圧が印加されることにより、圧電振動片が励振する。
【０００３】
特許文献１には、水晶からなる圧電基板の表面にクロムやニッケルからなる下地電極を設け、その上に銀やチタンからなるバリア層を設け、さらにその上に金からなる主電極を設けた３層構造の電極を備えた振動子が開示されている。このようなバリア層を設けたことにより、下地電極の材料が主電極表面に析出するのを抑制し、主電極とバンプとの間を安定して接合することを試みている。
また、特許文献２では、圧電片の表面に下地層を形成し、その表面にスパッタリング法による第１成膜方法で第１金層を成膜し、その第１金層の表面に第１成膜方法とは異なる真空蒸着法による第２成膜方法で第２金層を成膜する励振電極を備えた振動子が開示されている。このような２種類の成膜方法で金層を成膜することにより、下地層の拡散を第１金層で防ぎ、第２金層まで及ばない良好な励振電極を得ている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１０１２４４号公報
【特許文献２】特開２００９−２１９０８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１におけるバリア層に用いられる銀やチタンといった金属元素も、加熱処理などによって主電極の表面に析出する虞がある。また、特許文献２についても第１金層と第２金層との間には金以外の化合物が存在しないため、下地層に用いた金属元素が加熱処理などによって第１金層を介し第２金層の表面に析出する虞がある。従って、バリア層や下地層の金属元素が金属層の表面に析出するとともに、表面に析出したバリア層や下地層の金属元素の酸化反応が生じるため、それによって主電極とバンプとの間の安定的な接合が阻害されるという虞がある。
【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、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］本適用例に係る電子部品は、基板と、前記基板の表面から下地層、中間層および上層が順に積層されている電極層と、を有し、前記中間層は、前記下地層の主成分と前記上層の主成分とを含み、前記中間層の前記上層側の面は、前記下地層の主成分の酸化物又は窒化物を有する第１領域と、前記上層の主成分を有する第２領域と、を含んでいる電子部品において、前記第２領域の平均粒径が１５ｎｍ以上３５ｎｍ以下であることを特徴とする。
【０００８】
本適用例によれば、中間層を構成する第２領域の粒子状組織の平均粒径が１５ｎｍ以上３５ｎｍ以下とすることにより、平均粒径が３５ｎｍより大きい粒子状組織で構成された中間層に比べ、粒子状組織間の結晶粒界距離を長くすることができるため、下地層の主成分が第２領域の粒子状組織間の粒界を拡散経路として伝わり拡散することが抑制され、中間層や上層の表面に析出することを低減することができる。そのため、下地層の主成分が上層の表面へ析出する量も低減され、上層とバンプ等の接合相手との接合強度の低下が抑制されるとともに、第２領域によって中間層と上層との間の接触抵抗の減少および層間密着強度の向上を図ることができる。また、下地層の主成分が上層へ析出する量が低減するため、上層の表面へ析出した下地層の主成分の酸化又は窒化による電極層の質量変化を低減することができるため、電極層質量の経時変化を低減することができる。よって、高い接合強度と高い電気伝導性とを両立させ、かつ、経時的な共振周波数の変化（周波数ドリフト）を低減し得る構造の電極層を備えた電子部品が得られるという効果がある。
【０００９】
［適用例２］上記適用例に記載の電子部品において、前記第２領域の平均粒径が１５ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００１０】
本適用例によれば、第２領域の平均粒径を２０ｎｍ以下とすることで、第２領域の結晶粒界距離をより長くすることができるため、下地層の主成分が第２領域の結晶粒界を伝わり拡散することがより抑制され、中間層の表面に析出することをより低減することができる。そのため、下地層の主成分が上層の表面へ析出する量もより低減され、上層と接合相手との接合強度の低下をより抑制し、より良好な経時変化特性を有することができるという効果がある。
【００１１】
［適用例３］上記適用例に記載の電子部品において、前記中間層は、前記中間層の前記下地層側の面から前記上層側の面の間に前記下地層の主成分を有するとともに、前記中間層の前記上層側の面には、部分的に前記下地層の主成分の酸化物又は窒化物を有することを特徴とする。
【００１２】
本適用例によれば、第１領域を形成し易いという利点がある。すなわち、中間層における下地層の主成分の拡散によって拡散経路を形成した後、中間層の上面に露出している領域（下地層の主成分の拡散経路の最表面）を部分的に酸化又は窒化させることにより、第１領域とそれ以外の第２領域とを容易かつ確実に形成することができる。
【００１３】
［適用例４］上記適用例に記載の電子部品において、前記中間層は、前記下地層の主成分が前記上層の主成分の粒界に有することを特徴とする。
【００１４】
本適用例によれば、中間層は、上層の主成分の金属結晶の存在によってそれ自体の機械的特性が向上し、電極構造の層間の密着性を特に高めることができる。また、上層の主成分の金属結晶の存在は、中間層の電気伝導性の向上につながる。このため、厚さ方向の内部抵抗を特に抑制し、電極構造の電気伝導性を特に高めることができるという効果がある。
【００１５】
［適用例５］上記適用例に記載の電子部品において、前記中間層は、厚さ方向に沿って前記上層側から前記下地層側に向かって酸素含有率が低下する酸素分布又は窒素含有率が低下する窒素分布を有していることを特徴とする。
【００１６】
本適用例によれば、第１領域を構成する下地層の主成分の酸化物又は窒化物は、中間層から剥離することなく強固に密着するものとなるため、第１領域は、下地層の主成分の拡散を抑制するという機能をより十分に発揮し得るものとなる。
【００１７】
［適用例６］上記適用例に記載の電子部品において、前記基板は圧電基板であり、前記中間層および前記上層は金又は金を主成分とする金属であり、前記電極層により前記圧電基板が励振される振動片であることを特徴とする。
【００１８】
本適用例によれば、高い接合強度と高い電気伝導性とを両立させ得る電極構造を備えた信頼性の高い振動子が得られる。
【００１９】
［適用例７］上記適用例に記載の電子部品において、前記振動片を発振させる発振回路を備えていることを特徴とする。
【００２０】
本適用例によれば、高い接合強度と高い電気伝導性とを両立させ得る電極構造を備えた信頼性の高い発振器が得られる。
【００２１】
［適用例８］本適用例に係る電子部品の製造方法は、基板を準備する工程と、前記基板の表面に下地層を形成する工程と、前記下地層の表面に、成膜時の前記基板の温度を−１０℃以上１５０℃以下の範囲で、前記成膜時に前記基板が配置される領域の気体圧力を０．３Ｐａ以上０．６Ｐａ以下の範囲で、スパッタリングにより中間層を形成する工程と、前記下地層の主成分を前記中間層へ拡散させる工程と、前記下地層の主成分を酸化又は窒化させる工程と、前記中間層の表面に上層を形成する工程と、を含むことを特徴とする。
【００２２】
本適用例によれば、高い接合強度と高い電気伝導性とを両立させ得る電極構造を備えた電子部品を容易に製造することができる。
【００２３】
［適用例９］上記適用例に記載の電子部品の製造方法において、前記基板は圧電基板であり、前記中間層および前記上層は金又は金を主成分とする金属であることを特徴とする。
【００２４】
本適用例によれば、高い接合強度と高い電気伝導性とを両立させ得る電極構造を備えた圧電振動片を容易に製造することができる。
【００２５】
［適用例１０］本適用例に係る電子機器は、上記適用例に記載の電子部品を備えていることを特徴とする。
【００２６】
本適用例によれば、本発明の電子部品を備えていることにより、信頼性の高い電子機器が得られる。
【００２７】
［適用例１１］本適用例に係る移動体は、上記適用例に記載の電子部品を備えていることを特徴とする。
【００２８】
本適用例によれば、本発明の電子部品を備えていることにより、信頼性の高い移動体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の電子部品の実施形態を適用した振動子を示す平面図。
【図２】図１中のＡ−Ａ線の断面図。
【図３】図１に示す振動子が有する振動片の平面図。
【図４】図２の一部を拡大して示す部分拡大図。
【図５】図４に示す中間層の上面を模式的に示す平面図。
【図６】製造した電極層についてのＸ線光電子分光分析法（ＸＰＳ）による定性定量分析の分析結果。
【図７】本発明の電子部品の実施形態を適用した発振器を示す断面図。
【図８】本発明の電子部品の実施形態を適用した半導体素子を示す部分断面図。
【図９】本発明の電子部品の実施形態を適用した電極層の形成方法を示すフローチャート。
【図１０】図４に示す電極層の形成方法を説明するための断面図。
【図１１】マグネトロンスパッタリングで得られる金属膜薄膜の微細構造のソーントンモデル。
【図１２】本発明の電子部品を備える電子機器を適用したモバイル型（又はノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図。
【図１３】本発明の電子部品を備える電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図。
【図１４】本発明の電子部品を備える電子機器を適用したディジタルカメラの構成を示す斜視図。
【図１５】本発明の電子部品を備える移動体の一例としての自動車を概略的に示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に示す各図においては、各構成要素を図面上で認識され得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法や比率を実際の構成要素とは適宜に異ならせて記載する場合がある。
【００３１】
［電子部品］
＜振動子＞
先ず、本発明の電子部品の実施形態を適用した振動子１について説明する。
図１は、本発明の電子部品の実施形態を適用した振動子を示す平面図である。図２は、図１中のＡ−Ａ線の断面図である。図３は、図１に示す振動子が有する振動片の平面図である。なお、説明の便宜上、図１ではリッド１３０の図示を一部省略している。また、以下の説明では、図２中の上側を「上」、下側を「下」として説明する。
図１および図２に示すように、振動子１は、パッケージ１１０と、パッケージ１１０内に収容された振動片１９０と、を有している。
【００３２】
（振動片）
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、振動片１９０は、平面視形状が長方形（矩形）の板状をなす圧電基板１９１と、圧電基板１９１の表面に形成された導電性を有する一対の電極層１９３，１９５と、を有している。振動片１９０は、電極層１９３，１９５に所定の交流電圧を印加することで励振する。なお、図３（ａ）は、振動片１９０の上面を上方から見た平面図であり、図３（ｂ）は、振動片１９０の下面を上方から見た透過図（平面図）である。
【００３３】
圧電基板１９１は、主として厚み滑り振動をする水晶素板である。
本実施形態では、圧電基板１９１としてＡＴカットと呼ばれるカット角で切り出された水晶素板を用いている。なお、ＡＴカットとは、水晶の結晶軸であるＸ軸とＺ軸とを含む平面（Ｙ面）をＸ軸回りにＺ軸から反時計方向に約３５度１５分程度回転させて得られる主面（Ｘ軸とＺ’軸とを含む主面）を有するように切り出されていることをいう。
また、圧電基板１９１は、その長手方向が水晶の結晶軸であるＸ軸と一致している。
【００３４】
電極層１９３は、圧電基板１９１の上面に形成された励振電極１９３ａと、圧電基板１９１の下面に形成されたボンディングパッド１９３ｂと、励振電極１９３ａとボンディングパッド１９３ｂとを電気的に接続する配線１９３ｃと、を有している。
一方、電極層１９５は、圧電基板１９１の下面に形成された励振電極１９５ａと、圧電基板１９１の下面に形成されたボンディングパッド１９５ｂと、励振電極１９５ａおよびボンディングパッド１９５ｂを電気的に接続する配線１９５ｃと、を有している。
【００３５】
励振電極１９３ａおよび励振電極１９５ａは、圧電基板１９１を介して互いに対向して設けられ、互いにほぼ同じ形状をなしている。すなわち、圧電基板１９１を平面視したとき（圧電基板１９１の厚さ方向からみたとき）、励振電極１９３ａおよび励振電極１９５ａは、互いに重なるように位置し、かつ、互いの輪郭がほぼ一致するように形成されている。
また、ボンディングパッド１９３ｂ，１９５ｂは、圧電基板１９１の下面の図３中右側の端部に互いに離間して形成されている。
【００３６】
このような電極層１９３，１９５は、それぞれ下地層と中間層と上層とで構成された３層構造を有している。なお、この電極層１９３，１９５については、後に詳述する。また、上記説明では、ＡＴカットの水晶素板を例に説明しているが、このカット角は特に限定されるものではなく、ＺカットやＢＴカット等であってもよい。また、圧電基板１９１の形状は、特に限定されず、二脚音叉、Ｈ型音叉、三脚音叉、くし歯型、直交型、角柱型等の形状であってもよい。なお、振動片１９０としては、ＡＴカット、Ｚカット、ＢＴカット以外にも、基板材料として水晶を用いた水晶振動片、例えば、ＳＣカットの水晶振動片でもよいし、ＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）共振子片や、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）振動片や、その他の基板材料を用いた振動片であってもよい。また、振動片１９０や、ＳＡＷ共振子片や、ＭＥＭＳ振動片の基板材料としては、水晶の他、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電単結晶や、ジルコン酸チタン酸鉛等の圧電セラミックス等の圧電材料、又はシリコン半導体材料等を用いてもよい。振動片１９０や、ＳＡＷ共振子片や、ＭＥＭＳ振動片の励振手段としては、圧電効果によるものを用いてもよいし、クーロン力による静電駆動を用いてもよい。
【００３７】
（パッケージ）
図１および図２に示すように、パッケージ１１０は、上面に開放する凹部１２１を有するベース１２０と、凹部１２１の開口を塞ぐリッド１３０（蓋体）とを有している。このようなパッケージ１１０では、リッド１３０により塞がれた凹部１２１の内側が前述した振動片１９０を収納する収納空間Ｓとして用いられる。
【００３８】
ベース１２０は、板状の基部１２３と、基部１２３の上面に設けられた枠状の側壁１２４と、を有し、これによりベース１２０の上面の中央部に開放する凹部１２１が形成されている。
ベース１２０の構成材料としては、絶縁性を有していれば特に限定されず、例えば、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア等の酸化物系セラミックス、窒化珪素、窒化アルミ、窒化チタン等の窒化物系セラミックス、炭化珪素等の炭化物系セラミックス等の各種セラミックスや、ガラスや、樹脂等を用いることができる。
【００３９】
基部１２３の上面には、一対の接続電極１４１，１５１が形成されている。一方、基部１２３の下面には、一対の外部実装電極１４２，１５２が形成されている。そして、基部１２３には、その厚さ方向に貫通する貫通電極１４３，１５３が形成されており、貫通電極１４３を介して接続電極１４１と外部実装電極１４２とが電気的に接続され、貫通電極１５３を介して接続電極１５１と外部実装電極１５２とが電気的に接続されている。
【００４０】
接続電極１４１，１５１、外部実装電極１４２，１５２および貫通電極１４３，１５３の構成材料としては、特に限定されず、例えば、金（Ａｕ）、金合金、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金、銀（Ａｇ）、銀合金、クロム（Ｃｒ）、クロム合金、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｗ）、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、およびそれらを組み合わせた合金等の金属材料を用いることができる。
【００４１】
また、側壁１２４の上面には、枠状のメタライズ層１７０が設けられている。このメタライズ層１７０は、後述するろう材１８０との密着性を高めるものである。これにより、ろう材１８０によるベース１２０とリッド１３０との接合強度を高めることができる。
メタライズ層１７０の構成材料としては、ろう材１８０との密着性を高めることができるものであれば、特に限定されないが、例えば、前述した接続電極１４１，１５１等の構成材料で挙げたような金属材料を用いることができる。
【００４２】
リッド１３０は、金属平板やガラスやセラミックスを加工したものであって、主に平板状をなしている。
また、リッド１３０の構成材料（金属材料）としては、特に限定されないが、ベース１２０の構成材料と線膨張係数が近似する金属材料を用いることが好ましい。従って、例えば、ベース１２０をセラミックス基板とした場合には、リッド１３０の構成材料としてはコバール等のＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金、４２アロイ等のＦｅ−Ｎｉ系合金等の合金を用いることが好ましい。
リッド１３０をベース１２０に対して接合する方法としては、特に限定されないが、例えば、リッド１３０をベース１２０上に載置した状態で、リッド１３０の縁部にレーザーを照射し、メタライズ層１７０およびろう材１８０を加熱、溶融させ、これにより、リッド１３０をベース１２０に接合する方法が挙げられる。
【００４３】
このようなリッド１３０の下面には、ろう材１８０が設けられている。本実施形態では、ろう材１８０は、リッド１３０の下面の全域に亘って設けられている。なお、ろう材１８０は、リッド１３０の下面の外周部のみに設けられていてもよい。
そして、リッド１３０は、ろう材１８０とメタライズ層１７０との溶着によりベース１２０に接合されている。
ろう材１８０としては、特に限定されず、例えば、金ろう、銀ろう、はんだ等を用いることができるが、銀ろうを用いるのが好ましい。また、ろう材１８０の融点としては、特に限定されないが、例えば、８００℃以上１０００℃以下程度であるのが好ましい。
【００４４】
このようなパッケージ１１０の収納空間Ｓには、前述した振動片１９０が収納されている。収納空間Ｓに収納された振動片１９０は、一対の導電性接着剤１６１，１６２を介してベース１２０に片持ち支持されている。
導電性接着剤１６１は、接続電極１４１とボンディングパッド１９３ｂとに接触して設けられており、これにより、接続電極１４１とボンディングパッド１９３ｂとを電気的に接続している。同様に、導電性接着剤１６２は、接続電極１５１とボンディングパッド１９５ｂとに接触して設けられており、これにより、接続電極１５１とボンディングパッド１９５ｂとを電気的に接続している。
なお、導電性接着剤１６１，１６２は、それぞれ導電性金属材料で代替することもできる。導電性金属材料としては、特に限定されないが、例えば、前述した接続電極１４１，１５１等の構成材料で挙げたような金属材料やはんだが挙げられる。
【００４５】
（電極層）
図４は、図２の一部を拡大して示す部分拡大図である。なお、図４では、図２とは上下を反転させている。
図４（ａ）に示す振動片１９０の電極層１９３は、それぞれ、圧電基板１９１の表面に形成された下地層１９６と、下地層１９６の表面に形成された中間層１９７と、中間層１９７の表面に形成された上層１９８と、で構成された３層構造を有している。
このうち、中間層１９７は、下地層１９６の主成分である下地層主成分と、上層１９８の主成分である上層主成分と、を含んでいる。また、中間層１９７の上層１９８に隣接する面は、主として下地層１９６の酸化物又は窒化物で占められている第１領域１９７１と、主として上層主成分で占められている第２領域１９７２と、を含んでいる。
【００４６】
下地層１９６と中間層１９７との間は、従来の下地層と上層との間の密着性と同等の密着性を有し、中間層１９７と上層１９８との間は、中間層１９７の第２領域１９７２と上層主成分とが同一成分であることから、従来の下地層と上層との間の密着性よりも高い密着性を有する。
また、このような中間層１９７によれば、導電性接着剤１６１，１６２に代えて導電性金属材料を用いた場合、電極層１９３，１９５と導電性金属材料との融着による接合強度をより高めることができる。これは、中間層１９７の上面に、主として下地層主成分の酸化物で占められている第１領域１９７１を設けたことによるものである。具体的には、下地層主成分と上層主成分とが隣接している場合、従来の電極構造では、下地層主成分が上層側に拡散し、電極層と導電性金属材料との融着を阻害するという問題があった。これに対し、中間層１９７を設けた後に、中間層１９７の表面を酸化又は窒化することで、中間層１９７の上面に下地層主成分の酸化物又は窒化物で占められている第１領域１９７１を設けることにより、下地層主成分が第１領域１９７１によって遮られ、それ以上は上層１９８側に拡散し難くなる。このため、上層１９８では上層主成分の含有率が高く維持されることとなり、電極層１９３，１９５と導電性金属材料との融着において下地層主成分の悪影響を受けることなく接合強度を高めることができる。
【００４７】
さらには、このような中間層１９７によれば、電極層１９３，１９５の厚さ方向における電気伝導性をより高めることができる。これは、中間層１９７の上面に、第１領域１９７１と第２領域１９７２とを併設したことによるものである。具体的には、第２領域１９７２は、上層１９８の主成分である上層主成分で占められた領域であることから、この第２領域１９７２と上層１９８との接触抵抗の低下を図ることができる。このため、上層１９８から中間層１９７を経て下地層１９６に至る経路における内部抵抗を最小限に抑え、電極層１９３，１９５の厚さ方向の電気伝導性を高めることができる。なお、電極層１９３，１９５の厚さ方向の電気伝導性を高めることにより、振動片１９０の電気的な等価回路における等価直列抵抗（ＣＩ）値の低下を図ることができる。これにより、振動片１９０が振動し易くなり、振動子１の振動安定性をより高めることができる。
【００４８】
下地層１９６の構成材料である下地層主成分としては、圧電基板１９１に対して密着性を有する材料が挙げられ、具体的には、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）等が挙げられる。従って、下地層１９６の構成材料には、これらの金属元素の１種又は２種以上の混合物（合金を含む。）が用いられる。また、下地層１９６の構成材料には、クロム又はニッケルの単体又はこれらのいずれかを含む混合物（合金を含む。）が好ましく用いられる。なお、下地層１９６の構成材料には、下地層主成分の他に上記とは別の金属元素および非金属元素（例えば、Ｓｉ、Ｃ、Ｂ等）を含んでいてもよいが、その場合、下地層１９６における下地層主成分の含有率は５０質量％以上であるのが好ましい。
下地層１９６の平均厚さは、特に限定されないが、３ｎｍ以上３００ｎｍ以下程度であるのが好ましく、３ｎｍ以上２５０ｎｍ以下程度であるのがより好ましい。下地層１９６の平均厚さを３ｎｍ以上３００ｎｍ以下の範囲内に設定することにより、圧電基板１９１に対して十分な密着性が確保される。
【００４９】
一方、上層１９８の構成材料である上層主成分としては、電気伝導性が特に高い材料が挙げられ、具体的には、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ））、銀（Ａｇ）のような貴金属元素が挙げられる。従って、上層１９８の構成材料には、これらの貴金属元素の１種又は２種以上を含む混合物（合金を含む）が用いられる。なお、上層１９８の構成材料には、上層主成分の他に上記とは別の金属元素および非金属元素（例えば、Ｓｉ、Ｃ、Ｂ等）を含んでいてもよいが、その場合、上層１９８における上層主成分の含有率は５０質量％以上であるのが好ましい。
【００５０】
上層１９８の平均厚さは、特に限定されないが、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下程度であるのが好ましく、２０ｎｍ以上８００ｎｍ以下程度であるのがより好ましい。上層１９８の平均厚さを１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲内に設定することにより、電極層１９３，１９５と導電性接着剤１６１，１６２との接触抵抗を抑え、両者間の電気伝導性を高めることができる。また、導電性接着剤１６１，１６２に代えて導電性金属材料を用いた場合、電極層１９３，１９５と導電性金属材料との接合強度をより高めることができる。
中間層１９７は、前述したように、下地層１９６の主成分である下地層主成分と、上層１９８の主成分である上層主成分と、を含んでいる。具体的には、中間層１９７には、上層主成分と下地層主成分とが固溶することなく、それぞれがある程度凝集しつつ相互に拡散しているのが好ましい。
【００５１】
図４（ｂ）は、図４（ａ）をさらに拡大して示す部分拡大図である。
図４（ｂ）に示す中間層１９７は、主として上層主成分の結晶で構成された粒子状組織である第２領域１９７２と、第２領域１９７２同士の隙間を埋めるように分布し、主として下地層主成分で構成された粒界組織である第３領域１９７４と、を有している。つまり、中間層１９７は、上層１９８の主成分で構成された第２領域１９７２と第２領域１９７２との粒界に下地層１９６の主成分が拡散した状態である。
第３領域１９７４のうち、中間層１９７の上面に露出している領域であって、下地層主成分の酸化物で構成されている領域が、前述した第１領域１９７１となる。
【００５２】
中間層１９７が上述したような第２領域１９７２と第３領域１９７４とを有していることにより、中間層１９７が奏する前述した効果がより顕著なものとなる。すなわち、上層主成分の金属結晶で構成された第２領域１９７２が含まれているため、中間層１９７自体の機械的特性が向上し、電極層１９３，１９５の層間の密着性を特に高めることができる。
また、中間層１９７を設けることにより上層１９８内への下地層主成分の拡散が抑制され、上層における上層主成分の金属結晶成分の占有率低下を抑えられるため、従来構造のような上層への電気伝導性の低い下地層主成分の拡散による電気伝導性の低下が抑制される。従って、電極層１９３，１９５の電気伝導性を特に高めることができる。
【００５３】
なお、上層主成分と下地層主成分との混在形態は、上記のものに限定されず、いかなる形態であってもよい。
【００５４】
中間層１９７における粒子状組織である第２領域１９７２の粒径Ｄの平均粒径は、１５ｎｍ以上３５ｎｍ以下であるのが好ましく、１５ｎｍ以上２０ｎｍ以下であるのがより好ましい。この平均粒径は、例えば、中間層１９７の断面を走査型電子顕微鏡または透過型電子顕微鏡により観察し、画像上で第２領域１９７２の円相当径を求め、１００個の測定値の平均値として求めることができる。
【００５５】
ここで、厚み滑り振動をする水晶素板の場合には、その共振周波数が水晶素板の板厚に反比例するため、水晶素板の板厚を薄くすると高い共振周波数を得ることができる。そのため、水晶素板の上下面に励振電極１９３ａ，１９５ａとして形成された３層構造の電極層１９３の上層１９８の表面に下地層主成分が析出すると、下地層主成分が酸化又は窒化されることで、酸素原子又は窒素原子が励振電極１９３ａ，１９５ａの表面近傍に付着したものとみなされる。そのため、励振電極１９３ａ，１９５ａの質量が増したこととなり水晶素板の板厚が増したものと同等となり、共振周波数が低下し、振動子の共振周波数が変化してしまい問題となる。
【００５６】
そこで、第２領域１９７２の粒子状組織の平均粒径を３５ｎｍ以下とすることで、粒子状組織の結晶粒界距離を長くすることができるため、下地層主成分が第２領域１９７２の粒子状組織間の結晶粒界を拡散経路として伝わり拡散することを抑制し、上層１９８の表面に析出することを低減することができる。そのため、下地層主成分の酸化又は窒化に伴う共振周波数の低下による経時的な共振周波数の変化（周波数ドリフト）を共振周波数３２ＭＨｚ以下の振動子において、２０ｐｐｍ以内に収めることができる。
【００５７】
しかし、共振周波数３２ＭＨｚより高い振動子においては、共振周波数３２ＭＨｚ以下の振動子に比べ、水晶素板の板厚が薄くなり、同量の酸素原子又は窒素原子が付着した場合、水晶素板の板厚に対する質量比が大きくなるため、経時的な共振周波数の変化（周波数ドリフト）を２０ｐｐｍ以内に収めることができない。そのため、第２領域１９７２の粒子状組織の平均粒径を２０ｎｍ以下とすることで、粒子状組織の結晶粒界距離をさらに長くすることにより、下地層主成分が上層１９８の表面に析出することを低減することで、共振周波数３２ＭＨｚ以上５２ＭＨｚ以下の振動子において、経時的な共振周波数の変化（周波数ドリフト）を２０ｐｐｍ以内に収めることができる。
【００５８】
なお、第２領域１９７２の粒子状組織の平均粒径を１５ｎｍ以上としているのは、１５ｎｍ未満にすると、薄膜成長上、製造が非常に難しく、たとえ成膜できたとしても電極膜の比抵抗が大きくなり、振動子としてのＣＩ値が大きくなってしまうのを低減するためである。
【００５９】
また、第３領域１９７４は、図４（ｂ）に示すように、中間層１９７を厚さ方向に貫通するよう分布している。この第３領域１９７４のうち、中間層１９７の上面に露出している領域（第１領域１９７１）は、部分的に下地層主成分の酸化物又は窒化物等で構成されている。第３領域１９７４が中間層１９７を厚さ方向に貫通していることにより、第１領域１９７１および第２領域１９７２を形成し易いという利点がある。すなわち、第３領域１９７４は、下地層主成分が下地層１９６から上層１９８へと拡散する際の拡散経路となり得るが、このような下地層主成分の拡散によって拡散経路を形成した後、中間層１９７の上面に露出している領域を部分的に酸化又は窒化させることにより、拡散経路を通じて下地層主成分がそれ以上拡散するのを抑制することができる。従って、この方法により、上面近傍には下地層主成分の酸化物又は窒化物、すなわち第１領域１９７１が容易かつ確実に形成され、この酸化物又は窒化物が下地層主成分の拡散を抑制し得る拡散抑止機能を担う一方、それより下方では下地層主成分が酸化又は窒化することなく存在し得るため、この非酸化物又は非窒化物が中間層１９７と下地層１９６との密着性を確保する機能を担う。また、第２領域１９７２は、下地層主成分の拡散経路にはなり難いため、中間層１９７の上面に第２領域１９７２が露出している領域が第２領域１９７２となる。よって、第３領域１９７４が中間層１９７の厚さ方向に貫通していることで、第１領域１９７１と第２領域１９７２とを容易かつ確実に形成可能になるという利点がある。
なお、第３領域１９７４は、中間層１９７の厚さ方向を貫通しておらず、例えば中間層１９７の下面には露出していなくてもよい。この場合であっても、上述したような効果が得られる。
【００６０】
また、第３領域１９７４の酸素（窒素）含有率は、中間層１９７の厚さ方向において上層１９８側から下地層１９６側に向かって徐々に低下するよう分布しているのが好ましい。すなわち、第３領域１９７４では、特に第１領域１９７１の酸素（窒素）含有率が相対的に高くなっており、そこから下地層１９６側に向かうにつれて酸素（窒素）含有率が徐々に低下しているのが好ましい。これにより、第１領域１９７１を構成する下地層主成分の酸化物（窒化物）は、第３領域１９７４中において剥離することなく強固に密着するものとなるため、第１領域１９７１は、下地層主成分の拡散を抑制するという機能をより十分に発揮し得るものとなる。すなわち、第３領域１９７４の酸素（窒素）含有率がこのように分布していることで、電極層１９３の層間の密着性の低下を抑制し、下地層主成分の拡散をより抑制することができる。
【００６１】
なお、第３領域１９７４の酸素（窒素）含有率の分布は、電極層１９３の断面について定性定量分析の線分析又は面分析、あるいは、電極層１９３を厚さ方向に少しずつ除去しながら定性定量分析を行うことで特定することができる。定性定量分析としては、例えばＸ線光電子分光分析法、２次イオン質量分析法、電子線マイクロ分析法、オージェ電子分光分析法、蛍光Ｘ線分析法等が用いられる。
また、第２領域１９７２における上層主成分の含有率は、８０質量％以上であるのが好ましく、９０質量％以上であるのがより好ましい。
一方、第３領域１９７４における下地層主成分の含有率も、８０質量％以上であるのが好ましく、９０質量％以上であるのがより好ましい。
【００６２】
図５は、図４に示す中間層１９７の上面を模式的に示す平面図である。
中間層１９７の上面には、図５に示すように、第１領域１９７１と第２領域１９７２とが露出している。前述したように、これら２つの領域が併存していることで、電極層１９３，１９５の層間の密着性と、電極層１９３，１９５の厚さ方向の電気伝導性と、を両立させることができる。
【００６３】
ここで、中間層１９７の上面における第１領域１９７１と第２領域１９７２との面積比は、特に限定されないが、１：９以上９：１以下であるのが好ましく、２：８以上８：２以下であるのがより好ましく、３：７以上７：３以下であるのがさらに好ましい。このような比率であれば、電極層１９３，１９５の層間の密着性と、電極層１９３，１９５の厚さ方向の電気伝導性と、をより高度に両立させることができる。すなわち、第１領域１９７１と第２領域１９７２との面積比が前記下限値（１：９）を下回る場合、中間層１９７の上面では上層主成分が支配的になるため、電気伝導性の向上が図られる一方、下地層主成分の拡散を十分に抑制することができず、経時的に上層１９８へ向かって下地層主成分が拡散してしまい、経時的に電気伝導性が低下したり電極層１９３，１９５と導電性接着剤１６１，１６２との密着性が低下したりするおそれがある。一方、第１領域１９７１と第２領域１９７２との面積比が前記上限値（９：１）を上回る場合、中間層１９７の上面では下地層主成分が支配的になるため、電気伝導性が低下するおそれがある。
【００６４】
なお、中間層１９７の上面における第１領域１９７１と第２領域１９７２との面積比は、定性定量分析の線分析又は面分析を行うことで特定することができる。定性定量分析としては、例えば前述した酸素（窒素）含有率の分布の特定方法と同様の方法が用いられる。また、電極層１９３，１９５の縦断面に対して定性定量分析を行い、中間層１９７の上面近傍についての分析結果（原子比）から、第１領域１９７１と第２領域１９７２との面積比を間接的に求めるようにしてもよい。
【００６５】
中間層１９７の平均厚さは、上層１９８の平均厚さの５％以上２００％以下であるのが好ましく、１０％以上１５０％以下であるのがより好ましく、２０％以上１２０％以下であるのがさらに好ましい。中間層１９７の平均厚さを５％以上２００％以下の範囲内に設定することで、中間層１９７の機能がいかんなく発揮されることとなる。
また、中間層１９７の平均厚さは、好ましくは５ｎｍ以上３００ｎｍ以下程度とされ、より好ましくは１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下程度とされる。
なお、中間層１９７の平均厚さも、やはり定性定量分析の線分析又は面分析を行うことで特定することができ、定性定量分析としては、例えば前述した酸素（窒素）含有率の分布の特定方法と同様の方法が用いられる。
【００６６】
次に、本実施形態に係る電極層の厚さ方向における酸素（窒素）含有率の分布について、述べる。
図６は、電極層と圧電基板との厚さ方向における定性定量分析結果を示す図である。本実施形態に係る電極層１９３，１９５は、図６に示すように、圧電基板１９１上に下地層１９６としてクロム（Ｃｒ）が形成され、その上に中間層１９７として金（Ａｕ）が形成された後、大気下で加熱処理が施され、中間層１９７の表面全体が酸化処理を施された後、その中間層１９７上に金（Ａｕ）が形成されている。電極層１９３，１９５の縦断面における酸素の含有率は、中間層１９７と上層１９８との間に多く表れ、酸化処理によって生じた第１領域１９７１に相当する酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3）があることがわかる。この酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3）が生じることによって、前述した第２領域１９７２間の粒界組織を拡散して上層１９８の表面近傍にクロム（Ｃｒ）が析出するのを抑制している。従って、上層１９８の表面近傍においてクロム（Ｃｒ）が検出されていない。なお、中間層１９７は、厚さ方向に沿って上層１９８側から下地層１９６側に向かって酸素含有率が低下する酸素分布を示している。また、窒化処理を施した場合には、酸化処理の場合と同様に、中間層１９７は、厚さ方向に沿って上層１９８側から下地層１９６側に向かって窒素含有率が低下する窒素分布を示すこととなる。
【００６７】
以上のような３層構造を有する電極層１９３，１９５によれば、層間の密着性が高いため、機械的特性における信頼性の高い振動子１が得られる。また、中間層１９７の上面に、第１領域１９７１と第２領域１９７２とが存在していることにより、下地層主成分が上層１９８側に拡散するのを抑制しつつ、電極層１９３，１９５の厚さ方向の電気伝導性を確保することができる。従って、本発明によれば、電極層１９３，１９５の層間における高い接合強度と厚さ方向の高い電気伝導性とを両立し得るものである。
【００６８】
また、圧電基板１９１の表面に形成された一対の電極層１９３，１９５の質量は、振動片１９０の振動特性を決定する要素の１つである。従って、電極層１９３，１９５の質量を適宜変更することにより、振動片１９０の振動特性を所望の範囲に調整することができる。例えば、圧電基板１９１の表面に３層構造を有する電極層１９３，１９５を形成した後、電極層１９３，１９５の少なくとも一方の上層１９８の一部を除去することにより、電極層１９３，１９５全体としての質量が減少するため、除去前に比べて振動片１９０の共振周波数を高めることができる。また、電極層１９３，１９５の少なくとも一方の上層１９８の一部を除去する代わりに、例えば、上層１９８と同種の材質の金属を電極層１９３，１９５の少なくとも一方の上層１９８に付加することにより、電極層１９３，１９５全体としても質量を増加させて、付加前に比べて振動片１９０の共振周波数を低くしてもよい。
このような背景からすると、電極層１９３，１９５の質量は、常に一定であることが望まれ、経時的に変化することはできるだけ低減しなければならない。仮に電極層１９３，１９５の質量が経時的に変化してしまうと、振動片１９０の共振周波数も経時的に変化してしまい、タイミング源として不適当であるからである。
【００６９】
前述したように、電極層１９３，１９５を３層構造であるとともに、中間層１９７を構成する第２領域１９７２の粒子状組織の平均粒径が１５ｎｍ以上３５ｎｍ以下とすることにより、平均粒径が３５ｎｍより大きい粒子状組織で構成された中間層に比べ、粒子状組織結晶粒間の粒界距離を長くすることができる。そのため、下地層主成分が第２領域１９７２の粒子状組織間の結晶粒界を拡散経路として伝わり拡散することが抑制され、中間層１９７や上層１９８の表面に析出することを低減することができる。よって、上層１９８の表面へ析出した下地層主成分の酸化又は窒化による質量付加によって生じる経時変化を低減することができる。従って、本発明によれば、経時的な共振周波数の変化（周波数ドリフト）を低減し得る振動子１が得られる。
【００７０】
一方、電極層１９３，１９５の質量を適宜変更することで、振動片１９０の振動特性を所望の範囲に調整することができるのは前述の通りであるが、共振周波数の変化量は、電極層１９３，１９５の質量の変更量に対して非常に敏感である。従って、共振周波数の調整にあたっては、電極層１９３，１９５の質量の変更量を厳密に制御することが必要となる。
【００７１】
上層１９８の一部を除去するには、先ず、除去対象となる材料の比重をあらかじめ把握しておき、減少させるべき質量とこの比重のデータとに基づいて、除去すべき体積を算出し、その体積の上層１９８を除去する。従って、上層１９８の質量の変更量を厳密に制御するには、除去対象となる構成材料の比重を厳密に把握しておくことが重要である。しかしながら、上層１９８の構成材料が均質でない場合、この把握が困難になる。例えば、上層１９８に下地層主成分が拡散している場合、上層１９８では上層主成分と下地層主成分とが混在した状態となる。この混在状態を制御することは非常に多くの困難を伴うことから、必然的に質量の変更量を厳密に制御することも困難になる。
【００７２】
これに対し、電極層１９３，１９５によれば、下地層主成分の上層１９８への拡散を抑制することができる。このため、上層１９８を構成する材料は均質であって、かつその比重は形成時の比重からほとんど変化しない。従って、上層１９８を構成する材料の比重を容易に把握することができ、上層１９８の質量を変更する際には、質量の変更量に対する共振周波数の変化量の関係（レート）を厳密に制御することが可能になる。よって、本発明によれば、目的とする共振周波数を有する振動子１を容易に得ることができる。
【００７３】
＜発振器＞
次に、本発明の電子部品の実施形態を適用した発振器１０について説明する。
図７は、本発明の電子部品の実施形態を適用した発振器を示す断面図である。
以下、発振器１０について説明するが、以下の説明では振動子１との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、前述した振動子１と同様の構成には、同一符号を付してある。
【００７４】
図７に示す発振器１０は、振動片１９０と、振動片１９０を駆動するためのＩＣチップ（チップ部品）８０と、を有している。
パッケージ９は、凹部９１１を有する箱状のベース９１と、凹部９１１の開口を塞ぐ板状のリッド９２と、を有している。
ベース９１の凹部９１１は、ベース９１の上面に開放する第１凹部９１１ａと、第１凹部９１１ａの底面の中央部に開放する第２凹部９１１ｂと、第２凹部９１１ｂの底面の中央部に開放する第３凹部９１１ｃとを有している。
【００７５】
第１凹部９１１ａの底面には、接続端子９５が形成されている。また、第３凹部９１１ｃの底面には、ＩＣチップ８０が配置されている。ＩＣチップ８０は、振動片１９０の駆動を制御するための駆動回路（発振回路）を有している。ＩＣチップ８０によって振動片１９０の駆動を制御することにより、振動片１９０から所定の周波数の信号を取り出すことができる。
【００７６】
また、第２凹部９１１ｂの底面には、ワイヤーを介してＩＣチップ８０と電気的に接続された複数の内部端子９３が形成されている。これら複数の内部端子９３には、ベース９１に形成された図示しないビアを介してパッケージ９の底面に形成された外部端子（実装端子）９４に電気的に接続された端子と、図示しないビアやワイヤーを介して接続端子９５に電気的に接続された端子とが含まれている。
なお、図７の構成では、ＩＣチップ８０が収納空間内に配置されている構成について説明したが、ＩＣチップ８０の配置は、特に限定されず、例えばパッケージ９の外側（ベースの底面）に配置されていてもよい。また、ＩＣチップ８０と内部端子９３との電気的な接続は、ワイヤー以外にも、例えば、金（Ａｕ）、はんだ等の金属バンプを介して行われていてもよい。
【００７７】
＜半導体素子＞
次に、本発明の電子部品の実施形態を適用した半導体素子について説明する。
図８は、本発明の電子部品の実施形態を適用した半導体素子を示す部分断面図である。なお、以下の説明では、図８中の上側を「上」、下側を「下」として説明する。
以下、半導体素子について説明するが、以下の説明では振動子１との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。また、前述した振動子１と同様の構成には、同一符号を付してある。
【００７８】
図８に示す半導体素子の電極７は、絶縁基板７０とその上面に設けられた導体部７２とを備えるパッケージ基板７１と、パッケージ基板７１の導体部７２の上面に形成された電極層１９３と、電極層１９３上に設けられたはんだボール７３と、を備えている。このような電極７は、例えば図示しないプリント配線基板の導体部への接続に供されるものである。
【００７９】
パッケージ基板７１とはんだボール７３との間に電極層１９３を用いることにより、はんだボール７３の固定強度の向上とはんだボール７３とパッケージ基板７１との間の電気伝導性の向上とを両立させることができる。従って、本発明によれば、信頼性の高い半導体素子を得ることができる。
なお、はんだボール７３は、例えばＡｕ−Ｓｎボールのような他の合金製ボールで代替されてもよい。
【００８０】
［電子部品の製造方法］
次に、図４に示す電極層１９３を形成する方法（本発明の電子部品の製造方法）について説明する。
図９は、本発明の電子部品の実施形態を適用した電極層の形成方法を示すフローチャートである。図１０は、図４に示す電極層１９３の形成方法を説明するための断面図である。
図４に示す電極層１９３を形成する方法は、圧電基板１９１を準備する工程と、圧電基板１９１の表面に下地層１９６を形成する工程と、下地層１９６の表面に、上層主成分を含む中間層形成層１９７０を形成する工程と、下地層主成分を中間層形成層１９７０へ拡散させる工程と、中間層形成層１９７０の表面において下地層主成分を部分的に酸化又は窒化させ、中間層１９７を形成する工程と、中間層１９７の表面に上層１９８を形成する工程と、を有する。以下、各工程について順次説明する。
【００８１】
［基板準備工程（Ｓｔｅｐ１）］
先ず、電極層１９３を形成する圧電基板１９１を準備する。
【００８２】
［下地層形成工程（Ｓｔｅｐ２）］
次に、圧電基板１９１の表面に下地層１９６を形成する。下地層１９６の形成方法は、特に限定されないが、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法のような気相成膜法、めっき法、塗布法、印刷法といった各種成膜方法が挙げられる。また、これらの成膜方法で成膜した後、必要に応じてフォトリソグラフィーおよびエッチングを用いて、所望の形状にパターニングするようにしてもよい。このようにして下地層１９６を形成することができる。
【００８３】
［中間層形成工程（Ｓｔｅｐ３）］
次に、図１０（ａ）に示すように、下地層１９６の表面に、上層主成分を含む中間層形成層１９７０を形成する。後述する酸化又は窒化工程により中間層１９７となる中間層形成層１９７０は、上層主成分を主とするものであり、上層主成分の含有率は好ましくは９０質量％以上とされる。中間層形成層１９７０は、成膜時の圧電基板１９１の温度を−１０℃以上１５０℃以下の範囲で、成膜時に圧電基板１９１が配置される領域の気体圧力を０．３Ｐａ以上０．６Ｐａ以下の範囲で、スパッタリングにより形成する。なお、成膜時の圧電基板１９１の温度は室温（約２５℃）以上１５０℃以下の範囲がより好ましい。
【００８４】
ここで、上述した成膜条件の温度と圧力は、「部品・デバイスのための薄膜技術入門」第４章薄膜技術に記載のマグネトロンスパッタリングで得られる金属膜薄膜の微細構造のソーントンモデル（図１１）を参照して説明する。
図１１は、基板温度Ｔｓと薄膜物質融点Ｔｍとで規格化した規格化温度Ｔｓ／Ｔｍと、スパッタリング最中の圧力と、をパラメーターとして膜の構造をＺｏｎｅ１、Ｚｏｎｅ２、Ｚｏｎｅ３、ＺｏｎｅＴの４つに区分したものである。
Ｚｏｎｅ１（隙間の広い柱状構造）：Ｔｓ／Ｔｍ＜１／３のとき形成される。間に空隙や孔が多い柱状構造であり、密度が低い。
Ｚｏｎｅ２（粒径の大きな柱状構造）：１／３＜Ｔｓ／Ｔｍ＜２／３のとき形成される。空隙や孔の少ない柱状構造である。
Ｚｏｎｅ３（等方性構造）：Ｔｓ／Ｔｍ＞２／３のとき形成される。等方的で柱状構造はとらない。Ｔｓ／Ｔｍが１に近づくほど通常の固体（バルク）に近い状態となる。
ＺｏｎｅＴ（高密度繊維状断面構造）：圧力の低い場合には０．１＜Ｔｓ／Ｔｍ＜１／３のとき形成される構造であり、断面はＺｏｎｅ１の柱状構造よりも細い緻密な繊維的柱状で空隙はない。
【００８５】
図１１より、ＺｏｎｅＴ（高密度繊維状断面構造）で形成される膜は、より細い緻密な薄膜であるため、下地層主成分が中間層１９７や上層１９８側に拡散することを抑制することができる。そこで、ＺｏｎｅＴ（高密度繊維状断面構造）で形成される成膜条件を算出すると、スパッタリングによる成膜時の圧電基板１９１の温度条件を−１０℃以上１５０℃以下の範囲、成膜時に圧電基板１９１が配置される領域の気体圧力条件を０．３Ｐａ以上０．６Ｐａ以下の範囲となる。
なお、図１０（ａ）に示す中間層形成層１９７０は、金属結晶からなる第２領域１９７２の集合体で構成されている。
【００８６】
［拡散工程（Ｓｔｅｐ４）］
次に、図１０（ｂ）に示すように、下地層１９６中の下地層主成分を中間層形成層１９７０へ拡散させる。これにより、中間層形成層１９７０中に下地層主成分が分散する。なお、中間層形成層１９７０中に下地層主成分が拡散する場合、主に粒子同士の隙間といった拡散し易い箇所に集中して拡散する。例えば図１０（ｂ）に示すように中間層形成層１９７０が第２領域１９７２の集合体で構成されている場合、下地層主成分が第２領域１９７２同士の隙間にある程度凝集しつつ拡散するため、クラスターが形成される。このような下地層主成分の拡散の結果、中間層形成層１９７０には、厚さ方向に貫通するよう分布した第３領域１９７４が形成される。
また、上記のような下地層主成分の拡散を利用する方法に代えて、あらかじめ上側主成分と下地層主成分とが混在した中間層形成層１９７０を形成するようにしてもよい。
【００８７】
［酸化又は窒化工程（Ｓｔｅｐ５）］
次に、図１０（ｃ）に示すように、下地層主成分が拡散した中間層形成層１９７０に酸化処理又は窒化処理を施す。例えば、酸化処理は、酸化性雰囲気中で中間層形成層１９７０を加熱する方法等により行うことができる。また、窒化処理も、窒素含有雰囲気中で中間層形成層１９７０を加熱する方法等により行うことができる。酸化処理や窒化処理を施すと、中間層形成層１９７０に拡散した下地層主成分のうち、表面近傍を中心に酸化反応又は窒化反応が生じる。その結果、中間層形成層１９７０中に分布した第３領域１９７４の表面近傍に前述した第１領域１９７１が形成され、中間層１９７が得られる。
【００８８】
なお、前記工程［拡散工程］と本工程［酸化又は窒化工程］とは、異なる工程として行うようにしてもよく、同時に行うようにしてもよい。例えば、中間層形成層１９７０を加熱することにより、熱エネルギーが駆動力となって下地層主成分を拡散させつつ、さらにその上面近傍を酸化又は窒化させることができる。その結果、第３領域１９７４と第１領域１９７１とをほぼ同時に形成することができる。
【００８９】
中間層形成層１９７０を加熱する際の条件は、例えば温度が１３０℃以上４００℃以下程度、時間が１分以上５時間以下程度であるのが好ましく、温度が２００℃以上３００℃以下程度、時間が５分以上３時間以下程度であるのがより好ましい。このような条件で加熱することにより、第３領域１９７４のうち、表面近傍を中心に部分的にかつ確実に酸化又は窒化させることができる。その結果、必要かつ十分な厚さの第１領域１９７１が形成され、第３領域１９７４がそれ以上拡張することが抑制される。よって、下地層主成分が上層１９８に拡散することが抑制される。また、このような条件で加熱することにより、下地層主成分が中間層１９７の上面に沿って広がることが抑制される。
【００９０】
また、酸化性雰囲気としては、例えば、大気雰囲気、酸素含有雰囲気等が挙げられる。なお、加熱条件を適宜変更することにより、下地層主成分が中間層形成層１９７０内へどの程度拡散するか、あるいは、中間層１９７の上面でどの程度広がるかを調整することができる。例えば、加熱温度を高くしたり加熱時間を長くしたりすることで、下地層主成分の拡散する距離が長くなる。一方、加熱温度を低くしたり加熱時間を短くしたりすることで、下地層主成分の拡散する距離を短くすることができる。
【００９１】
［上層形成工程（Ｓｔｅｐ６）］
次に、図１０（ｄ）に示すように、中間層１９７の表面に上層１９８を形成する。これにより、電極層１９３が形成される。なお、上層１９８の成膜条件は、前記工程［中間層形成工程］と同じである。また、上層１９８および中間層１９７（中間層形成層１９７０）の構成材料は、上述したように金（Ａｕ）又は金（Ａｕ）を主成分とする金属等である。
【００９２】
［電子機器］
次いで、本発明の電子部品を備える電子機器（本発明の電子機器）について、図１２〜 図１４に基づき、詳細に説明する。
図１２は、本発明の電子部品を備える電子機器を適用したモバイル型（又はノート型）のパーソナルコンピューターの構成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１００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振動子（電子部品）１が内蔵されている。
【００９３】
図１３は、本発明の電子部品を備える電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成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１００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、共振器等として機能する振動子（電子部品）１が内蔵されている。
【００９４】
図１４は、本発明の電子部品を備える電子機器を適用したディジタルカメラの構成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。ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルカメラ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。
【００９５】
ディジタルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部１００が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部１００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。
【００９６】
撮影者が表示部１００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、このディジタルカメラ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。このようなディジタルカメラ１３００には、フィルター、共振器等として機能する振動子（電子部品）１が内蔵されている。
【００９７】
なお、本発明の電子部品を備える電子機器は、図１２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）１１００、図１３の携帯電話機１２００、図１４のディジタルカメラ１３００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、タブレット型パーソナルコンピューター、ルーターやスイッチなどのストレージエリアネットワーク機器、ローカルエリアネットワーク機器、移動体端末基地局用機器、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、リアルタイムクロック装置、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、ワードプロセッサー、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、ヘッドマウントディスプレイ、モーショントレース、モーショントラッキング、モーションコントローラー、ＰＤＲ（歩行者位置方位計測）等に適用することができる。
【００９８】
［移動体］
次に、本発明の電子部品を備える移動体（本発明の移動体）について説明する。
図１５は、本発明の移動体の一例としての自動車を概略的に示す斜視図である。自動車１５００には、振動子（電子部品）１が搭載されている。振動子１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、ブレーキシステム、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。
【００９９】
以上、本発明について、好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。
また、本発明においては、上述した実施形態に任意の構成物が付加されていてもよく、各実施形態が適宜組み合わされていてもよい。
また、本発明の電子部品は、前記実施形態において説明した振動子１、発振器１０および半導体素子の他、いかなる電子部品であってもよい。具体的には、抵抗素子、コンデンサー、コイル、加速度センサーおよびジャイロセンサー等の慣性センサー、および傾斜センサー等の力センサー素子、発光素子、受光素子、圧電素子、ＭＥＭＳ素子、セラミックス、ガラス、樹脂等の絶縁性基板上に形成された回路素子等が挙げられる。
【符号の説明】
【０１００】
１…振動子、７…電極、９…パッケージ、１０…発振器、７０…絶縁基板、７１…パッケージ基板、７２…導体部、７３…はんだボール、８０…ＩＣチップ、９１…ベース、９２…リッド、９３…内部端子、９４…外部端子、９５…接続端子、１１０…パッケージ、１２０…ベース、１２１…凹部、１２３…基部、１２４…側壁、１３０…リッド、１４１…接続電極、１４２…外部実装電極、１４３…貫通電極、１５１…接続電極、１５２…外部実装電極、１５３…貫通電極、１６１…導電性接着剤、１６２…導電性接着剤、１７０…メタライズ層、１８０…ろう材、１９０…振動片、１９１…圧電基板、１９３…電極層、１９３ａ……励振電極、１９３ｂ…ボンディングパッド、１９３ｃ…配線、１９５…電極層、１９５ａ…励振電極、１９５ｂ…ボンディングパッド、１９５ｃ…配線、１９６…下地層、１９７…中間層、１９８…上層、９１１…凹部、９１１ａ…第１凹部、９１１ｂ…第２凹部、９１１ｃ…第３凹部、１１００…パーソナルコンピューター、１２００…携帯電話機、１３００…ディジタルカメラ、１５００…自動車、１９７０…中間層形成層、１９７１…第１領域、１９７２…第２領域、１９７４…第３領域、Ｄ…粒径、Ｓ…収納空間。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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