(57)【要約】 【課題】圧電振動片の共振周波数の変動を抑制し、製造歩留まりの高い圧電デバイスならびにその製造方法を提供する。【解決手段】励振電極１４１ａが形成された圧電振動片１４０と、圧電振動片１４０を保持するベース１３０と、圧電振動片１４０をキャビティ１５０に収容した状態でベース１３０に接合され、キャビティ１５０を開口する開口部１２２を備える第１リッド１２０と、開口部１２２を塞ぐように第１リッド１２０の表面側に接合される第２リッド１１０と、を含み、開口部１２２は、平面視において、圧電振動片１４０の励振電極１４１ａを除いた領域Ｓ１、または圧電振動片１４０を除いた領域Ｓ２を含んで重なるような位置に形成される。【選択図】図１
2015019142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極が形成された圧電振動片と、
前記圧電振動片を保持するベースと、
前記圧電振動片をキャビティ内に収容した状態で前記ベースに接合され、前記キャビティを開口する開口部を備える第１リッドと、
前記開口部を塞ぐように前記第１リッドの表面側に接合される第２リッドと、を含み、
前記開口部は、平面視において、前記圧電振動片の前記電極を除いた領域、または前記圧電振動片を除いた領域を含んで重なるような位置に形成される圧電デバイス。
【請求項２】
前記開口部は、前記ベースと前記第１リッドとの接合部に沿った位置に形成される請求項１記載の圧電デバイス。
【請求項３】
振動部と、前記振動部を囲む枠部と、前記振動部と前記枠部とを連結するアンカー部とを有し、少なくとも前記振動部に電極が形成された圧電振動片と、
前記枠部の裏面側に接合されるベースと、
前記枠部の表面側に接合され、前記枠部の内側を開口する開口部を備える第１リッドと、
前記開口部を塞ぐように前記第１リッドの表面側に接合される第２リッドと、を含み、
前記開口部は、平面視において、前記振動部の前記電極を除いた領域、または前記振動部を除いた領域を含んで重なるような位置に形成される圧電デバイス。
【請求項４】
前記開口部は、前記枠部に沿った位置に形成される請求項３記載の圧電デバイス。
【請求項５】
前記第２リッドは、前記第１リッドの表面の全面を覆う形状のものが用いられる請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の圧電デバイス。
【請求項６】
前記第１リッドと前記第２リッドとの接合は、イオンビーム活性化接合法による接合であり、他の接合は、イオンビーム活性化接合法以外による接合である請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の圧電デバイス。
【請求項７】
圧電振動片を含む圧電デバイスの製造方法であって、
前記圧電振動片をベースに載置する載置工程と、
第１リッドに開口部を形成する形成工程と、
前記ベースに前記第１リッドを接合する第１接合工程と、
イオンビーム活性化接合法を用いて、前記開口部を塞ぐように前記第１リッドに第２リッドを接合する第２接合工程と、を含む圧電デバイスの製造方法。
【請求項８】
振動部と、前記振動部を囲む枠部と、を有する圧電振動片を含む圧電デバイスの製造方法であって、
前記枠部の裏面側にベースを接合するベース接合工程と、
第１リッドに開口部を形成する形成工程と、
前記枠部の表面側に前記第１リッドを接合する第１接合工程と、
イオンビーム活性化接合法を用いて、前記開口部を塞ぐように前記第１リッドに第２リッドを接合する第２接合工程と、を含む圧電デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水晶振動子を始めとする圧電振動子（圧電デバイス）は、セラミックスなどのパッケージに水晶振動片（圧電振動片）を搭載し、気密封止あるいは真空封止されている。しかし、電子部品の小型化、低背化、そして低価格化の市場要求の高まりにより、セラミックパッケージの採用が困難になってきている。これらの要求に対応するために、ガラスパッケージを用いた圧電振動子が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
ガラスパッケージの構造としては、互いに接合されるリッド及びベースのいずれか一方に形成された凹部に水晶振動片が搭載されたものや、枠部を有する水晶振動片の表面及び裏面にリッド及びベースが接合された構成などがある（例えば、特許文献３参照）。いずれの構造もウェハレベルで製造できるために、従来のセラミックパッケージに比べ、小型・低背化、さらには低価格化が実現される。
【０００４】
上記のような構造のガラスパッケージを製造するにあたり、ガラスウェハ同士、ないしはガラスと水晶ウェハの接合法として、直接接合法、陽極接合法、金属圧接接合法、低融点ガラス接合法、プラズマ活性化接合法、イオンビーム活性化接合法、などが提案されている。直接接合法は、十分な接合強度を得るために高温での熱処理が必要であり、水晶振動子の接合法として課題が残る。陽極接合法は、アルカリイオンを含むガラスウェハを使用する場合の接合方法であって、接合時にガス発生を伴うため、内部の真空度等の劣化が生じるという課題がある。
【０００５】
金属圧接接合法は、ＡｕＳｎ共晶金属等の金属を介して接合するため、密着層やバリア層の成膜、パターニングが必要となって製造コストが高いといった課題がある。低融点ガラス接合法は、接合時に低融点ガラスペーストからガス発生を伴うため、内部の真空度等の劣化が生じるという課題がある。プラズマ活性化接合法は、真空中での接合は難しいと考えられる。イオンビーム活性化接合法は、ウェハにアルゴンビーム等を照射することによってウェハ表面を清浄化し、その面同士を当接することで、常温において、様々な材料の接合が可能である（例えば、特許文献４参照）。
【０００６】
このイオンビーム活性化接合法では、一般に、イオンビームの照射による活性化処理と、ウェハ同士の接合処理とが同一のチャンバー内で行われる。従って、活性化処理後、直ちにアルゴンの供給を止め、真空排気することによって、水晶振動子に求められる真空度を保った状態で接合が行うことができる。ただし、イオンビームの照射の際に、イオンソース本体の部材やチャンバー内壁が同時にスパッタされるために、ウェハ表面には、これらの構成材料（ステンレスやアルミニウム合金）である鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）が付着する（例えば、特許文献５参照）。このように、イオンビーム活性化接合では、イオンビームの照射に伴い、ウェハ表面のスパッタリング作用によるエッチングと、鉄、クロム、アルミニウムの付着（堆積）が同時に起こることによって、ガラスや水晶ウェハ間で強固な接合が実現されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−６５２５号公報
【特許文献２】特開２０１２−７４６４９号公報
【特許文献３】特開２０００−６８７８０号公報
【特許文献４】特開２００８−１７８０７１号公報
【特許文献５】特開２００７−３２４１９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ウェハレベルでのガラスパッケージの接合法としては、前述のとおり、室温で、圧電デバイスに求められる真空度が実現できるため、イオンビーム活性化接合法が最適と考えられる。
【０００９】
ガラスパッケージがリッド及びベースからなるタイプにおいては、貫通孔配線や接続電極などの各種配線がベースの表面等に形成されている。このベースに搭載される水晶振動片においても、励振電極や引出電極が形成されており、この引出電極がベースの接続電極と電気的に接続されている。また、枠部を有する水晶振動片の表面及び裏面にリッド及びベースが接合されるタイプにおいても、ベースには各種電極が形成されており、水晶振動片にも同様に励振電極や引出電極が形成されている。
【００１０】
いずれのタイプであっても、リッドの接合にイオンビーム活性化接合法を適用する場合は、水晶振動片やベースに形成された電極は、イオンビームの照射により、アルゴンのスパッタリング作用によるエッチングと、チャンバー内壁を構成する金属元素の堆積が起こる。水晶振動片の電極のエッチング量ならびに金属付着量は、ウェハ内における水晶振動片の搭載位置、あるいは水晶振動片の形成位置により異なる。この分布は、水晶振動片の共振周波数変動量のウェハ面内分布と等価になる。電極のエッチング量が金属付着量より大きい領域では周波数変動量はプラス側にシフトし、逆に電極のエッチング量が、金属付着量より小さい領域では周波数変動量はマイナスにシフトしてしまう。水晶振動子の製造に当たってはウェハ接合後に、このような周波数変動が生じてしまうことは、製造歩留まりを低下させることになり問題である。
【００１１】
また、特許文献４では、プラズマ活性化接合法やイオンビーム活性化接合法を用いる場合に、プラズマやイオンビームの照射に際して予め励振電極を電極カバーで被覆することが開示されている。しかしながら、ウェハレベルで各圧電振動片の励振電極に電極カバーを設置するのは面倒であり、製造コストを増加させる。また、この電極カバーもイオンビーム等によりエッチングされるため、その金属元素の付着によって振動特性に影響を与える可能もある。
【００１２】
本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたものであり、圧電振動片に形成された電極にイオンビームが直接照射されないようにすることによって、リッドの接合にイオンビーム活性化接合法を適用した場合でも、イオンビームの照射による電極のエッチングや電極上への金属付着を防止して、圧電振動片の共振周波数の変動を抑制し、製造歩留まりの高い圧電デバイスならびにその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明では、電極が形成された圧電振動片と、圧電振動片を保持するベースと、圧電振動片をキャビティ内に収容した状態でベースに接合され、キャビティを開口する開口部を備える第１リッドと、開口部を塞ぐように第１リッドの表面側に接合される第２リッドと、を含み、開口部が、平面視において、圧電振動片の電極を除いた領域、または圧電振動片を除いた領域を含んで重なるような位置に形成される圧電デバイスが提供される。また、開口部は、ベースと第１リッドとの接合部に沿った位置に形成されるものでもよい。
【００１４】
また、本発明では、振動部と、振動部を囲む枠部と、振動部と枠部とを連結するアンカー部とを有し、少なくとも振動部に電極が形成された圧電振動片と、枠部の裏面側に接合されるベースと、枠部の表面側に接合され、枠部の内側を開口する開口部を備える第１リッドと、開口部を塞ぐように第１リッドの表面側に接合される第２リッドと、を含み、開口部が、平面視において、振動部の電極を除いた領域、または振動部を除いた領域を含んで重なるような位置に形成される圧電デバイスが提供される。また、開口部は、枠部に沿った位置に形成されるものでもよい。
【００１５】
また、第２リッドは、第１リッドの表面の全面を覆う形状のものが用いられてもよい。また、第１リッドと第２リッドとの接合は、イオンビーム活性化接合法による接合であり、他の接合は、イオンビーム活性化接合法以外による接合であってもよい。
【００１６】
また、本発明では、圧電振動片を含む圧電デバイスの製造方法であって、圧電振動片をベースに載置する載置工程と、第１リッドに開口部を形成する形成工程と、ベースに第１リッドを接合する第１接合工程と、イオンビーム活性化接合法を用いて、開口部を塞ぐように第１リッドに第２リッドを接合する第２接合工程と、を含む。
【００１７】
また、本発明では、振動部と、振動部を囲む枠部と、を有する圧電振動片を含む圧電デバイスの製造方法であって、枠部の裏面側にベースを接合するベース接合工程と、第１リッドに開口部を形成する形成工程と、枠部の表面側に第１リッドを接合する第１接合工程と、イオンビーム活性化接合法を用いて、開口部を塞ぐように第１リッドに第２リッドを接合する第２接合工程と、を含む。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、圧電振動片（振動部）を第１リッドで覆った状態でイオンビーム活性化接合法が行われるため、圧電振動片（振動部）に形成された電極のエッチング、あるいは圧電振動片の電極上への金属の付着を抑制することができる。これにより、圧電デバイスの共振周波数変動を抑制して不良品の発生を防止でき、製造歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態に係る圧電デバイスを示し、（ａ）は展開した斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図２】（ａ）は開口部の一例を示す平面図、（ｂ）は開口部の他の例を示す平面図である。
【図３】図１に示す圧電振動片の製造工程の一例を示す図である。
【図４】イオンビーム活性化接合装置の概略図である。
【図５】第２実施形態に係る圧電デバイスを示す断面図である。
【図６】第３実施形態に係る圧電デバイスを示し、（ａ）は展開した斜視図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図７】図６に示す圧電デバイスの製造工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。また、図面においては、実施形態を説明するため、一部分を大きくまたは強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現している。以下の各図において、ＸＹＺ座標系を用いて図中の方向を説明する。このＸＹＺ座標系においては、圧電振動片の表面に平行な平面をＸＺ平面とする。このＸＺ平面において圧電振動片の長手方向をＸ方向と表記し、Ｘ方向に直交する方向をＺ方向と表記する。ＸＺ平面に垂直な方向（圧電振動片の厚さ方向）はＹ方向と表記する。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれは、図中の矢印の方向が＋方向であり、矢印の方向とは反対の方向が−方向であるものとして説明する。
【００２１】
＜第１実施形態＞
（圧電デバイス１００の構成）
第１実施形態に係る圧電デバイス１００について、図１を用いて説明する。図１（ａ）に示すように、圧電デバイス１００は、第２リッド１１０と、第１リッド１２０、ベース１３０と、圧電振動片１４０とで構成される圧電振動子である。圧電振動片１４０を搭載したベース１３０は、例えば、低融点ガラスから成るシール１６０により接合され、さらに、第１リッドと第２リッドが、イオンビーム活性化接合により接合されている。
【００２２】
第２リッド１１０、第１リッド１２０、ベース１３０はホウケイ酸ガラスが用いられるが、これに限定されず、例えば、ソーダガラス、無アルカリガラス、石英等のガラスであり、無機酸化物からなるセラミックス材料が添加されたガラス全般が含まれる。また、接合に必要な表面平滑性を有していれば、ＬＴＣＣ（低温焼成セラミックス）やアルミナなどの一般的なセラミックスであってもよい。第２リッド１１０、第１リッド１２０、ベース１３０に用いられるガラス材料は、必ずしも同一である必要はないが、同一にすることで、熱膨張率を等しくすることができるので、温度変化によって発生する応力を抑制できる。また、第１リッドとベースを陽極接合法により接合する場合は、アルカリガラスを用いてもよい。
【００２３】
第２リッド１１０は、矩形状の板状部材である。第１リッド１２０との接合面１１０ａは、イオンビーム活性化接合による接合に適した十分な平滑性（典型的には、平均ラフネスＲａが１ｎｍ程度）を有している。
【００２４】
第１リッド１２０は、平面視では矩形状の板状部材であり、図１（ａ）に示すように、裏面側（−Ｙ側の面）に凹部１２１が設けられる。また、凹部１２１の一部には、Ｙ方向に貫通する開口部１２２が設けられる。第２リッド１１０との接合面１２０ａは、イオンビーム活性化接合による接合に適した十分な平滑性（典型的には、平均ラフネスＲａが１ｎｍ程度）を有している。一方、凹部１２１を囲む面で、ベースとの接合面となる１２０ｂは、必ずしもイオンビーム活性化接合に必要とされる平滑性は必要ではないものの、それに準じた平滑性を有して形成されてもよい。
【００２５】
開口部１２２は、第１リッド１２０とベース１３０が接合された後、第２リッド１１０を接合する際、圧電振動片１４０の周りの空間（キャビティ）１５０内を真空に引くための貫通孔の役割を果たす。また、開口部１２２は、第２リッド１１０を第１リッド１２０上に接合する際に、イオンビームによる圧電振動片１４０への影響を低減可能な位置に配置されている。
【００２６】
ベース１３０は、矩形状の板状部材である。図１（ｂ）に示すように、ベース１３０の表面（＋Ｙ側の面）１３０ａに第１リッド１２０の接合面１２０ｂを接合させることにより、圧電振動片１４０を収納するキャビティ１５０が形成される。なお、表面１３０ａのうち第１リッド１２０の接合面１２０ｂと接する部分は、接合面１２０ａのうち第１リッドの接合面１２０ｂと同様の平滑性を有している。
【００２７】
ベース１３０の表面１３０ａの−Ｘ側には、Ｚ方向に並んだ矩形状の接続電極１３１ａ、１３１ｂが形成されている。ベース１３０の裏面（−Ｙ側の面）には、四隅のそれぞれに矩形状の外部電極１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃ、１３２ｄが形成されている。なお、図１（ｂ）では、−Ｘ側かつ−Ｚ側の外部電極１３２ｂは、圧電振動片１４０の影に隠れた状態となっている。外部電極１３２ａと１３２ｂは、基板に実装される際の一対の実装端子として用いられる。外部電極１３２ｃと１３２ｄは、ダミー電極であり、他の電極と電気的接続はない。
【００２８】
接続電極１３１ａ（または１３１ｂ）と外部電極１３２ａ（または１３２ｂ）との間には、ベース１３０をＹ方向に貫通する貫通孔配線１３３ａ（または１３３ｂ）が形成されている。この貫通孔配線により接続電極１３１ａ（または１３１ｂ）と外部電極１３２ａ（または１３２ｂ）とが電気的に接続される。
【００２９】
接続電極１３１ａ、１３１ｂおよび外部電極１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃ、１３２ｄは、導電性の金属膜が用いられる。金属膜としては、例えば、下地膜として、クロム（Ｃｒ）や、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、あるいはニッケルクロム（ＮｉＣｒ）やニッケルチタン（ＮｉＴｉ）、ニッケルタングステン（ＮｉＷ）合金を成膜し、その上に金（Ａｕ）やニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）をめっき成膜した積層構造、あるいは、銀や銅の粉末粒子を含有する導電性ペーストを印刷、焼成したものが採用される。貫通孔配線１３３ａ（または１３３ｂ）は、ベース１３０に形成された貫通孔を銅めっき、あるいは、銀や銅の粉末粒子を含有する導電性ペーストを充填して形成される。
【００３０】
圧電振動片１４０は、例えば、ＡＴカットの水晶振動子片である。圧電振動片１４０の表面及び裏面には金（Ａｕ）または銀（Ａｇ）の励振電極１４１ａ、１４１ｂが形成され、それぞれ、導電性ペースト１４２ａ、１４２ｂによって、接続電極１３１ａ、１３１ｂに電気的に接続されている。なお、励振電極１４１ａ、１４１ｂは、水晶との密着性を高めるためにクロム（Ｃｒ）や、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、あるいはニッケルクロム（ＮｉＣｒ）やニッケルチタン（ＮｉＴｉ）、ニッケルタングステン（ＮｉＷ）合金を下地膜とし、この上に金（Ａｕ）または銀（Ａｇ）の主電極を成膜した導電性の金属膜が用いられる。
【００３１】
ベース１３０上に圧電振動片１４０を搭載した状態で、外部電極端子より信号を印加することによって、圧電振動片１４０を励振させ、所望の共振周波数となるように周波数調整が行われる。その後、図１（ｂ）に示すように、第１リッド１２０とベース１３０とが接合され、かつ、第１リッド１２０と第２リッド１１０とが接合されることにより、圧電振動片１４０は、キャビティ１５０に収容された状態となる。キャビティ１５０内は、真空雰囲気または窒素ガス等の不活性ガス雰囲気で密封される。
【００３２】
ベース１３０と第１リッド１２０とは、ベース１３０上に搭載されている圧電振動片１４０の共振周波数がずれないような接合方法で接合することが不可欠であることから、イオンビーム活性化接合法以外の接合法で接合される。すなわち、金属圧接接合、低融点ガラス接合、陽極接合、プラズマ活性化接合のうちのいずれかの接合法が使用される。金属圧接接合でベース１３０と第１リッド１２０を接合する場合、図１（ｂ）に示すように、ベース１３０と第１リッド１２０の接合部には、それぞれ、金、アルミニウム、あるいはＡｕＳｎなどのような低融点金属、等、金属圧接接合が可能な金属から成るシール層１６０が形成される。
【００３３】
一方、低融点ガラス接合でベース１３０と第１リッド１２０を接合する場合は、ベース１３０と第１リッド１２０の接合部に低融点ガラスから成るシール層１６０が形成される。また、陽極接合法でベース１３０と第１リッド１２０を接合する場合は、第１リッド１２０とベース１３０のうち少なくとも一方を、アルカリガラスとし、シール層１６０としてシリコン（Ｓｉ）が用いられる。なお、陽極接合時の電位は、アルカリガラス側をカソードとし、反対側をアノードとする必要がある。また、プラズマ活性化接合法でベース１３０と第１リッド１２０を接合する場合は、シール層１６０は不要であるが、第１リッド１２０、ベース１３０の接合面が酸素プラズマに曝されるため、電極として金（Ａｕ）を用いた圧電振動片１４０しか使えないという制約がある。
【００３４】
ベース１３０と第１リッド１２０の接合は、圧電振動片１４０の共振周波数が変化しないのであれば、真空中で接合する必要はなく、窒素雰囲気中、場合によっては大気中であってもよい。
【００３５】
第２リッド１１０は、ベース１３０と第１リッド１２０の接合体上に、イオンビーム活性化接合により接合される。図２（ａ）に示すように、開口部１２２は、平面視において、圧電振動片１４０の励振電極１４１ａを除いた領域Ｓ１を含んで重なるような位置に形成される。開口部１２２の大きさは任意である。また、開口部１２２の形状は、円形であることに限定されず、楕円形状、長円形状、多角形状など任意である。また、開口部１２２の数も任意であり、２か所以上に形成されてもよい。２以上の開口部１２２が形成される場合、同一の形状であってもよく、また異なる形状であってもよい。なお、図２（ａ）の開口部１２２は、圧電振動片１４０の励振電極１４１ａの一部を含んでいるが、領域Ｓ１のみと重なるように形成されてもよい。
【００３６】
このように、圧電振動片１４０は、開口部１２２を除き第１リッド１２０によって覆われ、かつ、開口部１２２が励振電極１４１ａを除いた領域Ｓ１を含んで重なるような位置に形成されるので、イオンビーム活性化時にイオンビームが圧電振動片１４０の励振電極１４１ａに多く照射されることや、イオンビーム照射により装置内からスパッタされた金属が励振電極１４１ａ上に広く付着することを回避できる。その結果、圧電振動片１４０の共振周波数の変動を防止できる。一方で、第１リッド１２０の開口部１２２を通して、ベース１３０と第１リッド１２０との接合で形成されたキャビティ１５０内を真空に引くことができる。このように、イオンビーム活性化接合による接合を行っても、圧電振動片１４０の共振周波数を変化させずに、真空気密封止されたガラスパッケージからなる圧電デバイス１００を提供できる。
【００３７】
また、図２（ｂ）に示すように、開口部１２２ａは、平面視において、圧電振動片１４０を除いた領域Ｓ２を含んで重なるような位置に形成されてもよい。また、開口部１２２ａは、第１リッド１２０の接合面１２０ｂ（ベース１３０との接合部）に沿って形成されてもよい。開口部１２２ａが接合面１２０ｂに沿って形成されることにより、圧電振動片１４０と重なる部分を小さくできる。また、開口部１２２ａにおいても、開口部１２２と同様に、大きさ等は任意である。なお、図２（ｂ）の開口部１２２ａは、圧電振動片１４０の一部を含んでいるが、領域Ｓ２のみと重なるように（すなわち圧電振動片１４０と重ならないように）形成されてもよい。また、図２（ｂ）の点線で示す開口部１２２ｂのように、キャビティ１５０の隅部に形成されてもよい。
【００３８】
この開口部１２２ａ、１２２ｂのように、圧電振動片１４０を除いた領域Ｓ２を含んで重なるような位置に形成される場合においても、上記した開口部１２２と同様、イオンビームが圧電振動片１４０（励振電極１４１ａ）に多く照射されることや、スパッタされた金属が励振電極１４１ａ上に広く付着することを回避できる。その結果、イオンビーム活性化接合による接合を行っても、圧電振動片１４０の共振周波数を変化させずに、真空気密封止されたガラスパッケージからなる圧電デバイスを提供できる。
【００３９】
（圧電デバイス１００の製造方法）
次に、圧電デバイス１００の製造方法について図３を用いて説明する。この圧電デバイス１００は、いわゆるウェハレベルパッケージングの手法で製造される。圧電振動片１４０は、圧電ウェハから個々を切り出す多面取りが行われる。
【００４０】
圧電振動片１４０は、機械加工法により、所望の周波数特性を備えた外形形状に加工され、メタルマスクを用いて、スパッタ法あるいは蒸着法により、表面ならびに裏面に励振電極１４１ａ、１４１ｂが形成される。圧電振動片１４０は、中央部に対して周辺部を薄くしたコンベックス加工が施されていてもよい。励振電極１４１ａ、１４１ｂは、水晶との密着性を高めるためにクロム（Ｃｒ）や、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、あるいはニッケルクロム（ＮｉＣｒ）やニッケルチタン（ＮｉＴｉ）、ニッケルタングステン（ＮｉＷ）合金を下地膜とし、この上に金（Ａｕ）または銀（Ａｇ）の主電極を積層した２層構造になっている。
【００４１】
第２リッド１１０、第１リッド１２０、そしてベース１３０は、それぞれ第２リッドウェハＬＷ１２、第１リッドウェハＬＷ１１、ベースウェハＢＷ１０から個々を切り出す多面取りが行われる。これら第２リッドウェハＬＷ１２、第１リッドウェハＬＷ１１、ベースウェハＢＷ１０としては、例えば、ホウケイ酸ガラスが用いられる。第１リッドウェハＬＷ１１は、キャビティ１５０となる凹部１２１、ならびに開口部１２２が、サンドブラストまたはウェットエッチングによって形成される（形成工程）。一方、ベースウェハＢＷ１０には、貫通配線１３３ａ、１３３ｂ用の貫通孔がサンドブラストまたはウェットエッチングによって形成される。
【００４２】
ベースウェハＢＷ１０には、例えば、銅メッキや導電性ペーストにより貫通孔を充填して、貫通孔配線１３３ａ、１３３ｂが形成され、さらに圧電振動片１４０を導電性ペースト１４２ａ等で搭載する際の接続電極１３１ａ、１３１ｂ、ならびに、外部電極１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃ、１３２ｄが形成される。これら接続電極１３１ａ等は、下地膜として、クロム（Ｃｒ）や、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、あるいはニッケルクロム（ＮｉＣｒ）やニッケルチタン（ＮｉＴｉ）、ニッケルタングステン（ＮｉＷ）合金膜上に金（Ａｕ）やニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）をスパッタ成膜し、その上に無電解ニッケルめっきで電極を形成する方法や、銀や銅の粉末粒子を含有する導電性ペーストを印刷、焼成して電極を形成する方法、などにより形成される。
【００４３】
次に、ベースウェハＢＷ１０上には、個々の圧電振動片１４０が導電性ペースト１４２ａ、１４２ｂにより搭載される（載置工程）。この導電性ペースト１４２ａ、１４２ｂによって、圧電振動片１４０の励振電極１４１ａ、１４１ｂと外部電極１３２ａ、１３２ｂとが電気的に接続される。
【００４４】
次に、ベースウェハＢＷ１０上に搭載された個々の圧電振動片１４０の共振周波数が、所望の共振周波数になるように、周波数調整装置にて調整する（周波数調整工程）。この周波数調整工程では、個々の圧電振動片１４０の共振周波数をモニターしながら、所望の共振周波数に達するまで、励振電極１４１ａを周波数調整装置内に設置されたイオンビームによってスパッタ除去することによって行われる。
【００４５】
次に、周波数調整が完了したベースウェハＢＷ１０と第１リッドウェハＬＷ１１の接合が行われる（第１接合工程）。第１リッドウェハＬＷ１１には、個々の圧電振動片１４０が収納される位置に、キャビティ１５０となる凹部１２１、ならびに開口部１２２が設けられている。接合は、圧電振動片１４０の共振周波数が変化しない、すなわち、圧電振動片１４０に質量変化を与えない接合方法にて接合を行う必要がある。これには、イオンビーム活性化接合法以外の接合法である、低融点ガラス接合、金属圧接接合、陽極接合、プラズマ活性化接合のうちのいずれかの接合法によって接合を行う。
【００４６】
例えば、低融点ガラス接合の場合は、第１リッド１２０の凹部１２１を取り囲み、ベース１３０との接合面となる１２０ｂにシール層１６０となる低融点ガラスフリットを印刷した後、ガラスフリットのシール層１６０を印刷した第１リッドウェハＬＷ１１をベースウェハＢＷ１０上にアライメントして重ね、窒素雰囲気中において低融点ガラスフリットのガラス軟化点近傍の温度に熱して、ウェハに均一の荷重を印加することで接合を行うことができる。金属圧接接合の場合は、低融点ガラスフリットの代わりに、Ａｕやアルミニウム、ＡｕＳｎのような低融点金属等、金属圧接接合が可能な金属をシール層１６０として用いる。
【００４７】
一方、陽極接合の場合は、少なくともベースウェハＢＷ１０と第１リッドウェハＬＷ１１のいずれか一方はアルカリガラスとし、もう一方のシール面（１２０ｂまたは１３０ａ）には、シリコン（Ｓｉ）がコーティングされている必要がある。陽極接合では、２００〜４００℃の高温と１ｋＶ程度の高電圧をベースウェハＢＷ１０と第１リッドウェハＬＷ１１間に印加し、接合を行う。アルカリガラス側をカソード、もう一方の側をアノードとすることで、強固な接合が行える。なお、陽極接合の際、酸素ガスが発生することが知られているが、第１リッドウェハＬＷ１１には開口部１２２が設けられているので、発生した酸素はこの開口部１２２を通して外部に排出できるので、圧電振動片１４０の特性に影響を与えることはない。
【００４８】
また、プラズマ活性化接合をベースウェハＢＷ１０と第１リッドウェハＬＷ１１との接合に用いる場合は、それぞれの接合面（１２０ｂと１３０ａ）が酸素プラズマに曝される。従って、圧電振動片１４０上の励振電極１４１ａは、非酸化性金属であるＡｕ電極でない場合は、電極が酸化されてしまい、圧電振動片の共振周波数が大きくずれてしまう。つまり、Ａｇ電極の圧電振動片には、プラズマ活性化接合を採用することはできず、プラズマ活性化接合が適用できるのは、Ａｕ電極の圧電振動片に限定される。
【００４９】
次に、第１リッドウェハＬＷ１１上に、第２リッドウェハＬＷ１２をイオンビーム活性化接合法にて接合する（第２接合工程）。イオンビーム活性化接合法は、高真空下で行われる接合法であり、ベースウェハＢＷ１０と第１リッドウェハＬＷ１１の接合で形成されたキャビティ１５０内は、第１リッドウェハＬＷ１１に開口された開口部１２２を介して、高真空に排気される。また、圧電振動片１４０ならびにその上の励振電極１４１ａは、第１リッド１２０によって覆われているために、イオンビームが照射されても、励振電極１４１ａがエッチングされることや、イオンビームの照射でスパッタされた装置内金属が圧電振動片１４０上に多く付着することが回避される。この結果、圧電振動片１４０の共振周波数を変動させずに、キャビティ１５０を高真空状態に保ったまま、封止することができる。
【００５０】
イオンビーム活性化接合は、図４に示すように、イオンビーム活性化接合装置１０が用いられる。イオンビーム活性化接合装置１０は、図４に示すように、真空チャンバー２０と、ウェハホルダを持つアライメントステージ３０と、ウェハホルダを持つ加圧機構４０と、接合面に向かってイオンビームを照射するように配置されたイオン源５０と、中性化電子源６０と、を備えている。真空チャンバー２０は、図示しない真空排気ポンプ（例えばターボ分子ポンプ）により排気されて、真空雰囲気に設定される。イオン源５０と中性化電子源６０には、それぞれマスフローメータを介してアルゴンガスが供給される。
【００５１】
第２リッドウェハＬＷ１２は、静電チャック等により加圧機構４０のウェハホルダに保持される。ベースウェハＢＷ１０と第１リッドウェハＬＷ１１との接合体は、アライメントステージ３０のウェハホルダに保持される。なお、第２リッドウェハＬＷ１２は、第１リッドウェハＬＷ１１と相対するように配置される。次に、チャンバー２０内が所定の真空度になるまで真空排気された後、両ウェハに向かって、イオン源５０からアルゴンビーム（イオンビーム）ＩＢが照射される。なお、アルゴンビームＩＢは、中性化電子源６０により中性化されている。
【００５２】
このアルゴンビームＩＢによって、第１リッドウェハＬＷ１１及び第２リッドウェハＬＷ１２の表面はスパッタエッチングされて表面が清浄化される。なお、アルゴンビームＩＢは大きな広がり角を有するが、上記したように圧電振動片１４０は第１リッドウェハＬＷ１１で覆われており、励振電極１４１ａがエッチングされることはない。また、イオンビーム活性化接合装置１０を構成する各部材はアルゴンプラズマに曝されてスパッタされるため、アルゴンビームＩＢ中には各種金属成分が含まれる。ただし、上記したように、圧電振動片１４０は第１リッドウェハＬＷ１１で覆われるため、これら金属が圧電振動片１４０にほとんど堆積しない。
【００５３】
次に、所定の時間、アルゴンビームＩＢの照射を行った後、第１リッドウェハＬＷ１１（接合体）と第２リッドウェハＬＷ１２とのアライメントを行ってから、加圧機構４０により、所定の荷重と圧接時間条件で、両者を接合する。その後、接合ウェハをイオンビーム活性化接合装置１０から取り出すとともに、この接合ウェハをダイシングテープにマウントし、ダイシング装置によって切断すること（ダイシング工程）によって、個片化した圧電デバイス１００が得られる。
【００５４】
以上のように、圧電デバイス１００の製造方法によれば、圧電振動片１４０の共振周波数が変動するのを抑制し、真空気密封止のガラスパッケージからなる圧電デバイス１００を高い歩留まりで製造することができる。
【００５５】
＜第２実施形態＞
続いて、第２実施形態について説明する。以下の説明において、第１実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号をつけて説明を省略または簡略化する。図５は、第２実施形態に係る圧電デバイス２００を示し、図１のＡ−Ａ線に相当する線に沿った断面図を示している。この圧電デバイス２００は、第１実施形態と同様の圧電振動片１４０が用いられている。
【００５６】
図５に示すように、圧電デバイス２００は、第２リッド２１０と、第１リッド２２０、ベース２３０と、圧電振動片１４０とで構成される圧電振動子である。圧電振動片１４０を搭載したベース２３０は、例えば、低融点ガラスから成るシール２６０により接合され、さらに、第１リッド２２０と第２リッド２１０が、イオンビーム活性化接合により接合されている。
【００５７】
第２リッド２１０は、第１実施形態と同様、矩形状の板状部材であり、第１リッド２２０との接合面２１０ａは、イオンビーム活性化接合による接合に適した十分な平滑性（典型的には、平均ラフネスＲａが１ｎｍ程度）を有している。
【００５８】
第１リッド２２０は、第２リッドと同様に矩形状の板状部材であり、Ｙ方向に貫通する開口部２２２が形成されている。第２リッドとの接合面２２０ａは、イオンビーム活性化接合による接合に適した十分な平滑性（典型的には、平均ラフネスＲａが１ｎｍ程度）を有している。一方、ベース２３０との接合面となる１２０ｂは、必ずしもイオンビーム活性化接合に必要とされる平滑性は必要ではないものの、それに準じた平滑性を有して形成されてもよい。
【００５９】
開口部２２２は、第１実施形態の開口部１２２等と同様、第１リッド２２０とベース２３０が接合された後、第２リッド２１０を接合する際、圧電振動片１４０の周りの空間（キャビティ）２５０内を真空に引くための貫通孔の役割を果たす。また、開口部２２２は、第２リッド２１０を第１リッド２２０上に接合する際に、イオンビームによる圧電振動片１４０への影響を低減可能な位置に配置されている。
【００６０】
ベース２３０は、平面視では矩形状の板状部材であり、図５に示すように、表面側（＋Ｙ側の面）の中央部分には凹部２３１が設けられている。この凹部２３１を囲むように、第１リッド２２０との接合面２３０ａが形成されている。これら第１リッド２２０とベース２３０とを接合させることにより、圧電振動片１４０を収納するキャビティ（収納空間）２５０が形成される。
【００６１】
ベース２３０の凹部２３１内には、接続電極２３２が形成され、ベース２３０の裏面には、外部電極２３４ならびにダミー電極２３５が形成されている。接続電極２３２と外部電極２３４間には、ベース２３０をＹ方向に貫通する貫通孔配線２３６が形成され、接続電極２３２と外部電極２３４とが電気的に接続されている。なお、接続電極２３２や外部電極２３４、貫通孔配線２３６は、第１実施形態の圧電デバイス１００とほぼ同様である。圧電振動片１４０の励振電極１４１ａ、１４１ｂは、導電性ペースト２４２により外部電極２３４に電気的に接続され、圧電振動片１４０を励振することができる。
【００６２】
ベース２３０と第１リッド２２０との接合、ならびにベース２３０及び第１リッド２２０の接合体と第２リッド２１０との接合は、第１実施形態と同様である。また、圧電デバイス２００の製造方法も第１実施形態とほぼ同様である。
【００６３】
開口部２２２は、図２（ａ）に示す開口部１２２と同様に、平面視において、圧電振動片１４０の励振電極１４１ａを除いた領域Ｓ１を含んで重なるような位置に形成される。また、開口部２２２は、図２（ｂ）に示す開口部１２２ａ、１２２ｂと同様に、平面視において、圧電振動片１４０を除いた領域Ｓ２を含んで重なるような位置、さらにはベース２３０との接合部に沿った位置に形成されてもよい。なお、開口部２２２の大きさや個数等は、第１実施形態の開口部１２２と同様に任意に設定できる。
【００６４】
このように、圧電デバイス２００では、第１実施形態と同様、第２リッド２１０をイオンビーム活性化接合にて接合する際に、第１リッド２２０に開口した開口部２２２を介して、キャビティ２５０内を高真空に排気できる。また、圧電振動片１４０ならびにその上の励振電極１４１ａは、第１リッド２２０によって覆われているために、イオンビームが照射されても、励振電極１４１ａがエッチングされることや、イオンビーム照射でスパッタされた装置内金属が圧電振動片１４０上に付着することを回避できる。その結果、圧電振動片１４０の共振周波数を変動させずに、キャビティ２５０を高真空状態に保ったまま、封止することができる。
【００６５】
＜第３実施形態＞
（圧電デバイス３００の構成）
第３実施形態に係る圧電デバイス３００について、図６を用いて説明する。この圧電デバイス３００は、図６（ａ）に示すように、枠部３３１を有する圧電振動片３３０を挟むように、圧電振動片３３０の＋Ｙ側に第１リッド３２０が接合され、−Ｙ側にベース３４０が接合され、さらに第１リッド３２０の＋Ｙ側に第２リッド３１０が接合された構造を有する圧電振動子である。第２リッド３１０、第１リッド３２０ならびにベース３４０は、第１および第２実施形態と同様に、例えば、ホウケイ酸ガラス等が用いられる。
【００６６】
第２リッド３１０は、図６（ａ）に示すように矩形状の板状部材である。第１リッド３２０との接合面３１０ａは、イオンビーム活性化接合による接合に適した十分な平滑性（典型的には、平均ラフネスＲａが１ｎｍ程度）を有している。
【００６７】
第１リッド３２０は、平面視では矩形状の板状部材であり、図６（ａ）に示すように、裏面側（−Ｙ側の面）に凹部３２１が設けられる。凹部３２１の一部には開口部３２２が設けられている。第２リッド３１０との接合面３２０ａは、イオンビーム活性化接合による接合に適した十分な平滑性（典型的には、平均ラフネスＲａが１ｎｍ程度）を有している。一方、凹部３２１を囲む面で、圧電振動片３３０の枠部３３１との接合面となる３２０ｂは、必ずしもイオンビーム活性化接合に必要とされる平滑性は必要ではないものの、それに準じた平滑性を有して形成されてもよい。
【００６８】
開口部３２２は、第１リッド３２０と圧電振動片３３０とベース３４０が接合された後、第２リッド３１０を接合する際、圧電振動片３３０に形成された振動部３３２の周りの空間（キャビティ）３５０内を真空に引くための貫通孔の役割を果たす。また、開口部３２２は、第２リッド３１０を第１リッド３２０上に接合する際に、イオンビームによる振動部３３２への影響を低減可能な位置、例えば、枠部３３１と振動部３３２との間の貫通穴３３３の直上位置に配置されている。
【００６９】
圧電振動片３３０は、図６（ａ）に示すように、枠部３３１と振動部３３２とが、貫通穴３３３で分離した構造を有している。振動部３３２の表面及び裏面には、振動部３３２を励振するための励振電極３３４ａ、３３４ｂ（図６（ｂ）参照）及び引出電極３３５ａ、３３５ｂ、３３５ｃが形成される。表面側（＋Ｙ側）の引出電極３３５ａと裏面側（−Ｙ側）の引出電極３３５ｃとは、貫通孔配線３３６によって電気的に接続されている。なお、引出電極３３５ｃは、引出電極３３５ａの直下にあるため、図６では省略されている。
【００７０】
圧電振動片３３０は、フォトリソグラフィ法及びエッチング加工を用いて、例えば、ＡＴカット水晶ウェハ上に、一括形成される。圧電振動片３３０の振動部３３２は、矩形上に形成され、Ｙ軸方向の厚さが枠部３３１と同一であるが、枠部３３１より薄く形成されてもよい。また、振動部３３２の周辺に対して中央部分を厚肉としたメサが形成されていてもよい。
【００７１】
励振電極３３４ａ、３３４ｂや引出電極３３５ａ、３３５ｂ、３３５ｃは、水晶との密着性を高めるためにクロム（Ｃｒ）や、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、あるいはニッケルクロム（ＮｉＣｒ）やニッケルチタン（ＮｉＴｉ）、ニッケルタングステン（ＮｉＷ）合金を下地膜とし、この上に金（Ａｕ）または銀（Ａｇ）の主電極を成膜した導電性の金属膜が用いられる。また、貫通孔配線３３６は、導電性材料で充填されて形成されもよいが、貫通孔にテーパーをつけることで、励振電極３３４ａ等あるいは引出電極３３５ａ等の成膜時に貫通孔の側面に成膜され、表裏の電気的接続をとることができる。
【００７２】
ベース３４０は、矩形の板状に形成されており、図６（ａ）に示すように、表面（＋Ｙ側の面）に形成された凹部３４１と、凹部３４１を囲む接合面３４０ａとを有している。接合面３４０ａは、圧電振動片３３０の枠部３３１の裏面（−Ｙ側の面）と対向する。
【００７３】
図６（ａ）に示すように、ベース３４０の表面の−Ｘ側の領域には、接続電極３４２ａ、３４２ｂが形成され、ベース３４０の裏面の−Ｘ側の領域には、外部電極３４３ａ、３４３ｂが形成されている。また、ベース３４０には、Ｙ方向に貫通する貫通孔配線３４４ａ、３４４ｂが形成され、この貫通孔配線３４４ａ、３４４ｂによって、接続電極３４２ａ（３４２ｂ）と外部電極３４３ａ（３４３ｂ）とが電気的に接続される。なお、図６（ｂ）に示すように、ベース３４０の裏面の＋Ｘ側の領域には、ダミー電極３４３ｃ、３４３ｄが形成される。図６（ａ）ではダミー電極３４３ｃ、３４３ｄは省略されている。
【００７４】
これら接続電極３４２ａ等や、外部電極３４３ａ等、貫通配線３４４ａ等は、第１および第２実施形態と同様の金属が用いられる。また、接続電極３４２ａ等と外部電極３４３ａ等との接続として貫通孔配線３４４ａ等を用いることに限定されない。例えば、ベース３４０の角部や辺部に切り欠き（キャスタレーション）を形成し、この切り欠きに電極を形成して接続電極３４２ａ等と外部電極３４３ａ等とを電気的に接続してもよい。
【００７５】
ベース３４０は、図６（ｂ）に示すように、接合面３４０ａと枠部３３１の裏面との間に配置されたシール層３６０により、圧電振動片３３０の裏面側（−Ｙ側の面側）に接合される。シール層３６０としては、低融点ガラスや、Ａｕ、アルミニウム、ＡｕＳｎなどの低融点金属等、低融点ガラス接合や金属圧接接合に用いられる接合材、または陽極接合で用いられるシリコン（Ｓｉ）等が使用される。ベース３４０と圧電振動片３３０との接合には、イオンビーム活性化接合あるいはプラズマ活性化接合のようなシール層３６０を必要としない接合方法が用いられてもよい。圧電振動片３３０とベース３４０とが接合されることにより、引出電極３３５ｂ、３３５ｃと接続電極３４２ａ、３４２ｂとが電気的に接続される。
【００７６】
なお、圧電振動片３３０がベース３４０に接合された後、圧電振動片３３０と第１リッド３２０との接合や、第１リッド３２０と第２リッド３１０との接合は、上記した第１実施形態のベース１３０と第１リッド１２０との接合、第１リッド１２０と第２リッド１１０との接合と同様である。
【００７７】
開口部３２２は、図２（ａ）に示す開口部１２２と同様に、平面視において、圧電振動片３３０の振動部３３２の励振電極３３４ａを除いた領域Ｓ１を含んで重なるような位置に形成される。また、開口部３２２は、図２（ｂ）に示す開口部１２２ａ、１２２ｂと同様に、平面視において、振動部３３２を除いた領域Ｓ２（すなわち貫通穴３３３）を含んで重なるような位置、さらには枠部３３１（ベース２３０との接合部）に沿った位置に形成されてもよい。なお、開口部３２２の大きさや個数等は、第１実施形態の開口部１２２と同様に任意に設定できる。
【００７８】
このように、圧電デバイス３００によれば、圧電振動片３３０の振動部３３２の共振周波数を変動させずに、真空気密封止のガラスパッケージからなる圧電デバイス３００を提供することができる。
【００７９】
（圧電デバイス３００の製造方法）
次に、圧電デバイス３００の製造方法について図７を用いて説明する。この圧電デバイス３００は、いわゆるウェハレベルパッケージングの手法で製造される。圧電振動片３４０は、圧電ウェハＡＷ３０として、例えば、ＡＴカット水晶ウェハが用いられる。この圧電ウェハＡＷ３０上に、所望の周波数特性を備えるように設計されて、振動部３３２等がフォトリソグラフィ法ならびにエッチング加工の工程を経て作製される。なお、振動部３３２は、中央部に対して周辺部を薄くしたコンベックス加工が施されていてもよい。圧電ウェハＡＷ３０には、図６（ａ）に示したパターンが整列した形で、一括形成される。振動部３３２等が形成された後、スパッタ法あるいは蒸着法により、メタルマスクを使って、振動部３３２の表面及び裏面等に、励振電極３３４ａ、３３４ｂならびに引出電極３３５ａ、３３５ｂ、３３５ｃが形成される。
【００８０】
励振電極３３４ａ、３３４ｂならびに引出電極３３５ａ、３３５ｂ、３３５ｃは、水晶との密着性を高めるためにクロム（Ｃｒ）や、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、あるいはニッケルクロム（ＮｉＣｒ）やニッケルチタン（ＮｉＴｉ）、ニッケルタングステン（ＮｉＷ）合金が下地膜として成膜され、この上に金（Ａｕ）または銀（Ａｇ）が主電極膜として成膜されて形成される。
【００８１】
第２リッド３１０、第１リッド３２０、そしてベース３３０は、第２リッドウェハＬＷ３２、第１リッドウェハＬＷ３１、ベースウェハＢＷ３０上に、それぞれ上記した構造が、フォトリソグラフィ法ならびにエッチング加工の工程を経て作製される。これら第２リッドウェハＬＷ３２、第１リッドウェハＬＷ３１、ベースウェハＢＷ３０としては、例えば、ホウケイ酸ガラスが用いられる。第１リッドウェハＬＷ３１は、キャビティ３５０となる凹部３２１、ならびに開口部３２２が、サンドブラストまたはウェットエッチングによって形成される。
【００８２】
ベースウェハＢＷ３０には、貫通孔配線３４４ａ、３４４ｂ用の貫通孔がサンドブラストまたはウェットエッチングによって形成される。貫通孔配線３４４ａ、３４４ｂは、例えば、銅メッキや導電性ペーストによりこの貫通孔を充填して形成される。さらに、接続電極３４２ａ、３４２ｂ、ならびに、外部電極３４３ａ、３４３ｂ、ダミー電極３４３ｃ、３４３ｄがそれぞれ形成される。
【００８３】
外部電極３４３ａ、３４３ｂ、ダミー電極３４３ｃ、３４３ｄは、下地膜として、クロム（Ｃｒ）や、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、あるいはニッケルクロム（ＮｉＣｒ）やニッケルチタン（ＮｉＴｉ）、ニッケルタングステン（ＮｉＷ）合金膜上に金（Ａｕ）やニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）がスパッタ成膜され、その上に無電解ニッケルめっきを行って形成される。また、外部電極３４３ａ等は、銀や銅の粉末粒子を含有する導電性ペーストを印刷、焼成して形成されてもよい。
【００８４】
次に、ベースウェハＢＷ３０上に（＋Ｙ側の面上に）、圧電ウェハＡＷ３０を接合する（ベース接合工程）。ベースウェハＢＷ３０と圧電ウェハＡＷ３０とは、アライメントマークによって位置合わせされた後に接合される。ベースウェハＢＷ３０と圧電ウェハＡＷ３０とが接合されることにより、圧電振動片３３０の励振電極３３４ａ、３３４ｂと外部電極３４３ａ、３４３ｂとが電気的に接続される。
【００８５】
ベース接合工程では、圧電振動片３３０の枠部３３１の裏面とベース３４０の接合面３４０ａとを接合すると同時に、圧電振動片３３０の裏面の引き出し電極３３５ｂ、３３５ｃとベース３４０の表面の接続電極３４２ｂ、３４２ａとの電気的接続を同時に取る必要がある。このため、圧電振動片３３０の枠部３３１の裏面（−Ｙ側の面）と対向する接合面３４０ａ上に、ベース３４０の表面の接続電極３４２ｂ、３４２ａと同じ金属のシール層３６０をパターニングしておくことで両者間の電気的接続が可能となる。すなわち、接続電極３４２ｂ、３４２ａと金属のシール層３６０とを、圧電振動片３３０の励振電極３３４ａ、３３４ｂならびに引出電極３３５ａ、３３５ｂ、３３５ｃと同じ方法で形成する。例えば、圧電振動片３３０の枠部３３１の裏面（−Ｙ側の面）や、圧電振動片３３０の励振電極３３４ｂ、引出電極３３５ｂ、３３５ｃと、ベース３４０の表面（＋Ｙ側の面）の外周部（接合面３４０ａを含む）や、接続電極３４２ａ、３４２ｂとが、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｉ、ＮｉＣr、ＮｉＴｉ、ＮｉＷ等の下地膜上にＡｕでパターニングされたものであれば、金属圧接接合によって、電気的な接続と封止接合とを一括で行うことができる。
【００８６】
次に、ベースウェハＢＷ３０上に接合された個々の圧電振動片３３０において、振動部３３２の共振周波数が所望の共振周波数になるように、周波数調整装置にて調整する（周波数調整工程）。この周波数調整工程では、個々の振動部３３２の共振周波数をモニターしながら、所望の共振周波数に達するまで、励振電極３３４ａを周波数調整装置内に設置されたイオンビームによりスパッタ除去することによって行われる。
【００８７】
次に、周波数調整が完了した圧電ウェハＡＷ３０上（＋Ｙ側の面上）に第１リッドウェハＬＷ３１が接合される（第１接合工程）。圧電ウェハＡＷ３０と第１リッドウェハＬＷ３１とのアライメントマークによって、振動部３３２と第１リッド３２０に設けられた凹部３２１との位置が一致するように位置合わせされた後に接合される。ここで用いられる接合は、振動部３３２の共振周波数が変化しない、すなわち、振動部３３２に質量変化を与えない接合方法が用いられる。これには、イオンビーム活性化接合法以外の接合法が用いられ、低融点ガラス接合、金属圧接接合、陽極接合、プラズマ活性化接合のうちのいずれかの接合法が用いられる。
【００８８】
例えば、低融点ガラス接合の場合は、第１リッド３２０の接合面３２０ｂにシール層となる低融点ガラスフリットを印刷した後、このシール層を印刷した第１リッドウェハＬＷ３１を圧電ウェハＡＷ３０上にアライメントして重ね、窒素雰囲気中で、低融点ガラスフリットのガラス軟化点近傍の温度に熱して、ウェハに均一の荷重を印加することで接合を行うことができる。金属圧接接合の場合は、低融点ガラスフリットの代わりに、Ａｕやアルミニウム、ＡｕＳｎのような低融点金属等、金属圧接接合が可能な金属をシール層として用いる。
【００８９】
一方、陽極接合の場合は、第１リッドウェハＬＷ３１はアルカリガラスとし、圧電ウェハＡＷ３０の枠部３３１上（＋Ｙ側の面上）にシリコン（Ｓｉ）がコーティングされている必要がある。陽極接合では、２００〜４００℃の高温と１ｋＶ程度の高電圧を圧電ウェハＡＷ３０と第１リッドウェハＬＷ３１間に印加し、接合を行うが、第１リッドウェハＬＷ３１側がカソード、圧電ウェハＡＷ３０側がアノードとすることで強固な接合が行える。陽極接合の際、酸素ガスが発生することが知られているが、第１リッドウェハＬＷ３１には開口部３２２が設けられているので、発生した酸素はこの開口部３２２を通して外部に排出できるので、振動部３２２の特性に影響を与えることはない。
【００９０】
また、プラズマ活性化接合を圧電ウェハＡＷ３０と第１リッドウェハＬＷ３１との接合に用いる場合は、それぞれの接合面（枠部３３１上面、接合面３２０ｂ）が酸素プラズマに曝されるため、振動部３３２上の励振電極３３４ａが非酸化性金属であるＡｕ電極でない場合は酸化されてしまい、振動部３３２の共振周波数が大きくずれてしまう。つまり、Ａｇ電極を用いた圧電振動片には、プラズマ活性化接合を採用することはできず、プラズマ活性化接合が適用できるのは、Ａｕ電極の圧電振動片に限定される。
【００９１】
次に、第１リッドウェハＬＷ３１上に、第２リッドウェハＬＷ３２をイオンビーム活性化接合法にて接合する（第２接合工程）。イオンビーム活性化接合法は、高真空下で行われる接合法であり、圧電ウェハＡＷ３０と第１リッドウェハＬＷ３１との接合で形成されたキャビティ３５０内は、第１リッドウェハＬＷ３１に開口された開口部３２２を介して、高真空に排気される。また、振動部３３２ならびにその上の励振電極３３４ａは、第１リッド３２０によって覆われているために、イオンビームが照射されてもエッチングされることが抑制され、また、イオンビーム照射でスパッタされた装置内の金属が振動部３３２上に付着することも抑制される。この結果、振動部３３２の共振周波数を変動させずに、キャビティ３５０を高真空状態に保ったまま、封止することができる。
【００９２】
なお、イオンビーム活性化接合は、第１実施形態と同様に、図４に示すイオンビーム活性化接合装置１０が用いられる。
【００９３】
次に、第２リッドウェハＬＷ３２が接合された接合ウェハをダイシングテープにマウントし、ダイシング装置によって切断すること（ダイシング工程）によって、個片化した圧電デバイス３００が得られる。
【００９４】
以上のように、圧電デバイス３００の製造方法によれば、上記した圧電デバイス１００の製造方法と同様に、振動部３３２の共振周波数が変動するのを抑制し、真空気密封止のガラスパッケージからなる圧電デバイス３００を高い歩留まりで製造することができる。
【００９５】
以上、実施形態について説明したが、本発明は、上述した説明に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。例えば、圧電振動片１４０等に代えて音叉型の圧電振動片（水晶振動片）が用いられてもよい。また、圧電振動片１４０等として水晶振動片に限定されるものではなく、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウムなど、他の圧電材料が用いられてもよい。また、圧電振動片１４０等に代えて、シリコンを用いたＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ
Ｓｙｓｔｅｍｓ）デバイス等が用いられてもよい。また、圧電デバイスとして圧電振動子（水晶振動子）であることに限定されず、発振器であってもよい。発振器の場合は、ＩＣ等が搭載され、圧電振動片１４０等と電気的に接続される。さらに、第１リッドウェハＬＷ１１、ＬＷ３１や第２リッドウェハＬＷ１２、ＬＷ３２、ベースウェハＢＷ１０、ＢＷ３０としてＡＴカット等の水晶片が用いられてもよい。
【符号の説明】
【００９６】
Ｓ１、Ｓ２…領域
１００、２００、３００…圧電デバイス
１１０、２１０、３１０…第２リッド
１２０、２２０、３２０…第１リッド
１２０ｂ、３２０ｂ…接合面
１２２、１２２ａ、１２２ｂ、２２２、３２２…開口部
１３０、２３０、３４０…ベース
１４０、３３０…圧電振動片
１４１ａ、１４１ｂ、３３４ａ、３３４ｂ…励振電極（電極）
１５０、２５０、３５０…キャビティ
３３１…枠部
３３２…振動部
【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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