(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動基板上に形成された励振電極を有し、
前記励振電極は、前記振動基板側から順に積層されている下地層および上層を含み、
前記下地層は、前記振動基板の表面に配置されており、
前記下地層の酸化率は、前記下地層の厚さ方向の全域にわたって、２０％以上、５０％以下であることを特徴とする振動素子の電極構造。
【請求項２】
請求項１において、
前記酸化率は、２３％以上、４０％以下であることを特徴とする振動素子の電極構造。
【請求項３】
振動基板上に形成された励振電極を有し、
前記励振電極は、前記振動基板側から順に積層されている下地層および上層を含み、
前記下地層の窒化率は、２０％以上、５０％以下であることを特徴とする振動素子の電極構造。
【請求項４】
請求項３において、
前記窒化率は、２３％以上、４０％以下であることを特徴とする振動素子の電極構造。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、
前記下地層は、クロムを含んでいることを特徴とする振動素子の電極構造。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項において、
前記上層は、金を含んでいることを特徴とする振動素子の電極構造。
【請求項７】
前記振動基板と、
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の電極構造と、
を含むことを特徴とする振動素子。
【請求項８】
請求項７に記載の振動素子と、
前記振動素子が収容されているパッケージと、
を含むことを特徴とする振動子。
【請求項９】
請求項７に記載の振動素子と、
回路と、
を含むことを特徴とする発振器。
【請求項１０】
請求項７に記載の振動素子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７に記載の振動素子を備えていることを特徴とする移動体。
【請求項１２】
振動基板を準備する工程と、
酸素雰囲気中において、前記振動基板に下地層を成膜する工程と、
前記下地層上に上層を成膜する工程と、
前記下地層および前記上層をパターニングし、前記振動基板上に励振電極を形成する工程と、
を含み、
前記下地層を成膜する工程は、前記下地層の酸化率が、前記下地層の厚さ方向の全域にわたって、２０％以上、５０％以下になるように、前記振動基板の表面に前記下地層を成膜することを特徴とする振動素子の製造方法。
【請求項１３】
請求項１２において、
前記下地層を成膜する工程は、酸化剤を供給しながら行われることを特徴とする振動素子の製造方法。
【請求項１４】
振動基板を準備する工程と、
窒素雰囲気中において、前記振動基板に下地層を成膜する工程と、
前記下地層上に上層を成膜する工程と、
前記下地層および前記上層をパターニングし、前記振動基板上に励振電極を形成する工程と、
を含み、
前記下地層を成膜する工程は、前記下地層の窒化率が、２０％以上、５０％以下になるように前記下地層を成膜することを特徴とする振動素子の製造方法。
【請求項１５】
請求項１４において、
前記下地層を成膜する工程は、窒化剤を供給しながら行われることを特徴とする振動素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動素子の電極構造、振動素子、振動子、発振器、電子機器、移動体および振動素子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、水晶基板に電極を形成した振動素子として、特許文献１に記載の音叉型の振動素子が知られている。特許文献１の振動素子では、電極を、Ｃｒ（クロム）からなる下地層に、Ａｕ（金）からなる上層を積層することで構成している。しかしながら、このような構成では、加熱処理によって、Ａｕからなる上層中にＣｒが拡散してしまう。このように、上層中にＣｒが拡散してしまうと、得られる振動素子の周波数が変化してしまい、個体間での周波数（特に、周波数温度特性）のばらつきが大きくなるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−０３９６６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、個体間の周波数（特に、周波数温度特性）のばらつきが小さい振動素子の電極構造、振動素子、振動子、発振器、電子機器、移動体および振動素子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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、以下の適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］
本適用例の振動素子の電極構造は、振動基板側から順に積層されている下地層および上層を含み、
前記下地層は、酸素雰囲気中または窒素雰囲気中で成膜されたことを特徴とする。
このような電極構造とすることで、周波数変動が少なく、個体間の周波数バラつきが小さい振動素子を得ることができる。
【０００７】
［適用例２］
本適用例の振動素子の電極構造では、振動基板側から順に積層されている下地層および上層を有し、
前記下地層の酸化率または窒化率は、２０％以上、５０％以下であることが好ましい。
これにより、下地層と上層の密着性を高くすることができる。
【０００８】
［適用例３］
本適用例の振動素子の電極構造では、前記酸化率または前記窒化率は、２３％以上、４０％以下であることが好ましい。
これにより、下地層と上層の密着性をより高くすることができる。
【０００９】
［適用例４］
本適用例の振動素子の電極構造では、前記下地層は、クロムを含んでいることが好ましい。
これにより、容易に酸化または窒化させることができ、安定な下地層を得ることができる。
【００１０】
［適用例５］
本適用例の振動素子の電極構造では、前記上層は、金を含んでいることが好ましい。
これにより、導電性に優れる電極層が得られる。
【００１１】
［適用例６］
本適用例の振動素子は、前記振動基板と、
上記適用例の電極構造と、を含むことを特徴とする。
これにより、周波数変動が少なく、個体間の周波数バラつきが小さい振動素子を得ることができる。
【００１２】
［適用例７］
本適用例の振動子は、上記適用例の振動素子と、
前記振動素子が収容されているパッケージと、
を含むことを特徴とする。
これにより、信頼性の高い振動子が得られる。
【００１３】
［適用例８］
本適用例の発振器は、上記適用例の振動素子と、
回路と、
を含むことを特徴とする。
これにより、信頼性の高い発振器が得られる。
【００１４】
［適用例９］
本適用例の電子機器は、上記適用例の振動素子を備えていることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。
【００１５】
［適用例１０］
本適用例の移動体は、上記適用例の振動素子を備えていることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い移動体が得られる。
【００１６】
［適用例１１］
本適用例の振動素子の製造方法は、酸化剤または窒化剤を供給しながら、振動基板上に下地層を成膜する工程と、
前記下地層上に上層を成膜する工程と、を含むことを特徴とする。
これにより、周波数変動が少なく、個体間の周波数バラつきが小さい振動素子を得ることができる。
【００１７】
［適用例１２］
本適用例の振動素子の製造方法では、前記成膜する工程は、前記下地層の酸化率または窒化率は、２０％以上、５０％以下になるように前記下地層を成膜することが好ましい。
これにより、下地層と上層の密着性を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の振動素子の第１実施形態を示す斜視図である。
【図２】（ａ）が図１に示す振動素子の上面図、（ｂ）が下面図である。
【図３】図１に示す振動素子が有する電極層の断面図である。
【図４】図１に示す振動素子の製造方法を説明する断面図である。
【図５】本発明の振動素子の第２実施形態を示す断面図である。
【図６】本発明の振動子の好適な実施形態を示す断面図である。
【図７】本発明の発振器の好適な実施形態を示す断面図である。
【図８】本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。
【図９】本発明の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。
【図１０】本発明の電子機器を適用したデジタルスチールカメラの構成を示す斜視図である。
【図１１】本発明の移動体を適用した自動車を概略的に示す斜視図である。
【図１２】実施例１の撓み量を示すグラフである。
【図１３】比較例１の撓み量を示すグラフである。
【図１４】実施例１の周波数温度特性のばらつきを示すグラフである。
【図１５】実施例２の周波数温度特性のばらつきを示すグラフである。
【図１６】比較例１の周波数温度特性のばらつきを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の振動素子、振動子、発振器、電子機器および移動体を図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
１．振動素子
まず、本発明の振動素子について説明する。
【００２１】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の振動素子の第１実施形態を示す斜視図である。図２は、（ａ）が図１に示す振動素子の上面図、（ｂ）が下面図である。図３は、図１に示す振動素子が有する電極層の断面図である。図４は、図１に示す振動素子の製造方法を説明する断面図である。
【００２２】
１．振動素子
図１および図２に示すように、振動素子１は、振動基板としての水晶基板２と、水晶基板２上に形成された電極層３（本発明の電極構造）と、を有している。
【００２３】
（水晶基板）
水晶基板２は、主として厚み滑り振動をする。水晶基板２の材料である水晶は、三方晶系に属しており、互いに直交する結晶軸Ｘ、Ｙ、Ｚを有する。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、それぞれ、電気軸、機械軸、光学軸と呼称される。本実施形態の水晶基板２は、ＸＺ面をＸ軸の回りに所定の角度θ回転させた平面に沿って切り出された「回転Ｙカット水晶基板」であり、たとえばθ＝３５°１５’だけ回転させた平面に沿って切り出された場合の基板は「ＡＴカット水晶基板」という。このような水晶基板を用いることにより優れた温度特性を有する振動素子１となる。ただし、水晶基板２としては、厚み滑り振動を励振することができれば、ＡＴカットの水晶基板に限定されず、例えば、ＢＴカットの水晶基板を用いてもよい。なお、以下では、角度θに対応してＸ軸まわりに回転したＹ軸およびＺ軸をＹ’軸およびＺ’軸とする。
【００２４】
水晶基板２は、Ｙ’軸方向に厚みを有し、ＸＺ’面方向に広がりを有する。また、水晶基板２は、平面視にて、Ｘ軸方向を長辺とし、Ｚ’軸方向を短辺とする長手形状をなしている。ただし、水晶基板２の平面視形状としてはこれに限定されず、例えば、Ｘ軸方向とＺ’軸方向の長さがほぼ等しい正方形状をなしていてもよいし、Ｘ軸方向を短辺とし、Ｚ’軸方向を長辺とする長手形状をなしていてもよい。また、水晶基板２は、平板状に限定されず、振動領域が厚さ方向に両主面共に突出したバイ・メサ型や振動領域が厚さ方向に一方の主面のみから突出したプラノ・メサ型であってもよいし、振動領域が凹没した逆メサ型であってもよいし、基板の周囲を研削するベベル加工や、上面および下面を凸曲面とするバイ・コンベックス加工、片面のみを凸曲面とするプラノ・コンベックス加工が施されていてもよい。
【００２５】
（電極層３）
電極層３は、図１に示すように、一対の電極層３１、３２を有する。電極層３１は、図２（ａ）に示すように、励振電極３１１と、パッド電極３１２と、配線電極３１３と、を有する。同様に、電極層３２は、図２（ｂ）に示すように、励振電極３２１と、パッド電極３２２と、配線電極３２３と、を有する。
【００２６】
励振電極３１１は、水晶基板２の上面に配置されており、励振電極３２１は、水晶基板２の下面に、励振電極３１１と対向するように配置されている。そして、水晶基板２の励振電極３１１、３２１で挟まれた領域が、厚み滑り振動が励振される振動領域となる。また、パッド電極３１２、３２２は、それぞれ、水晶基板２の＋Ｘ軸側の端部に並んで配置されている。そして、励振電極３１１とパッド電極３１２とを接続するように配線電極３１３が配置され、励振電極３２１とパッド電極３２２とを接続するように配線電極３２３が配置されている。
【００２７】
以下、電極層３の詳細な構成（積層構造）について説明するが、電極層３１、３２は同様の構成であるため、以下では、電極層３１について代表して説明し、電極層３２については、その説明を省略する。
【００２８】
電極層３１は、図３に示すように、水晶基板２の上面に配置された下地層３１Ａと、下地層３１Ａの表面に形成（積層）された上層３１Ｂと、を有する２層積層構造を有している。なお、これら層のうち、下地層３１Ａは、主に、水晶基板２と上層３１Ｂとの密着性を高める機能を担っており、上層３１Ｂは、主に、電極層３１の電気抵抗を下げる機能を担っている。
【００２９】
下地層３１Ａは、金属材料（説明の便宜上、以下「主成分金属材料」ともいう）の酸化物を主材料として構成されている。この下地層３１Ａは、後述する製造方法でも説明するように、主成分金属材料を酸素雰囲気中で成膜することで形成されている。このような方法によれば、簡単に、下地層３１Ａを成膜することができる。このように、下地層３１Ａを金属酸化物で構成すると、従来のように、下地層３１Ａを金属材料で構成した場合と比較して、下地層３１Ａが安定化し、下地層３１Ａ中の主成分金属材料が上層３１Ｂに拡散し難くなる。
【００３０】
そのため、まず、第１に、上層３１Ｂの抵抗値の上昇が抑えられ、ＣＩ値の低い振動素子１となる。また、第２に、例えば、上層３１Ｂ表面への下地層３１Ａの金属成分の析出が低減され、上層３１Ｂ表面に下地層３１Ａの主成分金属材料が酸化してなる酸化膜が形成され難くなる。そのため、電極層３１の経時的な質量変化を小さく抑えることができ（好ましくは、零に抑えることができ）、共振周波数の経時的な変化（温度ドリフト）が少ない振動素子１となる。また、前記酸化膜が形成され難くなることで、前記酸化膜によって生じる応力により水晶基板２が不本意に撓んでしまうことも効果的に低減することができる。さらには、第３に、大量に製造される振動素子１の個体間での周波数（特に、周波数温度特性）のバラツキを低減することができ、より均質な振動素子１を大量に製造することができる。
【００３１】
ここで、下地層３１Ａの酸化率Ａは、特に限定されないが、２０％≦Ａ≦５０％なる関係を満足することが好ましく、２３％≦Ａ≦４０％なる関係を満足することがより好ましい。このように、不完全な酸化膜とすることで、水晶基板２および上層３１Ｂとの密着性を十分に高く維持したまま、上層３１Ｂへの拡散を効果的に低減することのできる下地層３１Ａとなる。
【００３２】
なお、本明細書で言う「酸化率Ａ」は、下地層３１Ａの酸素含有率から求めることができる。すなわち、下地層３１Ａの主成分金属材料が完全に酸化したとき（主成分金属材料がＣｒの場合には下地層３１Ａ中の全ＣｒがＣｒ２Ｏ３となったとき）の下地層３１Ａの酸素含有量をＮ１とし、実際の下地層３１Ａ中の酸素含有量をＮ２としたとき、（Ｎ２／Ｎ１）×１００（％）で求めることができる。また、酸素含有量は、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線分析法等の定性定量分析によって特定することができる。
【００３３】
また、下地層３１Ａの酸化率Ａは、下地層３１Ａの全域でほぼ均一となっていることが好ましい。特に、下地層３１Ａの厚さ方向に沿って酸化率Ａがほぼ一定であることが好ましい。例えば、下地層３１Ａの上面（上層３１Ｂ側の面）での酸化率をＡ１とし、下地層３１Ａの下面（水晶基板２側の面）での酸化率をＡ２としたとき、０％≦｜Ａ１−Ａ２｜≦２％なる関係を満足していることが好ましく、０％≦｜Ａ１−Ａ２｜≦１％なる関係を満足していることがより好ましい。これにより、均質な下地層３１Ａが得られ、上記効果をより効果的に発揮することができる。
【００３４】
このような下地層３１Ａの主成分金属材料としては、水晶基板２および上層３１Ｂとの密着性が高い材料、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）、モリブテン（Ｍｏ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属元素や、その酸化物を主材料として構成されていることが好ましい。また、これらの中でも、主成分金属材料は、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）であることが好ましい。これにより、比較的簡単に酸化物を形成することができる。なお、下地層３１Ａは、上記の主材料の他に、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。
【００３５】
また、下地層３１Ａ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、５ｎｍ以上、２５０ｎｍ以下程度であるのがより好ましい。下地層３１Ａの平均厚さを前記範囲内に設定することにより、水晶基板２に対して十分な密着性が確保される。
【００３６】
一方、上層３１Ｂの構成材料としては、電気伝導性が特に高い材料、具体的には、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）のような貴金属元素が挙げられる。これにより、導電性に優れた電極層３１が得られる。なお、上層３１Ｂは、上記の主材料の他に、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。
【００３７】
上層３１Ｂ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。
【００３８】
２．振動素子の製造方法
次に、上述した振動素子１の製造方法について説明する。
【００３９】
振動素子１の製造方法は、水晶基板２上に下地層３０Ａを成膜する第１工程と、下地層３０Ａの上に上層３０Ｂを成膜する第２工程と、下地層３０Ａおよび上層３０Ｂをパターニングして電極層３を得る第３工程と、を有する。以下、各工程について順次説明する。
【００４０】
［第１工程］
まず、図４（ａ）に示すように、水晶基板２の表面に下地層３０Ａを形成する。具体的には、酸素（酸化剤）を供給しながら、水晶基板２上に、下地層３０Ａの主成分金属材料（Ｃｒ、Ｎｉ等）を真空蒸着法、スパッタリング法のような各種気相成膜法によって成膜する。すると、主成分金属材料が製膜されると共に酸化され、水晶基板２上に主成分金属材料の酸化物を主材料とする下地層３０Ａが得られる。このような方法によれば、酸化率が均質な下地層３０Ａを簡単に形成することができる。なお、酸素供給量としては、特に限定されないが、５ｓｃｃｍ以上、１０ｓｃｃｍ以下程度（１ａｔｍ、２５℃）であることが好ましい。
【００４１】
［第２工程］
次に、図４（ｂ）に示すように、下地層３０Ａの表面に上層３０Ｂを形成する。上層３０Ｂは、下地層３０Ａ上に、上層３０Ｂの構成材料（Ａｕ、Ｐｔ等）を真空蒸着法、スパッタリング法のような各種気相成膜法によって成膜することで得られる。
【００４２】
［第３工程］
次に、図４（ｃ）に示すように、下地層３０Ａと上層３０Ｂの積層体をパターニングすることで、電極層３を得る。なお、前記積層体のパターニングは、フォトリソグラフィー技法およびエッチング技法（ウエットエッチング、ドライエッチング）を用いて行うことができる。
以上によって、振動素子１が得られる。
【００４３】
このような製造方法によれば、上層３０Ｂを成膜する前に下地層３０Ａを安定化させることができるため、上層３０Ｂ成膜後の上層３０Ｂへの拡散を効果的に低減することができる。また、このような製造方法によれは、第１工程と第２工程とを連続して行うことができるため（すなわち、チャンバー内から取り出すことなく、インラインで第１工程と第２工程とを続けて行うことができるため）、振動素子１の製造が容易となる。
【００４４】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の振動素子の第２実施形態について説明する。
【００４５】
図５は、本発明の振動素子の第２実施形態を示す断面図である。
以下、第２実施形態の振動素子について、前述した第１実施形態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。
【００４６】
本発明の第２実施形態にかかる振動素子は、電極層が有する下地層が金属窒化膜を主材料として構成されていること以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。また、電極層３１、３２は、互いに同様の構成であるため、以下では、電極層３１について代表して説明し、電極層３２については、その説明を省略する。
【００４７】
本実施形態の電極層３１は、図５に示すように、水晶基板２の上面に配置された下地層３１Ａ’と、下地層３１Ａ’の表面に形成された上層３１Ｂと、を有する２層構造を有している。
【００４８】
また、下地層３１Ａ’は、金属材料（説明の便宜上、以下「主成分金属材料」ともいう）の窒化物を主材料として構成されている。この下地層３１Ａ’は、主成分金属材料を窒素雰囲気中で成膜することで形成されている。このように、下地層３１Ａ’を金属窒化物で構成しても、前述した第１実施形態と同様に、下地層３１Ａ’が安定化し、下地層３１Ａ’中の金属成分が上層３１Ｂに拡散し難くなる。そのため、前述した第１実施形態の下地層３１Ａと同様の効果を発揮することができる。
【００４９】
また、下地層３１Ａ’の窒化率Ｂは、特に限定されないが、２０％≦Ｂ≦５０％なる関係を満足することが好ましく、２３％≦Ｂ≦４０％なる関係を満足することがより好ましい。このように、不完全な窒化膜とすることで、水晶基板２および上層３１Ｂとの密着性を十分に高く維持したまま、上層３１Ｂへの拡散を効果的に低減することのできる下地層３１Ａ’となる。なお、本明細書で言う「窒化率Ｂ」は、下地層３１Ａ’の窒素含有率から求めることができる。すなわち、下地層３１Ａ’の主成分金属材料が完全に窒化したとき（主成分金属材料がＣｒの場合には下地層３１Ａ’中の全ＣｒがＣｒＮとなったとき）の下地層３１Ａ’の窒素含有量をＭ１とし、実際の下地層３１Ａ’中の窒素含有量をＭ２としたとき、（Ｍ２／Ｍ１）×１００（％）で求めることができる。
【００５０】
また、下地層３１Ａ’の窒化率Ｂは、下地層３１Ａ’の全域でほぼ均一となっていることが好ましい。特に、下地層３１Ａ’の厚さ方向に沿って窒化率Ｂがほぼ一定であることが好ましい。例えば、下地層３１Ａ’の上面での窒化率をＢ１とし、下地層３１Ａ’の下面での窒化率をＢ２としたとき、０％≦｜Ｂ１−Ｂ２｜≦２％なる関係を満足していることが好ましく、０％≦｜Ｂ１−Ｂ２｜≦１％なる関係を満足していることがより好ましい。
【００５１】
このような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００５２】
２．振動子
次に、前述した振動素子１を備えた振動子について説明する。
【００５３】
図６は、本発明の振動子の好適な実施形態を示す断面図である。
図６に示す振動子１０は、前述した振動素子１と、振動素子１を収容するパッケージ４とを有している。
【００５４】
パッケージ４は、上面に開放する凹部４１１を有する箱状のベース４１と、凹部４１１の開口を塞いでベース４１に接合された板状のリッド４２とを有している。そして、凹部４１１がリッド４２によって塞がれることにより形成された収容空間Ｓに振動素子１が収納されている。収容空間Ｓは、例えば、減圧（真空）状態となっていてもよい。また、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスが封入されていてもよい。
【００５５】
ベース４１の構成材料としては、特に限定されないが、酸化アルミニウム等の各種セラミックスを用いることができる。また、リッド４２の構成材料としては、特に限定されないが、ベース４１の構成材料と線膨張係数が近似する部材であると良い。例えば、ベース４１の構成材料を前述のようなセラミックスとした場合には、コバール等の合金とするのが好ましい。なお、ベース４１とリッド４２の接合は、特に限定されず、例えば、接着材を介して接合してもよいし、シーム溶接等により接合してもよい。
【００５６】
ベース４１の凹部４１１の底面には、接続電極４５１、４６１が形成されている。また、ベース４１の下面には、外部実装端子４５２、４６２が形成されている。接続電極４５１は、ベース４１に形成された貫通電極を介して外部実装端子４５２と電気的に接続されており、接続電極４６１は、ベース４１に形成された貫通電極を介して外部実装端子４６２と電気的に接続されている。
【００５７】
収容空間Ｓ内に収容されている振動素子１は、−Ｘ軸側の端部において２つの導電性接着材５１、５２によってベース４１に固定されている。導電性接着材５１は、接続電極４５１とパッド電極３１２とに接触して設けられ、これにより、導電性接着材５１を介して接続電極４５１とパッド電極３１２とが電気的に接続されている。一方、導電性接着材５２は、接続電極４６１とパッド電極３２２とに接触して設けられ、これにより、導電性接着材５２を介して接続電極４６１とパッド電極３２２とが電気的に接続されている。導電性接着材５１、５２としては、導電性および接着性を有していれば特に限定されず、例えば、シリコーン系、エポキシ系、アクリル系、ポリイミド系、ビスマレイミド系等の接着材に導電性フィラーを分散させたものを用いることができる。
【００５８】
３．発振器
次に、前述した振動素子１を備えた発振器について説明する。
【００５９】
図７は、本発明の発振器の好適な実施形態を示す断面図である。
図７に示す発振器１００は、振動子１０と、振動素子１を駆動するためのＩＣチップ１１０とを有している。以下、発振器１００について、前述した振動子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。
【００６０】
発振器１００では、ベース４１の凹部４１１にＩＣチップ１１０が固定されている。ＩＣチップ１１０は、凹部４１１の底面に形成された複数の内部端子１２０と電気的に接続されている。複数の内部端子１２０には、接続電極４５１、４６１と接続されているものと、外部実装端子４５２、４６２と接続されているものがある。ＩＣチップ１１０は、振動素子１の駆動を制御するための発振回路を有しており、ＩＣチップ１１０によって振動素子１を駆動すると、所定の周波数の信号を取り出すことができる。
【００６１】
４．電子機器
次に、前述した振動素子１を備えた電子機器について説明する。
【００６２】
図８は、本発明の電子機器を適用したモバイル型（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１１０８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、例えば、基準クロック等として機能する振動子１０（振動素子１）が内蔵されている。
【００６３】
図９は、本発明の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１２０８が配置されている。このような携帯電話機１２００には、例えば、基準クロック等として機能する振動子１０（振動素子１）が内蔵されている。
【００６４】
図１０は、本発明の電子機器を適用したデジタルスチールカメラの構成を示す斜視図である。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１３１０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いる。表示部１３１０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などを含む受光ユニット１３０４が設けられている。そして、撮影者が表示部１３１０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。このようなデジタルスチールカメラ１３００には、例えば、基準クロック等として機能する振動子１０（振動素子１）が内蔵されている。
【００６５】
以上のように、振動子１０（振動素子１）を有することで、信頼性に優れた電子機器となる。なお、本発明の振動素子を備える電子機器は、図８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９の携帯電話機、図１０のデジタルスチールカメラの他にも、例えば、スマートフォン、タブレット端末、時計、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、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャ、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等に適用することができる。
【００６６】
５．移動体
次に、振動素子１を備えた移動体について説明する。
【００６７】
図１１は、本発明の移動体を適用した自動車を概略的に示す斜視図である。この図において、自動車１５００には振動子１０（振動素子１）が搭載されている。振動子１０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。
【００６８】
以上、本発明の振動素子の電極構造、振動素子、振動子、発振器、電子機器、移動体および振動素子の製造方法について、図示の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、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、前述した各実施形態を適宜組み合わせてもよい。
【００６９】
また、前述した実施形態では、ＡＴカット水晶振動子について説明したが、振動素子の形状としては、特に限定されず、音叉型、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。すなわち、本発明に係る振動素子の電極構造は、振動し得る切片とそれに設けられた電極層とを備える電極構造であれば、いかなるものにも適用可能である。
【００７０】
また、前述した実施形態では、振動基板として、水晶基板を用いた構成について説明したが、振動基板としては、これに限定されず、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、四ホウ酸リチウム（Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７）、ランガサイト（Ｌａ３Ｇａ５ＳｉＯ１４）等の各種圧電体基板を用いてもよい。
【実施例】
【００７１】
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
１．振動素子の製造
（実施例１）
まず、ＡＴカットの水晶基板を用意し、水晶基板上に蒸着法により酸素を供給しながらクロムを成膜した。これにより、酸化クロムを主材料とする下地層を得た。なお、酸素供給量を５ｓｃｃｍ（１ａｔｍ、２５℃）とした。次に、下地層上に蒸着法により金を成膜した。これにより上層を得た。次に、下地層および上層からなる積層体をフォトリソグラフィーおよびウェットエッチングによってパターニングして電極層を得た。このようにして２層構造の電極層を備えた振動素子を製造した。なお、電極層の構造は、以下の通りである。
【００７２】
＜電極層の構造＞
・下地層主成分：酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）
・下地層の平均厚さ：１５ｎｍ
・下地層の酸化率：４０％
・上層主成分：金（Ａｕ）
・上層の平均厚さ：２００ｎｍ
【００７３】
（実施例２）
下地層を成膜する際の酸素供給量を１０ｓｃｃｍ（１ａｔｍ、２５℃）に変更した以外は、前述した実施例１と同様にして振動素子を製造した。なお、得られた電極層の構造は、以下の通りである。
【００７４】
＜電極層の構造＞
・下地層主成分：酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）
・下地層の平均厚さ：１５ｎｍ
・下地層の酸化率：４０％
・上層主成分：金（Ａｕ）
・上層の平均厚さ：２００ｎｍ
【００７５】
（比較例１）
下地層を成膜する際に酸素を供給しなかった以外は、前述した実施例１と同様にして振動素子を製造した。すなわち、まず、ＡＴカットの水晶基板を用意し、水晶基板上に蒸着法によりクロムを成膜し、クロムを主材料とする下地層を得た。次に、下地層上に蒸着法により金を成膜し、金を主材料とする上層を得た。次に、下地層および上層からなる積層体をフォトリソグラフィーおよびウェットエッチングによってパターニングして電極層を得た。このようにして２層構造の電極層を備えた振動素子を製造した。なお、電極層の構造は、以下の通りである。
【００７６】
＜電極層の構造＞
・下地層主成分：クロム
・下地層の平均厚さ：１５ｎｍ
・上層主成分：金
・上層の平均厚さ：２００ｎｍ
【００７７】
（比較例２）
下地層を省略した以外は、前述した実施例１と同様にして振動素子を製造した。なお、電極層の構造は、以下の通りである。
【００７８】
＜電極層の構造＞
・上層主成分：金
・上層の平均厚さ：２００ｎｍ
【００７９】
２．振動素子の評価
各実施例および各比較例で得られた振動素子について、下記の評価を行った。
【００８０】
２．１．剥離強度
各実施例および各比較例で得られた各１０個の振動素子について、水晶基板と電極層との間の剥離強度を評価した。なお、剥離強度の評価は、９０°剥離試験（ＪＩＳ−Ｚ  ０２３７）に準じて行った。その結果を下記の表１に示す。また、表１では、各実施例および各比較例について、１０個の振動素子の平均値を記入している。
【００８１】
【表１】
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【００８２】
表１から分かるように、実施例１、２は、比較例１と比べて遜色のない剥離強度を有している。そのため、実施例１、２は、共に、水晶基板と電極層との密着性が高く、機械的強度に優れる振動素子でることが分かる。
【００８３】
２．２．水晶基板の撓み
実施例１および比較例１で得られた振動素子について、２６０℃×２時間の条件で加熱処理を行い、加熱処理前後の水晶基板の撓みについて評価した。その結果を図１２および図１３に示す。
【００８４】
図１２（ａ）、（ｂ）から分かるように、実施例１の振動素子では、Ｘ軸、Ｚ’軸方向のいずれの軸方向においても、加熱後の水晶基板にほとんど撓みが生じていない。これに対して、図１３（ａ）、（ｂ）から分かるように、比較例１では、Ｘ軸、Ｚ’軸方向のいずれの軸方向においても、加熱後の水晶基板に大きな撓みが生じている。これは、実施例１では、下地層中のＣｒの上層への拡散が低減されているため、Ｃｒが上層の表面へ析出してその酸化膜（Ｃｒ２Ｏ３）を形成することが低減された結果と推察される。このことから、実施例１で得られた振動素子は、水晶基板の撓みが低減され、経時的な周波数変化の少ない振動素子であることが分かる。
【００８５】
２．３．周波数温度特性
実施例１、２および比較例１で得られた各１０個の振動素子について周波数温度特性を評価した。その結果を図１４ないし図１６に示す。図１４ないし図１６から分かるように、実施例１、２では、比較例１と比較して、１０個の振動素子の周波数温度特性のバラつきが十分に低減されていることが分かる。
【符号の説明】
【００８６】
１……振動素子
１０……振動子
１００……発振器
１１０……ＩＣチップ
１２０……内部端子
２……水晶基板
３……電極層
３０Ａ……下地層
３０Ｂ……上層
３１……電極層
３１Ａ、３１Ａ’……下地層
３１Ｂ……上層
３１１……励振電極
３１２……パッド電極
３１３……配線電極
３２……電極層
３２１……励振電極
３２２……パッド電極
３２３……配線電極
４……パッケージ
４１……ベース
４１１……凹部
４２……リッド
４５１……接続電極
４５２……外部実装端子
４６１……接続電極
４６２……外部実装端子
５１……導電性接着材
５２……導電性接着材
１１００……パーソナルコンピューター
１１０２……キーボード
１１０４……本体部
１１０６……表示ユニット
１１０８……表示部
１２００……携帯電話機
１２０２……操作ボタン
１２０４……受話口
１２０６……送話口
１２０８……表示部
１３００……デジタルスチールカメラ
１３０２……ケース
１３０４……受光ユニット
１３０６……シャッターボタン
１３０８……メモリー
１３１０……表示部
１５００……自動車
Ｓ……収容空間
【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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【図１６】
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