(57)【要約】【課題】  広い周波数帯域に亘った所望の通過特性を有するマイクロレゾネータ及びその製造方法等を提供する。【解決手段】  マイクロレゾネータ１０は、電極部１６ａ〜１６ｃが設けられた電極１６と電極部１８ａ〜１８ｃが設けられた電極１８との間に、共振周波数が互いに異なる複数のディスク１４ａ〜１４ｃを備えた構成である。電極部１６ａ、ディスク１４ａ、及び電極部１８ａからなるマイクロレゾネータ、電極部１６ｂ、ディスク１４ｂ、及び電極部１８ｂからなるマイクロレゾネータ、並びに、電極部１６ｃ、ディスク１４ｃ、及び電極部１８ｃからなるマイクロレゾネータは電気的に並列に接続されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン基板と、当該シリコン基板上に形成された少なくとも絶縁膜を含む積層部と、当該積層部上に設けられた共振子及び電極とを備えるマイクロレゾネータであって、
互いに異なる共振周波数を有する複数の共振子と、
前記共振子の各々に対応して設けられ、電気的に並列に接続された複数の電極と
を備えることを特徴とするマイクロレゾネータ。
【請求項２】
前記共振子の形状は、円形形状、梁形状、又は一部が櫛歯形状であることを特徴とする請求項１記載のマイクロレゾネータ。
【請求項３】
前記共振子は、前記電極に印加される電気信号によって位置変化又は形状変化を生じて共振することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のマイクロレゾネータ。
【請求項４】
前記共振子は、前記電極に印加される電気信号によって形状変化を生じて共振するものであり、
前記共振子の前記形状変化を生じない節の位置に形成され、前記共振子を前記積層部上に支持する支持部を備える
ことを特徴とする請求項１記載のマイクロレゾネータ。
【請求項５】
前記共振子は、各々の厚みが同一の円形形状であり、互いに異なる径を有することを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載のマイクロレゾネータ。
【請求項６】
シリコン基板と、当該シリコン基板上に形成された少なくとも絶縁膜を含む積層部と、当該積層部上に設けられた共振子及び電極とを備えたマイクロレゾネータの製造方法であって、
前記積層部上に互いに異なる共振周波数を有する複数の共振子を形成する共振子形成工程と、
前記共振子の各々に対応し、電気的に並列に接続された複数の電極を形成する電極形成工程と
を含むことを特徴とするマイクロレゾネータの製造方法。
【請求項７】
前記共振子形成工程は、前記積層部上に絶縁性を有する中間膜と導電性を有する導電膜とを順に形成する工程と、
前記導電膜をパターニングして前記中間膜上に前記複数の共振子を一度に形成する工程と
を含むことを特徴とする請求項６記載のマイクロレゾネータの製造方法。
【請求項８】
前記共振子形成工程は、前記共振子を、円形形状、梁形状、又は一部に櫛歯形状を有する形状に形成する工程であることを特徴とする請求項７記載のマイクロレゾネータの製造方法。
【請求項９】
前記電極形成工程は、前記複数の共振器が形成された中間膜上に絶縁膜を形成する工程と、
前記中間膜上に形成された絶縁膜上に導電膜を形成し、前記共振子上の導電膜を除去して前記複数の電極を形成する工程と
を含むことを特徴とする請求項７又は請求項８記載のマイクロレゾネータの製造方法。
【請求項１０】
前記複数の電極を形成した後で、前記共振子上に形成された前記絶縁膜を除去するとともに、前記積層部上に形成された中間膜の一部を残して除去することにより、前記複数の共振子の各々を支持する支持部を形成する工程を含むことを特徴とする請求項９記載のマイクロレゾネータの製造方法。
【請求項１１】
前記支持部を形成する工程は、前記複数の共振子の中心部を支持する支持柱を形成する工程であることを特徴とする請求項１０記載のマイクロレゾネータの製造方法。
【請求項１２】
前記導電膜は、ポリシリコンから形成されることを特徴とする請求項６から請求項１１の何れか一項に記載のマイクロレゾネータの製造方法。
【請求項１３】
請求項１から請求項５の何れか一項に記載のマイクロレゾネータ、又は請求項６から請求項１２の何れか一項に記載のマイクロレゾネータの製造方法を用いて製造されたマイクロレゾネータを備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固有の共振周波数で微小振動する共振子を備えるマイクロレゾネータ及びその製造方法、並びに当該マイクロレゾネータを備える電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）技術を用いて超小型・超高性能の電子部品を製造する研究・開発が盛んに行われている。ＭＥＭＳ技術を用いた電子部品は多岐に亘るが、その一種としてマイクロレゾネータがある。マイクロレゾネータは、例えばシリコン基板等の基板上に酸化膜からなる絶縁膜が形成され、その絶縁膜上に櫛歯状の固定電極の櫛歯と櫛歯状の可動電極（共振子）の櫛歯とが基板表面に対して平行に噛み合わされるように形成された構造である。上記の櫛歯状の可動電極はシリコン基板上に支持されたバネ性を有する支持部に結合されており、このような互いに噛み合う櫛歯状の固定電極と櫛歯状の可動電極との組を支持部の両側に１組ずつ配置した構成である。
【０００３】
かかる構成のマイクロレゾネータは、一方の櫛歯状の固定電極と櫛歯状の可動電極との組に交流電圧を印加することにより、その櫛歯状の固定電極と櫛歯状の可動電極との間に静電引力を発生させ、この静電引力により櫛歯状の可動電極を櫛歯の噛み合い方向（櫛歯の長さ方向）に平面的に押し引きすることによって振動させる。この振動は櫛歯状の可動電極と一体化されたバネ性を持つ支持部に伝達され、他方の同様に噛み合い状態にある櫛歯状の可動電極を平面的に振動させる。
【０００４】
入力側である一方の櫛歯状の固定電極と櫛歯状の可動電極との間で発生した振動が、可動電極の質量とバネ性を持つ支持部の構造で定まるバネ定数で決定される共振周波数に一致したところで共振現象が生じ、この共振周波数が出力側である他方の櫛歯状の固定電極の電極端子から取り出される。かかる構成のマイクロレゾネータは、特定周波数の電気信号を発振する発振子又は複数の周波数を含む電気信号から特定周波数の電気信号をフィルタリングするフィルタとして用いられる。
【０００５】
また、上記の構成以外に、円板形状の共振子を有するマイクロレゾネータも案出されている。このマイクロレゾネータは、シリコン基板等の基板上に形成された絶縁膜上に、円板形状の共振子と、この共振子を挟持するよう配置された電極とを備えており、電極に電気信号を印加したときに生ずる電界により共振子を形状変化（伸縮）させて共振させるものである。上記の櫛歯状の固定電極及び可動電極を備えるマイクロレゾネータの共振周波数は数十ＫＨｚのオーダであり、円板形状の共振子を有するマイクロレゾネータの共振周波数は数百ＭＨｚのオーダであるため、円板形状の共振子を有するマイクロレゾネータは高周波回路に用いるのに適している。
【０００６】
尚、櫛歯状の固定電極及び可動電極を備えるマイクロレゾネータの詳細については、例えば以下の特許文献１，２を、円板形状の共振子を有するマイクロレゾネータの詳細については、例えば以下の特許文献３を参照されたい。
【特許文献１】米国特許第５０２５３４６号明細書
【特許文献２】米国特許第５５３７０８３号明細書
【特許文献３】米国特許第６６２８１７７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述したマイクロレゾネータの共振周波数は、櫛歯型の固定電極及び可動電極を有するものについては可動電極の質量（厳密には可動電極及び支持部の質量）と支持部のバネ定数とによって定まり、円板形状の共振子を有するものについては共振子の質量、振動モードによって定まる有効質量、及び共振子の変形に対する復元力によって定まる。つまり、マイクロレゾネータの構造によって共振周波数が決定されるため、一旦マイクロレゾネータを形成した後で大幅に共振周波数を変更することはできない。
【０００８】
マイクロレゾネータをフィルタとして用いる場合には、単一周波数の電気信号を通過させる通過特性を有するもの、広い周波数帯域に亘る電気信号を通過させる特性を有するもの、複数の周波数帯域から特定の周波数帯域を切り替えて通過させる通過特性を有するもの等の種々の特性を有するものが必要になる場合がある。例えば、チューナに設けられるフィルタは、複数の周波数帯から特定の周波数を切り替えて通過させる通過特性が必要になる。従来のマイクロレゾネータを用いたフィルタは、構造によって定まる共振周波数を通過帯域としたものが殆どであり、広い周波数帯域に亘る電気信号を通過させる特性を有するもの、又は複数の周波数帯域から特定の周波数帯域を切り替えて通過させる通過特性を有するものの実現は困難であった。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、広い周波数帯域に亘った所望の通過特性を有するマイクロレゾネータ及びその製造方法、並びに当該マイクロレゾネータを備える電子機器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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明のマイクロレゾネータは、シリコン基板と、当該シリコン基板上に形成された少なくとも絶縁膜を含む積層部と、当該積層部上に設けられた共振子及び電極とを備えるマイクロレゾネータであって、互いに異なる共振周波数を有する複数の共振子と、前記共振子の各々に対応して設けられ、電気的に並列に接続された複数の電極とを備えることを特徴としている。
この発明によれば、共振周波数が互いに異なる複数の共振子と、電気的に並列に接続され、共振子の各々に対応した複数の電極とを備えているため、電極に印加された電気信号のうち、各共振子の共振周波数の何れかに一致した周波数によって共振子が共振する。このため、本発明のマイクロレゾネータをフィルタとして用いた場合には、広い周波数帯域に亘った通過特性を得ることができる。また、各共振子の共振周波数を所望の共振周波数に設定することで、広い周波数帯域に亘った所望の通過特性を得ることができる。
また、本発明のマイクロレゾネータは、前記共振子の形状が、円形形状、梁形状、又は一部が櫛歯形状であることを特徴としている。
この発明によれば、共振子の形状が予め定められた一定の形状ではなく、円形形状、梁形状、又は一部に櫛歯形状を有する形状に形成することができるため、通過させる周波数帯域に応じて共振子の形状を設定することができる。例えば、共振子の形状を一部に櫛歯形状を有する形状に設定すると周波数が数十ＫＨｚの電気信号を通過させる通過特性が得られ、梁形状に設定すると周波数が数ＭＨｚ〜数十ＭＨｚの電気信号を通過させる通過特性が得られ、円形形状に設定すると周波数が数百ＭＨｚの電気信号を通過させる通過特性が得られる。
また、本発明のマイクロレゾネータは、前記共振子が、前記電極に印加される電気信号によって位置変化又は形状変化を生じて共振することを特徴としている。
この発明によれば、電極に印加される電気信号によって共振子の位置変化又は形状変化を引き起こして共振子を共振させているため、共振時に複数の共振モードで共振子を共振させることができ、通過帯域を広げる上で好適である。
また、本発明のマイクロレゾネータは、前記共振子が、前記電極に印加される電気信号によって形状変化を生じて共振するものであり、前記共振子の前記形状変化を生じない節の位置に形成され、前記共振子を前記積層部上に支持する支持部を備えることを特徴としている。
この発明によれば、共振子の形状変化を生じさせない節の位置に形成された支持部によって積層部上において共振子を支持しているため、共振子の形状変化を妨げることなく共振子を共振させることができる。また、節の位置に支持部を形成することで共振子の共振周波数を変化させることはない。
また、本発明のマイクロレゾネータは、前記共振子が、各々の厚みが同一の円形形状であり、互いに異なる径を有することを特徴としている。
この発明によれば、各共振子の形状を円形形状にするとともに厚みを同一にし、その径を異ならせているため、各共振子の異なる共振周波数を異ならせることができる。また、マイクロレゾネータを製造した際に行われる検査工程において、共振子の直径を測定すれば各共振子の共振周波数のずれを求めることができるため、検査を迅速且つ簡便に行うことができる。
上記課題を解決するために、本発明のマイクロレゾネータの製造方法は、シリコン基板と、当該シリコン基板上に形成された少なくとも絶縁膜を含む積層部と、当該積層部上に設けられた共振子及び電極とを備えたマイクロレゾネータの製造方法であって、前記積層部上に互いに異なる共振周波数を有する複数の共振子を形成する共振子形成工程と、前記共振子の各々に対応し、電気的に並列に接続された複数の電極を形成する電極形成工程とを含むことを特徴としている。
この発明によれば、シリコン基板上に形成された積層部上に共振周波数が異なる複数の共振子を形成するとともに、各共振子に対応して電気的に並列に接続された電極を形成しているため、各共振子の共振周波数の何れかに一致した周波数を有する電気信号を通過させる広い周波数帯域に亘った通過特性を有するマイクロレゾネータを製造することができる。このとき、各共振子の共振周波数を所望の共振周波数に設定することで、広い周波数帯域に亘った所望の通過特性を得ることができる。
また、本発明のマイクロレゾネータの製造方法は、前記共振子形成工程が、前記積層部上に絶縁性を有する中間膜と導電性を有する導電膜とを順に形成する工程と、前記導電膜をパターニングして前記中間膜上に前記複数の共振子を一度に形成する工程とを含むことを特徴としている。
この発明によれば、積層部上に中間膜及び導電膜を形成した後で導電膜をパターニングして中間膜上に複数の共振子を一度に形成しているため、共振周波数が異なる複数の共振子を製造工程を複雑化することなく効率よく形成することができる。また、かかる工程により共振子を形成することで、複数の共振子の厚みを同一に形成することができる。
また、本発明のマイクロレゾネータの製造方法は、前記共振子形成工程が、前記共振子を、円形形状、梁形状、又は一部に櫛歯形状を有する形状に形成する工程であることを特徴としている。
この発明によれば、共振子の形状が予め定められた一定の形状ではなく、円形形状、梁形状、又は一部に櫛歯形状を有する形状に形成することができるため、通過させる周波数帯域に応じて共振子の形状を設定することができる。例えば、共振子の形状を一部に櫛歯形状を有する形状に設定すると周波数が数十ＫＨｚの電気信号を通過させる通過特性が得られ、梁形状に設定すると周波数が数ＭＨｚ〜数十ＭＨｚの電気信号を通過させる通過特性が得られ、円形形状に設定すると周波数が数百ＭＨｚの電気信号を通過させる通過特性が得られる。
また、本発明のマイクロレゾネータの製造方法は、前記電極形成工程が、前記複数の共振器が形成された中間膜上に絶縁膜を形成する工程と、前記中間膜上に形成された絶縁膜上に導電膜を形成し、前記共振子上の導電膜を除去して前記複数の電極を形成する工程とを含むことを特徴としている。
この発明によれば、複数の共振器が形成された中間膜上に絶縁膜を形成した後で中間膜上に導電層を形成し、共振子上の導電膜を除去して導電膜を形成しているため、複数の共振子に対応し、共振子の形状に応じた形状を有する電極を製造工程を複雑化することなく効率よく製造することができる。
また、本発明のマイクロレゾネータの製造方法は、前記複数の電極を形成した後で、前記共振子上に形成された前記絶縁膜を除去するとともに、前記積層部上に形成された中間膜の一部を残して除去することにより、前記複数の共振子の各々を支持する支持部を形成する工程を含むことを特徴としている。
この発明によれば、複数の電極を形成した後で、共振子上の絶縁膜を除去するとともに積層部上の中間膜の一部を残して除去することで共振子の各々を支持する支持部を形成しているため、製造工程を複雑化することなく容易に支持部を形成することができるとともに、共振子を電極への電気信号の印加により位置変化又は形状変化を生ずるものとすることができる。
また、本発明のマイクロレゾネータの製造方法は、前記支持部を形成する工程が、前記複数の共振子の中心部を支持する支持柱を形成する工程であることが好ましい。
また、本発明のマイクロレゾネータの製造方法は、前記導電膜が、ポリシリコンから形成されることを特徴としている。
この発明によれば、加工プロセスが確立されたポリシリコンを用いて導電膜を形成しているため、共振子及び電極の形成を精確且つ容易に行うことができる。とりわけ、共振子の共振周波数を決める要因の一つが共振子の質量であるため、共振子の形成を精確に行えることにより各共振子の共振周波数のばらつきを抑えることができる。
本発明の電子機器は、上記の何れかに記載のマイクロレゾネータ又は上記の何れかに記載のマイクロレゾネータの製造方法を用いて製造されたマイクロレゾネータを備えることを特徴としている。
この発明によれば、半導体素子を製造する技術を用いてシリコン基板上に所望の広い通過波数帯域を有するマイクロレゾネータを形成することができるため、マイクロレゾネータを応用したフィルタを半導体チップ内に集積化することができる。この結果、例えば、発振子、フィルタ、アンプ、混合器、及び検波器等からなる受信回路を１チップ化した半導体素子等の超小型・超高機能の半導体素子が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態によるマイクロレゾネータ及びその製造方法並びに電子機器について詳細に説明する。
【００１２】
〔マイクロレゾネータ〕
図１は、本発明の一実施形態によるマイクロレゾネータを示す平面図であり、図２は、図１中のＡ−Ａ線に沿った断面矢視図である。図１及び図２に示すマイクロレゾネータ１０は、トランスバーサル型のＳＡＷ（Surface Acoustic Wave：弾性表面波素子）フィルタと同様な働きをするフィルタとして構成したものである。尚、以下の説明においては、必要があれば図中にＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。図１及び図２中のＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸及びＹ軸がシリコン基板１２の表面に対して平行となるよう設定され、Ｚ軸がシリコン基板１２の表面に対して直交する方向に設定されている。
【００１３】
図１に示すマイクロレゾネータ１０は、シリコン基板１２上に、共振子としての複数のディスク１４ａ〜１４ｃをＹ方向に所定の間隔をもって配列するとともに、ディスク１４ａ〜１４ｃの−Ｘ方向に電極１６を、＋Ｘ方向に電極１８をそれぞれ配置して、電極１６と電極１８とによりディスク１４ａ〜１４ｃを挟持した構成である。ディスク１４ａ〜１４ｃ及び電極１６，１８は、例えばシリコン基板１２上に形成された導電層としてのポリシリコン（ｐ−ＳｉＯ）膜を利用して形成される。或いは、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板の絶縁膜上に結晶化されているシリコン層を利用して形成される。
【００１４】
ディスク１４ａ〜１４ｃの各々は円形形状に形成されており、その径はディスク１４ａが最も大きく、次いでディスク１４ｂが大きく、ディスク１４ｃが最も小さく形成されている。また、これらのディスク１４ａ〜１４ｃは同一の厚みに形成されている。ディスク１４ａ〜１４ｃは、電極１６と後述する電極２４との間、又は電極１８と後述する電極２４との間に印加される電気信号により形成される電界により形状変化（伸縮）を生じ、印加された電気信号に特定の周波数成分が含まれている場合に共振する。
【００１５】
各ディスク１４ａ〜１４ｃの共振周波数は、質量、振動モードによって定まる有効質量、及びディスクの変形に対する復元力によって定まる。上述の通り、ディスク１４ａ〜１４ｃは厚みが同一であって相似であるため、ディスク１４ａ〜１４ｃの共振周波数は、径に応じて設定することができる。図１に示す通り、本実施形態においては、ディスク１４ａ〜１４ｃの径が互いに異なる径に設定されているため、ディスク１４ａ〜１４ｃは互いに異なる共振周波数を有している。
【００１６】
図１に示す例では、ディスク１４ａは径が最も大きい（質量が最も大きい）ため、ディスク１４ａの共振周波数はディスク１４ａ〜１４ｃの中で最も低い値である。また、ディスク１４ａは径が最も小さい（質量が最も小さい）ため、ディスク１４ｃの共振周波数はディスク１４ａ〜１４ｃの中で最も高い値である。ディスク１４ａ〜１４ｃの共振周波数は、それぞれ１２０ＭＨｚ、２４０ＭＨｚ、４３０ＭＨｚである。尚、ここで挙げる数値はあくまでも一例であり、ディスク１４ａ〜１４ｃの厚み、径、及び材質を変えることにより任意の共振周波数に設定することができる。
【００１７】
電極１６は、ディスク１４ａ〜１４ｃの各々に対応する電極部１６ａ〜１６ｃを備えている。これらの電極部１６ａ〜１６ｃは、Ｘ方向に延びた形状であって、＋Ｘ方向における先端部がディスク１４ａ〜１４ｃの外周形状に合わせて凹形状に形成されている。各電極部１６ａ〜１６ｃは、その先端部がディスク１４ａ〜１４ｃの各々に対して所定の隙間をもって配置されている。かかる構成の電極１６は、電極端子２０と電気的に接続されている。
【００１８】
また、電極１８は、電極１６と同様に、ディスク１４ａ〜１４ｃの各々に対応する電極部１８ａ〜１８ｃを備えている。これらの電極部１８ａ〜１８ｃは上記の電極部１６ａ〜１６ｃと同様にＸ方向に延びた形状であって、−Ｘ方向における先端部がディスク１４ａ〜１４ｃの外周形状に合わせて凹形状に形成されている。各電極部１８ａ〜１８ｃは、その先端部がディスク１４ａ〜１４ｃの各々に対して所定の隙間をもって配置されている。かかる構成の電極１８は、電極端子２２に接続されている。電極端子２０，２２は、外部からの電気信号が供給される端子である。
【００１９】
上述した電極部１６ａ〜１６ｃは電極部１６の一部として形成されているため、各電極部１６ａ〜１６ｃは電気的に導通している。また、電極部１８ａ〜１８ｃは電極部１８の一部として形成されているため、各電極部１８ａ〜１８ｃは電気的に導通している。よって、本実施形態のマイクロレゾネータ１０は、電極部１６ａ、ディスク１４ａ、及び電極部１８ａからなるマイクロレゾネータ、電極部１６ｂ、ディスク１４ｂ、及び電極部１８ｂからなるマイクロレゾネータ、並びに、電極部１６ｃ、ディスク１４ｃ、及び電極部１８ｃからなるマイクロレゾネータを電気的に並列に接続した構成である。また、各ディスク１４ａ〜１４ｃの下方（−Ｚ方向）のシリコン基板１２上にはディスク１４ａ〜１４ｃの各々と電気的に導通し、Ｙ方向に伸びる接地電極としての電極２４が形成されている。この電極２４は、電極端子２６に接続されている。
【００２０】
図２に示す通り、電極２４はシリコン基板１２上の絶縁膜３０上に形成されており、この電極２４上にディスク１４ｂが形成されている。ディスク１４ｂの底部には円柱形状の支持部１５ｂが形成されており、ディスク１４ｂは電極２４上において支持部１５ｂによって裏面（絶縁膜３０に対向する面）から支持されている。尚、図示は省略しているが、ディスク１４ａ，１４ｃの裏面側にも支持部１５ｂと同様の支持部が形成されており、これらの支持部によってディスク１４ａ，１４ｃは電極２４上において支持されている。
【００２１】
本実施形態のマイクロレゾネータ１０は、ディスク１４ｂ自体の形状変化（伸縮）を生じさせて共振させる構造であるため、大きな形状変化が生ずる部位を固定することはできない。ここで、ディスク１４ｂの共振時における形状変化について説明する。図３は、共振時において生ずるディスク１４ｂの形状変化の一例を示す図である。図３に示す通り、共振子１４ｂは電極部１６ｂ，１８ｂの長手方向（Ｘ方向）に伸縮する形状変化を生ずる。ディスク１４ｂに対して電極部１６ｂ，１８ｂの少なくとも一方へ向かう引っ張り力が働くと、図３（ａ）に示す通り、ディスク１４ｂはＸ方向に伸びる。この引っ張り力に対する復元力がディスク１４ｂに働くと、図３（ｂ）に示す通り、ディスク１４ｂはＸ方向に縮む。よって、ディスク１４ｂの周囲部（特に、電極１６ｂ，１８ｂに近接する部位）における形状変化は大きいが、ディスク１４ｂの中心部は形状変化が殆ど生じない節となる。このため、支持部１５ｂはディスク１４ｂの裏面における中心部を支持するよう形成される。ディスク１４ａ，１４ｃについても同様に、裏面における中心部を支持するよう支持部が形成される。
【００２２】
ディスク１４ａ〜１４ｃは、支持部１５ｂ等によってシリコン基板１２上の絶縁膜３０上に形成された電極２４よりも上方（＋Ｚ方向）に浮き上がった状態で支持される。ディスク１４ａ〜１４ｃの浮上高さ、即ち支持部２４の高さは数μｍ程度である。尚、図２において、ポリシリコン等で形成された電極１６，１８と絶縁膜３０との間の層３２，３４は、電極１６，１８形成する工程において設けられた第１中間膜及び第２中間膜である。
【００２３】
以上説明した構成のマイクロレゾネータ１０を、例えば発振子として用いる場合には、電極１６に接続された電極端子２０と接地電極としての電極２４に接続された電極端子２６との間に交流電圧を印加する。これらの電極端子間に交流電圧を印加すると、ディスク１４ａと電極部１６ａとの間、ディスク１４ｂと電極部１６ｂとの間、及びディスク１４ｃと電極部１６ｃとの間にそれぞれ静電引力が発生する。これによってディスク１４ａ〜１４ｃは、Ｘ方向に伸縮する形状変化を生ずる。
【００２４】
ディスク１４ａ〜１４ｃ各々の伸縮による振動がそれぞれディスク１４ａ〜１４ｃ各々の固有振動数に達すると、ディスク１４ａ〜１４ｃはその振動数で共振する。ディスク１４ａ〜１４ｃが共振することによって、電極部１８ａ〜１８ｃに接続された電極端子２２から、その固有振動数に応じた発振周波数を有する電気信号が出力される。ここで、本実施形態ではディスク１４ａ〜１４ｃの共振周波数が互いに異なるため、複数の発信周波数を有する電気信号が電極端子２２から出力される。
【００２５】
また、マイクロレゾネータ１０をフィルタとして用いる場合には、図４に示す通り、ディスク１４ａの固有振動数ｆａを中心とした通過帯域幅Ｗａを有する通過特性と、ディスク１４ｂの固有振動数ｆｂを中心とした通過帯域幅Ｗｂを有する通過特性と、ディスク１４ｃの固有振動数ｆｃを中心とした通過帯域幅Ｗｃを有する通過特性とを合成した通過帯域幅Ｗの通過特性を有するフィルタとして用いられる。図４は、マイクロレゾネータ１０をフィルタとして用いる場合の通過特性の一例を示す図である。マイクロレゾネータ１０をフィルタとして用いる場合には、電極端子２０と電極端子２６との間に交流電圧が印加される。
【００２６】
これらの電極端子間に印加される交流電圧の周波数が、図４に示す通過帯域幅Ｗに含まれる周波数であれば、ディスク１４ａ〜１４ｃの少なくとも１つが共振し、その周波数を有する電気信号が電極端子２２から出力される。一方、通過帯域幅Ｗに含まれない周波数の交流電圧が入力された場合には、ディスク１４ａ〜１４ｃの全てが共振しない。この結果として、その周波数は除去される。このような動作によりマイクロレゾネータ１０がフィルタとして用いられる。
【００２７】
以上説明した本発明の一実施形態によるマイクロレゾネータ１０は、共振周波数が互いに異なる複数のディスク１４ａ〜１４ｃと、電気的に並列に接続されディスク１４ａ〜１４ｃの各々に対応した複数の電極部１６ａ〜１６ｃ，１８ａ〜１８ｃを有する電極１６，１８とを備えているため、例えば電極１６に印加された電気信号のうち、各ディスク１４ａ〜１４ｃの共振周波数の何れかに一致した周波数によってディスク１４ａ〜１４ｃが共振する。このため、広い周波数帯域に亘った所望の通過特性を有するフィルタを用いることができる。
【００２８】
〔マイクロレゾネータの製造方法〕
図５〜図７は、本発明の一実施形態によるマイクロレゾネータの製造方法を示す工程図である。尚、図５〜図７に示す工程図は、図１中のＡ−Ａ線に沿った断面を示しており、図１〜図３に示した部材と同一の部材には同一の符号を付してある。まず、図５（ａ）に示す通り、シリコン基板１２上の全面に酸化膜（ＳｉＯ２）及び窒化膜（Ｓｉ３Ｎ４）からなる絶縁膜３０を形成し、次いで絶縁膜３０上の全面に厚さ０．５μｍ程度のポリシリコン（ｐ−ＳｉＯ）膜３２を形成する工程が行われる。シリコン基板１２は両面が研磨されており、厚さが約５００μｍ程度である。また、絶縁膜３０は減圧気相成長（減圧ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition））法を用いて形成され、その厚さは０．１μｍ程度である。
【００２９】
シリコン基板１２上への絶縁膜３０及びポリシリコン膜３２の形成が終了すると、ポリシリコン膜３２の上面の全面に亘ってフォトレジスト（不図示）を塗布し、このフォトレジストに対して露光処理及び現像処理を行って所定形状のレジストパターンを形成する。次いで、このレジストパターンをマスクとしてポリシリコン膜３２に対してエッチング処理を行う。エッチング処理が終了し、ポリシリコン膜３２上に形成されているレジストパターンを剥離すると、図５（ｂ）に示す通り、絶縁膜３０上に接地電極としての電極２４が形成される。
【００３０】
電極２４の形成が終了すると、図５（ｃ）に示す通り、電極２４が形成された絶縁膜３０の全面に亘って第１中間膜を形成する工程が行われる。この第１中間膜３４は、例えば酸化膜（ＳｉＯ２）を含んで構成され、減圧ＣＶＤ法を用いて形成される。第１中間膜３４の厚みは数μｍ程度に設定される。第１中間膜３４を形成すると、第１中間膜３４の上面の全面に亘ってフォトレジスト（不図示）を塗布し、このフォトレジストに対して露光処理及び現像処理を行って所定形状のレジストパターンを形成する。次いで、このレジストパターンをマスクとして第１中間膜３４に対してエッチング処理を行い、電極２４上に形成された第１中間膜３４の一部を除去して開口Ｈ１を形成する。この開口Ｈ１の断面形状は、例えば円形形状に形成される。開口Ｈ１を形成した後は、第１中間膜３４上に形成されているレジストパターンを剥離する。
【００３１】
以上の工程が終了すると、図６（ａ）に示す通り、開口Ｈ１が形成された第１中間膜３４上の全面に亘ってポリシリコン膜３６を形成する工程が行われる。第１中間膜３４上の全面に亘ってポリシリコン膜３６を形成することにより、第１中間膜３４に形成された開口Ｈ１がポリシリコンで埋め込まれた状態になる。ここで、ポリシリコン膜３６の厚みは、ディスク１４ａ〜１４ｃの共振周波数に応じて設定され、例えば数μｍ〜数十μｍ程度に設定される。
【００３２】
ポリシリコン膜３６を形成すると、ポリシリコン膜３６の上面の全面に亘ってフォトレジスト（不図示）を塗布し、このフォトレジストに対して露光処理及び現像処理を行って所定形状のレジストパターンを形成する。次いで、このレジストパターンをマスクとしてポリシリコンに対してエッチング処理を行い、ポリシリコン膜３６上のレジストパターンを剥離すると、図６（ｂ）に示す通り、ディスク１４ｂが形成される。尚、この工程ではディスク１４ｂとともにディスク１４ａ，１４ｃも同時に形成される。上述の通り、ポリシリコン膜３６は第１中間膜２４上の全面に亘って一度の工程で形成され、またディスク１４ａ〜１４ｃも一度の工程で形成されるため、形成されたディスク１４ａ〜１４ｃは同一の厚みに形成される。
【００３３】
ディスク１４ａ〜１４ｃを形成すると、図６（ｃ）に示す通り、ディスク１４ａ〜１４ｃ上及び第１中間膜３４上に第２中間膜３６を形成する工程が行われる。この第２中間膜３６は、例えば酸化膜（ＳｉＯ２）を含んで構成され、減圧ＣＶＤ法を用いて形成される。尚、この第２中間膜３６はディスク１４ａ〜１４ｃの表面を酸化することにより形成しても良い。
【００３４】
次いで、図７（ａ）に示す通り、第２中間膜３６上の上面の全面に亘ってポリシリコン膜３８を形成する工程が行われる。ここで、ポリシリコン膜３８の厚みは、ディスク１４ａ〜１４ｃの厚みと同程度の数μｍ〜数十μｍ程度に設定される。ポリシリコン膜３８を形成すると、ポリシリコン膜３８の上面の全面に亘ってフォトレジスト（不図示）を塗布し、このフォトレジストに対して露光処理及び現像処理を行って所定形状のレジストパターンを形成する。
【００３５】
次いで、このレジストパターンをマスクとしてポリシリコン膜３８に対してエッチング処理を行い、電極部１６ａ〜１６ｃを有する電極１６及び電極部１８ａ〜１８ｃを有する電極１８を形成する。尚、この工程では、ディスク１４ｂ（１４ａ，１４ｂ）上に形成されたシリコン膜３８のほぼ全てを除去し、図７（ｂ）に示す通り、断面形状が円形の開口Ｈ２を形成する。開口Ｈ２を形成した後は、ポリシリコン膜３８上に形成されているレジストパターンを剥離する。
【００３６】
以上の工程が終了すると、ポリシリコン膜３８に形成された開口Ｈ２からディスク１４ｂ（１４ａ，１４ｃ）を覆う第２中間膜３６をエッチングにより除去するとともに、ディスク１４ｂ（１４ａ，１４ｃ）と電極２４との間に形成されている第１中間膜３４をエッチングにより除去する工程が行われる。この工程を経ることで、図７（ｃ）に示す通り、電極２４上で支持部１５ｂにより支持されているディスク１４ｂを形成することができる。また、この工程では、支持部１５ｂと同様の支持部により電極２４上に支持されているディスク１４ａ，１４ｃを形成することができる。
【００３７】
以上説明した通り、本実施形態においては、互いに異なる共振周波数を有するディスク１４ａ〜１４ｃを形成するとともに、電気的に並列に接続された電極部１６ａ〜１６ｃからなる電極１６と電気的に並列に接続された電極部１８ａ〜１８ｃからなる電極１８とを形成してマイクロレゾネータ１０を製造している。このため、広いディスク１４ａ〜１４ｃの共振周波数の何れかに一致した周波数を有する電気信号を通過させる広い周波数帯域に亘った通過特性を有するマイクロレゾネータ１０を製造することができる。
【００３８】
また、第１中間膜３４上にポリシリコン膜３６を形成した後で、ポリシリコン膜３６をパターニングして一度にディスク１４ａ〜１４ｃを形成しているため、共振周波数が異なる複数のディスク１４ａ〜１４ｃを製造工程を複雑化することなく効率よく形成することができる。また、かかる工程によりディスク１４ａ〜１４ｃを形成することで、ディスク１４ａ〜１４ｃの厚みを同一に形成することができる。
【００３９】
〔他の実施形態によるマイクロレゾネータ〕
図８は、本発明の他の実施形態によるマイクロレゾネータを示す平面図である。図８に示すマイクロレゾネータ４０は、上記の実施形態と同様にトランスバーサル型のＳＡＷフィルタと同様な働きをするフィルタとして構成したものである。尚、本実施形態においても、必要があれば図中にＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。
【００４０】
図８に示すマイクロレゾネータ４０は、シリコン基板４２上に、互いに異なる共振周波数を有するマイクロレゾネータ４４ａ〜４４ｃを電気的に並列に接続した構成である。マイクロレゾネータ４４ａ〜４４ｃは、櫛歯形状の固定電極と櫛歯形状の可動電極とからなる送信側ＩＤＴ（Inter Digital Transducer）及び櫛歯形状の固定電極と櫛歯形状の可動電極とからなる受信側ＩＤＴをそれぞれ備えており、各々の送信側ＩＤＴが電極４６に接続され、各々の受信側ＩＤＴが電極４８に接続された構成である。電極４６には電極端子５２が接続されており、電極４８には電極端子５２が接続されている。また、シリコン基板４２上にはマイクロレゾネータ４４ａ〜４４ｃに共通した接地電極としての電極５４が形成されている、この電極５４には電極端子５６が接続されている
【００４１】
次に、マイクロレゾネータ４４ａ〜４４ｃの具体的な構成について、マイクロレゾネータ４４ｂを例に挙げて説明する。図９は、本発明の他の実施形態によるマイクロレゾネータ４０の一部をなすマイクロレゾネータ４４ｂを抜き出して示した平面図であり、図１０は、図８及び図９中のＢ−Ｂ線に沿った断面矢視図である。マイクロレゾネータ４４ｂは、シリコン基板４２の表面に形成された酸化膜を含む絶縁膜４３上において、Ｘ方向に沿って送信側ＩＤＴ６０と受信側ＩＤＴ７０とを配置し、これらの間に共振子８０を配置した構成である。送信側ＩＤＴ６０、受信側ＩＤＴ７０、及び共振子８０は、例えばシリコン基板４２上に形成された導電層としてのポリシリコン（ｐ−ＳｉＯ）膜を利用して形成される。或いは、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板の絶縁膜上に結晶化されているシリコン層を利用して形成される。
【００４２】
送信側ＩＤＴ６０は櫛歯部６１を有する固定電極６２と櫛歯部６３を有する可動電極６４とから構成されている。送信側ＩＤＴ６０の固定電極６２は、リード線６５を介して電極端子５０に接続されている。同様に、受信側ＩＤＴ７０は、櫛歯部７１を有する固定電極７２と櫛歯部７３を有する可動電極７４とから構成されている。受信側ＩＤＴ７０の固定電極７２は、リード線７５を介して電極端子５２に接続されている。
【００４３】
上記の可動電極６４と可動電極７４とは、Ｘ方向延びる連結ビーム８１で連結されている。共振子８０は、この連結ビーム８１、可動電極６４，７４、及び後述する方形状のフレームからなる梁部８２とから構成されている。共振子８０は、連結ビーム８１の−Ｘ方向における端部に連結された可動電極６４の櫛歯部６３が固定電極６２の櫛歯部６１と平面的に噛み合うように、且つ連結ビーム８１の＋Ｘ方向における端部に連結された可動電極７４の櫛歯部７３が固定電極７２の櫛歯部７１と平面的に噛み合うように、固定電極６２と固定電極７２との間に配置されている。
【００４４】
また、固定電極６２の櫛歯部６１と可動電極６４の櫛歯部６３とは、それぞれ複数の櫛歯が所定の平面上の隙間（櫛歯ギャップ）をもって、シリコン基板４２の表面に平行に噛み合っている。同様に、固定電極７２の櫛歯部７１と可動電極７４の櫛歯部７３とは、それぞれ複数の櫛歯が所定の平面上の隙間をもって、シリコン基板４２の表面に平行に噛み合っている。櫛歯部６３を有する可動電極６４及び櫛歯部７３を有する可動電極７４が共振子８０に設けられているため、櫛歯部６３，７３の長手方向の振動、又は共振子８０のねじれ又は回転による振動等の共振モードを得ることができ、共振周波数の設定範囲を広くする上で好適である。勿論、かかる構成であれば単一の共振周波数を得ることもできる。
【００４５】
可動電極６４，７４に対して一体的に形成されたフレーム状の梁部８２は、梁部８２に結合された片持ち梁８３によって支持されており、片持ち梁８３の支持部８４がシリコン基板４２上に固定された構造になっている。支持部８４は接地電極としての電極端子５６と導通しているため、共振子８０は電位がほぼ接地電位になる。尚、梁部８２の外形形状は、特に方形形状に限定されるものではなく、円形形状、長円形状、紡錘形状等の任意の形状に設定することができる。
【００４６】
図１０に示す通り、連結ビーム８１はシリコン基板４２の絶縁膜４３の表面よりも上方（＋Ｚ方向）に基板面に対して平行に浮き上がった状態で支持されている。従って、連結ビーム８１の両端に連結された櫛歯状の可動電極６４，７４も同様に基板面に平行に浮き上がった状態に配置される。また、可動電極６４，７４に噛み合う櫛歯状の固定電極６２，７２も櫛歯の部分が基板面に平行に浮き上がった状態に支持されている。
【００４７】
可動電極６４，７４及び固定電極６２，７２の浮上高さ、即ち、シリコン基板４２上に形成された絶縁膜４３との間隔は２〜３μｍ程度である。尚、図１０において、ポリシリコン等で形成された電極端子５０，５２及びリード線６５，７５と絶縁膜４３との間の層４５は、櫛歯状の固定電極６２，７２と可動電極６４，７４との櫛歯部を基板面に平行に浮き上がった構成に形成する際の製造工程において設けられた犠牲層である。尚、マイクロレゾネータ４４ａ，４４ｃもマイクロレゾネータ４４ｂと同様の構成である。
【００４８】
以上説明した構成のマイクロレゾネータ４０を、例えば発振子として用いる場合には、櫛歯状の固定電極６２の電極端子５０と接地電極としての電極端子５４との間に交流電圧を印加する。これらの電極端子間に交流電圧を印加すると、マイクロレゾネータ４４ａ〜４４ｃの各々に設けられる固定電極６２の櫛歯部６１と可動電極６４の櫛歯部６３との間に静電引力が発生する。これによって可動電極６４が、櫛歯の噛み合い方向（櫛歯の長さ方向、即ちＸ方向）にバネ性を有する梁部８２を介して引き押しされて振動する。この振動は可動電極６４と一体化されたバネ性を持つ梁部８２に伝達され、他方の同様に固定電極７２の櫛歯部７１と噛み合い状態にある櫛歯部７３を備える可動電極７４がＸ方向に振動する。
【００４９】
入力側である一方の櫛歯状の固定電極６２と可動電極６４との間で発生した振動が、共振子８０の固有振動数に達すると、共振子８０はその振動数で共振する。共振子８０が共振することによって、他方の櫛歯部７１を有する固定電極７２に接続された電極端子５２から、その固有振動数に応じた発振周波数を有する電気信号が出力される。発振周波数（共振周波数）は、可動電極６４，７４を含む共振子８０の質量と梁部８２のバネ定数で定まる変位に対する復元力（梁部８２の弾性力）とによって定まる。
【００５０】
ここで、共振子８０の質量をｍとし、梁部８２のバネ定数をｋとすると、固定電極７２から出力される電気信号の発振周波数ｆ０は以下の（１）式で表される。
ｆ０＝（１／（２・π））・（ｋ／ｍ）１／２    ……（１）
図９に示すマイクロレゾネータ４４ｂを発振子として用いる場合には、その発振周波数の設計目標値として、例えばマイクロレゾネータ４４ｃについては１６ｋＨｚ、マイクロレゾネータ４４ｂについては３２ｋＨｚ、マイクロレゾネータ４４ａについては７２ｋＨｚ等が設定される。
【００５１】
また、マイクロレゾネータ４０をフィルタとして用いる場合には、図４に示す通過特性と同様に、マイクロレゾネータ４４ａ〜４４ｃの通過特性を合成した通過特性を有するフィルタとして用いられる。マイクロレゾネータ４０をフィルタとして用いる場合には、電極端子５０と電極端子５４との間に交流電圧が印加される。これらの電極端子間に印加された交流電圧の周波数が、マイクロレゾネータ４０の通過帯域幅に含まれる周波数であれば、マイクロレゾネータ４４ａ〜４４ｃの少なくとも１つの共振子８０が静電力によってＸ方向に振動して、その周波数を有する電気信号が電極端子５２から出力される。一方、マイクロレゾネータ４０の通過帯域幅に含まれない周波数の交流電圧が入力された場合には、マイクロレゾネータ４４ａ〜４４ｃの何れの共振子８０も共振しない。この結果として、その周波数は除去される。このような動作によりマイクロレゾネータ４０が広い通過帯域幅を有するフィルタとして用いられる。
【００５２】
〔他の実施形態によるマイクロレゾネータの製造方法〕
図１１及び図１２は、本発明の他の実施形態によるマイクロレゾネータの製造方法を示す工程図である。尚、図１１及び図１２に示す工程図は、図８及び図９中のＢ−Ｂ線に沿った断面を示しており、図８〜図１０に示した部材と同一の部材には同一の符号を付してある。まず、図１１（ａ）に示す通り、シリコン基板４２上に二酸化珪素（ＳｉＯ２）からなる酸化膜４３ａを形成する。上記シリコン基板４２は両面が研磨されており、厚さが約５００μｍ程度である。また、酸化膜４３ａは減圧気相成長（減圧ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition））法を用いて形成され、その厚さは０．１μｍ程度である。
【００５３】
次に、酸化膜４３ａ上に厚さ０．５μｍ程度の窒化膜（Ｓｉ３Ｎ４）４３ｂを形成する。この窒化膜４３ｂも減圧ＣＶＤ法を用いて形成される。尚、これらの酸化膜４３ａ及び窒化膜４３ｂから図１０に示した絶縁膜４３が形成されている。窒化膜４３ｂを形成すると、次に窒化膜４３ｂ上にＳｉＯ２からなり、厚さが２μｍ程度の犠牲層４５を形成する工程が行われる。
【００５４】
以上の工程が終了すると、犠牲層４５の上面の全面に亘ってフォトレジスト（不図示）を塗布し、このフォトレジストに対して露光処理及び現像処理を行って所定形状のレジストパターンを形成する。次いで、このレジストパターンをマスクとして犠牲層４５に対してエッチング処理を行うことにより、図１１（ｂ）に示す通り、マイクロレゾネータ４４ａ〜４４ｃの固定電極６２，７２となるべき箇所及び支持部８４となるべき箇所（図９参照）の犠牲層４５を除去する。
【００５５】
エッチング処理が完了し、犠牲層４５上に形成されているレジストパターンを剥離すると、図１１（ｃ）に示す通り、犠牲層４５及び露出している窒化膜４３ｂ上の全面に亘って厚さが２．０μｍ程度の導電層としてのポリシリコン（ｐ−ＳｉＯ）膜６０を形成する工程が行われる。ポリシリコン膜４７を形成すると、ポリシリコン膜４７上に不図示のフォトレジストを塗布し、このフォトレジストに対して露光処理及び現像処理を行って所定形状のレジストパターンを形成する。
【００５６】
レジストパターンを形成すると、ポリシリコン膜４７に対してエッチング処理を行い、最終的にマイクロレゾネータ４４ａ〜４４ｃの固定電極６２，７２、共振子８０（連結ビーム８１、可動電極６４，７４、及び梁部８２）、及び片持ち梁８３、並びに、電極端子５０，５２，５６及びリード線６５，７５となるべき部分を残し、それ以外の部分を除去する。エッチング処理を終えて、ポリシリコン膜４７上に形成されているレジストパターンを除去すると、図１２（ａ）に示す状態になる。
【００５７】
以上の工程が終了すると、固定電極６２の櫛歯部６１、固定電極７２の櫛歯部７１、共振子８０（可動電極６４，７４、連結ビーム８１、及び梁部８２）、及び片持ち梁８３の下方の犠牲層４５をエッチングにより除去する。このようなエッチングは、エッチング時間を制御することにより可能である。かかるエッチングを行うことで、マイクロレゾネータ４４ａ〜４４ｃ各々について、図１２（ｂ）に示す通り、シリコン基板４２上（窒化膜４３ｂ上）において、２〜３μｍ程度の間隔をもって浮上した状態にある共振子８０を形成することができる。
【００５８】
以上、本発明の実施形態によるマイクロレゾネータ及びその製造方法について説明したが、本発明は上記実施形態に制限されることはなく、本発明の範囲内において自由に変更が可能である。例えば、図１に示したマイクロレゾネータ１０は共振子として円形形状のディスク１４ａ〜１４ｃを備えており、図８に示したマイクロレゾネータ４０は櫛歯状の可動電極６４，７４を含む共振子を備えていたが、本発明は共振子が以上の形状に制限されることはなく、任意の形状であって良い。例えば、梁（ビーム）形状の共振子を備えていても良い。
【００５９】
また、上記実施形態では、ディスク１４ａ〜１４ｃの質量を異ならせ、又はマイクロレゾネータ４４ａ〜４４ｃの各々が備える共振子８０の質量を異ならせて共振周波数を互いに異ならせる場合を例に挙げて説明した。しかしながら、同一質量の共振子を複数備え、振動モードを異ならせることにより、共振周波数を互いに異ならせるようにしても良い。ディスク１４ａ〜１４ｃの場合には振動モードが異なると節の位置が異なる位置に現れることがあるため、この節の位置に合わせて各ディスク１４ａ〜１４ｃを支持する支持部の位置を設定すれば良い。
【００６０】
〔電子機器〕
図１３は、本発明の一実施形態による電子機器としての携帯電話機の外観を示す斜視図である。図１３に示す携帯電話機１００は、アンテナ１０１、受話器１０２、送話器１０３、液晶表示部１０４、及び操作釦部１０５等を備えて構成されている。図１４は、図１３に示した携帯電話機１００の内部に設けられる電子回路の電気的構成を示すブロック図である。
【００６１】
図１４に示した電子回路は、携帯電話機１００内に設けられる電子回路の基本構成を示し、送話器１１０、送信信号処理回路１１１、送信ミキサ１１２、送信フィルタ１１３、送信電力増幅器１１４、送受分波器１１５、アンテナ１１６ａ，１１６ｂ、低雑音増幅器１１７、受信フィルタ１１８、受信ミキサ１１９、受信信号処理回路１２０、受話器１２１、周波数シンセサイザ１２２、制御回路１２３、及び入力／表示回路１２４を含んで構成される。尚、現在実用化されている携帯電話機は、周波数変換処理を複数回行っているため、その回路構成はより複雑となっている。
【００６２】
送話器１１０は、例えば音波を電気信号に変換するマイクロフォン等で実現され、図１３中の送話器１０３に相当するものである。送信信号処理回路１１１は、送話器１１０から出力される電気信号に対して、例えばＤ／Ａ変換処理、変調処理等の処理を施す回路である。送信ミキサ１１２は、周波数シンセサイザ１２２から出力される信号を用いて送信信号処理回路１１１から出力される信号をミキシングする。尚、送信ミキサ１１２に供給される信号の周波数は、例えば３８０ＭＨｚ程度である。送信フィルタ１１３は、中間周波数（ＩＦ）の必要となる周波数の信号のみを通過させ、不要となる周波数の信号をカットする。尚、送信フィルタ１１３から出力される信号は不図示の変換回路によりＲＦ信号に変換される。このＲＦ信号の周波数は、例えば１．９ＧＨｚ程度である。送信電力増幅器１１４は、送信フィルタ１１３から出力されるＲＦ信号の電力を増幅し、送受分波器１１５へ出力する。
【００６３】
送受分波器１１５は、送信電力増幅器１１４から出力されるＲＦ信号をアンテナ１１６ａ，１１６ｂへ出力し、アンテナ１１６ａ，１１６ｂから電波の形で送信する。また、送受分波器１１５はアンテナ１１６ａ，１１６ｂで受信した受信信号を分波して、低雑音増幅器１１７へ出力する。尚、送受分波器１１５から出力される受信信号の周波数は、例えば２．１ＧＨｚ程度である。低雑音増幅１１７は送受分波器１１５からの受信信号を増幅する。尚、低雑音増幅器１１７から出力される信号は、不図示の変換回路により中間信号（ＩＦ）に変換される。
【００６４】
受信フィルタ１１８は不図示の変換回路により変換された中間周波数（ＩＦ）の必要となる周波数の信号のみを通過させ、不要となる周波数の信号をカットする。受信ミキサ１１９は、周波数シンセサイザ１２２から出力される信号を用いて送信信号処理回路１１１から出力される信号をミキシングする。尚、受信ミキサ１１９に供給される中間周波数は、例えば１９０ＭＨｚ程度である。受信信号処理回路１２０は受信ミキサ１１９から出力される信号に対して、例えばＡ／Ｄ変換処理、復調処理等の処理を施す回路である。受話器１２１は、例えば電気信号を音波に変換する小型スピーカ等で実現され、図１３中の受話器１０２に相当するものである。
【００６５】
周波数シンセサイザ１２２は送信ミキサ１１２へ供給する信号（例えば、周波数３８０ＭＨｚ程度）及び受信ミキサ１１９へ供給する信号（例えば、周波数１９０ＭＨｚ）を生成する回路である。尚、周波数シンセサイザ１２２は、例えば７６０ＭＨｚの発振周波数で発振するＰＬＬ回路を備え、このＰＬＬ回路から出力される信号を分周して周波数が３８０ＭＨｚの信号を生成し、更に分周して周波数が１９０ＭＨｚの信号を生成する。制御回路１２３は、送信信号処理回路１１１、受信信号処理回路１２０、周波数シンセサイザ１２２、及び入力／表示回路１２４を制御することにより携帯電話機の全体動作を制御する。入力／表示回路１２４は、携帯電話機１００の使用者に対して機器の状態を表示するとともに操作者の指示を入力するためのものであり、例えば図１３に示した液晶表示部１０４及び操作釦部１０５に相当する。
【００６６】
以上の構成の電子回路において、送信フィルタ１１３及び受信フィルタ１１８として前述したマイクロレゾネータが用いられている。これら送信フィルタ１１３及び受信フィルタ１１８がフィルタリングする周波数（通過させる周波数帯域）は、送信ミキサ１１２から出力される信号の内の必要となる周波数、及び、受信ミキサ１１９で必要となる周波数に応じて送信フィルタ１１３及び受信フィルタ１１８で個別に設定されている。
【００６７】
携帯電話等の無線機器の使用帯域は有限であり、必ずしも連続した周波数帯域が割り当てられていないことが多い。従って、既に割り当てられている周波数の範囲内での通信容量が許容量を超えると、他の周波数帯域（連続していない周波数帯域）に移行して通信容量を増やすことになる。携帯電話機は利便性を維持するために、複数の周波数帯域に対応した検波回路を複数備えるものが実現されている。
【００６８】
検波回路の一部をなす送信フィルタ１１３及び受信フィルタ１１８に相当する従来の部品は、受信ミキサ１１９等と集積化することはできなかったため、集積化された受信ミキサ１１９等とは別個の部品として基板上に搭載されており、複数の周波数帯域に対応したものは、各周波数帯域毎の検波回路が受信ミキサ１１９とは別に設けられていた。これに対し、本実施形態のマイクロレゾネータを備えれば異なる周波数帯域（広い周波数帯域）に亘った通過特性を備えており、しかも受信ミキサ１１９等と一緒に集積化することができるため、携帯電話機１００の大幅な小型化・軽量化を図ることができる。
【００６９】
図１５は、本発明の他の実施形態による電子機器としての腕時計の外観を示す斜視図である。図１５に示す腕時計２００は、発振子として上述したマイクロレゾネータ１０，４０を備えている。このマイクロレゾネータ１０，４０の発振周波数は、例えば１６ｋＨｚ、３２ｋＨｚ、７２ｋＨｚ等の複数の周波数に設定されている。現在一般に設けられている腕時計は発振子としてクオーツ（水晶）発振子を備えるものが多いが、マイクロレゾネータ１０を発振子として用いることにより、腕時計２００の更なる小型・軽量化を図ることができる。また、本実施形態のマイクロレゾネータは複数の異なる周波数で発振するため、複数の異なる周波数が必要となる回路を備える場合には、各々の回路に必要な周波数を供給することができるという利点がある。
【００７０】
以上、本発明の実施形態によるマイクロレゾネータ及びその製造方法並びに電子機器について説明したが、本発明は上記実施形態に制限されず、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば上記実施形態においては電子機器として携帯電話機及び腕時計を例に挙げて説明した。しかしながら、本発明の電子機器は携帯電話機及び腕時計に限定される訳ではなく、計時機能を有するコンピュータ、電波時計、ディジタルカメラ、各種の家電製品等の種々の電子機器が含まれる。
【００７１】
また、携帯電話機等の携帯性を有する電子機器のみならずＢＳ放送及びＣＳ放送を受信するチューナ等の据置状態で使用される通信機器も含まれる。更には、通信キャリアとして空中を伝播する電波を使用する通信機器のみならず、同軸ケーブル中を伝播する高周波信号又は光ケーブル中を伝播する光信号を用いるＨＵＢ等の電子機器も含まれる。これらの電子機器は、所定の周波数をフィルタリングするため、及び計時機能を実現するためにマイクロレゾネータが用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の一実施形態によるマイクロレゾネータを示す平面図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ線に沿った断面矢視図である。
【図３】共振時において生ずるディスク１４ｂの形状変化の一例を示す図である。
【図４】マイクロレゾネータ１０をフィルタとして用いる場合の通過特性の一例を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態によるマイクロレゾネータの製造方法を示す工程図である。
【図６】本発明の一実施形態によるマイクロレゾネータの製造方法を示す工程図である。
【図７】本発明の一実施形態によるマイクロレゾネータの製造方法を示す工程図である。
【図８】本発明の他の実施形態によるマイクロレゾネータを示す平面図である。
【図９】本発明の他の実施形態によるマイクロレゾネータ４０の一部をなすマイクロレゾネータ４４ｂを抜き出して示した平面図である。
【図１０】図８及び図９中のＢ−Ｂ線に沿った断面矢視図である。
【図１１】本発明の他の実施形態によるマイクロレゾネータの製造方法を示す工程図である。
【図１２】本発明の他の実施形態によるマイクロレゾネータの製造方法を示す工程図である。
【図１３】本発明の一実施形態による電子機器としての携帯電話機の外観を示す斜視図である。
【図１４】図１３に示した携帯電話機１００の内部に設けられる電子回路の電気的構成を示すブロック図である。
【図１５】本発明の他の実施形態による電子機器としての腕時計の外観を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００７３】
１０……マイクロレゾネータ
１２……シリコン基板
１４ａ〜１４ｃ……ディスク（共振子）
１５ｂ……支持部
１６……電極
１８……電極
３０……絶縁膜（積層部）
３４……第１中間膜（積層部、中間膜）
３６……第２中間膜（積層部、絶縁膜）
４０……マイクロレゾネータ
４２……シリコン基板
４３……絶縁膜（積層部）
４３ａ……酸化膜（積層部）
４３ｂ……窒化膜（積層部）
４５……犠牲層（積層部）
６２……固定電極（電極）
７２……固定電極（電極）
８０……共振子
【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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