(57)【要約】【課題】製造工程の簡単化を図りつつ、周波数調整を簡単かつ高精度に行うことができるセンサー素子を提供すること、また、かかるセンサー素子を備える信頼性に優れたセンサーデバイスおよび電子機器を提供すること。【解決手段】センサー素子２は、基部３１と、基部３１から延出された検出用振動腕３３、３４および駆動用振動腕３５〜３８と、検出用振動腕３３、３４および駆動用振動腕３５〜３８に設けられ、第１の電極層、第２の電極層、および、第１の電極層と第２の電極層との間に設けられた圧電体層を有する圧電体素子４１〜４４、５１〜５８と、検出用振動腕３３、３４および駆動用振動腕３５〜３８に設けられ、圧電体層と同一材料で構成された質量調整層を有する質量調整部６１〜６６とを備える。【選択図】図２
2013167535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部と、
前記基部から延出された振動腕と、
前記振動腕に設けられ、第１の電極層、第２の電極層、および、前記第１の電極層と前記第２の電極層との間に設けられた圧電体層を有し、前記第１の電極層は前記振動腕側に設けられた圧電体素子と、
前記振動腕に設けられ、前記圧電体層と同一材料で構成された質量調整層を有する質量調整部とを備えることを特徴とするセンサー素子。
【請求項２】
前記質量調整層と前記振動腕との間には、前記第１の電極層と同一材料で構成された層が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のセンサー素子。
【請求項３】
前記質量調整層の前記振動腕とは反対の面側は、露出していることを特徴とする請求項１または２に記載のセンサー素子。
【請求項４】
前記質量調整部は、当該質量調整部が設けられた前記振動腕の延出方向に互いに間隔を隔てて並んで設けられた複数の部分を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載のセンサー素子。
【請求項５】
前記質量調整部は、当該質量調整部が設けられた前記振動腕の幅方向に互いに間隔を隔てて並んで設けられた複数の部分を有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載のセンサー素子。
【請求項６】
前記振動腕は、第１の振動腕と第２の振動腕とを有し、
前記質量調整部は、前記第１の振動腕と前記第２の振動腕にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載のセンサー素子。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか一項に記載のセンサー素子を備えることを特徴とするセンサーデバイス。
【請求項８】
請求項１ないし６のいずれかに一項に記載のセンサー素子を備えてい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、センサー素子、センサーデバイスおよび電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
センサー素子としては、例えば、車両における車体制御、カーナビゲーションシステムの自車位置検出、デジタルカメラやビデオカメラ等の振動制御補正（いわゆる手ぶれ補正）等に用いられ、角速度、加速度等の物理量を検出するセンサーが知られている。センサーとして、例えば、角速度センサー（振動ジャイロセンサー）が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の振動ジャイロセンサーは、基部と、基部から延出された連結アームと、連結アームの先端部から延出された駆動アームと、基部から延出された検出アームとを備える。このような振動ジャイロセンサーは、駆動アームを屈曲振動させた状態で、所定方向の角速度を受けると、駆動アームにコリオリ力が作用し、それに伴って、検出アームが屈曲振動する。このような検出アームの屈曲振動を検出することにより、角速度を検出することができる。
【０００４】
また、特許文献１に記載の振動ジャイロセンサーでは、駆動アームおよび検出アームの先端部にそれぞれ金属で構成された錘層が設けられている。この錘層の一部を必要に応じてレーザー光の照射により除去することにより、駆動アームおよび検出アームの共振周波数の調整を行うことができる。
しかし、特許文献１に記載の振動ジャイロセンサーでは、錘層が金属で構成されているため、錘層を形成する際に、その厚さの制御が難しく、所望の質量の錘層を得ることができないという問題があった。
また、特許文献１に記載の振動ジャイロセンサーでは、振動ジャイロセンサーを製造する際に、錘層を形成するための工程が他の工程とは別途必要となるため、製造工程が煩雑化するという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１０５６１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、製造工程の簡単化を図りつつ、周波数調整を簡単かつ高精度に行うことができるセンサー素子を提供すること、また、かかるセンサー素子を備える信頼性に優れたセンサーデバイスおよび電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
本発明のセンサー素子は、基部と、
前記基部から延出された振動腕と、
前記振動腕に設けられ、第１の電極層、第２の電極層、および、前記第１の電極層と前記第２の電極層との間に設けられた圧電体層を有し、前記第１の電極層は前記振動腕側に設けられた圧電体素子と、
前記振動腕に設けられ、前記圧電体層と同一材料で構成された質量調整層を有する質量調整部とを備えることを特徴とする。
【０００８】
このように構成されたセンサー素子によれば、質量調整層が圧電体材料で構成されているので、質量調整層を形成する際に、その厚さを高精度に制御し、所望の質量の質量調整部を得ることができる。そのため、周波数調整を簡単かつ高精度に行うことができる。
また、質量調整層が圧電体素子の圧電体層と同一材料で構成されているので、圧電体層の形成とともに質量調整層を一括して形成することができる。そのため、センサー素子の製造工程を簡単化することができる。
【０００９】
本発明のセンサー素子では、前記質量調整層と前記振動腕との間には、前記第１の電極層と同一材料で構成された層が設けられていることを特徴とする。
これにより、センサー素子の製造工程を簡単化しつつ、質量調整層が第１の振動腕または第２の振動腕から剥離するのを防止することができる。
本発明のセンサー素子は、前記質量調整層の前記振動腕とは反対の面側は、露出していることを特徴とする。
これにより、質量調整部の少なくとも一部をレーザーまたは電子ビームにより簡単かつ高精度に除去することができる。
【００１０】
本発明のセンサー素子では、前記質量調整部は、当該質量調整部が設けられた前記振動腕の延出方向に互いに間隔を隔てて並んで設けられた複数の部分を有することを特徴とすることが好ましい。
これにより、質量調整部の一部を所望量だけ簡単かつ高精度に除去することができる。また、質量調整部の複数の部分が第１の振動腕または第２の振動腕の延出方向に並んで設けられているので、質量調整部の除去する部分の位置に応じて、質量調整部の１つの部分の除去による周波数の調整量を大きくしたり小さくしたりすることができる。
【００１１】
本発明のセンサー素子では、前記質量調整部は、当該質量調整部が設けられた前記振動腕の幅方向に互いに間隔を隔てて並んで設けられた複数の部分を有することを特徴とする。
これにより、質量調整部の一部を所望量だけ簡単かつ高精度に除去することができる。また、質量調整部の複数の部分が第１の振動腕または第２の振動腕の幅方向に並んで設けられているので、質量調整部の除去する部分の位置にかかわらず、質量調整部の１つの部分の除去による周波数の調整量を等しくすることができる。
【００１２】
本発明のセンサー素子では、前記振動腕は、第１の振動腕と第２の振動腕とを有し、
前記質量調整部は、前記第１の振動腕と前記第２の振動腕にそれぞれ設けられていることを特徴とすることが好ましい。
これにより、第１の振動腕および第２の振動腕の共振周波数をそれぞれ調整することができる。
本発明のセンサーデバイスは、本発明のセンサー素子を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性に優れたセンサーデバイスを提供することができる。
本発明の電子機器は、本発明のセンサー素子を備えていることを特徴とする。
これにより、信頼性に優れた電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（ａ）は、本発明の第１実施形態に係るセンサーデバイスの概略構成を示す平面図、（ｂ）は、（ａ）に示すセンサーデバイスの断面図である。
【図２】図１に示すセンサーデバイスのセンサー素子の平面図である。
【図３】（ａ）は、図２中のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は、図２中のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】（ａ）は、図２に示すセンサー素子の駆動を説明するための平面図、（ｂ）は、図２に示すセンサー素子の検出を説明するための平面図である。
【図５】図２に示すセンサー素子における周波数調整を説明するための図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係るセンサーデバイスのセンサー素子の平面図である。
【図７】（ａ）は、図６に示すセンサー素子の質量調整部を示す拡大平面図、（ｂ）は、（ａ）中のＣ−Ｃ線断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係るセンサーデバイスのセンサー素子の平面図である。
【図９】図８に示すセンサー素子の駆動を説明するための平面図である。
【図１０】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の構成を示す斜視図である。
【図１１】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１２】本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明のセンサー素子、センサーデバイスおよび電子機器を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
（センサーデバイス）
＜第１実施形態＞
まず、本発明のセンサーデバイス（本発明のセンサー素子を備えるセンサーデバイス）の第１実施形態について説明する。
【００１５】
図１（ａ）は、本発明の第１実施形態に係るセンサーデバイスの概略構成を示す平面図、図１（ｂ）は、（ａ）に示すセンサーデバイスの断面図、図２は、図１に示すセンサーデバイスのセンサー素子の平面図、図３（ａ）は、図２中のＡ−Ａ線断面図、図３（ｂ）は、図２中のＢ−Ｂ線断面図、図４（ａ）は、図２に示すセンサー素子の駆動を説明するための平面図、図４（ｂ）は、図２に示すセンサー素子の検出を説明するための平面図、図５は、図２に示すセンサー素子における周波数調整を説明するための図である。
【００１６】
なお、図１〜５では、説明の便宜上、互いに直交する３軸として、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を図示しており、その図示した矢印の先端側を「＋側」、基端側を「−側」とする。また、以下では、ｘ軸に平行な方向を「ｘ軸方向」と言い、ｙ軸に平行な方向を「ｙ軸方向」と言い、ｚ軸に平行な方向を「ｚ軸方向」と言い、＋ｚ側（図１（ｂ）および図３中の上側）を「上」、−ｚ側（図１（ｂ）および図３中の下側）を「下」と言う。
図１に示すセンサーデバイス１は、角速度を検出するジャイロセンサーである。このセンサーデバイス１は、センサー素子（振動素子）２と、センサー素子２を収納するパッケージ９とを有している。
【００１７】
（センサー素子）
センサー素子２は、センサー素子２の主面（ｘ−ｙ面）に対してｚ軸まわりの角速度を検出する「面外検出型」のセンサー素子である。このセンサー素子２は、図２に示すように、複数の振動腕を有する振動片３と、振動片３の表面に設けられた複数の圧電体素子４１〜４４、５１〜５８、複数の質量調整部６１〜６６および複数の端子７１〜７６とを備える。
【００１８】
以下、センサー素子２を構成する各部を順次詳細に説明する。
［振動片］
まず、振動片３について説明する。
振動片３は、いわゆるダブルＴ型と呼ばれる構造を有する。
具体的に説明すると、振動片３は、基部３１と、基部３１を支持する支持部３２と、基部３１から延出した２つの検出用振動腕（第２の振動腕）３３、３４および４つの駆動用振動腕（第１の振動腕）３５〜３８とを有する。
【００１９】
基部３１は、本体部３１１と、本体部３１１からｘ軸方向に沿って互いに反対側へ延出する１対の連結腕３１２、３１３とを有する。
支持部３２は、パッケージ９に対して固定される１対の固定部３２１、３２２と、固定部３２１と基部３１の本体部３１１とを連結する１対の梁部３２３、３２４と、固定部３２２と基部３１の本体部３１１とを連結する１対の梁部３２５、３２６とを有する。
【００２０】
検出用振動腕３３、３４は、基部３１の本体部３１１からｙ軸方向に沿って互いに反対側へ延出している。
駆動用振動腕３５、３６は、基部３１の連結腕３１２の先端部からｙ軸方向に沿って互いに反対側へ延出している。
駆動用振動腕３７、３８は、基部３１の連結腕３１３の先端部からｙ軸方向に沿って互いに反対方向へ延出している。
【００２１】
本実施形態では、検出用振動腕３３の先端部には、基端部よりも幅が大きい錘部（ハンマーヘッド）３３１が設けられている。同様に、検出用振動腕３４の先端部には、錘部３４１が設けられ、駆動用振動腕３５の先端部には、錘部３５１が設けられ、駆動用振動腕３６の先端部には、錘部３６１が設けられ、駆動用振動腕３７の先端部には、錘部３７１が設けられ、駆動用振動腕３８の先端部には、錘部３８１が設けられている。このような錘部を設けることにより、センサー素子２の検出感度を向上させることができる。
このような振動片３の構成材料としては、所望の振動特性を発揮することができるものであれば、特に限定されず、各種圧電体材料および各種非圧電体材料を用いることができる。
【００２２】
例えば、振動片３を構成する圧電体材料としては、水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、ホウ酸リチウム、チタン酸バリウム等が挙げられる。特に、振動片３を構成する圧電体材料としては水晶（Ｘカット板、ＡＴカット板、Ｚカット板等）が好ましい。水晶で振動片３を構成すると、振動片３の振動特性（特に周波数温度特性）を優れたものとすることができる。また、エッチングにより高い寸法精度で振動片３を形成することができる。
【００２３】
また、振動片３を構成する非圧電体材料としては、例えば、シリコン、石英等が挙げられる。特に、振動片３を構成する非圧電体材料としてはシリコンが好ましい。シリコンで振動片３を構成すると、優れた振動特性を有する振動片３を比較的安価に実現することができる。また、公知の微細加工技術を用いてエッチングにより高い寸法精度で振動片３を形成することができる。
【００２４】
［圧電体素子］
次に、圧電体素子４１〜４４、５１〜５８について説明する。
圧電体素子４１、４２は、それぞれ、前述した振動片３の検出用振動腕３３上に設けられている。また、圧電体素子４３、４４は、それぞれ、振動片３の検出用振動腕３４上に設けられている。
【００２５】
１対の圧電体素子４１、４２は、検出用振動腕３３のｘ軸方向での屈曲振動（いわゆる面内振動）を検出するものである。同様に、１対の圧電体素子４３、４４は、検出用振動腕３４のｘ軸方向での屈曲振動を検出するものである。
より具体的に説明すると、１対の圧電体素子４１、４２は、検出用振動腕３３の幅方向（ｘ軸方向）での一方側（図２中右側）に圧電体素子４１が設けられ、他方側（図２中左側）に圧電体素子４２が設けられている。同様に、１対の圧電体素子４３、４４は、検出用振動腕３４の幅方向（ｘ軸方向）において、一方側（図２中右側）に圧電体素子４３が設けられ、他方側（図２中左側）に圧電体素子４４が設けられている。
【００２６】
そして、圧電体素子４１〜４４は、それぞれ、ｙ軸方向に伸縮することにより電荷を出力するように構成されている。このような圧電体素子４１、４２は、それぞれ、検出用振動腕３３の振動（ｘ軸方向での屈曲振動）に伴って電荷を出力する。同様に、圧電体素子４３、４４は、それぞれ、検出用振動腕３４の振動（ｘ軸方向での屈曲振動）に伴って電荷を出力する。
【００２７】
このような圧電体素子４１〜４４を用いることにより、検出用振動腕３３、３４自体が圧電性を有していなかったり、検出用振動腕３３、３４自体が圧電性を有していても、その分極軸や結晶軸の方向がｘ軸方向での屈曲振動の検出に適していなかったりする場合でも、比較的簡単かつ効率的に、各検出用振動腕３３、３４のｘ軸方向での屈曲振動を検出することができる。また、検出用振動腕３３、３４の圧電性の有無、分極軸や結晶軸の方向を問わないので、各検出用振動腕３３、３４の構成材料の選択の幅が広がる。そのため、所望の振動特性を有する振動片３を比較的簡単に実現することができる。
【００２８】
一方、圧電体素子５１、５２は、振動片３の駆動用振動腕３５上に設けられている。また、圧電体素子５３、５４は、振動片３の駆動用振動腕３６上に設けられている。また、圧電体素子５５、５６は、振動片３の駆動用振動腕３７上に設けられている。また、圧電体素子５７、５８は、振動片３の駆動用振動腕３８上に設けられている。
１対の圧電体素子５１、５２は、駆動用振動腕３５をｘ軸方向に屈曲振動させるものである。同様に、１対の圧電体素子５３、５４は、駆動用振動腕３６をｘ軸方向に屈曲振動させるものである。また、１対の圧電体素子５５、５６は、駆動用振動腕３７をｘ軸方向に屈曲振動させるものである。また、１対の圧電体素子５７、５８は、駆動用振動腕３８をｘ軸方向に屈曲振動させるものである。
【００２９】
より具体的に説明すると、１対の圧電体素子５１、５２は、駆動用振動腕３５の幅方向（ｘ軸方向）において、一方側（図２中右側）に圧電体素子５１が設けられ、他方側（図２中左側）に圧電体素子５２が設けられている。同様に、１対の圧電体素子５３、５４は、駆動用振動腕３６の幅方向（ｘ軸方向）において、一方側（図２中右側）に圧電体素子５３が設けられ、他方側（図２中左側）に圧電体素子５４が設けられている。また、１対の圧電体素子５５、５６は、駆動用振動腕３７の幅方向（ｘ軸方向）において、一方側（図２中右側）に圧電体素子５５が設けられ、他方側（図２中左側）に圧電体素子５６が設けられている。また、１対の圧電体素子５７、５８は、駆動用振動腕３８の幅方向（ｘ軸方向）において、一方側（図２中右側）に圧電体素子５７が設けられ、他方側（図２中左側）に圧電体素子５８が設けられている。
【００３０】
そして、圧電体素子５１〜５８は、それぞれ、通電によりｙ軸方向に伸縮するように構成されている。このような圧電体素子５１、５２は、それぞれ、通電により駆動用振動腕３５を駆動振動（ｘ軸方向に屈曲振動）させる。同様に、圧電体素子５３、５４は、それぞれ、通電により駆動用振動腕３６を駆動振動（ｘ軸方向に屈曲振動）させる。また、圧電体素子５５、５６は、それぞれ、通電により駆動用振動腕３７を駆動振動（ｘ軸方向に屈曲振動）させる。また、圧電体素子５７、５８は、それぞれ、通電により駆動用振動腕３８を駆動振動（ｘ軸方向に屈曲振動）させる。
【００３１】
このような圧電体素子５１〜５８を用いることにより、駆動用振動腕３５〜３８自体が圧電性を有していなかったり、駆動用振動腕３５〜３８自体が圧電性を有していても、その分極軸や結晶軸の方向がｘ軸方向での屈曲振動に適していなかったりする場合でも、比較的簡単かつ効率的に、各駆動用振動腕３５〜３８をｘ軸方向に屈曲振動（駆動振動）させることができる。また、駆動用振動腕３５〜３８の圧電性の有無、分極軸や結晶軸の方向を問わないので、各駆動用振動腕３５〜３８の構成材料の選択の幅が広がる。そのため、所望の振動特性を有する振動片３を比較的簡単に実現することができる。
このような圧電体素子４１〜４４、５１〜５８は、それぞれ、複数の層をｚ軸方向に積層した積層構造を有する。
【００３２】
以下、圧電体素子５１、５２の構成について詳細に説明する。なお、圧電体素子４１〜４４、５３〜５８の構成については、圧電体素子５１、５２と同様である（同様の積層構造を有する）ため、その説明を省略する。
圧電体素子５１は、図３（ａ）に示すように、駆動用振動腕３５上に、第１の下地層５１１、第１の電極層５１２、圧電体層（圧電薄膜）５１３、絶縁体層５１４、第２の下地層５１５、第２の電極層５１６がこの順で積層されて構成されている。
【００３３】
同様に、圧電体素子５２は、駆動用振動腕３５上に、第１の下地層５２１、第１の電極層５２２、圧電体層（圧電薄膜）５２３、絶縁体層５２４、第２の下地層５２５、第２の電極層５２６がこの順で積層されて構成されている。
第１の下地層５１１は、駆動用振動腕３５と第１の電極層５１２との間に設けられ、第１の電極層５１２が駆動用振動腕３５から剥離するのを防止する機能を有する。同様に、第１の下地層５２１は、駆動用振動腕３５と第１の電極層５２２との間に設けられ、第１の電極層５２２が駆動用振動腕３５から剥離するのを防止する機能を有する。
【００３４】
第１の下地層５１１、５２１は、それぞれ、例えば、Ｔｉ、Ｃｒ等で構成されている。
また、第１の下地層５１１、５２１の平均厚さは、それぞれ、特に限定されないが、例えば、１〜３００ｎｍ程度であるのが好ましい。
なお、第１の下地層５１１、５２１は、第１の電極５１２、５２２の構成材料と駆動用振動腕３５の構成材料との組み合わせによっては、省略することができる。
このような第１の下地層５１１上には、第１の電極層５１２が設けられ、同様に、第１の下地層５２１上には、第２の電極層５２２が設けられている。
【００３５】
第１の電極層５１２は、駆動用振動腕３５と圧電体層５１３との間に設けられ、また、第１の電極層５２２は、駆動用振動腕３５と圧電体層５２３との間に設けられている。
第１の電極層５１２、５２２は、それぞれ、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、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）等の金属材料や、ＩＴＯ、ＺｎＯ等の透明電極材料により形成することができる。
【００３６】
中でも、第１の電極層５１２、５２２の構成材料としては、それぞれ、金を主材料とする金属（金、金合金）または白金を用いるのが好ましく、金を主材料とする金属（特に金）を用いるのがより好ましい。
Ａｕは、導電性に優れ（電気抵抗が小さく）、酸化に対する耐性に優れているため、電極材料として好適である。また、ＡｕはＰｔに比しエッチングにより容易にパターニングすることができる。さらに、第１の電極層５１２、５２２を金または金合金で構成することにより、圧電体層５１３、５２３の配向性を高めることもできる。
【００３７】
また、第１の電極層５１２、５２２の平均厚さは、それぞれ、特に限定されないが、例えば、１〜３００ｎｍ程度であるのが好ましく、１０〜２００ｎｍであるのがより好ましい。これにより、第１の電極層５１２、５２２が圧電体素子５１、５２の駆動特性や駆動用振動腕３５の振動特性に悪影響を与えるのを防止しつつ、前述したような第１の電極層５１２、５２２の導電性を優れたものとすることができる。
このような第１の電極層５１２上には、圧電体層５１３が設けられ、同様に、第１の電極層５２２上には、圧電体層５２３が設けられている。
【００３８】
圧電体層５１３、５２３の構成材料（圧電体材料）としては、それぞれ、例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、ニオブ酸カリウム（ＫＮｂＯ３）、四ホウ酸リチウム（Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等が挙げられる。
【００３９】
中でも、圧電体層５１３、５２３の構成材料としては、ＰＺＴを用いるのが好ましい。ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）は、ｃ軸配向性に優れている。そのため、圧電体層５１３、５２３をＰＺＴを主材料として構成することにより、振動片３のＣＩ値を低減することができる。また、これらの材料は、反応性スパッタリング法により成膜することができる。
【００４０】
また、圧電体層５１３、５２３の平均厚さは、それぞれ、５０〜３０００ｎｍであるのが好ましく、２００〜２０００ｎｍであるのがより好ましい。これにより、圧電体層５１３、５２３が駆動用振動腕３５の振動特性に悪影響を与えるのを防止しつつ、圧電体素子５１、５２の駆動特性を優れたものとすることができる。
このような圧電体層５１３上（圧電体層５１３の駆動用振動腕３５とは反対の面側）には、絶縁体層５１４が設けられ、同様に、圧電体層５２３上（圧電体層５２３の駆動用振動腕３５とは反対の面側）には、絶縁体層５２４が設けられている。
【００４１】
絶縁体層（絶縁性の保護層）５１４は、圧電体層５１３を保護するとともに、第１の電極層５１２と第２の電極層５１６との間の短絡を防止する機能を有する。同様に、絶縁体層（絶縁性の保護層）５２４は、圧電体層５２３を保護するとともに、第１の電極層５２２と第２の電極層５２６との間の短絡を防止する機能を有する。
絶縁体層５１４、５２４は、それぞれ、例えば、ＳｉＯ２（酸化ケイ素）、ＡｌＮ（窒化アルミ）、ＳｉＮ（窒化ケイ素）等で構成されている。
【００４２】
また、絶縁体層５１４、５２４の平均厚さは、それぞれ、特に限定されないが、５０〜５００ｎｍであるのが好ましい。かかる厚さが前記下限値未満であると、前述したような短絡を防止する効果が小さくなる傾向となり、一方、かかる厚さが前記上限値を超えると、圧電体素子５１、５２の特性に悪影響を与えるおそれがある。
なお、絶縁体層５１４、５２４は、圧電体層５１３、５２３の厚さ、構成材料、成膜状態等によっては、省略することができる。
このような絶縁体層５１４上には、第２の下地層５１５が設けられ、同様に、絶縁体層５２４上には、第２の下地層５２５が設けられている。
【００４３】
第２の下地層５１５は、第２の電極層５１６が絶縁体層５１４（絶縁体層５１４を省略した場合には圧電体層５１３）から剥離するのを防止する機能を有する。同様に、第２の下地層５２５は、第２の電極層５２６が絶縁体層５２４（絶縁体層５２４を省略した場合には圧電体層５２３）から剥離するのを防止する機能を有する。
第２の下地層５１５、５２５は、それぞれ、例えば、Ｔｉ、Ｃｒ等で構成されている。
【００４４】
また、第２の下地層５１５、５２５の平均厚さは、それぞれ、特に限定されないが、例えば、１〜３００ｎｍ程度であるのが好ましい。
なお、第２の下地層５１５、５２５は、第２の電極層５１６、５２６の構成材料と絶縁体層５１４、５２４（絶縁体層５１４、５２４を省略した場合には圧電体層５１３、５２３）の構成材料との組み合わせによっては、省略することができる。
このような第２の下地層５１５上（圧電体層５１３の駆動用振動腕３５とは反対の面側）には、第２の電極層５１６が設けられ、同様に、第２の下地層５２５上（圧電体層５２３の駆動用振動腕３５とは反対の面側）には、第２の電極層５２６が設けられている。
【００４５】
第２の電極層５１６、５２６は、それぞれ、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、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）等の金属材料やＩＴＯ、ＺｎＯ等の透明電極材料により形成することができる。
【００４６】
また、第２の電極層５１６、５２６の平均厚さは、それぞれ、特に限定されないが、例えば、１〜３００ｎｍ程度であるのが好ましく、１０〜２００ｎｍであるのがより好ましい。これにより、第２の電極層５１６、５２６が圧電体素子５１、５２の駆動特性や駆動用振動腕３５の振動特性に悪影響を与えるのを防止しつつ、第２の電極層５１６、５２６の導電性を優れたものとすることができる。
【００４７】
このような圧電体素子５１においては、第１の電極層５１２と第２の電極層５１６との間に電圧が印加されると、圧電体層５１３にｚ軸方向の電界が生じ、圧電体層５１３がｙ軸方向に伸張または収縮する。同様に、圧電体素子５２においては、第１の電極層５２２と第２の電極層５２６との間に電圧が印加されると、圧電体層５２３にｚ軸方向の電界が生じ、圧電体層５２３がｙ軸方向に伸張または収縮する。
【００４８】
このとき、圧電体素子５１、５２のうちの一方の圧電体素子をｙ軸方向に伸張させたときに他方の圧電体素子をｙ軸方向に収縮させることにより、駆動用振動腕３５をｘ軸方向に屈曲振動させることができる。
同様に、圧電体素子５３、５４により駆動用振動腕３６をｘ軸方向に屈曲振動させることができる。また、圧電体素子５５、５６により駆動用振動腕３７をｘ軸方向に屈曲振動させることができる。また、圧電体素子５７、５８により駆動用振動腕３８をｘ軸方向に屈曲振動させることができる。
【００４９】
一方、検出用振動腕３３の振動を検出する圧電体素子４１、４２は、検出用振動腕３３がｘ軸方向に屈曲振動すると、一方の圧電体素子がｙ軸方向に伸張し、他方の圧電体素子がｙ軸方向に収縮し、電荷を出力する。
同様に、圧電体素子４３、４４は、検出用振動腕３４がｘ軸方向に屈曲振動すると、一方の圧電体素子がｙ軸方向に伸張し、他方の圧電体素子がｙ軸方向に収縮し、電荷を出力する。
【００５０】
このような圧電体素子５１は、第１の電極層５１２が配線（図示せず）を介して端子７１に電気的に接続され、第２の電極層５１６が配線（図示せず）を介して端子７４に電気的に接続されている。
また、圧電体素子５２は、第１の電極層５２２が配線（図示せず）を介して端子７４に電気的に接続され、第２の電極層５２６が配線（図示せず）を介して端子７１に電気的に接続されている。
【００５１】
同様に、圧電体素子５３は、第１の電極層が端子７１に電気的に接続され、第２の電極層が端子７４に電気的に接続され、また、圧電体素子５４は、第１の電極層が端子７４に電気的に接続され、第２の電極層が端子７１に電気的に接続されている。
また、圧電体素子５５は、第１の電極層が端子７４に電気的に接続され、第２の電極層が端子７１に電気的に接続され、また、圧電体素子５６は、第１の電極層が端子７１に電気的に接続され、第２の電極層が端子７４に電気的に接続されている。
【００５２】
また、圧電体素子５７は、第１の電極層が端子７４に電気的に接続され、第２の電極層が端子７１に電気的に接続され、また、圧電体素子５８は、第１の電極層が端子７１に電気的に接続され、第２の電極層が端子７４に電気的に接続されている。
また、圧電体素子４１は、第１の電極層が端子７２に電気的に接続され、第２の電極層が端子７３に電気的に接続され、また、圧電体素子４２は、第１の電極層が端子７３に電気的に接続され、第２の電極層が端子７２に電気的に接続されている。
【００５３】
また、圧電体素子４３は、第１の電極層が端子７５に電気的に接続され、第２の電極層が端子７６に電気的に接続され、また、圧電体素子４４は、第１の電極層が端子７６に電気的に接続され、第２の電極層が端子７５に電気的に接続されている。
このような端子７１〜７３は、前述した支持部３２の固定部３２１上に設けられ、端子７４〜７６は、支持部３２の固定部３２２上に設けられている。
【００５４】
また、端子７１〜７６および配線（図示せず）等は、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、銅（Ｃｕ）、モリブデンン（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）等の金属材料やＩＴＯ、ＺｎＯ等の透明電極材料により形成することができる。また、これらは、圧電体素子４１〜４４、５１〜５８の第１の電極層または第２の電極層と同時に一括形成することができる。
【００５５】
［質量調整部］
次に、質量調整部６１〜６６について説明する。
図２に示すように、質量調整部６１は、検出用振動腕３３の先端部（錘部３３１）上に設けられている。この質量調整部６１は、例えばエネルギー線の照射により一部または全部が除去されることにより質量を減少させて、検出用振動腕３３の共振周波数を調整するための錘である。
【００５６】
同様に、質量調整部６２は、検出用振動腕３４の先端部（錘部３４１）上に設けられている。また、質量調整部６３、６４、６５、６６は、それぞれ、駆動用振動腕３５、３６、３７、３８の先端部（錘部３５１、３６１、３７１、３８１）上に設けられている。
このような質量調整部が検出用振動腕３３、３４および駆動用振動腕３５〜３８にそれぞれ設けられているので、検出用振動腕３３、３４および駆動用振動腕３５〜３８の共振周波数をそれぞれ調整することができる。
【００５７】
また、これらの質量調整部６１〜６６は、それぞれ、振動片３の上面上に設けられている。すなわち、質量調整部６１〜６６は、振動片３の圧電体素子４１〜４４、５１〜５８が設けられている面と同じ側の面上に設けられている。これにより、後述するようにセンサー素子２を製造する際に、圧電体素子４１〜４４、５１〜５８の形成と同時に、質量調整部６１〜６６を一括して形成することができる。
【００５８】
以下、質量調整部６３について詳細に説明する。なお、質量調整部６１、６２、６４〜６６については、質量調整部６３と同様であるため、その説明を省略する。
図３（ｂ）に示すように、駆動用振動腕３５の錘部３５１上に、質量調整部６３は、第１の層６３１、第２の層６３２、第３の層（質量調整層）６３３がこの順で積層されて構成されている。
【００５９】
第１の層６３１および第２の層６３２は、第３の層６３３が駆動用振動腕３５から剥離するのを防止する機能を有する。
この第１の層６３１は、圧電体素子５１、５２の第１の下地層５１１、５２１と同一材料で構成されている。
このような第１の層６３１が第２の層６３２と駆動用振動腕３５との間に設けられていることにより、センサー素子２の製造工程を簡単化しつつ、第２の層６３２が駆動用振動腕３５から剥離するのを防止することができる。
【００６０】
また、第１の層６３１の厚さ（平均厚さ）は、第１の下地層５１１、５２１の厚さ（平均厚さ）とほぼ等しい。
第２の層６３２は、圧電体素子５１、５２の第１の電極層５１２、５２２と同一材料で構成されている。
このような第２の層６３２が第３の層６３３と駆動用振動腕３５との間に設けられていることにより、センサー素子２の製造工程を簡単化しつつ、第３の層６３３が駆動用振動腕３５から剥離するのを防止することができる。
【００６１】
また、第２の層６３２の厚さ（平均厚さ）は、第１の電極層５１２、５２２の厚さ（平均厚さ）とほぼ等しい。
第３の層６３３は、圧電体素子５１、５２の圧電体層５１３、５２３と同一材料で構成されている。
これにより、後述するように第３の層６３３（質量調整層）を形成する際に、その厚さを高精度に制御し、所望の質量の質量調整部６３を得ることができる。そのため、周波数調整を簡単かつ高精度に行うことができる。また、圧電体層５１３、５２３の形成とともに第３の層６３３を一括して形成することができる。そのため、センサー素子２の製造工程を簡単化することができる。
【００６２】
また、第３の層６３３の厚さ（平均厚さ）は、圧電体層５１３、５２３の厚さ（平均厚さ）とほぼ等しい。
この第３の層６３３の駆動用振動腕３５とは反対の面側には、前述した圧電体素子５１、５２の第２の電極層５１６、５２６と同一材料で構成された層が存在しない。すなわち、第３の層６３３（質量調整層）の駆動用振動腕３５とは反対の面側は、露出している。これにより、質量調整部６３の少なくとも一部をレーザーまたは電子ビームにより簡単かつ高精度に除去することができる。
【００６３】
また、第３の層６３３の駆動用振動腕３５とは反対の面側には、前述した圧電体素子５１、５２の絶縁体層５１４、５２４と同一材料で構成された層も存在しない。これにより、圧電体素子５１、５２の圧電体層５１３、５２３を絶縁体層５１４、５２４により保護するとともに、質量調整部６３の少なくとも一部をレーザーまたは電子ビームにより簡単かつ高精度に除去することができる。
このように構成されたセンサー素子２は、次のようにしてｚ軸まわりの角速度ωを検出する。
【００６４】
まず、端子７１と端子７４との間に電圧（駆動信号）を印加することにより、図４（ａ）に示すように、図中矢印Ａに示す方向に、駆動用振動腕３５と駆動用振動腕３７とを互いに接近・離間するように屈曲振動（駆動振動）させるとともに、駆動用振動腕３６と駆動用振動腕３８とを上記屈曲振動と同方向に互いに接近・離間するように屈曲振動（駆動振動）させる。
【００６５】
このとき、センサー素子２に角速度が加わらないと、駆動用振動腕３５、３６と駆動用振動腕３７、３８とは、中心点（重心Ｇ）を通るｙｚ平面に対して面対称の振動を行っているため、基部３１（本体部３１１および連結腕３１２、３１３）および検出用振動腕３３、３４は、ほとんど振動しない。
このように駆動用振動腕３５〜３８を駆動振動させた状態で、センサー素子２にその重心Ｇを通る法線まわりの角速度ωが加わると、駆動用振動腕３５〜３８には、それぞれ、コリオリ力が働く。これにより、図４（ｂ）に示すように、連結腕３１２、３１３が図中矢印Ｂに示す方向に屈曲振動し、これに伴いこの屈曲振動を打ち消すように、検出用振動腕３３、３４の図中矢印Ｃに示す方向の屈曲振動（検出振動）が励振される。
【００６６】
そして、検出用振動腕３３の屈曲振動によって圧電体素子４１、４２に生じた電荷が端子７２、７３から出力される。また、検出用振動腕３４の屈曲振動によって圧電体素子４３、４４に生じた電荷が端子７５、７６から出力される。
このように端子７２、７３、７５、７６から出力された電荷に基づいて、センサー素子２に加わった角速度ωを求めることができる。
【００６７】
（周波数の調整方法）
次に、センサー素子２の周波数調整方法について説明する。なお、以下では、駆動用振動腕３５の周波数調整を代表的に説明するが、駆動用振動腕３６〜３８および検出用振動腕３３、３４の周波数調整も駆動用振動腕３５の周波数調整と同様である。
まず、周波数調整前（未調整）のセンサー素子２を用意する。このとき、駆動用振動腕３５上には前述したような質量調整部６３が設けられている。また、周波数調整前の駆動用振動腕３５の周波数（共振周波数）は、目標とする周波数（共振周波数）に対して低くなるように設定されている。
【００６８】
そして、エネルギー線の照射により、質量調整部６３の一部または全部を必要に応じて除去する。
例えば、図５（ａ）に示すように、質量調整部６３の先端側の部分を除去し、駆動用振動腕３５の周波数の粗調整を行い、次いで、図５（ｂ）に示すように、粗調整後の質量調整部１６３の基端部側の部分を除去し、駆動用振動腕３５の周波数の微調整を行う。
【００６９】
なお、この微調整および粗調整において除去される質量調整部６３の形状、部位およびその除去量は、必要に応じて適宜設定されるものであり、図示のものに限定されない。例えば、質量調整部６３の一部をレーザー光の照射により除去した場合、その除去された部分は、ライン状、ドット状等の形状をなす。
このような粗調整および微調整により、質量調整部６３は、その質量が減少した質量調整部２６３となる。その結果、駆動用振動腕３５の周波数が高められる。また、粗調整は、駆動用振動腕３５の周波数（共振周波数）が微調整で調整可能な範囲内となるように行われる。そして、微調整は、駆動用振動腕３５の周波数（共振周波数）が目標とする周波数（共振周波数）に一致するように行われる。
【００７０】
また、このような周波数調整に用いるエネルギー線は、駆動用振動腕３５に悪影響を与えずに、質量調整部６３の必要部位を除去することができるものであれば、特に限定されず、放射線、電子線、レーザー、イオンビーム等が挙げられるが、炭酸ガスレーザー、エキシマーレーザー、ＹＡＧレーザー等のレーザーを用いるのが好ましい。これにより、簡単かつ確実に、質量調整部６３の一部または全部を所望量だけ除去することができる。
【００７１】
（センサー素子２の製造方法）
ここで、前述したセンサー素子２の製造方法の一例について簡単に説明する。
センサー素子２の製造方法は、［Ａ］圧電体素子４１〜４４、５１〜５８の第１の下地層と質量調整部６１〜６６の第１の層とを形成する工程と、［Ｂ］圧電体素子４１〜４４、５１〜５８の第１の電極層と質量調整部６１〜６６の第２の層とを形成する工程と、［Ｃ］圧電体素子４１〜４４、５１〜５８の圧電体層と質量調整部６１〜６６の第３の層とを形成する工程と、［Ｄ］圧電体素子４１〜４４、５１〜５８の絶縁体層を形成する工程と、［Ｅ］圧電体素子４１〜４４、５１〜５８の第２の下地層を形成する工程と、［Ｆ］圧電体素子４１〜４４、５１〜５８の第２の電極層を形成する工程とを有する。
【００７２】
以下、各工程について説明する。
［Ａ］
まず、振動片３を形成するための基板を用意し、この基板をエッチングすることにより、振動片３を形成する。
その後、振動片３上に圧電体素子４１〜４４、５１〜５８の第１の下地層と質量調整部６１〜６６の第１の層とを形成する。
【００７３】
この第１の下地層および第１の層の形成方法としては、スパッタリング法、真空蒸着法等の物理成膜法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）等の化学蒸着法等の気相成膜法、また、インクジェット法等の各種塗布法等が挙げられるが、気相成膜法（特にスパッタリング法もしくは真空蒸着法）を用いるのが好ましい。また、第１の下地層および第１の層の形成（パターニング）に際しては、フォトリソグラフィ法を用いるのが好ましい。
なお、第１の下地層および第１の層は、同一の成膜工程で一括形成される。
【００７４】
［Ｂ］
次いで、第１の下地層上に第１の電極層を形成すると共に、第１の層上に第２の層を形成する。
この第１の電極層および第２の層の形成方法としては、スパッタリング法、真空蒸着法等の物理成膜法、ＣＶＤ等の化学蒸着法等の気相成膜法、また、インクジェット法等の各種塗布法等が挙げられるが、気相成膜法（特にスパッタリング法もしくは真空蒸着法）を用いるのが好ましい。また、第１の電極層および第２の層の形成（パターニング）に際しては、フォトリソグラフィ法を用いるのが好ましい。
なお、第１の電極層および第２の層は、同一の成膜工程で一括形成される。
ここで、必要に応じて、配線等は、工程［Ａ］、［Ｂ］にて同時に形成する。
【００７５】
［Ｃ］
次いで、第１の電極層上に圧電体層を形成すると共に、第２の層上に第３の層を形成する。
この圧電体層および第３の層の形成方法としては、スパッタリング法、真空蒸着法等の物理成膜法、ＣＶＤ等の化学蒸着法等の気相成膜法、また、インクジェット法等の各種塗布法等が挙げられるが、気相成膜法（特に反応性スパッタリング法）を用いるのが好ましい。また、圧電体層および第３の層の形成（パターニング）に際しては、フォトリソグラフィ法を用いるのが好ましい。また、圧電体層および第３の層をパターニングする際に、不要部分の除去にはウェットエッチングを用いるのが好ましい。
なお、圧電体層および第３の層は、同一の成膜工程で一括形成される。
【００７６】
［Ｄ］
次いで、圧電体層上に絶縁体層を形成する。
この絶縁体層の形成方法としては、スパッタリング法、真空蒸着法等の物理成膜法、ＣＶＤ等の化学蒸着法等の気相成膜法、また、インクジェット法等の各種塗布法等が挙げられるが、気相成膜法（特に反応性スパッタリング法）を用いるのが好ましい。また、絶縁体層の形成（パターニング）に際しては、フォトリソグラフィ法を用いるのが好ましい。また、絶縁体層をパターニングする際に、不要部分の除去にはウェットエッチングを用いるのが好ましい。
【００７７】
［Ｅ］
次いで、絶縁体層上に第２の下地層を形成する。
この第２の下地層の形成方法としては、スパッタリング法、真空蒸着法等の物理成膜法、ＣＶＤ等の化学蒸着法等の気相成膜法、また、インクジェット法等の各種塗布法等が挙げられるが、気相成膜法（特にスパッタリング法もしくは真空蒸着法）を用いるのが好ましい。また、第２の下地層の形成（パターニング）に際しては、フォトリソグラフィ法を用いるのが好ましい。
【００７８】
［Ｆ］
次いで、第２の下地層上に第２の電極層を形成する。
この第２の電極層の形成方法としては、スパッタリング法、真空蒸着法等の物理成膜法、ＣＶＤ等の化学蒸着法等の気相成膜法、また、インクジェット法等の各種塗布法等が挙げられるが、気相成膜法（特にスパッタリング法もしくは真空蒸着法）を用いるのが好ましい。また、第２の電極層の形成（パターニング）に際しては、フォトリソグラフィ法を用いるのが好ましい。
【００７９】
その後、必要に応じて、前述したような周波数調整を行う。
なお、この周波数調整は、センサー素子２をパッケージ９内に収納する前に行ってもよいし、センサー素子２をパッケージ９内に収納した後に行ってもよい。
以上説明したようにしてセンサー素子２を製造することができる。
なお、前述したセンサー素子２の製造方法では、振動片３を形成した後に圧電体素子４１〜４４、５１〜５８および質量調整部６１〜６６を形成したが、振動片３を形成するための基板上に圧電体素子４１〜４４、５１〜５８および質量調整部６１〜６６を形成した後に、当該基板をエッチングすることにより振動片３を形成してもよい。また、この場合、振動片３を形成するための基板上に、圧電体素子４１〜４４、５１〜５８の第１の下地層、第１の電極層、圧電体層、絶縁体層、第２の下地層および第２の電極層と同一材料で構成された複数の層をこの順で一様に成膜・積層して積層体を形成した後に、かかる積層体のうち、圧電体素子４１〜４４、５１〜５８となる部分以外の部分について、絶縁体層、第２の下地層および第２の電極層と同一材料で構成された層をエッチングにより除去して、圧電体層と同一材料で構成された層の一部を露出させ、その後、圧電体素子４１〜４４、５１〜５８および質量調整部６１〜６６となる部分以外の部分について、第１の下地層、第１の電極層、圧電体層と同一材料で構成された層をエッチングにより除去することにより、圧電体素子４１〜４４、５１〜５８および質量調整部６１〜６６を形成してもよい。
【００８０】
（パッケージ）
パッケージ９は、センサー素子２を収納するものである。なお、パッケージ９には、センサー素子２の他に、センサー素子２の駆動等を行うＩＣチップ等が収納されていてもよい。このようなパッケージ９は、その平面視（ｘｙ平面視）にて、略矩形状をなしている。
【００８１】
パッケージ９は、上面に開放する凹部を有するベース９１と、凹部の開口を塞ぐようにベースに接合されているリッド（蓋体）９２とを有している。また、ベース９１は、板状の底板９１１と、底板９１１の上面周縁部に設けられている枠状の側壁９１２とを有している。このようなパッケージ９は、その内側に収納空間Ｓを有しており、この収納空間Ｓ内に、センサー素子２が気密的に収納、設置されている。
【００８２】
また、底板９１１の上面には、センサー素子２の端子７１〜７６に対応する６つの接続パッド１０が設けられており、半田、銀ペースト、導電性接着剤（樹脂材料中に金属粒子などの導電性フィラーを分散させた接着剤）などの導電性固定部材８を介して、これら各接続パッド１０とそれと対応するいずれかの端子とが電気的に接続されている。また、この導電性固定部材８により、センサー素子２が底板９１１に対して固定されている。
【００８３】
また、導電性固定部材８は、センサー素子２と底板９１１との間にギャップ（隙間）を形成し、これらの接触を防止するギャップ材としても機能する。これにより、底板９１１との接触によるセンサー素子２の破壊・破損を防止することができ、正確な角速度の検出と、優れた信頼性を発揮することのできるセンサーデバイス１となる。
なお、各接続パッド１０は、図示しない導体ポストを介してパッケージ９の外部へ引き出されている。なお、パッケージ９内にＩＣチップ等を収納する場合には、各接続パッド１０は、ＩＣチップと電気的に接続されていてもよい。
【００８４】
ベース９１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９２の構成材料としては、特に限定されないが、ベース９１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９１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９１とリッド９２の接合は、特に限定されず、例えば、接着剤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。
【００８５】
以上説明したような第１実施形態に係るセンサーデバイスによれば、質量調整部６１〜６６の質量調整層が圧電体材料で構成されているので、質量調整層を形成する際に、その厚さを高精度に制御し、所望の質量の質量調整部６１〜６６を得ることができる。そのため、周波数調整を簡単かつ高精度に行うことができる。
また、質量調整層が圧電体素子４１〜４４、５１〜５８の圧電体層と同一材料で構成されているので、圧電体層の形成とともに質量調整層を一括して形成することができる。そのため、センサー素子２の製造工程を簡単化することができる。
また、このようなセンサー素子２を備えるセンサーデバイス１は、優れた信頼性を有する。
【００８６】
＜第２実施形態＞
次に、本発明のセンサーデバイスの第２実施形態について説明する。
図６は、本発明の第２実施形態に係るセンサーデバイスのセンサー素子の平面図、図７（ａ）は、図６に示すセンサー素子の質量調整部を示す拡大平面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）中のＣ−Ｃ線断面図である。
【００８７】
以下、第２実施形態のセンサーデバイスについて、前述した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。
本発明の第２実施形態に係るセンサーデバイスは、質量調整部の構成が異なる以外は、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。
【００８８】
本実施形態のセンサーデバイスは、図６に示すようなセンサー素子２Ａを備える。
このセンサー素子２Ａは、振動片３上に設けられた質量調整部６１Ａ〜６６Ａを有する。
図６に示すように、質量調整部６１Ａは、検出用振動腕３３の先端部（錘部３３１）上に設けられている。同様に、質量調整部６２Ａは、検出用振動腕３４の先端部（錘部３４１）上に設けられている。また、質量調整部６３Ａ、６４Ａ、６５Ａ、６６Ａは、それぞれ、駆動用振動腕３５、３６、３７、３８の先端部（錘部３５１、３６１、３７１、３８１）上に設けられている。
【００８９】
以下、質量調整部６３Ａについて詳細に説明する。なお、質量調整部６１Ａ、６２Ａ、６４Ａ〜６６Ａについては、質量調整部６３Ａと同様であるため、その説明を省略する。
質量調整部６３Ａは、図７（ａ）に示すように、ｘ軸方向およびｙ軸方向に沿って行列状に配置された複数の部分６３４を有する。
これにより、質量調整部６３Ａの一部を所望量だけ簡単かつ高精度に除去することができる。また、駆動用振動腕３５の延出方向（ｙ軸方向）に互いに間隔を隔てて並んで設けられた複数の部分６３４においては、質量調整部６３Ａの除去する部分６３４の位置に応じて、質量調整部６３Ａの１つの部分６３４の除去による周波数の調整量を大きくしたり小さくしたりすることができる。また、駆動用振動腕３５の幅方向（ｘ軸方向）に並んで設けられた複数の部分６３４においては、質量調整部６３Ａの除去する部分６３４の位置にかかわらず、質量調整部６３Ａの１つの部分６３４の除去による周波数の調整量を等しくすることができる。
【００９０】
また、質量調整部６３Ａの各部分６３４は、図７（ｂ）に示すように、駆動用振動腕３５の錘部３５１上に、第１の層６３１Ａ、第２の層６３２Ａ、第３の層６３３Ａがこの順で積層されて構成されている。
第１の層６３１Ａは、圧電体素子５１、５２の第１の下地層と一括して形成されたものであり、前述した第１実施形態の第１の層６３１と同様に構成されている。
【００９１】
また、第２の層６３２Ａは、圧電体素子５１、５２の第１の電極層と一括して形成されたものであり、前述した第１実施形態の第２の層６３２と同様に構成されている。
また、第３の層６３３Ａは、圧電体素子５１、５２の圧電体層と一括して形成されたものであり、前述した第１実施形態の第３の層６３３と同様に構成されている。
このような質量調整部６３Ａにおいては、例えば、質量調整部６３Ａの先端側の部分６３４を必要数除去し、駆動用振動腕３５の周波数の粗調整を行い、次いで、粗調整後の質量調整部１６３の基端部側の部分６３４を必要数除去し、駆動用振動腕３５の周波数の微調整を行う。
以上説明したような第２実施形態に係るセンサー素子によっても、製造工程の簡単化を図りつつ、周波数調整を簡単かつ高精度に行うことができる。
【００９２】
＜第３実施形態＞
次に、本発明のセンサーデバイスの第３実施形態について説明する。
図８は、本発明の第３実施形態に係るセンサーデバイスのセンサー素子の平面図、図９は、図８に示すセンサー素子の駆動を説明するための平面図である。
以下、第３実施形態のセンサーデバイスについて、前述した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。
【００９３】
本発明の第３実施形態に係るセンサーデバイスは、いわゆるＨ型のセンサー素子に本発明を適用した以外は、前述した第１実施形態と同様である。
本実施形態のセンサーデバイスは、図８に示すようなセンサー素子２Ｂを備える。
このセンサー素子２Ｂは、振動片３Ｂと、振動片３Ｂ上に設けられた圧電体素子４１Ｂ、４３Ｂ、５１Ｂ〜５４Ｂ、質量調整部６１Ｂ〜６４Ｂおよび端子７１Ｂ〜７６Ｂとを有する。
【００９４】
振動片３Ｂは、いわゆるＨ型と呼ばれる構造を有する。
振動片３Ｂは、基部３１Ｂと、支持部３２Ｂと、１対の検出用振動腕３３Ｂ、３４Ｂと、１対の駆動用振動腕３５Ｂ、３６Ｂとを有する。
基部３１Ｂは、支持部３２Ｂに支持されている。
支持部３２Ｂは、図示しないパッケージに対して固定される枠状の固定部３２１Ｂと、固定部３２１Ｂと基部３１Ｂとを連結する４つの梁部３２３Ｂ、３２４Ｂ、３２５Ｂ、３２６Ｂとを有する。
【００９５】
検出用振動腕３３Ｂ、３４Ｂは、それぞれ、基部３１Ｂからｙ軸方向（−ｙ方向側）に延出している。
駆動用振動腕３５Ｂ、３６Ｂは、それぞれ、基部３１Ｂからｙ軸方向（＋ｙ方向側）に延出している。
このような振動片３Ｂは、前述した第１実施形態の振動片３と同様の材料を用いて構成することができる。
【００９６】
このように構成された振動片３Ｂの検出用振動腕３３Ｂ上には、圧電体素子４１Ｂおよび質量調整部６１Ｂが設けられている。
同様に、検出用振動腕３４Ｂ上には、圧電体素子４３Ｂおよび質量調整部６２Ｂが設けられている。また、駆動用振動腕３５Ｂ上には、１対の圧電体素子５１Ｂ、５２Ｂおよび質量調整部６３Ｂが設けられている。また、駆動用振動腕３６Ｂ上には、１対の圧電体素子５３Ｂ、５４Ｂおよび質量調整部６４Ｂが設けられている。
【００９７】
圧電体素子４１Ｂは、検出用振動腕３３Ｂのｚ軸方向での屈曲振動を検出するものである。同様に、圧電体素子４３Ｂは、検出用振動腕３４Ｂのｚ軸方向での屈曲振動を検出するものである。
一方、１対の圧電体素子５１Ｂ、５２Ｂは、駆動用振動腕３５Ｂをｘ軸方向に屈曲振動させるものである。同様に、１対の圧電体素子５３Ｂ、５４Ｂは、駆動用振動腕３６Ｂをｘ軸方向に屈曲振動させるものである。
【００９８】
このような圧電体素子４１Ｂ、４３Ｂ、５１Ｂ〜５４Ｂは、前述した第１実施形態の圧電体素子４１〜４４、５１〜５８と同様に構成されている。
また、圧電体素子４１Ｂは、端子７２Ｂ、７５Ｂに配線（図示せず）を介して電気的に接続され、圧電体素子４３Ｂは、端子７３Ｂ、７７Ｂに配線（図示せず）を介して電気的に接続されている。
【００９９】
また、圧電体素子５１Ｂ〜５４Ｂは、端子７１Ｂ、７４Ｂに配線（図示せず）を介して電気的に接続されている。
これら端子７１Ｂ〜７６Ｂは、それぞれ、振動片３Ｂの固定部３２１Ｂ上に設けられている。
また、質量調整部６１Ｂは、検出用振動腕３３Ｂの先端部上に設けられている。この質量調整部６１Ｂは、例えばエネルギー線の照射により一部または全部が除去されることにより質量を減少させて、検出用振動腕３３Ｂの共振周波数を調整するための錘である。
【０１００】
同様に、質量調整部６２Ｂは、検出用振動腕３４Ｂの先端部上に設けられている。また、質量調整部６３Ｂ、６４Ｂは、それぞれ、駆動用振動腕３５Ｂ、３６Ｂの先端部上に設けられている。
このような質量調整部６１Ｂ〜６６Ｂは、前述した第１実施形態の質量調整部６１〜６６と同様に構成されている。
【０１０１】
このように構成されたセンサー素子２Ｂでは、端子７１Ｂと端子７４Ｂとの間に駆動信号が印加されることにより、図９に示すように、駆動用振動腕３５Ｂと駆動用振動腕３６Ｂが互いに接近・離間するように屈曲振動（駆動振動）する。すなわち、駆動用振動腕３５Ｂが図９に示す矢印Ａ１の方向に屈曲するとともに駆動用振動腕３６Ｂが図９に示す矢印Ａ２の方向に屈曲する状態と、駆動用振動腕３５Ｂが図９に示す矢印Ｂ１の方向に屈曲するとともに駆動用振動腕３６Ｂが図９に示す矢印Ｂ２の方向に屈曲する状態とを交互に繰り返す。
【０１０２】
このように駆動用振動腕３５Ｂ、３６Ｂを駆動振動させた状態で、センサー素子２Ｂにｙ軸まわりの角速度ωが加わると、駆動用振動腕３５Ｂ、３６Ｂは、コリオリ力により、ｚ軸方向に互いに反対側に屈曲振動する。これに伴い、検出用振動腕３３Ｂ、３４Ｂは、ｚ軸方向に互いに反対側に屈曲振動（検出振動）する。すなわち、検出用振動腕３３Ｂが図９に示す矢印Ｃ１の方向に屈曲するとともに検出用振動腕３４Ｂが図９に示す矢印Ｃ２の方向に屈曲する状態と、検出用振動腕３３Ｂが図９に示す矢印Ｄ１の方向に屈曲するとともに検出用振動腕３４Ｂが図９に示す矢印Ｄ２の方向に屈曲する状態とを交互に繰り返す。
【０１０３】
このような検出用振動腕３３Ｂ、３４Ｂの検出振動により圧電体素子４１Ｂ、４３Ｂに生じた電荷を検出することにより、センサー素子２Ｂに加わった角速度ωを求めることができる。
以上説明したような第３実施形態に係るセンサー素子２Ｂによっても、製造工程の簡単化を図りつつ、周波数調整を簡単かつ高精度に行うことができる。
【０１０４】
（電子機器）
以上説明したようなセンサーデバイスは、各種電子機器に組み込むことにより、信頼性に優れた電子機器を提供することができる。
以下、本発明の電子デバイスを備える電子機器の一例について、図１０〜図１２に基づき、詳細に説明する。
【０１０５】
図１０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。
【０１０６】
このようなパーソナルコンピュータ１１００には、ジャイロセンサーとして機能する前述したセンサーデバイス１が内蔵されている。
図１１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１００が配置されている。
【０１０７】
このような携帯電話機１２００には、ジャイロセンサーとして機能する前述したセンサーデバイス１が内蔵されている。
図１２は、本発明の電子機器を適用したディジタルスチ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、ディジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）など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。
【０１０８】
ディジタルスチルカメラ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、表示部は、被写体を電子画像として表示するファインダとして機能する。
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。
【０１０９】
撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッタボタン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１３０８に転送・格納される。
また、このディジタルスチルカメラ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１４３０が、デ−タ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピュータ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１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニタ１４３０や、パーソナルコンピュータ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スチルカメラ１３００には、ジャイロセンサーとして機能する前述したセンサーデバイス１が内蔵されている。
【０１１０】
なお、本発明の電子機器は、図１０のパーソナルコンピュータ（モバイル型パーソナルコンピュータ）、図１１の携帯電話機、図１２のディジタルスチルカメラの他にも、電子デバイスの種類に応じて、例えば、車体姿勢検出装置、ポインティングデバイス、ヘッドマウントディスプレイ、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）、ラップトップ型パーソナルコンピュータ、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダ、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、ゲームコントローラー、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、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）、フライトシュミレータ等に適用することができる。
【０１１１】
以上、本発明のセンサー素子、センサーデバイスおよび電子機器を図示の各実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれら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、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、本発明のセンサーデバイスは、前記各実施形態のうち、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
【０１１２】
また、前述した実施形態では、各圧電体素子が第１の下地層、第２の下地層および絶縁体層を備える場合を例に説明したが、これらの層のうちの少なくとも１層を省略してもよい。すなわち、各圧電体素子は、第１の電極層、第２の電極層、および、第１の電極層と第２の電極層との間に設けられた圧電体層を有するものであればよい。
また、圧電体素子は、駆動用振動腕（第１の振動腕）および検出用振動腕（第２の振動腕）のうちの少なくとも一方の振動腕に設けられていればよい。なお、駆動用振動腕（第１の振動腕）および検出用振動腕（第２の振動腕）のうちの一方の振動腕にのみ圧電体素子を設ける場合、他方の振動腕自体を水晶等の圧電体で構成し、振動腕上に励振電極または検出電極を設ければよい。
【０１１３】
また、前述した実施形態では、質量調整部が圧電体材料以外の材料で構成された層を含む場合を例に説明したが、かかる層を省略してもよい。
また、前述した実施形態では、周波数調整に際し、質量調整部を構成するすべての層の一部または全部を除去する場合を例に説明したが、第３の層（質量調整層）のみの一部または全部を除去してもよい。
また、質量調整層の層構成は、圧電体素子と同じ層構成であってもよい。
また、センサー素子が有する振動腕の数は、前述した実施形態のものに限定されず、１〜３、５、７であってもよい。
【符号の説明】
【０１１４】
１‥‥センサーデバイス  ２‥‥センサー素子  ２Ａ‥‥センサー素子  ２Ｂ‥‥センサー素子  ３‥‥振動片  ３Ｂ‥‥振動片  ８‥‥導電性固定部材  ９‥‥パッケージ  １０‥‥接続パッド  ３１‥‥基部  ３１Ｂ‥‥基部  ３２‥‥支持部  ３２Ｂ‥‥支持部  ３３‥‥検出用振動腕  ３３Ｂ‥‥検出用振動腕  ３４‥‥検出用振動腕  ３４Ｂ‥‥検出用振動腕  ３５‥‥駆動用振動腕  ３５Ｂ‥‥駆動用振動腕  ３６‥‥駆動用振動腕  ３６Ｂ‥‥駆動用振動腕  ３７‥‥駆動用振動腕  ３８‥‥駆動用振動腕  ４１‥‥圧電体素子  ４１Ｂ‥‥圧電体素子  ４２‥‥圧電体素子  ４３‥‥圧電体素子  ４３Ｂ‥‥圧電体素子  ４４‥‥圧電体素子  ５１‥‥圧電体素子  ５１Ｂ‥‥圧電体素子  ５２‥‥圧電体素子  ５２Ｂ‥‥圧電体素子  ５３‥‥圧電体素子  ５３Ｂ‥‥圧電体素子  ５４‥‥圧電体素子  ５４Ｂ‥‥圧電体素子  ５５‥‥圧電体素子  ５６‥‥圧電体素子  ５７‥‥圧電体素子  ５８‥‥圧電体素子  ６１‥‥質量調整部  ６１Ａ‥‥質量調整部  ６１Ｂ‥‥質量調整部  ６２‥‥質量調整部  ６２Ａ‥‥質量調整部  ６２Ｂ‥‥質量調整部  ６３‥‥質量調整部  ６３Ａ‥‥質量調整部  ６３Ｂ‥‥質量調整部  ６４‥‥質量調整部  ６４Ａ‥‥質量調整部  ６４Ｂ‥‥質量調整部  ６５‥‥質量調整部  ６５Ａ‥‥質量調整部  ６６‥‥質量調整部  ６６Ａ‥‥質量調整部  ７１‥‥端子  ７１Ｂ‥‥端子  ７２‥‥端子  ７２Ｂ‥‥端子  ７３‥‥端子  ７３Ｂ‥‥端子  ７４‥‥端子  ７４Ｂ‥‥端子  ７５‥‥端子  ７５Ｂ‥‥端子  ７６‥‥端子  ７６Ｂ‥‥端子  ９１‥‥ベース  ９２‥‥リッド  １００‥‥表示部  １６３‥‥質量調整部  ２６３‥‥質量調整部  ３１１‥‥本体部  ３１２‥‥連結腕  ３１３‥‥連結腕  ３２１‥‥固定部  ３２１Ｂ‥‥固定部  ３２２‥‥固定部  ３２３、３２４‥‥梁部  ３２５、３２６‥‥梁部  ３２３Ｂ、３２４Ｂ、３２５Ｂ、３２６Ｂ‥‥梁部  ３３１‥‥錘部  ３４１‥‥錘部  ３５１‥‥錘部  ３６１‥‥錘部  ３７１‥‥錘部  ３８１‥‥錘部  ５１１‥‥第１の下地層  ５１２‥‥第１の電極層  ５１３‥‥圧電体層  ５１４‥‥絶縁体層  ５１５‥‥第２の下地層  ５１６‥‥第２の電極層  ５２１‥‥第１の下地層  ５２２‥‥第１の電極層  ５２３‥‥圧電体層  ５２４‥‥絶縁体層  ５２５‥‥第２の下地層  ５２６‥‥第２の電極層  ６３１‥‥第１の層  ６３１Ａ‥‥第１の層  ６３２‥‥第２の層  ６３２Ａ‥‥第２の層  ６３３‥‥第３の層（質量調整層）  ６３３Ａ‥‥第３の層（質量調整層）  ６３４‥‥部分  ９１１‥‥底板  ９１２‥‥側壁  １１００‥‥パーソナルコンピュータ  １１０２‥‥キーボード  １１０４‥‥本体部  １１０６‥‥表示ユニット  １２００‥‥携帯電話機  １２０２‥‥操作ボタン  １２０４‥‥受話口  １２０６‥‥送話口  １３００‥‥ディジタルスチルカメラ  １３０２‥‥ケース  １３０４‥‥受光ユニット  １３０６‥‥シャッタボタン  １３０８‥‥メモリ  １３１２‥‥ビデオ信号出力端子  １３１４‥‥入出力端子  １４３０‥‥テレビモニタ  １４４０‥‥パーソナルコンピュータ  Ａ１‥‥矢印  Ａ２‥‥矢印  Ｂ１‥‥矢印  Ｂ２‥‥矢印  Ｃ１‥‥矢印  Ｃ２‥‥矢印  Ｄ１‥‥矢印  Ｄ２‥‥矢印  Ｇ‥‥重心  Ｓ‥‥収納空間  ω‥‥角速度
【図１】
2013167535.tif 000003
【図２】
2013167535.tif 000004
【図３】
2013167535.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2013167535.tif 000009
【図８】
2013167535.tif 000010
【図９】
2013167535.tif 000011
【図１０】
2013167535.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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