(57)【要約】【課題】優れた信頼性を有する電子デバイスを提供すること、また、かかる電子デバイスを備える圧力センサー、高度計、電子機器および移動体を提供すること。【解決手段】本発明の電子デバイス１は、基板２と、基板２に設けられているピエゾ抵抗素子５と、基板２の平面視でピエゾ抵抗素子５を囲んで基板２の一方の面側に配置されている壁部と、壁部に対して基板２とは反対側に配置されていて、基板２および壁部とともに空洞部Ｓを構成している天井部と、を備え、壁部の天井部側の端部の内周縁６４３は、平面視で空洞部Ｓの中心から遠ざかる方向に突出している凸状の隅部６４３２を有する。【選択図】図２
2016200534.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板に設けられている機能素子と、
前記基板の平面視で前記機能素子を囲んで前記基板の一方の面側に配置されている壁部と、
前記壁部に対して前記基板とは反対側に配置されていて、前記基板および前記壁部とともに内部空間を構成している天井部と、
を備え、
前記壁部の前記天井部側にある端部の内周縁は、前記平面視で前記内部空間の中心から遠ざかる方向に突出している隅部を有することを特徴とする電子デバイス。
【請求項２】
前記天井部が膜状である請求項１に記載の電子デバイス。
【請求項３】
前記内周縁は、前記平面視で、第１方向に沿うように延びていて互いに対向している１対の第１辺と、前記第１方向と異なる第２方向に沿うように延びていて互いに対向している１対の第２辺と、を有し、
前記隅部は、互いに隣り合う前記第１辺と前記第２辺との間に設けられている請求項１または２に記載の電子デバイス。
【請求項４】
前記隅部は、前記平面視で曲線部を含む請求項１ないし３のいずれか１項に記載の電子デバイス。
【請求項５】
前記平面視で２つの前記隅部の間に前記内部空間の中央部がある請求項１ないし４のいずれか１項に記載の電子デバイス。
【請求項６】
前記壁部が積層構造である請求項１ないし５のいずれか１項に記載の電子デバイス。
【請求項７】
前記基板は、前記壁部の少なくとも一部が配置されている凹部を有する請求項１ないし６のいずれか１項に記載の電子デバイス。
【請求項８】
前記基板は、受圧により撓み変形するダイヤフラム部を有し、
前記機能素子は、前記ダイヤフラム部に設けられていて、歪みにより電気信号を出力する請求項１ないし７のいずれか１項に記載の電子デバイス。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の電子デバイスを備えることを特徴とする圧力センサー。
【請求項１０】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の電子デバイスを備えることを特徴とする高度計。
【請求項１１】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の電子デバイスを備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１２】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の電子デバイスを備えることを特徴とする移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子デバイス、圧力センサー、高度計、電子機器および移動体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造プロセスを用いて形成された空洞部を有する電子デバイスが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような電子デバイスの一例としては、例えば、特許文献１に係る電子装置が挙げられ、この電子装置は、基板と、基板上に形成された機能素子と、機能素子が配置された空洞部を画成する被覆構造と、を備える。この電子装置の被覆構造は、機能素子を囲むように形成された包囲壁と、その包囲壁の基板とは反対側を塞ぐ被覆層（天井部）と、を有し、包囲壁の内周縁が四角形をなしている。このような電子装置の被覆構造は、半導体製造プロセスを用いて製造することができる。
【０００３】
しかし、特許文献１に係る電子装置では、包囲壁の内周縁が単なる四角形をなしているため、熱収縮等により被覆層の角部付近に応力が集中して、被覆層に亀裂が生じ、その結果、空洞部の気密性を低下させて、特性を悪化させるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１１４３５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、優れた信頼性を有する電子デバイスを提供すること、また、かかる電子デバイスを備える圧力センサー、高度計、電子機器および移動体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
［適用例１］
本発明の電子デバイスは、基板と、
前記基板に設けられている機能素子と、
前記基板の平面視で前記機能素子を囲んで前記基板の一方の面側に配置されている壁部と、
前記壁部に対して前記基板とは反対側に配置されていて、前記基板および前記壁部とともに内部空間を構成している天井部と、
を備え、
前記壁部の前記天井部側にある端部の内周縁は、前記平面視で前記内部空間の中心から遠ざかる方向に突出している隅部を有することを特徴とする。
【０００７】
このような電子デバイスによれば、壁部の天井部側の端部の内周縁が平面視で内部空間の中心から遠ざかる方向に突出している（外側に張り出している）凸状の隅部を有することにより、天井部の熱収縮等が生じたときに天井部の途中部分への応力集中を低減することができる。そのため、天井部の熱収縮等に起因する損傷を低減することができる。よって、優れた信頼性を有する電子デバイスを提供することができる。
【０００８】
［適用例２］
本発明の電子デバイスでは、前記天井部が膜状であることが好ましい。
【０００９】
このような膜状の天井部は、応力集中により損傷しやすい。したがって、このような天井部を有する電子デバイスに本発明を適用すると、その効果が顕著となる。
【００１０】
［適用例３］
本発明の電子デバイスでは、前記内周縁は、前記平面視で、第１方向に沿うように延びていて互いに対向している１対の第１辺と、前記第１方向と異なる第２方向に沿うように延びていて互いに対向している１対の第２辺と、を有し、
前記隅部は、互いに隣り合う前記第１辺と前記第２辺との間に設けられていることが好ましい。
【００１１】
これにより、天井部の熱収縮等が生じたときに、互いに隣り合う第１辺と第２辺との間付近における応力集中を低減することができる。これに対し、外側に張り出した隅部がない場合、互いに隣り合う第１辺と第２辺との間に形成される角部付近において天井部が極端に撓みにくくなるため、天井部の熱収縮等が生じたときに、その撓みにくい部分とそれに隣接する部分との間に応力が集中し、天井部が損傷しやすい。
【００１２】
［適用例４］
本発明の電子デバイスでは、前記隅部は、前記平面視で曲線部を含むことが好ましい。
【００１３】
これにより、天井部の熱収縮等が生じたときに、天井部の隅部付近の応力集中を低減することができる。
【００１４】
［適用例５］
本発明の電子デバイスでは、前記平面視で２つの前記隅部の間に前記内部空間の中央部があることが好ましい。
【００１５】
これにより、天井部の熱収縮等が生じたときに、天井部への応力集中を効率的に低減することができる。
【００１６】
［適用例６］
本発明の電子デバイスでは、前記壁部が積層構造であることが好ましい。
【００１７】
これにより、ＣＭＯＳプロセスのような半導体プロセスを用いて、膜状の天井部を壁部とともに容易に形成することができる。
【００１８】
［適用例７］
本発明の電子デバイスでは、前記基板は、前記壁部の少なくとも一部が配置されている凹部を有することが好ましい。
これにより、電子デバイスの低背化を図ることができる。
【００１９】
［適用例８］
本発明の電子デバイスでは、前記基板は、受圧により撓み変形するダイヤフラム部を有し、
前記機能素子は、前記ダイヤフラム部に設けられていて、歪みにより電気信号を出力することが好ましい。
これにより、圧力センサーを実現することができる。
【００２０】
［適用例９］
本発明の圧力センサーは、本発明の電子デバイスを備えることを特徴とする。
このような圧力センサーは、優れた信頼性を発揮することができる。
【００２１】
［適用例１０］
本発明の高度計は、本発明の電子デバイスを備えることを特徴とする。
このような高度計は、優れた信頼性を発揮することができる。
【００２２】
［適用例１１］
本発明の電子機器は、本発明の電子デバイスを備えることを特徴とする。
このような電子機器は、優れた信頼性を発揮することができる。
【００２３】
［適用例１２］
本発明の移動体は、本発明の電子デバイスを備えることを特徴とする。
このような移動体は、優れた信頼性を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電子デバイス（物理量センサー）を示す断面図である。
【図２】図１に示す電子デバイスが備える機能素子および壁部の配置を示す平面図である。
【図３】図１に示す電子デバイスの作用を説明するための図であって、（ａ）は加圧状態を示す断面図、（ｂ）は加圧状態を示す平面図である。
【図４】（ａ）は、図１に示す電子デバイスが備える壁部を説明するための部分拡大図、（ｂ）は、従来の壁部を説明するための部分拡大平面図である。
【図５】図１に示す電子デバイスの製造工程を示す図である。
【図６】図１に示す電子デバイスの製造工程を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る電子デバイスが備える機能素子および壁部の配置を示す平面図である。
【図８】図７に示す電子デバイスが備える壁部を説明するための部分拡大図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る電子デバイス（発振器）を示す断面図である。
【図１０】図９に示す電子デバイスが備える機能素子および壁部の配置を示す平面図である。
【図１１】本発明の圧力センサーの一例を示す断面図である。
【図１２】本発明の高度計の一例を示す斜視図である。
【図１３】本発明の電子機器の一例を示す正面図である。
【図１４】本発明の移動体の一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の電子デバイス、圧力センサー、高度計、電子機器および移動体を添付図面に示す各実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２６】
１．電子デバイス
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る電子デバイス（物理量センサー）を示す断面図である。図２は、図１に示す電子デバイスが備える機能素子および壁部の配置を示す平面図である。図３は、図１に示す電子デバイスの作用を説明するための図であって、（ａ）は加圧状態を示す断面図、（ｂ）は加圧状態を示す平面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図１中の上側を「上」、下側を「下」という。
【００２７】
図１に示す電子デバイス１は、圧力を検出可能な物理量センサーである。この電子デバイス１は、ダイヤフラム部２０を有する基板２と、ダイヤフラム部２０に配置されている機能素子である複数のピエゾ抵抗素子５（センサー素子）と、基板２とともに空洞部Ｓ（圧力基準室）を形成している積層構造体６と、基板２と積層構造体６との間に配置されている中間層３と、を備えている。
【００２８】
以下、電子デバイス１を構成する各部を順次説明する。
−基板−
基板２は、半導体基板２１と、半導体基板２１の一方の面上に設けられた絶縁膜２２と、絶縁膜２２の半導体基板２１とは反対側の面上に設けられた絶縁膜２３と、を有している。
【００２９】
半導体基板２１は、単結晶シリコンで構成されているシリコン層２１１（ハンドル層）と、シリコン酸化膜で構成されている酸化シリコン層２１２（ボックス層）と、単結晶シリコンで構成されているシリコン層２１３（デバイス層）とがこの順で積層されたＳＯＩ基板である。なお、半導体基板２１は、ＳＯＩ基板に限定されず、例えば、単結晶シリコン基板等の他の半導体基板であってもよい。
【００３０】
絶縁膜２２は、例えば、シリコン酸化膜であり、絶縁性を有する。また、絶縁膜２３は、例えば、シリコン窒化膜であり、絶縁性を有するとともに、フッ酸を含むエッチング液に対する耐性をも有する。ここで、半導体基板２１（シリコン層２１３）と絶縁膜２３（シリコン窒化膜）との間に絶縁膜２２（シリコン酸化膜）が介在していることにより、絶縁膜２３の成膜時に生じた応力が半導体基板２１に伝わるのを絶縁膜２２により緩和することができる。また、絶縁膜２２は、半導体基板２１およびその上方に半導体回路を形成する場合、素子間分離膜として用いることもできる。なお、絶縁膜２２、２３は、前述した構成材料に限定されず、また、必要に応じて、絶縁膜２２、２３のうちのいずれか一方を省略してもよい。
【００３１】
このような基板２の絶縁膜２３上には、パターニングされた中間層３が配置されている。この中間層３は、平面視でダイヤフラム部２０の周囲を囲むように形成されており、中間層３の上面と基板２の上面との間であって、ダイヤフラム部２０の中心側（内側）に中間層３の厚さ分の段差部を形成する。これにより、ダイヤフラム部２０が受圧により撓み変形したとき、ダイヤフラム部２０の段差部との間の境界部分に応力を集中させることができる。そのため、かかる境界部分（またはその付近）にピエゾ抵抗素子５を配置することにより、検出感度を向上させることができる。
【００３２】
この中間層３は、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン（ポリシリコン）またはアモルファスシリコンで構成されている。また、中間層３は、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン（ポリシリコン）またはアモルファスシリコンにリン、ボロン等の不純物をドープ（拡散または注入）して構成されていてもよい。この場合、中間層３は、導電性を有するため、例えば、空洞部Ｓの外側において基板２上にＭＯＳトランジスタを形成する場合、中間層３の一部をＭＯＳトランジスタのゲート電極として用いることができる。また、中間層３の一部を配線として用いることもできる。
【００３３】
このような基板２には、周囲の部分よりも薄肉であり、受圧によって撓み変形するダイヤフラム部２０が設けられている。ダイヤフラム部２０は、半導体基板２１の下面に有底の凹部２４を設けることで形成されている。すなわち、ダイヤフラム部２０は、基板２の一方の面に開口している凹部２４の底部を含んで構成されている。このダイヤフラム部２０は、その下面が受圧面２５となっている。本実施形態では、図２に示すように、ダイヤフラム部２０は、正方形（矩形）の平面視形状である。
【００３４】
本実施形態の基板２では、凹部２４がシリコン層２１１を貫通しており、ダイヤフラム部２０が酸化シリコン層２１２、シリコン層２１３、絶縁膜２２および絶縁膜２３の４層で構成されている。ここで、酸化シリコン層２１２は、後述するように、電子デバイス１の製造工程において凹部２４をエッチングにより形成する際にエッチングストップ層として利用することができ、ダイヤフラム部２０の厚さの製品ごとのバラツキを少なくすることができる。
【００３５】
なお、凹部２４がシリコン層２１１を貫通せず、ダイヤフラム部２０がシリコン層２１１の薄肉部、酸化シリコン層２１２、シリコン層２１３、絶縁膜２２および絶縁膜２３の５層で構成されていてもよい。
【００３６】
−ピエゾ抵抗素子（機能素子）−
複数のピエゾ抵抗素子５は、図１に示すように、それぞれ、ダイヤフラム部２０の空洞部Ｓ側に形成されている。ここで、ピエゾ抵抗素子５は、半導体基板２１のシリコン層２１３に形成されている。
【００３７】
図２に示すように、複数のピエゾ抵抗素子５は、ダイヤフラム部２０の外周部に配置されている複数のピエゾ抵抗素子５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄで構成されている。
【００３８】
基板２の厚さ方向から見た平面視（以下、単に「平面視」という）で四角形をなすダイヤフラム部２０の４つの辺にそれぞれ対応して、ピエゾ抵抗素子５ａ、ピエゾ抵抗素子５ｂ、ピエゾ抵抗素子５ｃ、ピエゾ抵抗素子５ｄが配置されている。
【００３９】
ピエゾ抵抗素子５ａは、ダイヤフラム部２０の対応する辺に対して垂直な方向に沿って延びている。そして、ピエゾ抵抗素子５ａの両端部には、１対の配線２１４ａが電気的に接続されている。同様に、ピエゾ抵抗素子５ｂは、ダイヤフラム部２０の対応する辺に対して垂直な方向に沿って延びている。そして、ピエゾ抵抗素子５ｂの両端部には、１対の配線２１４ｂが電気的に接続されている。
【００４０】
一方、ピエゾ抵抗素子５ｃは、ダイヤフラム部２０の対応する辺に対して平行な方向に沿って延びている。そして、ピエゾ抵抗素子５ｃの両端部には、１対の配線２１４ｃが電気的に接続されている。同様に、ピエゾ抵抗素子５ｄは、ダイヤフラム部２０の対応する辺に対して平行な方向に沿って延びている。そして、ピエゾ抵抗素子５ｄの両端部には、１対の配線２１４ｄが電気的に接続されている。
【００４１】
なお、以下では、配線２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃ、２１４ｄをまとめて「配線２１４」ともいう。
【００４２】
このようなピエゾ抵抗素子５および配線２１４は、それぞれ、例えば、リン、ボロン等の不純物をドープ（拡散または注入）したシリコン（単結晶シリコン）で構成されている。ここで、配線２１４における不純物のドープ濃度は、ピエゾ抵抗素子５における不純物のドープ濃度よりも高い。なお、配線２１４は、金属で構成されていてもよい。
【００４３】
また、複数のピエゾ抵抗素子５は、例えば、自然状態における抵抗値が互いに等しくなるように構成されている。
【００４４】
以上説明したようなピエゾ抵抗素子５は、配線２１４等を介して、ブリッジ回路（ホイートストンブリッジ回路）を構成している。このブリッジ回路には、駆動電圧を供給する駆動回路（図示せず）が接続されている。そして、このブリッジ回路は、ピエゾ抵抗素子５の抵抗値に応じた信号（電圧）が出力される。
【００４５】
−積層構造体−
積層構造体６は、前述した基板２との間に空洞部Ｓを画成するように形成されている。ここで、積層構造体６は、ダイヤフラム部２０のピエゾ抵抗素子５側に配置されていてダイヤフラム部２０（または基板２）とともに空洞部Ｓ（内部空間）を区画形成（構成）している。
【００４６】
この積層構造体６は、基板２上に平面視でピエゾ抵抗素子５を取り囲むように形成された層間絶縁膜６１と、層間絶縁膜６１上に形成された配線層６２と、配線層６２および層間絶縁膜６１上に形成された層間絶縁膜６３と、層間絶縁膜６３上に形成され、複数の細孔６４２（開孔）を備えた被覆層６４１を有する配線層６４と、配線層６４および層間絶縁膜６３上に形成された表面保護膜６５と、被覆層６４１上に設けられた封止層６６とを有している。
【００４７】
層間絶縁膜６１、６３は、それぞれ、例えば、シリコン酸化膜で構成されている。また、配線層６２、６４および封止層６６は、それぞれ、アルミニウム等の金属で構成されている。また、封止層６６は、被覆層６４１が有する細孔６４２を封止している。また、表面保護膜６５は、例えば、シリコン窒化膜である。
【００４８】
このような積層構造体６において、被覆層６４１を除く配線層６２および配線層６４からなる構造体は、基板２の一方の面側に平面視でピエゾ抵抗素子５を囲んで配置されている「壁部」を構成している。また、被覆層６４１および封止層６６からなる構造体は、この壁部に対して基板２とは反対側に配置されていて空洞部Ｓ（内部空間）を基板２および壁部とともに構成している「天井部」を構成している。そして、壁部の天井部側の端部の内周縁６４３は、平面視で空洞部Ｓの中心から遠ざかる方向に突出している４つの凸状の隅部６４３２を有する。これにより、天井部の熱収縮等に起因する損傷を低減することができる。ここで、内周縁６４３は、配線層６４の層間絶縁膜６３を貫通している部分の内周縁である。なお、壁部、天井部およびこれらに関連する事項については、後に詳述する。
【００４９】
また、このような積層構造体６は、ＣＭＯＳプロセスのような半導体製造プロセスを用いて形成することができる。なお、シリコン層２１３上およびその上方には、半導体回路が作り込まれていてもよい。この半導体回路は、ＭＯＳトランジスタ等の能動素子、その他必要に応じて形成されたコンデンサ、インダクタ、抵抗、ダイオード、配線（ピエゾ抵抗素子５に接続されている配線を含む）等の回路要素を有している。
【００５０】
基板２と積層構造体６とによって画成された空洞部Ｓは、密閉された空間である。この空洞部Ｓは、電子デバイス１が検出する圧力の基準値となる圧力基準室として機能する。本実施形態では、空洞部Ｓが真空状態（３００Ｐａ以下）となっている。空洞部Ｓを真空状態とすることによって、電子デバイス１を、真空状態を基準として圧力を検出する「絶対圧センサー」として用いることができ、その利便性が向上する。
【００５１】
ただし、空洞部Ｓは、真空状態でなくてもよく、大気圧であってもよいし、大気圧よりも気圧が低い減圧状態であってもよいし、大気圧よりも気圧が高い加圧状態であってもよい。また、空洞部Ｓには、窒素ガス、希ガス等の不活性ガスが封入されていてもよい。空洞部Ｓが密閉空間であれば「絶対圧センサー」として用いることができる。
以上、電子デバイス１の構成について簡単に説明した。
【００５２】
このような構成の電子デバイス１は、図３（ａ）に示すように、ダイヤフラム部２０の受圧面２５が受ける圧力Ｐに応じて、ダイヤフラム部２０が変形し、これにより、図３（ｂ）に示すように、ピエゾ抵抗素子５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄが歪み、ピエゾ抵抗素子５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの抵抗値が変化する。それに伴って、ピエゾ抵抗素子５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄが構成するブリッジ回路の出力が変化し、その出力に基づいて、受圧面２５で受けた圧力の大きさを求めることができる。
【００５３】
より具体的に説明すると、前述したようなダイヤフラム部２０の変形が生じる前の自然状態では、例えば、ピエゾ抵抗素子５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの抵抗値が互いに等しい場合、ピエゾ抵抗素子５ａ、５ｂの抵抗値の積とピエゾ抵抗素子５ｃ、５ｄの抵抗値の積とが等しく、ブリッジ回路の出力（電位差）はゼロとなる。
【００５４】
一方、前述したようなダイヤフラム部２０の変形が生じると、図３（ｂ）に示すように、ピエゾ抵抗素子５ａ、５ｂにその長手方向に沿った圧縮歪みおよび幅方向に沿った引張歪みが生じるとともに、ピエゾ抵抗素子５ｃ、５ｄにその長手方向に沿った引張歪みおよびその幅方向に沿った圧縮歪みが生じる。したがって、前述したようなダイヤフラム部２０の変形が生じたとき、ピエゾ抵抗素子５ａ、５ｂの抵抗値とピエゾ抵抗素子５ｃ、５ｄの抵抗値とのうち、一方の抵抗値が増加し、他方の抵抗値が減少する。
【００５５】
このようなピエゾ抵抗素子５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの歪みにより、ピエゾ抵抗素子５ａ、５ｂの抵抗値の積とピエゾ抵抗素子５ｃ、５ｄの抵抗値の積との差が生じ、その差に応じた出力（電位差）がブリッジ回路から出力される。このブリッジ回路からの出力に基づいて、受圧面２５で受けた圧力の大きさ（絶対圧）を求めることができる。
【００５６】
ここで、前述したようなダイヤフラム部２０の変形が生じたとき、ピエゾ抵抗素子５ａ、５ｂの抵抗値とピエゾ抵抗素子５ｃ、５ｄの抵抗値とのうち、一方の抵抗値が増加し、他方の抵抗値が減少するため、ピエゾ抵抗素子５ａ、５ｂの抵抗値の積とピエゾ抵抗素子５ｃ、５ｄの抵抗値の積との差の変化を大きくすることができ、それに伴って、ブリッジ回路からの出力を大きくすることができる。その結果、圧力の検出感度を高めることができる。
【００５７】
このように、電子デバイス１では、基板２がダイヤフラム部２０を有するとともに、ダイヤフラム部２０にピエゾ抵抗素子５を設けることにより、圧力センサーを実現することができる。
【００５８】
（壁部および天井部）
以下、壁部および天井部について詳述する。
【００５９】
図４（ａ）は、図１に示す電子デバイスが備える壁部を説明するための部分拡大図、図４（ｂ）は、従来の壁部を説明するための部分拡大平面図である。
【００６０】
前述したように、図１に示す積層構造体６は、被覆層６４１を除く配線層６２および配線層６４からなる構造体が、基板２の一方の面側に平面視でピエゾ抵抗素子５を囲んで配置されている「壁部」を構成している。また、被覆層６４１および封止層６６からなる構造体は、この壁部に対して基板２とは反対側に配置されていて空洞部Ｓ（内部空間）を基板２および壁部とともに構成している「天井部」を構成している。
【００６１】
図２に示すように、壁部の天井部側の端部の内周縁６４３は、４つの辺６４３１と、互いに隣り合う２つの辺６４３１の間に設けられた４つの隅部６４３２と、を有する。
【００６２】
４つの辺６４３１は、第１方向に延びていて互いに対向している１対の辺６４３１ａ、６４３１ｂ（第１辺）と、第１方向と異なる（本実施形態では直交する）第２方向に延びていて互いに対向している１対の辺６４３１ｃ、６４３１ｄ（第２辺）と、で構成されている。
【００６３】
そして、４つの隅部６４３２は、互いに隣り合う２つの辺６４３１ａと辺６４３１ｃとの間に設けられている隅部６４３２ａと、互いに隣り合う２つの辺６４３１ｂと辺６４３１ｄとの間に設けられている隅部６４３２ｂと、互いに隣り合う２つの辺６４３１ｂと辺６４３１ｃとの間に設けられている隅部６４３２ｃと、互いに隣り合う２つの辺６４３１ａと辺６４３１ｄとの間に設けられている隅部６４３２ｄと、で構成されている。
【００６４】
各隅部６４３２（６４３２ａ、６４３２ｂ、６４３２ｃ、６４３２ｄ）は、平面視で空洞部Ｓの中心から遠ざかる方向に突出している（外側に張り出している）凸状をなしている。これにより、天井部の熱収縮等が生じたときに天井部の途中部分（より具体的には、図４（ａ）に示すように互いに隣り合う２つの辺６４３１間の線分ｃ付近）への応力集中を低減することができる。すなわち、天井部の線分ｃよりも外側の部分を撓み易くし、線分ｃ付近に応力が集中することを低減することができる。そのため、天井部の熱収縮等に起因する損傷を低減することができる。ここで、隅部６４３２は、互いに隣り合う２つの辺６４３１のそれぞれを延長した線分ａよりも外側に位置している。なお、図４（ａ）中の線分ｃは、互いに隣り合う２つの辺６４３１の端部同士を結ぶ線分である。
【００６５】
これに対し、前述したような外側に張り出した隅部６４３２がない場合、図４（ｂ）に示すように、内周縁６４３Ｘの互いに隣り合う２つの辺６４３１との間に形成される角部６４３３付近において天井部が極端に撓みにくくなる。そのため、天井部の熱収縮等が生じたときに、その撓みにくい部分（線分ｃ’と２つの辺６４３１とで囲まれる領域）とそれに隣接する部分（線分ｃ’よりも内側の部分）との間（線分ｃ’付近）に応力が集中し、天井部が損傷しやすい。
【００６６】
特に、天井部が膜状であるため、応力集中により損傷しやすい。したがって、前述したような隅部６４３２を設けることによって天井部の損傷を低減する効果が顕著となる。
【００６７】
また、壁部が積層構造であるため、ＣＭＯＳプロセスのような半導体プロセスを用いて、膜状の天井部を容易に形成することができる。
【００６８】
本実施形態では、各隅部６４３２は、円弧に沿った形状をなしている。より具体的には、各隅部６４３２は、円形の１／４を切り取った形状をなし、その円形の中心が２つの線分ａの交点ｂに一致するように設けられているとともに、各辺６４３１に対して連続した曲線となるように接続されている。このように各隅部６４３２が平面視で曲線を含むことにより、天井部の熱収縮等が生じたときに、天井部の隅部６４３２付近の応力集中を低減することができる。
【００６９】
また、図２に示すように、平面視で、２つの隅部６４３２ａ、６４３２ｂが空洞部Ｓの中央部を挟むように配置され、同様に、２つの隅部６４３２ｃ、６４３２ｄが空洞部Ｓの中央部を挟むように配置されている。すなわち、平面視で、２つの隅部６４３２ａ、６４３２ｂ間に空洞部Ｓの中央部があり、同様に、２つの隅部６４３２ｃ、６４３２ｄ間に空洞部Ｓの中央部がある。これにより、天井部の熱収縮等が生じたときに、天井部に生じる歪を４つの隅部６４３２で効率的に分散して、天井部への応力集中を効率的に低減することができる。
【００７０】
このような隅部６４３２の突出長さＬ１（点ｂからの突出長さ）は、互いに対向する１対の辺６４３１間の距離Ｌに対して、５％以上２０％以下であることが好ましく、１０％以上１５％以下であることがより好ましい。これにより、天井部の応力集中を効率的に低減することができる。これに対し、突出長さＬ１が小さすぎると、隅部６４３２の形状や幅等によっては、天井部の応力集中を低減する効果が不十分となる場合がある。一方、突出長さＬ１が大きすぎると、隅部６４３２による効果がそれ以上得られないだけでなく、電子デバイス１の大型化を招いてしまう。ここで、距離Ｌは、特に限定されないが、例えば、１００μｍ以上２００μｍ以下程度である。
【００７１】
また、隅部６４３２の幅Ｌ２（線分ｃの長さ）は、互いに対向する１対の辺６４３１間の距離Ｌに対して、５％以上２０％以下であることが好ましく、１０％以上１５％以下であることがより好ましい。これにより、天井部の応力集中を効率的に低減することができる。これに対し、幅Ｌ２が小さすぎると、隅部６４３２の形状や幅等によっては、天井部の応力集中を低減する効果が不十分となる場合がある。一方、幅Ｌ２が大きすぎると、天井部全体が撓み易くなり、かえって、天井部の損傷を招きやすくなってしまう。
【００７２】
以上説明したように構成された電子デバイス１によれば、壁部の天井部側の端部の内周縁６４３が平面視で空洞部Ｓの中心から遠ざかる方向に突出している（外側に張り出している）凸状の隅部６４３２を有することにより、天井部の熱収縮等が生じたときに天井部の途中部分への応力集中を低減することができる。そのため、天井部の熱収縮等に起因する損傷を低減することができる。よって、優れた信頼性を有する電子デバイス１を提供することができる。
【００７３】
（電子デバイスの製造方法）
次に、電子デバイス１の製造方法を簡単に説明する。
【００７４】
図５および図６は、図１に示す電子デバイスの製造工程を示す図である。以下、電子デバイス１の製造方法を、これらの図に基づいて説明する。
【００７５】
［素子・絶縁膜等形成工程］
まず、ＳＯＩ基板である半導体基板２１を用意する。そして、図５（ａ）に示すように、シリコン層２１３上に絶縁膜２２を形成する。
【００７６】
絶縁膜２２の形成は、それぞれ、例えば、スパッタリング法、ＣＶＤ法等により行うことができる。
【００７７】
次に、半導体基板２１のシリコン層２１３にリン（ｎ型）またはボロン（ｐ型）等の不純物をドープ（イオン注入）することにより、図５（ｂ）に示すように、複数のピエゾ抵抗素子５および配線２１４を形成する。
【００７８】
例えば、ボロンを＋８０ｋｅＶでイオン注入を行う場合、ピエゾ抵抗素子５へのイオン注入濃度を１×１０１４ａｔｏｍｓ／ｃｍ２程度とする。また、配線２１４へのイオン注入濃度をピエゾ抵抗素子５よりも多くする。例えば、ボロンを１０ｋｅＶでイオン注入を行う場合、配線２１４へのイオン注入濃度を５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ２程度とする。また、前述したようなイオン注入の後、例えば、１０００℃程度で２０分程度のアニールを行う。
【００７９】
次に、図５（ｃ）に示すように、絶縁膜２２上に、絶縁膜２３および中間層３をこの順で形成する。
【００８０】
絶縁膜２３の形成は、それぞれ、例えば、スパッタリング法、ＣＶＤ法等により行うことができる。中間層３は、例えば、多結晶シリコンをスパッタリング法、ＣＶＤ法等により成膜した後、その膜に必要に応じてリン、ボロン等の不純物をドープ（イオン注入）し、その後、エッチングによりパターニングすることで形成することができる。
【００８１】
［層間絶縁膜・配線層形成工程］
次に、図５（ｄ）に示すように、絶縁膜２３上に、犠牲層４１、配線層６２、犠牲層４２および配線層６４をこの順で形成する。
【００８２】
この犠牲層４１、４２は、それぞれ、後述する空洞部形成工程により一部が除去され、残部が層間絶縁膜６１、６３となるものである。犠牲層４１、４２の形成は、それぞれ、シリコン酸化膜をスパッタリング法、ＣＶＤ法等により形成し、そのシリコン酸化膜をエッチングによりパターニングすることにより行う。
【００８３】
また、犠牲層４１、４２の厚さは、それぞれ、特に限定されないが、例えば、１０００ｎｍ以上５０００ｎｍ以下程度とされる。
【００８４】
また、配線層６２、６４の形成は、それぞれ、例えばアルミニウムよりなる層をスパッタリング法、ＣＶＤ法等により形成した後、パターニング処理することにより行う。
【００８５】
ここで、配線層６２、６４の厚さは、それぞれ、特に限定されないが、例えば、３００ｎｍ以上９００ｎｍ以下程度とされる。
【００８６】
このような犠牲層４１、４２および配線層６２、６４からなる積層構造は、通常のＣＭＯＳプロセスを用いて形成され、その積層数は、必要に応じて適宜に設定される。すなわち、必要に応じてさらに多くの犠牲層や配線層が積層される場合もある。
【００８７】
［空洞部形成工程］
次に、犠牲層４１、４２の一部を除去することにより、図６（ｅ）に示すように、絶縁膜２３と被覆層６４１との間に空洞部Ｓ（キャビティ）を形成する。これにより、層間絶縁膜６１、６３が形成される。
【００８８】
空洞部Ｓの形成は、被覆層６４１に形成された複数の細孔６４２を通じたエッチングにより、犠牲層４１、４２の一部を除去することにより行う。ここで、かかるエッチングとしてウェットエッチングを用いる場合、複数の細孔６４２からフッ酸、緩衝フッ酸等のエッチング液を供給し、ドライエッチングを用いる場合、複数の細孔６４２からフッ化水素酸ガス等のエッチングガスを供給する。このようなエッチングの際、絶縁膜２３がエッチングストップ層として機能する。また、絶縁膜２３は、エッチング液に対する耐性を有することから、絶縁膜２３に対して下側の構成部（例えば、絶縁膜２２、ピエゾ抵抗素子５、配線２１４等）をエッチング液から保護する機能をも有する。
【００８９】
ここで、かかるエッチングの前に、スパッタリング法、ＣＶＤ法等により表面保護膜６５を形成する。これにより、かかるエッチングの際、犠牲層４１、４２の層間絶縁膜６１、６２となる部分を保護することができる。表面保護膜６５の構成材料としては、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、ポリイミド膜、エポキシ樹脂膜など、素子を水分、ゴミ、傷などから保護するための耐性を有するものが挙げられ、特に、シリコン窒化膜が好適である。表面保護膜６５の厚さは、特に限定されないが、例えば、５００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下程度とされる。
【００９０】
［封止工程］
次に、図６（ｆ）に示すように、被覆層６４１上に、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、Ａｌ、Ｃｕ、Ｗ、Ｔｉ、ＴｉＮ等の金属膜等からなる封止層６６をスパッタリング法、ＣＶＤ法等により形成し、各細孔６４２を封止する。これより、空洞部Ｓが封止層６６により封止され、積層構造体６を得る。
【００９１】
ここで、封止層６６の厚さは、特に限定されないが、例えば、１０００ｎｍ以上５０００ｎｍ以下程度とされる。
【００９２】
［ダイヤフラム形成工程］
次に、シリコン層２１１の下面を必要に応じて研削した後、シリコン層２１１の下面の一部をエッチングにより除去（加工）することにより、図６（ｇ）に示すように、凹部２４を形成する。これにより、空洞部Ｓを介して被覆層６４１に対向するダイヤフラム部２０が形成される。
【００９３】
ここで、シリコン層２１１の下面の一部を除去する際、酸化シリコン層２１２がエッチングストップ層として機能する。これにより、ダイヤフラム部２０の厚さを高精度に規定することができる。
【００９４】
なお、シリコン層２１１の下面の一部を除去する方法としては、ドライエッチングであっても、ウェットエッチング等であってもよい。
以上のような工程により、電子デバイス１を製造することができる。
【００９５】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
【００９６】
図７は、本発明の第２実施形態に係る電子デバイスが備える機能素子および壁部の配置を示す平面図である。図８は、図７に示す電子デバイスが備える壁部を説明するための部分拡大図である。
【００９７】
以下、本発明の第２実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
【００９８】
本実施形態は、壁部および天井部の形状が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。
【００９９】
図７に示す電子デバイス１Ａは、配線層６４Ａを備えており、配線層６４Ａが有する被覆層（図示せず）と封止層（図示せず）とからなる構造体が「天井部」を構成し、また、この被覆層を除く配線層６２および配線層６４Ａからなる構造体が「壁部」を構成している。
【０１００】
図７に示すように、壁部の天井部側の端部の内周縁６４３Ａは、４つの辺６４３１と、互いに隣り合う２つの辺６４３１の間に設けられた４つの隅部６４３４と、を有する。
【０１０１】
４つの隅部６４３４は、互いに隣り合う２つの辺６４３１ａと辺６４３１ｃとの間に設けられている隅部６４３４ａと、互いに隣り合う２つの辺６４３１ｂと辺６４３１ｄとの間に設けられている隅部６４３４ｂと、互いに隣り合う２つの辺６４３１ｂと辺６４３１ｃとの間に設けられている隅部６４３４ｃと、互いに隣り合う２つの辺６４３１ａと辺６４３１ｄとの間に設けられている隅部６４３４ｄと、で構成されている。
【０１０２】
各隅部６４３４（６４３４ａ、６４３４ｂ、６４３４ｃ、６４３４ｄ）は、平面視で空洞部Ｓの中心から遠ざかる方向に突出している（外側に張り出している）凸状をなしている。これにより、天井部の熱収縮等が生じたときに天井部の途中部分（より具体的には、図８に示すように互いに隣り合う２つの辺６４３１間の線分ｃ付近）への応力集中を低減することができる。
【０１０３】
本実施形態では、各隅部６４３４は、矩形に沿った形状をなしている。
このような隅部６４３４の突出長さＬ１（点ｂからの突出長さ）は、互いに対向する１対の辺６４３１間の距離Ｌに対して、１０％以上４０％以下であることが好ましく、２０％以上３０％以下であることがより好ましい。これにより、天井部の応力集中を効率的に低減することができる。
【０１０４】
また、隅部６４３４の幅Ｌ２（線分ｃの長さ）は、互いに対向する１対の辺６４３１間の距離Ｌに対して、５％以上２０％以下であることが好ましく、１０％以上１５％以下であることがより好ましい。これにより、天井部の応力集中を効率的に低減することができる。
【０１０５】
以上説明したような第２実施形態によっても、天井部の損傷を低減し、優れた信頼性を有する電子デバイス１Ａを提供することができる。
【０１０６】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
【０１０７】
図９は、本発明の第３実施形態に係る電子デバイス（発振器）を示す断面図である。図１０は、図９に示す電子デバイスが備える機能素子および壁部の配置を示す平面図である。
【０１０８】
以下、本発明の第３実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
【０１０９】
本実施形態は、発振器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。
【０１１０】
図９に示す電子デバイス１Ｂは、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）発振器であって、所定周波数の信号を発振する機能を有する。この電子デバイス１Ｂは、図９に示すように、基板２Ｂと、基板２Ｂに配置されている振動素子５Ｂ（機能素子）と、振動素子５Ｂを収納する空洞部Ｓを基板２Ｂとともに形成している積層構造体６Ｂと、基板２Ｂと積層構造体６Ｂとの間に設けられた補強部３１、３２、３３と、基板２Ｂおよび積層構造体６に形成されている半導体回路７と、を有している。
【０１１１】
基板２Ｂは、縁部を除くようにして上面に開放する凹部２４Ｂを有する半導体基板２１Ｂと、凹部２４Ｂの内面上に積層された絶縁膜２２と、絶縁膜２２上に積層された絶縁膜２３と、を有している。半導体基板２１Ｂは、例えば、シリコン基板である。なお、半導体基板２１Ｂは、例えば、シリコン単結晶基板上にシリコン単結晶をエピタキシャル成長させたものを用いてもよい。また、半導体基板２１としては、シリコン基板に限定されず、例えば、ＳＯＩ基板を用いてもよい。
【０１１２】
また、半導体基板２１Ｂの凹部２４Ｂよりも外側の部分には、半導体回路７が作り込まれている。半導体回路７は、後に詳述するが、例えば、振動素子５Ｂを励振させるための発振用回路を有し、その他にも、例えば、必要に応じて、位相同期回路（ＰＬＬ回路）や、発振回路からの出力周波数を整数倍にする逓倍回路（周波数調整回路）や、信号を所定の出力形式に変換して出力する出力回路や、メモリー等の周辺回路を有している。このような半導体回路７には、必要に応じて、ＭＯＳトランジスタ、キャパシタ、インダクタ、抵抗、ダイオード、配線等の回路要素が含まれている。
【０１１３】
このように、電子デバイス１Ｂ内に、半導体回路７を作り込むことで、例えば、電子デバイス１Ｂと半導体回路７とが別体である場合と比較して、装置全体の小型化を図ることができる。また、半導体回路７を振動素子５Ｂに近接して配置することができるため、振動素子５Ｂからの出力される信号にノイズが乗り難く、発振特性のよい電子デバイス１Ｂとなる。なお、図９では、説明の便宜上、半導体回路７としてＭＯＳトランジスタ７１のみを図示している。
【０１１４】
また、図９および図１０に示すように、凹部２４Ｂ内には、枠状の補強部３１（枠部）と、補強部３１の内側に配置された柱状の４本の補強部３２（柱部）と、補強部３１の外側に配置された補強部３３と、が設けられている。
【０１１５】
４つの補強部３２は、補強部３１の内側に補強部３１と離間して設けられており、振動素子５Ｂの周囲に沿って互いに離間して設けられている。また、各補強部３２は、略四角形の平面視形状を有している。これら４つの補強部３２は、積層構造体６Ｂを下方から支持する支持部として機能する。そのため、積層構造体６Ｂの下方（空洞部Ｓ内）への撓み変形が低減され、積層構造体６Ｂと振動素子５Ｂとの接触を防止することができる。
【０１１６】
また、４つの補強部３２は、振動素子５Ｂと電気的に接続され、振動素子５Ｂが有する電極を外部へ引き出すための配線（電気経路）の一部として用いられている。このように、補強部３２が配線の一部を兼ねることで、補強部３２を有効利用でき、別途配線を引き回す必要がなく、電子デバイス１Ｂの装置構成が簡単なものとなると共に、電子デバイス１Ｂの小型化を図ることができる。このような補強部３２は、例えば、リン、ボロン等の不純物をドープ（拡散または注入）したポリシリコンで構成されている。なお、補強部３２の数としては、４つに限定されない。
【０１１７】
補強部３１は、枠状をなし、平面視で振動素子５Ｂおよび補強部３２の周囲を囲むように、凹部２４Ｂの底部に立設されている。そして、補強部３１の内側の空間が空洞部Ｓとなっている。
【０１１８】
ここで、補強部３２が、基板２Ｂの一方の面側に平面視で振動素子５Ｂを囲んで配置されている「壁部」を構成している。このように、基板２Ｂが、空洞部Ｓの壁部の少なくとも一部が配置されている凹部２４Ｂを有することにより、電子デバイス１Ｂの低背化を図ることができる。また、積層構造体６Ｂは、この壁部に対して基板２Ｂとは反対側に配置されていて空洞部Ｓ（内部空間）を基板２Ｂおよび壁部とともに構成している「天井部」を構成している。
【０１１９】
そして、補強部３１（壁部）の積層構造体６Ｂ（天井部）側の端部の内周縁３１０は、図１０に示すように、前述した第１実施形態の内周縁６４３と同様の形状をなしている。すなわち、内周縁３１０は、４つの辺３１１と、互いに隣り合う２つの辺３１１の間に設けられた４つの隅部３１２と、を有し、各隅部３１２が円形に沿った曲線で構成されている。これにより、積層構造体６Ｂの熱収縮等が生じたときに積層構造体６Ｂの途中部分への応力集中を低減することができる。そのため、積層構造体６Ｂの熱収縮等に起因する損傷を低減することができる。
【０１２０】
このような補強部３１は、例えば、ポリシリコンで構成されている。また、補強部３１の外周側（補強部３１と凹部２４Ｂの内側面との間）には補強部３１を補強する補強部３３が設けられている。これにより、電子デバイス１Ｂの機械的強度を高めることができる。このような補強部３３は、例えば、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）で構成されている。
【０１２１】
積層構造体６Ｂは、基板２Ｂの上面側に設けられ、凹部２４Ｂの開口部および補強部３１の開口部を塞いでいる。これにより、基板２Ｂと積層構造体６Ｂの間に気密封止された空洞部Ｓが形成される。この空洞部Ｓには振動素子５Ｂが配置されており、これにより、振動素子５Ｂを保護することができると共に、振動素子５Ｂを所定の環境下（安定した環境下）で駆動することができる。そのため、電子デバイス１Ｂの信頼性が向上する。
【０１２２】
このような積層構造体６Ｂは、図９に示すように、各補強部３２の上面に接続されると共にこれらに支持された被覆層６７と、被覆層６７上に積層された封止層６８と、封止層６８および基板２Ｂ上に積層された構造体６９と、を有している。
【０１２３】
被覆層６７は、絶縁層６７１と、絶縁層６７１上に積層された導電層６７２と、を有している。また、被覆層６７は、空洞部Ｓの内外を連通する複数の連通孔６７ａを有している。この連通孔６７ａは、製造時に空洞部Ｓ内の犠牲層をエッチングにより除去するためのリリースホールである。
【０１２４】
また、導電層６７２は、絶縁層６７１を貫通して補強部３２と電気的に接続されているコンタクト部６７２ａを有している。このようなコンタクト部６７２ａは、補強部３２と同様に、振動素子５Ｂを半導体回路７に接続するための配線の一部として用いられる。
【０１２５】
このような被覆層６７では、絶縁層６７１は、例えば、窒化ケイ素（ＳｉＮ）で構成されており、導電層６７２は、例えば、リン、ボロン等の不純物をドープ（拡散または注入）したポリシリコンで構成されている。
【０１２６】
封止層６８は、被覆層６７上に積層されており、連通孔６７ａを塞いでいる。これにより、空洞部Ｓが気密封止される。このように、空洞部Ｓを気密封止することで、空洞部Ｓに収容されている振動素子５Ｂの雰囲気を安定させることができる。空洞部Ｓは、真空状態（減圧状態）となっていることが好ましい。これにより、粘性抵抗が減り、より効率的かつ安定的に振動素子５Ｂを駆動することができる。
【０１２７】
また、封止層６８は、コンタクト部６７２ａ上に周囲から島状に独立して配置されていてコンタクト部６７２ａと電気的に接続されているコンタクト部６８１を有している。このようなコンタクト部６８１は、補強部３２およびコンタクト部６７２ａと同様に、振動素子５Ｂを半導体回路７に接続するための配線の一部として用いられる。
【０１２８】
このような封止層６８としては、例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ｗ、Ｔｉ、ＴｉＮ等の金属材料（導電性材料）を用いることができる。
【０１２９】
構造体６９は、層間絶縁膜６９１と、層間絶縁膜６９１上に形成された配線層６９２と、配線層６９２および層間絶縁膜６９１上に形成された層間絶縁膜６９３と、層間絶縁膜６９３上に形成された配線層６９４と、配線層６９４および層間絶縁膜６９３上に形成された表面保護層６９５と、を有している。このうち、配線層６９２、６９４は、半導体回路７の配線として機能し、半導体回路７は、配線層６９２、６９４によって電子デバイス１Ｂの上面に引き出され、配線層６９４の一部が外部接続端子６９４ａ（実装端子）となっている。また、表面保護層６９５は、電子デバイス１Ｂを水分、ゴミ、傷などから保護する。
【０１３０】
このような構造体６９では、層間絶縁膜６９１、６９３は、例えば、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）で構成されており、配線層６９２、６９４は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）で構成されており、表面保護層６９５は、例えば、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、ポリイミド、エポキシ樹脂等で構成されている。
【０１３１】
振動素子５Ｂは、静電容量型（静電駆動型）の振動素子であり、凹部２４Ｂ内に配置されている。このように、振動素子５Ｂを凹部２４Ｂ内に配置することで、電子デバイス１Ｂの低背化を図ることができる。
【０１３２】
このような振動素子５Ｂは、図１０に示すように、基板２Ｂ上に設けられた振動部電極５１および基板電極５２と、を有している。
【０１３３】
振動部電極５１は、基板２Ｂ上に設けられた固定部５１１と、固定部５１１と空隙を隔てて対向配置された振動体５１２と、振動体５１２および固定部５１１の間に配置され、振動体５１２を固定部５１１に支持する支持部５１３と、を有している。また、振動体５１２は、支持部５１３に支持されている基部５１２ａと、基部５１２ａに接続されている４つの振動部５１２ｂ、５１２ｃ、５１２ｄ、５１２ｅと、を有し、略十字状をなしている。なお、振動部の数は、本実施形態の４つに限定されず、１〜３つであってもよいし、５つ以上であってもよい。
【０１３４】
一方、基板電極５２は、基板２Ｂ上に設けられていて振動部５１２ｂに対向配置されている電極５２１と、基板２Ｂ上に設けられていて振動部５１２ｄに対向配置されている電極５２２と、を有している。
【０１３５】
これら振動部電極５１および基板電極５２は、それぞれ、例えば、リン、ボロン等の不純物をドープ（拡散または注入）したポリシリコンで構成されている。
【０１３６】
また、振動部電極５１および基板電極５２は、それぞれ、補強部３２を介して半導体回路７と電気的に接続されており、半導体回路７から振動部電極５１と基板電極５２との間に所定周波数（振動部電極５１の共振周波数とほぼ等しい周波数）の交番電圧が印加されると、振動体５１２と基板電極５２との間に発生する静電力によって、振動部５１２ｂ、５１２ｄと振動部５１２ｃ、５１２ｅとが逆相で振動する。そして、この振動に基づく信号（周波数信号）が基板電極５２（または振動部電極５１）から出力され、出力された信号を半導体回路７で処理することで、所定周波数の信号を出力することができる。
【０１３７】
このような振動素子５Ｂによれば、複数の振動部５１２ｂ〜５１２ｅが基部５１２ａから互いに異なる方向に延出していることにより、振動漏れを低減することができる。
【０１３８】
以上説明したような第３実施形態によっても、天井部の損傷を低減し、優れた信頼性を有する電子デバイス１Ｂを提供することができる。
【０１３９】
２．圧力センサー
次に、本発明の電子デバイスを備える圧力センサー（本発明の圧力センサー）ついて説明する。図１１は、本発明の圧力センサーの一例を示す断面図である。
【０１４０】
図１１に示すように、本発明の圧力センサー１００は、電子デバイス１と、電子デバイス１を収納する筐体１０１と、電子デバイス１から得た信号を圧力データに演算する演算部１０２とを備えている。電子デバイス１は、配線１０３を介して演算部１０２と電気的に接続されている。
【０１４１】
電子デバイス１は、筐体１０１の内側に、図示しない固定手段により固定されている。また、筐体１０１には、電子デバイス１のダイヤフラム部２０が、例えば大気（筐体１０１の外側）と連通するための貫通孔１０４を有している。
【０１４２】
このような圧力センサー１００によれば、貫通孔１０４を介してダイヤフラム部２０が圧力を受ける。この受圧した信号を配線１０３を介して演算部に送信し、圧力データに演算する。この演算された圧力データは、図示しない表示部（例えば、パーソナルコンピューターのモニター等）を介して表示することができる。
【０１４３】
３．高度計
次に、本発明の電子デバイスを備える高度計（本発明の高度計）の一例について説明する。図１２は、本発明の高度計の一例を示す斜視図である。
【０１４４】
高度計２００は、腕時計のように、手首に装着することができる。また、高度計２００の内部には、電子デバイス１が搭載されており、表示部２０１に現在地の海抜からの高度、または、現在地の気圧等を表示することができる。
【０１４５】
なお、この表示部２０１には、現在時刻、使用者の心拍数、天候等、様々な情報を表示することができる。
【０１４６】
４．電子機器
次に、本発明の電子デバイスを備える電子機器を適用したナビゲーションシステムについて説明する。図１３は、本発明の電子機器の一例を示す正面図である。
【０１４７】
ナビゲーションシステム３００には、図示しない地図情報と、ＧＰＳ（全地球測位システム：Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）からの位置情報取得手段と、ジャイロセンサーおよび加速度センサーと車速データとによる自立航法手段と、電子デバイス１と、所定の位置情報または進路情報を表示する表示部３０１とを備えている。
【０１４８】
このナビゲーションシステムによれば、取得した位置情報に加えて高度情報を取得することができる。高度情報を得ることにより、例えば、一般道路と位置情報上は略同一の位置を示す高架道路を走行する場合、高度情報を持たない場合には、一般道路を走行しているのか高架道路を走行しているのかナビゲーションシステムでは判断できず、優先情報として一般道路の情報を使用者に提供してしまっていた。そこで、本実施形態に係るナビゲーションシステム３００では、高度情報を電子デバイス１によって取得することができ、一般道路から高架道路へ進入することによる高度変化を検出し、高架道路の走行状態におけるナビゲーション情報を使用者に提供することができる。
【０１４９】
なお、表示部３０１は、例えば液晶パネルディスプレイや、有機ＥＬ（Organic Electro-Luminescence）ディスプレイなど、小型かつ薄型化が可能な構成となっている。
【０１５０】
なお、本発明の電子デバイスを備える電子機器は、上記のものに限定されず、例えば、パーソナルコンピューター、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末、時計、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）、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。
【０１５１】
５．移動体
次いで、本発明の電子デバイスを適用した移動体（本発明の移動体）について説明する。図１４は、本発明の移動体の一例を示す斜視図である。
【０１５２】
図１４に示すように、移動体４００は、車体４０１と、４つの車輪４０２とを有しており、車体４０１に設けられた図示しない動力源（エンジン）によって車輪４０２を回転させるように構成されている。このような移動体４００には、ナビゲーションシステム３００（電子デバイス１）が内蔵されている。
【０１５３】
以上、本発明の電子デバイス、圧力センサー、高度計、電子機器および移動体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。
【０１５４】
また、１つのダイヤフラム部に設けられるピエゾ抵抗素子（機能素子）の数は、前述した第１、第２実施形態では４つである場合を例に説明したが、これに限定されず、例えば、１つ以上３つ以下、または、５つ以上であってもよい。また、ピエゾ抵抗素子の配置や形状等も前述した実施形態に限定されず、例えば、前述した実施形態において、ダイヤフラム部の中央部にもピエゾ抵抗素子を配置してもよい。
【０１５５】
また、前述した第１、第２実施形態では、ダイヤフラム部の撓みを検出するセンサー素子としてピエゾ抵抗素子を用いた場合を例に説明したが、かかる素子としては、これに限定されず、例えば、共振子であってもよい。
【符号の説明】
【０１５６】
１‥‥電子デバイス
１Ａ‥‥電子デバイス
１Ｂ‥‥電子デバイス
２‥‥基板
２Ｂ‥‥基板
３‥‥中間層
５‥‥ピエゾ抵抗素子
５Ｂ‥‥振動素子
５ａ‥‥ピエゾ抵抗素子
５ｂ‥‥ピエゾ抵抗素子
５ｃ‥‥ピエゾ抵抗素子
５ｄ‥‥ピエゾ抵抗素子
６‥‥積層構造体
６Ｂ‥‥積層構造体
７‥‥半導体回路
２０‥‥ダイヤフラム部
２１‥‥半導体基板
２１Ｂ‥‥半導体基板
２２‥‥絶縁膜
２３‥‥絶縁膜
２４‥‥凹部
２４Ｂ‥‥凹部
２５‥‥受圧面
３１‥‥補強部
３２‥‥補強部
３３‥‥補強部
４１‥‥犠牲層
４２‥‥犠牲層
５１‥‥振動部電極
５２‥‥基板電極
６１‥‥層間絶縁膜
６２‥‥配線層
６３‥‥層間絶縁膜
６４‥‥配線層
６４Ａ‥‥配線層
６５‥‥表面保護膜
６６‥‥封止層
６７‥‥被覆層
６７ａ‥‥連通孔
６８‥‥封止層
６９‥‥構造体
７１‥‥トランジスタ
１００‥‥圧力センサー
１０１‥‥筐体
１０２‥‥演算部
１０３‥‥配線
１０４‥‥貫通孔
２００‥‥高度計
２０１‥‥表示部
２１１‥‥シリコン層
２１２‥‥酸化シリコン層
２１３‥‥シリコン層
２１４‥‥配線
２１４ａ‥‥配線
２１４ｂ‥‥配線
２１４ｃ‥‥配線
２１４ｄ‥‥配線
３００‥‥ナビゲーションシステム
３０１‥‥表示部
３１０‥‥内周縁
３１１‥‥辺
３１２‥‥隅部
４００‥‥移動体
４０１‥‥車体
４０２‥‥車輪
５１１‥‥固定部
５１２‥‥振動体
５１２ａ‥‥基部
５１２ｂ‥‥振動部
５１２ｃ‥‥振動部
５１２ｄ‥‥振動部
５１２ｅ‥‥振動部
５１３‥‥支持部
５２１‥‥電極
５２２‥‥電極
６４１‥‥被覆層
６４２‥‥細孔
６４３‥‥内周縁
６４３Ａ‥‥内周縁
６４３Ｘ‥‥内周縁
６７１‥‥絶縁層
６７２‥‥導電層
６７２ａ‥‥コンタクト部
６８１‥‥コンタクト部
６９１‥‥層間絶縁膜
６９２‥‥配線層
６９３‥‥層間絶縁膜
６９４‥‥配線層
６９４ａ‥‥外部接続端子
６９５‥‥表面保護層
６４３１‥‥辺
６４３１ａ‥‥辺
６４３１ｂ‥‥辺
６４３１ｃ‥‥辺
６４３１ｄ‥‥辺
６４３２‥‥隅部
６４３２ａ‥‥隅部
６４３２ｂ‥‥隅部
６４３２ｃ‥‥隅部
６４３２ｄ‥‥隅部
６４３３‥‥角部
６４３４‥‥隅部
６４３４ａ‥‥隅部
６４３４ｂ‥‥隅部
６４３４ｃ‥‥隅部
６４３４ｄ‥‥隅部
ａ‥‥線分
ｂ‥‥交点
ｃ‥‥線分
Ｌ‥‥距離
Ｌ１‥‥突出長さ
Ｌ２‥‥幅
Ｐ‥‥圧力
Ｓ‥‥空洞部
【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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【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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