(57)【要約】  共振子（１０）は、基部（１３０）と、圧電膜（Ｆ３）、上部電極Ｅ２及び下部電極Ｅ１を有する少なくとも３つの振動腕（１２１Ａ〜Ｄ）と、保持部（１４０）と、保持腕（１５０）と、を備え、少なくとも３つの振動腕（１２１Ａ〜Ｄ）の各振動腕（１２１Ａ〜Ｄ）は、腕部（１２３Ａ〜Ｄ）と先端部（１２２Ａ〜Ｄ）とを有し、保持腕（１５０）は、外側振動腕（１２１Ａ）と並行して延在する保持側腕（１５３Ａ）を有し、外側振動腕（１２１Ａ）の先端部（１２２Ａ）と保持部（１４０）との間のリリース幅（１２Ｗａ）は、保持側腕（１５３Ａ）と保持部（１４０）との間のリリース幅（１５Ｗａ）、又は、外側振動腕（１２１Ａ）の腕部（１２３Ａ）と保持側腕（１５３Ａ）との間のリリース幅（１５Ｗｂ）よりも大きい。
2020049789.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部と、
圧電膜、及び、前記圧電膜を間に挟んで対向して設けられた上部電極及び下部電極を有し、一端が前記基部の前端部と接続された固定端であり他端が前記前端部から離れて設けられた開放端である、少なくとも３つの振動腕と、
前記基部を保持するための保持部と、
前記基部と前記保持部とを接続する保持腕と、
を備え、
前記少なくとも３つの振動腕の各振動腕は、前記基部の前記前端部から延びる腕部と、前記腕部に接続された先端部とを有し、
前記保持腕は、前記少なくとも３つの振動腕のうち外側に配置された外側振動腕と前記保持部との間において、前記外側振動腕と並行して延在する保持側腕を有し、
前記外側振動腕の前記先端部と前記保持部との間のリリース幅は、前記保持側腕と前記保持部との間のリリース幅、又は、前記外側振動腕の前記腕部と前記保持側腕との間のリリース幅よりも大きい、共振子。
【請求項２】
前記外側振動腕の前記先端部と前記外側振動腕の隣に位置する内側振動腕の前記先端部との間のリリース幅は、前記外側振動腕の前記先端部と前記保持部との間のリリース幅と同じ大きさである、
請求項１に記載の共振子。
【請求項３】
前記保持腕は、前記基部と前記保持部との間において、前記基部の後端部から延びる保持後腕をさらに有し、
前記外側振動腕の前記先端部と前記保持部との間のリリース幅は、前記保持後腕と前記基部との間のリリース幅、又は、前記保持後腕と前記保持部との間のリリース幅よりも大きい、
請求項１又は２に記載の共振子。
【請求項４】
前記先端部は、質量負荷部であり、
前記質量負荷部は、前記腕部よりも幅が大きい、
請求項１から３のいずれか１項に記載の共振子。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の共振子と、
前記共振子に接合された下蓋と、
前記共振子を挟んで前記下蓋に接合され前記少なくとも３つの振動腕が振動する振動空間を前記下蓋との間に形成する上蓋と、
を備えている、共振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、共振子及びそれを備えた共振装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スマートフォンなどの電子機器には、例えばタイミングデバイスとして、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）の一種である共振装置が組み込まれている。このような共振装置は、例えば、下蓋と、下蓋との間にキャビティを形成する上蓋と、下蓋及び上蓋の間のキャビティ内に配置された共振子と、を備えている。共振子は、例えば、圧電膜と、圧電膜を挟んで設けられた上部電極及び下部電極と、層間又は表面に設けられた絶縁膜と、を備えている。【０００３】
このような共振子の具体的構成として、例えば、特許文献１には、第１電極及び第２電極と、第１電極と第２電極との間に設けられた圧電膜と、第１電極の上に設けられた絶縁体からなる保護膜と、保護膜の上に設けられた導電体からなる導電膜と、を備え、導電膜が第１電極及び第２電極のいずれか一方に電気的に接続された共振子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１７／２０８５６８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の共振子においては、イオンビームスパッタリングや焦電効果などが原因となって表面又は層間の絶縁体や導電体が帯電したとき、クーロン力によって共振子に引力又は斥力が働き、共振周波数が変動する場合があることが知られている。基部から延出し屈曲振動モードで振動する振動腕を有する共振子の場合、このようなクーロン力による影響は、振動腕のなかでも最も変位しやすく可動域の大きい先端部において顕著である。【０００６】
この点、特許文献１に記載の共振子では導電膜に帯電した電荷をある程度逃がすことが可能であるが、導電膜を設ける領域が制限される場合があり、振動腕の受けるクーロン力の影響を十分に排除することができない場合がある。【０００７】
振動腕の周囲に形成される間隙の幅を大きくすると、振動腕の受けるクーロン力の影響を低減できる。しかしながら、基部及び振動腕の寸法を維持したまま当該間隙を大きくすると、共振子の寸法が増大する恐れがある。基部又は振動腕の寸法を縮小して当該間隙を大きくすると、共振子の振動特性が低下する恐れがある。特に、基部の寸法を縮小すると、周波数の駆動電圧依存性などの振動特性の劣化が懸念される。【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、共振周波数の変動を抑制しつつ小型化可能な共振子及びそれを備えた共振装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様に係る共振子は、基部と、圧電膜、及び、圧電膜を間に挟んで対向して設けられた上部電極及び下部電極を有し、一端が基部の前端部と接続された固定端であり他端が前端部から離れて設けられた開放端である、少なくとも３つの振動腕と、基部を保持するための保持部と、基部と保持部とを接続する保持腕と、を備え、少なくとも３つの振動腕の各振動腕は、基部の前端部から延びる腕部と、腕部に接続された先端部とを有し、保持腕は、少なくとも３つの振動腕のうち外側に配置された外側振動腕と保持部との間において、外側振動腕と並行して延在する保持側腕を有し、外側振動腕の先端部と保持部との間のリリース幅は、保持側腕と保持部との間のリリース幅、又は、外側振動腕の腕部と保持側腕との間のリリース幅よりも大きい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、共振周波数の変動を抑制しつつ小型化可能な共振子及びそれを備えた共振装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係る共振装置の外観を概略的に示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明の第１実施形態に係る共振装置の構造を概略的に示す分解斜視図である。
【図３】図３は、本発明の第１実施形態に係る共振子の構造を概略的に示す平面図である。
【図４】図４は、図１に示した共振装置の積層構造を概念的に示すＸ軸に沿った断面図である。
【図５】図５は、図１に示した共振装置の動作時における積層構造を概念的に示すＹ軸に沿った断面図である。
【図６】図６は、本発明の第２実施形態に係る共振子の構造を概略的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の構成要素は同一又は類似の符号で表している。図面は例示であり、各部の寸法や形状は模式的なものであり、本発明の技術的範囲を当該実施形態に限定して解するべきではない。
【００１３】
＜第１実施形態＞
まず、図１及び図２を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係る共振装置１の構成について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る共振装置の外観を概略的に示す斜視図である。図２は、本発明の第１実施形態に係る共振装置の構造を概略的に示す分解斜視図である。
【００１４】
（共振装置１）
この共振装置１は、共振子１０と、共振子１０を挟んで互いに対向するように設けられた下蓋２０及び上蓋３０と、を備えている。下蓋２０、共振子１０、及び上蓋３０がこの順でＺ軸方向に積層されている。共振子１０と下蓋２０とが接合され、共振子１０と上蓋３０とが接合されている。共振子１０を介して互いに接合された下蓋２０と上蓋３０との間には、共振子１０の振動空間が形成されている。共振子１０、下蓋２０、及び上蓋３０は、それぞれ、半導体基板、ガラス基板、有機基板、などの微細加工技術による加工が可能な基板を用いて形成されている。
【００１５】
以下において、共振装置１の各構成について説明する。なお、以下の説明では、共振装置１のうち上蓋３０が設けられている側を上（又は表）、下蓋２０が設けられている側を下（又は裏）、として説明する。
【００１６】
共振子１０は、ＭＥＭＳ技術を用いて製造されるＭＥＭＳ振動子である。共振子１０は、振動部１１０と、保持部１４０と、保持腕１５０と、を備えている。振動部１１０は、振動空間に保持されている。振動部１１０の振動モードは限定されるものではなく、例えばＸＹ面に対する面外屈曲振動モードであるが、ＸＹ面に対する面内屈曲振動モードであってもよい。保持部１４０は、例えば振動部１１０を囲むように矩形の枠状に設けられている。保持腕１５０は、振動部１１０と保持部１４０とを接続している。
【００１７】
下蓋２０は、ＸＹ平面に沿って設けられる矩形平板状の底板２２と、底板２２の周縁部からＺ軸方向に延びる側壁２３と、を有している。側壁２３が、共振子１０の保持部１４０に接合されている。下蓋２０には、共振子１０の振動部１１０と対向する面において、底板２２の表面と側壁２３の内面とによって形成される凹部２１が形成されている。凹部２１は、上向きに開口する直方体状の開口部であり、共振子１０の振動空間の一部を形成している。下蓋２０の内面において、底板２２の表面には振動空間に突出する突起部５０が形成されている。
【００１８】
上蓋３０の構造は、突起部５０を除き、共振子１０を基準として下蓋２０の構造と対称的である。すなわち、上蓋３０は、ＸＹ平面に沿って設けられる矩形平板状の底板３２と、底板３２の周縁部からＺ軸方向に延びる側壁３３とを有し、側壁３３は共振子１０の保持部１４０に接合されている。上蓋３０には、共振子１０の振動部１１０と対向する面において凹部３１が形成されている。凹部３１は、下向きに開口する直方体状の開口部であり、共振子１０の振動空間の一部を形成する。
【００１９】
なお、下蓋２０の構造と上蓋３０の構造は、上記態様に限定されるものではなく、例えば互いに非対称であってもよい。例えば、下蓋２０及び上蓋３０の一方がドーム状であってもよい。下蓋２０の凹部２１及び上蓋３０の凹部３１の形状が互い異なってもよく、例えば凹部２１と凹部３１の深さが互いに異なってもよい。
【００２０】
（共振子１０）
次に、図３を参照しつつ、本発明の実施形態に係る共振子１０の振動部１１０、保持部１４０、及び保持腕１５０の構成について、より詳細に説明する。図３は、本発明の第１実施形態に係る共振子の構造を概略的に示す平面図である。
【００２１】
（振動部１１０）
振動部１１０は、上蓋３０側からの平面視において、保持部１４０の内側に設けられている。振動部１１０と保持部１４０との間には、所定の間隔で空間が形成されている。振動部１１０は、４本の振動腕１２１Ａ，１２１Ｂ，１２１Ｃ，１２１Ｄからなる励振部１２０と、励振部１２０に接続された基部１３０と、を有している。なお、振動腕の数は、４本に限定されるものではなく、３本以上の任意の数に設定され得る。本実施形態において、励振部１２０と基部１３０とは、一体に形成されている。
【００２２】
（振動腕１２１Ａ〜Ｄ）
振動腕１２１Ａ，１２１Ｂ，１２１Ｃ，１２１Ｄは、それぞれＹ軸方向に沿って延びており、この順でＸ軸方向に所定の間隔で並列して設けられている。振動腕１２１Ａの一端は後述する基部１３０の前端部１３１Ａに接続された固定端であり、振動腕１２１Ａの他端は基部１３０の前端部１３１Ａから離れて設けられた開放端である。振動腕１２１Ａは、開放端側に形成された先端部１２２Ａと、固定端から延びて先端部１２２Ａに接続された腕部１２３Ａと、を有している。振動腕１２１Ｂ，１２１Ｃ，１２１Ｄも同様に、それぞれ、先端部１２２Ｂ，１２２Ｃ，１２２Ｄと、腕部１２３Ｂ，１２３Ｃ，１２３Ｄと、を有している。なお、腕部１２３Ａ〜Ｄは、それぞれ、例えばＸ軸方向の幅が５０μｍ程度、Ｙ軸方向の長さが４５０μｍ程度である。
【００２３】
４本の振動腕のうち、振動腕１２１Ａ，１２１ＤはＸ軸方向の外側に配置された外側振動腕であり、他方、振動腕１２１Ｂ，１２１ＣはＸ軸方向の内側に配置された内側振動腕である。一例として、内側振動腕１２１Ｂ，１２１Ｃのそれぞれの腕部１２３Ｂ，１２３Ｃ同士の間に形成された間隙の幅（以下、「リリース幅」という。）Ｗ１は、Ｘ軸方向において隣接する外側振動腕１２１Ａと内側振動腕１２１Ｂのそれぞれの腕部１２３Ａ，１２３Ｂ同士の間のリリース幅Ｗ２、及び、Ｘ軸方向において隣接する外側振動腕１２１Ｄと内側振動腕１２１Ｃのそれぞれの腕部１２３Ｄ，１２３Ｃ同士の間のリリース幅Ｗ２、よりも大きく設定されている。このように、リリース幅Ｗ１をリリース幅Ｗ２よりも大きく設定することにより、振動特性や耐久性が改善される。リリース幅Ｗ１，Ｗ２の数値は限定されるものではないが、例えば、リリース幅Ｗ１は２５μｍ程度、リリース幅Ｗ２は１０μｍ程度である。なお、内側振動腕同士の腕部間のリリース幅Ｗ１と、内側振動腕と外側振動腕の腕部間のリリース幅Ｗ２は、図３に示す態様に限られるものではなく、リリース幅Ｗ１をリリース幅Ｗ２よりも小さく設定してもよいし、あるいはそれらを等間隔に設定しても良い。
【００２４】
先端部１２２Ａ〜ＤのそれぞれのＸ軸方向に沿った幅は、腕部１２３Ａ〜ＤのそれぞれのＸ軸方向に沿った幅よりも大きい。したがって、先端部１２２Ａ〜ＤのそれぞれのＹ軸方向の単位長さ当たりの重さ（以下、単に「重さ」ともいう。）は、腕部１２３Ａ〜Ｄのそれぞれの重さよりも重い。すなわち、先端部１２２Ａ〜Ｄは、振動腕１２１Ａ〜Ｄの重さを増大させるための質量負荷部に相当する。これにより振動部１１０を小型化しつつ、振動特性を改善することができる。さらに先端部１２２Ａ〜Ｄのそれぞれの重さを大きくする観点から、先端部１２２Ａ〜Ｄのそれぞれの表面に質量付加膜を設けてもよい。このような質量付加膜は、その一部を削ることによって振動腕１２１Ａ〜Ｄの共振周波数を調整する周波数調整膜として用いることができる。
【００２５】
上蓋３０側から平面視したとき、内側振動腕１２１Ｂ，１２１Ｃのそれぞれの腕部１２３Ｂ，１２３Ｃの間には、下蓋２０から突出した突起部５０が形成されている。突起部５０は、腕部１２３Ｂ，１２３Ｃに並行してＹ軸方向に延びている。突起部５０のＹ軸方向の長さは２４０μｍ程度、Ｘ軸方向の長さは１５μｍ程度である。突起部５０が形成されることによって、下蓋２０の反りが抑制される。
【００２６】
（基部１３０）
図３に示すように、基部１３０は、上蓋３０側からの平面視において、前端部１３１Ａと、後端部１３１Ｂと、左端部１３１Ｃと、右端部１３１Ｄと、を有している。前端部１３１Ａ、後端部１３１Ｂ、左端部１３１Ｃ、及び右端部１３１Ｄは、それぞれ、基部１３０の外縁部の一部である。具体的には、前端部１３１Ａが、振動腕１２１Ａ〜Ｄ側においてＸ軸方向に延びる端部である。後端部１３１Ｂが、振動腕１２１Ａ〜Ｄとは反対側においてＸ軸方向に延びる端部である。左端部１３１Ｃが、振動腕１２１Ｄから視て振動腕１２１Ａ側においてＹ軸方向に延びる端部である。右端部１３１Ｄが、振動腕１２１Ａから視て振動腕１２１Ｄ側においてＹ軸方向に延びる端部である。
【００２７】
左端部１３１Ｃの両端が、それぞれ、前端部１３１Ａの一端と後端部１３１Ｂの一端とを繋いでいる。右端部１３１Ｄの両端が、それぞれ、前端部１３１Ａの他端と後端部１３１Ｂの他端とを繋いでいる。前端部１３１Ａと後端部１３１Ｂは、Ｙ軸方向において互いに対向している。左端部１３１Ｃ及び右端部１３１Ｄは、Ｘ軸方向において互いに対向している。前端部１３１Ａには、振動腕１２１Ａ〜Ｄが接続されている。
【００２８】
上蓋３０側から平面視したとき、基部１３０の形状は、前端部１３１Ａ及び後端部１３１Ｂを長辺とし、左端部１３１Ｃ及び右端部１３１Ｄを短辺とする、略長方形状である。基部１３０は、前端部１３１Ａ及び後端部１３１Ｂそれぞれの垂直二等分線に沿って規定される仮想平面Ｐに対して略面対称に形成されている。なお、基部１３０は、図３に示すとおり長方形状に限らず、仮想平面Ｐに対して略面対称を構成するその他の形状であってもよい。例えば、基部１３０の形状は、前端部１３１Ａ及び後端部１３１Ｂの一方が他方よりも長い台形状であってもよい。また、前端部１３１Ａ、後端部１３１Ｂ、左端部１３１Ｃ、及び右端部１３１Ｄの少なくとも１つが屈曲又は湾曲してもよい。
【００２９】
なお、仮想平面Ｐは、振動部１１０全体の対称面に相当する。したがって、仮想平面Ｐは、振動腕１２１Ａ〜ＤのＸ軸方向における中心を通る平面でもあり、内側振動腕１２１Ｂ，１２１Ｃの間に位置する。具体的には、隣接する外側振動腕１２１Ａ及び内側振動腕１２１Ｂが、仮想平面Ｐを挟んで、隣接する外側振動腕１２１Ｄ及び内側振動腕１２１Ｃと対称に形成されている。
【００３０】
基部１３０において、前端部１３１Ａと後端部１３１Ｂとの間のＹ軸方向における最長距離である基部長は一例として４０μｍ程度である。また、左端部１３１Ｃと右端部１３１Ｄとの間のＸ軸方向における最長距離である基部幅は一例として３００μｍ程度である。なお、図３に示した構成例では、基部長は左端部１３１Ｃ又は右端部１３１Ｄの長さに相当し、基部幅は前端部１３１Ａ又は後端部１３１Ｂの長さに相当する。
【００３１】
（保持部１４０）
保持部１４０は、下蓋２０と上蓋３０によって形成される振動空間に振動部１１０を保持するための部分であり、例えば振動部１１０を囲んでいる。図３に示すように、保持部１４０は、上蓋３０側からの平面視において、前枠１４１Ａと、後枠１４１Ｂと、左枠１４１Ｃと、右枠１４１Ｄと、を有している。前枠１４１Ａ、後枠１４１Ｂ、左枠１４１Ｃ、及び右枠１４１Ｄは、それぞれ、振動部１１０を囲む略矩形状の枠体の一部である。具体的には、前枠１４１Ａが、基部１３０から視て励振部１２０側においてＸ軸方向に延びる部分である。後枠１４１Ｂが、励振部１２０から視て基部１３０側においてＸ軸方向に延びる部分である。左枠１４１Ｃが、振動腕１２１Ｄから視て振動腕１２１Ａ側においてＹ軸方向に延びる部分である。右枠１４１Ｄが、振動腕１２１Ａから視て振動腕１２１Ｄ側においてＹ軸方向に延びる部分である。保持部１４０は、仮想平面Ｐに対して面対称に形成されている。
【００３２】
左枠１４１Ｃの両端が、それぞれ、前枠１４１Ａの一端及び後枠１４１Ｂの一端に接続されている。右枠１４１Ｄの両端が、それぞれ、前枠１４１Ａの他端及び後枠１４１Ｂの他端に接続されている。前枠１４１Ａと後枠１４１Ｂは、振動部１１０を挟んでＹ軸方向において互いに対向している。左枠１４１Ｃと右枠１４１Ｄは、振動部１１０を挟んでＸ軸方向において互いに対向している。なお、保持部１４０は、振動部１１０の周囲の少なくとも一部に設けられていればよく、周方向に連続した枠状の形状に限定されるものではない。
【００３３】
（保持腕１５０）
保持腕１５０は、保持部１４０の内側に設けられ、基部１３０と保持部１４０とを接続している。図３に示すように、保持腕１５０は、上蓋３０側からの平面視において、左保持腕１５１Ａと、右保持腕１５１Ｂと、を有している。左保持腕１５１Ａは、基部１３０の後端部１３１Ｂと保持部１４０の左枠１４１Ｃとを接続している。右保持腕１５１Ｂは、基部１３０の後端部１３１Ｂと保持部１４０の右枠１４１Ｄとを接続している。左保持腕１５１Ａは保持後腕１５２Ａと保持側腕１５３Ａとを有し、右保持腕１５１Ｂは保持後腕１５２Ｂと保持側腕１５３Ｂとを有する。保持腕１５０は、仮想平面Ｐに対して、面対称に形成されている。
【００３４】
保持後腕１５２Ａ，１５２Ｂは、基部１３０の後端部１３１Ｂと保持部１４０との間において、基部１３０の後端部１３１Ｂから延びている。具体的には、保持後腕１５２Ａは、基部１３０の後端部１３１Ｂから後枠１４１Ｂに向かって延出し、屈曲して左枠１４１Ｃに向かって延びている。保持後腕１５２Ｂは、基部１３０の後端部１３１Ｂから後枠１４１Ｂに向かって延出し、屈曲して右枠１４１Ｄに向かって延びている。
【００３５】
保持側腕１５３Ａは、外側振動腕１２１Ａと保持部１４０との間において、外側振動腕１２１Ａと並行して延びている。保持側腕１５３Ｂは、外側振動腕１２１Ｄと保持部１４０との間において、外側振動腕１２１Ｄと並行して延びている。具体的には、保持側腕１５３Ａは、保持後腕１５２Ａの左枠１４１Ｃ側の端部から前枠１４１Ａに向かって延び、屈曲して左枠１４１Ｃに接続されている。保持側腕１５３Ｂは、保持後腕１５２Ｂの右枠１４１Ｄ側の端部から前枠１４１Ａに向かって延び、屈曲して右枠１４１Ｄに接続されている。
【００３６】
なお、保持腕１５０は上記の構成に限定されるものではない。例えば、保持腕１５０は、基部１３０の左端部１３１Ｃ及び右端部１３１Ｄに接続されてもよい。また、保持腕１５０は、保持部１４０の前枠１４１Ａに接続されてもよい。
【００３７】
（積層構造）
次に、図４及び図５を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係る共振装置１の積層構造及び動作について説明する。図４は、図１に示した共振装置の積層構造を概念的に示すＸ軸に沿った断面図である。図５は、図１に示した共振装置の動作時における積層構造を概念的に示すＹ軸に沿った断面図である。なお、図４は、共振装置１の積層構造を説明するために腕部１２３Ａ〜Ｄ、引出線Ｃ２及びＣ３、貫通電極Ｖ２及びＶ３、などの断面を模式的に図示しているに過ぎず、これらは必ずしも同一平面の断面上に位置するものではない。例えば、貫通電極Ｖ２及びＶ３が、Ｚ軸及びＸ軸によって規定されるＺＸ平面と平行であり腕部１２３Ａ〜Ｄを切断する断面から、Ｙ軸方向に離れた位置で形成されていてもよい。同様に、図５は、共振装置１の積層構造を説明するために、振動腕１２１Ａ、引出線Ｃ１及びＣ２、貫通電極Ｖ１及びＶ２、などの断面を模式的に図示しているに過ぎず、これらは必ずしも同一平面の断面上に位置するものではない。
【００３８】
共振装置１は、下蓋２０の側壁２３上に共振子１０の保持部１４０が接合され、さらに共振子１０の保持部１４０と上蓋３０の側壁３３とが接合される。このように下蓋２０と上蓋３０との間に共振子１０が保持され、下蓋２０と上蓋３０と共振子１０の保持部１４０とによって、振動部１１０が振動する振動空間が形成されている。共振子１０、下蓋２０、及び上蓋３０は、それぞれ一例としてシリコン（Ｓｉ）基板（以下、「Ｓｉ基板」という。）を用いて形成されている。なお、共振子１０、下蓋２０、及び上蓋３０は、それぞれ、シリコン層及びシリコン酸化膜が積層されたＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板を用いて形成されてもよい。
【００３９】
（共振子１０）
共振子１０の振動部１１０、保持部１４０、及び保持腕１５０は、同一プロセスによって一体的に形成される。共振子１０は、基板の一例であるＳｉ基板Ｆ２の上に、金属膜Ｅ１が積層されている。そして、金属膜Ｅ１の上には、金属膜Ｅ１を覆うように圧電膜Ｆ３が積層されており、さらに、圧電膜Ｆ３の上には金属膜Ｅ２が積層されている。金属膜Ｅ２の上には、金属膜Ｅ２を覆うように保護膜Ｆ５が積層されている。先端部１２２Ａ〜Ｄにおいては、さらに、保護膜Ｆ５の上に前述の質量付加膜が積層されてもよい。振動部１１０、保持部１４０、及び保持腕１５０は、上記のＳｉ基板Ｆ２、金属膜Ｅ１、圧電膜Ｆ３、金属膜Ｅ２、保護膜Ｆ５、などからなる積層体を、例えばアルゴン（Ａｒ）イオンビームを照射するドライエッチングによって除去加工し、パターニングされる。イオンビームエッチングの実施された共振子１０の表面及び側面は、荷電粒子の被照射によって同極に帯電する。
【００４０】
Ｓｉ基板Ｆ２は、例えば、厚さ６μｍ程度の縮退したｎ型シリコン（Ｓｉ）半導体から形成されており、ｎ型ドーパントとしてリン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、などを含むことができる。Ｓｉ基板Ｆ２に用いられる縮退シリコン（Ｓｉ）の抵抗値は、例えば１６ｍΩ・ｃｍ未満であり、より好ましくは１．２ｍΩ・ｃｍ以下である。さらに、Ｓｉ基板Ｆ２の下面には、例えばＳｉＯ2などのシリコン酸化物からなる温度特性補正層Ｆ２１が形成されている。振動部１１０が温度特性補正層Ｆ２１を有することにより、環境温度の変化に伴う共振子１０の共振周波数の変化を低減することができる。なお、温度特性補正層は、Ｓｉ基板Ｆ２の上面に形成されてもよいし、Ｓｉ基板Ｆ２の上面及び下面の両方に形成されてもよい。
【００４１】
先端部１２２Ａ〜Ｄの温度特性補正層Ｆ２１は、均一の厚みで形成されることが望ましい。なお、均一の厚みとは、温度特性補正層Ｆ２１の厚みのばらつきが厚みの平均値から±２０％以内であることをいう。
【００４２】
金属膜Ｅ１，Ｅ２は、それぞれ、振動腕１２１Ａ〜Ｄを励振する励振電極と、励振電極を外部電源又は接地電位へと電気的に接続させる引出電極と、を有している。金属膜Ｅ１，Ｅ２の励振電極として機能する部分は、振動腕１２１Ａ〜Ｄの腕部１２３Ａ〜Ｄにおいて、圧電膜Ｆ３を挟んで互いに対向している。金属膜Ｅ１，Ｅ２の引出電極として機能する部分は、例えば、保持腕１５０を経由し、基部１３０から保持部１４０に導出されている。金属膜Ｅ１は、共振子１０全体に亘って電気的に連続している。金属膜Ｅ２は、外側振動腕１２１Ａ，１２１Ｄに形成された部分と、内側振動腕１２１Ｂ，１２１Ｃに形成された部分と、で電気的に離れている。金属膜Ｅ１は下部電極に相当し、金属膜Ｅ２は上部電極に相当する。
【００４３】
金属膜Ｅ１，Ｅ２それぞれの厚みは、例えば０．１μｍ以上０．２μｍ以下程度である。金属膜Ｅ１，Ｅ２は、成膜後に、エッチングなどの除去加工により励振電極、引出電極、などにパターニングされる。金属膜Ｅ１，Ｅ２は、例えば、結晶構造が体心立方構造である金属材料によって形成される。具体的には、金属膜Ｅ１，Ｅ２は、Ｍｏ（モリブデン）、タングステン（Ｗ）、などを用いて形成される。
【００４４】
圧電膜Ｆ３は、電気的エネルギーと機械的エネルギーとを相互に変換する圧電体の一種によって形成された薄膜である。圧電膜Ｆ３は、金属膜Ｅ１，Ｅ２によって圧電膜Ｆ３に形成される電界に応じて、ＸＹ平面の面内方向のうちＹ軸方向に伸縮する。この圧電膜Ｆ３の伸縮によって、振動腕１２１Ａ〜Ｄは、それぞれ、下蓋２０及び上蓋３０の内面に向かってその開放端を変位させ、面外の屈曲振動モードで振動する。
【００４５】
圧電膜Ｆ３は、ウルツ鉱型六方晶構造の結晶構造を持つ材質によって形成されており、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化スカンジウムアルミニウム（ＳｃＡｌＮ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化インジウム（ＩｎＮ）、などの窒化物又は酸化物を主成分とすることができる。なお、窒化スカンジウムアルミニウムは、窒化アルミニウムにおけるアルミニウムの一部がスカンジウムに置換されたものであり、スカンジウムの代わりに、マグネシウム（Ｍｇ）及びニオブ（Ｎｂ）、又はマグネシウム（Ｍｇ）及びジルコニウム（Ｚｒ）、などの２元素で置換されていてもよい。圧電膜Ｆ３の厚みは例えば１μｍ程度であるが、０．２μｍ〜２μｍ程度であってもよい。
【００４６】
保護膜Ｆ５は、金属膜Ｅ２を酸化から保護する。なお、保護膜Ｆ５は金属膜Ｅ２の上蓋３０側に設けられていれば、上蓋３０の底板３２に対して露出していなくてもよい。例えば、共振子１０に形成された配線の容量を低減する寄生容量低減膜、などの保護膜Ｆ５を覆う膜が形成されてもよい。保護膜Ｆ５は、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）やシリコン窒化物（ＳｉＮX）などの窒化膜、又は酸化アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）や５酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）やシリコン酸化物（ＳｉＯX）などの酸化膜によって形成される。
【００４７】
保護膜Ｆ５の先端部１２２Ａ〜Ｄに設けられた部分は、共振周波数の調整を目的として、例えばアルゴンイオンビームによってトリミングされていてもよい。当該トリミング処理においても、共振子１０の表面及び側面は、荷電粒子の被照射によって同極に帯電する。先端部１２２Ａ〜Ｄにおいて保護膜Ｆ５の上にさらに質量付加膜を設ける場合、当該質量付加膜を周波数調整膜として機能させるときの効率の観点から、質量付加膜は保護膜Ｆ５よりもトリミングされやすい材料によって形成されることが望ましく、質量付加膜は例えばモリブデン（Ｍｏ）膜である。
【００４８】
保持部１４０の保護膜Ｆ５の上には、引出線Ｃ１，Ｃ２，及びＣ３が形成されている。引出線Ｃ１は、圧電膜Ｆ３及び保護膜Ｆ５に形成された貫通孔を通して、金属膜Ｅ１と電気的に接続されている。引出線Ｃ２は、保護膜Ｆ５に形成された貫通孔を通して、金属膜Ｅ２のうち外側振動腕１２１Ａ，１２１Ｄに形成された部分と電気的に接続されている。引出線Ｃ３は、保護膜Ｆ５に形成された貫通孔を通して、金属膜Ｅ２のうち内側振動腕１２１Ｂ，１２１Ｃに形成された部分と電気的に接続されている。引出線Ｃ１〜Ｃ３は、アルミニウム（Ａｌ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、金（Ａｕ）、錫（Ｓｎ）、などの金属材料によって形成されている。
【００４９】
（下蓋２０）
下蓋２０の底板２２及び側壁２３は、Ｓｉ基板Ｐ１０により、一体的に形成されている。Ｓｉ基板Ｐ１０は、縮退されていないシリコンから形成されており、その抵抗率は例えば１０Ω・ｃｍ以上である。下蓋２０の凹部２１の内側では、Ｓｉ基板Ｐ１０が露出している。突起部５０の上面には、温度特性補正層Ｆ２１が形成されている。但し、突起部５０の帯電を抑制する観点から、突起部５０の上面には、温度特性補正層Ｆ２１よりも電気抵抗率の低いＳｉ基板Ｐ１０が露出してもよく、導電層が形成されてもよい。なお、下蓋２０の凹部２１における、共振子１０と対向する側の面にはゲッター層が形成されてもよい。
【００５０】
Ｚ軸方向に規定される下蓋２０の厚さは１５０μｍ程度、同様に規定される凹部２１の深さＤ１は１００μｍ程度である。振動腕１２１Ａ〜Ｄの振幅は深さＤ１に制限されるため、下蓋２０側での最大振幅が１００μｍ程度となる。
【００５１】
なお、下蓋２０は、ＳＯＩ基板の一部と見なすこともできる。共振子１０及び下蓋２０が一体のＳＯＩ基板によって形成されたＭＥＭＳ基板であると見なした場合、下蓋２０のＳｉ基板Ｐ１０がＳＯＩ基板の支持基板に相当し、共振子１０の温度特性補正層Ｆ２１がＳＯＩ基板のＢＯＸ層に相当し、共振子１０のＳｉ基板Ｆ２がＳＯＩ基板の活性層に相当する。このとき、共振装置１の外側において、連続するＭＥＭＳ基板の一部を使用して各種半導体素子や回路などが形成されてもよい。
【００５２】
（上蓋３０）
上蓋３０の底板３２及び側壁３３は、Ｓｉ基板Ｑ１０により、一体的に形成されている。上蓋３０の表面、裏面、及び貫通孔の内側面は、シリコン酸化膜Ｑ１１に覆われていることが好ましい。シリコン酸化膜Ｑ１１は、例えばＳｉ基板Ｑ１０の酸化や、化学気相蒸着（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によって、Ｓｉ基板Ｑ１０の表面に形成される。上蓋３０の凹部３１の内側では、Ｓｉ基板Ｑ１０が露出している。なお、上蓋３０の凹部３１における、共振子１０と対向する側の面にはゲッター層が形成されてもよい。ゲッター層は、例えば、チタン（Ｔｉ）などの酸素に対する親和力が強い材料によって形成され、接合部Ｈから放出されるアウトガスを吸着し、振動空間の真空度の低下を抑制する。
【００５３】
Ｚ軸方向に規定される上蓋３０の厚さは１５０μｍ程度、同様に規定される凹部３１の深さＤ２は１００μｍ程度である。振動腕１２１Ａ〜Ｄの振幅は深さＤ２に制限されるため、上蓋３０側での最大振幅が１００μｍ程度となる。
【００５４】
上蓋３０の上面（共振子１０と対向する面とは反対側の面）には端子Ｔ１，Ｔ２，及びＴ３が形成されている。端子Ｔ１は金属膜Ｅ１を接地させる実装端子である。端子Ｔ２は外側振動腕１２１Ａ，１２１Ｄの金属膜Ｅ２を外部電源に電気的に接続させる実装端子である。端子Ｔ３は、内側振動腕１２１Ｂ，１２１Ｃの金属膜Ｅ２を外部電源に電気的に接続させる実装端子である。端子Ｔ１〜Ｔ３は、例えば、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、ニッケル（Ｎｉ）、などのメタライズ層（下地層）に、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、Ｃｕ（銅）、などのメッキを施して形成されている。なお、上蓋３０の上面には、寄生容量や機械的強度バランスを調整する目的で、共振子１０とは電気的に絶縁されたダミー端子が形成されてもよい。
【００５５】
上蓋３０の側壁３３の内部には貫通電極Ｖ１，Ｖ２，及びＶ３が形成されている。貫通電極Ｖ１は端子Ｔ１と引出線Ｃ１とを電気的に接続し、貫通電極Ｖ２は端子Ｔ２と引出線Ｃ２とを電気的に接続し、貫通電極Ｖ３は端子Ｔ３と引出線Ｃ３とを電気的に接続している。貫通電極Ｖ１〜Ｖ３は、上蓋３０の側壁３３をＺ軸方向に貫通する貫通孔に導電性材料を充填して形成されている。充填される導電性材料は、例えば、多結晶シリコン（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、などである。
【００５６】
上蓋３０の側壁３３と保持部１４０との間には、上蓋３０の側壁３３と共振子１０の保持部１４０とを接合するために、接合部Ｈが形成されている。接合部Ｈは、共振子１０の振動空間を真空状態で気密封止するように、ＸＹ平面において振動部１１０を囲む閉環状に形成されている。接合部Ｈは、例えばアルミニウム（Ａｌ）膜、ゲルマニウム（Ｇｅ）膜、及びアルミニウム（Ａｌ）膜がこの順に積層されて共晶接合された金属膜によって形成されている。なお、接合部Ｈは、金（Ａｕ）、錫（Ｓｎ）、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、シリコン（Ｓｉ）、などから適宜選択された膜の組み合わせによって形成されてもよい。また、密着性を向上させるために、接合部Ｈは、窒化チタン（ＴｉＮ）や窒化タンタル（ＴａＮ）などの金属化合物が挟まれていてもよい。
【００５７】
（動作）
本実施形態では、端子Ｔ１が接地され、端子Ｔ２と端子Ｔ３には互いに逆位相の交番電圧が印加される。したがって、外側振動腕１２１Ａ，１２１Ｄの圧電膜Ｆ３に形成される電界の位相と、内側振動腕１２１Ｂ，１２１Ｃの圧電膜Ｆ３に形成される電界の位相と、は互いに逆位相になる。これにより、外側振動腕１２１Ａ，１２１Ｄと、内側振動腕１２１Ｂ，１２１Ｃとが互いに逆相に振動する。例えば、外側振動腕１２１Ａ，１２１Ｄのそれぞれの先端部１２２Ａ，１２２Ｄが上蓋３０の内面に向かって変位するとき、内側振動腕１２１Ｂ，１２１Ｃのそれぞれの先端部１２２Ｂ，１２２Ｃが下蓋２０の内面に向かって変位する。以上のように、隣り合う振動腕１２１Ａと振動腕１２１Ｂとの間でＹ軸方向に延びる中心軸ｒ１回りに振動腕１２１Ａと振動腕１２１Ｂとが上下逆方向に振動する。また、隣り合う振動腕１２１Ｃと振動腕１２１Ｄとの間でＹ軸方向に延びる中心軸ｒ２回りに振動腕１２１Ｃと振動腕１２１Ｄとが上下逆方向に振動する。これによって、中心軸ｒ１とｒ２とで互いに逆方向の捩れモーメントが生じ、基部１３０での屈曲振動が発生する。振動腕１２１Ａ〜Ｄの最大振幅は１００μｍ程度、通常駆動時の振幅は１０μｍ程度である。
【００５８】
（リリース幅）
次に、励振部１２０及び保持腕１５０の周囲のリリース幅について、図３を参照しつつ説明する。なお、共振子１０は仮想平面Ｐに対して面対称な構成であるため、外側振動腕１２１Ａ、内側振動腕１２１Ｂ、及び左保持腕１５１Ａの周囲のリリース幅について説明し、外側振動腕１２１Ｄ、内側振動腕１２１Ｃ、及び右保持腕１５１Ｂの周囲のリリース幅についての説明は省略する。
【００５９】
一例として、外側振動腕１２１Ａの先端部１２２Ａと保持部１４０の左枠１４１Ｃとの間のリリース幅１２Ｗａは、外側振動腕１２１Ａの先端部１２２Ａと保持部１４０の前枠１４１Ａとの間のリリース幅１２Ｗｂと略同じ大きさである。また、リリース幅１２Ｗａは、外側振動腕１２１Ａの先端部１２２Ａと内側振動腕１２１Ｂの先端部１２２Ｂとの間のリリース幅１２Ｗｃと略同じ大きさである（１２Ｗａ＝１２Ｗｂ＝１２Ｗｃ）。なお、図示を省略しているが、内側振動腕１２１Ｂの先端部１２２Ｂと保持部１４０の前枠１４１Ａとの間のリリース幅は、リリース幅１２Ｗｂと略同じ大きさである。
【００６０】
一例として、左保持腕１５１Ａの保持側腕１５３Ａと保持部１４０の左枠１４１Ｃとの間のリリース幅１５Ｗａは、左保持腕１５１Ａの保持側腕１５３Ａと外側振動腕１２１Ａの腕部１２３Ａとの間のリリース幅１５Ｗｂと略同じ大きさである。左保持腕１５１Ａの保持後腕１５２Ａと基部１３０の後端部１３１Ｂとの間のリリース幅１５Ｗｃは、左保持腕１５１Ａの保持後腕１５２Ａと保持部１４０の後枠１４１Ｂとの間のリリース幅１５Ｗｄと略同じ大きさである。リリース幅１５Ｗａ〜ｄは、互いに略同じ大きさである（１５Ｗａ＝１５Ｗｂ＝１５Ｗｃ＝１５Ｗｄ）。なお、基部１３０の後端部１３１Ｂと保持部１４０の後枠１４１Ｂとの間のリリース幅１３Ｗは、左保持腕１５１Ａの周囲のリリース幅１５Ｗａ〜ｄと略等しい大きさである。
【００６１】
但し、外側振動腕１２１Ａの先端部１２２Ａの周囲のリリース幅は上記に限定されるものではなく、リリース幅１２Ｗｂがリリース幅１２Ｗａと異なる大きさであってもよく、リリース幅１２Ｗｃがリリース幅１２Ｗａと異なる大きさであってもよい。左保持腕１５１Ａの周囲のリリース幅も上記に限定されるものではなく、リリース幅１５Ｗａがリリース幅１５Ｗｂと異なる大きさであってもよく、リリース幅１５Ｗｃがリリース幅１５Ｗｄと異なる大きさであってもよい。リリース幅１５Ｗａ〜ｄのうち少なくとも２つが、互いに略異なる大きさであってもよい。
【００６２】
リリース幅１２Ｗａ〜ｃは、それぞれ、リリース幅１５Ｗａ及び１５Ｗｂよりも大きく、リリース幅１５Ｗｃ及び１５Ｗｄよりも大きい。但し、リリース幅１２Ｗａ〜ｃは、それぞれ、リリース幅１５Ｗａ又は１５Ｗｂよりも大きければよく、リリース幅１５Ｗｃ又は１５Ｗｄよりも大きければよい。また、リリース幅１２Ｗａ〜ｃは、リリース幅１３Ｗよりも大きい。
【００６３】
以上のように、本実施形態では、振動腕１２１Ａ，１２１Ｂと保持部１４０との間のリリース幅１２Ｗａ，１２Ｗｂが、左保持腕１５１Ａの周囲のリリース幅１４Ｗａ〜ｄよりも大きい。これにより、振動腕１２１Ａ，１２１Ｂの先端部１２２Ａ，１２２Ｂを保持部１４０から離すことができ、基部１３０及び保持腕１５０を大きくすることができる。
【００６４】
振動腕１２１Ａ〜Ｄ、基部１３０、保持部１４０、及び保持腕１５０の表面又は層間の絶縁体及び導電体は、エッチング工程やトリミング工程におけるイオンビームの被照射、製造工程や使用環境における温度変化による焦電効果、などを原因として帯電する。振動腕１２１Ａ〜Ｄは、互いにクーロン力の影響を及ぼし合うとともに、保持部１４０からクーロン力の影響を受ける場合がある。振動腕１２１Ａ〜Ｄの先端部１２２Ａ〜Ｄは、振動腕１２１Ａ〜Ｄのなかでも最も変位しやすく可動域が大きいため、クーロン力の影響を受けやすい。このため、振動腕１２１Ａ〜Ｄの先端部１２２Ａ〜Ｄの周囲のリリース幅を大きく設定して振動腕１２１Ａ〜Ｄの先端部１２２Ａ〜Ｄを保持部１４０から離すことで、共振子１０の帯電に起因したクーロン斥力又は引力による振動腕の振動軌道の変化が抑制でき、ひいては共振周波数の変動が抑制できる。
【００６５】
共振子１０を小型化するとき、基部１３０が大きいと、周波数の駆動電圧依存性（ＤＬＤ）の劣化が抑制できる。また、基部１３０や保持腕１５０が大きいと、寄生容量の増大やアイソレーションの劣化が抑制できる。つまり、基部１３０及び保持腕１５０の周囲のリリース幅を小さく設定して基部１３０及び保持腕１５０を大きくすることで、共振子１０の小型化を阻害する要因を減らすことができる。
【００６６】
なお、リリース幅１２Ｗｃがリリース幅１２Ｗａと同じ大きさであるため、外側振動腕１２１Ａの先端部１２２Ａにおいて、保持部１４０の左枠１４１Ｃから受けるクーロン力の影響と、内側振動腕１２１Ｂの先端部１２２Ｂから受けるクーロン力の影響と、が相殺される。したがって、外側振動腕１２１Ａの振動軌道の変化が抑制できる。その他の振動腕１２１Ｂ〜Ｃについても同様である。
【００６７】
以下に、本発明の他の実施形態に係る共振子の構成について説明する。なお、下記の実施形態では、上記の第１実施形態と共通の事柄については記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については逐次言及しない。
【００６８】
＜第２実施形態＞
次に、図６を参照しつつ、第２実施形態に係る共振子１２について説明する。図６は、本発明の第２実施形態に係る共振子の構造を概略的に示す平面図である。第２実施形態に係る共振子１２は、第１実施形態に係る共振子１０と同様に、振動部２１０と、保持部２４０と、保持腕２５０と、を備えている。振動部２１０は、基部２３０と、振動腕２２１Ａ〜Ｄとを有し、保持部２４０は、前枠２４１Ａと、後枠２４１Ｂと、左枠２４１Ｃと、右枠２４１Ｄとを有し、保持腕２５０は、左保持腕２５１Ａと、右保持腕２５１Ｂとを有している。
【００６９】
第１実施形態との相違点は、左保持腕２５１Ａが基部２３０の左端部２３１Ｃから延出し、右保持腕２５１Ｂが基部２３０の右端部２３１Ｄから延出する点である。具体的には、左保持腕２５１Ａ及び右保持腕２５１Ｂは、それぞれ、保持側腕２５３Ａ，２５３Ｂを有している。保持側腕２５３Ａは、左端部２３１Ｃから左枠２４１Ｃに向かって延出し、屈曲して前枠２４１Ａに向かって延び、再度屈曲して左枠２４１Ｃに接続されている。右保持腕２５１Ｂは、右端部２３１Ｄから延出し、屈曲して前枠２４１Ａに向かって延び、再度屈曲して右枠２４１Ｄに接続されている。このような実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００７０】
＜まとめ＞
以下に、本発明の実施形態の一部又は全部を付記する。なお、本発明は以下の構成に限定されるものではない。
【００７１】
本発明の一態様によれば、基部と、圧電膜、及び、圧電膜を間に挟んで対向して設けられた上部電極及び下部電極を有し、一端が基部の前端部と接続された固定端であり他端が前端部から離れて設けられた開放端である、少なくとも３つの振動腕と、基部を保持するための保持部と、基部と保持部とを接続する保持腕と、を備え、少なくとも３つの振動腕の各振動腕は、基部の前端部から延びる腕部と、腕部に接続された先端部とを有し、保持腕は、少なくとも３つの振動腕のうち外側に配置された外側振動腕と保持部との間において、外側振動腕と並行して延在する保持側腕を有し、外側振動腕の先端部と保持部との間のリリース幅は、保持側腕と保持部との間のリリース幅、又は、外側振動腕の腕部と保持側腕との間のリリース幅よりも大きい、共振子が提供される。
これによれば、振動腕の先端部の周囲のリリース幅を大きく設定することで振動腕の先端部を保持部から離すことができ、基部及び保持腕を大きくすることができる。振動腕の先端部を保持部から離すことで、共振子の帯電に起因したクーロン斥力又は引力による振動腕の振動軌道の変化が抑制でき、ひいては共振周波数の変動が抑制できる。共振子を小型化するとき、基部が大きいと、周波数の駆動電圧依存性（ＤＬＤ）の劣化が抑制できる。また、基部や保持腕が大きいと、寄生容量の増大やアイソレーションの劣化が抑制できる。基部及び保持腕の周囲のリリース幅を小さく設定して基部及び保持腕を大きくすることで、共振子の小型化を阻害する要因を減らすことができる。
【００７２】
一態様として、先端部は、質量負荷部であり、質量負荷部は、腕部よりも幅が大きい。  これによれば、振動腕の先端部が重いため振動腕を短くでき、共振子が小型化できる。      
【００７３】
一態様として、外側振動腕の質量負荷部と外側振動腕の隣に位置する内側振動腕の質量負荷部との間のリリース幅は、外側振動腕の質量負荷部と保持部との間のリリース幅と同じ大きさである。
これによれば、外側振動腕の先端部において、保持部の左枠から受けるクーロン力の影響と、内側振動腕の先端部から受けるクーロン力の影響と、が相殺される。したがって、外側振動腕の振動軌道の変化が抑制できる。
【００７４】
一態様として、保持腕は、基部と保持部との間において、基部の後端から延びる保持後腕をさらに有し、外側振動腕の先端部と保持部との間のリリース幅は、保持後腕と基部との間のリリース幅、又は、保持後腕と保持部との間のリリース幅よりも大きい。
これによれば、保持腕が基部の左端部及び右端部から延出する構成の共振子と比べて、振動部から保持部への振動漏れを低減できる。
【００７５】
一態様として、上記の共振子と、共振子に接合された下蓋と、共振子を挟んで下蓋に接合され少なくとも３つの振動腕が振動する振動空間を下蓋との間に形成する上蓋と、を備えている、共振装置、が提供される。
【００７６】
以上説明したように、本発明の一態様によれば、共振周波数の変動を抑制しつつ小型化可能な共振子及びそれを備えた共振装置が提供できる。
【００７７】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更／改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。即ち、各実施形態に当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、各実施形態が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、各実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００７８】
１…共振装置
９…粒子
１０…共振子
２０…下蓋
３０…上蓋
２１，３１…凹部
２２，３２…底板
２３，３３…側壁
１１０…振動部
１２１Ａ〜Ｄ…振動腕
１２２Ａ〜Ｄ…先端部
１２３Ａ〜Ｄ…腕部
１３０…基部
１３１Ａ…前端部  １３１Ｂ…後端部
１３１Ｃ…左端部  １３１Ｄ…右端部
１４０…保持部
１４１Ａ…前枠  １４１Ｂ…後枠
１４１Ａ…左枠  １４１Ｂ…右枠
１５０…保持腕
１５１Ａ…左保持腕  １５１Ｂ…右保持腕
１５２Ａ，１５２Ｂ…保持後腕
１５３Ａ，１５３Ｂ…保持側腕
Ｆ２…Ｓｉ基板
Ｆ２１…温度特性補正層
Ｆ３…圧電膜
Ｆ５…保護膜
Ｅ１…金属膜（下部電極）  Ｅ２…金属膜（上部電極）
【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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【国際調査報告】
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2020049789.tif 000010
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