振子、振蕩器、電子設(shè)備、移動(dòng)體和振子的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供振子、振蕩器、電子設(shè)備、移動(dòng)體和振子的制造方法。振動(dòng)效率更高且抑制了振動(dòng)泄漏。MEMS振子（100）具有：基板（1）；固定部（23），其設(shè)置在基板（1）的主面上；支承部（25），其從固定部（23）延伸；振動(dòng)體（上部電極（20）），支承部（25）使該振動(dòng)體與基板（1）分離，并支承該振動(dòng)體的振動(dòng)的波節(jié)部，振動(dòng)體是具有從振動(dòng)的波節(jié)部輻射狀地延伸出的2n個(gè)梁的2n重對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體，其中，n為自然數(shù)。
【專利說(shuō)明】振子、振蕩器、電子設(shè)備、移動(dòng)體和振子的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及振子、振蕩器、電子設(shè)備、移動(dòng)體和振子的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]一般公知有利用半導(dǎo)體細(xì)微加工技術(shù)形成的被稱為MEMS (Micro ElectroMechanical System:微機(jī)電系統(tǒng))器件的電子機(jī)械系統(tǒng)構(gòu)造體(例如，振子、濾波器、傳感器、電機(jī)等)，該電子機(jī)械系統(tǒng)構(gòu)造體具有機(jī)械可動(dòng)的構(gòu)造體。其中，MEMS振子與此前的使用了石英或電介質(zhì)的振子/諧振器相比，容易組入半導(dǎo)體電路進(jìn)行制造，有利于細(xì)微化、高功能化，因此其利用范圍較廣。
[0003]作為現(xiàn)有的MEMS振子的代表例，公知有在與設(shè)有振子的基板面平行的方向上振動(dòng)的梳型振子和在基板的厚度方向上振動(dòng)的梁型振子。梁型振子是由形成在基板上的固定電極和與基板分離配置的可動(dòng)電極等構(gòu)成的振子，根據(jù)可動(dòng)電極的支承方法，公知有單端支承梁型(clamped-free beam)、雙端支承梁型(clamped-clamped beam)、雙端自由梁型(free-free beam)等。
[0004]在雙端自由梁型的MEMS振子中，由于進(jìn)行振動(dòng)的可動(dòng)電極的振動(dòng)的波節(jié)的部分由支承部件支承，所以，向基板的振動(dòng)泄漏較少，振動(dòng)效率較高。在專利文獻(xiàn)I中提出了通過(guò)將該支承部件的長(zhǎng)度設(shè)為適于振動(dòng)頻率的長(zhǎng)度來(lái)改善振動(dòng)特性的技術(shù)。
[0005]并且，在專利文獻(xiàn)2中記載了能夠利用多個(gè)MEMS振子(振動(dòng)微機(jī)械元件)以低功耗進(jìn)行信號(hào)處理的信號(hào)處理方法。
[0006]專利文獻(xiàn)1:美國(guó)專利第US6930569B2號(hào)說(shuō)明書
[0007]專利文獻(xiàn)2:日本特表2004-515089號(hào)公報(bào)
[0008]但是，專利文獻(xiàn)I或?qū)＠墨I(xiàn)2所記載的MEMS振子存在如下課題:在進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)小型化的情況下，很難得到穩(wěn)定的振動(dòng)特性或期望的振動(dòng)特性。具體進(jìn)行說(shuō)明，一般在使用MEMS技術(shù)的梁型振子的制造方法中采取如下方法:在形成于基板上的固定電極的上層層疊氧化膜等犧牲層，在該犧牲層的上層形成可動(dòng)電極后去除犧牲層，從而使可動(dòng)電極與基板和固定電極分離。因此，層疊在上層部的可動(dòng)電極具有成為反映了下層部的凹凸形狀的形狀的傾向。例如，在專利文獻(xiàn)I的圖2或?qū)＠墨I(xiàn)2的圖5a (本說(shuō)明書的附圖2(a)、(b)中摘錄一部分)所示的MEMS振子中，配置在下層的固定電極的圖案形狀表現(xiàn)為上層的可動(dòng)電極的凹凸。這種可動(dòng)電極的凹凸對(duì)作為振動(dòng)梁的可動(dòng)電極的剛度造成影響。因此，在進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)振子的小型化的情況下，該影響增大，產(chǎn)生無(wú)法得到穩(wěn)定的振動(dòng)特性或期望的振動(dòng)特性的問(wèn)題。更具體而言，例如，即使在俯視振子時(shí)平衡良好地配置可動(dòng)電極(振動(dòng)梁)，由于反映了配置在下層的圖案的凹凸，因而在進(jìn)行側(cè)面觀察的情況下，有時(shí)振動(dòng)梁的凹凸形狀的平衡被破壞。該情況下，由于振動(dòng)梁中的剛度的分布不均等，所以，振動(dòng)梁的振動(dòng)的平衡被破壞，其結(jié)果，存在振動(dòng)效率低下、或從支承部到外部的振動(dòng)泄漏增大等的問(wèn)題。并且，這樣，由于振動(dòng)梁呈現(xiàn)復(fù)雜的形狀，所以，還存在制造振子時(shí)的振動(dòng)設(shè)計(jì)復(fù)雜等的問(wèn)題。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明是為了解決上述課題中的至少一部分而完成的，能夠作為以下應(yīng)用例或方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0010][應(yīng)用例I]
[0011]本應(yīng)用例的振子的特征在于，該振子具有:基板；固定部，其設(shè)置在所述基板的主面上；從所述固定部延伸出的支承部；以及振動(dòng)體，所述支承部使該振動(dòng)體與所述基板分離，并支承該振動(dòng)體的振動(dòng)的波節(jié)部，所述振動(dòng)體是具有從所述振動(dòng)的波節(jié)部延伸的2η個(gè)梁的2η重對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體，其中，η為自然數(shù)。
[0012]根據(jù)本應(yīng)用例，在振動(dòng)體中，振動(dòng)的波節(jié)部與支承部連接，其形狀呈現(xiàn)具有從振動(dòng)的波節(jié)部輻射狀地延伸出的2η個(gè)梁的2η重對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體的形狀。2η重對(duì)稱是指當(dāng)使中心部的周邊旋轉(zhuǎn)(360/2η)°時(shí)與自身重合的情況。即，從振動(dòng)的波節(jié)部輻射狀地延伸的2η個(gè)梁分別為相同的形狀，并且，作為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體而等間隔地配置。因此，例如，在將振子構(gòu)成為在基板的厚度方向上進(jìn)行振動(dòng)的梁型振子的情況下，通過(guò)使彼此相鄰的梁的振動(dòng)的相位相反，在振動(dòng)的波節(jié)部中，振動(dòng)體整體的振動(dòng)平衡，所以，能夠抑制來(lái)自支承部支承的振動(dòng)的波節(jié)部的振動(dòng)泄漏。在與基板面平行的方向上進(jìn)行振動(dòng)的梳型振子也同樣，能夠抑制來(lái)自支承部支承的振動(dòng)的波節(jié)部的振動(dòng)泄漏。
[0013]因此，根據(jù)本應(yīng)用例，能夠提供在進(jìn)一步小型化的情況下也能夠抑制振動(dòng)效率的低下并抑制振動(dòng)泄漏的振子。
[0014][應(yīng)用例2]
[0015]本應(yīng)用例的振子的特征在于，該振子具有:基板；下部電極，其設(shè)置在所述基板的主面上；固定部，其設(shè)置在所述基板的主面上；從所述固定部延伸出的支承部；以及上部電極，所述支承部使該上部電極與所述基板分離地支承該上部電極，所述上部電極是具有在俯視所述基板時(shí)與所述下部電極重合的區(qū)域的振動(dòng)體，所述支承部與作為所述振動(dòng)體的所述上部電極具有的振動(dòng)的波節(jié)部連接，所述上部電極是具有從所述振動(dòng)的波節(jié)部延伸的2η個(gè)梁的2η重對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體，其中，η為自然數(shù)。
[0016]根據(jù)本應(yīng)用例，在作為振動(dòng)體的上部電極中，振動(dòng)的波節(jié)部由支承部支承，其形狀呈現(xiàn)具有從振動(dòng)的波節(jié)部輻射狀地延伸的2η個(gè)梁的2η重對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體的形狀。即，從振動(dòng)的波節(jié)部輻射狀地延伸的2η個(gè)梁分別為相同的形狀，并且，作為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體而等間隔地配置。并且，作為振動(dòng)體的上部電極具有在俯視基板時(shí)與設(shè)置在基板的主面上的下部電極重合的區(qū)域。因此，本振子能夠構(gòu)成為利用對(duì)下部電極和上部電極施加的交流電壓而在基板的厚度方向上進(jìn)行振動(dòng)的靜電型的梁型振子。并且，在該結(jié)構(gòu)中，例如，通過(guò)使彼此相鄰的梁的振動(dòng)的相位相反，在振動(dòng)的波節(jié)部中，振動(dòng)體整體的振動(dòng)平衡，所以，能夠抑制來(lái)自支承部支承的振動(dòng)的波節(jié)部的振動(dòng)泄漏。
[0017]因此，根據(jù)本應(yīng)用例，能夠提供在進(jìn)一步小型化的情況下也能夠抑制振動(dòng)效率的低下并抑制振動(dòng)泄漏的振子。
[0018][應(yīng)用例3]
[0019]在上述應(yīng)用例的振子中，其特征在于，所述下部電極的在俯視所述基板時(shí)與所述上部電極重合的區(qū)域?yàn)?η重對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體的形狀。
[0020]根據(jù)本應(yīng)用例，下部電極的在俯視基板時(shí)與上部電極重合的區(qū)域?yàn)?η重對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體的形狀。通過(guò)采用這種結(jié)構(gòu)，能夠提供更加簡(jiǎn)便地制造、振動(dòng)效率更高、更能夠抑制振動(dòng)泄漏的靜電型的梁型振子。具體進(jìn)行說(shuō)明，例如，在振子的制造中，在下部電極上層疊犧牲層并在該犧牲層上層疊地形成上部電極的情況下，下部電極的在俯視時(shí)與上部電極重合的區(qū)域?yàn)?η重對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體的形狀，所以，反映了下部電極的區(qū)域的凹凸的上部電極的凹凸的形狀也更容易成為2η重對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體的形狀。其結(jié)果，如上所述，在振動(dòng)的波節(jié)部中，振動(dòng)體整體的振動(dòng)平衡，由此，能夠更加簡(jiǎn)便地提供振動(dòng)效率更高、更能夠抑制振動(dòng)泄漏的靜電型的梁型振子。
[0021][應(yīng)用例4]
[0022]在上述應(yīng)用例的振子中，其特征在于，所述下部電極具有虛設(shè)的縫，使得所述下部電極的在俯視所述基板時(shí)與所述上部電極重合的區(qū)域成為2η重對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體的形狀。
[0023]根據(jù)本應(yīng)用例，下部電極具有虛設(shè)的縫，使得下部電極的在俯視基板時(shí)與上部電極重合的區(qū)域成為2η重對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體的形狀。通過(guò)采用這種結(jié)構(gòu)，能夠提供更加簡(jiǎn)便地制造、振動(dòng)效率更高、更能夠抑制振動(dòng)泄漏的靜電型的梁型振子。具體進(jìn)行說(shuō)明，下部電極的與上部電極重合的區(qū)域中，有時(shí)由電絕緣的圖案形成。在該絕緣部中，由于下部電極被分離，所以形成凹凸形狀。另一方面，在不需要進(jìn)行電分離的部分中，如本應(yīng)用例那樣，通過(guò)形成虛設(shè)的縫，能夠使下部電極的與上部電極重合的區(qū)域成為2η重對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體的形狀。通過(guò)縫而電絕緣的下部電極和在俯視時(shí)不與上部電極重合的區(qū)域連接，由此能夠進(jìn)行電連接。通過(guò)采用這種結(jié)構(gòu)，例如，在振子的制造中，在下部電極上層疊犧牲層并在該犧牲層上層疊地形成上部電極的情況下，下部電極的在俯視時(shí)與上部電極重合的區(qū)域?yàn)?η重對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體的形狀，所以，反映了下部電極的區(qū)域的凹凸的上部電極的凹凸的形狀也能夠容易地成為2η重對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體的形狀。其結(jié)果，如上所述，在振動(dòng)的波節(jié)部中，振動(dòng)體整體的振動(dòng)平衡，由此，能夠更加簡(jiǎn)便地提供振動(dòng)效率更高、更能夠抑制振動(dòng)泄漏的靜電型的梁型振子。
[0024][應(yīng)用例5]
[0025]本應(yīng)用例的振子的制造方法的特征在于，該制造方法包括以下工序:在基板的主面上層疊第I導(dǎo)電體層的工序；對(duì)所述第I導(dǎo)電體層進(jìn)行成形而形成下部電極的第I層形成工序；以與所述下部電極重合的方式層疊犧牲層的工序；對(duì)所述犧牲層進(jìn)行成形而形成使所述下部電極的至少一部分露出的開口部的工序；以與所述犧牲層以及所述開口部重合的方式層疊第2導(dǎo)電體層的工序；對(duì)所述第2導(dǎo)電體層進(jìn)行成形而形成具有在俯視所述基板時(shí)與所述下部電極重合的區(qū)域的作為振動(dòng)體的上部電極、具有與所述開口部重合的區(qū)域的固定部、從所述固定部延伸出并與所述上部電極的中央部連接的支承部的第2層形成工序；以及蝕刻去除所述犧牲層的工序，在所述第2層形成工序中，以使所述上部電極的形狀成為從所述上部電極的中央部延伸出2η個(gè)梁且呈2η重對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體的方式形成所述上部電極，其中，η為自然數(shù)，在所述第I層形成工序中，以使在所述第2層形成工序后，所述下部電極的在俯視所述基板時(shí)與所述上部電極重合的區(qū)域成為2η重對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體的方式預(yù)先形成所述下部電極。
[0026]根據(jù)本應(yīng)用例的振子的制造方法，在作為振動(dòng)體的上部電極中，中央部由支承部支承，其形狀形成為具有從中央部輻射狀地延伸出的2η個(gè)梁的2η重對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體的形狀。即，從中央部輻射狀地延伸出的2η個(gè)梁分別為相同的形狀，并且，作為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體而等間隔地配置。并且，作為振動(dòng)體的上部電極具有在俯視基板時(shí)與設(shè)置在基板的主面上的下部電極重合的區(qū)域。因此，通過(guò)本制造方法得到的振子能夠構(gòu)成為利用對(duì)下部電極和上部電極施加的交流電壓而在基板的厚度方向上進(jìn)行振動(dòng)的靜電型的梁型振子。并且，在該結(jié)構(gòu)中，例如，通過(guò)使彼此相鄰的梁的振動(dòng)的相位相反，由支承部支承的上部電極的中央部構(gòu)成為振動(dòng)的波節(jié)部，在該振動(dòng)的波節(jié)部中，振動(dòng)體整體的振動(dòng)平衡，所以，能夠抑制來(lái)自支承部支承的振動(dòng)的波節(jié)部的振動(dòng)泄漏。
[0027]因此，根據(jù)本應(yīng)用例，能夠提供在進(jìn)一步小型化的情況下也能夠抑制振動(dòng)效率的低下并抑制振動(dòng)泄漏的振子。
[0028][應(yīng)用例6]
[0029]本應(yīng)用例的振子的制造方法的特征在于，該制造方法包括以下工序:在基板的主面上層疊第I導(dǎo)電體層的工序；對(duì)所述第I導(dǎo)電體層進(jìn)行成形而形成下部電極的第I層形成工序；以與所述下部電極重合的方式層疊第I犧牲層的工序；對(duì)所述第I犧牲層進(jìn)行磨削而以露出所述下部電極的方式進(jìn)行平坦化的工序；以與由平坦化后的所述下部電極以及所述第I犧牲層構(gòu)成的面重合的方式層疊第2犧牲層的工序；對(duì)所述第2犧牲層進(jìn)行成形而形成使所述下部電極的至少一部分露出的開口部的工序；以與所述第2犧牲層以及所述開口部重合的方式層疊第2導(dǎo)電體層的工序；對(duì)所述第2導(dǎo)電體層進(jìn)行成形而形成具有在俯視所述基板時(shí)與所述下部電極重合的區(qū)域的作為振動(dòng)體的上部電極、具有與所述開口部重合的區(qū)域的固定部、從所述固定部延伸出并與所述上部電極的中央部連接的支承部的第2層形成工序；以及蝕刻去除所述第I犧牲層和所述第2犧牲層的工序，在所述第2層形成工序中，以使所述上部電極的形狀成為從所述上部電極的中央部延伸出2η個(gè)梁且呈2η重對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體的方式形成所述上部電極，其中，η為自然數(shù)。
[0030]根據(jù)本應(yīng)用例的振子的制造方法，以覆蓋下部電極的方式層疊的第I犧牲層被磨削而使下部電極露出，形成由下部電極和第I犧牲層構(gòu)成的平坦化的面。上部電極形成為層疊在第2犧牲層上，該第2犧牲層層疊在該平坦化的面上，所以，不受下部電極的影響，以抑制了凹凸的形狀形成。并且，在作為振動(dòng)體的上部電極中，中央部由支承部支承，其形狀形成為具有從中央部輻射狀地延伸出的2η個(gè)梁的2η重對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體的形狀。即，從中央部輻射狀地延伸的2η個(gè)梁分別形成為抑制了凹凸的相同形狀，并且，作為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體而等間隔地配置。并且，作為振動(dòng)體的上部電極具有在俯視基板時(shí)與設(shè)置在基板的主面上的下部電極重合的區(qū)域。因此，通過(guò)本制造方法得到的振子能夠構(gòu)成為利用對(duì)下部電極和上部電極施加的交流電壓而在基板的厚度方向上進(jìn)行振動(dòng)的靜電型的梁型振子。并且，在該結(jié)構(gòu)中，例如，通過(guò)使彼此相鄰的梁的振動(dòng)的相位相反，由支承部支承的上部電極的中央部構(gòu)成為振動(dòng)的波節(jié)部，在該振動(dòng)的波節(jié)部中，振動(dòng)體整體的振動(dòng)平衡，所以，能夠抑制來(lái)自支承部支承的振動(dòng)的波節(jié)部的振動(dòng)泄漏。
[0031]因此，根據(jù)本應(yīng)用例，能夠提供在進(jìn)一步小型化的情況下也能夠抑制振動(dòng)效率的低下并抑制振動(dòng)泄漏的振子。
[0032][應(yīng)用例7]
[0033]本應(yīng)用例的振蕩器的特征在于，該振蕩器具有上述應(yīng)用例的振子。
[0034]根據(jù)本應(yīng)用例，作為振蕩器，通過(guò)有效利用振動(dòng)效率更高、并且更加小型化的振子，能夠提供更高性能的小型的振蕩器。
[0035][應(yīng)用例8]
[0036]本應(yīng)用例的電子設(shè)備的特征在于，該電子設(shè)備具有上述應(yīng)用例的振子。
[0037]根據(jù)本應(yīng)用例，作為電子設(shè)備，通過(guò)有效利用振動(dòng)效率更高、并且更加小型化的振子，能夠提供更高性能的小型的電子設(shè)備。
[0038][應(yīng)用例9]
[0039]本應(yīng)用例的移動(dòng)體的特征在于，該移動(dòng)體具有上述應(yīng)用例的振子。
[0040]根據(jù)本應(yīng)用例，作為移動(dòng)體，通過(guò)有效利用振動(dòng)效率更高、并且更加小型化的振子，能夠提供更高性能的空間實(shí)用性優(yōu)良的移動(dòng)體。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0041]圖1 (a)~(d)是實(shí)施方式I的振子的俯視圖和剖面圖。
[0042]圖2 (a)、(b)是示出現(xiàn)有技術(shù)的振子的例子的一部分的立體圖和剖面圖。
[0043]圖3 (a)~(C)是示出通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)制造出的振子的例子的俯視圖和剖面圖。
[0044]圖4 (a)~(g)是 依次示出實(shí)施方式I的振子的制造方法的工序圖。
[0045]圖5 (a)~(f)是依次示出實(shí)施方式2的振子的制造方法的工序圖。
[0046]圖6是示出具有實(shí)施方式I的振子的振蕩器的結(jié)構(gòu)例的概略圖。
[0047]圖7 (a)是示出作為電子設(shè)備的一例的移動(dòng)型的個(gè)人計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)的立體圖，(b)是示出作為電子設(shè)備的一例的便攜電話機(jī)的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0048]圖8是示出作為電子設(shè)備的一例的數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0049]圖9是概略地示出作為移動(dòng)體的一例的汽車的立體圖。
[0050]圖10 Ca)~(C)是作為變形例I的振子、示出上部電極的變形的例子的俯視圖。
[0051]圖11是示出具有變形例I的振子的振動(dòng)器件的、除去蓋部和包覆層后的狀態(tài)的俯視圖。
[0052]圖12是示出具有變形例I的振子的振動(dòng)器件的圖，Ca)是圖11所示的0_D部的剖面圖，(b)是圖11所示的O-E部的剖面圖，(c)是圖11所示的O-F部的剖面圖。
[0053]圖13是說(shuō)明具有變形例I的振子的振動(dòng)器件中的振子的動(dòng)作的圖，(a)是局部俯視圖，(b)是剖面圖。
[0054]圖14是示出具有變形例I的振子的振動(dòng)器件的圖，(a)是圖11所示的GW部的放大剖面圖，(b)是圖11所示的H-H'部的放大剖面圖。
[0055]圖15是示出具有變形例I的振子的振動(dòng)器件的制造方法的剖面圖。
[0056]圖16 Ca)~(d)是依次示出變形例2的振子的制造方法的工序圖。
[0057]標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0058]1:基板；2:氧化膜；3:氮化膜；4:第I導(dǎo)電體層；5:第2導(dǎo)電體層；6:抗蝕劑；7:犧牲層；8 --第I犧牲層；9 --第2犧牲層；10:下部電極；11 --第I下部電極；lla、12a:布線；
12:第2下部電極；20:上部電極；23:固定部；25:支承部；30:開口部；100:MEMS振子。
【具體實(shí)施方式】
[0059]下面，參照附圖對(duì)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。以下是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，并不限定本發(fā)明。另外，在以下的各圖中，為了容易理解說(shuō)明，有時(shí)利用與實(shí)際不同的尺度進(jìn)行記載。
[0060](實(shí)施方式I)
[0061]首先，對(duì)作為實(shí)施方式I的振子的MEMS振子100進(jìn)行說(shuō)明。
[0062]圖1 (a)是MEMS振子100的俯視圖，圖1 (b)是圖1 (a)的A-A剖面圖，圖1 (C)是圖1 (a)的B-B剖面圖，圖1 (d)是圖1 (a)的C-C剖面圖。
[0063]MEMS振子100是靜電型的梁型振子，其具有形成在基板上的固定電極(下部電極)、以及與基板和固定電極分離地形成的可動(dòng)電極(上部電極)。通過(guò)對(duì)層疊在基板的主面和固定電極上的犧牲層進(jìn)行蝕刻，與基板和固定電極分離地形成可動(dòng)電極。
[0064]另外，犧牲層是由氧化膜等臨時(shí)形成的層，在其上下或周圍形成必要的層后，通過(guò)蝕刻而去除。通過(guò)去除犧牲層，在上下或周圍的各層間形成必要的間隙或空洞，或分離地形成必要的構(gòu)造體。
[0065]下面，對(duì)MEMS振子100的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。利用后述實(shí)施方式對(duì)MEMS振子100的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。
[0066]MEMS振子100構(gòu)成為包括基板1、設(shè)置在基板I的主面上的下部電極10 (第I下部電極11、第2下部電極12)和固定部23、從固定部23延伸的支承部25、以及作為可動(dòng)電極的上部電極20等，支承部25使上部電極20與基板I分離地支承上部電極20。
[0067]作為優(yōu)選例，基板I使用硅基板。在基板I上依次層疊有氧化膜2、氮化膜3，在基板I的主面(氮化膜3的表面)的上部形成有下部電極10 (第I下部電極11、第2下部電極12)、上部電極20、固定部23、支承部25等。
[0068]另外，這里，假設(shè)在基板I的厚度方向上、在基板I的主面上依次層疊氧化膜2和氮化膜3的方向?yàn)樯戏较蚨M(jìn)行說(shuō)明。
[0069]下部電極10中的第2下部電極12是將固定部23固定在基板I上、并且經(jīng)由固定部23和支承部25對(duì)上部電極20施加電位的固定電極，通過(guò)光刻(包括蝕刻加工。以下同樣。)對(duì)層疊在氮化膜3上的第I導(dǎo)電體層4進(jìn)行構(gòu)圖，由此，如圖1 (a)所示，形成為H形狀。并且，第2下部電極12通過(guò)布線12a與外部電路(省略圖示)連接。
[0070]固定部23分別設(shè)置在H形狀的第2下部電極12的4個(gè)端部。通過(guò)光刻對(duì)經(jīng)由層疊在第I導(dǎo)電體層4的上層的犧牲層而層疊的第2導(dǎo)電體層5進(jìn)行構(gòu)圖，由此形成固定部23。另外，固定部23的一部分通過(guò)設(shè)置在犧牲層上的開口部而直接層疊在第2下部電極12上。
[0071]作為優(yōu)選例，第I導(dǎo)電體層4和第2導(dǎo)電體層5分別使用導(dǎo)電性的多晶硅，但是不限于此。
[0072]上部電極20是具有從中央部輻射狀地延伸的2n個(gè)梁的2n重對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體，其中，自然數(shù)n=2。具體而言，如圖1 (a)所示，是通過(guò)從上部電極20的中央部延伸的4個(gè)梁而呈十字形狀的可動(dòng)電極(振動(dòng)體)，中央部由從設(shè)置在周圍的4個(gè)固定部23延伸的4個(gè)支承部25支承。通過(guò)光刻對(duì)經(jīng)由層疊在第I導(dǎo)電體層4的上層的犧牲層而層疊的第2導(dǎo)電體層5進(jìn)行構(gòu)圖，由此形成上部電極20。即，4個(gè)固定部23、4個(gè)支承部25和上部電極20一體成形。
[0073]并且，H形狀的第2下部電極12和十字形狀的上部電極20以在俯視基板I時(shí)各自的中心部大致一致的方式重合，以從上部電極20的中央部沿橫方向(B-B方向)延伸的兩個(gè)梁與H形狀的第2下部電極12 (除后述的縫S2的部分以外)重合的方式配置。
[0074]下部電極10中的第I下部電極11是對(duì)在俯視基板I時(shí)重合的上部電極20之間施加交流電壓的固定電極，通過(guò)光刻對(duì)層疊在氮化膜3上的第I導(dǎo)電體層4進(jìn)行構(gòu)圖，由此形成第I下部電極11。關(guān)于第I下部電極11，以在對(duì)圖1 (a)進(jìn)行正面觀察時(shí)與從上部電極20的中央部沿縱方向(A-A方向)延伸的2個(gè)梁重合的方式設(shè)置在2個(gè)部位，通過(guò)布線Ila與外部電路連接。
[0075]第I下部電極11由與第2下部電極12相同的層即第I導(dǎo)電體層4形成。因此，第I下部電極11與對(duì)上部電極20施加電位的作為固定電極的第2下部電極12之間需要在電絕緣，各自的圖案(第I下部電極11和第2下部電極12)分離。用于進(jìn)行該分離的間隙的階梯差(凹凸)作為凹凸形狀轉(zhuǎn)印到上部電極20上，該上部電極20由經(jīng)由層疊在第I導(dǎo)電體層4的上層的犧牲層而層疊的第2導(dǎo)電體層5形成。具體而言，如圖1 (a)、(b)所示，在圖案的分離部(縫SI)的部分處，在上部電極20上形成凹凸形狀。
[0076]由于形成在該上部電極20上的凹凸形狀對(duì)作為振動(dòng)體的梁的剛度造成影響，所以，根據(jù)該凹凸的形狀或位置的不同，有時(shí)對(duì)振動(dòng)的特性造成不良影響。
[0077]圖2 (a)、(b)是示出現(xiàn)有技術(shù)的振子98 (專利文獻(xiàn)2的圖5a)的一部分的圖。振子98是雙端支承梁型的振子，振動(dòng)體97的兩端通過(guò)固定部(固定器18)固定在基板上。并且，在振動(dòng)體97下方配置有2個(gè)電極(帶24、26)。根據(jù)圖2 (a)、(b)可知，由于2個(gè)電極的寬度不同，與兩端的固定部之間的距離也不同，所以，轉(zhuǎn)印到振動(dòng)體97上的凹凸形狀引起的振動(dòng)體97的剛度呈現(xiàn)不均勻的分布。由于該不均勻的剛度，例如，有時(shí)振動(dòng)體97的諧振峰值降低，或者振動(dòng)的Q值惡化。
[0078]圖3 (a)、(b)示出不考慮這種轉(zhuǎn)印到振動(dòng)體上的凹凸形狀、而以現(xiàn)有技術(shù)制造出的MEMS振子99的例子。除了在第I下部電極11上不具有后述的縫S2、以及在上部電極20上未形成縫S2的凹凸的轉(zhuǎn)印以外，MEMS振子99與MEMS振子100同樣地構(gòu)成。
[0079]如圖3 (a)、(b)所不，MEMS振子99與MEMS振子100同樣,在圖案的分尚部(縫SI)的部分，在上部電極20的沿縱方向(A-A方向)延伸的2個(gè)梁上形成有凹凸形狀。與此相對(duì)，如圖3 (c)所示，在上部電極20的沿橫方向(B-B方向)延伸的2個(gè)梁上未形成凹凸形狀。這是因?yàn)?，在層疊上部電極20的區(qū)域中的沿B-B方向延伸的第2下部電極12不具有分離部等，因而平坦地形成。其結(jié)果，在從上部電極20的中央部沿縱方向(A-A方向)延伸的梁和沿橫方向(B-B方向)延伸的梁的剛度產(chǎn)生差異。
[0080]返回圖1 Ca)?(C)，對(duì)MEMS振子100進(jìn)行說(shuō)明。
[0081]在MEMS振子100中，在第2下部電極12上設(shè)置有虛設(shè)的縫圖案，以使得從上部電極20的中央部沿縱方向(A-A方向)延伸的梁和沿橫方向(B-B方向)延伸的梁的剛度不產(chǎn)生差異。具體而言，將虛設(shè)的縫S2設(shè)置在與上部電極20重合的區(qū)域中的沿B-B方向延伸的第2下部電極12上，該虛設(shè)的縫S2與縫SI反映到上部電極20的沿縱方向(A-A方向)延伸的2個(gè)梁中的凹凸形狀同樣地，在上部電極20的沿橫方向(B-B方向)延伸的2個(gè)梁中產(chǎn)生凹凸形狀。即，以如下方式形成縫S2，縫S2的寬度與縫SI的寬度大致相同，在俯視時(shí)，從與上部電極20的中心點(diǎn)重合的位置到縫S2的距離和同樣從與上部電極20的中心點(diǎn)重合的位置到縫SI的距離大致相同。[0082]通過(guò)這樣設(shè)置虛設(shè)的縫S2，包含凹凸部在內(nèi)，上部電極20構(gòu)成為具有從中央部輻射狀地延伸的2η個(gè)梁的2η重對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體，其中，自然數(shù)η=2。
[0083]另外，由于縫S2不是以使第2下部電極12電絕緣為目的而形成的，所以，在俯視時(shí)，在與上部電極20不重合的縫S2的兩端部的區(qū)域中，第2下部電極12是連續(xù)的。
[0084]在這種結(jié)構(gòu)中，MEMS振子100構(gòu)成為靜電振子，利用從外部電路經(jīng)由布線lla、12a對(duì)第I下部電極11與上部電極20之間施加的交流電壓，上部電極20的4個(gè)梁的前端區(qū)域作為振動(dòng)的波腹進(jìn)行振動(dòng)。在圖1 (a)中，(+/-)的記號(hào)以包含其相位關(guān)系的方式表示作為振動(dòng)的波腹而在上下方向(基板I的厚度方向)上振動(dòng)的部分。例如，在+的梁向上方向(遠(yuǎn)離基板I的方向)運(yùn)動(dòng)的情況下，表示相鄰的梁向-的下方向(接近基板I的方向)運(yùn)動(dòng)。
[0085]如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式的MEMS振子100，能夠得到以下的效果。
[0086]在作為振動(dòng)體的上部電極20中，其中央部作為振動(dòng)的波節(jié)部而由支承部25支承，其形狀呈現(xiàn)具有從中央部輻射狀地延伸的2n個(gè)梁的2n重對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體的形狀，其中，自然數(shù)n=2。即，從中央部(振動(dòng)的波節(jié)部)輻射狀地延伸的2n=4個(gè)梁分別為相同的形狀，并且，作為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體而等間隔地配置。并且，作為振動(dòng)體的上部電極20具有在俯視基板I時(shí)與設(shè)置在基板I的主面上的第I下部電極11重合的區(qū)域。因此，MEMS振子100能夠構(gòu)成為利用對(duì)第I下部電極11和上部電極20施加的交流電壓而在基板I的厚度方向上進(jìn)行振動(dòng)的靜電型的梁型振子。并且，在該結(jié)構(gòu)中，例如，通過(guò)使彼此相鄰的梁的振動(dòng)的相位相反，在振動(dòng)的波節(jié)部中，振動(dòng)體整體的振動(dòng)平衡，所以，能夠抑制來(lái)自由支承部25支承的振動(dòng)的波節(jié)部的振動(dòng)泄漏。
[0087]因此，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠提供在進(jìn)一步小型化的情況下也能夠抑制振動(dòng)效率的低下并抑制振動(dòng)泄漏的更高性能的靜電型的梁型振子。
[0088]并且，通過(guò)設(shè)置虛設(shè)的縫S2，在俯視基板I時(shí)與上部電極20重合的第I下部電極11的區(qū)域構(gòu)成為2n重對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體的形狀。通過(guò)采用這種結(jié)構(gòu)，能夠提供更加簡(jiǎn)便地制造、振動(dòng)效率更高、更能夠抑制振動(dòng)泄漏的靜電型的梁型振子。具體進(jìn)行說(shuō)明，第I下部電極11在與上部電極20重合的區(qū)域中由電絕緣的圖案形成。在該絕緣部中，由于第I下部電極11被分離，所以形成凹凸形狀。另一方面，在不需要進(jìn)行電分離的部分中，如本實(shí)施方式那樣，通過(guò)形成虛設(shè)的縫S2，能夠使與上部電極20重合的第I下部電極11的區(qū)域形成為2n重對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體的形狀。通過(guò)縫SI而電絕緣的第I下部電極11和在俯視時(shí)不與上部電極20重合的區(qū)域連接，由此能夠進(jìn)行電連接。通過(guò)采用這種結(jié)構(gòu)，例如，在振子的制造中，在第I下部電極11上層疊犧牲層并在該犧牲層上層疊地形成上部電極20的情況下，在俯視時(shí)與上部電極20重合的第I下部電極11的區(qū)域?yàn)?n重對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體的形狀，所以，反映了第I下部電極11的區(qū)域的凹凸的上部電極20的凹凸的形狀也能夠容易地成為2n重對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體的形狀。其結(jié)果，如上所述，在振動(dòng)的波節(jié)部中，振動(dòng)體整體的振動(dòng)平衡，由此，能夠更加簡(jiǎn)便地提供振動(dòng)效率更高、更能夠抑制振動(dòng)泄漏的靜電型的梁型振子。
[0089](實(shí)施方式2)
[0090]接著，對(duì)作為實(shí)施方式2的、實(shí)施方式I的振子(MEMS振子100)的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。另外，在說(shuō)明時(shí)，針對(duì)與上述實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu)部位，使用相同標(biāo)號(hào)并省略重復(fù)的說(shuō)明。[0091]圖4 (a)?(g)是依次示出MEMS振子100的制造方法的工序圖。利用圖1 (a)的A-A剖面圖和C-C剖面圖示出各個(gè)工序中的MEMS振子100的狀態(tài)。
[0092]本實(shí)施方式的振子的制造方法包括以下工序:在基板I的主面上層疊第I導(dǎo)電體層4的工序；對(duì)第I導(dǎo)電體層4進(jìn)行成形而形成下部電極10(第I下部電極11和第2下部電極12)的第I層形成工序；以覆蓋第I下部電極11和第2下部電極12的方式層疊犧牲層的工序；對(duì)犧牲層進(jìn)行成形而形成使第2下部電極12的至少一部分露出的開口部30的工序；以覆蓋犧牲層和開口部30的方式層疊第2導(dǎo)電體層5的工序；對(duì)第2導(dǎo)電體層5進(jìn)行成形而形成具有在俯視基板I時(shí)與第I下部電極11重合的區(qū)域的作為振動(dòng)體的上部電極20、具有與開口部30重合的區(qū)域的固定部23、從固定部23延伸并與上部電極20的中央部連接的支承部25的第2層形成工序；以及蝕刻去除犧牲層的工序，在第2層形成工序中，以使上部電極20的形狀成為從上部電極20的中央部輻射狀地延伸出2n個(gè)梁且呈2n重對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體的方式形成上部電極20，其中，η為自然數(shù)，在第I層形成工序中，以使得在第2層形成工序后，下部電極10的在俯視基板I時(shí)與上部電極20重合的區(qū)域成為2η重對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體的方式預(yù)先形成下部電極10。
[0093]下面，具體進(jìn)行說(shuō)明。
[0094]圖4 (a):準(zhǔn)備基板1，在主面上層疊氧化膜2。作為優(yōu)選例，氧化膜2作為半導(dǎo)體工藝的元件分離層，由一般的LOCOS (Local Oxidation of Silicon)氧化膜形成,但是,根據(jù)半導(dǎo)體工藝的發(fā)展階段，例如，也可以是基于STI (Shallow Trench Isolation)法的氧化膜。
[0095]接著，層疊作為絕緣層的氮化膜3。作為氮化膜3,通過(guò)LPCVD (Low PressureChemical Vapor Deposition)對(duì)Si3N4進(jìn)行成膜。關(guān)于氮化膜3,對(duì)于對(duì)犧牲層進(jìn)行釋放蝕刻時(shí)使用的作為蝕刻液的緩沖氫氟酸(buffered hydrogen fluoride)具有耐性,作為蝕刻阻擋層發(fā)揮功能。
[0096]圖4 (b)、(c):接著，作為第I層形成工序，首先，在氮化膜3上層疊第I導(dǎo)電體層
4。第I導(dǎo)電體層4是構(gòu)成下部電極10(第I下部電極11、第2下部電極12)、布線lla、12a(參照?qǐng)D1 (a))等的多晶硅層，在層疊后進(jìn)行離子注入而使其具有規(guī)定的導(dǎo)電性。接著，在第I導(dǎo)電體層4上涂敷抗蝕劑6，通過(guò)光刻進(jìn)行構(gòu)圖，形成第I下部電極11、第2下部電極
12、布線lla、12a。在第I層形成工序中，以使得在第2層形成工序后，下部電極10的在俯視基板I時(shí)與上部電極20重合的區(qū)域成為2n重對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體的方式預(yù)先形成下部電極10、即第I下部電極11和第2下部電極12。
[0097]圖4 (d):接著，以覆蓋下部電極10、布線lla、12a的方式層疊犧牲層7。犧牲層7是用于形成第I下部電極11以及第2下部電極12與上部電極20之間的間隙并使上部電極20分離的犧牲層，由CVD (Chemical Vapor Deposition)氧化膜形成。在層疊后的犧牲層7中出現(xiàn)基于構(gòu)圖后的第I下部電極11和第2下部電極12等的階梯差的凹凸。
[0098]圖4 (e):接著，通過(guò)光刻對(duì)犧牲層7進(jìn)行構(gòu)圖，形成使第2下部電極12的一部分露出的開口部30。開口部30形成使固定部23與第2下部電極12接合而固定的接合區(qū)域。由于接合區(qū)域是經(jīng)由支承部25而在基板I上支承上部電極20的區(qū)域，所以，開口出可得到所需剛度的面積。
[0099]圖4 (f):接著，作為第2層形成工序，首先，以覆蓋犧牲層7和開口部30的方式層疊第2導(dǎo)電體層5。第2導(dǎo)電體層5是與第I導(dǎo)電體層4相同的多晶硅層，在層疊后通過(guò)光刻進(jìn)行構(gòu)圖，形成上部電極20、固定部23、支承部25。如圖1 (a)所示，上部電極20作為具有在俯視基板I時(shí)與第I下部電極11和第2下部電極12重合的區(qū)域的電極，上部電極20的形狀是從上部電極20的中央部輻射狀地延伸出2n個(gè)梁且呈2n重對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體，其中，η為自然數(shù)。并且，在層疊后進(jìn)行離子注入而使其具有規(guī)定的導(dǎo)電性。
[0100]圖4 (g):接著，使基板I暴露在蝕刻液(緩沖氫氟酸)中，對(duì)犧牲層7進(jìn)行蝕刻去除(釋放蝕刻)，由此形成第I下部電極11和第2下部電極12與上部電極20之間的間隙，使上部電極20分離。
[0101]通過(guò)以上工序,形成MEMS振子100。
[0102]另外，MEMS振子100優(yōu)選設(shè)置在密封為減壓狀態(tài)的空洞部中。因此，在制造MEMS振子100時(shí)，一并形成用于形成空洞部的犧牲層、包圍該犧牲層的側(cè)壁部、形成空洞部的蓋的密封層等，但是這里省略說(shuō)明。
[0103]如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式的振子的制造方法，能夠得到以下的效果。
[0104]在作為振動(dòng)體的上部電極20中，中央部由支承部25支承，其形狀形成為具有從中央部輻射狀地延伸的2n個(gè)梁的2n重對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體的形狀。即，從中央部輻射狀地延伸的2n個(gè)梁分別形成為相同的形狀，并且，作為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體而等間隔地配置。并且，作為振動(dòng)體的上部電極20形成為具有在俯視基板I時(shí)與設(shè)置在基板I的主面上的第I下部電極11重合的區(qū)域。因此，通過(guò)本制造方法得到的振子構(gòu)成為利用對(duì)第I下部電極11和上部電極20施加的交流電壓而在基板I的厚度方向上進(jìn)行振動(dòng)的靜電型的梁型振子。
[0105]在該結(jié)構(gòu)中，例如，通過(guò)使彼此相鄰的梁的振動(dòng)的相位相反，由支承部25支承的上部電極20的中央部構(gòu)成為振動(dòng)的波節(jié)部，在該振動(dòng)的波節(jié)部中，振動(dòng)體整體的振動(dòng)平衡，所以，能夠抑制來(lái)自支承部25支承的振動(dòng)的波節(jié)部的振動(dòng)泄漏。
[0106]因此，根據(jù)本實(shí)施方式的振子的制造方法，能夠提供在進(jìn)一步小型化的情況下也能夠抑制振動(dòng)效率的低下并抑制振動(dòng)泄漏的更高性能的靜電型的梁型振子。
[0107](實(shí)施方式3)
[0108]接著，對(duì)作為實(shí)施方式3的、實(shí)施方式I的振子(MEMS振子100)的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。另外，在說(shuō)明時(shí)，針對(duì)與上述實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu)部位，使用相同標(biāo)號(hào)并省略重復(fù)的說(shuō)明。
[0109]圖5 (a)?(f)是依次示出MEMS振子100的制造方法的工序圖。利用圖1 (a)的A-A剖面圖和B-B剖面圖示出各個(gè)工序中的MEMS振子100的狀態(tài)。
[0110]本實(shí)施方式的振子的制造方法的特征在于，相對(duì)于實(shí)施方式2的振子的制造方法，通過(guò)使?fàn)奚鼘?平坦化，減輕或消除形成在上部電極20上的凹凸。
[0111]本實(shí)施方式的振子的制造方法的特征在于，該制造方法包括以下工序:在基板I的主面上層疊第I導(dǎo)電體層4的工序；對(duì)第I導(dǎo)電體層4進(jìn)行成形而形成下部電極10的第I層形成工序；以覆蓋下部電極10的方式層疊第I犧牲層8的工序；對(duì)第I犧牲層8進(jìn)行磨削而以露出下部電極10的方式進(jìn)行平坦化的工序；以覆蓋平坦化的下部電極10和第I犧牲層8構(gòu)成的面的方式層疊第2犧牲層9的工序；對(duì)第2犧牲層9進(jìn)行成形而形成使下部電極10的至少一部分露出的開口部30的工序；以覆蓋第2犧牲層9和開口部30的方式層疊第2導(dǎo)電體層5的工序；對(duì)第2導(dǎo)電體層5進(jìn)行成形而形成具有在俯視基板I時(shí)與下部電極10重合的區(qū)域的作為振動(dòng)體的上部電極20、具有與開口部30重合的區(qū)域的固定部23、從固定部23延伸并與上部電極20的中央部連接的支承部25的第2層形成工序；以及蝕刻去除犧牲層(第I犧牲層8和第2犧牲層9)的工序，在第2層形成工序中，以使上部電極20的形狀成為從上部電極20的中央部輻射狀地延伸出2η個(gè)梁且呈2η重對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體的方式形成上部電極20，其中，η為自然數(shù)。
[0112]下面，具體進(jìn)行說(shuō)明。
[0113]圖5 (a):首先，與實(shí)施方式2同樣地進(jìn)行圖4 (C)所示的第I層形成工序以前的工序。接著，以覆蓋下部電極10 (第I下部電極11、第2下部電極12)、布線lla、12a (參照?qǐng)D1 (a))的方式層疊第I犧牲層8。第I犧牲層8是用于填埋通過(guò)針對(duì)第I導(dǎo)電體層4的構(gòu)圖而產(chǎn)生的階梯差(凹凸)的犧牲層，例如由CVD (Chemical Vapor Deposition)氧化膜形成。
[0114]圖5 (b):接著，對(duì)第I犧牲層8進(jìn)行磨削而以露出第I導(dǎo)電體層4 (下部電極10(第I下部電極11、第2下部電極12)、布線lla、12a)的方式進(jìn)行平坦化。例如通過(guò)CMP(Chemical Mechanical Polishing)等進(jìn)行磨削。
[0115]另外，第I層形成工序以后的平坦工序不限于通過(guò)CMP使CVD氧化膜平坦化的方法，例如，也可以是使用作為在半導(dǎo)體工藝中使用的層間膜(MD (Inter MetalDielectric))的 TEOS (Tetraethoxysilane)使其平坦化的方法。
[0116]圖5 (c):接著，以覆蓋平坦化的面的方式層疊第2犧牲層9。第2犧牲層9是用于形成第I下部電極11以及第2下部電極12與上部電極20之間的間隙并使上部電極20分離的犧牲層，由CVD (Chemical Vapor Deposition)氧化膜形成。在層疊后的第2犧牲層9中，利用第I犧牲層8使層疊面平坦化的結(jié)果是，不存在實(shí)施方式2中的犧牲層7那樣的凹凸(基于已構(gòu)圖的第I下部電極11和第2下部電極12等的階梯差的凹凸)。
[0117]圖5 (d):接著，通過(guò)光刻對(duì)第2犧牲層9進(jìn)行構(gòu)圖，形成使第2下部電極12的一部分露出的開口部30 (省略圖示)，接著，作為第2層形成工序，首先，以覆蓋第2犧牲層9和開口部30的方式層疊第2導(dǎo)電體層5。
[0118]圖5 (e):作為第2層形成工序，接著，通過(guò)光刻對(duì)第2導(dǎo)電體層5進(jìn)行構(gòu)圖，形成上部電極20和固定部23、支承部25 (省略圖示)。如圖1 (a)所示，上部電極20作為具有在俯視基板I時(shí)與第I下部電極11以及第2下部電極12重合的區(qū)域的電極，上部電極20的形狀形成為從上部電極20的中央部輻射狀地延伸出2n個(gè)梁且呈2n重對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體，其中，η為自然數(shù)。并且，在層疊后進(jìn)行離子注入而使其具有規(guī)定的導(dǎo)電性。
[0119]圖5 (f):接著，使基板I暴露在蝕刻液中，對(duì)犧牲層(第I犧牲層8和第2犧牲層9)進(jìn)行蝕刻去除。
[0120]通過(guò)以上工序,形成MEMS振子100。
[0121]如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式的振子的制造方法，能夠得到以下的效果。
[0122]以覆蓋下部電極10(第I下部電極11、第2下部電極12)、布線lla、12a的方式層疊的第I犧牲層8被磨削而形成平坦化的面。上部電極20形成為層疊在第2犧牲層9上，該第2犧牲層9層疊在該平坦化的面上，所以，不受下部電極10的影響，以抑制了凹凸的形狀形成。并且，在作為振動(dòng)體的上部電極20中，中央部由支承部25支承,其形狀形成為具有從中央部輻射狀地延伸的2n個(gè)梁的2n重對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體的形狀。即，從中央部輻射狀地延伸的2η個(gè)梁分別形成為抑制了凹凸的相同形狀，并且，作為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體而等間隔地配置。并且，作為振動(dòng)體的上部電極20形成為具有在俯視基板I時(shí)與設(shè)置在基板I的主面上的第I下部電極11重合的區(qū)域。因此，通過(guò)本制造方法得到的振子能夠構(gòu)成為利用對(duì)第I下部電極11與上部電極20之間施加的交流電壓而在基板I的厚度方向上進(jìn)行振動(dòng)的靜電型的梁型振子。
[0123]并且，在該結(jié)構(gòu)中，例如，通過(guò)使彼此相鄰的梁的振動(dòng)的相位相反，由支承部25支承的上部電極20的中央部構(gòu)成為振動(dòng)的波節(jié)部，在該振動(dòng)的波節(jié)部中，振動(dòng)體整體的振動(dòng)平衡，所以，能夠抑制來(lái)自支承部25支承的振動(dòng)的波節(jié)部的振動(dòng)泄漏。
[0124]因此，根據(jù)本實(shí)施方式的振子的制造方法，能夠提供在進(jìn)一步小型化的情況下也能夠抑制振動(dòng)效率的低下并抑制振動(dòng)泄漏的更高性能的靜電型的梁型振子。
[0125][振蕩器]
[0126]接著，根據(jù)圖6對(duì)作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的振蕩器的應(yīng)用了 MEMS振子100的振蕩器200進(jìn)行說(shuō)明。
[0127]圖6是不出具有本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的MEMS振子100的振蕩器的結(jié)構(gòu)的例子的概略圖。振蕩器200由MEMS振子100、偏置電路70、放大器71、72等構(gòu)成。
[0128]偏置電路是如下電路:與MEMS振子100的布線11a、12a連接，對(duì)MEMS振子100施加偏置了規(guī)定的電位的交流電壓。
[0129]放大器71是與偏置電路并聯(lián)地與MEMS振子100的布線11a、12a連接的反饋放大器。通過(guò)進(jìn)行反饋放大，將MEMS振子100構(gòu)成為振蕩器。
[0130]放大器72是輸出振蕩波形的緩沖放大器。
[0131]根據(jù)本實(shí)施方式，作為振蕩器，通過(guò)有效利用振動(dòng)效率更高、并且更加小型化的振子，能夠提供更高性能的小型振蕩器。
[0132][電子設(shè)備]
[0133]接著，根據(jù)圖7 (a)、(b)、圖8對(duì)應(yīng)用了作為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的電子部件的MEMS振子100的電子設(shè)備進(jìn)行說(shuō)明。
[0134]圖7 Ca)是示出作為具有本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的電子部件的電子設(shè)備的移動(dòng)型(或筆記本型)的個(gè)人計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)概略的立體圖。在該圖中，個(gè)人計(jì)算機(jī)1100由具有鍵盤1102的主體部1104以及具有顯示部1000的顯示單元1106構(gòu)成,顯示單元1106通過(guò)鉸鏈構(gòu)造部以能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支承在主體部1104上。在這種個(gè)人計(jì)算機(jī)1100中內(nèi)置有作為濾波器、諧振器、基準(zhǔn)時(shí)鐘等發(fā)揮作用的作為電子部件的MEMS振子100。
[0135]圖7 (b)是示出作為具有本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的電子部件的電子設(shè)備的便攜電話機(jī)(也包括PHS)的結(jié)構(gòu)概略的立體圖。在該圖中，便攜電話機(jī)1200具有多個(gè)操作按鈕1202、接聽(tīng)口 1204以及通話口 1206，在操作按鈕1202與接聽(tīng)口 1204之間配置有顯示部1000。在這種便攜電話機(jī)1200中內(nèi)置有作為濾波器、諧振器、角速度傳感器等發(fā)揮作用的作為電子部件(定時(shí)器件)的MEMS振子100。
[0136]圖8是示出作為具有本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的電子部件的電子設(shè)備的數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)的結(jié)構(gòu)概略的立體圖。另外，在該圖中，還簡(jiǎn)單地示出與外部設(shè)備之間的連接。數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)1300通過(guò)CCD (Charge Coupled Device)等攝像元件對(duì)被攝體的光像進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，生成攝像信號(hào)(圖像信號(hào))。[0137]在數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)1300中的外殼(機(jī)身)1302的背面設(shè)有顯示部1000，構(gòu)成為根據(jù)CCD的攝像信號(hào)進(jìn)行顯示，顯示部1000作為將被攝體顯示為電子圖像的取景器發(fā)揮作用。并且，在外殼1302的正面?zhèn)?圖中背面?zhèn)?設(shè)有包含光學(xué)鏡頭(攝像光學(xué)系統(tǒng))、CXD等的受光單元1304。
[0138]當(dāng)攝影者確認(rèn)顯示部1000中顯示的被攝體像并按下快門按鈕1306時(shí)，該時(shí)刻的CXD的攝像信號(hào)被轉(zhuǎn)送到存儲(chǔ)器1308并進(jìn)行存儲(chǔ)。并且，在該數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)1300中，在外殼1302的側(cè)面設(shè)有視頻信號(hào)輸出端子1312和數(shù)據(jù)通信用的輸入輸出端子1314。而且，如圖所示，根據(jù)需要，視頻信號(hào)輸出端子1312與電視監(jiān)視器1430連接，數(shù)據(jù)通信用的輸入輸出端子1314與個(gè)人計(jì)算機(jī)1440連接。進(jìn)而，構(gòu)成為通過(guò)規(guī)定的操作將存儲(chǔ)器1308中存儲(chǔ)的攝像信號(hào)輸出到電視監(jiān)視器1430或個(gè)人計(jì)算機(jī)1440。在這種數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)1300中內(nèi)置有作為濾波器、諧振器、角速度傳感器等發(fā)揮功能的作為電子部件的MEMS振子100。
[0139]如上所述，作為電子設(shè)備，通過(guò)有效利用振動(dòng)效率更高、并且更加小型化的振子，能夠提供更高性能的小型的電子設(shè)備。
[0140]另外，除了圖7 Ca)的個(gè)人計(jì)算機(jī)(移動(dòng)型個(gè)人計(jì)算機(jī))、圖7 (b)的便攜電話機(jī)、圖8的數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)以外，作為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的電子部件的MEMS振子100例如還可以應(yīng)用于噴墨式排出裝置(例如噴墨打印機(jī))、膝上型個(gè)人計(jì)算機(jī)、電視機(jī)、攝像機(jī)、車載導(dǎo)航裝置、尋呼機(jī)、電子記事本(也包含通信功能)、電子辭典、計(jì)算器、電子游戲設(shè)備、工作站、視頻電話、防盜用電視監(jiān)視器、電子雙筒望遠(yuǎn)鏡、POS終端、醫(yī)療設(shè)備(例如電子體溫計(jì)、血壓計(jì)、血糖計(jì)、心電圖計(jì)測(cè)裝置、超聲波診斷裝置、電子內(nèi)窺鏡)、魚群探測(cè)器、各種測(cè)定設(shè)備、計(jì)量?jī)x器類(例如車輛、飛機(jī)、船舶的計(jì)量?jī)x器類)、飛行模擬器等電子設(shè)備。
[0141][移動(dòng)體]
[0142]接著，根據(jù)圖9對(duì)應(yīng)用了作為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的振子的MEMS振子100的移動(dòng)體進(jìn)行說(shuō)明。
[0143]圖9是概略地示出作為具有MEMS振子100的移動(dòng)體的汽車1400的立體圖。在汽車1400中安裝有構(gòu)成為包括本發(fā)明的MEMS振子100的陀螺儀傳感器。例如，如該圖所示，在作為移動(dòng)體的汽車1400中安裝有電子控制單元1402，該電子控制單元1402內(nèi)置有對(duì)輪胎1401進(jìn)行控制的該陀螺儀傳感器。并且，作為其他例子，MEMS振子100能夠廣泛應(yīng)用于無(wú)鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)、防盜器、車載導(dǎo)航系統(tǒng)、車載空氣調(diào)節(jié)器、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)、氣囊、輪胎壓力監(jiān)視系統(tǒng)(TPMS:Tire Pressure Monitoring System)、引擎控制器、混合汽車或電動(dòng)汽車的電池監(jiān)視器、車體姿勢(shì)控制系統(tǒng)等電子控制單元(EQJ electronic control unit)。
[0144]如上所述，作為移動(dòng)體，通過(guò)有效利用振動(dòng)效率更高、并且更加小型化的振子，能夠提供更高性能的空間實(shí)用性優(yōu)良的移動(dòng)體。
[0145]另外，本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，能夠?qū)ι鲜鰧?shí)施方式施加各種變更和改良等。下面敘述變形例。這里，針對(duì)與上述實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu)部位，使用相同標(biāo)號(hào)并省略重復(fù)的說(shuō)明。
[0146](變形例I)
[0147]圖10 Ca)?(C)是作為變形例I的振子示出上部電極的變化的例子的俯視圖。
[0148]在實(shí)施方式I中，如圖1 (a)所示，設(shè)上部電極20是通過(guò)從上部電極的中央部延伸的4個(gè)梁而呈現(xiàn)十字形狀的振動(dòng)體進(jìn)行了說(shuō)明，但是不限于該結(jié)構(gòu)。只要上部電極形成為從振動(dòng)的波節(jié)部輻射狀地延伸出2η個(gè)梁且呈2η重對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體即可，其中，η為自然數(shù)。
[0149]圖10 Ca)是示出將上部電極構(gòu)成為圓板狀的上部電極20a的例子。即使是這種形狀的上部電極，通過(guò)下部電極的圖案形狀而形成在上部電極上的凹凸形成為4重對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體即可。在以彼此相鄰的梁的振動(dòng)的相位相反的方式進(jìn)行振動(dòng)的情況下，能夠提供抑制了振動(dòng)效率的低下并且抑制了振動(dòng)泄漏的梁型振子。
[0150]圖10 (b)是示出自然數(shù)n=3的情況下的上部電極20b的例子。即使是這種形狀的上部電極，例如，通過(guò)下部電極的圖案形狀而形成在上部電極上的凹凸形成為6重對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體即可。在以彼此相鄰的梁的振動(dòng)的相位相反的方式進(jìn)行振動(dòng)的情況下，能夠提供抑制了振動(dòng)效率的低下并且抑制了振動(dòng)泄漏的梁型振子。
[0151]圖10 (C)是示出自然數(shù)n=4的情況下的上部電極20c的例子。即使是這種形狀的上部電極，例如，通過(guò)下部電極的圖案形狀而形成在上部電極上的凹凸形成為8重對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體即可。在以彼此相鄰的梁的振動(dòng)的相位相反的方式進(jìn)行振動(dòng)的情況、或如圖10 (c)所示彼此相鄰的2個(gè)梁作為I組而同相地振動(dòng)、并且以相鄰的組的振動(dòng)的相位相反的方式進(jìn)行振動(dòng)的情況下，能夠提供抑制了振動(dòng)效率的低下并且抑制了振動(dòng)泄漏的梁型振子。
[0152]作為上述圖10所示的變形例I的振子中的上部電極的變形的【具體實(shí)施方式】，對(duì)具有圖10 Ca)所示的上部電極20a的變形例I的振子進(jìn)行說(shuō)明。
[0153]圖11和圖12不出使用振子400的振動(dòng)器件300的實(shí)施方式，該振子400具有基本結(jié)構(gòu)與作為變形例I的圖10 (a)所示的將上部電極構(gòu)成為圓板狀而得的上部電極20a相同的上部電極。圖11是作為本實(shí)施方式的振子的振動(dòng)器件300的、除去后述包覆層和蓋部后的狀態(tài)的俯視圖，圖12 (a)示出圖11所示的O-D部剖面圖，(b)示出圖11所示的O-E部剖面圖，(c)示出圖11所示的O-F部剖面圖。如圖12 (a)?(c)所示，本實(shí)施方式的振動(dòng)器件300具有基板310，該基板310由晶圓基板311、形成在晶圓基板311的一個(gè)面311a上的第I氧化膜312、形成在第I氧化膜312上的氮化膜313構(gòu)成。晶圓基板311是硅基板。使用半導(dǎo)體制造裝置和半導(dǎo)體制造方法制造振動(dòng)器件300。
[0154]在基板310的主面310a、即氮化膜313的表面313a形成有作為固定電極的下部電極320。下部電極320由第I下部電極321和第2下部電極322構(gòu)成。如圖11所示，第I下部電極321是具有圓形的平面形狀的固定電極，第2下部電極在第I下部電極321的外側(cè)具有分離部320a且形成為圓環(huán)狀。從第I下部電極321延伸設(shè)置有I條與未圖示的外部布線連接的作為外部連接布線的第I外部連接布線320b。如圖11所示，第2下部電極322形成有用于配設(shè)第I外部連接布線320b的分離部320c。
[0155]并且，第I下部電極321和第2下部電極322分離。形成有具有第I振動(dòng)部331和第2振動(dòng)部332的上部電極330。第I振動(dòng)部331以與第I下部電極321重合的方式形成為圓形狀。而且，第I振動(dòng)部331的圓形外徑的中心和第I下部電極321的圓形狀的中心配置成在主面310a的俯視圖、即圖12 (a)所示的箭頭Q方向觀察時(shí)大致一致、即所謂的同心狀。第2振動(dòng)部332在第I振動(dòng)部331的外周的外側(cè)具有在本實(shí)施方式中向3個(gè)方向延伸設(shè)置的具有圓形外形的所謂扇形。換言之，通過(guò)形成從圓形的外形到多個(gè)第I振動(dòng)部331的切口部330a，構(gòu)成第2振動(dòng)部332。[0156]上部電極330由支承電極330c支承，該支承電極330c在第2振動(dòng)部332的切口部330a中的第I振動(dòng)部331的外緣的連接部330d處連接，并延伸設(shè)置。支承電極330c的另一端與經(jīng)由第2下部電極322形成在主面310a上的固定電極330b連接。這樣，通過(guò)在與固定電極330b連接的支承電極330c上支承固定上部電極330，在第I下部電極321與第I振動(dòng)部331之間以及第2下部電極322與第2振動(dòng)部332之間構(gòu)成間隙部K，通過(guò)第I下部電極321和第I振動(dòng)部331、以及第2下部電極322和第2振動(dòng)部332形成振動(dòng)器件300的振子400。
[0157]另外，本實(shí)施方式的上部電極330與圖10 (a)所示的上部電極20a的不同之處在于，具有支承電極330c和固定電極330b，第2振動(dòng)部332的形式(形狀)相同。
[0158]如圖11所示，下部電極320由以與第I振動(dòng)部331相對(duì)的方式形成在主面310a上的第I下部電極321、以及形成在第I下部電極321的外周的第2下部電極322構(gòu)成。第I下部電極321具有圓形外形，第2下部電極322具有與第I下部電極321同心的圓環(huán)狀、即所謂的多納圈形狀。從第I下部電極321延伸設(shè)置有與未圖示的外部布線連接的第I外部連接布線320b，形成有用于不使其與第2下部電極322電短路的分離部320c。該分離部320c成為第2下部電極322的切口部。從第I下部電極321延伸設(shè)置的第I外部連接布線320b在振動(dòng)器件300中形成為一條(一個(gè)部位)，其配置場(chǎng)所沒(méi)有限定。
[0159]第2下部電極322也形成有從第2下部電極322的外周延伸設(shè)置且與未圖示的外部布線連接的第2外部連接布線320d。第2外部連接布線322d在本實(shí)施方式中形成為一條(一個(gè)部位)，但是不限于此，也可以形成多條，并且，配置場(chǎng)所也沒(méi)有限定。
[0160]如圖12所示，振子400形成為收納于形成在基板310的主面310a、即氮化膜313的表面313a上的空間部S中?？臻g部S如下形成。在形成下部電極320后，形成第2氧化膜350。在第2氧化膜350上，在形成下部電極320的同時(shí)，以與基于多晶硅的后述空間壁部340的最下層343連接的方式形成使最下層343露出的孔，通過(guò)基于光刻的構(gòu)圖來(lái)形成第I布線層341。
[0161]進(jìn)而,第3氧化膜360形成在第2氧化膜350上。在第3氧化膜360上形成使第I布線層341露出的孔，通過(guò)基于光刻的構(gòu)圖來(lái)形成第2布線層342。第2布線層342具有構(gòu)成后述空間壁部340的最上層的壁部342a、以及構(gòu)成收納振子400的空間S的蓋部342b。進(jìn)而，第2布線層342的蓋部342b具有開口 342c，該開口 342c用于對(duì)為了形成空間S而在制造過(guò)程中形成的位于空間S的區(qū)域中的第2氧化膜350和第3氧化膜360進(jìn)行釋放蝕刻。
[0162]接著，以使第2布線層342的開口 342c露出的方式形成保護(hù)膜370，從開口 342c導(dǎo)入對(duì)第2氧化膜350和第3氧化膜360進(jìn)行蝕刻的蝕刻液，通過(guò)釋放蝕刻來(lái)形成空間S?？臻gS是由最下層343、第I布線層341、第2布線層342形成的空間壁部340所包圍的區(qū)域。
[0163]通過(guò)形成上述空間S時(shí)的釋放蝕刻來(lái)形成設(shè)于振子400中的間隙部K。即，在形成下部電極320后，在下部電極320上形成未圖示的第4氧化膜，在第4氧化膜上形成第I振動(dòng)部331和第2振動(dòng)部332。然后，通過(guò)釋放蝕刻，與第2氧化膜350、第3氧化膜360 —起去除第4氧化膜，形成間隙部K。另外，通過(guò)上述釋放蝕刻而去除的與空間S相當(dāng)?shù)膮^(qū)域的第2氧化膜350和第3氧化膜360以及第4氧化膜被稱為犧牲層。[0164]當(dāng)釋放蝕刻結(jié)束且形成空間S后，形成包覆層380，覆蓋未被保護(hù)膜370覆蓋的第2布線層342的蓋部342b，對(duì)開口 342c進(jìn)行密封。由此，空間S被密閉。
[0165]使用圖13對(duì)這樣形成的振子400的上部電極330的第I振動(dòng)部331和第2振動(dòng)部332的動(dòng)作概要進(jìn)行說(shuō)明。圖13 (a)示出振子400的主面310a的俯視時(shí)的局部平面，圖13 (b)不出圖11中的O-D部的振子400的剖面。如圖13所不,振子400對(duì)第I下部電極321和第I振動(dòng)部331施加交流電荷，通過(guò)靜電力將第I振動(dòng)部331拉向第I下部電極321，激勵(lì)出圖示的Tl方向的振動(dòng)。
[0166]從第2下部電極322經(jīng)由固定電極330b對(duì)第2振動(dòng)部332進(jìn)行饋電，所以，第2振動(dòng)部332和第2下部電極322被施加同相的電荷，第2振動(dòng)部332在與第2下部電極分離的方向上作用有靜電力，激勵(lì)出圖示的T2方向的振動(dòng)。因此，振動(dòng)Tl和振動(dòng)T2激勵(lì)出反相的振動(dòng)。此時(shí),上部電極330的沒(méi)有由于振動(dòng)而變位的部位、即振動(dòng)的波節(jié)成為第I振動(dòng)部331的外周位置、即支承電極330c與第I振動(dòng)部331的連接部330d的位置、也就是圖
13所示的位置PU以下稱為振動(dòng)的波節(jié)P1)。由此，在振子400中，在第I振動(dòng)部331的中心O位置或第2振動(dòng)部332的外周位置P2，振動(dòng)的變位最大，振動(dòng)的波節(jié)Pl位置的振動(dòng)的變位最小。
[0167]如上所述，振子400如圖13 (b)所示，第I振動(dòng)部331進(jìn)行在中心O進(jìn)行成為最大變位位置的球狀的變形，激勵(lì)振動(dòng)。即，在第I振動(dòng)部331中，如圖11或圖13 (a)所示，通過(guò)將外形形成為圓形，成為將第I振動(dòng)部331的中心O作為最大變位部的球狀變形。
[0168]但是，在制造過(guò)程中，在第I振動(dòng)部331中產(chǎn)生圖14所示的變形部。圖14 (a)是圖11所示的G-Gi部的放大剖面圖，圖14 (b)是圖11所示的H-Hi部的放大剖面圖，圖14(c)是圖11所示的第I外部連接布線320b附近的概略外觀立體圖。
[0169]如圖14 (a)、(b)所示，在第I振動(dòng)部331的與下部電極320中的分離部320a、320c相對(duì)的部位形成有微小的凹部331a、331b。在圖15所示的制造過(guò)程中形成凹部331a、331b。之前已經(jīng)敘述，在振子400的制造工序中，圖11和圖14 (a)、(b)所示的上部電極330與下部電極320之間的間隙部K如下形成。
[0170]圖15是以圖11所示的GW部的剖面即圖14 (a)為代表例而對(duì)上部電極330的制造工序的一部分進(jìn)行說(shuō)明的概略剖面圖。首先，如圖15 (a)所示，在通過(guò)構(gòu)圖而形成下部電極320的基板310的主面310a上形成第4氧化膜390。此時(shí)的第4氧化膜390以與間隙部K相當(dāng)?shù)暮穸刃纬稍谙虏侩姌O320的上表面。因此，在第I外部連接布線320b與第2下部電極322之間形成的分離部320c的區(qū)域中，在第4氧化膜390的表面產(chǎn)生凹部390a。
[0171]接著，如圖15 (b)所示，在產(chǎn)生凹部390a的第4氧化膜390的表面，通過(guò)對(duì)多晶硅進(jìn)行基于光刻的構(gòu)圖而形成上部電極330。由于上部電極330形成為均勻膜厚的電極膜，所以，模仿第4氧化膜390中產(chǎn)生的凹部390a，在第I振動(dòng)部331的表面形成電極的凹部331a0
[0172]然后，如圖15 (c)所示，在上部電極330上形成第3氧化膜360，進(jìn)而形成具有未圖示的蓋部342b的第2布線層342 (參照?qǐng)D12)。在第2布線層342的蓋部342b形成有開口 342c，從開口 342c導(dǎo)入用于去除氧化膜的蝕刻液，進(jìn)行去除空間S內(nèi)的氧化膜的釋放蝕刻，如圖15 (d)所示，在上部電極330與下部電極320之間形成間隙部K。然后，在上部電極330的第I振動(dòng)部331上形成凹部331a，在與第4氧化膜390的凹部390a相當(dāng)?shù)牟课恍纬赏共?31c。
[0173]如上所述，在振子400的制造工序中，形成圖14 (a)所示的凹部331a，在上部電極330中的凹部331a的相反面?zhèn)刃纬赏共?31c。并且，形成圖14 (b)所示的凹部331b，在上部電極330中的凹部331b的相反面?zhèn)刃纬赏共?31d。
[0174]如上所述，第I振動(dòng)部331具有圓形形狀，但是，存在如下影響:相對(duì)于圖13 (b)所示的Tl方向的振動(dòng)，由于圖14所示的凹部331a、331b和凸部331c、331d存在于第I振動(dòng)部331中，很難得到能夠通過(guò)圓板形狀得到的期望的振動(dòng)特性即諧振頻率。另外，如圖所示，由于凹部331b呈現(xiàn)圓形形狀，所以，能夠判斷為對(duì)振動(dòng)特性的影響較小，另一方面，凹部331a朝向第I振動(dòng)部331的中心方向延伸，妨礙振動(dòng)時(shí)的球狀變形，對(duì)振動(dòng)特性造成較大影響。
[0175]因此，在本實(shí)施方式的振子400中，通過(guò)使出現(xiàn)凹部331a的第2下部電極322與第I外部連接布線320b的分離部320c為一條(一個(gè)部位)第I外部連接布線320b，抑制第I振動(dòng)部331的振動(dòng)特性的影響。進(jìn)而，優(yōu)選如下形成凹部331a在第I振動(dòng)部331的中心方向的延伸長(zhǎng)度。
[0176]在圖13 (a)所示的振子400中，在設(shè)圓形狀的第I振動(dòng)部331的半徑為Rt、圓形狀的第I下部電極321的半徑為Rb的情況下，優(yōu)選
[0177]0.67 ( Rb/Rt ≤ 0.7 (式 I)。
[0178]通過(guò)這樣構(gòu)成第I振動(dòng)部331和第I下部電極321，能夠得到具有如下振子的振動(dòng)器件:抑制了所述第I下部電極321與第I振動(dòng)部331的圓形外徑的接觸即粘附現(xiàn)象，并且得到最大的信號(hào)振幅。另外，通過(guò)設(shè)為Rt>Rb，雖然未形成凹部331a，但是，在第2振動(dòng)部332上激勵(lì)與第I振動(dòng)部331同相的振動(dòng)，很難得到期望的振動(dòng)特性即諧振頻率。
[0179]在圖15所示的本實(shí)施方式的振動(dòng)器件300的振子400的制造工序中，在圖15(d)所示的釋放蝕刻的工序中，包含第I振動(dòng)部331和第2振動(dòng)部332的上部電極330由多個(gè)支承電極330c支承，該多個(gè)支承電極330c經(jīng)由在主面310a上形成的第2下部電極322而與固定電極330b連接。因此，上部電極330的支承剛性較高，在設(shè)定為極窄的間隙部K中，也能夠抑制產(chǎn)生上部電極330局部附著于下部電極320的所謂的粘附現(xiàn)象。
[0180]并且，本來(lái)激勵(lì)包含第I振動(dòng)部331的上部電極330的球面狀的振動(dòng)模式即3次模式的振動(dòng)，但是，通過(guò)使在第I振動(dòng)部331上形成的凹部331a或凸部331c作為肋構(gòu)造部即所謂的加強(qiáng)構(gòu)造部發(fā)揮作用，出現(xiàn)作為4次以上的振動(dòng)模式的寄生現(xiàn)象。由于該寄生現(xiàn)象的出現(xiàn)，很難得到準(zhǔn)確的振子400的諧振頻率。但是，由于用于從第I下部電極321連接到外部電極的第I外部連接布線320b是必須形成的布線，所以，很難去除寄生現(xiàn)象的出現(xiàn)，但是，通過(guò)設(shè)第I外部連接布線320b為I條并使其滿足上述式I的條件，能夠抑制寄生現(xiàn)象的影響，得到期望的諧振頻率。
[0181](變形例2)
[0182]圖16 Ca)~(d)是依次示出變形例2的振子的制造方法的工序圖。
[0183]在實(shí)施方式3中，以通過(guò)使第I犧牲層8平坦來(lái)減輕或消除在上部電極20上形成的凹凸為特征進(jìn)行了說(shuō)明，但是，也可以在上部電極20上形成與下部電極10的凹凸無(wú)關(guān)的新的凹凸。下面具體進(jìn)行說(shuō)明。
[0184]圖16 (a):首先，與實(shí)施方式3同樣進(jìn)行到圖5 (e)所示的第2層形成工序?yàn)橹梗纬缮喜侩姌O20。
[0185]圖16 (b)、(c):接著，在上部電極20和第2犧牲層9上涂敷抗蝕劑50，通過(guò)光刻對(duì)形成作為上部電極20的新的凹凸的凹部的區(qū)域進(jìn)行半蝕刻。
[0186]圖16 Cd):接著，將基板I暴露在蝕刻液中，對(duì)犧牲層(第I犧牲層8和第2犧牲層9)進(jìn)行蝕刻去除。
[0187]在本變形例的制造方法中，通過(guò)半蝕刻，在上部電極20的上部形成新的凹部51。該新的凹部51對(duì)上部電極20的剛度的分布進(jìn)行控制，通過(guò)在期望位置形成期望形狀或期望深度的凹部51，能夠?qū)ψ鳛樵诳v方向上進(jìn)行振動(dòng)的振動(dòng)體的上部電極的振動(dòng)特性賦予期望的變化。例如，能夠應(yīng)用于通過(guò)實(shí)施方式3的制造方法來(lái)改善抑制了凹凸的上部電極的振動(dòng)特性的情況等。
【權(quán)利要求】
1.一種振子,其特征在于,該振子具有: 基板； 固定部，其設(shè)置在所述基板的主面上； 從所述固定部延伸出的支承部；以及 振動(dòng)體,所述支承部使該振動(dòng)體與所述基板分離,并支承該振動(dòng)體的振動(dòng)的波節(jié)部，所述振動(dòng)體是具有從所述振動(dòng)的波節(jié)部延伸的2η個(gè)梁的2η重對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體，其中，η為自然數(shù)。
2.—種振子,其特征在于,該振子具有: 基板； 下部電極，其設(shè)置在所述基板的主面上； 固定部，其設(shè)置在所述基板的主面上； 從所述固定部延伸出的支承部；以及 上部電極，所述支承部使該上部電極與所述基板分離地支承該上部電極， 所述上部電極是具有在俯視所述基板時(shí)與所述下部電極重合的區(qū)域的振動(dòng)體， 所述支承部與作為所述振動(dòng)體的所述上部電極具有的振動(dòng)的波節(jié)部連接， 所述上部電極是具有從所述振動(dòng)的波節(jié)部延伸的2η個(gè)梁的2η重對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體，其中，η為自然數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的振子，其特征在于， 所述下部電極的在俯視所述基板時(shí)與所述上部電極重合的區(qū)域?yàn)?η重對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體的形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的振子，其特征在于， 所述下部電極具有虛設(shè)的縫，使得所述下部電極的在俯視所述基板時(shí)與所述上部電極重合的區(qū)域成為2η重對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體的形狀。
5.一種振子的制造方法，其特征在于，該制造方法包括以下工序: 在基板的主面上層疊第I導(dǎo)電體層的工序； 對(duì)所述第I導(dǎo)電體層進(jìn)行成形而形成下部電極的第I層形成工序； 以與所述下部電極重合的方式層疊犧牲層的工序； 對(duì)所述犧牲層進(jìn)行成形而形成使所述下部電極的至少一部分露出的開口部的工序； 以與所述犧牲層以及所述開口部重合的方式層疊第2導(dǎo)電體層的工序； 對(duì)所述第2導(dǎo)電體層進(jìn)行成形而形成具有在俯視所述基板時(shí)與所述下部電極重合的區(qū)域的作為振動(dòng)體的上部電極、具有與所述開口部重合的區(qū)域的固定部、從所述固定部延伸出并與所述上部電極的中央部連接的支承部的第2層形成工序；以及蝕刻去除所述犧牲層的工序， 在所述第2層形成工序中，以使所述上部電極的形狀成為從所述上部電極的中央部延伸出2η個(gè)梁且呈2η重對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體的方式形成所述上部電極，其中，η為自然數(shù)， 在所述第I層形成工序中，以使在所述第2層形成工序后，所述下部電極的在俯視所述基板時(shí)與所述上部電極重合的區(qū)域成為2η重對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體的方式預(yù)先形成所述下部電極。
6.一種振子的制造方法，其特征在于，該制造方法包括以下工序:在基板的主面上層疊第I導(dǎo)電體層的工序； 對(duì)所述第I導(dǎo)電體層進(jìn)行成形而形成下部電極的第I層形成工序； 以與所述下部電極重合的方式層疊第I犧牲層的工序； 對(duì)所述第I犧牲層進(jìn)行磨削而以露出所述下部電極的方式進(jìn)行平坦化的工序； 以與由平坦化后的所述下部電極以及所述第I犧牲層構(gòu)成的面重合的方式層疊第2犧牲層的工序； 對(duì)所述第2犧牲層進(jìn)行成形而形成使所述下部電極的至少一部分露出的開口部的工序; 以與所述第2犧牲層以及所述開口部重合的方式層疊第2導(dǎo)電體層的工序； 對(duì)所述第2導(dǎo)電體層進(jìn)行成形而形成具有在俯視所述基板時(shí)與所述下部電極重合的區(qū)域的作為振動(dòng)體的上部電極、具有與所述開口部重合的區(qū)域的固定部、從所述固定部延伸出并與所述上部電極的中央部連接的支承部的第2層形成工序；以及蝕刻去除所述第I犧牲層和所述第2犧牲層的工序， 在所述第2層形成工序中，以使所述上部電極的形狀成為從所述上部電極的中央部延伸出2η個(gè)梁且呈2η重對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱體的方式形成所述上部電極，其中，η為自然數(shù)。
7.一種振蕩器， 其特征在于，該振蕩器具有權(quán)利要求1或2所述的振子。
8.一種電子設(shè)備，其特征在于，該電子設(shè)備具有權(quán)利要求1或2所述的振子。
9.一種移動(dòng)體，其特征在于，該移動(dòng)體具有權(quán)利要求1或2所述的振子。
【文檔編號(hào)】H03H9/24GK103905009SQ201310684125
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月27日
【發(fā)明者】稻葉正吾, 山田明法, 矢島有繼 申請(qǐng)人:精工愛(ài)普生株式會(huì)社