Mems振子、電子設(shè)備和移動體的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供MEMS振子、電子設(shè)備和移動體，可得到期望的振動模式。MEMS振子具有：振動部；電極部，其相對于振動部具有間隙而相對地設(shè)置；以及支承部，其從振動部在第1方向上延伸設(shè)置，振動部具有從第1方向觀察時厚度不同的功能部。
【專利說明】MEMS振子、電子設(shè)備和移動體

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及MEMS振子、電子設(shè)備和移動體。

【背景技術(shù)】
[0002] -般公知有具有利用半導體細微加工技術(shù)形成的被稱為MEMS (Micro Electro Mechanical System)器件的機械可動的構(gòu)造體的電子機械系統(tǒng)構(gòu)造體(例如振子、濾波器、 傳感器、馬達等)。在這些MEMS器件中，與使用了石英或電介質(zhì)的振子/諧振器相比，MEMS 振子容易組入半導體電路進行制造，有利于細微化、高功能化，因此其利用范圍較廣。
[0003] 以往，作為振子的代表例，公知有在基板的厚度方向上振動的梁型振子。梁型振子 構(gòu)成為包括設(shè)置在基板上的固定電極和相對于該固定電極隔開間隙而設(shè)置的振動部等。根 據(jù)振動部的支承方法，梁型振子公知有單臂支承梁型（clamped-free beam)、雙臂支承梁型 (clamped-clamped beam)、雙端自由梁型（free-free beam)等類型。
[0004] 這種梁型振子根據(jù)期望的振動模式來選擇振動部的支承方法。例如，優(yōu)選兩端自 由梁型振子的振動模式為如下的彎曲振動：在從振動部起延伸設(shè)置有梁部的第1方向上具 有振動的波節(jié)，在與第1方向交叉的第2方向上具有振動的波，在與第1方向以及第2方向 垂直的第3方向上具有振動的波腹。
[0005] 在專利文獻1中，作為兩端自由梁型振子的一例，公開了以相對于振動部線對稱 的方式從振動部延伸設(shè)置有2對梁部的梁型振子。
[0006] 專利文獻1 :國際公開第W001/082467號
[0007] 但是，由于伴隨振動而在上述MEMS振子的振動部中產(chǎn)生應(yīng)力，所以，根據(jù)振動部 的振動頻率，可能產(chǎn)生這樣的彎曲振動：在延伸設(shè)置有梁部的第1方向上產(chǎn)生振動的波，并 且在第2方向上產(chǎn)生振動的波節(jié)。存在無法得到期望的振動模式和振動頻率的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明是為了解決上述課題中的至少一部分而完成的，能夠作為以下的應(yīng)用例或 方式來實現(xiàn)。
[0009][應(yīng)用例1]
[0010] 本應(yīng)用例的MEMS振子的特征在于，該MEMS振子具有：振動部；電極部，其相對于 所述振動部具有間隙而相對地設(shè)置；以及支承部，其從所述振動部起在第1方向上延伸設(shè) 置，所述振動部具有功能部，該功能部在從所述第1方向觀察的剖面中具有凹部或凸部。
[0011] 根據(jù)這種MEMS振子，通過對振動部與相對于振動部具有間隙而相對地設(shè)置的電 極部之間施加電位，振動部被電極部靜電吸引，通過反復(fù)進行電位的施加和釋放，振動部能 夠振動。
[0012] 由于振動部具有在從第1方向觀察的剖面中具有凹部或凸部的功能部，所以，在 振動部產(chǎn)生撓曲的情況下，與第1方向相比，在與第1方向交叉的第2方向上容易產(chǎn)生應(yīng) 力。
[0013] 由此，在振動部產(chǎn)生撓曲時，能夠容易地使振動部以支承部為支軸在與第1方向 平行的方向上撓曲。
[0014] 因此，能夠獲得得到如下振動模式的MEMS振子：在振動部進行彎曲振動時，將延 伸設(shè)置有支承部的第1方向作為振動的波節(jié)，振動的波在與第1方向交叉的第2方向上行 進，在與第1方向以及第2方向垂直的第3方向上產(chǎn)生振動的波腹。
[0015] [應(yīng)用例2]
[0016] 本應(yīng)用例的MEMS振子的特征在于，該MEMS振子具有：振動部；電極部，其相對于 振動部具有間隙而相對地設(shè)置；以及支承部，其從振動部起在第1方向上延伸設(shè)置，振動部 具有從第1方向觀察時厚度不同的功能部。
[0017] 根據(jù)這種MEMS振子，通通過對振動部與相對于振動部具有間隙而相對地設(shè)置的 電極部之間施加電位，振動部被電極部靜電吸引，通過反復(fù)進行電位的施加和釋放，振動部 能夠振動。
[0018] 由于振動部具有從第1方向觀察厚度不同的功能部，所以，在振動部產(chǎn)生撓曲的 情況下，與第1方向相比，在與第1方向交叉的第2方向上容易產(chǎn)生應(yīng)力。
[0019] 由此，在振動部產(chǎn)生撓曲時，能夠容易地使振動部以支承部為支軸在與第1方向 平行的方向上撓曲。
[0020] 因此，能夠獲得得到如下振動模式的MEMS振子：在振動部進行彎曲振動時，將延 伸設(shè)置有支承部的第1方向作為振動的波節(jié)，振動的波在與第1方向交叉的第2方向上行 進，在與第1方向以及第2方向垂直的第3方向上產(chǎn)生振動的波腹。
[0021] [應(yīng)用例3]
[0022] 在上述應(yīng)用例的MEMS振子中，優(yōu)選功能部沿著與第1方向交叉的第2方向排列。
[0023] 根據(jù)這種MEMS振子，沿著延伸設(shè)置有支承部的第1方向并列設(shè)置功能部。由此， 與上述MEMS振子相比，在振動部產(chǎn)生撓曲時，與第1方向相比，在與第1方向交叉的第2方 向上容易產(chǎn)生針對撓曲的應(yīng)力。
[0024] 由此，在振動部產(chǎn)生撓曲時，能夠更加容易地使振動部以支承部為支軸在與第1 方向平行的方向上撓曲。
[0025] 因此，能夠獲得得到如下振動模式的MEMS振子：在振動部進行彎曲振動時，將延 伸設(shè)置有支承部的第1方向作為振動的波節(jié)，振動的波在與第1方向交叉的第2方向上行 進，在與第1方向以及第2方向垂直的第3方向上產(chǎn)生振動的波腹。
[0026] [應(yīng)用例4]
[0027] 在上述應(yīng)用例的MEMS振子中，優(yōu)選功能部在振動部的與電極部相對的一個面上 設(shè)有凸部，在振動部的與一個面成為正反關(guān)系的另一個面上設(shè)有與凸部成為正反關(guān)系的凹 部。
[0028] 根據(jù)這種MEMS振子，功能部構(gòu)成為包括在與電極部相對的振動部的一個面上設(shè) 置的凸部、以及在與該一個面成為正反關(guān)系的振動部的另一個面上以與凸部成為正反關(guān)系 的方式設(shè)置的凹部，功能部在第1方向上延伸設(shè)置。
[0029] 由此，與上述MEMS振子相比，在振動部產(chǎn)生撓曲時，與第1方向相比，在與第1方 向交叉的第2方向上更容易產(chǎn)生針對撓曲的應(yīng)力。并且，能夠通過凸部和凹部來抑制在第 2方向上產(chǎn)生的振動部的扭轉(zhuǎn)。
[0030] 因此，能夠獲得得到如下振動模式的MEMS振子：在振動部進行彎曲振動時，將延 伸設(shè)置有支承部的第1方向作為振動的波節(jié)，振動的波在與第1方向交叉的第2方向上行 進，在與第1方向以及第2方向垂直的第3方向上產(chǎn)生振動的波腹。
[0031] [應(yīng)用例5]
[0032] 在上述應(yīng)用例的MEMS振子中，優(yōu)選功能部在振動部的與電極部相對的一個面上 設(shè)有凹部，在振動部的與一個面成為正反關(guān)系的另一個面上設(shè)有與凹部成為正反關(guān)系的凸 部。
[0033] 根據(jù)這種MEMS振子，功能部構(gòu)成為包括在與電極部相對的振動部的一個面上設(shè) 置的凹部、以及在與該一個面成為正反關(guān)系的振動部的另一個面上以與凹部成為正反關(guān)系 的方式設(shè)置的凸部，功能部在第1方向上延伸設(shè)置。
[0034] 由此，與上述MEMS振子相比，在振動部產(chǎn)生撓曲時，與第1方向相比，在與第1方 向交叉的第2方向上更容易產(chǎn)生針對撓曲的應(yīng)力。并且，能夠通過凹部和凸部來抑制在第 2方向上產(chǎn)生的振動部的扭轉(zhuǎn)。
[0035] 因此，能夠獲得得到如下振動模式的MEMS振子：在振動部進行彎曲振動時，將延 伸設(shè)置有支承部的第1方向作為振動的波節(jié)，振動的波在與第1方向交叉的第2方向上行 進，在與第1方向以及第2方向垂直的第3方向上產(chǎn)生振動的波腹。
[0036] [應(yīng)用例6]
[0037] 在上述應(yīng)用例的MEMS振子中，優(yōu)選功能部在振動部的與電極部相對的一個面上 設(shè)有第1凸部，在振動部的與一個面成為正反關(guān)系的另一個面上設(shè)有與第1凸部成為正反 關(guān)系的第2凸部。
[0038] 根據(jù)這種MEMS振子，功能部構(gòu)成為包括在與電極部相對的振動部的一個面上設(shè) 置的第1凸部、以及在與該一個面成為正反關(guān)系的振動部的另一個面上以與第1凸部成為 正反關(guān)系的方式設(shè)置的第2凸部，功能部在第1方向上延伸設(shè)置。
[0039] 由此，與上述MEMS振子相比，在振動部產(chǎn)生撓曲時，與第1方向相比，在與第1方 向交叉的第2方向上更容易產(chǎn)生針對撓曲的應(yīng)力。并且，能夠通過第1凸部和第2凸部來 抑制在第2方向上產(chǎn)生的振動部的扭轉(zhuǎn)。
[0040] 因此，能夠獲得得到如下振動模式的MEMS振子：在振動部進行彎曲振動時，將延 伸設(shè)置有支承部的第1方向作為振動的波節(jié)，振動的波在與第1方向交叉的第2方向上行 進，在與第1方向以及第2方向垂直的第3方向上產(chǎn)生振動的波腹。
[0041] [應(yīng)用例7]
[0042] 在上述應(yīng)用例的MEMS振子中，優(yōu)選功能部在振動部的與電極部相對的一個面上 設(shè)有第1凹部，在振動部的與一個面成為正反關(guān)系的另一個面上設(shè)有與第1凹部成為正反 關(guān)系的第2凹部。
[0043] 根據(jù)這種MEMS振子，功能部構(gòu)成為包括在與電極部相對的振動部的一個面上設(shè) 置的第1凹部、以及在與該一個面不同的振動部的另一個面上以與第1凹部成為正反關(guān)系 的方式設(shè)置的第2凹部，功能部在第1方向上延伸設(shè)置。
[0044] 由此，與上述MEMS振子相比，在振動部產(chǎn)生撓曲時，與第1方向相比，在與第1方 向交叉的第2方向上更容易產(chǎn)生針對撓曲的應(yīng)力。并且，能夠通過第1凹部和第2凹部來 抑制在第2方向上產(chǎn)生的振動部的扭轉(zhuǎn)。
[0045] 因此，能夠獲得得到如下振動模式的MEMS振子：在振動部進行彎曲振動時，將延 伸設(shè)置有支承部的第1方向作為振動的波節(jié)，振動的波在與第1方向交叉的第2方向上行 進，在與第1方向以及第2方向垂直的第3方向上產(chǎn)生振動的波腹。
[0046] [應(yīng)用例8]
[0047] 在上述應(yīng)用例的MEMS振子中，優(yōu)選功能部沿著從在與第1方向交叉的第2方向 上延伸的振動部的一個外周緣朝向作為對邊的另一個外周緣的方向，在第1方向上延伸設(shè) 置。
[0048] 根據(jù)這種MEMS振子，功能部從在第2方向上延伸的振動部的一個外周緣朝向作為 對邊的另一個外周緣在第1方向上延伸設(shè)置，所以，在振動部產(chǎn)生撓曲的情況下，與第1方 向相比，在與第1方向交叉的第2方向上容易產(chǎn)生應(yīng)力。
[0049] 由此，在振動部產(chǎn)生撓曲時，能夠容易地使振動部以支承部為支軸在與第1方向 平行的方向上撓曲。
[0050] 因此，能夠獲得得到如下振動模式的MEMS振子：在振動部進行振動時，將延伸設(shè) 置有支承部的第1方向作為振動的波節(jié)，振動的波在與第1方向交叉的第2方向上行進，在 與第1方向以及第2方向垂直的第3方向上產(chǎn)生振動的波腹。
[0051] [應(yīng)用例9]
[0052] 本應(yīng)用例的MEMS振子的特征在于，該MEMS振子具有：振動部；電極部，其相對于 振動部具有間隙而相對地設(shè)置；以及支承部，其從振動部起在第1方向上延伸設(shè)置，在振動 部上設(shè)有功能部，該功能部在與第1方向交叉的第2方向上的兩端面具有在第1方向上延 伸的槽部。
[0053] 根據(jù)這種MEMS振子，通過對振動部與相對于振動部具有間隙而相對地設(shè)置的電 極部之間施加電位，振動部被電極部靜電吸引，通過反復(fù)進行電位的施加和釋放，振動部能 夠振動。
[0054] 由于振動部設(shè)有在與第1方向交叉的第2方向上的兩端面具有在第1方向上延伸 的槽部的功能部，所以，在振動部產(chǎn)生撓曲的情況下，與第1方向相比，在與第1方向交叉的 第2方向上容易產(chǎn)生應(yīng)力。
[0055] 由此，在振動部產(chǎn)生撓曲時，能夠容易地使振動部以支承部為支軸在與第1方向 平行的方向上撓曲。
[0056] 因此，能夠獲得得到如下振動模式的MEMS振子：在振動部進行彎曲振動時，將延 伸設(shè)置有支承部的第1方向作為振動的波節(jié)，振動的波在與第1方向交叉的第2方向上行 進，在與第1方向以及第2方向垂直的第3方向上產(chǎn)生振動的波腹。
[0057] [應(yīng)用例 10]
[0058] 本應(yīng)用例的電子設(shè)備的特征在于，該電子設(shè)備安裝有上述任意的MEMS振子。
[0059] 根據(jù)這種電子設(shè)備，通過在電子設(shè)備中安裝得到期望振動模式和振動頻率的上述 任意的MEMS振子，能夠提高電子設(shè)備的可靠性。
[0060] [應(yīng)用例 11]
[0061] 本應(yīng)用例的移動體的特征在于，該移動體安裝有上述任意的MEMS振子。
[0062] 根據(jù)這種移動體，通過在移動體中安裝得到期望振動模式和振動頻率的上述任意 的MEMS振子，能夠提高移動體的可靠性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0063] 圖1是示意地示出第1實施方式的MEMS振子的俯視圖。
[0064] 圖2是示意地示出第1實施方式的MEMS振子的剖面圖。
[0065] 圖3是說明第1實施方式的MEMS振子的動作的圖。
[0066] 圖4是說明第1實施方式的MEMS振子的制造工序的圖。
[0067] 圖5是說明第1實施方式的MEMS振子的制造工序的圖。
[0068] 圖6是說明第1實施方式的MEMS振子的制造工序的圖。
[0069] 圖7是示意地示出第2實施方式的MEMS振子的俯視圖。
[0070] 圖8是示意地示出第2實施方式的MEMS振子的剖面圖。
[0071] 圖9是示意地示出變形例的MEMS振子的剖面圖。
[0072] 圖10是示意地示出變形例的MEMS振子的剖面圖。
[0073] 圖11是示意地示出作為實施例的電子設(shè)備的個人計算機的圖。
[0074] 圖12是示意地示出作為實施例的電子設(shè)備的便攜電話機的圖。
[0075] 圖13是示意地示出作為實施例的電子設(shè)備的數(shù)字照相機的圖。
[0076] 圖14是示意地示出作為實施例的移動體的汽車的圖。
[0077] 標號說明
[0078] 1 :MEMS振子；10 :基板；10a :主面；12 :絕緣部；12a :主面；20 :振動部；30 :固定 電極；30c :振動的波節(jié)；30p :振動的波腹；35 :間隙；40 :支承部；42 :梁部；44 :柱部；50 : 固定部；60 :功能部；210 :犧牲層；211 :凹陷部；230 :掩模圖案；250 :導電層；1100 :筆記本 型個人計算機；1200 :便攜電話機；1300 :數(shù)字照相機；1500 :汽車。

【具體實施方式】
[0079] 下面，使用各附圖對本發(fā)明的第1實施方式進行說明。另外，在以下所示的各圖 中，設(shè)各結(jié)構(gòu)要素為附圖上可識別的程度的大小，所以，有時以與實際的結(jié)構(gòu)要素不同的方 式適當記載各結(jié)構(gòu)要素的尺寸和比率。
[0080] [第1實施方式]
[0081] 使用圖1?圖6對第1實施方式的MEMS振子進行說明。
[0082] 圖1是示意地示出第1實施方式的MEMS振子的概略的俯視圖。圖2是示意地示 出圖1中的線段A-A'和線段B-B'所示的部分的MEMS振子的剖面的剖面圖。圖3是說明 MEMS振子的動作的圖。
[0083] 圖4?圖6示意地示出圖1中的線段A-A'所示的部分的MEMS振子的剖面，是說 明該MEMS振子的制造工序的圖。
[0084] 并且，在圖1?圖6中，作為相互垂直的3個軸，圖示了 X軸、Y軸、Z軸。另外，Z 軸是表示在基板上層疊絕緣部等的厚度方向的軸。
[0085] (MEMS振子1的構(gòu)造）
[0086] 第1實施方式的MEMS振子1是所謂的兩端自由梁型的MEMS振子。如圖1和圖2 所示，MEMS振子1在基板10上設(shè)有振動部20、從振動部20起延伸設(shè)置的支承部40、將支 承部40固定在基板10上的固定部50。并且，在基板10上設(shè)有用于使振動部20振動的固 定電極30。并且，支承部40構(gòu)成為包括梁部42和柱部44。并且，在振動部20上，在與支 承部40連接的振動的波節(jié)30c延伸的第1方向上延伸設(shè)置有功能部60。
[0087](基板 10)
[0088] 基板10是設(shè)有振動部20等的基材。優(yōu)選基板10使用容易通過半導體加工技術(shù) 進行加工的硅基板。另外，基板10不限于硅基板，例如也可以使用玻璃基板。
[0089] 在以下的說明中，將設(shè)有振動部20等的基板10的一個面稱為主面10a，對MEMS振 子1的結(jié)構(gòu)進行說明。
[0090] (絕緣部 12)
[0091] 絕緣部12層疊設(shè)置在基板10的主面10a上。
[0092] 為了使基板10與后述的固定電極30以及固定部50之間電絕緣而設(shè)置絕緣部12。
[0093] 絕緣部12構(gòu)成為包括第1絕緣部121和第2絕緣部122。
[0094] 作為第1絕緣部121的材料，構(gòu)成為包含氧化硅（Si02)。
[0095] 作為第2絕緣部122的材料，構(gòu)成為包含氮化硅（Si3N4)。
[0096] 絕緣部12的材料沒有特別限定，只要能夠使基板10與固定電極30以及固定部50 之間絕緣、并在形成后述的振動部20等時保護基板10即可，可以適當變更。
[0097] 在以下的說明中，將設(shè)有振動部20等的絕緣部12的一個面稱為主面12a，對MEMS 振子1的結(jié)構(gòu)進行說明。
[0098] (振動部20、固定電極30、支承部40、固定部50、功能部60)
[0099] 在基板10上，隔著絕緣部12的主面12a設(shè)有振動部20、固定電極30、從振動部20 延伸設(shè)置的支承部40、固定部50。
[0100] (振動部20、功能部60)
[0101] 振動部20被設(shè)置成，在從垂直方向俯視主面12a的情況下，相對于固定電極30具 有間隙35,并且一部分與固定電極30重合。
[0102] 通過在振動部20與固定電極30之間作用靜電引力，振動部20能夠進行振動。振 動部20在振動時廣生振動的波節(jié)30c和振動的波腹30p。振動部20的振動動作在后面敘 述。
[0103] 在第1實施方式的MEMS振子1的振動部20上設(shè)有功能部60。
[0104] 功能部60具有從延伸設(shè)置有支承部40的第1方向觀察時厚度不同的部分。功能 部60構(gòu)成為包含在與固定電極30相對的一側(cè)的一個面20a上設(shè)置的凸部62、以及以與凸 部62成為正反關(guān)系的方式設(shè)置的凹部64,該凹部64設(shè)置在和與固定電極30相對的一側(cè)的 一個面20a成為正反關(guān)系的另一個面20b上。
[0105] 凸部62以朝向設(shè)有固定電極30的方向突出的方式設(shè)置在振動部20上。并且，凹 部64以朝向與設(shè)有固定電極30的方向相反的方向開口的方式設(shè)置在振動部20上。
[0106] 如圖1所示，在從與基板10垂直的方向即Z軸方向俯視振動部20時，功能部60 在與z軸方向交叉的X軸方向上延伸設(shè)置。即，功能部60沿著振動部20的振動的波節(jié)30c (假想線)延伸的第1方向即X軸方向延伸設(shè)置。并且，功能部60與振動的波節(jié)30c平行地 從振動部20的一個外周緣朝向作為對邊的另一個外周緣延伸設(shè)置。
[0107] 另外，功能部60至少設(shè)置一個即可，通過設(shè)置多個功能部60,能夠更加容易地使 振動部20在第2方向上撓曲。并且，功能部60只要在上述第1方向上延伸設(shè)置，也可以斷 續(xù)地設(shè)置凸部62和凹部64。即，功能部60成列地在第1方向上延伸設(shè)置即可。
[0108] 作為振動部20的材料，構(gòu)成為包含多晶娃（polycrystalline silicon)。振動部 20的材料沒有特別限定，也可以使用非晶娃（amorphous silicon)、金（Au)、鈦（Ti)或包含 它們的合金等導電性部件。
[0109] (固定電極30)
[0110] 如圖1所示，固定電極30隔著主面12a設(shè)置在基板10上。并且，固定電極30被 設(shè)置成，在從與基板10 (主面12a)垂直的方向即Z軸方向俯視時，以至少一部分與振動部 20重合的方式具有間隙35。固定電極30通過與作為可動電極的振動部20 -起被施加電 位，能夠在固定電極30與振動部20之間產(chǎn)生電荷。固定電極30能夠通過所產(chǎn)生的電荷對 振動部20進行靜電吸引。
[0111] 固定電極30例如是構(gòu)圖為矩形狀的電極，作為其材料，構(gòu)成為包含多晶硅。固定 電極30的材料沒有特別限定，例如，也可以使用非晶硅、金（Au)、鈦（Ti)或包含它們的合金 等導電性部件。
[0112] (支承部 40)
[0113] 支承部40從振動部20朝向固定部50延伸設(shè)置。支承部40由梁部42和柱部44 構(gòu)成。
[0114] 為了支承振動部20并將其固定在基板10上而設(shè)置支承部40。支承部40在振動 部20的振動的波節(jié)30c延伸的第1方向上朝向柱部44延伸設(shè)置有梁部42,在與第1方向 (X軸方向）交叉的第3方向（Z軸方向）上朝向固定部50設(shè)有柱部44。支承部40的柱部 44與固定部50連接。
[0115] 另外，第1實施方式的MEMS振子1通過關(guān)于振動部20線對稱的2對支承部40支 承振動部20,但是不限于此，只要從振動的波節(jié)30c延伸設(shè)置，也可以利用1個支承部40支 承振動部20。并且，也可以利用關(guān)于振動部20線對稱或點對稱的2個支承部40支承振動 部20。
[0116] (固定部 50)
[0117] 固定部50隔著絕緣部12設(shè)置在基板10上。在固定部50上連接有從振動部20 延伸設(shè)置的支承部40。為了將支承部40固定在基板10上而設(shè)置固定部50,并且，為了使 從振動部20線對稱地延伸設(shè)置的2個(一對）支承部40保持相同電位并使振動部20的振 動穩(wěn)定而設(shè)置固定部50。
[0118] 與固定電極30同樣，固定部50例如是構(gòu)圖為矩形狀的電極，作為其材料，可以使 用多晶硅、非晶硅、金（Au)、鈦（Ti)或包含它們的合金等導電性部件。
[0119] (MEMS振子1的動作）
[0120] 圖3是圖1所示的線段A-A'的MEMS振子1的剖面圖，示出作為可動電極的振動 部20的振動動作。
[0121] 第1實施方式的MEMS振子1能夠?qū)φ駝硬?0與固定電極30之間施加由電路部 (未圖示）生成的激勵信號（電位)。能夠經(jīng)由支承部40從固定部50對振動部20施加激勵 信號。并且，能夠從固定電極30、以及經(jīng)由從振動部20延伸設(shè)置的支承部40從固定部50 取出通過振動部20的振動而得到的電信號。
[0122] MEMS振子1伴隨對振動部20與固定電極30之間施加激勵信號即電位而在兩個電 極間產(chǎn)生電荷。通過在振動部20與固定電極30之間產(chǎn)生的電荷，相對于固定電極30而在 振動部20上作用有靜電引力，向固定電極30的方向α吸引振動部20。并且，通過解除電 壓的施加，振動部20向與固定電極30相反的方向α'遠離。通過反復(fù)進行上述吸引和遠 離，振動部20能夠進行彎曲振動。
[0123] 振動部20的振動是如下的撓曲振動：振動部20和固定電極30重合的中央部分以 及振動部20的兩端部分成為振動(振幅）的波腹30ρ，并且，在振動(振幅）的波腹30ρ之間 具有作為振動(振幅）的波節(jié)30c的部分。另外，振動的波節(jié)30c成為振動(振幅）的拐點。
[0124] 振動部20的振動成為以振動的波節(jié)30c為支軸的彎曲振動(運動）。
[0125] 由于能夠進行上述彎曲振動，所以在作為振動的波節(jié)30c的部分連接支承部40 (梁部42)，支承振動部20。
[0126] (MEMS振子1的制造方法）
[0127] 接著，對MEMS振子1的制造方法進行說明。
[0128] 圖4?圖6是按照工序順序說明第1實施方式的MEMS振子1的制造方法的剖面 圖。另外，圖4?圖6示意地示出圖1中的線段A-A'所示的MEMS振子1的剖面。
[0129] 制造第1實施方式的MEMS振子1的工序包括準備基板10的工序，該基板10具有 形成有絕緣部12、振動部20和固定電極30等的主面10a。并且，制造 MEMS振子1的工序 包括在基板10上形成絕緣部12的工序、以及在絕緣部12上形成固定電極30和固定部50 的工序。進而，制造 MEMS振子1的工序包括相對于固定電極30具有間隙35而形成振動部 20的工序。
[0130] (基板10的準備工序）
[0131] 圖4的（a)示出準備了形成MEMS振子1的基板10的狀態(tài)。
[0132] 準備基板10的工序是準備后述各工序中形成絕緣部12、振動部20、固定電極30 等的基板10的工序?；?0例如可以使用娃基板。另外，在MEMS振子1的制造方法的說 明中，也將形成有絕緣部12、振動部20、固定電極30等的基板10的一個面稱為主面10a，對 各工序進行說明。
[0133] (絕緣部12的形成工序）
[0134] 圖4的（b)示出在基板10的主面10a上形成了絕緣部12的狀態(tài)。
[0135] 形成絕緣部12的工序是在通過上述工序而準備好的基板10的主面10a上形成絕 緣部12的工序。
[0136] 第1實施方式的MEMS振子1的絕緣部12從基板10的主面10a側(cè)起按照第1絕 緣部121、第2絕緣部122的順序構(gòu)成。另外，在MEMS振子1的制造方法的說明中，也將形 成有第2絕緣部122的一側(cè)的絕緣部12的一個面稱為主面12a，對各工序進行說明。
[0137] 在形成第1絕緣部121的工序中，例如能夠通過CVD (chemical vapor deposition)法形成氧化娃（Si02)膜作為第1絕緣部121。形成第1絕緣部121的工序不 限于CVD法，也可以通過熱氧化法對作為基板10的硅基板的主面10a進行熱氧化，從而形 成氧化硅膜。另外，第1絕緣部121對應(yīng)于基板10的主面10a而形成在其大致整面上。
[0138] 在形成第2絕緣部122的工序中，例如能夠通過CVD法形成作為第2絕緣部122 的氮化硅（Si 3N4)膜。形成第2絕緣部122的工序不限于CVD法，也可以通過在氮氣和氫氣 的環(huán)境中對作為基板10的硅基板進行加熱，從而形成氮化硅膜。
[0139] 另外，第2絕緣部122對應(yīng)于第1絕緣部121而形成在其大致整面上。
[0140] (固定電極30、固定部50的形成工序）
[0141] 圖4的（c)示出在絕緣部12的主面12a上形成了固定電極30和固定部50的狀 態(tài)。
[0142] 形成固定電極30的工序是在上述絕緣部12的主面12a側(cè)、即第2絕緣部122上 形成固定電極30的工序。
[0143] 在形成固定電極30的工序中，例如能夠通過CVD法形成包含多晶硅、非晶硅、金 (Au)、鈦（Ti )等導電性材料的固定電極30。另外，在第2絕緣部122上，除了固定電極30 以外，為了在后述工序中形成固定部50,對不希望形成固定電極30的第2絕緣部122上的 區(qū)域?qū)嵤┭谀６纬晒潭姌O30。
[0144] 形成固定電極30的方法不限于CVD法，也可以使用PVD (Physical Vapour Deposition)法等形成包含各種導電性材料的固定電極30。
[0145] 形成固定部50的工序是在上述絕緣部12的主面12a側(cè)、即第2絕緣部122上形 成固定部50的工序。
[0146] 在形成固定部50的工序中，例如能夠通過CVD法形成包含多晶硅、非晶硅、金 (Au)、鈦（Ti)等的固定部50。在形成固定部50的工序中，優(yōu)選形成具有與固定電極30大 致相等的厚度的固定部50。通過使厚度大致相等，能夠?qū)崿F(xiàn)在后述固定電極30和固定部50 等上形成的犧牲層210的厚度的均勻化，能夠抑制在形成于犧牲層210的振動部20上產(chǎn)生 不必要的凹凸。另外，在第2絕緣部122上，除了固定部50以外，還形成所述固定電極30， 所以，優(yōu)選對不希望形成固定部50的第2絕緣部122上的區(qū)域?qū)嵤┭谀６纬晒潭ú?0。
[0147] 形成固定部50的方法不限于CVD法，也可以使用PVD法等形成包含各種導電性材 料的固定部50。
[0148] 在上述固定電極30和固定部50的各形成工序中，例如，也可以通過使用相同的材 料，利用CVD法等同時形成固定電極30和固定部50。通過同時形成它們，能夠容易地將固 定電極30和固定部50的厚度形成為大致相同的厚度。
[0149] (犧牲層210的形成工序）
[0150] 圖4 (d)示出為了在振動部20與固定電極30以及固定部50之間設(shè)置間隙35而 以覆蓋固定電極30和固定部50的方式設(shè)置了犧牲層210的狀態(tài)。
[0151] 如上所述，關(guān)于MEMS振子1，以相對于固定電極30以及固定部50具有間隙35的 方式設(shè)置有振動部20。振動部20在后述工序中形成在該犧牲層210上，通過之后的工序去 除犧牲層210,由此，能夠在振動部20與固定電極30以及固定部50之間設(shè)置間隙35。
[0152] 形成犧牲層210的工序是形成用于設(shè)置上述間隙35的中間層即犧牲層210的工 序。在形成犧牲層210的工序中，例如能夠通過CVD法形成包含氧化硅的犧牲層210。形成 犧牲層210的方法不限于CVD法，也可以使用PVD法等形成包含氧化硅的犧牲層210。另 夕卜，關(guān)于構(gòu)成犧牲層210的材料，為了在后述工序中殘留振動部20、固定電極30、固定部50 等并去除犧牲層210,優(yōu)選使用作為能夠選擇性地去除(蝕刻）該犧牲層210的材料的氧化 硅或包含氧化硅的化合物。犧牲層210不限于氧化硅或包含氧化硅的化合物，只要是能夠 選擇性地去除該犧牲層210的材料，可以適當變更。
[0153] (振動部20的形成工序）
[0154] 圖5的（e)示出在之前的工序中形成的犧牲層210上形成了用于形成功能部60的 掩模圖案230的狀態(tài)。
[0155] 在振動部20的形成工序中，最初，為了在與固定電極30相對的一個面20a (參照 圖2)上形成構(gòu)成功能部60的凸部62,在犧牲層210上形成與該凸部62對應(yīng)的凹陷部211。 關(guān)于凹陷部211的形成，使用光刻法在犧牲層210上形成使作為凹陷部211的部分開口的 掩模圖案230。接著，掩模圖案230開口，進行犧牲層210露出的部分的蝕刻。該蝕刻是所 謂的半蝕刻。犧牲層210被蝕刻的深度是與凸部62的高度大致相等的尺寸。
[0156] 圖5的（g)示出在犧牲層210上形成了作為振動部20、支承部40 (參照圖6)的前 驅(qū)體的導電層250的狀態(tài)。
[0157] 在形成振動部20的工序中，接著，在犧牲層210上形成作為振動部20和支承部40 的前驅(qū)體的導電層250。在形成導電層250的工序中，例如能夠通過CVD法在犧牲層210上 形成包含多晶娃的導電層250。
[0158] 另外，沿著形成在犧牲層210上的凹陷部211形成導電層250。由此，導電層250 沿著凹陷部211形成凸形狀（凸部62)，在其相反側(cè)的導電層250上形成沿著凹陷部211的 凹形狀（凹部64)。
[0159] 圖5的（h)示出在作為振動部20和支承部40的前驅(qū)體的導電層250上形成了用 于對振動部20和支承部40進行構(gòu)圖的掩模圖案235的狀態(tài)。
[0160] 接著，在形成振動部20的工序中，形成用于去除作為振動部20和支承部40而不 需要的部分的導電層250的掩模圖案235。接著，在形成振動部20的工序中，去除未形成掩 模圖案235的部分、即作為振動部20和支承部40而不需要的部分的導電層250。能夠通過 光刻法進行上述掩模圖案235的形成和導電層250的去除。
[0161] 另外，圖6的（i)示出去除了作為振動部20和支承部40而不需要的部分的狀態(tài)。
[0162] (犧牲層210的去除工序）
[0163] 圖6的（j)示出去除了之前的工序中形成的犧牲層210的狀態(tài)。
[0164] 去除犧牲層210的工序是去除為了在振動部20與固定電極30之間設(shè)置間隙35 而作為中間層臨時形成的犧牲層210的工序。
[0165] 在去除犧牲層210的工序中，要求選擇性地去除犧牲層210。因此，在去除犧牲層 210的工序中，例如通過濕蝕刻法進行犧牲層210的蝕刻（去除)。基于濕蝕刻法的犧牲層 210的去除優(yōu)選使用包含氫氟酸的腐蝕劑(清洗液)。通過使用包含氫氟酸的腐蝕劑，針對包 含氧化硅的犧牲層210的蝕刻速度比針對振動部20、固定電極30、支承部40和固定部50 的蝕刻速度快，所以，能夠選擇性地高效去除犧牲層210。
[0166] 并且，通過使作為固定電極30和固定部50的基底膜的第2絕緣部122包含具有 耐氫氟酸性的氮化硅，該第2絕緣部122能夠作為所謂的蝕刻阻擋層發(fā)揮功能。由此，MEMS 振子1能夠抑制由于犧牲層210被蝕刻而導致的基板10與固定電極30以及固定部50之 間的絕緣降低。
[0167] MEMS振子1通過去除犧牲層210,在振動部20與固定電極30之間產(chǎn)生間隙35,振 動部20能夠進行振動。
[0168] 另外，去除犧牲層210的工序不限于濕蝕刻法，也可以通過干蝕刻法進行。
[0169] 通過去除上述犧牲層210,制造 MEMS振子1的工序完成。
[0170] 根據(jù)上述第1實施方式，得到以下效果。
[0171] 根據(jù)這種MEMS振子1，功能部60與延伸設(shè)置有支承部40的第1方向平行地設(shè)置 在振動部20上。由此，在振動部20產(chǎn)生撓曲時，與第1方向相比，在與第1方向交叉的第 2方向上容易產(chǎn)生針對撓曲的應(yīng)力。
[0172] 由此，在振動部20產(chǎn)生撓曲時，能夠容易地使振動部20以支承部40為支軸在與 第1方向平行的方向上撓曲。并且，設(shè)置在功能部60中的凸部62和凹部64作為肋發(fā)揮作 用，能夠抑制在第2方向上產(chǎn)生的振動部20的扭轉(zhuǎn)。
[0173] 因此，能夠獲得得到如下振動模式的MEMS振子1 :在振動部20進行振動時，將延 伸設(shè)置有支承部40的第1方向作為振動的波節(jié)30c，振動的波在與第1方向交叉的第2方 向上行進，在與第1方向以及第2方向垂直的第3方向上產(chǎn)生振動的波腹30p。
[0174] [第2實施方式]
[0175] 使用圖7和圖8對第2實施方式的MEMS振子進行說明。
[0176] 圖7是示意地示出第2實施方式的MEMS振子的概略的俯視圖。圖8是示意地示 出圖7中的線段A-A'所示的部分的MEMS振子的剖面的剖面圖，并且是示意地示出從Y軸 方向觀察的MEMS振子的側(cè)面的側(cè)視圖。
[0177] 并且，在圖7和圖8中，作為相互垂直的3個軸，圖示了 X軸、Y軸、Z軸。另外，Z 軸是表示在基板上層疊絕緣部等的厚度方向的軸。
[0178] 第2實施方式的MEMS振子2與在第1實施方式中已敘述的MEMS振子1的不同之 處在于功能部60的配設(shè)位置。由于其他結(jié)構(gòu)與第1實施方式大致相同，所以，對不同之處 進行說明，對相同部分標注相同標號并省略說明。
[0179] (MEMS振子2的構(gòu)造）
[0180] 第2實施方式的MEMS振子2是所謂的兩端自由梁型的MEMS振子。如圖7和圖8 所示，MEMS振子2在基板10上設(shè)有振動部20、從振動部20延伸設(shè)置的支承部40、將支承 部40固定在基板10上的固定部50。并且，在基板10上設(shè)有用于使振動部20振動的固定 電極30。并且，支承部40構(gòu)成為包括梁部42和柱部44。
[0181] 在第2實施方式的MEMS振子2的振動部20中，在與延伸設(shè)置有振動的波節(jié)30c 的第1方向交叉的第2方向的端部、并且與第1方向以及第2方向垂直的振動部20的端面 20c上，與振動的波節(jié)30c平行地延伸設(shè)置有功能部60。
[0182] (功能部 60)
[0183] 如圖8所示，在振動部20中，在振動部20的端面20c設(shè)有功能部60。功能部60 構(gòu)成為包括槽部68。具體而言，在振動部20的與固定電極相對的一側(cè)的一個面20a與和該 一個面20a成為正反關(guān)系的另一個面20b之間設(shè)有槽部68。槽部68沿著振動的波節(jié)30c 在第1方向上延伸設(shè)置。在MEMS振子2中，從圖8的（a)所示的X軸方向觀察的槽部68的 側(cè)面形狀具有矩形狀，但是沒有特別限定，只要沿著振動的波節(jié)30c設(shè)置，也可以變更。并 且，在MEMS振子2中，功能部60也可以沿著振動的波節(jié)30c在第1方向上設(shè)置孔(未圖示） 來代替槽部68。
[0184] 根據(jù)上述第2實施方式，得到以下效果。
[0185] 根據(jù)這種MEMS振子2,振動部20設(shè)有功能部60,該功能部60在與第1方向交叉 的第2方向的兩端面20c具有在第1方向上延伸的槽部68。由此，在振動部20產(chǎn)生撓曲的 情況下，與第1方向相比，在與第1方向交叉的第2方向上容易產(chǎn)生應(yīng)力。
[0186] 由此，在振動部20產(chǎn)生撓曲時，能夠容易地使振動部20以支承部40為支軸在與 第1方向平行的方向上撓曲。
[0187] 因此，能夠獲得得到如下振動模式的MEMS振子2 :在振動部20進行彎曲振動時， 將延伸設(shè)置有支承部40的第1方向作為振動的波節(jié)30c，振動的波在與第1方向交叉的第 2方向上行進，在與第1方向以及第2方向垂直的第3方向上產(chǎn)生振動的波腹30p。
[0188] 另外，本發(fā)明不限于上述第1實施方式，能夠?qū)ι鲜龅?實施方式施加各種變更和 改良等。變形例如下所述。
[0189] [變形例]
[0190] 圖9和圖10是示意地示出變形例的MEMS振子的剖面圖，示出與圖1所示的線段 A-A'中的MEMS振子1的剖面對應(yīng)的部分。
[0191] 在變形例的MEMS振子中，設(shè)置在振動部上的功能部的形狀、配置不同。下面對不 同之處進行說明，省略相同結(jié)構(gòu)和制造工序的一部分說明。
[0192] [變形例1]
[0193] 圖9的（a)是示意地示出變形例1的MEMS振子的振動部的剖面的剖面圖。
[0194] 變形例1的MEMS振子la與上述第1實施方式中說明的MEMS振子1的振動部20 的不同之處在于，作為振動部220的厚度不同的部分的功能部60的結(jié)構(gòu)。
[0195] 如圖9的（a)所示，設(shè)置在MEMS振子la的振動部220上的功能部60構(gòu)成為包括 設(shè)置在振動部220的與固定電極30相對的一個面220a上的凹部64、以及以與凹部64成 為正反關(guān)系的方式設(shè)置在和與固定電極30相對的一側(cè)的一個面220a成為正反關(guān)系的另一 個面220b上的凸部62。凹部64以朝向設(shè)有固定電極30的方向開口的方式設(shè)置在振動部 220上。并且，凸部62以朝向與設(shè)有固定電極30的方向相反的方向突出的方式設(shè)置在振動 部220上。
[0196] 由此，在振動部220產(chǎn)生撓曲時，與第1方向相比，在與第1方向交叉的第2方向 上容易產(chǎn)生針對撓曲的應(yīng)力。并且，通過使凹部64和凸部62作為肋發(fā)揮作用，能夠抑制在 第2方向上產(chǎn)生的振動部220的扭轉(zhuǎn)。
[0197] 因此，能夠獲得得到如下振動模式的MEMS振子la :在振動部220進行振動時，將 延伸設(shè)置有支承部40的第1方向作為振動的波節(jié)30c，振動的波在與第1方向交叉的第2 方向上行進，在與第1方向以及第2方向垂直的第3方向上產(chǎn)生振動的波腹30p。
[0198] [變形例2]
[0199] 圖9的（b)是示意地示出變形例2的MEMS振子的振動部的剖面的剖面圖。
[0200] 變形例2的MEMS振子lb與上述第1實施方式中說明的MEMS振子1的振動部20 的不同之處在于，作為振動部320的厚度不同的部分的功能部60的結(jié)構(gòu)。
[0201] 如圖9的（b)所示，設(shè)置在MEMS振子lb的振動部320上的功能部60構(gòu)成為包 括一對凸部62,這一對凸部62以成為正反關(guān)系的方式設(shè)置在與固定電極30相對的振動部 320的一個面320a、以及和與固定電極30相對的一側(cè)的一個面320a成為正反關(guān)系的另一 個面320b上。設(shè)置在振動部320的一個面320a上的作為第1凸部的凸部62以朝向設(shè)有 固定電極30的方向突出的方式配設(shè)。并且，設(shè)置在振動部320的另一個面320b上的作為 第2凸部的凸部62以朝向與設(shè)有固定電極30的方向相反的方向突出的方式配設(shè)。
[0202] 在這種MEMS振子lb中，在振動部320產(chǎn)生撓曲時，與第1方向相比，在與第1方 向交叉的第2方向上容易產(chǎn)生針對撓曲的應(yīng)力。并且，通過設(shè)置成一對的凸部62,能夠抑制 在第2方向上產(chǎn)生的振動部320的扭轉(zhuǎn)。
[0203] 因此，能夠獲得得到如下振動模式的MEMS振子lb :在振動部320進行振動時，將 延伸設(shè)置有支承部40的第1方向作為振動的波節(jié)30c，振動的波在與第1方向交叉的第2 方向上行進，在與第1方向以及第2方向垂直的第3方向上產(chǎn)生振動的波腹30p。
[0204] [變形例3]
[0205] 圖9的（c)是示意地示出變形例3的MEMS振子的振動部的剖面的剖面圖。
[0206] 變形例3的MEMS振子lc與上述第1實施方式中說明的MEMS振子1的振動部20 的不同之處在于，作為振動部420的厚度不同的部分的功能部60的結(jié)構(gòu)。
[0207] 如圖9的（c)所示，設(shè)置在MEMS振子lc的振動部420上的功能部60構(gòu)成為包括 一對凹部64,這一對凹部64以成為正反關(guān)系的方式設(shè)置在振動部420的與固定電極30相 對的一個面420a、以及和與固定電極30相對的一側(cè)的一個面420a成為正反關(guān)系的另一個 面420b上。設(shè)置在振動部420的一個面420a上的作為第1凹部的凹部64以朝向設(shè)有固 定電極30的方向開口的方式配設(shè)。并且，設(shè)置在振動部420的另一個面420b上的作為第 2凹部的凹部64以朝向與設(shè)有固定電極30的方向相反的方向開口的方式配設(shè)。
[0208] 在這種MEMS振子lc中，在振動部420產(chǎn)生撓曲時，與第1方向相比，在與第1方 向交叉的第2方向上容易產(chǎn)生針對撓曲的應(yīng)力。并且，通過設(shè)置成一對的凹部64,能夠抑制 在第2方向上產(chǎn)生的振動部420的扭轉(zhuǎn)。
[0209] 因此，能夠獲得得到如下振動模式的MEMS振子lc :在振動部420進行振動時，將 延伸設(shè)置有支承部40的第1方向作為振動的波節(jié)30c，振動的波在與第1方向交叉的第2 方向上行進，在與第1方向以及第2方向垂直的第3方向上產(chǎn)生振動的波腹30p。
[0210] [變形例4]
[0211] 圖10的（d)是示意地示出變形例4的MEMS振子的振動部的剖面的剖面圖。
[0212] 變形例4的MEMS振子Id與上述第1實施方式中說明的MEMS振子1的振動部20 的不同之處在于，作為振動部520的厚度不同的部分的功能部60的結(jié)構(gòu)。
[0213] 如圖10的（d)所示，MEMS振子Id的振動部520的功能部60設(shè)置成，隨著從振動 的波節(jié)30c朝向振動的波腹30p，振動部520的厚度不同。
[0214] 更詳細地講，功能部60被設(shè)置為，關(guān)于從延伸設(shè)置有支承部40的第1方向觀察的 該振動部520的厚度，與延伸設(shè)置有支承部40的振動的波節(jié)30c的部分以及第2方向上的 端部522相比，在振動的波節(jié)30c之間具有的振動的波腹30p的部分較薄。在功能部60中， 設(shè)置在振動部520的與固定電極30相對的一個面520a上的凹部65具有描繪出以振動的 波腹30p為中心點的圓弧的球形面。并且，設(shè)置在振動部520的與固定電極30相對的一個 面520a的相反側(cè)的另一個面520b上的凹部65具有描繪出以振動的波腹30p為中心點的 圓弧的球形面。
[0215] 在這種MEMS振子Id中，在其振動部520產(chǎn)生撓曲時，能夠容易地使振動部520以 支承部40為支軸在第2方向上撓曲。
[0216] 因此，能夠獲得得到如下振動模式的MEMS振子Id :在振動部520進行振動時，將 延伸設(shè)置有支承部40的第1方向作為振動的波節(jié)30c，振動的波在與第1方向交叉的第2 方向上行進，在與第1方向以及第2方向垂直的第3方向上產(chǎn)生振動的波腹30p。
[0217] [變形例5]
[0218] 圖10的（e)是示意地示出變形例5的MEMS振子的振動部的剖面的剖面圖。
[0219] 變形例5的MEMS振子le與上述第1實施方式中說明的MEMS振子1的振動部20 的不同之處在于，作為振動部620的厚度不同的部分的功能部60的結(jié)構(gòu)。
[0220] 如圖10的（e)所示，MEMS振子le的振動部620的功能部60沿著支承部40延伸 的振動的波節(jié)30c設(shè)置。
[0221] 功能部60構(gòu)成為包括一對凹部64,這一對凹部64以成為正反關(guān)系的方式設(shè)置在 與固定電極30相對的振動部620的一個面620a、以及和與固定電極30相對的一側(cè)的一個 面620a成為正反關(guān)系的另一個面620b上。在振動部620的一個面620a中沿著振動的波 節(jié)30c設(shè)置的凹部64以朝向設(shè)有固定電極30的方向開口的方式配設(shè)。并且，在振動部620 的另一個面620b中沿著振動的波節(jié)30c設(shè)置的凹部64以朝向與設(shè)有固定電極30的方向 相反的方向開口的方式配設(shè)。
[0222] 在這種MEMS振子le中，在振動部620產(chǎn)生撓曲時，與第1方向相比，在與第1方 向交叉的第2方向上容易產(chǎn)生針對撓曲的應(yīng)力。并且，通過使設(shè)置為功能部60的凹部64 作為肋發(fā)揮作用，能夠抑制在第2方向上產(chǎn)生的振動部620的扭轉(zhuǎn)。
[0223] 因此，能夠獲得得到如下振動模式的MEMS振子le :在振動部620進行振動時，將 延伸設(shè)置有支承部40的第1方向作為振動的波節(jié)30c，振動的波在與第1方向交叉的第2 方向上行進，在與第1方向以及第2方向垂直的第3方向上產(chǎn)生振動的波腹30p。
[0224] [變形例6]
[0225] 圖10的（f)是示意地示出變形例6的MEMS振子的振動部的剖面的剖面圖。
[0226] 變形例6的MEMS振子If與上述第1實施方式中說明的MEMS振子1的振動部20 的不同之處在于，作為振動部720的厚度不同的部分的功能部60的結(jié)構(gòu)。
[0227] 如圖10的（f)所示，MEMS振子If的振動部720的功能部60沿著支承部40延伸 的振動的波節(jié)30c設(shè)置。
[0228] 功能部60構(gòu)成為包括一對凹部66,這一對凹部66以成為正反關(guān)系的方式設(shè)置在 振動部720的與固定電極30相對的一個面720a、以及和與固定電極30相對的一側(cè)的一個 面720a成為正反關(guān)系的另一個面720b上。凹部66的底面具有球形形狀。
[0229] 在振動部720的一個面720a中沿著振動的波節(jié)30c設(shè)置的凹部66以朝向設(shè)有固 定電極30的方向開口的方式配設(shè)。并且，在振動部720的另一個面720b中沿著振動的波 節(jié)30c設(shè)置的凹部66以朝向與設(shè)有固定電極30的方向相反的方向開口的方式配設(shè)。
[0230] 在這種MEMS振子If中，在振動部720產(chǎn)生撓曲時，與第1方向相比，在與第1方 向交叉的第2方向上容易產(chǎn)生針對撓曲的應(yīng)力。并且，通過設(shè)置為功能部60的凹部66,能 夠抑制在第2方向上產(chǎn)生的振動部720的扭轉(zhuǎn)。并且，由于凹部66的底面具有球形形狀， 所以，在振動部720產(chǎn)生撓曲時，能夠緩和應(yīng)力集中于凹部66的情況。
[0231] 因此，能夠獲得得到如下振動模式的MEMS振子If :在振動部720進行振動時，將 延伸設(shè)置有支承部40的第1方向作為振動的波節(jié)30c，振動的波在與第1方向交叉的第2 方向上行進，在與第1方向以及第2方向垂直的第3方向上產(chǎn)生振動的波腹30p。
[0232] [變形例7]
[0233] 圖10的（g)是示意地示出變形例7的MEMS振子的振動部的剖面的剖面圖。
[0234] 變形例7的MEMS振子lg與上述第1實施方式中說明的MEMS振子1的振動部20 的不同之處在于，作為振動部820的厚度不同的部分的功能部60的結(jié)構(gòu)。
[0235] 如圖10的（g)所示，設(shè)置在MEMS振子lg的振動部820上的功能部60沿著振動部 820的振動的波節(jié)30c延伸的第1方向設(shè)置。并且，在振動部820上，沿著振動的波腹30p 延伸的第1方向延伸設(shè)置有功能部60。功能部60構(gòu)成為包括一對凹部64,這一對凹部64 以成為正反關(guān)系的方式設(shè)置在振動部820的與固定電極30相對的一個面820a、以及和與固 定電極30相對的一側(cè)的一個面820a成為正反關(guān)系的另一個面820b上。在振動部820的 一個面820a中沿著振動的波節(jié)30c設(shè)置的凹部64以朝向設(shè)有固定電極30的方向開口的 方式配設(shè)。并且，在振動部820的另一個面820b中沿著振動的波節(jié)30c設(shè)置的凹部64以 朝向與設(shè)有固定電極30的方向相反的方向開口的方式配設(shè)。
[0236] 在這種MEMS振子lg中，在振動部820產(chǎn)生撓曲時，與第1方向相比，在與第1方 向交叉的第2方向上容易產(chǎn)生針對撓曲的應(yīng)力。并且，通過使設(shè)置為功能部60的凹部64 作為肋發(fā)揮作用，能夠抑制在第2方向上產(chǎn)生的振動部820的扭轉(zhuǎn)。
[0237] 因此，能夠獲得得到如下振動模式的MEMS振子lg :在振動部820進行振動時，將 延伸設(shè)置有支承部40的第1方向作為振動的波節(jié)30c，振動的波在與第1方向交叉的第2 方向上行進，在與第1方向以及第2方向垂直的第3方向上產(chǎn)生振動的波腹30p。
[0238] [實施例]
[0239] 參照圖11?圖14說明應(yīng)用了本發(fā)明第1實施方式的MEMS振子1或MEMS振子 la?lg (以下統(tǒng)一地設(shè)為MEMS振子1進行說明。）中的任意一個的實施例。
[0240] [電子設(shè)備]
[0241] 參照圖11?圖13,說明應(yīng)用了本發(fā)明第1實施方式的MEMS振子1的電子設(shè)備。
[0242] 圖11是示出作為具有本發(fā)明第1實施方式的MEMS振子的電子設(shè)備的筆記本型 (或移動型)的個人計算機的結(jié)構(gòu)概略的立體圖。在該圖中，筆記本型個人計算機1100由具 有鍵盤1102的主體部1104以及具有顯示部1008的顯示單元1106構(gòu)成，顯示單元1106通 過鉸鏈構(gòu)造部以能夠轉(zhuǎn)動的方式支承在主體部1104上。例如，在這種筆記本型個人計算機 1100中內(nèi)置有作為用于檢測對該筆記本型個人計算機1100施加的加速度等并在顯示單元 1106中顯示加速度等的加速度傳感器等發(fā)揮功能的MEMS振子1。
[0243] 圖12是示出作為具有本發(fā)明第1實施方式的MEMS振子的電子設(shè)備的便攜電話機 (也包括PHS)的結(jié)構(gòu)概略的立體圖。在該圖中，便攜電話機1200具有多個操作按鈕1202、 接聽口 1204以及通話口 1206,在操作按鈕1202與接聽口 1204之間配置有顯示部1208。在 這種便攜電話機1200中內(nèi)置有作為用于檢測對便攜電話機1200施加的加速度等并對該便 攜電話機1200的操作進行輔助的加速度傳感器等發(fā)揮功能的MEMS振子1。
[0244] 圖13是示出作為具有本發(fā)明第1實施方式的MEMS振子的電子設(shè)備的數(shù)字照相 機的結(jié)構(gòu)概略的立體圖。另外，在該圖中，還簡單地示出與外部設(shè)備之間的連接。這里，通 常的照相機通過被攝體的光像對銀鹽膠片進行感光，與此相對，數(shù)字照相機1300通過CCD (Charge Coupled Device)等攝像元件對被攝體的光像進行光電轉(zhuǎn)換，生成攝像信號（圖像 信號)。
[0245] 在數(shù)字照相機1300中的外殼(機身)1302的背面設(shè)有顯示部1308,構(gòu)成為根據(jù)(XD 的攝像信號進行顯示，顯示部1308作為將被攝體顯示為電子圖像的取景器發(fā)揮功能。并 且，在外殼1302的正面?zhèn)龋▓D中背面?zhèn)龋┰O(shè)有包含光學鏡頭(攝像光學系統(tǒng))、C⑶等的受光 單元1304。
[0246] 當攝影者確認顯示部1308中顯示的被攝體像并按下快門按鈕1306時，該時刻的 (XD的攝像信號被轉(zhuǎn)送到存儲器1310并進行存儲。并且，在該數(shù)字照相機1300中，在外殼 1302的側(cè)面設(shè)有視頻信號輸出端子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，使視頻信號輸出端子1312連接液晶顯示器1430,使數(shù)據(jù)通信用的輸入輸 出端子1314連接個人計算機1440。進而，構(gòu)成為通過規(guī)定操作將存儲器1310中存儲的攝 像信號輸出到液晶顯示器1430或個人計算機1440。在這種數(shù)字照相機1300中內(nèi)置有作為 為了使保護數(shù)字照相機1300不受其落下影響的功能動作而檢測基于落下的加速度的加速 度傳感器發(fā)揮功能的MEMS振子1。
[0247] 另外，除了圖11的個人計算機(移動型個人計算機)、圖12的便攜電話機、圖13的 數(shù)字照相機以外，本發(fā)明的第1實施方式的MEMS振子1例如還可以應(yīng)用于噴墨式排出裝置 (例如噴墨打印機)、電視機、攝像機、錄像機、車載導航裝置、尋呼機、電子記事本(也包含通 信功能)、電子辭典、計算器、電子游戲設(shè)備、文字處理器、工作站、視頻電話、防盜用電視監(jiān) 視器、電子雙筒望遠鏡、P0S終端、醫(yī)療設(shè)備(例如電子體溫計、血壓計、血糖計、心電圖計測 裝置、超聲波診斷裝置、電子內(nèi)窺鏡)、魚群探測器、各種測定設(shè)備、計量儀器類(例如車輛、 飛機、船舶的計量儀器類)、飛行模擬器等電子設(shè)備。
[0248] [移動體]
[0249] 圖14是概略地示出作為移動體的一例的汽車的立體圖。汽車1500在各種控制單 元中安裝有作為加速度傳感器發(fā)揮功能的MEMS振子1。例如，如該圖所示，在作為移動體的 汽車1500中，在車體1507中安裝有內(nèi)置了檢測該汽車1500的加速度的MEMS振子1并控 制發(fā)動機的輸出的電子控制單元（EOJ electronic Control Unit)1508。通過檢測加速度 并將發(fā)動機控制為與車體1507的姿勢對應(yīng)的適當輸出，能夠得到作為抑制了燃料等的消 耗的高效的移動體的汽車1500。
[0250] 并且，除此之外，MEMS振子1還能夠廣泛應(yīng)用于車體姿勢控制單元、防抱死制動系 統(tǒng)（ABS)、氣囊、輪胎壓力監(jiān)視系統(tǒng)（TPMS :Tire Pressure Monitoring System)。
【權(quán)利要求】
1. 一種MEMS振子，其特征在于，該MEMS振子具有： 振動部； 電極部，其相對于所述振動部具有間隙而相對地設(shè)置；以及 支承部，其從所述振動部起在第1方向上延伸設(shè)置， 所述振動部具有功能部，該功能部在從所述第1方向觀察的剖面中具有凹部或凸部。
2. -種MEMS振子，其特征在于，該MEMS振子具有： 振動部； 電極部，其相對于所述振動部具有間隙而相對地設(shè)置；以及 支承部，其從所述振動部起在第1方向上延伸設(shè)置， 所述振動部具有從所述第1方向觀察時厚度不同的功能部。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的MEMS振子，其特征在于， 所述功能部沿著與所述第1方向交叉的第2方向排列。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的MEMS振子，其特征在于， 所述功能部在所述振動部的與所述電極部相對的一個面上設(shè)有凸部，在所述振動部的 與所述一個面成為正反關(guān)系的另一個面上設(shè)有與所述凸部成為正反關(guān)系的凹部。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的MEMS振子，其特征在于， 所述功能部在所述振動部的與所述電極部相對的一個面上設(shè)有凹部，在所述振動部的 與所述一個面成為正反關(guān)系的另一個面上設(shè)有與所述凹部成為正反關(guān)系的凸部。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的MEMS振子，其特征在于， 所述功能部在所述振動部的與所述電極部相對的一個面上設(shè)有第1凸部，在所述振動 部的與所述一個面成為正反關(guān)系的另一個面上設(shè)有與所述第1凸部成為正反關(guān)系的第2凸 部。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的MEMS振子，其特征在于， 所述功能部在所述振動部的與所述電極部相對的一個面上設(shè)有第1凹部，在所述振動 部的與所述一個面成為正反關(guān)系的另一個面上設(shè)有與所述第1凹部成為正反關(guān)系的第2凹 部。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的MEMS振子，其特征在于， 所述功能部沿著從在與所述第1方向交叉的第2方向上延伸的所述振動部的一個外周 緣朝向作為對邊的另一個外周緣的方向，在所述第1方向上延伸設(shè)置。
9. 一種MEMS振子，其特征在于，該MEMS振子具有： 振動部； 電極部，其相對于所述振動部具有間隙而相對地設(shè)置；以及 支承部，其從所述振動部起在第1方向上延伸設(shè)置， 在所述振動部上設(shè)有功能部，該功能部在與所述第1方向交叉的第2方向上的兩端面 具有在所述第1方向上延伸的槽部。
10. -種電子設(shè)備，其特征在于，該電子設(shè)備安裝有權(quán)利要求1或2所述的MEMS振子。
11. 一種移動體，其特征在于，該移動體安裝有權(quán)利要求1或2所述的MEMS振子。
【文檔編號】H03H9/02GK104113300SQ201410154056
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年4月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月18日
【發(fā)明者】木原龍兒, 巖本修 申請人:精工愛普生株式會社