振子、振子的制造方法、電子設(shè)備以及移動體的制作方法
【專利摘要】振子、振子的制造方法、電子設(shè)備以及移動體。提供允許在振動部與基板之間產(chǎn)生的形變，抑制了形變引起的損壞的振子。振子的特征在于，具有：振動部；支承部，其從振動部延伸設(shè)置；以及固定部，其設(shè)置于支承部，支承部具有從振動部起在第1方向上延伸的第1梁部、和在與第1方向交叉的第2方向上延伸的第2梁部。
【專利說明】振子、振子的制造方法、電子設(shè)備以及移動體
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及振子、振子的制造方法、電子設(shè)備以及移動體。
【背景技術(shù)】
[0002]一般公知有利用半導(dǎo)體細微加工技術(shù)形成的被稱為MEMS (Micro ElectroMechanical System:微機電系統(tǒng))器件的電子機械系統(tǒng)構(gòu)造體(例如，振子、濾波器、傳感器、電機等)，該電子機械系統(tǒng)構(gòu)造體具有機械可動的構(gòu)造體。其中，MEMS振子與使用了石英或電介質(zhì)的振子/諧振器相比，容易組裝振子的驅(qū)動電路或?qū)φ駝拥淖兓M行放大的電路而進行制造，從而對細微化、高功能化是有利的，因此其用途較廣。
[0003]作為現(xiàn)有的MEMS振子的代表例，公知有在與設(shè)置有振子的基板面平行的方向上振動的梳型振子和在基板的厚度方向上振動的梁型振子。梁型振子是由基板上設(shè)置的下部電極(固定電極)和隔著間隙設(shè)置在該下部電極的上方的可動電極(振動部)等構(gòu)成的振子。作為梁型振子，根據(jù)可動電極的支承方式，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]關(guān)于雙端自由梁型的MEMS振子，因為進行振動的可動電極的振動節(jié)的部分由支承部進行支承，所以向基板的振動泄漏較少，振動效率較高。在專利文獻I中公開了通過將該支承部的長度設(shè)為適于振動頻率的長度來改善振動特性的構(gòu)造的雙端自由梁型的MEMS振子。
[0005]專利文獻1:美國專利第US6930569B2號說明書
[0006]但是，專利文獻I所記載的MEMS振子的支承振動部的梁(支承部)在與振動部交叉的方向上直線地延伸設(shè)置并固定于基板等，因此在基板與振動部之間產(chǎn)生形變時，支承部等可能產(chǎn)生應(yīng)力集中從而損壞MEMS振子。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明正是為了解決上述課題中的至少一部分而完成的，可作為以下應(yīng)用例或方式來實現(xiàn)。
[0008][應(yīng)用例I]
[0009]本應(yīng)用例的振子的特征在于，具有:振動部；支承部，其從振動部延伸設(shè)置；以及固定部，其設(shè)置于支承部，支承部具有從振動部起在第I方向上延伸的第I梁部、和在與第I方向交叉的第2方向上延伸的第2梁部。
[0010]根據(jù)這樣的振子，支承部具有第I梁部和第2梁部。振子分別在不同的方向上延伸設(shè)置有第I梁部和第2梁部，因此在基部與振動部之間產(chǎn)生了形變的情況下，能夠至少在不同的兩個方向上吸收該形變引起的變形。
[0011]因此，振子通過梁部變形吸收在基部與振動部之間產(chǎn)生的形變，從而能夠抑制振子由于形變引起的應(yīng)力集中于支承部而損壞的情況。
[0012][應(yīng)用例2][0013]在上述應(yīng)用例的振子中，優(yōu)選的是，支承部具有在與第2方向交叉的第3方向上延伸的第3梁部。
[0014]根據(jù)這樣的振子，在支承部中，除了在第I方向和第2方向上延伸的梁部以外，還具有在第3方向上延伸的梁部。振子在與第I梁部和第2梁部不同的方向上延伸設(shè)置有第3梁部，因此在基部與振動部之間產(chǎn)生了形變的情況下，能夠至少在不同的3個方向上吸收該形變引起的變形。
[0015]因此，振子通過支承部變形吸收在基部與振動部之間產(chǎn)生的形變，從而能夠抑制振子由于形變引起的應(yīng)力集中于支承部而損壞的情況。
[0016][應(yīng)用例3]
[0017]在上述應(yīng)用例的振子中，優(yōu)選的是，支承部具有在與第3方向交叉的第4方向上延伸的第4梁部、和在與第4方向交叉的第5方向上延伸的第5梁部。
[0018]根據(jù)這樣的振子，在支承部中，除了在第I方向至第3方向上延伸的梁部以外，還具有在第4方向和第5方向上延伸的第4梁部和第5梁部。
[0019]振子在與第I梁部至第3梁部不同的方向上延伸設(shè)置有第4梁部和第5梁部，因此在基部與振動部之間產(chǎn)生了形變的情況下，能夠至少在不同的5個方向上吸收該形變引起的變形。
[0020]因此，振子通過支承部變形吸收在基部與振動部之間產(chǎn)生的形變，從而能夠抑制振子由于形變引起的應(yīng)力集中于支承部而損壞的情況。
[0021][應(yīng)用例4]
[0022]本應(yīng)用例的振子的特征在于，具有:振動部；支承部，其從振動部起延伸設(shè)置；以及固定部，其設(shè)置于支承部，支承部環(huán)繞固定部進行設(shè)置。
[0023]根據(jù)這樣的振子，從振動部起延伸設(shè)置的支承部以如下方式設(shè)置:在從振動部起延伸設(shè)置的方向上具有固定部，并環(huán)繞固定部。
[0024]振子以環(huán)繞固定部的方式設(shè)置有支承部，因此在基部與振動部之間產(chǎn)生了形變的情況下，能夠在以固定部為中心的各個方向上吸收該形變引起的變形。
[0025][應(yīng)用例5]
[0026]在上述應(yīng)用例的振子中，優(yōu)選的是，從振動部起延伸設(shè)置有多個支承部。
[0027]根據(jù)這樣的振子，設(shè)置有多個從振動部起延伸設(shè)置的支承部。振子能夠通過設(shè)置多個支承部，穩(wěn)定地支承振動部。
[0028][應(yīng)用例6]
[0029]在上述應(yīng)用例的振子中，優(yōu)選的是，在與延伸設(shè)置支承部的方向交叉的方向上，在以通過振子的中心的假想線上的點為中心的點對稱的位置處設(shè)置有支承部。
[0030]根據(jù)這樣的振子，從以與延伸設(shè)置有支承部的方向交叉的方向的假想線上的點為中心的點對稱的位置處的振動部起延伸設(shè)置有支承部。振子在振動部的兩個方向上設(shè)置有支承部，因此能夠穩(wěn)定地支承振動部。
[0031][應(yīng)用例7]
[0032]本應(yīng)用例的振子的制造方法的特征在于，包含以下工序:形成振動部和支承部；以及形成固定部和下部電極，形成所述振動部和所述支承部的工序包含形成延伸設(shè)置的方向不同的至少兩個梁部的步驟。[0033]根據(jù)這樣的制造方法，在形成振動部和支承部時，包含形成延伸設(shè)置的方向不同的至少兩個梁部的工序。由此,能夠在形成振動部和支承部的工序中,在從振動部向固定部延伸設(shè)置的支承部中形成延伸設(shè)置的方向不同的梁部。因此，在振動部與設(shè)置有固定部的基部之間產(chǎn)生了形變的情況下，通過多個梁部變形吸收在基部與振動部之間產(chǎn)生的形變，從而能夠抑制振子由于形變引起的應(yīng)力集中于支承部而損壞的情況。
[0034][應(yīng)用例8]
[0035]本應(yīng)用例的電子設(shè)備的特征在于，該電子設(shè)備安裝有上述應(yīng)用例的振子。
[0036]根據(jù)這樣的電子設(shè)備，能夠通過安裝抑制了應(yīng)力引起的損壞的振子，得到可靠性聞的電子設(shè)備。
[0037][應(yīng)用例9]
[0038]本應(yīng)用例的移動體的特征在于，該移動體安裝有上述應(yīng)用例的振子。
[0039]根據(jù)這樣的移動體，能夠通過安裝抑制了應(yīng)力引起的損壞的振子，得到可靠性高的移動體。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0040]圖1是示出實施方式的振子的概略結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0041]圖2是示出實施方式的振子的概略結(jié)構(gòu)的俯視圖。
[0042]圖3是示出實施方式的振子的概略結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0043]圖4是示出實施方式的振子的概略結(jié)構(gòu)和動作狀態(tài)的剖視圖。
[0044]圖5是示意性放大示出實施方式的振子的支承部的一部分的放大圖。
[0045]圖6是示出實施方式的振子的制造工序的剖視圖。
[0046]圖7是示出實施方式的振子的制造工序的剖視圖。
[0047]圖8是示出實施方式的振子的制造工序的剖視圖。
[0048]圖9是示出實施方式的振子的制造工序的剖視圖。
[0049]圖10是示意性放大示出變形例的支承部的一部分的放大圖。
[0050]圖11是示意性放大示出變形例的支承部的一部分的放大圖。
[0051]圖12是示出實施例的電子設(shè)備的立體圖。
[0052]圖13是示出實施例的電子設(shè)備的立體圖。
[0053]圖14是示出實施例的電子設(shè)備的立體圖。
[0054]圖15是示出實施例的移動體的立體圖。
[0055]標(biāo)號說明
[0056]10:基板；11:絕緣膜；12:基底膜；13:犧牲層；14:硅層；17:抗蝕膜；20:下部電極；30:振動部；31:節(jié)；35:間隙；40:支承部；41:梁部；42:柱部；50:固定部；51:導(dǎo)電膜；100:MEMS振子；1100:個人計算機；1200:便攜電話機；1300:數(shù)字靜態(tài)照相機；1500:汽車。
【具體實施方式】
[0057]以下，使用附圖來說明本發(fā)明的實施方式。另外，在以下所示的各個圖中，為了將各結(jié)構(gòu)要素設(shè)為附圖上能夠識別的程度的大小，有時適當(dāng)?shù)厥垢鹘Y(jié)構(gòu)要素的尺寸、比率不同于實際的結(jié)構(gòu)要素而進行記載。
[0058][實施方式]
[0059]使用圖1至圖9說明實施方式的振子。
[0060]圖1是示意性示出作為本實施方式的振子的MEMS振子的立體圖。圖2是示意性示出MEMS振子的俯視圖。圖3和圖4是示意性示出圖1所示的MEMS振子的截面的剖視圖。圖5是示意性放大示出圖1所示的MEMS振子的支承部的一部分的放大圖。圖6至圖9是說明作為本實施方式的振子的MEMS振子的制造方法的工序圖。
[0061]作為本實施方式的振子的MEMS振子100在基板10上具有振動部30、從振動部30延伸設(shè)置的支承部40、以及固定支承部40的固定部50。另外，為了使振動部30振動，在作為對振動部30進行固定的基部的基板10上具有下部電極20。此外，支承部40構(gòu)成為包含梁部41和柱部42。
[0062]關(guān)于MEMS振子100，從振動部30延伸設(shè)置的支承部40經(jīng)由固定部50將振動部30固定在基板10上。此外，支承部40從振動部30起延伸設(shè)置有梁部41，并在梁部41的與振動部30相反側(cè)的一端設(shè)置有柱部42，柱部42與固定部50連接。
[0063]另外，振動部30以從圖1中圖示的Z軸方向俯視時與設(shè)置在基板10上的下部電極20重疊的方式，隔著間隔35而設(shè)置。通過將振動部30設(shè)置為隔著間隙35與下部電極20重疊，使得振動部30能夠進行振動。另外,后面對振動部30的動作進行敘述。
[0064]基板10是安裝振動部30等的基部(基材)?；?0優(yōu)選采用容易通過半導(dǎo)體加工技術(shù)加工的娃基板。此外，基板10不限于娃基板,例如還可以米用玻璃基板。
[0065]在基板10上，如圖3所示，設(shè)置有絕緣膜11和層疊在絕緣膜11上的基底膜12。另外，在基底膜12上設(shè)置有下部電極20和固定部50。
[0066]在從圖1至圖3所示的Z軸方向觀察的基板10的大致整個表面上設(shè)置有絕緣膜Ilo作為絕緣膜11，例如可采用LOCOS (Local Oxidation of Silicon:娃的局部氧化)膜。
[0067]基底膜12對應(yīng)(層疊)于上述絕緣膜11而進行設(shè)置。作為基底膜12，例如可采用氮化硅(SiN)膜。
[0068]在上述基底膜12上設(shè)置有下部電極20。下部電極20例如是構(gòu)圖為矩形的電極，作為其材料，可采用金(Au)、鋁(Al)等的導(dǎo)電性部件。
[0069]固定部50與上述的下部電極20同樣地設(shè)置在基底膜12上。更詳細地說，在設(shè)置于基底膜12上的導(dǎo)電膜51上層疊地設(shè)置有固定部50。固定部50例如是構(gòu)圖為矩形的電極。作為固定部50和導(dǎo)電膜51的材料,可米用金(Au)、招(Al)等導(dǎo)電性部件。
[0070]在從圖1至圖3所示的Z軸方向觀察的基板10上設(shè)置有振動部30和支承部40。
[0071]振動部30隔著間隙35與上述下部電極20相對地設(shè)置。
[0072]支承部40從上述振動部30向固定部50延伸地設(shè)置。
[0073]支承部40從振動部30朝固定部50延伸地設(shè)置有梁部41，在梁部41的端部設(shè)置有柱部42，柱部42與固定部50連接。
[0074]更詳細地說，梁部41具有在第I方向上延伸的作為第I梁部的梁部41a、和在與第I方向交叉的第2方向上延伸的作為第2梁部的梁部41b。
[0075]梁部41從振動部30起延伸地設(shè)置有梁部41a作為支承部40的一部分，梁部41b與從振動部30延伸的梁部41a的另一端連接且延伸地設(shè)置，柱部42與從梁部41a延伸的梁部41b的另一端連接。
[0076]由此，振動部30通過支承部40與固定部50連接，由此被固定在基板10上。此外，MEMS振子100在振動部30與下部電極20之間設(shè)置有間隙35，所以振動部30能夠進行振動。
[0077]振動部30例如構(gòu)圖為矩形并具有導(dǎo)電性，作為后述的可動電極發(fā)揮作用。振動部30 的材料采用了多晶娃(Polycrystalline Silicon)。
[0078]圖4是圖1所不的線段B-B'處的MEMS振子100的剖視圖，不出了振動部30的振
動動作。
[0079]關(guān)于振動部30，由于伴隨于施加在下部電極20與作為可動電極的振動部30之間的交流電壓而產(chǎn)生的電荷的靜電力，使振動部30反復(fù)接近和遠離下部電極20，由此進行彎曲振動運動。此外，在各個電極之間，輸出伴隨于振動的信號。
[0080]振動部30 (可動電極)進行如下這樣的撓曲振動動作:下部電極20與振動部30重疊的中央部分、以及振動部30的兩端部成為振動的波腹，并且，在振動的波腹之間具有振動節(jié)31。換言之，振動部30的振動成為以節(jié)31為支點的彎曲運動動作。
[0081]此外，在振動節(jié)31上產(chǎn)生該節(jié)31的旋轉(zhuǎn)軸方向的力、ω、ω ’。此外，振動部30隨著振動運動而產(chǎn)生Z軸方向的力、α、α ’。
[0082]振動部30的振動節(jié)31的部分與支承部40連接。換言之，從振動部30的振動節(jié)31起延伸地設(shè)置有梁部41。
[0083]具體地說，關(guān)于振動部30，圖1中標(biāo)注符號31而用單點劃線表示的振動節(jié)31的兩端部由支承部40支承。
[0084]圖1所示的本實施方式的MEMS振子100的支承部40從振動部30起延伸地設(shè)置有多個。優(yōu)選的是，針對每個振動節(jié)31，從振動部30朝相反方向延伸設(shè)置支承部40，利用2對(2組)支承部40支承振動部30。
[0085]另外，不限于這種方式，也可以從振動部30的振動節(jié)31朝一個方向設(shè)置支承部
40。此外，可針對每個振動節(jié)31，從振動部31朝交錯的方向設(shè)置支承部40。
[0086]此外，可以從如下位置的振動部30起延伸設(shè)置支承部40，上述位置是以通過振動部30延伸的方向的中心的假想線上(例如圖1所示的線段)的點(未圖示)為中心的點對稱的位置。
[0087]此外，可以針對任意一個振動節(jié)31設(shè)置支承部40。即，可以用一個支承部40支承振動部30。
[0088]在圖1至圖4中，在下部電極20以及振動部30 (可動電極)上設(shè)置有輸出伴隨于振動的信號的布線，但省略了說明及其各圖中的圖示。
[0089]這里，使用圖5對支承部40進行詳細說明。
[0090]圖5是示意性放大示出構(gòu)成支承部40的梁部41的部分的立體圖。另外，圖5所示的支承部40示出了在從振動部30延伸設(shè)置的方向立體觀察到的梁部41。
[0091]支承部40在從振動部30向固定部50延伸設(shè)置的部分中，具有梁部41a和梁部41b。支承部40從振動部30起在第I方向(X軸方向)上延伸設(shè)置有梁部41a，在與延伸設(shè)置有梁部41a的方向交叉的第2方向(Y軸方向)上延伸設(shè)置有梁部41b，梁部41b與柱部42連接。換言之,梁部41為L字形狀。[0092]另外，在以下的說明中，將梁部41a和梁部41b連接的部分稱作連接點43。
[0093]對于本實施方式的MEMS振子100的支承部40，其梁部41的形狀具有“L形狀”，因此在基板10 (圖5中省略圖示)與振動部30之間產(chǎn)生了形變的情況下，梁部41能夠以連接點43為支點進行變形(移位)。
[0094]例如，在振動部30與設(shè)置有固定部50 (圖5中省略圖示)的基板10的間隔擴大、或縮小的方向即Z軸方向上產(chǎn)生了形變的情況下，梁部41a和梁部41b能夠以連接點43為支點在圖5所示的梁部41的剪切方向α 1、α 2上移位。
[0095]更詳細地說，在振動部30與基板10的間隔擴大的方向上產(chǎn)生了形變的情況下，梁部41a能夠以連接點43為支點在α I方向上移位。此外，梁部41b能夠在作為其延伸方向(Y軸方向)的中心的中心線105的旋轉(zhuǎn)軸方向ω21上扭轉(zhuǎn)移位。
[0096]此外，例如，在振動部30與基板10的間隔縮小的方向上產(chǎn)生了形變的情況下，梁部41a能夠以連接點43為支點在α 2方向上移位，梁部41b在中心線105的旋轉(zhuǎn)軸方向ω--上扭轉(zhuǎn)移位。
[0097]另一方面，在振動部30和基板10在水平方向(X軸方向、Y軸方向)上產(chǎn)生了形變的情況下，梁部41a能夠?qū)?yīng)于該形變以連接點43為支點在剪切方向α?、α2、β?、β2上移位。此外，從振動節(jié)31延伸的梁部41a能夠在其旋轉(zhuǎn)軸方向ω 1、ω 2方向上移位。此外，梁部41b能夠以連接點43為支點在剪切方向α 1、α 2、β 1、β 2上移位。此外，梁部41b能夠在其中心線105的旋轉(zhuǎn)軸方向ω 11、ω21的方向上移位。
[0098]由此，即使在振動部30與基板10之間產(chǎn)生了形變的情況下也通過由梁部41變形來吸收形變，從而能夠抑制振動部30和支承部40的損壞。
[0099](制造方法)
[0100]接著，說明MEMS振子100的制造方法。
[0101]圖6至圖9是按照工序順序示出MEMS振子100的制造方法的工序圖。
[0102]MEMS振子100的制造方法可包括:形成振動部30和支承部40的工序、形成固定部50和下部電極20的工序、以及在形成支承部40后去除中間層的工序。
[0103]另外，在圖6~圖9中，(al)~(gl)示出了圖1所示的線段A_A’處的截面，此外，(a2)~(g2)示出了圖1所示的線段C-C’處的截面。此外,在圖6~圖9中,例如在標(biāo)記為圖6 (a)的情況下，假設(shè)包含圖6 (al)、圖6 (a2)而進行說明。此外，在圖6至圖9中，簡化固定部50和導(dǎo)電膜51的圖不而一并圖不為固定部50。
[0104]圖6 (a)示出了在基板10上設(shè)置有下部電極20和固定部50 (導(dǎo)電膜51)的狀態(tài)。
[0105]關(guān)于下部電極20與固定部50的形成方法，準(zhǔn)備基板10，在作為主面的表面上設(shè)置絕緣膜11。作為絕緣膜11的形成方法，例如可采用CVD(Chemical Vapor Deposition:化學(xué)氣相沉積)法形成一般的LOCOS (Local Oxidation of Silicon:娃的選擇氧化)膜。
[0106]接著，與絕緣膜11對應(yīng)地層疊基底膜12。作為基底膜12的形成方法，例如可采用CVD法形成氮化硅(SiN)膜。此外，采用了氮化硅膜的基底膜12對于包含氟酸的清洗液(蝕刻劑)具有耐受性，可以作為所謂的蝕刻阻擋層發(fā)揮作用。
[0107]接著，在基底膜12上形成下部電極20和固定部50。作為下部電極20和固定部50的形成方法，例如可采用光刻法來設(shè)置導(dǎo)電性膜。另外，導(dǎo)電性膜的形成材料沒有特別限定，可采用包含鋁(Al)、銅(Cu)、金(Au)等的導(dǎo)電性材料。
[0108]圖6 (b)示出了如下狀態(tài):設(shè)置有犧牲層13作為用于在下部電極20與振動部30之間設(shè)置間隙35 (參照圖3、圖4)的中間層。
[0109]在基底膜12、下部電極20、以及固定部50上層疊地形成犧牲層13。犧牲層13是為了在后述的振動部30以及支承部40的一部分與基底膜12、下部電極20、固定部50之間設(shè)置間隙35而臨時設(shè)置的。作為犧牲層13的形成方法，例如可采用CVD法來設(shè)置氧化硅(SiO2)膜。
[0110]此外，在犧牲層13上形成在后述的工序中層疊在犧牲層13上而成為振動部30和支承部40的硅層(膜)14。因此，優(yōu)選進行犧牲層13的表面的平坦化。犧牲層13的平坦化例如可通過CMP (Chemical Mechanical Polishing:化學(xué)機械拋光)法來進行。
[0111]圖7 (C)示出了去除(蝕刻)了支承部40與固定部50連接的部分的犧牲層13的狀態(tài)。詳細地說，圖7 (Cl)示出了去除作為與支承部40的柱部42連接的固定部50的部分的犧牲層13而露出固定部50的狀態(tài)。此外，圖7 (c2)示出了去除了作為梁部41的部分后的犧牲層13的狀態(tài)。可通過光刻法來進行這些犧牲層13的部分的去除。
[0112]圖7 (d)示出了已形成作為振動部30和支承部40的硅層14的狀態(tài)。與犧牲層13對應(yīng)地、或者與犧牲層13以及固定部50對應(yīng)地形成硅層14。作為硅層14的形成方法，例如可米用CVD法來設(shè)置多晶娃層。
[0113]圖8 (e)示出了對硅層14實施了平坦化的狀態(tài)。如上所述，硅層14形成為包含去除了犧牲層13后的部分，因此在去除了該犧牲層13后的部分處產(chǎn)生凹陷(凹部)。當(dāng)產(chǎn)生凹陷時，由硅層14形成的振動部30與支承部40的厚度可能不均勻。因此，優(yōu)選進行硅層14的平坦化。硅層14的平坦化可以與上述犧牲層13的平坦化同樣地利用CMP法來進行。另外，硅層14即使不進行平坦化也發(fā)揮作為MEMS振子100的作用，但為了使振動動作穩(wěn)定，優(yōu)選進行平坦化。
[0114]圖8 (f)示出了為了形成振動部30和支承部40的形狀而在硅層14上利用抗蝕膜17進行構(gòu)圖后的狀態(tài)。
[0115]在硅層14上，在振動部30以及支承部40所需的部分處形成抗蝕膜17。由此，可通過去除沒有形成抗蝕膜17的部分的硅層14，來形成振動部30和支承部40。
[0116]例如，可通過光刻法來進行硅層14的去除。
[0117]圖9 (g)示出了去除犧牲層13而使得振動部30與支承部40的形狀顯現(xiàn)出來的狀態(tài)。
[0118]例如，可采用能選擇性地蝕刻犧牲層13的清洗液(蝕刻劑)，通過濕蝕刻法進行犧牲層13的去除。此外，作為清洗液，可采用包含氟酸的清洗液。通過使用這樣的蝕刻液，能夠選擇性地去除(蝕刻)由氧化硅膜形成的犧牲層13，可通過由氮化硅膜形成的基底膜12，保護由LOCOS膜形成的絕緣膜11。
[0119]在犧牲層13的去除完成后，完成了 MEMS振子100的制造工序。
[0120]根據(jù)上述實施方式，能夠得到以下效果。
[0121]根據(jù)這樣的MEMS振子100，具有在形成振動部30和支承部40時形成延伸設(shè)置的方向不同的多個梁部41的工序，從而在支承部40中設(shè)置延伸設(shè)置的方向不同的多個梁部
41。此外，通過在從振動部30向設(shè)置于基板10的固定部50延伸的支承部40中設(shè)置有多個梁部41，在振動部30與基板10之間產(chǎn)生了形變的情況下，梁部41對應(yīng)于延伸設(shè)置梁部41的方向而在多個方向上變形從而吸收形變。因此，能夠抑制MEMS振子100的損壞。
[0122]另外，本發(fā)明不限于上述實施方式，能夠?qū)ι鲜鰧嵤┓绞绞┘痈鞣N變更和改良等。以下敘述變形例。此處，對與上述實施方式相同的結(jié)構(gòu)部位標(biāo)注相同標(biāo)號并省略重復(fù)說明。
[0123](變形例I)
[0124]圖10 Ca)是對變形例I的MEMS振子101的支承部140進行放大后的立體圖。
[0125]MEMS振子101是與MEMS振子100同樣地具備雙端自由梁型的可動電極的MEMS振子，其構(gòu)成為包含基板10、下部電極20、振動部30、固定部50、支承部140等。另外，在圖10
(a)中，省略了它們中的一部分的圖示。
[0126]支承部140與上述MEMS振子100的支承部40的不同點是梁部141的形狀。梁部141在從振動部30向固定部50延伸設(shè)置的部分中，具有梁部141a、梁部141b和梁部141c。
[0127]支承部140從振動部30起在第I方向(X軸方向)上延伸設(shè)置有作為第I梁部的梁部141a，在與延伸設(shè)置有梁部141a的方向交叉的第2方向(Y軸方向)上延伸設(shè)置有作為第2梁部的梁部141b，在與延伸設(shè)置有梁部141b的方向交叉的第3方向(X軸方向)上延伸設(shè)置有作為第3梁部的梁部141c，梁部141c與柱部(圖10 (a)中未圖示)連接。換言之，梁部141為曲柄形狀。
[0128]另外，在以下的說明中，將在第2方向上延伸設(shè)置的梁部141b的延伸方向(Y軸方向)的中心、和作為與該延伸方向垂直的方向的梁部141b寬度方向(X軸方向)的各個中心稱作中心點143。
[0129]對于變形例I的MEMS振子101的支承部140，其梁部141具有多個彎曲(曲柄形狀)，因此在基板10 (圖10 (a)中省略圖示)與振動部30之間產(chǎn)生了形變的情況下，梁部141能夠以中心點143為支點進行變形(移位)。
[0130]例如，在振動部30與基板10的間隔擴大、或縮小的方向即Z軸方向上產(chǎn)生了形變的情況下，梁部141a和梁部141c能夠以中心點143為支點在圖10 (a)所示的梁部141的剪切方向α 111、α 112上移位。此外，梁部141b能夠在作為其延伸方向(Y軸方向)的中心的中心線110的旋轉(zhuǎn)軸方向ω 111、ω 112上扭轉(zhuǎn)移位。
[0131]更詳細地說，例如在振動部30與基板10的間隔擴大的方向上產(chǎn)生了形變的情況下，梁部141c以中心點143為支點在α 111方向上移位，梁部141a以中心點143為支點在α 112方向上移位。此外，梁部141b能夠在中心線110的旋轉(zhuǎn)軸方向ω 111上扭轉(zhuǎn)移位。
[0132]此外，例如在振動部30與基板10的間隔縮小的方向上產(chǎn)生了形變的情況下，梁部141c能夠以中心點143為支點在α 112方向上移位，梁部141a能夠以中心點143為支點在α 111方向上移位。此外，梁部141b能夠在中心線110的旋轉(zhuǎn)軸方向ω 112上扭轉(zhuǎn)移位。
[0133]另一方面,在振動部30和基板10在水平方向(X軸方向、Y軸方向)上產(chǎn)生了形變的情況下，梁部141a和梁部141c能夠?qū)?yīng)于該形變以中心點143為支點在剪切方向α 111、α 112、β 111、β 112上移位。此外，梁部141b能夠?qū)?yīng)于該形變以中心線110為中心在旋轉(zhuǎn)軸方向ω 111、ω 112上扭轉(zhuǎn)移位。此外，梁部141a和梁部141c能夠在假想線120的旋轉(zhuǎn)軸方向ω 121、ω 122上扭轉(zhuǎn)變形，所述假想線120朝在中心點143處與中心線110垂直的兩個方向延伸。
[0134]由此，即使在振動部30與基板10之間產(chǎn)生了形變的情況下也通過由梁部141變形來吸收形變，從而能夠抑制MEMS振子101 (振動部30和支承部140)由于形變引起的應(yīng)力集中于支承部140而損壞的情況。
[0135]其他方面與上述MEMS振子100相同，所以省略說明。
[0136](變形例2)
[0137]圖10 (b)是對變形例2的MEMS振子102的支承部240進行放大后的立體圖。
[0138]MEMS振子102是與MEMS振子100同樣地具備雙端自由梁型的可動電極的MEMS振子，其構(gòu)成為包含基板10、下部電極20、振動部30、固定部50、支承部240等。另外，在圖10
(b)中，省略了它們中的一部分的圖示。
[0139]支承部240與上述MEMS振子100的支承部40的不同點是梁部241的形狀。
[0140]梁部241在從振動部30向固定部50延伸設(shè)置的部分中，具有梁部241a、梁部241b、梁部241c、梁部241d和梁部241e。
[0141]支承部240從振動部30起在第I方向(X軸方向)上延伸地設(shè)置有作為第I梁部的梁部241a，在與延伸設(shè)置有梁部241a的方向交叉的第2方向(Y軸方向)上延伸設(shè)置有作為第2梁部的梁部241b。
[0142]此外，在與延伸設(shè)置有梁部241b的方向交叉的第3方向(X軸方向)上延伸設(shè)置有作為第3梁部的梁部241c，在與延伸設(shè)置有梁部241c的方向交叉的第4方向(Y軸方向)上延伸設(shè)置有作為第4梁部的梁部241d。
[0143]此外,在與延伸設(shè)置有梁部241d的方向交叉的第5方向(X軸方向)上延伸地設(shè)置有作為第5梁部的梁部241e，梁部241e與柱部42 (圖10 (b)中未圖示)連接。換言之，梁部241是上述梁部141的曲柄形狀連接而成的形狀。
[0144]另外，在以下的說明中，將在第3方向上延伸設(shè)置的梁部241c的延伸方向(X軸方向)的中心、和作為與該延伸方向垂直的方向的梁部241c寬度方向(Y軸方向)的各個中心稱作中心點243。
[0145]對于變形例2的MEMS振子102的支承部240，其梁部241具有多個彎曲(曲柄形狀)，因此在基板10 (圖10 (b)中省略圖示)與振動部30之間產(chǎn)生了形變的情況下，梁部241能夠以中心點243為支點進行變形(移位)。
[0146]例如，在振動部30與基板10的間隔擴大、或縮小的方向即Z軸方向上產(chǎn)生了形變的情況下，梁部241a、梁部241c和梁部241e能夠以中心點243為支點在圖10 (b)所示的梁部241的剪切方向α 211、α 212上移位。
[0147]此外，梁部241b能夠在作為其延伸方向(Y軸方向)的中心的中心線210的旋轉(zhuǎn)軸方向ω 211、ω 212上扭轉(zhuǎn)移位。此外，梁部241d能夠在作為其延伸方向(Y軸方向)的中心的中心線220的旋轉(zhuǎn)軸方向ω 221、ω 222上扭轉(zhuǎn)移位。
[0148]例如在振動部30與基板10的間隔擴大的方向上產(chǎn)生了形變的情況下，梁部241a能夠以中心點243為支點在α 212方向上移位，梁部241c能夠以中心點243為支點在α 211方向上移位，梁部241e能夠以中心點243為支點在α 211方向上移位。此外，梁部241b能夠在中心線210的旋轉(zhuǎn)軸方向ω212上扭轉(zhuǎn)移位。此外，梁部241d能夠在中心線220的旋轉(zhuǎn)軸方向ω222上扭轉(zhuǎn)移位。
[0149]此外，例如在振動部30與基板10的間隔縮小的方向上產(chǎn)生了形變的情況下，梁部241a能夠以中心點243為支點在α 211方向上移位，梁部241c能夠以中心點243為支點在α 221方向上移位，梁部241e能夠以中心點243為支點在α 221方向上移位。此外，梁部241b能夠在中心線210的旋轉(zhuǎn)軸方向ω 211上扭轉(zhuǎn)移位。此外，梁部241d能夠在中心線220的旋轉(zhuǎn)軸方向ω221上扭轉(zhuǎn)移位。
[0150]另一方面，在振動部30和基板10在水平方向(X軸方向、Y軸方向)上產(chǎn)生了形變的情況下，梁部241a、梁部241c和梁部241e能夠?qū)?yīng)于該形變以中心點243為支點在剪切方向 α 211、α 212、β 211、β 212 上移位。
[0151]此外，梁部241b能夠?qū)?yīng)于該形變在中心線210的旋轉(zhuǎn)軸方向ω 211、ω 212上扭轉(zhuǎn)移位。此外，梁部241d能夠?qū)?yīng)于該形變在中心線220的旋轉(zhuǎn)軸方向ω 221、ω 222上扭轉(zhuǎn)移位。此外，從振動節(jié)31起延伸的梁部241a和設(shè)置在振動節(jié)31的假想線上的梁部241e能夠分別在其旋轉(zhuǎn)軸方向《201、ω202方向上扭轉(zhuǎn)變形。
[0152]由此，即使在振動部30與基板10之間產(chǎn)生了形變的情況下也通過由梁部241變形來吸收形變，從而能夠抑制MEMS振子102 (振動部30和支承部240)由于形變引起的應(yīng)力集中于支承部240而損壞的情況。
[0153]其他方面與上述MEMS振子100相同，所以省略說明。
[0154](變形例3)
[0155]圖11 (c)是對變形例3的MEMS振子103的支承部340進行放大后的立體圖。
[0156]MEMS振子103是與MEMS振子100同樣地具備雙端自由梁型的可動電極的MEMS振子，其構(gòu)成為包含基板10、下部電極20、振動部30、固定部50、支承部340等。另外，在圖11
(c)中，省略了它們中的一部分的圖示。
[0157]支承部340與上述MEMS振子100的支承部40的不同點是梁部341的形狀。
[0158]梁部341在從振動部30向固定部50延伸設(shè)置的部分中，具有梁部341a、梁部341b、梁部341c、梁部341d、梁部341e和梁部341f。
[0159]支承部340從振動部30起在第I方向(X軸方向)上延伸設(shè)置有梁部341a，在與延伸設(shè)置有梁部341a的方向交叉的第2方向(Y軸方向)上延伸設(shè)置有梁部341b。
[0160]此外，在與延伸設(shè)置有梁部341b的方向交叉的第3方向(X軸方向)上延伸設(shè)置有梁部341c，在與延伸設(shè)置有梁部341c的方向交叉的第4方向(Y軸方向)上延伸設(shè)置有梁部 341d。
[0161 ] 此外，在與延伸設(shè)置有梁部341d的方向交叉的第5方向(X軸方向)上延伸設(shè)置有梁部341e，在與延伸設(shè)置有梁部341e的方向交叉的第6方向(Y軸方向)上延伸設(shè)置有梁部341f，梁部341f與柱部342連接。換言之，梁部341是以固定部50 (柱部342)為中心使該梁部341彎曲環(huán)繞而得到的形狀。
[0162]變形例3的MEMS振子103的支承部340具有使其梁部341彎曲環(huán)繞而得到的形狀，因此在基板10 (圖11 (C)中省略圖示)與振動部30之間產(chǎn)生了形變的情況下，梁部341能夠進行變形(移位)。
[0163]例如，在振動部30與基板10的間隔擴大、或縮小的方向即Z軸方向上產(chǎn)生了形變的情況下，梁部341a、梁部341c和梁部341e能夠在圖11 (c)所示的梁部341的剪切方向α 311、α 312 上移位。
[0164]此外，梁部341b能夠在作為其延伸方向(Y軸方向)的中心的中心線310的旋轉(zhuǎn)軸方向ω 311、ω 312上扭轉(zhuǎn)移位。此外，梁部341d能夠在作為其延伸方向(Y軸方向)的中心的中心線320的旋轉(zhuǎn)軸方向ω 321、ω 322上扭轉(zhuǎn)移位。此外，梁部341f能夠在作為其延伸方向(Y軸方向)的中心的中心線330的旋轉(zhuǎn)軸方向ω331、ω 332上扭轉(zhuǎn)移位。
[0165]另一方面，在振動部30和基板10在水平方向(X軸方向、Y軸方向)上產(chǎn)生了形變的情況下，梁部341a?梁部341f能夠?qū)?yīng)于該形變以柱部342為支點在剪切方向α 311和α 312上移位。此外，梁部341a?梁部341f能夠在從剪切方向β 311經(jīng)過β 312環(huán)繞至β311的各個方向上移位。
[0166]由此，即使在振動部30與基板10之間產(chǎn)生了形變的情況下也通過由梁部341變形來吸收形變，從而能夠抑制MEMS振子103 (振動部30和支承部340)由于形變引起的應(yīng)力集中于支承部340而損壞的情況。
[0167]其他方面與上述MEMS振子100相同，所以省略說明。
[0168](變形例4)
[0169]圖11 (d)是對變形例4的MEMS振子104的支承部440進行放大后的立體圖。
[0170]MEMS振子104是與MEMS振子100同樣地具備雙端自由梁型的可動電極的MEMS振子，其構(gòu)成為包含基板IO、下部電極20、振動部30、固定部50、支承部440等。另外，在圖11Cd)中，省略了它們中的一部分的圖示。
[0171]支承部440與上述MEMS振子100的支承部40的不同點是梁部441的形狀。支承部440在從振動部30向固定部50延伸設(shè)置的部分中，具有梁部441和柱部442。支承部440以從振動部30起延伸設(shè)置的梁部441環(huán)繞固定部50的方式進行設(shè)置。換言之，以固定部50 (柱部442)為中心將梁部441設(shè)置成螺旋形狀。
[0172]變形例4的MEMS振子104的支承部440具有使梁部441以固定部50為中心進行環(huán)繞的形狀，因此在基板10 (圖11 (d)中省略圖示)與振動部30之間產(chǎn)生了形變的情況下，梁部441能夠進行變形(移位)。
[0173]例如，在振動部30與基板10的間隔擴大、或縮小的方向即Z軸方向上產(chǎn)生了形變的情況下，梁部441能夠在圖11 (d)所示的從梁部441的剪切方向α 411經(jīng)過α 412環(huán)繞至α411的各個方向上移位。
[0174]另一方面，在振動部30和基板10在水平方向(X軸方向、Y軸方向)上產(chǎn)生了形變的情況下，梁部441能夠?qū)?yīng)于該形變，在從剪切方向β 411經(jīng)過β 412環(huán)繞至β 411的各個方向上移位。
[0175]由此，即使在振動部30與基板10之間產(chǎn)生了形變的情況下也通過由梁部441變形來吸收形變，從而能夠抑制MEMS振子104 (振動部30和支承部440)由于形變引起的應(yīng)力集中于支承部440而損壞的情況。
[0176]其他方面與上述MEMS振子100相同，所以省略說明。
[0177]另外，在上述實施方式和變形例中示出的在第I方向至第5方向上延伸的梁部41的延伸方向不受限定，例如可以使梁部41在與第I方向成30°的角度交叉的第2方向上延伸。即，相鄰的梁部41可以在不同的方向上延伸設(shè)置。
[0178][電子設(shè)備]
[0179]接著，使用圖12至圖15來說明應(yīng)用了本發(fā)明的實施方式的作為電子部件的MEMS振子100的電子設(shè)備。
[0180]圖12是不出作為具有本發(fā)明一個實施方式的MEMS振子100的電子設(shè)備的移動型(或筆記本型)的個人計算機的結(jié)構(gòu)概略的立體圖。在該圖中，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。在這種個人計算機1100中內(nèi)置有作為濾波器、諧振器、基準(zhǔn)時鐘等發(fā)揮作用的作為電子部件的MEMS振子100。
[0181]圖13是示出作為具有本發(fā)明一個實施方式的MEMS振子100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(定時器件)的MEMS振子100。
[0182]圖14是示出作為具有本發(fā)明實施方式的MEMS振子100的電子設(shè)備的數(shù)字靜態(tài)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。數(shù)字靜態(tài)照相機1300通過CCD (Charge Coupled Device:電荷稱合器件)等攝像元件對被攝體的光像進行光電變換來生成攝像信號(圖像信號)。
[0183]在數(shù)字靜態(tài)照相機1300中的外殼(機身)1302的背面設(shè)置有顯示部1308，構(gòu)成為根據(jù)CCD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)揮作用。并且，在外殼1302的正面?zhèn)?圖中背面?zhèn)?設(shè)置有包含光學(xué)鏡頭(攝像光學(xué)系統(tǒng))和CXD等的受光單元1304。
[0184]攝影者確認(rèn)在顯示部1308中顯示的被攝體像，并按下快門按鈕1306時，將該時刻的CCD的攝像信號傳輸?shù)酱鎯ζ?310內(nèi)進行存儲。并且，在該數(shù)字靜態(tài)照相機1300中，在外殼1302的側(cè)面設(shè)置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，視頻信號輸出端子1312與液晶監(jiān)視器1430連接，數(shù)據(jù)通信用的輸入輸出端子1314與個人計算機1440連接。而且，構(gòu)成為通過規(guī)定的操作，將存儲在存儲器1310中的攝像信號輸出到液晶監(jiān)視器1430或個人計算機1440。在這種數(shù)字靜態(tài)照相機1300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的MEMS振子100。
[0185]如上所述，通過在電子設(shè)備中應(yīng)用本發(fā)明實施方式的MEMS振子100，能夠提供更高性能且動作穩(wěn)定的電子設(shè)備。
[0186]另外，除了圖12所示的個人計算機(移動型個人計算機)、圖13所示的便攜電話機、圖14所示的數(shù)字靜態(tài)照相機以外，本發(fā)明實施方式的作為電子部件的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)、膝上型個人計算機、電視機、攝像機、車載導(dǎo)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、工作站、視頻電話、防盜用電視監(jiān)視器、電子雙筒望遠鏡、POS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。
[0187][移動體]
[0188]接著，使用圖15說明應(yīng)用了本發(fā)明實施方式的作為電子部件的MEMS振子100的移動體。
[0189]圖15是概略地示出作為移動體的一例的汽車的立體圖。在汽車1500中具有本發(fā)明的MEMS振子100。例如，如該圖所示，在作為移動體的汽車1500中內(nèi)置有MEMS振子100作為檢測該汽車1500的加速度的傳感器，在車體1507上安裝有控制引擎輸出的電子控制單元(ECU Electronic Control Unit (電子控制裝置))1508。此外，MEMS振子100還可以廣泛應(yīng)用于除此之外的車體姿勢控制單元、防抱死制動系統(tǒng)(ABS)、氣囊、輪胎壓力監(jiān)控系統(tǒng)(TPMS:Tire Pressure Monitoring System)。
[0190]如上所述，通過在移動體中應(yīng)用本發(fā)明的實施方式的MEMS振子100，能夠提供能夠以更高性能實現(xiàn)穩(wěn)定行駛的移動體。
【權(quán)利要求】
1.一種振子,其特征在于,該振子具有: 振動部； 支承部，其從所述振動部延伸設(shè)置；以及 固定部，其設(shè)置于所述支承部， 所述支承部具有從所述振動部起在第I方向上延伸的第I梁部、和在與所述第I方向交叉的第2方向上延伸的第2梁部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振子，其特征在于， 所述支承部具有在與所述第2方向交叉的第3方向上延伸的第3梁部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的振子，其特征在于， 所述支承部具有在與所述第3方向交叉的第4方向上延伸的第4梁部、和在與所述第4方向交叉的第5方向上延伸的第5梁部。
4.一種振子,其特征在于,該振子具有: 振動部； 支承部，其從所述振動部延伸設(shè)置；以及 固定部，其設(shè)置于所述支承部， 所述支承部環(huán)繞所述固定部進行設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振子，其特征在于， 從所述振動部延伸設(shè)置有多個所述支承部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振子，其特征在于， 在與延伸設(shè)置所述支承部的方向交叉的方向上，在以通過所述振子的中心的假想線上的點為中心的點對稱的位置處設(shè)置有所述支承部。
7.一種振子的制造方法，該振子具有: 振動部； 支承部，其從所述振動部延伸設(shè)置；以及 固定部，其設(shè)置于所述支承部， 所述支承部具有從所述振動部起在第I方向上延伸的第I梁部、和在與所述第I方向交叉的第2方向上延伸的第2梁部，該振子的制造方法的特征在于，包括以下工序: 形成所述振動部和所述支承部；以及 形成所述固定部和下部電極， 形成所述振動部和所述支承部的工序包含形成延伸設(shè)置的方向不同的至少兩個梁部的步驟。
8.—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所述的振子。
9.一種移動體，其特征在于，該移動體安裝有權(quán)利要求1所述的振子。
【文檔編號】H03H9/24GK103856175SQ201310624965
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月29日
【發(fā)明者】稻葉正吾, 藤井正寬 申請人:精工愛普生株式會社