振子、振子的制造方法、电子设备以及移动体的制作方法
【专利摘要】振子、振子的制造方法、电子设备以及移动体。提供允许在振动部与基板之间产生的形变，抑制了形变引起的损坏的振子。振子的特征在于，具有：振动部；支承部，其从振动部延伸设置；以及固定部，其设置于支承部，支承部具有从振动部起在第1方向上延伸的第1梁部、和在与第1方向交叉的第2方向上延伸的第2梁部。
【专利说明】振子、振子的制造方法、电子设备以及移动体
【技术领域】
[0001]本发明涉及振子、振子的制造方法、电子设备以及移动体。
【背景技术】
[0002]一般公知有利用半导体细微加工技术形成的被称为MEMS (Micro ElectroMechanical System:微机电系统)器件的电子机械系统构造体(例如，振子、滤波器、传感器、电机等)，该电子机械系统构造体具有机械可动的构造体。其中，MEMS振子与使用了石英或电介质的振子/谐振器相比，容易组装振子的驱动电路或对振动的变化进行放大的电路而进行制造，从而对细微化、高功能化是有利的，因此其用途较广。
[0003]作为现有的MEMS振子的代表例，公知有在与设置有振子的基板面平行的方向上振动的梳型振子和在基板的厚度方向上振动的梁型振子。梁型振子是由基板上设置的下部电极(固定电极)和隔着间隙设置在该下部电极的上方的可动电极(振动部)等构成的振子。作为梁型振子，根据可动电极的支承方式，公知有单端支承梁型(clamped-free beam)、双端支承梁型(clamped-clamped beam)、双端自由梁型(free-free beam)等。
[0004]关于双端自由梁型的MEMS振子，因为进行振动的可动电极的振动节的部分由支承部进行支承，所以向基板的振动泄漏较少，振动效率较高。在专利文献I中公开了通过将该支承部的长度设为适于振动频率的长度来改善振动特性的构造的双端自由梁型的MEMS振子。
[0005]专利文献1:美国专利第US6930569B2号说明书
[0006]但是，专利文献I所记载的MEMS振子的支承振动部的梁(支承部)在与振动部交叉的方向上直线地延伸设置并固定于基板等，因此在基板与振动部之间产生形变时，支承部等可能产生应力集中从而损坏MEMS振子。
【发明内容】
[0007]本发明正是为了解决上述课题中的至少一部分而完成的，可作为以下应用例或方式来实现。
[0008][应用例I]
[0009]本应用例的振子的特征在于，具有:振动部；支承部，其从振动部延伸设置；以及固定部，其设置于支承部，支承部具有从振动部起在第I方向上延伸的第I梁部、和在与第I方向交叉的第2方向上延伸的第2梁部。
[0010]根据这样的振子，支承部具有第I梁部和第2梁部。振子分别在不同的方向上延伸设置有第I梁部和第2梁部，因此在基部与振动部之间产生了形变的情况下，能够至少在不同的两个方向上吸收该形变引起的变形。
[0011]因此，振子通过梁部变形吸收在基部与振动部之间产生的形变，从而能够抑制振子由于形变引起的应力集中于支承部而损坏的情况。
[0012][应用例2][0013]在上述应用例的振子中，优选的是，支承部具有在与第2方向交叉的第3方向上延伸的第3梁部。
[0014]根据这样的振子，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，还具有在第3方向上延伸的梁部。振子在与第I梁部和第2梁部不同的方向上延伸设置有第3梁部，因此在基部与振动部之间产生了形变的情况下，能够至少在不同的3个方向上吸收该形变引起的变形。
[0015]因此，振子通过支承部变形吸收在基部与振动部之间产生的形变，从而能够抑制振子由于形变引起的应力集中于支承部而损坏的情况。
[0016][应用例3]
[0017]在上述应用例的振子中，优选的是，支承部具有在与第3方向交叉的第4方向上延伸的第4梁部、和在与第4方向交叉的第5方向上延伸的第5梁部。
[0018]根据这样的振子，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，还具有在第4方向和第5方向上延伸的第4梁部和第5梁部。
[0019]振子在与第I梁部至第3梁部不同的方向上延伸设置有第4梁部和第5梁部，因此在基部与振动部之间产生了形变的情况下，能够至少在不同的5个方向上吸收该形变引起的变形。
[0020]因此，振子通过支承部变形吸收在基部与振动部之间产生的形变，从而能够抑制振子由于形变引起的应力集中于支承部而损坏的情况。
[0021][应用例4]
[0022]本应用例的振子的特征在于，具有:振动部；支承部，其从振动部起延伸设置；以及固定部，其设置于支承部，支承部环绕固定部进行设置。
[0023]根据这样的振子，从振动部起延伸设置的支承部以如下方式设置:在从振动部起延伸设置的方向上具有固定部，并环绕固定部。
[0024]振子以环绕固定部的方式设置有支承部，因此在基部与振动部之间产生了形变的情况下，能够在以固定部为中心的各个方向上吸收该形变引起的变形。
[0025][应用例5]
[0026]在上述应用例的振子中，优选的是，从振动部起延伸设置有多个支承部。
[0027]根据这样的振子，设置有多个从振动部起延伸设置的支承部。振子能够通过设置多个支承部，稳定地支承振动部。
[0028][应用例6]
[0029]在上述应用例的振子中，优选的是，在与延伸设置支承部的方向交叉的方向上，在以通过振子的中心的假想线上的点为中心的点对称的位置处设置有支承部。
[0030]根据这样的振子，从以与延伸设置有支承部的方向交叉的方向的假想线上的点为中心的点对称的位置处的振动部起延伸设置有支承部。振子在振动部的两个方向上设置有支承部，因此能够稳定地支承振动部。
[0031][应用例7]
[0032]本应用例的振子的制造方法的特征在于，包含以下工序:形成振动部和支承部；以及形成固定部和下部电极，形成所述振动部和所述支承部的工序包含形成延伸设置的方向不同的至少两个梁部的步骤。[0033]根据这样的制造方法，在形成振动部和支承部时，包含形成延伸设置的方向不同的至少两个梁部的工序。由此,能够在形成振动部和支承部的工序中,在从振动部向固定部延伸设置的支承部中形成延伸设置的方向不同的梁部。因此，在振动部与设置有固定部的基部之间产生了形变的情况下，通过多个梁部变形吸收在基部与振动部之间产生的形变，从而能够抑制振子由于形变引起的应力集中于支承部而损坏的情况。
[0034][应用例8]
[0035]本应用例的电子设备的特征在于，该电子设备安装有上述应用例的振子。
[0036]根据这样的电子设备，能够通过安装抑制了应力引起的损坏的振子，得到可靠性闻的电子设备。
[0037][应用例9]
[0038]本应用例的移动体的特征在于，该移动体安装有上述应用例的振子。
[0039]根据这样的移动体，能够通过安装抑制了应力引起的损坏的振子，得到可靠性高的移动体。
【专利附图】
【附图说明】
[0040]图1是示出实施方式的振子的概略结构的立体图。
[0041]图2是示出实施方式的振子的概略结构的俯视图。
[0042]图3是示出实施方式的振子的概略结构的剖视图。
[0043]图4是示出实施方式的振子的概略结构和动作状态的剖视图。
[0044]图5是示意性放大示出实施方式的振子的支承部的一部分的放大图。
[0045]图6是示出实施方式的振子的制造工序的剖视图。
[0046]图7是示出实施方式的振子的制造工序的剖视图。
[0047]图8是示出实施方式的振子的制造工序的剖视图。
[0048]图9是示出实施方式的振子的制造工序的剖视图。
[0049]图10是示意性放大示出变形例的支承部的一部分的放大图。
[0050]图11是示意性放大示出变形例的支承部的一部分的放大图。
[0051]图12是示出实施例的电子设备的立体图。
[0052]图13是示出实施例的电子设备的立体图。
[0053]图14是示出实施例的电子设备的立体图。
[0054]图15是示出实施例的移动体的立体图。
[0055]标号说明
[0056]10:基板；11:绝缘膜；12:基底膜；13:牺牲层；14:硅层；17:抗蚀膜；20:下部电极；30:振动部；31:节；35:间隙；40:支承部；41:梁部；42:柱部；50:固定部；51:导电膜；100:MEMS振子；1100:个人计算机；1200:便携电话机；1300:数字静态照相机；1500:汽车。
【具体实施方式】
[0057]以下，使用附图来说明本发明的实施方式。另外，在以下所示的各个图中，为了将各结构要素设为附图上能够识别的程度的大小，有时适当地使各结构要素的尺寸、比率不同于实际的结构要素而进行记载。
[0058][实施方式]
[0059]使用图1至图9说明实施方式的振子。
[0060]图1是示意性示出作为本实施方式的振子的MEMS振子的立体图。图2是示意性示出MEMS振子的俯视图。图3和图4是示意性示出图1所示的MEMS振子的截面的剖视图。图5是示意性放大示出图1所示的MEMS振子的支承部的一部分的放大图。图6至图9是说明作为本实施方式的振子的MEMS振子的制造方法的工序图。
[0061]作为本实施方式的振子的MEMS振子100在基板10上具有振动部30、从振动部30延伸设置的支承部40、以及固定支承部40的固定部50。另外，为了使振动部30振动，在作为对振动部30进行固定的基部的基板10上具有下部电极20。此外，支承部40构成为包含梁部41和柱部42。
[0062]关于MEMS振子100，从振动部30延伸设置的支承部40经由固定部50将振动部30固定在基板10上。此外，支承部40从振动部30起延伸设置有梁部41，并在梁部41的与振动部30相反侧的一端设置有柱部42，柱部42与固定部50连接。
[0063]另外，振动部30以从图1中图示的Z轴方向俯视时与设置在基板10上的下部电极20重叠的方式，隔着间隔35而设置。通过将振动部30设置为隔着间隙35与下部电极20重叠，使得振动部30能够进行振动。另外,后面对振动部30的动作进行叙述。
[0064]基板10是安装振动部30等的基部(基材)。基板10优选采用容易通过半导体加工技术加工的娃基板。此外，基板10不限于娃基板,例如还可以米用玻璃基板。
[0065]在基板10上，如图3所示，设置有绝缘膜11和层叠在绝缘膜11上的基底膜12。另外，在基底膜12上设置有下部电极20和固定部50。
[0066]在从图1至图3所示的Z轴方向观察的基板10的大致整个表面上设置有绝缘膜Ilo作为绝缘膜11，例如可采用LOCOS (Local Oxidation of Silicon:娃的局部氧化)膜。
[0067]基底膜12对应(层叠)于上述绝缘膜11而进行设置。作为基底膜12，例如可采用氮化硅(SiN)膜。
[0068]在上述基底膜12上设置有下部电极20。下部电极20例如是构图为矩形的电极，作为其材料，可采用金(Au)、铝(Al)等的导电性部件。
[0069]固定部50与上述的下部电极20同样地设置在基底膜12上。更详细地说，在设置于基底膜12上的导电膜51上层叠地设置有固定部50。固定部50例如是构图为矩形的电极。作为固定部50和导电膜51的材料,可米用金(Au)、招(Al)等导电性部件。
[0070]在从图1至图3所示的Z轴方向观察的基板10上设置有振动部30和支承部40。
[0071]振动部30隔着间隙35与上述下部电极20相对地设置。
[0072]支承部40从上述振动部30向固定部50延伸地设置。
[0073]支承部40从振动部30朝固定部50延伸地设置有梁部41，在梁部41的端部设置有柱部42，柱部42与固定部50连接。
[0074]更详细地说，梁部41具有在第I方向上延伸的作为第I梁部的梁部41a、和在与第I方向交叉的第2方向上延伸的作为第2梁部的梁部41b。
[0075]梁部41从振动部30起延伸地设置有梁部41a作为支承部40的一部分，梁部41b与从振动部30延伸的梁部41a的另一端连接且延伸地设置，柱部42与从梁部41a延伸的梁部41b的另一端连接。
[0076]由此，振动部30通过支承部40与固定部50连接，由此被固定在基板10上。此外，MEMS振子100在振动部30与下部电极20之间设置有间隙35，所以振动部30能够进行振动。
[0077]振动部30例如构图为矩形并具有导电性，作为后述的可动电极发挥作用。振动部30 的材料采用了多晶娃(Polycrystalline Silicon)。
[0078]图4是图1所不的线段B-B'处的MEMS振子100的剖视图，不出了振动部30的振
动动作。
[0079]关于振动部30，由于伴随于施加在下部电极20与作为可动电极的振动部30之间的交流电压而产生的电荷的静电力，使振动部30反复接近和远离下部电极20，由此进行弯曲振动运动。此外，在各个电极之间，输出伴随于振动的信号。
[0080]振动部30 (可动电极)进行如下这样的挠曲振动动作:下部电极20与振动部30重叠的中央部分、以及振动部30的两端部成为振动的波腹，并且，在振动的波腹之间具有振动节31。换言之，振动部30的振动成为以节31为支点的弯曲运动动作。
[0081]此外，在振动节31上产生该节31的旋转轴方向的力、ω、ω ’。此外，振动部30随着振动运动而产生Z轴方向的力、α、α ’。
[0082]振动部30的振动节31的部分与支承部40连接。换言之，从振动部30的振动节31起延伸地设置有梁部41。
[0083]具体地说，关于振动部30，图1中标注符号31而用单点划线表示的振动节31的两端部由支承部40支承。
[0084]图1所示的本实施方式的MEMS振子100的支承部40从振动部30起延伸地设置有多个。优选的是，针对每个振动节31，从振动部30朝相反方向延伸设置支承部40，利用2对(2组)支承部40支承振动部30。
[0085]另外，不限于这种方式，也可以从振动部30的振动节31朝一个方向设置支承部
40。此外，可针对每个振动节31，从振动部31朝交错的方向设置支承部40。
[0086]此外，可以从如下位置的振动部30起延伸设置支承部40，上述位置是以通过振动部30延伸的方向的中心的假想线上(例如图1所示的线段)的点(未图示)为中心的点对称的位置。
[0087]此外，可以针对任意一个振动节31设置支承部40。即，可以用一个支承部40支承振动部30。
[0088]在图1至图4中，在下部电极20以及振动部30 (可动电极)上设置有输出伴随于振动的信号的布线，但省略了说明及其各图中的图示。
[0089]这里，使用图5对支承部40进行详细说明。
[0090]图5是示意性放大示出构成支承部40的梁部41的部分的立体图。另外，图5所示的支承部40示出了在从振动部30延伸设置的方向立体观察到的梁部41。
[0091]支承部40在从振动部30向固定部50延伸设置的部分中，具有梁部41a和梁部41b。支承部40从振动部30起在第I方向(X轴方向)上延伸设置有梁部41a，在与延伸设置有梁部41a的方向交叉的第2方向(Y轴方向)上延伸设置有梁部41b，梁部41b与柱部42连接。换言之,梁部41为L字形状。[0092]另外，在以下的说明中，将梁部41a和梁部41b连接的部分称作连接点43。
[0093]对于本实施方式的MEMS振子100的支承部40，其梁部41的形状具有“L形状”，因此在基板10 (图5中省略图示)与振动部30之间产生了形变的情况下，梁部41能够以连接点43为支点进行变形(移位)。
[0094]例如，在振动部30与设置有固定部50 (图5中省略图示)的基板10的间隔扩大、或缩小的方向即Z轴方向上产生了形变的情况下，梁部41a和梁部41b能够以连接点43为支点在图5所示的梁部41的剪切方向α 1、α 2上移位。
[0095]更详细地说，在振动部30与基板10的间隔扩大的方向上产生了形变的情况下，梁部41a能够以连接点43为支点在α I方向上移位。此外，梁部41b能够在作为其延伸方向(Y轴方向)的中心的中心线105的旋转轴方向ω21上扭转移位。
[0096]此外，例如，在振动部30与基板10的间隔缩小的方向上产生了形变的情况下，梁部41a能够以连接点43为支点在α 2方向上移位，梁部41b在中心线105的旋转轴方向ω--上扭转移位。
[0097]另一方面，在振动部30和基板10在水平方向(X轴方向、Y轴方向)上产生了形变的情况下，梁部41a能够对应于该形变以连接点43为支点在剪切方向α?、α2、β?、β2上移位。此外，从振动节31延伸的梁部41a能够在其旋转轴方向ω 1、ω 2方向上移位。此外，梁部41b能够以连接点43为支点在剪切方向α 1、α 2、β 1、β 2上移位。此外，梁部41b能够在其中心线105的旋转轴方向ω 11、ω21的方向上移位。
[0098]由此，即使在振动部30与基板10之间产生了形变的情况下也通过由梁部41变形来吸收形变，从而能够抑制振动部30和支承部40的损坏。
[0099](制造方法)
[0100]接着，说明MEMS振子100的制造方法。
[0101]图6至图9是按照工序顺序示出MEMS振子100的制造方法的工序图。
[0102]MEMS振子100的制造方法可包括:形成振动部30和支承部40的工序、形成固定部50和下部电极20的工序、以及在形成支承部40后去除中间层的工序。
[0103]另外，在图6~图9中，(al)~(gl)示出了图1所示的线段A_A’处的截面，此外，(a2)~(g2)示出了图1所示的线段C-C’处的截面。此外,在图6~图9中,例如在标记为图6 (a)的情况下，假设包含图6 (al)、图6 (a2)而进行说明。此外，在图6至图9中，简化固定部50和导电膜51的图不而一并图不为固定部50。
[0104]图6 (a)示出了在基板10上设置有下部电极20和固定部50 (导电膜51)的状态。
[0105]关于下部电极20与固定部50的形成方法，准备基板10，在作为主面的表面上设置绝缘膜11。作为绝缘膜11的形成方法，例如可采用CVD(Chemical Vapor Deposition:化学气相沉积)法形成一般的LOCOS (Local Oxidation of Silicon:娃的选择氧化)膜。
[0106]接着，与绝缘膜11对应地层叠基底膜12。作为基底膜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对于包含氟酸的清洗液(蚀刻剂)具有耐受性，可以作为所谓的蚀刻阻挡层发挥作用。
[0107]接着，在基底膜12上形成下部电极20和固定部50。作为下部电极20和固定部50的形成方法，例如可采用光刻法来设置导电性膜。另外，导电性膜的形成材料没有特别限定，可采用包含铝(Al)、铜(Cu)、金(Au)等的导电性材料。
[0108]图6 (b)示出了如下状态:设置有牺牲层13作为用于在下部电极20与振动部30之间设置间隙35 (参照图3、图4)的中间层。
[0109]在基底膜12、下部电极20、以及固定部50上层叠地形成牺牲层13。牺牲层13是为了在后述的振动部30以及支承部40的一部分与基底膜12、下部电极20、固定部50之间设置间隙35而临时设置的。作为牺牲层13的形成方法，例如可采用CVD法来设置氧化硅(SiO2)膜。
[0110]此外，在牺牲层13上形成在后述的工序中层叠在牺牲层13上而成为振动部30和支承部40的硅层(膜)14。因此，优选进行牺牲层13的表面的平坦化。牺牲层13的平坦化例如可通过CMP (Chemical Mechanical Polishing:化学机械抛光)法来进行。
[0111]图7 (C)示出了去除(蚀刻)了支承部40与固定部50连接的部分的牺牲层13的状态。详细地说，图7 (Cl)示出了去除作为与支承部40的柱部42连接的固定部50的部分的牺牲层13而露出固定部50的状态。此外，图7 (c2)示出了去除了作为梁部41的部分后的牺牲层13的状态。可通过光刻法来进行这些牺牲层13的部分的去除。
[0112]图7 (d)示出了已形成作为振动部30和支承部40的硅层14的状态。与牺牲层13对应地、或者与牺牲层13以及固定部50对应地形成硅层14。作为硅层14的形成方法，例如可米用CVD法来设置多晶娃层。
[0113]图8 (e)示出了对硅层14实施了平坦化的状态。如上所述，硅层14形成为包含去除了牺牲层13后的部分，因此在去除了该牺牲层13后的部分处产生凹陷(凹部)。当产生凹陷时，由硅层14形成的振动部30与支承部40的厚度可能不均匀。因此，优选进行硅层14的平坦化。硅层14的平坦化可以与上述牺牲层13的平坦化同样地利用CMP法来进行。另外，硅层14即使不进行平坦化也发挥作为MEMS振子100的作用，但为了使振动动作稳定，优选进行平坦化。
[0114]图8 (f)示出了为了形成振动部30和支承部40的形状而在硅层14上利用抗蚀膜17进行构图后的状态。
[0115]在硅层14上，在振动部30以及支承部40所需的部分处形成抗蚀膜17。由此，可通过去除没有形成抗蚀膜17的部分的硅层14，来形成振动部30和支承部40。
[0116]例如，可通过光刻法来进行硅层14的去除。
[0117]图9 (g)示出了去除牺牲层13而使得振动部30与支承部40的形状显现出来的状态。
[0118]例如，可采用能选择性地蚀刻牺牲层13的清洗液(蚀刻剂)，通过湿蚀刻法进行牺牲层13的去除。此外，作为清洗液，可采用包含氟酸的清洗液。通过使用这样的蚀刻液，能够选择性地去除(蚀刻)由氧化硅膜形成的牺牲层13，可通过由氮化硅膜形成的基底膜12，保护由LOCOS膜形成的绝缘膜11。
[0119]在牺牲层13的去除完成后，完成了 MEMS振子100的制造工序。
[0120]根据上述实施方式，能够得到以下效果。
[0121]根据这样的MEMS振子100，具有在形成振动部30和支承部40时形成延伸设置的方向不同的多个梁部41的工序，从而在支承部40中设置延伸设置的方向不同的多个梁部
41。此外，通过在从振动部30向设置于基板10的固定部50延伸的支承部40中设置有多个梁部41，在振动部30与基板10之间产生了形变的情况下，梁部41对应于延伸设置梁部41的方向而在多个方向上变形从而吸收形变。因此，能够抑制MEMS振子100的损坏。
[0122]另外，本发明不限于上述实施方式，能够对上述实施方式施加各种变更和改良等。以下叙述变形例。此处，对与上述实施方式相同的结构部位标注相同标号并省略重复说明。
[0123](变形例I)
[0124]图10 Ca)是对变形例I的MEMS振子101的支承部140进行放大后的立体图。
[0125]MEMS振子101是与MEMS振子100同样地具备双端自由梁型的可动电极的MEMS振子，其构成为包含基板10、下部电极20、振动部30、固定部50、支承部140等。另外，在图10
(a)中，省略了它们中的一部分的图示。
[0126]支承部140与上述MEMS振子100的支承部40的不同点是梁部141的形状。梁部141在从振动部30向固定部50延伸设置的部分中，具有梁部141a、梁部141b和梁部141c。
[0127]支承部140从振动部30起在第I方向(X轴方向)上延伸设置有作为第I梁部的梁部141a，在与延伸设置有梁部141a的方向交叉的第2方向(Y轴方向)上延伸设置有作为第2梁部的梁部141b，在与延伸设置有梁部141b的方向交叉的第3方向(X轴方向)上延伸设置有作为第3梁部的梁部141c，梁部141c与柱部(图10 (a)中未图示)连接。换言之，梁部141为曲柄形状。
[0128]另外，在以下的说明中，将在第2方向上延伸设置的梁部141b的延伸方向(Y轴方向)的中心、和作为与该延伸方向垂直的方向的梁部141b宽度方向(X轴方向)的各个中心称作中心点143。
[0129]对于变形例I的MEMS振子101的支承部140，其梁部141具有多个弯曲(曲柄形状)，因此在基板10 (图10 (a)中省略图示)与振动部30之间产生了形变的情况下，梁部141能够以中心点143为支点进行变形(移位)。
[0130]例如，在振动部30与基板10的间隔扩大、或缩小的方向即Z轴方向上产生了形变的情况下，梁部141a和梁部141c能够以中心点143为支点在图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能够在作为其延伸方向(Y轴方向)的中心的中心线110的旋转轴方向ω 111、ω 112上扭转移位。
[0131]更详细地说，例如在振动部30与基板10的间隔扩大的方向上产生了形变的情况下，梁部141c以中心点143为支点在α 111方向上移位，梁部141a以中心点143为支点在α 112方向上移位。此外，梁部141b能够在中心线110的旋转轴方向ω 111上扭转移位。
[0132]此外，例如在振动部30与基板10的间隔缩小的方向上产生了形变的情况下，梁部141c能够以中心点143为支点在α 112方向上移位，梁部141a能够以中心点143为支点在α 111方向上移位。此外，梁部141b能够在中心线110的旋转轴方向ω 112上扭转移位。
[0133]另一方面,在振动部30和基板10在水平方向(X轴方向、Y轴方向)上产生了形变的情况下，梁部141a和梁部141c能够对应于该形变以中心点143为支点在剪切方向α 111、α 112、β 111、β 112上移位。此外，梁部141b能够对应于该形变以中心线110为中心在旋转轴方向ω 111、ω 112上扭转移位。此外，梁部141a和梁部141c能够在假想线120的旋转轴方向ω 121、ω 122上扭转变形，所述假想线120朝在中心点143处与中心线110垂直的两个方向延伸。
[0134]由此，即使在振动部30与基板10之间产生了形变的情况下也通过由梁部141变形来吸收形变，从而能够抑制MEMS振子101 (振动部30和支承部140)由于形变引起的应力集中于支承部140而损坏的情况。
[0135]其他方面与上述MEMS振子100相同，所以省略说明。
[0136](变形例2)
[0137]图10 (b)是对变形例2的MEMS振子102的支承部240进行放大后的立体图。
[0138]MEMS振子102是与MEMS振子100同样地具备双端自由梁型的可动电极的MEMS振子，其构成为包含基板10、下部电极20、振动部30、固定部50、支承部240等。另外，在图10
(b)中，省略了它们中的一部分的图示。
[0139]支承部240与上述MEMS振子100的支承部40的不同点是梁部241的形状。
[0140]梁部241在从振动部30向固定部50延伸设置的部分中，具有梁部241a、梁部241b、梁部241c、梁部241d和梁部241e。
[0141]支承部240从振动部30起在第I方向(X轴方向)上延伸地设置有作为第I梁部的梁部241a，在与延伸设置有梁部241a的方向交叉的第2方向(Y轴方向)上延伸设置有作为第2梁部的梁部241b。
[0142]此外，在与延伸设置有梁部241b的方向交叉的第3方向(X轴方向)上延伸设置有作为第3梁部的梁部241c，在与延伸设置有梁部241c的方向交叉的第4方向(Y轴方向)上延伸设置有作为第4梁部的梁部241d。
[0143]此外,在与延伸设置有梁部241d的方向交叉的第5方向(X轴方向)上延伸地设置有作为第5梁部的梁部241e，梁部241e与柱部42 (图10 (b)中未图示)连接。换言之，梁部241是上述梁部141的曲柄形状连接而成的形状。
[0144]另外，在以下的说明中，将在第3方向上延伸设置的梁部241c的延伸方向(X轴方向)的中心、和作为与该延伸方向垂直的方向的梁部241c宽度方向(Y轴方向)的各个中心称作中心点243。
[0145]对于变形例2的MEMS振子102的支承部240，其梁部241具有多个弯曲(曲柄形状)，因此在基板10 (图10 (b)中省略图示)与振动部30之间产生了形变的情况下，梁部241能够以中心点243为支点进行变形(移位)。
[0146]例如，在振动部30与基板10的间隔扩大、或缩小的方向即Z轴方向上产生了形变的情况下，梁部241a、梁部241c和梁部241e能够以中心点243为支点在图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能够在作为其延伸方向(Y轴方向)的中心的中心线210的旋转轴方向ω 211、ω 212上扭转移位。此外，梁部241d能够在作为其延伸方向(Y轴方向)的中心的中心线220的旋转轴方向ω 221、ω 222上扭转移位。
[0148]例如在振动部30与基板10的间隔扩大的方向上产生了形变的情况下，梁部241a能够以中心点243为支点在α 212方向上移位，梁部241c能够以中心点243为支点在α 211方向上移位，梁部241e能够以中心点243为支点在α 211方向上移位。此外，梁部241b能够在中心线210的旋转轴方向ω212上扭转移位。此外，梁部241d能够在中心线220的旋转轴方向ω222上扭转移位。
[0149]此外，例如在振动部30与基板10的间隔缩小的方向上产生了形变的情况下，梁部241a能够以中心点243为支点在α 211方向上移位，梁部241c能够以中心点243为支点在α 221方向上移位，梁部241e能够以中心点243为支点在α 221方向上移位。此外，梁部241b能够在中心线210的旋转轴方向ω 211上扭转移位。此外，梁部241d能够在中心线220的旋转轴方向ω221上扭转移位。
[0150]另一方面，在振动部30和基板10在水平方向(X轴方向、Y轴方向)上产生了形变的情况下，梁部241a、梁部241c和梁部241e能够对应于该形变以中心点243为支点在剪切方向 α 211、α 212、β 211、β 212 上移位。
[0151]此外，梁部241b能够对应于该形变在中心线210的旋转轴方向ω 211、ω 212上扭转移位。此外，梁部241d能够对应于该形变在中心线220的旋转轴方向ω 221、ω 222上扭转移位。此外，从振动节31起延伸的梁部241a和设置在振动节31的假想线上的梁部241e能够分别在其旋转轴方向《201、ω202方向上扭转变形。
[0152]由此，即使在振动部30与基板10之间产生了形变的情况下也通过由梁部241变形来吸收形变，从而能够抑制MEMS振子102 (振动部30和支承部240)由于形变引起的应力集中于支承部240而损坏的情况。
[0153]其他方面与上述MEMS振子100相同，所以省略说明。
[0154](变形例3)
[0155]图11 (c)是对变形例3的MEMS振子103的支承部340进行放大后的立体图。
[0156]MEMS振子103是与MEMS振子100同样地具备双端自由梁型的可动电极的MEMS振子，其构成为包含基板10、下部电极20、振动部30、固定部50、支承部340等。另外，在图11
(c)中，省略了它们中的一部分的图示。
[0157]支承部340与上述MEMS振子100的支承部40的不同点是梁部341的形状。
[0158]梁部341在从振动部30向固定部50延伸设置的部分中，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从振动部30起在第I方向(X轴方向)上延伸设置有梁部341a，在与延伸设置有梁部341a的方向交叉的第2方向(Y轴方向)上延伸设置有梁部341b。
[0160]此外，在与延伸设置有梁部341b的方向交叉的第3方向(X轴方向)上延伸设置有梁部341c，在与延伸设置有梁部341c的方向交叉的第4方向(Y轴方向)上延伸设置有梁部 341d。
[0161 ] 此外，在与延伸设置有梁部341d的方向交叉的第5方向(X轴方向)上延伸设置有梁部341e，在与延伸设置有梁部341e的方向交叉的第6方向(Y轴方向)上延伸设置有梁部341f，梁部341f与柱部342连接。换言之，梁部341是以固定部50 (柱部342)为中心使该梁部341弯曲环绕而得到的形状。
[0162]变形例3的MEMS振子103的支承部340具有使其梁部341弯曲环绕而得到的形状，因此在基板10 (图11 (C)中省略图示)与振动部30之间产生了形变的情况下，梁部341能够进行变形(移位)。
[0163]例如，在振动部30与基板10的间隔扩大、或缩小的方向即Z轴方向上产生了形变的情况下，梁部341a、梁部341c和梁部341e能够在图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能够在作为其延伸方向(Y轴方向)的中心的中心线310的旋转轴方向ω 311、ω 312上扭转移位。此外，梁部341d能够在作为其延伸方向(Y轴方向)的中心的中心线320的旋转轴方向ω 321、ω 322上扭转移位。此外，梁部341f能够在作为其延伸方向(Y轴方向)的中心的中心线330的旋转轴方向ω331、ω 332上扭转移位。
[0165]另一方面，在振动部30和基板10在水平方向(X轴方向、Y轴方向)上产生了形变的情况下，梁部341a?梁部341f能够对应于该形变以柱部342为支点在剪切方向α 311和α 312上移位。此外，梁部341a?梁部341f能够在从剪切方向β 311经过β 312环绕至β311的各个方向上移位。
[0166]由此，即使在振动部30与基板10之间产生了形变的情况下也通过由梁部341变形来吸收形变，从而能够抑制MEMS振子103 (振动部30和支承部340)由于形变引起的应力集中于支承部340而损坏的情况。
[0167]其他方面与上述MEMS振子100相同，所以省略说明。
[0168](变形例4)
[0169]图11 (d)是对变形例4的MEMS振子104的支承部440进行放大后的立体图。
[0170]MEMS振子104是与MEMS振子100同样地具备双端自由梁型的可动电极的MEMS振子，其构成为包含基板IO、下部电极20、振动部30、固定部50、支承部440等。另外，在图11Cd)中，省略了它们中的一部分的图示。
[0171]支承部440与上述MEMS振子100的支承部40的不同点是梁部441的形状。支承部440在从振动部30向固定部50延伸设置的部分中，具有梁部441和柱部442。支承部440以从振动部30起延伸设置的梁部441环绕固定部50的方式进行设置。换言之，以固定部50 (柱部442)为中心将梁部441设置成螺旋形状。
[0172]变形例4的MEMS振子104的支承部440具有使梁部441以固定部50为中心进行环绕的形状，因此在基板10 (图11 (d)中省略图示)与振动部30之间产生了形变的情况下，梁部441能够进行变形(移位)。
[0173]例如，在振动部30与基板10的间隔扩大、或缩小的方向即Z轴方向上产生了形变的情况下，梁部441能够在图11 (d)所示的从梁部441的剪切方向α 411经过α 412环绕至α411的各个方向上移位。
[0174]另一方面，在振动部30和基板10在水平方向(X轴方向、Y轴方向)上产生了形变的情况下，梁部441能够对应于该形变，在从剪切方向β 411经过β 412环绕至β 411的各个方向上移位。
[0175]由此，即使在振动部30与基板10之间产生了形变的情况下也通过由梁部441变形来吸收形变，从而能够抑制MEMS振子104 (振动部30和支承部440)由于形变引起的应力集中于支承部440而损坏的情况。
[0176]其他方面与上述MEMS振子100相同，所以省略说明。
[0177]另外，在上述实施方式和变形例中示出的在第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在与第I方向成30°的角度交叉的第2方向上延伸。即，相邻的梁部41可以在不同的方向上延伸设置。
[0178][电子设备]
[0179]接着，使用图12至图15来说明应用了本发明的实施方式的作为电子部件的MEMS振子100的电子设备。
[0180]图12是不出作为具有本发明一个实施方式的MEMS振子100的电子设备的移动型(或笔记本型)的个人计算机的结构概略的立体图。在该图中，个人计算机1100由具有键盘1102的主体部1104以及具有显示部1008的显示单元1106构成,显示单元1106通过铰链构造部以能够转动的方式支承在主体部1104上。在这种个人计算机1100中内置有作为滤波器、谐振器、基准时钟等发挥作用的作为电子部件的MEMS振子100。
[0181]图13是示出作为具有本发明一个实施方式的MEMS振子100的电子设备的便携电话机(也包括PHS)的结构概略的立体图。在该图中，便携电话机1200具有多个操作按钮1202、接听口 1204以及通话口 1206，在操作按钮1202与接听口 1204之间配置有显示部1208。在这种便携电话机1200中内置有作为滤波器、谐振器、角速度传感器等发挥作用的作为电子部件(定时器件)的MEMS振子100。
[0182]图14是示出作为具有本发明实施方式的MEMS振子100的电子设备的数字静态照相机的结构概略的立体图。另外，在该图中，还简单地示出与外部设备之间的连接。数字静态照相机1300通过CCD (Charge Coupled Device:电荷稱合器件)等摄像元件对被摄体的光像进行光电变换来生成摄像信号(图像信号)。
[0183]在数字静态照相机1300中的外壳(机身)1302的背面设置有显示部1308，构成为根据CCD的摄像信号进行显示，显示部1308作为将被摄体显示为电子图像的取景器发挥作用。并且，在外壳1302的正面侧(图中背面侧)设置有包含光学镜头(摄像光学系统)和CXD等的受光单元1304。
[0184]摄影者确认在显示部1308中显示的被摄体像，并按下快门按钮1306时，将该时刻的CCD的摄像信号传输到存储器1310内进行存储。并且，在该数字静态照相机1300中，在外壳1302的侧面设置有视频信号输出端子1312和数据通信用的输入输出端子1314。而且，如图所示，根据需要，视频信号输出端子1312与液晶监视器1430连接，数据通信用的输入输出端子1314与个人计算机1440连接。而且，构成为通过规定的操作，将存储在存储器1310中的摄像信号输出到液晶监视器1430或个人计算机1440。在这种数字静态照相机1300中内置有作为滤波器、谐振器、角速度传感器等发挥作用的作为电子部件的MEMS振子100。
[0185]如上所述，通过在电子设备中应用本发明实施方式的MEMS振子100，能够提供更高性能且动作稳定的电子设备。
[0186]另外，除了图12所示的个人计算机(移动型个人计算机)、图13所示的便携电话机、图14所示的数字静态照相机以外，本发明实施方式的作为电子部件的MEMS振子100例如还可以应用于喷墨式排出装置(例如喷墨打印机)、膝上型个人计算机、电视机、摄像机、车载导航装置、寻呼机、电子记事本(也包含通信功能)、电子辞典、计算器、电子游戏设备、工作站、视频电话、防盗用电视监视器、电子双筒望远镜、POS终端、医疗设备(例如电子体温计、血压计、血糖计、心电图计测装置、超声波诊断装置、电子内窥镜)、鱼群探测器、各种测定设备、计量仪器类(例如车辆、飞机、船舶的计量仪器类)、飞行模拟器等电子设备。
[0187][移动体]
[0188]接着，使用图15说明应用了本发明实施方式的作为电子部件的MEMS振子100的移动体。
[0189]图15是概略地示出作为移动体的一例的汽车的立体图。在汽车1500中具有本发明的MEMS振子100。例如，如该图所示，在作为移动体的汽车1500中内置有MEMS振子100作为检测该汽车1500的加速度的传感器，在车体1507上安装有控制引擎输出的电子控制单元(ECU Electronic Control Unit (电子控制装置))1508。此外，MEMS振子100还可以广泛应用于除此之外的车体姿势控制单元、防抱死制动系统(ABS)、气囊、轮胎压力监控系统(TPMS:Tire Pressure Monitoring System)。
[0190]如上所述，通过在移动体中应用本发明的实施方式的MEMS振子100，能够提供能够以更高性能实现稳定行驶的移动体。
【权利要求】
1.一种振子,其特征在于,该振子具有: 振动部； 支承部，其从所述振动部延伸设置；以及 固定部，其设置于所述支承部， 所述支承部具有从所述振动部起在第I方向上延伸的第I梁部、和在与所述第I方向交叉的第2方向上延伸的第2梁部。
2.根据权利要求1所述的振子，其特征在于， 所述支承部具有在与所述第2方向交叉的第3方向上延伸的第3梁部。
3.根据权利要求2所述的振子，其特征在于， 所述支承部具有在与所述第3方向交叉的第4方向上延伸的第4梁部、和在与所述第4方向交叉的第5方向上延伸的第5梁部。
4.一种振子,其特征在于,该振子具有: 振动部； 支承部，其从所述振动部延伸设置；以及 固定部，其设置于所述支承部， 所述支承部环绕所述固定部进行设置。
5.根据权利要求1所述的振子，其特征在于， 从所述振动部延伸设置有多个所述支承部。
6.根据权利要求1所述的振子，其特征在于， 在与延伸设置所述支承部的方向交叉的方向上，在以通过所述振子的中心的假想线上的点为中心的点对称的位置处设置有所述支承部。
7.一种振子的制造方法，该振子具有: 振动部； 支承部，其从所述振动部延伸设置；以及 固定部，其设置于所述支承部， 所述支承部具有从所述振动部起在第I方向上延伸的第I梁部、和在与所述第I方向交叉的第2方向上延伸的第2梁部，该振子的制造方法的特征在于，包括以下工序: 形成所述振动部和所述支承部；以及 形成所述固定部和下部电极， 形成所述振动部和所述支承部的工序包含形成延伸设置的方向不同的至少两个梁部的步骤。
8.—种电子设备，其特征在于，该电子设备安装有权利要求1所述的振子。
9.一种移动体，其特征在于，该移动体安装有权利要求1所述的振子。
【文档编号】H03H9/24GK103856175SQ201310624965
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年11月27日 优先权日:2012年11月29日
【发明者】稻叶正吾, 藤井正宽 申请人:精工爱普生株式会社