谐振器以及谐振装置的制作方法

本发明涉及谐振器以及谐振装置。

背景技术：

作为用于在电子设备中实现计时功能的器件，使用压电振子等谐振器。伴随着电子设备的小型化，谐振器也被要求小型化，使用mems(microelectromechanicalsystems：微机电系统)技术制造的谐振器(以下，也称为“mems振子”。)被关注。

在mems振子中，有时由于制造偏差而在谐振频率中产生偏差。因此，在mems振子的制造中或制造后，通过追加蚀刻等来调整频率。

例如，在专利文献1中公开了如下的结构：在具有多个振动臂的振子中，分别减少设置在振动臂的前端侧的粗调用的质量部和设置在振动臂的基端侧的微调用的质量部，由此来调整谐振频率。

专利文献1：日本特开2012-065293号公报

专利文献1所记载的质量部具有绝缘体层和形成在该绝缘体层上的导电层。在mems振子中，在形成这样的质量部并使用离子束等来调整谐振频率的情况下，有时会导致绝缘体层带电。在mems振子上的绝缘体层带电的状态下，若mems振子振动，则由于绝缘体层中的电荷而导致产生库仑力，导致谐振频率变动。

技术实现要素：

本发明是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于抑制在谐振器上的绝缘体层或者绝缘体层上的导电层中带电的电荷给谐振频率带来的影响。

本发明的一个方式的谐振装置具备谐振器、上盖和下盖，谐振器具有：振动部，具备基部和多个振动臂，多个振动臂具有与基部连接的固定端和与基部分离地设置的开放端，多个振动臂从固定端延伸到开放端，基部和多个振动臂具有压电膜、下部电极、上部电极以及绝缘膜，下部电极和上部电极被设置成将该压电膜夹于之间而对置，绝缘膜被设置成覆盖上部电极；保持部，向多个振动臂的开放端侧延伸地设置；以及保持臂，将振动部和保持部连接，上盖与谐振器的上部电极对置地设置，下盖与谐振器的下部电极对置地设置，下盖具有在多个振动臂中的相邻的2个振动臂之间突起的突起部，突起部具有绝缘膜，振动臂具有锤部，锤部设置在开放端侧，锤部的宽度比振动臂中的其他部位的宽度宽，锤部具有形成在绝缘膜上的导电膜，在俯视下盖中的与下部电极对置的面时，在多个振动臂延伸的方向上，与相邻的2个振动臂中的任意一个振动臂的锤部与保持部之间的第一距离相比，该任意一个振动臂的锤部与突起部之间的第二距离较大。

根据本发明，能够抑制在谐振器上的绝缘体层或者绝缘体层上的导电层中带电的电荷给谐振频率带来的影响。

附图说明

图1是示意性地表示本发明的第一实施方式的谐振装置的外观的立体图。

图2是示意性地表示本发明的第一实施方式的谐振装置的构造的分解立体图。

图3是取下上盖后的本发明的第一实施方式的谐振器的俯视图。

图4是沿着图2的aa′线的剖视图。

图5是沿着图3的bb′线的剖视图。

图6是沿着图3的cc′线的剖视图。

图7a是表示本发明的第一实施方式的谐振装置的工艺流程的一个例子的图。

图7b是表示本发明的第一实施方式的谐振装置的工艺流程的一个例子的图。

图7c是表示本发明的第一实施方式的谐振装置的工艺流程的一个例子的图。

图8是表示对本发明的第一实施方式的谐振装置的效果进行验证后的结果的图表。

图9是表示对本发明的第一实施方式的谐振装置的效果进行验证后的结果的图表。

图10是本发明的第二实施方式的谐振器的俯视图。

图11是本发明的第三实施方式的谐振器的剖视图。

图12是本发明的第四实施方式的谐振器的俯视图。

具体实施方式

[第一实施方式]

以下，参照附图对本发明的第一实施方式进行说明。此外，在各图中，对谐振装置1的构造中的特征的至少一部分进行说明所必须的结构被提取并被记载，但并不妨碍谐振装置1具备未图示的结构。

图1是示意性地表示本发明的第一实施方式的谐振装置1的外观的立体图。另外，图2是示意性地表示本发明的第一实施方式的谐振装置1的构造的分解立体图。

该谐振装置1具备谐振器10、上盖30和下盖20，上盖30和下盖20被设置成夹着谐振器10而相互对置。即，依次层叠下盖20、谐振器10、上盖30来构成谐振装置1。

另外，通过谐振器10与下盖20的接合以及谐振器10与上盖30的接合，而将谐振器10密封，形成谐振器10的振动空间。谐振器10、下盖20和上盖30分别使用si(硅)基板来形成。谐振器10和下盖20的各自的si基板彼此相互接合，另外，谐振器10和上盖30的各自的si基板彼此相互接合。谐振器10和下盖20也可以使用soi基板来形成。此外，也可以下盖20与上盖30相互接合，谐振器10被密封于由下盖20和上盖30形成的振动空间。

谐振器10是使用mems技术制造的mems谐振器。此外，在本实施方式中，以使用si基板形成谐振器10为例来进行说明。另外，在以下的说明中，在下盖20中，将与谐振器10对置的面设为表面，将与该表面对置的面设为背面。进一步，在上盖30中，将与谐振器10对置的面设为背面，将与该背面对置的面设为表面。在谐振器10中，将与下盖20对置的面设为背面，将与上盖30对置的面设为表面。同样地，在谐振器10的构成要素中，将各自的与下盖20对置的面设为背面，将各自的与上盖30对置的面设为表面。将从下盖20朝向上盖30的方向设为上，将其相反方向设为下。

以下，详细地说明谐振装置1的各结构。

(1.上盖30)

上盖30沿着xy平面呈平板状扩展，在其背面例如形成有平坦的长方体形状的凹部31。凹部31被侧壁33包围，形成供谐振器10进行振动的空间亦即振动空间的一部分。

(2.下盖20)

下盖20具有：沿着xy平面设置的矩形平板状的底板22、从底板22的周边部沿z轴方向(即，下盖20与谐振器10的层叠方向)延伸的侧壁23。在下盖20，在与谐振器10对置的面设置有由底板22的表面和侧壁23的内表面形成的凹部21。凹部21形成谐振器10的振动空间的一部分。

通过上述的上盖30与下盖20，该振动空间被气密性地密封，维持真空状态。也可以在该振动空间中填充例如惰性气体等气体。

在下盖20的内表面、即底板22的表面形成有向振动空间内突出的突起部50。关于突起部50的详细的结构，后述说明。

(3.谐振器10)

图3是取下上盖30后的谐振装置1的俯视图。使用图3对本实施方式的谐振器10的各结构进行说明。谐振器10具备振动部120、保持部140、保持臂111、112、导通孔v1、v2、v3、v4。

(a)振动部120

振动部120具有沿着图3的正交坐标系中的xy平面扩展的梳齿形状的轮廓。振动部120设置在保持部140的内侧，在振动部120与保持部140之间以规定的间隔形成有空间。在图3的例子中，振动部120具有基部130、4个振动臂135a～135d(也统称为“多个振动臂135”。)。此外，振动臂的数量并不限定于4个，例如能够设定为2个以上的任意数量。在本实施方式中，多个振动臂135与基部130一体地形成。

在俯视时，基部130具有沿着x轴方向延伸的长边131a、131b、沿着y轴方向延伸的短边131c、131d。长边131a为基部130的前端的面131a(以下，也称为“前端131a”。)的一个边，长边131b为基部130的后端的面131b(以下，也称为“后端131b”。)的一个边。在基部130中，前端131a与后端131b被设置成相互对置。

基部130在前端131a与多个振动臂135连接，在后端131b与保持臂111、112连接。此外，关于基部130，在图3的例子中，在俯视时具有大致长方形的形状，但并不局限于此，只要相对于沿着长边131a的垂直二等分线而规定的虚拟平面p形成为大致面对称即可。基部130例如也可以是长边131b比长边131a短的梯形、或是以长边131a为直径的半圆的形状。另外，长边131a、131b和短边131c、131d并不限定于直线，也可以各自的至少一部分是曲线。

在基部130中，从前端131a朝向后端131b的方向上的、前端131a与后端131b之间的最长距离亦即基部长度(在图3中为短边131c、131d的长度)为40μm左右。另外，在与基部长度方向正交的宽度方向上，基部130的侧端彼此的最长距离亦即基部宽度(在图3中为长边131a、131b的长度)为285μm左右。

多个振动臂135在y轴方向上延伸，分别具有相同的尺寸。多个振动臂135分别在基部130与保持部140之间与y轴方向平行地设置，一端与基部130的前端131a连接而成为固定端，另一端成为开放端。另外，多个振动臂135分别在x轴方向上以规定的间隔排列设置。此外，多个振动臂135各自的例如x轴方向的宽度为50μm左右，y轴方向的长度为420μm左右。

多个振动臂135分别在开放端具有锤部g。锤部g与多个振动臂135的其他部位相比，x轴方向的宽度较宽。锤部g的例如x轴方向的宽度为70μm左右。锤部g与多个振动臂135的其他部位通过同一工艺而一体形成。通过形成锤部g，从而关于多个振动臂135的每单位长度的重量，开放端侧比固定端侧重。因此，通过多个振动臂135在开放端侧分别具有锤部g，从而能够使多个振动臂135各自中的上下方向的振动的振幅增大。

在本实施方式的振动部120中，在x轴方向上，在外侧配置有2个振动臂135a、135d，在内侧配置有2个振动臂135b、135c。x轴方向上的相邻的内侧的振动臂135b、135c彼此的间隔w1被设定得比x轴方向上的外侧的振动臂135a(135d)与和该外侧的振动臂135a(135d)相邻的内侧的振动臂135b(135c)之间的间隔w2大。间隔w1例如为35μm左右，间隔w2例如为25μm左右。间隔w2被设定得比间隔w1小，由此改善振动特性。另外，也可以将间隔w1设定得比间隔w2小，也可以为等间隔，以使能够使谐振装置1小型化。

在振动部120的表面侧，遍及其整个面地形成有保护膜235。并且，在多个振动臂135中的保护膜235的表面的一部分分别形成有导电膜236。能够通过保护膜235和导电膜236来调整振动部120的谐振频率。另外，保护膜235未必需要遍及振动部120整个面地设置，但从在频率调整时保护基底的电极膜(例如图4的金属层e2)和压电膜(例如图4的压电薄膜f3)免受损伤的观点来看，优选遍及振动部120整个面地进行设置。

导电膜236形成在保护膜235上，以使其表面在振动部120中的、相比于其他的区域而基于振动的平均移位较大的区域的至少一部分中露出。具体而言，导电膜236在多个振动臂135各自的前端、即锤部g，形成在保护膜235上。另一方面，保护膜235的表面在多个振动臂135中的锤部g以外的区域露出。在该实施例中，直到多个振动臂135各自的前端为止形成有导电膜236，在前端部，保护膜235完全不露出。但是，也可以使导电膜236不形成在多个振动臂135的至少一个的前端部，以使保护膜235的一部分在多个振动臂135的至少一个的前端部露出。此外，也可以在多个振动臂135各自的根部侧(与基部130连接的一侧)形成有第二导电膜，这样的第二导电膜例如形成在保护膜235上。在该情况下，能够抑制伴随着频率调整的频率的温度特性的变化。

(b)保持部140

保持部140沿着xy平面形成为矩形的框状。保持部140在俯视时设置成沿着xy平面包围振动部120的外侧。此外，保持部140设置于振动部120的周围的至少一部分即可，具体而言，从基部130观察时向多个振动臂135的开放端侧延伸地设置即可，并不限定于框状的形状。例如，保持部140以保持振动部120、并且能够与上盖30和下盖20接合的程度，设置在振动部120的周围即可。

在本实施方式中，保持部140由一体形成的棱柱形状的框体140a～140d构成。如图3所示，框体140a与多个振动臂135的开放端对置，设置成长边方向与x轴平行。框体140b与基部130的后端131b对置，设置成长边方向与x轴平行。框体140c与基部130的侧端(短边131c)和振动臂135a对置，设置成长边方向与y轴平行，在其两端分别与框体140a、140b的一端连接。框体140d与基部130的侧端(短边131d)和振动臂135d对置，设置成长边方向与y轴平行，在其两端分别与框体140a、140b的另一端连接。

在保持部140中，遍及其大致整个面地形成有保护膜235。并且，在保持部140的框体140a中的与多个振动臂135的开放端对置的区域中，在保护膜235上设置有导电膜236。具体而言，导电膜236在框体140a中，沿着保持部140的内缘，从与振动臂135a对置的区域遍及至与振动臂135d对置的区域而形成。导电膜236也可以设置成，在俯视时其内缘设置在与保持部140的内缘大致一致的位置，其外缘位于保持部140的内缘与外缘之间。另外，保持部140的导电膜236通过导线238引出而与后述的导通孔v5电连接。

(c)保持臂111、112

保持臂111和保持臂112设置在保持部140的内侧，将基部130的后端131b与框体140c、140d连接。如图3所示，保持臂111和保持臂112相对于沿着基部130的x轴方向的中心线而与yz平面平行地规定的虚拟平面p形成为大致面对称。

保持臂111具有臂111a、111b、111c、111d。保持臂111的一端与基部130的后端131b连接，从此处起朝向框体140b延伸。然后，保持臂111向朝向框体140c的方向(即，x轴方向)弯曲，进一步向朝向框体140a的方向(即，y轴方向)弯曲，再次向朝向框体140c的方向(即，x轴方向)弯曲，而另一端与框体140c连接。

臂111a在基部130与框体140b之间，与框体140c对置，并且设置成长边方向与y轴平行。臂111a的一端在后端131b与基部130连接，从此处起与后端131b大致垂直地、即沿y轴方向延伸。通过臂111a的x轴方向的中心的轴优选相比于振动臂135a的中心线设置在内侧，在图3的例子中，臂111a设置在振动臂135a与135b之间。另外，臂111a的另一端在其侧面与臂111b的一端连接。臂111a的在x轴方向上规定的宽度为20μm左右，在y轴方向上规定的长度为40μm。

臂111b在基部130与框体140b之间，与框体140b对置，设置成长边方向与x轴方向平行。臂111b的一端与位于臂111a的另一端且与框体140c对置的一侧的侧面连接，并从此处起与臂111a大致垂直地、即沿x轴方向延伸。另外，臂111b的另一端与位于臂111c的一端且与振动部120对置的一侧的侧面连接。臂111b的例如在y轴方向上规定的宽度为20μm左右，在x轴方向上规定的长度为75μm左右。

臂111c在基部130与框体140c之间，与框体140c对置，设置成长边方向与y轴方向平行。臂111c的一端在其侧面与臂111b的另一端连接，另一端与位于臂111d的一端且框体140c侧的侧面连接。臂111c的例如在x轴方向上规定的宽度为20μm左右，在y轴方向上规定的长度为140μm左右。

臂111d在基部130与框体140c之间，与框体140a对置，设置成长边方向与x轴方向平行。臂111d的一端与位于臂111c的另一端且与框体140c对置的一侧的侧面连接。另外，臂111d的另一端在与振动臂135a和基部130的连接部位附近对置的位置与框体140c连接，从此处起与框体140c大致垂直地、即沿x轴方向延伸。臂111d的例如在y轴方向上规定的宽度为20μm左右，在x轴方向上规定的长度为10μm左右。

这样，保持臂111成为如下的结构：在臂111a与基部130连接，在臂111a与臂111b的连接部位、臂111b与111c的连接部位、以及臂111c与111d的连接部位弯曲，之后连接至保持部140。

保持臂112具有臂112a、112b、112c、112d。保持臂112的一端与基部130的后端131b连接，从此处起朝向框体140b延伸。然后，保持臂112向朝向框体140d的方向(即，x轴方向)弯曲，进一步向朝向框体140a的方向(即，y轴方向)弯曲，再次向朝向框体140d的方向(即，x轴方向)弯曲，另一端与框体140d连接。

此外，臂112a、112b、112c、112d的结构分别为与臂111a、111b、111c、111d对称的结构，因此省略详细的说明。

(d)导通孔v1、v2、v3、v4、v5、v6、v7

导通孔v1、v2、v3、v4是在多个振动臂135的前端部附近形成的填充有金属(图7c的导电体237。)的孔，使分别形成于振动臂135a～135d的导电膜236与后述的金属层e1(参照图6)电连接。因此，能够消除在振动臂135a～135d各自的表面产生的电荷。特别是，在分别形成于振动臂135a～135d的导电膜236通过金属层e1而接地的情况下，能够消除在振动臂135a～135d各自的导电膜236表面产生的电荷。在图6中，虚线表示电连接，点划线特别地表示基于导通孔v1、v2、v3、v4的电连接。

详细情况后述说明，导通孔v1、v2、v3、v4分别形成在振动臂135a、135b、135c、135d的前端部中的导电膜236露出的区域与保护膜235露出的区域的边界附近。在本实施方式中，形成在锤部g的固定端侧的端部。

导通孔v5、v6、v7优选形成在保持部140中的与保持臂111或者112的连接部位附近。在图3的例子中，导通孔v5、v6形成在框体140c中的与保持臂111(臂111d)的连接部位附近，导通孔v7形成在框体140d中的与保持臂112(臂112d)的连接部位附近。此外，形成导通孔v5、v6、v7的位置并不局限于此，也可以形成在保持部140的任意的位置。

在导通孔v5中填充有金属(图4和图7c的导电体237。)，将后述的金属层e1(下部电极)与导线238电连接。由此，能够消除在保持部140中的与多个振动臂135对置的区域产生的电荷。特别是，在框体140a的导电膜236通过金属层e1而接地的情况下，能够进一步消除在保持部140的表面产生的电荷。另外，如果多个振动臂135的导电膜236与框体140a的导电膜236通过金属层e1而相互电连接，则能够成为相同电位。由此，能够减少在多个振动臂135与框体140a之间产生的库仑力，能够抑制谐振频率的变动。

在导通孔v6、导通孔v7形成有用于使后述的金属层e2(上部电极)与外部的驱动电源电连接的端子。由此，对振动部120赋予驱动电源。

(4.突起部50)

突起部50形成于下盖20，以在相邻的振动臂135b与振动臂135c之间突起。在本实施方式中，突起部50形成为与振动臂135b、135c平行地延伸的棱柱形状。突起部50的沿着振动臂135b、135c的方向的长度为240μm左右，与该方向正交的长度(宽度)为15μm左右。通过在下盖20形成突起部50，即使为了例如使谐振装置1轻薄化而减少下盖20的厚度，也能够抑制下盖20的翘曲的产生。在图3中，作为一个例子，示出振动臂135b、135c各自的锤部g与突起部50具有在y轴方向上对置、即在x轴方向(与多个振动臂135的延伸方向正交的方向)上重叠的区域的例子，但未必限定于该方式。

导电膜236在突起部50的表面露出。虽然在图3中未示出，但在突起部50形成有保护膜235，导电膜236形成在保护膜235的表面。

而且，优选在突起部50的框体140b侧的端部形成有导通孔v8。在导通孔v8中填充有金属(图7c的导电体237)，使后述的金属层e1(下部电极)与形成于突起部50的导电膜236电连接。由此，能够消除在突起部50的表面产生的电荷。特别是，在形成于突起部50的导电膜236通过金属层e1而接地的情况下，能够进一步消除在突起部50的表面产生的电荷。另外，如果多个振动臂135的导电膜236与突起部50的导电膜236通过金属层e1而相互电连接，则能够成为相同电位。由此，能够减少在多个振动臂135与突起部50之间产生的库仑力，能够抑制谐振频率的变动。但是，在形成于突起部50的导电膜236之下的保护膜235的侧面产生的电荷无法通过导电膜236而消除。同样地，在形成于多个振动臂135和保持部140(框体140a)的导电膜236之下的保护膜235的侧面产生的电荷无法通过导电膜236而消除。这样，在保护膜235、压电薄膜f3等绝缘膜的侧面产生的电荷有可能使谐振器10的谐振频率变动。

这里，在图3中(即，在俯视下盖20的与谐振器10对置的面的情况下)，将振动臂135b及振动臂135c中的任意一个的锤部g与保持部140(框体140a)之间的距离设为距离l1，将该锤部g与突起部50之间的距离设为距离l2。更详细地说，距离l2是指在俯视下盖20的与谐振器10对置的面的情况下，多个振动臂135的延伸方向(y轴方向)上的突起部50与锤部g之间的距离。更详细地说，距离l2是指突起部50的最接近锤部g的端部与锤部g的最接近突起部50的端部之间的y轴方向上的距离。另外，更详细地说，距离l1是指在俯视下盖20的与谐振器10对置的面的情况下，多个振动臂135的延伸方向(y轴方向)上的振动臂135b及振动臂135c中的任意一个的锤部g与保持部140之间的距离。更详细地说，距离l1是指锤部g的最接近框体140a的端部与框体140a的最接近锤部g的端部之间的、y轴方向上的距离。此时，距离l2被设定得比距离l1长，更优选设定为2倍以上。例如距离l2为20μm以上。通过该结构，能够减少由于锤部g与突起部50之间的库仑力而引起的特性的劣化。由此，能够抑制由于在多个振动臂135、突起部50以及框体140a的侧面产生的电荷而引起的谐振器10的振动特性的劣化。另外，导电膜235不与金属层e1或者金属层e2电连接，因此即使不消除导电膜235的表面的电荷，也能够减少谐振器10的振动特性的劣化。另外，即使省略突起部50和框体140a的导电膜235，不消除在突起部50和框体140a的表面产生的电荷，也能够减少谐振器10的振动特性的劣化。

(4.层叠构造)

使用图4对谐振器10的层叠构造进行说明。图4是图2的aa’剖视图。aa’剖面与框体140b平行，是通过导通孔v5的剖面。

(4-1.上盖的层叠构造)

上盖30由规定的厚度的si(硅)晶片s3形成。如图4所示，上盖30通过在其周边部(侧壁33)的背面并借助后述的接合层40而与谐振器10的保持部140接合。上盖30的背面优选被氧化硅膜(未图示)覆盖。氧化硅膜例如通过si晶片s3的表面的氧化、化学气相蒸镀(cvd：chemicalvapordeposition)形成在si晶片s3的表面。

此外，虽然在图4中未示出，但在上盖30的表面形成有端子。端子是在形成于上盖30的贯通孔中填充掺杂了杂质的多晶硅(poly-si)、cu(铜)、au(金)、掺杂了杂质的单结晶硅等导电性材料而形成的。端子与导通孔v6、v7电连接，作为使外部电源与谐振器10电连接的布线而发挥功能。端子也可以形成在下盖20的背面、上盖30或者下盖20的侧面。

(4-2.下盖的层叠构造)

下盖20的底板22和侧壁23通过si(硅)晶片s1而一体地形成。另外，下盖20通过侧壁23的表面而与谐振器10的保持部140接合。在z轴方向上规定的下盖20的厚度例如为150μm，凹部21的深度例如为50μm。此外，si晶片s1由未退化的硅形成，其电阻率例如为16mω·cm以上。

(4-3.谐振器的层叠构造)

在谐振器10中，保持部140、基部130、多个振动臂135、保持臂111、112通过同一工艺而一体地形成。在谐振器10中，首先，在si(硅)基板f2上层叠金属层e1(下部电极的一个例子。)。然后，在金属层e1上，层叠压电薄膜f3(压电膜的一个例子。)以覆盖金属层e1，进一步在压电薄膜f3的表面层叠金属层e2(上部电极的一个例子。)。即，金属层e1与金属层e2被设置成夹着压电薄膜f3而对置，下盖20与金属层e1对置地设置，上盖30与金属层e2对置地设置。在金属层e2上层叠有保护膜235以覆盖金属层e2。在多个振动臂135各自的锤部g，进一步在保护膜235上层叠有导电膜236。在本实施例中，金属层e2成为不延伸到多个振动臂135的前端的结构。由此，能够抑制由于与金属层e1、导电膜236的短路而引起的特性变化。优选像这样图案化成金属层e2不延伸到多个振动臂135的前端，但也可以延伸到前端。另外，在将低电阻的退化硅基板作为si基板f2而使用的情况下，si基板f2本身兼具下部电极的功能，由此也能够省略金属层e1。

si基板f2例如由厚度6μm左右的退化的n型si半导体形成，作为n型掺杂剂，能够包含p(磷)、as(砷)、sb(锑)等。另外，si基板f2所使用的退化si的电阻值例如小于1.6mω·cm，更优选为1.2mω·cm以下。进一步在si基板f2的下表面形成有例如由氧化硅(例如sio2)层f21构成的温度特性校正层。由此，能够提高温度特性。

在本实施方式中，温度特性校正层是指具有至少在常温附近减少振动部中的频率的温度系数(即，单位温度的变化率)的功能的层。通过振动部120具有与温度特性校正层相当的氧化硅层f21，例如能够减少基于si基板f2、金属层e1、e2、压电薄膜f3、氧化硅层f21的层叠构造体的谐振频率的伴随着温度的变化。

优选在谐振器10中，氧化硅层f21以均匀的厚度形成。此外，均匀的厚度是指氧化硅层f21的厚度的偏差相对于厚度的平均值处于±20％以内。

此外，氧化硅层f21也可以形成在si基板f2的上表面，也可以形成在si基板f2的上表面和下表面双方。另外，在保持部140中，也可以不在si基板f2的下表面形成氧化硅层f21。

金属层e2、e1例如使用厚度0.1～0.2μm左右的mo(钼)、铝(al)等而形成。金属层e2、e1通过蚀刻等而形成为所希望的形状。金属层e1形成为，例如在振动部120上作为下部电极、浮置电极或者接地电极而发挥功能。在本实施例中，成为下部电极。另外，金属层e1形成为，在保持臂111、112、保持部140上，作为用于将下部电极与设置于谐振器10的外部的交流电源电连接的下部布线、或用于将接地电极与地线电连接的下部布线发挥功能。

另一方面，金属层e2形成为，在振动部120上作为上部电极发挥功能。另外，金属层e2形成为，在保持臂111、112、保持部140上，作为用于将上部电极与设置于谐振器10的外部的电路或者交流电源电连接的上部布线发挥功能。

此外，也可以在从外部的交流电源或者地线与下部布线的电连接时，使用如下的结构：在上盖30与谐振器10的接合部分形成引出电极，该引出电极将谐振装置1的内部和外部电连接的结构；或者在上盖30内形成导通孔，在该导通孔的内部填充导电性材料而设置导通孔布线，该导通孔布线将谐振装置1的内部和外部电连接的结构。对于从外部的电路或者交流电源与上部布线的电连接来说，也能够同样地应用使用了这样的引出电极、导通孔电极的电连接。此外，金属层e1和金属层e2的功能也可以替换。即，也可以金属层e2(上部电极)与外部的交流电源或者地线电连接且金属层e1(下部电极)与外部的电路电连接。

压电薄膜f3是将所施加的电压变换为振动的压电体的薄膜，例如能够以aln(氮化铝)等氮化物、氧化物作为主要成分。具体而言，压电薄膜f3能够通过scaln(钪氮化铝)形成。scaln是将氮化铝中的铝的一部分置换成钪。另外，压电薄膜f3例如具有1μm的厚度，但也可以使用0.2μm至2μm左右。

压电薄膜f3与通过金属层e2、e1而施加给压电薄膜f3的电场对应地，沿xy平面的面内方向即y轴方向伸缩。通过该压电薄膜f3的伸缩，多个振动臂135的开放端朝向下盖20和上盖30的内表面移位，以面外的弯曲振动模式进行振动。此外，在本实施方式中，成为如下的结构：在4个臂的面外弯曲振动模式中，分割上部电极并分别与交流电源连接，从而2个内臂与2个外臂相互向相反方向进行弯曲振动，但不限定于此。例如，也可以是振动臂为1个的结构、或以面内弯曲振动模式进行振动的结构。

保护膜235为绝缘体的层，由基于蚀刻的质量减少的速度比导电膜236慢的材料形成。例如，保护膜235由aln、sin等氮化膜、ta2o5(五氧化钽)、sio2等氧化膜形成。此外，质量减少速度由蚀刻速度(每单位时间除去的厚度)与密度之积表示。保护膜235的厚度以压电薄膜f3的厚度(c轴方向)的一半以下形成，在本实施方式中，例如为0.2μm左右。此外，保护膜235的更优选的厚度为压电薄膜f3的厚度的四分之一左右。并且，在保护膜235由aln等压电体形成的情况下，优选使用具有与压电薄膜f3相同的取向的压电体。

导电膜236为导电体的层，由基于蚀刻的质量减少的速度比保护膜235快的材料形成。导电膜236例如由钼(mo)、钨(w)、金(au)、白金(pt)、镍(ni)、铝(al)、钛(ti)等金属形成。

此外，只要保护膜235与导电膜236的质量减少速度的关系如上述那样，则蚀刻速度的大小关系任意。

导电膜236在形成于振动部120的大致整个面之后，通过蚀刻等加工而仅形成在规定的区域。

在本实施方式的谐振装置1中，在形成了上述的谐振器10之后，进行调整导电膜236的膜厚的修整工序。

在修整工序中，首先测定谐振器10的谐振频率，计算相对于目标频率的偏差。接下来，基于计算出的频率偏差，调整导电膜236的膜厚。例如能够向谐振装置1的整个面照射氩(ar)离子束来对导电膜236进行蚀刻，由此来进行导电膜236的膜厚的调整。离子束能够照射到比谐振器10宽的范围。此外，在本实施方式中，示出通过离子束来进行蚀刻的例子，但蚀刻方法不限于基于离子束的方法。并且，若调整导电膜236的膜厚，则优选进行谐振器10的清洗，除去飞散的膜。

在将保护膜235、金属层e2和压电薄膜f3的一部分除去以使金属层e1的表面露出的孔中填充导电体237来形成导通孔v5。填充于导通孔v5中的导电体237例如为mo(钼)、铝(al)等。形成于保持部140的框体140a的导电膜236与金属层e1经由填充于导通孔v5中的导电体237而电连接。

图5是沿着图3的bb’线切断振动臂135d的情况下的剖面的概略图。如图5所示，调整金属层e2的面积来形成金属层e2，以使金属层e2与导电膜236重叠的区域尽量小。

在将保护膜235、金属层e2和压电薄膜f3的一部分除去以使金属层e1的表面露出的孔中填充导电体237来形成导通孔v4。填充于导通孔v4中的导电体237例如为mo(钼)、铝(al)等。导电膜236与金属层e1经由填充于导通孔v4中的导电体237而电连接。由此，能够使保护膜235所带的电荷向金属层e1移动。移动到金属层e1的电荷能够经由与金属层e1连接的外部的连接端子向谐振装置1的外部逃逸。这样，在本实施方式的谐振器10中，能够抑制在形成在振动部120上的保护膜235带电荷，因此能够防止由于振动部120所带的电荷而引起的谐振频率的变动。

这里，在将金属层e1与导电膜236电连接的情况下，对保护膜235和压电薄膜f3施加相反方向的电场。因此，若金属层e2与导电膜236的重叠的区域较大，则谐振器10的振动被阻碍。根据本实施方式的谐振器10，被设定为金属层e2与导电膜236的重叠的区域尽量小。由此，能够抑制由于施加给保护膜235的电场而阻碍压电薄膜f3的振动。此外，导通孔v1、v2、v3的连接方式以及材质、效果等与导通孔v4相同，因此省略说明。

图6是沿着图3的cc’线切断谐振器10的情况下的剖面的概略图。在本实施方式中，被设定为施加给外侧的振动臂135a、135d的电场的相位与施加给内侧的振动臂135b、135c的电场的相位为相互相反相位。由此，外侧的振动臂135a、135d与内侧的振动臂135b、135c向相互相反方向移位。例如，若外侧的振动臂135a、135d的开放端朝向上盖30的内表面移位，则内侧的振动臂135b、135c的开放端朝向下盖20的内表面移位。

由此，在本实施方式的谐振器10中，在相反相位的振动时，即，振动臂135a与振动臂135b绕在图5所示的振动臂135a与振动臂135b之间与y轴平行地延伸的中心轴r1向上下相反方向进行振动。另外，振动臂135c与振动臂135d绕在振动臂135c与振动臂135d之间与y轴平行地延伸的中心轴r2向上下相反方向进行振动。由此，在中心轴r1与r2产生相互相反方向的扭转力矩，在基部130产生弯曲振动。

(4-4.突起的层叠构造)

返回至图4，对谐振装置1的层叠构造的后续进行说明。

突起部50具有：与下盖20的si晶片s1一体形成的第一层51；以及以与谐振器10相同的工艺形成的第二层52。在第二层52上，上述的氧化硅层f21、si基板f2、金属层e1、压电薄膜f3、金属层e2、保护膜235和导电膜236依次层叠而形成。

(4-5.接合层40的层叠构造)

在上盖30的周边部与保持部140之间形成有接合层40，通过该接合层h，上盖30与保持部140接合。接合层40例如由au(金)膜和sn(锡)膜形成。

(5.工艺流程)

接下来，参照图7a至图7c对谐振装置1的工艺流程进行说明。图7a是图3的dd’剖面的工艺流程。

首先，在最初的工序中，准备成为下盖20的手柄si(si晶片s1)(step(步骤)1)。接下来，在手柄si通过蚀刻形成空腔，形成下盖20和突起部50的第一层51(step2)，在step3中与另外准备的soi基板(形成有氧化硅层f21的si基板f2)热接合(step4)。接下来，在soi基板上，依次成膜金属层e1、压电薄膜f3、金属层e2(step5)。此外，也可以在金属层e1与si基板f2之间成膜种子层。种子层例如为氮化铝层等。在该情况下，能够提高在金属层e1上形成的压电薄膜f3的结晶性。

使用图7b、图7c对接下来的工序进行说明。图7b的(a)和图7c的(a)与图7a相同，为图3的dd’剖面的工艺流程。另一方面，图7b的(b)和图7c的(b)为图3的ee’剖面的工艺流程。

在接着上述step5的step6中，通过蚀刻等对金属层e2进行图案化，形成上部电极(step6)。此外，也可以在step5中成膜金属层e1、压电薄膜f3、金属层e2时，对金属层e1、压电薄膜f3进行图案化。接下来，依次成膜保护膜235、导电膜236(step7、step8)。

在接下来的步骤中，形成导通孔v1～v5(step9)。具体而言，在形成导通孔v1～v5的区域，将导电膜236、保护膜、金属层e2、压电薄膜f3除去以使金属层e1露出。接下来，层叠导电体237，利用导电体237填充导通孔v1～v5(step10)。对导电体237进行图案化以覆盖导通孔v1～v5的开口(step11)。

并且，为了形成振动部120的外形，通过蚀刻等而将多个振动臂135之间、多个振动臂135与保持部140之间释放(step12)。然后，与另外准备的上盖30接合，形成谐振装置1。

(6.效果)

参照图8、图9，对将从突起部50到锤部g为止的距离l2设定得比从多个振动臂135的开放端到保持部140为止的距离l1长的效果进行说明。

图8、图9是表示对距离l2相对于距离l1的长度对向保护膜235充电(带电)后的电荷所引起的频率变动带来的影响进行验证后的结果的图表。

在图8表示结果的验证中，将距离l1固定为10μm，按照谐振装置的每个样本，使距离l2在49μm(a-1、a-2、a-3)、25μm(b-1)、19μm(c-1)、9μm(d-1)、5μm(e-1、e-2、e-3)之间变动。在a-1、b-1、c-1、d-1、e-1的样本中，使形成于突起部50的导电膜236接地。在a-2、e-2的样本中，使形成于突起部50的导电膜236处于浮置状态。而且，在e-3的样本中，在突起部50不形成导电膜236。各样本中的其他的结构如上述那样。

图8的图表示出对各样本照射了1.0秒左右的离子束来进行修整的情况下的频率的变化。在图7的验证中使用ar离子束。另外，通过振荡电路和频率计数器来进行频率的测定。

若对谐振器照射离子束来对导电膜236进行蚀刻，则频率上升。但是，在存在电荷的充电的影响的情况下，在紧接离子束的照射之后，频率暂时降低。这里，参照图8的图表可知，在距离l2为5μm的情况下(e-1、e-2、e-3)，在突起部50的导电膜236处于接地状态、浮置状态、以及突起部50不具有导电膜236的情况下，均在紧接离子束照射之后频率降低，受到充电的影响。

接下来，可知在距离l2的长度为9μm的情况下(d-1)，即使将突起部50的导电膜236接地，也在紧接离子束照射之后，频率降低，受到充电的影响。

另一方面，可知在距离l2的长度为19μm以上的情况下(a-1、a-2、b-1、c-1)，紧接离子束照射之后的频率的降低缓和，减少充电的影响。

图9是以横轴为距离l2的长度、以纵轴为频率变化率来示出图8的验证结果的图表。从图9可知，在距离l2比10μm大、即比距离l1大的情况下，频率变化率减少。而且，在距离l2为20μm以上、即距离l1的2倍以上的情况下，该趋势显著。

这样，本实施方式的谐振装置1将从突起部50到锤部g的后端为止的距离l2设定为比从多个振动臂135的开放端到保持部140中的与开放端对置的区域为止的距离l1长。更优选为，距离l2为距离l1的2倍以上的长度，例如距离l2的长度为20μm。由此，能够减少向保护膜235充电的电荷所引起的库仑力对谐振器10的频率的变动带来的影响。

[第二实施方式]

在第二实施方式及其之后，省略与第一实施方式共同的事项的记述，仅对不同点进行说明。特别是，对于基于相同结构的相同作用效果，不在每个实施方式中依次提及。

图10与图4对应，是本实施方式的谐振装置2的aa’剖视图。谐振装置2具有突起部60来取代谐振装置1中的突起部50。突起部60由突起部50中的第一层51构成，不具有第二层52。突起部60的其他的结构与突起部50相同。

谐振装置2的其他的结构、功能与谐振装置1相同。同样地，关于第一层51上的半导体层、下部电极、压电膜、上部电极、绝缘膜、导电膜，分别根据需要，可以有，也可以没有。

[第三实施方式]

使用图11对第三实施方式的谐振装置3的结构、功能进行说明。图11与图3对应，是提取从本实施方式的谐振装置3取下上盖30后的俯视图的一部分的图。谐振装置3具有振动臂136a至136d(多个振动臂136)、突起部70，来取代谐振装置1的振动臂135a至135d、突起部50。

多个振动臂136各自的开放端为r形状。另外，在图11中，振动臂136的锤部g是指比在图11的振动臂136b、136c所示的单点划线更靠开放端侧的区域。而且，多个振动臂136在形成锤部g的区域附近，成为随着朝向开放端而宽度逐渐变宽的形状。另外，突起部70的沿着多个振动臂136延伸的方向的前端为r形状。

在谐振装置3中，距离l1是指在俯视下盖20的与谐振器10对置的面的情况下，多个振动臂136延伸的方向上的、振动臂136的开放端与框体140a之间的距离。另一方面，距离l2是指在俯视下盖20的与谐振器10对置的面的情况下，多个振动臂136延伸的方向上的、锤部g与突起部70之间的距离。这里，将在俯视下盖20的与谐振器10对置的面的情况下，与多个振动臂136延伸的方向正交的方向上的、突起部70与振动臂136b、136c之间的距离设为l3。此时，在谐振装置3中，距离l3被设定为比距离l1小并且比距离l2小。由此，通过相比于振动臂的根部侧的电荷的影响，减小振动臂前端侧的电荷的影响，从而能够抑制频率变动。

谐振装置3的其他的结构与第一实施方式的谐振装置1的结构相同。

[第四实施方式]

使用图12对第四实施方式的谐振装置4的结构、功能进行说明。图14与图3对应，是提取从本实施方式的谐振装置4取下上盖30后的俯视图的一部分的图。谐振装置4具有振动臂137a至137c(多个振动臂137)、突起部80a、80b，来取代谐振装置1的振动臂135a至135d、突起部50。

多个振动臂137是由1个内侧的振动臂137b、2个外侧的振动臂137a、137c构成的3个振动臂。外侧的振动臂137a、137c与内侧的振动臂137b以相反相位进行振动。突起部80a形成在振动臂137a与振动臂137b之间。突起部80b形成在振动臂137b与振动臂137c之间。

谐振装置4的其他的结构、功能与谐振装置1相同。

以上，对本发明的例示的实施方式进行了说明。

本发明的一个实施方式的谐振装置1具备谐振器10、上盖30和下盖20，该谐振器10具有：振动部120，具有基部130和多个振动臂135，该多个振动臂135具有与该基部130连接的固定端和与该基部130分离地设置的开放端，该多个振动臂135从固定端延伸到开放端，基部130和多个振动臂135具有压电膜f3、被设置成将该压电膜f3夹于之间而对置的下部电极e1和上部电极e2、被设置成覆盖上部电极e2的绝缘膜235；保持部140，向多个振动臂135的上述开放端侧延伸地设置；以及保持臂111、112，将振动部120和保持部140连接，上盖30与谐振器10的上部电极e2对置地设置，下盖20与谐振器10的下部电极e1对置地设置，下盖20具有在多个振动臂135中的相邻的2个振动臂135b、135c之间突起的突起部50，突起部50具有绝缘膜235，振动臂135具有设置在开放端侧并且与振动臂135中的其他部位相比宽度较宽的锤部g，锤部g具有形成在绝缘膜235上的导电膜236，在俯视下盖20中的与下部电极e1对置的面时，在多个振动臂135延伸的方向上，与相邻的2个振动臂135b、135c中的任意一个的锤部g与保持部140之间的第一距离l1相比，该锤部g与突起部50之间的第二距离l2较大。第二距离l2更优选为第一距离l1的2倍以上。由此，能够减少向保护膜235或者导电膜236充电的电荷所引起的库仑力给谐振器10的频率的变动带来的影响。

另外，优选第二距离l2为20μm以上。在该情况下，能够确保比第一距离l1更大，因此能够进一步减少向保护膜235或者导电膜236充电的电荷所引起的库仑力给谐振器10的频率的变动带来的影响。

另外，优选为，多个振动臂135为3个振动臂，中央的振动臂与外侧的振动臂以相反相位进行振动。根据该优选的方式，能够消除中央的振动臂与外侧的振动臂的旋转方向的力矩，能够得到较高的q的谐振。

另外，优选为，多个振动臂135为4个振动臂，内侧的2个振动臂与外侧的2个振动臂以相反相位进行振动。根据该优选的方式，能够将内侧的2个振动臂之间扩大地形成，其结果为，能够提高表示谐振器的振动的容易度的k²q。

另外，优选为，形成于锤部g的导电膜236与上部电极e2或者下部电极e1连接。另外，优选为，保持部140具有绝缘膜235和形成在该绝缘膜235上的导电膜236，保持部140的导电膜236与上部电极e2或者下部电极e1连接。另外，优选为，突起部50还具有形成在绝缘膜235上的导电膜236，突起部50的导电膜236与上部电极e2或者下部电极e1连接。根据该优选的方式，能够进一步减少向保护膜235或者导电膜236充电的电荷所引起的库仑力给谐振器10的频率的变动带来的影响。

另外，优选为，突起部50在相邻的2个振动臂135b、135c中的锤部g以外的部位彼此之间突起，突起部50与振动臂135b、135c中的锤部g以外的部位之间的第三距离l3比第一距离l1小。

以上说明的各实施方式是为了使本发明的理解变得容易的内容，而不是用于限定地解释本发明的内容。本发明在不脱离其主旨的情况下，能够进行变更/改进，并且在本发明中还包含其等价物。即，本领域技术人员对各实施方式适当地施加设计变更而得的结构只要具备本发明的特征，就包含于本发明的范围。例如，各实施方式所具备的各要素及其配置、材料、条件、形状、尺寸等并不限定于例示的内容，能够适当地变更。另外，各实施方式是例示，当然能够进行不同的实施方式所示的结构的局部的置换或者组合，只要它们也包含本发明的特征，就包含在本发明的范围内。

例如，在已叙述的实施方式中，说明了在保持部140中的与振动臂135的开放端对置的区域形成有导电膜236的结构。但是，并不局限于此，也可以是在保持部140的表面不形成导电膜236的结构。同样，在已叙述的实施方式中，说明了导电膜236在突起部50的表面露出的结构，但也可以在突起部50不形成导电膜236。

另外，在已叙述的实施方式中，说明了锤部g的导电膜236和突起部50的导电膜236均与金属层e1(下部电极)连接的结构，但也可以与金属层e2(上部电极)连接。另外，也可以锤部g的导电膜236和突起部50的导电膜236不与金属层e1、e2连接，而处于浮置状态。在该情况下，谐振装置1不具有导通孔v1～v5。

而且，在已叙述的实施方式中，说明了突起部50、60、70形成在振动臂135b、135c之间(即内侧的振动臂之间)的结构，但并不限定于此。突起部50、60、70形成在任意的相邻的2个振动臂135之间即可，也可以是振动臂135a、135b之间，也可以是振动臂135c、135d之间。另外，也可以形成在全部的振动臂135之间。

另外，在已叙述的实施方式中，说明了谐振器10具有4个振动臂135的结构和具有3个振动臂137的结构，但谐振器10所具有的振动臂135的数量也可以是2个以上的任意个数。例如，在谐振器10具有5个以上的振动臂的结构的情况下，也可以是外侧2个振动臂与除了外侧2个振动臂以外的振动臂以相反相位进行振动的结构。突起部形成在至少1组相邻的振动臂之间即可。

附图标记说明：1、2、3、4…谐振装置；10…谐振器；20…下盖；30…上盖；50、60、70、80a、80b…突起部；111、112…保持臂；120…振动部；130…基部；135(135a～135d)、136、137…振动臂；140…保持部；235…保护膜；236…导电膜。