电子器件、电子设备和移动体的制作方法_3

文档序号:9566804阅读:来源:国知局
,在振动臂28上,第一电极层222的长度小于振动臂28的长度。
[0106]这样的第一电极层222可以由金(Au)、金合金、铂(Pt)、铝(A1)、铝合金、银(Ag)、银合金、络(Cr)、铬合金、铜(Cu)、钼(Mo)、铌(Nb)、钨(W)、铁(Fe)、钛(Ti)、氮化钛(TiN)、钴(Co)、锌(Zn)、错(Zr)等金属材料或ITO、ZnO等透明电极材料形成。
[0107]此外,第一电极层222的平均厚度没有特别限定,例如优选为lnm以上且300nm以下左右,更优选为10nm以上且200nm以下左右。由此,既能够防止第一电极层222对压电体22的驱动特性及振动臂28的振动特性带来不良影响,又能够使上述那样的第一电极层222的导电性变得优异。
[0108](绝缘体层)
[0109]根据振动基板21的构成材料,需要使第一电极层222与振动基板21之间电绝缘。因此,如本实施方式那样,在利用作为半导体的硅来构成振动基板21的情况下,优选在第一电极层222与振动基板21之间设置绝缘体层221。绝缘体层221例如由氧化硅、氮化硅、氣化招等构成。
[0110]此外,关于绝缘体层221的平均厚度,只要是能够使第一电极层222与振动基板21之间电绝缘的厚度即可,没有特别限制,例如,优选为lnm以上且ΙΟμπι以下左右。在所述厚度小于所述下限值时,根据绝缘体层221的构成材料,防止短路的效果有可能变弱,另一方面,在所述厚度超过所述上限值时,根据绝缘体层221的构成材料,有可能对压电体22的特性带来不良影响。
[0111](压电体层)
[0112]压电体层223沿着振动臂28的延伸方向设置在第一电极层222上。此外,振动臂28的延伸方向上的压电体层223的长度优选与相同方向上的第一电极层222的长度大致相等。由此,在振动臂28的长边方向上,能够实现压电体层223的均质化。
[0113]此外,压电体层223的基部27侧的端部(即压电体层223的基端部)以横跨振动臂28与基部27的边界部的方式设置。由此,能够将压电体22的驱动力高效地传递到振动臂28。此外,能够缓和振动臂28与基部27的边界部处的刚性的急剧变化。因此,能够提高振动片2的Q值。
[0114]作为这样的压电体层223的构成材料(压电体材料),例如可举出氧化锌(ZnO)、氮化铝(A1N)、钽酸锂(LiTa03)、铌酸锂(LiNb03)、铌酸钾(KNb03)、四硼酸锂(Li2B407)、钛酸钡(BaTi03)、PZT (钛酸锆石酸铅)等,但优选使用A1N、ZnO。
[0115]其中,作为压电体层223的构成材料,优选使用Zn0、AlN。ZnO(氧化锌)及氮化铝(A1N)的c轴取向性优异。因此,通过以ZnO为主材料来构成压电体层223,能够降低振动片2的CI值。此外,例如能够利用反应性溅射法来使这些材料成膜。
[0116]此外,压电体层223的平均厚度优选为50nm以上且3000nm以下左右,更优选为200nm以上且2000nm以下左右。由此,既能够防止压电体层223对振动臂28的振动特性带来不良影响,又能够使压电体22的驱动特性变得优异。
[0117](第二电极层)
[0118]第二电极层224沿着振动臂28的延伸方向设置。
[0119]此外,振动臂28的延伸方向上的第二电极层224的长度与压电体层223的长度大致相等。由此,利用在第二电极层224和上述第一电极层222之间产生的电场,能够使压电体层223的整个区域在振动臂28的延伸方向上伸缩。因此,能够提高振动效率。
[0120]关于这样的第二电极层224,可以利用从作为第一电极层222的构成材料而举出的材料中适当选择出的材料来形成。
[0121]此外,第二电极层224的平均厚度没有特别限定,例如,优选为lnm以上且300nm以下左右,更优选为10nm以上且200nm以下左右。由此,既能够防止第二电极层224对压电体22的驱动特性及振动臂28的振动特性带来不良影响,又能够使第二电极层224的导电性变得优异。
[0122](端子部)
[0123]此外,关于端子部41、42和连接配线43、44等,可以使用从作为上述第一电极层222的构成材料而举出的材料中适当选择出的材料来形成。此外,它们可以一并与第一电极层222、232、242或第二电极层224、234、244同时形成。
[0124]此外,在本实施方式中,在俯视时,基部3呈矩形,另一方面,盖体7呈六边形。盖体7只要能够覆盖空间S即可,因此,不需要使其外形与基部3 —致,通过使其小于基部3,能够确保在上表面露出端子部41、42的区域。换言之,在透视且俯视振子1时,两个端子部41,42与振动片2以并排的方式配置。其结果是,在振子1中,能够在其上表面配置端子部41,42,因此,能够提高安装性。此外,能够自然地确保端子部41与端子部42的距离,因此,容易防止端子部41与端子部42的短路,并且,能够容易地进行对端子部41、42连接未图示的配线等的作业。
[0125]在这样的结构的振动片2中,当在端子部41与端子部42之间施加电压(用于使各振动臂28、29、30振动的电压)时,第一电极层222、232和第二电极层244与第一电极层242和第二电极层224、234成为相反极性,从而分别对上述压电体层223、233、243施加Z轴方向的电压。由此,利用压电体材料的逆压电效应,能够以某固定的频率(谐振频率)使各振动臂28、29、30弯曲振动。此时,振动臂28、29相互朝相同方向弯曲振动,振动臂30朝与振动臂28、29相反方向弯曲振动。
[0126]这样,通过使相邻的两个振动臂彼此朝相反方向弯曲振动,能够使由相邻的两个振动臂28、30和29、30产生的泄漏振动相互抵消。其结果是,能够防止振动泄漏,得到可输出频率精度高的信号的振子1。
[0127]此外,在各振动臂28、29、30弯曲振动时,在端子部41、42之间,因压电体材料的压电效应而以某固定的频率产生电压。利用这些性质,振动片2能够产生以谐振频率振动的电信号。
[0128][振子的制造方法]
[0129]接下来,对图1等所示的振子的制造方法进行说明。
[0130]图5?7分别是用于说明图1等所示的振子1的制造方法的剖视图。此外,在以下的说明中,为了便于说明,将图5、6的上方称作“上”,将下方称作“下”。此外,在图5?7中,为了防止图变得复杂,省略了电极、配线和端子部等的图示。
[0131]振子1的制造方法具有如下工序:[A]形成振动基板21 ; [B]对用于形成基部3的基板实施蚀刻加工,得到基部3 ;以及[C]使盖体7与振动基板21接合。以下,对各工序进行说明。
[0132][A]
[0133]首先,准备用于形成振动基板21的基板,对该基板进行蚀刻,由此形成振动基板
21ο
[0134]此处,通过使用SOI (Silicon On Insulator)基板,能够简单地准备出层叠基板,其中,该层叠基板是将用于形成振动基板21的基板和用于形成基部3的基板经由中间层接合而成的。
[0135]图5的(a)所示的SOI基板9是依次层叠第一 Si层(处理层(handle layer))91、S1jl (盒层)92和第二 Si层(器件层)93而成的基板。在本实施方式中,由第一 Si层91形成基部3,由S1jl 92形成中间层6,由第二 Si层93形成振动基板21。以下对这些步骤进行说明。
[0136]首先,在S0I基板9上形成压电体22、23、24。此外,在图5中,省略了绝缘体层的图示。
[0137]接下来,对S0I基板9的第二 Si层93进行蚀刻加工,由此形成振动臂28、29、30等。该蚀刻加工可以是基于湿法蚀刻的加工,但优选使用基于干式蚀刻的加工。由此,能够实施蚀刻加工,而不会受到对第二 Si层93实施湿法蚀刻时的蚀刻各向异性的影响,因此,能够形成高尺寸精度的振动臂28、29、30等。此外,如图5的(b)所示,在该蚀刻加工中,在第二 Si层93中,将振动臂28、29、30等周围的区域921挖出。
[0138]此外,在对S0I基板9实施蚀刻加工时,同时使用光刻技术。在光刻技术中,使用步进式曝光机、扫描式曝光机等投影曝光装置,按照与加工图案对应的图案进行曝光处理。本实施方式的情况下,在投影曝光装置中,与< 110 >平行地扫描曝光用掩膜图案,由此,能够高效地进行从1张硅晶片制造多个振动基板21时(取出多个)所需的分割曝光处理。即,在利用通常的投影曝光装置来进行分割曝光处理的情况下,曝光用掩膜图案的扫描方向大多被限定为与硅晶片的晶体方位平行或垂直的方向。因此,即使在使用通常的投影曝光装置的情况下,本实施方式的振子1的制造方法作为能够高效地进行分割曝光处理的方法也是有用的。
[0139]接下来,对S0I基板9实施氧化膜形成。由此,在第二 Si层93的表面及区域921的Si0jl92上形成图5的(c)所示的氧化膜931。在后述的蚀刻工序中,该氧化膜931作为保护第二 Si层93的保护膜而发挥作用。
[0140]在氧化膜的形成中例如使用溅射法。
[0141]接下来,对区域921的氧化膜931和S1jl 92实施局部蚀刻加工。由此,如图6的(d)所示,将区域921的氧化膜931和S1jl 92局部去除。
[0142]在该蚀刻加工中,例如,在将区域921以外的区域遮挡后,使用干法蚀刻法、湿法蚀刻法。
[0143][B]
[0144]接下来,对实施了氧化处理后的SOI基板9的第一 Si层91实施蚀刻加工。该蚀刻加工是以第二 Si层93和S1j
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