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JP2008118264A - Tuning fork vibrator and manufacturing method thereof - Google Patents

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JP2008118264A
JP2008118264A JP2006297665A JP2006297665A JP2008118264A JP 2008118264 A JP2008118264 A JP 2008118264A JP 2006297665 A JP2006297665 A JP 2006297665A JP 2006297665 A JP2006297665 A JP 2006297665A JP 2008118264 A JP2008118264 A JP 2008118264A
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JP
Japan
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layer
tuning fork
fork vibrator
electrode
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2006297665A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Miyazawa
弘 宮澤
Amamitsu Higuchi
天光 樋口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2006297665A priority Critical patent/JP2008118264A/en
Publication of JP2008118264A publication Critical patent/JP2008118264A/en
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  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

【課題】劣化を抑制することができる音叉振動子を提供する。
【解決手段】本発明に係る音叉振動子100は,基体1と、基体のうちの少なくとも一部からなる音叉型の振動部10と、振動部の屈曲振動を生成する駆動部20と、基体の上方に形成され、駆動部に接しない多孔質層80と、駆動部と多孔質層との間に形成された空洞部72と、多孔質層の上方に形成された封止層90と、を含み、振動部は、支持部12と、支持部を基端として片持ち梁状に形成された二本のビーム部14aと、を有し、駆動部は、各ビーム部の上方に1対ずつ形成され、各駆動部は、第1電極22と、第1電極の上方に形成された圧電体層24と、圧電体層の上方に形成された第2電極26と,を有する。
【選択図】図2
A tuning fork vibrator capable of suppressing deterioration is provided.
A tuning fork vibrator 100 according to the present invention includes a base 1, a tuning fork type vibration part 10 composed of at least a part of the base, a drive part 20 that generates bending vibration of the vibration part, A porous layer 80 formed above and not in contact with the driving unit; a cavity 72 formed between the driving unit and the porous layer; and a sealing layer 90 formed above the porous layer. The vibrating section includes a support section 12 and two beam sections 14a formed in a cantilever shape with the support section as a base end, and the drive section is paired above each beam section. Each of the drive units formed includes a first electrode 22, a piezoelectric layer 24 formed above the first electrode, and a second electrode 26 formed above the piezoelectric layer.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、音叉振動子およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a tuning fork vibrator and a manufacturing method thereof.

一般に、時計やマイコンなどの情報機器では、クロックモジュールの発振器部分に音叉振動子が用いられている。音叉振動子には、圧電効果で駆動する方式が広く用いられている。最近では、シリコン基板上に、圧電体薄膜を上下の電極で挟んだ駆動部を設けた音叉振動子が開発されている(例えば特許文献1参照)。この音叉振動子では、大気中の水分などが駆動部に対して悪影響を与え、音叉振動子が劣化する場合がある。
特開2005−249395号公報
Generally, in information equipment such as a clock and a microcomputer, a tuning fork vibrator is used as an oscillator part of a clock module. For the tuning fork vibrator, a system driven by a piezoelectric effect is widely used. Recently, a tuning fork vibrator having a drive unit in which a piezoelectric thin film is sandwiched between upper and lower electrodes on a silicon substrate has been developed (see, for example, Patent Document 1). In this tuning fork vibrator, moisture in the atmosphere may adversely affect the drive unit, and the tuning fork vibrator may deteriorate.
JP 2005-249395 A

本発明の目的は、劣化を抑制することができる音叉振動子およびその製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a tuning fork vibrator capable of suppressing deterioration and a manufacturing method thereof.

本発明に係る音叉振動子は、
基体と、
前記基体のうちの少なくとも一部からなる音叉型の振動部と、
前記振動部の屈曲振動を生成する駆動部と、
前記基体の上方に形成され、前記駆動部に接しない多孔質層と、
前記駆動部と前記多孔質層との間に形成された空洞部と、
前記多孔質層の上方に形成された封止層と、を含み、
前記振動部は、
支持部と、
前記支持部を基端として片持ち梁状に形成された二本のビーム部と、を有し、
前記駆動部は、各前記ビーム部の上方に1対ずつ形成され、
各前記駆動部は、
第1電極と、
前記第1電極の上方に形成された圧電体層と、
前記圧電体層の上方に形成された第2電極と、を有する。
The tuning fork vibrator according to the present invention is
A substrate;
A tuning-fork type vibration part comprising at least a part of the base;
A drive unit that generates bending vibration of the vibration unit;
A porous layer formed above the substrate and not in contact with the drive unit;
A cavity formed between the drive unit and the porous layer;
A sealing layer formed above the porous layer,
The vibrating part is
A support part;
Two beam portions formed in a cantilever shape with the support portion as a base end, and
The drive unit is formed in a pair above each beam unit,
Each said drive part is
A first electrode;
A piezoelectric layer formed above the first electrode;
A second electrode formed above the piezoelectric layer.

本発明に係る音叉振動子では、前記駆動部は、前記多孔質層および前記封止層によって密封された前記空洞部内に設けられ、外気との接触がない。このため、前記駆動部の前記圧電体層の劣化を抑制することができる。その結果、音叉振動子の劣化を抑制することができる。   In the tuning fork vibrator according to the present invention, the drive unit is provided in the hollow portion sealed by the porous layer and the sealing layer, and does not come into contact with outside air. For this reason, deterioration of the piezoelectric layer of the driving unit can be suppressed. As a result, deterioration of the tuning fork vibrator can be suppressed.

なお、本発明に係る記載では、「上方」という文言を、例えば、「特定のもの(以下「A」という)の「上方」に形成された他の特定のもの(以下「B」という)」などと用いている。本発明に係る記載では、この例のような場合に、A上に直接Bが形成されているような場合と、A上に他のものを介してBが形成されているような場合とが含まれるものとして、「上方」という文言を用いている。   In the description according to the present invention, the word “upward” refers to, for example, “another specific thing (hereinafter referred to as“ B ”) formed“ above ”a specific thing (hereinafter referred to as“ A ”)”. Etc. In the description of the present invention, in the case of this example, there are a case where B is directly formed on A and a case where B is formed on A via another. The word “above” is used as included.

本発明に係る音叉振動子において、
前記基体は、SOI(Silicon On Insulator)基板であることができる。
In the tuning fork vibrator according to the present invention,
The substrate may be an SOI (Silicon On Insulator) substrate.

本発明に係る音叉振動子において、
前記多孔質層は、金属酸化物からなることができる。
In the tuning fork vibrator according to the present invention,
The porous layer may be made of a metal oxide.

本発明に係る音叉振動子において、
前記多孔質層は、酸化アルミニウムからなることができる。
In the tuning fork vibrator according to the present invention,
The porous layer can be made of aluminum oxide.

本発明に係る音叉振動子において、
前記封止層は、窒化シリコンからなることができる。
In the tuning fork vibrator according to the present invention,
The sealing layer can be made of silicon nitride.

本発明に係る音叉振動子において、
前記空洞部内は、大気圧より小さい圧力であることができる。
In the tuning fork vibrator according to the present invention,
The inside of the hollow portion may be at a pressure lower than atmospheric pressure.

本発明に係る音叉振動子の製造方法は、
基板、該基板の上方に形成された絶縁層、および該絶縁層の上方に形成された半導体層を有する基体を用意する工程と、
前記基体の上方に駆動部を形成する工程と、
前記半導体層をパターニングして振動部を形成する工程と、
前記絶縁層をパターニングして前記振動部の下方に開口部を形成する工程と、
前記駆動部を被覆する犠牲層を形成する工程と、
前記犠牲層を被覆する多孔質層を形成する工程と、
前記多孔質層の孔を通じてガスを供給し、前記犠牲層と反応させて前記犠牲層をガス化して除去する工程と、
前記多孔質層を被覆する封止層を形成する工程と、を含み、
前記駆動部を形成する工程は、
前記基体の上方に第1電極を形成する工程と、
前記第1電極の上方に圧電体層を形成する工程と、
前記圧電体層の上方に第2電極を形成する工程と、を有し、
前記振動部は、
支持部と、
前記支持部を基端として片持ち梁状に形成された二本のビーム部と、を有するように形成され、
前記駆動部は、各前記ビーム部の上方に1対ずつ形成される。
A method for manufacturing a tuning fork vibrator according to the present invention includes:
Providing a substrate, a base having an insulating layer formed above the substrate, and a semiconductor layer formed above the insulating layer;
Forming a drive unit above the substrate;
Patterning the semiconductor layer to form a vibrating portion;
Patterning the insulating layer to form an opening below the vibrating portion;
Forming a sacrificial layer covering the driving unit;
Forming a porous layer covering the sacrificial layer;
Supplying a gas through the pores of the porous layer and reacting with the sacrificial layer to gasify and remove the sacrificial layer;
Forming a sealing layer covering the porous layer, and
The step of forming the driving unit includes:
Forming a first electrode above the substrate;
Forming a piezoelectric layer above the first electrode;
Forming a second electrode above the piezoelectric layer,
The vibrating part is
A support part;
Two beam portions formed in a cantilever shape with the support portion as a base end, and
One pair of the drive units is formed above each beam unit.

本発明に係る音叉振動子の製造方法において、
前記犠牲層は、レジスト層であり、
前記犠牲層を除去する工程において、前記レジスト層はアッシングにより除去されることができる。
In the method for manufacturing a tuning fork vibrator according to the present invention,
The sacrificial layer is a resist layer;
In the step of removing the sacrificial layer, the resist layer may be removed by ashing.

本発明に係る音叉振動子の製造方法において、
前記封止層を形成する工程において、前記封止層は、大気圧より低い圧力下で形成されることができる。
In the method for manufacturing a tuning fork vibrator according to the present invention,
In the step of forming the sealing layer, the sealing layer may be formed under a pressure lower than atmospheric pressure.

以下、本発明に好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

1. まず、本実施形態に係る音叉振動子100について説明する。図1は、本実施形態に係る音叉振動子100を概略的に示す平面図であり、図2は、音叉振動子100を概略的に示す断面図である。なお、図2は、図1のII−II線断面図である。   1. First, the tuning fork vibrator 100 according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a plan view schematically showing a tuning fork vibrator 100 according to this embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the tuning fork vibrator 100. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.

音叉振動子100は、図1、図2に示すように、基体1と、振動部10と、駆動部20(20a〜20d)と、多孔質層80と、空洞部72と、封止層90と、を含む。なお、図1の一部では、便宜上、多孔質層80と封止層90を透視して描いてある。   As shown in FIGS. 1 and 2, the tuning fork vibrator 100 includes a base body 1, a vibrating unit 10, a driving unit 20 (20 a to 20 d), a porous layer 80, a cavity 72, and a sealing layer 90. And including. In FIG. 1, for the sake of convenience, the porous layer 80 and the sealing layer 90 are seen through.

基体1は、例えば図2に示すように、基板2と、基板2上に形成された絶縁層3と、絶縁層3上に形成された半導体層4と、を有することができる。基体1としては、例えばSOI基板などを用いることができる。SOI基板としては、例えばSIMOX(silicon implanted oxide)基板や貼り合わせSOI基板などが挙げられる。例えば、基板2としてシリコン基板、絶縁層3として酸化シリコン層、半導体層4としてシリコン層を用いることができる。半導体層4の厚みは、音叉振動子100の小型化のためには、20μm以下であることが望ましい。半導体層4内には各種の半導体回路を作り込むことができる。半導体層4としてシリコン層を用いることが、一般的な半導体製造技術を利用できる点で有利である。   For example, as shown in FIG. 2, the base 1 can include a substrate 2, an insulating layer 3 formed on the substrate 2, and a semiconductor layer 4 formed on the insulating layer 3. As the substrate 1, for example, an SOI substrate can be used. Examples of the SOI substrate include a SIMOX (silicon implanted oxide) substrate and a bonded SOI substrate. For example, a silicon substrate can be used as the substrate 2, a silicon oxide layer can be used as the insulating layer 3, and a silicon layer can be used as the semiconductor layer 4. The thickness of the semiconductor layer 4 is desirably 20 μm or less in order to reduce the size of the tuning fork vibrator 100. Various semiconductor circuits can be formed in the semiconductor layer 4. The use of a silicon layer as the semiconductor layer 4 is advantageous in that a general semiconductor manufacturing technique can be used.

振動部10は、基体1のうちの少なくとも一部からなる。振動部10の平面形状は、図1に示すように音叉型である。振動部10は、図2に示すように、基体1の絶縁層3の一部を除去して形成された開口部3a上に形成されている。振動部10の周りには、振動部10の振動を許容する空隙部4aが形成されている。振動部10は、支持部12と、支持部12を基端として片持ち梁状に形成された二本のビーム部14(14a,14b)と、を有する。第1ビーム部14aおよび第2ビーム部14bは、長手方向(図1のX方向)に平行に所定間隔をおいて配置されている。   The vibration unit 10 is composed of at least a part of the base body 1. The planar shape of the vibration part 10 is a tuning fork type as shown in FIG. As shown in FIG. 2, the vibrating portion 10 is formed on an opening 3 a formed by removing a part of the insulating layer 3 of the base 1. A gap 4 a that allows vibration of the vibration unit 10 is formed around the vibration unit 10. The vibration part 10 includes a support part 12 and two beam parts 14 (14a, 14b) formed in a cantilever shape with the support part 12 as a base end. The first beam portion 14a and the second beam portion 14b are arranged at a predetermined interval in parallel to the longitudinal direction (X direction in FIG. 1).

支持部12は、半導体層4の一部からなる第1支持部12aと、第1支持部12aよりも幅の大きい第2支持部12bと、を有する。第1支持部12aは、半導体層4の一部からなる固定部4bに連続しており、固定部4bと第2支持部12bとを接続している。第2支持部12bは、第1ビーム部14aおよび第2ビーム部14bを支持する機能と、これらのビーム部14a,14bの振動を第1支持部12aに伝搬させない機能と、を有する。第2支持部12bは、例えば図1に示すように、側部に凹凸形状を有することができる。   The support part 12 includes a first support part 12a made of a part of the semiconductor layer 4, and a second support part 12b having a width wider than the first support part 12a. The first support portion 12a is continuous with the fixed portion 4b formed of a part of the semiconductor layer 4, and connects the fixed portion 4b and the second support portion 12b. The second support portion 12b has a function of supporting the first beam portion 14a and the second beam portion 14b and a function of not propagating vibrations of these beam portions 14a and 14b to the first support portion 12a. For example, as shown in FIG. 1, the second support portion 12 b can have an uneven shape on the side portion.

駆動部20(20a〜20d)は、振動部10の屈曲振動を生成する。駆動部20は、図1に示すように、第1ビーム部14aと第2ビーム部14bの上に1対ずつ形成されている。即ち、第1ビーム部14a上には、第1駆動部20aと第2駆動部20bとが、第1ビーム部14aの長手方向に沿って、互いに平行に形成されている。同様に、第2ビーム部14b上には、第3駆動部20cと第4駆動部20dとが、第2ビーム部14bの長手方向に沿って、互いに平行に形成されている。第1ビーム部14aの外側に配置された第1駆動部20aと、第2ビーム部14bの外側に配置された第3駆動部20cとは、配線(図示せず)により電気的に接続されている。第1ビーム部14aの内側に配置された第2駆動部20bと、第2ビーム部14bの内側に配置された第4駆動部20dとは、配線(図示せず)により電気的に接続されている。   The drive unit 20 (20a to 20d) generates bending vibration of the vibration unit 10. As shown in FIG. 1, the drive unit 20 is formed in pairs on the first beam unit 14a and the second beam unit 14b. That is, on the first beam portion 14a, the first drive portion 20a and the second drive portion 20b are formed in parallel to each other along the longitudinal direction of the first beam portion 14a. Similarly, a third drive unit 20c and a fourth drive unit 20d are formed in parallel to each other along the longitudinal direction of the second beam unit 14b on the second beam unit 14b. The first driving unit 20a arranged outside the first beam unit 14a and the third driving unit 20c arranged outside the second beam unit 14b are electrically connected by wiring (not shown). Yes. The second drive unit 20b arranged inside the first beam unit 14a and the fourth drive unit 20d arranged inside the second beam unit 14b are electrically connected by wiring (not shown). Yes.

駆動部20(20a〜20d)は、図2に示すように、ビーム部14a,14bの上方に形成された第1電極22と、第1電極22上に形成された圧電体層24と、圧電体層24上に形成された第2電極26と、を有する。駆動部20は、さらに、ビーム部14a、14bと第1電極22との間に形成された下地層5を有することができる。   As shown in FIG. 2, the drive unit 20 (20a to 20d) includes a first electrode 22 formed above the beam units 14a and 14b, a piezoelectric layer 24 formed on the first electrode 22, and a piezoelectric element. And a second electrode 26 formed on the body layer 24. The driving unit 20 can further include an underlayer 5 formed between the beam units 14 a and 14 b and the first electrode 22.

下地層5は、酸化シリコン(SiO)層、窒化シリコン(Si)層等の絶縁層である。下地層5は、例えば2層以上の複合層で構成されていても良い。 The underlayer 5 is an insulating layer such as a silicon oxide (SiO 2 ) layer or a silicon nitride (Si 3 N 4 ) layer. The underlayer 5 may be composed of two or more composite layers, for example.

第1電極22は、例えばPtなどの電極材料からなることができる。第1電極22の厚さは、十分に低い電気抵抗値が得られる厚さであれば良く、例えば10nm以上5μm以下とすることができる。   The first electrode 22 can be made of an electrode material such as Pt, for example. The thickness of the 1st electrode 22 should just be the thickness from which a sufficiently low electrical resistance value is acquired, for example, can be 10 nm or more and 5 micrometers or less.

圧電体層24は、例えばチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)などの圧電材料からなることができる。圧電体層24の厚さは、半導体層4の厚みの1/10倍以上、等倍以下程度であることが望ましい。この範囲の厚さであることにより、ビーム部14a,14bを十分に振動させる駆動力が確保されることができる。例えば、半導体層4の厚みを1μm〜20μmとした場合、圧電体層24の厚さは0.1μm〜20μmとすることができる。   The piezoelectric layer 24 can be made of a piezoelectric material such as lead zirconate titanate (PZT). The thickness of the piezoelectric layer 24 is desirably about 1/10 times or more and equal to or less than the thickness of the semiconductor layer 4. When the thickness is within this range, it is possible to secure a driving force that sufficiently vibrates the beam portions 14a and 14b. For example, when the thickness of the semiconductor layer 4 is 1 μm to 20 μm, the thickness of the piezoelectric layer 24 can be 0.1 μm to 20 μm.

第2電極26は、例えばPtなどの電極材料からなることができる。第2電極26の厚さは、十分に低い電気抵抗値が得られる厚さであれば良く、例えば10nm以上5μm以下とすることができる。   The second electrode 26 can be made of an electrode material such as Pt, for example. The thickness of the second electrode 26 may be any thickness that provides a sufficiently low electrical resistance value, and may be, for example, 10 nm or more and 5 μm or less.

なお、図示の例では、駆動部20において、第1電極22と第2電極26の間には圧電体層24のみが存在するが、両電極22,26間に圧電体層24以外の層を有していても良い。圧電体層24の膜厚は、共振条件に応じて適宜変更することができる。   In the illustrated example, in the drive unit 20, only the piezoelectric layer 24 exists between the first electrode 22 and the second electrode 26, but a layer other than the piezoelectric layer 24 is provided between the electrodes 22 and 26. You may have. The film thickness of the piezoelectric layer 24 can be appropriately changed according to the resonance condition.

本実施形態に係る音叉振動子100では、第1〜第4駆動部20a〜20dに交流電界を印加することにより、第1,第2ビーム14a,14bをそれぞれ鏡映対称に屈曲振動させ、音叉振動を実現することができる。   In the tuning fork vibrator 100 according to the present embodiment, by applying an alternating electric field to the first to fourth drive units 20a to 20d, the first and second beams 14a and 14b bend and vibrate in a mirror-symmetric manner, respectively. Vibration can be realized.

多孔質層80は、図2に示すように、基体1上に形成され、駆動部20に接していない。多孔質層80の形状は、後述する犠牲層70の形状を反映したものとなる。多孔質層80の内側には、空洞部72が形成されている。空洞部72の内側には、駆動部20が形成されている。即ち、空洞部72は、駆動部20と多孔質層80との間に形成されている。   As shown in FIG. 2, the porous layer 80 is formed on the substrate 1 and is not in contact with the drive unit 20. The shape of the porous layer 80 reflects the shape of the sacrificial layer 70 described later. A cavity 72 is formed inside the porous layer 80. The drive unit 20 is formed inside the cavity 72. That is, the cavity 72 is formed between the drive unit 20 and the porous layer 80.

多孔質層80は、多数の微細な貫通孔を有している。この貫通孔を通じて気体が移動することができる。多孔質層80としては、高い機械的強度を有し、単独でその形状が保持されるものが望ましい。多孔質層80の厚みは、例えば0.2μm〜2μm程度である。多孔質層80としては、成膜した際に多孔質となり、かつ高い機械的強度を有する材質のものを用いることができる。多孔質層80は、酸化物、窒化物、有機物などからなることができる。多孔質層80は、好ましくは金属酸化物からなり、より好ましくは酸化アルミニウム(Al)からなる。 The porous layer 80 has a large number of fine through holes. Gas can move through the through hole. As the porous layer 80, it is desirable to have a high mechanical strength and to maintain its shape independently. The thickness of the porous layer 80 is, for example, about 0.2 μm to 2 μm. As the porous layer 80, a material that becomes porous when it is formed and has high mechanical strength can be used. The porous layer 80 can be made of an oxide, nitride, organic material, or the like. The porous layer 80 is preferably made of a metal oxide, more preferably aluminum oxide (Al 2 O 3 ).

封止層90は、図2に示すように、多孔質層80上に形成されている。封止層90は、多孔質層80の貫通孔を封止して空洞部72を気密に保ち、多孔質層80の機械的強度を補強することができる。後述するが、封止層90は大気圧よりも低い圧力下で成膜されるため、音叉振動子100が大気中に置かれた場合、空洞部72は負圧状態となる。本実施形態の音叉振動子100によれば、多孔質層80および封止層90が高い機械的強度を有するため、空洞部72が負圧状態でも空洞部72の形状を保持することできる。封止層90の厚みは、例えば0.1μm〜1.5μm程度である。封止層90は、空洞部72の気密性を保持できる緻密な物質からなる。封止層90は、窒化シリコン(Si)、酸化シリコン、酸化アルミニウムなどからなることができる。 The sealing layer 90 is formed on the porous layer 80 as shown in FIG. The sealing layer 90 can seal the through hole of the porous layer 80 to keep the cavity 72 airtight, and can reinforce the mechanical strength of the porous layer 80. As will be described later, since the sealing layer 90 is formed under a pressure lower than the atmospheric pressure, when the tuning fork vibrator 100 is placed in the atmosphere, the cavity 72 is in a negative pressure state. According to the tuning fork vibrator 100 of the present embodiment, since the porous layer 80 and the sealing layer 90 have high mechanical strength, the shape of the cavity 72 can be maintained even when the cavity 72 is in a negative pressure state. The thickness of the sealing layer 90 is, for example, about 0.1 μm to 1.5 μm. The sealing layer 90 is made of a dense material that can maintain the airtightness of the cavity 72. The sealing layer 90 can be made of silicon nitride (Si 3 N 4 ), silicon oxide, aluminum oxide, or the like.

2. 次に、本実施形態に係る音叉振動子100の製造方法の一例について図面を参照しながら説明する。図3〜図8は、図1および図2に示す本実施形態の音叉振動子100の一製造工程を概略的に示す断面図であり、それぞれ図2に示す断面図に対応している。   2. Next, an example of a method for manufacturing the tuning fork vibrator 100 according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. 3 to 8 are cross-sectional views schematically showing one manufacturing process of the tuning fork vibrator 100 of the present embodiment shown in FIGS. 1 and 2, each corresponding to the cross-sectional view shown in FIG.

(1)まず、図3に示すように、基板2上に絶縁層3および半導体層4がこの順に配置された基体1を用意する。   (1) First, as shown in FIG. 3, a base 1 in which an insulating layer 3 and a semiconductor layer 4 are arranged in this order on a substrate 2 is prepared.

(2)次に、基体1上に、駆動部20を形成する。具体的には、基体1上に駆動部20を構成する下地層5、第1電極22、圧電体層24、および第2電極26を順次形成する。   (2) Next, the drive unit 20 is formed on the substrate 1. Specifically, the base layer 5, the first electrode 22, the piezoelectric layer 24, and the second electrode 26 constituting the driving unit 20 are sequentially formed on the base 1.

下地層5は、熱酸化法、CVD法、スパッタ法などにより形成される。下地層5は、例えば、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いてパターニングされ、所望の形状に形成されることができる。   The underlayer 5 is formed by a thermal oxidation method, a CVD method, a sputtering method, or the like. The underlayer 5 can be formed into a desired shape by patterning using, for example, a photolithography technique and an etching technique.

第1電極22は、蒸着法、スパッタ法などにより形成される。第1電極22は、例えば、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いてパターニングされ、所望の形状に形成されることができる。   The first electrode 22 is formed by vapor deposition, sputtering, or the like. The first electrode 22 can be formed into a desired shape by patterning using, for example, a photolithography technique and an etching technique.

圧電体層24は、レーザーアブレーション法、蒸着法、スパッタ法、CVD(Chemical Vapor Deposition)法などにより形成される。例えば、レーザーアブレーション法を用いてチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)からなる圧電体層24を形成する場合には、レーザー光をPZT用ターゲット、例えばPb1.05Zr0.52Ti0.48NbOのターゲットに照射する。そして、このターゲットから鉛原子、ジルコニウム原子、チタン原子、および酸素原子をアブレーションによって放出させ、レーザーエネルギーによってプルームを発生させ、このプルームを基体1に向けて照射する。これにより、第1電極22上にPZTからなる圧電体層24が成膜される。圧電体層24は、例えば、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いてパターニングされ、所望の形状に形成されることができる。 The piezoelectric layer 24 is formed by laser ablation, vapor deposition, sputtering, CVD (Chemical Vapor Deposition), or the like. For example, when the piezoelectric layer 24 made of lead zirconate titanate (PZT) is formed by laser ablation, laser light is used as a target for PZT, for example, Pb 1.05 Zr 0.52 Ti 0.48 NbO. 3 target is irradiated. Then, lead atoms, zirconium atoms, titanium atoms, and oxygen atoms are released from the target by ablation, a plume is generated by laser energy, and the plume is irradiated toward the substrate 1. Thereby, the piezoelectric layer 24 made of PZT is formed on the first electrode 22. The piezoelectric layer 24 can be formed into a desired shape by patterning using, for example, a photolithography technique and an etching technique.

第2電極26は、蒸着法、スパッタ法、CVD法などにより形成される。第2電極26は、例えば、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いてパターニングされ、所望の形状に形成されることができる。   The second electrode 26 is formed by vapor deposition, sputtering, CVD, or the like. The second electrode 26 can be formed into a desired shape by patterning using, for example, a photolithography technique and an etching technique.

(3)次に、図4に示すように、基体1の半導体層4を所望の形状にパターニングして振動部10を形成する。振動部10は、半導体層4を刳り貫いて空隙部4a(図1参照)を形成することにより得られる。半導体層4は、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いてパターニングされる。エッチング技術としては、ドライエッチング法やウェットエッチング法を用いることができる。本パターニング工程においては、基体1の絶縁層3をエッチングストッパ層として用いることができる。   (3) Next, as shown in FIG. 4, the vibration layer 10 is formed by patterning the semiconductor layer 4 of the substrate 1 into a desired shape. The vibration part 10 is obtained by penetrating the semiconductor layer 4 to form a gap 4a (see FIG. 1). The semiconductor layer 4 is patterned using a photolithography technique and an etching technique. As an etching technique, a dry etching method or a wet etching method can be used. In this patterning step, the insulating layer 3 of the substrate 1 can be used as an etching stopper layer.

(4)次に、図5に示すように、基体1の絶縁層3をパターニングして振動部10の下に開口部3aを形成する。絶縁層3が酸化シリコンからなる場合には、例えばフッ化水素酸を用いたウェットエッチングにより絶縁層3をパターニングすることができる。本パターニング工程では、例えば、基板2および半導体層4をエッチングストッパ層として用いることにより、フォトリソグラフィ技術を用いることなく絶縁層3をパターニングすることができる。   (4) Next, as shown in FIG. 5, the insulating layer 3 of the base 1 is patterned to form an opening 3 a under the vibrating part 10. When the insulating layer 3 is made of silicon oxide, the insulating layer 3 can be patterned by wet etching using, for example, hydrofluoric acid. In this patterning step, for example, the insulating layer 3 can be patterned without using a photolithography technique by using the substrate 2 and the semiconductor layer 4 as an etching stopper layer.

(5)上述した工程により、空隙部4aおよび開口部3aが設けられることで、音叉型の振動部10に対する機械的拘束力が低減され、振動部10が十分に振動できるようになる。   (5) By providing the gap 4a and the opening 3a by the above-described steps, the mechanical restraint force on the tuning-fork type vibration unit 10 is reduced, and the vibration unit 10 can sufficiently vibrate.

(6)次に、図6に示すように、駆動部20を被覆する犠牲層70を形成する。具体的には、まず、駆動部20を覆うように、基体1の全面に犠牲層70を設ける。犠牲層70は、例えば有機系レジスト材料からなることができる。次に、フォトリソグラフィ技術を用いて、図6に示すように犠牲層70をパターニングする。パターニングされた犠牲層70の形状は、次の工程で形成される多孔質層80の形状に反映される。従って、多孔質層80が駆動部20と接触しないようにするために、犠牲層70は、駆動部20が全て埋没するように設けられる。また、犠牲層70は、図6に示すように、空隙部4aおよび開口部3a(図5参照)を埋め込むことができる。なお、犠牲層70は、空隙部4aや開口部3aを埋め込まなくても良い。   (6) Next, as shown in FIG. 6, a sacrificial layer 70 that covers the drive unit 20 is formed. Specifically, first, a sacrificial layer 70 is provided on the entire surface of the base 1 so as to cover the drive unit 20. The sacrificial layer 70 can be made of, for example, an organic resist material. Next, using a photolithography technique, the sacrificial layer 70 is patterned as shown in FIG. The shape of the patterned sacrificial layer 70 is reflected in the shape of the porous layer 80 formed in the next step. Therefore, in order to prevent the porous layer 80 from coming into contact with the driving unit 20, the sacrificial layer 70 is provided so that the driving unit 20 is entirely buried. Further, as shown in FIG. 6, the sacrificial layer 70 can embed the gap 4a and the opening 3a (see FIG. 5). Note that the sacrificial layer 70 does not have to fill the gap 4a and the opening 3a.

(7)次に、図7に示すように、犠牲層70を被覆する多孔質層80を形成する。多孔質層80は、犠牲層70の表面に沿って形成される。多孔質層80は、例えばCVD法、スパッタ法などを用いて形成される。例えば、多孔質層80として酸化アルミニウム層を用いる場合には、多孔質層80の形成にはCVD法を用いることが好ましい。この場合には、トリメチルアルミニウムを原料とし、原料の噴き付けを調整し、オゾンを反応炉内に導入し、400℃以下(例えば200℃)で熱酸化を繰り返させることにより、好適な多孔質層80を形成することができる。なお、多孔質層80の形成方法や形成条件は、多孔質層80の材料などに応じて適宜変更することができる。   (7) Next, as shown in FIG. 7, a porous layer 80 that covers the sacrificial layer 70 is formed. The porous layer 80 is formed along the surface of the sacrificial layer 70. The porous layer 80 is formed using, for example, a CVD method or a sputtering method. For example, when an aluminum oxide layer is used as the porous layer 80, it is preferable to use a CVD method for forming the porous layer 80. In this case, a suitable porous layer is obtained by using trimethylaluminum as a raw material, adjusting spraying of the raw material, introducing ozone into the reaction furnace, and repeating thermal oxidation at 400 ° C. or lower (eg, 200 ° C.). 80 can be formed. The formation method and formation conditions of the porous layer 80 can be changed as appropriate according to the material of the porous layer 80 and the like.

(8)次に、図8に示すように、多孔質層80の孔を通じてガス(例えばプラズマ等)を供給し、犠牲層70と反応させて、犠牲層70をガス化して除去する。犠牲層70としてレジスト層を用いる場合には、犠牲層70の除去は、例えば、酸素プラズマによるアッシングにより行われる。具体的には、まず、チャンバー内に酸素ガスを導入し、酸素ガスを公知の方法によりプラズマ化する。チャンバー内の圧力は、例えば200Pa〜300Pa程度である。発生した酸素プラズマ(ガス)は、多孔質層80の貫通孔を通り抜け、多孔質層80の内側の犠牲層70と反応する。その結果生じたガスは、多孔質層80の貫通孔を通り抜け、外部に放出される。本工程における基板温度としては、例えば200℃程度、処理時間としては、例えば10分程度とすることができる。本工程において、犠牲層70と反応させるガスは、酸素プラズマに限定されず、犠牲層70を除去できるガスであれば良い。   (8) Next, as shown in FIG. 8, a gas (for example, plasma) is supplied through the pores of the porous layer 80 to react with the sacrificial layer 70, and the sacrificial layer 70 is gasified and removed. When a resist layer is used as the sacrificial layer 70, the sacrificial layer 70 is removed by, for example, ashing using oxygen plasma. Specifically, first, oxygen gas is introduced into the chamber, and the oxygen gas is turned into plasma by a known method. The pressure in the chamber is, for example, about 200 Pa to 300 Pa. The generated oxygen plasma (gas) passes through the through hole of the porous layer 80 and reacts with the sacrificial layer 70 inside the porous layer 80. The resulting gas passes through the through hole of the porous layer 80 and is released to the outside. The substrate temperature in this step can be about 200 ° C., for example, and the processing time can be about 10 minutes, for example. In this step, the gas to be reacted with the sacrificial layer 70 is not limited to oxygen plasma, and any gas that can remove the sacrificial layer 70 may be used.

上述したように犠牲層70を除去することにより、図8に示すように、多孔質層80の形状を保持したまま、多孔質層80の内側に空洞部72を形成することができる。   By removing the sacrificial layer 70 as described above, the cavity 72 can be formed inside the porous layer 80 while maintaining the shape of the porous layer 80 as shown in FIG.

(9)次に、図1および図2に示すように、多孔質層80を被覆する封止層90を形成する。封止層90は、多孔質層80の表面に沿って形成される。封止層90は、例えばスパッタ法、CVD法などを用いて形成される。封止層90は、大気圧よりも低い圧力下で成膜される。このため、空洞部72内は大気圧よりも低い圧力(真空状態)のまま封止される。封止層90の成膜条件は、封止層90が空洞部72の気密性を保持できる緻密性を有するように適宜設定される。なお、本実施形態の製造方法では、例えば、上述した多孔質層80の形成工程から、この封止層90の形成工程までを真空装置内で一貫して行うことができる。   (9) Next, as shown in FIGS. 1 and 2, a sealing layer 90 that covers the porous layer 80 is formed. The sealing layer 90 is formed along the surface of the porous layer 80. The sealing layer 90 is formed using, for example, a sputtering method or a CVD method. The sealing layer 90 is formed under a pressure lower than atmospheric pressure. For this reason, the inside of the cavity 72 is sealed with a pressure (vacuum state) lower than the atmospheric pressure. The film forming conditions of the sealing layer 90 are appropriately set so that the sealing layer 90 has a denseness capable of maintaining the airtightness of the cavity 72. In the manufacturing method of the present embodiment, for example, the process from the formation of the porous layer 80 to the formation of the sealing layer 90 can be performed consistently in a vacuum apparatus.

(10)以上の工程により、図1および図2に示すように、本実施形態の音叉振動子100が形成される。   (10) Through the above steps, the tuning fork vibrator 100 of this embodiment is formed as shown in FIGS.

3. 本実施形態の音叉振動子100では、駆動部20は、多孔質層80および封止層90によって密封された空洞部72内に設けられ、外気との接触がない。このため、駆動部20の圧電体層24の劣化を抑制することができる。その結果、音叉振動子100の劣化を抑制することができる。   3. In the tuning fork vibrator 100 of the present embodiment, the drive unit 20 is provided in the cavity 72 sealed by the porous layer 80 and the sealing layer 90 and does not come into contact with the outside air. For this reason, deterioration of the piezoelectric layer 24 of the drive unit 20 can be suppressed. As a result, the deterioration of the tuning fork vibrator 100 can be suppressed.

また、本実施形態の音叉振動子100では、空洞部72が減圧状態であり、空洞部72内には、圧電体層24に対して悪影響を与える物質(例えば水分など)が少ない。このため、音叉振動子100の劣化をより一層抑制することができる。   Further, in the tuning fork vibrator 100 of the present embodiment, the cavity 72 is in a reduced pressure state, and there are few substances (for example, moisture) that adversely affect the piezoelectric layer 24 in the cavity 72. For this reason, deterioration of the tuning fork vibrator 100 can be further suppressed.

また、本実施形態の音叉振動子100の製造方法では、駆動部20を密封するための構造を真空装置内で一貫して形成することができる。このため、その構造の形成工程において、駆動部20を大気と接触しないようにすることができる。従って、本実施形態の製造方法によれば、駆動部20の圧電体層24に対して悪影響を与える物質(例えば水分など)が少ない状況下で音叉振動子100を製造することができる。   Moreover, in the manufacturing method of the tuning fork vibrator 100 of this embodiment, the structure for sealing the drive part 20 can be formed consistently in a vacuum apparatus. For this reason, it is possible to prevent the drive unit 20 from coming into contact with the atmosphere in the formation process of the structure. Therefore, according to the manufacturing method of the present embodiment, the tuning fork vibrator 100 can be manufactured under a condition where there are few substances (for example, moisture) that adversely affect the piezoelectric layer 24 of the driving unit 20.

また、本実施形態の音叉振動子100の製造方法によれば、真空装置内で空洞部72を得ることができるため、他の特別な工程を経なくても空洞部72を減圧状態にすることができる。   Further, according to the method for manufacturing the tuning fork vibrator 100 of the present embodiment, the cavity 72 can be obtained in the vacuum apparatus, so that the cavity 72 can be in a reduced pressure state without any other special process. Can do.

また、本実施形態の音叉振動子100では、振動部10は、基体1(例えばSOI基板)の半導体層4によって構成されるため、振動部10の厚さを薄くすることができる。これにより、クロックモジュールに用いられる発振器の共振周波数を生成する音叉振動子100において、振動部10(より具体的にはビーム部14a,14b)の長さを短くすることができる。即ち、例えば水晶を用いた音叉振動子などに比べて、本実施形態に係る音叉振動子100を小型化することができる。例えば、32kHz帯の共振周波数を用いる場合には、振動部10の厚みを20μm以下、振動部10の長さを2mm以下、音叉振動子100のパッケージ長さを3mm以下とすることができる。なお、32kHz帯の共振周波数とは、例えば16kHz〜66kHzの範囲のものである。これは、15段のフリップフロップ回路で分周して1Hzの信号を発生させるためには、215=32.768kHzが必要であるが、14段、16段も消費電力の観点から可能であるため、214=16.384kHzから216=65.536kHzまでを範囲とすることができるためである。 Further, in the tuning fork vibrator 100 of the present embodiment, since the vibration unit 10 is configured by the semiconductor layer 4 of the base 1 (for example, an SOI substrate), the thickness of the vibration unit 10 can be reduced. Thereby, in the tuning fork vibrator 100 that generates the resonance frequency of the oscillator used in the clock module, the length of the vibrating section 10 (more specifically, the beam sections 14a and 14b) can be shortened. That is, for example, the tuning fork vibrator 100 according to the present embodiment can be downsized as compared with a tuning fork vibrator using quartz. For example, when a resonance frequency in the 32 kHz band is used, the thickness of the vibration part 10 can be 20 μm or less, the length of the vibration part 10 can be 2 mm or less, and the package length of the tuning fork vibrator 100 can be 3 mm or less. The resonance frequency in the 32 kHz band is, for example, in the range of 16 kHz to 66 kHz. This requires 2 15 = 32.768 kHz in order to generate a signal of 1 Hz by dividing by a 15-stage flip-flop circuit, but 14 and 16 stages are also possible from the viewpoint of power consumption. Therefore, the range from 2 14 = 16.384 kHz to 2 16 = 65.536 kHz can be set.

本実施形態に係る音叉振動子100の具体例としては以下の通りである。例えば、第1電極22の厚みは0.1μm、圧電体層24の厚みは1μm、第2電極26の厚みは0.1μm、駆動部20の厚みは1.2μm、半導体層4の厚みは2μm、ビーム部14a、14bのビーム長さは410μm、ビーム幅は4μmである。振動部10は、長辺1mm、短辺10μmの空隙部4a内に収まっている。この構成の音叉振動子100について、有限要素法によって運動方程式を解いてシミュレーションすると、屈曲振動の共振周波数は32kHzとなった。   A specific example of the tuning fork vibrator 100 according to this embodiment is as follows. For example, the thickness of the first electrode 22 is 0.1 μm, the thickness of the piezoelectric layer 24 is 1 μm, the thickness of the second electrode 26 is 0.1 μm, the thickness of the driving unit 20 is 1.2 μm, and the thickness of the semiconductor layer 4 is 2 μm. The beam lengths of the beam portions 14a and 14b are 410 μm and the beam width is 4 μm. The vibration part 10 is contained in the gap 4a having a long side of 1 mm and a short side of 10 μm. When the tuning fork vibrator 100 having this configuration was simulated by solving the equation of motion by the finite element method, the resonance frequency of the bending vibration was 32 kHz.

なお、本実施形態の音叉振動子100は、非同期回路のような本来タイミングデバイスを必要としない回路においても、トリガ発生器として用いられることができる。   Note that the tuning fork vibrator 100 according to the present embodiment can be used as a trigger generator even in a circuit that originally does not require a timing device such as an asynchronous circuit.

また、本実施形態の音叉振動子100では、基体1としてSOI基板を用いて、絶縁層3上に半導体集積回路と音叉振動子100を混載して音叉振動子モジュールを形成することができる。これにより、モジュールパッケージを小型化することができる。   In the tuning fork vibrator 100 according to the present embodiment, a tuning fork vibrator module can be formed by using an SOI substrate as the base 1 and mounting the semiconductor integrated circuit and the tuning fork vibrator 100 on the insulating layer 3. Thereby, a module package can be reduced in size.

また、本実施形態の音叉振動子100では、基体1としてSOI基板を用いて、絶縁層3上に発振回路と音叉振動子100を混載することができる。SOI基板を用いたデバイスでは、動作電圧を低くすることができるため、本実施形態の音叉振動子100によれば、低消費電力のワンチップクロックモジュールを提供することができる。   Further, in the tuning fork vibrator 100 of the present embodiment, an oscillation circuit and the tuning fork vibrator 100 can be mounted on the insulating layer 3 by using an SOI substrate as the base 1. In a device using an SOI substrate, the operating voltage can be lowered. Therefore, according to the tuning fork vibrator 100 of this embodiment, a one-chip clock module with low power consumption can be provided.

4. 上記のように、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できよう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。   4). Although the embodiments of the present invention have been described in detail as described above, those skilled in the art will readily understand that many modifications are possible without substantially departing from the novel matters and effects of the present invention. Accordingly, all such modifications are intended to be included in the scope of the present invention.

本実施形態に係る音叉振動子を概略的に示す平面図。FIG. 2 is a plan view schematically showing a tuning fork vibrator according to the embodiment. 本実施形態に係る音叉振動子を概略的に示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a tuning fork vibrator according to the embodiment. 本実施形態の音叉振動子の一製造工程を概略的に示す断面図。Sectional drawing which shows roughly one manufacturing process of the tuning fork vibrator of this embodiment. 本実施形態の音叉振動子の一製造工程を概略的に示す断面図。Sectional drawing which shows roughly one manufacturing process of the tuning fork vibrator of this embodiment. 本実施形態の音叉振動子の一製造工程を概略的に示す断面図。Sectional drawing which shows roughly one manufacturing process of the tuning fork vibrator of this embodiment. 本実施形態の音叉振動子の一製造工程を概略的に示す断面図。Sectional drawing which shows roughly one manufacturing process of the tuning fork vibrator of this embodiment. 本実施形態の音叉振動子の一製造工程を概略的に示す断面図。Sectional drawing which shows roughly one manufacturing process of the tuning fork vibrator of this embodiment. 本実施形態の音叉振動子の一製造工程を概略的に示す断面図。Sectional drawing which shows roughly one manufacturing process of the tuning fork vibrator of this embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 基体、2 基板、3 絶縁層、4 半導体層、5 下地層、10 振動部、12 支持部、14 ビーム部、20 駆動部、22 第1電極、24 圧電体層、26 第2電極、70 犠牲層、72 空洞部、80 多孔質層、90 封止層,100 音叉振動子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base | substrate, 2 Substrate, 3 Insulating layer, 4 Semiconductor layer, 5 Underlayer, 10 Vibration part, 12 Support part, 14 Beam part, 20 Driving part, 22 1st electrode, 24 Piezoelectric layer, 26 2nd electrode, 70 Sacrificial layer, 72 cavity, 80 porous layer, 90 sealing layer, 100 tuning fork vibrator

Claims (9)

基体と、
前記基体のうちの少なくとも一部からなる音叉型の振動部と、
前記振動部の屈曲振動を生成する駆動部と、
前記基体の上方に形成され、前記駆動部に接しない多孔質層と、
前記駆動部と前記多孔質層との間に形成された空洞部と、
前記多孔質層の上方に形成された封止層と、を含み、
前記振動部は、
支持部と、
前記支持部を基端として片持ち梁状に形成された二本のビーム部と、を有し、
前記駆動部は、各前記ビーム部の上方に1対ずつ形成され、
各前記駆動部は、
第1電極と、
前記第1電極の上方に形成された圧電体層と、
前記圧電体層の上方に形成された第2電極と、を有する、音叉振動子。
A substrate;
A tuning-fork type vibration part comprising at least a part of the base;
A drive unit that generates bending vibration of the vibration unit;
A porous layer formed above the substrate and not in contact with the drive unit;
A cavity formed between the drive unit and the porous layer;
A sealing layer formed above the porous layer,
The vibrating part is
A support part;
Two beam portions formed in a cantilever shape with the support portion as a base end, and
The drive unit is formed in a pair above each beam unit,
Each said drive part is
A first electrode;
A piezoelectric layer formed above the first electrode;
A tuning fork vibrator having a second electrode formed above the piezoelectric layer.
請求項1において、
前記基体は、SOI(Silicon On Insulator)基板である、音叉振動子。
In claim 1,
The base is a tuning fork vibrator, which is an SOI (Silicon On Insulator) substrate.
請求項1または2において、
前記多孔質層は、金属酸化物からなる、音叉振動子。
In claim 1 or 2,
The porous layer is a tuning fork vibrator made of a metal oxide.
請求項1乃至3のいずれかにおいて、
前記多孔質層は、酸化アルミニウムからなる、音叉振動子。
In any one of Claims 1 thru | or 3,
The porous layer is a tuning fork vibrator made of aluminum oxide.
請求項1乃至4のいずれかにおいて、
前記封止層は、窒化シリコンからなる、音叉振動子。
In any one of Claims 1 thru | or 4,
The sealing layer is a tuning fork vibrator made of silicon nitride.
請求項1乃至5のいずれかにおいて、
前記空洞部内は、大気圧より小さい圧力である、音叉振動子。
In any one of Claims 1 thru | or 5,
A tuning fork vibrator having a pressure smaller than atmospheric pressure in the hollow portion.
基板、該基板の上方に形成された絶縁層、および該絶縁層の上方に形成された半導体層を有する基体を用意する工程と、
前記基体の上方に駆動部を形成する工程と、
前記半導体層をパターニングして振動部を形成する工程と、
前記絶縁層をパターニングして前記振動部の下方に開口部を形成する工程と、
前記駆動部を被覆する犠牲層を形成する工程と、
前記犠牲層を被覆する多孔質層を形成する工程と、
前記多孔質層の孔を通じてガスを供給し、前記犠牲層と反応させて前記犠牲層をガス化して除去する工程と、
前記多孔質層を被覆する封止層を形成する工程と、を含み、
前記駆動部を形成する工程は、
前記基体の上方に第1電極を形成する工程と、
前記第1電極の上方に圧電体層を形成する工程と、
前記圧電体層の上方に第2電極を形成する工程と、を有し、
前記振動部は、
支持部と、
前記支持部を基端として片持ち梁状に形成された二本のビーム部と、を有するように形成され、
前記駆動部は、各前記ビーム部の上方に1対ずつ形成される、音叉振動子の製造方法。
Providing a substrate, a base having an insulating layer formed above the substrate, and a semiconductor layer formed above the insulating layer;
Forming a drive unit above the substrate;
Patterning the semiconductor layer to form a vibrating portion;
Patterning the insulating layer to form an opening below the vibrating portion;
Forming a sacrificial layer covering the driving unit;
Forming a porous layer covering the sacrificial layer;
Supplying a gas through the pores of the porous layer and reacting with the sacrificial layer to gasify and remove the sacrificial layer;
Forming a sealing layer covering the porous layer, and
The step of forming the driving unit includes:
Forming a first electrode above the substrate;
Forming a piezoelectric layer above the first electrode;
Forming a second electrode above the piezoelectric layer,
The vibrating part is
A support part;
Two beam portions formed in a cantilever shape with the support portion as a base end, and
A method of manufacturing a tuning fork vibrator, wherein the drive unit is formed in a pair above each beam unit.
請求項7において、
前記犠牲層は、レジスト層であり、
前記犠牲層を除去する工程において、前記レジスト層はアッシングにより除去される、音叉振動子の製造方法。
In claim 7,
The sacrificial layer is a resist layer;
A method for manufacturing a tuning fork vibrator, wherein in the step of removing the sacrificial layer, the resist layer is removed by ashing.
請求項7または8において、
前記封止層を形成する工程において、前記封止層は、大気圧より低い圧力下で形成される、音叉振動子の製造方法。
In claim 7 or 8,
The method for manufacturing a tuning fork vibrator, wherein in the step of forming the sealing layer, the sealing layer is formed under a pressure lower than atmospheric pressure.
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