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JP2013034156A - Mems vibrator, oscillator and manufacturing method of mems vibrator - Google Patents

Mems vibrator, oscillator and manufacturing method of mems vibrator Download PDF

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JP2013034156A
JP2013034156A JP2011170094A JP2011170094A JP2013034156A JP 2013034156 A JP2013034156 A JP 2013034156A JP 2011170094 A JP2011170094 A JP 2011170094A JP 2011170094 A JP2011170094 A JP 2011170094A JP 2013034156 A JP2013034156 A JP 2013034156A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
semiconductor layer
substrate
mems vibrator
angle
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.)
Withdrawn
Application number
JP2011170094A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shogo Inaba
正吾 稲葉
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 JP2011170094A priority Critical patent/JP2013034156A/en
Publication of JP2013034156A publication Critical patent/JP2013034156A/en
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Abstract

【課題】信頼性が高く、周波数特性の管理が容易なMEMS振動子を提供する。
【解決手段】MEMS振動子100は、基板10と、基板10の上方に配置された第1電極20と、第1電極20との間に空隙を有した状態で配置され、基板10の厚み方向に静電力によって振動可能となる梁部32、および梁部32を支持する支持部34を有する第2電極30と、を含み、第1電極20の側面22は、第1電極20の上面21に接続された第1面22aと、第1面22aおよび基板10の上面11に接続された第2面22bと、を有し、第1面22aは、基板10の上面11に対して傾斜し、基板10の上面11に対する第1面22aの角度は、第1角度αであり、基板10の上面11に対する第2面22bの角度は、第1角度αよりも大きい第2角度βである。
【選択図】図2
A MEMS resonator having high reliability and easy management of frequency characteristics is provided.
A MEMS vibrator is disposed with a gap between the substrate, a first electrode disposed above the substrate, and the first electrode, and the thickness direction of the substrate is And a second electrode 30 having a beam portion 32 that can be vibrated by an electrostatic force and a support portion 34 that supports the beam portion 32, and the side surface 22 of the first electrode 20 is formed on the upper surface 21 of the first electrode 20. A first surface 22a connected; and a second surface 22b connected to the first surface 22a and the upper surface 11 of the substrate 10. The first surface 22a is inclined with respect to the upper surface 11 of the substrate 10, The angle of the first surface 22a with respect to the upper surface 11 of the substrate 10 is a first angle α, and the angle of the second surface 22b with respect to the upper surface 11 of the substrate 10 is a second angle β that is larger than the first angle α.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、MEMS振動子、発振器、およびMEMS振動子の製造方法に関する。   The present invention relates to a MEMS vibrator, an oscillator, and a method for manufacturing the MEMS vibrator.

近年、MEMS(Micro Electro Mechanical System)技術を用いて製作されたMEMS振動子が注目されている。MEMS振動子は、例えば、発振器に用いられ、高い信頼性が要求される。特許文献1には、MEMS振動子の信頼性を高める技術として、製造工程において、サイドウォール状のエッチング残りが発生することを防止する技術が開示されている。具体的には、特許文献1では、固定電極、および静電力によって振動する梁を有する可動電極を備えたMEMS振動子において、固定電極の側面部を基板に対して傾斜した傾斜面にすることにより、サイドウォール状のエッチング残りが発生することを防止している。   2. Description of the Related Art In recent years, attention has been focused on MEMS vibrators manufactured using MEMS (Micro Electro Mechanical System) technology. The MEMS vibrator is used for an oscillator, for example, and requires high reliability. Patent Document 1 discloses a technique for preventing the occurrence of a sidewall-like etching residue in the manufacturing process as a technique for improving the reliability of the MEMS vibrator. Specifically, in Patent Document 1, in a MEMS vibrator including a fixed electrode and a movable electrode having a beam that vibrates due to an electrostatic force, the side surface portion of the fixed electrode is inclined to the substrate. This prevents the occurrence of sidewall-like etching residue.

特開2007−160495号公報JP 2007-160495 A

ここで、MEMS振動子の周波数特性は、可動電極の梁の長さ(静電力によって実質的に可動する梁の長さ)に依存する。したがって、可動電極の梁の長さを測定することは、MEMS振動子の周波数特性を管理するうえで重要である。可動電極の梁の長さを測定する方法として、SEM(Scanning Electron Microscope)等を用いて、可動電極の梁を平面観察する(基板の上面側から観察する)方法がある。この可動電極の梁を平面観察する方法によれば、MEMS振動子を破壊することなく、容易に梁の長さを測定することができる。   Here, the frequency characteristic of the MEMS vibrator depends on the length of the beam of the movable electrode (the length of the beam that is substantially movable by the electrostatic force). Therefore, measuring the length of the beam of the movable electrode is important in managing the frequency characteristics of the MEMS vibrator. As a method of measuring the length of the beam of the movable electrode, there is a method of observing the beam of the movable electrode in a plane (observing from the upper surface side of the substrate) using SEM (Scanning Electron Microscope) or the like. According to the method of observing the beam of the movable electrode in a plane, the length of the beam can be easily measured without destroying the MEMS vibrator.

しかしながら、特許文献1に記載のMEMS振動子のように、固定電極の側面部が傾斜している場合、側面部に沿って可動電極の梁も傾斜しているため、SEMを用いた平面観察では、梁の境界(梁と、梁を支持する支持部との境界)が明瞭に観察できない場合があった。したがって、特許文献1に記載のMEMS振動子では、可動電極の梁を平面観察する方法を用いることができない場合があり、周波数特性の管理が難しいという課題があった。   However, when the side surface portion of the fixed electrode is inclined as in the MEMS vibrator described in Patent Document 1, the beam of the movable electrode is also inclined along the side surface portion. Therefore, in planar observation using the SEM, In some cases, the boundary of the beam (the boundary between the beam and the support part that supports the beam) cannot be clearly observed. Therefore, in the MEMS vibrator described in Patent Document 1, there is a case where it is impossible to use a method of observing the beam of the movable electrode in a plane, and there is a problem that it is difficult to manage frequency characteristics.

本発明のいくつかの態様に係る目的の1つは、信頼性が高く、周波数特性の管理が容易なMEMS振動子およびその製造方法を提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の1つは、上記MEMS振動子を有する発振器を提供することにある。   One of the objects according to some aspects of the present invention is to provide a MEMS resonator having high reliability and easy management of frequency characteristics, and a method of manufacturing the same. Another object of some aspects of the present invention is to provide an oscillator having the MEMS vibrator.

本発明に係るMEMS振動子は、
基板と、
前記基板の上方に配置された第1電極と、
前記第1電極との間に空隙を有した状態で配置され、前記基板の厚み方向に静電力によって振動可能となる梁部、および前記梁部を支持する支持部を有する第2電極と、
を含み、
前記第1電極の側面は、
前記第1電極の上面に接続された第1面と、
前記第1面および前記基板の上面に接続された第2面と、
を有し、
前記第1面は、前記基板の上面に対して傾斜し、
前記基板の上面に対する前記第1面の角度は、第1角度であり、
前記基板の上面に対する前記第2面の角度は、前記第1角度よりも大きい第2角度である。
The MEMS vibrator according to the present invention includes:
A substrate,
A first electrode disposed above the substrate;
A second electrode having a beam portion that is arranged with a gap between the first electrode and that can vibrate by an electrostatic force in the thickness direction of the substrate; and a support portion that supports the beam portion;
Including
The side surface of the first electrode is
A first surface connected to an upper surface of the first electrode;
A second surface connected to the first surface and the top surface of the substrate;
Have
The first surface is inclined with respect to the upper surface of the substrate;
The angle of the first surface with respect to the upper surface of the substrate is a first angle;
The angle of the second surface with respect to the upper surface of the substrate is a second angle larger than the first angle.

このようなMEMS振動子によれば、第1電極の側面を構成する第1面が基板の上面に対して傾斜していることにより、サイドウォール状のエッチング残りの発生を防ぐことができる。したがって、信頼性を高めることができる。さらに、第1電極の側面が第1面と第2面とを有することにより、第1電極の側面に、第1角部を形成することができる。第1電極の側面に第1角部が形成されることにより、第2電極の上面に第2角部を、容易に形成することができる。第2角部は、梁部の境界に対応するため、MEMS振動子の周波数特性に寄与する梁部の長さを、例えばSEMを用いた平面観察によって測定することができる。したがって、周波数特性を容易に管理することができる。   According to such a MEMS vibrator, since the first surface constituting the side surface of the first electrode is inclined with respect to the upper surface of the substrate, it is possible to prevent the occurrence of a sidewall-like etching residue. Therefore, reliability can be improved. Furthermore, since the side surface of the first electrode has the first surface and the second surface, the first corner can be formed on the side surface of the first electrode. By forming the first corner portion on the side surface of the first electrode, the second corner portion can be easily formed on the upper surface of the second electrode. Since the second corner corresponds to the boundary of the beam portion, the length of the beam portion contributing to the frequency characteristics of the MEMS vibrator can be measured by, for example, planar observation using an SEM. Therefore, the frequency characteristics can be easily managed.

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)の上方に他の特定のもの(以下、「B」という)を形成する」などと用いる場合、A上に直接Bを形成するような場合と、A上に他のものを介してBを形成す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 of the present invention, the word “upper” is, for example, “forms another specific thing (hereinafter referred to as“ B ”) above a specific thing (hereinafter referred to as“ A ”)”. The word “above” is used to include the case where B is formed directly on A and the case where B is formed on A via another object. .

本発明に係るMEMS振動子において、
前記第1電極の側面には、前記第1面と前記第2面とがなす第1角部が形成され、
前記第2電極の上面には、前記第1角部の形状が転写された第2角部が形成されていてもよい。
In the MEMS vibrator according to the present invention,
A first corner formed by the first surface and the second surface is formed on a side surface of the first electrode,
A second corner portion to which the shape of the first corner portion is transferred may be formed on the upper surface of the second electrode.

このようなMEMS振動子によれば、第2電極の上面に第2角部が形成されることにより、梁部の長さを、例えばSEMを用いた平面観察によって測定することができる。したがって、周波数特性を容易に管理することができる。   According to such a MEMS vibrator, the second corner portion is formed on the upper surface of the second electrode, whereby the length of the beam portion can be measured by planar observation using, for example, an SEM. Therefore, the frequency characteristics can be easily managed.

本発明に係るMEMS振動子において、
前記第1角度は、5°以上45°以下であってもよい。
In the MEMS vibrator according to the present invention,
The first angle may be not less than 5 ° and not more than 45 °.

このようなMEMS振動子によれば、サイドウォール状のエッチング残りの発生を防ぐことができ、信頼性を高めることができる。   According to such a MEMS vibrator, it is possible to prevent the occurrence of a sidewall-like etching residue and improve the reliability.

本発明に係るMEMS振動子において、
前記第2角度は、80°以上90°以下であってもよい。
In the MEMS vibrator according to the present invention,
The second angle may be not less than 80 ° and not more than 90 °.

このようなMEMS振動子によれば、第2電極の上面に転写された第2角部を、例えばSEMを用いた平面観察により、明瞭に観察できる。したがって、MEMS振動子の周波数特性に寄与する梁部の長さを容易に測定することができ、周波数特性を容易に管理することができる。   According to such a MEMS vibrator, the second corner transferred to the upper surface of the second electrode can be clearly observed by planar observation using, for example, SEM. Therefore, the length of the beam part contributing to the frequency characteristics of the MEMS vibrator can be easily measured, and the frequency characteristics can be easily managed.

本発明に係る発振器は、
本発明に係るMEMS振動子と、
前記MEMS振動子の前記第1電極および前記第2電極と電気的に接続された回路部と、
を含む。
The oscillator according to the present invention is
A MEMS resonator according to the present invention;
A circuit unit electrically connected to the first electrode and the second electrode of the MEMS vibrator;
including.

このような発振器によれば、信頼性を高めることができ、かつ周波数特性の管理を容易化することができる。   According to such an oscillator, reliability can be enhanced and management of frequency characteristics can be facilitated.

本発明に係るMEMS振動子の製造方法は、
基板の上方に第1半導体層を成膜する工程と、
前記第1半導体層をパターニングして、第1電極を形成する工程と、
前記第1電極を覆う被覆層を形成する工程と、
前記被覆層の上方に第2半導体層を成膜する工程と、
前記第2半導体層をパターニングして、前記第1電極との間に空隙を有した状態で配置され、前記基板の厚み方向に静電力によって振動可能となる梁部、および前記梁部を支持する支持部を有する第2電極を形成する工程と、
前記被覆層を除去する工程と、
を含み、
前記第1電極を形成する工程において、
前記第1電極の側面を、前記第1電極の上面に接続された第1面と、前記第1面および前記基板の上面に接続された第2面と、を有するように形成し、
前記第1面は、前記基板の上面に対して傾斜し、
前記基板の上面に対する前記第1面の角度は、第1角度であり、
前記基板の上面に対する前記第2面の角度は、前記第1角度よりも大きい第2角度である。
A method for manufacturing a MEMS vibrator according to the present invention includes:
Forming a first semiconductor layer over the substrate;
Patterning the first semiconductor layer to form a first electrode;
Forming a coating layer covering the first electrode;
Forming a second semiconductor layer above the covering layer;
The second semiconductor layer is patterned and disposed with a gap between the first electrode and the beam portion that can vibrate by electrostatic force in the thickness direction of the substrate, and supports the beam portion Forming a second electrode having a support;
Removing the coating layer;
Including
In the step of forming the first electrode,
Forming a side surface of the first electrode to have a first surface connected to an upper surface of the first electrode and a second surface connected to the first surface and the upper surface of the substrate;
The first surface is inclined with respect to the upper surface of the substrate;
The angle of the first surface with respect to the upper surface of the substrate is a first angle;
The angle of the second surface with respect to the upper surface of the substrate is a second angle larger than the first angle.

このようなMEMS振動子の製造方法によれば、第1電極の第1面が基板の上面に対して傾斜するように形成される。これにより、第2半導体層をパターニングする工程において、サイドウォール状のエッチング残りが発生することを防ぐことができる。したがって、信頼性を高めることができる。さらに、第1電極を形成する工程において、第1電極の側面が第1面と第2面を有するように形成される。これにより、第1電極の側面に第1角部を形成することができる。第1角部が形成されることにより、第2半導体層を成膜する工程では、第2電極の上面に第2角部を、容易に形成することができる。そのため、MEMS振動子の周波数特性に寄与する梁部の長さを、例えばSEMを用いた平面観察によって測定することができる。したがって、周波数特性を容易に管理することができる。   According to such a method of manufacturing a MEMS vibrator, the first surface of the first electrode is formed so as to be inclined with respect to the upper surface of the substrate. Thereby, in the step of patterning the second semiconductor layer, it is possible to prevent a sidewall-like etching residue from occurring. Therefore, reliability can be improved. Further, in the step of forming the first electrode, the side surface of the first electrode is formed to have a first surface and a second surface. Thereby, a 1st corner | angular part can be formed in the side surface of a 1st electrode. By forming the first corner, the second corner can be easily formed on the upper surface of the second electrode in the step of forming the second semiconductor layer. Therefore, the length of the beam part that contributes to the frequency characteristics of the MEMS vibrator can be measured, for example, by planar observation using an SEM. Therefore, the frequency characteristics can be easily managed.

本発明に係るMEMS振動子の製造方法において、
前記第1電極を形成する工程は、
前記第1半導体層の上方にマスク層を形成する工程と、
前記マスク層をマスクとして、前記第1半導体層をドライエッチングする工程と、
を含み、
前記第1半導体層をドライエッチングする工程は、塩素、六フッ化硫黄、臭化水素、および酸素、を含むガスを用いて行われてもよい。
In the manufacturing method of the MEMS vibrator according to the present invention,
The step of forming the first electrode includes:
Forming a mask layer above the first semiconductor layer;
Dry etching the first semiconductor layer using the mask layer as a mask;
Including
The step of dry etching the first semiconductor layer may be performed using a gas containing chlorine, sulfur hexafluoride, hydrogen bromide, and oxygen.

このようなMEMS振動子の製造方法によれば、例えばマスク層を複数回形成したり、エッチングに用いるガスを切り換えたりすることなく、第1面および第2面を有する第1電極の側面を、容易に形成することができる。   According to such a method of manufacturing a MEMS vibrator, for example, the side surface of the first electrode having the first surface and the second surface is formed without forming a mask layer a plurality of times or switching a gas used for etching. It can be formed easily.

本発明に係るMEMS振動子の製造方法において、
前記第1電極を形成する工程は、
前記第1半導体層を、第1ガスを用いてドライエッチングして、前記第1面を形成する第1ドライエッチング工程と、
前記第1半導体層を、前記第1ガスとは異なる第2ガスを用いてドライエッチングして、前記第2面を形成する第2ドライエッチング工程と、
を有してもよい。
In the manufacturing method of the MEMS vibrator according to the present invention,
The step of forming the first electrode includes:
A first dry etching step of dry-etching the first semiconductor layer using a first gas to form the first surface;
A second dry etching step of dry-etching the first semiconductor layer using a second gas different from the first gas to form the second surface;
You may have.

このようなMEMS振動子の製造方法によれば、1つのマスク層で、第1面および第2面を有する第1電極の側面を、形成することができる。   According to such a method for manufacturing a MEMS vibrator, the side surface of the first electrode having the first surface and the second surface can be formed with one mask layer.

本発明に係るMEMS振動子の製造方法において、
前記第1電極を形成する工程は、
前記第1半導体層の上面側の不純物濃度を、前記第1半導体層の下面側の不純物濃度より高くなるように、前記第1半導体層に不純物を注入する工程と、
前記第1半導体層の上方にマスク層を形成する工程と、
前記マスク層をマスクとして、前記第1半導体層をドライエッチングする工程と、
を有してもよい。
In the manufacturing method of the MEMS vibrator according to the present invention,
The step of forming the first electrode includes:
Implanting impurities into the first semiconductor layer such that the impurity concentration on the upper surface side of the first semiconductor layer is higher than the impurity concentration on the lower surface side of the first semiconductor layer;
Forming a mask layer above the first semiconductor layer;
Dry etching the first semiconductor layer using the mask layer as a mask;
You may have.

このようなMEMS振動子の製造方法によれば、信頼性を高めることができ、かつ周波数特性を容易に管理することができる。   According to such a method of manufacturing a MEMS vibrator, reliability can be improved and frequency characteristics can be easily managed.

第1実施形態に係るMEMS振動子を模式的に示す平面図。FIG. 3 is a plan view schematically showing the MEMS vibrator according to the first embodiment. 第1実施形態に係るMEMS振動子を模式的に示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the MEMS vibrator according to the first embodiment. 第1実施形態に係るMEMS振動子の第1電極の一部を拡大して示す断面図。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view illustrating a part of the first electrode of the MEMS vibrator according to the first embodiment. 第1実施形態に係るMEMS振動子の製造工程を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the manufacturing process of the MEMS vibrator which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係るMEMS振動子の製造工程を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the manufacturing process of the MEMS vibrator which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係るMEMS振動子の製造工程を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the manufacturing process of the MEMS vibrator which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係るMEMS振動子の製造工程を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the manufacturing process of the MEMS vibrator which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係るMEMS振動子の製造工程を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the manufacturing process of the MEMS vibrator which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係るMEMS振動子の製造工程を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the manufacturing process of the MEMS vibrator which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係るMEMS振動子の製造工程において、第2半導体層を成膜した後の様子を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the mode after forming the 2nd semiconductor layer in the manufacturing process of the MEMS vibrator | oscillator which concerns on 1st Embodiment. 第1電極の側面が基板の上面に対して垂直な面である場合において、第2半導体層を成膜した後の様子を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically a mode after forming a 2nd semiconductor layer in the case where the side surface of a 1st electrode is a surface perpendicular | vertical with respect to the upper surface of a board | substrate. 第1実施形態の第1変形例に係るMEMS振動子の製造工程を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the manufacturing process of the MEMS vibrator which concerns on the 1st modification of 1st Embodiment. 第1実施形態の第1変形例に係るMEMS振動子の製造工程を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the manufacturing process of the MEMS vibrator which concerns on the 1st modification of 1st Embodiment. 第1実施形態の第2変形例に係るMEMS振動子の製造工程を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the manufacturing process of the MEMS vibrator which concerns on the 2nd modification of 1st Embodiment. 第1実施形態の第2変形例に係るMEMS振動子の製造工程を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the manufacturing process of the MEMS vibrator which concerns on the 2nd modification of 1st Embodiment. 第1実施形態の第3変形例に係るMEMS振動子の製造工程を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the manufacturing process of the MEMS vibrator which concerns on the 3rd modification of 1st Embodiment. 第1実施形態の第3変形例に係るMEMS振動子の製造工程を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the manufacturing process of the MEMS vibrator which concerns on the 3rd modification of 1st Embodiment. 第1実施形態の第3変形例に係るMEMS振動子の製造工程を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the manufacturing process of the MEMS vibrator which concerns on the 3rd modification of 1st Embodiment. 第1実施形態の第4変形例に係るMEMS振動子の製造工程を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the manufacturing process of the MEMS vibrator which concerns on the 4th modification of 1st Embodiment. 第1実施形態の第4変形例に係るMEMS振動子の製造工程を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the manufacturing process of the MEMS vibrator which concerns on the 4th modification of 1st Embodiment. 第2実施形態に係るMEMS振動子を模式的に示す平面図。The top view which shows typically the MEMS vibrator | oscillator concerning 2nd Embodiment. 第2実施形態に係るMEMS振動子を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the MEMS vibrator | oscillator concerning 2nd Embodiment. 第3実施形態に係るMEMS振動子を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the MEMS vibrator | oscillator concerning 3rd Embodiment. 第3実施形態に係るMEMS振動子の第1電極の一部を拡大して示す断面図。Sectional drawing which expands and shows a part of 1st electrode of the MEMS vibrator | oscillator concerning 3rd Embodiment. 第4実施形態に係る発振器を示す回路図。A circuit diagram showing an oscillator concerning a 4th embodiment. 第4実施形態の変形例に係る発振器を示す回路図。The circuit diagram which shows the oscillator which concerns on the modification of 4th Embodiment.

以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The embodiments described below do not unduly limit the contents of the present invention described in the claims. In addition, not all of the configurations described below are essential constituent requirements of the present invention.

1. 第1実施形態
1.1. MEMS振動子
まず、第1実施形態に係るMEMS振動子について、図面を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態に係るMEMS振動子100を模式的に示す平面図である。図2は、MEMS振動子100を模式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。図3は、MEMS振動子100の第1電極20の一部を拡大して示す断面図である。なお、図3では、便宜上、第2電極30の図示を省略している。
1. 1. First embodiment 1.1. First, a MEMS vibrator according to a first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view schematically showing the MEMS vibrator 100 according to the first embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the MEMS vibrator 100. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the first electrode 20 of the MEMS vibrator 100. In FIG. 3, the second electrode 30 is not shown for convenience.

MEMS振動子100は、図1〜図3に示すように、基板10と、第1電極20と、第2電極30と、を含む。   As illustrated in FIGS. 1 to 3, the MEMS vibrator 100 includes a substrate 10, a first electrode 20, and a second electrode 30.

基板10は、支持基板12と、第1下地層14と、第2下地層16と、を有することができる。   The substrate 10 can include a support substrate 12, a first foundation layer 14, and a second foundation layer 16.

支持基板12としては、例えば、シリコン基板等の半導体基板を用いることができる。支持基板12として、セラミックス基板、ガラス基板、サファイア基板、合成樹脂基板などの各種の基板を用いてもよい。   As the support substrate 12, for example, a semiconductor substrate such as a silicon substrate can be used. As the support substrate 12, various substrates such as a ceramic substrate, a glass substrate, a sapphire substrate, and a synthetic resin substrate may be used.

第1下地層14は、支持基板12上に形成されている。第1下地層14としては、例えば、トレンチ絶縁層、LOCOS(local oxidation of silicon)絶縁層、セミリセスLOCOS絶縁層を用いることができる。第1絶縁層20の材質は、例えば、酸化シリコンである。第1下地層14は、MEMS振動子100と支持基板12に形成された他の素子(図示しない)とを電気的に分離することができる。   The first foundation layer 14 is formed on the support substrate 12. For example, a trench insulating layer, a LOCOS (local oxidation of silicon) insulating layer, or a semi-recessed LOCOS insulating layer can be used as the first base layer 14. The material of the first insulating layer 20 is, for example, silicon oxide. The first underlayer 14 can electrically isolate the MEMS vibrator 100 and other elements (not shown) formed on the support substrate 12.

第2下地層16は、第1下地層14上に形成されている。第2下地層16の材質としては、例えば、窒化シリコンが挙げられる。第2下地層16は、後述するリリース工程においてエッチングストッパー層として機能することができる。   The second underlayer 16 is formed on the first underlayer 14. An example of the material of the second underlayer 16 is silicon nitride. The second underlayer 16 can function as an etching stopper layer in a release process described later.

第1電極20は、基板10上に配置されている。第1電極20の平面形状は、例えば、図1に示すように、長方形である。第1電極20は、長方形の4つの辺に対応する4つの側面を有している。なお、第1電極20の平面形状は、特に限定されず、例えば、長方形以外の多角形であってもよい。   The first electrode 20 is disposed on the substrate 10. The planar shape of the first electrode 20 is, for example, a rectangle as shown in FIG. The first electrode 20 has four side surfaces corresponding to the four sides of the rectangle. In addition, the planar shape of the 1st electrode 20 is not specifically limited, For example, polygons other than a rectangle may be sufficient.

第1電極20の側面22は、図2および図3に示すように、第1面22aと、第2面22bと、を有する。   As shown in FIGS. 2 and 3, the side surface 22 of the first electrode 20 has a first surface 22a and a second surface 22b.

第1面22aは、第1電極20の上面21と第2面22bとに接続されている。第1面22aは、第1電極20の側面22のうち、上側(上面21側)に位置する面である。第1面22aは、基板10の上面11に対して傾斜している。基板10の上面11に対する第1面22aの角度αは、例えば、5°以上45°以下である。第1面22aの角度αは、25°であることが望ましい。第1面22aの角度αは、基板10の上面11に対する第1面22aの傾斜角ともいえる。   The first surface 22a is connected to the upper surface 21 and the second surface 22b of the first electrode 20. The first surface 22 a is a surface located on the upper side (upper surface 21 side) of the side surfaces 22 of the first electrode 20. The first surface 22 a is inclined with respect to the upper surface 11 of the substrate 10. The angle α of the first surface 22a with respect to the upper surface 11 of the substrate 10 is, for example, not less than 5 ° and not more than 45 °. The angle α of the first surface 22a is desirably 25 °. The angle α of the first surface 22 a can be said to be the inclination angle of the first surface 22 a with respect to the upper surface 11 of the substrate 10.

第2面22bは、第1面22aと基板10の上面11とに接続されている。第2面22bは、第1電極20の側面22のうち、下側(基板10側)に位置する面である。基板10の上面11に対する第2面22bの角度βは、例えば、80°以上90°以下である。すなわち、基板10の上面11に対する第1面22aの角度αは、基板10の上面11に対する第2面22bの角度βよりも大きい。第2面22bの角度βは、90°であることが望ましい。すなわち、第2面22bは、基板10の上面11に対して垂直な面であることが望ましい。第2面22bの角度βは、第2面22bと基板10の上面11とがなす角度である。   The second surface 22 b is connected to the first surface 22 a and the upper surface 11 of the substrate 10. The second surface 22 b is a surface located on the lower side (substrate 10 side) of the side surface 22 of the first electrode 20. The angle β of the second surface 22b with respect to the upper surface 11 of the substrate 10 is, for example, not less than 80 ° and not more than 90 °. That is, the angle α of the first surface 22 a with respect to the upper surface 11 of the substrate 10 is larger than the angle β of the second surface 22 b with respect to the upper surface 11 of the substrate 10. The angle β of the second surface 22b is desirably 90 °. That is, the second surface 22 b is desirably a surface perpendicular to the upper surface 11 of the substrate 10. The angle β of the second surface 22b is an angle formed by the second surface 22b and the upper surface 11 of the substrate 10.

第1面22aの角度αと第2面22bの角度βとは、大きさが異なるため、第1電極20の側面22には、第1面22aと第2面22bとがなす第1角部25aが形成される。第2電極30は、基板10の上面11、第1電極20の側面22および上面21に沿って形成されるため、第2電極30の上面には、第1電極20の第1角部25aの形状が転写されて、第2角部35aが形成される。そのため、第2電極30の第2角部35aは、第1電極20の第1角部25aの形状を反映している。   Since the angle α of the first surface 22a and the angle β of the second surface 22b are different in size, the first corner portion formed by the first surface 22a and the second surface 22b is formed on the side surface 22 of the first electrode 20. 25a is formed. Since the second electrode 30 is formed along the upper surface 11 of the substrate 10, the side surface 22 and the upper surface 21 of the first electrode 20, the upper surface of the second electrode 30 has the first corner portion 25 a of the first electrode 20. The shape is transferred to form the second corner portion 35a. Therefore, the second corner portion 35 a of the second electrode 30 reflects the shape of the first corner portion 25 a of the first electrode 20.

また、基板10の上面11に対する第1電極20の上面21の角度(図示の例では、0°)と、第1面22aの角度αとは、大きさが異なる。そのため、第1電極20には、上面21と第1面22aとがなす第3角部25bが形成される。したがって、第2電極30には、第1電極20の第3角部25bの形状が転写されて、第4角部35bが形成される。そのため、第2電極30の第4角部35bは、第1電極20の第3角部25bの形状を反映している。   The angle of the upper surface 21 of the first electrode 20 with respect to the upper surface 11 of the substrate 10 (0 ° in the illustrated example) and the angle α of the first surface 22a are different in size. Therefore, the first electrode 20 has a third corner 25b formed by the upper surface 21 and the first surface 22a. Therefore, the shape of the third corner portion 25b of the first electrode 20 is transferred to the second electrode 30 to form the fourth corner portion 35b. Therefore, the fourth corner portion 35 b of the second electrode 30 reflects the shape of the third corner portion 25 b of the first electrode 20.

図3に示すように、第1角部25aの高さ(基板10の上面11と第1角部25aとの間の距離)L1は、例えば、第1電極20の膜厚(基板10の上面11と第1電極20の上面21との間の距離)L2の1/2以下である。第1角部25aの高さL1は、第1電極20の膜厚L2の1/3程度が望ましい。第1電極20の膜厚が300nmの場合、第1角部25aの高さL1は、例えば、10nm以上150nm以下である。   As shown in FIG. 3, the height of the first corner 25a (the distance between the upper surface 11 of the substrate 10 and the first corner 25a) L1 is, for example, the film thickness of the first electrode 20 (the upper surface of the substrate 10). 11 and the upper surface 21 of the first electrode 20 is equal to or less than ½ of L2. The height L1 of the first corner 25a is preferably about 1/3 of the film thickness L2 of the first electrode 20. When the film thickness of the first electrode 20 is 300 nm, the height L1 of the first corner portion 25a is, for example, not less than 10 nm and not more than 150 nm.

第2電極30は、第1電極20との間に空隙を有した状態で配置された梁部32と、梁部32を支持する支持部(固定部)34と、を有する。第2電極30は、図示の例では、片持ち梁状に形成されている。電極20,30間に電圧が印加されると、梁部32は、電極20,30間に発生する静電力により、基板10の厚み方向に振動することができる。   The second electrode 30 includes a beam portion 32 disposed with a gap between the second electrode 30 and a support portion (fixed portion) 34 that supports the beam portion 32. In the illustrated example, the second electrode 30 is formed in a cantilever shape. When a voltage is applied between the electrodes 20 and 30, the beam portion 32 can vibrate in the thickness direction of the substrate 10 due to an electrostatic force generated between the electrodes 20 and 30.

図示の例では、第2電極30は、1つの第1電極20に対して2つ設けられている。この2つの第2電極30は、異なる固有振動数を有していてもよいし、同じ固有振動数を有していてもよい。なお、1つの第1電極20に対する第2電極30の数は、特に限定されない。   In the illustrated example, two second electrodes 30 are provided for one first electrode 20. The two second electrodes 30 may have different natural frequencies or the same natural frequency. In addition, the number of the 2nd electrodes 30 with respect to one 1st electrode 20 is not specifically limited.

梁部32は、支持部34から延出している。梁部32は、第1電極20と対向配置されている。梁部32の厚み(基板10の厚み方向の大きさ)は、例えば、一定である。梁部32は、第1電極20の上面21に沿って設けられた第1部分32aと、第1電極20の第1面22aに沿って設けられた第2部分32bと、を有する。   The beam portion 32 extends from the support portion 34. The beam portion 32 is disposed to face the first electrode 20. The thickness of the beam portion 32 (the size in the thickness direction of the substrate 10) is, for example, constant. The beam portion 32 includes a first portion 32 a provided along the upper surface 21 of the first electrode 20 and a second portion 32 b provided along the first surface 22 a of the first electrode 20.

第1部分32aは、第2部分32bから第1電極20の上面21に沿って延出している。第1部分32aと第1電極20との間には、空隙がある。第1部分32aは、第1電極20の上面21と対向する内面33aを有している。   The first portion 32 a extends from the second portion 32 b along the upper surface 21 of the first electrode 20. There is a gap between the first portion 32 a and the first electrode 20. The first portion 32 a has an inner surface 33 a that faces the upper surface 21 of the first electrode 20.

第2部分32bは、支持部34から第1電極20の第1面22aに沿って延出している。第2部分32bと第1電極20との間には、空隙がある。第2部分32bは、支持部34と第1部分32aとを接続している。第2部分32bは、第1電極20の第1面22aと対向する内面33bを有している。   The second portion 32 b extends from the support portion 34 along the first surface 22 a of the first electrode 20. There is a gap between the second portion 32 b and the first electrode 20. The second portion 32b connects the support portion 34 and the first portion 32a. The second portion 32 b has an inner surface 33 b that faces the first surface 22 a of the first electrode 20.

支持部34は、基板10上に配置されている。支持部34は、梁部32を支持している。支持部34は、例えば、基板10上に固定されている。支持部34は、第1電極20の第2面22bと対向する内面33cを有している。   The support portion 34 is disposed on the substrate 10. The support part 34 supports the beam part 32. For example, the support portion 34 is fixed on the substrate 10. The support portion 34 has an inner surface 33 c that faces the second surface 22 b of the first electrode 20.

なお、MEMS振動子100は、第1電極20および第2電極30を減圧状態で気密封止する被覆構造体を有していてもよい。これにより、梁部32の振動時における空気抵抗を減少させることができる。   Note that the MEMS vibrator 100 may include a covering structure that hermetically seals the first electrode 20 and the second electrode 30 in a reduced pressure state. Thereby, the air resistance at the time of vibration of the beam part 32 can be reduced.

第1電極20および第2電極30の材質は、例えば、所定の不純物をドーピングすることにより導電性が付与された多結晶シリコンである。   The material of the first electrode 20 and the second electrode 30 is, for example, polycrystalline silicon provided with conductivity by doping a predetermined impurity.

MEMS振動子100は、例えば、以下の特徴を有する。   The MEMS vibrator 100 has the following features, for example.

MEMS振動子100では、第1電極20の側面22を構成する第1面22aが、基板10の上面11に対して傾斜している。これにより、サイドウォール状のエッチング残りの発生を防ぐことができる。したがって、信頼性を高めることができる。この理由については、後述する。   In the MEMS vibrator 100, the first surface 22 a constituting the side surface 22 of the first electrode 20 is inclined with respect to the upper surface 11 of the substrate 10. As a result, the occurrence of sidewall-like etching residue can be prevented. Therefore, reliability can be improved. The reason for this will be described later.

さらに、MEMS振動子100では、基板10の上面11に対する第1面22aの角度が、第1角度であり、基板10の上面11に対する第2面22bの角度は、第1角度よりも大きい第2角度である。これにより、第1電極20の側面22には、第1面22aと第2面22bとがなす第1角部25aが形成される。第1電極20に第1角部25aが形成されることにより、第2電極30の上面に角部(第2角部35a)を、容易に形成することができる。   Further, in the MEMS vibrator 100, the angle of the first surface 22a with respect to the upper surface 11 of the substrate 10 is the first angle, and the angle of the second surface 22b with respect to the upper surface 11 of the substrate 10 is a second larger than the first angle. Is an angle. As a result, the first corner portion 25 a formed by the first surface 22 a and the second surface 22 b is formed on the side surface 22 of the first electrode 20. By forming the first corner portion 25 a in the first electrode 20, the corner portion (second corner portion 35 a) can be easily formed on the upper surface of the second electrode 30.

第2電極30の上面に形成された第2角部35aは、SEM等で平面観察した場合(基板10の上面11側から観察した場合)、エッジ効果(SEM観察において、試料表面に突起やステップ状の構造があると、突起の先端やエッジ部分が、ある幅を持って明るくなる現象)により、明瞭に確認することができる。そのため、第2角部35aと梁部32の先端部との間の距離L32を、SEM等を用いた平面観察により、測定することができる。ここで、第2角部35aは、梁部32と支持部34との境界に対応し、距離L32は、MEMS振動子の周波数特性に寄与するMEMS振動子の梁部の長さに対応している。したがって、MEMS振動子100によれば、周波数特性を容易に管理することができる。   The second corner portion 35a formed on the upper surface of the second electrode 30 has an edge effect (when viewed from the upper surface 11 side of the substrate 10) when observed in a plane with an SEM or the like (in the SEM observation, a projection or a step on the sample surface). If there is a shape-like structure, the tip and edge portions of the protrusions can be clearly confirmed by the phenomenon of brightening with a certain width). Therefore, the distance L32 between the second corner portion 35a and the tip portion of the beam portion 32 can be measured by plane observation using SEM or the like. Here, the second corner portion 35a corresponds to the boundary between the beam portion 32 and the support portion 34, and the distance L32 corresponds to the length of the beam portion of the MEMS vibrator that contributes to the frequency characteristics of the MEMS vibrator. Yes. Therefore, according to the MEMS vibrator 100, the frequency characteristics can be easily managed.

MEMS振動子100では、基板10の上面11に対する第1面22aの角度αは、5°以上45°以下であることができる。これにより、後述するように、サイドウォール状のエッチング残りが発生することを防ぐことができ、信頼性を高めることができる。   In the MEMS vibrator 100, the angle α of the first surface 22a with respect to the upper surface 11 of the substrate 10 can be 5 ° or more and 45 ° or less. As a result, as will be described later, it is possible to prevent the occurrence of a sidewall-like etching residue and improve the reliability.

MEMS振動子100では、基板10の上面11に対する第2面22bの角度βは、例えば、80°以上90°以下であることができる。これにより、梁部32の長さ(第2角部35aと梁部32の先端部との間の距離L32)を、容易に測定することができる。例えば、第2面22bの角度βが80°よりも小さい場合、第1面の角度αと第2面の角度βとの差(角度の大きさの差)が小さくなり、第1電極の側面が滑らかになる。そのため、第2角部が形成されにくくなる。また、第2角部が形成されたとしても、エッジ効果が得られにくくなる。MEMS振動子100では、第2面22bの角度βが、80°以上90°以下であるため、このような課題が生じず、SEM等を用いた平面観察によって、第2角部35aを明瞭に確認することができる。したがって、MEMS振動子100によれば、梁部32の長さ(第2角部35aと梁部32の先端部との間の距離L32)を、容易に測定することができる。   In the MEMS vibrator 100, the angle β of the second surface 22b with respect to the upper surface 11 of the substrate 10 can be, for example, not less than 80 ° and not more than 90 °. Thereby, the length (distance L32 between the 2nd corner | angular part 35a and the front-end | tip part of the beam part 32) of the beam part 32 can be measured easily. For example, when the angle β of the second surface 22b is smaller than 80 °, the difference (angle difference) between the angle α of the first surface and the angle β of the second surface is small, and the side surface of the first electrode Becomes smooth. Therefore, it becomes difficult to form the second corner. Even if the second corner is formed, the edge effect is hardly obtained. In the MEMS vibrator 100, since the angle β of the second surface 22b is not less than 80 ° and not more than 90 °, such a problem does not occur, and the second corner portion 35a is clearly clarified by planar observation using an SEM or the like. Can be confirmed. Therefore, according to the MEMS vibrator 100, the length of the beam portion 32 (the distance L32 between the second corner portion 35a and the tip portion of the beam portion 32) can be easily measured.

1.2. 第1実施形態に係るMEMS振動子の製造方法
次に、第1実施形態に係るMEMS振動子の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図4〜図9は、第1実施形態に係るMEMS振動子100の製造工程を模式的に示す断面図である。
1.2. Manufacturing Method of MEMS Vibrator According to First Embodiment Next, a manufacturing method of the MEMS vibrator according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. 4 to 9 are cross-sectional views schematically showing manufacturing steps of the MEMS vibrator 100 according to the first embodiment.

図4に示すように、支持基板12上に、第1下地層14および第2下地層16をこの順で形成して、基板10を得る。第1下地層14は、例えば、LOCOS法により形成される。第2下地層16は、例えば、CVD(Chemical Vapor Deposition)法、スパッタ法により形成される。   As shown in FIG. 4, the first base layer 14 and the second base layer 16 are formed in this order on the support substrate 12 to obtain the substrate 10. The first underlayer 14 is formed by, for example, a LOCOS method. The second underlayer 16 is formed by, for example, a CVD (Chemical Vapor Deposition) method or a sputtering method.

次に、基板10上に第1半導体層2を成膜する。第1半導体層2の成膜は、例えば、CVD法、スパッタ法により行われる。第1半導体層2の材質は、例えば、多結晶シリコン(ポリシリコン)である。   Next, the first semiconductor layer 2 is formed on the substrate 10. The first semiconductor layer 2 is formed by, for example, a CVD method or a sputtering method. The material of the first semiconductor layer 2 is, for example, polycrystalline silicon (polysilicon).

次に、第1半導体層2に不純物を注入する。これにより、第1半導体層2に対して導電性を付与することができる。注入される不純物としては、例えば、リン(P)やボロン(B)が挙げられる。また、不純物を活性化するための熱処理を行ってもよい。   Next, impurities are implanted into the first semiconductor layer 2. Thereby, conductivity can be imparted to the first semiconductor layer 2. Examples of the implanted impurity include phosphorus (P) and boron (B). Further, heat treatment for activating the impurities may be performed.

図5および図6に示すように、第1半導体層2をパターニングして、第1電極20を形成する。   As shown in FIGS. 5 and 6, the first semiconductor layer 2 is patterned to form the first electrode 20.

まず、図5に示すように、第1半導体層2上にマスク層Mを形成する。マスク層Mとしては、公知のレジスト等を用いることができる。マスク層Mは、例えば、レジストをスピンコーター、吹き付け等によって塗布した後、露光、現像することによって形成される。   First, as shown in FIG. 5, a mask layer M is formed on the first semiconductor layer 2. As the mask layer M, a known resist or the like can be used. The mask layer M is formed, for example, by applying a resist by spin coating, spraying, etc., and then exposing and developing.

次に、図6に示すように、マスク層Mをマスクとして、第1半導体層2をドライエッチングする。ドライエッチングは、例えば、ノンドープ(不純物が注入されていない)ポリシリコンをエッチングするために用いるガスと、ドープ(不純物が注入された)ポリシリコンをエッチングするために用いるガスと、を混合したガスを用いて行われる。   Next, as shown in FIG. 6, the first semiconductor layer 2 is dry-etched using the mask layer M as a mask. In the dry etching, for example, a gas mixed with a gas used for etching non-doped (impurity-implanted) polysilicon and a gas used for etching doped (impurity-implanted) polysilicon is mixed. Is done using.

ここで、ノンドープポリシリコンをエッチングするために用いるガス(以下「ノンドープポリシリコン用ガス」ともいう)とは、ドライエッチングにおいて、ノンドープポリシリコンを垂直にエッチングするためのガスである。すなわち、ノンドープポリシリコン用ガスは、ノンドープシリコンに対してサイドエッチングが小さくなるように設定されたガスである。そのため、ノンドープポリシリコン用ガスを用いた場合、ドープポリシリコンに対しては、サイドエッチングが大きくなる。   Here, the gas used for etching non-doped polysilicon (hereinafter also referred to as “gas for non-doped polysilicon”) is a gas for vertically etching non-doped polysilicon in dry etching. That is, the non-doped polysilicon gas is a gas that is set so that side etching is smaller than that of the non-doped silicon. Therefore, when the non-doped polysilicon gas is used, the side etching becomes larger for the doped polysilicon.

ドープポリシリコンをエッチングするために用いるガス(以下「ドープポリシリコン用ガス」ともいう)とは、ドライエッチングにおいて、ドープポリシリコンを垂直にエッチングするためのガスである。すなわち、ドープポリシリコン用ガスは、ドープシリコンに対してサイドエッチングが小さくなるように設定されたガスである。そのため、ドープポリシリコン用ガスを用いた場合、ノンドープポリシリコンに対しては、サイドエッチングが大きくなる。   A gas used for etching doped polysilicon (hereinafter also referred to as “gas for doped polysilicon”) is a gas for vertically etching doped polysilicon in dry etching. That is, the doped polysilicon gas is a gas set so that side etching is smaller than that of the doped silicon. Therefore, when the doped polysilicon gas is used, the side etching becomes larger for the non-doped polysilicon.

ノンドープポリシリコン用ガスは、例えば、塩素(Cl)と六フッ化硫黄(SF)の混合ガスである。ドープポリシリコン用ガスは、例えば、塩素(Cl)、臭化水素(HBr)、および酸素(O)の混合ガスである。したがって、第1半導体層2をエッチングするガスは、例えば、塩素、六フッ化硫黄、臭化水素、および酸素、を含むガスである。 The non-doped polysilicon gas is, for example, a mixed gas of chlorine (Cl 2 ) and sulfur hexafluoride (SF 6 ). The doped polysilicon gas is, for example, a mixed gas of chlorine (Cl 2 ), hydrogen bromide (HBr), and oxygen (O 2 ). Therefore, the gas for etching the first semiconductor layer 2 is a gas containing, for example, chlorine, sulfur hexafluoride, hydrogen bromide, and oxygen.

このガスを用いて第1半導体層2をエッチングすることにより、図6に示すように、マスク層Mと第1半導体層2との境界付近では、サイドエッチングが進み、基板10の上面11に対して傾斜した面があらわれる。また、基板10と第1半導体層2との境界付近では、基板10の上面11に対して垂直または垂直に近い角度(80°以上90°以下)の面があらわれる。これにより、第1面22aおよび第2面22bを有する側面22が形成される。   By etching the first semiconductor layer 2 using this gas, side etching proceeds near the boundary between the mask layer M and the first semiconductor layer 2 as shown in FIG. And an inclined surface appears. Further, in the vicinity of the boundary between the substrate 10 and the first semiconductor layer 2, a surface that is perpendicular to the upper surface 11 of the substrate 10 or an angle close to perpendicular (80 ° to 90 °) appears. Thereby, the side surface 22 having the first surface 22a and the second surface 22b is formed.

なお、第1半導体層2をドライエッチングするときの条件としては、例えば、チャンバー内の圧力が10〜20mTorr、高周波電力(RF−POWER)が、200〜300W程度である。また、第1面22aの角度αおよび第2面22bの角度βは、例えば、エッチングガスの割合やエッチング時間を調整することより制御できる。   The conditions for dry etching the first semiconductor layer 2 are, for example, a pressure in the chamber of 10 to 20 mTorr and a high frequency power (RF-POWER) of about 200 to 300 W. Further, the angle α of the first surface 22a and the angle β of the second surface 22b can be controlled, for example, by adjusting the ratio of the etching gas and the etching time.

以上の工程により、第1電極20を形成することができる。   Through the above steps, the first electrode 20 can be formed.

図7に示すように、第1電極20を覆う被覆層(犠牲層)4を形成する。被覆層4は、例えば、酸化シリコン層である。被覆層4は、例えば、第1電極20を熱酸化することにより形成される。被覆層4の厚みによって、第1電極20と第2電極30との間の距離が決定される。   As shown in FIG. 7, a covering layer (sacrificial layer) 4 that covers the first electrode 20 is formed. The covering layer 4 is, for example, a silicon oxide layer. The covering layer 4 is formed, for example, by thermally oxidizing the first electrode 20. The distance between the first electrode 20 and the second electrode 30 is determined by the thickness of the covering layer 4.

図8に示すように、被覆層4上に第2半導体層6を成膜する。図示の例では、第2半導体層6は、被覆層4上および基板10上(上面11上)に形成される。具体的には、第2半導体層6は、被覆層4を介して、基板10の上面11、第1電極20の第1面22a、第2面22b、および上面11に沿って形成される。第2半導体層6の成膜は、例えば、CVD法、スパッタ法により行われる。第2半導体層6の材質は、例えば、多結晶シリコンである。   As shown in FIG. 8, the second semiconductor layer 6 is formed on the coating layer 4. In the illustrated example, the second semiconductor layer 6 is formed on the covering layer 4 and the substrate 10 (on the upper surface 11). Specifically, the second semiconductor layer 6 is formed along the upper surface 11 of the substrate 10, the first surface 22 a, the second surface 22 b, and the upper surface 11 of the first electrode 20 with the coating layer 4 interposed therebetween. The second semiconductor layer 6 is formed by, for example, a CVD method or a sputtering method. The material of the second semiconductor layer 6 is, for example, polycrystalline silicon.

第2半導体層6が、被覆層4上に形成されることにより、第2半導体層6の上面には、第1角部25aの形状が転写されて第2角部35aが形成され、かつ第3角部25bの形状が転写されて第4角部35bが形成される。   By forming the second semiconductor layer 6 on the covering layer 4, the shape of the first corner portion 25 a is transferred to the upper surface of the second semiconductor layer 6, and the second corner portion 35 a is formed. The shape of the triangular part 25b is transferred to form the fourth angular part 35b.

次に、第2半導体層6に不純物を注入する。これにより、第2半導体層6に対して導電性を付与することができる。注入される不純物としては、例えば、リン(P)やボロン(B)が挙げられる。また、不純物の活性化を活性化するための熱処理を行ってもよい。   Next, impurities are implanted into the second semiconductor layer 6. Thereby, conductivity can be imparted to the second semiconductor layer 6. Examples of the implanted impurity include phosphorus (P) and boron (B). Further, heat treatment for activating impurity activation may be performed.

図9に示すように、第2半導体層6をパターニングして、梁部32および支持部34を有する第2電極30を形成する。第2半導体層6のパターニングは、例えば、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術により行われる。第1電極20の第1面22aは、基板10の上面11に対して傾斜しているため、サイドウォール状のエッチング残りが発生することを防ぐことができる。詳細は後述する。   As shown in FIG. 9, the second semiconductor layer 6 is patterned to form a second electrode 30 having a beam portion 32 and a support portion 34. The patterning of the second semiconductor layer 6 is performed by, for example, a photolithography technique and an etching technique. Since the first surface 22a of the first electrode 20 is inclined with respect to the upper surface 11 of the substrate 10, it is possible to prevent a sidewall-like etching residue from occurring. Details will be described later.

図2に示すように、被覆層4を除去する(リリース工程)。被覆層4の除去は、例えば、フッ化水素酸や緩衝フッ酸(フッ化水素酸とフッ化アンモニウムとの混合液)などを用いたウェットエッチングにより行われる。このとき、第2下地層16は、エッチングストッパー層として機能することができる。   As shown in FIG. 2, the coating layer 4 is removed (release process). The removal of the coating layer 4 is performed by wet etching using, for example, hydrofluoric acid or buffered hydrofluoric acid (mixed liquid of hydrofluoric acid and ammonium fluoride). At this time, the second underlayer 16 can function as an etching stopper layer.

以上の工程により、MEMS振動子100を製造することができる。   Through the above steps, the MEMS vibrator 100 can be manufactured.

第1実施形態に係るMEMS振動子100の製造方法は、例えば、以下の特徴を有する。   The method for manufacturing the MEMS vibrator 100 according to the first embodiment has the following features, for example.

MEMS振動子100の製造方法によれば、第1電極20の第1面22aが、基板10の上面11に対して傾斜するように形成される。これにより、第2半導体層6をパターニングする工程において、第1電極20の周囲(第2電極30と重なる領域を除く)に、サイドウォール状のエッチング残りが発生することを防ぐことができる。したがって、信頼性を高めることができる。以下、その理由について説明する。   According to the method for manufacturing the MEMS vibrator 100, the first surface 22 a of the first electrode 20 is formed so as to be inclined with respect to the upper surface 11 of the substrate 10. Thereby, in the step of patterning the second semiconductor layer 6, it is possible to prevent a sidewall-like etching residue from occurring around the first electrode 20 (excluding a region overlapping the second electrode 30). Therefore, reliability can be improved. The reason will be described below.

図10は、本実施形態に係る製造方法において、第2半導体層6を成膜した後の様子を模式的に示す断面図である。図11は、比較例であり、第1電極20の側面22が基板10の上面11に対して垂直な面である場合の、第2半導体層6を成膜した後の様子を模式的に示す断面図である。なお、図10および図11は、第2半導体層6をパターニングした後に、第1電極20と第2電極30とが重ならない領域の断面図である。例えば、図1に示すX−X線の断面に対応する。   FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing a state after the second semiconductor layer 6 is formed in the manufacturing method according to the present embodiment. FIG. 11 is a comparative example schematically showing a state after the second semiconductor layer 6 is formed when the side surface 22 of the first electrode 20 is a surface perpendicular to the upper surface 11 of the substrate 10. It is sectional drawing. 10 and 11 are cross-sectional views of a region where the first electrode 20 and the second electrode 30 do not overlap after the second semiconductor layer 6 is patterned. For example, it corresponds to the cross section taken along line XX shown in FIG.

図11に示すように、第1電極20の側面22が基板10の上面11に対して垂直な面である場合、側面22近傍に形成された第2半導体層6の膜厚T1は、基板10上の他の領域や被覆層4上に形成された第2半導体層6の膜厚T2に比べて、大きい。したがって、第2半導体層6をドライエッチングでパターニングすることにより、第1電極20の側面22近傍にサイドウォール状のエッチング残り7が発生する。このエッチング残り7が基板10上から離れて電極20,30等に付着することにより、電極20,30間の短絡や、梁部32の振動特性の変化等を起こし、MEMS振動子の信頼性が低下する場合がある。   As shown in FIG. 11, when the side surface 22 of the first electrode 20 is a surface perpendicular to the upper surface 11 of the substrate 10, the film thickness T <b> 1 of the second semiconductor layer 6 formed in the vicinity of the side surface 22 is It is larger than the film thickness T2 of the second semiconductor layer 6 formed on the other region and the coating layer 4 above. Therefore, by patterning the second semiconductor layer 6 by dry etching, a sidewall-like etching residue 7 is generated in the vicinity of the side surface 22 of the first electrode 20. The etching residue 7 is separated from the substrate 10 and adheres to the electrodes 20 and 30 and the like, thereby causing a short circuit between the electrodes 20 and 30 and a change in vibration characteristics of the beam portion 32. May decrease.

これに対して、MEMS振動子100では、図10に示すように、第1電極20の側面22を構成する第1面22aが、基板10の上面11に対して傾斜しているため、図11の例と比べて、第2半導体層6の膜厚Tを均一化することができる。したがって、第2半導体層6をパターニングする工程においてエッチング残りが発生することを防ぐことができる。   On the other hand, in the MEMS vibrator 100, as shown in FIG. 10, the first surface 22 a constituting the side surface 22 of the first electrode 20 is inclined with respect to the upper surface 11 of the substrate 10. Compared to the example, the film thickness T of the second semiconductor layer 6 can be made uniform. Therefore, it is possible to prevent etching residue from occurring in the step of patterning the second semiconductor layer 6.

MEMS振動子100の製造方法では、第1電極20を形成する工程において、第1電極20の側面22が第1面22aおよび第2面22bを有するように形成される。これにより、第1電極20の側面22に第1角部25aを形成することができる。第1角部25aが形成されることで、第2半導体層6を成膜する工程において、第2電極30の上面に第2角部35aを、容易に形成することができる。そのため、第2角部35aと梁部32の先端部との間の距離L32(図1、図2参照)を、例えばSEMを用いた平面観察により測定することができ、周波数特性を容易に管理することができる。   In the method of manufacturing the MEMS vibrator 100, in the step of forming the first electrode 20, the side surface 22 of the first electrode 20 is formed to have the first surface 22a and the second surface 22b. Thereby, the first corner portion 25 a can be formed on the side surface 22 of the first electrode 20. By forming the first corner portion 25 a, the second corner portion 35 a can be easily formed on the upper surface of the second electrode 30 in the step of forming the second semiconductor layer 6. Therefore, the distance L32 (see FIGS. 1 and 2) between the second corner portion 35a and the tip of the beam portion 32 can be measured by, for example, planar observation using an SEM, and the frequency characteristics can be easily managed. can do.

MEMS振動子100の製造方法によれば、第1半導体層2をドライエッチングする工程は、塩素、六フッ化硫黄、臭化水素、および酸素、を含むガスを用いて行われる。このようなガスを用いてドライエッチングを行うことにより、例えば、マスク層を2回成膜したり、エッチングに用いるガスを切り換えたりすることなく、第1面22aおよび第2面22bを有する第1電極20の側面22を、容易に形成することができる。   According to the method for manufacturing the MEMS vibrator 100, the step of dry etching the first semiconductor layer 2 is performed using a gas containing chlorine, sulfur hexafluoride, hydrogen bromide, and oxygen. By performing dry etching using such a gas, for example, the first layer having the first surface 22a and the second surface 22b can be formed without forming the mask layer twice or switching the gas used for the etching. The side surface 22 of the electrode 20 can be easily formed.

MEMS振動子100の製造方法によれば、図6に示すように、第1半導体層2をパターニングする工程において、第1電極20の側面22に第2面22bを形成することにより、マスクMの幅WMと、第1電極20の幅W20を、同じ大きさにすることができる。これにより、第1半導体層2をパターニングする工程において、第1電極20の幅W20の精度を高めることができる。なお、第1電極20の幅W20とは、互いに反対方向を向く第2面22b間の距離である。第1電極20の幅W20は、MEMS振動子の周波数特性に影響を与えるため、MEMS振動子100の製造方法によれば、周波数特性のばらつきが少ないMEMS振動子を製造することができる。   According to the method for manufacturing the MEMS vibrator 100, as shown in FIG. 6, in the step of patterning the first semiconductor layer 2, the second surface 22 b is formed on the side surface 22 of the first electrode 20. The width WM and the width W20 of the first electrode 20 can be made the same size. Thereby, in the process of patterning the first semiconductor layer 2, the accuracy of the width W20 of the first electrode 20 can be increased. The width W20 of the first electrode 20 is a distance between the second surfaces 22b facing in opposite directions. Since the width W20 of the first electrode 20 affects the frequency characteristics of the MEMS vibrator, according to the manufacturing method of the MEMS vibrator 100, it is possible to manufacture a MEMS vibrator with little variation in frequency characteristics.

ここで、第1半導体層2をパターニングする工程において、第1電極の側面が傾斜面であった場合、エッチング量が変動すると第1電極の幅も変動してしまう。MEMS振動子100の製造方法によれば、エッチング量が変動した場合、第1角部25aの高さL1(図3参照)は変動するが、第1電極20の幅W20は変動させないことができる。したがって、MEMS振動子100の製造方法によれば、第1電極20の幅W20の精度を高めることができる。   Here, in the step of patterning the first semiconductor layer 2, when the side surface of the first electrode is an inclined surface, the width of the first electrode also varies when the etching amount varies. According to the manufacturing method of the MEMS vibrator 100, when the etching amount varies, the height L1 (see FIG. 3) of the first corner portion 25a varies, but the width W20 of the first electrode 20 cannot be varied. . Therefore, according to the method for manufacturing the MEMS vibrator 100, the accuracy of the width W20 of the first electrode 20 can be increased.

1.3. 第1実施形態に係るMEMS振動子の製造方法の変形例
次に、第1実施形態に係るMEMS振動子の製造方法の変形例について、図面を参照しながら説明する。以下、上述した図4〜9に示した第1実施形態に係るMEMS振動子100の製造工程と異なる点について説明し、同様の点についてはその説明を省略する。
1.3. Modified Example of Manufacturing Method of MEMS Vibrator According to First Embodiment Next, a modified example of the manufacturing method of the MEMS vibrator according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. Hereinafter, differences from the manufacturing process of the MEMS vibrator 100 according to the first embodiment shown in FIGS. 4 to 9 described above will be described, and description of similar points will be omitted.

(1)まず、第1変形例について説明する。図12および図13は、第1変形例に係るMEMS振動子100の製造工程を模式的に示す断面図である。   (1) First, a first modification will be described. 12 and 13 are cross-sectional views schematically showing the manufacturing process of the MEMS vibrator 100 according to the first modification.

上述した第1実施形態に係るMEMS振動子100の製造方法において、第1電極20を形成する工程は、図12に示すように、第1半導体層2を第1ガスを用いてドライエッチングして、第1面22aを形成する第1ドライエッチング工程と、図13に示すように、第1半導体層2を第1ガスとは異なる第2ガスを用いてドライエッチングして、第2面22bを形成する第2ドライエッチング工程と、を有する工程であってもよい。   In the method of manufacturing the MEMS vibrator 100 according to the first embodiment described above, the step of forming the first electrode 20 is performed by dry etching the first semiconductor layer 2 using the first gas, as shown in FIG. First dry etching process for forming the first surface 22a, and as shown in FIG. 13, the first semiconductor layer 2 is dry etched using a second gas different from the first gas, and the second surface 22b is formed. And a second dry etching step to be formed.

本変形例に係る第1電極20を形成する工程は、まず、図12に示すように、第1半導体層2を、第1ガスを用いてドライエッチングして、第1面22aを形成する(第1ドライエッチング工程)。第1ガスは、例えば、上述したノンドープポリシリコン用ガスである。具体的には、第1ガスは、例えば、塩素と六フッ化硫黄の混合ガスである。第1半導体層2は、ドープポリシリコンであるため、第1ガスを用いることにより、サイドエッチングが進む。これにより、第1半導体層2には、図12に示すように、基板10の上面11に対して傾斜した第1面22aが形成される。   In the step of forming the first electrode 20 according to this modification, first, as shown in FIG. 12, the first semiconductor layer 2 is dry-etched using the first gas to form the first surface 22a ( First dry etching step). The first gas is, for example, the aforementioned non-doped polysilicon gas. Specifically, the first gas is, for example, a mixed gas of chlorine and sulfur hexafluoride. Since the first semiconductor layer 2 is doped polysilicon, side etching proceeds by using the first gas. As a result, as shown in FIG. 12, a first surface 22 a that is inclined with respect to the upper surface 11 of the substrate 10 is formed in the first semiconductor layer 2.

次に、図13に示すように、第1半導体層2を、第2ガスを用いてドライエッチングして、第2面22bを形成する(第2ドライエッチング工程)。第2ガスは、例えば、上述したドープポリシリコン用ガスである。具体的には、第2ガスは、例えば、塩素、臭化水素、および酸素の混合ガスである。第1半導体層2は、ドープポリシリコンであるため、第2ガスを用いることにより、図13に示すように、第1半導体層2には、基板10の上面11に対して垂直な第2面22bが形成される。   Next, as shown in FIG. 13, the first semiconductor layer 2 is dry-etched using the second gas to form the second surface 22b (second dry etching step). The second gas is, for example, the above-described doped polysilicon gas. Specifically, the second gas is, for example, a mixed gas of chlorine, hydrogen bromide, and oxygen. Since the first semiconductor layer 2 is doped polysilicon, by using the second gas, the first semiconductor layer 2 has a second surface perpendicular to the upper surface 11 of the substrate 10 as shown in FIG. 22b is formed.

以上の工程により、第1電極20を形成することができる。   Through the above steps, the first electrode 20 can be formed.

本変形例によれば、ドライエッチングに用いるガスを切り替えることにより、1つのマスク層Mで、第1面22aおよび第2面22bを有する第1電極20の側面22を、形成することができる。   According to this modification, the side surface 22 of the first electrode 20 having the first surface 22a and the second surface 22b can be formed with one mask layer M by switching the gas used for dry etching.

本変形例によれば、上述した第1実施形態に係るMEMS振動子の製造方法と同様に、信頼性を高めることができ、かつ周波数特性を容易に管理することができる。   According to this modification, reliability can be improved and frequency characteristics can be easily managed, as in the method of manufacturing the MEMS vibrator according to the first embodiment described above.

(2)次に、第2変形例について説明する。図14および図15は、第2変形例に係るMEMS振動子100の製造工程を模式的に示す断面図である。   (2) Next, a second modification will be described. 14 and 15 are cross-sectional views schematically showing manufacturing steps of the MEMS vibrator 100 according to the second modification.

上述した第1実施形態に係るMEMS振動子100の製造方法において、第1電極20を形成する工程は、第1半導体層2の上面側の不純物濃度を、第1半導体層2の下面側の不純物濃度より高くなるように、第1半導体層2に不純物を注入する工程と、第1半導体層2の上方にマスク層Mを形成する工程と、マスク層Mをマスクとして、第1半導体層2をドライエッチングする工程と、を有する工程であってもよい。なお、本変形例では、上述した第1実施形態に係るMEMS振動子の製造方法で示した第1半導体層2に不純物を注入する工程は行わない。   In the method of manufacturing the MEMS vibrator 100 according to the first embodiment described above, the step of forming the first electrode 20 is performed by changing the impurity concentration on the upper surface side of the first semiconductor layer 2 and the impurity concentration on the lower surface side of the first semiconductor layer 2. The step of implanting impurities into the first semiconductor layer 2 so as to be higher than the concentration, the step of forming the mask layer M above the first semiconductor layer 2, and the first semiconductor layer 2 using the mask layer M as a mask And a step of dry etching. In this modification, the step of implanting impurities into the first semiconductor layer 2 shown in the method for manufacturing the MEMS vibrator according to the first embodiment described above is not performed.

本変形例に係る第1電極20を形成する工程は、まず、図14に示すように、第1半導体層2の上面側の不純物濃度を、第1半導体層2の下面側の不純物濃度より高くなるように、第1半導体層2に不純物を注入する。これにより、第1半導体層2の上面側に不純物濃度の高い領域2aが形成され、第2半導体層2の下面側に、領域2aと比べて、不純物濃度の低い領域2bが形成される。   In the step of forming the first electrode 20 according to this modification, first, as shown in FIG. 14, the impurity concentration on the upper surface side of the first semiconductor layer 2 is made higher than the impurity concentration on the lower surface side of the first semiconductor layer 2. Impurities are implanted into the first semiconductor layer 2 so as to be. As a result, a region 2 a having a high impurity concentration is formed on the upper surface side of the first semiconductor layer 2, and a region 2 b having a lower impurity concentration than the region 2 a is formed on the lower surface side of the second semiconductor layer 2.

次に、図15に示すように、第1半導体層2上にマスク層Mを形成する。マスク層Mは、例えば、レジストをスピンコーターや吹き付け等によって塗布した後、露光、現像することによって形成される。   Next, as shown in FIG. 15, a mask layer M is formed on the first semiconductor layer 2. The mask layer M is formed, for example, by applying a resist by a spin coater or spraying, and then exposing and developing.

次に、マスク層Mをマスクとして、第1半導体層2をドライエッチングする。第1半導体層2は、例えば、ノンドープポリシリコン用ガスを用いて行う。これにより、第1半導体層2の上面側の領域2aでは、サイドエッチングが進み、基板10の上面11に対して傾斜した第1面22aが形成される。また、第1半導体層2の下面側の領域2bでは、基板10の上面11に対して垂直な第2面22bが形成される。   Next, the first semiconductor layer 2 is dry etched using the mask layer M as a mask. The first semiconductor layer 2 is performed using, for example, a non-doped polysilicon gas. As a result, in the region 2 a on the upper surface side of the first semiconductor layer 2, side etching proceeds and a first surface 22 a that is inclined with respect to the upper surface 11 of the substrate 10 is formed. In the region 2 b on the lower surface side of the first semiconductor layer 2, a second surface 22 b perpendicular to the upper surface 11 of the substrate 10 is formed.

以上の工程により、第1電極20を形成することができる。   Through the above steps, the first electrode 20 can be formed.

本変形例によれば、第1半導体層2の上面側の不純物濃度を、第1半導体層2の下面側の不純物濃度より高くなるように、第1半導体層2に不純物を注入することにより、例えば、マスク層を2回成膜したり、エッチングに用いるガスを切り換えたりすることなく、第1面22aおよび第2面22bを有する第1電極20の側面22を、容易に形成することができる。   According to this modification, by implanting impurities into the first semiconductor layer 2 so that the impurity concentration on the upper surface side of the first semiconductor layer 2 is higher than the impurity concentration on the lower surface side of the first semiconductor layer 2, For example, the side surface 22 of the first electrode 20 having the first surface 22a and the second surface 22b can be easily formed without forming the mask layer twice or switching the gas used for etching. .

本変形例によれば、上述した第1実施形態に係るMEMS振動子の製造方法と同様に、信頼性を高めることができ、かつ周波数特性を容易に管理することができる。   According to this modification, reliability can be improved and frequency characteristics can be easily managed, as in the method of manufacturing the MEMS vibrator according to the first embodiment described above.

(3)次に、第3変形例について説明する。図16〜図18は、第3変形例に係るMEMS振動子100の製造工程を模式的に示す断面図である。   (3) Next, a third modification will be described. 16 to 18 are cross-sectional views schematically showing manufacturing steps of the MEMS vibrator 100 according to the third modification.

上述した第1実施形態に係るMEMS振動子100の製造方法において、第1電極20を形成する工程は、第1半導体層2の上方に酸化シリコン層8を成膜する工程と、酸化シリコン層8の上方にマスク層Mを形成する工程と、マスク層Mをマスクとして、酸化シリコン層8の幅W8がマスク層Mの幅WMよりも小さくなるように、酸化シリコン層8をエッチングする工程と、マスク層Mおよび酸化シリコン層8をマスクとして、第1半導体層2をエッチングする工程と、を有していてもよい。   In the method for manufacturing the MEMS vibrator 100 according to the first embodiment described above, the step of forming the first electrode 20 includes the step of forming the silicon oxide layer 8 above the first semiconductor layer 2 and the step of forming the silicon oxide layer 8. A step of forming a mask layer M above the silicon oxide layer, a step of etching the silicon oxide layer 8 using the mask layer M as a mask so that the width W8 of the silicon oxide layer 8 is smaller than the width WM of the mask layer M, And etching the first semiconductor layer 2 using the mask layer M and the silicon oxide layer 8 as a mask.

本変形例に係る第1電極20を形成する工程は、まず、図16に示すように、第1半導体層2上に酸化シリコン層8を成膜する。成膜は、例えば、CVD法、スパッタ法により行われる。   In the step of forming the first electrode 20 according to this modification, first, the silicon oxide layer 8 is formed on the first semiconductor layer 2 as shown in FIG. The film formation is performed by, for example, a CVD method or a sputtering method.

次に、酸化シリコン層8上にマスク層Mを形成する。マスク層Mは、例えば、レジストをスピンコーターや吹き付け等によって塗布した後、露光、現像することによって形成される。   Next, a mask layer M is formed on the silicon oxide layer 8. The mask layer M is formed, for example, by applying a resist by a spin coater or spraying, and then exposing and developing.

次に、図17に示すように、マスク層Mをマスクとして、酸化シリコン層8の幅W8がマスク層Mの幅WMよりも小さくなるようにエッチングする。酸化シリコン層8を、サイドエッチングが進むようにエッチングすることにより、酸化シリコン層8の幅W8をマスク層Mの幅WMよりも小さくすることができる。これにより、平面視において、酸化シリコン層8がマスク層Mの内側に位置し、マスク層Mと第1半導体層2との間に間隙を設けることができる。   Next, as shown in FIG. 17, etching is performed using the mask layer M as a mask so that the width W8 of the silicon oxide layer 8 is smaller than the width WM of the mask layer M. By etching the silicon oxide layer 8 so that side etching proceeds, the width W8 of the silicon oxide layer 8 can be made smaller than the width WM of the mask layer M. Thereby, the silicon oxide layer 8 is positioned inside the mask layer M in a plan view, and a gap can be provided between the mask layer M and the first semiconductor layer 2.

次に、図18に示すように、マスク層Mおよび酸化シリコン層8をマスクとして、第1半導体層2をエッチングする。第1半導体層2のエッチングは、例えば、ドライエッチングにより行われる。これにより、マスク層Mと第1半導体層2との間の間隙に積極的にガスが供給され、第1半導体層2は間隙に隣接する領域からエッチングされる(マイクロローディング効果)。したがって、図18に示すように、第1面22aおよび第2面22bが形成される。なお、第2面22bは、例えば、第1面22aを形成した後、異方性を高めたドライエッチングを行うことにより形成してもよい。   Next, as shown in FIG. 18, the first semiconductor layer 2 is etched using the mask layer M and the silicon oxide layer 8 as a mask. Etching of the first semiconductor layer 2 is performed by dry etching, for example. As a result, gas is positively supplied to the gap between the mask layer M and the first semiconductor layer 2, and the first semiconductor layer 2 is etched from the region adjacent to the gap (microloading effect). Therefore, as shown in FIG. 18, the first surface 22a and the second surface 22b are formed. The second surface 22b may be formed, for example, by performing dry etching with increased anisotropy after forming the first surface 22a.

以上の工程により、第1電極20を形成することができる。   Through the above steps, the first electrode 20 can be formed.

本変形例によれば、上述した第1実施形態に係るMEMS振動子の製造方法と同様に、信頼性を高めることができ、かつ周波数特性を容易に管理することができる。   According to this modification, reliability can be improved and frequency characteristics can be easily managed, as in the method of manufacturing the MEMS vibrator according to the first embodiment described above.

なお、ここでは、酸化シリコン層8をマスクとして用いた例について説明したが、酸化シリコン層に限定されず、その他の材質の層を用いてもよい。   Here, an example in which the silicon oxide layer 8 is used as a mask has been described. However, the present invention is not limited to the silicon oxide layer, and layers of other materials may be used.

(4)次に、第4変形例について説明する。図19および図20は、第4変形例に係るMEMS振動子100の製造工程を模式的に示す断面図である。   (4) Next, a fourth modification will be described. 19 and 20 are cross-sectional views schematically showing the manufacturing process of the MEMS vibrator 100 according to the fourth modification.

上述したMEMS振動子100の製造方法において、第1電極20を形成する工程は、第1半導体層2の上方に第1マスク層M1を形成する工程と、第1マスク層M1をマスクとして、第1半導体層2をパターニングして第1面22aを形成する工程と、第1面22aが形成された第1半導体層2上に第2マスク層M2を形成する工程と、第2マスク層M2をマスクとして、第1面22aが形成された第1半導体層2をパターニングして、第2面22bを形成する工程と、を有していてもよい。   In the manufacturing method of the MEMS vibrator 100 described above, the step of forming the first electrode 20 includes the step of forming the first mask layer M1 above the first semiconductor layer 2 and the first mask layer M1 as a mask. A step of patterning the first semiconductor layer 2 to form the first surface 22a, a step of forming the second mask layer M2 on the first semiconductor layer 2 on which the first surface 22a is formed, and a second mask layer M2 As a mask, there may be a step of patterning the first semiconductor layer 2 on which the first surface 22a is formed to form the second surface 22b.

本変形例に係る第1電極20を形成する工程は、まず、図19に示すように、第1半導体層2上に第1マスク層M1を形成する。第1マスク層M1は、例えば、レジストをスピンコーター、吹き付け等によって塗布した後、露光、現像することによって形成される。第1マスク層M1の材質は、例えば、上述したマスク層Mと同じである。   In the step of forming the first electrode 20 according to this modification, first, as shown in FIG. 19, a first mask layer M <b> 1 is formed on the first semiconductor layer 2. The first mask layer M1 is formed by, for example, applying a resist by a spin coater, spraying, etc., and then exposing and developing. The material of the first mask layer M1 is, for example, the same as that of the mask layer M described above.

次に、第1マスク層M1をマスクとして、第1半導体層2をパターニングする。第1半導体層2のパターニングは、例えば、ノンドープポリシリコン用ガスを用いたドライエッチングにより行われる。これにより、第1半導体層2では、サイドエッチングが進み、基板10の上面11に対して傾斜した第1面22aが形成される。その後、第1マスク層M1を除去する。   Next, the first semiconductor layer 2 is patterned using the first mask layer M1 as a mask. The patterning of the first semiconductor layer 2 is performed, for example, by dry etching using a non-doped polysilicon gas. Thereby, in the first semiconductor layer 2, side etching proceeds and a first surface 22 a inclined with respect to the upper surface 11 of the substrate 10 is formed. Thereafter, the first mask layer M1 is removed.

次に、図20に示すように、第1面22aが形成された第1半導体層2上に第2マスク層M2を形成する。第2マスク層M2は、例えば、レジストをスピンコーター、吹き付け等によって塗布した後、露光、現像することによって形成される。第2マスク層M2の材質は、例えば、上述したマスク層Mと同じである。   Next, as shown in FIG. 20, a second mask layer M2 is formed on the first semiconductor layer 2 on which the first surface 22a is formed. The second mask layer M2 is formed, for example, by applying a resist by spin coater, spraying, etc., and then exposing and developing. The material of the second mask layer M2 is, for example, the same as that of the mask layer M described above.

次に、第2マスク層M2をマスクとして、第1半導体層2をパターニングする。第1半導体層2のパターニングは、例えば、ドープポリシリコン用ガスを用いたドライエッチングにより行われる。これにより、基板10の上面11に対して垂直な第2面22bが形成される。   Next, the first semiconductor layer 2 is patterned using the second mask layer M2 as a mask. The patterning of the first semiconductor layer 2 is performed, for example, by dry etching using a doped polysilicon gas. Thereby, the second surface 22b perpendicular to the upper surface 11 of the substrate 10 is formed.

以上の工程により、第1電極20を形成することができる。   Through the above steps, the first electrode 20 can be formed.

本変形例では、上述した第1実施形態に係るMEMS振動子の製造方法と同様に、信頼性を高めることができ、かつ周波数特性を容易に管理することができる。   In this modification, reliability can be improved and frequency characteristics can be easily managed, as in the method for manufacturing the MEMS vibrator according to the first embodiment described above.

2. 第2実施形態
次に、第2実施形態に係るMEMS振動子について、図面を参照しながら説明する。図21は、第2実施形態に係るMEMS振動子200を模式的に示す平面図である。図22は、MEMS振動子200を模式的に示す断面図である。なお、図22は、図21のXXII−XXII線断面図である。以下、第2実施形態に係るMEMS振動子200において、MEMS振動子100の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
2. Second Embodiment Next, a MEMS resonator according to a second embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 21 is a plan view schematically showing the MEMS vibrator 200 according to the second embodiment. FIG. 22 is a cross-sectional view schematically showing the MEMS vibrator 200. 22 is a cross-sectional view taken along line XXII-XXII in FIG. Hereinafter, in the MEMS vibrator 200 according to the second embodiment, members having the same functions as those of the constituent members of the MEMS vibrator 100 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

上述した第1実施形態に係るMEMS振動子100では、図1および図2に示すように、第2電極30は、1つの第1電極20に対して2つ設けられていた。   In the MEMS vibrator 100 according to the first embodiment described above, as shown in FIGS. 1 and 2, two second electrodes 30 are provided for one first electrode 20.

これに対して、MEMS振動子200では、図21および図22に示すように、第2電極30は、1つの第1電極20に対して1つ設けられている。   On the other hand, in the MEMS vibrator 200, as shown in FIGS. 21 and 22, one second electrode 30 is provided for one first electrode 20.

第2実施形態に係るMEMS振動子200によれば、MEMS振動子100と同様の作用効果を奏することができる。   According to the MEMS vibrator 200 according to the second embodiment, the same operational effects as those of the MEMS vibrator 100 can be obtained.

なお、MEMS振動子200の製造方法は、上述したMEMS振動子100の製造方法と、1つの第1電極20に対して1つの第2電極30を設ける点を除いて同様であり、その説明を省略する。   The manufacturing method of the MEMS vibrator 200 is the same as the manufacturing method of the MEMS vibrator 100 described above except that one second electrode 30 is provided for one first electrode 20. Omitted.

3. 第3実施形態
次に、第3実施形態に係るMEMS振動子について、図面を参照しながら説明する。図23は、第3実施形態に係るMEMS振動子300を模式的に示す断面図である。図24は、MEMS振動子300の第1電極20の一部を拡大して示す断面図である。なお、図24では、便宜上、第2電極30の図示を省略している。以下、第3実施形態に係るMEMS振動子300において、MEMS振動子100の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
3. Third Embodiment Next, a MEMS resonator according to a third embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 23 is a cross-sectional view schematically showing the MEMS vibrator 300 according to the third embodiment. FIG. 24 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the first electrode 20 of the MEMS vibrator 300. In FIG. 24, the second electrode 30 is not shown for convenience. Hereinafter, in the MEMS vibrator 300 according to the third embodiment, members having the same functions as the constituent members of the MEMS vibrator 100 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

上述したMEMS振動子100の例では、図2および図3に示すように、第1電極20の第1面22aは、平面であった。   In the example of the MEMS vibrator 100 described above, as shown in FIGS. 2 and 3, the first surface 22a of the first electrode 20 is a flat surface.

これに対して、MEMS振動子300では、第1電極20の第1面22aは、曲面である。図示の例では、第1面22aは、凹面であるが、凸面であってもよい。例えば、第1面22aは、第1半導体層2をエッチングする工程において、ドライエッチングに用いるガスの種類やその他の条件を制御することにより、任意の形状の面とすることができる。   On the other hand, in the MEMS vibrator 300, the first surface 22a of the first electrode 20 is a curved surface. In the illustrated example, the first surface 22a is a concave surface, but may be a convex surface. For example, in the step of etching the first semiconductor layer 2, the first surface 22 a can be a surface having an arbitrary shape by controlling the type of gas used for dry etching and other conditions.

第1電極20の上面21と第1面22aとがなす第3角部25bと、第1面22aと第2面22bとがなす第1角部25aと、を結んだ線を直線Lαとすると、第1面22aが曲面である場合、基板10の上面11に対する第1面22aの角度αは、例えば、基板10の上面11と直線Lαとがなす角度である。 A line connecting the third corner 25b formed by the upper surface 21 of the first electrode 20 and the first surface 22a and the first corner 25a formed by the first surface 22a and the second surface 22b is a straight line L α . Then, if the first surface 22a is a curved surface, the angle alpha of the first surface 22a with respect to the upper surface 11 of the substrate 10, for example, an angle formed between the upper surface 11 and the straight line L alpha of the substrate 10.

第3実施形態に係るMEMS振動子300によれば、MEMS振動子100と同様の作用効果を奏することができる。   According to the MEMS vibrator 300 according to the third embodiment, the same operational effects as those of the MEMS vibrator 100 can be obtained.

なお、MEMS振動子300の製造方法は、上述したMEMS振動子100の製造方法と、同様であり、その説明を省略する。   The manufacturing method of the MEMS vibrator 300 is the same as the manufacturing method of the MEMS vibrator 100 described above, and the description thereof is omitted.

4. 第4実施形態
次に、第4実施形態に係る発振器について、図面を参照しながら説明する。図25は、第4実施形態に係る発振器400を示す回路図である。
4). Fourth Embodiment Next, an oscillator according to a fourth embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 25 is a circuit diagram showing an oscillator 400 according to the fourth embodiment.

発振器400は、図25に示すように、本発明に係るMEMS振動子(例えばMEMS振動子300)と、反転増幅回路410と、を含んで構成されている。   As shown in FIG. 25, the oscillator 400 includes a MEMS resonator (for example, the MEMS resonator 300) according to the present invention and an inverting amplifier circuit 410.

MEMS振動子300は、第1電極20に電気的に接続された第1端子300aと第2電極30に電気的に接続された第2端子300bとを有している。MEMS振動子300の第1端子300aは、反転増幅回路410の入力端子410aと少なくとも交流的に接続する。MEMS振動子300の第2端子300bは、反転増幅回路410の出力端子410bと少なくとも交流的に接続する。   The MEMS vibrator 300 has a first terminal 300 a electrically connected to the first electrode 20 and a second terminal 300 b electrically connected to the second electrode 30. The first terminal 300a of the MEMS vibrator 300 is connected to the input terminal 410a of the inverting amplifier circuit 410 at least in an AC manner. The second terminal 300b of the MEMS vibrator 300 is connected to the output terminal 410b of the inverting amplifier circuit 410 at least in an AC manner.

図示の例では、反転増幅回路410は、1つのインバーターから構成されているが、所望の発振条件が満たされるように、複数のインバーター(反転回路)や増幅回路を組み合わせて構成されていてもよい。   In the illustrated example, the inverting amplifier circuit 410 is configured by one inverter, but may be configured by combining a plurality of inverters (inverting circuits) and amplifier circuits so that a desired oscillation condition is satisfied. .

発振器400は、反転増幅回路410に対する帰還抵抗を含んで構成されていてもよい。図25に示す例では、反転増幅回路410の入力端子と出力端子とが抵抗420を介して接続されている。   The oscillator 400 may include a feedback resistor for the inverting amplifier circuit 410. In the example shown in FIG. 25, the input terminal and the output terminal of the inverting amplifier circuit 410 are connected via a resistor 420.

発振器400は、反転増幅回路410の入力端子410aと基準電位(接地電位)との間に接続された第1キャパシター430と、反転増幅回路410の出力端子410bと基準電位(接地電位)との間に接続された第2キャパシター432と、を含んで構成されている。これにより、MEMS振動子100とキャパシター430,432とで共振回路を構成する発振回路とすることができる。発振器400は、この発振回路で得られた発振信号fを出力する。   The oscillator 400 includes a first capacitor 430 connected between the input terminal 410a of the inverting amplifier circuit 410 and a reference potential (ground potential), and between the output terminal 410b of the inverting amplifier circuit 410 and the reference potential (ground potential). And a second capacitor 432 connected to the second capacitor 432. As a result, the MEMS vibrator 100 and the capacitors 430 and 432 can form an oscillation circuit that forms a resonance circuit. The oscillator 400 outputs the oscillation signal f obtained by this oscillation circuit.

発振器400を構成するトランジスターやキャパシター等の素子(図示せず)は、例えば、基板10上に(図1参照)形成されていてもよい。これにより、MEMS振動子300と反増幅回路410をモノリシックに形成することができる。   Elements (not shown) such as transistors and capacitors constituting the oscillator 400 may be formed on the substrate 10 (see FIG. 1), for example. Thereby, the MEMS vibrator 300 and the anti-amplification circuit 410 can be formed monolithically.

発振器400を構成するトランジスター等の素子を基板10上に形成する場合、発振器400を構成するトランジスター等の素子を、上述したMEMS振動子100を形成する工程と同一の工程で形成してもよい。具体的には、被覆層4を形成する工程において(図7参照)、トランジスターのゲート絶縁層を形成してもよい。さらに、第2電極30を形成する工程において(図8および図9参照)、トランジスターのゲート電極を形成してもよい。このように、MEMS振動子300の製造工程と発振器400を構成するトランジスター等の素子の製造工程を共通化することで、製造工程の簡素化を図ることができる。   When an element such as a transistor constituting the oscillator 400 is formed on the substrate 10, the element such as a transistor constituting the oscillator 400 may be formed in the same process as the process for forming the MEMS vibrator 100 described above. Specifically, in the step of forming the covering layer 4 (see FIG. 7), a gate insulating layer of a transistor may be formed. Further, in the step of forming the second electrode 30 (see FIGS. 8 and 9), a gate electrode of a transistor may be formed. As described above, by sharing the manufacturing process of the MEMS vibrator 300 and the manufacturing process of the elements such as the transistors constituting the oscillator 400, the manufacturing process can be simplified.

発振器400によれば、信頼性が高く、周波数特性の管理が容易なMEMS振動子100を含む。そのため、信頼性を高めることができ、かつ周波数特性の管理を容易化することができる。   The oscillator 400 includes the MEMS vibrator 100 with high reliability and easy management of frequency characteristics. Therefore, reliability can be improved and management of frequency characteristics can be facilitated.

発振器400は、図26に示すように、さらに、分周回路440を有していてもよい。分周回路440は、発振回路の出力信号Voutを分周し、発振信号fを出力する。これにより、発振器400は、例えば、出力信号Voutの周波数よりも低い周波数の出力信号を得ることができる。 The oscillator 400 may further include a frequency dividing circuit 440 as illustrated in FIG. The frequency dividing circuit 440 divides the output signal Vout of the oscillation circuit and outputs the oscillation signal f. Thereby, the oscillator 400 can obtain an output signal having a frequency lower than the frequency of the output signal Vout , for example.

なお、上述した実施形態及び変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば各実施形態及び各変形例は、複数を適宜組み合わせることが可能である。   In addition, embodiment mentioned above and a modification are examples, Comprising: It is not necessarily limited to these. For example, a plurality of embodiments and modifications can be combined as appropriate.

本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。   The present invention includes configurations that are substantially the same as the configurations described in the embodiments (for example, configurations that have the same functions, methods, and results, or configurations that have the same objects and effects). In addition, the invention includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the embodiment is replaced. In addition, the present invention includes a configuration that exhibits the same operational effects as the configuration described in the embodiment or a configuration that can achieve the same object. Further, the invention includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment.

M マスク層、M1 第1マスク層、M2 第2マスク層、2 第1半導体層、
2a,2b 領域、4 被覆層、6 第2半導体層、7 エッチング残り、
8 酸化シリコン層、10 基板、11 上面、12 支持基板、14 第1下地層、
16 第2下地層、20 第1電極、21 上面、22 側面、22a 第1面、
22b 第2面、25a 第1角部、25b 第3角部、30 第2電極、32 梁部、
32a 第1部分、32b 第2部分、33a,33b,33c 内面、
35a 第2角部、35b 第4角部、100,200,300 MEMS振動子、
300a 第1端子、300b 第2端子、400 発振器、410 反転増幅回路、
410a 入力端子、410b 出力端子、412,414,416 インバーター、
420,422,424 抵抗、430 第1キャパシター、
432 第2キャパシター、440 分周回路
M mask layer, M1 first mask layer, M2 second mask layer, 2 first semiconductor layer,
2a, 2b region, 4 coating layer, 6 second semiconductor layer, 7 etching residue,
8 silicon oxide layer, 10 substrate, 11 upper surface, 12 support substrate, 14 first underlayer,
16 second underlayer, 20 first electrode, 21 upper surface, 22 side surface, 22a first surface,
22b 2nd surface, 25a 1st corner, 25b 3rd corner, 30 2nd electrode, 32 beam,
32a 1st part, 32b 2nd part, 33a, 33b, 33c inner surface,
35a second corner, 35b fourth corner, 100, 200, 300 MEMS vibrator,
300a first terminal, 300b second terminal, 400 oscillator, 410 inverting amplifier circuit,
410a input terminal, 410b output terminal, 412, 414, 416 inverter,
420, 422, 424 resistor, 430 first capacitor,
432 Second capacitor, 440 frequency divider

Claims (9)

基板と、
前記基板の上方に配置された第1電極と、
前記第1電極との間に空隙を有した状態で配置され、前記基板の厚み方向に静電力によって振動可能となる梁部、および前記梁部を支持する支持部を有する第2電極と、
を含み、
前記第1電極の側面は、
前記第1電極の上面に接続された第1面と、
前記第1面および前記基板の上面に接続された第2面と、
を有し、
前記第1面は、前記基板の上面に対して傾斜し、
前記基板の上面に対する前記第1面の角度は、第1角度であり、
前記基板の上面に対する前記第2面の角度は、前記第1角度よりも大きい第2角度である、MEMS振動子。
A substrate,
A first electrode disposed above the substrate;
A second electrode having a beam portion that is arranged with a gap between the first electrode and that can vibrate by an electrostatic force in the thickness direction of the substrate; and a support portion that supports the beam portion;
Including
The side surface of the first electrode is
A first surface connected to an upper surface of the first electrode;
A second surface connected to the first surface and the top surface of the substrate;
Have
The first surface is inclined with respect to the upper surface of the substrate;
The angle of the first surface with respect to the upper surface of the substrate is a first angle;
The MEMS vibrator, wherein an angle of the second surface with respect to an upper surface of the substrate is a second angle larger than the first angle.
請求項1において、
前記第1電極の側面には、前記第1面と前記第2面とがなす第1角部が形成され、
前記第2電極の上面には、前記第1角部の形状が転写された第2角部が形成されている、MEMS振動子。
In claim 1,
A first corner formed by the first surface and the second surface is formed on a side surface of the first electrode,
A MEMS vibrator, wherein a second corner portion to which the shape of the first corner portion is transferred is formed on an upper surface of the second electrode.
請求項1または2において、
前記第1角度は、5°以上45°以下である、MEMS振動子。
In claim 1 or 2,
The MEMS vibrator, wherein the first angle is not less than 5 ° and not more than 45 °.
請求項1ないし3のいずれか1項において、
前記第2角度は、80°以上90°以下である、MEMS振動子。
In any one of Claims 1 thru | or 3,
The MEMS vibrator, wherein the second angle is not less than 80 ° and not more than 90 °.
請求項1ないし4のいずれか1項に記載のMEMS振動子と、
前記MEMS振動子の前記第1電極および前記第2電極と電気的に接続された回路部と、
を含む発振器。
The MEMS vibrator according to any one of claims 1 to 4,
A circuit unit electrically connected to the first electrode and the second electrode of the MEMS vibrator;
Including oscillator.
基板の上方に第1半導体層を成膜する工程と、
前記第1半導体層をパターニングして、第1電極を形成する工程と、
前記第1電極を覆う被覆層を形成する工程と、
前記被覆層の上方に第2半導体層を成膜する工程と、
前記第2半導体層をパターニングして、前記第1電極との間に空隙を有した状態で配置され、前記基板の厚み方向に静電力によって振動可能となる梁部、および前記梁部を支持する支持部を有する第2電極を形成する工程と、
前記被覆層を除去する工程と、
を含み、
前記第1電極を形成する工程において、
前記第1電極の側面を、前記第1電極の上面に接続された第1面と、前記第1面および前記基板の上面に接続された第2面と、を有するように形成し、
前記第1面は、前記基板の上面に対して傾斜し、
前記基板の上面に対する前記第1面の角度は、第1角度であり、
前記基板の上面に対する前記第2面の角度は、前記第1角度よりも大きい第2角度である、MEMS振動子の製造方法。
Forming a first semiconductor layer over the substrate;
Patterning the first semiconductor layer to form a first electrode;
Forming a coating layer covering the first electrode;
Forming a second semiconductor layer above the covering layer;
The second semiconductor layer is patterned and disposed with a gap between the first electrode and the beam portion that can vibrate by electrostatic force in the thickness direction of the substrate, and supports the beam portion Forming a second electrode having a support;
Removing the coating layer;
Including
In the step of forming the first electrode,
Forming a side surface of the first electrode to have a first surface connected to an upper surface of the first electrode and a second surface connected to the first surface and the upper surface of the substrate;
The first surface is inclined with respect to the upper surface of the substrate;
The angle of the first surface with respect to the upper surface of the substrate is a first angle;
The method of manufacturing a MEMS vibrator, wherein an angle of the second surface with respect to an upper surface of the substrate is a second angle larger than the first angle.
請求項6において、
前記第1電極を形成する工程は、
前記第1半導体層の上方にマスク層を形成する工程と、
前記マスク層をマスクとして、前記第1半導体層をドライエッチングする工程と、
を含み、
前記第1半導体層をドライエッチングする工程は、塩素、六フッ化硫黄、臭化水素、および酸素、を含むガスを用いて行われる、MEMS振動子の製造方法。
In claim 6,
The step of forming the first electrode includes:
Forming a mask layer above the first semiconductor layer;
Dry etching the first semiconductor layer using the mask layer as a mask;
Including
The method of manufacturing a MEMS vibrator, wherein the step of dry etching the first semiconductor layer is performed using a gas containing chlorine, sulfur hexafluoride, hydrogen bromide, and oxygen.
請求項6において、
前記第1電極を形成する工程は、
前記第1半導体層を、第1ガスを用いてドライエッチングして、前記第1面を形成する第1ドライエッチング工程と、
前記第1半導体層を、前記第1ガスとは異なる第2ガスを用いてドライエッチングして、前記第2面を形成する第2ドライエッチング工程と、
を有する、MEMS振動子の製造方法。
In claim 6,
The step of forming the first electrode includes:
A first dry etching step of dry-etching the first semiconductor layer using a first gas to form the first surface;
A second dry etching step of dry-etching the first semiconductor layer using a second gas different from the first gas to form the second surface;
A method for manufacturing a MEMS vibrator, comprising:
請求項6において、
前記第1電極を形成する工程は、
前記第1半導体層の上面側の不純物濃度を、前記第1半導体層の下面側の不純物濃度より高くなるように、前記第1半導体層に不純物を注入する工程と、
前記第1半導体層の上方にマスク層を形成する工程と、
前記マスク層をマスクとして、前記第1半導体層をドライエッチングする工程と、
を有する、MEMS振動子の製造方法。
In claim 6,
The step of forming the first electrode includes:
Implanting impurities into the first semiconductor layer such that the impurity concentration on the upper surface side of the first semiconductor layer is higher than the impurity concentration on the lower surface side of the first semiconductor layer;
Forming a mask layer above the first semiconductor layer;
Dry etching the first semiconductor layer using the mask layer as a mask;
A method for manufacturing a MEMS vibrator, comprising:
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