共振器およびその製造方法、発振器ならびに電子機器
【課題】複数の共振周波数を有する共振器において、従来よりも小型化を図ることが可能な共振器およびその製造方法、ならびにそのような共振器を備えた発振器および電子機器を提供する。
【解決手段】入力交流信号Ｓinが入力される入力端子を、複数の端子in３，in５，in７間で切り換えることにより、導体部１１１におけるブロックに対する入力交流信号Ｓinの入力経路を切り換える。また、出力交流信号Ｓoutが出力される出力端子を、複数の端子out３，out５，out７間で切り換えることにより、導体部１１１におけるブロックからの出力交流信号Ｓoutの出力経路を切り換える。これにより、単一構造の共振器１内において、電位差が生じる絶縁膜１１２の振動部１１内での位置に応じて、複数の共振周波数ｆｒ（複数の次数の共振モード）が励起される。
【解決手段】入力交流信号Ｓinが入力される入力端子を、複数の端子in３，in５，in７間で切り換えることにより、導体部１１１におけるブロックに対する入力交流信号Ｓinの入力経路を切り換える。また、出力交流信号Ｓoutが出力される出力端子を、複数の端子out３，out５，out７間で切り換えることにより、導体部１１１におけるブロックからの出力交流信号Ｓoutの出力経路を切り換える。これにより、単一構造の共振器１内において、電位差が生じる絶縁膜１１２の振動部１１内での位置に応じて、複数の共振周波数ｆｒ（複数の次数の共振モード）が励起される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）の要素技術を応用した共振器およびその製造方法、ならびにそのような共振器を備えた発振器および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の無線通信技術の発展に伴い、無線通信技術を利用した通信機器において、小型化、軽量化が要求されている。そのため、これまで小型化が困難とされてきたＲＦ信号処理部分等に、半導体分野における微細加工技術を用いて微細な機械構造を作製するマイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム（ＭＥＭＳ）技術が利用されてきている。このＭＥＭＳは、シリコンプロセス技術により、マイクロな機械的要素と電子回路要素とを融合したシステムであり、日本では主にマイクロマシンと称されるものである。ＭＥＭＳ技術は、その精密加工性などの優れた特徴から、高機能化に対応しつつ、小型で低価格なＳｏＣ（System on a Chip）を実現することができる。
【０００３】
このようなＭＥＭＳ技術を用いた素子の１つとして、機械的な共振を利用したメカニカル共振器（ＭＥＭＳ共振器）があり、これを利用したフィルタ、発信器、ミキサ等のＲＦ素子は、小型で集積化が可能であることから、通信分野への応用が始まっている（例えば、特許文献１）。しかしながら、携帯電話やミリ波通信等のアプリケーションの高周波化に伴い、このようなＭＥＭＳ共振器においても、動作周波数のＧＨｚ以上の高周波化が求められている。
【０００４】
そこで、このような動作周波数の高周波化を実現するため、縦波振動を利用した、誘電体埋め込み型のＭＥＭＳ共振器が提案されている。この共振器では、静電駆動力を得るための誘電体膜（絶縁膜）を振動体内部に埋め込むことにより縦波振動を発生させ、ＧＨｚ以上の高周波領域での動作を実現している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Dana Weinstein and Sunil A. Bhave, "Internal Dielectric Transduction of a 4.5 GHz Silicon Bar Resonator", IEEE International Electron Device Meeting 2007, pp.415-418.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１０および図１１は、この縦波振動を利用した誘電体埋め込み型のＭＥＭＳ共振器（共振器１００−１）の概略構成および動作原理を表すものであり、図１０は外観斜視構成を、図１１はＸ−Ｙ平面（上面）構成をそれぞれ表している。この共振器１００−１では、支持基板１００上に、間隙Ｇを介して直方体状（Ｘ軸方向に延在）の振動部１０１が設けられている。この振動部１０１は、導電体Ｓｉ（シリコン）等からなる導体部１０１Ａと、ＳｉＮ（窒化シリコン）等からなる２つの絶縁膜１０１Ｂとから構成されている。導体部１０１Ａはこれら２つの絶縁膜１０１Ｂにより、交流信号の伝送方向（Ｘ軸方向）に沿って３つのブロックに電気的に分離されている。各ブロックの両側面（Ｚ−Ｘ側面）は、梁部１０２（サポートビーム）および支持部１０３（アンカー）により基板面に対して支持されている。そして、３つのブロックのうちの一端側のブロックでは、これら支持部１０３および梁部１０２を介して、コンデンサＣ１が接続された入力信号線Ｌinから、入力交流信号Ｓinが入力されている。一方、他端側のブロックでは、梁部１０２および支持部１０３を介して出力信号線Ｌoutから出力交流信号が出力されている。また、真ん中のブロックには、各絶縁膜１０１Ｂにおける両端面（Ｙ−Ｚ端面）間に電位差（バイアス）を与えるための直流電圧Ｖｄｃが、コイルＬ１を介して供給されるようになっている。
【０００７】
この状態において、入力信号線Ｌinから任意の周波数の入力交流信号Ｓinが入力されると、各絶縁膜１０１Ｂにはその周波数の静電引力が発生し、これにより振動部１０１内に圧縮応力が働く。ここで、入力交流信号Ｓinの周波数が、共振器の寸法により定まる縦波振動の共振周波数と等しい場合、振動部１０１は縦波振動による共振振動を起こす（図１１中の波形Ｗ１０１参照）。すると、各絶縁膜１０１Ｂは、振動によって圧縮および膨張を繰り返すことになる。このような絶縁膜１０１Ｂの変形により（図１１中の矢印Ｐ１０１参照）、各絶縁膜１０１Ｂの両端面（Ｙ−Ｚ端面）には電位差が発生するため、この共振周波数と等しい周波数の出力交流信号Ｓoutが、出力信号線Ｌoutから出力される。このような動作原理により、この共振器１００−１は、任意の入力交流信号Ｓinのうち、ある周波数（共振周波数）の信号のみを選択的に透過する共振器として機能する。
【０００８】
ところが、このような従来のＭＥＭＳ共振器では、機能上求められる（使用したい）共振周波数が複数ある場合には、固有の共振周波数が互いに異なる複数個の共振器を用意する必要があったため、それに伴って共振器全体として大型化してしまうという問題があった。これは、以下の理由による。すなわち、まず、この方式の共振器における共振周波数は、振動部の材質や寸法、そして縦波振動の次数（共振モードの次数）により定まる。したがって、振動部の材質および寸法が変わらない場合、共振周波数を変化させるには共振モードの次数を変える必要があることから、絶縁膜の配置位置を変更させる必要が生じ、１つの共振器内で実現するのが困難であるからである。
【０００９】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、複数の共振周波数を有する共振器において、従来よりも小型化を図ることが可能な共振器およびその製造方法、ならびにそのような共振器を備えた発振器および電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の共振器は、導体部と、この導体部を複数のブロックに電気的に分離するように設けられた複数の絶縁部とを有する振動部と、導体部におけるブロックに対して入力交流信号を入力するための複数の入力端子と、導体部におけるブロックから出力交流信号を出力するための複数の出力端子と、複数の入力端子において、入力交流信号が入力される入力端子を切り換えることにより入力経路を切り換える入力切換部と、複数の出力端子において、出力交流信号が出力される出力端子を切り換えることにより出力経路を切り換える出力切換部とを備えたものである。なお、このような振動部としては、例えば、絶縁部において両端間に電位差を生じさせたときに、入力交流信号の周波数に応じて縦波振動による共振振動を行うものが挙げられる。
【００１１】
本発明の発振器および電子機器は、共振振動を行う上記本発明の共振器を備えたものである。
【００１２】
本発明の共振器、発振器および電子機器では、複数の入力端子において、入力交流信号が入力される入力端子が切り換えられることにより、導体部におけるブロックに対する入力交流信号の入力経路が切り換えられる。また、複数の出力端子において、出力交流信号が出力される出力端子が切り換えられることにより、導体部におけるブロックからの出力交流信号の出力経路が切り換えられる。これにより、振動に寄与する絶縁部の振動部内での位置に応じて、複数の共振周波数が励起される。また、単一構造の共振器内で実現されるため、従来のように、個別に複数の共振器を用いる必要もない。
【００１３】
本発明の共振器の製造方法は、基板上に、導体部とこの導体部を複数のブロックに電気的に分離する複数の絶縁部とを有する振動部を形成する工程と、導体部におけるブロックに対して入力交流信号を入力するための複数の入力端子と、導体部におけるブロックから出力交流信号を出力するための複数の出力端子と、複数の入力端子において入力交流信号が入力される入力端子を切り換えることにより入力経路を切り換える入力切換部と、複数の出力端子において出力交流信号が出力される出力端子を切り換えることにより出力経路を切り換える出力切換部とをそれぞれ形成する工程とを含むようにしたものである。
【００１４】
本発明の共振器の製造方法では、上記各工程により、上記振動部、複数の入力端子、複数の出力端子、入力切換部および出力切換部がそれぞれ設けられるため、単一構造の共振器内において、振動に寄与する絶縁部の振動部内での位置に応じて、複数の共振周波数が励起される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の共振器およびその製造方法、発振器ならびに電子機器によれば、複数の入力端子において、入力交流信号が入力される入力端子を切り換えることにより導体部におけるブロックに対する入力交流信号の入力経路を切り換えると共に、複数の出力端子において、出力交流信号が出力される出力端子を切り換えることにより導体部におけるブロックからの出力交流信号の出力経路を切り換えるようにしたので、単一構造の共振器内において、振動に寄与する絶縁部の振動部内での位置に応じて、複数の共振周波数を励起させることができる。よって、複数の共振周波数を有する共振器において、従来よりも小型化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る共振器の概略外観構成を表す斜視図である。
【図２】図１に示した共振器の構成および動作原理ならびに各共振モードの波形を模式的に表す上面図および波形図である。
【図３】図１に示した共振器の製造方法の一例を工程順に表す断面図である。
【図４】図３に続く工程を表す断面図である。
【図５】図１に示した共振器における３次モードの共振時の接続状態を模式的に表す上面図である。
【図６】図１に示した共振器における５次モードの共振時の接続状態を模式的に表す上面図である。
【図７】図１に示した共振器における７次モードの共振時の接続状態を模式的に表す上面図である。
【図８】本発明の変形例に係る共振器の構成および動作原理ならびに各共振モードの波形を模式的に表す上面図および波形図である。
【図９】本発明の共振器の適用例に係る電子機器の機能ブロック図である。
【図１０】従来の共振器の外観構成例を表す斜視図である。
【図１１】図１０に示した共振器の構成および動作原理を模式的に表す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態（複数の共振モード間の切り換えが可能な共振器の一例）
２．変形例 （複数の共振モード間の切り換えが可能な共振器の他の構成例）
３．適用例 （実施の形態および変形例の共振器を内蔵した電子機器の例）
【００１８】
＜１．実施の形態＞
［共振器の構成］
図１は、本発明の一実施の形態に係る共振器１における概略外観構成を斜視的に表したものであり、図２（Ａ）は、この共振器１の上面構成（Ｘ−Ｙ平面構成）を模式的に表したものである。また、図２（Ｂ）は、詳細は後述するが、共振器１において実現可能な複数（ここでは３つ）の共振モード（ここでは、３次，５次，７次モード）の波形を表したものである。この共振器１は、以下説明するＸ軸方向に延在する振動部１１における機械的な縦波振動による共振振動を利用して、高周波（例えば、６０ＧＨｚ程度）の交流信号を伝送するＭＥＭＳ共振器である。
【００１９】
この共振器１では、支持基板１０上に、間隙Ｇを介して直方体状の振動部１１が設けられている。この振動部１１は、導体部１１１と、複数（ここでは、６つ）の絶縁膜（絶縁部）１１２とから構成されている。導体部１１１はこれら６つの絶縁膜１１２により、交流信号の伝送方向（Ｘ軸方向）に沿って７つのブロック１１１ａ〜１１１ｇに電気的に分離されている。各ブロック１１１ａ〜１１１ｇの両側面（Ｚ−Ｘ側面）は、梁部１２Ａ，１２Ｂ（サポートビーム）および支持部１３Ａ，１３Ｂ（アンカー）により、基板面に対して支持されている。
【００２０】
支持基板１０は、Ｓｉ基板１０Ａと、このＳｉ基板１０Ａ上に積層された保護層１０Ｂとから構成されている。保護層１０Ｂは、製造時において後述する犠牲層２０をウェットエッチングにより除去する際に、下地（Ｓｉ基板１０Ａ）を保護するためのものであり、例えばＳｉＮなどの絶縁材料により構成されている。したがって、この保護層１０Ｂは、エッチングに耐え得る程度の厚み（例えば、２００ｎｍ程度）となっている。
【００２１】
振動部１１は、例えば、（Ｘ軸方向：４０μｍ程度、Ｙ軸方向：１０μｍ程度、Ｚ軸方向：２μｍ程度）の大きさの直方体状となっている。この振動部１１において、導体部１１１は、例えば、リン（Ｐ）を含有して導電性を示す多結晶Ｓｉ（ｐ−Ｓｉ）等の導電性Ｓｉにより構成されている。ただし、金属（アルミニウム（Ａｌ），チタン（Ｔｉ）等）や半導体（Ｓｉ，ゲルマニウム（Ｇｅ）等）、またはそれらの窒化物（窒化チタン（ＴｉＮ）等）や炭化物（炭化チタン（ＴｉＣ）等）などの他の導電性材料を用いるようにしてもよい。なお、上記した梁部１２および支持部１３も、この導体部１１１と同一の材料により構成されている。一方、絶縁膜１１２は、例えばＳｉＮ等の絶縁性材料により構成されており、その厚みは、例えば３０ｎｍ程度となっている。ここで、ＳｉＮ以外の絶縁性材料としては、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ2），酸化チタン（ＴｉＯX），ポリイミド，ＢＣＢ等の酸化物や窒化物、有機物等が挙げられる。
【００２２】
振動部１１における複数のブロック１１１ａ〜１１１ｇは、入力交流信号Ｓinが入力される入力ブロックと、出力交流信号Ｓoutが出力される出力ブロックと、電圧供給ブロックとから構成されている。入力ブロックでは、支持部１３Ａおよび梁部１２Ａを介して、コンデンサＣ１が接続された入力信号線Ｌinから、入力交流信号Ｓinが入力される。出力ブロックでは、梁部１２Ａおよび支持部１３Ａを介して、出力信号線Ｌoutから出力交流信号が出力される。電圧供給ブロックでは、各絶縁膜１１２における両端面（Ｙ−Ｚ端面）間に電位差を与えるための直流電圧Ｖｄｃが、電圧供給線Ｌｄｃ、梁部１２Ｂおよび支持部１３Ｂを介して供給される。具体的には、ここでは、電圧供給ブロックに対応する位置の梁部１２Ｂおよび支持部１３Ｂを介して、直流電圧Ｖｄｃが供給されるようになっている。ただし、場合によっては、直流電圧Ｖｄｃがこれら梁部１２Ｂおよび支持部１３Ｂを介さずに、別個の端子等を経由して供給されるようにしてもよい。
【００２３】
ここで、本実施の形態の共振器１には、入力スイッチＳＷin（入力切換部）、出力スイッチＳＷout（出力切換部）および電圧供給スイッチＳＷdc（電圧供給切換部）が設けられている。入力スイッチＳＷinは、一端が入力信号線Ｌinに接続されると共に、他端が端子（入力端子）in３，in５，in７のうちのいずれかに接続可能となっており、入力ブロックに対して入力交流信号Ｓinを入力するための入力経路を切り換えるためのスイッチである。出力スイッチＳＷoutは、一端が出力信号線Ｌoutに接続されると共に、他端が端子（出力端子）out３，out５，out７のうちのいずれかに接続可能となっており、出力ブロックから出力交流信号Ｓoutを出力するための出力経路を切り換えるためのスイッチである。電圧供給スイッチＳＷdcは、一端が電圧供給線Ｌdcに接続されると共に、他端が端子（電圧供給端子）dc３，dc５，dc７のうちのいずれかに接続可能となっており、直流電圧Ｖｄｃを電圧供給ブロックへ供給するための電圧供給経路を切り換えるためのスイッチである。なお、これらの入力スイッチＳＷin、出力スイッチＳＷoutおよび電圧供給スイッチＳＷdcはそれぞれ、例えばユーザの操作等に応じて外部から入力される制御信号（図示せず；例えば、後述する複数の共振モードによる共振振動のうちのいずれを用いるか等の制御信号）に従って、個別に切換動作を行うようになっている。このような入力スイッチＳＷin、出力スイッチＳＷoutおよび電圧供給スイッチＳＷdcの切換動作により、後述するように、導体部１１１ａ〜１１１ｇにおける入力ブロック、出力ブロックおよび電圧供給ブロックの配置（割り当て）をそれぞれ切り換えることが可能となっている。
【００２４】
この振動部１１は、詳細は後述するが、各絶縁膜１１２において両端面（Ｙ−Ｚ端面）間に電位差（上記直流電圧Ｖｄｃに対応）を生じさせたときに、入力交流信号Ｓinの周波数に応じて、縦波振動による共振振動を行うようになっている（図２中の波形Ｗ３，Ｗ５，Ｗ７参照）。そして、各絶縁膜１１２が所定の１方向（ここではＸ軸方向：図１中の矢印Ｐ１参照）に沿って振動することとなるように、導体部１１１における複数のブロック１１１ａ〜１１１ｇおよび絶縁膜１１２が、その１方向（Ｘ軸方向）に沿って配置されている。また、本実施の形態の共振器１では、図２（Ｂ）に示した波形Ｗ３，Ｗ５，Ｗ７のように、単一構造の共振器１内において、複数の共振モード（ここでは、３次モード，５次モードおよび７次モードの３つの共振モード）による共振振動が実現されるようになっている。
【００２５】
ここで、この方式の共振器における共振周波数ｆｒは、振動部の材質や寸法、そして縦波振動の次数（共振モードの次数）により定まる。したがって、本実施の形態の振動部１１では、その材質および寸法が一定である（変わらない）ことから、共振周波数ｆｒを変化させるために、共振モードの次数を変えるようになっている。具体的には、上記した入力スイッチＳＷin、出力スイッチＳＷoutおよび電圧供給スイッチＳＷdcの切換動作により、設定すべき共振モードに応じて、有効に機能する（振動に寄与する；両端面（Ｙ−Ｚ端面）間に電位差が生じる）絶縁膜１１２の位置を切り換えている。したがって、各絶縁膜１１２は、図２に示したように、これら各共振モードの縦波振動における波形Ｗ３，Ｗ５，Ｗ７の節部分の少なくとも１つ（図２（Ｂ）の波形中の黒点参照）に対応する位置もしくはその近傍に配置されるようになっている。また、このように各絶縁膜１１２を各共振モードの縦波振動における節部分付近に配置することにより、より効果的な共振振動が実現されるようになっている。
【００２６】
また、同じく図２に示したように、梁部１２Ａ，１２Ｂおよび支持部１３Ａ，１３Ｂは、これら各共振モードの縦波振動における波形Ｗ３，Ｗ５，Ｗ７の節部分の少なくとも１つに対応する位置もしくはその近傍に配置されているようにするのが好ましい。このような位置に配置することにより、振動部１１の振動を妨げてしまうのが回避されるからである。なお、本実施の形態の共振器１では、梁部１２Ａ，１２Ｂを用いて振動部１１をその側面側から支持するようにしているが、例えば振動部１１の下方（基板面側）からなど、他の方向から支持するようにしてもよい。
【００２７】
［共振器の製造方法］
この共振器１は、例えば次のようにして製造することができる。図３および図４は、共振器１を製造する工程の一例を断面図で表すものであり、図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿った矢視断面図（Ｚ−Ｘ断面図）およびＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った矢視断面図（Ｙ−Ｚ断面図）でそれぞれ示している。
【００２８】
まず、図３（Ａ）に示したように、Ｓｉ基板１０Ａ上に例えば減圧ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition；化学気相成長）法を用いて、上述した材料からなる保護層１０Ｂを、例えば５００ｎｍ程度の厚みで一様に形成する。これにより、支持基板１０が形成される。次いで、この支持基板１０上に、例えば減圧ＣＶＤ法を用いて前述した材料からなるｐ−Ｓｉ層１５を、例えば１０００ｎｍ程度の厚みで一様に形成したのち、例えばフォトリソグラフィ法を用いたドライエッチングを行い、このｐ−Ｓｉ層１５をパターニングする。このようにしてパターニングされたｐ−Ｓｉ層１５は、入力信号線Ｌin、出力信号線Ｌout等の配線部分となる。これにより、入力スイッチＳＷin、出力スイッチＳＷoutおよび電圧供給スイッチＳＷdcも同時に形成されるようになっている。
【００２９】
続いて、図３（Ｂ）に示したように、支持基板１０およびｐ−Ｓｉ層１５上に、例えば減圧ＣＶＤ法を用いて、例えばＳｉＯ2（酸化シリコン）膜を例えば５００ｎｍ程度の厚みで一様に形成することにより、犠牲層２０を形成する。そののち、図４（Ｃ）に示したように、例えばＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing:化学的機械的研磨）を用いて、この犠牲層２０の表面を平坦化する。
【００３０】
次に、図３（Ｄ）に示したように、この平坦化した犠牲層２０の表面に、例えばフォトリソグラフィ法を用いたドライエッチングを行うことにより、支持部１３Ａ，１３Ｂを形成するための開口２１（コンタクト孔）を形成する。この開口２１の大きさは、例えば５μｍ×５μｍ程度とし、深さは例えば４００ｎｍ程度とする。
【００３１】
続いて、図３（Ｅ）に示したように、この開口２１を含む犠牲層２０上に、例えば減圧ＣＶＤ法を用いて、振動部１１における導体部１１１を形成するための前述した材料からなるｐ−Ｓｉ層１６を、例えば２０００ｎｍ程度の厚みで一様に形成する。そののち、このｐ−Ｓｉ層１６を、例えばフォトリソグラフィ法を用いたドライエッチングを行ってパターニングする。これにより、図３（Ｆ）に示したように、犠牲層２０上に、互いに離隔配置された複数（ここでは３つ）の導体パターンからなる導体パターン層が形成される。
【００３２】
次に、図３（Ｇ）に示したように、犠牲層２０上ならびにこれら各導体パターンの表面および側面に、例えば減圧ＣＶＤ法を用いて、ＳｉＮ等からなる絶縁層１７を、例えば３０ｎｍ程度の厚みで一様に形成する。
【００３３】
続いて、図４（Ａ）に示したように、この絶縁層１７上に、再び、前述した材料からなるｐ−Ｓｉ層１７（導体層）を、例えば２０００ｎｍ程度の厚みで一様に形成する。そののち、図４（Ｂ）に示したように、ｐ−Ｓｉ層１６（導体パターン層）、絶縁層１７およびｐ−Ｓｉ層１８の表面を、例えばＣＭＰを用いて平坦化する。これにより、導体部１１１の各ブロックとなるｐ−Ｓｉ層１６，１８間に、絶縁膜１１２となる絶縁層１７が埋め込まれた形状となる。
【００３４】
次に、図４（Ｃ）に示したように、埋め込まれた絶縁体層１７を含むｐ−Ｓｉ層１６，１８を、例えばフォトリソグラフィ法を用いたドライエッチングを行ってパターニングする。これにより、梁部１２Ａ，１２Ｂおよび支持部１３Ａ，１３Ｂと共に振動部１１の外形を形成する。
【００３５】
続いて、図４（Ｄ）に示したように、例えばＤＨＦ（希釈弗酸）溶液等のエッチング溶液を用いたウェットエッチングを行い、犠牲層２０を選択的に除去する。これにより、振動部１１が、基板面に対して間隙Ｇを介して、梁部１２Ａ，１２Ｂおよび支持部１３Ａ，１３Ｂにより支持されるようになる。なお、このとき、埋め込まれている部分以外の絶縁層１７も同時に除去されることになる。以上により、図１に示した共振器１が完成する。
【００３６】
［共振器の作用・効果］
（基本動作）
本実施の形態の共振器１では、電気信号におけるある特定の周波数の信号のみを機械的な振動に変換すると共に、この機械的な振動を再び電気信号に変換することにより、共振器として機能する。
【００３７】
具体的には、まず、任意の周波数の入力交流信号Ｓinが、入力信号線Ｌinから支持部１３Ａおよび梁部１２Ａを介して導体部１１１のうちの入力ブロックへ入力されると、各絶縁膜１１２にはその周波数の静電引力が発生し、振動部１１内に圧縮応力が働く。すなわち、電気信号から機械的な振動への変換がなされる。
【００３８】
ここで、入力交流信号Ｓinの周波数が、共振器１の寸法により定まる縦波振動の共振周波数ｆｒと等しい場合、振動部１１は縦波振動による共振振動を行う（図２（Ｂ）中の波形Ｗ３，Ｗ５，Ｗ７参照）。
【００３９】
すると、絶縁膜１１２は、振動によって圧縮および膨張を繰り返すことになる。このような絶縁膜１１２の変形により（図１中の矢印Ｐ１参照）、絶縁膜１１２の両端面（Ｙ−Ｚ端面）に、誘導起電力による電位差が発生する。すなわち、機械的な振動から電気信号への再変換がなされる。これにより、共振周波数ｆｒと等しい周波数の出力交流信号Ｓoutが、導体部１１１のうちの出力ブロックから梁部１２Ｂおよび支持部１３Ｂを介して、出力信号線Ｌoutから出力される。このような動作原理により、共振器１は、任意の入力交流信号Ｓinのうち、ある周波数（共振周波数ｆｒ）の信号のみを選択的に透過する共振器として機能する。
【００４０】
（共振モードの切換動作）
次に、図２，図５〜図７を参照して、本発明の特徴的部分の１つである共振モードの切換動作について詳細に説明する。図５〜図７はそれぞれ、共振器１における各共振モードによる共振時の接続状態を模式的に表したものであり、図５は３次モードによる共振時を、図６は５次モードによる共振時を、図７は７次モードによる共振時を、それぞれ表している。
【００４１】
まず、図５に示した３次モードによる共振時には、入力スイッチＳＷinの他端は端子in３に接続され、出力スイッチＳＷoutの他端は端子out３に接続され、電圧供給スイッチＳＷdcの他端は端子dc３に接続される。これにより、入力交流信号Ｓinは、入力信号線Ｌin、端子in３、支持部１３Ａおよび梁部１２Ａを介して、導体部１１１におけるブロック１１１ａへ入力される。また、直流電圧Ｖｄｃは、電圧供給線Ｌdc、端子dc３、支持部１３Ｂおよび梁部１２Ｂを介して、導体部１１１におけるブロック１１１ｂ，１１ｆへそれぞれ供給される。このため、６つの絶縁膜１１２のうち、ブロック１１１ａ，１１１ｂ間およびブロック１１１ｆ，１１１ｇ間に位置する２つの絶縁膜１１２のみが、選択的に有効に機能する（振動に寄与する；両端面（Ｙ−Ｚ端面）間に電位差が生じる）。したがって、図中に示した波形Ｗ３のように、３次モードによる共振振動のみが励起し、ブロック１１１ｇから梁部１２Ａ、支持部１３Ａ、端子out３および出力信号線Ｌoutを介して、出力交流信号Ｓoutが出力される。なお、他の４つの絶縁膜１１２は有効に機能しない（振動に寄与しない；両端面（Ｙ−Ｚ端面）間に電位差が生ない）ため、他のモード（５次モード，７次モード）による共振振動は励起されない。
【００４２】
また、図６に示した５次モードによる共振時には、入力スイッチＳＷinの他端は端子in５に接続され、出力スイッチＳＷoutの他端は端子out５に接続され、電圧供給スイッチＳＷdcの他端は端子dc５に接続される。これにより、入力交流信号Ｓinは、入力信号線Ｌin、端子in５、支持部１３Ａおよび梁部１２Ａを介して、導体部１１１におけるブロック１１１ｂへ入力される。また、直流電圧Ｖｄｃは、電圧供給線Ｌdc、端子dc５、支持部１３Ｂおよび梁部１２Ｂを介して、導体部１１１におけるブロック１１１ｃ，１１ｅへそれぞれ供給される。このため、６つの絶縁膜１１２のうち、ブロック１１１ｂ，１１１ｃ間およびブロック１１１ｅ，１１１ｆ間に位置する２つの絶縁膜１１２のみが、選択的に有効に機能する（振動に寄与する；両端面（Ｙ−Ｚ端面）間に電位差が生じる）。したがって、図中に示した波形Ｗ５のように、５次モードによる共振振動のみが励起し、ブロック１１１ｆから梁部１２Ａ、支持部１３Ａ、端子out５および出力信号線Ｌoutを介して、出力交流信号Ｓoutが出力される。なお、他の４つの絶縁膜１１２は有効に機能しない（振動に寄与しない；両端面（Ｙ−Ｚ端面）間に電位差が生ない）ため、他のモード（３次モード，７次モード）による共振振動は励起されない。
【００４３】
同様に、図７に示した７次モードによる共振時には、入力スイッチＳＷinの他端は端子in７に接続され、出力スイッチＳＷoutの他端は端子out７に接続され、電圧供給スイッチＳＷdcの他端は端子dc７に接続される。これにより、入力交流信号Ｓinは、入力信号線Ｌin、端子in７、支持部１３Ａおよび梁部１２Ａを介して、導体部１１１におけるブロック１１１ｃへ入力される。また、直流電圧Ｖｄｃは、電圧供給線Ｌdc、端子dc７、支持部１３Ｂおよび梁部１２Ｂを介して、導体部１１１におけるブロック１１１ｄへ供給される。このため、６つの絶縁膜１１２のうち、ブロック１１１ｃ，１１１ｄ間およびブロック１１１ｄ，１１１ｅ間に位置する２つの絶縁膜１１２のみが、選択的に有効に機能する（振動に寄与する；両端面（Ｙ−Ｚ端面）間に電位差が生じる）。したがって、図中に示した波形Ｗ７のように、７次モードによる共振振動のみが励起し、ブロック１１１ｅから梁部１２Ａ、支持部１３Ａ、端子out７および出力信号線Ｌoutを介して、出力交流信号Ｓoutが出力される。なお、他の４つの絶縁膜１１２は有効に機能しない（振動に寄与しない；両端面（Ｙ−Ｚ端面）間に電位差が生ない）ため、他のモード（３次モード，５次モード）による共振振動は励起されない。
【００４４】
このようにして本実施の形態の共振器１では、入力スイッチＳＷin、出力スイッチＳＷoutおよび電圧供給スイッチＳＷdcの切換動作により、導体部１１１における複数のブロック１１１ａ〜１１１ｇのうちの入力ブロックに対して入力交流信号Ｓinを入力するための入力経路、およびこれらブロック１１１ａ〜１１１ｇのうちの出力ブロックから出力交流信号Ｓoutを出力するための出力経路が、それぞれ個別に切り換えられる。これにより、有効に機能する（振動に寄与する；両端面（Ｙ−Ｚ端面）間に電位差が生じる）絶縁膜１１２をも切り換えることが可能となり、この電位差が生じる絶縁膜１１２の振動部１１内での位置に応じて、複数の共振周波数ｆｒ（複数の次数の共振モード）が励起される。また、単一構造の共振器内で実現されるため、従来のように、個別に複数の共振器を用いる必要もない。
【００４５】
以上のように本実施の形態では、入力交流信号Ｓinの周波数に応じて縦波振動による共振振動を行う振動部１１において、入力交流信号Ｓinが入力される入力端子を複数の端子in３，in５，in７間で切り換えることにより、導体部１１１におけるブロックに対する入力交流信号Ｓinの入力経路を切り換えると共に、出力交流信号Ｓoutが出力される出力端子を複数の端子out３，out５，out７間で切り換えることにより、導体部１１１におけるブロックからの出力交流信号Ｓoutの出力経路を切り換えるようにしたので、単一構造の共振器１内において、両端面（Ｙ−Ｚ端面）間に電位差が生じる絶縁膜１１２の振動部１１内での位置に応じて、複数の共振周波数ｆｒを励起させることができる。よって、複数の共振周波数ｆｒを有する共振器において、従来よりも小型化を図ることが可能となる。
【００４６】
また、各絶縁膜１１２における両端面（Ｙ−Ｚ端面）間に電位差を与えるための直流電圧Ｖｄｃが、電圧供給線Ｌｄｃから支持部１３Ｂおよび梁部１２Ｂを介して導体部１１１のうちの電圧供給ブロックへ供給されるようにしたので、直流電圧Ｖｄｃを入力するための専用の電極等を別個設ける必要がなくなり、構造を簡素化することができる。
【００４７】
＜２．変形例＞
図８（Ａ）は、本発明の変形例に係る共振器１Ａの上面構成（Ｘ−Ｙ平面構成）を模式的に表したものであり、図８（Ｂ）は、この共振器１Ａにおいて実現可能な複数（ここでは３つ）の共振モード（ここでは、３次，５次，７次モード）の波形を表したものである。なお、上記実施の形態と同様の構成要素については、同一の符号を付し、適宜説明を省略する。また、本変形例の共振器１Ａの製造方法は、上記実施の形態で説明した製造方法と基本的に同様となっており、違いはマスクパターンが異なることだけであるため、説明を省略する。
【００４８】
本変形例の共振器１Ａでは、上記実施の形態の共振器１において、複数の共振モード（３次，５次，７次モード）に応じた、導体部１１１内における入力ブロック、出力ブロックおよび電圧供給ブロック間の配置関係（割り当て）を変更した構造となっている。
【００４９】
具体的には、３次モードによる共振時には、入力交流信号Ｓinは、入力信号線Ｌin、端子in３、支持部１３Ａおよび梁部１２Ａを介して、導体部１１１におけるブロック１１１ｃへ入力される。また、直流電圧Ｖｄｃは、電圧供給線Ｌdc、端子dc３、支持部１３Ｂおよび梁部１２Ｂを介して、導体部１１１におけるブロック１１１ｄへ供給される。このため、６つの絶縁膜１１２のうち、ブロック１１１ｃ，１１１ｄ間およびブロック１１１ｄ，１１１ｅ間に位置する２つの絶縁膜１１２のみが、選択的に有効に機能する（振動に寄与する；両端面（Ｙ−Ｚ端面）間に電位差が生じる）。したがって、図８（Ｂ）中に示した波形Ｗ３のように、３次モードによる共振振動のみが励起し、ブロック１１１ｅから梁部１２Ａ、支持部１３Ａ、端子out３および出力信号線Ｌoutを介して、出力交流信号Ｓoutが出力される。なお、他の４つの絶縁膜１１２は有効に機能しない（振動に寄与しない；両端面（Ｙ−Ｚ端面）間に電位差が生ない）ため、他のモード（５次モード，７次モード）による共振振動は励起されない。
【００５０】
また、５次モードによる共振時には、入力交流信号Ｓinは、入力信号線Ｌin、端子in５、支持部１３Ａおよび梁部１２Ａを介して、導体部１１１におけるブロック１１１ｂへ入力される。また、直流電圧Ｖｄｃは、電圧供給線Ｌdc、端子dc５、支持部１３Ｂおよび梁部１２Ｂを介して、導体部１１１におけるブロック１１１ｃ，１１ｅへそれぞれ供給される。このため、６つの絶縁膜１１２のうち、ブロック１１１ｂ，１１１ｃ間およびブロック１１１ｅ，１１１ｆ間に位置する２つの絶縁膜１１２のみが、選択的に有効に機能する（振動に寄与する；両端面（Ｙ−Ｚ端面）間に電位差が生じる）。したがって、図８（Ｂ）中に示した波形Ｗ５のように、５次モードによる共振振動のみが励起し、ブロック１１１ｆから梁部１２Ａ、支持部１３Ａ、端子out５および出力信号線Ｌoutを介して、出力交流信号Ｓoutが出力される。なお、他の４つの絶縁膜１１２は有効に機能しない（振動に寄与しない；両端面（Ｙ−Ｚ端面）間に電位差が生ない）ため、他のモード（３次モード，７次モード）による共振振動は励起されない。
【００５１】
同様に、７次モードによる共振時には、入力交流信号Ｓinは、入力信号線Ｌin、端子in７、支持部１３Ａおよび梁部１２Ａを介して、導体部１１１におけるブロック１１１ａへ入力される。また、直流電圧Ｖｄｃは、電圧供給線Ｌdc、端子dc７、支持部１３Ｂおよび梁部１２Ｂを介して、導体部１１１におけるブロック１１１ｂ，１１１ｆへそれぞれ供給される。このため、６つの絶縁膜１１２のうち、ブロック１１１ａ，１１１ｂ間およびブロック１１１ｆ，１１１ｇ間に位置する２つの絶縁膜１１２のみが、選択的に有効に機能する（振動に寄与する；両端面（Ｙ−Ｚ端面）間に電位差が生じる）。したがって、図８（Ｂ）中に示した波形Ｗ７のように、７次モードによる共振振動のみが励起し、ブロック１１１ｇから梁部１２Ａ、支持部１３Ａ、端子out７および出力信号線Ｌoutを介して、出力交流信号Ｓoutが出力される。なお、他の４つの絶縁膜１１２は有効に機能しない（振動に寄与しない；両端面（Ｙ−Ｚ端面）間に電位差が生ない）ため、他のモード（３次モード，５次モード）による共振振動は励起されない。
【００５２】
このような構成により本変形例においても、上記実施の形態と同様の作用により同様の効果を得ることができる。すなわち、複数の共振周波数ｆｒを有する共振器において、従来よりも小型化を図ることが可能となる。
【００５３】
＜３．適用例＞
図９は、上記実施の形態および変形例で説明した共振器１，１Ａ等を搭載した電子機器の一例としての通信装置の機能ブロック構成を表すものである。この通信装置は、上記実施の形態等で説明した共振器１，１Ａ等を、後述する送信用ＰＬＬ回路３１３、チャンネル選択用ＰＬＬ回路３４２または中間周波数用ＰＬＬ回路３４４等の発振器や、高周波フィルタ３０２等のフィルタ素子として搭載したものである。具体的には、この通信装置は、例えば、携帯電話器、情報携帯端末（ＰＤＡ）、無線ＬＡＮ機器などである。
【００５４】
この通信装置は、例えば、送信系回路３００Ａと、受信系回路３００Ｂと、送受信経路を切り替える送受信切替器３０１と、高周波フィルタ３０２と、送受信用のアンテナ３０３とを備えている。
【００５５】
送信系回路３００Ａは、２つのデジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ；Digital/Analogue Converter）３１１Ｉ，３１１Ｑと、２つのバンドパスフィルタ３１２Ｉ，３１２Ｑとを備えている。これらのＤＡＣ３１１Ｉ，３１１Ｑおよびバンドパスフィルタ３１２Ｉ，３１２Ｑは、Ｉチャンネルの送信データおよびＱチャンネルの送信データに対応したものである。送信系回路３００Ａはまた、変調器３２０および送信用ＰＬＬ（Phase-Locked Loop ）回路３１３と、電力増幅器３１４とを備えている。変調器３２０は、上記した２つのバンドパスフィルタ３１２Ｉ，３１２Ｑに対応した２つのバッファアンプ３２１Ｉ，３２１Ｑおよび２つのミキサ３２２Ｉ，３２２Ｑと、移相器３２３と、加算器３２４と、バッファアンプ３２５とを含んで構成されている。
【００５６】
受信系回路３００Ｂは、高周波部３３０、バンドパスフィルタ３４１およびチャンネル選択用ＰＬＬ回路３４２と、中間周波回路３５０およびバンドパスフィルタ３４３と、復調器３６０および中間周波用ＰＬＬ回路３４４とを備えている。この受信系回路３００Ｂはまた、Ｉチャンネルの受信データおよびＱチャンネルの受信データに対応した２つのバンドパスフィルタ３４５Ｉ，３４５Ｑおよび２つのアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ；Analogue/Digital Converter）３４６Ｉ，３４６Ｑを備えている。高周波部３３０は、低ノイズアンプ３３１と、バッファアンプ３３２，３３４と、ミキサ３３３とを含んで構成されている。中間周波回路３５０は、バッファアンプ３５１，３５３と、自動ゲイン調整（ＡＧＣ；Auto Gain Controller）回路３５２とを含んで構成されている。復調器３６０は、バッファアンプ３６１と、上記した２つのバンドパスフィルタ３４５Ｉ，３４５Ｑに対応した２つのミキサ３６２Ｉ，３６２Ｑおよび２つのバッファアンプ３６３Ｉ，３６３Ｑと、移相器３６４とを含んで構成されている。
【００５７】
この通信装置では、送信系回路３００ＡにＩチャンネルの送信データおよびＱチャンネルの送信データが入力されると、それぞれの送信データを以下の手順で処理する。すなわち、まず、ＤＡＣ３１１Ｉ、３１１Ｑにおいてアナログ信号に変換し、引き続きバンドパスフィルタ３１２Ｉ，３１２Ｑにおいて送信信号の帯域以外の信号成分を除去したのち、変調器３２０に供給する。続いて、変調器３２０において、バッファアンプ３２１Ｉ，３２１Ｑを介してミキサ３２２Ｉ，３２２Ｑに供給し、引き続き送信用ＰＬＬ回路３１３から供給される送信周波数に対応した周波数信号を混合して変調する。そののち、両混合信号を加算器３２４において加算することにより、１系統の送信信号とする。この際、ミキサ３２２Ｉに供給する周波数信号に関しては、移相器３２３において信号移相を９０°シフトさせることにより、Ｉチャンネルの信号とＱチャンネルの信号とが互いに直交変調されるようにする。最後に、バッファアンプ３２５を介して電力増幅器３１４に供給することにより、所定の送信電力となるように増幅する。この電力増幅器３１４において増幅された信号は、送受信切換器３０１および高周波フィルタ３０２を介してアンテナ３０３に供給されることにより、そのアンテナ３０３を介して無線送信される。この高周波フィルタ３０２は、通信装置において送信または受信する信号のうちの周波数帯域以外の信号成分を除去するバンドパスフィルタとして機能する。
【００５８】
一方、アンテナ３０３から高周波フィルタ３０２および送受信切換器３０１を介して受信系回路３００Ｂに信号が受信されると、その信号を以下の手順で処理する。すなわち、まず、高周波部３３０において、受信信号を低ノイズアンプ３３１で増幅し、引き続きバンドパスフィルタ３４１で受信周波数帯域以外の信号成分を除去したのち、バッファアンプ３３２を介してミキサ３３３に供給する。続いて、チャンネル選択用ＰＰＬ回路３４２から供給される周波数信号を混合し、所定の送信チャンネルの信号を中間周波信号とすることにより、バッファアンプ３３４を介して中間周波回路３５０に供給する。続いて、中間周波回路３５０において、バッファアンプ３５１を介してバンドパスフィルタ３４３に供給することにより中間周波信号の帯域以外の信号成分を除去する。そして、引き続きＡＧＣ回路３５２でほぼ一定のゲイン信号としたのち、バッファアンプ３５３を介して復調器３６０に供給する。続いて、復調器３６０において、バッファアンプ３６１を介してミキサ３６２Ｉ，３６２Ｑに供給したのち、中間周波用ＰＰＬ回路３４４から供給される周波数信号を混合し、Ｉチャンネルの信号成分とＱチャンネルの信号成分とを復調する。この際、ミキサ３６２Ｉに供給する周波数信号に関しては、移相器３６４において信号移相を９０°シフトさせることにより、互いに直交変調されたＩチャンネルの信号成分とＱチャンネルの信号成分とを復調する。最後に、Ｉチャンネルの信号およびＱチャンネルの信号をバンドパスフィルタ３４５Ｉ，３４５Ｑに供給することによりＩチャンネルの信号およびＱチャンネルの信号以外の信号成分を除去したのち、ＡＤＣ３４６Ｉ，３４６Ｑに供給してデジタルデータとする。これにより、Ｉチャンネルの受信データおよびＱチャンネルの受信データが得られる。
【００５９】
この通信装置は、上記各実施の形態等で説明した共振器を、送信用ＰＬＬ回路３１３、チャンネル選択用ＰＬＬ回路３４２または中間周波数用ＰＬＬ回路３４４等の発振器や、高周波フィルタ３０２等のフィルタ素子として搭載している。このため、上記実施の形態等において説明した作用により、優れた高周波特性を有する。
【００６０】
（その他の変形例）
以上、実施の形態、変形例および適用例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態等に限定されず、種々の変形が可能である。
【００６１】
例えば、上記実施の形態等では、振動部１１，１１Ａ内に６つの絶縁膜１１２が設けられていることにより、導体部１１１が７つのブロックに分離されている場合について説明したが、振動部内に設けられる絶縁膜１１２の数は、これには限られない。すなわち、振動部内に２つ以上の絶縁膜１１２が設けられていればよく、その数は任意に設定することが可能である。
【００６２】
また、上記実施の形態等では、入力交流信号の周波数に応じて縦波振動による共振振動を行う振動部を備えた共振器を例に挙げて説明したが、本発明は、これ以外のタイプの共振器（例えば、横波振動による共振振動を行う振動部を備えたもの）にも適用可能である。
【００６３】
更に、上記実施の形態等において説明した各層の材料および厚み、または成膜方法および成膜条件などは限定されるものではなく、他の材料および厚みとしてもよく、または他の成膜方法および成膜条件としてもよい。
【００６４】
加えて、上記実施の形態等では、本発明の共振器を、通信装置に代表される電子機器に適用する場合について説明したが、これに限られるものではなく、本発明の共振器は、通信装置以外の電子機器（例えば、計測器など）に適用することも可能である。これらのいずれの場合においても、上記実施の形態等と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００６５】
１，１Ａ…共振器、１０…支持基板、１０Ａ…Ｓｉ基板、１０Ｂ…保護層、１１，１１Ａ…振動部、１１１…導体部、１１１ａ〜１１１ｇ…（導体部の）ブロック、１１２…絶縁膜、１２Ａ，１２Ｂ…梁部、１３Ａ，１３Ｂ…支持部、１５，１６，１８…ｐ−Ｓｉ層、１７…絶縁層、２０…犠牲層、２１…開口、３００Ａ…送信系回路、３００Ｂ…受信系回路、３０２…高周波フィルタ、３１３…送信用ＰＬＬ回路、３４２…チャンネル選択用ＰＬＬ回路、３４４…中間周波数用ＰＬＬ回路、Ｇ…間隙、Ｖｄｃ…直流電源、Ｃ１…コンデンサ、Ｌ１…コイル、Ｌin…入力信号線、Ｌout…出力信号線、Ｌｄｃ…電圧供給線、Ｓin…入力交流信号、Ｓout…出力交流信号、ＳＷin…入力スイッチ、ＳＷout…出力スイッチ、ＳＷdc…電圧供給スイッチ、in３，in５，in７，out３，out５，out７，dc３，dc５，dc７…端子、Ｗ３，Ｗ５，Ｗ７…波形、Ｐ１…振動方向、ｆｒ…共振周波数。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）の要素技術を応用した共振器およびその製造方法、ならびにそのような共振器を備えた発振器および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の無線通信技術の発展に伴い、無線通信技術を利用した通信機器において、小型化、軽量化が要求されている。そのため、これまで小型化が困難とされてきたＲＦ信号処理部分等に、半導体分野における微細加工技術を用いて微細な機械構造を作製するマイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム（ＭＥＭＳ）技術が利用されてきている。このＭＥＭＳは、シリコンプロセス技術により、マイクロな機械的要素と電子回路要素とを融合したシステムであり、日本では主にマイクロマシンと称されるものである。ＭＥＭＳ技術は、その精密加工性などの優れた特徴から、高機能化に対応しつつ、小型で低価格なＳｏＣ（System on a Chip）を実現することができる。
【０００３】
このようなＭＥＭＳ技術を用いた素子の１つとして、機械的な共振を利用したメカニカル共振器（ＭＥＭＳ共振器）があり、これを利用したフィルタ、発信器、ミキサ等のＲＦ素子は、小型で集積化が可能であることから、通信分野への応用が始まっている（例えば、特許文献１）。しかしながら、携帯電話やミリ波通信等のアプリケーションの高周波化に伴い、このようなＭＥＭＳ共振器においても、動作周波数のＧＨｚ以上の高周波化が求められている。
【０００４】
そこで、このような動作周波数の高周波化を実現するため、縦波振動を利用した、誘電体埋め込み型のＭＥＭＳ共振器が提案されている。この共振器では、静電駆動力を得るための誘電体膜（絶縁膜）を振動体内部に埋め込むことにより縦波振動を発生させ、ＧＨｚ以上の高周波領域での動作を実現している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Dana Weinstein and Sunil A. Bhave, "Internal Dielectric Transduction of a 4.5 GHz Silicon Bar Resonator", IEEE International Electron Device Meeting 2007, pp.415-418.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１０および図１１は、この縦波振動を利用した誘電体埋め込み型のＭＥＭＳ共振器（共振器１００−１）の概略構成および動作原理を表すものであり、図１０は外観斜視構成を、図１１はＸ−Ｙ平面（上面）構成をそれぞれ表している。この共振器１００−１では、支持基板１００上に、間隙Ｇを介して直方体状（Ｘ軸方向に延在）の振動部１０１が設けられている。この振動部１０１は、導電体Ｓｉ（シリコン）等からなる導体部１０１Ａと、ＳｉＮ（窒化シリコン）等からなる２つの絶縁膜１０１Ｂとから構成されている。導体部１０１Ａはこれら２つの絶縁膜１０１Ｂにより、交流信号の伝送方向（Ｘ軸方向）に沿って３つのブロックに電気的に分離されている。各ブロックの両側面（Ｚ−Ｘ側面）は、梁部１０２（サポートビーム）および支持部１０３（アンカー）により基板面に対して支持されている。そして、３つのブロックのうちの一端側のブロックでは、これら支持部１０３および梁部１０２を介して、コンデンサＣ１が接続された入力信号線Ｌinから、入力交流信号Ｓinが入力されている。一方、他端側のブロックでは、梁部１０２および支持部１０３を介して出力信号線Ｌoutから出力交流信号が出力されている。また、真ん中のブロックには、各絶縁膜１０１Ｂにおける両端面（Ｙ−Ｚ端面）間に電位差（バイアス）を与えるための直流電圧Ｖｄｃが、コイルＬ１を介して供給されるようになっている。
【０００７】
この状態において、入力信号線Ｌinから任意の周波数の入力交流信号Ｓinが入力されると、各絶縁膜１０１Ｂにはその周波数の静電引力が発生し、これにより振動部１０１内に圧縮応力が働く。ここで、入力交流信号Ｓinの周波数が、共振器の寸法により定まる縦波振動の共振周波数と等しい場合、振動部１０１は縦波振動による共振振動を起こす（図１１中の波形Ｗ１０１参照）。すると、各絶縁膜１０１Ｂは、振動によって圧縮および膨張を繰り返すことになる。このような絶縁膜１０１Ｂの変形により（図１１中の矢印Ｐ１０１参照）、各絶縁膜１０１Ｂの両端面（Ｙ−Ｚ端面）には電位差が発生するため、この共振周波数と等しい周波数の出力交流信号Ｓoutが、出力信号線Ｌoutから出力される。このような動作原理により、この共振器１００−１は、任意の入力交流信号Ｓinのうち、ある周波数（共振周波数）の信号のみを選択的に透過する共振器として機能する。
【０００８】
ところが、このような従来のＭＥＭＳ共振器では、機能上求められる（使用したい）共振周波数が複数ある場合には、固有の共振周波数が互いに異なる複数個の共振器を用意する必要があったため、それに伴って共振器全体として大型化してしまうという問題があった。これは、以下の理由による。すなわち、まず、この方式の共振器における共振周波数は、振動部の材質や寸法、そして縦波振動の次数（共振モードの次数）により定まる。したがって、振動部の材質および寸法が変わらない場合、共振周波数を変化させるには共振モードの次数を変える必要があることから、絶縁膜の配置位置を変更させる必要が生じ、１つの共振器内で実現するのが困難であるからである。
【０００９】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、複数の共振周波数を有する共振器において、従来よりも小型化を図ることが可能な共振器およびその製造方法、ならびにそのような共振器を備えた発振器および電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の共振器は、導体部と、この導体部を複数のブロックに電気的に分離するように設けられた複数の絶縁部とを有する振動部と、導体部におけるブロックに対して入力交流信号を入力するための複数の入力端子と、導体部におけるブロックから出力交流信号を出力するための複数の出力端子と、複数の入力端子において、入力交流信号が入力される入力端子を切り換えることにより入力経路を切り換える入力切換部と、複数の出力端子において、出力交流信号が出力される出力端子を切り換えることにより出力経路を切り換える出力切換部とを備えたものである。なお、このような振動部としては、例えば、絶縁部において両端間に電位差を生じさせたときに、入力交流信号の周波数に応じて縦波振動による共振振動を行うものが挙げられる。
【００１１】
本発明の発振器および電子機器は、共振振動を行う上記本発明の共振器を備えたものである。
【００１２】
本発明の共振器、発振器および電子機器では、複数の入力端子において、入力交流信号が入力される入力端子が切り換えられることにより、導体部におけるブロックに対する入力交流信号の入力経路が切り換えられる。また、複数の出力端子において、出力交流信号が出力される出力端子が切り換えられることにより、導体部におけるブロックからの出力交流信号の出力経路が切り換えられる。これにより、振動に寄与する絶縁部の振動部内での位置に応じて、複数の共振周波数が励起される。また、単一構造の共振器内で実現されるため、従来のように、個別に複数の共振器を用いる必要もない。
【００１３】
本発明の共振器の製造方法は、基板上に、導体部とこの導体部を複数のブロックに電気的に分離する複数の絶縁部とを有する振動部を形成する工程と、導体部におけるブロックに対して入力交流信号を入力するための複数の入力端子と、導体部におけるブロックから出力交流信号を出力するための複数の出力端子と、複数の入力端子において入力交流信号が入力される入力端子を切り換えることにより入力経路を切り換える入力切換部と、複数の出力端子において出力交流信号が出力される出力端子を切り換えることにより出力経路を切り換える出力切換部とをそれぞれ形成する工程とを含むようにしたものである。
【００１４】
本発明の共振器の製造方法では、上記各工程により、上記振動部、複数の入力端子、複数の出力端子、入力切換部および出力切換部がそれぞれ設けられるため、単一構造の共振器内において、振動に寄与する絶縁部の振動部内での位置に応じて、複数の共振周波数が励起される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の共振器およびその製造方法、発振器ならびに電子機器によれば、複数の入力端子において、入力交流信号が入力される入力端子を切り換えることにより導体部におけるブロックに対する入力交流信号の入力経路を切り換えると共に、複数の出力端子において、出力交流信号が出力される出力端子を切り換えることにより導体部におけるブロックからの出力交流信号の出力経路を切り換えるようにしたので、単一構造の共振器内において、振動に寄与する絶縁部の振動部内での位置に応じて、複数の共振周波数を励起させることができる。よって、複数の共振周波数を有する共振器において、従来よりも小型化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る共振器の概略外観構成を表す斜視図である。
【図２】図１に示した共振器の構成および動作原理ならびに各共振モードの波形を模式的に表す上面図および波形図である。
【図３】図１に示した共振器の製造方法の一例を工程順に表す断面図である。
【図４】図３に続く工程を表す断面図である。
【図５】図１に示した共振器における３次モードの共振時の接続状態を模式的に表す上面図である。
【図６】図１に示した共振器における５次モードの共振時の接続状態を模式的に表す上面図である。
【図７】図１に示した共振器における７次モードの共振時の接続状態を模式的に表す上面図である。
【図８】本発明の変形例に係る共振器の構成および動作原理ならびに各共振モードの波形を模式的に表す上面図および波形図である。
【図９】本発明の共振器の適用例に係る電子機器の機能ブロック図である。
【図１０】従来の共振器の外観構成例を表す斜視図である。
【図１１】図１０に示した共振器の構成および動作原理を模式的に表す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態（複数の共振モード間の切り換えが可能な共振器の一例）
２．変形例 （複数の共振モード間の切り換えが可能な共振器の他の構成例）
３．適用例 （実施の形態および変形例の共振器を内蔵した電子機器の例）
【００１８】
＜１．実施の形態＞
［共振器の構成］
図１は、本発明の一実施の形態に係る共振器１における概略外観構成を斜視的に表したものであり、図２（Ａ）は、この共振器１の上面構成（Ｘ−Ｙ平面構成）を模式的に表したものである。また、図２（Ｂ）は、詳細は後述するが、共振器１において実現可能な複数（ここでは３つ）の共振モード（ここでは、３次，５次，７次モード）の波形を表したものである。この共振器１は、以下説明するＸ軸方向に延在する振動部１１における機械的な縦波振動による共振振動を利用して、高周波（例えば、６０ＧＨｚ程度）の交流信号を伝送するＭＥＭＳ共振器である。
【００１９】
この共振器１では、支持基板１０上に、間隙Ｇを介して直方体状の振動部１１が設けられている。この振動部１１は、導体部１１１と、複数（ここでは、６つ）の絶縁膜（絶縁部）１１２とから構成されている。導体部１１１はこれら６つの絶縁膜１１２により、交流信号の伝送方向（Ｘ軸方向）に沿って７つのブロック１１１ａ〜１１１ｇに電気的に分離されている。各ブロック１１１ａ〜１１１ｇの両側面（Ｚ−Ｘ側面）は、梁部１２Ａ，１２Ｂ（サポートビーム）および支持部１３Ａ，１３Ｂ（アンカー）により、基板面に対して支持されている。
【００２０】
支持基板１０は、Ｓｉ基板１０Ａと、このＳｉ基板１０Ａ上に積層された保護層１０Ｂとから構成されている。保護層１０Ｂは、製造時において後述する犠牲層２０をウェットエッチングにより除去する際に、下地（Ｓｉ基板１０Ａ）を保護するためのものであり、例えばＳｉＮなどの絶縁材料により構成されている。したがって、この保護層１０Ｂは、エッチングに耐え得る程度の厚み（例えば、２００ｎｍ程度）となっている。
【００２１】
振動部１１は、例えば、（Ｘ軸方向：４０μｍ程度、Ｙ軸方向：１０μｍ程度、Ｚ軸方向：２μｍ程度）の大きさの直方体状となっている。この振動部１１において、導体部１１１は、例えば、リン（Ｐ）を含有して導電性を示す多結晶Ｓｉ（ｐ−Ｓｉ）等の導電性Ｓｉにより構成されている。ただし、金属（アルミニウム（Ａｌ），チタン（Ｔｉ）等）や半導体（Ｓｉ，ゲルマニウム（Ｇｅ）等）、またはそれらの窒化物（窒化チタン（ＴｉＮ）等）や炭化物（炭化チタン（ＴｉＣ）等）などの他の導電性材料を用いるようにしてもよい。なお、上記した梁部１２および支持部１３も、この導体部１１１と同一の材料により構成されている。一方、絶縁膜１１２は、例えばＳｉＮ等の絶縁性材料により構成されており、その厚みは、例えば３０ｎｍ程度となっている。ここで、ＳｉＮ以外の絶縁性材料としては、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ2），酸化チタン（ＴｉＯX），ポリイミド，ＢＣＢ等の酸化物や窒化物、有機物等が挙げられる。
【００２２】
振動部１１における複数のブロック１１１ａ〜１１１ｇは、入力交流信号Ｓinが入力される入力ブロックと、出力交流信号Ｓoutが出力される出力ブロックと、電圧供給ブロックとから構成されている。入力ブロックでは、支持部１３Ａおよび梁部１２Ａを介して、コンデンサＣ１が接続された入力信号線Ｌinから、入力交流信号Ｓinが入力される。出力ブロックでは、梁部１２Ａおよび支持部１３Ａを介して、出力信号線Ｌoutから出力交流信号が出力される。電圧供給ブロックでは、各絶縁膜１１２における両端面（Ｙ−Ｚ端面）間に電位差を与えるための直流電圧Ｖｄｃが、電圧供給線Ｌｄｃ、梁部１２Ｂおよび支持部１３Ｂを介して供給される。具体的には、ここでは、電圧供給ブロックに対応する位置の梁部１２Ｂおよび支持部１３Ｂを介して、直流電圧Ｖｄｃが供給されるようになっている。ただし、場合によっては、直流電圧Ｖｄｃがこれら梁部１２Ｂおよび支持部１３Ｂを介さずに、別個の端子等を経由して供給されるようにしてもよい。
【００２３】
ここで、本実施の形態の共振器１には、入力スイッチＳＷin（入力切換部）、出力スイッチＳＷout（出力切換部）および電圧供給スイッチＳＷdc（電圧供給切換部）が設けられている。入力スイッチＳＷinは、一端が入力信号線Ｌinに接続されると共に、他端が端子（入力端子）in３，in５，in７のうちのいずれかに接続可能となっており、入力ブロックに対して入力交流信号Ｓinを入力するための入力経路を切り換えるためのスイッチである。出力スイッチＳＷoutは、一端が出力信号線Ｌoutに接続されると共に、他端が端子（出力端子）out３，out５，out７のうちのいずれかに接続可能となっており、出力ブロックから出力交流信号Ｓoutを出力するための出力経路を切り換えるためのスイッチである。電圧供給スイッチＳＷdcは、一端が電圧供給線Ｌdcに接続されると共に、他端が端子（電圧供給端子）dc３，dc５，dc７のうちのいずれかに接続可能となっており、直流電圧Ｖｄｃを電圧供給ブロックへ供給するための電圧供給経路を切り換えるためのスイッチである。なお、これらの入力スイッチＳＷin、出力スイッチＳＷoutおよび電圧供給スイッチＳＷdcはそれぞれ、例えばユーザの操作等に応じて外部から入力される制御信号（図示せず；例えば、後述する複数の共振モードによる共振振動のうちのいずれを用いるか等の制御信号）に従って、個別に切換動作を行うようになっている。このような入力スイッチＳＷin、出力スイッチＳＷoutおよび電圧供給スイッチＳＷdcの切換動作により、後述するように、導体部１１１ａ〜１１１ｇにおける入力ブロック、出力ブロックおよび電圧供給ブロックの配置（割り当て）をそれぞれ切り換えることが可能となっている。
【００２４】
この振動部１１は、詳細は後述するが、各絶縁膜１１２において両端面（Ｙ−Ｚ端面）間に電位差（上記直流電圧Ｖｄｃに対応）を生じさせたときに、入力交流信号Ｓinの周波数に応じて、縦波振動による共振振動を行うようになっている（図２中の波形Ｗ３，Ｗ５，Ｗ７参照）。そして、各絶縁膜１１２が所定の１方向（ここではＸ軸方向：図１中の矢印Ｐ１参照）に沿って振動することとなるように、導体部１１１における複数のブロック１１１ａ〜１１１ｇおよび絶縁膜１１２が、その１方向（Ｘ軸方向）に沿って配置されている。また、本実施の形態の共振器１では、図２（Ｂ）に示した波形Ｗ３，Ｗ５，Ｗ７のように、単一構造の共振器１内において、複数の共振モード（ここでは、３次モード，５次モードおよび７次モードの３つの共振モード）による共振振動が実現されるようになっている。
【００２５】
ここで、この方式の共振器における共振周波数ｆｒは、振動部の材質や寸法、そして縦波振動の次数（共振モードの次数）により定まる。したがって、本実施の形態の振動部１１では、その材質および寸法が一定である（変わらない）ことから、共振周波数ｆｒを変化させるために、共振モードの次数を変えるようになっている。具体的には、上記した入力スイッチＳＷin、出力スイッチＳＷoutおよび電圧供給スイッチＳＷdcの切換動作により、設定すべき共振モードに応じて、有効に機能する（振動に寄与する；両端面（Ｙ−Ｚ端面）間に電位差が生じる）絶縁膜１１２の位置を切り換えている。したがって、各絶縁膜１１２は、図２に示したように、これら各共振モードの縦波振動における波形Ｗ３，Ｗ５，Ｗ７の節部分の少なくとも１つ（図２（Ｂ）の波形中の黒点参照）に対応する位置もしくはその近傍に配置されるようになっている。また、このように各絶縁膜１１２を各共振モードの縦波振動における節部分付近に配置することにより、より効果的な共振振動が実現されるようになっている。
【００２６】
また、同じく図２に示したように、梁部１２Ａ，１２Ｂおよび支持部１３Ａ，１３Ｂは、これら各共振モードの縦波振動における波形Ｗ３，Ｗ５，Ｗ７の節部分の少なくとも１つに対応する位置もしくはその近傍に配置されているようにするのが好ましい。このような位置に配置することにより、振動部１１の振動を妨げてしまうのが回避されるからである。なお、本実施の形態の共振器１では、梁部１２Ａ，１２Ｂを用いて振動部１１をその側面側から支持するようにしているが、例えば振動部１１の下方（基板面側）からなど、他の方向から支持するようにしてもよい。
【００２７】
［共振器の製造方法］
この共振器１は、例えば次のようにして製造することができる。図３および図４は、共振器１を製造する工程の一例を断面図で表すものであり、図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿った矢視断面図（Ｚ−Ｘ断面図）およびＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った矢視断面図（Ｙ−Ｚ断面図）でそれぞれ示している。
【００２８】
まず、図３（Ａ）に示したように、Ｓｉ基板１０Ａ上に例えば減圧ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition；化学気相成長）法を用いて、上述した材料からなる保護層１０Ｂを、例えば５００ｎｍ程度の厚みで一様に形成する。これにより、支持基板１０が形成される。次いで、この支持基板１０上に、例えば減圧ＣＶＤ法を用いて前述した材料からなるｐ−Ｓｉ層１５を、例えば１０００ｎｍ程度の厚みで一様に形成したのち、例えばフォトリソグラフィ法を用いたドライエッチングを行い、このｐ−Ｓｉ層１５をパターニングする。このようにしてパターニングされたｐ−Ｓｉ層１５は、入力信号線Ｌin、出力信号線Ｌout等の配線部分となる。これにより、入力スイッチＳＷin、出力スイッチＳＷoutおよび電圧供給スイッチＳＷdcも同時に形成されるようになっている。
【００２９】
続いて、図３（Ｂ）に示したように、支持基板１０およびｐ−Ｓｉ層１５上に、例えば減圧ＣＶＤ法を用いて、例えばＳｉＯ2（酸化シリコン）膜を例えば５００ｎｍ程度の厚みで一様に形成することにより、犠牲層２０を形成する。そののち、図４（Ｃ）に示したように、例えばＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing:化学的機械的研磨）を用いて、この犠牲層２０の表面を平坦化する。
【００３０】
次に、図３（Ｄ）に示したように、この平坦化した犠牲層２０の表面に、例えばフォトリソグラフィ法を用いたドライエッチングを行うことにより、支持部１３Ａ，１３Ｂを形成するための開口２１（コンタクト孔）を形成する。この開口２１の大きさは、例えば５μｍ×５μｍ程度とし、深さは例えば４００ｎｍ程度とする。
【００３１】
続いて、図３（Ｅ）に示したように、この開口２１を含む犠牲層２０上に、例えば減圧ＣＶＤ法を用いて、振動部１１における導体部１１１を形成するための前述した材料からなるｐ−Ｓｉ層１６を、例えば２０００ｎｍ程度の厚みで一様に形成する。そののち、このｐ−Ｓｉ層１６を、例えばフォトリソグラフィ法を用いたドライエッチングを行ってパターニングする。これにより、図３（Ｆ）に示したように、犠牲層２０上に、互いに離隔配置された複数（ここでは３つ）の導体パターンからなる導体パターン層が形成される。
【００３２】
次に、図３（Ｇ）に示したように、犠牲層２０上ならびにこれら各導体パターンの表面および側面に、例えば減圧ＣＶＤ法を用いて、ＳｉＮ等からなる絶縁層１７を、例えば３０ｎｍ程度の厚みで一様に形成する。
【００３３】
続いて、図４（Ａ）に示したように、この絶縁層１７上に、再び、前述した材料からなるｐ−Ｓｉ層１７（導体層）を、例えば２０００ｎｍ程度の厚みで一様に形成する。そののち、図４（Ｂ）に示したように、ｐ−Ｓｉ層１６（導体パターン層）、絶縁層１７およびｐ−Ｓｉ層１８の表面を、例えばＣＭＰを用いて平坦化する。これにより、導体部１１１の各ブロックとなるｐ−Ｓｉ層１６，１８間に、絶縁膜１１２となる絶縁層１７が埋め込まれた形状となる。
【００３４】
次に、図４（Ｃ）に示したように、埋め込まれた絶縁体層１７を含むｐ−Ｓｉ層１６，１８を、例えばフォトリソグラフィ法を用いたドライエッチングを行ってパターニングする。これにより、梁部１２Ａ，１２Ｂおよび支持部１３Ａ，１３Ｂと共に振動部１１の外形を形成する。
【００３５】
続いて、図４（Ｄ）に示したように、例えばＤＨＦ（希釈弗酸）溶液等のエッチング溶液を用いたウェットエッチングを行い、犠牲層２０を選択的に除去する。これにより、振動部１１が、基板面に対して間隙Ｇを介して、梁部１２Ａ，１２Ｂおよび支持部１３Ａ，１３Ｂにより支持されるようになる。なお、このとき、埋め込まれている部分以外の絶縁層１７も同時に除去されることになる。以上により、図１に示した共振器１が完成する。
【００３６】
［共振器の作用・効果］
（基本動作）
本実施の形態の共振器１では、電気信号におけるある特定の周波数の信号のみを機械的な振動に変換すると共に、この機械的な振動を再び電気信号に変換することにより、共振器として機能する。
【００３７】
具体的には、まず、任意の周波数の入力交流信号Ｓinが、入力信号線Ｌinから支持部１３Ａおよび梁部１２Ａを介して導体部１１１のうちの入力ブロックへ入力されると、各絶縁膜１１２にはその周波数の静電引力が発生し、振動部１１内に圧縮応力が働く。すなわち、電気信号から機械的な振動への変換がなされる。
【００３８】
ここで、入力交流信号Ｓinの周波数が、共振器１の寸法により定まる縦波振動の共振周波数ｆｒと等しい場合、振動部１１は縦波振動による共振振動を行う（図２（Ｂ）中の波形Ｗ３，Ｗ５，Ｗ７参照）。
【００３９】
すると、絶縁膜１１２は、振動によって圧縮および膨張を繰り返すことになる。このような絶縁膜１１２の変形により（図１中の矢印Ｐ１参照）、絶縁膜１１２の両端面（Ｙ−Ｚ端面）に、誘導起電力による電位差が発生する。すなわち、機械的な振動から電気信号への再変換がなされる。これにより、共振周波数ｆｒと等しい周波数の出力交流信号Ｓoutが、導体部１１１のうちの出力ブロックから梁部１２Ｂおよび支持部１３Ｂを介して、出力信号線Ｌoutから出力される。このような動作原理により、共振器１は、任意の入力交流信号Ｓinのうち、ある周波数（共振周波数ｆｒ）の信号のみを選択的に透過する共振器として機能する。
【００４０】
（共振モードの切換動作）
次に、図２，図５〜図７を参照して、本発明の特徴的部分の１つである共振モードの切換動作について詳細に説明する。図５〜図７はそれぞれ、共振器１における各共振モードによる共振時の接続状態を模式的に表したものであり、図５は３次モードによる共振時を、図６は５次モードによる共振時を、図７は７次モードによる共振時を、それぞれ表している。
【００４１】
まず、図５に示した３次モードによる共振時には、入力スイッチＳＷinの他端は端子in３に接続され、出力スイッチＳＷoutの他端は端子out３に接続され、電圧供給スイッチＳＷdcの他端は端子dc３に接続される。これにより、入力交流信号Ｓinは、入力信号線Ｌin、端子in３、支持部１３Ａおよび梁部１２Ａを介して、導体部１１１におけるブロック１１１ａへ入力される。また、直流電圧Ｖｄｃは、電圧供給線Ｌdc、端子dc３、支持部１３Ｂおよび梁部１２Ｂを介して、導体部１１１におけるブロック１１１ｂ，１１ｆへそれぞれ供給される。このため、６つの絶縁膜１１２のうち、ブロック１１１ａ，１１１ｂ間およびブロック１１１ｆ，１１１ｇ間に位置する２つの絶縁膜１１２のみが、選択的に有効に機能する（振動に寄与する；両端面（Ｙ−Ｚ端面）間に電位差が生じる）。したがって、図中に示した波形Ｗ３のように、３次モードによる共振振動のみが励起し、ブロック１１１ｇから梁部１２Ａ、支持部１３Ａ、端子out３および出力信号線Ｌoutを介して、出力交流信号Ｓoutが出力される。なお、他の４つの絶縁膜１１２は有効に機能しない（振動に寄与しない；両端面（Ｙ−Ｚ端面）間に電位差が生ない）ため、他のモード（５次モード，７次モード）による共振振動は励起されない。
【００４２】
また、図６に示した５次モードによる共振時には、入力スイッチＳＷinの他端は端子in５に接続され、出力スイッチＳＷoutの他端は端子out５に接続され、電圧供給スイッチＳＷdcの他端は端子dc５に接続される。これにより、入力交流信号Ｓinは、入力信号線Ｌin、端子in５、支持部１３Ａおよび梁部１２Ａを介して、導体部１１１におけるブロック１１１ｂへ入力される。また、直流電圧Ｖｄｃは、電圧供給線Ｌdc、端子dc５、支持部１３Ｂおよび梁部１２Ｂを介して、導体部１１１におけるブロック１１１ｃ，１１ｅへそれぞれ供給される。このため、６つの絶縁膜１１２のうち、ブロック１１１ｂ，１１１ｃ間およびブロック１１１ｅ，１１１ｆ間に位置する２つの絶縁膜１１２のみが、選択的に有効に機能する（振動に寄与する；両端面（Ｙ−Ｚ端面）間に電位差が生じる）。したがって、図中に示した波形Ｗ５のように、５次モードによる共振振動のみが励起し、ブロック１１１ｆから梁部１２Ａ、支持部１３Ａ、端子out５および出力信号線Ｌoutを介して、出力交流信号Ｓoutが出力される。なお、他の４つの絶縁膜１１２は有効に機能しない（振動に寄与しない；両端面（Ｙ−Ｚ端面）間に電位差が生ない）ため、他のモード（３次モード，７次モード）による共振振動は励起されない。
【００４３】
同様に、図７に示した７次モードによる共振時には、入力スイッチＳＷinの他端は端子in７に接続され、出力スイッチＳＷoutの他端は端子out７に接続され、電圧供給スイッチＳＷdcの他端は端子dc７に接続される。これにより、入力交流信号Ｓinは、入力信号線Ｌin、端子in７、支持部１３Ａおよび梁部１２Ａを介して、導体部１１１におけるブロック１１１ｃへ入力される。また、直流電圧Ｖｄｃは、電圧供給線Ｌdc、端子dc７、支持部１３Ｂおよび梁部１２Ｂを介して、導体部１１１におけるブロック１１１ｄへ供給される。このため、６つの絶縁膜１１２のうち、ブロック１１１ｃ，１１１ｄ間およびブロック１１１ｄ，１１１ｅ間に位置する２つの絶縁膜１１２のみが、選択的に有効に機能する（振動に寄与する；両端面（Ｙ−Ｚ端面）間に電位差が生じる）。したがって、図中に示した波形Ｗ７のように、７次モードによる共振振動のみが励起し、ブロック１１１ｅから梁部１２Ａ、支持部１３Ａ、端子out７および出力信号線Ｌoutを介して、出力交流信号Ｓoutが出力される。なお、他の４つの絶縁膜１１２は有効に機能しない（振動に寄与しない；両端面（Ｙ−Ｚ端面）間に電位差が生ない）ため、他のモード（３次モード，５次モード）による共振振動は励起されない。
【００４４】
このようにして本実施の形態の共振器１では、入力スイッチＳＷin、出力スイッチＳＷoutおよび電圧供給スイッチＳＷdcの切換動作により、導体部１１１における複数のブロック１１１ａ〜１１１ｇのうちの入力ブロックに対して入力交流信号Ｓinを入力するための入力経路、およびこれらブロック１１１ａ〜１１１ｇのうちの出力ブロックから出力交流信号Ｓoutを出力するための出力経路が、それぞれ個別に切り換えられる。これにより、有効に機能する（振動に寄与する；両端面（Ｙ−Ｚ端面）間に電位差が生じる）絶縁膜１１２をも切り換えることが可能となり、この電位差が生じる絶縁膜１１２の振動部１１内での位置に応じて、複数の共振周波数ｆｒ（複数の次数の共振モード）が励起される。また、単一構造の共振器内で実現されるため、従来のように、個別に複数の共振器を用いる必要もない。
【００４５】
以上のように本実施の形態では、入力交流信号Ｓinの周波数に応じて縦波振動による共振振動を行う振動部１１において、入力交流信号Ｓinが入力される入力端子を複数の端子in３，in５，in７間で切り換えることにより、導体部１１１におけるブロックに対する入力交流信号Ｓinの入力経路を切り換えると共に、出力交流信号Ｓoutが出力される出力端子を複数の端子out３，out５，out７間で切り換えることにより、導体部１１１におけるブロックからの出力交流信号Ｓoutの出力経路を切り換えるようにしたので、単一構造の共振器１内において、両端面（Ｙ−Ｚ端面）間に電位差が生じる絶縁膜１１２の振動部１１内での位置に応じて、複数の共振周波数ｆｒを励起させることができる。よって、複数の共振周波数ｆｒを有する共振器において、従来よりも小型化を図ることが可能となる。
【００４６】
また、各絶縁膜１１２における両端面（Ｙ−Ｚ端面）間に電位差を与えるための直流電圧Ｖｄｃが、電圧供給線Ｌｄｃから支持部１３Ｂおよび梁部１２Ｂを介して導体部１１１のうちの電圧供給ブロックへ供給されるようにしたので、直流電圧Ｖｄｃを入力するための専用の電極等を別個設ける必要がなくなり、構造を簡素化することができる。
【００４７】
＜２．変形例＞
図８（Ａ）は、本発明の変形例に係る共振器１Ａの上面構成（Ｘ−Ｙ平面構成）を模式的に表したものであり、図８（Ｂ）は、この共振器１Ａにおいて実現可能な複数（ここでは３つ）の共振モード（ここでは、３次，５次，７次モード）の波形を表したものである。なお、上記実施の形態と同様の構成要素については、同一の符号を付し、適宜説明を省略する。また、本変形例の共振器１Ａの製造方法は、上記実施の形態で説明した製造方法と基本的に同様となっており、違いはマスクパターンが異なることだけであるため、説明を省略する。
【００４８】
本変形例の共振器１Ａでは、上記実施の形態の共振器１において、複数の共振モード（３次，５次，７次モード）に応じた、導体部１１１内における入力ブロック、出力ブロックおよび電圧供給ブロック間の配置関係（割り当て）を変更した構造となっている。
【００４９】
具体的には、３次モードによる共振時には、入力交流信号Ｓinは、入力信号線Ｌin、端子in３、支持部１３Ａおよび梁部１２Ａを介して、導体部１１１におけるブロック１１１ｃへ入力される。また、直流電圧Ｖｄｃは、電圧供給線Ｌdc、端子dc３、支持部１３Ｂおよび梁部１２Ｂを介して、導体部１１１におけるブロック１１１ｄへ供給される。このため、６つの絶縁膜１１２のうち、ブロック１１１ｃ，１１１ｄ間およびブロック１１１ｄ，１１１ｅ間に位置する２つの絶縁膜１１２のみが、選択的に有効に機能する（振動に寄与する；両端面（Ｙ−Ｚ端面）間に電位差が生じる）。したがって、図８（Ｂ）中に示した波形Ｗ３のように、３次モードによる共振振動のみが励起し、ブロック１１１ｅから梁部１２Ａ、支持部１３Ａ、端子out３および出力信号線Ｌoutを介して、出力交流信号Ｓoutが出力される。なお、他の４つの絶縁膜１１２は有効に機能しない（振動に寄与しない；両端面（Ｙ−Ｚ端面）間に電位差が生ない）ため、他のモード（５次モード，７次モード）による共振振動は励起されない。
【００５０】
また、５次モードによる共振時には、入力交流信号Ｓinは、入力信号線Ｌin、端子in５、支持部１３Ａおよび梁部１２Ａを介して、導体部１１１におけるブロック１１１ｂへ入力される。また、直流電圧Ｖｄｃは、電圧供給線Ｌdc、端子dc５、支持部１３Ｂおよび梁部１２Ｂを介して、導体部１１１におけるブロック１１１ｃ，１１ｅへそれぞれ供給される。このため、６つの絶縁膜１１２のうち、ブロック１１１ｂ，１１１ｃ間およびブロック１１１ｅ，１１１ｆ間に位置する２つの絶縁膜１１２のみが、選択的に有効に機能する（振動に寄与する；両端面（Ｙ−Ｚ端面）間に電位差が生じる）。したがって、図８（Ｂ）中に示した波形Ｗ５のように、５次モードによる共振振動のみが励起し、ブロック１１１ｆから梁部１２Ａ、支持部１３Ａ、端子out５および出力信号線Ｌoutを介して、出力交流信号Ｓoutが出力される。なお、他の４つの絶縁膜１１２は有効に機能しない（振動に寄与しない；両端面（Ｙ−Ｚ端面）間に電位差が生ない）ため、他のモード（３次モード，７次モード）による共振振動は励起されない。
【００５１】
同様に、７次モードによる共振時には、入力交流信号Ｓinは、入力信号線Ｌin、端子in７、支持部１３Ａおよび梁部１２Ａを介して、導体部１１１におけるブロック１１１ａへ入力される。また、直流電圧Ｖｄｃは、電圧供給線Ｌdc、端子dc７、支持部１３Ｂおよび梁部１２Ｂを介して、導体部１１１におけるブロック１１１ｂ，１１１ｆへそれぞれ供給される。このため、６つの絶縁膜１１２のうち、ブロック１１１ａ，１１１ｂ間およびブロック１１１ｆ，１１１ｇ間に位置する２つの絶縁膜１１２のみが、選択的に有効に機能する（振動に寄与する；両端面（Ｙ−Ｚ端面）間に電位差が生じる）。したがって、図８（Ｂ）中に示した波形Ｗ７のように、７次モードによる共振振動のみが励起し、ブロック１１１ｇから梁部１２Ａ、支持部１３Ａ、端子out７および出力信号線Ｌoutを介して、出力交流信号Ｓoutが出力される。なお、他の４つの絶縁膜１１２は有効に機能しない（振動に寄与しない；両端面（Ｙ−Ｚ端面）間に電位差が生ない）ため、他のモード（３次モード，５次モード）による共振振動は励起されない。
【００５２】
このような構成により本変形例においても、上記実施の形態と同様の作用により同様の効果を得ることができる。すなわち、複数の共振周波数ｆｒを有する共振器において、従来よりも小型化を図ることが可能となる。
【００５３】
＜３．適用例＞
図９は、上記実施の形態および変形例で説明した共振器１，１Ａ等を搭載した電子機器の一例としての通信装置の機能ブロック構成を表すものである。この通信装置は、上記実施の形態等で説明した共振器１，１Ａ等を、後述する送信用ＰＬＬ回路３１３、チャンネル選択用ＰＬＬ回路３４２または中間周波数用ＰＬＬ回路３４４等の発振器や、高周波フィルタ３０２等のフィルタ素子として搭載したものである。具体的には、この通信装置は、例えば、携帯電話器、情報携帯端末（ＰＤＡ）、無線ＬＡＮ機器などである。
【００５４】
この通信装置は、例えば、送信系回路３００Ａと、受信系回路３００Ｂと、送受信経路を切り替える送受信切替器３０１と、高周波フィルタ３０２と、送受信用のアンテナ３０３とを備えている。
【００５５】
送信系回路３００Ａは、２つのデジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ；Digital/Analogue Converter）３１１Ｉ，３１１Ｑと、２つのバンドパスフィルタ３１２Ｉ，３１２Ｑとを備えている。これらのＤＡＣ３１１Ｉ，３１１Ｑおよびバンドパスフィルタ３１２Ｉ，３１２Ｑは、Ｉチャンネルの送信データおよびＱチャンネルの送信データに対応したものである。送信系回路３００Ａはまた、変調器３２０および送信用ＰＬＬ（Phase-Locked Loop ）回路３１３と、電力増幅器３１４とを備えている。変調器３２０は、上記した２つのバンドパスフィルタ３１２Ｉ，３１２Ｑに対応した２つのバッファアンプ３２１Ｉ，３２１Ｑおよび２つのミキサ３２２Ｉ，３２２Ｑと、移相器３２３と、加算器３２４と、バッファアンプ３２５とを含んで構成されている。
【００５６】
受信系回路３００Ｂは、高周波部３３０、バンドパスフィルタ３４１およびチャンネル選択用ＰＬＬ回路３４２と、中間周波回路３５０およびバンドパスフィルタ３４３と、復調器３６０および中間周波用ＰＬＬ回路３４４とを備えている。この受信系回路３００Ｂはまた、Ｉチャンネルの受信データおよびＱチャンネルの受信データに対応した２つのバンドパスフィルタ３４５Ｉ，３４５Ｑおよび２つのアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ；Analogue/Digital Converter）３４６Ｉ，３４６Ｑを備えている。高周波部３３０は、低ノイズアンプ３３１と、バッファアンプ３３２，３３４と、ミキサ３３３とを含んで構成されている。中間周波回路３５０は、バッファアンプ３５１，３５３と、自動ゲイン調整（ＡＧＣ；Auto Gain Controller）回路３５２とを含んで構成されている。復調器３６０は、バッファアンプ３６１と、上記した２つのバンドパスフィルタ３４５Ｉ，３４５Ｑに対応した２つのミキサ３６２Ｉ，３６２Ｑおよび２つのバッファアンプ３６３Ｉ，３６３Ｑと、移相器３６４とを含んで構成されている。
【００５７】
この通信装置では、送信系回路３００ＡにＩチャンネルの送信データおよびＱチャンネルの送信データが入力されると、それぞれの送信データを以下の手順で処理する。すなわち、まず、ＤＡＣ３１１Ｉ、３１１Ｑにおいてアナログ信号に変換し、引き続きバンドパスフィルタ３１２Ｉ，３１２Ｑにおいて送信信号の帯域以外の信号成分を除去したのち、変調器３２０に供給する。続いて、変調器３２０において、バッファアンプ３２１Ｉ，３２１Ｑを介してミキサ３２２Ｉ，３２２Ｑに供給し、引き続き送信用ＰＬＬ回路３１３から供給される送信周波数に対応した周波数信号を混合して変調する。そののち、両混合信号を加算器３２４において加算することにより、１系統の送信信号とする。この際、ミキサ３２２Ｉに供給する周波数信号に関しては、移相器３２３において信号移相を９０°シフトさせることにより、Ｉチャンネルの信号とＱチャンネルの信号とが互いに直交変調されるようにする。最後に、バッファアンプ３２５を介して電力増幅器３１４に供給することにより、所定の送信電力となるように増幅する。この電力増幅器３１４において増幅された信号は、送受信切換器３０１および高周波フィルタ３０２を介してアンテナ３０３に供給されることにより、そのアンテナ３０３を介して無線送信される。この高周波フィルタ３０２は、通信装置において送信または受信する信号のうちの周波数帯域以外の信号成分を除去するバンドパスフィルタとして機能する。
【００５８】
一方、アンテナ３０３から高周波フィルタ３０２および送受信切換器３０１を介して受信系回路３００Ｂに信号が受信されると、その信号を以下の手順で処理する。すなわち、まず、高周波部３３０において、受信信号を低ノイズアンプ３３１で増幅し、引き続きバンドパスフィルタ３４１で受信周波数帯域以外の信号成分を除去したのち、バッファアンプ３３２を介してミキサ３３３に供給する。続いて、チャンネル選択用ＰＰＬ回路３４２から供給される周波数信号を混合し、所定の送信チャンネルの信号を中間周波信号とすることにより、バッファアンプ３３４を介して中間周波回路３５０に供給する。続いて、中間周波回路３５０において、バッファアンプ３５１を介してバンドパスフィルタ３４３に供給することにより中間周波信号の帯域以外の信号成分を除去する。そして、引き続きＡＧＣ回路３５２でほぼ一定のゲイン信号としたのち、バッファアンプ３５３を介して復調器３６０に供給する。続いて、復調器３６０において、バッファアンプ３６１を介してミキサ３６２Ｉ，３６２Ｑに供給したのち、中間周波用ＰＰＬ回路３４４から供給される周波数信号を混合し、Ｉチャンネルの信号成分とＱチャンネルの信号成分とを復調する。この際、ミキサ３６２Ｉに供給する周波数信号に関しては、移相器３６４において信号移相を９０°シフトさせることにより、互いに直交変調されたＩチャンネルの信号成分とＱチャンネルの信号成分とを復調する。最後に、Ｉチャンネルの信号およびＱチャンネルの信号をバンドパスフィルタ３４５Ｉ，３４５Ｑに供給することによりＩチャンネルの信号およびＱチャンネルの信号以外の信号成分を除去したのち、ＡＤＣ３４６Ｉ，３４６Ｑに供給してデジタルデータとする。これにより、Ｉチャンネルの受信データおよびＱチャンネルの受信データが得られる。
【００５９】
この通信装置は、上記各実施の形態等で説明した共振器を、送信用ＰＬＬ回路３１３、チャンネル選択用ＰＬＬ回路３４２または中間周波数用ＰＬＬ回路３４４等の発振器や、高周波フィルタ３０２等のフィルタ素子として搭載している。このため、上記実施の形態等において説明した作用により、優れた高周波特性を有する。
【００６０】
（その他の変形例）
以上、実施の形態、変形例および適用例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態等に限定されず、種々の変形が可能である。
【００６１】
例えば、上記実施の形態等では、振動部１１，１１Ａ内に６つの絶縁膜１１２が設けられていることにより、導体部１１１が７つのブロックに分離されている場合について説明したが、振動部内に設けられる絶縁膜１１２の数は、これには限られない。すなわち、振動部内に２つ以上の絶縁膜１１２が設けられていればよく、その数は任意に設定することが可能である。
【００６２】
また、上記実施の形態等では、入力交流信号の周波数に応じて縦波振動による共振振動を行う振動部を備えた共振器を例に挙げて説明したが、本発明は、これ以外のタイプの共振器（例えば、横波振動による共振振動を行う振動部を備えたもの）にも適用可能である。
【００６３】
更に、上記実施の形態等において説明した各層の材料および厚み、または成膜方法および成膜条件などは限定されるものではなく、他の材料および厚みとしてもよく、または他の成膜方法および成膜条件としてもよい。
【００６４】
加えて、上記実施の形態等では、本発明の共振器を、通信装置に代表される電子機器に適用する場合について説明したが、これに限られるものではなく、本発明の共振器は、通信装置以外の電子機器（例えば、計測器など）に適用することも可能である。これらのいずれの場合においても、上記実施の形態等と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００６５】
１，１Ａ…共振器、１０…支持基板、１０Ａ…Ｓｉ基板、１０Ｂ…保護層、１１，１１Ａ…振動部、１１１…導体部、１１１ａ〜１１１ｇ…（導体部の）ブロック、１１２…絶縁膜、１２Ａ，１２Ｂ…梁部、１３Ａ，１３Ｂ…支持部、１５，１６，１８…ｐ−Ｓｉ層、１７…絶縁層、２０…犠牲層、２１…開口、３００Ａ…送信系回路、３００Ｂ…受信系回路、３０２…高周波フィルタ、３１３…送信用ＰＬＬ回路、３４２…チャンネル選択用ＰＬＬ回路、３４４…中間周波数用ＰＬＬ回路、Ｇ…間隙、Ｖｄｃ…直流電源、Ｃ１…コンデンサ、Ｌ１…コイル、Ｌin…入力信号線、Ｌout…出力信号線、Ｌｄｃ…電圧供給線、Ｓin…入力交流信号、Ｓout…出力交流信号、ＳＷin…入力スイッチ、ＳＷout…出力スイッチ、ＳＷdc…電圧供給スイッチ、in３，in５，in７，out３，out５，out７，dc３，dc５，dc７…端子、Ｗ３，Ｗ５，Ｗ７…波形、Ｐ１…振動方向、ｆｒ…共振周波数。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体部と、この導体部を複数のブロックに電気的に分離するように設けられた複数の絶縁部とを有する振動部と、
前記導体部におけるブロックに対して入力交流信号を入力するための複数の入力端子と、
前記導体部におけるブロックから出力交流信号を出力するための複数の出力端子と、
前記複数の入力端子において、前記入力交流信号が入力される入力端子を切り換えることにより、入力経路を切り換える入力切換部と、
前記複数の出力端子において、前記出力交流信号が出力される出力端子を切り換えることにより、出力経路を切り換える出力切換部と
を備えた共振器。
【請求項２】
前記振動部は、前記絶縁部において両端間に電位差を生じさせたときに、前記入力交流信号の周波数に応じて縦波振動による共振振動を行うように構成されている
請求項１に記載の共振器。
【請求項３】
前記導体部における複数のブロックが、
前記入力交流信号が入力される入力ブロックと、
前記出力交流信号が出力される出力ブロックと、
前記電位差を生じさせるための直流電圧が供給される電圧供給ブロックと
により構成されている
請求項２に記載の共振器。
【請求項４】
前記直流電圧を前記電圧供給ブロックへ供給するための複数の電圧供給端子と、
前記複数の電圧供給端子において、前記直流電圧が供給される電圧供給端子を切り換えることにより、電圧供給経路を切り換える電圧供給切換部と
を備え、
前記入力切換部、前記出力切換部および前記電圧供給切換部は、前記入力経路、前記出力経路および前記電圧供給経路をそれぞれ個別に切り換えることにより、前記導体部内における前記入力ブロック、前記出力ブロックおよび前記電圧供給ブロックの配置をそれぞれ切り換える
請求項３に記載の共振器。
【請求項５】
前記切換部は、複数の共振モードによる共振振動のうちのいずれを用いるかに応じて、切換動作を行う
請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載の共振器。
【請求項６】
基板と、
前記振動部を前記基板の一面に対して間隙を介して支持する支持部と
を備えた請求項１に記載の共振器。
【請求項７】
前記振動部は、前記絶縁部において両端間に電位差を生じさせたときに、前記入力交流信号の周波数に応じて縦波振動による共振振動を行うように構成され、
前記支持部は、前記縦波振動における節部分の少なくとも１つに対応する位置もしくはその近傍に配置されている
請求項６に記載の共振器。
【請求項８】
前記振動部は、前記絶縁部において両端間に電位差を生じさせたときに、前記入力交流信号の周波数に応じて縦波振動による共振振動を行うように構成され、
前記絶縁部は、前記縦波振動における節部分の少なくとも１つに対応する位置もしくはその近傍に配置されている
請求項１に記載の共振器。
【請求項９】
前記導体部は、交流信号の伝送方向に沿って、前記複数のブロックに分離されている
請求項１に記載の共振器。
【請求項１０】
基板上に、導体部と、この導体部を複数のブロックに電気的に分離する複数の絶縁部とを有する振動部を形成する工程と、
前記導体部におけるブロックに対して入力交流信号を入力するための複数の入力端子と、前記導体部におけるブロックから出力交流信号を出力するための複数の出力端子と、前記複数の入力端子において前記入力交流信号が入力される入力端子を切り換えることにより入力経路を切り換える入力切換部と、前記複数の出力端子において前記出力交流信号が出力される出力端子を切り換えることにより出力経路を切り換える出力切換部とをそれぞれ形成する工程と
を含む共振器の製造方法。
【請求項１１】
前記振動部を形成する工程は、
前記基板上に、導体パターンを有する導体パターン層を形成する工程と、
前記導体パターンの表面および側面に、絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層上に導体層を形成する工程と、
前記導体パターン層、前記絶縁層および前記導体層の表面を平坦化することにより、前記導体部および前記絶縁部を形成する工程と
を含む請求項１０に記載の共振器の製造方法。
【請求項１２】
共振振動を行う共振器を備え、
前記共振器は、
導体部と、この導体部を複数のブロックに電気的に分離するように設けられた複数の絶縁部とを有する振動部と、
前記導体部におけるブロックに対して入力交流信号を入力するための複数の入力端子と、
前記導体部におけるブロックから出力交流信号を出力するための複数の出力端子と、
前記複数の入力端子において、前記入力交流信号が入力される入力端子を切り換えることにより、入力経路を切り換える入力切換部と、
前記複数の出力端子において、前記出力交流信号が出力される出力端子を切り換えることにより、出力経路を切り換える出力切換部と
を備えた発振器。
【請求項１３】
共振振動を行う共振器を備え、
前記共振器は、
導体部と、この導体部を複数のブロックに電気的に分離するように設けられた複数の絶縁部とを有する振動部と、
前記導体部におけるブロックに対して入力交流信号を入力するための複数の入力端子と、
前記導体部におけるブロックから出力交流信号を出力するための複数の出力端子と、
前記複数の入力端子において、前記入力交流信号が入力される入力端子を切り換えることにより、入力経路を切り換える入力切換部と、
前記複数の出力端子において、前記出力交流信号が出力される出力端子を切り換えることにより、出力経路を切り換える出力切換部と
を備えた電子機器。
【請求項１】
導体部と、この導体部を複数のブロックに電気的に分離するように設けられた複数の絶縁部とを有する振動部と、
前記導体部におけるブロックに対して入力交流信号を入力するための複数の入力端子と、
前記導体部におけるブロックから出力交流信号を出力するための複数の出力端子と、
前記複数の入力端子において、前記入力交流信号が入力される入力端子を切り換えることにより、入力経路を切り換える入力切換部と、
前記複数の出力端子において、前記出力交流信号が出力される出力端子を切り換えることにより、出力経路を切り換える出力切換部と
を備えた共振器。
【請求項２】
前記振動部は、前記絶縁部において両端間に電位差を生じさせたときに、前記入力交流信号の周波数に応じて縦波振動による共振振動を行うように構成されている
請求項１に記載の共振器。
【請求項３】
前記導体部における複数のブロックが、
前記入力交流信号が入力される入力ブロックと、
前記出力交流信号が出力される出力ブロックと、
前記電位差を生じさせるための直流電圧が供給される電圧供給ブロックと
により構成されている
請求項２に記載の共振器。
【請求項４】
前記直流電圧を前記電圧供給ブロックへ供給するための複数の電圧供給端子と、
前記複数の電圧供給端子において、前記直流電圧が供給される電圧供給端子を切り換えることにより、電圧供給経路を切り換える電圧供給切換部と
を備え、
前記入力切換部、前記出力切換部および前記電圧供給切換部は、前記入力経路、前記出力経路および前記電圧供給経路をそれぞれ個別に切り換えることにより、前記導体部内における前記入力ブロック、前記出力ブロックおよび前記電圧供給ブロックの配置をそれぞれ切り換える
請求項３に記載の共振器。
【請求項５】
前記切換部は、複数の共振モードによる共振振動のうちのいずれを用いるかに応じて、切換動作を行う
請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載の共振器。
【請求項６】
基板と、
前記振動部を前記基板の一面に対して間隙を介して支持する支持部と
を備えた請求項１に記載の共振器。
【請求項７】
前記振動部は、前記絶縁部において両端間に電位差を生じさせたときに、前記入力交流信号の周波数に応じて縦波振動による共振振動を行うように構成され、
前記支持部は、前記縦波振動における節部分の少なくとも１つに対応する位置もしくはその近傍に配置されている
請求項６に記載の共振器。
【請求項８】
前記振動部は、前記絶縁部において両端間に電位差を生じさせたときに、前記入力交流信号の周波数に応じて縦波振動による共振振動を行うように構成され、
前記絶縁部は、前記縦波振動における節部分の少なくとも１つに対応する位置もしくはその近傍に配置されている
請求項１に記載の共振器。
【請求項９】
前記導体部は、交流信号の伝送方向に沿って、前記複数のブロックに分離されている
請求項１に記載の共振器。
【請求項１０】
基板上に、導体部と、この導体部を複数のブロックに電気的に分離する複数の絶縁部とを有する振動部を形成する工程と、
前記導体部におけるブロックに対して入力交流信号を入力するための複数の入力端子と、前記導体部におけるブロックから出力交流信号を出力するための複数の出力端子と、前記複数の入力端子において前記入力交流信号が入力される入力端子を切り換えることにより入力経路を切り換える入力切換部と、前記複数の出力端子において前記出力交流信号が出力される出力端子を切り換えることにより出力経路を切り換える出力切換部とをそれぞれ形成する工程と
を含む共振器の製造方法。
【請求項１１】
前記振動部を形成する工程は、
前記基板上に、導体パターンを有する導体パターン層を形成する工程と、
前記導体パターンの表面および側面に、絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層上に導体層を形成する工程と、
前記導体パターン層、前記絶縁層および前記導体層の表面を平坦化することにより、前記導体部および前記絶縁部を形成する工程と
を含む請求項１０に記載の共振器の製造方法。
【請求項１２】
共振振動を行う共振器を備え、
前記共振器は、
導体部と、この導体部を複数のブロックに電気的に分離するように設けられた複数の絶縁部とを有する振動部と、
前記導体部におけるブロックに対して入力交流信号を入力するための複数の入力端子と、
前記導体部におけるブロックから出力交流信号を出力するための複数の出力端子と、
前記複数の入力端子において、前記入力交流信号が入力される入力端子を切り換えることにより、入力経路を切り換える入力切換部と、
前記複数の出力端子において、前記出力交流信号が出力される出力端子を切り換えることにより、出力経路を切り換える出力切換部と
を備えた発振器。
【請求項１３】
共振振動を行う共振器を備え、
前記共振器は、
導体部と、この導体部を複数のブロックに電気的に分離するように設けられた複数の絶縁部とを有する振動部と、
前記導体部におけるブロックに対して入力交流信号を入力するための複数の入力端子と、
前記導体部におけるブロックから出力交流信号を出力するための複数の出力端子と、
前記複数の入力端子において、前記入力交流信号が入力される入力端子を切り換えることにより、入力経路を切り換える入力切換部と、
前記複数の出力端子において、前記出力交流信号が出力される出力端子を切り換えることにより、出力経路を切り換える出力切換部と
を備えた電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−４２５１（Ｐ２０１１−４２５１Ａ）
【公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４６６５１（Ｐ２００９−１４６６５１）
【出願日】平成２１年６月１９日（２００９．６．１９）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月１９日（２００９．６．１９）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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