振動子及び電子部品
【課題】ディスク状の振動板がワイングラスモードで振動するように構成された輪郭振動型のディスク振動子において、当該ディスク振動子の小型化を図ること。
【解決手段】平面で見た時に第１の電極２１、２１を結ぶと共に振動板１０の中心を通る直線をＬとすると、この直線とのなす角度θが４５°となる位置において振動板１０に貫通孔１１を形成し、即ち振動板１０の振動の節となる位置（振動板１０の振動を阻害しない位置）に貫通孔１１を形成し、この貫通孔１１の内壁面とベース基板１（導電膜５）との間を接続するように支持部３０を設ける。
【解決手段】平面で見た時に第１の電極２１、２１を結ぶと共に振動板１０の中心を通る直線をＬとすると、この直線とのなす角度θが４５°となる位置において振動板１０に貫通孔１１を形成し、即ち振動板１０の振動の節となる位置（振動板１０の振動を阻害しない位置）に貫通孔１１を形成し、この貫通孔１１の内壁面とベース基板１（導電膜５）との間を接続するように支持部３０を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状の振動板がワイングラスモードで振動するように構成された輪郭振動型の振動子（レゾネータ）及びこの振動子を備えた電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスク状（板状）の振動板がワイングラスモード（Ｃｏｍｐｏｕｎｄ（２，１）ｍｏｄｅ）で振動するように構成されたディスク振動子の製造方法の一つとして、当該ディスク振動子の小型化を図るために、例えばＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）による製法が用いられている。即ち、この製法では、ディスク振動子は、シリコン（Ｓｉ）基板上の絶縁膜に例えば多結晶シリコン膜とシリコン酸化膜（ＳｉＯ2）とを交互に複数層に亘って積層しながら、これら多結晶シリコン膜やシリコン酸化膜に対してフォトリソグラフィーやエッチングを組み合わせて加工することによって形成される。
【０００３】
こうしてディスク振動子は、前記振動板が保持梁（支持部）を介してシリコン基板上の絶縁膜の上層側に形成された多結晶シリコン膜に支持されると共に、振動板の励振や信号の出力を行うための電極が当該振動板の周囲に例えば４箇所に配置されるように形成される。前記保持梁は、振動板の振動を阻害しないように、シリコン基板から例えば互いに隣接する電極間の隙間の各々を介して振動板に向かって伸び出して、当該振動板の外周面において振動の節となる部位に接続される。従って、ディスク振動子は、平面的に見た時に、互いに隣接する電極間の隙間を介して前記保持梁が振動板から放射状に伸び出した構成となる。このディスク振動子の共振周波数は、例えば振動板の直径寸法に応じて決まり、具体的には前記直径寸法が大きくなる程共振周波数が低くなる。
【０００４】
ここで、ディスク振動子の更なる小型化を図るにあたって、既述のように振動板の外周側には保持梁が配置されているので、保持梁の分だけディスク振動子にはいわば余分なスペースが設けられていると言える。また、ディスク振動子の共振周波数を低くしようとすると、当該ディスク振動子（振動板）が大型化してしまう。特許文献１、２には、ディスクレゾネータについて記載されているが、ディスクレゾネータの小型化については検討されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００６−５１８１１９
【特許文献２】特開２００６−３１９３８７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、板状の振動板がワイングラスモードで振動するように構成された輪郭振動型の振動子において、当該振動子の小型化を図ることのできる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の振動子は、
ベース基板上に支持部を介して支持されると共にバイアス電圧が印加される振動板を有する輪郭振動型の振動子において、
前記振動板をワイングラスモードで振動させるために、平面的に見て当該振動板を介して互いに対向するように配置された一対の入力電極と、
前記振動板の振動に基づく出力信号を取り出すために、平面的に見て当該振動板を介して互いに対向するように配置された一対の出力電極と、
前記振動板における振動の節となる位置に形成され、当該振動板を厚み方向に貫通する貫通孔と、を備え、
前記支持部は、前記貫通孔の内壁面と前記ベース基板との間を接続するように設けられていることを特徴とする。
【０００８】
前記振動子は、以下のように構成しても良い。前記一対の入力電極を結ぶと共に前記振動子を平面で見た時の中心を通る直線をＬとすると、前記貫通孔は、平面的に見た時に前記直線Ｌとのなす角度θが４５°となる位置において前記振動板の中心部側から外周部側に向かって伸びるように形成されている構成。
前記支持部は、前記貫通孔における前記振動板の内周部側の内壁面あるいは外周部側の内壁面に接続されている構成。
前記支持部は、前記振動板の周方向に互いに等間隔に離間するように４箇所に配置されている構成。
本発明の電子部品は、
前記振動子を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、ワイングラスモードで振動板が振動する輪郭振動型の振動子において、振動板における振動の節となる位置に貫通孔を形成し、この貫通孔の内壁面とベース基板との間を接続するように、当該振動板を支持する支持部（支持梁及び支持柱）を設けている。そのため、振動板の外周側には支持部用のスペースが不要となる。また、貫通孔を形成したことによって振動板の剛性が低下して共振周波数が低くなるので、この振動板について、貫通孔を形成しない場合と同じ共振周波数で発振させようとすると、貫通孔を形成したことに基づく共振周波数の低下量に対応する分だけ共振周波数を高くするために、当該振動板の直径寸法が小さくなる。従って、振動子を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のディスク振動子の一例を示す斜視図である。
【図２】前記ディスク振動子を示す平面図である。
【図３】前記ディスク振動子を示す縦断面図である。
【図４】前記ディスク振動子を支持する支持梁を示す一部拡大斜視図である。
【図５】前記ディスク振動子が振動する様子を模式的に示す平面図である。
【図６】前記ディスク振動子の製造方法を示す縦断面図である。
【図７】前記ディスク振動子の製造方法を示す平面図である。
【図８】前記ディスク振動子の製造方法を示す縦断面図である。
【図９】前記ディスク振動子の製造方法を示す平面図である。
【図１０】前記ディスク振動子の製造方法を示す縦断面図である。
【図１１】前記ディスク振動子の製造方法を示す縦断面図である。
【図１２】前記ディスク振動子の製造方法を示す縦断面図である。
【図１３】前記ディスク振動子が適用される電子部品の一例を示す回路図である。
【図１４】前記ディスク振動子の他の例を示す平面図である。
【図１５】前記ディスク振動子の他の例を示す平面図である。
【図１６】前記ディスク振動子の他の例を示す平面図である。
【図１７】前記ディスク振動子の他の例を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の振動子の実施の形態の一例について、当該振動子を例えばフィルタに適用した例を図１〜図５を参照して説明する。この振動子は、図１に模式的に示すように、例えばシリコン（Ｓｉ）などからなるベース基板１上に形成されており、ディスク（円板）状の振動板１０と、この振動板１０の周囲に配置された複数例えば４つの電極２０とを備えている。この振動板１０は、後述する支持部３０によりベース基板１から浮いた状態となるように支持されており、前記電極２０によってワイングラスモードで共振（振動）するように構成されている。従って、これら電極２０は、平面で見た時に振動板１０を前後方向（図２中Ｘ方向）及び左右方向（図２中Ｙ方向）から各々挟み込むように配置されている。ベース基板１とこれら振動板１０や電極２０との間には、リン（Ｐ）のドープされたシリコン膜２と、酸化シリコン（Ｓｉ−Ｏ）膜３と、窒化シリコン（Ｓｉ−Ｎ）膜４と、が下側からこの順番で積層されている。
【００１２】
振動板１０は、直径寸法が例えば７６μｍ程度の円板状をなしており、後述するように、例えばポリシリコンにより構成されている。この振動板１０には、図２及び図３にも示すように、振動板１０を厚み方向に貫通する貫通孔（スロット）１１が当該振動板１０の周方向に互いに離間するように複数箇所例えば４箇所に形成されており、既述の支持部３０は、これら貫通孔１１の内壁面とベース基板１（詳しくは導電膜５）との間に設けられている。そのため、これら貫通孔１１は、支持部３０が振動板１０の振動を阻害しないように各々配置されている。
【００１３】
即ち、振動板１０は、後述するように、振動板１０の左右方向において互いに対向するように配置された一対の電極２０、２０（第１の電極２１、２１）によりワイングラスモードで振動する。この時、図５に示すように、前記一対の電極２０、２０を結ぶと共に振動板１０の中心を通る直線をＬとすると、振動板１０には、直線Ｌとのなす角度θが４５°の位置において、振動の節（ノード）が当該振動板１０の半径方向に沿って各々形成される。従って、各々の貫通孔１１は、前記節の形成される位置において、振動板１０の半径方向（中心部側から外周部側に伸びる方向）に沿うように、当該振動板１０を平面で見た時の中心部よりも例えば０．００１〜０．０１０μｍ程度外周側に寄った位置と、振動板１０の外縁から例えば０．００１〜０．０１０μｍ程度内側の位置との間に亘って各々形成されている。尚、図５はディスク振動子を模式的に示している。
【００１４】
そして、振動板１０は、既述の支持部３０により、ベース基板１から浮いた状態となるように各々の貫通孔１１の内壁面において支持されている。即ち、振動板１０を平面で見ると、図２に示すように、各々の貫通孔１１の外周側における内壁面には、一端側が振動板１０の中心部に向かって水平に伸びる支持梁３１の基端側が接続されており、前記一端側には、図４に示すように、支持梁３１を上下方向に貫通する開口部３２が形成されている。従って、支持梁３１の前記基端側についても、振動板１０の節が形成される位置に配置されている。
【００１５】
開口部３２には、上下方向に伸びる支持柱（アンカー）３３がいわば嵌挿されており、この支持柱３３の下端部は、図３に示すように、振動板１０と概略同形状となるように窒化シリコン膜４上に形成された導電膜５に接続されている。こうして振動板１０は、当該振動板１０の中央寄りの位置において、周方向に沿って４箇所に形成された支持柱３３によって、支持梁３１を介してベース基板１（導電膜５）上に支持されている。これら支持梁３１及び支持柱３３からなる支持部３０と、導電膜５とは、各々ポリシリコンなどにより構成されている。尚、図３は、図２において振動板１０の直径方向にディスク振動子を切断した縦断面図を示しており、電極２０、２０についても併せて縦断面図を示している。
【００１６】
振動板１０の下方側における導電膜５の側壁面には、図１及び図２に示すように、互いに隣接する電極２０、２０同士の間の領域を介して当該導電膜５から外周側に向かって伸びる引き出し電極６の一端側が接続されている。この引き出し電極６は、後述するように、振動板１０を振動させる時に、当該振動板１０に直流のバイアス電圧を印加するためのポートである。
また、導電膜５や引き出し電極６から水平方向に離間した位置には、図３に示すように、酸化シリコン膜３及び窒化シリコン膜４に形成された凹部７を介して下層側のシリコン膜２に接続される接地ポート８が設けられている。この接地ポート８は、例えばディスク振動子を製造した後、当該ディスク振動子の共振周波数などの特性を評価する時に用いられる測定器のアース端子を接続するためのものであり、実際には複数箇所例えば２カ所に設けられている。シリコン膜２の下層側のベース基板１は、図示しない電極部を介して接地されている。
【００１７】
振動板１０の周囲には、概略箱型形状の電極２０が当該振動板１０の周方向に互いに等間隔に離間するように４箇所に配置されており、各々の電極２０は、振動板１０に対して隙間領域を介して各々臨むように（振動板１０と接触しないように）形成されている。これら４つの電極２０は、２つの電極２０、２０が平面で見た時に前後方向において振動板１０を介して互いに対向すると共に、残りの２つの電極２０、２０が左右方向において振動板１０を介して互いに対向するように配置されている。これら互いに対向する電極２０、２０のうち、左右方向に配置された電極２０、２０を各々第１の電極２１、２１と呼ぶと共に、前後方向に配置された電極２０、２０を各々第２の電極２２、２２と呼ぶと、第１の電極２１、２１は、振動板１０の上方領域において当該振動板１０から離間するように形成された梁部１０ａにより、互いに接続されている。この梁部１０ａは、既述の支持柱３３に干渉しないように配置されている。また、これら第１の電極２１、２１には、図２に示すように、第１の電極２１、２１の上面側に接続された例えばワイヤなどの導電路２３により、当該第１の電極２１、２１に対して入力信号を入力する入力ポート２４が接続されている。
【００１８】
第２の電極２２、２２は、振動板１０側における上端部が上方側に向かって各々伸び出すと共に、当該上端部が振動板１０の中央側に向かって水平に延伸するように各々形成されている。これら第２の電極２２、２２の例えば上面側には、ワイヤなどの導電路２３の一端側が接続されており、この導電路２３の他端側は、振動板１０の振動を検出する（取り出す）ための出力ポート２５が接続されている。従って、第１の電極２１、２１は、各々入力電極をなし、第２の電極２２、２２は、各々出力電極をなしている。
【００１９】
このように構成されたディスク振動子において、振動板１０に直流のバイアス電圧（Ｖｐ）を印加しながら、第１の電極２１、２１に入力信号を入力すると、第１の電極２１、２１と振動板１０との間の静電結合により、振動板１０は、図５に示すように、ワイングラスモードで振動する。具体的には、振動板１０は、前後方向に膨張すると共に左右方向に収縮する動作と、前後方向に収縮すると共に左右方向に膨張する動作と、を所定の周波数で繰り返す。この共振周波数は、振動板１０の剛性（ヤング率）や当該振動板１０の直径寸法などにより一義的に求まる値となり、具体的には振動板１０の剛性が小さい程低くなり（式（１）参照）、また振動板１０の直径寸法が大きい程低くなる。この例では、共振周波数は、５２．０ＭＨｚ程度となり、振動板１０と第２の電極２２、２２との間の静電結合によって、当該第２の電極２２、２２により出力信号として取り出される。
（Ｅ：ヤング率、ρ：密度）
【００２０】
ここで、振動板１０に貫通孔１１を形成していることから、振動板１０の剛性は、貫通孔１１を形成しない場合と比べて低下するので、共振周波数（発振周波数）も低くなる。このような剛性と共振周波数との相関についてシミュレーションした結果の一例を以下の表に示す。
（表）
【００２１】
この表から分かるように、振動板１０の直径寸法が３８μｍの場合には、貫通孔１１を形成することによって、共振周波数が約９．５ＭＨｚ程度低下している。また、別途行ったシミュレーションでは、振動板１０の直径寸法を７８μｍとした場合には、共振周波数は、貫通孔１１を形成することによって、貫通孔１１を形成しない場合（５２ＭＨｚ）よりも約１０ＭＨｚ程度低くなっていた。そのため、ある共振周波数で共振するディスク振動子を製造しようとすると、貫通孔１１を形成した場合には、貫通孔１１を形成しない場合と比べて、貫通孔１１を形成したことに基づいて共振周波数が低下した分だけ共振周波数が高くなるように、振動板１０の直径寸法を小さくする必要があると言える。言い換えると、ある共振周波数で発振する振動板１０は、貫通孔１１が形成されている時には、貫通孔１１が形成されていない場合よりも直径寸法が小さくなる。このように、振動板１０の直径寸法に応じて共振周波数が変化することは、例えば以下の文献１（式（Ｔ１．３）及び式（Ｔ１．４）のベッセル関数）に示されている。
文献１："Series-Resonant VHF Micromechanical Resonator Reference Oscillators" , IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, VOL, 39, NO. 12, DECEMBER 2004, pp.2477-2491
【００２２】
以上説明したディスク振動子をＭＥＭＳ法により製造する方法の一例について、以下の図６〜図１２を参照して説明する。始めに、図６（ａ）に示すように、ベース基板１に対してリンイオンを打ち込むと共にベース基板１を加熱して、当該ベース基板１の表面にリンを拡散させて既述のシリコン膜２を形成する。次いで、酸化シリコン膜３と窒化シリコン膜４とを下側からこの順番でベース基板１（シリコン膜２）上に積層する。続いて、既述の凹部７の形成領域が開口するようにパターニングしたフォトレジストマスク（図示せず）を窒化シリコン膜４上に形成すると共に、このマスクを介して窒化シリコン膜４及び酸化シリコン膜３をドライエッチングして、シリコン膜２を露出させる。尚、フォトレジストマスクを形成するにあたり、実際にはレジスト液の塗布、露光処理及び現像処理などが行われるが、ここでは省略している。以降において説明するレジスト膜の形成工程についても同様に説明を省略する。凹部７については図示を省略する。
【００２３】
次に、図６（ｂ）に示すように、窒化シリコン膜４上に多結晶シリコンからなる第１のポリシリコン膜４１を形成し、次いでこの第１のポリシリコン膜４１にリンを拡散させる。第１のポリシリコン膜４１は、既述の凹部７の内壁面に沿って形成され、既述の図３に示すようにシリコン膜２に接触する。そして、この第１のポリシリコン膜４１上に、振動板１０（導電膜５）、各電極２０、引き出し電極６及び接地ポート８に対応するようにパターニングした第１のレジスト膜５１を形成して、図６（ｃ）及び図７に示すように、この第１のレジスト膜５１を介して第１のポリシリコン膜４１をドライエッチングする。その後、第１のレジスト膜５１を除去する。
【００２４】
続いて、図８（ａ）に示すように、第１のポリシリコン膜４１の上層側に、例えば酸化シリコンからなる第１の犠牲膜６１と、多結晶シリコンからなる第２のポリシリコン膜（詳しくは多結晶シリコン膜を形成した後リンをドープさせた膜）４２と、例えば酸化シリコンからなる第２の犠牲膜６２とを下側からこの順番で積層する。この時、第１の犠牲膜６１及び第２の犠牲膜６２とは、互いに同じ膜厚となるように形成される。そして、この第２の犠牲膜６２の上層側に、貫通孔１１、支持梁３１及び開口部３２を備えた振動板１０の形状に対応するようにパターニングした第２のレジスト膜５２を成膜する。
【００２５】
次いで、図８（ｂ）及び図９に示すように、この第２のレジスト膜５２を介して第２の犠牲膜６２及び第２のポリシリコン膜４２をドライエッチングした後、第２のレジスト膜５２を除去して、図８（ｃ）に示すように、第２の犠牲膜６２の上層側に酸化シリコンからなる第３の犠牲膜６３をギャップ酸化膜として成膜する。この第３の犠牲膜６３は、貫通孔１１及び開口部３２の各々の内部に入り込むように形成される。次に、図１０（ａ）に示すように、第３の犠牲膜６３上に第３のレジスト膜５３を形成して、この第３のレジスト膜５３に対して、支持梁３１の開口部３２の上方側において当該開口部３２よりも僅かに大きく開口するように、且つ各電極２０に対応する領域が開口するようにパターニングする。その後、図１０（ｂ）に示すように、この第３のレジスト膜５３を介して下方側の第３の犠牲膜６３をドライエッチングする。また、図１０（ｃ）に示すように、このドライエッチングにより表面に露出した第１の犠牲膜６１及び第２の犠牲膜６２に対して、第３のレジスト膜５３を介してドライエッチングする。このエッチングにより、開口部３２の底面及び電極２０の形成領域において第１のポリシリコン膜４１が各々露出すると共に、第２のポリシリコン膜４２の上方側における開口部３２の周囲の領域が露出する。その後、第３のレジスト膜５３を除去する。
【００２６】
そして、図１１（ａ）に示すように、多結晶シリコンからなる第３のポリシリコン膜４３を形成して、この第３のポリシリコン膜４３にリンをドープする。既述の開口部３２の内部領域は、この第３のポリシリコン膜４３により埋め込まれる。しかる後、各電極２０、支持柱３３及び梁部１０ａ以外の領域が開口する第４のレジスト膜５４を形成し、図１１（ｂ）に示すように、第３のポリシリコン膜４３をドライエッチングする。また、第４のレジスト膜５４を残したまま、例えばフッ酸水溶液などのエッチング液にベース基板１上に形成された構造物をベース基板１と共に浸漬すると、このエッチング液が第３のポリシリコン膜４３の下方側や支持梁３１の周囲に回り込み、図１１（ｃ）に示すように、第３の犠牲膜６３が除去される。このウェットエッチングにより、既述の図３及び図４に示すように、第３の犠牲膜６３の膜厚に対応する分だけ、電極２０と振動板１０との間及び梁部１０ａと振動板１０との間に隙間領域が形成される。また、支持梁３１は、周囲の振動板１０から離間する。
【００２７】
しかる後、図１２（ａ）に示すように、第４のレジスト膜５４を除去すると共に、前記構造物を既述のエッチング液に浸漬すると、同図（ｂ）に示すように犠牲膜６１、６２が除去される。こうして支持梁３１及び振動板１０が第１のポリシリコン膜４１から浮いた状態となり、また振動板１０が支持柱３３により支持される。
【００２８】
上述の実施の形態によれば、ワイングラスモードで振動板１０が振動する輪郭振動型のディスク振動子において、振動板１０における振動の節となる位置（振動板１０の振動を阻害しない位置）に貫通孔１１を形成し、この貫通孔１１の内壁面とベース基板１（導電膜５）との間を接続するように支持部３０を設けている。そのため、振動板１０の外周側には支持部３０用のスペースが不要となる。また、貫通孔１１を形成したことによって振動板１０の剛性が低下して共振周波数が低くなるので、この振動板１０について貫通孔１１を形成しない場合と同じ共振周波数で発振させようとすると、貫通孔１１を形成したことに基づく共振周波数の低下量に対応する分だけ当該振動板１０の直径寸法が小さくて済む。従って、ディスク振動子を小型化することができる。
【００２９】
ここで、貫通孔１１の形成されている振動板と貫通孔１１の形成されていない振動板とを比べると、振動板の直径寸法が互いに同じであれば、貫通孔１１の形成されている振動板の方が共振周波数が低くなる。従って、共振周波数が低いディスク振動子を製造するにあたり、振動板に貫通孔１１を形成することによって、振動板１０の大型化を避けることができると言える。
そのため、以上説明したディスク振動子を電子部品（フィルタ）に適用することにより、小型の電子部品を得ることができる。
【００３０】
以下に、本発明のディスク振動子の他の例について説明する。図１３は、以上説明した本発明のディスク振動子を発振回路に組み込んだ電子部品（発振器）の電気回路の一例を示している。この例では、互いに直列に接続された２つのコンデンサＣ、Ｃとトランジスタ１０１とからなるコルピッツ回路を示しており、トランジスタ１０１のベース端子には、本発明のディスク振動子１００と可変コンデンサＣ１とからなる直列回路が接続されている。これらベース端子とディスク振動子１００との間の接続点には、電源部１０２が接続されており、トランジスタ１０１のコレクタ端子には、電気信号を取り出すための出力ポート１０３が接続されている。図２５中１０４は抵抗、１０５はインダクタンスである。
【００３１】
支持部３０については、既述の例では４箇所に配置したが、互いに対向するように２箇所に配置しても良いし、あるいは１箇所だけに設けても良い。図１４は、支持部３０を一箇所だけに設けた例を示している。
更に、支持梁３１について、振動板１０の外周側において各々支持されるように構成したが、図１５に示すように、振動板１０の内周側において支持されるように構成しても良い。従って、支持柱３３は、支持梁３１の外周側に配置される。
【００３２】
更にまた、支持梁３１を振動板１０の半径方向に沿って伸びるように配置したが、振動板１０の円周方向あるいは接線方向に延びるように配置しても良い。即ち、図１６に示すように、貫通孔１１における振動板１０の円周方向の一方側から他方側に向かって伸びるように支持梁３１を形成しても良い。この場合においても、支持梁３１は、貫通孔１１の内壁面から水平に伸び出すように構成される。
また、支持梁３１は、振動板１０の半径方向に沿って直線状に形成することに代えて、貫通孔１１内において曲線状に形成しても良い。
【００３３】
更に、ベース基板１上にシリコン膜２、酸化シリコン膜３及び窒化シリコン膜４を下側からこの順番で積層した構成について説明したが、例えば図１７に示すように、これらシリコン膜２、酸化シリコン膜３及び窒化シリコン膜４に代えて、ＰＥ−ＮＳＧ膜（シリコン酸化膜）２００及びＬＰ−ＳｉＮ膜（シリコン窒化膜）２０１を下側からこの順番で形成しても良い。
また、第１の電極２１、２１に対して信号の入力を行うにあたり、既述の例ではワイヤなどの導電路２３を用いたが、第１の電極２１、２１の下方側における第１のポリシリコン膜４１から水平方向に伸びる導電膜（図示せず）を形成し、この導電膜を介して信号を入力しても良い。
以上の例において、「支持梁３１が振動板１０の半径方向に沿って」形成されているとは、振動板１０の中心位置から外周側に向かって形成されていること以外にも、例えばディスク振動子を製造する時の製造ばらつきによって支持梁３１が僅かに半径方向からずれている場合も含まれる。
また、円形の振動板１０について説明したが、振動板１０は、楕円や四角形状あるいは三角形状などであっても良い。このような場合には、貫通孔１１は、振動板１０の節となる位置において、当該振動板１０の中心部側から外周部側に伸びる方向に形成される。
【符号の説明】
【００３４】
１ ベース基板
１０ 振動板
１１ 貫通孔
２０〜２２ 電極
３０ 支持部
３１ 支持梁
３２ 開口部
３３ 支持柱
４１〜４３ ポリシリコン膜
５１〜５４ レジスト膜
６１〜６３ 犠牲膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状の振動板がワイングラスモードで振動するように構成された輪郭振動型の振動子（レゾネータ）及びこの振動子を備えた電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスク状（板状）の振動板がワイングラスモード（Ｃｏｍｐｏｕｎｄ（２，１）ｍｏｄｅ）で振動するように構成されたディスク振動子の製造方法の一つとして、当該ディスク振動子の小型化を図るために、例えばＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）による製法が用いられている。即ち、この製法では、ディスク振動子は、シリコン（Ｓｉ）基板上の絶縁膜に例えば多結晶シリコン膜とシリコン酸化膜（ＳｉＯ2）とを交互に複数層に亘って積層しながら、これら多結晶シリコン膜やシリコン酸化膜に対してフォトリソグラフィーやエッチングを組み合わせて加工することによって形成される。
【０００３】
こうしてディスク振動子は、前記振動板が保持梁（支持部）を介してシリコン基板上の絶縁膜の上層側に形成された多結晶シリコン膜に支持されると共に、振動板の励振や信号の出力を行うための電極が当該振動板の周囲に例えば４箇所に配置されるように形成される。前記保持梁は、振動板の振動を阻害しないように、シリコン基板から例えば互いに隣接する電極間の隙間の各々を介して振動板に向かって伸び出して、当該振動板の外周面において振動の節となる部位に接続される。従って、ディスク振動子は、平面的に見た時に、互いに隣接する電極間の隙間を介して前記保持梁が振動板から放射状に伸び出した構成となる。このディスク振動子の共振周波数は、例えば振動板の直径寸法に応じて決まり、具体的には前記直径寸法が大きくなる程共振周波数が低くなる。
【０００４】
ここで、ディスク振動子の更なる小型化を図るにあたって、既述のように振動板の外周側には保持梁が配置されているので、保持梁の分だけディスク振動子にはいわば余分なスペースが設けられていると言える。また、ディスク振動子の共振周波数を低くしようとすると、当該ディスク振動子（振動板）が大型化してしまう。特許文献１、２には、ディスクレゾネータについて記載されているが、ディスクレゾネータの小型化については検討されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００６−５１８１１９
【特許文献２】特開２００６−３１９３８７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、板状の振動板がワイングラスモードで振動するように構成された輪郭振動型の振動子において、当該振動子の小型化を図ることのできる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の振動子は、
ベース基板上に支持部を介して支持されると共にバイアス電圧が印加される振動板を有する輪郭振動型の振動子において、
前記振動板をワイングラスモードで振動させるために、平面的に見て当該振動板を介して互いに対向するように配置された一対の入力電極と、
前記振動板の振動に基づく出力信号を取り出すために、平面的に見て当該振動板を介して互いに対向するように配置された一対の出力電極と、
前記振動板における振動の節となる位置に形成され、当該振動板を厚み方向に貫通する貫通孔と、を備え、
前記支持部は、前記貫通孔の内壁面と前記ベース基板との間を接続するように設けられていることを特徴とする。
【０００８】
前記振動子は、以下のように構成しても良い。前記一対の入力電極を結ぶと共に前記振動子を平面で見た時の中心を通る直線をＬとすると、前記貫通孔は、平面的に見た時に前記直線Ｌとのなす角度θが４５°となる位置において前記振動板の中心部側から外周部側に向かって伸びるように形成されている構成。
前記支持部は、前記貫通孔における前記振動板の内周部側の内壁面あるいは外周部側の内壁面に接続されている構成。
前記支持部は、前記振動板の周方向に互いに等間隔に離間するように４箇所に配置されている構成。
本発明の電子部品は、
前記振動子を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、ワイングラスモードで振動板が振動する輪郭振動型の振動子において、振動板における振動の節となる位置に貫通孔を形成し、この貫通孔の内壁面とベース基板との間を接続するように、当該振動板を支持する支持部（支持梁及び支持柱）を設けている。そのため、振動板の外周側には支持部用のスペースが不要となる。また、貫通孔を形成したことによって振動板の剛性が低下して共振周波数が低くなるので、この振動板について、貫通孔を形成しない場合と同じ共振周波数で発振させようとすると、貫通孔を形成したことに基づく共振周波数の低下量に対応する分だけ共振周波数を高くするために、当該振動板の直径寸法が小さくなる。従って、振動子を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のディスク振動子の一例を示す斜視図である。
【図２】前記ディスク振動子を示す平面図である。
【図３】前記ディスク振動子を示す縦断面図である。
【図４】前記ディスク振動子を支持する支持梁を示す一部拡大斜視図である。
【図５】前記ディスク振動子が振動する様子を模式的に示す平面図である。
【図６】前記ディスク振動子の製造方法を示す縦断面図である。
【図７】前記ディスク振動子の製造方法を示す平面図である。
【図８】前記ディスク振動子の製造方法を示す縦断面図である。
【図９】前記ディスク振動子の製造方法を示す平面図である。
【図１０】前記ディスク振動子の製造方法を示す縦断面図である。
【図１１】前記ディスク振動子の製造方法を示す縦断面図である。
【図１２】前記ディスク振動子の製造方法を示す縦断面図である。
【図１３】前記ディスク振動子が適用される電子部品の一例を示す回路図である。
【図１４】前記ディスク振動子の他の例を示す平面図である。
【図１５】前記ディスク振動子の他の例を示す平面図である。
【図１６】前記ディスク振動子の他の例を示す平面図である。
【図１７】前記ディスク振動子の他の例を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の振動子の実施の形態の一例について、当該振動子を例えばフィルタに適用した例を図１〜図５を参照して説明する。この振動子は、図１に模式的に示すように、例えばシリコン（Ｓｉ）などからなるベース基板１上に形成されており、ディスク（円板）状の振動板１０と、この振動板１０の周囲に配置された複数例えば４つの電極２０とを備えている。この振動板１０は、後述する支持部３０によりベース基板１から浮いた状態となるように支持されており、前記電極２０によってワイングラスモードで共振（振動）するように構成されている。従って、これら電極２０は、平面で見た時に振動板１０を前後方向（図２中Ｘ方向）及び左右方向（図２中Ｙ方向）から各々挟み込むように配置されている。ベース基板１とこれら振動板１０や電極２０との間には、リン（Ｐ）のドープされたシリコン膜２と、酸化シリコン（Ｓｉ−Ｏ）膜３と、窒化シリコン（Ｓｉ−Ｎ）膜４と、が下側からこの順番で積層されている。
【００１２】
振動板１０は、直径寸法が例えば７６μｍ程度の円板状をなしており、後述するように、例えばポリシリコンにより構成されている。この振動板１０には、図２及び図３にも示すように、振動板１０を厚み方向に貫通する貫通孔（スロット）１１が当該振動板１０の周方向に互いに離間するように複数箇所例えば４箇所に形成されており、既述の支持部３０は、これら貫通孔１１の内壁面とベース基板１（詳しくは導電膜５）との間に設けられている。そのため、これら貫通孔１１は、支持部３０が振動板１０の振動を阻害しないように各々配置されている。
【００１３】
即ち、振動板１０は、後述するように、振動板１０の左右方向において互いに対向するように配置された一対の電極２０、２０（第１の電極２１、２１）によりワイングラスモードで振動する。この時、図５に示すように、前記一対の電極２０、２０を結ぶと共に振動板１０の中心を通る直線をＬとすると、振動板１０には、直線Ｌとのなす角度θが４５°の位置において、振動の節（ノード）が当該振動板１０の半径方向に沿って各々形成される。従って、各々の貫通孔１１は、前記節の形成される位置において、振動板１０の半径方向（中心部側から外周部側に伸びる方向）に沿うように、当該振動板１０を平面で見た時の中心部よりも例えば０．００１〜０．０１０μｍ程度外周側に寄った位置と、振動板１０の外縁から例えば０．００１〜０．０１０μｍ程度内側の位置との間に亘って各々形成されている。尚、図５はディスク振動子を模式的に示している。
【００１４】
そして、振動板１０は、既述の支持部３０により、ベース基板１から浮いた状態となるように各々の貫通孔１１の内壁面において支持されている。即ち、振動板１０を平面で見ると、図２に示すように、各々の貫通孔１１の外周側における内壁面には、一端側が振動板１０の中心部に向かって水平に伸びる支持梁３１の基端側が接続されており、前記一端側には、図４に示すように、支持梁３１を上下方向に貫通する開口部３２が形成されている。従って、支持梁３１の前記基端側についても、振動板１０の節が形成される位置に配置されている。
【００１５】
開口部３２には、上下方向に伸びる支持柱（アンカー）３３がいわば嵌挿されており、この支持柱３３の下端部は、図３に示すように、振動板１０と概略同形状となるように窒化シリコン膜４上に形成された導電膜５に接続されている。こうして振動板１０は、当該振動板１０の中央寄りの位置において、周方向に沿って４箇所に形成された支持柱３３によって、支持梁３１を介してベース基板１（導電膜５）上に支持されている。これら支持梁３１及び支持柱３３からなる支持部３０と、導電膜５とは、各々ポリシリコンなどにより構成されている。尚、図３は、図２において振動板１０の直径方向にディスク振動子を切断した縦断面図を示しており、電極２０、２０についても併せて縦断面図を示している。
【００１６】
振動板１０の下方側における導電膜５の側壁面には、図１及び図２に示すように、互いに隣接する電極２０、２０同士の間の領域を介して当該導電膜５から外周側に向かって伸びる引き出し電極６の一端側が接続されている。この引き出し電極６は、後述するように、振動板１０を振動させる時に、当該振動板１０に直流のバイアス電圧を印加するためのポートである。
また、導電膜５や引き出し電極６から水平方向に離間した位置には、図３に示すように、酸化シリコン膜３及び窒化シリコン膜４に形成された凹部７を介して下層側のシリコン膜２に接続される接地ポート８が設けられている。この接地ポート８は、例えばディスク振動子を製造した後、当該ディスク振動子の共振周波数などの特性を評価する時に用いられる測定器のアース端子を接続するためのものであり、実際には複数箇所例えば２カ所に設けられている。シリコン膜２の下層側のベース基板１は、図示しない電極部を介して接地されている。
【００１７】
振動板１０の周囲には、概略箱型形状の電極２０が当該振動板１０の周方向に互いに等間隔に離間するように４箇所に配置されており、各々の電極２０は、振動板１０に対して隙間領域を介して各々臨むように（振動板１０と接触しないように）形成されている。これら４つの電極２０は、２つの電極２０、２０が平面で見た時に前後方向において振動板１０を介して互いに対向すると共に、残りの２つの電極２０、２０が左右方向において振動板１０を介して互いに対向するように配置されている。これら互いに対向する電極２０、２０のうち、左右方向に配置された電極２０、２０を各々第１の電極２１、２１と呼ぶと共に、前後方向に配置された電極２０、２０を各々第２の電極２２、２２と呼ぶと、第１の電極２１、２１は、振動板１０の上方領域において当該振動板１０から離間するように形成された梁部１０ａにより、互いに接続されている。この梁部１０ａは、既述の支持柱３３に干渉しないように配置されている。また、これら第１の電極２１、２１には、図２に示すように、第１の電極２１、２１の上面側に接続された例えばワイヤなどの導電路２３により、当該第１の電極２１、２１に対して入力信号を入力する入力ポート２４が接続されている。
【００１８】
第２の電極２２、２２は、振動板１０側における上端部が上方側に向かって各々伸び出すと共に、当該上端部が振動板１０の中央側に向かって水平に延伸するように各々形成されている。これら第２の電極２２、２２の例えば上面側には、ワイヤなどの導電路２３の一端側が接続されており、この導電路２３の他端側は、振動板１０の振動を検出する（取り出す）ための出力ポート２５が接続されている。従って、第１の電極２１、２１は、各々入力電極をなし、第２の電極２２、２２は、各々出力電極をなしている。
【００１９】
このように構成されたディスク振動子において、振動板１０に直流のバイアス電圧（Ｖｐ）を印加しながら、第１の電極２１、２１に入力信号を入力すると、第１の電極２１、２１と振動板１０との間の静電結合により、振動板１０は、図５に示すように、ワイングラスモードで振動する。具体的には、振動板１０は、前後方向に膨張すると共に左右方向に収縮する動作と、前後方向に収縮すると共に左右方向に膨張する動作と、を所定の周波数で繰り返す。この共振周波数は、振動板１０の剛性（ヤング率）や当該振動板１０の直径寸法などにより一義的に求まる値となり、具体的には振動板１０の剛性が小さい程低くなり（式（１）参照）、また振動板１０の直径寸法が大きい程低くなる。この例では、共振周波数は、５２．０ＭＨｚ程度となり、振動板１０と第２の電極２２、２２との間の静電結合によって、当該第２の電極２２、２２により出力信号として取り出される。
（Ｅ：ヤング率、ρ：密度）
【００２０】
ここで、振動板１０に貫通孔１１を形成していることから、振動板１０の剛性は、貫通孔１１を形成しない場合と比べて低下するので、共振周波数（発振周波数）も低くなる。このような剛性と共振周波数との相関についてシミュレーションした結果の一例を以下の表に示す。
（表）
【００２１】
この表から分かるように、振動板１０の直径寸法が３８μｍの場合には、貫通孔１１を形成することによって、共振周波数が約９．５ＭＨｚ程度低下している。また、別途行ったシミュレーションでは、振動板１０の直径寸法を７８μｍとした場合には、共振周波数は、貫通孔１１を形成することによって、貫通孔１１を形成しない場合（５２ＭＨｚ）よりも約１０ＭＨｚ程度低くなっていた。そのため、ある共振周波数で共振するディスク振動子を製造しようとすると、貫通孔１１を形成した場合には、貫通孔１１を形成しない場合と比べて、貫通孔１１を形成したことに基づいて共振周波数が低下した分だけ共振周波数が高くなるように、振動板１０の直径寸法を小さくする必要があると言える。言い換えると、ある共振周波数で発振する振動板１０は、貫通孔１１が形成されている時には、貫通孔１１が形成されていない場合よりも直径寸法が小さくなる。このように、振動板１０の直径寸法に応じて共振周波数が変化することは、例えば以下の文献１（式（Ｔ１．３）及び式（Ｔ１．４）のベッセル関数）に示されている。
文献１："Series-Resonant VHF Micromechanical Resonator Reference Oscillators" , IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, VOL, 39, NO. 12, DECEMBER 2004, pp.2477-2491
【００２２】
以上説明したディスク振動子をＭＥＭＳ法により製造する方法の一例について、以下の図６〜図１２を参照して説明する。始めに、図６（ａ）に示すように、ベース基板１に対してリンイオンを打ち込むと共にベース基板１を加熱して、当該ベース基板１の表面にリンを拡散させて既述のシリコン膜２を形成する。次いで、酸化シリコン膜３と窒化シリコン膜４とを下側からこの順番でベース基板１（シリコン膜２）上に積層する。続いて、既述の凹部７の形成領域が開口するようにパターニングしたフォトレジストマスク（図示せず）を窒化シリコン膜４上に形成すると共に、このマスクを介して窒化シリコン膜４及び酸化シリコン膜３をドライエッチングして、シリコン膜２を露出させる。尚、フォトレジストマスクを形成するにあたり、実際にはレジスト液の塗布、露光処理及び現像処理などが行われるが、ここでは省略している。以降において説明するレジスト膜の形成工程についても同様に説明を省略する。凹部７については図示を省略する。
【００２３】
次に、図６（ｂ）に示すように、窒化シリコン膜４上に多結晶シリコンからなる第１のポリシリコン膜４１を形成し、次いでこの第１のポリシリコン膜４１にリンを拡散させる。第１のポリシリコン膜４１は、既述の凹部７の内壁面に沿って形成され、既述の図３に示すようにシリコン膜２に接触する。そして、この第１のポリシリコン膜４１上に、振動板１０（導電膜５）、各電極２０、引き出し電極６及び接地ポート８に対応するようにパターニングした第１のレジスト膜５１を形成して、図６（ｃ）及び図７に示すように、この第１のレジスト膜５１を介して第１のポリシリコン膜４１をドライエッチングする。その後、第１のレジスト膜５１を除去する。
【００２４】
続いて、図８（ａ）に示すように、第１のポリシリコン膜４１の上層側に、例えば酸化シリコンからなる第１の犠牲膜６１と、多結晶シリコンからなる第２のポリシリコン膜（詳しくは多結晶シリコン膜を形成した後リンをドープさせた膜）４２と、例えば酸化シリコンからなる第２の犠牲膜６２とを下側からこの順番で積層する。この時、第１の犠牲膜６１及び第２の犠牲膜６２とは、互いに同じ膜厚となるように形成される。そして、この第２の犠牲膜６２の上層側に、貫通孔１１、支持梁３１及び開口部３２を備えた振動板１０の形状に対応するようにパターニングした第２のレジスト膜５２を成膜する。
【００２５】
次いで、図８（ｂ）及び図９に示すように、この第２のレジスト膜５２を介して第２の犠牲膜６２及び第２のポリシリコン膜４２をドライエッチングした後、第２のレジスト膜５２を除去して、図８（ｃ）に示すように、第２の犠牲膜６２の上層側に酸化シリコンからなる第３の犠牲膜６３をギャップ酸化膜として成膜する。この第３の犠牲膜６３は、貫通孔１１及び開口部３２の各々の内部に入り込むように形成される。次に、図１０（ａ）に示すように、第３の犠牲膜６３上に第３のレジスト膜５３を形成して、この第３のレジスト膜５３に対して、支持梁３１の開口部３２の上方側において当該開口部３２よりも僅かに大きく開口するように、且つ各電極２０に対応する領域が開口するようにパターニングする。その後、図１０（ｂ）に示すように、この第３のレジスト膜５３を介して下方側の第３の犠牲膜６３をドライエッチングする。また、図１０（ｃ）に示すように、このドライエッチングにより表面に露出した第１の犠牲膜６１及び第２の犠牲膜６２に対して、第３のレジスト膜５３を介してドライエッチングする。このエッチングにより、開口部３２の底面及び電極２０の形成領域において第１のポリシリコン膜４１が各々露出すると共に、第２のポリシリコン膜４２の上方側における開口部３２の周囲の領域が露出する。その後、第３のレジスト膜５３を除去する。
【００２６】
そして、図１１（ａ）に示すように、多結晶シリコンからなる第３のポリシリコン膜４３を形成して、この第３のポリシリコン膜４３にリンをドープする。既述の開口部３２の内部領域は、この第３のポリシリコン膜４３により埋め込まれる。しかる後、各電極２０、支持柱３３及び梁部１０ａ以外の領域が開口する第４のレジスト膜５４を形成し、図１１（ｂ）に示すように、第３のポリシリコン膜４３をドライエッチングする。また、第４のレジスト膜５４を残したまま、例えばフッ酸水溶液などのエッチング液にベース基板１上に形成された構造物をベース基板１と共に浸漬すると、このエッチング液が第３のポリシリコン膜４３の下方側や支持梁３１の周囲に回り込み、図１１（ｃ）に示すように、第３の犠牲膜６３が除去される。このウェットエッチングにより、既述の図３及び図４に示すように、第３の犠牲膜６３の膜厚に対応する分だけ、電極２０と振動板１０との間及び梁部１０ａと振動板１０との間に隙間領域が形成される。また、支持梁３１は、周囲の振動板１０から離間する。
【００２７】
しかる後、図１２（ａ）に示すように、第４のレジスト膜５４を除去すると共に、前記構造物を既述のエッチング液に浸漬すると、同図（ｂ）に示すように犠牲膜６１、６２が除去される。こうして支持梁３１及び振動板１０が第１のポリシリコン膜４１から浮いた状態となり、また振動板１０が支持柱３３により支持される。
【００２８】
上述の実施の形態によれば、ワイングラスモードで振動板１０が振動する輪郭振動型のディスク振動子において、振動板１０における振動の節となる位置（振動板１０の振動を阻害しない位置）に貫通孔１１を形成し、この貫通孔１１の内壁面とベース基板１（導電膜５）との間を接続するように支持部３０を設けている。そのため、振動板１０の外周側には支持部３０用のスペースが不要となる。また、貫通孔１１を形成したことによって振動板１０の剛性が低下して共振周波数が低くなるので、この振動板１０について貫通孔１１を形成しない場合と同じ共振周波数で発振させようとすると、貫通孔１１を形成したことに基づく共振周波数の低下量に対応する分だけ当該振動板１０の直径寸法が小さくて済む。従って、ディスク振動子を小型化することができる。
【００２９】
ここで、貫通孔１１の形成されている振動板と貫通孔１１の形成されていない振動板とを比べると、振動板の直径寸法が互いに同じであれば、貫通孔１１の形成されている振動板の方が共振周波数が低くなる。従って、共振周波数が低いディスク振動子を製造するにあたり、振動板に貫通孔１１を形成することによって、振動板１０の大型化を避けることができると言える。
そのため、以上説明したディスク振動子を電子部品（フィルタ）に適用することにより、小型の電子部品を得ることができる。
【００３０】
以下に、本発明のディスク振動子の他の例について説明する。図１３は、以上説明した本発明のディスク振動子を発振回路に組み込んだ電子部品（発振器）の電気回路の一例を示している。この例では、互いに直列に接続された２つのコンデンサＣ、Ｃとトランジスタ１０１とからなるコルピッツ回路を示しており、トランジスタ１０１のベース端子には、本発明のディスク振動子１００と可変コンデンサＣ１とからなる直列回路が接続されている。これらベース端子とディスク振動子１００との間の接続点には、電源部１０２が接続されており、トランジスタ１０１のコレクタ端子には、電気信号を取り出すための出力ポート１０３が接続されている。図２５中１０４は抵抗、１０５はインダクタンスである。
【００３１】
支持部３０については、既述の例では４箇所に配置したが、互いに対向するように２箇所に配置しても良いし、あるいは１箇所だけに設けても良い。図１４は、支持部３０を一箇所だけに設けた例を示している。
更に、支持梁３１について、振動板１０の外周側において各々支持されるように構成したが、図１５に示すように、振動板１０の内周側において支持されるように構成しても良い。従って、支持柱３３は、支持梁３１の外周側に配置される。
【００３２】
更にまた、支持梁３１を振動板１０の半径方向に沿って伸びるように配置したが、振動板１０の円周方向あるいは接線方向に延びるように配置しても良い。即ち、図１６に示すように、貫通孔１１における振動板１０の円周方向の一方側から他方側に向かって伸びるように支持梁３１を形成しても良い。この場合においても、支持梁３１は、貫通孔１１の内壁面から水平に伸び出すように構成される。
また、支持梁３１は、振動板１０の半径方向に沿って直線状に形成することに代えて、貫通孔１１内において曲線状に形成しても良い。
【００３３】
更に、ベース基板１上にシリコン膜２、酸化シリコン膜３及び窒化シリコン膜４を下側からこの順番で積層した構成について説明したが、例えば図１７に示すように、これらシリコン膜２、酸化シリコン膜３及び窒化シリコン膜４に代えて、ＰＥ−ＮＳＧ膜（シリコン酸化膜）２００及びＬＰ−ＳｉＮ膜（シリコン窒化膜）２０１を下側からこの順番で形成しても良い。
また、第１の電極２１、２１に対して信号の入力を行うにあたり、既述の例ではワイヤなどの導電路２３を用いたが、第１の電極２１、２１の下方側における第１のポリシリコン膜４１から水平方向に伸びる導電膜（図示せず）を形成し、この導電膜を介して信号を入力しても良い。
以上の例において、「支持梁３１が振動板１０の半径方向に沿って」形成されているとは、振動板１０の中心位置から外周側に向かって形成されていること以外にも、例えばディスク振動子を製造する時の製造ばらつきによって支持梁３１が僅かに半径方向からずれている場合も含まれる。
また、円形の振動板１０について説明したが、振動板１０は、楕円や四角形状あるいは三角形状などであっても良い。このような場合には、貫通孔１１は、振動板１０の節となる位置において、当該振動板１０の中心部側から外周部側に伸びる方向に形成される。
【符号の説明】
【００３４】
１ ベース基板
１０ 振動板
１１ 貫通孔
２０〜２２ 電極
３０ 支持部
３１ 支持梁
３２ 開口部
３３ 支持柱
４１〜４３ ポリシリコン膜
５１〜５４ レジスト膜
６１〜６３ 犠牲膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース基板上に支持部を介して支持されると共にバイアス電圧が印加される振動板を有する輪郭振動型の振動子において、
前記振動板をワイングラスモードで振動させるために、平面的に見て当該振動板を介して互いに対向するように配置された一対の入力電極と、
前記振動板の振動に基づく出力信号を取り出すために、平面的に見て当該振動板を介して互いに対向するように配置された一対の出力電極と、
前記振動板における振動の節となる位置に形成され、当該振動板を厚み方向に貫通する貫通孔と、を備え、
前記支持部は、前記貫通孔の内壁面と前記ベース基板との間を接続するように設けられていることを特徴とする振動子。
【請求項２】
前記一対の入力電極を結ぶと共に前記振動子を平面で見た時の中心を通る直線をＬとすると、前記貫通孔は、平面的に見た時に前記直線Ｌとのなす角度θが４５°となる位置において前記振動板の中心部側から外周部側に向かって伸びるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の振動子。
【請求項３】
前記支持部は、前記貫通孔における前記振動板の中心部側の内壁面あるいは外周部側の内壁面に接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の振動子。
【請求項４】
前記支持部は、前記振動板の周方向に互いに等間隔に離間するように４箇所に配置されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の振動子。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか一つに記載の振動子を備えたことを特徴とする電子部品。
【請求項１】
ベース基板上に支持部を介して支持されると共にバイアス電圧が印加される振動板を有する輪郭振動型の振動子において、
前記振動板をワイングラスモードで振動させるために、平面的に見て当該振動板を介して互いに対向するように配置された一対の入力電極と、
前記振動板の振動に基づく出力信号を取り出すために、平面的に見て当該振動板を介して互いに対向するように配置された一対の出力電極と、
前記振動板における振動の節となる位置に形成され、当該振動板を厚み方向に貫通する貫通孔と、を備え、
前記支持部は、前記貫通孔の内壁面と前記ベース基板との間を接続するように設けられていることを特徴とする振動子。
【請求項２】
前記一対の入力電極を結ぶと共に前記振動子を平面で見た時の中心を通る直線をＬとすると、前記貫通孔は、平面的に見た時に前記直線Ｌとのなす角度θが４５°となる位置において前記振動板の中心部側から外周部側に向かって伸びるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の振動子。
【請求項３】
前記支持部は、前記貫通孔における前記振動板の中心部側の内壁面あるいは外周部側の内壁面に接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の振動子。
【請求項４】
前記支持部は、前記振動板の周方向に互いに等間隔に離間するように４箇所に配置されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の振動子。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか一つに記載の振動子を備えたことを特徴とする電子部品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
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【図１０】
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【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１３−９８８４２（Ｐ２０１３−９８８４２Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４１２４３（Ｐ２０１１−２４１２４３）
【出願日】平成２３年１１月２日（２０１１．１１．２）
【出願人】（０００２３２４８３）日本電波工業株式会社 (1,148)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２日（２０１１．１１．２）
【出願人】（０００２３２４８３）日本電波工業株式会社 (1,148)
【Ｆターム（参考）】
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