水晶デバイスとその製造方法
【課題】本発明は、水晶振動子、水晶発振器さらにジャイロセンサ等として利用される小型で安定した振動特性を有する信頼性の高い水晶デバイスを提供し、さらに、加工精度に優れ、生産性に優れた水晶デバイスの製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】シリコンからなり凹部を備える蓋部材と、水晶からなり所定の周波数で振動する振動部とこの振動部を取り囲むようにして形成される枠部を備える水晶部材と、シリコンからなり凹部備え且つ一方の面から対向する他方の面に向かって形成された貫通電極を備える底部部材とを有しており、水晶部材が蓋部材と底部部材との間に接合される積層構造をなしている。さらに、水晶部材の振動部は、蓋部材に形成された凹部と底部部材に形成された凹部とで囲まれた密閉空間内に構成されている。
【解決手段】シリコンからなり凹部を備える蓋部材と、水晶からなり所定の周波数で振動する振動部とこの振動部を取り囲むようにして形成される枠部を備える水晶部材と、シリコンからなり凹部備え且つ一方の面から対向する他方の面に向かって形成された貫通電極を備える底部部材とを有しており、水晶部材が蓋部材と底部部材との間に接合される積層構造をなしている。さらに、水晶部材の振動部は、蓋部材に形成された凹部と底部部材に形成された凹部とで囲まれた密閉空間内に構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水晶振動子、水晶発振器さらにジャイロセンサ等として利用される小型で安定した振動特性を有する信頼性の高い水晶デバイスに関する。また、加工精度に優れ、生産性に優れた水晶デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０は従来の最も一般的な水晶デバイスの構成を示した図である。図１０に示すように従来の水晶デバイス４０は、セラミックスからなるパッケージ２４０の内側に電極４１５が形成された水晶振動片１３０が導電性接着剤等の接合材７００によって固定されている。
【０００３】
さらに、このパッケージ２４０の開口部には蓋部材３３０が接合材６００によって接合されており、これによりパッケージ２４０の内部は密閉状態に保たれている。なお、従来は蓋部材３３０にコバール等の金属材料やガラスを用いることが多かった。また接合材６００には、金・錫（ＡｕＳｎ）合金や銀（Ａｇ）等のろう材を使い、高温で加熱して行う溶融接合法によって接合していた。
【０００４】
また、水晶発振器やジャイロセンサとして利用する場合には、図１０に示す構成を形成した後に、別の工程で製造した集積化回路（一般にＩＣと称する。）を付け加えていた。
【０００５】
図１１は従来のシリコンからなるパッケージを用いた水晶デバイスの構成を示した図である。水晶発振器やジャイロセンサのようなＩＣを備えた水晶デバイスでは、ＩＣを形成したシリコン（Ｓｉ）ウェハーをパッケージに加工して用いる構成も提案されている（例えば特許文献１参照）。図１１に示す水晶デバイス５０では、シリコン（Ｓｉ）からなるパッケージ２３０の内側に電極４１５が形成された水晶振動片１３０が接合材７００によって固定されている。
【０００６】
さらに、このパッケージ２３０の開口部には蓋部材３３０が接合材６００によって接合されており、これによりパッケージ２３０の内部は密閉状態に保たれている。なお、図１１に示す水晶デバイス５０においても、蓋部材３３０にはコバール等の金属材料やガラスを用いることが多かった。
【０００７】
水晶デバイス５０に用いられるＳｉからなるパッケージ２３０には、外側にＩＣ５００が形成されている。さらに水晶振動片１３０に形成される電極４１５とＩＣ５００を電気的に接続するために、パッケージ２３０の内側からＩＣ５００に向かって貫通電極４００が形成されている。なお、このような構成からなるパッケージ２３０は、以下に示す方法によって製造されていた。
【０００８】
まず始めに、通常のＩＣ製造工程と同様にＳｉウェハー上にＩＣ５００を形成する。次に、ＩＣ５００が形成されたＳｉウェハーに凹部とＩＣ５００に貫通する穴をエッチング法によって加工する。その後、貫通した穴の内部に貫通電極４００をメッキ等によって形成する。最後に、所定の大きさに切り出してパッケージ２３０が完成する。
【０００９】
また近年の水晶デバイスの小型化要求に対応するのに有効な構成として、水晶デバイスと同じ大きさの水晶部材を、ガラスからなる２枚の平板（底部部材と蓋部材）で挟み込んで固定する構成も提案されている（例えば特許文献２参照）。図１２は従来の水晶部材をガラスからなる底部部材と蓋部材で挟み込む構造の水晶デバイスの構成を示した図である
。図１３は従来の水晶部材をガラスからなる底部部材と蓋部材で挟み込む構造の水晶デバイスの分解図である。
【００１０】
図１２及び図１３に示す水晶デバイス６０は、水晶部材１１０を底部部材２１０と蓋部材３１０で挟み込む構造をしている。底部部材２１０と蓋部材３１０は平坦なガラスからなる平板であり、水晶部材１１０は振動部１１０ａとその振動部１１０ａを取り囲む枠部１１０ｂとからなっている。なお、水晶部材１１０に備わる振動部１１０ａは枠部１１０ｂよりも薄く形成されており、さらに、水晶部材１１０の両面には電極４１５が形成されている。
【００１１】
これら水晶部材１１０、底部部材２１０、蓋部材３１０は、それぞれが重ね合わさって接合されるが、水晶部材１１０の振動部１１０ａは枠部１１０ｂより薄く形成されているため、実際には、図１２に示すように、水晶部材１１０の枠部１１０ｂと底部部材２１０の間、水晶部材１１０の枠部１１０ｂと蓋部材３１０の間で接合されることとなる。よって枠部１１０ｂで囲まれた内側にある振動部１１０ａは、密閉空間内で自由に振動することができる。
【００１２】
この水晶デバイス６０では底部部材２１０と蓋部材３１０にガラス材料を用いることで、接着剤を用いずに水晶部材１１０と陽極接合させている点が一つの特徴である。接着剤を用いないので、振動部１１０ａへの接着剤の付着を心配する必要が無く、且つ、接着剤の厚みの分だけ水晶デバイス６０の厚みを薄くする事ができる等の利点を有する。なお、この水晶デバイス６０を外部から電流を流して駆動させるには、水晶デバイス６０の側面に現れている電極４１５を使っておこなう。
【００１３】
このような構造からなる電子デバイス６０は、電子デバイス４０、５０のように小さな水晶振動片１３０を接合材７００によって固定する必要がないため、作業性が良好で小型化に適している。
【００１４】
【特許文献１】特開２００４−２１４７８７号公報（第４頁、図１）
【特許文献２】特開２０００−２２３６６９号公報（第４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
図１０に示す従来のセラミックスからなるパッケージ２４０に水晶振動片１３０を接合材７００によって固定する水晶デバイス４０の場合、水晶振動片１３０が小型化されればされるほど、作業性が悪くなるため、パッケージ２４０の内側に精度良く水晶振動片１３０を固定する事が難しくなる。その結果、水晶振動片１３０がパッケージ２４０の内壁や底面に接触して、振動不良を起こすことが多かった。
【００１６】
図１１に示すシリコンからなるパッケージ２３０を用いた水晶デバイス５０の場合でも、水晶振動片１３０が小型化されればされるほど、作業性が悪くなるため、パッケージ２３０の内側に精度良く水晶振動片１３０を固定する事が難しくなる。その結果、水晶振動片１３０がパッケージ２４０の内壁や底面に接触して、振動不良を起こすことが多かった。
【００１７】
以上のように、図１０、図１１に示される従来の水晶デバイス４０、５０は、いずれも小型化に適しておらず、且つ生産性も悪かった。
【００１８】
図１２に示す水晶部材１１０をガラスからなる２枚の平板（底部部材２１０と蓋部材３１０）で挟み込んで固定する構造の水晶デバイス６０の場合、水晶部材１１０は製品である水晶デバイス６０と同じ大きさで形成されるので、図１０、図１１に示される従来の水晶デバイス４０、５０に比べると水晶部材１１０の取り扱いは容易である。その結果、水晶デバイス６０が小型化されても、所定の位置に精度良く水晶部材１１０を固定することができ、信頼性の高い安定した振動を得ることができる。
【００１９】
しかしながら、図１２に示す水晶デバイス６０の場合、水晶部材１１０は振動部１１０ａと枠部１１０ｂとで厚みを異ならせる必要があるので振動部１１０ａの厚みを薄く加工しなければならず、その結果、水晶部材１１０の形成工程が複雑になり生産性が悪かった。
【００２０】
また、振動部１１０ａを薄く加工する工程で生じる面荒れや内部応力は、振動特性を悪化させる原因となり、その結果、水晶デバイス６０の信頼性は低かった。
【００２１】
水晶デバイス６０では底部部材２１０と蓋部材３１０にガラス材料を用いることで、接着剤を用いずに水晶部材１１０と陽極接合させている点が特徴のひとつであるが、逆に、底部部材２１０と蓋部材３１０にガラス材料を用いることで、多くの欠点も有している。例えば水晶発振器やジャイロセンサのようなＩＣを備える水晶デバイスの場合、ガラス上にはＩＣを形成することはできないので、別の工程で製造されたＩＣを水晶デバイス６０に接合して使わなくてはならない。よって、工程が多くなるので生産性が非常に悪い。
【００２２】
さらに、ガラスは非常に加工性が悪いので、水晶デバイス６０を所定の大きさにダイシングする工程において、割れや欠け等の不良を多く発生させていた。このことも生産性を悪化させる要因の一つであった。
【００２３】
本発明の目的は、小型化に適し、発振周波数のばらつきが少なく安定した振動特性を有する信頼性の高い水晶デバイスを提供することにある。
【００２４】
さらに、加工精度が高く、且つ大量生産が可能で、生産性が良好な水晶デバイスの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
上記課題を解決するために、本発明の水晶デバイスは、水晶の圧電振動を利用した水晶デバイスにおいて、シリコンからなり凹部を備える蓋部材と、水晶からなり所定の周波数で振動する振動部とその振動部を取り囲うようにして形成される枠部を備える水晶部材と、シリコンからなり凹部を備え、且つ一方の面から対向する他方の面に向かって形成された貫通電極を備える底部部材を有しており、その水晶部材が蓋部材と底部部材との間に接合される積層構造をなしていることを特徴としている。
【００２６】
さらに、底部部材の接合面、水晶部材の枠部における接合面、蓋部材の接合面には、それぞれに金属膜が形成されるのが望ましい。
【００２７】
さらには、金属膜はＡｕ膜、もしくは表面がＡｕ膜の積層膜であるのが望ましい。
【００２８】
さらに、水晶部材の振動部は、蓋部材に形成された凹部と底部部材に形成された凹部とで囲まれた密閉空間内に収容されるのが望ましい。
【００２９】
さらに、底部部材に形成される貫通電極は、水晶部材に形成され振動部を振動させるための水晶側電極に電気的に接続されているのが望ましい。
【００３０】
さらに底部部材にＩＣが形成されているのが望ましい。
【００３１】
また、上記課題を解決するために、本発明の水晶デバイスの製造方法は、水晶の圧電振動を利用した水晶デバイスの製造方法において、水晶からなり所定の周波数で振動する複数の振動部を備える水晶基板を、シリコンからなり複数の凹部を備える蓋基板と、シリコンからなり複数の凹部を備え、且つ一方の面から対向する他方の面に向かって形成された貫通電極を備える底部基板とで挟み込んで接合する接合工程と、接合された蓋基板、水晶基板、底部基板を水晶デバイスの大きさに切断するダイシング工程を有することを特徴としている。
【００３２】
さらに、底部基板の接合面、水晶基板の接合面、蓋基板の接合面のそれぞれに金属膜を形成し、且つ、これらの金属膜同士を接合させるのが望ましい。
【００３３】
さらには、金属膜はＡｕ膜、または表面がＡｕ膜の積層膜であるのが望ましい。
【００３４】
さらに、接合工程において、水晶基板の振動部を、蓋基板に形成された凹部と底部基板に形成された凹部とで囲まれた密閉空間内に配置させるのが望ましい。
【００３５】
さらに、接合工程において、底部基板に形成される貫通電極と水晶基板に形成され振動部を振動させるための水晶側電極を、電気的に接続させるのが望ましい。
【００３６】
さらに、接合工程において、表面活性化接合法を用いて接合するのが望ましい。
【００３７】
さらに、水晶基板は、水晶ウェハーを所定の厚みに研磨する工程と、水晶基板の外形形状をエッチング法によって形成する工程と、フォトリソグラフィー法によって水晶側電極を形成する工程を有する方法で形成されるのが望ましい。
【００３８】
さらに、底部基板は、ＳｉウェハーにＩＣを形成する工程と、Ｓｉウェハーを加工して凹部と貫通電極用穴を形成する工程と、その貫通電極用穴の内部に貫通電極を形成しＩＣと電気的に接続する工程と、貫通電極の端部に接続される配線電極を形成する工程有する方法で形成されるのが望ましい。
【００３９】
さらに、底部基板の凹部は、エッチング法によって形成されるのが望ましい。
【００４０】
さらに、蓋基板の凹部は、エッチング法によって形成されるのが望ましい。
【００４１】
さらに、底部基板の一部に金属膜を形成し、水晶基板の一部に金属膜を形成し、蓋基板の一部に金属膜を形成し、且つ、それら金属膜同士を接合させるのが望ましい。
【００４２】
さらには、金属膜はＡｕ膜、もしくは表面がＡｕ膜の積層膜であるのが望ましい。
【００４３】
（作用）
本発明の水晶デバイスでは、シリコンからなり凹部を備える蓋部材と、シリコンからなり凹部を備え、且つ一方の面から対向する他方の面に向かって形成された貫通電極を備える底部部材の間に、所定の周波数で振動する振動部とその振動部を取り囲むようにして形成される枠部を備える水晶部材を配置させ、水晶部材の枠部を蓋部材と底部部材とで挟み込んで接合し、積層構造にしている。
【００４４】
小片化された水晶振動片をパッケージの内側に落とし込んで接合する従来の水晶デバイ
スに比べて作業性が良好なため、水晶部材を精度良く接合することができ、振動部が他の部材と接触して起こる振動不良を無くすことができる。
【００４５】
また、蓋部材に形成された凹部と底部部材に形成された凹部とを対向させて配置し大きな密閉空間を形成し、その内側に水晶部材の振動部を配置させるので、蓋部材と底部部材が振動部と接触する危険性を極力抑えることができる。その結果、従来の水晶デバイスのように水晶部材の振動部を薄く加工する必要が無くなるので、加工工程に生じる振動部の面荒れや内部応力は無くなり、振動特性を安定化させることができる。
【００４６】
さらに、底部部材には貫通電極が形成されており、この貫通電極と水晶部材に形成された水晶側電極を直接もしくは間接的に接続させることで、水晶デバイスを完成させた後、貫通電極を介して、外部から水晶部材に電圧をかけることが可能である。
【００４７】
また、底部部材の接合面に金属膜を形成し、水晶部材の枠部にも同様の金属膜を形成することで、それら金属膜同士を表面活性化接合法によって接合させることが可能となる。その結果、底部部材と水晶部材を強固に接合することができる。
【００４８】
さらに同様に、蓋部材の接合面に金属膜を形成し、水晶部材の枠部に金属膜を形成することで、それら金属膜同士を表面活性化接合法によって接合させることができる。その結果、蓋部材と水晶部材を強固に接合することができる。
【００４９】
なお、表面活性化接合法はＡｕとＡｕの接合の場合、非常に接合強度が高くなることが知られており、金属膜として表面がＡｕからなる膜を用いれば、金属膜を介して非常に強固に底部部材と水晶部材、及び蓋部材と水晶部材を接合することができる。
【００５０】
さらに、底部部材はシリコンからなっているので、一般に行われているＩＣ製造工程を使って、底部部材上にＩＣを形成することも可能である。また、底部部材に形成される貫通電極を介して、ＩＣと水晶部材の間で電気信号のやり取りを行うことも可能である。
【００５１】
また、本発明の水晶デバイスの製造方法では、まず始めに、水晶からなり所定の周波数で振動する複数の振動部を備える水晶基板を、シリコンからなり複数の凹部を備える蓋基板と、シリコンからなり複数の凹部を備え、且つ一方の面から対向する他方の面に向かって形成された貫通電極を備える底部基板とで挟み込んで接合する。その後、蓋基板、水晶基板、底部基板が接合された三層構造の部材を水晶デバイスの大きさに切断することで、複数の水晶デバイスを同時に形成することが可能である。そのため、大量生産に適しており、生産性が非常に高い。
【００５２】
また、蓋基板に形成された凹部と底部基板に形成された凹部と対向させて配置し大きな密閉空間を形成し、その内側に水晶基板の振動部を配置させることで、振動部が蓋基板や底部基板と接触する危険性を極力抑えることができる。
【００５３】
さらに、蓋基板に形成された複数の凹部の間隔と、底部基板に形成された複数の凹部の間隔と、水晶基板に形成された複数の振動部の間隔が、ともに一致していれば、少なくとも２箇所位置合わせすることにより、同時にすべてを正確に配置させることが可能である。そのため、非常に生産性が良好である。
【００５４】
また、本発明の水晶デバイスの製造方法では、底部基板と水晶基板の接合工程で、底部基板に形成される複数の貫通電極と水晶基板に形成される複数の水晶側電極の接続も一緒に行う。一回の接合工程で同時に複数の電気的接続を行ってしまうので、非常に効率が良く、生産性が高い。
【００５５】
また、蓋基板と水晶基板と底部基板を接合する工程において、常温での接合が可能な表面活性化接合法を用いることで、水晶基板に熱的なダメージを与える心配が無くなり、その結果信頼性が高まる。また、ＩＣを備える水晶発振器やジャイロセンサのような水晶デバイスの場合、ＩＣにも熱的なダメージを与える心配が無く、さらに信頼性が高まる。
【００５６】
また本発明の水晶デバイスの製造方法において、水晶基板は、水晶ウェハーを所定の厚みに研磨する工程と、水晶基板の外形形状をエッチング法によって形成する工程と、フォトリソグラフィー法によって水晶側電極を形成する工程によって形成される。
【００５７】
水晶ウェハーの表面を研磨することで、表面が平滑になり、表面にあるダメージ層を除去することができ、且つ厚みを所定の厚みにすることができるので、安定した振動特性を有する水晶基板が得られる。
【００５８】
またエッチング法によって所定の外形形状に加工することで非常に微細な形状を形成することができ、今後進むと考えられる水晶デバイスの小型化にも対応可能である。
【００５９】
またＬＳＩ分野の配線形成に使われるフォトリソグラフィー法を用いて水晶側電極を形成することで、高密度で高精細の電極を形成できるので、小型化に適している。
【００６０】
さらに本発明の水晶デバイスの製造方法において、底部基板は、ＳｉウェハーにＩＣを形成する工程と、Ｓｉウェハーを加工して凹部と貫通電極用穴を形成する工程と、その貫通電極用穴の内部に貫通電極を形成しＩＣと電気的接続する工程と、貫通電極の端部に接続される配線電極を形成する工程によって形成される。
【００６１】
Ｓｉウェハー上にＩＣを形成する工程は、通常のＩＣを製造する工程であり、信頼性は確立されており、且つ生産性も高い。さらに、従来あるＩＣ製造ラインをそのまま利用できるので新たな設備投資をする必要も無い。
【００６２】
また、Ｓｉウェハーを加工して凹部と貫通電極用穴を形成する工程は、近年盛んに技術開発が進められているＭＥＭＳ技術を利用して行われる。ＭＥＭＳ技術を用いることでＳｉウェハー上に非常に微細で精度の高い加工を施すことが可能であり、小型化に適している。
【００６３】
また、あけられた貫通電極用穴の内側に貫通電極を形成し、底部基板に形成されたＩＣと電気的に接続させ、さらにＩＣが形成される面の裏側の面に配線電極を形成することで、ＩＣの電気信号を、貫通電極を介して、ＩＣが形成された面の裏側の面にある配線電極まで伝えることが可能になる。すなわち、底部基板の一方の面側から他方の面側に電気的に導通させることが可能になる。
【００６４】
また、微細で加工精度の高いエッチング法を用いて底部基板の凹部や蓋基板の凹部を形成すれば、非常に微細な凹部を加工精度良く形成することができ、水晶デバイスの小型化が容易になる。
【００６５】
また、底部基板の一部に金属膜を形成し、且つ水晶基板の一部にも同様の金属膜を形成することで、それら金属膜同士を表面活性化接合法によって接合させることが可能となる。その結果、底部基板と水晶基板を強固に接合することができる。
【００６６】
さらに同様に、蓋基板の一部の金属膜を形成し、且つ水晶基板の一部に金属膜を形成することで、それら金属膜同士を表面活性化接合法によって接合させることができる。その
結果、蓋基板と水晶基板を強固に接合することができる。
【００６７】
なお、表面活性化接合法はＡｕとＡｕの接合の場合、非常に接合強度が高くなることが知られており、金属膜として表面がＡｕからなる膜を用いれば、非常に強固に底部基板と水晶基板、及び蓋基板と水晶基板を接合することができる。
【発明の効果】
【００６８】
本発明によれば、小型化に適し、発振周波数のばらつきが少なく安定した振動特性を有する信頼性の高い水晶デバイスを提供することが可能である。さらに、加工精度が高く、且つ大量生産が可能で、生産性が良好な水晶デバイスの製造方法を提供することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６９】
（第１の実施形態）
図１は本発明のＩＣと貫通電極を備える水晶デバイスの断面図である。図２は本発明のＩＣと貫通電極を備える水晶デバイスの分解斜視図である。本発明のＩＣ５００と貫通電極４００を備える水晶デバイス１０は大きく分けて三つの主要部材（水晶部材１００、底部部材２００、蓋部材３００）からなっている。以下に各部材の構成について詳しく説明する。
【００７０】
まず、第一の主要部材である水晶部材１００は、図２に示すように振動部１００ａとその周りを取り囲むようにして形成される枠部１００ｂからなっており、振動部１００ａと枠部１００ｂは同じ厚みで構成されている。さらに振動部１００ａの表面には振動部１００ａを振動させるための水晶側電極４１０が形成され、枠部１００ｂの表面には底部部材２００や蓋部材３００との接合時に接合強度を強化させる役目をする金属膜４３０、４４０が形成されている。
【００７１】
本実施形態では、水晶側電極４１０、金属膜４３０、４４０はいずれも同一の膜構成をしており、下層が０．０３μｍ厚のクロム（Ｃｒ）膜、上層が０．１５μｍ厚の金（Ａｕ）膜からなる積層膜でできている。
【００７２】
第二の主要部材である底部部材２００は、シリコン（Ｓｉ）からなる板状の部材であり、一方の面側には凹部２５００が形成され、その凹部２５００の裏側の面にはＩＣ５００が形成されている。また、ＩＣ５００から凹部２５００に向かって底部部材２００を貫通するようにして貫通電極４００が形成されており、さらにその貫通電極４００の凹部２５００側には配線電極４２０が形成されている。
【００７３】
配線電極４２０は凹部２５００の底面２００ａからその上段の接合面２００ｂに向けてパターン化して配線されており、その先で水晶部材１００に形成される水晶側電極４１０と接続される。また、底部部材２００の接合面２００ｂには、水晶部材１００との接合時に接合強度を強化させる役目をする金属膜４５０が形成されている。本実施形態では、配線電極４２０、金属膜４５０はいずれも同一の膜構成をしており、下層が０．０３μｍ厚のＣｒ膜、上層が０．１５μｍ厚のＡｕ膜からなる積層膜でできている。
【００７４】
第三の主要部材である蓋部材３００は、シリコン（Ｓｉ）からなる板状の部材であり、一方の面側には凹部３５００が形成されている。さらに水晶部材１００と接合される面には金属膜４６０が形成されている。本実施形態では、金属膜４６０は下層が０．０３μｍ厚のＣｒ膜、上層が０．１５μｍ厚のＡｕ膜からなる積層膜でできている。
【００７５】
これら三つの部材は、水晶部材１００に形成される金属膜４４０と底部部材２００に形
成される金属膜４５０が接合され、さらに水晶部材１００に形成される金属膜４３０と蓋部材３００に形成される金属膜４６０が接合されることによって一体化される。
【００７６】
なお、水晶部材１００上の金属膜４４０と底部部材２００上の金属膜４５０を接合する時には、同一構成で同一面に形成されている水晶側電極４１０と配線電極４２０も同時に接合されることとなる。本発明の構成では、このように接合工程で同時に水晶側電極４１０と配線電極４２０の接続も行うことができるので、生産効率が良く、生産性が良好である。
【００７７】
また本発明の水晶デバイス１０の構成において、底部部材２００に形成される凹部２５００と蓋部材３００に形成される凹部３５００は、それぞれが対向するようにして配置される。そのため、三つの部材を接合した後にはその内部に凹部２５００と凹部３５００で囲まれる大きな密閉空間が形成されることとなる。なお接合工程を真空中もしくは一定の圧力雰囲気中で行えばこの密閉空間を真空状態もしくは一定の気圧状態にすることが可能である。
【００７８】
本発明の水晶デバイス１０では、その密閉空間に水晶部材１００の振動部１００ａを配置させることで、振動部１００ａの振動時に蓋部材と底部部材が振動部と接触する危険性を極力抑えることができる。また、この密閉空間を真空状態もしくは一定の気圧状態にすることにより、振動部１００ａを安定して振動させることが可能である。このように、本発明の水晶デバイス１０の構成によれば、従来よりも振動特性の安定させることができ信頼性を高めることができる。
【００７９】
また本発明の水晶デバイス１０の構成では、ＩＣ５００は水晶部材１００の振動部１００ａとは全く別の空間に配置されており、貫通電極４００によって、電気的につながっている。このような構成により、ＩＣ５００と振動部１００ａの間で影響し合うようなノイズ等を極力少なくすることができるので、信頼性が高いという利点も有している。
【００８０】
以上の構成からなる本発明の水晶デバイス１０は、以下に示す製造方法によって製造することが可能である。図３は本発明の水晶デバイスの製造方法を示した図である。
【００８１】
本発明の水晶デバイス１０の製造方法は、図３（ａ）に示す複数の振動部１００ａを有する水晶基板１０００、複数の凹部２５００を有する底部基板２０００、複数の凹部３５００を有する蓋基板３０００を形成する基板形成工程と、図３（ｂ）に示す底部基板２０００と蓋基板３０００の間に水晶基板１０００を挟み込んで接合する基板接合工程と、図３（ｃ）に示す接合された底部基板２０００、水晶基板１０００、蓋基板３０００を水晶デバイス１０の大きさに切断するダイシング工程とを有した製造方法である。
【００８２】
まず始めに、図３（ａ）に示す基板形成工程における蓋基板３０００の形成方法について説明する。図４は本発明の水晶デバイスの製造方法における蓋基板の形成方法を示した図である。図４（ａ）に示すように蓋基板３０００は一定の厚みで表面が平滑なシリコンウェハー（Ｓｉウェハー３２００）から作られていく。本実施形態では、厚みが３００μｍで表面がポリッシング加工されたＳｉウェハー３２００を用いた。
【００８３】
次に、図４（ｂ）に示すように、そのＳｉウェハー３２００の一方の面側の所定の位置に、エッチング法によって所定の深さの凹部３５００を加工し蓋基板３０００を形成する。
【００８４】
本実施形態では、幅１．２ｍｍ×奥行き１．６ｍｍ×深さ０．１５ｍｍの凹部３５００を、蓋基板３０００上に一定の間隔Ｐ１で、５００個形成した（図４は蓋基板３０００の
一部を拡大し、二つの凹部３５００のみを表示した図である。）。なお、本実施形態ではエッチング法としてドライエッチング法を利用したが、ウェットエッチング法で凹部３５００を形成してもかまわない。
【００８５】
さらに、図４（ｃ）に示すように、蓋基板３０００の凹部３５００が形成された側の接合面３００ｂに金属膜４６０を形成する。なお接合面３００ｂとは図４（ｂ）で凹部３５００加工されなかった面である。本実施形態では、スパッタリング法によって、下層が０．０３μｍのＣｒ膜で、上層が０．１５μｍのＡｕ膜からなる金属膜４６０を形成した。
【００８６】
次に、図３（ａ）に示す基板形成工程における水晶基板１０００の形成方法について説明する。図５は本発明の水晶デバイスの製造方法における水晶基板の形成方法を示した図である。図５（ａ）に示すように水晶基板１０００は一定の厚みで表面が平滑な水晶ウェハー１４００から作られていく。水晶ウェハー１４００は作業性や輸送のしやすさを考慮して、ある程度の厚みをもって作られるのが一般的であり、通常は１００μｍ以上の厚みで作られる。
【００８７】
しかしながら、水晶デバイス１０として利用する場合、板厚は振動特性を決定する大きな要素の一つであるので、希望する振動特性が得られるように、厚みを調整する必要がある。本発明の製造方法では、図５（ｂ）に示すように、水晶ウェハー１４００をエッチング法によって所定の厚みの水晶ウェハー１２００に薄く加工する。本実施形態では、１００μｍの厚みの水晶ウェハー１４００を、５０μｍの厚みの水晶ウェハー１２００に加工した。
【００８８】
さらに、図５（ｃ）に示すように、水晶ウェハー１２００をフォトリソグラフィー法とウェットエッチング法によって、所望の振動部１００ａを備える水晶基板１０００に加工する。フォトリソグラフィー法とウェットエッチング法の組合せは、非常に微細な形状を形成するのに適した加工法であり、水晶デバイス１０の小型化には有効な手段である。
【００８９】
本実施形態では、振動部１００ａを、水晶基板１０００上に、蓋基板３０００の凹部３５００と同じ間隔Ｐ１で、５００個形成した（図５は水晶基板１０００の一部を拡大し、二つの振動部１００ａのみを表示した図である。）。なお、本実施形態ではウェットエッチング法で水晶基板１０００を形成したが、ドライエッチング法、サンドブラスト法、レーザー加工法等を用いて形成してもかまわない。
【００９０】
最後に、図５（ｄ）に示すように、水晶基板１０００の振動部１００ａの所定の位置に水晶側電極４１０を形成し、その周囲の底部基板２０００や蓋基板３０００と接合される部分に金属膜４３０、４４０を形成する。なお水晶側電極４１０と金属膜４３０、４４０とは、電気的に導通しないようにして形成する。本実施形態では、スパッタリング法によって、下層が０．０３μｍのＣｒ膜で、上層が０．１５μｍのＡｕ膜からなる水晶側電極４１０、金属膜４３０、４４０を形成した。
【００９１】
次に、図３（ａ）に示す基板形成工程における底部基板２０００の形成方法について説明する。図６は本発明の水晶デバイスの製造方法における底部基板の形成方法を示した図である。底部基板２０００の形成においては、まず始めに一定の厚みで表面が平滑なＳｉウェハー２２００を用意し、図６（ａ）に示すように、そのＳｉウェハー２２００の一方の面にＩＣ５００を形成する。
【００９２】
Ｓｉウェハー２２００上にＩＣ５００を形成する工程は、一般にＬＳＩ分野で行われているＩＣ製造工程と何ら変わらない。よって、通常のＩＣ製造ラインをそのまま流用でき
るため、生産性が良好で、且つ特性の安定した信頼性の高いＩＣ５００を形成することができる。なお本実施形態では、厚みが３００μｍで表面がポリッシング加工されたＳｉウェハー２２００を用いた。
【００９３】
次に図６（ｂ）に示すように、Ｓｉウェハー２２００のＩＣ５００が形成されている面の裏側の面の所定の位置に、エッチング法によって所定の深さの凹部２５００を加工し、底部基板２１００を形成する。本実施形態では、幅１．２ｍｍ×奥行き１．２ｍｍ×深さ０．１５ｍｍの凹部２５００を、底部基板２１００上に一定の間隔Ｐ１で、５００個形成した。
【００９４】
さらに、図６（ｃ）に示すように、凹部２５００の内側にＩＣ５００に到達する貫通穴２５１０を加工し、底部基板２０００を形成する。なお、本実施形態では、直径が１００μｍの開口部からなる貫通穴２５１０をドライエッチング法によって形成した。その次に、図６（ｄ）に示すように、貫通穴２５１０の内部に貫通電極４００を形成する。これにより、ＩＣ５００の電気信号を凹部２５００の内側まで伝達させることが可能となる。なお、本実施形態ではメッキ法によって貫通電極４００を形成した。
【００９５】
最後に、図６（ｅ）に示すように、底部基板２０００の凹部２５００が形成された側の接合面２００ｂに金属膜４５０を形成し、さらに貫通電極４００の凹部２５００側の端部から接合面２００ｂにかけて所定の形状で配線電極４２０を形成する。なお配線電極４２０と金属膜４５０は、電気的に導通しないようにして形成する。本実施形態では、下層が０．０３μｍのＣｒ膜で、上層が０．１５μｍのＡｕ膜からなる配線電極４２０と金属膜４５０を、スパッタリング法によって形成した。
【００９６】
次に、図３（ｂ）に示す基板接合工程について説明する。図７は本発明の水晶デバイスの製造方法における接合工程の接合前と接合後を示した図である。図４、図５、図６に示す方法で形成された三つの基板（蓋基板３０００、水晶基板１０００、底部基板２０００）は図７（ａ）に示す位置関係で位置合わせされて接合工程が行われる。詳しくは、蓋基板３０００の凹部３５００と底部基板２０００の凹部２５００が対向するようにして配置され、その間に水晶基板１０００の振動部１００ａが挟まれるような位置関係である。
【００９７】
図７（ａ）は蓋基板３０００、水晶基板１０００、底部基板２０００の一部を拡大して描かれているため、一つの凹部３５００、一つの振動部１００ａ、一つの凹部２５００しか描かれていないが、本実施形態では、各基板にそれぞれ５００個ある凹部３５００、振動部１００ａ、凹部２５００をすべてこの位置関係で位置合わせする。
【００９８】
なお本実施形態では、蓋基板３０００に形成される各凹部３５００の間隔と、水晶基板１０００に形成される各振動部１００ａの間隔と、底部基板２０００に形成される各凹部２５００の間隔が、いずれも同一の間隔Ｐ１で形成されているので、少なくとも２箇所位置合わせを行えば、５００個ある凹部３５００、振動部１００ａ、凹部２５００すべてが同時に位置合わせされる。
【００９９】
このように本発明の水晶デバイスの製造方法では、各基板の構成部を同じ間隔で形成することで位置合わせを簡略化できるので、生産性が非常に良好であり、大量生産に適している。
【０１００】
図７（ａ）に示す位置関係で位置合わせされた蓋基板３０００、水晶基板１０００、底部基板２０００は、図７（ｂ）に示すように重ね合わせて、表面活性化接合法によって接合される。表面活性化接合法は、部材の表面をプラズマで活性化させて、その活性エネルギーで接合を行う方法であり、常温での接合が可能な点が大きな特徴である。
【０１０１】
本発明の本実施形態に示す水晶デバイス１０は、高温での加熱によって破壊する恐れのあるＩＣ５００を有しているので、高温で加熱して接合する溶融接合法等は利用することはできない。本発明のように常温での接合が可能な表面活性化接合法を用いれば、ＩＣ５００を高温状態にさらすことがないので、ＩＣ５００を破壊や特性劣化から守ることができ、高い信頼性を得られる。
【０１０２】
なお、表面活性化接合法はいかなる材料同士でも接合できるわけではない。例えばＳｉとＳｉＯ２、ＳｉＯ２とＳｉＯ２等を接合させることは難しく、仮に接合できたとしても接合強度は著しく低い。接合が可能で接合強度を高くできる材料の組み合わせとしては、ＳｉとＳｉ、ＳｉとＡｌ２Ｏ３、ＡｕとＡｕ、ＡｇとＡｇ、ＰｔとＰｔ、ＣｕとＣｕ、ＡｌとＡｌ等の組み合わせが挙げられる。
【０１０３】
本発明の水晶デバイス１０は底部基板２０００と蓋基板３０００はＳｉであるが、間に挟まれる水晶基板１０００は水晶（ＳｉＯ２）であり、そのままでは表面活性化接合法を使って接合することはできない。また仮に接合できたとしても接合強度は低い。そこで本発明では、接合面に表面がＡｕである金属膜４３０、４４０、４５０、４６０を形成し、表面活性化接合法で高い接合強度が得られるＡｕとＡｕの組み合わせで接合を行うようにした。その結果、高い接合強度で底部基板２０００と水晶基板１０００、さらに蓋基板３０００と水晶基板１０００を接合することができた。
【０１０４】
なお、前記でも示したように接合が可能で接合強度を高くできる材料の組み合わせは、ＡｕとＡｕに限られるわけではない。よって本発明では、金属膜４３０、４４０、４５０、４６０として、Ａｕの代わりに、例えばＡｇ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｌ等を用いても、同様の効果を得ることができる。
【０１０５】
また、本発明の水晶デバイス１０の構成によれば、水晶基板１０００の振動部１００ａに形成される水晶側電極４１０も、底部基板２０００に形成される配線電極４２０も、金属膜４３０、４４０、４５０、４６０と同様に表面がＡｕからなる膜で構成されている。よって金属膜４３０、４４０、４５０、４６０が接合されるのと同時に、水晶電極４１０と配線電極４２０の接続も行われる。このように本発明の水晶デバイスの製造方法は、接合工程において電極の接続も同時に行うことができるので、工程が簡略化でき、生産性に優れている。
【０１０６】
さらに、表面活性化接合法は、プラズマを発生させる程度の真空中で接合がなされるという点も、本発明の水晶デバイス１０にとって非常に大きな利点である。一般的に水晶デバイス１０は振動部１００ａを振動しやすくするために、真空雰囲気中に振動部１００ａを設置させる。そうすることで、空気抵抗による振動エネルギーの損失を少なくでき、振動特性に優れ、高い信頼性を得ることができるからである。
【０１０７】
表面活性化接合法を用いた本発明の接合工程では、真空状態で接合がなされるため、接合後に形成される底部基板２０００の凹部２５００と蓋基板３０００の凹部３５００とで囲まれた密閉空間内を自動的に真空状態にすることができる。その結果、その密閉空間内に設置された振動部１００ａは空気抵抗によって振動エネルギーを損失させることなく振動することができ、振動特性に優れ、高い信頼性を有する水晶デバイス１０を得ることができる。
【０１０８】
なお、本発明の接合工程によれば、図７（ａ）で精度良く位置合わせされ、且つ平坦な接合面を有する各基板（蓋基板３０００、水晶基板１０００、底部基板２０００）でよって重ね合わせられるので、水晶基板１０００の振動部１００ａが所定の位置に対して傾い
て固定される危険性はほとんど無い。非常に精度良く振動部１００ａを固定させることが可能である。
【０１０９】
また、水晶基板１０００の振動部１００ａは、底部基板２０００の凹部２５００と蓋基板３０００の凹部３５００とで囲まれた広い密閉空間内に設置されるため、振動によって振動部１００ａが他の部材と接触する危険性は極力低い。このような点においても本発明よれば信頼性の高い水晶デバイス１０を得ることができる。
【０１１０】
以上のような接合工程によって、図３（ｂ）に示す三つの基板（蓋基板３０００、水晶基板１０００、底部基板２０００）が接合された積層基板５０００が完成する。本実施形態では、厚さ３００μｍの蓋基板３０００と、厚さ５０μｍの水晶基板１０００と、厚さ３００μｍの底部基板２０００を接合したので、総厚が６５０μｍの積層基板５０００が出来上がった。
【０１１１】
次に、図３（ｃ）に示すダイシング工程について説明する。本工程では、図３（ｂ）で形成された積層基板５０００を所定の水晶デバイス１０の大きさに切断し、蓋部材３００、水晶部材１００、底部部材２００が積層してなる水晶デバイスが完成する。本実施形態では、積層基板５０００を格子状に切断して、幅２ｍｍ×奥行き２．５ｍｍ×高さ０．６５ｍｍの大きさの水晶デバイス１０を５００個、完成させた。
【０１１２】
（第２の実施形態）
図８は本発明の配線電極がＩＣと直接接続される水晶デバイスの断面図である。図８に示す水晶デバイス２０は、配線電極４２５を底部部材２００の貫通穴の内壁にも形成して、ＩＣ５００と水晶側電極４１０を配線電極４２５で直接配線した実施形態である。
【０１１３】
水晶デバイス２０では、このように配線電極４２５が、貫通電極として役目もなしている。よって、本実施形態の水晶デバイス２０も、本発明の特徴の一つである、シリコンからなり凹部を備え、且つ一方の面から対向する他方の面に向かって形成された貫通電極を備える底部部材を有する構成である。
【０１１４】
なお、蓋部材３００と水晶部材１００、水晶部材１００と底部部材２００は、図１に示す水晶デバイス１０と同様に、金属膜４６０と金属膜４３０、金属膜４５０と金属膜４４０の間で表面活性化接合した。
【０１１５】
図１に示す水晶デバイス１０のように、貫通電極４００によって貫通穴２５１０を埋めなくても、本実施形態の水晶デバイス２０は貫通穴２５１０の一方がＩＣ５００で塞がれているので、蓋部材３００の凹部３５００と底部部材２００の凹部２５００とで囲まれた空間を密閉空間にすることができ、その結果、水晶デバイス１０と同様に、密閉空間内を真空雰囲気にすることが可能である。
【０１１６】
よって本実施形態の水晶デバイス２０においても、水晶部材１００の振動部１００ａは空気抵抗によって振動エネルギーを損失させることなく振動することができ、優れた振動特性を得ることができる。
【０１１７】
水晶デバイス２０では、貫通穴２５１０を埋めるような貫通電極４００を形成する必要がない。よって水晶デバイス２０を製造するにあたり、図６に示す底部基板２０００の形成において、図６（ｄ）の貫通電極４００を形成する工程を無くすことができる。図６（ｃ）で貫通穴２５１０の形成を行った後に、貫通穴２５１０内及び所定の位置に配線電極４２５を形成すればよい。このように水晶デバイス２０は、製造工程がより簡略化し、生産性がより向上する。
【０１１８】
（第３の実施形態）
図９は本発明の水晶デバイスの一応用例である水晶振動子の断面図である。図９に示す水晶振動子３０は、Ｓｉからなり凹部３５００を有する蓋部材３００と、水晶からなり振動部１００ａと振動部１００ａを取り囲むようにして形成される枠部を備える水晶部材１００と、Ｓｉからなり凹部２５００と貫通電極４００を備える底部部材２００が、接合された積層構造をなしている。なお本実施形態の水晶振動子３０において、貫通電極４００は振動部１００ａに外部から電気的信号を送るための配線もしくは接続端子の役目をなす。
【０１１９】
図９に示すようなＩＣ５００を備えない水晶振動子３０の場合、高温での加熱によって破壊する恐れのあるＩＣ５００が無いので、高温で加熱しなければならない接合法、例えば溶融接合法等を使うことが可能である。そこで、本実施形態では、ＡｕＳｎ合金からなる接合材６００を使った溶融接合法で蓋部材３００、水晶部材１００、底部部材２００を接合した。
【０１２０】
なお、本実施形態の水晶振動子３０では、Ｓｉと水晶を接合することが可能な溶融接合法を用いたので、図１の水晶デバイス１０で備わる金属膜４３０、４４０、４５０、４６０は形成しなかった。
【０１２１】
さらに、本実施形態では、水晶側電極４１０と配線電極４２０の間にもＡｕＳｎ合金からなる接合材６００を配し、接合工程において水晶側電極４１０と配線電極４２０の接続も同時に行った。そのため、生産効率が良く、生産性も良好であった。
【０１２２】
なお、図９に示す水晶振動子３０も、図３に示す本発明の水晶デバイスの製造方法で製造することができる。図３（ｂ）に示す基板接合工程で溶融接合法を用いればよい。この製造方法によれば、大量の水晶振動子３０を一括して製造するので非常に生産性が高く、さらに、水晶振動子３０が小型化されても大きな基板の状態で工程を流せるので、加工不良が少なく、その結果、小型で信頼性の高い水晶振動子３０を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】本発明のＩＣと貫通電極を備える水晶デバイスの断面図である。
【図２】本発明のＩＣと貫通電極を備える水晶デバイスの分解斜視図である。
【図３】本発明の水晶デバイスの製造方法を示した図である。
【図４】本発明の水晶デバイスに製造方法における蓋基板の形成方法を示した図である。
【図５】本発明の水晶デバイスの製造方法における水晶基板の形成方法を示した図である。
【図６】本発明の水晶デバイスに製造方法における底部基板の形成方法を示した図である。
【図７】本発明の水晶デバイスに製造方法における接合工程の接合前と接合後を示した図である。
【図８】本発明の配線電極がＩＣと直接接続される水晶デバイスの断面図である。
【図９】本発明の水晶デバイスの一応用例である水晶振動子の断面図である。
【図１０】従来の最も一般的な水晶デバイスの構成を示した図である。
【図１１】従来のシリコンからなるパッケージを用いた水晶デバイスの構成を示した図である。
【図１２】従来の水晶部材をガラスからなる底部部材と蓋部材で挟み込む構造の水晶デバイスの構成を示した図である。
【図１３】従来の水晶部材をガラスからなる底部部材と蓋部材で挟み込む構造の水晶デバイスの分解斜視図である。
【符号の説明】
【０１２４】
１０、２０、４０、５０、６０ 水晶デバイス
３０ 水晶振動子
１００、１１０ 水晶部材
１００ａ、１１０ａ 振動部
１００ｂ、１１０ｂ 枠部
１３０ 水晶振動片
２００、２１０ 底部部材
２００ａ 底面
２００ｂ、３００ｂ 接合面
２３０、２４０ パッケージ
３００、３１０、３３０ 蓋部材
４００ 貫通電極
４１０ 水晶側電極
４１５ 電極
４２０、４２５ 配線電極
４３０、４４０、４５０、４６０ 金属膜
５００ ＩＣ
６００、７００ 接合材
１０００ 水晶基板
１２００、１４００ 水晶ウェハー
２０００、２１００ 底部基板
２２００、３２００ Ｓｉウェハー
２５００、３５００ 凹部
２５１０ 貫通穴
３０００ 蓋基板
５０００ 積層基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水晶振動子、水晶発振器さらにジャイロセンサ等として利用される小型で安定した振動特性を有する信頼性の高い水晶デバイスに関する。また、加工精度に優れ、生産性に優れた水晶デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０は従来の最も一般的な水晶デバイスの構成を示した図である。図１０に示すように従来の水晶デバイス４０は、セラミックスからなるパッケージ２４０の内側に電極４１５が形成された水晶振動片１３０が導電性接着剤等の接合材７００によって固定されている。
【０００３】
さらに、このパッケージ２４０の開口部には蓋部材３３０が接合材６００によって接合されており、これによりパッケージ２４０の内部は密閉状態に保たれている。なお、従来は蓋部材３３０にコバール等の金属材料やガラスを用いることが多かった。また接合材６００には、金・錫（ＡｕＳｎ）合金や銀（Ａｇ）等のろう材を使い、高温で加熱して行う溶融接合法によって接合していた。
【０００４】
また、水晶発振器やジャイロセンサとして利用する場合には、図１０に示す構成を形成した後に、別の工程で製造した集積化回路（一般にＩＣと称する。）を付け加えていた。
【０００５】
図１１は従来のシリコンからなるパッケージを用いた水晶デバイスの構成を示した図である。水晶発振器やジャイロセンサのようなＩＣを備えた水晶デバイスでは、ＩＣを形成したシリコン（Ｓｉ）ウェハーをパッケージに加工して用いる構成も提案されている（例えば特許文献１参照）。図１１に示す水晶デバイス５０では、シリコン（Ｓｉ）からなるパッケージ２３０の内側に電極４１５が形成された水晶振動片１３０が接合材７００によって固定されている。
【０００６】
さらに、このパッケージ２３０の開口部には蓋部材３３０が接合材６００によって接合されており、これによりパッケージ２３０の内部は密閉状態に保たれている。なお、図１１に示す水晶デバイス５０においても、蓋部材３３０にはコバール等の金属材料やガラスを用いることが多かった。
【０００７】
水晶デバイス５０に用いられるＳｉからなるパッケージ２３０には、外側にＩＣ５００が形成されている。さらに水晶振動片１３０に形成される電極４１５とＩＣ５００を電気的に接続するために、パッケージ２３０の内側からＩＣ５００に向かって貫通電極４００が形成されている。なお、このような構成からなるパッケージ２３０は、以下に示す方法によって製造されていた。
【０００８】
まず始めに、通常のＩＣ製造工程と同様にＳｉウェハー上にＩＣ５００を形成する。次に、ＩＣ５００が形成されたＳｉウェハーに凹部とＩＣ５００に貫通する穴をエッチング法によって加工する。その後、貫通した穴の内部に貫通電極４００をメッキ等によって形成する。最後に、所定の大きさに切り出してパッケージ２３０が完成する。
【０００９】
また近年の水晶デバイスの小型化要求に対応するのに有効な構成として、水晶デバイスと同じ大きさの水晶部材を、ガラスからなる２枚の平板（底部部材と蓋部材）で挟み込んで固定する構成も提案されている（例えば特許文献２参照）。図１２は従来の水晶部材をガラスからなる底部部材と蓋部材で挟み込む構造の水晶デバイスの構成を示した図である
。図１３は従来の水晶部材をガラスからなる底部部材と蓋部材で挟み込む構造の水晶デバイスの分解図である。
【００１０】
図１２及び図１３に示す水晶デバイス６０は、水晶部材１１０を底部部材２１０と蓋部材３１０で挟み込む構造をしている。底部部材２１０と蓋部材３１０は平坦なガラスからなる平板であり、水晶部材１１０は振動部１１０ａとその振動部１１０ａを取り囲む枠部１１０ｂとからなっている。なお、水晶部材１１０に備わる振動部１１０ａは枠部１１０ｂよりも薄く形成されており、さらに、水晶部材１１０の両面には電極４１５が形成されている。
【００１１】
これら水晶部材１１０、底部部材２１０、蓋部材３１０は、それぞれが重ね合わさって接合されるが、水晶部材１１０の振動部１１０ａは枠部１１０ｂより薄く形成されているため、実際には、図１２に示すように、水晶部材１１０の枠部１１０ｂと底部部材２１０の間、水晶部材１１０の枠部１１０ｂと蓋部材３１０の間で接合されることとなる。よって枠部１１０ｂで囲まれた内側にある振動部１１０ａは、密閉空間内で自由に振動することができる。
【００１２】
この水晶デバイス６０では底部部材２１０と蓋部材３１０にガラス材料を用いることで、接着剤を用いずに水晶部材１１０と陽極接合させている点が一つの特徴である。接着剤を用いないので、振動部１１０ａへの接着剤の付着を心配する必要が無く、且つ、接着剤の厚みの分だけ水晶デバイス６０の厚みを薄くする事ができる等の利点を有する。なお、この水晶デバイス６０を外部から電流を流して駆動させるには、水晶デバイス６０の側面に現れている電極４１５を使っておこなう。
【００１３】
このような構造からなる電子デバイス６０は、電子デバイス４０、５０のように小さな水晶振動片１３０を接合材７００によって固定する必要がないため、作業性が良好で小型化に適している。
【００１４】
【特許文献１】特開２００４−２１４７８７号公報（第４頁、図１）
【特許文献２】特開２０００−２２３６６９号公報（第４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
図１０に示す従来のセラミックスからなるパッケージ２４０に水晶振動片１３０を接合材７００によって固定する水晶デバイス４０の場合、水晶振動片１３０が小型化されればされるほど、作業性が悪くなるため、パッケージ２４０の内側に精度良く水晶振動片１３０を固定する事が難しくなる。その結果、水晶振動片１３０がパッケージ２４０の内壁や底面に接触して、振動不良を起こすことが多かった。
【００１６】
図１１に示すシリコンからなるパッケージ２３０を用いた水晶デバイス５０の場合でも、水晶振動片１３０が小型化されればされるほど、作業性が悪くなるため、パッケージ２３０の内側に精度良く水晶振動片１３０を固定する事が難しくなる。その結果、水晶振動片１３０がパッケージ２４０の内壁や底面に接触して、振動不良を起こすことが多かった。
【００１７】
以上のように、図１０、図１１に示される従来の水晶デバイス４０、５０は、いずれも小型化に適しておらず、且つ生産性も悪かった。
【００１８】
図１２に示す水晶部材１１０をガラスからなる２枚の平板（底部部材２１０と蓋部材３１０）で挟み込んで固定する構造の水晶デバイス６０の場合、水晶部材１１０は製品である水晶デバイス６０と同じ大きさで形成されるので、図１０、図１１に示される従来の水晶デバイス４０、５０に比べると水晶部材１１０の取り扱いは容易である。その結果、水晶デバイス６０が小型化されても、所定の位置に精度良く水晶部材１１０を固定することができ、信頼性の高い安定した振動を得ることができる。
【００１９】
しかしながら、図１２に示す水晶デバイス６０の場合、水晶部材１１０は振動部１１０ａと枠部１１０ｂとで厚みを異ならせる必要があるので振動部１１０ａの厚みを薄く加工しなければならず、その結果、水晶部材１１０の形成工程が複雑になり生産性が悪かった。
【００２０】
また、振動部１１０ａを薄く加工する工程で生じる面荒れや内部応力は、振動特性を悪化させる原因となり、その結果、水晶デバイス６０の信頼性は低かった。
【００２１】
水晶デバイス６０では底部部材２１０と蓋部材３１０にガラス材料を用いることで、接着剤を用いずに水晶部材１１０と陽極接合させている点が特徴のひとつであるが、逆に、底部部材２１０と蓋部材３１０にガラス材料を用いることで、多くの欠点も有している。例えば水晶発振器やジャイロセンサのようなＩＣを備える水晶デバイスの場合、ガラス上にはＩＣを形成することはできないので、別の工程で製造されたＩＣを水晶デバイス６０に接合して使わなくてはならない。よって、工程が多くなるので生産性が非常に悪い。
【００２２】
さらに、ガラスは非常に加工性が悪いので、水晶デバイス６０を所定の大きさにダイシングする工程において、割れや欠け等の不良を多く発生させていた。このことも生産性を悪化させる要因の一つであった。
【００２３】
本発明の目的は、小型化に適し、発振周波数のばらつきが少なく安定した振動特性を有する信頼性の高い水晶デバイスを提供することにある。
【００２４】
さらに、加工精度が高く、且つ大量生産が可能で、生産性が良好な水晶デバイスの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
上記課題を解決するために、本発明の水晶デバイスは、水晶の圧電振動を利用した水晶デバイスにおいて、シリコンからなり凹部を備える蓋部材と、水晶からなり所定の周波数で振動する振動部とその振動部を取り囲うようにして形成される枠部を備える水晶部材と、シリコンからなり凹部を備え、且つ一方の面から対向する他方の面に向かって形成された貫通電極を備える底部部材を有しており、その水晶部材が蓋部材と底部部材との間に接合される積層構造をなしていることを特徴としている。
【００２６】
さらに、底部部材の接合面、水晶部材の枠部における接合面、蓋部材の接合面には、それぞれに金属膜が形成されるのが望ましい。
【００２７】
さらには、金属膜はＡｕ膜、もしくは表面がＡｕ膜の積層膜であるのが望ましい。
【００２８】
さらに、水晶部材の振動部は、蓋部材に形成された凹部と底部部材に形成された凹部とで囲まれた密閉空間内に収容されるのが望ましい。
【００２９】
さらに、底部部材に形成される貫通電極は、水晶部材に形成され振動部を振動させるための水晶側電極に電気的に接続されているのが望ましい。
【００３０】
さらに底部部材にＩＣが形成されているのが望ましい。
【００３１】
また、上記課題を解決するために、本発明の水晶デバイスの製造方法は、水晶の圧電振動を利用した水晶デバイスの製造方法において、水晶からなり所定の周波数で振動する複数の振動部を備える水晶基板を、シリコンからなり複数の凹部を備える蓋基板と、シリコンからなり複数の凹部を備え、且つ一方の面から対向する他方の面に向かって形成された貫通電極を備える底部基板とで挟み込んで接合する接合工程と、接合された蓋基板、水晶基板、底部基板を水晶デバイスの大きさに切断するダイシング工程を有することを特徴としている。
【００３２】
さらに、底部基板の接合面、水晶基板の接合面、蓋基板の接合面のそれぞれに金属膜を形成し、且つ、これらの金属膜同士を接合させるのが望ましい。
【００３３】
さらには、金属膜はＡｕ膜、または表面がＡｕ膜の積層膜であるのが望ましい。
【００３４】
さらに、接合工程において、水晶基板の振動部を、蓋基板に形成された凹部と底部基板に形成された凹部とで囲まれた密閉空間内に配置させるのが望ましい。
【００３５】
さらに、接合工程において、底部基板に形成される貫通電極と水晶基板に形成され振動部を振動させるための水晶側電極を、電気的に接続させるのが望ましい。
【００３６】
さらに、接合工程において、表面活性化接合法を用いて接合するのが望ましい。
【００３７】
さらに、水晶基板は、水晶ウェハーを所定の厚みに研磨する工程と、水晶基板の外形形状をエッチング法によって形成する工程と、フォトリソグラフィー法によって水晶側電極を形成する工程を有する方法で形成されるのが望ましい。
【００３８】
さらに、底部基板は、ＳｉウェハーにＩＣを形成する工程と、Ｓｉウェハーを加工して凹部と貫通電極用穴を形成する工程と、その貫通電極用穴の内部に貫通電極を形成しＩＣと電気的に接続する工程と、貫通電極の端部に接続される配線電極を形成する工程有する方法で形成されるのが望ましい。
【００３９】
さらに、底部基板の凹部は、エッチング法によって形成されるのが望ましい。
【００４０】
さらに、蓋基板の凹部は、エッチング法によって形成されるのが望ましい。
【００４１】
さらに、底部基板の一部に金属膜を形成し、水晶基板の一部に金属膜を形成し、蓋基板の一部に金属膜を形成し、且つ、それら金属膜同士を接合させるのが望ましい。
【００４２】
さらには、金属膜はＡｕ膜、もしくは表面がＡｕ膜の積層膜であるのが望ましい。
【００４３】
（作用）
本発明の水晶デバイスでは、シリコンからなり凹部を備える蓋部材と、シリコンからなり凹部を備え、且つ一方の面から対向する他方の面に向かって形成された貫通電極を備える底部部材の間に、所定の周波数で振動する振動部とその振動部を取り囲むようにして形成される枠部を備える水晶部材を配置させ、水晶部材の枠部を蓋部材と底部部材とで挟み込んで接合し、積層構造にしている。
【００４４】
小片化された水晶振動片をパッケージの内側に落とし込んで接合する従来の水晶デバイ
スに比べて作業性が良好なため、水晶部材を精度良く接合することができ、振動部が他の部材と接触して起こる振動不良を無くすことができる。
【００４５】
また、蓋部材に形成された凹部と底部部材に形成された凹部とを対向させて配置し大きな密閉空間を形成し、その内側に水晶部材の振動部を配置させるので、蓋部材と底部部材が振動部と接触する危険性を極力抑えることができる。その結果、従来の水晶デバイスのように水晶部材の振動部を薄く加工する必要が無くなるので、加工工程に生じる振動部の面荒れや内部応力は無くなり、振動特性を安定化させることができる。
【００４６】
さらに、底部部材には貫通電極が形成されており、この貫通電極と水晶部材に形成された水晶側電極を直接もしくは間接的に接続させることで、水晶デバイスを完成させた後、貫通電極を介して、外部から水晶部材に電圧をかけることが可能である。
【００４７】
また、底部部材の接合面に金属膜を形成し、水晶部材の枠部にも同様の金属膜を形成することで、それら金属膜同士を表面活性化接合法によって接合させることが可能となる。その結果、底部部材と水晶部材を強固に接合することができる。
【００４８】
さらに同様に、蓋部材の接合面に金属膜を形成し、水晶部材の枠部に金属膜を形成することで、それら金属膜同士を表面活性化接合法によって接合させることができる。その結果、蓋部材と水晶部材を強固に接合することができる。
【００４９】
なお、表面活性化接合法はＡｕとＡｕの接合の場合、非常に接合強度が高くなることが知られており、金属膜として表面がＡｕからなる膜を用いれば、金属膜を介して非常に強固に底部部材と水晶部材、及び蓋部材と水晶部材を接合することができる。
【００５０】
さらに、底部部材はシリコンからなっているので、一般に行われているＩＣ製造工程を使って、底部部材上にＩＣを形成することも可能である。また、底部部材に形成される貫通電極を介して、ＩＣと水晶部材の間で電気信号のやり取りを行うことも可能である。
【００５１】
また、本発明の水晶デバイスの製造方法では、まず始めに、水晶からなり所定の周波数で振動する複数の振動部を備える水晶基板を、シリコンからなり複数の凹部を備える蓋基板と、シリコンからなり複数の凹部を備え、且つ一方の面から対向する他方の面に向かって形成された貫通電極を備える底部基板とで挟み込んで接合する。その後、蓋基板、水晶基板、底部基板が接合された三層構造の部材を水晶デバイスの大きさに切断することで、複数の水晶デバイスを同時に形成することが可能である。そのため、大量生産に適しており、生産性が非常に高い。
【００５２】
また、蓋基板に形成された凹部と底部基板に形成された凹部と対向させて配置し大きな密閉空間を形成し、その内側に水晶基板の振動部を配置させることで、振動部が蓋基板や底部基板と接触する危険性を極力抑えることができる。
【００５３】
さらに、蓋基板に形成された複数の凹部の間隔と、底部基板に形成された複数の凹部の間隔と、水晶基板に形成された複数の振動部の間隔が、ともに一致していれば、少なくとも２箇所位置合わせすることにより、同時にすべてを正確に配置させることが可能である。そのため、非常に生産性が良好である。
【００５４】
また、本発明の水晶デバイスの製造方法では、底部基板と水晶基板の接合工程で、底部基板に形成される複数の貫通電極と水晶基板に形成される複数の水晶側電極の接続も一緒に行う。一回の接合工程で同時に複数の電気的接続を行ってしまうので、非常に効率が良く、生産性が高い。
【００５５】
また、蓋基板と水晶基板と底部基板を接合する工程において、常温での接合が可能な表面活性化接合法を用いることで、水晶基板に熱的なダメージを与える心配が無くなり、その結果信頼性が高まる。また、ＩＣを備える水晶発振器やジャイロセンサのような水晶デバイスの場合、ＩＣにも熱的なダメージを与える心配が無く、さらに信頼性が高まる。
【００５６】
また本発明の水晶デバイスの製造方法において、水晶基板は、水晶ウェハーを所定の厚みに研磨する工程と、水晶基板の外形形状をエッチング法によって形成する工程と、フォトリソグラフィー法によって水晶側電極を形成する工程によって形成される。
【００５７】
水晶ウェハーの表面を研磨することで、表面が平滑になり、表面にあるダメージ層を除去することができ、且つ厚みを所定の厚みにすることができるので、安定した振動特性を有する水晶基板が得られる。
【００５８】
またエッチング法によって所定の外形形状に加工することで非常に微細な形状を形成することができ、今後進むと考えられる水晶デバイスの小型化にも対応可能である。
【００５９】
またＬＳＩ分野の配線形成に使われるフォトリソグラフィー法を用いて水晶側電極を形成することで、高密度で高精細の電極を形成できるので、小型化に適している。
【００６０】
さらに本発明の水晶デバイスの製造方法において、底部基板は、ＳｉウェハーにＩＣを形成する工程と、Ｓｉウェハーを加工して凹部と貫通電極用穴を形成する工程と、その貫通電極用穴の内部に貫通電極を形成しＩＣと電気的接続する工程と、貫通電極の端部に接続される配線電極を形成する工程によって形成される。
【００６１】
Ｓｉウェハー上にＩＣを形成する工程は、通常のＩＣを製造する工程であり、信頼性は確立されており、且つ生産性も高い。さらに、従来あるＩＣ製造ラインをそのまま利用できるので新たな設備投資をする必要も無い。
【００６２】
また、Ｓｉウェハーを加工して凹部と貫通電極用穴を形成する工程は、近年盛んに技術開発が進められているＭＥＭＳ技術を利用して行われる。ＭＥＭＳ技術を用いることでＳｉウェハー上に非常に微細で精度の高い加工を施すことが可能であり、小型化に適している。
【００６３】
また、あけられた貫通電極用穴の内側に貫通電極を形成し、底部基板に形成されたＩＣと電気的に接続させ、さらにＩＣが形成される面の裏側の面に配線電極を形成することで、ＩＣの電気信号を、貫通電極を介して、ＩＣが形成された面の裏側の面にある配線電極まで伝えることが可能になる。すなわち、底部基板の一方の面側から他方の面側に電気的に導通させることが可能になる。
【００６４】
また、微細で加工精度の高いエッチング法を用いて底部基板の凹部や蓋基板の凹部を形成すれば、非常に微細な凹部を加工精度良く形成することができ、水晶デバイスの小型化が容易になる。
【００６５】
また、底部基板の一部に金属膜を形成し、且つ水晶基板の一部にも同様の金属膜を形成することで、それら金属膜同士を表面活性化接合法によって接合させることが可能となる。その結果、底部基板と水晶基板を強固に接合することができる。
【００６６】
さらに同様に、蓋基板の一部の金属膜を形成し、且つ水晶基板の一部に金属膜を形成することで、それら金属膜同士を表面活性化接合法によって接合させることができる。その
結果、蓋基板と水晶基板を強固に接合することができる。
【００６７】
なお、表面活性化接合法はＡｕとＡｕの接合の場合、非常に接合強度が高くなることが知られており、金属膜として表面がＡｕからなる膜を用いれば、非常に強固に底部基板と水晶基板、及び蓋基板と水晶基板を接合することができる。
【発明の効果】
【００６８】
本発明によれば、小型化に適し、発振周波数のばらつきが少なく安定した振動特性を有する信頼性の高い水晶デバイスを提供することが可能である。さらに、加工精度が高く、且つ大量生産が可能で、生産性が良好な水晶デバイスの製造方法を提供することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６９】
（第１の実施形態）
図１は本発明のＩＣと貫通電極を備える水晶デバイスの断面図である。図２は本発明のＩＣと貫通電極を備える水晶デバイスの分解斜視図である。本発明のＩＣ５００と貫通電極４００を備える水晶デバイス１０は大きく分けて三つの主要部材（水晶部材１００、底部部材２００、蓋部材３００）からなっている。以下に各部材の構成について詳しく説明する。
【００７０】
まず、第一の主要部材である水晶部材１００は、図２に示すように振動部１００ａとその周りを取り囲むようにして形成される枠部１００ｂからなっており、振動部１００ａと枠部１００ｂは同じ厚みで構成されている。さらに振動部１００ａの表面には振動部１００ａを振動させるための水晶側電極４１０が形成され、枠部１００ｂの表面には底部部材２００や蓋部材３００との接合時に接合強度を強化させる役目をする金属膜４３０、４４０が形成されている。
【００７１】
本実施形態では、水晶側電極４１０、金属膜４３０、４４０はいずれも同一の膜構成をしており、下層が０．０３μｍ厚のクロム（Ｃｒ）膜、上層が０．１５μｍ厚の金（Ａｕ）膜からなる積層膜でできている。
【００７２】
第二の主要部材である底部部材２００は、シリコン（Ｓｉ）からなる板状の部材であり、一方の面側には凹部２５００が形成され、その凹部２５００の裏側の面にはＩＣ５００が形成されている。また、ＩＣ５００から凹部２５００に向かって底部部材２００を貫通するようにして貫通電極４００が形成されており、さらにその貫通電極４００の凹部２５００側には配線電極４２０が形成されている。
【００７３】
配線電極４２０は凹部２５００の底面２００ａからその上段の接合面２００ｂに向けてパターン化して配線されており、その先で水晶部材１００に形成される水晶側電極４１０と接続される。また、底部部材２００の接合面２００ｂには、水晶部材１００との接合時に接合強度を強化させる役目をする金属膜４５０が形成されている。本実施形態では、配線電極４２０、金属膜４５０はいずれも同一の膜構成をしており、下層が０．０３μｍ厚のＣｒ膜、上層が０．１５μｍ厚のＡｕ膜からなる積層膜でできている。
【００７４】
第三の主要部材である蓋部材３００は、シリコン（Ｓｉ）からなる板状の部材であり、一方の面側には凹部３５００が形成されている。さらに水晶部材１００と接合される面には金属膜４６０が形成されている。本実施形態では、金属膜４６０は下層が０．０３μｍ厚のＣｒ膜、上層が０．１５μｍ厚のＡｕ膜からなる積層膜でできている。
【００７５】
これら三つの部材は、水晶部材１００に形成される金属膜４４０と底部部材２００に形
成される金属膜４５０が接合され、さらに水晶部材１００に形成される金属膜４３０と蓋部材３００に形成される金属膜４６０が接合されることによって一体化される。
【００７６】
なお、水晶部材１００上の金属膜４４０と底部部材２００上の金属膜４５０を接合する時には、同一構成で同一面に形成されている水晶側電極４１０と配線電極４２０も同時に接合されることとなる。本発明の構成では、このように接合工程で同時に水晶側電極４１０と配線電極４２０の接続も行うことができるので、生産効率が良く、生産性が良好である。
【００７７】
また本発明の水晶デバイス１０の構成において、底部部材２００に形成される凹部２５００と蓋部材３００に形成される凹部３５００は、それぞれが対向するようにして配置される。そのため、三つの部材を接合した後にはその内部に凹部２５００と凹部３５００で囲まれる大きな密閉空間が形成されることとなる。なお接合工程を真空中もしくは一定の圧力雰囲気中で行えばこの密閉空間を真空状態もしくは一定の気圧状態にすることが可能である。
【００７８】
本発明の水晶デバイス１０では、その密閉空間に水晶部材１００の振動部１００ａを配置させることで、振動部１００ａの振動時に蓋部材と底部部材が振動部と接触する危険性を極力抑えることができる。また、この密閉空間を真空状態もしくは一定の気圧状態にすることにより、振動部１００ａを安定して振動させることが可能である。このように、本発明の水晶デバイス１０の構成によれば、従来よりも振動特性の安定させることができ信頼性を高めることができる。
【００７９】
また本発明の水晶デバイス１０の構成では、ＩＣ５００は水晶部材１００の振動部１００ａとは全く別の空間に配置されており、貫通電極４００によって、電気的につながっている。このような構成により、ＩＣ５００と振動部１００ａの間で影響し合うようなノイズ等を極力少なくすることができるので、信頼性が高いという利点も有している。
【００８０】
以上の構成からなる本発明の水晶デバイス１０は、以下に示す製造方法によって製造することが可能である。図３は本発明の水晶デバイスの製造方法を示した図である。
【００８１】
本発明の水晶デバイス１０の製造方法は、図３（ａ）に示す複数の振動部１００ａを有する水晶基板１０００、複数の凹部２５００を有する底部基板２０００、複数の凹部３５００を有する蓋基板３０００を形成する基板形成工程と、図３（ｂ）に示す底部基板２０００と蓋基板３０００の間に水晶基板１０００を挟み込んで接合する基板接合工程と、図３（ｃ）に示す接合された底部基板２０００、水晶基板１０００、蓋基板３０００を水晶デバイス１０の大きさに切断するダイシング工程とを有した製造方法である。
【００８２】
まず始めに、図３（ａ）に示す基板形成工程における蓋基板３０００の形成方法について説明する。図４は本発明の水晶デバイスの製造方法における蓋基板の形成方法を示した図である。図４（ａ）に示すように蓋基板３０００は一定の厚みで表面が平滑なシリコンウェハー（Ｓｉウェハー３２００）から作られていく。本実施形態では、厚みが３００μｍで表面がポリッシング加工されたＳｉウェハー３２００を用いた。
【００８３】
次に、図４（ｂ）に示すように、そのＳｉウェハー３２００の一方の面側の所定の位置に、エッチング法によって所定の深さの凹部３５００を加工し蓋基板３０００を形成する。
【００８４】
本実施形態では、幅１．２ｍｍ×奥行き１．６ｍｍ×深さ０．１５ｍｍの凹部３５００を、蓋基板３０００上に一定の間隔Ｐ１で、５００個形成した（図４は蓋基板３０００の
一部を拡大し、二つの凹部３５００のみを表示した図である。）。なお、本実施形態ではエッチング法としてドライエッチング法を利用したが、ウェットエッチング法で凹部３５００を形成してもかまわない。
【００８５】
さらに、図４（ｃ）に示すように、蓋基板３０００の凹部３５００が形成された側の接合面３００ｂに金属膜４６０を形成する。なお接合面３００ｂとは図４（ｂ）で凹部３５００加工されなかった面である。本実施形態では、スパッタリング法によって、下層が０．０３μｍのＣｒ膜で、上層が０．１５μｍのＡｕ膜からなる金属膜４６０を形成した。
【００８６】
次に、図３（ａ）に示す基板形成工程における水晶基板１０００の形成方法について説明する。図５は本発明の水晶デバイスの製造方法における水晶基板の形成方法を示した図である。図５（ａ）に示すように水晶基板１０００は一定の厚みで表面が平滑な水晶ウェハー１４００から作られていく。水晶ウェハー１４００は作業性や輸送のしやすさを考慮して、ある程度の厚みをもって作られるのが一般的であり、通常は１００μｍ以上の厚みで作られる。
【００８７】
しかしながら、水晶デバイス１０として利用する場合、板厚は振動特性を決定する大きな要素の一つであるので、希望する振動特性が得られるように、厚みを調整する必要がある。本発明の製造方法では、図５（ｂ）に示すように、水晶ウェハー１４００をエッチング法によって所定の厚みの水晶ウェハー１２００に薄く加工する。本実施形態では、１００μｍの厚みの水晶ウェハー１４００を、５０μｍの厚みの水晶ウェハー１２００に加工した。
【００８８】
さらに、図５（ｃ）に示すように、水晶ウェハー１２００をフォトリソグラフィー法とウェットエッチング法によって、所望の振動部１００ａを備える水晶基板１０００に加工する。フォトリソグラフィー法とウェットエッチング法の組合せは、非常に微細な形状を形成するのに適した加工法であり、水晶デバイス１０の小型化には有効な手段である。
【００８９】
本実施形態では、振動部１００ａを、水晶基板１０００上に、蓋基板３０００の凹部３５００と同じ間隔Ｐ１で、５００個形成した（図５は水晶基板１０００の一部を拡大し、二つの振動部１００ａのみを表示した図である。）。なお、本実施形態ではウェットエッチング法で水晶基板１０００を形成したが、ドライエッチング法、サンドブラスト法、レーザー加工法等を用いて形成してもかまわない。
【００９０】
最後に、図５（ｄ）に示すように、水晶基板１０００の振動部１００ａの所定の位置に水晶側電極４１０を形成し、その周囲の底部基板２０００や蓋基板３０００と接合される部分に金属膜４３０、４４０を形成する。なお水晶側電極４１０と金属膜４３０、４４０とは、電気的に導通しないようにして形成する。本実施形態では、スパッタリング法によって、下層が０．０３μｍのＣｒ膜で、上層が０．１５μｍのＡｕ膜からなる水晶側電極４１０、金属膜４３０、４４０を形成した。
【００９１】
次に、図３（ａ）に示す基板形成工程における底部基板２０００の形成方法について説明する。図６は本発明の水晶デバイスの製造方法における底部基板の形成方法を示した図である。底部基板２０００の形成においては、まず始めに一定の厚みで表面が平滑なＳｉウェハー２２００を用意し、図６（ａ）に示すように、そのＳｉウェハー２２００の一方の面にＩＣ５００を形成する。
【００９２】
Ｓｉウェハー２２００上にＩＣ５００を形成する工程は、一般にＬＳＩ分野で行われているＩＣ製造工程と何ら変わらない。よって、通常のＩＣ製造ラインをそのまま流用でき
るため、生産性が良好で、且つ特性の安定した信頼性の高いＩＣ５００を形成することができる。なお本実施形態では、厚みが３００μｍで表面がポリッシング加工されたＳｉウェハー２２００を用いた。
【００９３】
次に図６（ｂ）に示すように、Ｓｉウェハー２２００のＩＣ５００が形成されている面の裏側の面の所定の位置に、エッチング法によって所定の深さの凹部２５００を加工し、底部基板２１００を形成する。本実施形態では、幅１．２ｍｍ×奥行き１．２ｍｍ×深さ０．１５ｍｍの凹部２５００を、底部基板２１００上に一定の間隔Ｐ１で、５００個形成した。
【００９４】
さらに、図６（ｃ）に示すように、凹部２５００の内側にＩＣ５００に到達する貫通穴２５１０を加工し、底部基板２０００を形成する。なお、本実施形態では、直径が１００μｍの開口部からなる貫通穴２５１０をドライエッチング法によって形成した。その次に、図６（ｄ）に示すように、貫通穴２５１０の内部に貫通電極４００を形成する。これにより、ＩＣ５００の電気信号を凹部２５００の内側まで伝達させることが可能となる。なお、本実施形態ではメッキ法によって貫通電極４００を形成した。
【００９５】
最後に、図６（ｅ）に示すように、底部基板２０００の凹部２５００が形成された側の接合面２００ｂに金属膜４５０を形成し、さらに貫通電極４００の凹部２５００側の端部から接合面２００ｂにかけて所定の形状で配線電極４２０を形成する。なお配線電極４２０と金属膜４５０は、電気的に導通しないようにして形成する。本実施形態では、下層が０．０３μｍのＣｒ膜で、上層が０．１５μｍのＡｕ膜からなる配線電極４２０と金属膜４５０を、スパッタリング法によって形成した。
【００９６】
次に、図３（ｂ）に示す基板接合工程について説明する。図７は本発明の水晶デバイスの製造方法における接合工程の接合前と接合後を示した図である。図４、図５、図６に示す方法で形成された三つの基板（蓋基板３０００、水晶基板１０００、底部基板２０００）は図７（ａ）に示す位置関係で位置合わせされて接合工程が行われる。詳しくは、蓋基板３０００の凹部３５００と底部基板２０００の凹部２５００が対向するようにして配置され、その間に水晶基板１０００の振動部１００ａが挟まれるような位置関係である。
【００９７】
図７（ａ）は蓋基板３０００、水晶基板１０００、底部基板２０００の一部を拡大して描かれているため、一つの凹部３５００、一つの振動部１００ａ、一つの凹部２５００しか描かれていないが、本実施形態では、各基板にそれぞれ５００個ある凹部３５００、振動部１００ａ、凹部２５００をすべてこの位置関係で位置合わせする。
【００９８】
なお本実施形態では、蓋基板３０００に形成される各凹部３５００の間隔と、水晶基板１０００に形成される各振動部１００ａの間隔と、底部基板２０００に形成される各凹部２５００の間隔が、いずれも同一の間隔Ｐ１で形成されているので、少なくとも２箇所位置合わせを行えば、５００個ある凹部３５００、振動部１００ａ、凹部２５００すべてが同時に位置合わせされる。
【００９９】
このように本発明の水晶デバイスの製造方法では、各基板の構成部を同じ間隔で形成することで位置合わせを簡略化できるので、生産性が非常に良好であり、大量生産に適している。
【０１００】
図７（ａ）に示す位置関係で位置合わせされた蓋基板３０００、水晶基板１０００、底部基板２０００は、図７（ｂ）に示すように重ね合わせて、表面活性化接合法によって接合される。表面活性化接合法は、部材の表面をプラズマで活性化させて、その活性エネルギーで接合を行う方法であり、常温での接合が可能な点が大きな特徴である。
【０１０１】
本発明の本実施形態に示す水晶デバイス１０は、高温での加熱によって破壊する恐れのあるＩＣ５００を有しているので、高温で加熱して接合する溶融接合法等は利用することはできない。本発明のように常温での接合が可能な表面活性化接合法を用いれば、ＩＣ５００を高温状態にさらすことがないので、ＩＣ５００を破壊や特性劣化から守ることができ、高い信頼性を得られる。
【０１０２】
なお、表面活性化接合法はいかなる材料同士でも接合できるわけではない。例えばＳｉとＳｉＯ２、ＳｉＯ２とＳｉＯ２等を接合させることは難しく、仮に接合できたとしても接合強度は著しく低い。接合が可能で接合強度を高くできる材料の組み合わせとしては、ＳｉとＳｉ、ＳｉとＡｌ２Ｏ３、ＡｕとＡｕ、ＡｇとＡｇ、ＰｔとＰｔ、ＣｕとＣｕ、ＡｌとＡｌ等の組み合わせが挙げられる。
【０１０３】
本発明の水晶デバイス１０は底部基板２０００と蓋基板３０００はＳｉであるが、間に挟まれる水晶基板１０００は水晶（ＳｉＯ２）であり、そのままでは表面活性化接合法を使って接合することはできない。また仮に接合できたとしても接合強度は低い。そこで本発明では、接合面に表面がＡｕである金属膜４３０、４４０、４５０、４６０を形成し、表面活性化接合法で高い接合強度が得られるＡｕとＡｕの組み合わせで接合を行うようにした。その結果、高い接合強度で底部基板２０００と水晶基板１０００、さらに蓋基板３０００と水晶基板１０００を接合することができた。
【０１０４】
なお、前記でも示したように接合が可能で接合強度を高くできる材料の組み合わせは、ＡｕとＡｕに限られるわけではない。よって本発明では、金属膜４３０、４４０、４５０、４６０として、Ａｕの代わりに、例えばＡｇ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｌ等を用いても、同様の効果を得ることができる。
【０１０５】
また、本発明の水晶デバイス１０の構成によれば、水晶基板１０００の振動部１００ａに形成される水晶側電極４１０も、底部基板２０００に形成される配線電極４２０も、金属膜４３０、４４０、４５０、４６０と同様に表面がＡｕからなる膜で構成されている。よって金属膜４３０、４４０、４５０、４６０が接合されるのと同時に、水晶電極４１０と配線電極４２０の接続も行われる。このように本発明の水晶デバイスの製造方法は、接合工程において電極の接続も同時に行うことができるので、工程が簡略化でき、生産性に優れている。
【０１０６】
さらに、表面活性化接合法は、プラズマを発生させる程度の真空中で接合がなされるという点も、本発明の水晶デバイス１０にとって非常に大きな利点である。一般的に水晶デバイス１０は振動部１００ａを振動しやすくするために、真空雰囲気中に振動部１００ａを設置させる。そうすることで、空気抵抗による振動エネルギーの損失を少なくでき、振動特性に優れ、高い信頼性を得ることができるからである。
【０１０７】
表面活性化接合法を用いた本発明の接合工程では、真空状態で接合がなされるため、接合後に形成される底部基板２０００の凹部２５００と蓋基板３０００の凹部３５００とで囲まれた密閉空間内を自動的に真空状態にすることができる。その結果、その密閉空間内に設置された振動部１００ａは空気抵抗によって振動エネルギーを損失させることなく振動することができ、振動特性に優れ、高い信頼性を有する水晶デバイス１０を得ることができる。
【０１０８】
なお、本発明の接合工程によれば、図７（ａ）で精度良く位置合わせされ、且つ平坦な接合面を有する各基板（蓋基板３０００、水晶基板１０００、底部基板２０００）でよって重ね合わせられるので、水晶基板１０００の振動部１００ａが所定の位置に対して傾い
て固定される危険性はほとんど無い。非常に精度良く振動部１００ａを固定させることが可能である。
【０１０９】
また、水晶基板１０００の振動部１００ａは、底部基板２０００の凹部２５００と蓋基板３０００の凹部３５００とで囲まれた広い密閉空間内に設置されるため、振動によって振動部１００ａが他の部材と接触する危険性は極力低い。このような点においても本発明よれば信頼性の高い水晶デバイス１０を得ることができる。
【０１１０】
以上のような接合工程によって、図３（ｂ）に示す三つの基板（蓋基板３０００、水晶基板１０００、底部基板２０００）が接合された積層基板５０００が完成する。本実施形態では、厚さ３００μｍの蓋基板３０００と、厚さ５０μｍの水晶基板１０００と、厚さ３００μｍの底部基板２０００を接合したので、総厚が６５０μｍの積層基板５０００が出来上がった。
【０１１１】
次に、図３（ｃ）に示すダイシング工程について説明する。本工程では、図３（ｂ）で形成された積層基板５０００を所定の水晶デバイス１０の大きさに切断し、蓋部材３００、水晶部材１００、底部部材２００が積層してなる水晶デバイスが完成する。本実施形態では、積層基板５０００を格子状に切断して、幅２ｍｍ×奥行き２．５ｍｍ×高さ０．６５ｍｍの大きさの水晶デバイス１０を５００個、完成させた。
【０１１２】
（第２の実施形態）
図８は本発明の配線電極がＩＣと直接接続される水晶デバイスの断面図である。図８に示す水晶デバイス２０は、配線電極４２５を底部部材２００の貫通穴の内壁にも形成して、ＩＣ５００と水晶側電極４１０を配線電極４２５で直接配線した実施形態である。
【０１１３】
水晶デバイス２０では、このように配線電極４２５が、貫通電極として役目もなしている。よって、本実施形態の水晶デバイス２０も、本発明の特徴の一つである、シリコンからなり凹部を備え、且つ一方の面から対向する他方の面に向かって形成された貫通電極を備える底部部材を有する構成である。
【０１１４】
なお、蓋部材３００と水晶部材１００、水晶部材１００と底部部材２００は、図１に示す水晶デバイス１０と同様に、金属膜４６０と金属膜４３０、金属膜４５０と金属膜４４０の間で表面活性化接合した。
【０１１５】
図１に示す水晶デバイス１０のように、貫通電極４００によって貫通穴２５１０を埋めなくても、本実施形態の水晶デバイス２０は貫通穴２５１０の一方がＩＣ５００で塞がれているので、蓋部材３００の凹部３５００と底部部材２００の凹部２５００とで囲まれた空間を密閉空間にすることができ、その結果、水晶デバイス１０と同様に、密閉空間内を真空雰囲気にすることが可能である。
【０１１６】
よって本実施形態の水晶デバイス２０においても、水晶部材１００の振動部１００ａは空気抵抗によって振動エネルギーを損失させることなく振動することができ、優れた振動特性を得ることができる。
【０１１７】
水晶デバイス２０では、貫通穴２５１０を埋めるような貫通電極４００を形成する必要がない。よって水晶デバイス２０を製造するにあたり、図６に示す底部基板２０００の形成において、図６（ｄ）の貫通電極４００を形成する工程を無くすことができる。図６（ｃ）で貫通穴２５１０の形成を行った後に、貫通穴２５１０内及び所定の位置に配線電極４２５を形成すればよい。このように水晶デバイス２０は、製造工程がより簡略化し、生産性がより向上する。
【０１１８】
（第３の実施形態）
図９は本発明の水晶デバイスの一応用例である水晶振動子の断面図である。図９に示す水晶振動子３０は、Ｓｉからなり凹部３５００を有する蓋部材３００と、水晶からなり振動部１００ａと振動部１００ａを取り囲むようにして形成される枠部を備える水晶部材１００と、Ｓｉからなり凹部２５００と貫通電極４００を備える底部部材２００が、接合された積層構造をなしている。なお本実施形態の水晶振動子３０において、貫通電極４００は振動部１００ａに外部から電気的信号を送るための配線もしくは接続端子の役目をなす。
【０１１９】
図９に示すようなＩＣ５００を備えない水晶振動子３０の場合、高温での加熱によって破壊する恐れのあるＩＣ５００が無いので、高温で加熱しなければならない接合法、例えば溶融接合法等を使うことが可能である。そこで、本実施形態では、ＡｕＳｎ合金からなる接合材６００を使った溶融接合法で蓋部材３００、水晶部材１００、底部部材２００を接合した。
【０１２０】
なお、本実施形態の水晶振動子３０では、Ｓｉと水晶を接合することが可能な溶融接合法を用いたので、図１の水晶デバイス１０で備わる金属膜４３０、４４０、４５０、４６０は形成しなかった。
【０１２１】
さらに、本実施形態では、水晶側電極４１０と配線電極４２０の間にもＡｕＳｎ合金からなる接合材６００を配し、接合工程において水晶側電極４１０と配線電極４２０の接続も同時に行った。そのため、生産効率が良く、生産性も良好であった。
【０１２２】
なお、図９に示す水晶振動子３０も、図３に示す本発明の水晶デバイスの製造方法で製造することができる。図３（ｂ）に示す基板接合工程で溶融接合法を用いればよい。この製造方法によれば、大量の水晶振動子３０を一括して製造するので非常に生産性が高く、さらに、水晶振動子３０が小型化されても大きな基板の状態で工程を流せるので、加工不良が少なく、その結果、小型で信頼性の高い水晶振動子３０を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】本発明のＩＣと貫通電極を備える水晶デバイスの断面図である。
【図２】本発明のＩＣと貫通電極を備える水晶デバイスの分解斜視図である。
【図３】本発明の水晶デバイスの製造方法を示した図である。
【図４】本発明の水晶デバイスに製造方法における蓋基板の形成方法を示した図である。
【図５】本発明の水晶デバイスの製造方法における水晶基板の形成方法を示した図である。
【図６】本発明の水晶デバイスに製造方法における底部基板の形成方法を示した図である。
【図７】本発明の水晶デバイスに製造方法における接合工程の接合前と接合後を示した図である。
【図８】本発明の配線電極がＩＣと直接接続される水晶デバイスの断面図である。
【図９】本発明の水晶デバイスの一応用例である水晶振動子の断面図である。
【図１０】従来の最も一般的な水晶デバイスの構成を示した図である。
【図１１】従来のシリコンからなるパッケージを用いた水晶デバイスの構成を示した図である。
【図１２】従来の水晶部材をガラスからなる底部部材と蓋部材で挟み込む構造の水晶デバイスの構成を示した図である。
【図１３】従来の水晶部材をガラスからなる底部部材と蓋部材で挟み込む構造の水晶デバイスの分解斜視図である。
【符号の説明】
【０１２４】
１０、２０、４０、５０、６０ 水晶デバイス
３０ 水晶振動子
１００、１１０ 水晶部材
１００ａ、１１０ａ 振動部
１００ｂ、１１０ｂ 枠部
１３０ 水晶振動片
２００、２１０ 底部部材
２００ａ 底面
２００ｂ、３００ｂ 接合面
２３０、２４０ パッケージ
３００、３１０、３３０ 蓋部材
４００ 貫通電極
４１０ 水晶側電極
４１５ 電極
４２０、４２５ 配線電極
４３０、４４０、４５０、４６０ 金属膜
５００ ＩＣ
６００、７００ 接合材
１０００ 水晶基板
１２００、１４００ 水晶ウェハー
２０００、２１００ 底部基板
２２００、３２００ Ｓｉウェハー
２５００、３５００ 凹部
２５１０ 貫通穴
３０００ 蓋基板
５０００ 積層基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水晶の圧電振動を利用した水晶デバイスにおいて、
シリコンからなり凹部を備える蓋部材と、
水晶からなり所定の周波数で振動する振動部と、この振動部を取り囲むようにして形成される枠部を備える水晶部材と、
シリコンからなり凹部を備え、且つ一方の面から対向する他方の面に向かって形成された貫通電極を備える底部部材とを有しており、
前記水晶部材が前記蓋部材と前記底部部材との間に接合される積層構造をなしていることを特徴とする水晶デバイス。
【請求項２】
前記底部部材の接合面、前記水晶部材の枠部における接合面、前記蓋部材の接合面には、それぞれに金属膜が形成されることを特徴とする請求項１に記載の水晶デバイス。
【請求項３】
前記金属膜はＡｕ膜、または表面がＡｕ膜の積層膜であることを特徴とする請求項２に記載の水晶デバイス。
【請求項４】
前記振動部は、前記蓋部材に形成された凹部と前記底部部材に形成された凹部とで囲まれた密閉空間内に収容されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の水晶デバイス。
【請求項５】
前記貫通電極は、前記振動部を振動させるための水晶側電極に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の水晶デバイス。
【請求項６】
前記底部部材にＩＣが形成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の水晶デバイス。
【請求項７】
水晶の圧電振動を利用した水晶デバイスの製造方法において、
水晶からなり所定の周波数で振動する複数の振動部を備える水晶基板を、シリコンからなり複数の凹部を備える蓋基板と、シリコンからなり複数の凹部を備え、且つ一方の面から対向する他方の面に向かって形成された貫通電極を備える底部基板とで挟み込んで接合する接合工程と、
接合された前記蓋基板、前記水晶基板、前記底部基板を前記水晶デバイスの大きさに切断するダイシング工程を有することを特徴とする水晶デバイスの製造方法。
【請求項８】
前記底部基板の接合面、前記水晶基板の接合面、前記蓋基板の接合面のそれぞれに金属膜を形成し、且つ、これらの金属膜同士を接合させることを特徴とする請求項７に記載の水晶デバイスの製造方法。
【請求項９】
前記金属膜はＡｕ膜、または表面がＡｕ膜の積層膜であることを特徴とする請求項８に記載の水晶デバイスの製造方法。
【請求項１０】
前記接合工程において、前記振動部を、前記蓋基板に形成された凹部と前記底部基板に形成された凹部とで囲まれた密閉空間内に配置させたことを特徴とする請求項７に記載の水晶デバイスの製造方法。
【請求項１１】
前記接合工程において、前記貫通電極と前記振動部を振動させるための水晶側電極を、電気的に接続することを特徴とする請求項７から１０のいずれか一項に記載の水晶デバイスの製造方法。
【請求項１２】
前記接合工程において、表面活性化接合法を用いて接合したことを特徴とする請求項７
から１１のいずれか一項に記載の水晶デバイスの製造方法。
【請求項１３】
前記水晶基板は、水晶ウェハーを所定の厚みに研磨する工程と、前記水晶基板の外形形状をエッチング法によって形成する工程と、フォトリスグラフィー法によって前記水晶側電極を形成する工程を有する方法で形成されることを特徴とする請求項７から１２のいずれか一項に記載の水晶デバイスの製造方法。
【請求項１４】
前記底部基板は、ＳｉウェハーにＩＣを形成する工程と、Ｓｉウェハーを加工して凹部と貫通電極用穴を形成する工程と、この貫通電極用穴の内部に貫通電極を形成し前記ＩＣと電気的に接続する工程と、前記貫通電極の端部に接続される配線電極を形成する工程を有する方法で形成されることを特徴とする請求項７から１３のいずれか一項に記載の水晶デバイスの製造方法。
【請求項１５】
前記底部基板の凹部または前記蓋基板の凹部は、エッチング法によって形成されることを特徴とする請求項７から１４のいずれか一項に記載の水晶デバイスの製造方法。
【請求項１】
水晶の圧電振動を利用した水晶デバイスにおいて、
シリコンからなり凹部を備える蓋部材と、
水晶からなり所定の周波数で振動する振動部と、この振動部を取り囲むようにして形成される枠部を備える水晶部材と、
シリコンからなり凹部を備え、且つ一方の面から対向する他方の面に向かって形成された貫通電極を備える底部部材とを有しており、
前記水晶部材が前記蓋部材と前記底部部材との間に接合される積層構造をなしていることを特徴とする水晶デバイス。
【請求項２】
前記底部部材の接合面、前記水晶部材の枠部における接合面、前記蓋部材の接合面には、それぞれに金属膜が形成されることを特徴とする請求項１に記載の水晶デバイス。
【請求項３】
前記金属膜はＡｕ膜、または表面がＡｕ膜の積層膜であることを特徴とする請求項２に記載の水晶デバイス。
【請求項４】
前記振動部は、前記蓋部材に形成された凹部と前記底部部材に形成された凹部とで囲まれた密閉空間内に収容されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の水晶デバイス。
【請求項５】
前記貫通電極は、前記振動部を振動させるための水晶側電極に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の水晶デバイス。
【請求項６】
前記底部部材にＩＣが形成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の水晶デバイス。
【請求項７】
水晶の圧電振動を利用した水晶デバイスの製造方法において、
水晶からなり所定の周波数で振動する複数の振動部を備える水晶基板を、シリコンからなり複数の凹部を備える蓋基板と、シリコンからなり複数の凹部を備え、且つ一方の面から対向する他方の面に向かって形成された貫通電極を備える底部基板とで挟み込んで接合する接合工程と、
接合された前記蓋基板、前記水晶基板、前記底部基板を前記水晶デバイスの大きさに切断するダイシング工程を有することを特徴とする水晶デバイスの製造方法。
【請求項８】
前記底部基板の接合面、前記水晶基板の接合面、前記蓋基板の接合面のそれぞれに金属膜を形成し、且つ、これらの金属膜同士を接合させることを特徴とする請求項７に記載の水晶デバイスの製造方法。
【請求項９】
前記金属膜はＡｕ膜、または表面がＡｕ膜の積層膜であることを特徴とする請求項８に記載の水晶デバイスの製造方法。
【請求項１０】
前記接合工程において、前記振動部を、前記蓋基板に形成された凹部と前記底部基板に形成された凹部とで囲まれた密閉空間内に配置させたことを特徴とする請求項７に記載の水晶デバイスの製造方法。
【請求項１１】
前記接合工程において、前記貫通電極と前記振動部を振動させるための水晶側電極を、電気的に接続することを特徴とする請求項７から１０のいずれか一項に記載の水晶デバイスの製造方法。
【請求項１２】
前記接合工程において、表面活性化接合法を用いて接合したことを特徴とする請求項７
から１１のいずれか一項に記載の水晶デバイスの製造方法。
【請求項１３】
前記水晶基板は、水晶ウェハーを所定の厚みに研磨する工程と、前記水晶基板の外形形状をエッチング法によって形成する工程と、フォトリスグラフィー法によって前記水晶側電極を形成する工程を有する方法で形成されることを特徴とする請求項７から１２のいずれか一項に記載の水晶デバイスの製造方法。
【請求項１４】
前記底部基板は、ＳｉウェハーにＩＣを形成する工程と、Ｓｉウェハーを加工して凹部と貫通電極用穴を形成する工程と、この貫通電極用穴の内部に貫通電極を形成し前記ＩＣと電気的に接続する工程と、前記貫通電極の端部に接続される配線電極を形成する工程を有する方法で形成されることを特徴とする請求項７から１３のいずれか一項に記載の水晶デバイスの製造方法。
【請求項１５】
前記底部基板の凹部または前記蓋基板の凹部は、エッチング法によって形成されることを特徴とする請求項７から１４のいずれか一項に記載の水晶デバイスの製造方法。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−１１８１４３（Ｐ２００９−１１８１４３Ａ）
【公開日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２８８４２８（Ｐ２００７−２８８４２８）
【出願日】平成１９年１１月６日（２００７．１１．６）
【出願人】（０００００１９６０）シチズンホールディングス株式会社 (1,939)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月６日（２００７．１１．６）
【出願人】（０００００１９６０）シチズンホールディングス株式会社 (1,939)
【Ｆターム（参考）】
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