壓電振子以及壓電振動(dòng)裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供壓電振子以及壓電振動(dòng)裝置。能夠高效地進(jìn)行壓電振子中的共振頻率的調(diào)整。壓電振子具備：第一電極以及第二電極；壓電膜，其形成于第一電極與第二電極之間，并且具有與第一電極對(duì)置的第一面；以及第一調(diào)整膜以及第二調(diào)整膜，它們經(jīng)由第一電極與壓電膜的第一面對(duì)置地形成，第一調(diào)整膜在第一面中的至少第一區(qū)域與壓電膜重疊，第二調(diào)整膜在第一面中的至少與第一區(qū)域不同的第二區(qū)域與壓電膜重疊，通過(guò)第一區(qū)域以及第二區(qū)域覆蓋第一面的大致全域，第二區(qū)域是在該壓電振子的振動(dòng)時(shí)位移比第一區(qū)域大的區(qū)域，第二調(diào)整膜由蝕刻所導(dǎo)致的質(zhì)量減少的速度比第一調(diào)整膜快的材料形成。
【專利說(shuō)明】
壓電振子以及壓電振動(dòng)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ] 本發(fā)明涉及壓電振子以及壓電振動(dòng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]作為在電子設(shè)備中用于實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)功能的裝置，使用壓電振子。伴隨著電子設(shè)備的小型化，壓電振子也要求小型化，使用MEMS(Micro Electro Mechanical Systems:微電子機(jī)械系統(tǒng))技術(shù)制造的壓電振子(以下，稱為“MEMS振子”)受到矚目。
[0003]在MEMS振子中，存在因制造偏差在共振頻率上產(chǎn)生偏差的情況。因此，在MEMS振子的制造中、制造后，通過(guò)追加蝕刻等對(duì)頻率進(jìn)行調(diào)整。
[0004]例如，在專利文獻(xiàn)I中公開(kāi)了如下結(jié)構(gòu):通過(guò)在壓電振子的電極上形成由單一材料構(gòu)成的附加膜，使第一區(qū)域中的附加膜的厚度與第二區(qū)域中的附加膜的厚度不同，從而對(duì)共振頻率進(jìn)行調(diào)整。
[0005]另外，例如，在專利文獻(xiàn)2中公開(kāi)了如下結(jié)構(gòu):在具有多個(gè)振動(dòng)臂的振子中，通過(guò)分別減少設(shè)置于振動(dòng)臂的前端側(cè)的粗調(diào)用的質(zhì)量部與設(shè)置于振動(dòng)臂的基端側(cè)的微調(diào)用的質(zhì)量部，從而對(duì)共振頻率進(jìn)行調(diào)整。
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本專利第4930381號(hào)說(shuō)明書
[0007]專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2012 — 065293號(hào)公報(bào)
[0008]如上述所述，在專利文獻(xiàn)I所公開(kāi)的結(jié)構(gòu)中，用于調(diào)整共振頻率的附加膜由單一材料形成。因此，為了根據(jù)區(qū)域的不同而使附加膜的厚度不同，需要按照區(qū)域進(jìn)行基于光束照射等的調(diào)整作業(yè)，因此效率差。
[0009]另外，在專利文獻(xiàn)2所公開(kāi)的結(jié)構(gòu)中，由于需要分別進(jìn)行設(shè)置于振動(dòng)臂的前端側(cè)的粗調(diào)用的質(zhì)量部的除去與設(shè)置于振動(dòng)臂的基端側(cè)的微調(diào)用的質(zhì)量部的除去，所以效率差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明是鑒于這種情況而完成的，其目的在于能夠高效地進(jìn)行壓電振子中的共振頻率的調(diào)整。
[0011]本發(fā)明的一個(gè)方式的壓電振子具備:第一電極以及第二電極;壓電膜，其形成于第一電極與第二電極之間，并且具有與第一電極對(duì)置的第一面；以及第一調(diào)整膜和第二調(diào)整膜，它們隔著第一電極與壓電膜的第一面對(duì)置地形成，第一調(diào)整膜在第一面中的至少第一區(qū)域與壓電膜重疊，第二調(diào)整膜在第一面中的至少與第一區(qū)域不同的第二區(qū)域與壓電膜重疊，通過(guò)第一區(qū)域以及第二區(qū)域覆蓋第一面的大致全域，第二區(qū)域是在該壓電振子的振動(dòng)時(shí)位移比第一區(qū)域大的區(qū)域，第二調(diào)整膜由蝕刻所導(dǎo)致的質(zhì)量減少的速度比第一調(diào)整膜快速的材料形成。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，能夠高效地進(jìn)行壓電振子中的共振頻率的調(diào)整。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式亦即壓電振動(dòng)裝置的簡(jiǎn)要構(gòu)造的一個(gè)例子的圖。
[0014]圖2是壓電振子120的一個(gè)例子亦即壓電振子120A的立體圖。
[0015]圖3是表不壓電振子120A的振動(dòng)時(shí)的位移的大小的圖。
[0016]圖4A是圖2所示的X—Y線的壓電振子120A的共振頻率調(diào)整前的剖面的示意圖。
[0017]圖4B是圖2所示的X—Y線的壓電振子120A的共振頻率調(diào)整后的剖面的示意圖。
[0018]圖5是表示調(diào)整膜236的形成位置與共振頻率的變化率的關(guān)系的一個(gè)例子的模擬結(jié)果。
[0019]圖6A是表示調(diào)整膜236的形成的一個(gè)例子的圖。
[0020]圖6B是表示調(diào)整膜236的形成的一個(gè)例子的圖。
[0021]圖7是表示調(diào)整膜236的面積與共振頻率的變化率的關(guān)系的一個(gè)例子的模擬結(jié)果。
[0022]圖8A是表示調(diào)整膜236的形成的一個(gè)例子的圖。
[0023]圖SB是表示調(diào)整膜236的形成的一個(gè)例子的圖。
[0024]圖SC是表示調(diào)整膜236的形成的一個(gè)例子的圖。
[0025]圖8D是表示調(diào)整膜236的形成的一個(gè)例子的圖。
[0026]圖9是表示調(diào)整膜236的面積與共振頻率的溫度特性的變化率的關(guān)系的一個(gè)例子的模擬結(jié)果。
[0027]圖10是壓電振子120的其他例子亦即壓電振子120B的立體圖。
[0028]圖11是壓電振子120的另一例子亦即壓電振子120C的立體圖。
[0029]圖12A是壓電振子120的其他例子亦即壓電振子120D的剖面的示意圖。
[0030]圖12B是壓電振子120的其他例子亦即壓電振子120E的剖面的示意圖。
[0031]圖12C是壓電振子120的其他例子亦即壓電振子120F的剖面的示意圖。
[0032]圖13是表示壓電振子120的其他例子亦即壓電振子120G的結(jié)構(gòu)的圖。
[0033]圖14A是表示壓電振子120的其他例子亦即壓電振子120H的結(jié)構(gòu)的圖。
[0034]圖14B是表示壓電振子120的其他例子亦即壓電振子120J的結(jié)構(gòu)的圖。
[0035]圖14C是表示壓電振子120的其他例子亦即壓電振子120K的結(jié)構(gòu)的圖。
[0036]圖15A是表示壓電振子120的其他例子亦即壓電振子120L的剖面的圖。
[0037]圖15B是壓電振子120L的共振頻率調(diào)整后的剖面的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]以下，參照【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式。圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式亦即壓電振動(dòng)裝置的簡(jiǎn)要構(gòu)造的一個(gè)例子的圖。如圖1所示，壓電振動(dòng)裝置100是包含基板110、壓電振子120、蓋體130以及外部電極140的壓電振動(dòng)裝置。壓電振子120是使用MEMS技術(shù)制造的MEMS振子。蓋體130例如由硅形成，覆蓋壓電振子120。外部電極140是用于將壓電振動(dòng)裝置100外部的元件與壓電振子120電連接的金屬電極。
[0039 ] 接下來(lái)，參照?qǐng)D2、圖3、圖4A以及圖4B說(shuō)明壓電振子120的構(gòu)成例。圖2是壓電振子120的一個(gè)例子亦即壓電振子120A的立體圖。圖3是表不壓電振子120A的振動(dòng)時(shí)的位移的大小的圖。圖4A是圖2所示的X — Y線的、壓電振子120A的共振頻率調(diào)整前的剖面的示意圖。圖4B是圖2所示的X—Y線的、壓電振子120A的共振頻率調(diào)整后的剖面的示意圖。
[0040]如圖2所示，壓電振子120A具備保持部200以及振動(dòng)部210。保持部200以及振動(dòng)部210通過(guò)包含蝕刻的MEMS工序一體地形成。振動(dòng)部210例如為寬度以及長(zhǎng)度為ΙΟΟμπι?200μπι
左右，厚度為1ym左右。
[0041]保持部200具備保持矩形的振動(dòng)部210的2個(gè)保持臂220。如后所述，振動(dòng)部210通過(guò)壓電膜233與上部電極234以及下部電極232之間的電場(chǎng)對(duì)應(yīng)地在面內(nèi)方向進(jìn)行伸縮，從而進(jìn)行輪廓振動(dòng)。圖3表示振動(dòng)部210的振動(dòng)時(shí)的位移的大小。具體而言，示出位移的大小相對(duì)于最大位移量的比例(％)。如圖3所示，振動(dòng)部210的四角的位移較大，伴隨著接近振動(dòng)部210的中心，位移變小。
[0042]如圖4Α所示，振動(dòng)部210成為層疊有硅氧化物層230、硅層231、下部電極232、壓電膜233、上部電極234、調(diào)整膜235以及調(diào)整膜236的構(gòu)造。此外，調(diào)整膜235、236以與壓電膜233的上部電極234側(cè)的面(第一面)對(duì)置的方式形成。
[0043]硅氧化物層230例如由S12等硅氧化物形成。硅氧化物在某個(gè)溫度范圍中的頻率溫度特性的變化與硅相反。因此，通過(guò)在振動(dòng)部210形成硅氧化物層230，硅層231的頻率特性的變化被硅氧化物層230的頻率特性的變化抵消。由此，能夠提高頻率溫度特性。
[0044]硅層231由硅形成。此外，硅層231例如作為η型摻雜劑(供體)，能夠包含磷(P)、砷(As)、銻(Sb)。另外，硅層231也可以包含P型摻雜劑(受體)。而且，硅層231也可以是將這樣的摻雜劑注入I X 119CnT3以上的簡(jiǎn)并半導(dǎo)體。
[0045]上部電極234以及下部電極232是金屬電極。上部電極234以及下部電極232例如使用鉬(Mo)、鋁(Al)形成。此外，在硅層231為簡(jiǎn)并半導(dǎo)體的情況下，也可以不設(shè)置下部電極232使硅層231作為下部電極發(fā)揮功能。
[0046]壓電膜233是將外加的電壓轉(zhuǎn)換為振動(dòng)的壓電體薄膜。壓電膜233例如能夠?qū)⒌X作為主成分。具體而言，例如，壓電膜233能夠由氮化鋁鈧(ScAlN)形成。ScAlN是將氮化鋁(AlN)中的鋁(Al)的一部分置換為鈧(Ac)而成的。例如，在使Al的原子數(shù)與Sc的原子數(shù)相加而得的原子濃度為100原子％時(shí)，用于壓電膜233的ScAlN能夠形成為以Sc為40原子％左右的方式將Al置換為Sc。
[0047]調(diào)整膜235(第一調(diào)整膜)是用于調(diào)整壓電振子120Α的共振頻率的膜。調(diào)整膜235由蝕刻所導(dǎo)致的質(zhì)量減少的速度比調(diào)整膜236慢的材料形成。例如，調(diào)整膜235由AlN等氮化膜、S12等氧化膜形成。此外，質(zhì)量減少速度由蝕刻速度(每單位時(shí)間被除去的厚度)與密度的積表示。
[0048]調(diào)整膜236(第二調(diào)整膜)是用于調(diào)整壓電振子120Α的共振頻率的膜。調(diào)整膜236由蝕刻所導(dǎo)致的質(zhì)量減少的速度比調(diào)整膜235快的材料形成。例如，調(diào)整膜236由Mo、鎢(W)、金(Au)、白金(Pt)、鎳(Ni)等金屬形成。
[0049]此外，調(diào)整膜235、236只要質(zhì)量減少速度的關(guān)系如上述那樣，則蝕刻速度的大小關(guān)系任意皆可。
[0050]如圖2以及圖3所示，調(diào)整膜236以在振動(dòng)部210中的位移比較大的區(qū)域(第二區(qū)域)露出的方式形成。具體而言，調(diào)整膜236以在與振動(dòng)部210的四角對(duì)應(yīng)的區(qū)域露出的方式形成。另外，調(diào)整膜235以在其他區(qū)域(第一區(qū)域)露出的方式形成。
[0051]此外，調(diào)整膜236露出的區(qū)域內(nèi)的全部點(diǎn)的位移不必比調(diào)整膜235露出的區(qū)域內(nèi)的全部點(diǎn)的位移大。例如，各區(qū)域的位移的大小也可以通過(guò)各區(qū)域的位移的平均值進(jìn)行判斷。因此，例如，調(diào)整膜236露出的區(qū)域內(nèi)的某點(diǎn)的位移也可以比調(diào)整膜235露出的區(qū)域內(nèi)的某點(diǎn)的位移小。
[0052]如圖4B所示，通過(guò)從振動(dòng)部210的上方朝向調(diào)整膜235以及調(diào)整膜236同時(shí)照射離子束(例如氬(Ar)離子束)而蝕刻形成調(diào)整膜235、236。能夠以比壓電振子120A大的范圍照射離子束。此外，在本實(shí)施方式中，雖然示出通過(guò)離子束進(jìn)行蝕刻的例子，但蝕刻方法并不限定于通過(guò)離子束。
[0053]作為決定壓電振子120A的共振頻率的主要要素，有質(zhì)量與彈簧常量。通過(guò)調(diào)整膜235、236的蝕刻，質(zhì)量的減少與彈簧常量的降低同時(shí)發(fā)生。質(zhì)量的減少使共振頻率上升，彈簧常量的降低使共振頻率降低。但是，在位移大的區(qū)域中，相對(duì)地質(zhì)量的影響較強(qiáng)，在位移小的區(qū)域中，相對(duì)地彈簧常量的影響較強(qiáng)。
[0054]在壓電振子120A中，以在位移比較大的區(qū)域露出的方式形成調(diào)整膜236。如上述所述，對(duì)于基于離子束的質(zhì)量減少速度而言，與調(diào)整膜235相比調(diào)整膜236—方較快。因此，位移比較大的區(qū)域的質(zhì)量快速減少。由此，能夠使共振頻率上升。此外，與調(diào)整膜236同時(shí)，調(diào)整膜235的露出的部分也被蝕刻，由于質(zhì)量的減少速度比調(diào)整膜236慢，所以彈簧常量的變化量小。因此，伴隨著彈簧常量的變化而帶來(lái)的共振頻率的降低的影響較小。因此，在壓電振子120A中，向調(diào)整膜235、236同時(shí)照射離子束，能夠高效地調(diào)整共振頻率。
[0055]另外，共振頻率的溫度特性受到彈簧常量的變化所帶來(lái)的影響。然而，在壓電振子120A中，如上述所述，由于彈簧常量的變化量較小，所以能夠減少共振頻率的溫度特性的變化。
[0056]圖5是表示調(diào)整膜236的形成位置與共振頻率的變化率的關(guān)系的一個(gè)例子的模擬結(jié)果。此外，在本實(shí)施方式中表示的模擬結(jié)果是將調(diào)整膜235設(shè)為AlN并且將調(diào)整膜236設(shè)為Mo的情況下的結(jié)果。在圖5中，橫軸表示調(diào)整膜236的形成位置，縱軸表示共振頻率的變化率。此外，調(diào)整膜236的形成位置是以比例表示從連接保持臂220的中心線起算的相對(duì)位置的值。另外，共振頻率的變化率是相對(duì)于調(diào)整膜236的形成位置為100% (S卩，圖6B所示的情況下)時(shí)的頻率變化量的比例。即便在任意的形成位置的情況下，調(diào)整膜236的形狀也相同。
[0057]圖5的A點(diǎn)是如圖6A所示那樣形成有調(diào)整膜236的情況下的模擬結(jié)果。在該情況下，共振頻率的變化率為負(fù)。這是因?yàn)檎{(diào)整膜236露出的區(qū)域的位移與其他區(qū)域相比比較小，所以伴隨著調(diào)整膜236的質(zhì)量減少，彈簧常量的降低變大。
[0058]圖5的D點(diǎn)是如圖6B所示那樣形成有調(diào)整膜236的情況下的模擬結(jié)果。在該情況下，由于調(diào)整膜236露出的區(qū)域的位移與其他區(qū)域相比比較大，所以基于調(diào)整膜236的質(zhì)量減少的頻率變化率變大。
[0059]這樣，根據(jù)圖5所示的模擬結(jié)果也可知:通過(guò)以調(diào)整膜236露出的區(qū)域的位移比調(diào)整膜235露出的區(qū)域大的方式形成調(diào)整膜235、236，能夠高效地進(jìn)行壓電振子120A的共振頻率的調(diào)整。
[0060]圖7是表示調(diào)整膜236的面積(露出面積)與共振頻率的變化率的關(guān)系的一個(gè)例子的模擬結(jié)果。在圖7中，橫軸表示調(diào)整膜236的面積比，縱軸表示共振頻率的變化率。此外，調(diào)整膜236的面積比是以比例表示調(diào)整膜236的面積(露出面積)相對(duì)于振動(dòng)部210的表面的平面面積的值。另外，共振頻率的變化率是調(diào)整膜236的面積比為100% (S卩，圖8D所示的情況下)時(shí)的相對(duì)于頻率變化量的比例。
[0061]圖7所示的A?D點(diǎn)分別是如圖8A?圖8D所示那樣形成有調(diào)整膜236的情況下的模擬結(jié)果。如圖7所示，通過(guò)使調(diào)整膜236的面積比大致為30%以上，與如圖8D所示那樣在整面形成有調(diào)整膜236的情況相比，能夠增大頻率變化率。
[0062]圖9是表示調(diào)整膜236的面積(露出面積)與共振頻率的溫度特性的變化率的關(guān)系的一個(gè)例子的模擬結(jié)果。在圖9中，橫軸表示調(diào)整膜236的面積比，縱軸表示共振頻率的溫度特性(I次系數(shù))的變化率。此外，調(diào)整膜236的面積比與圖7的情況相同。另外，共振頻率的溫度特性的變化率是調(diào)整膜236的面積比為100% (S卩，圖8D所示的情況下)時(shí)的相對(duì)于溫度特性的I次系數(shù)的比例。
[0063]圖9所示的A?D點(diǎn)分別是如圖8A?圖8D所示那樣形成有調(diào)整膜236的情況下的模擬結(jié)果。如圖9所示，通過(guò)調(diào)整膜236的面積比形成為大致50%以下，能夠?qū)⒐舱耦l率的溫度特性的變化率抑制在50%以下。優(yōu)選通過(guò)使調(diào)整膜236的面積比為大致10%以上大致50%以下，與如圖8D所示那樣在整面形成有調(diào)整膜236的情況比較，能夠不大幅度地使頻率變化率降低地調(diào)整頻率，并且抑制共振頻率的溫度特性的變化率。
[0064]根據(jù)圖7以及圖9的模擬結(jié)果，通過(guò)使調(diào)整膜236的面積比為大致30%以上大致50%以下，能夠高效地進(jìn)行共振頻率的調(diào)整，并且能夠抑制共振頻率的溫度特性的變化?；蛘?，通過(guò)使調(diào)整膜236的面積比為大致10%以上大致30%以下，能夠?qū)⒐舱耦l率的溫度特性的變化抑制在微小量，并且能夠進(jìn)行共振頻率的調(diào)整。該面積比根據(jù)所需要的壓電振子的特性適當(dāng)?shù)剡x擇即可。
[0065]圖10是壓電振子120的其他例子亦即壓電振子120B的立體圖。另外，圖11是壓電振子120的另一其他例子亦即壓電振子120C的立體圖。此外，對(duì)于與壓電振子120A相同的構(gòu)成要素，標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記并省略說(shuō)明。壓電振子120B、120C除調(diào)整膜236的形狀不同的點(diǎn)之外，具有與壓電振子120A相同的結(jié)構(gòu)。這樣，調(diào)整膜236的形狀并不限定于圖2所示那樣的矩形，能夠?yàn)槿我庑螤睢Ｈ鐖D3所示，振動(dòng)部210的位移呈曲線狀地變化。因此，通過(guò)配合振動(dòng)部210的位移使調(diào)整膜236形成為圖10或者圖11所示的形狀，能夠更高效地進(jìn)行共振頻率的調(diào)整。此外，在圖11所示的結(jié)構(gòu)中，由于在振動(dòng)部210的長(zhǎng)邊方向調(diào)整膜236未分離，所以能夠提高調(diào)整膜236的緊貼強(qiáng)度。
[0066]圖12A?圖12C是壓電振子120的其他例子亦即壓電振子120D?120F的剖面的示意圖。此外，對(duì)于與壓電振子120A相同的構(gòu)成要素，標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記并省略說(shuō)明。
[0067]在圖12A所示的壓電振子120D中，調(diào)整膜235不是以覆蓋振動(dòng)部210的上部電極234的整面的方式而是以覆蓋一部分的方式形成。另外，在圖12B所示的壓電振子120E中，以覆蓋振動(dòng)部210的壓電膜233的整面的方式形成調(diào)整膜236，在調(diào)整膜236的表面的一部分形成調(diào)整膜235。此外，壓電振子120E不具有上部電極234，調(diào)整膜236作為上部電極發(fā)揮功能。另夕卜，在圖12C所示的壓電振子120F中，調(diào)整膜235、調(diào)整膜236以與壓電膜233的下部電極232側(cè)的面(第一面)對(duì)置的方式形成。
[0068]這樣，調(diào)整膜235、236形成為:覆蓋振動(dòng)部210的上表面或者下表面的大致全域，并且與調(diào)整膜235露出的區(qū)域的位移相比調(diào)整膜236露出的區(qū)域的位移一方較大。
[0069]此外，如圖12B所示，通過(guò)將調(diào)整膜236作為上部電極使用，能夠使制造工序簡(jiǎn)單化。另外，能夠防止調(diào)整膜236從上部電極剝離。
[0070]另外，如圖12C所示，通過(guò)將調(diào)整膜235、236形成為與壓電膜233的下部電極232側(cè)的面對(duì)置，能夠防止在過(guò)度蝕刻了調(diào)整膜235、236的情況下壓電膜233被蝕刻。
[0071 ]圖13是表不壓電振子120的其他例子亦即壓電振子120G的結(jié)構(gòu)的圖。此外，針對(duì)與壓電振子120A相同的要素，標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記并省略說(shuō)明。壓電振子120G是連接與壓電振子120A的振動(dòng)部210相同的振動(dòng)部210A?210E而形成的部件。在壓電振子120G中，通過(guò)鄰接的振動(dòng)部彼此相互以相反相位進(jìn)行振動(dòng)，從而作為整體進(jìn)行輪廓振動(dòng)。在這樣的壓電振子120G中，通過(guò)與壓電振子120A相同地形成調(diào)整膜235、236，也能夠高效地調(diào)整共振頻率。
[0072]此外，圖13所示的調(diào)整膜236的配置是一個(gè)例子，并不限定于此。在圖14A、圖14B、圖14C中，示出調(diào)整膜236的配置的其他例子。在圖14A、圖14B、圖14C中，調(diào)整膜236在壓電振子120(120H、120J、120K)的短邊方向連續(xù)地形成。通過(guò)這樣形成調(diào)整膜235、236，能夠高效地調(diào)整共振頻率。此外，在圖14A、圖14B、圖14C中，為了簡(jiǎn)單化，省略了圖13所示的保持部200的圖示。
[0073]另外，在圖14C所示的壓電振子120K中，導(dǎo)電性的調(diào)整膜236的端部形成于比振動(dòng)部210的外周部靠?jī)?nèi)側(cè)的位置。由此，能夠抑制調(diào)整膜236在振動(dòng)部210的外周部與上部電極或者下部電極短路所導(dǎo)致的特性劣化。
[0074]圖15A是表示壓電振子120的其他例子亦即壓電振子120L的剖面的圖。此外，針對(duì)與壓電振子120A相同的要素，標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記并省略說(shuō)明。壓電振子120L是具有多個(gè)振動(dòng)臂的彎曲振動(dòng)型的振子。圖15A表示一個(gè)振動(dòng)臂的剖面。壓電振子120L具有基部300以及振動(dòng)臂310?；?00由硅320、Si02230、硅層231、下部電極232、壓電膜233、上部電極234以及調(diào)整膜235構(gòu)成?；?00以及振動(dòng)臂310中的層疊構(gòu)造除硅320以外與壓電振子120A相同，因此省略說(shuō)明。在這樣的壓電振子120L中，振動(dòng)臂310的前端附近是位移比較大的區(qū)域。因此，調(diào)整膜235、236形成為:在壓電振子120L的上表面?zhèn)?，調(diào)整膜236在振動(dòng)臂310的前端附近露出，并且調(diào)整膜235在其他區(qū)域露出。此外，調(diào)整膜235、236覆蓋壓電振子120L的上表面的大致全域。
[0075]在壓電振子120L中，如圖15B所示，通過(guò)向調(diào)整膜235、236同時(shí)照射離子束來(lái)蝕刻形成調(diào)整膜235、236。由此，與壓電振子120A的情況相同，能夠高效地調(diào)整共振頻率。
[0076]另外，在壓電振子120L中，如圖15B所示，在調(diào)整膜235、236的邊界330形成調(diào)整膜235的階梯差。由此，能夠抑制因在振動(dòng)臂310進(jìn)行彎曲振動(dòng)時(shí)在邊界330產(chǎn)生的應(yīng)力調(diào)整膜236剝離。
[0077]此外，彎曲型的振子中的調(diào)整膜235、236的形成方式并不限定于圖15A所示。例如，與圖12A?圖12C所示的例子相同，能夠采用各種形成方式。
[0078]以上，對(duì)本實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明。在各實(shí)施方式中，調(diào)整膜235、236以與壓電膜233的第一面對(duì)置的方式形成。而且，通過(guò)調(diào)整膜235、236覆蓋該第一面的大致全域。另外，調(diào)整膜236露出的區(qū)域與調(diào)整膜235露出的區(qū)域相比，壓電振子120的振動(dòng)時(shí)的位移較大。并且，對(duì)于基于蝕刻的質(zhì)量減少的速度而言，與調(diào)整膜235相比調(diào)整膜236—方快。在具有這種結(jié)構(gòu)的壓電振子120中，若同時(shí)蝕刻調(diào)整膜235、236，則調(diào)整膜236的質(zhì)量減少比較大，因此能夠高效地調(diào)整共振頻率。
[0079]另外，通過(guò)調(diào)整膜235、236覆蓋上述第一面的大致全域，因此能夠防止振動(dòng)部210中的調(diào)整膜235、236以外的區(qū)域被蝕刻除去。
[0080]另外，在輪廓振動(dòng)型的壓電振子120A中，通過(guò)形成上述調(diào)整膜235、236，能夠高效地調(diào)整共振頻率。
[0081]另外，通過(guò)使調(diào)整膜236露出的面積為上述表面的大致30%以上大致50%以下，能夠高效地進(jìn)行共振頻率的調(diào)整，并且能夠抑制共振頻率的溫度特性的變化。
[0082]另外，通過(guò)使調(diào)整膜236露出的面積為上述表面的大致10%以上大致30%以下，能夠?qū)⒐舱耦l率的溫度特性的變化抑制在微小量并且能夠進(jìn)行共振頻率的調(diào)整。
[0083]另外，在彎曲振動(dòng)型的壓電振子120L中，通過(guò)形成上述調(diào)整膜235、236，能夠高效地調(diào)整共振頻率。
[0084]此外，以上說(shuō)明的實(shí)施方式是為了容易理解本發(fā)明，并不用于解釋為限定本發(fā)明。本發(fā)明能夠不脫離其主旨地進(jìn)行變更/改進(jìn)，并且本發(fā)明也包含其等價(jià)物。即，本領(lǐng)域技術(shù)人員在各實(shí)施方式中適當(dāng)?shù)馗郊佑性O(shè)計(jì)變更的實(shí)施方式只要具備本發(fā)明的特征，也包含于本發(fā)明的范圍。例如，各實(shí)施方式具備的各要素及其配置、材料、條件、形狀、尺寸等理所當(dāng)然并不限定于例示的例子，能夠適當(dāng)?shù)刈兏?。另外，各?shí)施方式具備的各要素只要在技術(shù)上能夠允許能夠組合，將它們組合的例子只要包含本發(fā)明的特征，也包含于本發(fā)明的范圍。
[0085]附圖標(biāo)記說(shuō)明:
[0086]100…壓電振動(dòng)裝置；110…基板；120…壓電振子；130…蓋體;140…外部電極；200…保持部；210…振動(dòng)部；220…保持臂；230…硅氧化物層；231…硅層;232...下部電極;233…壓電膜;234…上部電極;235、236…調(diào)整膜;300…基部;310…振動(dòng)臂。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種壓電振子，其中，具備: 第一電極以及第二電極； 壓電膜，其形成于所述第一電極與所述第二電極之間，并且具有與所述第一電極對(duì)置的第一面；以及 第一調(diào)整膜和第二調(diào)整膜，它們隔著所述第一電極與所述壓電膜的所述第一面對(duì)置地形成， 所述第一調(diào)整膜在所述第一面中的至少第一區(qū)域覆蓋所述壓電膜， 所述第二調(diào)整膜在所述第一面中的至少與所述第一區(qū)域不同的第二區(qū)域覆蓋所述壓電膜， 通過(guò)所述第一區(qū)域以及第二區(qū)域覆蓋所述第一面的大致全域， 所述第二區(qū)域是在該壓電振子振動(dòng)時(shí)位移比所述第一區(qū)域大的區(qū)域， 所述第二調(diào)整膜由蝕刻所導(dǎo)致的質(zhì)量減少的速度比所述第一調(diào)整膜快的材料形成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電振子，其中， 所述第一電極、所述第二電極以及所述壓電膜形成進(jìn)行輪廓振動(dòng)的矩形的振動(dòng)部， 所述第二區(qū)域是與所述振動(dòng)部的四角對(duì)應(yīng)的區(qū)域。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓電振子，其中， 所述第二區(qū)域的面積為所述第一面的面積的大致10%以上大致50%以下。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓電振子，其中， 所述第二區(qū)域的面積為所述第一面的面積的大致30%以上大致50%以下。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓電振子，其中， 所述第二區(qū)域的面積為所述第一面的面積的大致10%以上大致30%以下。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電振子，其中， 所述第一電極、所述第二電極以及所述壓電膜形成進(jìn)行彎曲振動(dòng)的振動(dòng)臂， 所述第二區(qū)域是所述振動(dòng)臂的前端附近的區(qū)域。7.一種壓電振動(dòng)裝置，其中，具備: 權(quán)利要求1?6中的任一項(xiàng)所述的壓電振子； 覆蓋所述壓電振子的蓋體；以及 外部電極。
【文檔編號(hào)】H03H9/17GK105874709SQ201580003676
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2015年1月15日
【發(fā)明人】竹山佳介, 中村大佐, 龜田英太郎, 開(kāi)田弘明
【申請(qǐng)人】株式會(huì)社村田制作所