壓電振子以及壓電振動裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及壓電振子以及壓電振動裝置。在壓電振子中，使靜電電容比較大，并且，抑制雜散電容的影響。壓電振子(120A)是具有彼此以相反相位振動的第一以及第二振動部的壓電振子(120A)，第一以及第二振動部的每個具備硅層(220)、配設(shè)在硅層(220)之上的第一壓電層(224)、配設(shè)在第一壓電層(224)之上的第一電極(222)、配設(shè)在第一電極(222)之上且具有與第一壓電層(224)相反方向的極化的第二壓電層(225)、以及配設(shè)在第二壓電層(225)之上的第二電極(223)，構(gòu)成為對第一振動部的第一電極(222)和第二振動部的第二電極(223)施加第一電位，并對第一振動部的第二電極(223)和第二振動部的第一電極(222)施加第二電位。
【專利說明】
壓電振子以及壓電振動裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ] 本發(fā)明涉及壓電振子以及壓電振動裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]作為在電子設(shè)備中用于實現(xiàn)計時功能的器件，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:微機(jī)電系統(tǒng))技術(shù)所制造的壓電振子(以下，稱為“MEMS振子”。)受到關(guān)注。
[0003 ]作為MEM S振子，有使某個振動部和其它的振動部彼此以相反相位振動的構(gòu)成。例如專利文獻(xiàn)I中公開了具有3條振動臂的MEMS振子。在該MEMS振子中，通過使施加于中央的振動臂的電場的方向和施加于外側(cè)2條振動臂的電場的方向為相反方向，中央的振動臂和外側(cè)2條振動臂彼此以相反相位彎曲振動。
[0004]專利文獻(xiàn)1:國際公開第2008/043727號
[0005]作為使施加于振動部的電場的方向為相反方向的一般的構(gòu)成，有并聯(lián)連接構(gòu)成以及串聯(lián)連接構(gòu)成。圖18是表示并聯(lián)連接構(gòu)成中的電連接的一個例子的圖。另外，圖19是表示串聯(lián)連接中的電連接的一個例子的圖。此外，在MEMS振子中，如專利文獻(xiàn)I所公開那樣一般是具有3條以上的振動臂的構(gòu)成，但在圖18以及圖19中，為了使說明簡略而僅示出2條振動臂。此外，圖18以及圖19是表示2條振動臂中的、硅層、上部電極、下部電極、絕緣層以及壓電層的電連接關(guān)系的圖，并不是實際的剖視圖。
[0006]首先，對并聯(lián)連接構(gòu)成進(jìn)行說明。如圖18所示，MEMS振子1800具有硅層1810、絕緣層1811、以及振動臂1812、1813。振動臂1812具有上部電極1820、下部電極1821、以及壓電層1822。同樣地，振動臂1813具有上部電極1830、下部電極1831、以及壓電層1832。而且，控制各電極的電位，以便施加于振動臂1812的電場和施加于振動臂1813的電場的方向成為相反方向。在這樣的并聯(lián)連接構(gòu)成中，MEMS振子1800的合成電容Cf為振動臂1812的靜電電容Cal與振動臂1813的靜電電容Ca2的和(Cf = Cal+Ca2)。因此，具有能夠增大合成電容Cf這個優(yōu)點(diǎn)。
[0007]然而，在并聯(lián)連接構(gòu)成中，振動臂1812的下部電極1821的電位與振動臂1813的下部電極1831的電位不同。硅層1810由于電阻率較低，所以若將下部電極1821、1831直接配設(shè)在硅層1810上，則變成短路狀態(tài)。因此，在下部電極1821、1831與硅層1810之間設(shè)置有絕緣層1811。因此，存在產(chǎn)生下部電極1821與硅層1810之間的雜散電容Cbl、和下部電極1831與硅層1810之間的雜散電容Cb2所構(gòu)成的雜散電容Cs( = l/(1/Cbl+1/Cb2))，并導(dǎo)致特性降低的情況。
[0008]接下來，對串聯(lián)連接構(gòu)成進(jìn)行說明。如圖19所示，MEMS振子1900具有硅層1810以及振動臂1812、1813。而且，控制各電極的電位，以便施加于振動臂1812的電場和施加于振動臂1813的電場的方向成為相反方向。此外，在圖19所示的構(gòu)成中，振動臂1812的下部電極1821和振動臂1813的下部電極1831是浮動電極，為同電位。因此，無需如圖18所示的MEMS振子1800那樣設(shè)置絕緣層1811，不會受到雜散電容Cs的影響。然而，MEMS振子1900的合成電容Cf( = l/(1/Cal+1/Ca2))與并聯(lián)連接構(gòu)成的情況下相比變小。因此，存在共振阻抗變大，并導(dǎo)致特性降低的情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明是鑒于這樣的情況而完成的，其目的在于在壓電振子中，使靜電電容比較大，并且，抑制雜散電容的影響。
[0010]本發(fā)明的一方面所涉及的壓電振子是具有彼此以相反相位振動的第一以及第二振動部的壓電振子，第一以及第二振動部的每個具備:硅層;第一壓電層，被配設(shè)在硅層之上;第一電極，被配設(shè)在第一壓電層之上;第二壓電層，被配設(shè)在第一電極之上，并具有與第一壓電層相反方向的極化；以及第二電極，被配設(shè)在第二壓電層之上，構(gòu)成為對第一振動部的第一電極和第二振動部的第二電極施加第一電位，并對第一振動部的第二電極和第二振動部的第一電極施加第二電位。
[0011 ]根據(jù)本發(fā)明，在壓電振子中，使靜電電容比較大，并且，能夠抑制雜散電容的影響。
【附圖說明】
[0012]圖1是表示作為本發(fā)明的一實施方式的壓電振動裝置的概略結(jié)構(gòu)的一個例子的圖。
[0013]圖2是表示壓電振子的構(gòu)成例的圖。
[00?4]圖3是表不壓電振子的彎曲振動的情況的一個例子的圖。
[0015]圖4是表示圖2所示的A—A’剖面中的電連接的一個例子的圖。
[0016]圖5是為了說明與一般的構(gòu)成的特性的差異而僅示出2條振動臂的圖。
[0017]圖6是表示壓電振子的特性的模擬結(jié)果。
[0018]圖7是表示壓電振子的等效電路的圖。
[0019]圖8是表示壓電振子的其它構(gòu)成例的圖。
[0020]圖9是表不壓電振子的其它構(gòu)成例的圖。
[0021]圖10是表不壓電振子的其它構(gòu)成例的圖。
[0022 ]圖11是表示圖1O所示的B—B ’剖面中的電連接的一個例子的圖。
[0023]圖12是表示壓電振子的其它構(gòu)成例的圖。
[0024]圖13是表示圖12所示的C一C’剖面中的電連接的一個例子的圖。
[0025]圖14是表示壓電振子的特性的模擬結(jié)果。
[0026]圖15是表示壓電振動裝置的概略結(jié)構(gòu)的其它一個例子的圖。
[0027]圖16是表不壓電振子的其它構(gòu)成例的圖。
[0028]圖17是表不壓電振子的其它構(gòu)成例的圖。
[0029]圖18是表示并聯(lián)連接構(gòu)成中的電連接的一個例子的圖。
[0030]圖19是表示串聯(lián)連接中的電連接的一個例子的圖。
【具體實施方式】
[0031]以下，參照附圖，對本發(fā)明的一實施方式進(jìn)行說明。圖1是表示作為本發(fā)明的一實施方式的壓電振動裝置的概略結(jié)構(gòu)的一個例子的圖。如圖1所示，壓電振動裝置100是包括基板110、壓電振子120、蓋體130、以及外部電極140的壓電振動裝置。壓電振子120是使用MEMS技術(shù)所制造的MEMS振子。蓋體130例如由硅形成，覆蓋壓電振子120。外部電極140是用于使壓電振動裝置100外部的元件和壓電振子120電連接的金屬電極。以下，對壓電振子120的例示的實施方式進(jìn)行說明。
[0032]圖2是表示壓電振子120的構(gòu)成例的圖。壓電振子120A具備保持部200以及振動臂210(210A?210D)。保持部200例如由硅形成。各振動臂210是從保持部200沿規(guī)定方向(圖2中的Y軸方向)延伸的矩形狀的振動部，在與包括振動臂210A?210D的平面(圖2中的XY平面)垂直方向(圖2中的Z軸方向)彎曲振動。為了抑制因振動臂21OA?21OD的振動而在保持部200產(chǎn)生扭矩，如圖3所示那樣，中央側(cè)2條振動臂210B、210C與外側(cè)2條振動臂210A、210D彼此以相反相位振動。此外，振動臂的數(shù)量并不限于4個，能夠為任意的數(shù)量。
[0033 ]圖4是表示圖2所示的A—A ’剖面中的電連接的一個例子的圖。參照圖2以及圖4，對振動臂210的構(gòu)成的一個例子進(jìn)行說明。振動臂210具有硅層220、電極221?223、以及壓電層224、225。
[0034]硅層220例如能夠包含磷(P)、砷(As)、銻(Sb)作為η型摻雜劑(施主)。此外，硅層220也可以包含P型摻雜劑(受主)。
[0035]電極221?223是金屬電極，例如由鉬形成。電極222(第一電極)以及電極223(第二電極)與設(shè)置在壓電振子120Α的外部的交流電源400電連接。此外，電極221 (第三電極)成為不給予電位的懸浮電極。另外，振動臂210Α?210D的電極221可以通過例如經(jīng)由各振動臂的保持部一側(cè)的區(qū)域等來彼此電連接。在以下所示的其它構(gòu)成中也同樣地，全部的電極221可以彼此電連接。
[0036]壓電層224(第一壓電層)是將施加的電壓變換為振動的壓電體的薄膜，例如能夠以氮化鋁為主成分。具體而言，例如壓電層224能夠由氮化鈧鋁(ScAlN)形成。ScAlN是將氮化鋁(AlN)中的鋁(Al)的一部分置換為鈧(Ac)而得的。例如在將合計Al的原子數(shù)和Sc的原子數(shù)所得的原子濃度設(shè)為100原子％時，壓電層224所使用的ScAlN能夠形成為將Al置換成Sc的ScAIN，以使Sc成為40原子％左右的。壓電層224根據(jù)電極221、222間的電壓而在包括振動臂210A?210D的平面(XY平面)的面內(nèi)方向(Y軸方向)伸縮。而且，通過壓電層224的伸縮，振動臂210在與XY平面垂直的方向(Z軸方向)彎曲位移。
[0037]壓電層225(第二壓電層)除了極化的方向是與壓電層224相反方向這一點(diǎn)之外，是與壓電層224相同的構(gòu)成。
[0038]在壓電振子120A中，壓電層224、225的極化的方向是相反方向，并且，在每個振動臂中，施加于壓電層224的電場的方向和施加于壓電層225的電場的方向成為相反方向。具體而言，如圖4所示，例如在振動臂210A(第一振動臂)中，在對電極223施加正電位而對電極222施加負(fù)電位的狀態(tài)下，施加于壓電層225的電場的方向成為圖4中的下方向。此時，在振動臂210B(第二振動臂)中，由于對電極222施加正電位而對電極223施加負(fù)電位，所以施加于壓電層225的電場的方向成為圖4中的上方向。此處，振動臂210A的電極221和210B的電極221通過直接地電連接，或者經(jīng)由保持部200中共用的硅層220間接地電連接而成為同電位。因此，通過對振動臂210A的電極222施加負(fù)電位，對振動臂210B的電極222施加正電位，從而施加于振動臂210A中的壓電層224的電場的方向成為圖4中的上方向，施加于振動臂210B中的壓電層224的電場的方向成為圖4中的下方向。由此，各振動臂中的壓電層224、225的位移方向相同，振動臂21OA和振動臂21OB彼此向相反方向位移。
[0039]由于振動臂210A與振動臂210D同樣地被施加電位，振動臂210B與振動臂210C同樣地被施加電位，所以壓電振子120A的振動臂21OA、21OD、與振動臂21OB、21OC根據(jù)交流電源400而如圖3所示那樣地彼此以相反相位沿上下方向(Z軸方向)振動。
[0040]圖5是為了說明與一般的構(gòu)成的特性的差異而僅示出2條振動臂210A、210B的圖。此外，圖5是與圖18以及圖19同樣地表示2條振動臂中的、硅層、上部電極、下部電極、絕緣層、以及壓電層的電連接關(guān)系的圖，并不是實際的剖視圖。如圖5所示，在壓電振子120A中，壓電層225并聯(lián)連接，壓電層224串聯(lián)連接。因此，振動臂210A、210B的合成電容Cf為Cal+Ca2+ (1/(1/Cbl + 1/Cb2))。此外，Cal是振動臂210A的電極222、223間的靜電電容，Ca2是振動臂210B的電極222、223間的靜電電容，Cbl是振動臂210A的電極221、222間的靜電電容，Cb2是振動臂210B的電極221、222間的靜電電容。
[0041]這樣，在壓電振子120A中，與圖18以及圖19所示的一般的構(gòu)成相比較，能夠增大靜電電容。另外，在壓電振子120A中，由于各振動臂210的電極221為同電位(懸浮電位)，所以不需要在硅層220與電極221之間配設(shè)絕緣層。因此，不會在硅層220與電極221之間產(chǎn)生雜散電容。由此，與一般的構(gòu)成相比較，能夠使靜電電容比較大，并且，抑制雜散電容的影響。
[0042 ]圖6是表不壓電振子的特性的模擬結(jié)果。圖6中表不為“本實施方式”的項表不壓電振子120A的特性。另外，圖6中表示為“并聯(lián)連接”的項表示采用了一般的并聯(lián)連接的壓電振子的特性。另外，圖6中表示為“串聯(lián)連接”的項表示采用了一般的串聯(lián)連接的壓電振子的特性。此外，圖6所示的C0、C1、以及Rl是利用圖7所示的等效電路表現(xiàn)壓電振子的情況下的各要素的值。
[0043]如圖6所不，在壓電振子120A中，靜電電容CO比一般的構(gòu)成的值大。另外，在壓電振子120中，表示振動的性能的k2Q也比一般的構(gòu)成的值大。即，從模擬結(jié)果也知壓電振子120A具有比一般的構(gòu)成良好的特性。
[0044]圖8是表不壓電振子120的其它構(gòu)成例的圖。此外，對與圖2以及圖4所不的壓電振子120A相同的構(gòu)成要素標(biāo)記同一符號并省略說明。如圖8所示，壓電振子120B除了不具備壓電振子120A中的電極221這一點(diǎn)之外，是與壓電振子120A相同的構(gòu)成。在壓電振子120B中，作為導(dǎo)體的硅層220作為電極發(fā)揮作用。這樣，由于壓電振子120B不具有壓電振子120A中的電極221，所以與壓電振子120A相比較，能夠使振動臂210變薄。另外，在以下所示的其它構(gòu)成中也同樣，可以不在硅層與壓電層之間設(shè)置電極。此外，對于作為導(dǎo)體的性能而言，與硅層相比金屬電極較高，所以從效率的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選在硅層與壓電層之間設(shè)置金屬電極。
[0045]圖9是表不壓電振子120的其它構(gòu)成例的圖。此外，對與圖2以及圖4所不的壓電振子120A相同的構(gòu)成要素標(biāo)記同一符號，并省略說明。如圖9所示，壓電振子120C除了在電極223上配設(shè)有絕緣層900這一點(diǎn)之外，是與壓電振子120A相同的構(gòu)成。
[0046]絕緣層900由硅氧化物(例如S12)形成。對硅氧化物而言，在某溫度范圍中的頻率溫度特性的變化與硅相反。因此，通過在振動臂210配設(shè)絕緣層900，從而硅層220的頻率特性的變化被絕緣層900的頻率特性的變化抵消。由此，能夠提高頻率溫度特性。此外，在以下所示的其它構(gòu)成中也同樣地在表面?zhèn)鹊碾姌O上設(shè)置絕緣層，從而能夠提高頻率溫度特性。
[0047]圖1O是表不壓電振子120的其它構(gòu)成例的圖。此外，對與圖2所不的壓電振子120A相同的構(gòu)成要素標(biāo)記同一符號，并省略說明。如圖10所示，壓電振子120D具有從保持部200彼此平行地沿規(guī)定方向(圖10中的Y軸方向)延伸的2條振動臂1000A、100B來代替壓電振子120A中的振動臂210A?210D。振動臂1000A具有彼此鄰接并平行地配設(shè)的振動部1100A(第一振動部)以及振動部1100B(第二振動部)。振動臂1000B也同樣地具有彼此鄰接并平行地配設(shè)的振動部1100A(第一振動部)以及振動部1100B(第二振動部)。振動臂1000A的振動部1100A、1100B在振動臂1000A的延伸方向(圖10中的Y軸方向)彼此以相反相位伸縮振動。由此，振動臂1000A在包括振動臂1000A、1000B的平面(圖10中的XY平面)的面內(nèi)方向(圖10中的X軸方向)彎曲振動。振動臂1000B也同樣地在包括振動臂1000A、1000B的平面(圖10中的XY平面)的面內(nèi)方向(圖10中的X軸方向)上彎曲振動。此外，振動臂1000A、1000B在包括振動臂1000A、1000B的平面(圖10中的XY平面)的面內(nèi)方向(圖10中的X軸方向)彼此以相反相位彎曲振動。
[0048]圖11是表示圖1O所示的B— B ’剖面中的電連接的一個例子的圖。此外，對與圖4所示的壓電振子120A相同的構(gòu)成要素標(biāo)記同一符號，并省略說明。參照圖10以及圖11，對振動臂1000的構(gòu)成的一個例子進(jìn)行說明。振動臂1000具有硅層220、電極221、222六、2228、223八、223B、壓電層 1010、1011。
[0049]壓電層101與壓電振子120A中的壓電層224同樣是將被施加的電壓變換為振動的壓電體的薄膜。在壓電層1010中，一側(cè)11OOA(圖11中的正X側(cè))(第一振動部)和另一側(cè)1100B(圖11中的負(fù)X側(cè))(第二振動部)根據(jù)電極221、222間的電壓而在包括振動臂1000A、1000B的平面(XY平面)的面內(nèi)方向(Y軸方向)沿相反方向伸縮。通過該壓電層1010的伸縮，振動臂1000A、1000B在XY面內(nèi)彎曲位移。
[0050]壓電層1011除了極化的方向是與壓電層1010相反方向這一點(diǎn)之外，是與壓電層1010相同的構(gòu)成。
[0051 ]電極222A、223A被配設(shè)為在振動臂1000A的一側(cè)1100A中夾著壓電層1011。另外，電極222B、223B被配設(shè)為在振動臂1000A的另一側(cè)1100B中夾著壓電層1011。在通過圖11所示那樣的接線對電極222A、223A、222B、223B施加電位的情況下，在壓電層1011中，施加于壓電層1011的一側(cè)1100A的電場的方向與施加于壓電層1011的另一側(cè)1100B的電場的方向相反。
[0052]另外，由于電極221在振動臂1000A內(nèi)是同電位，所以在壓電層1010中，施加于壓電層1010的一側(cè)1100A的電場的方向與施加于壓電層1010的另一側(cè)1100B的電場的方向也相反。
[0053]并且，在振動臂1000A中，壓電層1010、1011的極化的方向是相反方向，但施加于壓電層1010的電場的方向與施加于壓電層1011的電場的方向相反。
[0054]由此，壓電層1010、1011的位移方向相同，振動臂1000A根據(jù)交流電源400而在圖11所示的左右方向(X軸方向)振動。對于振動臂1000B也同樣。但是，由于振動臂1000A中的電場的方向與振動1000B中的電場的方向相反，所以振動臂1000A、1000B彼此以相反相位振動。
[0055]在這樣的壓電振子120D中，與壓電振子120A的情況下同樣，與一般的并聯(lián)連接或者串聯(lián)連接的構(gòu)成相比較，能夠增大靜電電容。另外，在壓電振子120D中，由于各振動臂1000的電極221是同電位(懸浮電位)，所以無需在硅層220與電極221之間配設(shè)絕緣層。因此，不會在硅層220與電極221之間產(chǎn)生雜散電容。由此，與一般的構(gòu)成相比較，能夠使靜電電容比較大，并且，抑制雜散電容的影響。
[0056]圖12是表示壓電振子120的其它構(gòu)成例的圖。如圖12所示，壓電振子120E成為層疊硅層1200以及壓電層1210、1211的結(jié)構(gòu)。另外，在壓電振子120E形成有從表面貫通至里面的、大致=字狀的貫通部1220A、1220B。此外，貫通部的形狀并不限于大致3字狀，例如能夠為大致U字狀等任意的形狀。被貫通部1220A、1220B包圍的區(qū)域具有通過連結(jié)部1225A、1225B與外周部1226連結(jié)的5個振動部1230A?1230E。此外，振動部的數(shù)量并不限于5個，能夠為任意的數(shù)量。
[0057]5個振動部1230A?1230E在規(guī)定方向(圖12的X軸方向)彼此鄰接地配設(shè)。此外，5個振動部1230A?1230E共享硅層1200以及壓電層1210、1211，并一體地形成。各振動部1230在振動部1230A?1230E的鄰接方向(圖12的X軸方向)伸縮振動。此外，在壓電振子120E中，通過鄰接的2個振動部1230(第一以及第二振動部)彼此以相反相位振動，從而振動部1230A?1230E整體伸縮振動。
[0058]圖13是表示圖12所示的C一C’剖面中的電連接的一個例子的圖。參照圖12以及圖13，對振動部1230的構(gòu)成的一個例子進(jìn)行說明。各振動部1230具有硅層1200、壓電層1210、1211、以及電極1240?1242。
[0059]硅層1200與120A的硅層220相同。另外，電極1240?1242是金屬電極，例如由鉬形成。電極1241(第一電極)以及電極1242(第二電極)與設(shè)置在壓電振子120E的外部的交流電源400電連接。電極1242如圖12所示例如是矩形狀，在振動部1230A?1230E的鄰接方向(圖12中的X軸方向)上被配設(shè)在直線上。電極1241具有與電極1242同樣的形狀，在與電極1242對置的位置被配設(shè)在直線上。此外，電極1240 (第三電極)成為不給予電位的懸浮電極。
[0060]壓電層1210(第一壓電層)與壓電振子120A中的壓電層224同樣地，是將被施加的電壓變換為振動的壓電體的薄膜。壓電層1210根據(jù)電極1240、1241間的電壓而在振動部1230A?1230D的鄰接方向(圖13的X軸方向)位移(伸縮)。
[0061]壓電層1211(第二壓電層)除了極化的方向是與壓電層1210相反方向這一點(diǎn)之外，是與壓電層1210相同的構(gòu)成。
[0062]電極1240?1242同交流電源400電連接，以便在各振動部1230中施加于壓電層1210的電場的方向與施加于壓電層1211的電場的方向相反。另外，電極1240?1242同交流電源400電連接，以便在鄰接的2個振動部1230間電場的方向相反。
[0063]由此，在壓電振子120E中，鄰接的2個振動部1230在鄰接方向(圖13的X軸方向)彼此以相反相位伸縮振動。因此，壓電振子120E整體在振動部1230A?1230E的鄰接方向(圖13的X軸方向)伸縮振動。
[0064]在這樣的壓電振子120E中，也與壓電振子120A的情況下同樣地與一般的并聯(lián)連接或者串聯(lián)連接的構(gòu)成相比較，能夠增大靜電電容。另外，在壓電振子120E中，由于各振動部1230的電極1240是同電位(懸浮電位)，所以無需在硅層1200與電極1240之間配設(shè)絕緣層。因此，不會在硅層1200與電極1240之間產(chǎn)生雜散電容。由此，與一般的構(gòu)成相比較，能夠使靜電電容比較大，并且，抑制雜散電容的影響。
[0065]圖14是表示壓電振子的特性的模擬結(jié)果。圖14中表示為“本實施方式”的項表示壓電振子120E的特性。另外，圖14中表示為“并聯(lián)連接”的項表示采用了一般的并聯(lián)連接的壓電振子的特性。另外，圖14中表示為“串聯(lián)連接”的項表示基于一般的串聯(lián)連接的壓電振子的特性。[ΟΟ??]如圖14所不，在壓電振子120Ε中，靜電電容CO比一般的構(gòu)成的值大。另外，在壓電振子120Ε中，表示振動的容易度的k2Q也比一般的構(gòu)成的值大。即，從模擬結(jié)果也可知壓電振子120E具有比一般的構(gòu)成良好的特性。
[0067]以上，對本實施方式進(jìn)行了說明。根據(jù)本實施方式，通過使配設(shè)在硅層上的第一壓電層串聯(lián)連接，使配設(shè)在第一壓電層上的第二壓電層并聯(lián)連接，由此與一般的并聯(lián)連接構(gòu)成、串聯(lián)連接構(gòu)成相比較，能夠增大靜電電容，并且，抑制雜散電容的影響。
[0068]另外，根據(jù)本實施方式，通過在硅層與第一壓電層之間設(shè)置電極，由此與使用硅層來代替電極的情況相比較，能夠提高效率。
[0069]另外，根據(jù)本實施方式，通過在配設(shè)在第二壓電層上的電極上設(shè)置由硅氧化物形成的絕緣層，從而能夠消除硅層的頻率溫度特性的變化，并提高頻率溫度特性。
[0070]此外，本實施方式是為了容易理解本發(fā)明的，并非用于對本發(fā)明進(jìn)行限定性解釋。本發(fā)明在不脫離其主旨的情況下可以進(jìn)行變更/改進(jìn)，并且本發(fā)明還包含其等同方案。
[0071]例如包括壓電振子的壓電振動裝置并不限于圖1的構(gòu)成，能夠為任意的構(gòu)成。具體而言，例如壓電振動裝置能夠為圖15所示的構(gòu)成。在圖15所示的例子中，壓電振動裝置1500能夠為由硅的操作層1510以及覆蓋層1520夾著壓電振子120的芯片級封裝(CSP:Chip SizePackage)類型的壓電振動裝置。此外，外部電極140例如能夠設(shè)置在覆蓋層1520的外部。
[0072]另外，例如用于提高頻率溫度特性的絕緣層900并不限于圖9所示的位置，能夠配設(shè)在振動部中的任意位置。具體而言，例如能夠如圖16所示那樣地配設(shè)絕緣層900。在圖16所示的壓電振子120F中，絕緣層900被配設(shè)在硅層220之下。另外，例如能夠如圖17所示那樣地配設(shè)絕緣層900。在圖17所示的壓電振子120G中，絕緣層900被配設(shè)在硅層220與電極221之間。此外，在彎曲振動的構(gòu)成中，優(yōu)選如圖9或者圖16所示那樣，在振動部的最外部設(shè)置絕緣層900。
[0073]符號說明
[0074]100…壓電振動裝置；110…基板；120…壓電振子；130…蓋體;140…外部電極；200…保持部；210、1000、1812、1813...振動臂；220、1200、1810…硅層；221 ?223、1240?1242、1820、1821 …電極；224、225、1010、1011、1210、1211 …壓電層；400 …交流電源；900、1811…絕緣層;1220...貫通部;1225...連結(jié)部;1226...外周部;1230...振動部。
【主權(quán)項】
1.一種壓電振子，是具有彼此以相反相位振動的第一振動部以及第二振動部的壓電振子，其中， 所述第一振動部以及所述第二振動部的每個具備: 娃層； 第一壓電層，被配設(shè)在所述硅層之上； 第一電極，被配設(shè)在所述第一壓電層之上； 第二壓電層，被配設(shè)在所述第一電極之上，并具有與所述第一壓電層相反方向的極化；以及 第二電極，被配設(shè)在所述第二壓電層之上， 構(gòu)成為對所述第一振動部的所述第一電極和所述第二振動部的所述第二電極施加第一電位，并對所述第一振動部的所述第二電極和所述第二振動部的所述第一電極施加第二電位。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電振子，其中， 還具備由娃形成的保持部， 所述第一振動部形成從所述保持部沿規(guī)定方向延伸的矩形狀的第一振動臂， 所述第二振動部形成從所述保持部沿所述規(guī)定方向延伸的矩形狀的第二振動臂，所述第一振動臂以及所述第二振動臂構(gòu)成為在與包括所述第一振動臂以及所述第二振動臂的平面垂直的方向彼此以相反相位振動。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電振子，其中， 還具備由娃形成的保持部， 所述第一振動部以及所述第二振動部形成彼此鄰接地配設(shè)且從所述保持部沿規(guī)定方向延伸的矩形狀的振動臂， 所述振動臂構(gòu)成為通過所述第一振動部以及所述第二振動部在所述規(guī)定方向彼此以相反相位振動，從而在包括所述第一振動部以及所述第二振動部的平面的面內(nèi)方向振動。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電振子，其中， 所述第一振動部以及所述第二振動部構(gòu)成為被在規(guī)定方向彼此鄰接地配設(shè)，并在所述規(guī)定方向彼此以相反相位振動。5.根據(jù)權(quán)利要求1?4中的任意一項所述的壓電振子，其中， 所述第一振動部以及所述第二振動部的每個還具備被配設(shè)在所述硅層與所述第一壓電層之間的第三電極。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓電振子，其中， 所述第一振動部的所述第三電極的電位與所述第二振動部的所述第三電極的電位相同。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的壓電振子，其中， 所述第三電極是懸浮電極。8.根據(jù)權(quán)利要求1?7中的任意一項所述的壓電振子，其中， 所述第一振動部以及所述第二振動部的每個還具備由硅氧化物形成的絕緣層。9.一種壓電振動裝置，其中，具備: 權(quán)利要求1?8中的任意一項所述的壓電振子；覆蓋所述壓電振子的蓋體；以及外部電極。
【文檔編號】H03H9/24GK105874710SQ201580003668
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2015年1月15日
【發(fā)明人】西村俊雄, 梅田圭, 梅田圭一, 維萊·卡亞卡里
【申請人】株式會社村田制作所