KR20140118751A - 진동자의 제조 방법, 진동자 및, 발진기 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 진동자의 제조 방법은, 실리콘 기판을 덮는 피복층을 성막하는 공정과, 피복층을 패터닝하는 공정과, 실리콘 기판 및 피복층을 덮는 반도체층을 성막하는 공정과, 반도체층을 패터닝하여, 피복층 상에 들보 형상이 되는 진동부 및, 진동부를 지지하는 지지부를 형성하는 공정과, 실리콘 기판을 노출시키는 개구부를 형성하는 공정과, 개구부를 통하여 실리콘 기판을 제거하고, 오목부를 형성하는 공정과, 피복층을 제거하는 공정을 포함하고, 진동부 및 지지부를 형성하는 공정에서는, 실리콘 기판 상에 위치하는 제1 부분과, 제1 부분과 진동부를 접속하여 피복층 상에 위치하는 제2 부분을 갖는 지지부를 형성한다.
Description
본 발명은, 진동자의 제조 방법, 진동자 및, 발진기에 관한 것이다.
최근, 기판 상에, 압전체층을 상하의 전극으로 사이에 끼운 압전 소자를 구비한 압전 진동자가 개발되고 있다. 이러한 압전 진동자는, 예를 들면, 클럭 모듈 등의 발진기의 발진 부분(발진자)으로서 이용된다.
예를 들면 특허문헌 1에는, SOI(Silicon on Insulator) 기판 상에 구동부가 되는 압전 소자를 형성하고, SOI 기판의 실리콘층에 복수의 빔부(beam portion; 진동부) 및 공극부(gap portion)를 형성하고, 공극부를 통하여 SOI 기판의 산화물층을 제거하고, 진동부의 아래에 개구부(오목부)를 형성하는 공정이 기재되어 있다. 또한, 특허문헌 1에서는, 실리콘층에 연속하는 제1 지지부와, 복수의 진동부가 접속되어 있는 제2 지지부를 갖는 지지부가 개시되어 있고, 제2 지지부는, 복수의 진동부의 진동을 제1 지지부에 전파시키지 않는 기능을 갖는 것이 기재되어 있다. 이러한 기능을 갖기 때문에, 지지부의 길이(진동부의 연출 방향(extending direction)과 평행한 방향의 길이)는, 압전 진동자의 설계에 있어서, 중요한 요소이다.
그러나, 특허문헌 1에 기재된 기술에서는, SOI 기판을 이용하고 있기 때문에, 비용이 비싸진다. 또한, 특허문헌 1에 기재된 기술에 있어서, 가령 염가의 실리콘 기판을 이용했다고 해도, 특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 오목부의 깊이를 결정하기 위한 에칭 공정과, 지지부의 길이를 결정하기 위한 에칭 공정을 동일한 공정으로 행하고 있기 때문에, 오목부의 깊이와 지지부의 길이를 개별적으로 제어하는 것이 어렵다. 그 때문에, 고(高)정밀도의 진동자를 형성할 수 없는 경우가 있다.
본 발명의 몇 가지 실시형태에 따른 목적의 하나는, 염가로, 높은 정밀도를 가질 수 있는 진동자의 제조 방법을 제공하는 것에 있다. 또한, 본 발명의 몇 가지 실시형태에 따른 목적의 하나는, 염가로, 높은 정밀도를 가질 수 있는 진동자 및, 당해 진동자를 포함하는 발진기를 제공하는 것에 있다.
본 발명은 전술한 과제의 적어도 일부를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 이하의 실시형태 또는 적용예로서 실현할 수 있다.
[적용예 1]
본 발명에 따른 진동자의 제조 방법의 일 실시형태는,
실리콘 기판을 덮는 제1 피복층을 성막하는 공정과,
상기 제1 피복층을 소정 형상으로 패터닝하는 공정과,
상기 실리콘 기판 및 상기 제1 피복층을 덮는 반도체층을 성막하는 공정과,
상기 반도체층을 패터닝하여, 상기 제1 피복층 상에 들보(beam) 형상이 되는 진동부 및, 진동부를 지지하는 지지부를 형성하는 공정과,
상기 진동부 및 상기 지지부를 피하여 상기 제1 피복층을 패터닝하여, 상기 실리콘 기판을 노출시키는 개구부를 형성하는 공정과,
상기 개구부를 통하여 상기 실리콘 기판을 제거하고, 상기 진동부와 겹치는 위치에 오목부를 형성하는 공정과,
상기 제1 피복층을 제거하는 공정을 포함하고,
상기 진동부 및 상기 지지부를 형성하는 공정에서는,
상기 실리콘 기판 상에 위치하는 제1 부분과, 상기 제1 부분과 상기 진동부를 접속하여 상기 제1 피복층 상에 위치하는 제2 부분을 갖는 상기 지지부를 형성한다.
이러한 진동자의 제조 방법에 의하면, 제1 피복층을 소정 형상으로 패터닝하는 공정에 있어서, 지지부의 제1 부분과 제2 부분과의 경계선의 위치가 결정된다. 또한, 제1 피복층 상에 들보 형상이 되는 진동부를 형성하는 공정에 있어서, 진동부의 근원(제2 부분과 진동부와의 경계선)의 위치가 결정된다. 이상에 의해, 지지부의 제2 부분의 길이를 결정할 수 있다. 또한, 이러한 진동자의 제조 방법에서는, 오목부를 형성하는 공정에 있어서, 오목부의 깊이를 결정할 수 있다. 따라서, 이러한 진동자의 제조 방법에서는, 지지부의 제2 부분의 길이와, 오목부의 깊이를 별개 독립적으로(연동하는 일 없이) 결정할 수 있다. 즉, 제2 부분의 길이와, 오목부의 깊이를 개별적으로 제어할 수 있다. 따라서, 이러한 진동자의 제조 방법에서는, 여러 가지 설계 요구에 대응할 수 있어, 높은 정밀도를 가질 수 있는 진동자를 얻을 수 있다.
또한, 이러한 진동자의 제조 방법에 의하면, 실리콘 기판을 이용하고 있다. 그 때문에, SOI 기판을 이용하는 경우에 비하여, 염가로 진동자를 형성할 수 있다.
이상과 같이, 이러한 진동자의 제조 방법에 의하면, 염가로, 높은 정밀도를 가질 수 있는 진동자를 얻을 수 있다.
[적용예 2]
적용예 1에 있어서,
상기 개구부를 형성하는 공정 전에,
상기 진동부 및 상기 지지부를 덮는 제2 피복층을 성막하는 공정을 포함하고,
상기 개구부를 형성하는 공정에서는,
상기 제1 피복층 및 상기 제2 피복층을 패터닝하여, 상기 개구부를 형성하고,
상기 제1 피복층을 제거하는 공정에서는,
상기 제1 피복층 및 상기 제2 피복층을 제거해도 좋다.
이러한 진동자의 제조 방법에 의하면, 오목부를 형성하는 공정에 있어서, 지지부 및 진동부가 에칭액 등에 노출되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 지지부 및 진동부가 에칭되는 것을 억제할 수 있다.
[적용예 3]
적용예 1 또는 2에 있어서,
상기 진동부 및 상기 지지부를 형성하는 공정 전에,
상기 반도체층 상에 압전 소자를 형성하는 공정을 포함하고,
상기 진동부 및 상기 지지부를 형성하는 공정에서는,
상기 진동부 상에 상기 압전 소자가 위치하도록, 상기 반도체층을 패터닝해도 좋다.
이러한 진동자의 제조 방법에 의하면, 압전 소자의 압전 효과에 의해, 진동부를 진동시킬 수 있다.
[적용예 4]
적용예 1 내지 3 중 어느 한 예에 있어서,
상기 진동부를 형성하는 공정에서는,
외팔보 형상이 되는 상기 진동부를 형성하고,
상기 개구부를 형성하는 공정에서는,
상기 개구부를, 상기 진동부의 근원보다도 선단측에 형성해도 좋다.
이러한 진동자의 제조 방법에 의하면, 예를 들면, 오목부를 형성할 때의 오버 에칭량이 커졌다고 해도, 지지부의 제1 부분은, 보다 확실하게, 실리콘 기판에 접하고 있을 수 있다.
[적용예 5]
적용예 1 내지 4 중 어느 한 예에 있어서,
상기 진동부 및 상기 지지부를 형성하는 공정에서는,
복수의 상기 진동부를 형성하고,
서로 이웃하는 상기 진동부는, 서로 반대 방향으로 변위하여 상기 실리콘 기판의 두께 방향으로 진동해도 좋다.
이러한 진동자의 제조 방법에 의하면, 지지부의 제2 부분에 있어서, 진동부의 진동에 기인하는 응력(비틀림)을, 완화할 수 있다. 그 결과, 진동부의 진동에 기인하는 응력이, 지지부의 제1 부분에 전달되는 것을 억제할 수 있다.
[적용예 6]
적용예 1 내지 5 중 어느 한 예에 있어서,
상기 제1 피복층을 소정 형상으로 패터닝하는 공정에 있어서의 패터닝 및, 상기 진동부 및 상기 지지부를 형성하는 공정에 있어서의 패터닝은, 포토리소그래피 및 에칭에 의해 행해져도 좋다.
이러한 진동자의 제조 방법에 의하면, 지지부의 제2 부분의 길이의 편차를, 작게 할 수 있다.
[적용예 7]
본 발명에 따른 진동자의 일 실시형태는,
표면에 오목부가 형성되어 있는 실리콘 기판과,
상기 오목부의 상방에 공극을 개재하여 형성된 들보 형상의 진동부 및, 상기 표면에 형성되어 상기 진동부를 지지하는 지지부를 갖는 반도체층을 포함하고,
상기 지지부는,
상기 표면에 고정된 제1 부분과,
상기 제1 부분과 상기 진동부를 접속하고, 상기 표면의 상방에 공극을 개재하여 형성된 제2 부분을 갖고,
상기 진동부는, 상기 제2 부분으로부터 제1 방향으로 연출되고,
상기 제2 부분의 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향의 크기는, 상기 진동부의 상기 제2 방향의 크기보다도 크다.
이러한 진동자에 의하면, 염가로, 높은 정밀도를 가질 수 있다.
[적용예 8]
본 발명에 따른 발진기의 일 실시형태는,
적용예 7에 기재된 진동자와,
상기 진동부를 구동시키기 위한 회로부를 포함한다.
이러한 발진기에 의하면, 본 발명에 따른 진동자를 갖기 때문에, 염가로, 높은 정밀도를 가질 수 있다.
도 1은 본 실시 형태에 따른 진동자를 개략적으로 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도 2는 본 실시 형태에 따른 진동자의 압전 소자를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 실시 형태에 따른 진동자의 제조 공정을 개략적으로 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도 4는 본 실시 형태에 따른 진동자의 제조 공정을 개략적으로 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도 5는 본 실시 형태에 따른 진동자의 제조 공정을 개략적으로 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도 6은 본 실시 형태에 따른 진동자의 제조 공정을 개략적으로 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도 7은 본 실시 형태에 따른 진동자의 제조 공정을 개략적으로 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도 8은 본 실시 형태에 따른 진동자의 제조 공정을 개략적으로 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도 9는 본 실시 형태에 따른 진동자의 제조 공정을 개략적으로 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도 10은 본 실시 형태에 따른 진동자의 제조 공정을 개략적으로 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도 11은 본 실시 형태에 따른 진동자의 제조 공정을 개략적으로 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도 12는 본 실시 형태의 변형예에 따른 진동자를 개략적으로 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도 13은 본 실시 형태의 변형예에 따른 진동자의 제조 공정을 개략적으로 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도 14는 본 실시 형태에 따른 발진기를 나타내는 회로도이다.
도 15는 본 실시 형태의 변형예에 따른 발진기를 나타내는 회로도이다.
도 2는 본 실시 형태에 따른 진동자의 압전 소자를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 실시 형태에 따른 진동자의 제조 공정을 개략적으로 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도 4는 본 실시 형태에 따른 진동자의 제조 공정을 개략적으로 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도 5는 본 실시 형태에 따른 진동자의 제조 공정을 개략적으로 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도 6은 본 실시 형태에 따른 진동자의 제조 공정을 개략적으로 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도 7은 본 실시 형태에 따른 진동자의 제조 공정을 개략적으로 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도 8은 본 실시 형태에 따른 진동자의 제조 공정을 개략적으로 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도 9는 본 실시 형태에 따른 진동자의 제조 공정을 개략적으로 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도 10은 본 실시 형태에 따른 진동자의 제조 공정을 개략적으로 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도 11은 본 실시 형태에 따른 진동자의 제조 공정을 개략적으로 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도 12는 본 실시 형태의 변형예에 따른 진동자를 개략적으로 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도 13은 본 실시 형태의 변형예에 따른 진동자의 제조 공정을 개략적으로 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도 14는 본 실시 형태에 따른 발진기를 나타내는 회로도이다.
도 15는 본 실시 형태의 변형예에 따른 발진기를 나타내는 회로도이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
이하, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해서, 도면을 이용하여 상세하게 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 실시 형태는, 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하는 것은 아니다. 또한, 이하에 설명되는 구성의 전부가 본 발명의 필수 구성 요건이라고는 할 수 없다.
1. 진동자
우선, 본 실시 형태에 따른 진동자에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1은, 본 실시 형태에 따른 진동자(100)를 개략적으로 나타내는 평면도 및 단면도이다. 또한, 도 1(A)는 진동자(100)의 평면도를 나타내고, 도 1(B)는 도 1(A)의 B-B선 단면도를 나타내고, 도 1(C)는 도 1(A)의 C-C선 단면도를 나타내고 있다. 또한, 도 1(A)에서는, 서로 직교하는 3개의 축으로서, X축, Y축 및, Z축을 도시하고 있다. 이하에서는, X축에 평행한 방향을 X축 방향(제1 방향)으로 하고, Y축에 평행한 방향을 Y축 방향(제2 방향)으로 하고, Z축에 평행한 방향을 Z축 방향으로 한다.
진동자(100)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 실리콘 기판(10)과, 반도체층(20)과, 압전 소자(30)를 포함한다.
실리콘 기판(10)은, 예를 들면, 실리콘으로 이루어지는 기판이다. 도시한 예에서는, 실리콘 기판(10)의 평면 형상(Z축 방향에서 본 형상)은, 직사각형이다. 실리콘 기판(10)은, 표면(12)을 갖고 있다. 표면(12)은, 예를 들면, 평탄한 면이다.
실리콘 기판(10)의 표면(12)에는, 오목부(14)가 형성되어 있다. 오목부(14)의 깊이(Z축 방향의 크기) D는, 예를 들면, 0.1㎛ 이상 200㎛ 이하이다. 오목부(14)는, 평면에서 보았을 때에 있어서(Z축 방향에서 보아), 반도체층(20)의 진동부(26)와 겹치는 위치에 형성되어 있다. 오목부(14)에 의해, 진동부(26)는, 실리콘 기판(10)에 접촉하는 일 없이, 진동할 수 있다.
반도체층(20)은, 실리콘 기판(10) 상에 형성되어 있다. 반도체층(20)은, 예를 들면, 실리콘층이다. 보다 구체적으로는, 반도체층(20)의 재질은, 폴리실리콘이다. 반도체층(20)은, 지지부(21)와, 진동부(26)를 갖고 있다. 지지부(21) 및 진동부(26)는, 일체적으로 형성되어 있다.
지지부(21)는, 실리콘 기판(10)의 표면(12)에 형성되어 있다. 지지부(21)는, 진동부(26)를 지지하고 있다. 지지부(21)는, 제1 부분(22)과, 제2 부분(24)을 갖고 있다. 제1 부분(22) 및 제2 부분(24)은, 일체적으로 형성되어 있다.
지지부(21)의 제1 부분(22)은, 실리콘 기판(10)의 표면(12)에 고정되어 있다. 제1 부분(22)은, 오목부(14)의 테두리(외주)(15)로부터 이간(離間)하여 형성되어 있다. 도시한 예에서는, 제1 부분(22)은, 평면에서 보았을 때에 있어서, 오목부(14)를 둘러싸 형성되고, 직사각형의 틀 형상의 형상을 갖고 있다. 제1 부분(22)은, 도 1(B)에 나타내는 바와 같이, 박막(薄膜)부와 후막(厚膜)부를 갖는 대략 L자 형의 형상을 갖고, 제2 부분(24)은, 후막부에 접속되어 있다.
지지부(21)의 제2 부분(24)은, 제1 부분(22)과 진동부(26)를 접속하고 있다. 제2 부분(24)은, 실리콘 기판(10)의 표면(12)의 상방에 공극을 개재하여 형성되어 있다. 즉, 지지부(21)는, 상방을 향하여 일어선 형상을 갖고 있다. 제2 부분(24)과 표면(12)과의 사이의 거리 T는, 예를 들면, 0.001㎛ 이상 10㎛ 이하이다. 도시한 예에서는, 제2 부분(24)은, 평면에서 보았을 때에 있어서, 오목부(14)를 둘러싸 형성된 제1 부분(22)으로부터 연출되어 있고, 직사각형의 틀 형상의 형상을 갖고 있다.
진동부(26)는, 제2 부분(24)에 접속되고, 제2 부분(24)으로부터 X축 방향으로 연출되어 있다. 진동부(26)는, 오목부(14)의 상방에 공극을 개재하여 형성되어 있다. 도시한 예에서는, 진동부(26)는, 평면에서 보았을 때에 있어서, 오목부(14)의 테두리(15)의 내측에 위치하고 있다. 진동부(26)의 형상은, X축 방향을 길이 방향으로 하는 들보 형상이다. 진동부(26)의 평면 형상은, 예를 들면, 직사각형이다. 도시한 예에서는, 진동부(26)의 형상은, 진동부(26)의 한쪽의 단부(端部)가 지지부(21)에 접속되어 있는 외팔보(single-anchored beam) 형상이다. 즉, 진동부(26)는, 캔틸레버이다. 또한, 도시는 하지 않지만, 진동부(26)의 형상은, 진동부(26)의 양쪽의 단부가 지지부(21)에 접속되어 있는 양팔보(double-anchored beam) 형상이라도 좋다.
진동부(26)의 X축 방향의 크기(구체적으로는, 진동부(26)의 선단(27)과 근원(root end; 28)과의 사이의 거리) L1은, 예를 들면, 0.1㎛ 이상 1000㎛ 이하이다. 진동부(26)의 근원(28)과, 제1 부분(22)과 제2 부분(24)과의 경계선(23)과의 사이의 거리(X축 방향에 있어서의 거리) L2는, 예를 들면, 0.1㎛ 이상 500㎛ 이하이다. L2는, L1 이하이다. L2는, 진동부(26)와 제1 부분(22)을 접속하는 제2 부분(24)의 X축 방향의 크기(길이)라고도 할 수 있다. 진동부(26)의 근원(28)은, 제2 부분(24)과 진동부(26)와의 경계선이라고도 할 수 있다.
진동부(26)의 X축 방향과 교차하는 방향(구체적으로는 Y축 방향)의 크기 W1은, 예를 들면, 0.1㎛ 이상 1000㎛ 이하이다. 진동부(26)와 제1 부분(22)을 접속하는 제2 부분(24)의 Y축 방향의 크기 W2는, 예를 들면, 1㎛ 이상 10000㎛ 이하이다. W2는, W1보다도 크다. W2는, 직사각형 형상의 틀 형상의 평면 형상을 갖고 있는 제1 부분(22)에 있어서, X축 방향으로 연출되어 있는 연출 부분(22a, 22b) 간의 거리라고도 할 수 있다.
진동부(26)는, 복수 형성되어 있다. 도시한 예에서는, 진동부(26)는, 3개 형성되어 있다. 3개의 진동부(26)의 간격은, 예를 들면, 동일하다. 진동부(26)는, 압전 소자(30)의 압전 효과(압전 소자(30)에 전압을 인가하면 압전 소자(30)가 변형하는 현상)에 따라서, 실리콘 기판(10)의 두께 방향(Z축 방향)으로 진동한다. 진동부(26a, 26b)와, 진동부(26a, 26b) 간에 위치하는 진동부(26c)와는, 서로 반대 방향으로 변위한다. 즉, 진동부(26a, 26b)가 ＋Z축 방향(상방)으로 변위하는 경우는, 진동부(26c)는 －Z축 방향(하방)으로 변위한다. 반대로, 진동부(26a, 26b)가 －Z축 방향으로 변위하는 경우는, 진동부(26c)는 ＋Z축 방향으로 변위한다. 이와 같이, 진동부(26a, 26b)와 진동부(26c)가 서로 반대 방향으로 변위함으로써, 지지부(21)의 제2 부분(24)에 있어서, 진동부(26a, 26b, 26c)의 진동에 기인하는 응력(비틀림)을, 완화할 수 있다. 이에 따라, 진동부(26a, 26b, 26c)의 진동에 기인하는 응력이, 지지부(21)의 제1 부분(22)에 전달되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 도시는 하지 않지만, 진동부(26)의 수는 1개라도 좋고, 이 경우라도, 지지부(21)의 제2 부분(24)에 있어서, 진동부(26)의 진동에 기인하는 응력을 완화할 수 있지만, 제2 부분(24)에 있어서의 응력 완화의 효과는, 전술한 바와 같이, 진동부(26)가 복수 형성되고, 서로 이웃하는 진동부(26)가 서로 반대 방향으로 변위하는 경우에, 특히 유효하다.
압전 소자(30)는, 진동부(26) 상에 형성되어 있다. 압전 소자(30)는, 복수의 진동부(26)에 대응하여, 복수 형성되어 있다. 여기에서, 도 2는, 도 1에 나타내는 영역 Ⅱ의 확대도이며, 압전 소자(30)를 개략적으로 나타내는 단면도이다. 압전 소자(30)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 제1 전극층(32)과, 압전체층(34)과, 제2 전극층(36)을 갖고 있다.
압전 소자(30)의 제1 전극층(32)은, 진동부(26) 상에 형성되어 있다. 제1 전극층(32)의 재질은, 예를 들면, 백금, 이리듐, 니켈, 또는 이들의 도전성 산화물이다. 제1 전극층(32)은, 압전체층(34)에 전압을 인가하기 위한 한쪽의 전극이다.
압전 소자(30)의 압전체층(34)은, 제1 전극층(32) 상에 형성되어 있다. 압전체층(34)의 재질은, 예를 들면, 티탄산 지르콘산 아연(Pb(Zr, Ti)O3: PZT), 니오브산 티탄산 지르콘산 아연(Pb(Zr, Ti, Nb)O3: PZTN), 티탄산 바륨(BaTiO3)이다. 압전체층(34)은, 압전성을 가질 수 있고, 전극층(32, 36)에 의해 전압이 인가됨으로써 변형할 수 있다.
압전 소자(30)의 제2 전극층(36)은, 압전체층(34) 상에 형성되어 있다. 제2 전극층(36)의 재질은, 예를 들면, 백금, 이리듐, 니켈, 또는 이들의 도전성 산화물이다. 제2 전극층(36)은, 압전체층(34)에 전압을 인가하기 위한 다른 한쪽의 전극이다.
압전 소자(30)는, 진동부(26) 상에 형성되어 있으면, 지지부(21) 상에는 형성되어 있지 않아도 좋다. 예를 들면, 지지부(21) 상에는, 제1 전극층(32)에 접속된 제1 배선(도시하지 않음) 및, 제2 전극층(36)에 접속된 제2 배선(도시하지 않음)이 형성되어 있어도 좋다.
또한, 도시는 하지 않지만, 진동부(26a) 상에 형성된 압전 소자(30)의 제1 전극층(32)과, 진동부(26b) 상에 형성된 압전 소자(30)의 제1 전극층(32)과, 진동부(26c) 상에 형성된 압전 소자(30)의 제2 전극층(36)은, 제1 패드에 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 진동부(26a) 상에 형성된 압전 소자(30)의 제2 전극층(36)과, 진동부(26b) 상에 형성된 압전 소자(30)의 제2 전극층(36)과, 진동부(26c) 상에 형성된 압전 소자(30)의 제1 전극층(32)은, 제2 패드에 전기적으로 접속되어 있다. 이에 따라, 제1 패드와 제2 패드와의 사이에 전압(교번 전압)을 인가함으로써, 전술한 바와 같이, 진동부(26a, 26b)와, 진동부(26c)를 서로 반대 방향으로 변위시킬 수 있다.
진동자(100)는, 예를 들면, 이하의 특징을 갖는다.
진동자(100)에 의하면, 제2 부분(24)의 길이 L2와, 오목부(14)의 깊이 D를 개별적으로 제어할 수 있다(상세는 후술). 따라서, 진동자(100)는, 높은 정밀도를 가질 수 있다. 또한, 진동자(100)에서는, 실리콘 기판(10)을 이용하고 있다. 그 때문에, 진동자(100)는, SOI 기판이나, 실리콘 기판 상에 매우 두꺼운(예를 들면 1.0㎛ 이상의) 산화 실리콘층을 형성한 기판을 이용하는 경우에 비하여, 염가이다. 이상과 같이, 진동자(100)는, 염가로 높은 정밀도를 가질 수 있다.
진동자(100)에 의하면, 진동부(26)를 지지하는 지지부(21)는, 실리콘 기판(10)의 표면(12)에 고정된 제1 부분(22)과, 제1 부분(22)과 진동부(26)를 접속하고, 표면(12)의 상방에 공극을 개재하여 형성된 제2 부분(24)을 갖고 있다. 그 때문에, 예를 들면, 진동부가 실리콘 기판의 표면과 접촉하고 있는 제2 부분으로부터 연출되어 있는 경우에 비하여, 진동부(26)의 선단(27)과, 오목부(14)의 저면(底面)과의 거리를 크게 할 수 있다. 이에 따라, 예를 들면, 오목부(14)를 세정하는 공정에 있어서, 진동부(26)가 표면 장력에 의해, 오목부(14)의 저면에 붙어버리는 것(스티킹(sticking))을 억제할 수 있다.
진동자(100)에 의하면, 지지부(21)의 제2 부분(24)은, 오목부(14)의 테두리(15)의 상방에 위치하고 있다. 그 때문에, 예를 들면, 진동부(26)가 표면 장력에 의해, 오목부(14)의 저면측으로 변위했다고 해도, 제2 부분(24)이 테두리(15)와 접촉함으로써, 스티킹을 억제할 수 있다. 제2 부분(24)과 테두리(15)와의 접촉 면적은, 작기 때문에, 제2 부분(24)이 테두리(15)에 붙어버릴 가능성은 낮다.
2. 진동자의 제조 방법
다음으로, 본 실시 형태에 따른 진동자의 제조 방법에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 3∼도 11은, 본 실시 형태에 따른 진동자(100)의 제조 공정을 개략적으로 나타내는 평면도 및 단면도이다. 또한, 도 3(A)∼도 11(A)는 평면도를 나타내고, 도 3(B)∼도 11(B)는 각각 도 3(A)∼도 11(A)의 B-B선 단면도를 나타내고, 도 3(C)∼도 11(C)는 각각 도 3(A)∼도 11(A)의 C-C선 단면도를 나타내고 있다. 또한, 도 3(A)∼도 11(A)에서는, 서로 직교하는 3개의 축으로서, X축, Y축 및, Z축을 도시하고 있다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 실리콘 기판(10)의 표면(12)을 덮는 제1 피복층(40)을 성막한다. 제1 피복층(40)은, 예를 들면, CVD(Chemical Vapor Deposition)법, 스퍼터법에 의해 성막된다. 제1 피복층(40)의 두께는, 제1 피복층(40)에 발생하는 막 스트레스나, 제1 피복층(40)을 에칭할 때의 에칭 잔사를 고려하여 적절히 결정된다. 구체적으로는, 제1 피복층(40)의 두께(Z축 방향의 크기)는, 지지부(21)의 제2 부분(24)과, 실리콘 기판(10)의 표면(12)과의 사이의 거리 T(도 1 참조)와 동일하다. 제1 피복층(40)은, 실리콘 기판(10) 및 반도체층(20)과의 에칭 속도의 비가 큰 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 제1 피복층(40)은, 산화 실리콘(SiO2)층, 질화 실리콘(SiN)층, 산화 질화 실리콘(SiON)층이다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 제1 피복층(40)을 소정 형상으로 패터닝한다. 패터닝은, 포토리소그래피 및 에칭에 의해 행해진다. 본 공정에 의해, 실리콘 기판(10)의 표면(12)이 노출된다. 도시한 예에서는, 제1 피복층(40)을 직사각형 형상으로 패터닝하고, 노출된 표면(12)의 평면 형상은, 직사각형 형상의 틀 형상이 된다. 평면에서 보았을 때에 있어서, 지지부(21)의 제1 부분(22)과 제2 부분(24)과의 경계선(23)(도 1 참조)의 위치는, 제1 피복층(40)의 바깥 테두리(41)의 위치가 된다. 즉, 본 공정에 의해, 경계선(23)의 위치가 결정된다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 노출된 실리콘 기판(10)의 표면(12) 및, 제1 피복층(40)을 덮는 반도체층(20)을 성막한다. 반도체층(20)은, 예를 들면, CVD법, 스퍼터법에 의해 성막된다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 제1 피복층(40)을 덮는 압전 소자층(30a)을 성막한다. 압전 소자층(30a)은, 압전 소자(30)를 구성하는 층이다. 압전 소자층(30a)은, 반도체층(20) 상에, 제1 전극층(32), 압전체층(34) 및, 제2 전극층(36)(도 2 참조)을, 이 순서로 성막함으로써 얻어진다. 전극층(32, 36)은, 예를 들면, 진공 증착법, 스퍼터법에 의해 성막된다. 압전체층(34)은, 예를 들면, 스퍼터법, 졸겔법, 레이저 어브레이션법에 의해 성막된다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 압전 소자층(30a)을 소정 형상으로 패터닝한다. 패터닝은, 포토리소그래피 및 에칭에 의해 행해진다. 도시한 예에서는, 압전 소자층(30a)을 직사각형 형상으로 패터닝한다. 본 공정에 의해, 반도체층(20) 상에 압전 소자(30)를 형성할 수 있다.
도 8에 나타내는 바와 같이, 반도체층(20)을 패터닝하고, 제1 피복층(40) 상에 들보 형상이 되는 진동부(26) 및, 진동부(26)를 지지하는 지지부(21)를 형성한다. 구체적으로는, 실리콘 기판(10) 상에 위치하는 제1 부분(22)과, 제1 부분(22)과 진동부(26)를 접속하여 제1 피복층(40) 상에 위치하는 제2 부분(24)을 갖는 지지부(21)를 형성한다. 패터닝은, 포토리소그래피 및 에칭에 의해 행해진다. 본 공정에서는, 진동부(26) 상에 압전 소자(30)가 위치하도록, 반도체층(20)을 패터닝한다. 또한, 본 공정에서는, 평면에서 보았을 때에 있어서, 제1 피복층(40)의 바깥 테두리(41)의 내측에 진동부(26)의 근원(28)이 위치하도록, 반도체층(20)을 패터닝한다. 본 공정에 의해, 진동부(26)의 근원(제2 부분(24)과 진동부(26)와의 경계선)(28)의 위치가 결정된다.
도 9에 나타내는 바와 같이, 지지부(21), 진동부(26) 및, 압전 소자(30)를 덮는 제2 피복층(42)을 성막한다. 제2 피복층(42)은, 예를 들면, 제1 피복층(40)과 동일한 방법으로 성막된다. 제2 피복층(42)은, 실리콘 기판(10) 및 반도체층(20)과의 에칭 속도의 비가 큰 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 제2 피복층(42)은, 제1 피복층(40)과 동일한 재질의 층이다.
도 10에 나타내는 바와 같이, 지지부(21) 및 진동부(26)를 피하여 피복층(40, 42)을 패터닝하여, 실리콘 기판(10)의 표면(12)을 노출시키는 개구부(44)를 형성한다. 패터닝은, 포토리소그래피 및 에칭에 의해 행해진다. 도시한 예에서는, 개구부(44)의 평면 형상은, X축 방향으로 연출되는 복수의 돌출부를 갖는 빗살 형상이고, 복수의 돌기부의 사이에, 진동부(26)가 위치하고 있다.
도 11에 나타내는 바와 같이, 개구부(44)를 통하여 실리콘 기판(10)을 제거하고, 평면에서 보았을 때에 있어서 진동부(26)와 겹치는 위치에 오목부(14)를 형성한다. 구체적으로는, 개구부(44)에 에칭액 또는 에칭 가스를 통과시켜, 실리콘 기판(10)을 에칭하고, 오목부(14)를 형성한다. 본 공정에 있어서의 에칭은, 예를 들면, 등방성의 에칭이다. 보다 구체적으로는, 본 공정에 있어서의 에칭은, TMAH(수산화 테트라메틸암모늄)나 KOH나 EDP(에틸렌디아민피로카테콜)나 HF＋HNO3＋CH3COOH나 XeF2나 SF6을 이용하여 행해진다. 본 공정에 의해, 오목부(14)의 깊이 D가 결정된다. 또한, 오목부(14)를 형성한 후에, 이소프로필알코올(IPA)이나 물에 의해, 오목부(14)를 세정해도 좋다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 피복층(40, 42)을 제거한다. 피복층(40, 42)은, 예를 들면, 공지의 방법에 의해 제거된다. 본 공정에 의해, 지지부(21), 진동부(26) 및, 압전 소자(30)가 노출된다.
이상의 공정에 의해, 진동자(100)를 제조할 수 있다.
진동자(100)의 제조 방법은, 예를 들면, 이하의 특징을 갖는다.
진동자(100)의 제조 방법에 의하면, 제1 피복층(40)을 소정 형상으로 패터닝하는 공정과, 실리콘 기판(10) 및 제1 피복층(40)을 덮는 반도체층(20)을 성막하는 공정과, 반도체층(20)을 패터닝하여, 제1 피복층(40) 상에 들보 형상이 되는 진동부(26) 및, 진동부를 지지하는 지지부(21)를 형성하는 공정과, 진동부(26) 및 지지부(21)를 피하여 제1 피복층(40)을 패터닝하여, 실리콘 기판(10)을 노출시키는 개구부(44)를 형성하는 공정과, 개구부(44)를 통하여 실리콘 기판(10)을 제거하고, 진동부(26)와 겹치는 위치에 오목부(14)를 형성하는 공정을 포함한다. 그 때문에, 진동자(100)의 제조 방법에서는, 제1 피복층(40)을 소정 형상으로 패터닝하는 공정에 있어서, 제1 부분(22)과 제2 부분(24)과의 경계선(23)의 위치가 결정된다. 또한, 진동부(26) 및 지지부(21)를 형성하는 공정에 있어서, 진동부(26)의 근원(제2 부분(24)과 진동부(26)와의 경계선)(28)의 위치가 결정된다. 이상에 의해, 지지부(21)의 제2 부분(24)의 길이 L2를 결정할 수 있다. 또한, 진동자(100)의 제조 방법에서는, 오목부(14)를 형성하는 공정에 있어서, 오목부(14)의 깊이 D를 결정할 수 있다.
이와 같이, 진동자(100)의 제조 방법에서는, 지지부(21)의 제2 부분(24)의 길이 L2와, 오목부(14)의 깊이 D를 별개 독립적으로(연동하는 일 없이) 결정할 수 있다. 즉, 제2 부분(24)의 길이 L2와, 오목부(14)의 깊이 D를 개별적으로 제어할 수 있다. 따라서, 진동자(100)의 제조 방법에서는, 여러 가지 설계 요구에 대응할 수 있어, 높은 정밀도를 가질 수 있는 진동자(100)를 얻을 수 있다.
또한, 진동자(100)의 제조 방법에 의하면, 실리콘 기판(10)을 이용하고 있다. 그 때문에, 전술한 바와 같이, SOI 기판 등을 이용하는 경우에 비하여, 염가로 진동자(100)를 형성할 수 있다.
이상과 같이, 진동자(100)의 제조 방법에 의하면, 염가로, 높은 정밀도를 가질 수 있는 진동자(100)를 얻을 수 있다.
진동자(100)의 제조 방법에 의하면, 개구부(44)를 형성하는 공정 전에, 지지부(21), 진동부(26) 및, 압전 소자(30)를 덮는 제2 피복층(42)을 성막하는 공정을 포함한다. 그 때문에, 오목부(14)를 형성하는 공정에 있어서, 지지부(21), 진동부(26) 및, 압전 소자(30)가 에칭액 등에 노출되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 지지부(21), 진동부(26) 및, 압전 소자(30)가 에칭되는 것을 억제할 수 있다.
진동자(100)의 제조 방법에 의하면, 진동부(26) 및 지지부(21)를 형성하는 공정 전에, 반도체층(20) 상에, 압전 소자(30)를 형성하는 공정을 포함한다. 이에 따라, 압전 소자(30)의 압전 효과에 의해, 진동부(26)를 진동시킬 수 있다.
진동자(100)의 제조 방법에 의하면, 진동부(26) 및 지지부(21)를 형성하는 공정에서는, 복수의 진동부(26)를 형성하고, 서로 이웃하는 상기 진동부는, 서로 반대 방향으로 변위하여 상기 실리콘 기판의 두께 방향으로 진동한다. 이에 따라, 지지부(21)의 제2 부분(24)에 있어서, 진동부(26)의 진동에 기인하는 응력(비틀림)을, 완화할 수 있다. 그 결과, 진동부(26)의 진동에 기인하는 응력이, 지지부(21)의 제1 부분(22)에 전달되는 것을 억제할 수 있다.
진동자(100)의 제조 방법에 의하면, 전술한 바와 같이, 제1 피복층(40)을 소정 형상으로 패터닝하는 공정과, 진동부(26) 및 지지부(21)를 형성하는 공정에 의해, 지지부(21)의 제2 부분(24)의 길이 L2를 결정할 수 있다. 양 공정의 패터닝은, 포토리소그래피 및 에칭으로 행해진다. 따라서, 제2 부분(24) 길이 L2의 편차를, 작게 할 수 있다. 그 결과, 높은 정밀도를 갖는 진동자(100)를 얻을 수 있다.
3. 변형예
다음으로, 본 실시 형태의 변형예에 따른 진동자에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 12는, 본 실시 형태의 변형예에 따른 진동자(200)를 개략적으로 나타내는 평면도 및 단면도이다. 도 13은, 본 실시 형태의 변형예에 따른 진동자(200)의 제조 공정을 개략적으로 나타내는 평면도 및 단면도이며, 도 10에 대응하고 있다. 또한, 도 12(A), 도 13(A)는 평면도를 나타내고, 도 12(B), 도 13(B)는 각각 도 12(A), 도 13(A)의 B-B선 단면도를 나타내고, 도 12(C), 도 13(C)는 각각 도 12(A), 도 13(A)의 C-C선 단면도를 나타내고 있다. 또한, 도 12(A) 및 도 13(A)에서는, 서로 직교하는 3개의 축으로서, X축, Y축, 및 Z축을 도시하고 있다.
이하, 본 실시 형태의 변형예에 따른 진동자(200)에 있어서, 본 실시 형태에 따른 진동자(100)의 구성 부재와 동일한 기능을 갖는 부재에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 그의 상세한 설명을 생략한다.
진동자(100)에서는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 오목부(14)의 테두리(15)의 상방에 지지부(21)의 제2 부분(24)이 위치하고, 테두리(15)의 상방에는, 진동부(26)는 위치하고 있지 않았다. 이에 대하여, 진동자(200)에서는, 도 12에 나타내는 바와 같이, 테두리(15)의 상방에 진동부(26)가 위치하고 있다. 즉, 평면에서 보았을 때에 있어서, 진동부(26)는, 테두리(15)와 겹쳐 있다. 그 때문에, 진동자(200)에서는, 테두리(15)와, 지지부(21)의 제1 부분(22)과의 사이의 거리(구체적으로는, 테두리(15)와, 근원(28)으로부터 가장 가까운 제1 부분(22)과의 사이의 거리) L3을, 진동자(100)에 비하여, 크게 할 수 있다.
진동자(200)의 제조 방법에서는, 도 13에 나타내는 바와 같이, 개구부(44)를 형성하는 공정에 있어서, 개구부(44)를, 외팔보 형상이 되는 진동부(26)의 근원(28)보다도 선단(27)측에 형성한다. 도시한 예에서는, 개구부(44)를, 평면에서 보았을 때에 있어서 진동부(26)를 2등분으로 하는 가상 직선 P보다도, 선단(27)에 형성한다. 가상 직선 P는, Y축에 평행한 직선이다.
전술의 것 이외에는, 진동자(200)의 제조 방법은, 진동자(100)의 제조 방법과 기본적으로 동일하다. 따라서, 그의 상세한 설명을 생략한다.
진동자(200)의 제조 방법은, 예를 들면, 이하의 특징을 갖는다.
진동자(200)의 제조 방법에 의하면, 예를 들면 진동자(100)에 비하여, L3을 크게 할 수 있다. 그 때문에, 예를 들면, 오목부(14)를 형성할 때의 오버 에칭량이 커졌다고 해도, 지지부(21)의 제1 부분(22)은, 보다 확실하게, 실리콘 기판(10)의 표면(12)에 접하고 있을 수 있다.
진동자(200)의 제조 방법에 의하면, 오목부(14)의 테두리(15)의 상방에 진동부(26)를 형성한다. 그 때문에, 진동자(200)에서는, 예를 들면, 오목부(14)를 세정하는 공정에 있어서, 진동부(26)가 표면 장력에 의해 오목부(14)의 저면측으로 변위했다고 해도, 진동부(26)의 선단(27)이 오목부(14)의 저면에 접촉하기 전에, 보다 확실하게, 진동부(26)는 테두리(15)에 접촉한다. 따라서, 진동자(200)에서는, 보다 확실하게, 스티킹을 억제할 수 있다.
4. 발진기
이어서, 본 실시 형태에 따른 발진기에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 14는, 본 실시 형태에 따른 발진기(300)를 나타내는 회로도이다.
발진기(300)는, 도 13에 나타내는 바와 같이, 예를 들면, 본 발명에 따른 진동자와, 반전 증폭 회로(회로부)(310)를 포함한다. 이하에서는, 본 발명에 따른 진동자로서 진동자(100)를 포함하는 발진기(300)에 대해서, 설명한다.
진동자(100)는, 예를 들면, 전술한 제1 패드와 전기적으로 접속된 제1 단자(100a)와, 전술한 제2 패드와 전기적으로 접속된 제2 단자(100b)를 갖고 있다. 제1 단자(100a)는, 반전 증폭 회로(310)의 출력 단자(310b)와 적어도 교류적으로 접속한다. 제2 단자(100b)는, 반전 증폭 회로(310)의 입력 단자(310a)와 적어도 교류적으로 접속한다. 반전 증폭 회로(310)는, 진동자(100)의 진동부(26)를 구동시키기 위한 회로를 구성하고 있다.
도시한 예에서는, 반전 증폭 회로(310)는, 1개의 인버터로 구성되어 있지만, 소망하는 발진 조건이 충족되도록, 복수의 인버터(반전 회로)나 증폭 회로를 조합하여 구성되어 있어도 좋다.
발진기(300)는, 반전 증폭 회로(310)에 대한 귀환 저항을 포함하여 구성되어 있어도 좋다. 도 14에 나타내는 예에서는, 반전 증폭 회로(310)의 입력 단자와 출력 단자가 저항(320)을 개재하여 접속되어 있다.
발진기(300)는, 반전 증폭 회로(310)의 입력 단자(310a)와 기준 전위(접지 전위)와의 사이에 접속된 제1 커패시터(330)와, 반전 증폭 회로(310)의 출력 단자(310b)와 기준 전위(접지 전위)와의 사이에 접속된 제2 커패시터(332)를 포함하여 구성되어 있다. 이에 따라, 진동자(100)와 커패시터(330, 332)로 공진 회로를 구성하는 발진 회로로 할 수 있다. 발진기(300)는, 이 발진 회로에서 얻어진 발진 신호 f를 출력한다.
발진기(300)를 구성하는 트랜지스터나 커패시터 등의 소자(도시하지 않음)는, 예를 들면, 실리콘 기판(10) 상에(도 1 참조) 형성되어 있어도 좋다. 이에 따라, 진동자(100)와 반전 증폭 회로(310)를 모놀리식으로 형성할 수 있다.
또한, 발진기(300)는, 도 15에 나타내는 바와 같이, 추가로, 분주 회로(divider circuit; 340)를 갖고 있어도 좋다. 분주 회로(340)는, 발진 회로의 출력 신호 Vout을 분주하고, 발진 신호 f를 출력한다. 이에 따라, 발진기(300)는, 예를 들면, 출력 신호 Vout의 주파수보다도 낮은 주파수의 출력 신호를 얻을 수 있다.
발진기(300)는, 진동자(100)를 포함한다. 따라서, 발진기(300)는, 염가로, 높은 정밀도를 가질 수 있다.
전술한 실시 형태 및 변형예는 일 예로서, 이들로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 각 실시 형태 및 각 변형예를 적절히 조합하는 것도 가능하다.
본 발명은, 실시 형태에서 설명한 구성과 실질적으로 동일한 구성(예를 들면, 기능, 방법 및 결과가 동일한 구성, 혹은 목적 및 효과가 동일한 구성)을 포함한다. 또한, 본 발명은, 실시 형태에서 설명한 구성의 본질적이지 않은 부분을 치환한 구성을 포함한다. 또한, 본 발명은, 실시 형태에서 설명한 구성과 동일한 작용 효과를 나타내는 구성 또는 동일한 목적을 달성할 수 있는 구성을 포함한다. 또한, 본 발명은, 실시 형태에서 설명한 구성에 공지 기술을 부가한 구성을 포함한다.
10 : 실리콘 기판
12 : 표면
14 : 오목부
15 : 테두리
20 : 반도체층
21 : 지지부
22 : 제1 부분
22a, 22b : 연출 부분
23 : 경계선
24 : 제2 부분
26 : 진동부
27 : 선단
28 : 근원
30 : 압전 소자
30a : 압전 소자층
32 : 제1 전극층
34 : 압전체층
36 : 제2 전극층
40 : 제1 피복층
41 : 바깥 테두리
42 : 제2 피복층
44 : 개구부
100, 200 : 진동자
300 : 발진기
310 : 반전 증폭 회로
310a : 입력 단자
310b : 출력 단자
320 : 저항
330 : 제1 커패시터
332 : 제2 커패시터
340 : 분주 회로
12 : 표면
14 : 오목부
15 : 테두리
20 : 반도체층
21 : 지지부
22 : 제1 부분
22a, 22b : 연출 부분
23 : 경계선
24 : 제2 부분
26 : 진동부
27 : 선단
28 : 근원
30 : 압전 소자
30a : 압전 소자층
32 : 제1 전극층
34 : 압전체층
36 : 제2 전극층
40 : 제1 피복층
41 : 바깥 테두리
42 : 제2 피복층
44 : 개구부
100, 200 : 진동자
300 : 발진기
310 : 반전 증폭 회로
310a : 입력 단자
310b : 출력 단자
320 : 저항
330 : 제1 커패시터
332 : 제2 커패시터
340 : 분주 회로
Claims (8)
- 실리콘 기판을 덮는 제1 피복층을 성막하는 공정과,
상기 제1 피복층을 소정 형상으로 패터닝하는 공정과,
상기 실리콘 기판 및 상기 제1 피복층을 덮는 반도체층을 성막하는 공정과,
상기 반도체층을 패터닝하여, 상기 제1 피복층 상에 들보(beam) 형상이 되는 진동부 및, 진동부를 지지하는 지지부를 형성하는 공정과,
상기 진동부 및 상기 지지부를 피하여 상기 제1 피복층을 패터닝하여, 상기 실리콘 기판을 노출시키는 개구부를 형성하는 공정과,
상기 개구부를 통하여 상기 실리콘 기판을 제거하고, 상기 진동부와 겹치는 위치에 오목부를 형성하는 공정과,
상기 제1 피복층을 제거하는 공정
을 포함하고,
상기 진동부 및 상기 지지부를 형성하는 공정에서는,
상기 실리콘 기판 상에 위치하는 제1 부분과, 상기 제1 부분과 상기 진동부를 접속하여 상기 제1 피복층 상에 위치하는 제2 부분을 갖는 상기 지지부를 형성하는 진동자의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 개구부를 형성하는 공정 전에,
상기 진동부 및 상기 지지부를 덮는 제2 피복층을 성막하는 공정을 포함하고,
상기 개구부를 형성하는 공정에서는,
상기 제1 피복층 및 상기 제2 피복층을 패터닝하여, 상기 개구부를 형성하고,
상기 제1 피복층을 제거하는 공정에서는,
상기 제1 피복층 및 상기 제2 피복층을 제거하는 진동자의 제조 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 진동부 및 상기 지지부를 형성하는 공정 전에,
상기 반도체층 상에 압전 소자를 형성하는 공정을 포함하고,
상기 진동부 및 상기 지지부를 형성하는 공정에서는,
상기 진동부 상에 상기 압전 소자가 위치하도록, 상기 반도체층을 패터닝하는 진동자의 제조 방법. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 진동부를 형성하는 공정에서는,
외팔보(single-anchored beam) 형상이 되는 상기 진동부를 형성하고,
상기 개구부를 형성하는 공정에서는,
상기 개구부를, 상기 진동부의 근원보다도 선단측에 형성하는 진동자의 제조 방법. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 진동부 및 상기 지지부를 형성하는 공정에서는,
복수의 상기 진동부를 형성하고,
서로 이웃하는 상기 진동부는, 서로 반대 방향으로 변위하여 상기 실리콘 기판의 두께 방향으로 진동하는 진동자의 제조 방법. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 피복층을 소정 형상으로 패터닝하는 공정에 있어서의 패터닝 및, 상기 진동부 및 상기 지지부를 형성하는 공정에 있어서의 패터닝은, 포토리소그래피 및 에칭에 의해 행해지는 진동자의 제조 방법. - 표면에 오목부가 형성되어 있는 실리콘 기판과,
상기 오목부의 상방에 공극을 개재하여 형성된 들보 형상의 진동부 및, 상기 표면에 형성되어 상기 진동부를 지지하는 지지부를 갖는 반도체층
을 포함하고,
상기 지지부는,
상기 표면에 고정된 제1 부분과,
상기 제1 부분과 상기 진동부를 접속하고, 상기 표면의 상방에 공극을 개재하여 형성된 제2 부분
을 갖고,
상기 진동부는, 상기 제2 부분으로부터 제1 방향으로 연출(extension)되고,
상기 제2 부분의 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향의 크기는, 상기 진동부의 상기 제2 방향의 크기보다도 큰 진동자. - 제7항에 기재된 진동자와,
상기 진동부를 구동시키기 위한 회로부
를 포함하는 발진기.
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