[发明专利]MEMS元件以及振荡器

说明书

技术领域

本发明涉及MEMS元件以及振荡器。

背景技术

MEMS（Micro Electro Mechanical Systems：微机电系统）是微小构造体形成技术之一例如制作微米级的细微电子机械系统的技术及其产品。

例如在专利文献1中记载了MEMS振子作为MEMS元件，该MEMS振子包含第1电极和具有与第1电极隔着空隙配置的梁部的第2电极。专利文献1所述的MEMS振子是梁部的一端被固定的单臂梁状，梁部具有宽度方向大于延伸方向的形状。这样，通过增大梁部的宽度方向，从而不用改变振动频率就能增大梁部与第1电极之间的静电力。在将这样的MEMS振子用于振荡器的情况下，例如当考虑输出信号时，希望以1次振动模式的频率进行振荡。

专利文献1：美国专利申请公开第2007/0279140号说明书

另一方面，MEMS振子具有多个振动模式，各个振动模式的频率依赖于振子的形状。一般在将振子作为振荡器使用时，理想情况是：使用的振动模式的频率与其它振动模式的频率之差较大。例如，在将1次振动模式作为振荡器使用时，如图14所示，当1次振动模式的频率与2次振动模式的频率（寄生）之差较小时，具有在2次振动模式下满足振荡条件而进行振荡的问题。

尤其，如上所述，在梁部的宽度方向大于延伸方向的MEMS振子的情况下，1次振动模式的频率与2次振动模式的频率之差较小，从而容易以不期望的频率引起振荡。

发明内容

本发明的几个方式所涉及的目的之一是提供能够使其它振动模式远离1次振动模式、并能够以期望的频率进行振荡的MEMS元件。另外，本发明的几个方式所涉及的目的之一是提供包含上述MEMS元件的振荡器。

本发明的MEMS元件包含：基板；第1电极，其形成在所述基板的上方；以及第2电极，其具有支承部和梁部，该支承部形成在所述基板的上方，该梁部从所述支承部延伸，以与所述第1电极之间具有空隙的状态形成，能够在所述基板的厚度方向上进行振动，所述梁部的宽度随着从所述梁部的根部朝所述梁部的前端而变小，所述梁部的中心的长度大于所述梁部的端部的长度，所述梁部的根部的宽度大于所述梁部的中心的长度。

根据这样的MEMS元件，可增大1次振动模式的频率与其它振动模式（2次振动模式、3次振动模式等）的频率之差（后面详细进行叙述）。即，能够使其它振动模式远离1次振动模式。由此，能够以期望的频率、具体地说是1次振动模式的频率进行振荡。

此外，在本发明的记载中，例如当在“特定物体（以下，称为“A”）的“上方”形成其它特定物体（以下，称为“B”）”等时使用“上方”这样的词语的情况包括在A上直接形成B的情况和在A上隔着其它物体形成B的情况。

在本发明的MEMS元件中，所述梁部具备：第1部分，其在俯视时是矩形的形状，具有所述梁部的中心的长度；第2部分，其与所述第1部分邻接，具有所述梁部的端部的长度，所述第2部分的长度随着远离所述第1部分而变小。

根据这样的MEMS元件，可使其它振动模式远离1次振动模式，并能够以期望的频率、具体地说是1次振动模式的频率进行振荡。

在本发明的MEMS元件中，所述第2部分在俯视时可以是梯形的形状。

根据这样的MEMS元件，可使其它振动模式远离1次振动模式，并能够以期望的频率、具体地说是1次振动模式的频率进行振荡。

在本发明的MEMS元件中，所述梁部在俯视时可以是圆弧或椭圆弧的形状。

根据这样的MEMS元件，能够进一步增大1次振动模式的频率与其它振动模式的频率之差。即，能够使其它振动模式更加远离1次振动模式。

本发明的振荡器包含本发明的MEMS元件以及与所述MEMS元件的所述第1电极和所述第2电极电连接的电路部。

根据这样的振荡器，包含本发明的MEMS元件，所以具有稳定的特性。

附图说明

图1是示意性地示出第1实施方式的MEMS元件的俯视图。

图2是示意性地示出第1实施方式的MEMS元件的剖视图。

图3是示意性地示出第1实施方式的MEMS元件的制造工序的剖视图。

图4是示意性地示出第1实施方式的MEMS元件的制造工序的剖视图。

图5是示意性地示出第1实施方式的MEMS元件的制造工序的剖视图。

图6是示意性地示出用于仿真的实施例1的模型的俯视图。

图7是示意性地示出用于仿真的比较例的模型的俯视图。