[发明专利]振动装置

说明书

技术领域

本发明涉及具有多个音叉臂的振动装置，特别是，涉及MEMS型的振动装置。

背景技术

以往，公知有在Si半导体层上构成有包含压电薄膜的激发部的MEMS(Micro Electro Mechanical Systems：微机电系统)构造。在具有MEMS构造的振子中，为了改善频率温度系数TCF进行各种尝试。在下述的专利文献1中公开有通过层叠Si和SiO₂而减小TCF的绝对值的方法。而且在下述的专利文献2以及3中公开有通过对Si实施p型或者n型的掺杂，来减小Si本身的一次的频率温度系数的方法。

在下述的专利文献4中公开有使用Si/SiO₂复合材料，并且对Si进行高浓度掺杂的方法。在专利文献4中，记载有能够减小二次的频率温度系数的内容。

专利文献1：WO2008/043727号公报

专利文献2：WO2010/062847号公报

专利文献3：WO2012/110708号公报

专利文献4：WO2012/156585号公报

如专利文献1～4所记载的那样，以往提出了各种在具有MEMS构造的振子中减小TCF的绝对值的方法。然而，在它们所记载的方法中，另外充分减小TCF的绝对值很困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够充分地减小频率温度系数TCF的绝对值的振动装置。

本申请的第一发明所涉及的振动装置是在俯视的情况下，具有具备长边和短边的矩形板状的形状，并在上述短边方向伸缩振动的振动装置。

第一发明所涉及的振动装置包含由简并半导体构成的Si层、氧化硅层、压电体层、以及对上述压电体层施加电压的第一、第二电极。而且，在将上述Si层的厚度的总和设为T1、将氧化硅层的厚度的总和设为T2、将未设置有氧化硅层的情况下的上述振动装置的TCF设为x(ppm/K)时，T2/(T1+T2)处于(-0.0003x²-0.0256x+0.0008)±0.05的范围内。

第二发明所涉及的振动装置是具有正方形板状的形状，在与正方形板平行的面内各边伸缩振动的振动装置。

第二发明所涉及的振动装置包含由简并半导体构成的Si层、氧化硅层、压电体层、以及对上述压电体层施加电压的第一、第二电极。在第二发明中，在将上述Si层的厚度的总和设为T1、将氧化硅层的厚度的总和设为T2、将未设置有氧化硅层的情况下的上述振动装置的TCF设为x(ppm/K)时，T2/(T1+T2)处于(-0.0003x²-0.0228x+0.0024)±0.05的范围内。

第三发明所涉及的振动装置是在俯视的情况下，具有具备长边和短边的矩形板状的形状，并在上述长边方向伸缩振动的振动装置。

第三发明所涉及的振动装置包含由简并半导体构成的Si层、氧化硅层、压电体层、以及对上述压电体层施加电压的第一、第二电极。在第三发明中，在将上述Si层的厚度的总和设为T1、将氧化硅层的厚度的总和设为T2、将未设置有氧化硅层的情况下的上述振动装置的TCF设为x(ppm/K)时，T2/(T1+T2)处于(-0.0003x²-0.0250x+0.0215)±0.05的范围内。

在本发明(以下，对第一～第三发明进行统称，称为本发明)的振动装置的某个特定的方面，对上述Si层掺杂n型掺杂剂。优选作为掺杂剂使用磷(P)。

在本发明所涉及的振动装置的另一特定的方面，上述氧化硅层层叠于上述Si层的一个主面。

在本发明所涉及的振动装置的其它的特定的方面，在上述压电体层的一个主面设置有上述第一电极，在上述压电体层的另一个主面设置有上述第二电极。

在本发明所涉及的振动装置的另一其它的特定的方面，上述Si层兼作上述第二电极。

在本发明所涉及的振动装置的另一其它特定的方面，上述氧化硅层形成于上述Si层的两面。

在本发明所涉及的振动装置中，由于作为上述氧化硅层的厚度的比例的厚度比T2/(T1+T2)为上述特定的范围内，所以能够显著减小频率温度系数TCF的绝对值。因此，能够提供温度特性良好的振动装置。

附图说明

图1(a)是本发明的第一实施方式的振动装置的立体图，图1(b)是其正面剖视图，图1(c)是在第一实施方式中所使用的激发部的局部剖切正面剖视图。