[發明專利]MEMS元件以及振蕩器

無效

• 申請號: 201310426060.5
• 申請日: 2013-09-18
• 公開（公告）號: CN103716004A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 木原龍兒
• 申請（專利權）人: 精工愛普生株式會社
• 主分類號: H03H9/02
• 分類號: H03H9/02;H03H9/24
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;黃綸偉

技術領域

本發明涉及MEMS元件以及振蕩器。

背景技術

MEMS（Micro?Electro?Mechanical?Systems：微機電系統）是微小構造體形成技術之一例如制作微米級的細微電子機械系統的技術及其產品。

例如在專利文獻1中記載了MEMS振子作為MEMS元件，該MEMS振子包含第1電極和具有與第1電極隔著空隙配置的梁部的第2電極。專利文獻1所述的MEMS振子是梁部的一端被固定的單臂梁狀，梁部具有寬度方向大于延伸方向的形狀。這樣，通過增大梁部的寬度方向，從而不用改變振動頻率就能增大梁部與第1電極之間的靜電力。在將這樣的MEMS振子用于振蕩器的情況下，例如當考慮輸出信號時，希望以1次振動模式的頻率進行振蕩。

專利文獻1：美國專利申請公開第2007/0279140號說明書

另一方面，MEMS振子具有多個振動模式，各個振動模式的頻率依賴于振子的形狀。一般在將振子作為振蕩器使用時，理想情況是：使用的振動模式的頻率與其它振動模式的頻率之差較大。例如，在將1次振動模式作為振蕩器使用時，如圖14所示，當1次振動模式的頻率與2次振動模式的頻率（寄生）之差較小時，具有在2次振動模式下滿足振蕩條件而進行振蕩的問題。

尤其，如上所述，在梁部的寬度方向大于延伸方向的MEMS振子的情況下，1次振動模式的頻率與2次振動模式的頻率之差較小，從而容易以不期望的頻率引起振蕩。

發明內容

本發明的幾個方式所涉及的目的之一是提供能夠使其它振動模式遠離1次振動模式、并能夠以期望的頻率進行振蕩的MEMS元件。另外，本發明的幾個方式所涉及的目的之一是提供包含上述MEMS元件的振蕩器。

本發明的MEMS元件包含：基板；第1電極，其形成在所述基板的上方；以及第2電極，其具有支承部和梁部，該支承部形成在所述基板的上方，該梁部從所述支承部延伸，以與所述第1電極之間具有空隙的狀態形成，能夠在所述基板的厚度方向上進行振動，所述梁部的寬度隨著從所述梁部的根部朝所述梁部的前端而變小，所述梁部的中心的長度大于所述梁部的端部的長度，所述梁部的根部的寬度大于所述梁部的中心的長度。

根據這樣的MEMS元件，可增大1次振動模式的頻率與其它振動模式（2次振動模式、3次振動模式等）的頻率之差（后面詳細進行敘述）。即，能夠使其它振動模式遠離1次振動模式。由此，能夠以期望的頻率、具體地說是1次振動模式的頻率進行振蕩。

此外，在本發明的記載中，例如當在“特定物體（以下，稱為“A”）的“上方”形成其它特定物體（以下，稱為“B”）”等時使用“上方”這樣的詞語的情況包括在A上直接形成B的情況和在A上隔著其它物體形成B的情況。

在本發明的MEMS元件中，所述梁部具備：第1部分，其在俯視時是矩形的形狀，具有所述梁部的中心的長度；第2部分，其與所述第1部分鄰接，具有所述梁部的端部的長度，所述第2部分的長度隨著遠離所述第1部分而變小。

根據這樣的MEMS元件，可使其它振動模式遠離1次振動模式，并能夠以期望的頻率、具體地說是1次振動模式的頻率進行振蕩。

在本發明的MEMS元件中，所述第2部分在俯視時可以是梯形的形狀。

根據這樣的MEMS元件，可使其它振動模式遠離1次振動模式，并能夠以期望的頻率、具體地說是1次振動模式的頻率進行振蕩。

在本發明的MEMS元件中，所述梁部在俯視時可以是圓弧或橢圓弧的形狀。

根據這樣的MEMS元件，能夠進一步增大1次振動模式的頻率與其它振動模式的頻率之差。即，能夠使其它振動模式更加遠離1次振動模式。

本發明的振蕩器包含本發明的MEMS元件以及與所述MEMS元件的所述第1電極和所述第2電極電連接的電路部。

根據這樣的振蕩器，包含本發明的MEMS元件，所以具有穩定的特性。

附圖說明

圖1是示意性地示出第1實施方式的MEMS元件的俯視圖。

圖2是示意性地示出第1實施方式的MEMS元件的剖視圖。

圖3是示意性地示出第1實施方式的MEMS元件的制造工序的剖視圖。

圖4是示意性地示出第1實施方式的MEMS元件的制造工序的剖視圖。

圖5是示意性地示出第1實施方式的MEMS元件的制造工序的剖視圖。

圖6是示意性地示出用于仿真的實施例1的模型的俯視圖。

圖7是示意性地示出用于仿真的比較例的模型的俯視圖。