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公開番号2025177754
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-12-05
出願番号2024084828
出願日2024-05-24
発明の名称トランスデューサ、共振器、発振器及びトランスデューサの製造方法
出願人ローム株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H03H 9/24 20060101AFI20251128BHJP(基本電子回路)
要約【課題】目標の温度特性の共振周波数を有する振動子を備えたトランスデューサを、半導体製造技術を利用して製造し易くする。
【解決手段】トランスデューサ10は、単結晶シリコン11とシリコン酸化膜12とを備える。単結晶シリコン11は、アンカー領域17と、アンカー領域17に支持された振動体13とを有する。シリコン酸化膜12は、単結晶シリコン11の表面に形成されている。シリコン酸化膜12には、酸化シリコンから還元されたシリコン部分14が設けられている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
アンカー領域と、前記アンカー領域に支持された振動体とを有する単結晶シリコンと、
前記単結晶シリコンの表面に形成されたシリコン酸化膜と、
を備えており、
前記シリコン酸化膜に、酸化シリコンから還元されたシリコン部分が設けられている、
トランスデューサ。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記振動体は、前記アンカー領域に第１端を固定したカンチレバー構造を有している請求項１に記載のトランスデューサ。
【請求項３】
前記シリコン部分は、前記振動体の前記第１端の部分と、前記振動体に固有の共振モードにおける前記振動体の振動の腹の部分と、前記アンカー領域の部分と、のうち少なくとも１つの部分の前記シリコン酸化膜に設けられている請求項２に記載のトランスデューサ。
【請求項４】
請求項１～３のいずれか１項に記載のトランスデューサを備え、前記トランスデューサの振動体上の電極に入力される信号により、所定の周波数の高周波信号を作る共振器。
【請求項５】
請求項１～３のいずれか１項に記載のトランスデューサの振動体を振動子として有する発振器。
【請求項６】
アンカー領域に支持された振動体を有するトランスデューサの製造方法であって、
前記振動体を振動させて、前記振動体の共振周波数の温度特性を測定する測定工程と、
測定した前記温度特性が目標の温度特性でない場合に、前記トランスデューサを形成した単結晶シリコンの表面のシリコン酸化膜に電子ビームを照射して、前記シリコン酸化膜の前記電子ビームが照射された箇所に、酸化シリコンから還元されたシリコン部分を形成する還元工程と、
を含んでおり、
測定した前記温度特性が前記目標の温度特性となるまで、前記測定工程及び前記還元工程を繰り返す、
トランスデューサの製造方法。
【請求項７】
前記振動体は、前記アンカー領域に第１端を固定したカンチレバー構造を有しており、前記還元工程において、前記振動体の前記第１端の部分と、前記振動体に固有の共振モードにおける前記振動体の振動の腹の部分と、前記アンカー領域の部分と、のうち少なくとも１つの部分の前記シリコン酸化膜に、前記電子ビームを照射する請求項６に記載のトランスデューサの製造方法。
【請求項８】
測定した前記温度特性と前記目標の温度特性との差分に基づいて、前記電子ビームの照射エネルギを調整する請求項６又は７に記載のトランスデューサの製造方法。
【請求項９】
前記照射エネルギを、前記電子ビームのビーム径、ビーム強度、照射時間及び照射場所のうち少なくとも一つによって調整する請求項８に記載のトランスデューサの製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、トランスデューサ、共振器、発振器及びトランスデューサの製造方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体製造技術を利用した振動体は、表面を酸化させたシリコンを使用して製造される。この振動体の共振周波数は、シリコン及び酸化シリコンの温度特性に依存して定まる温度特性を有する。シリコンと酸化シリコンとを適切に組み合わせて振動体を製造することで、振動体の共振周波数の温度特性を目標の温度特性にすることができる。
【０００３】
［概要］
シリコンの表面を酸化させる工程において、酸化シリコンの出来栄えにバラつきが生じると、目標の温度特性の共振周波数を有する振動体を安定して製造することが難しくなる。
【０００４】
本開示の目的は、目標の温度特性の共振周波数を有する振動体を、半導体製造技術を利用して製造し易くすることができる、トランスデューサ、共振器、発振器及びトランスデューサの製造方法を提供することにある。
【０００５】
上述した課題を解決するために、本開示の一態様では、単結晶シリコンとシリコン酸化膜とを備えるトランスデューサを提供する。単結晶シリコンは、アンカー領域と、アンカー領域に支持された振動体とを有する。シリコン酸化膜は、単結晶シリコンの表面に形成されている。シリコン酸化膜には、酸化シリコンから還元されたシリコン部分が設けられている。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
図１は、実施形態に係るアクチュエータの構成例を示す図である。
図２は、実施形態に係るアクチュエータの他の構成例を示す図である。
図３は、図１及び図２のアクチュエータの振動体に使用する単結晶シリコンと酸化シリコンの周波数温度係数を示す図である。
図４は、実施形態に係るアクチュエータの製造方法に関する手順の一例を示すフローチャートである。
図５は、振動体に固有の共振モードの一例を示す図である。
図６は、振動体に固有の共振モードの他の例を示す図である。
図７は、振動体に固有の共振モードのさらに他の例を示す図である。
図８は、実施形態に係る発振器の一例を示す図である。
【０００７】
［詳細な説明］
以下、複数の実施形態に係わる半導体装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各部の厚みの比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係又は比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【０００８】
なお、以下で説明する実施形態は、包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の設置位置及び接続形態は、一例であり、本開示に限定する主旨ではない。また、以下の実施形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。さらに、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率と異なる場合がある。また、以下の実施形態及びその変形例には、同様の構成要素が含まれている場合があり、同様の構成要素には共通の符号を付与し、重複する説明を省略する。
【０００９】
図１、図２を参照して、実施形態に係るトランスデューサとしてのアクチュエータの構成例を説明する。実施形態に係るアクチュエータは、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）として製造される。
【００１０】
図１に示す例のアクチュエータ１０は、単結晶シリコン１１とシリコン酸化膜１２とを備えている。シリコン酸化膜１２は、単結晶シリコン１１の主面である図中上側の表面に、熱酸化処理によって形成されている。単結晶シリコン１１の表面にシリコン酸化膜１２を形成する方法は、熱酸化処理に限定されない。例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学気相成長）法、スパッタ法等によって、単結晶シリコン１１の表面にシリコン酸化膜１２を形成してもよい。アクチュエータ１０は、シリコン酸化膜１２を形成した後の単結晶シリコン１１にエッチングにより形成したカンチレバー構造の振動体１３を有している。シリコン酸化膜１２には、酸化シリコンから還元されたシリコン部分１４が設けられている。
（【００１１】以降は省略されています）

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