MEMS设备的制作方法

本发明涉及mems设备。

背景技术：

近年来，使用将机械要素部件、传感器、致动器、电子电路集成在一个硅基板、玻璃基板、有机材料等上的mems(microelectromechanicalsystems)技术制造而成的设备正在普及。

例如在专利文献1中，公开有使用了这样的mems技术的共振装置。在专利文献1中，公开有能够通过将压电体以上下的电极夹住来使电压向该电极施加从而得到所希望的频率的振动的mems设备(共振装置)。

专利文献1：国际公开第2017/047663号

另外，在mems设备中，例如上部电极与用于供给外部电压的再配置布线接触。在如专利文献1中记载的那样的以往的mems设备中，由于上部电极是被保护膜覆盖的结构，因此上部电极与再配置布线在将保护膜除去一部分而使上部电极露出的导通孔中连接。在这样的结构的mems设备中，在上部电极与再配置布线的接触部分中，从上部电极向压电体施加电压。本申请的发明人们发现：在该情况下，根据在上部电极与压电体中使用的材料的组合，接触部分的绝缘耐压降低。

技术实现要素：

本发明是鉴于这样的情况而完成的，以提供在mems设备中防止由与再配置布线的连接导致的绝缘耐压的降低的技术为目的。

本发明的一个方面所涉及的mems设备具备：压电膜；第一电极以及第二电极，其夹着该压电膜；保护膜，其设置为覆盖第二电极的至少一部分，具有将第二电极的一部分开口的开口部；第三电极，其至少在开口部与第二电极接触，设置为覆盖保护膜的至少一部分；以及第一布线层，其具有与第三电极接触的第一接触部。

根据本发明，能够提供在mems设备中防止由与再配置布线的连接导致的绝缘耐压的降低的技术。

附图说明

图1是概略地示出第一实施方式所涉及的共振装置的外观的立体图。

图2是概略地示出第一实施方式所涉及的共振装置的结构的分解立体图。

图3是第一实施方式所涉及的共振子的俯视图。

图4是图1的aa’剖视图。

图5是对第一实施方式所涉及的共振装置的连接形式进行说明的示意图。

图6是对比较例的共振装置的连接形式进行说明的示意图。

图7是示出对比较例的共振装置进行热处理后的剖面结构的sem像。

图8是对第二实施方式所涉及的共振装置的连接形式进行说明的示意图。

图9是对第三实施方式所涉及的共振装置的连接形式进行说明的示意图。

图10是第四实施方式所涉及的共振子的俯视图。

图11是图10的bb’剖视图。

图12a是用于对本发明所涉及的mems设备的变形例进行说明的图。

图12b是图12a的cc’剖视图。

图13a是用于对本发明所涉及的mems设备的变形例进行说明的图。

图13b是图13b的dd’剖视图。

图14a是用于对本发明所涉及的mems设备的变形例进行说明的图。

图14b是图14a的ee’剖视图。

图15a是用于对本发明所涉及的mems设备的变形例进行说明的图。

图15b是图15a的ff’剖视图。

具体实施方式

[第一实施方式]

以下，参照附图，对本发明的第一实施方式进行说明。图1是概略地示出本发明的第一实施方式所涉及的mems设备亦即共振装置1的外观的立体图。另外，图2是概略地示出本发明的第一实施方式所涉及的共振装置1的结构的分解立体图。

该共振装置1依次层叠下盖20、共振子10(以下，也将下盖20与共振子10合称为“mems基板”。)、以及上盖30并接合而构成。

共振子10是使用mems技术制造的mems振子。

共振子10与上盖30经由后述的接合部h1接合。另外，共振子10与下盖20分别使用si基板形成，si基板彼此相互接合。共振子10通过该上盖30与下盖20、后述的共振子10的保持部140以及接合部h1而被密封，形成气密的振动空间。此外，mems基板(共振子10以及下盖20)也可以使用soi基板来形成，也可以使用玻璃基板。

以下，对共振装置1的各结构进行说明。其中，在以下的说明中，将共振装置1中的设置上盖30的一侧设为上(或者表)，将设置下盖20的一侧设为下(或者里)而进行说明。

(1.结构概要)

(1-1.上盖30)

上盖30沿着xy平面扩展为平板状，在其里面例如形成有平坦的立方体形状的凹部31。凹部31被侧壁33包围，形成供共振子10振动的空间亦即振动空间的一部分。另外，在上盖30形成有2个贯通电极v3。此外，上盖30也可以不具有凹部31而是平板状的结构。另外，在上盖30的凹部31的共振子10侧的面形成有吸气剂层34。

(1-2.mems基板)

(a.下盖20)

下盖20具有沿着xy平面设置的矩形平板状的底板22和从底板22的周缘部在z轴方向(即，下盖20与共振子10的层叠方向)上延伸的侧壁23。在下盖20，在与共振子10对置的面设置有由底板22的表面与侧壁23的内面形成的凹部21。凹部21形成共振子10的振动空间的一部分。通过上述的上盖30、下盖20、保持部140以及接合部h1，该振动空间被气密地密封而维持真空状态。也可以在该振动空间填充有例如非活性气体等气体。此外，下盖20也可以不具有凹部21而是平板状的结构。另外，也可以在下盖20的凹部21的共振子10侧的面形成有吸气剂层。

(b.共振子10)

图3是本实施方式所涉及的概略地示出共振子10的结构的俯视图。共振子10是使用mems技术制造的mems振子，在图3的正交坐标系中的xy平面内进行面外振动。此外，共振子10不限于使用在图3中示出的面外弯曲振动模式的共振子，也可以在扩展振动模式、厚度垂直振动模式、兰姆波振动模式、面内弯曲振动模式、表面波振动模式中使用。它们应用于定时设备、rf滤波器、双工器、超声波换能器、陀螺仪传感器、加速度传感器。并且，也可以在具有致动器功能的压电反射镜、压电陀螺仪、具有压力传感器功能的压电扬声器、超声波振动传感器等中使用。也可以进一步应用于静电mems元件、电磁驱动mems元件、压阻mems元件。

共振子10具备振动部120、保持部140以及保持臂110。

保持部140形成为矩形的框状以便沿着xy平面将振动部120的外侧包围。例如，保持部140从棱柱形状的框体一体形成。此外，保持部140设置于振动部120的周围的至少一部分即可，不限定于框状的形状。

保持臂110设置于保持部140的内侧，连接振动部120与保持部140。

振动部(压电振动部的一个例子。)120设置于保持部140的内侧，在振动部120与保持部140之间以规定间隔形成空间。在图3的例中，振动部120具有基部130与4根振动臂135a～135d(也合称为“振动臂135”。)。此外，振动臂的个数不限定于4根，例如设定为1根以上的任意的个数。在本实施方式中，各振动臂135与基部130一体形成。

俯视时，基部130在x轴方向上具有长边131a、131b，在y轴方向上具有短边131c、131d。长边131a是基部130的前端的面131a(以下也称为“前端131a”。)的一个边，长边131b是基部130的后端的面131b(以下也称为“后端131b”。)的一个边。在基部130中，前端131a与后端131b设置为相互对置。

基部130在前端131a连接于后述的振动臂135，在后端131b连接于后述的保持臂110。此外，基部130在图3的例子中，俯视时具有大致长方形的形状，但不限定于此，相对于沿着长边131a的垂直二等分线规定的虚拟平面p形成为大致面对称即可。基部130例如也可以是长边131b比131a短的梯形、以长边131a为直径的半圆的形状。另外，基部130的各面不限定于平面，也可以是弯曲的面。此外，虚拟平面p是振动部120的经过振动臂135排列的方向的中心的平面。

在基部130中，从前端131a朝向后端131b的方向上的前端131a与后端131b的最长距离亦即基部长为35μm左右。另外，在与基部长方向正交的宽度方向上，且基部130的侧端彼此的最长距离亦即基部宽度为265μm左右。

振动臂135在y轴方向上延伸，分别具有相同的尺寸。振动臂135分别在基部130与保持部140之间平行于y轴方向地设置，一端与基部130的前端131a连接而成为固定端，另一端成为开放端。另外，振动臂135分别在x轴方向上以规定间隔并列地设置。此外，对振动臂135而言，例如x轴方向的宽度为50μm左右，y轴方向的长度为465μm左右。

振动臂135分别例如从开放端起150μm左右的部分与振动臂135的其他部位相比x轴方向的宽度变得较宽。将该宽度变宽的部位称为砝码部g。砝码部g例如与振动臂135的其他部位相比，沿着x轴方向左右宽度各宽10μm，x轴方向的宽度为70μm左右。砝码部g与振动臂135在相同工序中一体形成。通过形成砝码部g，振动臂135的每单位长度的重量为开放端侧比固定端侧重。因此，通过振动臂135在开放端侧分别具有砝码部g，从而能够增大各振动臂的上下方向的振动的振幅。

在振动部120的表面(与上盖30对置的面)，形成有保护膜235(参照图4)以便覆盖其整面。另外，在振动臂135a～135d的开放端侧的前端的保护膜235的表面分别形成有频率调整膜236。能够通过保护膜235以及频率调整膜236来调整振动部120的共振频率。

此外，本实施方式中共振子10的表面(与上盖30对置的一侧的面)的大致整面被保护膜235覆盖。此外，保护膜235的表面的大致整面被寄生电容降低膜240覆盖。但是，保护膜235至少覆盖振动臂135即可，而不限定于覆盖共振子10的大致整面的结构。

(2.层叠结构)

使用图4对共振装置1的层叠结构进行说明。图4是图1至图3的aa’剖视图。如图4所示，在本实施方式所涉及的共振装置1中，在下盖20的侧壁23上接合共振子10的保持部140而形成mems基板。此外，通过共振子10的保持部140与上盖30的侧壁33通过接合部h1接合，从而mems基板与上盖30接合。通过mems基板与上盖30形成供振动臂135振动的振动空间。另外，在上盖30的上表面(与共振子10对置的面的相反侧的面)形成有端子t4。端子t4与共振子10通过再配置布线w1、w2电连接。

(2-1.上盖30)

上盖30由规定厚度的si(硅)晶片s3形成。如图4所示，上盖30在其周边部(侧壁33)通过后述的接合部h1与共振子10的保持部140接合。优选上盖30中的与共振子10对置的表面、里侧面以及贯通电极v3的侧面被氧化硅膜s31覆盖。氧化硅膜s31例如通过si晶片s3的表面的氧化、化学气相蒸镀(cvd:chemicalvapordeposition)而形成于si晶片s3的表面。

另外，在上盖30的凹部31的与共振子10对置的一侧的面形成有吸气剂层34。吸气剂层34例如由ti(钛)、zr(锆石)等容易氧化的材料形成，吸附产生在由上盖30与下盖20形成的振动空间的脱气。由于本实施方式所涉及的上盖30在凹部31的与共振子10对置的面的大致整面形成吸气剂层34，所以能够充分地吸附脱气，并能够将振动空间保持为真空。

另外，向形成于上盖30的贯导通孔v3填充掺杂杂质后的多晶硅(poly-si)、cu(铜)、au(金)、掺杂杂质后的单结晶硅等导电性材料而形成端子t4。端子t4作为使外部电源与共振子10电连接的布线发挥功能。

(2-2.mems基板：下盖20)

下盖20的底板22以及侧壁23由si(硅)晶片s1一体地形成。另外，下盖20通过侧壁23的上表面与共振子10的保持部140接合。在z轴方向上规定的下盖20的厚度例如为150μm，凹部21的深度例如为50μm。此外，si晶片s1由未简并的硅形成，其电阻率例如为16mω·cm以上。

(2-3.mems基板：共振子10)

在共振子10中，保持部140、基部130、振动臂135、保持臂110在相同工序中一体地形成。在共振子10中，首先，在si(硅)基板f2(基板的一个例子。)上层叠金属层(第一电极的一个例子。以下也称为“下部电极”。)e1。然后，在金属层e1上层叠压电薄膜f3以便覆盖金属层e1，并且，在压电薄膜f3上层叠金属层(第二电极的一个例子。以下也称为“上部电极”。)e2。在金属层e2上层叠有保护膜235以便覆盖金属层e2，在保护膜235上层叠有寄生电容降低膜240。

si基板f2例如由厚度6μm左右的简并后的n型si半导体形成，作为n型掺杂剂能够包含p(磷)、as(砷)、sb(锑)等。si基板f2中使用的简并si的电阻值例如小于16mω·cm，更优选为1.2mω·cm以下。此外，在si基板f2的下表面形成有氧化硅(例如sio2)层f21(温度特性修正层的一个例子。)。由此，能够使温度特性提高。此外，氧化硅层f21也可以形成于si基板f2的上表面，也可以形成于si基板f2的上表面和下表面双方。

另外，金属层e2、e1例如厚度为0.1μm以上0.2μm以下左右，在成膜后通过蚀刻等来图案化为所希望的形状。金属层e2、e1使用结晶结构为体心立法结构的金属。具体而言，在金属层e2、e1中使用mo(钼)、钨(w)等而形成。

金属层e1例如在振动部120上形成为作为下部电极发挥功能。另外，金属层e1在保持臂110、保持部140上形成为作为用于向设置于共振子10的外部的交流电源连接下部电极的布线发挥功能。金属层e1经由再配置布线(第二布线层的一个例子。)w1连接于端子t4。

另一方面，金属层e2在振动部120上形成为作为上部电极发挥功能。另外，金属层e2在保持臂110、保持部140上形成为作为用于向设置于共振子10的外部的电路连接上部电极的布线发挥功能。在本实施方式中金属层e2由后述的导通孔v2、金属层e3引出而经由再配置布线(第一布线层的一个例子。)w2连接于端子t4。

压电薄膜f3是将施加的电压转换为振动的压电体的薄膜，由结晶结构具有纤锌矿型六方晶结构的材质形成。作为一个例子，压电薄膜f3能够以aln(氮化铝)、scaln(掺钪氮化铝)、zno(氧化锌)、gan(氮化镓)、inn(氮化铟)等氮化物、氧化物为主要成分。此外，scaln是将氮化铝中的一部分铝置换为钪后的产物，也可以代替钪而以mg与nb、mg与zr等2种元素来置换。压电薄膜f3的厚度例如为800nm左右。

压电薄膜f3根据通过金属层e2、e1施加于压电薄膜f3的电场而在xy平面的面内方向即y轴方向上伸缩。通过该压电薄膜f3的伸缩，振动臂135朝着下盖20以及上盖30的内面使其自由端位移，以面外的弯曲振动模式进行振动。

在本实施方式中，设定为施加于外侧的振动臂135a、135d的电场的相位与施加于内侧的振动臂135b、135c的电场的相位相互为逆相位。由此，外侧的振动臂135a、135d与内侧的振动臂135b、135c相互向相反的方向位移。例如，若外侧的振动臂135a、135d使自由端朝向上盖30的内面位移，则内侧的振动臂135b、135c使自由端朝向下盖20的内侧面位移。

保护膜235由防止压电振动用的上部电极e2氧化，并且由蚀刻导致的质量降低的速度比频率调整膜236慢的材料形成即可。具体而言，保护膜235除了aln、scaln、zno、gan、inn等压电膜以外，也可以由sin、sio2(氧化硅)、al2o3(氧化铝)等绝缘膜形成。另外，质量降低速度通过蚀刻速度(每单位时间除去的厚度)与密度的积表示。保护膜235的厚度例如为0.2μm左右。

频率调整膜236在形成于振动部120的大致整面后，通过蚀刻等加工而仅形成于规定区域。频率调整膜236由因蚀刻导致的质量降低的速度比保护膜235快的材料形成。具体而言，频率调整膜236由钼(mo)、钨(w)、金(au)、铂(pt)、镍(ni)、钛(ti)等金属形成。在本实施方式中，频率调整膜236由钼形成。

此外，保护膜235与率调整膜236只要质量降低速度的关系如上述的那样即可，蚀刻速度的大小关系为任意。

寄生电容降低膜240由teos(正硅酸乙酯)形成。寄生电容降低膜240的厚度为1μm左右。降低引绕布线部的寄生电容，并且也发挥作为不同电位的布线交叉时的绝缘层的功能、作为用于扩大振动空间的基准距的功能。

(2-4.接合部)

接合部h1在共振子10与上盖30之间沿着xy平面形成为矩形的环状。接合部h1将共振子10与上盖30共晶结合，密封共振子10的振动空间。在本实施方式中，依次层叠al层h11、ge层h12以及al层h13而形成接合部h1。通过在接合部h1使用与后述的布线金属w1w2的接合层相同种类的金属，从而能够将工序简化。此外，在图4中，al层h11、ge层h12以及al层h13记载为各自独立的层，但实际上它们的界面共晶结合。此外，接合部h1由au(金)膜以及sn(锡)膜等形成。也可以是au与si、au与au、cu与sn等组合。另外，也可以为了使紧贴性提高而在层间较薄地夹有ti、tin、tan等。

(3.连接方式)

接下来，对再配置布线w1与金属层(下部电极)e1的连接方式、以及再配置布线w2与金属层(上部电极)e2的连接方式进行说明。

(3-1.再配置布线w1)

再配置布线w1与金属层e1连接，将从端子t4供给的电压施加于金属层e1。再配置布线w1由接触电极(第二接触部的一个例子。)141a和连接层141b构成。接触电极141a例如由al(铝)、au(金)、sn(锡)等金属形成，形成为与金属层e1接触。连接层141b例如通过al层与ge层的共晶结合而构成，使接触电极141a电连接于端子t4。

在再配置布线w1的接触电极141a与金属层e1的连接时，除去层叠于金属层e1上的压电薄膜f3、金属层e2、保护膜235以及寄生电容降低膜240的一部分直至金属层e1露出，形成导通孔v1。接触电极141a形成为填充在形成的导通孔v1的内部，金属层e1与接触电极141a连接。此外，优选金属层e1与接触电极141a的连接部位是振动部120的外侧的区域，在本实施方式中在保持部140连接(参照图4)。

(3-2.再配置布线w2)

再配置布线w2与金属层e3连接，将从端子t4供给的电压施加于金属层e2。再配置布线w2由接触电极(第一接触部的一个例子。)142a和连接层142b构成。接触电极142a例如由al(铝)、au(金)、sn(锡)等金属形成，形成为在金属层e3中接触。连接层142b例如通过al层与ge层的共晶结合构成，使接触电极142a电连接于端子t4。

参照图5，对再配置布线w2与金属层e2的连接方式进行说明。图5是将图4的再配置布线w2与共振子10的连接部位放大后的示意图。

在再配置布线w2的接触电极142a与金属层e2的连接时，除去层叠于金属层e2上的保护膜235以及寄生电容降低膜240的一部分直至金属层e2露出，形成导通孔v2。在导通孔v2填充有与金属层e2相同的材料的金属e4。此外，金属e4是金属层e3的一部分。

导通孔v2被金属层e3覆盖。此外，金属层e3从导通孔v3遍及振动臂135延伸的方向的相反侧(即共振子10的外侧)的区域而延伸。即，金属层e3在覆盖导通孔v2的区域以外的区域(换言之，作为振动部120发挥功能的区域以外的区域)中，形成为与金属层e2在俯视(层叠方向)时偏置。金属层e3例如由mo、w形成。此外，通过金属层e3设为与频率调整膜236相同的材料，从而能够与频率调整膜236在相同工序形成。金属层e3的厚度例如为330nm左右。

再配置布线w2由接触电极142a与连接层142b形成。接触电极142a例如是al、au、sn等的金属层。接触电极142a在金属层e3中的与覆盖导通孔v2的区域不同的区域中与金属层e3连接。在本实施方式中，在金属层e3中的从导通孔v2延伸的区域中，金属层e3与接触电极142a连接。此外，优选金属层e3与接触电极142a的连接部位是振动部120的外侧的区域，在本实施方式中在保持部140连接(参照图4)。

此外，在图5的例中，接触电极142a仅记载有一个，但不限定于此，也可以是具有多个接触电极142a的结构。该情况下，由于金属层e3与多个接触电极142a接触，因此与再配置布线w2在多处位置连接。

这里，在共振子10中，将供压电薄膜f3形成的平面设为层l1，将供金属层e2形成的平面设为层l2，将供导通孔v2形成的平面设为层l3，将供金属层e3形成的平面设为层l4。于是，根据本实施方式所涉及的连接方式，向压电薄膜f3施加电压的层是形成有金属层e2的层l2。另一方面，再配置布线w2的接触电极142a在层l4中向金属层e3施加电压。

像这样，根据本实施方式中的连接方式，再配置布线w2施加电压的层和压电薄膜f3被施加电压的层不同。特别是在本实施方式中，是再配置布线w2施加电压的区域(即接触电极142a与金属层e3的接触部位)与压电薄膜f3被施加电压的区域(即导通孔v2)在俯视时偏置的结构(偏置结构)。因此在本实施方式中，在接触电极141a以及金属层e3的连接部位与压电薄膜f3之间仅形成有保护膜235。

另外，在本实施方式中，金属层e2、金属e4、金属层e3以相同的材质(mo或者w)为主要成分而形成，再配置布线w2的接触电极141a以与该相同的材料不同的材质(al)为主要成分而形成。

参照图6以及图7，对这样的连接方式的效果进行说明。图6与图5对应，作为比较例示意性地示出以往的共振装置1’中的金属层e2与接触电极142a’的连接方式。在共振装置1’中接触电极142a’形成为在金属层e2上形成的导通孔v2内部与金属层e2’接触。即，在比较例的共振装置1’中，向压电薄膜f3施加电压的层和被再配置布线w2施加电压的层均是层l3。此外，在图6的例子中，使用al作为接触电极142a’，使用mo作为金属层e1、金属层e2，使用aln作为压电薄膜f3。

图7示出对具有图6的连接方式的共振装置1’进行0～2次退火处理后的情况的剖面的sem像。图7的上部示出对在施加2kv的电压时检测的二次电子进行观察而得的sem像，图7的下部示出对在施加2kv的电压时检测的反射电子进行观察而得的sem像。

在图7的两种sem像的任意一个中都可以看出，在未进行退火处理的情况下各层的边界明确，而若重复退火处理则接触电极142a’的al通过基于退火处理的热负荷而向压电薄膜f3扩散。具体而言，接触电极142a’的al沿着压电薄膜f3的aln的柱状生长结构中的晶界扩散。这是压电薄膜f3中在aln等的c轴取向的结晶膜特有的现象。尤其可以看出在金属层e2的mo较薄的(100nm以下左右)情况下产生，在未形成金属层e2的情况、一定程度的厚度(例如300nm左右)的情况下不产生。对此，认为基于热负荷的扩散是由mo等金属的扩散阻挡性能、mo氮化物的稳定性的性质引起的。即，较薄的mo的阻挡性能较低，本来就不能够作为对al向aln扩散的阻挡发挥功能位。另外，由于mo氮化物非常地不稳定，因此不能够保持从aln夺取来的氮而向al交还，基于此，推定通过aln的氮在界面附近被夺取，在本来原子彼此的结合力就较弱的aln的晶粒边界氮尤其被夺取，从而经过阻挡性能不足的较薄的mo层后的al在晶粒边界扩散。此外，认为这样的现象不限于mo，也可以说在形成不稳定的氮化物的材料，例如钨等中产生。

在制造共振装置1时，通过用于在接合部h1中进行共晶接合的热处理(例如al-ge结合的情况下为420℃至440℃左右)、接合前的脱气退火处理(450℃至500℃左右)，从而向共振装置1施加热负荷。因此，在以往的共振装置1’的连接方式中，如在图7中示出的那样接触电极142a’扩散至压电薄膜f3。其结果是，共振子10的电极间的绝缘耐压下降，浪涌耐性劣化。

与此相对，根据本实施方式所涉及的共振装置1的连接方式，再配置布线w2施加电压的层与压电薄膜f3被施加电压的层不同。特别是在本实施方式中，成为再配置布线w2施加电压的区域(即接触电极142a与金属层e3的接触部位)与压电薄膜f3被施加电压的区域(导通孔v2)在俯视(层叠方向)时未重复的结构(即偏置结构)。由此，即使在通过用于共晶接合的热处理、脱气退火处理而施加了热负荷的情况下，也由于能够防止接触电极142a扩散至压电薄膜f3，因此绝缘耐压、esd(静电放电)耐性良好。

此外，mo作为阻挡金属是一般的材料，通过增厚从而其阻挡性能提高。因此在金属层e2中使用mo的情况下，能够通过增厚金属层e2的厚度从而使阻挡性能提高。话虽如此，若增厚金属层e2，则招致共振子10的q值的劣化、温度特性的劣化。根据本实施方式所涉及的共振装置1，被接触电极142a施加电压的不是金属层e2(即作为向压电薄膜f3施加电压的金属层发挥功能的电极层)而是金属层e3。因此，通过不增厚金属层e2而增厚金属层e3的厚度，能够不对q值、温度特性造成影响地使阻挡性能提高。

[第二实施方式]

在第二实施方式及以后，省略对与第一实施方式共通的事态的记述，而仅对不同点进行说明。特别是，对相同的结构标记相同的附图标记，对于基于相同的结构的相同的作用效果不在每个实施方式中依次言及。

以下，对本实施方式所涉及的共振装置2的各结构中与第一实施方式的差异点进行说明。图8与图5对应，是示出本实施方式所涉及的共振装置2中的再配置布线w2的接触电极142a与本实施方式所涉及的金属层e2a(即上部电极)的连接方式的图。

金属层e2a例如由mo、w形成，也在金属层e3延伸的方向上形成。即，金属层e2a与金属层e3在金属层e3与接触电极142a抵触的部分重复。由此，在本实施方式中，在接触电极142a以及金属层e3的接触部位与压电薄膜f3之间存在金属层e2a以及保护膜235。

根据本实施方式所涉及的共振装置2的连接方式，在接触电极142a扩散至保护膜235的情况下，能够通过金属层e2a的阻挡性能而防止扩散扩展至压电薄膜f3。由此，绝缘耐压、esd(静电放电)耐性良好。其他的结构、功能与第一实施方式相同。

[第三实施方式]

以下，对本实施方式所涉及的共振装置3的各结构中与第一实施方式的差异点进行说明。图9与图5对应，是示出本实施方式所涉及的共振装置3中的再配置布线w2的接触电极143a与本实施方式所涉及的金属层e2的连接方式的图。

在本实施方式所涉及的共振装置3中，金属层e3a形成为覆盖导通孔v2的大致整面。另外，接触电极143a在导通孔v2的上方与金属层e3a连接。

根据共振装置3的连接方式，在接触电极143a与金属层e3a的接触部位层叠有金属层e2、金属e4以及金属e3a，它们共同实现mo等的金属层的厚化。由此，能够不增厚作为上部电极发挥功能的金属层e2的厚度而使接触部位上的阻挡性能提高。其结果是，不对共振子10的q值、温度特性造成影响，而绝缘耐压、esd耐性良好。此外，根据共振装置3的连接形式，由于不需要共振装置1、2那样的导通孔v2的位置偏置，由此能够实现元件的小型化。

其他的结构、功能与第一实施方式相同。

[第四实施方式]

以下，对本实施方式所涉及的共振装置3的各结构中与第一实施方式的差异点进行说明。图10与图3对应，是示出本实施方式所涉及的共振装置4中的共振子10b的平面结构的俯视图。

共振子10b是在图10的正交坐标系中的xy平面内面内进行振动的轮廓振子。如图10所示，共振子10b代替第一实施方式中的振动部120而具备振动部120b。

振动部120b具有沿着xy平面扩展为平面状的板状的轮廓。振动部120设置于保持部140的内侧，在振动部120与保持部140之间以规定间隔形成有空间。

图11是图10的bb’剖视图，示出振动部120b的剖面结构。在基板f2上层叠金属层(下部电极)e1而形成振动部120b。而且，在下部电极e1上层叠有压电薄膜f3以便覆盖下部电极e1，此外，在压电薄膜f3上层叠有金属层(上部电极)e2。此外，上部电极e2与外部电源的连接使用已在第一至第三实施方式中叙述的任意一个方式。

其他的结构及功能与第一实施方式相同。

[其他的实施方式]

在已叙述的实施方式中，对本发明所涉及的mems设备作为具有共振子10的共振装置而使用的例进行了说明，但本发明的mems设备的应用例不限定于此。例如，也可以应用于光扫描仪型mems反射镜、压电扬声器、fbar、raw滤波器、体波共振子、压电换能器、静电mems元件、电磁驱动mems元件、压阻mems元件、陀螺仪传感器、加速度传感器等。另外，也可以应用于mhz振子，而在mhz振荡器中使用。以下关于通过本发明的连接方式上部电极与外部电源连接的其他的mems设备，对一个例子进行说明。此外，在以下的说明中，对于已叙述的的实施方式相同的结构标记相同的附图标记，对基于相同的结构的相同的作用效果省略说明。

·压电扬声器

使用图12a、图12b，对mems设备5的概要进行说明。mems设备5是用于构成将声压转换为电信号的mems扬声器的设备。图12a是mems设备5的立体图，图12b是图12a的cc’剖视图。

参照图12a，mems设备5包含振动板210、支承部211以及压电部212。另外，mems设备5例如被1μm以下左右的微小的狭缝213分割为2部分。

振动板210是通过声压而振动的薄膜，由硅(si)形成。振动板210具有大致方形的形状，对置的1组的边214、215的下部被支承部211支承。即，振动板210为两端固定梁结构。形成振动板210的si是电阻率为1.5mω·cm以下的简并后的n型si半导体，如后述的那样，具有作为压电部212的下部电极的功能。

压电部212沿着振动板210上的被支承部211支承的部分装配。此外，在图12a所示的结构中，在振动板210上装配有4个压电部212，但压电部212的个数不限于此。另外，在图12a所示的结构中，压电部212的端部装配于边214或者边215上，但也可以端部从边214或者边215分离而装配。

图12b是图12a所示的cc’线上的mems设备5的剖视图。支承部211包含基体220以及绝缘层221。

基体220例如由硅(si)形成。另外，绝缘层221例如由氧化硅(sio2)形成。在像这样形成的支承部211上形成振动板210。

沿着振动板210上的被支承部211支承的部分装配的压电部212包含压电薄膜f3、金属层(上部电极)e2、布线w1、w2。

在本实施方式中压电薄膜f3装配于振动板210上以便伴随着振动板210的振动而进行振动。压电薄膜f3的振动部分的宽度(d)的相对于从振动板210的中央至支承部211的宽度(c)的比例例如能够设为40％左右。例如，能够将宽度c设为300μm左右，将宽度d设为120μm左右。

在压电薄膜f3的上侧装配上部电极e2。上部电极e2在本实施方式中能够设为50nm左右的厚度。另外，上部电极e2能够设为具有拉伸应力的结构。通过使上部电极e2具有拉伸应力，从而修正压电部212中的应力，能够抑制振动板210的变形。

在以上进行了说明的结构的mems设备5中，压电薄膜f3伴随着由声压导致的振动板210的振动而进行振动。而且，与压电薄膜f2的振动对应的电压经由压电部212的布线w1、w2被输出。

此外，在上部电极e2与布线w2的连接中使用在第一至第三实施方式中叙述的任意一个形式。

·体波共振子

使用图13a、图13b，对mems设备6的概要进行说明。mems设备6是构成利用在压电体中传递的体波的体波共振子的设备。图13a是mems设备6的俯视图，图13b是图13a的dd’剖视图。

mems设备6具有si基板f2。在si基板f2上层叠有压电薄膜f3。压电薄膜f3固定于si基板f2的作为第一主面的上表面。话虽如此，压电薄膜f3具有隔着空间600从si基板f2的上表面浮起的部分。该浮起的部分相对于si基板f2在声学上分离。此外，在图13b的例子中压电薄膜f3物理性地浮起，但不限定于此。由于声学上分离即可，例如，也可以压电薄膜f3形成于声学反射层上。

在压电薄膜f3的下表面形成有金属层(下部电极)e1。在压电薄膜f3的上表面形成有金属层(上部电极)e2。下部电极e1经由压电薄膜f3重合于经由上部电极e2。

下部电极e1与上部电极e2经由压电薄膜f3重合的部分构成压电振动部。即，通过向下部电极e1与上部电极e2之间施加交流电场，从而上述压电振动部激振。mems设备6利用通过该激振而产生的体波。

此外，在上部电极e2与外部电源的连接中使用在第一至第三实施方式中叙述的任意一个形式。

·超声波换能器

参照图14a、图14b，对mems设备7的概要进行说明。mems设备7是构成超声波换能器的设备。图14a是mems设备7的俯视图，图14b是图14a的ee’剖视图。

本实施方式中的mems设备7具备：si基板f2；被si基板f2直接或者间接地支承且配置于比si基板f2靠近上侧以便至少一部分成为不与si基板f2重叠的膜片部701的压电薄膜f3；至少在膜片部701中配置于压电薄膜f3的下侧的金属层(下部电极)e1；配置于压电薄膜f3的上侧以便在膜片部701中夹着压电薄膜f3与下部电极e1的至少一部分对置的金属层(上部电极)e2。与上部电极e2独立地在压电薄膜f3的上侧配置有加热器700，或者上部电极e2的至少一部分兼作加热器700。在图14a所示的mems7中，与上部电极e2独立地在压电薄膜f3的上侧配置有加热器700。

如图14a所示，在压电薄膜f3的上表面设置有电极11～14，电极11连接于上部电极e2，电极12连接于下部电极e1。下部电极e1并不位于压电薄膜f3的上表面而是位于下表面的高度，因此从电极12引出的布线15在中途在厚度方向上贯通压电薄膜f3。

在si基板f2的中央部设置有贯通孔702。这样的贯通孔702能够通过从si基板f2的下表面侧蚀刻si基板f2而形成。

支承层703、下部电极e1、压电薄膜f3以及上部电极e2中的配置于贯通孔702上的部分构成膜片部701。膜片部701具有恒定的宽度，能够振动。膜片部701未重叠于si基板f2。在图14b的例中，膜片部701的范围与贯通孔702的范围大致一致。

如图14a所示，上部电极e2在与贯通孔702重叠的区域的中央部设置为圆形的导体膜。上部电极e2中的位于膜片部701且与下部电极e1对置的部分可以作为驱动/检测用的电极发挥功能。

对mems设备7而言，在上部电极e2以及下部电极e1相互对置的部分，上部电极e2以及下部电极e1的至少一者作为驱动电极以及/或者检测电极发挥功能。

mems设备7在进行“发送”的情况下，通过在上部电极e2与下部电极e1之间施加交流信号，从而膜片部701振动，产生声波。另外，在进行“接收”的情况下，若由于来自外部的声波而膜片部701位移则在压电薄膜f3产生电荷，所产生的电荷从上部电极e2与下部电极e1的组合被输出。

此外，在上部电极e2与外部电源的连接中使用在第一至第三实施方式中叙述的任意一个形式。

·反射镜

使用图15a、图15b，对mems设备8的概要进行说明。mems设备8是用于构成mems反射镜的设备。图15a是mems设备8的立体图，图15b是图15a的ff’剖视图。

如图15a所示mems设备8具有固定框822、一对第一振动部824、可动框825、一对第二振动部827、可动部828以及第一监视器信号检测部(以下称为检测部)830。

第一振动部824分别与固定框822的内侧对置，一端连接于固定框822的内侧，另一端连接于可动框825的外侧。第一振动部824形成为曲折形状。第二振动部827分别与可动框825的内侧对置，一端连接于可动框825的内侧，另一端连接于可动部828。

在图15a中，第一振动部824沿着x轴823延伸，第二振动部827沿着y轴826延伸。检测部830分别设置于可动框825与第一振动部824的连接部分，检测可动框825的位移。

此外，可动部828的主面能够通过设为反射镜面而活用为光学反射元件，能够通过设为受光面从而活用为红外线检测元件等。另外，在第二振动部827分别设置有检测第二振动部827的驱动状态(位移)的第二监视器信号检测部(以下称为检测部)829。

另外，在各个第一振动部824设置有控制第一振动部824的位移的第一驱动部833，在各个第二振动部827设置有控制第二振动部827的位移的第二驱动部837。

图15b是图15a所示的2-2线的mems设备8的剖视图。第一振动部824具有基板831和形成于基板831上的绝缘体832。第一驱动部833形成在绝缘体832上。

第一驱动部833由金属层(下部电极)e1、形成在下部电极e1上的压电薄膜f3以及形成在压电薄膜f3上的金属层(上部电极)e2构成。

若向下部电极e1与上部电极e2之间赋予规定电位差，则由于逆压电效应，压电薄膜f3在压电薄膜f3的平面方向上进行伸缩动作。由此，包含压电薄膜f3的第一驱动部833在厚度方向上发生弯曲位移。此时，在第一振动部824中，通过对每对邻接的振动梁向相反方向施加电场，从而叠加沿着y轴826的方向产生的挠曲，将可动部828内包的可动框825以x轴823为中心转动。

此外，在上部电极e2与外部电源的连接中使用在第一至第三实施方式中叙述的任意一个方式。

以上，对本发明的例示性的实施方式进行了说明。

本发明的一实施方式所涉及的mems设备1具备：压电膜f3；第一电极e1以及第二电极e2，它们夹着该压电膜f3；保护膜235，设置为覆盖上述第二电极的至少一部分，且具有将上述第二电极的一部分开口的开口部v2；第三电极e3(e4)，设置为至少在开口部v2与第二电极e2接触，且覆盖保护膜的至少一部分；第一布线层w2，其具有与第三电极e3接触的第一接触部142a。根据这样的连接方式，第一布线层w2施加电压的层、与压电膜f3被施加电压的层不同。由此，即使在通过用于共晶接合的热处理、脱气退火处理而施加了热负荷的情况下，也由于能够防止第一接触部142a扩散至压电薄膜f3，因此绝缘耐压、esd(静电放电)耐性良好。

另外，优选mems设备1还具备第二布线层w1，该第二布线层w1具有与第一电极e1接触的第二接触部141a。

另外，也可以是mems设备1可以是如下结构：还具有压电振动部120，该压电振动部120具有压电膜f3、夹着该压电膜f3的第一电极e1以及第二电极e2，第三电极e3在比压电振动部120的俯视面的区域靠近外侧的区域延伸，第一布线层w2的第一接触部142a设置于外侧的区域。

另外，mems设备1也可以是如下结构：还具备：保持部140，其设置于压电振动部120的周围的至少一部分；以及保持臂110，其设置于压电振动部120与保持部140之间，一端连接于压电振动部120，另一端连接于保持部140，第一布线层w2的第一接触部142a设置于保持部140。

另外，也可以是如下结构：第一布线层w2的第一接触部142a配置为相对于第三电极e3与第二电极e2接触的开口部v2在俯视时偏置。

此外，也可以是如下结构：在第一布线层w2的第一接触部142a与压电膜f3之间至少设置有保护膜235。

在这样的连接方式中，成为第一布线层w2施加电压的区域与压电薄膜f3被施加电压的区域在俯视时偏置的结构。由此，即使在通过用于共晶接合的热处理、脱气退火处理而施加了热负荷的情况下，也由于能够防止第一接触部142a扩散至压电薄膜f3，因此绝缘耐压、esd(静电放电)耐性良好。

另外，也可以是如下结构：在第一布线层w2的第一接触部142a与压电膜f3之间至少设置有保护膜235与第二电极e2。根据该方式，在第一接触部142a扩散至保护膜235的情况下，能够通过第二电极e2a的阻挡性能而防止扩散扩展至压电膜f3。由此，绝缘耐压、esd(静电放电)耐性良好。

也可以是如下结构：第一布线层w2的第一接触部142a配置为与第三电极e3和第二电极e2接触的开口部v2在俯视时重叠。根据该方式，由于不需要第一接触部142a与开口部v2的偏置，因此能够实现元件的小型化。

另外，也可以是如下的结构：第一电极、第二电极以及第三电极中的至少一个电极以钼或者钨为主要成分。

另外，也可以是如下的结构：压电膜f3以结晶结构具有纤锌矿型六方晶结构的材质为主要成分。

此外，也可以是如下的结构：第三电极e3与第二电极e2相比形成得较厚。

另外，也可以是如下的结构：第一布线层w2以铝为主要成分。此外，优选第一布线层w2与第三电极e3以不同的材质为主要成分。

以上进行了说明的各实施方式用于使本发明的理解变得容易，而不用于限定地解释本发明。本发明可以不脱离其主旨地变更/改进，并且在本发明中也包含其等价物。即，本领域技术人员向各实施方式添加适当设计变更后的产物只要具备本发明的特征就包含于本发明的范围。例如，各实施方式所具备的各构件以及其配置、材料、条件、形状、尺寸等并不限定于例示的内容而能够适当地变更。另外，各实施方式是例示，不言而喻地，在能够进行不同实施方式中示出的结构的部分的置换或者组合，它们也只要包含本发明的特征就包含于本发明的范围。

附图标记说明：

1至4...共振装置(mems设备)；t4...端子；5至8...mems设备；10、10b...共振子；20...下盖；21...凹部；22...底板；23...侧壁；30...上盖；31...凹部；33...侧壁；34...吸气剂层；110...保持臂；120、120b...振动部；130...基部；135(135a至135d)...振动臂；140...保持部；141a、142a、143a...接触电极；141b、142b...连接层