一种微机械压电式圆盘谐振器及其制作方法技术

本发明专利技术提供一种微机械压电式圆盘谐振器，包括压电式器件及底部支撑结构，压电式器件包括顶部输入电极、底部接地电极以及设于顶部输入电极和底部接地电极之间的压电振动层；底部支撑结构包括基底及固定于底部接地电极底部中心位置与基底与之间的支撑锚，支撑锚为材料选自低阻硅。本发明专利技术优化了锚点设计，将传统的侧向支撑结构改为中心支撑，具有更小的锚点损耗、更高的品质因数，器件性能更加优越。基于此，本发明专利技术还提供了上述圆盘谐振器的制作方法。

A micromechanical piezoelectric disk resonator and its fabrication method

【技术实现步骤摘要】
一种微机械压电式圆盘谐振器及其制作方法
本专利技术涉及微机械谐振器的
，更具体地涉及一种微机械压电式圆盘谐振器及其制作方法。
技术介绍
时钟芯片作为电路系统中的时间基准源，在电路系统中有着重要的作用。传统的时钟芯片一般采用石英晶振作为谐振器产生信号波形，但石英晶振的体积很难减小，较大的体积阻碍了电路系统的微型化。近年来，由于微加工技术的进步，MEMS谐振器得到了很大的发展，其具有尺寸小、功耗小、成本低、与CMOSIC(互补氧金属化物半导体集成电路)工艺相兼容等优点。其中，微机械圆盘谐振器是近几年发展起来的一种射频谐振器，相比其他射频谐振器，微机械圆盘谐振器具有高的品质因子(Q)，满足目前移动通信手机、互联网无线接入系统、蓝牙系统等提出的需求。谐振器的品质因数(Q)是反应谐振器特性的最重要的参数之一，高的品质因数意味着器件插入损耗小、能量消耗少、相位噪声低、带宽窄、谐振幅度大、谐振电路选择性好等，能够带来调频范围、功耗、线性度等性能的改善，如何获取高Q值(>103)谐振器件长期以来一直是频率参考元器件研究的热点。因此，如何优化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微机械压电式圆盘谐振器，其特征在于，包括：压电式器件及底部支撑结构，/n所述压电式器件包括顶部输入电极(8)、底部接地电极(1)以及设于所述顶部输入电极(8)和底部接地电极(1)之间的压电振动层(5)；/n所述底部支撑结构包括基底及固定于所述底部接地电极(1)底部中心位置与所述基底与之间的支撑锚(6)，所述支撑锚为(6)材料选自低阻硅。/n

【技术特征摘要】
1.一种微机械压电式圆盘谐振器，其特征在于，包括：压电式器件及底部支撑结构，
所述压电式器件包括顶部输入电极(8)、底部接地电极(1)以及设于所述顶部输入电极(8)和底部接地电极(1)之间的压电振动层(5)；
所述底部支撑结构包括基底及固定于所述底部接地电极(1)底部中心位置与所述基底与之间的支撑锚(6)，所述支撑锚为(6)材料选自低阻硅。


2.如权利要求1所述的一种微机械压电式圆盘谐振器，其特征在于，所述支撑锚(6)为圆柱体，所述支撑锚(6)的半径为3μm，所述支撑锚高度为1um，压电式器件为圆盘形，所述压电振动层(5)的半径为30um，厚度为1um，所述顶部输入电极(8)与所述底部接地电极(1)的金属电极厚度均为100nm。


3.如权利要求2所述的一种微机械压电式圆盘谐振器，其特征在于，所述顶部输入电极(8)材料选用金或钼，所述底部接地电极(1)材料选用金或钼，所述压电振动层(5)的材料选用氮化铝。


4.如权利要求1所述的一种微机械压电式圆盘谐振器，其特征在于，所述底部支撑结构为SOI基片，所述SOI基片顶层为低阻硅层(2)，中间层为氧化层(3)，底层为高阻硅层(4)，所述支撑锚(6)为所述低阻硅层(2)的部分。


5.制作如权利要求1～4任一项所述的一种微机械压电式圆盘谐振器的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、干法刻蚀SOI基片顶层低阻硅(2)中心位置周围预设区域形成用来释放压电式器件的凹腔(7)，同时形成位于基片中心的支撑锚(6)，；
步骤2、在所述凹腔(7)的表面生长第一二氧化硅牺牲层(9)，磨平生长的第一二氧化硅牺牲层(9)至支撑锚(6)露...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵继聪，诸政，孙海燕，宋晨光，孙玲，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32