一种差分输入输出式MEMS谐振器及其加工方法技术

本发明专利技术公开了一种差分输入输出式MEMS谐振器及其加工方法，包括：SOI支撑台、外接差分输入电极盘、外接差分输出电极盘、外接地电极盘、一维声子晶体支撑梁和谐振体；所述谐振体通过一维声子晶体支撑梁与SOI支撑台固定连接，形成悬浮结构；所述SOI支撑台的一端表面与外接差分输入电极盘固定连接，其另一端表面与外接差分输出电极盘固定连接；所述谐振体分别与外接差分输入电极盘和外接差分输出电极盘电连接；所述外接地电极盘固定在SOI支撑台上，并分别位于外接差分输入电极盘和外接差分输出电极盘的两侧；本发明专利技术通过降低谐振器的锚点损耗，提高器件的品质因数，解决现有技术存在的锚点损耗较大、品质因数难以提高的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种差分输入输出式MEMS谐振器及其加工方法
本专利技术涉及射频微机电系统
，具体涉及一种差分输入输出式MEMS谐振器及其加工方法。
技术介绍
MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystems)谐振器是指基于MEMS技术设计和制造的一种声学谐振器，相较于传统的电学谐振器，由于声波在介质中的传播速度(如，在硅中约为8400m/s)远小于电磁波的波速(约为3×108m/s)，且电路的尺寸是与信号的波长相匹配的，所以声学谐振器的尺寸可以大幅减小，并且具有低功耗和高集成度的优点。因此，随着电子设备小型化的发展趋势，MEMS谐振器在传感和无线通信系统领域中有着广阔的应用前景。然而，采用压电换能方式的MEMS谐振器的品质因数通常比较低，从而严重限制了其在多个领域中的实际应用，比如：低相位噪声振荡器、高灵敏度传感器和窄带滤波器。因此，为了推进压电MEMS谐振器在众多领域中的实际应用，需要研究提升其品质因数的方法。在各种类型的压电MEMS谐振器中，硅上压电薄膜(thin-filmpiezoelectric-on-silic本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种差分输入输出式MEMS谐振器，其特征在于，包括：SOI支撑台(1)、外接差分输入电极盘(2)、外接差分输出电极盘(3)、外接地电极盘(4)、一维声子晶体支撑梁(5)和谐振体(6)；/n所述谐振体(6)通过一维声子晶体支撑梁(5)与SOI支撑台(1)固定连接，形成悬浮结构；所述SOI支撑台(1)的一端表面与外接差分输入电极盘(2)固定连接，其另一端表面与外接差分输出电极盘(3)固定连接；所述谐振体(6)分别与外接差分输入电极盘(2)和外接差分输出电极盘(3)电连接；所述外接地电极盘(4)固定在SOI支撑台(1)上，并分别位于外接差分输入电极盘(2)和外接差分输出电极盘(3)的两侧。/n

【技术特征摘要】
1.一种差分输入输出式MEMS谐振器，其特征在于，包括：SOI支撑台(1)、外接差分输入电极盘(2)、外接差分输出电极盘(3)、外接地电极盘(4)、一维声子晶体支撑梁(5)和谐振体(6)；
所述谐振体(6)通过一维声子晶体支撑梁(5)与SOI支撑台(1)固定连接，形成悬浮结构；所述SOI支撑台(1)的一端表面与外接差分输入电极盘(2)固定连接，其另一端表面与外接差分输出电极盘(3)固定连接；所述谐振体(6)分别与外接差分输入电极盘(2)和外接差分输出电极盘(3)电连接；所述外接地电极盘(4)固定在SOI支撑台(1)上，并分别位于外接差分输入电极盘(2)和外接差分输出电极盘(3)的两侧。


2.根据权利要求1所述的差分输入输出式MEMS谐振器，其特征在于，所述SOI支撑台(1)从底至上包括：背衬底硅(13)、二氧化硅绝缘中间层(12)和顶层掺杂硅(11)；
所述顶层掺杂硅(11)包括：外环顶层掺杂硅(111)和中心顶层掺杂硅(112)；
所述中心顶层掺杂硅(112)悬浮于外环顶层掺杂硅(111)的中心；
所述背衬底硅(13)、二氧化硅绝缘中间层(12)和外环顶层掺杂硅(111)构成一个内部为梯形空腔的长方体；
所述顶层掺杂硅(11)的高度为10μm，所述二氧化硅绝缘中间层(12)的高度为1μm，所述背衬底硅(13)的高度为400μm。


3.根据权利要求2所述的差分输入输出式MEMS谐振器，其特征在于，所述外接差分输入电极盘(2)包括：第一外接差分输入电极盘(21)和第二外接差分输入电极盘(22)；
所述外接差分输出电极盘(3)包括：第一外接差分输出电极盘(31)和第二外接差分输出电极盘(32)；
所述一维声子晶体支撑梁(5)包括：第一一维声子晶体支撑梁(51)、第二一维声子晶体支撑梁(52)、第三一维声子晶体支撑梁(53)和第四一维声子晶体支撑梁(54)；
所述第一一维声子晶体支撑梁(51)、第二一维声子晶体支撑梁(52)、第三一维声子晶体支撑梁(53)和第四一维声子晶体支撑梁(54)的一端分别与外环顶层掺杂硅(111)固定连接，其另一端分别与中心顶层掺杂硅(112)固定连接；
所述外接地电极盘(4)包括：第一外接地电极盘(41)、第二外接地电极盘(42)、第三外接地电极盘(43)、第四外接地电极盘(44)、第五外接地电极盘(45)和第六外接地电极盘(46)；
所述第一外接地电极盘(41)、第一外接差分输入电极盘(21)、第二外接地电极盘(42)、第二外接差分输入电极盘(22)和第三外接地电极盘(43)依次排列，并固定于顶层掺杂硅(11)一端的表面上；
所述第四外接地电极盘(44)、第一外接差分输出电极盘(31)、第五外接地电极盘(45)、第二外接差分输出电极盘(32)和第六外接地电极盘(46)依次排列，并固定与顶层掺杂硅(11)另一端的表面上。


4.根据权利要求3所述的差分输入输出式MEMS谐振器，其特征在于，所述谐振体(6)包括：第一差分输入金属电极(61)、第二差分输入金属电极(62)、第一差分输出金属电极(63)、第二差分输出金属电极(64)和压电薄膜(65)；
所述第一差分输入金属电极(61)和第二差分输入金属电极(62)分别位于压电薄膜(65)上，并均为“凹”字形；
所述压电薄膜(65)位于中心顶层掺杂硅(112)上；
所述第一差分输出金属电极(63)嵌入第一差分输入金属电极(61)的“凹”字形缺口内，并位于压电薄膜(65)上；
所述第二差分输出金属电极(64)...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋亚梅，鲍景富，周鑫，吴兆辉，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51