MEMS振荡器制造技术

本申请提供一种MEMS振荡器，包括：第一谐振子和第二谐振子、测温件、加热部件和控制单元；第一谐振子在振动时提供第一频率信号以用于获取所处位置的实时温度，第二谐振子在振动时提供第二频率信号以用于获取预设频率信号；测温件在工作时用于环境测温以提供环境参考温度；加热部件进行加热且为第一谐振子和第二谐振子提供相同的温度环境；控制单元用于控制第一谐振子和测温件的工作状态，并基于实时温度和/或环境参考温度生成温度调节信号，加热部件基于温度调节信号进行加热以使第二谐振子处于设定温度环境。本申请设置有两个相同的谐振子，且第一谐振子高精度测温、第二谐振子高稳定输出频率，提高测温、控温精度。控温精度。控温精度。

【技术实现步骤摘要】
MEMS振荡器


[0001]本申请属于半导体集成电路制造
，特别是涉及一种MEMS振荡器。

技术介绍

[0002]时钟芯片是现代电子设备的心脏，主要在电子设备中起到时间同步、计时、唤醒等功能。传统的石英时钟因为晶片材料较脆、体积较大、抗振性能差，且不同晶向在高温条件下存在振荡模态的耦合，引起频率的跳变，难以满足5G通信基站、车载及航空航天等复杂环境的使用。近年来，基于MEMS技术制备的谐振器因为使用硅半导体工艺加工，具有体积小，一致性好，可靠性高，稳定性好等优点而逐渐被市场接受，成为替代石英时钟的最佳选择。
[0003]然而，与传统的石英时钟相比，微机电系统（Micro
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Electro
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Mechanical System，MEMS）振荡器对于温度的频率偏移仍然是一个有待解决的问题。由于制造材料如单晶硅材料物理的特性，MEMS振荡器的频率温度系数可达
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31ppm/℃，即温度每上升一度，振荡的频率便改变
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0.003％，假设产品的温度应用范围为
‑<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MEMS振荡器，其特征在于，包括：用于振动的第一谐振子和第二谐振子、测温件、加热部件和控制单元；所述第一谐振子与所述第二谐振子尺寸相等、结构相同；所述第一谐振子对温度敏感，所述第一谐振子在振动时提供第一频率信号以用于获取所处位置的实时温度，所述第二谐振子在振动时提供第二频率信号以用于获取预设频率信号；所述测温件在工作时用于环境测温以提供环境参考温度；所述加热部件包括热耦合的加热器和导热件，所述导热件环绕所述第一谐振子和所述第二谐振子设置以为所述第一谐振子和所述第二谐振子提供相同的温度环境；所述控制单元用于控制所述第一谐振子和所述测温件的工作状态，并基于所述实时温度和/或所述环境参考温度生成温度调节信号，所述加热器基于所述温度调节信号进行加热并借助于所述导热件使所述第二谐振子处于设定温度环境。2.根据权利要求1所述的MEMS振荡器，其特征在于，若所述MEMS振荡器处于低精度工作状态时，所述控制单元用于控制所述测温件工作，并基于所述环境参考温度生成所述温度调节信号；若所述MEMS振荡器处于高精度工作状态时，所述控制单元用于控制所述第一谐振子工作，并基于所述实时温度生成所述温度调节信号。3.根据权利要求1所述的MEMS振荡器，其特征在于，所述第一谐振子被配置为以第一谐振模态振动，以使所述第一谐振子的频率温度特性曲线至少具有线性区域；所述第二谐振子被配置为以第二谐振模态振动，以使所述第二谐振子的频率温度特性曲线至少具有一温度拐点。4.根据权利要求3所述的MEMS振荡器，其特征在于，所述设定温度环境被配置为将所述第二谐振子所处位置的温度始终控制在所述温度拐点所对应的温度附近。5.根据权利要求1所述的ME...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷永庆，朱雁青，李岩岩，舒赟翌，朱彩伟，李明，金怡，
申请(专利权)人：麦斯塔微电子深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：