【技术实现步骤摘要】
技术介绍
1、许多电子器件依赖定时信号(例如，时钟信号)以便进行操作。定时信号是基于谐振部件和相关的振荡器电路系统生成的。倍增器或分频器可以用来增加或减少定时信号的频率。例如，石英晶体调谐振荡器(xo)具有良好的相对频率精度、作为温度函数的低频率漂移(或偏移)、以及低噪声。然而，尽管电子器件的密度按照摩尔定律呈指数增长，但石英晶体占据的面积和体积却没有相应缩减。为解决xo的缩减问题，已经努力利用基于微机械谐振器的振荡器来代替xo。微机械谐振器可以是一种类型的微机电系统(mems)。在mems中存在用于触发声学或机械共振的不同选项。一种类型的微声学谐振器包括悬伸或锚定的压电电路。体声波(baw)谐振器是微机械谐振器的示例，其包括生成微声波的悬伸或锚定的压电部分、以及控制电路。当控制电路将一个或多个控制信号施加到悬伸或锚定的压电谐振器的端子时，产生一个或多个方向上的声激励。振荡器电路系统使用来自悬伸式压电谐振器的声激励来生成定时信号。
2、baw谐振器的操作频率是每个相关复合层的厚度的函数。一些baw谐振器在ghz范围内操作。在这种情况下，使用多个分频器级使得所得到的频率降至数十mhz或khz范围内的输出频率，以用于定时应用。分频器级增加了成本并且增大了功耗。降低baw谐振器的谐振频率的一个选项涉及增加相关复合层的厚度。然而，实现具有在低mhz范围内的操作频率的baw谐振器制造起来是不切实际的(需要1000x的膜厚度)。baw谐振器的厚度模式性质也阻止了使用一种制造过程的多频率操作。
3、一些微机械谐振器使
4、图2是图示根据另一常规方法的微机械谐振器200的立体图。在图2中，微机械谐振器200包括环202，这些环被配置成通过增大直径(使用箭头204示出了增大的环大小)或减小直径(使用箭头206示出了减小的环大小)来谐振。通过微机械谐振器200，环202中的每一个在同一平面内向内和向外谐振。比如图1和图2的微机械谐振器100和200等电容式mems谐振器需要纳米级间隙，从而使制造更具挑战性。此外，它们较低的机电耦合(与压电mems相比)导致更多的损耗、更高的运动阻力、和用于维持振荡的更多的功耗。
技术实现思路
1、在示例实施例中，微机械谐振器管芯包括：微机械谐振器管芯层；空腔，该空腔形成在微机械谐振器管芯层中的至少一个中；以及微机械谐振器，该微机械谐振器悬伸在空腔中。微机械谐振器包括：基部；第一谐振器部分，该第一谐振器部分从基部沿着第一平面延伸；以及第二谐振器部分，该第二谐振器部分从基部沿着第二平面延伸。第一谐振器部分被配置成以将第一谐振器部分中的至少一部分移位出第一平面的平面外挠曲模式来操作。第二谐振器部分被配置成以将第二谐振器部分中的至少一部分移位出第二平面的平面外挠曲模式且相对于第一谐振器部分异相地操作。
2、在另一示例实施例中，微机械谐振器包括：基部；第一谐振器部分，该第一谐振器部分从基部沿着第一平面延伸；以及第二谐振器部分，该第二谐振器部分从基部沿着第二平面延伸。第一谐振器部分被配置成以将第一谐振器部分中的至少一部分移位出第一平面的平面外挠曲模式来操作。第二谐振器部分被配置成以将第二谐振器部分中的至少一部分移位出第二平面的平面外挠曲模式且相对于第一谐振器部分异相地操作。
3、在又一示例实施例中，描述了一种制造具有微机械谐振器的微机械谐振器管芯的方法。该方法包括：形成微机械谐振器的基部；形成从基部沿着第一平面延伸的第一谐振器部分，该第一谐振器部分被配置成以将第一谐振器部分中的至少一部分移位出第一平面的平面外挠曲模式来操作；以及形成从基部沿着第二平面延伸的第二谐振器部分，该第二谐振器部分被配置成以将第二谐振器部分的至少一部分移位出第二平面的平面外挠曲模式且相对于第一谐振器部分异相地操作。
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1.一种微机械谐振器管芯，包括：
2.如权利要求1所述的微机械谐振器管芯，其中，所述第一平面和所述第二平面重叠，所述第一谐振器部分包括相对于所述第二谐振器部分的内梁和内质量块，并且所述内梁耦合在所述基部和所述内质量块之间。
3.如权利要求1所述的微机械谐振器管芯，其中，所述第一平面和所述第二平面重叠，所述第一谐振器部分包括相对于所述第二谐振器部分的第一内梁、第二内梁和内质量块，所述第一内梁耦合在所述基部和所述内质量块的第一侧之间，并且所述第二内梁耦合在所述基部和所述内质量块的与所述第一侧相对的第二侧之间。
4.如权利要求1所述的微机械谐振器管芯，其中，所述第一平面和所述第二平面重叠，所述第二谐振器部分包括相对于所述第一谐振器部分的外质量块和多个外梁，并且所述外梁耦合在所述基部和所述外质量块之间。
5.如权利要求4所述的微机械谐振器管芯，其中，所述外梁包括：
6.如权利要求1所述的微机械谐振器管芯，其中，所述基部是第一基部，并且所述微机械谐振器包括：
7.如权利要求6所述的微机械谐振器管芯，其中，所述第一平面、
8.如权利要求6所述的微机械谐振器管芯，其中，所述第二基部和所述第一基部耦合到与所述微机械谐振器相关的锚定部的相反两侧。
9.如权利要求1所述的微机械谐振器管芯，其中，所述微机械谐振器被配置成以低于5MHz的谐振频率操作所述第一谐振器部分和所述第二谐振器部分。
10.一种微机械谐振器，包括：
11.如权利要求10所述的微机械谐振器，其中，所述第一谐振器部分包括相对于所述第二谐振器部分的内梁和内质量块，并且所述内梁耦合在所述基部和所述内质量块之间。
12.如权利要求10所述的微机械谐振器，其中，所述第二谐振器部分包括相对于所述第一谐振器部分的外质量块和多个外梁，并且所述外梁耦合在所述基部和所述外质量块之间。
13.如权利要求10所述的微机械谐振器，其中，所述基部是第一基部，并且所述微机械谐振器包括：
14.如权利要求13所述的微机械谐振器，其中，所述第一平面、所述第二平面、所述第三平面和所述第四平面重叠，所述第一谐振器部分是相对于所述第二谐振器部分的内谐振器部分，所述第三谐振器部分是相对于所述第四谐振器部分的内谐振器部分，所述第一谐振器部分和所述第三谐振器部分被配置成彼此同相操作，并且所述第二谐振器部分和所述第四谐振器部分被配置成彼此同相地且与所述第一谐振器部分和所述第三谐振器部分异相地操作。
15.如权利要求14所述的微机械谐振器，其中，所述第二基部和所述第一基部耦合到与所述微机械谐振器相关的锚定部的相应相反两侧。
16.如权利要求14所述的微机械谐振器，其中，所述内谐振器部分和所述外谐振器部分被配置成在低于5MHz的谐振频率下操作。
17.一种制造具有微机械谐振器的微机械谐振器管芯的方法，所述方法包括：
18.如权利要求17所述的方法，其中，形成所述第一谐振器部分包括形成相对于所述第二谐振器部分的内质量块和至少一个内梁，所述内梁耦合在所述基部和所述内质量块之间。
19.如权利要求17所述的方法，其中，形成所述第二谐振器包括形成相对于所述第一谐振器部分的外质量块和多个外梁，所述外梁耦合在所述基部和所述外质量块之间。
20.如权利要求17所述的方法，其中，所述基部是第一基部，并且形成所述微机械谐振器包括：
21.如权利要求17所述的方法，进一步包括：
...【技术特征摘要】
1.一种微机械谐振器管芯，包括：
2.如权利要求1所述的微机械谐振器管芯，其中，所述第一平面和所述第二平面重叠，所述第一谐振器部分包括相对于所述第二谐振器部分的内梁和内质量块，并且所述内梁耦合在所述基部和所述内质量块之间。
3.如权利要求1所述的微机械谐振器管芯，其中，所述第一平面和所述第二平面重叠，所述第一谐振器部分包括相对于所述第二谐振器部分的第一内梁、第二内梁和内质量块，所述第一内梁耦合在所述基部和所述内质量块的第一侧之间，并且所述第二内梁耦合在所述基部和所述内质量块的与所述第一侧相对的第二侧之间。
4.如权利要求1所述的微机械谐振器管芯，其中，所述第一平面和所述第二平面重叠，所述第二谐振器部分包括相对于所述第一谐振器部分的外质量块和多个外梁，并且所述外梁耦合在所述基部和所述外质量块之间。
5.如权利要求4所述的微机械谐振器管芯，其中，所述外梁包括：
6.如权利要求1所述的微机械谐振器管芯，其中，所述基部是第一基部，并且所述微机械谐振器包括：
7.如权利要求6所述的微机械谐振器管芯，其中，所述第一平面、所述第二平面、所述第三平面和所述第四平面重叠，所述第一谐振器部分是相对于所述第二谐振器部分的内谐振器部分，所述第三谐振器部分是相对于所述第四谐振器部分的内谐振器部分，所述第一谐振器部分和所述第三谐振器部分被配置成彼此同相操作，并且所述第二谐振器部分和所述第四谐振器部分被配置成彼此同相地且与所述第一谐振器部分和所述第三谐振器部分异相地操作。
8.如权利要求6所述的微机械谐振器管芯，其中，所述第二基部和所述第一基部耦合到与所述微机械谐振器相关的锚定部的相反两侧。
9.如权利要求1所述的微机械谐振器管芯，其中，所述微机械谐振器被配置成以低于5mhz的谐振频率操作所述第一谐振器部分和所述第二谐振器部分。
10.一种微机械谐振器，包括：
11.如权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：H·曼苏尔扎雷，严廷达，J·塞戈维亚·费尔南德斯，B·巴赫尔，
申请(专利权)人：德州仪器公司，
类型：发明
国别省市：
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