MEMS谐振器制造技术

一种MEMS(微机电系统)谐振器组件(100)，包括：支撑结构(102)、悬置在所述支撑结构(102)上的谐振器元件(101)以及用于将所述谐振器元件(101)激发到谐振模态的致动器。谐振器元件(101)以谐振频率f<subgt;0</subgt;振动并且包括至少一个体声波谐振器(110a、110b)。谐振器组件(100)的ESR*A*f<subgt;0</subgt;值在12Ωmm<supgt;2</supgt;MHz至83Ωmm<supgt;2</supgt;MHz范围内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本专利技术涉及微机电系统(mems)谐振器。

技术介绍

1、本部分说明了有用的背景信息，但不承认本文所述的任何技术代表现有技术。

2、要使mems谐振器达到低等效串联电阻(esr)可能具有挑战性，尤其是对于大小较小的谐振器。对于体声波谐振器，谐振频率与其某些横向尺寸成反比，这些横向尺寸可被定义为频率定义尺寸。对于长度拉伸(le)谐振器，梁长度是频率定义尺寸。为了达到高谐振频率，频率定义尺寸会缩小。然而，由于频率要求，le谐振器的长度变小的同时，其宽度应延长以达到足够低的等效串联电阻。

3、同时需要在一个尺寸上缩小并在另一个尺寸上扩大会带来某些设计挑战。

技术实现思路

1、本专利技术的某些实施例的目的在于提供一种具有低等效串联电阻(esr)的mems谐振器，或者至少提供现有技术的替代方案。某些实施例的另一目的是增加裸片上谐振器元件布局的设计自由度。某些实施例的另一目的是提供一种谐振频率在温度范围内变化较小的低esr谐振器。

2、根据本专利技术的第一示例方面，提供了一种mems本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种MEMS谐振器组件，包括：

2.根据任何前述权利要求所述的MEMS谐振器组件，其中所述体声波谐振器是长度拉伸谐振器、互连的长度拉伸谐振器的组件、宽度拉伸谐振器、方形拉伸谐振器或Lame谐振器。

3.根据任何前述权利要求所述的MEMS谐振器组件，其中ESR*A*f0等于或大于16Ωmm2MHz，或等于或大于25Ωmm2MHz。

4.根据任何前述权利要求所述的MEMS谐振器组件，其中所述谐振器元件的面积A在0.001mm2至1mm2的范围内。

5.根据任何前述权利要求所述的MEMS谐振器组件，其中运动电容与分流电容之比小于0.005。<...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种mems谐振器组件，包括：

2.根据任何前述权利要求所述的mems谐振器组件，其中所述体声波谐振器是长度拉伸谐振器、互连的长度拉伸谐振器的组件、宽度拉伸谐振器、方形拉伸谐振器或lame谐振器。

3.根据任何前述权利要求所述的mems谐振器组件，其中esr*a*f0等于或大于16ωmm2mhz，或等于或大于25ωmm2mhz。

4.根据任何前述权利要求所述的mems谐振器组件，其中所述谐振器元件的面积a在0.001mm2至1mm2的范围内。

5.根据任何前述权利要求所述的mems谐振器组件，其中运动电容与分流电容之比小于0.005。

6.根据任何前述权利要求所述的mems谐振器组件，其中优点指标大于10。

7.根据任何前述权利要求所述的mems谐振器组件，其中所述体声波谐振器是平面内谐振器。

8.根据任何前述权利要求所述的mems谐振器组件，其中所述致动器是压电致动器或静电致动器。

9.根据任何前述权利要求所述的mems谐振器组件，其中所述谐振器元件的质量的50％以上由单晶硅组成。

10.根据任何前述权利要求所述的mems谐振器组件，其中所述体声波谐振器的主振动方向基本平行于所述谐振器元件内的单晶硅层的<100>结晶方向，并且所述单晶硅层的平均磷掺杂剂浓度大于2×1019cm-3。

11.根据任何前述权利要求的mems谐振器组件，其中所述谐振器元件包括压电aln、sc掺杂aln、zno、linbo3或litao3层。

12.根据任何前述权利要求所述的mems谐振器组件，其中所述谐振器元件包括压电材料层，其厚度范围为0.5μm至4μm，诸如1μm至2μm。

13.根据权利要求11或12所述的mems谐振器组件，其中所述谐振器元件内的单晶硅的平均磷掺杂浓度大于2×1019cm-3，并且所述压电层的厚度与所述单晶硅层的厚度之比大于0.07，或者所述压电层的厚度与所述谐振器元件内的两个单晶硅层的各自厚度之和之比大于0.07。

14.根据任何前述权利要求所述的mems谐振器组件，其中所述谐振频率f0在7mhz至160mhz范围内，诸如在15mhz至110mhz范围内。

15.根据任何前述权利要求所述的mems谐振器组件，其中在-30℃至85℃的温度范围内，所述谐振频率f0与温度曲线中存在两个转折点。

16.根据任何前述权利要求所述的mems谐振器组件，其中，相对于温度为25℃时的所述谐振频率，在-30℃至85℃的温度范围内所述谐振频率f0的变化在±30百万分率内，诸如在±15百万分率内。

17.根据任何前述权利要求所述的mems谐振器组件，其中所述谐振器元件内的氧化硅层的数目为零或一。

18.根据任何前述权利要求所述的mems谐振器组件，其中腔体将所述谐振器元件与所述支撑结构隔开。

19.根据任何前述权利要求所述的mems谐振器组件，其中所述谐振器元件包括：两个体声波谐振器，它们均以相同的相位或相对于彼此180度的相移以谐振频率f0振动；以及机械连接所述两个体声波谐振器的材料部分。

20.根据权利要求19所述的mems谐振器组件，其中所述两个体声波谐振器之间的距离为50μm或更小，诸如20μm或更小。

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【专利技术属性】
技术研发人员：A·贾克拉，E·萨格，A·奥加，
申请(专利权)人：京瓷技术公司，
类型：发明
国别省市：