[發(fā)明專利]工作頻率可實(shí)時(shí)微調(diào)的TPoS諧振器及其加工方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011449517.0
• 申請(qǐng)日: 2020-12-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112653408B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-12-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 涂程;陳劍南;李飛龍;張曉升
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H03H3/04
• 分類號(hào): H03H3/04;H03H9/17;H03H9/19
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 李朝虎

1.一種工作頻率可實(shí)時(shí)微調(diào)的TPoS諧振器，其特征在于，包括SOI基底（1），位于SOI基底（1）頂端的輸入電極盤（2）、輸出電極盤（3）和接地電極盤（4），還包括通過(guò)支撐梁（5）的固定，懸浮于SOI基底（1）中心處的諧振體（6），還包括諧振體兩側(cè)的帶電摻雜硅懸浮平臺(tái)（11）與通過(guò)連接梁（10）連接帶電摻雜硅懸浮平臺(tái)（11）的雙端固支梁（9），以及雙端固支梁（9）的正極性電極盤（8）和負(fù)極性電極盤（7）和懸浮平臺(tái)電極盤（12）；

所述輸入電極盤（2）和輸出電極盤（3）對(duì)稱放置在SOI基底（1）頂端的諧振體（6）的兩側(cè)，且輸入電極盤（2）和輸出電極盤（3）的兩側(cè)均對(duì)稱放置有接地電極盤（4）；

所述諧振體（6）通過(guò)支撐梁（5）與SOI基底（1）固定，諧振體（6）懸浮于SOI基底（1）的中間位置，諧振體（6）頂端的叉指形狀的電極，通過(guò)對(duì)應(yīng)的金屬引線分別與輸入電極盤（2）和輸出電極盤（3）電氣連接；

所述帶電摻雜硅懸浮平臺(tái)（11）與諧振體（6）之間存在著一個(gè)電容間隙（1101）；帶電摻雜硅懸浮平臺(tái)（11）與SOI基底（1）上表面兩側(cè)的懸浮平臺(tái)電極盤（12）電氣相通；

雙端固支梁（9）直接與SOI基底（1）連接，通過(guò)連接梁（10）與帶電摻雜硅懸浮平臺(tái)（11）連接，雙端固支梁（9）的頂部設(shè)置有4×2的電極陣列，通過(guò)對(duì)應(yīng)的金屬引線分別與正極性電極盤（8）和負(fù)極性電極盤（7）電氣連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工作頻率可實(shí)時(shí)微調(diào)的TPoS諧振器，其特征在于，所述SOI基底（1）包括：厚度為10μm的頂層摻雜硅（101）、厚度為1μm的第一埋氧化層（102）以及厚度為400μm的襯底硅（103），所述輸入電極盤（2）、輸出電極盤（3）、接地電極盤（4）、正極性電極盤（8）、負(fù)極性電極盤（7）以及懸浮平臺(tái)電極盤（12）均放置于頂層摻雜硅（101）的上表面。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述工作頻率可實(shí)時(shí)微調(diào)的TPoS諧振器，其特征在于，所述頂層摻雜硅（11）分為內(nèi)側(cè)頂層摻雜硅與外側(cè)頂層摻雜硅；內(nèi)側(cè)頂層摻雜硅用于接地，構(gòu)成諧振體（6）與支撐梁（5）；外側(cè)頂層摻雜硅用于接基準(zhǔn)電壓，構(gòu)成帶電摻雜硅懸浮平臺(tái)（11）、連接梁（10）以及雙端固支梁（9）。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工作頻率可實(shí)時(shí)微調(diào)的TPoS諧振器，其特征在于，所述輸入電極盤（2）、輸出電極盤（3）、正極性電極盤（8）、負(fù)極性電極盤（7）以及金屬引線與各自的頂層摻雜硅（101）的接觸部分，均設(shè)置有厚度為0.2μm的第二埋氧化層（301），接地電極盤（4）、懸浮平臺(tái)電極盤（12）與頂層摻雜硅（101）直接接觸。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工作頻率可實(shí)時(shí)微調(diào)的TPoS諧振器，其特征在于，所述帶電摻雜硅懸浮平臺(tái)（11）與諧振體（6）之間存在500nm的初始電容間隙（1101），通過(guò)帶電摻雜硅懸浮平臺(tái)（11）-電容間隙（1101）-諧振體（6）接地層的電容結(jié)構(gòu)產(chǎn)生靜電力作用。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工作頻率可實(shí)時(shí)微調(diào)的TPoS諧振器，其特征在于，所述雙端固支梁（9）包括正極性電極（901）、負(fù)極性電極（902）、壓電薄膜（603）、第三埋氧化層（904）、金引線層（905），所述正極性電極（901）、負(fù)極性電極（902）分別通過(guò)金引線層（905）與正極性電極盤（8）和負(fù)極性電極盤（7）電氣連接，所述正極性電極（901）、負(fù)極性電極（902）與金引線層（905）的接觸部分均設(shè)置有厚度0.5μm的第三埋氧化層（904）確保電隔離以及消除電容效應(yīng)，且留有通孔接觸，所述正極性電極（901）、負(fù)極性電極（902）與頂層摻雜硅（101）的接觸部分均設(shè)置有壓電薄膜（603）；

所述第一埋氧化層（102）、第二埋氧化層（301）和第三埋氧化層（904）所使用的材料均為二氧化硅，厚度分別為1μm、0.2μm和0.5μm；

所述輸入電極盤（2）、輸出電極盤（3）、正極性電極盤（8）以及負(fù)極性電極盤（7）所使用的材料均為厚度為1μm金屬鋁薄膜；

所述壓電薄膜的材料均為氮化鋁，壓電薄膜（603）的厚度均為0.2μm；

所述金引線層（905）的材料均為金薄膜，其厚度為0.2μm。