[發明專利]基于模態重分布的MEMS諧振器及其調節方法

在審

• 申請號: 202011642670.5
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112865740A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 賈倩倩;楊晉玲;袁泉;陳澤基;劉文立;楊富華
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H03H9/02
• 分類號: H03H9/02;H03H3/007
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 鄢功軍

1.一種基于模態重分布的MEMS諧振器，包括：

襯底；

支撐結構，所述支撐結構的一端固定在所述襯底上；

諧振單元，與所述支撐結構的另一端相連；所述諧振單元上設置有調整裝置；

電極，與所述諧振單元電連接；所述電極設置在所述諧振單元的側面、上表面和/或下表面。

2.根據權利要求1中所述的一種基于模態重分布的MEMS諧振器，其中，所述調整裝置為負載結構，所述負載結構數量至少為一個；通過加設所述負載結構，使MEMS諧振器的頻率降低，MEMS諧振器的Q值降低；

其中，所述負載結構覆蓋于所述諧振單元的表面；

其中，所述負載結構為單層或多層薄膜的圖形化結構；所述圖形化結構為菱形、圓形、矩形或扇形中的一種或多種。

3.根據權利要求1中所述的一種基于模態重分布的MEMS諧振器，其中，所述調整結構為孔洞結構，所述孔洞結構數量至少為一個；通過加設所述孔洞結構，使MEMS諧振器的頻率降低，MEMS諧振器的Q值降低；

其中，所述孔洞結構為通孔，其形狀包括菱形、圓形、矩形或扇形中的一種或幾種。

4.根據權利要求3中所述的一種基于模態重分布的MEMS諧振器，其中，所述孔洞結構內部分或完全填充二氧化硅或氮化硅材料。

5.根據權利要求1中所述的一種基于模態重分布的MEMS諧振器，其中，所述調整裝置為角結構，所述角結構數量至少為一個；通過加設所述角結構，使MEMS諧振器的頻率增加，MEMS諧振器的Q值增加；

其中，所述角結構為所述諧振單元邊緣的倒角、圓角或切角。

6.根據權利要求1中所述的一種基于模態重分布的MEMS諧振器，其中，所述電極的材料為半導體材料或者金屬材料，所述半導體材料為單晶硅或多晶硅，所述金屬材料為鉻金。

7.根據權利要求1中所述的一種基于模態重分布的MEMS諧振器，其中，所述諧振單元的材料為半導體材料或者金屬材料，所述半導體材料為單晶硅、多晶硅和二氧化硅中任一材料或至少其中兩種材料組合的復合材料。

8.根據權利要求1中所述的一種基于模態重分布的MEMS諧振器，其中，所述諧振單元與所述電極之間的換能方式包括靜電式、壓電式、熱電式、壓阻式和電磁式。

9.根據權利要求1中所述的一種基于模態重分布的MEMS諧振器，其中，所述支撐結構為直梁結構、弧形梁結構或框形梁結構中的一種或幾種，所述支撐結構的材料為半導體或者金屬材料，所述半導體材料為單晶硅、多晶硅和二氧化硅中任一材料或至少其中兩種材料組合的復合材料。

10.一種調整如權利要求1至9中任一項所述的基于模態重分布的MEMS諧振器的方法，包括：

改變所述調整裝置的幾何形狀、尺寸大小、分布位置和材料屬性，控制模態重分布效果，以調整所述基于模態重分布的MEMS諧振器的頻率及Q值至所欲的頻率及Q值。