[发明专利]压电MEMS硅谐振器以及电子设备

权利要求书

1.一种压电MEMS硅谐振器，其特征在于，器件中的谐振结构包括堆叠设置的电极层、压电层和非均匀掺杂的硅温补层，所述非均匀掺杂的硅温补层包含至少两种不同掺杂浓度，和/或，包含至少两种不同掺杂元素，

在所述非均匀掺杂的硅温补层包含至少两种不同掺杂浓度的情况下，所述压电层中应力分布情况与所述硅温补层的掺杂浓度分布情况二者之间满足如下预设对应规则：

当所述谐振结构工作在Lamé拉梅模式，或者当所述压电层的厚度小于所述硅温补层厚度的情况下，所述压电层中应力分布情况与所述硅温补层的掺杂浓度分布情况二者呈正相关；

当所述谐振结构工作在Lamb兰姆模式或弯曲模式，或者当所述压电层的厚度大于所述硅温补层厚度的情况下，所述压电层中应力分布情况与所述硅温补层的掺杂浓度分布情况二者呈负相关。

2.根据权利要求1所述的压电MEMS硅谐振器，其特征在于，所述谐振结构为悬臂梁、固支梁、简支梁或者振膜。

3.根据权利要求1所述的压电MEMS硅谐振器，其特征在于，所述谐振结构为沿着第一方向延伸的悬臂梁，所述悬臂梁包括沿第二方向堆叠的所述电极层、所述压电层和所述非均匀掺杂的硅温补层，其中，所述第一方向与所述第二方向互相垂直。

4.根据权利要求3所述的压电MEMS硅谐振器，其特征在于，所述硅温补层中，靠近所述悬臂梁的自由端的第一端面位置掺杂浓度最高，靠近所述悬臂梁的固定端的第二端面位置掺杂浓度最低，掺杂浓度沿着所述第一方向渐变。

5.根据权利要求3所述的压电MEMS硅谐振器，其特征在于，所述硅温补层中，靠近所述悬臂梁的自由端的第一端面位置掺杂浓度最低，靠近所述悬臂梁的固定端的第二端面位置掺杂浓度最高，掺杂浓度沿着所述第一方向渐变。

6.根据权利要求3所述的压电MEMS硅谐振器，其特征在于，所述硅温补层中，所述硅温补层的第一居中切面位置掺杂浓度最低，靠近所述悬臂梁的自由端的第一端面位置和靠近所示悬臂梁的固定端的第二端面位置掺杂浓度最高，掺杂浓度从所述第一居中切面向所述第一端面和第二端面分别渐变，其中，所述第一居中切面与所述第一端面和第二端面平行并且到二者距离相等。

7.根据权利要求3所述的压电MEMS硅谐振器，其特征在于，所述硅温补层中，靠近所述压电层的第一侧面位置掺杂浓度最高，远离所述压电层的第二侧面位置掺杂浓度最低，掺杂浓度沿着所述第二方向渐变。

8.根据权利要求3所述的压电MEMS硅谐振器，其特征在于，所述硅温补层中，靠近所述压电层的第一侧面位置掺杂浓度最低，远离所述压电层的第二侧面位置掺杂浓度最高，掺杂浓度沿着所述第二方向渐变。

9.根据权利要求3所述的压电MEMS硅谐振器，其特征在于，所述硅温补层中，所述硅温补层的第二居中切面位置掺杂浓度最低，靠近所述压电层的第一侧面位置和远离所述压电层的第二侧面位置掺杂浓度最高，掺杂浓度从所述第二居中切面向所述第一侧面和第二侧面分别渐变，其中，所述第二居中切面与所述第一侧面和第二侧面平行并且到二者距离相等。

10.根据权利要求3所述的压电MEMS硅谐振器，其特征在于，所述硅温补层中，所述硅温补层的第二居中切面位置掺杂浓度最高，靠近所述压电层的第一侧面位置和远离所述压电层的第二侧面位置掺杂浓度最低，掺杂浓度从所述第二居中切面向所述第一侧面和第二侧面分别渐变，其中，所述第二居中切面与所述第一侧面和第二侧面平行并且到二者距离相等。

11.根据权利要求3所述的压电MEMS硅谐振器，其特征在于，所述硅温补层中，所述硅温补层的中心点位置掺杂浓度最高，靠近所述压电层的第一侧面位置、远离所述压电层的第二侧面位置、靠近所述悬臂梁的自由端的第一端面位置以及靠近所述悬臂梁的固定端的第二端面位置掺杂浓度最低，掺杂浓度从所述中心点向周围渐变。