[发明专利]一种兰姆波谐振器及其制备方法

说明书

本申请公开了一种兰姆波谐振器及其制备方法，其中，兰姆波谐振器包括：衬底结构，其表面形成有空气腔室；兰姆波谐振结构，其包括压电振动结构，位于压电振动结构上表面的叉指电极，及位于压电振动结构下表面的底部平板电极；所述兰姆波谐振结构悬置于所述衬底结构的空气腔室内，且所述兰姆波谐振结构通过其纵向两端的支撑轴与所述衬底结构固定连接；在各支撑轴与衬底结构连接的锚点处对应的衬底结构上分别设置有金属板。本申请提供的兰姆波谐振器，其通过将兰姆波谐振结构悬置于衬底结构的空气腔室中，并在二者连接的锚点处对应的衬底结构上分别设置有金属板，能够使声能更好的被限制在兰姆波谐振结构的内部，从而提高谐振器的品质因数。

技术领域

本申请涉及射频MEMS器件领域，具体涉及一种兰姆波谐振器及其制备方法。

背景技术

近些年来，无线通信技术的蓬勃发展给人们的生活带来了诸多便利，提高了人们的生活品质，基于微纳工艺制作的射频器件受到了工业界和学术界的广泛关注。近年来，由于微加工技术的进步，MEMS(微机电系统)谐振器得到了很大的发展，其具有尺寸小、功耗小、成本低、与CMOSIC(互补氧金属化物半导体集成电路)工艺相兼容等优点。其中氮化铝兰姆波谐振器由于可实现较高的频率、片上多频率集成等特点受到了越来越广泛地关注，其在无线通信系统及传感系统中具有重要的应用前景，能够满足目前移动通信手机、互联网无线接入系统、蓝牙系统等提出的需求。

品质因数(Q)是谐振器在应用过程中需要考虑的一个重要指标，它代表了谐振器在每个机电转换周期中的能量损耗。品质因数越高，意味着更多的机械能在消耗之前转换成为电能得以被利用。高品质因数的兰姆波谐振器对于设计具有低相位噪声的振荡器，具有高信噪比(sinal-to-noise ratio，SNR)的传感器以及具有大噪声抑制比的滤波器都是非常重要的。然而，由于支撑轴锚点处的声能损耗等问题，兰姆波谐振器在实际应用的过程中存在着品质因数较低的问题。如何获取高Q值谐振器件长期以来一直是频率参考元器件研究的热点。因此，如何优化器件结构以得到高品质因数的兰姆波谐振器，是目前亟需解决的问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种兰姆波谐振器，以通过优化器件结构来提高谐振器的品质因数。本申请还提供了该兰姆波谐振器的制备方法。

本申请第一方面提供了一种兰姆波谐振器，包括：

衬底结构，其表面形成有空气腔室；

兰姆波谐振结构，其包括压电振动结构，位于压电振动结构上表面的叉指电极，及位于压电振动结构下表面的底部平板电极；

所述兰姆波谐振结构悬置于所述衬底结构的空气腔室内，且所述兰姆波谐振结构通过其纵向两端的支撑轴与所述衬底结构固定连接；

在各支撑轴与衬底结构连接的锚点处对应的衬底结构上分别设置有金属板。

在本申请第一方面的一些实施方式中，所述金属板的厚度为0.5-1.1μm，宽度为6-18μm。

在本申请第一方面的一些实施方式中，所述金属板的厚度为0.7μm，宽度为12μm。

在本申请第一方面的一些实施方式中，所述金属板的材质选自用金、铝或钼。

在本申请第一方面的一些实施方式中，所述叉指电极为方形振子梳齿电极结构的金或钼薄膜。

在本申请第一方面的一些实施方式中，所述压电振动结构的材料为氮化铝。

在本申请第一方面的一些实施方式中，所述底部平板电极的材料为钼。

在本申请第一方面的一些实施方式中，所述方形振子梳齿电极结构的电极宽度为1.5μm，厚度为0.2μm；

所述压电振动结构的厚度为1μm；

所述底部平板电极的厚度为0.2μm。