[发明专利]一种具有特殊结构谐振振子的微机械谐振器及制备方法

权利要求书

1.一种具有特殊结构谐振振子的微机械谐振器，其特征在于，包括谐振器结构和衬底硅片，谐振器结构包含谐振振子和支撑梁；衬底硅片具有空腔结构，谐振振子悬空于衬底硅片的空腔结构的上方，谐振振子通过支撑梁与衬底硅片连接，谐振振子侧面与谐振振子下表面的夹角小于90°；支撑梁与谐振振子的边界连接。

2.根据权利要求1所述具有特殊结构谐振振子的微机械谐振器，其特征在于，谐振振子下表面夹角小于90°的侧面为一个或者多个。

3.根据权利要求1所述具有特殊结构谐振振子的微机械谐振器，其特征在于，谐振振子为矩形板、圆形板、椭圆形板、弓形板、多边形板中的一种或者多种的任意组合。

4.根据权利要求1所述具有特殊结构谐振振子的微机械谐振器，其特征在于，微机械谐振器为压电式谐振器、电容式谐振器或压阻式谐振器。

5.根据权利要求1所述具有特殊结构谐振振子的微机械谐振器，其特征在于，谐振振子为单一薄膜结构、金属-压电层-金属的复合薄膜结构、金属-压电层-单晶硅或金属-压电层-多晶硅的复合薄膜结中的一种；单一薄膜结构为单晶硅、多晶硅或者锗化硅；压电层的材料为石英、氮化铝、钪掺杂氮化铝、氧化锌、锆钛酸铅中的一种。

6.一种具有特殊结构谐振振子的微机械谐振器的制备方法，其特征在于，谐振振子利用激光直写工艺或热回流工艺通过光刻工艺制成，或者利用激光或者离子束无掩膜刻蚀制成；

采用具有特殊结构谐振振子的微机械谐振器的制备方法得到如权利要求1-5中任一项所述的微机械谐振器。

7.根据权利要求6所述具有特殊结构谐振振子的微机械谐振器的制备方法，其特征在于，制备得到的微机械谐振器为电容式谐振器的步骤如下：

在SOI圆片上沉积电极，光刻并图形化电极；

采用热回流工艺使光刻胶缓坡化，光刻并图形化器件层硅，形成谐振振子侧面与下表面具有小于90°夹角的结构；

光刻并图形化器件层硅；

背部刻蚀，释放谐振器结构。

8.根据权利要求6所述具有特殊结构谐振振子的微机械谐振器的制备方法，其特征在于，制备得到的微机械谐振器为金属-压电层-单晶硅或金属-压电层-多晶硅复合薄膜结构的压电式谐振器的步骤如下：

在SOI圆片上依次沉积压电层、顶部电极，并光刻图形化顶部电极；

沉积氧化物保护层；

光刻图形化上电极通孔以及下电极通孔；

沉积金属，光刻并图形化引出电极；

采用热回流工艺使光刻胶缓坡化，光刻并图形化氧化物保护层、顶部电极、压电层、器件层硅，利用热回流工艺形成谐振振子侧面与下表面具有小于90°夹角的结构；

光刻并图形化氧化物保护层、顶部电极、压电层、器件层硅；

背部刻蚀，释放谐振器结构。