CN117394818A - 一种混合谐振器及其制备方法 - Google Patents

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CN117394818A CN202311258858.3A CN202311258858A CN117394818A CN 117394818 A CN117394818 A CN 117394818A CN 202311258858 A CN202311258858 A CN 202311258858A CN 117394818 A CN117394818 A CN 117394818A
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朱雁青
黄寿
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Mestar Microelectronics Shenzhen Co ltd
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Abstract

本申请提供一种混合谐振器及其制备方法，该混合谐振器包括：衬底层；绝缘层，设置于衬底层上；器件层，设置于绝缘层上；其中，器件层包括微机械谐振子和电磁谐振子，微机械谐振子被配置为产生第一谐振信号，第一谐振信号的频率与温度呈正相关，电磁谐振子被配置为产生第二谐振信号，第二谐振信号的频率与温度呈负相关，第二谐振信号的频率大于第一谐振信号的频率。通过上述谐振器，利用不同谐振子特性，获得更高的测温灵敏度并减少对输出信号相位噪声的影响，实现对谐振器进行温度补偿。

Description

一种混合谐振器及其制备方法
技术领域
本申请涉及微机电系统技术领域，特别是涉及一种混合谐振器及其制备方法。
背景技术
微机电系统(MEMS，Micro-Electro-Mechanical System)是一种基于微电子技术和微加工技术的一种高科技领域。MEMS技术可将机械构件、驱动部件、电控系统、数字处理系统等集成为一个整体的微型单元。MEMS器件具有微小、智能、可执行、可集成、工艺兼容性好、成本低等诸多优点。但与传统的石英振荡器相比，由于单晶硅材料物理的特性，MEMS振荡器的频率温度系数可达-31ppm/℃，即温度每上升一度，振荡的频率便改变-0.003％，故MEMS振荡器对于温度的频率偏移仍然是一个有待解决的问题。
现有技术中，目前已有的MEMS TCXO(温补振荡器)产品主要采用双谐振差频的方式来实现测温，并基于测得的温度信息对频率输出进行补偿。双谐振差频方法可以有两种实现形式，分别是双MEMS谐振子和单MEMS谐振子双振动模态，前者通常采用两个微机械谐振子并排放置的方式，一个谐振子对温度敏感，另一个谐振子对温度不敏感；后者通常使用单个机械谐振器，使用交流电极同时激发两个谐振模态，其中一个谐振模态对温度敏感，另一个谐振模态对温度不敏感。但因为这两种方式都是基于硅材料机械谐振器，因此测温谐振子或谐振模态的最大温度灵敏度也受限于硅的材料温度系数，灵敏度最大值通常小于31ppm/℃。另一方面，当前的MEMS振荡器产品通常工作频率在MHz，为了获得GHz的输出频率，需要使用锁相环对振荡器频率进行倍频，导致输出频率信号的相位噪声发生恶化。
因此，如何提升现有MEMS TCXO产品中的测温准确性和减小频率输出信号的相噪抖动，已经成为本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。
发明内容
本申请主要目的是提出一种混合谐振器，用以解决在谐振器工作中所产生的温度频率发生漂移，测温灵敏度较低以及输出信号存在相位噪声等问题。
为解决上述问题，本申请提供一种谐振器，该混合谐振器包括：衬底层；绝缘层，设置于衬底层上；器件层，设置于绝缘层上；其中，器件层包括微机械谐振子和电磁谐振子，微机械谐振子被配置为产生第一谐振信号，第一谐振信号的频率与温度呈正相关，电磁谐振子被配置为产生第二谐振信号，第二谐振信号的频率与温度呈负相关，第二谐振信号的频率大于第一谐振信号的频率。
在一实施例中，微机械谐振子包括：谐振体，设置于绝缘层上；锚点，设置于绝缘层上；耦合梁，设置于绝缘层上、并连接锚点和谐振体。
在一实施例中，谐振体包括：第一电极层，设置于绝缘层上；第一介质层，设置于第一电极层上；第二电极层，设置于第一介质层上；其中，绝缘层对应第一电极层的区域为镂空结构，以使谐振体和衬底层之间形成谐振腔。
在一实施例中，电磁谐振子包括：电容单元，设置于绝缘层上；电感单元，设置于绝缘层上；其中，电容单元和电感单元耦合形成电磁谐振子。
在一实施例中，电容单元包括：第三电极层，设置于绝缘层上；第二介质层，设置于第三电极层上；第四电极层，设置于第二介质层上。
在一实施例中，电感单元包括第五电极层，第五电极层设置于绝缘层上。
在一实施例中，电感单元还包括第六电极层，第六电极层设置于第五电极层上，其中，第五电极层和第六电极层被配置为选择其一作为电感单元或共同作为电感单元。
为解决上述问题，本申请还提供一种混合谐振器的制备方法，该混合谐振器的制备方法包括：提供一晶圆，晶圆包括依次层叠的衬底层、绝缘层和第一导电层；对第一导电层进行处理，以在绝缘层上形成器件层；其中，器件层包括微机械谐振子和电磁谐振子，微机械谐振子被配置为产生第一谐振信号，第一谐振信号的频率与温度呈正相关，电磁谐振子被配置为产生第二谐振信号，第二谐振信号的频率与温度呈负相关，第二谐振信号的频率大于所述第一谐振信号的频率。
在一实施例中，对第一导电层进行处理，以在绝缘层上形成器件层，包括：在第一导电层上形成介质层；对介质层进行图形化处理；在第一导电层和介质层上形成第二导电层；对第一导电层、介质层和第二导电层进行图形化处理，以形成微机械谐振子和电磁谐振子，电磁谐振子包括电容单元和电感单元。
在一实施例中，对介质层进行图形化处理，包括：在介质层上涂覆第一层光刻胶，并形成第一光刻图案；基于第一光刻图案对介质层进行刻蚀，以形成第一介质层和第二介质层。
在一实施例中，对第一导电层、介质层和第二导电层进行图形化处理，以形成微机械谐振子和电磁谐振子，所述电磁谐振子包括电容单元和电感单元，包括：在第二导电层上涂覆第二层光刻胶，并形成第二光刻图案；基于第二光刻图案对第一导电层和第二导电层进行刻蚀，以使第一导电层形成第一电极层、第三电极层和第五电极层，以使第二导电层形成第二电极层、第四电极层和第六电极层；其中，第一电极层、第一介质层和第二电极层依次层叠形成微机械谐振子，第三电极层、第二介质层和第四电极层依次层叠形成电容单元，第五电极层和第六电极层形成电感单元。
在电容单元、电感单元和绝缘层上涂覆第三层光刻胶，并形成第三光刻图案；基于第三光刻图案对第一电极层下的绝缘层进行刻蚀，以使谐振体和衬底层之间形成谐振腔。
为解决上述问题，本申请还提供一种混合振荡器，该混合振荡器采用如上述任一项混合谐振器，或采用如上述的方法制备得到的混合谐振器。
通过上述方式，混合谐振器可以利用机械谐振子和电磁谐振子两种不同特性的谐振子同时工作，以实现温度补偿型高低双频输出，减少锁相环电路倍频对输出信号相位噪声的影响，并且可以减少热迟滞以及获得更高的测温灵敏度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
图1是本申请提供的混合谐振器一实施例的剖面结构示意图；
图2是本申请提供的混合谐振器一实施例的三维结构示意图；
图3是本申请提供的混合谐振器一实施例的制备方法的流程示意图；
图4是本申请提供的混合谐振器一实施例的晶圆剖面结构示意图；
图5是电磁谐振子和微机械谐振子的频率漂移与温度的关系示意图；
图6是图3中步骤S20的子步骤流程示意图；
图7是图6中步骤S21描述的结构示意图；
图8是图6中步骤S22的子步骤流程示意图；
图9是图8中步骤S220描述的结构示意图；
图10是图8中步骤S222描述的结构示意图；
图11是图6中步骤S23描述的结构示意图；
图12是图6中步骤S24的子步骤流程示意图；
图13是图12中步骤S240描述的结构示意图；
图14是图12中步骤S242描述的结构示意图；
图15是图12中步骤S244描述的涂覆第三层光刻胶的结构示意图；
图16是图12中步骤S244描述的整体刻蚀后的结构示意图；
图17是图12中步骤S244描述的结构清洗后的最终结构示意图；
图18是本申请提供的混合振荡器一实施例的结构示意图；
图19是本申请提供的混合振荡器一实施例的工作流程示意图。
附图标记：100、混合谐振器；10、衬底层；20、绝缘层；30、器件层；30a、第一导电层；30b、介质层；30c、第二导电层；31、微机械谐振子；311、锚点；312、耦合梁；313、谐振体；313a、第一电极层；313b、第一介质层；313c、第二电极层；314、驱动电极；315、检测电极；32、电磁谐振子；321、电容单元；321a、第三电极层；321b、第二介质层；321c、第四电极层；322、电感单元；322a、第五电极层；322b、第六电极层；210、第一振荡电路；211、第一频率处理电路；212、第一缓冲输出电路；220、第二振荡电路；221、第二频率处理电路；222、第二缓冲输出电路；230、升压电路；240、温度补偿电路；250、电源接口；260、通信接口；270、存储单元。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
参阅图1和图2，图1是本申请提供的混合谐振器一实施例的剖面结构示意图；图2是本申请提供的混合谐振器一实施例的三维结构示意图，该混合谐振器100包括：衬底层10、绝缘层20和器件层30，其中，绝缘层20设置于衬底层10上，器件层30设置于绝缘层20上；其中，器件层30包括微机械谐振子31和电磁谐振子32，微机械谐振子31被配置为产生第一谐振信号，第一谐振信号的频率与温度呈正相关，电磁谐振子32被配置为产生第二谐振信号，第二谐振信号的频率与温度呈负相关，第二谐振信号的频率大于第一谐振信号的频率。
进一步地，在结构上，器件层30包括微机械谐振子31和电磁谐振子32，更具体的，电磁谐振子32包括电容单元321和电感单元322；微机械谐振子31包括：锚点311、耦合梁312和谐振体313，其中锚点311设置于绝缘层20上，与绝缘层20固定连接，起支撑作用，耦合梁312设置于绝缘层20上，与锚点311连接，耦合梁312与谐振体313耦合，谐振体313设置于绝缘层20上，下方绝缘层20被掏空，以形成谐振腔体33，使谐振体313处于悬空状态，并有谐振空间进行振动。
可选地，在一实施例中，微机械谐振子31中的谐振体313包括：第一电极层313a、第一介质层313b和第二电极层313c，其具体结构是经过图形化刻蚀后所保留的对应所需结构，第一电极层313a，设置于绝缘层20上；第一介质层313b，设置于第一电极层313a上；第二电极层313c，设置于所述第一介质层313b上；其中，绝缘层20对应第一电极层313a的区域为镂空结构，以使谐振体313和衬底层10之间形成谐振腔。
可选地，在一实施例中，微机械谐振子31还包括驱动电极314和检测电极315。在一实施例中，驱动电极314和检测电极315为第一电极层313a过图形刻蚀后所保留对应所需的结构构成；在一实施例中，驱动电极314和检测电极315为第二电极层313c过图形刻蚀后所保留对应所需的结构构成；在一实施例中，驱动电极314为第一电极层313a过图形刻蚀后所保留对应所需的结构构成，检测电极315为第二电极层313c过图形刻蚀后所保留对应所需的结构构成；在一实施例中，驱动电极314为第二电极层313c过图形刻蚀后所保留对应所需的结构构成，检测电极315为第一电极层313a过图形刻蚀后所保留对应所需的结构构成。
可选地，在一实施例中，电磁谐振子32包括：电容单元321，设置于绝缘层20上；电感单元322，设置于绝缘层20上；其中，电容单元321和电感单元322耦合形成电磁谐振子。
可选地，在一实施例中，电磁谐振子32中的电容单元321包括：第三电极层321a、第二介质层321b和第四电极层321c，具体的是由这三层材料经过图形刻蚀后所保留对应所需的结构构成，其中，第三电极层321a，设置于绝缘层20上；第二介质层321b，设置于第三电极层321a上；第四电极层321c，设置于第二介质层321b上。
可选地，在一实施例中，电磁谐振子32中的电感单元322包括：第五电极层322a和第六电极层322b，具体的是由这第一导电层30a和第二导电层30c两层材料经过图形刻蚀后所保留对应所需的结构构成。具体的实施例在不同的条件下可选择不同的结构组成，在一实施例中，电感单元322包括第五电极层322a，第五电极层322a设置于绝缘层20上；在另一实施例中，电感单元322还包括第六电极层322b，第六电极层322b设置于第五电极层322a上，其中，第五电极层322a和第六电极层322b被配置为选择其一作为电感单元322或共同作为电感单元322。
可选地，在一些实施例中，电磁谐振子32的频率温度系数TCf可以通过上述公式以温度T为自变量求导得到，具体公式为：
其中TCL，TCC，分别是电容值C，电感值L，电容单元321和电感单元322的寄生电阻值RC和RL的温度系数。当电容单元321和电感单元322的电极层为铜，金，镍等金属时，可为：
TCL≈75ppm/℃and TCC≈15ppm/℃
当电容单元321和电感单元322的Q值分别取为常见的200和30时，可以得到电磁谐振子的频率温度系数TCf为：
QL＝30and QC＝200
TCf＝-37.5-7.5-4.4+0.1＝-49.3ppm/℃
参阅图3，图3是本申请提供的混合谐振器一实施例的制备方法的流程示意图，该制备方法包括：
步骤S10：提供一晶圆，晶圆包括依次层叠的衬底层、绝缘层和第一导电层。
如图4，图4是本申请提供的混合谐振器一实施例的晶圆剖面结构示意图。
可选地，在一实施例中，采用一SOI(Silicon-On-Insulator)晶圆作为晶圆，该SOI晶圆包括：衬底层、绝缘层和顶层硅；一般的，SOI晶圆也称作绝缘体上的硅，SOI技术是在顶层硅和背衬底之间引入了一层埋氧化层，是一种独特的si(硅)/绝缘层/si(硅)三层结构的硅基半导体材料，通过绝缘层实现了器件和衬底的介质隔离，应用范围广泛，通常应用于集成电路和微机电MEMS等领域的制造。
可选地，在一实施例中，当使用重掺杂SOI晶圆加工混合谐振器时，SOI的绝缘体上硅(器件层)因为掺杂浓度很高(>1e20cm-3)，具有很低的电阻率，通常小于1mΩ·cm，如图4所示，可以直接作为器件层30中的第一导电层30a，用作电极导电。
可选地，在一实施例中，基于上述晶圆加工的微机械谐振子可以具有正频率温度系数(TCF)，例如频率温度系数为0.5ppm/℃，与此同时，电磁谐振子32具有负频率温度系数；具体地，电磁谐振子32的谐振频率及其TCF可以由下面的公式计算，公式为：
QL＝2πfoscL/RL
QC＝1/(2πfoscRCC)
其中：fosc是电磁谐振子的本征谐振频率，L和C分别是谐振子电感单元的电感值和电容单元的电容值；QL和QC分别是电感单元和电容单元的品质因子Q值；RL和RC分别是电感单元和电容单元的寄生电阻值。
通常频率温度系数可以达到-31ppm/℃，从而获得更高的测温灵敏度，如图5，图5是电磁谐振子和微机械谐振子的频率漂移与温度的关系示意图。
可选地，在一实施例中，使用标准RCA清洗法对SOI晶圆进行清洗，去除硅片表面的有机沾污和颗粒、金属等污染物。
步骤S20：对第一导电层进行处理，以在绝缘层上形成器件层；其中，器件层包括微机械谐振子和电磁谐振子，微机械谐振子被配置为产生第一谐振信号，第一谐振信号的频率与温度呈正相关，电磁谐振子被配置为产生第二谐振信号，第二谐振信号的频率与温度呈负相关，第二谐振信号的频率大于所述第一谐振信号的频率。
可选地，在一实施例中，参阅图6，图6是图3中步骤S20的子步骤流程示意图，其具体步骤包括：
步骤S21：在第一导电层上形成介质层。
参阅图7，图7是图6中步骤S21描述的结构示意图。
可选地，在一实施例中，在晶圆靠近器件层一侧的上表面通过物理气相沉积(PVD)或化学气相沉积(CVD)的方式沉积二氧化硅、氮化硅、或氮化铝等介质材料中的一种，通常选择较高介电常数的介质层可以提高电磁谐振子32中的电容单元31的电容密度。
步骤S22：对介质层进行图形化处理。
可选地，在一实施例中，上述步骤S22还包括子步骤，参阅图8所示，图8是图6中步骤S22的子步骤流程示意图，其具体步骤包括：
步骤S220：在介质层上涂覆第一层光刻胶，并形成第一光刻图案。
参阅图9所示，图9是图8中步骤S220描述的结构示意图。
可选地，在一实施例中，在介质层30b上方涂覆光刻胶，接着曝光，显影，形成需要的图案，该图案可以对下一步刻蚀工艺中需要保留的介质层进行保护。
步骤S222：基于第一光刻图案对介质层进行刻蚀，以形成第一介质层和第二介质层。
参阅图10，图10是图8中步骤S222描述的结构示意图。
可选地，在一实施例中，使用刻蚀气体(包含氟或氯元素的气体)对未保护的介质层进行刻蚀，以形成第一介质层313b和第二介质层321b，在刻蚀完成后使用有机溶液对晶圆进行清洗，去除光刻胶。
步骤S23：在第一导电层和介质层上形成第二导电层。
参阅图11，图11是图6中步骤S23描述的结构示意图。
可选地，在一实施例中，在在第一导电层30a和介质层30b的上表面沉积第二导电层30c，该第二导电层30c可以是金属或经过掺杂的多晶硅，沉积的方式为物理溅射或外延等方法。
步骤S24：对第一导电层、介质层和第二导电层进行图形化处理，以形成微机械谐振子和电磁谐振子，电磁谐振子包括电容单元和电感单元。
可选地，在一实施例中，上述步骤S24还包括子步骤，参阅图12，图12是图6中步骤S24的子步骤流程示意图，其具体步骤包括：
步骤S240：在第二导电层上涂覆第二层光刻胶，并形成第二光刻图案。
参阅图13，图13是图12中步骤S240描述的结构示意图。
可选地，在一实施例中，在第二导电层上方涂覆光刻胶，接着曝光，显影，形成需要的图案，该图案可以对下一步刻蚀工艺中需要保留的第二导电层进行保护。
步骤S242：基于第二光刻图案对第一导电层和第二导电层进行刻蚀，以使第一导电层形成第一电极层、第三电极层和第五电极层，以使第二导电层形成第二电极层、第四电极层和第六电极层；其中，第一电极层、第一介质层和第二电极层依次层叠形成微机械谐振子，第三电极层、第二介质层和第四电极层依次层叠形成电容单元，第五电极层和第六电极层形成电感单元。
参阅图14，图14是图12中步骤S242描述的结构示意图。
可选地，在一实施例中，使用气体反应离子刻蚀(RIE)和深硅反应离子刻蚀(DRIE)对第一导电层30a、介质层30b和第二导电层30c进行整体刻蚀，接着使用有机溶液对晶圆进行清洗，去除光刻胶，形成包括电容单元321，电感单元322的电磁谐振子32和机械谐振子结构31。
步骤S244：在电容单元、电感单元和绝缘层上涂覆第三层光刻胶，并形成第三光刻图案；基于第三光刻图案对第一电极层下的绝缘层进行刻蚀，以使谐振体和衬底层之间形成谐振腔。
参阅图15、图16和图17，其中，图15是图12中步骤S244描述的涂覆第三层光刻胶的结构示意图；图16是图12中步骤S244描述的整体刻蚀后的结构示意图；图17是图12中步骤S244描述的结构清洗后的最终结构示意图。
可选地，在一实施例中，在晶圆上方往电磁谐振子32包括：电容单元321和电感单元322的一侧再次涂覆光刻胶，接着曝光，显影，形成需要的图案，主要对电磁谐振子32的电容单元321，电感单元322进行保护，以便于下一步的刻蚀。
可选地，在一实施例中，使用氟化氢(HF)气体蚀刻掉微机械谐振子31中的谐振体313及耦合梁312下方的绝缘层20，例如，二氧化硅层，完成可动结构(谐振体313、耦合梁312)的释放并使用有机溶液对晶圆进行清洗，去除光刻胶，并对晶圆进行快速烘干，完成整片晶圆的加工。
参阅图18所示，图18是本申请提供的混合振荡器一实施例的结构示意图。在一实施例中，本申请还提供一种混合振荡器200，该混合振荡器200包括：混合谐振器100，第一振荡电路210，第一频率处理电路211，第一缓冲输出电路212，第二振荡电路220，第二频率处理电路221，第二缓冲输出电路222，升压电路230，温度补偿电路240，电源接口250，通信接口260，存储单元270，其中，混合谐振器100包括：微机械谐振子31和电磁谐振子32。
可选地在一实施例中，该混合振荡器200是采用本申请文中所表述的任一项混合谐振器100或是采用上述混合谐振器的制备方法制备得到的混合谐振器。
参阅图19所示，图19是本申请提供的混合振荡器一实施例的工作流程示意图，其具体步骤包括：
步骤S30：使用振荡电路激发微机械谐振子，以获取第一频率电信号，使用振荡电路激发电磁谐振子，以获取第二频率电信号。
步骤S31：对第一频率信号和第二频率信号进行处理，以获取第三频率信号。
步骤S32：从第三频率信号中提取谐振器芯片的温度信息，并对第一频率信号或第二频率信号进行温度补偿。
可以理解的，其中的温度信息包括谐振频率温度系数，谐振频率温度系数(TCF,temperature coefficient of frequency)的意思是，温度系数一般衡量的就是某一物理量的温度稳定性能，一般需要给定特定的温度区间，测试在该温度区间内谐振频率的变化量，而频率温度特征曲线则是根据这一变化绘制的曲率变化图。
步骤S33：对经过温度补偿的第一频率信号或经过温度补偿后的第二频率信号经过频率处理电路处理后经过缓冲放大电路输出。
本申请提供一种谐振器，该混合谐振器包括：衬底层；绝缘层，设置于衬底层上；器件层，设置于绝缘层上；其中，器件层包括微机械谐振子和电磁谐振子，微机械谐振子被配置为产生第一谐振信号，第一谐振信号的频率与温度呈正相关，电磁谐振子被配置为产生第二谐振信号，第二谐振信号的频率与温度呈负相关，第二谐振信号的频率大于第一谐振信号的频率。
通过上述方式，混合谐振器可以利用机械谐振子和电磁谐振子两种不同特性的谐振子同时工作，以实现温度补偿型高低双频输出，减少锁相环电路倍频对输出信号相位噪声的影响，并且可以减少热迟滞以及获得更高的测温灵敏度。
需要说明的是，谐振器可以使用公知的技术由公知的材料制造。例如，谐振器可以由公知的半导体材料制作而成，具体可包括：1、由元素周期表第IV列中的一种或多种材料组成，例如硅、锗、碳、硅锗或碳化硅等；2、III-V化合物，例如磷化镓、磷化铝镓等；3、III、IV、V或VI材料的组合，例如氮化硅、氧化硅、碳化铝、氮化铝和/或氧化铝等；4、金属硅化物、锗化物和碳化物，例如硅化镍、硅化钴、碳化钨或硅化铂锗等；5、掺杂变体，例如磷、砷、锑、硼或铝掺杂的硅、锗、碳或组合(如硅锗、碳化硅等)；6、具有各种晶体结构的上述五种材料，这些晶体结构包括单晶、多晶、纳米晶以及无定形中的任意一种或任何组合，例如具有单晶和多晶结构的区域(无论是掺杂的还是未掺杂的)。谐振器也可以使用公知的光刻、蚀刻、沉积和/或掺杂技术形成在绝缘体中或上，该绝缘体具体可以是半导体(SOI)衬底。
以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
在本申请所提供的几个实施方式中，应该理解到，所揭露的方法以及设备，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施方式仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施方式方案的目的。
另外，在本申请各个实施方式中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是根据本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种混合谐振器，其特征在于，所述混合谐振器包括：
衬底层；
绝缘层，设置于所述衬底层上；
器件层，设置于所述绝缘层上；其中，所述器件层包括微机械谐振子和电磁谐振子，所述微机械谐振子被配置为产生第一谐振信号，所述第一谐振信号的频率与温度呈正相关，所述电磁谐振子被配置为产生第二谐振信号，所述第二谐振信号的频率与温度呈负相关，所述第二谐振信号的频率大于所述第一谐振信号的频率。
2.根据权利要求1所述的混合谐振器，其特征在于，所述微机械谐振子包括：
谐振体，设置于所述绝缘层上；
锚点，设置于所述绝缘层上，固定连接绝缘层；
耦合梁，设置于所述绝缘层上、并连接所述锚点和所述谐振体。
3.根据权利要求2所述的混合谐振器，其特征在于，所述谐振体包括：
第一电极层，设置于所述绝缘层上；
第一介质层，设置于所述第一电极层上；
第二电极层，设置于所述第一介质层上；
其中，所述绝缘层对应所述第一电极层的区域为镂空结构，以使所述谐振体和所述衬底层之间形成谐振腔。
4.根据权利要求1所述的混合谐振器，其特征在于，所述电磁谐振子包括：
电容单元，设置于所述绝缘层上；
电感单元，设置于所述绝缘层上；
其中，所述电容单元和所述电感单元耦合形成电磁谐振子。
5.根据权利要求4所述的混合谐振器，其特征在于，所述电容单元包括：
第三电极层，设置于所述绝缘层上；
第二介质层，设置于所述第三电极层上；
第四电极层，设置于所述第二介质层上。
6.根据权利要求4所述的混合谐振器，其特征在于，所述电感单元包括：
第五电极层，设置于所述绝缘层上；
第六电极层，设置于所述第五电极层上；
其中，所述第五电极层和所述第六电极层被配置为选择其一作为所述电感单元或共同作为所述电感单元。
7.一种混合谐振器的制备方法，其特征在于，所述混合谐振器的制备方法包括：
提供一晶圆，所述晶圆包括依次层叠的衬底层、绝缘层和第一导电层；
对所述第一导电层进行处理，以在所述绝缘层上形成器件层；其中，所述器件层包括微机械谐振子和电磁谐振子，所述微机械谐振子被配置为产生第一谐振信号，所述第一谐振信号的频率与温度呈正相关，所述电磁谐振子被配置为产生第二谐振信号，所述第二谐振信号的频率与温度呈负相关，所述第二谐振信号的频率大于所述第一谐振信号的频率。
8.根据权利要求7所述的混合谐振器的制备方法，其特征在于，所述对所述第一导电层进行处理，以在所述绝缘层上形成器件层，包括：
在所述第一导电层上形成介质层；
对所述介质层进行图形化处理；
在所述第一导电层和所述介质层上形成第二导电层；
对所述第一导电层、所述介质层和所述第二导电层进行图形化处理，以形成所述微机械谐振子和所述电磁谐振子，所述电磁谐振子包括电容单元和电感单元。
9.根据权利要求8所述的混合谐振器的制备方法，其特征在于，所述对所述介质层进行图形化处理，包括：
在所述介质层上涂覆第一层光刻胶，并形成第一光刻图案；
基于所述第一光刻图案对所述介质层进行刻蚀，以形成第一介质层和第二介质层。
10.根据权利要求9所述的混合谐振器的制备方法，其特征在于，所述对所述第一导电层、所述介质层和所述第二导电层进行图形化处理，以形成所述微机械谐振子和所述电磁谐振子，所述电磁谐振子包括电容单元和电感单元，包括：
在所述第二导电层上涂覆第二层光刻胶，并形成第二光刻图案；
基于所述第二光刻图案对所述第一导电层和所述第二导电层进行刻蚀，以使所述第一导电层形成第一电极层、第三电极层和第五电极层，以使所述第二导电层形成第二电极层、第四电极层和第六电极层；其中，所述第一电极层、所述第一介质层和所述第二电极层依次层叠形成所述微机械谐振子，所述第三电极层、所述第二介质层和所述第四电极层依次层叠形成所述电容单元，所述第五电极层和所述第六电极层形成所述电感单元；
在所述电容单元、所述电感单元和所述绝缘层上涂覆第三层光刻胶，并形成第三光刻图案；
基于第三光刻图案对所述第一电极层下的所述绝缘层进行刻蚀，以使谐振体和所述衬底层之间形成谐振腔。
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