CN1977448A - 用于调整mems谐振器频率的方法 - Google Patents

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Abstract

在此描述和示出了许多发明。这些发明关于用于制造具有输出频率的微机电谐振器的一种方法，该输出频率无论在最后封装之前和/或之后都可以被调整、调谐、设置、限定和/或选择。在一方面，本发明的方法通过电阻加热(以可选择或不可选择的方式)机械结构的一个或多个元件和/或梁(例如，可移动或可扩展电极和/或频率调整结构)从谐振器的机械结构改变和/或除去材料来调整、调谐、设置、限定和/或选择所述微机电谐振器的频率。

Description

用于调整MEMS谐振器频率的方法
背景技术
本发明涉及微机电系统和/或纳机电系统(以下都称作“微机电系统”)及其制造技术；尤其涉及调整、调谐、设置、限定和/或选择微机电谐振器的输出频率这方面。
许多传统微机结构基于梁结构对所施加力的响应(例如振动、偏斜或扭转)。这些梁结构常用单晶或多晶半导体制造。这些材料有很好的力学强度和高的固有品质因数。
然而，这些微机结构的制造和材料公差(material tolerance)常明显影响该结构的操作和/或功能。例如，微机电谐振器的好坏典型地取决于弯曲梁和横向振动梁结构。在这点上，制造和材料公差有可能导致这些谐振器的谐振频率发生很大的变化。
特别地，传统谐振器的梁结构在形状和/或横截面上常是矩形。如关于平行于梁的宽度(w)的振动方向计算得到的，梁的机械刚度(kM)与它的杨氏模量(E)和具有矩形横截面的梁几何形状的某些测量值，长度(L)、高度(h)成比例，即：
k M ≈ E · h · w 3 L 3 方程1
在不考虑静电力的情况下，因此，在这些假设下，梁的谐振频率(f)可以由以下方程来定义：
f ≈ 1 2 · π · k M m eff 方程2
这里meff是该梁谐振振型(resonating mode shape)的有效质量。
因此，如从方程1和2显而易见的，微机电谐振器的(运动)梁或电极的尺寸和有效质量，以及精确重复控制这种尺寸和质量的能力对于准确预测(和/或控制)谐振器的谐振频率是关键的。
虽然传统制造微机电谐振器的过程是相当精确的，但是这些过程有固有的工程技术或工艺公差。相似地，材料特征和/或特性的公差/范围引起在杨氏模量上的差别，这很难在制造前准确预测、补偿、处理和/或预定。这些制造和材料公差甚至会在相同设计的谐振器之间导致相对大的频率变化。事实上，甚至在经历相同处理/制造过程的微机电谐振器之间，例如，在同一晶片上制造的谐振器，这些频率变化也可能是显著的(并且可能不能接受的)。
针对由于制造和材料公差导致的微机电谐振器谐振频率的变化的问题已经有很多尝试。例如，一种此类的技术用激光来使材料汽化，使之离开开放的、未封装的振荡器。在这种技术中，在封装之前测量振荡器的输出频率。如果需要调整以便提供特定的输出频率，那么为了增加输出的频率，布置在振荡器上的材料就需要被除去(例如见Noell等，“MEMS for Watches”，IEEE，20040-7803-8265-X/04，1-4页)。一旦达到了合适的频率，振荡器就被封装。
另一种技术用激光从邻近的“牺牲”金属层“移动”金属材料到微机电谐振器的机械结构(由硅材料组成)上。例如见Chiao和Lin，“Post-Packaging Tuning of Microresonators by Pulsed LaserDeposition”，IEEE2003，0-7803-7731-1/03，1820-1823页。这里，微机电谐振器通过晶片键合(wafer bonding)，用玻璃晶片盖隐形地封闭起来。激光输出通过玻璃盖施加并且在布置在封闭腔内的金属层上入射。金属材料被射出该盖并到振荡器块上。这样，额外的质量被沉积在例如运动梁或电极上，其减少了微机电谐振器的谐振频率。
特别鉴于在谐振器腔室内的金属材料的蒸发，这样的构造，其中尤其玻璃晶片封装和牺牲金属层可能对微机电谐振器的真空产生不利影响。这种蒸发可以在腔室内产生不必要的污染物，其继而可能对谐振器的操作产生不利影响。
因此，需要一种调谐、设置、限定和/或选择微机电谐振器输出频率的技术，所述微机电谐振器能够克服传统技术的一个、一些或所有缺点。需要一种补偿和/或处理，最小化和/或消除微机电谐振器的制造和材料公差的不利影响的技术，而不会污染谐振器的腔室。特别地，如果这种技术不依赖于引入与CMOS电路不相容的或难于与CMOS电路集成的材料和/或技术，那么它或许是有利的。
发明内容
在此描述和示出了许多发明。在第一主要方面，本发明是一种调整具有第一谐振频率的MEMS谐振器的谐振频率的方法。在一个实施例中，MEMS谐振器包含具有第一电触点的第一基底固定器、具有第二电触点的第二基底固定器，以及由所述第一基底固定器在第一端处、由所述第二基底固定器在第二端处固定的梁结构。所述方法包含：选择施加于所述第一电触点的第一加热电流，以及将第一加热电流施加于所述MEMS谐振器，其中施加所述第一加热电流包括使所述第一加热电流从所述第一电触点流向所述第二电触点，从而电阻加热所述梁结构(例如，加热至超过300℃，在近似900℃和近似1200℃之间，和/或超过1200℃的温度)，作为响应，所述第一梁结构的材料发生改变以提供所述MEMS谐振器的第二谐振频率。
在一个实施例中，所述方法还包括测量MEMS谐振器的第一谐振频率，其中基于所测量的第一谐振频率来选择所述的第一加热电流。在另一个实施例中，所述方法还包括测量MEMS谐振器的第二谐振频率，计算施加于所述第一电触点的第二加热电流，以及将所述第二加热电流施加于MEMS谐振器，其中施加所述第二加热电流包括使所述第二加热电流从所述第一电触点流向所述第二电触点，从而电阻加热所述梁结构。作为对第二加热电流的响应，所述第一梁结构的材料发生改变以提供MEMS谐振器的第三谐振频率。
MEMS谐振器可以包括梁结构，所述梁结构包含多重梁调谐叉结构，其中多重梁调谐叉结构中的每根梁包含由所述第一基底固定器固定的第一端和由所述第二基底固定器固定的第二端。在一个实施例中，梁结构包含高张力区域，其中作为对所述第一电流的响应，高张力区域被电阻加热从而使该高张力区域的材料的发生改变。在另一个实施例中，高张力区域被加热到基本上比梁结构的其它部分高的温度。
在另一个主要方面，本发明是调整具有第一谐振频率的MEMS谐振器的谐振频率的一种方法。MEMS谐振器包含具有第一电触点的第一基底固定器、具有第二电触点的第二基底固定器，以及由所述第一基底固定器在第一端处、由所述第二基底固定器在第二端处固定的梁结构。所述方法包含将第一加热电流施加于所述MEMS谐振器，其中施加所述第一加热电流包括使所述第一加热电流从所述第一电触点流向所述第二电触点，从而电阻加热所述梁结构(例如，加热至超过300℃，在近似900℃和近似1200℃之间，和/或超过1200℃的温度)，作为响应，所述第一梁结构的材料(例如，单晶和/或多晶硅材料)从其中蒸发以提供所述MEMS谐振器的第二谐振频率。
所述方法还包括测量MEMS谐振器的第一谐振频率和基于所测量的第一谐振频率来确定所述第一加热电流。所述方法还包括测量MEMS谐振器的第二谐振频率，确定施加于所述第一电触点的第二加热电流，以及将所述第二加热电流施加于MEMS谐振器，其中施加第二加热电流包括包括使所述第二加热电流从所述第一电触点流向所述第二电触点，从而电阻加热所述梁结构。作为对这种加热的响应，所述第一梁结构的材料发生改变以提供MEMS谐振器的第三谐振频率。
然而在另一个主要方面，本发明是调整具有第一谐振频率的MEMS谐振器的谐振频率的一种方法。本发明这个方面的MEMS谐振器包含梁结构和频率调整结构，其中频率调整结构由多晶硅构成并且包括第一和第二电触点。所述方法包括施加第一加热电流到频率调整结构，其中施加第一加热电流包括使第一加热电流从第一电触点流向第二电触点，从而电阻加热频率调整结构(例如，加热到近似900℃和近似1200℃之间和/或超过1200℃的温度)。作为对加热频率调整结构的响应，频率调整结构的材料从其中蒸发并且沉积在梁结构上以提供MEMS谐振器的第二谐振频率。
在本发明这方面的一个实施例中，所述方法还包括测量MEMS谐振器的第一谐振频率，其中基于所测量的第一谐振频率来选择所述第一加热电流。在另一个实施例中，所述方法还包括测量MEMS谐振器的第二谐振频率，计算施加于所述第一电触头的第二加热电流，以及将所述第二加热电流施加于MEMS谐振器，其中施加第二加热电流包括使第二加热电流从第一电触点流向第二电触点，从而电阻加热梁结构。作为对所述第二加热电流的响应，所述第一梁结构的材料发生改变以提供MEMS谐振器的第三谐振频率。
特别地，所述频率调整结构可以集成到MEMS谐振器的固定电极上。
所述梁结构可以包含至少一个高张力区域，其中作为对所述第一加热电流的响应，所述频率调整结构的材料沉积在高张力区域上。事实上，在一个实施例中，基本上所述频率调整结构所蒸发的材料的量都沉积在高张力区域。
此外，在此描述和示出了许多发明。本发明内容没有穷举本发明的范围。而且，此内容目的不在于限制本发明并且也不应该按那种方式来解释。虽然在此内容中已经描述了本发明的特定实施例、特点、属性和优点中，应该理解许多其它的，以及不同的和/或相似的本发明的实施例、特点、属性和/或优点从以下的说明书、示图和权利要求是显而易见的。
附图说明
在以下的详细描述过程中，将参考附图进行说明。这些图示出了本发明的不同方面，适当时，表示相似结构、部件、材料和/或元件的参考标记被相似地标注。可以理解的是不同于特别示出的那些的结构、部件、材料和/或元件的各种组合是可以预期的，并且在本发明的范围内。
图1示出根据本发明第一方面的一个实施例的谐振器的顶视图，所述谐振器具有排列在调谐叉梁(tuning fork beam)结构内的两根振动梁；
图2A和2B示出根据本发明第一方面的第二个实施例的谐振器的顶视图，所述谐振器具有排列在调谐叉梁结构内的两根振动梁；
图3是根据本发明第一方面，调整和/或调谐谐振器输出频率的示例性构造的示意表示；
图4是根据本发明第一方面，谐振器的示例性调谐技术的流程图；
图5示出根据本发明第二方面的第一个实施例的谐振器的顶视图，所述谐振器具有排列在调谐叉梁结构内的两根振动梁和集成的频率调整结构；
图6示出沿点画线A-A’截取的图6、7中谐振器的示意性横截面视图；
图7示出根据本发明第二方面的另一个实施例的谐振器的顶视图，所述谐振器具有排列在调谐叉梁结构内的两根振动梁和集成的频率调整结构；
图8A示出根据本发明第二方面的另一个实施例的谐振器的顶视图，所述谐振器具有排列在调谐叉梁结构内的两根振动梁和未集成的频率调整结构；
图8B示出根据本发明第二方面的另一个实施例的谐振器的顶视图，所述谐振器具有排列在调谐叉梁结构内的两根振动梁以及集成的和未集成的频率调整结构；
图9A-9D是根据本发明第三方面，调整和/或调谐谐振器输出频率的示例性构造的示意表示；
图10示出沿点画线A-A’截取的图5中谐振器的示意性横截面视图，根据本发明的第三方面，与光源(例如激光)一起调整和/或调谐谐振器输出频率，；
图11示出根据本发明的一个实施例，具有可扩展元件和两个固定电极的体型谐振器的顶视图；
图12示出沿点画线A-A’截取的图11中体型谐振器的示意性横截面视图。
具体实施方式
在这里描述和示出了许多发明。这些发明目的在于一种制造微机电谐振器的方法，该谐振器的输出频率无论在最后封装之前还是之后都可以被调整、调谐、设置、限定和/或选择。在第一方面中，本发明通过电阻加热机械结构的一个或多个元件和/或梁(例如，可移动或可扩展的电极)从谐振器的机械结构上改变和/或除去材料来调整、调谐、设置、限定和/或选择微机电谐振器的频率。
在本发明的这个方面中，将电流施加到可移动电极上，使之加热到足够的温度，从而从机械结构的一个或多个可移动电极中改变和/或除去材料。在一个实施例中，可以将材料从可移动电极的选定部分(例如，高应力或张力区域)中改变和/或除去。在另一个实施例中，可以将材料从可移动电极的所有或基本所有工作区(例如，与固定电极相对的那些区域)中改变和/或除去。这样，弹簧常数改变和/或梁质量改变，从而引起谐振器输出频率改变。
例如，参考图1，在本发明的第一方面的第一实施例中，MEMS谐振器10包括具有可移动梁14a和14b的机械结构12，14a和14b布置在固定器(anchor)16a和16b之间。在这个实施例中，可移动梁14a和14b由包括有电流的阻抗的材料构成，例如导体材料(如金属材料)或半导体材料(如硅和/或锗)。
MEMS谐振器10还包括固定电极18a和18b以及电触点20a和20b。在这个实施例中，电触点20a和20b连接到提供电流的电源(未示出)。例如，在一个实施例中，电触点20a连接到电源，电触点20b连接到公共电位和/或地电位。在另一个实施例中，电触点20a和20b连接在电源的接线端和/或触点之间。
特别地，固定电极18a和18b以及电触点20a和20b可以由导体材料(例如金属材料，如铝)或半导体材料(例如硅、锗和/或其掺杂物)构成。这对于使用具有相对低的电阻系数的材料是有利的，对于额外的处理，例如CMOS集成也是合适的或相容的。
电源(未示出)提供流过可移动梁14a和14b并且在电触点20a和20b之间的电流。在操作中，电流流过可移动梁14a和14b，可移动梁14a和14b被电阻加热。例如，在将高压施加于电触点20a，低压施加于(或存在于)电触点20b的地方，电流(如按照惯例指定的)从电触点20a流向电触点20b，如图1所示。
简要地，作为背景知识，当电流(I)流过电阻元件时，具有电阻(R)的元件将把电能转化为热能。在本发明的上下文中，通过向梁结构中固有的电阻施加加热电流(I)引起的电阻加热以热的形式消耗的功率(P)可由以下的方程来定性：
Pheat＝I2·Rbeam                             方程3
这样，在电触点20a和20b之间流动的加热电流(I)在可移动梁14中产生电阻加热。这个电阻加热过程可以如以下详细描述的被精确控制，从而从可移动梁14中除去预定量的材料以便调整、调谐、设置、限定和/或选择微机电谐振器的频率。其后，MEMS谐振器10提供预定的、所选的和/或限定的输出频率。
在那些可移动梁14a和14b由多晶硅构成的例子中，将可移动梁14a和14b电阻加热至，例如，近似300℃到近似900℃范围内的温度可以使可移动梁14a和14b退火。这样，可移动梁14a和14b的坚固性(consistence)和因此其特征可以改变。例如，可以形成更大的晶粒，梁中的应力被释放，这使杨氏模量发生改变。
另外，在可移动梁14a和14b被电阻加热至近似900℃到近似1200℃范围内的温度时，可移动梁14a和14b的单晶和/或多晶硅表面因为例如表面原子较低的结合能而开始熔化。特别地，这种效应取决于可移动梁14a和14b材料的表面钝化。例如，在使用众所周知的湿蚀刻技术和缓冲HF混合物(buffered HF mixture)(即，缓冲氧化物蚀刻)或众所周知的利用气相HF的气相蚀刻技术释放、并且之后使用薄膜密封技术密封可移动电极时，包含MEMS谐振器10的机械结构12的腔室被封闭在活性H2环境里从而使氯和氢终止高活性硅表面。特别地，熔化表面可以重组到较低的表面能态，这很可能将会改变可移动梁14a和14b的几何形状，并且因此改变它们的硬度。
在可移动梁14a和14b被电阻加热至超过近似1000℃到1200℃的温度时，可移动梁14a和14b的单晶和/或多晶硅表面原子开始蒸发，并从可移动梁14a和14b的表面移动到周围的冷表面(例如，固定电极18a和18b)。这样，可移动梁14a和14b变薄，从而改变质量。另外，可移动梁14a和/或14b的弹簧常数也减小。
例如，从可移动梁14a和14b表面除去几个原子层(即1纳米范围内)足以改变2MHz连续钳位-钳位二梁谐振器(continuousclamp-clamp two beam resonator)(见图2B)的频率达百万分之一百一十四(可移动梁14a和14b的在长度185微米，宽度9微米的范围内)。方程1和2提供了梁硬度和宽度之间的关系。
特别地，本发明可以使用MEMS谐振器10的机械结构12的任何构造、设计和/或控制。事实上，机械结构12的所有构造、设计和/或控制，无论现在知道的还是以后开发的，都在本发明的范围之内。例如，机械结构12可以包括：(1)布置在一个或多个固定器16之间的一个或多个可移动梁14，(2)体型构造(例如，见图11和12)，(3)沿任意以及所有方向(例如平面内和平面外)振荡的结构。
而且，存在许多用于制造包括可移动梁14和固定电极18的MEMS谐振器10的方法和技术。例如，可移动梁14的材料和/或层可以沉积，其后用众所周知的平版印刷、蚀刻和/或掺杂技术，使可移动梁14从这种材料和/或层中形成。所有制造包括可移动梁14的MEMS谐振器10的方法，无论现在知道的还是以后开发的，都包含在本发明的范围之内。
另外，在一个实施例中，使用薄膜或晶片级密封技术将机械结构12密封在腔室内。在这点上，MEMS谐振器10可以用传统薄膜密封技术和结构来封闭或密封(例如，见WO 01/77008 A1和WO 01/77009A1)。其它薄膜密封技术也是适合的。事实上，所有薄膜密封技术，无论现在知道的还是以后开发的，都在本发明的范围之内。
例如，可以使用在2003年6月4日申请的，指定序列号为10/455，555(在下文中为“Microelectromechanical Systems Having TrenchIsolated Contacts Patent Application”)的非临时专利申请“Microelectromechanical Systems Having Trench Isolated Contacts，andMethods of Fabricating Same”中描述和示出的密封技术。在“Microelectromechanical Systems Having Trench Isolated ContactsPatent Application”中描述和示出的所有这些发明/实施例(例如，包括机械结构的制造、密封和电绝缘技术)可以与在这里描述和示出的温度补偿技术一起使用。为了简便，在“Microelectromechanical SystemsHaving Trench Isolated Contacts Patent Application”中描述和示出的、与在这里描述和示出的温度补偿技术一起使用的实施例将不再详细地重复，而是仅仅总结。然而，清楚地注意到“MicroelectromechanicalSystems Having Trench Isolated Contacts Patent Application”的全部内容在这里被引入作为参考，例如，包括所有发明的特点、属性、替换、材料、技术和优点。
在一个实施例中，将可移动梁14a和/或14b的电阻加热聚焦、集中和/或定位，从而提供对MEMS谐振器10的机械结构12的可选择的和/或预定的改变，和/或从MEMS谐振器10的机械结构12除去材料。例如，参考图2A，在一个实施例中，可移动梁14a和/或14b被设计和/或制造成提供可移动梁14a和14b的高张力区域22的聚焦、集中和/或定位的加热。特别地，因为可移动梁14a和14b机械硬度的改变(例如，见方程1和2)，从高张力区域22改变和/或除去材料可以对MEMS谐振器10的频率有更大的冲击或影响(相对于从可移动梁14a和14b的其它区域)。
通过在可移动梁14a和/或14b内或其上设置垂直的和/或水平的掺杂轮廓(例如，诸如磷的n型杂质)，高张力区域22可以不同于其它区域被加热。掺杂轮廓在沿可移动梁14a和/或14b的可选择位置处提供了更高或更低的阻抗。这样，当电流(I)通过电触点20a和20b施加时，在可移动梁14a和/或14b中提供了可选择的电阻加热。
例如，高张力区域22可以比可移动梁14a和/或14b的其它区域更轻微的掺杂(例如，不掺杂)。这给高张力区域22提供了相对于可移动梁14a和/或14b的其它区域更大的对电流的阻抗。这样，高张力区域22与可移动梁14a和/或14b的其它区域相比被加热到较高的温度。
在一个实施例中，可移动梁14a和14b由单晶和/或多晶硅构成时，电阻加热高张力区域22至超过近似1000℃到1200℃的温度可以导致高张力区域22的表面原子蒸发，并且从高张力区域22的表面向周围较冷表面移动。如上所述，在这个实施例中，对于给定的电流(I)，高张力区域22可以比可移动梁14a和14b的其它区域达到更高的温度。这样，可移动梁14a和14b的高张力区域22可以在可移动梁14a和14b的其它区域之前变薄(见图2B)。高张力区域22变薄引起可移动梁14a和14b的质量的可选择的改变，这使得可以在与高张力区域22相关的区域内有选择地减小可移动梁14a和/或14b的弹簧常数。
特别地，制造图2A的包括高张力区域22的可移动梁14的所有方法和技术，无论现在知道的还是以后开发的，都在本发明的范围之内。例如，可移动梁14的材料和/或层可以沉积，其后，利用众所周知的掺杂技术，可以从这些材料和/或层中形成可移动梁14的高张力区域22。当使用可选择的、集中的和/或聚焦的电阻加热技术时，应该考虑热量穿过机械结构12流向周围的材料(例如，热量流过基底和固定器16a和16b)，以及其对这些材料的影响。
如上所述，电源提供流过可移动梁14a和/或14b并且在电触点20a和20b之间的电流。在特定实施例中，随着电流流过可移动梁14a和/或14b，因为可移动梁14a和/或14b的不同区域的相对电阻系数，在高张力区域22产生了所有或几乎所有的热量。
参考图3，在本发明的一个实施例中，控制电路24确定和/或计算电流(来自电源26)，通过电阻加热机械结构12的一个或更多个元件和/或梁(或其的部分)而从MEMS谐振器10的机械结构12改变和/或除去材料，从而需要所述电流以调整、调谐、设置、限定和/或选择MEMS谐振器10的频率。对于给定的MEMS谐振器10的设计，在给定工作温度或温度范围处，控制电路24使用MEMS谐振器10输出的“初始”或当前的频率来确定和/或计算合适的电流。特别地，控制电路24例如可以在制造、测试和/或校准期间，其在最终封装之前和/或之后，执行和/或使用本发明的技术。
控制电路24可以使用许多技术来确定调整、调谐和/或提供MEMS谐振器10的特定输出频率所需的适当的加热。例如，基于“初始”和/或当前的频率，控制电路24可以使用查寻表和/或预定的或数学关系(两者之一或都包含在常驻存储器中，未示出)来调整和/或控制对MEMS谐振器10的特定梁结构的加热，从而通过从机械结构12改变和/或除去材料来补偿、调整和/或调谐MEMS谐振器10的输出频率。查寻表和/或预定的或数学关系可以使用基于电阻加热(如上所述，例如，加热至近似300℃到近似900℃的范围内和/或近似900℃到近似1200℃的范围内)机械结构12对输出信号的频率的影响的经验数据来导出。可以表示为温度的电阻加热和电源26输出的电流相关。特别地，用于控制对MEMS谐振器10的特定梁结构进行电阻加热从而补偿、调整和/或调谐MEMS谐振器10的输出频率的(通过从机械结构12改变和/或除去材料)所有技术和/或构造，无论现在知道的还是以后开发的，包括那些上面讨论的那些，都在本发明的范围之内。
在本发明的特定实施例中，调整、补偿和/或调谐MEMS谐振器10的频率可以是反复的过程。即，MEMS谐振器10的输出信号的“初始”或当前频率可以被测量，机械结构12可以经受电阻加热(如上面所述)并且在冷却后，控制电路24可以基于测量的MEMS谐振器10的输出频率确定是否需要对MEMS谐振器10的频率进行额外的调整和/或调谐(即测量的谐振频率是否是想要的、选择的和/或预定的谐振频率和/或是否在所期望的、可接受的和/或预定的频率范围内)。如果是，那么重复该过程(例如见图4)。
调整和/或调谐MEMS谐振器10的输出频率的过程包括调整和/或调谐MEMS谐振器10的输出频率的可移动梁14的电阻加热温度的任意组合和/或变换。关于这个方面，可移动梁14a可以首先被电阻加热至近似1200℃的温度。在冷却后，控制电路24可以确定(在测量后)是否需要对MEMS谐振器10的频率进行额外的调整和/或调谐。在第二个电阻加热过程中，可移动梁14a可以被加热至近似900℃到小于近似1200℃的范围内的温度以便提供对谐振频率相对较小的调整。特别地，可移动梁14a被加热的时间量对移动或除去多少材料也有影响。其后，控制电路24可以确定谐振频率是否在预定的规格中(即频率范围，如20MHz±1％)。这样，加热过程的组合提供了对MEMS谐振器10的谐振频率的合适的调整和/或调谐。电阻加热温度的所有组合和/或变换都在本发明的范围之内。
特别地，MEMS谐振器10的“初始”和/或当前频率在封装或集成/合并之前和/或之后可以被测量、采样、感测。MEMS谐振器10也可以在不止一个工作条件下被校准、调整和/或调谐(例如，多于一个温度)。
在电阻加热过程中，可以用许多不同的直接和间接技术来确定和/或测量机械结构12的特定结构(例如可移动梁14)的温度。确定和/或测量包括可移动梁14的机械结构12的温度的所有技术，都在本发明的范围之内。例如，在一个实施例中，可以测量电流，并且基于其，可以使用例如经验信息或数学关系确定的可移动梁14的温度。在另一个实施例中，使用了测量温度的光学红外线方法。
然而在另一个实施例中，控制电路24使用来自温度传感器28(例如，布置和/或定位于MEMS谐振器10基底上或其内的二极管、晶体管、电阻器或变阻器，和/或一个或多个MEMS温度换能器)的信息/数据来适当控制由电源26输出的电流的时间和其它特征(例如，振幅)，所述温度传感器28与可移动梁14和/或被电阻加热的可移动梁14的那些区域(例如，高张力区域22)热耦合。电源26可以(独立或非独立地)改变和/或修改施加通过可移动梁14a和/或14b的电流，并且从而调整可移动梁14a和/或14b的温度。
在最接近可移动梁14和/或固定器20上和/或其中可以使用温度传感器28来测量、感测和/或采样可移动梁14a和14b的实际温度信息。将温度传感器28定位在材料(基本上)既不改变也不除去的区域是有利的。例如，将温度传感器28定位在表面原子蒸发的区域之外的区域中(例如，图2B的高张力区域22)是有利的。
温度传感器28将可移动梁14a和14b或接近可移动梁14a和14b的区域的温度信息提供给控制电路24。这样，控制电路24可以确定、计算和/或估计可移动梁14a和14b的温度，并且作为响应，控制和/或指示电源26施加或提供合适的电流，从而对可移动梁14a和14b(或其选定部分)进行电阻加热。在一个实施例中，如下面详细讨论的，使用许多常规反馈和/或控制技术之一，控制电路24可以将实际工作温度与预定的、选择的和/或所期望的温度比较。
另一方面，本发明使用对一个或多个频率调整结构进行电阻加热来蒸发材料MEMS谐振器的机械结构上。在本发明这个方面的一个实施例中，频率调整结构由单晶和/或多晶硅材料构成，并布置在机械结构的可移动组件的附近(例如，直接接近和/或相对)以便从频率调整结构蒸发的材料沉积在可移动组件上。在另一个实施例中，频率调整结构由单晶和/或多晶硅材料构成，并且被相对于机械结构定位以便于聚焦、集中和/或定位来自频率调整结构的材料的沉积，从而提供机械结构的可选择的梁/组件(例如，高张力区域)的可选择的和/或预定的改变(即变厚)。
参考图5，在一个实施例中，相对于机械结构12，空间定位了一个或更多个频率调整结构30(在示例中，四个频率调整结构)，从而通过电流电阻加热频率调整结构30到使频率调整结构30表面上的原子蒸发并迁移到可移动梁14a和14b较冷表面的温度。这样，可移动梁14a和14b的厚度增加(见图6)，因此，MEMS谐振器10的输出频率增加。例如，增加几个原子层(即，在1纳米范围内)到可移动梁14a和14b的表面上足以改变2MHz连续钳位-钳位二梁谐振器(如图5所示的谐振器10)的频率达百万分之一百一十四(可移动梁14a和14b在长度185微米，宽度9微米范围内)。方程1和2提供了谐振器梁的硬度和宽度之间的关系。
参考图6，频率调整结构30由单晶和/或多晶硅构成，单晶和/或多晶硅表面被电阻加热到超过近似1200℃的温度，并且频率调整结构30的表面原子开始蒸发，并迁移到周围较冷的表面(例如，可移动梁14a和14b)。这样，可移动梁14a和14b由于加入了蒸发的材料32而变厚。另外，可移动梁14a和/或14b的弹簧常数也增加了。
在本发明这个方面的一个实施例中，使用薄膜或晶片级密封技术将机械结构12密封在腔室内。这个方面，继续参考图6，MEMS谐振器10包括密封结构34以密封腔室38，所述密封结构34包括一个或多个密封层(这里是36a和36b)。在该示例中，密封结构34包括第一密封层36a和第二密封层36b。如在“Microelectromechanical SystemsHaving Trench Isolated Contacts Patent Application”中详细描述的，在一个实施例中，第一密封层36a沉积在牺牲层上，例如，二氧化硅或氮化硅，从而保卫，隔开和/或保护包括可移动梁14a和14b的机械结构12。其后，在密封层36a中形成和/或蚀刻沟槽或出口(在这个横截面未示出)从而允许或便于蚀刻和/或除去牺牲层和牺牲/绝缘层40(布置在基底42上)中至少所选择的部分。
在蚀刻和/或除去了牺牲层和牺牲/绝缘层40中至少所选择的部分，并且释放了例如可移动梁14a和14b之后，第二密封层36b沉积在第一密封层36a上，并在第一密封层36a内的出口或沟槽内和/或之上，从而“封闭”腔室38。
特别地，其它薄膜密封技术是合适的。事实上，如上所述，所有薄膜密封技术，无论现在知道的还是以后开发的，都在本发明的范围之内。
在MEMS谐振器10的频率需要小改变的那些情况中，设计和定位频率调整结构30从而使除高张力区域22之外的可移动梁14a和14b的区域被选择性变厚是有利的。参考图7，在一个实施例中，频率调整结构30定位在与可移动梁14a和14b相对的位置。然而，在该实施例中，频率调整结构30不与可移动梁14a和14b的高张力区域22相对。这样，作为对电阻加热的响应，蒸发的频率调整结构30的大部分表面原子迁移到除高张力区域22之外的可移动梁14a和14b的区域。因此，可移动梁14a和14b由于加入了蒸发的材料32而变厚，但这对MEMS谐振器10的频率的冲击或影响不如高张力区域22变厚大。
相反，参考图8A和8B，通过适当定位频率调整结构30仅与高张力区域22相对和/或接近，本质上仅能够可选择地使可移动梁14a和14b的高张力区域22变厚。在该实施例中，可以很容易得到频率的更大改变。
特别地，图5和7的频率调整结构30和固定电极18集成在一起或集成入固定电极18。相反，图8A的频率调整结构30是独立的结构，并且因此没有和固定电极18集成在一起或集成入固定电极18。集成和未集成的频率调整结构30的所有变换和组合都在本发明的范围之内。(例如，见图8B，其中集成和未集成的频率调整结构30都被示出)。
参考图9A，控制电路24确定和/或计算通过对一个或多个频率调整结构30进行电阻加热而将材料加入到机械结构12(例如，加入到可移动梁14a和14b的部分)来调整、调谐、设置、限定和/或选择MEMS谐振器10的频率所需的电流(来自电源26)。控制电路24可以以与参考图1和4描述的相同或相似的方式工作。为了简便，不再重复讨论。
在第三方面中，本发明指出使用光源(例如，激光)的输出加热频率调整结构30来调整、调谐、设置、限定和/或选择MEMS谐振器10的输出频率(在最后封装之前和/或之后)的方法。使用上述的薄膜或晶片级密封技术，将本发明这个方面的MEMS谐振器10密封在腔室内。通过给机械结构12(例如，可移动或可扩展电极)加入材料(通过从频率调整结构30蒸发)来调整、调谐和/或设置MEMS谐振器10的频率。在一个实施例中，材料可以被加入到可移动电极的选定部分(例如，高应力或张力区域)。在另一个实施例中，从可移动电极的所有或基本所有活性区域(例如，那些与固定电极相对的区域)改变和/或除去材料。
参考图10，在本发明这方面的一个实施例中，光源44(例如，一个或多个激光、灯、发光二极管(LED)、电元件或其它产生高能辐射的机构)以预定的波长输出光46。光46被聚焦并入射在频率调整结构30上，作为响应加热频率调整结构30。在频率调整结构30由单晶和/或多晶硅构成的那些情况中，表面可以被加热至超过近似1000℃到1200℃的温度。因此，频率调整结构30的单晶和/或多晶硅表面原子可以开始蒸发并迁移到相对的可移动梁14a和14b的周围较冷的表面。这样，可移动梁14a和14b被蒸发的材料32加厚。另外，可移动梁14a和/或14b的弹簧常数也被减小。
在最后封装之前使用薄膜或晶片级密封技术将机械结构12密封在腔室内的那些情况中，使用光源44和光46是有利的，光源44和光46具有不被密封材料(即对光源44和光46是透明的密封结构)吸收或不在密封材料内被吸收的光学特性(例如，波长和焦点)。继续参考图10，MEMS谐振器10包括封闭腔室38的密封结构34，其包括第一和第二密封层36a和36b。如在“Microelectromechanical SystemsHaving Trench Isolated Contacts Patent Application”中详细描述的，在一个实施例中，密封结构34可以由多晶硅或非晶硅材料构成。也就是，第一密封层36a可以是例如多晶硅或非晶硅，沉积在第一密封层36a的出口上或内用来密封腔室的第二密封层36b也可以由多晶硅或非晶硅构成。
在这个实施例中，包括大约700纳米到大约1900纳米波长的光46聚焦于频率调整结构30。在这些条件下，密封结构34对光46是足够“透明的”，并且在其中的能量被施加和/或聚焦于频率调整结构30(见焦点区域48)。频率调整结构30的单晶和/或多晶硅表面原子可以迁移到相对的可移动梁14a和14b的周围较冷的表面。这样，可移动梁14a和14b被蒸发的材料32加厚。
特别地，在这个实施例中，MEMS谐振器10的加热和频率调整可以在最后封装之前，但在密封之后进行。而且，加热和频率调整可以在提供封装的最后封装对光46(和它的波长)是足够透明的之后进行。
通过仅聚焦于一水平面内一点的宽激光束可以实现垂直局部加热。虽然由多晶硅或非晶硅构成的密封结构34对光46是足够透明的，但是下面的频率调整结构30对光46的吸收及频率调整结构30的加热对于蒸发频率调整结构30的多晶硅表面原子，从而将蒸发的材料32沉积在可移动梁14a和14b上是必要的。特别地，垂直焦点被优化以减少对密封结构34和基底42的加热，并且在机械结构12上或内所期望的和/或预定的位置创造热点(hot spot)(三维区域)。
在此描述和示出了许多发明。已经描述和示出了这些发明的特定实施例、特点、材料、构造、属性和优点，应该理解许多其它的，以及本发明的不同和/或相似的实施例、特点、材料、构造、属性、结构和优点从说明书、图示和权利要求是显而易见的。因此，这里描述和示出的本发明的实施例、特点、材料、构造、属性、结构和优点不是穷举的，应该理解其它、相似的、以及不同的实施例、特点、材料、构造、属性、结构和优点也在本发明的范围之内。
例如，如上所述，在本发明中可以使用许多(直接和间接的)温度感测和反馈技术和/或构造。所有温度感测和反馈技术和/或构造，无论现在知道的还是以后开发的，包括上面讨论的那些，都在本发明的范围之内。
此外，向加热元件提供电流的电源包括一个或多个独立的源，以提高可移动梁和/或频率调整结构的电阻加热的灵活性(例如，见图9B-9D)。例如，多个电源中的一个可以“专用”于一个或多个频率调整结构(见图9A和9D)和/或一个电源可以“专用”于一个或多个可移动梁(见图9B、9C和9D)。在这点上，频率调整结构和/或可移动梁的加热可以通过一个或多个电源独立控制。所有独立或非独立地控制频率调整结构和/或可移动梁的变换和构造都在本发明的范围之内。特别地，控制电路24可以用如参考图1和4描述的相同或相似的方式来操作和/或控制电源26。为了简便，不再重复讨论。
此外，本发明可以使用任何温度传感器或感测技术，无论现在知道的还是以后开发的。例如，本发明可以使用这样一种温度感测技术，将可移动梁本身作为第一温度传感器和至少第二温度传感器，布置在谐振器内，其用来例如测量远离加热元件或从那里足够远布置的的基底的温度，从而加热元件不会防止传感器检测、采样和/或测量基底的温度。在这个实施例中，可移动梁的非共形温度(non-conformaltemperature)取决于在所期望的梁温度和基底温度之间的温度差。因此，通过计算和/或确定这个差值，例如使用与前面提到的差值和实际温度相关的查找表，可以近似和/或推断可移动梁的实际温度。
可替换地，控制电路可以使用预定的或数学关系来估计可移动梁的温度，其中该关系使用在所期望的梁温度和基底温度之间的温度差。这种温度感测技术可以显著提高可移动梁的温度估计，从而，可以使MEMS谐振器输出信号的频率精度提高。
本发明可以在未封装的谐振器上使用，所述谐振器可以在例如最终晶片探测处的探测位置上以晶片级被加热。也可以使用开放的塑料封装(plastic package)(即，预塑封装)。可替换地，在附着上和/或紧闭盖子之前，可以在封装的谐振器上实现本发明。
特别地，虽然示出的固定器16是独立的和正方形的，但是可以使用任何将机械结构12牢固定位在例如基底上的固定器结构。也就是说，通过插入/覆盖层或结构，固定器16可以直接附着于基底或与基底相关而固定。事实上，固定器16可以使用固定技术(anchoringtechnique)的任何形式，无论现在知道的还是以后开发的。例如，本发明可以使用在2003年7月25日提交的指定序列号为10/627,237的非临时专利申请“Anchors for Microelectromechanical SystemsHaving an SOI Substrate，and Method for Fabricating Same”(下文为“Anchors for Microelectromechanical Systems Patent Application”)中描述和示出的固定技术。在这点上，根据本发明的MEMS谐振器10的任何和所有实施例使用在“Anchors for MicroelectromechanicalSystems Patent Application”中描述和示出的固定器(和固定技术)，都可以被固定在基底上。为了简便，与在这里描述和示出的发明一起使用的“Anchors for Microelectromechanical Systems Patent Application”中的固定技术不将详细地重复。然而，要特别注意“Anchors forMicroelectromechanical Systems Patent Application”的全部内容，包括例如所有实施例和/或发明的特点、属性、替换、材料、技术和优点在这里合并作为参考。
而且，如上所述，可以用任何薄膜密封技术，无论现在知道的还是以后开发的，来密封MEMS谐振器10。例如，本发明可以使用在2003年6月4日提交的指定序列号10/454,867的非临时专利申请“Microelectromechanical Systems，and Method of Encapsulating andFabricating Same”(下文为“Microelectromechanical Systems andMethod of Encapsulating Patent Application”)中描述和示出的密封技术。在这点上，根据本发明的MEMS谐振器10的任何和所有实施例可以使用在“Microelectromechanical Systems and Method ofEncapsulating Patent Application”中描述和示出的技术来密封。而且，根据本发明的MEMS谐振器10也可以包括或使用制造机械结构并将触点区域和/或场区域从其它导电材料中绝缘的技术，如在“Microelectromechanical Systems and Method of Encapsulating PatentApplication”中描述和示出的。为了简便，与在这里描述和示出的发明一起使用的“Microelectromechanical Systems and Method ofEncapsulating Patent Application”中的密封和绝缘技术将不重复。然而，要特别注意“Microelectromechanical Systems and Method ofEncapsulating Patent Application”的全部内容，包括例如所有实施例和/或发明的特点、属性、替换、材料、技术和优点在这里合并作为参考。
此外，虽然在包括微机结构或元件的微机电系统中描述了本发明的示例性实施例，本发明不限于这一点。相反，这里描述的发明也适用于包括例如纳机电谐振器的其它机电系统。因此，本发明与按照诸如平版印刷和其它精密制造技术的制造技术制造的机电系统(例如谐振器)相关，其在大体上可与微电子学相比的范围内减少机械部件。
如上所述，MEMS谐振器10可以使用MEMS设计和/或控制的任何类型，无论现在知道的还是以后开发的，包括那些以上详细讨论的。例如，体型谐振器(例如，见图11和12)以及在所有方向、平面内和平面外振荡的谐振器都是适用的。没有在有限的意义上分析或解释示例中的谐振器构造。
在体型谐振器中，频率与谐振器的几何形状以及材料是成比例的。频率与振荡方向上的宽度成正比例关系。因此，材料沉积(来自与固定电极18a和18b集成在一起的相对的频率调整结构30)可以增加体型谐振器的扩展和收缩电极50的长度(例如，见图11和12)。这样，可以降低MEMS谐振器10的频率。
可替换地，体型谐振器的可移动梁14可以按照本发明第一方面描述的而被加热(使用电源26和/或光源44)。也就是说，最初可移动梁14的材料可以被退火，其后，通过控制电路24可以测量、检测、采样和/或确定MEMS谐振器10的频率改变。通过施加较高的电流(I)或光46的较高强度来熔化和/或蒸发，使可移动梁14的表面材料也可以发生改变，从而通过控制电路24可以测量、检测、采样和/或确定MEMS谐振器10的频率改变。
虽然本发明的示例性实施例已经示出了从可移动梁14a和14b横向置换的频率调整结构，但是频率调整结构也可以另外或替代地垂直布置。因此，通过在机械结构12上和/或下引入频率调整结构，在垂直面内可以实现材料沉积。这种技术对于在所有方向，平面内和平面外振动的谐振器10是有利的。
在整个说明书中使用的术语“谐振器”，“MEMS谐振器”或“微机谐振器”涵盖了微电机结构的广泛的类和这些结构的有用的组合。这种组合典型地包括电子电路，例如用于驱动、供电、监测和控制谐振器的电路。微电机结构，例如孔洞、沟槽、悬臂梁、弯曲梁、弹簧、调谐叉、隔膜、基底固定器、电触点等，是更复杂的装置的结构单元，例如换能器。换能器一般来说是能够将一种形式的能量转换成另一种形式的设备。换能器包括传感器和激励器，是易受本发明优点影响的设备类型的例子。
现在的谐振器通常至少包括一个微电机结构，此后一般称作“梁结构”。这个术语广泛解释为涵盖任何换能器，所述换能器被设计用来当外力(例如电、磁和/或物理力)作用时进行机械运动。单个弯曲梁、多重梁调谐叉都是梁结构的例子。连续和离散结构都被梁结构这个术语包括。
还应该注意虽然本发明连同SOI一起被描述，其它底层也是适合的。例如，第一半导体层可以是周期表中第四栏的材料，例如，硅、锗、碳；也可以是这些材料的组合，例如，锗化硅或碳化硅；也可以是第三栏和第五栏的化合物，例如，磷化镓、磷化铝镓或其它第三栏和第五栏的组合；也可以是第三、四、五或六栏材料的组合，例如，氮化硅、氧化硅、碳化铝或氧化铝；也可以是金属硅化物、锗化物和碳化物，例如，硅化镍、硅化钴、碳化钨或硅化铂锗(platinumgermanium silicide)；也可以是掺杂的变型，包括磷、砷、锑、硼、或掺杂了硅或锗的铝、碳、或如锗化硅的组合物；也可以是具有不同晶体结构的材料，包括单晶、多晶、纳晶或非晶；也可以是晶体结构的组合，例如在单晶和多晶结构(掺杂或未掺杂的)范围内。事实上，第一半导体层也可以是金属或金属类材料(在这种情况它将是布置在第一基底上的第一导体层)。特别地，机械结构(例如可移动梁14)可以由关于第一半导体层的上述相同的材料构成。
其中，还应该注意到术语“电路”可以表示单个部件或多个部件(无论是以集成电路形式还其他形式)，其是主动的和/或被动的，并且其耦合在一起用来提供或执行所期望的功能。其中，术语“电路”可以表示电路(无论集成的还是其他的)，一组这样的电路，处理器，状态机，一组状态机，软件，执行软件的处理器或电路(无论集成的还是其他的)，一组这样的电路，状态机，状态机组，软件，处理器和/或执行软件的处理器，处理器和电路，和/或执行软件的处理器和电路的组合。
最后，其中术语“数据”可以表示模拟或数字形式的电流或电压信号。其中术语“测量”表示采样、感测、检查、检测、监测和/或获取。短语“进行测量“或相似的短语表示，例如，进行采样、感测、检查、检测、监测和/或获取。

Claims (31)

1、一种调整MEMS谐振器的谐振频率的方法，其中所述MEMS谐振器包含具有第一电触点的第一基底固定器，具有第二电触点的第二基底固定器，以及由所述第一基底固定器在第一端处、由所述第二基底固定器在第二端处固定的梁结构，其中所述MEMS谐振器具有第一谐振频率，所述方法包含：
选择施加于所述第一电触点的第一加热电流；
将第一加热电流施加于所述MEMS谐振器，其中施加所述第一加热电流包括使所述第一加热电流从所述第一电触点流向所述第二电触点，从而电阻加热所述梁结构，其中，作为响应，所述第一梁结构的材料发生改变以提供所述MEMS谐振器的第二谐振频率。
2、如权利要求1所述的方法还包括：
测量所述MEMS谐振器的所述第一谐振频率，并且其中所述第一加热电流是基于所测量的第一谐振频率来选择的。
3、如权利要求1所述的方法还包括：
测量所述MEMS谐振器的第二谐振频率；
计算施加于所述第一电触点的第二加热电流；以及
将所述第二加热电流施加于MEMS谐振器，其中施加所述第二加热电流包括使所述第二加热电流从所述第一电触点流向所述第二电触点，从而电阻加热所述梁结构，其中，作为响应，所述第一梁结构的材料发生改变以提供MEMS谐振器的第三谐振频率。
4、如权利要求1所述的方法，其中
所述梁结构包含多重梁调谐叉结构，其中所述多重梁调谐叉结构中的每根梁包含由所述第一基底固定器固定的第一端和由所述第二基底固定器固定的第二端。
5、如权利要求1所述的方法，其中
所述第一电流将所述梁结构电阻加热至超过300℃。
6、如权利要求1所述的方法，其中
所述第一电流将所述梁结构电阻加热至近似900℃和近似1200℃之间。
7、如权利要求1所述的方法，其中
所述梁结构包含高张力区域，其中作为对所述第一电流的响应，所述高张力区域被电阻加热，从而使所述高张力区域的材料发生改变。
8、如权利要求1所述的方法，其中
所述梁结构包含高张力区域，其中作为对所述第一加热电流的响应，所述高张力区域被加热到基本上高于所述梁结构的其它部分的温度。
9、一种调整MEMS谐振器的谐振频率的方法，其中
所述MEMS谐振器包含具有第一电触点的第一基底固定器，具有第二电触点的第二基底固定器，以及由所述第一基底固定器在第一端处、由所述第二基底固定器在第二端处固定的梁结构，并且其中所述MEMS谐振器具有第一谐振频率，所述方法包含：
将第一加热电流施加于所述MEMS谐振器，其中施加所述第一加热电流包括使所述第一加热电流从所述第一电触点流向所述第二电触点，从而电阻加热所述梁结构，其中，作为响应，所述第一梁结构的材料从其中蒸发以提供所述MEMS谐振器的第二谐振频率；以及
测量所述MEMS谐振器的所述第二谐振频率。
10、如权利要求9所述的方法，还包括：
测量所述MEMS谐振器的所述第一谐振频率；以及
基于所测量的第一谐振频率来确定所述第一加热电流。
11、如权利要求9所述的方法，还包括：
测量所述MEMS谐振器的所述第二谐振频率；
确定施加于所述第一电触点的第二加热电流；以及
将所述第二加热电流施加于所述MEMS谐振器，其中施加所述第二加热电流包括使所述第二加热电流从所述第一电触点流向所述第二电触点，从而电阻加热所述梁结构，其中，作为响应，所述第一梁结构的材料发生改变以提供所述MEMS谐振器的第三谐振频率。
12、如权利要求9所述的方法，其中
所述梁结构包含多重梁调谐叉结构，其中所述多重梁调谐叉结构中的每根梁包含由所述第一基底固定器固定的第一端和由所述第二基底固定器固定的第二端。
13、如权利要求9所述的方法，其中
所述第一电流将所述梁结构电阻加热至超过300℃。
14、如权利要求9所述的方法，其中
所述第一电流将所述梁结构电阻加热至近似900℃和近似1200℃之间。
15、如权利要求9所述的方法，其中
所述梁结构包含至少一个高张力区域，其中作为对所述第一加热电流的响应，所述高张力区域被加热到基本上高于所述梁结构的其它部分的温度。
16、如权利要求9所述的方法，其中
所述梁结构由多晶硅材料构成，并且所述第一电流将所述梁结构电阻加热至近似900℃和近似1200℃之间。
17、如权利要求9所述的方法，其中
所述梁结构由多晶硅材料构成，并且所述第一电流将所述梁结构电阻加热至超过近似1200℃。
18、一种调整MEMS谐振器的谐振频率的方法，其中
所述MEMS谐振器包含梁结构和频率调整结构，其中所述频率调整结构由多晶硅构成，并且包括第一和第二电触点，并且其中所述MEMS谐振器具有第一谐振频率，所述方法包含：
将第一加热电流施加于所述频率调整结构，其中施加所述第一加热电流包括使所述第一加热电流从所述第一电触点流向所述第二电触点，从而电阻加热所述频率调整结构，其中，作为响应，所述频率调整结构的材料从其中蒸发并沉积在所述梁结构上以提供所述MEMS谐振器的第二谐振频率；以及
测量所述MEMS谐振器的所述第二谐振频率。
19、如权利要求18所述的方法，还包括：
测量所述MEMS谐振器的所述第一谐振频率；以及
基于所测量的第一谐振频率确定所述第一加热电流。
20、如权利要求18所述的方法，还包括：
测量所述MEMS谐振器的所述第二谐振频率；
确定施加于所述第一电触点的第二加热电流；以及
将所述第二加热电流施加于所述频率调整结构，其中施加所述第二加热电流包括使所述第二加热电流从所述第一电触点流向所述第二电触点，从而电阻加热所述频率调整结构，其中，作为响应，所述频率调整结构的额外的材料沉积在所述梁结构上以提供所述MEMS谐振器的第三谐振频率。
21、如权利要求18所述的方法，其中
所述梁结构包含多重梁调谐叉结构，其中多重梁调谐叉结构中的每根梁包含由第一基底固定器固定的第一端和由第二基底固定器固定的第二端。
22、如权利要求18所述的方法，其中
所述频率调整结构被集成在所述MEMS谐振器的固定电极中。
23、如权利要求18所述的方法，其中
所述第一电流将所述频率调整结构电阻加热至900℃和1200℃之间。
24、如权利要求18所述的方法，其中
所述梁结构包含至少一个高张力区域，其中作为对所述第一加热电流的响应，所述频率调整结构的材料沉积在所述高张力区域上。
25、如权利要求18所述的方法，其中
所述梁结构包含多个高张力区域，其中作为对所述第一加热电流的响应，基本上所述频率调整结构所蒸发的材料的量都沉积在所述高张力区域上。
26、如权利要求18所述的方法，其中
所述频率调整结构和所述梁结构由多晶硅材料构成，并且所述第一电流将所述频率调整结构电阻加热至超过近似900℃。
27、如权利要求18所述的方法，其中
所述频率调整结构和所述梁结构由多晶硅材料构成，并且所述第一电流将所述频率调整结构电阻加热至超过近似1200℃。
28、如权利要求27所述的方法，其中
所述频率调整结构被集成在固定电极中。
29、如权利要求18所述的方法，其中
所述梁结构包含多个高张力区域，其中作为对所述第一加热电流的响应，基本上所述频率调整结构所蒸发的材料的量都沉积在所述高张力区域之外的区域上。
30、如权利要求29所述的方法，其中
所述频率调整结构和所述梁结构由多晶硅材料构成，并且所述第一电流将所述频率调整结构电阻加热至超过近似900℃。
31、如权利要求29所述的方法，其中
所述频率调整结构和所述梁结构由多晶硅材料构成，并且所述第一电流将所述频率调整结构电阻加热到超过近似1200℃。
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