CN218217321U - 微机械谐振器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了微机械谐振器。微机械谐振器包括第一谐振单元和第二谐振单元，第二谐振单元的一端为与第一谐振单元连接的连接端，第二谐振单元另一端为与衬底连接的锚固端，锚固端附近的刚度大于连接端附近的刚度。通过上述方式，本申请微机械谐振器在第二谐振单元振动的过程中，第二谐振单元的锚固端的刚度大于连接端的刚度，锚固端处的位移被抑制，从而减小了锚点损耗，提高了微机械谐振器的品质因数。

Description

微机械谐振器

技术领域

本申请涉及微电子技术领域，特别是涉及微机械谐振器。

背景技术

微机电系统(Microelectromechanical Systems，MEMS)是基于半导体微纳加工技术制造出来的一种微型化机械器件或系统，具有体积小、重量轻、功耗低、价格低廉、与集成电路制造工艺兼容等优点。微机械谐振器是一种以微机械结构为主体的器件，其工作方式是当谐振器受到外界物理信号的激励时，驱动信号频率与系统固有频率相等时，系统的机械结构就会在其固有频率附近发生谐振，系统振幅达到最大，所产生的谐振信号再转换成其他物理信号输出。由于微机械谐振器在固有频率处的振幅最大，能量转换效率最高，微谐振器通过机械振动实现了机械选频。近年来，基于微机械谐振器的振荡器、滤波器、双工器已经广泛应用于无线通信领域。此外，在精密检测领域，微机械谐振器也有着广阔的应用市场。

微机械谐振器主要的性能参数包括谐振频率、品质因数(Q值)、动态阻抗以及频率温度系数等，其中高品质因数是一个提高谐振器性能的关键参数。

影响微机械谐振器品质因数的能量损耗机制主要有四部分，包括空气阻尼损耗，热弹性损耗，材料损耗，锚点损耗。其中，锚点损耗是一种弹性波/声学波通过支撑梁从谐振体传导到基底产生的能量损耗。声学波通过支撑梁的耗散会减小谐振器中存储的能量，从而导致微机械谐振器品质因数的降低。因此，如何减小锚点损耗是设计微机械谐振器重要课题。

实用新型内容

本申请主要解决的技术问题是提供一种微机械谐振器，能够减小锚点损耗从而提高品质因数。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种微机械谐振器，包括第一谐振单元；

第二谐振单元，一端为与所述第一谐振单元连接的连接端，另一端为与衬底连接的锚固端，所述连接端附近的刚度小于所述锚固端附近的刚度。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请微机械谐振器包括第一谐振单元和第二谐振单元，第二谐振单元的一端为与第一谐振单元连接的连接端，第二谐振单元另一端为与衬底连接的锚固端，锚固端附近的刚度大于连接端附近的刚度。在第二谐振单元振动的过程中，由于第二谐振单元的锚固端的刚度大于连接端的刚度，锚固端处的位移被抑制，从而减小了锚点损耗，提高了微机械谐振器的品质因数。

附图说明

图1是本申请微机械谐振器第一实施例的结构示意图；

图2是本申请微机械谐振器第二实施例的结构示意图；

图3是本申请微机械谐振器第三实施例的结构示意图；

图4是本申请微机械谐振器第四实施例的结构示意图；

图5是图4实施例中微机械谐振器的综合品质因数与第二谐振单元的长宽的关系示意图；

图6是本申请微机械谐振器第五实施例的结构示意图；

图7是本申请微机械谐振器第六实施例的结构示意图；

图8是本申请微机械谐振器第七实施例的结构示意图；

图9是本申请微机械谐振器第八实施例的结构示意图；

图10是图9实施例中微机械谐振器的热弹性损耗品质因数与第二谐振单元的长宽与微机械谐振器的关系示意图；

图11是图9实施例中微机械谐振器的综合品质因数与第二谐振单元的长宽与微机械谐振器的关系示意图；

图12是本申请微机械谐振器第九实施例的结构示意图；

图13是本申请微机械谐振器第十实施例的结构示意图。

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，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

需要说明的是，本申请中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

如图1所示，图1是本申请微机械谐振器第一实施例的结构示意图。在本实施例中，微机械谐振器包括第一谐振单元10和第二谐振单元20。

其中，本实施例下的第一谐振单元10可以是呈圆角矩形，当然在其他的实施例中，第一谐振单元10也可以呈圆形、椭圆形、多边形等其它形状。

在微机械谐振器工作的过程中，第一谐振单元10被感应时可以以伸长/压缩或呼吸模式振荡。在此情况下，微机械谐振器表现出类似伸长/压缩或类似呼吸的运动。

第二谐振单元20设有抑制锚点损耗的结构，第二谐振单元20包括锚固端20a和连接端20b。其中，锚固端20a和连接端20b为第二谐振单元20的相对两端，连接端20b用于与第一谐振单元10的外表面连接，而锚固端20a用于连接衬底(图未示)。

可选地，微机械谐振器还可以包括锚固件30，锚固件30锚固在所述锚固端20a，锚固端20a通过锚固件30与衬底连接。

在本实施例中，第二谐振单元20的锚固端20a具有抑制锚点损耗的结构，具体而言，锚固端20a的刚度大于连接端20b的刚度。在第一谐振单元10与第二谐振单元20振动的过程中，由于锚固端20a的刚度大于连接端20b的刚度，锚固端20a的形变量相当于连接端20b形变量要更小，因此锚固端20a附近的位移比连接端20b的位移小，锚固端20a附近的锚点损耗有效被抑制，进而提高了微机械谐振器的品质因数。

具体地，在本实施例中，第二谐振单元20可以包括主梁部21和与所述主梁部21连接的辅梁部22。

其中辅梁部22的一端与第一谐振单元10的外表面连接，另一端与辅梁部22连接，连接端20b设于辅梁部22上。主梁部21用于与衬底连接，锚固端20a设于主梁部21，锚固件30锚固在主梁部21上。

在本实施例中，主梁部21的横截面面积大于辅梁部22的横截面面积，因此主梁部21横截面上的材料面积大于辅梁部22的横截面上的材料面积，主梁部21的刚度大于辅梁部22的刚度，主梁部21上锚固端20a附近的刚度大于连接端20b附近的刚度，锚固端20a附近的锚点损耗有效被抑制，提高了微机械谐振器的品质因数。其中，主梁部21的横截面和辅梁部22的横截面指的是垂直于从主梁部21至辅梁部22方向上的平面。

在本实施例中，主梁部21的横截面和辅梁部22横截面形状为矩形，主梁部21矩形横截面的长度大于辅梁部22矩形横截面的长度，主梁部21矩形横截面的宽度大于辅梁部22矩形横截面的宽度，使得主梁部21矩形横截面的面积大于辅梁部22矩形横截面的面积。换而言之，本实施例下的主梁部21和辅梁部22都是长方体，主梁部21相对于辅梁部22而言更粗。

在另一些实施例中，主梁部21的横截面和辅梁部22横截面形状也可以是圆形、椭圆形、多边形，在此不作限定，只要主梁部21的横截面面积大于辅梁部22的横截面面积，以实现主梁部21的刚度大于辅梁部22的刚度即可。

请参阅图2，图2是本申请微机械谐振器第二实施例的结构示意图。在本实施例中，微机械谐振器包括两个第一谐振单元10和两个第二谐振单元20。

每个第二谐振单元20都包括锚固端20a和连接端20b。其中，锚固端20a和连接端20b为第二谐振单元20的相对两端，连接端20b用于与其中一个第一谐振单元10的外表面连接，而锚固端20a用于连接衬底。两个锚固端20a固定连接，以将两个第二谐振单元20相连。

本实施例中，第一谐振单元10、第二谐振单元20、第二谐振单元20以及第一谐振单元10依次连接、排列成一条直线设置。当然，在其他的实施例中也可以按照其他方式设置，只需要两个第二谐振单元20的锚固端20a连接即可。

可选地，微机械谐振器还可以包括两个锚固件30，每个锚固件30锚固在其中一个锚固端20a，锚固端20a通过锚固件30与衬底连接。

每个第二谐振单元20的主梁部21的横截面面积大于辅梁部22的横截面面积，使得锚固端20a的刚度大于连接端20b的刚度。在第一谐振单元10与第二谐振单元20振动的过程中，由于锚固端20a的刚度大于连接端20b的刚度，锚固端20a的形变量相当于连接端20b形变量要更小，因此锚固端20a附近的位移比连接端20b的位移小，锚固端20a附近的锚点损耗有效被抑制，进而提高了微机械谐振器的品质因数。

请参阅图3，图3是本申请微机械谐振器第三实施例的结构示意图。在本实施例中，微机械谐振器包括四个第一谐振单元10和四个第二谐振单元20。

在本实施例中，每个第二谐振单元20都包括锚固端20a和连接端20b。锚固端20a和连接端20b为第二谐振单元20的相对两端，连接端20b用于与其中一个第一谐振单元10的外表面连接，而锚固端20a用于连接衬底。四个锚固端20a固定连接，以将四个第二谐振单元20相连，将四个第一谐振单元10和四个第二谐振单元20连接在一起。

在本实施例中，每个第二谐振单元20的锚固端20a具有抑制锚点损耗的结构，每个第二谐振单元20锚固端20a的刚度大于其连接端20b的刚度。在每个第一谐振单元10与每个第二谐振单元20振动的过程中，由于锚固端20a的刚度大于连接端20b的刚度，锚固端20a的形变量相当于连接端20b形变量要更小，因此锚固端20a附近的位移比连接端20b的位移小，锚固端20a附近的锚点损耗有效被抑制，进而提高了微机械谐振器的品质因数。

四个第一谐振单元10和四个第二谐振单元20可以按照图3所示方式，即每个第二谐振单元20连接在一起，每个第一谐振单元10设置在四周，也可以按照其他方式设置。

关于第一谐振单元10和第二谐振单元20的结构，可以参阅上述实施例中对第一谐振单元10和第二谐振单元20的描述，在此不作赘述。

在更多的实施例中，微机械谐振器还可以包括三个第一谐振单元10以及三个第二谐振单元20，也可以包括更多个第一谐振单元10和第二谐振单元20，每个第二谐振单元20的锚固端20a固定连接，在此不作穷举。

请参阅图4，图4是本申请微机械谐振器第四实施例的结构示意图。微机械谐振器包括第一谐振单元10和第二谐振单元20。

在本实施例中，第一谐振单元10为环形体，第一谐振单元10的外表面包括具有一定外曲率半径的圆形或基本上圆形的形状，其内表面包括具有内曲率半径的圆形或基本上圆形的形状。

在微机械谐振器工作的过程中，第一谐振单元10被感应时可以以伸长/压缩或呼吸模式振荡。在此情况下，微机械谐振器表现出类似伸长/压缩或类似呼吸的运动。

可选地，第一谐振单元10可以是呈圆角矩形，当然在其他的实施例中，第一谐振单元10也可以呈圆形、椭圆形、多边形等其它形状。

第二谐振单元20设有抑制锚点损耗的结构，第二谐振单元20包括锚固端20a和连接端20b。其中，锚固端20a和连接端20b为第二谐振单元20的相对两端，连接端20b用于与第一谐振单元10的外表面连接，而锚固端20a用于连接衬底。

可选地，微机械谐振器还可以包括锚固件30，锚固件30锚固在所述锚固端20a，锚固端20a通过锚固件30与衬底连接。锚固件30将第二谐振单元20紧固、固定和/或连接到衬底。第二谐振单元20以体伸长模式或以弯曲模式操作，以管理、控制、减少、消除和/或最小化微机械谐振器整体的负载。以这种方式，在操作中，锚固件30“匹配”(或基本上“匹配”)环形体的伸长/压缩运动和/或频率，从而允许微机械谐振器以其“自然”模式形状和频率振荡或振动，由此结构的所有部分可以以均匀/一致或基本上均匀/一致的伸长或呼吸运动膨胀/收缩。

在本实施例中，连接端20b至锚固端20a横截面面积逐渐增大，即从连接端20b起，第二谐振单元20横截面上的材料面积逐渐增大，使得连接端20b至锚固端20a的刚度逐渐增大。因此，连接端20b的刚度要大于锚固端20a的刚度。在第一谐振单元10与第二谐振单元20振动的过程中，由于锚固端20a的刚度大于连接端20b的刚度，锚固端20a的形变量相当于连接端20b形变量要更小，因此锚固端20a附近的位移比连接端20b的位移小，锚固端20a附近的锚点损耗有效被抑制，进而提高了微机械谐振器的品质因数。

可选地，第二谐振单元20的形状可以是如图4所示的锥体或者半锥体，连接端20b是锥体或者半锥体横截面较小的头部，锚固端20a是锥体或者半锥体横截面较小的底部。其中，锥体或者半锥体可以是圆锥、棱锥、半圆锥、半棱锥，在此不作限定。

请参阅图5，图5是图4实施例中微机械谐振器的综合品质因数与第二谐振单元的长宽的关系示意图。其中Q是微机械谐振器的综合品质因数，W1是第二谐振单元20锚固端20a的宽度，L是第二谐振单元20的长度，即锚固端20a至连接端20b的距离。

第二谐振单元20在不同长度值时，随着第二谐振单元20锚固端20a的宽度W1的增大，微机械谐振器的综合品质因数Q增大，微机械谐振器具有高综合品质因数Q，锚点损耗显著下降。

请参阅图6，图6是本申请微机械谐振器第五实施例的结构示意图。

本实施例相对于第四实施例，在第四实施例的基础上，微机械谐振器还包括驱动电极31和感测电极32。

驱动电极31与所述第一谐振单元10外表面间隔设置，感测电极32与第一谐振单元10外表面间隔设置。

驱动电极31设于第一谐振单元10的外表面并将第一谐振单元10包围，驱动电极31与第一谐振单元10的外表面之间具有第一间隙。感测电极32设于第一谐振单元10的内部并被第一谐振单元10环绕包围，感测电极32与第一谐振单元10的内表面之间具有第二间隙。可选地，第一间隙和第二间隙的数值相等。

驱动电极31用于与驱动电路(图未示)连接，以诱第一谐振单元10振荡或振动，其中所述振荡或振动具有一个或多个谐振频率。

感测电极32用于与感测电路(图未示)连接，以感测、采样和/或检测具有所述一个或多个谐振频率的信号。

驱动电极31、感测电极32、驱动电路以及感测电路，可以是本领域技术人员熟知的任何类型和/或形状的电极。物理电极机构可以包括例如电容、压阻、压电、电感、磁阻和热。

请参阅图7，图7是本申请微机械谐振器第六实施例的结构示意图，本实施例相对于第四实施例而言，微机械谐振器包括四个第一谐振单元10和四个第二谐振单元20。

在本实施例中，每个第二谐振单元20都包括锚固端20a和连接端20b。锚固端20a和连接端20b为第二谐振单元20的相对两端，连接端20b用于与其中一个第一谐振单元10的外表面连接，而锚固端20a用于连接衬底。四个锚固端20a固定连接，以将四个第二谐振单元20相连，将四个第一谐振单元10和四个第二谐振单元20连接在一起。

在本实施例中，每个第二谐振单元20的锚固端20a具有抑制锚点损耗的结构，每个第二谐振单元20锚固端20a的刚度大于其连接端20b的刚度。在每个第一谐振单元10与每个第二谐振单元20振动的过程中，由于锚固端20a的刚度大于连接端20b的刚度，锚固端20a的形变量相当于连接端20b形变量要更小，因此锚固端20a附近的位移比连接端20b的位移小，锚固端20a附近的锚点损耗有效被抑制，进而提高了微机械谐振器的品质因数。

四个第一谐振单元10和四个第二谐振单元20可以按照图7所示方式，即每个第二谐振单元20连接在一起，每个第一谐振单元10设置在四周，也可以按照其他方式设置。

关于第一谐振单元10和第二谐振单元20的结构，可以参阅上述第四实施例中对第一谐振单元10和第二谐振单元20的描述，在此不作赘述。

在更多的实施例中，微机械谐振器还可以包括两个或者三个第一谐振单元10以及两个或者三个第二谐振单元20，也可以包括更多个第一谐振单元10和第二谐振单元20，每个第二谐振单元20的锚固端20a固定连接，在此不作穷举。

请参阅图8，图8是本申请微机械谐振器第七实施例的结构示意图。本实施例相对于第五实施例而言，微机械谐振器包括四个第一谐振单元10、四个第二谐振单元20四个驱动电极31和四个感测电极32。

在本实施例中，每个第二谐振单元20都包括锚固端20a和连接端20b。锚固端20a和连接端20b为第二谐振单元20的相对两端，连接端20b用于与其中一个第一谐振单元10的外表面连接，而锚固端20a用于连接衬底。四个锚固端20a固定连接，以将四个第二谐振单元20相连，将四个第一谐振单元10和四个第二谐振单元20连接在一起。

在更多的实施例中，微机械谐振器还可以包括两个或者三个第一谐振单元10、第二谐振单元20、驱动电极31和四个感测电极32，也可以包括更多个第一谐振单元10、第二谐振单元20驱动电极31和四个感测电极32，每个第二谐振单元20的锚固端20a固定连接，在此不作穷举。

请参阅图9，图9是本申请微机械谐振器第八实施例的结构示意图。在本实施例中，微机械谐振器包括第一谐振单元10和第二谐振单元20。

在本实施例中，第一谐振单元10为环形体，第一谐振单元10的外表面包括具有一定外曲率半径的圆形或基本上圆形的形状，其内表面包括具有内曲率半径的圆形或基本上圆形的形状。

在微机械谐振器工作的过程中，第一谐振单元10被感应时可以以伸长/压缩或呼吸模式振荡。在此情况下，微机械谐振器表现出类似伸长/压缩或类似呼吸的运动。

可选地，第一谐振单元10可以是呈圆角矩形，当然在其他的实施例中，第一谐振单元10也可以呈圆形、椭圆形、多边形等其它形状。

第二谐振单元20设有抑制锚点损耗的结构，第二谐振单元20包括锚固端20a和连接端20b。其中，锚固端20a和连接端20b为第二谐振单元20的相对两端，连接端20b用于与第一谐振单元10的外表面连接，而锚固端20a用于连接衬底。第二谐振单元20的形状可以是等宽的柱形。

可选地，微机械谐振器还可以包括锚固件30，锚固件30锚固在所述锚固端20a，锚固端20a通过锚固件30与衬底连接。锚固件30将第二谐振单元20紧固、固定和/或连接到衬底。第二谐振单元20以体伸长模式或以弯曲模式操作，以管理、控制、减少、消除和/或最小化微机械谐振器整体的负载。以这种方式，在操作中，锚固件30“匹配”(或基本上“匹配”)环形体的伸长/压缩运动和/或频率，从而允许微机械谐振器以其“自然”模式形状和频率振荡或振动，由此结构的所有部分可以以均匀/一致或基本上均匀/一致的伸长或呼吸运动膨胀/收缩。

在本实施例中，第二谐振单元20上开设有第一挖槽201和第二挖槽202。其中，第一挖槽201相对于第二挖槽202更靠近于第一谐振单元10，第二挖槽202相对于第一挖槽201更靠近于第二谐振单元20。也就是说，第一挖槽201相对于第二挖槽202更接近于连接端20b，第二挖槽202相对于第一挖槽201更接近与锚固端20a。

其中，第二挖槽202的容积要大于第一挖槽201的容积，使得第二谐振单元20中设置第二挖槽202处的密度大于第二谐振单元20中设置第一挖槽201的密度。第二挖槽202相对于第一挖槽201更靠近于第二谐振单元20，因而锚固端20a的刚度大于连接端20b的刚度，在第二谐振单元20振动的过程中，锚固端20a的形变量相当于连接端20b形变量要更小，锚固端20a附近的位移比连接端20b的位移小，锚固端20a附近的锚点损耗有效被抑制，进而提高了微机械谐振器的品质因数。

可选地，第一挖槽201和/或第二挖槽202可以呈中空的空心槽状、连通第二谐振单元20两侧的通孔状、非连通的盲孔状、具有一定梯度的阶梯孔状或具有螺纹的螺纹状等，只要设置第一挖槽201和第二挖槽202使得锚固端20a的刚度大于连接端20b的刚度即可。

因此，本实施例中通过在第二谐振单元20设置挖槽的方式，以改变第二谐振单元20不同位置的刚度，以提高微机械谐振器的品质因数。

请参阅图10，图10是图9实施例中微机械谐振器的热弹性损耗品质因数与第二谐振单元的长宽与微机械谐振器的关系示意图。其中QTED是微机械谐振器的热弹性损耗品质因数，W是第二谐振单元20的宽度，L是第二谐振单元20的长度，即锚固端20a至连接端20b的距离。

第二谐振单元20的长度L为不同值时，假设第一挖槽201无限接近第二谐振单元20的连接端20b，第二挖槽202无限近第二谐振单元20的连接端20b，此时热弹性阻尼(TED)引起的能量损失最小，微机械谐振器的热弹性损耗品质因数QTED值最大。例如，当第二谐振单元20的长度L为47um，宽度为25um，第一挖槽201无限接近第二谐振单元20的连接端20b，第二挖槽202无限近第二谐振单元20的连接端20b时，微机械谐振器的热弹性阻尼品质因数QTED为2.34E06。微机械谐振器具有高品质因数，锚点损耗显著下降。

请参阅图11，图11是图9实施例中微机械谐振器的综合品质因数与第二谐振单元的长宽与微机械谐振器的关系示意图。其中Q是微机械谐振器的综合品质因数，W是第二谐振单元20的宽度，L是第二谐振单元20的长度，即锚固端20a至连接端20b的距离。

第二谐振单元20的长度L为不同值时，假设第一挖槽201无限接近第二谐振单元20的连接端20b，第二挖槽202无限近第二谐振单元20的连接端20b，此时微机械谐振器的综合品质因数Q最大。例如，第二谐振单元20的长度L的长度为45um，宽度为25um，第一挖槽201无限接近第二谐振单元20的连接端20b，第二挖槽202无限近第二谐振单元20的连接端20b时，微机械谐振器的综合品质因数Q为7.47E06。微机械谐振器具有高品质因数，锚点损耗显著下降。

请参阅图12，图12是本申请微机械谐振器第九实施例的结构示意图。

本实施例相对于第八实施例，在第八实施例的基础上，微机械谐振器还包括驱动电极31和感测电极32。

驱动电极31与所述第一谐振单元10外表面间隔设置，感测电极32与第一谐振单元10外表面间隔设置。

驱动电极31设于第一谐振单元10的外表面并将第一谐振单元10包围，驱动电极31与第一谐振单元10的外表面之间具有第一间隙。感测电极32设于第一谐振单元10的内部并被第一谐振单元10环绕包围，感测电极32与第一谐振单元10的内表面之间具有第二间隙。可选地，第一间隙和第二间隙的数值相等。

驱动电极31用于与驱动电路(图未示)连接，以诱第一谐振单元10振荡或振动，其中所述振荡或振动具有一个或多个谐振频率。

感测电极32用于与感测电路(图未示)连接，以感测、采样和/或检测具有所述一个或多个谐振频率的信号。

驱动电极31、感测电极32、驱动电路以及感测电路，可以是本领域技术人员熟知的任何类型和/或形状的电极。物理电极机构可以包括例如电容、压阻、压电、电感、磁阻和热。

请参阅图13，图13是本申请微机械谐振器第十实施例的结构示意图。

本实施例相对于第八实施例而言，微机械谐振器包括三个第一谐振单元10和三个第二谐振单元20。

在本实施例中，每个第二谐振单元20都包括锚固端20a和连接端20b。锚固端20a和连接端20b为第二谐振单元20的相对两端，连接端20b用于与其中一个第一谐振单元10的外表面连接，而锚固端20a用于连接衬底。三个锚固端20a固定连接，以将三个第二谐振单元20相连，将三个第一谐振单元10和四个第二谐振单元20连接在一起。

在本实施例中，每个第二谐振单元20的锚固端20a具有抑制锚点损耗的结构，第二谐振单元20上开设有第一挖槽201和第二挖槽202。其中，第一挖槽201相对于第二挖槽202更靠近于第一谐振单元10，使得每个第二谐振单元20的锚固端20a的刚度大于其连接端20b的刚度。在每个第一谐振单元10与每个第二谐振单元20振动的过程中，由于锚固端20a的刚度大于连接端20b的刚度，锚固端20a的形变量相当于连接端20b形变量要更小，因此锚固端20a附近的位移比连接端20b的位移小，锚固端20a附近的锚点损耗有效被抑制，进而提高了微机械谐振器的品质因数。

在其他实施例中，微机械谐振器还可以包括两个或者更多个第一谐振单元10以及两个或者更多个第二谐振单元20，每个第二谐振单元20的锚固端20a固定连接，在此不作穷举。

综上，本申请提供的微机械谐振器实施例中的第二谐振单元锚固端具有较大的刚度，锚固端附近的锚点损耗有效被抑制，本申请微机械谐振器具有较高的品质因数。

本申请的谐振单元可以使用公知的技术由公知的材料制造。例如，谐振单元可以由公知的半导体制成，例如硅、锗、硅锗或砷化镓。实际上，谐振单元可以由例如元素周期表第IV列中的材料组成，例如硅、锗、碳；还有这些的组合，例如硅锗或碳化硅；也可以是III-V化合物，例如磷化镓、磷化铝镓或其它III-V组合；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；还有金属硅化物、锗化物和碳化物，例如硅化镍、硅化钴、碳化钨或硅化铂锗；还有掺杂变体，包括磷、砷、锑、硼或铝掺杂的硅或锗、碳或组合，如硅锗；还有具有各种晶体结构的这些材料，包括单晶、多晶、纳米晶或无定形；还具有晶体结构的组合，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)。

此外，根据本申请的谐振单元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上半导体(SOI)衬底中或上。为了简洁起见，本文不讨论这样的制造技术。然而，用于形成或制造本申请的谐振单元结构的所有技术，无论是现在已知的还是以后开发的，都旨在落入本申请的范围内(例如，使用标准或过大尺寸(“厚”)晶片(未示出)的公知的形成、光刻、蚀刻和/或沉积技术和/或接合技术(即，将两个标准晶片接合在一起，其中下部/底部晶片包括设置在其上的牺牲层(例如，氧化硅)，并且上部/顶部晶片此后被减薄(向下或向后研磨)并抛光以在其中或其上接收机械结构)。

以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用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)

1.一种微机械谐振器，其特征在于，包括：

第一谐振单元；

第二谐振单元，一端为与所述第一谐振单元连接的连接端，另一端为与衬底连接的锚固端，所述锚固端附近的刚度大于所述连接端附近的刚度。

2.根据权利要求1所述的微机械谐振器，其特征在于，

所述第二谐振单元包括主梁部和与所述主梁部连接的辅梁部，所述锚固端设于所述主梁部，所述连接端设于所述辅梁部，所述主梁部的横截面面积大于所述辅梁部的横截面面积。

3.根据权利要求2所述的微机械谐振器，其特征在于，

所述主梁部横截面和所述辅梁部的横截面为矩形，所述主梁部的横截面长宽大于所述辅梁部横截面的长宽。

4.根据权利要求1所述的微机械谐振器，其特征在于，

所述连接端至所述锚固端的横截面面积逐渐增大。

5.根据权利要求4所述的微机械谐振器，其特征在于，

所述第二谐振单元的形状为锥体或者半锥体。

6.根据权利要求1所述的微机械谐振器，其特征在于，

所述第二谐振单元开设有第一挖槽和第二挖槽，所述第一挖槽相对于所述第二挖槽更靠近于所述第一谐振单元，所述第二挖槽的容积大于所述第一挖槽的容积。

7.根据权利要求6所述的微机械谐振器，其特征在于，

所述第一挖槽和/或所述第二挖槽的形状呈空心槽状、通孔状、盲孔状、阶梯孔状或螺纹状。

8.根据权利要求1所述的微机械谐振器，其特征在于，

所述微机械谐振器还包括锚固件，所述锚固件锚固在所述锚固端，所述锚固件用于与所述衬底连接。

9.根据权利要求1所述的微机械谐振器，其特征在于，

还包括驱动电极和感测电极，所述驱动电极与所述第一谐振单元外表面间隔设置，所述感测电极与所述第一谐振单元内表面间隔设置。

10.根据权利要求1～9任一项所述的微机械谐振器，其特征在于，

所述第一谐振单元和所述第二谐振单元的数量为多个，每个所述第二谐振单元的连接端分别与相应的所述第一谐振单元连接，每个所述第二谐振单元的锚固端相互固定连接在一起，并一起与所述衬底连接。

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