CN220492965U - 微机电系统谐振器 - Google Patents

微机电系统谐振器 Download PDF

Info

Publication number
CN220492965U
CN220492965U CN202322124954.0U CN202322124954U CN220492965U CN 220492965 U CN220492965 U CN 220492965U CN 202322124954 U CN202322124954 U CN 202322124954U CN 220492965 U CN220492965 U CN 220492965U
Authority
CN
China
Prior art keywords
vibration
teeth
electrodes
vibrating
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202322124954.0U
Other languages
English (en)
Inventor
雷永庆
舒赟翌
朱雁青
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mestar Microelectronics Shenzhen Co ltd
Original Assignee
Mestar Microelectronics Shenzhen Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mestar Microelectronics Shenzhen Co ltd filed Critical Mestar Microelectronics Shenzhen Co ltd
Priority to CN202322124954.0U priority Critical patent/CN220492965U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN220492965U publication Critical patent/CN220492965U/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Micromachines (AREA)

Abstract

本实用新型提供一种微机电系统谐振器,其包括至少一个振动单元和若干个电极,振动单元包括用于振动的振动主体,若干个电极围绕振动主体设置且与振动主体之间形成有预定间隙,若干个电极包括若干个驱动电极和若干个感测电极,驱动电极用于驱动振动主体振动,感测电极用于感测振动主体的电容变化以生成感应信号,振动主体的振动表面设置为第一齿状表面,驱动电极或感测电极面向振动主体的表面设置为第二齿状表面。由此,振动主体的振动表面、驱动电极和感测电极中的至少一个面向振动主体的表面设置成齿状表面,从而可增加振动主体与电极相对的有效耦合面积,在不大幅影响振动模态、频率、Q值的前提下有效降低阻抗,改善MEMS振荡器的性能。

Description

微机电系统谐振器
技术领域
本实用新型涉及微机电系统技术领域,特别是涉及一种微机电系统谐振器。
背景技术
相比较于传统石英晶体振荡器,基于硅工艺的微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)谐振器更容易被整合到主流半导体工艺,并与其接口驱动IC电路直接连接,以形成MEMS振荡器。同时,MEMS振荡器具有耐冲击、可编程等优点,使得MEMS振荡器正逐渐取代石英晶体振荡器,成为被广泛应用的微系统重要元件。
然而,现有的MEMS谐振器因制造工艺、材料等因素,往往具备较大的阻抗,从而导致MEMS振荡器性能降低;如现有的利用SOI技术制成的MEMS谐振器,因工艺、材料等限制往往需要在谐振器表面开刻蚀孔,以实现高效的释放从而为振荡器提供振动空间,然而这往往导致Q值急剧下降,阻抗急剧升高,致使MEMS谐振器性能降低。
应该注意,上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明,并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
实用新型内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本实用新型的目的在于提供一种微机电系统谐振器,用于解决现有MEMS谐振器受限于制造工艺、材料等因素,具备较大的阻抗,从而导致MEMS谐振器性能不能满足应用需求。
为实现上述目的及其他相关目的,本实用新型提供一种微机电系统谐振器,其包括至少一个振动单元和若干个电极,所述振动单元包括用于振动的振动主体,若干个所述电极围绕所述振动主体设置且与所述振动主体之间形成有预定间隙,若干个所述电极包括若干个驱动电极和若干个感测电极,所述驱动电极用于驱动所述振动主体振动,所述感测电极用于感测所述振动主体的电容变化以生成感应信号,所述振动主体的振动表面设置为第一齿状表面,所述驱动电极或所述感测电极面向所述振动主体的表面设置为与所述第一齿状表面配合的第二齿状表面,所述预定间隙被配置为若所述振动主体发生振动,所述振动主体的振动表面与该振动主体周围设置的电极的表面不相互接触。
可选地,所述振动单元的数量为多个,且各振动单元的形状或振动模态是相同或不同的。
可选地,所述第一齿状表面设置有多个第一齿,所述第二齿状表面设置有多个第二齿,所述第一齿与所述第二齿在延伸方向上交错排布且间隔设置。
可选地,若所述驱动电极具有第二齿状表面,所述驱动电极上的第二齿配置成允许所述振动单元的振动表面与所述驱动电极相对的两表面相互啮合的齿形;若所述感测电极具有第二齿状表面,所述感测电极上的第二齿配置成允许所述振动单元的振动表面与所述感测电极相对的两表面相互啮合的齿形,且所述驱动电极上的第二齿具有与所述感测电极的第二齿相同或不同的齿形。
可选地,所述第一齿和所述第二齿的形状分别包括半圆弧状、三角齿形、梯形齿或者齿顶圆角化的上述齿形。
可选地,所述多个第一齿中的每个齿与相邻的第二齿之间的间隙是相同的。
可选地,所述微机电系统谐振器包括排布成一维振动阵列的至少一第一振动单元和至少一第二振动单元,以及顺次连接相邻振动单元的耦合梁,所述第一振动单元在对应的驱动电极施加时变信号时产生第一振动模态的来回振动,所述第二振动单元在对应的驱动电极施加时变信号时产生不同于所述第一振动模态的第二振动模态的来回振动。
可选地,所述微机电系统谐振器包括排布成二维阵列的多个振动单元以及用于连接相邻振动单元的耦合梁,每个振动单元通过耦合梁与所述二维阵列的扩展方向上相邻的振动单元连接。
可选地,所述耦合梁具有不小于其两端连接的振动单元中任一者的振动波长的1/4。
可选地,围绕所述振动单元设置有多个驱动电极以及多个感测电极,所述驱动电极和所述感测电极分别选用与所述振动主体相同的材料制成,所述驱动电极、所述感测电极和所述振动主体的材料包括硅、锗、碳、硅锗和碳化硅中的一种。
如上所述,本实用新型的微机电系统谐振器具有以下有益效果:
本申请通过在MEMS谐振器中振动主体的振动表面、驱动电极和感测电极中的至少一者面向振动主体的表面设置成齿结构,从而增加电极与振动主体相对的有效检测面积,在不大幅影响模态、频率、Q值的前提下以有效降低阻抗,改善MEMS谐振器的性能。
附图说明
所包括的附图用来提供对本申请实施例的进一步的理解,其构成了说明书的一部分,用于说明本申请的实施方式,并与文字描述一起来阐释本申请的原理。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。
图1显示为本实用新型实施例的微机电系统谐振器的示意图。
图2显示为本实用新型实施例的微机电系统谐振器另一示例的结构示意图。
图3显示为本实用新型实施例中振动单元的局部示意图。
图4显示为图3所示的振动单元中虚框标示的S处第一齿的局部示意图。
图5显示为本实用新型实施例中振动主体与电极间隔设置的示意图。
图6显示为本实用新型实施例中振动主体具有第一齿的振动表面的示意图。
图7显示为本实用新型实施例中振动主体具有第一齿的振动表面另一示例的示意图。
图8显示为本实用新型实施例中微机电系统谐振器具有一维阵列排布的振动阵列示意图。
图9显示为本实用新型实施例中微机电系统谐振器具有一维阵列排布的振动阵列另一示例的示意图。
图10显示为本实用新型实施例例中微机电系统谐振器具有二维阵列排布的振动阵列示意图。
图11显示为本实用新型实施例中微机电系统谐振器具有二维阵列排布的振动阵列另一示例的示意图。
元件标号说明:
10 MEMS谐振器
110 振动单元
111 振动主体
112 耦合部
112a 锚固件
112b 支撑梁
120、120a、120b、120c、120d、120e、120f、 电极
120g、120h
130 耦合梁
113 第一齿
122 第二齿
110a 第一振动单元
110b 第二振动单元
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。
应该强调,术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在,但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。
针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用,与其它实施方式中的特征相组合,或替代其它实施方式中的特征。
如在详述本实用新型实施例时,为便于说明,表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大,而且所述示意图只是示例,其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外,在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
为了方便描述,此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到,这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。此外,当一层被称为在两层“之间”时,它可以是所述两层之间仅有的层,或者也可以存在一个或多个介于其间的层。
在本申请的上下文中,所描述的第一特征在第二特征“之上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例,也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例,这样第一和第二特征可能不是直接接触。
需要说明的是,本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想,遂图示中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局型态也可能更为复杂。
本申请提供了一种微机电系统振荡器,微机电系统振荡器可以包括电耦合的微机电系统谐振器10和振荡电路。图1~图3显示为本实用新型实施例中微机电系统谐振器的具体结构示意图,如图1所示,微机电系统谐振器10可以包括至少一个振动单元110和若干个电极120。
具体而言,各振动单元110可包括一振动主体111。该振动主体111用于振动。若干个电极120包括驱动电极和感测电极,驱动电极和感测电极分别围绕各个振动主体111设置。各个振动主体111至少对应设置一驱动电极和一感测电极。驱动电极和感测电极与振动主体111的振动表面以预定间隙间隔设置。振动表面可以是指振动主体111与电极相对的表面。预定间隙被配置为若振动主体111发生振动,振动主体111的振动表面与该振动主体111周围设置的电极的表面不相互接触。驱动电极可施加时变信号以驱使振动主体111发生来回振动,致使感测电极上产生感应信号。感测电极可以用于感测振动主体111的电容变化以生成感应信号。
在MEMS振荡器工作时,对振动单元110(如振动主体111)施加直流电压信号,对驱动电极施加时变信号,例如交流电压信号,从而在驱动电极和振动主体111建立的相反或相同电荷两者之间施加时变静电力;而在时变静电力的驱动下振动主体111的至少一部位来回振动,引起感测电极和振动主体111之间的电容发生变化,使得感测电极上产生感应信号(如交流电流)。感应信号的一部分可以被传输至信号处理电路进行处理以获取频率信号,另一部分通过振荡电路被增益传输至驱动电极用以维持振动单元的振动。
在一些实施例中,参见图1和图2,振动单元110可以包括振动主体111和用于连接振动主体的耦合部112,其中,耦合部112包括锚固件112a和支撑梁112b,振动主体111通过锚固件112a支撑于衬底上。其中,各电极120可围绕振动单元110设置,且与振动主体111保持间隙,以便于振动单元110振动。本实施例中,振动主体111可以通过支撑梁112b与锚固件112a连接,锚固件112a可以与衬底固定连接。
例如,振动单元110可以在电极120的作用下,以一振动模态来回振动,振动主体111的几何形状包括但不限于正方形、矩形、方形环或类似结构,振动主体111的振动模态可以为面内剪切模态(Face-shear mode,FS)或面内拉梅模态(Lame mode)等。
在一些实施例中,驱动电极和感测电极分别选用与振动主体相同的材料制成,驱动电极、感测电极和振动主体的材料包括硅、锗、碳、硅锗和碳化硅中的一种。其中驱动电极和感测电极的数量均可配置为多个。
在一些实施例中,参见图1,振动主体111为方形平板结构,围绕振动主体111设置有多个电极120,其包括电极120a、120b、120c、120d、120e、120f、120g和120h。锚固件112a可邻近方形振动主体111各边的中点位置处设置。于同一顶角的两侧边周围设置的电极,例如电极120a和120b,可以分别作为单个电极独立设置;较佳地,电极120a和120b可以设置成同一个电极,由此进一步增加电极120与振动主体111相对的耦合面积,从而降低阻抗。在一实施例中,支撑梁112b可以为T型梁结构。
在一些实施例中,参见图2,锚固件112a可邻近方形振动主体111的顶点位置处设置。多个电极120可邻近于方形振动主体的各边设置。可以理解的是,驱动电极与感测电极的数量与各自的设置方式位置相关。对于同一MEMS谐振器10,通过不同位置的驱动电极和感测电极组合,可实现该振动主体111的振动模态。例如,对于图1中MEMS谐振器10,当选择电极120g/120h,120c/120d作为驱动电极,电极120a/120b,120e/120f作为感应电极时,可激发振动主体111为面剪切模态(Face-shear mode);当选择电极120e/120d,120g/120f作为驱动电极,电极120a/120h,120b/120c作为感应电极时,可激发振动主体111为Lame模态(Lame mode)。
在一些实施例中,振动主体111的振动表面、或者驱动电极和感测电极中的至少一者面向振动主体111的表面设置成齿状表面。通过在振动主体111的振动表面或与其相对的电极120表面设置齿结构,增加电极120与振动主体111的耦合面积,即增加电极120对振动主体111相对的有效检测面积。由此,在不大幅影响模态、频率、Q值的前提下以有效降低阻抗,改善MEMS振荡器的性能。
在一些实施例中,振动主体111的振动表面设置为第一齿状表面,驱动电极或感测电极面向该振动主体111的表面设置为与第一齿状表面配合的第二齿状表面。具体地,参见图3~图7,振动主体111的振动表面设置有多个第一齿113。多个第一齿113形成第一齿状表面。较佳地,电极120面向振动主体111的表面设置有多个第二齿122。多个第二齿122形成第二齿状表面。可选地,多个第一齿113可以连续排布以形成第一齿状表面。多个第二齿122可以连续排布以形成第二齿状表面。
在一些实施例中,参见图4至图7,第一齿113与第二齿122的形状分别包括半圆弧状、三角齿形、梯形齿或者齿顶圆角化的上述齿形。
在上面讨论的实施例中,电极120可以包括驱动电极和感测电极,驱动电极和感测电极中的至少一者面向相应振动主体111的表面可设置成第二齿状表面。例如,驱动电极的表面设置有齿结构,则感测电极可以形成为平行板电极;感测电极的表面设置有齿结构,驱动电极可以形成为平行板电极。通过增加驱动电极或感测电极与振动主体111的耦合面积,即增加驱动面积和感测面积,从而在不大幅影响模态、频率、Q值的前提下,提高机电转换系数,有效地降低动态电阻,改善MEMS振荡器的性能。
本申请的实施例中,驱动电极和感测电极的表面均设置有齿结构,即驱动电极和感测电极面向振动单元110的表面均设置有第二齿122,驱动电极和感测电极两者具有的第二齿122的形状可以是相同的,或者可以是不相同的。
图4示出图3所示的振动单元中虚框标示的S处的局部示意图,参见图4和图5,若振动主体111与电极120相对的表面均设置有齿结构,振动主体111在静止状态下,振动主体111上的第一齿113与电极120上的第二齿122在延伸方向上交错排布且间隔设置,即振动主体111上的任一第一齿113的齿顶与电极120上对应的第二齿122的齿槽在间隔方向上对准设置。较佳地,电极120表面的第二齿122可配置允许振动主体111的振动表面与电极120相对的两表面相互啮合的齿形,更好地匹配电极120与振动主体111的几何轮廓,对电极120与振动主体111之间的间距进行适当调整。
具体而言,振动主体111的第一齿113可以具有与驱动电极表面的第二齿122相匹配的齿形,类似地,振动主体111的第一齿113可以具有与感测电极表面的第二齿122相匹配的齿形。类似地,亦可根据第一齿113的齿形可以对与第一齿113相对的表面进行适应性配置,或者,亦可根据第二齿122的齿形可以对与第二齿122相对的表面进行适应性配置,以更好地调整电极120与振动主体111之间的间距。可选地,第一齿113或第二齿122相对的表面可以与该第一齿113或第二齿122的齿顶具有近似的形状。
在本实施例中,多个第一齿113中的每个齿与相邻的第二齿122之间的间隙d是相同的。也就是说,交错设置的第一齿113与第二齿122,两者相对齿面之间的距离(即间隙d)是恒定的,且不同第一齿113与各自相邻第二齿122之间相对齿面的距离是相同的。
在一些实施例中,参见图4,振动主体111的振动表面具有锯齿状表面,锯齿状表面可以由多个三角齿形的第一齿113;同样地,驱动电极和/或感测电极面向振动主体111的表面设置有齿形相同的锯齿状表面,即具有多个三角齿形的第二齿122。通过于振动主体111与电极120的相对表面设置锯齿结构,在不大幅改变品质因数(Q)值、频率的前提下,可有效降低阻抗1倍以上。
进一步地,如图5所示,振动主体111的振动表面设置有三角齿形的第一齿113,第一齿113可配置为具有圆角化的齿顶。在这种情况下,驱动电极和/或感测电极的第二齿122与振动主体111的振动表面的第一齿113齿形相匹配;换而言之,第二齿122可配置为与对应设置的第一齿113的齿顶相匹配的圆角化齿槽(弧形槽),由此更好地匹配电极120与振动主体111的几何轮廓。
在上面讨论的实施例中,振动主体111上的第一齿113具有与电极120上的第二齿122相同的齿形,由于第一齿113和第二齿122具有相同的形状和尺寸,由此能够更好地匹配振动主体111和电极120的几何轮廓,从而使电极120与振动主体111两者的间距大致恒定。当振动主体111不振动时在振动主体111和电极120之间存在基本恒定的间隙。也即,第一齿113与相邻第二齿122之间的间隙d基本上等于第一齿113的齿顶与相对的第二齿122的齿槽之间的间距x;类似地,第二齿122与相邻第一齿113之间的间隙d基本上等于第二齿122的齿顶与相对的第一齿113的齿槽之间的间距x。
在一些其他实施例中,驱动电极上的第二齿122具有不同于感测电极的第二齿122的齿形,驱动电极的第二齿122与振动主体111的振动表面的第一齿113具有相互啮合的齿形且间隔设置,和感测电极的第二齿122与振动主体111的振动表面的第一齿113具有相互啮合的齿形且间隔设置,由于相对的第一齿113和第二齿122具有相同的形状和尺寸,由此能够使振动主体111和电极120之间的距离大致恒定,便于更好地驱动和检测。
参见图5和图6,在振动主体111上的第一齿113具有与和驱动电极和/或感测电极上的第二齿122相同的齿形,第一齿113与第二齿122可以连续设置,例如,振动主体111上的第一齿113具有半圆弧状的齿形。在其他实施例中,参见图7,振动主体111上的第一齿113具有大致为梯形的齿形,相应地驱动电极和/或感测电极上的第二齿122设置成具有与第一齿113相同的齿距和齿顶宽度,从而在延伸方向上电极120与振动主体111之间的间距大致恒定。
本申请的实施例中,MEMS谐振器10可以包括多个振动单元110,多个振动单元110可设置于同一衬底上,各振动单元110的形状或振动模态可以是相同的,也可以是不同或不完全相同的。相邻近的振动单元110之间可以通过耦合梁130连接。可以理解的的是,若多个振动单元110配置的振动模态不同或不完全相同,可允许MEMS谐振器10具备双模态或多模态的振动模式。
在一些实施例中,MEMS谐振器10中的多个振动单元110可以呈阵列排布。如,MEMS包括排布成一维阵列的多个振动单元110。多个振动单元110可以大致沿一直线排布。多个振动单元110可以包括至少一第一振动单元110a和至少一第二振动单元110b,以及顺次连接相邻振动单元的耦合梁130。第一振动单元110a在对应的驱动电极施加时变信号时产生第一振动模态的来回振动,第二振动单元110b在对应的驱动电极施加时变信号时产生第二振动模态的来回振动。第一振动模态与第二振动模态可以是相同的振动模态,或者不同的振动模态。第一振动单元110a和第二振动单元110b可以具有相同或不同的形状/结构。图8显示为本实用新型的微机电系统谐振器10具有一维阵列排布的振动阵列示意图,耦合梁130设置用于连接具有不同振动模态的第一振动单元110a与第二振动单元110b,第一振动单元110a包括设置于方形振动主体多个边中点处的锚固点,第二振动单元110b包括设置于方形振动主体多个顶点处的锚固点。在第一振动单元110a以方形剪切模态振动的情形中,第一振动单元110a包括设置于方形振动主体多个边中点处的锚固点,方形振动主体顶点处的节点具有为最大位移量,且位于同一边的最大位移节点之间存在180°相位差,使得耦合梁130的一端能够连接于第一振动单元110a具有最小位移量的节点。
图9显示为本实用新型的微机电系统谐振器10具有一维阵列排布的振动阵列另一示例的示意图,耦合梁130设置用于连接具有相同振动模态的第一振动单元110a与第二振动单元110b。
进一步地,相邻两振动单元110a和110b可以通过耦合梁130连接,通过调节耦合梁130的长度,例如,调节耦合梁130的长度不小于振动单元110的振动波长的1/4,使得耦合梁130两端连接的振动单元110之间的振动状态不会相互影响。
在一些其他实施例中,微机电系统谐振器10包括排布成二维阵列的多个振动单元110以及用于连接相邻振动单元的耦合梁130,每个振动单元110通过耦合梁130与二维阵列的扩展方向上相邻的振动单元连接。例如,如图10所示,微机电系统谐振器10包括排布成二维阵列的多个第一振动单元110a,各第一振动单元110a分别通过耦合梁130与二维阵列的扩展方向上相邻的第一振动单元110a连接,其中耦合梁130的一端能够连接于第一振动单元110a的方形振动主体一边的中点处。图11显示为本实用新型的微机电系统谐振器10具有二维阵列排布的振动阵列另一示例示意图,微机电系统谐振器10包括排布成二维阵列的多个第二振动单元110b,各第二振动单元110b分别通过耦合梁130与二维阵列的扩展方向上相邻的第二振动单元110b连接,其中耦合梁130的一端能够连接于第二振动单元110b的方形振动主体的顶点处。较佳地,耦合梁130的本征频率与振动主体的本征频率相同,以降低机电耦合结构的能量损耗。
可以理解的是,同一MEMS谐振器10中的多个振动单元110可以形成为相同的结构,也可以形成为不同的结构。
如上所述,针对现有微机电系统振荡器,特别是对微机电系统谐振器的改进,微机电系统谐振器10中振动主体111的振动表面、或者驱动电极和感测电极中的至少一者面向振动主体111的表面设置成齿结构,从而增加振动主体111与电极120相对的有效耦合面积,在不大幅影响振动模态、频率、品质因数(Q)值的前提下有效降低阻抗,从而改善MEMS振荡器的性能。
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效,而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种微机电系统谐振器,其特征在于,包括至少一个振动单元和若干个电极,所述振动单元包括用于振动的振动主体,若干个所述电极围绕所述振动主体设置且与所述振动主体之间形成有预定间隙,若干个所述电极包括若干个驱动电极和若干个感测电极,所述驱动电极用于驱动所述振动主体振动,所述感测电极用于感测所述振动主体的电容变化以生成感应信号,所述振动主体的振动表面设置为第一齿状表面,所述驱动电极或所述感测电极面向所述振动主体的表面设置为与所述第一齿状表面配合的第二齿状表面,所述预定间隙被配置为若所述振动主体发生振动,所述振动主体的振动表面与该振动主体周围设置的电极的表面不相互接触。
2.根据权利要求1所述的微机电系统谐振器,其特征在于:所述振动单元的数量为多个,且各振动单元的形状或振动模态是相同或不同的。
3.根据权利要求1所述的微机电系统谐振器,其特征在于:所述第一齿状表面设置有多个第一齿,所述第二齿状表面设置有多个第二齿,所述第一齿与所述第二齿在延伸方向上交错排布且间隔设置。
4.根据权利要求3所述的微机电系统谐振器,其特征在于:若所述驱动电极具有第二齿状表面,所述驱动电极上的第二齿配置成允许所述振动单元的振动表面与所述驱动电极相对的两表面相互啮合的齿形;若所述感测电极具有第二齿状表面,所述感测电极上的第二齿配置成允许所述振动单元的振动表面与所述感测电极相对的两表面相互啮合的齿形,且所述驱动电极上的第二齿具有与所述感测电极的第二齿相同或不同的齿形。
5.根据权利要求4所述的微机电系统谐振器,其特征在于:所述第一齿和所述第二齿的形状分别包括半圆弧状、三角齿形、梯形齿或者齿顶圆角化的上述齿形。
6.根据权利要求3所述的微机电系统谐振器,其特征在于:所述多个第一齿中的每个齿与相邻的第二齿之间的间隙是相同的。
7.根据权利要求2所述的微机电系统谐振器,其特征在于:所述微机电系统谐振器包括排布成一维振动阵列的至少一第一振动单元和至少一第二振动单元,以及顺次连接相邻振动单元的耦合梁,所述第一振动单元在对应的驱动电极施加时变信号时产生第一振动模态的来回振动,所述第二振动单元在对应的驱动电极施加时变信号时产生不同于所述第一振动模态的第二振动模态的来回振动。
8.根据权利要求2所述的微机电系统谐振器,其特征在于:所述微机电系统谐振器包括排布成二维阵列的多个振动单元以及用于连接相邻振动单元的耦合梁,每个振动单元通过耦合梁与所述二维阵列的扩展方向上相邻的振动单元连接。
9.根据权利要求7或8所述的微机电系统谐振器,其特征在于:所述耦合梁具有不小于其两端连接的振动单元中任一者的振动波长的1/4。
10.根据权利要求1所述的微机电系统谐振器,其特征在于:围绕所述振动单元设置有多个驱动电极,以及多个感测电极,所述驱动电极和所述感测电极分别选用与所述振动主体相同的材料制成,所述驱动电极、所述感测电极和所述振动主体的材料包括硅、锗、碳、硅锗和碳化硅中的一种。
CN202322124954.0U 2023-08-08 2023-08-08 微机电系统谐振器 Active CN220492965U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202322124954.0U CN220492965U (zh) 2023-08-08 2023-08-08 微机电系统谐振器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202322124954.0U CN220492965U (zh) 2023-08-08 2023-08-08 微机电系统谐振器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN220492965U true CN220492965U (zh) 2024-02-13

Family

ID=89841823

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202322124954.0U Active CN220492965U (zh) 2023-08-08 2023-08-08 微机电系统谐振器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN220492965U (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4011617B2 (ja) キャパシタンスに基づくチューニング可能な超小型機械共振器
JP4087790B2 (ja) 極超短波mem共振器のための中心質量の減少したマイクロブリッジ構造
KR20120029465A (ko) 2개의 압전층을 구비한 압전 공진기
CN110024284A (zh) 角耦接谐振器阵列
US8872603B2 (en) Resonator and resonator array
JP4977431B2 (ja) マイクロメカニカル共振器
JPH1047966A (ja) 角速度センサ
JP2000055670A (ja) 振動式検出器
CN220492965U (zh) 微机电系统谐振器
Mohammadi et al. Support loss suppression in micromechanical resonators by the use of phononic band gap structures
US10778182B2 (en) Resonator
CN102037644A (zh) 改进mems谐振器
JP2008103777A (ja) マイクロメカニカル共振器
JP5101410B2 (ja) 共振周波数可変mems振動子
JP4965962B2 (ja) マイクロメカニカル共振器
JP2006319387A (ja) Memsレゾネータ
JP2009094798A (ja) マイクロメカニカル共振器
JP2009088854A (ja) マイクロメカニカル共振器およびその製造方法
JPH11271064A (ja) 角速度センサ
EP3954043A1 (en) Mems resonator
US20100327993A1 (en) Micro mechanical resonator
JP2010540266A (ja) 向上した検出レベルを有するナノスケールまたはマイクロスケールの振動電気機械部材
JP5081586B2 (ja) マイクロメカニカル共振器
CN118100849A (zh) Mems谐振器
JP6482192B2 (ja) 半導体mems共振器

Legal Events

Date Code Title Description
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant