專利名稱：微電子機械系統(tǒng)共振器及其制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及無線通信領域中的一種基于微電子機械系統(tǒng)技術的共振器器件及其制作方法，特別是涉及一種微電子機械系統(tǒng)共振器及其制作方法。
背景技術：
通信科學是高科技信息社會的基石，也是高科技信息產(chǎn)業(yè)的核心。無線通信是實現(xiàn)通信科學中最主要的方法之一，無線通信技術的優(yōu)劣直接決定了通信系統(tǒng)的質(zhì)量和性能。無線通信系統(tǒng)主要由輸入調(diào)制器、發(fā)送設備、接收設備、輸出解調(diào)器以及信道組成，其信息通信的可靠性和有效性主要決定于系統(tǒng)的頻率振蕩器的精度、相位噪聲和系統(tǒng)穩(wěn)定性。輸入調(diào)制器、發(fā)送設備、接收設備和輸出解調(diào)器都需要利用基準頻率振蕩器進行載波混頻和頻率調(diào)制。當前頻率振蕩器中的共振器件主要是由高品質(zhì)因數(shù)的晶體共振器和表面波聲學共振器實現(xiàn)的，它們的缺點在于體積大，能耗高，難于集成。然而隨著航空航天技術和移動通信的發(fā)展，器件的小型化已經(jīng)成了無線通信設備發(fā)展的必然趨勢，這就使得晶體共振器和表面波聲學共振器的缺點越發(fā)突出，一種新型共振器的發(fā)明呼之欲出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對晶體共振器和表面波聲學共振器體積大、能耗高、難于集成、難于小型化的缺陷和技術上的不足，提供了一種具有體積小、能耗低、品質(zhì)因數(shù)高、易于集成、噪聲小、溫度漂移小、穩(wěn)定性高、成本低、產(chǎn)量大、易于產(chǎn)業(yè)化特點的微電子機械系統(tǒng)共振器及其制作方法。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的微電子機械共振器主要由以下四個部分組成，襯底、進行機械振動的共振結(jié)構(gòu)、用于固定共振結(jié)構(gòu)的錨定裝置、電容型輸出和輸入電極。其連接結(jié)構(gòu)要點是進行機械振動的共振結(jié)構(gòu)依靠錨定裝置固定在襯底上，輸入電極與共振結(jié)構(gòu)依靠可變平行板電容器相連，輸出電極與共振結(jié)構(gòu)依靠可變平行板電容器相連。
所述的共振器的制作方法是襯底及共振結(jié)構(gòu)分別用硅、鍺、碳化物、壓電陶瓷其中之一種材料制成；所述的共振器可與微電子芯片、雙極性晶體管、金屬氧化物半導體器件、互補金屬氧化物半導體器件、場效應晶體管、結(jié)型場效應管器、絕緣珊場效應管其中之一進行集成。
本發(fā)明的優(yōu)點是1、體積小，能耗低，品質(zhì)因數(shù)高，易于集成，噪聲小，溫度漂移小，穩(wěn)定性高，成本低，產(chǎn)量大，易于產(chǎn)業(yè)化。
2、由于本發(fā)明可集成到芯片中，因此高頻信號對外輻射小，并且易于屏蔽，可大幅度降低信號輻射危害。
3、制作本器件機械振動結(jié)構(gòu)可用的材料廣泛，包括硅材料及硅化物材料(單晶硅，多晶硅，非晶體硅，氧化硅，氮化硅)；金剛石(單晶碳，多晶碳，單晶金剛石，多晶金剛石，非晶體金剛石)；碳化硅；碳納米管；鍺材料及鍺化物材料(單晶鍺，多晶鍺，非晶體鍺，氧化鍺，氮化鍺)；鋁材料及鋁化物材料(金屬鋁，氮化鋁，氧化鋁)；鎳材料及鎳化物材料(金屬鎳，氮化鎳，氧化鎳)；鉻材料及鉻化物材料(金屬鉻，氮化鉻，氧化鉻)；壓電陶瓷材料；鐵電陶瓷材料；合金材料；薄膜材料；聚合物材料。
4、可與多種系統(tǒng)或器件進行集成，其中有微電子芯片或雙極性晶體管器件；金屬氧化物半導體器件；互補金屬氧化物半導體器件；場效應晶體管器件；結(jié)型場效應管器件；絕緣珊場效應管。
5、本器件可以集成在多種材料中，其中包括金屬、非金屬、金屬化合物、金屬氧化物、金屬氮化物、非金屬化合物、非金屬氧化物、非金屬氮化物、導體、半導體、絕緣體、晶體、非晶體、陶瓷、薄膜材料、合金材料、碳納米管、聚合物。
6、本器件可以工作在真空中、空氣中、氮氣中、惰性氣體中。
7、本方法使用安全、有效、經(jīng)濟、合理。
附面說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是本發(fā)明的電路原理圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖及實施例詳述本發(fā)明。
本發(fā)明硬件由襯底、進行機械振動的共振結(jié)構(gòu)、用于固定共振結(jié)構(gòu)的錨定裝置、電容型輸出和輸入電極組成。它的連接結(jié)構(gòu)見附圖1進行機械振動的共振結(jié)構(gòu)依靠錨定裝置固定在襯底上，輸入電極與共振結(jié)構(gòu)依靠可變平行板電容器相連，輸出電極與共振結(jié)構(gòu)依靠可變平行板電容器相連。
具體連接實施例如附圖2在共振器及相關電路IC中，IC1的8腳與IC2的12腳連接，IC1的3腳與IC2的14腳連接，IC1的5腳與IC2的15腳連接，IC2的13腳與IC3的8腳連接，IC2的3腳與IC3的7腳連接，IC2的10腳與電源正極連接，IC2的5腳與電源負極連接，IC3的7腳與IC3的5腳連接，IC3與IC1的2腳接直流電源負極，IC3與IC1的6腳接直流電源正極。
本發(fā)明的制備方法為(1)制備襯底(2)深反應離子刻蝕得到微小間隙(3)采用微機械加工和納米技術得到部分懸空的共振結(jié)構(gòu)(4)配備輸出和輸入電極。襯底用硅、鍺、碳化物或壓電陶瓷材料制成。機械振動的共振結(jié)構(gòu)用硅、鍺、碳化物或壓電陶瓷材料制成。共振器與微電子芯片、雙極性晶體管、金屬氧化物半導體器件、互補金屬氧化物半導體器件、場效應晶體管、結(jié)型場效應管器或絕緣珊場效應管進行集成。微電子機械系統(tǒng)共振器工作在真空、空氣、氮氣或惰性氣體中。
本發(fā)明的工作過程如下在共振結(jié)構(gòu)與電極兩端加電壓驅(qū)動，從輸入電極上輸入信號，從輸出電極上輸出信號，當輸入電極的信號頻率接近共振結(jié)構(gòu)的機械振蕩頻率時，共振結(jié)構(gòu)會發(fā)生共振，引起微小間隙的變化，引起輸入端可變電容和輸出端可變電容的變化，引起器件全阻抗的變化，從而在輸出電極上得到需要的振蕩信號。
權利要求
1.一種微電子機械系統(tǒng)共振器，它由襯底、進行機械振動的共振結(jié)構(gòu)、用于固定共振結(jié)構(gòu)的錨定裝置、電容型輸出和輸入電極四個部分組成，其特征在于，進行機械振動的共振結(jié)構(gòu)用錨定裝置固定在襯底上，輸入電極與共振結(jié)構(gòu)用可變平行板電容器連接，輸出電極與共振結(jié)構(gòu)用可變平行板電容器相連接。
2.根據(jù)權利1所述的微電子機械系統(tǒng)共振器，其特征在于，它的電路連接結(jié)構(gòu)是，集成電路IC1的8腳與集成電路IC2的12腳連接，集成電路IC1的3腳與集成電路IC2的14腳連接，集成電路IC1的5腳與集成電路IC2的15腳連接，集成電路IC2的13腳與集成電路IC3的8腳連接，集成電路IC2的3腳與集成電路IC3的7腳連接，集成電路IC2的10腳與電源正極連接，集成電路IC2的5腳與電源負極連接，集成電路IC3的7腳與集成電路IC3的5腳連接，集成電路IC3與集成電路IC1的2腳接直流電源負極，集成電路IC3與集成電路IC1的6腳接直流電源正極。
3.一種如權利要求1所述的微電子機械系統(tǒng)共振器的制備方法，其特征在于，襯底及共振結(jié)構(gòu)分別用硅、鍺、碳化物、壓電陶瓷其中之一種材料制成；所述的共振器可與微電子芯片、雙極性晶體管、金屬氧化物半導體器件、互補金屬氧化物半導體器件、場效應晶體管、結(jié)型場效應管器、絕緣珊場效應管其中之一進行集成。
全文摘要
一種無線通信領域的微電子機械系統(tǒng)共振器及其制作方法，共振器由襯底、共振結(jié)構(gòu)、用于固定共振結(jié)構(gòu)的錨定裝置、電容型輸出和輸入電極組成。共振結(jié)構(gòu)用錨定裝置固定在襯底上，輸入電極與共振結(jié)構(gòu)用可變平行板電容器連接，輸出電極與共振結(jié)構(gòu)用可變平行板電容器相連接。襯底及共振結(jié)構(gòu)分別用硅、鍺、碳化物、壓電陶瓷其中之一種材料制成；所述的共振器可與微電子芯片、雙極性晶體管、金屬氧化物半導體器件、互補金屬氧化物半導體器件、場效應晶體管、結(jié)型場效應管器、絕緣珊場效應管其中之一進行集成。本發(fā)明具有體積小、能耗低、品質(zhì)因數(shù)高、易于集成、噪聲小、溫度漂移小、穩(wěn)定性高、成本低、產(chǎn)量大、易于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的優(yōu)點。
文檔編號H03H9/15GK1897460SQ200610012849
公開日2007年1月17日 申請日期2006年6月16日 優(yōu)先權日2006年6月16日
發(fā)明者閻濟澤, 曾屹 申請人:閻濟澤