[发明专利]多量程MEMS CMOS静电梳齿谐振器

权利要求书

1.一种多量程MEMS CMOS静电梳齿谐振器，其特征是：包括连接在一起的第一谐振器单元（100）、第二谐振器单元（200）、第三谐振器单元（300）、第四谐振器单元（400）、第五谐振器单元（500）和第六谐振器单元（600），第一谐振器单元（100）、第二谐振器单元（200）、第三谐振器单元（300）、第四谐振器单元（400）、第五谐振器单元（500）和第六谐振器单元（600）分别具有两个输出端，第一谐振器单元（100）、第二谐振器单元（200）、第三谐振器单元（300）、第四谐振器单元（400）、第五谐振器单元（500）和第六谐振器单元（600）的输入端由金属连线合并连接；所述第一谐振器单元（100）、第二谐振器单元（200）、第三谐振器单元（300）、第四谐振器单元（400）、第五谐振器单元（500）和第六谐振器单元（600）分别包括基底（7）及基底（7）上的结构层，结构层包括上锚点（1-1）、下锚点（1-2）、第一叉指电容（2-1）、第二叉指电容（2-2）、第三叉指电容（2-3）、第四叉指电容（2-4）、上弹性梁（3-1）、下弹性梁（3-2）、振子质量块、左锚点（6-1）和右锚点（6-2）；所述振子质量块包括左部质量块（4-1）和右部质量块（4-2），左部质量块（4-1）和右部质量块（4-2）由连接梁（5）连接；所述上弹性梁（3-1）和下弹性梁（3-1）分别包括四条折梁，上弹性梁（3-1）的四条折梁分别连接上锚点（1-1）和振子质量块，下弹性梁（3-2）的四条折梁分别连接下锚点（1-2）和振子质量块；在所述左部质量块（4-1）的左侧面上设有梳齿状排列的第一叉齿电容（2-1），在右部质量块（4-2）的右侧面上设有梳齿状排列的第二叉指电容（2-2）；在所述左锚点（6-1）靠近左部质量块（4-1）的侧面上设有梳齿状排列的第三叉指电容（2-3），在右锚点（6-2）靠近右部质量块（4-2）的侧面上设有梳齿状排列的第四叉电容（2-4）；所述第一叉指电容（2-1）位于两个第三叉指电容（2-3）的空隙之间，且第一叉指电容（2-1）与第三叉指电容（2-3）呈等距离的交叉配置；所述第二叉指电容（2-2）位于两个第四叉指电容（2-4）的空隙之间，且第二叉指电容（2-2）与第四叉指电容（2-4）呈等距离的交叉配置。

2.如权利要求1所述的多量程MEMS CMOS静电梳齿谐振器，其特征是：所述第一谐振器单元（100）、第二谐振器单元（200）、第三谐振器单元（300）、第四谐振器单元（400）、第五谐振器单元（500）和第六谐振器单元（600）的叉指电容的大小不同。

3.如权利要求1所述的多量程MEMS CMOS静电梳齿谐振器，其特征是：所述第一叉指电容（2-1）、第二叉指电容（2-2）、第三叉指电容（2-3）、第四叉指电容（2-4）、上弹性梁（3-1）、下弹性梁（3-2）、振子质量块和连接梁（5）的结构为垂直沉积叠加结构，该垂直沉积叠加结构自底层向上依次为第一介质层（8）、第一金属铝图层（9）、第二介质层（10）、第二金属铝图层（12）、第三介质层（13）、第三金属铝图层（15）和钝化层（16），第一金属铝图层（9）和第二金属铝图层（12）由设置在第二介质层（10）中的第一钨塞（11）连接，第二金属铝图层（12）和第三金属铝图层（15）由设置在第三介质层（13）中的第二钨塞（14）连接；在该垂直沉积叠加结构上设置多个垂直于基底（7）的侧墙（17），侧墙（17）由钝化层（16）的上表面延伸至基底（7）的上表面，在该垂直沉积叠加结构下部的基底（7）上设置悬空结构（18）。

4.如权利要求3所述的多量程MEMS CMOS静电梳齿谐振器，其特征是：所述悬空结构（18）在宽度方向上由基底（7）的一侧向基底（7）的另一侧延伸，且悬空结构（18）的宽度小于基底（7）的宽度；所述悬空结构（18）在高度方向上由基底（7）的上表面向基底（7）的下表面延伸，且悬空结构（18）的高度小于基底（7）的高度。