[发明专利]一种频率可切换的微机械谐振器及其制备方法

权利要求书

1.一种频率可切换的微机械谐振器，其包括：

中柱；

可动结构，其由连接至其质心的中柱支撑；

多个驱动/检测电极，其呈放射状位于可动结构的周围；所述多个驱动/检测电极中的部分电极连接在一起形成驱动电极，其余电极连接在一起形成检测电极；

空气或固体间隙，位于所述可动结构和各驱动/检测电极之间。

2.根据权利要求1所述的谐振器，其中，所述可动结构的形状为圆盘，带孔圆盘，或方块。

3.根据权利要求1所述的谐振器，其中，所述固体间隙的材料为氧化硅、氮化硅或氧化铪。

4.根据权利要求1所述的谐振器，其中，所述驱动/检测电极的数量大于3。

5.根据权利要求1所述的谐振器，其中，在驱动/检测电极中的驱动电极施加正偏压，检测电极施加负偏压，可动结构接地或者悬空，交流信号通过偏置网络与直流偏置共同激励可动结构振动，响应信号经检测电极并通过偏置网络隔离直流输出，不同的驱动/检测电极连接方式可激励出不同的谐振模态。

6.根据权利要求5所述的谐振器，其中，所述不同的驱动/检测电极的连接方式包括：通过将相邻12个电极、6个电极、3个电极连接在一起和每隔一个电极连接在一起形成驱动电极，而其他电极连接在一起形成检测电极。

7.一种如权利要求1所述的频率可切换的微机械谐振器的制备方法，其包括：

步骤1、热氧化SOI片，并在所述SOI片的顶层硅上等离子体增强化学汽相淀积二氧化硅层，刻蚀二氧化硅至SOI顶层硅，并利用二氧化硅层作为硬掩膜刻蚀SOI顶层硅直到埋氧层，形成驱动/检测电极和可动结构的基础；

步骤2、通过低压化学汽相淀积多晶硅，并对多晶硅进行热氧化，以便释放后形成驱动/检测电极和可动结构之间的空气间隙，或者通过原子层沉积氧化铪的方法在驱动/检测电极和可动结构的侧壁上生长纳米级电介质作为驱动/检测电极和可动结构的固体间隙；

步骤3、刻蚀驱动/检测电极上的二氧化硅和支撑中柱孔直到露出顶层硅；

步骤4、通过低压化学汽相淀积生长一层低应力多晶硅，离子注入并退火后，刻蚀驱动/检测电极之间的低应力多晶硅层，实现支撑中柱的自对准加工工艺和驱动/检测电极电学信号的隔离和结构的制作；

步骤5、淀积金属层并图形化实现金属电极焊盘和金属封装环；

步骤6、旋图光刻胶，并进行曝光显影，制作释放孔结构，所述释放孔位于圆盘正上方，将圆盘完全露出，电极只有少部分露出。

8.如权利要求7所述的方法，其中，所述二氧化硅的总厚度与所述SOI片的埋氧层厚度一致。

9.如权利要求7所述的方法，其中，所述空气间隙或固态间隙小于100nm。