[发明专利]面内拉伸模态射频微机电谐振器

权利要求书

1.一种面内拉伸模态射频微机电谐振器，其特征在于，包括：

谐振单元，工作于面内拉伸模态下；其中，定义所述谐振单元由在所述面内拉伸模态下的谐振振动而产生位移量变化的边缘位置为振动部；

支撑单元，包括支撑梁和基座；其中，所述支撑梁包括形成复合结构的直梁和框型梁；其中，所述支撑梁用于支撑所述谐振单元；其中，所述基座与所述支撑梁相连，用于维持所述谐振单元的悬空；

电极，设置于所述谐振单元的振动部处，用于驱动和检测所述谐振单元进行谐振振动的换能结构。

2.根据权利要求1所述的面内拉伸模态射频微机电谐振器，其特征在于，其中，所述谐振单元包括多个；

所述面内拉伸模态射频微机电谐振器还包括：

耦合梁，用于耦合相邻两个所述谐振单元；其中，所述耦合梁连接于所述谐振单元的振动部上。

3.根据权利要求2所述的面内拉伸模态射频微机电谐振器，其特征在于，所述耦合梁与所述谐振单元呈线性排布，形成一维拓扑结构；其中，所述直梁的一端连接于所述谐振单元上；所述直梁的另一端与所述框型梁相连；所述框型梁与所述基座相连。

4.根据权利要求2所述的面内拉伸模态射频微机电谐振器，其特征在于，所述耦合梁与所述谐振单元呈非线性排布，形成二维拓扑结构；其中，所述直梁的一端连接于所述耦合梁上；所述直梁的另一端与所述框型梁相连；所述框型梁与所述基座相连。

5.根据权利要求3或4所述的面内拉伸模态射频微机电谐振器，其特征在于，所述耦合梁连接于所述谐振单元的振动部的中心位置上。

6.根据权利要求1所述的面内拉伸模态射频微机电谐振器，其特征在于，所述谐振单元为轴对称结构；其中，所述谐振单元的面内形状包括圆形、椭圆形、圆角化的偶数多边形中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的的面内拉伸模态射频微机电谐振器，其特征在于，所述支撑梁为轴对称结构；其中，所述支撑梁的框型结构包括矩形框结构、弧形框结构、梯形框结构中的至少一种；其中，所述支撑梁的材料包括金属、硅基材料、SiC、金刚石、III-V族半导体、压电材料中的至少一种；其中，所述基座为轴对称结构；其中，所述基座的面内几何形状包括多边形、弧形、框形中的至少一种。

8.根据权利要求3所述的面内拉伸模态射频微机电谐振器，其特征在于，所述谐振单元的非振动部上包括位移节点；其中，所述支撑梁的所述直梁连接于所述谐振单元的位移节点上。

9.根据权利要求4所述的面内拉伸模态射频微机电谐振器，其特征在于，所述耦合梁包括直耦合梁和/或弯曲耦合梁；

其中，所述直耦合梁的面内几何形状包括正方形、矩形、环形中的至少一种；

其中，所述弯曲耦合梁是由直耦合梁以与所述直梁的连接点为弯折点经过弯曲形成的；

其中，所述弯曲耦合梁的弯曲夹角包括0°到180°；

其中，所述耦合梁的材料包括硅基材料、金刚石、SiC、III-V族半导体、压电材料中的至少一种。

10.根据权利要求1所述的面内拉伸模态射频微机电谐振器，其特征在于，所述电极形状包括平板、叉指、梳齿、锯齿中的至少一种；其中，所述电极的材料包括硅基材料、AlN、ZnO、LiNbO₃、SiC、金刚石、III族半导体、V族半导体、金属中的至少一种；其中，所述谐振单元与所述电极之间的换能机制包括压电换能机制或静电换能机制；其中，采用压电换能机制时，所述电极与所述谐振单元直接接触；其中，采用静电换能机制时，所述谐振单元与所述电极具有一间隔为微纳尺度的介质层；其中，所述介质层内配置为不填充电介质材料、部分填充电介质材料或全部填充电介质材料；其中，所述电介质材料包括HfO₂、SiN_x、复合电介质材料中的至少一种。