[发明专利]压电MEMS谐振器及其形成方法、电子设备在审
| 申请号： | 202110582039.9 | 申请日： | 2021-05-27 |
| 公开（公告）号： | CN113364423A | 公开（公告）日： | 2021-09-07 |
| 发明（设计）人： | 张孟伦;杨清瑞;宫少波 | 申请（专利权）人： | 天津大学 |
| 主分类号： | H03H9/10 | 分类号： | H03H9/10;H03H9/02 |
| 代理公司： | 北京汉智嘉成知识产权代理有限公司 11682 | 代理人： | 姜劲;谷惠敏 |
| 地址： | 300072*** | 国省代码： | 天津;12 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 压电 mems 谐振器 及其 形成 方法 电子设备 | ||
1.一种压电MEMS谐振器，其特征在于，具有一个或多个谐振结构，所述谐振结构包括沿平行于器件基底平面的方向堆叠的压电层、电极层和从动层。
2.根据权利要求1所述的压电MEMS谐振器，其特征在于，所述压电MEMS谐振器工作在谐振频率附近，且谐振结构的谐振频率大于20kHz。
3.根据权利要求1所述的压电MEMS谐振器，其特征在于，所述压电MEMS谐振器还包括：封装硅帽，其中，所述封装硅帽的封装形式为密封封装。
4.根据权利要求3所述的压电MEMS谐振器，其特征在于，所述密封封装为真空封装，封装体内气压不大于10Pa。
5.根据权利要求1所述的压电MEMS谐振器，其特征在于，所述从动层为硅材料。
6.根据权利要求1所述的压电MEMS谐振器，其特征在于，所述从动层为单晶硅材料。
7.根据权利要求1所述的压电MEMS谐振器，其特征在于，所述压电层的材料为如下材料为：氮化铝、氧化锌、PZT或者上述材料的稀土元素掺杂材料。
8.根据权利要求1所述的压电MEMS谐振器，其特征在于，所述压电层的厚度为0.01微米至10微米，或者为0.1微米至1微米。
9.根据权利要求1所述的压电MEMS谐振器，其特征在于，所述谐振结构为如下一种形式或多种形式的组合：悬臂梁、简支梁、环形、音叉形。
10.根据权利要求9所述的压电MEMS谐振器，其特征在于，当谐振结构的数量为多个时，所述压电MEMS谐振器还包括耦合结构，多个所述谐振结构通过所述耦合结构连接到所述基底上。
11.根据权利要求1所述的压电MEMS谐振器，其特征在于，单个所述谐振结构中，所述从动层的单侧具有所述压电层或者所述从动层的两侧具有所述压电层。
12.根据权利要求11所述的压电MEMS谐振器，其特征在于，所述从动层的两侧具有压电层，并且从动层两侧的压电层晶向相反。
13.根据权利要求11所述的压电MEMS谐振器，其特征在于，所述从动层的两侧具有压电层，并且两侧压电层的工作电场方向一致。
14.一种压电MEMS谐振器的形成方法，其特征在于，所述压电MEMS谐振器具有一个或多个谐振结构，所述谐振结构包括沿平行于器件基底平面的方向堆叠的压电层、电极层和从动层，所述形成方法包括：
在SOI硅片之上形成沉积掩膜材料并图形化，得到第一掩膜区域和第一暴露区域；
刻蚀所述第一暴露区域至所述SOI硅片的埋氧层，保留所述第一掩膜区域下方的所述SOI硅片的顶硅层以形成所述谐振结构的从动层，然后去除第一图形化掩膜；
在所述从动层侧表面依次形成所述压电层和所述电极层；
去除所述从动层下方的所述埋氧层，以形成所述谐振结构。
15.根据权利要求14所述的压电MEMS谐振器的形成方法，其特征在于，所述压电MEMS谐振器工作在谐振频率附近，且谐振结构的谐振频率大于20kHz。
16.根据权利要求14所述的压电MEMS谐振器的形成方法，其特征在于，在所述形成所述谐振结构的步骤之后，还包括：在当前半导体结构的上方键合封装硅帽，其中，所述封装硅帽的封装形式为密封封装。
17.根据权利要求16所述的压电MEMS谐振器的形成方法，其特征在于，所述密封封装为真空封装，封装体内气压不大于10Pa。
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