电容式双端固支梁碳化硅MEMS谐振器的研制

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MEMS谐振器是一种基于谐振原理的机械式微纳尺度器件。通过机电耦合,实现信号的混频和滤波等功能。采用与集成电路工艺兼容的微机械加工工艺制造。具有高品质因数Q,体积小,功耗低,易于集成等优良特性。MEMS谐振器为核心的射频微机电系统具有小型化,低功耗,低成本和单片集成等优点,是射频通信的一大发展方向。因此研究MEMS谐振器具有重要的科学和应用价值。  本文调研了射频MEMS谐振器的发展历程,总结了MEMS谐振器的发展概况和类别,基于微机械谐振器工作的基本谐振理论,提出了一种新型的碳化硅电容式双端固支梁MEMS谐振器。具体研究内容如下:  1.提出了一种新型碳化硅电容扰曲式双端固支梁谐振器,基于其器件结构和工作原理,从理论上分析了器件尺寸和工作电压对器件频率的影响,并且分析了空气阻尼和热弹性阻尼对器件品质因数的影响,利用comsol对其进行了器件尺寸设计和仿真优化。  2.研究了电容扰曲式双端固定梁碳化硅谐振器的制作工艺,包括其制作的工艺流程和工艺难点,着重研究了低应力碳化硅薄膜生长,碳化硅薄膜性能表征和牺牲层腐蚀等关键工艺。  3.研究了电容扰曲式双端固定梁碳化硅谐振器的性能测试,通过优化最终采用差分的测试方法。通过测试找出器件制造和测试出现的问题并对之进行改造和优化。  
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