Mems谐振器阵列结构和操作与使用该mems谐振器阵列结构的方法

专利名称：Mems谐振器阵列结构和操作与使用该mems谐振器阵列结构的方法
MEMS谐振器阵列结构和操作与使用该MEMS谐振器阵列结
构的方法相关申请的交叉引用本申请要求享有2007年12月18日提交的题为“MEMS RESONATOR ARRAY STRUCTURE AND METHOD OF OPERATING AND USING SAME” 的美国申请 No. 12/002，894 的优 先权，在此通过引用将其全文并入。
背景技术：
本发明涉及微机电或纳米机电谐振器结构以及与谐振器结构相关使用的方法。通常，高品质(“Q”)因数的微机电谐振器被认为是参考频率和滤波器的有希望选 择。然而，为了实现更高的频率，这种谐振器的尺度正在越缩越小。更小的尺度导致驱动和 /或感测电容变小，这可能进一步对谐振器的信号强度、稳定性和/或“Q”因数造成不利影 响。需要一种有助于克服上述一个、一些或所有缺点的谐振器结构。

发明内容
这里描述和例示了很多发明以及这些发明的很多方面和实施例。本发明内容论述 这里所述和主张的发明中的一些。但本发明的这一发明内容绝不是本发明范围的穷举。在一个方面中，本发明包括一种MEMS阵列结构，其中该MEMS阵列结构包括包含 第一体模式谐振器和第二体模式谐振器的多个体模式谐振器；以及至少一个谐振器耦合部 分，包括设置于所述第一体模式谐振器和所述第二体模式谐振器之间的第一谐振器耦合部 分，以机械耦合所述第一体模式谐振器和所述第二体模式谐振器。在一个实施例中，所述第一体模式谐振器包括节点，所述第二体模式谐振器包括 节点，且所述第一谐振器耦合部分设置于所述第一体模式谐振器的所述节点和所述第二体 模式谐振器的所述节点之间。在另一实施例中，所述第一体模式谐振器和所述第二体模式谐振器耦合到公共基 底锚(anchor)。在另一实施例中，所述MEMS阵列结构还包括至少一个锚耦合部分，包括设置于所 述至少一个谐振器耦合部分和所述基底锚之间的第一锚耦合部分。在另一实施例中，所述第一锚耦合部分包括至少一个应力/应变释放机构。在另一实施例中，所述第一锚耦合部分包括弹簧。在另一实施例中，所述多个体模式谐振器具有第一振动状态，其中，所述第一体模 式谐振器至少部分沿第一方向和第二方向中的至少一个方向收缩并且至少部分沿第三方 向和第四方向中的至少一个方向膨胀，并且其中所述第二体模式谐振器至少部分沿所述第 一方向和所述第二方向中的至少一个方向膨胀并且至少部分沿所述第三方向和所述第四 方向中的至少一个方向收缩，其中所述第二方向与所述第一方向相反，所述第四方向和所 述第三方向相反。
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在另一实施例中，所述第三方向和所述第四方向垂直于所述第一方向和所述第二 方向。在另一实施例中，所述多个体模式谐振器具有第二振动状态，其中，所述第一体模 式谐振器至少部分沿所述第一方向和所述第二方向中的至少一个方向膨胀并且至少部分 沿所述第三方向和所述第四方向中的至少一个方向收缩，并且其中所述第二体模式谐振器 至少部分沿所述第一方向和所述第二方向中的至少一个方向收缩并且至少部分沿所述第 三方向和所述第四方向中的至少一个方向膨胀。在另一实施例中，所述第一体模式谐振器的振动诱发所述第二体模式谐振器的振动。在另一实施例中，所述MEMS阵列结构还包括多个感测电极，以提供表示所述多个 体模式谐振器中的至少一个的振动的感测信号。在另一实施例中，所述感测信号包括差分感测信号。在另一实施例中，所述MEMS阵列结构还包括感测电路，以接收所述感测信号并且 响应于所述感测信号提供输出信号。在另一实施例中，所述输出信号包括差分输出信号。在另一实施例中，所述MEMS阵列结构还包括多个驱动电极，以接收驱动信号，诱 使所述多个体模式谐振器中的至少一个振动。在另一实施例中，所述MEMS阵列结构还包括驱动电路，以接收所述输出信号并且 响应于所述输出信号提供驱动信号。在另一实施例中，所述驱动信号包括差分驱动信号。在另一实施例中，所述MEMS阵列结构还包括第一多个电极和第二多个电极，所述 第一多个电极与所述第一体模式谐振器并排设置，所述第二多个电极与所述第二体模式谐 振器并排设置。在另一实施例中，所述第一多个电极包括至少一个电极以感测所述第一体模式谐 振器的振动。在另一实施例中，所述第二多个电极包括至少一个电极以接收驱动信号，诱发所 述第二体模式谐振器的振动。在另一实施例中，所述第一多个电极包括第一电极、第二电极、第三电极和第四电 极，所述第二多个电极包括第一电极、第二电极、第三电极和第四电极。在另一实施例中，所述第一体模式谐振器包括第一外表面和第二外表面，所述第 二体模式谐振器包括第一外表面和第二外表面，所述第一多个电极包括第一电极和第二电 极，所述第一多个电极的所述第一电极与所述第一体模式谐振器的所述第一外表面并排设 置，所述第一多个电极的所述第二电极与所述第一体模式谐振器的所述第二外表面并排设 置，所述第二多个电极包括第一电极和第二电极，所述第二多个电极的所述第一电极与所 述第二体模式谐振器的所述第一外表面并排设置，所述第二多个电极的所述第二电极与所 述第二体模式谐振器的所述第二外表面并排设置。在另一实施例中，所述第一体模式谐振器还包括第三外表面，所述第二体模式谐 振器还包括第三外表面，所述第一多个电极还包括与所述第一体模式谐振器的所述第三外 表面并排设置的第三电极，所述第二多个电极还包括与所述第二体模式谐振器的所述第三
7外表面并排设置的第三电极。在另一实施例中，所述第一体模式谐振器还包括第四外表面，所述第二体模式谐 振器还包括第四外表面，所述第一多个电极还包括与所述第一体模式谐振器的所述第四外 表面并排设置的第四电极，所述第二多个电极还包括与所述第二体模式谐振器的所述第四 外表面并排设置的第四电极。在另一实施例中，所述MEMS阵列结构还包括第三体模式谐振器和第三多个电极， 所述第三多个电极与所述第三体模式谐振器并排设置，所述至少一个谐振器耦合部分还包 括设置于所述第二体模式谐振器和所述第三体模式谐振器之间的第二谐振器耦合部分，以 机械耦合所述第二体模式谐振器和所述第三体模式谐振器。在另一实施例中，所述第三多个电极包括第一电极、第二电极、第三电极和第四电 极。在另一实施例中，所述MEMS阵列结构还包括第四体模式谐振器和第四多个电极， 所述第四多个电极与所述第四体模式谐振器并排设置，所述至少一个谐振器耦合部分还包 括设置于所述第三体模式谐振器和所述第四体模式谐振器之间的第三谐振器耦合部分，以 机械耦合所述第三体模式谐振器和所述第四体模式谐振器。在另一实施例中，所述第四多个电极包括第一电极、第二电极、第三电极和第四电 极。在另一实施例中，所述第一多个电极包括第一电极和第二电极，所述第一电极和 所述第一体模式谐振器限定电容，如果所述第一体模式谐振器处于第一振动状态，所述第 一电极和所述第一体模式谐振器限定的电容具有第一大小，如果所述第一体模式谐振器处 于第二振动状态，具有第二大小。在另一方面中，本发明包括一种MEMS阵列结构，其中，所述MEMS阵列结构包括包 含第一谐振器和第二谐振器的多个谐振器，其中，所述多个谐振器具有第一振动状态，其中 所述第一谐振器至少部分沿第一方向和第二方向中的至少一个方向收缩并且至少部分沿 第三方向和第四方向中的至少一个方向膨胀，并且其中所述第二谐振器至少部分沿所述第 一方向和所述第二方向中的至少一个方向膨胀并且至少部分沿所述第三方向和所述第四 方向中的至少一个方向收缩，其中所述第二方向与所述第一方向相反，所述第四方向和所 述第三方向相反；以及至少一个谐振器耦合部分，包括设置于所述第一谐振器和所述第二 谐振器之间的第一谐振器耦合部分，以机械耦合所述第一谐振器和所述第二谐振器。在一个实施例中，所述第三方向和所述第四方向垂直于所述第一方向和所述第二 方向。在另一实施例中，所述多个谐振器具有第二振动状态，其中，所述第一谐振器至少 部分沿所述第一方向和所述第二方向中的至少一个方向膨胀并且至少部分沿所述第三方 向和所述第四方向中的至少一个方向收缩，并且其中所述第二谐振器至少部分沿所述第一 方向和所述第二方向中的至少一个方向收缩并且至少部分沿所述第三方向和所述第四方 向中的至少一个方向膨胀。在另一实施例中，所述第三方向和所述第四方向垂直于所述第一方向和所述第二 方向。在另一方面中，本发明包括一种MEMS阵列结构，其中，所述MEMS阵列结构包括包含第一体模式谐振器和第二体模式谐振器的多个体模式谐振器；与所述第一体模式谐振器 并排设置的第一多个电极；以及与所述第二体模式谐振器并排设置的第二多个电极，其中 所述第一多个电极的至少一个电极耦合到所述第二多个电极的至少一个电极。在一个实施例中，所述MEMS阵列结构还包括耦合到所述第一多个电极的至少一 个电极和所述第二多个电极的至少一个电极的电路。在另一方面中，本发明包括一种MEMS阵列结构，其中，所述MEMS阵列结构包括包 含第一体模式谐振器和第二体模式谐振器的多个体模式谐振器；接收驱动信号并诱使所述 第一体模式谐振器振动的第一多个电极；以及接收所述驱动信号并诱使所述第二体模式谐 振器振动的第二多个电极，其中，所述第一多个电极的至少一个电极耦合到所述第二多个 电极的至少一个电极。在一个实施例中，所述MEMS阵列结构还包括提供所述驱动信号的驱动电路。在另一方面中，本发明包括一种MEMS阵列结构，其中，所述MEMS阵列结构包括包 含第一体模式谐振器和第二体模式谐振器的多个体模式谐振器；感测所述第一体模式谐振 器的振动的第一多个电极；感测所述第二体模式谐振器的振动的第二多个电极；并且其中 所述第一多个电极中的至少一个耦合到所述第二多个电极中的至少一个。在一个实施例中，所述MEMS阵列结构还包括耦合到所述第一多个电极和所述第 二多个电极的感测电路，以提供输出信号。此外，这里描述和例示了很多发明。本发明的这一发明内容不是本发明范围的穷 举。此外，本发明的这一发明内容并非意在限制本发明，不应被解释为那种方式。于是，尽 管在本发明内容中已经描述和/或简介了某些方面和实施例，但应理解显然本发明不限于 这种方面、实施例、描述和/或概要。应当理解，本发明内容中未描述并且未出现于以下权利要求中的本发明的所有方 面和/或实施例被保留在一个或多个分案/延续专利申请中陈述。此外，尽管已经在本发明的本发明内容中描述了各种特征、属性和优点和/或根 据其而显而易见，但显然这种特征、属性和优点不是必需的，除非另行指出，否则不必存在 于本发明的方面和/或实施例中。此外，从以下详细描述和附图可以更加明了本发明一个或多个方面和/或实施例 的各种目的、特征和/或优点。不过应当理解，任何这种目的、特征和/或优点都不是必需 的，除非另行指出，不需要存在于本发明的各方面和/或实施例中。


在下面的详细描述过程中，将参考附图。这些图示出了本发明的不同方面，在适当 的时候，以类似方式标注不同图中指示相似结构、部件、材料和/或元件的附图标记。显然， 应理解除那些具体示出之外的结构、部件、材料和/或元件的各种组合，它们在本发明的范 围之内。图IA是一种微机电谐振器装置的顶视图；图IB是可以用于图IA的谐振器装置中的一种体模式谐振器的示意透视图，其处 于静止状态；图IC是图IA的谐振器装置的顶视图，谐振器处于第一振动状态下，其中与静止状态相比，谐振器沿第一轴收缩，沿第二轴膨胀；图ID是图IA的谐振器装置的顶视图，谐振器处于第二振动状态下，其中与静止状 态相比，谐振器沿第一轴膨胀，沿第二轴收缩；图2A是根据本发明某些方面具有NXM谐振器配置的多个体模式谐振器的MEMS 谐振器阵列的一个实施例的示意图，其中阵列的每个体模式微机电谐振器耦合到相邻的阵 列的体模式微机电谐振器；图2B是根据本发明某些方面具有NXM谐振器配置的多个体模式谐振器的MEMS 谐振器阵列的一个实施例的示意图，其中阵列的每个谐振器耦合到至少一个相邻的阵列谐 振器；图2C是根据本发明某些方面的MEMS谐振器阵列另一实施例的示意图，其中阵列 的体模式谐振器布置成线性阵列；图2D是根据本发明某些方面的MEMS谐振器阵列另一实施例的示意图，其中阵列 的体模式谐振器布置成L形阵列；图2E是根据本发明某些方面的MEMS谐振器阵列另一实施例的示意图，其中阵列 的体模式谐振器布置成线性阵列；图2F是根据本发明某些方面的MEMS谐振器阵列另一实施例的示意图，其中阵列 的体模式谐振器布置成三角形阵列；图2G是根据本发明某些方面的MEMS谐振器阵列另一实施例的示意图，其中阵列 的体模式谐振器布置成2X2阵列；图2H是具有两个体模式谐振器的MEMS谐振器阵列的一个实施例的示意图，两个 体模式谐振器由设置于两个体谐振器之间的两个或更多谐振器耦合部分机械耦合；图3A是根据本发明某些方面处于静止状态的体模式谐振器一个实施例的顶视 图，可以将其用于图2A-2G的MEMS谐振器阵列中；图3B是根据本发明某些方面处于静止状态的图3A的谐振器一个实施例的示意透 视图；图3C是根据本发明某些方面处于静止状态的体模式谐振器另一个实施例的顶视 图，可以将其用于图2A-2G的MEMS谐振器阵列中；图3D是根据本发明某些方面处于静止状态的体模式谐振器另一个实施例的顶视 图，可以将其用于图2A-2G的MEMS谐振器阵列中；图3E是根据本发明某些方面处于静止状态的体模式谐振器另一个实施例的顶视 图，可以将其用于图2A-2G的MEMS谐振器阵列中；图3F是根据本发明某些方面处于静止状态的图3A的谐振器一个实施例的侧视 图；图4A-4E示出了根据本发明某些方面的MEMS谐振器阵列的各种实施例的顶视图， 每个阵列具有多个体模式谐振器和一个或多个谐振器耦合部分，多个体模式谐振器可以均 与图3A-3B的体模式谐振器相同或相似，谐振器耦合部分将多个共振器的每个机械耦合到 多个体模式谐振器中的一个或多个其他谐振器；图4F示出了根据本发明某些方面的MEMS谐振器阵列一个实施例的顶视图，该谐 振器阵列具有多个可以均与图3A-3B的体模式谐振器相同或相似的体模式谐振器；
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图4G示出了根据本发明某些方面的MEMS谐振器阵列另一个实施例的顶视图，该 谐振器阵列具有多个可以均与图3A-3B的体模式谐振器相同或相似的体模式谐振器以及 两个不同类型的谐振器耦合部分；图4H示出了根据本发明某些方面的MEMS谐振器阵列一个实施例一部分的放大顶 视图，该谐振器阵列具有多个可以均与图3A-3B的体模式谐振器相同或相似的体模式谐振 器以及机械耦合多个谐振器中两个的谐振器耦合部分的一个实施例；图41示出了根据本发明某些方面的MEMS谐振器阵列另一个实施例一部分的放大 顶视图，该谐振器阵列具有多个可以均与图3A-3B的体模式谐振器相同或相似的体模式谐 振器以及机械耦合多个谐振器中两个的谐振器耦合部分的另一个实施例；图4J示出了根据本发明某些方面的MEMS谐振器阵列另一个实施例一部分的放大 顶视图，该谐振器阵列具有多个可以均与图3A-3B的体模式谐振器相同或相似的体模式谐 振器以及机械耦合多个谐振器中两个的谐振器耦合部分的另一个实施例；图5A示出了根据本发明某些方面的MEMS谐振器阵列一个实施例一部分的放大顶 视图，该谐振器阵列具有多个可以均与图3A-3B的体模式谐振器相同或相似的体模式谐振 器以及机械耦合多个谐振器中两个的谐振器耦合部分的另一个实施例，其中所述谐振器耦 合部分包括设置于谐振器耦合部分之内的一个或多个负载释放机构；图5B示出了根据本发明某些方面的MEMS谐振器阵列另一实施例一部分的放大顶 视图，该谐振器阵列具有多个可以均与图3A-3B的体模式谐振器相同或相似的体模式谐振 器以及机械耦合多个谐振器中两个的谐振器耦合部分的另一个实施例，其中所述谐振器耦 合部分包括设置于谐振器耦合部分之内的一个或多个负载释放机构；图6A示出了根据本发明某些方面的MEMS谐振器阵列一个实施例的顶视图，该谐 振器阵列具有分别可以与图4A-4B中所示的谐振器阵列的多个体模式谐振器和谐振器耦 合部分相同或相似的多个体模式谐振器和谐振器耦合部分，还包括用于一种锚定技术和/ 或配置中的多个锚耦合部分和基底锚以将多个谐振器中的一个或多个机械耦合到一个或 多个基底锚；图6B示出了根据本发明某些方面的MEMS谐振器阵列另一个实施例的顶视图，该 谐振器阵列具有分别可以与图4A-4B中所示的谐振器阵列的多个体模式谐振器和谐振器 耦合部分相同或相似的多个体模式谐振器和谐振器耦合部分，还包括用于另一种锚定技术 和/或配置中的锚耦合部分和基底锚以将多个谐振器中的一个或多个机械耦合到一个或 多个基底锚；图6C示出了根据本发明某些方面的图6B的谐振器阵列一个实施例一部分的放大 顶视图，包括锚耦合部分的一个实施例和基底锚的一个实施例；图6D示出了根据本发明某些方面的MEMS谐振器阵列一个实施例的顶视图，该谐 振器阵列具有分别可以与图4E中所示的谐振器阵列的多个体模式谐振器和多个谐振器耦 合部分相同或相似的多个体模式谐振器和多个谐振器耦合部分，还包括用于另一种锚定技 术和/或配置中的多个锚耦合部分和基底锚以将多个谐振器中的一个或多个机械耦合到 一个或多个基底锚；图6E示出了根据本发明某些方面的MEMS谐振器阵列另一个实施例的顶视图，该 谐振器阵列具有分别可以与图E中所示的谐振器阵列的多个体模式谐振器和多个谐振器耦合部分相同或相似的多个体模式谐振器和多个谐振器耦合部分，还包括用于另一种锚定 技术和/或配置中的多个锚耦合部分和基底锚以将多个谐振器中的一个或多个机械耦合 到一个或多个基底锚；图6F是根据本发明某些方面的图6D的MEMS谐振器阵列一个实施例的透视图；图7A示出了根据本发明某些方面的MEMS谐振器阵列另一个实施例的顶视图，该 谐振器阵列具有分别可以与图4E中所示的谐振器阵列的多个体模式谐振器和多个谐振器 耦合部分相同或相似的多个体模式谐振器和多个谐振器耦合部分，还包括用于另一种锚定 技术和/或配置中的多个锚耦合部分和多个基底锚以将多个谐振器中的一个或多个机械 耦合到一个或多个基底锚；图7B示出了根据本发明某些方面的MEMS谐振器阵列另一个实施例的顶视图，该 谐振器阵列具有分别可以与图4D中所示的谐振器阵列的多个体模式谐振器和多个谐振器 耦合部分相同或相似的多个体模式谐振器和多个谐振器耦合部分，还包括用于另一种锚定 技术和/或配置中的多个锚耦合部分和多个基底锚以将多个谐振器中的一个或多个机械 耦合到一个或多个基底锚；图7C示出了根据本发明某些方面的MEMS谐振器阵列另一个实施例的顶视图，该 谐振器阵列具有分别可以与图4E中所示的谐振器阵列的多个体模式谐振器和多个谐振器 耦合部分相同或相似的多个体模式谐振器和多个谐振器耦合部分，还包括用于另一种锚定 技术和/或配置中的多个锚耦合部分和多个基底锚以将多个谐振器中的一个或多个机械 耦合到一个或多个基底锚；图8A示出了根据本发明某些方面的MEMS谐振器阵列另一个实施例的顶视图，该 谐振器阵列具有分别可以与图4E中所示的谐振器阵列的多个体模式谐振器和多个谐振器 耦合部分相同或相似的多个体模式谐振器和多个谐振器耦合部分，还包括用于另一种锚定 技术和/或配置中的多个锚耦合部分和多个基底锚以将多个谐振器中的一个或多个机械 耦合到一个或多个基底锚；图8B示出了根据本发明某些方面的MEMS谐振器阵列另一个实施例的顶视图，该 谐振器阵列具有分别可以与图4E中所示的谐振器阵列的多个体模式谐振器和多个谐振器 耦合部分相同或相似的多个体模式谐振器和多个谐振器耦合部分，还包括用于一种锚定技 术和/或配置中的多个锚耦合部分和多个基底锚以将多个谐振器中的一个或多个机械耦 合到一个或多个基底锚；图9A示出了根据本发明某些方面的MEMS谐振器阵列另一个实施例的顶视图，该 谐振器阵列具有分别可以与图E中所示的谐振器阵列的多个体模式谐振器和多个谐振器 耦合部分相同或相似的多个体模式谐振器和多个谐振器耦合部分，还包括用于另一种锚定 技术和/或配置中的多个基底锚以将多个谐振器中的一个或多个机械耦合到一个或多个 基底锚；图9B示出了根据本发明某些方面的MEMS谐振器阵列另一个实施例的顶视图，该 谐振器阵列具有分别可以与图4E中所示的谐振器阵列的多个体模式谐振器和多个谐振器 耦合部分相同或相似的多个体模式谐振器和多个谐振器耦合部分，还包括用于另一种锚定 技术和/或配置中的多个基底锚以将多个谐振器中的一个或多个机械耦合到一个或多个 基底锚；
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图IOA示出了根据本发明某些方面的MEMS谐振器阵列另一个实施例的顶视图，该 谐振器阵列具有分别可以与图4E中所示的谐振器阵列的多个体模式谐振器和多个谐振器 耦合部分相同或相似的多个体模式谐振器和多个谐振器耦合部分，还包括用于另一种锚定 技术和/或配置中的多个锚耦合部分和多个基底锚以将多个谐振器中的一个或多个机械 耦合到一个或多个基底锚；图IOB示出了根据本发明某些方面的MEMS谐振器阵列另一个实施例的顶视图，该 谐振器阵列具有分别可以与图4E中所示的谐振器阵列的多个体模式谐振器和多个谐振器 耦合部分相同或相似的多个体模式谐振器和多个谐振器耦合部分，还包括用于另一种锚定 技术和/或配置中的多个锚耦合部分和多个基底锚以将多个谐振器中的一个或多个机械 耦合到一个或多个基底锚；图IlA示出了根据本发明某些方面的MEMS谐振器阵列一个实施例的顶视图，该谐 振器阵列具有分别可以与图4A-4B中所示的谐振器阵列的多个体模式谐振器和谐振器耦 合部分相同或相似的多个体模式谐振器和谐振器耦合部分，还包括用于另一种锚定技术和 /或配置中的多个锚耦合部分和基底锚以将多个谐振器中的一个或多个机械耦合到一个或 多个基底锚，其中每个锚耦合部分包括应力/应变释放机构；图IlB示出了根据本发明某些方面的MEMS谐振器阵列另一个实施例的顶视图，该 谐振器阵列具有分别可以与图4A-4B中所示的谐振器阵列的多个体模式谐振器和谐振器 耦合部分相同或相似的多个体模式谐振器和谐振器耦合部分，还包括用于另一种锚定技术 和/或配置中的锚耦合部分和基底锚以将多个谐振器中的一个或多个机械耦合到一个或 多个基底锚，其中锚耦合部分包括应力/应变释放机构；图IlC示出了根据本发明某些方面的图IlB的谐振器阵列一个实施例一部分的放 大顶视图，包括锚耦合部分的一个实施例和基底锚的一个实施例，该锚耦合部分包括应力/ 应变释放机构；图IlD示出了根据本发明某些方面的MEMS谐振器阵列另一个实施例的顶视图，该 谐振器阵列具有分别可以与图4E中所示的谐振器阵列的多个体模式谐振器和多个谐振器 耦合部分相同或相似的多个体模式谐振器和多个谐振器耦合部分，还包括用于另一种锚定 技术和/或配置中的多个锚耦合部分和基底锚以将多个谐振器中的一个或多个机械耦合 到一个或多个基底锚，其中每个锚耦合部分包括应力/应变释放机构并且可以与图IlC所 示的谐振器阵列的锚耦合部分相同或相似；图IlE示出了根据本发明某些方面的MEMS谐振器阵列另一个实施例的顶视图，该 谐振器阵列具有分别可以与图4E中所示的谐振器阵列的多个体模式谐振器和多个谐振器 耦合部分相同或相似的多个体模式谐振器和多个谐振器耦合部分，还包括用于另一种锚定 技术和/或配置中的多个锚耦合部分和基底锚以将多个谐振器中的一个或多个机械耦合 到一个或多个基底锚，其中每个锚耦合部分包括应力/应变释放机构并且可以与图IlC所 示的谐振器阵列的锚耦合部分相同或相似；图IlF是根据本发明某些方面的图IlD的MEMS谐振器阵列一个实施例的透视图；图12A示出了根据本发明某些方面的MEMS谐振器阵列另一个实施例的顶视图， 该谐振器阵列具有分别可以与图4E中所示的谐振器阵列的多个体模式谐振器和多个谐振 器耦合部分相同或相似的多个体模式谐振器和多个谐振器耦合部分，还包括用于另一种锚定技术和/或配置中的多个锚耦合部分和多个基底锚以将多个谐振器中的一个或多个机 械耦合到一个或多个基底锚，其中每个锚耦合部分包括应力/应变释放机构并且可以与图 IlC中所示的谐振器阵列的锚耦合部分相同或相似；图12B示出了根据本发明某些方面的MEMS谐振器阵列一个实施例的顶视图，该谐 振器阵列具有分别可以与图4D中所示的谐振器阵列的多个体模式谐振器和多个谐振器耦 合部分相同或相似的多个体模式谐振器和多个谐振器耦合部分，还包括用于另一种锚定技 术和/或配置中的多个锚耦合部分和多个基底锚以将多个谐振器中的一个或多个机械耦 合到一个或多个基底锚，其中每个锚耦合部分包括应力/应变释放机构并且可以与图IlC 中所示的谐振器阵列的锚耦合部分相同或相似；图12C示出了根据本发明某些方面的MEMS谐振器阵列另一个实施例的顶视图， 该谐振器阵列具有分别可以与图4E中所示的谐振器阵列的多个体模式谐振器和多个谐振 器耦合部分相同或相似的多个体模式谐振器和多个谐振器耦合部分，还包括用于另一种锚 定技术和/或配置中的多个锚耦合部分和多个基底锚以将多个谐振器中的一个或多个机 械耦合到一个或多个基底锚，其中每个锚耦合部分包括应力/应变释放机构并且可以与图 IlC所示的谐振器阵列的锚耦合部分相同或相似；图13A示出了根据本发明某些方面的MEMS谐振器阵列另一个实施例的顶视图， 该谐振器阵列具有分别可以与图4E中所示的谐振器阵列的多个体模式谐振器和多个谐振 器耦合部分相同或相似的多个体模式谐振器和多个谐振器耦合部分，还包括用于另一种锚 定技术和/或配置中的多个锚耦合部分和多个基底锚以将多个谐振器中的一个或多个机 械耦合到一个或多个基底锚，其中每个锚耦合部分包括应力/应变释放机构并且可以与图 IlC所示的谐振器阵列的锚耦合部分相同或相似；图13B示出了根据本发明某些方面的MEMS谐振器阵列另一个实施例的顶视图， 该谐振器阵列具有分别可以与图4E中所示的谐振器阵列的多个体模式谐振器和多个谐振 器耦合部分相同或相似的多个体模式谐振器和多个谐振器耦合部分，还包括用于另一种锚 定技术和/或配置中的多个锚耦合部分和多个基底锚以将多个谐振器中的一个或多个机 械耦合到一个或多个基底锚，其中每个锚耦合部分包括应力/应变释放机构并且可以与图 IlC所示的谐振器阵列的锚耦合部分相同或相似；图14A是根据本发明某些方面的谐振器阵列另一个实施例一部分的放大顶视图， 该谐振器阵列具有分别可以与图4A-4B中所示的谐振器阵列的多个体模式谐振器和谐振 器耦合部分相同或相似的多个体模式谐振器和谐振器耦合部分，还包括用于另一种锚定技 术和/或配置中的锚耦合部分和基底锚的另一实施例以将多个谐振器中的一个或多个机 械耦合到一个或多个基底锚；图14B是根据本发明某些方面的谐振器阵列另一个实施例一部分的放大顶视图， 该谐振器阵列具有分别可以与图4A-4B中所示的谐振器阵列的多个体模式谐振器和谐振 器耦合部分相同或相似的多个体模式谐振器和谐振器耦合部分，还包括用于另一种锚定技 术和/或配置中的锚耦合部分和基底锚的另一实施例以将多个谐振器中的一个或多个机 械耦合到一个或多个基底锚；图14C是根据本发明的MEMS谐振器阵列某些方面的谐振器阵列另一个实施例一 部分的放大顶视图，该谐振器阵列具有分别可以与图4A-4B中所示的谐振器阵列的多个体模式谐振器和谐振器耦合部分相同或相似的多个体模式谐振器和谐振器耦合部分，还包括 用于另一种锚定技术和/或配置中的锚耦合部分和基底锚的另一实施例以将多个谐振器 中的一个或多个机械耦合到一个或多个基底锚，其中锚耦合部分包括一个或多个圆角或弯 曲部分；图14D是根据本发明某些方面的谐振器阵列另一个实施例一部分的放大顶视图， 该谐振器阵列具有分别可以与图4A-4B中所示的谐振器阵列的多个体模式谐振器和谐振 器耦合部分相同或相似的多个体模式谐振器和谐振器耦合部分，还包括用于另一种锚定技 术和/或配置中的锚耦合部分和基底锚的另一实施例以将多个谐振器中的一个或多个机 械耦合到一个或多个基底锚，其中锚耦合部分包括一个或多个圆角或弯曲部分和应力/应 变释放机构；图15A是根据本发明某些方面的谐振器阵列另一个实施例一部分的放大顶视图， 该谐振器阵列具有分别可以与图4A-4B中所示的谐振器阵列的多个体模式谐振器和谐振 器耦合部分相同或相似的多个体模式谐振器和谐振器耦合部分，还包括用于另一种锚定技 术和/或配置中的锚耦合部分和基底锚的另一实施例以将多个谐振器中的一个或多个机 械耦合到一个或多个基底锚；图15B是根据本发明某些方面的谐振器阵列另一个实施例一部分的放大顶视图， 该谐振器阵列具有分别可以与图4A-4B中所示的谐振器阵列的多个体模式谐振器和谐振 器耦合部分相同或相似的多个体模式谐振器和谐振器耦合部分，还包括用于另一种锚定技 术和/或配置中的锚耦合部分和基底锚的另一实施例以将多个谐振器中的一个或多个机 械耦合到一个或多个基底锚，其中锚耦合部分包括应力/应变释放机构；图15C是根据本发明某些方面的谐振器阵列另一个实施例一部分的放大顶视图， 该谐振器阵列具有分别可以与图4A-4B中所示的谐振器阵列的多个体模式谐振器和谐振 器耦合部分相同或相似的多个体模式谐振器和谐振器耦合部分，还包括用于另一种锚定技 术和/或配置中的锚耦合部分和基底锚的另一实施例以将多个谐振器中的一个或多个机 械耦合到一个或多个基底锚，其中锚耦合部分包括一个或者多个圆角或弯曲部分；图15D是根据本发明某些方面的谐振器阵列另一个实施例一部分的放大顶视图， 该谐振器阵列具有分别可以与图4A-4B中所示的谐振器阵列的多个体模式谐振器和谐振 器耦合部分相同或相似的多个体模式谐振器和谐振器耦合部分，还包括用于另一种锚定技 术和/或配置中的锚耦合部分和基底锚的另一实施例以将多个谐振器中的一个或多个机 械耦合到一个或多个基底锚，其中锚耦合部分包括一个或者多个圆角或弯曲部分和应力/ 应变释放机构；图16A是根据本发明某些方面的谐振器阵列另一个实施例一部分的放大顶视图， 该谐振器阵列具有分别可以与图4A-4B中所示的谐振器阵列的多个体模式谐振器和谐振 器耦合部分相同或相似的多个体模式谐振器和谐振器耦合部分，还包括用于另一种锚定技 术和/或配置中的锚耦合部分和基底锚的另一实施例以将多个谐振器中的一个或多个机 械耦合到一个或多个基底锚；图16B是根据本发明某些方面的谐振器阵列另一个实施例一部分的放大顶视图， 该谐振器阵列具有分别可以与图4A-4B中所示的谐振器阵列的多个体模式谐振器和谐振 器耦合部分相同或相似的多个体模式谐振器和谐振器耦合部分，还包括用于另一种锚定技术和/或配置中的锚耦合部分和基底锚的另一实施例以将多个谐振器中的一个或多个机 械耦合到一个或多个基底锚，其中锚耦合部分包括应力/应变释放机构；图17A是根据本发明某些方面的谐振器阵列另一个实施例一部分的放大顶视图， 该谐振器阵列具有分别可以与图4A-4B中所示的谐振器阵列的多个体模式谐振器和谐振 器耦合部分相同或相似的多个体模式谐振器和谐振器耦合部分，还包括用于另一种锚定技 术和/或配置中的锚耦合部分和基底锚的另一实施例以将多个谐振器中的一个或多个机 械耦合到一个或多个基底锚；图17B是根据本发明某些方面的谐振器阵列另一个实施例一部分的放大顶视图， 该谐振器阵列具有分别可以与图4A-4B中所示的谐振器阵列的多个体模式谐振器和谐振 器耦合部分相同或相似的多个体模式谐振器和谐振器耦合部分，还包括用于另一种锚定技 术和/或配置中的锚耦合部分和基底锚的另一实施例以将多个谐振器中的一个或多个机 械耦合到一个或多个基底锚，其中锚耦合部分包括应力/应变释放机构；图18A是根据本发明某些方面的谐振器阵列一个实施例的顶视图，该谐振器阵列 包括分别可以与图4A-4B所示的谐振器阵列的多个体模式谐振器和谐振器耦合部分相同 或相似的多个体模式谐振器和谐振器耦合部分，还包括多个电极，所述多个电极包括第一 多个电极和第二多个电极；图18B是根据本发明某些方面的谐振器阵列一个实施例的顶视图，该谐振器阵列 包括分别可以与图4D所示的谐振器阵列的多个体模式谐振器和多个谐振器耦合部分相同 或相似的多个体模式谐振器和多个谐振器耦合部分，还包括多个电极，所述多个电极包括 第一多个电极、第二多个电极和第三多个电极；图18C是根据本发明某些方面的谐振器阵列一个实施例的顶视图，该谐振器阵列 包括分别可以与图4E中所示的谐振器阵列的多个体模式谐振器和多个谐振器耦合部分相 同或相似的多个体模式谐振器和多个谐振器耦合部分，还包括多个电极，所述多个电极包 括第一多个电极、第二多个电极、第三多个电极和第四多个电极；图18D是根据本发明某些方面图18C的谐振器阵列一个实施例一部分的放大顶视 图，所述谐振器阵列包括第一体模式谐振器和第一多个电极；图18E是根据本发明某些方面图18C的谐振器阵列一个实施例一部分的放大顶视 图，所述谐振器阵列包括第二体模式谐振器和第二多个电极；图18F是根据本发明某些方面图18C的谐振器阵列一个实施例一部分的放大顶视 图，所述谐振器阵列包括第三体模式谐振器和第三多个电极；图18G是根据本发明某些方面图18C的谐振器阵列一个实施例一部分的放大顶视 图，所述谐振器阵列包括第四体模式谐振器和第四多个电极；图19A是根据本发明某些方面的谐振器阵列一个实施例的顶视图，该谐振器阵列 包括分别可以与图18C所示的谐振器阵列的多个体模式谐振器、多个谐振器耦合部分和多 个电极相同或相似的多个体模式谐振器、多个谐振器耦合部分和多个电极，还包括驱动电 路和感测电路；图19B是根据本发明某些方面图19A的谐振器阵列的多个体模式谐振器的顶视 图，在第一振动状态下示出了所述多个体模式谐振器，其中，相对于静止状态，第一和第三 体模式谐振器沿第一和第二方向中的至少一个收缩并且沿第三和第四方向中的至少一个膨胀，第二和第四体模式谐振器沿第一和第二方向中的至少一个膨胀并且沿第三和第四方 向中的至少一个收缩；图19C是根据本发明某些方面图19A的谐振器阵列一部分的放大顶视图，所述谐 振器阵列包括第一体模式谐振器和第一多个电极，第一体模式谐振器处于第一振动状态， 其中，相对于静止状态，第一体模式谐振器沿第一和第二方向中的至少一个收缩并且沿第 三和第四方向中的至少一个膨胀；图19D是根据本发明某些方面图19A的谐振器阵列一部分的放大顶视图，所述谐 振器阵列包括第二体模式谐振器和第二多个电极，第二体模式谐振器处于第一振动状态， 其中，相对于静止状态，第二体模式谐振器沿第一和第二方向中的至少一个膨胀并且沿第 三和第四方向中的至少一个收缩；图19E是根据本发明某些方面图19A的谐振器阵列的多个体模式谐振器的顶视 图，在第二振动状态下示出了所述多个体模式谐振器，其中，相对于静止状态，第一和第三 体模式谐振器沿第一和第二方向中的至少一个膨胀并且沿第三和第四方向中的至少一个 收缩，第二和第四体模式谐振器沿第一和第二方向中的至少一个收缩并且沿第三和第四方 向中的至少一个膨胀；图19F是根据本发明某些方面图19A的谐振器阵列一部分的放大顶视图，所述谐 振器阵列包括第一体模式谐振器和第一多个电极，第一体模式谐振器处于第二振动状态， 其中，相对于静止状态，第一体模式谐振器沿第一和第二方向中的至少一个膨胀并且沿第 三和第四方向中的至少一个收缩；图19G是根据本发明某些方面图19A的谐振器阵列一部分的放大顶视图，所述谐 振器阵列包括第二体模式谐振器和第二多个电极，第二体模式谐振器处于第二振动状态， 其中，相对于静止状态，第二体模式谐振器沿第一和第二方向中的至少一个收缩并且沿第 三和第四方向中的至少一个膨胀；图19H是根据本发明某些方面图19A的感测电路和驱动电路一个实施例的示意方 框图；图191是根据本发明某些方面的谐振器阵列另一个实施例的顶视图，该谐振器阵 列包括分别可以与图18C所示的谐振器阵列的多个体模式谐振器、多个谐振器耦合部分和 多个电极相同或相似的多个体模式谐振器、多个谐振器耦合部分和多个电极，还包括驱动 电路和感测电路；图20A是根据本发明某些方面的谐振器阵列另一个实施例的顶视图，该谐振器阵 列包括分别可以与图18C所示的谐振器阵列的多个体模式谐振器、多个谐振器耦合部分和 多个电极相同或相似的多个体模式谐振器、多个谐振器耦合部分和多个电极，还包括驱动 电路和感测电路；图20B是根据本发明某些方面图20A的感测电路和驱动电路一个实施例的示意方 框图；图21A是根据本发明某些方面的谐振器阵列一个实施例的顶视图，该谐振器阵列 包括分别可以与图18C中所示的谐振器阵列的多个体模式谐振器、多个谐振器耦合部分和 多个电极相同或相似的多个体模式谐振器、多个谐振器耦合部分和多个电极，还包括分别 可以与图IlD所示的谐振器阵列的多个锚耦合部分和基底锚相同或相似的多个锚耦合部分和基底锚；图21B示出了根据本发明某些方面图21A的谐振器阵列一个实施例一部分的放大 顶视图，该谐振器阵列包括第一和第四体模式谐振器、谐振器耦合部分之一、锚耦合部分之 一、锚、第一多个电极中的两个以及第四多个电极中的两个，谐振器阵列的部分被示为处于 静止状态；图21C是根据本发明某些方面的谐振器阵列一个实施例的顶视图，该谐振器阵列 包括分别可以与图19A-19G所示的谐振器阵列的多个体模式谐振器、多个谐振器耦合部 分、多个电极、驱动电路和感测电路相同或相似的多个体模式谐振器、多个谐振器耦合部 分、多个电极、驱动电路和感测电路，还包括分别可以与图IlD所示的谐振器阵列的多个锚 耦合部分和基底锚相同或相似的多个锚耦合部分和基底锚；图21D示出了根据本发明某些方面图21C的谐振器阵列一个实施例一部分的放大 顶视图，该谐振器阵列包括可以与图IlC所示的谐振器阵列部分的多个体模式谐振器、谐 振器耦合部分、锚耦合部分和锚相同或相似的第一和第四体模式谐振器、谐振器耦合部分 之一、锚耦合部分之一和锚，谐振器阵列的部分被示为处于与图19B-19D所示的第一振动 状态对应的状态，其中相对于静止状态，第一体模式谐振器沿第一和第二方向中的至少一 个收缩并且沿第三和第四方向中的至少一个膨胀，第四体模式谐振器沿第一和第二方向中 的至少一个膨胀并且沿第三和第四方向中的至少一个收缩；图21E示出了根据本发明某些方面图21C的谐振器阵列一个实施例一部分的放大 顶视图，该谐振器阵列包括可以与图IlC所示的谐振器阵列部分的多个体模式谐振器、谐 振器耦合部分、锚耦合部分和锚相同或相似的第一和第四体模式谐振器、谐振器耦合部分 之一、锚耦合部分之一和锚，谐振器阵列的部分被示为处于与图19E-19G所示的第二振动 状态对应的状态，其中相对于静止状态，第一体模式谐振器沿第一和第二方向中的至少一 个膨胀并且沿第三和第四方向中的至少一个收缩，第四体模式谐振器沿第一和第二方向中 的至少一个收缩并且沿第三和第四方向中的至少一个膨胀；图21F是根据本发明某些方面的谐振器阵列一个实施例的顶视图，该谐振器阵列 包括分别可以与图191中所示的谐振器阵列的多个体模式谐振器、多个谐振器耦合部分、 多个电极、驱动电路和感测电路相同或相似的多个体模式谐振器、多个谐振器耦合部分、多 个电极、驱动电路和感测电路，还包括分别可以与图IlD所示的谐振器阵列的多个锚耦合 部分和基底锚相同或相似的多个锚耦合部分和基底锚；图21G是根据本发明某些方面的谐振器阵列一个实施例的顶视图，该谐振器阵列 包括分别可以与图20A中所示的谐振器阵列的多个体模式谐振器、多个谐振器耦合部分、 多个电极、驱动电路和感测电路相同或相似的多个体模式谐振器、多个谐振器耦合部分、多 个电极、驱动电路和感测电路，还包括分别可以与图1ID所示的谐振器阵列的多个锚耦合 部分和基底锚相同或相似的多个锚耦合部分和基底锚；图21H是根据本发明某些方面的谐振器阵列另一个实施例的顶视图，该谐振器阵 列包括分别可以与图4E中所示的谐振器阵列的多个体模式谐振器和多个谐振器耦合部分 相同或相似的多个体模式谐振器和多个谐振器耦合部分、包括第一多个电极、第二多个电 极、第三多个电极和第四多个电极的多个电极，还包括多个锚耦合部分和基底锚；图211示出了根据本发明某些方面图21H的谐振器阵列一个实施例一部分的放大顶视图，该谐振器阵列包括第一和第四体模式谐振器、谐振器耦合部分之一、锚耦合部分之 一、基底锚、第一多个电极中的两个以及第四多个电极中的两个，谐振器阵列的部分被示为 处于静止状态；图21J是根据本发明某些方面的谐振器阵列一个实施例的顶视图，该谐振器阵列 包括分别可以与图21H中所示的谐振器阵列的体模式谐振器、多个谐振器耦合部分、多个 电极、多个锚耦合部分和基底锚相同或相似的多个体模式谐振器、多个谐振器耦合部分、多 个电极、多个锚耦合部分和基底锚，还包括驱动电路和感测电路；图21K示出了根据本发明某些方面图21J的谐振器阵列一个实施例一部分的放大 顶视图，所述谐振器阵列包括第一和第四体模式谐振器、谐振器耦合部分之一、锚耦合部分 之一和锚，谐振器阵列的部分被示为处于与图19B-19D所示的第一振动状态对应的状态， 其中相对于静止状态，第一体模式谐振器沿第一和第二方向中的至少一个收缩并且沿第三 和第四方向中的至少一个膨胀，第四体模式谐振器沿第一和第二方向中的至少一个膨胀并 且沿第三和第四方向中的至少一个收缩；图21L示出了根据本发明某些方面图21J的谐振器阵列一个实施例一部分的放大 顶视图，该谐振器阵列包括第一和第四体模式谐振器、谐振器耦合部分之一、锚耦合部分之 一和锚，谐振器阵列的部分被示为处于与图19E-19G所示的第二振动状态对应的状态，其 中相对于静止状态，第一体模式谐振器沿第一和第二方向中的至少一个膨胀并且沿第三和 第四方向中的至少一个收缩，第四体模式谐振器沿第一和第二方向中的至少一个收缩并且 沿第三和第四方向中的至少一个膨胀；图22A是根据本发明某些方面的MEMS谐振器阵列一个实施例一部分的放大顶视 图，该MEMS谐振器阵列具有可以与图IlC所示的谐振器阵列部分的多个体模式谐振器、谐 振器耦合部分、锚耦合部分和基底锚相同或相似的多个体模式谐振器、谐振器耦合部分、锚 耦合部分和基底锚，其中谐振器还包括至少一个开口、空隙或狭缝，用于改善可制造性(例 如，在开口、空隙或狭缝延伸谐振器的整个高度/厚度的那些情况下，更快释放机械结构) 和/或改善温度管理技术(例如，减少热弹性能量耗散)；图22B是根据本发明某些方面的MEMS谐振器阵列另一个实施例一部分的放大顶 视图，该MEMS谐振器阵列具有可以与图IlC所示的谐振器阵列部分的多个体模式谐振器、 谐振器耦合部分、锚耦合部分和基底锚相同或相似的多个体模式谐振器、谐振器耦合部分、 锚耦合部分和基底锚，其中谐振器还包括开口、空隙或狭缝，用于改善可制造性(例如，在 开口、空隙或狭缝延伸谐振器的整个高度/厚度的那些情况下，更快释放机械结构)和/或 改善温度管理技术(例如，减少热弹性能量耗散)；图22C是根据本发明某些方面的MEMS谐振器阵列另一个实施例一部分的放大顶 视图，该MEMS谐振器阵列具有可以与图IlC所示的谐振器阵列部分的多个体模式谐振器、 谐振器耦合部分、锚耦合部分和基底锚相同或相似的多个体模式谐振器、谐振器耦合部分、 锚耦合部分和基底锚，其中谐振器还包括开口、空隙或狭缝，用于改善可制造性(例如，在 开口、空隙或狭缝延伸谐振器的整个高度/厚度的那些情况下，更快释放机械结构)和/或 改善温度管理技术(例如，减少热弹性能量耗散)；图22D是根据本发明某些方面的MEMS谐振器阵列另一个实施例一部分的放大顶 视图，该MEMS谐振器阵列具有可以与图IlC所示的谐振器阵列部分的多个体模式谐振器、谐振器耦合部分、锚耦合部分和基底锚相同或相似的多个体模式谐振器、谐振器耦合部分、 锚耦合部分和基底锚，其中谐振器还包括开口、空隙或狭缝，用于改善可制造性(例如，在 开口、空隙或狭缝延伸谐振器的整个高度/厚度的那些情况下，更快释放机械结构)和/或 改善温度管理技术(例如，减少热弹性能量耗散)；图23A是根据本发明某些方面的MEMS谐振器阵列另一个实施例一部分的放大顶 视图，该MEMS谐振器阵列具有可以与图IlC所示谐振器阵列部分的多个体模式谐振器、谐 振器耦合部分、锚耦合部分和基底锚相同或相似的多个体模式谐振器、谐振器耦合部分、锚 耦合部分和基底锚，其中锚耦合部分还包括开口、空隙或狭缝，用于改善可制造性和/或改 善温度管理技术(例如，减少热弹性能量耗散)；图23B是根据本发明某些方面的MEMS谐振器阵列另一个实施例一部分的放大顶 视图，该MEMS谐振器阵列具有可以与图IlC所示的谐振器阵列部分的多个体模式谐振器、 谐振器耦合部分、锚耦合部分和基底锚相同或相似的多个体模式谐振器、谐振器耦合部分、 锚耦合部分和基底锚，其中谐振器和锚耦合部分还包括至少一个开口、空隙或狭缝，用于改 善可制造性(例如，在开口、空隙或狭缝延伸谐振器的整个高度/厚度的那些情况下，更快 释放机械结构)和/或改善温度管理技术(例如，减少热弹性能量耗散)；图23C是根据本发明某些方面的MEMS谐振器阵列另一个实施例一部分的放大顶 视图，该MEMS谐振器阵列具有可以与图IlC所示的谐振器阵列部分的多个体模式谐振器、 谐振器耦合部分、锚耦合部分和基底锚相同或相似的多个体模式谐振器、谐振器耦合部分、 锚耦合部分和基底锚，其中谐振器和锚耦合部分还包括开口、空隙或狭缝，用于改善可制造 性(例如，在开口、空隙或狭缝延伸谐振器的整个高度/厚度的那些情况下，更快释放机械 结构)和/或改善温度管理技术(例如，减少热弹性能量耗散)；图23D是根据本发明某些方面的MEMS谐振器阵列另一个实施例一部分的放大顶 视图，该MEMS谐振器阵列具有可以与图IlC所示的谐振器阵列部分的多个体模式谐振器、 谐振器耦合部分、锚耦合部分和基底锚相同或相似的多个体模式谐振器、谐振器耦合部分、 锚耦合部分和基底锚，其中谐振器和锚耦合部分还包括开口、空隙或狭缝，用于改善可制造 性(例如，在开口、空隙或狭缝延伸谐振器的整个高度/厚度的那些情况下，更快释放机械 结构)和/或改善温度管理技术(例如，减少热弹性能量耗散)；图24A-24D示出了根据本发明某些方面的MEMS谐振器阵列的各种实施例的顶视 图，每个阵列具有多个体模式谐振器和一个或多个谐振器耦合部分，所述多个体模式谐振 器可以与图3C的体模式谐振器相同或相似，所述谐振器耦合部分将多个谐振器的每个机 械耦合到多个体模式谐振器中的一个或多个其他谐振器；图25A-25C示出了根据本发明某些方面的MEMS谐振器阵列的各种实施例的顶视 图，每个阵列具有多个体模式谐振器和一个或多个谐振器耦合部分，所述多个体模式谐振 器可以与图3D的体模式谐振器相同或相似，所述谐振器耦合部分将多个谐振器的每个机 械耦合到多个体模式谐振器中的一个或多个其他谐振器；图26A-26B示出了根据本发明某些方面的MEMS谐振器阵列的各种实施例的顶视 图，每个阵列具有多个体模式谐振器和一个或多个谐振器耦合部分，所述多个体模式谐振 器可以与图3E的体模式谐振器相同或相似，所述谐振器耦合部分将多个谐振器的每个机 械耦合到多个体模式谐振器中的一个或多个其他谐振器；
图27A示出了根据本发明某些方面的MEMS谐振器阵列一个实施例的顶视图，该 MEMS谐振器阵列具有多个谐振器，每个谐振器都机械耦合到多个谐振器中一个或多个相邻 谐振器，其中所述多个谐振器包括具有第一形状的第一谐振器和具有不同于第一形状的第 二形状并机械耦合到第一谐振器的第二谐振器；图27B示出了根据本发明某些方面的MEMS谐振器阵列一个实施例的顶视图，该 MEMS谐振器阵列具有多个谐振器，每个谐振器都机械耦合到多个谐振器中一个或多个相邻 谐振器，其中多个谐振器包括具有第一形状的两个谐振器和具有不同于第一形状的第二形 状并机械耦合到具有第一形状的两个谐振器的两个谐振器；图28A-28F是根据本发明某些方面的MEMS谐振器阵列各实施例部分的放大顶视 图，每个MEMS谐振器阵列具有可以均与图3A的体模式谐振器相同或相似的多个体模式谐 振器、谐振器耦合部分、锚定耦合部分和基底锚，示出了结合谐振器机械耦合技术各实施例 的锚定技术和应力/应变机构的各实施例；以及图29是根据本发明某些方面的MEMS谐振器阵列一部分的一个实施例的透视图， 该MEMS谐振器阵列具有可以均与图3A的体模式谐振器相同或相似的多个体模式谐振器、 多个谐振器耦合部分、多个锚耦合部分和基底锚。
具体实施例方式这里描述和例示了很多发明以及这些发明的很多方面和实施例。在一个方面中，本发明涉及一种包括布置成阵列的多个体模式谐振器的微机电系 统。每个体模式谐振器都机械耦合到阵列中一个或多个(即，一个、一些或全部)其他体模 式谐振器。在一个实施例中，阵列中的每个谐振器都通过谐振器耦合部分机械耦合到至少 一个其他体模式谐振器。例如，谐振器耦合部分可以设置于阵列的两个或更多谐振器之间 以机械耦合两个或更多谐振器。在一个实施例中，阵列的每个体模式谐振器都机械耦合到 与该体模式谐振器相邻的一个或多个其他体模式谐振器。在一个实施例中，阵列的每个体 模式谐振器都机械耦合到与该体模式谐振器相邻的所有体模式谐振器。在这种实施例中， 阵列的每个谐振器都可以通过一个或多个谐振器耦合部分机械耦合到每个相邻谐振器。在一个实施例中，多个体模式谐振器包括布置成NXM(其中N和M为整数)阵列 的多个体模式谐振器。在一个实施例中，多个体模式谐振器包括两个机械耦合的、布置成线 性阵列的体模式谐振器。在另一个实施例中，多个体模式谐振器包括三个机械耦合的、布置 成L形阵列的体模式谐振器。在另一个实施例中，多个体模式谐振器包括三个机械耦合的、 布置成三角形阵列的体模式谐振器。在另一个实施例中，多个体模式谐振器包括四个机械 耦合的、布置成2X2阵列的体模式谐振器。在另一个实施例中，多个体模式谐振器包括四 个机械耦合的、布置成正方形阵列的体模式谐振器。在一个实施例中，阵列中的一个或多个体模式谐振器具有正方形和/或矩形形 状。在另一实施例中，阵列中的一个或多个谐振器具有三角形形状。在另一实施例中，阵列 中的一个或多个谐振器具有圆角正方形和/或圆角矩形形状。在另一实施例中，阵列中的 一个或多个谐振器具有圆角三角形形状。在一些实施例中，在被诱发时和/或在工作期间，阵列的每个谐振器都以体声模 式振动。在一些实施例中，在被诱发时和/或在工作期间，每个谐振器都以包括膨胀和收缩
21的体声模式振动。在一些实施例中，阵列的每个谐振器呈现出相同或基本相同的膨胀和收 缩。此外，在一些实施例中，在被诱发时或工作期间，每个谐振器以相同或基本相同的频率 振荡或振动。在一些实施例中，阵列中的一个、一些或全部谐振器在谐振器振动期间包括一个 或多个节点或区域(即，在一个或多个自由度上静止、几乎不运动和/或基本静止的谐振器 部分(无论是从转动和/或平动的角度来看))。在一些实施例中，一个或多个节点可以适 于和/或位于谐振器的一个或多个点或区域处，以允许通过这种节点将谐振器和/或阵列 机械耦合到基底，从而可以将损失到基底中的能量最小化、加以限制和/或减少，由此提高 谐振器和/或阵列的Q因数。值得注意的是，这种配置可以帮助最小化和/或减少阵列的 一个或多个谐振器的谐振块和基底之间的应力和/或应变的传送。在一些实施例中，一个或多个谐振器可以通过机械耦合于一个或多个节点和基底 之间的一个或多个锚耦合部分而机械耦合到基底。此外，在一些实施例中，每个谐振器在振动期间具有较稳定的或固定的重心。通过 这种方式，谐振器可以减少和/或避免能量损耗，阵列可以具有更高的Q因数。值得注意的是，本发明是在微机电系统的语境中描述的。不过，本发明不限于此。 相反，这里描述的发明适用于例如纳米机电系统。于是，本发明涉及实施本发明中一个或多 个的微机电和纳米机电(除非专门给出相反指定，这里统称为“MEMS”)系统，例如，陀螺仪、 谐振器和/或加速度计。有很多种公知的微机电谐振器装置。图IA示出了一种这样的谐振器装置20的顶 视图。这种谐振器装置20包括经由耦合30a-30d和锚32a_32d锚定到基底24的体模式谐 振器22。谐振器22具有四个长度分别为La-Ld的外表面40a-40d。谐振器22还可以具有 中心42。在不工作(静止)状态下，该谐振器22具有如图所示大致正方形形状。在这种 状态下，表面40a、40c平行于沿第一和第二方向44a、44b延伸的第一参考轴44。表面40b、 40d平行于沿第三和第四方向46a、46b延伸的第二参考轴46。表面40a-40d的每个还平行 于或基本平行于第三参考轴48 (图1B)，第三参考轴沿第五和第六方向48a、48b延伸(图 1B)。四个外表面40a-40d限定了四个角50a-50d。例如，第四外表面40d的第一端和 第一外表面40a的第一端限定第一角50a。第一外表面40a的第二端和第二外表面40b的 第一端限定第二角50b。第二外表面40b的第二端和第三外表面40c的第一端限定第三角 50c。第三外表面40c的第二端和第四外表面40d的第二端限定第四角50d。谐振器22还包括多个开口 52。在制造谐振器系统20时，开口 52便于从谐振器 22下方蚀刻和/或去除牺牲材料，使得谐振器22如下所述自由振动。谐振器还包括四个电极80a-80d。第一电极80a与外表面40a间隔开间隙82a。 第二电极80b与外表面40b间隔开间隙82b。第三电极80c与外表面40c间隔开间隙82c。 第四电极80d与外表面40d间隔开间隙82d。电极80a-80d和谐振器22共同限定四个电容。第一电极80a和谐振器22限定第 一电容。第二电极80b和谐振器22限定第二电容。第三电极80c和谐振器22限定第三电 容。第四电极80d和谐振器22限定第四电容。如下面进一步所述，将电极中的两个，例如第一和第二电极80a、80b用作驱动电
22极。另两个电极，例如第三和第四电极80c、80d用作感测电极。在不工作的静止状态下，谐 振器22以四个电极80a-80d之间为中心。在工作中，驱动电极，例如第一和第二电极80a、80b，分别经由信号线42a、42b接 收包括第一和第二信号D+、D-的差分激励信号。激励信号诱发时变的静电力，该静电力使 得谐振器22振动。如下文进一步所述，谐振器22在平面内在体声模式(常称为“体模式”)下振动。 振动可以是线性或基本线性的，例如，由线性、静止微分运动方程描述。如果谐振器22具有 高“Q” (品质因数)因数，振动期间谐振器22的形状主要取决于谐振器22的特性。除非另行指明，否则短语“以体模式振动”可以表示至少基本通过膨胀和/或收缩 而非通过弯曲来振动。例如，固体可以在至少一个方向/尺度(例如，“X”方向)上收缩， 并沿至少一个方向/维度(例如，“y”和/或“ζ”方向)膨胀。固体可以在至少一个方向 /尺度(例如，“χ”方向)上膨胀，并沿至少一个方向/维度(例如，“y”和/或“ζ”方向) 收缩。实际上，固体可以沿所有方向/尺度收缩(提供非常高的频率)。需要指出，尽管下面的论述描述了一个方向上的收缩/膨胀，但谐振器可以沿超 过一个方向/维度(例如，在“χ”和“y”方向上同时)膨胀和/或收缩。在这一实施例中， 在可能对高频下降低噪声有利的频率模式下驱动谐振器。可以通过驱动适当电极来“选择” 这一模式。在一些实施例中，至少百分之九十的振动是膨胀和/或收缩而非弯曲的结果，更 优选地，全部或基本全部振动都是膨胀和/或收缩而非弯曲的结果。类似地，除非另有说 明，短语“体模式谐振器”表示以体模式振动的谐振器。参考图1C，在振动的第一阶段中，谐振器22(i)沿第一和第二方向44a、44b收缩， 并(ii)沿第三和第四方向46a、46b膨胀，造成谐振器22的第一状态。沿第一和第二方向 44a,44b的收缩导致第二和第四间隙82b、82d尺寸增大。沿第三和第四方向46a、46b的膨 胀导致第一和第三间隙82a、82c尺寸减小。为了比较，虚线40a，_40d，分别示出了在静止 状态下表面40a-40d的形状和位置。参考图1D，在振动的第二阶段中，谐振器22(i)沿第一和第二方向44a、44b膨胀， 并(ii)沿第三和第四方向46a、46b收缩，造成谐振器22的第二状态。沿第一和第二方向 44a,44b的膨胀导致第二和第四间隙82b、82d尺寸减小。沿第三和第四方向46a、46b的收 缩导致第一和第三间隙82a、82c尺寸增大。如上所述，虚线40a，_40d，分别示出了在静止 状态下表面40a-40d的形状和位置。振动在感测电极，例如第三和第四电极80c、80d以及耦合到其上的信号线42c、 42d处造成了表示振动的差分信号，该差分信号包括第一和第二信号S+、S-。差分信号S+、 S-例如形式可以为差分电压和/或差分电流。例如，在第一振动阶段中，第四间隙82d尺寸增大导致第四电容(即，由第四电极 80d和谐振器22限定)的大小减小，这又导致电流进出第四电极80d以及第四电极80d的电 压与之相应变化。第三间隙82c尺寸减小导致第三电容(即，由第三电极80c和谐振器22 限定)的大小增大，这又导致电流进出第三电极80dc以及第三电极80c的电压与之相应变 化。在第二振动阶段中，第四间隙82d尺寸减小导致第四电容(S卩，由第四电极80d和谐振 器22限定)的大小增大，这又导致电流进出第四电极80d以及第四电极80d的电压与之相应变化。第三间隙82c尺寸增大导致第三电容(即，由第三电极80c和谐振器22限定)的 大小减小，这又导致电流进出第三电极80dc以及第三电极80c的电压与之相应变化。差分 信号S+、S-的大小至少部分取决于每个振动阶段中第三电容的变化大小和第四电容的变 化大小，即，谐振器22和感测电极，例如第三和第四电极80c、80d之间电容性换能的大小。如上所述，本发明的一个方面涉及一种包括布置成阵列的多个体模式谐振器的微 机电系统。每个体模式谐振器都机械耦合到阵列中一个或多个其他体模式谐振器。参考图2A，在一个实施例中，MEMS谐振器阵列120包括多个体模式谐振器，例如体 模式谐振器122a-d，以及一个或多个谐振器耦合部分126。多个体模式谐振器122a_122d 被布置成NXM(其中N和M为整数)阵列。经由一个或多个谐振器耦合部分126将每个体 模式谐振器122a-122d机械耦合到MEMS谐振器阵列120的每一相邻体模式谐振器。通过 这种方式，MEMS谐振器阵列120的每个体模式谐振器耦合到MEMS谐振器阵列120的每一相 邻体模式谐振器。在图示的实施例中，例如，谐振器122&和谐振器122b通过设置于谐振器 122a和谐振器122b之间的耦合部分126机械耦合。谐振器122b和谐振器122c通过设置 于谐振器122b和谐振器122c之间的耦合部分126机械耦合。谐振器122c和谐振器122d 通过设置于谐振器122c和谐振器122d之间的耦合部分126机械耦合。谐振器122d和谐 振器122a通过设置于谐振器122d和谐振器122a之间的耦合部分126机械耦合。参考图2B，在另一实施例中，MEMS谐振器阵列120包括多个体模式谐振器 122a-1221和多个谐振器耦合部分126。多个体模式谐振器122a_1221被布置成NXM(其中 N和M为整数)阵列。经由一个或多个谐振器耦合部分126将每个体模式谐振器122a-1221 机械耦合到MEMS谐振器阵列120的至少一个相邻体模式谐振器。在图示的实施例中，例如， 谐振器122e机械耦合到相邻谐振器122b、122d、122f和122h。相比之下，谐振器122h机械 耦合到相邻的谐振器122e和122k。谐振器122h未耦合到相邻谐振器122g和122i。参考图2C，在一个实施例中，MEMS谐振器阵列120包括布置成线性阵列的多个体 模式谐振器122a-122b。谐振器122a和谐振器122b通过设置于谐振器122a和谐振器122b 之间的耦合部分126机械耦合。参考图2D-2F，在其他实施例中，MEMS谐振器阵列120包括分别布置成L形阵 列(参见图2D)、线性阵列(参见图2E)和三角形阵列(图2F)的多个体模式谐振器 122a-122c。在这些实施例中，谐振器122a和谐振器122b通过设置于谐振器122a和谐振器 122b之间的耦合部分126机械耦合。谐振器122b和谐振器122c通过设置于谐振器122b 和谐振器122c之间的耦合部分126机械耦合。此外，在图2F的实施例中，谐振器122c和 谐振器122a通过设置于谐振器122c和谐振器122a之间的耦合部分126机械耦合。参考图2G，在另一个实施例中，MEMS谐振器阵列120包括布置成2X2阵列的多个 体模式谐振器122a-122d。在图示的实施例中，2 X 2阵列具有矩形形状。谐振器122a和谐 振器122b通过设置于谐振器122a和谐振器122b之间的耦合部分126机械耦合。谐振器 122b和谐振器122c通过设置于谐振器122b和谐振器122c之间的耦合部分126机械耦合。 谐振器122c和谐振器122d通过设置于谐振器122c和谐振器122d之间的耦合部分126机 械耦合。谐振器122d和谐振器122a通过设置于谐振器122d和谐振器122a之间的耦合部 分126机械耦合。在一些实施例中，谐振器阵列的体模式谐振器中的两个通过两个或更多谐振器耦合部分机械耦合。例如，参考图2H，在另一个实施例中，MEMS谐振器阵列120包括多个体模式谐振 器，例如第一和第二体模式谐振器122a-122b。第一体模式谐振器122a通过设置于第一和 第二体模式谐振器122a-122b之间的第一谐振器耦合部分126机械耦合到第二体模式谐振 器122b。第一体模式谐振器122a还通过设置于第一和第二体模式谐振器122a_122b之间 的第二谐振器耦合部分126机械耦合到第二体模式谐振器122b。图3A-3B分别是根据本发明某些方面的体模式谐振器122 —个实施例的顶视图和 示意透视图，可以将其用于图2A-2G的MEMS谐振器阵列中。在这一实施例中，谐振器122 具有第一和第二主外表面134、136 (例如分别设置于谐振器122的顶部和底部)以及设置 于谐振器122侧面的四个外表面140a-140d。第一和第二外表面140a、140b分别设置于谐 振器122的第一和第二侧面上。第三外表面140c设置于谐振器122中与谐振器122的第 一侧面相对的第三侧面上。第四外表面140d设置于谐振器122中与谐振器122的第二侧 面相对的第四侧面上。谐振器122还可以具有中心142。在不工作(静止)状态下，谐振器122具有正方形形状或大致正方形形状，外表 面140a-140d平直或至少基本平直，长度分别为La-Ld，彼此相等或至少基本相等。在这种 状态下，第一和第三外表面140a、140c取向为平行于或至少基本平行于沿第一和第二方向 144a、144b延伸的第一参考轴144。第二和第四外表面140b、140d取向为平行于或至少基 本平行于沿第三和第四方向146a、146b延伸的第二参考轴146，第三和第四方向垂直于第 一和第二方向。第一和第三外表面140a、140c分别面对第三和第四方向146a、146b。第二 和第四外表面140b、140d分别面向第一和第二方向144a、144b。表面140a_140d也取向成 平行于或基本平行于沿第五和第六方向148a、148b (图3B)延伸的第三参考轴148 (图3B)， 第五和第六方向垂直于第一和第二方向。第一和第二主外表面134、136分别面向第五和第 六方向148a、148b，并取向为平行于或基本平行于第一参考轴144和第二参考轴146。需要指出，尽管描述和图示了第一、第二和第三参考轴，但谐振器122和/或谐振 器阵列120可以有或没有任何轴。于是，在一些实施例中，谐振器122和/或谐振器阵列 120可以具有少于三个轴和/或根本没有轴。四个外表面140a-140d限定了四个角150a-150d。例如，第四外表面140d的第一 端和第一外表面140a的第一端限定第一角150a。第一外表面140a的第二端和第二外表 面140b的第一端限定第二角150b。第二外表面140b的第二端和第三外表面140c的第一 端限定第三角150c。第三外表面140c的第二端和第四外表面140d的第二端限定第四角 150d。谐振器122还包括多个开口 152。在制造谐振器系统120时，开口 152便于从谐振 器122下方蚀刻和/或去除牺牲材料，从而释放谐振器122并使得谐振器122如下所述自
由振动。图3C、3F分别是根据本发明某些方面的体模式谐振器122另一个实施例的顶视图 和侧视图，可以将其用于图2A-2G的MEMS谐振器阵列中。在这一实施例中，谐振器122具有 第一和第二主外表面134、136 (例如分别设置于谐振器122的顶部和底部)以及设置于谐 振器122侧面的三个外表面140a-140c。谐振器122还可以具有中心142。在不工作(静 止)状态下，该谐振器122具有三角形形状或基本三角形形状，外表面140a-140c平直或至少基本平直，长度分别为La-Lc，彼此相等或至少基本相等。图3D示出了可用于图2A-2G所示MEMS谐振器阵列120中的谐振器122的另一实 施例。在不工作(安静)状态下，谐振器122具有由经弯曲外表面连接的四个平直或基本 平直的外表面140a-140d形成的圆角正方形或基本圆角正方形的形状。图3E示出了可用于图2A-2G所示MEMS谐振器阵列120中的谐振器122的另一实 施例。在不工作状态下，谐振器122具有由经三个弯曲外表面连接的三个平直或基本平直 的外表面140a-140c形成的圆角三角形或基本圆角三角形的形状。在本发明的一些方面中，在MEMS谐振器阵列120中采用了以Lutz等人的名义与 本发明在同一日期提交的题为“MEMS Resonator Structure and Method”的非临时专利申 请(在下文中称为“MEMS谐振器结构和方法的专利申请”)中描述和图示的一种或多种结 构和/或技术。例如，在一些实施例中，MEMS谐振器阵列120中采用的一个或多个谐振器 122包括与MEMS谐振器结构和方法的专利申请中描述和/或图示的一个或多个谐振器50 中采用的谐振器块52相同和/或相似的MEMS谐振器。为了简洁起见，将不再重复MEMS谐振器结构和方法的专利申请中描述和/或图示 的结构和方法。不过，要明确指出，通过引用将MEMS谐振器结构和方法的专利申请的全部 内容并入本文，包括例如所有发明/实施例的特征、属性、备选方案、材料、技术和/或优点， 但除非另有说明，本发明的各方面和/或实施例不限于这些特征、属性、备选方案、材料、技 术和/或优点。需要指出，在本发明的一个方面中，体模式谐振器的阵列采用两个或更多体模式 谐振器，每个体模式谐振器均可以具有现在已知或将来开发的任何形状。此外，两个或更多 谐振器中的每一个可以具有与两个或更多体模式谐振器的其他谐振器中的一个或多个相 同和/或不同的形状。体模式谐振器122的特征(例如尺寸、形状、密度)可以决定体模式谐振器122的 一个或多个谐振频率。表1针对体模式谐振器122的一个实施例提供了谐振频率和示范性尺度，该体模 式谐振器122具有正方形形状，处于不工作状态，且是由多晶硅材料制造的。整个谐振器 122以同一频率振荡或振动。
权利要求
一种MEMS阵列结构，包括包括第一体模式谐振器和第二体模式谐振器的多个体模式谐振器；以及至少一个谐振器耦合部分，包括设置于所述第一体模式谐振器和所述第二体模式谐振器之间的第一谐振器耦合部分，以机械耦合所述第一体模式谐振器和所述第二体模式谐振器。
2.根据权利要求1所述的MEMS，其中，所述第一体模式谐振器包括节点，所述第二体模 式谐振器包括节点，并且所述第一谐振器耦合部分设置于所述第一体模式谐振器的所述节 点和所述第二体模式谐振器的所述节点之间。
3.根据权利要求1所述的MEMS阵列结构，其中，所述第一体模式谐振器和所述第二体 模式谐振器耦合到公共基底锚。
4.根据权利要求1所述的MEMS阵列结构，还包括至少一个锚耦合部分，包括设置于所 述至少一个谐振器耦合部分和所述基底锚之间的第一锚耦合部分。
5.根据权利要求4所述的MEMS，其中，所述第一锚耦合部分包括至少一个应力/应变 释放机构。
6.根据权利要求4所述的MEMS，其中，所述第一锚耦合部分包括弹簧。
7.根据权利要求1所述的MEMS阵列结构，其中，所述多个体模式谐振器具有第一振动 状态，其中所述第一体模式谐振器至少部分沿第一方向和第二方向中的至少一个方向收缩 并且至少部分沿第三方向和第四方向中的至少一个方向膨胀，并且其中所述第二体模式谐 振器至少部分沿所述第一方向和所述第二方向中的至少一个方向膨胀并且至少部分沿所 述第三方向和所述第四方向中的至少一个方向收缩，其中所述第二方向与所述第一方向相 反，所述第四方向和所述第三方向相反。
8.根据权利要求7所述的MEMS阵列结构，其中，所述第三方向和所述第四方向垂直于 所述第一方向和所述第二方向。
9.根据权利要求8所述的MEMS阵列结构，其中，所述多个体模式谐振器具有第二振动 状态，其中所述第一体模式谐振器至少部分沿所述第一方向和所述第二方向中的至少一个 方向膨胀并且至少部分沿所述第三方向和所述第四方向中的至少一个方向收缩，并且其中 所述第二体模式谐振器至少部分沿所述第一方向和所述第二方向中的至少一个方向收缩 并且至少部分沿所述第三方向和所述第四方向中的至少一个方向膨胀。
10.根据权利要求1所述的MEMS阵列结构，其中，所述第一体模式谐振器的振动诱发所 述第二体模式谐振器的振动。
11.根据权利要求1所述的MEMS阵列结构，还包括多个感测电极，以提供表示所述多个 体模式谐振器中的至少一个的振动的感测信号。
12.根据权利要求11所述的MEMS阵列结构，其中，所述感测信号包括差分感测信号。
13.根据权利要求11所述的MEMS阵列结构，还包括感测电路，以接收所述感测信号并 且响应于所述感测信号提供输出信号。
14.根据权利要求13所述的MEMS阵列结构，其中，所述输出信号包括差分输出信号。
15.根据权利要求13所述的MEMS阵列结构，还包括多个驱动电极，用于接收驱动信号， 以便诱使所述多个体模式谐振器中的至少一个振动。
16.根据权利要求15所述的MEMS阵列结构，还包括驱动电路，以接收所述输出信号并响应于所述输出信号提供驱动信号。
17.根据权利要求15所述的MEMS阵列结构，其中，所述驱动信号包括差分驱动信号。
18.根据权利要求1所述的MEMS阵列结构，还包括第一多个电极和第二多个电极，所述 第一多个电极与所述第一体模式谐振器并排设置，所述第二多个电极与所述第二体模式谐 振器并排设置。
19.根据权利要求18所述的MEMS阵列结构，其中，所述第一多个电极包括至少一个电 极用于感测所述第一体模式谐振器的振动。
20.根据权利要求18所述的MEMS阵列结构，其中，所述第二多个电极包括至少一个电 极用于接收驱动信号，以便诱发所述第二体模式谐振器的振动。
21.根据权利要求18所述的MEMS阵列结构，其中，所述第一多个电极包括第一电极、第 二电极、第三电极和第四电极，所述第二多个电极包括第一电极、第二电极、第三电极和第 四电极。
22.根据权利要求18所述的MEMS阵列结构，其中，所述第一体模式谐振器包括第一外 表面和第二外表面，所述第二体模式谐振器包括第一外表面和第二外表面，所述第一多个 电极包括第一电极和第二电极，所述第一多个电极中的所述第一电极与所述第一体模式谐 振器的所述第一外表面并排设置，所述第一多个电极中的所述第二电极与所述第一体模式 谐振器的所述第二外表面并排设置，所述第二多个电极包括第一电极和第二电极，所述第 二多个电极中的所述第一电极与所述第二体模式谐振器的所述第一外表面并排设置，所述 第二多个电极中的所述第二电极与所述第二体模式谐振器的所述第二外表面并排设置。
23.根据权利要求22所述的MEMS阵列结构，其中，所述第一体模式谐振器还包括第三 外表面，所述第二体模式谐振器还包括第三外表面，所述第一多个电极还包括与所述第一 体模式谐振器的所述第三外表面并排设置的第三电极，所述第二多个电极还包括与所述第 二体模式谐振器的所述第三外表面并排设置的第三电极。
24.根据权利要求23所述的MEMS阵列结构，其中，所述第一体模式谐振器还包括第四 外表面，所述第二体模式谐振器还包括第四外表面，所述第一多个电极还包括与所述第一 体模式谐振器的所述第四外表面并排设置的第四电极，所述第二多个电极还包括与所述第 二体模式谐振器的所述第四外表面并排设置的第四电极。
25.根据权利要求18所述的MEMS阵列结构，还包括第三体模式谐振器和第三多个电 极，所述第三多个电极与所述第三体模式谐振器并排设置，所述至少一个谐振器耦合部分 还包括设置于所述第二体模式谐振器和所述第三体模式谐振器之间的第二谐振器耦合部 分，以机械耦合所述第二体模式谐振器和所述第三体模式谐振器。
26.根据权利要求25所述的MEMS阵列结构，其中，所述第三多个电极包括第一电极、第 二电极、第三电极和第四电极。
27.根据权利要求26所述的MEMS阵列结构，还包括第四体模式谐振器和第四多个电 极，所述第四多个电极与所述第四体模式谐振器并排设置，所述至少一个谐振器耦合部分 还包括设置于所述第三体模式谐振器和所述第四体模式谐振器之间的第三谐振器耦合部 分，以机械耦合所述第三体模式谐振器和所述第四体模式谐振器。
28.根据权利要求27所述的MEMS阵列结构，其中，所述第四多个电极包括第一电极、第 二电极、第三电极和第四电极。
29.根据权利要求18所述的MEMS阵列结构，其中，所述第一多个电极包括第一电极和 第二电极，所述第一电极和所述第一体模式谐振器限定电容，如果所述第一体模式谐振器 处于第一振动状态，则所述第一电极和所述第一体模式谐振器限定的电容具有第一大小， 如果所述第一体模式谐振器处于第二振动状态，则具有第二大小。
30.一种MEMS阵列结构，包括包括第一谐振器和第二谐振器的多个谐振器，其中，所述多个谐振器具有第一振动状 态，其中所述第一谐振器至少部分沿第一方向和第二方向中的至少一个方向收缩并且至少 部分沿第三方向和第四方向中的至少一个方向膨胀，并且其中所述第二谐振器至少部分沿 所述第一方向和所述第二方向中的至少一个方向膨胀并且至少部分沿所述第三方向和所 述第四方向中的至少一个方向收缩，其中，所述第二方向与所述第一方向相反，所述第四方 向和所述第三方向相反；以及至少一个谐振器耦合部分，包括设置于所述第一谐振器和所述第二谐振器之间的第一 谐振器耦合部分，以机械耦合所述第一谐振器和所述第二谐振器。
31.根据权利要求30所述的MEMS阵列结构，其中，所述第三方向和所述第四方向垂直 于所述第一方向和所述第二方向。
32.根据权利要求30所述的MEMS阵列结构，其中，所述多个谐振器具有第二振动状态， 其中所述第一谐振器至少部分沿所述第一方向和所述第二方向中的至少一个方向膨胀并 且至少部分沿所述第三方向和所述第四方向中的至少一个方向收缩，并且所述第二谐振器 至少部分沿所述第一方向和所述第二方向中的至少一个方向收缩并且至少部分沿所述第 三方向和所述第四方向中的至少一个方向膨胀。
33.根据权利要求32所述的MEMS阵列结构，其中，所述第三方向和所述第四方向垂直 于所述第一方向和所述第二方向。
34.一种MEMS阵列结构，包括包括第一体模式谐振器和第二体模式谐振器的多个体模式谐振器；与所述第一体模式谐振器并排设置的第一多个电极；以及与所述第二体模式谐振器并排设置的第二多个电极，其中，所述第一多个电极中的至 少一个电极耦合到所述第二多个电极中的至少一个电极。
35.根据权利要求34所述的MEMS阵列结构，还包括耦合到所述第一多个电极中的所述 至少一个电极和所述第二多个电极中的所述至少一个电极的电路。
36.一种MEMS阵列结构，包括包括第一体模式谐振器和第二体模式谐振器的多个体模式谐振器；用于接收驱动信号并诱发所述第一体模式谐振器的振动的第一多个电极；以及用于接收所述驱动信号并诱发所述第二体模式谐振器的振动的第二多个电极，其中， 所述第一多个电极中的至少一个电极耦合到所述第二多个电极中的至少一个电极。
37.根据权利要求36所述的MEMS阵列结构，还包括用于提供所述驱动信号的驱动电路。
38.一种MEMS阵列结构，包括包括第一体模式谐振器和第二体模式谐振器的多个体模式谐振器；用于感测所述第一体模式谐振器的振动的第一多个电极；用于感测所述第二体模式谐振器的振动的第二多个电极；并且 其中，所述第一多个电极中的至少一个耦合到所述第二多个电极中的至少一个。
39.根据权利要求38所述的MEMS阵列结构， 还包括耦合到所述第一多个电极和所述第 二多个电极的感测电路，以提供输出信号。
全文摘要
布置成N×M MEMS阵列结构的谐振器包括由弯曲/圆角部分连接的基本平直延伸的梁部分，并经由耦合部分机械耦合到阵列的至少一个相邻谐振器，每个细长梁部分经由弯曲/圆角部分在远端连接到另一细长梁部分，形成几何形状，耦合部分设置于相邻谐振器的细长梁部分之间。在被诱发时，谐振器在组合的伸长/呼吸和弯曲模式下以基本相同的频率振动，(即，梁部分表现出像伸长/呼吸那样和像弯曲那样的运动)。一个或多个阵列结构的谐振器可以在结构的弯曲部分的一个或多个区域中包括一个或多个节点(即，基本静止和/或几乎不运动)，这些是将谐振器/阵列锚定到基底的适当和/或优选位置。
文档编号H03H9/46GK101946410SQ200880126943
公开日2011年1月12日 申请日期2008年11月26日 优先权日2007年12月18日
发明者A·帕特里奇, M·卢茨, 潘志宇 申请人:罗伯特·博世有限公司