2所示：
[0023] 所述4阶振动模态MEMS压电谐振器包括基底11，设置在基底上的支撑台8-1、 8-2,基底与支撑台之间设置基底二氧化硅绝缘层10-1、10-2,支撑台8-1上设置外部互连 金属区5-2及外部互连金属区5-3、作为输入端，支撑台8-2上设置外部互连金属区5-1及 外部互连金属区5-4、作为输出端，振动方块1通过支撑梁6-1、6-2、6-3、6-4与支撑台连接 为一体的振动块，振动方块1上覆盖压电薄膜2,振动方块1工作于4阶振动模态、相邻振动 模态之间反相，压电薄膜2上设置依次分布于振动块各振动模态区域的4个电极3-1、3-2、 3-3、3-4,电极3-1、3-2、3-3、3-4分别通过位于支撑梁上的金属连接走线4-1、4-2、4-3、4-4 与外部互连金属区5-1、5-2、5-3、5-4连接，将电极3-1与电极3-2分为一组、将电极3-3与 电极3-4分为一组，每组电极中分别将电极3-1与电极3-4作为输出端压电换能器上电极 (感应电极）、连接输出端，将电极3-2与电极3-3作为输入端压电换能器上电极（驱动电 极）、连接输入端，两个输出端压电换能器上电极3-1与3-4反相，输入端压电换能器上电极 3-2、输出端压电换能器上电极3-1与电极下的压电薄膜2和振动方块1共同构成压电谐振 单元，同理输入端压电换能器上电极3-3、输出端压电换能器上电极3-4与电极下的压电薄 膜2和振动方块1共同构成压电谐振单元；所述支撑梁与金属走线之间、外部互连金属区与 支撑台之间均设置有二氧化硅绝缘层7-1、7-2、7-3、7-4,基底及基底上二氧化硅绝缘层对 应刻蚀出二氧化硅层内腔12和基底内腔13,使整个结构悬空。
[0024] 本实施例中采用SOI基片，该SOI基片有较厚的多晶硅基底，1 μ m的二氧化硅绝缘 层和10 μm的单晶硅结构层组成。
[0025] 上述抑制杂散模态及馈通的MEMS压电谐振器，其电路原理图及等效电路图如图 6、7所示，在工作状态下，其抑制原理为：将输入信号分别两路信号分别输入到谐振器上反 相振动的两块输入电极区域，两路输出信号1"与1"，的相位互为反相，通过输入电极到达输 出电极的馈通量If与I f，由于不为机械振动产生而是通过介电耦合到达输出端因此为同相 信号，因此通过处于反向振动区域的两个输出电极上产生的输出信号通过差分电路完成相 减之后，输出信号得到放大，馈通信号通过相减后相互抵消。此外，对于被视为无用杂散的 其他振动模态（多为沿中轴线左右对称），由于对应产生的两路输出信号同样是同相的，经 差分放大后被抑制，机理与耦合的馈通量类似。
[0026] 实施例2
[0027] 本实施例中提供抑制杂散模态及馈通的MEMS压电谐振器，包括差分电路和6阶振 动模态MEMS压电谐振器，其中6阶振动模态MEMS压电谐振器的结构俯视如图3所示：
[0028] 该结构中压电薄膜2上设置6个电极3-1、3-2、3-3、3-4、3-5、3-6,依次分布于振 动块各振动区域，将电极将电极3-1、3-2、3-5分为第一组、将电极3-3、3-4、3-6分为第二 组，第一组电极中电极3-1与电极3-5同相，将电极3-1与电极3-5互连作为第一输出端压 电换能器上电极（感应电极）、连接输出端，将电极3-2作为第二输入端压电换能器上电极 (驱动电极）、连接输入端，第二组电极中，为保证两个输出端反相，将同相的电极3-6与电 极3-4互连作为第二输出端压电换能器上电极（感应电极）、连接输出端，将电极3-3作为 第二输入端压电换能器上电极（驱动电极）、连接输入端，其工作原理与实施例1相同，都能 实现抑制杂散模态及馈通的目的。
[0029] 当偶数阶侧向伸缩振动模态MEMS压电谐振器的阶数为更高阶数时，其电极连接 规则不变，均能实现抑制杂散模态及馈通的目的。
[0030] 以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，本说明书中所公开的任一特征，除非特别 叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换；所公开的所有特征、或所有方 法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以任何方式组合。
【主权项】
1. 一种抑制杂散模态及馈通的MEMS压电谐振器，包括差分输入结构、差分输出结构和 偶数阶振动模态MEMS压电谐振器，其中，所述偶数阶振动模态MEMS压电谐振器包括基底、 设置在基底上的支撑台、与支撑台连接的支撑梁以及通过支撑梁与支撑台连接为一体的振 动块、所述振动块上设置压电薄膜；其特征在于，所述振动块工作于偶数阶侧向伸缩振动模 态，振动模态阶数为2N、N多2,相邻振动区域之间反相；所述压电薄膜上设置有依次分布于 振动块各振动区域的2N个电极，将2N个电极均分为两组，每组电极中将同相电极互连、形 成一对驱动电极及感应电极，并保证两个驱动电极之间以及两个感应电极之间均反相；所 述支撑台上对应于两对驱动电极及感应电极设置四个外部互连金属区，分别通过位于支撑 梁上的金属走线与驱动电极及感应电极对应相连，形成两个输入端及两个输出端；输入信 号通过差分输入结构产生两路差分信号分别输入两个输入端，两个输出端输出两路信号经 差分输出结构差分处理后输出。2. 按权利要求1所述抑制杂散模态及馈通的MEMS压电谐振器，其特征在于，所述基底 与支撑台之间、支撑梁与金属走线之间、外部互连金属区与支撑台之间均设置有二氧化硅 绝缘层。
【专利摘要】本发明属于射频通信及微机电系统中的元器件技术领域，涉及一种抑制杂散模态及馈通的MEMS压电谐振器，包括差分输入结构、差分输出结构和偶数阶侧向伸缩振动模态MEMS压电谐振器，所述偶数阶侧向伸缩振动模态MEMS压电谐振器包括基底、支撑台、支撑梁、振动块，振动块的振动模态阶数为2N，压电薄膜上设置2N个电极，均分为两组，每组电极中将同相电极互连、形成一对驱动电极及感应电极，两对驱动电极及感应电极对应连接外部互连金属区，形成谐振器两个输入端及输出端，将输入信号经过差分输入结构产生两路差分信号，分别输入谐振器上两个输入端，两个输出端产生两路输出信号，经差分输出结构进行差分处理后输出，能够有效抑制杂散模态及馈通，提升谐振器性能。
【IPC分类】H03H9/24
【公开号】CN105375901
【申请号】CN201510881021
【发明人】鲍景富, 李昕熠, 张超, 陈兆隽, 黄裕霖, 张翼
【申请人】电子科技大学
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年12月3日