電容式微機(jī)械體聲波硅諧振器的研制.pdf

1、本論文設(shè)計(jì)了一種電容式微機(jī)械(MEMS)體聲波硅諧振器。分析了此諧振器的工作原理，并建立了其動力學(xué)模型和等效電路模型。利用ANSYS有限元分析軟件對該諧振器進(jìn)行了模態(tài)分析，仿真顯示其諧振頻率達(dá)108MHz，和理論值相符，且取決于硅材料特性和器件尺寸；針對提高品質(zhì)因數(shù)Q，研究了其損耗機(jī)制，指出除了空氣阻尼外，支撐損耗（也叫錨損）是其主要的損耗機(jī)制，并從振動模態(tài)和傳輸線模型角度出發(fā)，提出了減少支撐損耗提高Q值的可行性方法，包括將支撐梁放置在

2、振動節(jié)點(diǎn)處、梁長度設(shè)置為彈性波長的1/4及在襯底端設(shè)置聲波反射器；此外，研究了諧振電阻與直流偏置、品質(zhì)因數(shù)及電容間隙之間的關(guān)系，分析表明在高品質(zhì)因數(shù)、小電容間隙的條件下，此體硅諧振器的諧振電阻只有幾百歐姆。
　　其次，基于以上性能參數(shù)的設(shè)計(jì)，提出了基于SOI襯底制造該諧振器的工藝流程，并進(jìn)行了版圖設(shè)計(jì)。針對諧振器流片當(dāng)中遇到的工藝問題，進(jìn)行了分析和解決。
　　最后，為了對諧振器電學(xué)測試有個(gè)預(yù)期和預(yù)知影響S21測試結(jié)果的因數(shù)，