專利名稱：Mems諧振器、制造這種諧振器的方法以及mems振蕩器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有溫度補償特性的MEMS諧振器。本發(fā)明還涉 及一種制造這種MEMS諧振器的方法。本發(fā)明更進一步地涉及一種包 括MEMS諧振器的MEMS振蕩器以及涉及一種包括這種MEMS諧振器的 集成電路。
背景技術(shù)：
從US2005/0162239中可以知道一種MEMS諧振器。該文件公開 了一種包括梁的MEMS諧振器，該梁包括多種具有不同熱膨脹系數(shù)的 材料(例如，硅和氧化硅)。該梁由兩個錨狀物支撐在襯底上，每一 個都位于錨的一端，該襯底具有與該梁不同的熱膨脹系數(shù)。由于這些 起固定點作用的錨，襯底和梁之間的熱膨脹系數(shù)的差異引起該梁中的 拉伸應(yīng)變或壓縮應(yīng)變。壓縮應(yīng)變易于降低梁的諧振頻率，拉伸應(yīng)變易 于增大諧振頻率。從而，采用這些手段，在已知MEMS諧振器中可以 實現(xiàn)諧振頻率中的熱補償效應(yīng)。
已知的MEMS諧振器的缺點是其結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜。諧振頻率的熱補 償需要在梁兩端的固定點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供在開篇中所闡述的種類的一種可替換 MEMS諧振器，其相對簡單，并提供了較好的諧振頻率的熱補償效應(yīng)。 本發(fā)明由獨立權(quán)利要求所限定。從屬權(quán)利要求限定了有利的實施例。
由于本發(fā)明提供了包括可移動元件的MEMS諧振器，從而實現(xiàn)了 本發(fā)明的目的，所述可移動元件包括具有第一楊氏模量和第一楊氏模 量的第一溫度系數(shù)的第一部分，所述可移動元件還包括具有第二楊氏 模量和第二楊氏模量的第二溫度系數(shù)的第二部分，第二溫度系數(shù)的符
號與第一溫度系數(shù)的符號至少在該MEMS諧振器的工作條件下是相反 的，第一部分的橫截面積和第二部分的橫截面積是這樣的第一部分 的楊氏模量的絕對溫度系數(shù)與第一部分的橫截面積的乘積對第二部 分的楊氏模量的絕對溫度系數(shù)與第二部分的橫截面積的乘積的偏離
不超過20%，橫截面積是局部垂直于可移動元件測得的。
MEMS諧振器的可移動元件通常包括具有負的楊氏模量溫度系數(shù) 的材料。例如，硅的楊氏模量的溫度系數(shù)通常是-88ppm/K。由此，硅 基諧振器的諧振頻率可以漂移達到-45ppm/K，這對于(例如，參考振 蕩器中的)應(yīng)用通常是太大了。本發(fā)明的目的是提供具有第二材料的 可移動元件，第二材料具有相反(這里為正)的楊氏模量的溫度系數(shù)。 以這種方式，可以減小可移動元件的楊氏模量的有效絕對溫度系數(shù)， 這使得MEMS諧振器的諧振頻率的溫度漂移更低。
換句話說，在根據(jù)本發(fā)明的MEMS諧振器中需要在可移動元件中 沒有壓縮或拉伸應(yīng)變，這給了 MEMS諧振器的設(shè)計人員更多的自由來 決定在哪里和怎樣實現(xiàn)可移動元件的錨狀物。例如，在根據(jù)本發(fā)明的 MEMS諧振器中，可移動元件的錨狀物可以被實施在MEMS諧振器的中 央，這對于縱模諧振器是非常有吸引力的。而且術(shù)語"體模式諧振器" 可以用于這種MEMS諧振器。
本發(fā)明還基于這樣的認識對于溫度補償，采用楊氏模量比采 用熱膨脹在量上更具吸引力。例如，硅和氧化硅的楊氏模量的差大于 200ppm/K。這個差在熱膨脹中只在2ppm/K和3ppm/K之間。換句話說， 根據(jù)本發(fā)明的MEMS諧振器中的熱補償機制更加有效。
在根據(jù)本發(fā)明的MEMS諧振器中，可以實現(xiàn)任何有效的介于可移 動部件的第一部分的楊氏模量的溫度系數(shù)和可移動部件的第二部分 的楊氏模量的溫度系數(shù)之間的溫度系數(shù)。實際上，接近零的有效的溫 度系數(shù)是最有利的。影響將這個系數(shù)調(diào)諧為零的精度的因素是該可移 動元件的第一部分的初始橫截面面積和該可移動元件的第二部分的 橫截面面積的精度。
本發(fā)明的另一種認識是該可移動元件的第一部分和第二部分 的橫截面面積是設(shè)計參數(shù)，這些設(shè)計參數(shù)允許將可移動元件的楊氏模
量的絕對有效溫度系數(shù)調(diào)諧到可接受的水平，甚至是調(diào)諧到接近零的 值。
根據(jù)本發(fā)明的MEMS諧振器的有利實施例的特征在于可移動元件
的第一部分的橫截面面積被可移動元件的第二部分的橫截面面積除 的比率約等于可移動元件的第二部分的楊氏模量的負溫度系數(shù)被可 移動元件的第一部分的楊氏模量的負溫度系數(shù)除的另一比率。這種
MEMS諧振器的優(yōu)點是最佳地減少了絕對有效溫度系數(shù)。
在根據(jù)本發(fā)明的MEMS諧振器的另一個實施例中，第一部分或第 二部分包括硅，其他部分包括氧化硅。已知氧化硅的楊氏模量具有 + 175ppra/K的溫度漂移。通過結(jié)合硅和氧化硅，作為MEMS諧振器的 可移動元件中的結(jié)構(gòu)材料，可以補償溫度漂移。而且，氧化硅是一種 與標準工藝非常兼容的材料，因此易于制造。
在根據(jù)本發(fā)明的MEMS諧振器的一些實施例中，第二部分在至少 一個垂直于移動元件的方向上嵌入第一部分。這種對稱性改善了可移 動元件的諧振性能。
在根據(jù)本發(fā)明的MEMS諧振器的另一實施例中，第二部分在垂直 運動元件的平面上完全環(huán)繞第一部分。在根據(jù)本發(fā)明的MEMS諧振器 的一個可替換實施例中，第一部分在垂直運動元件的平面上完全環(huán)繞 第二部分。在兩個實施例中，更進一步地改善了諧振性能，因為在垂 直于可移動元件的平面上的振動現(xiàn)在具有同樣有效的楊氏模量和溫 度系數(shù)(彈性)。
本發(fā)明還涉及一種制造MEMS諧振器的方法。根據(jù)本發(fā)明的方法 包括下列步驟
提供半導(dǎo)體主體，其包括襯底層、在襯底層上提供的犧牲層和 在犧牲層上提供的頂層，頂層包括用以形成可移動元件的第一部分的 第一材料，第一部分具有第一楊氏模量和第一楊氏模量的第一溫度系 數(shù)；
形成頂層圖案以限定可移動元件；
選擇性地去除犧牲層，以部分地從襯底層中釋放可移動元件； 將第二材料提供到可移動元件上，以形成可移動元件的第二部
分，第二部分具有第二楊氏模量和第二楊氏模量的第二溫度系數(shù)；第 二溫度系數(shù)的符號與第一溫度系數(shù)的符號至少在該MEMS諧振器的工 作條件下是相反的，第一部分的橫截面積和第二部分的橫截面積是這 樣的第一部分的楊氏模量的絕對溫度系數(shù)與第一部分的橫截面積的 乘積對第二部分的楊氏模量的絕對溫度系數(shù)與第二部分的橫截面積 的乘積的偏離不超過20%，橫截面積是局部垂直于可移動元件測得 的。
制造根據(jù)本發(fā)明的MEMS諧振器的方法提供了一種方便的制造具
有第一部分和第二部分的可移動元件的方式，其中第一部分和第二部 分具有不同的楊氏模量的溫度系數(shù)。請注意，可以改變根據(jù)本發(fā)明的
方法的步驟順序。例如，在選擇性去除犧牲層之前，可以在可移動元
件上提供第二材料。類似蝕刻、沉積、CMP之類的傳統(tǒng)步驟可以用于 這個目的。
根據(jù)本發(fā)明的方法的有利實施例的特征在于，在提供半導(dǎo)體主 體的步驟中，在犧牲層上提供頂層，其包括硅。硅是一種與標準工藝 兼容的材料，因此，可以很容易地與其他器件和電路集成。
根據(jù)本發(fā)明的最后提及的實施例的改進方法中，提供第二材料 的步驟包括氧化步驟，其中，可移動元件的至少一個側(cè)壁的硅至少被 轉(zhuǎn)化為氧化硅。氧化(例如，熱氧化)可以精確控制產(chǎn)生的氧化硅厚 度。從而，通過硅的氧化形成適當厚度的氧化硅層，可以容易地將楊 氏模量的有效熱系數(shù)調(diào)諧為零。在熱氧化過程中，可移動元件的硅被 消耗掉，從而，包括硅的可移動元件的第一部分的體積減小，而可移 動元件的第二部分的體積增大。
本發(fā)明還涉及一種包括MEMS諧振器的MEMS振蕩器。根據(jù)本發(fā) 明的MEMS諧振器的優(yōu)點是它包括無源補償技術(shù)。從而，MEMS諧振器 和MEMS振蕩器不需要任何反饋或控制電路，所以非常簡單。在有源 溫度補償技術(shù)中，對溫度進行測量，并將信號反饋給控制電路，這使 MEMS諧振器和MEMS振蕩器非常復(fù)雜。
本發(fā)明還涉及一種包括這種MEMS振蕩器的集成電路。在硅諧振 器上形成氧化硅層與集成電路的工藝流程兼容。從而，根據(jù)本發(fā)明的
MEMS諧振器使得可以進行單片集成MEMS振蕩器的相對直接集成。
其他的特性可彼此結(jié)合，并可與任何方面結(jié)合。其他優(yōu)點對本 領(lǐng)域技術(shù)人員是清楚的。在不脫離本發(fā)明的權(quán)利要求的情況下，可以 進行很多變化和變型。從而，應(yīng)當可以清楚理解的是，本發(fā)明只是說 明性的，不是為了限制本發(fā)明的范圍。


參照附圖，通過示例的方式，描述本發(fā)明是如何生效的，其中 圖la到圖le圖示了一種制造根據(jù)本發(fā)明的方法的一個實施例 的MEMS諧振器的方法；
圖2圖示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的MEMS諧振器的可移動元
件；以及
圖3示出了描述本發(fā)明有效性的圖。
具體實施例方式
將關(guān)于特定的實施例和參照某些附圖，對本發(fā)明進行描述，但 是這不能被解釋為一種限制情形，因為本發(fā)明只被所附的權(quán)利要求所 限制。在權(quán)力要求中的任何參考標號不應(yīng)當被視為對權(quán)利要求的范圍 的限制。描述的附圖只是示意性和非限制性的。在附圖中，為了說明 目的，某些元件的尺寸被放大，沒有按照比例繪制。這里，在本說明 書和權(quán)利要求中采用了術(shù)語"包括"，它并不排除其他元件或步驟。 當提到單數(shù)名詞時所采用的定冠詞或不定冠詞，例如"一個"、"一 種"、"該"，如果沒有特別陳述的話，這包括多個那種名詞。
而且，在說明書和權(quán)利要求中的術(shù)語"第一"、"第二"、"第 三"和類似術(shù)語用于進行類似元件之間的區(qū)分，并不必然用于描述連 續(xù)的或按時間順序的情形。應(yīng)當理解的是，在適當?shù)沫h(huán)境下，這樣使 用的術(shù)語是可以互換的，而且，這里描述的本發(fā)明的實施例可以工作 在不是這里描述或說明的其他序列中。
楊氏模量是一種材料特性，其描述了它的硬度，并因此是MEMS 諧振器的可移動元件的一種最重要的材料特性。楊氏模量和質(zhì)量密度 是確定諧振器的諧振頻率的兩種材料特性。用下式給出材料的楊氏模
其中，E。是在MEMS諧振器的工作條件下的楊氏模量，(i是溫度 系數(shù)，AT是溫度變化。
圖la到圖le圖示了根據(jù)本發(fā)明的方法的實施例的制造工藝的 各個階段中的MEMS諧振器。
圖la涉及的是制造工藝的一個階段，其中提供了半導(dǎo)體主體 10。半導(dǎo)體主體10包括襯底層20、在襯底層20上提供的犧牲層30， 和在犧牲層30上提供的頂層40。在本發(fā)明的一個實施例中，頂層40 可以包括硅，但是其他材料也是可以的，例如，類似于鍺(Ge)、類 似砷化鎵(GaAs)的III-V族半導(dǎo)體化合物、類似磷化銦的II-VI 族半導(dǎo)體化合物以及其他材料。對于犧牲層30，可以采用類似氧化 硅(Si02)的材料，但其他材料也是可以的。在硅被用作頂層40的 材料，氧化硅(或其他絕緣材料)被用作犧牲層30的材料的情況下， 還可以使用術(shù)語絕緣體上硅(SOI)。絕緣體上硅襯底/晶片在市場上 是可以廣泛地得到的，并可以以簡單容易的方式生產(chǎn)。在圖la到圖 le所示的示例中，采用了 SOI襯底10,其中頂層40包括硅，以及其 中絕緣(犧牲)層30包括二氧化硅。
圖lb和圖lc圖示了制造工藝的其他階段。在圖lb中，提供了 在其中具有開口 55的有圖案的掩模層50。例如，通過采用傳統(tǒng)的光 學(xué)平板印刷技術(shù)可以形成掩模層50圖案，但還可以采用類似電子束 平板印刷、離子束平板印刷和X射線平板印刷的其他技術(shù)。在這些技 術(shù)中，圖案被直接寫在掩模層50上。在這個特定的示例中，釆用了 光刻技術(shù)。那么，掩模層50可以包括光致抗蝕劑層，但可以替換地 (例如由氧化硅或氮化硅制成的)硬掩模。在圖lc中，通過在掩模 層50中的開口 55，形成頂層40圖案。從而，在頂層40中形成開口 45，其對應(yīng)于掩模層中的開口 55。例如，通過采用干法蝕刻(例如 DRIE蝕刻)可以實現(xiàn)這個步驟。蝕刻技術(shù)為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知。 形成開口45，以便他們使位于頂層40下的犧牲層30暴露。還形成
間隙46、 47，其限定了要被制造的MEMS諧振器的可移動元件48。
在圖ld中，示出了制造工藝的另一個階段，局部地(至少在可 移動元件的下面)去除犧牲層30，以部分地釋放可移動元件48。例 如，可以通過選擇性的濕法蝕刻步驟來完成這個目的。選擇性蝕刻技 術(shù)也為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知?？梢苿釉惶峁┝斯讨^(qū)域(圖中未 示出)。在這個特定的示例中，可移動元件(48)(至少)在垂直于 間隙46、 47的側(cè)壁的方向上是可移動的。然而，還存在其他類型的 MEMS諧振器,例如縱模諧振器。
MEMS諧振器的可移動元件通常包括的材料的楊氏模量的溫度系 數(shù)是負的。例如，硅的楊氏模量的溫度系數(shù)通常是-88ppm/K。由此， 硅基諧振器的諧振頻率可以最大漂移-45ppra/K，這對于(例如)參考 振蕩器中的應(yīng)用通常太大了。
圖le圖示了根據(jù)本發(fā)明的方法的一個實施例的MEMS諧振器的 制造工藝的另一個階段。在這個實施例中，可移動元件48被提供了 氧化硅層60。在完成這個的同時，形成了具有負的楊氏模量的溫度 系數(shù)的可移動元件48的第一部分A (包括硅)以及形成了具有正的 楊氏模量的溫度系數(shù)的可移動元件48的第二部分B (包括氧化硅)。 第一部分A和第二部分B的橫截面積是技術(shù)人員可以用來將可移動元 件的絕對有效溫度系數(shù)調(diào)諧為較低的值甚至為零的參數(shù)。在圖le所 示的示例中，形成一定厚度的氧化硅層60以實現(xiàn)適當?shù)臏囟妊a償(楊 氏模量的溫度系數(shù)很低或為零)是一個問題。
可以通過各種方法來完成氧化硅的形成，其中一個方法是熱氧 化。熱氧化是本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的一種工藝。在熱氧化硅的情況 下，與所示示例中的情況一樣，氧化通常是在包括02或H20的環(huán)境中 在大約IOO(TC溫度下完成的。氧化(例如，熱氧化)能非常精確地 控制產(chǎn)生的氧化硅的厚度。從而，通過形成適當厚度的氧化硅層60 的硅的氧化，可以很容易地將可移動元件48的楊氏模量的有效熱系 數(shù)調(diào)諧到零。在熱氧化過程中，消耗了可移動元件48的硅，從而， 可移動元件的包括硅的第一部分A的體積減小，而可移動元件48的 第二部分B的體積增大。在S.Wolf的"57"，尸潔essW， Vol. 1，pp. 198-241中可以發(fā)現(xiàn)關(guān)于熱氧化的更多信息。
在圖le中，在所有沒有被硅覆蓋的位置上，特別是可移動元件 48上生長二氧化硅Si02 (電介質(zhì))。然而，通過局部提供覆蓋層或 通過提供保護性層，可以防止在特定位置上的氧化硅的生長?？商鎿Q 地，除了硅以外，可以在頂層40中采用不同的材料，以便只有硅被 氧化。 一種公知的采用這種原理的隔離技術(shù)叫做硅局部氧化(Local Oxidation Of Silicon, LOCOS)。在LOCOS中，采用氮化硅(Si3N4) 層來避免氧化。從而，這種技術(shù)使得可以只在可移動元件的特定部分 上提供電介質(zhì)。
可替換地，代替氧化，可以將電介質(zhì)(例如氧化硅)沉積在可 移動元件48上。存在幾種用于沉積的技術(shù)，比如原子層沉積(ALD) 和低壓氣相沉積(LPCVD)?？梢圆捎脙A斜/陰影沉積技術(shù)來保證在可 移動元件48的側(cè)壁上沉積電介質(zhì)。在S. Wolf的"57h'co" 尸rocesw'/^" ， Vol.l， pp.374中可以發(fā)現(xiàn)關(guān)于陰影沉積技術(shù)的更多 伶自
Ib尼、o
當前，硅和氧化硅看起來是與標準工藝最兼容的。然而，技術(shù) 人員可以選擇具有相反符號的溫度系數(shù)的其他材料。這種變化不脫離
本發(fā)明的范圍。而且，在沉積的情況下，關(guān)于可移動元件48的第一 部分A和第二部分B的材料選擇有更少的限制。
在圖le所示的階段之前或之后，可以執(zhí)行各種其他步驟來完成 該產(chǎn)品，諸如
部分去除生長/沉積的氧化物；
形成電極；
形成鍵合焊盤；
形成其他電路；等等。
上述步驟對本領(lǐng)域技術(shù)人員是公知的。
參照圖2和圖3，進行仿真來證實本發(fā)明。圖2示出了用于這些 仿真的模型，圖3示出了結(jié)果。圖2示出了縱模MEMS諧振器的可移 動元件48，其在其表面具有氧化硅層60(形成可移動元件48的部分 B)。在該示例中，可移動元件48的第一部分(內(nèi)部部分)A包括硅?？v模MEMS諧振器是其中的可移動元件48在縱向上移動(從電極移動 到電極，圖中未示出)的諧振器。從而，可移動元件48的長度隨時 間變化。用圖2中的兩個箭頭D1、 D2來指示這些運動?？蛇\動元件 48被位于中間的兩個錨狀物70、 80所固定。
氧化硅層60的厚度被用作仿真的參數(shù)。作為示例，在三個不同 的仿真中，對縱模MEMS諧振器的諧振頻率的溫度漂移進行了仿真。
1) 無氧化硅(圖3中的曲線Pl)
2) 300nm的氧化硅(圖3中的曲線P2);
3) 500nm的氧化硅(圖3中的曲線P3)。
在圖3中，對三種不同的情況，繪制了 MEMS諧振器的標準化諧 振頻率。從圖3中可以推出，當提供了 300nm的氧化硅時，溫度漂移 從-44ppm/K (曲線P1)減小到-13ppm/K (曲線P2)。通過更進一步 地將氧化硅的厚度增大到500nm，甚至可以得到+3. 5ppm/K的正溫度 漂移。從而，這意味著己經(jīng)實現(xiàn)了楊氏模量的正的有效溫度系數(shù)。從 圖3中，可以得出如下結(jié)論對于這個特定的實施例，在300nm到 500nm范圍內(nèi)的氧化硅厚度使得可以得到合適的溫度補償(溫度系數(shù) 等于零)。這些結(jié)果證明了本發(fā)明的有效性。
顯然，出現(xiàn)這種溫度補償?shù)奈恢蒙系暮穸热Q于各種設(shè)計參數(shù) (長度、厚度、寬度、材料等等)。然而，對于技術(shù)人員而言，只有 幾個實驗就足以發(fā)現(xiàn)合適的氧化物厚度。
如下可以實現(xiàn)溫度系數(shù)的最小化。可以用下式給出第一部分A 和第二部分B的楊氏模量
五n=Lb
在可移動元件包括兩個部分A、 B的情況下，由下式給出可移動
元件的有效溫度系數(shù)<formula>complex formula see original document page 12</formula>
其中，Aa是第一部分A的橫截面面積，Ab第二部分B的橫截面面
積，以及其中，(XA是可移動元件的第一部分的楊氏模量的溫度系數(shù)，
aB是可移動元件的第二部分的楊氏模量的溫度系數(shù)。在根據(jù)本發(fā)明的MEMS諧振器中，可以實現(xiàn)任意有效的溫度系
數(shù)，該溫度系數(shù)介于可移動元件的第一部分的楊氏模量的溫度系數(shù)和 可移動元件的第二部分的楊氏模量的溫度系數(shù)之間。實際上，接近零 的有效溫度系數(shù)最有利。影響將這個系數(shù)調(diào)諧為零的精度的因素是可 移動元件的第一部分的初始橫截面面積和可移動元件的第一部分的 橫截面面積。
滿足下列條件時，有效溫度系數(shù)等于零(并因此被最小化)
橫截面積的比率應(yīng)當滿足以下要求 =. afl
一旦已知所需的橫截面面積的比率，可以很容易地計算出所需 氧化層的厚度。
在本發(fā)明的一個變化中，MEMS諧振器被提供了具有第三部分 的可移動元件，該第三部分有具有第三楊氏模量，第三楊氏模量具有 第三溫度系數(shù)。在這種MEMS諧振器中，至少第一、第二或第三部 分中的一個部分的楊氏模量的溫度系數(shù)必須具有與其他部分的溫度 系數(shù)相反的符號。那么，有效溫度系數(shù)的等式可以表示為
<formula>complex formula see original document page 13</formula>
其中，Ac是第三部分的橫截面面積，ac是可移動元件的第三部 分的楊氏模量的溫度系數(shù)。
如果滿足下列條件，有效溫度系數(shù)等于零-
從而，本發(fā)明提供了一種有吸引力的MEMS諧振器，其具有更 好的諧振頻率的溫度補償，其比現(xiàn)有技術(shù)己知的MEMS諧振器簡單。 本發(fā)明還提供了制造這種諧振器的方法。
權(quán)利要求
1.一種MEMS諧振器，其包括可移動元件(48)，所述可移動元件(48)包括具有第一楊氏模量和第一楊氏模量的第一溫度系數(shù)的第一部分(A)，所述可移動元件(48)還包括具有第二楊氏模量和第二楊氏模量的第二溫度系數(shù)的第二部分(B)，第二溫度系數(shù)的符號與第一溫度系數(shù)的符號至少在該MEMS諧振器的工作條件下是相反的，第一部分(A)的橫截面積和第二部分(B)的橫截面積是這樣的第一部分(A)的楊氏模量的絕對溫度系數(shù)與第一部分(A)的橫截面積的乘積對第二部分(B)的楊氏模量的絕對溫度系數(shù)與第二部分(B)的橫截面積的乘積的偏離不超過20％，橫截面積是局部垂直于可移動元件(48)測得的。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS諧振器，其特征在于可移動元 件(48)的第一部分(A)的橫截面面積被可移動元件(48)的第二 部分(B)的橫截面面積除的比率大約等于可移動元件(48)的第二 部分(B)的楊氏模量的負的溫度系數(shù)被可移動元件(48)的第一部 分(A)的楊氏模量的溫度系數(shù)除的另一比率。
3. 根據(jù)之前任何一項權(quán)利要求所述的MEMS諧振器，其特征在 于第一部分(A)或第二部分(B)包括硅，而另一部分包括氧化硅。
4. 一種制造MEMS諧振器的方法，其包括下列步驟 提供半導(dǎo)體主體(10)，該半導(dǎo)體主體(10)包括襯底層(20)、在襯底層(20)上提供的犧牲層(30)和在犧牲層(30)上提供的頂 層(40)，頂層(40)包括用以形成可移動元件的第一部分(A)的 第一材料，第一部分(A)具有第一楊氏模量和第一楊氏模量的第一 溫度系數(shù)；形成頂層(40)圖案以限定可移動元件(48); 選擇性地去除犧牲層(30)，以部分地從襯底層(20)釋放可移動元件(48);將第二材料提供到可移動元件(48)上，以形成可移動元件(48) 的第二部分(B)，第二部分(B)具有第二楊氏模量和第二楊氏模量的第二溫度系數(shù)，第二溫度系數(shù)的符號與第一溫度系數(shù)的符號至少在該MEMS諧振器的工作條件下是相反的，第一部分(A)的橫截面積和第二部分(B)的橫截面積是這樣的第一部分(A)的楊氏模量的絕對溫度系數(shù)與第一部分(A)的橫截面積的乘積對第二部分(B)的楊氏模量的絕對溫度系數(shù)與第二部分(B)的橫截面積的乘積的偏離不超過20%，橫截面積是局部垂直于可移動元件(48)測得的。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于在提供半導(dǎo)體主體(10)的步驟中，在犧牲層(30)上提供包括硅的頂層(40)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于提供第二材料的步驟包括氧化步驟，其中可移動元件(48)的至少一個側(cè)壁上的硅至少被轉(zhuǎn)化為氧化硅。
7. —種MEMS振蕩器，其包括根據(jù)權(quán)利要求1到3中的任何一項權(quán)利所述的MEMS諧振器。
8. —種集成電路，其包括根據(jù)權(quán)利要求7所述的MEMS振蕩器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種MEMS諧振器，其包括可移動元件(48)，所述可移動元件(48)包括具有第一楊氏模量和第一楊氏模量的第一溫度系數(shù)的第一部分(A)，所述可移動元件(48)還包括具有第二楊氏模量和第二楊氏模量的第二溫度系數(shù)的第二部分(B)，第二溫度系數(shù)的符號與第一溫度系數(shù)的符號至少在該MEMS諧振器的工作條件下是相反的，第一部分(A)的橫截面積和第二部分(B)的橫截面積是這樣的第一部分(A)的楊氏模量的絕對溫度系數(shù)與第一部分(A)的橫截面積的乘積對第二部分(B)的楊氏模量的絕對溫度系數(shù)與第二部分(B)的橫截面積的乘積的偏離不超過20％，橫截面積是局部垂直于可移動元件(48)測得的。
文檔編號H03H3/007GK101346879SQ200680048616
公開日2009年1月14日 申請日期2006年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月23日
發(fā)明者弗里德里克·W·M·范赫爾門特, 漢斯-彼得·勒布爾, 約瑟夫·T·M·范貝克 申請人:Nxp股份有限公司