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環(huán)形氮化鋁壓電MEMS諧振器的支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計研究

     

摘要

基于有限元仿真研究了方環(huán)和圓環(huán)形諧振器的靜態(tài)位移點,并分析了支撐軸位置對諧振器性能的影響,提出了優(yōu)化設(shè)計方案:對于方環(huán)形諧振器,在對角處設(shè)置雙端側(cè)向支撐以降低其錨點損耗;對于圓環(huán)形諧振器,采用單端側(cè)向支撐以及三端底部支撐相結(jié)合的器件結(jié)構(gòu),在保證電學(xué)信號引出的同時,提升器件的品質(zhì)因數(shù)Q。針對所設(shè)計的器件結(jié)構(gòu)特征,設(shè)計了一種基于七步光刻工藝的微納制程,并成功實現(xiàn)器件的高成品率制備。測試結(jié)果表明:前者的Q值和機電耦合系數(shù)k_(eff)^(2)分別為1707.4和0.98%,后者的Q值和k_(eff)^(2)分別為1844.7和1.58%。相比于四端支撐環(huán)形諧振器,優(yōu)化設(shè)計的支撐結(jié)構(gòu)使得器件Q值得到大幅提升。此外,還分析研究了不同表面電極材料對環(huán)形諧振器的性能影響。

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