孔结构对水平振动谐振器空气阻尼的比较分析.pdfVIP

46 传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies) 2013年 第32卷 第9期 孔结构对水平振动谐振器空气阻尼的比较分析 孙晋川，乔大勇，任 森，邓进军 (西北工业大学 空天微纳系统教育部重点实验室，陕西 西安710072) 摘 要 ：基于SOl工艺的水平振动梳状硅微谐振器的品质因数 Q值在真空封装下能达到 10量级以上。 但是在常压下，由于受到空气阻尼的影响，其 Q值往往降至 10量级甚至更小。增加谐振器质量可以提高 Q值 ，但是会增大谐振器面积使绝缘层难以释放。由此提出了一种减小空气阻尼来提高水平振动谐振器 Q值的方法，通过设计一系列不同形状的开孔硅微谐振器并比较其实验数据，得到最优的释放孔结构以减 小谐振器所受的空气阻尼从而得到更高的Q值。该研究对水平振动谐振器结构设计有一定意义。 关键词：SOI；Q值；空气阻尼 ；水平振动；开孔硅微谐振器 中图分类号：TP212．1 文献标识码：A 文章编号：1000-9787(2013)09-0046-04 J ● 1 ● 1 ● · · ● 1 ● n L：om parlS0n analVSlS0n n0le strUCture on alr cIam Dlng ot ■ ● A ● ■ 1 ● · nOrizOntalviDran0n resOnatOr SUNJin—chufln，QIAODa—yong，RENSen，DENGJin-jun (KeyLaboratoryofMicro／NanoSystemsforAerospace，MinistryofEducation， NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710072，China) Abstract：Thequalityfactor(Qvalue)ofhorizontalvibrationcombsiliconmicroresonatorbasedonSOl technologycanreachabove10。quantitylevelinvacuumpackaging．Butunderconstantpressure，Qvalueoftenfall to10 orevenlowerduetoinfluenceofairdamping．ImprovingthequalityofresonatorwillincreasestheQvalue， however，theareaofresonatorwillbeincreasedandtheisolationlayerwillhardtobereleased．Design，fabrication andtestofaseriesofperforatedsiliconmicroresonatorsareimplementedinordertoimprovetheQvalueofthe horizontalresonatorbyreducingairdamping．Theresearchhascertainmeaningforstructuredesignofhorizontal vibrationresonator． Keywords：SOI；Qvalue；airdamping；horizontalvibration；perforatedsiliconmicroresonator 0 引 言 高振动储能以提高Q值，但这样会增加谐振器表面面积而 基于MEMS技术的硅微谐振器可用于制作高性能微 增大谐振器振动时的