專利名稱：具有雙振蕩器的振蕩電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有雙振蕩器的振蕩電路。
背景技術(shù)：
從簡單的腕表到更高級的計算機服務(wù)器的無數(shù)現(xiàn)代電子設(shè)備都依賴于一個或多個時鐘和振蕩器信號的產(chǎn)生。為了滿足各種應(yīng)用的需求，所產(chǎn)生的信號必須是準(zhǔn)確和穩(wěn)定的。另外，所產(chǎn)生的信號的工作頻率絕不能隨溫度改變而極大偏離設(shè)計頻率。
實質(zhì)上，所有蜂窩電話、計算機、微波爐和各種其他電子產(chǎn)品都使用石英晶振來產(chǎn)生預(yù)選頻率的參考信號，該頻率一般在20MHz左右。這種振蕩器被稱作晶體控制的振蕩器。這些產(chǎn)品中的門是利用參考信號在預(yù)選的頻率處“計時”或開關(guān)的。任意或全部“時間參考”都是從這種石英諧振器振蕩器產(chǎn)生的。在蜂窩電話、膝上計算機和其他便攜式設(shè)備中，石英諧振器電路太大。一般而言，在產(chǎn)品的整個工作溫度范圍上，振蕩器需要具有大約+/-2ppm頻率漂移。為了實現(xiàn)這個級別的頻率控制，通常將石英諧振器封裝在密封陶瓷封裝中，該封裝具有繞周界弓形焊接的金屬蓋。這樣的封裝相對昂貴。一個示例是Kyocera TCXO零件號碼KT21。該產(chǎn)品設(shè)置在3.2×2.5×1mm3的陶瓷封裝中，在從-30℃到85℃具有+/-2ppm的精度，并且引出2mA的電流。由于這種晶體的諧振頻率為20MHz，所以來自利用這種產(chǎn)品的振蕩器的信號必須被其他功耗電子器件向上乘。此外，所產(chǎn)生的諧波一般相對于基頻僅被抑制約5dB。
也可以利用其他類型的諧振器來構(gòu)造振蕩器，例如，標(biāo)準(zhǔn)的L-C(電感器-電容器)諧振器、薄膜體聲波諧振器(FBARS)等。盡管這些諧振器比晶體諧振器廉價，但是對于上述應(yīng)用，它們的頻率漂移特性一般都不可接受。
本申請的主題涉及以下美國專利的主題(1)1996年12月24日授權(quán)的Ruby等的題為“Tunable Thin Film Acoustic Resonators and Method forMaking the Same”的美國專利No.5,587,620，該專利被轉(zhuǎn)讓給了AgilentTechnologies，Inc.，(2)1999年2月23日授權(quán)的Ruby等的題為“Methodof Making Tunable Thin Film Acoustic Resonators”的美國專利No.5,873,153，該專利也被轉(zhuǎn)讓給了Agilent Technologies，Inc.，和(3)2000年5月9日授權(quán)的Ruby等的題為“SBAR Structures and Method ofFabrication of SBAR.FBAR Film Processing Techniques for the Manufacturingof SBAR/BAR Filters”的美國專利No.6,060,818，該專利被轉(zhuǎn)讓給了Agilent Technologies，Inc.。這些專利描述了用于制作可調(diào)薄膜聲波諧振器的基本技術(shù)，這些技術(shù)包括下述代表性實施例的組件。因此，上述美國專利中的每個都通過引用整體結(jié)合于此。

發(fā)明內(nèi)容
在代表性實施例中公開了一種振蕩電路。該振蕩電路包括第一振蕩器、第二振蕩器和混頻器電路。第一振蕩器配置為產(chǎn)生第一頻率的第一振蕩信號并且具有第一頻率溫度系數(shù)。第二振蕩器配置為產(chǎn)生第二頻率的第二振蕩信號并且具有第二頻率溫度系數(shù)。第二頻率比第一頻率高，并且第二頻率溫度系數(shù)比第一頻率溫度系數(shù)小?；祛l器電路配置為接收來自第一振蕩器的第一振蕩信號，接收來自第二振蕩器的第二振蕩信號，并且還配置為從第一振蕩信號和第二振蕩信號產(chǎn)生混頻器信號。該混頻器信號包括頻率為拍頻的信號分量。拍頻等于第二頻率和第一頻率之間的差。
在另一個代表性實施例中，公開了一種用于制造振蕩電路的方法。該方法包括制造配置為產(chǎn)生第一頻率的第一振蕩信號并且具有第一頻率溫度系數(shù)的第一振蕩器；制造配置為產(chǎn)生第二頻率的第二振蕩信號并且具有第二頻率溫度系數(shù)的第二振蕩器；以及將第一和第二振蕩器的輸出連接到一起。第二頻率比第一頻率高；第二頻率溫度系數(shù)比第一頻率溫度系數(shù)?。徊⑶业诙l率和第二頻率溫度系數(shù)的乘積與第一頻率和第一頻率溫度系數(shù)的乘積之間的差等于零。
結(jié)合附圖，從下面的詳細(xì)描述這里給出的代表性實施例的其他方面和優(yōu)點將變清楚。


附圖提供了可視表示，將被用來更全面地描述各種代表性實施例，并且可由本領(lǐng)域技術(shù)人員用來更好地理解它們及其內(nèi)在優(yōu)點。在這些附圖中，相似的標(biāo)號標(biāo)識相應(yīng)的元件。
圖1是根據(jù)各種代表性實施例描述的振蕩電路的框圖。
圖2A是圖1中的混頻器的輸出對混頻器信號的分量的頻率的圖。
圖2B是圖1中的濾波器的傳遞函數(shù)對頻率的圖。
圖2C是圖1中的第一和第二諧振電路的頻率溫度系數(shù)的圖。
圖2D是薄膜體聲波諧振器(FBAR)的等效電路的圖。
圖3A是在各種代表性實施例中描述的諧振器的結(jié)構(gòu)的圖。
圖3B是在各種代表性實施例中描述的另一種諧振器的結(jié)構(gòu)的圖。
圖3C是在各種代表性實施例中描述的又一種諧振器的結(jié)構(gòu)的圖。
圖3D是在各種代表性實施例中描述的再一種諧振器的結(jié)構(gòu)的圖。
圖4是用于制造圖3A和圖3B的諧振器結(jié)構(gòu)的方法的流程圖。
圖5A是電路頻率溫度系數(shù)對從圖3A的諧振器結(jié)構(gòu)的頂部晶片壓電層移除的厚度的圖。
圖5B是拍頻對從圖3A的諧振器結(jié)構(gòu)的頂部晶片壓電層移除的厚度的圖。
圖6A是電路頻率溫度系數(shù)對從圖3A的諧振器結(jié)構(gòu)的第一諧振器移除的質(zhì)量負(fù)荷(mass loading)的圖。
圖6B是拍頻對從圖3A的諧振器結(jié)構(gòu)的第一諧振器移除的質(zhì)量負(fù)荷的圖。
圖7是用于制造圖3C的諧振器結(jié)構(gòu)的方法的流程圖。
圖8是用于制造圖3D的諧振器結(jié)構(gòu)的方法的流程圖。
圖9是用于制造圖1的振蕩電路的零件的方法的流程圖。
具體實施例方式
如用于說明的圖所示，示出了新穎的諧振器，這些諧振器的諧振頻率和頻率漂移特性可以被適當(dāng)?shù)卣{(diào)整，從而產(chǎn)生具有非常小的頻率隨溫度漂移特性的振蕩電路。可以使用集成電路技術(shù)來制造適當(dāng)配對的諧振器，這在成本和尺寸上都優(yōu)于過去使用的用于獲得可比的頻率漂移特性的石英晶體。過去，石英晶體被小心地切割并調(diào)諧從而使頻率隨溫度漂移較小。
在代表性實施例中，兩個以不同的速率隨溫度漂移的諧振器被用在振蕩器電路中來產(chǎn)生“拍”頻，在蜂窩電話、便攜式計算機和其他可比的設(shè)備的整個溫度范圍標(biāo)準(zhǔn)上，其凈溫度漂移如果不為零的話也非常小。諧振器可以制造為薄膜體聲波諧振器(FBARS)，并且與其他集成電路組合，從而獲得約為0.2毫米(mm)厚并且面積小于1×1mm2的硅芯片。另外，輸出信號可以處于比石英諧振器的頻率高得多的頻率處，并且相對獨立于副振蕩模(spurious mode)。因此，在產(chǎn)生所需的“清潔”高頻聲調(diào)時消耗較少的功率。
在下面的詳細(xì)描述和附圖中的若干圖中，類似的元件用相似的標(biāo)號標(biāo)識。
圖1是在各種代表性實施例中描述的振蕩電路100的框圖。在圖1中，振蕩電路100包括第一振蕩器110、第二振蕩器120、混頻器電路130和濾波器140。第一振蕩器110包括第一諧振器111和第一放大器112。第二振蕩器120包括第二諧振器121和第二放大器122。
第一放大器112的輸出經(jīng)由第一諧振器111被反饋回第一放大器112的輸入，這致使第一振蕩器110產(chǎn)生第一頻率f01的第一振蕩信號115，其中第一頻率f01為第一諧振器111的諧振頻率。
第二放大器122的輸出經(jīng)由第二諧振器121被反饋回第二放大器122的輸入，這致使第二振蕩器120產(chǎn)生第二頻率f02的第二振蕩信號125，其中第二頻率f02為第二諧振器121的諧振頻率。
在圖1的代表性實施例中，第二頻率f02比第一頻率f01大。圖1示出的第一和第二振蕩器110、120的細(xì)節(jié)僅用于說明目的?？梢耘c第一和第二諧振器111、121一起使用振蕩器電路的各種配置。
混頻器電路130接收來自第一振蕩器110的第一頻率f01的第一振蕩信號115，并且還接收來自第二振蕩器120的第二頻率f02的第二振蕩信號125。第一振蕩信號115和第二振蕩信號125被混頻器電路130混頻，從而產(chǎn)生混頻信號135?；祛l信號135包括信號分量136(參見圖2A)和其他信號分量137(參見圖2A)，信號分量136的頻率為拍頻fB，而拍頻fB等于第二頻率f02減去第一頻率f01，信號分量137的頻率為和頻(sumfrequency)fS，和頻fS等于第一頻率f01和第二頻率f02的和。
濾波器140接收來自混頻器電路130的混頻信號135，使混頻信號135中頻率為拍頻fB的信號分量136通過，并且抑制混頻信號135中頻率為和頻fS的其他信號分量137，從而產(chǎn)生作為輸出的濾波器信號145，這里也稱作輸出信號145。因此，濾波器信號145主要包括根據(jù)濾波器140的傳遞函數(shù)轉(zhuǎn)換的頻率為拍頻fB的信號。一般而言，濾波器信號145中頻率為和頻fS的任何分量都將根據(jù)濾波器140的傳遞函數(shù)被極大地減小。
圖2A是混頻器輸出235對圖1中的混頻信號135的分量的頻率的圖?；祛l器輸出235就是混頻信號135，如上所述，其包括頻率為拍頻fB的信號分量136和頻率為和頻fS的其他信號分量137。在圖2A中示出了信號分量136和其他信號分量137二者。信號分量136在拍頻fB＝(f02-f01)處繪出，其他信號分量137在和頻fS＝(f02+f01)處繪出。同樣在圖2A中，第一頻率f01和第二頻率f02在相對位置處示出。
圖2B是傳遞函數(shù)250對圖1的濾波器140的頻率的圖。在圖2B的代表性實施例中，濾波器140是低通濾波器140。但是，可以使用各種濾波器140配置，只要濾波器140的傳遞函數(shù)250傳遞混頻信號135中頻率為拍頻fB的信號分量136，并且抑制其他重要分量例如混頻信號135中頻率為和頻fS的其他信號分量137。如這里所述和前述，在濾波器140的輸出處的濾波器信號145主要包括根據(jù)濾波器140的傳遞函數(shù)250轉(zhuǎn)換的頻率為拍頻fB的信號。一般而言，濾波器信號145中頻率為和頻fS的任何分量都將根據(jù)濾波器140的傳遞函數(shù)250被極大地減小。
圖2C是圖1中的第一和第二諧振器111、121的頻率溫度系數(shù)TC的圖。在參考頻率fR處諧振電路的頻率溫度系數(shù)TC的值由TC＝(1/fR)(ΔfR/Δt)給出，其中ΔfR是由溫度改變Δt導(dǎo)致的在fR處的頻率漂移。頻率溫度系數(shù)TC的值一般表示為每攝氏度百萬分之幾(ppm/℃)。假定在給定的振蕩器中不存在其他顯著的頻率依賴分量，則該振蕩器的溫度系數(shù)的值將與其諧振電路的溫度系數(shù)的值相同。第一諧振器111具有第一頻率溫度系數(shù)TC1，并且第二諧振器121具有第二頻率溫度系數(shù)TC2。注意，第二頻率溫度系數(shù)TC2的值小于第一頻率溫度系數(shù)TC1的值。
振蕩電路100的拍頻fB具有電路頻率溫度系數(shù)TCC，其等于第二頻率f02與第二頻率溫度系數(shù)TC2的乘積減去第一頻率f01與第一頻率溫度系數(shù)TC1的乘積(即TCC＝[f02×TC2]-[f01×TC1])。從而，可以對第一頻率f01、第一頻率溫度系數(shù)TC1、第二頻率f02和第二頻率溫度系數(shù)TC2進行挑選來適當(dāng)?shù)貪M足特定應(yīng)用的需求。對這些參數(shù)進行仔細(xì)調(diào)整可以使電路頻率溫度系數(shù)TCC能與使用石英晶體可獲得的相比或者比使用石英晶體可獲得的更好。實際上，通過仔細(xì)地挑選并調(diào)整這些參數(shù)，可以獲得零電路頻率溫度系數(shù)TCC。
圖2D是薄膜體聲波諧振器(FBAR)的等效電路260的圖。由于薄膜體聲波諧振器的制造技術(shù)與集成電路的制造技術(shù)兼容，該技術(shù)與其他技術(shù)相比，在成本、可靠性和尺寸方面相對有優(yōu)勢，所以薄膜體聲波諧振器可以用在這里的各種代表性實施例中。圖2D是薄膜體聲波諧振器的修改后的Butterworth-Van Dyke模型。從該等效電路260可見，薄膜體聲波諧振器具有兩個諧振頻率。第一諧振頻率稱作串聯(lián)諧振頻率fSER，該頻率從電感器LM和電容器CM的串聯(lián)組合產(chǎn)生。第二諧振頻率稱作并聯(lián)諧振頻率fPAR，該頻率從旁路電容器CP和上述電感器LM、電容器CM的串聯(lián)組合的并聯(lián)組合產(chǎn)生。并聯(lián)諧振頻率fPAR也被稱作抗諧振頻率fPAR。電阻器RSERIES和旁路電阻器RSHUNT代表該結(jié)構(gòu)中的非理想的電阻性組件。通過適當(dāng)?shù)靥暨x濾波器140，在確定所產(chǎn)生的輸出信號145的頻率時，可以選擇并聯(lián)諧振頻率fPAR或串聯(lián)諧振頻率fSER。在上述實現(xiàn)方式中和在給定的實現(xiàn)方式中，第一頻率f01可以是第一諧振器111的并聯(lián)諧振頻率fPAR或串聯(lián)諧振頻率fSER，并且第二頻率f02可以是第二諧振器121的并聯(lián)諧振頻率fPAR或串聯(lián)諧振頻率fSER。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，用于兩個薄膜體聲波諧振器的混頻器電路130的輸出是頻率在八個不同的頻率處的信號的組合，而不是圖2A中指示的兩個。這八個頻率如下(1)fPAR-1+/-fPAR-2，(2)fPAR-1+/-fSER-2，(3)fsER-1+/-fPAR-2，和(4)fSER-1+/-fSER-2。因此，在任何給定的應(yīng)用中，濾波器140將需要濾除不想要的七個頻率來實現(xiàn)所需的水平。由于對于任何給定的諧振器，并聯(lián)諧振頻率fPAR小于串聯(lián)諧振頻率fSER，所以適當(dāng)設(shè)計的低通濾波器140可以僅傳遞頻率(fPAR-1-fPAR-2)。
圖3A是在各種代表性實施例中描述的諧振器結(jié)構(gòu)300的圖。在圖3A中，諧振器對300包括第一和第二諧振器111、121，第一和第二諧振器111和121在側(cè)視圖中示出，并且是利用集成電路工藝兼容過程制造的。在本示例中，諧振器111、121是薄膜體聲波諧振器(FBAR)。諧振器111、121制作在襯底305上，襯底305例如可以是硅305或其他合適的材料，并且諧振器111、121分別制造在第一腔311和第二腔312上方，這是因為它們是利用機械波的聲波諧振器。這些腔將諧振器111、121的振動部件與襯底305隔離開，以便減小否則可能會在襯底305中散失的振蕩能量。第一和第二腔311、312制作在襯底305的上表面306上。
第一諧振器111制造在第一腔311的上方并且跨過第一腔311。第一諧振器111包括第一底電極321、第一頂電極331和夾在第一底電極321與第一頂電極331之間的第一壓電結(jié)構(gòu)341。第一壓電結(jié)構(gòu)341包括在第一底電極321上的第一底壓電層351、在第一底壓電層351上的間隙層361、以及在間隙層361上的第一頂壓電層371。在第一頂壓電層371上是第一頂電極331。在圖3A中還示出了在第一頂電極331上的慣性負(fù)載(mass load)層381。
第二諧振器121制造在第二腔312的上方并且跨過第二腔312。第二諧振器121包括第二底電極322、第二頂電極332和夾在第二底電極322與第二頂電極332之間的第二壓電結(jié)構(gòu)342。第二壓電結(jié)構(gòu)342包括在第二底電極322上的第二底壓電層352和在第二底壓電層352上的第二頂壓電層372。在第二頂壓電層372上是第二頂電極332。
壓電層351、352、371和372可以利用氮化鋁(AlN)或任何合適的壓電材料制造。在氮化鋁的情形中，壓電層351、352、371和372可以適當(dāng)?shù)墓に嚥襟E通過氣相沉積制造。電極321、322、331和332可以是例如鉬或任何其他合適的導(dǎo)體。理想情況下，間隙層361的剛度系數(shù)隨溫度的變化比壓電層351、352、371和372的大。在這種情形中，間隙層361的剛度系數(shù)隨溫度的變化較大導(dǎo)致第一頻率溫度系數(shù)TC1比第二頻率溫度系數(shù)TC2大。由于鉬的剛度系數(shù)隨溫度的變化比氮化鋁的剛度系數(shù)隨溫度的變化大，所以鉬可以用于間隙層361。
由于慣性負(fù)載層381和包括間隙層361的厚度、各個壓電層351、352、371和372的相對厚度等在內(nèi)的其他設(shè)計考慮，所以第一諧振器111可以被制造為具有比第二諧振器121的第二諧振頻率f02(即，第二頻率)低的第一諧振頻率f01(即，第一頻率)。一般而言，慣性負(fù)載層381的重量越大，諧振器的諧振頻率越低。另外，壓電層越厚，諧振器的諧振頻率越低。
一般而言，增加慣性負(fù)載層381的重量不會明顯改變頻率溫度系數(shù)，因為慣性負(fù)載層381主要是充當(dāng)“死重量”，不會隨溫度改變而改變。然而，添加更多質(zhì)量負(fù)荷降低了第一諧振頻率f01，這在給定的應(yīng)用中可能是所期望的也可能不是所期望的。質(zhì)量負(fù)荷越大，拍頻fB將越高。
圖3B是在各個代表性實施例中描述的另一諧振器結(jié)構(gòu)390的圖。在圖3B中，諧振器對390包括第一和第二諧振器111、121，第一和第二諧振器111和121在側(cè)視圖中示出，并且是利用如圖3A的集成電路工藝兼容過程制造的。在本示例中，諧振器111、121是薄膜體聲波諧振器(FBAR)。諧振器111、121制作在襯底305上，襯底305例如可以是硅305或其他合適的材料。在圖3B中，與圖3A相反，諧振器111、121制造在單個腔313上方，在這里也稱作腔313。單個腔313制作在襯底305的上表面306上。單個腔313將諧振器111、121的振動部件與襯底305隔離開，以便與圖3A一樣減小在襯底305中散失的振蕩能量。但是，圖3B的結(jié)構(gòu)可以導(dǎo)致兩個諧振器111和121之間有比利用圖3A的結(jié)構(gòu)可獲得的振動耦合更多的振動耦合。
第一諧振器111制造在單個腔313的上方。第一諧振器111包括第一底電極321、第一頂電極331和夾在第一底電極321與第一頂電極331之間的第一壓電結(jié)構(gòu)341。第一壓電結(jié)構(gòu)341包括在第一底電極321上的第一底壓電層351、在第一底壓電層351上的間隙層361、以及在間隙層361上的第一頂壓電層371。在第一頂壓電層371上是第一頂電極331。在圖3B中還示出了在第一頂電極331上的慣性負(fù)載層381。
第二諧振器121也制造在單個腔313上。第二諧振器121包括與第一諧振器111公共的第一底電極321、第二頂電極332和夾在第一底電極321與第二頂電極332之間的第二壓電結(jié)構(gòu)342。第二壓電結(jié)構(gòu)342包括在第一底電極321上的第二底壓電層352和在第二底壓電層352上的第二頂壓電層372。在第二頂壓電層372上是第二頂電極332。為了構(gòu)造，圖3B還示出了底連接壓電層353和頂連接壓電層373。
如圖3A一樣，壓電層351、352、371和372可以利用氮化鋁(AlN)或任何合適的壓電材料制造。在氮化鋁的情形中，壓電層351、352、371和372可以適當(dāng)?shù)墓に嚥襟E通過氣相沉積制造。電極321、322、331和332可以是例如鉬或任何其他合適的導(dǎo)體。理想情況下，間隙層361的剛度系數(shù)隨溫度的變化比壓電層351、352、371和372的大。在這種情形中，間隙層361的較大的剛度系數(shù)隨溫度的變化導(dǎo)致第一頻率溫度系數(shù)TC1比第二頻率溫度系數(shù)TC2大。由于鉬的剛度系數(shù)隨溫度的變化比氮化鋁的剛度系數(shù)隨溫度的變化大，所以鉬可以用于間隙層361。
由于慣性負(fù)載層381和包括間隙層361的厚度、各個壓電層351、352、371和372的相對厚度等在內(nèi)的其他設(shè)計考慮，所以第一諧振器111可以被制造為具有比第二諧振器121的第二諧振頻率f02(即，第二頻率)低的第一諧振頻率f01(即，第一頻率)。
圖3C是在各個代表性實施例中描述的又一諧振器結(jié)構(gòu)300的圖。在圖3C的替換實施例中，相對于圖3A和圖3B的諧振器結(jié)構(gòu)300和390，省略了第一諧振器111的間隙層361。在圖3C中，諧振器對300包括第一和第二諧振器111、121，第一和第二諧振器111和121在側(cè)視圖中示出，并且是利用集成電路工藝兼容過程制造的。在本示例中，諧振器111、121是薄膜體聲波諧振器(FBAR)。諧振器111、121制作在襯底305上，襯底305例如可以是硅305或其他合適的材料，并且諧振器111、121分別制造在第一腔311和第二腔312上方，這是因為它們是利用機械波的聲波諧振器。這些腔將諧振器111、121的振動部件與襯底305隔離開，以便減小否則可能會在襯底305中散失的振蕩能量。第一和第二腔311、312制作在襯底305的上表面306上。
第一諧振器111制造在第一腔311的上方并且跨過第一腔311。第一諧振器111包括第一底電極321、第一壓電層351(第一底壓電層351)、第一頂電極331和慣性負(fù)載層381。第一壓電層351位于第一底電極321上；第一頂電極331位于第一壓電層351上；并且慣性負(fù)載層381位于第一頂電極331上。
第二諧振器121制造在第二腔312的上方并且跨過第二腔312。第二諧振器121包括第二底電極322、第二壓電層352(第二底壓電層352)和第二頂電極332。第二壓電層352位于第二底電極322上；并且第二頂電極332位于第二壓電層352上。
壓電層351和352可以利用氮化鋁(AlN)或任何合適的壓電材料制造。在氮化鋁的情形中，壓電層351和352可以適當(dāng)?shù)墓に嚥襟E通過氣相沉積制造。電極321、322、331和332可以是例如鉬或任何其他合適的導(dǎo)體。
優(yōu)選地，在圖3C的實施例中，慣性負(fù)載層381是隨溫度變化經(jīng)受較大的剛度變化的材料，具體而言，比第二頂電極332的變化大。慣性負(fù)載層381可以是氧化物。此外，慣性負(fù)載層381可以是有機材料，所述有機材料可以是PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PY(有機材料的聚酰亞胺族的成員)、BCB(苯并環(huán)丁烯)、或者其他合適的材料。慣性負(fù)載層381也可以是樹脂。這種樹脂可以是低k電介質(zhì)樹脂。低k材料一般具有小于等于3.5的介電常數(shù)。合適的低k電介質(zhì)樹脂的一個示例是Dow Chemical的SiLK材料。SiLK是一種隨溫度變軟的有機材料。這樣，慣性負(fù)載層381的較大的剛度系數(shù)隨溫度的變化導(dǎo)致第一頻率溫度系數(shù)TC1比第二頻率溫度系數(shù)TC2大。在慣性負(fù)載層381上也可以涂覆額外的保護層。
由于慣性負(fù)載層381，所以第一諧振器111可以被制造為具有比第二諧振器121的第二諧振頻率f02(即，第二頻率)低的第一諧振頻率f01(即，第一頻率)。一般而言，慣性負(fù)載層381的重量越大，諧振器的諧振頻率越低。另外，壓電層越厚，諧振器的諧振頻率越低。
對于這種慣性負(fù)載層381的材料與第一和第二頂電極331和332的材料不同的代表性實施例，由于慣性負(fù)載層381的剛度隨溫度改變而改變，所以慣性負(fù)載層381的厚度和材料可以明顯地改變頻率溫度系數(shù)。質(zhì)量負(fù)荷越大，拍頻fB將越高。
在代表性實施例中，第一和第二諧振器111和121也可以與圖3B類似構(gòu)造在單個腔313上。
圖3D是在各個代表性實施例中描述的再一個諧振器結(jié)構(gòu)300的圖。和圖3C中一樣，在圖3D的替換實施例中，相對于圖3A和圖3B的諧振器結(jié)構(gòu)300和390，省略了第一諧振器111的間隙層361。在圖3D中，諧振器對300包括第一和第二諧振器111、121，第一和第二諧振器111和121在側(cè)視圖中示出，并且是利用集成電路工藝兼容過程制造的。在本示例中，諧振器111、121是薄膜體聲波諧振器(FBAR)。諧振器111、121制作在襯底305上，襯底305例如可以是硅305或其他合適的材料，并且諧振器111、121分別制造在第一腔311和第二腔312上方，這是因為它們是利用機械波的聲波諧振器。這些腔將諧振器111、121的振動部件與襯底305隔離開，以便減小否則可能會在襯底305中散失的振蕩能量。第一和第二腔311、312制作在襯底305的上表面306上。
第一諧振器111制造在第一腔311的上方并且跨過第一腔311。第一諧振器111包括底慣性負(fù)載層382、第一底電極321、第一壓電層351(第一底壓電層351)、第一頂電極331和可選慣性負(fù)載層381。第一底電極321位于底慣性負(fù)載層382上；第一壓電層351位于第一底電極321上；第一頂電極331位于第一壓電層351上；并且可選慣性負(fù)載層381位于第一頂電極331上。
優(yōu)選地，在圖3D的實施例中，底慣性負(fù)載層382是隨溫度變化經(jīng)受較大的剛度變化的材料，具體而言，比第二底電極322的變化大。底慣性負(fù)載層382可以是氧化物。此外，底慣性負(fù)載層382可以是有機材料，所述有機材料可以是PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PY(有機材料的聚酰亞胺族的成員)、BCB(苯并環(huán)丁烯)、或者其他合適的材料。底慣性負(fù)載層382也可以是樹脂。這種樹脂可以是低k電介質(zhì)樹脂。低k材料一般具有小于等于3.5的介電常數(shù)。合適的低k電介質(zhì)樹脂的一個示例是DowChemical的SiLK材料。SiLK是一種隨溫度變軟的有機材料。這樣，底慣性負(fù)載層382的較大的剛度系數(shù)隨溫度的變化導(dǎo)致第一頻率溫度系數(shù)TC1比第二頻率溫度系數(shù)TC2大。
第二諧振器121制造在第二腔312的上方并且跨過第二腔312。第二諧振器121包括第二底電極322、第二壓電層352(第二底壓電層352)和第二頂電極332。第二壓電層352位于第二底電極322上；并且第二頂電極332位于第二壓電層352上。
壓電層351和352可以利用氮化鋁(AlN)或任何合適的壓電材料制造。在氮化鋁的情形中，壓電層351和352可以適當(dāng)?shù)墓に嚥襟E通過氣相沉積制造。電極321、322、331和332可以是例如鉬或任何其他合適的導(dǎo)體。慣性負(fù)載層381可以是例如鉬或任何其他合適的材料。
由于底慣性負(fù)載層382，所以第一諧振器111可以被制造為具有比第二諧振器121的第二諧振頻率f02(即，第二頻率)低的第一諧振頻率f01。(即，第一頻率)。一般而言，底慣性負(fù)載層382的重量和慣性負(fù)載層381的重量越大，諧振器的諧振頻率越低。另外，壓電層越厚，諧振器的諧振頻率越低。
對于這種底慣性負(fù)載層382的材料與第二底電極322的材料不同的代表性實施例，由于底慣性負(fù)載層382的剛度隨溫度改變而改變，所以底慣性負(fù)載層382的厚度和材料可以明顯改變頻率溫度系數(shù)。質(zhì)量負(fù)荷越大，拍頻fB將越高。
在代表性實施例中，第一和第二諧振器111和121也可以與圖3B類似構(gòu)造在單個腔313上方。
圖4是用于制造圖3A和圖3B的諧振器結(jié)構(gòu)300和390的方法400的流程圖。在框410中，對于圖3A的諧振器300，腔311和321被蝕刻到襯底305中。但是，對于圖3B的另一種諧振結(jié)構(gòu)390，僅單個腔313被蝕刻到襯底305中?？?10然后將控制傳遞到框420。
在框420中，對于圖3A的諧振器結(jié)構(gòu)300，用犧牲材料(sacrificialmaterial)填充腔311和312。對于圖3B的另一種諧振器結(jié)構(gòu)390，用犧牲材料填充單個腔313。犧牲材料稍后可以被移除，并且可以是磷化硅玻璃材料。框420然后將控制傳遞到框430。
在框430中，對于圖3A的諧振器結(jié)構(gòu)300，制造第一和第二底電極321和322。對于圖3B的另一種諧振器結(jié)構(gòu)390，制造第一底電極321?？梢岳霉募夹g(shù)制造(在圖3A的情形中)第一和第二底電極321和322或者(在圖3B的情形中)第一底電極321，所述技術(shù)例如是金屬沉積和光刻。作為示例，可以在晶片上沉積一層鉬，然后在晶片上旋涂光刻膠，光刻膠可以被曝光以在光刻膠上適當(dāng)?shù)匦纬蓤D案，隨后光刻膠可以被顯影，從而可以對鉬進行蝕刻。框430然后將控制傳遞到框440。
在框440中，對于圖3A的諧振器結(jié)構(gòu)300，底壓電層351、352(它們可能是同時沉積的相同的層，在這里在形成圖案之前總地稱作底晶片壓電層350)被沉積到底電極321和322上。對于圖3B的另一種諧振器結(jié)構(gòu)390，底壓電層351和352被沉積在第一底電極321上。同樣，公知的光刻步驟被用來限定并產(chǎn)生第一和第二底壓電層351和352。作為示例，可以在晶片上沉積一層氮化鋁，然后在晶片上旋涂光刻膠，光刻膠可以被曝光以在光刻膠上適當(dāng)?shù)匦纬蓤D案，隨后光刻膠可以被顯影，從而可以對氮化鋁進行蝕刻?？?40然后將控制傳遞到框450。
在框450中，間隙層361被添加到第一諧振器111的第一底壓電層351上。間隙層361可以利用公知的技術(shù)制造，例如金屬沉積和光刻。作為示例，可以在晶片上沉積一層鉬，然后在襯底305上旋涂光刻膠。光刻膠可以被曝光以在光刻膠上適當(dāng)?shù)匦纬蓤D案，隨后光刻膠可以被顯影，從而可以對鉬進行蝕刻?？?50然后將控制傳遞到框460。
在框460中，頂壓電層371和372(它們可能是同時沉積的相同的層，在這里在形成圖案之前總地稱作頂晶片壓電層370)被沉積到第一諧振器111中的間隙層361上和第二諧振器121中的第二底壓電層352上。同樣，公知的光刻步驟被用來限定并產(chǎn)生第一和第二頂壓電層371和372。作為示例，可以在晶片上沉積一層氮化鋁，然后在晶片上旋涂光刻膠，光刻膠可以被曝光以在光刻膠上適當(dāng)?shù)匦纬蓤D案，隨后光刻膠可以被顯影，從而可以對氮化鋁進行蝕刻?？?60然后將控制傳遞到框470。
在框470中，制造第一和第二頂電極331和332。第一和第二頂電極371和372可以利用公知的技術(shù)制造，例如金屬沉積和光刻。作為示例，可以在頂壓電層371和372上沉積一層鉬，然后在沉積的鉬上旋涂光刻膠。光刻膠可以被曝光以在光刻膠上適當(dāng)?shù)匦纬蓤D案，隨后光刻膠可以被顯影，從而可以對鉬進行蝕刻來產(chǎn)生第一和第二頂電極331和332?？?70然后將控制傳遞到框480。
在框480中，慣性負(fù)載層381被添加到第一諧振器111的第一頂電極331上。慣性負(fù)載層381可以利用公知的技術(shù)制造，例如金屬沉積和光刻。作為示例，可以在晶片上沉積一層鉬或其他材料，然后在晶片上旋涂光刻膠。光刻膠可以被曝光以在光刻膠上適當(dāng)?shù)匦纬蓤D案，隨后光刻膠可以被顯影，從而可以對鉬進行蝕刻來留下第一頂電極331上的慣性負(fù)載層381?？?80然后將控制傳遞到框485。
在框485中，第一頂電極331的部分厚度和第二頂電極332的部分厚度被移除，或者第二頂電極332的部分厚度和慣性負(fù)載層381的部分厚度被移除。如果合適的話，框485的動作可以在框480的動作之前發(fā)生。框485然后將控制傳遞到框490。
在框490中，在維持第二壓電層352的厚度的同時移除第一壓電層351的部分厚度，在維持第一壓電層351的厚度的同時移除第二壓電層352的部分厚度，在維持第二頂電極332的厚度的同時移除第一頂電極331的部分厚度，在維持第一頂電極331的厚度的同時移除第二頂電極332的部分厚度，在維持第二頂電極332的厚度的同時移除慣性負(fù)載層381的部分厚度，或者在維持慣性負(fù)載層381的厚度的同時移除第二頂電極332的部分厚度。合適的話框490的動作可以在框470的動作之前發(fā)生，或者在框480的動作之前發(fā)生?？?90然后將控制傳遞到框495。
在框495中，對于圖3A的諧振器結(jié)構(gòu)300，先前堆放在腔311和312中的犧牲材料被移除。對于圖3B的另一種諧振器結(jié)構(gòu)390，先前堆放在單個腔313中的犧牲材料被移除。犧牲材料可以是玻璃，合適的話可以用氫氟酸來從腔311和312或者單個腔313中蝕刻它?？?95然后終止過程。
作為示例，第一振蕩器110可以使用第一諧振器111來產(chǎn)生2.3GHz的第一頻率f01的第一振蕩信號115，并且第二振蕩器120可以使用第二諧振器121來產(chǎn)生2.0GHz的第二頻率f02的第二振蕩信號125。從而拍頻fB為300MHz。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到，在其他代表性實施例中，可以對上述過程作出各種改變來實現(xiàn)與前述類似的結(jié)構(gòu)。具體而言，上述過程可以被修改以使僅圖3A的第一諧振器111被制造在襯底305上。在這種情形中，第一頻率f01和頻率溫度系數(shù)TC二者都可以利用上述教導(dǎo)修改。如果間隙層361的剛度系數(shù)隨溫度的變化比第一底壓電層351和第一頂壓電層371的小，則第一頻率溫度系數(shù)TC1將比不存在間隙層361時的小。但不論如何，通過調(diào)節(jié)間隙層361的參數(shù)，都可以調(diào)節(jié)第一頻率溫度系數(shù)TC1。此外，通過在離子研磨步驟中包括額外的光刻步驟，第一和第二頻率f01、f02之一或者二者可以被修改。另外，通過適當(dāng)?shù)匾瞥承┎襟E，例如(1)框450(添加間隙層)和(2)框460(添加頂壓電層)中的步驟，可以構(gòu)造圖3C的代表性實施例。
圖5A是電路頻率溫度系數(shù)TCC對從圖3A-3B的諧振器結(jié)構(gòu)300和390的頂諧振器層395移除的厚度的圖。慣性負(fù)載層381和第二頂電極332在這里總地稱作頂諧振器層395，在附圖中不專門標(biāo)出。圖5B是拍頻fB對從圖3A的諧振器結(jié)構(gòu)300和圖3B的另一諧振器結(jié)構(gòu)390的頂諧振器層395移除的厚度的圖。在圖5A和圖5B中，頂諧振器層395的材料是利用毯狀(blanket)移除過程從整個晶片移除的，該過程可以是離子研磨，移除等量的慣性負(fù)載層381和第二頂電極332。毯狀離子研磨調(diào)節(jié)第一和第二諧振器111和121的第一和第二諧振頻率f01和f02、以及第一和第二諧振器111和121的第一和第二頻率溫度系數(shù)TC1和TC2。這樣，毯狀離子研磨對振蕩電路100產(chǎn)生的拍頻fB和拍頻fB的最終溫度漂移(電路頻率溫度系數(shù)TCC)二者進行了調(diào)節(jié)。從而，毯狀離子研磨可以用來使振蕩電路100的拍頻fB或拍頻fB的最終溫度漂移(電路頻率溫度系數(shù)TCC)之一對準(zhǔn)目標(biāo)，而不是二者都對準(zhǔn)目標(biāo)。也可以在添加慣性負(fù)載層381之前對第一和第二頂電極331和332執(zhí)行毯狀離子研磨。
圖6A是電路頻率溫度系數(shù)TCC對從圖3A和圖3B的諧振器結(jié)構(gòu)300和390的慣性負(fù)載層381移除的厚度的圖。圖6B是拍頻fB對從圖3A和圖3B的諧振器結(jié)構(gòu)300和390的慣性負(fù)載層381移除的厚度的圖。在圖6A和圖6B中，厚度移除過程稱作差別離子研磨過程，該過程從慣性負(fù)載層381移除材料，但是也可以用來從第二頂電極332移除材料。因此，差別離子研磨可以分別調(diào)節(jié)第一或第二諧振器111和121的第一或第二諧振頻率f01、f02，以及第一或第二諧振器111和121的第一或第二頻率溫度系數(shù)TC1、TC2。這樣，差別離子研磨調(diào)節(jié)了振蕩電路100所產(chǎn)生的拍頻fB和拍頻fB的最終頻率漂移(電路頻率溫度系數(shù)TCC)二者。因此，差別離子研磨可用來使振蕩電路100的拍頻fB或拍頻fB的最終溫度漂移(電路頻率溫度系數(shù)TCC)之一對準(zhǔn)目標(biāo)，而不是二者。差別離子研磨過程也可以用來在維持第二壓電層352的厚度的同時移除第一壓電層351的部分厚度，在維持第一壓電層351的厚度的同時移除第二壓電層352的部分厚度，在維持第二頂電極332的厚度的同時移除第一頂電極331的部分厚度，在維持第一頂電極331的厚度的同時移除第二頂電極332的部分厚度，在維持第二頂電極332的厚度的同時移除慣性負(fù)載層381的部分厚度，或者在維持慣性負(fù)載層381的厚度的同時移除第二頂電極332的部分厚度。
從圖6A和圖6B可知，可以在利用毯狀離子研磨過程對準(zhǔn)目標(biāo)之前或之后，執(zhí)行差別離子研磨來使最終拍頻fB或最終電路頻率溫度系數(shù)TCC對準(zhǔn)目標(biāo)。這樣，通過組合這兩個過程(毯狀離子研磨和差別離子研磨)，可以使期望的拍頻fB和電路頻率溫度系數(shù)TCC(即，拍頻fB的頻率溫度系數(shù))二者都對準(zhǔn)目標(biāo)。
在代表性實施例中，可以利用在第一壓電結(jié)構(gòu)341的中央的500A的鉬產(chǎn)生電路頻率溫度系數(shù)TCC為約0ppm/℃的165MHz處的拍頻fB。諧振器結(jié)構(gòu)300的代表值如下(1)第一底電極321、第二底電極322、第一頂電極331和第二頂電極332每個為1,500埃的鉬，(2)第一底壓電層351、第二底壓電層352、第一頂壓電層371和第二頂壓電層372每個為1.1微米的氮化鋁，以及(3)間隙層361和慣性負(fù)載層381每個為1,000埃的鉬。
圖7是用于制造圖3C的諧振器結(jié)構(gòu)300的方法700的流程圖。利用適當(dāng)?shù)男薷模撨^程也可以用來產(chǎn)生如圖3C的結(jié)構(gòu)和圖3B所示的僅單個腔313的結(jié)構(gòu)。在框710中，腔311和312或者單個腔313被蝕刻到襯底305中?？?10然后將控制傳遞到框720。
在框720中，腔311和312或者單個腔313填充有犧牲材料。犧牲材料稍后可以移除，并且可以是磷化硅玻璃材料。框720然后將控制傳遞到框730。
在框730中，第一和第二底電極321和322被制造，或者組合的第一底電極321被制造。第一和第二底電極321和322或者第一底電極321可以利用公知的技術(shù)制造，例如金屬沉積和光刻。作為示例，可以在晶片上沉積一層鉬，然后在晶片上旋涂光刻膠，光刻膠可以被曝光以在光刻膠上適當(dāng)?shù)匦纬蓤D案，隨后光刻膠可以被顯影，從而可以對鉬進行蝕刻。框730然后將控制傳遞到框740。
在框740中，第一和第二底壓電層351、352(它們可能是同時沉積的相同的層，在這里在形成圖案之前總地稱作底晶片壓電層350)被沉積到第一和第二電極321和322上，或者組合的底電極321上。同樣，公知的光刻步驟被用來限定并產(chǎn)生第一和第二壓電層351和352。作為示例，可以在晶片上沉積一層氮化鋁，然后在晶片上旋涂光刻膠，光刻膠可以被曝光以在光刻膠上適當(dāng)?shù)匦纬蓤D案，隨后光刻膠可以被顯影，從而可以對氮化鋁進行蝕刻。框740然后將控制傳遞到框770。
在框770中，制造第一和第二頂電極331和332。第一和第二頂電極331和332可以利用公知的技術(shù)制造，例如金屬沉積和光刻。作為示例，可以在第一和第二壓電層351和352上沉積一層鉬，然后在沉積的鉬上旋涂光刻膠。光刻膠可以被曝光以在光刻膠上適當(dāng)?shù)匦纬蓤D案，隨后光刻膠可以被顯影，從而可以對鉬進行蝕刻來產(chǎn)生第一和第二頂電極331和332?？?70然后將控制傳遞到框780。
在框780中，慣性負(fù)載層381被添加到第一諧振器111的第一頂電極331上。慣性負(fù)載層381可以利用公知的技術(shù)制造，例如沉積和光刻。在本實施例中慣性負(fù)載層381的剛度的溫度系數(shù)與第二頂電極332的不同。如前所述，存在慣性負(fù)載層381的各種選項。慣性負(fù)載層381可以是有機材料或樹脂。有機材料或樹脂可以沉積在晶片上，然后在晶片上旋涂光刻膠。光刻膠可以被曝光以在光刻膠上適當(dāng)?shù)匦纬蓤D案，隨后光刻膠可以被顯影，從而可以對該材料進行蝕刻來留下第一頂電極331上的慣性負(fù)載層381?？?80然后將控制傳遞到框785。
在框785中，第一頂電極331的部分厚度和第二頂電極332的部分厚度被移除，或者第二頂電極332的部分厚度和慣性負(fù)載層381的部分厚度被移除。如果合適的話，框785的動作可以在框780的動作之前發(fā)生?？?85然后將控制傳遞到框790。
在框790中，在維持第二壓電層352的厚度的同時移除第一壓電層351的部分厚度，在維持第一壓電層351的厚度的同時移除第二壓電層352的部分厚度，在維持第二頂電極332的厚度的同時移除第一頂電極331的部分厚度，在維持第一頂電極331的厚度的同時移除第二頂電極332的部分厚度，在維持第二頂電極332的厚度的同時移除慣性負(fù)載層381的部分厚度，或者在維持慣性負(fù)載層381的厚度的同時移除第二頂電極332的部分厚度。如果合適的話，框790的動作可以在框770的動作之前發(fā)生，或者在框780的動作之前發(fā)生，或者在框785的動作之前發(fā)生?？?90然后將控制傳遞到框795。
在框795中，先前堆放在腔311和312中或者單個腔313中的犧牲材料被移除。犧牲材料可以是玻璃，合適的話可以用氫氟酸來從腔311和312或者單個腔313中蝕刻它?？?95然后終止過程。
在上述方法的替換實施例中，慣性負(fù)載層381在添加第一和第二頂電極331和332的步驟之前被添加到第一諧振器111的第一壓電層351上。換言之，框770和780的順序被顛倒了。
圖8是用于制造圖3D的諧振器結(jié)構(gòu)300的方法800的流程圖。利用適當(dāng)?shù)男薷模撨^程也可以用來產(chǎn)生如圖3D的結(jié)構(gòu)和圖3B所示的僅單個腔313的結(jié)構(gòu)。在框810中，腔311和312或者單個腔313被蝕刻到襯底305中?？?10然后將控制傳遞到框820。
在框820中，腔311和312或者單個腔313填充有犧牲材料。犧牲材料稍后可以移除，并且可以是磷化硅玻璃材料?？?20然后將控制傳遞到框825。
在框825中，底慣性負(fù)載層382被制造。底慣性負(fù)載層382可以利用公知的技術(shù)制造，例如沉積和光刻。在本實施例中，底慣性負(fù)載層382的剛性的溫度系數(shù)與第二底電極322的不同，或者在單個腔313的情形中與組合的底電極321的不同。如前所述，存在底慣性負(fù)載層382的各種選項。底慣性負(fù)載層382可以是有機材料或樹脂。有機材料或樹脂可以沉積在晶片上，然后在晶片上旋涂光刻膠。光刻膠可以被曝光以在光刻膠上適當(dāng)?shù)匦纬蓤D案，隨后光刻膠可以被顯影，從而可以對該材料進行蝕刻來留下第一頂電極331上的底慣性負(fù)載層382。框825然后將控制傳遞到框830。
在框830中，第一和第二底電極321和322被制造，或者組合的第一底電極321被制造。第一和第二底電極321和322或者第一底電極321可以利用公知的技術(shù)制造，例如金屬沉積和光刻。作為示例，可以在晶片上沉積一層鉬，然后在晶片上旋涂光刻膠，光刻膠可以被曝光以在光刻膠上適當(dāng)?shù)匦纬蓤D案，隨后光刻膠可以被顯影，從而可以對鉬進行蝕刻?？?30然后將控制傳遞到框840。
在框840中，第一和第二壓電層351、352(它們可能是同時沉積的相同的層，在這里在形成圖案之前總地稱作底晶片壓電層350)被沉積到第一和第二電極321和322上，或者組合的底電極321上。同樣，公知的光刻步驟被用來限定并產(chǎn)生第一和第二壓電層351和352。作為示例，可以在晶片上沉積一層氮化鋁，然后在晶片上旋涂光刻膠，光刻膠可以被曝光以在光刻膠上適當(dāng)?shù)匦纬蓤D案，隨后光刻膠可以被顯影，從而可以對氮化鋁進行蝕刻。框840然后將控制傳遞到框870。
在框870中，制造第一和第二頂電極331和332。第一和第二頂電極331和332可以利用公知的技術(shù)制造，例如金屬沉積和光刻。作為示例，可以在第一和第二壓電層351和352上沉積一層鉬，然后在沉積的鉬上旋涂光刻膠。光刻膠可以被曝光以在光刻膠上適當(dāng)?shù)匦纬蓤D案，隨后光刻膠可以被顯影，從而可以對鉬進行蝕刻來產(chǎn)生第一和第二頂電極331和332?？?70然后將控制傳遞到框880。
在框880中，慣性負(fù)載層381被添加到第一諧振器111的第一頂電極331上。慣性負(fù)載層381可以利用公知的技術(shù)制造，例如沉積和光刻。例如，可以在晶片上沉積鉬，然后在晶片上旋涂光刻膠。光刻膠可以被曝光以在光刻膠上適當(dāng)?shù)匦纬蓤D案，隨后光刻膠可以被顯影，從而可以對鉬進行蝕刻來留下第一頂電極331上的慣性負(fù)載層381。框880然后將控制傳遞到框885。
在框885中，第一頂電極331的部分厚度和第二頂電極332的部分厚度被移除，或者第二頂電極332的部分厚度和慣性負(fù)載層381的部分厚度被移除。如果合適的話，框885的動作可以在框880的動作之前發(fā)生?？?85然后將控制傳遞到框890。
在框890中，在維持第二壓電層352的厚度的同時移除第一壓電層351的部分厚度，在維持第一壓電層351的厚度的同時移除第二壓電層352的部分厚度，在維持第二頂電極332的厚度的同時移除第一頂電極331的部分厚度，在維持第一頂電極331的厚度的同時移除第二頂電極332的部分厚度，在維持第二頂電極332的厚度的同時移除慣性負(fù)載層381的部分厚度，或者在維持慣性負(fù)載層381的厚度的同時移除第二頂電極332的部分厚度。如果合適的話，框890的動作可以在框870的動作之前發(fā)生，或者在框880的動作之前發(fā)生，或者在框885的動作之前發(fā)生?？?90然后將控制傳遞到框895。
在框895中，先前堆放在腔311和312中或者單個腔313中的犧牲材料被移除。犧牲材料可以是玻璃，合適的話可以用氫氟酸來從腔311和312或者單個腔313中蝕刻它?？?95然后終止過程。
在上述方法的替換實施例中，底慣性負(fù)載層382在添加第一和第二頂電極331和332的步驟之后被添加到第一諧振器111的第一壓電層351下。換言之，框825和830的順序被顛倒了。
圖9是用于制造圖1的振蕩電路100的零件的方法900的流程圖。在框910中，配置為產(chǎn)生頻率為第一頻率f01的第一振蕩信號115并且具有第一頻率溫度系數(shù)TC1的第一振蕩器110被制造?？?10然后將控制傳遞到框920。
在框920中，配置為產(chǎn)生頻率為第二頻率f02的第二振蕩信號125并且具有第二頻率溫度系數(shù)TC2的第二振蕩器120被制造，其中第二頻率f02比第一頻率f01大，第二頻率溫度系數(shù)TC2比第一頻率溫度系數(shù)TC1小，并且第二頻率f02和第二頻率溫度系數(shù)TC2的乘積與第一頻率f01和第一頻率溫度系數(shù)TC1的乘積之間的差等于零?？?20然后將控制傳遞到框930。
在框930中，第一和第二振蕩器110和120的輸出被連接到一起?？?30然后終止過程。
除了氮化鋁之外，還有多種材料可用于第一底壓電層351和第二底壓電層352中的壓電材料。另外，除了鉬之外的材料也可以用于底電極321和322、間隙層361、頂電極331和332。另外，也可以使用各種其他結(jié)構(gòu)。
在代表性實施例中，振蕩器電路110和120利用成對的諧振器111和121，其諧振頻率f01和f02，以及頻率漂移特性TC1和TC2可以被適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)來得到具有非常小的頻率隨溫度漂移特性(TC)的振蕩電路100?？梢岳眉呻娐芳夹g(shù)制造適當(dāng)?shù)某蓪χC振器111和121，這在成本和尺寸上都優(yōu)于過去使用的用于獲得可比的頻率漂移特性的石英晶體。另外，各個諧振器也可以被構(gòu)造為具有對準(zhǔn)目標(biāo)的諧振頻率和頻率溫度系數(shù)。
在代表性實施例中，兩個以不同的速率隨溫度漂移的諧振器被用在振蕩器電路110和120中來產(chǎn)生拍頻fB，在蜂窩電話、便攜式計算機和其他可比的設(shè)備的整個溫度范圍標(biāo)準(zhǔn)上，其凈溫度漂移TCC如果不為零的話也非常小。諧振器可以制造為薄膜體聲波諧振器(FBARS)，并且與其他集成電路組合，從而獲得約為0.2毫米(mm)厚并且面積小于1×1mm2的硅芯片。另外，輸出信號可以與副振蕩模相對獨立，并且處于比石英諧振器的頻率高得多的頻率處。因此，在產(chǎn)生所需的“清潔”高頻聲調(diào)時消耗較少的功率。
在這里已通過示例而非限制詳細(xì)地描述了代表性實施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對所述實施例在形式和細(xì)節(jié)上作出改變，從而獲得仍在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)的等同實施例。
權(quán)利要求
1.一種振蕩電路，包括第一振蕩器，配置為產(chǎn)生第一頻率的第一振蕩信號并且具有第一頻率溫度系數(shù)；第二振蕩器，配置為產(chǎn)生第二頻率的第二振蕩信號并且具有第二頻率溫度系數(shù)，其中所述第二頻率比所述第一頻率高，并且所述第二頻率溫度系數(shù)比所述第一頻率溫度系數(shù)??；以及混頻器電路，配置為接收來自所述第一振蕩器的第一振蕩信號，接收來自所述第二振蕩器的第二振蕩信號，并且還配置為從所述第一振蕩信號和所述第二振蕩信號產(chǎn)生混頻器信號，其中所述混頻器信號包括頻率為拍頻的信號分量，并且所述拍頻等于所述第二頻率和所述第一頻率之間的差。
2.如權(quán)利要求1所述的振蕩電路，還包括濾波器，配置為接收來自所述混頻器電路的混頻器信號，傳遞拍頻信號，抑制頻率等于第二頻率和第一頻率的和的信號。
3.如權(quán)利要求1所述的振蕩電路，其中，所述第一振蕩器包括第一諧振器，所述第二振蕩器包括第二諧振器，所述第一諧振器的諧振頻率是所述第一頻率，并且所述第二諧振器的諧振頻率是所述第二頻率。
4.如權(quán)利要求3所述的振蕩電路，其中，所述第一和第二諧振器被制造在同一半導(dǎo)體襯底上。
5.如權(quán)利要求4所述的振蕩電路，其中，所述第一和第二諧振器是從包括薄膜體聲波諧振器和表面聲波諧振器的群組中選擇出的。
6.一種用于制造振蕩電路的方法，包括制造第一振蕩器，所述第一振蕩器配置為產(chǎn)生第一頻率的振蕩信號并且具有第一頻率溫度系數(shù)；制造第二振蕩器，所述第二振蕩器配置為產(chǎn)生第二頻率的振蕩信號并且具有第二頻率溫度系數(shù)，其中所述第二頻率比所述第一頻率高，所述第二頻率溫度系數(shù)比所述第一頻率溫度系數(shù)小，并且所述第二頻率和所述第二頻率溫度系數(shù)的乘積與所述第一頻率和所述第一頻率溫度系數(shù)的乘積之間的差等于零；以及將所述第一和第二振蕩器的輸出連接到一起。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述第一振蕩器包括第一諧振器，所述第二振蕩器包括第二諧振器，所述第一諧振器的諧振頻率是所述第一頻率，并且所述第二諧振器的諧振頻率是所述第二頻率。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述第一和第二諧振器被制造在同一半導(dǎo)體襯底上。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述第一和第二諧振器是薄膜體聲波諧振器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種振蕩電路。該振蕩電路包括第一振蕩器、第二振蕩器和混頻器電路。第一振蕩器配置為產(chǎn)生第一頻率的第一振蕩信號并且具有第一頻率溫度系數(shù)。第二振蕩器配置為產(chǎn)生第二頻率的第二振蕩信號并且具有第二頻率溫度系數(shù)。第二頻率比第一頻率高，并且第二頻率溫度系數(shù)比第一頻率溫度系數(shù)小?；祛l器電路配置為接收來自第一振蕩器的第一振蕩信號和來自第二振蕩器的第二振蕩信號，并且從第一振蕩信號和第二振蕩信號產(chǎn)生混頻器信號。該混頻器信號包括頻率為拍頻的信號分量。拍頻等于第二頻率和第一頻率之間的差。
文檔編號H03H9/17GK1929293SQ200610152109
公開日2007年3月14日 申請日期2006年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月9日
發(fā)明者理查德·C·盧比 申請人:安捷倫科技有限公司