Mems諧振器陣列結構和操作與使用該mems諧振器陣列結構的方法

專利名稱：Mems諧振器陣列結構和操作與使用該mems諧振器陣列結構的方法
MEMS諧振器陣列結構和操作與使用該MEMS諧振器陣列結
構的方法相關申請的交叉引用本申請要求享有2007年12月18日提交的題為“MEMS RESONATOR ARRAY STRUCTURE AND METHOD OF OPERATING AND USING SAME” 的美國申請 No. 12/002，894 的優 先權，在此通過引用將其全文并入。
背景技術：
本發明涉及微機電或納米機電諧振器結構以及與諧振器結構相關使用的方法。通常，高品質(“Q”)因數的微機電諧振器被認為是參考頻率和濾波器的有希望選 擇。然而，為了實現更高的頻率，這種諧振器的尺度正在越縮越小。更小的尺度導致驅動和 /或感測電容變小，這可能進一步對諧振器的信號強度、穩定性和/或“Q”因數造成不利影 響。需要一種有助于克服上述一個、一些或所有缺點的諧振器結構。

發明內容
這里描述和例示了很多發明以及這些發明的很多方面和實施例。本發明內容論述 這里所述和主張的發明中的一些。但本發明的這一發明內容絕不是本發明范圍的窮舉。在一個方面中，本發明包括一種MEMS陣列結構，其中該MEMS陣列結構包括包含 第一體模式諧振器和第二體模式諧振器的多個體模式諧振器；以及至少一個諧振器耦合部 分，包括設置于所述第一體模式諧振器和所述第二體模式諧振器之間的第一諧振器耦合部 分，以機械耦合所述第一體模式諧振器和所述第二體模式諧振器。在一個實施例中，所述第一體模式諧振器包括節點，所述第二體模式諧振器包括 節點，且所述第一諧振器耦合部分設置于所述第一體模式諧振器的所述節點和所述第二體 模式諧振器的所述節點之間。在另一實施例中，所述第一體模式諧振器和所述第二體模式諧振器耦合到公共基 底錨(anchor)。在另一實施例中，所述MEMS陣列結構還包括至少一個錨耦合部分，包括設置于所 述至少一個諧振器耦合部分和所述基底錨之間的第一錨耦合部分。在另一實施例中，所述第一錨耦合部分包括至少一個應力/應變釋放機構。在另一實施例中，所述第一錨耦合部分包括彈簧。在另一實施例中，所述多個體模式諧振器具有第一振動狀態，其中，所述第一體模 式諧振器至少部分沿第一方向和第二方向中的至少一個方向收縮并且至少部分沿第三方 向和第四方向中的至少一個方向膨脹，并且其中所述第二體模式諧振器至少部分沿所述第 一方向和所述第二方向中的至少一個方向膨脹并且至少部分沿所述第三方向和所述第四 方向中的至少一個方向收縮，其中所述第二方向與所述第一方向相反，所述第四方向和所 述第三方向相反。
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在另一實施例中，所述第三方向和所述第四方向垂直于所述第一方向和所述第二 方向。在另一實施例中，所述多個體模式諧振器具有第二振動狀態，其中，所述第一體模 式諧振器至少部分沿所述第一方向和所述第二方向中的至少一個方向膨脹并且至少部分 沿所述第三方向和所述第四方向中的至少一個方向收縮，并且其中所述第二體模式諧振器 至少部分沿所述第一方向和所述第二方向中的至少一個方向收縮并且至少部分沿所述第 三方向和所述第四方向中的至少一個方向膨脹。在另一實施例中，所述第一體模式諧振器的振動誘發所述第二體模式諧振器的振動。在另一實施例中，所述MEMS陣列結構還包括多個感測電極，以提供表示所述多個 體模式諧振器中的至少一個的振動的感測信號。在另一實施例中，所述感測信號包括差分感測信號。在另一實施例中，所述MEMS陣列結構還包括感測電路，以接收所述感測信號并且 響應于所述感測信號提供輸出信號。在另一實施例中，所述輸出信號包括差分輸出信號。在另一實施例中，所述MEMS陣列結構還包括多個驅動電極，以接收驅動信號，誘 使所述多個體模式諧振器中的至少一個振動。在另一實施例中，所述MEMS陣列結構還包括驅動電路，以接收所述輸出信號并且 響應于所述輸出信號提供驅動信號。在另一實施例中，所述驅動信號包括差分驅動信號。在另一實施例中，所述MEMS陣列結構還包括第一多個電極和第二多個電極，所述 第一多個電極與所述第一體模式諧振器并排設置，所述第二多個電極與所述第二體模式諧 振器并排設置。在另一實施例中，所述第一多個電極包括至少一個電極以感測所述第一體模式諧 振器的振動。在另一實施例中，所述第二多個電極包括至少一個電極以接收驅動信號，誘發所 述第二體模式諧振器的振動。在另一實施例中，所述第一多個電極包括第一電極、第二電極、第三電極和第四電 極，所述第二多個電極包括第一電極、第二電極、第三電極和第四電極。在另一實施例中，所述第一體模式諧振器包括第一外表面和第二外表面，所述第 二體模式諧振器包括第一外表面和第二外表面，所述第一多個電極包括第一電極和第二電 極，所述第一多個電極的所述第一電極與所述第一體模式諧振器的所述第一外表面并排設 置，所述第一多個電極的所述第二電極與所述第一體模式諧振器的所述第二外表面并排設 置，所述第二多個電極包括第一電極和第二電極，所述第二多個電極的所述第一電極與所 述第二體模式諧振器的所述第一外表面并排設置，所述第二多個電極的所述第二電極與所 述第二體模式諧振器的所述第二外表面并排設置。在另一實施例中，所述第一體模式諧振器還包括第三外表面，所述第二體模式諧 振器還包括第三外表面，所述第一多個電極還包括與所述第一體模式諧振器的所述第三外 表面并排設置的第三電極，所述第二多個電極還包括與所述第二體模式諧振器的所述第三
7外表面并排設置的第三電極。在另一實施例中，所述第一體模式諧振器還包括第四外表面，所述第二體模式諧 振器還包括第四外表面，所述第一多個電極還包括與所述第一體模式諧振器的所述第四外 表面并排設置的第四電極，所述第二多個電極還包括與所述第二體模式諧振器的所述第四 外表面并排設置的第四電極。在另一實施例中，所述MEMS陣列結構還包括第三體模式諧振器和第三多個電極， 所述第三多個電極與所述第三體模式諧振器并排設置，所述至少一個諧振器耦合部分還包 括設置于所述第二體模式諧振器和所述第三體模式諧振器之間的第二諧振器耦合部分，以 機械耦合所述第二體模式諧振器和所述第三體模式諧振器。在另一實施例中，所述第三多個電極包括第一電極、第二電極、第三電極和第四電 極。在另一實施例中，所述MEMS陣列結構還包括第四體模式諧振器和第四多個電極， 所述第四多個電極與所述第四體模式諧振器并排設置，所述至少一個諧振器耦合部分還包 括設置于所述第三體模式諧振器和所述第四體模式諧振器之間的第三諧振器耦合部分，以 機械耦合所述第三體模式諧振器和所述第四體模式諧振器。在另一實施例中，所述第四多個電極包括第一電極、第二電極、第三電極和第四電 極。在另一實施例中，所述第一多個電極包括第一電極和第二電極，所述第一電極和 所述第一體模式諧振器限定電容，如果所述第一體模式諧振器處于第一振動狀態，所述第 一電極和所述第一體模式諧振器限定的電容具有第一大小，如果所述第一體模式諧振器處 于第二振動狀態，具有第二大小。在另一方面中，本發明包括一種MEMS陣列結構，其中，所述MEMS陣列結構包括包 含第一諧振器和第二諧振器的多個諧振器，其中，所述多個諧振器具有第一振動狀態，其中 所述第一諧振器至少部分沿第一方向和第二方向中的至少一個方向收縮并且至少部分沿 第三方向和第四方向中的至少一個方向膨脹，并且其中所述第二諧振器至少部分沿所述第 一方向和所述第二方向中的至少一個方向膨脹并且至少部分沿所述第三方向和所述第四 方向中的至少一個方向收縮，其中所述第二方向與所述第一方向相反，所述第四方向和所 述第三方向相反；以及至少一個諧振器耦合部分，包括設置于所述第一諧振器和所述第二 諧振器之間的第一諧振器耦合部分，以機械耦合所述第一諧振器和所述第二諧振器。在一個實施例中，所述第三方向和所述第四方向垂直于所述第一方向和所述第二 方向。在另一實施例中，所述多個諧振器具有第二振動狀態，其中，所述第一諧振器至少 部分沿所述第一方向和所述第二方向中的至少一個方向膨脹并且至少部分沿所述第三方 向和所述第四方向中的至少一個方向收縮，并且其中所述第二諧振器至少部分沿所述第一 方向和所述第二方向中的至少一個方向收縮并且至少部分沿所述第三方向和所述第四方 向中的至少一個方向膨脹。在另一實施例中，所述第三方向和所述第四方向垂直于所述第一方向和所述第二 方向。在另一方面中，本發明包括一種MEMS陣列結構，其中，所述MEMS陣列結構包括包含第一體模式諧振器和第二體模式諧振器的多個體模式諧振器；與所述第一體模式諧振器 并排設置的第一多個電極；以及與所述第二體模式諧振器并排設置的第二多個電極，其中 所述第一多個電極的至少一個電極耦合到所述第二多個電極的至少一個電極。在一個實施例中，所述MEMS陣列結構還包括耦合到所述第一多個電極的至少一 個電極和所述第二多個電極的至少一個電極的電路。在另一方面中，本發明包括一種MEMS陣列結構，其中，所述MEMS陣列結構包括包 含第一體模式諧振器和第二體模式諧振器的多個體模式諧振器；接收驅動信號并誘使所述 第一體模式諧振器振動的第一多個電極；以及接收所述驅動信號并誘使所述第二體模式諧 振器振動的第二多個電極，其中，所述第一多個電極的至少一個電極耦合到所述第二多個 電極的至少一個電極。在一個實施例中，所述MEMS陣列結構還包括提供所述驅動信號的驅動電路。在另一方面中，本發明包括一種MEMS陣列結構，其中，所述MEMS陣列結構包括包 含第一體模式諧振器和第二體模式諧振器的多個體模式諧振器；感測所述第一體模式諧振 器的振動的第一多個電極；感測所述第二體模式諧振器的振動的第二多個電極；并且其中 所述第一多個電極中的至少一個耦合到所述第二多個電極中的至少一個。在一個實施例中，所述MEMS陣列結構還包括耦合到所述第一多個電極和所述第 二多個電極的感測電路，以提供輸出信號。此外，這里描述和例示了很多發明。本發明的這一發明內容不是本發明范圍的窮 舉。此外，本發明的這一發明內容并非意在限制本發明，不應被解釋為那種方式。于是，盡 管在本發明內容中已經描述和/或簡介了某些方面和實施例，但應理解顯然本發明不限于 這種方面、實施例、描述和/或概要。應當理解，本發明內容中未描述并且未出現于以下權利要求中的本發明的所有方 面和/或實施例被保留在一個或多個分案/延續專利申請中陳述。此外，盡管已經在本發明的本發明內容中描述了各種特征、屬性和優點和/或根 據其而顯而易見，但顯然這種特征、屬性和優點不是必需的，除非另行指出，否則不必存在 于本發明的方面和/或實施例中。此外，從以下詳細描述和附圖可以更加明了本發明一個或多個方面和/或實施例 的各種目的、特征和/或優點。不過應當理解，任何這種目的、特征和/或優點都不是必需 的，除非另行指出，不需要存在于本發明的各方面和/或實施例中。


在下面的詳細描述過程中，將參考附圖。這些圖示出了本發明的不同方面，在適當 的時候，以類似方式標注不同圖中指示相似結構、部件、材料和/或元件的附圖標記。顯然， 應理解除那些具體示出之外的結構、部件、材料和/或元件的各種組合，它們在本發明的范 圍之內。圖IA是一種微機電諧振器裝置的頂視圖；圖IB是可以用于圖IA的諧振器裝置中的一種體模式諧振器的示意透視圖，其處 于靜止狀態；圖IC是圖IA的諧振器裝置的頂視圖，諧振器處于第一振動狀態下，其中與靜止狀態相比，諧振器沿第一軸收縮，沿第二軸膨脹；圖ID是圖IA的諧振器裝置的頂視圖，諧振器處于第二振動狀態下，其中與靜止狀 態相比，諧振器沿第一軸膨脹，沿第二軸收縮；圖2A是根據本發明某些方面具有NXM諧振器配置的多個體模式諧振器的MEMS 諧振器陣列的一個實施例的示意圖，其中陣列的每個體模式微機電諧振器耦合到相鄰的陣 列的體模式微機電諧振器；圖2B是根據本發明某些方面具有NXM諧振器配置的多個體模式諧振器的MEMS 諧振器陣列的一個實施例的示意圖，其中陣列的每個諧振器耦合到至少一個相鄰的陣列諧 振器；圖2C是根據本發明某些方面的MEMS諧振器陣列另一實施例的示意圖，其中陣列 的體模式諧振器布置成線性陣列；圖2D是根據本發明某些方面的MEMS諧振器陣列另一實施例的示意圖，其中陣列 的體模式諧振器布置成L形陣列；圖2E是根據本發明某些方面的MEMS諧振器陣列另一實施例的示意圖，其中陣列 的體模式諧振器布置成線性陣列；圖2F是根據本發明某些方面的MEMS諧振器陣列另一實施例的示意圖，其中陣列 的體模式諧振器布置成三角形陣列；圖2G是根據本發明某些方面的MEMS諧振器陣列另一實施例的示意圖，其中陣列 的體模式諧振器布置成2X2陣列；圖2H是具有兩個體模式諧振器的MEMS諧振器陣列的一個實施例的示意圖，兩個 體模式諧振器由設置于兩個體諧振器之間的兩個或更多諧振器耦合部分機械耦合；圖3A是根據本發明某些方面處于靜止狀態的體模式諧振器一個實施例的頂視 圖，可以將其用于圖2A-2G的MEMS諧振器陣列中；圖3B是根據本發明某些方面處于靜止狀態的圖3A的諧振器一個實施例的示意透 視圖；圖3C是根據本發明某些方面處于靜止狀態的體模式諧振器另一個實施例的頂視 圖，可以將其用于圖2A-2G的MEMS諧振器陣列中；圖3D是根據本發明某些方面處于靜止狀態的體模式諧振器另一個實施例的頂視 圖，可以將其用于圖2A-2G的MEMS諧振器陣列中；圖3E是根據本發明某些方面處于靜止狀態的體模式諧振器另一個實施例的頂視 圖，可以將其用于圖2A-2G的MEMS諧振器陣列中；圖3F是根據本發明某些方面處于靜止狀態的圖3A的諧振器一個實施例的側視 圖；圖4A-4E示出了根據本發明某些方面的MEMS諧振器陣列的各種實施例的頂視圖， 每個陣列具有多個體模式諧振器和一個或多個諧振器耦合部分，多個體模式諧振器可以均 與圖3A-3B的體模式諧振器相同或相似，諧振器耦合部分將多個共振器的每個機械耦合到 多個體模式諧振器中的一個或多個其他諧振器；圖4F示出了根據本發明某些方面的MEMS諧振器陣列一個實施例的頂視圖，該諧 振器陣列具有多個可以均與圖3A-3B的體模式諧振器相同或相似的體模式諧振器；
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圖4G示出了根據本發明某些方面的MEMS諧振器陣列另一個實施例的頂視圖，該 諧振器陣列具有多個可以均與圖3A-3B的體模式諧振器相同或相似的體模式諧振器以及 兩個不同類型的諧振器耦合部分；圖4H示出了根據本發明某些方面的MEMS諧振器陣列一個實施例一部分的放大頂 視圖，該諧振器陣列具有多個可以均與圖3A-3B的體模式諧振器相同或相似的體模式諧振 器以及機械耦合多個諧振器中兩個的諧振器耦合部分的一個實施例；圖41示出了根據本發明某些方面的MEMS諧振器陣列另一個實施例一部分的放大 頂視圖，該諧振器陣列具有多個可以均與圖3A-3B的體模式諧振器相同或相似的體模式諧 振器以及機械耦合多個諧振器中兩個的諧振器耦合部分的另一個實施例；圖4J示出了根據本發明某些方面的MEMS諧振器陣列另一個實施例一部分的放大 頂視圖，該諧振器陣列具有多個可以均與圖3A-3B的體模式諧振器相同或相似的體模式諧 振器以及機械耦合多個諧振器中兩個的諧振器耦合部分的另一個實施例；圖5A示出了根據本發明某些方面的MEMS諧振器陣列一個實施例一部分的放大頂 視圖，該諧振器陣列具有多個可以均與圖3A-3B的體模式諧振器相同或相似的體模式諧振 器以及機械耦合多個諧振器中兩個的諧振器耦合部分的另一個實施例，其中所述諧振器耦 合部分包括設置于諧振器耦合部分之內的一個或多個負載釋放機構；圖5B示出了根據本發明某些方面的MEMS諧振器陣列另一實施例一部分的放大頂 視圖，該諧振器陣列具有多個可以均與圖3A-3B的體模式諧振器相同或相似的體模式諧振 器以及機械耦合多個諧振器中兩個的諧振器耦合部分的另一個實施例，其中所述諧振器耦 合部分包括設置于諧振器耦合部分之內的一個或多個負載釋放機構；圖6A示出了根據本發明某些方面的MEMS諧振器陣列一個實施例的頂視圖，該諧 振器陣列具有分別可以與圖4A-4B中所示的諧振器陣列的多個體模式諧振器和諧振器耦 合部分相同或相似的多個體模式諧振器和諧振器耦合部分，還包括用于一種錨定技術和/ 或配置中的多個錨耦合部分和基底錨以將多個諧振器中的一個或多個機械耦合到一個或 多個基底錨；圖6B示出了根據本發明某些方面的MEMS諧振器陣列另一個實施例的頂視圖，該 諧振器陣列具有分別可以與圖4A-4B中所示的諧振器陣列的多個體模式諧振器和諧振器 耦合部分相同或相似的多個體模式諧振器和諧振器耦合部分，還包括用于另一種錨定技術 和/或配置中的錨耦合部分和基底錨以將多個諧振器中的一個或多個機械耦合到一個或 多個基底錨；圖6C示出了根據本發明某些方面的圖6B的諧振器陣列一個實施例一部分的放大 頂視圖，包括錨耦合部分的一個實施例和基底錨的一個實施例；圖6D示出了根據本發明某些方面的MEMS諧振器陣列一個實施例的頂視圖，該諧 振器陣列具有分別可以與圖4E中所示的諧振器陣列的多個體模式諧振器和多個諧振器耦 合部分相同或相似的多個體模式諧振器和多個諧振器耦合部分，還包括用于另一種錨定技 術和/或配置中的多個錨耦合部分和基底錨以將多個諧振器中的一個或多個機械耦合到 一個或多個基底錨；圖6E示出了根據本發明某些方面的MEMS諧振器陣列另一個實施例的頂視圖，該 諧振器陣列具有分別可以與圖E中所示的諧振器陣列的多個體模式諧振器和多個諧振器耦合部分相同或相似的多個體模式諧振器和多個諧振器耦合部分，還包括用于另一種錨定 技術和/或配置中的多個錨耦合部分和基底錨以將多個諧振器中的一個或多個機械耦合 到一個或多個基底錨；圖6F是根據本發明某些方面的圖6D的MEMS諧振器陣列一個實施例的透視圖；圖7A示出了根據本發明某些方面的MEMS諧振器陣列另一個實施例的頂視圖，該 諧振器陣列具有分別可以與圖4E中所示的諧振器陣列的多個體模式諧振器和多個諧振器 耦合部分相同或相似的多個體模式諧振器和多個諧振器耦合部分，還包括用于另一種錨定 技術和/或配置中的多個錨耦合部分和多個基底錨以將多個諧振器中的一個或多個機械 耦合到一個或多個基底錨；圖7B示出了根據本發明某些方面的MEMS諧振器陣列另一個實施例的頂視圖，該 諧振器陣列具有分別可以與圖4D中所示的諧振器陣列的多個體模式諧振器和多個諧振器 耦合部分相同或相似的多個體模式諧振器和多個諧振器耦合部分，還包括用于另一種錨定 技術和/或配置中的多個錨耦合部分和多個基底錨以將多個諧振器中的一個或多個機械 耦合到一個或多個基底錨；圖7C示出了根據本發明某些方面的MEMS諧振器陣列另一個實施例的頂視圖，該 諧振器陣列具有分別可以與圖4E中所示的諧振器陣列的多個體模式諧振器和多個諧振器 耦合部分相同或相似的多個體模式諧振器和多個諧振器耦合部分，還包括用于另一種錨定 技術和/或配置中的多個錨耦合部分和多個基底錨以將多個諧振器中的一個或多個機械 耦合到一個或多個基底錨；圖8A示出了根據本發明某些方面的MEMS諧振器陣列另一個實施例的頂視圖，該 諧振器陣列具有分別可以與圖4E中所示的諧振器陣列的多個體模式諧振器和多個諧振器 耦合部分相同或相似的多個體模式諧振器和多個諧振器耦合部分，還包括用于另一種錨定 技術和/或配置中的多個錨耦合部分和多個基底錨以將多個諧振器中的一個或多個機械 耦合到一個或多個基底錨；圖8B示出了根據本發明某些方面的MEMS諧振器陣列另一個實施例的頂視圖，該 諧振器陣列具有分別可以與圖4E中所示的諧振器陣列的多個體模式諧振器和多個諧振器 耦合部分相同或相似的多個體模式諧振器和多個諧振器耦合部分，還包括用于一種錨定技 術和/或配置中的多個錨耦合部分和多個基底錨以將多個諧振器中的一個或多個機械耦 合到一個或多個基底錨；圖9A示出了根據本發明某些方面的MEMS諧振器陣列另一個實施例的頂視圖，該 諧振器陣列具有分別可以與圖E中所示的諧振器陣列的多個體模式諧振器和多個諧振器 耦合部分相同或相似的多個體模式諧振器和多個諧振器耦合部分，還包括用于另一種錨定 技術和/或配置中的多個基底錨以將多個諧振器中的一個或多個機械耦合到一個或多個 基底錨；圖9B示出了根據本發明某些方面的MEMS諧振器陣列另一個實施例的頂視圖，該 諧振器陣列具有分別可以與圖4E中所示的諧振器陣列的多個體模式諧振器和多個諧振器 耦合部分相同或相似的多個體模式諧振器和多個諧振器耦合部分，還包括用于另一種錨定 技術和/或配置中的多個基底錨以將多個諧振器中的一個或多個機械耦合到一個或多個 基底錨；
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圖IOA示出了根據本發明某些方面的MEMS諧振器陣列另一個實施例的頂視圖，該 諧振器陣列具有分別可以與圖4E中所示的諧振器陣列的多個體模式諧振器和多個諧振器 耦合部分相同或相似的多個體模式諧振器和多個諧振器耦合部分，還包括用于另一種錨定 技術和/或配置中的多個錨耦合部分和多個基底錨以將多個諧振器中的一個或多個機械 耦合到一個或多個基底錨；圖IOB示出了根據本發明某些方面的MEMS諧振器陣列另一個實施例的頂視圖，該 諧振器陣列具有分別可以與圖4E中所示的諧振器陣列的多個體模式諧振器和多個諧振器 耦合部分相同或相似的多個體模式諧振器和多個諧振器耦合部分，還包括用于另一種錨定 技術和/或配置中的多個錨耦合部分和多個基底錨以將多個諧振器中的一個或多個機械 耦合到一個或多個基底錨；圖IlA示出了根據本發明某些方面的MEMS諧振器陣列一個實施例的頂視圖，該諧 振器陣列具有分別可以與圖4A-4B中所示的諧振器陣列的多個體模式諧振器和諧振器耦 合部分相同或相似的多個體模式諧振器和諧振器耦合部分，還包括用于另一種錨定技術和 /或配置中的多個錨耦合部分和基底錨以將多個諧振器中的一個或多個機械耦合到一個或 多個基底錨，其中每個錨耦合部分包括應力/應變釋放機構；圖IlB示出了根據本發明某些方面的MEMS諧振器陣列另一個實施例的頂視圖，該 諧振器陣列具有分別可以與圖4A-4B中所示的諧振器陣列的多個體模式諧振器和諧振器 耦合部分相同或相似的多個體模式諧振器和諧振器耦合部分，還包括用于另一種錨定技術 和/或配置中的錨耦合部分和基底錨以將多個諧振器中的一個或多個機械耦合到一個或 多個基底錨，其中錨耦合部分包括應力/應變釋放機構；圖IlC示出了根據本發明某些方面的圖IlB的諧振器陣列一個實施例一部分的放 大頂視圖，包括錨耦合部分的一個實施例和基底錨的一個實施例，該錨耦合部分包括應力/ 應變釋放機構；圖IlD示出了根據本發明某些方面的MEMS諧振器陣列另一個實施例的頂視圖，該 諧振器陣列具有分別可以與圖4E中所示的諧振器陣列的多個體模式諧振器和多個諧振器 耦合部分相同或相似的多個體模式諧振器和多個諧振器耦合部分，還包括用于另一種錨定 技術和/或配置中的多個錨耦合部分和基底錨以將多個諧振器中的一個或多個機械耦合 到一個或多個基底錨，其中每個錨耦合部分包括應力/應變釋放機構并且可以與圖IlC所 示的諧振器陣列的錨耦合部分相同或相似；圖IlE示出了根據本發明某些方面的MEMS諧振器陣列另一個實施例的頂視圖，該 諧振器陣列具有分別可以與圖4E中所示的諧振器陣列的多個體模式諧振器和多個諧振器 耦合部分相同或相似的多個體模式諧振器和多個諧振器耦合部分，還包括用于另一種錨定 技術和/或配置中的多個錨耦合部分和基底錨以將多個諧振器中的一個或多個機械耦合 到一個或多個基底錨，其中每個錨耦合部分包括應力/應變釋放機構并且可以與圖IlC所 示的諧振器陣列的錨耦合部分相同或相似；圖IlF是根據本發明某些方面的圖IlD的MEMS諧振器陣列一個實施例的透視圖；圖12A示出了根據本發明某些方面的MEMS諧振器陣列另一個實施例的頂視圖， 該諧振器陣列具有分別可以與圖4E中所示的諧振器陣列的多個體模式諧振器和多個諧振 器耦合部分相同或相似的多個體模式諧振器和多個諧振器耦合部分，還包括用于另一種錨定技術和/或配置中的多個錨耦合部分和多個基底錨以將多個諧振器中的一個或多個機 械耦合到一個或多個基底錨，其中每個錨耦合部分包括應力/應變釋放機構并且可以與圖 IlC中所示的諧振器陣列的錨耦合部分相同或相似；圖12B示出了根據本發明某些方面的MEMS諧振器陣列一個實施例的頂視圖，該諧 振器陣列具有分別可以與圖4D中所示的諧振器陣列的多個體模式諧振器和多個諧振器耦 合部分相同或相似的多個體模式諧振器和多個諧振器耦合部分，還包括用于另一種錨定技 術和/或配置中的多個錨耦合部分和多個基底錨以將多個諧振器中的一個或多個機械耦 合到一個或多個基底錨，其中每個錨耦合部分包括應力/應變釋放機構并且可以與圖IlC 中所示的諧振器陣列的錨耦合部分相同或相似；圖12C示出了根據本發明某些方面的MEMS諧振器陣列另一個實施例的頂視圖， 該諧振器陣列具有分別可以與圖4E中所示的諧振器陣列的多個體模式諧振器和多個諧振 器耦合部分相同或相似的多個體模式諧振器和多個諧振器耦合部分，還包括用于另一種錨 定技術和/或配置中的多個錨耦合部分和多個基底錨以將多個諧振器中的一個或多個機 械耦合到一個或多個基底錨，其中每個錨耦合部分包括應力/應變釋放機構并且可以與圖 IlC所示的諧振器陣列的錨耦合部分相同或相似；圖13A示出了根據本發明某些方面的MEMS諧振器陣列另一個實施例的頂視圖， 該諧振器陣列具有分別可以與圖4E中所示的諧振器陣列的多個體模式諧振器和多個諧振 器耦合部分相同或相似的多個體模式諧振器和多個諧振器耦合部分，還包括用于另一種錨 定技術和/或配置中的多個錨耦合部分和多個基底錨以將多個諧振器中的一個或多個機 械耦合到一個或多個基底錨，其中每個錨耦合部分包括應力/應變釋放機構并且可以與圖 IlC所示的諧振器陣列的錨耦合部分相同或相似；圖13B示出了根據本發明某些方面的MEMS諧振器陣列另一個實施例的頂視圖， 該諧振器陣列具有分別可以與圖4E中所示的諧振器陣列的多個體模式諧振器和多個諧振 器耦合部分相同或相似的多個體模式諧振器和多個諧振器耦合部分，還包括用于另一種錨 定技術和/或配置中的多個錨耦合部分和多個基底錨以將多個諧振器中的一個或多個機 械耦合到一個或多個基底錨，其中每個錨耦合部分包括應力/應變釋放機構并且可以與圖 IlC所示的諧振器陣列的錨耦合部分相同或相似；圖14A是根據本發明某些方面的諧振器陣列另一個實施例一部分的放大頂視圖， 該諧振器陣列具有分別可以與圖4A-4B中所示的諧振器陣列的多個體模式諧振器和諧振 器耦合部分相同或相似的多個體模式諧振器和諧振器耦合部分，還包括用于另一種錨定技 術和/或配置中的錨耦合部分和基底錨的另一實施例以將多個諧振器中的一個或多個機 械耦合到一個或多個基底錨；圖14B是根據本發明某些方面的諧振器陣列另一個實施例一部分的放大頂視圖， 該諧振器陣列具有分別可以與圖4A-4B中所示的諧振器陣列的多個體模式諧振器和諧振 器耦合部分相同或相似的多個體模式諧振器和諧振器耦合部分，還包括用于另一種錨定技 術和/或配置中的錨耦合部分和基底錨的另一實施例以將多個諧振器中的一個或多個機 械耦合到一個或多個基底錨；圖14C是根據本發明的MEMS諧振器陣列某些方面的諧振器陣列另一個實施例一 部分的放大頂視圖，該諧振器陣列具有分別可以與圖4A-4B中所示的諧振器陣列的多個體模式諧振器和諧振器耦合部分相同或相似的多個體模式諧振器和諧振器耦合部分，還包括 用于另一種錨定技術和/或配置中的錨耦合部分和基底錨的另一實施例以將多個諧振器 中的一個或多個機械耦合到一個或多個基底錨，其中錨耦合部分包括一個或多個圓角或彎 曲部分；圖14D是根據本發明某些方面的諧振器陣列另一個實施例一部分的放大頂視圖， 該諧振器陣列具有分別可以與圖4A-4B中所示的諧振器陣列的多個體模式諧振器和諧振 器耦合部分相同或相似的多個體模式諧振器和諧振器耦合部分，還包括用于另一種錨定技 術和/或配置中的錨耦合部分和基底錨的另一實施例以將多個諧振器中的一個或多個機 械耦合到一個或多個基底錨，其中錨耦合部分包括一個或多個圓角或彎曲部分和應力/應 變釋放機構；圖15A是根據本發明某些方面的諧振器陣列另一個實施例一部分的放大頂視圖， 該諧振器陣列具有分別可以與圖4A-4B中所示的諧振器陣列的多個體模式諧振器和諧振 器耦合部分相同或相似的多個體模式諧振器和諧振器耦合部分，還包括用于另一種錨定技 術和/或配置中的錨耦合部分和基底錨的另一實施例以將多個諧振器中的一個或多個機 械耦合到一個或多個基底錨；圖15B是根據本發明某些方面的諧振器陣列另一個實施例一部分的放大頂視圖， 該諧振器陣列具有分別可以與圖4A-4B中所示的諧振器陣列的多個體模式諧振器和諧振 器耦合部分相同或相似的多個體模式諧振器和諧振器耦合部分，還包括用于另一種錨定技 術和/或配置中的錨耦合部分和基底錨的另一實施例以將多個諧振器中的一個或多個機 械耦合到一個或多個基底錨，其中錨耦合部分包括應力/應變釋放機構；圖15C是根據本發明某些方面的諧振器陣列另一個實施例一部分的放大頂視圖， 該諧振器陣列具有分別可以與圖4A-4B中所示的諧振器陣列的多個體模式諧振器和諧振 器耦合部分相同或相似的多個體模式諧振器和諧振器耦合部分，還包括用于另一種錨定技 術和/或配置中的錨耦合部分和基底錨的另一實施例以將多個諧振器中的一個或多個機 械耦合到一個或多個基底錨，其中錨耦合部分包括一個或者多個圓角或彎曲部分；圖15D是根據本發明某些方面的諧振器陣列另一個實施例一部分的放大頂視圖， 該諧振器陣列具有分別可以與圖4A-4B中所示的諧振器陣列的多個體模式諧振器和諧振 器耦合部分相同或相似的多個體模式諧振器和諧振器耦合部分，還包括用于另一種錨定技 術和/或配置中的錨耦合部分和基底錨的另一實施例以將多個諧振器中的一個或多個機 械耦合到一個或多個基底錨，其中錨耦合部分包括一個或者多個圓角或彎曲部分和應力/ 應變釋放機構；圖16A是根據本發明某些方面的諧振器陣列另一個實施例一部分的放大頂視圖， 該諧振器陣列具有分別可以與圖4A-4B中所示的諧振器陣列的多個體模式諧振器和諧振 器耦合部分相同或相似的多個體模式諧振器和諧振器耦合部分，還包括用于另一種錨定技 術和/或配置中的錨耦合部分和基底錨的另一實施例以將多個諧振器中的一個或多個機 械耦合到一個或多個基底錨；圖16B是根據本發明某些方面的諧振器陣列另一個實施例一部分的放大頂視圖， 該諧振器陣列具有分別可以與圖4A-4B中所示的諧振器陣列的多個體模式諧振器和諧振 器耦合部分相同或相似的多個體模式諧振器和諧振器耦合部分，還包括用于另一種錨定技術和/或配置中的錨耦合部分和基底錨的另一實施例以將多個諧振器中的一個或多個機 械耦合到一個或多個基底錨，其中錨耦合部分包括應力/應變釋放機構；圖17A是根據本發明某些方面的諧振器陣列另一個實施例一部分的放大頂視圖， 該諧振器陣列具有分別可以與圖4A-4B中所示的諧振器陣列的多個體模式諧振器和諧振 器耦合部分相同或相似的多個體模式諧振器和諧振器耦合部分，還包括用于另一種錨定技 術和/或配置中的錨耦合部分和基底錨的另一實施例以將多個諧振器中的一個或多個機 械耦合到一個或多個基底錨；圖17B是根據本發明某些方面的諧振器陣列另一個實施例一部分的放大頂視圖， 該諧振器陣列具有分別可以與圖4A-4B中所示的諧振器陣列的多個體模式諧振器和諧振 器耦合部分相同或相似的多個體模式諧振器和諧振器耦合部分，還包括用于另一種錨定技 術和/或配置中的錨耦合部分和基底錨的另一實施例以將多個諧振器中的一個或多個機 械耦合到一個或多個基底錨，其中錨耦合部分包括應力/應變釋放機構；圖18A是根據本發明某些方面的諧振器陣列一個實施例的頂視圖，該諧振器陣列 包括分別可以與圖4A-4B所示的諧振器陣列的多個體模式諧振器和諧振器耦合部分相同 或相似的多個體模式諧振器和諧振器耦合部分，還包括多個電極，所述多個電極包括第一 多個電極和第二多個電極；圖18B是根據本發明某些方面的諧振器陣列一個實施例的頂視圖，該諧振器陣列 包括分別可以與圖4D所示的諧振器陣列的多個體模式諧振器和多個諧振器耦合部分相同 或相似的多個體模式諧振器和多個諧振器耦合部分，還包括多個電極，所述多個電極包括 第一多個電極、第二多個電極和第三多個電極；圖18C是根據本發明某些方面的諧振器陣列一個實施例的頂視圖，該諧振器陣列 包括分別可以與圖4E中所示的諧振器陣列的多個體模式諧振器和多個諧振器耦合部分相 同或相似的多個體模式諧振器和多個諧振器耦合部分，還包括多個電極，所述多個電極包 括第一多個電極、第二多個電極、第三多個電極和第四多個電極；圖18D是根據本發明某些方面圖18C的諧振器陣列一個實施例一部分的放大頂視 圖，所述諧振器陣列包括第一體模式諧振器和第一多個電極；圖18E是根據本發明某些方面圖18C的諧振器陣列一個實施例一部分的放大頂視 圖，所述諧振器陣列包括第二體模式諧振器和第二多個電極；圖18F是根據本發明某些方面圖18C的諧振器陣列一個實施例一部分的放大頂視 圖，所述諧振器陣列包括第三體模式諧振器和第三多個電極；圖18G是根據本發明某些方面圖18C的諧振器陣列一個實施例一部分的放大頂視 圖，所述諧振器陣列包括第四體模式諧振器和第四多個電極；圖19A是根據本發明某些方面的諧振器陣列一個實施例的頂視圖，該諧振器陣列 包括分別可以與圖18C所示的諧振器陣列的多個體模式諧振器、多個諧振器耦合部分和多 個電極相同或相似的多個體模式諧振器、多個諧振器耦合部分和多個電極，還包括驅動電 路和感測電路；圖19B是根據本發明某些方面圖19A的諧振器陣列的多個體模式諧振器的頂視 圖，在第一振動狀態下示出了所述多個體模式諧振器，其中，相對于靜止狀態，第一和第三 體模式諧振器沿第一和第二方向中的至少一個收縮并且沿第三和第四方向中的至少一個膨脹，第二和第四體模式諧振器沿第一和第二方向中的至少一個膨脹并且沿第三和第四方 向中的至少一個收縮；圖19C是根據本發明某些方面圖19A的諧振器陣列一部分的放大頂視圖，所述諧 振器陣列包括第一體模式諧振器和第一多個電極，第一體模式諧振器處于第一振動狀態， 其中，相對于靜止狀態，第一體模式諧振器沿第一和第二方向中的至少一個收縮并且沿第 三和第四方向中的至少一個膨脹；圖19D是根據本發明某些方面圖19A的諧振器陣列一部分的放大頂視圖，所述諧 振器陣列包括第二體模式諧振器和第二多個電極，第二體模式諧振器處于第一振動狀態， 其中，相對于靜止狀態，第二體模式諧振器沿第一和第二方向中的至少一個膨脹并且沿第 三和第四方向中的至少一個收縮；圖19E是根據本發明某些方面圖19A的諧振器陣列的多個體模式諧振器的頂視 圖，在第二振動狀態下示出了所述多個體模式諧振器，其中，相對于靜止狀態，第一和第三 體模式諧振器沿第一和第二方向中的至少一個膨脹并且沿第三和第四方向中的至少一個 收縮，第二和第四體模式諧振器沿第一和第二方向中的至少一個收縮并且沿第三和第四方 向中的至少一個膨脹；圖19F是根據本發明某些方面圖19A的諧振器陣列一部分的放大頂視圖，所述諧 振器陣列包括第一體模式諧振器和第一多個電極，第一體模式諧振器處于第二振動狀態， 其中，相對于靜止狀態，第一體模式諧振器沿第一和第二方向中的至少一個膨脹并且沿第 三和第四方向中的至少一個收縮；圖19G是根據本發明某些方面圖19A的諧振器陣列一部分的放大頂視圖，所述諧 振器陣列包括第二體模式諧振器和第二多個電極，第二體模式諧振器處于第二振動狀態， 其中，相對于靜止狀態，第二體模式諧振器沿第一和第二方向中的至少一個收縮并且沿第 三和第四方向中的至少一個膨脹；圖19H是根據本發明某些方面圖19A的感測電路和驅動電路一個實施例的示意方 框圖；圖191是根據本發明某些方面的諧振器陣列另一個實施例的頂視圖，該諧振器陣 列包括分別可以與圖18C所示的諧振器陣列的多個體模式諧振器、多個諧振器耦合部分和 多個電極相同或相似的多個體模式諧振器、多個諧振器耦合部分和多個電極，還包括驅動 電路和感測電路；圖20A是根據本發明某些方面的諧振器陣列另一個實施例的頂視圖，該諧振器陣 列包括分別可以與圖18C所示的諧振器陣列的多個體模式諧振器、多個諧振器耦合部分和 多個電極相同或相似的多個體模式諧振器、多個諧振器耦合部分和多個電極，還包括驅動 電路和感測電路；圖20B是根據本發明某些方面圖20A的感測電路和驅動電路一個實施例的示意方 框圖；圖21A是根據本發明某些方面的諧振器陣列一個實施例的頂視圖，該諧振器陣列 包括分別可以與圖18C中所示的諧振器陣列的多個體模式諧振器、多個諧振器耦合部分和 多個電極相同或相似的多個體模式諧振器、多個諧振器耦合部分和多個電極，還包括分別 可以與圖IlD所示的諧振器陣列的多個錨耦合部分和基底錨相同或相似的多個錨耦合部分和基底錨；圖21B示出了根據本發明某些方面圖21A的諧振器陣列一個實施例一部分的放大 頂視圖，該諧振器陣列包括第一和第四體模式諧振器、諧振器耦合部分之一、錨耦合部分之 一、錨、第一多個電極中的兩個以及第四多個電極中的兩個，諧振器陣列的部分被示為處于 靜止狀態；圖21C是根據本發明某些方面的諧振器陣列一個實施例的頂視圖，該諧振器陣列 包括分別可以與圖19A-19G所示的諧振器陣列的多個體模式諧振器、多個諧振器耦合部 分、多個電極、驅動電路和感測電路相同或相似的多個體模式諧振器、多個諧振器耦合部 分、多個電極、驅動電路和感測電路，還包括分別可以與圖IlD所示的諧振器陣列的多個錨 耦合部分和基底錨相同或相似的多個錨耦合部分和基底錨；圖21D示出了根據本發明某些方面圖21C的諧振器陣列一個實施例一部分的放大 頂視圖，該諧振器陣列包括可以與圖IlC所示的諧振器陣列部分的多個體模式諧振器、諧 振器耦合部分、錨耦合部分和錨相同或相似的第一和第四體模式諧振器、諧振器耦合部分 之一、錨耦合部分之一和錨，諧振器陣列的部分被示為處于與圖19B-19D所示的第一振動 狀態對應的狀態，其中相對于靜止狀態，第一體模式諧振器沿第一和第二方向中的至少一 個收縮并且沿第三和第四方向中的至少一個膨脹，第四體模式諧振器沿第一和第二方向中 的至少一個膨脹并且沿第三和第四方向中的至少一個收縮；圖21E示出了根據本發明某些方面圖21C的諧振器陣列一個實施例一部分的放大 頂視圖，該諧振器陣列包括可以與圖IlC所示的諧振器陣列部分的多個體模式諧振器、諧 振器耦合部分、錨耦合部分和錨相同或相似的第一和第四體模式諧振器、諧振器耦合部分 之一、錨耦合部分之一和錨，諧振器陣列的部分被示為處于與圖19E-19G所示的第二振動 狀態對應的狀態，其中相對于靜止狀態，第一體模式諧振器沿第一和第二方向中的至少一 個膨脹并且沿第三和第四方向中的至少一個收縮，第四體模式諧振器沿第一和第二方向中 的至少一個收縮并且沿第三和第四方向中的至少一個膨脹；圖21F是根據本發明某些方面的諧振器陣列一個實施例的頂視圖，該諧振器陣列 包括分別可以與圖191中所示的諧振器陣列的多個體模式諧振器、多個諧振器耦合部分、 多個電極、驅動電路和感測電路相同或相似的多個體模式諧振器、多個諧振器耦合部分、多 個電極、驅動電路和感測電路，還包括分別可以與圖IlD所示的諧振器陣列的多個錨耦合 部分和基底錨相同或相似的多個錨耦合部分和基底錨；圖21G是根據本發明某些方面的諧振器陣列一個實施例的頂視圖，該諧振器陣列 包括分別可以與圖20A中所示的諧振器陣列的多個體模式諧振器、多個諧振器耦合部分、 多個電極、驅動電路和感測電路相同或相似的多個體模式諧振器、多個諧振器耦合部分、多 個電極、驅動電路和感測電路，還包括分別可以與圖1ID所示的諧振器陣列的多個錨耦合 部分和基底錨相同或相似的多個錨耦合部分和基底錨；圖21H是根據本發明某些方面的諧振器陣列另一個實施例的頂視圖，該諧振器陣 列包括分別可以與圖4E中所示的諧振器陣列的多個體模式諧振器和多個諧振器耦合部分 相同或相似的多個體模式諧振器和多個諧振器耦合部分、包括第一多個電極、第二多個電 極、第三多個電極和第四多個電極的多個電極，還包括多個錨耦合部分和基底錨；圖211示出了根據本發明某些方面圖21H的諧振器陣列一個實施例一部分的放大頂視圖，該諧振器陣列包括第一和第四體模式諧振器、諧振器耦合部分之一、錨耦合部分之 一、基底錨、第一多個電極中的兩個以及第四多個電極中的兩個，諧振器陣列的部分被示為 處于靜止狀態；圖21J是根據本發明某些方面的諧振器陣列一個實施例的頂視圖，該諧振器陣列 包括分別可以與圖21H中所示的諧振器陣列的體模式諧振器、多個諧振器耦合部分、多個 電極、多個錨耦合部分和基底錨相同或相似的多個體模式諧振器、多個諧振器耦合部分、多 個電極、多個錨耦合部分和基底錨，還包括驅動電路和感測電路；圖21K示出了根據本發明某些方面圖21J的諧振器陣列一個實施例一部分的放大 頂視圖，所述諧振器陣列包括第一和第四體模式諧振器、諧振器耦合部分之一、錨耦合部分 之一和錨，諧振器陣列的部分被示為處于與圖19B-19D所示的第一振動狀態對應的狀態， 其中相對于靜止狀態，第一體模式諧振器沿第一和第二方向中的至少一個收縮并且沿第三 和第四方向中的至少一個膨脹，第四體模式諧振器沿第一和第二方向中的至少一個膨脹并 且沿第三和第四方向中的至少一個收縮；圖21L示出了根據本發明某些方面圖21J的諧振器陣列一個實施例一部分的放大 頂視圖，該諧振器陣列包括第一和第四體模式諧振器、諧振器耦合部分之一、錨耦合部分之 一和錨，諧振器陣列的部分被示為處于與圖19E-19G所示的第二振動狀態對應的狀態，其 中相對于靜止狀態，第一體模式諧振器沿第一和第二方向中的至少一個膨脹并且沿第三和 第四方向中的至少一個收縮，第四體模式諧振器沿第一和第二方向中的至少一個收縮并且 沿第三和第四方向中的至少一個膨脹；圖22A是根據本發明某些方面的MEMS諧振器陣列一個實施例一部分的放大頂視 圖，該MEMS諧振器陣列具有可以與圖IlC所示的諧振器陣列部分的多個體模式諧振器、諧 振器耦合部分、錨耦合部分和基底錨相同或相似的多個體模式諧振器、諧振器耦合部分、錨 耦合部分和基底錨，其中諧振器還包括至少一個開口、空隙或狹縫，用于改善可制造性(例 如，在開口、空隙或狹縫延伸諧振器的整個高度/厚度的那些情況下，更快釋放機械結構) 和/或改善溫度管理技術(例如，減少熱彈性能量耗散)；圖22B是根據本發明某些方面的MEMS諧振器陣列另一個實施例一部分的放大頂 視圖，該MEMS諧振器陣列具有可以與圖IlC所示的諧振器陣列部分的多個體模式諧振器、 諧振器耦合部分、錨耦合部分和基底錨相同或相似的多個體模式諧振器、諧振器耦合部分、 錨耦合部分和基底錨，其中諧振器還包括開口、空隙或狹縫，用于改善可制造性(例如，在 開口、空隙或狹縫延伸諧振器的整個高度/厚度的那些情況下，更快釋放機械結構)和/或 改善溫度管理技術(例如，減少熱彈性能量耗散)；圖22C是根據本發明某些方面的MEMS諧振器陣列另一個實施例一部分的放大頂 視圖，該MEMS諧振器陣列具有可以與圖IlC所示的諧振器陣列部分的多個體模式諧振器、 諧振器耦合部分、錨耦合部分和基底錨相同或相似的多個體模式諧振器、諧振器耦合部分、 錨耦合部分和基底錨，其中諧振器還包括開口、空隙或狹縫，用于改善可制造性(例如，在 開口、空隙或狹縫延伸諧振器的整個高度/厚度的那些情況下，更快釋放機械結構)和/或 改善溫度管理技術(例如，減少熱彈性能量耗散)；圖22D是根據本發明某些方面的MEMS諧振器陣列另一個實施例一部分的放大頂 視圖，該MEMS諧振器陣列具有可以與圖IlC所示的諧振器陣列部分的多個體模式諧振器、諧振器耦合部分、錨耦合部分和基底錨相同或相似的多個體模式諧振器、諧振器耦合部分、 錨耦合部分和基底錨，其中諧振器還包括開口、空隙或狹縫，用于改善可制造性(例如，在 開口、空隙或狹縫延伸諧振器的整個高度/厚度的那些情況下，更快釋放機械結構)和/或 改善溫度管理技術(例如，減少熱彈性能量耗散)；圖23A是根據本發明某些方面的MEMS諧振器陣列另一個實施例一部分的放大頂 視圖，該MEMS諧振器陣列具有可以與圖IlC所示諧振器陣列部分的多個體模式諧振器、諧 振器耦合部分、錨耦合部分和基底錨相同或相似的多個體模式諧振器、諧振器耦合部分、錨 耦合部分和基底錨，其中錨耦合部分還包括開口、空隙或狹縫，用于改善可制造性和/或改 善溫度管理技術(例如，減少熱彈性能量耗散)；圖23B是根據本發明某些方面的MEMS諧振器陣列另一個實施例一部分的放大頂 視圖，該MEMS諧振器陣列具有可以與圖IlC所示的諧振器陣列部分的多個體模式諧振器、 諧振器耦合部分、錨耦合部分和基底錨相同或相似的多個體模式諧振器、諧振器耦合部分、 錨耦合部分和基底錨，其中諧振器和錨耦合部分還包括至少一個開口、空隙或狹縫，用于改 善可制造性(例如，在開口、空隙或狹縫延伸諧振器的整個高度/厚度的那些情況下，更快 釋放機械結構)和/或改善溫度管理技術(例如，減少熱彈性能量耗散)；圖23C是根據本發明某些方面的MEMS諧振器陣列另一個實施例一部分的放大頂 視圖，該MEMS諧振器陣列具有可以與圖IlC所示的諧振器陣列部分的多個體模式諧振器、 諧振器耦合部分、錨耦合部分和基底錨相同或相似的多個體模式諧振器、諧振器耦合部分、 錨耦合部分和基底錨，其中諧振器和錨耦合部分還包括開口、空隙或狹縫，用于改善可制造 性(例如，在開口、空隙或狹縫延伸諧振器的整個高度/厚度的那些情況下，更快釋放機械 結構)和/或改善溫度管理技術(例如，減少熱彈性能量耗散)；圖23D是根據本發明某些方面的MEMS諧振器陣列另一個實施例一部分的放大頂 視圖，該MEMS諧振器陣列具有可以與圖IlC所示的諧振器陣列部分的多個體模式諧振器、 諧振器耦合部分、錨耦合部分和基底錨相同或相似的多個體模式諧振器、諧振器耦合部分、 錨耦合部分和基底錨，其中諧振器和錨耦合部分還包括開口、空隙或狹縫，用于改善可制造 性(例如，在開口、空隙或狹縫延伸諧振器的整個高度/厚度的那些情況下，更快釋放機械 結構)和/或改善溫度管理技術(例如，減少熱彈性能量耗散)；圖24A-24D示出了根據本發明某些方面的MEMS諧振器陣列的各種實施例的頂視 圖，每個陣列具有多個體模式諧振器和一個或多個諧振器耦合部分，所述多個體模式諧振 器可以與圖3C的體模式諧振器相同或相似，所述諧振器耦合部分將多個諧振器的每個機 械耦合到多個體模式諧振器中的一個或多個其他諧振器；圖25A-25C示出了根據本發明某些方面的MEMS諧振器陣列的各種實施例的頂視 圖，每個陣列具有多個體模式諧振器和一個或多個諧振器耦合部分，所述多個體模式諧振 器可以與圖3D的體模式諧振器相同或相似，所述諧振器耦合部分將多個諧振器的每個機 械耦合到多個體模式諧振器中的一個或多個其他諧振器；圖26A-26B示出了根據本發明某些方面的MEMS諧振器陣列的各種實施例的頂視 圖，每個陣列具有多個體模式諧振器和一個或多個諧振器耦合部分，所述多個體模式諧振 器可以與圖3E的體模式諧振器相同或相似，所述諧振器耦合部分將多個諧振器的每個機 械耦合到多個體模式諧振器中的一個或多個其他諧振器；
圖27A示出了根據本發明某些方面的MEMS諧振器陣列一個實施例的頂視圖，該 MEMS諧振器陣列具有多個諧振器，每個諧振器都機械耦合到多個諧振器中一個或多個相鄰 諧振器，其中所述多個諧振器包括具有第一形狀的第一諧振器和具有不同于第一形狀的第 二形狀并機械耦合到第一諧振器的第二諧振器；圖27B示出了根據本發明某些方面的MEMS諧振器陣列一個實施例的頂視圖，該 MEMS諧振器陣列具有多個諧振器，每個諧振器都機械耦合到多個諧振器中一個或多個相鄰 諧振器，其中多個諧振器包括具有第一形狀的兩個諧振器和具有不同于第一形狀的第二形 狀并機械耦合到具有第一形狀的兩個諧振器的兩個諧振器；圖28A-28F是根據本發明某些方面的MEMS諧振器陣列各實施例部分的放大頂視 圖，每個MEMS諧振器陣列具有可以均與圖3A的體模式諧振器相同或相似的多個體模式諧 振器、諧振器耦合部分、錨定耦合部分和基底錨，示出了結合諧振器機械耦合技術各實施例 的錨定技術和應力/應變機構的各實施例；以及圖29是根據本發明某些方面的MEMS諧振器陣列一部分的一個實施例的透視圖， 該MEMS諧振器陣列具有可以均與圖3A的體模式諧振器相同或相似的多個體模式諧振器、 多個諧振器耦合部分、多個錨耦合部分和基底錨。
具體實施例方式這里描述和例示了很多發明以及這些發明的很多方面和實施例。在一個方面中，本發明涉及一種包括布置成陣列的多個體模式諧振器的微機電系 統。每個體模式諧振器都機械耦合到陣列中一個或多個(即，一個、一些或全部)其他體模 式諧振器。在一個實施例中，陣列中的每個諧振器都通過諧振器耦合部分機械耦合到至少 一個其他體模式諧振器。例如，諧振器耦合部分可以設置于陣列的兩個或更多諧振器之間 以機械耦合兩個或更多諧振器。在一個實施例中，陣列的每個體模式諧振器都機械耦合到 與該體模式諧振器相鄰的一個或多個其他體模式諧振器。在一個實施例中，陣列的每個體 模式諧振器都機械耦合到與該體模式諧振器相鄰的所有體模式諧振器。在這種實施例中， 陣列的每個諧振器都可以通過一個或多個諧振器耦合部分機械耦合到每個相鄰諧振器。在一個實施例中，多個體模式諧振器包括布置成NXM(其中N和M為整數)陣列 的多個體模式諧振器。在一個實施例中，多個體模式諧振器包括兩個機械耦合的、布置成線 性陣列的體模式諧振器。在另一個實施例中，多個體模式諧振器包括三個機械耦合的、布置 成L形陣列的體模式諧振器。在另一個實施例中，多個體模式諧振器包括三個機械耦合的、 布置成三角形陣列的體模式諧振器。在另一個實施例中，多個體模式諧振器包括四個機械 耦合的、布置成2X2陣列的體模式諧振器。在另一個實施例中，多個體模式諧振器包括四 個機械耦合的、布置成正方形陣列的體模式諧振器。在一個實施例中，陣列中的一個或多個體模式諧振器具有正方形和/或矩形形 狀。在另一實施例中，陣列中的一個或多個諧振器具有三角形形狀。在另一實施例中，陣列 中的一個或多個諧振器具有圓角正方形和/或圓角矩形形狀。在另一實施例中，陣列中的 一個或多個諧振器具有圓角三角形形狀。在一些實施例中，在被誘發時和/或在工作期間，陣列的每個諧振器都以體聲模 式振動。在一些實施例中，在被誘發時和/或在工作期間，每個諧振器都以包括膨脹和收縮
21的體聲模式振動。在一些實施例中，陣列的每個諧振器呈現出相同或基本相同的膨脹和收 縮。此外，在一些實施例中，在被誘發時或工作期間，每個諧振器以相同或基本相同的頻率 振蕩或振動。在一些實施例中，陣列中的一個、一些或全部諧振器在諧振器振動期間包括一個 或多個節點或區域(即，在一個或多個自由度上靜止、幾乎不運動和/或基本靜止的諧振器 部分(無論是從轉動和/或平動的角度來看))。在一些實施例中，一個或多個節點可以適 于和/或位于諧振器的一個或多個點或區域處，以允許通過這種節點將諧振器和/或陣列 機械耦合到基底，從而可以將損失到基底中的能量最小化、加以限制和/或減少，由此提高 諧振器和/或陣列的Q因數。值得注意的是，這種配置可以幫助最小化和/或減少陣列的 一個或多個諧振器的諧振塊和基底之間的應力和/或應變的傳送。在一些實施例中，一個或多個諧振器可以通過機械耦合于一個或多個節點和基底 之間的一個或多個錨耦合部分而機械耦合到基底。此外，在一些實施例中，每個諧振器在振動期間具有較穩定的或固定的重心。通過 這種方式，諧振器可以減少和/或避免能量損耗，陣列可以具有更高的Q因數。值得注意的是，本發明是在微機電系統的語境中描述的。不過，本發明不限于此。 相反，這里描述的發明適用于例如納米機電系統。于是，本發明涉及實施本發明中一個或多 個的微機電和納米機電(除非專門給出相反指定，這里統稱為“MEMS”)系統，例如，陀螺儀、 諧振器和/或加速度計。有很多種公知的微機電諧振器裝置。圖IA示出了一種這樣的諧振器裝置20的頂 視圖。這種諧振器裝置20包括經由耦合30a-30d和錨32a_32d錨定到基底24的體模式諧 振器22。諧振器22具有四個長度分別為La-Ld的外表面40a-40d。諧振器22還可以具有 中心42。在不工作(靜止)狀態下，該諧振器22具有如圖所示大致正方形形狀。在這種 狀態下，表面40a、40c平行于沿第一和第二方向44a、44b延伸的第一參考軸44。表面40b、 40d平行于沿第三和第四方向46a、46b延伸的第二參考軸46。表面40a-40d的每個還平行 于或基本平行于第三參考軸48 (圖1B)，第三參考軸沿第五和第六方向48a、48b延伸(圖 1B)。四個外表面40a-40d限定了四個角50a-50d。例如，第四外表面40d的第一端和 第一外表面40a的第一端限定第一角50a。第一外表面40a的第二端和第二外表面40b的 第一端限定第二角50b。第二外表面40b的第二端和第三外表面40c的第一端限定第三角 50c。第三外表面40c的第二端和第四外表面40d的第二端限定第四角50d。諧振器22還包括多個開口 52。在制造諧振器系統20時，開口 52便于從諧振器 22下方蝕刻和/或去除犧牲材料，使得諧振器22如下所述自由振動。諧振器還包括四個電極80a-80d。第一電極80a與外表面40a間隔開間隙82a。 第二電極80b與外表面40b間隔開間隙82b。第三電極80c與外表面40c間隔開間隙82c。 第四電極80d與外表面40d間隔開間隙82d。電極80a-80d和諧振器22共同限定四個電容。第一電極80a和諧振器22限定第 一電容。第二電極80b和諧振器22限定第二電容。第三電極80c和諧振器22限定第三電 容。第四電極80d和諧振器22限定第四電容。如下面進一步所述，將電極中的兩個，例如第一和第二電極80a、80b用作驅動電
22極。另兩個電極，例如第三和第四電極80c、80d用作感測電極。在不工作的靜止狀態下，諧 振器22以四個電極80a-80d之間為中心。在工作中，驅動電極，例如第一和第二電極80a、80b，分別經由信號線42a、42b接 收包括第一和第二信號D+、D-的差分激勵信號。激勵信號誘發時變的靜電力，該靜電力使 得諧振器22振動。如下文進一步所述，諧振器22在平面內在體聲模式(常稱為“體模式”)下振動。 振動可以是線性或基本線性的，例如，由線性、靜止微分運動方程描述。如果諧振器22具有 高“Q” (品質因數)因數，振動期間諧振器22的形狀主要取決于諧振器22的特性。除非另行指明，否則短語“以體模式振動”可以表示至少基本通過膨脹和/或收縮 而非通過彎曲來振動。例如，固體可以在至少一個方向/尺度(例如，“X”方向)上收縮， 并沿至少一個方向/維度(例如，“y”和/或“ζ”方向)膨脹。固體可以在至少一個方向 /尺度(例如，“χ”方向)上膨脹，并沿至少一個方向/維度(例如，“y”和/或“ζ”方向) 收縮。實際上，固體可以沿所有方向/尺度收縮(提供非常高的頻率)。需要指出，盡管下面的論述描述了一個方向上的收縮/膨脹，但諧振器可以沿超 過一個方向/維度(例如，在“χ”和“y”方向上同時)膨脹和/或收縮。在這一實施例中， 在可能對高頻下降低噪聲有利的頻率模式下驅動諧振器。可以通過驅動適當電極來“選擇” 這一模式。在一些實施例中，至少百分之九十的振動是膨脹和/或收縮而非彎曲的結果，更 優選地，全部或基本全部振動都是膨脹和/或收縮而非彎曲的結果。類似地，除非另有說 明，短語“體模式諧振器”表示以體模式振動的諧振器。參考圖1C，在振動的第一階段中，諧振器22(i)沿第一和第二方向44a、44b收縮， 并(ii)沿第三和第四方向46a、46b膨脹，造成諧振器22的第一狀態。沿第一和第二方向 44a,44b的收縮導致第二和第四間隙82b、82d尺寸增大。沿第三和第四方向46a、46b的膨 脹導致第一和第三間隙82a、82c尺寸減小。為了比較，虛線40a，_40d，分別示出了在靜止 狀態下表面40a-40d的形狀和位置。參考圖1D，在振動的第二階段中，諧振器22(i)沿第一和第二方向44a、44b膨脹， 并(ii)沿第三和第四方向46a、46b收縮，造成諧振器22的第二狀態。沿第一和第二方向 44a,44b的膨脹導致第二和第四間隙82b、82d尺寸減小。沿第三和第四方向46a、46b的收 縮導致第一和第三間隙82a、82c尺寸增大。如上所述，虛線40a，_40d，分別示出了在靜止 狀態下表面40a-40d的形狀和位置。振動在感測電極，例如第三和第四電極80c、80d以及耦合到其上的信號線42c、 42d處造成了表示振動的差分信號，該差分信號包括第一和第二信號S+、S-。差分信號S+、 S-例如形式可以為差分電壓和/或差分電流。例如，在第一振動階段中，第四間隙82d尺寸增大導致第四電容(即，由第四電極 80d和諧振器22限定)的大小減小，這又導致電流進出第四電極80d以及第四電極80d的電 壓與之相應變化。第三間隙82c尺寸減小導致第三電容(即，由第三電極80c和諧振器22 限定)的大小增大，這又導致電流進出第三電極80dc以及第三電極80c的電壓與之相應變 化。在第二振動階段中，第四間隙82d尺寸減小導致第四電容(S卩，由第四電極80d和諧振 器22限定)的大小增大，這又導致電流進出第四電極80d以及第四電極80d的電壓與之相應變化。第三間隙82c尺寸增大導致第三電容(即，由第三電極80c和諧振器22限定)的 大小減小，這又導致電流進出第三電極80dc以及第三電極80c的電壓與之相應變化。差分 信號S+、S-的大小至少部分取決于每個振動階段中第三電容的變化大小和第四電容的變 化大小，即，諧振器22和感測電極，例如第三和第四電極80c、80d之間電容性換能的大小。如上所述，本發明的一個方面涉及一種包括布置成陣列的多個體模式諧振器的微 機電系統。每個體模式諧振器都機械耦合到陣列中一個或多個其他體模式諧振器。參考圖2A，在一個實施例中，MEMS諧振器陣列120包括多個體模式諧振器，例如體 模式諧振器122a-d，以及一個或多個諧振器耦合部分126。多個體模式諧振器122a_122d 被布置成NXM(其中N和M為整數)陣列。經由一個或多個諧振器耦合部分126將每個體 模式諧振器122a-122d機械耦合到MEMS諧振器陣列120的每一相鄰體模式諧振器。通過 這種方式，MEMS諧振器陣列120的每個體模式諧振器耦合到MEMS諧振器陣列120的每一相 鄰體模式諧振器。在圖示的實施例中，例如，諧振器122&和諧振器122b通過設置于諧振器 122a和諧振器122b之間的耦合部分126機械耦合。諧振器122b和諧振器122c通過設置 于諧振器122b和諧振器122c之間的耦合部分126機械耦合。諧振器122c和諧振器122d 通過設置于諧振器122c和諧振器122d之間的耦合部分126機械耦合。諧振器122d和諧 振器122a通過設置于諧振器122d和諧振器122a之間的耦合部分126機械耦合。參考圖2B，在另一實施例中，MEMS諧振器陣列120包括多個體模式諧振器 122a-1221和多個諧振器耦合部分126。多個體模式諧振器122a_1221被布置成NXM(其中 N和M為整數)陣列。經由一個或多個諧振器耦合部分126將每個體模式諧振器122a-1221 機械耦合到MEMS諧振器陣列120的至少一個相鄰體模式諧振器。在圖示的實施例中，例如， 諧振器122e機械耦合到相鄰諧振器122b、122d、122f和122h。相比之下，諧振器122h機械 耦合到相鄰的諧振器122e和122k。諧振器122h未耦合到相鄰諧振器122g和122i。參考圖2C，在一個實施例中，MEMS諧振器陣列120包括布置成線性陣列的多個體 模式諧振器122a-122b。諧振器122a和諧振器122b通過設置于諧振器122a和諧振器122b 之間的耦合部分126機械耦合。參考圖2D-2F，在其他實施例中，MEMS諧振器陣列120包括分別布置成L形陣 列(參見圖2D)、線性陣列(參見圖2E)和三角形陣列(圖2F)的多個體模式諧振器 122a-122c。在這些實施例中，諧振器122a和諧振器122b通過設置于諧振器122a和諧振器 122b之間的耦合部分126機械耦合。諧振器122b和諧振器122c通過設置于諧振器122b 和諧振器122c之間的耦合部分126機械耦合。此外，在圖2F的實施例中，諧振器122c和 諧振器122a通過設置于諧振器122c和諧振器122a之間的耦合部分126機械耦合。參考圖2G，在另一個實施例中，MEMS諧振器陣列120包括布置成2X2陣列的多個 體模式諧振器122a-122d。在圖示的實施例中，2 X 2陣列具有矩形形狀。諧振器122a和諧 振器122b通過設置于諧振器122a和諧振器122b之間的耦合部分126機械耦合。諧振器 122b和諧振器122c通過設置于諧振器122b和諧振器122c之間的耦合部分126機械耦合。 諧振器122c和諧振器122d通過設置于諧振器122c和諧振器122d之間的耦合部分126機 械耦合。諧振器122d和諧振器122a通過設置于諧振器122d和諧振器122a之間的耦合部 分126機械耦合。在一些實施例中，諧振器陣列的體模式諧振器中的兩個通過兩個或更多諧振器耦合部分機械耦合。例如，參考圖2H，在另一個實施例中，MEMS諧振器陣列120包括多個體模式諧振 器，例如第一和第二體模式諧振器122a-122b。第一體模式諧振器122a通過設置于第一和 第二體模式諧振器122a-122b之間的第一諧振器耦合部分126機械耦合到第二體模式諧振 器122b。第一體模式諧振器122a還通過設置于第一和第二體模式諧振器122a_122b之間 的第二諧振器耦合部分126機械耦合到第二體模式諧振器122b。圖3A-3B分別是根據本發明某些方面的體模式諧振器122 —個實施例的頂視圖和 示意透視圖，可以將其用于圖2A-2G的MEMS諧振器陣列中。在這一實施例中，諧振器122 具有第一和第二主外表面134、136 (例如分別設置于諧振器122的頂部和底部)以及設置 于諧振器122側面的四個外表面140a-140d。第一和第二外表面140a、140b分別設置于諧 振器122的第一和第二側面上。第三外表面140c設置于諧振器122中與諧振器122的第 一側面相對的第三側面上。第四外表面140d設置于諧振器122中與諧振器122的第二側 面相對的第四側面上。諧振器122還可以具有中心142。在不工作(靜止)狀態下，諧振器122具有正方形形狀或大致正方形形狀，外表 面140a-140d平直或至少基本平直，長度分別為La-Ld，彼此相等或至少基本相等。在這種 狀態下，第一和第三外表面140a、140c取向為平行于或至少基本平行于沿第一和第二方向 144a、144b延伸的第一參考軸144。第二和第四外表面140b、140d取向為平行于或至少基 本平行于沿第三和第四方向146a、146b延伸的第二參考軸146，第三和第四方向垂直于第 一和第二方向。第一和第三外表面140a、140c分別面對第三和第四方向146a、146b。第二 和第四外表面140b、140d分別面向第一和第二方向144a、144b。表面140a_140d也取向成 平行于或基本平行于沿第五和第六方向148a、148b (圖3B)延伸的第三參考軸148 (圖3B)， 第五和第六方向垂直于第一和第二方向。第一和第二主外表面134、136分別面向第五和第 六方向148a、148b，并取向為平行于或基本平行于第一參考軸144和第二參考軸146。需要指出，盡管描述和圖示了第一、第二和第三參考軸，但諧振器122和/或諧振 器陣列120可以有或沒有任何軸。于是，在一些實施例中，諧振器122和/或諧振器陣列 120可以具有少于三個軸和/或根本沒有軸。四個外表面140a-140d限定了四個角150a-150d。例如，第四外表面140d的第一 端和第一外表面140a的第一端限定第一角150a。第一外表面140a的第二端和第二外表 面140b的第一端限定第二角150b。第二外表面140b的第二端和第三外表面140c的第一 端限定第三角150c。第三外表面140c的第二端和第四外表面140d的第二端限定第四角 150d。諧振器122還包括多個開口 152。在制造諧振器系統120時，開口 152便于從諧振 器122下方蝕刻和/或去除犧牲材料，從而釋放諧振器122并使得諧振器122如下所述自
由振動。圖3C、3F分別是根據本發明某些方面的體模式諧振器122另一個實施例的頂視圖 和側視圖，可以將其用于圖2A-2G的MEMS諧振器陣列中。在這一實施例中，諧振器122具有 第一和第二主外表面134、136 (例如分別設置于諧振器122的頂部和底部)以及設置于諧 振器122側面的三個外表面140a-140c。諧振器122還可以具有中心142。在不工作(靜 止)狀態下，該諧振器122具有三角形形狀或基本三角形形狀，外表面140a-140c平直或至少基本平直，長度分別為La-Lc，彼此相等或至少基本相等。圖3D示出了可用于圖2A-2G所示MEMS諧振器陣列120中的諧振器122的另一實 施例。在不工作(安靜)狀態下，諧振器122具有由經彎曲外表面連接的四個平直或基本 平直的外表面140a-140d形成的圓角正方形或基本圓角正方形的形狀。圖3E示出了可用于圖2A-2G所示MEMS諧振器陣列120中的諧振器122的另一實 施例。在不工作狀態下，諧振器122具有由經三個彎曲外表面連接的三個平直或基本平直 的外表面140a-140c形成的圓角三角形或基本圓角三角形的形狀。在本發明的一些方面中，在MEMS諧振器陣列120中采用了以Lutz等人的名義與 本發明在同一日期提交的題為“MEMS Resonator Structure and Method”的非臨時專利申 請(在下文中稱為“MEMS諧振器結構和方法的專利申請”)中描述和圖示的一種或多種結 構和/或技術。例如，在一些實施例中，MEMS諧振器陣列120中采用的一個或多個諧振器 122包括與MEMS諧振器結構和方法的專利申請中描述和/或圖示的一個或多個諧振器50 中采用的諧振器塊52相同和/或相似的MEMS諧振器。為了簡潔起見，將不再重復MEMS諧振器結構和方法的專利申請中描述和/或圖示 的結構和方法。不過，要明確指出，通過引用將MEMS諧振器結構和方法的專利申請的全部 內容并入本文，包括例如所有發明/實施例的特征、屬性、備選方案、材料、技術和/或優點， 但除非另有說明，本發明的各方面和/或實施例不限于這些特征、屬性、備選方案、材料、技 術和/或優點。需要指出，在本發明的一個方面中，體模式諧振器的陣列采用兩個或更多體模式 諧振器，每個體模式諧振器均可以具有現在已知或將來開發的任何形狀。此外，兩個或更多 諧振器中的每一個可以具有與兩個或更多體模式諧振器的其他諧振器中的一個或多個相 同和/或不同的形狀。體模式諧振器122的特征(例如尺寸、形狀、密度)可以決定體模式諧振器122的 一個或多個諧振頻率。表1針對體模式諧振器122的一個實施例提供了諧振頻率和示范性尺度，該體模 式諧振器122具有正方形形狀，處于不工作狀態，且是由多晶硅材料制造的。整個諧振器 122以同一頻率振蕩或振動。
權利要求
一種MEMS陣列結構，包括包括第一體模式諧振器和第二體模式諧振器的多個體模式諧振器；以及至少一個諧振器耦合部分，包括設置于所述第一體模式諧振器和所述第二體模式諧振器之間的第一諧振器耦合部分，以機械耦合所述第一體模式諧振器和所述第二體模式諧振器。
2.根據權利要求1所述的MEMS，其中，所述第一體模式諧振器包括節點，所述第二體模 式諧振器包括節點，并且所述第一諧振器耦合部分設置于所述第一體模式諧振器的所述節 點和所述第二體模式諧振器的所述節點之間。
3.根據權利要求1所述的MEMS陣列結構，其中，所述第一體模式諧振器和所述第二體 模式諧振器耦合到公共基底錨。
4.根據權利要求1所述的MEMS陣列結構，還包括至少一個錨耦合部分，包括設置于所 述至少一個諧振器耦合部分和所述基底錨之間的第一錨耦合部分。
5.根據權利要求4所述的MEMS，其中，所述第一錨耦合部分包括至少一個應力/應變 釋放機構。
6.根據權利要求4所述的MEMS，其中，所述第一錨耦合部分包括彈簧。
7.根據權利要求1所述的MEMS陣列結構，其中，所述多個體模式諧振器具有第一振動 狀態，其中所述第一體模式諧振器至少部分沿第一方向和第二方向中的至少一個方向收縮 并且至少部分沿第三方向和第四方向中的至少一個方向膨脹，并且其中所述第二體模式諧 振器至少部分沿所述第一方向和所述第二方向中的至少一個方向膨脹并且至少部分沿所 述第三方向和所述第四方向中的至少一個方向收縮，其中所述第二方向與所述第一方向相 反，所述第四方向和所述第三方向相反。
8.根據權利要求7所述的MEMS陣列結構，其中，所述第三方向和所述第四方向垂直于 所述第一方向和所述第二方向。
9.根據權利要求8所述的MEMS陣列結構，其中，所述多個體模式諧振器具有第二振動 狀態，其中所述第一體模式諧振器至少部分沿所述第一方向和所述第二方向中的至少一個 方向膨脹并且至少部分沿所述第三方向和所述第四方向中的至少一個方向收縮，并且其中 所述第二體模式諧振器至少部分沿所述第一方向和所述第二方向中的至少一個方向收縮 并且至少部分沿所述第三方向和所述第四方向中的至少一個方向膨脹。
10.根據權利要求1所述的MEMS陣列結構，其中，所述第一體模式諧振器的振動誘發所 述第二體模式諧振器的振動。
11.根據權利要求1所述的MEMS陣列結構，還包括多個感測電極，以提供表示所述多個 體模式諧振器中的至少一個的振動的感測信號。
12.根據權利要求11所述的MEMS陣列結構，其中，所述感測信號包括差分感測信號。
13.根據權利要求11所述的MEMS陣列結構，還包括感測電路，以接收所述感測信號并 且響應于所述感測信號提供輸出信號。
14.根據權利要求13所述的MEMS陣列結構，其中，所述輸出信號包括差分輸出信號。
15.根據權利要求13所述的MEMS陣列結構，還包括多個驅動電極，用于接收驅動信號， 以便誘使所述多個體模式諧振器中的至少一個振動。
16.根據權利要求15所述的MEMS陣列結構，還包括驅動電路，以接收所述輸出信號并響應于所述輸出信號提供驅動信號。
17.根據權利要求15所述的MEMS陣列結構，其中，所述驅動信號包括差分驅動信號。
18.根據權利要求1所述的MEMS陣列結構，還包括第一多個電極和第二多個電極，所述 第一多個電極與所述第一體模式諧振器并排設置，所述第二多個電極與所述第二體模式諧 振器并排設置。
19.根據權利要求18所述的MEMS陣列結構，其中，所述第一多個電極包括至少一個電 極用于感測所述第一體模式諧振器的振動。
20.根據權利要求18所述的MEMS陣列結構，其中，所述第二多個電極包括至少一個電 極用于接收驅動信號，以便誘發所述第二體模式諧振器的振動。
21.根據權利要求18所述的MEMS陣列結構，其中，所述第一多個電極包括第一電極、第 二電極、第三電極和第四電極，所述第二多個電極包括第一電極、第二電極、第三電極和第 四電極。
22.根據權利要求18所述的MEMS陣列結構，其中，所述第一體模式諧振器包括第一外 表面和第二外表面，所述第二體模式諧振器包括第一外表面和第二外表面，所述第一多個 電極包括第一電極和第二電極，所述第一多個電極中的所述第一電極與所述第一體模式諧 振器的所述第一外表面并排設置，所述第一多個電極中的所述第二電極與所述第一體模式 諧振器的所述第二外表面并排設置，所述第二多個電極包括第一電極和第二電極，所述第 二多個電極中的所述第一電極與所述第二體模式諧振器的所述第一外表面并排設置，所述 第二多個電極中的所述第二電極與所述第二體模式諧振器的所述第二外表面并排設置。
23.根據權利要求22所述的MEMS陣列結構，其中，所述第一體模式諧振器還包括第三 外表面，所述第二體模式諧振器還包括第三外表面，所述第一多個電極還包括與所述第一 體模式諧振器的所述第三外表面并排設置的第三電極，所述第二多個電極還包括與所述第 二體模式諧振器的所述第三外表面并排設置的第三電極。
24.根據權利要求23所述的MEMS陣列結構，其中，所述第一體模式諧振器還包括第四 外表面，所述第二體模式諧振器還包括第四外表面，所述第一多個電極還包括與所述第一 體模式諧振器的所述第四外表面并排設置的第四電極，所述第二多個電極還包括與所述第 二體模式諧振器的所述第四外表面并排設置的第四電極。
25.根據權利要求18所述的MEMS陣列結構，還包括第三體模式諧振器和第三多個電 極，所述第三多個電極與所述第三體模式諧振器并排設置，所述至少一個諧振器耦合部分 還包括設置于所述第二體模式諧振器和所述第三體模式諧振器之間的第二諧振器耦合部 分，以機械耦合所述第二體模式諧振器和所述第三體模式諧振器。
26.根據權利要求25所述的MEMS陣列結構，其中，所述第三多個電極包括第一電極、第 二電極、第三電極和第四電極。
27.根據權利要求26所述的MEMS陣列結構，還包括第四體模式諧振器和第四多個電 極，所述第四多個電極與所述第四體模式諧振器并排設置，所述至少一個諧振器耦合部分 還包括設置于所述第三體模式諧振器和所述第四體模式諧振器之間的第三諧振器耦合部 分，以機械耦合所述第三體模式諧振器和所述第四體模式諧振器。
28.根據權利要求27所述的MEMS陣列結構，其中，所述第四多個電極包括第一電極、第 二電極、第三電極和第四電極。
29.根據權利要求18所述的MEMS陣列結構，其中，所述第一多個電極包括第一電極和 第二電極，所述第一電極和所述第一體模式諧振器限定電容，如果所述第一體模式諧振器 處于第一振動狀態，則所述第一電極和所述第一體模式諧振器限定的電容具有第一大小， 如果所述第一體模式諧振器處于第二振動狀態，則具有第二大小。
30.一種MEMS陣列結構，包括包括第一諧振器和第二諧振器的多個諧振器，其中，所述多個諧振器具有第一振動狀 態，其中所述第一諧振器至少部分沿第一方向和第二方向中的至少一個方向收縮并且至少 部分沿第三方向和第四方向中的至少一個方向膨脹，并且其中所述第二諧振器至少部分沿 所述第一方向和所述第二方向中的至少一個方向膨脹并且至少部分沿所述第三方向和所 述第四方向中的至少一個方向收縮，其中，所述第二方向與所述第一方向相反，所述第四方 向和所述第三方向相反；以及至少一個諧振器耦合部分，包括設置于所述第一諧振器和所述第二諧振器之間的第一 諧振器耦合部分，以機械耦合所述第一諧振器和所述第二諧振器。
31.根據權利要求30所述的MEMS陣列結構，其中，所述第三方向和所述第四方向垂直 于所述第一方向和所述第二方向。
32.根據權利要求30所述的MEMS陣列結構，其中，所述多個諧振器具有第二振動狀態， 其中所述第一諧振器至少部分沿所述第一方向和所述第二方向中的至少一個方向膨脹并 且至少部分沿所述第三方向和所述第四方向中的至少一個方向收縮，并且所述第二諧振器 至少部分沿所述第一方向和所述第二方向中的至少一個方向收縮并且至少部分沿所述第 三方向和所述第四方向中的至少一個方向膨脹。
33.根據權利要求32所述的MEMS陣列結構，其中，所述第三方向和所述第四方向垂直 于所述第一方向和所述第二方向。
34.一種MEMS陣列結構，包括包括第一體模式諧振器和第二體模式諧振器的多個體模式諧振器；與所述第一體模式諧振器并排設置的第一多個電極；以及與所述第二體模式諧振器并排設置的第二多個電極，其中，所述第一多個電極中的至 少一個電極耦合到所述第二多個電極中的至少一個電極。
35.根據權利要求34所述的MEMS陣列結構，還包括耦合到所述第一多個電極中的所述 至少一個電極和所述第二多個電極中的所述至少一個電極的電路。
36.一種MEMS陣列結構，包括包括第一體模式諧振器和第二體模式諧振器的多個體模式諧振器；用于接收驅動信號并誘發所述第一體模式諧振器的振動的第一多個電極；以及用于接收所述驅動信號并誘發所述第二體模式諧振器的振動的第二多個電極，其中， 所述第一多個電極中的至少一個電極耦合到所述第二多個電極中的至少一個電極。
37.根據權利要求36所述的MEMS陣列結構，還包括用于提供所述驅動信號的驅動電路。
38.一種MEMS陣列結構，包括包括第一體模式諧振器和第二體模式諧振器的多個體模式諧振器；用于感測所述第一體模式諧振器的振動的第一多個電極；用于感測所述第二體模式諧振器的振動的第二多個電極；并且 其中，所述第一多個電極中的至少一個耦合到所述第二多個電極中的至少一個。
39.根據權利要求38所述的MEMS陣列結構， 還包括耦合到所述第一多個電極和所述第 二多個電極的感測電路，以提供輸出信號。
全文摘要
布置成N×M MEMS陣列結構的諧振器包括由彎曲/圓角部分連接的基本平直延伸的梁部分，并經由耦合部分機械耦合到陣列的至少一個相鄰諧振器，每個細長梁部分經由彎曲/圓角部分在遠端連接到另一細長梁部分，形成幾何形狀，耦合部分設置于相鄰諧振器的細長梁部分之間。在被誘發時，諧振器在組合的伸長/呼吸和彎曲模式下以基本相同的頻率振動，(即，梁部分表現出像伸長/呼吸那樣和像彎曲那樣的運動)。一個或多個陣列結構的諧振器可以在結構的彎曲部分的一個或多個區域中包括一個或多個節點(即，基本靜止和/或幾乎不運動)，這些是將諧振器/陣列錨定到基底的適當和/或優選位置。
文檔編號H03H9/46GK101946410SQ200880126943
公開日2011年1月12日 申請日期2008年11月26日 優先權日2007年12月18日
發明者A·帕特里奇, M·盧茨, 潘志宇 申請人:羅伯特·博世有限公司