Der Markt für Resonatoren wird seit Jahrzehnten von Quarzen dominiert. Sie sind preiswert herzustellen, haben eine hohe Frequenz- und Temperaturkonstanz und ein geringes Phasenrauschen. Nachteilig ist, dass sie sich nicht auf Silizium-Wafer integrieren lassen und sich eine weitere Miniaturisierung problematisch gestaltet. Zudem reagieren sie kritisch auf Hitze, Stoß und Vibration.

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MEMS-Oszillatoren für den Frequenzbereich bis 100 MHz, Foto: arrowce.de

Diese Nachteile, vor allem die der Miniaturisierung und der Produktionstechnik, sollen mikrosystemtechnische Resonatoren umgehen. Dank spezieller technologischer Verfahren konnten Silizium-MEMS-Resonatoren entwickelt werden, die die auf mechanischen Volumenwellen basierende Techniken der Bulk Acoustic Wave (BAW) benutzen. Sie sind wesentlich kleiner sind als Quarze und haben vergleichbare Eigenschaften in Bezug auf die Frequenzstabilität. Die derzeit realisierbaren Resonanzfrequenzen liegen zwischen 10 MHz und reichen bis über 1 GHz. Mit 400 µm haben sie nur ein Zehntel der Quarzgröße und mit unter 1 ppm für die Langzeitstabilität sind sie auch in diesem Wert den Quarzen überlegen. Zudem ist der Leistungsverbrauch von MEMS-Resonatoren oder MEMS-Oszillatoren geringer als der von vergleichbaren Quarzoszillatoren.