[發(fā)明專利]晶體諧振器與控制電路的集成結(jié)構(gòu)及其集成方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811643071.8
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN111384914A
• 公開（公告）日: 2020-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 秦曉珊
• 申請（專利權(quán)）人: 中芯集成電路（寧波）有限公司上海分公司
• 主分類號: H03H9/205
• 分類號: H03H9/205;H03H3/02
• 代理公司: 上海思微知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 曹廷廷

本發(fā)明提供了一種晶體諧振器與控制電路的集成結(jié)構(gòu)及其集成方法。通過在形成有控制電路的器件晶圓中形成下空腔，并將壓電諧振片形成在器件晶圓的正面上，以及利用半導(dǎo)體平面工藝形成封蓋層以將壓電諧振片封蓋在上空腔中構(gòu)成諧振器。并且，還可將半導(dǎo)體芯片進(jìn)一步鍵合至同一器件晶圓的背面上，有利于進(jìn)一步提高晶體諧振器的集成度，并實(shí)現(xiàn)片上調(diào)制晶體諧振器的參數(shù)。相比于傳統(tǒng)的晶體諧振器，本發(fā)明中的晶體諧振器具備更小的尺寸，有利于降低晶體諧振器的功耗，以及本發(fā)明中的晶體諧振器也更易于與其他半導(dǎo)體元器件集成，從而能夠提高器件的集成度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種晶體諧振器與控制電路的集成結(jié)構(gòu)及其集成方法。

背景技術(shù)

晶體諧振器是利用壓電晶體的逆壓電效應(yīng)制成的諧振器件，是晶體振蕩器和濾波器的關(guān)鍵元件，被廣泛應(yīng)用于高頻電子信號，實(shí)現(xiàn)精確計時、頻率標(biāo)準(zhǔn)和濾波等測量和信號處理系統(tǒng)中必不可少的頻率控制功能。

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展，以及集成電路的普及，各種元器件的尺寸也趨于小型化。然而，目前的晶體諧振器不僅難以與其他半導(dǎo)體元器件集成，并且晶體諧振器的尺寸也較大。

例如，目前常見的晶體諧振器包括表面貼裝型晶體諧振器，其具體是將基座和上蓋通過金屬焊接(或者，粘接膠)粘合在一起，以形成密閉腔室，晶體諧振器的壓電諧振片位于所述密閉腔室中，并且使壓電諧振片的電極通過焊盤或者引線與相應(yīng)的電路電性連接。基于如上所述的晶體諧振器，其器件尺寸很難進(jìn)一步縮減，并且所形成的晶體諧振器還需要通過焊接或者粘合的方式與對應(yīng)的集成電路電性連接，從而進(jìn)一步限制了所述晶體諧振器的尺寸。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種晶體諧振器與控制電路的集成方法，以解決現(xiàn)有的晶體諧振器其尺寸較大且不易于集成的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種晶體諧振器與控制電路的集成結(jié)構(gòu)，包括：

提供一器件晶圓，所述器件晶圓中形成有控制電路；

從所述器件晶圓的正面刻蝕所述器件晶圓，以形成所述晶體諧振器的下空腔；

在所述器件晶圓的正面上形成包括上電極、壓電晶片和下電極的壓電諧振片，所述壓電諧振片位于所述下空腔的上方，以及形成第一連接結(jié)構(gòu)，所述壓電諧振片的上電極和下電極通過所述第一連接結(jié)構(gòu)電性連接至所述控制電路；

在所述器件晶圓的正面上形成封蓋層，所述封蓋層遮罩所述壓電諧振片，并與所述壓電諧振片及所述器件晶圓圍成所述晶體諧振器的上空腔；

在所述器件晶圓的背面上鍵合半導(dǎo)體芯片，以及形成第二連接結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體芯片通過所述第二連接結(jié)構(gòu)電性連接至所述控制電路。

本發(fā)明的又一目的在于提供一種晶體諧振器與控制電路的集成結(jié)構(gòu)，包括：

器件晶圓，所述器件晶圓中形成有控制電路，以及在所述器件晶圓中還形成有下空腔，所述下空腔暴露于所述器件晶圓的正面；

壓電諧振片，包括上電極、壓電晶片和下電極，所述壓電諧振片形成在所述器件晶圓的正面上并對應(yīng)所述下空腔；

第一連接結(jié)構(gòu)，用于使所述壓電諧振片的上電極和下電極電連接至所述控制電路；

封蓋層，形成在所述器件晶圓的正面上并遮罩所述壓電諧振片，并且所述封蓋層還與所述壓電諧振片及所述器件晶圓圍成上空腔；

半導(dǎo)體芯片，鍵合在所述器件晶圓的背面上；以及，

第二連接結(jié)構(gòu)，用于使所述半導(dǎo)體芯片電連接至所述控制電路。