[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>: 201811643072.2
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN111384915A
• 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。在形成有控制電路的器件晶圓的背面上形成壓電諧振片，以及進(jìn)一步利用半導(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，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正面上，實現(xiàn)晶體諧振器、控制電路和半導(dǎo)體芯片的集成設(shè)置。如此，不僅有利于提高晶體諧振器的集成度，并且還可實現(xiàn)片上調(diào)制晶體諧振器的參數(shù)。同時，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。

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?；谌缟纤龅木w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方法，包括：

提供器件晶圓，所述器件晶圓中形成有控制電路；

在所述器件晶圓中形成下空腔，所述下空腔具有位于所述器件晶圓背面的開口；

在所述器件晶圓的背面上形成包括上電極、壓電晶片和下電極的壓電諧振片，所述壓電諧振片對應(yīng)所述下空腔，以及形成第一連接結(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；

在所述器件晶圓的背面上形成封蓋層，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；以及，

在所述器件晶圓的正面上鍵合半導(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，所述下空腔具有位于所述器件晶圓背面的開口；

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背面上并對應(yīng)所述下空腔；

第一連接結(jié)構(gòu)，形成在所述器件晶圓上，用于使所述壓電諧振片的上電極和下電極均與所述控制電路電性連接；以及，

封蓋層，形成在所述器件晶圓的背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正面上；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。