[實用新型]一種增加能量閉鎖效益的石英壓電晶片及晶圓

有效

• 申請號: 202020206680.3
• 申請日: 2020-02-25
• 公開（公告）號: CN211183922U
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 李宗杰
• 申請（專利權）人: 廣東惠倫晶體科技股份有限公司
• 主分類號: H03H9/19
• 分類號: H03H9/19;H03H1/00
• 代理公司: 廣東莞信律師事務所 44332
• 代理人: 鐘宇宏

本實用新型提供一種增加能量閉鎖效益的石英壓電晶片及晶圓，該晶圓包括陣列排布的石英壓電晶片，所述石英壓電晶片具有一基底，所述基底一端的上表面與下表面對稱設置有凹槽，所述凹槽中部設置有凸臺，所述凸臺的高度小于凹槽的深度。該石英壓電晶片具有凹槽式雙凸臺晶體結構，凸臺與基底邊緣之間的凹槽區域形成晶片第一能陷區；凸臺為晶片的主振蕩區，且凸臺的高度小于凹槽的深度，形成晶片的第二能陷區；所以，該石英壓電晶片的凹槽式雙凸臺結構在晶片上形成了雙重能陷效果，大幅度增加了晶片的能量閉鎖效益，從而降低了整個晶片的阻抗，最終使得整個晶振具有非常好的低頻物理特性。

技術領域

本實用新型涉及壓電晶片技術領域，尤其涉及一種增加能量閉鎖效益的石英壓電晶片及晶圓。

背景技術

石英光刻化晶體泛指以光刻技術在石英晶圓表面進行結構加工之晶圓，包含凸起型(Mesa)、凹陷型(Inverted Mesa)之立體結構。傳統工藝以機械研磨制程開發小型化石英晶體，除物理性質上有其尺寸極限外，小型化帶來的阻抗增加或良率降低等因素，都將會是瓶頸。技術上，低頻的小型石英晶體也需要倒邊(Bevel)，亦即削薄石英晶體邊緣，才能達到有效的能陷(Energy Trapping)，增加能量閉鎖效益。因此，在制造超小型石英晶體及低頻石英晶體時，對于單純仰賴傳統研磨法制造石英晶體的廠商來說，將會是發展小型石英晶體產品時，最主要的技術鴻溝。

目前市面上所見晶片設計形貌，皆是以對單一晶片邊框周圍進行蝕刻鏤空后，并且鍍上上表面與下表面的電極，再以撥斷晶片方式，將晶片一顆顆取下，此方法主要是因為石英晶圓的厚度較薄，在小型化趨勢發展下而開發的制程，其優點為晶片邊框的精度與鍍上電極的精度，都是光刻等級的精密程度，得以確保批量生產的一致性；其缺點為必須預留蝕刻鏤空區與芯片支撐區的空間而導致每片石英光刻化晶圓可生產的芯片數量大幅減少約30-50％。另一種方法就如同半導體晶圓切割方式：將已經完成蝕刻的石英晶體利用切割的方式一顆顆取下，因無側邊電極，會有芯片上、下電極無法導通的問題，進而無法量測，而必須仰賴后續制程。現有技術中，專利名稱為石英光刻化晶圓及切割技術(公開號：CN110027123A，公開日：2019-07-19)的說明書公開了關于如何通過光刻化和激光切割生產超小型石英晶體，并大幅度提高了晶圓的晶片數量；同時，該現有技術僅針對高頻(50MHz)小型石英晶片，但并未針對低頻小型石英晶片的能量閉鎖效益進行有效的改進，所以對其進行改進顯得尤為必要。

實用新型內容

本實用新型提供一種增加能量閉鎖效益的石英壓電晶片，解決了小型晶片對于諧振頻率較低時難以增加能量閉鎖效益的技術問題。

為了解決上述技術問題，本實用新型所采取的技術方案為：一種增加能量閉鎖效益的石英壓電晶片，所述石英壓電晶片具有一基底，所述基底一端的上表面與下表面對稱設置有凹槽，所述凹槽中部設置有凸臺，所述凸臺的高度小于凹槽的深度。

進一步地，所述凸臺的高度為h，所述凹槽的深度為d，且滿足以下條件式：

h/d＝0.1～0.9。

優選地，h/d＝0.8。

優選地，所述凹槽的深度為1～30微米。

進一步地，還包括第一電極膜和第二電極膜，所述第一電極膜設置在所述凸臺的表面，所述第二電極膜設置在遠離凹槽的另一端，且該第二電極膜包括第一引腳和第二引腳，所述第一引腳和第二引腳分離且絕緣設置，所述第一引腳與所述第一電極膜通過導電薄膜電性連接。

更進一步地，所述基底靠近第一引腳與第二引腳處分別設置有第一缺口和第二缺口，所述第一缺口的表面設置有第三電極膜，所述第二缺口的表面設置有第四電極膜，所述第三電極膜與第一引腳電性連接，所述第四電極膜與第二引腳電性連接。

優選地，所述凹槽為圓形凹槽或矩形凹槽。

優選地，所述凸臺為圓形凸臺或矩形凸臺。