【技术实现步骤摘要】
晶体谐振器与控制电路的集成结构及其集成方法
本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种晶体谐振器与控制电路的集成结构及其集成方法。
技术介绍
晶体谐振器是利用压电晶体的逆压电效应制成的谐振器件，是晶体振荡器和滤波器的关键元件，被广泛应用于高频电子信号，实现精确计时、频率标准和滤波等测量和信号处理系统中必不可少的频率控制功能。随着半导体技术的不断发展，以及集成电路的普及，各种元器件的尺寸也趋于小型化。然而，目前的晶体谐振器不仅难以与其他半导体元器件集成，并且晶体谐振器的尺寸也较大。例如，目前常见的晶体谐振器包括表面贴装型晶体谐振器，其具体是将基座和上盖通过金属焊接(或者，粘接胶)粘合在一起，以形成密闭腔室，晶体谐振器的压电谐振片位于所述密闭腔室中，并且使压电谐振片的电极通过焊盘或者引线与相应的电路电性连接。基于如上所述的晶体谐振器，其器件尺寸很难进一步缩减，并且所形成的晶体谐振器还需要通过焊接或者粘合的方式与对应的集成电路电性连接，从而进一步限制了所述晶体谐振器的尺寸。
技术实现思路
本专利...
【技术保护点】
1.一种晶体谐振器与控制电路的集成方法，其特征在于，包括：/n提供器件晶圆，所述器件晶圆中形成有控制电路；/n在所述器件晶圆中形成下空腔，所述下空腔具有位于所述器件晶圆背面的开口；/n在所述器件晶圆的背面上形成包括上电极、压电晶片和下电极的压电谐振片，所述压电谐振片位于所述下空腔的上方；/n在所述器件晶圆上形成连接结构，用于使所述压电谐振片的上电极和下电极通过所述连接结构电性连接至所述控制电路；以及，/n在所述器件晶圆的背面上形成封盖层，所述封盖层遮罩所述压电谐振片，并与所述压电谐振片及所述器件晶圆围成所述晶体谐振器的上空腔。/n
【技术特征摘要】
1.一种晶体谐振器与控制电路的集成方法，其特征在于，包括：
提供器件晶圆，所述器件晶圆中形成有控制电路；
在所述器件晶圆中形成下空腔，所述下空腔具有位于所述器件晶圆背面的开口；
在所述器件晶圆的背面上形成包括上电极、压电晶片和下电极的压电谐振片，所述压电谐振片位于所述下空腔的上方；
在所述器件晶圆上形成连接结构，用于使所述压电谐振片的上电极和下电极通过所述连接结构电性连接至所述控制电路；以及，
在所述器件晶圆的背面上形成封盖层，所述封盖层遮罩所述压电谐振片，并与所述压电谐振片及所述器件晶圆围成所述晶体谐振器的上空腔。
2.如权利要求1所述的晶体谐振器与控制电路的集成方法，其特征在于，所述器件晶圆包括基底晶圆和形成在所述基底晶圆上的介质层。
3.如权利要求2所述的晶体谐振器与控制电路的集成方法，其特征在于，所述基底晶圆为绝缘体上硅基底，包括沿着由背面至正面的方向依次层叠设置的底衬层、掩埋氧化层和顶硅层。
4.如权利要求1所述的晶体谐振器与控制电路的集成方法，其特征在于，所述下空腔的形成方法包括从所述器件晶圆的正面刻蚀所述器件晶圆，以形成所述晶体谐振器的下空腔，并从所述器件晶圆的背面减薄所述器件晶圆，以暴露出所述下空腔，并在所述器件晶圆的正面键合封盖基板,以封闭所述下空腔在器件晶圆正面的开口；
或者，所述下空腔的形成方法包括：从所述器件晶圆的背面刻蚀所述器件晶圆，以形成所述晶体谐振器的下空腔。
5.如权利要求4所述的晶体谐振器与控制电路的集成方法，其特征在于，所述器件晶圆包括绝缘体上硅衬底，包括沿着由背面至正面的方向依次层叠设置的底衬层、掩埋氧化层和顶硅层；
其中，通过背面刻蚀所述器件晶圆以形成下空腔之前还包括去除所述底衬层和掩膜氧化层，以及从所述器件晶圆的背面刻蚀所述器件晶圆包括刻蚀所述顶硅层，以形成所述下空腔。
6.如权利要求1所述的晶体谐振器与控制电路的集成方法，其特征在于，所述下空腔的形成方法包括从所述器件晶圆的正面刻蚀所述器件晶圆，以形成所述晶体谐振器的下空腔，并从所述器件晶圆的背面减薄所述器件晶圆，以暴露出所述下空腔；
或者，所述下空腔的形成方法包括：从所述器件晶圆的背面刻蚀所述器件晶圆，以形成所述晶体谐振器的下空腔。
7.如权利要求1所述的晶体谐振器与控制电路的集成方法，其特征在于，所述压电谐振片的形成方法包括：
在所述器件晶圆背面的设定位置上形成下电极；
键合压电晶片至所述下电极；
在所述压电晶片上形成所述上电极；或者，
所述压电谐振片的上电极和下电极形成在压电晶片上，三者作为整体键合至所述器件晶圆的背面上。
8.如权利要求7所述的晶体谐振器与控制电路的集成方法，其特征在于，形成所述下电极的方法包括蒸镀工艺或薄膜沉积工艺；以及，形成所述上电极的方法包括蒸镀工艺或薄膜沉积工艺。
9.如权利要求1所述的晶体谐振器与控制电路的集成方法，其特征在于，所述控制电路包括第一互连结构和第二互连结构，所述连接结构包括第一连接件和第二连接件；
其中，所述第一连接件连接所述第一互连结构和所述压电谐振片的下电极，所述第二连接件连接所述第二互连结构和所述压电谐振片的上电极。
10.如权利要求9所述的晶体谐振器与控制电路的集成方法，其特征在于，在形成所述下电极之前，形成所述第一连接件；其中，
所述第一连接件包括位于所述器件晶圆中的第一导电插塞，所述第一导电插塞的两端分别用于与所述第一互连结构和所述下电极电连接；
或者，所述第一连接件包括位于所述器件晶圆中的第一导电插塞以及位于所述器件晶圆背面且与所述第一导电插塞的一端电连接的第一连接线，所述第一导电插塞的另一端与所述第一互连结构电连接，所述第一连接线与所述下电极电连接；
或者，所述第一连接件包括位于所述器件晶圆中的第一导电插塞以及位于所述器件晶圆正面且与所述第一导电插塞的一端电连接的第一连接线，所述第一导电插塞的另一端与下电极电连接，所述第一连接线与所述第一互连结构电连接。
11.如权利要求10所述的晶体谐振器与控制电路的集成方法，其特征在于，形成具有所述第一导电插塞和位于器件晶圆正面的第一连接线的第一连接件的方法包括：
从所述器件晶圆的正面刻蚀所述器件晶圆以形成第一连接孔；
在所述第一连接孔中填充导电材料，以形成第一导电插塞；
在所述器件晶圆的正面上形成第一连接线，所述第一连接线连接所述第一导电插塞和所述第一互连结构；
从所述器件晶圆的背面减薄所述器件晶圆，暴露出所述第一导电插塞，以用于与所述压电谐振片的下电极电连接；
或者，形成具有所述第一导电插塞和位于器件晶圆正面的第一连接线的第一连接件的方法包括：
在所述器件晶圆的正面上形成第一连接线，所述第一连接线电连接所述第一互连结构；
从所述器件晶圆的背面减薄所述器件晶圆，并从所述器件晶圆的背面刻蚀所述器件晶圆以形成第一连接孔，所述第一连接孔贯穿所述器件晶圆，以暴露出所述第一连接线；以及，
在所述第一连接孔中填充导电材料，以形成第一导电插塞，所述第一导电插塞的一端与第一连接线连接，所述第一导电插塞的另一端用于与所述压电谐振片的下电极电连接。
12.如权利要求10所述的晶体谐振器与控制电路的集成方法，其特征在于，形成具有所述第一导电插塞和位于器件晶圆背面的第一连接线的第一连接件的方法包括：
从所述器件晶圆的正面刻蚀所述器件晶圆以形成第一连接孔；
在所述第一连接孔中填充导电材料，以形成第一导电插塞，所述第一导电插塞与所述第一互连结构电连接；
从所述器件晶圆的背面减薄所述器件晶圆，暴露出所述第一导电插塞；
在所述器件晶圆的背面上形成第一连接线，所述第一连接线的一端连接所述第一导电插塞，所述第一连接线的另一端用于电连接所述下电极；
或者，形成具有所述第一导电插塞和位于器件晶圆背面的第一连接线的第一连接件的方法包括：
从所述器件晶圆的背面减薄所述器件晶圆，并从所述器件晶圆的背面刻蚀所述器件晶圆以形成第一连接孔；
在所述第一连接孔中填充导电材料，以形成第一导电插塞，所述第一导电插塞的一端与所述第一互连结构电连接；
在所述器件晶圆的背面上形成第一连接线，所述第一连接线的一端连接所述第一导电插塞的另一端，所述第一连接线的另一端用于电连接所述下电极。
13.如权利要求10所述的晶体谐振器与控制电路的集成方法，其特征在于，所述下电极位于所述器件晶圆的背面上，并且所述下电极还从所述压电晶片延伸出以和所述第一导电插塞电性连接。
14.如权利要求9所述的晶体谐振器与控制电路的集成方法，其特征在于，在形成所述上电极之前，形成所述第二连接件；其中，
所述第二连接件包括位于所述器件晶圆中的第二导电插塞，所述第二导电插塞的两端分别用于与所述第二互连结构和所述上电极电连接；
或者，所述第二连接件包括位于所述器件晶圆中的第二导电插塞以及位于所述器件晶圆背面且与所述第二导电插塞的一端电连接的第二连接线，所述第二导电插塞的另一端与所述第二互连结构电连接，所述第二连接线与所述上电极电连接；
或者，所述第二连接件包括位于所述器件晶圆中的第二导电插塞以及位于所述器件晶圆正面且与所述第二导电插塞的一端电连接的第二连接线，所述第二导电插塞的另一端与上电极电连接，所述第二连接线与所述第二互连结构电连接。
15.如权利要求14所述的晶体谐振器与控制电路的集成方法，其特征在于，形成具有所述第二导电插塞和位于器件晶圆正面的第二连接线的第二连接件的方法包括：
从所...
【专利技术属性】
技术研发人员：秦晓珊，
申请(专利权)人：中芯集成电路宁波有限公司上海分公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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