[发明专利]一种微机械圆盘谐振器及制作方法

权利要求书

1.一种谐振器制作方法，其特征在于，该谐振器是由衬底硅片(11)、结构硅片(21)及盖板硅片(31)键合在一起形成，具体包括以下步骤：

1)在衬底硅片(11)的正面刻蚀出用来固定谐振振子(23)的锚点(12)；

2)在衬底硅片正面、锚点(12)周围形成用于结构释放及形成真空腔室的第一凹腔(13)；

3)在步骤2)之后获得的结构表面沉积第一电绝缘介质层(14)；

4)将衬底硅片(11)正面和结构硅片(21)背面键合，并将结构硅片(21)的厚度减薄到微机械谐振器所需的厚度；

5)在结构硅片(21)的正面沉积第一金属层，并将该金属层图形化，制作出与盖板硅片(31)的硅凸点(32)上的第二金属焊盘(35)相接触的第一金属焊盘(24)；

6)从正面刻蚀结构硅片(21)，释放包含谐振振子(23)和谐振器电极(22)的谐振器结构；

7)在盖板硅片(31)背面制作第二凹腔(37)和硅凸点(32)以及用于键合焊料的凹槽结构(33)；所述第一凹腔(13)与第二凹腔(37)构成真空腔室，谐振器振子(32)位于该真空腔室中；

8)在步骤7)获得的结构上依次沉积第二电绝缘介质层(34)和第二金属层，然后将该第二金属层图形化，形成金属引线及第二金属焊盘(35)；

9)在所述凹槽结构(33)内形成键合焊料(36)；

10)将步骤6)之后获得的结构与包含金属引线及金属焊盘(35)和键合焊料(36)的盖板硅片(31)进行低温真空对准键合；

11)在衬底硅片背面进行划片，露出盖板硅片(31)背面的第二金属焊盘(35)。

2.根据权利要求1所述的谐振器制作方法，其特征在于，所述步骤2)和步骤7)采用湿法腐蚀或者干法刻蚀的方法制作凹腔。

3.根据权利要求1所述的谐振器制作方法，其特征在于，所述步骤4)中将衬底硅片(11)正面和结构硅片(21)背面采用金属、聚合物或化合物黏合层对准键合。

4.根据权利要求1所述的谐振器制作方法，其特征在于，所述步骤4)中将结构硅片减薄到谐振器结构所需的厚度采用化学机械的方法或者湿法腐蚀进行减薄。

5.根据权利要求1所述的谐振器制作方法，其特征在于，所述步骤10)中结构圆片与盖板圆片低温真空对准键合采用玻璃浆料、聚合物或者金属黏合剂。

6.一种微机械谐振器，其特征在于：该微机械谐振器包括设有第一凹腔(13)的衬底硅片(11)，该第一凹腔(13)中部设有用于固定谐振振子(23)的锚点(12)；该衬底硅片(11)上设有第一电绝缘介质层(14)；

设有第一金属焊盘(24)的结构硅片(21)，该结构硅片被刻蚀为包含谐振振子(23)和谐振器电极(22)的谐振器结构；

设有第二凹腔(37)和硅凸点(32)以及用于键合焊料(36)的凹槽结构(33)的盖板硅片(31)，该盖板硅片(31)上依次设有第二电绝缘介质层(34)和金属引线及第二金属焊盘(35)；所述第一凹腔(13)与第二凹腔(37)构成真空腔室，谐振器振子(32)位于该真空腔室中；所述盖板硅片(31)通过键合焊料(36)和第一金属焊盘(24)与结构硅片(21)键合。

7.根据权利要求6所述的微机械谐振器，其特征在于：所述第一电绝缘介质层(14)和结构硅片(21)之间设有若干图形化的黏合层(25)。

8.根据权利要求6所述的微机械谐振器，其特征在于：用于键合焊料(36)的凹槽结构(33)分布在所述第二凹腔(37)的外侧一周。

9.根据权利要求8所述的微机械谐振器，其特征在于：所述键合焊料(36)宽度要小于凹槽结构(33)的宽度。

10.根据权利要求6所述的微机械谐振器，其特征在于：所述谐振振子(23)的横截面为方形板、圆形板或者梁结构。

11.根据权利要求6所述的微机械谐振器，其特征在于：用于支撑谐振器振子(23)的锚点(12)是圆形柱或者方形柱。

12.根据权利要求6所述的微机械谐振器，其特征在于：所述第一、第二电绝缘介质层的材料为氧化硅或氮化硅。