[发明专利]晶振的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及微电子机械系统制造工艺，特别涉及一种晶振的形成方法。

背景技术

晶体振荡器，简称晶振，是集成电路中的重要元器件。晶振器主要通过有源激励或者无缘电抗网络在晶体材料（常见的材料包括石英、锗金属等）中产生有规律的振荡，所述振荡的频率通常具有极高的准确度，能够作为基本的时钟信号，所述时钟信号再经由频率发生器的倍频或者分频后，就可以进一步得到电路中所常用的计数脉冲、时钟周期等。

图1为一种现有晶振器件的结构示意图，具体包括，绝缘壳体2，由绝缘壳体2包围而形成的密闭空腔；振动晶体1，位于密闭空腔内，且相对两端由支撑柱支撑，使振动晶体1悬浮于密闭空腔内；用于支撑振动晶体1支撑柱可以是连接振动晶体1的正极和负极；在所述空腔内振动晶体1一侧还设置有激励板3，用于诱发振动晶体产生振荡。在使用时，首先通过正、负极向振动晶体1通电，然后通过向激励板3通电在空腔内形成电场，振动晶体1即可以在上述电场的影响下，产生规律性的振动，并通过正负极向外输出具有固定频率的时钟信号。

现有的晶振，通常封装制作成分立器件，以外置的形式独立于半导体芯片，并不利于集成电路的微缩。然而，随着电路元器件密度的提高以及电路面积的限制，对于晶振的尺寸也要求越来越高。虽然近年微电子机械系统（Micro-Electro-Mechanical Systems，MEMS）技术的发展，已经可以制造出微米甚至纳米级的机械电子器件。但是如何优化晶振的形成工艺依然是亟待解决问题。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种优化的晶振的形成方法。

为解决上述问题，本发明提供一种晶振的形成方法，包括：提供第一衬底，所述第一衬底具有第一表面和与第一表面相对的第二表面；沿第一表面形成若干硅通孔和真空腔，其中所述硅通孔围绕所述真空腔，且所述硅通孔深度大于真空腔深度；在所述硅通孔内填入填充物形成切割标记；提供第二衬底，所述第二衬底表面具有振动晶体；将第一衬底与第二衬底键合，所述真空腔正对振动晶体；沿第二表面减薄第一衬底，直至暴露出所述切割标记；沿所述切割标记对所述第一衬底进行切割。

可选的，所述硅通孔深度为80微米至300微米。

可选的，所述真空腔的深度为20微米至40微米。

可选的，所述填充物材料为二氧化硅或氮化硅。

可选的，所述硅通孔的形成步骤在真空腔的形成步骤之前；或所述硅通孔的形成步骤在真空腔的形成步骤之后。

可选的，切割标记和真空腔的形成步骤包括：在形成真空腔的同时形成初级的硅通孔，采用光刻胶保护所述真空腔，暴露出初级硅通孔，采用刻蚀工艺沿初级硅通孔刻蚀预定厚度，形成硅通孔，使得硅通孔的深度大于真空腔深度，采用填充物填充所述硅通孔，形成切割标记。

可选的，所述硅通孔的形成工艺为深反应离子刻蚀工艺。

可选的，所述第一表面形成有氧化层。

可选的，所述氧化层表面形成有粘合层。

可选的，所述粘合层材料为锗或锗铝合金。

可选的，所述粘合层厚度为4500埃至5500埃。

可选的，所述氧化层厚度为1500埃至2500埃。

可选的，所述振动晶体材料为锗化硅或多晶硅。

可选的，所述第二衬底表面还具有第二粘合凸起。

可选的，所述第二粘合凸起材料为锗或锗铝合金。

可选的，将导电电极与驱动电极键合，使得真空腔容纳所述振动晶体，从而在振动晶体振动时提供振动空间。

可选的，所述键合工艺参数为：键合温度为300度至500度。

可选的，所述减薄为研磨工艺。

可选的，所述研磨工艺参数为：砂轮转数为1000转/分钟-4000转/分钟。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：本发明的实施例预先在第一衬底内形成多个硅通孔的切割标记，后续将第一衬底和第二衬底键合后，沿第二表面减薄第一衬底，暴露出切割标记，后续沿切割标记对所述第一衬底切割，本发明优化的实施例提供了精准的切割标记，使得切割工艺完全自动化且能够与CMOS切割工艺兼容。

附图说明

图1是现有晶振器件的结构示意图；

图2至图8是本发明一实施例的晶振形成方法剖面过程示意图；

图9至图16是本发明又一实施例的晶振形成方法剖面过程示意图；

图17为对第一衬底减薄后但未进行切割前，本发明实施例与现有技术的对比示意图。

具体实施方式