[发明专利]晶体谐振器与控制电路的集成结构及其集成方法

权利要求书

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，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；

提供基板，并刻蚀所述基板以形成所述晶体谐振器的上空腔，所述上空腔和所述下空腔对应设置；

形成包括上电极、石英晶片和下电极的压电谐振片，所述上电极、所述石英晶片和所述下电极形成在所述器件晶圆的背面和所述基板其中之一上，所述下电极位于所述下空腔的外围，所述石英晶片采用键合工艺形成于上电极或者下电极，所述石英晶片的边缘位于所述下空腔的侧壁上并位于所述下电极上，且所述下空腔暴露出所述石英晶片；

在所述器件晶圆或所述基板上形成第一连接结构，所述第一连接结构的形成方法包括：在所述器件晶圆或所述基板上形成塑封层，在所述塑封层中形成导电插塞；

在所述器件晶圆的背面上键合所述基板，以使所述压电谐振片位于所述器件晶圆和所述基板之间，以及使所述上空腔和所述下空腔分别位于所述压电谐振片的两侧，并通过所述第一连接结构使所述压电谐振片的上电极和下电极均与所述控制电路电性连接；以及，

在所述器件晶圆的正面上键合半导体芯片，以及形成第二连接结构，所述半导体芯片通过所述第二连接结构电性连接至所述控制电路，其中，所述第二连接结构的形成方法包括：在所述器件晶圆的正面上形成接触垫，所述接触垫的底部电连接所述控制电路，所述接触垫的顶部用于电连接所述半导体芯片。

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，包括沿着由所述背面至所述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，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。

5.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。

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，所述压电谐振片形成在所述器件晶圆的背面或所述基板上；或者，所述压电谐振片的下电极形成在所述器件晶圆的背面上，所述压电谐振片的上电极和石英晶片依次形成在所述基板上；或者，所述压电谐振片的下电极和石英晶片依次形成在所述器件晶圆的背面上，所述压电谐振片的上电极形成在所述基板上。

7.如权利要求6所述的晶体谐振器与控制电路的集成方法，其特征在于，所述压电谐振片形成在所述器件晶圆的背面上的方法包括：

在所述器件晶圆背面的设定位置上形成下电极；

键合石英晶片至所述下电极；

在所述石英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石英晶片上，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6所述的晶体谐振器与控制电路的集成方法，其特征在于，所述压电谐振片形成在所述基板上的方法包括：

在所述基板表面的设定位置上形成上电极；

键合石英晶片至所述上电极；

在所述石英晶片上形成所述下电极；或者，

所述压电谐振片的上电极和下电极形成在石英晶片上，三者作为整体键合至所述基板上。

9.如权利要求7或8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。