[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；

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，所述压电谐振片对应所述下空腔，以及形成第一连接结构，用于使所述压电谐振片的上电极和下电极通过所述第一连接结构电性连接至所述控制电路；

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；以及，

在所述器件晶圆的背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。

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晶圆，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，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埋氧化层，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。

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，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。

8.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点谐振片的上电极。

9.如权利要求8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。