[发明专利]石英薄膜体声波谐振器及其加工方法、电子设备

说明书

本发明公开了一种既能够满足高谐振频率要求，又能满足抗外部应力、抗机械冲击稳定性和可靠性要求的石英薄膜体声波谐振器及其加工方法、电子设备。该石英薄膜体声波谐振器从下至上地包括：基底、压电堆叠结构、机械增强结构和盖帽结构，其中，压电堆叠结构与机械增强结构在第一邻接位置互相连接，压电堆叠结构与基底在第二邻接位置互相连接，其中，第一邻接位置位于器件的非谐振有效区域内，并且第一邻接位置位于第二邻接位置的上方。

技术领域

本发明涉及谐振器技术领域，具体涉及一种石英薄膜体声波谐振器及其加工方法、电子设备。

背景技术

石英薄膜体声波谐振器(Quartz Crystal Resonator)是一类利用石英晶体压电效应工作的电子元器件，是振荡器、滤波器等电子设备中的关键元件，在稳频、选频和精密计时方面具有突出优势和广泛应用。当前发展趋势要求石英谐振器拥有更高的谐振频率(例如大于40MHz)以及更好的抗机械冲击稳定性和可靠性。一方面，利用传统方式仅靠刻蚀石英基底难以形成较薄的石英谐振区域已到达较高的目标谐振频率，利用MEMS工艺制作石英薄膜则更有利于制作高频石英谐振器。另一方面，当石英薄膜较薄时，外部应力(例如来自基底的应力)更容易传递到石英薄膜谐振区域从而影响谐振器的频率稳定性；同时，当石英薄膜较薄时，谐振器更容易受到机械冲击和环境振动的影响，其可靠性和低频石英谐振器相比进一步恶化。

亟需寻找一种结构设计和制作方法，一方面能够满足石英谐振器高谐振频率的要求，另一方面能够满足抗外部应力、抗机械冲击稳定性和可靠性的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种既能够满足石英谐振器高谐振频率要求，又能满足抗外部应力、抗机械冲击稳定性和可靠性的要求的石英薄膜体声波谐振器及其加工方法、电子设备。本发明提供如下技术方案：

一种石英薄膜体声波谐振器，从下至上依次包括：基底、压电堆叠结构、机械增强结构、以及盖帽结构，其中，所述压电堆叠结构与所述机械增强结构在第一邻接位置互相连接，所述压电堆叠结构与所述基底在第二邻接位置互相连接，其中，所述第一邻接位置位于器件的非谐振有效区域内，并且所述第一邻接位置位于所述第二邻接位置的上方。

可选地，所述机械增强结构为盖状机械增强结构，所述盖状机械增强结构覆盖所述压电堆叠结构，并且所述盖状机械增强结构与所述压电堆叠结构之间具有空气腔。

可选地，所述压电堆叠结构包括底电极、顶电极引出结构、石英压电层和顶电极，所述机械增强结构与所述石英压电层直接键合连接。

可选地，所述机械增强结构的材料为硅或石英。

可选地，其中所述底电极和顶电极引出结构与所述基底通过电极键合层连接。

可选地，所述石英压电层的厚度为0.1至50微米。

可选地，所述顶电极和所述底电极的信号引出端位于器件的两侧或者同一侧。

可选地，所述盖帽结构与所述基底通过密封键合层连接。

可选地，所述盖帽结构中设有电信号引出通孔并且所述盖帽结构之上设有测试垫或电极引脚，或者所述基底中设有电信号引出通孔并且所述基底之下设有测试垫或电极引脚。

可选地，所述基底或所述盖帽结构的材料为硅。

一种电子设备，包括本发明所述的石英薄膜体声波谐振器。