[发明专利]一种微机械圆盘谐振器及制作方法

摘要

本发明涉及一种微机械圆盘谐振器及制作方法，所述制作方法为先制作出衬底硅片上固定谐振振子的锚点以及释放谐振振子结构的凹腔；随后将器件结构层键合在衬底硅片上，并对结构层进行减薄及制作金属焊盘之后；再利用干法刻蚀在结构层上制作出谐振器的器件结构；最后利用真空圆片对准键合把盖板硅片固定在结构硅片上方，实现谐振器的圆片级真空封装。由于制作出的谐振器锚点位于振子的节点处，因此可以大大减小锚点引起的能量损耗，且对谐振器进行圆片级真空封装，避免了谐振器结构受到外界的物理冲击及损耗，提高谐振器的性能。本发明适用于批量生产，由于优化了锚点设计并采用圆片级真空封装技术，实现了一种低成本、高性能的体硅谐振器的制作。

主权项

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)。