一种压电谐振器及制作方法与流程

本申请涉及微机电，具体涉及一种压电谐振器及制作方法。

背景技术：

1、振荡器作为电子系统的重要单元之一，其应用范围非常广泛。振荡器的频率稳定度、时钟抖动以及功耗是衡量晶体振荡器性能的主要参数。作为石英晶体振荡器的替代技术，微机电系统(micro-electro-mechanical system，mems)谐振器具有尺寸小，抗冲击、耐冲击能力强，且无起振问题等优点；并且mems谐振器采用了现代集成电路制造中的标准全硅加工流程，工艺一致性、可靠性大幅提升。

2、现有的mems谐振器在封装时，是直接与ic堆叠设置，使用贴片胶对mems谐振器进行固定。然而，由于贴片胶的点胶、固化等工艺的一致性较差，往往会导致非正常应力的产生，非正常应力通过粘接的锚点传递至谐振主体上。尤其是对于压电谐振器而言，非正常应力产生的翘曲等问题尤为致命。例如，压电谐振器表面因应力产生的形变，导致压电层出现非正常形变，对于压电谐振器的电信号输出、模态等方面都会有影响。另外，在远离胶水固化温度的温度点，胶水产生的较大应力同样会通过粘接的锚点传递至谐振主体上，使得在不同温度下，压电谐振器产生额外的频率偏移。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本申请提供一种压电谐振器及制作方法，可以改善现有的压电谐振器在封装时产生的非正常应力会导致压电层出现非正常形变的问题。

2、为解决上述技术问题，第一方面，本申请实施例提供一种压电谐振器的制作方法，包括：

3、提供基底，其中，所述基底包括衬底层、形成在所述衬底层上的绝缘层，以及形成在所述绝缘层上的器件层；

4、在所述器件层上形成驱动功能层，并对所述驱动功能层进行图形化处理；

5、由所述驱动功能层进行刻蚀并停止在所述绝缘层上，以在所述绝缘层以上的部分形成谐振主体、若干分离设置的锚定部以及与所述锚定部对应设置的柔性连接梁，所述锚定部位于所述谐振主体周侧且与所述谐振主体间隔设置，所述锚定部通过对应的所述柔性连接梁与所述谐振主体连接；

6、由所述衬底层一侧对所述衬底层和所述绝缘层进行刻蚀，以形成贯通槽，其中，所述柔性连接梁和所述谐振主体在所述衬底层上的投影位于所述贯通槽内。

7、可选地，所述基底为soi晶圆。

8、可选地，所述若干锚定部和所述柔性连接梁上保留有部分驱动功能层，以与所述谐振主体上的驱动功能层连通。

9、可选地，所述器件层的厚度为10～70μm，所述衬底层的厚度为200～800μm。

10、第二方面，本申请实施例提供一种压电谐振器，包括：

11、用于振动的谐振主体，以及用于固定的若干锚定部，其中，所述若干锚定部分离设置，并位于所述谐振主体周侧且与所述谐振主体间隔设置；

12、所述若干锚定部分别经由各自对应的柔性连接梁与所述谐振主体连接，

13、所述谐振主体的厚度小于所述锚定部的厚度；

14、所述谐振主体、所述柔性连接梁、和所述锚定部均包括形成在顶面的驱动功能层，所述驱动功能层在锚定部上与外部电连接，用于在接收到驱动信号后驱动所述谐振主体振动。

15、可选地，所述柔性连接梁包括n个环形梁和n+1个第一直梁，所述环形梁和所述第一直梁交替连接，其中，n≥1。

16、可选地，所述柔性连接梁包括m个折梁和m+1个第二直梁，所述折梁和所述第二直梁交替连接，其中，m≥1。

17、可选地，所述若干锚定部以及各自对应的柔性连接梁在所述谐振主体周侧对称分布。

18、可选地，所述锚定部远离所述驱动功能层的一侧设置有用于与封装基底粘合固定的点胶区域。

19、可选地，所述的压电谐振器，还包括与所述锚定部键合的封装盖体，所述封装盖体设有正对所述谐振主体的避让槽，以在所述谐振主体的上方形成所述谐振主体振动的空间；

20、所述封装盖体还设置有若干用于与外部电连接的导电通孔，所述导电通孔与所述锚定部一一正对设置。

21、如上所述，本申请实施例制作的压电谐振器可以抑制现有技术中非正常应力导致的谐振主体变形或频率偏移等问题。此外，柔性连接梁还能够减少锚点损耗，从而提升压电谐振器的品质因数(即q值)。具体来说，谐振主体振动时产生的力会传递给锚定部导致锚定部损耗，对此，本实施例采用的柔性连接梁可将谐振主体传递过来的力释放，减少传递给锚定部的力，由此，能够有效降低锚定部的损耗，提升压电谐振器的品质因数。

技术特征：

1.一种压电谐振器的制作方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述基底为soi晶圆。

3.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述若干锚定部和所述柔性连接梁上保留有部分驱动功能层，以与所述谐振主体上的驱动功能层连通。

4.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述器件层的厚度为10～70μm，所述衬底层的厚度为200～800μm。

5.一种压电谐振器，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的压电谐振器，其特征在于，所述柔性连接梁包括n个环形梁和n+1个第一直梁，所述环形梁和所述第一直梁交替连接，其中，n≥1。

7.根据权利要求5所述的压电谐振器，其特征在于，所述柔性连接梁包括m个折梁和m+1个第二直梁，所述折梁和所述第二直梁交替连接，其中，m≥1。

8.根据权利要求5所述的压电谐振器，其特征在于，所述若干锚定部以及各自对应的柔性连接梁在所述谐振主体周侧对称分布。

9.根据权利要求5所述的压电谐振器，其特征在于，所述锚定部远离所述驱动功能层的一侧设置有用于与封装基底粘合固定的点胶区域。

10.根据权利要求5所述的压电谐振器，其特征在于，还包括与所述锚定部键合的封装盖体，所述封装盖体设有正对所述谐振主体的避让槽，以在所述谐振主体的上方形成所述谐振主体振动的空间；

技术总结本申请公开了一种压电谐振器及制作方法，制作方法包括：提供基底，基底包括衬底层、形成在衬底层上的绝缘层，以及形成在绝缘层上的器件层；在器件层上形成驱动功能层；由驱动功能层进行纵向刻蚀并停止在绝缘层上，以在绝缘层以上的部分形成谐振主体、若干分离设置的锚定部以及与锚定部一一对应的柔性连接梁，锚定部位于谐振主体周侧且与谐振主体间隔设置，锚定部通过对应的柔性连接梁与谐振主体连接；由衬底层一侧对衬底层和绝缘层进行纵向刻蚀，以形成贯通槽，柔性连接梁和谐振主体在衬底层上的投影位于贯通槽内。本申请制作的压电谐振器可以抑制谐振主体变形或频率偏移等问题，还能够减少锚点损耗提升压电谐振器的品质因数，且制作成本低。技术研发人员：朱怀远,焦点,舒赟翌,朱雁青,李明,林友玲受保护的技术使用者：麦斯塔微电子（深圳）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29