晶体谐振器与控制电路的集成结构及其集成方法与流程

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种晶体谐振器与控制电路的集成结构及其集成方法。

背景技术：

晶体谐振器是利用压电晶体的逆压电效应制成的谐振器件，是晶体振荡器和滤波器的关键元件，被广泛应用于高频电子信号，实现精确计时、频率标准和滤波等测量和信号处理系统中必不可少的频率控制功能。

随着半导体技术的不断发展，以及集成电路的普及，各种元器件的尺寸也趋于小型化。然而，目前的晶体谐振器不仅难以与其他半导体元器件集成，并且晶体谐振器的尺寸也较大。

例如，目前常见的晶体谐振器包括表面贴装型晶体谐振器，其具体是将基座和上盖通过金属焊接(或者，粘接胶)粘合在一起，以形成密闭腔室，晶体谐振器的压电谐振片位于所述密闭腔室中，并且使压电谐振片的电极通过焊盘或者引线与相应的电路电性连接。基于如上所述的晶体谐振器，其器件尺寸很难进一步缩减，并且所形成的晶体谐振器还需要通过焊接或者粘合的方式与对应的集成电路电性连接，从而进一步限制了所述晶体谐振器的尺寸。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种晶体谐振器与控制电路的集成方法，以解决现有的晶体谐振器其尺寸较大且不易于集成的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种晶体谐振器与控制电路的集成方法，包括：

提供器件晶圆，所述器件晶圆中形成有控制电路，并刻蚀所述器件晶圆，以形成所述晶体谐振器的下空腔；

在所述器件晶圆的表面上形成包括上电极、压电晶片和下电极的压电谐振片，所述压电谐振片位于所述下空腔的上方，以及形成第一连接结构，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；

在所述器件晶圆的表面上形成封盖层，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，

在所述器件晶圆上形成第二连接结构并键合半导体芯片，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。

本发明的又一目的在于提供一种晶体谐振器与控制电路的集成结构，包括：

器件晶圆，所述器件晶圆中形成有控制电路，以及在所述器件晶圆中还形成有下空腔，所述下空腔暴露于所述器件晶圆的表面；

压电谐振片，包括上电极、压电晶片和下电极，所述压电谐振片形成在所述器件晶圆的表面上并对应在所述下空腔的上方；

第一连接结构，用于使所述压电谐振片的上电极和下电极电连接至所述控制电路；

封盖层，形成在所述器件晶圆的表面上并遮罩所述压电谐振片，并且所述封盖层还与所述压电谐振片及所述器件晶圆围成上空腔；

半导体芯片，键合在所述器件晶圆上；以及，

第二连接结构，用于使所述半导体芯片电连接至所述控制电路。

在本发明提供的晶体谐振器与控制电路的集成方法中，通过半导体平面工艺在形成有控制电路的器件晶圆中形成下空腔，并将压电谐振片形成在该器件晶圆上，以及进一步利用半导体平面工艺形成封盖层，以将压电谐振片封盖在上空腔中构成晶体谐振器，从而实现控制电路和晶体谐振器能够集成在同一器件晶圆上。同时，还可将半导体芯片进一步集成在该器件晶圆上，大大提高了晶体谐振器的集成度，并可实现片上调制晶体谐振器的参数(例如，晶体谐振器的温度漂移和频率矫正等原始偏差)，有利于提高晶体谐振器的性能。

可见，本发明提供的晶体谐振器与控制电路的集成结构，不仅使晶体谐振器能够实现与其他半导体元器集成，提高器件的集成度；并且，相比于传统的晶体谐振器(例如，表面贴装型晶体谐振器)，本发明提供的晶体谐振器的尺寸更小，有利于实现晶体谐振器的小型化，并能够减少制备成本和降低晶体谐振器的功耗。

附图说明

图1为本发明一实施例中的晶体谐振器与控制电路的集成方法的流程示意图；

图2a～图2k为本发明一实施例中的晶体谐振器与控制电路的集成方法在其制备过程中的结构示意图。

其中，附图标记如下：

100-器件晶圆；aa-器件区；

100a-基底晶圆；100b-介质层；

110-控制电路；

111-第一电路；

111a-第一互连结构；111b-第三互连结构；

112-第二电路；

112a-第二互连结构；112b-第四互连结构；

120-下空腔；

200-压电谐振片；

210-下电极；

220-压电晶片；

230-上电极；

300-塑封层；300a-通孔；

310-导电插塞；320-重新布线层；

400-上空腔；

410-牺牲层；

420-封盖层；420a-开口；

430-封堵插塞；

500-半导体芯片；

511-第一接触垫；512-第二接触垫；

600-塑封层。

具体实施方式

本发明的核心思想在于提供了一种晶体谐振器与控制电路的集成结构及其集成方法，通过半导体平面工艺将晶体谐振器和半导体芯片均集成在形成有控制电路的器件晶圆上。一方面，可以进一步缩减所形成的晶体谐振器的器件尺寸，另一方面，还可使所述晶体谐振器能够与其他半导体元器件集成，提高器件的集成度。

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的晶体谐振器与控制电路的集成结构及其集成方法作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

图1为本发明一实施例中的晶体谐振器与控制电路的集成方法的流程示意图，图2a～图2k为本发明一实施例中的晶体谐振器与控制电路的集成方法在其制备过程中的结构示意图。以下结合附图对本实施例中形成晶体谐振器的各个步骤进行详细说明。

在步骤s100中，具体参考图2a所示，提供一器件晶圆100，所述器件晶圆100中形成有控制电路110。

本实施例中，所述控制电110包括多个互连结构，并且至少部分互连结构延伸至所述器件晶圆的表面。具体的，所述控制电路110的多个互连结构分别用于与后续所形成的半导体芯片和压电谐振片电连接。

其中，可以在同一器件晶圆100上同时制备多个晶体谐振器，因此在所述器件晶圆100上对应定义有多个器件区aa，所述控制电路110形成在所述器件区aa中。

进一步的，所述控制电路110包括第一电路111和第二电路112，本实施例中，所述第一电路111和第二电路112分别与后续所形成的压电谐振片的下电极和上电极电性连接。

继续参考图2a所示，所述第一电路111包括第一晶体管、第一互连结构111a和第三互连结构111b，所述第一晶体管掩埋在所述器件晶圆100中，所述第一互连结构111a和第三互连结构111b均与所述第一晶体管连接并延伸至所述器件晶圆100的表面。其中，所述第一互连结构111a例如连接所述第一晶体管的漏极，所述二互连结构111b例如连接所述第一晶体管的源极。

类似的，所述第二电路112包括第二晶体管、第二互连结构112a和第四互连结构112b，所述第二晶体管掩埋在所述器件晶圆100中，所述第二互连结构112a和第四互连结构112b均与所述第二晶体管连接并延伸至所述器件晶圆100的表面。其中，所述第二互连结构112a例如连接所述第二晶体管的漏极，所述第四互连结构112b例如连接所述第二晶体管的源极。

其中，所述控制电路110的形成方法包括：

首先，提供一基底晶圆100a，并在所述基底晶圆100a上形成第一晶体管111t和第二晶体管112t；以及，

接着，在所述基底晶圆100a上形成介质层100b，所述介质层100b覆盖所述第一晶体管111t和所述第二晶体管112t，并在所述介质层100b中第三互连结构111b、第一互连结构111a、第四互连结构112a和第二互连结构112b，以构成所述器件晶圆100；

即，所述器件晶圆100包括基底晶圆100a和形成在所述基底晶圆100a上的介质层100b。以及，所述第一晶体管和所述第二晶体管均形成在所述基底晶圆100a上，所述介质层100b覆盖所述第一晶体管和第二晶体管，所述第三互连结构111b、所述第一互连结构111a、所述第四互连结构112a和所述第二互连结构112b均形成在所述介质层100b中并延伸至所述介质层100b的表面。

此外，所述基底晶圆100a可以为硅晶圆，也可以为绝缘体上硅晶圆(silicon-on-insulator，soi)。当所述基底晶圆100a为绝缘体上硅晶圆时，则所述基底晶圆可具体包括沿着由背面100d至正面100u依次层叠设置的底衬层、掩埋氧化层和顶硅层。

在步骤s200中，具体参考图2b所示，刻蚀所述器件晶圆100，以形成所述晶体谐振器的下空腔120，所述下空腔120从所述器件晶圆的正面暴露出。其中，所述下空腔120用于为后续所形成的压电谐振片提供振动空间。

本实施例中，所述下空腔120形成在所述器件晶圆的所述介质层100b中，以及在每一所述器件区aa中均形成有所述下空腔120。即，形成所述下空腔120的方法包括：刻蚀所述介质层100b至所述基底晶圆100a，以在所述介质层100b中形成所述下空腔120。其中，所述下空腔120的深度可以根据实际需求调整，此处不做限定。例如，可使所述下空腔120仅形成在所述介质层100b中，或者可以使所述下空腔120从所述介质层100b进一步延伸至所述基底晶圆100a中等。

如上所述，所述基底晶圆100a还可以为绝缘体上硅晶圆。当所述基底晶圆100a为绝缘体上硅晶圆时，则在形成所述下空腔时，还可进一步刻蚀顶硅层和掩埋氧化层，以使所述下空腔从介质层进一步延伸至所述掩埋氧化层中。

需要说明的是，附图中仅为示意性的标示出了下空腔120、第一电路和第二电路之间的位置关系，应当认识到在具体方案中可根据实际电路的布局对应调整第一电路和第二电路的的排布方式，此处不予限定。

在步骤s300中，具体参考图2c～2e所示，在所述器件晶圆100的正面上形成包括上电极230、压电晶片220和下电极210的压电谐振片200，所述压电谐振片200位于所述下空腔120的上方，以及形成第一连接结构，并使所述压电谐振片200的上电极230和下电极210通过所述第一连接结构电性连接至所述控制电路。

可以理解的是，本实施例中，下电极210与第一电路111电性连接(具体的，下电极210与第一互连结构111a电性连接)，上电极230与第二电路112电性连接(具体的，上电极230与第二互连结构112a电性连接)。如此，即可利用所述控制电路110对所述压电谐振片200的下电极210和上电极230施加电信号，从而可在下电极210和所述上电极230之间产生电场，进而使所述压电谐振片200的压电晶片220在所述电场的作用下发生机械形变。当压电谐振片200内的电场的方向相反时，则压电晶片220的形变方向也随之改变。因此，在利用所述控制电路120对压电谐振片200施加交流电时，则压电谐振片200的形变方向会随着电场的正负作收缩或膨胀的交互变化，从而产生机械振动。

具体的，所述压电谐振片200的形成方法例如包括如下步骤。

步骤一，具体参考图2c所示，在所述器件晶圆100表面的设定位置上形成下电极210。本实施例中，所述下电极210位于所述下空腔120的外围并电性连接至所述控制电路的第一互连结构111a。如此，即可使所述下电极210通过所述第一互连结构111a与所述第一晶体管电性连接，从而可利用第一晶体管控制电信号施加于所述下电极210上。

需要说明的是，本实施例中，下电极210覆盖所述第一互连结构111a，并进一步使下电极210未覆盖所述第三互连结构，以及下电极210也未覆盖所述第四互连结构和第二互连结构。

其中，所述下电极210的材质例如银。以及，可依次利用薄膜沉积工艺、光刻工艺和刻蚀工艺形成所述下电极210；或者，也可以利用蒸镀工艺形成所述下电极210。

步骤二，继续参考图2c所示，键合压电晶片220至所述下电极210，所述压电晶片220位于所述下空腔120的上方，并且所述压电晶片220的边缘搭接在所述下电极210上，以使部分所述压电晶片220对应所述下空腔120。其中，所述压电晶片220例如可以为石英晶片。

步骤三，继续参考图2c所示，在所述压电晶片220上形成上电极230。与下电极210类似的，所述上电极230也可以采用薄膜沉积工艺或蒸镀工艺形成，其材质例如为银。在后续工艺中，使所述上电极230电性连接至所述控制电路。

需要说明的是，本实施例中，通过半导体工艺将所述下电极210、压电晶片220和上电极230依次形成在所述器件晶圆100上。然而，在其他实施例中，也可将上电极和下电极分别形成在压电晶片的两侧上，并将三者作为整体键合至所述器件晶圆上。

如上所述，所形成的压电谐振片200中，其上电极230和下电极210通过第一连接结构分别电性连接至所述第二互连结构112a和第一互连结构111a。

具体的，所述第一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111a和所述压电谐振片的下电极210，所述第二连接件连接所述第二互连结构112a和所述压电谐振片的上电极230。

本实施例中，所述下电极210位于所述器件晶圆100的表面上并位于所述压电晶片220的下方，并且还从所述压电晶片220的下方延伸出，以使所述下电极210覆盖所述第一互连结构111a。因此可以认为，所述下电极210中从所述压电晶片延伸出的部分构成所述第一连接件。

当然，在其他实施例中，还可以在形成所述下电极之前，在所述器件晶圆100上形成第一连接件，并使所述第一连接件与所述第一互连结构电连接。以及，在形成所述下电极之后，使所述第一连接件电连接所述下电极210。此时，所述第一连接件例如包括重新布线层，所述重新布线层和所述第一互连结构连接，以及在所述器件晶圆上形成所述下电极之后，所述重新布线层即与所述下电极210电连接。

进一步的，在形成上电极230之后形成所述第二连接件，以实现上电极230和所述第二互连结构112a的电性连接。其中，所述第二连接件可以由一互连线和导电插塞构成，所述导电插塞的底部连接所述第二互连结构，所述导电插塞的顶部连接所述互连线的一端，以及所述互连线的另一端至少部分覆盖上电极230以和所述上电极230连接。具体的，所述第二连接件的形成方法包括：

首先，具体参考图2d所示，在所述器件晶圆100上形成塑封层300；本实施例中，所述塑封层300覆盖所述压电晶片220并暴露出所述上电极230，其中所述塑封层300的材质例如包括聚酰亚胺；

接着，继续参考图2d所示，在所述塑封层300中形成通孔300a；本实施例中，所述通孔300a贯穿所述塑封层300至所述器件晶圆，以暴露出所述第二互连结构112a；

接着，具体参考图2e所示，在所述通孔300a中填充导电材料以形成导电插塞310，所述导电插塞310的底部电性连接所述第二互连结构112a，所述导电插塞310的顶部暴露于所述塑封层300；

接着，继续参考图2e所示，在所述塑封层300上形成互连线320，所述互连线320的一端覆盖所述上电极230，所述互连线320的另一端覆盖所述导电插塞310的顶部，并去除所述塑封层300，从而使所述上电极230通过所述互连线320和所述导电插塞310连接至所述第二电路112的第二互连结构112a。

当然，作为替代的方案中，所述上电极形成在所述压电晶片上，并进一步从所述压电晶片上延伸出以构成上电极延伸部，此时可使导电插塞位于所述上电极延伸部的下方，并使第二连接件的导电插塞的底部连接至所述第二互连结构，以及使所述第二连接件的导电插塞的顶部连接至所述上电极延伸部，并支撑所述上电极延伸部。

在替代方案中，可以在形成所述上电极之前形成所述第二连接件的所述导电插塞。具体的，所述上电极和所述第二连接件的导电插塞的形成方法包括：

首先，在所述器件晶圆100上形成塑封层；本实施例中，所述塑封层覆盖所述器件晶圆100并暴露出所述压电晶片220；

接着，在所述塑封层中形成通孔，并在所述通孔中填充导电材料以形成导电插塞，所述导电插塞与所述第二互连结构112a电性连接；

接着，在所述压电晶片220上形成上电极，所述上电极至少部分覆盖所述压电晶片220，并从所述压电晶片220上延伸至所述塑封层，以覆盖所述导电插塞，从而使所述上电极通过所述导电插塞310与所述第二互连结构112a电性连接。

在步骤s400中，具体参考图2f～图2g所示，在所述器件晶圆100的正面上形成封盖层420，所述封盖层420遮罩所述压电谐振片200，并与所述压电谐振片200及所述器件晶圆100围成所述晶体谐振器的上空腔400。

即，所述压电谐振片200即封闭在所述上空腔400中，以使所述压电谐振片200能够在所述下空腔120和所述上空腔400中振动。

具体的，形成所述封盖层420以围出所述上空腔400的方法例如包括以下步骤。

第一步骤，具体参考图2f所示，在所述器件晶圆100的表面上形成牺牲层410，所述牺牲层410覆盖所述压电谐振片200。

第二步骤，继续参考图2f所示，在所述器件晶圆100的表面上形成封盖材料层，所述封盖材料层覆盖所述牺牲层410的表面和侧壁，以包覆所述牺牲层410。本实施例中，所述封盖材料层还延伸覆盖所述器件晶圆的表面。

其中，所述牺牲层410所占据的空间，即对应后续需形成的上空腔。因此，可通过调整所述牺牲层的高度，以相应的调整最终所形成的上空腔的高度。应当认识到，所述上空腔的高度可根据实际需求相应的调整，此处不做限制。

第三步骤，具体参考图2g所示，在所述封盖材料层中形成至少一个开口420a，以构成所述封盖层420，其中所述开口420a暴露出所述牺牲层410。

第四步骤，继续参考图2g所示，通过所述开口420a去除所述牺牲层410，以形成所述上空腔400。

本实施例中，所述封盖层420进一步延伸覆盖所述器件晶圆100的表面，从而覆盖了所述控制电路的所述第三互连结构111b和第四互连结构112b。需要说明的是，在后续工艺中，所述控制电路的第三互连结构111b和第四互连结构112b用于进一步连接半导体芯片。

可选的方案中，具体参考图2h所示，还包括：封堵所述封盖层420上的所述开口，以封闭所述上空腔400，并使所述压电谐振片200封盖在所述上空腔400中。具体的，通过在所述开口中形成封堵插塞430，以密封所述上空腔400。

在步骤s500中，具体参考图2i和图2j所示，在所述器件晶圆100的正面上键合半导体芯片500，并使所述半导体芯片500通过第二连接结构电性连接至所述控制电路。

其中，所述半导体芯片中例如形成有驱动电路，所述驱动电路用于提供一电信号，所述电信号通过控制电路被施加在所述压电谐振片200上，以控制所述压电谐振片200的机械形变。

在键合所述半导体芯片之前，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。

本实施例中，所述封盖层420还延伸覆盖所述器件晶圆的表面，因此，可以认为接触垫即形成在所述封盖层中，并贯穿所述封盖层420，以及所述半导体芯片500键合在所述封盖层420上。

具体的，所述第二连接结构的接触垫的形成方法包括：

首先，在所述封盖层420覆盖所述器件晶圆表面的部分中形成开口；本实施例中，在第三互连结构111b和第四互连结构112b的上方均形成有开口，以分别暴露出第三互连结构111b和第四互连结构112b；以及，

接着，在所述开口中填充导电材料，以形成接触垫。本实施例中，可分别形成第一接触垫511和第二接触垫512。其中，所述第一接触垫511的底部电连接所述第三互连结构111b，所述第一接触垫511的顶部用于电连接所述半导体芯片500，所述第二接触垫512的底部电连接所述第四互连结构112b，所述第二接触垫512的顶部用于电连接所述半导体芯片500。

进一步的，所述半导体芯片500相对于所述器件晶圆100构成异质芯片。即，所述半导体芯片500的基底材质不同于所述器件晶圆100的基底材质。例如，本实施例中，器件晶圆100的基底材质为硅，则所述异质芯片的基底材质可以为iii-v族半导体材料或ⅱ-ⅵ族半导体材料(具体例如包括锗、锗硅或砷化镓等)。

可选的方案中，具体参考图2k所示，在所述器件晶圆100上形成塑封层600，所述塑封层600覆盖所述半导体芯片500，以及覆盖所述封盖层420位于所述上空腔外侧的外表面。

可以理解的是，利用所述塑封层600覆盖整个器件晶圆结构的表面，以封盖塑封层600下方的结构并对塑封层600下方的结构进行保护。其中，所述塑封层600的材质例如包括光刻胶。

基于如上所述的形成方法，本实施例中对所形成的晶体谐振器与控制电路的集成结构进行说明，具体可结合图2a～图2k所示，所述晶体谐振器与控制电路的集成结构包括：

器件晶圆100，所述器件晶圆100中形成有控制电路，以及在所述器件晶圆100中还形成有下空腔120，所述下空腔120暴露于所述器件晶圆的正面；本实施例中，所述控制电路中的至少部分互连结构延伸至所述器件晶圆100的正面；

压电谐振片200，包括上电极230、压电晶片220和下电极210，所述压电谐振200形成在所述器件晶圆100的正面上并对应在所述下空腔120的上方；本实施例中，所述压电谐振片200的边缘搭接在所述下空腔120的侧壁上；

第一连接结构，用于使所述压电谐振片200的上电极230和下电极210与所述控制电路电性连接；

封盖层420，形成在所述器件晶圆100的正面上并遮罩所述压电谐振片200，并且所述封盖层420还与所述压电谐振片200及所述器件晶圆100围成上空腔400；

半导体芯片500，键合在所述器件晶圆100的正面上；其中，所述半导体芯片500中例如形成有驱动电路，用于产生电信号，并将电信号经由所述控制电路100传输至压电谐振片200；

第二连接结构，用于使所述半导体芯片500电性连接至所述控制电路。

进一步的，所述半导体芯片500可相对于所述器件晶圆100构成异质芯片。即，所述半导体芯片500的基底材质不同于所述器件晶圆100的基底材质。例如，本实施例中，器件晶圆100的基底材质为硅，则所述异质芯片的基底材质可以为iii-v族半导体材料或ⅱ-ⅵ族半导体材料(具体例如包括锗、锗硅或砷化镓等)。

通过在器件晶圆100中形成下空腔120，并可利用半导体工艺技术形成封盖层420，以将所述压电谐振片200封盖在上空腔400中，从而可确保所述压电谐振片200能够在所述上空腔400和所述下空腔120中震荡。由此，即可使晶体谐振器能够和控制电路集成在同一器件晶圆上。同时，还可进一步将半导体芯片500键合至器件晶圆100上，进而可利用半导体芯片并经由所述控制电路100，实现片上调制晶体谐振器的温度漂移和频率矫正等原始偏差，有利于提高晶体谐振器的性能。可见，本实施例中的晶体谐振器，不仅能够提高器件的集成度，并且基于半导体工艺所形成的晶体谐振器其的尺寸更小，从而还能够进一步降低器件功耗。

继续参考图2a所示，所述控制电路包括第一电路111和第二电路112，所述压电谐振片200的上电极和下电极分别电性连接至所述第一电路111和所述第二电路112。

具体的，所述第一电路111包括第一晶体管、第一互连结构111a和第三互连结构111b，所述第一晶体管掩埋在所述器件晶圆100中，所述第一互连结构111a和第三互连结构111b均与所述第一晶体管电连接，并均延伸至所述器件晶圆100的表面。其中，所述第一互连结构111a与所述下电极210电性连接，所述第三互连结构111b与所述半导体芯片电连接。

类似的，所述第二电路112包括第二晶体管、第二互连结构112a和第四互连结构112b，所述第二晶体管掩埋在所述器件晶圆100中，所述第二互连结构112a和第四互连结构112b均与所述第二晶体管电连接，并均延伸至所述器件晶圆100的表面。其中，所述第二互连结构112a与所述上电极230电性连接，所述第四互连结构112b与所述半导体芯片电连接。

进一步的，所述第一连接结构包括第一连接件和第二连接件，所述第一连接件连接所述第一互连结构111a和所述压电谐振片的下电极210，所述第二连接件连接所述第二互连结构112a和所述压电谐振片的上电极230。

本实施例中，所述下电极210形成在所述器件晶圆100的表面上，并位于所述下空腔120的外围，以及所述下电极210还横向延伸出所述压电晶片220以构成下电极延伸部，所述下电极延伸部覆盖所述第一电路111的所述第一互连结构111a，以使所述下电极210与所述第一电路111的第一互连结构111a电性连接。因此，可以认为，所述下电极延伸部即构成所述第一连接件。

以及，所述上电极230形成在所述压电晶片220上，所述上电极230通过所述第二连接件与所述第二电路112的所述第二互连结构112a电性连接。

具体的，用于连接所述上电极230和所述第二电路112的第二连接件包括：导电插塞和互连线。所述导电插塞形成在所述器件晶圆100的表面上，并且所述导电插塞的底部与所述第二互连结构连接。以及，所述互连线的一端覆盖所述上电极230，所述互连线的另一端至少部分覆盖所述导电插塞的顶部，以使所述互连线和所述导电插塞连接。应当认识到，此时还可利用所述导电插塞支撑所述互连线。

此外，在其他实施例中，所述第二连接件可仅包括导电插塞，并使所述导电插塞的一端电连接所述上电极230，所述导电插塞的另一端电连接所述第二互连结构112a。例如，使所述上电极从压电晶片上延伸至所述导电插塞的端部上。

继续参考图2k所示，本实施例中，所述封盖层420还从所述上空腔120的侧壁底部延伸覆盖所述器件晶圆100的表面，所述半导体芯片键合在所述封盖层420上，即半导体芯片500键合在封盖层420上。进一步的，所述第二连接结构包括形成在所述封盖层420中的接触垫，所述接触垫的底部电连接所述控制电路，所述接触垫的顶部电连接所述半导体芯片500。

本实施例中，所述第二连接结构中的接触垫包括第一接触垫511和第二接触垫512。其中，所述第一接触垫511的底部电连接所述第三互连结构111b，所述第一接触垫511的顶部电连接所述半导体芯片500。以及，所述第二接触垫512的底部电连接所述第四互连结构112b，所述第二接触垫512的顶部电连接所述半导体芯片500。

继续参考图2k所示，本实施例的所述封盖层400对应所述上空腔的部分中形成至少一个开口，并在所述开口中填充有封堵插塞430，以封闭所述上空腔400，从而使所述压电谐振片200封闭在所述上空腔400中。

此外，继续参考图2a所示，本实施例中，所述器件晶圆100包括基底晶圆100a和介质层100b。其中，所述第一晶体管和所述第二晶体管均形成在所述基底晶圆100a上，所述介质层100b形成在所述基底晶圆100a上并覆盖所述第一晶体管和所述第二晶体管，以及所述第三互连结构、所述第一互连结构、所述第四互连结构和所述第二互连结构均形成在所述介质层100b中并延伸至所述介质层100b的表面。

以及，所述晶体谐振器还包括塑封层600，所述塑封层600形成在所述器件晶圆100上，并且所述塑封层600覆盖所述半导体芯片和所述封盖层420位于所述上空腔外侧的外表面。即，利用所述塑封层600封盖整个器件晶圆结构，以对塑封层600下方的结构进行保护，或者可以认为，利用所述塑封层600封装所述晶体谐振器。

综上所述，本发明提供的晶体谐振器与控制电路的集成方法中，通过在形成控制电路的器件晶圆中形成下空腔，并将压电谐振片进一步形成在该器件晶圆上，接着再通过半导体平面工艺形成封盖层，以将所述压电谐振片封盖在上空腔中，从而实现了控制电路和晶体谐振器集成在同一器件晶圆上。基于此，还可将例如形成有驱动电路的半导体芯片进一步键合至该器件晶圆上，即半导体芯片、控制电路和晶体谐振器均集成在同一器件晶圆上，从而有利于实现片上调制晶体谐振器的温度漂移和频率矫正等原始偏差。并且，相比于传统的晶体谐振器(例如，表面贴装型晶体谐振器)，本发明中基于半导体平面工艺所形成的晶体谐振器，具备更小的尺寸，从而可相应的降低晶体谐振器的功耗。此外本发明中的晶体谐振器更也易于与其他半导体元器件集成，有利于提高器件的集成度。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。