压电层设置导电通孔的石英谐振器及其制造方法、电子器件

本发明的实施例涉及半导体领域，尤其涉及一种压电层设置导电通孔的石英谐振器及其制造方法，以及一种电子器件。

背景技术：

1、高基频、小型化和低矮化是石英晶振片(下文中简称为晶片)发展的趋势。传统晶片制造方案多采用研磨切片的方式获得一定频率的散粒薄片，然后进行后续的镀电极与调频。然而，切片所采用的线切割技术对1mm×1mm及以下尺寸难以实现，基本无法覆盖1.2mm×1.0mm及以下尺寸的晶片制造，更无法满足1.0mm×0.8mm及以下尺寸规格晶片制造。晶片的基频主要受晶片谐振区域的厚度决定，晶片的基频由以下公式支配：

2、f0(mhz)＝1670(mhz·μm)/d(μm)    (1)

3、晶圆级制造可以实现单颗谐振器制造成本的大幅降低，以及谐振器之间的品控一致性；通常来说，晶圆尺寸越大，单颗谐振器的制造成本越低。然而，对于晶圆级制造方案，几百至数千颗晶片排列在单片晶圆上，对各个位置点石英厚度的精确控制挑战巨大，这也就直接导致了整片晶圆上晶片频率的准确性与一致性难以得到保证。因此，晶圆级晶片调频存在极大的挑战。目前已有技术采取的办法主要集中在采用具有超高精度膜厚监控系统的研磨技术，制备厚度均一度在几纳米之内的石英薄膜。这种频率控制与调节技术对材料和制造工艺提出了极高的要求，而且晶圆面积越大，制造难度越高，阻碍了低成本、高效率的制造方案的产生。

4、现有的石英谐振器的顶电极的电极引出部和底电极的电极引出部中的一个经由压电层的边缘延伸到与另一个电极引出部同侧的位置，这种跨压电层布置电极引出部的方式，容易出现电极连接电阻不稳定(偏大甚至电连接断开)的问题。

5、此外，还希望降低石英谐振器的尺寸，尤其是降低整个谐振器的厚度，进一步实现石英谐振器的低矮化。

技术实现思路

1、为缓解或解决现有技术中的上述问题的至少一个方面，提出本发明。

2、根据本发明的实施例的一个方面，提出了一种石英谐振器，包括：

3、谐振结构，包括石英压电层、底电极和顶电极，顶电极和底电极中的一个电极为第一电极、另一个为第二电极，所述第一电极处于压电层的一侧，所述第二电极处于压电层的另一侧；

4、第一封装基板和第二封装基板，分别设置在压电层的一侧和另一侧，第一封装基板与第一电极相对，第二封装基板与第二电极相对，

5、其中：

6、所述第一封装基板与所述第二封装基板彼此接合且限定容纳所述谐振结构的容纳空间；且

7、第一电极的电极引出部延伸到所述压电层的另一侧从而与所述第二电极处于所述压电层的同一侧，所述第二封装基板设置有与第一电极的电极引出部电连接的基板贯穿导电孔。

8、根据本发明的实施例的另一方面，提出了一种石英谐振器的制造方法，包括步骤：

9、提供石英晶圆，所述石英晶圆包括用于形成多个石英谐振器的谐振区域；

10、形成谐振结构，所述谐振结构包括石英压电层、底电极和顶电极，顶电极和底电极中的一个电极为第一电极、另一个为第二电极，所述第一电极处于压电层的一侧，所述第二电极处于压电层的另一侧，每个谐振结构的压电层包括所述谐振区域；

11、形成封装结构，所述封装结构包括第一封装基板和第二封装基板，分别设置在压电层的一侧和另一侧，第一封装基板与第一电极相对，第二封装基板与第二电极相对，

12、其中：

13、所述第一封装基板与所述第二封装基板彼此接合且限定容纳所述谐振结构的容纳空间；且

14、第一电极的电极引出部延伸到所述压电层的另一侧从而与所述第二电极处于所述压电层的同一侧，所述第二封装基板设置有与第一电极的电极引出部电连接的基板贯穿导电孔。

15、本发明的实施例还涉及一种电子器件，包括上述的石英谐振器。

技术特征：

1.一种石英谐振器，包括：

2.根据权利要求1所述的谐振器，其中：

3.根据权利要求2所述的谐振器，其中：

4.根据权利要求1所述的谐振器，其中：

5.根据权利要求4所述的谐振器，其中：

6.根据权利要求1所述的谐振器，其中：

7.根据权利要求1所述的谐振器，其中：

8.根据权利要求1所述的谐振器，其中：

9.根据权利要求1所述的谐振器，其中：

10.根据权利要求1所述的谐振器，其中：

11.根据权利要求1所述的谐振器，其中：

12.根据权利要求1所述的谐振器，其中：

13.根据权利要求1所述的谐振器，其中：

14.根据权利要求1所述的谐振器，其中：

15.一种电子器件，包括根据权利要求1-14中任一项所述的石英谐振器。

16.一种石英谐振器的制造方法，包括步骤：

17.根据权利要求16所述的方法，包括步骤：

18.根据权利要求17所述的方法，其中：

19.根据权利要求17所述的方法，其中，所述贯穿步骤包括：

20.根据权利要求19所述的方法，其中：

21.根据权利要求17所述的方法，其中：

22.根据权利要求17所述的方法，其中：

23.根据权利要求17所述的方法，还包括步骤：

24.根据权利要求17所述的方法，其中：

25.根据权利要求16所述的方法，其中，形成所述谐振结构包括步骤：

26.根据权利要求25所述的方法，其中：

27.根据权利要求25所述的方法，其中，形成封装结构的步骤包括：

技术总结
本发明涉及一种石英谐振器及其制造方法，所述石英谐振器包括：谐振结构，包括石英压电层、底电极和顶电极，顶电极和底电极中的一个电极为第一电极、另一个为第二电极，所述第一电极处于压电层的一侧，所述第二电极处于压电层的另一侧；第一封装基板和第二封装基板，分别设置在压电层的一侧和另一侧，第一封装基板与第一电极相对，第二封装基板与第二电极相对，其中：所述第一封装基板与所述第二封装基板彼此接合且限定容纳所述谐振结构的容纳空间；且第一电极的电极引出部延伸到所述压电层的另一侧从而与所述第二电极处于所述压电层的同一侧，所述第二封装基板设置有与第一电极的电极引出部电连接的基板贯穿导电孔。本发明还涉及一种电子器件。

技术研发人员：庞慰,张孟伦
受保护的技术使用者：天津大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19