[发明专利]一种基于硅与氧化硅叠层的硅振荡器结构及制备方法

说明书

一种基于硅与氧化硅叠层的硅振荡器结构，包括衬底硅，底层氧化层，中间硅层，中间氧化层，封堵结构，顶层金属件，谐振器结构；底层氧化层为在底层硅上沉积的氧化层，中间硅层为在底层氧化层上沉积的硅薄膜，中间氧化层为在中间硅层形成的氧化层；顶层硅层为在中间氧化层上沉积硅薄膜。一种基于硅与氧化硅叠层的硅振荡器结构的制备方法，衬底硅作为谐振器的支撑层，SOI晶圆的埋层氧化层或者利用热氧化或者化学气相沉积技术在底层硅上沉积的氧化层，形成空腔。本发明优点：采用硅与氧化层叠层结构，氧化物封堵开口技术，CVD淀积W或多晶硅掺杂封堵开口；在硅晶圆上沉积氧化层和硅薄膜，是密封单晶硅谐振器的新结构性能稳定，新工艺和新方法。

技术领域

本发明涉及基于硅与氧化硅叠层的硅振荡器领域，特别涉及了一种基于硅与氧化硅叠层的硅振荡器结构及制备方法。

背景技术

目前，现有振荡器结构组件易于磨损，物理冲击可能导致输出频率和相位误差，震动和极限温度可能使它们损坏,而且因为这些组件依靠具有匹配驱动器的调谐电路,并不总是像计划的那样启动,或者不以预期频率振荡.即使是同一个器件,在不同加电周期启动情形也可能不同，同时稳定性较差。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述问题，特提供了一种基于硅与氧化硅叠层的硅振荡器结构及制备方法。

本发明提供了一种基于硅与氧化硅叠层的硅振荡器结构及制备方法，其特征在于：所述的基于硅与氧化硅叠层的硅振荡器结构,包括衬底硅1，底层氧化层2，中间硅层3，中间氧化层4，顶层硅层5，顶层氧化层6，内部电学连接7，封堵结构8，顶层金属件9，空腔结构10，谐振器结构11；

其中：衬底硅1作为谐振器的支撑层，底层氧化层2为在底层硅1上沉积的氧化层，为谐振器的底部支撑和空腔材料，有部分底层氧化层2在后续的工艺中被刻蚀掉，从而形成空腔结构10；中间硅层3为在底层氧化层2上沉积的硅薄膜，高掺杂特性，作为谐振器的结构层；中间氧化层4为在中间硅层3形成的氧化层；顶层硅层5为在中间氧化层4上沉积硅薄膜，作为谐振器空腔封盖；顶层氧化层6为在顶层硅层5形成的氧化层，作为绝缘层；

内部电学连接7的侧壁有氧化层，用来与顶层硅层5形成电学隔离，用于连接谐振器结构11和顶层金属件9；封堵结构8为在顶层硅层5的开口处的氧化层，将顶层硅层5中的开口用氧化硅封住，以形成密闭空腔结构10；顶层金属件9作为外部电学连接，能加强封堵结构8的气密性；谐振器结构11设置在中间硅层3上形成谐振器的主体结构部分。

所述的顶层金属件9为片状结构。

所述的基于硅与氧化硅叠层的硅振荡器结构，整体为圆柱形或长方体结构。

一种如权利要求1所述的基于硅与氧化硅叠层的硅振荡器结构的制备方法，其特征在于：所述的基于硅与氧化硅叠层的硅振荡器结构的制备方法，衬底硅1作为谐振器的支撑层，SOI晶圆的底层硅或硅晶圆构成；底层氧化层2：SOI晶圆的埋层氧化层或者利用热氧化或者化学气相沉积技术在底层硅1上沉积的氧化层，主要为谐振器的底部支撑和空腔材料，有部分底层氧化层2在后续的工艺中被刻蚀掉，从而形成空腔。

中间硅层3，SOI晶圆上器件层硅层或利用化学气相沉积技术在底层氧化层2上沉积的硅薄膜，为高掺杂特性，作为谐振器的结构层。

中间氧化层4，利用热氧化或者化学气相沉积技术在中间硅层3形成的氧化层，作为空腔材料，在后续的工艺中被刻蚀掉，从而形成空腔；顶层硅层5，利用晶圆键合工艺，将另外一片硅晶圆或SOI晶圆键合在一起，做减薄或者利用化学气相沉积工艺在中间氧化层4上沉积硅薄膜，作为谐振器空腔封盖。