一种具有亚微米间隙微机械谐振器及制作方法

摘要：

本发明涉及一种具有亚微米间隙的微机械谐振器及制作方法，其特征在于谐振器是由盖板硅片、结构硅片和衬底硅片三层硅片键合组成的“三明治”结构。结构硅片用来制作谐振器的振子，盖板硅片和衬底硅片分别用来制作驱动和检测的固定电极。谐振器振子与固定电极间的亚微米间隙是通过圆片级对准键合工艺形成的，间隙大小不受光刻工艺限制，而是由盖板硅片或者衬底硅片上的电绝缘介质层的厚度决定的。本发明提出的微机械谐振器的制作方法，利用圆片级对准键合形成亚微米间隙，在制作完器件结构的同时实现了对器件的真空密封，不但降低了器件设计和制作的难度，提升了器件性能和成品率，而且减小了器件尺寸，降低了成本。

专利类型：发明专利

申请/专利号：CN201110059554.5

申请日期：2011-03-11

公开/公告号：CN102122935A

公开/公告日：2011-07-13

主分类号：H03H9/24(2006.01)I

申请/专利权人:中国科学院上海微系统与信息技术研究所

发明/设计人:熊斌;吴国强;徐德辉;王跃林

主申请人地址:200050 上海市长宁区长宁路865号

专利代理机构:上海智信专利代理有限公司 31002

代理人:潘振甦

国别省市代码:上海;31

权利要求：

一种具有亚微米间隙的微机械谐振器，其特征在于所述的谐振器包括衬底硅片，结构硅片，盖板硅片，谐振振子，固定振子的弹性结构，结构硅片与衬底硅片及盖板硅片之间的电绝缘介质层，金属焊盘，电极引出通孔，其中：1)谐振器是由衬底硅片、结构硅片及盖板硅片三层键合在一起形成的三明治结构，衬底硅片的正面与结构硅片的背面，结构硅片的正面与盖板硅片的背面分别通过圆片级真空对准键合在一起；2)衬底硅片正面和盖板硅片背面具有凹腔结构；衬底硅片正面的凹腔和盖板硅片背面的凹腔组成一个真空密闭腔室；3)结构硅片用来制作谐振器的振子，盖硅片和衬底硅片分别用来制作驱动和检测的固定电极，谐振器振子与固定电极间的亚微米间隙是通过圆片级键合工艺形成。4)固定谐振振子的弹性结构将谐振振子固定并悬空在由盖板硅片与衬底硅片组成的真空密闭腔室中；5)电极引出通孔位于谐振器盖板硅片上。