CN211183922U - 一种增加能量闭锁效益的石英压电晶片及晶圆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种增加能量闭锁效益的石英压电晶片及晶圆，该晶圆包括阵列排布的石英压电晶片，所述石英压电晶片具有一基底，所述基底一端的上表面与下表面对称设置有凹槽，所述凹槽中部设置有凸台，所述凸台的高度小于凹槽的深度。该石英压电晶片具有凹槽式双凸台晶体结构，凸台与基底边缘之间的凹槽区域形成晶片第一能陷区；凸台为晶片的主振荡区，且凸台的高度小于凹槽的深度，形成晶片的第二能陷区；所以，该石英压电晶片的凹槽式双凸台结构在晶片上形成了双重能陷效果，大幅度增加了晶片的能量闭锁效益，从而降低了整个晶片的阻抗，最终使得整个晶振具有非常好的低频物理特性。

Description

一种增加能量闭锁效益的石英压电晶片及晶圆

技术领域

本实用新型涉及压电晶片技术领域，尤其涉及一种增加能量闭锁效益的石英压电晶片及晶圆。

背景技术

石英光刻化晶体泛指以光刻技术在石英晶圆表面进行结构加工之晶圆，包含凸起型(Mesa)、凹陷型(Inverted Mesa)之立体结构。传统工艺以机械研磨制程开发小型化石英晶体，除物理性质上有其尺寸极限外，小型化带来的阻抗增加或良率降低等因素，都将会是瓶颈。技术上，低频的小型石英晶体也需要倒边(Bevel)，亦即削薄石英晶体边缘，才能达到有效的能陷(Energy Trapping)，增加能量闭锁效益。因此，在制造超小型石英晶体及低频石英晶体时，对于单纯仰赖传统研磨法制造石英晶体的厂商来说，将会是发展小型石英晶体产品时，最主要的技术鸿沟。

目前市面上所见晶片设计形貌，皆是以对单一晶片边框周围进行蚀刻镂空后，并且镀上上表面与下表面的电极，再以拨断晶片方式，将晶片一颗颗取下，此方法主要是因为石英晶圆的厚度较薄，在小型化趋势发展下而开发的制程，其优点为晶片边框的精度与镀上电极的精度，都是光刻等级的精密程度，得以确保批量生产的一致性；其缺点为必须预留蚀刻镂空区与芯片支撑区的空间而导致每片石英光刻化晶圆可生产的芯片数量大幅减少约30-50％。另一种方法就如同半导体晶圆切割方式：将已经完成蚀刻的石英晶体利用切割的方式一颗颗取下，因无侧边电极，会有芯片上、下电极无法导通的问题，进而无法量测，而必须仰赖后续制程。现有技术中，专利名称为石英光刻化晶圆及切割技术(公开号：CN110027123A，公开日：2019-07-19)的说明书公开了关于如何通过光刻化和激光切割生产超小型石英晶体，并大幅度提高了晶圆的晶片数量；同时，该现有技术仅针对高频(>50MHz)小型石英晶片，但并未针对低频小型石英晶片的能量闭锁效益进行有效的改进，所以对其进行改进显得尤为必要。

实用新型内容

本实用新型提供一种增加能量闭锁效益的石英压电晶片，解决了小型晶片对于谐振频率较低时难以增加能量闭锁效益的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案为：一种增加能量闭锁效益的石英压电晶片，所述石英压电晶片具有一基底，所述基底一端的上表面与下表面对称设置有凹槽，所述凹槽中部设置有凸台，所述凸台的高度小于凹槽的深度。

进一步地，所述凸台的高度为h，所述凹槽的深度为d，且满足以下条件式：

h/d＝0.1～0.9。

优选地，h/d＝0.8。

优选地，所述凹槽的深度为1～30微米。

进一步地，还包括第一电极膜和第二电极膜，所述第一电极膜设置在所述凸台的表面，所述第二电极膜设置在远离凹槽的另一端，且该第二电极膜包括第一引脚和第二引脚，所述第一引脚和第二引脚分离且绝缘设置，所述第一引脚与所述第一电极膜通过导电薄膜电性连接。

更进一步地，所述基底靠近第一引脚与第二引脚处分别设置有第一缺口和第二缺口，所述第一缺口的表面设置有第三电极膜，所述第二缺口的表面设置有第四电极膜，所述第三电极膜与第一引脚电性连接，所述第四电极膜与第二引脚电性连接。

优选地，所述凹槽为圆形凹槽或矩形凹槽。

优选地，所述凸台为圆形凸台或矩形凸台。

一种晶圆，包括多个石英压电晶片，所述石英压电晶片呈阵列分布，且相邻两石英压电晶片之间的第一缺口和第二缺口形成石英压电晶圆的镂空区。该镂空区为引脚的引出提供了方便，无须另外再焊接引出点。

本实用新型提供一种增加能量闭锁效益的石英压电晶片及晶圆，该晶圆包括阵列排布的石英压电晶片，所述石英压电晶片具有一基底，所述基底一端的上表面与下表面对称设置有凹槽，所述凹槽中部设置有凸台，所述凸台的高度小于凹槽的深度。该石英压电晶片具有凹槽式双凸台晶体结构，凸台与基底边缘之间的凹槽区域形成晶片第一能陷区；凸台为晶片的主振荡区，且凸台的高度小于凹槽的深度，形成晶片的第二能陷区；所以，该石英压电晶片的凹槽式双凸台结构在晶片上形成了双重能陷效果，大幅度增加了晶片的能量闭锁效益，从而降低了整个晶片的阻抗，最终使得整个晶振具有非常好的低频物理特性。

附图说明

图1是本实用新型一种增加能量闭锁效益的石英压电晶片的结构示意图；

图2是图1中石英压电晶片并排的结构示意图；

图3是本实用新型一种晶圆的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，具体阐明本实用新型的实施方式，附图仅供参考和说明使用，不构成对本实用新型专利保护范围的限制。

如图1至3所示，一种晶圆100，包括多个石英压电晶片10，所述石英压电晶片10呈阵列分布，且相邻两石英压电晶片10之间的第一缺口6和第二缺口7形成石英压电晶圆100的镂空区。晶圆100经过现有技术的光刻化和激光切割制程，生产出本实用新型的石英压电晶片10。

一种增加能量闭锁效益的石英压电晶片10，所述石英压电晶片10具有一基底1，所述基底1一端的上表面与下表面对称设置有凹槽2，所述凹槽2中部设置有凸台3，所述凸台3的高度小于凹槽2的深度。凸台与基底1边缘之间的凹槽2区域形成晶片第一能陷区；凸台3为晶片的主振荡区，且凸台3的高度小于凹槽2的深度，形成晶片的第二能陷区，所以该石英压电晶片的凹槽式双凸台结构在晶片上形成了双重能陷效果，大幅度增加晶片的能量闭锁效益，从而降低了整个晶片的阻抗。

作为本实施例的进一步改进，所述凸台3的高度为h，所述凹槽2的深度为d，且满足以下条件式：h/d＝0.1～0.9。

本实施例中，h/d＝0.8。

较佳地，所述凹槽2的深度为1～30微米。具体地，凹槽2的深度为15微米。

作为本实施例的进一步改进，还包括第一电极膜4和第二电极膜5，所述第一电极膜4设置在所述凸台3的表面，所述第二电极膜5设置在远离凹槽2的另一端，且该第二电极膜5包括第一引脚51和第二引脚52，所述第一引脚51和第二引脚52分离且绝缘设置，所述第一引脚51与所述第一电极膜4通过导电薄膜45电性连接。

较佳地，所述基底1靠近第一引脚51与第二引脚52处分别设置有第一缺口6和第二缺口7，所述第一缺口6的表面设置有第三电极膜8，所述第二缺口7的表面设置有第四电极膜9，所述第三电极膜8与第一引脚51电性连接，所述第四电极膜9与第二引脚52电性连接。

较佳地，所述凹槽2为圆形凹槽或矩形凹槽。

较佳地，所述凸台3为圆形凸台或矩形凸台。凹槽与凹台的大小和形状根据实际需要设置。

以上所揭露的仅为本实用新型的较佳实施例，不能以此来限定本实用新型的权利保护范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种增加能量闭锁效益的石英压电晶片，其特征在于：所述石英压电晶片具有一基底，所述基底一端的上表面与下表面对称设置有凹槽，所述凹槽中部设置有凸台，所述凸台的高度小于凹槽的深度。

2.根据权利要求1所述的一种增加能量闭锁效益的石英压电晶片，其特征在于，所述凸台的高度为h，所述凹槽的深度为d，且满足以下条件式：

h/d＝0.1～0.9。

3.根据权利要求2所述的一种增加能量闭锁效益的石英压电晶片，其特征在于：h/d＝0.8。

4.根据权利要求3所述的一种增加能量闭锁效益的石英压电晶片，其特征在于：所述凹槽的深度为1～30微米。

5.根据权利要求1所述的一种增加能量闭锁效益的石英压电晶片，其特征在于：还包括第一电极膜和第二电极膜，所述第一电极膜设置在所述凸台的表面，所述第二电极膜设置在远离凹槽的另一端，且该第二电极膜包括第一引脚和第二引脚，所述第一引脚和第二引脚分离且绝缘设置，所述第一引脚与所述第一电极膜通过导电薄膜电性连接。

6.根据权利要求5所述的一种增加能量闭锁效益的石英压电晶片，其特征在于：所述基底靠近第一引脚与第二引脚处分别设置有第一缺口和第二缺口，所述第一缺口的表面设置有第三电极膜，所述第二缺口的表面设置有第四电极膜，所述第三电极膜与第一引脚电性连接，所述第四电极膜与第二引脚电性连接。

7.根据权利要求1所述的一种增加能量闭锁效益的石英压电晶片，其特征在于：所述凹槽为圆形凹槽或矩形凹槽。

8.根据权利要求1所述的一种增加能量闭锁效益的石英压电晶片，其特征在于：所述凸台为圆形凸台或矩形凸台。

9.一种晶圆，其特征在于包括多个如权利要求1-8任一项的石英压电晶片，所述石英压电晶片呈阵列分布，且相邻两石英压电晶片之间的第一缺口和第二缺口形成石英压电晶圆的镂空区。

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