SiTime MEMS谐振器制造工艺

关于作者--SiTime样品中心

为了加速SiTime MEMS硅晶振产品的应用普及，让中国电子工程师能快速体验MEMS硅晶振的高稳定性、高可靠性、超小封装、超低功耗、超低抖动等更多优势，SiTime公司联合本土半导体分销商北京晶圆电子有限公司共同建立SiTime样品中心，为用户提供免费样品申请，小批量试产、现货应急、特价申请、技术支持等便捷服务，更多信息请访问www.sitimechina.com，客户服务热线400-888-2483。

SiTime MEMS谐振器生产过程中采用了MEMS First™工艺，该工艺由德国博世公司（Sitime创始人来自该公司）首次研发，在SiTime得到进一步完善。可生产极小尺寸的硅晶振，产品经过真空密封后具有极强的稳定性和抗震性。MEMS硅晶振生产过程中还采用了业界顶尖的CMOS工艺及原材料，在保证产品质量的同时，已实现批量生产。

MEMS First 工艺

在MEMS First工艺推出之前，封装是MEMS谐振器实现商业化应用最大的难点。通过在独立微型真空室内的硅片上封装谐振器，MEMS First工艺完美的解决了这个问题。

首先在SOI(绝缘体硅)衬底上通过深反应离子蚀刻技术（DRIE）形成谐振器结构图案，完成蚀刻后沿沟槽沉淀一层氧化物，覆盖被选择的谐振器部分，并形成电气接触孔。然后在金属氧化物上再沉淀一层薄硅外延层，但要留出通孔以便清除谐振器结构自由空间上下的氧化物。最后用氢氟酸蒸汽溶解金属氧化物，谐振器结构实现完全独立，使谐振器能够振动起来。

采用SiTime研发的Epi-Seal工艺将谐振器密封于外延环境，形成洁净的密封空间，这对谐振器的超高稳定性能至关重要。Epi-Seal密封工艺是业界唯一验证的成熟技术，采用该技术生产的MEMS谐振器稳定性已达到甚至超过石英晶振。在高温外延反应器中，用氢气和氯气将谐振器和真空腔进行彻底清洁。然后将谐振器密封在外延多晶密封层中，以便在超高压环境下保护谐振器芯片。

用等离子蚀刻技术完成谐振器电极通孔开口，最后淀积形成绝缘氧化层、金属连接和氮化物掩膜。由此流程产生的晶圆厚度低于100μm，采用塑料、倒焊芯片及芯片堆叠等标准IC封装工艺进行封装。

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