然后硅晶圓被置入1000oC的epitaxial反應(yīng)爐內(nèi)去除雜質(zhì)，并密封之前所蝕刻的小細(xì)孔，以及通過長(zhǎng)晶生成較厚的硅晶和一層多晶硅電容層。這個(gè)高溫工藝對(duì)諧振體而言也是一個(gè)退火（anneal）的過程，讓諧振體表面達(dá)到光滑的程度，并將其永久密封在完全真空無(wú)污染的空間中。上述所描述的多晶硅電容層結(jié)構(gòu)非常堅(jiān)硬，可承受接下來(lái)超過100個(gè)大氣壓壓力的塑模成型工藝（Plastic molding）。

　　圖2c 完全潔凈的諧振器被密封在極厚的一層保護(hù)用向外長(zhǎng)晶的硅質(zhì)層之下

　　圖2d則說明如何在多晶硅層上生成一導(dǎo)電接點(diǎn)，來(lái)連接至內(nèi)部諧振器的驅(qū)動(dòng)感應(yīng)電極。而后進(jìn)行鋁質(zhì)導(dǎo)電層（Aluminum Layer）長(zhǎng)晶過程、完成導(dǎo)線（metal trace）以及打線接點(diǎn)生成工藝，并被覆蓋上一層非導(dǎo)電材質(zhì)鈍化層后（passivation layer），完成整個(gè)硅晶圓的生產(chǎn)。

　　圖2d 在硅質(zhì)層上蝕刻一過孔，并通過鋁線及打線接點(diǎn)，將諧振器連接至CMOS驅(qū)動(dòng)電路

　　MEMS諧振器微型工藝封裝技術(shù)大要

　　MEMS諧振器比一般石英晶體要小非常多。標(biāo)準(zhǔn)的硅工藝可輕易制造達(dá)微米級(jí)的產(chǎn)品。一個(gè)完成的MEMS諧振器大小約0.Xmm長(zhǎng)寬，相較于一般長(zhǎng)寬約數(shù)mm的石英晶體，兩者面積可相差百倍。越小的組件表示越能達(dá)成微型封裝的要求，突破以往在水平方向大小以及厚度限制的封裝設(shè)計(jì)，因此廠商可制造最小的差分震蕩器、展頻震蕩器、壓控震蕩器以及薄型震蕩器等。

　　隨著CMOS工藝技術(shù)的微型化演進(jìn)，MEMS諧振器在同一半導(dǎo)體代工廠，亦可持續(xù)使用先進(jìn)的工藝技術(shù)來(lái)增進(jìn)效能。廠商的諧振器目前利用次微米（sub-micron）電極間距，未來(lái)新一代更精細(xì)的工藝將可進(jìn)一步縮小電極間距。此工藝演進(jìn)可進(jìn)一步改善諧振器輸出的信號(hào)噪聲比（Signal to Noise Ratio；SNR），使得振蕩器亦得以取得更佳的相位噪聲（相噪）規(guī)格。石英晶體卻不具備這樣的工藝優(yōu)勢(shì)，若石英晶體尺寸越小，反而在各方面效能的表現(xiàn)越差，影響包括Q值、相位噪聲和activity dip較差、應(yīng)力敏感度較大、以及頻率范圍更受局限等缺點(diǎn)。

　　利用標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝制造的MEMS諧振器越小，成本也越低，但這卻不適用于石英晶體，當(dāng)石英晶體切割越小則越難設(shè)計(jì)及制造，良率也越來(lái)越低，成本也會(huì)越來(lái)越高。因此當(dāng)大部分電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)都趨向微型化的同時(shí)，石英將越來(lái)越無(wú)法展現(xiàn)應(yīng)有效能，全硅MEMS諧振器將取而代之。

　　可編程架構(gòu)的全硅MEMS振蕩器特性

　　石英振蕩器及輸出頻率特性

　　早期石英振蕩器半導(dǎo)體產(chǎn)品工藝極貴，設(shè)計(jì)趨向單純化，通過外部一些晶體管電路設(shè)計(jì)，石英振蕩器電路可以很容易被組成并讓石英晶體起振，輸出PC板需要的頻率信號(hào)，因此諧振器電路自然被排除在其它半導(dǎo)體電子電路之中。

　　振蕩器是根據(jù)一些在電子應(yīng)用產(chǎn)品中的常用頻率來(lái)設(shè)計(jì)、制造并生產(chǎn)。不過更多 的振蕩器是制造廠商為因應(yīng)系統(tǒng)客戶不斷根據(jù)新的應(yīng)用需求和應(yīng)用平臺(tái)而生產(chǎn)。由于振蕩器的規(guī)格繁雜，包括不同的頻率、工作電壓、精準(zhǔn)度、封裝尺寸的要求，使得產(chǎn)品料號(hào)的復(fù)雜度以及數(shù)量都非常繁雜。況且所有石英振蕩器廠商不可能備足庫(kù)存所有規(guī)格的振蕩器，因?yàn)槊恳环N頻率的石英振蕩器，都是根據(jù)內(nèi)部的石英晶體所切割的厚度決定其輸出的頻率。石英晶體切割過程幾乎是所有振蕩器生產(chǎn)必須歷經(jīng)的第一步，也因此系統(tǒng)客戶必須容忍較長(zhǎng)的產(chǎn)品交付期限。

　　MEMS振蕩器及輸出頻率特性

　　MEMS振蕩器則與傳統(tǒng)石英產(chǎn)品不同。無(wú)論輸出頻率為何，MEMS振蕩器均使用同一個(gè)MEMS諧振器。輸出頻率并不是使用不同的MEMS諧振器來(lái)達(dá)成頻率的變化，而是根據(jù)編程并儲(chǔ)存在內(nèi)部非揮發(fā)性內(nèi)存（Non- Volatile Memory；NVM）的數(shù)值，與MEMS諧振器的輸出頻率相乘倍數(shù)后而決定。

　　這樣的設(shè)計(jì)方式，可快速地把庫(kù)存的MEMS振蕩器，按照客戶需要的電壓以及其它參數(shù)編程后，輸出客戶所需要的頻率。因此，客戶可在較短交貨期限內(nèi)（約在2～3周而無(wú)須3～4個(gè)月），便可取得所需的頻率組件。此外提供給工程設(shè)計(jì)人員的樣品，則可通過編程器立即直接編寫提供，或由產(chǎn)線在一天之內(nèi)提供給全球工程人員滿足其設(shè)計(jì)需求。

　　Sigma-Delta Fran-N PLL倍頻電路設(shè)計(jì)

　　此外，石英可編程振蕩器內(nèi)部使用環(huán)震蕩鎖相環(huán)（Ring Oscillator PLL）作為其倍頻電路的設(shè)計(jì)。這樣的設(shè)計(jì)容易造成輸出具高抖動(dòng)（jitter）特性的頻率信號(hào)，因此這類振蕩器僅適合精準(zhǔn)度無(wú)須太高的應(yīng)用。MEMS振蕩器廠商在架構(gòu)設(shè)計(jì)上采用所謂Sigma-Delta Fran-N PLL鎖相環(huán)作為倍頻電路，此電路設(shè)計(jì)能夠?qū)EMS諧振器的輸出頻率任意倍頻到所需的頻率，頻率信號(hào)的抖動(dòng)特性與一般石英振蕩器相較則更優(yōu)。

　　提升穩(wěn)定性