CN103183304B - 微机电感测元件及微机电感测元件的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种微机电感测元件,其包括一基板、一半导体层、一支撑柱、一第一悬浮臂、一第一连接部、一第二悬浮臂以及一主质量块。半导体层配置于基板上。支撑柱配置于半导体层上。第一悬浮臂配置于支撑柱上,且支撑柱连接第一悬浮臂的一部分。第一连接部直接或间接地连接第一悬浮臂的另一部分。第二悬浮臂具有一第一表面与一相对第一表面的一第二表面,且第一连接部连接第一表面的一部分。主质量块连接第二悬浮臂,且第二悬浮臂的一部分构成主质量块的一部分。本发明还提出一种微机电感测元件的制作方法。

Description

微机电感测元件及微机电感测元件的制作方法
技术领域
本发明涉及一种感测元件,且特别是一种微机电感测元件及其制作方法。
背景技术
微机电系统(Micro Electromechanical System,MEMS)技术的发展开辟了一个全新的技术领域和产业,其应用领域广阔,例如常常用于加速计或陀螺仪等微机电惯性传感器中。在这些传感器中,通常需要一个微机电弹簧元件来将其移动结构的一端连接固定于一侧壁上,以使此移动结构可在某方向上往复运动。而现有的微机电弹簧元件一般是硅材料或金属层与氧化层交替堆叠所构成。
然而,由于金属层与氧化层的热膨胀系数不同,因此在后续进行高温制程时,金属层与氧化层会发生不同程度的热膨胀,导致微机电弹簧元件弯曲变形,从而影响其工作性能。因此,如何避免微机电弹簧元件在其所处的环境发生温度变化时弯曲变形,以确保微机电弹簧元件的工作性能,实为相关领域的人员所重视的议题之一。
此外,现有的微机电弹簧元件通常是往水平方向进行设计,如此一来,基板上的各元件可使用面积便会被降低。换言之,如何避免有效地提高基板上的使用面积或更加地缩小元件尺寸,实为相关领域的人员所重视的议题之一。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺陷,提出一种微机电感测元件,其可有效地提高基板的使用面积的利用率外,并同时可降低应力与热效应的影响。
本发明还提出一种微机电感测元件的制作方法,其具有较为简易的步骤与较为低廉的制作成本。
本发明的其它目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。
为达上述之一或部分或全部目的,本发明的一实施例提出一种微机电感测元件,其包括一基板、一半导体层、一支撑柱、一第一悬浮臂、一第一连接部、一第二悬浮臂以及一主质量块。半导体层配置于基板上。支撑柱配置于半导体层上。第一悬浮臂配置于支撑柱上,且支撑柱连接第一悬浮臂的一部分。第一连接部直接或间接地连接第一悬浮臂的另一部分。第二悬浮臂具有一第一表面与一相对第一表面的一第二表面,且第一连接部连接第一表面的一部分。主质量块连接第二悬浮臂,且第二悬浮臂的一部分构成主质量块的一部分。
在本发明的一实施例中,第一悬浮臂具有一第三表面与一相对于第三表面的第四表面,且支撑柱连接第三表面的一部分。
在本发明的一实施例中,第一连接部直接地连接第四表面的一部分或第三表面的另一部分。在本发明的一实施例中,第一连接部直接地连接第三表面的另一部分时,第一连接部的膜层至少与支撑柱的部分膜层属于同一位阶的膜层。在本发明的一实施例中,第一连接部直接地连接第四表面的一部分时,主质量块的部分膜层可与第一连接部的部分膜层属于相同位阶的膜层。
在本发明的一实施例中,微机电感测元件更包括一第二连接部以及一第三悬浮臂。第二连接部直接地连接第一悬浮臂的第三表面的另一部分。第三悬浮臂具有一第五表面与一相对第五表面的一第六表面,且第二连接部连接于第五表面的一部分,其中第一连接部连接于第五表面的另一部分,以使第一连接部间接地连接第一悬浮臂的另一部分。在本发明的一实施例中,第一连接部的膜层与第二连接部的膜层至少与支撑柱的部分膜层属于同一位阶的膜层。在本发明的一实施例中,主质量块的部分膜层可与第一连接部的部分膜层、第二连接部的部分膜层或支撑柱的部分膜层属于相同位阶的膜层。
在本发明的一实施例中,支撑柱、第一连接部以及主质量块由至少二导电层堆叠而成。
在本发明的一实施例中,主质量块的这些导电层间可选择性地夹设有一介电层或是保持有一空隙。
在本发明的一实施例中,微机电感测元件更包括一蚀刻阻挡结构,配置于基板上并位于支撑柱、第一悬浮臂、第一连接部、第二悬浮臂以及主质量块的周边。在本发明的一实施例中,蚀刻阻挡结构由至少二导电层堆叠而成。在本发明的一实施例中,蚀刻阻挡结构的膜层包含了半导体层、支撑柱、第一悬浮臂、第一连接部、第二悬浮臂以及主质量块的膜层位阶。
在本发明的一实施例中,微机电感测元件更包括一上电极,设置于主质量块的上方。
在本发明的一实施例中,微机电感测元件更包括一下电极设置于主质量块的下方。
在本发明的一实施例中,微机电感测元件更包括一压电材料层,配置于第二悬浮臂。
在本发明的一实施例中,第二悬浮臂的材质包括一压电材料。
本发明的另一实施例提出一种微机电感测元件的制作方法,其至少包括以下步骤:首先,提供一基板。之后,形成一半导体材料层于基板上。而后,图案化半导体材料层,以形成一半导体层于基板上。接着,重复地于基板上依序形成一介电层、一第一图案化金属层以及一图案化第二图案化金属层,其中每一第一图案化金属层通过每一介电层的至少一开口而与第二图案化金属层或半导体层实体连接。然后,移除位于基板上的这些介电层,以形成一支撑柱、一第一悬浮臂、一第一连接部、一第二悬浮臂以及一主质量块于基板上,其中支撑柱配置于半导体层上,第一悬浮臂配置于支撑柱上,且支撑柱连接第一悬浮臂的一部分,第一连接部直接或间接地连接第一悬浮臂的另一部分,第二悬浮臂具有一第一表面与一相对第一表面的一第二表面,且第一连接部连接第一表面的一部分,主质量块连接第二悬浮臂,且第二悬浮臂的一部分构成主质量块的一部分。
在本发明的一实施例中,第一悬浮臂与第二悬浮臂相对于基板可为相同位阶高度或不同位阶高度的这些第二图案化金属层。
在本发明的一实施例中,支撑柱、第一连接部或主质量块包括至少一第一图案化金属层以及至少一第二图案化金属层。
在本发明的一实施例中,第一悬浮臂具有一第三表面与一相对于第三表面的第四表面,且支撑柱连接第三表面的一部分。
在本发明的一实施例中,微机电感测元件的制作方法更包括:在移除基板上的这些介电层后,形成一第二连接部与一第三悬浮臂,其中第二连接部直接地连接第一悬浮臂的第三表面的另一部分,第三悬浮臂具有一第五表面与一相对第五表面的一第六表面,且第二连接部连接于第五表面的一部分,其中第一连接部连接于第五表面的另一部分,以使第一连接部间接地连接第一悬浮臂的另一部分。
在本发明的一实施例中,微机电感测元件的制作方法更包括:在移除基板上的这些介电层后,形成一电极,其中电极位于主质量块的下方或上方,且电极与主质量块属于不同位阶高度的第二图案化金属层。
基于上述,在本发明的微机电感测元件中,连接主质量块的弹性结构是利用连接部将位于不同位阶高度的第一悬浮臂与第二悬浮臂连接,以充分地利用了Z轴方向上的使用空间,如此除了可有效地提高基板的使用面积的利用率外,并同时可降低应力与热效应对此弹性结构的影响。另外,本弹性结构通过标准CMOS制程进行制作,因此可有效地降低微机电感测元件的制作成本并具有较为简单的制作步骤。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂,下文特举实施例,并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1为本发明一实施例的微机电感测元件的局部剖示图;
图2为本发明另一实施例的微机电感测元件的局部剖示图;
图3为本发明又一实施例的微机电感测元件的局部剖示图;
图4为本发明再一实施例的微机电感测元件的局部剖示图;
图5为本发明更一实施例的微机电感测元件的局部上视图;
图6A为图5的AA’线所绘示的微机电感测元件的剖面示意图;
图6B为图5的BB’线所绘示的微机电感测元件的剖面示意图;
图7为本发明一实施例的制作微机电感测元件的剖示图;
图8A~图8E为本发明的弹性结构具有不同的态样的立体图。
图中符号说明
100、100a~100c、300 微机电感测元件
110 基板
120 半导体层
120a 介电层
120’ 开口
130 支撑柱
140 第一悬浮臂
150 第一连接部
160 第二悬浮臂
170 主质量块
180N 型井层
190 下电极
210 第二连接部
220 第三悬浮臂
230 压电材料层
310 弹性结构
AA’、BB’ 线
C1、C2 电容
M1 第一图案化金属层
M2 第二图案化金属层
P1 方向
N1 法线方向
S1 第一表面
S2 第二表面
S3 第三表面
S4 第四表面
S5 第五表面
S6 第六表面
ST1 蚀刻阻挡结构
具体实施方式
有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效,在以下配合参考附图的一较佳实施例的详细说明中,将可清楚地呈现。以下实施例中所提到的方向用语,例如:上、下、左、右、前或后等,仅是参考附加图式的方向。因此,使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。
图1为本发明一实施例的微机电感测元件的局部剖示图。请参考图1,本实施例的微机电感测元件100包括:一基板110、一半导体层120、一支撑柱130、一第一悬浮臂140、一第一连接部150、一第二悬浮臂160以及一主质量块170,其中支撑柱130、第一悬浮臂140、第一连接部150、第二悬浮臂160以及主质量块170,可通过连续堆叠一第一图案化金属层M1与一第二图案化金属层M2所构成,亦即支撑柱130、第一悬浮臂140、第一连接部150、第二悬浮臂160以及主质量块170可各自包含第一图案化金属层M1与第二图案化金属层M2至少其一。
在本实施例中,半导体层120配置于基板110上,其中基板110可以是选用P型半导体基板,而半导体层120可为多晶材料。具体来说,基板110与半导体层120的材质可以选用相同的材质,如:硅。换言之,基板110可以是P型硅基板,而半导体层120可为多晶硅。于一实施例中,基板110亦可选用N型半导体基板,此部分可视使用者的需求而定。详细而言,当半导体层120选用多晶硅的材质,其阻值相对于导体而言便会较大,如此便可用来作为绝缘之用,而避免不必要的元件电性连接。此外,为了提高绝缘效果,半导体层120的下方亦可掺杂有异于基板110极性的离子,如:N型离子,从而可形成一N型井层180。
请继续参考图1,支撑柱130配置于半导体层120上。在本实施例中,支撑柱130可为第一图案化金属层M1与第二图案化金属层M2的堆叠结构,而形成一导电支撑柱,如图1所示。本实施例以第一图案化金属层M1的材质采用钨,而第二图案化金属层M2则可以选用铝为例,于其它实施例中,第一图案化金属层M1与第二图案化金属层M2的材质亦可选择其它适当的材质,如:金、银、铜、锡、铅、铪、钨、钼、钕、钛、钽、锌等金属。
另外,第一悬浮臂140配置于支撑柱130上,且支撑柱130连接第一悬浮臂140的一部分,如图1所示。具体而言,第一悬浮臂140可具有一第三表面S3与一相对于第三表面S3的第四表面S4,其中支撑柱130连接第三表面S3的一部分。在本实施例中,第一悬浮臂140可为一单层或多层的第二图案化金属层M2。第一悬浮臂140所采用的材质可为金、银、铜、锡、铅、铪、钼、钕、钛、钽、铝、锌等金属,其中本实施例以铝作为举例说明,但不限于此。
请继续参考图1,第一连接部150可直接或间接地连接第一悬浮臂140的另一部分,其中本实施例以直接连接的实施态样进行举例说明,而关于间接地连接方式将于后续的段落中进行详述。在本实施例中,第一连接部150直接地连接第一悬浮臂140的第四表面S4的一部分,且第一连接部150可为第一图案化金属层M1与第二图案化金属层M2的堆叠结构,而形成一第一导电连接部,如图1所示。需要说明的是,支撑柱130与第一连接部150分别相对于基板110而位于不同的位阶高度,亦即第一连接部150相对于基板110位于支撑柱130的上方。
另外,第二悬浮臂160具有一第一表面S1与一相对第一表面S1的一第二表面S2,且第一连接部150连接第二悬浮臂160的第一表面S1的一部分,如图1所示。在本实施例中,第二悬浮臂160可为一单层或多层的第二图案化金属层M2,且第二悬浮臂160所采用的材质可为金、银、铜、锡、铅、铪、钼、钕、钛、钽、铝、锌等金属,其中本实施例以铝作为举例说明,但不限于此。需要说明的是,第一悬浮臂140与第二悬浮臂160分别相对于基板110位于不同的位阶高度,亦即第二悬浮臂160相对于基板110位于第一悬浮臂140的上方。
请继续参考图1,主质量块170连接第二悬浮臂160,且第二悬浮臂160的一部分构成主质量块170的一部分。在本实施例中,主质量块170的部分膜层M1、M2可选择性地与第一连接部150的至少部分膜层M1、M2属于相同位阶高度的膜层,如图1所示。在本实施例中,主质量块170的这些导电层M1、M2之间可选择性地夹设有一后续段落中提及的介电层120a(如图7所绘示),或者是保持有一空隙。
另外,微机电感测元件100更包括一下电极190,其设置于主质量块170的下方并与主质量块170最下层的第二图案化金属层M2形成一电容C1,如图1所示。详细来说,当主质量块170受一外力而沿一方向P1(如:平行于基板110的表面的法线方向N1)移动时,则主质量块170与下电极190所形成的电容C1的电容值便会改变,如此便可推算该外力的加速度值。换言之,本实施例的微机电感测元件100可为一Z轴(平行于基板110的表面的法线方向N1)加速度计,特别的是,连接主质量块170的弹性结构利用连接部150将位于不同位阶高度的第一悬浮臂140与第二悬浮臂160连接,从而充分地利用了Z轴方向(平行于基板110的表面的法线方向N1)上的使用面积,如此便可有效地减少基板110水平方向的使用面积,并同时降低应力与热效应对此弹性结构的影响。
值得一提的是,微机电感测元件100可包括有一蚀刻阻挡结构ST1,其配置于基板110上并位支撑柱130、第一悬浮臂140、第一连接部150、第二悬浮臂160以及主质量块170的周边,如图1所示。在本实施例中,蚀刻阻挡结构由至少二导电层(如前述的第一图案化金属层M1与第二图案化金属层M2)堆叠而成。具体而言,蚀刻阻挡结构ST1的膜层包含了半导体层120、支撑柱130、第一悬浮臂140、第一连接部150、第二悬浮臂160以及主质量块170的膜层M1、M2位阶。换言之,蚀刻阻挡结构ST1可通过金属堆叠而形成该结构,其中当蚀刻阻挡结构ST1环设支撑柱130、第一悬浮臂140、第一连接部150、第二悬浮臂160以及主质量块170的周边时,使用者便可通过蚀刻方式将蚀刻阻挡结构ST1所包围的范围内的介电层移除,以形成悬浮的第一悬浮臂140、第二悬浮臂160及主质量块170。
图2为本发明另一实施例的微机电感测元件的局部剖示图。请同时参考图1与图2,本实施例的微机电感测元件100a与前述的微机电感测元件100所采用的概念相似,二者不同处在于:第一连接部150是直接地连接第一悬浮臂140的第三表面S3的另一部分,其中第一连接部150的膜层M1、M2至少与支撑柱130的部分膜层M1、M2可属于同一位阶的膜层,如图2所示。
同样地,在微机电感测元件100a中,当主质量块170受外力而沿方向P1(如:平行于基板110的表面的法线方向N1)移动时,则主质量块170与下电极190所形成的电容C1的电容值便会改变,如此便可推算该外力的加速度值。换言之,本实施例的微机电感测元件100a亦为一Z轴加速度计。由于微机电感测元件100a采用相似于前述的微机电感测元件100的概念,因此微机电感测元件100a同样地具有前述微机电感测元件100所提及的优点,在此便不再赘述。
图3为本发明又一实施例的微机电感测元件的局部剖示图。请同时参考图1与图3,本实施例的微机电感测元件100b与前述的微机电感测元件100所采用的概念相似,二者不同处在于:微机电感测元件100b更包括一第二连接部210以及一第三悬浮臂220。详细来说,第二连接部210直接地连接第一悬浮臂140的第三表面S3的另一部分,而第三悬浮臂220具有一第五表面S5与一相对第五表面S5的一第六表面S6,且第二连接部210连接于第三悬浮臂220的第五表面S5的一部分。在本实施例中,第一连接部150连接于第五表面S5的另一部分,因此,第一连接部150为间接地连接第一悬浮臂140的另一部分。
在微机电感测元件100b中,第一连接部150的膜层M1、M2与第二连接部210的膜层M1、M2至少可与支撑柱130的部分膜层M1、M2属于同一位阶的膜层。另外,主质量块170的部分膜层M1、M2可选择性地与第一连接部150的部分膜层M1、M2、第二连接部210的部分膜层M1、M2或支撑柱130的部分膜层M1、M2属于相同位阶的膜层。
类似地,在微机电感测元件100b中,当主质量块170受外力而沿方向P1(如:平行于基板110的表面的法线方向N1)移动时,则主质量块170与下电极190所形成的电容C1的电容值便会改变,如此便可推算该外力的加速度值。换言之,本实施例的微机电感测元件100b亦为一Z轴加速度计。由于微机电感测元件100b采用相似于前述的微机电感测元件100的概念,因此微机电感测元件100b同样地具有前述微机电感测元件100所提及的优点,在此便不再赘述。
图4为本发明再一实施例的微机电感测元件的局部剖示图。请同时参考图1与图4,本实施例的微机电感测元件100c与前述的微机电感测元件100所采用的概念相似,二者不同处在于:微机电感测元件100c可包括一压电材料层230,不一定需使用下电极190的结构,其中压电材料层230配置于第二悬浮臂160上,如图4所示。
详细来说,当主质量块170受外力而沿方向P1(如:平行于基板110的表面的法线方向N1)移动时,则位于第二悬浮臂160上的压电材料层230便会受到形变而具有不同的电性表现,如此便可通过所产生的不同电性而推算该外力的加速度值。换言之,本实施例的微机电感测元件100c亦可为一Z轴加速度计。由于微机电感测元件100c采用相似于前述的微机电感测元件100的概念,因此微机电感测元件100c同样地具有前述微机电感测元件100所提及的优点,在此便不再赘述。
图5为本发明更一实施例的微机电感测元件的局部上视图,图6A为图5的AA’线所绘示的微机电感测元件的剖面示意图,而图6B为图5的BB’线所绘示的微机电感测元件的剖面示意图。请同时参考图1、图5、图6A与图6B,本实施例的微机电感测元件300采用前述的微机电感测元件100所提及的概念与结构并延伸应用。具体来说,微机电感测元件300利用四个弹性结构310连接九个主质量块170并将这些主质量块170支撑住,且这些弹性结构310分别地位于相对两侧。详细来说,每一弹性结构310包括有前述的半导体层120、前述的支撑柱130、前述的第一悬浮臂140、前述的第一连接部150以及前述的第二悬浮臂160,其中主质量块170与第二悬浮臂160所连接,如图5、图6A与图6B所示。另外,微机电感测元件300除了具有上述的下电极190的结构外,其亦具有上电极240的结构,其中上电极240设置于主质量块170的上方并与主质量块170最上层的第二图案化金属层M2形成一电容C2,如此一来,当微机电感测元件300受外力而沿一方向P1(如:平行于基板110的表面的法线方向N1)移动时,则主质量块170分别与上电极240及下电极190所形成的电容C2、C1的电容值便会跟着改变,如此则可推算该外力的加速度值。
在微机电感测元件300中,由于每一弹性结构310采用前述微机电感测元件100中所提及的概念及连接方式,因此微机电感测元件300便可有效地减少基板110水平方向的使用面积(亦即有效地提供基板的利用率),并可同时降低应力与热效应对此弹性结构的影响。
基于上述,本发明亦提供一种制作微机电感测元件100、100a~100c、300的方法,其中本实施例以制作微机电感测元件100作为举例说明,而制作微机电感测元件100a~100c、300亦可采用如下的方法。
首先,提供前述的基板110后,形成一半导体层120于基板110上,其中形成半导体层120的方式例如是先形成一半导体材料层于基板110上后图案化半导体材料层。接着,重复地于基板110上依序形成一介电层120a、一第一图案化金属层M1以及一图案化第二图案化金属层M2,其中每一第一图案化金属层M1通过每一介电层120a的至少一开口120’而与第二图案化金属层M2或半导体层120实体连接,如图7所示。
然后,移除位于基板110上的这些介电层120a后,便可形成前述的支撑柱130、前述的第一悬浮臂140、前述的第一连接部150、前述的第二悬浮臂160以及前述的主质量块170于基板110上,如图1所示。在本实施例中,移除介电层120a的方式例如是采用氢氟酸(vaporHF)的方式进行介电层120a的移除。至此便可完成一种制作微机电感测元件100的步骤。
同样地,若欲制作微机电感测元件100a~100c、300时,仍是重复地于基板110上依序形成介电层120a、第一图案化金属层M1以及图案化第二图案化金属层M2,不同的是,介电层120a的开口位置,或是第一图案化金属层M1与图案化第二图案化金属层M2具有不同图样设计或位置。
图8A~图8E为本发明的弹性结构具有不同实施态样的立体图。请先参考图8A~图8C,图8A~图8C为连接第一悬浮臂140与第二悬浮臂160的第一连接部150的数量为一个,且该第一连接部150位于第一悬浮臂140的一端时的实施态样。详细来说,图8A绘示第二悬浮臂160位于第一悬浮臂140的正上方的实施态样;图8B与图8C则是分别绘示第二悬浮臂160不在第一悬浮臂140的正上方的实施态样,其中图8C的第二悬浮臂160先是沿一方向延伸后弯折延伸至另一方向,而图8B的第二悬浮臂160则是仅沿一方向延伸,其中该方向与第一悬浮臂140的延伸方向不同。
请接着看图8D与图8E,图8D绘示连接第一悬浮臂140与第二悬浮臂160的第一连接部150的数量为二个,且这二个第一连接部150分别位于第一悬浮臂的各一端,而第二悬浮臂160则是位于第一悬浮臂140的正上方;图8E绘示连接第一悬浮臂140与第二悬浮臂160的第一连接部150的数量为一个,且该第一连接部150位于第一悬浮部140的两端之间,而第二悬浮臂160则是位于第一悬浮臂140的正上方。
基于上述可知,前述的微机电感测元件100、100a~100c、300的连接主质量块的弹性结构亦可选择性地使用如图8A~图8E所绘示的实施态样。
综上所述,本发明的微机电感测元件及其制作方法至少具有下列特点。首先,在微机电感测元件中,连接主质量块的弹性结构是利用连接部将位于不同位阶高度的第一悬浮臂与第二悬浮臂连接,以充分地利用了Z轴方向上的使用空间,如此除了可有效地提高基板的使用面积的利用率外,并同时可降低应力与热效应对此弹性结构的影响。另外,本弹性结构通过标准CMOS制程进行制作,因此可有效地降低制作成本并具有较为简单的制作步骤。
以上所述,仅为本发明的较佳实施例,当不能以此限定本发明实施的范围,即大凡依本发明权利要求书及发明说明书内容所作的简单的等效变化与修饰,皆仍属本发明专利涵盖的范围内。另外本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外,摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用,并非用来限制本发明的权利范围。

Claims (16)

1.一种微机电感测元件,其特征在于,包括:
一基板;
一半导体层,配置于该基板上;
一支撑柱,配置于该半导体层上;
一第一悬浮臂,配置于该支撑柱上,且该支撑柱连接该第一悬浮臂的一部分;
一第一连接部,直接或间接地连接该第一悬浮臂的另一部分;
一第二悬浮臂,具有一第一表面与一相对该第一表面的一第二表面,且该第一连接部连接该第一表面的一部分;以及
一主质量块,连接该第二悬浮臂,且该第二悬浮臂的一部分构成该主质量块的一部分;
其中,该第一悬浮臂具有一第三表面与一相对于该第三表面的第四表面,且该支撑柱连接该第三表面的一部分,该第一连接部直接地连接该第三表面的另一部分时,该第一连接部的膜层至少与该支撑柱的部分膜层属于同一位阶的膜层;
其中,该第二悬浮臂的材质包括一压电材料,以及该微机电感测元件还包括:
一上电极,设置于该主质量块的上方;
一下电极,设置于该主质量块的下方;或
一压电材料层,配置于该第二悬浮臂。
2.一种微机电感测元件,其特征在于,包括:
一基板;
一半导体层,配置于该基板上;
一支撑柱,配置于该半导体层上;
一第一悬浮臂,配置于该支撑柱上,且该支撑柱连接该第一悬浮臂的一部分;
一第一连接部,直接或间接地连接该第一悬浮臂的另一部分;
一第二悬浮臂,具有一第一表面与一相对该第一表面的一第二表面,且该第一连接部连接该第一表面的一部分;以及
一主质量块,连接该第二悬浮臂,且该第二悬浮臂的一部分构成该主质量块的一部分;
其中,该第一悬浮臂具有一第三表面与一相对于该第三表面的第四表面,且该支撑柱连接该第三表面的一部分,该第一连接部直接地连接该第四表面的一部分时,该主质量块的部分膜层与该第一连接部的部分膜层属于相同位阶的膜层;
其中,该第二悬浮臂的材质包括一压电材料,以及该微机电感测元件还包括:
一上电极,设置于该主质量块的上方;
一下电极,设置于该主质量块的下方;或
一压电材料层,配置于该第二悬浮臂。
3.一种微机电感测元件,其特征在于,包括:
一基板;
一半导体层,配置于该基板上;
一支撑柱,配置于该半导体层上;
一第一悬浮臂,配置于该支撑柱上,且该支撑柱连接该第一悬浮臂的一部分;
一第一连接部,直接或间接地连接该第一悬浮臂的另一部分;
一第二悬浮臂,具有一第一表面与一相对该第一表面的一第二表面,且该第一连接部连接该第一表面的一部分;其中,该第一悬浮臂具有一第三表面与一相对于该第三表面的第四表面,且该支撑柱连接该第三表面的一部分;一主质量块,连接该第二悬浮臂,且该第二悬浮臂的一部分构成该主质量块的一部分;
一第二连接部,直接地连接该第一悬浮臂的该第三表面的另一部分;以及
一第三悬浮臂,具有一第五表面与一相对该第五表面的一第六表面,且该第二连接部连接于该第五表面的一部分,其中该第一连接部 连接于该第五表面的另一部分,以使该第一连接部间接地连接该第一悬浮臂的另一部分;
其中,该第二悬浮臂的材质包括一压电材料,以及该微机电感测元件还包括:
一上电极,设置于该主质量块的上方;
一下电极,设置于该主质量块的下方;或
一压电材料层,配置于该第二悬浮臂。
4.一种微机电感测元件,其特征在于,包括:
一基板;
一半导体层,配置于该基板上;
一支撑柱,配置于该半导体层上;
一第一悬浮臂,配置于该支撑柱上,且该支撑柱连接该第一悬浮臂的一部分;
一第一连接部,直接或间接地连接该第一悬浮臂的另一部分;
一第二悬浮臂,具有一第一表面与一相对该第一表面的一第二表面,且该第一连接部连接该第一表面的一部分;其中,该第一悬浮臂具有一第三表面与一相对于该第三表面的第四表面,且该支撑柱连接该第三表面的一部分;一主质量块,连接该第二悬浮臂,且该第二悬浮臂的一部分构成该主质量块的一部分;
一第二连接部,直接地连接该第一悬浮臂的该第三表面的另一部分;以及
一第三悬浮臂,具有一第五表面与一相对该第五表面的一第六表面,且该第二连接部连接于该第五表面的一部分,其中该第一连接部连接于该第五表面的另一部分,以使该第一连接部间接地连接该第一悬浮臂的另一部分;
其中,该第一连接部的膜层与该第二连接部的膜层至少与该支撑柱的部分膜层属于同一位阶的膜层;
其中,该第二悬浮臂的材质包括一压电材料,以及该微机电感测元件还包括:
一上电极,设置于该主质量块的上方;
一下电极,设置于该主质量块的下方;或
一压电材料层,配置于该第二悬浮臂。
5.一种微机电感测元件,其特征在于,包括:
一基板;
一半导体层,配置于该基板上;
一支撑柱,配置于该半导体层上;
一第一悬浮臂,配置于该支撑柱上,且该支撑柱连接该第一悬浮臂的一部分;
一第一连接部,直接或间接地连接该第一悬浮臂的另一部分;
一第二悬浮臂,具有一第一表面与一相对该第一表面的一第二表面,且该第一连接部连接该第一表面的一部分;其中,该第一悬浮臂具有一第三表面与一相对于该第三表面的第四表面,且该支撑柱连接该第三表面的一部分;一主质量块,连接该第二悬浮臂,且该第二悬浮臂的一部分构成该主质量块的一部分;
一第二连接部,直接地连接该第一悬浮臂的该第三表面的另一部分;以及
一第三悬浮臂,具有一第五表面与一相对该第五表面的一第六表面,且该第二连接部连接于该第五表面的一部分,其中该第一连接部连接于该第五表面的另一部分,以使该第一连接部间接地连接该第一悬浮臂的另一部分;
其中,该主质量块的部分膜层与该第一连接部的部分膜层、该第二连接部的部分膜层或该支撑柱的部分膜层属于相同位阶的膜层;
其中,该第二悬浮臂的材质包括一压电材料,以及该微机电感测元件还包括:
一上电极,设置于该主质量块的上方;
一下电极,设置于该主质量块的下方;或
一压电材料层,配置于该第二悬浮臂。
6.一种微机电感测元件,其特征在于,包括:
一基板;
一半导体层,配置于该基板上;
一支撑柱,配置于该半导体层上;
一第一悬浮臂,配置于该支撑柱上,且该支撑柱连接该第一悬浮臂的一部分;
一第一连接部,直接或间接地连接该第一悬浮臂的另一部分;
一第二悬浮臂,具有一第一表面与一相对该第一表面的一第二表面,且该第一连接部连接该第一表面的一部分;以及
一主质量块,连接该第二悬浮臂,且该第二悬浮臂的一部分构成该主质量块的一部分;
其中,该支撑柱、该第一连接部以及该主质量块由至少二导电层堆叠而成;
其中,该第二悬浮臂的材质包括一压电材料,以及该微机电感测元件还包括:
一上电极,设置于该主质量块的上方;
一下电极,设置于该主质量块的下方;或
一压电材料层,配置于该第二悬浮臂。
7.一种微机电感测元件,其特征在于,包括:
一基板;
一半导体层,配置于该基板上;
一支撑柱,配置于该半导体层上;
一第一悬浮臂,配置于该支撑柱上,且该支撑柱连接该第一悬浮臂的一部分;
一第一连接部,直接或间接地连接该第一悬浮臂的另一部分;
一第二悬浮臂,具有一第一表面与一相对该第一表面的一第二表面,且该第一连接部连接该第一表面的一部分;以及
一主质量块,连接该第二悬浮臂,且该第二悬浮臂的一部分构成该主质量块的一部分;
其中,该支撑柱、该第一连接部以及该主质量块由至少二导电层堆叠而成,该主质量块的该些导电层间夹设有一介电层或是保持有一空隙;
其中,该第二悬浮臂的材质包括一压电材料,以及该微机电感测元件还包括:
一上电极,设置于该主质量块的上方;
一下电极,设置于该主质量块的下方;或
一压电材料层,配置于该第二悬浮臂。
8.一种微机电感测元件,其特征在于,包括:
一基板;
一半导体层,配置于该基板上;
一支撑柱,配置于该半导体层上;
一第一悬浮臂,配置于该支撑柱上,且该支撑柱连接该第一悬浮臂的一部分;
一第一连接部,直接或间接地连接该第一悬浮臂的另一部分;
一第二悬浮臂,具有一第一表面与一相对该第一表面的一第二表面,且该第一连接部连接该第一表面的一部分;以及
一主质量块,连接该第二悬浮臂,且该第二悬浮臂的一部分构成该主质量块的一部分;以及
一蚀刻阻挡结构,配置于该基板上并位于该支撑柱、该第一悬浮臂、该第一连接部、该第二悬浮臂以及该主质量块的周边;
其中,该第二悬浮臂的材质包括一压电材料,以及该微机电感测元件还包括:
一上电极,设置于该主质量块的上方;
一下电极,设置于该主质量块的下方;或
一压电材料层,配置于该第二悬浮臂。
9.一种微机电感测元件,其特征在于,包括:
一基板;
一半导体层,配置于该基板上;
一支撑柱,配置于该半导体层上;
一第一悬浮臂,配置于该支撑柱上,且该支撑柱连接该第一悬浮臂的一部分;
一第一连接部,直接或间接地连接该第一悬浮臂的另一部分;
一第二悬浮臂,具有一第一表面与一相对该第一表面的一第二表面,且该第一连接部连接该第一表面的一部分;以及
一主质量块,连接该第二悬浮臂,且该第二悬浮臂的一部分构成该主质量块的一部分;以及
一蚀刻阻挡结构,配置于该基板上并位于该支撑柱、该第一悬浮臂、该第一连接部、该第二悬浮臂以及该主质量块的周边,该蚀刻阻挡结构由至少二导电层堆叠而成;
其中,该第二悬浮臂的材质包括一压电材料,以及该微机电感测元件还包括:
一上电极,设置于该主质量块的上方;
一下电极,设置于该主质量块的下方;或
一压电材料层,配置于该第二悬浮臂。
10.一种微机电感测元件,其特征在于,包括:
一基板;
一半导体层,配置于该基板上;
一支撑柱,配置于该半导体层上;
一第一悬浮臂,配置于该支撑柱上,且该支撑柱连接该第一悬浮臂的一部分;
一第一连接部,直接或间接地连接该第一悬浮臂的另一部分;
一第二悬浮臂,具有一第一表面与一相对该第一表面的一第二表面,且该第一连接部连接该第一表面的一部分;以及
一主质量块,连接该第二悬浮臂,且该第二悬浮臂的一部分构成该主质量块的一部分;以及
一蚀刻阻挡结构,配置于该基板上并位于该支撑柱、该第一悬浮 臂、该第一连接部、该第二悬浮臂以及该主质量块的周边,该蚀刻阻挡结构由至少二导电层堆叠而成,该蚀刻阻挡结构的膜层包含了该半导体层、该支撑柱、该第一悬浮臂、该第一连接部、该第二悬浮臂以及该主质量块的膜层位阶;
其中,该第二悬浮臂的材质包括一压电材料,以及该微机电感测元件还包括:
一上电极,设置于该主质量块的上方;
一下电极,设置于该主质量块的下方;或
一压电材料层,配置于该第二悬浮臂。
11.一种微机电感测元件的制作方法,其特征在于,包括:
提供一基板;
形成一半导体材料层于该基板上;
图案化该半导体材料层,以形成一半导体层于该基板上;
重复地于该基板上依序形成一介电层、一第一图案化金属层以及一第二图案化金属层,其中每一该第一图案化金属层通过每一该介电层的至少一开口而与该第二图案化金属层或该半导体层实体连接;以及
移除位于该基板上的该些介电层,以形成一支撑柱、一第一悬浮臂、一第一连接部、一第二悬浮臂以及一主质量块于该基板上,其中该支撑柱配置于该半导体层上,该第一悬浮臂配置于该支撑柱上,且该支撑柱连接该第一悬浮臂的一部分,该第一连接部直接或间接地连接该第一悬浮臂的另一部分,该第二悬浮臂具有一第一表面与一相对该第一表面的一第二表面,且该第一连接部连接该第一表面的一部分,该主质量块连接该第二悬浮臂,且该第二悬浮臂的一部分构成该主质量块的一部分。
12.如权利要求11所述的微机电感测元件的制作方法,其中,该第一悬浮臂与该第二悬浮臂相对于该基板为相同位阶高度或不同位阶高度的该些第二图案化金属层。
13.如权利要求11所述的方法,其中,该支撑柱、该第一连接部或该主质量块包括至少一该第一图案化金属层以及至少一该第二图案化金属层。
14.如权利要求11所述的微机电感测元件的制作方法,其中,该第一悬浮臂具有一第三表面与一相对于该第三表面的第四表面,且该支撑柱连接该第三表面的一部分。
15.如权利要求14所述的微机电感测元件的制作方法,其中,还包括:
在移除该基板上的该些介电层后,形成一第二连接部与一第三悬浮臂,其中该第二连接部直接地连接该第一悬浮臂的该第三表面的另一部分,该第三悬浮臂具有一第五表面与一相对该第五表面的一第六表面,且该第二连接部连接于该第五表面的一部分,其中该第一连接部连接于该第五表面的另一部分,以使该第一连接部间接地连接该第一悬浮臂的另一部分。
16.如权利要求11所述的微机电感测元件的制作方法,其中,还包括:
在移除该基板上的该些介电层后,形成一电极,其中该电极位于该主质量块的下方或上方,且该电极与该主质量块属于不同位阶高度的第二图案化金属层。
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