CN201793368U - 防止沾黏的微机电结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种防止沾黏的微机电结构，包含：基板；以及位于基板上的至少两结构层，其中至少一结构层为动件，该两结构层之一设有凸块，以防止该动件与其它结构部份沾黏。

Description

防止沾黏的微机电结构

技术领域

本实用新型涉及一种防止沾黏的微机电结构。

背景技术

微机电(MEMS，Micro-Electro-Mechanical System)元件目前已广为应用，例如用以制作加速度计等。在微机电元件的制作过程中，由于应力与其它原因所致，可能会造成微机电元件的部份结构发生沾黏(stiction)的现象。例如请参阅图1，结构层11因应力弯曲，以致与结构层12沾黏，造成元件无法正常动作。此情况可能在制作过程中、或在制作过程后元件动作时发生。因此，有必要解决此问题。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种防止沾黏的微机电结构，以解决上述问题。

为达上述目的，就本实用新型的其中一个观点而言，提供了一种防止沾黏的微机电结构，包含：基板；以及位于基板上的至少两结构层，其中至少一结构层为动件，该两结构层之一设有凸块，以防止该动件与其它结构部份沾黏。

以上所述微机电结构中，该凸块可设置于该至少一结构层的上方、下方或侧方。凸块可以成规则或不规则排列。凸块的平面尺寸宜在0.25μm²或以下。

以上所述微机电结构中，可以有两层或更多结构层设有凸块。

当该设有凸块的结构层为包含两层以上的复合结构层时，该凸块可以为两层以上的结构。

下面通过具体实施例详加说明，当更容易了解本实用新型的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。

附图说明

图1显示现有技术的沾黏问题；

图2显示本实用新型的一个实施例；

图2A-2B举例显示凸块的排列方式；

图3-4显示本实用新型的另两个实施例；

图4A举例显示凸块的另一种排列方式；

图5显示本实用新型的另一个实施例，本实施例在平面上设置凸块；

图6为沿图5的A-A剖线所得的剖面图；

图7标出在平面上设置凸块的另一实施例；

图8显示沿图7的B-B剖线所得的剖面图；

图9与图10显示另两个没有检查块42的实施例；

图11-14举例显示凸块441的数种实施型态；

图15-17举例显示当凸块系位于结构层的上方或下方时的数种实施型态。

图中符号说明

11，12    结构层

21        基板

22        微机电元件的其它结构部分

23        电容感测元件

231       下方结构层

2311      凸块

232       上方结构层

2321      凸块

42        检查块

421       凸块

43        固定电极

431       凸块

44        可动电极

441       凸块

46        弹簧

48        固定柱

100       同平面传感器

具体实施方式

本实用新型中的图标均属示意，主要意在表示制程步骤以及各层之间的上下次序关系，至于形状、厚度与宽度则未依照比例绘制。

本实用新型的特点之一在于：在微机电元件的两结构部份间设置凸块，以避免在制作过程中或在元件动作时发生沾黏问题。在后者情况下(欲避免在元件动作时发生沾黏问题)，两结构部份其中之一为动件，另一结构部份则可为动件或固定件。在前者情况下(欲避免在制作过程中发生沾黏问题)，则两结构部份不限于必须有一为动件。凸块的平面尺寸宜(但不限于)在0.25μm²或以下。

请参阅图2，本实施例以出平面传感器为例，微机电元件包含基板21、位于基板上的电容感测元件23、以及微机电元件的其它结构部分22(例如为固定柱或隔离壁等)。有关出平面传感器的细节非本实用新型重点，可参阅美国专利第6,402,968号、第6,792,804号、第6,845,670号、第7,138,694号、第7,258,011号等。电容感测元件23包括下方结构层231(构成下电极板)与上方结构层232(构成上电极板)。当微机电元件移动造成上下电极板间的距离改变时，即可根据电容值的改变来计算微机电元件的位移。本实施例的特点在于，在下方结构层231的上方设有凸块2311。如此，当两结构层231，232相对移动时，或在制作过程中，便不会发生沾黏问题。凸块2311的数目与间距可根据两结构层231，232的尺寸来适当安排，由顶视图观之，其例如可如图2A成纵列安排，或甚至也可如图2B成不规则排列。

图3显示也可在上方结构层232的下方设置凸块2321，同样可达成与前一实施例相似的功效。图4显示凸块2321不限于单独一列，亦可安排成两列。图4A为底视图，显示凸块2321甚至亦可安排成单双列的综合形式。当然，凸块2321亦可成不规则排列。

以上各实施例为应用于出平面传感器，其动件在垂直方向上移动，因此凸块宜设置在结构层的上方或下方。本实用新型亦可应用于动件在水平方向上移动的微机电元件，例如同平面传感器。请参阅图5，此为同平面传感器的一例，本实施例的同平面传感器100包含固定电极43、可动电极44、弹簧46、固定柱48，此外并设有检查块42。当可动电极44与固定电极43间的距离改变时，即可根据电容值的改变来计算微机电元件的位移。同平面传感器的细节非本实用新型重点，有关同平面传感器的现有技术，例如可参阅美国专利第5,326,726号、第5,847,280号、第5,880,369号、第6,877,374号、第6,892,576号、第2007/0180912号。本实施例的特点在于，检查块42和可动电极44上分别设有凸块421与441，如此，当可动电极44水平移动时，便不致发生沾黏。当然，检查块42和可动电极44亦可仅其中之一设有凸块(421或441之一)。

图6为沿图5的A-A剖线所得的剖面图，本实施例中可动电极44为两层以上的复合结构层，本图显示凸块441不必须包含整个复合层(亦即在本实施例中不必须为三层)，而可仅使其中单一层凸出构成凸块441。但当然，如果复合结构层的每一层皆凸出，亦属本实用新型的范围，且各层的凸出彼此间不必须对齐。

图7标出在平面上设置凸块的另一实施例，本实施例中除在检查块42和可动电极44间设置凸块外，亦在可动电极44与固定电极43间，于可动电极44这一侧设置凸块441。图8显示沿图7的B-B剖线所得的剖面图。

以上实施例中，检查块42并非绝对必要。图9与图10显示另两个没有检查块42的实施例。图9中，在可动电极44与固定电极43间，于可动电极44与固定电极43两侧皆设置凸块(441与431)。图10则在可动电极44与固定电极43间，于固定电极43这一侧设置凸块431。

当设置凸块的结构部份为两层以上的复合结构层时，凸块可设置于其中任何一层或多层，并可为任何结构。例如，图11-14举例显示了凸块441的多种可能实施型态。相似地，当凸块位于结构层的上方或下方时，也可有各种的实施型态，例如图15-17所示。以上种种、与其变化，皆属于本实用新型保护的的范围。

以上已针对较佳实施例来说明本实用新型，只是以上所述，仅为使本领域技术人员易于了解本实用新型的内容，并非用来限定本实用新型的权利范围。对于本领域技术人员，当可在本实用新型精神内，立即思及各种等效变化。举例而言，以上所述各实施例中的层数与产品应用等皆为举例，还有其它各种等效变化的可能。故凡依本实用新型的概念与精神所为之均等变化或修饰，均应包括于本实用新型权利要求书的范围内。

Claims (6)

1.一种防止沾黏的微机电结构，其特征在于，包含：

基板；以及

位于基板上的至少两结构层，其中至少一结构层为动件，该两结构层之一设有凸块，以防止该动件与其它结构部份沾黏。

2.如权利要求1所述的防止沾黏的微机电结构，其特征在于，该凸块设置于该两结构层之一的上方、下方或侧方。

3.如权利要求1所述的防止沾黏的微机电结构，其特征在于，该至少两结构层皆设有凸块。

4.如权利要求1所述的防止沾黏的微机电结构，其特征在于，该凸块的平面尺寸在0.25μm²或以下。

5.如权利要求1所述的防止沾黏的微机电结构，其特征在于，该设有凸块的结构层为包含两层以上的复合结构层，且该凸块为单一层结构。

6.如权利要求1所述的防止沾黏的微机电结构，其特征在于，该设有凸块的结构层为包含两层以上的复合结构层，且该凸块为两层以上的结构。 

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