TW200939856A - Vibration transducer and manufacturing method therefor - Google Patents

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200939856 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於振動換能器及諸如用以作為mems(微電機 系統）感測器之微型電容擴音器的振動換能器。 本發明亦關於適用於振動換能器及壓力換能器之製造方 • 法。 - 本申請案主張日本專利申請案第2007-280597號之優先 權’其内容以併入方式作為本案之參考。 〇 【先前技術】 傳統上’微型電容擴音器已藉由半導體器件製造方法來 予以發展及製造。相關技術已揭露在各種文獻中，諸如專 利文獻1-3及非專利文獻1。 專利文獻1 :日本未實審專利申請公告案第H〇9_508777號 專利文獻2 :曰本專利申請案公告第2004-506394號 專利文獻3 :美國專利第4,776,019號 _ 非專利文獻1:曰本電子工程機構所出版之MSS⑴_34文獻 電容擴音器係被稱之為MEMS擴音器，其一典型實例係 包括一對相對之電極，亦即一膜片及一板件，每一者係使 用薄臈所形成，其彼此相互隔開且被支撐在一基板上。當 該膜片由於聲波相對於該板件振動時，在其之間的靜電電 容（或一由膜片及板件構成之電容器）會因為其位移而有所 變動，其中靜電電容之變動會被轉換成電子信號。 為了偵測在一用作為_ MEMS感測器之微型電容擴音器 中之小塵力動，在-膜片中係形成有複數個切口，該膜片 134418.doc 200939856 之圓周向周邊並未完全被固定在與一板件平行之位置。在 其中複數個切口形成於膜片中之此類型的電容擴音器中， 該膜片係被曝露在一被併入至一具有一穿孔之封裝中的感 測器晶粒之表面上，由於該穿孔，外界物質便有可能會進 入至一介於該膜片及該板件之間的間隙中。 【發明内容】 • 本發明之一目的係要提供一振動換能器及一壓力換能 器，其每一者係由一基板、一膜片及一具有一徑向形狀的 板件所構成，且其防止一外界物質進入至一介於該膜片與 該板件之間的間隙中。 本發明之另一目的係提供一適用於該振動換能器及該壓 力換能器之製造方法。 在本發明之一第一實施例中，一振動換能器係包括：一 基板，其具有一包括一開口之背腔；一具有一導電性質之 膜片’其在平面視圖中係形成於該基板上以覆蓋該背腔之 ❹ 該開口；一具有一導電性質之板件，其係形成在該膜片上 方且其由一定位在相對於該膜片之t央部分及複數個放射 狀地從該中央部分延伸之接頭所構成；一絕緣支撐層，其 '、連、、^該板件之該等接頭以將該板件支撐於該臈片上方且 在一者間具有一間隙層並且將該板件與該臈片絕緣，其中 f絕緣支撐層具有一用以將該空氣層包圍於其中之環狀内 口p表面’及一罩蓋，其係使用一用以形成該板件之一薄膜 材料之至少一部分而形成，其連結該絕緣支撐層且從環狀 P表面向内突伸以將該板件包圍於其中且其定位在相 134418.doc 200939856 對於該膜片且於二者間具有該間ρ家層，其中該罩蓋係經由 一狹縫而與該板件電性地隔離’且其中該膜片相對於該板 件振動以改變形成在該膜片與該板件之間的靜電電容。 在上述中’該罩蓋係利用用於形成該板件之該薄膜材料 之至少一部分而形成，且係定位在與膜片之未被定位該板 件相對之該周邊相對。亦即，該膜片未由該板件所覆蓋之 該周邊係由該罩蓋所覆蓋，該罩蓋係利用形成在該膜片上 方之薄膜材料所形成。由於形成在該膜片與該板件之間的 空氣層係延伸至該膜片與該罩蓋之間的間隙中，因此該罩 蓋可以覆蓋該膜片之周邊而不會干擾到該膜片之振動。由 於該罩蓋係經由一狹縫而與該膜片電性地隔離，因此便可 以形成佈線而不會在該罩蓋與該膜片之間形成寄生電容。 藉由減小用於隔開該罩蓋與該板件之該狹縫之寬度，便可 以防止外界物f進入至介於該板件與該膜片t間的空氣層 中。 在製造冑，複數個板件孔係形成在該板件中；複數個罩 蓋孔係形成在該罩蓋中；然後利用—對應於該板件與該罩 蓋之遮罩來執行等向,陡餘刻以移㊉該絕緣支樓層之一部 分’藉此便可在該板件與該膜片之間形成該空氣層。由二 該罩蓋與該板件之心料—㈣遮罩來形成該絕緣支撐 層，因此便可以減少遮罩之數量(在製造時所需要)，藉此 可降低製造成本。 換言之，較佳地，複數個力抵 個孔係形成在該板件及該罩蓋 中’以傳送一蝕刻劑通過其中，囍 Ύ 猎此藉由等向性餘刻而同 I34418.doc 200939856 時形成該間隙層與該絕緣支撐層。較佳地，該等孔係經形 成具有預定尺寸及大小以傳送蝕刻劑通過其中；因此便可 以縮減孔之大小以不會傳送"固態”外界物質通過其中。 較佳地，該膜片係由一定位在相對於該板件之中央部分 的中央部分及複數個放射狀地從該中央部分延伸之臂部所 構成。較佳地，在平面視圖中，該板件之接頭被定位於膜 片之該等臂部之間且由該絕緣支撐層所支撐。藉由形成具 有一徑向齒輪形狀且由中央部分與臂部構成之膜片，其便 可以降低膜片之剛性’藉此可以增進振動換能器之靈敏 度。由於該板件之接頭係藉由該絕緣支撐層而被支撐在於 平面視圖中垂直配合於形成在膜片之該等臂部之間的切口 的預定位置處，因此便可以減小橫跨該絕緣支撐層之該板 件的實質長度，藉此增加該板件之剛性。增加該板件之剛 性可增加被施加至膜片與該板件之偏向電壓，藉此增進該 振動換能器之靈敏度。 在本發明之一第二實施例中，一壓力換能器係包括：一 基板’在其一表面上具有一開口；一形成在該基板上方之 板件’其中該板件係由一在平面視圖中與該基板之該開口 重疊之中央部分及複數個放射狀地從該中央部分延伸且經 由一絕緣層而被固定至該基板之該表面的接頭（或臂部）所 構成；一形成在該基板與該板件之間的膜片，其中該膜片 係由一定位在相對於該板件之中央部分的中央部分及複數 個放射狀地從該中央部分延伸以在平面視圖中未與該板件 之該等接頭重疊之臂部（或嵌條）所構成，且該等臂部之具 134418.doc -9- 200939856 有可撓性之遠端係經由一絕緣層而被固定至該基板之表 面，其中該臈片會由於施加至在介於該基板與該板件之間 之範圍中之該中央部分的廢力而變形；一罩蓋，其具有在 :周方向向内突伸之複數個凸部，其中該罩蓋之形狀係經 叹相與該板件接合但實際與該板件隔開且於其間具有一 狹縫’其接合方式錢其該等凸部被定位在形成於該板件 鄰接在一起之該等接頭之間的切口中；及一罩蓋支撑件，

其係插人於該罩蓋與該㈣之間以將該罩蓋平行於該基板 表面而支撐在-靠近該中央部分而非該臈片之該等臂部 之遠端的-狀區域中，藉此將該罩蓋與該膜片實際地隔 開。 由於該罩蓋係與該板件絕緣且於其間具有狹縫，因此在 該罩蓋與臈片之間不會產生任何寄生電容。該膜片之該等 臂部係由與該板件實際隔開且在二相具有狹縫之該罩蓋 所覆蓋，因此該膜片未由該板件所覆蓋之該周邊區域係由 該罩蓋所覆蓋。如此便可以防止外界物質進入至介於該膜 片與該板件之間的間隙中。自於罩蓋支撐件之插人，便可 以防止被定位成靠近該板件之中央部分之該罩蓋之該預定 區域變形且與該膜片相接觸。 在上述中，較佳地，該膜片係由一下方導電薄膜所構 成且該罩蓋及該板件兩者皆係由一上方導電薄膜所構 成。廷可簡化該壓力換能器之分層結構，因此降低製造成 本由於臈片之臂部未被定位在相對於該板件，因此便可 以防止寄生電容產生在該臈片之該等臂部的低振幅區域， 134418.doc 200939856 其係由於遠端被固定至該基板而以較小振幅來振動，即使 該膜片與該罩蓋之每一者係由一單一分層導電薄膜所構成 亦然。 較佳地在該板件與該罩蓋兩者中形成複數個孔以傳送 一餘刻劑通過其中，該蝕刻劑係使用於用以在該板件與該 媒片之間形成-間隙、在該罩蓋與該膜片之間形成一間隙 以及以-自彳t對準方式形成罩蓋支樓件的㈣巾。其可利 賴板件及該罩蓋作為—遮罩而藉由等向性㈣以-自行 料方式來形成。這可進降低該壓力換能器之製造成本。 有關於此’形成在該板件及該罩蓋中之孔係被形成預定形 狀及大小以傳送該蝕刻劑通過其中。換言之，該等孔之尺 寸可以容易地被縮減以防止可能會損害該壓力換能器之功 能的灰塵及外界物質進入於其中。 在上述壓力換能器之一製造方法中係包含以下之步驟： 在該基板上形成-下方絕緣薄膜；在該下方絕緣薄膜上形 φ 成一用以形成該膜片之下方導電薄膜；在該下方導電薄膜 上形成一上方絕緣薄臈；在該上方絕緣薄膜上形成一用以 形成該板件及該罩蓋之上方導電薄膜；及利用一對應於該 基板、該板件及該罩蓋之遮罩來執行等向性蝕刻，以部分 地移除該下方絕緣薄膜及該上方絕緣薄臈，藉此在該基板 與該臈片之間形成一間隙以及在該臈片與該板件之間形成 一間隙，且同時藉由使用該下方絕緣薄膜及該上方絕緣薄 膜之剩餘部分來形成該罩蓋支撐件。 上述製造方法可在該板件與該膜片之間形成間隙、在該 134418.doc • 11 · 200939856 罩蓋與該膜片之間形成間隙以及以一自行對準方式形成該 罩蓋支撐件；因此，便可以降低該壓力換能器之製造成 本。 【實施方式】 本發明將藉由參考附圖之實例來予以進一步詳細說明。 1 ·第一實施例 圖1顯示一對應於依照本發明之一第一實施例之電容擴 音器1之一 MEMS結構的感測器晶片。圖2係一電容擴音器 1之感測器晶片的縱向截面視圖。圖3顯示該電容擴音器1 之感測器晶片的層壓結構。圖18反19顯示該電容擴音器1 之感測器晶片之細部構造。在圖1中’影線區域係標示該 下方導電層120之形成區域》該電容擴音器1係由感測器晶 片、一電路晶片（包括一電源電路及一放大器，未圖示）及 —用以儲存感測器晶片及電路晶片之封裝（未圖示）所構 成。 該電容擴音器1之感測器晶片係利用沈積薄臈所形成， 亦即一下方絕緣薄膜1 10、一下方導電薄膜12〇、一上方絕 緣薄膜130、一上方導電薄膜160及一表面絕緣薄臈17〇， 該等薄膜係層壓在一基板100上。為了方便說明，形成在 上方導電層160上方之上方層未圖示在圖1中。上述包括在 該電容擴音器1之MEMS結構中之薄膜上方的該層壓結構 將在下文中說明。 該基板100係由ρ型單晶矽所構成；但這並非為一限制。 該基板100需要由具有足夠剛性、厚度及強度之材料所構 1344I8.doc 200939856 成以沈積薄膜及用以支撐層壓薄膜。一具有其開口丨〇〇3構 成一背腔ci之穿孔係形成在基板10〇中。 結合該基板100、該下方導電薄膜12〇及該上方絕緣薄膜 13 0之該下方絕緣薄臈i 1〇係一由矽氧化物（8丨〇4構成之沈 積薄膜。 結合該基板100、該下方導電薄膜12〇及該上方絕緣薄膜 130之該下方絕緣薄膜i 1〇係一由矽氧化物（Si〇x)構成之沈 積薄膜。該下方絕緣薄膜1 1 〇係用以形成複數個以圓周方 向對準且其間具有相等間距之膜片支撐件1〇2、複數個以 圓周方向對準且其間具有相等間距且在平面視圖中經配置 在膜片支撐件102向内處之保護絕緣體1〇3、以及一用以將 一保護％圈125c及一保護引線i25d與該基板1〇〇絕緣之環 形構件101 (實際上係具有一長方形形狀及一圓形孔）。 結合下方絕緣薄膜11 〇及上方絕緣薄膜13 〇之下方導電層 120係一完全由摻雜諸如磷（p)之雜質的多晶矽構成之沈積 謙 薄膜’其係形成在圖1所示之影線區域中。該下方導電薄 膜120係用以形成一保護構件127，其係由保護電極125&及 保護連接器125b以及保護環圈125c及保護引線125d與一膜 片123所構成。 該上方絕緣薄膜130(形成一絕緣支撐層）係一由具有一 絕緣性質之矽氧化物所構成之沈積薄臈。該上方絕緣薄膜 130結合下方導電薄膜12〇、上方導電薄膜16〇及下方絕緣 薄膜11 〇。該上方絕緣薄膜13 0係用以形成複數個以一圓周 方向對準且在平面視圖中被配置於該膜片支撐件1〇2之向 134418.doc •13- 200939856 内處的板件支撐件131，以及一用以支撐一罩蓋161且將一 板件引線162d與該保護引線125d絕緣隔開之環狀罩蓋支撐 件132(實際上為具有一長方形形狀及一圓形孔該罩蓋支 撐件132被定位於該等板件支撐件ι31及膜片支撐件ι〇2之 外部。一環狀内部表面132a係形成在罩蓋支撐件132中。 該等板件支撐件131係形成在罩蓋支撐件132之環狀内部表 面132a内部的島狀體。該上方絕緣薄膜13〇之厚度係大致 相等於界定在該板件162及膜片123之間之間隙層C3之厚 度’且其係由罩蓋支撐件132之環狀内部表面132a所包 圍。亦即’利用該上方絕緣薄膜130形成之絕緣支撐層係 由該等板件支撐件131及罩蓋支撐件132所構成，藉此在該 下方導電薄膜120(形成膜片123及保護構件127)與該上方導 電薄膜160(形成該板件162及該罩蓋161)之間形成具有該預 定厚度之間隙層C3。 該上方導電薄膜160係一完全由摻雜雜質（諸如磷）之多 晶矽所構成之沈積薄膜，其被定位成在平面視圖中係與膜 片123重疊且其結合該上方絕緣薄膜13〇。該上方導電薄膜 160係用以形成該板件162及該板件引線I62d(其係自該板 件162延伸）以及被定位成圍繞該板件162但經由狹縫而與 該板件162實際隔開之該罩蓋161。該罩蓋161係利用形成 該板件162之沈積薄膜所形成，且與該板件162電性地隔 離。 結合上方導電薄膜160及上方絕緣薄膜130之該表面絕緣 溥膜1 70係一由具有一絕緣性質之矽氧化物所構成的沈積 134418.doc 14 200939856 薄膜。 電容擴音器1之MEMS結構具有四個端子，亦即U5e、 、I23e及l〇〇b，所有端子係利用一跡墊導電薄膜 18〇(其係一由具有導電性質之滿所構成之沈積薄臈)所形 成；及一凸塊薄膜21〇(其係一由具有導電性質之抝所構成 之沈積薄膜）；及一凸塊保護薄膜220(其係一由具有導電性 質及高腐蝕抗性之Au所構成之沈積薄膜）。該等端子 125e、I62e、123e及l〇〇b之側壁係由一跡墊保護薄膜 190(其係一由具有絕緣性質之SiN所構成之沈積薄膜）及一 表面保護薄膜200(其係一由具有絕緣性質之矽氧化物所構 成之沈積薄膜）所保護。 接下來將詳細說明電容擴音器丨之MEMS結構的機械構 造。 該膜片123係一完全單層沈積薄膜，其具有一導電性質 且係由一中央部分123a及複數個臂部123c(其係放射狀地 自中央部分123a朝外延伸）所構成。藉由該膜片支撐件1〇2 具有支柱形狀且在預定位置結合該臈片123之外部分，該 膜片123係被支撐成與基板1 〇〇平行，使得預定間隙形成於 該板件162及基板100之間’其中該膜片123係與該板件162 絕緣。該膜片支撐件102係結合至膜片123之臂部123c的遠 端。由於切口形成在膜片123之臂部123c之間，該膜片123 相較於先前未具有臂部之膜片在剛性上係較為減小的。複 數個膜片孔123b係形成在臂部123c之每一者中，因此該臂 部之剛性被減少。該等臂部123c之每一者在寬度上係隨其 134418.doc 200939856 接近膜片123之中央部分123a而逐漸增加。這可降低在膜 片123之臂部123c及中央部分123a之間之邊界處的應力密 度。在每一臂部123c之靠近介於該膜片123之臂部123c及 中央部分123a之間的邊界的輪廓中並未形成有任何彎曲部 分；因此’便可以防止應力集中在該彎曲部分。 該等膜片支撐件102在空腔C1之開口 i〇〇a的周圍區域中 於圓周方向上對準且在其間具有相等間距。該等膜片支揮 件102之每一者係由一具有支柱形狀及一絕緣性質之沈積 薄膜所形成。該膜片123藉由膜片支撐件1 〇2而被支撐於基 板100上方，使得在平面視圖中其中央部分123&係覆蓋背 腔C1之開口 l〇〇a。一厚度大致相等於膜片支撐件1〇2之厚 度之間隙層C2係形成在基板100及膜片123之間。該間隙層 C2係用以在背腔C1之内部壓力與大氣壓力之間建立一平 衡。間隙層C2在高度被縮減而在臈片j 23之徑向方向上之 長度則予以增長，以在朝向背腔C1之開口 1〇〇&傳送聲波 (造成膜片123之振動）的路徑中形成最大的聲阻。 複數個膜片凸塊123f係形成於定位在相對於基板1〇〇之 膜片123之背侧上。該膜片凸塊12打係用以防止臈片123被 固定至基板1〇〇之凸部》其係利用形成該膜片123之下方導 電薄膜120之波浪狀所形成。亦即，凹窩（或小凹口）係形成 在膜片123之表面上而對應於膜片凸塊123f。 該膜片123係經由膜片引線123d而連接至膜片端子 123e，該等膜片引線係從在該等臂部123£；中之預定臂部之 遠端而伸長。膜片引線123d之寬度係小於該臂部123C2寬 134418.doc 200939856 度，其中該膜片引線咖係以類似於膜片123之方式利用 下方導電薄膜120所形成。膜片引線咖係經由環狀保護 環圈125c之一狹縫而朝向膜片滅| 膜月端子123e伸長。由於膜片端 子123e係經由一電路晶只广去圍 月（未圖不）而對基板端子100b短 路’如圖4A及4B所示，因此大致相π 八软相同之電位係施加於膜 片12 3及基板1 〇 〇兩者。

❹ 當膜片123之電位與基板1〇〇之電位不同時，在膜片⑵ 及基板⑽之間可能會形成寄生電容。由於媒片123由膜片 支撐件102以在二者間具有空氣層之方式而予以支撐，因 此相較於先前該臈片係藉由具有環狀壁結構之間隔件予以 支撐的結構而言，其係可降低寄生電容。 該板件162係-具有一導電性f的完全單層沈㈣膜， 其中其係由中央部分162b及複數個接頭（或臂部⑽&所構 成，該等接頭（或臂部）係放射狀地自中央部分16孔朝外延 伸。該板件162係藉由具有支柱形狀之該等板件支揮件i3i 所支撐，且該等支撐件係與該等接頭l62a以一在該板件 162及膜片123之間形成一間隙層C3之方式相連結。在平面 視圖中該等板件支揮件1;31之每一者係被定位於膜片m 之相鄰臂部123c。亦即，該板件162之接頭“。係由該等 板件支撐件13 1(形成該絕緣支撐層）支撐於介於膜片123之 臂部123C之間的位置處。此外，該板件162係平行於該臈 片123而橋接橫越該等板件支樓件131，使得在平面視圖中 該板件162之中心係大致與膜片123之中心重合^ 162之中心（亦即，中央部分162b之中心）與中央部分16孔之 134418.doc 200939856 周圍之間的距離，亦即，在該板件162之中央及周圍之間 的最短距離係短於在膜片123之中心（亦即中央部分123&之 中心）與中央部分123a之周圍之間的距離，亦即在膜片123 之中央及周圍之間的最短距離。因此該板件162在可能以 較小振幅振動之膜片123周邊中並未面向該膜片123。由於 在該板件162之接頭162a之間形成有切口，該板件162並未 面向在平面視圖中大致配合膜片123之周邊之切口中的膜 片123。該等臂部123(：在平面視圖中係在該板件162之切口 中放射狀地從膜片123之中央部分i23a伸長。這會增加在 膜片123中發生振動之端子位置之間的距離，亦即，該膜 片123之實質距離，而不會增加寄生電容β 數個板件孔162c係形成在該板件162中，其中該等孔係 共同地用以作為一使聲波朝向膜片123傳播之通道，以及 作為一用以傳送蝕刻劑之穿孔，該蝕刻劑係使用於在上方 絕緣薄膜13 0上執行之等向性钮刻。在姓刻之後該上方絕 緣薄膜130之其餘部分係形成該等板件支樓件I〗〗及罩蓋支 撐件132，而該上方絕緣薄膜丨3〇之蝕刻部分（或該移除部 分）則係在膜片123及該板件162之間形成該間隙層C3。亦 即，該等板件孔162c係用以朝向上方絕緣薄膜丨3〇傳送蝕 刻劑之穿孔’以同時形成間隙層C3及該等板件支樓件 131。基於此一理由，該等板件孔162c係考量間隙層〇之 高度（或厚度）及該等板件支撐件131以及蝕刻速度之形狀而 予以對準。詳言之’該等板件孔162c係形成且以其間具有 相等間距之方式對準於中央部分162b及接頭162a之整個區 134418.doc •18- 200939856 域中，除了與該等板件支撐件131相結合之該等接頭162a 之接合區域以外。隨著相鄰板件孔162c之間的距離愈小， 罩蓋支撐件132(利用上方絕緣薄膜130所形成）之寬度便愈 小，因此可降低整體的晶片面積。該板件162之剛性係隨 者相鄰板件孔162c之間的距離變得愈小而減小。 該等板件支撐件131結合被定位在與膜片123之相同層中 且以類似於膜片123之方式利用下方導電層12〇所形成之保 護電極125a。該等板件支撐件13 1係各利用上方絕緣薄膜 130所形成’其係一具有絕緣性質且結合該板件162之沈積 薄膜。該等板件支撐件13 1係以在其間具有相等間距之方 式對準於背腔C1之開口 l〇〇a的周圍區域。由於該等板件支 撐件131在平面視圖中係被定位在介於膜片I。之臂部123c 之間的切口中，因此其可以將該板件162之最大直徑減小 至小於膜片123之最大直徑。這可增加該板件162之剛性且 同時減少在該板件1 62及基板1 〇〇之間的寄生電容。 3亥板件162藉由複數個支柱結構129而被支樓在基板1 〇〇 上方’其中該等支柱結構係由保護絕緣體丨〇3、保護電極 125a及該等板件支撐件131所構成。藉由支柱結構129,在 該板件162及基板1 〇〇之間形成該間隙層C3，且該等間隙層 C2及C3係形成在該板件162及基板1〇〇之間。由於保護絕 緣體103及該等板件支撐件13 1之絕緣特性，該板件丨62係 與基板100絕緣。 當該板件162之電位由於缺少保護電極125a而不同於基 板1〇〇之電位時，寄生電容便會形成在其中該板件162係定 134418.doc •19. 200939856 位在相對於該基板100之預定區域中，其中若其他絕緣體 被配置於其間，則該寄生電容會增加（參考圖4A)。本實施 例之特徵在於支柱結構12 9係利用保護絕緣體1 〇 3、保護電 極125a及該等板件支撐件131所形成，且其彼此實際上隔 開以將該板件162支撐於基板1〇〇上方，其中即使保護電極 125a自本實施例排除，相較於其中該板件藉由具有環狀壁 結構之絕緣構件而被支撐於基板上方之先前結構而言，其 亦可以降低該寄生電容。 複數個板件凸塊（亦即，凸部）162f係形成於定位在相對 於膜片123之該板件162之背側上。該板件凸塊丨62f係利用 結合該上方導電層160(形成該板件162)之氮化石夕（SiN)薄膜 及一結合氮化矽薄膜之多晶矽薄膜所形成。該板件凸塊 162f防止該板件162被固定至膜片123。為了避免"附著，'（其 中該板件162被固定至該膜片123)，可在該罩蓋161上形成 凸部》 該板件引線162d(其寬度小於接頭162a之寬度）係從該板 件162之預定接頭162a之遠端朝向該板件端子I62e延伸。 該板件引線162d係以類似於該板件162之方式利用該上方 導電薄膜160所形成。在平面視圖中，該板件引線I62d之 佈線路徑重疊該保護引線125d之佈線路徑；因此，便可以 減少在該板件引線162d及基板100之間的寄生電容。 具有一内部齒輪狀形狀（配合該板件162之齒輪狀形狀） 之該罩蓋161係經形成以圍繞該板件162。該罩蓋161之内 部輪廓（其係經由狹縫而與該板件162實際隔開）係經形成而 134418.doc 20· 200939856 符合於該板件161之外部輪廓。當該罩蓋161及該板件162 之間的狹縫在寬度上愈小，外界物質便愈難以進入至該板 件162及膜片123之間的間隙層C3中。較佳地，在該罩蓋 161及該板件162之間的狹縫寬度係小於該板件i 62及膜片 123之間之間隙層C3的厚度。由於用於實際隔開該罩蓋丨6 i 與該板件162之狹縫，該罩蓋161係與該板件引線162(1實際 隔開。亦即，該罩蓋161之周邊並非係完全呈環狀，而是 在圓周方向上之一位置處被切割以形成一狹縫，使得該板 件引線162d經由該狹缝而延伸朝向該板件端子162e。 該罩蓋161具有一致呈環狀之外部分，其結合罩蓋支撐 件132。凸部161a係在由罩蓋支撐件132之環狀内部表面 132a所界定之内部區域中從該罩蓋161向内突出，其中該 專凸部係定位在經由狹縫而相對於該板件162之中央部分 162b的周邊。亦即，在罩蓋支撐件Π2之環狀内部表面 132&之内部區域中向内突伸之該凸部161&及該罩蓋161之 每一者具有允許其遠端延伸靠近該板件162之中央部分 162b之周邊的最大長度。凹部161b係形成在罩蓋支禮件 132之環狀内部表面132&之内部區域中之該罩蓋ι61之凸部 161a之間，其中該等凹部係具有其底部係定位在經由狹縫 而相對於該板件162之接頭162a之遠端的深度。亦即，凹 進於罩蓋支樓件132之環狀内部表面132a之内部區域中之 該等凹口 161b之每一者具有允許其底部凹進以靠近該板件 162之接頭162a之該等遠端之每一者的最小長度。 罩蓋161係由以類似於該等板件支撐件131之方式利用上 134418.doc •21· 200939856 方絕緣層130所形成之該罩蓋支撐件132所支撐。因此，具 有預定厚度之間隙層C3係形成在該板件162及膜片123之間 以及該罩蓋161及膜片123之間。 該罩蓋161係定位在平面視圖中係相對於膜片123之臂部 123c’其中在其之間未形成有寄生電容，因為該罩蓋ι61 係經由狹縫而電性地隔離該板件162，使得該罩蓋161維持 在一電性浮動狀態。 複數個罩蓋孔161c係形成在該罩蓋161中以形成該罩蓋 161及膜片123之間的該間隙層C3。罩蓋孔161c係用以傳送 用於上方絕緣層1 3 0之钱刻之触刻劑的穿孔；亦即，其係 用以將蝕刻劑朝向上方絕緣層130傳送以同時形成該間隙 層C3及罩蓋支撐件132的穿孔。罩蓋孔161(；之數量係經決 定以達到在該罩蓋161及膜片123之間形成間隙層C3之目 的，其中罩蓋孔161c之每一者係被形成一預定形狀以可靠 地通過該等孔來傳送蝕刻劑。所形成之該等罩蓋孔16卜並 不會在被定位於膜片123正上方之該罩蓋161之一特定區域 内造成對準密度之變動。該等罩蓋孔161c係考量間隙層〇 之高度（或厚度）及罩蓋支撐件132之形狀以及蝕刻速度來予 以對準。詳言之，罩蓋孔161c係形成在大致該罩蓋161之 整個面積中且在其間具有相等間距，除了結合罩蓋支撐件 132之該罩蓋161之接合區域及其周圍區域以外。隨著相鄰 罩蓋孔161c之間之距離愈小，便可以減小罩蓋支撐件η] 之寬度，因此可減少整體晶片面積。 接下來，該電容擴音器i之操作將參考圖4八及化來予以 134418.doc •22· 200939856 說明’每一圖式係顯示關於連接在一起之感測器晶片及電 路晶片的等效電路。 被安裝在該電路晶片上之一供給泵CP係施加一穩定的偏 向電壓至膜片123。該電容擴音器1之靈敏度會隨著該偏向 電壓變高而變高’其中該膜片123可容易地固定至該板件 162 ’因此’該板件162之剛性在設計電容擴音器1時係一 重要的因素。 進入至一封裝（未圖示）之一穿孔中的聲波會經由該等板 件孔162c及該板件162之該等接頭（或臂部）162&之間的切口 而被傳送至膜片123。由於相同相位之聲波係在該板件162 之該表面及背側兩者上傳播，因此該板件162大致上係不 會振動。被傳送至膜片123之聲波造成膜片123相對於該板 件162振動。膜片123之振動會改變一平行-板件電容器之 靜電電容（包括對應於該板件162及膜片123之相對電極。 靜電電容之變動會被轉換成電壓信號，該等信號接著由一 被安裝在該電路晶片上之放大器A所放大。 由於膜片123係對基板1〇〇短路，因此在未包括該保護構 件127及該保護電極125之圖4A的電路中，在基板1〇〇及該 板件162(其較不振動）之間會形成一寄生電容。在圖4B之 電路中’一電壓從動電路係藉由放大器A所形成，該放大 器之輸出端子係連接至該保護構件127，因此避免在該板 件162及基板1〇〇之間產生寄生電容。亦即，保護電極125a 被插入於在預定區域中之該基板100與該板件162之接頭 162a之間（其中其等在該預定區域中係定位成彼此相對）， 134418.doc -23- 200939856 因此減少了在基板iOO與該板件162之接頭162a之間的寄生 電容。此外，該保護引線125d(其係從保護環圈125c延伸 以連接保護電極125a至保護端子125e)在平面視圖中係佈 線在與該板件引線162d(其係從該板件162之接頭162a延伸） 相同的區域中，因此避免在基板1〇〇及該板件引線162d之 間產生一寄生電容。該保護環圈125c與該保護電極125a連 接在一起且在其之間於膜片123之周圍區域中具有最短的 路徑。由於該等保護電極125a之寬度在該板件162之圓周 方向上係大於該等接頭162a之寬度，因此便可以進一步減 少該寄生電容。 有關於此’諸如供給泵CP及放大器A(被安裝在該電路 晶片上）之上述元件可被安裝在感測器晶片上，因此可形 成具有一單一晶片結構之電容擴音器1。 接下來’該電容擴音器1之製造方法將參考圖5至17來詳 細說明。 在圖5所示之該製造方法之一第一步驟中，由矽氧化物 構成之該下方絕緣薄膜110係形成在基板100之整個表面 上。該等凹窩ll〇a(其係用以形成膜片凸塊l23f)係藉由利 用一光阻劑遮罩之蝕刻而形成在該下方絕緣薄膜11 〇中。 由多晶矽構成之該下方導電薄膜120係藉由化學氣相沈積 (CVD)而形成在下方絕緣薄膜11〇之表面上，因此在該等凹 寫110a下方係形成膜片凸塊123f。接著，利用一光阻劑遮 罩蝕刻該下方導電薄膜12〇，藉此形成臈片123及保護構件 127(兩者皆由下方導電薄膜ι2〇所構成）。 134418.doc •24- 200939856 在圖6所示之該製造方法之一第二步驟中，由矽氧化物 構成之該上方絕緣薄膜130係形成在下方絕緣薄膜11〇及下 方導電薄膜120之整個表面上。接著，凹寫n〇a(其係用以 形成該板件凸塊162f)係藉由利用一光阻劑遮罩之蝕刻而形 成在該上方絕緣薄膜130中。 在圖7所示之該製造方法之一第三步驟中，由一多晶石夕 薄膜135及一氮化矽薄膜136構成之該等板件凸塊162f係形 成在上方絕緣薄膜13 0之表面上。由於氮化石夕薄膜13 6係在 該多晶矽薄膜135藉由一習知方法圖案化之後才形成，因 此從該等凹窩130a突出之多晶矽薄膜135之曝露部分係完 全由該氮化矽薄膜136所覆蓋。該氮化矽薄膜136係一即使 該膜片123被意外地固定至該板件162時亦可防止膜片123 對該板件162短路之絕緣薄膜。 在圖8所示之該製造方法之一第四步驟中，由多晶石夕構 成之該上方導電溥膜160係藉由CVD而形成在上方絕緣薄 膜130之表面及氮化矽薄膜136之該曝露表面上。然後，該 上方導電；4膜16 0係利用一光阻劑遮罩予以蚀刻以形成該 板件162、該板件引線162d及該罩蓋161。在此一步驟中， 並未形成該等板件孔162c及罩蓋孔161c。 在圖9所示之該製造方法之一第五步驟中，接點孔 CHI、CH3及CH4係形成在上方絕緣薄膜13〇中，且然後由 矽氧化物所構成之該表面保護薄膜170係形成在整個表面 上。此外，執行利用一光阻劑遮罩之蝕刻以在表面絕緣薄 膜170中形成一接點孔CH2且同時將剩餘在接點孔CH1、 1344I8.doc -25- 200939856 CH3及CH4之底部中的表面絕緣薄膜ι7〇之剩餘部分移除。 該由AlSi所構成之跡墊導電薄膜ι8〇接著被形成且埋設在 接點孔CHI、CH2、CH3及CH4中；然後，藉由一習知方 法將其移除而留下其預定部分餘留在該等接點孔CH1、 CH2、CH3及CH4中。接下來’由氮化矽所構成之跡墊保 護薄膜190係藉由CVD而形成在表面絕緣薄膜17〇及跡墊導 電薄膜180上；然後，藉由一習知方法來將其圖案化，藉 此留下其預定部分於跡墊導電薄膜18〇之周圍區域中。 在圖10所示之該製造方法之一第六步驟中，利用一光阻 劑遮罩執行異向性蝕刻以在表面絕緣薄膜丨7〇中形成穿孔 170a(對應於該等板件孔162c及罩蓋孔161(：，其中罩蓋孔 161c未圖示於圖1〇至17中），藉此該等板件孔162(;被形成 在上方導電薄膜160中且該等罩蓋孔161£5被形成在該罩蓋 161中。此步驟係連續執行，其中具有穿孔丨7〇3之表面絕 緣薄膜170係用以作為一用於該上方導電薄膜16〇之光阻劑 遮草。 在圖11所示之該製造方法的一第七步驟中，該表面保護 薄膜200係被形成在表面絕緣薄膜170及跡墊保護薄膜19〇 之表面上。在此時，所有表面絕緣薄膜17〇之穿孔17〇&以 及該等板件孔162c及罩蓋孔16lc被埋設在該表面保護薄膜 2Q0下方。 在圖12所示之該製造方法之一第八步驟中，由犯所構成 之凸塊薄膜210被形成在仍留在該等接點孔CH1、CH2、 CH3及CH4中之該跡墊導電薄膜18〇之表面上，且然後由 134418.doc -26 - 200939856

Au所構成之凸塊保護薄膜220係被形成在凸塊薄膜2丨〇之表 面上。在此一步驟中’該基板1〇〇之背側被拋光以形成具 有一預定厚度（大致相符於產品尺寸）之基板丨〇〇。 在圖13所示之一製造方法之第九步驟中，利用一光阻劑 遮罩來執行蝕刻以形成一穿孔Η5,該罩蓋161可藉由該穿 孔而部分地從表面保護薄膜2〇〇及表面絕緣薄膜η〇曝露出 來。

上述步驟完成了相對於基板100之表面的薄膜形成製 程。 在圖14所示之製造方法之一第十步驟中（其係在完成在 基板100之表面上之薄膜形成製程之後才執行），一具有一 穿孔Η6(用於形成對應於在基板1〇〇中之背腔ci之穿孔）之 光阻劑遮罩R1係形成在基板100之背側上。 在圖15所示之該製造方法之一第十一步驟中係在該基板 100上執行深反應性離子餘刻（Deep-RIE)以形成該穿孔。 在此時’該下方絕緣薄膜11 〇係用以作為一蝕刻中止層。 在圖16所示之該製造方法之一第十二步驟中，將該光阻 劑遮罩R1自該基板100移除，且然後將穿孔之一内壁 100c(其由於Deep-RIE而形成有粗糙部分）予以光滑化。 在圖17所示之該製造方法之一第十三步驟中，利用一光 阻劑遮罩R2及經緩衝之氫氟酸（BHF)執行等向性蝕刻，以 自該板件162及該板件引線162d移除表面保護薄膜2〇〇及表 面絕緣薄膜170。此外’該上方絕緣薄膜130係被部分地移 除以形成該罩蓋支撐件132、該等板件支撐件131及該間隙 134418.doc -27- 200939856 層C3。此外，將下方絕緣薄膜110部分地移除以形成該等 保護絕緣體10 3、膜片支律件1 〇 2、環形構件1 〇 1及間隙層 C2。在此時’氫氟酸餘刻劑係進入至光阻劑遮罩R2之穿 孔H6及基板100之開口 l〇〇a^該姓刻劑（進入至光阻劑遮罩 R2之穿孔H6以及基板1〇〇之開口 i〇〇a)係被傳送通過介於該 板件1 62及忒罩蓋1 61之間的狹縫、該等板件孔〗62e及該等 罩蓋孔161c，以蝕刻該上方絕緣薄膜16〇 ^該上方絕緣薄 膜130之輪廓係藉由該板件162及該板件引線i62d所界定。 亦即，該罩蓋支撐件132及該等板件支撐件131係藉由該板 件162及該板件引線I62d之自行對準而形成。如圖18所 示，在罩蓋支撐件132及該等板件支撐件131之端子表面上 係藉由等向性蝕刻而形成底切口。下方絕緣薄膜n 〇之輪 廓係由基板100之開口 100a、膜片123、膜片引線123d、保 護電極125a、保護連接器125b及保護環圈125c所界定。亦 即，保護絕緣體103及膜片支撐件1〇2係藉由膜片123之自 行對準而形成。如圖18及19所示’底切口係藉由等向性触 刻而形成在保護絕緣體103及該等板件支撐件13丨之端子表 面上。保護絕緣體103及該等板件支撐件131兩者係在此步 驟中形成，藉此形成除了該等保護電極125&以外之該支柱 結構129(用以將該板件162支撐於基板1〇〇上方）。 最後’將光阻劑遮罩R2自該基板100移除，且接著將該 基板予以切割。這便完成了圖1所示之電容擴音器1之感測 器晶片的製造。該感測器晶片及電路晶片係附接至一封裝 基板（未圖示）’其中其端子之經由接線結合而連接在一 134418.doc • 28- 200939856 起，然後，將一封裝罩蓋（未圖示）放置在封裝基板上方， 因此完成了該電容擴音器丨之製造。由於該感測器晶片係 結合至該封裝基板，因此該背腔ci係以氣密方式被封閉在 基板100之背側中。 該第一實施例係闞釋性而非限制性；因此，其能以各種 不同方式予以修改。例如，介於該板件162及該罩蓋161之 • 間的狹縫並不一定要在寬度上具有固定的尺寸；亦即，該 ❹ 狹縫在寬度上可予以部分地擴寬。此外，該狹縫並不一定 要一體式地連接於該板件162及該罩蓋161之間《如圖20所 不’其可以修改該罩蓋16丨以具有一内部空間（由一多邊形 内部表面或一圓形内部表面所界定）以將具有一齒輪形狀 之該板件162完全地安裝於其中，其中在平面視圖中該罩 蓋161係從罩蓋支撐件132之環狀内部表面132&向内突伸。 在此一修改中，該板件162之中央部分162b係與該罩蓋161 内卩表面隔開而在二者間未具有任何狹縫，且該板件 ❹ 162之接頭（或臂部）162a之遠端係被定位成靠近該罩蓋ι61 之内部表面而在二者間具有狹縫。 2 .第一實施例 圖21顯示一感測器晶粒1001之構造’其係一依照本發明 之一第二實施例之電容擴音器（亦即—壓力換能器）之一 固態凡件。圖22A至22D顯示感測器晶粒1〇01之截面，其 中圖22A係—沿圖21之剖面線A-A所取之截面視圖，圖22B 係一沿圖21之剖分面B_B所取之截面視圖，圖22C係一沿 圖21之剖面線C-C所取之截面視圖及圖22D係一沿圖21之 134418.doc -29- 200939856 剖面線D-D所取之戴面視圖。圖23係一顯示感測器晶粒 1001之層壓結構的分解立體視圖。該電容擴音器係由感測 器晶粒1001、一包括一電源電路及一放大器之電路晶粒 (未圖示）及一具有用以儲存感測器晶粒1001及電路晶粒之 空間及一用以傳播聲音壓力至該感測器晶粒1001之穿孔的 封裝（未圖示）所構成。 首先’將在下文中說明構成該電容擴音器之感測器晶粒 iOOl之薄膜及層體。 該感測器晶粒1001係一由一基板1100、一下方絕緣薄膜 U1〇(層壓在該基板1100上）、一下方導電薄膜1 120、一上 方絕緣薄膜1130及一上方導電薄膜1160所構成之固態元 件。圖21、22A-22C及23並未包括有關於形成在上方導電 薄臈1160上之其他層體的描示。 該基板1100係由P型單晶矽（Si)所構成；但這並非為一限 制°亦即’該基板1100可由其他滿足用以作為沈積薄膜及 用以支撐包括薄膜之結構的基底之機械特性的材料所構 成。基板1100之厚度係例如設定為625微米。該下方絕緣 薄膜1110係一由矽氧化物（Si0x)所構成之沈積薄膜，其中 其厚度範圍例如從1.5微米至2.0微米。該下方導電薄膜 1120係一完全由摻雜諸如磷（p)之雜質的多晶矽所構成， 其中該下方導電薄膜1120係形成在圖21之影線區域中且其 厚度範圍係例如從0.5微米至〇.7微米。該上方絕緣薄膜 1130係一由矽氧化物所構成之"絕緣"沈積薄膜，其中其厚 度範圍係例如從4.0微米至5.0微米。該上方導電薄膜116〇 134418.doc •30· 200939856 係一完全由摻雜諸如磷之雜質的多晶矽所構成，其中其厚 度範圍係例如從1.0微米至2.0微米。 接下來’將在下文中說明該電容擴音器之感測器晶粒 10 01之機械結構。 一具有一開口 ll00a之穿孔係形成在基板11〇〇中，其中 該開口 1100&係亦可用以作為一背腔C1之開口。該背腔^ 之相反側（其相對於該開口 ll〇〇a)係由該封裝（未圖示）所封 閉。亦即，該背腔C1之相反側並未實質地傳播聲波通過其 中。該基板1100大致上用以作為一相較於一"可挽性，，膜片 1123之剛性材料。 該膜片1123係使用相較於基板11〇〇具有一較小厚度及可 撓性之下方導電薄膜1120所形成，其中其係由一中央部分 1123a(用以接收壓力）及複數個臂部（或嵌條）U23c所構 成。該膜片1123係平行於基板11〇〇之表面而被固定在其中 央部分1123a覆蓋基板11〇〇之開口 11〇〇&之位置處。膜片 1123之中央部分π 23 a在平面視圖中具有一圓形形狀或多 邊形形狀，以覆蓋基板1100之開口 11〇(^及其周圍區域。 膜片1123之臂部1123C在平行於基板1100之表面的平面中 放射狀地伸長。臂部1123c之遠端係各擴寬成一鎚頭形 狀’其中其被夾置在下方絕緣薄臈111 〇與上方絕緣薄膜 1130之間，且因此被連接至下方絕緣薄膜111〇及上方絕緣 薄膜1130。由於下方絕緣薄膜ιι10被連接至基板11〇〇，臂 部1123c之遠端係經由該下方絕緣薄膜111〇而間接地固定 至該基板1100。在下文中，該等臂部1123c之未與下方絕 134418.doc 31· 200939856 緣薄膜1110及上方絕緣薄膜〗130相接觸之其他部分係被稱 之為可撓性部分。該等臂部i 123c連接在一起且在其間具 有切口 ’而該等臂部1123c之遠端則被固定在定位，藉 此’相較於其圓周向周邊完全被固定在定位之先前膜片 (具有一圓形形狀或一多邊形形狀），該膜片U 23可被容易 地變形。數個膜片孔U23b係形成在臂部1123c中，因此其 剛性被降低。 一其高度相同於下方絕緣薄膜111 〇之厚度的間隙層（^係 形成在基板1 1〇〇之開口 1 l〇〇a之邊緣與膜片1123之中央部 分1123a之間。該間隙層C2係用以作為一在背腔C1之内部 壓力與大氣壓力之間建立一平衡的通道。此外，該間隙層 C2在將經由其穿孔進入至該封裝之聲波朝向背腔C1之開 口 1100a傳播的路徑中形成最大的聲阻。複數個膜片凸塊 1123f係形成在面向基板丨100之該膜片1123的背側上。該 等膜片凸塊1123f係用以防止膜片1123被固定至基板11〇〇 的凸部。 該膜片1123係經由一膜片引線n23d而被連接至一膜片 端子（未圖示），該膜片引線之自該等臂部U23c中之一預定 者延伸。該膜片引線1123係經由一保護環圈1125c之一切 口而朝向該膜片端子延伸。由於臈片1123係經由該電路晶 粒（未圖示）而對該基板1100短路，如圖24B所示，因此該 膜片1123及基板1100兩者係設定為相同的電位。 該板件1162係利用比下方導電薄膜1120還厚之上方導電 薄膜1160所形成，其中該板件1162係由一中央部分U62b 134418.doc -32- 200939856 及複數個接頭（或臂部）1162a所形成。複數個板件孔i i62c 係形成在該板件1162中。該等板件孔丨〗62c用以作為將聲 波朝向膜片1123傳播之穿孔。在平面視圖中’膜片η62之 中央部分1162b具有一圓形形狀或多邊形形狀，其係定位 在相對於膜片1123之中央部分i123a以將其完全地覆蓋。 該等接頭1162a係放射狀地從該中央部分U62b伸出且與基 板1100之表面平行。在一垂直於如圖！及3所示之基板n〇〇 之表面的觀看方向上，該板件U 62之接頭11623被定位成 與膜片1123之臂部1123c相連接，且該連接方式係使得該 等接頭1162a不會與臂部1123c重疊且在平面視圖中係被定 位成與臂部1123c錯開’因此，該等臂部1123c被定位於形 成在於該板件1162之中央部分1162b之圓周向方向中連結 在一起之該等接頭1162a之間的該等切口的正下方。該等 接頭1162a之遠端藉由利用上方絕緣薄膜i 13〇而被形成為 島狀之板件支撐件U31、利用下方導電層112〇而形成之保 護電極1125a以及該下方絕緣薄膜1110而被固定至該基板 1100。在一垂直於基板11〇〇之表面的觀看方向上，該板件 1162在平面視圖中係平行於基板丨1〇〇之表面而被固定在該 中央部分1162b與基板11〇〇之開口 1100a重疊之位覃。一其 厚度相同於該等板件支撐件丨13 i之高度的間隙層C3係形成 在該板件1162與膜片1123之間。在垂直於基板1100之表面 的觀看方向上’該等板件支撐件1131在平面視圖中係被定 位在形成於鄰接在一起之該等臂部1123〇之間的切口中而 較罪近中央部分1123a而非該等臂部1123c之遠端，該等遠 134418.doc -33· 200939856 端係被固定至該基板1100 »這可以增加該板件1162之剛 性。複數個板件凸塊1162f被形成在面向該膜片1123之該 板件1162之背側上。該板件凸塊ii62f係用以防止膜片 1123被固定至該板件1162之凸部。一比該等接頭1162&還 薄之板件引線1162d係自該板件1162之該等接頭1162a中之 該等遠端之一預定者延伸朝向一板件端子（未圖示）。該板 ' 件引線1 i62d係以一類似於該板件1162之方式利用該上方 導電薄膜11 60所形成。在一垂直於基板η 00之表面的觀看 方向上，在平面視圖中該板件引線1162(1之佈線路徑係與 一保護引線1125d之佈線路徑重疊。 如圖22B所示’一由該上方導電層11 60所構成之罩蓋 1161係由於考慮到該膜片1123而經由一罩蓋支撐件1132與 該下方絕緣薄膜111〇被支撐在基板〗1〇〇上方。如圖21及 22A-22C所不，該罩蓋1161係經由一狹縫8而實際與該板件 1162隔開。亦即，皆由上方導電薄膜116〇所構成之該板件 ⑩ 1162及該罩蓋係經由狹縫S而彼此絕緣。該罩蓋1161 之内部輪廓係沿著該板件1162之輪廓而形成。在平面視圖 中，複數個凸部1161a係與該罩蓋1161 一體形成以朝向 該板件116 2之中央部分116 2 b向内突伸至形成於該等接頭 1162a之間的切口中。狹縫8之寬度係設定為一預定值以防 止外界物質進入至介於該板件丨162與膜片丨123之間的間隙 層 罩蓋1161係在其圓周方向之一區域中又開，因此該 板件引線ll62d可經由該罩蓋1161之該又開區域而延伸。 如圖21及22B所示，在平面視圖中，該罩蓋"“之凸部 134418.doc •34- 200939856 1161a係朝向中央部*U62b突伸，以覆蓋臈片1123之臂部 1123c之可撓性部分。如圖21及22D所示，在平行於基板 11〇〇之表面的觀看方向中，該罩蓋1161之凸部1161&係藉 由凸部1132b(其自罩蓋支撐件η 32向内突伸（觀看圖23))予 以支撐在其兩側邊上比臂部U23c之遠端還要靠近膜片 1123之中央部分1123a之預定部位中。亦即，該罩蓋之凸 部1161a係藉由罩蓋支撐件1132之凸部i132b所支撐，其支 律方式係使得其不會與因外力或應力而被變形之膜片1123 之臂部1123c之可撓性部分相接觸。該罩蓋1161之凸部 1161a係固定在基於基板η 00之表面而比膜片η 23之臂部 1123c還要高的位置。一間隙之高度h(亦即，在垂直於基 板1100表面之方向上測量到的垂直長度）係形成在該罩蓋 1161與膜片1123之臂部1123c之間，該高度係遠大於由臈 片1123之臂部1123c之可撓性部分所界定的預定振幅。 罩蓋支撐件1132係利用上方絕緣薄膜1130所形成。如圖 22B及22D所示’罩蓋支撐件1132之凸部1132b係結合該罩 蓋1161之凸部1161a的背側’且複數個凸部111〇3係一體式 地形成於下方絕緣薄膜1110向内處（參考圖23)而與罩蓋支 撐件1132之凸部1132b相對應◊罩蓋支撐件1132之凸部 1132b係經由下方絕緣薄膜111 〇之凸部111 〇a而被固定至基 板1100。亦即，該罩蓋1161之凸部1161a係經由由罩蓋支 撐件1132之凸部1132b與下方絕緣薄膜1 11()之凸部ul〇a所 構成之雙層壁結構而被支撐於基板1110上方。用以覆蓋由 下方絕緣薄膜1110支撐之臂部1123c的罩蓋1161係藉由下 134418.doc •35· 200939856 方絕緣薄膜1110與上方絕緣薄膜1130所支撐。 一由基板1100、該罩蓋1161之凸部1161 a及該雙層壁結 構（由罩蓋支撐件1132之凸部1 i32b與下方絕緣層111〇之凸 部111 Oa所構成）所包圍之空間係構成一具有一矩形平行六 面體形狀之橫向孔，以及一被定位成靠近膜片丨〗23之中央 部分1123a之開口，其中在從開口 m〇a觀看時該膜片1123 之臂部1123c之遠端被固定至該橫向孔之最内側凹口。如 上所述，膜片1123之臂部1123c之遠端係藉由被緊密固持 在上方絕緣薄臈1130(形成該罩蓋支撐件丨132)與下方絕緣 薄膜1110之間而被固定在定位。如圖22D所示，臂部1123 之可撓性部分被儲存在該橫向孔中且由基板11〇〇、該罩蓋 1161之凸部1 161a與該雙層壁結構（其係由罩蓋支撐件丨132 之凸部1132b與下方絕緣薄臈丨丨1〇之凸部}丨1〇a所構成）所 包圍。如圖22D所示，臂部ii23c之可撓性部分係與基板 1100、該罩蓋1161之凸部ii6la與該雙層壁結構（由凸部 1 1 32b及1 11 〇a所構成）係實際上隔開。 在罩蓋支樓件113 2之相鄰凸部113 2 b之間的間隙係藉由 蝕刻而以自行對準方式來形成，該蝕刻係藉由使用經由該 罩蓋1161之罩蓋孔116丨c所供應之蝕刻劑而在該上方絕緣 薄膜1130上執行，其t該等間隙係由罩蓋孔U6ic之形狀 所界定且與罩蓋孔相對準。在下方絕緣薄膜丨丨1〇之凸部 1110a之間的間隙係藉由蝕刻而以自行對準方式來形成， 該蝕刻係藉由使用經由膜片i 123之臂部！ 123c之膜片孔 1123b所供應之蝕刻劑而在該下方絕緣薄膜^❶上執行， 134418.doc -36- 200939856 其中該等間隙係由膜片孔1123c之形狀所界定且與膜片孔 相對準。 圖42顯示罩蓋孔1161c之形狀與對準之一實例。圖42係 感測器晶粒1〇〇1之一平面視圖，其係在相對於膜片1123之 垂直方向來觀察’且未將該板件1162顯示出來。續等罩蓋 孔1161c係對準於該罩蓋1161而定位在與膜片1123之中央 部分1 123a及臂部1 123c之可撓性部分相對之預定區域中。 在鄰接在一起之該等罩蓋孔1161(1之中心之間的距離係被 設定成大致相等。亦即，該等罩蓋孔U61c係在該罩蓋 1161中於靠近定位在相對於膜片1123之中央部分11233之 凸部1161 a之遠端處均勻一致地對準。用以對準罩蓋孔 1161c之預定區域在寬度上被縮減成小於凸部116U(在圓 周方向）在凸部116 la之遠端至基底部分之方向上的寬度。 罩蓋支撐件1132之凸部U32b係形成在該預定區域之側邊 區域下方’該等側邊區域並未形成在該罩蓋1161之凸部 U61a中的罩蓋孔n61c。用於對準罩蓋孔1161〇於該罩蓋 1161之凸部116U中之預定區域的寬度係大於膜片1123之 臂部1123c之可撓性部分的寬度。這在罩蓋支撐件1132與 膜片1123之臂部1123c之可撓性部分之間構成了一足夠大 的間隙。 圖43顯示形成在膜片1123之該臂部1123(；中之膜片孔 1123b的形狀及對準之一實例。圖43係該感測器晶粒丨〇〇 i 之一平面視圖’其係在相對於膜片1123之垂直方向上來觀 察且未將該板件11 62及該罩蓋1161顯示出來。該等膜片孔 134418.doc -37- 200939856 1123b係完全對準於膜片1123之該臂部1123c之可撓性部分 中。在鄰接在一起之該等膜片孔n23b之中心之間係設定 大致相同的距離。 接下來將參考圖24A及24B來說明使用該感測器晶粒 1001之電容擴音器的操作。 圖24B顯示藉由連接感測器晶粒1〇〇1至電路晶粒所構形 之一等效電路。一被安裝在該電路晶粒上之供給泵CP係施 加一穩定偏向電壓至該膜片U 23 ^當該偏向電壓變得較高 ® 時’電容擴音器之靈敏度會變得較高，這接著會容易地造 成用以將膜片1123固定至該板件1162之附著力；因此，該 板件1162之剛性在設計感測器晶粒丨〇〇丨時係一個重要的因 素。 進入至該封裝（未圖示）之穿孔中的聲波會經由該等板件 孔1162c、狹縫5及罩蓋孔1161c而朝向膜片1123來傳播。 由於相同相位之聲波係在該板件1162之兩侧邊上來傳播， _ 因此該板件1162實質上並不會振動。抵達膜片u23之聲波 會使該膜片1123相對於該板件1162及基板11〇〇而振動。當 膜片1123振動時，一平行板件電容器之靜電電容（其相對 電極對應於該板件11 62與膜片1123)會變動，其中靜電電 容之變動會被轉換成電子信號，該等信號接著會由電路晶 粒之放大器A予以放大。 由於該罩蓋1161係與該板件1162經由狹縫S而電性地隔 離且因此被置於一電性浮動狀態，因此在該罩蓋1161與膜 片11 23之臂部1123 c並不會產生寄生電容。 134418.doc -38 - 200939856 由於基板1100係與膜片1123形成短路，因此在未插入保 護電極1125a的情況下，在該板件1162(其實質上未振動）與 基板1100之間會產生寄生電容，如圖24A所示。藉由使用 其輸出端子被連接至該保護電極1125&之放大器A來形成一 電壓從動電路’如圖24B所示，便可以防止在該板件丨丨62 及基板11〇〇之間形成寄生電容。亦即，與膜片1123絕緣之 保護電極1125a係被配置在該等板件支撐件U3丨（由上方絕 緣薄膜1130所構成）與下方絕緣薄膜111〇之間而位在該板 件1162在相對於基板11〇〇之表面的垂直方向上與該基板 1100重疊之區域中，如圖22A所示，其中該等保護電極 1125a各經由保護連接器n25b以及保護環圈U25c與保護 引線1125d而連接至放大器a之輸出端子，因此降低在介 (未圖示）該板件1162及基板11〇〇之間的區域中之寄生電 容。當該保護引線1125d被佈線於與從該板件1162之接頭 1162a延伸出之該板件引線1162d相對之區域中時，如圖21 及23所示’其便可以防止在該板件引線n62d與基板11〇〇 之間產生寄生電容。 第二實施例之電容擴音器可被安裝在各種不同的電子裝 置中，諸如攝影機及個人電腦，其中每一電子裝置之外殻 應具有一用以將聲波朝向該電容擴音器傳播之穿孔。這造 成灰塵可能會經由一電子裝置之外殼之該穿孔以及該封裝 之穿孔而進入至電容擴音器之封裝中的可能性。在該第二 實施例中’有需要使灰塵在進入膜片1123及該板件1162之 間的間隙層C3之前先被傳送通過狹縫s、該等板件孔u62c 134418.doc •39· 200939856 及罩蓋孔1161c之至少任何一者。這可以將狹縫s之寬度、 該板件孔1162c之直控及該罩蓋孔1 i61c之直徑在可傳送银 刻劑通過其間之尺寸範圍内儘可能地縮減。第二實施例之 感測器晶粒10 01係能夠可靠地防止外界物質進入至膜片 1123及該板件1162之間的間隙層C3與膜片1123及基板1100 之間的間隙層C2。朝向該板件ι162之中央部分U62b突出 以覆蓋膜片1123之臂部1123e之該罩蓋U61之凸部1161&係 由罩蓋支撐件1132之凸部1132b予以支撐在靠近於該板件 Π62之中央部分1162b的預定區域中，藉此使其難以被變 形。這防止了該罩蓋1161之凸部1161 a與膜片1123之臂部 1123c相接觸。 接下來’將參考圖25至41來說明使用第二實施例之感測 器晶粒1001的電容擴音器之製造方法，其中每一圖式係沿 圖21之剖面線E-E所取之截面視圖。 在圖25所示之該製造方法之一第一步驟中，由矽氧化物 構成之該下方絕緣薄膜11丨〇係形成在基板丨丨〇〇之整個表面 上。一模具111 Ob(其係用以形成膜片凸塊1123f)係藉由利 用一光阻劑遮罩之蝕刻而形成在該下方絕緣薄膜111〇中。 接著，該下方導電薄膜1120(其係由多晶矽所構成之一沈 積薄膜）係藉由CVD而被形成在下方絕緣薄臈之表面上， 藉此該等臈片凸塊1123f被形成在由該模具111〇1)所界定之 位置。此外，下方導電薄膜丨120係利用一光阻劑遮罩而被 蚀刻成具有一預定形狀，因此形成該膜片U23(其係由下 方導電薄臈1120所構成p 134418.doc -40· 200939856 在圖26所示之該製造方法之一第二步驟中，由矽氧化物 構成之該上方絕緣薄膜丨130係形成在下方絕緣薄臈丨丨1〇及 該下方導電薄膜1120之表面上。一模具ιι30Α(其係用以形 成該板件凸塊1162f)係藉由利用一光阻劑遮罩之蝕刻而形 成在該上方絕緣薄膜11 3 0中。 在圖27所示之該製造方法之一第三步驟中，該等板件凸 塊1162f係利用一多晶矽薄膜1135與氮化矽薄膜1136而被 形成在該上方絕緣薄膜1130上。 在圖28所示之該製造方法之一第四步驟中，由多晶矽所 構成之該上方導電薄膜160係藉由CVD而形成在上方絕緣 薄膜113 0之表面與氮化矽薄膜丨136之表面上。該上方導電 薄膜1160係利用一光阻劑遮罩而被蝕刻以形成該板件1162 及該罩蓋1161，兩者係經由狹縫s而彼此實際隔開。在此 步驟中，該等板件孔1162c並未形成在該板件1162中。 在圖29所示之該製造方法之一第四步驟中，用以曝露膜 片引線1123d、保護引線1 i25d與基板1100之穿孔HI、H3 及H4係藉由使用一光阻劑遮罩之異向性蝕刻而形成在該下 方絕緣薄膜11 1 〇與該上方絕緣薄膜！ 13 〇中。 在圖30所示之該製造方法之一第五步驟中，由矽氧化物 所構成之表面絕緣薄膜1170係藉由電漿CVD而完全形成在 上方絕緣薄膜1 130之表面與上方導電薄膜丨16〇之表面以及 該等穿孔HI、H3及H4之内侧上。此外，餘留在穿孔H1、 H3及H4之底部中的該表面絕緣薄膜丨丨7〇之其餘部分係藉 由使用一光阻劑遮罩來蝕刻而予以移除，藉此在表面絕緣 134418.doc •41 · 200939856 薄膜1170中形成接點孔CHI、CH2、CH3及CH4。這使其 可以將膜片引線1123d、該板件引線n62d、保護引線 1125d及該基板11〇〇曝露出來。 在圖31所示之製造方法之一第六步驟中，一由AiSi所構 成之導電薄膜係藉由濺鍍而形成在表面絕緣薄膜117〇之整 個表面上以覆蓋該等接點孔CHI、CH2、CH3及CH4且結 合膜片引線1123d、該板件引線1 i62d、保護引線1125d及 基板1100。此外，亦使用一光阻劑遮罩來執行蝕刻以部分 地移除AlSi之導電薄膜，同時留下復蓋該等接點孔、 CH2、CH3及CH4之預定部分’藉此形成跡墊U8〇(由A1Si 之沈積薄膜所構成）。 在圖32所示之該製造方法之一第七步驟中，由氮化石夕所 構成之一跡墊保護薄膜1190係藉由低應力電漿cvD而形成 在表面絕緣薄膜1170之表面以及跡墊118〇之表面上，藉此 保護該等跡墊1180之側表面。 在圖33所示之該製造方法之第九步驟中，該跡墊保護薄 膜1190係利用一光阻劑遮罩而經受一乾蝕刻，以部分地移 除跡墊保護薄膜1190且同時留下餘留在跡墊丨丨80之附近區 域及周圍區域的預定部分。 在圖34所示之該製造方法之一第十步驟中，穿孔係藉由 利用一光阻劑遮罩予以異向性蝕刻而形成在表面絕緣薄膜 1170中，且該等穿孔係與該等板件孔1162(；及罩蓋孔1161^ 相符合。藉由利用該表面絕緣薄膜117〇作為一蝕刻遮罩， 該等板件孔1162c及該等罩蓋孔U61c便可形成在該上方導 134418.doc •42- 200939856 電薄膜1160中。 在圖35所示之製造方法之一第十一步驟中，一由碎氧化 物所構成之電鍍保護薄膜1200係完全形成在表面絕緣薄膜 1170之表面、跡墊118〇之表面與跡墊保護薄膜119〇之表面 上。接下來，藉由使用一光阻劑遮罩來蝕刻而將該電鍍保 «蔓薄膜1200予以圖案化以留下覆蓋表面絕緣薄膜1丨及跡 墊保護薄膜11 90之該電鍍保護薄膜12〇〇的預定部分，藉此 曝露埋設在該等接點孔CHI、CH2、CH3及CH4中之跡墊 1180之表面的中央部分。 在圖36所示之該製造方法之一第十二步驟中，由鎳（Ni) 所構成之凸塊薄膜1210係藉由無電電鍍而形成在電鍍保護 薄膜1200之穿孔中的該等跡墊1180之曝露表面上。此外， 由金（Au)所構成之凸塊保護薄膜122〇係被形成在該等凸塊 薄膜1210上。再者’基板11 〇〇之背側係經拋光以達到可在 一產品中使用之所要厚度。 在圖37所示之該製造方法之一第十三步驟，一用以曝露 該罩蓋1161之環狀孔H5係藉由使用一光阻劑遮罩姓刻而形 成在電鍍保護薄膜1200及表面絕緣薄膜1170上。 在圖38所示之該製造方法之一第十四步驟中，一具有一 穿孔H6之光阻劑遮罩R1係形成在基板丨100之背側上以形 成一對應於該背腔C1之穿孔。 在圖39所示之該製造方法之一第十五步驟中，執行深 RIE(深反應式離子钱刻，亦即Bosch process)以形成對應於 基板1100中之該背腔C1之一穿孔。在此步驟中，該下方絕 I34418.doc •43· 200939856 緣薄膜1110係用以作為一蝕刻中止層。 在圖4〇及41所示之該製造方法的第十六及第十七步驟 中，其係利用一光阻劑遮罩R2及緩衝氫氟酸（BHF)來執行 等向性蝕刻，以將曝露在光阻劑遮罩R2之穿孔Η6中之電 鍍保護薄膜1200及表面絕緣薄膜1170移除，並且進一步移 除上方絕緣薄膜1130之一部分，藉此形成該罩蓋支揮件 1132、該等板件支撐件ι131及間隙層C3❶在此同時，下方 絕緣薄膜1110之一部分係自背腔C1移除以形成介於媒片 1123及基板1100之間的間隙層C2。因此，上方絕緣薄膜 1130之輪廓係藉由該板件1162及該罩蓋1161而以自行方式 予以界定’而該下方絕緣薄膜1110之輪廓係藉由基板11〇〇 之開口 1100a、膜片1123、保護電極1125a、保護連接器 1125b及保護環圈1125c而以自行對準方式予以界定。在餘 刻之後之該上方絕緣薄膜1130的剩餘部分係用以形成該等 板件支撐件1131與罩蓋支撐件1132。亦即，狹縫s(其係在 圖28所示之第四步驟中形成）及該等板件孔u 62(；與罩蓋孔 1161c(其係在圊34所示之第十步驟中所形成）係用以作為傳 送蚀刻劑至該上方絕緣薄膜1130之穿孔，以同時形成間隙 層C3與該等板件支撐件113丨。基於此一理由，該等板件孔 1162c係考量該等板件支撐件1131之形狀與蝕刻速度而對 準°亦即，該等板件孔1162c係形成在該板件1162之中央 部分1162b與接頭1162a上且於其間具有相等間距，除了連 結該等板件支撐件1131與周圍區域之結合區域以外。該等 罩蓋孔1161c係對準於凸部1161a之中央區域中且於其間具 134418.doc 200939856 有相等間距，該等凸部係朝向該板件〗162之中央部分 1162b突伸。 接下來，將參考圖48A至48E來說明用以在靠近膜片 1123之臂部112虹處蝕刻該上方絕緣薄膜113〇與下方絕緣 薄膜1110之蝕刻製程。如圖48入所示’一蝕刻劑（例如， BHF)係藉由蝕刻埋設在罩蓋孔丨161c與狹縫s中之電鍍保護 薄膜1200而抵達該上方絕緣薄膜113(^在此時，以類似於 電鍍保護薄膜1200之方式由矽氧化物所構成之表面絕緣薄 膜1170亦予以移除。接下來，抵達上方絕緣薄膜113〇之表 面的蝕刻劑係用於以一等向性方式自罩蓋孔丨16U之邊緣 與狹縫S之邊緣蝕刻該上方絕緣薄膜i丨3〇，如圖48B所示。 由於上方絕緣薄膜113 0之姓刻係沿著一平行於上方導電薄 膜1160及上方絕緣薄膜1130之間的界面之方向來進行因 此該上方絕緣薄膜1130便自介於該罩蓋1161之凸部1161a 與膜片1123之臂部1123c之可撓性部分之間的預定區域移 除，如圖48C所示。這接著將適於該罩蓋1161之凸部U61c 的支撐件予以釋除，除了其兩侧邊以外。接下來，抵達介 於上方絕緣薄膜113〇與下方絕緣薄膜丨丨丨〇之間的界面之姓 刻劑係以一等向性方式用以在上方絕緣薄膜1130與下方絕 緣薄膜1110上繼續蝕刻，如圖48D所示。在此時，在一平 行於介於上方絕緣薄膜1130與下方絕緣薄膜1110之間之界 面的方向上’該蝕刻進行至膜片孔1123b之邊緣與臂部 1123c之兩側邊。因此，下方絕緣薄膜111〇便自介於基板 11〇〇與膜片1123之臂部n23c之可撓性部分之間的預定區 134418.doc • 45· 200939856 域被移除，如圖48E所示。在此情況中，狹縫s與軍蓋孔 1161 c之位置及尺寸係經決定而使得上方絕緣薄臈1丨％及 下方絕緣薄膜11 ίο仍保持為位於該罩蓋丨161之凸部丨16lc 之兩側邊正下方之該罩蓋支撐件1132,而該下方絕緣薄臈 1110仍保持為位在臂部1123 c之遠端正下方之膜片支撐 件’即使當上方絕緣薄膜1130與下方絕緣薄臈丨丨1〇從臂部 1123c之可撓性部分之上方及下方部分被完全移除時亦 然。由於在上方絕緣薄膜1130與下方絕緣薄膜111〇上之等 向性姓刻’該膜片1123之臂部1123c之鎚頭狀遠端被保持 在上方絕緣薄膜1130與下方絕緣薄膜111〇之間且因此受到 支撐。 最後’將該光阻劑遮罩R2自圖41之半導體結構移除，接 著將該半導體結構予以切割，因此完成了使用在該電容擴 音器中之感測器晶粒1 〇〇 1的製造。該感測器晶粒1 〇〇 1及電 路晶粒被結合在一封裝基板（未圖示）上；然後，感測器晶 粒1001之端子、電路晶粒之端子以及封裝基板被電性地連 接在一起；之後，一封裝罩蓋（未圖示）被附接至該封裝基 板’因此完成了該電容擴音器之製造。由於感測器晶粒 1001被結合在封裝基板上，因此該空腔c 1被封閉在基板 1100之背側中。 第二實施例之感測器晶粒1001能以各種方式被進一步修 改；因此’以下將參考圖44至47來說明其變化型式。 (1)第一變化型式 圖44顯示依照第二實施例之一第一變化型式之罩蓋孔 134418.doc -46- 200939856 1 161c的形狀及對準，其中圖44係感測器晶粒1001在一垂 直於膜片1123之方向上的平面視圖，其中未圖示該板件 1162。該等罩蓋孔1161c可對準於該罩蓋1161之預定區域 中’該預定區域被定位成與膜片1丨23之中央部分1123a及 臂部1123c(包括其鎚頭狀遠端）相對。在臂部h23c之鍵頭 狀遠端中未形成有膜片孔1123b，該等遠端係僅連接至該 下方絕緣薄膜1110(用於支撐該膜片1123)，因此在臂部 1123c之遠端與該罩蓋1161之間形成一間隙。如圖45所 示，該罩蓋支撐件1132之内部輪廓係經設計成圍繞臂部 1123c。圖45係該感測器晶粒1001在一垂直於臈片丨123之 方向上的平面視圖，其中未圖示該板件1162及該罩蓋1161。 (2)第二變化型式 圖46係該感測器晶粒ι〇01在垂直於膜片丨123之方向上的 平面視圖’其中未圖示該板件1162。圖47係該感測器晶粒 1101在垂直於膜片1123之方向上的平面視圖，其中未圖示 該板件1162及該罩蓋1161。 如圖46及47所示，其可以額外地形成複數個支柱形部分 1132c ’其在實際上係與罩蓋支撐件1132之一周邊部分 1132d隔開。亦即，該罩蓋支撐件1132係由彼此實際上隔 開之周邊部分U32d與支柱形部分1132c所構成，其中該罩 蓋1161之凸部i 161a係由支柱形部分n32c所支撐。如圖46 所示’該等罩蓋孔l161c係額外地形成在該罩蓋Η6i之預 定區域中’該預定區域係定位在相對於用以使罩蓋支撐件 1132之周邊部分1132(1與該支柱形部分1132(1隔開之該隔開 134418.doc -47· 200939856 區域。 該第二實施例及變化型式係闡釋性而非限制性；因此， 其能以各種方式予以進一步修改。例如，形成在該板件 1162及該罩蓋1161之間的狹縫s之寬度並不一定要限制於 一固定值；因此，該狹縫S在寬度上可被部分地擴寬。此 . 外，其可以將上述元件（諸如被安裝在電路晶粒上之供給 泵P與放大器A)併入至該感測器晶粒1〇〇1中，藉此形成該 電容擴音器之一單一晶片結構。 再者，在第一及第二實施例中所定義之材料及尺寸係闡 釋性而非限制性，其中該第一及第二實施例係經描述而未 解釋有關於步驟之增加及刪除以及步驟之順序的改變，這 乃係熟習此項技術者可以明瞭的。在該製造方法中薄膜 成份、薄膜形成方法、用於形成薄膜之輪廓的方法以及步 驟之順序可適當地相應於薄膜材料（其特性配合電容擴音 器之需求）、薄膜厚度及形成零件及组件之輪廓所需要之 〇 精飨度來予以決定；因此，其並未受上述第一實施例之說 明所限制。 最後’本發明並未侷限於上述實施例及變化型式，在由 後附申請專利範圍所界定之本發明的範疇内，其能以各種 不同方式來予以進一步修改。 【圖式簡單說明】 本發明之這些及其他目的、態樣及實施例係已參考以下 圖式而詳細說明如上。 圖1係一平面視圖，其中顯示一對應於一依照本發明之 134418.doc -48· 200939856 一第一實施例之電容擴音器之MEMS結構的感測器晶片。 圖2係該電容擴音器之該感測器晶片的縱向截面視圖。 圖3係該電容擴音器之感測器晶片的分解立體視圖。 圖4A係一電路示意圖，其中顯示未包括一保護電極之一 等效電路。 圖4B係一電路示意圖，其中顯示包括該保護電極之一等 效電路》 圖5係用以說明該電容擴音器之一製造方法之第一步驟 的截面視圖。 圖6係一用以說明該電容擴音器之製造方法之一第二步 驟的截面視圖。 圖7係一用以說明該電容擴音器之製造方法之一第三步 驟的載面視圖。 圖8係一用以說明該電容擴音器之製造方法之一第四步 驟的截面視圖。 圖9係一用以說明該電容擴音器之製造方法之一第五步 驟的載面視圖。 圖i〇係一用以說明該電容擴音器之製造方法之一第六步 驟的截面視圖。 圖11係一用以說明該電容擴音器之製造方法之一第七步 驟的截面視圖。 圖12係一用以說明該電容擴音器之製造方法之一第八步 驟的截面視圖。 圖13係一用以說明該電容擴音器之製造方法之一第九步 134418.doc •49- 200939856 驟的截面視圖。 圖14係一用以説明該電容擴音器之製造方法之一第十步 驟的截面視圖。 圖15係一用以說明該電容擴音器之製造方法之一第十一 步驟的戴面視圖》 圖16係一用以說明該電容擴音器之製造方法之一第十二 步驟的截面視圖。 圖係一用以說明該電容擴音器之製造方法之一第十三 步驟的截面視圖》 圖1 8係一用以顯示該電容擴音器之感測器晶片之詳細構 造之一部分的縱向截面視圖》 圖19係一用以顯示該電容擴音器之感測器晶片之詳細構 造之另—部分的縱向截面視圖。 圖20係一顯示一罩蓋之一變化型式的平面視圖，該罩蓋 具'有—用以安裝具有一齒輪形狀之板件的内部空間。 圖21係一平面視圖，其中顯示包括在一依照本發明之— 第二實施例之電容擴音器（亦即，一壓力換能器）中的感測 器晶粒之構造。 圖22Α係沿圖21中之剖面線α-Α所取之截面視圖。 圖22Β係沿圖21中之剖面線β-Β所取之截面視圖。 圖22C係沿圖21中之剖面線C-C所取之截面視圖。 圖22D係沿圖21中之剖面線D-D所取之截面視圖。 圖23係該電容擴音器之感測器晶粒的分解立體視圖。 圖24Α係一電路示意圖，其中顯示未包括一保護電極之 134418.doc •50· 200939856 一等效電路。 圖24B係一電路示意圖，其中顯不包括該保護電極之一 等效電路。 圖25係一沿圖21中之剖面線取之截面視圖，其用 以說明該電容擴音器之一製造方法之第一步驟。 • 圖26係一用以說明該電容擴音器之製造方法之一第二步 • 驟的截面視圖。 圖27係一用以說明該電容擴音器之製造方法之一第三步 © 驟的截面視圖。 圖28係一用以說明該電容擴音器之製造方法之一第四步 驟的截面視圖。 圖29係一用以說明該電容擴音器之製造方法之一第五步 驟的截面視圖。 圖3 0係一用以說明該電容擴音器之製造方法之一第六步 驟的截面視圖。 圖31係一用以說明該電容擴音器之製造方法之一第七步 ❹ 驟的截面視圖。 圖32係一用以説明該電容擴音器之製造方法之一第八步 驟的截面視圖° 圖33係一用以說明該電容擴音器之製造方法之一第九步 驟的截面視圖° 圖34係一用以說明該電容擴音器之製造方法之一第十步 驟的截面視圖。 圖35係一用以說明該電容擴音器之製造方法之一第十一 -51 - 134418.doc 200939856 步驟的截面視圖。 圖36係一用以說明該電容擴音器之製造方法之一第十二 步驟的截面視圖。 圖37係一用以說明該電容擴音器之製造方法之一第十三 步驟的截面視圖。 圖3 8係一用以說明該電容擴音器之製造方法之一第十四 步驟的截面視圖。 圖3 9係一用以說明該電容擴音器之製造方法之一第十五 步驟的截面視圖。 圖40係一用以說明該電容擴音器之製造方法之一第十六 步驟的截面視圖。 圖41係一用以說明該電容擴音器之製造方法之—第十七 步驟的截面視圖。 圖42係一顯示形成在一罩蓋中之罩蓋孔相對於在該感測 器晶粒中之一膜片之形狀與對準的平面視圖。 圖43係一顯示形成在感測器晶粒中之該膜片之一臂部中 之膜片孔的形狀與對準的平面視圖。 圖4 4係一顯不依照第二實施例之一第一變化型式之形成 在一罩蓋中之罩蓋孔相對於在該感測器晶粒中之一膜片之 形狀與對準的平面視圖。 圖45係一顯示依照該第二實施例之該第一變化型式之形 成在感測器晶粒中之該膜片之一臂部中之膜片孔的形狀與 對準的平面視圖。 圖46係一顯示依照第二實施例之一第二變化型式之形成 134418.doc -52· 200939856 在一罩蓋中之罩蓋孔相對於在該感測器晶粒中之一膜片之 形狀與對準的平面視圖。 圖47係一顯示依照該第二實施例之該第二變化型式之形 成在感測器晶粒中之該膜片之一臂部中之膜片孔的形狀與 對準的平面視圖。 圖48A係沿著圖1之剖面線D_D所取之截面視圖，其係用 以說明在上方及下方絕緣薄膜上於靠近膜片之臂部處所進 行之一蝕刻製程之一第一步驟。

圖彻係一用以說明該蝕刻製程之一第二步驟的截面視 圖。 圖彻係一用以說明該钱刻製程之一第三步驟的截面視 圖。 圖48D係一用以說明該蝕刻製鞀 教程之一第四步驟的截面視 圖。 圖48E係一用以說明該蝕刻製轺 技程之一第五步驟的截面視 圖。 【主要元件符號說明】 1 電容擴音器 100 基板 100a 開口 100b 端子 101 環形構件 102 膜片支撐件 103 保護絕緣體 134418.doc •53- 200939856 110 下方絕緣薄膜 110a 凹窩 113 凸部 116 穿孔 120 下方導電層 ' 123 膜片 - 123a 中央部分 123c 臂部 ❹ 123d 膜片引線 123e 膜片端子 123f 膜片凸塊 125a 保護電極 125b 保護連接器 125c 保護環圈 125d 保護引線 _ 125e ❹ 保護端子 127 保護構件 129 支柱結構 130 上方絕緣薄膜 ' 130a 凹窩 131 板件支撐件 132 罩蓋支撐件 132a 環狀内部表面 135 多晶矽薄膜 134418.doc -54- 200939856

136 氮化矽氮化物薄膜 160 上方導電薄膜 161 罩蓋 161a 凸部 161b 凹口 161c 罩蓋孔 162 板件 162a 接頭 162b 中央部分 162c 板件孔 162d 板件引線 162e 板件端子 162f 板件凸塊 170 表面絕緣薄膜 170a 穿孔 180 跡墊導電薄膜 190 跡墊保護薄膜 200 表面保護薄膜 210 凸塊薄膜 220 凸塊保護薄膜 1001 感測晶粒 1100 基板 1100a 開口 1101 感測Is晶粒 134418.doc -55- 200939856 1110 下方絕緣薄膜 1110a 凸部 1110b 模具 1120 下方導電薄膜 1123 膜片 ' 1123a 中央部分 • 1123b 膜片孔 1123c 臂部 ® 1123d 膜片引線 1 123f 膜片凸塊 1125a 保護電極 1125b 保護連接器 1125c 保護環圈 1 125d 保護引線 1130 上方絕緣薄膜 ^ 1130A 模具 1131 板件支撑'件 1132 罩蓋支撐件 1132b 凸部 ’ 1132c 支柱形部分 1 132d 周邊部分 1135 多晶矽薄膜 1136 氮化矽薄膜 1160 上方導電薄膜 134418.doc -56- 200939856 1161 罩蓋 1161a 凸部 1161c 罩蓋孔 1162 板件 1162a 接頭 * 1162b 中央部分 - 1162c 板件孔 1 162d 板件引線 ® 1162f 板件凸塊 1170 表面絕緣薄膜 1180 跡墊 1190 跡墊保護薄膜 1200 電鍍保護薄膜 1210 凸塊薄膜 1220 凸塊保護薄膜 Cl 背腔 C2 間隙層 C3 間隙層 CP 供給泵 1 CHI 接點孔 CH2 接點孔 CH3 接點孔 CH4 接點孔 R1 光阻劑遮罩 134418.doc -57- 200939856

R2 H6 S A 光阻劑遮罩 穿孔 狹縫 放大器 ❹ ⑩ 134418.doc -58-

Claims (1)

1. 200939856 十、申請專利範圍： 1. 一種振動換能器，包含： 基板，其包括一具有一開口之背腔； 膜片’其具有一導電性暂 , _ . 質，在平面視圖中係形成於 該基板上方以覆蓋該背腔之該開口； 一板件，其具有—導電性質，形成在該媒片上方，且 ❹ ❺ 二-定位在與該膜片相對向之中央部分及複數個從該中 央邛分放射狀地延伸之接頭所構成； 邑緣支揮層’其係連結該板件之該等接頭，以將該 板件支祕該膜片上方且在二者間具有—㈣層而㈣ 板件與該膜片絕緣，其中該絕緣支撐層具有—用以將空 氣層包圍於其中之環狀内部表面；及 罩蓋’其係使用一用以形成該板件之薄膜材料之至 J邛刀而形成，且連結該絕緣支撐層且從環狀内部表 面向内突伸’以將該板件包圍於其中，且定位為與該膜 片相對向且於二者間具有該間隙層， 其中該罩蓋係經由一狹縫而與該板件電性地隔離，且 其中該膜片相對於該板件振動，以改變形成在該膜片 與該板件之間的靜電電容。 2. 如請求項丨之振動換能器，其中複數個孔係形成在該板 件及該罩蓋中’以傳送一钱刻劑通過其中，從而藉由等 向性蝕刻而同時形成該間隙層與該絕緣支撐層。 3. 如請求項1之振動換能器，其中該膜片係由一定位在與 該板件之該中央部分相對向的中央部分及複數個從該中 134418.doc 200939856 央部分放射狀地延伸之臂部所構成，且其中在平面視圖 中該板件之該複數個接頭係定位於該膜片之該複數個臂 部之間且由該絕緣支撐層所支撐。 胃求項1之振動換能器，其中該絕緣支撐層係由複數 個支柱結構所形成。 5. 一種用於製造一振動換能器之製造方法，該振動換能器 包括.一基板，其包括一具有一開口之背腔；一膜片， ❹ 其在平面視圖中係形成於該基板上方以覆蓋該背腔之該 開口，一板件，其係形成在該膜片上方且係由一定位在 與該臈片相對向之中央部分及複數個從該中央部分放射 狀地延伸之接頭所構成；一絕緣支撐層，其係連結該板 件之該等接頭，以將該板件支撐於該膜片上方且在二者 間具有一間隙層而將該板件與該膜片絕緣，其中該絕緣 支撐層具有一用以將空氣層包圍於其中之環狀内部表 面，及一罩蓋’其係使用一用以形成該板件之薄臈材料 Φ 之至少一部分而形成，且連結該絕緣支撐層且從環狀内 部表面向内突伸以將該板件包圍於其中，且定位為與該 膜片相對向且於二者間具有該間隙層，其中該罩蓋係經 由一狹縫而與該板件電性地隔離， s亥製造方法包含以下步驟： 在該板件中形成複數個板件孔； 在該罩蓋中形成複數個罩蓋孔； 利用一對應於該板件及該罩蓋之遮罩來執行等向性 蝕刻，以移除該絕緣支撐層之一部分，從而在該板件與 134418.doc 200939856 該膜片之間形成該空氣層， 其中該複數個板件孔及該複數個罩蓋孔係傳送一餘 刻劑至該絕緣支撐層。 6. 一種壓力換能器，包含： 一基板，其在其一表面上具有一開口； 板件’其形成在該基板上方，其十該板件係由一在 平面視圖中與該基板之該開口重疊之中央部分及複數個

   從該中央部分放射狀地延伸且固定至該基板之該表面的 接頭所構成； 一膜片’其形成在該基板與該板件之間，其中該膜片 係由一定位在與該板件之該中央部分相對向的中央部分 及複數個從該中央部分放射狀地延伸以在平面視圖中未 與該板件之該等接頭重疊之臂部所構成，且該等臂部之 具有可撓性之遠端係固定至該基板之該表面，藉此該膜 片會由於施加至介於該基板與該板件之間之範圍中之該 中央部分的壓力而變形； 一罩蓋’其具有在圓周方向向内突伸之複數個凸部， 其中該罩蓋之形狀係經設計以與該板件接合但實際與咳 板件隔開且於二者間具有—狹縫，並使其該等凸部係： 位在形成於該板件之鄰接在—起之該等接頭之間的切口 盈叉冊，其係插入於該罩蓋與該膜片 Γ罩蓋支撑為平行於該基板之該表面且在—靠近該中 、°P分而非該膜片之料臂部之該等遠㈣-預定區域 134418.doc 200939856 中從而實際將該罩蓋與該膜片隔開。 如吋求項6之壓力換能器，其中該膜片係由一下方導電 溥膜所構成’且該罩蓋及該板件兩者皆係由一上方導電 薄膜所構成。 如明求項6之壓力換能器，其中在該板件與該罩蓋兩者 中形成複數個孔，以傳送—㈣劑通過其中，該餘刻劑 係使用於以-自行對準方式形成在該板件與該膜片之間 的一間隙、在該罩蓋與該膜片之間的—間隙，以及該罩 蓋支撐件的蝕刻中β 9· -種壓力換能器之製造方法，該壓力換能器包括一具有 開口之基板，一由一中央部分及複數個接頭所構成且 具有複數個板件孔之板件；一由一中央部分及複數個臂 部所構成之膜片；一具有複數個凸部及複數個罩蓋孔之 罩蓋，以及一插入於該罩蓋及該膜片之間以將該罩蓋支 擇為與該基板之表面平行之罩蓋支撐件， 該製造方法包含： 在該基板上形成一下方絕緣薄膜； 在該下方絕緣薄膜上形成一用以形成該膜片之下方 導電薄膜； 在該下方導電薄臈上形成一上方絕緣薄膜； 在該上方絕緣薄膜上形成一用以形成該板件及該罩 蓋之上方導電薄膜；及 利用一對應於該基板、該板件及該罩蓋之遮罩來執 行等向性蝕刻，以部分地移除該下方絕緣薄膜及該上方 134418.doc -4 - 200939856 絕緣薄膜，從而形成在該基板與該膜片之間的一間隙以 及在該臈片與該板件之間的一間隙，且同時藉由使用該 下方絕緣薄膜及該上方絕緣薄膜之剩餘部分來形成該罩 蓋支樓件。 10'如請求項9之壓力換能器的製造方法，其中該板件係定 ，在該罩蓋内且於二者間具有一狹縫，該定位方式係使 得該板件之該等接頭與該罩蓋之該等凸部交替地接合。 m請的製造方法，其中該複數個板 # 1 @㈣個罩蓋孔係傳送—㈣劑’該姓刻劑係使 用在該等向性蝕刻中，俾利用該下方絕緣薄膜及該上方 絕緣薄膜以-自行對準方式來形成該罩蓋支樓件。 134418.doc