TW201430950A - 具有作爲功能層的矽的互補金屬氧化物半導體整合式移動閘極的換能器 - Google Patents

具有作爲功能層的矽的互補金屬氧化物半導體整合式移動閘極的換能器 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種半導體裝置，其包含一基板、位在該基板上面的一第一介電層、一移動閘極換能器以及一實證質量。該移動閘極換能器至少部分被形成在該基板內以及至少部分被形成在該第一介電層內。該實證質量包含該第一介電層的一部分以及一矽層的一部分。該矽層位於該第一介電層上面。

Description

具有作為功能層的矽的互補金屬氧化物半導體整合式移動閘極的換能器
本揭示內容大體上和半導體裝置有關，且明確地說，和具有移動閘極換能器的微機電系統(MicroElectroMechanical System，MEMS)有關。
本申請案在35 U.S.C.§ 119的規範下主張2012年12月22日所提申的美國臨時申請案第61/745,569號的優先權，本文以引用的方式將其揭示內容完整併入。
微機電(MEMS)慣性感測器係將外部測量變量變化轉換成電訊號變化的電換能器。除了其它類型的感測器之外，MEMS慣性感測器還可配置成用以充當加速計、陀螺儀、壓力感測器以及羅倫茲力磁力計(Lorenz-force magnetometers)。
一般來說，MEMS慣性感測器會利用電容式換能原理來感測該外部測量變量。使用電容式換能原理的裝置會響應於該外部測量變量中的變化而呈現電容變化。舉例來說，MEMS慣性感測器可能包含響應於該感測器的加速變化而可相對於第二部件移動的第一部件。當該第一部件相 對於該第二部件移動時，在該兩個部件之間會呈現電容變化，其代表該感測器的加速變化。
有人希望施行利用其它類型換能原理的MEMS慣性感測器，以便感測該外部測量變量。然而，此些其它換能原理(例如，移動閘極換能原理)卻一直很難施行在互補金屬氧化物半導體(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)晶片開發流程內。
所以，本發明希望在MEMS慣性感測器的領域中有進一步的發展。
根據本揭示內容的示範性實施例，一種製作半導體裝置的方法包含：在一基板上面形成一第一介電層，該第一介電層包含一第一介電部分與一第二介電部分；以及在該第一介電層上面形成一結合層。該方法進一步包含結合一矽層至該結合層，該矽層包含一第一矽部分與一第二矽部分。該方法還包含釋出該第二介電部分以及釋出該第二矽部分，使得該半導體裝置的實證質量(proof mass)包含該第二介電部分以及該第二矽部分。該實證質量可以該第一介電部分與該第一矽部分為基準來移動。
根據本揭示內容的另一示範性實施例，一種半導體裝置包含一第一介電層、一結合層以及一矽層。該第一介電層受到一基板支撐並且包含一固定介電部分以及一實證質量部分。該結合層的一部分受到該實證質量部分支撐。該矽層被結合至該結合層。該矽層包含一第一矽部分與一第二矽部分。該第一矽部分以該固定介電部分為基準被固定，而該第二矽部分可配合該實證質量部分來移動。
根據本揭示內容的又一示範性實施例，一種半導體裝置包含一基板、一第一介電層、一移動閘極換能器以及一實證質量。該第一介電層在該基板上面。該移動閘極換能器至少部分被形成在該基板內以及至少部分被形成在該第一介電層內。該實證質量包含該第一介電層的一部分以及一矽層的一部分。該矽層位於該第一介電層上面。
100‧‧‧微機電系統(MEMS)半導體裝置
100’‧‧‧微機電系統(MEMS)半導體裝置
100”‧‧‧半導體裝置
101‧‧‧固定部分
101”‧‧‧半導體裝置
103‧‧‧實證質量
103’‧‧‧實證質量
103”‧‧‧實證質量
104‧‧‧移動閘極換能器
104’‧‧‧移動閘極換能器
104”‧‧‧移動閘極換能器
108‧‧‧基板
108’‧‧‧基板
108”‧‧‧基板
112‧‧‧氧化物層
112’‧‧‧氧化物層
112”‧‧‧氧化物層
116‧‧‧下方介電層
116’‧‧‧下方介電層
116”‧‧‧下方介電層
120‧‧‧繞線層
120’‧‧‧繞線層
120”‧‧‧繞線層
121‧‧‧固定繞線部分
123‧‧‧實證質量部分
124‧‧‧上方介電層
124’‧‧‧上方介電層
124”‧‧‧上方介電層
125‧‧‧固定介電部分
127‧‧‧實證質量部分
128‧‧‧結合層
128’‧‧‧結合層
128”‧‧‧結合層
129‧‧‧實證質量部分
131‧‧‧固定結合部分
132‧‧‧被結合的矽層
133‧‧‧固定矽部分
135‧‧‧實證質量部分
136‧‧‧蓋部
136’‧‧‧蓋部
136”‧‧‧蓋部
140‧‧‧左摻雜區
140’‧‧‧源極區
144‧‧‧右摻雜區
144’‧‧‧汲極區
148‧‧‧通道區
148’‧‧‧通道區
152‧‧‧閘極電極
152’‧‧‧閘極電極
156‧‧‧間隙
156’‧‧‧間隙
156”‧‧‧間隙
158‧‧‧溝槽
158’‧‧‧溝槽
158”‧‧‧溝槽
159‧‧‧固定介電部分
161‧‧‧實證質量部分
162‧‧‧導電路徑
170‧‧‧廊道
182‧‧‧空間
186‧‧‧微機電結構
190‧‧‧排氣廊道
198‧‧‧結合部件
201’‧‧‧固定部分
201”‧‧‧固定部分
204’‧‧‧蓋部空腔
204”‧‧‧蓋部空腔
210‧‧‧犧牲層
214‧‧‧犧牲層
218‧‧‧開口
220‧‧‧開口
230‧‧‧開口
熟習本技術的人士參考下面的詳細說明以及隨附圖式會更容易明白上面所述的特點與優點以及其它特點與優點，其中：圖1所示的係一MEMS半導體裝置的俯視平面圖，如本文中所述，其被配置成用以利用移動閘極換能原理來感測一外部測量變量，該MEMS半導體裝置包含CMOS電路系統；圖2所示的係沿著類似於圖1之直線II-II的直線所取得的側剖視圖，其顯示圖1的MEMS半導體裝置，其包含一被定位在其上表面上的蓋部；圖3所示的係沿著類似於圖1之直線II-II的直線所取得的側剖視圖，圖中顯示一基板、一氧化物層以及一第一犧牲層；圖4所示的係沿著類似於圖1之直線II-II的直線所取得的側剖視圖，圖中顯示一蝕刻至該第一犧牲層之中的開口；圖5所示的係沿著類似於圖1之直線II-II的直線所取得的側剖視圖，圖中顯示一第二犧牲層，其被沉積在蝕刻至該第一犧牲層之中的開口之中；圖6所示的係沿著類似於圖1之直線II-II的直線所取得的側剖視圖，圖中顯示一被應用在該氧化物層與該第二犧牲層上方的下方介電層的第一部分，該第一犧牲層已被移除； 圖7所示的係沿著類似於圖1之直線II-II的直線所取得的側剖視圖，圖中顯示一被蝕刻至該下方介電層的第一部分之中的開口；圖8所示的係沿著類似於圖1之直線II-II的直線所取得的側剖視圖，圖中顯示被沉積在形成於該下方介電層的第一部分中的開口之中的閘極電極的材料；圖9所示的係沿著類似於圖1之直線II-II的直線所取得的側剖視圖，圖中顯示該下方介電層的第二部分；圖10所示的係沿著類似於圖1之直線II-II的直線所取得的側剖視圖，圖中顯示一被蝕刻至該下方介電層的第二部分之中的開口；圖11所示的係沿著類似於圖1之直線II-II的直線所取得的側剖視圖，圖中顯示被沉積在形成於該下方介電層的第二部分中的開口之中的傳導路徑的材料；圖12所示的係沿著類似於圖1之直線II-II的直線所取得的側剖視圖，圖中顯示被形成在該下方介電層上的繞線層，一開口被形成在該繞線層中；圖13所示的係沿著類似於圖1之直線II-II的直線所取得的側剖視圖，圖中顯示一上方介電層，其被形成在該繞線層上及已形成在該繞線層中的開口中，俾使得該上方介電層的一部分接觸該下方介電層；圖14所示的係沿著類似於圖1之直線II-II的直線所取得的側剖視圖，圖中顯示一被形成在該上方介電層上的結合層以及一位在該結合層上的矽層；圖15所示的係如本文中所述的MEMS半導體裝置的另一實施例之沿著類似於圖1之直線II-II的直線所取得的側剖視圖，其包含一被配置成用以 囊封該MEMS半導體裝置的一換能器部分的蓋部；以及圖16所示的係如本文中所述的MEMS半導體裝置的另一實施例之沿著類似於圖1之直線II-II的直線所取得的側剖視圖，其包含被形成在單一基板上的兩個感測器裝置，而且每一個感測器裝置皆被一個別蓋部囊封。
為達促進瞭解本揭示內容之原理的目的，現在將參考圖中所示及下面書面說明書中所述的實施例。應該瞭解的係，其並沒有限制本揭示內容之範疇的意圖。應該進一步瞭解的係，如熟習和本揭示內容有關技術的人士通常可進行者，本揭示內容包含已解釋實施例的任何變更與修正並且包含本揭示內容之原理的進一步應用。
如圖1中所示，一示範性MEMS半導體裝置100包含一固定部分101以及一實證質量103。如本文中所述，該實證質量103被配置成用以響應於半導體裝置100之變化的加速而相對於該固定部分101移動。
參考圖2的剖視圖，半導體裝置100進一步包含一CMOS整合式移動閘極換能器104、一基板108、一氧化物層112、一下方介電層116、一繞線層120、一上方介電層124、一結合層128、一被結合的矽層132以及一蓋部136(圖1中並未顯示蓋部136，以便圖解實證質量103)。
換能器104包含一左摻雜區140、一右摻雜區144、一通道區148以及一閘極電極152。於一示範性實施例中，換能器104係一n通道增強型金屬氧化物半導體場效電晶體(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，MOSFET)。據此，於該示範性實施例中，摻雜區140、144為被形成在p型基板108中的n型區。左摻雜區140被連接至一外部電路(圖中 並未顯示)並且被配置成用以充當換能器104的源極連接線(或是汲極連接線)。右摻雜區144被連接至該外部電路並且被配置成用以充當換能器104的汲極連接線(或是源極連接線，倘若左摻雜區140充當汲極連接線的話)。於另一實施例中，換能器104為具有任何類型摻雜的任何其它類型場效電晶體。
通道區148係位於摻雜區140、144之間的基板108的一部分。一傳導路徑會響應於被施加至閘極電極152的電壓而被誘發在通道區148中，其可達成摻雜區140、144之間的電流流動。
閘極電極152藉由氧化物層112及間隙156而和左摻雜區140、右摻雜區144以及通道區148隔開。閘極電極152有傳導性，因為其係由多晶矽所形成。於另一實施例中，閘極電極152係由金屬或是任何其它合宜材料所形成。閘極電極152被形成在下方介電層116中；據此，於其中一實施例中，換能器104至少部分被形成在基板108中以及至少部分在下方介電層116內。
氧化物層112被形成在基板108上面並且位於閘極電極152以及摻雜區140、144和通道區148之間。氧化物層112部分地定義間隙156。氧化物層112係由二氧化矽所形成。於另一實施例中，氧化物層112係由另一類型的合宜材料所形成。
下方介電層116(第一介電層)係形成在氧化物層112上並且受到基板108支撐。下方介電層116部分定義間隙156以及部分定義溝槽158。下方介電層116包含一固定介電部分159以及一實證質量部分161。固定部分101包含該固定介電部分159，以及實證質量103包含該實證質量部 分161。閘極電極152被併入在該實證質量部分161中，且因此，同樣被併入在實證質量103中。下方介電層116係由二氧化矽或是另一合宜材料所形成。
繞線層120被形成在下方介電層116上並且定義一廊道170。上方介電層124的一部分會部分封閉該廊道170。繞線層120包含一固定繞線部分121以及一實證質量部分123。固定部分101包含該固定繞線部分121，以及實證質量103包含該實證質量部分123。繞線層120係由在CMOS晶片開發期間通常作為光罩的材料所形成。於其中一實施例中，繞線層120係由金屬所形成。一導電路徑162會將閘極電極152電連接至繞線層120。
上方介電層124(第二介電層)被形成在下方介電層116上面。該上方介電層124部分定義溝槽158。該上方介電層124包含一固定介電部分125以及一實證質量部分127。固定部分101包含該固定介電部分125，以及實證質量103包含該實證質量部分127。上方介電層124係由二氧化矽或是另一合宜的介電材料所形成。
結合層128被形成在上方介電層124上面。結合層128定義一空間182並且部分定義溝槽158。空間182和溝槽158隔開。結合層128係由在CMOS晶片開發期間通常作為光罩的材料所形成。於其中一實施例中，結合層128係由金屬所形成，其較佳的係鋁；於另一實施例中，該結合層係由合宜的氧化物所形成。實證質量103包含結合層128的實證質量部分129。結合層128的固定結合部分131則被併入在固定部分101中。
矽層132被形成在結合層128上面。矽層132係一矽晶圓(晶塊或是矽晶絕緣體(Silicon On Insulator，SOI))，其會根據任何所希望的製程 被結合至結合層128。矽層132包含一固定矽部分133(第一矽部分)以及一實證質量部分135(第二矽部分)。固定部分101包含該固定矽部分133，以及實證質量103包含該實證質量部分135。
如圖1與2中所示，矽層132包含多個微機電結構186，它們定義排氣廊道190。矽層132還部分定義溝槽158。實證質量部分135藉由廊道190以及溝槽158中的至少其中一者而和固定部分133隔開。於另一實施例中，廊道190有不同的寬度。如圖1中所示，排氣廊道190雖然通常為矩形；然而，於另一實施例中，該些排氣廊道實質上為圓形或是任何其它所希望的形狀。
再次參考圖2，矽蓋部136以一結合部件198被結合至矽層132。蓋部136會覆蓋及保護換能器104。矽蓋部136和實證質量103隔開。當蓋部136被連接至矽層132時，間隙156與溝槽158會和包圍半導體感測器裝置100的大氣隔絕。於另一實施例中，蓋部136係由矽以外的材料所形成。
如上面所述，半導體裝置100包含一實證質量103以及一固定部分101，固定部分101在本文中亦可稱為錨定部分。實證質量103藉由間隙156而和氧化物層112隔開。實證質量103包含實證質量部分123、127、129、135、161。固定部分101包含該感測器部分中和實證質量103隔開的部分，其包含該些微機電結構186、固定矽部分133、固定結合部分131、固定介電部分125、固定繞線部分121、固定介電部分159、氧化物層112以及基板108。據此，摻雜區140、摻雜區144以及通道區148皆位於固定部分101中，而閘極電極152則位於實證質量103中。
參考圖3，於其中一實施例中，半導體裝置100會根據下面的示範性方法來製作。該製程從提供基板108開始。接著，左摻雜區140與右摻雜區144會藉由擴散、離子植入、或是通常被用來摻雜半導體的任何其它製程被形成在基板108中。
接著，氧化物層112會被形成在基板108上面。一般來說，化學氣相沉積製程雖然係被用來形成氧化物層112；然而，任何方法皆可能被用來形成該氧化物層。
而後，如圖4中所示，一犧牲層214會被形成在氧化物層112上。犧牲層214的一部分會藉由乾蝕刻製程被蝕刻，用以形成一開口218，其面積約等於該間隙156的面積。於另一實施例中，一光罩(圖中並未顯示)會被應用至該犧牲層214，而開口218係利用該光罩作為導板藉由挖穿犧牲層214而形成。
接著，如圖5中所示，一犧牲層210會被形成在基板108上面的犧牲層214的開口218中。犧牲層210係以相容於CMOS製程流程的已知釋放製程(release process)的已知材料所組成。用於形成犧牲層210的示範性材料包含多晶矽、SiGe或是金屬層。接著，犧牲層210、214會被平滑化。任何製程皆可能被用來平滑該些犧牲層210、214，其包含化學與機械研磨(Chemical and Mechanical Polishing，CMP)。在平滑化之後，犧牲層214會被移除，留下犧牲層210在氧化物層112上。
參考圖6，接著，第一介電層116的第一部分會被形成在基板108上面的氧化物層112及犧牲層210上。一般來說，化學氣相沉積製程雖然係被用來形成下方介電層116；然而，任何方法皆可能被用來形成該下 方介電層。
而後，如圖7中所示，第一介電層116的一部分會藉由乾蝕刻製程被蝕刻，用以形成一開口220，該開口220被配置成用以容納閘極電極152。或者，一光罩(圖中並未顯示)會被應用至該第一介電層116，而開口220係利用該光罩作為導板藉由挖穿第一介電層116而形成。
接著，如圖8中所示，閘極電極152的材料會被沉積至開口220之中，俾使得該閘極電極被形成在氧化物層112上面。接著，閘極電極152和第一介電層116的第一部分會被平滑化，舉例來說，利用CMP。於另一實施例中，一屏障層(圖中並未顯示)會被沉積在該閘極電極152底下，以便在犧牲層210的移除期間保護該閘極電極。
如圖9中所示，在形成閘極電極152之後，下方介電層116的第二部分會被沉積在該下方介電層的第一部分及該閘極電極152上。
接著，參考圖10與11，傳導路徑162係藉由蝕刻一開口230於該下方介電層116之中而被形成。一般來說，下方介電層116係以各向異性介電質蝕刻製程來蝕刻，因為該閘極電極152的材料不會受到各向異性介電質蝕刻製程影響。或者，一光罩(圖中並未顯示)會被應用至該第一介電層116的第二部分，而開口230係利用該光罩作為導板藉由挖穿第一介電層116而形成。
在形成開口230之後，傳導路徑162的材料會被沉積在開口230之中。傳導路徑162被電連接至閘極電極152。
而後，如圖12中所示，繞線層120會被沉積在下方介電層116及傳導路徑162上。一般來說，物理氣相沉積製程雖然係被用來形成繞 線層120；然而，任何方法皆可能被用來形成該繞線層。在繞線層120被形成在下方介電層116上面之後，開口170會利用任何所希望的製程被蝕刻，其包含挖鑿。
接著，如圖13中所示，上方介電層124會被沉積在下方介電層116上面的繞線層120上。一般來說，化學氣相沉積製程雖然係被用來形成上方介電層124；然而，任何方法皆可能被用來形成該上方介電層。
接著，如圖14中所示，結合層128會利用化學氣相沉積製程被沉積在上方介電層124上。或者，可能使用任何其它方法來形成該結合層128。結合層128係被形成在下方介電層116上面。
接續，矽層132會被結合至結合層128。結合係由任何所希望的製程來完成，其包含，但是並不受限於：陽極結合法、電漿活化結合法、共熔結合法、熱壓縮結合法、固體-液體-相互擴散結合法以及膠合法。
再次參考圖2，接著會使用乾蝕刻製程形成溝槽158，貫穿層132、128、124、120以及116。另外，還會使用一蝕刻製程來移除犧牲層210。犧牲層210之移除會形成間隙156並且從錨定部分101處釋出實證質量103。如果使用矽鍺作為犧牲材料的話，用於移除犧牲層210的合宜蝕刻材料則包含：三氟化氯ClF3、六氟化硫SF6以及二氟化氙XeF2。這允許對照於矽層132有高蝕刻選擇性。
接著，開口190會被蝕刻在矽層132中，而且空間182會被蝕刻在結合層128中。空間182、開口190以及溝槽158的蝕刻會釋出實證質量103並且促成實證質量103相對於固定部分101移動。挖鑿法雖然通常被用來達成該蝕刻製程；然而，任何製程皆可能被用來釋出該實證質量 103。於另一實施例中，在進行圖14中所示的晶圓結合製程之前，結合層128會先被蝕刻。
接著，蓋部136會以一結合部件198被結合至該矽層132。半導體裝置100接著會電連接至一外部讀出電路(圖中並未顯示)，以便進行操作。
在操作中，實證質量103會響應於半導體裝置100的加速變化而相對於錨定部分101移動。實證質量103之移動會導致閘極電極152相對於通道區148以及摻雜區140、144的移動。當閘極電極152相對於通道區148移動時，在該通道區中被誘發的傳導路徑會受到影響。據此，經由該通道區148在摻雜區140、144之間的電流流動的總額會相依於該半導體裝置100暴露接觸到的加速的大小與方向。
半導體裝置100使用移動閘極換能原理來感測一測量變量。所以，半導體裝置100被配置成用以配合一簡化的外部讀出電路(圖中並未顯示)來運作，因為並不需要任何電容至電壓轉換，如同根據電容換能原理來操作之裝置的情況。另外，半導體裝置100還定義一小於使用電容式換能原理之感測器的的感測器核心(也就是，換能器104)。據此，半導體裝置100特別適用於包含，但是並不受限於，消費性電子的應用，例如，行動電話以及智慧型電話。除此之外，半導體裝置100的耐用組成亦使其可用在自動車應用中，以及可用在需要非常小、耐用以及低成本感測器的任何應用中。再者，半導體裝置100還可被施行在下面各式各樣的應用中或是組合於下面各式各樣的應用來施行，例如，家電、膝上型電腦、手持式或攜帶型電腦、無線裝置、平板電腦、個人資料助理(Personal Data Assistant，PDA)、MP3播放器、照相機、GPS接收器或導航系統、電子讀取顯示器、投影機、座艙控制器、遊戲機、耳機、頭戴式耳機、助聽器、穿戴式顯示裝置以及保全系統。
如上面所述，層116、120、124、128以及132中的一部分被配置成用以在半導體裝置100的操作期間移動。據此，層116、120、124、128以及132的可移動部分在本文中稱為半導體裝置100的功能層。因為該些功能層包含矽層，該些功能層呈現低應力梯度、低溫度影響作用、高機械穩定性以及高可靠度。
如圖15中所示，MEMS半導體裝置的另一實施例100’實質上等同於半導體裝置100；除外的係，半導體裝置100’不包含被結合至結合層128的矽層132。取而代之的係，半導體裝置100’包含一基板108’、一氧化物層112’、一下方介電層116’、一繞線層120’、一上方介電層124’、一結合層128’以及被結合至該結合層的一矽蓋部136’。溝槽158’延伸穿過結合層128’、上方介電層124’、繞線層120’以及下方介電層116’並且被配置成用以流體式連接一間隙156’至一蓋部空腔204’。
半導體裝置100’進一步包含一移動閘極換能器104’，其包含一源極區140’、一汲極區144’、一通道區148’以及一閘極電極152’。據此，該移動閘極換能器104’至少部分被形成在基板108’中且至少部分被形成在下方介電層116’(第一介電層)中。
半導體裝置100’定義一固定部分201’以及一實證質量103’。該固定部分201’被錨定至基板108’。實證質量103’可相對於該固定部分201’移動並且包含下方介電層116’、繞線層120’、上方介電 層124’以及結合層128’的一部分。矽蓋部136’被連接至該固定部分201’。
於其中一實施例中，在半導體裝置100’的製作期間，矽蓋部136’會被結合至結合層128’並且被配置成用以密封一流體於蓋部空腔204’、溝槽158’以及間隙156’裡面。該流體可以空氣或是任何所希望的(一或更多種)氣體來提供。再者，矽蓋部136’所提供的密封還可讓該流體保持在預設壓力處或預設壓力附近。
如圖16中所示，一左半導體裝置100”與一右半導體裝置101”會被形成在一基板108”上。每一個半導體裝置100”、101”實質上皆等同於半導體裝置100’並且包含一移動閘極換能器104”。半導體裝置100”、101”各自包含一氧化物層112”、一下方介電層116”、一繞線層120”、一上方介電層124”、一結合層128”以及一個別的矽蓋部136”。再者，每一個半導體裝置100”、101”還包含一固定部分201”以及一實證質量103”。該固定部分201”被錨定至基板108”。實證質量103”可相對於該固定部分201”移動並且包含下方介電層116”、繞線層120”、上方介電層124”以及結合層128”的一部分。矽蓋部136”被連接至該固定部分201”。
一溝槽158”延伸穿過結合層128”、上方介電層124”、繞線層120”以及下方介電層116”並且被配置成用以在每一個該些半導體裝置100”、101”中流體式連接一間隙156”至一蓋部空腔204”。對每一個半導體裝置100”、101”來說，間隙156”、蓋部空腔204”以及溝槽158”稱為該半導體裝置的空間156”、158”、204”。
對照於右半導體裝置101”之該些空間的環境，一不同的「環境」可以被形成在左半導體裝置100”的空間156”、158”、204”內。明確地說，左半導體裝置100”的空間156”、158”、204”可以包含第一壓力的第一流體；而右半導體裝置101”的空間156”、158”、204”可以包含第二壓力的第二流體。該第一流體可以不同於該第二流體，而且該第一壓力可以不同於該第二壓力。依此方式，兩種「環境」會被形成在單一晶片(也就是，該基板)上。
舉例來說，當該第一半導體裝置100”在其中流體的第一殘餘壓力處操作作為加速器而該第二半導體裝置101”在其中流體的第二殘餘壓力處操作作為陀螺儀時，在單一晶片上有兩種「環境」會有幫助。據此，半導體裝置100”、101”兩者皆會操作在單一晶片上的理想壓力系統處。
本揭示內容雖然已經在圖式及前面的說明中詳細地圖解與說明過；但是，它們應該被視為解釋性而沒有限制的特性。應該瞭解的係，本發明僅提出較佳的實施例並且希望保護落在本揭示內容之精神內的所有改變、修正以及進一步的應用。
100‧‧‧微機電系統(MEMS)半導體裝置
101‧‧‧固定部分
103‧‧‧實證質量
104‧‧‧換能器
108‧‧‧基板
112‧‧‧氧化物層
116‧‧‧下方介電層
120‧‧‧繞線層
121‧‧‧固定繞線部分
123‧‧‧實證質量部分
124‧‧‧上方介電層
125‧‧‧固定介電部分
127‧‧‧實證質量部分
128‧‧‧結合層
129‧‧‧實證質量部分
131‧‧‧固定結合部分
132‧‧‧矽層
133‧‧‧固定矽部分
135‧‧‧實證質量部分
136‧‧‧蓋部
140‧‧‧左摻雜區
144‧‧‧右摻雜區
148‧‧‧通道區
152‧‧‧閘極電極
156‧‧‧間隙
158‧‧‧溝槽
159‧‧‧固定介電部分
161‧‧‧實證質量部分
162‧‧‧導電路徑
170‧‧‧廊道
182‧‧‧空間
186‧‧‧微機電結構
190‧‧‧排氣廊道
198‧‧‧結合部件

Claims (20)

  1. 一種製作半導體裝置的方法，其包括：在一基板上面形成一第一介電層，該第一介電層包含一第一介電部分與一第二介電部分；在該第一介電層上面形成一結合層；結合一矽層至該結合層，該矽層包含一第一矽部分與一第二矽部分；釋出該第二介電部分；以及釋出該第二矽部分，俾使得該半導體裝置的實證質量包含該第二介電部分以及該第二矽部分，該實證質量可以該第一介電部分與該第一矽部分為基準來移動。
  2. 根據申請專利範圍第1項的方法，其進一步包括：形成一源極區與一汲極區在該基板中；形成一氧化物層在該基板上面；以及形成一閘極電極在該氧化物層上面，該閘極電極可配合該實證質量來移動。
  3. 根據申請專利範圍第1項的方法，其進一步包括：形成一繞線層在該第一介電層上面；形成一第二介電層在該第一介電層上面；以及形成該結合層在該第二介電層上。
  4. 根據申請專利範圍第1項的方法，其進一步包括：形成一犧牲層在該基板上面；形成該第二介電部分在該犧牲層上面；以及 在該第二介電部分的釋出間移除該犧牲層。
  5. 根據申請專利範圍第4項的方法，其中，該犧牲層之移除會在該第二介電部分與該基板之間形成一間隙。
  6. 根據申請專利範圍第5項的方法，其進一步包括附接一蓋部至該第一矽部分，用以密封一流體於該間隙中。
  7. 根據申請專利範圍第6項的方法，其中，該蓋部係由矽所形成。
  8. 一種半導體裝置，其包括：一第一介電層，其受到一基板支撐，該第一介電層包含一固定介電部分以及一實證質量部分；一結合層，該結合層的一部分受到該實證質量部分支撐；以及一矽層，其被結合至該結合層，該矽層包含一第一矽部分與一第二矽部分，該第一矽部分以該固定介電部分為基準被固定，而該第二矽部分可配合該實證質量部分來移動。
  9. 根據申請專利範圍第8項的半導體裝置，其進一步包括：一源極區，其被定義在該基板中；一汲極區，其被定義在該基板中；以及一氧化物層，其位於該基板與該第一介電層之間，其中，一間隙會被定義在該實證質量部分與該氧化物層之間。
  10. 根據申請專利範圍第9項的半導體裝置，其進一步包括：一閘極電極，其被定義在該實證質量部分，其中，該閘極電極可相對於該源極區與該汲極區來移動。
  11. 根據申請專利範圍第9項的半導體裝置，其進一步包括： 一蓋部，其被附接至該第一矽部分並且定義一被流體式耦合至該間隙的蓋部空腔。
  12. 根據申請專利範圍第11項的半導體裝置，其中，一流體會被密封在該蓋部空腔與該間隙中。
  13. 根據申請專利範圍第12項的半導體裝置，其中，該蓋部係由矽所形成。
  14. 根據申請專利範圍第12項的半導體裝置，其進一步包括：一繞線層，其位在該第一介電層上面；一第二介電層，其位在該繞線層上面並且在該結合層下方；以及一溝槽，其延伸穿過該矽層、該結合層、該第一介電層、該繞線層以及該第二介電層，而且該溝槽延伸在該蓋部空腔與該間隙之間。
  15. 一種半導體裝置，其包括：一基板；一第一介電層，其在該基板上面；一移動閘極換能器，其至少部分被形成在該基板內以及至少部分被形成在該第一介電層內；以及一實證質量，其包含該第一介電層的一部分以及一矽層的一部分，該矽層位在該第一介電層上面。
  16. 根據申請專利範圍第15項的半導體裝置，其中：該實證質量包含一結合層的一部分；該結合層位在該第一介電層上面與該矽層下面；以及該矽層被結合至該結合層。
  17. 根據申請專利範圍第16項的半導體裝置，其進一步包括：一氧化物層，其位於該基板與該第一介電層之間；一繞線層，其位於該第一介電層上面與結合層下面；以及一第二介電層，其位於該繞線層上面與該結合層下面，其中，該實證質量包含該繞線層的一部分以及該第二介電層的一部分。
  18. 根據申請專利範圍第17項的半導體裝置，其進一步包括：一蓋部，其被附接至該矽層並且定義一蓋部空腔；其中，一間隙會被定義在該實證質量與該氧化物層之間；以及其中，該蓋部空腔經由一溝槽被流體式耦合至該間隙。
  19. 根據申請專利範圍第18項的半導體裝置，其中，一流體會被密封在該蓋部空腔、該溝槽以及與該間隙中。
  20. 根據申請專利範圍第15項的半導體裝置，其中，該移動閘極換能器包含一被形成在基板中的源極區、一被形成在基板中的汲極區以及一被形成在實證質量中的閘極電極。
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