TWI404169B - 具有障壁之積體電路裝置及其之製造方法 - Google Patents

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Description

具有障壁之積體電路裝置及其之製造方法 相關申請案之相互參照
本申請案主張美國專利申請案第11/446,397號案的利益,其完整內容在此列入參考。
發明領域
本發明是有關於一種具有利用障壁來防止污染物之傳輸之積體電路裝置的裝置,及一種製造利用障壁來防止污染物之傳輸之積體電路裝置的方法。
發明背景
通常,MEMS裝置使用感測器裝置和驅動電路來偵測或者產生物理現象。特別地,MEMS裝置是通常被形成具有一個使用可移動薄膜的感測器裝置,而驅動電路通常利用典型的半導體製程來被形成。典型地,該驅動電路是形成在一個上而一個密封環障壁是沿著該晶粒的外邊緣來形成俾可防止該驅動電路被污染。雖然底層氧化物/氮化物層在晶粒單一化製程期間會被曝露於不同的環境污染物,該密封環障壁防止任何的污染物污染該驅動電路。
此外,MEMS裝置與相關驅動/控制電路在單一晶粒上的併合需要一個障壁的形成俾可防止自該驅動/控制電路到MEMS裝置的離子污染物遷移,以及防止自周圍大氣的濕氣和污染物到MEMS裝置。特別地,藉由致使MEMS裝置的雜訊性能漂移超過時間,離子污染物和濕氣會不利地影響MEMS裝置,藉此使得MEMS裝置不可運作。據此,一個障壁是需要來物理地把MEMS裝置與驅動/控制電路分隔,其會允許電氣訊號的通過而同一時間防止污染物進入該MEMS裝置的遷移。
發明概要
據此,本發明是指向於一種具有改進壽命性能的單晶片裝置,及一種製造防止污染物遷移之單晶片裝置的方法。
本發明之目的是為提供一體成形地整合於一個單晶粒上的一種MEMS裝置及驅動/控制電路。
本發明之另一目的是為提供一種防止污染物至與驅動/控制電路一起一體成形地整合於一個單晶粒上之MEMS裝置之遷移的裝置。
本發明之其他特徵與優點將會在後面的說明中提出,而且部份將會從該說明得到理解,或者可以是藉著本發明的實施來被學會。本發明的目的和其他優點將會藉著在說明和申論專利範圍以及附圖中特別指出的結構來被實現與達成。
為了達成這些和其他優點且依據本發明的目的,如實施和廣泛地描述一樣,一個積體電路包括一個半導體晶粒,該半導體晶粒包括一個半導體基體、沿著該半導體晶粒之周緣區域設置的驅動/控制電路、一個設置於該半導體晶粒之中央區域之內的MEMS裝置、及一個設置於該驅動/控制電路與該MEMS裝置之間的障壁。
在另一特徵中,一種製造積體電路裝置的方法包括形成沿著一個半導體晶粒之周緣區域設置的驅動/控制電路,該半導體晶粒包括一個半導體基體;形成一個MEMS裝置於該半導體晶粒的中央區域之內;及形成一個障壁在該驅動/控制電路與該MEMS裝置之間。
要了解的是,前面的大致描述和後面的詳細描述是為範例和說明而且是傾向於提供如所主張之本發明的進一步說明。
圖式簡單說明
該等附圖,其是被包括來提供本發明的進一步了解而且是被併合和構成本說明書的一部份,描繪本發明的實施例而且與該說明一起作用來說明本發明的原理。在該等附圖中:第1圖是為本發明之範例裝置的示意平面圖;第2圖是為本發明之範例裝置之區域”A”的放大示意平面圖;第3圖是為本發明之範例障壁的立體橫截面圖;第4圖是為本發明之另一個範例障壁的立體橫截面圖;第5圖是為本發明之另一個範例障壁的立體橫截面圖;第6圖是為本發明之另一個範例障壁的立體橫截面圖;及第7圖是為本發明之另一個範例障壁的立體橫截面圖。
較佳實施例之詳細說明
現在請詳細參閱本發明的較佳實施例,它們的例子是被描繪在該等附圖中。
第1圖是為本發明之範例裝置的示意平面圖。在第1圖中,一個裝置100可以包括被一體成形地整合於一個單一晶粒400上的一個MEMS裝置200和驅動/控制電路300。該MEMS裝置200可以設置在該晶粒400的中央區域。或者,該MEMS裝置200可以設置在該晶粒400之中央區域之外的位置俾可適應不同的設計參數。然而,如圖所示,該MEMS裝置200與包圍該MEMS裝置200的驅動/控制電路300一起是設置在該晶粒400的中央區域。在這裡,該MEMS裝置200是由電氣連線210電氣連接至該驅動/控制電路300。或者,電氣連線210可以設置在相對於該MEMS裝置200的其他位置,及/或電氣連線210可以設置在相對於該MEMS裝置200的數個位置。該MEMS裝置200可以包括麥克風、揚聲器、慣性感應器、壓力感應器、和RF可調諧裝置。例如,該MEMS裝置200可以包括使用壓力差動來測量物理、機械、和聲學現象的裝置。
在第1圖中,一個障壁500是設置在該MEMS裝置與周圍的驅動/控制電路300之間。該障壁500被形成來完全包圍該MEMS裝置200俾可防止該驅動/控制電路300的任何污染物遷移至該MEMS裝置200內,以及防止任何濕氣或者污染物從該MEMS裝置200外部的環境遷移至該MEMS裝置200內。雖然該障壁500被顯示具有直線幾何形狀,其他的幾何形狀可以被實施俾可完全包圍該MEMS裝置200。
第2圖是為本發明之範例裝置之區域”A”的放大示意平面圖。在第2圖中,該障壁500可以包括把該驅動/控制電路300連接到該MEMS裝置200的電氣連線210。
第3圖是為本發明之範例障壁的立體橫截面圖。在第3圖中,一個障壁500可以包括一個多層結構,該多層結構包括互連線金屬層530,540,和550、導電通孔535,545,和555、及置於該等互連線金屬層530,540,和550中之每一者之間的氧化物/氮化物材料層590。該障壁500更包括一個上鈍化層520、一條導電線510、和一個形成在一個於埋藏氧化物區域580之間之基體570之內的擴散區域560。據此,該障壁500,包括該等互連線金屬層530,540,和550、該等導電通孔535,545,和555、和該擴散區域560,是被形成如一個包圍該MEMS裝置200的連續環(在第1圖中)。因此,在藉著形成於該在一個形成在最上面之互連線金屬層530中之開孔內之鈍化層520之內的導電線510來提供到該MEMS裝置200(在第1圖中)的電氣接觸時,該障壁500防止污染物和濕氣從驅動/控制電路300以及該MEMS裝置200(在第1圖中)外部的環境遷移至該MEMS裝置內(在第1圖中)。再者,該鈍化層520防止污染物和濕氣經由障壁500滲透至該MEMS裝置200(在第1圖中)內。
在第3圖中,該擴散區域560可以是經由基體570來接地,或者可以是經由該基體570或者經由一個額外的互連線層(圖中未示)來電氣連接至該驅動/控制電路300(在第1圖中)。或者,藉著最下面之導電通孔561的移除,該等互連線層530,540,和550可以不與該擴散區域560電氣地連接。
第4圖是為本發明之另一個範例障壁的立體橫截面圖。在第4圖中,一個障壁501可以包括一個多層結構,該多層結構包括互連線金屬層531,541,和551、導電通孔536,546,和556、和在該等互連線金屬層531,541,和551中之每一者之間的氧化物/氮化物材料層591。該障壁501更包括一個上鈍化層521、一條導電線511、和一個形成於一個在埋藏氧化物區域581之間之基體571之內的擴散區域561。據此,該障壁501,包括該等互連線金屬層531,541,和551中之每一者、該等導電通孔536,546,和556、和該擴散區域561,是被形成如一個包圍該MEMS裝置200(在第1圖中)的連續環。因此,在藉著形成於該在一個形成在最下面之互連線金屬層551中之開孔內之氧化物/氮化物材料層591之內的導電線511來提供到該MEMS裝置200(在第1圖中)的電氣接觸時,該障壁501防止污染物和濕氣從驅動/控制電路300,以及在該MEMS裝置200(在第1圖中)外部的環境遷移至該MEMS裝置200(在第1圖中)。再者,該鈍化層521防止污染物和濕氣經由障壁501滲透至該MEMS裝置200(在第1圖中)內。
第5圖是為本發明之另一個範例障壁的立體橫截面圖。在第5圖中,障壁502可以包括一個多層結構,該多層結構包括互連線金屬層532,542,和552、導電通孔537,547a/547b,和557a/557b、和在該等互連線金屬層532,542,和552中之每一者之間的氧化物/氮化物材料層592。該障壁502更包括一個上鈍化層522、一條導電線512、和一個形成於一個在埋藏氧化物區域582之間之基體572之內的擴散區域562。據此,該障壁502,包括該等互連線金屬層532,542,和552中之每一者、該等導電通孔537,547a/547b,和557a/557b、和該擴散區域562,是被形成如一個包圍該MEMS裝置200(在第1圖中)的連續環。因此,在藉著形成於該在一個形成在最上面之互連線金屬層532中之開孔內之鈍化層522之內的導電線512來提供到該MEMS裝置200(在第1圖中)的電氣接觸時,該障壁502防止污染物和濕氣從驅動/控制電路300,以及在該MEMS裝置200(在第1圖中)外部的環境遷移至該MEMS裝置200(在第1圖中)。再者,該鈍化層522防止污染物和濕氣經由障壁502滲透至該MEMS裝置200(在第1圖中)內。
在第5圖中,與在第3和4圖中所示的範例實施例比較起來,兩個導電通孔547a和547b是被設置俾可把中間互連線金屬層542與最下面的互連線金屬層552電氣連接。據此,在中間與最下面之互連線金屬層542與552之間的接觸電阻被降低。此外,使用兩個導電通孔547a和547b進一步防止污染物從驅動/控制電路300(在第1圖中)到MEMS裝置200(在第1圖中)的遷移。
在第5圖中,與在第3和4圖中所示的範例實施例進一步比較,兩個導電通孔557a和557b是被設置俾可把最下面的互連線金屬層552與該擴散區域562電氣連接。據此,在最下面的互連線金屬層552與該擴散區域562之間的接觸電阻被降低。此外,使用兩個導電通孔557a和557b進一步防止污染物從驅動/控制電路300(在第1圖中)到MEMS裝置200(在第1圖中)的遷移。
在第3至7圖中,障壁500,501,和502的高度會是由實現在該驅動/控制電路300(在第1圖中)內的互連線層的總數目來決定。此外,氧化物/氮化物層590,591,和592的厚度可以是端視障壁500,501,和502之設置有連接線501,511,和512的特定區域來被調整。再者,該障壁500,501,和502的寬度會端視在該MEMS裝置200(在第1圖中)與該驅動/控制電路300(在第1圖中)之間的面積、歐姆規定、以及製造驅動/控制電路300(在第1圖中)的設計規則來被改變。
在第3至7圖中,該等導電通孔535,536,537,545,546,547a/547b,555,556,和557a/557b的寬度可以端視接觸面積來被增加或者減少,但必須符合最低程度的設計規則。同樣地,該等擴散區域560,562,和562的寬度應該包含該等互連線金屬層530,531,532,540,541,542,550,551,和552的整個寬度。此外,該等擴散區域560,561,和562的寬度可以端視該裝置100(在第1圖中)的設計佈局來作改變。
在第3-7圖中,該等障壁500,501,和502中之每一者可以被接地、處於電氣懸浮,即,電氣未連接、電氣連接至該MEMS裝置200(在第1圖中)或者該驅動/控制電路300(在第1圖中)。特別地,該等互連線金屬層530,531,532,540,541,542,550,551,和552,或者其之任何組合,可以是被接地、懸浮、或者被偏壓。
在第3圖中,形成在最上面之互連線金屬層530中的開孔,或者形成在最下面之互連線金屬層551中的開孔,如在第4圖中所示,或者形成在最上面之互連線金屬層532中的開孔,如在第5圖中所示,可以根據障壁500,501,和502的寄生電容來全部被選擇。此外,第3至6圖的開孔可以端視想要被阻擋之污染物的總數和類型,以及製造該等連接線510,511,和512的最低程度設計規則來被選擇。例如,如在第3和5圖中所示,連接線510和512的置放會把寄生電容分別從設置在基體570和572之內的導電路徑消除。同樣地,如在第4圖中所示,連接線511的置放會把寄生電容從設置在鈍化層521之上的導電路徑消除。據此,端視該MEMS裝置200(在第1圖中)和該驅動/控制電路300(在第1圖中),以及額外的電路及/或裝置的實際設計而定,障壁500,501,和502的組合可以被實施來防止/控制寄生電容。
在第3至7圖中,一個在該等連接線510,511,和512之開孔與該驅動/控制電路300(在第1圖中)之間的距離可以被增加俾可進一步減少污染物和濕氣至該MEMS裝置(在第1圖中)的遷移。此外,在該等障壁500,501,和502之內之導電通孔535,536,537,545,546,547a/547b,555,556,和557a/557b的位置必須在沒有重疊下滿足必要的設計規則。據此,該等導電通孔535,536,537,545,546,547a/547b,555,556,和557a/557b的位置會被配置以致於該等障壁500,501,和502的寬度會被增加或者減少。
對於熟知此項技術的人仕而言會顯而易知的是,在沒有離本發明的精神或範圍下,各式各樣的變化和修改可以在多變數產生器(multivariable generator)中和使用本發明之多變數產生器的方法中完成。因此,本發明是傾向於涵蓋本發明之在後附之申請專利範圍與其之等效物之範圍之內的變化和修改。
第6圖是為本發明之另一個範例障壁的立體橫截面圖。在第6圖中,一個障壁503可以包括一個多層結構,該多層結構包括互連線金屬層533,543,和553、導電通孔538,548,和558、和在該等互連線金屬層533,543,和553中之每一者之間的氧化物/氮化物材料層593。該障壁503更包括一個上鈍化層523、一條導電線513、和一個形成於一個在埋藏氧化物區域583之間之基體573中之擴散井563b之內的擴散區域563a。據此,該障壁503,包括該等互連線金屬層533,543,和553中之每一者、該等導電通孔538,548,和558、和該擴散區域563a與該擴散井563b,是形成如一個包圍該MEMS裝置200(在第1圖中)的連續環。因此,當藉著被形成來延伸通過該埋藏氧化物區域583、該最下面之氧化物/氮化物材料層593、和通過在最下面之導電通孔558中之開孔之導電線513來提供到該MEMS裝置200(在第1圖中)的電氣接觸時,藉著在該MEMS裝置200(在第1圖中)外部的環境該障壁503防止污染物和濕氣從該MEMS裝置200(在第1圖中)到該驅動/感應電路300的遷移。此外,該導電線513可以由不同的材料形成,像是多晶矽般。再者,該鈍化層520防止污染物和濕氣通過該障壁503至該MEMS裝置200(在第1圖中)內的滲透。
在第6圖中,該擴散區域563a,以及該擴散井563b可以是經由該基體573來接地,或者可以是經由基體573或者經由額外的互連線層(圖中未示)來電氣連接至該驅動/感應電路300(在第1圖中)。或者,該等互連線層533,543,和553可以藉著最下面之導電通孔558的移除來電氣地不連接至該擴散區域563a。此外,該擴散井563b可以根據該障壁503之想要的傳導性來被偏壓。
第7圖是為本發明之另一個範例障壁的立體橫截面圖。在第7圖中,一個障壁504可以包括一個多層結構,該多層結構包括互連線金屬層534,544,和554、導電通孔539,549,和559、及在該等互連線金屬層534,544,和554中之每一者之間的氧化物/氮化物材料層594。該障壁504更包括一個上鈍化層524、一個第一導電擴散區域514、和一個形成於一個在埋藏氧化物區域584之間之基體574之內的第二擴散區域564。據此,該障壁504,包括該等互連線金屬層534,544,和554中之每一者、該等導電通孔539,549,和559、和該第二擴散區域564,是形成如一個包圍該MEMS裝置200(在第1圖中)的連續環。因此,當藉著被形成來延伸在該基體574之內之障壁504下面的第一擴散區域514來提供到該MEMS裝置200(在第1圖中)的電氣接觸時,藉著在該MEMS裝置200(在第1圖中)外部的環境該障壁504防止污染物和濕氣從該MEMS裝置200(在第1圖中)遷移到該驅動/感應電路300。再者,該鈍化層524防止污染物和濕氣通過該障壁504至該MEMS裝置200(在第1圖中)內的滲透。
在第7圖中,雖然該第一擴散區域514是被顯示為一個單一擴散井,不同的擴散區域可以被形成在該第一擴散區域514之內,藉此該第一擴散區域514可以作用如一個井區域。雖然未被顯示,該第一擴散區域514可以由設置於該障壁504之相對側的其他擴散區域接觸。據此,藉由實現該第一擴散區域514通過該障壁504下面,在沒有供污染物從該MEMS裝置200(在第1圖中)傳遞至該驅動/感應電路300(在第1圖中)用之路徑的形成下該障壁504會被形成為一個相當結實的結構。
在第7圖中,該第二擴散區域564可以是經由該基體574來接地,或者可以是經由基體574或者經由額外的互連線層(圖中未示)來電氣連接至該驅動/感應電路300(在第1圖中)。或者,該等互連線層534,544,和554可以藉著最下面之導電通孔559的移除來電氣地不連接至該第二擴散區域564。
100...裝置
561...導電通孔
200...MEMS裝置
501...障壁
300...驅動/控制電路
531...互連線金屬層
400...單一晶粒
541...互連線金屬層
210...電氣連線
551...互連線金屬層
500...障壁
536...導電通孔
530...互連線金屬層
546...導電通孔
540...互連線金屬層
556...導電通孔
550...互連線金屬層
561...擴散區域
535...導電通孔
511...導電線
545...導電通孔
591...氧化物/氮化物材料層
555...導電通孔
521...鈍化層
590...氧化物/氮化物材料層
502...障壁
510...導電線
532...互連線金屬層
520...鈍化層
542...互連線金屬層
560...擴散層
552...互連線金屬層
570...基體
537...導電通孔
580...埋藏氧化物區域
547a...導電通孔
547b...導電通孔
573...基體
557a...導電通孔
574...基體
557b...導電通孔
581...埋藏氧化物區域
592...氧化物/氮化物材料層
582...埋藏氧化物區域
552...擴散層
583...埋藏氧化物區域
503...障壁
504...障壁
533...互連線金屬層
534...互連線金屬層
543...互連線金屬層
544...互連線金屬層
553...互連線金屬層
554...互連線金屬層
538...導電通孔
539...導電通孔
548...導電通孔
549...導電通孔
558...導電通孔
559...導電通孔
593...氧化物/氮化物材料層
594...氧化物/氮化物材料層
523...鈍化層
524...鈍化層
513...導電線
514...第一導電擴散區域
563a...擴散區域
564...第二擴散區域
563b...擴散井
584...氧化物/氮化物材料層
571...基體
572...基體
第1圖是為本發明之範例裝置的示意平面圖;第2圖是為本發明之範例裝置之區域”A”的放大示意平面圖;第3圖是為本發明之範例障壁的立體橫截面圖;第4圖是為本發明之另一個範例障壁的立體橫截面圖;第5圖是為本發明之另一個範例障壁的立體橫截面圖;第6圖是為本發明之另一個範例障壁的立體橫截面圖;及第7圖是為本發明之另一個範例障壁的立體橫截面圖。
100...裝置
200...MEMS裝置
210...電氣連線
300...驅動/控制電路
400...單一晶粒
500...障壁
A...區域

Claims (43)

  1. 一種積體電路裝置,包含:一半導體晶粒,該半導體晶粒包括一半導體基體;沿著該半導體晶粒之周緣區域設置的驅動/控制電路;一設置於該半導體晶粒之中央區域之內的MEMS裝置;及一設置於該驅動/控制電路與該MEMS裝置之間的障壁以包圍該MEMS裝置。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之積體電路裝置,其中,該障壁防止污染物和濕氣從該驅動/控制電路遷移至該MEMS裝置。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之積體電路裝置,其中,該MEMS裝置包括麥克風、揚聲器、慣性感應器、壓力感應器及RF可調諧裝置中之一者。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之積體電路裝置,其中,該障壁包括多數互連線層以及包圍該MEMS裝置的多數導電通孔。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之積體電路裝置,其中,該多數互連線層和該多數導電通孔是藉著一在該半導體基體之內的擴散區域來電氣連接至該半導體基體。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之積體電路裝置,其中,該多數互連線層和該多數導電通孔係電氣懸浮。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之積體電路裝置,其中,該多 數互連線層和該多數導電通孔係電氣連接至該MEMS裝置及該驅動/控制電路中之一者。
  8. 如申請專利範圍第4項所述之積體電路裝置,其中,該障壁包括至少一電氣連接該MEMS裝置與該驅動/控制電路的導電線。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之積體電路裝置,其中,該導電線在一與該障壁垂直的位置延伸通過該障壁。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之積體電路裝置,其中,該導電線是在該多數互連線層中之最上面者通過該障壁。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之積體電路裝置,其中,該導電線是在該多數互連線層中之最下面者通過該障壁。
  12. 如申請專利範圍第4項所述之積體電路裝置,其中,該多數互連線層是藉著一在該半導體基體之內的擴散層來電氣連接至該半導體基體。
  13. 如申請專利範圍第4項所述之積體電路裝置,其中,該多數互連線層中之每一者均是藉著該多數導電通孔中之至少一者來連接至該多數互連線層中之一相鄰者。
  14. 如申請專利範圍第4項所述之積體電路裝置,其中,該多數互連線層中之中間和最下面者是藉著該多數導電通孔中之兩者來電氣連接。
  15. 如申請專利範圍第4項所述之積體電路裝置,其中,該多數互連線層中之最下面者是藉著二個該多數導電通孔來電氣連接至該半導體基體的擴散區域。
  16. 如申請專利範圍第4項所述之積體電路裝置,其中,氧 化物與氮化物材料中之一者把該多數互連線層與該多數導電通孔分開。
  17. 如申請專利範圍第1項所述之積體電路裝置,其中,該障壁是以一鈍化層覆蓋。
  18. 如申請專利範圍第1項所述之積體電路裝置,其中,該半導體基體係一單一半導體基體。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之積體電路裝置,其中,該障壁係設置於該單一半導體基體上。
  20. 如申請專利範圍第1項所述之積體電路裝置,其中,該MEMS裝置感測或者產生一壓力差動。
  21. 如申請專利範圍第1項所述之積體電路裝置,其中,該MEMS裝置測量物理、機械、和聲學現象中之一者。
  22. 如申請專利範圍第1項所述之積體電路裝置,其中,該MEMS裝置產生物理、機械、和聲學現象中之一者。
  23. 如申請專利範圍第1項所述之積體電路裝置,其中:該MEMS裝置係設置於該半導體基體之一面上;且該障壁包括多數互連線層堆疊於該半導體基體之該面上,並且多數導電通孔以平行於該半導體基體之該面所延伸之方向自該障壁延伸至該MEMS裝置。
  24. 如申請專利範圍第1項所述之積體電路裝置,其中:該障壁包括一擴散區域,其電氣連接該障壁至該半導體基體;且該障壁,包括該擴散區域,係形成一包圍該MEMS裝置之連續環。
  25. 一種製造積體電路裝置的方法,包含:形成沿著一半導體晶粒之周緣區域設置的驅動/控制電路,該半導體晶粒包括一半導體基體;形成一MEMS裝置在該半導體晶粒的中央區域之內;及形成一障壁在該驅動/控制電路與該MEMS裝置之間以包圍該MEMS裝置。
  26. 如申請專利範圍第25項所述之方法,其中,該障壁防止污染物和濕氣從該驅動/控制電路遷移至該MEMS裝置。
  27. 如申請專利範圍第25項所述之方法,其中,該MEMS裝置包括麥克風、揚聲器、慣性感應器、壓力感應器及RF可調諧裝置中之一者。
  28. 如申請專利範圍第25項所述之方法,其中,該形成一障壁包括形成多數互連線層及包圍該MEMS裝置之多數導電通孔。
  29. 如申請專利範圍第28項所述之方法,其中,該多數互連線層和該多數導電通孔是藉著一在該半導體基體之內的擴散區域來電氣連接至該半導體基體。
  30. 如申請專利範圍第28項所述之方法,其中,該多數互連線層和該多數導電通孔係電氣懸浮的。
  31. 如申請專利範圍第28項所述之方法,其中,該多數互連線層和該多數導電通孔是電氣連接至該MEMS裝置與該驅動/控制電路中之一者。
  32. 如申請專利範圍第28項所述之方法,其中,該障壁包括 至少一電氣連接該MEMS裝置與該驅動/控制電路的導電線。
  33. 如申請專利範圍第32項所述之方法,其中,該導電線是在一與該障壁垂直的位置延伸通過該障壁。
  34. 如申請專利範圍第33項所述之方法,其中,該導電線是在該多數互連線層中之最上面者通過該障壁。
  35. 如申請專利範圍第33項所述之方法,其中,該導電線是在該多數互連線層中之最下面者通過該障壁。
  36. 如申請專利範圍第28項所述之方法,其中,該多數互連線層是藉著一在該半導體基體之內的擴散層來電氣連接至該半導體基體。
  37. 如申請專利範圍第28項所述之方法,其中,該多數互連線層中之每一者均是藉著該多數導電通孔中之至少一者來連接至該多數互連線層中之一相鄰者。
  38. 如申請專利範圍第28項所述之方法,其中,該多數互連線層中之中間和最下面者是藉著二個該多數導電通孔來電氣連接。
  39. 如申請專利範圍第28項所述之方法,其中,該多數互連線層中之最下面者是藉著二個該多數導電通孔來電氣連接至該半導體基體的擴散區域。
  40. 如申請專利範圍第28項所述之方法,其中,氧化物與氮化物材料層中之一者把該多數互連線層與該多數導電通孔分開。
  41. 如申請專利範圍第25項所述之方法,其中,該障壁是以 一鈍化層覆蓋。
  42. 如申請專利範圍第25項所述之方法,其中,該MEMS裝置、該驅動/感測電路以及該障壁係使用CMOS製程一體成形地形成於該半導體晶粒上。
  43. 如申請專利範圍第25項所述之方法,其中,該MEMS裝置、該驅動/感測電路以及該障壁係循序地形成於該半導體晶粒上。
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008002809A1 (de) * 2008-03-21 2009-09-24 Patev Gmbh & Co. Kg Mikromechanische Vorrichtung
US8347728B2 (en) * 2010-07-07 2013-01-08 Arm Limited Stress detection within an integrated circuit having through silicon vias
US9000556B2 (en) 2011-10-07 2015-04-07 International Business Machines Corporation Lateral etch stop for NEMS release etch for high density NEMS/CMOS monolithic integration
JP5861497B2 (ja) 2012-02-29 2016-02-16 オムロン株式会社 センサ装置
US8724840B2 (en) 2012-03-22 2014-05-13 Robert Bosch Gmbh Offset acoustic channel for microphone systems
DE102013200070B3 (de) * 2013-01-04 2014-03-27 Robert Bosch Gmbh Mikrofon-Bauteil
US10267822B2 (en) 2013-01-31 2019-04-23 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Sensor having particle barrier
JP6132047B1 (ja) 2016-03-28 2017-05-24 国立大学法人東北大学 圧力センサとその製造方法
KR20180015482A (ko) 2016-08-03 2018-02-13 삼성전자주식회사 음향 스펙트럼 분석기 및 이에 구비된 공진기들의 배열방법
CN110121633B (zh) 2016-12-29 2023-04-04 三星电子株式会社 用于通过使用谐振器来识别说话者的方法及设备
KR102335774B1 (ko) 2017-09-01 2021-12-06 삼성전자주식회사 다중 공진기 어레이를 포함하는 소리 방향 탐지 센서
KR102682129B1 (ko) 2018-12-20 2024-07-09 삼성전자주식회사 Adc, 집적 회로, 및 센서 시스템
WO2022032011A1 (en) 2020-08-06 2022-02-10 Poet Research, Inc. Endogenous lipase for metal reduction in distillers corn oil

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6100118A (en) * 1998-06-11 2000-08-08 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Fabrication of metal fuse design for redundancy technology having a guard ring
US6291875B1 (en) * 1998-06-24 2001-09-18 Analog Devices Imi, Inc. Microfabricated structures with electrical isolation and interconnections
US6509622B1 (en) * 2000-08-23 2003-01-21 Intel Corporation Integrated circuit guard ring structures
US6781231B2 (en) * 2002-09-10 2004-08-24 Knowles Electronics Llc Microelectromechanical system package with environmental and interference shield
US6853067B1 (en) * 1999-10-12 2005-02-08 Microassembly Technologies, Inc. Microelectromechanical systems using thermocompression bonding

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05226584A (ja) * 1992-02-12 1993-09-03 Yamaha Corp 集積回路装置
JPH08101083A (ja) * 1994-09-29 1996-04-16 Olympus Optical Co Ltd 圧電振動子モジュールをマウントした挿入管
JPH08129875A (ja) * 1994-10-28 1996-05-21 Hewlett Packard Co <Hp> 導電性針の位置ずれを低減したプローブ装置
JP3380836B2 (ja) * 1995-07-04 2003-02-24 松下電器産業株式会社 Mis半導体装置及びその製造方法
US5963788A (en) * 1995-09-06 1999-10-05 Sandia Corporation Method for integrating microelectromechanical devices with electronic circuitry
JPH102912A (ja) * 1996-06-14 1998-01-06 Mitsubishi Electric Corp 半導体加速度センサおよびその製造方法
US6879023B1 (en) * 2000-03-22 2005-04-12 Broadcom Corporation Seal ring for integrated circuits
US20020096760A1 (en) * 2001-01-24 2002-07-25 Gregory Simelgor Side access layer for semiconductor chip or stack thereof
US6815739B2 (en) * 2001-05-18 2004-11-09 Corporation For National Research Initiatives Radio frequency microelectromechanical systems (MEMS) devices on low-temperature co-fired ceramic (LTCC) substrates
US6800912B2 (en) * 2001-05-18 2004-10-05 Corporation For National Research Initiatives Integrated electromechanical switch and tunable capacitor and method of making the same
US20030015768A1 (en) * 2001-07-23 2003-01-23 Motorola, Inc. Structure and method for microelectromechanical system (MEMS) devices integrated with other semiconductor structures
JP2003037178A (ja) * 2001-07-25 2003-02-07 Nec Corp 半導体集積回路装置
US20040016995A1 (en) * 2002-07-25 2004-01-29 Kuo Shun Meen MEMS control chip integration
US20040157426A1 (en) * 2003-02-07 2004-08-12 Luc Ouellet Fabrication of advanced silicon-based MEMS devices
JP3778445B2 (ja) * 2003-03-27 2006-05-24 富士通株式会社 半導体装置
US6936491B2 (en) * 2003-06-04 2005-08-30 Robert Bosch Gmbh Method of fabricating microelectromechanical systems and devices having trench isolated contacts
US7491566B2 (en) * 2004-02-09 2009-02-17 Analog Devices, Inc. Method of forming a device by removing a conductive layer of a wafer
JP4615229B2 (ja) * 2004-02-27 2011-01-19 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
JP2005262382A (ja) * 2004-03-18 2005-09-29 Kyocera Corp 電子装置およびその製造方法
US7205632B2 (en) * 2004-04-05 2007-04-17 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Anti-scattering attenuator structure for high energy particle radiation into integrated circuits
JP4897680B2 (ja) * 2004-07-20 2012-03-14 エージェンシー フォー サイエンス, テクノロジー アンド リサーチ 可変焦点マイクロレンズ
JP4426413B2 (ja) * 2004-09-24 2010-03-03 日本電信電話株式会社 半導体装置の製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6100118A (en) * 1998-06-11 2000-08-08 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Fabrication of metal fuse design for redundancy technology having a guard ring
US6291875B1 (en) * 1998-06-24 2001-09-18 Analog Devices Imi, Inc. Microfabricated structures with electrical isolation and interconnections
US6853067B1 (en) * 1999-10-12 2005-02-08 Microassembly Technologies, Inc. Microelectromechanical systems using thermocompression bonding
US6509622B1 (en) * 2000-08-23 2003-01-21 Intel Corporation Integrated circuit guard ring structures
US6781231B2 (en) * 2002-09-10 2004-08-24 Knowles Electronics Llc Microelectromechanical system package with environmental and interference shield

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