TWI404924B - 粒子偵測感測器、製造粒子偵測感測器的方法、以及使用粒子偵測感測器偵測粒子的方法 - Google Patents

粒子偵測感測器、製造粒子偵測感測器的方法、以及使用粒子偵測感測器偵測粒子的方法 Download PDF

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TWI404924B
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Description

粒子偵測感測器、製造粒子偵測感測器的方法、以及使用粒子偵測感測器偵測粒子的方法
本發明係關於透過MEMS技術來偵測粒子的感測器、製造此種感測器的方法、以及使用粒子偵測感測器來偵測粒子的方法。
對於稱為MEMS之微機械系統的研究已被積極地發展。MEMS(Micro Electro Mechanical System)為微電機系統的簡稱，亦可被簡稱為微機械。微機械表示藉由使用半導體微機械技術而將「具有立體結構之可動微結構」積體化所形成之微裝置。微結構可作用如開關、可變電容器、致動器等等。此種微機械係由矽晶圓所形成，且係用以作為慣性力感測器(參考文獻1：日本專利申請案公告號2003－329704)。
如目前所使用之感測器的範例，可提出一種花粉感測器。花粉症患者的數量持續增加，且花粉症(花粉熱)被視為一種全國性的疾病。若可減少暴露於花粉中，應可減少花粉熱的產生。為了減少暴露於花粉中，掌握散佈之花粉量並避開散佈有大量花粉的區域係有效的。關於掌握散佈之花粉量的方法，係提出一種藉由量測散佈在空氣中的花粉量來收集花粉資訊的系統(專利文獻2：日本專利申請案公告號2002－157511)。
關於花粉感測器，係提出一種包括發出激發光線的光源和偵測暴露於激發光線之花粉所發出的冷光之偵測器的結構(參考文獻3：日本專利申請案公告號7－83830)。
由於習知花粉感測器是以光學方式來執行偵測，故會存在量測需要長時間的問題。此外，亦存在必須使用光源或偵測器以及裝置變得較大的問題。同時，鑑於例如花粉症之常見問題之外的污染問題(例如，空氣污染)，係需要一種易於偵測飄浮在空氣中之粒子的機構。
據此，本發明之一目的係為提供一種感測器，藉由該感測器可輕易地偵測到飄浮在空氣中的粒子。此外，本發明的另一目的係為以低成本提供此種粒子偵測感測器。
為了解決上述問題，本發明之粒子偵測感測器具有藉由一對電極之實際接觸或非接觸來偵測一偵測物體的偵測器。該偵測器最好具有包含微結構的偵測元件。另外，本發明之粒子偵測感測器最好由薄膜材料形成於絕緣基板上。
偵測元件具有將作為對應於偵測物體大小之偵測孔的開口，且其上方或下方係設有一對電極以便彼此部份接觸。當偵測物體被吸附於偵測孔時，該對電極會彼此分開，亦即脫離接觸狀態。藉由判定該對電極接觸或未接觸(處於非接觸狀態)，可偵測該偵測物體的存在或不存在。另一方面，該對電極可先彼此分開。即使在偵測物體會被吸附於偵測孔，且該對電極因此相接觸之結構的情況中，仍可偵測到偵測物體的存在或不存在。應注意，該對電極最好具有橋接結構。舉例來說，該橋接結構表示一種形成在基板上的結構，該結構兩端係固定於該基板且該結構中央不接觸該基板，或是該結構係部份固定於該基板且其他部份不接觸該基板。
本發明之粒子偵測感測器係具有包含此種偵測元件的偵測器以及可藉以判定偵測物體存在或不存在的電路。應注意，該偵測元件最好具有微結構。在本發明中，可在一絕緣基板上製造一微結構，該微結構係形成一部份之偵測一偵測物體的偵測元件和控制該偵測元件的半導體元件。另外，亦可將判定偵測物體之存在或不存在的電路形成於其上形成有該微結構的相同絕緣基板上。應注意，絕緣基板指的是具有絕緣表面基板，同時包括其中導電基板材料覆蓋有絕緣材料的基板。
本發明之粒子偵測感測器具有使偵測物體被吸附於偵測孔的進氣單元。為了使偵測物體被吸附，最好降低壓力。在降低的壓力之下，偵測物體的吸附率可提高，且捕獲偵測物體的準確度可增加。
以下將敘述本發明的具體模式。
本發明之其中一模式為一種粒子偵測感測器，其包括偵測器且該偵測器具有設有開口的基底和一對電極，該對電極係以該對電極可實際接觸(電子式連接)的方式設置於流入該開口之氣流的路徑上。該偵測器係藉由判定該對電極實際接觸(電子式連接)或未接觸(未電子式連接)來偵測一偵測物體。
本發明之另一模式為一種粒子偵測感測器，其包括：具有設有開口之基底的偵測元件；以及具有一對電極的偵測元件，該對電極係以該對電極可實際接觸(電子式連接)的方式設置於流入該開口之氣流的路徑上；以及判定該對電極實際接觸(電子式連接)或未接觸(未電子式連接)的電路。
本發明之另一模式為一種粒子偵測感測器，其包括：具有絕緣層的偵測器；一對電極，該對電極係以該對電極可實際接觸(電子式連接)的方式設置於該絕緣層上；以及設置於該對電極上方之具有開口的基底。該偵測器係藉由判定該對電極實際接觸(電子式連接)或未接觸(未電子式連接)來偵測一偵測物體。
本發明之另一模式為一種粒子偵測感測器，其具有偵測元件以及判定該對電極實際接觸(電子式連接)或未接觸(未電子式連接)的電路。該偵測元件包括：絕緣層；一對電極，該對電極係以該對電極可實際接觸(電子式連接)的方式設置於該絕緣層上；以及設置於該對電極上方之具有開口的基底。
在本發明的粒子偵測感測器中，該粒子偵測感測器可具有用以降低該開口中的壓力之進氣單元，該進氣單元係連接至該開口。
在本發明的粒子偵測感測器中，該粒子偵測感測器可包括通訊裝置。
在本發明的粒子偵測感測器中，其中一對電極係以該對電極可實際接觸(電子式連接)的方式設置於該絕緣層上，並可將開口配置為矩陣，且該粒子偵測感測器可為各個開口上皆設有開關元件的主動型，或是並非每個開口上皆設有開關元件的被動型。
在本發明的粒子偵測感測器中，以該對電極可實際接觸之方式加以設置的該對電極可具有橋接結構。應注意，舉例來說，該橋接結構表示一種形成於基板上的結構，該結構兩端係固定且該結構中央不接觸該基板，或是該結構部份固定於該基板且其他部份不接觸該基板。
本發明之製造粒子偵測感測器的方法包括以下步驟：形成絕緣層；在該絕緣層上形成第一電極；形成第二電極，以便與一部份該第一電極重疊；以及在該絕緣層中於該第一電極和該第二電極重疊的區域上形成開口。
本發明之製造粒子偵測感測器的方法包括以下步驟：在第一區域中形成半導體層；在該第一區域和第二區域中形成絕緣層；在該第二區域中於該絕緣層上形成第一電極；形成第二電極，以便與一部份該第一電極重疊；以及在該絕緣層中於該第一電極和該第二電極重疊的區域上形成開口。
本發明之製造粒子偵測感測器的方法包括以下步驟：形成絕緣層；在該絕緣層上形成第一電極；在該第一電極上形成犧牲層；在該犧牲層上形成第二電極，以便與一部份該第一電極重疊；在該絕緣層中於該第一電極和該第二電極重疊的區域上形成開口；以及移除該犧牲層。
本發明之製造粒子偵測感測器的方法包括以下步驟：形成絕緣層；在該絕緣層上形成第一電極；在該第一電極上形成犧牲層；在該犧牲層上形成第二電極，以便與一部份該第一電極重疊；以及在該絕緣層中於該第一電極和該第二電極重疊的區域上形成開口。當該犧牲層被移除時，該第一電極和該第二電極係彼此接觸。
本發明之製造粒子偵測感測器的方法包括以下步驟：在第一電極上形成犧牲層；在第一區域和第二區域中形成導電層；處理該導電層，從而在該第一區域中形成閘極電極，並在該第二區域中形成第一犧牲層；形成絕緣層，以便覆蓋該閘極電極和該第一犧牲層；在該絕緣層上形成第一電極；在該第一電極上形成第二犧牲層；在該第二犧牲層上形成第二電極，以便與一部份該第一電極重疊；以及在該絕緣層中於該第一電極和該第二電極重疊的區域上形成開口。當該犧牲層被移除時，該第一電極和該第二電極係彼此接觸，以及該第一犧牲層係被移除。
本發明之製造粒子偵測感測器的方法包括以下步驟：在第一電極上形成犧牲層；在第一區域和第二區域中形成導電層；處理該導電層，從而在該第一區域中形成閘極電極，並在該第二區域中形成第一犧牲層；形成絕緣層，以便覆蓋該閘極電極和該第一犧牲層；在該絕緣層上形成第一電極；在該第一電極上形成第二犧牲層；在該第二犧牲層上形成第二電極，以便與一部份該第一電極重疊；以及在該絕緣層中於該第一電極和該第二電極重疊的區域上形成開口。當該犧牲層被移除時，該第一電極和該第二電極係彼此接觸，以及該第一犧牲層係被移除，從而形成連接孔。
在本發明中，可藉由乾式蝕刻或濕式蝕刻來移除該犧牲層。此外，可藉由乾式蝕刻或濕式蝕刻來形成該開口。
本發明之偵測方法係使用一種粒子偵測感測器，該粒子偵測感測器具有偵測器且該偵測器包括設有開口的基底和一對電極，該對電極係以該對電極可實際接觸(電子式連接)的方式設置於流入該開口之氣流的路徑上，該偵測器係藉由判定該對電極實際接觸(電子式連接)或未接觸(未電子式連接)來偵測一偵測物體。偵測物體的數目係使用該對電極接觸的狀態和當偵測物體被吸附於該開口時該對電極分開的狀態來加以計算。
本發明之偵測方法係使用一種粒子偵測感測器，該粒子偵測感測器具有進氣單元和偵測器，該偵測器包括設有開口的基底以及一對電極，該對電極係以該對電極可實際接觸(電子式連接)的方式設置於流入該開口之氣流的路徑上，該偵測器係藉由判定該對電極實際接觸(電子式連接)或未接觸(未電子式連接)來偵測一偵測物體。偵測物體的數目係使用該對電極接觸的狀態和壓力係由該進氣單元所降低且當偵測物體被吸附於該開口時該對電極分開的狀態來加以計算。
本發明之偵測方法係使用一種粒子偵測感測器，該粒子偵測感測器具有偵測器且該偵測器包括設有開口的基底和一對電極，該對電極係以該對電極可實際接觸(電子式連接)的方式設置於流入該開口之氣流的路徑上，該偵測器係藉由判定該對電極實際接觸(電子式連接)或未接觸(未電子式連接)來偵測一偵測物體。偵測物體的數目係使用該對電極分開的狀態和當偵測物體被吸附於該開口時該對電極接觸的狀態來加以計算。
本發明之偵測方法係使用一種粒子偵測感測器，該粒子偵測感測器具有進氣單元和偵測器，該偵測器包括設有開口的基底和一對電極，該對電極係以該對電極可實際接觸(電子式連接)的方式設置於流入該開口之氣流的路徑上，該偵測器係藉由判定該對電極實際接觸(電子式連接)或未接觸(未電子式連接)來偵測一偵測物體。偵測物體的數目係使用該對電極分開的狀態和壓力係由該進氣單元所降低且當偵測物體被吸附於該開口時該對電極接觸的狀態來加以計算。
在本發明中，該偵測器包括具有該基底和該對電極的偵測元件，且該偵測元件在該對電極接觸之狀態下的電阻值會低於該對電極分開之狀態下的電阻值，且偵測物體的數目係使用電阻值之相對改變來加以計算。
本發明可提供一種粒子偵測感測器，其使用位於絕緣基板上之以薄膜材料形成的微結構。使用以薄膜材料形成之微結構而不使用光學方法的本發明係為一種小型(小尺寸)粒子偵測感測器，且其量測時間短。
根據本發明，由於一種粒子偵測感測器係使用薄膜材料而形成於絕緣基板上，故可提供低成本之粒子偵測感測器。
 實施形態
以下將參照附圖來說明各實施形態。但本發明並不限於以下敘述，因熟習該項技藝者可在不脫離本發明的精神及範圍下，輕易地對這些實施形態及細節做出各種變更。因此，本發明不應受限於在此所建構之形態。此外，在配合附圖來說明本發明之結構的敘述中，不同的圖式係共用相同的元件符號，以代表相同元件或具有相同功能的元件。
實施形態1
在此實施形態中，將敘述粒子偵測感測器之偵測單元的結構。
第1A圖顯示偵測單元的剖面圖。在偵測單元10中，偵測器11係設置於容器12中，且過濾器13係設置於偵測器11上。可使用偵測器11而偵測到偵測物體。在此，偵測孔係設置於偵測器11上，且最好在偵測物體被吸附於該偵測孔時執行偵測。此外，藉由使用過濾器13來防止大於偵測物體的物品混入。為了增加偵測準確度，最好以在容器12的上表面上設置遮蓋物15並在使用前立即將遮蓋物15移除的方式來使用該偵測單元。此外，最好亦裝附遮蓋物15，以防止外來物質在攜帶時附著，並防止感測器區域破裂。偵測器11可由容器12和遮蓋物15所保護。此種將遮蓋物15裝附於容器12，亦即偵測單元10的封裝最好在乾淨的環境下進行，如在無塵室中，以防止外來物質混入。遮蓋物15的形態並不受限，只要其可覆蓋設置於容器12上的過濾器13即可。舉例來說，可使用具有低黏著力並可輕易被剝除的密封膠帶或金屬膜，或是可移除地設置之薄板來形成遮蓋物15。
另外，連接部16係設置於容器12的側表面。本發明之粒子偵測感測器可具有連接至具有連接部16之偵測單元10的進氣單元。使用該進氣單元可在感測器中保持降低的壓力，且因此，偵測物體可被準確地吸附於偵測孔。為了使偵測物體被吸附於偵測孔，該偵測器可旋轉以藉由慣性力來造成吸附，或是可對偵測孔施加風壓負載以造成吸附。換言之，可由該進氣單元產生氣流而使得物體流入該偵測孔。
如第1B圖所示，連接部16設有及於容器12的孔(連接孔)21和用以產生電子式連接的連接區22。連接部16可設有O形環等等，以便連接偵測單元10和進氣單元20。進氣單元20可具有顯示區域26或算術邏輯單元(ALU)27。顯示區域26可顯示偵測結果、操作方法等等。可使用算術邏輯單元(ALU)27來執行偵測結果的編譯或偵測條件的設定。
偵測單元10係連接至進氣單元20，在一段時間期間採入含有偵測物體的空氣，而在該時間期間可計算偵測物體的數目。先使用過濾器13將外來粒子從由進氣單元20所採入的空氣中移除。因此，過濾器13的粗度係設定為，例如，在100 μm~1 mm使偵測物體通過。在此，可提供一堆具有範圍為100 μm~1 mm之不同粗度的複數個過濾器。
已通過過濾器13之包含於空氣中的偵測物體會由偵測器11所捕獲，且其數目可被偵測。由於最好偵測每單位面積之偵測物體的數目，故最好在每次量測時操作該進氣單元一固定時間，以獲得可比較的背壓。因此，每次量測時，採入含有偵測物體之空氣的時間最好為固定，並可設置計時器。舉例來說，在進氣單元20的算術邏輯單元(ALU)27上設置計數器電路，且可量測固定時間。
由於第1A和1B圖所示之偵測單元10係獨立於進氣單元20，故偵測單元10可輕易地被替換。具體來說，偵測器11可被移除，且可以新的來替換使用過的。抑或，可將使用過的加以清潔以重複使用。
可藉由結合主要電池或輔助電池來操作進氣單元20，而非將其連接至家用AC電源。抑或，可藉由將該進氣單元連接至安裝於車上之約為6 V~24 V的直流(DC)電源供應器來加以操作。
因此，可獲得包括具有偵測器之偵測單元和進氣單元的粒子偵測感測器。
在此實施形態中，偵測單元10和進氣單元20係分開的；然而，可在該偵測單元上提供進氣功能，或是可另外提供顯示功能。在本發明中，MEMS結構係用於偵測單元的偵測器，且其他結構不受限。
實施形態2
在此實施形態中，將敘述在粒子偵測感測器上(例如在進氣單元上)提供無線通訊功能以便執行無線通訊的情況。
如第11A圖所示，在以無線方式供應電力的情況中，進氣單元20係包括具有天線和共振電容器的共振電路702、電力電路703、時脈產生電路704、解調電路705、控制電路706、以及調變電路709。當然，進氣單元20包括進氣機構708(例如泵等等)和用於進氣的電源供應器713。另外，進氣單元20係設有外部之感測器電路707。感測器電路707係設於偵測單元10之上。
共振電路702係接收由天線710所傳送的電波，並在天線的兩端產生AC信號。產生的AC信號包括例如由天線710所傳送之指令的資訊，且該AC信號可供應感測器電路707的電力，或另外供應進氣單元20的電力。在電力電路703中，共振電路702所產生的AC信號係使用二極體來加以整流，並使用電容器加以平流，藉此產生電源供應電壓並將其供應至各電路。時脈產生電路704會基於共振電路702所產生的AC信號而產生具有各種頻率的時脈信號。解調電路705會解調共振電路702所產生的AC信號中所包含的資訊。控制電路706會由經解調之信號取出指令，並根據該指令而藉由控制感測器電路707來執行一連串的操作。另外，可設置用於檢查經解調之信號是否具有誤差的電路。接著，將寫入指令發送至感測器電路707，並將儲存在暫存器等等的資訊儲存在感測器電路707的預定記憶體區中。自然地，該資訊可被直接儲存而不需被儲存在暫存器中。控制電路706可送出讀取指令至感測器電路707以讀取資訊。接著，產生由控制電路706中的編碼電路所編碼之信號，並將其輸出至調變電路709。調變電路709具有基於經編碼之信號來調變載波的功能。
感測器電路707最好可設有記憶體。藉由使用該記憶體，偵測到之偵測物體的數目可被記錄，或是量測的位置資訊可被儲存。自然地，該記憶體可被設置於進氣單元上。該記憶體可由選自以下之一或多者所形成：DRAM(動態隨機存取記憶體)、SRAM(靜態隨機存取記憶體)、FeRAM(鐵電隨機存取記憶體)、遮罩ROM(唯讀記憶體)、PROM(可程式化唯讀記憶體)、EPROM(電子式可程式化唯讀記憶體)、EEPROM(電子式可抹除可程式化唯讀記憶體)、及/或快閃記憶體。
可與共振電路702無線通訊的天線710係透過通訊線711而連接至資訊處理裝置712，且可在資訊處理裝置712的控制之下於天線和進氣單元20之間實行資訊的傳送與接收。關於此種天線710，可應用連接至公共電話的基地台。天線710和資訊處理裝置712可藉由例如紅外線通訊之無線通訊來傳送及接收資訊。此種資訊處理裝置712可被安裝於公共電話上。
在無法以由電力電路703所供應的電力操作進氣機構708的情況中，其可以由用於進氣之電源供應器713所供應的電力加以操作。設置於進氣單元中的電池可被用以作為用於進氣之電源供應器713。
在如第11A圖所示，將具有感測器電路707的偵測單元連接至進氣單元20的情況中，該偵測單元(至少該偵測器)可被取代。
如第11B圖所示，進氣單元20可包括感測器電路707。當進氣單元20與感測器電路707整合時，該粒子偵測感測器的大小可被縮減。
進氣單元20並不限於上述結構，且其可具有中央處理單元(CPU)、壅塞控制電路等等。另外，在此實施形態中，係由天線710將電力供應至進氣單元20；但本發明不限於此。舉例來說，進氣單元20可僅以無線方式將資訊傳送至天線710以及自天線710接收資訊，並可僅自內部的電池獲得電力。
以此方式，可藉由無線通訊來供應偵測物體資訊或電力。應注意，在此實施形態中，進氣單元20具有無線通訊的功能；抑或，該偵測單元可具有無線通訊功能。
在此實施形態中，進氣單元會執行無線通訊；然而，該進氣單元可執行有線通訊。當實行有線通訊時，可在短時間內傳送及接收許多資訊，並可自固定之電源供應器獲得電力。
此實施形態可與上述實施形態自由結合。
實施形態3
在此實施形態中將說明，偵測單元的偵測器及其行為。
如第2圖所示，偵測器750具有形成偵測元件的胞元陣列756和驅動器電路。該驅動器電路包括行驅動器751、列驅動器752、選擇器753、以及讀取電路754。
行驅動器751具有回應於將一任意位元線定址之位址信號而供應信號至選擇器753的功能。選擇器753具有回應於行驅動器751的信號來選擇被定址之位元線的功能。列驅動器752具有回應於將一任意字元線定址之位址信號來選擇被定址之字元線的功能。經由上述操作，對應於該位址信號的一偵測元件757係由該些偵測元件之中被選擇。另外，讀取電路754會讀取被選擇之偵測元件中的資訊並將其輸出。
胞元陣列756具有位元線Bm(m＝1~x)、字元線Wn(n＝1~y)、以及位於該些位元線和該些字元線之各個交點上的偵測元件757。此外，位元線Bm係由選擇器753所控制，字元線Wn係由列驅動器752所控制。應注意，偵測元件757可為連接有電晶體的主動型或是僅由該元件所形成的被動型。
接著，將說明偵測元件757的結構。偵測元件757包含具有MEMS結構的開關裝置(稱為MEMS開關)。該MEMS開關包含一對電極，該對電極具有其中該對電極係部份接觸的橋接結構，且當該對電極藉由偵測物體的吸附而彼此分開時，可偵測到一偵測物體。應注意，舉例來說，該橋接結構表示一種形成於基板上的結構；其各端皆被固定且其中央不接觸該基板，或是該結構係部份固定於該基板且其他部份不接觸該基板。該MEMS開關的結構或製造方法將敘述於以下實施形態中。
第2圖所示之偵測元件757為具有電晶體和MEMS開關的主動型元件。由薄膜材料所形成的薄膜電晶體(亦稱為TFT)或由矽晶圓所形成的MOS電晶體可被應用於該電晶體。應注意，在使用由薄膜材料所形成的TFT之情況中，偵測器可被製為較輕薄。另外，由於TFT可被形成於例如玻璃基板的絕緣基板上，故可以低價提供偵測器。
包括於電晶體中的閘極電極係連接至字元線Wy，且電晶體中所包括的源極電極或汲極電極其中任一者係連接至位元線Bx，而另一者則連接至MEMS開關。MEMS開關的下電極係電子式連接至電晶體中所包括的源極電極和汲極電極其中一者。MEMS開關的上電極可作為共用電極而由各偵測元件所共用。
接著，將參照第5圖來敘述主動型偵測元件757的讀取資訊操作。應注意，在此實施形態中，該偵測元件應在MEMS開關未分離而導通的初始狀態下儲存「0」之值，且該偵測元件應在MEMS開關因偵測物體之吸附等等而不導通的狀態下儲存「1」之值。
初始狀態的電阻值為低態，而改變之後的偵測元件之電阻值會變為高態。此種電阻值之變化係由讀取電路754所讀取。為了判定電阻值之變化，讀取電路754係包括電阻器790和感測放大器791。資訊係以如下方式加以讀取：在形成MEMS開關的該對電極之間施加電壓，並判定偵測元件757處於電阻值相對低的初始狀態或處於電阻值相對高之改變後的狀態。因此，可藉由電阻區別(resistance division)來讀取資訊。
舉例來說，將說明讀取是否在第m行第n列的MEMS開關783中捕獲偵測物體的資訊之情況。首先，由行驅動器751、列驅動器752、以及選擇器753選擇第m行的位元線Bm和第n列的字元線Wn。接著，配置於第m行第n列之偵測元件757中所包括的電晶體781被導通；因此，MEMS開關783和電阻器790會被串連。電阻器790之一端的電位應為Vdd。關於此種偵測元件，第5圖所示之點P處的電位係根據MEMS開關783的電流特性加以判定。
假設在偵測元件處於初始狀態之情況中位於點P的電位為V1，而在改變之後該偵測元件分離的情況中位於點P的電位為V2；藉由使用滿足V2>Vref>V1的參考電位Vref，可讀取有關偵測物體是否被吸附於偵測元件的資訊。具體來說，當該偵測元件處於初始狀態時，感測放大器791的輸出電位為高態。同時，當該偵測元件處於改變後之狀態時，感測放大器791的輸出電位為低態。
根據上述方法，讀取電路754係使用電阻區別和MEMS開關783之電阻值之間的差而以一電壓值來讀取MEMS開關783中的資訊。抑或，可以一電流值讀取MEMS開關783中的資訊。應注意，本發明的讀取電路754並不限於上述組態。任何組態皆可被用於讀取電路754，只要偵測元件中的資料可被讀取即可。
具有此種組態的MEMS開關783會從「0」狀態改變為「1」狀態。另外，由邏輯值「0」到邏輯值「1」的改變不可反轉。抑或，當使用彈性足夠的材料來作為MEMS開關之電極的材料時，可使用其中曾經分離之電極會在該些電極為無載時接觸的結構。
在此實施形態中的胞元陣列中，小於用於偵測之孔的粒子會穿過該些孔。因此，未被當作目標的小粒子在通過該些孔時會無法被偵測到。
另外，在該胞元陣列中，當在一基板上形成包括各具有不同直徑之偵測孔的偵測元件時，可根據電晶體的座標來偵測被捕獲之偵測物體的大小和數目。因此，即使在花粉為偵測物體的情況中，仍可根據植物種類和生長狀況而偵測到具有不同大小的花粉粒。
偵測孔的形狀不限於圓形，且偵測孔可為矩形或橢圓形。
使用本發明的偵測方式，可偵測任何具有類似直徑的球狀粒子。
應注意，此實施形態可結合上述任何實施形態來加以實行。
實施形態4
在此實施形態中，將敘述設於偵測單元上之MEMS開關的概念。
可使用具有橋接結構的電極301和302來形成MEMS開關，且在該橋接結構中該些電極係部份接觸(見第3圖)。可吸附偵測物體的偵測孔306係被設置於電極301和302之間。換言之，電極301和302係設於流入偵測孔306之氣流的路徑上。
接著，偵測物體係被吸附於MEMS開關的偵測孔。舉例來說，設有該MEMS開關之處的氛圍壓力會降低，偵測物體因而被吸附於偵測孔。此種偵測物體會使MEMS開關處於ON狀態(接觸狀態)或OFF狀態(非接觸狀態)。ON狀態表示當偵測物體未與電極301和302接觸時，電極301和302實際接觸且電流會藉由電極301和302之電子連接而流通的狀態。同時，OFF狀態表示電極301和302藉由偵測物體實際分開的狀態，且在缺乏電極301和302之電子連接下，電流無法流通。因此，當偵測物體被吸附於偵測孔時，電極301和302會分開並建立OFF狀態。
第3圖顯示MEMS開關的上視圖，而第4A~4C圖分別顯示MEMS開關的剖面圖、MEMS開關在ON狀態下的剖面圖、以及MEMS開關在OFF狀態下的剖面圖。電極301和302係形成於偵測孔中，亦即形成於設有開口的基底300上。基底300在偵測孔處的端部最好可為錐形。因此，可快速地捕獲偵測物體。在該基底的端部為錐形的情況中，偵測孔306會在角度較小的基底之端部之間具有第一直徑(t4)，以及在角度較大的基底之端部之間具有第二直徑(t5)，且該第二直徑係大於該第一直徑。第一直徑(t4)最好小於偵測物體的直徑。最好是，第一直徑(t4)約為偵測物體之直徑的60%~90%。在此，係將第一直徑(t4)決定為幾乎和與該偵測物體之底部接觸點相距該偵測物體直徑20%~30%的位置之直徑相同，其中該第一直徑(t4)約為該偵測物體直徑的60%~90%。當偵測孔的直徑約為偵測物體之直徑的60%~90%時，電極301和302可因偵測物體之吸附而有效地分開。
可對應於第二直徑(t5)來決定基底300在偵測孔處的錐形角度。該錐形邊角最好為圓狀。
電極301的長度(t1)、電極302的長度(t2)、以及該些電極重疊處之部份的長度(t3)可對應於偵測孔306的直徑而決定。當重疊長度(t3)較長時，電極301和電極302的接觸面積會較大，使得電阻值可被降低。電極301的長度(t1)和電極302的長度(t2)最好約為偵測孔306之直徑的一半。這是因為電極301和302的重疊區域可被設於偵測孔306的中心。
在此狀態中，可藉由進氣單元來降低設有該MEMS開關之氛圍的壓力。因此可改善偵測物體的吸附準確度。
第4B圖顯示偵測物體305接觸電極301和302之前之狀態的剖面圖。電極301和302彼此接觸，其允許電流流動，且電阻會降低。此種狀態稱為ON狀態。
第4C圖顯示偵測物體305與電極301和302接觸之狀態的剖面圖。當偵測物體305與電極301和302接觸時，電極301和302會分開而使得電流無法流通，且電阻會提高。此種狀態係稱為OFF狀態。
由於MEMS開關係設置於降低壓力之氛圍中，故偵測物體305會主動地被吸附於偵測孔306。當偵測孔306的大小，亦即電極301和302之間的距離被判定時，可判定將被偵測之偵測物體的大小。當具有不同大小的偵測孔被設置於一基板上時，可偵測到具有不同大小之偵測物體。
由於花粉一般係帶正電，故電極301和302中最好流有負電流。
此實施形態中所述之MEMS開關的結構僅為一範例，且任何的結構皆可被使用，只要該對電極會在偵測物體被吸附於偵測孔之前相接觸，以及該對電極會由偵測物體的吸附所分離即可，而不限於第4A~4C圖所示的結構。MEMS開關的結構亦可具有至少一個可轉換的導體以及具有開口的基底，且該一導體位於該基底和該開口下方。
此外，在上述說明中，偵測物體係在MEMS開關由ON狀態改變至OFF狀態時被偵測到；然而，當MEMS開關由OFF狀態改變至ON狀態時亦可偵測到偵測物體。
舉例來說，如第16A圖所示，製備處於電極301和302未接觸之OFF狀態的MEMS開關。偵測孔306為可捕獲偵測物體之孔。在偵測具有相同大小之偵測物體的情況中，係將基底300處理為相較於第4A~4C圖具有較大深度與較短直徑。
第16B圖顯示偵測物體305接觸電極301和302之前之狀態的剖面圖。電極301和302實際上並未彼此接觸，亦即處於在缺乏電極301和302之電子連接下電流無法流通的OFF狀態。
第16C圖顯示偵測物體305與電極301和302接觸的狀態之剖面圖。當偵測物體305與電極301和302接觸時，電極301和302會實際彼此接觸，此即電流會藉由電極301和302之電子連接而流通的ON狀態。由於相較於OFF狀態，ON狀態的電阻較高，故可藉由讀取電阻來計算偵測物體的數目。
應注意，此實施形態可結合上述任何實施形態來加以實行。
實施形態5
在此實施形態中，將敘述用於偵測花粉之本發明的粒子偵測感測器之使用。
如第12圖所示，本發明之粒子偵測感測器係設置於某些由基地台所控制之區域。舉例來說，具有粒子偵測感測器A之人係位於由基地台A所控制之區域A。同時，具有粒子偵測感測器B和C之人係分別位於分別由基地台B和C所控制之區域B和C。可藉由粒子偵測感測器A~C來計算區域A~C中的花粉粒數目。
另外，許多區域的花粉資訊可使用粒子偵測感測器A~C的通訊功能來累積。粒子偵測感測器可藉由將該些粒子偵測感測器連接至行動電話而具有通訊功能。應注意，粒子偵測感測器本身可具有通訊功能。使用具有通訊功能的粒子偵測感測器可將花粉位置和花粉量之資訊發送至最接近的基地台。基地台會將資訊傳送至中央管理中心，藉此收集許多區域的花粉資訊。
中央管理中心會將收集到的資訊視為花粉量，判定相較於週邊區域該花粉量為較多或較少，並可將結果發佈至行動電話。另外，可使用顯示裝置等等來將收集到的花粉量資訊提供給包括量測者的許多人。舉例來說，顯示各區域之花粉量多寡的花粉地圖係基於收集到的花粉量資訊而建立。可將該花粉地圖發佈至行動電話或顯示於顯示裝置上。
另外，若量測者輸入氣候或量測區域為室內或室外的資訊，則可獲得更準確的資訊。
在本發明之偵測單元係以無線方式將信號傳送至基地台/自基地台以無線方式接收信號的情況中，當偵測單元藉由共振電路702接收到由天線710所傳送的電波時，電力電路703會產生電源供應電位。另外，藉由解調電路705自接收到的電波解調資訊。資訊係由調變電路709所傳送。以此方式，偵測單元可透過無線通訊將資訊傳送至基地台以及自基地台接收資訊。
接著，將敘述粒子偵測感測器、基地台、中央管理中心、以及顯示裝置的組態。
如第13圖所示，粒子偵測感測器350具有偵測器351。偵測器351設有上述實施形態中所述之MEMS開關和驅動器電路。粒子偵測感測器350包括顯示偵測結果的顯示區域352和輸入資訊的輸入單元353。位置資訊可被輸入至輸入單元353。該位置資訊包括目前位置和目的地。另外，可設置作為管理位置資訊之系統的位置資訊控制裝置354，例如GPS。使用位置資訊控制裝置354可自動地獲得量測者的位置資訊，且量測者不需輸入位置資訊。粒子偵測感測器350具有儲存獲得之資訊的記憶裝置355。粒子偵測感測器350具有基於偵測結果來計算偵測數目的運算裝置356。運算裝置356可使從偵測器351之驅動器電路所獲得的偵測數目總數和偵測區域相關聯。另外，粒子偵測感測器350可藉由被設置有通訊裝置357而與基地台360通訊。可將有線通訊或無線通訊應用於該通訊。可藉由連接公共電話之電話站等等和通訊裝置來執行有線通訊。因此，有線通訊具有資訊傳送之區域上的限制。應注意，在有線通訊的情況中，傳送之資訊量係大於無線通訊的情況，且可在短時間內執行傳送，此為較有利的。
顯示區域352、輸入單元353、位置資訊控制裝置354、記憶裝置355、運算裝置356、或通訊裝置357可由外部設置於粒子偵測感測器350上，或是設置於進氣單元上。舉例來說，藉由將行動電話連接至粒子偵測感測器350，粒子偵測感測器350至少可裝配有顯示區域352、輸入單元353、位置資訊控制裝置354、運算裝置356、以及通訊裝置357。
基地台360包括用於將資訊傳送至粒子偵測感測器350/自粒子偵測感測器350接收資訊的第一通訊裝置361。基地台360包括用於將資訊傳送至中央管理中心370/自中央管理中心370接收資訊的第二通訊裝置362。一通訊裝置可作為第一通訊裝置361和第二通訊裝置362兩者；然而，其最好被分別設置，以連續自粒子偵測感測器350獲得新的資訊，並相繼將資訊傳送至中央管理中心370。第一通訊裝置361最好執行無線通訊，而第二通訊裝置362可執行有線通訊。此係因難以固定粒子偵測感測器350和基地台，同時，基地台360和中央管理中心370通常是固定的。
中央管理中心370具有算術處理單元371、記憶裝置372、第一通訊裝置373、以及第二通訊裝置374。使用算術處理單元371可分析累積之花粉資訊等等，並可形成花粉地圖。記憶裝置372可儲存累積之花粉資訊和經分析的花粉資訊等等。第一通訊裝置373可與基地台360通訊，而第二通訊裝置374可與顯示裝置380通訊。由於顯示裝置380通常亦為固定的，故第二通訊裝置374可執行有線通訊。
顯示裝置380包括驅動器電路區域381和顯示區域382。顯示區域382可顯示經分析的花粉資訊等等。驅動器電路區域381具有透過第二通訊裝置374將從中央管理中心370所獲得的資訊轉換為視頻資訊並基於該視頻資訊來控制顯示的功能。
使用粒子偵測感測器350、基地台360、中央管理中心370、以及顯示裝置380，可將花粉資訊提供給包括量測者的許多人。
第14A~14C圖顯示提供花粉資訊的流程圖。如第14A圖所示，係使用粒子偵測感測器在某一區域實行花粉偵測(401)。接著，使用設於粒子偵測感測器上的算術電路來獲得偵測結果(402)。該偵測結果係經由通訊裝置而被傳送至基地台，並接著被傳送至中央管理中心(403)。中央管理中心可基於被傳送之偵測結果而執行分析和總和(404)。在此，係收集許多花粉資訊，且可形成與位置有關的花粉資訊。該結果係被提供以作為花粉資訊(405)。舉例來說，記載有花粉量的花粉地圖可被提供為花粉資訊之一。
第14B圖顯示另一模式。首先，將目的地傳送至中央管理中心(411)。接著，可獲得該區域的花粉資訊(412)。具體來說，基於累積之花粉資訊的目的地之花粉資訊或是所形成的花粉地圖係由該中央管理中心所提供。
抑或，如第14C圖所示，藉由直接存取記錄有藉由中央管理中心所獲得之花粉資訊等等的伺服器(421)，可獲得花粉資訊(422)。
因此，可使用配備有MEMS開關的粒子偵測感測器來收集各地的花粉資訊，且可將該資訊提供給許多人。可藉此提高花粉資訊的準確度，並可獲得目前位置之花粉資訊以外的目的地之花粉資訊。
在此實施形態中係敘述透過基地台將偵測結果傳送至中央管理中心的情況；抑或，偵測結果可直接被傳送至中央管理中心。
在此實施形態中係敘述使用由人所攜帶之粒子偵測感測器的情況；但亦可使用以某些間隔加以固定之粒子偵測感測器來收集花粉資訊。
應注意，此實施形態可結合上述任何實施形態來加以實行。
實施形態6
本發明之粒子偵測感測器可使用矽晶圓而透過半導體元件製程來加以製造；然而，為了達成大量生產，此種製程係具有降低成本的爭議。據此，此實施形態將敘述使用薄膜材料在絕緣基板上形成本發明之微結構的製程，其中該絕緣基板可以較矽晶圓低的成本來加以形成，且該微結構係進一步與半導體元件整合。應注意，在此實施形態中，係使用薄膜電晶體來作為半導體元件。
第6A圖顯示上視圖，而第6B圖顯示沿著線O－P的剖面圖。首先，準備絕緣基板101。絕緣基板101可為玻璃基板、石英基板、塑膠基板等等。另外，可使用其上形成有絕緣層的導電基板(例如金屬)或半導體基板(例如矽基板)。藉由在塑膠基板上形成微結構，可形成具有高可撓性且薄的粒子偵測感測器。另外，藉由形成以拋光等等方式而使其變得較薄的玻璃基板，亦可形成粒子偵測感測器。
藉由CVD或濺鍍在絕緣基板101上形成基層102(見第6B圖)。可使用矽的氧化物(如氧化矽)、矽的氮化物(如氮化矽)、或矽的氧氮化物將基層102形成為單層或分層結構。在此實施形態中，係對基層102採用雙層結構。如基層102的第一層，可藉由使用SiH4 、NH3 、N2 O、和H2 作為反應氣體的電漿CVD，將氧氮化矽層形成為10 nm~200 nm(較佳為50 nm~100 nm)的厚度。在此實施形態中，氧氮化矽層被形成為50 nm的厚度。接著，如基層102的第二層，可藉由使用SiH4 和N2 O作為反應氣體的電漿CVD，將氧氮化矽層形成為50 nm~200 nm(較佳為100 nm~150 nm)的厚度。在此實施形態中，氧氮化矽膜被形成為100 nm的厚度。
接著，將形成半導體元件的半導體層104形成於半導體元件區152中，但不形成於微結構區151中。可由矽材料或含有矽和鍺的材料來形成該半導體層。該半導體層可呈非晶狀態、多晶狀態、或是微晶狀態。接著，將半導體層104處理為任意形狀。在此實施形態中，半導體層104被處理為矩形(見第6A圖)。半導體層104係藉由使用微影和乾式蝕刻來將光阻圖案化而加以處理。
接著，閘極絕緣層105係形成於半導體層104上(第6B圖)。可使用與用於形成基膜102類似之材料、結構、及方法來形成閘極絕緣層105。在此實施形態中，藉由電漿CVD來形成厚度為115 nm(組成比例：Si＝32%，O＝59%，N＝7%，以及H＝2%)的氧氮化矽層以作為閘極絕緣層105。
關於閘極絕緣層105的材料，可使用有機材料而非無機材料。舉例來說，可使用含矽的有機材料而藉由旋佈塗層或利用塗層的應用方法來形成閘極絕緣層105。
另外，關於閘極絕緣層105的材料，可使用具有高介電常數的金屬氧化物，例如氧化鉿(Hf)。當使用此種高介電常數材料來形成閘極絕緣層時，可以低電壓驅動該半導體元件；因此可獲得低功率消耗的半導體裝置。
可以高密度電漿處理來形成閘極絕緣層105。該高密度電漿處理是電漿密度為1×101 1 cm－ 3 或更高，較佳為1×101 1 cm－ 3 ~9×101 5 cm－ 3 ，並使用例如微波之高頻(舉例來說，頻率：2.45 GHz)的電漿處理。當在此條件下產生電漿時，低電子溫度為0.2 eV~2 eV，因而產生低電子溫度之電漿。因此，藉由高密度電漿(其特徵為低電子溫度)，可因作用物種的動能很低而形成電漿損害小且缺陷少的薄膜。
將其上已形成有半導體層104的絕緣基板，亦即形成物體，設置於能夠進行此種電漿處理的膜形成腔中，且用於產生電漿的電極(其為天線)和靶材(target)之間的距離係設定為20 mm~80 mm，較佳為20 mm~60 mm，然後執行高密度電漿處理。此種高密度電漿處理可使低溫製程(基板溫度：400℃或更低)為可能。據此，可使用具有低耐熱性的玻璃或塑膠來作為絕緣基板101。
膜形成腔中的氛圍可為氮氛圍或氧氛圍。氮氛圍典型為氮和稀有氣體的混合氛圍，或是氮、氫、和稀有氣體的混合氛圍。可使用氦、氖、氬、氪、及氙其中至少一者來作為該稀有氣體。另外，氧氛圍典型為氧和稀有氣體的混合氛圍；氧、氫、和稀有氣體的混合氛圍；或是一氧化二氮和稀有氣體混合氛圍。可使用氦、氖、氬、氪、及氙其中至少一者來作為該稀有氣體。
如上述所形成的絕緣層係稠密且不太會對其他膜造成損害。另外，可改善絕緣層和將與其接觸之層之間的介面之狀態。舉例來說，當以高密度電漿處理形成閘極絕緣層105時，可改善與半導體層104之介面的狀態。據此，可改善半導體元件的電子特性。
在此，係敘述使用高密度電漿處理來形成閘極絕緣層105的情況；然而，亦可藉由高密度電漿處理來形成基層102或其他絕緣層。半導體層104的表面可藉由高密度電漿處理加以改善。因此，可改善介面之狀態，並改善半導體元件的電子特性。應注意，在第6A圖的上視圖中，係省略絕緣基板101、基層102、以及閘極絕緣層105。
接著，如第7A和7B圖所示，在閘極絕緣層105上形成閘極電極107以及導電層，該導電層稍後將成為形成用以降低壓力之微通道的犧牲層108。該導電層可使用例如鈦(Ti)、鋁(Al)、鉬(Mo)、鎢(W)、或鉭(Ta)之金屬，或是含有該金屬之氮化物的材料而藉由濺鍍或CVD所形成。導電層可具有單層結構或分層結構。該導電層係藉由使用微影和乾式蝕刻將光阻遮罩圖案化而加以處理為一形狀。如蝕刻之範例，可使用ICP(電感式耦合電漿)蝕刻。於此，係適當地調整蝕刻條件(施加至線圈電極的電力量、施加至基板101側之電極的電力量、絕緣基板101側之電極的溫度等等)。關於蝕刻氣體，可適當地使用以氯為基的氣體(以Cl2 、BCl3 、SiCl4 、CCl4 等等為代表)；以氟為基的氣體(以CF4 、SF6 、NF3 等等為代表)；或是O2 。經處理之導電層係作為閘極電極107或犧牲層108。
此外，當形成閘極電極107時，閘極電極107的端部最好可為錐形。舉例來說，可藉由非等向性蝕刻而使用蝕刻率差異來使具有分層結構的閘極電極為錐形。
在此，因考慮在蝕刻掉犧牲層108之後形成用以降低壓力的微通道，故犧牲層108的厚度最好為1 μm以上和3 μm以下；同時，有鑑於微型裝配(microfabrication)，閘極電極不需此種厚度。然後，藉由使用形成有曝光遮罩的遮罩(該曝光遮罩係設有形成有具有繞射光柵圖案之輔助圖案的光阻遮罩或具有降低強度之功能的半透射膜)，可使將作為閘極電極107的部份變薄。舉例來說，可使閘極電極107的厚度約為犧牲層108之厚度的一半。在使用具有降低光強度之功能的曝光遮罩之情況中，該區的光透射比可被控制在10%~70%的範圍中。當使用此種曝光遮罩來曝光光阻遮罩時，可形成具有不同膜厚度的光阻遮罩。藉由使用具有不同膜厚度的光阻遮罩來處理導電層，可使閘極電極107的膜厚度和犧牲層108的厚度不同。
此外，藉由重複沉積和處理，犧牲層108可具有所欲之厚度，以具有和閘極電極不同的厚度。在重複膜形成或處理的情況中，可降低肇因於膜形成之犧牲層的應力。
接著，形成半導體元件的半導體層104係被添加雜質元素，以形成n型雜質區112和p型雜質區111。係以離子摻雜或離子植入來添加該些雜質元素。關於傳授n－型導電性的雜質元素，典型係使用磷(P)或砷(As)，而關於傳授p－型導電性的雜質元素，可使用硼(B)。最好以1×102 0 /cm3 ~1×102 1 /cm3 的濃度範圍將雜質元素添加於n型雜質區112和p型雜質區111。此種具有不同極性的雜質區可藉由利用微影來形成光阻遮罩及添加雜質元素而選擇性地形成。
隨後，藉由CVD形成氧化矽或氮化矽之絕緣層，並以垂直方向非等向性地蝕刻該絕緣層，藉此形成與閘極電極107之側表面接觸的絕緣層110(下文中稱為側壁110)(第7A圖)。藉由使用側壁110可防止由閘極長度減少所導致的短通道效應。
此時，形成與犧牲層108之側表面接觸的側壁109。在未形成與犧牲層108之側表面接觸的側壁之情況中，犧牲層108會被遮罩所覆蓋。另外，當在用於側壁之絕緣體被形成於將會形成犧牲層108之區域中的狀態下執行以遮罩覆蓋時，該遮罩可被用來作為犧牲層108上的保護膜。
接著，具有n型雜質區112的半導體層104係被添加雜質元素，以便形成雜質濃度高於設在側壁110下方之n型雜質區112的高濃度n型雜質區115。以類似方式，可形成雜質濃度高於設在側壁110下方之p型雜質區111的高濃度p型雜質區116。由於相較於n－型半導體元件，短通道效應幾乎不會發生在p－型半導體元件中，故會存在不形成p型雜質區111的情況。
另外，在閘極電極107具有錐形側面的情況中，不需形成側壁110。在此情況中，當添加雜質元素時，可同時形成n型雜質區112和高濃度n型雜質區115。以類似方式，可藉由添加雜質元素而同時形成p型雜質區111和高濃度p型雜質區116。
在形成雜質區之後，最好實行熱處理以活化雜質元素。加熱爐、紅外光照射、或是雷射照射係被用於該熱處理。再者，在活化的同時，對於閘極絕緣層105或閘極絕緣層105和半導體層104之間的介面之電漿損害可被修補。尤其是當在室溫~300℃之氛圍中使用準分子雷射自表面或背面活化雜質元素時，可執行有效的活化。另外，可將YAG雷射的二次諧波用於該活化。使用YAG雷射的照射為較佳的活化機制，因YAG雷射所需的維修較少。
抑或，在形成由氧化矽或氮化矽所形成之絕緣層以覆蓋導電層或半導體層104之後，可執行熱處理、紅外光照射、或雷射照射。氧化矽或氮化矽中的氫可藉由熱處理、紅外光照射、或雷射照射所釋出。舉例來說，藉由CVD將氧氮化矽層形成為100 nm的厚度，然後使用清潔之烤箱在300℃~550℃下將其加熱1~12小時；因此，氧氮化矽層中的氫會被釋出，藉此終結半導體層中的懸鍵。
經由上述兩步驟，可形成n－型半導體元件118和p－型半導體元件119(第7B圖)。應注意，在第7A圖之上視圖中，係省略絕緣基板101、基層102、以及閘極絕緣層105。
隨後，將絕緣層125形成如第8B圖所示。絕緣層125可由具有絕緣特性的無機材料或有機材料等所形成。氧化矽或氮化矽可被用以作為無機材料。聚醯亞胺、丙烯酸(acrylic)、聚醯胺、聚醯亞胺醯胺(polyimide amide)、光阻、苯並環丁烯(benzocyclobutene)、矽氧烷、或聚矽氮烷(polysilazane)可被用來作為有機材料。矽氧烷之骨架結構係由矽(Si)和氧(O)之鍵結所形成，而至少含有氫的有機基團(例如，烴基基團或芳烴)則用以作為取代基(substituent)。氟基團亦可被用來作為取代基。抑或，可使用至少含有氫的有機基團和氟基團來作為取代基。聚矽氮烷係使用具有矽(Si)和氮(N)之鍵結的聚合物材料作為起始材料而形成。
接著，相繼地蝕刻絕緣層125和閘極絕緣層105以形成第一接觸孔128(第8A圖)。乾式蝕刻或濕式蝕刻任一者皆可用來形成第一接觸孔128。應注意，第8A圖之上視圖中係省略絕緣層125而示意性地顯示將被形成於絕緣層125中之接觸孔128的部份。
接著，在絕緣層125上和第一接觸孔128中形成導電層129，並將導電層129處理為任意形狀，藉此產生形成源極電極、汲極電極、以及電子電路的佈線(第8B圖)。由例如鋁(Al)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鎢(W)、及矽(Si)之元素所形成的膜，或是含有上述元素其中任一者之合金膜可被用於導電層129。舉例來說，可藉由結合光阻圖案化而使用微影和乾式蝕刻來處理導電層129。
另外，當由上方觀察到導電層129具有邊角時，最好將該邊角處理為圓狀。因此，可抑制粉塵的產生，並可改善良率。此亦適用於處理如閘極電極107之導電層的情況。
接著，形成絕緣層130(見第8B圖)。絕緣層130可以絕緣無機材料、絕緣有機材料等等來加以形成。絕緣層130的材料或製造方法係與絕緣層125類似。據此，可對絕緣層130使用和絕緣層125相同的材料，但亦可使用不同的材料來加以取代。
為了提高平坦度，最好以有機材料形成絕緣層125和130。另外，為了防止雜質進入等等，最好使用無機材料來形成絕緣層125和130。因此，當以無機材料形成絕緣層125而以有機材料形成絕緣層130時，可由絕緣層125防止雜質進入，並可由絕緣層130提高平坦度，此係較佳。
為了增加絕緣層125和130的平坦度，可以CMP(化學機械拋光)法拋光其表面。
絕緣層125和絕緣層130的總膜厚度(d)最好為10 μm~30 μm。關於偵測物體會被吸附於將在稍後形成於絕緣層125和130中的偵測孔之機制，其可被視為藉由此膜厚度，用以降低壓力的空氣路徑(稍後將形成之偵測孔和用以降低壓力的微通道)不會被填滿，且降低壓力時之進氣單元的負載可被減少。當偵測物體填滿該通道時，該通道會變窄，且進氣單元上的負載會增加。因此，形成有偵測孔之絕緣層125和130的膜厚度最好為10 μm~30 μm，其為等於或大於偵測物體之半徑的長度。應注意，在第8A圖之上視圖中係省略絕緣基板101、基層102、閘極絕緣層105、絕緣層125、導電層129、以及絕緣層130。
如第9A和9B圖所示，在絕緣層130上形成導電層，並藉由處理該導電層而形成將作為偵測器的第一電極132。可藉由濺鍍或CVD而以例如鈦(Ti)、鋁(Al)、鉬(Mo)、鎢(W)、或鉭(Ta)之金屬，或是含有此種金屬之氮化物的材料來形成此種導電層。導電層可具有單層結構或分層結構。可藉由使用微影和乾式蝕刻的光阻圖案化來處理導電層。在此，經處理之第一電極132的形狀為長形且係沿著將在稍後形成於絕緣層125和130中的偵測孔之直徑而設置。舉例來說，第一電極132係被處理為具有偵測孔之直徑一半的長度。第一電極132具有懸臂結構，該懸臂結構下方係設有將作為偵測孔的空間；因此，在強度不足的情況下，可提供強化。舉例來說，氧化矽或氮化矽係形成於第一電極132之下以供強化。
接著，犧牲層133被形成於第一電極132上，且被處理為具有預定形狀。可藉由光阻圖案化而使用微影和乾式蝕刻來處理犧牲層133。犧牲層133可由含有例如鈦(Ti)、鋁(Al)、鉬(Mo)、或鎢(W)之金屬的材料所形成，或是亦可由矽層、氧化矽、氮化矽等等所形成。抑或，犧性層133可由為上述金屬和矽之化合物的金屬化合物所形成。另外，可將犧牲層133形成為具有單層結構或分層結構。在分層結構之情況中，可堆疊選自上述材料之一材料。可以任何對第一電極132具有蝕刻選擇性的材料來形成犧牲層133，同時，當使用和絕緣層125或絕緣層130相同的材料時，可輕易地完成處理。
此外，可在一步驟中處理第一電極132和犧牲層133。在此情況中，當由上方觀察時，第一電極132和犧牲層133的形狀通常會對應。第8A圖之上視圖顯示第一電極132和犧牲層133的形狀對應的情況。
接著，導電層係形成於犧牲層133上，且該導電層係被處理為預定形狀以形成第二電極134。第二電極134係使用懸臂結構，在該懸臂結構中，將作為偵測孔的空間係設置於其下方。可使用和被處理為第一電極132之導電層相同的材料和相同的方法來形成被處理為第二電極134的導電層。第二電極134為長形且係沿著將於稍後形成的偵測孔之直徑而設置。舉例來說，係將第二電極134的長度處理為偵測孔之直徑的一半。在此，可將第一電極132和第二電極134共同設置為跨越該偵測孔，且第一電極132和第二電極134的長度不需為偵測孔之直徑的一半。另外，可如第一電極132中所需一般提供強化。
此外，第一電極132和第二電極134之類的閘極電極最好被形成為當由上方觀看時越平滑越好。當將第一電極132和第二電極134形成為不具有邊角的形狀時，可減少粉塵的產生並減少造成破裂的裂痕。應注意，在第9A圖之上視圖中係省略絕緣基板101、基層102、閘極絕緣層105、絕緣層125、導電層129、以及絕緣層130。
如第10A和10B圖所示，絕緣層125和絕緣層130係被處理，以在第一電極132和第二電極134下方形成偵測孔136。具體來說，第一電極132和第二電極134係形成於偵測孔136上方，亦即氣流流入形成偵測孔之開口的路徑上方。絕緣層125和絕緣層130係藉由微影來加以處理，而偵測孔136係由濕式蝕刻或乾式蝕刻所形成。在製造偵測孔136時，用於蝕刻之遮罩(一般為光阻遮罩)最好為錐形而使得偵測孔136的端部亦為錐形。在使用乾式蝕刻的情況中，最好將偏壓電壓設定在相當高之準位以形成錐形端部。在使用濕式蝕刻的情況中，最好可將開口形成為半球狀。當由上方觀察時，偵測孔136的形狀可為圓形或矩形，且該形狀最好對應於將被偵測之偵測物體。
此外，偵測孔136具有及於犧牲層108的深度，並可將絕緣層125和絕緣層130的厚度決定為使得該偵測孔具有可讓將被偵測的偵測物體卡合的深度。此外，偵測孔136的側面最好為錐形或曲線形，以使偵測物體牢固地卡合。
當採用花粉來作為偵測物體的範例時，其大小會根據植物種類而在約30 nm~50 μm的範圍中變化，且該花粉為球狀。在偵測孔136中，至少一部份花粉粒可進入該孔中。據此，偵測孔的直徑最好約為將被偵測之花粉直徑的60%~80%。另外，一旦被吸附時，花粉必須不與偵測孔136分開。這是因為當分開時，花粉粒的數目無法被正確地計算。據此，偵測孔136的直徑為20 μm~40 μm且其側面最好為曲線形。
此外，當第一電極132和第二電極134具有兩懸臂彼此接觸的結構，亦即橋接結構時，因而可由於該些電極本身的彈性而保持接觸狀態。據此，連續狀態可被保持。抑或，第一電極132和第二電極134會在稍後之移除犧牲層108和犧牲層133及乾燥的製程中由凡得瓦力和肇因於毛細作用的弱靜電引力而彼此接觸；因此，可保持連續狀態。
當偵測物體被吸附於設置在第一電極132和第二電極134下方之偵測孔136時，第一電極132和第二電極134會因而彼此附著。
接著，犧牲層108和犧牲層133被移除(第10B圖)。可將濕式蝕刻或乾式蝕刻應用於犧牲層108和犧牲層133。蝕刻劑係由偵測孔136上方或由適當地設置之入口所導入。舉例來說，在使用鎢(W)作為犧牲層133的情況中，可藉由將犧牲層133浸泡於以3：5：2的比例混合28%的氨和31%的含氧水以及純水之溶液達約60分鐘來將其移除。在藉由此種混合溶液來蝕刻犧牲層的情況中，當例如聚醯亞胺或光阻的有機材料被用於絕緣層125或絕緣層130時，係存在難以抵抗氨的風險；因此，必須對處理時間或蝕刻後的形狀加以留意。
在使用矽(Si)來作為犧牲層108或犧牲層133的情況中，可使用HF和HNO3 的混合溶液(最好亦在該混合溶液中添加CH3 COOH)、KOH、NaOH、EPW(乙烯二胺鄰苯二酚(ethylenediamine pyrocatechol)和水的混合溶液)、EDP(乙烯二胺鄰苯二酚)、TMAH(tetraethylammonium hydroxide)、或聯胺而藉由濕式蝕刻將其移除。抑或，可使用XeF2 、SF6 和C4 F8 的混合氣體、或SF6 而藉由乾式蝕刻將其移除。由於此些蝕刻劑大多可對氧化矽(SiO2 )具有選擇性，故最好使用氧化矽作為絕緣層125。另外，KOH、EPW、EDP、TMAH、聯胺具有取決於結晶平面方位的蝕刻率非等向性，犧牲層108和絕緣層125的結晶狀態最好彼此不同。
在使用氧化矽(SiO2 )作為犧牲層108和犧牲層133的情況中，可使用HF和NH4 F的混合溶液、NH4 HF2 、或是緩衝之氫氟酸而藉由濕式蝕刻將其移除。抑或，可使用HF和NH4 F的混合氣體、SF6 和C4 F8 H2 的混合氣體而藉由乾式蝕刻將其移除。HF和NH4 F的混合溶液可具有對矽(Si)之選擇性。
在移除犧牲層108和犧牲層133之後，實行乾燥。在該乾燥製程中，第一電極132和第二電極134會由凡得瓦力和肇因於毛細作用的弱靜電引力而彼此接觸。自然地，第一電極132和第二電極134可因該些電極本身的重力或彈性而彼此接觸。
在移除犧牲層108之後所形成的空間會形成用以降低壓力之微通道138以作為空氣通道。當進氣單元被連接至形成用以降低壓力之微通道138的空間之一端時，用以降低壓力之微通道138中的壓力可被降低。另外，偵測孔136中的壓力可被降低。進氣單元等等係被連接；因此，當由形成偵測孔136或用以降低壓力之微通道138的空間上方產生向下流動的空氣時，接近偵測器的偵測物體會被吸附於偵測孔136。偵測物體會因降低的壓力等等而陷於偵測孔136。接著，設於下方的第一電極132會被推擠，並使第一電極132和第二電極134分開。因此，藉由讀取第一電極132和第二電極134接觸之狀態和其分開之狀態，可偵測出偵測物體是否被吸附於偵測孔136。作為偵測物體的花粉為球狀，以便緊緊地堵住偵測孔；因此，可輕易讀取到第一電極132和第二電極134分開之狀態。據此，偵測孔的形狀和大小會被決定，藉此僅偵測某一偵測物體。由於有多種花粉粒大小，故為了同時偵測具有第一大小的花粉粒和具有第二大小的花粉粒，係使偵測孔的大小有所差異。
另一方面，即使在偵測物體之形狀為球狀的情況下，當該偵測物體部份進入偵測孔136時，仍可將第一電極132和第二電極134分開。
在此實施形態中係由頂部執行偵測孔136的形成；然而，亦可由底部執行穿透蝕刻。舉例來說，犧牲層108係被暴露與移除。之後，絕緣層125和絕緣層130可被移除。
因此，可形成具有偵測孔136、第一電極132、以及第二電極134的微結構137。偵測孔136對應於第4A~4C圖所示之偵測孔306。具體來說，偵測孔表示物體可被吸附於其上的孔，且當可因該吸附而導致第一電極和第二電極之間的電阻改變時，其可作為偵測元件(第2圖所示之757)。據此，偵測孔及第一和第二電極的配置，亦即垂直關係，並不限於第10A和10B圖或第2圖所示之形態。應注意，在第10A圖所示之上視圖中係省略絕緣基板101、基層102、閘極絕緣層105、絕緣層125、導電層129、以及絕緣層130。
另外，如第17圖所示，可設置具有第二偵測孔141的絕緣層140以覆蓋第一電極132和第二電極134的端部。可以類似於絕緣層125的方式製造絕緣層140。藉由此結構，吸附物體的第一偵測孔136和被設置為與第一偵測孔136重疊以導入該物體的第二偵測孔141可作為偵測孔143。因此，可設置複數個偵測孔。另外，在設置複數個偵測孔的情況中，該些偵測孔不需被堆疊，且其係被設置為氣流會透過偵測孔而產生以導入物體，且偵測孔具有吸附的能力。
本發明之微結構137可由薄膜材料形成於絕緣基板上，使得成本可被降低。尤其，在使用矩形之絕緣基板的情況中，可較使用圓形矽晶圓來形成的情況獲得更多的微結構。
另外，具有偵測孔的元件和形成進氣單元的元件可同時形成在一基板上。在此情況中，相較於形成進氣單元之元件係個別地形成且被電子式連接至偵測孔的結構，其量產力可被改善。
應注意，此實施形態可結合上述任何實施形態來加以實行。
實施形態7
關於本發明中的矽層，可使用晶質矽層、非晶矽層等等。在此實施形態中，將敘述使用晶質矽層來作為半導體層104的情況。
首先，如第15A圖所示，非晶矽層161係形成於基層102上，該基層102為將形成半導體層的表面。可使用例如SH4 或Ar之材料氣體而藉由CVD來製造非晶矽層161。
然後，藉由熱處理使該非晶矽層結晶化，藉此獲得晶質矽層。熱處理可藉由雷射照射、使用加熱爐的加熱、利用由燈所發出的光之照射(下文中稱為燈退火)、或其組合來執行。
在使用雷射照射的情況中，可使用連續波雷射光束(下文中稱為CW雷射光束)或脈衝雷射光束。關於雷射光束，可使用由以下其中之一或更多所發出的雷射光束：Ar雷射、Kr雷射、準分子雷射、YAG雷射、Y2 O3 雷射、YVO4 雷射、YLF雷射、YAlO3 雷射、玻璃雷射、紅寶石雷射、變石雷射(alexandrite laser)、Ti：藍寶石雷射、銅蒸氣雷射、及/或黃金蒸氣雷射。當使用此種雷射光束之基本波或該雷射之第二至第四諧波其中一者時，可獲得具有大晶粒尺寸的晶體。舉例來說，可使用Nd：YVO4 雷射(基本波為1064 nm)的第二諧波(532 nm)或第三諧波(355 nm)。在此情況中，係要求雷射的功率密度約為0.01 MW/cm2 ~100 MW/cm2 (較佳為0.1 MW/cm2 ~10 MW/cm2 )。掃描率被設定為約10 cm/sec~2000 cm/sec，以照射該半導體膜。
應注意，CW雷射光束的基本波和CW雷射光束的高諧波可被用於照射，或是CW雷射光束的基本波和脈衝雷射光束的高諧波可被用於照射。藉由以此方式使用用於照射的複數個雷射光束，則能量可被補償。
亦可藉由允許在矽層被先前的雷射光束融化之後且在其固化之前施加下一脈衝之雷射光束的重複率來使用雷射光束。藉由以此重複率發出雷射光束，可獲得於掃描方向上連續生長的晶粒。該雷射光束的特定重複率為10 MHz或更高；使用頻率較通常所使用之數十Hz至數百Hz之頻帶高出許多的頻帶。
在替代性地針對熱處理而使用加熱爐的情況中，係在400℃~550℃之下將該非晶矽層加熱2~20小時。此時，最好於多個階段在400℃~550℃的範圍中設定溫度而使得該溫度會漸增。藉由在初始階段之約為400℃的低溫加熱製程，氫等會脫離非晶矽層。因此，可減少由於結晶化之膜表面粗糙情形。
另外，當使用會促進結晶化的金屬來執行結晶化時，可降低加熱溫度。舉例來說，當在非晶矽層上形成鎳(Ni)之後執行加熱時，加熱溫度係被降低。關於此種金屬，係有鐵(Fe)、釕(Ru)、銠(Rh)、鈀(Pd)、鋨(Os)、銥(Ir)、鉑(Pt)、銅(Cu)、金(Au)等等。
除了熱處理之外，亦可執行上述雷射照射以形成晶質矽層。
在此實施形態中，係如第15B圖所示將含有鎳的溶液162塗敷於非晶矽層161，接著藉由使用加熱爐來執行結晶化。加熱溫度係設定為500℃~550℃。
然後，如第15C圖所示，可獲得藉由使用金屬之結晶化所形成的矽層(多晶矽層)163。
之後，如第15D圖所示般處理該多晶矽層，藉此可形成具有預定形狀的半導體層104。可藉由使用微影而形成遮罩來處理該多晶矽層，並接著藉由使用該遮罩之蝕刻來處理該多晶矽層以形成半導體層104。
因此，可藉由使用金屬的結晶化來形成具有連續晶粒邊界的多晶矽。不像藉由不使用金屬之結晶化所獲得的多晶矽，具有連續晶粒邊界的多晶矽在晶粒邊界將不具有共價鍵斷裂。
在使用鎳作為金屬的情況中，矽化鎳會根據鎳的濃度而形成在矽層中。當使用用於結晶化的金屬來形成矽化物時，可降低接觸電阻。
除了鎳以外，此種矽化物亦可由鎢、鈦、鉬、鉭、鈷、或鉑所形成。在使用此種金屬的情況中，會形成矽化鎢層、矽化鈦層、矽化鉬層、矽化鉭層、矽化鈷層、或矽化鉑層。在此些金屬中，鈷或鉑可被用來作為用以降低結晶化之加熱溫度的金屬。如上所述，相較於不使用金屬的結晶化，在執行使用金屬之結晶化的情況中可以低溫執行結晶化。因此，可擴大可被用於絕緣基板之材料的選擇範圍。舉例來說，在僅藉由加熱來使矽層結晶化的情況中，必須在約1000℃的溫度下執行加熱約1小時，且因此無法使用抗熱性低的玻璃基板。然而，當使用如此實施形態中之金屬來執行結晶化時，可使用具有低應力點的玻璃基板等等。
以上已敘述將藉由使用金屬之結晶化所獲得的多晶矽應用於半導體層104的情況。然而，多晶矽層可被用以作為犧牲層。另外，可藉由添加例如Ni之導電材料而使該多晶矽層具有導電性。據此，藉由使用金屬之結晶化所獲得的多晶矽可被用於第一電極132或第二電極134。偵測孔136係設於第一電極132和第二電極134下方，且第一電極132和第二電極134必須具有可撓性以維持電極的形狀。藉由使用金屬之結晶化所獲得的多晶矽會具有連續之晶粒邊界，其因而具有高可撓性，此為較佳。
應注意，此實施形態可結合上述任何實施形態來加以實行。
本申請案是以2005年8月26日於日本專利局所提出的日本專利申請案第2005－246554號為基礎，且其整體內容係併入此處以供參考。
10．．．偵測單元
11．．．偵測器
12．．．容器
13．．．過濾器
15．．．遮蓋物
16．．．連接部
20．．．進氣單元
21．．．孔(連接孔)
22．．．連接區
26．．．顯示區域
27．．．算術邏輯單元
101．．．絕緣基板
102．．．基層
104．．．半導體層
105．．．閘極絕緣層
107．．．閘極電極
108．．．犧牲層
109、110．．．側壁
111．．．p型雜質區
112．．．n型雜質區
115．．．高濃度n型雜質區
116．．．高濃度p型雜質區
118．．．n－型半導體元件
119．．．p－型半導體元件
125．．．絕緣層
128．．．第一接觸孔
129．．．導電層
130．．．絕緣層
132．．．第一電極
133．．．犧牲層
134．．．第二電極
136．．．偵測孔(第一偵測孔)
137．．．微結構
138．．．用以降低壓力之微通道
140．．．絕緣層
141．．．第二偵測孔
143．．．偵測孔
151．．．微結構區
152．．．半導體元件區
161．．．非晶矽層
162．．．溶液
163．．．矽層(多晶矽層)
300．．．基底
301、302．．．電極
305．．．偵測物體
306．．．偵測孔
350．．．粒子偵測感測器
351．．．偵測器
352．．．顯示區域
353．．．輸入單元
354．．．位置資訊控制裝置
355．．．記憶裝置
356．．．運算裝置
357．．．通訊裝置
360．．．基地台
361．．．第一通訊裝置
362．．．第二通訊裝置
370．．．中央管理中心
371．．．算術處理單元
372．．．記憶裝置
373．．．第一通訊裝置
374．．．第二通訊裝置
380．．．顯示裝置
381．．．驅動器電路區域
382．．．顯示區域
702．．．共振電路
703．．．電力電路
704．．．時脈產生電路
705．．．解調電路
706．．．控制電路
707．．．感測器電路
708．．．進氣機構
709．．．調變電路
710．．．天線
711．．．通訊線
712．．．資訊處理裝置
713．．．電源供應器
750．．．偵測器
751．．．行驅動器
752．．．列驅動器
753．．．選擇器
754．．．讀取電路
756．．．胞元陣列
757．．．偵測元件
781．．．電晶體
783．．．MEMS開關
790．．．電阻器
791．．．感測放大器
B1~Bx．．．位元線
P．．．點
W1~Wy．．．字元線
附圖中：第1A和1B圖為描繪本發明之粒子偵測感測器結構的圖式；第2圖為描繪本發明之偵測單元組態的圖式；第3圖為描繪本發明之開關結構的圖式；第4A~4C圖為描繪本發明之開關的操作之圖式；第5圖為描繪本發明之偵測單元的操作之圖式；第6A和6B圖為描繪本發明之偵測單元的製造步驟之圖式；第7A和7B圖為描繪本發明之偵測單元的製造步驟之圖式；第8A和8B圖為描繪本發明之偵測單元的製造步驟之圖式；第9A和9B圖為描繪本發明之偵測單元的製造步驟之圖式；第10A和10B圖為描繪本發明之偵測單元的製造步驟之圖式；第11A和11B圖為描繪本發明之通訊裝置的圖式；第12圖為描繪本發明之偵測單元的使用之圖式；第13圖為描繪本發明之偵測單元的操作之圖式；第14A~14C圖為本發明之偵測單元的操作流程圖；第15A~15D圖為描繪本發明之多晶矽的製造步驟之圖式；第16A~16C圖為描繪本發明之開關的操作之圖式；以及第17圖為描繪本發明之偵測單元的製造步驟之圖式。
300．．．基底
301、302．．．電極
306．．．偵測孔

Claims (24)

  1. 一種粒子偵測感測器，包含：偵測器，用以藉由判定一對電極電性接觸或未接觸來偵測一偵測物體；其中該偵測器包含具有開口的基底；其中具有該開口的該基底係位於該對電極上方；以及其中該對電極之一係與該對電極之另一者在該開口下方重疊。
  2. 一種粒子偵測感測器，包含：偵測元件，該偵測元件包含一對電極和位於該對電極上方之具有開口的基底；以及用以判定該對電極電性接觸或未接觸的電路，其中該對電極之一係與該對電極之另一者在該開口下方重疊。
  3. 一種粒子偵測感測器，包含：偵測器，用以藉由判定一對電極電性接觸或未接觸來偵測一偵測物體；其中該偵測器包含：絕緣層；位於該絕緣層上方的該對電極；以及位於該對電極上方之具有開口的基底，其中該對電極之一係與該對電極之另一者在該開口下方重疊。
  4. 一種粒子偵測感測器，包含： 偵測元件，該偵測元件包含：絕緣層；位於該絕緣層上方的一對電極；以及位於該對電極上方之具有開口的基底；以及用以判定該對電極電性接觸或未接觸的電路。
  5. 一種製造粒子偵測感測器的方法，包含：形成絕緣層；在該絕緣層上形成第一電極；形成第二電極，以便與一部份該第一電極重疊；以及在位於該第一電極和該第二電極重疊之區域下方的一部份該絕緣層中形成開口。
  6. 一種製造粒子偵測感測器的方法，包含：在第一區域中形成半導體層；在該第一區域和第二區域中形成絕緣層；在該第二區域中於該絕緣層上形成第一電極；在該第二區域中形成第二電極，以便與一部份該第一電極重疊；以及在位於該第一電極和該第二電極重疊之區域下方的一部份該絕緣層中形成開口。
  7. 種製造粒子偵測感測器的方法，包含：形成絕緣層；在該絕緣層上形成第一電極；在該第一電極上形成犧牲層；在該犧牲層上形成第二電極，以便與一部份該第一電 極重疊；在位於該第一電極和該第二電極重疊之區域下方的一部份該絕緣層中形成開口；以及移除該犧牲層。
  8. 一種製造粒子偵測感測器的方法，包含：形成絕緣層；在該絕緣層上形成第一電極；在該第一電極上形成犧牲層；在該犧牲層上形成第二電極，以便與一部份該第一電極重疊；在位於該第一電極和該第二電極重疊之區域下方的一部份該絕緣層中形成開口；以及移除該犧牲層，從而使該第一電極和該第二電極接觸。
  9. 如申請專利範圍第7或第8項之製造粒子偵測感測器的方法，其中該犧牲層係由乾式蝕刻或濕式蝕刻所移除。
  10. 一種製造粒子偵測感測器的方法，包含：在基板上形成半導體層；在第一區域和第二區域中形成導電層；處理該導電層，從而在該第一區域中形成閘極電極，並在該第二區域中形成第一犧牲層；形成絕緣層以便覆蓋該閘極電極和該第一犧牲層；在該絕緣層上形成第一電極； 在該第一電極上形成第二犧牲層；在該第二犧牲層上形成第二電極，以便與一部份該第一電極及一部份該第二犧牲層重疊；在位於該第一電極和該第二電極重疊之區域下方的一部份該絕緣層中形成開口；移除該第二犧牲層，從而使該第一電極和該第二電極接觸；以及移除該第一犧牲層。
  11. 一種製造粒子偵測感測器的方法，包含：在基板上形成半導體層；在第一區域和第二區域中形成導電層；處理該導電層，從而在該第一區域中形成閘極電極，並在該第二區域中形成第一犧牲層；形成絕緣層以便覆蓋該閘極電極和該第一犧牲層；在該絕緣層上形成第一電極；在該第一電極上形成第二犧牲層；在該第二犧牲層上形成第二電極，以便與一部份該第一電極及一部份該第二犧牲層重疊；在位於該第一電極和該第二電極重疊之區域下方的一部份該絕緣層中形成開口；移除該第二犧牲層，從而使該第一電極和該第二電極接觸；以及移除該第一犧牲層，從而形成連接孔。
  12. 如申請專利範圍第10或第11項之製造粒子偵測 感測器的方法，其中該第一犧牲層或該第二犧牲層係由乾式蝕刻或濕式蝕刻所移除。
  13. 如申請專利範圍第5至11項中任一項之製造粒子偵測感測器的方法，其中該開口係由乾式蝕刻或濕式蝕刻所形成。
  14. 一種使用粒子偵測感測器的偵測方法，該粒子偵測感測器係包含偵測器，該偵測器包含一對電極和位於該對電極上方之具有開口的基底，部份該對電極係在該開口下方重疊，且該偵測器係藉由判定該對電極電性接觸或未接觸來偵測一偵測物體，其中偵測物體的數目係使用該對電極接觸的狀態和當偵測物體被吸附於該開口時該對電極分開的狀態來加以計算。
  15. 一種使用粒子偵測感測器的偵測方法，該粒子偵測感測器係包含進氣單元和偵測器，該偵測器包含一對電極和位於該對電極上方之具有開口的基底，部份該對電極係在該開口下方重疊，且該偵測器係藉由判定該對電極電性接觸或未接觸來偵測一偵測物體，其中偵測物體的數目係使用該對電極接觸的狀態和壓力係由該進氣單元所降低且當偵測物體被吸附於該開口時該對電極分開的狀態來加以計算。
  16. 一種使用粒子偵測感測器的偵測方法，該粒子偵測感測器係包含偵測器，該偵測器包含一對電極和位於該對電極上方之具有開口的基底，部份該對電極係在該開口 下方重疊，且該偵測器係藉由判定該對電極電性接觸或未接觸來偵測一偵測物體，其中偵測物體的數目係使用該對電極分開的狀態和當偵測物體被吸附於該開口時該對電極接觸的狀態來加以計算。
  17. 一種使用粒子偵測感測器的偵測方法，該粒子偵測感測器係包含進氣單元和偵測器，該偵測器包含一對電極和位於該對電極上方之具有開口的基底，部份該對電極係在該開口下方重疊，且該偵測器係藉由判定該對電極電性接觸或未接觸來偵測一偵測物體，其中偵測物體的數目係使用該對電極分開的狀態和壓力係由該進氣單元所降低且當偵測物體被吸附於該開口時該對電極接觸的狀態來加以計算。
  18. 如申請專利範圍第14至17項中任一項之使用粒子偵測感測器的偵測方法，其中該偵測器包含偵測元件，該偵測元件包含該基底和該對電極，以及該偵測元件在該對電極接觸之狀態下的電阻值係低於在該對電極分開之狀態下的電阻值，且該些偵測物體的數目係使用該些電阻值之相對改變來加以計算。
  19. 一種粒子偵測感測器，包含：偵測器，其中該偵測器包含可轉換的至少一導體和具有開口的基底；以及 其中該一導體位於該基底和該開口下方。
  20. 一種粒子偵測感測器，包含：偵測器，用以藉由判定一對電極電性接觸或未接觸來偵測一偵測物體；其中該偵測器包含具有開口的基底；以及其中具有該開口的該基底係位於該對電極上方。
  21. 如申請專利範圍第1至4及19至20項中任一項的粒子偵測感測器，其中該粒子偵測感測器更包含用以降低該開口中的壓力之進氣單元，該進氣單元連接至該開口。
  22. 如申請專利範圍第1至4及19至20項中任一項的粒子偵測感測器，其中該粒子偵測感測器更包含通訊裝置。
  23. 如申請專利範圍第1至4及19至20項中任一項的粒子偵測感測器，其中該開口為配置成矩陣之開口的其中之一。
  24. 如申請專利範圍第1至4及20項中任一項的粒子偵測感測器，其中該對電極具有橋接結構。
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