TWI552945B - 具多重電極的微機電裝置及其製作方法 - Google Patents

Description

具多重電極的微機電裝置及其製作方法

本揭露係關於一種微機電裝置、微機電裝置及其製作方法，特別是關於一種具有第一電容與第二電容之多重電極的微機電裝置及其製作方法。

壓力感測器可設置於各種行動裝置例如手機、筆記型電腦、平板電腦、車用導航系統等。具有壓力感測器之行動裝置可提供三度空間(3-dimensional)導航功能。未來三度空間導航包含室內樓層導航、車用立體道路導航及戶外定位等。因此導航技術需由全球定位系統(GPS)及9軸慣性導航裝置(包含加速度計、陀螺儀及磁力計)更新至GPS及9軸慣性導航裝置(包含加速度計、陀螺儀、磁力計及壓力感測器(一種高度計))。

一般而言，高度越高，氣壓越小。高度計(一種壓力感測器)則係利用偵測氣壓的改變來推估高度的改變。如圖1所示之習知氣壓感測器1，其包含基板2、固定電極3及蓋體4。蓋體4設置於基板2上並覆蓋固定電極3。此外，蓋體4包含薄膜4-1， 薄膜4-1與該固定電極3間具有氣密空間5。

習知氣壓感測器1分為兩種感測器：一種為偵測絕對壓力的感測器；另一種為偵測相對壓力的感測器。前者之氣密空間5為真空，因此當蓋體4外部存在一定氣壓P時，薄膜4-1會產生一形變量。此形變量將使薄膜4-1與固定電極3間的電容值產生改變。根據電容值的差異，處理器可計算出相應此電容值差異的氣壓值，此氣壓值為外部氣壓P的絕對壓力值。

關於偵測相對壓力的感測器，氣密空間5則預注氣體而具有壓力值為P₁。如圖2所示，在一定高度下，當外部氣壓為P₂時，薄膜4-2產生一形變量d₁。形變量將使薄膜4-2與固定電極3-1間的電容值產生改變。根據電容值的差異，處理器可計算出相應此電容值差異的氣壓值，此氣壓值為外部氣壓P₂與氣壓P₁的相對氣壓值。然而，不論是偵測絕對壓力的感測器或是偵測相對壓力的感測器皆可根據上述氣壓值計算相對應的高度，但具有單一電容之習知感測器無法抑制雜訊，容易造成壓力量測誤差。

為了改善單一電容之習知壓力感測器的缺失，如圖3所示，差動式氣壓感測器(differential pressure sensor)6則設計包含感測電容7(由一可移動電極7-1及一固定電極7-2形成)及參考電容8(由兩個固定電極8-1,8-2所形成)。差動式氣壓感測器6可將感測電容7之電容值減去參考電容8之電容值，以消除雜訊。

圖4為差動式氣壓感測器6之上視圖。如圖4所示，差動式氣壓感測器6之參考電容8會增加差動式氣壓感測器6整體的面積，無法配合行動裝置之微小化的需求。此外，圖4之剖面線 1-1之剖面圖如圖3所示。

如圖5所示之差動式氣壓感測器9包含第一電極9-1、第二電極9-2及第三電極9-3。第一電極9-1與第三電極9-3形成參考電容，而第一電極9-1與第二電極9-2形成感測電容。當外部氣壓使第一電極9-1形變，第一電極9-1與第三電極9-3間的距離會改變，因而造成固定電容的電容值產生改變，使得根據差動計算方式，將感測電容之電容值減去參考電容之電容值來消除雜訊的方式會有誤差。

本揭露提供具多重電極的微機電裝置皆包含感測電容及參考電容。須注意具多重電極的微機電裝置之第二電極包含兩部分：一者配置供形成感測電容；另一者配置供形成參考電容。換言之，感測電容之一端與參考電容之一端設置於同一第二電極，其具有相同的電位能。

本揭露提供一種具多重垂直電極的微機電裝置，其包含一基板、一第一電極、一第二電極以及一第三電極。

該第一電極、該第二電極以及該第三電極設置於該基板上。該第二電極包含一感測部及一固定部。該感測部與該第一電極間定義一可變電容(亦稱為本揭露之感測電容)。該固定部與該第三電極間定義一固定電容(亦稱為本揭露之參考電容)。

當該第二電極因外部氣壓形變時，該固定部與該第三電極間具有一預設固定距離。換言之，當該第二電極之該感測 部形變時，該固定部與該第三電極間的距離固定。

此外，本揭露之具多重電極的微機電裝置包含感測電容及參考電容。須注意感測電容之電場方向與參考電容之電場方向相互垂直。換言之，定義感測電容之第一電極之指向(pointing direction)與第三電極之指向之間夾角約為90°。

本揭露亦提供另一種具多重電極的微機電裝置，其包含一基板、一第一電極、一第二電極以及一第三電極。

該第一電極以及該第三電極設置於該基板上。該第一電極與該第二電極用於建構一感測電容。該第三電極用於建構一固定電容(亦稱為本揭露之參考電容)。該第三電極沒有連接該第二電極或該第一電極。

該第一電極之指向與該第三電極之指向之間的夾角約為90°。此外，本揭露之該第一電極設置於該基板之一上表面，該第二電極包括一感測部及一固定部，該固定部環繞該第一電極，且該第三電極環繞該固定部。

此外，本揭露亦提供一種微機電裝置，其包含一基板、一第一電極、一第二電極以及一第三電極。

該第一電極設置於該基板上且該第一電極之指向平行於該基板之法線方向。該第二電極設置於該基板上並包含一感測部及一固定部，該感測部面向該第一電極。

該第三電極設置於該基板上，其中該固定部面向該第三電極且該第三電極之指向與該第一電極之指向垂直。

本揭露另提供一種微機電裝置的製作方法，包含下列步驟： 提供一絕緣層覆矽晶圓(SOI Wafer)，其中該絕緣層覆矽晶圓包含一元件層(device layer)、一絕緣層及一操作層(handle layer)，該絕緣層設置於該元件層及該操作層之間；蝕刻該元件層而形成一凹槽(recession)以及複數個暴露該絕緣層之孔隙，其中該些孔隙及該凹槽於該元件層定義一第二電極及一第三電極，該第二電極包含一感測部及一固定部；蝕刻該固定部而形成暴露該絕緣層之一貫穿孔，其中一導電柱設置於該貫穿孔中，且該導電柱電性絕緣於該固定部；提供一基板晶圓及設置一第一電極於該基板晶圓；使用晶圓對晶圓接合方式(wafer-to-wafer bonding)接合該絕緣層覆矽晶圓及該基板晶圓，使該第二電極及該第三電極接合於該基板之一上表面，其中該感測部面向該第一電極，該固定部面向該第三電極且，該第三電極之指向垂直於該第一電極之指向；以及移除該操作層。

本揭露之該些孔隙配置供該固定部形成一第一指狀部且供該第三電極形成一第二指狀部且該第一指狀部及該第二指狀部互相交錯(stagger)。

本揭露之該固定部之一端設置於該上表面，而該固定部之另一端連接於該感測部之周邊，該第二電極配置供密封該第一電極，該感測部、該固定部與該基板界定一第一空間，該第一空間為氣密空間。

本揭露之該元件層的蝕刻步驟進一步包含蝕刻該固定部而形成暴露該絕緣層之一貫穿孔，其中一導電柱設置於該貫穿孔中，且該導電柱電性絕緣於該固定部。

本揭露之該絕緣層覆蓋該第二電極及該第三電極，且該絕緣層、該固定部、該第三電極與該基板界定一第二空間，該第二空間為氣密空間。

本揭露進一步包含下列任一步驟或下列步驟之組合：蝕刻該絕緣層而形成至少一孔；沉積一第一導電層於該絕緣層上；及沉積一沉積導電層於該第一導電層上並形成至少一電性接點。

上文已相當廣泛地概述本揭露之技術特徵，俾使下文之本揭露詳細描述得以獲得較佳瞭解。構成本揭露之申請專利範圍標的之其他技術特徵將描述於下文。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解，可相當容易地利用下文揭示之概念與特定實施例可作為修改或設計其他結構或製程而實現與本揭露相同之目的。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者亦應瞭解，這類等效建構無法脫離後附之申請專利範圍所界定之本揭露的精神和範圍。

1‧‧‧氣壓感測器

2‧‧‧基板

3‧‧‧固定電極

3-1‧‧‧固定電極

4‧‧‧蓋體

4-1‧‧‧薄膜

4-2‧‧‧薄膜

5‧‧‧氣密空間

6‧‧‧差動式氣壓感測器

7‧‧‧感測電容

7-1‧‧‧可移動電極

7-2‧‧‧固定電極

8‧‧‧參考電容

8-1‧‧‧固定電極

8-2‧‧‧固定電極

9‧‧‧差動式氣壓感測器

9-1‧‧‧第一電極

9-2‧‧‧第二電極

9-3‧‧‧第三電極

10‧‧‧具多重電極的微機電裝置

11‧‧‧基板

111‧‧‧上表面

12‧‧‧第一電極

13‧‧‧第二電極

131‧‧‧感測部

132‧‧‧固定部

14‧‧‧第三電極

15‧‧‧第一空間

20‧‧‧具多重電極的微機電裝置

21‧‧‧基板

211‧‧‧上表面

22‧‧‧第一電極

221‧‧‧延伸端

23‧‧‧第二電極

231‧‧‧感測部

232‧‧‧固定部

233‧‧‧貫穿孔

234‧‧‧第一指狀部

235‧‧‧孔洞

24‧‧‧第三電極

241‧‧‧第二指狀部

25‧‧‧絕緣層

26‧‧‧第二空間

27‧‧‧導電柱

28‧‧‧第一空間

30‧‧‧微機電裝置

31‧‧‧基板

311‧‧‧上表面

32‧‧‧第一電極

321‧‧‧延伸端

33‧‧‧第二電極

331‧‧‧固定部

332‧‧‧感測部

34‧‧‧第三電極

35‧‧‧絕緣層

351‧‧‧電性接點

352‧‧‧電性接點

353‧‧‧電性接點

354‧‧‧第一導電穿孔

355‧‧‧第二導電穿孔

356‧‧‧第三導電穿孔

357‧‧‧第二導電層

36‧‧‧貫穿孔

361‧‧‧開口處

37‧‧‧導電柱

38‧‧‧第一空間

39‧‧‧第二空間

40‧‧‧微機電裝置

41‧‧‧基板

42‧‧‧第一電極

43‧‧‧第二電極

44‧‧‧第三電極

45‧‧‧絕緣層

451‧‧‧電性接點

452‧‧‧電性接點

453‧‧‧電性接點

454‧‧‧電性接點

46‧‧‧第一導電層

50‧‧‧微機電裝置

51‧‧‧基板

511‧‧‧下表面

52‧‧‧第一電極

521‧‧‧延伸端

53‧‧‧第二電極

54‧‧‧第三電極

541‧‧‧下表面

55‧‧‧絕緣層

551‧‧‧導電穿孔

552‧‧‧導電穿孔

553‧‧‧導電穿孔

554‧‧‧導電穿孔

556‧‧‧外部導線

557‧‧‧外部導線

561‧‧‧貫穿孔

562‧‧‧貫穿孔

563‧‧‧貫穿孔

571‧‧‧導電柱

572‧‧‧導電柱；第一導電柱

573‧‧‧導電柱；第一導電柱

58‧‧‧積體電路晶片

581‧‧‧導電線

582‧‧‧導電凸塊

583‧‧‧導電凸塊

584‧‧‧導電線

585‧‧‧導電凸塊

586‧‧‧導電線

591‧‧‧導線層

592‧‧‧電性隔離層

593‧‧‧導線層

594‧‧‧導電穿孔

595‧‧‧導電穿孔

596‧‧‧導線層

597‧‧‧導電穿孔

60‧‧‧微機電裝置

61‧‧‧基板

62‧‧‧第一電極

63‧‧‧第二電極

64‧‧‧第三電極

65‧‧‧絕緣層

651‧‧‧外部導線

652‧‧‧外部導線

653‧‧‧電性接點

654‧‧‧電性接點

66‧‧‧第一導電層

67‧‧‧積體電路晶片

70‧‧‧微機電裝置

71‧‧‧積體電路晶片

712‧‧‧導電穿孔

713‧‧‧導電穿孔

714‧‧‧導電穿孔

715‧‧‧導電穿孔

716‧‧‧導電凸塊

717‧‧‧導電凸塊

718‧‧‧導電凸塊

719‧‧‧導電凸塊

72‧‧‧第一電極

73‧‧‧第二電極

74‧‧‧第三電極

75‧‧‧絕緣層

76‧‧‧導電層

771‧‧‧導電柱；第二導電柱

772‧‧‧導電柱

78‧‧‧導電接合層

791‧‧‧導電接點

80‧‧‧微機電裝置

81‧‧‧基板

811‧‧‧通孔

812‧‧‧通孔

813‧‧‧背腔

82‧‧‧第一電極

821‧‧‧孔洞

83‧‧‧第二電極

831‧‧‧固定部

84‧‧‧第三電極

85‧‧‧絕緣層

86‧‧‧導電柱

87‧‧‧第二空間

88‧‧‧第一空間

90‧‧‧微機電裝置

91‧‧‧第一電極

92‧‧‧第二電極

921‧‧‧第一指狀部

92-1‧‧‧第二電極

93‧‧‧第三電極

931‧‧‧第二指狀部

93-1‧‧‧第三電極

94‧‧‧介電材料

95‧‧‧介電材料

97‧‧‧基板

98‧‧‧矽中介層

99‧‧‧積體電路晶片

101‧‧‧絕緣層覆矽晶圓

102‧‧‧元件層

103‧‧‧絕緣層

104‧‧‧操作層

301‧‧‧凹槽

302‧‧‧孔隙

303‧‧‧孔隙

304‧‧‧孔隙

401‧‧‧第二電極

402‧‧‧第三電極

403‧‧‧固定部

404‧‧‧感測部

405‧‧‧第一電極

406‧‧‧導電柱

501‧‧‧基板晶圓

502‧‧‧上表面

601‧‧‧第一空間

602‧‧‧第二空間

701‧‧‧孔

702‧‧‧孔

703‧‧‧孔

801‧‧‧第一導電層

802‧‧‧沉積導電層

901‧‧‧電性接點

902‧‧‧電性接點

903‧‧‧電性接點

N‧‧‧法線方向

P₁‧‧‧氣壓

P₂‧‧‧氣壓

P₃‧‧‧氣壓

P₄‧‧‧氣壓

C₁‧‧‧感測電容

C₂‧‧‧固定電容

C₃‧‧‧感測電容

C₄‧‧‧參考電容

d₁‧‧‧形變量

d₂‧‧‧距離

d₃‧‧‧距離

d₄‧‧‧間隔

d₅‧‧‧距離

d₆‧‧‧距離

當併同各隨附圖式而閱覽時，即可更佳瞭解本揭露之前揭摘要以及上文詳細說明。為達本揭露之說明目的，各圖式裏圖繪有現屬較佳之各具體實施例。然應瞭解本揭露並不限於所繪之精確排置方式及設備裝置。

圖1顯示為習知氣壓感測器的剖面圖；圖2顯示為習知氣壓感測器受到外部氣壓P₂之剖面圖；圖3顯示習知差動式氣壓感測器之剖面圖；圖4顯示為圖3之習知差動式氣壓感測器之上視圖；圖5顯示另一習知差動式氣壓感測器之上半部及下半部與量測氣壓之剖面圖；圖6顯示根據本揭露一實施例之具多重電極的微機電裝置之剖面圖；圖7顯示根據本揭露另一實施例之具多重電極的微機電裝置之剖面圖；圖8顯示根據本揭露又一實施例之微機電裝置之上視圖；圖9顯示根據本揭露之圖8實施例之微機電裝置之剖面線A-A'之剖面圖；圖10顯示根據本揭露之圖9實施例之微機電裝置之剖面線B-B'之剖面圖；圖11顯示根據本揭露之圖9實施例之微機電裝置之剖面線C-C'之剖面圖；圖12顯示根據本揭露之圖8實施例之微機電裝置之剖面線D-D'之剖面圖；圖13顯示根據本揭露之圖8實施例之微機電裝置之變化實施例之剖面線F-F'之剖面圖；圖14顯示根據本揭露之圖13實施例之微機電裝置之變化實施例之剖面線G-G'之剖面圖；圖15顯示根據本揭露再一實施例之微機電裝置之上視圖； 圖16顯示根據本揭露之圖15實施例之微機電裝置之剖面線E-E'之剖面圖；圖17顯示根據本揭露另一實施例之微機電裝置之上視圖；圖18顯示根據本揭露之圖17實施例之微機電裝置之剖面線H-H'之剖面圖；圖19顯示根據本揭露之圖18實施例之微機電裝置之剖面線J-J'之剖面圖；圖20顯示根據本揭露之圖18實施例之微機電裝置之剖面線K-K'之剖面圖；圖21顯示根據本揭露之圖18實施例之微機電裝置之剖面線L-L'之剖面圖；圖22顯示根據本揭露之圖17實施例之微機電裝置之剖面線I-I'之剖面圖；圖23顯示根據本揭露另一實施例之微機電裝置之上視圖及其剖面線M-M'之剖面圖；圖24顯示根據本揭露又一實施例之微機電裝置之上視圖及其剖面線N-N'之剖面圖；圖25顯示根據本揭露再一實施例之微機電裝置之上視圖及其剖面線O-O'之剖面圖；圖26顯示根據本揭露之微機電裝置應用於矽中介層之一實施例之剖面圖及其剖面之上視圖；圖27顯示根據本揭露之微機電裝置應用於矽中介層之圖26之變化實施例之剖面圖及其剖面之上視圖；圖28顯示為根據本揭露之微機電裝置之製造方法之流程 圖；圖29顯示為根據本揭露之微機電裝置之製造方法中提供絕緣層覆矽晶圓之示意圖；圖30顯示為根據本揭露之微機電裝置之製造方法中蝕刻元件層而形成凹槽之示意圖；圖31顯示為根據本揭露之微機電裝置之製造方法中蝕刻元件層而形成複數個暴露絕緣層之孔隙之示意圖；圖32顯示為根據本揭露之微機電裝置之製造方法中提供基板晶圓及設置第一電極於基板晶圓上之示意圖；圖33顯示為根據本揭露之微機電裝置之製造方法中接合絕緣層覆矽晶圓及基板晶圓之示意圖；圖34顯示為根據本揭露之微機電裝置之製造方法中移除操作層之示意圖；圖35顯示為根據本揭露之微機電裝置之製造方法中絕緣層可進一步蝕刻而形成至少一孔之示意圖；圖36顯示為根據本揭露之微機電裝置之製造方法中第一導電層沉積於絕緣層上之示意圖；以及圖37顯示為根據本揭露之微機電裝置之製造方法中沉積導電層沉積於第一導電層上並形成至少一電性接點之示意圖。

本發明在此所探討的方向為具多重電極的微機電裝置及微機電裝置的製造方法。為了能徹底地瞭解本發明，將在下 列的描述中提出詳盡的步驟及結構。顯然地，本發明的施行並未限定於相關領域之技藝者所熟習的特殊細節。另一方面，眾所周知的結構或步驟並未描述於細節中，以避免造成本發明不必要之限制。本發明的較佳實施例會詳細描述如下，然而除了這些詳細描述之外，本發明還可以廣泛地施行在其他實施例中，且本發明的範圍不受實施例限定，其以之後的專利範圍為準。

在下文中本揭露的實施例係配合所附圖式以闡述細節。說明書所提及的「變化實施例」、「此實施例」、「其他實施例」等等，意指包含在本發明之該實施例所述有關之特殊特性、構造、或特徵。說明書中各處出現之「在此實施例中」的片語，並不必然全部指相同的實施例。

此外，本發明之申請專利範圍及發明說明描述的元件若無特別標示其數量時則為單數。若標示元件的量詞為一時，則量詞包含一單位或至少一單位。若標示元件的量詞為複數個時，則量詞包含兩個以上的單位。若標示元件的量詞未顯示時，則量詞包含一單位或兩個以上的單位。

在下文中本揭露的實施例係配合所附圖式以闡述細節。以下舉一些實施例做為本揭露的描述，但是本揭露不受限於所舉的一些實施例。又，所舉的多個實施例之間有可以相互適當結合，達成另一些實施例。

如圖6所示之實施例中，具多重電極的微機電裝置10包含基板11、第一電極12、第二電極13以及第三電極14。

在此實施例中，第一電極12為圓形板層，然而在其他實 施例(圖未示)中，第一電極12亦可相應於第二電極13的形狀而設計成其他幾何形狀。如圖6所示，第一電極12設置於基板11之上表面111。當具多重電極的微機電裝置10進行氣壓量測時，基板11並不會形變。因此設置於基板11上的第一電極12可為一固定感測電極。

在此實施例中，第二電極13為圓形蓋體，然而在其他實施例(圖未示)中，第二電極13亦可相應於第三電極14的形狀而設計成其他幾何形狀，例如方形蓋體。如圖6所示，第二電極13設置於基板11上。在此說明書及申請專利範圍中的名詞「上」包含第一物件直接或間接地設置於第二物件的上方。例如，第二電極13設置於基板11上就包含，第二電極13「直接」設置於基板11上及第二電極13「間接」設置於基板11上，兩種意義。此處的「間接」係指兩個物件在某一方位的垂直方向中具有上與下的關係，且兩者中間仍有其他物體、物質或間隔將兩者隔開。

如圖6之實施例所示，第二電極13包含感測部131及固定部132。當具多重電極的微機電裝置10進行氣壓量測時，感測部131將會形變。因此第二電極13之感測部131與第一電極12間可定義一可變電容(亦可稱為感測電容)。

在此實施例中，固定部132為環形結構，然而在其他實施例(圖未示)中，固定部132的形狀亦可相應於第三電極14或第一電極12而設計為其他形狀。如圖6所示，固定部132設置於上表面111，且固定部132連接感測部131。換言之，固定部132使第一電極12與感測部131分離並形成間隔(gap)。具體而言，固 定部132之一端設置於上表面111，而固定部132之另一端連接於感測部131之周邊。

如圖6之實施例所示，第三電極14設置於基板11之上表面111上。在此實施例中，第三電極14可為環形，然而在其他實施例(圖未示)中，第三電極14的形狀亦可相應於第三電極14或第一電極12而設計為其他形狀，例如方形環狀。

當具多重電極的微機電裝置10進行氣壓量測時，固定部132與第三電極14並不會形變。因此固定部132與第三電極14間具有一預設固定距離d₂。換言之，當第二電極13之感測部131形變時，固定部132與第三電極14間的預設固定距離d₂維持不變。此外，固定部132與第三電極14間可定義一參考電容。由於固定部132與第三電極14間的距離固定不變(constant)，因此此參考電容亦稱為固定電容。

在此實施例中，因為第二電極13具有相同的電位，因此固定部132與感測部131的電位係相同。本揭露之具有相同電位之第二電極13可分別相應於第一電極12及第三電極14形成兩個不同的電容(例如感測電容及參考電容)。

如圖6所示，固定部132環繞第一電極12，且第三電極14環繞第二電極13。由於第一電極12及第二電極13之感測部131所定義之感測電容與第二電極13之固定部132與第三電極14所定義之參考電容係存在於第三電極14所包圍的區域內，因此可使具多重電極的微機電裝置10的整體面積縮小，進而符合行動裝置之微小化的需求。

在此實施例中，第二電極13可配置供密封第一電極12。 換言之，第二電極13與基板11連接後，第二電極13與基板11將形成或界定一第一空間15，其中第一電極12設置於此第一空間15內。在此實施例中，第一空間15可為氣密(hermetic)空間。然而在其他實施例(圖未示)中，第一空間15亦可相應於不同設計而為非氣密(non-hermetic)空間。

此外，在此說明書及申請專利範圍中的名詞「氣密空間」係定義如下。於偵測氣密度的方法(MIL-STD-883E method 1014.9)下，包含此第一空間的裝置放置於充滿氦氣(75±2psia)的腔室內兩小時後，置於真空環境下並偵測其氦氣洩漏率。若其氦氣洩漏率小於5x10^-8atm cc/sec，此第一空間則定義為氣密空間。

如圖7所示之實施例中，具多重電極的微機電裝置20包含基板21、第一電極22、第二電極23及第三電極24。

第一電極22設置於基板21上。第二電極23與第一電極22用於建構感測電容C₁。在此實施例中，第一電極22面向第二電極23之感測部231，因此第一電極22之指向(pointing direction)N₁與基板21的法線方向N平行。

第二電極23包含感測部231及固定部232。如圖7所示之實施例中，第三電極24設置於基板21上，且用於建構參考電容C₂，參考電容C₂亦可稱為固定電容。在此實施例中，第二電極23之固定部232面向第三電極24。如圖7所示，第一電極22之指向N₁與第三電極之指向N₂垂直。但因微機電的製程變異(製程公差)，會使得第一電極22之指向與第三電極24之指向間的夾角不會精確至剛好90°，而使此夾角的範圍落於89度至91度之間 。如圖7所示之實施例中，具多重電極的微機電裝置20進一步包含絕緣層25。絕緣層25覆蓋第二電極23及第三電極24。在此實施例中，絕緣層25係但不限於圓盤狀，亦可相應於不同設計需求而為其他形狀，例如方形。如圖7所示，絕緣層25連接第二電極23之感測部231及第三電極24。換言之，絕緣層25並無直接與第一電極22接觸。

如圖7所示之實施例中，絕緣層25、固定部232、第三電極24與基板21之上表面211界定一第二空間26。在此實施例中，第二空間26可為氣密(hermetic)空間。然而在其他實施例(圖未示)中，第二空間26亦可相應於不同設計而為非氣密(non-hermetic)空間。例如，第二空間26可填充電性絕緣物質。

在此實施例中，固定部232包含貫穿孔233。如圖7所示之實施例中，具多重電極的微機電裝置20進一步包含導電柱27。導電柱27設置於貫穿孔233內並電性連接第一電極22。具體而言，第一電極22另包含延伸端221。延伸端221電性連接導電柱27，因此導電柱27之電位與第一電極22之電位相同。

具體而言，固定部232與導電柱27皆為導體。為了避免第二電極23之感測部231之電位與第一電極22之電位相同，因此導電柱27與固定部232間存在一間隙。換言之，導電柱27電性絕緣於固定部232。此外，感測部231另包含一連通貫穿孔233之孔洞235。此孔洞235係建構供容置導電柱27。換言之，導電柱27亦電性絕緣於感測部231。

如圖7所示之實施例中，固定部232一端設置於上表面211，而固定部232之另一端連接於感測部231之周邊。第二電極23 與絕緣層25配置供密封第一電極22與導電柱27。具體而言，受絕緣層25覆蓋的第二電極23與基板21連接而形成第一空間28。於本揭露之實施例中，第一空間28可為氣密空間。

此外，此第一空間28可填充氣體而形成偵測相對壓力的感測器或抽真空而形成偵測絕對壓力的感測器。如圖7所示，當此第一空間28填充氣壓為P₃且氣壓P₃小於外部氣壓P₄時，感測部231及設置於感測部231上之絕緣層25將朝第一電極22延伸而形變。若氣壓P₃大於外部氣壓P₄時，感測部231及設置於感測部231上之絕緣層25將朝遠離第一電極22延伸而形變。簡言之，第二電極23之感測部231形變的方向平行於基板21之法線方向N。此法線方向N與第一電極22之指向N₁相同。

如圖7之實施例所示，第三電極24環繞第二電極23之固定部232。在此實施例中，固定部232包含第一指狀部234，而第三電極24包含第二指狀部241。第一指狀部234係由固定部232向外輻射狀延伸。相反地，第二指狀部241則朝固定部232向內延伸，因此第一指狀部234與第二指狀部241相互交錯(stagger)。當具多重電極的微機電裝置20量測氣壓時，固定部232與第三電極24並不會形變，因此第一指狀部234與第二指狀部241間的距離d₃維持不變。此外，由於第一指狀部234與第二指狀部241兩者增加參考電容C₂的電荷累積面積，進而增加參考電容的整體電容值。

圖8為本揭露之微機電裝置30之上視圖。如圖8所示之實施例中，絕緣層35上具有複數個電性接點351,352及353。

圖9為圖8剖面線A-A'之剖面圖。如圖9所示，具多重電極 的微機電裝置30包含基板31、第一電極32、第二電極33、第三電極34、絕緣層35及導電柱37。

第一電極32、第二電極33及第三電極34設置於基板31上。具體而言，參照圖8，第一電極32貼附於基板31約中心位置。第二電極33之固定部331設置於第一電極32的外圍。換言之，第二電極33之固定部331環繞第一電極32。此外，第三電極34設置於第二電極33的外圍並環繞第二電極33。因此，第三電極34亦環繞第一電極32。

如圖9之實施例所示，第一電極32面向第二電極33之感測部332，因此第一電極32之指向平行於基板31之法線方向N。此外，固定部331面向第三電極34，因此第三電極34之指向與第一電極32之指向相交。在此實施例中，第三電極34之指向與第一電極32之指向的夾角約為90°。

如圖9所示，第一電極32設置於基板31之上表面311上。由於固定部331支撐感測部332，因此感測部332與第一電極32間具有間隔d₄。此間隔d₄使感測部332與第一電極32可形成感測電容C₃。當微機電裝置30量測氣壓或高度時，感測部332將形變使間隔d₄改變。由於感測電容C₃相應於間隔d₄而改變，因此感測電容C₃為可變電容。相較之下，當微機電裝置30量測氣壓或高度改變時，固定部331與第三電極34皆不形變。因此，固定部331與第三電極34間的距離d₅並不會相應於氣壓而改變。此距離d₅使固定部331與第三電極34可形成參考電容C₄(亦稱為固定電容)。在此實施例中，感測電容C₃之電場方向與參考電容C₄之電場方向相交約為90°。

圖10之下圖為圖10之上圖沿剖面線B-B'之剖面圖。如圖10之下圖所示，第二電極33包含貫穿孔36。參照圖10之下圖，導電柱37設置於貫穿孔36中，且導電柱37並無接觸第二電極33。在此實施例中，絕緣層35包含第一導電穿孔354及第二導電穿孔355。

本揭露之說明書及申請專利範圍中之「導電穿孔」定義為填充導電物質之貫穿孔，因此導電穿孔具有導體的特性。第一導電穿孔354電性連接電性接點351，且第一導電穿孔354電性連接導電柱37。因此，電訊號可經由電性接點351及第一導電穿孔354傳輸至導電柱37，反之亦然。換言之，電訊號亦可經由導電柱37經由第一導電穿孔354傳輸至電性接點351。

圖11之下圖為圖11之上圖沿剖面線C-C'之剖面圖。如圖11之上圖所示之實施例中，導電柱37電性連接至第一電極32之延伸端321，因此電訊號可經由電性接點351、第一導電穿孔354、導電柱37及延伸端321傳輸至第一電極32，反之亦然。換言之，電訊號亦可由第一電極32傳輸至電性接點351。由於貫穿孔36及開口處361分隔延伸端321與第二電極33之固定部331，因此第一電極32與第二電極33之間電性絕緣。

在此實施例中，第二電極33可經由第二導電穿孔355電性連接至電性接點352。因此，電訊號可經由電性接點352及第二導電穿孔355電性連接至第二電極33，反之亦然。換言之，電訊號亦可由第二電極33傳輸至電性接點352。

圖12之下圖為圖12之上圖沿剖面線D-D'之剖面圖。如圖12之下圖之實施例所示，電性接點353係經由第三導電穿孔356電 性連接至第三電極34。因此，同時參照圖9可知，第一電極32、第二電極33及第三電極34可分別經由電性接點351,352,353輸入不同的電訊號。

此外，在其他實施例(圖未式)中，第二電極33可包含圖7所示之第一指狀部234，而第三電極34可包含第二指狀部241。

參照圖12之下圖，感測部332、固定部331與基板31界定第一空間38。此第一空間38可為氣密(hermetic)空間。然而在其他實施例(圖未示)中，第一空間38亦可相應於不同設計而為非氣密(non-hermetic)空間。

如圖12之下圖所示之實施例中，絕緣層35連接第二電極33及第三電極34。此外，絕緣層35、固定部331、第三電極34與基板31界定第二空間39。此第二空間39可為氣密(hermetic)空間。然而在其他實施例(圖未示)中，第二空間39亦可相應於不同設計而為非氣密(non-hermetic)空間。

在其他實施例(圖未示)中，微機電裝置30可進一步包含介電材料，介電材料設置於第二空間39內以增加電容值。具體而言，介電材料之材質可為SiO₂或Si₃N₄。

圖13為圖8實施例之變化實施例。圖13之上圖為微機電裝置30之上視圖，而下圖為剖面線F-F'之剖面圖。如圖13所示，微機電裝置30之絕緣層35僅連接第二電極33之部份感測部332。在此實施例中，藉由移除部份的感測部332上的絕緣層35，本揭露之微機電裝置30可降低感測部332的殘留應力(residual stress)，進而增加壓力量測的準確度。

圖14為圖13實施例之變化實施例。圖14之上圖為微機電裝 置30之上視圖，而下圖為剖面線G-G'之剖面圖。如圖14所示，微機電裝置30進一步包含第二導電層357。第二導電層357設置於無覆蓋絕緣層之感測部332上，且第二導電層357電性連接於電性接點352。值得注意的是，在本實施例中，電性接點352下方並無貫穿絕緣層35之導電穿孔，因此第二導電層357可配合電性接點352以形成無須貫穿絕緣層35之電性通路(electrical interconnection)。

圖15顯示微機電裝置40之上視圖。圖16為圖15剖面線E-E'之剖面圖。如圖16所示之實施例中，微機電裝置40包含基板41、第一電極42、第二電極43、第三電極44、絕緣層45及第一導電層46。

在此實施例中，基板41、第一電極42、第二電極43、第三電極44及絕緣層45的結構與連接關係相似於圖8及圖9所述之基板31、第一電極32、第二電極33、第三電極34及絕緣層35的結構與連接關係，在此不在贅述。

參照圖16，第一導電層46設置於絕緣層45上，其配置供導出累積於絕緣層45上的電荷以避免影響第一電極42與第二電極43間的感測電容。此實施例中，電性接點451,452,453的結構與連接關係相似於圖8及圖12所述之電性接點351,352,353的結構與連接關係，在此不在贅述。如圖15及圖16所示，第一導電層46僅電性連接於電性接點454，該電性接點454則電性接地以供移除絕緣層45之累積的電荷。換言之，電性接點451,452及453則電性絕緣於第一導電層46。因此，電性接點451,452及453可個別輸入電訊號於第一電極42、第二電極43及第三 電極44。

圖17顯示微機電裝置50之上視圖。圖18為圖17剖面線H-H'之剖面圖。如圖18之實施例所示，微機電裝置50包含基板51、第一電極52、第二電極53、第三電極54、絕緣層55、複數個貫穿孔561,562,563、複數個導電柱571,572,573及積體電路晶片58。為了更詳細描述本實施例中的複數個導電柱571,572,573之位置及其連接關係，設置於第三電極中的導電柱572,573可定義為第一導電柱572,573。

在此實施例中，基板51可為玻璃基板或其他電性絕緣基板，且積體電路晶片設置於該基板51之一下表面。

第一電極52設置於基板51上並包含一延伸端521，其連接設置於貫穿孔561內之導電柱571。絕緣層55另包含複數個導電穿孔551,552,553,554。外部導線556設置於絕緣層55上並連接導電穿孔551及552。導電穿孔552連接設置於貫穿孔563內之第一導電柱573。換言之，絕緣層55中的一導電穿孔551連接導電柱571及外部導線556，絕緣層55中的另一導電穿孔552連接外部導線556及第一導電柱573。

該第一導電柱573設置於第三電極54中且該第一導電柱573電性絕緣於第三電極54。同樣地，外部導線557設置於絕緣層55上並連接導電穿孔553及554。導電穿孔554連接設置於貫穿孔562內之第一導電柱572。換言之，該第一導電柱572設置於第三電極54中且該第一導電柱572電性絕緣於第三電極54。圖19之下圖為圖19之上圖沿剖面線J-J'之剖面圖。如圖19之下圖所示，導電柱571設置於貫穿孔561內，第一導電柱572設置於 貫穿孔562內，且第一導電柱573設置於貫穿孔563內。是故，導電柱571電性絕緣於第二電極53，第一導電柱572電性絕緣於第三電極54，而第一導電柱573電性絕緣於第三電極54。

圖20之下圖為圖20之上圖沿剖面線K-K'之剖面圖。如圖20之上圖及下圖所示，電性隔離層592設置於第三電極54的下表面541。電性隔離層592另包含複數個導電穿孔594,595。在此實施例中，電性隔離層592包圍導電穿孔594,595，且導電穿孔594,595電性絕緣於第三電極54。

圖21之下圖為圖21之上圖沿剖面線L-L'之剖面圖。如圖18及圖21之下圖所示，導線層591,593設置於電性隔離層592的下方且部分導線層591,593設置於電性隔離層592與基板51之間。由於導電穿孔594連接導線層591及第一導電柱573，因此導線層591可傳輸電信號至第一導電柱573。

同樣地，導電穿孔595連接導線層593及第一導電柱572，因此導線層593可傳輸電信號至第一導電柱572。

如圖18所示，導電穿孔594電性連接第一導電柱573及導線層591。積體電路晶片58設置於基板51之下表面511，且導電凸塊582設置於電路晶片58上。積體電路晶片58電耦合(electrically coupled)至第一導電柱573。具體而言，導電線581(bonding wire)連接導線層591及導電凸塊582。是故，積體電路晶片58上之導電凸塊582係經由導電線581電性連接至導線層591。從而電耦合至第一導電柱573。是故，積體電路晶片58之第一電訊號可經由導電凸塊582、導電線581、導線層591、電性隔離層592中的導電穿孔594、第一導電柱573、絕緣層55 中的導電穿孔552、外部導線556、絕緣層55中的導電穿孔551、導電柱571、延伸端521傳輸至第一電極52，反之亦然。換言之，第一電訊號亦可由第一電極52傳輸至導電凸塊582。

如圖18所示，第二電極53電性連接至導電穿孔553。外部導線557電性連接導電穿孔553及導電穿孔554，因此第二電極53電性連接至第一導電柱572。第一導電柱572經由導電穿孔595電性連接至導線層593。導線層593及導電凸塊583係經由導電線584所連接。具體而言，積體電路晶片58之第二電訊號可經由導電凸塊583、導電線584、導線層593、導電穿孔595、第一導電柱572、導電穿孔554、外部導線557、導電穿孔553、傳輸至第二電極53，反之亦然。換言之，第二電訊號亦可由第二電極53傳輸至導電凸塊583。在此實施例中，第一電訊號路徑與第二電訊號路徑彼此電性絕緣，因此第一電訊號不會傳輸至第二電極，反之亦然。

圖22之下圖為圖22之上圖沿剖面線I-I'之剖面圖。如圖22之下圖的實施例所示，第三電極54連接電性隔離層592中的導電穿孔597，因此電耦合於導線層596。導線層596與導電凸塊585經由導電線586連接。具體而言，積體電路晶片58之第三電訊號可經由導電凸塊585、導電線586、導線層596、導電穿孔597傳輸至第三電極54，反之亦然。換言之，第三電訊號亦可由第三電極54傳輸至導電凸塊585。在此實施例中，第三電訊號路徑與第一電訊號路徑或第二電訊號路徑彼此電性絕緣，因此第三電訊號不會傳輸至第一電極或第二電極。

綜上所述，第一導電柱573設置於第三電極54中且第一導 電柱573電性絕緣於第三電極54。外部導線556設置於絕緣層55上且絕緣層55包含導電穿孔551，552。電性隔離層592設置於第三電極54的下表面541，且電性隔離層592包含另一導電穿孔594。此外，導線層591，593設置於電性隔離層592的下方且部分導線層591，593設置於電性隔離層592與該基板51之間。導電凸塊582設置於積體電路晶片58上。為了使積體電路晶片58可透過導電凸塊582電耦合(electrically coupled)至導電柱571及第一電極52，絕緣層55中的一導電穿孔551連接導電柱571及外部導線556，絕緣層55中的另一導電穿孔552連接外部導線556及第一導電柱573，電性隔離層592中的一導電穿孔594連接第一導電柱573及導線層591，導電線581連接導線層591及導電凸塊582。

圖23顯示微機電裝置50之變化實施例。圖23之上圖為微機電裝置60之上視圖，而下圖為剖面線M-M'之剖面圖。如圖23所示，微機電裝置60包含基板61、第一電極62、第二電極63、第三電極64、絕緣層65、第一導電層66及積體電路晶片67。第一導電層66設置於絕緣層65上，其配置供導出累積於絕緣層65上的電荷並避免影響第一電極62與第二電極63間的感測電容。

如圖23所示，第一導電層66僅電性連接於電性接點654，該電性接點654則以電性接地方式，以供去除絕緣層65之累積的電荷。換言之，外部導線651,652及電性接點653電性絕緣於第一導電層66。由於外部導線651,652及電性接點653可個別輸入電訊號於第一電極62、第二電極63及第三電極64，因此積體 電路晶片67可藉由外部導線651,652及電性接點653分別將電訊號傳輸至第一電極62、第二電極63及第三電極64。

圖24顯示一種微機電裝置70之實施例。圖24之上圖為微機電裝置70之上視圖，而下圖為剖面線N-N'之剖面圖。在本實施例中，微機電裝置70的基板為一積體電路晶片71。如圖24所示，微機電裝置70包含積體電路晶片71、第一電極72、第二電極73、第三電極74、絕緣層75、導電層76及複數個導電柱771,772。為了更詳細描述本實施例中的複數個導電柱771,772之位置及其連接關係，設置於第三電極中的導電柱771可定義為第二導電柱771。

積體電路晶片71另包含至少一導電穿孔712,713,714,715及至少一導電凸塊716,717,718,719。

在此實施例中，導電凸塊716,717,718,719分別電性連接導電穿孔712,713,714,715。導電穿孔712,713,714,715分別電性連接至導電接合層78。導電穿孔713,714,715係經由導電接合層78分別電性連接至第二電極73、第一電極72、及第三電極74。換言之，導電凸塊717,718,719之電訊號可經由導電穿孔713,714,715、導電接合層78分別傳輸至第二電極73、第一電極72及第三電極74進而形成感測電容與參考電容。

如圖24所示，導電層76設置於絕緣層75上，其配置供導出累積於絕緣層75上的電荷並避免影響第一電極72與第二電極73間的感測電容。

在此實施例中第二導電柱771設置於第三電極74中且與第三電極74電性絕緣。導電凸塊716經由導電穿孔712與導電接合 層78電性連接至該第二導電柱771。第二導電柱771經由導電接點791電性連接至導電層76。若將導電凸塊716電性接地，則可移除累積於絕緣層75上的電荷。

圖25顯示一種微機電裝置80之實施例。圖25之上圖為微機電裝置80之上視圖，而下圖為剖面線O-O'之剖面圖。如圖25所示，微機電裝置80包含基板81、第一電極82、第二電極83、第三電極84、絕緣層85、導電柱86。基板81包含至少一通孔811,812及背腔813。若無通孔之實施例如圖9所示，絕緣層85、第三電極34、第二電極33之固定部331及基板31界定第二空間。如圖25之實施例中，該至少一通孔811,812連通於第二空間87。換言之，此實施例之第二空間87並非氣密空間。

在此實施例中，背腔813相應於第一電極82設置於基板81中。第一電極82另包含複數個孔洞821，該些孔洞821連通於背腔813。換言之，若無孔洞之實施例如圖9所示，第二電極33、基板31、第一電極32、導電柱37及絕緣層35界定第一空間。如圖25之實施例中，由於孔洞821連通於背腔813，因此第一空間88亦非氣密空間。是故，此實施例之微機電裝置80利用背腔813、孔洞821及通孔811,812的設計，可應用於微機電麥克風。

此外，由於固定部831與第三電極84間的距離d6並不會相應於聲音而改變，是故固定部831與第三電極84間可形成參考電容，因而本實施例之微機電麥克風可採取差動式的設計，進而降低雜訊。

如圖26之實施例所示，本揭露之微機電裝置90可應用於 矽中介層98(Si-interposer)。矽中介層98於三維積體電路(3D-IC)中設置於積體電路晶片99與基板97之間。對於3D-IC而言，電源完整性(power integrity)對於驅動3D-IC扮演重要的腳色。為了提供電源穩定(clean power)，去耦合電容通常會設置於接近積體電路晶片99。本揭露之微機電裝置90具有多重電容的設置，因此可提供去耦合電容的功效。

如圖26之實施例所示，本揭露之微機電裝置90包含第一電極91、第二電極92、第三電極93。第一電極91及第二電極92之間可填充介電材料94。介電材料94之材質可為氧化物或氮化物，例如SiO₂或Si₃N₄。因此第一電極91及第二電極92間可形成第一去耦合電容。此外，第二電極92及第三電極93之間可填充介電材料95。介電材料95之材質可為氧化物或氮化物，例如SiO₂或Si₃N₄。因此第二電極92及第三電極93間可形成第二去耦合電容。由於微機電裝置90設置於矽中介層98，因此微機電裝置90係由矽元素所包覆。

如圖27之實施例為圖26實施例之變化實施例。在此實施例中，第三電極93-1另包含第二指狀部931。第二電極92-1另包含第一指狀部921。第一指狀部921及第二指狀部931互相交錯(stagger)。由於第二電極92-1與第三電極93-1並不會形變，因此第一指狀部921與第二指狀部931間的距離維持不變。

圖28顯示一種微機電裝置的製作方法的流程圖。如圖28所示，製作方法包含下列步驟：步驟1010提供絕緣層覆矽(Silicon On Insulator；SOI)晶圓，其包含元件層(device layer)、絕緣層及操作層(handle layer)；步驟1020蝕刻元件層而形成凹 槽(recession)以及複數個暴露絕緣層之孔隙；步驟1030提供基板晶圓及設置第一電極於基板晶圓；步驟1040使用晶圓對晶圓接合方式(wafer-to-wafer bonding)接合絕緣層覆矽晶圓及基板晶圓；以及步驟1050移除操作層。上述步驟的數字並不必然為各步驟的順序。

圖28所示之流程圖配合圖29至圖33所示各步驟結構的描述如下。

在步驟1010中，如圖29所示，提供一絕緣層覆矽(SOI)晶圓101。絕緣層覆矽晶圓101包含一元件層102(device layer)、一絕緣層103(在本實施例中為二氧化矽(SiO₂)層)及一操作層104(handle layer)。此外，絕緣層103設置於元件層102及操作層104之間。

在步驟1020中，如圖30所示，元件層102經蝕刻而形成凹槽301(recession)。在本步驟中，是採用氫氧化鉀溶液蝕刻(KOH etching)的溼式蝕刻方式。

在步驟1020中，如圖31所示，元件層102經蝕刻而形成複數個暴露絕緣層103之孔隙302,303,304。該些孔隙302,303,304及該凹槽301於元件層102定義第二電極401及第三電極402。第二電極401包含感測部404及固定部403。在本步驟中，是採用一種乾蝕刻(dry etching)的蝕刻方式，例如深反應式離子蝕刻(Deep Reactive Ion Etching；Deep RIE)。

如圖31所示，孔隙302可配置供固定部403形成如圖7所示之第一指狀部234，並供第三電極402形成如圖7所示之第二指狀部241，且第一指狀部與第二指狀部相互交錯(stagger)。

在此實施例中，元件層102之蝕刻步驟1020進一步包含蝕刻固定部403而形成暴露絕緣層103之孔隙303，其形成貫穿孔。導電柱406設置於孔隙303內，因此導電柱406電性絕緣於固定部403。

在步驟1030中，如圖32所示，提供基板晶圓501及設置第一電極405於基板晶圓501上。

在步驟1040中，如圖33所示，使用晶圓對晶圓接合方式(wafer-to-wafer bonding)接合絕緣層覆矽晶圓101及基板晶圓501，並使第二電極401及第三電極402接合於基板晶圓501之上表面502。在本步驟中，是採用一種晶圓對晶圓(wafer-to-wafer)陽極接合(anodic bonding)的接合方式。在此實施例中，感測部404面向第一電極405，而固定部403面向第三電極402。此外，第三電極402之指向N₂與第一電極405之指向N₁的夾角約為90°。

如圖33所示，固定部403一端設置於上表面502，而固定部403之另一端連接感測部404之周邊。第二電極401配置供密封第一電極405。具體而言，第二電極401之感測部404與固定部403、絕緣層103及基板501界定第一空間601，在此實施例中，第一空間601為氣密空間。

在步驟1050中，如圖34所示，移除如圖33所示之操作層104而完成微機電裝置。在本步驟中，是採用氫氧化鉀溶液蝕刻(KOH etching)的溼式蝕刻方式移除操作層104。

如圖34所示，絕緣層103覆蓋第二電極401及第三電極402。此外，絕緣層103、固定部403、第三電極402與基板501界定 第二空間602，在此實施例中，第二空間602為氣密空間。

此外，圖28之微機電裝置的製作方法進一步包含下列任一步驟或下列步驟之組合而各別形成如圖35至圖37的結構。

在步驟1060中，如圖35所示，絕緣層103可進一步蝕刻而形成至少一孔701,702,703。在本步驟中，是採用一種乾蝕刻(dry etching)的蝕刻方式，例如反應式離子蝕刻(Reactive Ion Etching；RIE)。

在步驟1070中，如圖36所示，第一導電層801沉積於絕緣層103及至少一孔701,702,703上。在本步驟中，是採用一種金屬沈積的沈積方式，例如鋁沈積(metal deposition-aluminum)。

在步驟1080中，如圖37所示，沉積導電層802沉積於第一導電層801上並形成至少一電性接點901,902,903。電性接點901,902,903可各別與第一電極405、第二電極401及第三電極402電性連接。在本步驟中，是採用一種金屬沈積的沈積方式，例如鋁沈積(metal deposition-aluminum)。

本揭露之技術內容及技術特點已揭示如上，然而本揭露所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解，在不背離後附申請專利範圍所界定之本揭露精神和範圍內，本揭露之教示及揭示可作種種之替換及修飾。例如，上文揭示之許多裝置或結構或方法步驟可以不同之方法實施或以其他結構予以取代，或者採用上述二種方式之組合。

本案之權利範圍並不侷限於上文揭示之特定實施例的製程、機台、製造、物質之成份、裝置、方法或步驟。本揭露 所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解，基於本揭露教示及揭示製程、機台、製造、物質之成份、裝置、方法或步驟，無論現在已存在或日後開發者，其與本案實施例揭示者係以實質相同的方式執行實質相同的功能，而達到實質相同的結果，亦可使用於本揭露。因此，以下之申請專利範圍係用以涵蓋用以此類製程、機台、製造、物質之成份、裝置、方法或步驟。

20‧‧‧微機電裝置

21‧‧‧基板

211‧‧‧上表面

22‧‧‧第一電極

221‧‧‧延伸端

23‧‧‧第二電極

231‧‧‧感測部

232‧‧‧固定部

233‧‧‧貫穿孔

234‧‧‧第一指狀部

24‧‧‧第三電極

241‧‧‧第二指狀部

25‧‧‧絕緣層

26‧‧‧第二空間

27‧‧‧導電柱

28‧‧‧第一空間

N‧‧‧法線方向

C₁‧‧‧感測電容

C₂‧‧‧固定電容

d₃‧‧‧距離

Claims (39)

1. 一種具多重電極的微機電裝置，適用於感測氣壓的變化，包含：一基板；一第一電極，設置於該基板；一第二電極，設置於該基板並包含一感測部及一固定部；以及一第三電極，設置該基板，其中，當該感測部形變時，該固定部與該第三電極間具有一預設固定距離，其中該固定部與該第三電極間定義一參考電容。
2. 根據請求項1所述之具多重電極的微機電裝置，其中該感測部與該第一電極間定義一可變電容。
3. 根據請求項1所述之具多重電極的微機電裝置，其中該第一電極設置於該基板之一上表面，該固定部環繞該第一電極，且該第三電極環繞該第二電極。
4. 根據請求項3所述之具多重電極的微機電裝置，其中該固定部之一端設置於該上表面，而該固定部之另一端連接於該感測部之周邊，該第二電極配置供密封該第一電極，且該第二電極與該基板界定一第一空間，其中該第一空間為氣密空間。
5. 根據請求項4所述之具多重電極的微機電裝置，進一步包含一絕緣層，該絕緣層連接該感測部及該第三電極，且該絕緣層、該固定部、該第三電極與該基板界定一第二空間，其中該第二空間為氣密空間。
6. 根據請求項4所述之具多重電極的微機電裝置，進一步包含一導電柱，其中該固定部包含一貫穿孔，該導電柱設置於該貫穿孔並電性連接該第一電極，且該導電柱電性絕緣於該固定部。
7. 根據請求項6所述之具多重電極的微機電裝置，其中該絕緣層包含一第一導電穿孔及一第二導電穿孔，該第一導電穿孔電性連接該導電柱，該第二導電穿孔電性連接該第二電極。
8. 一種具多重電極的微機電裝置，適用於感測氣壓的變化，包含：一基板；一第一電極，設置於該基板，且該第一電極之指向平行於該基板之法線方向；一第二電極，與該第一電極用於建構一感測電容；以及一第三電極，設置於該基板且用於建構一固定電容；，其中該第三電極沒有連接該第二電極或該第一電極且該第三電極之指向垂直於該第一電極之指向。
9. 根據請求項8所述之具多重電極的微機電裝置，其中該第二電極之一感測部形變的方向平行於該基板的法線方向。
10. 根據請求項8所述之具多重電極的微機電裝置，其中該第一電極設置於該基板之一上表面，該第二電極包括一感測部及一固定部，該固定部環繞該第一電極，且該第三電極環繞該固定部。
11. 根據請求項10所述之具多重電極的微機電裝置，其中該固定部之一端設置於該上表面，而該固定部之另一端連接於該感 測部之周邊，該第二電極配置供密封該第一電極，且該第二電極與該基板界定一第一空間，其中該第一空間為氣密空間。
12. 根據請求項11所述之具多重電極的微機電裝置，進一步包含一絕緣層，該絕緣層連接該感測部及該第三電極，且該絕緣層、該固定部、該第三電極與該基板界定一第二空間，其中該第二空間為氣密空間。
13. 根據請求項11所述之具多重電極的微機電裝置，進一步包含一導電柱，其中該固定部包含一貫穿孔，該導電柱設置於該貫穿孔並電性連接該第一電極，且該導電柱電性絕緣於該固定部。
14. 根據請求項13所述之具多重電極的微機電裝置，其中該絕緣層包含一第一導電穿孔及一第二導電穿孔，該第一導電穿孔電性連接該導電柱，該第二導電穿孔電性連接該第二電極。
15. 一種具多重電極的微機電裝置，包含：一基板；一第一電極，設置於該基板且該第一電極之指向平行於該基板之法線方向；一第二電極，設置於該基板並包含一感測部及一固定部，該感測部面向該第一電極；以及一第三電極，設置於該基板，其中該固定部面向該第三電極且該第三電極之指向垂直於該第一電極之指向；其中，當該感測部形變時，該固定部與該第三電極間具有一預設固定距離。
16. 根據請求項15所述之具多重電極的微機電裝置，其中該第二電極之一感測部形變的方向平行於該基板的法線方向。
17. 根據請求項15所述之具多重電極的微機電裝置，其中該第一電極設置於該基板之一上表面，該固定部環繞該第一電極，且該第三電極環繞該固定部，該感測部與該第一電極間具有一間隔。
18. 根據請求項17所述之具多重電極的微機電裝置，其中該固定部包含一第一指狀部，而該第三電極包含一第二指狀部，該第一指狀部及該第二指狀部互相交錯(stagger)。
19. 根據請求項17所述之具多重電極的微機電裝置，其中該固定部之一端設置於該上表面，而該固定部之另一端連接於該感測部。
20. 根據請求項19所述之具多重電極的微機電裝置，其中該第二電極配置供密封該第一電極且該感測部、該固定部與該基板界定一第一空間。
21. 根據請求項20所述之具多重電極的微機電裝置，其中該第一空間為氣密空間。
22. 根據請求項20所述之具多重電極的微機電裝置，進一步包含一絕緣層，該絕緣層連接該第二電極及該第三電極，且該絕緣層、該固定部、該第三電極與該基板界定一第二空間。
23. 根據請求項22所述之具多重電極的微機電裝置，其中該第二空間為氣密空間。
24. 根據請求項19所述之具多重電極的微機電裝置，進一步包含一導電柱，其中該固定部包含一貫穿孔，該導電柱設置於該 貫穿孔並電性連接該第一電極，且該導電柱電性絕緣於該固定部。
25. 根據請求項20所述之具多重電極的微機電裝置，進一步包含一絕緣層，該絕緣層連接該第二電極及該第三電極，且該絕緣層、該固定部、該第三電極與該基板界定一第二空間，且該絕緣層覆蓋部份該感測部。
26. 根據請求項22所述之具多重電極的微機電裝置，進一步包含一第一導電層設置於該絕緣層上。
27. 根據請求項25所述之具多重電極的微機電裝置，進一步包含一第二導電層設置於無覆蓋絕緣層之該感測部上。
28. 根據請求項24所述之具多重電極的微機電裝置，進一步包含一積體電路晶片，其中該基板的材質為玻璃，該積體電路晶片設置於該基板之一下表面，該積體電路晶片電耦合(electrically coupled)至該導電柱。
29. 根據請求項28所述之具多重電極的微機電裝置，進一步包含一第一導電柱、一外部導線、一電性隔離層、一導線層、一導電凸塊以及一導電線，其中該第一導電柱設置於該第三電極中，且該第一導電柱電性絕緣於該第三電極，該絕緣層包含一第一導電穿孔及一第二導電穿孔，且該外部導線設置於該絕緣層上，該電性隔離層設置於該第三電極的一下表面，且該電性隔離層包含一第三導電穿孔，該導線層設置於該電性隔離層的下方，且部分該導線層設置於該電性隔離層與該基板之間，該導電凸塊設置於該積體電路晶片上，其中該絕緣層的該第一導電穿孔連接該導電柱及該外部導線，且該絕 緣層中的該第二導電穿孔連接該外部導線及該第一導電柱，該電性隔離層中的該第三導電穿孔連接該第一導電柱及該導線層，該導電線連接該導線層及該導電凸塊。
30. 根據請求項24所述之具多重電極的微機電裝置，其中該絕緣層包含一第一導電穿孔及一第二導電穿孔，該第一導電穿孔電性連接該導電柱，該第二導電穿孔電性連接該第二電極。
31. 根據請求項24所述之具多重電極的微機電裝置，其中該基板為一積體電路晶片，該積體電路晶片另包含至少一導電穿孔，該至少一導電穿孔配置供該第一電極、該第二電極及該第三電極分別電性連接至該積體電路晶片之至少一導電凸塊。
32. 根據請求項31所述之具多重電極的微機電裝置，進一步包含一第二導電柱、一導電層設置於該絕緣層上，其中該第二導電柱設置於該第三電極中且該第二導電柱電性絕緣於該第三電極，該至少一導電穿孔經由該導電柱電性連接至該導電層。
33. 根據請求項20所述之具多重電極的微機電裝置，其中該基板包含至少一通孔及一背腔，該至少一通孔連通於該第二空間，該背腔相應於該第一電極設置，該第一電極另包含複數個孔洞，該些孔洞連通於該背腔及該第一空間。
34. 根據請求項20所述之具多重電極的微機電裝置，進一步包含一介電材料，其中該介電材料設置於該第一空間及設置於該固定部及該第三電極之間。
35. 一種具多重電極的微機電裝置的製作方法，包含下列步 驟：提供一絕緣層覆矽(Silicon On Insulator Wafer；SOI Wafer)晶圓，其中該絕緣層覆矽晶圓包含一元件層(device layer)、一絕緣層及一操作層(handle layer)，該絕緣層設置於該元件層及該操作層之間；蝕刻該元件層而形成一凹槽(recession)以及複數個暴露該絕緣層之孔隙，其中該些孔隙及該凹槽於該元件層定義一第二電極及一第三電極，該第二電極包含一感測部及一固定部；蝕刻該固定部而形成暴露該絕緣層之一貫穿孔，其中一導電柱設置於該貫穿孔中，且該導電柱電性絕緣於該固定部；提供一基板晶圓及設置一第一電極於該基板晶圓；使用晶圓對晶圓接合方式(wafer-to-wafer bonding)接合該絕緣層覆矽晶圓及該基板晶圓，使該第二電極及該第三電極接合於該基板晶圓之一上表面，其中該感測部面向該第一電極，該固定部面向該第三電極，該第三電極之指向垂直於該第一電極之指向；以及移除該操作層。
36. 根據請求項35所述之製作方法，其中該些孔隙配置供該固定部形成一第一指狀部且供該第三電極形成一第二指狀部且該第一指狀部及該第二指狀部互相交錯(stagger)。
37. 根據請求項25所述之製作方法，其中該固定部之一端設置於該上表面，而該固定部之另一端連接於該感測部之周 邊，該第二電極配置供密封該第一電極，該感測部、該固定部、絕緣層與該基板界定一第一空間，該第一空間為氣密空間。
38. 根據請求項35所述之製作方法，其中該絕緣層覆蓋該第二電極及該第三電極，且該絕緣層、該固定部、該第三電極與該基板界定一第二空間，該第二空間為氣密空間。
39. 根據請求項35所述之製作方法，進一步包含下列任一步驟或下列步驟之組合：蝕刻該絕緣層而形成至少一孔；沉積一第一導電層於該絕緣層上；及沉積一沉積導電層於該第一導電層上並形成至少一電性接點。