[发明专利]微机电传感器与制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微机电传感器，特别有关于压力传感器；本发明 亦有关于此种微机电传感器的制作方法，其与CMOS制程兼容。

背景技术

微机电元件有各种应用，其中一种应用为制作绝对或相对式的压 力传感器，如血压计、麦克风等等。美国专利第6,012,336号案、美国 专利第6,536,281号案、美国专利第6,928,879号案、美国专利第 7,121,146号案、美国专利第6,743,654号案、美国专利第7,135,149号 案等揭露了相关的技术内容，但其制程或是过于复杂，或是需要非标 准CMOS制程的特殊材料或机台设备，并不理想。因此，业界甚为需 要一种结构和制程与CMOS制程充分兼容的微机电传感器。

发明内容

本发明目的之一在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种微机 电传感器，其制程可完全与目前的CMOS制程整合。

本发明的另一目的在于，提出一种制作上述微机电传感器的制程。

为达上述目的，就本发明的其中一个观点而言，提供了一种微机 电传感器制作方法，包含：提供一个基板；在该基板上形成内连线并 以介电层包覆该内连线，该内连线的一部分构成一待蚀刻结构体，将 该微机电传感器的悬浮结构与其它结构至少部分区隔开；蚀刻该基板 的背部，露出该待蚀刻结构体；以及蚀刻去除该待蚀刻结构体。

为达上述目的，就本发明的另一个观点而言，提供了一种微机电 传感器，包含：部分挖空的基板；位于基板挖空部分上方的悬浮结构； 以及与悬浮结构至少部分区隔开的上方结构，其中该悬浮结构与上方 结构通过包含金属蚀刻的步骤而区隔开，且该悬浮结构包含金属层和 包覆金属层的介电材料，该上方结构包含金属层和位于金属层下方的 介电材料。

上述微机电传感器与制作方法中，可使用气密材料封闭该基板的 背部，构成绝对式传感器。该气密材料例如为硅或玻璃。

传感器中可更包含：包围该悬浮结构的防护环。

下面通过具体实施例详加说明，当更容易了解本发明的目的、技 术内容、特点及其所达成的功效。

附图说明

图1A-1E标出本发明的一个实施例。

图中符号说明

11     第零层硅基板

12a    接触层

12b    通道层

13     金属层

14     介电层

15     连接垫

16     防护层

17     气密层

20     待蚀刻结构体(分离空间)

30     外侧金属结构体

40     悬浮结构

具体实施方式

本发明中的图式均属示意，主要意在表示制程步骤以及各层之间 的上下次序关系，至于形状、厚度与宽度则并未依照比例绘制。

首先说明本发明的其中一个实施例。请参阅图1A，在本实施例中 首先提供一个第零层晶圆基板11，此基板11例如可为硅基板，以与 CMOS制程兼容。接着在基板11上以CMOS制程制作晶体管元件等(未 示出)，再依序以沉积、微影、蚀刻等制程制作内连线，如图1A中的 接触层12a，金属层13，通道层12b等。各层金属图案通过介电层14 来予以隔离。此外，并在最上层金属层中形成连接垫(bond pad)15的图 案，且在整体结构的最上方形成防护层(passivation)16。其中，接触层 12a与通道层12b例如可使用钨来制作，金属层13例如可使用铝来制 作，介电层14材料例如可使用氧化物如二氧化硅。但当然，使用其它 导电与介电材料来制作内连线也是可行的，且金属层数目当然也可以 更多，图标仅是举例。

图标结构中，在最内部的第一层金属层13的外侧、图标最外侧金 属结构体(图1C的30，以下亦称为上方结构)的内侧，形成了一个由 接触层12a，金属层13，通道层12b所构成的待蚀刻结构体20。此待 蚀刻结构体20的目的在于界定微机电元件中的悬浮结构，此点参阅后 述制程步骤即可明白。至于最外侧金属结构体则例如可提供防护环 (guard ring)的作用，以避免外围电路被蚀刻，或作为上电极(容后详述)。