[發(fā)明專利]撓性傳感器單元的制備方法、所制得的撓性傳感器單元及含該傳感器單元的數(shù)組

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910178167.6
• 申請(qǐng)日: 2009-10-15
• 公開（公告）號(hào): CN101728303A
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范龍生;溫環(huán)岸
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 范龍生;溫環(huán)岸
• 主分類號(hào): H01L21/70
• 分類號(hào): H01L21/70;H01L21/02;H01L21/78;H01L21/50;H01L27/00
• 代理公司: 北京泛誠知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11298
• 代理人: 文琦;陳波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是關(guān)于一種撓性傳感器單元的制備方法，特別是關(guān)于從晶圓制造撓性傳感器單元的方法，該晶圓上已制備多個(gè)傳感器結(jié)構(gòu)。本發(fā)明也揭示一種根據(jù)上述方法所制得的撓性傳感器的新穎結(jié)構(gòu)，以及含有該撓性傳感器的數(shù)組。

背景技術(shù)

偵測(cè)器與傳感器在應(yīng)用上通常必須與信號(hào)控制電路及信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路連接。業(yè)界對(duì)于將上述電路與傳感器集成在同一基板上，以減少寄生電性組件、提高信號(hào)噪聲比、管理在大型數(shù)組中的數(shù)組元素的位址、減少互連及封裝的復(fù)雜度乃至成本，以及降低整體微系統(tǒng)的尺寸等，有殷切的需求。在各種集成傳感器與電路的技術(shù)中，不論是在制作該集成電路之前、之后或同時(shí)集成，最佳作法乃是利用現(xiàn)成的集成電路生產(chǎn)線，以及現(xiàn)有的用來制造傳感器裝置的材料層，其后只要利用多個(gè)后處理步驟再作加工，即可完成制作的方法。這是因?yàn)樯鲜龉に嚳稍跇?biāo)準(zhǔn)IC廠中執(zhí)行，而無需另外開發(fā)定制化(customer-design)的工藝。

傳感器在封裝時(shí)除了提供作為標(biāo)準(zhǔn)IC封裝的傳統(tǒng)的裝置護(hù)封及電氣導(dǎo)線以外，還必須能夠提供傳感器對(duì)物理環(huán)境的接口，或?qū)⒃搨鞲衅骶S持在特定條件下，例如在制作慣性傳感器時(shí)即必須形成嚴(yán)密的氣密腔體，在制作壓力傳感器時(shí)則必須形成裸露的薄膜等等。因此，傳感器的封裝比起傳統(tǒng)IC封裝成本較為昂貴。如果能夠?qū)鞲衅髯骶A等級(jí)(wafer-level)的封裝，將可以降低封裝的成本，因?yàn)檫@種做法可以利用類似于在微型制造中使用的工藝技術(shù)，以批量制造過程提供傳感器對(duì)物理環(huán)境的接口、維持傳感器操作條件、提供裝置的護(hù)封，以及提供電器導(dǎo)線。這種封裝技術(shù)必須能夠與傳感器的裝置及微系統(tǒng)兼容。

此外，在許多應(yīng)用場(chǎng)合中，例如醫(yī)學(xué)植入、內(nèi)視鏡診斷工具，或在使用于彎曲或柔軟表面等環(huán)境的裝置，該封裝后的智能型傳感器必須具備相當(dāng)?shù)膿闲浴?/p>

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種新穎的撓性傳感器單元的制備方法。

本發(fā)明的目的也在于提供一種用來制備撓性傳感器單元，并能使用標(biāo)準(zhǔn)IC制備過程的方法。

本發(fā)明另一目的在于提供一種用來制備撓性傳感器單元，以能完成其護(hù)封與包裝過程的方法。

本發(fā)明另一目的也在于提供一種撓性傳感器單元的新穎結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明另一目的也在于提供一種依據(jù)IC制作過程而制備、后處理及封裝的撓性傳感器單元。

本發(fā)明另一目的也在于提供一種利用本發(fā)明的方法制備的撓性傳感器單元所形成的數(shù)組。

本發(fā)明另一目的也在于提供一種依據(jù)IC制作程序制備、后處理及封裝的撓性傳感器單元所形成的數(shù)組。

本發(fā)明提供一種傳感器結(jié)構(gòu)的后處理的方法。該傳感器結(jié)構(gòu)主要包括：基板；金屬-氧化物層；位于該金屬-氧化物層內(nèi)的至少一個(gè)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；以及電氣導(dǎo)線，其包括至少一個(gè)第一接觸片，位于該金屬-氧化物層內(nèi)。在本發(fā)明多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合中，是在一個(gè)基板上制備多數(shù)的該傳感器，該基板可為硅基板，特別是SOI(silicon?on?insulator)基板。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，本發(fā)明的后處理方法包括下列步驟：

蝕刻該金屬-氧化物層以釋放(release)該網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；

在該網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)上形成一密封層；

在該金屬-氧化物層上形成第一撓性材料層；及

除去該基板的相當(dāng)厚度，該除去的厚度足使該傳感器結(jié)構(gòu)具有撓性。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，該基板是以蝕刻方法除去厚度，特別是以研磨工藝除去厚度。而且在該實(shí)施例中，該基板是實(shí)質(zhì)上全部除去。

根據(jù)本發(fā)明另一方面，該后處理方法包括：

在該傳感器結(jié)構(gòu)的金屬-氧化物層上形成第一撓性材料層；

裸露金屬-氧化物層中含有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的區(qū)域；

蝕刻金屬-氧化物層以釋放該網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；

在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)上形成一密封層；及

除去基板的相當(dāng)厚度，使傳感器結(jié)構(gòu)具有撓性。

與前述相似，該基板可以利用蝕刻，特別是研磨工藝除去厚度。同時(shí)，該基板也可實(shí)質(zhì)上全部除去。

除去該基板后，在裸露的金屬-氧化物層上，也可形成第二撓性材料層。在形成第一撓性材料層后，可能必須將電氣導(dǎo)線的接觸片加以裸露。與此相同，在形成第二撓性材料層后，也可能必須將該電氣導(dǎo)線的第二接觸片加以裸露。