[發明專利]微機電裝置

有效

• 申請號: 201410009937.5
• 申請日: 2014-01-09
• 公開（公告）號: CN103910323B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 劉茂誠;周文介;呂柏緯;翁淑怡;王竣杰
• 申請（專利權）人: 先技股份有限公司
• 主分類號: B81B3/00
• 分類號: B81B3/00;B81B7/02
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司11006
• 代理人: 梁揮,祁建國

技術領域

本發明關于一種微機電（microelectromechanical?systems，簡稱MEMS）裝置，特別是一種以氧化層選擇性包覆連接層或硅基板選擇性搭配披覆層的方式作為質量塊的微機電裝置。

背景技術

在半導體工藝中，大多數的組件制作皆自金屬層與氧化層的連續工藝而來，其中金屬層多由物理性方式所沉積形成，故金屬層通常具有張應力，而氧化層多由化學性方式所沉積形成，故氧化層通常具有壓應力。微機電組件為一種常見且使用金屬層與氧化層相互堆棧形成的半導體組件，所以MEMS組件的殘留應力是一個具有壓應力與張應力所組合而成的等效應力值。以半導體工藝制作的微機電組件其最大的優點為整合特殊用途集成電路（application-specificintegrated?circuit，簡稱ASIC）與微機電于同一平面，省去了復雜的封裝方式，但最大的難題即為微機電結構的殘留應力。

常見的X－Y軸加速度計即為微機電組件的應用，因為金屬層具有張應力（結構呈上彎曲），而氧化層具有壓應力（結構呈下彎曲），其中氧化層是通過化學方式產生鍵結再由鍵結產生薄膜，此氧化層的沉積溫度高且鍵結與鍵結間的力量造成氧化層的殘留應力大于金屬的殘留應力，故殘留應力以氧化層為主并使微機電結構呈下彎曲。此時，雖可使用快速退火（rapid?thermal?anneal，簡稱RTA）系統以進行殘留應力的釋放，然而尚有復合材料的熱膨脹系數必須進行考慮，例如金屬鋁的熱膨脹系數是23ppm/℃，而氧化層的熱膨脹系數是0.5ppm/℃，兩種不同材料的堆棧造成熱膨脹系數約有46倍的差距。如此一來，當微機電結構受到溫度的變化時，除了本身的殘留應力之外，仍必須再考慮兩種不同材料堆棧時的熱膨脹現象。

一般而言，目前各種已用于公知技術中的微機電組件結構的材料大多具有高膨脹系數，其造成微機電組件結構在受到溫度的變化時而呈現翹曲的現象。

發明內容

本發明提供一種微機電裝置，以氧化層選擇性包覆連接層或硅基板選擇性搭配披覆層的方式作為質量塊使微機電裝置結構本身運動不受到溫度變化的影響，進而達成高穩定性的功效。

本發明提供一種微機電裝置，其包括一基板、一質量塊及多個懸臂。基板包含多個第一電極、多個第二電極、一第一區、一第二區及一蝕刻區。該蝕刻區位于該基板的中央，該第一區與該第二區相對，該些第一電極等距地位于該第一區，該些第二電極等距地位于該第二區。質量塊設置于該蝕刻區的中央，包含多個第三電極、多個第四電極、一第一側邊及一第二側邊。該第一側邊與該第二側邊相對，該些第三電極等距地位于該第一側邊，該些第四電極等距地位于該第二側邊。該些懸臂分別設置于基板的周圍與氧化層的周圍之間且用以支撐氧化層，使該質量塊與該基板相隔一第一距離。每一該第一電極平行于一軸向且沿該軸向自該第一區朝該第一側邊延伸出一第二距離，每一該第三電極平行于該軸向且沿該軸向自該第一側邊朝該第一區延伸出一第三距離，該些第一電極與該些第三電極交叉相對，該第二距離和該第三距離大于一半的該第一距離且不大于該第一距離。每一該第二電極平行于該軸向且沿該軸向自該第二區朝該第二側邊延伸出該第二距離，每一該第四電極平行于該軸向且沿該軸向自該第二側邊朝該第二區延伸出該第三距離，該些第二電極與該些第三電極交叉相對。

在一實施例中，該基板的材料為硅。

在一實施例中，該質量塊為二氧化硅，其熱膨脹系數可為0.5ppm/℃。在此實施例中，該質量塊更可包含以鎢為材料的一連接層，該連接層的熱膨脹系數可為4ppm/℃。

在一實施例中，該質量塊的熱膨脹系數為3ppm/℃，且更可包含以金屬或氧化物為材料的一披覆層，該披覆層的熱膨脹系數可為0.5ppm/℃。

在一實施例中，該些懸臂的材料為金屬。

以上關于本發明內容及以下關于實施方式的說明系用以示范與闡明本發明的精神與原理，并提供對本發明的申請專利范圍更進一步的解釋。

附圖說明

為讓本發明的上述和其它目的、特征、優點與實施例能更明顯易懂，所附附圖的說明如下：

圖1為根據本發明一實施例的一微機電裝置；

圖2A至圖2E所繪示為圖1的微機電裝置的制造流程示意圖；

圖3A至圖3E所繪示為圖1的微機電裝置的制造流程示意圖。

其中，附圖標記：

100?微機電裝置???????????????110?基板

111?第一電極?????????????????112?第二電極