[發明專利]在微機電系統感測器中黏滯力減少的方法

有效

• 申請號: 201480032151.3
• 申請日: 2014-05-23
• 公開（公告）號: CN105431374B
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發明（設計）人: 席琳娜·張;寧·提
• 申請（專利權）人: 應美盛股份有限公司
• 主分類號: B81B7/02
• 分類號: B81B7/02
• 代理公司: 北京寰華知識產權代理有限公司11408
• 代理人: 林柳岑

技術領域

本發明的各種實施例和方法大體上涉及微機電系統(MEMS)裝置，且尤其涉及具有減少的黏滯力的MEMS裝置。

背景技術

緩沖塊通常用于微機電系統(MEMS)裝置中。通常包含移動部分的MEMS裝置的已知問題是，當致動器與另一表面接觸時，在沖擊或甚至正常操作期間，所述致動器常常經歷剝落。這顯然導致所不希望的性能和可能較短的使用壽命。緩沖塊已經在歷史上用于幫助減少MEMS裝置所經受的影響。

用于MEMS裝置/感測器中的緩沖塊可以有效地限制MEMS致動器的行進距離。然而，常常用于形成緩沖塊的介電材料的使用在其電場中引入充電和干擾，使得MEMS致動器漂移或不穩定地響應且甚至可能導致電短路。

因此，需要可靠的MEMS裝置。

發明內容

簡單來說，本發明的方法包含通過為在緩沖塊上收集的電荷提供導電路徑來減少MEMS裝置的黏滯力，所述緩沖塊形成于襯底上。所述緩沖塊通過在所述襯底上沉積且圖案化介電材料形成，且導電路徑由沉積在所述緩沖塊上的第一導電層提供。

可以通過參考說明書的其余部分和附圖來實現對本文中揭示的特定實施例的性質和優點的進一步理解。

附圖說明

圖1示出MEMS裝置100的截面視圖的實施例。

圖2示出具有絕緣緩沖塊的MEMS裝置200的截面視圖的另一實施例。

圖3示出具有在襯底上的緩沖塊的MEMS裝置300的截面視圖的另一實施例。

圖4示出緩沖塊的截面視圖的又另一個實施例。

具體實施方式

在所描述的實施例中，微機電系統(MEMS)是指使用類半導體過程制造且顯示例如移動或變形的能力的機械特性的一類結構或裝置。MEMS常常但并不總是與電信號交互。MEMS裝置包含但不限于陀螺儀、加速度計、磁力計和壓力感測器。包含MEMS結構的硅晶片被稱作MEMS晶片。

在所描述的實施例中，MEMS裝置可以指實施為微機電系統的半導體裝置。MEMS結構可以指可以是較大MEMS裝置的部分的任何特征。

如本文中所使用，“黏滯力”是所不希望的情況，所述情況在表面粘著力高于MEMS結構或MEMS裝置的機械復原力時出現。黏滯力被認為常常發生在其中具有極為接近的面積的兩個表面進行接觸的情況中。在宏觀和微觀粗糙度水平處的接觸面積越大，黏滯力的風險就越大。在微觀水平處，軟材料可能變形，從而有效地增加接觸面積。表面可能無意地由包含振動、沖擊和表面張力外部環境力引至接觸，所述外部環境力在常常用于微制造過程的犧牲釋放步驟期間存在。兩個表面的粘著可能發生，從而導致所不希望的黏滯力。

在以下描述中，本發明的方法包含通過為在形成于半導體襯底上的緩沖塊上收集的電荷提供導電路徑來減少MEMS裝置的黏滯力，其中所述緩沖塊通過在半導體襯底上沉積且圖案化介電材料形成，并且此外其中所述導電路徑由沉積在緩沖塊上的第一導電層提供。

除非上下文另外明確規定，否則如在本文中的描述中和貫穿所附權利要求書所使用，“一(a)”、“一(an)”和“所述”包含復數個參考物。并且，除非上下文另外明確規定，否則如在本文中的描述中和貫穿所附權利要求書所使用，“在…中(in)”的含義包括“在…中(in)”和“在…上(on)”。

盡管已關于其特定實施例描述說明書，但是這些特定實施例僅是說明性的而非限制性的。

本發明的特定實施例和方法揭示：將保形導電涂層的薄層涂覆在介電材料上；形成導電(泄漏)路徑以減少介電材料上的電荷。另外，經涂覆的緩沖塊可以與功能電極絕緣以防止短路。具有與MEMS致動器相同極性的電壓電位可以施加在經涂覆的緩沖塊上以同時抑制充電且防止短路。

圖1示出MEMS裝置100的截面視圖的實施例。MEMS裝置100示出為包含襯底102、MEMS致動器101和支座106。另外包含在MEMS裝置100中的是形成于襯底102的頂部上的電極103，在所述電極的頂部上形成緩沖塊104。緩沖塊104通過在電極103的頂部上沉積介電材料層且在電極103的頂部上進行圖案化形成。如圖1中所示，緩沖塊104在MEMS致動器101下面形成。另外示出為包含在MEMS裝置100中的是保形地涂覆在緩沖塊104的頂部上的導電材料層105。以此方式，導電材料層105圍封每個緩沖塊。緩沖塊104因此由導電材料層105和電極103圍封。電極103通常是導電層。應注意，電極103通常被稱為“底部電極”。