[发明专利]微机电系统芯片及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微机电系统芯片，也有关于此种系统芯片的制作方法。

背景技术

微机电系统有各种应用，例如微声压传感器、陀螺仪、加速度计等。大部份的微机电系统中包含微机电元件与其它微电子电路，必须互相整合，构成整合芯片。在其中一种现有技术中，微机电元件与微电子电路被置于晶圆同一表面，举例而言可参阅图1的平面图，如图所示，整合芯片中包含微机电元件区100和微电子电路元件(例如为CMOS元件)区200，且微机电元件区100由防护环120围绕，以防止制作微机电元件的过程中因蚀刻损及微电子电路元件区200。

请参考图2，图2是沿图1的A-A方向的剖面图。在制作微电子电路元件和微机电元件的过程中，于基板11上，将沉积多层的介电层19(图中未区分各层间的界线)，而在此种现有技术中，必须借助蚀刻该介电层19，以在微机电元件区100形成可活动的微机电元件(未示出)，因此在微机电元件区100中将留下空间10。如前述，蚀刻介电层19时不宜损及微电子电路元件区200，因此设有防护环120，由多晶硅层12、金属层15、16、17及18、及介电层19所构成。金属层的数目可视微电子电路的内连线需求和微机电元件设计来决定。

为了在同一表面上制作微机电元件与微电子电路元件，必须在其间提供电气连结。上述现有技术中是使用一层或多层金属层来达成此连结，例如图2中的第二金属层16。然而，既然使用到一层或多层金属层，所述金属层便必须穿越防护环120，而在其穿越防护环120的位置处将不能与防护环120的其它部分(图标中的第一接触层14、第一金属层15)构成紧密封闭的结构，否则即造成短路。因此，此种现有技术中，在蚀刻制作微机电元件时将不能完全避免损及微电子电路元件区200。

此外，此种现有技术中，由于微机电元件与微电子电路设置于晶圆同一表面，因此较为耗用面积。

有鉴于以上所述，有必要提供一种结构，可在功能上连结微机电元件与微电子电路元件，而仍能保护微电子电路元件区的完整性，此外并可减少微机电系统芯片所占的面积。

发明内容

本发明的一目的在于提出一种微机电系统芯片，其能保护微电子电路元件区的完整性，并占据较少的面积。

本发明的另一目的在于提出一种微机电系统芯片的制作方法。

为达上述目的，就本发明的其中一个观点而言，提供了一种微机电系统芯片，包含：第一基板，其具有相对的第一表面与第二表面；位于第一表面的微电子电路元件区；位于第二表面的第一微机电元件区；以及将该微电子电路元件区与该第一微机电元件区电性连接的导线结构。

为达上述目的，就本发明的另一个观点而言，提供了一种微机电系统芯片的制作方法，包含下列步骤：提供一第一基板，其具有相对的第一表面与第二表面；于该第一表面上，形成微电子电路元件区；形成穿越第一基板的导线结构；于该第二表面上，形成第一微机电元件区；以及使微电子电路元件区与第一微机电元件区通过该导线结构而电连接，其中该形成微电子电路元件区、形成穿越第一基板的导线结构、与形成第一微机电元件区的步骤可为任意顺序。

上述微机电系统芯片与制作方法中，该第一基板可为硅晶绝缘体(silicon on insulator，SOI)材料。

上述微机电系统芯片与制作方法中，该导线结构可为直通硅晶穿孔(through silicon via，TSV)方法所形成。

上述微机电系统芯片与制作方法中，该第一微机电元件区中可包含一动件，该动件由该硅晶绝缘体材料中的硅晶部份所形成。

上述微机电系统芯片与制作方法中，可更提供一第二基板，并于第二基板上形成第二微机电元件区，且接合该第二基板与前述第一基板，使该第二微机电元件区与前述第一微机电元件区功能连接。

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1-2显示现有技术；

图3-9示出本发明的第一实施例；

图10-11示出本发明的第二实施例。

图中符号说明

10       空间

11       基板

12，12a  多晶硅层

13，13a  掺杂区

14       第一接触层

15，15a  第一金属层

16，16a  第二金属层

17，17a  第三金属层

18，18a  第四金属层

19       介电层

19a      钝化层