[发明专利]悬吊梁结构及电路芯片

说明书

技术领域

本发明涉及一种悬吊梁结构，尤指应用于微机电系统中的悬吊梁结构。

背景技术

微机电系统(Micro Electro-Mechanical Systems，简称MEMS)主要是利用半导体工艺于硅芯片上制造出机械结构，进而开发出以机械和电子元件所结合成的半导体传感器。请参见图1，其为微机电系统中常见的悬吊梁结构俯视图，其中悬吊梁(suspended beam)10的一端101固定至硅基板1，另一端100则悬空。而此类悬吊梁结构可广泛应用于多种传感器元件中，例如利用两相邻悬吊梁的距离变化便可完成可变电容，进而完成加速度计等传感器元件。但目前已知的悬吊梁结构并不利于整合至控制电路芯片中，而如何改善此类不足，便是发展本发明的主要目的。

发明内容

本发明的目的在于提出一种悬吊梁结构，其包括：基板；悬吊梁主体，其一端固定至基板，另一端悬空；以及第一金属导线结构，镶嵌于悬吊梁主体之中，第一金属导线结构的宽度小于悬吊梁主体的宽度。

在本发明的实施例中，上述基板为硅基板。

在本发明的实施例中，上述悬吊梁主体是由一层介电层或多层介电层所构成。

在本发明的实施例中，上述介电层的材料为氧化硅。

在本发明的实施例中，上述第一金属导线结构镶嵌于上述悬吊梁主体的部分顶面并外露。

在本发明的实施例中，上述第一金属导线结构镶嵌于上述悬吊梁主体的顶面周缘并外露。

在本发明的实施例中，上述第一金属导线结构镶嵌于上述悬吊梁主体的内部且不外露。

在本发明的实施例中，还包括第二金属导线结构，上述第二金属导线结构镶嵌于上述悬吊梁主体中且透过至少一透孔金属与上述第一金属导线结构完成连接。

本发明的又一目的在于提出一种电路芯片，其包括：基板；集成电路元件构造，形成于该基板上方，其具有多层结构；微机电系统构造区，形成于该基板上方，其中至少具有悬吊梁结构，该悬吊梁结构包括：悬吊梁主体，其一端固定至该基板，另一端悬空；以及第一金属导线结构，镶嵌于该悬吊梁主体之中，该第一金属导线结构的宽度小于该悬吊梁主体的宽度。

附图说明

图1为微机电系统中常见的悬吊梁结构俯视图。

图2A为悬吊梁结构的一种实施例的俯视图。

图2B为图2A的悬吊梁结构沿线段AA的示例剖面图。

图2C为图2A的悬吊梁结构沿线段AA的另一示例剖面图。

图3A为本发明的悬吊梁结构的另一种实施例的俯视图。

图3B为图3A的悬吊梁结构沿线段BB的示例剖面图。

图3C为图3A的悬吊梁结构沿线段BB的另一示例剖面图。

图3D为图3A的悬吊梁结构沿线段BB的又一示例剖面图。

图4A为本发明的悬吊梁结构的再一种实施例的俯视图。

图4B为图4A的悬吊梁结构沿线段CC的示例剖面图。

图4C为图4A的悬吊梁结构沿线段CC的另一示例剖面图。

图4D为图4A的悬吊梁结构沿线段CC的又一示例剖面图。

图5A为本发明的悬吊梁结构的又一种实施例的俯视图。

图5B为图5A的悬吊梁结构沿线段DD的示例剖面图。

图5C为图5A的悬吊梁结构沿线段DD的另一示例剖面图。

图5D为图5A的悬吊梁结构沿线段DD的又一示例剖面图。

图6为将本发明悬吊梁结构整合至集成电路芯片中的构造剖面示意图。

附图标记说明

具体实施方式

请参见图2A，其为悬吊梁结构的一种实施例的俯视图，由图中可清楚看出，悬吊梁20的一端201固定至硅基板2，另一端200则悬空。而悬吊梁20与硅基板2的顶面则覆盖金属层202，金属层202用以完成电容的电极板。而沿线段AA的剖面图则如图2B或图2C的所示，其中图2B为两层结构，悬吊梁20由介电层203与金属层202所构成，而图2C为四层结构，悬吊梁20由介电层203、205与金属层202、204所构成，至于悬吊梁20底部的硅基板则是被蚀刻掏空而让悬吊梁20悬空。本实施例仅由介电层与金属层来构成，简单结构将有利于整合至一般集成电路芯片中。但由于介电层与金属层的材料特性差异过大，导致经过后续高温工艺时，金属层容易弯曲而使悬吊梁20将产生不预期的形变，导致后续完成的传感器元件无法正常运作。