[发明专利]同平面传感器与制作方法

说明书

本申请为2008年5月27日提交的、申请号为200810108149.6的、发明名称为“同平面传感器与制作方法”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种同平面传感器与制作方法，特别是一种能降低残留应力对工艺影响的同平面传感器与制作方法。

背景技术

同平面传感器的作用是感测两电极间因平面距离变化所产生的电容值变化，以产生对应的讯号，其例如可应用于制作加速度计(accelerometer)或陀螺仪(gyro sensor)等等。有关同平面传感器或其制作方法的现有技术，例如可参阅美国专利第5,326,726号、第5,847,280号、第5,880,369号、第6,877,374号、第6,892,576号。

上述各现有技术都具有相同的问题，说明如下。请参阅图1，此类微机电元件通常包含有一个或多个固定结构50和一个移动结构60，固定结构50包含多个固定臂(fixed finger)52，每个固定臂52本身为悬浮，但藉由固定端58而固定，固定臂52之间彼此通过固定端58和连接部56而连接导通。固定端58固定于下方的基体(未示出)上。移动结构60则包含本体(proof mass)62、延伸臂(extended finger或movable finger)64、连接部66和固定端(anchor)68。除固定端68(亦固定于下方基体上)之外，移动结构60的其它部份(包含本体62、延伸臂64、连接部66)是悬浮的，当整体元件运动时，移动结构60的悬浮部分相对于固定结构50会产生相对移动，使固定臂52和延伸臂64之间的距离发生改变，当固定臂52和延伸臂64分别为电容的两电极时，其电容值即产生变化，因此，通过侦测该电容值变化，即可计算出运动的方向、速度、加速度等，其应用可视该微机电元件的设计目的而定。

请参阅图2(此为从图1的X--X剖面往右方视的所得的剖视图)，由于固定臂52和延伸臂64均为悬浮结构，在半导体工艺中很容易造成弯翘，此时固定臂52和延伸臂64的重叠面积显著降低，使有效电容值下降。因此，有必要针对此类微机电元件的结构进行改良，以降低工艺的影响度。

发明内容

本发明的第一目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种能降低残留应力对工艺影响的同平面传感器。

本发明的第二目的在于，提出一种同平面传感器的制作方法。

为达上述目的，就本发明的其中一个观点而言，提供了一种同平面传感器，包含：一固定结构，此固定结构包括彼此连接的固定臂与固定端，该固定臂具有支撑端和悬浮端，支撑端与固定端连接，悬浮端为悬浮；以及一移动结构，此移动结构至少包括彼此连接的本体与延伸臂，其中，该固定臂的支撑端比悬浮端更靠近本体。

再者，就本发明的另一个观点而言，提供了一种同平面传感器，包含：一固定结构，此固定结构包括彼此连接的固定臂与固定端，该固定臂具有支撑端和悬浮端，支撑端与固定端连接，悬浮端为悬浮；以及一移动结构，此移动结构至少包括本体、延伸本体与延伸臂，本体和延伸本体通过延伸臂而彼此连接。

上述两种同平面传感器中，该本体纵横任一方向上的连续长度宜不大于一上限值，例如60μm(微米)～100μm。

上述两种同平面传感器中的移动结构可更包含有一弹簧，该弹簧宜在其较长的方向上具有至少一个曲折处。

此外，为达上述目的，就本发明的另一个观点而言，提供了一种同平面传感器的制作方法，该同平面传感器包含一固定结构与一移动结构，固定结构包括彼此连接的固定臂与固定端，且移动结构至少包括彼此连接的本体与延伸臂，制作方法包含：提供一个基板，在该基板上已沉积至少一层接触层与至少一层金属层，且已通过该至少一层接触层与至少一层金属层而形成该固定结构的固定端，此固定端为第一待蚀刻区域所围绕；沉积并定义金属层与通道层，以形成该固定结构的固定臂，及该移动结构的本体与延伸臂，所述固定结构的固定臂，及移动结构的本体与延伸臂，为第二待蚀刻区域所围绕；以及去除该第一和第二待蚀刻区域。

上述方法中，该第一和第二待蚀刻区域可一次去除，或分为两或更多步骤去除。

上述方法中，该去除该第一和第二待蚀刻区域的步骤可包含以下步骤：沉积一层防护层；沉积一层硬屏蔽；定义该硬屏蔽与防护层的图案；及蚀刻该第一和第二待蚀刻区域。以上步骤中，在定义该硬屏蔽与防护层的图案后，可再沉积一层屏蔽。

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标出现有技术的同平面传感器结构的一例；