[发明专利]微机电元件、出平面传感器与微机电元件制作方法

说明书

本申请为2008年10月29日提交的、申请号为200810173852.5的、发明名称为“微机电元件、出平面传感器与微机电元件制作方法”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种出平面传感器与制作方法，特别是一种能降低制程残留应力影响的出平面传感器与制作方法。

背景技术

出平面传感器的作用是感测两电极间因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)等等。

有关出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6,402,968号、第6,792,804号、第6,845,670号、第7,138,694号、第7,258,011号。

上述各现有技术或是为大面积的单电容结构、或是以晶圆接合方式制造出差动电容结构。其缺点是，前者耗用的面积过大，后者制程较复杂且与标准CMOS制程不兼容。

因此，有必要针对此类出平面传感器的结构进行改良，使其既能缩小所占面积、又与CMOS制程兼容，且能抵抗制程残留应力。

发明内容

本发明针对以上现有技术的缺点，提出解决之道。本发明的第一目的在于，提出一种能降低残留应力对制程影响的出平面传感器。

本发明的第二目的在于，提出一种出平面传感器的制作方法。

为达上述目的，就其中一个观点而言，本发明提供一种微机电元件，包含：一质量块，其包括主质量部分、和位于主质量部分两侧且与主质量部分连接的两电容板结构部份，其中该两电容板结构部份位于不同的高度；一上电极，位于该两电容板结构部份之一的上方，与其构成电容，以及一下电极，位于该两电容板结构部份的另一者的下方，与其构成另一电容，其中该上下电极在水平方向上错开。

上述微机电元件中，该质量块还包含：分别与该两电容板结构部份的另一侧连接的两外侧质量部分。

为达上述目的，就本发明的另一个观点而言，本发明提供一种出平面传感器，其包含多个微机电结构单位，每一微机电结构单位包含：一质量块，其包括主质量部分和位于主质量部分两侧且与主质量部分连接的两电容板结构部份，其中该两电容板结构部份位于不同的高度；一上电极，位于该两电容板结构部份之一的上方，与其构成电容，以及一下电极，位于该两电容板结构部份的另一者的下方，与其构成另一电容，其中该上下电极在水平方向上错开。

上述出平面传感器中，该质量块还包含：分别与该两电容板结构部份的另一侧连接的两外侧质量部分。

上述出平面传感器可以对该多个微机电结构单位做各种布局，例如使其中两个微机电结构单位彼此在水平面上垂直。

上述出平面传感器中，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。

此外，就本发明的另一个观点而言，还提供一种微机电元件的制作方法，包含：提供一个基板，在该基板上沉积并定义接触层、金属层与通道层，在该接触层、金属层与通道层图案中包含一待蚀刻区域；以及去除该待蚀刻区域，而形成前述的微机电元件。

上述方法中，该去除该待蚀刻区域的步骤还包含：先进行非等向性反应式离子蚀刻，再使用氢氟酸蒸气蚀刻或缓冲氧化物蚀刻方式进行第二次蚀刻。

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标出本发明的一个结构实施例；

图2说明本发明如何消除残留应力造成的问题；

图3-5标出本发明的几个实施例；

图6说明自图5的A-A线所得顶视图的可能形状；

图7标出本发明的微机电结构单位100的大略顶视图；

图8-10标出本发明的三个布局实施例；

图11-14标出本发明的制程实施例。

图中符号说明

10    质量块

11    外侧质量部分

12    电容板结构部份

13    主质量部分

14    电容板结构部份

15    外侧质量部分

19    开孔

20    下电极

30    上电极

40    弹簧

50    固定锚

60    防护环

71    第零层硅基板

72    接触层

73    金属层

74    通道层