[发明专利]具有增强结构强度的微机电元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有增强结构强度的微机电元件，特别是其中构成微机电结构的最上金属层具有多个独立金属段、及／或其中构成微机电结构的最下金属层具有连续结构的微机电元件。

背景技术

参照图1，其中显示一现有技术的微机电元件10的示意图，其可作为一定子(Stator)或一动子(Rotor)。微机电元件10包含微机电结构101和电讯号传递线路102，其中微机电结构101产生电讯号，通过电讯号传递线路102来传递。当微机电元件10为定子时，微机电结构101例如可通过固定结构103而连接至基板Sub，当微机电元件10为动子时，则微机电结构101例如可通过挠性结构（例如弹簧，未示出）来连接。微机电元件10例如可利用CMOS半导体制程来制作，在基板Sub上通过交替沉积多层金属层(M1-Mt)和介电层、并以支持柱连接金属层而构成所设计的结构。

现有技术的微机电元件10有以下的结构特征：1.最上金属层Mt为连续的结构。2.电讯号传递线路102使用第一金属层M1的一部份M1S构成，因此为了避免讯号受影响、以及避免在制作和动作过程产生沾黏(Stiction)等现象，第二金属层M2须于该部分M1S的上方挖空以留下足够的缓冲空间，但此挖空部份会损及微机电结构101的刚性。

当微机电结构101的刚性不足时，很容易产生弯翘变形。例如，当工作环境温度上升时，现有技术的微机电元件10会产生明显的热变形以致影响微机电元件10的功能操作。

详言之，图6A显示图1中微机电元件10受热后的变化，水平轴X为参照图1中X方向的延伸距离，Y轴为变形量，其中温度T2高于T1。如图所示，温度T2造成的热变形高于温度T1造成的热变形，且沿X方向的热变形逐渐增大，此变形足以影响结构的稳定与元件操作的正确性等。

有鉴于此，本发明即针对上述现有技术的不足，提出一种具有增强结构强度的微机电元件，其可减少因为温度或其它原因导致的变形，防止黏着(stiction)、使结构保持稳定，且使元件在电讯号传递上有较佳的表现。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足和缺陷，提出一种具有增强结构强度的微机电元件，其可减少因为温度或其它原因导致的变形，防止黏着(stiction)、使结构保持稳定，且使元件在电讯号传递上有较佳的表现。

为达上述目的，根据其中一个观点，本发明提供一种具有增强结构强度的微机电元件，包含：一微机电结构，包括多个金属层，具有一最上金属层，该最上金属层包含多个独立金属段；以及一电讯号传递线路，位于该微机电结构下方，其中该微机电结构产生电讯号，通过该电讯号传递线路来传递；其中，该多个独立金属段分别通过至少一支持柱以连接至相邻的金属层，且在该最上层独立金属段与该相邻的金属层之间除了支持柱外，无介电层设置于其中；除该最上金属层外，其余金属层分别通过至少一支持柱及一介电层而与相邻的金属层彼此连接。

本发明的一实施例中，该具有增强结构强度的微机电元件更包含一固定结构或一挠性结构，与该微机电结构连接。

本发明的一实施例中，该固定结构连接于该微机电结构侧方。

本发明的一实施例中，该微机电结构下方、对应于该电讯号传递线路的上方处，具有一挖空区域。

本发明的一实施例中，该微机电结构的最低金属层在对应于该电讯号传递线路的上方处、延伸往该固定结构的方向，为连续而不断开。

在上述实施例中，较佳地，该电讯号传递线路不包含金属层，而是在金属层以下的位阶中以导电材料走线所构成。

本发明的一实施例中，该固定结构连接于该微机电结构下方。

在上述实施例中，较佳地，该微机电结构下方、对应于该电讯号传递线路的上方处，具有一挖空区域，且该挖空区域相较于该固定结构而言较远离该微机电结构的中心点。

为达上述目的，根据另一观点，本发明提供一种具有增强结构强度的微机电元件，包含：一微机电结构，包括多个金属层；一固定结构，连接于该微机电结构侧方；以及一电讯号传递线路，位于该微机电结构下方，其中该微机电产生电讯号，通过该电讯号传递线路来传递，其中，该微机电结构的最低金属层在对应于该电讯号传递线路的上方处、延伸往该固定结构的方向，为连续而不断开，且其中该电讯号传递线路不包含金属层，而是在金属层以下的位阶中以导电材料走线所构成。