[发明专利]微机电系统装置、其制法与使用其的整合式微机电系统

说明书

本发明公开一种微机电系统装置、其制法与使用其的整合式微机电系统，其中该微机电系统装置包含一基板，基板具有至少一接点。微机电系统装置也包含一第一介电层，第一介电层设置于基板上。微机电系统装置还包含至少一金属层，金属层设置于第一介电层上，且至少部分金属层电连接于接点。微机电系统装置包含一第二介电层，第二介电层设置于第一介电层与金属层上并具有一凹槽结构。微机电系统装置也包含一结构层，结构层设置于第二介电层上并具有一开口。开口对应于凹槽结构设置，且开口的底部的截面积小于凹槽结构的顶部的截面积。微机电系统装置还包含一填充层，填充层至少部分设置于开口与凹槽结构中。第二介电层、结构层与填充层界定一空腔。

技术领域

本发明涉及一种微机电系统(microelectromechanical system,MEMS)装置、其制造方法与使用其的整合式微机电系统，且特别是涉及一种具有良好封孔品质的微机电系统装置、其制造方法与使用其的整合式微机电系统。

背景技术

微机电系统(MEMS)装置通常包含用以感测一物理条件(诸如力、加速度、压力、温度或振动)的机械元件(固定元件及/或可移动元件)及用以处理电信号的电子元件。因此，MEMS装置常作为一传感器，并被广泛用于诸如汽车系统、惯性导引系统、家用电器、各种装置的保护系统及诸多其他工业、科学及工程系统等应用中。

现有的MEMS装置虽大致符合需求，但并非在每个方面都令人满意。举例而言，当MEMS装置作为压力传感器时，可能需要提供气密的空腔，因而需要良好的封孔品质。然而，为了达到此目的，在制造现有的MEMS装置时可能产生制作工艺时间过长、制作工艺繁复等问题。

发明内容

在本发明的一些实施例中，通过在介电层中设置凹槽结构及在结构层中设置与凹槽结构对应的开口，可使填充层(即用于封孔的结构)连续且均匀地填充于此开口与凹槽结构中，以完成封孔。通过本发明实施例的微机电系统装置与其制造方法，能有效防止封孔接缝(seam)与空心结构的产生，进而提高封孔品质并提升整体的稳定性。此外，不需要繁复的制作工艺，能有效缩短制作工艺时间并降低成本。

本发明实施例包含一种微机电系统装置。微机电系统装置包含一基板，基板具有至少一接点。微机电系统装置也包含一第一介电层，第一介电层设置于基板上。微机电系统装置还包含至少一金属层，金属层设置于第一介电层上，且至少部分金属层电连接于接点。微机电系统装置包含一第二介电层，第二介电层设置于第一介电层与金属层上并具有一凹槽结构。微机电系统装置也包含一结构层，结构层设置于第二介电层上并具有一开口。开口对应于凹槽结构设置，且开口的底部的截面积小于凹槽结构的顶部的截面积。微机电系统装置还包含一填充层，填充层设置于开口与凹槽结构中。第二介电层、结构层与填充层界定一空腔。

本发明实施例包含一种微机电系统装置的制造方法。此微机电系统装置的制造方法包含提供一基板，基板具有至少一接点。此微机电系统装置的制造方法也包含在基板上形成一第一介电层。第一介电层具有至少一通孔，通孔暴露接点的部分顶表面。此微机电系统装置的制造方法还包含在第一介电层上形成至少一金属层。至少部分金属层电连接于接点。此微机电系统装置的制造方法包含在第一介电层与金属层上形成一第二介电层。第二介电层具有一凹槽结构。此微机电系统装置的制造方法也包含在第二介电层上与凹槽结构中形成一牺牲层。此微机电系统装置的制造方法更包含在第二介电层与牺牲层上形成一结构层。此微机电系统装置的制造方法包含将部分结构层移除以形成一开口，开口暴露出位于凹槽结构中的牺牲层。此微机电系统装置的制造方法也包含将牺牲层移除以暴露凹槽结构。开口的底部的截面积小于凹槽结构的顶部的截面积。此微机电系统装置的制造方法还包含在开口与凹槽结构中形成一填充层。至少部分填充层形成于开口与凹槽结构中，且第二介电层、结构层与填充层界定一空腔。