[发明专利]悬浮式压电超音波感测器及其制作方法

说明书

本申请提供一种悬浮式压电超音波感测器及其制作方法，其中，该悬浮式压电超音波感测器包含半导体基板及压电超音波感测元件；半导体基板包含柱状设置区、周缘壁、及至少一个桥接部，柱状设置区与周缘壁之间为空腔，空腔围绕柱状设置区，桥接部连接柱状设置区及周缘壁；压电超音波感测元件设置于柱状设置区上。通过在半导体基板上设置空腔及桥接部，可通过此方式来调整所需的频率，进而调整所需声压及发射角度，提供较大的制程裕度。

技术领域

本申请涉及感测技术领域，尤其涉及一种悬浮式压电超音波感测器及其制造方法。

背景技术

超音波感测器近年来已大幅地应用到指纹辨识、扫地机器人等各种产品上，应用面越来越广泛。随着某些产品的精细化，通常会搭配半导体晶圆级制程来制作。一般而言，现今的超音波感测器通常通过真空的腔体，用以清楚地分辨入射波、反射波，而达到清楚辨识的功效。

然而，在现有技术上，超音波感测器的真空腔体是封闭于超音波感测器的内部，当超音波感测器制作完成后，腔体体积固定，也伴随着固定了对应的发射波的谐振频率。然而，有时超音波感测器的谐振频率，无法达到所需要的发射角、声压，则需要重新设计。除了所费成本不赀外，现今例如应用于超音波感测器所需的尺寸较小，腔体空间也需缩减，整体设计更受到制程裕度的限制。

发明内容

为了解决现有技术所面临的问题，在此提供一种悬浮式压电超音波感测器及其制作方法。其中，该悬浮式压电超音波感测器包含半导体基板及压电超音波感测元件；半导体基板包含柱状设置区、周缘壁、及至少一个桥接部，柱状设置区与周缘壁之间为空腔，空腔围绕柱状设置区，桥接部连接柱状设置区及周缘壁；压电超音波感测元件设置于柱状设置区上。

在一些实施例中，半导体基板更包含至少一个贯孔，贯孔贯穿半导体基板，且与空腔连通。

更详细地，在一些实施例中，贯孔邻近于柱状设置区。

更详细地，在一些实施例中，半导体基板包含多个贯孔，贯孔贯穿半导体基板、分布于柱状设置区的周围，且贯孔与空腔连通。

在一些实施例中，半导体基板包含多个桥接部，各桥接部分别连接于柱状设置区及周缘壁。

更详细地，在一些实施例中，桥接部对称地位于柱状设置区的周围。

在一些实施例中，压电超音波感测元件的宽度小于柱状设置区。

在一些实施例中，半导体基板的厚度为200μm至700μm。

在一些实施例中，该桥接部的长度小于1000μm。

在此，还提供一种悬浮式压电超音波感测器的制作方法，该方法包含定义步骤、元件设置步骤、贯孔步骤、及空腔形成步骤；定义步骤是提供半导体基板，半导体基板上定义有柱状设置区；元件设置步骤是在柱状设置区形成压电超音波感测元件；贯孔步骤是在半导体基板上形成贯孔，贯孔贯穿半导体基板；空腔形成步骤是沿着贯孔，移除半导体基板上邻近于柱状设置区的区域，使得半导体基板在柱状设置区的周围形成空腔，空腔外围是周缘壁，空腔与贯孔连通，且柱状设置区与周缘壁之间通过至少一个桥接部连接。

在一些实施例中，在贯孔步骤之前还包含基板减薄步骤，基板减薄步骤降低半导体基板的厚度。更详细地，在一些实施例中，半导体基板的厚度为200μm至700μm。

在一些实施例中，贯孔步骤形成多个贯孔，贯孔贯穿半导体基板、分布于柱状设置区的周围，且贯孔与空腔连通。

在一些实施例中，空腔形成步骤使半导体基板包含多个桥接部，各桥接部分别连接于柱状设置区及周缘壁。

更详细地，在一些实施例中，桥接部对称地位于柱状设置区的周围。

在一些实施例中，压电超音波感测元件的宽度小于柱状设置区。