压力传感器及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种压力传感器及其制造方法。该压力传感器包括一基材、一介电氧化层、一第一电极层、一介电连接层以及一第二电极层。介电氧化层形成于基材上，第一电极层形成于介电氧化层上，介电连接层形成于第一电极层上，第二电极层形成于介电连接层上。第二电极层包括一图案化导电层及一介电层，图案化导电层具有多个穿孔，介电层形成于图案化导电层上且包覆该些穿孔的内壁。第一电极层、介电连接层及第二电极层定义一第一腔室于第一电极层和第二电极层之间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种，且特别是有关于一种具有降低温 度变化所造成的变形程度及提升初始电容值的。
技术介绍
近年来，随着智能型手机与平板计算机的蓬勃发展，以及智能型手机对于抗噪功 能需求的提升，微机电（MEMS)麦克风的技术发展也日益成熟，市场对于微机电麦克风的需 求也持续成长。 微机电麦克风可应用在语音秘书、语音导航及语音降噪等等，然而手机中的杂音 可能会影响通话的质量。因此，为了能够降低背景音量进而可以提升通话质量，微机电麦克 风的杂音抑制技术是重要的课题之一。
技术实现思路
本专利技术是有关于一种。实施例的压力传感器中，第二电 极层的导电/介电复合材料结构可以改善整体材料对于温度变化所造成的变形程度，并且 增大整个元件的初始电容值，进而提高元件的可靠性。 根据本专利技术的一实施例，提出了一种压力传感器。该压力传感器包括一基材、一介 电氧化层、一第一电极层、一介电连接层以及一第二电极层。介电氧化层形成于基材上，第 一电极层形成于介电氧化层上，介电连接层形成于第一电极层上，第二电极层形成于介电 连接层上。第二电极层包括一图案化导电层及一介电层，图案化导电层具有多个穿孔，介电 层形成于图案化导电层上且包覆该些穿孔的内壁。第一电极层、介电连接层及第二电极层 定义一第一腔室于第一电极层和第二电极层之间。 根据本专利技术的另一实施例，提出了一种压力传感器的制造方法。压力传感器的 制造方法包括下列步骤。提供一基材；形成一介电氧化层于基材上；形成一第一电极层于 介电氧化层上；形成一介电连接层于第一电极层上；以及形成一第二电极层于介电连接层 上，包括：形成一图案化导电层，具有多个穿孔；及形成一介电层于图案化导电层上且包覆 该些穿孔的内壁。其中，第一电极层、介电连接层及第二电极层定义一第一腔室于第一电极 层和第二电极层之间。 为了对本专利技术的上述及其他方面有更好的了解，下文特举优选实施例，并配合所 附附图，作详细说明如下： 【附图说明】 图1绘示本专利技术的一实施例的压力传感器的示意图。 图2绘示本专利技术的一实施例的压力传感器的爆炸图。 图3绘示本专利技术的另一实施例的压力传感器的示意图。 图4A至图4J绘示依照本专利技术的一实施例的一种压力传感器的制造方法示意图。 图5A至图ro绘示依照本专利技术的另一实施例的一种压力传感器的制造方法示意 图。 【符号说明】 100、200 :压力传感器； 110、110s、110s，、210 :基材； 110c:第二腔室； 120、120s、220 :第一电极层； 120a :第一电极层表面； 120t :第一电极层开槽； 130:介电连接层； 130c:凹穴； 130s、143sl、143s2 :介电材料层； 140、240 :第二电极层； 141:图案化导电层； 141t:穿孔； 143:介电层； 150 :第一腔室； 160:凸状结构； 170、170s、270 :介电氧化层； 245 :密封材料； G:间隙。 【具体实施方式】 本专利技术的实施例中，压力传感器中，第二电极层的导电/介电复合材料结构可以 改善整体材料对于温度变化所造成的变形程度，并且增大整个元件的初始电容值，进而提 高元件的可靠性。以下参照所附附图详细叙述本专利技术的实施例。附图中相同的标号用以标 示相同或类似的部分。需注意的是，附图已简化以利清楚说明实施例的内容，实施例所提出 的细部结构仅为举例说明之用，并非对本专利技术欲保护的范围做限缩。普通技术人员当可依 据实际实施方面的需要对该些结构加以修饰或变化。 图1绘示本专利技术的一实施例的压力传感器100的示意图。图2绘示本
技术实现思路
的 一实施例的压力传感器1〇〇的爆炸图。请参照图1?图2。压力传感器100包括基材110、 第一电极层120、介电连接层130以及第二电极层140。第一电极层120形成于基材110上， 介电连接层130形成于第一电极层120上，第二电极层140形成于介电连接层130上。第 二电极层140包括图案化导电层141及介电层143,图案化导电层141具有多个穿孔141t， 介电层143形成于图案化导电层141上且包覆该些穿孔141t的内壁。第一电极层120、介 电连接层130及第二电极层140定义一第一腔室150于第一电极层120和第二电极层140 之间。 实施例中，如图1所示，基材110具有一第二腔室（opening) 110c，第二腔室110c 暴露第一电极层120的表面120a。基材110例如是硅基材。 实施例中，如图1所示，第一电极层120具有多个开槽（slot) 120t，该些开槽120t 连通第一腔室150和第二腔室110c。实施例中，如图2所不，第一电极层120的表面120a 例如是圆形，开槽120t例如是交错配置于表面120a的周围区域。 -实施例中，压力传感器100例如是声音压力传感器，例如是微机电麦克风，第一 电极层120相对于第二电极层140为可动件，而第一电极层120的开槽120t的设计来达到 减缓及释放材料应力的功效，借此增加材料工艺应力的变异容忍度。 实施例中，如图1所示，开槽120t与基材以间隙（gap)G相隔开，第一电极层120 与基材以间隙G相隔开，第二腔室150并未暴露开槽120t。一实施例中，压力传感器100 例如是声音压力传感器，间隙G形成声阻通道以改善频率响应，降低频率响应在低频衰退 (decay)的情形，进而使得压力传感器100感应到的频率范围更完整。 实施例中，介电连接层130的材质不同于第一电极层120的材质和第二电极层140 的材质。介电连接层130连接第一电极层120和第二电极层140,借此达到应力平衡的效 果。工艺当中，也因材料不同，介电连接层130的本质应力和两个电极层120和140之间的 本质应力正好可相互补偿。 实施例中，第一电极层120例如是以多晶娃（polysilicon)制成，介电连接层130 例如是氧化硅制成。第二电极层140中，图案化导电层141例如是由具有导电性的金属制 成，介电层130例如是由氮化硅（SiN)制成。如此一来，由于此些材料与CMOS工艺中常用 到的材料相同，因此在制作压力传感器100的工艺前段中，可以应用与CMOS工艺相同的材 料与流程进行，接着仅需在CMOS工艺部分完成后再增加简单的微机电工艺便可完成压力 传感器100的制作。并且，实施例中，第二电极层140的导电/介电复合材料相比于纯金属 具有较低的等效热膨胀系数（Coefficient of Thermal Expansion,CTE)，因此可以改善整 体材料对于温度变化所造成的变形程度。 此外，第二电极层140中，如图1所示，介电层143包覆图案化导电层141，使得第 一电极层120和图案化导电层141之间除了空气之外尚具有介电材料。以介电层141为氮 化硅层为例，其介电常数大约是7,高于空气的介电常数（大约为1)，因此可以增大整个元 件的初始电容值，并且降低元件中可能产生的寄生电容对于元件的运作及效能的影响，进 而增加元件的灵敏度。 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压力传感器，其特征在于，包括：一基材；一介电氧化层形成于基材上；一第一电极层形成于该介电氧化层上；一介电连接层形成于该第一电极层上；以及一第二电极层形成于该介电连接层上，该第二电极层包括：一图案化导电层，具有多个穿孔；及一介电层，形成于该图案化导电层上且包覆该些穿孔的内壁；其中，该第一电极层、该介电连接层及该第二电极层定义一第一腔室于该第一电极层和该第二电极层之间。

【技术特征摘要】
2013.03.19 TW 1021097561. 一种压力传感器，其特征在于，包括： 一基材； 一介电氧化层形成于基材上； 一第一电极层形成于该介电氧化层上； 一介电连接层形成于该第一电极层上；以及 一第二电极层形成于该介电连接层上，该第二电极层包括： 一图案化导电层，具有多个穿孔；及 一介电层，形成于该图案化导电层上且包覆该些穿孔的内壁； 其中，该第一电极层、该介电连接层及该第二电极层定义一第一腔室于该第一电极层 和该第二电极层之间。2. 根据权利要求1所述的压力传感器，其中该基材具有一第二腔室，该第二腔室暴露 该第一电极的一表面。3. 根据权利要求1所述的压力传感器，其中该第一电极层具有多个开槽，该些开槽连 通该第一腔室和该第二腔室。4. 根据权利要求3所述的压力传感器，其中该第一电极层与该基材以一间隙相隔开。5. 根据权利要求1所述的压力传感器，其中该介电连接层的材质不同于该第一电极层 的材质和该第二电极层的材质。6. 根据权利要求1所述的压力传感器，其中该些穿孔连通至该第一腔室。7. 根据权利要求1项所述的压力传感器，其特征在于，还包括多个凸状结构形成于该 第二电极层上且位于该第一电极层和该第二电极层之间。8. 根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，还包括一介电氧化层形成于该基 材和该第一电极层之间。9. 根据权利要求1所述的压力传感器，其中该第二电极层还包括一密封材料充填于该 些穿孔中，以使该第一电极...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建铭，黄进文，王钦宏，林靖渊，谢佑圣，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71