组合式微机电装置以及其制作方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种组合式微机电装置，其中包含：一基板、一元件层、一封盖、以及至少两感测单元。元件层设于基板上。封盖设于元件层上。至少两感测单元为彼此相邻，且皆形成于基板、元件层、以及封盖中，其中一第一感测单元具有一第一封闭空间，一第二感测单元具有一薄膜与一半封闭空间。薄膜为降低元件层的局部厚度所形成。半封闭空间位于基板与元件层之间、或位于元件层与封盖之间，以通过一连外通压开口以接受外来压力。连外通压开口形成于基板与元件层之间、或形成于元件层与封盖之间。此外，本发明专利技术还提出一种组合式微机电装置的制作方法。

Combined microelectromechanical devices and their fabrication methods

The invention provides a combined microelectromechanical device, which includes a base plate, a component layer, a cover, and at least two sensing units. The element layer is located on the substrate. The seal is placed on the element layer. At least two sensing units are adjacent to each other, and are all formed on a substrate, a component layer, and a sealing cap. One of the first sensing units has a first closed space, and a second sensing unit has a membrane and a half closed space. The film is formed to reduce the local thickness of the element layer. The semi enclosed space is located between the substrate and the element layer, or between the element layer and the cover to accept external pressure through an open pressure opening. The external open pressure opening is formed between the substrate and the element layer, or between the element layer and the cover. In addition, the invention also proposes a method for making a combined microelectromechanical device.

【技术实现步骤摘要】
组合式微机电装置以及其制作方法
本专利技术涉及一种组合式微机电装置，特别为包含至少两种感测单元，其中一感测单元具有可接受外部压力的连外通压开口(externalpressurecommunicationopening)，且该开口为形成于基板与元件层之间、形成于元件层与封盖之间、或形成于基板与封盖之间的组合式微机电装置。
技术介绍
微机电装置已广泛应用于日常生活中。微机电装置通常包括一个腔室，腔室中设有一薄膜质量块，以感应产生讯号。视微机电装置的类型而定，此腔室可能为完全封闭型式(如加速度计、角速度计等)、或为非完全封闭型式(下称“半封闭型式”)，可与外部连通以感受外部压力(如气压计、麦克风等)。目前的微机电装置大多数为单一种类单一封装；但为了提高制造的效率，也有现有技术提出将两种不同种类的感测单元制造并封装在一起的结构与作法，如下：参照图1，其显示根据专利案TWI534071的组合式微机电装置10，其中将腔室为半封闭型式的微机电装置11和腔室为完全封闭型式的微机电装置12组合成单一结构体。如图所示，组合式微机电装置10在封盖上，通过一蚀刻工艺以产生一连外通压开口111，以使微机电装置11的腔室可与外部连通以感受外部压力。将腔室为半封闭型式的微机电装置和腔室为完全封闭型式的微机电装置组合成单一结构体，通常最直接思及的就是图1所示的结构设计；美国专利案US8216882和德国专利案DE102014200507也都采用类似的结构。此种设计虽然结构直接，但缺点是连外通压开口容易掉入微粒尘污，影响感测准确度。参照图2，其显示美国专利案US9029961的组合式微机电装置20，此专利案的工艺十分复杂，需要在外部封盖2形成斜角21和切割道22，目的是沿切割道22切割后，暂时性地露出压力调整通道212，来使微机电装置104b(device2)的腔室112b可以暂时性地接触受控的压力源，以调整腔室112b的压力，之后再封闭腔室112b，如此，使组合式微机电装置20具有两种不同压力的腔室112a和112b。组合式微机电装置20中的微机电装置104a(device1)和微机电装置104b(device2)都是腔室完全封闭型式的微机电装置，只是在制作过程中，暂时性地露出压力调整通道212，以调整腔室112b的压力。其他与本案相关的现有技术，可参阅美国专利案US2013/0001710和US2015/0260593，其中，US2015/0260593为本案申请人先前所提的申请案，但并未提及如何制作组合式微机电装置。以上所有现有技术，或是未提及将腔室为半封闭型式和完全封闭型式的微机电装置结合构成组合式微机电装置、或是提出了此类的组合式微机电装置，但并没有考虑到连外通压开口的防尘问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种组合式微机电装置以及其制作方法，能够将腔室为半封闭型式和完全封闭型式的微机电装置结合构成组合式微机电装置，并考虑到连外通压开口的防尘问题。为达上述目的，就其中一个观点，本专利技术提供一种组合式微机电装置，其中包含一基板、一元件层、一封盖、以及至少两感测单元。其中，元件层设于基板上。封盖设于元件层上。至少两感测单元为彼此相邻，且皆形成于基板、元件层、以及封盖中，其中一第一感测单元具有一第一封闭空间，一第二感测单元具有一薄膜与一半封闭空间。薄膜为降低元件层的局部厚度所形成。半封闭空间位于基板与元件层之间、或位于元件层与封盖之间，以通过一连外通压开口以接受外来压力。连外通压开口形成于基板与元件层之间、或形成于元件层与封盖之间、或形成于基板与封盖之间。一实施例中，其中第二感测单元又包含一第二封闭空间，第二封闭空间本身完全封闭，或第二感测单元还包含一内部通压路径，且第二封闭空间经由内部通压路径而连通于一参考压力源。一实施例中，第二感测单元又包含一上电极与一下电极，上、下电极形成感应电容，以感测薄膜的形变值，上电极电连接于一导电线路，以传送感应电容值供计算外来压力。另一实施例中，下电极电连接于一导电线路，以传送感应电容值供计算外来压力一实施例中，上电极设置于封盖中以及下电极设置于薄膜中。或者，上电极设置于薄膜中以及下电极设置于基板中。或者，上电极设置于封盖中以及下电极设置于基板中。一实施例中，第二感测单元又具有一信道，信道两侧连接连外通压开口与半封闭空间，通道贯穿薄膜以外的元件层。一实施例中，连外通压开口位于基板与元件层之间，当元件层设置于基板上，连外通压开口形成于基板与元件层之间。或者，连外通压开口位于元件层与封盖之间，当封盖设置于元件层上，连外通压开口形成于元件层与封盖之间。一实施例中，封盖朝向薄膜的一面上设置有至少一止挡块。一实施例中，第一感测单元为一运动感测单元。一实施例中，第二感测单元为一压力感测单元。一实施例中，封盖通过一黏接层以黏接于元件层上。一实施例中，组合式微机电装置又包含一过滤空间，过滤空间位于连外通压开口与半封闭空间之间，以形成连外通压开口与半封闭空间之间的通压路径。又一实施例中，连外通压开口与封盖位于同一层阶。为达上述目的，就另一个观点，本专利技术提供一种组合式微机电装置的制作方法，其中包含：提供一基板；提供一元件层，设于基板上，元件层上形成一薄膜，薄膜为降低元件层的局部厚度所形成；以及提供一封盖，设于元件层上；其中，当元件层设于基板上且封盖设于元件层上，彼此相邻的至少两感测单元皆形成于基板、元件层、以及封盖中，其中一第一感测单元具有一第一封闭空间，一第二感测单元具有薄膜与一半封闭空间，半封闭空间于基板与元件层之间具有一连外通压开口以接受外来压力，或半封闭空间于元件层与封盖之间具有一连外通压开口以接受外来压力，或半封闭空间于基板与封盖之间具有一连外通压开口以接受外来压力。一实施例中，提供元件层的步骤又包含：通过蚀刻在元件层上以形成一质量块。其中，当封盖设于元件层上，质量块位于所形成的第一感测单元内。一实施例中，提供元件层的步骤又包含：在元件层中形成至少一信道，信道贯穿薄膜以外的该元件层，信道两侧连接连外通压开口与半封闭空间。以下通过具体实施例详加说明，当更容易了解本专利技术的目的、
技术实现思路
、特点及其所达成的功效。附图说明图1显示现有技术的组合式微机电装置；图2显示现有技术的微机电装置；图3A、3B、3C显示根据本专利技术一实施例的组合式微机电装置；图4、5、6显示根据本专利技术各种上电极与下电极配置的多个实施例；图7、8显示根据本专利技术各种信道配置的多个实施例；图9A、9B、9C显示根据本专利技术一实施例的组合式微机电装置；图10A、10B、10C显示根据本专利技术一实施例的过滤空间与连外通压开口的配置；图11A、11B显示根据本专利技术一实施例的过滤空间与连外通压开口的配置；图12A、12B显示显示根据本专利技术一实施例的过滤空间与连外通压开口的配置；图13A、13B、13C显示根据本专利技术一实施例的过滤空间与连外通压开口的配置；图14A至14C、15A至15D、16A至16D、17A至17C2显示根据本专利技术多个实施例的组合式微机电装置的制作方法；图18A、18B、18C、18D显示根据本专利技术一实施例的组合式微机电装置的制作方法。具体实施方式有关本专利技术的前述及其他
技术实现思路
、特点与功效，在以下配合参考图式的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合式微机电装置，其特征在于，包含：一基板；一元件层，设于该基板上；一封盖，设于该元件层上；以及至少两感测单元，彼此相邻且皆形成于该基板、该元件层、以及该封盖中，其中一第一感测单元具有一第一封闭空间，一第二感测单元具有一薄膜与一半封闭空间；其中，该半封闭空间位于该基板与该元件层之间、或位于该元件层与该封盖之间，以通过一连外通压开口以接受外来压力，该连外通压开口形成于该基板与该元件层之间、或形成于该元件层与该封盖之间、或形成于该基板与该封盖之间。

【技术特征摘要】
2016.08.17 US 62/376,316;2016.09.22 US 62/398,0961.一种组合式微机电装置，其特征在于，包含：一基板；一元件层，设于该基板上；一封盖，设于该元件层上；以及至少两感测单元，彼此相邻且皆形成于该基板、该元件层、以及该封盖中，其中一第一感测单元具有一第一封闭空间，一第二感测单元具有一薄膜与一半封闭空间；其中，该半封闭空间位于该基板与该元件层之间、或位于该元件层与该封盖之间，以通过一连外通压开口以接受外来压力，该连外通压开口形成于该基板与该元件层之间、或形成于该元件层与该封盖之间、或形成于该基板与该封盖之间。2.如权利要求1所述的组合式微机电装置，其中，该薄膜为降低该元件层的局部厚度所形成。3.如权利要求1所述的组合式微机电装置，其中，该第二感测单元又包含一第二封闭空间，该第二封闭空间本身完全封闭；或该第二感测单元还包含一内部通压路径，且该第二封闭空间经由该内部通压路径而连通于一参考压力源。4.如权利要求1所述的组合式微机电装置，其中，该第二感测单元又包含一上电极与一下电极，该上、下电极形成感应电容，以感测该薄膜的形变值，该上电极电连接于一导电线路，以传送感应电容值供计算该外来压力。5.如权利要求4所述的组合式微机电装置，其中，该上电极设置于该封盖中以及该下电极设置于该薄膜中、或该上电极设置于该薄膜中以及该下电极设置于该基板中、或该上电极设置于该封盖中以及该下电极设置于该基板中。6.如权利要求1所述的组合式微机电装置，其中，该第二感测单元又具有一信道，该信道两侧连接该连外通压开口与该半封闭空间，该通道贯穿该薄膜以外的该元件层。7.如权利要求1所述的组合式微机电装置，其中，当该元件层设置于该基板上，该连外通压开口形成于该基板与该元件层之间；或当该封盖设置于该元件层上，该连外通压开口形成于该元件层与该封盖之间。8.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：李承勋，罗烱成，吴嘉昱，林士杰，
申请(专利权)人：立锜科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71