微机电装置及其制造方法与防止信号衰减的方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种具有防止信号衰减功能的微机电装置以及其制造方法和防止信号衰减的方法。微机电装置包含一基板、一绝缘层和一感测单元。绝缘层设置于基板上，而感测单元设置于绝缘层的上方。基板具有一掺杂区，且在掺杂区中主体的导电载子的极性与当感测单元感测到一外力时所产生的一电信号的极性相同。

MEMS device and method of manufacturing the same, and method for preventing signal attenuation

The invention discloses a micro electromechanical device with function of preventing signal attenuation, a method for manufacturing the same, and a method for preventing signal attenuation. The micro electromechanical device comprises a substrate, an insulating layer and a sensing unit. The insulating layer is arranged on the substrate, and the sensing unit is arranged above the insulating layer. The substrate has a doping region, and the polarity of the conductive carrier of the main body is the same as that of the electric signal generated when the sensing unit senses an external force.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于一种微机电装置，特别是一种具有防止信号衰减功能的微机电装置及其制造方法与防止信号衰减的方法，藉以防止一电信号发生信号损失的情形。
技术介绍
在半导体制程中，大多数的元件制作皆自金属层与氧化层的连续制程而来。其中，微机电(Micro-Electro-Mechanical-System，以下简称MEMS)元件为一种常见且使用金属层与氧化层相互堆迭形成的半导体元件。以半导体制程制作的MEMS元件其最大的优点为整合特殊用途集成电路(Application-SpecificIntegratedCircuit,ASIC)与MEMS于同一平面，省去了复杂的封装方式，但最主要的难题即为存在于MEMS元件与周边结构材料之间的寄生效应。在MEMS元件的制程中，要考量的不只有机械结构，必须也将机械结构转换成为电子电路模型，而后再与ASIC结合的结构作为整体的衡量，以达到单晶片系统的目的。但是MEMS元件大多选择硅材料作为基板，以将MEMS元件建构于硅基板的上方，故当电子信号传递于MEMS元件时，MEMS元件与硅基板之间就会产生寄生电容的效应，导致有机会使部分比例的电子信号流失至硅基板，也就是常见的信号损失(Loss)。一般而言，目前各种已用于现有技术中的MEMS元件大多具有硅基板的寄生电容的效应，其造成传递于MEMS元件中的电子信号的强度衰减，使得电子信号的输出功率降低，同时也增加了后续的信号处理电路的复杂度。
技术实现思路
本专利技术在于提供一种具有防止信号衰减功能的微机电装置及其制造方法与防止信号衰减的方法，藉由使基板的极性与在感测单元中传输的一电信号的极性相同，在基板和感测单元之间产生互斥效应，进而防止电信号发生信号损失。根据本专利技术所提供的一实施例的具有防止信号衰减功能的一微机电装置，微机电装置包含一基板、一绝缘层和一感测单元。基板具有一掺杂区，在此掺杂区中掺杂有多个杂质。绝缘层位于基板上，感测单元则位于绝缘层上方。感测单元包含一质量块、多个可动电极、多个固定电极和多个弹性元件。所述多个可动电极分别地与所述多个固定电极面对面相隔。所述多个弹性元件支撑质量块，质量块耦接所述多个可动电极，以及质量块和所述多个可动电极因应一外力而振动。当质量块和所述多个可动电极振动时，一电信号会对应地产生并在感测单元中传输。此时，电信号的极性与掺杂区中主体的导电载子的极性相同。在另一实施例中，前述的微机电装置的质量块的材料含有多晶硅，以及弹性元件的材料为金属。在再一实施例中，前述的微机电装置中被掺杂的该些杂质的材料为III族或V族材料。在再一实施例中，前述的微机电装置更包含一控制器。控制器电性连接基板和感测单元，用以判断质量块在没有该外力的情况下是否偏离质量块的一预设位置。当质量块在没有该外力的情况下已偏离预设位置时，控制器提供一控制电压，以使质量块恢复至预设位置。在再一实施例中，前述的微机电装置的控制器进一步判断所述多个固定电极和所述多个可动电极之间的每一电容值是否不同于其对应的一预设电容值。当所述多个固定电极和所述多个可动电极之间的每一个电容值不同于其对应的预设电容值时，控制器判定此质量块在没有外力的情况下已偏离预设位置。根据本专利技术所提供的一实施例的微机电装置的制造方法，此制造方法包含以下步骤：设置一基板，基板具有一掺杂区，在掺杂区中掺杂有多个杂质；设置一绝缘层于基板上；以及设置一感测单元于绝缘层上方。感测单元包含一质量块、多个可动电极、多个固定电极和多个弹性元件。可动电极相隔于固定电极且分别面对固定电极。质量块耦接可动电极，以及弹性元件支撑质量块。当质量块和可动电极因应施加于微机电装置的一外力而振动时，一电信号会对应地产生并在感测单元中传输。此时，电信号的极性与掺杂区中主体的导电载子的极性相同。在另一实施例中，前述的制造方法中的质量块的材料含有多晶硅，以及弹性元件的材料为金属。在再一实施例中，前述的制造方法中被掺杂的该些杂质的材料为III族或V族材料。在再一实施例中，前述的制造方法更包含设置一控制器，此控制器电性连接基板和感测单元并用以供应一控制电压至基板，控制电压的极性与前述的电信号的极性相同。根据本专利技术所提供的一实施例的具有防止信号衰减功能的另一微机电装置，微机电装置包含一基板、一绝缘层以及一感测单元。绝缘层位于基板上，感测单元则位于绝缘层上方。基板接收一控制电压。感测单元位于绝缘层上方，感测单元包含一质量块、多个可动电极、多个固定电极和多个弹性元件。可动电极相隔于固定电极并分别与固定电极面对面。弹性元件支撑质量块，质量块耦接可动电极，以及质量块和可动电极会因应一外力而振动。当质量块和可动电极振动时，一电信号会对应地产生并在感测单元中传输，电信号的极性与掺杂区中主体的导电载子的极性相同。在另一实施例中，前述的微机电装置更包含一控制器。控制器电性连接基板和感测单元。控制器判断质量块在无外力的情况下是否已偏离其预设位置，并且当质量块在无外力的情况下已偏离其预设位置时，控制器调整控制电压，使质量块恢复至其预设位置。在再一实施例中，前述的微机电装置的控制器判断固定电极和可动电极之间的每一电容值是否不同于其各别的预设电容值。当固定电极和可动电极之间的每一电容值不同于其各别的预设电容值时，控制器则判定质量块在无外力的情况下已偏离其预设位置。在再一实施例中，前述的微机电装置的质量块的材料含有多晶硅，以及弹性元件的材料为金属。根据本专利技术所提供的一实施例的防止信号衰减的方法，其适用于一微机电装置，此微机电装置包含一基板、一绝缘层和一感测单元。绝缘层位于基板上，感测单元位于绝缘层上方。感测单元包含一质量块、多个可动电极、多个固定电极和多个弹性元件。可动电极与固定电极相隔且分别地与固定电极面对面。弹性元件支撑质量块，质量块耦接可动电极。质量块和可动电极会因应施加于微机电装置的一外力而振动。此防止信号衰减的方法包含当此外力作用于微机电装置时，供应一控制电压至基板，并且此控制电压的极性与在感测单元中产生并传输的一电信号的极性相同。在另一实施例中，前述的防止信号衰减的方法更包含判断质量块在无外力的情况下是否已偏离一预设位置；以及当质量块在无外力的情况下已偏离预设位置时，调整控制电压，使质量块恢复至预设位置。在再一实施例中，前述的防止信号衰减的方法中判断质量块在无外力的情况下是否已偏离预设位置的步骤包含：判断固定电极和可动电极之间的每一电容值是否不同于其预设电容值；以及当固定电极和可动电极之间的每一电容值不同于其预设电容值时，判定质量块在无外力的情况下已偏离预设位置。在再一实施例中，前述的防止信号衰减的方法中基板具有一掺杂区，在此掺杂区中掺杂有杂质，使得掺杂区中主体的导电载子的极性与前述的电信号的极性相同。在再一实施例中，前述的防止信号衰减的方法中前述被掺杂的杂质的材料为III族或V族材料。因此，本专利技术所提供的可藉由在基板的掺杂区中掺杂杂质原子，使掺杂区的极性与在感测单元中传输的电信号的极性相同，或者也可藉由直接供应具有与电信号有相同极性的一控制电压至基板，进而在基板和感测单元之间产生互斥效应。藉此，电信号可避免信号损失于基板的情形发生，而能维持其原有的信号强度及输出功率。并且，后续用以处理此电信号的信号处理电路也可因此而简化。除此以外，透本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有防止信号衰减功能的微机电装置，其特征在于，包含：一基板，具有一掺杂区，在该掺杂区中掺杂有杂质；一绝缘层，位于该基板上；以及一感测单元，位于该绝缘层上方，该感测单元与该基板相分离，该感测单元包含一质量块、多个可动电极、多个固定电极和多个弹性元件，该些可动电极分别地与该些固定电极相隔且面对该些固定电极，该些弹性元件支撑该质量块，该质量块耦接该些可动电极，以及该质量块和该些可动电极因应一外力而振动；其中当两不同电位分别作用在该固定电极和该可动电极上时，一电信号会在该感测单元中对应地产生，该电信号的极性与该掺杂区中主体的导电载子的极性相同。

【技术特征摘要】
2015.10.16 US 14/885,6561.一种具有防止信号衰减功能的微机电装置，其特征在于，包含：一基板，具有一掺杂区，在该掺杂区中掺杂有杂质；一绝缘层，位于该基板上；以及一感测单元，位于该绝缘层上方，该感测单元与该基板相分离，该感测单元包含一质量块、多个可动电极、多个固定电极和多个弹性元件，该些可动电极分别地与该些固定电极相隔且面对该些固定电极，该些弹性元件支撑该质量块，该质量块耦接该些可动电极，以及该质量块和该些可动电极因应一外力而振动；其中当两不同电位分别作用在该固定电极和该可动电极上时，一电信号会在该感测单元中对应地产生，该电信号的极性与该掺杂区中主体的导电载子的极性相同。2.如权利要求1所述的微机电装置，其特征在于，该质量块的材料含有多晶硅，以及该些弹性元件的材料为金属。3.如权利要求1所述的微机电装置，其特征在于，被掺杂的该杂质的材料为III族或V族材料。4.如权利要求1所述的微机电装置，其特征在于，还包含：一控制器，电性连接该基板和该感测单元，用以判断当无外力作用在该质量块时，该质量块是否偏离一预设位置，并且当该质量块在没有外力作用的情况下已偏离该预设位置时，该控制器提供一控制电压至该基板，以使该质量块恢复至该预设位置，该控制电压的极性与该电信号的极性相同。5.如权利要求4所述的微机电装置，其特征在于，该控制器判断该些固定电极和该些可动电极之间的每一电容值是否不同于其对应的一预设电容值，以判断当无外力作用在该质量块时，该质量块是否偏离该预设位置；以及当该些固定电极和该些可动电极之间的每一该电容值不同于其对应的该预设电容值时，该控制器判定该质量块在没有外力作用的情况下已偏离该预设位置。6.一种微机电装置的制造方法，其特征在于，包含：设置一基板，该基板具有一掺杂区，在该掺杂区中掺杂有杂质；设置一绝缘层于该基板上；以及设置一感测单元于该绝缘层上方，该感测单元与该基板相分离，该感测单元包含一质量块、多个可动电极、多个固定电极和多个弹性元件，该些可动电极相隔于该些固定电极且分别面对该些固定电极，该质量块耦接该些可动电极，以及该些弹性元件支撑该质量块；其中当两个不同电位分别作用在该固定电极和该可动电极时，一电信号会在该感测单元中对应地产生，该电信号的极性与该掺杂区中主体的导电载子的极性相同。7.如权利要求6所述的制造方法，其特征在于，该质量块的材料含有多晶硅，以及该些弹性元件的材料为金属。8.如权利要求6所述的制造方法，其特征在于，被掺杂的该杂质的材料为III族或V族材料。9.如权利要求6所述的制造方法，其特征在于，还包含：设置一控制器，该控制器电性连接该基板和该感测单元并用以判断当无外力作用在该质量块时，该质量块是否偏离一预设位置，以及用以当该质量块在没有外力作用的情况下已偏离该预设位置时，供应一控制电压至该基板，使该质量块恢复至该预设位置，其中该控制电压的极性与该电信号的极性相同。10.一种具有防止信号衰减功能的微机电装置，其特征在于，包含：一基板，用以...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖義泽，陈荣祥，陈政赐，翁淑怡，
申请(专利权)人：硕英股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71