本发明专利技术提供一种微机电装置及其形成方法，微机电装置包括复合基底、空腔、压电堆叠结构以及质量块。复合基底包括由下而上依序堆叠的第一半导体层、黏合层以及第二半导体层。空腔设置于复合基底内，空腔从第二半导体层延伸到第一半导体层且不贯穿第一半导体层。压电堆叠结构设置于复合基底上，压电堆叠结构包含位于空腔上方的一悬挂区域。质量块设置在空腔内并连接压电堆叠结构。连接压电堆叠结构。连接压电堆叠结构。
【技术实现步骤摘要】
微机电装置及其形成方法
[0001]本专利技术是关于一种微机电装置及其形成方法，且特别是关于一种应用于声学领域的微机电装置及其形成方法。
技术介绍
[0002]微机电(micro
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electromechanical system,MEMS)装置是利用习知半导体制程来制造的微小机械元件，通过半导体技术例如沉积、或选择性蚀刻材料层等方式完成具有微米尺寸的机械元件。微机电装置可利用电磁(electromagnetic)、电致伸缩(electrostrictive)、热电(thermoelectric)、压电(piezoelectric)或压阻(piezoresistive)等效应进行操作，而兼具电子及机械的双重功能，因此，常应用于微电子领域，如加速器(accelerometer)、陀螺仪(gyroscope)、反射镜(mirror)或声学传感器(acoustic sensor)等。
[0003]近年来，由于无线蓝牙(true wireless stereo,TWS)耳机的快速发展，可将微机电系统加速器产品用于感测声音的振动，为声学换能器带来新的视野。将微机电系统加速器产品设置于所述无线蓝牙耳机内，可让所述无线蓝牙耳机即使处于噪声高或噪声较多的周围环境下依然能有力地撷取声音。然而，因微机电系统加速器产品目前较普遍应用于手机领域，因此，其结构设计上多偏向厚而大，以致并不能满足无线蓝牙耳机微型化的设计需求。如此，目前仍然需要一种新设计的加速器以应用于声学领域。
技术实现思路
[0004]本专利技术提供一种微机电装置及其形成方法，所述微机电装置具有微型化的检测质量块(proof mass)，所述检测质量块相对于悬臂(cantilever)、隔膜(diaphragm)等悬挂结构占用相对较小的面积。通过前述设置方式，本专利技术的微机电装置可应用于无线蓝牙耳机，从而辅助麦克风的语音振动。
[0005]为达上述目的，本专利技术的一实施例提供一种微机电装置，包含一复合基底、一空腔、一压电堆叠结构以及一质量块。所述复合基底包含由下而上依序堆叠的一第一半导体层、一黏合层以及一第二半导体层。所述空腔设置在所述第一半导体层内，所述空腔自所述第二半导体层延伸于所述第一半导体层且不贯穿所述第一半导体层。所述压电堆叠结构设置在所述复合基底上，所述压电堆叠结构包含位于所述空腔上的一悬挂区域。所述质量块设置在所述空腔内并连接所述压电堆叠结构。
[0006]为达上述目的，本专利技术的一实施例提供一种微机电装置的形成方法，包含以下步骤。首先，提供一复合基底，所述复合基底包含由下而上依序堆叠的一第一半导体层、一黏合层以及一第二半导体层。并且，在所述复合基底内形成一空腔，所述空腔自所述第二半导体层延伸于所述第一半导体层且不贯穿所述第一半导体层。接着，在所述复合基底上形成一压电堆叠结构，所述压电堆叠结构包含位于所述空腔上方的一悬挂区域。然后，在所述空腔内形成一质量块，所述质量块连接所述压电堆叠结构。
附图说明
[0007]图1为本专利技术的一微机电装置(MEMS device)在形成空腔(cavity)后的俯视示意图。
[0008]图2为图1中沿着切线A
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A
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的剖面示意图。
[0009]图3为本专利技术的一微机电装置在形成沟槽后的剖面示意图。
[0010]图4为本专利技术的一微机电装置在进行一氧化制程后的俯视示意图。
[0011]图5为图4中的微机电装置沿着切线A
‑
A
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的剖面示意图。
[0012]图6为本专利技术的一微机电装置在形成压电堆叠结构后的俯视示意图。
[0013]图7为图6中的微机电装置沿着切线A
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A
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的剖面示意图。
[0014]图8为本专利技术的一微机电装置在薄化复合基底后的剖面示意图。
[0015]图9为本专利技术的一微机电装置在释放压电堆叠结构后的俯视示意图。
[0016]图10为图9中的微机电装置沿着切线A
‑
A
’
的剖面示意图。
[0017]图11为本专利技术另一实施例中的一微机电装置的俯视示意图。
[0018]图12为本专利技术另一实施例中的一微机电装置的剖面示意图。
[0019]附图标记说明如下：
[0020]200：压电堆叠结构
[0021]201a：第一压电层
[0022]201b：第二压电层
[0023]202：绝缘层
[0024]203a：第一金属层
[0025]203b：第二金属层
[0026]203c：第三金属层
[0027]205a：连接垫
[0028]205b：连接垫
[0029]207：穿孔
[0030]210：悬挂区域
[0031]210a：悬挂区域邻近锚定端的一半部分
[0032]210f：悬挂区域邻近自由端的一半部分
[0033]211：连接垫
[0034]300、500：微机电装置
[0035]310：基底
[0036]310a：第一表面
[0037]310b：第二表面
[0038]311、312：第一半导体层
[0039]311a：初始空腔
[0040]313：黏合层
[0041]313a：底切部分
[0042]315：第二半导体层
[0043]315a：沟槽
[0044]315b：栅
[0045]315c：质量块区域
[0046]316：氧化区域
[0047]317：绝缘层
[0048]320：空腔
[0049]330：绝缘层
[0050]330a：底切部分
[0051]331：绝缘层
[0052]350：保护层
[0053]370：氧化物层
[0054]390：覆盖层
[0055]450：盖层
[0056]450a：空腔
[0057]AE：锚定端
[0058]d1、d2、d3：尺寸
[0059]FE：自由端
[0060]T1、T2、T4：厚度
[0061]T3：总厚度
[0062]x、y：方向
具体实施方式
[0063]为使本领域技术人员能更进一步了解本专利技术，下文特列举本专利技术的数个较佳实施例，并配合所附图式，详细说明本专利技术的构成内容及所欲达成的功效。并且，本领域技术人员也能在不脱离本专利技术的精神下，参考以下所举实施例，而将数个不同实施例中的特征进行替换、重组、混合以完成其他实施例。
[0064]本专利技术中针对“第一部件形成在第二部件上或上方”的叙述，其可以是指“第一部件与第二部件直接接触”，也可以是指“第一部件与第二部件之间还存在有其他部件”，致使第一部件与第二部件并不直接接触。此外，本专利技术中的各种实施例可能使用重复本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种微机电装置，其特征在于，包含：一复合基底，包含由下而上依序堆叠的一第一半导体层、一黏合层以及一第二半导体层；一空腔，设置在所述第一半导体层内，所述空腔自所述第二半导体层延伸于所述第一半导体层且不贯穿所述第一半导体层；一压电堆叠结构，设置在所述复合基底上，所述压电堆叠结构包含位于所述空腔上的一悬挂区域；以及一质量块，设置在所述空腔内并连接所述压电堆叠结构。2.如权利要求1所述的微机电装置，其特征在于，所述质量块的材质与所述第二半导体层的材质相同。3.如权利要求2所述的微机电装置，其特征在于，所述质量块的厚度与所述第二半导体层的厚度相同。4.如权利要求1所述的微机电装置，其特征在于，所述质量块的覆盖面积比所述悬挂区域的覆盖面积减少约10％至90％。5.如权利要求1所述的微机电装置，其特征在于，还包含一绝缘层，设置在所述第二半导体层以及所述压电堆叠结构之间。6.如权利要求5所述的微机电装置，其特征在于，所述压电堆叠结构还包含：一金属层，设置在所述绝缘层上；一第一压电层设置在所述金属层上；以及一第二金属层，设置在所述第一压电层上。7.如权利要求1所述的微机电装置，其特征在于，还包含一盖层，设置在所述压电堆叠结构上，其中，一真空空腔设置在所述盖层以及所述压电堆叠结构之间。8.如权利要求7所述的微机电装置，其特征在于，所述盖层通过一突出结构连接所述压电堆叠结构。9.如权利要求1所述的微机电装置，其特征在于，所述压电堆叠结构包含复数个所述悬挂区域，并且所述空腔内设置复数个所述质量块以连接各所述悬挂区域。10.一种微机电装置的形成方法，其特征在于，包含：提供一复合基底，所述复合基底包含由下而上依序堆叠的一第一半导体层、一黏合层以及一第二半导体层；在所述第一半导体层内形成一空腔，所述空腔自所述第二半导体层延伸于所述第一半导体层且不贯穿所述第一半导体层；在所述复合基底上形成一压电堆叠结构，所述压电堆叠结构包含位于所述空腔上方的一悬挂区域；以及在所述空腔内形成一质量块，所述质量块连接所述压电堆叠结构。...
【专利技术属性】
技术研发人员：夏佳杰，
申请(专利权)人：世界先进积体电路股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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