具多重电极的微机电装置及其制作方法

具多重电极的微机电装置及其制作方法
【专利摘要】本发明公开一种具多重电极的微机电装置及其制作方法。微机电装置包含基板、第一电极、第二电极以及第三电极。该第一电极设置于该基板上，且该第二电极设置于该基板上。该第二电极包含感测部及固定部。该第三电极设置该基板上。当该第二电极的该感测部形变时，该固定部与该第三电极间具有预设固定距离。
【专利说明】具多重电极的微机电装置及其制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种微机电装置、微机电装置及其制作方法，特别是涉及一种具有第一电容与第二电容的多重电极的微机电装置及其制作方法。
【背景技术】
[0002]压力感测器可设置于各种移动装置例如手机、笔记型电脑、平板电脑、车用导航系统等。具有压力感测器的移动装置可提供三度空间(3-dimensional)导航功能。未来三度空间导航包含室内楼层导航、车用立体道路导航及户外定位等。因此导航技术需由全球定位系统(GPS)及9轴惯性导航装置(包含加速度计、陀螺仪及磁力计)更新至GPS及9轴惯性导航装置(包含加速度计、陀螺仪、磁力计及压力感测器(一种高度计))。
[0003]一般而言，高度越高，气压越小。高度计(一种压力感测器)则利用侦测气压的改变来推估高度的改变。如图1所示的现有气压感测器1，其包含基板2、固定电极3及盖体
4。盖体4设置于基板2上并覆盖固定电极3。此外，盖体4包含薄膜4-1，薄膜4-1与该固定电极3间具有气密空间5。
[0004]现有气压感测器I分为两种感测器:一种为侦测绝对压力的感测器；另一种为侦测相对压力的感测器。前者的气密空间5为真空，因此当盖体4外部存在一定气压P时，薄膜4-1会产生一形变量。此形变量将使薄膜4-1与固定电极3间的电容值产生改变。根据电容值的差异，处理器可计算出相应此电容值差异的气压值，此气压值为外部气压P的绝对压力值。
[0005]关于侦测相对压力的感测器，气密空间5则预注气体而具有压力值为Pp如图2所示，在一定高度下，当外部气压为P2时，薄膜4-2产生一形变量Cl1。形变量将使薄膜4-2与固定电极3-1间的电容值产生改变。根据电容值的差异，处理器可计算出相应此电容值差异的气压值，此气压值为外部气压P2与气压P1的相对气压值。然而，不论是侦测绝对压力的感测器或是侦测相对压力的感测器皆可根据上述气压值计算相对应的高度，但具有单一电容的现有感测器无法抑制杂讯，容易造成压力量测误差。
[0006]为了改善单一电容的现有压力感测器的缺失，如图3所示，差动式气压感测器(differential pressure sensor) 6则设计包含感测电容7 (由可移动电极7_1及固定电极7-2形成)及参考电容8 (由两个固定电极8-1，8-2所形成)。差动式气压感测器6可将感测电容7的电容值减去参考电容8的电容值，以消除杂讯。
[0007]图4为差动式气压感测器6的上视图。如图4所示，差动式气压感测器6的参考电容8会增加差动式气压感测器6整体的面积，无法配合移动装置的微小化的需求。此外，图4的剖面线1-1的剖视图如图3所示。
[0008]如图5所示的差动式气压感测器9包含第一电极9-1、第二电极9-2及第三电极9-3。第一电极9-1与第三电极9-3形成参考电容，而第一电极9-1与第二电极9_2形成感测电容。当外部气压使第一电极9-1形变，第一电极9-1与第三电极9-3间的距离会改变，因而造成固定电容的电容值产生改变，使得根据差动计算方式，将感测电容的电容值减去参考电容的电容值来消除杂讯的方式会有误差。

【发明内容】

[0009]本发明的目的在于提供一种具多重电极的微机电装置，其皆包含感测电容及参考电容。需注意具多重电极的微机电装置的第二电极包含两部分:一者配置供形成感测电容；另一者配置供形成参考电容。换言之，感测电容的一端与参考电容的一端设置于同第二电极，其具有相同的电位能，从而解决上述问题。
[0010]为达上述目的，本发明提供一种具多重垂直电极的微机电装置，其包含基板、第一电极、第二电极以及第三电极。
[0011]该第一电极、该第二电极以及该第三电极设置于该基板上。该第二电极包含感测部及固定部。该感测部与该第一电极间定义可变电容(也称为本发明的感测电容)。该固定部与该第三电极间定义固定电容(也称为本发明的参考电容)。
[0012]当该第二电极因外部气压形变时，该固定部与该第三电极间具有一预设固定距离。换言之，当该第二电极的该感测部形变时，该固定部与该第三电极间的距离固定。
[0013]此外，本发明的具多重电极的微机电装置包含感测电容及参考电容。需注意感测电容的电场方向与参考电容的电场方向相互垂直。换言之，定义感测电容的第一电极的指向(pointing direction)与第三电极的指向之间夹角约为90。。
[0014]本发明也提供另一种具多重电极的微机电装置，其包含基板、第一电极、第二电极以及第三电极。
[0015]该第一电极以及该第三电极设置于该基板上。该第一电极与该第二电极用于建构一感测电容。该第三电极用于建构固定电容(也称为本发明的参考电容)。该第三电极没有连接该第二电极或该第一电极。
[0016]该第一电极的指向与该第三电极的指向之间的夹角约为90°。此外，本发明的该第一电极设置于该基板的上表面，该第二电极包括感测部及固定部，该固定部环绕该第一电极，且该第三电极环绕该固定部。
[0017]此外，本发明也提供一种微机电装置，其包含基板、第一电极、第二电极以及第三电极。
[0018]该第一电极设置于该基板上且该第一电极的指向平行于该基板的法线方向。该第二电极设置于该基板上并包含感测部及固定部，该感测部面向该第一电极。
[0019]该第三电极设置于该基板上，其中该固定部面向该第三电极且该第三电极的指向与该第一电极的指向垂直。
[0020]本发明另提供一种微机电装置制造方法，包含下列步骤:
[0021]提供一绝缘层覆娃(SOI Wafer)晶片,其中该绝缘层覆娃晶片包含元件层(devicelayer)、绝缘层及操作层(handle layer)，该绝缘层设置于该元件层及该操作层之间；
[0022]蚀刻该元件层而形成凹槽(recession)以及多个暴露该绝缘层的孔隙，其中该些孔隙及该凹槽于该元件层定义第二电极及第三电极，该第二电极包含感测部及固定部；
[0023]蚀刻该固定部而形成暴露该绝缘层的贯穿孔，其中导电柱设置于该贯穿孔中，且该导电柱电性绝缘于该固定部；
[0024]提供基板晶片及设置第一电极于该基板晶片；[0025]使用晶片对晶片接合方式(wafer-to-wafer bonding)接合该绝缘层覆娃晶片及该基板晶片，使该第二电极及该第三电极接合于该基板的上表面，其中该感测部面向该第一电极，该固定部面向该第三电极且，该第三电极的指向垂直于该第一电极的指向；
[0026]以及移除该操作层。
[0027]本发明的该些孔隙配置供该固定部形成第一指状部且供该第三电极形成第二指状部且该第一指状部及该第二指状部互相交错(stagger)。
[0028]本发明的该固定部的一端设置于该上表面，而该固定部的另一端连接于该感测部的周边，该第二电极配置供密封该第一电极，该感测部、该固定部与该基板界定第一空间，该第一空间为气密空间。
[0029]本发明的该元件层的蚀刻步骤进一步包含蚀刻该固定部而形成暴露该绝缘层的贯穿孔，其中导电柱设置于该贯穿孔中，且该导电柱电性绝缘于该固定部。
[0030]本发明的该绝缘层覆盖该第二电极及该第三电极，且该绝缘层、该固定部、该第三电极与该基板界定第二空间，该第二空间为气密空间。
[0031]本发明进一步包含下列任一步骤或下列步骤的组合:蚀刻该绝缘层而形成至少一孔；沉积一第一导电层于该绝缘层上；及沉积一沉积导电层于该第一导电层上并形成至少一电性接点。
[0032]上文已相当广泛地概述本发明的技术特征，以使下文的本发明详细描述得以获得较佳了解。构成本发明的权利要求标的的其他技术特征将描述于下文。本发明所属【技术领域】中具有通常知识者应了解，可相当容易地利用下文揭示的概念与特定实施例可作为修改或设计其他结构或制作工艺而实现与本发明相同的目的。本发明所属【技术领域】中具有通常知识者也应了解，这类等效建构无法脱离后附的权利要求所界定的本发明的精神和范围。
【专利附图】

【附图说明】
[0033]图1为现有气压感测器的剖视图；
[0034]图2为现有气压感测器受到外部气压P2的剖视图；
[0035]图3为现有差动式气压感测器的剖视图；
[0036]图4为图3的现有差动式气压感测器的上视图；
[0037]图5另一现有差动式气压感测器的上半部及下半部与量测气压的剖视图；
[0038]图6为本发明一实施例的具多重电极的微机电装置的剖视图；
[0039]图7为本发明另一实施例的具多重电极的微机电装置的剖视图；
[0040]图8为本发明又一实施例的微机电装置的上视图；
[0041]图9为本发明的图8实施例的微机电装置的剖面线A-A’的剖视图；
[0042]图10为本发明的图9实施例的微机电装置的剖面线B-B’的剖视图；
[0043]图11为本发明的图9实施例的微机电装置的剖面线C-C’的剖视图；
[0044]图12为本发明的图8实施例的微机电装置的剖面线D-D’的剖视图；
[0045]图13为本发明的图8实施例的微机电装置的变化实施例的剖面线F-F’的剖视图；
[0046]图14为本发明的图13实施例的微机电装置的变化实施例的剖面线G-G’的剖视图；[0047]图15为本发明再一实施例的微机电装置的上视图；
[0048]图16为本发明的图15实施例的微机电装置的剖面线E-E’的剖视图；
[0049]图17为本发明另一实施例的微机电装置的上视图；
[0050]图18为本发明的图17实施例的微机电装置的剖面线H-H’的剖视图；
[0051]图19为本发明的图18实施例的微机电装置的剖面线J-J’的剖视图；
[0052]图20为本发明的图18实施例的微机电装置的剖面线K-K’的剖视图；
[0053]图21为本发明的图18实施例的微机电装置的剖面线L-L’的剖视图；
[0054]图22为本发明的图17实施例的微机电装置的剖面线I-I'的剖视图；
[0055]图23为本发明另一实施例的微机电装置的上视图及其剖面线M-M’的剖视图；
[0056]图24为本发明又一实施例的微机电装置的上视图及其剖面线N-N’的剖视图；
[0057]图25为本发明再一实施例的微机电装置的上视图及其剖面线0-0’的剖视图；
[0058]图26为本发明的微机电装置应用于硅中介层的一实施例的剖视图及其剖面的上视图；[0059]图27为本发明的微机电装置应用于娃中介层的图26的变化实施例的剖视图及其剖面的上视图；
[0060]图28为本发明的微机电装置的制造方法的流程图；
[0061]图29为本发明的微机电装置的制造方法中提供绝缘层覆硅晶片的示意图；
[0062]图30为本发明的微机电装置的制造方法中蚀刻元件层而形成凹槽的示意图；
[0063]图31为本发明的微机电装置的制造方法中蚀刻元件层而形成多个暴露绝缘层的孔隙的示意图；
[0064]图32为本发明的微机电装置的制造方法中提供基板晶片及设置第一电极于基板晶片上的不意图；
[0065]图33为本发明的微机电装置的制造方法中接合绝缘层覆硅晶片及基板晶片的示意图；
[0066]图34为本发明的微机电装置的制造方法中移除操作层的示意图；
[0067]图35为本发明的微机电装置的制造方法中绝缘层可进一步蚀刻而形成至少一孔的不意图；
[0068]图36为本发明的微机电装置的制造方法中第一导电层沉积于绝缘层上的示意图；以及
[0069]图37为本发明的微机电装置的制造方法中沉积导电层沉积于第一导电层上并形成至少一电性接点的示意图。
[0070]主要元件符号说明
[0071]I气压感测器
[0072]2基板
[0073]3固定电极
[0074]3-1 固定电极
[0075]4盖体
[0076]4-1 薄膜
[0077]4-2 薄膜[0078]5气密空间
[0079]6差动式气压感测器
[0080]7感测电容
[0081]7-1可移动电极
[0082]7-2固定电极
[0083]8参考电容
[0084]8-1固定电极
[0085]8-2固定电极
[0086]9差动式气压感测器
[0087]9-1第一电极
[0088]9-2第二电极
[0089]9-3第三电极
[0090]10具多重电极的微机电装置
[0091]11基板
[0092]111上表面
[0093]12第一电极
[0094]13第二电极
[0095]131感测部
[0096]132固定部
[0097]14第三电极
[0098]15第一空间
[0099]20具多重电极的微机电装置
[0100]21基板
[0101]211上表面
[0102]22第一电极
[0103]221延伸端
[0104]23第二电极
[0105]231感测部 [0106]232固定部
[0107]233贯穿孔
[0108]234第一指状部
[0109]235孔洞
[0110]24第三电极
[0111]241第二指状部
[0112]25绝缘层
[0113]26第二空间
[0114]27导电柱
[0115]28第一空间
[0116]30微机电装置[0117]31基板
[0118]311上表面
[0119]32第一电极
[0120]321延伸端
[0121]33第二电极
[0122]331固定部
[0123]332感测部
[0124]34第三电极[0125]35绝缘层
[0126]351电性接点
[0127]352电性接点
[0128]353电性接点
[0129]354第一导电穿孔
[0130]355第二导电穿孔
[0131]356第三导电穿孔
[0132]357第二导电层
[0133]36贯穿孔
[0134]361开口处
[0135]37导电柱
[0136]38第一空间
[0137]39第二空间
[0138]40微机电装置
[0139]41基板
[0140]42第一电极
[0141]43第二电极
[0142]44第三电极
[0143]45绝缘层
[0144]451电性接点
[0145]452电性接点
[0146]453电性接点
[0147]454电性接点
[0148]46第一导电层
[0149]50微机电装置
[0150]51基板
[0151]511下表面
[0152]52第一电极
[0153]521延伸端
[0154]53第二电极
[0155]54第三电极[0156]541下表面
[0157]55绝缘层
[0158]551导电穿孔
[0159]552导电穿孔
[0160]553导电穿孔
[0161]554导电穿孔
[0162]556外部导线
[0163]557外部导线
[0164]561贯穿孔
[0165]562贯穿孔
[0166]563贯穿孔
[0167]571导电柱
[0168]572导电柱；第一导电柱
[0169]573导电柱；第一导电柱
[0170]58集成电路芯片
[0171]581导电线
[0172]582导电凸块
[0173]583导电凸块
[0174]584导电线
[0175]585导电凸块
[0176]586导电线
[0177]591导线层
[0178]592电性隔离层
[0179]593导线层
[0180]594导电穿孔
[0181]595导电穿孔
[0182]596导线层
[0183]597导电穿孔
[0184]60微机电装置
[0185]61基板
[0186]62第一电极
[0187]63第二电极
[0188]64第三电极
[0189]65绝缘层
[0190]651外部导线
[0191]652外部导线
[0192]653电性接点
[0193]654
电性接点
[0194]66第一导电层[0195]67集成电路芯片
[0196]70微机电装置
[0197]71集成电路芯片
[0198]712导电穿孔
[0199]713导电穿孔
[0200]714导电穿孔
[0201]715导电穿孔
[0202]716导电凸块
[0203]717导电凸块
[0204]718导电凸块
[0205]719导电凸块
[0206]72第一电极
[0207]73第二电极
[0208]74第三电极
[0209]75绝缘层
[0210]76导电层
[0211]771导电柱；第二导电柱
[0212]772导电柱
[0213]78导电接合层
[0214]791导电接点
[0215]80微机电装置
[0216]81基板
[0217]811通孔
[0218]812通孔
[0219]813背腔
[0220]82第一电极
[0221]821孔洞
[0222]83第二电极
[0223]831固定部
[0224]84第三电极
[0225]85绝缘层
[0226]86导电柱
[0227]87第二空间
[0228]88第一空间
[0229]90微机电装置
[0230]91第一电极
[0231]92第二电极
[0232]921第一指状部
[0233]921第二电极[0234]93第三电极
[0235]931第二指状部
[0236]93-1第三电极
[0237]94介电材料
[0238]95介电材料
[0239]97基板
[0240]98硅中介层
[0241]99集成电路芯片
[0242]101绝缘层覆硅晶片
[0243]102元件层
[0244]103绝缘层 [0245]104
操作层
[0246]301凹槽
[0247]302孔隙
[0248]303孔隙
[0249]304孔隙
[0250]401第二电极
[0251]402第三电极
[0252]403固定部
[0253]404感测部
[0254]405第一电极
[0255]406导电柱
[0256]501基板晶片
[0257]502上表面
[0258]601第一空间
[0259]602第二空间
[0260]701孔
[0261]702孔
[0262]703孔
[0263]801第一导电层
[0264]802沉积导电层
[0265]901电性接点
[0266]902电性接点
[0267]903电性接点
[0268]N法线方向
[0269]P1气压
[0270]P2气压
[0271]P3气压
[0272]P4气压[0273]C1感测电容
[0274]C2固定电容
[0275]C3感测电容
[0276]C4参考电容
[0277]Cl1形变量
[0278]d2距离
[0279]d3距离
[0280]d4间隔
[0281]d5距离
[0282]d6距离
【具体实施方式】
[0283]本发明在此所探讨的方向为具多重电极的微机电装置及微机电装置的制造方法。为了能彻底地了解本发明，将在下列的描述中提出详尽的步骤及结构。显然地，本发明的施行并未限定于相关领域的技术者所熟悉的特殊细节。另一方面，众所周知的结构或步骤并未描述于细节中，以避免造成本发明不必要的限制。本发明的较佳实施例会详细描述如下，然而除了这些详细描述之外，本发明还可以广泛地施行在其他实施例中，且本发明的范围不受实施例限定，其以之后的专利范围为准。
[0284]在下文中本发明的实施例配合所`附附图以阐述细节。说明书所提及的「变化实施例」、「此实施例」、「其他实施例」等等，意指包含在本发明的该实施例所述有关的特殊特性、构造、或特征。说明书中各处出现的「在此实施例中」的片语，并不必然全部指相同的实施例。
[0285]此外，本发明的权利要求及发明说明描述的元件若无特别标示其数量时则为单数。若标示元件的量词为一时，则量词包含一单位或至少一单位。若标示元件的量词为多个时，则量词包含两个以上的单位。若标示元件的量词未显示时，则量词包含一单位或两个以上的单位。
[0286]在下文中本发明的实施例配合所附附图以阐述细节。以下举一些实施例做为本发明的描述，但是本发明不受限于所举的一些实施例。又，所举的多个实施例之间有可以相互适当结合，达成另一些实施例。
[0287]如图6所示的实施例中，具多重电极的微机电装置10包含基板11、第一电极12、第二电极13以及第三电极14。
[0288]在此实施例中，第一电极12为圆形板层，然而在其他实施例(图未示)中，第一电极12也可相应于第二电极13的形状而设计成其他几何形状。如图6所示，第一电极12设置于基板11的上表面111。当具多重电极的微机电装置10进行气压量测时，基板11并不会形变。因此设置于基板11上的第一电极12可为一固定感测电极。
[0289]在此实施例中，第二电极13为圆形盖体，然而在其他实施例(图未示)中，第二电极13也可相应于第三电极14的形状而设计成其他几何形状，例如方形盖体。如图6所示，第二电极13设置于基板11上。在此说明书及权利要求中的名词「上」包含第一物件直接或间接地设置于第二物件的上方。例如，第二电极13设置于基板11上就包含，第二电极13「直接」设置于基板11上及第二电极13「间接」设置于基板11上，两种意义。此处的「间接」是指两个物件在某一方位的垂直方向中具有上与下的关系，且两者中间仍有其他物体、物质或间隔将两者隔开。
[0290]如图6的实施例所示，第二电极13包含感测部131及固定部132。当具多重电极的微机电装置10进行气压量测时，感测部131将会形变。因此第二电极13的感测部131与第一电极12间可定义一可变电容(也可称为感测电容)。
[0291]在此实施例中，固定部132为环形结构，然而在其他实施例(图未示)中，固定部132的形状也可相应于第三电极14或第一电极12而设计为其他形状。如图6所示，固定部132设置于上表面111，且固定部132连接感测部131。换言之，固定部132使第一电极12与感测部131分离并形成间隔(gap)。具体而言，固定部132的一端设置于上表面111，而固定部132的另一端连接于感测部131的周边。
[0292]如图6的实施例所示，第三电极14设置于基板11的上表面111上。在此实施例中，第三电极14可为环形，然而在其他实施例(图未示)中，第三电极14的形状也可相应于第三电极14或第一电极12而设计为其他形状，例如方形环状。
[0293]当具多重电极的微机电装置10进行气压量测时，固定部132与第三电极14并不会形变。因此固定部132与第三电极14间具有一预设固定距离d2。换言之，当第二电极13的感测部131形变时，固定部132与第三电极14间的预设固定距离d2维持不变。此外，固定部132与第三电极14间可定义一参考电容。由于固定部132与第三电极14间的距离固定不变(constant),因此此参考电容也称为固定电容。
[0294]在此实施例中，因为第二电极13具有相同的电位，因此固定部132与感测部131的电位相同。本发明的具有相同电位的第二电极13可分别相应于第一电极12及第三电极14形成两个不同的电容(例如感测电容及参考电容)。
[0295]如图6所示，固定部132环绕第一电极12，且第三电极14环绕第二电极13。由于第一电极12及第二电极13的感测部131所定义的感测电容与第二电极13的固定部132与第三电极14所定义的参考电容存在于第三电极14所包围的区域内，因此可使具多重电极的微机电装置10的整体面积缩小，进而符合移动装置的微小化的需求。
[0296]在此实施例中，第二电极13可配置供密封第一电极12。换言之，第二电极13与基板11连接后，第二电极13与基板11将形成或界定第一空间15，其中第一电极12设置于此第一空间15内。在此实施例中，第一空间15可为气密(hermetic)空间。然而在其他实施例(图未示)中，第一空间15也可相应于不同设计而为非气密(non-hermetic)空间。
[0297]此外，在此说明书及权利要求中的名词「气密空间」定义如下。于侦测气密度的方法(MIL-STD-883E methodl014.9)下，包含此第一空间的装置放置于充满氦气(75±2psia)的腔室内两小时后，置于真空环境下并侦测其氦气泄漏率。若其氦气泄漏率小于5xl(T8atm cc/sec,此第一空间则定义为气密空间。
[0298]如图7所示的实施例中，具多重电极的微机电装置20包含基板21、第一电极22、第二电极23及第三电极24。
[0299]第一电极22设置于基板21上。第二电极23与第一电极22用于建构感测电容C10在此实施例中，第一电极22面向第二电极23的感测部231，因此第一电极22的指向(pointing direction)N1与基板21的法线方向N平行。[0300]第二电极23包含感测部231及固定部232。如图7所示的实施例中，第三电极24设置于基板21上,且用于建构参考电容C2,参考电容C2也可称为固定电容。在此实施例中，第二电极23的固定部232面向第三电极24。如图7所示，第一电极22的指向N1与第三电极的指向N2垂直。但因微机电的制作工艺变异(制作工艺公差)，会使得第一电极22的指向与第三电极的指向间的夹角不会精确至刚好90°，而使此夹角的范围落于89度至91度之间。如图7所示的实施例中，具多重电极的微机电装置20进一步包含绝缘层25。绝缘层25覆盖第二电极23及第三电极24。在此实施例中，绝缘层25但不限于圆盘状，也可相应于不同设计需求而为其他形状，例如方形。如图7所示，绝缘层25连接第二电极23的感测部231及第三电极24。换言之，绝缘层25并无直接与第一电极22接触。
[0301]如图7所示的实施例中，绝缘层25、固定部232、第三电极24与基板21的上表面211界定一第二空间26。在此实施例中，第二空间26可为气密(hermetic)空间。然而在其他实施例(图未示)中，第二空间26也可相应于不同设计而为非气密(non-hermetic)空间。例如，第二空间26可填充电性绝缘物质。
[0302]在此实施例中，固定部232包含贯穿孔233。如图7所示的实施例中，具多重电极的微机电装置20进一步包含导电柱27。导电柱27设置于贯穿孔233内并电连接第一电极
22。具体而言，第一电极22另包含延伸端221。延伸端221电连接导电柱27，因此导电柱27的电位与第一电极22的电位相同。
[0303]具体而言，固定部232与导电柱27皆为导体。为了避免第二电极23的感测部231的电位与第一电极22的电位相同，因此导电柱27与固定部232间存在间隙。换言之，导电柱27电性绝缘于固定部232。此外，感测部231另包含一连通贯穿孔233的孔洞235。此孔洞235建构供容置导电柱27。换言之，导电柱27也电性绝缘于感测部231。
[0304]如图7所示的实施例中，固定部232 —端设置于上表面211，而固定部232的另一端连接于感测部231的周边。第二电极23与绝缘层25配置供密封第一电极22与导电柱
27。具体而言，受绝缘层25覆盖的第二电极23与基板21连接而形成第一空间28。于本发明的实施例中，第一空间28可为气密空间。
[0305]此外，此第一空间28可填充气体而形成侦测相对压力的感测器或抽真空而形成侦测绝对压力的感测器。如图7所示，当此第一空间28填充气压为P3且气压P3小于外部气压P4时，感测部231及设置于感测部231上的绝缘层25将朝第一电极22延伸而形变。若气压P3大于外部气压P4时，感测部231及设置于感测部231上的绝缘层25将朝远离第一电极22延伸而形变。简言之，第二电极23的感测部231形变的方向平行于基板21的法线方向N。此法线方向N与第一电极22的指向N1相同。
[0306]如图7的实施例所示，第三电极24环绕第二电极23的固定部232。在此实施例中，固定部232包含第一指状部234，而第三电极24包含第二指状部241。第一指状部234由固定部232向外辐射状延伸。相反地，第二指状部241则朝固定部232向内延伸，因此第一指状部234与第二指状部241相互交错(stagger)。当具多重电极的微机电装置20量测气压时，固定部232与第三电极24并不会形变，因此第一指状部234与第二指状部241间的距离d3维持不变。此外，由于第一指状部234与第二指状部241两者增加参考电容C2的电荷累积面积，进而增加参考电容的整体电容值。
[0307]图8为本发明的微机电装置30的上视图。如图8所示的实施例中，绝缘层35上具有多个电性接点351，352及353。
[0308]图9为图8剖面线A-A’的剖视图。如图9所示，具多重电极的微机电装置30包含基板31、第一电极32、第二电极33、第三电极34、绝缘层35及导电柱37。
[0309]第一电极32、第二电极33及第三电极34设置于基板31上。具体而言,参照图8,第一电极32贴附于基板31约中心位置。第二电极33的固定部331设置于第一电极32的外围。换言之，第二电极33的固定部331环绕第一电极32。此外,第三电极34设置于第二电极33的外围并环绕第二电极33。因此，第三电极34也环绕第一电极32。
[0310]如图9的实施例所示，第一电极32面向第二电极33的感测部332，因此第一电极32的指向平行于基板31的法线方向N。此外，固定部331面向第三电极34，因此第三电极34的指向与第一电极32的指向相交。在此实施例中，第三电极34的指向与第一电极32的指向的夹角约为90°。
[0311]如图9所不,第一电极32设置于基板31的上表面311上。由于固定部331支撑感测部332，因此感测部332与第一电极32间具有间隔d4。此间隔d4使感测部332与第一电极32可形成感测电容C3。当微机电装置30量测气压或高度时，感测部332将形变使间隔山改变。由于感测电容C3相应于间隔d4而改变，因此感测电容C3为可变电容。相较之下，当微机电装置30量测气压或高度改变时，固定部331与第三电极34皆不形变。因此，固定部331与第三电极34间的距离d5并不会相应于气压而改变。此距离d5使固定部331与第三电极34可形成参考电容C4 (也称为固定电容)。在此实施例中，感测电容C3的电场方向与参考电容C4的电场方向相交约为90°。
[0312]图10为图9的剖面线B-B’的剖视图。如图10所示，第二电极33包含贯穿孔36。参照图10，导电柱37设置于贯穿孔36中，且导电柱37并无接触第二电极33。在此实施例中，绝缘层35包含第一导电穿孔354及第二导电穿孔355。
[0313]本发明的说明书及权利要求中的「导电穿孔」定义为填充导电物质的贯穿孔，因此导电穿孔具有导体的特性。第一导电穿孔354电连接电性接点351，且第一导电穿孔354电连接导电柱37。因此，电信号可经由电性接点351及第一导电穿孔354传输至导电柱37，反之亦然。换言之，电信号也可经由导电柱37经由第一导电穿孔354传输至电性接点351。
[0314]图11为图9的剖面线C-C’的剖视图。如图11所示的实施例中，导电柱37电连接至第一电极32的延伸端321，因此电信号可经由电性接点351、第一导电穿孔354、导电柱37及延伸端321传输至第一电极32,反之亦然。换言之，电信号也可由第一电极32传输至电性接点351。由于贯穿孔36及开口处361分隔延伸端321与第二电极33的固定部331，因此第一电极32与第二电极33之间电性绝缘。
[0315]在此实施例中，第二电极33可经由第二导电穿孔355电连接至电性接点352。因此，电信号可经由电性接点352及第二导电穿孔355电连接至第二电极33，反之亦然。换言之，电信号也可由第二电极33传输至电性接点352。
[0316]图12为图8的剖面线D-D’的剖视图。如图12的实施例所示，电性接点353经由第三导电穿孔356电连接至第三电极34。因此，同时参照图9可知，第一电极32、第二电极33及第三电极34可分别经由电性接点351，352，353输入不同的电信号。
[0317]此外，在其他实施例(图未式)中，第二电极33可包含图7所示的第一指状部234，而第三电极34可包含第二指状部241。[0318]参照图12，感测部332、固定部331与基板31界定第一空间38。此第一空间38可为气密(hermetic)空间。然而在其他实施例(图未示)中，第一空间38也可相应于不同设计而为非气密(non-hermetic)空间。
[0319]如图12所示的实施例中，绝缘层35连接第二电极33及第三电极34。此外，绝缘层35、固定部331、第三电极34与基板31界定第二空间39。此第二空间39可为气密(hermetic)空间。然而在其他实施例(图未示)中，第二空间39也可相应于不同设计而为非气密(non-hermetic)空间。
[0320]在其他实施例(图未示)中，微机电装置30可进一步包含介电材料，介电材料设置于第二空间39内以增加电容值。具体而言，介电材料的材质可为Si02*Si3N4。
[0321]图13为图8实施例的变化实施例。图13的上图为微机电装置30的上视图，而下图为剖面线F-F’的剖视图。如图13所示，微机电装置30的绝缘层35仅连接第二电极33的部分感测部332。在此实施例中，通过移除部分的感测部332上的绝缘层35，本发明的微机电装置30可降低感测部332的残留应力(residual stress)，进而增加压力量测的准确度。
[0322]图14为图13实施例的变化实施例。图14的上图为微机电装置30的上视图，而下图为剖面线G-G’的剖视图。如图14所示，微机电装置30进一步包含第二导电层357。第二导电层357设置于无覆盖绝缘层的感测部332上，且第二导电层357电连接于电性接点352。值得注意的是，在本实施例中，电性接点352下方并无贯穿绝缘层35的导电穿孔，因此第二导电层357可配合电性接点352以形成无须贯穿绝缘层35的电性通路(electricalinterconnection)。
[0323]图15显示微机电装置40的上视图。图16为图15剖面线E_E’的剖视图。如图16所的实施例中，微机电装置40包含基板41、第一电极42、第二电极43、第三电极44、绝缘层45及第一导电层46。
[0324]在此实施例中，基板41、第一电极42、第二电极43、第三电极44及绝缘层45的结构与连接关系相似于图8及图9所述的基板31、第一电极32、第二电极33、第三电极34及绝缘层35的结构与连接关系，在此不在赘述。
[0325]参照图16，第一导电层46设置于绝缘层45上，其配置供导出累积于绝缘层45上的电荷以避免影响第一电极42与第二电极43间的感测电容。此实施例中，电性接点451，452，453的结构与连接关系相似于图8及图12所述的电性接点351，352，353的结构与连接关系，在此不在赘述。如图15及图16所示，第一导电层46仅电连接于电性接点454，该电性接点454则电性接地以供移除绝缘层45的累积的电荷。换言之，电性接点451，452及453则电性绝缘于第一导电层46。因此，电性接点451，452及453可个别输入电信号于第一电极42、第二电极43及第三电极44。
[0326]图17显示微机电装置50的上视图。图18为图17剖面线H_H’的剖视图。如图18的实施例所不,微机电装置50包含基板51、第一电极52、第二电极53、第三电极54、绝缘层55、多个贯穿孔561，562，563、多个导电柱571，572，573及集成电路芯片58。为了更详细描述本实施例中的多个导电柱571，572, 573的位置及其连接关系,设置于第三电极中的导电柱572，573可定义为第一导电柱572，573。
[0327]在此实施例中，基板51可为玻璃基板或其他电性绝缘基板，且集成电路芯片设置于该基板51的一下表面。
[0328]第一电极52设置于基板51上并包含一延伸端521，其连接设置于贯穿孔561内的导电柱571。绝缘层55另包含多个导电穿孔551，552，553，554。外部导线556设置于绝缘层55上并连接导电穿孔551及552。导电穿孔552连接设置于贯穿孔563内的第一导电柱573。换言之，绝缘层55中的一导电穿孔551连接导电柱571及外部导线556，绝缘层55中的另一导电穿孔552连接外部导线556及第一导电柱573。
[0329]该第一导电柱573设置于第三电极54中且该第一导电柱573电性绝缘于第三电极54。同样地，外部导线557设置于绝缘层55上并连接导电穿孔553及554。导电穿孔554连接设置于贯穿孔562内的第一导电柱572。换言之,该第一导电柱572设置于第三电极54中且该第一导电柱572电性绝缘于第三电极54。图19为图18的剖面线J-J’的剖视图。如图19所不,导电柱571设置于贯穿孔561内，第一导电柱572设置于贯穿孔562内，且第一导电柱573设置于贯穿孔563内。是故，导电柱571电性绝缘于第二电极53，第一导电柱572电性绝缘于第三电极54,而第一导电柱573电性绝缘于第三电极54。
[0330]图20为图18的剖面线K-K’的剖视图。如图18及图20所示，电性隔离层592设置于第三电极54的下表面541且电性隔离层592另包含多个导电穿孔594，595。在此实施例中，电性隔离层592包围导电穿孔594，595且导电穿孔594，595电性绝缘于第三电极54。
[0331]图21为图18的剖面线L-L’的剖视图。如图18及图21所示，导线层591，593设置于电性隔离层592的下方且部分导线层591，593设置于电性隔离层592与基板51之间。由于导电穿孔594连接导线层591及第一导电柱573，因此导线层591可传输电信号至第一导电柱573。
[0332]同样地，导电穿孔595连接导线层593及第一导电柱572，因此导线层593可传输电信号至第一导电柱572。
[0333]如图18所示，导电穿孔594电连接第一导电柱573及导线层591。集成电路芯片58设置于基板51的下表面511且导电凸块582设置于电路芯片58上。集成电路芯片58电率禹合(electrically coupled)至第一导电柱573。具体而言,导电线581连接导线层591及导电凸块582。是故，集成电路芯片58上的导电凸块582经由导电线581(bonding wire)电连接至导线层591。，从而电耦合至第一导电柱573。是故，集成电路芯片58的第一电信号可经由导电凸块582、导电线581、导线层591、电性隔离层592中的导电穿孔594、第一导电柱573、绝缘层55中的导电穿孔552、外部导线556、绝缘层55中的导电穿孔551、导电柱571、延伸端521传输至第一电极52,反之亦然。换言之，第一电信号也可由第一电极52传输至导电凸块582。
[0334]如图18所示，第二电极53电连接至导电穿孔553。外部导线557电连接导电穿孔553及导电穿孔554，因此第二电极53电连接至第一导电柱572。第一导电柱572经由导电穿孔595电连接至导线层593。导线层593及导电凸块583经由导电线584所连接。具体而言，集成电路芯片58的第二电信号可经由导电凸块583、导电线584、导线层593、导电穿孔595、第一导电柱572、导电穿孔554、外部导线557、导电穿孔553、传输至第二电极53,反之亦然。换言之，第二电信号也可由第二电极53传输至导电凸块583。在此实施例中，第一电信号路径与第二电信号路径彼此电性绝缘，因此第一电信号不会传输至第二电极，反之亦然。
[0335]图22为图17的剖面线Ι_I'的剖视图。如图18及图22的实施例所示，第三电极54连接电性隔离层592中的导电穿孔597，因此电耦合于导线层596。导线层596与导电凸块585经由导电线586连接。具体而言，集成电路芯片58的第三电信号可经由导电凸块585、导电线586、导线层596、导电穿孔597传输至第三电极54,反之亦然。换言之，第三电信号也可由第三电极54传输至导电凸块585。在此实施例中，第三电信号路径与第一电信号路径或第二电信号路径彼此电性绝缘，因此第三电信号不会传输至第一电极或第二电极。
[0336]综上所述，第一导电柱573设置于第三电极54中且第一导电柱573电性绝缘于第三电极54。外部导线556设置于绝缘层55上且绝缘层55包含导电穿孔551, 552。电性隔离层592设置于第三电极54的下表面541,且电性隔离层592包含另一导电穿孔594。此外，导线层591，593设置于电性隔离层592的下方且部分导线层591，593设置于电性隔离层592与该基板51之间。导电凸块582设置于集成电路芯片58上。为了使集成电路芯片58可透过导电凸块582电稱合(electrically coupled)至导电柱571及第一电极52,绝缘层55中的一导电穿孔551连接导电柱571及外部导线556，绝缘层55中的另一导电穿孔552连接外部导线556及第一导电柱573，电性隔离层592中的一导电穿孔594连接第一导电柱573及导线层591，导电线581连接导线层591及导电凸块582。
[0337]图23显示微机电装置50的变化实施例。图23的上图为微机电装置60的上视图，而下图为剖面线M-Μ’的剖视图。如图23所示，微机电装置60包含基板61、第一电极62、第二电极63、第三电极64、绝缘层65、第一导电层66及集成电路芯片67。第一导电层66设置于绝缘层65上，其配置供导出累积于绝缘层65上的电荷并避免影响第一电极62与第二电极63间的感测电容。
[0338]如图23所示，第一导电层66仅电连接于电性接点654，该电性接点654则以电性接地方式，以供去除绝缘层65的累积的电荷。换言之，外部导线651，652及电性接点653电性绝缘于第一导电层66。由于外部导线651，652及电性接点653可个别输入电信号于第一电极62、第二电极63及第三电极64，因此集成电路芯片67可通过外部导线651，652及电性接点653分别将电信号传输至第一电极62、第二电极63及第三电极64。
[0339]图24显示一种微机电装置70的实施例。图24的上图为微机电装置70的上视图，而下图为剖面线N-N’的剖视图。在本实施例中，微机电装置70的基板为集成电路芯片71。如图24所示，微机电装置70包含集成电路芯片71、第一电极72、第二电极73、第三电极74、绝缘层75、导电层76及多个导电柱771，772。为了更详细描述本实施例中的多个导电柱771，772的位置及其连接关系，设置于第三电极中的导电柱771可定义为第二导电柱771。
[0340]集成电路芯片71另包含至少一导电穿孔712，713，714，715及至少一导电凸块716，717，718，719。
[0341]在此实施例中，导电凸块716，717，718，719分别电连接导电穿孔712，713，714，715。导电穿孔712，713，714，715分别电连接至导电接合层78。导电穿孔713，714，715经由导电接合层78分别电连接至第二电极73、第一电极72、及第三电极74。换言之，导电凸块717，718，719的电信号可经由导电穿孔713，714，715、导电接合层78分别传输至第二电极73、第一电极72及第三电极74进而形成感测电容与参考电容。
[0342]如图24所示，导电层76设置于绝缘层75上，其配置供导出累积于绝缘层75上的电荷并避免影响第一电极72与第二电极73间的感测电容。
[0343]在此实施例中第二导电柱771设置于第三电极74中且与第三电极74电性绝缘。导电凸块716经由导电穿孔712与导电接合层78电连接至该第二导电柱771。第二导电柱771经由导电接点791电连接至导电层76。若将导电凸块716电性接地，则可移除累积于绝缘层75上的电荷。
[0344]图25显示一种微机电装置80的实施例。图25的上图为微机电装置80的上视图，而下图为剖面线0-0’的剖视图。如图25所示，微机电装置80包含基板81、第一电极82、第二电极83、第三电极84、绝缘层85、导电柱86。基板81包含至少一通孔811,812及背腔813。若无通孔的实施例如图9所示，绝缘层85、第三电极34、第二电极33的固定部331及基板31界定第二空间。如图25的实施例中，该至少一通孔811，812连通于第二空间87。换言之，此实施例的第二空间87并非气密空间。
[0345]在此实施例中，背腔813相应于第一电极82设置于基板81中。第一电极82另包含多个孔洞821，该些孔洞821连通于背腔813。换言之，若无孔洞的实施例如图9所示，第二电极33、基板31、第一电极32、导电柱37及绝缘层35界定第一空间。如图25的实施例中，由于孔洞821连通于背腔813，因此第一空间88也非气密空间。是故，此实施例的微机电装置80利用背腔813、孔洞821及通孔811，812的设计，可应用于微机电麦克风。
[0346]此外，由于固定部831与第三电极84间的距离d6并不会相应于声音而改变，是故固定部831与第三电极84间可形成参考电容，因而本实施例的微机电麦克风可采取差动式的设计，进而降低杂讯。
[0347]如图26的实施例所不，本发明的微机电装置90可应用于娃中介层98 (S1-1nterposer)0硅中介层98于三维集成电路(3D-1C)中设置于集成电路芯片99与基板97之间。对于3D-1C而言，电源完整性(power integrity)对于驱动3D-1C扮演重要的脚色。为了提供电源稳定(clean power)，去耦合电容通常会设置于接近集成电路芯片
99。本发明的微机电装置90具有多重电容的设置，因此可提供去耦合电容的功效。
[0348]如图26的实施例所示，本发明的微机电装置90包含第一电极91、第二电极92、第三电极93。第一电极91及第二电极92之间可填充介电材料94。介电材料94的材质可为氧化物或氮化物，例如Si02*Si3N4。因此第一电极91及第二电极92间可形成第一去耦合电容。此外，第二电极92及第三电极93之间可填充介电材料95。介电材料95的材质可为氧化物或氮化物，例如Si02*Si3N4。因此第二电极92及第三电极93间可形成第二去耦合电容。由于微机电装置90设置于娃中介层98,因此微机电装置90由娃兀素所包覆。
[0349]如图27的实施例为图26实施例的变化实施例。在此实施例中，第三电极93_1另包含第二指状部931。第二电极92-1另包含第一指状部921。第一指状部921及第二指状部931互相交错(stagger)。由于第二电极92_1与第三电极93_1并不会形变，因此第一指状部921与第二指状部931间的距离维持不变。
[0350]图28显示一种微机电装置制造方法的流程图。如图28所示，制作方法包含下列步骤:步骤1010提供绝缘层覆娃(Silicon On Insulator; SOI)晶片，其包含元件层(device layer)、绝缘层及操作层(handle layer);步骤1020蚀刻元件层而形成凹槽(recession)以及多个暴露绝缘层的孔隙；步骤1030提供基板晶片及设置第一电极于基板晶片；步骤1040使用晶片对晶片接合方式(wafer-to-wafer bonding)接合绝缘层覆娃晶片及基板晶片；以及步骤1050移除操作层。上述步骤的数字并不必然为各步骤的顺序。
[0351]图28所示的流程图配合图29至图33所示各步骤结构的描述如下。
[0352]在步骤1010中，如图29所示，提供绝缘层覆硅(SOI)晶片101。绝缘层覆硅晶片101包含元件层102 (device layer)、绝缘层103 (在本实施例中为二氧化娃(SiO2)层)及操作层104 (handle layer)。此外，绝缘层103设置于元件层102及操作层104之间。
[0353]在步骤1020中，如图30所示，元件层102经蚀刻而形成凹槽301 (recession)。在本步骤中，是采用氢氧化钾溶液蚀刻(KOH etching)的湿式蚀刻方式。
[0354]在步骤1020中，如图31所示，元件层102经蚀刻而形成多个暴露绝缘层103的孔隙302，303，304。该些孔隙302，303，304及该凹槽301于元件层102定义第二电极401及第三电极402。第二电极401包含感测部404及固定部403。在本步骤中，是采用一种干蚀刻(dry etching)的蚀刻方式,例如深反应式离子蚀刻(De印Reactive 1n Etching;DeepRIE)。
[0355]如图31所示，孔隙302可配置供固定部403形成如图7所示的第一指状部234，并供第三电极402形成如图7所示的第二指状部241，且第一指状部与第二指状部相互交错(stagger)。
[0356]在此实施例中，元件层102的蚀刻步骤1020进一步包含蚀刻固定部403而形成暴露绝缘层103的孔隙303，其形成贯穿孔。导电柱406设置于孔隙303内，因此导电柱406电性绝缘于固定部403。
[0357]在步骤1030中，如图32所示，提供基板晶片501及设置第一电极405于基板晶片501 上。
[0358]在步骤1040中，如图33所示，使用晶片对晶片接合方式(wafer-to-waferbonding)接合绝缘层覆娃晶片101及基板晶片501,并使第二电极401及第三电极402接合于基板晶片501的上表面502。在本步骤中，是采用一种晶片对晶片(wafer-to-wafer)阳极接合(anodic bonding)的接合方式。在此实施例中，感测部404面向第一电极405,而固定部403面向第三电极402。此外，第三电极402的指向N2与第一电极405的指向N1的夹角约为90°。
[0359]如图33所示，固定部403 —端设置于上表面502，而固定部403的另一端连接感测部404的周边。第二电极401配置供密封第一电极405。具体而言，第二电极401的感测部404与固定部403、绝缘层103及基板501界定第一空间601，在此实施例中，第一空间601为气密空间。
[0360]在步骤1050中，如图34所示，移除如图33所示的操作层103而完成微机电装置。在本步骤中，是采用氢氧化钾溶液蚀刻(KOH etching)的湿式蚀刻方式移除操作层103。
[0361]如图34所示，绝缘层103覆盖第二电极401及第三电极402。此外，绝缘层103、固定部403、第三电极402与基板501界定第二空间602，在此实施例中，第二空间602为气密空间。
[0362]此外，图28的微机电装置制造方法进一步包含下列任一步骤或下列步骤的组合而各别形成如图35至图37的结构。[0363]在步骤1060中，如图35所示，绝缘层103可进一步蚀刻而形成至少一孔701，702，703。在本步骤中，是采用一种干蚀刻(dry etching)的蚀刻方式，例如反应式离子蚀刻(Reactive 1n Etching;RIE)。
[0364]在步骤1070中，如图36所示，第一导电层801沉积于绝缘层103及至少一孔701，702，703上。在本步骤中，是采用一种金属沉积的沉积方式，例如铝沉积(metaldeposition-aluminum)。
[0365]在步骤1080中，如图37所示，沉积导电层802沉积于第一导电层801上并形成至少一电性接点901，902，903。电性接点901，902，903可各别与第一电极405、第二电极401及第三电极402电连接。在本步骤中，是采用一种金属沉积的沉积方式，例如招沉积(metaldeposition-aluminum)。
[0366]本发明的技术内容及技术特点已揭示如上，然而本发明所属【技术领域】中具有通常知识者应了解，在不背离后附权利要求所界定的本发明精神和范围内，本发明的教示及揭示可作种种的替换及修饰。例如，上文揭示的许多装置或结构或方法步骤可以不同的方法实施或以其他结构予以取代，或者采用上述二种方式的组合。
[0367]本案的权利范围并不局限于上文揭示的特定实施例的制作工艺、机台、制造、物质的成份、装置、方法或步骤。本发明所属【技术领域】中具有通常知识者应了解，基于本发明教示及揭示制作工艺、机台、制造、物质的成份、装置、方法或步骤，无论现在已存在或日后开发者，其与本案实施例揭示者以实质相同的方式执行实质相同的功能，而达到实质相同的结果，也可使用于本发明。因此，以下的权利要求用以涵盖用以此类制作工艺、机台、制造、物质的成份、装置、方法或步骤。
【权利要求】
1.一种具多重电极的微机电装置，适用于感测气压的变化，包含: 基板； 第一电极，设置于该基板； 第二电极，设置于该基板并包含感测部及固定部；以及 第三电极，设置该基板，其中，当该感测部形变时，该固定部与该第三电极间具有预设固定距离。
2.根据权利要求1所述的具多重电极的微机电装置，其中该固定部与该第三电极间定义参考电容，且该感测部与该第一电极间定义可变电容。
3.根据权利要求1所述的具多重电极的微机电装置，其中该第一电极设置于该基板的上表面，该固定部环绕该第一电极，且该第三电极环绕该第二电极。
4.根据权利要求3所述的具多重电极的微机电装置，其中该固定部的一端设置于该上表面，而该固定部的另一端连接于该感测部的周边，该第二电极配置供密封该第一电极，且该第二电极与该基板界定第一空间，其中该第一空间为气密空间。
5.根据权利要求4所述的具多重电极的微机电装置，进一步包含绝缘层，该绝缘层连接该感测部及该第三电极，且该绝缘层、该固定部、该第三电极与该基板界定第二空间，其中该第二空间为气密空间。
6.根据权利要求4所述的具多重电极的微机电装置，进一步包含导电柱，其中该固定部包含贯穿孔，该导电柱设 置于该贯穿孔并电连接该第一电极，且该导电柱电性绝缘于该固定部。
7.根据权利要求6所述的具多重电极的微机电装置，其中该绝缘层包含第一导电穿孔及第二导电穿孔，该第一导电穿孔电连接该导电柱，该第二导电穿孔电连接该第二电极。
8.一种具多重电极的微机电装置，适用于感测气压的变化，包含: 基板； 第一电极，设置于该基板，且该第一电极的指向平行于该基板的法线方向； 第二电极，与该第一电极用于建构感测电容；以及 第三电极，设置于该基板且用于建构固定电容； 其中该第三电极没有连接该第二电极或该第一电极且该第三电极的指向垂直于该第一电极的指向。
9.根据权利要求8所述的具多重电极的微机电装置，其中该第二电极的感测部形变的方向平行于该基板的法线方向。
10.根据权利要求8所述的具多重电极的微机电装置，其中该第一电极设置于该基板的上表面，该第二电极包括感测部及固定部，该固定部环绕该第一电极，且该第三电极环绕该固定部。
11.根据权利要求10所述的具多重电极的微机电装置，其中该固定部的一端设置于该上表面，而该固定部的另一端连接于该感测部的周边，该第二电极配置供密封该第一电极，且该第二电极与该基板界定第一空间，其中该第一空间为气密空间。
12.根据权利要求11所述的具多重电极的微机电装置，进一步包含绝缘层，该绝缘层连接该感测部及该第三电极，且该绝缘层、该固定部、该第三电极与该基板界定第二空间，其中该第二空间为气密空间。
13.根据权利要求11所述的具多重电极的微机电装置，进一步包含导电柱，其中该固定部包含贯穿孔，该导电柱设置于该贯穿孔并电连接该第一电极，且该导电柱电性绝缘于该固定部。
14.根据权利要求13所述的具多重电极的微机电装置，其中该绝缘层包含第一导电穿孔及第二导电穿孔，该第一导电穿孔电连接该导电柱，该第二导电穿孔电连接该第二电极。
15.—种具多重电极的微机电装置,包含: 基板； 第一电极，设置于该基板且该第一电极的指向平行于该基板的法线方向； 第二电极，设置于该基板并包含感测部及固定部，该感测部面向该第一电极；以及 第三电极，设置于该基板，其中该固定部面向该第三电极且该第三电极的指向垂直于该第一电极的指向； 其中，当该感测部形变时，该固定部与该第三电极间具有预设固定距离。
16.根据权利要求15所述的具多重电极的微机电装置，其中该第二电极的感测部形变的方向平行于该基板的法线方向。
17.根据权利要求15所述的具多重电极的微机电装置，其中该第一电极设置于该基板的上表面，该固定部环绕该第一电极，且该第三电极环绕该固定部，该感测部与该第一电极间具有间隔。
18.根据权利要求17所述的具多重电极的微机电装置，其中该固定部包含第一指状部，而该第三电极包含第二指状部，该第一指状部及该第二指状部互相交错(stagger)。`
19.根据权利要求17所述的具多重电极的微机电装置，其中该固定部的一端设置于该上表面，而该固定部的另一端连接于该感测部。
20.根据权利要求19所述的具多重电极的微机电装置，其中该第二电极配置供密封该第一电极且该感测部、该固定部与该基板界定第一空间。
21.根据权利要求20所述的具多重电极的微机电装置，其中该第一空间为气密空间。
22.根据权利要求20所述的具多重电极的微机电装置，进一步包含绝缘层，该绝缘层连接该第二电极及该第三电极，且该绝缘层、该固定部、该第三电极与该基板界定第二空间。
23.根据权利要求22所述的具多重电极的微机电装置，其中该第二空间为气密空间。
24.根据权利要求19所述的具多重电极的微机电装置，进一步包含导电柱，其中该固定部包含贯穿孔，该导电柱设置于该贯穿孔并电连接该第一电极，且该导电柱电性绝缘于该固定部。
25.根据权利要求20所述的具多重电极的微机电装置，进一步包含绝缘层，该绝缘层连接该第二电极及该第三电极，且该绝缘层、该固定部、该第三电极与该基板界定第二空间，且该绝缘层覆盖部分该感测部。
26.根据权利要求22所述的具多重电极的微机电装置，进一步包含第一导电层，设置于该绝缘层上。
27.根据权利要求25所述的具多重电极的微机电装置，进一步包含第二导电层，设置于无覆盖绝缘层的该感测部上。
28.根据权利要求24所述的具多重电极的微机电装置，进一步包含集成电路芯片，其中该基板的材质为玻璃，该集成电路芯片设置于该基板的下表面，该集成电路芯片电耦合(electrically coupled)至该导电柱。
29.根据权利要求28所述的具多重电极的微机电装置，进一步包含第一导电柱、外部导线、电性隔离层、导线层、导电凸块以及导电线，其中该第一导电柱设置于该第三电极中且该第一导电柱电性绝缘于该第三电极，该绝缘层包含一导电穿孔且该外部导线设置于该绝缘层上，该电性隔离层设置于该第三电极的下表面，且该电性隔离层包含另一导电穿孔，该导线层设置于该电性隔离层的下方且部分该导线层设置于该电性隔离层与该基板之间、该导电凸块设置于该集成电路芯片上、其中该绝缘层中的一导电穿孔连接该导电柱及该外部导线且该绝缘层中的另一导电穿孔连接该外部导线及该第一导电柱、该电性隔离层中的一导电穿孔连接该第一导电柱及该导线层、该导电线连接该导线层及该导电凸块。
30.根据权利要求24所述的具多重电极的微机电装置，其中该绝缘层包含第一导电穿孔及第二导电穿孔，该第一导电穿孔电连接该导电柱，该第二导电穿孔电连接该第二电极。
31.根据权利要求24所述的具多重电极的微机电装置，其中该基板为集成电路芯片，该集成电路芯片另包含至少一导电穿孔，该至少一导电穿孔配置供该第一电极、该第二电极及该第三电极分别电连接至该集成电路芯片的至少一导电凸块。
32.根据权利要求31所述的具多重电极的微机电装置，进一步包含第二导电柱、导电层设置于该绝缘层上，其中该第二导电柱设置于该第三电极中且该第二导电柱电性绝缘于该第三电极，该至少一导电穿孔经由该导电柱电连接至该导电层。
33.根据权利要求20所述的具多重电极的微机电装置，其中该基板包含至少一通孔及背腔，该至少一通孔连通于该第二空间，该背腔相应于该第一电极设置，该第一电极另包含多个孔洞，该些孔洞连通于该背腔及该第一空间。
34.根据权利要求20所述的具多重电极的微机电装置，进一步包含介电材料，其中该介电材料设置于该第一空间及设置于该固定部及`该第三电极之间。
35.一种具多重电极的微机电装置制造方法，包含下列步骤: 提供绝缘层覆娃晶片(Silicon On Insulator Wafer; SOI Wafer),其中该绝缘层覆娃晶片包含元件层(device layer)、绝缘层及操作层(handle layer),该绝缘层设置于该元件层及该操作层之间； 蚀刻该元件层而形成凹槽(recession)以及多个暴露该绝缘层的孔隙，其中该些孔隙及该凹槽于该元件层定义第二电极及第三电极，该第二电极包含感测部及固定部； 蚀刻该固定部而形成暴露该绝缘层的贯穿孔，其中导电柱设置于该贯穿孔中，且该导电柱电性绝缘于该固定部； 提供基板晶片及设置第一电极于该基板晶片； 使用晶片对晶片接合方式(wafer-to-wafer bonding)接合该绝缘层覆娃晶片及该基板晶片，使该第二电极及该第三电极接合于该基板晶片的上表面，其中该感测部面向该第一电极，该固定部面向该第三电极，该第三电极的指向垂直于该第一电极的指向；以及 移除该操作层。
36.根据权利要求35所述的制作方法，其中该些孔隙配置供该固定部形成第一指状部且供该第三电极形成第二指状部且该第一指状部及该第二指状部互相交错(stagger)。
37.根据权利要求35所述的制作方法，其中该固定部的一端设置于该上表面，而该固定部的另一端连接于该感测部的周边，该第二电极配置供密封该第一电极，该感测部、该固定部、绝缘层与该基板界定第一空间，该第一空间为气密空间。
38.根据权利要求35所述的制作方法，其中该绝缘层覆盖该第二电极及该第三电极，且该绝缘层、该固定部、该第三电极与该基板界定第二空间，该第二空间为气密空间。
39.根据权利要求35所述的制作方法，进一步包含下列任一步骤或下列步骤的组合: 蚀刻该绝缘层而形成至少一孔； 沉积第一导电层于该绝缘层上；及 沉积沉积导电层于该第一导电层`上并形成至少一电性接点。
【文档编号】B81C1/00GK103879949SQ201310105428
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年3月28日 优先权日:2012年12月20日
【发明者】许郁文, 郭秦辅, 黄肇达, 毛俊凯, 王钦宏 申请人:财团法人工业技术研究院