專利名稱：微機電系統(tǒng)及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種微機電系統(tǒng)，特別是涉及一種避免干擾的微機電系統(tǒng) 及其制造方法。
背景技術：
微機電系統(tǒng)(MEMS)系一種結合表層和體塊的微加工技術，已被廣泛 應用于機械式濾波器、加速器、回轉儀、光調變器及射頻(RF)被動組件。 一般而言，微機電系統(tǒng)包括電路及微結構二部分，如美國專利第5717631號 所揭示的微機電結構及其制造方法，在釋放該微結構時，會對鄰近該微結 構的電路或其它結構的下方基板產生下切(undercut)，因此必須精確地 控制制程參數，以防止過度蝕刻造成鄰近該微結構的電路或其它結構的下 方基板被完全下切而損壞。此外，不同電路所產生的噪聲會經由基板傳導， 導致電路之間彼此干擾，習知常利用保護環(huán)(guardring)或是將容易產生 噪聲的電路布局在較遠的地方，來降低電路之間的干擾，然而，保護環(huán)系 藉由在基板上形成井區(qū)(wellarea)來隔絕噪聲，其隔絕噪聲的效果有限， 而將容易產生噪聲的電路布局在較遠的地方則會造成芯片面積的消耗，造 成成本的增加及不利于微型化。
因此， 一種不會增加制造成本且可降低干擾及防止過度蝕刻的微機電 系統(tǒng)及其制造方法，乃為所冀
發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題之一是提供一種低干擾的微機電系統(tǒng)及其 制造方法。
本發(fā)明所要解決的技術問題之二是提供一種防止基板過度蝕刻的微機 電系統(tǒng)及其制造方法。
為解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案包括 一種微機電系統(tǒng)包括 一微結構， 一電路，以及一溝渠位于該微結構及該電路之間以隔離該微結 構及該電路，防止該微結構被釋放時產生過度蝕刻造成該電路的特性劣化。
為解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案還包括 一種微機電系統(tǒng)包 括一結構區(qū)塊至少具有一微結構， 一電路區(qū)塊至少具有第一及第二電路， 以及一溝渠位于該第一及第二電路之間以隔離該第一及第二電路，避免該 第一及第二電路之間的干擾。
根據本發(fā)明， 一種微機電系統(tǒng)的制造方法包括進行一前制程以在一基 板上至少形成一微結構， 一電路， 一金屬層位于該微結構與該電路的頂部， 以及一絕緣層覆蓋該微結構與該電路，進行第一蝕刻制程以移除未被該金 屬層覆蓋的該絕緣層，進行第二蝕刻制程以移除部分未被該金屬層覆蓋的 該基板，形成一屏蔽在該基板上以覆蓋該電路并暴露出該微結構，以及進 行第三蝕刻制程以從該基板釋放該微結構。
根據本發(fā)明， 一種微機電系統(tǒng)的制造方法包括進行一前制程以在一基 板上至少形成一微結構， 一電路，以及一絕緣層覆蓋該微結構與該電路， 形成第一屏蔽在該絕緣層上以覆蓋該微結構及該電路，進行第一蝕刻制程 以移除未被該第一屏蔽覆蓋的該絕緣層，進行第二蝕刻制程以移除部分未被該第一屏蔽覆蓋的該基板，形成一第二屏蔽在該基板上以覆蓋該電路并 暴露出該微結構，以及進行第三蝕刻制程以從該基板釋放該微結構。
本發(fā)明藉由位于電路之間的溝渠降低電路之間的干擾，使微機電系統(tǒng) 的干擾減至最低，并藉由位于微結構與電路之間的溝渠防止基板的過度蝕 刻，以避免電路的特性劣化，以及電路與微結構之間的干擾，由于該些溝 渠在釋放微結構的過程中產生，因此可在不增加制程的復雜度及成本的情 形下，同時達到釋放微結構、降低干擾及防止過度蝕刻的目的。


下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明
圖1是根據本發(fā)明的第一個實施例；
圖2是前制程形成圖1所示結構后的示意圖3是暴露出基板表面后的示意圖4是形成溝渠后的示意圖5是形成屏蔽后的示意圖6是釋放微結構后的示意圖7是去除屏蔽后的示意圖8是在絕緣層上形成屏蔽后的示意圖9是暴露出基板表面后的示意圖10是形成溝渠后的示意圖11是根據本發(fā)明的第二個實施例；
圖12是前制程形成圖11所示結構后的示意圖；以及圖13是釋放微結構后的示意圖。
圖中附圖標記為100 —微機電系統(tǒng)；102 —微結構；104—電路；106 一電路；108 —溝渠；IIO —結構區(qū)塊；112—電路區(qū)塊；202_基板；204 —
絕緣層；206 —金屬層；208 —絕緣層；210—金屬層；212 —絕緣層；213 —
表面；214—凹槽；215 —表面；216 —凹槽；217_表面；218 —凹槽；220
一屏蔽；222 —屏蔽；300 —微機電系統(tǒng)；302—微結構；304—溝渠；306_ 電路；402—基板；404 —絕緣層；406 —金屬層；408 —絕緣層；410 —金屬 層；412 —絕緣層；418_凹槽；420—屏蔽。
具體實施例方式
圖l系根據本發(fā)明的第一個實施例，微機電系統(tǒng)ioo包括一結構區(qū)塊iio 至少具有一微結構102， 一電路區(qū)塊112至少具有電路104及106，以及一溝 渠108位于電路104及106之間，以隔離電路104及106避免彼此之間的干擾。 在一范例中，電路106為一數字電路或是其它容易造成高噪聲的電路(例如 震蕩器)，其產生的噪聲經由溝渠108隔離以避免經由基板傳至電路區(qū)塊112 中的其它電路(例如電路104)以降低微機電系統(tǒng)100中的干擾。在另一范 例中，電路106為一需要避免噪聲干擾的電路，電路區(qū)塊112中的其它電路 (例如電路104)產生的噪聲經由溝渠108隔離以避免對電路106造成干擾。
圖2至圖7系本發(fā)明的微機電系統(tǒng)的制造方法的實施例，以沿圖1中AA' 方向的剖面為例說明。參照圖2，進行一前制程在基板202上形成如圖1所示 的微機電系統(tǒng)100，例如進行一互補金屬氧化物半導體(CMOS)制程，以在 基板202上形成微結構102、電路104及106、以及絕緣層(例如氧化層)212覆蓋微結構102及電路104、 106，其中微結構102位于結構區(qū)塊110中，電路 104及106位于電路區(qū)塊112中，以及微結構102及電路104、 106由包括絕緣 層204 (例如氧化層)、金屬層206、絕緣層208 (例如氧化層)及金屬層210 的結構配置而成。參照圖3，藉金屬層210進行一蝕刻制程，例如一非等向 性蝕刻，以去除未被金屬層210覆蓋的絕緣層212以暴露出基板202的表面 213、 215與217以及微結構102及電路104與106。參照圖4，藉金屬層210進 行另一蝕刻制程，例如一非等向性蝕刻，以去除部份未被金屬層210覆蓋的 基板202，形成凹槽214、 216及218。參照圖5，在基板202上形成屏蔽220以 暴露出微結構102及凹槽214、 216。參照圖6，藉屏蔽220進行一蝕刻制程， 例如一等向性蝕刻制程，以從基板202釋放出微結構102形成一懸浮結構。 參照圖7，去除屏蔽220形成如圖1所示的結構，凹槽218即為圖1中的溝渠 108。在本實施例中，凹槽218系在釋放微結構102的過程中形成，因此，可 利用現(xiàn)有的制程形成具有低干擾的微機電系統(tǒng)。在一實施例中，屏蔽220系 經由形成一絕緣層(例如光阻層)覆蓋基板202，以及圖案化該絕緣層而形 成。
在不同的實施例中，凹槽214、 216及218可經由圖8至圖10的步驟產生。 參照圖8，于前制程完成后在絕緣層212上形成屏蔽222覆蓋微結構102及電 路104、 106。參照圖9，藉屏蔽222進行一蝕刻制程，例如一非等向性蝕亥ij， 以去除未被屏蔽222覆蓋的絕緣層212以暴露出基板202的表面213、 215與 217。參照圖IO，藉屏蔽222進行另一蝕刻制程，例如一非等向性蝕刻，以 去除部份未被屏蔽222覆蓋的基板202，形成凹槽214、 216及218，隨后去除屏蔽222，以暴露出微結構102及電路104與106。之后經由圖5至圖7的步驟 釋放微結構102同時形成圖1中的溝渠108。同樣地，由于圖1中的溝渠108系 在釋放微結構102的過程中形成，因此，可利用現(xiàn)有的制程形成具有低干擾 的微機電系統(tǒng)。在一實施例中，屏蔽222系經由形成另一絕緣層(例如光阻 層)覆蓋絕緣層212，以及圖案化該另一絕緣層而形成。
圖ll系本發(fā)明的第二個實施例，微機電系統(tǒng)300包括一微結構302， 一 電路306，以及一溝渠304位于微結構302與電路306之間，以隔離微結構302 及電路306，防止微結構302被釋放時產生過度蝕刻造成電路306的特性劣 化，以及電路306與微結構302之間的干擾。
以沿圖11中BB'方向的剖面說明微機電系統(tǒng)300的制造方法。如圖12所 示，進行一前制程在基板402上形成如圖11所示的微機電系統(tǒng)300，例如進 行一互補金屬氧化物半導體(CMOS)制程，以在基板402上形成微結構302、 電路306、以及絕緣層(例如氧化層)412覆蓋微結構302及電路306，其中 微結構402及電路306由包括絕緣層(例如氧化層)404、金屬層406、絕緣 層(例如氧化層)408及金屬層410的結構配置而成。之后的制程步驟如同 圖3至圖10，在此不再重述。如圖13所示，凹槽418即為為圖11中的溝渠304， 值得注意的是，在微結構302被釋放時，基板402的橫向蝕刻會被凹槽418中 的屏蔽420阻擋，因此即使釋放微結構302的制程參數控制不佳(例如蝕刻 時間過長)，電路306的下方基板亦不會產生下切現(xiàn)象，而防止了過度蝕刻 的產生。
在不同的實施例中，溝渠于可位于微結構與電路之間以及不同的電路之間，或任需要被隔離的區(qū)塊與其它區(qū)塊之間，利用前制程產生對應的結
構，經由圖3至圖7的制程步驟形成所需的構渠，以同時達到釋放微結構、 減少干擾及防止過度蝕刻的目的。
權利要求
1. 一種微機電系統(tǒng)，其特征是該系統(tǒng)包括一微結構；一電路；以及一溝渠，位于該微結構及該電路之間，以隔離該微結構及該電路，防止該微結構被釋放時產生過度蝕刻造成該電路的特性劣化，以及避免該電路與該微結構之間的干擾；其中，該溝渠系在釋放該微結構的過程中產生。
2. —種微機電系統(tǒng)，其特征是該系統(tǒng)包括 一結構區(qū)塊，至少具有一微結構； 一電路區(qū)塊，至少具有第一及第二電路；以及一溝渠，位于該第一及第二電路之間，以隔離該第一及第二電路，避 免該第一及第二電路之間的干擾；其中，該溝渠系在釋放該微結構的過程中產生。
3. —種微機電系統(tǒng)的制造方法，其特征是該制造方法包括下列步驟 進行一前制程，在一基板上至少形成一微結構， 一電路，以及一絕緣層覆蓋該微結構與該電路，該微結構與該電路的頂部具有一金屬層； 進行第一蝕刻制程，以移除未被該金屬層覆蓋的該絕緣層； 進行第二蝕刻制程，以移除部分未被該金屬層覆蓋的該基板； 形成一屏蔽在該基板上，以覆蓋該電路并暴露出該微結構；以及 進行第三蝕刻制程，以從該基板釋放該微結構。
4. 根據權利要求3所述的微機電系統(tǒng)的制造方法，其特征是其中該進行該前制程的步驟包括進行一互補金屬氧化物半導體制程以形成該微結構 及該電路。
5. 根據權利要求3所述的微機電系統(tǒng)的制造方法，其特征是其中該形 成該屏蔽的步驟包括下列步驟形成一第二絕緣層覆蓋該基板；以及 圖案化該第二絕緣層以形成該屏蔽。
6. 根據權利要求5所述的微機電系統(tǒng)的制造方法，其特征是其中該形 成該第二絕緣層的步驟包括形成一光阻層覆蓋該基板。
7. —種微機電系統(tǒng)的制造方法，其特征是該制造方法包括下列步驟 進行一前制程，在一基板上至少形成一微結構， 一電路，以及一絕緣層覆蓋該微結構與該電路；形成第一屏蔽在該絕緣層上，以覆蓋該微結構及該電路； 進行第一蝕刻制程，以移除未被該第一屏蔽覆蓋的該絕緣層； 進行第二蝕刻制程，以移除部分未被該第一屏蔽覆蓋的該基板； 形成一第二屏蔽在該基板上，以覆蓋該電路并暴露出該微結構；以及 進行第三蝕刻制程，以從該基板釋放該微結構。
8. 根據權利要求7所述的微機電系統(tǒng)的制造方法，其特征是其中該進 行該前制程的步驟包括進行一互補金屬氧化物半導體制程以形成該微結構 及該電路。
9. 根據權利要求7所述的微機電系統(tǒng)的制造方法，其特征是該制造方 法更包括去除該第一屏蔽。
10. 根據權利要求7所述的微機電系統(tǒng)的制造方法，其特征是其中該形成該第一屏蔽的步驟包括下列步驟形成一第二絕緣層覆蓋該絕緣層；以及 圖案化該第二絕緣層以形成該第一屏蔽。
11. 根據權利要求10所述的微機電系統(tǒng)的制造方法，其特征是其中該 形成該第二絕緣層的步驟包括形成一光阻層覆蓋該絕緣層。
12. 根據權利要求7所述的微機電系統(tǒng)的制造方法，其特征是其中該 形成該第二屏蔽的步驟包括下列步驟形成一第二絕緣層覆蓋該基板；以及圖案化該第二絕緣層以形成該第二屏蔽。 .
13. 根據權利要求12所述的微機電系統(tǒng)的制造方法，其特征是其中該形成該第二絕緣層的步驟包括形成一光阻層覆蓋該基板。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種微機電系統(tǒng)及其制造方法，該微機電系統(tǒng)包括一微結構，一電路，以及一溝渠位于該微結構及該電路之間以隔離該微結構及該電路，防止該微結構被釋放時產生過度蝕刻造成該電路的特性劣化。該微機電系統(tǒng)的另一技術方案包括一結構區(qū)塊至少具有一微結構，一電路區(qū)塊至少具有第一及第二電路，以及一溝渠位于該第一及第二電路之間以隔離該第一及第二電路，避免該第一及第二電路之間的干擾。本發(fā)明藉由在基板上形成溝渠，以避免電路之間的干擾以及防止釋放微結構時基板的過度蝕刻。
文檔編號B81B3/00GK101428751SQ20071016982
公開日2009年5月13日 申請日期2007年11月7日 優(yōu)先權日2007年11月7日
發(fā)明者葉力墾, 邱奕翔 申請人:微智半導體股份有限公司