專利名稱：電容式傳感器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電容式傳感器及其制造方法。
背景技術(shù)：
在助聽器材與移動(dòng)通信系統(tǒng)工業(yè)中，趨勢(shì)是朝向小尺寸發(fā)展的同時(shí)仍維持良好的電聲效能與操作性，由此確保良好的使用者親和性與滿意度。在過去，已做了幾個(gè)嘗試以構(gòu)成更小的麥克風(fēng)同時(shí)維持或增進(jìn)它們的技術(shù)效能數(shù)據(jù)。US 2008/0157238 揭露具有特定應(yīng)用集成電路(application specific IC)與麥克風(fēng)芯片的微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)。特定應(yīng)用IC具有數(shù)個(gè)第一通孔(via)與數(shù)個(gè)第一焊墊 (pad)，且第一通孔連接第一焊墊。麥克風(fēng)芯片具有共振腔體(resonant cavity)、數(shù)個(gè)第二通孔與數(shù)個(gè)第二焊墊，且第二通孔連接第二焊墊。US 7166910揭露硅電容式麥克風(fēng)封裝體，其包括傳感器單元、基板、與蓋板 (cover) 0基板包括一具有凹槽(recess)的上表面。傳感器單元附著于基板的上表面并與凹槽的至少一部分重疊，其中傳感器單元的背腔空間(backvolume)形成在傳感器單元與基板之間。US 6781231揭露微機(jī)電系統(tǒng)封裝體，其具有微機(jī)電系統(tǒng)麥克風(fēng)、基板、與蓋板?；寰哂杏靡灾挝C(jī)電麥克風(fēng)的表面。蓋板包括導(dǎo)電層，其具有一由周邊部分所界定的中心部分。殼體(housing)通過連接蓋板的周邊部分與基板而形成。蓋板的中心部分自基板的表面隔開以容納微機(jī)電系統(tǒng)麥克風(fēng)。殼體包括進(jìn)聲口(acoustic port)，用以使聲信號(hào) (acoustic signal)到達(dá)微機(jī)電系統(tǒng)麥克風(fēng)。US 6，732，588 揭露微型固態(tài)硅基(compact solid state silicon-based)電容式麥克風(fēng)系統(tǒng)，其適合批量式生產(chǎn)。麥克風(fēng)系統(tǒng)包括傳感器芯片，其包括腔體、振膜 (diaphragm)，振膜設(shè)置在第一下表面并覆蓋傳感器芯片的第二開口。傳感器芯片覆晶粘著 (flip-chip mounted)至另一包括腔室的后制作工藝(post-processed)芯片上。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一些實(shí)施例，本發(fā)明提供一種電容式傳感器，包括一基板；一第一電極，設(shè)置在該基板上；一上蓋，具有一穿孔與該穿孔以外的一腔體；一第二電極，設(shè)置在該上蓋上且橫跨該穿孔；其中該第二電極是可變形的，以響應(yīng)來自該穿孔的壓力波動(dòng)，且該第二電極與該第一電極構(gòu)成一電容器，該電容器具有可隨著該壓力波動(dòng)而改變的電容值；以及該腔體定義出該可變形的第二電極的一背腔室。根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，提供一種麥克風(fēng)，包括一殼體，具有一內(nèi)部體積與一開口， 該開口開向該內(nèi)部體積中；一導(dǎo)電背板，在該內(nèi)部體積內(nèi)側(cè)的該殼體的一壁上；一導(dǎo)電振膜，延伸橫跨該開口，且相較于該背板，該導(dǎo)電振膜是可變形的，以響應(yīng)提供至該振膜的聲波；以及一感測(cè)電路，電連接至該振膜與該背板以感測(cè)該振膜與該背板之間的相對(duì)位移，并產(chǎn)生一表示造成該相對(duì)位移的該聲波的信號(hào)；其中該內(nèi)部體積定義出該振膜的一背聲腔室，且設(shè)置在該振膜平面的兩側(cè)上。根據(jù)又進(jìn)一步的實(shí)施例，提供一種制造電容式傳感器的方法，包括制備一具有相對(duì)的第一表面與第二表面的上蓋，該上蓋包括一穿孔，從該第一表面延伸至該第二表面， 一腔體，從該第二表面向該第一表面延伸，以及一導(dǎo)電振膜，延伸橫跨該第二表面上的該穿孔的開口 ；制備一具有相對(duì)的第三與第四表面的基板，該基板具有一導(dǎo)電背板，該導(dǎo)電背板在該第三表面上；以及接合該上蓋與該基板，且使該第二表面朝向該第三表面并互相隔開， 以使該振膜與該背板形成電容器。


所揭露的實(shí)施例是通過附圖的圖示中的示例敘明，但不受其限制，其中本說明中具有相同的參考號(hào)碼標(biāo)示的元件代表類似的元件。圖1是根據(jù)一或更多個(gè)實(shí)施例電容式傳感器的立體圖；圖2是根據(jù)一或更多個(gè)實(shí)施例電容式傳感器的上蓋的仰視圖；圖3是根據(jù)一或更多個(gè)實(shí)施例電容式傳感器的基板的俯視圖；圖4是根據(jù)一或更多個(gè)實(shí)施例電容式傳感器的俯視圖；圖5是沿著圖4中A-A線段的橫剖面圖；圖6是沿著圖4中B-B線段的橫剖面圖；圖7是與圖5相似的不同實(shí)施例的橫剖面圖；圖8是另一實(shí)施例的橫剖面圖；圖9是顯示根據(jù)一或更多個(gè)實(shí)施例，電容式傳感器的上蓋與基板在接合之前的示意圖；圖IOA至圖IOF是說明根據(jù)一或更多個(gè)實(shí)施例用以制造上蓋的不同步驟示意圖；圖IlA至圖IlJ是說明根據(jù)一或更多個(gè)實(shí)施例用以制造基板的不同步驟示意圖。主要元件符號(hào)說明10 基板；11 凹陷部；20 第一電極(或背板)；21 穿孔；30 上蓋；31 穿孔；32 腔體；33 主體；34 內(nèi)環(huán)部分；35 外環(huán)部分；36 支撐件；37 第一末端； 38 第二末端；40 第二電極(或振膜)；41 穿孔；50 感測(cè)電路；51 焊球；52 硅穿孔；53 密封環(huán)；61 犧牲層；62 犧牲層；63 密封條；64 支撐件；65 光致抗蝕劑層；66 區(qū)域；67 區(qū)域；71 焊墊；72 硅穿孔區(qū)域；73 光致抗蝕劑；74 絕緣層； 75 導(dǎo)電材料；76 導(dǎo)電材料；77 光致抗蝕劑層；78 背腔室；79 重新分配層；101 焊墊；102 導(dǎo)電元件；301 上蓋晶片。
具體實(shí)施例方式圖1至圖3為根據(jù)一或更多個(gè)實(shí)施例的電容式傳感器的不同圖示。在一些實(shí)施例中，電容式傳感器可為電容MEMS感測(cè)封裝體。電容式傳感器包括基板10、第一電極20、上蓋(cap) 30、第二電極40、與感測(cè)電路(sensingcircuit)50。在一些實(shí)施例中，感測(cè)電路50 被省略及/或提供在外部裝置(external device)上?；?0可由晶片、IC芯片、或等效 (equivalent)的材料構(gòu)成。上蓋30也可以晶片、或等效的材料構(gòu)成。第一電極20設(shè)置在基板10上。在一些實(shí)施例中，當(dāng)基板10是晶片或IC芯片時(shí)，第一電極20電連接至基板10上的電子電路，例如感測(cè)電路50。上蓋30具有穿孔31與穿孔31以外的腔體32。第二電極40設(shè)置在上蓋30上且橫跨穿孔31。第二電極40是可變形的(deformable)，以響應(yīng)來自穿孔31的壓力波動(dòng)(pressuref luctuation)，且第二電極40與第一電極20構(gòu)成一電容器，其具有可隨著壓力波動(dòng)而改變的電容值。在一些實(shí)施例中，第二電極40是振膜，其響應(yīng)來自穿孔31的聲波。腔體32定義出可變形的第二電極40的背腔室(backchamber)。第一及/或第二電極20、40至少其一各別地具有至少一穿孔21、41 (主要見于圖7中)。穿孔使聲波或振動(dòng)(vibration)進(jìn)入腔體32并產(chǎn)生聲振蕩(acoustic resonance)。在一些實(shí)施例中，第一電極20及/或第二電極40不具有穿孔21、41?；?0具有至少一金屬焊墊101，在一些實(shí)施例中具有數(shù)個(gè)金屬焊墊101，以電連接至第一電極(背板)20及/或感測(cè)電路50，及/或硅穿孔(TSV) 52 (圖5)。在一些實(shí)施例中，基板10具有至少一凹陷部 (concaveportion) 11，其與腔體 32 聲壓通道連通(acoustic communication)。在一或更多個(gè)實(shí)施例中，一些或所有的凹陷部11在基板10中進(jìn)一步地互相聲壓通道連通。在其他實(shí)施例中，在基板10中的至少兩個(gè)凹陷部11并非直接地互相聲壓通到連通。焊墊101的至少一個(gè)是通過導(dǎo)電元件102電連接至第一電極20，且焊墊101的至少一個(gè)直接連接至TSV 52。在一些實(shí)施例中如圖4中所示，至少一個(gè)支撐件(support) 36設(shè)置在基板10與上蓋30之間，以在接合基板10與上蓋30以定義殼體之前暫時(shí)地在上蓋30與基板10之間定義所需的距離。支撐件36可為導(dǎo)電元件，例如金屬元件。在一些實(shí)施例中，第一電極20可由金屬板、導(dǎo)電材料、與類似物構(gòu)成。第一電極20 定義背板，其與第二電極40形成電容器。第二電極40設(shè)置在上蓋30上而橫跨穿孔31。在一些實(shí)施例中，第二電極40可由多晶硅薄膜(或多晶薄膜)、導(dǎo)電膜、與類似物構(gòu)成。在一些實(shí)施例中，多晶薄膜的表面設(shè)置在金屬層上以連接其他的電路。如同所述的，提供的第二電極40與第一電極20形成電容器。第二電極40是可變形的，并設(shè)置在上蓋30且橫跨穿孔31，且第一電極20固定在基板10上。上蓋30具有穿孔31以外的腔體32。第二電極40 是可變形的，以響應(yīng)經(jīng)由穿孔31提供的壓力波動(dòng)，且因此電容器的電容值可隨著壓力波動(dòng)而改變。背腔室通過封閉的空間，即基板10與上蓋30組成的殼體的內(nèi)部體積定義。背腔室至少包括一腔體32。在一些實(shí)施例，背腔室中更包括在第二電極40后面并與腔體32聲壓通到連通的任何空間。舉例來說，這樣的空間可在第一電極20與第二電極40，及/或基板10中的凹陷部11之間，如圖6與圖7的不同實(shí)施例中所示。如圖5中所示，上蓋30具有主體33，與內(nèi)環(huán)部分與外環(huán)部分34、35，其從主體33向基板10延伸。圖5所示的腔體32 是環(huán)狀腔室，形成在內(nèi)環(huán)部分34與外環(huán)部分35之間，且穿孔31形成在內(nèi)環(huán)部分34內(nèi)側(cè)。 內(nèi)環(huán)部分34與外環(huán)部分35各別地終止在第一與第二末端37、38，且傳感器更包括至少一支撐件36，其在第一與第二末端37、38至少其一與基板10之間。外環(huán)部分35的第二末端38 附著密封材料(未顯示在圖5中)以在上蓋30與基板10之間提供密閉空間。在圖5與圖 6中，舉例來說，基板10不具有腔體，例如凹陷部11。然而，在圖7中，舉例來說，一或更多個(gè)凹陷部11設(shè)置在基板10中。當(dāng)電容式傳感器包含感測(cè)電路50時(shí)，其可在至少一基板10上，并電性耦合至第一與第二電極20、40以感測(cè)電容器的電容值。在所述的結(jié)構(gòu)中，感測(cè)電路50可設(shè)置在基板10 上/中，并通過基板10上/中的導(dǎo)體(conductor)電連接至第一電極20。在一或更多個(gè)實(shí)施例中，基板10具有至少一硅穿孔(through-silicon via ;TSV) 52、與至少一焊球51。TSV 52電連接焊球51至感測(cè)電路50，以傳送由感測(cè)電路50產(chǎn)生表示電容器電容值的感測(cè)信號(hào)至外部裝置。在一些實(shí)施例中，一或更多個(gè)TSV 52憑借設(shè)置在基板10上/中各別的導(dǎo)體電連接至電極20與電極40，以使一外部裝置測(cè)定電容器的電容值而不需要電容式傳感器中的感測(cè)電路50。密封環(huán)(sealing ring) 53設(shè)置在上蓋30與基板10之間。密封環(huán)53密封住背腔室，背腔室經(jīng)由第二電極40上的至少一穿孔41與電容式傳感器的外側(cè)相通。上蓋30與焊球51在基板10的相對(duì)側(cè)上。焊球51電連接至感測(cè)電路50以構(gòu)成與外部裝置的電連接。在如圖7中所述的一些實(shí)施例中，基板10具有至少一凹陷部11，其與上蓋30的腔體32聲通信以形成較大的背腔室。第一電極20包含至少一穿孔21。在其他實(shí)施例中，第一電極20不具有穿孔。凹陷部11與腔體32增加背腔室的體積，其進(jìn)而減少背腔室的彈性常數(shù)以提供良好的音響及/或共鳴狀態(tài)。凹陷部11可為不同的形狀并可形成成任何期望的數(shù)量與位置。舉例來說，圖7的凹陷部11具有斜懸的側(cè)壁(slopped sidewall)。參照?qǐng)D8，上蓋30與焊球51可在基板10的相同側(cè)上。感測(cè)電路50 (假設(shè)提供在基板10上)可憑借基板10中/上的導(dǎo)電圖案與各別的焊球51電連接至外部裝置，而不需要TSV。電容器電性耦合至所揭露的感測(cè)電路50。上蓋30與焊球51在基板10的相同側(cè)上。在此實(shí)施例中，基板10具有凹陷部11， 且上蓋30具有腔體32。在一些實(shí)施例中，電子電路50 (未顯示在圖8中)電連接至基板10 上的至少一焊墊101。焊墊101電連接至焊球51。電子電路50可設(shè)置在基板10上/中。 在一些實(shí)施例中，電路50設(shè)置在基板10的頂表面上。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，電路50設(shè)置在基板10的底表面上。在又進(jìn)一步的實(shí)施例中，電路50設(shè)置在基板10中。在一些實(shí)施例中，電容式傳感器可為麥克風(fēng)。麥克風(fēng)包括殼體、導(dǎo)電背板20、導(dǎo)電振膜40、并選擇性的包括感測(cè)電路50。殼體可為上蓋30與基板10的結(jié)合結(jié)構(gòu)，但并不排除其他的配置。殼體可以晶片、或等效的材料構(gòu)成。殼體具有內(nèi)部體積與開口，例如穿孔31， 其開向內(nèi)部體積中。內(nèi)部體積是通過，例如，腔體32或/及凹陷部11定義以形成背腔室。 聲波可穿過開口而從外側(cè)進(jìn)入殼體，且振膜40通過聲波發(fā)生振動(dòng)。內(nèi)部體積可如參照?qǐng)D4 至圖6所揭露的為環(huán)狀的，但可根據(jù)一或更多個(gè)實(shí)施例而具有任何其他的形狀。內(nèi)部體積收到聲波并產(chǎn)生共鳴。導(dǎo)電背板20設(shè)置在墻上，例如，殼體內(nèi)側(cè)的基板10或任何其他的部分上。背板20可為導(dǎo)電板，例如金屬板。然而，并不排除其他的導(dǎo)電材料。背板20定義電容式傳感器的第一電極。導(dǎo)電振膜40延伸橫跨開口，且相較于背板20，導(dǎo)電振膜40是可變位的(displaceable)，以響應(yīng)從外側(cè)提供并穿過開口至振膜40的聲波。導(dǎo)電振膜40可為金屬板或多晶薄膜。然而，并不排除其他的導(dǎo)電材料。導(dǎo)電振膜40定義電容式傳感器的第二電極。電容器因而形成在背板20與振膜40之間。感測(cè)電路50電連接至振膜40與背板20以感測(cè)振膜40與背板20之間的相對(duì)位移，并產(chǎn)生表示造成相對(duì)位移的聲波的信號(hào)。 振膜40與背板20至少其一具有一或更多個(gè)穿孔21、41以使聲波進(jìn)入內(nèi)部體積的不同部分。內(nèi)部體積因而定義出振膜40的背聲腔室，且設(shè)置在振膜40平面的兩側(cè)上。然而，在如圖8中顯示的實(shí)施例中，背聲腔室可設(shè)置在振膜40平面的一側(cè)上。在其他實(shí)施例中，背聲腔室設(shè)置在背板20平面的兩側(cè)上。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，背聲腔室可為設(shè)置在背板20平面的一側(cè)上。在一些實(shí)施例中，背聲腔室包括延伸圍繞開口的環(huán)狀腔體。背腔室可接收聲音(sound)/聲波(acoustic wave)并產(chǎn)生共鳴。在一些實(shí)施例中，振膜40具有相對(duì)的前與后側(cè)，其各別地向外地與向內(nèi)地面對(duì)殼體，且背腔室的大部分設(shè)置在振膜40的前側(cè)上。根據(jù)一或更多個(gè)實(shí)施例，電容式傳感器可通過晶片對(duì)晶片接合法制造，以使導(dǎo)電振膜與導(dǎo)電背板以一間隔固定以形成電容器。圖9顯示上蓋30與基板10正準(zhǔn)備要接合的狀態(tài)。上蓋30是由以下所述的上蓋晶片或等效的材料形成，并包括從上蓋晶片的頂表面延伸至底表面的穿孔31、從底表面向頂表面延伸的腔體32、與延伸橫跨底表面上的穿孔31的導(dǎo)電振膜40。電容式傳感器的上蓋30的制造過程顯示在圖IOA至圖IOF中。參照?qǐng)D10A，犧牲層61、62形成在上蓋晶片301相對(duì)頂與底表面上。形成犧牲層61、62的方法是對(duì)上蓋晶片 301 (例如，硅晶片)的頂與底表面進(jìn)行熱氧化以形成SiO2層61、62。然而，并不排除形成犧牲層的其他方法。參照?qǐng)D10B，圖案化的導(dǎo)電振膜40接著形成在犧牲層61上。形成圖案化的導(dǎo)電振膜40的方法包括一系列的光刻與蝕刻處理。在一些實(shí)施例中，圖案化的導(dǎo)電振膜40是以多晶硅構(gòu)成。多余的多晶硅通過干蝕刻法移除。然而，并不排除其他形成圖案化的導(dǎo)電振膜40的材料或方法。參照?qǐng)D10C，數(shù)個(gè)支撐件64也形成在導(dǎo)電振膜40的一部分上。然而，并不排除其他用于支撐件64的導(dǎo)電材料。光致抗蝕劑層65接著形成在上蓋晶片301的底表面上，上蓋晶片301包括支撐件 64、圖案化的導(dǎo)電振膜40、與犧牲層61。如圖IOD中所顯示，光致抗蝕劑層65與犧牲層61 的至少一部分區(qū)域被移除以露出至少一區(qū)域66，在區(qū)域66處，上蓋晶片301的底表面并未被支撐件64、與圖案化的導(dǎo)電振膜40覆蓋。用以定義區(qū)域66的方法一般是通過光刻法。 然而，并不排除其他的制作工藝。參照?qǐng)D10E，上蓋晶片301中的至少一腔體32通過從上蓋晶片301的底表面蝕刻去除至少一露出區(qū)域66以移除上蓋晶片301的部分厚度而形成。 深硅蝕刻法(de印Si etching)可用來形成腔體32。然而，并不排除其他的制作工藝。遺留的光致抗蝕劑層65接著從上蓋晶片301的底表面移除。如圖IOF中所顯示，上蓋晶片301的區(qū)域67被定義用來從上蓋晶片301的頂表面向下蝕刻至露出犧牲層61的一部分而形成穿過上蓋晶片301的穿孔31。區(qū)域67根據(jù)圖案化的導(dǎo)電振膜40所在的區(qū)域所定義。用以定義區(qū)域67的方法一般是通過光刻法。用以形成穿孔31的方法包括深硅蝕刻法。然而，并不排除其他的制作工藝。密封條63設(shè)置在上蓋30與基板10之間。當(dāng)上蓋30與基板10鄰接在一起時(shí)，密封條63提供背腔室封閉的空間。用以制備基板10的方法將參照?qǐng)DIlA至圖IlJ說明。參照?qǐng)D11A，在一些實(shí)施例中，基板10具有感測(cè)電路50。舉例來說，基板10為CMOS ASIC晶片且感測(cè)電路50為ASIC。至少一焊墊71形成在基板10的底表面上，并通過重新分配層(redistribution layer ；RDL) 79電連接至感測(cè)電路50。進(jìn)行光刻制作工藝以定義對(duì)應(yīng)焊墊71的硅穿孔區(qū)域(through-silicon-via(TSV)area)72，如圖IlB中所顯示。然后在ASIC晶片中進(jìn)行深硅蝕刻以得到TSV 52，并移除光致抗蝕劑73，如圖IlC中所顯示。絕緣層74形成在TSV 52的側(cè)壁上與ASIC晶片的背表面，如圖IlD中所顯示。CVD、PVD或其他的沉積技術(shù)可用來形成絕緣層74。導(dǎo)電材料75，例如，金屬，是以沉積或電鍍方式形成以填充TSV 52并連接至感測(cè)電路50，如圖IlE中所顯示。參照?qǐng)D11F，導(dǎo)電材料76沉積在基板10的背表面上。導(dǎo)電材料76定義背板20與數(shù)個(gè)欲圖案化的焊墊，例如圖3的焊墊101。參照?qǐng)D11G，在一或更多個(gè)實(shí)施例中，沉積光致抗蝕劑層77以覆蓋背板20與焊墊的一部分。至少一穿孔21接著通過蝕刻穿過未覆蓋的區(qū)域中的背板20而形成。蝕刻不僅延伸穿過背板，并進(jìn)一步地延伸至基板10的一厚度中?？锥?1為聲孔(acoustic hole)。 蝕刻是各向異性蝕刻或ICP干式蝕刻。然而，并不排除其他的制作工藝。每個(gè)孔洞21的直徑可為10至ΙΟΟμπι。數(shù)個(gè)焊墊可形成在基板10的表面上，如圖3中所顯示。舉例來說，在一些實(shí)施例中，焊墊可以凸塊下金屬層(under bump metallurgy/metallization ；UBM)構(gòu)成。參照?qǐng)D11H，背板20下方的基板10的材料被蝕刻去除以定義出一輔助背腔室78。 舉例來說，各向同性蝕刻或XeF2蝕刻法可用來蝕刻基板10。參照?qǐng)D111，上蓋30與基板10接合而形成堆疊的晶片，例如堆疊的麥克風(fēng)晶片。 在一些實(shí)施例中，接合方法是晶片對(duì)晶片、芯片對(duì)芯片、芯片對(duì)晶片接合法。上蓋30接合至基板10以使振膜40與背板20形成電容器。在一或更多個(gè)實(shí)施例中，密封條63延伸圍繞腔體32、與電容器，且振膜40或背板20各別地電連接至基板10上的接觸焊墊或上蓋30。參照?qǐng)D11J，犧牲層61通過蝕刻從上蓋晶片301移除，以由此完成上蓋30。振膜 40接著露出以延伸橫跨穿孔31。在一些實(shí)施例中，犧牲層61為熱氧化層，且可通過氫氟酸蒸汽蝕刻法移除。
權(quán)利要求
1.一種電容式傳感器，包括 基板；第一電極，設(shè)置在該基板上； 上蓋，具有穿孔與該穿孔以外的一腔體； 第二電極，設(shè)置在該上蓋上且橫跨該穿孔；其中該第二電極是可變形的，以響應(yīng)來自該穿孔的壓力波動(dòng)，且該第二電極與該第一電極構(gòu)成一電容器，該電容器具有可隨著該壓力波動(dòng)而改變的電容值；以及該腔體定義出該可變形的第二電極的一背腔室。
2.如權(quán)利要求1所述的電容式傳感器，其中該基板還包括至少一凹陷部，該凹陷部與該上蓋的該腔體聲壓通道連通，以與該腔體定義出一較大的背腔室。
3.如權(quán)利要求2所述的電容式傳感器，其中該第一與第二電極至少其一具有至少一穿孔。
4.如權(quán)利要求1所述的電容式傳感器，還包括感測(cè)電路，在該基板中或上，并電性耦合至該第一與第二電極以感測(cè)該電容器的該電容值。
5.如權(quán)利要求4所述的電容式傳感器，其中該基板還包括至少一通孔與至少一焊球， 且該通孔電連接該焊球至該感測(cè)電路。
6.如權(quán)利要求1所述的電容式傳感器，還包括密封環(huán)，設(shè)置在該上蓋與該基板之間，并密封住該背腔室，該背腔室經(jīng)由該穿孔而與該傳感器的外側(cè)相通。
7.如權(quán)利要求1所述的電容式傳感器，其中該上蓋具有主體、及內(nèi)環(huán)部分與外環(huán)部分， 該內(nèi)環(huán)部分與外環(huán)部分從該主體向該基板延伸，該腔體形成在該內(nèi)環(huán)部分與該外環(huán)部分之間的環(huán)狀腔室，且該穿孔形成在該內(nèi)環(huán)部分的內(nèi)側(cè)。
8.如權(quán)利要求7所述的電容式傳感器，其中該內(nèi)環(huán)部分與該外環(huán)部分各別地終止在第一與第二末端，且該傳感器還包括支撐件，在該第一與第二末端至少其一與該基板之間。
9.如權(quán)利要求5所述的電容式傳感器，其中該上蓋與該焊球在該基板的相對(duì)側(cè)上。
10.如權(quán)利要求4所述的電容式傳感器，還包括焊球，其電連接至該感測(cè)電路以構(gòu)成與外部裝置的電連接；其中該上蓋與該焊球在該基板的相同側(cè)上。
11.一種麥克風(fēng)，包括殼體，具有內(nèi)部體積與開口，該開口開向該內(nèi)部體積中； 導(dǎo)電背板，在該內(nèi)部體積內(nèi)側(cè)的該殼體的一壁上；導(dǎo)電振膜，延伸橫跨該開口，且相較于該背板，該導(dǎo)電振膜是可變形的，以響應(yīng)提供至該振膜的聲波；以及感測(cè)電路，電連接至該振膜與該背板以感測(cè)該振膜與該背板之間的相對(duì)位移，并產(chǎn)生一表示造成該相對(duì)位移的該聲波的信號(hào)；其中該內(nèi)部體積定義出該振膜的一背聲腔室，且設(shè)置在該振膜平面的兩側(cè)上。
12.如權(quán)利要求11所述的麥克風(fēng)，其中該背聲腔室設(shè)置在該背板平面的兩側(cè)上。
13.如權(quán)利要求12所述的麥克風(fēng)，其中該振膜與該背板至少其一具有至少一穿孔。
14.如權(quán)利要求11所述的麥克風(fēng)，其中該背聲腔室包括延伸環(huán)繞該開口的一環(huán)狀腔體。
15.如權(quán)利要求11所述的麥克風(fēng)，其中該振膜具有相對(duì)的前側(cè)與后側(cè)，其各別地向外地與向內(nèi)地面對(duì)該殼體；且該背腔室的大部分設(shè)置在該振膜的該前側(cè)上。
16.一種制造電容式傳感器的方法，包括制備一具有相對(duì)的第一表面與第二表面的上蓋，該上蓋包括 穿孔，從該第一表面延伸至該第二表面， 腔體，從該第二表面向該第一表面延伸，以及導(dǎo)電振膜，延伸橫跨該第二表面上的該穿孔的開口 ；制備一具有相對(duì)的第三與第四表面的基板，該基板具有導(dǎo)電背板，該導(dǎo)電背板在該第三表面上；以及接合該上蓋與該基板，且使該第二表面朝向該第三表面并互相隔開，以使該振膜與該背板形成電容器。
17.如權(quán)利要求16所述的制造電容式傳感器的方法，其中該制備該上蓋包括 在一上蓋晶片的該第二表面上沉積一犧牲層，該上蓋是由該上蓋晶片構(gòu)成； 在該犧牲層上形成一導(dǎo)電材料圖案以定義該導(dǎo)電振膜；從該上蓋晶片的該第一表面蝕刻該上蓋晶片直到該犧牲層露出；以及在晶片對(duì)晶片接合之后移除該犧牲層。
18.如權(quán)利要求17所述的制造電容式傳感器的方法，其中該制備該上蓋還包括 從該第二表面向該第一表面蝕刻該上蓋晶片以得到該腔體。
19.如權(quán)利要求16所述的制造電容式傳感器的方法，其中該制備該基板包括 在該基板的該第三表面上沉積一導(dǎo)電材料以定義該背板。
20.如權(quán)利要求19所述的制造電容式傳感器的方法，其中該制備該基板還包括 形成至少一孔洞，其延伸穿過該背板并進(jìn)一步地延伸至該基板的一厚度中；以及蝕刻去除該背板下方的該基板的材料以定義出一輔助背腔室。
21.如權(quán)利要求17所述的制造電容式傳感器的方法，其中該晶片對(duì)晶片接合包括 形成一密封條，其延伸環(huán)繞該穿孔、該腔體、與該電容器；以及將該振膜或該背板各別地電連接至該基板上的接觸焊墊或該上蓋。
22.如權(quán)利要求21所述的制造電容式傳感器的方法，其中該形成步驟與該電連接步驟是同時(shí)進(jìn)行。
23.如權(quán)利要求16所述的制造電容式傳感器的方法，其中該上蓋與該基板是通過晶片對(duì)晶片、芯片對(duì)芯片、或芯片對(duì)晶片制作工藝接合。
全文摘要
本發(fā)明揭露一種電容式傳感器及其制造方法。該電容式傳感器包括一基板；一第一電極，設(shè)置在該基板上；一上蓋，具有一穿孔與該穿孔以外的一腔體；一第二電極，設(shè)置在該上蓋上且橫跨該穿孔；其中該第二電極是可變形的，以響應(yīng)來自該穿孔的壓力波動(dòng)，且該第二電極與該第一電極構(gòu)成一電容器，該電容器具有可隨著該壓力波動(dòng)而改變的電容值；以及該腔體定義出該可變形的第二電極的一背腔室。
文檔編號(hào)H04R31/00GK102196345SQ20101012947
公開日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2010年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月3日
發(fā)明者何宗哲, 李耀榮, 潘力齊, 謝佑圣, 陳榮泰, 黃肇達(dá) 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院