TW522440B - A single crystal, dual wafer, tunneling sensor or switch with substrate protrusion and a method of making same - Google Patents

Description

522440 五、發明說明（1) 本發明係有關於一種微機電（micro electro-mechanical (MEM))穿隧式感應器及切換器 (tunneling sensor and switch)，該微機電穿隨 ^ 感應 器係利用共晶方式將兩晶圓相互連接。 〜〜 發明背景 本發明係提供一種藉由低成本且具有理想之面型微機 械加工（surface micromachining)之微機械加工技術 (micromachining techniques)以製作單晶石夕穿随式裝置 (single crystal silicon MEM tunneling device)之新 方法。於習知技術中，面型微機械加工一詞係表示利用電 子束蒸鍍（e-beam evaporated)金屬的方式來形成具有可 控制、自我測試及頂端電極（tip)之一穿隧式感應器或切 換器（tunneling sensor or switch)，繼而利用犧性阻層 (sacrificial layer)、一電鍍接種層（plating seed layer)、一阻模（resist mold)及金屬電鍍（metal electroplating)來形成一懸臂部（cantiiever port 1 on)，最後再以一連串的化學蝕刻劑將該犧性阻層進 行移除。在一般進行體型微機械加工（bu i k micromachining)的情況下’機械接腳（mechanical pin) 及/或環氧樹脂（epoxy)係用以對於多矽晶圓層（muiti—si wafer stacks)進行組裝，其中，該多矽晶圓層係採用金 屬對金屬（metal-to-metal)的方式進行接合，而由氮化矽 所形成之一主動夾合薄膜（active sandwiched membrane)

1012-4154-Pf.ptd 第6頁 522440 五、發明說明（2) 與金屬之間、或是與形成於石英基底（Si_〇n —上之 一溶解晶圓之間係採用陽極接合（an〇dic b〇nding)的方式 進行結合。然而’就上述所提出之各種體型微機械加工 (bulk micromachining)係均無法在一矽基底上之一組穿 隧式電極（tunnel ing electrode)進行單晶矽懸臂束結構 (single crystal Si cantilever)(在該單晶矽懸臂束結 構之大部分表面上不具有沉積金屬層時係可形成不匹配之 熱膨脹係數，同時亦可藉由共晶方式將該懸臂束結構連接 至位於該基底上之墊狀物（pad )，如此便可以提供理想的 結構穩定性。除了上述對於生產技術的說明之外，該面蜜 微機械加工等技術係可在低溫製程下進行，如此便可在該 MEMS切換器及/或感應器形成之前，藉由此一低溫製程將 CMOS電路形成於該石夕基底之中。因此，在藉由單晶石夕來製 作懸臂束結構的情況下，其所形成之切換器及感應器係為 可在重覆製程下進行製作且具有可控制應力及幾何形狀< MEMS裝置，並且可藉由在其中一基底上形成一突出物 (protrusion)，如此以提供該MEMS切換器及感應器具有雙 想的機械穩定性。 穿隧式感應器或切換器係可應用在軍事、航海、汽車 及太空等技術之中。於太空用途上，藉由該—⑽切換器及 感應器係可提高衛星的穩定度及大幅減少成本、動力需泉 及陀螺儀系統（g y r 〇 s y s t e m s )之重量。於汽車領域中，績 MEMS切換器及感應器係可應用在空氣安全氣囊之設置、^ 駛控制（r i de contro 1)及防剎車鎖死系統（ant i - 1 ock)。

522440 五、發明說明（3) 於軍事上’該MEMS切換器及感應器係可應用在高動力航程 加速器（dynamic range accelerometers)及低漂移陀螺儀 (drift gyros) 〇 由於MEMS切換器與MEMS感應器之間的結構相當類似， 以下將於各實施例中針對兩者結構之間的差異性提出說 明0 發明之概述 整體而言，本發明係提供一種製作MEM切換器（MEM switch)或切換器及穿隨式感應器（switch and tunneling sensor )之製造方法。其成型方式係首先在一第一基底 (first substrate)或晶圓之一蝕刻中止層（etc[l st〇p)之 上疋義出一懸臂束結構（cantiievere(j beam structure) 及一配合結構（mating structure)，並且於一第二基底 (second substrate)或晶圓上形成有至少一接觸結構 (contact structure)及一配合結構（mating structure)。於該第二基底或晶圓之上之至少一配合結構 上係形成有一結合層或一結晶層，於該第二基底或晶圓之 上之该配合結構之形狀係互補於該第一基底或晶圓上之該 配合結構之形狀，並且將該第一基底或晶圓之該配合結構 疋位在$目對於戎第二基底或晶圓之該配合結構的位置上。 藉由熱壓方式施加於該第一、二基底或晶圓之間以使得該 第一基底或晶圓之該配合結構、該第二基底或晶圓之該配 合結構兩者之間形成了共晶接合。隨後，依序將該第一基

1012-4154-Pf.ptd 第8頁 522440 五、發明說明（4) 底，如此使得該懸臂束結構可在相對於該第二基底或晶圓 的方式進行移動。此外，該結合層或該結晶層係可做為一 導電路徑，如此便可在該懸臂束結構、該懸臂束結構上之 接觸件之間形成一電路。 此外，本發明係提供一種穿隧式感應器組件 (tunneling sensor assembly)，藉由該組件以製作一MEM 切換器或穿隧式感應器（tunneling sensor)。該穿隧式感 應器組件包括有一第一基底（first substrate)或晶圓， 於該第一基底（first substrate)或晶圓上形成有一絕緣 層（insulator layer) 〇 於一第二基底（second substrate)或晶圓之上形成有至少一接觸結構（contact structure)及一配合結構（mating structure)，於該第二 基底或晶圓之上之該配合結構之形狀係互補於該第一基底 或晶圓上之該配合結構之形狀。一壓力/熱感結合層 (pressure/heat sensitive bonding layer) ’ 設置於該 第一基底或晶圓上之該配合結構、該第二基底或晶圓上之 該配合結構中之至少一配合結構之上，該壓力/熱感應結 合層係根據該第一基底或晶圓上之該配合結構、該第二基 底或晶圓上之該配合結構之間的壓力/加熱之應用而將該 第一基底或晶圓上之該配合結構結合至該第二基底或晶圓 上之該配合結構。 圖式簡單說明 第1A-6A圖係用以說明第一實施例中之〆MEM感應器

1012-4154-Pf.ptd 第 9 頁 522440 五、發明說明（5) (MEM sensor)之懸臂部（cantilever portion)的製作過 程； 第IB-6B圖係根據第1 A-6A圖中之該懸臂部於不同製作 步驟時之平面圖式； 第7 A - 11 A圖係以剖面圖說明於第一實施例中之穿隧式 感應器（tunneling sensor)之製作過程； 第7B-11B圖係以平面圖說明第7A-9A圖中之基部（base portion)之製作過程； 第1 2、1 3圖係表示相互對齊之該懸臂部、該基部在藉 由共晶接合（eutect i c bond)進行結合後之平面圖； 苐14A、15圖係表示在根據第一實施例中之完整mem感 應器之剖面圖，第1 5圖係表示相較於第1 4圖之放大圖； 第14B圖係表示根據第一實施例中之完整MEM感應器之 平面圖， 第1 6 A - 2 1 A圖係以剖面圖說明一修正例，該修正例係 均可適用於該MEM感應器之該懸臂部之第一實施例之中； 第1 6B-21B圖係表示相對於第1 6A-21 A圖中之該修正例 之平面圖式； 第2 2圖係表示一 Μ E Μ感應器之另一實施例之側視圖， 於該實施例之柱狀支承結構（co 1 umnar suppor t )的中央區 域（central region)係具有較佳的共晶接合； 第2 3圖係表示一 Μ E Μ感應器之另一實施例之側視圖， 於該實施例之鄰接於該懸臂束結構1 2的區域係具有較佳的 共晶接合；

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第24圖係表示一MEM感應器之另一實施例之側視圖， 於該實施例中之柱狀支承結構（c〇Umnar supp〇rt)的中央 區域（central region)係具有如同於第31圖中所示之實施 例中所具有之較佳共晶接合，並且於該實施例中之該懸臂 束結構係具有一帶狀導體； ^ 25圖係表示一MEM感應器之另一實施例之側視圖， 於该貫施例中之鄰接於該懸臂束結構的區域係具有如同於 第31圖中所示之實施例中所具有之較佳共晶接合’並且於 該實施例中之該懸臂束結構係具有一帶狀導體； ，26圖係表示一MEM感應器之另一實施例之侧視圖， 於該貫施例中之鄰接於該懸臂束結構的區域係具有較佳的 共晶接合’並且於該實施例中係採用具有一矽突出物 (silicon protrusion)之一基座結構（base structure)， 該基座結構係用以形成該柱狀支承結構； 第2 7圖係表示一 MEM感應器之又一實施例之側視圖， 於該實施例中之鄰接於該懸臂束結構的區域係具有較佳的 共晶接合’並且該實施例中係採用如同第3 4圖之用以形成 該柱狀支承結構且具有一矽突出物（siHc⑽pr〇trusiQn) 之一基座結構（base structure)，並且於該實施例中之該 懸臂束結構係具有一帶狀導體； ~ 第2 8圖係表示一 Μ E Μ感應器之另一實施例之側視圖， 於該實施例之柱狀支承結構的中央區域係具有之較佳共晶 接合，並且於該實施例中係採用具有一矽突出物之一基座 結構以形成該柱狀支承結構之部分結構；

1012-4154-Pf.ptd 第11頁 522440 五、發明說明（8) 12〜懸臂束結構（矽層）】2 —〗、12-2〜兩部件 1222 - 2 〜元件 ^ X 14〜光阻層（罩幕層） 1 6〜光阻層 ， ^1 6 - 1、1 6 - 2 〜開 口 16-5〜開口 “〜鈦^^/鉑”“/金以㈧層 18 - 1〜柱狀接觸件（配合結構） 18-2〜穿隧式頂端接觸件 2〜晶圓 2 0 ’〜光阻層20-1、20-2〜關口 乙閉口 2 0〜光阻層 22~鈦（1^)/鉑（Pt)/金（Au)層 22- 1、24-1〜金屬層 222-2〜接觸件 24-1〜相對薄金屬層 3 〇、3 0 ’〜晶圓 5 8 -1、6 0 -1〜配合結構 36〜罩幕 22-2〜接觸件 24〜金（Au) /石夕（Si)層 2 6 - 2〜尖狀接觸件 3 〇 -1〜突出物 32、34〜二氧化矽層 36-1 、 36-2 、 36-3 、 36-4〜開口 38 〜鈦（Ti)/ 鉑（Pt)/ 金（Au)層 38-1、38-2、38-3、38-4〜接觸電極 4 曰曰 40-：1〜40-4〜墊狀物 44〜防護環 52、54〜氧化層 5 6 -1〜開口 58 〜鈦（Ti)/ 鉑（Pt)/ 金（Au)層 4 0〜墊狀物 4 2〜帶狀導體 5 0〜光阻層 5 6〜光阻層 1012-4154-Pf.ptd 以2440 五 、發明說明（9) 58-1 61-1 62〜2 晶層 ' 6〇〜1〜外周圍層 60〜金/矽（Au/Si)共 、1 6〜2〜開口 '62〜3、62-4〜開口 70〜二氧化矽層 貝施例 下文特ί ί f明之上述目的、特徵及優點能更明顯易懂， 下。於第]〗佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明士 用以說明第二15每圖係用以說明第-實施例，於第16'23“ 說明。卷ΪΛ ΐ例，並且於後續中係將針對修正例提出 時，於;告^之實施例中具有相同於前述實施例中之元件 於^ ^列中係將不#對於該相同元件進行 於圖中ί二：IS雖未標示出相關的幾何尺寸，但 凡熟習此項技藝者係；以=為；技藝者之參考。 作，如此體ί置之生產方式來製 更多之裝置，並且藉由第15圖；上形成數以千計或 =施例的尺寸資料係可對：之： Y的涊知。於圖式數字中且 。，i化扃置有更進一 具有相同之圖式數字且且^ 之圖式係表示與其 時為了清楚說明起見/於1立工因之圖式的剖面圖，同 其所相對之圖式中之剖二二=圖之結構中並不表示* 例’於第2B圖中所示之罩篡14^^的結構。以第2A圖為 但是於第2A圖中並未呈出：笛;係呈現出字母E形狀， 衣呈出在第2Β圖之剖面位置（2Α_2 第14頁 1012-4154-Pf.ptd 522440 五、發明說明（12) contactMS-2，該鈦（Ti)/鉑（Pt)/金（/111)層18的總厚度係 以20 0 0 A為佳，而鈦（Ti)層、鉑（pt)層之個別厚度則^八 別界於1 0 0 -2 0 0 A、1 0 0 0-20 0 0 A的範圍。在移除^光阻: 1 6後係對於該晶圓進行溫度約為5 2 0 °c之燒結步驟 (sintering step)，如此便可於該柱狀接觸件18_丨、該穿 隨式頂端接觸件1 8 - 2與該p型矽層1 2之間形成一歐姆式鈦— 矽接合（ohmic Ti-Si juncture)。由第24A、28B 圖可知， 若藉由一金屬層對於該柱狀接觸件丨8 —丨、該穿隧式頂端接 觸件1 8 - 2之間進行連接，則上述之燒結步驟便可以省略。 •此外，藉由上述燒結步驟及另一罩幕步驟係可利用鈦 (T 1 ) /金（Au )層（亦即，不具有鉑（p t ))形成了該柱狀接觸 件1 8- 1，其方式係必須藉由另一罩幕步驟以對於在該柱狀 接觸件1 8-1上的鉑（Pt)層進行移除作業。然而，此一方式 將使得矽原子（Si)於燒結過程中與金（Au)產生共晶接合而 形成了一金/矽共晶層（Au/Si eutectic)，該金/矽共晶層 係形成於第4A、4B圖中之該柱狀接觸件之外露部 (exposed porti〇n)之上。除了上述方式之外，於第4八、 4B圖中之該柱狀接觸件丨8 —丨的外露部亦可採用較為簡單的 方式以沉積形成一金/矽（Au/Si)共晶層，其方式係可在該 柱狀接觸件18-1之中包含有有鉑（Pt)的成份，並且如果在 以下的說明中之該懸臂束成型部2與該基座結構4之間係採 用非共晶化（non-eu tec ti cal ly)方式進行結合時，該柱狀 接觸件1 8-1係可以省略。 因此’對於第4A、4B圖中之該柱狀接觸件1 8-1之外露

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522440 五、發明說明（13) 成型方式係可採用金（Au)層或金/矽（Au/Si)層為佳。 如ί ^ 士 1 3圖所示，當該懸臂束成型部2及該基座結構4相 ^ 右其中之一配合結構的配合表面係以金/硬 (Au/Si)共晶方式形成時，另一配合結構之配合表面則是 以金（Au)層來形成為佳。因此，當位於該基座結構4之上 的配合表面採用金/矽（Au/Si)層或金（Au)層等金屬時， 該2狀接觸件丨8 — 1、18 —3係可採用金/矽（Au/Si)或金（Au) 層中之一者來形成，如此係可使得一金/ %(Au/s 面對一金（Au)層。 ^曰J 乂 y當藉由第4A、4B圖中所示的方法進行該結構之成型 後，如此便可形成如第5A、5B圖中所示之具有單一開口 20 2之光阻層（Photores i st) 20，並且於該光阻層2〇上 厂=成金(AU)層26，該金(AU)層26之厚度係以 積开：=二同時該金(AU)層26係經由該開口 2〇-2而沉 端接觸件18-2之上，該穿随式頂端接觸 # π # &—二二（Au)層26係呈現錐面狀或角錐狀，如此 ，了形成-穴狀接觸件（pointed contact)26_2，而該尖 觸：2二2:f據於該開口2°~2之伸出部(。verhang)而 H ^^ ,成如第6A、6B圖中之該懸臂束部2，並 成。、二;此；由該柱狀接觸件所形 16 2 2() 2的尺寸係遠小於該開π l6 —;ι、20-;ι的尺^。因

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第18頁 522440 五、發明說明（14) ::二：於晶圓進行較大厚度之金(Au)層 時，由於該開口20 —2的邊緣在沉積過 ：：：業 增的伸出部（0verhang)，對於任何孰】成有漸 覺出在罩幕之側邊H t ,…白匕員技藝者均可察 香< W還上會形成有少部分的填入物 起1始，T\。由於”口20-2係以相當窄小的寬度做為其 。0 it可开> 成符號2 6 - 2所示之錐面狀或角^、 (Au)層26，並且由於該金屬層22係具有足夠的厚产，'因而 程中係可使得該金屬層22以通過該開口二 於該開口 2°-2進行封閉，並且可藉由此-錐面 狀或角錐狀之結構做為該尖狀接觸件26_2。 再® :^6Α、6Β圖所示，當將該光阻層2〇進行移除之後， ;、’、口構上係呈現出該懸臂束成型部2。 於第7Α-11Β圖中係將針對該ΜΕΜ感應器之實施例中之 該基部'的製作提出說明。請參閱第7Α、几圖，於一矽晶 圓30上係已沉積形成有一光阻層5〇，並且該光阻層“經曰曰圖 樣化後係構成了字母，Ε，的外周圍部分。隨後，藉由蝕刻 方式將該矽層之厚度溶解至為2〇, 〇〇〇 Α，如此便可在光阻 層上之該罩幕50之下定義出該晶圓3〇之一突出物 (pfotfuding portion)30-1。隨後，將該光阻層5〇進行移 除，並且對於該晶圓3 0進行氧化處理，如此便可在該矽晶 圓30’之外露表面上形成有氧化層52、54，其中，各氧化 層5 2、5 4的厚度係以1微米（v m)為佳。因此可知，由於在 第8A圖（以及其它圖式）中之圖樣（pattern)係為該矽晶圓 30’之成型過程中的圖樣之一，因而在第8A圖中並未標示

1012-4154-Pf.ptd 第19頁 522440 五、發明說明（15) 出經過氧化處理後之端面 請參閱第1 0 B圖。隨後，將該光阻層5 6移除，隨後對 於該光阻層6 2進行圖樣化，於圖樣化後之該光阻層6 2上具 有：（i)如第10A圖中所示之開口 62-2、62-3、62-4 ;(ii) 墊狀物40-1至40-4所需之開口及用以連接該墊狀物切—丨至 4 0-4之帶狀導體42 ; (i i i)如第10B圖中所示之該防護環44 及其墊狀物所需之開口。為了清楚說明起見，該防護環4 & 所需之開口並未標示於第l〇A圖之中。如第ha、iib圖所 示，一鈦（Ti)/鉑（pt)/金（Au)層38係沉積於圖樣化後之該 光阻層62之上，同時該鈦（Ti)/鉑（Pt)/金（八㈧層”亦經由 該開口62-2、62-3、62-4而分別形成了接觸件 (contact)38-3、38-4、38-2，其中，該接觸件38-3、 38-4、38-2係經由該帶狀導體42而分別連接至該墊狀物 40-2 至40-4，並且外周圍層（outerperipheral layer) 5 8-1、60-1係藉由該帶狀導體42而連接至該墊狀物 40-1。值得注意的是，當形成該接觸件38 —3、38 —4、38j 時，該墊狀物40、該帶狀導體42係宜同一時間進行成型為 佳。該突出物30-1的高度係以約20, 0 0 0 A高出於相鄰該晶 圓3 0 ’之複數部件為佳，並且該相對薄金屬層5 8 - 1、6 0 - 1 係用以做為該基座結構4之配合結構。 清參閱第1 2圖，該懸臂束部2係結合至該基座結構4之 上’該晶圓1 〇、3 〇係放置於一相對關係的位置上以使得其 配合結構18-1及30-1、58-i、60-1相互對齊，如此便可進 行兩金屬層18-1、60-1之間的結合。如第13圖所示，在採

1012-4154-Pf.ptd 第20頁 522440 五、發明說明（16) 用適當的壓力值及加熱值（溫度在4〇〇 °C之下且包括有1〇〇〇 個感應器之3吋晶圓2、4之間係採用壓力值為5，〇 〇 〇牛頓 (N)為佳）下係可使得兩金屬層1 8 - 1、6 〇 - 1之間達到共晶接 合’隨後在對於該矽晶圓1 0進行溶解後便可得到如第丨4圖 中所示之MEM感應器結構。於第22圖中之p型矽層12包括有 兩部件（port ion) 12-1、12-2，其中，該部件1 2 — 2係用以 做為該懸臂束，而該部件12-1係貼附於該基座結構^的底 層之上’並且藉由元件18-2、12-2、12-1、in、 58-1及其所連接之該帶狀導體42而將該尖狀 接至該墊狀物40-丨之上。若兩晶圓間係在非共^26 2連 (non-eutectically)的情況下進行結合，此時則必須採用 較高的溫度以達到理想的結合效果。 、 該突出物30-i及金屬層^! Hi、58-1係用以構成 字母E之型狀的外周圍部分，藉由字母，E，之型狀的結構 係可對於該MEM感應器之該可移動接觸件26_2進行保護。 在兀成上述接合作業之後，藉由乙二胺鄰苯二盼 (ethylenediamine pyrocatech〇1，EDp)蝕刻劑係可將該 矽層、1 0進行溶解，如此便可形成如第丨4A、丨4β圖所示之 MEM敏應器。上述蝕刻過程係僅會留下具有硼摻雜之該雖 臂束結構12及其所連接之該接觸件26一2、以及用以支承^ 配合該懸臂束結構12且連接於該基底結構4之該柱狀接觸 於 20 0-300 微水之間。 除了可藉由上述EDP蝕刻劑進行蝕刻之外，當藉由二

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氧化石夕薄層做為該矽層丨2、該基底丨〇之間 Cetch stop)時，該二氧化矽薄層係可利用 行溶解。 的餘刻中止層 電毅餘刻以進 請參閱第15圖，第15圖的 所不同的是該第1 5圖中所述係 各元件上標示出相關的尺度。 根據先前的内容可知，該 係用以形成該柱狀接觸件丨8 一工 件1 8 -1、1 8 - 2經由燒結方式而 結構12上形成了歐姆式接觸的 體對於該柱狀接觸件1 8 —丨與該 進行連接的情況下，於上述實 可省略，並且在第16A、16B圖 關的詳細說明。 内谷係元全相同於第圖， 較第1 4圖更為詳細，並且於 鈦（Ti) /始（Pt) / 金（Au)層18 、：I 8 - 2，其中，該柱狀接觸 可於具有硼摻雜之該懸臂束 效應。因此，在利用帶狀導 穿隧式頂端接觸件1 8 - 2之間 施例中所提出之燒結步驟係 中係將針對於此一修正提相 的C正方式下，形成於該矽晶圓1 0之上的該 矽磊晶層1 2係可採用（n您观日换Μ斗、"·、上 甘—丁从仏& )、、&硼払雜或（1 1 )未經摻雜或是以 其匕不純物進行摻雜，β .^ 1s Y L雜以及利用異於磊晶成長的方式進行 %丨士a (或疋猎由其它不純物進行摻雜） 時，泫#刻中止層1 1係执吳 a m : j係叹置於该矽磊晶層12、該矽晶圓10 之間，此一結構組態孫磁& τ , , 〜係稱之為矽絕緣技術（Silicon On 羽田ϋ π 认山体龙且由於该矽絕緣技術（SOI )係已為 習用技術，於此便不再妙、+、 .4 M w A 月^双述。如果採用該蝕刻中止層1 1 時，該蝕刻中止層1 ]仫π y m 4 I ^曰 f "m、夕-《τ外6十係所採用的厚度值係以界於卜2微米 (// m )之一虱化矽來製忐 衣成為佳，並且該蝕刻中止層丨丨係可

522440 五、發明說明（19) 請參閱第17A、17B圖。隨後，將—止 石夕蟲晶層12之上（如採用該氧化層時，，層”，積於該 積於該氧化層之上），並且該光阻芦 / "亦可沉 第Ο圖中之字母，E，形狀的:二=據 在藉由-電装㈣以深度約為5。。入之深度=二型。 m圖中之該兹刻中止層u、該石夕遙晶層12進行餘刻之 ΐ阁L?進Ϊ如第18A、18B圖所示之—光阻層16的沉積及 其圖篆匕。基本上，除了 一開口i"之外，於該光阻層16 之形狀係根據第3A、3B圖中所示之該光阻層丨6的型態來進 行成型。此外，該開口16-5除了可用以連接該開口61-1、 16-2之外，並且在進行該光阻層16上之一金屬層18(宜採 用鈦（Τι)/鉑（pt)/金（Au)層為佳）的沉積作業時，該開口 1 6 - 5亦可做為一帶狀導體1 8 — 5於成型過程時之使用。如第 19A、19B圖所示’當完成了該金屬層18之沉積作業後，此 時便對於該光阻層1 6進行移除，並且於該矽磊晶層丨2或該 氧化層（如採用該氧化層時）之上係僅留下了該金屬層18之 部件 18-1、18-2、18-5。 在元成第19A、19B圖中的結構之後，一沉積層26(請 參閱第5A圖）（例如：金（au)層或一鈦（Ti)/鉑（Pt)/金（Au) 層）係可在適當的罩幕及沉積步驟下形成了如同第2〇A、 20B圖中所示之一穿隧式頂端26_2。若於該矽基底30形成 有一突出物（protruding)30-l (如第8Α圖所示）時，如此便 可藉由第12、13圖中所示方式完成該MEM感應器。在完成 了將第20A、20B圖中之結構結合至第ha、11B圖中之該基

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522440 五、發明說明（20) ==構4，並且同時將該矽晶圓丨〇自該懸臂束結構丨2上移 二、、:如此便形成了第2 1 A、2 1 B圖中所示之結構。較佳的 式係藉由兩次的電漿蝕刻來將該矽晶圓丨〇自該懸臂束結 、進行移除，其中，第一次電漿蝕刻係對於該矽晶圓J 〇 ，行溶解，而第二次電漿蝕刻係用以將做為蝕刻中止層之 該金屬層1 1進行移除。

上述突出物3 0 - 1係可根據需求而予以省略，並且該突 出物30-1係可藉由鈦（Ti) /鉑（pt) /金（Au)所形成之相對厚 金屬層58-1及/或60-1所替代。該相對厚金屬層“―丨及/或 1係分別設置於兩相對之金（Au)層及金/石夕（Au/Si)共晶 層之上，如此便可藉由前述的共晶結合方式將此兩部件間 進行接合，並且由於該金屬層58-1及/或60-1所具有之厚 度仍相當的薄，因而在將兩部件間進行接合之前係必須先 進行另一罩幕處理，如此以利於兩部件間的結合。基於上 述說明可知，該突出物3 0 - 1係可有效地提高結構之穩定 性，並且在該突出物3〇-1的作用下係可簡化各類金屬層之 成型過程。

此外，上述突出物除了可形成於該基座結構4之矽晶 圓3 0上之外，該突出物亦可形成於該懸臂束成型部2之該 矽晶圓1 0上，或是可將該突出物同時形成於該矽晶圓1 〇、 3 0，而其中係以將5亥突出物30-1形成於s玄基座結構4之上 為佳。 第22圖係表示一 感應器之另一實施例，於圖中之 該MEM感應器係呈現出完整的結構，並且任何熟習此項技

1012-4154-Pf.ptd 第25頁 522440 五、發明說明（25) 如：26 —2、26 —3)係形成於該帶狀導體18-1、18 —2 之上。於该懸臂束結構! 2之上的該帶狀導體係 =臂束結構12之上的各種金屬元件而有不同的 結=方能夠將例如元件…"直接連ί;: 狀或三角：j j:: : :ί:件係呈現*圓錐 狀：可根據設計而有不同型態的變如： 例中係可呈現出扁平狀。 社杲二貝鈀 知， (Au)層中包括有個別的鈦(Ti)層 ）：)/金 其中，鈦⑴)層係可以提高黏著性，曰層’ 為對於矽原子（si}之一擴散阻 二曰係用以做 外，其它如鉻(Cr)及/或⑽d)層亦可用妾以 =u)層。此 之使用。上述擴散阻層之目的係在於’子阻層 進入由金(Au)接觸件，其原因在於矽原子(2=)擴政 (Au)層的外露表面上形成二氧化矽。由於金 有之介電質（(1^16(^1*4)效應係會^』二=，具 之功能，因而由始（Pt)及/或把（Pdf/；；響金（Au)接觸件 層係多半設置於該金(A u)接觸件與石夕曰材戶=成門之，阻 本貫施例中係將該擴散阻層省略 ^。，、、'、而’於

Uu/Si)共晶層。 此以形成了一金/矽 1012-4154-Pf.ptd 第30頁 522440 五、發明說明（26) 石 由金/石夕（AU//Si)或金-石夕（Au-Si)之命名可知，該金/ = (Au/Si )或該金—矽（Au — Si )係為金（Au)、矽（Si )之混合 、w声，且該金（Au)、該矽（Si )係可以個別之層來形成。當 時，石夕原子（Si)將擴散進人其所鄰接之金（Au); 〔、金/石夕（Au/Si)結晶層（eutect ic)。然而，除了 行；須利用金/州 (Au/Si)、社曰1、放進入金（AU)層之外，一般係將該金/矽 簡化製作VV,沉積方式形成一混合物，如此以有效地 日月，^ d ^ t針對隨裝置中之多個實施例提出說 明，而於少部1二！!實施例中係針對相關於感應器提出說 明，任：二例中係針對相關於切換器提出說 例中， 以加壓及加敎的方與该懸臂束部2之間的結合方式係 晶接合。料，咳u付其相互連接之金屬層間達到共 共晶化的情況下構4與該懸臂纟部2之間係可在非 達到理想的結合效;、r:，此時則必須採用較高的溫度以 望避免在高溫下進行，而，由於在一般的生產方式係希 之間則仍以採用丑曰务^在該基座結構4與該懸臂束部2 連接之金屬層宜二(Si=結合為佳’並且對於所相互 雖然本發明已以層與該金/矽（Au/si)層為佳。 限制本發明，任何熟Ϊ;實施例揭露如上，然其並非用以 神和範圍内，當項技藝者，在不脫離本發明之精 田了做更動與潤飾’因此本發明之保護範‘

1〇12-4l54.pf.ptd 第31頁 522440 五、發明說明（27) 當事後附之申請專利範圍所界定者為準 Λ ΙΒ 1012-4154-Pf.ptd 第32頁

Claims (1)

1. 522440

   修正/Φ 1 · 一種微機電切換器之製造方法，包括下列步驟： (a)於一第一基底或晶圓上定義出一懸臂束結構及一 配合結構； (b)於一第二基底或晶圓上形成有至少一接觸結構及 了配合、結構’於該第二基底或晶圓上之該配合結構之形狀 係互補於該第一基底或晶圓上之該配合結構之形狀，於該 第一基底或晶圓上之該配合結構、該第二基底或晶圓上之 該配合結構中其中之一配合結構上係包括有一突出物，該 突出物係延伸自其被定義之該基底或晶圓上； 斤（c)將該第一基底或晶圓之該配合結構定位在相對於 該第二基底或晶圓之該配合結構的位置上； (d) 將相關於該第一基底或晶圓之上之該配合結構之 層狀物連接於相關於該第二基底或晶圓之上之該配合结 構之一層狀物；以及 (e) 移除該第一基底或晶圓及該蝕刻中止層之至少一 部件以釋放該懸臂束結構。 2 ·如申睛專利範圍第1項所述之微機電切換器之勢造 方法’其中，該第二基底或晶圓係由矽所製成。衣乂 3 ·如申請專利範圍第2項所述之微機電切換器之制1 方法’其中，形成該第二基底或晶圓，之該矽為一曰衣坆 構。 日日體結 4 ·如申請專利範圍第3項所述之微機電切換器制 方法，其中，該矽之該晶體結構為< 1 〇 〇 >。 σ之衣造 5 ·如申請專利範圍第4項所述之微機電切哭 \ 、之製造

   522440 Β 案號9011(^ 六、申請專利範圍 方法，其中，該矽—型 6 ·如申請專利範圍第1項所述之微 方法，其中，該第—基底或晶圓係由：電切換器之製造 7.如申請專則範圍第6項所述之 t成。 :法’其中，形成該第-基底或晶圓之機二切換器之製造 構。 y為早一晶體結 8 ·如申請專利範圍第7項所述之 方法’其中’於該第一基底或晶圓中之V:'11之製气 為< 1 〇 〇 >。 < 4矽之該晶體結構 9· ^請專利範圍第8項所述之微 方法，其中，該矽為11一型。 J換為之裊k 方法10盆如中申請專利範圍第1項所述之微機電切換器之製造 該第一基底或晶圓之該配合結構 或曰曰圓之该配合結構兩者之間形成共晶接合。 11 ·如申凊專利範圍第1項所述之微機電切換器之製造 方法’其中，該懸臂束結構係由以下方式所製成： (a )於該第一基底或晶圓形成具有摻雜之一磊晶 層； .....%帘益日―日增仃早夢久叫列Μ於該第一泰你 或晶圓之上定義出一束結構；以及 ’ (C )其中，藉由蝕刻移除該第一基底或晶圓以釋放該 懸臂束結構。 第1 1項所述之微機電切換器之製 (b )對於該石夕蠢晶層進行罩幕及餘刻以於該第一基底 懸臂束結構 1 2 ·如申請專利範圍

   第34頁 1012-4154-PF2.ptc 522440 修正 - 案號901〗6泊7 六、申請專利範圍 造方法，其中，經由一暫用罩幕層之一小開孔將一金屬沉 積於該束結構之一端部以形成一接觸件’並且在該小開孔 之尺寸足夠小的情況下係可藉由沉積方式使得該金屬層逐 漸伸出該小開孔，以及可在經由該小開孔沉積形成該接觸 件時以形成剖面逐漸減少之一延長帶。 1 3 ·如申請專利範圍第11項所述之微機電切換器之製 造方法，其中，經由一暫用罩幕層之一開孔將一金屬沉積 於該束結構之一端部以形成一接觸件，並且該金屬經由該 開孔而於該束結構之端部上形成一平面接觸件。 1 4 ·如申請專利範圍第丨丨項所述之微機電切換器之製 造方法，其中，乙二胺鄰苯二酚係用以做為一蝕刻劑。 1 5 ·如申請專利範圍第丨4項所述之微機電切換器之製 造方法，其中，該矽磊晶層係以適當濃度之硼進行摻雜， 如此以使得該矽磊晶層之電阻係數降低至〇· 〇5 ohm-cm以 下。 1 6 ·如申請專利範圍第丨5項所述之微機電切換器之製 造方法’其中’ 一金屬層係以可選擇方式沉積於該矽磊晶 ^，上’並且在一提昇溫度下對於該金屬層進行燒結以使 付该矽磊晶層上形成了第一歐姆式接觸及第二歐姆式接 觸’該第二歐姆式接觸係鄰接於該束·結構之一末端部，該 第一歐姆式接觸係形成了位於該第一基底之該配合結構。 & 17·如申請專利範圍第1 6項所述之微機電切換器之製 造方法，其中，該金屬層係藉由個別的鈦、鉑及金層所形 成0

   522440 修JL才 六、申請專利範圍 1 8 ·如申請專利範圍第1項所述之微機電切換器之製造 方法’其中，該懸臂束結構係由以下方式所製成： (a) 於該第一基底或晶圓之上形成一餘刻中止層； (b) 於該蝕刻中止層上形成一矽薄層； (c) 對於該矽薄層進行罩幕及蝕刻以定義出於該第一 基底或晶圓之一束結構；以及 (d) 其中，該懸臂束結構係藉由以下方式而釋放：（i ) f 一次钱刻移除該第一基底·或晶圓、該蝕刻中止層係對於 该第—次餘刻具有阻性，及（i i )第二次蝕刻移除該蝕刻 中止層。 1 9 ·如申請專利範圍第丨8項所述之微機電切換器之製 造方法’其中，該矽層係未被摻雜，其中，（i) 一接觸件 係，間隔於該配合結構而形成於該束結構之上，以及（i i ) 於該接觸件與該配合結構之間的該束結構之上係形成有導 電材料。 ^ 2 〇 ·如申請專利範圍第丨8項所述之微機電切換器之製 造方法’其中，該矽層係被摻雜以具有導電性。

   、2 1 ·如申請專利範圍第1項所述之微機電切換器之製造 ^法包括於該第二基灰或晶圓之上形成了複數接觸 ^ j，等接觸件係以鈦/鉑/金為佳、於該第二基底或晶圓 =f等接觸件中之至少一接觸件係用以與該突出物結合以 疋出於遠第二基底或晶圓之上的該配合結構。 、& 2 2 ·如申請專利範圍第2 1項所述之微機電切換器之製 ^ 法’其中’ 一共晶層係可經由位於該第二基底或晶圓

   第36頁 522440 _案號 90116337 六、申請專利範圍 之上且沉積於該鈦/錄/金接觸件之上的金-石夕共晶層所形 成’以及/或是用以製作一共晶層之該金屬層係亦可經由 位於該第一基底或晶圓之上且沉積於鈦/鉑/金所形成之該 相對厚金屬層之該第一部之上的金-矽共晶層所形成。 2 3 ·如申請專利範圍第1項所述之微機電切換器之製造 方法，其中，該結合係由共晶方式形成，其中用以形== 晶接合之石夕係由位於該第一基底或晶圓之該配合結構所& 供0 24.如申請專利範圍第丨項所述之微機電切換器之制生 :法，其中，一金屬層係以可選擇方式沉積於該懸臂 2上：Γ形成了第一歐姆式接觸’較佳的方式係藉由個別 的鈦、鉑及金等層以形成該金屬層，並且一 以可選擇方式沉積於該懸臂束結構之上以 ;^屬層係 式接觸，該第二金屬層係不包括有一擴 工J = 式係以鈦/金來成型，該等金屬層係在一 匕佳的方 結，該第一歐姆式接觸係鄰接於該束結構之一酿進行燒 第二歐姆式接觸，如此以形成位於該第〜 端邛、该 結構。 暴底上之該配合 2 5 ·如申請專利範圍第丨項所述之微機 方法，其中，一金屬層係以可選擇方式沉 、器之製造 構之上，較佳的方式係藉由個別的鈦、鉑、乂該懸臂束結 ，該金屬層，並且在一提昇溫度下對於該金等層以形成 使得該懸臂束結構上形成了第一歐姆式接霉層進行燒結以 接觸，該第二歐姆式接觸係於該束红及第二歐姆式 、 〜構之一末端部，

   1012-4154.PF2.ptc 第37頁

   522440

   該第 構。 一歐姆式接觸係形成了位於該第 基底之該配合結 2 6 ·如申請專利範圍第j 方法，其中，一®樣金屬層 束結構之上以形成了第一互 較佳的方式係藉由個別的鈦 屬層，該等第一、二互連接 成之一延長帶層相互連接， 束結構之一末端部，該延伸 向進行設置，並且於實質上 窄於該懸臂束結構，該第— 底之上的該配合結構。 π π返之微機 係以可選擇方 連接觸件與第 、鉑及金等層 觸件之間係藉 該第二互連接 帶層係沿著該 之較佳方式係 互連接觸件係 電切換器 式沉積於 二互連接 以形成該 由鈦/鉑/ 觸件係鄰 束結構之 使得該延 形成了該 之製造 該懸臂 觸件， 圖樣金 金所形 接於該 縱長方 長帶層 第一基 2 7·如申請專利範圍第26項所述之微機電切換器之制 造方法，更包括有在該第二基底或晶圓之一主表面形成衣有 一圖樣金屬層，該圖樣金屬層係由該突出物所支承，較佳 的方式係藉由個別的鈦、鉑及金等層以形成該圖樣金屬 層’於該第二基底或晶圓之該等接觸件中之該圖樣金屬層 係用以與該突出物結合以定義出於該第二基底或晶圓之^ 的該配合結構。 2 8 .如申請專利範圍第2 7項所述冬微機電切換器之製 造方法，更包括有在該第一或該第二基底或晶圓之上形成 ，有一金/矽共晶層。 2 9 ·如申請專利範圍第28項所述之微機電切換器之製 造方法，其中，於該共晶層與相鄰接之該金層之間係為共

   1012-4154-PF2.ptc 第38頁 522440 i號90〗1^奶7 六、申請專利範圍 晶接合。 3 0 ·如申請專利範圍第2 7項所述之微機電切換器之製 造方法，其中，該結合係由共晶方式形成，並且其中該共 晶接合用之矽係由位於該第二基底或晶圓之該配合結 提供。 3 1 ·如申請專利範圍第1項所述之微機電切換器之製造 方法’其中，該懸臂束結構係由以下方式所製成··、 (a )於該第一基底或晶圓之上形成一蝕刻中止層； (b )於該蝕刻中止層上形成一矽薄層； (c)對於該矽薄層進行罩幕及蝕刻以定 第一基底或晶圓之一束結構； —接於°亥 刻中（2)層藉具由有一Λ刻齊If及除該第一基底或晶圓以使得該钱 結構ΐ)有藉Λ一。㈣劑移除該姓刻中止層以使得該懸臂束 βΛ2· W專利範㈣31項所述之微機電切㈣之製 以；m金層係以可選擇方式沉積於該“ 曰ίί/成第一屬接觸件與第二金屬接觸件，哕第 一金屬接觸件係鄰接於該束 μ 金屬接觸件係形成了該第，並且該第-00 j ^ ^基底之上，的該配合纟士槿。 • 一種微機電切換器組件，用以製 ，器，該微機電切換器組件包括：τ铽機電切換 (a) —束結構及一配合結 圓之上； 抑 弟一基底或晶

   522440 _案號90116337_年月曰 修正_ 六、申請專利範圍 (b )至少一接觸結構及一配合結構，定義於一第二基 底或晶圓之上，於該第二基底或晶圓之上之該配合結構之 形狀係互補於該第一基底或晶圓上之該配合結構之形狀； (c )至少一配合結構，包括有一突出物，該突出物係 延伸自其被定義之該基底或晶圓上；以及 ^ (d ) —壓力/熱感結合層，設置於該第一基底或晶圓上 〜 之該配合結構、該第二基底或晶圓上之該配合結構中之至 少一配合結構之上，該壓力/熱感應結合層係根據該第一 基底或晶圓上之該配合結構、該第二基底或晶圓上之該配 合結構之間的壓力/加熱之應用而將該第一基底或晶圓上 之該配合結構結合至該第二基底或晶圓上之該配合結構。 3 4 .如申請專利範圍第3 3項所述之微機電切換器組 件，其中，該第二基底或晶圓係由矽所製成。 3 5.如申請專利範圍第34項所述之微機電切換器組 件，其中，形成該第二基底或晶圓之該矽為單一晶體結 構。 3 6 .如申請專利範圍第3 5項所述之微機電切換器組 件，其中，該矽之該晶體結構為< 1 0 0 >。 3 7.如申請專利範圍第3 6項所述之微機電切換器組 件，其中，該矽為η-型。 ， 3 8.如申請專利範圍第33項所述之微機電切換器組 ，件，其中，該第一基底或晶圓係由矽所製成。 3 9.如申請專利範圍第38項所述之微機電切換器組 件，其中，形成該第一基底或晶圓之矽為單一晶體結構。

   1012-4154-PF2.ptc 第40頁 522440

   I正 40·如申請專利範圍第39項所述之微機電切換器組 件，其中，於該第一基底或晶圓中之該石夕之該晶體結構為 〈1 0 0 > 〇 41·如申請專利範圍第4〇項所述之微機電切換器組 件，其中，該第一基底或晶圓上之該石夕&為型。 42·如申請專利範圍第33項所述之微機電切換器組 件，其中，該懸臂束結構係由該第〆基底或晶圓之上的一 石夕薄層所形成，該矽薄層係由一摻質所摻雜。 43·如申請專利範圍第42項所述之微機電切換器組 件，其中，一尖狀接觸件係設置於該束結構之一端部上。 44 ·如申請專利範圍第42項所述之微機電切換器組 件’其中，該矽薄層係以適當濃度之蝴進行摻雜以使得其 電阻係數降低至1 ohm-cm以下，該矽薄層係為一矽磊晶 層。 45·如申請專利範圍第42項所述之微機電切換器組 件’其中，該矽薄層係經由適當濃度之蝴以使得其電阻係 數降低至〇· 05 〇hm-cm以下，該石夕薄層係為一石夕遙晶層。 4 6 ·如申請專利範圍第4 5項所述之微機電切換器組 件，於該矽磊晶層上更包括有第/接觸件及第二接觸件， 該第一、二接觸件係以鈦/鉑/金而形，成為佳，該第二接觸 件係鄰接於該束結構之一末端部，該第一接觸件係形成了 ，位於該第一基底或晶圓上之該配合結構。 4 7 ·如申請專利範圍第46項所述之微機電切換器組 件，於該第二基底或晶圓之上更設置有複數接觸件，

   1012-4154.PF2.ptc 第41頁 522440

   ------^ 90116^7_^ 六、申請專利範圍 接觸件係以鈦/鉑/金而形成為佳，於該等接觸件中之至少 接觸件係用以定義該第二基底戒晶圓之上之該配合结 構0 4 8 ·如申凊專利範圍第4 7項所述之试機電切換器組 , /、中’ 5玄結合層係可由位於該第二基底或晶圓之上且 形成於該接觸件之上的一金—矽共晶層所形成， 觸V經由位於該第一基底或晶圓之上且= 接觸件之上的一金-矽共晶層所形成。 # 1+如申請專利範圍第48項所述之微機電切換号袓 件，其中，用以製作該共晶接合用換益，，且 合紝槿夕μ 4, 用之矽係可級由位在該配 成。 土履或晶0之邊矽基底所形 包括： 疋義於一第一基底或晶 5 0 · —種微機電切換器組件 (a) —束結構及一配合結構 圓之上； (b)至少一接觸結構及一配合結構，定義於一 底或晶圓之上，於該第二基底或' 土 彬业总7T W ^ 尺日日囫之上之该配合結構之 ^係互補於該第一基底或晶圓上之 延伸=、;基 # —』。 〜基，底或晶圓中之至少一 ，J或曰曰圓上之一主表面，該突出物係用以形成一美 ，底或日日圓之該配合結構、該第二基 土 !底或晶0中之該配合妹 構中之一配合結構之上的至少一部件·以及 、’ ⑷―結合層’設置於該第-基底或晶圓上之該配合

   522440 案號 90116337 年 月 六、申請專利範圍 結構、該第二基底或晶圓上之該配合結構中之至少一配人 結構之上，該結合層係用以將該第一基底或 1 ^ J 口〜構結合至該第二基底或晶圓上之該配合結構，吟辞 合層係將該第一基底或晶圓上之該配合結構結合 ^ ^二 基底或晶圓上之該配合結構。 μ — 件 構 件 件 5 1 ·如申請專利範圍第5 〇項所述之微機電切換哭组 其中，形成該第二基底或晶圓之該矽為單一 '曰ϋ 曰曰體結 5 2 ·如申請專利範圍第5 1項所述之微機電切換哭组 其中，該矽之該晶體結構為< 1 0 0 >。 °σ、且 5 3 ·如申請專利範圍第5 〇項所述之微機電切換器組 其中，該懸臂束結構係由該第一基底或晶圓之為上且的一 矽磊晶層所形成，該矽磊晶層係由一摻質所摻雜。、一 5 4·如申請專利範圍第53項所述之微機 件’其中，該矽薄層係以適當濃度之硼進行摻 電阻係數降低至1 ohm_cm以下β ί吏付” 5 5·如申請專利範圍第54項所述之微機電切換器組 件’其中’該矽磊晶層係經由適當濃度之硼以豆 係數降低至0·05 ohni-cm以不。 于-電阻 > 5 6如申請專利範圍第53項所述之，微機電切換器組件， 於該f磊晶層上更包括有第一歐姆接觸件及第二歐姆接觸 '件’該第二歐姆接觸件係鄰接於該束結構之一末端部，該 第一歐姆接觸件係形成了位於該第一基底或晶^ 合結構。 心成配

   1012-4154-PF2.ptc 第43頁 522440 -------室麗901^37 车 日 修正 六、申請專利範圍 5 7 ·如申請專利範圍第5 6項所述之微機電切換器組 件’其中’一金屬層係設置於該第一、二歐姆式接觸件之 上’該金屬層之一第一部係形成了該第一基底或晶圓之上 的該配合結構且聲置於該第一歐姆式接觸之上，以及該金 屬層之一第二部係形成了於該第二歐姆式接觸之上之一，,、 狀接觸件。 A 5 8·如申請專利範圍第57項所述之微機電切換器組 件，其中，於該第二基底或晶圓之上更設置有複數金屬接 觸件，於該第二基底或晶圓之上之該等金屬接觸件之至少 一接觸件係與形成於該第二基底或晶圓之上的一該突出物 結合以定義出於該第二基底或晶圓之上的該配合結構。 5 9·如申請專利範圍第58項所述之微機電切換器組 件’其中’該結合層係可由位於該第二基底或晶圓之上且 形成於該接觸件之上的一金—石夕共晶層所形成，並且該結 合層係由/或可經由位於該第一基底或晶圓之上且形成於 该第一接觸件之上的一金」石夕共晶層所形成。 6 0 ·如申請專利範圍第5 8項所述之微機電切換器組 件，其中，該結合層係為一共晶接合層，並且其中用以形 成共晶接合之石夕係由位於該第一基底或晶圓之該配合結構 所提供。 ， 6 1 ·如申請專利範圍第55項所述之微機電切換器組 ，件’該石夕蟲晶層更形成了第一接觸件及第二接觸件，該第 二接觸件係鄰接於該束結構之一末端部’该第一接觸件係 形成了位於該第一基底之該配合結構。

   1012-4154-PF2.ptc 第44頁 522440 MR 9011fi^7 六、申請專利範圍 月 一修正 ,,如申請專利範圍第50項所述之微機電切換器組 ，丨、二二I私於該第二基底或晶圓之一主表面上係形成有至 曰^^ 並且其中該微機電切換器組件於該第二基底 二上更包待有複數金屬接觸件，於該第二基底或晶 f ί !ί觸件中之至少—金屬接觸件係用以與該突出物 ^ &以疋義出於該第二基底或晶圓之上的該配合結構。 .,申請專利範圍第62項所述之微機電切換器組 护志二$厶ΐ結合層係可由位於該第二基底或晶圓之上且 ΐίίίί屬接觸件之上的一金-石夕共晶層所形成，並且 層係由/或可經由位於該第一基底或晶圓之上且形 成於S玄第一接觸件之上的一金-矽共晶層所形成。 y 6 4·如申請專利範圍第5〇項所述之微機電切換器 件，其中，於該束結構之上係形成了第一互連金屬1套 金屬接觸件，該等第一、二互連金屬接觸件之 間係赭由一延長帶金屬層相互連接，該第二互連金 件係鄰接於該束結構之一末端部，該延伸帶金屬層係 該束結構之縱長方向進行設置，並且於實質上之較佳二 係使得該延伸帶金屬層窄於該懸臂束結構，該第一互: 屬接觸件係形成了該第一基底之上的該配合結構。 6 5·如申請專利範園第64項所述冬微機電切換器組 件，其中，於泫第一基底或晶圓之該配合結構、該第二 底或晶圓中之該配合結構中之一配合結構之上係包括^ = 少一突出物，該突出物係延伸自該第一基底或晶圓、 二士底或晶圓^之至少_基底或晶圓上之一主表面，二:

   第45頁 1012-4154-PF2.ptc 522440 曰 90116337 羊 月 六、申請專利範^ 月 基底或晶圓之上之該箄 該突出物,士人& =二一金屬接觸件传I π人从 口合的情況下以定義出該第二基麻弋曰门係與 配合結構中之至少一部件。 暴底或晶圓中之該 如申請專.利範圍第65項所述之微機 件，其中，兮姓人思於π丄 —飞璣電切換器組 / 鑌、，、σ a層係可由位於該第二基危十曰π 形成於該金屬技勰从 底或日日圓之上且 ^从人屬接觸件之上的一金—矽共晶屉所拟少 成於該第!或位於該第一基底或晶圓之上且形 成。 互連金屬接觸件之上的—金1共晶層所形 2):種^隨=器之製造方法’包括下列步驟： 人Λ丄、弟一基底或晶圓上定義出一懸臂束結構及一 配合結構； (b )於 一 . 一 人么、 弟一基底或晶圓上形成有至少一接觸結構及 了，二結構，於該第二基底或晶圓上之該配合結構之形狀 係一 3於，亥第一基底或晶圓上之該配合結構之形狀，於該 f ，底或晶圓上之該配合結構、該第二基底或晶圓上之 4配口、了構中其中之一配合結構上係包括有一突出物，該 犬出H係延/申自其被定義之該基底或晶圓上； ^將該第—基底或晶圓之該配合結構定位在相對於 該第二基底或晶圓之該配合結構的位，置上； )將相關於該第一基底或晶圓之上之該配合結構之 ’層狀物連接於相關於該第二基底或晶圓之上之該配合結 構之一層狀物；以及 (e )移除5亥第一基底或晶圓及該蝕刻中止層之至少一 料Uy臂束結構。

   1012-4154-PF2.ptc 第46頁 522440 -----1^90116337 牟 月 日 修正 六、申請専利範圍 " 一 " ~· 1 6 8 ·如申請專利範圍第6 7項所述之穿隧式感應器之製 造方法’其中，該第二基底或晶圓係由矽所製成。 1 6 9 ·如申請專利範圍第6 8項所述之穿隧式感應器之製 造方法’其中，形成該第二基底或晶圓之該矽為單一晶體 結構。 7 0 ·如申請專利範圍第6 9項所述之穿隧式感應器之製 造方法，其中，該矽之該晶體結構為< 1 〇 〇 >。 7 1 ·如申請專利範圍第7 〇項所述之穿隧式感應器之製 造方法，其中，該矽為11一型。 72·如申請專利範圍第βγ項所述之穿隨式感應器之製 造方法，其中，該第一基底或晶圓係由矽所製成。 73·如申請專利範圍第72項所述之穿隧式感應器之製 造方法，其中，形成該第一基底或晶圓之矽為單一晶體結 構。 74.如申請專利範圍第了3項所述之牙隨式感應器之製 造方法，其中，於該第一基底或晶圓中之該矽之該晶體結 構為< 1 〇 〇 >。 7 5·如申請專利範圍第74項所 冬穿隧式感應器之製 造方法，其中，該矽為11一型 7 6 ·如申請專利範圍第6 7頊所述a 造方法，其中，藉由熱壓方式施加於忒一、一基底或晶 圓夕μ丨、/ π #你 0 β之該配5結構、該第二基 _之間以使付该第一基底或晶圓之、 ^ 土 底或晶圓之該配合結構兩者之間形成曰口。 77 4由4u $所述之牙隧式感應器之製 7 7·如申睛專利範圍第67項所〜 ^

   1012-4154-PF2.ptc 第47頁 曰 Λ -修正 ^號 9(ηΐΜ^7 六、申請專利範圍 方/套，其> 中，該懸臂束結構係由以下方式所製成： 層；&於该第一基底或晶圓形成具有摻雜之一矽磊晶 (b)對於该矽声晶層進行罩秦及蝕刻以於該第一基 或日日圓之上定義出一束結構；以及 一 # # )其中，藉由蝕刻移除該第/基底或晶圓以釋放該 懸臂束結構。 ^ 78·如申請專利範圍第77項所述之穿隧式感應器之製 w方，，其中，經由一暫用罩幂層之一小開孔將一金屬沉 積於。亥束結構之一端部以形成〆接觸件，並且在該小開孔 之尺寸足夠小的情況下係可藉由沉積方式使得該金屬層逐 漸伸出該小開孔，以及可在經由該小開孔沉積形成該接觸 件時以形成剖面逐漸減少之一延長帶。 7 9·如申請專利範圍第77項所述之穿隧式感應器之製 造方法，其中，經由一暫用罩幕層之一開孔將一金屬沉積 於該束結構之一端部以形成一接觸件，並且該金屬經由該 開孔而於該束結構之端部上形成一平面接觸件。 8 0 ·如申請專利範圍第？7項所述之穿隧式感應器之製 造方法，其中，乙二胺鄰笨二酚係用以做為一蝕刻劑。 8 1 ·如申請專利範圍第8 〇項所述冬穿隧式感應器之製 造方法，其中，該矽磊晶層係以適當濃度之硼進行摻雜， '如此以使得該矽磊晶層之電阻係數降低至〇· 〇5 〇hm-cm以 下。 8 2 ·如申請專利範圍第8 1項所述之穿隧式感應器之製

   1012-4154-PF2.ptc 第48頁 522440 案號 Q011fii^7_年月 J___ — 六、申請專利範圍 造方法，其中，一金屬層係以可選擇方式沉積於該矽磊晶 層之上，並且在一提昇溫度下對於該金屬層進行燒結以使 得該石夕磊晶層上形成了第一歐姆式接觸及第二歐姆式接 觸’该第二歐姆冬接觸係鄰接於該束結構之一末端部，該 第一歐姆式接觸係形成了位於該第一基底之該配合結構。 8 3 ·如申請專利範圍第8 2項所述之穿隧式感應器之製 造方法，其中，該金屬層係藉由個別的鈦、鉑及金層所形 成0 8 4 ·如申請專利範圍第6 7項所述之穿隧式感應器之製 造方法，其中，該懸臂束結構係由以下方式所製成： (a )於該第一基底或晶圓之上形成一蝕刻中止層； (b )於該蝕刻中止層上形成一矽薄層； (c )對於該矽薄層進行罩幕及蝕刻以定義出於該第一 基底或晶圓之一束結構；以及 (d)其中，該懸臂束結構係藉由以下方式而釋放：（i ) 第一次餘刻移除該第一基底或晶圓、該蝕刻中止層係對於 該第一次蝕刻具有阻性，及（i i)第二次蝕刻移除該蝕刻 中止層。 8 5·如申請專利範圍第84項所述之穿隧式感應器之製 造方法’其中，該矽層係未被摻雜，，其中，（i ) 一接觸件 係以間隔於該配合結構而形成於該束結構之上，以及（丨i ) 於該接觸件與該配合結構之間的該束結構之上係形成有導 電材料。 86·如申請專利範圍第84項所述之穿隧式感應器之製

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   修正 / 其中’該石夕層係被摻雜以具有導電性。 t 8 7 ·如申請專利範圍第6 7項所述之穿隧式感應器之製 ^方更包括於該第二基底或晶圓之上形成了複數接觸 ^ 1亥等接觸件件以鈦/鉑/金為佳，於該第二基底或晶圓 亥等接觸件中之至少一接觸件係用以與該突出物結合以 定義出於該第二基底或晶圓之上的該配合結構。 、 8 8 ·如申請專利範圍第8 7項所述之穿隧式感應器之製 w方法’其中，一共晶層係可經由位於該第二基底或晶圓 之上且沉積於該鈦/鉑/金接觸件之上的金-矽共晶層所形 成’以及/或是用以製作一共晶層之該金屬層係亦可經由 位於該第一基底或晶圓之上且沉積於鈦/鉑/金所形成之該 相對厚金屬層之該第一部之上的金-矽共晶層所形成。 89·如申請專利範圍第67項所述之穿隧式感應器之製 造方法’其中，該結合係由共晶方式形成，其中用以形成 共晶接合之矽係由位於該第一基底或晶圓之該配合結構所 提供。 9 0 ·如申請專利範圍第6 7項所述之穿隧式感應器之製 造方法’其中，一金屬層係以可選擇方式沉積於該懸臂束 結構之上以形成了第一歐姆式接觸，較佳的方式係藉由個 別的鈦、鉑及金等層以形成該金屬層，，並且一第二金屬層 係以可選擇方式沉積於該懸臂束結構之上以形成了第二歐 ，姆式接觸，該第二金屬層係不包括有一擴散阻層且較佳的 方式係以鈦/金來成型，該等金屬層係在一提昇溫度進行 燒結，該第一歐姆式接觸係鄰接於該束結構之一末端部、

   1012-4154-PF2.ptc 第50頁 <H4〇 盡魏 9011 film 曰 修正 蟑申:嗥利範圍 久 < 歐姆式接觸，如此以形成位於該第一基底上之該配 9 1 ·如申請專利範圍第6 7項所述之穿隧式感應器之製 %槌& ’其中’ 一金屬層係以可選擇方式沉積於該懸臂束 戍兮气上，較佳的方式係藉由個別的鈦、鉑及金等層以形 R t金屬層，並且在一提昇溫度下對於該金屬層進行燒結 式趣傳該懸臂束結構上形成了第一歐姆式接觸及第二歐姆 部，，，該第二歐姆式接觸係鄰接於該束結構之一末端 結姆择第一歐姆式接觸係形成了位於該第一基底之該配合 方9 2·如申請專利範圍第67項所述之穿隧式感應器之製 東^ ’其中’ 一圖樣金屬層係以可選擇方式沉積於該懸 ，麵構之上以形成了第一互連接觸件與第二互連接觸 * ^ /X PL. 臂 ^ > … * 1 概金乂佳的方式係藉由個別的欽、顧及金等層以形成該圖 戶斤形肩層，該等第一、二互連接觸件之間係藉由鈦/鉑/金 铃轉戍之一延長帶層相互連接，該第二互連接觸件係鄰接 長^束結構之一末端部，該延伸帶層係沿著該束結構之縱 ^進行設置，並且於實質上之較佳方式係使得該延長 窄於該懸臂束結構，該第一互連接觸件係形 备底之上的該配合結構。 ， ^ ，造方9、3·如申請專利範圍第92項所述之穿隧式感應器之製 〜圖决，更包括有在該第二基底或晶圓之一主表面形成有 的^樣金屬層’該圖樣金屬層係由該突出物所支承，較佳 式係藉由個別的鈦、鉑及金等層以形成該圖樣金屬 帶層

   第51頁 1012-4154.PF2.ptc 522440 曰 修正 層’於該第二基底或晶圓之該等接觸件中之該圖樣金屬層 係用以與該突出物結合以定義出於該第二基底或晶圓之上 的該配合結構。 94·如申請專利範圍第93項所述之穿隧式感應器之製 、方法’更包括有在該第一或該第二基底或晶圓之上形成 有一金/矽共晶層。 、 9 5 ·如申請專利範圍第9 4項所述之穿隧式感應器之製 造方法，其中，於該共晶 相鄰接之該金層之間係為共 晶接合。 η & 9 6 ·如申請專利範圍第9 3項所述之穿隧式感應器之製 =方法，其中，該結合係由共晶方式形成，並且其中該共 晶接合用之矽係由位於該第二泉底或晶圓之該配合結構所 提供。 、 一土 97·如申請專利範圍第67項所述之穿隧式感應器 造方法，其中，該懸臂束結構係由以下方式所製成： ~、1…一 形成一蝕刻中止層 薄層 (a) 於該第一基底或晶圓之上 刻以定義出鄰接於該 第 (b) 於該蝕刻中止層上形成一矽 (c )對於該石夕薄層進行罩幕及# 基底或晶圓之一束結構； (d) 藉由一蝕刻劑移除該第〆基；|或晶圓以使得該蝕 刻中止層具有阻性；以及 (e) 藉由一蝕刻劑移除該蝕刻中止層以使得該懸臂束 結構具有阻性。 98·如中請專利範圍第97項戶斤述（穿隨式感應器之製

   第52頁 522440 以、申請專利範圍— 二方法、’其中，鈦/鉑/金層係以町選擇方式沉積於該矽薄 二之上以形成了第一金屬接觸件與第二金屬接觸件，該第 二金屬接觸件係鄰接於該束結構之一末端部，並且該^ 一 金屬接觸件係形成了該第一基底之上的該配合結構了 ^ 9 9. 一種穿隨式感應器組件，用以製作一穿隧式感應 器’該穿隧式感應器組件包括·· 〜〜 (a ) —束結構及一配合結構，定義於一第一曰 圓之上； X M (b)至少一接觸結構及一配合結構，定義於一第二基 底或曰曰圓之上，於該第二基底或晶圓之上之該配合結構之 形狀係互補於該第一基底或晶圓上之該配合結構之形狀； (c )至少一配合結構，包括有一突出物，該突出物係 延伸自其被定義之該基底或晶圓上；以及 (d) —壓力/熱感結合層，設置於該第一基底或晶圓上 配=結構、該第二基底或晶圓上之該配合結構中之至 少一配合結構之上，該壓力/熱感應結合層係根據該第一 ίίί晶圓上之該配合結構、該第二基底或晶圓上之該配 加熱之應用而將該第-基底或晶圓上 ' 〇δ: it =該第二基底或晶圓上之該配合結構。 件…，：二”範圍第99項所述，之穿隨式感應器組 一 〜第一基底或晶圓係由矽所制士 ’ 1 0 1.如申請專利範圍 〇項 衣 件，其中，形成該第-其處十B n —之牙隧式感應器組 構。 第—基底或曰曰固之該石夕為單-晶體結

   1012.4154-PF2.ptc 第53頁 WZ44〇 ---—案號^ 的?7 六、申請專利範圍 1 〇2·如申請專利範 其中，該矽之該晶 i()3·如申請專利範 中，§亥石夕今n〜型 1〇4·如申請專利範 其中，該第一基底 1 〇5 ·如申請專利範 其中，形成該第一 1 〇6·如申請專利範 ，其中，於該第一基 月一 曰 修正 件 件 件 件 件 <100> 107. 件，其中 108. 件，其中 石夕薄層所 109· 件，其中 110· 件，其中 電阻係數 ，層。111. 件，其中 如申請專利範 ，該第一基底 如申請專利範 ，該懸臂束結 形成，該矽薄 如申請專利範 ，一尖狀接觸 如申請專利範 ，該矽薄層係 降低至1 Ohm- 如申請專利範 ，該矽薄層係 圍第1 0 1項所述之穿隧式感應器組 體結構為< 1 〇 〇 > ° 圍第102項所述之穿隧式感應器組 〇 圍第99項所述之穿隧式感應器組 或晶圓係由矽所製成。 圍第104項所述之穿隧式感應器組 基底或晶圓之矽為單一晶體結構。 圍第105項所述之穿隧式感應器組 底或晶圓中之遠石夕之該晶體結構為 圍第106項所述之穿隧式感應器組 或晶圓上之該矽為η ~型。 圍第9 9項所述之穿隧式感應器組 構係由該第一基底或晶圓之—L的一 層係由一摻質所摻雜。 圍第108項所述之穿隧式感應器組 件係設置於該束結構之一端部上。 圍第108項所述之穿隧式感應器組 以適當濃度之周進行摻雜以使得其 cm以下，該矽薄層係為一矽磊 曰曰 圍第108項所述之穿隧式感應器組 經由適當濃度之硼以使得其電阻係

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   數降低至0· 05 ohm-cm以下，該矽薄屑 1 1 2.如申請專利範圍第丨丨i項所‘ ^二f蟲晶，。 件’於該石夕蟲晶層上更包括有第—牙’式感應器組 該第-、二接觸件係以鈦/鉑，金而形：第：接觸件’ 件係鄰接於該束結構之一末端部， ，‘、、’该第二接觸 位於該第一基底或晶圓上之該配合Hr接觸件係形成了 件，1二圍第112項所述之穿隨式感應器組 桩網ϊ=第一上更設置有複數接觸件，該等 ，觸件係以鈦/翻/金而形成為佳，於該等接觸件中之至： 接觸件係用以定義該第二基底或晶圓之上之該配合結 構0 1 1 4 ·如申請專利範圍第丨丨3項所述之穿隧式感應器組 件，其中，該結合層係可由位於該第二基底或晶圓之上且 形成於該接觸件之上的一金-矽共晶層所形成，並且該結 合層係由/或可經由位於該第一基底或晶圓之上且形成於 該第一接觸件之上的一金-石夕共晶層所形成。 I 1 5·如申請專利範圍第丨丨4項所述之穿隧式感應器組 件’其中，用以製作該共晶接合用之矽係可經由位在該配 合結構之上之該第一或該第二基底或晶圓之該矽基底所形 成0 ψ II 6 · —種穿隧式感應器組件，包括： (a ) —束結構及一配合結構，定義於一第一基底或晶 圓之上； (b)至少一接觸結構及一配合結構，定義於一第二基

   522440 修正 六、申請專利範圍 底或晶圓之上，於該第二基底或晶圓之上之該配合結構之 形狀係互補於該第〆基底或晶圓上之該配合結構之形狀； (c)至少一配合結構，包括有〆突出物’該突出物係 延伸自該第一基枣或晶圓、該第二基底或晶圓中之至少一 基底或晶圓上之一主表面，該突出物係用以形成4第一基 底或晶圓之該配合結構、該第二基底或晶圓中之該配合結 構中之一配合結構之上的至少一部件’以及 (d ) —結合層，設置於該第一基底或晶圓上之該配合 結構、該第二基底或晶圓上之該配合結構中之至少一配合 結構之上，該結合層係用以將該第〆基底或晶圓上之該配 合結構結合至該第二基底或晶圓上之該配合結構，於該結 合層係將該第一基底或晶圓上之該配合結構結合至該第二 基底或晶圓上之該配合結構。 1 1 7·如申請專利範圍第1 1 6項所遂之穿隨式感應器組 件，其中，形成該第二基底或晶圓之該石夕為單一晶體結 構0 1 1 8 ·如申請專利範圍第11 7項所述之穿隧式感應器組 件’其中，該矽之該晶體結構為<1〇0> ° 11 9 ·如申請專利範圍第11 6項所述之穿隧式感應器組 件，其中，該懸臂束結構係由該第，，基底或晶圓之上的一 石夕為晶層所形成，該矽磊晶層係由，換質所摻雜。 1 2 0 ·如申請專利範圍第丨丨9項所述之穿隧式感應器組 件’其中，該矽薄層係以適當濃度之棚進行摻雜以使得其 電阻係數降低至1 ohm-cm以下。

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   第56頁 〜44〇

   曰 '申請專利範圍 修正 件，1 2 1 ·如申請專利範圍第1 20項所述之穿隧式感應器組 係私其中，該矽磊晶層係經由適當濃度之硼以使得其電阻 承數降低至0· 05 ohm-cm以下。 件，1 22」如申請寻利範圍第丨丨9項所述之穿隧式感應器組 接觸於該矽ΐ晶層上更包括有第一歐姆接觸件及第二歐姆 呷件該第二歐姆接觸件係鄰接於該束結構之一末端 :兮該第一歐姆接觸件係形成了位於該第一基底或晶圓上 <该配合結構。 件，123•如申請專利範圍第122項所述之穿隧式感應器組 上，中’一金屬層係設置於該第一、二歐姆式接觸件之 的兮该金屬層之一第一部係形成了該第一基底或晶圓之上 =配合結構且疊置於該第一歐姆式接觸之上，以及該金 壯 弟一 #係形成了於該第二歐姆式接觸之上之一尖 狀接觸件。 件，中如申請專利範圍第123項所述之穿隧式感應器組 艏杜/、 ’於該第二基底或晶圓之上更設置有複數金屬接 w 1干，於兮哲— 一接觸件:第二基底或晶圓之上之該等金屬接觸件之至少 結合以+系一 $成於该第一基底或晶圓之上的一該突出物 1 2 5^義出於該第二基底或晶圓之上的該配合結構。 件，其中如申睛專利範圍第1 24項所述之穿隧式感應器組 形成^該接ϊίί合層係可由位於該第二基底或晶圓之上且 合層係由/觸件之上的一金-石夕共晶層所形成’並且該結 兮篦^拉&或可經由位於該第一基底或晶圓之上且形成於 ^弟接觸件之上的一金—矽共晶層所形成。

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   _ 修正 1 26·如申請專利範圍第124項所述之穿隧式感應器組 件，^中，該結合層係為一共晶接合層，並且其中用以形 成共晶接合之矽係由位於該第一基底或晶圓之該配合結構 所提供。 7 ·如申請專利範圍第1 2 1項所述之穿隧式感應器組 件’該矽磊晶層更形成了第一接觸件及第二接觸件，該第 二接觸件係鄰接於該束結構之一末端部，該第一接觸件係 形成了位於該第一基底之該配合結構。 1 28·如申請專利範圍第116項所述之穿隧式感應器組 件，2中，於該第二基底或晶圓之一主表面上係形成有至 少Γ突出物，並且其中該穿隧式感應器組件於該第二基底 或晶，，上更包括有複數金屬接觸件，於該第二基底或晶 圓之該等接觸件中之至少一金屬接觸件係用以與該突出物 結合以定義出於該第二基底或晶圓之上的該配合結構。 129·如申請專利範圍第128項所述之穿隧式感應器组 件’、其中，該結合層係可由位於該第二基底或晶圓之上且 形成於該金屬接觸件之上的一金-矽共晶層所形成，並且 該結，層係由/或可經由位於該第一基底或晶圓之上且形 成於該第一接觸件之上的一金-矽共晶層所形成。 13(^如申請專利範圍第116項所述之穿隧式感應器組 斑第：互、表：Ϊ束結構之上係形成了第一互連金屬接觸件 觸件’該等第一、二互連金屬接觸件之 延長帶金屬層相互連接，，亥第二互連金屬接觸 件係4接於該束結構之—末端部，該延伸帶金屬層係沿著

   1012.4154-PF2.ptc 第58頁 522440 _案號90116337_年月曰 修正_ 六、申請專利範圍 該束結構之縱長方向進行設置，並且於實質上之較佳方式 係使得該延伸帶金屬層窄於該懸臂束結構，該第一互連金 屬接觸件係形成了該第一基底之上的該配合結構。 1 3 1 ·如申請寻利範圍第1 30項所述之穿隧式感應器組 件，其中，於該第一基底或晶圓之該配合結構、該第二基 底或晶圓中之該配合結構中之一配合結構之上係包括有至 少一突出物，該突出物係延伸自該第一基底或晶圓、該第 二基底或晶圓中之至少一基底或晶圓上之一主表面，於該 第二基底或晶圓之上之該等金屬接觸件中之一金屬接觸件 係與該突出物結合的情況下以定義出該第二基底或晶圓中 之該配合結構中之至少一部件。 1 3 2.如申請專利範圍第1 3 1項所述之穿隧式感應器組 件，其中，該結合層係可由位於該第二基底或晶圓之上且 形成於該金屬接觸件之上的一金-矽共晶層所形成，並且 該結合層係由/或可經由位於該第一基底或晶圓之上且形 成於該第一互連金屬接觸件之上的一金-矽共晶層所形 成0

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