專利名稱：感測裝置、微型觸控裝置及感測裝置的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種全閉式感測裝置、具多信息輸入的微型觸控裝置及其制造方法， 具體的講是感測裝置、微型觸控裝置及感測裝置的制造方法。
背景技術(shù)：
具有觸控輸入功能的裝置，例如筆記型電腦的觸控板(Touch pad)，或者個人數(shù)字助理(PDA)、PDA移動電話(PDA phone)、智能型移動電話(Smart phone)等的觸控屏幕 (Touchscreen)，其觸控功能主要是依據(jù)兩種技術(shù)達成，一種為電阻式，另一種為電容式。電阻式觸控裝置的觸控功能可以應(yīng)用于任何物體的接觸，例如觸控筆或者手指的接觸，但是其缺點為同時僅能有一接觸點，例如一只手指的接觸視為單一信息的輸入。而電容式觸控裝置的技術(shù)優(yōu)點在于可以同時接受兩點以上的輸入以組合成更多功能的應(yīng)用，例如將兩只手指同時放置于其上可以視為兩個信息的輸入，作相互間的離開或靠近的功能，以驅(qū)動使用者的人機接口，例如將照片放大或縮小。然而電容式觸控裝置最大的缺點為無法適用于一般的物體，例如觸控筆，同時如果要有大于兩點以上的輸入，則需要兩只手指以上同時接觸，使用上不方便，特別是當(dāng)只有單手持有一移動電話時，是無法同時置放多只手指于觸控屏幕達到上述多信息輸入的。并且，電容式觸控裝置只能適用于手指等具有靜電功能的物體，限制了其應(yīng)用，而且電容式的觸控裝置無法使用于有水的環(huán)境。再者，上述兩技術(shù)都是巨觀的應(yīng)用，例如以手指使用觸控裝置時時，一只手指的接觸僅能視為一接觸點，無法更進一步解析到每一手指皮膚的紋路，以藉此產(chǎn)生更多的信息。 而且隨著電子產(chǎn)品輕薄短小的趨勢，觸控裝置的微小化更是一重要趨勢。而在產(chǎn)品構(gòu)造上，已知的電阻或電容式觸控裝置可以分為二部分，一為觸控感測裝置件，另一部分的觸控感測集成電路(IC)，進而將二者組裝在一起。觸控感測裝置件制作于例如玻璃基板或其他高分子基板，因此不易與IC整合制作于其上，不利于成本的下降， 且組裝后的尺寸也大，不易縮小。本發(fā)明為了解決上述問題，通過一微小化的感測裝置，可以同時接受手指觸摸時的多信息輸入，整合了電阻及傳統(tǒng)電容式觸控裝置的優(yōu)點，建構(gòu)了具有觸壓感測裝置陣列的裝置，最大特點在于，每一感測裝置都是全閉式腔體設(shè)計，不采用傳統(tǒng)的單芯片微加工犧牲層或多芯片黏合方式來形成，使其具有每一感測裝置都是獨立的腔體設(shè)計。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種全閉式感測裝置、具多信息輸入的微型觸控裝置及全閉式感測裝置制造方法。為達上述目的，本發(fā)明提供一種全閉式感測裝置，其至少包含一本體、一第一電極、一第二電極以及熱誘發(fā)式密閉腔室。第一電極位于本體中。第二電極位于本體中，并相對應(yīng)于第一電極。第一電極及第二電極的至少一者包含由金屬材料與半導(dǎo)體材料反應(yīng)成的化合物。熱誘發(fā)式密閉腔室形成于本體中，并位于第一電極與第二電極之間。
此外，本發(fā)明又提供一種具多信息輸入的微型觸控裝置，其至少包含一本體；多個第一電極，位于所述本體中；多個第二電極，位于所述本體中，并分別相對應(yīng)于所述的多個第一電極，所述的多個第一電極及所述的多個第二電極的至少一者包含由金屬材料與半導(dǎo)體材料反應(yīng)成的化合物；多個熱誘發(fā)式密閉腔室，形成于所述本體中，并分別位于所述的多個第一電極與所述的多個第二電極之間；一周邊電路，形成于所述本體中，并電連接至所述的多個第一電極及所述的多個第二電極；多個第一連接墊，位于所述本體中，并電連接至所述周邊電路；多個第二連接墊，位于所述本體的一背面絕緣層；以及多個貫通電極，位于所述本體中，并將所述的多個第一連接墊分別電連接至所述的多個第二連接墊。本發(fā)明更提供一種全閉式感測裝置的制造方法，其至少包含以下步驟形成一本體，所述本體中形成有一第一金屬層及一第一半導(dǎo)體材料層，所述第一金屬層與所述第一半導(dǎo)體材料層相相鄰；以及于一高溫環(huán)境下使所述第一金屬層侵入所述第一半導(dǎo)體材料層中反應(yīng)形成一第一化合物層，同時通過所述第一金屬層侵入所述第一半導(dǎo)體材料層中反應(yīng)以形成一個熱誘發(fā)式密閉腔室于所述本體中。藉此，可以利用簡單的制造工藝步驟(金屬與多晶硅或非多晶硅反應(yīng)生成金屬硅化物)來形成密閉腔室，不必使用犧牲層來形成兩電極之間的空氣間隙。因此，制造工藝簡單且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。為讓本發(fā)明的上述內(nèi)容能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，并配合所附圖式， 作詳細(xì)說明如下。


圖1顯示依據(jù)本發(fā)明第一實施例的全閉式感測裝置的示意圖。圖2顯示依據(jù)本發(fā)明第一實施例的另一種全閉式感測裝置的示意圖。圖3顯示依據(jù)本發(fā)明第一實施例的具多信息輸入的微型觸控裝置的立體分解圖。圖4與5顯示依據(jù)本發(fā)明第一實施例的微型觸控裝置的應(yīng)用于電子裝置的兩個例子。圖6顯示依據(jù)本發(fā)明第一實施例的單一全閉式感測裝置的運作示意圖。圖7顯示應(yīng)用本發(fā)明的全閉式感測裝置的全平面微型觸控裝置的示意圖。圖8顯示應(yīng)用本發(fā)明的全閉式感測裝置的微型觸控裝置的示意圖。圖9顯示應(yīng)用本發(fā)明的全閉式感測裝置的集成電路的方塊圖。圖10顯示依據(jù)本發(fā)明第二實施例的全閉式感測裝置的示意圖。圖11顯示對應(yīng)于圖1的制造方法的中間產(chǎn)物的示意圖。圖12顯示對應(yīng)于圖2的制造方法的中間產(chǎn)物的示意圖。圖13顯示對應(yīng)于圖10的制造方法的中間產(chǎn)物的示意圖。圖14顯示依據(jù)本發(fā)明第三實施例的全閉式感測裝置的示意圖。圖15顯示依據(jù)本發(fā)明第四實施例的全閉式感測裝置的示意圖。圖16顯示依據(jù)本發(fā)明第五實施例的全閉式感測裝置的示意圖。圖17顯示依據(jù)本發(fā)明第六實施例的全閉式感測裝置的示意圖。圖18顯示依據(jù)本發(fā)明第六實施例的全閉式感測裝置的中間產(chǎn)物的示意圖。圖19顯示依據(jù)本發(fā)明第七實施例的全閉式感測裝置的示意圖。
主要元件符號說明F_ridge 紋峰F 手指1 微型觸控裝置2:筆記型電腦3 光標(biāo)10 全閉式感測裝置110:本體111 基板112:第一絕緣層112A:集成電路113半導(dǎo)體材料層
113'半導(dǎo)體材料層
114第二絕緣層
115保護層
116背面絕緣層
120第一電極
122第一化合物層
124第一金屬層
130第二電極
132化合物層
134第二金屬層
140熱誘發(fā)式密閉腔室
150周邊電路
160第一連接墊
170第二連接墊
180貫通電極
190輸出連接墊
191絕緣層
195電路板
230集成電路
231控制邏輯
232放大器
233模擬/數(shù)字(A/D)
234處理電路
235輸入/輸出接口
具體實施例方式
圖1顯示依據(jù)本發(fā)明第一實施例的全閉式感測裝置的示意圖。如圖1所示，本實施例的全閉式感測裝置(又稱為全閉式感測元)10至少包含一本體110、一第一電極120、 一第二電極130以及熱誘發(fā)式密閉腔室140。第一電極120位于本體110中。第二電極130位于本體110中，并相對應(yīng)于第一電極120，第一電極120及第二電極130的至少一者包含由金屬材料與半導(dǎo)體材料反應(yīng)成的化合物。熱誘發(fā)式密閉腔室140形成于本體110中，并位于第一電極120與第二電極130 之間，由于熱誘發(fā)式密閉腔室140是由金屬材料與半導(dǎo)體材料經(jīng)由一次或多次熱反應(yīng)而形成，故稱之為熱誘發(fā)式密閉腔室。詳細(xì)的形成方法及優(yōu)點在后面有說明。本體110包含一基板111、一第一絕緣層112、一個半導(dǎo)體材料層113、一第二絕緣層114及一保護層115。半導(dǎo)體材料層113包含前述的半導(dǎo)體材料。第一絕緣層112位于基板111上。半導(dǎo)體材料層113位于第一絕緣層112上，第一電極120位于半導(dǎo)體材料層113上。第二絕緣層114與第一電極120共同定義出熱誘發(fā)式密閉腔室140，而第二電極130位于第二絕緣層114上。保護層115覆蓋于第二絕緣層 114及第二電極130上。第一電極120包含一第一化合物層122以及一第一金屬層124。第一金屬層IM 可包含前述金屬材料。第一化合物層122位于半導(dǎo)體材料層113上。第一金屬層IM相鄰熱誘發(fā)式密閉腔室140，并位于第一化合物層122上。第一金屬層IM與半導(dǎo)體材料層113 在熱反應(yīng)后而形成第一化合物層122。在本實施例中，第一電極120包含金屬導(dǎo)體，例如鎳(Ni)，鈦(Ti)，鎢(W)等等。第二電極130可以是相同于第一電極的金屬導(dǎo)體或低阻值半導(dǎo)體或高分子導(dǎo)體等等，而半導(dǎo)體材料層113為多晶硅或非晶硅層，也可以是其他半導(dǎo)體材料層，例如鍺(Ge)層。第一絕緣層112位于基板111上。值得注意的是，第一絕緣層112可以是多層結(jié)構(gòu)，在一般集成電路的組成結(jié)構(gòu)中，可以是后段制造工藝所形成的的導(dǎo)體層(例如金屬層)，導(dǎo)體層間的介電層以及導(dǎo)體層間的栓塞導(dǎo)體(via conductor)，由于所述項技術(shù)為已知技術(shù)，故于此不作贅述。當(dāng)然，第一絕緣層112更可以包含硅基板內(nèi)的主動及被動電路元件而形成具有一特定功能的一組集成電路112A，因此本發(fā)明實施例更可以包含具有一組集成電路112A，位于感測裝置的底部或側(cè)邊并電連接至第一電極120及第二電極130以作信號處理之用。半導(dǎo)體材料層Il3位于第一絕緣層112上。第一化合物層122形成于半導(dǎo)體材料層113中。第一金屬層IM位于半導(dǎo)體材料層113上，并與第一化合物層122相連接并相對應(yīng)。通過光刻方法(photolithography)，半導(dǎo)體材料層113、第一金屬層IM及第一化合物層122僅占有第一絕緣層112的部分面積，因此第二絕緣層114亦可位于部分的第一絕緣層112上。因此，通過四周及上下兩面的密封，因而形成一個熱誘發(fā)式密閉腔室140，此一腔式的形成特點將在后面加以描述。同時值得注意的是，第一金屬層1 原來占有密閉腔室140的完整體積，因為與底層的半導(dǎo)體材料層113在高溫下形成化合物而消耗了部分的體積，因而形成了密閉腔室140，稍后也會就制造方法加以說明。熱誘發(fā)式密閉腔室140位于第二絕緣層114與第一金屬層IM之間，中間可間隔有第二絕緣層114，亦可以不間隔有第二絕緣層114。第二電極130位于第二絕緣層114上， 并對應(yīng)于熱誘發(fā)式密閉腔室140及第一金屬層124。保護層115位于第二電極130及第二絕緣層114上。保護層115的表面可以因此受物體觸壓而改變第一金屬層IM與第二電極130之間的距離。保護層115也可能是多層的絕緣層結(jié)構(gòu)，更可以因為系統(tǒng)的設(shè)計需求例如靜電保護要求，增加導(dǎo)電性材料于其上。因此保護層115的最上表面可以受一個可對其輸入多信息的物體的觸壓。當(dāng)然，如果第二電極130不受環(huán)境干擾影響，例如不會暴露腐蝕， 則本實施例的保護層115也可以是不需要的。圖2顯示依據(jù)本發(fā)明第一實施例的另一種全閉式感測裝置的示意圖。如圖2所示， 本例子類似于圖1，不同之處在于全閉式感測裝置10沒有包含第二電極130以及一保護層 115。于此情況下，手指F作為另一電極，手指F壓下第二絕緣層114后，使第二絕緣層114 變形而改變手指F與第一金屬層IM之間的距離，可以通過例如電容值的量測得到距離變化。圖3顯示依據(jù)本發(fā)明第一實施例的具多信息輸入的微型觸控裝置1的立體分解圖。在圖3中，微型觸控裝置1具有多個感測裝置，故本體110中形成有多個熱誘發(fā)式密閉腔室140。圖4與5顯示依據(jù)本發(fā)明第一實施例的微型觸控裝置1的應(yīng)用于電子裝置的兩個例子。如圖4所示，微型觸控裝置1被裝設(shè)于筆記型電腦2中，以控制光標(biāo)3的移動。如圖 5所示，微型觸控裝置1被裝設(shè)于移動電話4中，并操作移動電話4的屏幕畫面。更有甚者， 在本應(yīng)用例子，微型觸控裝置可以不只當(dāng)作光標(biāo)移動的控制或屏幕畫面的切換等等功能， 也可以提供壓力感測，甚至當(dāng)作取代機械式的按鈕使用。除此之外，微型觸控裝置也可以讀取足夠的手指紋路信息做為生物辨識使用，甚至手指皮膚以下的其他生物信息以做為醫(yī)療或生物辨識使用。圖6顯示依據(jù)本發(fā)明第一實施例的一全閉式感測裝置的運作示意圖。如圖6所示， 全閉式感測裝置10會被手指F(或某個物體)的紋峰F_ridge碰觸而變形，并改變第二電極130與第一電極120之間的距離及電容值，達到感測的效果。圖7顯示應(yīng)用本發(fā)明的全閉式感測裝置的全平面微型觸控裝置的示意圖。如圖7 所示，全平面微型觸控裝置感測手指F的觸控點，并可接收多信息輸入。如圖7所示，微型觸控裝置1包含一本體110、多個第一電極120、多個第二電極130、多個熱誘發(fā)式密閉腔室 140、一周邊電路150、多個第一連接墊160、多個第二連接墊170以及多個貫通電極180。此等第一電極120位于本體110中。此等第二電極130位于本體110中，并分別相對應(yīng)于此等第一電極120。此等第一電極120及此等第二電極130的至少一者包含由金屬材料與半導(dǎo)體材料反應(yīng)成的化合物。此等熱誘發(fā)式密閉腔室140形成于本體110中，并分別位于此等第一電極120與此等第二電極130之間。周邊電路150形成于本體110中，并電連接至此等第一電極120及此等第二電極130。此等第一連接墊160位于本體110中，并電連接至周邊電路150。此等第二連接墊170位于本體110的一背面絕緣層116上。此等貫通電極 180位于本體110中，并將此等第一連接墊160分別電連接至此等第二連接墊170。藉此， 可以將微型觸控裝置1的感測信號直接傳導(dǎo)至本體110的背面，并可獲得一個完整平面來跟手指F接觸，使得使用上更為方面。這種全平面觸控裝置的設(shè)計，完全舍棄傳統(tǒng)的打線封裝方式，當(dāng)組裝這裝置于例如如圖4、圖5的手機及筆記本電腦的電子系統(tǒng)時，全平面設(shè)計可以提供更美的外觀及更平滑的手指滑動感覺。圖8顯示應(yīng)用本發(fā)明的全閉式感測裝置的微型觸控裝置的示意圖。如圖8所示， 本微型觸控裝置類似于圖7，不同之處在于各全閉式感測裝置10通過第一連接墊160及輸出連接墊190而被傳導(dǎo)至電路板195的一側(cè)、兩側(cè)或四側(cè)。輸出連接墊190與本體110之間具有一絕緣層191。圖9顯示依據(jù)本發(fā)明的各實施例的集成電路的方塊圖。如圖9所示，此組集成電路230至少包含一放大器232、一模擬/數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器233、一處理電路234、一輸入/ 輸出接口 2；35及一控制邏輯231。放大器232電連接至此等全閉式感測裝置10。模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器233電連接至放大器232。處理電路234電連接至模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器233。輸入/輸出接口 235電連接至處理電路234。控制邏輯231電連接至此等感測裝置10、放大器232、模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器 233、處理電路234及輸入/輸出接口 235，并控制其運作。處理電路在本實施例中更可以包含一運算單元及方法以及暫存相關(guān)數(shù)據(jù)的儲存器，以使得上述所有物體的移動或觸擊都可以即時在此計算，最后僅將計算結(jié)果以簡單的格式輸出，例如鼠標(biāo)裝置的通訊格式。圖10顯示依據(jù)本發(fā)明第二實施例的全閉式感測裝置的示意圖。如圖10所示，本實施例的全閉式感測裝置類似于第一實施例，不同之處在于硅化物層及密閉腔室的對應(yīng)關(guān)系。因此，本體110包含一基板111、一第一絕緣層112、一第二絕緣層114及一個半導(dǎo)體材料層113。第一絕緣層112位于基板111上。第一電極120位于第一絕緣層112上。第二絕緣層114與第二電極130共同定義出熱誘發(fā)式密閉腔室140。半導(dǎo)體材料層113位于第二電極130上，并被第二絕緣層114覆蓋。于本實施例中，第二電極130包含一第二化合物層132以及一第二金屬層134。半導(dǎo)體材料層113位于第二化合物層132上。第二金屬層134相鄰熱誘發(fā)式密閉腔室140。 第二化合物層132位于第二金屬層134上，第二金屬層134與半導(dǎo)體材料層113在熱反應(yīng)后會形成第二化合物層132。圖11顯示對應(yīng)于圖1的制造方法的中間產(chǎn)物的示意圖。圖12顯示對應(yīng)于圖2的制造方法的中間產(chǎn)物的示意圖。以下將參見圖1、2、11與12來說明第一實施例的全閉式感測裝置的制造方法，其至少包含以下步驟。由于許多步驟所對應(yīng)的結(jié)構(gòu)是可以由熟習(xí)本項技藝者輕易推論出來，故于此不多作說明及繪制。本發(fā)明的一種全閉式感測裝置的制造方法至少包含以下步驟。首先，形成一本體110，本體110中形成有一第一金屬層1 及一第一半導(dǎo)體材料層113，第一金屬層IM與第一半導(dǎo)體材料層113相相鄰。然后，于一高溫環(huán)境下使第一金屬層IM侵入第一半導(dǎo)體材料層113中反應(yīng)形成一第一化合物層122，同時通過第一金屬層1 侵入第一半導(dǎo)體材料層113中反應(yīng)以形成一個熱誘發(fā)式密閉腔室140于本體110中。本體110中更具有一第二金屬層134及一第二半導(dǎo)體材料層113'，且于高溫環(huán)境下，第二金屬層134侵入第二半導(dǎo)體材料層113'中反應(yīng)形成一第二化合物層132，同時通過第二金屬層134侵入第二半導(dǎo)體材料層113'中反應(yīng)以形成熱誘發(fā)式密閉腔室140于本體110中。第一金屬層IM可以是相同或不同于第二金屬層134。第一半導(dǎo)體材料層Il3 可以相同或不同于第二半導(dǎo)體材料層113'。第一金屬層IM可以全部或部分侵入第一半導(dǎo)體材料層113中反應(yīng)，而第二金屬層134全部侵入第二半導(dǎo)體材料層113'中反應(yīng)。于圖11中，本體110包含基板111、第一絕緣層112、半導(dǎo)體材料層113、第二絕緣層114及保護層115。于圖12中，本體110包含基板111、第一絕緣層112、半導(dǎo)體材料層113及第二絕緣層114。值得注意的是，可以依據(jù)圖12的結(jié)構(gòu)進行熱反應(yīng)后，再形成第二電極130及保護層115。值得注意的是，通常熱反應(yīng)的溫度要大于300°C，而形成的化合物會消耗部分的第一金屬層124的體積，也會消耗部分的半導(dǎo)體材料(譬如硅材料)層113的體積，第一金屬層1 可以被完全形成譬如硅化物，也就是只剩下多晶硅及硅化物，又或者多晶硅層在垂直方向也被完全消耗殆盡，只剩下硅化物層，將說明于后。通過這套半導(dǎo)體化合物的反應(yīng)體積減少方法，可以于第二絕緣層114與第一電極120之間形成熱誘發(fā)式密閉腔室140，這種方法和傳統(tǒng)的利用單芯片犧牲層刻蝕或利用多芯片接合方式(bonding)形成的密閉腔室方法不同，其具有完全無開口的全閉式優(yōu)點，而且形成真空或近似真空的熱誘發(fā)式密閉腔室140，可以讓感測裝置更能反應(yīng)外界壓力的變化，例如如果腔室有氣體存在，則外界溫度變化都會導(dǎo)致腔室的氣體膨脹，這會導(dǎo)致量測的不準(zhǔn)或?qū)е缕茐?，再者這樣的腔室結(jié)構(gòu)沒有額外開口所導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中問題，在長久使用上不易產(chǎn)生破壞。同時，通過反應(yīng)溫度及時間的控制，可以決定第一電極120與第二絕緣層114的腔室間距，達到0. 1微米(um) 的等級，也就是說具有納米間距的結(jié)構(gòu)，這對感測靈敏度是有很大幫助的，利用上述單芯片犧牲層刻蝕或利用多芯片接合方式(bonding)都很難形成這么小的間距，導(dǎo)因為犧牲層技術(shù)會有沾黏(stiction)問題，而芯片黏合技術(shù)會受限芯片表面的平坦度以及芯片本身的翹曲(warpage)問題。此外，可以于第二絕緣層114上形成第二電極130，其對應(yīng)于熱誘發(fā)式密閉腔室 140及第一金屬層124。然后，于第二電極130及第二絕緣層114上形成保護層115，其中保護層115受壓而改變第一金屬層124與第二電極130之間的距離。值得注意的是，亦可在保護層115形成后再進行高溫環(huán)境下的第一化合物層122 的形成步驟。圖13顯示對應(yīng)于圖10的制造方法的中間產(chǎn)物的示意圖。以下將參見圖10與13 來說明第二實施例的全閉式感測裝置的制造方法，其類似于圖11與12，不同之處在于第一電極120是屬于一般電極，而第二電極130是利用熱反應(yīng)形成的電極。圖14顯示依據(jù)本發(fā)明第三實施例的全閉式感測裝置的示意圖。如圖14所示，本實施例的全閉式感測裝置10類似于圖2，不同之處在于第一金屬層1 與半導(dǎo)體材料層113 全部反應(yīng)以形成第一化合物層122。亦即，第一電極120是由一第一化合物層122所構(gòu)成。 這樣亦可以達成本發(fā)明的效果。圖15顯示依據(jù)本發(fā)明第四實施例的全閉式感測裝置的示意圖。如圖15所示，本實施例類似于第三實施例，不同之處在于全閉式感測裝置更包含一第二電極130及一保護層 115。圖16顯示依據(jù)本發(fā)明第五實施例的全閉式感測裝置的示意圖。如圖16所示，本實施例的全閉式感測裝置10類似于第二實施例，不同之處在于第二電極130是由一第二化合物層132所構(gòu)成。于本實施例中，因為所有的第一導(dǎo)體層都形成了硅化物，所以只有剩下硅化物層。因為化合物層132為包含屬硅化物，所以這樣亦可以達成本發(fā)明的效果。圖17顯示依據(jù)本發(fā)明第六實施例的全閉式感測裝置的示意圖。圖18顯示依據(jù)本發(fā)明第六實施例的全閉式感測裝置的中間產(chǎn)物的示意圖。如圖17與18所示，本實施例的全閉式感測裝置10的本體110包含一基板111、一第一絕緣層112、一第一半導(dǎo)體材料層113、一第二半導(dǎo)體材料層113'以及一第二絕緣層114。第一絕緣層112位于基板111上。第一半導(dǎo)體材料層113位于第一絕緣層112上， 第一電極120位于第一半導(dǎo)體材料層113上。第二半導(dǎo)體材料層Il3'位于第二電極130 上。第二絕緣層114與第一電極120及第二電極130共同定義出熱誘發(fā)式密閉腔室140，并覆蓋于第二電極130上。于本實施例中，第一電極120包含位于半導(dǎo)體材料層113上的第一化合物層122 以及一第一金屬層124。第一金屬層IM相鄰熱誘發(fā)式密閉腔室140，并位于第一化合物層 122上。第一金屬層124與半導(dǎo)體材料層113在熱反應(yīng)后會形成第一化合物層122。第二電極130包含一第二化合物層132及一第二金屬層134。半導(dǎo)體材料層113位于第二化合物層132上。第二金屬層134相鄰熱誘發(fā)式密閉腔室140。第二化合物層132位于第二金屬層134上。第二金屬層134與半導(dǎo)體材料層113在熱反應(yīng)后會形成第二化合物層132。 在本實施例中，除了上述可以通過電容變化感測兩電極間距的改變之外，也可以通過一很小的間距形成，例如0. 1 0. 3um，而由兩電極的電接觸短路做感測，此舉可以省略復(fù)雜的電容感測電路設(shè)計。圖19顯示依據(jù)本發(fā)明第七實施例的全閉式感測裝置的示意圖。如圖19所示，本實施例類似于第六實施例，不同之處在于其中第一電極120是由一第一化合物層122所構(gòu)成，而第二電極130是由一第二化合物層132所構(gòu)成。前述的密閉腔室可以是真空或接近真空，并使得感測靈敏度更為高，并使得感測的穩(wěn)定度大為提升。此外，所有感測裝置的秘密閉腔室都是獨立的，所以相鄰感測裝置的感測結(jié)果并不會互相干擾，大幅提升感測品質(zhì)及感測可靠度。通過本發(fā)明的全閉式感測裝置，可以利用簡單的制造工藝步驟(金屬與多晶硅或非多晶硅反應(yīng)生成金屬硅化物)來形成真空的密閉腔室，不必使用犧牲層來形成兩電極之間的空氣間隙。因此，制造工藝簡單且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。此外，由于微型觸控裝置的表面是可以變形以感測受壓狀態(tài)，所以手指是否有潮濕并不會影響到每個感測裝置的受壓狀態(tài)。因此通過本發(fā)明的微型觸控裝置，可以解決部分技術(shù)(例如電容式)無法感測濕手指的問題，且可以有效提高靈敏度。本發(fā)明的另一優(yōu)點為在組裝于PCB上面時所占的面積相當(dāng)小(比手指小或約略等于手指大小)，約略相等于整個感測芯片電路設(shè)計的實際面積，這對現(xiàn)在電子產(chǎn)品強調(diào)的輕薄短小是很重要的。簡而言之，本發(fā)明裝置通過貫通電極設(shè)計將硅基板正面設(shè)計為手指接觸感測面，而硅基板背面設(shè)計為與PCB組裝的接觸面，因此非常適合應(yīng)用于小型電子設(shè)備 (移動電話)上。在較佳實施例的詳細(xì)說明中所提出的具體實施例僅方便說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容， 而非將本發(fā)明狹義地限制于上述實施例，在不超出本發(fā)明權(quán)利要求的情況，所做的種種變化實施，皆屬于本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種全閉式感測裝置，其特征在于，所述的全閉式感測裝置至少包含 一本體；一第一電極，位于所述本體中；一第二電極，位于所述本體中，并相對應(yīng)于所述第一電極，所述第一電極及所述第二電極的至少一者包含由金屬材料與半導(dǎo)體材料反應(yīng)成的化合物；以及一熱誘發(fā)式密閉腔室，其由所述金屬材料與所述半導(dǎo)體材料經(jīng)由熱反應(yīng)體積改變，而形成于所述本體中，并位于所述第一電極與所述第二電極之間。
2.如權(quán)利要求1所述的全閉式感測裝置，其特征在于，所述的全閉式感測裝置更包含一組集成電路，其電連接至第一電極及第二電極，以作信號處理之用。
3.如權(quán)利要求1所述的全閉式感測裝置，其特征在于，所述的本體包含 一基板；一第一絕緣層，位于所述基板上；一個半導(dǎo)體材料層，位于所述第一絕緣層上，所述第一電極位于所述半導(dǎo)體材料層上；一第二絕緣層，其與所述第一電極共同定義出所述熱誘發(fā)式密閉腔室，而所述第二電極位于所述第二絕緣層上；及一保護層，覆蓋于所述第二絕緣層及所述第二電極上。
4.如權(quán)利要求3所述的全閉式感測裝置，其特征在于 所述第一電極是由一第一化合物層所構(gòu)成；或者所述第一電極包含一第一化合物層，位于所述半導(dǎo)體材料層上；以及一第一金屬層，相鄰所述熱誘發(fā)式密閉腔室，并位于所述第一化合物層上，其中所述第一金屬層與所述半導(dǎo)體材料層在熱反應(yīng)后會形成所述第一化合物層。
5.如權(quán)利要求1所述的全閉式感測裝置，其特征在于，所述的本體包含 一基板；一第一絕緣層，位于所述基板上，其中所述第一電極位于所述第一絕緣層上； 一第二絕緣層，其與所述第二電極共同定義出所述熱誘發(fā)式密閉腔室；及一個半導(dǎo)體材料層，位于所述第二電極上，并被所述第二絕緣層覆蓋。
6.如權(quán)利要求5所述的全閉式感測裝置，其特征在于 所述第二電極是由一第二化合物層所構(gòu)成；或者所述第二電極包含一第二化合物層，其中所述半導(dǎo)體材料層位于所述第二化合物層上；以及一第二金屬層，相鄰所述熱誘發(fā)式密閉腔室，其中所述第二化合物層位于所述第二金屬層上，所述第二金屬層與所述半導(dǎo)體材料層在熱反應(yīng)后會形成所述第二化合物層。
7.如權(quán)利要求1所述的全閉式感測裝置，其特征在于，所述的本體包含 一基板；一第一絕緣層，位于所述基板上；一第一半導(dǎo)體材料層，位于所述第一絕緣層上，所述第一電極位于所述第一半導(dǎo)體材料層上；一第二半導(dǎo)體材料層，位于所述第二電極上；以及一第二絕緣層，其與所述第一電極及所述第二電極共同定義出所述熱誘發(fā)式密閉腔室，并覆蓋于所述第二電極上。
8.如權(quán)利要求7所述的全閉式感測裝置，其特征在于所述第一電極是由一第一化合物層所構(gòu)成，而所述第二電極是由一第二化合物層所構(gòu)成；或者所述第一電極包含一第一化合物層，位于所述半導(dǎo)體材料層上；以及一第一金屬層，相鄰所述熱誘發(fā)式密閉腔室，并位于所述第一化合物層上，其中所述第一金屬層與所述半導(dǎo)體材料層在熱反應(yīng)后會形成所述第一化合物層；以及所述第二電極包含一第二化合物層，其中所述半導(dǎo)體材料層位于所述第二化合物層上；以及一第二金屬層，相鄰所述熱誘發(fā)式密閉腔室，其中所述第二化合物層位于所述第二金屬層上，所述第二金屬層與所述半導(dǎo)體材料層在熱反應(yīng)后會形成所述第二化合物層。
9.一種具多信息輸入的微型觸控裝置，其特征在于，所述的微型觸控裝置至少包含一本體；多個第一電極，位于所述本體中；多個第二電極，位于所述本體中，并分別相對應(yīng)于所述的多個第一電極，所述的多個第一電極及所述的多個第二電極的至少一者包含由金屬材料與半導(dǎo)體材料反應(yīng)成的化合物；多個熱誘發(fā)式密閉腔室，形成于所述本體中，并分別位于所述的多個第一電極與所述的多個第二電極之間；一周邊電路，形成于所述本體中，并電連接至所述的多個第一電極及所述的多個第二電極；以及多個第一連接墊，位于所述本體中，并電連接至所述周邊電路。
10.如權(quán)利要求9所述的具多信息輸入的微型觸控裝置，其特征在于，所述的微型觸控裝置更包含多個第二連接墊，位于所述本體的一背面絕緣層；以及多個貫通電極，位于所述本體中，并將所述的多個第一連接墊分別電連接至所述的多個第二連接墊。
11.一種全閉式感測裝置的制造方法，其特征在于，所述的方法至少包含以下步驟形成一本體，所述本體中形成有一第一金屬層及一第一半導(dǎo)體材料層，所述第一金屬層與所述第一半導(dǎo)體材料層相相鄰；以及于大于300°C的環(huán)境下使所述第一金屬層侵入所述第一半導(dǎo)體材料層中反應(yīng)形成一第一化合物層，同時通過所述第一金屬層侵入所述第一半導(dǎo)體材料層中反應(yīng)以形成一個熱誘發(fā)式密閉腔室于所述本體中。
12.如權(quán)利要求11所述的制造方法，其特征在于，所述本體中更具有一第二金屬層及一第二半導(dǎo)體材料層，且于所述環(huán)境下，所述第二金屬層侵入所述第二半導(dǎo)體材料層中反應(yīng)形成一第二化合物層，同時通過所述第二金屬層侵入所述第二半導(dǎo)體材料層中反應(yīng)以形成所述熱誘發(fā)式密閉腔室于所述本體中。
13.如權(quán)利要求11所述的制造方法，其特征在于，所述第一金屬層全部侵入所述第一半導(dǎo)體材料層中反應(yīng)，而所述第二金屬層全部侵入所述第二半導(dǎo)體材料層中反應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種感測裝置、微型觸控裝置及感測裝置的制造方法，其中該全閉式感測裝置至少包含一本體、一第一電極、一第二電極以及一熱誘發(fā)式密閉腔室。第一電極位于本體中。第二電極位于本體中，并相對應(yīng)于第一電極。第一電極及第二電極的至少一者包含由金屬材料與半導(dǎo)體材料反應(yīng)成的化合物。熱誘發(fā)式密閉腔室形成于本體中，并位于第一電極與第二電極之間。本發(fā)明感測裝置都是全閉式腔體設(shè)計，不采用傳統(tǒng)的單芯片微加工犧牲層或多芯片黏合方式來形成，使其具有每一感測裝置都是獨立的腔體設(shè)計。
文檔編號G06F3/041GK102236460SQ20111008202
公開日2011年11月9日 申請日期2011年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月28日
發(fā)明者周正三 申請人:周正三