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TWI729021B - 用於隔離感測裝置的驅動及感測訊號之微電子裝置 - Google Patents

用於隔離感測裝置的驅動及感測訊號之微電子裝置 Download PDF

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TWI729021B
TWI729021B TW105135460A TW105135460A TWI729021B TW I729021 B TWI729021 B TW I729021B TW 105135460 A TW105135460 A TW 105135460A TW 105135460 A TW105135460 A TW 105135460A TW I729021 B TWI729021 B TW I729021B
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conductive
conductive layer
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菲拉斯 伊德
海寧 布蘭尼許
格里格洛斯 C. 道吉亞米斯
莎夏 N. 歐斯特
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美商英特爾公司
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Abstract

本發明的具體實施例包括具有一感測裝置的一微電子裝置以及形成該感測裝置的方法。在一實施例中，該感測裝置包括一質量塊以及懸吊該質量塊的複數個橫桿。各個橫桿包含第一及第二傳導層以及位在該第一及該第二傳導層之間以使該第一及該第二傳導層電氣隔離的一絕緣層。該第一傳導層與該驅動訊號關聯且該第二傳導層與該感測裝置之感測訊號關聯。

Description

用於隔離感測裝置的驅動及感測訊號之微電子裝置
本發明的具體實施例大體有關於半導體裝置的製造。特別是，本發明的具體實施例有關用於隔離封裝積體共振感測裝置的驅動及感測訊號之微電子裝置。
各種不同類型的感測器正使用於可攜裝置及行動裝置。這些感測器超越麥克風及無線電接收機延伸到加速度計、陀螺儀、羅盤、高度計、氣壓計及更多。有些為特殊用途而建造的裝置使用計量生物或環境感測器用於醫學或科學目的。
隨著最小化的進展，眾人努力建構在更小封裝體內的感測器。在有些情形下，感測器或一套感測器可用與積體電路晶片封裝體類似的方式封裝在一起。在其他情形下，感測器與積體電路結合成單一封裝體。該感測器或該套感測器可能難以封裝成晶片封裝體或單一封裝體。
依據本發明之一實施例，係特地提出一種感測裝置，其包含：一質量塊；以及懸吊該質量塊的複數個橫桿，各橫桿包含第一及第二傳導層和位在該第一及該第二傳導層之間以電氣隔離該第一及該第二傳導路徑的一絕緣層，該第一傳導層與驅動訊號關聯且該第二傳導層與該感測裝置之感測訊號關聯。
100:感測裝置
102:驗證質量塊
110-113:橫桿
120-123:驅動通孔
130-133:感測通孔
150、151:磁場
200:感測裝置
210:驅動訊號層
220:絕緣無機介電層
230:感測訊號層
300:感測裝置
310:單體組合驅動/感測層
340:有機增建層
350:感測裝置
360:驅動訊號層
370:絕緣(介電)層
380:感測訊號層
390:有機增建層
400:基材
402-406:傳導金屬層
407-409:(傳導金屬)層
410、411:有機增建層
420:基材
430:基材
432:隔離層
440:基材
442:種子層
450:基材
452:驅動層
460:基材
462:空氣間隙
500:微電子裝置
502:覆晶(FC)黏貼式晶粒/晶粒
510:感測裝置
512:感測器
520:感測器保護網孔/網孔層
522:空腔
530:阻焊層
540:磁鐵
550:塑模
560、562、660、662:銲錫凸塊或焊點
600:微電子裝置
602:覆晶(FC)黏貼式晶粒/晶粒
610:感測裝置
612:感測器
620:層
622:空腔
630:阻焊層
640:磁鐵
650:塑模
700:運算裝置
702:板體/主機板
704:處理器
706:通訊晶片
710、711:揮發性記憶體/DRAM
712:非揮發性記憶體/ROM
714:晶片組
715:功率放大器/AMP
716:圖形處理器/圖形CPU
720:天線
722:觸控螢幕控制器
724:羅盤
726:全球定位系統裝置/GPS
728:揚聲器
730:觸控螢幕顯示器
732:電池
740:感測裝置
750:影像攝錄器
圖1為根據一具體實施例之感測裝置100的上視圖。
圖2為根據一具體實施例之感測裝置200的側視圖。
圖3A根據一具體實施例圖示沒有絕緣層的感測裝置以及圖3B圖示有絕緣層介於驅動及感測層之間的感測裝置。
圖4A至圖4F根據一具體實施例圖示用於製造感測裝置的方法。
圖5根據一具體實施例圖示具有感測裝置的封裝基材組態(例如，微電子裝置)。
圖6根據一具體實施例圖示具有感測裝置的封裝基材組態(例如，微電子裝置)。
圖7圖示根據一具體實施例的運算裝置700。
描述於本文的是包括感測裝置的微電子裝 置以及形成該等裝置的方法。在以下說明中，會用熟諳此藝者常用的術語描述示範具體實作的各種方面以傳達工作內容給其他熟諳此藝者。不過，熟諳此藝者會明白，實施本揭示內容的具體實施例可以只用所述方面中之一些。為了解釋，提出特定數字、材料及組態供徹底了解該等示範具體實作。不過，熟諳此藝者會明白，不用該等特定細節仍可實施本發明。在其他情況下，省略或簡化眾所周知的特徵以免混淆該等示範具體實作。
將轉而以最有助於瞭解具體實施例之方式將各項操作描述為多個離散操作，不過，描述的順序不應解譯為暗示此等操作必然為順序相依性。特別是，此等操作無需以表示內容的順序執行。
本發明的具體實施例包括一種感測裝置以及形成感測裝置的方法。在一具體實施例中，該感測裝置包括一質量塊以及懸吊該質量塊的複數個橫桿(beam)。各個橫桿包含第一及第二傳導層以及位在該第一及該第二傳導層之間以使該第一及該第二傳導層電氣隔離的一絕緣層。該第一傳導層與該感測裝置之驅動訊號關聯以及該第二傳導層與其感測訊號關聯。
圖1為根據一具體實施例之感測裝置100的上視圖。在一實施例中，感測裝置100為封裝積體共振感測裝置(例如，加速度計)。在另一實施例中，該感測裝置可為不同類型的感測器(例如，陀螺儀、溫度、氣體濃度)。感測裝置100包括數個橫桿110-113，彼等之一端耦 接或附著至一驗證質量塊(proof mass)102以及錨定至在另一端提供電氣連接的通孔(例如，驅動通孔120-123，感測通孔130-133)。該等橫桿及該驗證質量塊被釋放從而在圖1垂直方向Y可自由上下移動。該等橫桿仍錨定至通孔。在一實施例中，永久磁鐵用來提供磁場150及151。為了操作該裝置，交流電用來驅動各個橫桿的活動部份在磁場的影響下變成機械共振。然後，由於磁場的運動，該橫桿在相同的共振頻率產生自己的感應電動勢(induced emf)(例如，在橫桿112、113)。在施加外部加速度時，驗證質量塊102移位，在橫桿中誘發張力而改變橫桿的共振頻率。藉由測量電動勢，可測定共振頻率的變化從而外加的加速度。在一實施例中，用驅動通孔施加至橫桿的驅動訊號造成橫桿在第一頻率共振以及在第一頻率產生感應電動勢。外加加速度可在橫桿中產生張力而使橫桿的共振頻率變為第二頻率。
一種先前辦法使用相同的共振跡線(resonant trace)用以供給驅動訊號以及感測感應電動勢。不過，此辦法的問題是驅動電壓(例如，IR(電流x電阻))與感應電動勢在共振時同相，這意謂源於兩者的訊號會加在對方上面。以代表性的設計而言，在任何放大之前，生成電動勢約有10-15微伏特(μV)以及驅動電壓約有1-5毫伏特(mV)。為了準確地擷取電動勢的變化以及使其與共振頻率的變化從而外加加速度相關聯，因此驅動IR訊號的控制需要小於0.1%，以保證總訊號的任何變化只 來自電動勢的變化。這是由製造公差引起的挑戰，其產生很大的橫桿電阻值差異(例如，達30%的差異)，除了雜訊誘發的電流值波動以外。因此，此先前辦法需要有最先進組件的極複雜電路，例如低雜訊放大器，而且可能耗電量高。另外，該先前辦法會需要極精確的製程控制，而增加製造成本且為成功實現這些感測器的阻礙。
如果驅動及感測訊號耦接的話，有一種能準確萃取感測訊號的辦法就是利用藉由在差分低雜訊放大器(例如，加法放大器組態)之輸入處提供確切數量之驅動訊號(例如，校準訊號)的抵消技術。如上述，在一實施例中，驅動訊號(IR)及感測訊號(電動勢)各自有1-5毫伏特與10-15微伏特峰峰振幅。因此，該抵消技術對於小於感測訊號振幅之20dB的抵消誤差需要至少0.1%準確度。不過，任何小振幅和(大於0.1%)的相位失配足以使抵消技術不準確。此外，主要驅動訊號為電流和校準訊號為電壓(V=IR，在此R為橫桿或感測器電阻)的事實給出額外的失配參數，因為感測器電阻未知而且製造公差使其有達30%的變化。這麼大的公差不允許使用虛擬感測器結構以便把校準電流變成所需校準電壓。因此，使用精巧的混合訊號電路以便克服這些缺點。首先，需要數位電路以逐次逼近感測器R的電阻及儲存其數位值。然後，可變增益放大器修改它的增益(根據儲存的R)及供給該校準電壓。在此，必須額外小心地使在驅動及校準訊號之間的關注頻率維持極小的相移。此外，所有電路組件必須共享低雜訊溫度穩 定的參考電壓以實現良好的抵消。因此，為了克服需要數位及類比區塊兩者的問題，增加讀出介面電路的大小及功率。
本設計提議用絕緣層使驅動及感測訊號去耦接以避免先前辦法及抵消技術的上述難題。圖2根據一具體實施例圖示感測裝置200的側視圖。驅動訊號層210及感測訊號層230為用絕緣無機介電層220電氣隔離的傳導(例如，金屬)層。不過，這3層仍然機械耦接而且作為單一結構隨著一共振頻率振動。以此方式，該等金屬層中之一者可用來供應造成整個結構共振的驅動電流。然後，測量或感測另一金屬層的感應電動勢而實質不干擾驅動IR訊號。
當如圖2所示地使驅動及感測訊號去耦接時，不需要先前辦法及抵消技術的上述電路組件。由於驅動電壓此時與感測訊號(電動勢)去耦接，因此介面電路只包含低雜訊放大器。這假設可省略驅動橫桿與感測橫桿的任何電磁耦接。基於以下評估，這是極為合理的假設。在一實施例中，假設電介質厚度為0.1微米以及驅動電流為1毫安培以及以20kHz的共振頻率操作，則電介質(例如，氮化矽)層的電容耦接比實際感測訊號(電動勢)小五個數量級以上。再者，有不大於1納亨(nH)之互感(mutual inductance)的感應耦接至少比感測訊號小二個數量級。這顯示，驅動及感測訊號可與提議結構完全耦接，因此可安全地省略所有附加混合訊號電路校準技術。
本設計架構的新穎性在於使用電介質材料使驅動及感測訊號去耦接同時機械耦接在封裝積體共振感測裝置中輸送訊號的跡線(傳導層或路徑)。所用電介質材料可為不會被用來移除有機層和建立感測裝置之空腔的電漿蝕刻劑蝕刻去掉(或有實質較低蝕刻速率)的任何無機電介質，例如氮化矽、SiOx、SiNOx等等。
一具體實施例可以實質比驅動訊號層薄的感測訊號層為特色，因為較厚的驅動訊號層最好用於減少電阻及較低耗電量同時感測訊號層保持薄以用於高阻抗電壓感測。結果，如圖3B所示有絕緣層370介於驅動訊號層360、感測訊號層380之間的感測裝置350之機械效能類似具有根據一具體實施例如圖3A所示沒有中介絕緣層之單體組合驅動/感測層310的感測裝置300。感測裝置300包括一或更多有機增建層(organic build up layer)340。感測裝置350包括一或更多有機增建層390。裝置300及350實施有限元素分析(FEA)模擬顯示這兩個裝置的頻率非常接近(例如，圖3A在19.9kHz，圖3B在20.1kHz)。有類似機械效能是合意的，因為沒有絕緣層之設計的力學被優化成對於加速度變化可產生快速反應及高度敏感性。在用來產生上述數字的模擬中，0.2微米厚的氮化矽層(例如，絕緣介電層370)使用於圖3B感測裝置的隔離。驅動及感測跡線的厚度各自約為14微米及0.8微米，彼等為略述於下文之生產流程的特徵值。沒有絕緣層之感測裝置的感測器層厚約為15微米。
在一實施例中，驅動層有13至15微米的厚度，感測層有0.6至1.2微米的厚度，以及電介質隔離層有50至200奈米的厚度。
圖4A至圖4F根據一具體實施例圖示用於製造感測裝置之方法。原則上，圖示分層法(layering)可能有所不同。例如，可能散布其他的層件，包含用於在共用基材上之其他微電子裝置的電介質、功能層或其他組件。同樣，圖示層(例如，在感測裝置組件下面的層)中有些可能或不存在於裝置中，儘管該裝置是根據具體實施例。
圖4A根據一具體實施例圖示感測裝置的基材400。該基材可為銅板或其他基材，包括但不限於：玻璃或有機材料。為了使用於增建層應用，可使用適用於該技術的任何基材。基材400包括一或更多傳導金屬層402-406以及一或更多有機增建層410及411。
圖4B根據一具體實施例圖示具有感測層之感測裝置的基材420。基材420包括與圖4A所示類似的層而且另外包括一或更多傳導金屬層407-409。層407及408形成驅動層的電氣連接以及層409為感測裝置的感測層。在一實施例中，沉積及圖案化一化學銅層(electroless copper layer)以便形成層407-409。
圖4C根據一具體實施例圖示有感測層及隔離層之感測裝置的基材430。基材430包括與圖4B所示類似的層而且另外包括隔離層432，其形成係藉由沉積該隔離層，圖案化該隔離層，以及蝕刻無遮罩部份。層407及 408形成驅動層的電氣連接以及層409為感測裝置的感測層。在一實施例中，隔離層432用無機電介質(例如，氮化矽等等)形成以隔離感測層與沉積於隔離層上的驅動層。
圖4D根據一具體實施例圖示有感測層、隔離層及驅動層之種子層442的感測裝置之基材440。基材440包括與圖4C所示類似的層而且另外包括驅動層的種子層442。
圖4E根據一具體實施例圖示有感測層、隔離層及驅動層452之感測裝置的基材450。在一實施例中，該方法包括壓合及圖案化一乾膜阻劑層(dry film resist layer)以及電鍍驅動層452的驅動跡線。然後，移除該乾膜阻劑層以及進行種子層的快速蝕刻(flash etch)。隔離層432去耦接及電氣隔離驅動層452與感測裝置的感測層409。
圖4F根據一具體實施例圖示有感測層、隔離層及驅動層452之感測裝置的基材460。在一實施例中，該方法包括用於移除一或更多有機增建層的電漿蝕刻。在此實施例中，蝕刻有機增建層411而留下空氣間隙462同時不實質蝕刻有機增建層410。
圖5根據一具體實施例圖示具有感測裝置的封裝基材組態(例如，微電子裝置)。微電子裝置500包括有感測器512的感測裝置510，感測器512有三明治感測結構，其包括隔離的驅動及感測層，如圖4A至圖4F所示。 覆晶(FC)黏貼式晶粒502可為任何一種電路，包括CPU或用來驅動感測裝置510的ASIC。微電子裝置500也包含致動感測器所需的磁鐵540。磁鐵540在感測器位置上方使用環氧樹脂、焊接或類似材料附著(例如，至阻焊層530)。塑模550形成裝置500的上層。一般而言，感測器保護網孔(sensor protection mesh)520應該在未被感測裝置佔用的數個位置(未圖示)處錨定至底下結構。
圖案化遵循感測裝置之諸層的網孔層520。然後，藉由蝕刻積累膜層來釋放這些層。然後，在網孔上面圖案化一阻焊層(solder resist layer)530以及用來密封在空腔522上方的開放網孔區。
在一具體實施例中，感測裝置510包括感測器512與磁鐵540。在另一具體實施例中，感測裝置510不包括磁鐵540。
圖6根據一具體實施例圖示具有感測裝置的封裝基材組態(例如，微電子裝置)。微電子裝置600包括有感測器612的感測裝置610，感測器612有三明治感測結構，其包括隔離的驅動及感測層，如圖4A至圖4F所示。覆晶(FC)黏貼式晶粒602可為任何一種電路，包括CPU或用來驅動感測裝置610的ASIC。在圖6中，網孔換成在感測裝置上方有開放窗口的層620。停止電漿蝕刻直到沉積及圖案化阻焊層之後以開出該窗口區。在積累膜蝕刻後，黏貼該磁鐵以及用來密封空腔。
在一具體實施例中，感測裝置610包括感測 器612與磁鐵640。在另一具體實施例中，感測裝置610不包括磁鐵640。
視需要組裝緊鄰磁鐵的晶粒502或602。晶粒502或602可包括控制電路，例如電流源、開關、鎖相迴路、差分放大器、讀出電路、及/或其他相關電路用於控制及查詢加速度計。應瞭解，晶粒502或602可包括或不包括所有這些電路，以及可包括用於執行其他功能的其他電路。
應瞭解，在系統單晶片具體實施例中，該晶粒可包括處理器、記憶體、通訊電路及其類似者。儘管圖示單一晶粒，然而在微電子裝置的同一個區域中可能沒有、有一或數個晶粒。
在一具體實施例中，該微電子裝置可為使用塊矽或絕緣體上矽子結構形成的結晶基材。在其他實作中，該微電子裝置可用可能與矽結合或不結合的替代材料形成，包括但不限於：鍺、銻化銦、碲化鉛、砷化銦、磷化銦、砷化鎵、砷化銦鎵、銻化鎵、或III-V或IV簇材料的其他組合。雖然在此只描述可形成基材的少數材料實施例，然而在建立半導體裝置時可用作基礎的任何材料都落入本發明的範疇。
該微電子裝置可為形成於較大基材上，例如晶圓，的複數個微電子裝置中之一者。在一具體實施例中，該微電子裝置可為晶圓級晶片尺寸封裝體(WLCSP)。在某些具體實施例中，在諸如形成一或更多 感測裝置之類的封裝操作後，可從晶圓切出該微電子裝置。
一或更多接觸可形成於微電子裝置的表面上。該等接觸可包括一或更多傳導層。例如，該等接觸可包括阻障層、有機表面保護(OSP)層、金屬層、或彼等之任何組合。該等接觸可提供通到在晶粒內之主動裝置電路(未圖示)的電氣連接。本發明的具體實施例包括各自電氣耦接至接觸的一或更多銲錫凸塊或焊點(solder joint)(例如，560、562、660、662)。該等銲錫凸塊或焊點可透過一或更多重分配層及傳導通孔電氣耦接至該等接觸。
圖7根據一具體實施例圖示運算裝置700。運算裝置700容納板體702。板體702可包括許多組件，包括但不限於：處理器704與至少一通訊晶片706。處理器704物理及電氣耦接至板體702。在一些實作中，至少一通訊晶片706也物理及電氣耦接至板體702。在其他實作中，通訊晶片706為處理器704的一部份。
取決於應用，運算裝置700可包括可或不物理及電氣耦接至板體702的其他組件。這些其他組件包括但不限於：揮發性記憶體(例如，DRAM 710，711)、非揮發性記憶體(例如，ROM 712)、快閃記憶體、圖形處理器716、數位訊號處理器、密碼處理器、晶片組714、天線720、顯示器、觸控螢幕顯示器730、觸控螢幕控制器722、電池732、聲頻編碼解碼器、視頻編碼解碼器、功率放大器715，全球定位系統(GPS)裝置726、羅盤 724、感測裝置740(例如，加速度計)、陀螺儀、揚聲器、影像攝錄器750，以及大容量儲存裝置(例如，硬式磁碟機)、光碟(CD)、數位光碟(DVD)等等)。
通訊晶片706致能用於傳輸資料進出運算裝置700的無線通訊。用語「無線」及其衍生詞可用來描述通過非固體媒體可利用調變電磁輻射來溝通資料的電路、裝置、系統、方法、技術、通訊通道等等。該用語不意謂相關裝置不包含任何接線，然而在一些具體實施例中，它們可能沒有。通訊晶片706可實作許多無線標準或協定中之任一，包括但不限於：Wi-Fi(IEEE 802.11家族)、WiMAX(IEEE 802.16家族)、IEEE 802.20、長程演進(LTE)、Ev-DO、HSPA+、HSDPA+、HSUPA+、EDGE、GSM、GPRS、CDMA、TDMA、DECT、藍芽、彼等之衍生物、以及指定作為3G、4G、5G及以上的任何其他無線協定。運算裝置700可包括複數個通訊晶片706。例如，第一通訊晶片706可專用於較短程的無線通訊，例如Wi-Fi、WiGig及藍芽，以及第二通訊晶片706可專用於較長程的無線通訊，例如GPS、EDGE、GPRS、CDMA、WiMAX、LTE、Ev-DO、5G及其他。
運算裝置700的處理器704包括封裝於處理器704內的積體電路晶粒。在本發明的一些實作或具體實施例中，該處理器的積體電路晶粒包括一或更多裝置，例如根據本發明具體實施例之實作的感測裝置。用語「處理器」可指任何裝置或裝置之一部份用於處理來自暫存器及/ 或記憶體的電子資料以將該電子資料轉換成可存入暫存器及/或記憶體的其他電子資料。
通訊晶片706也包括封裝於通訊晶片706內的積體電路晶粒。根據本發明具體實施例的另一實作，該通訊晶片的積體電路晶粒包括一或更多感測裝置。
以下。實施例1為一種感測裝置，其包括一質量塊及懸吊該質量塊的複數個橫桿。各個橫桿包含第一及第二傳導層以及位在該第一及該第二傳導層之間以使該第一及該第二傳導層電氣隔離的一絕緣層。該第一傳導層與該感測裝置之驅動訊號關聯以及該第二傳導層與其感測訊號關聯。
在實施例2中，實施例1的專利標的視需要可包括：一磁鐵，其經組配及配置成可產生一磁場使得，在一時變訊號施加至該第一傳導層時產生一特徵共振頻率，以及該共振頻率在該質量塊經歷一加速度時產生一個別變化。
在實施例3中，實施例1-2中之任一所述的專利標的視需要可包括：在施加一外部加速度時，該第二傳導層測量在該共振頻率的感應電動勢或在不同頻率的感應電動勢。
在實施例4中，實施例1-3中之任一所述的專利標的視需要可包括：該第一傳導層機械耦接至與該第二傳導層機械耦接的該絕緣層，以便作為一單一結構隨著該共振頻率振動。
在實施例5中，實施例1-4中之任一所述的專利標的視需要可包括：該等複數個橫桿及該質量塊包括一封裝積體共振加速度計的一傳導部份。
在實施例6中，實施例1-5中之任一所述的專利標的視需要可包括：該第一傳導層的厚度與該第二傳導層的厚度不對稱。
在實施例7中，實施例1-6中之任一所述的專利標的視需要可包括：該第一傳導層的厚度實質大於該第二傳導層的厚度。
在實施例8中，實施例1-7中之任一所述的專利標的視需要可包括：該絕緣層的厚度小於該第二傳導層的厚度。
在實施例9中，實施例1-8中之任一所述的專利標的視需要可包括：該感測裝置整合於一系統單晶片晶片組平台上。
在實施例10中，一種運算裝置，其包含：一感測裝置，其具有用一隔離層互相隔離的傳導驅動及感測層以及耦接至該感測裝置以控制該感測裝置的半導體晶粒。
在實施例11中，實施例10所述的專利標的視需要可包括：該運算裝置有一磁鐵，其經組配及配置成可產生一磁場使得，在一時變訊號施加至該驅動層時產生一特徵共振頻率，以及該共振頻率在該感測裝置的一質量塊經歷一加速度時產生一個別變化。
在實施例12中，實施例10-11中之任一所述的專利標的視需要可包括：在施加一外部加速度時，該感測層測量在該共振頻率的感應電動勢或在不同頻率的感應電動勢。
在實施例13中，實施例10-12中之任一所述的專利標的視需要可包括：該驅動層機械耦接至與感測層機械耦接的該隔離層，以便作為一單一結構隨著該共振頻率振動。
在實施例14中，實施例10-13中之任一所述的專利標的視需要可包括：該運算裝置之該驅動層有與該感測層之厚度不對稱的厚度。
在實施例15中，實施例10-14中之任一所述的專利標的視需要可包括：該運算裝置有一記憶體、一顯示模組、以及一輸入模組。該記憶體、該顯示模組及該輸入模組在一晶片晶片組平台(chip chipset platform)上且互相可有效通訊(operative communication)。
在實施例16中，實施例10-15中之任一所述的專利標的視需要可包括：該運算裝置有一圖形處理器、一通訊模組及相關天線、一影像攝錄器模組、一麥克風模組，以及一揚聲器模組。該圖形處理器、該通訊模組、該影像攝錄器模組及該麥克風模組中之每一者在一晶片晶片組平台上有效通訊。
在實施例17中，一種用於製造感測裝置之方法，其包含下列步驟：形成具有一或更多傳導金屬層及 一或更多有機增建層的一基材，形成該感測裝置的一傳導感測層，形成一隔離層，以及形成一傳導驅動層。該隔離層經形成可使感測裝置之該傳導感測層與該傳導驅動層去耦接及電氣隔離。
在實施例18中，實施例17所述之專利標的視需要可包括：移除至少一有機增建層以形成鄰近該傳導感測層之一表面的一空氣間隙。
在實施例19中，實施例17-18中之任一所述的專利標的視需要可包括：該傳導驅動層機械耦接至與該傳導感測層機械耦接的該隔離層，以便作為一單一結構隨著一共振頻率振動。
在實施例20中，實施例17-19中之任一所述的專利標的視需要可包括：該傳導驅動層的厚度與該傳導感測層的厚度不對稱。
200:感測裝置
210:驅動訊號層
220:絕緣無機介電層
230:感測訊號層
240:基材

Claims (16)

  1. 一種感測裝置，其包含：一質量塊；以及懸吊該質量塊的複數個橫桿，各橫桿包含第一及第二傳導層和位在該第一及該第二傳導層之間以電氣隔離該第一及該第二傳導層的一絕緣層，該第一傳導層與驅動訊號關聯且該第二傳導層與該感測裝置之感測訊號關聯，其中，該質量塊包含該第一及該第二傳導層和該絕緣層。
  2. 如請求項1的感測裝置，其進一步包含：一磁鐵，其受組配且配置為可產生一磁場，以致使在一時變訊號施加至該第一傳導層時產生一特徵共振頻率，且在該質量塊經歷一加速度時，產生該共振頻率之一相應變化。
  3. 如請求項2的感測裝置，其中，該第二傳導層用於在施加一外部加速度後測量在該共振頻率時的一感應電動勢或在一不同頻率時的一感應電動勢。
  4. 如請求項2的感測裝置，其中，為了以該共振頻率如一單一結構般振動，該第一傳導層與該絕緣層機械式耦接，而該絕緣層與該第二傳導層機械式耦接。
  5. 如請求項1的感測裝置，其中，該等複數個橫桿及該質量塊包含一封裝積體共振加速度計的一傳導部份。
  6. 如請求項1的感測裝置，其中，該第一傳導層的厚度與該第二傳導層的厚度不對稱。
  7. 如請求項1的感測裝置，其中，該第一傳導層的厚度實質大於該第二傳導層的厚度。
  8. 如請求項1的感測裝置，其中，該絕緣層的厚度小於該第二傳導層的厚度。
  9. 如請求項1的感測裝置，其係整合於一系統單晶片晶片組平台上。
  10. 一種運算裝置，其包含：一感測裝置，其具有以一隔離層互相隔離的傳導驅動及感測層，且該感測裝置具有一質量塊，該質量塊由複數個橫桿所懸吊，其中，該質量塊及該等複數個橫桿均包含該等傳導驅動及感測層和該隔離層；以及一半導體晶粒，其與該感測裝置耦接以控制該感測裝置。
  11. 如請求項10的運算裝置，其進一步包含：一磁鐵，其受組配且配置為可產生一磁場，以致使在一時變訊號施加至該驅動層時產生一特徵共振頻率，且在該感測裝置的該質量塊經歷一加速度時，產生該共振頻率之一相應變化。
  12. 如請求項11的運算裝置，其中，該感測層用於在施加一外部加速度後，測量在該共振頻率時的一感應電動勢或在一不同頻率時的一感應電動勢。
  13. 如請求項11的運算裝置，其中，為了以該共振頻率如一單一結構般振動，該驅動層與該隔離層 機械式耦接，而該隔離層與該感測層機械式耦接。
  14. 如請求項10的運算裝置，其中，該驅動層的厚度與該感測層的厚度不對稱。
  15. 如請求項10的運算裝置，其進一步包含：一記憶體；一顯示模組；以及一輸入模組，該記憶體、該顯示模組及該輸入模組在一晶片晶片組平台上與彼此可操作的通訊。
  16. 如請求項15的運算裝置，其進一步包含：一圖形處理器；一通訊模組及相關天線；一影像攝錄器模組；一麥克風模組；以及一揚聲器模組，該圖形處理器、該通訊模組、該影像攝錄器模組及該揚聲器模組中之每一者在該晶片晶片組平台上可操作的通訊。
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