微机电系统装置的制作方法

本揭露实施例涉及微机电系统装置。

背景技术：

微机电系统(mems)装置已越来越广泛地用于诸多现代电子产品中，例如加速计、压力传感器、喷墨打印机及麦克风。一种常见类型的微机电系统装置包含：微机电电容器，其具有用作电容器板的可移动部件(有时被称为检测质量块)；及固定部件，其用作另一电容器板。可移动部件的移动会使得电容器的电容发生改变。可将电容的改变转换成电信号，且允许所述微机电系统装置用作麦克风、加速计等。

技术实现要素：

根据本揭露的一实施例，一种微机电系统(mems)装置包括：第一层及第二层，其包括相同材料；第三层，其放置于所述第一层与所述第二层之间；第一气隙，其分隔开所述第一层与所述第三层；第二气隙，其分隔开所述第二层与所述第三层；多个第一柱，所述多个第一柱暴露于所述第一气隙且被布置成与所述第一层及所述第三层接触；及多个第二柱，所述多个第二柱暴露于所述第二气隙且被布置成与所述第二层及所述第三层接触。

根据本揭露的另一实施例，一种微机电系统(mems)装置包括：衬底，其具有与周围环境连通的环境端口；第一层，其位于所述衬底上方且包括第一可移动部分及形成于所述第一可移动部分中的至少一第一孔；第二层，其位于所述第一层上方且包括第二可移动部分及形成于所述第二可移动部分中的多个第二孔；第三层，其放置于所述第一层与所述第二层之间且包括多个第三孔；多个第一柱，所述多个第一柱从所述第一层的所述第一可移动部分延伸到所述第二层；及多个第二柱，所述多个第二柱从所述第二层的所述第二可移动部分延伸到所述第三层。

根据本揭露的又一实施例，一种用于形成微机电系统装置的方法包括：在衬底上方形成第一层；在所述第一层上方形成多个第一柱；在所述第一柱及所述第一层上方形成第二层；在所述第二层上方形成多个第二柱；及在所述第二柱及所述第二层上方形成第三层。

附图说明

结合附图进行阅读，从以下详细说明最好地理解本发明实施例的方面。应注意，根据行业中的标准惯例，各种特征未按比例绘制。实际上，为论述清晰起见，可任意地增大或减小各种特征的尺寸。

图1是表示形成根据本揭露方面的微机电系统装置的方法的流程图。

图2是表示形成根据本揭露方面的微机电系统装置的方法的流程图。

图3a到3k是图解说明在一或多个实施例中根据本揭露方面构造的处于各个制作阶段处的微机电系统装置的示意图。

图4a到4g是图解说明在一或多个实施例中根据本揭露方面构造的处于各个制作阶段处的微机电系统装置的示意图。

图5a到5h是图解说明在一或多个实施例中根据本揭露方面构造的处于各个制作阶段处的微机电系统装置的示意图。

图6a到6e是图解说明在一或多个实施例中根据本揭露方面构造的处于各个制作阶段处的微机电系统装置的示意图。

图7a到7d是图解说明在一或多个实施例中根据本揭露方面构造的处于各个制作阶段的微机电系统装置的示意图。

图8a到8d是图解说明在一或多个实施例中根据本揭露方面构造的处于各个制作阶段处的微机电系统装置的示意图。

图9a及9b是图解说明在一或多个实施例中根据本揭露方面构造的处于各个制作阶段处的微机电系统装置的示意图。

图10a及10b是图解说明在一或多个实施例中根据本揭露方面构造的处于各个制作阶段处的微机电系统装置的示意图。

具体实施方式

以下揭露内容提供诸多不同的实施例或实例，以用于实施所提供主题的不同的特征。下文阐述部件及布置的具体实例以使本揭露简明。当然，这些仅为实例且并不旨在进行限制。举例来说，在以下说明中，第一特征形成于第二特征上或上方可包含其中第一特征与第二特征形成为直接接触的实施例，且还可包含额外特征可形成于第一特征与第二特征之间，使得第一特征与第二特征不可直接接触的实施例。另外，本揭露可在各种实例中重复使用装置符号及/或字母。这种重复是出于简洁及清晰目的，本质上并不指示所论述的各种实施例及/或结构设计之间的关系。

此外，为便于说明起见，本文中可使用空间相对术语(例如，“在…下面”、“在…下方”、“下部”、“在…上面”、“上部”、“在…上”及诸如此类)来阐述一个装置或特征与另外装置或特征的关系，如各图中所图解说明。除了图中所绘示的定向之外，空间相对术语还旨在囊括装置在使用或操作中的不同定向。可以其它方式对设备进行定向(旋转90度或呈其它定向)，且对本文中所使用的空间相对描述语加以相应的解释。

如本文中所使用，术语例如“第一”、“第二”及“第三”阐述各种部件、组件、区、层及/或区段，但这些部件、组件、区、层及/或区段不应受限于这些术语。这些术语可仅用于对一个部件、组件、区、层或区段与另一部件、组件、区、层或区段进行区分。本文中所使用的术语(例如，“第一”、“第二”及“第三”)并不暗示顺序或次序，除非内容脉络明确做出指示。

如本文中所使用，术语“大约”、“大体上(substantially)”、“实质的(substantial)”及“约”用于阐述并解释小的变化。当与事件或情况结合使用时，术语可指代事件情况精确地发生的例项以及事件或情况近似地发生的例项。举例来说，当与数值结合使用时，术语可指代小于或等于数值的±10％的变化范围，例如小于或等于±5％、小于或等于±4％、小于或等于±3％、小于或等于±2％、小于或等于±1％、小于或等于±0.5％、小于或等于±0.1％或小于或等于±0.05％。举例来说，如果所述值之间的差小于或等于所述值的平均值的±10％(例如小于或等于±5％、小于或等于±4％、小于或等于±3％、小于或等于±2％、小于或等于±1％、小于或等于±0.5％、小于或等于±0.1％或小于或等于±0.05％)，那么两个数值可被视为“大体上”相同或相等。举例来说，“大体上”平行可指代相对于0°而小于或等于±10°的角度变化范围，例如小于或等于±5°、小于或等于±4°、小于或等于±3°、小于或等于±2°、小于或等于±1°、小于或等于±0.5°、小于或等于±0.1°或小于或等于±0.05°。举例来说，“大体上”垂直可指代相对于90°而小于或等于±10°的角度变化范围，例如小于或等于±5°、小于或等于±4°、小于或等于±3°、小于或等于±2°、小于或等于±1°、小于或等于±0.5°、小于或等于±0.1°或小于或等于±0.05°。

在某些实施例中，微机电麦克风包含硅衬底及板电容器，所述板电容器包含隔板(diaphragm)(有时被称为隔膜(membrane))及通过气隙与所述隔板分隔开的背板。当隔板受声波驱动而振动时，隔板与背板之间的气隙的宽度会发生改变，因此板电容器的电容会发生改变。如此一来，微机电麦克风将声波转换成电信号。

当设计微机电麦克风时，通常期望实现良好的灵敏度、高信噪比(snr)及高声学过载点(aop)。aop为除snr之外微机电麦克风的最重要质量指标之一。aop阐述输入到麦克风中的必会导致麦克风的输出发生不可接受失真(通常为10％)的声压电平，且通常以dbspl为单位来表达。风及高声噪声会导致麦克风超过其aop。超过aop会导致输出信号被截波。超过麦克风的aop的输入声压电平通常使声音信号不可辨识且给旨在减少噪声的信号处理带来麻烦。

可通过增大隔膜刚性或减小偏压电压来改进aop。然而，这些方法减小微机电麦克风的snr及灵敏度。换句话说，实现高snr及良好灵敏度与实现高aop之间存在折衷。此外，微机电麦克风对进入气隙的污染微粒极其敏感。发现，气隙中的微粒会在对声学信号的感测期间减弱隔膜的振动。即，这些微粒可限制隔膜充分振动的能力，而导致故障。

因此，本揭露提供一种与顶部隔膜及底部隔膜接触的半导体柱或绝缘柱的微机电系统装置。可以认为，顶部隔膜及底部隔膜的隔膜刚性得以改进，这是因为柱挤压振动且有助于维持顶部隔膜与底部隔膜之间的空间。因此，在不减小偏压电压的情况下提高阐述会导致隔膜出现不可接受畸变的所输入声压电平的aop。此外，本揭露所提供的微机电系统装置还可包含经设计以减少进入气隙的微粒的隔膜及经设计以具有通风孔或气流通道以维持良好的灵敏度及snr的隔膜。

图1是用于形成微机电系统装置的方法10的流程图。方法10包含其中在衬底上方形成第一层的操作100。在某些实施例中，所述第一层可为半导体层或多层结构。方法10包含其中在第一层中形成孔的操作101。方法10进一步包含其中在第一层上方形成多个第一柱的操作102。方法10进一步包含其中在第一柱及第一层上方形成第二层的操作103。在某些实施例中，所述第二层可为半导体层或多层结构。方法10进一步包含其中在第二层中形成多个孔的操作104。方法10进一步包含其中在第二层上方形成多个第二柱的操作105。方法10进一步包含其中在第二柱及第二层上方形成第三层的操作106。在某些实施例中，所述第三层可为半导体层或多层结构。方法10进一步包含其中在第三层中形成多个孔的操作107。方法10进一步包含其中在第三层上方形成第四层且在第四层中形成多个连接的操作108。方法10进一步包含其中将衬底薄化的操作109。方法10进一步包含其中将衬底的一部分及第四层的一部分去除的操作110。将根据一或多个实施例进一步阐述方法10。应注意，可在各种方面的范围内对方法10的操作进行重新布置或者修改。还应注意，可在方法10之前、期间及之后提供额外工艺，且本文中可仅简要地阐述某些其它工艺。因此，可本文中所阐述的各种方面的范围内施行的其它实施方案。

图2是用于形成微机电系统装置的方法12的流程图。方法12包含其中在衬底上方形成第一层的操作120。在某些实施例中，第一层可为半导体层或多层结构。方法12包含其中在第一层中形成孔的操作121。方法12进一步包含其中在第一层上方形成第二层的操作122。在某些实施例中，第二层可为半导体层或多层结构。方法12进一步包含其中在第二层中形成多个孔的操作123。方法12进一步包含其中在第二层上方形成第三层的操作124。在某些实施例中，所述第三层可为半导体层或多层结构。方法12进一步包含其中在第三层上方形成第四层且在第四层中形成多个连接的操作125。方法10进一步包含其中将衬底薄化的操作126。方法10进一步包含其中将衬底的一部分去除的操作127。方法12进一步包含其中将衬底的一部分去除的操作128。方法12进一步包含其中同时地在第一层上方形成多个第一柱及在第二层上方形成多个第二柱的操作129。将根据一或多个实施例进一步阐述方法12。应注意，可在各种方面的范围内重新布置或者修改方法12的操作。还应注意，可在方法12之前、期间及之后提供额外工艺，且本文中可仅简要地阐述某些其它工艺。因此，可本文中所阐述的各种方面的范围内施行其它实施方案。

图3a到3k是图解说明在一或多个实施例中根据本揭露方面构造的处于各个制作阶段处的微机电系统装置200的示意图。如图3a中所展示，提供衬底202。在某些实施例中，衬底202为块状半导体衬底，其包含例如硅(si)、锗(ge)、碳化硅(sic)、第三族元素及第四族元素中的一或多种。衬底202上可界定有第一区204a及第二区204b。在某些实施例中，第二区204b环绕第一区204a，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，集成电路(ic)装置(未展示)可形成于衬底202的第二区204b中，但本揭露并不仅限于此。在衬底202上方形成绝缘层206。在某些实施例中，绝缘层206包含氧化硅(sio)，但本揭露并不仅限于此。绝缘层206经形成以提供电隔离且用作蚀刻停止层，但本揭露并不仅限于此。

仍参考图3a，第二区204b中的绝缘层206中形成多个连接结构208。在某些实施例中，连接结构208包含si，例如经掺杂多晶硅，但本揭露并不仅限于此。根据方法10的操作100，在衬底202上方形成第一半导体层210。在某些实施例中，半导体层210包含si，例如经掺杂多晶硅，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，连接结构208与第一半导体层210的形成一起形成。此外，连接结构208与衬底202及第一半导体层210接触以在第二区204b中提供电连接。随后根据操作101，将第一半导体层210图案化以在第一区204a中形成至少一孔212。此外，可与孔212的形成同时地在第二区204b中形成多个沟槽213。沟槽213的宽度小于孔212的宽度。在某些实施例中，孔212的宽度小于大约3μm，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，沟槽213的宽度介于大约0.5μm与2μm之间，但本揭露并不仅限于此。如图3a中所展示，第二区204b中的沟槽213从连接结构208偏移。在某些实施例中，孔212经结构设计以用作通风孔，而沟槽213经结构设计以提供部件(例如，此后形成的隔膜与互连结构)之间的电隔离。

参考图3b及3c，根据操作102，在第一半导体层210上方形成多个第一柱。在某些实施例中，在操作102中在第一半导体层210上形成绝缘层214及222，且利用绝缘层214来填充孔212及沟槽213。绝缘层214及绝缘层222可包含不同的材料。举例来说，绝缘层214可包含四乙原硅酸盐(teos)，且绝缘层222可包含氮化硅(sin)，但本揭露并不仅限于此。绝缘层214的厚度大于绝缘层222的厚度。应注意，绝缘层214的厚度大体上界定第一半导体层210与将形成于绝缘层214上的覆叠层之间的间隔距离。随后，在操作102中，在绝缘层214及绝缘层222中形成多个沟槽215a及多个沟槽215b。如图3b中所展示，沟槽215a形成于第一区204a中，且沟槽215b形成于第二区204b中。此外，沟槽215a及215b暴露出第一半导体层210。在某些实施例中，沟槽215a的宽度介于大约0.5μm与大约50μm之间，且沟槽215b的宽度介于大约0.5μm与大约50μm之间，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，沟槽215a的宽度小于沟槽215b的宽度，但本揭露并不仅限于此。

参考图3c，接下来，在衬底202上方形成半导体材料以填充沟槽215a。因此，在操作102中，在第一区204a中的第一半导体层210中的上方形成多个第一半导体柱230。此外，半导体材料填充第二区204b中的沟槽215b，且因此形成多个连接结构232。在某些实施例中，半导体材料可包含si，例如经掺杂多晶硅，但本揭露并不仅限于此。第一区204a中的第一半导体柱230与第一半导体层210接触，如图3c中所展示。在某些实施例中，第二区204b中的连接结构232可透过第一半导体层210电连接到第一半导体层210或连接结构208。由于第一半导体柱230及连接结构232通过填充沟槽215a及215b而形成，因此第一半导体柱230的宽度与沟槽215a的宽度大体上相同，且连接结构232的宽度与沟槽215b的宽度大体上相同。在某些实施例中，第一半导体柱230的宽度介于大约0.5μm与大约50μm之间，且连接结构232的宽度介于大约0.5μm与大约50μm之间，但本揭露并不仅限于此。

此外，在第一半导体柱230及第一半导体层210上方形成半导体层224。将半导体层224图案化以在第一区204a中形成至少多个沟槽217a且在第二区204b中形成多个沟槽217b。在某些实施例中，沟槽217a的宽度小于沟槽217b的宽度，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，第二区204b中的沟槽217b的宽度介于大约1μm与大约2μm之间，但本揭露并不仅限于此。另外，第一区204a中的沟槽217a的宽度可与第一半导体柱230的宽度相同，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，沟槽217a从第一半导体柱230偏移，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，沟槽217a经结构设计以提供部件(例如，此后形成的隔膜)之间的电隔离，而沟槽217b经结构设计以提供部件(例如，此后形成的互连结构)之间的电隔离。

参考图3d，接下来，在半导体层224上形成绝缘层226。绝缘层226可包含与绝缘层222的材料相同的材料，但本揭露并不仅限于此。绝缘层226的厚度可与绝缘层222的厚度相同，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，形成包含绝缘层222、半导体层224及绝缘层226的多层结构220。根据操作103，多层结构220被视为形成于第一半导体层210及第一半导体柱230上方的第二层。此外，绝缘层226填充沟槽217a且因此在第一区204a中的半导体层224中形成多个隔离结构234。在某些实施例中，绝缘层226保形地形成于半导体层224上方，使得绝缘层226覆盖沟槽217b的底部及侧壁，如图3d中所展示。然而，在其它实施例中，绝缘层226可填充第二区204b中的沟槽217b。

参考图3e，根据操作104，在多层结构220中形成多个孔228a。孔228a形成于第一区204a中。在某些实施例中，与孔228a的形成同时地在第一区204a中形成多个沟槽228b。如图3e中所展示，孔228a及沟槽228b穿透多层结构220。在某些实施例中，孔228a的宽度介于大约1μm与大约50μm之间，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，孔228a的宽度大于沟槽228b的宽度。孔228a经结构设计以用作声学孔，而沟槽228b经结构设计以提供部件(例如，此后形成的背板与互连结构)之间的机械隔离。

参考图3f及3g，根据操作105，在多层结构220上方形成多个第二柱。在某些实施例中，在操作105中，在多层结构220上方形成一绝缘层216。在某些实施例中，绝缘层216可包含与绝缘层226的材料不同的材料，但绝缘层216可包含与绝缘层214相同的材料。如图3f中所展示，绝缘层216填充第一区204a中的孔228a及沟槽228b且填充第二区204b中的沟槽217b。应注意，绝缘层216的厚度大体上界定多层结构220与将形成于绝缘层216上的覆叠层之间的间隔距离。随后，在操作105中，在绝缘层216中形成多个沟槽229a及多个沟槽229b。如图3f中所展示，沟槽229a形成于第一区204a中，且沟槽229b形成于第二区204b中。此外，沟槽229a及沟槽229b暴露出多层结构220的半导体层224。在某些实施例中，沟槽229a的宽度可与第一半导体柱230的宽度大体上相同，且沟槽229b的宽度可与连接结构232的宽度大体上相同，但本揭露并不仅限于此。还应注意，在某些实施例中，第一区204a中的沟槽229a从隔离结构234、第一半导体柱230、孔228a及沟槽228b偏移，如图3f中所展示。

参考图3g，接下来，在衬底202上方形成半导体材料以填充沟槽229a及229b。根据操作105，半导体材料填充第一区204a中的沟槽229a，且因此在多层结构220上方形成多个第二半导体柱236。此外，利用半导体材料来填充沟槽229b，且因此在第二区204b中形成多个连接结构238。第一区204a中的第二半导体柱236与多层结构220的半导体层224接触，如图3g中所展示。在某些实施例中，第二区204b中的连接结构238可电连接到多层结构220的半导体层224。由于第二半导体柱236及连接结构238通过填充沟槽229a及229b而形成，因此第二半导体柱236的宽度与沟槽229a的宽度大体上相同，且连接结构238的宽度与沟槽229b的宽度大体上相同。

根据操作106，在第二半导体柱236及多层结构220上方形成第二半导体层240。随后根据操作107，将第二半导体层240图案化以第一区204a中形成多个孔242。在某些实施例中，与孔242的形成同时地在第二区204b中形成多个沟槽243。在某些实施例中，第一区204a中的孔242的宽度介于大约1μm与大约50μm之间，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，沟槽243的宽度介于大约0.5μm与2μm之间，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，孔242从第二半导体柱236偏移，但本揭露并不仅限于此。

参考图3h，接下来，在操作108中，在第二半导体层240上方形成绝缘层218。在某些实施例中，绝缘层218可包含与绝缘层216相同的材料。如图3h中所展示，绝缘层218填充第一区204a中的孔242及第二区204b中的沟槽243。随后，在操作108中，在绝缘层218中形成多个开口(未展示)，且在开口中形成多个连接垫250a到250d。

参考图3i，根据操作109，接下来，在与第一半导体层210、多层结构220及第二半导体层240相对的一侧上对衬底202进行研磨或薄化。在某些实施例中，可通过化学机械抛光(cmp)操作将衬底202薄化到所要厚度，但本揭露并不仅限于此。因此，获得经薄化衬底202'，如图3i中所展示。在某些实施例中，经薄化衬底202'的厚度介于大约200μm与大约400μm之间，但本揭露并不仅限于此。

参考图3j，接下来，在绝缘层218及连接垫250上形成经图案化光刻胶219。经图案化光刻胶219包含大体上对应于第一区204a的开口。接下来根据操作110，大体上在第一区204a中去除经薄化衬底202'的一部分以形成环境端口260，如图3j中所展示。接下来，在操作110中，透过开口执行蚀刻操作以去除绝缘层218的一部分。此外，通过蚀刻操作透过开口来去除绝缘层216的一部分、绝缘层214的一部分及绝缘层206的一部分。在某些实施例中，蚀刻操作包含透过开口引入蒸汽氢氟酸(vhf)，但本揭露并不仅限于此。蚀刻操作去除绝缘层218在第一区204a中的透过经图案化光刻胶219暴露出的部分以形成开口266。蚀刻操作从孔242进一步去除绝缘层218，且因此可再次观察到孔242。蚀刻操作进一步去除绝缘层216在第一区204a中的一部分以形成气隙264。蚀刻操作从孔228a及沟槽228b进一步去除绝缘层216，且可再次观察到孔228a及沟槽228b。蚀刻操作进一步去除绝缘层214在第一区204a中的一部分以形成气隙262。蚀刻操作进一步从孔212去除绝缘层214，且可再次观察到孔212。蚀刻操作进一步去除绝缘层206，使得气隙262与环境端口260连通，如图3j中所展示。接下来，去除经图案化光刻胶219。另外，开口266的宽度可大于气隙264及262的宽度，且气隙264及262的宽度可大于环境端口260的宽度，但本揭露并不仅限于此。

参考图3k，因此形成微机电系统装置200。微机电系统装置200包含衬底202'及绝缘层206，且环境端口260形成为穿透第一区204a中的衬底202'及绝缘层206。如图3k中所展示，环境端口260与周围环境连通。微机电系统装置200进一步包含第一半导体层210及第二半导体层240。第一半导体层210及第二半导体层240包含相同的材料，例如经掺杂多晶硅，但本揭露并不仅限于此。如图3k中所展示，第二半导体层240透过第一半导体层210与衬底202'分隔开。微机电系统装置200进一步包含放置于第一半导体层210与第二半导体层240之间的多层结构220。

第一半导体层210的对应于环境端口260或位于第一区204a中的一部分被称为第一可移动部分，且第一半导体层210的位于第二区204b中的一部分被称为第一锚定部分。在某些实施例中，第一锚定部分大体上环绕第一可移动部分，但本揭露并不仅限于此。应注意，至少第一孔212形成于第一半导体层210的第一可移动部分中且穿透所述第一可移动部分，如图3k中所展示。第一孔212经结构设计以用作通风孔。在某些实施例中，第一孔212大体上形成于可移动部分(在第一区204a中)的中心中，但本揭露并不仅限于此。第二半导体层240的对应于环境端口260或位于第一区204a中的一部分被称为第二可移动部分，且第二半导体层240的位于第二区204b中的一部分被称为第二锚定部分。在某些实施例中，第二锚定部分大体上环绕第二可移动部分，但本揭露并不仅限于此。应注意，所述多个第二孔242形成于第二半导体层240的第二可移动部分中且穿透所述第二可移动部分，如图3k中所展示。第二孔242用作气流通道。此外，所述多个孔228a及所述多个沟槽228b形成于多层结构220中且穿透多层结构220，且孔228a及沟槽228b形成于第一区204a中。在某些实施例中，孔228a及沟槽228b形成为对应于第一半导体层210的第一可移动部分及第二半导体层240的第二可移动部分。孔228a用作声学孔，而沟槽228b用于提供机械隔离。

仍参考图3k，气隙262放置于第一半导体层210与多层结构220之间以分隔开第一半导体层210与多层结构220。此外，气隙262经由第一孔212与环境端口260连通。气隙264放置于第二半导体层240与多层结构220之间以分隔开第二半导体层240与多层结构220。此外，气隙264经由声学孔228a及机械隔离沟槽228b与气隙262连通。开口266经由第二孔242与气隙264连通。

仍参考图3k，应注意，微机电系统装置200进一步包含所述多个第一半导体柱230，所述多个第二半导体柱236及所述多个隔离结构234。第一半导体柱230形成于第一半导体层210与多层结构220之间且被布置成与第一半导体层210及多层结构220接触。第一半导体柱230放置于第一半导体层210的第一可移动部分上且被气隙262环绕。第二半导体柱236形成于第二半导体层240与多层结构220之间且被布置成与第二半导体层240及多层结构220接触，且第二半导体柱236被气隙264环绕。隔离结构234形成于多层结构220中，且完全嵌入于多层结构220中。此外，隔离结构234穿透半导体层224以与绝缘层222及226接触，如图3k中所展示。

在某些实施例中，第一半导体柱230与第二半导体柱236可包含相同的材料。在某些实施例中，第一半导体层210、第二半导体层240、第一半导体柱230及第二半导体柱236可包含相同的材料，例如经掺杂多晶硅，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，隔离结构234可包含与多层结构220的绝缘层226相同的材料。在某些实施例中，第一半导体柱230的宽度与第二半导体柱236的宽度可相同，但本揭露并不仅限于此。

第一半导体柱230与第二半导体柱236可彼此偏移。第一半导体柱230及第二半导体柱236可从隔离结构234偏移。此外，第一半导体柱230通过隔离结构234与第二半导体柱236电隔离。因此，第一半导体层210、多层结构220及第二半导体层240与沟槽228b及隔离结构234电隔离且被沟槽228b及隔离结构234隔离。在某些实施例中，第二孔242中的每一者位于第二锚定部分(位于第二区204b中)与第二半导体柱236之间，如图3k中所展示。在某些实施例中，第一半导体柱230中的每一者通过气隙262与绝缘层214完全分隔开，且第二半导体柱236中的每一者通过气隙264与绝缘层216完全分隔开。

在某些实施例中，第一半导体层210的第一可移动部分及第二半导体层240的第二可移动部分用作底部隔膜及上部隔膜，且多层结构220用作微机电系统装置200的背板。如图3k中所展示，互连结构可由连接结构208、第一半导体层210、连接结构232、多层结构220中的半导体层224、连接结构238及第二半导体层240形成。且互连结构提供衬底202'与连接垫250a之间的电连接。另一互连结构可由第一半导体层210、连接结构232、多层结构220中的半导体层224、连接结构238及第二半导体层240形成。且互连结构提供底部隔膜与连接垫250b之间的电连接。另一互连结构可由多层结构220的半导体层224、连接结构238及第二半导体层240形成。且互连结构提供背板与连接垫250d之间的电连接。此外，连接垫250c与第二半导体层240接触以提供与上部隔膜的电连接。

因此，微机电系统装置200被称为双隔膜装置。应注意，位于第一半导体层210与多层结构220之间且完全放置于第一半导体层210的第一可移动部分上方的第一半导体柱230改进第一半导体层210的刚性，且位于第二半导体层240与多层结构220之间且完全放置于第二半导体层240的第二可移动部分上方的第二半导体柱236改进第二半导体层240的刚性。因此，微机电系统装置200的aop可在偏压电压不发生改变的情况下得以改进。此外，使得环境端口260与气隙262之间连通的通风孔212具有小于3μm的宽度且因此防止微粒进入气隙262。微粒及空气阻尼问题两者可因此都得以减轻。另外，作为气流通道的第二孔242改进空气流出且因此微机电系统装置200的性能可得以改进。

图4a到4g是图解说明在一或多个实施例中根据本揭露方面构造的处于各个制作阶段处的微机电系统装置300的示意图。此外，图4a到4g及图3a到3k中的类似部件可包含类似的材料；因此，为简洁起见省略重复的细节。如图4a中所展示，提供衬底302。衬底302上可界定有第一区304a及第二区304b。在某些实施例中，第二区304b环绕第一区304a，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，ic装置(未展示)可形成于衬底302的第二区304b中，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，一绝缘层306形成于衬底302上方，且多个连接结构308形成于第二区304b中的绝缘层306中。此外，连接结构308与衬底302接触，且经结构设计以在第二区304b中提供电连接。

仍参考图4a，根据操作100，在衬底302上方形成第一半导体层310。随后，将第一半导体层310图案化以在第一区304a中形成至少一孔312且在第二区304b中形成多个沟槽313。在某些实施例中，孔312的宽度小于大约3μm，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，第一区304a中的孔312经结构设计以用作通风孔，而第二区304b中的沟槽313经结构设计以提供部件(例如，此后形成的隔膜与互连结构)之间的电隔离。

仍参考图4a及4b，根据操作102，在第一半导体层310上方形成多个第一柱。在某些实施例中，然后在第一半导体层310上形成绝缘层314及322，且利用绝缘层314来填充孔312及沟槽313。如上文所述，绝缘层314及322可包含不同的材料。绝缘层314的厚度大于绝缘层322的厚度。如上文所述，绝缘层314的厚度大体上界定第一半导体层310与将形成于绝缘层314上的覆叠层之间的间隔距离。随后根据操作102，在第一区304a中形成多个第一半导体柱330。与形成第一半导体柱330同时地在第二区304b中形成多个连接结构332。在第一半导体柱330及第一半导体层310上方形成半导体层324。应理解，形成第一半导体柱330及连接结构332的操作可与上文所阐述及图3b到3c中展示的操作相同，且因此出于简洁起见省略这些细节。在某些实施例中，第一半导体柱330的宽度小于连接结构332的宽度，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，第一半导体柱330的宽度介于大约0.5μm与大约50μm之间，但本揭露并不仅限于此。第一区304a中的第一半导体柱330与第一半导体层310接触，如图4a中所展示。在某些实施例中，第二区304b中的连接结构332可透过第一半导体层310电连接到第一半导体层310或连接到连接结构308。随后，将半导体层324图案化以在第一区304a中形成至少多个沟槽317a且在第二区304b中形成多个沟槽317b。在某些实施例中，沟槽317a的宽度小于沟槽317b的宽度，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，第二区304b中的沟槽317b的宽度介于大约1μm与2μm之间，但本揭露并不仅限于此。第一区304a中的沟槽317a的宽度可与第一半导体柱330的宽度相同，但本揭露并不仅限于此。沟槽317a从第一半导体柱330偏移，且沟槽317b从连接结构332偏移。在某些实施例中，沟槽317a及317b两者都经结构设计以提供电隔离。在某些实施例中，沟槽317a提供部件(例如，此后形成的隔膜)之间的电隔离，而沟槽317b提供部件(例如，此后形成的互连结构)之间的电隔离。

参考图4b，接下来，在半导体层324上形成绝缘层326。绝缘层326可包含与绝缘层322的材料相同的材料，但本揭露并不仅限于此。绝缘层326的厚度可与绝缘层322的厚度相同，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，形成包含绝缘层322、半导体层324及绝缘层326的多层结构320。多层结构320被视为根据操作103形成于第一半导体层310及第一半导体柱330上方的第二层。此外，绝缘层326填充沟槽317a且因此第一区304a中的半导体层324中形成多个隔离结构334。在某些实施例中，在半导体层324上方保形地形成绝缘层326，使得绝缘层326覆盖沟槽317b的底部及侧壁，如图4b中所展示。然而，在其它实施例中，绝缘层326可填充第二区304b中的沟槽317b。

参考图4c，根据操作104形成多个孔328a。在某些实施例中，根据操作104，将多层结构320图案化以在第一区304a中形成多个孔328a。此外，可与孔328a的形成同时地在第一区304a中的多层结构320中形成多个沟槽328b。如图4c中所展示，孔328a及沟槽328b穿透多层结构320。在某些实施例中，孔328a的宽度介于大约1μm与大约60μm之间，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，孔328a的宽度大于沟槽328b的宽度。孔328a经结构设计以用作声学孔，而沟槽328b经结构设计以提供此后形成的背板与互连结构之间的机械隔离。应理解，形成孔328a及沟槽328b的操作可与上文所阐述及图3d到3f所展示的操作相同，且因此为简洁起见省略这些细节。

仍参考图4c，根据操作105，在多层结构320上方形成多个第二柱。在操作105中，在多层结构320上方形成绝缘层316。绝缘层316填充第一区304a中的孔328a及沟槽328b且填充第二区304b中的沟槽317b。应注意，绝缘层316的厚度大体上界定多层结构320与将形成于绝缘层316上的覆叠层之间的间隔距离。随后根据操作105，在多层结构320上的绝缘层316中形成多个第二半导体柱336，且根据操作106，在第二半导体柱336及多层结构320上方形成半导体层340。在某些实施例中，可与第二半导体柱336的形成同时地形成多个连接结构338。如图4c中所展示，第二半导体柱336形成于第一区304a中，且连接结构338形成于第二区304b中。应理解，形成用于第二半导体柱336及连接结构338的操作可与上文所阐述及图3f到3g中所展示的操作相同，且因此为简洁起见省略这些细节。在某些实施例中，第二半导体柱336的宽度可与第一半导体柱330的宽度大体上相同，且连接结构338的宽度可与连接结构332的宽度大体上相同，但本揭露并不仅限于此。第一区304a中的第二半导体柱336与多层结构320的半导体层324接触，如图4c中所展示。在某些实施例中，第二区304b中的连接结构338可电连接到多层结构320的半导体层324。

参考图4d，将第二半导体层340图案化以形成多个孔342根据操作107。在第一区304a中形成孔342。此外，与孔342的形成同时地在第二区304b中形成多个沟槽343。应注意，孔342的宽度大于孔328a的宽度。在某些实施例中，第一区304a中的孔342的宽度介于大约1μm与50μm之间，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，沟槽343的宽度介于大约0.5μm与2μm之间，但本揭露并不仅限于此。还应注意，孔342中的每一者与孔328a中的每一者大体上对准。然而，孔342从第二半导体柱336偏移。

参考图4e，接下来在操作108中，在第二半导体层340上方形成绝缘层318。在某些实施例中，绝缘层318可包含与绝缘层316相同的材料。如图4e中所展示，绝缘层318填充第一区304a中的孔342以及第二区304b中的沟槽343。随后，在操作108中，在绝缘层318中形成多个开口(未展示)，且在开口中形成多个连接垫350a到350d。

参考图4f，在操作109中，接下来在与第一半导体层310、多层结构320及第二半导体层340相对的一侧上对衬底302进行研磨或薄化。因此，获得经薄化衬底302'，如图4f中所展示。接下来，在绝缘层318及连接垫350上形成经图案化光刻胶319，其中经图案化光刻胶319包含大体上对应于第一区304a的开口。接下来根据操作110，大体上在第一区304a中去除经薄化衬底302'的一部分以形成环境端口360，如图4f中所展示。接下来，在操作110中，执行蚀刻操作以透过开口去除绝缘层318的一部分。此外，透过开口去除绝缘层316的一部分、绝缘层314的一部分及绝缘层306的一部分。在某些实施例中，蚀刻操作包含透过开口引入vhf酸。因此，形成气隙362及364以及开口366，在执行蚀刻操作之后可再次观察到孔312、328a及342以及沟槽328b。由于蚀刻操作类似于上文所阐述的蚀刻操作，因此为简洁起见省略细节。接下来，去除经图案化光刻胶319。另外，开口366的宽度可大于气隙364及362的宽度，且气隙364及362的宽度可大于环境端口360的宽度，但本揭露并不仅限于此。

参考图4g，因此形成微机电系统装置300。应容易地理解，图3k及4g中的类似部件可包含类似的材料；因此，为简洁起见省略重复的细节，且仅阐述微机电系统装置200与微机电系统装置300之间的差异。如图4g中所展示，至少第一孔312形成于第一半导体层310的第一可移动部分中且穿透所述第一可移动部分，且所述多个第二孔342形成于第二半导体层340的第二可移动部分中且穿透所述第二可移动部分。第一孔312及第二孔342两者都用作通风孔。在某些实施例中，第一孔312大体上形成于可移动部分(位于第一区304a中)的中心中，但本揭露并不仅限于此。此外，所述多个孔328a及所述多个沟槽328b形成于多层结构320中且穿透多层结构320，且孔328a及沟槽328b形成为对应于第一半导体层310的第一可移动部分及第二半导体层340的第二可移动部分。孔328a用作声学孔，且沟槽328b用于提供机械隔离。应注意，第二孔342的宽度大于声学孔328a的宽度。

仍参考图4g，应注意，微机电系统装置300进一步包含所述多个第一半导体柱330、所述多个第二半导体柱336及所述多个隔离结构334。第一半导体柱330、第二半导体柱336及隔离结构334类似于关于微机电系统装置200所阐述的第一半导体柱230、第二半导体柱236、隔离结构234；因此，为简洁起见省略重复的细节。应注意，第二半导体柱336形成于第二半导体层340的第二孔342与第二锚定部分(位于第二区304b中)之间。在某些实施例中，第一半导体柱330中的每一者通过气隙362与绝缘层314完全分隔开，且第二半导体柱336中的每一者通过气隙364与绝缘层316完全分隔开。微机电系统装置300进一步包含放置于第二区304b中的连接结构308、332及338。连接结构308、332及338类似于关于微机电系统装置200所阐述的连接结构；因此，为简洁起见省略重复的细节。

在某些实施例中，第一半导体层310及第二半导体层340用作两个隔膜，且多层结构320用作微机电系统装置300的背板。因此，微机电系统装置300被称为双隔膜装置。应注意，完全放置于第一半导体层310的第一可移动部分上方的第一半导体柱330改进第一半导体层310的刚性，且完全放置于第二半导体层340的第二可移动部分上方的第二半导体柱336改进第二半导体层340的刚性。因此，微机电系统装置300的aop可在偏压电压不发生改变的情况下得以改进。此外，使得环境端口360与气隙362之间连通的通风孔312具有小于3μm的宽度，借此防止微粒进入气隙362。微粒及空气阻尼问题两者可因此都被减轻。另外，同样作为通风孔的第二孔342改进空气流出，且因此微机电系统装置300的性能可得以改进。此外，第二孔342与声学孔328a对准，且第二孔342中的一者及声学孔328a中的一者与第一孔312对准，如图4g中所展示。因此，意外地通过第一孔312落入到微机电系统装置300中的微粒可容易通过与第一孔312对准的声学孔328a及第二孔342排出，且因此微粒问题可得以进一步减轻。

图5a到5h是图解说明在一或多个实施例中根据本揭露方面构造的处于各个制作阶段处的微机电系统装置400的示意图。此外，图5a到5h及图3a到3k中的类似部件可包含类似的材料；因此，为简洁起见省略重复的细节。如图5a中所展示，提供衬底402。衬底402上可界定有第一区404a及第二区404b。在某些实施例中，第二区404b环绕第一区404a，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，ic装置(未展示)可形成于衬底402的第二区404b中，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，绝缘层406及绝缘层410a依序形成于衬底402上方。绝缘层406的厚度大于绝缘层410a的厚度。绝缘层406及绝缘层410a包含不同的材料。在某些实施例中，绝缘层406可包含sio，且绝缘层410a可包含sin，但本揭露并不仅限于此。

仍参考图5a，接下来在绝缘层410a上形成半导体层410b。半导体层410b可包含si，例如经掺杂多晶硅，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，第二区404b中的绝缘层406及410a中形成多个连接结构408。此外，连接结构408可与衬底402接触，且经结构设计以在第二区404b中提供电连接。半导体层410b的厚度大于绝缘层410a的厚度。随后，将半导体层410b图案化以在第一区404a及第二区404b中形成多个沟槽411。在形成沟槽411之后，在半导体层410b上形成另一绝缘层410c。绝缘层410c的厚度可与绝缘层410a的厚度相同，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，绝缘层410c可包含与绝缘层410a相同的材料，但本揭露并不仅限于此。如图5a中所展示，在半导体层410b上方保形地形成绝缘层410c，使得绝缘层410c覆盖沟槽411的底部及侧壁。在某些实施例中，认为是，根据操作100在衬底402上方形成包含绝缘层410a、半导体层410b及绝缘层410c的第一多层结构410。

参考图5b，根据操作101，将第一多层结构410图案化以在第一区404a中形成至少一孔412。应注意，孔412穿透第一多层结构410，且因此绝缘层406透过孔412暴露出。孔412的宽度大于沟槽411的宽度。在某些实施例中，孔412的宽度小于大约3μm，但本揭露并不仅限于此。此外，孔412经结构设计以用作通风孔，而沟槽411经结构设计以提供电隔离。

参考图5c，在第一多层结构410上形成绝缘层414。此外，利用绝缘层414来填充沟槽411及孔412。绝缘层414可包含与绝缘层410c的材料不同的材料。在某些实施例中，绝缘层414可包含teos，但本揭露并不仅限于此。绝缘层414的厚度大于绝缘层410c的厚度。应注意，绝缘层414的厚度大体上界定第一多层结构410与将形成于绝缘层414上的覆叠层之间的间隔距离。接下来根据操作102，在第一区404a中形成多个第一半导体柱430。在某些实施例中，在与第一半导体柱430的形成同时地在第二区404b中形成多个连接结构432。应理解，用于形成第一半导体柱430及连接结构432的操作可与上文所阐述及图3b到3c所展示的操作相同，且因此为简洁起见省略这些细节。

在某些实施例中，第一半导体柱430的宽度小于连接结构432的宽度。在替代实施例中，第一半导体柱430的宽度与连接结构432的宽度相同。在某些实施例中，第一半导体柱430的宽度介于大约0.5μm与大约50μm之间，但本揭露并不仅限于此。第一区404a中的第一半导体柱430与第一多层结构410的半导体层410b接触，如图5c中所展示。在某些实施例中，第二区404b中的连接结构432可透过半导体层410b电连接到半导体层410b或电连接到连接结构408。

仍参考图5c，根据操作103，在第一半导体柱430及第一多层结构410上方形成半导体层420。随后根据操作104，在半导体层420中形成多个孔428a。在某些实施例中，在操作104中，将半导体层420图案化以在第一区404a中形成至少多个孔428a。此外，与孔428a的形成同时地将半导体层420图案化以在第一区404a中形成多个沟槽428b且在第二区404b中形成多个沟槽428c。如图5c中所展示，孔428a以及沟槽428b及428c穿透半导体层420。在某些实施例中，第二区404b中的沟槽428c的宽度介于大约0.5μm与2μm之间，但本揭露并不仅限于此。第一区404a中的孔428a的宽度大于第一区404a中的沟槽428b的宽度。在某些实施例中，孔428a的宽度介于大约1μm与大约50μm之间，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，孔428a及沟槽428b从第一半导体柱430偏移。孔428a经结构设计以用作声学孔，沟槽428b经结构设计以提供部件(例如，此后形成的隔膜与互连结构)之间的机械隔离及电隔离，且沟槽428c经结构设计以提供互连结构之间的电隔离。

参考图5d，根据操作105，在半导体层420上方形成多个第二柱。在某些实施例中，在操作106中，在半导体层420上方形成绝缘层416。在某些实施例中，绝缘层416可包含与绝缘层414相同的材料。如图5d中所展示，绝缘层416填充第一区404a中的孔428a及沟槽428b。绝缘层417还填充第二区404b中的沟槽428c。应注意，绝缘层416的厚度大体上界定半导体层420与将形成于绝缘层416上的覆叠层之间的间隔距离。随后，在绝缘层416上形成另一绝缘层440a。绝缘层440a的厚度小于绝缘层416的厚度。绝缘层416与绝缘层440a包含不同的材料。在某些实施例中，绝缘层416可包含sio，且绝缘层440a可包含sin，但本揭露并不仅限于此。接下来根据操作105，在绝缘层416及440a上形成半导体层440b以形成多个第二半导体柱436。在某些实施例中，可与第二半导体柱436的形成同时地形成多个连接结构438。如图5d中所展示，第二半导体柱436形成于第一区404a中且连接结构438形成于第二区404b中。应理解，用于形成第二半导体柱436及连接结构438的操作可与上文所阐述及图3f到3g所展示的操作相同，且为简洁起见省略重复的细节。在某些实施例中，第二半导体柱436的宽度可与第一半导体柱430的宽度大体上相同，且连接结构438的宽度可与连接结构432的宽度大体上相同，但本揭露并不仅限于此。第一区404a中的第二半导体柱436与半导体层420接触，如图5d中所展示。在某些实施例中，第二区404b中的连接结构438可电连接到半导体层420。

仍参考图5d，接下来，将半导体层440b图案化以在第一区404a及第二区404b中形成多个沟槽441。在某些实施例中，沟槽441的宽度介于大约1μm与2μm之间，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，沟槽441从第二半导体柱436偏移。在形成沟槽441之后，在半导体层440b上方形成另一绝缘层440c。绝缘层440c的厚度可与绝缘层440a的宽度相同，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，绝缘层440c可包含与绝缘层440a相同的材料，但本揭露并不仅限于此。如图5d中所展示，在半导体层410b上方保形地形成绝缘层440c，使得绝缘层440c覆盖沟槽441的底部及侧壁。在某些实施例中，认为是，根据操作106在第二半导体柱436及半导体层420上方形成包含绝缘层440a、半导体层440b及绝缘层440c的第二多层结构440。

参考图5e，根据操作107，接下来将第二多层结构440图案化以在第一区404a中形成多个孔442。在某些实施例中，第一区404a中的孔442的宽度介于大约1μm与50μm之间，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，孔442从第二半导体柱436偏移。

参考图5f，根据操作108，接下来在第二多层结构440上方形成绝缘层418。在某些实施例中，绝缘层418可包含与绝缘层416相同的材料。如图5f中所展示，绝缘层418填充沟槽441及孔442。随后根据操作108，在绝缘层418中形成多个开口(未展示)，且在所述开口中形成多个连接垫450a到450d。

参考图5g，根据操作109，接下来在与第一多层结构410、半导体层420及第二多层结构440相对的一侧上对衬底402进行研磨或薄化。因此，获得经薄化衬底402'，如图5g中所展示。接下来，在绝缘层418及连接垫450上形成经图案化光刻胶419，其中经图案化光刻胶419包含大体上对应于第一区404a的开口。接下来根据操作110，大体上在第一区404a中去除经薄化衬底402'的一部分以形成环境端口460，如图5g中所展示。接下来，在操作110中，透过开口执行蚀刻操作以去除绝缘层418的一部分。此外，通过蚀刻操作透过开口去除绝缘层416的一部分、绝缘层414的一部分及绝缘层406的一部分。因此，形成气隙462及464以及开口466。在执行蚀刻操作之后，可再次观察到孔412、428a及442以及沟槽428b。此外，在执行蚀刻操作之后，第一半导体柱430中的每一者通过气隙462与绝缘层414完全分隔开，且第二半导体柱436中的每一者通过气隙464与绝缘层416完全分隔开。由于蚀刻操作类似于上文所阐述的蚀刻操作，因此为简洁起见省略重复的细节。接下来，去除经图案化光刻胶419。另外，开口466的宽度可大于气隙464及462的宽度，且气隙464及462的宽度可大于环境端口460的宽度，但本揭露并不仅限于此。

参考图5h，因此形成微机电系统装置400。应容易地理解，图3k及5h中的类似部件可包含类似的材料；因此为简洁起见省略重复的细节，且仅阐述微机电系统装置200与微机电系统装置400之间的差异。

根据微机电系统装置400，第一多层结构410及第二多层结构440用作微机电系统装置400的底部板及上部板，且半导体层420用作隔膜。因此，微机电系统装置400被称为双板装置。如图5h中所展示，可通过连接结构408、第一多层结构410中的半导体层410b、连接结构432、半导体层420、连接结构438及第二多层结构440中的半导体层440b形成互连结构。且互连结构提供衬底402'与连接垫450a之间的电连接。可通过半导体层410b、连接结构432、半导体层420、连接结构438及半导体层440b形成另一互连结构。且互连结构提供底部板与连接垫450b之间的电连接。可通过半导体层420、连接结构438及半导体层440b形成另一互连结构。且互连结构提供隔膜与连接垫450d之间的电连接。此外，连接垫450c与半导体层440b接触以提供与上部板的电连接。

应注意，位于第一多层结构410与半导体层420之间且完全放置于第一多层结构410的第一可移动部分上方的第一半导体柱430以及位于第二多层结构440与半导体层420之间且完全放置于第二多层结构440的第二可移动部分上方的第二半导体柱436改进半导体层420的刚性。因此，微机电系统装置400的aop可在偏压电压不发生改变的情况下得以改进。此外，使得环境端口460与气隙462连通的通风孔412具有小于3μm的宽度，借此防止微粒进入气隙462。微粒及空气阻尼问题可因此都得以减轻。另外，作为第二半导体柱436与第二锚定部分(在第二区404b中)之间的气流通道的多层结构440的第二孔442改进空气流出，且因此微机电系统装置400的性能可得以改进。

图6a到6e是图解说明在一或多个实施例中根据本揭露方面构造的处于各个制作阶段处的微机电系统装置500的示意图。此外，图6a到6e及图5a到5h中的类似部件可包含类似材料及类似厚度；因此，为简洁起见省略重复的细节。如图6a中所展示，提供衬底502。衬底502上可界定有第一区504a及第二区504b。在某些实施例中，第二区504b环绕第一区504a，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，ic装置(未展示)可形成于衬底502的第二区504b中，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，绝缘层506及绝缘层510a依序形成于衬底502上方。绝缘层506及绝缘层510a包含不同的材料。

仍参考图6a，接下来在绝缘层510a上形成半导体层510b。在某些实施例中，第二区504b中的绝缘层506及510a中形成多个连接结构508。此外，连接结构508与衬底502接触，且经结构设计以在第二区504b中提供电连接。随后，将半导体层510b图案化以在第一区504a及第二区504b中形成多个沟槽511。在形成沟槽511之后，在半导体层510b上方形成另一绝缘层510c。如图6a中所展示，在半导体层510b上方保形地形成绝缘层510c，使得绝缘层510c覆盖沟槽511的底部及侧壁。在某些实施例中，认为是，根据操作100在衬底502上方形成包含绝缘层510a、半导体层510b及绝缘层510c的第一多层结构510。

仍参考图6a，根据操作101，将第一多层结构510图案化以在第一区504a中形成至少一孔512。应注意，孔512穿透第一多层结构510，且因此透过孔512暴露出绝缘层506。孔512的宽度大于沟槽511的宽度。在某些实施例中，孔512的宽度小于大约3μm，但本揭露并不仅限于此。此外，孔512经结构设计以用作通风孔，而沟槽511经结构设计以提供电隔离。

仍参考图6a，在第一多层结构510上形成绝缘层514。此外，利用绝缘层514来填充沟槽511及孔512。绝缘层514可包含与绝缘层510c的材料不同的材料。应注意，绝缘层514的厚度大体上界定第一多层结构510与将形成于绝缘层514上的覆叠层之间的间隔距离。接下来根据操作102，在第一区504a中形成多个第一半导体柱530。在某些实施例中，在第一半导体柱530的形成同时地在第二区504b中形成多个连接结构532。应理解，用于形成第一半导体柱530及连接结构532的操作可与上文所阐述及图3b到3c中所展示的操作相同，且因此为简洁起见省略重复的细节。

在某些实施例中，第一半导体柱530的宽度小于连接结构532的宽度。在替代实施例中，第一半导体柱530的宽度与连接结构532的宽度。相同在某些实施例中，第一半导体柱530的宽度介于大约0.5μm与大约50μm之间，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，连接结构532的宽度介于大约0.5μm与大约50μm之间，但本揭露并不仅限于此。第一区504a中的第一半导体柱530与第一多层结构510的半导体层510b接触，如图6a中所展示。在某些实施例中，第二区504b中的连接结构532可透过半导体层510b电连接到半导体层510b或电连接到连接结构508。

仍参考图6a，根据操作103，在第一半导体柱530及第一多层结构510上方形成半导体层520。随后根据操作104，在半导体层520中形成多个孔428a。在某些实施例中，在操作104中，将半导体层520图案化以在第一区504a中形成多个孔528a。此外，与孔428a的形成同时地将半导体层520图案化以在第一区504a中形成多个沟槽528b且在第二区504b中形成多个沟槽528c。如图6a中所展示，孔528a以及沟槽528b及528c穿透半导体层520。在某些实施例中，第二区504b中的沟槽528c的宽度介于大约0.5μm与2μm之间，但本揭露并不仅限于此。第一区504a中的孔528a的宽度大于第一区504a中的沟槽528b的宽度。在某些实施例中，孔528a的宽度介于大约1μm与大约50μm之间，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，孔528a及沟槽528b从第一半导体柱530偏移。孔528a经结构设计以用作声学孔，沟槽528b经结构设计以提供部件(例如，此后形成的隔膜与互连结构)之间的机械隔离及电隔离，且沟槽528c经结构设计以提供互连结构之间的电隔离。

参考图6b，根据操作105，在半导体层420上方形成多个第二柱。在某些实施例中，在操作106中，在半导体层520上方形成绝缘层516。在某些实施例中，绝缘层516可包含与绝缘层514相同的材料。如图6b中所展示，绝缘层516填充第一区504a中的孔528a及沟槽528b且填充第二区504b中的沟槽528c。随后，在绝缘层516上形成另一绝缘层540a。绝缘层540a的厚度小于绝缘层516的厚度。应注意，绝缘层516的厚度大体上界定半导体层520与将形成于绝缘层516上的覆叠层之间的间隔距离。绝缘层516与绝缘层540a包含不同的材料。接下来根据操作105，在衬底502以及绝缘层516及540a上形成半导体层540b以形成多个第二半导体柱536。在某些实施例中，可与第二半导体柱536的形成同时地形成多个连接结构538。如图6b中所展示，第二半导体柱536形成于第一区504a中且连接结构538形成于第二区504b中。应理解，用于形成第二半导体柱536及连接结构538的操作可与上文所阐述及图3f到3g中所展示的操作相同，且因此为简洁起见省略重复的细节。在某些实施例中，第二半导体柱536的宽度可与第一半导体柱530的宽度大体上相同，且连接结构538的宽度可与连接结构532的宽度大体上相同，但本揭露并不仅限于此。第一区504a中的第二半导体柱536与半导体层520接触，如图6b中所展示。在某些实施例中，第二区504b中的连接结构538可电连接到半导体层520。

仍参考图6b，将半导体层540b图案化以在第一区504a及第二区504b中形成多个沟槽541。在某些实施例中，沟槽541的宽度介于大约1μm与2μm之间，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，沟槽541从第二半导体柱536偏移，但本揭露并不仅限于此。在形成沟槽541之后，在半导体层540b上方形成另一绝缘层540c。在某些实施例中，绝缘层540c可包含与绝缘层540a相同的材料，但本揭露并不仅限于此。如图6b中所展示，在半导体层510b上方保形地形成绝缘层540c，使得绝缘层540c覆盖沟槽541的底部及侧壁。在某些实施例中，认为是，根据操作106在第二半导体柱536及半导体层520上方形成包含绝缘层540a、半导体层540b及绝缘层540c的第二多层结构540。

参考图6b，接下来根据操作107，将第二多层结构540图案化以在第一区504a中形成多个孔542。在某些实施例中，孔542的宽度大于孔528a的宽度。在某些实施例中，第一区504a中的孔542的宽度介于大约1μm与50μm之间，但本揭露并不仅限于此。应注意，孔542中的每一者与孔528a中的每一者大体上对准，但孔542从第二半导体柱536偏移。

参考图6c，接下来根据操作108，在第二多层结构540上方形成绝缘层518。在某些实施例中，绝缘层518可包含与绝缘层516相同的材料。如图6c中所展示，绝缘层518填充沟槽541及孔542。随后根据操作108，在绝缘层518中形成多个开口(未展示)，且在开口中形成多个连接垫550。

参考图6d，接下来根据操作109，在与第一多层结构510、半导体层520及第二多层结构540相对的一侧上对衬底502进行研磨或薄化。因此，获得经薄化衬底502'，如图6d中所展示。接下来，在绝缘层518及连接垫550上形成经图案化光刻胶519，其中经图案化光刻胶519包含大体上对应于于第一区504a的开口。接下来根据操作110，大体上在第一区504a中去除经薄化衬底502'的一部分以形成环境端口560，如图6d中所展示。接下来，在操作110中，透过开口执行蚀刻操作以去除绝缘层518的一部分。此外，通过蚀刻透过开口去除绝缘层516的一部分、绝缘层514的一部分及绝缘层506的一部分。因此，形成气隙562及564以及开口566。在执行蚀刻操作之后，可再次观察到孔512、528a及542以及沟槽528b。此外，在执行蚀刻操作之后，第一半导体柱530中的每一者通过气隙562与绝缘层514完全分隔开，且第二半导体柱536中的每一者通过气隙564与绝缘层516完全分隔开。由于蚀刻操作类似于上文所阐述的蚀刻操作，因此为简洁起见省略重复的细节。接下来，去除经图案化光刻胶519。另外，开口566的宽度可大于气隙564及562的宽度，且气隙564及562的宽度可大于环境端口560的宽度，但本揭露并不仅限于此。

参考图6e，因此形成微机电系统装置500。应容易地理解，图5h及6e中的类似部件可包含类似的材料；因此，为简洁起见省略重复的细节，仅阐述微机电系统装置400与微机电系统装置500之间的差异。根据微机电系统装置500，至少第一孔512形成于第一多层结构510的第一可移动部分中且穿透所述第一可移动部分，且所述多个第二孔542形成于第二多层结构540的第二可移动部分中且穿透所述第二可移动部分，如图6e中所展示。第一孔512及第二孔542两者都用作通风孔。此外，所述多个孔528a及所述多个沟槽528b形成于半导体层520中且穿透所述半导体层520，且孔528a及沟槽528b形成于第一区504a中。孔528a用作声学孔，而沟槽528b用于提供机械隔离。应注意，第二孔542的宽度大于声学孔528a的宽度。

仍参考图6e，应注意，微机电系统装置500进一步包含所述多个第一半导体柱530及所述多个第二半导体柱536。与微机电系统装置400相比，第二半导体柱536形成于第二锚定部分(在第二区504b中)与第二孔542之间，如图6e中所展示。

在某些实施例中，第一多层结构510及第二多层结构540用作微机电系统装置500的两个背板，且半导体层520用作隔膜。因此，微机电系统装置500被称为双板装置。应注意，位于第一多层结构510与半导体层520之间且完全放置于第一多层结构510的第一可移动部分上方的第一半导体柱530以及位于第二多层结构540与半导体层520之间且完全放置于第二多层结构540的第二可移动部分上方的第二半导体柱536改进半导体层520的刚性。因此，微机电系统装置500的aop可在偏压电压不发生改变的情况下得以改进。此外，使得环境端口560与气隙562之间连通的通风孔512具有小于3μm的宽度，借此防止微粒进入气隙562。微粒及空气阻尼问题可因此都得以减轻。另外，同样作为通风孔的第二孔542改进空气流出，且因此微机电系统装置500的性能可得以改进。此外，第二孔542与声学孔528a对准，且第二孔542中的一者及声学孔528a中的一者与第一孔512对准，如图6e中所展示。因此，意外地透过第一孔512落入到微机电系统装置500中的微粒可容易透过与第一孔512对准的声学孔528a及第二孔542排出，且因此微粒问题可得以进一步减轻。

在某些实施例中，执行用于形成微机电系统装置的方法10，且因此在形成多层结构220/320或半导体层420/520之前形成第一半导体柱230、330、430及530。根据方法10，在形成第二半导体层240/340或第二多层结构440/540之前形成第二半导体柱236、336、436及536。

图7a到7d是图解说明在一或多个实施例中根据本揭露方面构造的处于各个制作阶段处的微机电系统装置600的示意图。此外，图7a到7d及图3a到3k中的类似部件可包含类似的材料及厚度；因此，为简洁起见省略重复的细节。如图7a中所展示，提供一衬底602。衬底602上可界定有第一区604a及第二区604b。在某实施例中，第二区604b环绕第一区604a，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，ic装置(未展示)可形成于衬底602的第二区604b中，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，绝缘层606形成于衬底602上方。

仍参考图7a，根据操作120，在衬底602上方形成第一半导体层610。在某些实施例中，在第二区604b中的经图案化绝缘层606中形成多个连接结构608。连接结构608与衬底602接触且经结构设计以在第二区604b中提供电连接。随后根据操作121，将第一半导体层610图案化以形成至少一孔612。孔612形成于第一区604a中。此外，可与孔612的形成同时地在第二区604b中形成多个沟槽613。在某些实施例中，孔612的宽度小于大约3μm，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，沟槽613的宽度介于大约0.5μm与2μm之间，但本揭露并不仅限于此。如图7a中所展示，第二区604b中的沟槽613从连接结构608偏移。在某些实施例中，孔612经结构设计以用作通风孔，而沟槽613经结构设计以提供部件(例如，此后形成的隔膜与互连结构)之间的电隔离。

参考图7a，接下来在第一半导体层610上形成绝缘层614及622。接下来，在绝缘层614及622上方形成半导体层624。在某些实施例中，在形成半导体层624之前或与形成半导体层624一起在第二区604b中的绝缘层614及622中形成多个连接结构632。第二区604b中的连接结构632可透过第一半导体层610电连接到第一半导体层610或连接结构608。此外，可将半导体层624图案化以在第二区604b中形成多个沟槽。接下来，在半导体层624上形成绝缘层626。绝缘层626可包含与绝缘层622相同的材料，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，认为是，根据操作122在第一半导体层610上方形成包含绝缘层622、半导体层624及绝缘层626的多层结构620。此外，多层结构620的绝缘层626提供部件(例如，第二区604b中的互连结构)之间的电隔离。用于形成电隔离的操作可类似于上文所阐述及图3c到3d中所展示的操作，且因此为简洁起见省略重复的细节。

仍参考图7a，根据操作123，将多层结构620图案化以形成多个孔628a。孔628a形成于第一区604a中。此外，与孔628a的形成同时地在第一区604a中形成多个沟槽628b。如图7a中所展示，孔628a及沟槽628b穿透多层结构620。在某些实施例中，孔628a的宽度介于大约1μm与大约50μm之间，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，孔628a的宽度大于沟槽628b的宽度。孔628a经结构设计以用作声学孔，而沟槽628b经结构设计以提供部件(例如，此后形成的背板与互连件)之间的机械隔离。接下来，在多层结构620上方形成绝缘层616。在某些实施例中，绝缘层616可包含与绝缘层614相同的材料。随后根据操作124，在多层结构620上方形成第二半导体层640。在某些实施例中，在第二区604b中形成多个连接结构638。第二区604b中的连接结构638可电连接到多层结构620的半导体层624。

仍参考图7a，随后根据操作125，将第二半导体层640图案化以形成多个孔642及644。孔642及644形成于第一区604a中。此外，与孔642及644的形成同时地将第二半导体层640图案化以在第二区604b中形成多个沟槽643。在某些实施例中，孔642的宽度大于或小于孔644的宽度，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，第一区604a中的孔642的宽度介于大约1μm与50μm之间，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，沟槽643的宽度介于大约0.5μm与2μm之间，但本揭露并不仅限于此。第一区604a中的孔642用作气流通道，第一区604a中的孔644用作释放孔，且第二区604b中的沟槽643用于提供部件(例如，此后形成的隔膜与互连结构)之间的电隔离。

参考图7b，接下来根据操作126，在第二半导体层640上方形成绝缘层618。在某些实施例中，绝缘层618可包含与绝缘层616相同的材料。如图7b中所展示，绝缘层618填充第一区604a中的孔642及644，且填充第二区604b中的沟槽643。随后根据操作126，在绝缘层618中形成多个开口(未展示)，且在开口中形成多个连接垫650a到650d。

参考图7c，接下来根据操作127，在与第一半导体层610、多层结构620及第二半导体层640相对的一侧上对衬底602进行研磨或薄化。因此，获得经薄化衬底602'，如图7c中所展示。接下来，在绝缘层618及连接垫650上形成经图案化光刻胶619，其中经图案化光刻胶619包含大体上对应于第一区604a的开口。接下来根据操作128，大体上在第一区604a中去除经薄化衬底602'的一部分以形成环境端口660，如图7c中所展示。接下来根据操作129，透过开口执行蚀刻操作以去除绝缘层618的一部分、绝缘层616的一部分、绝缘层614的一部分及绝缘层606的一部分。因此，形成气隙662及664以及开口666。在执行蚀刻操作之后，可再次观察到孔612、628a、642及644以及沟槽628b。由于蚀刻操作类似于上文所阐述的蚀刻操作，因此为简洁起见省略重复的细节。接下来，去除经图案化光刻胶619。另外，开口666的宽度可大于气隙664及662的宽度，且气隙664及662的宽度可大于环境端口660的宽度，但本揭露并不仅限于此。

仍参考图7c，应注意，在执行蚀刻操作之后，绝缘层616的部分及绝缘层614的部分保持在适当位置。因此，根据操作129，同时地形成多个第一绝缘柱630及数个第二绝缘柱636。如图7c中所展示，第一绝缘柱630形成于第一半导体层610与多层结构620之间且被布置成与第一半导体层610及多层结构620接触，且暴露于气隙662。第二绝缘柱636形成于多层结构620与第二半导体层640之间且被布置成与多层结构620及第二半导体层640接触，且暴露于气隙664。此外，在执行蚀刻操作之后，第一绝缘柱630中的每一者通过气隙662与绝缘层614完全分隔开，且第二绝缘柱636中的每一者通过气隙664与绝缘层616完全分隔开。在某些实施例中，第一绝缘柱630的宽度大于第二绝缘柱636的宽度，如图7c中所展示。在某些实施例中，第一绝缘柱630的宽度可由释放孔644之间的距离界定，但本揭露并不仅限于此。

参考图7d，因此形成微机电系统装置600。应容易地理解，图3k及7d中的类似部件可包含类似材料；因此，为简洁起见省略重复的细节，且及阐述微机电系统装置200与微机电系统装置600之间的差异。根据微机电系统装置600，提供所述多个第一绝缘柱630及所述多个第二绝缘柱636。在某些实施例中，第一绝缘柱630与第二绝缘柱636可包含相同的材料，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，第一绝缘柱630可从第二绝缘柱636偏移。在替代实施例中，第一绝缘柱630可与第二绝缘柱636对准。如图7d中所展示，第二绝缘柱636形成于第一区604a中的释放孔644之间。此外，释放孔644形成于第二绝缘柱636与第二半导体层640的第二锚定部分(在第二区604b中)之间。

在某些实施例中，第一半导体层610及第二半导体层640用作微机电系统装置600的两个隔膜，且多层结构620用作背板。因此，微机电系统装置600被称为双隔膜装置。应注意，第一绝缘柱630改进第一半导体层610的刚性，且第二绝缘柱636改进第二半导体层640的刚性。因此，微机电系统装置600的aop可在偏压电压不发生改变的情况在得以改进。此外，使得环境端口660与气隙662之间连通的通风孔612，具有小于3μm的宽度，借此防止微粒进入气隙662。微粒及空气阻尼问题可因此都得以减轻。另外，作为气流通道的第二孔642改进空气流出，且因此微机电系统装置600的性能可得以改进。另外，由于第一柱630及第二柱636包含绝缘材料，因此第一半导体层610(底部隔膜)与第二半导体层640(顶部隔膜)彼此电隔离，因此电布线得以简化。

图8a到8d是图解说明在一或多个实施例中根据本揭露方面构造的处于各个制作阶段处的微机电系统装置700的示意图。此外，图8a到8d及图3a到3k中的类似部件可包含类似材料；因此，为简洁起见省略重复的细节。如图8a中所展示，提供衬底702。衬底702上可界定有第一区704a及第二区704b。在某些实施例中，第二区704b环绕第一区704a，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，ic装置(未展示)可形成于衬底702的第二区704b中，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，在衬底702上方形成绝缘层706。

仍参考图8a，根据操作120，在衬底702上方形成第一半导体层710。在某些实施例中，在第二区704b中的绝缘层706中形成多个连接结构708。连接结构708与衬底702接触，且经结构设计以在第二区704b中提供电连接。随后根据操作121，将第一半导体层710图案化以形成至少一孔712。孔712形成于第一区704a中。此外，可在孔712的形成同时地在第二区704b中形成多个沟槽713。在某些实施例中，孔712的宽度小于大约3μm，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，沟槽713的宽度介于大约0.5μm与2μm之间，但本揭露并不仅限于此。如图8a中所展示，第二区704b中的沟槽713从连接结构708偏移。在某些实施例中，孔712经结构设计以用作通风孔，而沟槽713经结构设计以提供此后形成的隔膜与互连结构之间的电隔离。

参考图8a，接下来，在第一半导体层710上形成绝缘层714及722。接下来，在绝缘层714及722上形成半导体层724。在某些实施例中，在第二区704b中的绝缘层714及722中形成多个连接结构732。第二区704b中的连接结构732可透过第一半导体层710电连接到第一半导体层710或连接结构708。此外，可将半导体层724图案化以形成多个沟槽以用于在第二区704b中进行电隔离。接下来，在半导体层724上形成绝缘层726。绝缘层726可包含与绝缘层722相同的材料，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，根据操作122，认为在第一半导体层710上方形成包含绝缘层722、半导体层724及绝缘层726的多层结构720。此外，多层结构720的绝缘层726提供部件(例如第二区704b中的互连结构)之间的电隔离。用于形成电隔离的操作可类似于上文所阐述及图3c到3d中所展示的操作，且为简洁起见省略重复的细节。

仍参考图8a，根据操作123，将多层结构720图案化以形成多个孔728a。在第一区704a中形成孔728a。此外，与孔728a的形成同时地在第一区704a中形成多个沟槽728b。如图8a中所展示，孔728a及沟槽728b穿透多层结构720。在某些实施例中，孔728a的宽度介于大约1μm与大约50μm之间，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，孔728a的宽度大于沟槽728b的宽度。孔728a经结构设计以用作声学孔，而沟槽728b经结构设计以提供部件(例如，此后形成的背板与互连件)之间的机械隔离。接下来，在多层结构720上方形成绝缘层716，且利用绝缘层716来填充孔728a及沟槽728b。在某些实施例中，绝缘层716可包含与绝缘层714相同的材料。接下来根据操作124，在多层结构720上方形成第二半导体层740。在某些实施例中，在第二区704b中形成多个连接结构738。第二区704b中的连接结构738可电连接到多层结构720的半导体层724。

仍参考图8a，随后根据操作125，将第二半导体层740图案化以形成多个孔742及744。孔742及744形成于第一区704a中。此外，与孔742及744的形成同时地将第二半导体层740图案化以在第二区704b中形成多个沟槽743。在某些实施例中，孔742的宽度大于或小于孔744的宽度，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，第一区704a中的孔742的宽度介于大约1μm与50μm之间，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，沟槽743的宽度介于大约0.5μm与2μm之间，但本揭露并不仅限于此。第一区704a中的孔742用作通风孔，第一区704a中的孔744用作释放孔，且第二区704b中的沟槽743用于提供部件(例如，此后形成的隔膜与互连结构)之间的电隔离。

参考图8b，接下来根据操作126，在第二半导体层740上方形成绝缘层718。在某些实施例中，绝缘层718可包含与绝缘层716相同的材料。如图8b中所展示，绝缘层718填充第一区704a中的孔742及744且填充第二区704b中的沟槽743。随后根据操作126，在绝缘层718中形成多个开口(未展示)，且在开口中形成多个连接垫750a到750d。

参考图8c，接下来根据操作127，在与第一半导体层710、多层结构720及第二半导体层740相对的一侧上对衬底702进行研磨或薄化。因此，获得经薄化衬底702'，如图8c中所展示。接下来，在绝缘层718及连接垫750上形成经图案化光刻胶719，其中经图案化光刻胶719包含大体上对应于第一区704a的开口。接下来根据操作128，大体上在第一区704a中去除经薄化衬底702'的一部分以形成环境端口760，如图8c中所展示。接下来根据操作129，透过开口执行蚀刻操作以去除绝缘层718的一部分、绝缘层716的一部分、绝缘层714的一部分及绝缘层706的一部分。因此，形成气隙762及764以及开口766。在执行蚀刻操作之后，可再次观察到孔712、728a、742及744以及沟槽728b。由于蚀刻类似于上文所阐述的操作，因此为简洁起见省略重复的细节。接下来，去除经图案化光刻胶719。另外，开口766的宽度可大于气隙764及762的宽度，且气隙764及762的宽度可大于环境端口760的宽度，但本揭露并不仅限于此。

仍参考图8c，如上文所述，在执行蚀刻操作之后，绝缘层716的部分及绝缘层714的部分保持在适当位置。因此，根据操作129，同时地形成多个第一绝缘柱730及多个第二绝缘柱736。如图8c中所展示，第一绝缘柱730形成于第一半导体层710与多层结构720之间且暴露于气隙762，而第二绝缘柱736形成于多层结构720与第二半导体层740之间且暴露于气隙764。此外，在执行蚀刻操作之后，第一绝缘柱730中的每一者通过气隙762与绝缘层714完全分隔开，且第二绝缘柱736中的每一者通过气隙764与绝缘层716完全分隔开。在某些实施例中，第一绝缘柱730的宽度大于第二绝缘柱736的宽度，如图8c中所展示。在某些实施例中，第一绝缘柱730的宽度可由释放孔744之间的距离界定，但本揭露并不仅限于此。

参考图8d，因此形成微机电系统装置700。应容易地理解，图7d及8d中的类似部件可包含类似材料；因此，为简洁起见省略重复的细节，且仅阐述微机电系统装置600与微机电系统装置700之间的差异。根据微机电系统装置700，至少第一孔712形成于第一半导体层710的第一可移动部分中且穿透所述第一可移动部分，且所述多个第二孔742及744形成于第二半导体层740的第二可移动部分中且穿透所述第二可移动部分，如图8d中所展示。第一孔712及第二孔742两者都用作通风孔，且孔744用作释放孔。此外，所述多个孔728a及所述多个沟槽728b形成于多层结构720中且穿透多层结构720，且孔728a及沟槽728b形成为对应于第一半导体层710的第一可移动部分以及第二半导体层740的第二可移动部分。孔728a用作声学孔，而沟槽728b用于提供机械隔离。如图8d中所展示，应注意，第二孔742的宽度大于声学孔728a的宽度。此外，第二孔742与声学孔728a对准，且第二孔742中的一者及声学孔728a中的一者与第一孔712对准，如图8d中所展示。如图8d中所展示，第二绝缘柱736形成于第一区704a中的释放孔744之间。此外，第二绝缘柱736形成于第二孔742与第二半导体层740的第二锚定部分(在第二区704b中)之间。

在某些实施例中，第一半导体层710及第二半导体层740用作微机电系统装置700的两个隔膜，且多层结构720用作背板。因此，微机电系统装置700被称为双隔膜装置。应注意，第一绝缘柱730改进第一半导体层710的刚性，且第二绝缘柱736改进第二半导体层740的刚性。因此，微机电系统装置700的aop可在偏压电压不发生改变的情况下得以改进。此外，使得环境端口760与气隙762之间连通的通风孔712具有小于3μm的宽度，借此防止微粒进入气隙762。微粒及空气阻尼问题可因此都得以减轻。另外，同样作为通风孔的第二孔742改进空气流出，且因此微机电系统装置700的性能可得以改进。此外，意外地透过第一孔712落入到微机电系统装置700中的微粒可容易地透过与第一孔712对准的声学孔728a及第二孔742排出，且因此微粒问题可得以进一步减轻。另外，由于第一柱730及第二柱736包含绝缘材料，因此第一半导体层710(底部隔膜)与第二半导体层740(顶部隔膜)彼此电隔离，且因此电布线得以简化。

图9a及9b是图解说明在一或多个实施例中根据本揭露方面构造的处于各个制作阶段处的微机电系统装置800的示意图。此外，图8a到8d及图9a到9b中的类似部件可包含类似材料及类似厚度；因此，为简洁起见省略重复的细节。如图9a中所展示，提供衬底802。衬底802上可界定有第一区804a及第二区804b。在某些实施例中，第二区804b环绕第一区804a，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，ic装置(未展示)可形成于衬底802的第二区804b中，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，在衬底802上方形成绝缘层806。根据操作120，在绝缘层806上方形成包含绝缘层810a、半导体层810b及绝缘层810c的第一多层结构810。在某些实施例中，可在半导体层810b的形成之前或与半导体层810b的形成同时地在绝缘层806中形成多个连接结构808。多个沟槽811可形成于第二区804b中的半导体层810b及绝缘层810a中。根据操作121，在第一区804a中形成穿透第一多层结构810的至少一孔812。在衬底800上方形成绝缘层814。根据操作122，在第一多层结构810上方形成半导体层820。此外，在第二区804b中形成多个连接结构832。根据操作123，在第一区804a中形成多个孔828a。此外，与孔828a的形成同时地在第一区804a中的半导体层820中形成多个沟槽828b。接下来根据操作124，在绝缘层816上方形成包含绝缘层840a、半导体层840b及绝缘层840c的第二多层结构840。此外，可在第二区804b中的半导体层840b及绝缘层840a中形成多个沟槽841。用于形成上述部件的操作类似于用于形成微机电系统装置700的类似部件的操作，且因此为简洁起见省略重复的细节。

仍参考图9a，接下来根据操作125，将第二多层结构840图案化以在第一区804a中形成多个孔842及844。在某些实施例中，孔842的宽度大于孔844的宽度。在某些实施例中，孔842的宽度介于大约1μm与50μm之间，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，孔842用作气流通道，而孔844用作释放孔。在形成孔842及844之后，根据操作126形成绝缘层818及多个连接垫850。用于形成绝缘层818及连接垫850的操作类似于用于形成微机电系统装置700的类似部件的操作，且因此为简洁起见省略重复的细节。

参考图9b，接下来根据操作127，在与第一多层结构810、半导体层820及第二多层结构840相对的一侧上对衬底802进行研磨或薄化。因此，获得经薄化衬底802'，如图9b中所展示。接下来，在绝缘层818及连接垫850上形成经图案化光刻胶(未展示)，其中经图案化光刻胶包含大小大体上等于第一区804a的开口。接下来根据操作128，大体上在第一区804a中去除经薄化衬底802'的一部分以形成环境端口860，如图9b中所展示。接下来根据操作129，透过开口执行蚀刻操作以去除绝缘层818的一部分、绝缘层816的一部分、绝缘层814的一部分及绝缘层806的一部分。因此，形成气隙862及864以及开口866。在执行蚀刻操作之后，可再次观察到孔812、828a、842及844以及沟槽828b。此外，在操作129中同时地形成多个第一绝缘柱830及多个第二绝缘柱836。在执行蚀刻之后，第一绝缘柱830中的每一者通过气隙862与绝缘层814完全分隔开，且第二绝缘柱836中的每一者通过气隙864与绝缘层816完全分隔开。由于蚀刻类似于上文所阐述的蚀刻，因此为简洁起见省略重复的细节。接下来，去除经图案化光刻胶。另外，开口866的宽度可大于气隙864及862的宽度，且气隙864及862的宽度可大于环境端口860的宽度，但本揭露并不仅限于此。

参考图9b，因此形成微机电系统装置800。应容易地理解，图9b及8d中的类似部件可包含类似的材料；因此，为简洁起见省略重复的细节，且仅阐述微机电系统装置700与微机电系统装置800之间的差异。根据微机电系统装置800，至少第一孔812形成于第一多层结构810的第一可移动部分中且穿透所述第一可移动部分，且所述多个第二孔842及844形成于第二多层结构840的第二可移动部分中且穿透所述第二可移动部分，如图9b中所展示。第一孔812用作通风孔，第二孔842用作气流通道，且孔844用作释放孔。此外，所述多个孔828a及所述多个沟槽828b形成于半导体层840中且穿透半导体层840，且孔828a及沟槽828b形成为对应于第一多层结构810的第一可移动部分及第二多层结构840的第二可移动部分。孔828a用作声学孔，而沟槽828b用于提供机械隔离。在某些实施例中，第二孔842及释放孔844从第一孔812偏移，但本揭露并不仅限于此。如图9b中所展示，第二绝缘柱836形成于第一区704a中的释放孔744中。此外，第二孔842形成于第二绝缘柱836与第二多层结构840的第二锚定部分(在第二区804b中)之间。

在某些实施例中，第一多层结构810及第二多层结构840用作微机电系统装置800的两个背板，且半导体层820用作隔膜。应注意，第一绝缘柱830及第二绝缘柱836改进半导体层840的刚性。因此，微机电系统装置800的aop可在偏压电压不发生改变的情况下得以改进。此外，使得环境端口860与气隙862之间连通的通风孔812具有小于3μm的宽度，借此防止微粒进入气隙862。微粒及空气阻尼问题可因此都得以减轻。另外，作为气流通道的第二孔842改进空气流出，且因此微机电系统装置800的性能可得以改进。另外，由于第一柱830及第二柱836包含绝缘材料，因此第一多层结构810(底部板)与第二多层结构840(顶部板)彼此电隔离，且因此电布线得以简化。

图10a及10b是图解说明在一或多个实施例中根据本揭露方面构造的处于各个制作阶段处的微机电系统装置900的示意图。此外，图9a到9b及图10a到10b中的类似部件可包含类似材料及类似厚度；因此，为简洁起见省略重复的细节。如图10a中所展示，提供衬底902。衬底902上可界定有第一区904a及第二区904b。在某些实施例中，第二区904b环绕第一区904a，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，ic装置(未展示)可形成于衬底902的第二区904b中，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，在衬底902上方形成绝缘层906。根据操作120，在绝缘层906上方形成包含绝缘层910a、半导体层910b及绝缘层910c的第一多层结构910。在某些实施例中，可在形成半导体层910b之前或与形成半导体层910b同时地在绝缘层806中形成多个连接结构908。多个沟槽911可形成于第二区904b中的半导体层910b及绝缘层910a中。穿透第一多层结构910的至少一孔912形成于第一区904a中。在衬底800上方形成绝缘层914。根据操作122，在第一多层结构910上方形成半导体层920。此外，在第二区804b中形成多个连接结构832。根据操作123，在第一区904a中形成多个孔928a。此外，与孔928a的形成同时地在第一区904a中的半导体层920中形成多个沟槽928b。接下来根据操作124，在绝缘层916上方形成包含绝缘层940a、半导体层940b及绝缘层940c的第二多层结构940。此外，可在第二区804b中的半导体层940b及绝缘层840a中形成多个沟槽941。用于形成上述部件的操作类似于用于形成微机电系统装置800的类似部件的操作，且因此为简洁起见省略重复的细节。

仍参考图10a，接下来根据操作125，将第二多层结构940图案化以在第一区904a中形成多个孔942及944。在某些实施例中，孔942的宽度大于孔944的宽度。在某些实施例中，孔942的宽度介于大约1μm与50μm之间，但本揭露并不仅限于此。在某些实施例中，孔942用作通风孔，而孔944用作释放孔。在形成孔942及944之后，根据操作126形成绝缘层918及多个连接垫950。用于形成绝缘层918及连接垫950的操作类似于用于形成微机电系统装置800的类似部件的操作，且因此为简洁起见省略重复的细节。

参考图10b，接下来根据操作127，在与第一多层结构910、半导体层920及第二多层结构940相对的一侧上对衬底902进行研磨或薄化。因此，获得经薄化衬底902'，如图10b中所展示。接下来，在绝缘层918及连接垫950上形成经图案化光刻胶(未展示)，其中经图案化光刻胶包含大小大体上等于第一区904a的开口。接下来根据操作128，大体上在第一区904a中去除经薄化衬底902'的一部分以形成环境端口960，如图10b中所展示。接下来根据操作129，透过开口执行蚀刻操作以去除绝缘层918的一部分、绝缘层916的一部分、绝缘层914的一部分及绝缘层906的一部分。因此，形成气隙962及964以及开口966。在执行蚀刻操作之后，可再次观察到孔912、928a、942及944以及沟槽928b。此外，根据操作129，同时地形成多个第一绝缘柱930及多个第二绝缘柱936。在执行蚀刻之后，第一绝缘柱930中的每一者通过气隙962与绝缘层914完全分隔开，且第二绝缘柱936中的每一者通过气隙964与绝缘层916完全分隔开。由于蚀刻操作类似于上文所阐述的蚀刻操作，因此为简洁起见省略细节。接下来，去除经图案化光刻胶。另外，开口966的宽度可大于气隙964及962的宽度，且气隙964及962的宽度可大于环境端口960的宽度，但本揭露并不仅限于此。

参考图10b，因此形成微机电系统装置900。应容易地理解，图9b及10b中的类似部件可包含类似材料；因此，为简洁起见省略重复的细节，仅阐述微机电系统装置800与微机电系统装置900之间的差异。根据微机电系统装置900，至少第一孔912于形成于第一半导体层910的第一可移动部分中且穿透所述第一可移动部分，且所述多个第二孔942及944形成于第二半导体层940的第二可移动部分中且穿透所述第二可移动部分，如图10b中所展示。第一孔912及第二孔942两者都用作通风孔，且孔944用作释放孔。此外，所述多个孔928a及所述多个沟槽928b形成于半导体层920中且穿透半导体层920，且孔928a及928b形成为对应于第一半导体层910的第一可移动部分及第二半导体层940的第二可移动部分。孔928a用作声学孔，而沟槽928b用于提供机械隔离。如图10b中所展示，应注意，第二孔942的宽度大于声学孔928a的宽度。此外，第二孔942与声学孔928a对准，且第二孔942中的一者及声学孔928a中的一者与第一孔912对准，如图10b中所展示。第一绝缘柱930形成于第一半导体层910的第一孔942与第一锚定部分之间，且第二绝缘柱936形成于第一区904a中的释放孔944中。

在某些实施例中，第一多层结构910及第二多层结构940用作微机电系统装置900的两个背板，且半导体层920用作隔膜。应注意，第一绝缘柱930及第二绝缘柱936改进半导体层920的刚性。因此，微机电系统装置900的aop可在偏压电压不发生改变的情况下得以改进。此外，使得环境端口960与气隙962之间连通的通风孔912具有小于3μm的宽度，借此防止微粒进入气隙962。微粒及空气阻尼问题可因此都得以减轻。同样作为通风孔的第二孔942改进空气流出，且因此微机电系统装置900的性能可得以改进。此外，意外地透过第一孔912落入到微机电系统装置900的微粒可容易透过与第一孔912对准的声学孔928a及第二孔942排出，且因此微粒问题可得以进一步减轻。另外，由于第一柱930及第二柱936包含绝缘材料，因此第一多层结构910(底部板)与第二多层结构940(顶部板)彼此电隔离，且因此电布线得以简化。

在某些实施例中，执行用于形成微机电系统装置的方法12，且因此在形成多层结构620/720或半导体层820/920之后，同时地形成第一及第二绝缘柱630、636、730、736、830、836、930及936。

因此，本揭露提供一种微机电系统装置，所述微机电系统装置包含：第一柱及第二柱，其可为半导体或绝缘柱，与顶部隔膜及底部隔膜接触或与顶部板及底部板接触。通过连接顶部隔膜及底部隔膜或顶部板及底部板与柱，增强结构刚性。此外，本揭露提供的微机电系统装置还可包含：隔膜或板，其面向环境端口且经设计以减少微粒进入到气隙中；及另一隔膜或板，其经设计以具有大的通风孔或气流通道以维持良好的灵敏度及snr。

在某些实施例中，提供微机电系统装置。所述微机电系统装置包含：第一层及第二层，其包含相同材料；第三层，其放置于所述第一层与所述第二层之间；第一气隙，其分隔开所述第一层与所述第三层；第二气隙，其分隔开所述第二层与第三层；多个第一柱，其暴露于第一气隙且被布置成与第一层及第三层接触；及多个第二柱，其暴露于第二气隙且被布置成与第二层及第三层接触。

在某些实施例中，提供一种微机电系统装置。所述微机电系统装置包含：衬底，其具有与周围环境连通的环境端口；第一层，其位于衬底上方且包含第一可移动部分及形成于所述第一可移动部分中的至少第一孔；第二层，其位于第一层上方且包含第二可移动部分及形成于所述第二可移动部分中的多个第二孔；第三层，其放置于第一层与第二层之间且包含多个第三孔；多个第一柱，其从所述第一层延伸到所述第二层；多个第二柱，其从所述第二层延伸到所述第三层。

在某些实施例中，提供一种用于形成微机电系统装置的方法。所述方法包含以下操作。在衬底上方形成第一半导体层。在所述第一层上方形成多个第一柱。在所述第一柱及所述第一层上方形成第二层。在所述第二层上方形成多个第二柱。在所述第二柱及所述第二层上方形成第三层。

上述内容概述数个实施例的特征，以使本领域技术人员可更好地理解本揭露的方面。本领域技术人员应了解，其可容易地使用本揭露作为设计或修改其它工艺及结构的基础以达到与本文中所引入的实施例相同的目的及/或实现相同的优势。本领域技术人员还应意识到，这些等效构造并不背离本揭露的精神及范围，且其可在不背离本揭露的精神及范围的情况下在本文中做出各种改变、替代及变更。

符号说明

10方法

12方法

100操作

101操作

102操作

103操作

104操作

105操作

106操作

107操作

108操作

109操作

110操作

120操作

121操作

122操作

123操作

124操作

125操作

126操作

127操作

128操作

129操作

200微机电系统装置

202衬底

202'经薄化衬底/衬底

204a第一区

204b第二区

206绝缘层

208连接结构

210半导体层/第一半导体层

212孔/第一孔

213沟槽

214绝缘层

215a沟槽

215b沟槽

216绝缘层

217a沟槽

217b沟槽

218绝缘层

219经图案化光刻胶

220多层结构

222绝缘层

224半导体层

226绝缘层

228a孔/声学孔

228b沟槽/机械隔离沟槽

229a沟槽

229b沟槽

230第一半导体柱

232连接结构

234隔离结构

236第二半导体柱

238连接结构

240第二半导体层

242孔/第二孔

243沟槽

250连接垫

250a连接垫

250b连接垫

250c连接垫

250d连接垫

260环境端口

262气隙

264气隙

266开口

300微机电系统装置

302衬底

302'经薄化衬底

304a第一区

304b第一区

306绝缘层

308连接结构

310第一半导体层

312孔/第一孔/通风孔

313沟槽

314绝缘层

316绝缘层

317a沟槽

317b沟槽

318绝缘层

319经图案化光刻胶

320多层结构

322绝缘层

324半导体层

326绝缘层

328a孔/声学孔

328b沟槽

330第一半导体柱

332连接结构

334隔离结构

336第二半导体柱

338连接结构

340半导体层/第二半导体层

342孔/第二孔

343沟槽

350连接垫

350a连接垫

350b连接垫

350c连接垫

350d连接垫

360环境端口

362气隙

364气隙

366开口

400微机电系统装置

402衬底

402'经薄化衬底/衬底

404a第一区

404b第二区

406绝缘层

408连接结构

410第一多层结构

410a绝缘层

410b半导体层

410c绝缘层

411沟槽

412孔/通风孔

414绝缘层

416绝缘层

418绝缘层

419经图案化光刻胶

420半导体层

428a孔

428b沟槽

428c沟槽

430第一半导体柱

432连接结构

436第二半导体柱

438连接结构

440第二多层结构

440a绝缘层

440b半导体层

440c绝缘层

441沟槽

442孔/第二孔

450a连接垫

450b连接垫

450c连接垫

450d连接垫

460环境端口

462气隙

464气隙

466开口

500微机电系统装置

502衬底

502'经薄化衬底/衬底

504a第一区

504b第二区

506绝缘层

508连接结构

510第一多层结构

510a绝缘层

510b半导体层

510c绝缘层

511沟槽

512孔/第一孔/通风孔

514绝缘层

516绝缘层

518绝缘层

519经图案化光刻胶

520半导体层

528a孔/声学孔

528b沟槽

528c沟槽

530第一半导体柱

532连接结构

536第二半导体柱

538连接结构

540第二多层结构

540a绝缘层

540b半导体层

540c绝缘层

541沟槽

542孔/第二孔

560环境端口

562气隙

564气隙

566开口

600微机电系统装置

602衬底

602'经薄化衬底/衬底

604a第一区

604b第一区

606绝缘层/经图案化绝缘层

608连接结构

610第一半导体层

612孔/通风孔

613沟槽

614绝缘层

616绝缘层

618绝缘层

619经图案化光刻胶

620多层结构

622绝缘层

624半导体层

626绝缘层

628a孔

628b沟槽

630第一绝缘柱/第一柱

632连接结构

636第二绝缘柱

638连接结构

640第二半导体层

642孔/第二孔

643沟槽

644孔/释放孔

650a连接垫

650b连接垫

650c连接垫

650d连接垫

660环境端口

662气隙

664气隙

666开口

700微机电系统装置

702衬底

702'经薄化衬底

704a第一区

704b第二区

706绝缘层

708连接结构

710第一半导体层

712孔/第一孔/通风孔

713沟槽

714绝缘层

716绝缘层

718绝缘层

719经图案化光刻胶

720多层结构

722绝缘层

724半导体层

726绝缘层

728a孔/声学孔

728b沟槽

730第一绝缘柱/第一柱

732连接结构

736第二绝缘柱/第二柱

738连接结构

740第二半导体层

742孔/第二孔

743沟槽

744孔/释放孔

750a连接垫

750b连接垫

750c连接垫

750d连接垫

760环境端口

762气隙

764气隙

766开口

800微机电系统装置

802衬底

802'经薄化衬底

804a第一区

804b第二区

806绝缘层

808连接结构

810第一多层结构

810a绝缘层

810b半导体层

810c绝缘层

811沟槽

812孔/第一孔/第一孔

814绝缘层

816绝缘层

818绝缘层

820半导体层

828a孔

828b沟槽

830第一绝缘柱/第一柱

832连接结构

836第二绝缘柱

840第二多层结构

840a绝缘层

840b半导体层

840c绝缘层

841沟槽

842孔/第二孔

844孔/第二孔

860环境端口

862气隙

864气隙

866开口

900微机电系统装置

902衬底

902'衬底

904a第一区

904b第二区

906绝缘层

908连接结构

910绝缘层

910a绝缘层

910b半导体层

910c绝缘层

911沟槽

912孔

914绝缘层

916绝缘层

918绝缘层

920半导体层

928a孔

928b沟槽

930第一柱/第一绝缘柱

936第二绝缘柱

940第二多层结构

940a绝缘层

940b半导体层

940c绝缘层

941沟槽

942孔/第二孔

944孔/释放孔

960环境端口

962气隙

964气隙

966开口