之间施加电偏压用于从静摩擦恢复。还可以对极板的倾斜进行感测并动态地调整跨极板的偏压以保证它们不与第一衬底110接触。
[0050]图8示出了活塞式传声器的替代性制造实施例。在一个实施例中，可以将立柱214做得更宽以在PEC 234上重叠，同时形成浅凹陷阶以形成一个控制良好且浅延伸的PEC284以便改进传声器的低频响应。以类似的方式，第二衬底124的缓冲块314在第二极板154的外部外围上的部分重叠对第一和第二极板144、154的出平面(向上)移动进行限制。对出平面移动进行限制提高了器件可靠性，尤其是针对振动和冲击。
[0051]在另一个替代性方案中，可以选择性地向下打薄第一和第二极板144、154，从而创造阶梯式的器件层294以增加结构的共振频率和减少穿孔的声阻抗。
[0052]在另一个实施例中，提供带有多个穿孔324的背极板334用作该第一衬底上的盖住声端口 194的电极，该声端口面向第一极板144的第一表面侧。在一个实施例中，刚性背极板334可以部分地或完全地盖住该声端口。通过带有多个穿孔324的极板334的适当设计，通过开口(声端口 194)的声压输入将到达第一极板144的第一表面而没有显著的衰减，同时由此背极板334和第一极板144形成的平行极板电容将增加电感测电容。
[0053]在声输入的影响下，此电容将在与第二极板154与第二电极174之间形成的电容相同的相位上发生变化。因此，总感测电容将增加。
[0054]图9A、图9B和图9C示出了可以应用于传声器的所描述的实施例中的任一实施例上的封装方案。图9A展示了带有集成器件914的封盖封装900A。背空腔916自含于集成器件914内。图9B示出了模制封装900B，其中在集成器件922上对塑料或类似封装材料924进行模制或成形。图9C展示了一个封盖封装900C，其通过在集成器件918的顶面上开放的声端口 926形成一个延伸背空腔927。
[0055]图10示出了一个实施例，该实施例使MEMS传声器370和在该第一和第二衬底上的一个或多个其他MEMS器件380集成。其他MEMS器件包括但不限于陀螺仪、加速计、压力传感器和罗盘。MEMS传声器370可以是如图1、图2、图4、图5、图7和图8中所描述的活塞式传声器或扭转传声器。
[0056]较常规设计而言，传声器的扭转和活塞式设计两者提供了改进。在第一和第二衬底以及来自CM0S-MEMS构造的集成电子器件限定围隔情况下的集成背空腔能够比在常规两芯片解决方案中实现显著更小的封装足迹。当MEMS管芯和封装一起形成背空腔时，集成背空腔还减轻了封装考虑。
[0057]与类似尺寸或更大的传声器相比，内在地预期扭转设计在操作过程中对加速没有那么敏感。就极板的电子拾取和移动而言，活塞式设计与现有的MEMS和电容式传声器类似，但不像其他传感器基于实心极板的移动，没有隔膜。并且，不像其他设计，可以分开调整压力感测区域和电极区域，从而在区域/质量的成本下给予额外的设计灵活性。
[0058]虽然已经根据所示的实施例中描述了本发明，在本技术领域的普通技术人员将容易地认识到这些实施例可存在变化并且这些变化将在本发明的精神和范围之内。因此，本技术领域的普通技术人员可以做出许多修改而不脱离所附的权利要求书的精神和范围。
【主权项】
1.一种MEMS器件，包括: 一个附接到一个第一衬底上的锚点； 一个带有一个第一表面和一个第二表面的第一极板； 一个带有一个第三表面和一个第四表面的附接到该第一极板上的第二极板；以及一个将该锚点连接到该第一极板上的连接结构，其中，在该第一极板的该第一和第二表面之间存在一个声压差的情况下，该第一极板和第二极板移位； 其中，该第一极板、该第二极板、该连接机构和该销点包含在由该第一衬底和一个第二衬底形成的一个围隔内； 其中，该第一和第二衬底其中之一包含一个声端口以将该第一表面暴露在环境下； 其中，在该第一衬底上形成至少一个电极。2.如权利要求1所述的MEMS器件，其中，该第一和第二极板中的每个极板由一种含有硅的材料组成。3.如权利要求1所述的MEMS器件，其中，该第二极板是有穿孔的。4.如权利要求1所述的MEMS器件，其中，该第二极板在与该第一极板的相反方向上移动。5.如权利要求O所述的MEMS器件，其中，第一和第二极板围绕一个转动轴是扭矩平衡的。6.如权利要求1所述的MEMS器件，其中，该第二极板在与该第一极板的相同的方向上移动。7.如权利要求1所述的MEMS器件，其中，该MEMS器件包括一个传声器。8.如权利要求1所述的MEMS器件，其中，该围隔形成一个声空腔。9.如权利要求1所述的MEMS器件，进一步包括对该第一和第二极板的横向移动进行限制的面内缓冲块。10.如权利要求1所述的MEMS器件，进一步包括一个电容器，其中，该第二极板形成一个第一电极，并且该第一衬底上的一个导电层形成一个第二电极。11.如权利要求1所述的MEMS器件，进一步包括一个沉积在该第一极板下方并且盖住该声端口的至少一部分的穿孔极板。12.如权利要求O所述的MEMS器件，其中，该第二电极由铝组成。13.如权利要求O所述的MEMS器件，其中，该第二电极连接到该第一衬底上的一个集成电路上。14.如权利要求1所述的MEMS器件，其中，一个蚀刻进该第二衬底内的压铆螺母柱限定一个间隙。15.如权利要求1所述的MEMS器件，进一步包括一种沉积在该第二衬底上的附加绝缘材料。16.如权利要求15所述的MEMS器件，该附加绝缘材料在多个选定部分内延伸以形成多个缓冲块。17.如权利要求1所述的MEMS器件，其中，从一个陷进去的立柱形成至少一个缓冲块。18.如权利要求1所述的MEMS器件，其中，该第一和第二极板具有均匀的厚度。19.如权利要求1所述的MEMS器件，其中，该连接机构具有一个基本上与该第一极板或该第二极板的厚度相同的厚度。20.如权利要求1所述的MEMS器件，其中，该第一极板具有一个较薄的部分和一个较厚的部分。21.如权利要求20所述的MEMS器件，其中，该连接机构具有一个等于该第一极板的最薄部分的厚度。22.如权利要求20所述的MEMS器件，该连接机构具有一个大于该第一极板的最薄部分的厚度。23.如权利要求1所述的MEMS器件，其中，从该第一表面到该第二表面提供一条气流通路。24.—种声传感器件，包括: 一个带有一个第一表面和一个第二表面的附接到一个第一衬底上的结构； 其中，在该结构的该第一和第二表面之间存在一个声压差的情况下，该结构移位； 其中，该结构包含在一个由该第一衬底和一个第二衬底形成的一个围隔内； 其中，该第一或第二衬底中的仅一个衬底包含一个开口以将该结构暴露在环境下。25.如权利要求24所述的器件，进一步包括一个电容器，其中，该第二极板形成一个第一电极，并且该第一衬底上的一个导电层形成一个第二电极。26.如权利要求25所述的器件，其中，该第二电极连接到该第一衬底上的一个集成电路上O27.如权利要求24所述的器件，其中，该第一或第二衬底中的仅一个衬底包含一个开口以将该结构暴露在一个第二围隔下。28.—种声传感器件，包括: 一个带有一个第一表面和一个第二表面的附接到一个第一衬底上的结构； 其中，在该结构的该第一和第二表面之间存在一个声压差的情况下，该结构移位； 其中，该结构位于该第一衬底和一个第二衬底之间； 其中，该第一和第二衬底各自包含一个开口。29.如权利要求O所述的器件，进一步包括一个电容器，其中，该第二极板形成一个第一电极，并且该第一衬底上的一个导电层形成一个第二电极。30.如权利要求29所述的器件，其中，该第二电极连接到该第一衬底上的一个集成电路上O
【专利摘要】在此披露了一种MEMS器件。该MEMS器件包括：一个带有一个第一表面和一个第二表面的第一极板；以及一个附接到一个第一衬底上的锚点。该MEMS器件进一步包括一个带有一个第三表面和一个第四表面的附接到该第一极板上的第二极板。一个连接机构将该锚点连接到该第一极板上，其中，在该第一极板的该第一和第二表面之间存在一个声压差的情况下，该第一极板和第二极板移位。该第一极板、第二极板、连接机构和锚点全都包含在由该第一衬底和一个第二衬底形成的一个围隔内，其中，该第一和第二衬底其中之一包含一个通口以使该第一极板的该第一表面暴露在环境下。
【IPC分类】H01L29/86, H01L29/96, H01L29/84
【公开号】CN105051909
【申请号】CN201480011805
【发明人】艾尔翰·波拉特卡恩·阿塔, 马丁·利姆, 李想, 斯蒂芬·劳埃德, 迈克尔·朱利安·达内曼
【申请人】因文森斯公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2014年2月28日
【公告号】US8692340, US20140264656, WO2014163989A1