形成的室 中的真空。
[0107] 在操作时，当交流电施加到谐振器时，运动梳状物7002的手指在固定梳状物7001 的手指之间运动，手指的谐振频率确定两个元件之间最小的阻抗。虽然室中存在真空，但 错/柱7005也防止金属层7007弯曲并防止金属层7007潜在地与运动梳状物7002的运动干 扰。由此可见，室中的额外空间未必导致弯曲，并且谐振器7000将比现有技术的谐振器更 薄。另外，金属层7007将充当使谐振器免受电磁干扰的屏蔽。
[0108] 示例性应用-流体压力传感器
[0109] 图22和图23示出了 MEMS流体压力传感器裸片8000的实施方式。背板8001已经凭借 各层之间的多个金属过孔用Ξ个格状金属层建立。膜片8002用背板8001上方的顶金属层建 立，并且由Si3N4构成的纯化层8003形成在顶膜片8002上。
[0110] 如从图23中可W看出，膜片8002的外部包括第二金属层8002曰。金属层800?增加 膜片8002的牢固性，并且尺寸可W改变，W改变传感器的灵敏度。运使得膜片的顺度对释放 蚀刻处理及其对围绕膜片的支撑结构的电介质的侵害更不敏感。
[0111] 在操作时，随着使传感器裸片8000露出到由流体或气体施加的压力，膜片8002与 压力量成比例地弯曲，运改变膜片8002与背板8001之间的电容。裸片8000中的CMOS电路(未 示出）检测电容的变化并将其转换成可用的外部信号。进一步地，因为膜片8002由金属层组 成，所W膜片8002还可W用作使裸片免受电磁干扰的低电阻EMI屏蔽。
[0112] 图22和图23的实施方式用作绝对压力传感器。在释放步骤期间，蚀刻剂借助释放 孔8004进入，并且在构建释放之后，使用密封晶片8005覆盖孔8004，运在裸片内构建真空。 作为另选的实施方式，传感器裸片8000可W不使用密封晶片8005建立，由此，用作差动压力 传感器。
【主权项】
1. 一种用于CMOSMEMS电容式麦克风裸片的膜片，该膜片包括： 第一大致平面金属层，该第一大致平面金属层具有顶面和底面； 第二大致平面金属层，该第二大致平面金属层与所述第一层尺寸和形状大致相同，具 有顶面和底面，并且与所述第一层平行且与所述第一层大致竖直对齐地定位；以及 在所述第一层与所述第二层之间的第一多个过孔，所述过孔附接到所述第一层的所述 顶面和所述第二层的所述底面。2. 根据权利要求1所述的膜片，其中： 所述第一层从一边到一另边大致为固体;并且 所述第二层具有在所述顶面与所述底面之间的多个开口。3. 根据权利要求1所述的膜片，其中： 沿着所述第一层的所述周边的一部分限定所述第一层的第一边缘； 沿着所述第二层的所述周边的一部分限定所述第二层的第一边缘； 所述第二层的所述第一边缘与所述第一层的所述第一边缘尺寸与形状大致相同；并且 除了所述第一层的所述第一边缘相对于所述第一层的所述几何水平中心水平地延伸 超出所述第二层的所述第一边缘之外，所述第二层的所述第一边缘与所述第一层的所述第 一边缘大致竖直对齐。4. 根据权利要求1所述的膜片，其中： 沿着所述第一层的所述周边的一部分限定所述第一层的第二边缘，所述第一层的所述 第二边缘是与所述第一层的所述第一边缘不同的部分； 沿着所述第二层的所述周边的一部分限定所述第二层的第二边缘，所述第二层的所述 第二边缘是与所述第二层的所述第一边缘不同的部分； 所述第二层的所述第二边缘与所述第一层的所述第二边缘尺寸和形状大约相同；并且 除了所述第二层的所述第二边缘相对于所述第一层的所述几何水平中心水平地延伸 超出所述第一层的所述第二边缘之外，所述第二层的所述第二边缘与所述第一层的所述第 二边缘大致竖直对齐。5. 根据权利要求3所述的膜片，所述膜片还包括： 第二多个过孔，该第二多个过孔在所述第一层的所述第一边缘延伸超出所述第二层的 所述第一边缘的位置处沿着所述第一层的所述第一边缘从所述第一层向上延伸。6. 根据权利要求4所述的膜片，所述膜片还包括： 第三多个过孔，该第三多个过孔在所述第二层的所述第二边缘延伸超出所述第一层的 所述第二边缘的位置处沿着所述第二层的所述第二边缘从所述第二层向下延伸。7. -种CMOSMEMS电容式麦克风裸片，该CMOSMEMS电容式麦克风裸片包括： 膜片，该膜片包括两个金属层，各个所述金属层彼此平行且彼此大致竖直对齐，具有在 所述两个金属层之间的金属间层，并且具有在所述两个金属层之间的多个过孔； 支撑结构，该支撑结构包括多个金属层，各个所述金属层彼此平行且彼此大致竖直对 齐，具有在所述多个金属层之间的多个金属间层，具有在所述金属层之间的第一多个过孔， 并且具有从所述支撑结构的顶部延伸到底部的开口中心部； 弹簧，该弹簧包括两个金属层，各个所述金属层彼此平行且彼此大致竖直对齐，具有在 所述两个金属层之间的金属间层，并且具有在所述两个金属层之间的多个过孔； 背板，该背板包括两个金属层，各个所述金属层彼此平行且彼此大致竖直对齐，具有在 所述两个金属层之间的金属间层，并且具有在所述两个金属层之间的多个过孔； 其中： 所述膜片和所述背板设置在所述支撑结构的所述开口内； 在所述弹簧的第一端的所述两个金属层在所述膜片的边缘处连接到所述两个金属层， 并且所述弹簧的第二端上的所述两个金属层在所述支撑物结构的边缘处连接到两个相邻 的金属层;并且 所述背板的所述两个金属层连接到所述支撑结构的另外两个相邻的金属层。8. 根据权利要求7所述的CMOSMEMS电容式麦克风裸片，其中： 所述膜片的所述金属层中的一个金属层包括顶面和底面，在所述顶面与所述底面之间 有多个开口。9. 根据权利要求7所述的CMOSMEMS电容式麦克风裸片，其中： 所述背板的所述金属层中的一个金属层具有顶面和底面，在所述顶面与所述底面之间 有多个开口。10. 根据权利要求7所述的CMOSMEMS电容式麦克风裸片，其中： 所述膜片的所述两个金属层中的一个金属层相对于另一个金属层是下层，并且所述另 一层相对于所述下层是上层； 所述上层和所述下层形状为多边形，各层具有相同数量的边并且所述上层和所述下层 大致彼此对齐； 所述下层的第一边缘的一部分水平延伸超出所述上层的第一边缘的对应部分，其限定 第一阻挡件； 所述上层的第二边缘的一部分水平延伸超出所述下层的第二边缘的对应部分，其限定 第二阻挡件； 所述支撑结构的所述开口部分形状为多边形，具有与所述膜片的所述金属层相同数量 的边； 所述支撑结构的第一金属层的与所述膜片的所述上层对应的部分延伸到所述开口部 分中，使得该部分与所述第一阻挡件水平地交叠； 所述支撑结构的第二金属层的与所述膜片的所述下层对应的部分延伸到所述开口部 分中，使得该部分与所述第二阻挡件水平地交叠。11. 一种CMOSMEMS电容式麦克风裸片，该CMOSMEMS电容式麦克风裸片包括： 衬底； 多个金属层，该多个金属层在所述衬底上方并彼此平行且平行于所述衬底，所述多个 金属层和所述衬底隔开并经由多个过孔连接； 所述多个金属层的周围区域，该周围区域限定支撑结构； 所述多个金属层的第一子集的中心区域，该中心区域限定背板； 所述多个金属层的第二子集的中心区域，该中心区域位于所述多个金属层的所述第一 子集的上方，已经被大致去除，其限定间隙； 所述多个金属层的第三子集的中心区域，该中心区域位于所述多个金属层的所述第二 子集的上方，其限定膜片； 所述多个金属层的所述第三子集在所述膜片与所述支撑结构之间的部分已经被去除， 在所述膜片与所述支撑结构之间留下多条金属层，所述多条金属层一端保持连接到所述膜 片并且另一端连接到所述支撑结构，其限定允许所述膜片竖直运动的多个各向异性弹簧。 12.-种CMOSMEMS电容式麦克风裸片，该CMOSMEMS电容式麦克风裸片包括： 衬底； 多个金属层，该多个金属层在所述衬底上方并彼此平行且平行于所述衬底，所述多个 金属层和所述衬底隔开并经由多个过孔连接； 所述多个金属层的周围区域，该周围区域限定支撑结构； 所述多个金属层的第一子集的中心区域，该中心区域限定膜片； 所述多个金属层的第二子集的中心区域，该中心区域位于所述多个金属层的所述第一 子集的上方，已经被大致去除，其限定间隙； 所述多个金属层的第三子集的中心区域，该中心区域位于所述多个金属层的所述第二 子集的上方，其限定背板； 所述多个金属层的所述第一子集在所述膜片与所述支撑结构之间的部分已经被去除， 在所述膜片与所述支撑结构之间留下多条金属层，所述多条金属层一端保持连接到所述膜 片并且另一端连接到所述支撑结构，其限定允许所述膜片竖直运动的多个各向异性弹簧。
【专利摘要】所保护的发明致力于使用CMOS基技术而制造的MEMS麦克风裸片。更具体地，权利要求致力于具有各向异性弹簧、背板、膜片、机械阻挡件以及支撑结构的MEMS麦克风裸片的各种方面，其全部使用CMOS制造技术制造为由过孔分离的堆叠的金属层。
【IPC分类】H04R19/04
【公开号】CN105493521
【申请号】CN201480047541
【发明人】P·V·洛佩特, 李晟馥
【申请人】美商楼氏电子有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年8月28日
【公告号】EP3039885A1, US9237402, US20150237448, WO2015031660A1