MEMS器件和具有这样的MEMS器件的装置的制作方法

本公开涉及一种mems器件以及具有这样的mems器件的装置。本公开尤其涉及一种用于微型扬声器、阀和泵送应用的具有水平闸板和可选驱动膜的mems结构。

背景技术：

1、mems结构可以被用于在流体(例如，气体)中生成压力波和/或流动。这样的mems器件可以包括与流体相互作用的可移动部件，例如膜。这样的mems器件的示例是泵、扬声器或麦克风。

2、mems器件可以包括例如基于硅的半导体材料，其中电流可以基于诸如金属材料的导电材料和/或半导体材料的掺杂而流动。

技术实现思路

1、需要增强mems器件。

2、因此，本实施例的一个目的是增强mems器件。

3、根据一个实施例，mems器件包括：衬底，具有腔；以及膜结构，被机械地连接到衬底，并且被配置为相对于衬底平面且以超声频率范围内的频率偏转出平面，以引起腔中的流体运动。mems器件包括与膜结构一起夹持腔的阀结构。阀结构包括平面穿孔结构和闸结构，闸结构与穿孔结构相对，并且在平面内以超声频率范围内的频率、并且相对于衬底平面、并且在第一位置与第二位置之间可移动地布置。闸结构被布置为在第一位置为流体提供第一流体阻力，并且在第二位置为流体提供更高的第二流体阻力。

4、根据一个实施例，一种装置包括这样的mems器件，并且为扬声器或泵。

技术特征：

1.一种mems器件，包括：

2.根据权利要求1所述的mems器件，包括控制电路，所述控制电路被配置：用于控制所述膜结构的偏转而以第一超声频率偏转；并且用于控制被耦合到所述闸结构的致动器结构以相同或不同的第二超声频率在所述第一位置与所述第二位置之间变化，并且在所述mems器件的前部容积中在从所述第一超声频率开始的音频频率范围内生成声压级。

3.根据权利要求2所述的mems器件，其中所述控制电路被配置用于控制所述致动器结构，以基于所述膜结构在某一时刻的偏转状态而在所述时刻将所述闸结构移动到所述第一位置和所述第二位置中的一个位置，或者在所述第一位置与所述第二位置之间无缝地移动。

4.根据权利要求2或权利要求3所述的mems器件，其中所述膜结构被布置在所述阀结构的第一侧处；其中所述mems器件的前部容积被布置在所述阀结构的相对的第二侧处；其中所述控制电路被配置用于控制所述致动器结构和所述膜结构，以通过使用所述阀结构在所述前部容积中聚集由所述膜结构生成的流体运动的流体压力。

5.根据权利要求2至权利要求4中任一项所述的mems器件，包括与所述膜结构一起夹持所述腔的多个阀结构，其中所述控制电路被配置用于控制所述膜结构，并且用于单独控制所述mems器件的所述多个阀结构以利用所述多个阀结构来提供来自所述腔的所述流体运动的不同频谱。

6.根据前述权利要求中任一项所述的mems器件，包括弹簧结构，所述弹簧结构将所述闸结构弹性地铰接在静止位置；并且包括致动器结构，所述致动器结构被配置用于使所述闸结构沿移动方向在平面内偏转并且离开所述静止位置。

7.根据权利要求6所述的mems器件，其中所述闸结构和所述弹簧结构形成具有在所述超声频率范围内的谐振频率的谐振器的至少一部分。

8.根据权利要求6或权利要求7所述的mems器件，其中所述弹簧结构包括平面外机械刚度，与沿着所述移动方向的平面内机械刚度相比，所述平面外机械刚度更大。

9.根据前述权利要求中任一项所述的mems器件，其中所述膜结构包括多个通风孔，被配置用于使所述流体进入所述腔中，同时防止声短路。

10.根据前述权利要求中任一项所述的mems器件，包括在所述穿孔结构与所述闸结构之间的密封结构，其中，在所述阀结构的闭合状态下，所述密封结构被配置用于阻挡流体流过所述穿孔结构与所述闸结构之间的间隙。

11.根据前述权利要求中任一项所述的mems器件，包括在所述穿孔结构与所述闸结构之间的防粘滞凸块，并且包括在所述穿孔结构与所述闸结构之间的密封结构，其中与所述防粘滞凸块的区域中的间隙相比，所述密封结构的区域中的剩余间隙更大。

12.根据前述权利要求中任一项所述的mems器件，其中所述穿孔结构包括机械加强件，所述机械加强件被配置用于抑制所述穿孔结构的平面外偏转；和/或

13.根据前述权利要求中任一项所述的mems器件，其中所述腔是被相邻地布置的多个腔中的一个腔；其中所述多个腔中的每个腔被夹持在所述膜结构与专用阀结构之间。

14.根据前述权利要求中任一项所述的mems器件，其中所述闸结构包括栅格结构，所述栅格结构包括至少一个杆，当所述至少一个杆被投射到与所述衬底平面平行的公共平面中时，所述至少一个杆在所述第二位置与所述穿孔结构的穿孔的开口重叠，并且当所述至少一个杆被投射到所述公共平面中时，所述至少一个杆在所述第一位置露出所述开口的至少一部分。

15.根据前述权利要求中任一项所述的mems器件，包括保护结构，所述保护结构对于所述流体的声压级是可通过的，并且被布置为与所述膜结构一起夹持所述阀结构，所述保护结构被配置用于机械地保护所述阀结构。

16.一种装置，包括前述权利要求中任一项所述的mems器件，并且所述装置为扬声器或泵。

技术总结
本公开的实施例涉及MEMS器件和具有这样的MEMS器件的装置。MEMS器件包括具有腔的衬底，并且包括膜结构，该膜结构被机械地连接到衬底，并且被配置为相对于衬底平面、并且以在超声频率范围内的频率偏转出平面，以引起流体在腔中的流体运动。MEMS器件包括阀结构，该阀结构与膜结构一起夹持腔，其中阀结构包括平面穿孔结构和闸结构，该闸结构与穿孔结构相对，并且以超声频率范围内的频率、并且相对于衬底平面、并且在第一位置与第二位置之间可移动地布置在平面内。闸结构被布置为在第一位置为流体提供第一流体阻力，并且在第二位置为流体提供更高的第二流体阻力。

技术研发人员：C·布雷特豪尔,M·豪博尔德,H-J·蒂姆,D·迈尔霍夫
受保护的技术使用者：英飞凌科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15