[发明专利]垂直集成的MEMS

说明书

背景技术

微机电系统(MEMS)装置是微机械和微电子系统的组合。

一些MEMS装置可包括由导线连接在一起的两个芯片，可能难以实现这两 个芯片之间的期望对准。

附图说明

附图示出了本系统和方法的多种实施例并且是说明书的一部分。示出的实 施例只是本系统和方法的示例，并不限制本公开的范围。

图1示出了根据一个示范性实施例的双层单芯片MEMS装置的顶视图。

图2示出了沿图1中的截面2-2所取的该MEMS装置的横截面图。

图3为示出根据一个示范性实施例的形成MEMS装置的方法的流程图。

图4A为根据一个示范性实施例的MEMS装置的侧视图。

图4B为根据一个示范性实施例的MEMS装置的侧视图。

图4C为根据一个示范性实施例的MEMS装置的仰视图。

图5为根据一个示范性实施例的由绝缘体上硅(silicon on insulator)晶片形 成的MEMS装置的侧视图。

在附图中，同样的附图标记表示类似的但可能不等同的元件。

具体实施方式

本说明书公开了一种用以形成微机电系统(MEMS)换能器的示范性系统 和方法。根据本文公开的一个示范性实施例，该MEMS换能器由两个晶片形成， 并且消除了挠性件(flexure)和检测质量(proof mass)的厚度之间的相互影响， 从而允许每一个被独立地设计。另外，本示范性的系统和方法刻蚀晶片的全部 两侧以限定检测质量和挠性件，从而允许顶部晶片和底部晶片的光学对准。下 面将提供本MEMS换能器系统和方法的更多细节。

在公开和描述本系统和方法的特定实施例之前，应当理解，本系统和方法 并不局限于此处公开的特定工艺和材料，因为这些在一定程度上可以变化。同 样应当理解，本文使用的术语是为了描述特定实施例而不打算是限制性的，因 为本系统和方法的范围将由随附的权利要求书及其等同物限定。

在本说明书和随附的权利要求书中使用的术语“检测质量”应当被宽泛地 理解为包含测量装置或机器(如加速度测量设备)中使用的任何预定的惯性质 量，其用作要测量的量的基准质量。

在以下的描述中，为了解释的目的，阐述了大量的具体细节，以便提供用 于形成微机电系统(MEMS)换能器的本系统和方法的透彻理解。然而，对于 本领域技术人员显而易见的是，可以实施本方法而无需这些具体细节。本说明 书中提到的“一个实施例”或“实施例”意味着关于该实施例描述的特定特征， 结构或者特性包含在至少一个实施例中。在本说明书中不同地方出现的短语“在 一个实施例中”可能指的是不同的实施例。

示范性结构

图1和图2示出根据一个示范性实施例的MEMS装置(100)的不同视图。具 体地，图1示出MEMS装置(100)的顶视图，而图2示出该MEMS装置的沿 图1的截面2-2所取的横截面图。如图2所示，该MEMS装置通常包括定位在 下晶片(120)之上的上晶片(110)。材料(135)将这两个晶片(110，120)结合在一起以 形成单一芯片。如下面详细描述的，图示的双晶片配置可以提供提高的处理速 率并且允许若干设计和制造益处。

图1详细示出根据一个示范性实施例的上晶片(110)的顶视图。如图所示， 上晶片(110)包括固定(anchoring)部分(125)和可移动部分(130)。多个耦合块(140) 位于上晶片(110)的外围周围使得耦合块(140)位于固定部分(125)和可移动部分 (130)之间。如图1中所述，在耦合块(140)和可移动部分(130)之间以及耦合块(140) 和固定部分(125)之间形成了间隙。

多个第一挠性件(145)将上晶片(110)的可移动部分(130)耦合到耦合块(140)。 此外，例如图示的第二挠性件(150)的其他任何数量的挠性件能将耦合块(140)耦 合到固定部分(125)。图示结构允许上晶片(110)的可移动部分(130)平行于x轴和 y轴两者移动。