[发明专利]可调谐MEMS装置和可调谐MEMS装置的制造方法

说明书

技术领域

本发明通常涉及可调谐MEMS装置和可调谐MEMS装置的制造方法。

背景技术

一种MEMS（微机电系统）麦克风包括设置在硅芯片中的压力敏感振动片。MEMS麦克风有时与前置放大器集成到一个单一的芯片中。MEMS麦克风还可包括使其成为数字MEMS麦克风的模-数转换器（ADC）电路。

发明内容

根据本发明的实施方式，半导体器件包括基板、可移动电极以及对电极。该可移动电极或该对电极包括第一区域和第二区域，其中该第一区域与该第二区域隔离，其中该第一区域被配置为被调谐，其中该第二区域被配置为提供感测信号或控制系统，以及其中该可移动电极和对电极被机械地连接到该基板。

根据本发明的实施方式，MEMS结构包括基板、可移动电极和对电极。该对电极包括第一对电极区域和第二对电极区域，其中，第一对电极区域与第二反电机区域隔离，以及其中该对电极和该可移动电极被机械地连接到该基板。

根据本发明的实施方式，MEMS结构包括半导体基板、背板电极和堆叠隔膜，其中该堆叠隔膜和该背板机械地连接到该半导体基板上。该堆叠隔膜包括第一隔膜和第二隔膜。

附图说明

现在结合附图并参考下面的描述以更好地理解本发明以及其优势，其中，

图1a示出MEMS结构的横截面视图；

图1b示出MEMS结构的顶视图；

图2a示出MEMS结构的实施方式的横截面视图；

图2b示出背板的实施方式的顶视图；

图2c示出MEMS结构的等价电容网络；

图3a示出MEMS结构的实施方式的横截面视图；

图3b示出可移动元件的实施方式的顶视图；

图4a示出MEMS结构的实施方式的横截面视图；

图4b示出MEMS结构的实施方式的横截面视图；

图5a示出MEMS结构的实施方式的横截面视图；

图5b示出边缘结构的实施方式的顶视图；以及

图6a至图6c示出MEMS结构的制造方法的实施方式。

具体实施方式

下面详细讨论目前优选实施方式的制造和使用。但是，应该意识到本发明提供了许多切实可行的创造性的概念，其能够体现在各种语境中。所讨论的特定的实施方式仅仅是制造和使用本发明的特定的方式的示例，并不限制本发明的范围。

在特定的上下文中将就实施方式描述本发明，即传感器或麦克风。但是，本发明还可应用于其他诸如RF MEMS、加速计和马达等的MEMS中。

图1a和图1b示出MEMS结构100的横截面视图。MEMS结构100包括振动膜或隔膜130、背板160以及隔膜130和背板160之间的空气间隙150。隔膜或隔膜电极130被配置为相对于背板或固定的对电极160移动或偏转。该偏转导致能够测量的隔膜130和背板160之间的电容发生变化。

隔膜130和背板160沿着它们的圆周连接至基板110。隔膜130通过第一垫片120连接至基板。可选择地，隔膜130可以设置在基板110的主平面内而没有第一垫片120。第二垫片140沿着隔膜130和背板160的圆周设置在它们之间。隔膜130和背板160可包括圆形或方形。可选择地，隔膜130和背板160可包括任意合适的几何形状。背部容积180设置在MEMS结构100和基板190之间，其中基板190可包括印刷电路板（PCB）。

半导体基板110包括硅、其它半导体材料或诸如GaAs、InP、Si/Ge或SiC的化合物半导体。半导体基板110可包括单晶硅、非晶硅或多晶硅（多晶硅）。半导体基板110可为硅绝缘体（SOI）。半导体基板110可包括诸如晶体管、二极管、电容器、放大器、滤波器或其他电子设备的有源元件，或集成电路（IC）。MEMS结构100可以是孤立的设备或可以与集成电路集成为单个芯片。

第一垫片120和第二垫片140可包括电介质或绝缘材料，例如二氧化硅、氮化硅、诸如氮氧化硅的高介电常数材料或其组合物。

隔膜130和背板160可包括诸如多晶硅、掺杂多晶硅或金属的导电材料。在背板160上可以打孔以减小阻尼效果。