[发明专利]MEMS器件以及制造MEMS器件的方法

说明书

公开了MEMS器件以及制造MEMS器件的方法。在实施例中，所述MEMS器件包括具有贯穿其中的空腔的支撑以及在所述支撑的空腔上方延伸的隔膜，其中所述隔膜至少部分地由石墨烯加固。

技术领域

本发明的实施例涉及一种MEMS(微机电系统)器件以及制造该MEMS器件的方法，更确切地，涉及一种包括至少部分地由石墨烯加固的隔膜的MEMS器件。

背景技术

MEMS技术可以用来实施各种器件，例如传感器和声学致动器。例如，在MEMS压力传感器中，小的隔膜位移可以相对于参考电极被电容性地感测，并且在MEMS微型扬声器中，隔膜可以由两个定子之间的静电驱动而被静电地致动从而提供大的冲程位移。

发明内容

根据一个实施例，一种MEMS器件包括：具有贯穿其中的空腔的支撑，以及在所述支撑的空腔上方延伸的隔膜，其中所述隔膜至少部分地由石墨烯加固。

根据另一个实施例，一种用于制造MEMS器件的方法包括：提供具有贯穿其中的空腔的支撑，提供在所述支撑的空腔上方延伸的隔膜，以及至少部分地通过石墨烯对所述隔膜进行加固。

附图说明

图1示出了指示石墨烯与硅相比较时的机械属性的表；

图2示出了根据一个实施例的MEMS器件的横截面视图；

图3示出了根据一个实施例的MEMS器件的部分的顶视图；

图4示出了根据一个实施例的MEMS压力传感器的横截面视图；

图5示出了根据一个实施例的包括利用石墨烯加固的隔膜的MEMS麦克风的横截面视图；

图6示出了根据另一个实施例的具有利用石墨烯加固的隔膜的MEMS麦克风的横截面视图；

图7示出了根据另一个实施例的MEMS麦克风的横截面视图，该实施例为图5和图6所描述的实施例的组合，在于其中提供了包括两个背板的双背板结构，在这两个背板之间夹有由石墨烯加固的隔膜；以及

图8示出了根据一个实施例的用于制造MEMS器件的方法的流程图。

具体实施方式

下面，将进一步对本发明的实施例进行详细描述。在各个图中所示出的具有相同或相似功能性的元素将与相同的参考标号相关联。

传统上，采用硅技术制造MEMS传感器和MEMS声学致动器。在MEMS器件中的硅隔膜非常脆弱并且在处理期间由于操作中的机械震动而会容易被毁坏。

这样，就需要提供一种改进的MEMS器件。

实施例提供一种MEMS器件，所述MEMS器件包括具有贯穿其中的空腔的支撑，以及在所述支撑的空腔上方延伸的隔膜，其中所述隔膜至少部分地由石墨烯加固。

石墨烯被认为是比较奇异的材料，尤其是单层或单层的堆叠。弹性约为20％并且看起来是用以加固隔膜的完美材料。该构思是在隔膜(例如，多晶硅隔膜)的顶部或底部上沉积石墨烯层，以机械地强化这种构造或这种构造的锚定点。可以例如采用已知的半导体工艺来对石墨烯层进行结构化。

由于单层的石墨烯非常地薄，所以虽然将赋予增加的稳定性，但是预期没有隔膜性能的严重劣化。此外，石墨烯层是电传导的并且增强的构造可以改善可变电容传感器。

图1示出了指示石墨烯与硅相比较时的机械属性的表。可以看出，石墨烯在杨氏模量、断裂强度、泊松比和密度的值方面其性能优异于硅。因此，出于上面所列举的原因，当在MEMS技术中实现传感器或声致动器时采用石墨烯来加固隔膜具有优势。