[发明专利]用于梳状驱动MEMS装置的系统和方法

权利要求书

1.一种形成微机电系统（MEMS）换能器的方法，所述方法包括：

在单晶硅层中形成换能器框架，其中形成换能器框架包括：

邻近腔形成支撑部分，

在所述支撑部分上并覆盖所述腔形成膜层，以及

形成从所述支撑部分延伸的第一梳齿集合；

形成从锚定装置到所述支撑部分的弹性支撑，其中形成所述弹性支撑包括对所述锚定装置和所述支撑部分之间的、邻近所述膜层的与所述第一梳齿集合相对的第一侧的扭转弹性支撑进行图案化；以及

在所述单晶硅层中形成第二梳齿集合，所述第二梳齿集合与所述第一梳齿集合交错对插。

2.根据权利要求1所述的形成微机电系统（MEMS）换能器的方法，其中，所述第一梳齿集合和所述第二梳齿集合被形成为在所述第一梳齿集合的每个梳齿和所述第二梳齿集合的每个对应邻近梳齿之间具有100nm和300nm之间的齿间间隔距离。

3.根据权利要求1所述的形成微机电系统（MEMS）换能器的方法，其中，所述第一梳齿集合和所述第二梳齿集合被形成为具有等于或超过1:50的梳齿纵横比，所述梳齿纵横比是第一梳齿集合的每个梳齿和所述第二梳齿集合的每个对应邻近梳齿之间的齿间间隔距离与所述第一梳齿集合和所述第二梳齿集合的层厚度的比率。

4.根据权利要求1所述的形成微机电系统（MEMS）换能器的方法，进一步包括形成应力层，所述应力层被机械地耦合到所述弹性支撑并且被配置为使所述换能器框架静止偏转。

5.根据权利要求1所述的形成微机电系统（MEMS）换能器的方法，进一步包括形成具有小于或等于300μm的芯片厚度的微机电系统（MEMS）换能器。

6.根据权利要求1所述的形成微机电系统（MEMS）换能器的方法，进一步包括形成应力解耦间隙，所述应力解耦间隙从所述锚定装置延伸并且围绕所述换能器框架、所述弹性支撑和所述第二梳齿集合，其中，所述应力解耦间隙被配置为减少层应力从所述微机电系统（MEMS）换能器的衬底到所述换能器框架、所述弹性支撑和所述第二梳齿集合的传递。

7.一种形成微机电系统（MEMS）换能器的方法，所述方法包括：

在单晶硅衬底中形成空洞层上硅结构；

穿过所述空洞层上硅结构蚀刻高纵横比沟槽；

在所述空洞层上硅结构上形成膜；

在所述空洞层上硅结构中邻近所述高纵横比沟槽并且在所述膜下方形成腔；以及

通过去除所述单晶硅衬底的背侧部分来暴露所述腔。

8.根据权利要求7所述的形成微机电系统（MEMS）换能器的方法，其中，蚀刻高纵横比沟槽包括蚀刻具有等于或超过1:50的纵横比的沟槽。

9.根据权利要求7所述的形成微机电系统（MEMS）换能器的方法，其中，通过去除所述单晶硅衬底的背侧部分来暴露所述腔包括穿过所述单晶硅衬底进行背侧蚀刻。

10.根据权利要求7所述的形成微机电系统（MEMS）换能器的方法，其中，通过去除所述单晶硅衬底的背侧部分来暴露所述腔包括：

围绕所述空洞层上硅结构蚀刻沟槽；以及

进行剥离步骤以从所述单晶硅衬底去除所述空洞层上硅结构。

11.根据权利要求10所述的形成微机电系统（MEMS）换能器的方法，其中，在进行所述剥离步骤之后，所述空洞层上硅结构具有小于或等于300μm的层厚度。

12.根据权利要求7所述的形成微机电系统（MEMS）换能器的方法，其中，

在所述空洞层上硅结构上形成膜包括形成框架以及在所述框架上形成所述膜；并且

在所述空洞层上硅结构中形成所述腔包括在所述框架中形成所述腔，使得所述框架围绕所述腔。