[發明專利]MEMS結構

在審

• 申請號: 201610331737.0
• 申請日: 2016-05-18
• 公開（公告）號: CN107404698A
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發明（設計）人: 萬蔡辛;朱佳輝
• 申請（專利權）人: 北京卓銳微技術有限公司
• 主分類號: H04R19/04
• 分類號: H04R19/04
• 代理公司: 北京成創同維知識產權代理有限公司11449
• 代理人: 蔡純,張靖琳

技術領域

本發明涉及MEMS(微機電系統)結構，更具體地，涉及包含振膜的MEMS結構。

背景技術

MEMS器件是在微電子技術基礎上發展起來的采用微加工工藝制作的電子機械器件，已經廣泛地用作傳感器和執行器。例如，MEMS器件可以是硅電容麥克風。硅電容麥克風通常包括襯底、背極板和振膜，其中振膜是硅電容麥克風的核心部件，該振膜靈敏地響應聲壓信號并將之轉化為電信號。在硅電容麥克風中，背極板是固定部件，振膜是可動部件。振膜的全部或部分可以自由振動。與硅電容麥克風類似，基于電容特性的MEMS傳感器以及大部分的MEMS執行器均包括固定部件和可動部件。

在現有技術中，為了提高MEMS結構可動部件的靈敏度，采取圖1a和1b示出的結構。圖1a和1b示出根據現有技術的MEMS結構的俯視圖和截面圖。該MEMS結構例如是硅電容麥克風，包括襯底110、位于襯底110上的振膜層120、位于振膜層120的第二部分上的支撐層130、位于支撐層130上的背極板140以及互連部件150，該振膜層120包括第一部分121和第二部分122，該互連部件150包括與背極板140相同層面的第一部分和從所述第一部分向下延伸并與振膜層120連接的第二部分，這樣通過互連部件150實現振膜層120的機械連接和電連接，使振膜層第一部分121得以懸空，提高MEMS可動部件例如是振膜層的靈敏度。

在上述的MEMS結構中，由于振膜層得以懸空而提高了靈敏度，但當振膜層受到向下運動的沖擊時往往會因為振幅過大導致振膜層的損壞。

發明內容

鑒于上述問題，本發明的目的在于提供一種使用壽命長的MEMS結構。

為解決上述技術問題，本發明包括：

襯底；

可動部件，所述可動部件位于所述襯底上；

固定部件，所述固定部件位于所述可動部件上，并且與所述可動部件彼此相對，以形成電容極板；以及

互連部件，包括與所述固定部件相同層面的第一部分和從所述第一部分向下延伸并與可動部件連接的第二部分。

優選地，所述MEMS結構還包括：

保護部件，所述保護部件與所述可動部件隔開預定距離,從而在所述可動部件運動振幅大于該預定距離時提供保護。

優選地，所述MEMS結構為MEMS麥克風，所述可動部件和固定部件分別為所述MEMS麥克風的振膜層和背極板，其中，所述襯底包括聲腔，所述振膜層通過所述聲腔與外部連通以接收聲音信號。

優選地，所述振膜層在所述聲腔上方全部或部分懸空。

優選地，所述保護部件與所述互連部件連接。

優選地，所述互連部件延伸至所述振膜層的下方，所述保護部件為固定在所述互連部件第二部分下端的阻尼塊。

優選地，所述保護部件為所述襯底位于所述聲腔的周邊向上凸起的部分。

優選地，所述襯底包括從聲腔邊緣向聲腔中心延伸的橫向延伸部分，所述保護部件位于所述橫向延伸部分。

優選地，所述保護部件為大致圓柱或方柱。

優選地，所述的MEMS結構還包括位于所述襯底與所述固定部件之間的支撐層，其中，所述互連部件的第一部分至少部分地在所述支撐層上橫向延伸。

根據本發明的MEMS結構，在利用互連部件實現振膜層全部或部分懸空的基礎上增加了保護部件，實現增強靈敏度的同時又延長了實用壽命。

附圖說明

通過以下參照附圖對本發明實施例的描述，本發明的上述以及其他 目的、特征和優點將更為清楚，在附圖中：

圖1a和1b分別示出根據現有技術的MEMS結構的俯視圖和截面圖。

圖2a和2b分別示出根據本發明第一實施例的MEMS結構的俯視圖和截面圖。

圖3a、3b和3c分別示出根據本發明第二實施例的MEMS結構的俯視圖、底視圖和截面圖。

圖4a至4d分別示出根據本發明第三實施例的MEMS結構的分解圖、俯視圖、底視圖和截面圖。

圖中，110、襯底；111、聲腔；112、橫向延伸部分；120、振膜層；121、振膜層第一部分；122、振膜層第二部分；130、支撐層；140、背極板；150、互連部件；160、保護部件。

具體實施方式