[發(fā)明專利]具有集成多個(gè)刺激感測能力的MEMS傳感器裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610925667.1
• 申請日: 2016-10-24
• 公開（公告）號: CN107032289A
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李豐園;C·S·達(dá)沃森;A·C·邁克奈爾;A·S·薩立安;M·E·施拉曼
• 申請（專利權(quán)）人: 飛思卡爾半導(dǎo)體公司
• 主分類號: B81B7/00
• 分類號: B81B7/00;B81B7/02;B81C1/00;G01C19/00;G01L1/14;G01P15/08
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所11038
• 代理人: 金曉

1.一種微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)傳感器裝置，其特征在于，包括：

裝置結(jié)構(gòu)，其包括：

襯底，其具有延伸穿過所述襯底的端口；

可移動(dòng)元件，其被定位成在所述襯底的表面上方與所述襯底的所述表面間隔開，所述端口位于所述可移動(dòng)元件下面；

與所述可移動(dòng)元件間隔開的第一傳感元件；以及

跨越所述端口的第二傳感元件，其中所述端口將所述第二傳感元件暴露于來自外部環(huán)境的刺激。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS傳感器裝置，其特征在于，所述第一傳感元件形成于位于所述可移動(dòng)元件下面的所述襯底的所述表面上。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的MEMS傳感器裝置，其特征在于，所述第一傳感元件與所述第二傳感元件橫向間隔開。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS傳感器裝置，其特征在于，所述第一傳感元件與所述第二傳感元件電隔離。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS傳感器裝置，其特征在于：

所述可移動(dòng)元件和所述第一傳感元件形成慣性傳感器，所述慣性傳感器適用于感測當(dāng)所述可移動(dòng)元件相對于所述第一傳感元件移動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)刺激；以及

所述可移動(dòng)元件和所述第二傳感元件形成壓力傳感器，其中所述刺激是壓力刺激，所述第二傳感元件包括插入在所述可移動(dòng)元件和所述端口之間的隔膜，所述第二傳感元件連同所述隔膜一起可響應(yīng)于來自所述外部環(huán)境的所述壓力刺激而移動(dòng)，以及所述壓力傳感器適用于感測當(dāng)所述隔膜相對于所述可移動(dòng)元件移動(dòng)時(shí)的所述壓力刺激。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS傳感器裝置，其特征在于：

所述可移動(dòng)元件包括具有不同質(zhì)量的第一和第二區(qū)，所述第一和第二區(qū)由旋轉(zhuǎn)軸分離，所述可移動(dòng)元件圍繞所述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；

所述第一傳感元件在所述襯底上從所述旋轉(zhuǎn)軸移位第一距離而形成；以及

所述第二傳感元件被定位成從所述旋轉(zhuǎn)軸移位第二距離，所述第二距離小于所述第一距離。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS傳感器裝置，其特征在于：

所述可移動(dòng)元件被配置成在基本上平行于所述襯底的所述表面的平面中移動(dòng)；

所述可移動(dòng)元件包括延伸穿過所述可移動(dòng)元件的至少一個(gè)開口；

所述第一傳感元件駐留在所述可移動(dòng)元件中的所述開口中；以及

所述第二傳感元件從所述第一傳感元件橫向移離，并位于不含所述開口的所述可移動(dòng)元件的區(qū)下面。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS傳感器裝置，其特征在于：

所述端口是第一端口；

所述襯底具有延伸穿過所述襯底的第二端口；以及

所述裝置結(jié)構(gòu)另外包括跨越所述第二端口的第三傳感元件，其中所述第二端口將所述第三傳感元件暴露于來自所述外部環(huán)境的所述刺激。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的MEMS傳感器裝置，其特征在于：

所述刺激是壓力刺激；

所述可移動(dòng)元件和所述第二傳感元件形成第一壓力傳感器元件，所述第二傳感元件包括插入在所述可移動(dòng)元件和所述第一端口之間的第一隔膜，所述第一隔膜可響應(yīng)于來自所述外部環(huán)境的所述壓力刺激而移動(dòng)，所述第一壓力傳感器適用于感測當(dāng)所述第二傳感元件連同所述第一隔膜一起相對于所述可移動(dòng)元件移動(dòng)時(shí)的所述壓力刺激和提供第一壓力信號；以及

所述可移動(dòng)元件和所述第三傳感元件形成第二壓力傳感器元件，所述第三傳感元件包括插入在所述可移動(dòng)元件和所述第二端口之間的第二隔膜，所述第二隔膜可響應(yīng)于所述壓力刺激而移動(dòng)，所述第二壓力傳感器元件適用于感測當(dāng)所述第三傳感元件連同所述第二隔膜一起相對于所述可移動(dòng)元件移動(dòng)時(shí)的所述壓力刺激和提供第二壓力信號，以及將所述第一和第二壓力信號組合以提供來自所述MEMS傳感器裝置的壓力輸出信號。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS傳感器裝置，其特征在于，另外包括頂蓋結(jié)構(gòu)，所述頂蓋結(jié)構(gòu)與所述裝置結(jié)構(gòu)耦合以在所述襯底和所述頂蓋結(jié)構(gòu)之間產(chǎn)生空腔，所述可移動(dòng)元件位于所述空腔中。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的MEMS傳感器裝置，其特征在于，所述頂蓋結(jié)構(gòu)包括位于所述空腔中且面對所述可移動(dòng)元件的內(nèi)表面，以及所述第一傳感元件形成于所述內(nèi)表面上。

12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的MEMS傳感器裝置，其特征在于，跨越所述端口的所述第二傳感元件隔離所述空腔與所述外部環(huán)境。