[發明專利]MEMS器件和MEMS真空擴音器

有效

• 申請號: 201710141204.0
• 申請日: 2017-03-10
• 公開（公告）號: CN107176584B
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發明（設計）人: A.德赫;G.梅茨格-布呂克爾;J.施特拉澤;A.瓦爾特
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: B81B3/00
• 分類號: B81B3/00;H04R19/04
• 代理公司: 72001 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 孫鵬;杜荔南<國際申請>=<國際公布>=

MEMS器件和MEMS真空擴音器。根據實施例，MEMS器件包括第一膜元件；與第一膜元件間隔開的第二膜元件；在第一和第二膜元件之間的低壓區域，所述低壓區域具有小于環境壓強的壓強；以及包括導電層的反電極結構，所述導電層被至少部分地布置在低壓區域中或在低壓區域中延伸。導電層包括在導電層的第一部分和導電層的第二部分之間提供電隔離的分段。

技術領域

本發明的實施例涉及微機電系統（MEMS）器件。一些實施例涉及MEMS擴音器、MEMS聲換能器。一些實施例涉及真空擴音器和/或真空揚聲器。

背景技術

當設計例如壓力傳感器、加速度傳感器、擴音器或揚聲器之類的換能器（例如聲換能器）時，實現換能器輸出信號的高信噪比（SNR）一般可能是合乎需要的。換能器的持續小型化可提出關于期望高信噪比的新挑戰。可以例如在移動電話、膝上型計算機和類似（移動或靜止）設備中使用的擴音器和在某種程度上還有揚聲器現今可被實現為半導體（硅）擴音器或微機電系統（MEMS）。為了有競爭力并提供預期性能，硅擴音器可能需要擴音器輸出信號的高SNR。然而，將電容器擴音器作為示例，SNR一般可由電容器擴音器結構并由所得到的寄生電容限制。

寄生電容通常是干擾在膜和反電極（counter electrode）兩者之間的電容的不希望的電容。因此，被預期響應于膜的移動而轉換成電信號的電容值被干擾。例如，在MEMS器件被具體實施為雙后板（backplate）擴音器的情況下，寄生電容可影響MEMS器件，使得電輸出信號不提供可聽聲輸入信號（即到達的聲波）的足夠正確的再現。

發明內容

本發明的實施例提供一種MEMS器件，其包括第一膜元件；與第一膜元件間隔開的第二膜元件；在第一和第二膜元件之間的低壓區域，所述低壓區域具有小于環境壓強（ambient pressure）的壓強（pressure）；以及包括導電層的反電極結構，所述導電層被至少部分地布置在低壓區域中或在低壓區域中延伸，其中導電層包括在導電層的第一部分和導電層的第二部分之間提供電隔離的分段。

另一實施例提供一種MEMS器件，其包括第一膜元件；與第一膜元件間隔開的第二膜元件；在第一和第二膜元件之間的低壓區域，所述低壓區域具有小于環境壓強的壓強；以及包括導電層的反電極結構，所述導電層被至少部分地布置在低壓區域中或在低壓區域中延伸，其中第一膜元件包括在第一膜元件的第一部分和第一膜元件的第二部分之間提供電隔離的分段，并且其中第二膜元件包括另一分段，其包括在第二膜元件的第一部分和第二膜元件的第二部分之間的電隔離。

附圖說明

本文參考附加的繪圖和圖形來描述本發明的實施例。

圖1a-b示出包括分段式反電極結構的MEMS擴音器的示意性截面圖和示意性平面圖；

圖2a-e示出圖1a-b的MEMS擴音器的分段區域的示意性部分截面；

圖3a-c示出包括在不同的操作條件中的分段式反電極結構的真空MEMS擴音器（MEMS揚聲器或MEMS聲換能器）的示意性截面圖；

圖4a-b示出包括具有兩個分段式導電層的反電極結構的真空MEMS擴音器（MEMS揚聲器或MEMS聲換能器）的示意性截面圖；

圖5a-c示出圖4a-b的反電極結構和在分段式第一和第二導電層之間所得到的寄生電容的示意性部分截面圖；

圖6a-c示出包括在第一和第二導電層中的橫向偏移的分段溝槽的分段式反電極結構的示意平面圖；

圖7a-d示出說明MEMS器件的讀出配置的示意性電路圖；以及

圖8a-b示出包括第一和第二分段式膜元件的真空MEMS擴音器（MEMS揚聲器或MEMS聲換能器）的示意性截面圖。