[發明專利]用于梳狀驅動MEMS裝置的系統和方法

有效

• 申請號: 201710239819.7
• 申請日: 2017-04-13
• 公開（公告）號: CN107285273B
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發明（設計）人: S.比澤爾特;A.德赫;H.弗勒利希;T.考奇;M.納瓦茨;A.希雷
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技德累斯頓有限責任公司
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00;B81B3/00;B81B7/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 黃濤;杜荔南

1.一種形成微機電系統（MEMS）換能器的方法，所述方法包括：

在單晶硅層中形成換能器框架，其中形成換能器框架包括：

鄰近腔形成支撐部分，

在所述支撐部分上并覆蓋所述腔形成膜層，以及

形成從所述支撐部分延伸的第一梳齒集合；

形成從錨定裝置到所述支撐部分的彈性支撐，其中形成所述彈性支撐包括對所述錨定裝置和所述支撐部分之間的、鄰近所述膜層的與所述第一梳齒集合相對的第一側的扭轉彈性支撐進行圖案化；以及

在所述單晶硅層中形成第二梳齒集合，所述第二梳齒集合與所述第一梳齒集合交錯對插。

2.根據權利要求1所述的形成微機電系統（MEMS）換能器的方法，其中，所述第一梳齒集合和所述第二梳齒集合被形成為在所述第一梳齒集合的每個梳齒和所述第二梳齒集合的每個對應鄰近梳齒之間具有100nm和300nm之間的齒間間隔距離。

3.根據權利要求1所述的形成微機電系統（MEMS）換能器的方法，其中，所述第一梳齒集合和所述第二梳齒集合被形成為具有等于或超過1:50的梳齒縱橫比，所述梳齒縱橫比是第一梳齒集合的每個梳齒和所述第二梳齒集合的每個對應鄰近梳齒之間的齒間間隔距離與所述第一梳齒集合和所述第二梳齒集合的層厚度的比率。

4.根據權利要求1所述的形成微機電系統（MEMS）換能器的方法，進一步包括形成應力層，所述應力層被機械地耦合到所述彈性支撐并且被配置為使所述換能器框架靜止偏轉。

5.根據權利要求1所述的形成微機電系統（MEMS）換能器的方法，進一步包括形成具有小于或等于300μm的芯片厚度的微機電系統（MEMS）換能器。

6.根據權利要求1所述的形成微機電系統（MEMS）換能器的方法，進一步包括形成應力解耦間隙，所述應力解耦間隙從所述錨定裝置延伸并且圍繞所述換能器框架、所述彈性支撐和所述第二梳齒集合，其中，所述應力解耦間隙被配置為減少層應力從所述微機電系統（MEMS）換能器的襯底到所述換能器框架、所述彈性支撐和所述第二梳齒集合的傳遞。

7.一種形成微機電系統（MEMS）換能器的方法，所述方法包括：

在單晶硅襯底中形成空洞層上硅結構；

穿過所述空洞層上硅結構蝕刻高縱橫比溝槽；

在所述空洞層上硅結構上形成膜；

在所述空洞層上硅結構中鄰近所述高縱橫比溝槽并且在所述膜下方形成腔；以及

通過去除所述單晶硅襯底的背側部分來暴露所述腔。

8.根據權利要求7所述的形成微機電系統（MEMS）換能器的方法，其中，蝕刻高縱橫比溝槽包括蝕刻具有等于或超過1:50的縱橫比的溝槽。

9.根據權利要求7所述的形成微機電系統（MEMS）換能器的方法，其中，通過去除所述單晶硅襯底的背側部分來暴露所述腔包括穿過所述單晶硅襯底進行背側蝕刻。

10.根據權利要求7所述的形成微機電系統（MEMS）換能器的方法，其中，通過去除所述單晶硅襯底的背側部分來暴露所述腔包括：

圍繞所述空洞層上硅結構蝕刻溝槽；以及

進行剝離步驟以從所述單晶硅襯底去除所述空洞層上硅結構。

11.根據權利要求10所述的形成微機電系統（MEMS）換能器的方法，其中，在進行所述剝離步驟之后，所述空洞層上硅結構具有小于或等于300μm的層厚度。

12.根據權利要求7所述的形成微機電系統（MEMS）換能器的方法，其中，

在所述空洞層上硅結構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

在所述空洞層上硅結構中形成所述腔包括在所述框架中形成所述腔，使得所述框架圍繞所述腔。