[發明專利]換能器模塊、包括該模塊的裝置及制造該模塊的方法

有效

• 申請號: 201710401428.0
• 申請日: 2017-05-31
• 公開（公告）號: CN108017037B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: E·杜奇;M·阿茲佩蒂亞尤爾奎亞;L·巴爾多
• 申請（專利權）人: 意法半導體股份有限公司
• 主分類號: B81B7/00
• 分類號: B81B7/00;B81B7/02;B81C1/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華;董典紅

1.一種制造換能器模塊(10；40)的方法，所述方法包括以下步驟：

-在襯底(1)上形成第一MEMS換能器(20)，所述第一MEMS換能器在使用中受到第一環境激勵并且被配置成用于根據所述第一環境激勵生成第一轉換信號；

-在所述襯底(1)上形成第二MEMS換能器(30)，所述第二MEMS換能器具有懸置在所述襯底(1)上方的薄膜(4a)，被配置成用于檢測環境量并且根據所述檢測的環境量生成第二轉換信號；

-在所述襯底(1)上形成導電層(4)；以及

-將所述導電層(4)限定為同時形成所述第二MEMS換能器(30)的所述薄膜(4a)以及電氣耦合到所述第一MEMS換能器(20)的至少一個導電帶(4c；4d)，

其特征在于，形成所述第一MEMS換能器(20)的步驟包括形成慣性傳感器，并且形成所述第二MEMS換能器(30)的步驟包括形成壓力傳感器，

所述方法還包括以下步驟：

-在所述襯底(1)上耦合具有第一凹陷的帽蓋(19)，以便形成容納所述第一MEMS換能器(20)和所述第二MEMS換能器(30)的第一腔室(8)；

-在所述第一腔室(8)中形成吸氣器元件(32)，所述吸氣器元件被配置用于當被激活時生成所述第一腔室(8)中的內部壓力(P1)；

-形成穿過所述襯底(1)的至少一個孔(9)直到到達所述薄膜(4a)，使得所述薄膜(4a)具有第一表面和與所述第一表面相對的第二表面，所述第一表面面向所述第一腔室(8)的內部，所述第二表面通過所述孔(9)面向所述第一腔室外部的環境；以及

-激活所述吸氣器元件(32)以在所述第一腔室(8)內生成所述內部壓力(P1)，使得在使用期間所述薄膜(4a)根據所述內部壓力(P1)與所述第一腔室(8)外部的所述環境的壓力(P2)之間的差值偏轉。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述壓力傳感器是電容傳感器，所述電容傳感器包括電容性地耦合到所述薄膜(4a)的頂部導電板(6)。

3.根據以上權利要求中任一項所述的方法，其中，形成所述導電層(4)的步驟包括沉積摻雜多晶硅，

并且其中，限定所述導電層(4)的步驟包括執行對所述導電層(4)的掩模化學蝕刻。

4.根據權利要求1至2中任一項所述的方法，還包括以下步驟：在與所述導電層(4)的希望形成所述薄膜(4a)的區域相對應的區域內移除所述襯底(1)的選擇性部分以便從所述襯底(1)本地地釋放所述導電層(4)并且形成在至少一個方向上可移動的所述懸置薄膜(4a)。

5.根據權利要求1至2中任一項所述的方法，還包括以下步驟：

-提供半導體材料的所述襯底(1)，所述襯底具有電介質材料的支撐層(2)；

-在所述支撐層(2)上形成所述導電層(4)；

-將所述導電層(4)限定用于對所述至少一個導電帶(4c；4d)和所述薄膜(4a)進行成形；

-在所述成形的導電層(4)上和所述支撐層(2)上形成犧牲層(66)；

-在錨定到所述襯底(1)并且連接到所述導電帶(4c；4d)的區域內移除所述犧牲層(66)的選擇性部分；

-在所述犧牲層(66)上方以及在錨定到所述襯底(1)并且連接到所述導電帶(4c；4d)的區域內形成摻雜半導體材料的結構層(35)；

-將所述結構層(35)成形為形成所述第一MEMS換能器(20)和所述第二MEMS換能器(30)的微機械、微電子和/或微機電結構元件(11，12，6)；以及

-至少部分地移除所述犧牲層(66)以便釋放所述結構元件，使所述結構元件部分地懸置在所述襯底(1)上方。

6.根據權利要求1至2中任一項所述的方法，還包括以下步驟：形成電接觸焊盤(15)，并且其中，形成所述導電帶(4c；4d)的步驟包括在所述第一MEMS換能器(20)與所述電接觸焊盤(15)之間形成電連接。