MEMS器件及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种MEMS器件及其制备方法，包括制备于同一衬底上的至少两个MEMS单元组，每个所述MEMS单元组包括若干MEMS单元，每两个所述MEMS单元组为同一级，同一级的两个MEMS单元组中的MEMS单元的背板和振膜相对位置不同，且一个MEMS单元组中的至少一个MEMS单元与另一个MEMS单元组中的至少一个MEMS单元电性连接。本发明专利技术中同一级的两个MEMS单元组可实现横向差分，相较于纵向差分来说，横向差分结构更容易制备，两个MEMS单元组的电容也更容易匹配；并且，不同级的MEMS单元组输出的MEMS信号后续可以实现信号级联，可用于制作多级级联结构的MEMS系统，从而提升灵敏度和信噪比。从而提升灵敏度和信噪比。从而提升灵敏度和信噪比。

【技术实现步骤摘要】
MEMS器件及其制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种MEMS器件及其制备方法。

技术介绍

[0002]MEMS麦克风是采用微加工工艺制造的MEMS(Micro
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Electro
‑
Mechanical System，微电子机械系统)器件。由于具有体积小、灵敏度高、与现有半导体技术兼容性好的优点，MEMS麦克风在手机等移动终端上的应用越来越广泛。MEMS麦克风的结构包括彼此相对的振动膜和背板电极，在振动膜和背板电极之间形成有空腔以提供振动膜所需的振动空间。
[0003]然而，目前MEMS麦克风受限于制备工艺，灵敏度和信噪比无法进一步提升。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种MEMS器件及其制备方法，以解决现有的MEMS麦克风灵敏度和信噪比无法进一步提升的问题。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种MEMS器件，包括制备于同一衬底上的至少两个MEMS单元组，每个所述MEMS单元组包括若干MEMS单元，每两个所述MEMS单元组为同一级，同一级的两个MEMS单元组中的MEMS单元的背板和振膜相对位置不同，且一个MEMS单元组中的至少一个MEMS单元与另一个MEMS单元组中的至少一个MEMS单元电性连接。
[0006]可选的，同一级的两个MEMS单元组分别为第一MEMS单元组及第二MEMS单元组，所述第一MEMS单元组和所述第二MEMS单元组中均包括一个MEMS单元，所述第一MEMS单元组中的MEMS单元与所述第二MEMS单元组中的MEMS单元电性连接之后形成MEMS差分对。
[0007]可选的，所述第一MEMS单元组中的MEMS单元通过焊盘引出第一MEMS信号，所述第二MEMS单元组中的MEMS单元通过焊盘引出第二MEMS信号，所述第一MEMS单元组中的MEMS单元与所述第二MEMS单元组中的MEMS单元之间通过焊盘连接，所述第一MEMS信号与所述第二MEMS信号形成MEMS差分信号。
[0008]可选的，同一级的两个MEMS单元组分别为第一MEMS单元组及第二MEMS单元组，所述第一MEMS单元组和所述第二MEMS单元组中均包括两个并联MEMS单元，所述第一MEMS单元组中的其中一个MEMS单元与所述第二MEMS单元组中的其中一个MEMS单元电性连接并形成MEMS差分对。
[0009]可选的，所述第一MEMS单元组中的其中一个MEMS单元通过焊盘引出第一MEMS信号，所述第二MEMS单元组中的其中一个MEMS单元通过焊盘引出第二MEMS信号，所述第一MEMS单元组中的其中一个MEMS单元与所述第二MEMS单元组中的其中一个MEMS单元之间通过焊盘连接，所述第一MEMS信号与所述第二MEMS信号形成MEMS差分信号。
[0010]可选的，所述电性连接为通过焊盘电性连接。
[0011]可选的，所述电性连接为通过打线电性连接。
[0012]可选的，每个所述MEMS单元组中的MEMS单元均为相同的MEMS结构。
[0013]可选的，不同MEMS单元组的MEMS单元之间构成MEMS差分信号的MEMS单元为同一
级，同一级的MEMS单元在受激励时，同一级的MEMS单元的电容变化量为反向且输出MEMS差分信号，同一所述MEMS单元组中的MEMS单元的电容变化量为同向的。
[0014]可选的，任意两个所述MEMS单元组中的MEMS单元的数量相同或不同。
[0015]可选的，同一级的两个MEMS单元组对应一个焊盘组，每个所述焊盘组中包括至少三个焊盘，同一级的两个MEMS单元组通过对应的所述焊盘组共同输出MEMS信号。
[0016]可选的，每个所述MEMS单元组中的所有所述MEMS单元的振动膜彼此电性连接，每个所述MEMS单元组中的所有所述MEMS单元的背板电极彼此电性连接，以使每个所述MEMS单元组中的至少两个所述MEMS单元并联。
[0017]可选的，同一级的两个MEMS单元组中的所有所述MEMS单元的振动膜彼此电性连接。
[0018]可选的，同一级的两个MEMS单元组中的所有所述MEMS单元的背板电极彼此电性连接。
[0019]可选的，同一级的两个MEMS单元组中对应的两个所述MEMS单元的振动膜直接电性连接并通过焊盘引出或通过焊盘电性连接。
[0020]可选的，同一级的两个MEMS单元组中对应的两个所述MEMS单元的背板电极直接电性连接并通过焊盘引出或通过焊盘电性连接。
[0021]可选的，在同一级的两个MEMS单元组中，一个所述MEMS单元组中的所有所述MEMS单元为振动膜位于背板电极上方的MEMS麦克风，另一个所述MEMS单元组中的所有所述MEMS单元为振动膜位于背板电极下方的MEMS麦克风。
[0022]可选的，同一级的两个MEMS单元组中，一个所述MEMS单元组中的所有所述MEMS单元的背板电极均位于第一层，另一个所述MEMS单元组中的所有所述MEMS单元的背板电极均位于第二层，两个所述MEMS单元组中的所有所述MEMS单元的振动膜均位于第三层，所述第三层位于所述第一层及所述第二层之间，且所述第一层较所述第二层更靠近所述衬底。
[0023]可选的，所有所述MEMS单元的背板电极靠近其振动膜的一面形成有保护层，振动膜位于第三层且背板电极位于第一层的所有所述MEMS单元的振动膜具有面向其背板电极的第一凸起，振动膜位于第三层且背板电极位于第二层的所有所述MEMS单元的背板电极上的保护层具有面向其振动膜的第二凸起。
[0024]可选的，同一级的两个MEMS单元组中，一个所述MEMS单元组中的所有所述MEMS单元的振动膜均位于第一层，另一个所述MEMS单元组中的所有所述MEMS单元的振动膜均位于第二层，两个所述MEMS单元组中的所有所述MEMS单元的背板电极均位于第三层，所述第三层位于所述第一层及所述第二层之间，且所述第一层较所述第二层更靠近所述衬底。
[0025]可选的，所有所述MEMS单元的背板电极靠近其振动膜的一面形成有保护层，振动膜位于第一层且背板电极位于第三层的所有所述MEMS单元的背板电极上的保护层具有面向其振动膜的第一凸起，振动膜位于第二层且背板电极位于第三层的所有所述MEMS单元的振动膜上具有面向其背板电极的第二凸起。
[0026]可选的，还包括支撑围墙，所述支撑围墙包括依次堆叠于所述衬底上的第一支撑层、第二支撑层及第三支撑层，所述第一层位于所述第一支撑层与所述第二支撑层的交界处，所述第二层位于所述第三支撑层上，所述第三层位于所述第二支撑层与所述第三层的交界处。
[0027]可选的，同一级的两个MEMS单元组中，所述第三支撑层覆盖一个或两个所述MEMS单元组的所有所述MEMS单元的背板电极的边缘；或者，所述第三支撑层覆盖一个或两个所述MEMS单元组的所有所述MEMS单元的振动膜的边缘。
[0028]可选的，所述MEMS单元组沿第一方向排布，每个所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MEMS器件，其特征在于，包括制备于同一衬底上的至少两个MEMS单元组，每个所述MEMS单元组包括若干MEMS单元，每两个所述MEMS单元组为同一级，同一级的两个MEMS单元组中的MEMS单元的背板和振膜相对位置不同，且一个MEMS单元组中的至少一个MEMS单元与另一个MEMS单元组中的至少一个MEMS单元电性连接。2.如权利要求1所述的MEMS器件，其特征在于，同一级的两个MEMS单元组分别为第一MEMS单元组及第二MEMS单元组，所述第一MEMS单元组和所述第二MEMS单元组中均包括一个MEMS单元，所述第一MEMS单元组中的MEMS单元与所述第二MEMS单元组中的MEMS单元电性连接之后形成MEMS差分对。3.如权利要求2所述的MEMS器件，其特征在于，所述第一MEMS单元组中的MEMS单元通过焊盘引出第一MEMS信号，所述第二MEMS单元组中的MEMS单元通过焊盘引出第二MEMS信号，所述第一MEMS单元组中的MEMS单元与所述第二MEMS单元组中的MEMS单元之间通过焊盘连接，所述第一MEMS信号与所述第二MEMS信号形成MEMS差分信号。4.如权利要求1所述的MEMS器件，其特征在于，同一级的两个MEMS单元组分别为第一MEMS单元组及第二MEMS单元组，所述第一MEMS单元组和所述第二MEMS单元组中均包括两个并联MEMS单元，所述第一MEMS单元组中的其中一个MEMS单元与所述第二MEMS单元组中的其中一个MEMS单元电性连接并形成MEMS差分对。5.如权利要求4所述的MEMS器件，其特征在于，所述第一MEMS单元组中的其中一个MEMS单元通过焊盘引出第一MEMS信号，所述第二MEMS单元组中的其中一个MEMS单元通过焊盘引出第二MEMS信号，所述第一MEMS单元组中的其中一个MEMS单元与所述第二MEMS单元组中的其中一个MEMS单元之间通过焊盘连接，所述第一MEMS信号与所述第二MEMS信号形成MEMS差分信号。6.如权利要求1所述的MEMS器件，其特征在于，所述电性连接为通过焊盘电性连接。7.如权利要求1所述的MEMS器件，其特征在于，所述电性连接为通过打线电性连接。8.如权利要求1所述的MEMS器件，其特征在于，每个所述MEMS单元组中的MEMS单元均为相同的MEMS结构。9.如权利要求1所述的MEMS器件，其特征在于，不同MEMS单元组的MEMS单元之间构成MEMS差分信号的MEMS单元为同一级，同一级的MEMS单元在受激励时，同一级的MEMS单元的电容变化量为反向且输出MEMS差分信号，同一所述MEMS单元组中的MEMS单元的电容变化量为同向的。10.如权利要求1所述的MEMS器件，其特征在于，任意两个所述MEMS单元组中的MEMS单元的数量相同或不同。11.如权利要求9所述的MEMS器件，其特征在于，同一级的两个MEMS单元组对应一个焊盘组，每个所述焊盘组中包括至少三个焊盘，同一级的两个MEMS单元组通过对应的所述焊盘组共同输出MEMS信号。12.如权利要求1所述的MEMS器件，其特征在于，每个所述MEMS单元组中的所有所述MEMS单元的振动膜彼此电性连接，每个所述MEMS单元组中的所有所述MEMS单元的背板电极彼此电性连接，以使每个所述MEMS单元组中的至少两个所述MEMS单元并联。13.如权利要求9所述的MEMS器件，其特征在于，同一级的两个MEMS单元组中的所有所述MEMS单元的振动膜彼此电性连接。
14.如权利要求9所述的MEMS器件，其特征在于，同一级的两个MEMS单元组中的所有所述MEMS单元的背板电极彼此电性连接。15.如权利要求13所述的MEMS器件，其特征在于，同一级的两个MEMS单元组中对应的两个所述MEMS单元的振动膜直接电性连接并通过焊盘引出或通过焊盘电性连接。16.如权利要求14所述的MEMS器件，其特征在于，同一级的两个MEMS单元组中对应的两个所述MEMS单元的背板电极直接电性连接并通过焊盘引出或通过焊盘电性连接。17.如权利要求1所述的MEMS器件，其特征在于，在同一级的两个MEMS单元组中，一个所述MEMS单元组中的所有所述MEMS单元为振动膜位于背板电极上方的MEMS麦克风，另一个所述MEMS单元组中的所有所述MEMS单元为振动膜位于背板电极下方的MEMS麦克风。18.如权利要求13所述的MEMS器件，其特征在于，同一级的两个MEMS单元组中，一个所述MEMS单元组中的所有所述MEMS单元的背板电极均位于第一层，另一个所述MEMS单元组中的所有所述MEMS单元的背板电极均位于第二层，两个所述MEMS单元组中的所有所述MEMS单元的振动膜均位于第三层，所述第三层位于所述第一层及所述第二层之间，且所述第一层较所述第二层更靠近所述衬底。19.如权利要求18所述的MEMS器件，其特征在于，所有所述MEMS单元的背板电极靠近其振动膜的一面形成有保护层，振动膜位于第三层且背板电极位于第一层的所有所述MEMS单元的振动膜具有面向其背板电极的第一凸起，振动膜位于第三层且背板电极位于第二层的所有所述MEMS单元的背板电极上的保护层具有面向其振动膜的第二凸起。20.如权利要求14所述的MEMS器件，其特征在于，同一级的两个MEMS单元组中，一个所述MEMS单元组中的所有所述MEMS单元的振动膜均位于第一层，另一个所述MEMS单元组中的所有所述MEMS单元的振动膜均位于第二层，两个所述MEMS单元组中的所有所述MEMS单元的背板电极均位于第三层，所述第三层位于所述第一层及所述第二层之间，且所述第一层较所述第二层更靠近所述衬底。21.如权利要求20所述的MEMS器件，其特征在于，所有所述MEMS单元的背板电极靠近其振动膜的一面形成有保护层，振动膜位于第一层且背板电极位于第三层的所有所述MEMS单元的背板电极上的保护层具有面向其振动膜的第一凸起，振动膜位于第二层且背板电极位于第三层的所有所述MEMS单元的振动膜上具有面向其背板电极的第二凸起。22.如权利要求1所述的MEMS器件，其特征在于，还包括支撑围墙，所述支撑围墙包括依次堆叠于所述衬底上的第一支撑层、第二支撑层及第三支撑...

【专利技术属性】
技术研发人员：周延青，潘华兵，郑泉智，胡铁刚，
申请(专利权)人：杭州士兰微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：