[发明专利]MEMS压电器件和对应的制造方法

权利要求书

1.一种MEMS压电器件(20)，包括：

半导体材料的单片式本体(21)，具有第一主表面(21a)和第二主表面(21b)，所述第一主表面(21a)和所述第二主表面(21b)平行于由第一水平轴(x)和第二水平轴(y)形成的水平面(xy)并且沿着竖直轴(z)彼此相对；

壳腔体(22)，布置在所述单片式本体(21)内；

膜(23)，在所述单片式本体(21)的所述第一主表面(21a)处悬置在所述壳腔体(22)上方；

压电材料层(30)，布置在所述膜(23)的第一表面(23a)上方；

电极装置(32)，布置成与所述压电材料层(30)接触；以及

检测质量(24)，耦合至所述膜(23)的沿着所述竖直轴(z)与所述第一表面(23a)相对的第二表面(23b)并且被设计成响应于机械振动引起所述膜(23)的形变，

其中所述检测质量(24)通过连接元件(25)耦合至所述膜(23)，所述连接元件(25)布置在中心位置中并且在所述竖直轴(z)的方向上在所述膜(23)与所述检测质量(24)之间，并且

其中所述检测质量(24)、所述连接元件(25)和所述膜(23)由所述半导体材料形成，所述膜(23)被布置在所述壳腔体(22)的内表面与所述单片式本体(21)的所述第一主表面(21a)之间，并且所述检测质量(24)具有背表面(24b)，所述背表面(24b)与所述单片式本体(21)的第二主表面(21b)设置在相同的水平。

2.根据权利要求1所述的器件，其中所述壳腔体(22)布置在所述检测质量(24)的面对所述膜(23)的顶表面(24a)与所述膜(23)的所述第二表面(23b)之间，所述壳腔体(22)在平行于所述水平面(xy)的方向上在侧向上环绕所述连接元件(25)。

3.根据权利要求1或2所述的器件，其中所述连接元件(25)具有柱状构造并且布置在所述膜(23)的几何中心。

4.根据权利要求1或2所述的器件，其中所述膜(23)具有沿着所述第一水平轴(x)的延伸(D2)，所述检测质量(24)具有比所述膜(23)的所述延伸(D2)短的沿着所述第一水平轴(x)的相应延伸(D1)，并且所述连接元件(25)具有比所述检测质量(24)的所述相应延伸(D1)短的沿着所述第一水平轴(x)的相应延伸(D3)。

5.根据权利要求1或2所述的器件，还包括与所述壳腔体(22)流体连通的释放开口(38)，所述释放开口(38)在所述膜(23)侧向布置并且在所述第一主表面(21a)处将所述膜(23)与所述单片式本体(21)分离。

6.根据权利要求5所述的器件，其中所述释放开口(38)被设计成定义所述膜(23)到所述单片式本体(21)的约束类型。

7.根据权利要求6所述的器件，其中所述约束类型是双约束，并且所述释放开口(38)包括第一开口部分(38a)和第二开口部分(38b)，所述第一开口部分(38a)和所述第二开口部分(38b)在沿着所述第二水平轴(y)相对的侧上在所述膜(23)侧向延伸；或者所述类型的约束是四点约束，并且所述释放开口(38)还包括第三开口部分(38c)和第四开口部分(38d)，所述第三开口部分(38c)和所述第四开口部分(38d)在沿着所述第一水平轴(x)相对的侧上在所述膜(23)侧向延伸。

8.根据权利要求1或2所述的器件，其中所述膜(23)被完全约束到所述单片式本体(21)以沿着所述单片式本体(21)的整个周界与所述单片式本体(21)接触。

9.根据权利要求1-2和6-7中的任一项所述的器件，其中所述电极装置(32)至少包括一个第一组电极(33a)和一个第二组电极(33b)，所述一个第一组电极(33a)和所述一个第二组电极(33b)在所述连接元件(25)侧向布置并且具有梳指状或圆形配置。