[发明专利]MEMS器件和MEMS真空扩音器

说明书

MEMS器件和MEMS真空扩音器。根据实施例，MEMS器件包括第一膜元件；与第一膜元件间隔开的第二膜元件；在第一和第二膜元件之间的低压区域，所述低压区域具有小于环境压强的压强；以及包括导电层的反电极结构，所述导电层被至少部分地布置在低压区域中或在低压区域中延伸。导电层包括在导电层的第一部分和导电层的第二部分之间提供电隔离的分段。

技术领域

本发明的实施例涉及微机电系统（MEMS）器件。一些实施例涉及MEMS扩音器、MEMS声换能器。一些实施例涉及真空扩音器和/或真空扬声器。

背景技术

当设计例如压力传感器、加速度传感器、扩音器或扬声器之类的换能器（例如声换能器）时，实现换能器输出信号的高信噪比（SNR）一般可能是合乎需要的。换能器的持续小型化可提出关于期望高信噪比的新挑战。可以例如在移动电话、膝上型计算机和类似（移动或静止）设备中使用的扩音器和在某种程度上还有扬声器现今可被实现为半导体（硅）扩音器或微机电系统（MEMS）。为了有竞争力并提供预期性能，硅扩音器可能需要扩音器输出信号的高SNR。然而，将电容器扩音器作为示例，SNR一般可由电容器扩音器结构并由所得到的寄生电容限制。

寄生电容通常是干扰在膜和反电极（counter electrode）两者之间的电容的不希望的电容。因此，被预期响应于膜的移动而转换成电信号的电容值被干扰。例如，在MEMS器件被具体实施为双后板（backplate）扩音器的情况下，寄生电容可影响MEMS器件，使得电输出信号不提供可听声输入信号（即到达的声波）的足够正确的再现。

发明内容

本发明的实施例提供一种MEMS器件，其包括第一膜元件；与第一膜元件间隔开的第二膜元件；在第一和第二膜元件之间的低压区域，所述低压区域具有小于环境压强（ambient pressure）的压强（pressure）；以及包括导电层的反电极结构，所述导电层被至少部分地布置在低压区域中或在低压区域中延伸，其中导电层包括在导电层的第一部分和导电层的第二部分之间提供电隔离的分段。

另一实施例提供一种MEMS器件，其包括第一膜元件；与第一膜元件间隔开的第二膜元件；在第一和第二膜元件之间的低压区域，所述低压区域具有小于环境压强的压强；以及包括导电层的反电极结构，所述导电层被至少部分地布置在低压区域中或在低压区域中延伸，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间提供电隔离的分段，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间的电隔离。

附图说明

本文参考附加的绘图和图形来描述本发明的实施例。

图1a-b示出包括分段式反电极结构的MEMS扩音器的示意性截面图和示意性平面图；

图2a-e示出图1a-b的MEMS扩音器的分段区域的示意性部分截面；

图3a-c示出包括在不同的操作条件中的分段式反电极结构的真空MEMS扩音器（MEMS扬声器或MEMS声换能器）的示意性截面图；

图4a-b示出包括具有两个分段式导电层的反电极结构的真空MEMS扩音器（MEMS扬声器或MEMS声换能器）的示意性截面图；

图5a-c示出图4a-b的反电极结构和在分段式第一和第二导电层之间所得到的寄生电容的示意性部分截面图；

图6a-c示出包括在第一和第二导电层中的横向偏移的分段沟槽的分段式反电极结构的示意平面图；

图7a-d示出说明MEMS器件的读出配置的示意性电路图；以及

图8a-b示出包括第一和第二分段式膜元件的真空MEMS扩音器（MEMS扬声器或MEMS声换能器）的示意性截面图。