[发明专利]微机电系统

说明书

本发明公开了微机电系统。一种如本文所描述的实施例包括具有第一微机电系统(MEMS)换能器元件、第二MEMS换能器元件和半导体衬底的MEMS。第一MEMS换能器元件和第二MEMS换能器元件布置在半导体衬底的顶面处，并且半导体衬底包括在声学上耦接至第一MEMS换能器元件和第二MEMS换能器元件的共享的腔体。

本申请是申请日为2014年11月5日、申请号为201410635314.9、发明名称为“用于MEMS换能器的系统和方法”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明总的涉及传感器技术，并且特别的实施例中，涉及用于MEMS换能器(transducer)的系统和方法。

背景技术

换能器将信号从一个域(domain)转换至另一个域，并且常常在传感器中被使用。日常生活中所见的一种具有换能器的常见传感器是将声波转换为电信号的麦克风。

基于传感器的微机电系统(MEMS,microelectromechanical system)包括使用微加工技术生产的换能器系列。MEMS(比如，MEMS麦克风)通过对换能器中的物理状态的变化进行测量以及对将由连接至MEMS传感器的电子进行处理的信号的传送来从环境收集信息。MEMS设备可使用类似于那些用于集成电路的微加工制造技术来制造。

MEMS设备可被设计为起以下作用：振荡器、谐振器、加速计、陀螺仪、压力传感器、麦克风、微反射镜(micro-mirror)。许多MEMS设备使用用于将物理现象转换为电信号的电容检测技术。在此种应用中，使用接口电路将传感器中的电容变化转换为电压信号。然而，当寄生效应存在时微型化传感器，这些接口电路的设计可变得具有挑战性。例如，耦接的寄生电容的存在可降低传感器的有效增益，其结合小尺寸的MEMS传感器可导致设备将更容易受到机械或电气噪音的影响。

发明内容

一种如本文所描述的实施例包括具有第一微机电系统(MEMS)换能器元件、第二MEMS换能器元件和半导体衬底的MEMS。第一MEMS换能器元件和第二MEMS换能器元件布置在半导体衬底的顶面处，并且半导体衬底包括在声学上(acoustically)耦接至第一MEMS换能器元件和第二MEMS换能器元件的共享的腔体。

附图说明

为了更完整的理解本发明及其优点，现参考了下述结合附图的具体实施方式，其中：

图1示出了一种实施例换能器系统的方框图；

图2示出了一种使用两个偏置电压的实施例换能器系统的示意图；

图3示出了使用两个放大器的另一种实施例换能器系统的示意图；

图4示出了一种使用多个MEMS设备的进一步实施例换能器系统的示意图；

图5示出了一种实施例换能器接口电路的简化方框图；

图6示出了一种实施例换能器接口电路的更详细的方框图；

图7示出了一种实施例MEMS换能器的示意图；

图8a-8d示出了实施例声音端口配置的示意图；

图9示出了一种实施例制造顺序的示意图；

图10示出了另外一种的实施例制造顺序的示意图；

图11a-11b示出了一种实施例换能器系统的示意图；

图12a-12c示出了实施例换能器配置的示意图；

图13示出了一种实施例双背板(dual backplate)MEMS换能器的示意图；

图14示出了一种实施例双背板MEMS换能器系统的示意图；