專利名稱：具有膜的mems器件和制造方法
具有膜的MEMS器件和制造方法
背景技術(shù)：
將膜并入的MEMS器件(MEMS=微機(jī)電系統(tǒng))用在多種不同的應(yīng)用中。示例是麥克風(fēng)、傳感器、電容器、開(kāi)關(guān)以及以無(wú)源或有源方式使用柔性膜的其他類(lèi)型的設(shè)備。通常，通過(guò)使用平面處理和塊微機(jī)加工技術(shù)在硅或陶瓷基板上制造MEMS器件。這樣的技術(shù)包括如物理和化學(xué)刻蝕、薄膜層淀積、形成導(dǎo)體線、形成通過(guò)導(dǎo)管(through-conduct)的步驟以及如拋光和研磨的機(jī)械方法。此外，微構(gòu)造可以包括接合步驟，其中通過(guò)各種方法將兩個(gè)晶片接合在一起。具有膜的MEMS器件需要其中在膜的兩側(cè)形成自由空間的構(gòu)造方法?；鍌?cè)的自由空間可以例如通過(guò)刻蝕在膜下面淀積的犧牲層來(lái)形成。當(dāng)如大部分膜結(jié)構(gòu)的情況那樣，水平和豎直尺寸的深寬比變得過(guò)大吋，以上技術(shù)帶來(lái)了問(wèn)題。這樣，犧牲層的去除變得日益困難。此外，難于實(shí)現(xiàn)犧牲層和永久層之間的高選擇性，潛在地對(duì)設(shè)計(jì)強(qiáng)加了額外的約束。 最后，當(dāng)先前的層具有例如由凸起和凹陷組成的地貌時(shí)，難于產(chǎn)生在其上施加膜的平面區(qū)域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供ー種回避所提到的這些問(wèn)題的具有膜的MEMS器件。該問(wèn)題通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求I的MEMS器件解決。在另外的權(quán)利要求中給出了本發(fā)明的另外的實(shí)施例以及用于制造微機(jī)械器件的方法。提供了ー種MEMS器件，該MEMS器件包括經(jīng)微機(jī)加工的塊本體以及固定到其的膜。該膜不是淀積或?yàn)R射的，而是從平面金屬箔切割下來(lái)的?？梢酝ㄟ^(guò)在直接位于所關(guān)注的MEMS器件的表面上面以外的任何位置進(jìn)行切割來(lái)構(gòu)造可用作膜的金屬箔。這意味著構(gòu)造膜的エ藝完全與構(gòu)造塊本體的エ藝無(wú)關(guān)。因此，在加工微構(gòu)造塊本體時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題對(duì)形成膜的エ藝沒(méi)有任何影響。此外，可以在ー個(gè)步驟中將膜形成為任意的ニ維形狀而不會(huì)有任何問(wèn)題并且不必注意在之后的步驟中將膜安裝在其上的微機(jī)加工的塊本體的表面的地貌。膜的材料可以選自所有適當(dāng)?shù)慕饘俨Ｒ虼?，金屬的選擇不受如已知方法中的那樣形成刻蝕選擇性的需求的限制。不存在對(duì)金屬箔的厚度的限制并且因此不存在對(duì)膜厚度的限制。沒(méi)有任何問(wèn)題地，可以使用厚度介于I和50 ym之間的厚度的金屬箔，其涵蓋了使用這樣的膜的大部分器件的需求。在一些情況下，也可以使用具有更小的厚度或者使給定范圍延伸的厚度的金屬箔。在一個(gè)實(shí)施例中，膜包括平面部件。在MEMS器件的大部分應(yīng)用中，平面部件用作器件的平面電極。因此平面部件的面積對(duì)于限定MEMS器件的性質(zhì)和電參數(shù)是重要的。MEMS器件的第二電極通常是固定電極并且可以集成到塊本體中或固定到塊本體。在另ー實(shí)施例中，預(yù)知從平面部件橫向延伸的懸臂。在它們的最遠(yuǎn)端，懸臂被擴(kuò)寬到懸臂墊，懸臂墊用于將懸臂固定到塊本體上的各個(gè)接觸墊。懸臂可以以任意數(shù)目存在。三個(gè)懸臂的數(shù)目足以將膜固定在相對(duì)于塊本體的表面穩(wěn)定且與其平行的位置。根據(jù)微機(jī)加工器件的操作模式，懸臂的數(shù)目可以超過(guò)三個(gè)并且可以可以是四個(gè)或更大的數(shù)目。懸臂通常具有足夠小的寬度以提供充分的柔性。寬度被選擇成提供足以提供用于將膜固定在起始位置的足夠的機(jī)械強(qiáng)度的懸臂的橫截面積。在另ー實(shí)施例中，懸臂彎曲以在平面部件的平面上方/下方延伸。此外，懸臂可以彎曲或者在平面部件的平面中成角度，由此提供可用于補(bǔ)償膜在平面內(nèi)的平移或者補(bǔ)償在橫向方向上起作用的應(yīng)カ的額外的長(zhǎng)度。懸臂可以包括筆直部分以及彎曲部分。切割エ藝用于構(gòu)造單個(gè)膜并且使單個(gè)膜與大面積的金屬箔分離?？梢园ㄆ矫娌考哪さ恼麄€(gè)結(jié)構(gòu)、懸臂以及懸臂墊在ー個(gè)エ件中從金屬箔切割下來(lái)。在一個(gè)實(shí)施例中，膜懸在形成在塊本體上面的錨裝置之間。平面部件自身或者替選地懸臂可以固定到塊本體上的錨裝置。在該實(shí)施例中，膜可以是平坦的，沒(méi)有在平面部件的平面上方的延伸。
錨裝置處的膜的懸置包括機(jī)械固定以及電接觸。錨裝置可以由所構(gòu)造的后端層形成并且在該情況下是塊本體的一部分。在所有實(shí)施例中，如果不涉及膜，則可以如同已知的MEMS或CMOS器件那樣形成MEMS器件。塊本體可以包括具有或不具有集成在半導(dǎo)體本體內(nèi)的集成電路的半導(dǎo)體。在一個(gè)實(shí)施例中，塊本體可以是陶瓷本體。后端層淀積在半導(dǎo)體或陶瓷本體頂部，其中之ー是與膜相對(duì)布置并且用作后電極的傳導(dǎo)層，該后電極與膜形成的第一電極一起工作。集成電路與后電極電接觸并且通過(guò)穿過(guò)后端層的各個(gè)通過(guò)接觸件與膜電接觸。通過(guò)接觸件以外的電連接線也可以是各個(gè)電連接的一部分。塊本體包括半導(dǎo)體或陶瓷本體以及淀積在其上的后端層。后端層可以包括相同或不同材料的層堆疊。這些材料可以選自機(jī)械穩(wěn)定層、電傳導(dǎo)層和電隔離層。后端層的優(yōu)選層獲知自CMOS器件，例如用于電隔離并且用于形成給定三維形狀的氧化硅或氮化硅，以及包括鋁和鎢作為用于微構(gòu)造エ藝的最優(yōu)選的金屬的金屬層。也可以使用其他絕緣體、多晶娃和金屬。穿過(guò)后端層的通過(guò)接觸件也可以包括用于填充在隔離后端層中產(chǎn)生的、用于通過(guò)接觸件的孔的其他材料。鎢是用于形成通過(guò)接觸件的優(yōu)選金屬，因?yàn)殒u可以淀積具有大的深寬比的孔的底部以及側(cè)壁上。在ー個(gè)具體實(shí)施例中，MEMS器件被設(shè)計(jì)成并且用作麥克風(fēng)。因此膜固定到塊本體并且可以振動(dòng)或者因聲音而變得偏轉(zhuǎn)。為了最佳操作，器件提供了后體積(volume)。后板被打孔以具有后板孔，以便減少膜和后板之間的阻尼?？梢栽趬K本體中直接在后板下方形成后體積或空腔。后板孔和空腔借助于微機(jī)加工來(lái)構(gòu)造。后體積可以通過(guò)在其底部通過(guò)蓋部件封閉的穿過(guò)孔(through going hole)或凹陷來(lái)形成。在塊本體中,在直接位于后板下面以外的任何位置，如果使用了半導(dǎo)體塊本體，則可以集成集成電路(1C)。膜和后板可以電連接到1C，由此創(chuàng)建單片麥克風(fēng)設(shè)計(jì)。膜和后板之間的氣隙距離可以由后端層頂部的支座(stand-off)結(jié)構(gòu)限定。支座結(jié)構(gòu)可以由封閉的或者部分封閉的邊緣組成，其形成后板的外緣處的支座邊緣。如果在支座邊緣中實(shí)現(xiàn)ー個(gè)或多個(gè)開(kāi)ロ，則它們可以用作使靜壓差均衡的通風(fēng)孔。通風(fēng)孔也可以在月吳中構(gòu)造。
一種用于制造上述MEMS器件的方法可以包括如下步驟
-提供金屬箔
-提供激光
-利用激光切割箔以接收膜 -提供器件的微機(jī)加工塊本體，
-將具有設(shè)計(jì)的膜的箔轉(zhuǎn)移到塊本體并且將其固定到塊本體。替選地,在激光切除和膜與器件的接合期間，可以使用卷到卷(roll-to-roll)技術(shù)來(lái)處置箔。沿將從金屬箔切除的膜的外周引導(dǎo)激光?？刂蒲b置將控制箔表面上的激光的掃描。 根據(jù)進(jìn)行穿過(guò)箔的切割所需的單位面積的功率量(W/cm2)來(lái)選擇掃描速度。根據(jù)以后的膜處的切割外緣的期望的平滑度來(lái)選擇激光聚焦到金屬箔上的光斑直徑。1-30 μ m的光斑直徑是適當(dāng)?shù)摹?yōu)選的直徑介于5和20 μπι之間。金屬箔可以選自提供如機(jī)械強(qiáng)度、弾性和導(dǎo)電性的期望的性質(zhì)的適當(dāng)金屬。對(duì)于大部分應(yīng)用，鋁是金屬箔的優(yōu)選材料。金屬箔具有優(yōu)選地介于I和20 ym之間的厚度，但是也可以使用更厚的片。微機(jī)加工塊本體優(yōu)選地是半導(dǎo)體或陶瓷本體，其可以包括如CMOS器件的集成電路。集成電路可以提供MEMS器件的操作所需的電功能。這些功能可以包括檢測(cè)和測(cè)量如電壓、電容、電阻、電流的電參數(shù)或者各個(gè)其他電參數(shù)。此外，集成電路可以提供將施加到膜和后板的電壓。在另ー應(yīng)用中，集成電路能夠提供將施加到器件的電極的頻率，這些頻率選自RF頻率或聲頻率。邏輯電路可以集成以支配或監(jiān)管微機(jī)械器件的操作模式?？梢园ǚ糯笃饕苑糯笕缟衔奶岬降臏y(cè)量參數(shù)。MEMS器件或其外圍電路的操作所需的任何其他計(jì)算操作可以在塊本體內(nèi)部的IC內(nèi)實(shí)現(xiàn)。在另ー實(shí)施例中，將膜固定到塊本體的步驟可以通過(guò)超聲接合來(lái)完成。通過(guò)該步驟，使膜與布置在塊本體的頂表面上的接觸墊電接觸。膜上的接合位置可以位于平面部件上或者從平面部件延伸的懸臂上，優(yōu)選地處于懸臂最遠(yuǎn)端處的懸臂墊處。在一個(gè)實(shí)施例中，制造MEMS器件的方法包括如下步驟 -在切割之前將箔固定并且限制到操作架
-在將箔固定到操作架時(shí)完成切割 -在操作架的幫助下將膜轉(zhuǎn)移到塊本體 -將膜固定到塊本體
-從膜釋放操作架并且由此切割膜并且使膜與未成為膜的一部分的任何剰余的箔分離。在該實(shí)施例中，在切割之前將金屬箔固定并且限制到操作架。優(yōu)選地通過(guò)在以后的步驟中允許容易地釋放膜的方式來(lái)完成固定。使用該架來(lái)處置單個(gè)膜以及在一個(gè)步驟中從金屬箔構(gòu)造的膜陣列。在將箔固定到操作架時(shí)完成切割。在該步驟中，依次切割膜并且從剰余的箔至少部分地切割膜。優(yōu)選的是，剰余的固持結(jié)構(gòu)將切割的膜固定到剰余的箔并且因此固定到操作架。這允許在操作架的幫助下容易地將膜轉(zhuǎn)移到塊本體。膜在仍連接到操作架的同時(shí)固定到塊本體。在最后的步驟中，從操作架釋放膜。該階段中仍存在的連接結(jié)構(gòu)被切割或斷開(kāi)，并且因此膜與并非是膜的一部分的任何剰余的箔分離。操作架包括如玻璃或金屬的硬材料的板。該板優(yōu)選地具有開(kāi)ロ的陣列，每個(gè)開(kāi)ロ提供了容納僅ー個(gè)膜的面積。開(kāi)ロ是切ロ并且可以具有有限的深度。根據(jù)ー個(gè)實(shí)施例，微機(jī)械器件被用作并且設(shè)計(jì)成具有集成IC的微型麥克風(fēng)。在該應(yīng)用中，通過(guò)進(jìn)入的聲音將膜激發(fā)到聲學(xué)振動(dòng)。通過(guò)測(cè)量因膜的變化而改變的電參數(shù)來(lái)檢測(cè)振動(dòng)。該參數(shù)可以是兩個(gè)電極之間的電壓或電容，第一電極是膜并且第二電極集成在后板中。在另ー實(shí)施例中，微機(jī)械器件被設(shè)計(jì)成并且用作可調(diào)電容器。在該應(yīng)用中，膜被構(gòu)造以用作可移動(dòng)電極，其可以在與平面部件的表面垂直的方向上朝向集成到后板中的第二 電極以及遠(yuǎn)離該第二電極移動(dòng)。膜的移動(dòng)可以由因施加到兩個(gè)電極的電壓引起的靜電カ發(fā)起。可調(diào)電容器可以被調(diào)節(jié)以具有至少兩個(gè)不同的電容，其中ー個(gè)是基本電容，其中沒(méi)有力作用在膜上。第二電容可以是其中膜已移動(dòng)并且現(xiàn)在處于距集成在后板中的相對(duì)(counter)電極最近的位置的狀態(tài)。還可能的是，可調(diào)電容器可以被連續(xù)調(diào)節(jié)，使得兩個(gè)極端位置之間的任何位置可用于提供可調(diào)電容器的期望的電容。在膜和后板之間的塊本體中可以形成一個(gè)或多個(gè)支座結(jié)構(gòu)的集合。通過(guò)增加膜和后板之間的電壓，可以使膜塌縮到不同的支座集合上，從而獲得若干個(gè)離散的電容。在另ー實(shí)施例中，器件被設(shè)計(jì)成并且用作開(kāi)關(guān)。這里，也可以使用膜的移動(dòng)。在移動(dòng)結(jié)束吋，進(jìn)行塊本體上的接觸點(diǎn)處的膜之間的接觸。在所有應(yīng)用中，優(yōu)選的是集成在后板中的第二電極通過(guò)第二電極上的至少ー個(gè)隔離層相對(duì)膜電隔離。


在下文中，通過(guò)描述實(shí)施例和附圖更詳細(xì)地說(shuō)明了本發(fā)明。附圖僅用于圖示的用途并且因此被示意性地繪制。ー些尺寸可能失真。因此，不可能直接從附圖中取得任何尺寸或尺寸的比例。圖I示出了安裝在塊本體頂部的膜的橫截面視圖，
圖2從俯視圖示出了膜，
圖3示出了穿過(guò)具有膜的器件的橫截面，
圖4示出了操作架，
圖5示出了穿過(guò)具有膜的另ー器件的示意性橫截面，
圖6以俯視圖示出了具有不同形狀的懸臂的膜。
具體實(shí)施例方式圖I示出了穿過(guò)包括塊本體BB和安裝在塊本體頂部的膜MM的MEMS器件的示意性橫截面。在圖中，塊本體BB具有平面表面，但是這對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的器件不是必需的。膜MM是已被激光切割成給定應(yīng)用所需的期望的形狀的金屬箔。膜包括主要作為大面積部件并且與塊本體BB的表面平行布置的平面部件PM。在可以作為懸臂墊或平面部件自身的膜MM的外圍區(qū)域中，膜在膜連接點(diǎn)MCP處被固定到塊本體。在圖I中，膜連接點(diǎn)位于從塊本體BB的表面凸出的錨裝置AN頂部。其還可以處于與塊本體BB的表面相同的高度水平處。圖2示出了膜上的示意性俯視圖，其示出了膜結(jié)構(gòu)的更詳細(xì)的細(xì)節(jié)。膜麗的平面部件PM在這里被示出為圓形區(qū)域但是不限于該形狀。提供了連接到平面PM的外周的懸臂SA。這些懸臂可以被形成為帶，這些帶可以在平面部件PM的平面中和/或內(nèi)彎曲。在圖2中，懸臂由三個(gè)直線部分形成，每?jī)蓚€(gè)部分之間成一定角度，使得這三個(gè)部分形成了字符“z”。懸臂也可以包括沒(méi)有角的圓形部分。
懸臂SA將提供平面部件PM和用于將懸臂固定到塊本體BB的懸臂墊SP之間的柔性連接。懸臂SA還可以用作提供平面部件的柔性連接的彈簧。該彈簧可以迫使并保持平面部件PM在相對(duì)于塊本體的表面的基本位置。懸臂SA可以被制造成盡可能短，但是足夠長(zhǎng)到提供平面部件PM的柔性但是充分的固定。每個(gè)懸臂末端處的懸臂墊SP可以是臂的擴(kuò)寬部分，其具有提供允許懸臂墊SP到塊本體BB的表面，分別到各個(gè)膜連接點(diǎn)MCP的牢固接合エ藝的足夠面積的寬度。圖3示出了被實(shí)施為麥克風(fēng)的微機(jī)加工器件。在該實(shí)施例中，塊本體包括半導(dǎo)體本體SB，后端層BL淀積在該半導(dǎo)體本體頂部以形成剛性結(jié)構(gòu)。后端層BL可以是必須出現(xiàn)在集成于半導(dǎo)體本體SB中的CMOS器件頂部的層。替選地，后端層BL僅被提供用于形成適當(dāng)?shù)臋C(jī)械硬性結(jié)構(gòu)，其可以包括導(dǎo)電線和區(qū)域。在半導(dǎo)體本體SB內(nèi)，形成了集成電路1C。后端層BL主要包括如氧化物或氮化物的絕緣材料或者任何其他絕緣無(wú)機(jī)材料以及金屬的層，這些層可以通過(guò)已知方法來(lái)淀積和構(gòu)造。形成穿過(guò)后端層的至少ー個(gè)通過(guò)接觸件TC，其提供從IC的端子到后端層BL頂部的表面上的接觸墊的導(dǎo)電連接。其他結(jié)構(gòu)可以是傳導(dǎo)的或絕緣的，可以在后端層BL中布置和構(gòu)圖。包括后端層和半導(dǎo)體或陶瓷本體SB的整個(gè)塊本體BB被構(gòu)造成形成半導(dǎo)體本體SB中的凹陷。凹陷的底部由半導(dǎo)體或陶瓷材料形成，或者由如圖中所示從塊本體的相對(duì)側(cè)封閉或覆蓋凹陷的蓋部件LM形成。后板部分BP由許多個(gè)后端層BL形成。其數(shù)目可以小于后板部分旁邊的部分中的后端層的數(shù)目以導(dǎo)致后板部分的較小的厚度。后端層的頂表面中的第一凹陷的深度可以遵照在后板部分中省略的層的數(shù)目。在后板部分BP中，布置有后板孔VH，其使半導(dǎo)體本體中的第二凹陷與后板部分上方的自由空間連接。在后板部分中，布置有至少ー個(gè)導(dǎo)電層CL，其優(yōu)選地位于后板的頂表面附近但是通過(guò)絕緣層相對(duì)后板部分的表面隔離。傳導(dǎo)層CL形成麥克風(fēng)的電極并且優(yōu)選地通過(guò)如導(dǎo)體線和通過(guò)接觸件TC的各個(gè)電連接連接到半導(dǎo)體本體SB中的集成電路1C。在后端層BL、后板BP、半導(dǎo)體本體SB中的凹陷之間形成了后體積BV，并且后體積可以在其底部由蓋部件LM封閉。切割的膜麗固定到后端層BL頂部，使得膜麗的平面部件PM布置在上方但是遠(yuǎn)離后板部分。膜通過(guò)接合懸臂墊SP到后端層的表面上的各個(gè)金屬墊來(lái)固定。在如所示的麥克風(fēng)中工作的膜MM優(yōu)選地包括用于使后體積BV和平面部件PM上方的大氣之間的靜壓差均衡的通風(fēng)孔。但是該開(kāi)ロ可以被省略，使得在其中膜由支座結(jié)構(gòu)支承的區(qū)域中執(zhí)行通風(fēng)。圖4示出了用于在切割期間固持金屬箔，在切割之后將切割的膜轉(zhuǎn)移到其中預(yù)先形成多個(gè)MEMS器件的晶片的操作架HF的俯視圖。操作架HF包括多個(gè)開(kāi)ロ 0P，每個(gè)開(kāi)ロ具有比膜直徑略大的直徑。開(kāi)ロ的直徑可以是從I到3 mm。金屬箔MF可以在固定點(diǎn)FP處通過(guò)接合，例如在粘合劑的幫助下，可釋放地固定到操作架HF。在例如在粘合劑的幫助下將金屬箔固定到操作架時(shí)，可以完成金屬箔的激光切害I]。如果在塊本體BB中構(gòu)造匹配孔或凹陷，則通過(guò)對(duì)準(zhǔn)突起FP便于膜到塊本體的對(duì)準(zhǔn)。圖5示出了穿過(guò)被設(shè)計(jì)成用作開(kāi)關(guān)的微機(jī)械器件的示意性橫截面。這里再次地，MSMS器件包括塊本體BB和膜，圖中示出了膜的平面部件PM。平面部件PM通過(guò)可以由懸臂 (參見(jiàn)例如圖2)形成的彈簧元件SE固定到布置在塊本體BB的表面上的錨裝置AN。在塊本體BB中，使用ー個(gè)或多個(gè)傳導(dǎo)層形成后板BP，其電連接到布置在后板BP的底部或頂表面上的端子T2。平面部件PM連接到布置在器件的任何位置，優(yōu)選地布置在錨裝置AN頂部或者塊本體BB頂部的另一端子Tl。優(yōu)選地，傳導(dǎo)層CL和平面部件PM兩者分別通過(guò)各個(gè)接觸線和通過(guò)接觸件，電連接到塊本體BB的同一表面上的各個(gè)接觸區(qū)域。平面部件PM和傳導(dǎo)層CL形成可以向其施加電壓的兩個(gè)電極。靜電カ可以誘發(fā)柔性固定的平面部件PM朝向塊本體的表面的移動(dòng)以及因此朝向傳導(dǎo)層CL的移動(dòng)。當(dāng)平面部件PM朝向塊本體BB移動(dòng)時(shí)，平面部件上的各個(gè)接觸點(diǎn)CPl和塊本體的表面上的各個(gè)接觸點(diǎn)CP2變得接觸，因此通過(guò)提供平面部件PM和塊本體BB的表面上的另ー接觸點(diǎn)CP2之間的電連接以及連接到接觸點(diǎn)CP2的第三端子T3來(lái)閉合開(kāi)關(guān)。在圖5中未示出的另ー實(shí)施例中，平面部件PM的底表面上的接觸點(diǎn)CPl可以與平面部件電隔離，但是電連接到(未示出)塊本體的表面或者錨裝置AN上的各個(gè)接觸墊。圖6示出了具有包括筆直部分和彎曲部分的懸臂SA的膜MM的另ー實(shí)施例。懸臂的數(shù)目不限于三個(gè)并且也可以更高或更低。根據(jù)本發(fā)明的MEMS器件不限于附圖中所示的或者結(jié)合附圖描述的任何實(shí)施例。本發(fā)明的器件可以在實(shí)際結(jié)構(gòu)或者實(shí)際尺寸上偏離所描述的實(shí)施例。除了切割的膜之外，微機(jī)械器件可以是獲知自現(xiàn)有技術(shù)的任意器件，意味著除了膜以外的結(jié)構(gòu)可以與已知器件中的結(jié)構(gòu)相同。本發(fā)明由使微機(jī)械結(jié)構(gòu)與切割的膜組合以導(dǎo)致上述優(yōu)點(diǎn)來(lái)組成。術(shù)語(yǔ)和附圖標(biāo)記列表 AM錨裝置
BB塊本體 BL后端層 BP后板 BV后體積 CL傳導(dǎo)層 CP接觸點(diǎn) FP對(duì)準(zhǔn)突起HF操作架IC集成電路MCP膜連接點(diǎn)麗膜OP開(kāi)ロPM平面部件SA懸臂SB半導(dǎo)體本體 SP懸臂墊T1-T3端子TC通過(guò)接觸件TL端子線VH后板孔。
權(quán)利要求
1.一種MEMS器件，包括微機(jī)加工的塊本體(BB)和固定到所述塊本體的膜(MM)，其特征在于，從平坦的金屬片激光切割所述膜并且將所述膜接合到所述塊本體。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的器件， 其中所述膜(MM)包括平面部件(PM)以及從所述平面部件橫向延伸的懸臂(SA)，所述懸臂終止于接合到所述塊本體(BB)的懸臂墊(SP)。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的器件，包括 -具有或不具有集成在其中的集成電路(IC)的半導(dǎo)體或陶瓷本體(SB)， -淀積在所述半導(dǎo)體本體上面的后端層(BL)的堆疊，所述塊本體由所述后端層和所述半導(dǎo)體本體形成， -傳導(dǎo)后電極(CL)，其是所述后端層之一并且與所述膜相對(duì)布置； 其中所述集成電路電連接到所述后電極并且通過(guò)穿過(guò)所述后端層的各個(gè)通過(guò)接觸件(TC)電連接到所述膜。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的器件，進(jìn)一步包括 -所述后端層(BL)的堆疊的頂表面中的第一凹陷，所述膜(MM)覆蓋所述凹陷； -與所述第一凹陷對(duì)準(zhǔn)的所述半導(dǎo)體本體(SB)中的第二凹陷，所述第二凹陷形成后體積(BV);以及 -微機(jī)加工后板孔(HV)，其被引導(dǎo)穿過(guò)所述后端層并且使所述后體積與所述后板上方的體積連接。
5.一種用于制造利用膜進(jìn)行工作的MEMS器件的方法，所述方法包括步驟 -提供金屬箔 -激光切割所述箔以產(chǎn)生平坦的膜(MM) -提供用于所述器件的微機(jī)加工的塊本體(BB) -將所述膜轉(zhuǎn)移到所述塊本體并且將所述膜固定到所述塊本體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中 所述的固定步驟包括將所述膜(MM)超聲接合到布置在所述塊本體(BB)的頂表面上的接觸墊。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其中 -在切割之前將所述箔固定并且限制到操作架(HF) -在將所述箔固定到所述操作架時(shí)完成所述切割 -在所述操作架的幫助下將所述膜(MM)轉(zhuǎn)移到所述塊本體(BB) -將所述膜固定到所述塊本體 -從所述膜釋放所述操作架并且由此切割所述膜并且使所述膜與未成為所述膜的一部分的任何剩余的箔分離。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法， 其中所述操作架(HF)包括如玻璃或金屬的硬材料的板，所述板具有開(kāi)口(OP)的陣列，每個(gè)開(kāi)口提供用于一個(gè)膜的面積。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項(xiàng)所述的方法，其中激光聚焦到在所述金屬箔的表面上的1-50 u m的光斑直徑。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至9中任一項(xiàng)所述的方法，其中使用具有1-50u m的厚度的金屬箔。
11.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的器件，被設(shè)計(jì)成用作具有集成IC的微型麥克風(fēng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的器件，被設(shè)計(jì)成用作可調(diào)電容器。
13.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的器件，被設(shè)計(jì)成用作開(kāi)關(guān)。
全文摘要
公開(kāi)了一種MEMS器件，其包括微機(jī)加工的塊本體(BB)以及固定到塊本體的膜(MM)。優(yōu)選地從平坦的金屬片用激光切割膜并且將膜接合到塊本體。
文檔編號(hào)H04R19/00GK102834347SQ201080066397
公開(kāi)日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2010年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月23日
發(fā)明者D.莫滕森, M.吉內(nèi)魯普 申請(qǐng)人:埃普科斯股份有限公司