具有绝缘基板的MEMS马达制造技术

微机电系统(MEMS)裸片包括：基板、与基板相邻设置的绝缘层、连接至绝缘层的振动膜以及连接至绝缘层的背板。背板与振动膜按间隔关系设置。绝缘层定位在基板与振动膜和背板之间，以将基板与振动膜和背板电隔离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2014年4月10日提交的、名称为“MEMS Motors Having Insulated Substrates”的美国临时申请No.61/977925的权益，其内容通过引用全部并入于此。
本申请涉及声学装置，并且更具体地，涉及这些装置的构造。
技术介绍
各种类型的声学装置已经使用多年。声学装置的一个示例是麦克风。一般而言，麦克风将声波转换成电信号。麦克风有时包括多个组件，包括微机电系统(MEMS)和集成电路(例如，专用集成电路(ASIC))。MEMS裸片(die)上通常设置有振动膜和背板。声音能量的变化使振动膜移动，这改变了涉及背板的电容，由此产生电信号。MEMS裸片通常连同ASIC一起设置在基部或基板上，并接着都被盖或罩封入。麦克风对干扰射频(RF)信号敏感。如果未采取保护动作，则可能导致麦克风性能劣化。MEMS马达通常包括MEMS裸片、背板及振动膜。在一些应用中，有时希望利用多个MEMS马达。然而，利用多个MEMS马达的先前方法已经无法满足某些用途，而且具有某些操作方面问题。上述问题已经产生了用户对这些先前方法的一些不满意。附图说明为更全面理解本公开，参照下面的详细描述和附图进行说明，其中：图1A包括根据本专利技术各种实施方式的单马达MEMS麦克风的立体图；图1B包括根据本专利技术各种实施方式的、图1A的MEMS麦克风的横截面图；图1C包括根据本专利技术各种实施方式的、图1A和图1B所示MEMS麦克风的MEMS马达的横截面图；图2A包括根据本专利技术各种实施方式的、采用不同构造的不接地双马达MEMS麦克风的立体图；图2B包括根据本专利技术各种实施方式的、图2A所示MEMS麦克风的MEMS马达的横截面图；图3包括根据本专利技术各种实施方式的、采用不同构造的接地双马达MEMS麦克风的立体图。技术人员应当清楚，附图中的部件为简单和清楚起见而例示。还应清楚，特定动作和/或步骤可以按出现的特定次序描述或描绘，而本领域技术人员应当明白，有关顺序的这种特异性实际上不需要。还应明白，在此使用的术语和表达具有普通含义，如按照这种术语和表达有关它们对应的各自调查和研究范围的本来样子，除另外在此阐述了特定含义以外。具体实施方式提供了具有绝缘基板的MEMS马达。一方面，提供了具有接地基板的单马达。另一方面，在单个芯片上提供了双(或多个)马达。在多个马达的情况下，基板可以接地或不接地。作为一个优点，接地降低了MEMS马达对射频(RF)信号或噪声的敏感度。作为另一优点，将不同的MEMS马达提供在单个而非多个集成电路或芯片上。在这些实施方式中的许多实施方式中，微机电系统(MEMS)裸片包括：基板、与基板相邻设置的绝缘层、连接至绝缘层的振动膜以及连接至绝缘层的背板，背板与振动膜按间隔关系设置，其中，绝缘层定位在基板与振动膜之间，并且定位在基板与背板之间，以将基板与振动膜和背板电隔离。在一些方面，基板是掺杂硅。在其它方面，该基板接地。在一些示例中，绝缘层包括氮化硅。在其它示例中，背板包括多晶硅层和氮化物层。在一些方面，背板包括被设置为穿过该背板的多个孔。下面，参照图1A、图1B及图1C，微机电系统(MEMS)麦克风100的一个示例包括基板102。基板102可以是任何类型的基部，诸如印刷电路板。基部的其它示例也是可能的。设置在基板102上的是MEMS裸片104。MEMS裸片104包括：基板101、绝缘层130、振动膜106及背板108(共同形成MEMS马达)。基板101可以是任何类型的基部，诸如掺杂硅。基部的其它示例也是可能的。在一个示例中，绝缘层130由氮化硅构成。还可以将其它材料示例用于构成绝缘层130。声音经由延伸穿过基板102的端口103进入麦克风100。另选地，端口103可以延伸穿过覆盖基板102/绝缘层103和设置在基板102/绝缘层130上的部件的盖或罩111。背板108包括多个孔或开口120。孔120的用途是声音传输/泄压/压力均衡。多个支柱122向背板108提供支承。背板108包括多晶硅层124和氮化硅层126。多晶硅层124的用途在于拾取或发送从振动膜生成的信号。氮化硅层126的用途在于机械支承多晶硅层124。背板108被充电。随着振动膜106移动，背板108与振动膜106之间的电势改变，由此产生电信号。如果声音使振动膜106移动，则该电信号表示该声音。绝缘层130将基板101与振动膜106和背板电极(即，由多晶硅层124构成)两者电隔离。基板102可以通过连接部132接地(电接地)。专用集成电路(ASIC)109也被设置在基板102上。ASIC 109可以执行各种信号处理功能。MEMS裸片104通过导线110联接至ASIC 109。ASIC 109通过导线112联接至基板。在麦克风100的一个工作示例中，声音进入端口106并且使振动膜106移动。振动膜106的移动改变涉及背板108的电容，由此产生电信号。该电信号可以经由导线110传送至ASIC 109。在ASIC 109处理该信号之后，经处理的信号通过联接至基板102的底部上的焊盘的导线112发送。用户可以将其它电子装置联接至这些焊盘。例如，麦克风可以设置在蜂窝电话或者个人计算机中，并且可以将来自这些装置的合适电路联接至焊盘。绝缘层130将基板101与振动膜106和背板电极两者电隔离。在这个单马达示例中，绝缘允许基板接地。这导致对射频(RF)信号的敏感度降低。下面，参照图2A和图2B，具有双MEMS马达的微机电系统(MEMS)麦克风200的一个示例包括基板202。基板202可以是任何类型的基部，诸如印刷电路板。基部的其它示例也是可能的。在这里描述的多马达示例中，使用两个马达。然而，应当清楚，在此描述的方法不限于两个马达，事实上，可以使用任何数量的MEMS马达。设置在基板202上的是MEMS裸片204。MEMS裸片204包括第一振动膜206和第一背板208(共同形成第一MEMS马达)。声音经由在一个示例中延伸穿过基板202的第一端口203进入麦克风200。另选地，第一端口203可以延伸穿过覆盖基板202和设置在基板202上的部件的盖或罩(未示出)。MEMS裸片204包括第二振动膜256和第二背板258(共同形成第二MEMS马达)。声音经由在一个示例中延伸穿过基板202的第二端口205进入麦克风200。另选地，第二端口205可以延伸穿过覆盖基板202和设置在基板202上的部件的盖或罩(未示出)。第一背板208和第二背板258包括多个孔或开口220。孔220的用途在于声音传输/泄压/压力均衡。多个支柱222向背板208和258提供支承。背板208和258包括多晶硅层224和氮化硅层226。多晶硅层224的用途在于拾取或发送从振动膜生成的信号。氮化硅层226的用途在于机械支承多晶硅层224。背板208和258被充电。随着第一振动膜206和第二振动膜256移动，背板208和258与振动膜206和256之间的电势改变，由此产生电信号。如果声音使振动膜206和256移动，则该电信号表示该声音。绝缘层230将基板201与振动膜206和256以及背板208和258的背板电极(即，由多晶硅层224构成)电隔离。在该示例中，基板201未接地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微机电系统(MEMS)裸片，该MEMS裸片包括：基板；绝缘层，该绝缘层与所述基板相邻地设置；振动膜，该振动膜连接至所述绝缘层；以及背板，该背板连接至所述绝缘层，所述背板与所述振动膜按间隔关系设置；其中，所述绝缘层定位在所述基板与所述振动膜之间，并且定位在所述基板与所述背板之间，以将所述基板与所述振动膜和所述背板电隔离。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.10 US 61/977,9251.一种微机电系统(MEMS)裸片，该MEMS裸片包括：基板；绝缘层，该绝缘层与所述基板相邻地设置；振动膜，该振动膜连接至所述绝缘层；以及背板，该背板连接至所述绝缘层，所述背板与所述振动膜按间隔关系设置；其中，所述绝缘层定位在所述基板与所述振动膜之间，并且定位在所述基板与所述背板之间，以将...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵宁，E·J·劳滕施拉格尔，
申请(专利权)人：美商楼氏电子有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US