【技术实现步骤摘要】
本公开涉及一种具有改进的检测性能的mems设备，特别是一种具有改进的检测性能的惯性传感器。
技术介绍
1、众所周知，mems(“微机电系统”)类型的惯性传感器，诸如加速度计和陀螺仪，由于尺寸小和检测灵敏度高而得到广泛应用。
2、mems惯性传感器被集成到诸如可穿戴设备、智能电话、笔记本计算机等之类的各种电子设备中。
3、这类惯性传感器的常见应用包括：冲击监测，例如检测车祸或人可能摔倒在地上；检测用户的手势，诸如智能电话的屏幕的旋转或者特定类型的用户触摸；以及用作骨传导性检测器，例如用作真正无线立体声(tws)耳机中的麦克风。
4、具体参考mems加速度计，低g加速度计目前已知被用于检测低加速度，例如具有等于16g或32g的满刻度范围(fsr)，而高g传感器被用于检测高加速度，例如具有等于128g的满刻度范围。
5、还已知fsr与测量灵敏度(即，每单位被施加的加速度的惯性传感器的可移动检测结构的位移)彼此成反比。因此，高g传感器具有高的fsr但低的灵敏度，并且低g传感器具有低的fsr但高的灵敏度。
6、根据一种方法，彼此分离的两个可移动检测结构被集成在同一mems设备中，以便检测低加速度和高加速度两者。
7、然而，在同一mems设备中同时存在两个不同的可移动检测结构造成劣势，诸如需要更多数目的焊盘以及所需控制电路装置(例如，专用asic、pcb或cpu等)的更高复杂度，以及更一般地，集成面积较大，电子设备的便携性较低并且制造成本较高。
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1、根据本公开，因此提供了一种mems设备以及一种用于控制该mems设备的方法，如在所附的权利要求中所限定的。
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1.一种MEMS设备，包括：
2.根据权利要求1所述的MEMS设备，其中所述锚定控制结构包括止挡件，所述止挡件被固定到所述衬底，所述止挡件在静止时在所述第一操作状态下沿着所述第一方向在与所述第二质量块相距第一距离处延伸，并且在所述第二操作状态下与所述第二质量块接触。
3.根据权利要求1所述的MEMS设备，其中所述锚定控制结构进一步包括控制电极，所述控制电极被固定到所述衬底，并且在静止时在所述第一操作状态下沿着所述第一方向在与所述第二质量块相距第二距离处延伸。
4.根据权利要求1所述的MEMS设备，其中所述第一距离小于所述第二距离。
5.根据权利要求1所述的MEMS设备，其中所述锚定控制结构包括控制电极，所述第二质量块具有外壁和通腔，所述通腔具有内壁，所述控制电极被布置在所述通腔内部，面向所述内壁，所述止挡件面向所述第二质量块的所述外壁。
6.根据权利要求1所述的MEMS设备，其中所述第二弹性组被耦合到所述第一质量块，使得在所述第一操作状态下，所述第一质量块通过所述第二弹性组被耦合到所述衬底，并且在所述第二操作状态下，所述
7.根据权利要求1所述的MEMS设备，其中所述第二弹性组被耦合到所述第二质量块，使得在所述第一操作状态下，所述第一质量块通过所述第一弹性组和所述第二弹性组被耦合到所述衬底，所述第一弹性组和所述第二弹性组被机械地串行布置在所述第一可移动质量块与所述衬底之间，并且在所述第二操作状态下，所述第一质量块通过所述第一弹性组被耦合到所述衬底。
8.根据权利要求1所述的MEMS设备，其中所述可移动结构进一步包括第三质量块和第三弹性组，所述第三弹性组将所述第一质量块机械地耦合到所述第三质量块，并且所述第三弹性组沿着所述第一方向是柔顺的，所述第二质量块被布置在所述第一质量块的第一侧，并且所述第三质量块被布置在所述第一质量块的、除了所述第一侧之外的第二侧，其中所述锚定控制结构是第一锚定控制结构，所述MEMS设备进一步包括第二锚定控制结构，所述第二锚定控制结构被固定到所述衬底，电容性地耦合到所述第三质量块，并且被配置为：控制所述MEMS设备处于第三操作状态，其中所述第三质量块沿着所述第一方向相对于所述衬底自由移动，以及控制所述MEMS设备处于第四操作状态，其中所述第二锚定控制结构在所述第三质量块上施加使得能够将所述第三质量块锚定到所述第二锚定结构的拉入静电力，从而防止所述第三质量块响应于所述第一质量块的移动而相对于所述衬底移动。
9.根据权利要求1所述的MEMS设备，进一步包括检测结构，所述检测结构被配置为检测所述第一质量块沿着所述第一方向的移动。
10.根据权利要求1所述的MEMS设备，其中所述第一质量块被配置为响应于所述MEMS设备的移动而沿着所述第一方向移动。
11.一种用于控制MEMS设备的方法，包括：
12.根据权利要求11所述的控制方法，其中所述可移动结构进一步包括第三质量块和第三弹性组，所述第三弹性组将所述第一质量块机械地耦合到所述第三质量块，并且所述第三弹性组沿着所述第一方向是柔顺的，所述第二质量块被布置在所述第一质量块的第一侧，并且所述第三质量块被布置在所述第一质量块的、除了所述第一侧之外的第二侧，其中所述锚定控制结构是第一锚定控制结构，所述MEMS设备进一步包括第二锚定控制结构，所述第二锚定控制结构被固定到所述衬底，电容性地耦合到所述第三质量块，并且被配置为沿着所述第一方向在所述第二质量块上施加静电力，所述第二锚定控制结构和所述第二质量块具有第二拉入电压，
13.一种设备，包括：
14.根据权利要求13所述的设备，其中多个第二电极从所述第一质量块朝向所述多个第一电极延伸到所述开口中。
15.根据权利要求13所述的设备，包括：
16.根据权利要求15所述的设备，包括：在所述第二质量块中的多个第二开口中的每个第二开口中的多个第二电极。
17.根据权利要求16所述的设备，包括：在所述第三质量块中的多个第三开口中的每个第三开口中的多个第三电极。
...【技术特征摘要】
1.一种mems设备，包括：
2.根据权利要求1所述的mems设备，其中所述锚定控制结构包括止挡件，所述止挡件被固定到所述衬底，所述止挡件在静止时在所述第一操作状态下沿着所述第一方向在与所述第二质量块相距第一距离处延伸，并且在所述第二操作状态下与所述第二质量块接触。
3.根据权利要求1所述的mems设备，其中所述锚定控制结构进一步包括控制电极，所述控制电极被固定到所述衬底，并且在静止时在所述第一操作状态下沿着所述第一方向在与所述第二质量块相距第二距离处延伸。
4.根据权利要求1所述的mems设备，其中所述第一距离小于所述第二距离。
5.根据权利要求1所述的mems设备，其中所述锚定控制结构包括控制电极，所述第二质量块具有外壁和通腔，所述通腔具有内壁，所述控制电极被布置在所述通腔内部，面向所述内壁，所述止挡件面向所述第二质量块的所述外壁。
6.根据权利要求1所述的mems设备，其中所述第二弹性组被耦合到所述第一质量块，使得在所述第一操作状态下，所述第一质量块通过所述第二弹性组被耦合到所述衬底，并且在所述第二操作状态下，所述第一质量块通过所述第一弹性组和所述第二弹性组被耦合到所述衬底，所述第一弹性组和所述第二弹性组被机械地并行布置在所述第一可移动质量块与所述衬底之间。
7.根据权利要求1所述的mems设备，其中所述第二弹性组被耦合到所述第二质量块，使得在所述第一操作状态下，所述第一质量块通过所述第一弹性组和所述第二弹性组被耦合到所述衬底，所述第一弹性组和所述第二弹性组被机械地串行布置在所述第一可移动质量块与所述衬底之间，并且在所述第二操作状态下，所述第一质量块通过所述第一弹性组被耦合到所述衬底。
8.根据权利要求1所述的mems设备，其中所述可移动结构进一步包括第三质量块和第三弹性组，所述第三弹性组将所述第一质量块机械地耦合到所述第三质量块，并且所述第三弹性组沿着所述第一方向是柔顺的，所述第二质量块被布置在所述第一质量块的第一侧，并且所述第三质量块被布置在所述第一质量块的、除了所述第一侧之外的第二侧，其中所述锚定控制...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·里亚尼，G·加特瑞，F·里奇尼，
申请(专利权)人：意法半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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