[发明专利]静电微机电系统换能器、制造方法及电子设备

说明书

本公开公开了一种静电微机电系统换能器、制造方法及电子设备。该静电微机电系统换能器包括：第一电极；相对于第一电极能移动的第二电极；以及位于第一电极和第二电极之间的电介质层，其中，所述电介质层包括标准部分和泄漏部分，所述标准部分的材料是标准电介质材料，所述泄漏部分的材料是泄漏电介质材料。

技术领域

本公开涉及微机电系统换能器技术领域，以及更具体地，涉及一种静电微机电系统换能器、其制造方法及电子设备。

背景技术

静电微机电系统换能器例如可以包括麦克风、压力传感器、惯性传感器、微镜、扫描仪、开关/继电器等。静电微机电系统换能器通常包括可以相对移动的两个电极以及位于两个电极之间的电介质层。电介质层位于两个电极之间中，以防止两个电极之间的间隙(空气或真空)中发生电极穿或者在电极塌陷时防止电极短路。间隙中的电介质层通常会影响微机电系统换能器的性能和可靠性。

例如，在微机电系统麦克风中，在高电场下具有标准或“完美”绝缘特性(例如，高体电阻率)的电介质层通常会发生“充电”问题。这导致不同时间范围内的功能失效，所述时间范围取决于实际的充电/放电速度。由于充电问题，标准Si₃N₄可能具有长期稳定性问题，这导致灵敏度可能大幅下降。在另一个例子中，即使在短期来看，具有间隙中的标准Si₃N₄的微机电系统继电器也经常发生异常，它的“断开”状态可能是不可持续的。

图1示出了现有技术的静电微机电系统麦克风的例子。如图1所示，静电微机电系统麦克风10包括衬底1、位于衬底1上的振膜2、间隔件3、底电介质层5、背极6、顶电介质层7、焊盘4。图2示出了包含静电微机电系统麦克风10的麦克风单元20。麦克风单元20包括PCB21、盖子22、声孔23以及位于由PCB 21和盖子22围成的壳体内的静电微机电系统麦克风10。

因此，在现有技术中需要提出一种新的用于静电微机电系统换能器的技术方案以解决现有技术中的至少一个技术问题。

发明内容

本公开的一个目的是提供一种用于静电微机电系统换能器的新技术方案。

根据本公开的第一方面，提供了一种静电微机电系统换能器，包括：第一电极；相对于第一电极能移动的第二电极；以及位于第一电极和第二电极之间的电介质层，其中，所述电介质层包括标准部分和泄漏部分，所述标准部分的材料是标准电介质材料，所述泄漏部分的材料是泄漏电介质材料。

根据本公开的第二方面，提供了一种静电微机电系统换能器的制造方法，包括：在衬底上依次形成第一牺牲层、振膜和第二牺牲层，其中，在第二牺牲层上形成有至少两个凹陷；使用标准电介质材料在至少一个凹陷中沉积标准部分的底部电介质层；在形成有标准部分的底部电介质层的第二牺牲层上沉积泄漏电介质材料以形成泄漏部分的底部电介质层；在底部电介质层上形成背极；在背极上沉积顶部电介质层；蚀刻泄漏部分的底部电介质层，以形成底部电介质图案；形成用于振膜和背极的接触焊盘；去除第二牺牲层的至少一部分，以形成振膜和背极之间的间隙；以及去除第一牺牲层和衬底的至少一部分，以释放振膜。

根据本公开的第三方面，提供了一种电子设备，包括根据实施例的静电微机电系统换能器。

根据本公开的实施例，在静电微机电系统换能器的电介质层中，采用标准电介质材料部分和泄漏电介质材料部分混合的方式，可以在较长的时间内保持电介质层的稳定性，从而使静电微机电系统换能器在较长的时间范围内保持稳定性和可靠性。

通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本公开的实施例，并且连同其说明一起用于解释本公开的原理。

图1示出了静电微机电系统麦克风的一个例子。