CN102056680A - 微机电系统换能器 - Google Patents
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Abstract
一种MEMS设备，包括基底，其具有：至少第一换能器，被优化用于发射压力波；以及至少第二换能器，被优化用于检测压力波。通过改变每一各自换能器的膜和/或电极的直径、厚度或者质量，所述换能器可被优化用于发射或者接收。描述了各种实施方案，并示出了具有发射和接收换能器的不同配置的换能器阵列。还公开了具有发射换能器阵列和接收换能器阵列的实施方案，其中发射和/或接收换能器阵列中的元件被布置具有不同的谐振频率。所述第一和第二换能器中的至少一个可包括一个与换能器的外部隔离的内部空腔。
Description
技术领域
本发明涉及换能器，具体而言，涉及微机电系统(MEMS)超声波换能器。
背景技术
容积超声成像——由此获得3D空间中所有点的全部数据——受下一代需求所驱动，以在一次操作中获得以及取回完整的信息集，并且使所述信息集可用于日后的检查和分析。这些需求由各种市场分割——包括军事(声纳)、工业(非破损试验)、汽车(防撞)以及医学(非侵入性成像)市场——所驱动。
除了市场驱动和市场需求，还存在明显的技术问题，这也加速了发展。由于允许大量并行信号的实时数据分析的增强的数字处理能力，实时超声波容积成像目前才成为可能。然而，这需要高密度的2D超声波换能器阵列，以在例如医学应用中提供足够的空间分辨率。另外，这些高密度矩阵配置可允许电子波束控制来快速并且精确地扫描整个完整的体积。为了便于大量数据传送至2D阵列以及从2D阵列传送，数据预处理和数据后处理必须尽可能接近2D阵列进行。这利用当前的压电晶体换能器来实现尤其困难。
还有低密度分布的超声换能器的应用。例如，一种发展领域是在仅采用几个换能器的设备中的手势识别领域。所述换能器可发射超声波并且检测来自附近的使用者的反射波。所检测到的反射波可被处理，以确定例如由使用者的手所表现的手势，从而所述手势用于控制设备本身。这可包括换能器被封装在其中的应用。
半导体技术理想地适合于满足容积成像的要求，因为半导体制作技术允许在优化的配置中相对大的阵列尺寸，并且还允许换能器与相对邻近阵列的处理电子线路的单片集成。这与当前用于超声波探针的生产的压电晶体技术形成对比。这些是在一个连续的生产工艺中从大块材料机械加工而成的并且要求所有单个像素的引线接合。另外，这些压电元件的频率响应对于高频、混频和高带宽操作不是最优的，这就限制了它们在一些新兴的超声阵列的先进应用中的使用。
微机电系统(MEMS)超声换能器是超声传感器的一种新方法。它们通过使用硅微机械加工技术被构造，该技术使多个微米级尺寸的小膜悬浮在亚微米间隙上方，从而使用比之前都高的精确度来构造。
在所述领域中，从学术界到商业界已经有许多兴趣和活动，因此多种生产工艺已被发展用于生产MEMS超声波换能器。主要的方法是牺牲释放工艺。尽管该工艺的许多改型已经被公开，但是它们都基于相同的原理：通过生长/沉积牺牲层以及在所述牺牲层上方沉积膜，以在悬浮的柔性膜下生成空腔或者气腔(air-space)；然后所述牺牲层被移除，使所述膜自由并且允许其移动。
图1示出了这种已知的生产工艺。
图1a示出了基底10以及所述基底10上方的绝缘层12。在该工艺的第一步中，电极14被沉积在绝缘层12上。
然后牺牲材料的部分16被沉积在电极上方(图1b)。合适的牺牲材料的一个实施例是聚酰胺。将牺牲部分16以所要求的形状和位置沉积的一种方法是首先将一层牺牲材料沉积在绝缘层12上方。然后牺牲层在升高的温度中固化，且用光刻胶形成图案。通过用各向异性氧等离子体蚀刻而实现最终的牺牲部分16。
然后膜层18被沉积在绝缘材料12和牺牲部分16上方(图1c)。一种合适的膜材料是氮化硅。第二电极20被沉积在膜层18上，在牺牲部分16上方(图1d)。释放孔22蚀刻穿过第二电极20和膜层18(图1e)。最后，牺牲部分16在湿法蚀刻工艺中被蚀刻除去，例如，释放孔22允许蚀刻剂接近下方的牺牲材料，并且允许所蚀刻的材料流出换能器。因此所述膜可相对于基底自由移动(图1f)。
在操作中，通过在两个电极14、20之间施加电位差，换能器可被用于生成压力波(例如，声波信号和超声波信号)。电位差引起膜移位，因而已调制的电位差可用于生成可变频率的波。
或者，换能器还可用于检测所述压力波。输入波将导致膜移位，并且可测量这引起的在两个电极14、20之间电容的变化，以确定输入波的频率和幅度。
Ergun等人的题为“Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducers：Fabrication Technology”(IEEE Trans.Ultra.Ferro.Control，pp2242-58，December 2005)的论文描述了2D阵列超声波换能器的制作。然而，该研究的目标是生产一种在形状、尺寸等方面尽可能统一的换能器的阵列。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种微机电系统(MEMS)设备，包括：基底；以及，定位在所述基底上的多个换能器，所述多个换能器包括：至少第一换能器，适于发射压力波；以及，至少第二换能器，适于检测压力波。
在一个实施方案中，所述第一和第二换能器中的至少一个包括一个空腔，所述空腔与换能器的外部隔离。
根据本发明的第二方面，提供了一种生产微机电系统(MEMS)设备的方法，所述MEMS设备包括基底，所述基底具有：适于发射压力波的第一换能器的至少第一位置；以及，适于检测压力波的第二换能器的至少第二位置；所述方法包括：在所述第一位置上形成所述第一换能器，以及在所述第二位置上形成所述第二换能器。
根据本发明的另一方面，提供了一种微机电系统(MEMS)设备，包括：基底；以及，定位在所述基底上的多个换能器，所述多个换能器包括：至少第一换能器，适于发射或者检测具有第一频率的压力波；以及，至少第二换能器，适于发射或者检测具有第二频率的压力波，其中所述第一频率不同于所述第二频率。
在一个实施方案中，所述第一和第二换能器中的至少一个包括一个空腔，所述空腔与换能器的外部隔离。
根据本发明的又一方面，提供了一种生产微机电系统(MEMS)系统的方法，所述MEMS设备包括基底，所述基底具有：适于发射或检测具有第一频率的压力波的第一换能器的至少第一位置；以及适于发射或检测具有第二频率的压力波的第二换能器的至少第二位置，所述第一频率不同于所述第二频率，所述方法包括：在所述第一位置上形成所述第一换能器，以及在所述第二位置上形成所述第二换能器。
根据本发明的又一方面，提供了一种生产微机电系统(MEMS)设备的方法，所述MEMS设备包括基底，所述基底具有：适于发射或检测压力波的第一换能器的至少第一位置，所述方法包括：将第一牺牲材料部分沉积在所述第一位置上；将第一膜层沉积在至少所述第一位置上方；在沉积所述第一牺牲材料部分的步骤之前形成释放通道；经由释放通道蚀刻除去所述第一牺牲材料部分；以及，密封所述释放通道。
附图说明
为了对本发明有更好的理解，并且为了更清楚地示出本发明如何被付诸实施，现在将以实施例的方式做出对下列附图的参考，其中：
图1a至图1f示出了生产MEMS换能器的一种已知工艺；
图2是一幅对比具有相对高的Q因数的膜与具有相对低的Q因数的膜的频率响应的图表；
图3是一幅模拟换能器的第一谐振频率随着膜的厚度而变化的图表；
图4示出了根据本发明的2D阵列；
图5a和图5b示出了根据本发明的各方面的适于发射压力波的换能器以及适于检测压力波的换能器；
图6a和图6b示出了根据本发明的其他方面的适于发射压力波的换能器以及适于检测压力波的换能器；
图7a和图7b示出了根据本发明的另一些方面的适于发射压力波的换能器以及适于检测压力波的换能器；
图8a至图8k示出了根据本发明的生产MEMS设备的工艺；以及
图9a至图9p示出了根据本发明的生产MEMS设备的替代性工艺。
具体实施方式
本发明的发明人发现使MEMS换能器特定地适用于发射或检测压力波是可能的。具体地，发现通过改变与换能器相关联的各种尺寸和参数，换能器的Q因数可被改变。具有相对高的Q因数的换能器更适合于发射压力波，因为它在相对窄的频率范围内具有高响应(即，它发射具有界限相对明确的频率和高幅度的压力波)。相反，具有较低Q因数的换能器更适合于检测压力波，因为它在相对宽的频率范围内具有较弱但是更一致的响应(即，它可检测可能具有较宽频率范围的输入压力波)。
下面描述的本发明的各种实施方案中的一些将涉及与环境参数隔离或者隔绝的MEMS设备。所述隔离意味着换能器包括至少一个与外部隔绝的内部空腔。
应注意，本发明的隔离方面是关于包括多个换能器的实施方案进行描述的。但是，应注意，本发明的隔离方面还适用于仅单个的换能器。
图2是一幅对比具有相对高的Q因数的膜与具有相对低的Q因数的膜的频率响应的图表。可以看出，具有相对高的Q因数的膜在窄的频率范围内——在示出的实施例中，在约为370kHz的中心频率附近——具有高响应；所述膜在远离所述中心频率的频率处的响应相当低。具有相对低的Q因数的膜具有相同的中心频率370kHz；在所述中心频率处，膜的响应较低，但是在远离所述中心频率的频率处，其响应高于具有高的Q因数的膜。也就是说，在较大的频率范围中，具有低的Q因数的膜的响应比具有高的Q因数的膜的响应相对地更加一致。
在图2中，所述两个膜具有相同的中心，即谐振频率。这可通过如下面更详细地描述的适当地调整所述换能器的参数和尺寸而实现。但是，另外，形成具有不同谐振频率的换能器是具有优势的，这也将在下面更详细地描述。
影响换能器的性能的一个尺寸是膜的厚度。图3是一幅当所有其他尺寸和参数保持恒定时，模拟换能器的第一谐振频率随着膜的厚度而变化的图表。在示出的实施例中，膜的直径是500μm。应理解，相应的模拟将适用于不同的膜的直径，并且旨在落入本发明的范围内。
可以看到，所述变化是一条曲线，从而对于每一具体的第一谐振频率，这里有两种解决方案。在示出的实施例中，对于约为240kHz的谐振频率，0.2um和1.2μm的膜厚度是合适的。另外，较厚的膜导致较高的Q因数。从而，0.2μm厚度的膜适合于检测240kHz或240kHz附近的压力波，以及1.2μm厚度的膜适合于发射240kHz或接近于240kHz的压力波。
图4示出了根据本发明的一个实施方案的MEMS换能器34的2D阵列30。
阵列30包括多个非等同的子阵列32。每一子阵列32包括多个MEMS换能器34，例如上面参考图1所描述的。然而，根据本发明，一些子阵列32a(图4中的非阴影元件)包括特别适于检测压力波的MEMS换能器。其他的子阵列32b(图4中的阴影元件)与“检测”子阵列32a交错，包括特别适于发射压力波的MEMS换能器。
在本申请中，“压力波”是由MEMS换能器的膜的振荡生成的任何波，而不考虑那些振荡的频率。因此，该术语包括超声波，以及低频声波。
因而，在适于检测压力波的多个子阵列32a中的单个MEMS换能器34可具有相对低的Q因数；在适于发射压力波的多个子阵列32b中的单个MEMS换能器34可具有相对高的Q因数。
当然，对于本领域普通技术人员明显的是：图4中示出的实施方案仅仅是一种可能的布置，在本发明的范围内换能器的替代性布置是可能的。特别地，子阵列32可采用任何形状。但是，六边形的子阵列32是有利的，因为在给定的基底上它们使浪费的空间量最小化。另外，每一子阵列32可以排他性地包括发射或检测换能器；相反，每一子阵列32可即包括发射换能器又包括检测换能器。在一个替代实施方案中，单个换能器34可不按所描述的子阵列布置，而以一种单一阵列布置。
在另一实施方案中，多个换能器可以设置为具有一定范围的发射或检测特性，而非用于发射压力波的第一多个基本等同的换能器以及用于检测压力波的第二多个基本等同的换能器。也就是说，可设置用于发射压力波的多个换能器，每一换能器都具有不同的尺寸、Q因数等，从而每一换能器主要在一个具体的、不同的谐振频率发射。类似地，可设置用于检测压力波的多个换能器，每一换能器都具有不同的尺寸、Q因数等，从而每一换能器主要检测一个具体的、不同的谐振频率。
一种包括具有一定范围的谐振频率的发射和检测换能器的MEMS设备对不同的频率非常敏感，并且能够在较宽的频率范围内发射。
如前面所提及的，可修改各种尺寸、参数等，从而使换能器适于发射或者检测压力波，或者用于调整换能器的谐振频率。在下文的各种实施方案的描述中，对分别适于发射和检测压力波的两种换能器的参考将被用来进一步包括适于分别在各自不同的频率上发射或检测压力波的两种换能器。
图5a示出了根据本发明的一个实施方案的MEMS设备40。
MEMS设备40包括：第一换能器42，被优化用于发射压力波，具有直径DM1；以及，第二换能器44，被优化用于检测压力波，具有直径DM2。可以看出第二换能器44的膜的直径DM2大于第一换能器42的直径DM1，意味着第二换能器44对输入压力波更敏感，从而更适于检测压力波。第一换能器42的膜的较小直径DM1意味着它可生成具有更大幅度的压力波，即，它可在生成更大的压力变化，从而更适于发射压力波。
图5b示出的实施方案类似，因此相同的数字被用于表示相同的部件，但是两个换能器都被密封。第一换能器42包括第一空腔45，以及第二换能器44包括第二空腔46。所述空腔45通过经由释放通道47移除牺牲材料来形成，而第二空腔46通过经由释放通道48移除牺牲材料来形成。在移除所述牺牲材料后，所述空腔45和46通过分别地堵塞释放孔47a和48a来密封。
图6a示出了根据本发明的另一实施方案的MEMS设备50，以及图6b示出了一个密封的实施方案。
在每一实例中，MEMS设备50包括：第一换能器52，被优化用于发射压力波；以及，第二换能器54，被优化用于检测压力波。所述第一换能器52的电极53a、53b的直径DE1大于所述第二换能器54的电极55a、55b的直径DE2。两个电极53a、53b之间的力与它们的面积成比例，所以更大的面积意味着所述换能器52可生成更大的力，使所述换能器52更适合于发射压力波，因为可获得更高的幅度。所述第二换能器54的电极55a、55b的较小的直径使所述膜更柔韧，从而对输入压力波更敏感。
在一个替代实施方案中，电极的质量(mass)可被调整而非更改它们的直径。具有相对高质量的电极的换能器更适合于发射压力波，因为它可生成具有相对较高幅度的波。同样，具有相对低质量的电极的换能器更适合于检测压力波，因为所述膜更易于被输入波偏斜。这可以例如通过将较重的导体用作电极材料，或者通过使电极更厚来实现。
在图6b所示出的实施方案中，所述第一换能器52包括第一空腔51，以及第二换能器54包括第二空腔56。所述空腔51通过经由释放通道57移除牺牲材料来形成，而所述第二空腔56通过经由释放通道58移除牺牲材料来形成。在移除所述牺牲材料后，所述空腔51、56通过分别地堵塞释放孔57a和58a来密封。
图7a示出了根据本发明的另一实施方案的MEMS设备60。
所述MEMS设备60包括：第一换能器62，被优化用于发射压力波，具有第一膜厚T1；以及，第二换能器64，被优化用于检测压力波，具有第二膜厚T2。所述第二换能器64的膜厚T2小于所述第一换能器62的膜厚T1，意味着所述第二换能器64对输入压力波更敏感，从而更适合于检测压力波。所述第一换能器62的膜的较大厚度意味着它能生成具有较大幅度的压力波，即，它可在压力上产生更大的变化，从而更适合于发射压力波。
图7b示出了具有密封空腔的一个相似的实施方案。所述第一换能器62包括第一空腔65，以及所述第二换能器64包括第二空腔66。所述空腔65通过经由释放通道67移除牺牲材料来形成，而所述第二空腔66通过经由释放通道68移除牺牲材料来形成。在移除所述牺牲材料后，所述空腔65、66通过分别地堵塞释放孔67a和68a来密封。
图8a至图8k示出了本发明的一种生产MEMS设备的方法，具体地，所述实施方案相对于图7a进行描述。但是，这些图还将被用于描述本发明的其他实施方案的一种可能的生产工艺。
本领域普通技术人员进一步应理解，所示出的方法的一些步骤不必按这里所陈述的顺序执行。然而，还将明显的是，一些步骤可能必须在其他步骤之前或在其他步骤之后被执行，从而生成期望的结构。
图8a示出了生产工艺的起始点。基底100在其顶部设有绝缘层102。在所述实施例中，为了与CMOS工艺技术兼容，所述基底100是硅片，但是应理解其他基底材料和电子制作技术可被替代使用。绝缘层102可通过如下方式形成：硅片的热氧化作用；形成氧化层；或者使用多种已知技术中的一种——例如，等离子体增强化学气相沉积(PECVD)——来沉积绝缘材料。
然后氮化硅的基底层104被沉积在绝缘层102的顶部(图8b)。基底层104可通过使用PECVD被沉积。然而，应理解，可使用其他介电层和/或工艺。例如，所述层可以不是纯二氧化硅；还可使用硼磷硅玻璃(BPSG)。
现在参考图8c，电极106、108被分别沉积在发射换能器和检测换能器的位置处。电极106、108可通过在基底层104的表面上溅射或者沉积导电材料例如铝而形成。在本实施例中，电极106、108具有相同的尺寸和形状。然而，当形成参照图6所描述的换能器52、54时，电极106、108的尺寸和/或形状在此阶段可改变。例如，发射换能器的电极106可比检测换能器的电极108具有更大的直径或者更大的质量。
通过溅射来沉积电极106、108优选于其他方法，例如热蒸发，因为溅射使用了低的基底温度。这就保证了与COMS制作工艺的兼容性。另外，当非铝的材料被沉积时，该方法得益于精确地控制所沉积的薄膜的构造的能力。在所有表面上均匀地溅射沉积材料，从而所沉积的薄膜必须通过如下方式形成图案，即通过抗蚀剂的施加以及使用Cl2/BCl3混合气体的干法蚀刻来限定电极106、108的形状以及限定允许电路区域相互连接(即，下面的CMOS电路或者芯片外的电路，都未示出)的相互连接点(在图中未示出)。
下面参考图8d，牺牲层110、112分别被沉积在电极106、108上方。为了保证与COMS制作技术的兼容性，例如，牺牲层110、112可由多种材料制成，所述多种材料可使用干法释放或者湿法释放工艺移除。使用干法释放工艺是有利的，原因在于在所述牺牲层被释放后，不要求额外的工艺步骤或干燥。聚酰胺优选作为牺牲层，因为它可轻易地被旋涂(spun)在基底上，且可使用氧等离子体被干净地移除。通过使用本领域普通技术人员所熟悉的参数和技术，所述聚酰胺涂层被旋涂在晶片上，以形成保形涂层。一种底层涂料(primer)可被用于聚酰胺层。然后所述聚酰胺层利用光刻胶形成图案，且以各向异性氧等离子体被蚀刻，因而留下如图8d所示的牺牲层110、112。本领域普通技术人员应理解，可使用沉积牺牲层110、112的替代方法，例如施加并蚀刻光敏聚酰胺。
所述牺牲层110、112限定所述膜下方的空腔或者空间的尺寸和形状，当所述牺牲层110、112按下面所讨论的方式被移除时，所述空腔或者空间将被留下。
由于多种原因，设置了牺牲层110、112。这些原因包括在生产工艺中支撑和保护MEMS设备的膜。牺牲层110、112还被设置用于限定膜的直径，从而所述膜的尺寸可通过更改牺牲层110、112的直径而改变。在本实施例中，牺牲层110、112在形状和尺寸上基本相同。然而，当生产关于图5所描述的换能器42、44时，所述牺牲层110、112可具有不同的直径。具体地，发射换能器的牺牲层110比检测换能器的牺牲层112具有更小的直径。
下面参考图8e，膜层114被沉积在基底层104和牺牲层110、112上方。膜层114可通过使用PECVD沉积氮化硅而被形成，如前面所述，尽管可使用替代的多晶硅。另外，钛粘合层可被应用在铝和氮化硅之间。
尽管未在图8d和图8e中示出，但是所述牺牲层110、112的上表面可在它们的外部区域(即，在所述牺牲层110、112的周缘附近)形成有一个或多个凹陷(dimple)(以小空腔的形式)。结果，所述膜层114的沉积导致一个或多个凹陷(以突出物的形式)在所述膜的外部区域或者周缘形成。在过压或者膜吸合的情况下，即由此所述膜的表面与MEMS设备的另一表面相接触，膜114的外部区域的这些凹陷减少了所述膜与下面的基底的接触面积。所述凹陷减小了静摩擦力，使得它们在回复力(即，膜张力)之下，从而允许所述膜释放自身。
下面参考图8f，第二电极116、118基本上分别沉积在所述牺牲层110、112上方。通常，为了生产工艺的简单性，所述第二电极116、118与它们各自的相应电极106、108具有基本上相同的尺寸和形状；但是，这并不是一个严格的要求。例如，当生产例如关于图6所描述的换能器52、54时，发射换能器52的电极116比检测换能器54的电极118具有更大的质量和/或直径和/或厚度。
第二电极116、118以与第一电极106、108基本上相同的方式被沉积。
下面参考图8g，释放孔120被蚀刻穿过电极116和膜层114，以允许接近牺牲层110，以及释放孔122被蚀刻穿过电极118和膜层114，以允许接近牺牲层112。在示出的实施方案中，释放孔120、122穿过膜层114和电极116、118而形成；然而，当电极的直径小于膜的直径时，例如，释放孔可基本上定位在膜的周缘周围，使得它们不穿过电极本身。应理解，根据涉及的材料以及所使用的蚀刻工艺，穿过各自的电极116、118和膜层114的释放孔120、122的形成可在一个工艺步骤或几个工艺步骤中形成。
应理解，当生产关于图7所描述的MEMS设备60时，用于发射压力波的换能器中的释放孔120在该阶段不是必须的。
在此阶段，MEMS设备40、50的生产方法基本上是完整的(即，具有不同的直径或者不同的电极直径或者尺寸的膜)。牺牲层110、112优选地通过使用干法蚀刻工艺移除，例如氧等离子体系统，从而所述膜可在两个换能器中自由移动。
图8h至图8k描述了用于生产关于图7所描述的MEMS设备60的方法的进一步的步骤(即，具有不同膜厚的换能器的设备)。
参考图8h，另一牺牲层124被沉积在电极118上方，通过释放孔122与牺牲层112连接。所述另一牺牲层124同样可由氮化硅，或者一种前面提及的替代性材料形成。同样地，前面所提及的任一种技术可被用于沉积牺牲层124。
下面参考图8i，另一膜层126被沉积在第一膜层114、电极116和另一牺牲层124上方。在一个优选的实施方案中，第二膜层126由与第一膜层114相同的材料形成，从而两个层114、126基本上粘结在一起，以形成一个单一的材料层。第二膜层126可由第一膜层114的任何替代物形成。
在图8j中，释放孔128被蚀刻穿过发射换能器的加厚的膜层(即，第一和第二膜层114、126)。如之前所述，释放孔128可穿过电极116，或者在电极116的周缘附近。
另外，所述第二膜层126从检测换能器中的牺牲层124的上方移除，以在膜层126中生成开口130。
最后，如图8k所示，最终的设备60通过移除牺牲层110、112、124而生成。牺牲层110、112、124优选地通过使用干法蚀刻工艺移除，例如氧等离子体系统，从而所述膜在两个换能器中都可以自由移动。
在示出的实施方案中，所述第一和第二膜层114、126基本上围住发射换能器的电极116。这种夹层结构的形成具有减少膜中不想要的变形的优点。换句话说，如果电极被布置在两层氮化物之间，或者相反，则压力更均衡，并且导致所述膜移动具有较少的不想要的变形。然而，对本领域普通技术人员明显的是，电极116的沉积可在以后的阶段发生，使得电极116被定位在加厚的膜的顶部之上。
图9a至图9p示出了本发明的一种用于形成具有密封空腔的MEMS换能器的工艺。所述方法可使用几个相同的步骤，且提供如上面涉及图8a至图8k所描述的相同的结构，因此将使用相似的参考数字。
图9a示出了该生产工艺的起始点。基底100在其顶部设有绝缘层102。在所述实施例中，为了与COMS工艺技术兼容，基底100是硅片，但是应理解其他基底材料和电子制作技术可被替代使用。绝缘层102可通过如下方式形成：硅片的热氧化形成；形成氧化层；或者使用多种已知的技术中的任何一种——例如等离子体增强化学气相沉积(PECVD)——来沉积绝缘材料。
然后氮化硅的基底层104被沉积在绝缘层102的顶部(图9b)。基底层104可通过使用PECVD被沉积。然而，应理解，可使用其他介电层和/或工艺。例如，所述层可以不是纯二氧化硅；还可使用硼磷硅玻璃(BPSG)。
下面参考图9c，电极106、108被分别被沉积在发射换能器和检测换能器的位置处。电极106、108可通过在基底层104的表面上溅射或者沉积导电材料例如铝而形成。在本实施例中，电极106、108具有相同的尺寸和形状。然而，当形成关于图6b所描述的换能器52、54时，电极106、108的尺寸和/或形状可在此阶段被改变。例如，发射换能器的电极106可比检测换能器的电极108具有更大的直径或更大的质量。
通过溅射来沉积电极106、108优选于其他方法例如热蒸发，因为溅射使用了低的基底温度。这就保证了与COMS制作工艺的兼容性。另外，当非铝材料被沉积时，该方法得益于精确地控制所沉积的薄膜的构造的能力。在所有表面上均匀地溅射沉积材料，所以沉积薄膜必须通过抗蚀剂的施加以及使用Cl2/BCl3混合气体的干法蚀刻形成图案，从而限定电极106、108的形状以及限定允许电路区域相互连接(即，下面的CMOS电路或者芯片外的电路，都未示出)的相互连接点(图中未示出)。
下面参考图9d，释放通道107、109在基底层104和绝缘层102中形成。设置了释放通道107、109，从而使蚀刻路径与随后步骤中将要沉积的牺牲材料一起形成，如下面将要解释的。尽管释放通道107、109被示出穿透基底层104和绝缘层102，应注意，释放通道还可这样被形成，以使它们仅穿透基底层104。另外，在未设置基底层104的实施方案中，释放通道107、109将仅穿透绝缘层102。另外，尽管未示出，释放通道可形成基底100的一部分。
存在多种可能性来实现释放通道107、109。例如，释放通道107、109可作为围绕MEMS换能器的周缘制作的连续通道而形成。换句话说，图9d中示出的释放通道107、109形成围绕MEMS换能器的连续槽或者环的一部分。根据另一实施方案，每一释放通道107、109都可作为离散通道而形成，所述离散通道生成一个隧道状的结构，用于允许蚀刻材料到达牺牲材料。在后面的实施方案中，多个单独的释放通道107、109可围绕MEMS换能器的周缘而形成。
应注意，如果期望，可颠倒步骤9c和9d，使得释放通道107、109在沉积电极106、108之前形成。在该方法中，在沉积电极106、108之前，牺牲材料可沉积在形成的释放通道107、109中。
下面参考图9e，牺牲层110、112可分别沉积在电极106、108上方。用于沉积牺牲层110、112的牺牲材料还可被沉积在释放通道107、109内，假设释放通道107、109之前未被填充，如前面的段落所描述的。为了保证与COMS制作技术的兼容性，牺牲层110、112可由多种材料制成，所述多种材料可使用干法释放或者湿法释放工艺移除。使用干法释放工艺是有利的，原因在于在所述牺牲层被释放后，额外的工艺步骤或干燥是不要求的。聚酰胺优选作为牺牲层，因为它可轻易地被旋涂在基底上，且可使用氧等离子体被干净地移除。通过使用本领域普通技术人数所熟悉的参数和技术，所述聚酰胺涂层被旋涂在晶片上，以形成保形涂层。一种底层涂料可被用于聚酰胺层。然后所述聚酰胺层用光刻胶形成图案，且以各向异性等离子体被蚀刻，因而留下牺牲层110、112，以及释放通道107、109之内的牺牲材料，如图9e所示。本领域普通技术人员应理解，可使用替代方法类沉积牺牲层110、112和释放通道107、109内的牺牲材料，例如施加并蚀刻光敏聚酰胺。
如可从图9e看到，牺牲材料110、112被形成，以使每一牺牲层110、112的一部分叠置在各自的释放通道107、109的一部分上。
牺牲材料110、112限定所述膜下方的空腔的尺寸和形状，当所述牺牲材料110、112按下面所讨论的被移除时，所述空腔将被留下。
由于多种原因，设置了牺牲层110、112。这些原因包括在生产过程中支撑和保护MEMS设备的膜。牺牲层110、112还可被设置用于限定膜的直径，使得所述膜的尺寸可通过更改牺牲层110、112的直径而改变。在本实施例中，牺牲层110、112在形状和尺寸上基本相同。然而，当生产关于图5b所描述的换能器42、44时，所述牺牲层110、112可具有不同的直径。具体地，发射换能器的牺牲层110可比检测换能器的牺牲层112具有较小的直径。
下面参考图9f，膜层114沉积在牺牲层110、112上方、基底层104的至少一部分上方以及释放通道107、119的一部分上方。膜层114可通过使用PECVD沉积氮化硅形成，如前面所述，尽管可使用替代的多晶硅。另外，钛粘合层可被使用在铝和氮化硅之间。
尽管在图9e和图9f中未示出，但是所述牺牲层110、112的上表面可在它们的外部区域(即，在所述牺牲层110、112的外缘附近)形成一个或多个凹陷(以小空腔的形式)。结果，所述膜层114的沉积导致一个或多个凹陷(以突出物的形式)在所述膜的外部区域或者周缘形成。在过压或者膜吸合的情况下，即由此所述膜的表面与MEMS设备的另一表面相接触，膜114的外部区域的这些凹陷减小了所述膜与下面的基底的接触面积，所述凹陷减小了静摩擦力，使得它们在回复力(即，膜张力)之下，从而允许所述膜释放自身。
下面参考图9g，第二电极116、118基本上分别沉积在牺牲层110、112上方。通常，为了生产工艺的简单性，所述第二电极116、118与它们各自的相应电极106、108具有基本上相同的尺寸和形状；但是，这并不是一个严格的要求。例如，当生产例如关于图6b所描述的换能器52、54时，发射换能器52的电极116可比检测换能器54的电极118具有更大的质量和/或直径和/或厚度。
第二电极116、118以与第一电极106、108基本上相同的方式被沉积。
在此阶段，MEMS设备40、50的生产方法基本上是完整的(即，具有不同的直径或者不同的电极直径或者尺寸的膜)，除了将在下面描述的牺牲层110、112的移除以外。
下面参考图9h，释放孔117被蚀刻穿过膜层114，以允许接近释放通道107中的牺牲材料，所述释放通道被连接至牺牲层110。以相似的方式，释放孔119在膜层114中被蚀刻，以允许接近释放通道109中的牺牲材料，所述释放通道被连接至牺牲层112。如可看到的，第一和第二释放孔117、119穿过膜层114对应于各自的释放通道107、109的第二部分的区域而形成，所述各自的释放通道107、109的第二部分在由第一和第二牺牲层110、112所限定的各自的区域外部。
释放通道107、109以及牺牲层110、112中的牺牲材料优选地通过使用干法蚀刻工艺移除，例如氧等离子体系统，使得所述膜可在两个换能器中自由移动。
参考图9i，当牺牲材料从释放通道107、109以及牺牲层110、112中移除以后，所述释放孔117、119被一种合适的密封剂所密封或者堵塞，从而阻止水分或其他环境参数穿透所述MEMS换能器。
图9j至图9o描述了图9h至图9i示出的那些步骤的替代步骤，用于生产关于图7b所描述的MEMS设备60(即，具有不同的膜厚度的换能器的设备)。
因此，根据该实施方案，一旦MEMS设备已被制作至步骤9g，随后是下面的步骤，以制作关于图7b所描述的MEMS设备60。参考图9j，释放孔122被蚀刻穿过电极118和膜层114，以允许进入牺牲层112。在示出的实施方案中，释放孔122穿过膜层114和电极118而形成；然而，当电极的直径小于膜的直径时，例如，所述释放孔可基本上被定位在所述膜的周缘周围，使得它们不会穿过电极本身。应理解，根据所涉及的材料以及所使用的蚀刻工艺，通过电极118和膜层114的释放孔122可以在一个工艺步骤或几个工艺步骤中形成。
参考图9k，另一牺牲层124沉积在电极118的上方，通过释放孔122与牺牲层112连接。另一牺牲层124可同样由氮化硅或前面提及的替代材料中的一种形成。同样地，前面提及的任一种技术都可被用于沉积牺牲层124。
下面参考图9l，又一膜层126被沉积在第一膜层114、电极116以及另一牺牲层124的上方。在一个优选实施方案中，第二膜层126由与第一膜层114相同的材料形成，以使两个层114、126基本上粘结在一起，从而形成单一的材料层。第二膜层126可由第一膜层114的任何替代方案形成。
在图9m中，释放孔127被蚀刻穿过膜层114，以允许接近释放通道107中的牺牲材料，所述释放通道依次被连接至牺牲层110。以相似的方式，释放孔129在膜层114中被蚀刻，以允许接近释放通道109中的牺牲材料，所述释放通道依次连接至牺牲层112，并经由释放孔122被连接至牺牲层124。
下面如图9n所示，通过从释放通道107、109和牺牲层110、112、124移除牺牲材料，生成了最终的设备60。从释放通道107、109以及牺牲层110、112、124移除牺牲材料优选地通过使用干法蚀刻工艺，例如氧等离子体系统，使得所述膜可在两个换能器中自由移动。
最后，如图9o所示，MEMS设备通过对孔127、129进行密封而被密封且免受环境参数的影响。
最终的MEMS设备60包括具有第一厚度T1的膜的第一换能器，以及具有第二厚度T2的膜的第二换能器。具有第一厚度T1的膜的换能器尤其地适合用作发射机，而具有第二厚度T2的膜的换能器(其中T2＜T1)尤其地适合用作接收机。
在图9j至图9o中，第二换能器的制作被示出具有释放孔122，以使得能够通过首先从释放通道109和牺牲层112蚀刻除去牺牲材料而使牺牲材料124被蚀刻。然而，根据又一实施方案，图9j中蚀刻释放孔的步骤可被省略，并且取而代之牺牲层124可按如下方式移除。图9k至图9o示出的步骤将按照上面所述进行。然而，缺少释放孔122将导致牺牲层124通过使用释放通道109和牺牲层112不可接近。同样，牺牲层124通过首先移除膜126的一部分，然后从上方蚀刻除去牺牲层124而被移除。这将导致生成图9p中示出的设备。最终的设备仍被密封，通过牺牲层112的移除而生成的空腔与环境隔离。
尽管关于在相同的基底上具有第一和第二换能器的设备描述了制作密封的换能器的方法，应注意，所述方法同样适用于单一的换能器的制作。
在示出的实施方案中，所述第一和第二膜层114、126基本上围住发射换能器的电极116。这种夹层结构的形成具有减少膜中不想要的变形的优点。换句话说，如果电极被布置在两层氮化物之间，或者相反，则压力更均衡，并且导致所述膜移动而具有较少的不想要的变形。然而，对本领域普通技术人员明显的是，电极116的沉积可在以后的阶段进行，使得电极116被定位在加厚的膜的顶部之上。
本领域普通技术人员进一步应理解，在上面的方法中未描述的是沉积用于电极的连接垫的步骤。然而明显的是，在整个方法中，在各个阶段这些都可被沉积并连接至电极。另外，未来的技术可允许换能器自身内部的电子线路的直接集成；这种改进当然也可被认为落入本发明的范围内，如所附的权利要求限定的。
因此，可以看出，本发明提供用于在相同的基底和以相同的工艺生产具有不同膜厚的第一和第二换能器62、64的方法。
应理解，上面所描述的实施方案的各种组合可被组合在一个具体的换能器或者换能器阵列中。也就是说，尽管所示出的实施方案描述了单一基底上仅具有一个不同的参数/尺寸的换能器，但是应理解，在单一基底上的换能器可具有不同的膜厚度、不同的膜直径以及不同的电极直径、厚度或质量的任何组合。上面的参数的任何或者全部可被改变，从而获得换能器的一个特别的谐振频率或者频率响应特性。
另外，尽管该描述主要针对了具有适于发射压力波的第一换能器以及适于检测压力波的第二换能器的基底，应理解，本发明还提供具有适于传递或者接收压力波的两个或更多个换能器的基底，其中所述两个或更多个换能器各自具有不同的谐振频率。
另外，应注意，尽管在任何实施方案中未示出，但是所述换能器可设有后部体积(back volume)。
本发明还可在如下应用中被使用，由此MEMS设备在外壳或者结构中形成，并且由此用于增强超声波发射的流体在所述外壳中被提供，例如在MEMS设备和外壳或结构的表面之间。所述外壳可被用在成像应用中。
本发明可被包括在许多系统和设备中，包括例如医药超声成像仪和声纳接收机和发射机，以及移动电话、PDA、MP3播放器和用于手势识别目的的膝上电脑。
应注意，上面提及的实施方案示出而非限制本发明，并且本领域普通技术人员将能够设计许多替代的实施方案而不背离所附权利要求的范围。术语“包括”不排除除了权利要求中所列举的元件或步骤的存在，“一个”或“一”不排除多个，以及单一的处理器或者其他单元可完成权利要求中所记载的多个单元的功能。权利要求中的任何参考符号应不被解释为限制它们的范围。以特定顺序引用多个步骤的方法权利要求不排除包括以一种除了所陈述的替代顺序的多个步骤的方法。
Claims (72)
1.一种微机电系统(MEMS)设备，包括：
基底；和
多个换能器，被定位在所述基底上，所述多个换能器包括：
至少一个第一换能器，适于发射压力波；和
至少一个第二换能器，适于检测压力波。
2.如权利要求1中所述的MEMS设备，其中所述第一和第二换能器中的至少一个包括一个空腔，所述空腔与换能器的外部隔离。
3.如权利要求1或权利要求2所述的MEMS设备，其中所述第一换能器具有第一Q因数，以及其中所述第二换能器具有第二Q因数，所述第一Q因数大于所述第二Q因数。
4.如任一前述权利要求所述的MEMS设备，其中所述第一换能器包括第一膜，以及其中所述第二换能器包括第二膜。
5.如权利要求4所述的MEMS设备，其中所述第一膜具有第一厚度，以及其中所述第二膜具有第二厚度，所述第一厚度与所述第二厚度不同。
6.如权利要求5所述的MEMS设备，其中所述第一厚度大于所述第二厚度。
7.如权利要求4-6中任一所述的MEMS设备，其中所述第一膜具有第一直径，以及其中所述第二膜具有第二直径，所述第一直径不同于所述第二直径。
8.如权利要求7所述的MEMS设备，其中所述第一直径小于所述第二直径。
9.如权利要求4-8中任一所述的MEMS设备，其中所述第一换能器包括定位在所述第一膜上的第一电极，所述第一电极具有第一质量，以及其中所述第二换能器包括定位在所述第二膜上的第二电极，所述第二电极具有第二质量，所述第一质量不同于所述第二质量。
10.如权利要求9所述的MEMS设备，其中所述第一质量大于所述第二质量。
11.如权利要求4-10中任一所述的MEMS设备，其中所述第一换能器包括定位在第一膜上的第一电极，所述第一电极具有第一直径，以及其中所述第二换能器包括定位在第二膜上的第二电极，所述第二电极具有第二直径，所述第一直径不同于所述第二直径。
12.如权利要求11所述的MEMS设备，其中所述第一直径大于所述第二直径。
13.如前述权利要求中任一所述的MEMS设备，其中所述多个换能器进一步包括适于检测压力波的多个第一换能器。
14.如权利要求13所述的MEMS设备，其中所述第一多个换能器中的每一换能器适于主要检测各自具有不同频率的压力波。
15.如前述权利要求中任一所述的MEMS设备，其中所述多个换能器进一步包括适于发射压力波的第二多个换能器。
16.如权利要求14所述的MEMS设备，其中所述第二多个换能器中的每一换能器适于主要发射各自具有不同频率的压力波。
17.如权利要求13-16中任一所述的MEMS设备，其中所述第一多个换能器中的每一换能器，或者所述第二多个换能器中的每一换能器，各自都具有不同的Q因数。
18.如权利要求13-17中任一所述的MEMS设备，其中所述第一多个换能器中的每一换能器，或者所述第二多个换能器中的每一换能器，都包括各自的膜。
19.如权利要求18所述的MEMS设备，其中每一各自的膜都具有各自不同的厚度。
20.如权利要求18或19所述的MEMS设备，其中每一各自的膜都具有各自不同的直径。
21.如权利要求18-20中任一所述的MEMS设备，其中每一各自的膜包括各自的电极，每一各自的电极具有各自不同的质量。
22.如权利要求18-20中任一所述的MEMS设备，其中每一各自的膜包括各自的电极，每一各自的电极具有各自不同的直径。
23.一种生产微机电系统(MEMS)设备的方法，所述MEMS设备包括基底，所述基底具有：适于发射压力波的第一换能器的至少第一位置；和，适于检测压力波的第二换能器的至少第二位置；所述方法包括：
在所述第一位置上形成所述第一换能器，以及在所述第二位置上形成所述第二换能器。
24.如权利要求23所述的方法，其中所述形成步骤进一步包括：
将第一牺牲材料部分沉积在第一位置；
将第二牺牲材料部分沉积在第二位置；以及
将第一膜层沉积在至少所述第一位置和第二位置上方。
25.如权利要求24所述的方法，进一步包括：
将第三牺牲材料部分沉积在第二位置；以及
将第二膜层沉积在至少所述第一位置和第二位置上方。
26.如权利要求25所述的方法，进一步包括：
将所述第二膜层从所述第二位置蚀刻除去，以使整个膜在所述第一位置处比在所述第二位置处厚。
27.如权利要求24所述的方法，其中所述第一牺牲材料部分具有不同于第二所述牺牲材料部分的直径。
28.如权利要求27所述的方法，其中所述第一牺牲材料部分的直径小于所述第二牺牲材料部分的直径。
29.如权利要求24所述的方法，进一步包括：
将第一电极沉积在第一位置；以及
将第二电极沉积在第二位置，其中所述第一电极的质量不同于所述第二电极的质量。
30.如权利要求29所述的方法，其中所述第一电极的质量大于所述第二电极的质量。
31.如权利要求24所述的方法，进一步包括：
将第一电极沉积在第一位置；以及
将第二电极沉积在第二位置，其中所述第一电极的直径不同于所述第二电极的直径。
32.如权利要求31所述的方法，其中所述第一电极的直径大于所述第二电极的直径。
33.一种生产微机电系统(MEMS)设备的方法，所述MEMS设备包括基底，所述基底具有适于发射或者检测压力波的第一换能器的至少第一位置，所述方法包括：
将第一牺牲材料部分沉积在所述第一位置上；
将第一膜层沉积在至少第一位置上方；
在沉积所述第一牺牲材料部分的步骤之前，形成释放通道；
经由所述释放通道来蚀刻除去所述第一牺牲材料部分；以及
密封所述释放通道。
34.如权利要求33所述的方法，其中所述释放通道在基底层中形成，所述基底层支撑所述第一牺牲材料部分。
35.如权利要求33或34所述的方法，其中所述释放通道在绝缘层中形成，所述绝缘层支撑所述第一牺牲材料部分。
36.如权利要求33-35中任一所述的方法，其中所述释放通道包括：第一部分，定位在对应于所述第一位置的区域内；以及，第二部分，定位在对应于所述第一位置的区域外。
37.如权利要求36所述的方法，其中沉积所述第一牺牲材料部分的步骤包括将牺牲材料沉积在释放通道内的步骤。
38.如权利要求37所述的方法，其中沉积所述膜层的步骤包括将所述膜层沉积在所述释放通道的第二部分上方的步骤。
39.如权利要求38所述的方法，进一步包括在对应于所述释放通道的第二部分区域形成穿过膜层的释放孔的步骤。
40.如权利要求33-39中任一所述的方法，其中所述第一位置上的第一换能器适于发射压力波，并且其中所述方法进一步包括在所述基底的第二位置上形成第二换能器的步骤，所述第二换能器适于检测压力波。
41.如权利要求40所述的方法，其中所述第二位置上的第二换能器通过如下步骤形成：
将第二牺牲材料部分沉积在所述第二位置上；
将第二膜层沉积在至少第二位置上方；
在沉积所述第二牺牲材料部分的步骤之前，形成释放通道；
经由所述释放通道，蚀刻除去所述第二牺牲材料部分；以及
密封所述释放通道。
42.如权利要求41所述的方法，进一步包括：
将第三牺牲材料部分沉积在第二位置处；以及
将第二膜层沉积在所述至少第一位置和第二位置上方。
43.如权利要求42所述的方法，进一步包括：
从所述第二位置蚀刻除去所述第二膜层，使得整个膜在所述第一位置处比在所述第二位置处厚。
44.如权利要求41所述的方法，其中所述第一牺牲材料部分具有不同于所述第二牺牲材料部分的直径。
45.如权利要求44所述的方法，其中所述第一牺牲材料部分的直径小于所述第二牺牲材料部分的直径。
46.如权利要求41所述的方法，进一步包括：
将第一电极沉积在第一位置处；并且
将第二电极沉积在第二位置处，其中所述第一电极的质量不同于所述第二电极的质量。
47.如权利要求46所述的方法，其中所述第一电极的质量大于所述第二电极的质量。
48.如权利要求41所述的方法，进一步包括：
将第一电极沉积在第一位置处；以及
将第二电极沉积在第二位置处，其中所述第一电极的直径不同于所述第二电极的直径。
49.如权利要求48所述的方法，其中所述第一电极的直径大于所述第二电极的直径。
50.一种微机电系统(MEMS)设备，包括：
基底；以及
多个换能器，被定位在所述基底上，所述多个换能器包括：
至少第一换能器，适于发射或检测具有第一频率的压力波；以及
至少第二换能器，适于发射或检测具有第二频率的压力波，
其中所述第一频率不同于所述第二频率。
51.如权利要求50所述的MEMS设备，其中所述第一和第二换能器中的至少一个包括空腔，所述空腔与换能器的外部隔离。
52.如权利要求50或权利要求51所述的MEMS设备，其中所述第一换能器包括第一膜，以及其中所述第二换能器包括第二膜。
53.如权利要求52所述的MEMS设备，其中所述第一膜具有第一厚度，以及其中所述第二膜具有第二厚度，所述第一膜厚度不同于所述第二膜厚度。
54.如权利要求52或53所述的MEMS设备，其中所述第一膜具有第一直径，以及其中所述第二膜具有第二直径，所述第一直径不同于所述第二直径。
55.如权利要求52-54中任一所述的MEMS设备，其中所述第一换能器包括定位在所述第一膜上的第一电极，所述第一电极具有第一质量，并且其中所述第二换能器包括定位在第二膜上的第二电极，所述第二电极具有第二质量，所述第一质量不同于所述第二质量。
56.如权利要求52-55中任一所述的MEMS设备，其中所述第一换能器包括定位在所述第一膜上的第一电极，所述第一电极具有第一直径，以及其中所述第二换能器包括定位在第二膜上的第二电极，所述第二电极具有第二质量，所述第一直径不同于所述第二直径。
57.一种生产微机电系统(MEMS)设备的方法，所述MEMS设备包括基底，所述基底具有：适于发射或检测具有第一频率的压力波的第一换能器的至少第一位置；和，适于发射或检测具有第二频率的压力波的第二换能器的至少第二位置；所述第一频率不同于所述第二频率，所述方法包括：
在所述第一位置上形成所述第一换能器，以及在所述第二位置上形成所述第二换能器。
58.如权利要求57所述的方法，其中所述形成步骤进一步包括：
将第一牺牲材料部分沉积在第一位置；
将第二牺牲材料部分沉积在第二位置；以及
将第一膜层沉积在至少第一位置和第二位置上方。
59.如权利要求58所述的方法，进一步包括：
将第三牺牲材料部分沉积在第二位置；和
将第二膜层沉积在至少第一位置和第二位置上方。
60.如权利要求59所述的方法，进一步包括：
将所述第二膜层从所述第二位置蚀刻除去，使得整个膜在所述第一位置处比在所述第二位置处厚。
61.如权利要求58所述的方法，其中所述第一牺牲材料部分具有不同于所述第二牺牲材料部分的直径。
62.如权利要求58所述的方法，进一步包括：
将第一电极沉积在第一位置；以及
将第二电极沉积在第二位置，其中所述第一电极的质量不同于所述第二电极的质量。
63.如权利要求58所述的方法，进一步包括：
将第一电极沉积在第一位置；以及
将第二电极沉积在第二位置，其中所述第一电极的直径不同于所述第二电极的直径。
64.一种超声波成像仪，包括：
如权利要求1-22以及50-56中任一所述的MEMS设备。
65.一种声纳发射机，包括：
如权利要求1-22以及50-56中任一所述的MEMS设备。
66.一种声纳接收机，包括：
如权利要求1-22以及50-56中任一所述的MEMS设备。
67.一种移动电话，包括：
如权利要求1-22以及50-56中任一所述的MEMS设备。
68.一种个人桌面助理，包括：
如权利要求1-22以及50-56中任一所述的MEMS设备。
69.一种MP3播放器，包括：
如权利要求1-22以及50-56中任一所述的MEMS设备。
70.一种笔记本电脑，包括：
如权利要求1-22以及50-56中任一所述的MEMS设备。
71.一种成像设备，包括一个外壳，其中如权利要求1-22以及50-56中任一所述的MEMS设备被设置在所述外壳内。
72.如权利要求71所述的成像设备，进一步包括所述外壳内的流体。
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