CN102180435A - 集成mems器件及其形成方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供集成MEMS器件及其形成方法，其中集成MEMS器件包括：包括第一区域和第三区域的第一衬底；形成于所述第一衬底的第一表面的至少一层或多层导电层；惯性传感器的可移动敏感元素，采用第一区域的第一衬底形成；与所述第一衬底上的导电层的表面结合的第二衬底，与所述第一衬底形成的惯性传感器的可移动敏感元素一侧结合的第三衬底，且所述第三衬底和所述第二衬底分别位于惯性传感器的可移动敏感元素的相对两侧；麦克风的敏感薄膜或背板电极，至少包括第三区域的第一衬底，或包括第三区域的第一衬底上的导电层中的一层。本发明形成的集成压力传感器、惯性传感器和麦克风的体积较小，成本低，而且封装后可靠性高。

Description

集成MEMS器件及其形成方法

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别地，本发明涉及集成MEMS器件及其形成方法。

背景技术

从二十世纪八十年代末开始，随着微机电系统(Micro-Electro-Mechanical-System，MEMS)技术的发展，各种传感器实现了微小型化。

目前各种传感器中应用较多的主要包括MEMS压力传感器、MEMS惯性传感器和MEMS麦克风。所述MEMS压力传感器是一种用于检测压力的装置，目前的MEMS压力传感器有硅压阻式压力传感器和硅电容式压力传感器，两者都是在硅片上生成的微机电传感器。MEMS压力传感器广泛应用于汽车电子比如TPMS(轮胎压力监测系统)，消费电子比如胎压计、血压计，工业电子比如数字压力表、数字流量表、工业配料称重等领域。MEMS麦克风是一种用于声音信号转换的装置。MEMS麦克风普遍应用在手机、耳机、笔记本电脑、摄像机和汽车上。

所述MEMS惯性传感器是一种利用惯性进行测量的装置。在实际应用中，所述MEMS惯性传感器通常指的是加速度计或转角器(又称陀螺仪)。根据传感原理不同，主要有压阻式、电容式、压电式、隧道电流式、谐振式、热电耦合式和电磁式等。MEMS惯性传感器在消费电子类领域主要应用在手机、游戏机等便携式设备中；在汽车领域，主要应用于汽车电子稳定系统(ESP或者ESC)比如汽车安全气囊、车辆姿态测量等、或GPS辅助导航系统；在军用或者宇航领域，主要应用于通讯卫星无线、导弹导引头等。

如前所述，各种传感器在消费类电子、汽车电子以及工业电子中均有广泛的应用，但由于各种传感器的制作与封装方法之间的明显差异，迄今为止仍未有集成化传感器产品进入市场。目前MEMS惯性传感器和MEMS压力传感器已经在汽车轮胎的TPMS(轮胎压力监控系统)中有所应用，然而现在的加速度传感器、压力传感器芯片是分开设计制作，然后封装在一起的。由于各种传感器分别设计制作并封装在一起，这使得现有的集成多种传感器的MEMS器件的工艺复杂、体积较大、成本较高。专利号为US7,518,493B2的美国专利就介绍了这样一种方法。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种集成MEMS器件及其形成方法，克服了现有技术的工艺复杂、体积大、成本较高的缺陷。

为解决上述问题，本发明实施例提供一种集成MEMS器件，包括：

第一衬底，包括第一表面和与之相对的第二表面，所述第一衬底包括第一区域和第三区域；

至少一层或多层导电层，形成于所述第一衬底的第一表面；

惯性传感器的可移动敏感元素，采用第一区域的第一衬底形成；

第二衬底和第三衬底，所述第二衬底与所述第一衬底上的导电层的表面结合，所述第三衬底与所述第一衬底形成的惯性传感器的可移动敏感元素一侧结合，且所述第三衬底和所述第二衬底分别位于惯性传感器的可移动敏感元素的相对两侧；

麦克风的敏感薄膜或背板电极，至少包括第三区域的第一衬底，或者至少包括第三区域的第一衬底上的导电层中的一层。

可选地，所述第一衬底为单晶半导体材料。

可选地，所述导电层包括惯性传感器的第一电屏蔽层。

可选地，所述麦克风的敏感薄膜为多层，

所述麦克风的敏感薄膜包括所述导电层中的一层、及位于该层导电层之上或者之下的材料层；或者，所述麦克风的敏感薄膜包括第一衬底、及位于所述第一衬底之上或之下的材料层。

可选地，所述第三衬底上形成有与所述第一衬底结合的导电材料层；

麦克风的敏感薄膜或麦克风的背板电极包括位于所述第三区域的第一衬底上的导电层中的一层，或者所述第三区域的第一衬底，或者所述第三衬底上的导电材料层。

可选地，所述第一衬底还包括第二区域，所述集成MEMS器件还包括：

压力传感器的敏感薄膜或固定电极，至少包括第二区域的第一衬底，或者至少包括第二区域的第一衬底上的导电层中的一层。

可选地，所述导电层包括惯性传感器、压力传感器和麦克风的互连层、惯性传感器的第一电屏蔽层、惯性传感器的固定电极的支撑点、惯性传感器的可移动敏感元素的支撑点或者其任意组合。

可选地，所述导电层包括包括惯性传感器的第一电屏蔽层、惯性传感器、压力传感器和麦克风的互连层，所述互连层比所述第一电屏蔽层更为靠近所述第一衬底的第一表面。

可选地，所述第三衬底上形成有与所述第一衬底结合的导电材料层；

所述压力传感器的敏感薄膜或固定电极采用第二区域的第一衬底上的导电层中的一层形成、或者采用第二区域的第一衬底形成、或者采用第三衬底上的导电材料层形成。

可选地，所述压力传感器的敏感薄膜包括形成所述惯性传感器的第一电屏蔽层的材料层或者包括形成所述惯性传感器的互连层的材料层；

所述麦克风的敏感薄膜包括形成所述惯性传感器的第一电屏蔽层的材料层或包括形成所述惯性传感器的互连层的材料层。

可选地，所述压力传感器的固定电极采用第二区域的第一衬底形成，所述压力传感器的固定电极内形成有孔洞；

所述麦克风的背板电极采用所述第三区域的第一衬底形成，所述麦克风的背板电极内形成有孔洞。

可选地，所述压力传感器的敏感薄膜与压力传感器的固定电极之间还形成有压力传感器的可移动敏感元素，所述压力传感器的可移动敏感元素与所述敏感薄膜之间通过连接臂连接，所述压力传感器的可移动敏感元素内形成有孔洞；

所述麦克风的敏感薄膜与麦克风的背板电极之间还形成有麦克风的可移动敏感元素，所述麦克风的可移动敏感元素与所述麦克风的敏感薄膜之间通过连接臂连接，所述麦克风的可移动敏感元素内形成有孔洞。

可选地，所述压力传感器的敏感薄膜为多层；

所述敏感薄膜包括导电层中的一层、及位于该层导电层之上或者之下的材料层；或者，

所述压力传感器的敏感薄膜包括第一衬底，及位于所述第一衬底之上或者之下的材料层。

可选地，还包括：

麦克风通道开口，暴露出所述麦克风的敏感薄膜或麦克风的背板电极；

麦克风空腔，位于所述麦克风的敏感薄膜和麦克风的背板电极的远离所述麦克风通道开口的一侧；

压力通道开口，暴露出所述压力传感器的敏感薄膜；

所述麦克风的敏感薄膜内形成有孔洞，所述麦克风的背板电极内形成有孔洞，所述麦克风的敏感薄膜内的孔洞与所述麦克风的背板电极内的孔洞以及麦克风空腔和麦克风通道开口相连通；

所述麦克风通道开口与所述压力传感器的压力通道开口位于所述麦克风的敏感薄膜和麦克风的背板电极的相同一侧；

所述麦克风空腔位于所述麦克风的敏感薄膜和麦克风的背板电极的远离所述麦克风通道开口和压力传感器的压力通道开口的一侧；所述麦克风空腔贯穿所述第二衬底、第二衬底与所述麦克风的敏感薄膜或麦克风的背板电极之间的材料层，或所述麦克风空腔贯穿所述第三衬底、第三衬底与所述麦克风的敏感薄膜和麦克风的背板电极之间的材料层；所述麦克风空腔作为声音信号和压力信号的共同通道。

相应地，本发明还提供一种集成MEMS器件的形成方法，包括：

提供第二衬底和第三衬底；

提供第一衬底，所述第一衬底包括第一表面和与之相对的第二表面，所述第一衬底包括第一区域和第三区域；

在所述第一衬底的第一表面形成一层或者多层导电层；

将所述第二衬底结合至所述第一衬底上的导电层的表面；

采用第一区域的第一衬底形成惯性传感器的可移动敏感元素；

形成麦克风的敏感薄膜或背板电极，所述麦克风的敏感薄膜或背板电极至少包括所述第三区域的第一衬底、或者至少包括第三区域上的第一衬底上的导电层中的一层；

将所述第三衬底结合至第一衬底形成的惯性传感器的可移动敏感元素的一侧，且所述第三衬底和所述第二衬底分别位于所述惯性传感器的可移动敏感元素的相对两侧。

可选地，所述第一衬底采用单晶半导体材料。

可选地，所述导电层包括惯性传感器的第一电屏蔽层。

可选地，形成所述导电层包括形成惯性传感器和麦克风的互连层、惯性传感器的第一电屏蔽层、惯性传感器的固定电极的支撑点、惯性传感器的可移动敏感元素的支撑点或者其任意组合。

可选地，形成所述导电层包括形成惯性传感器的第一电屏蔽层、惯性传感器和麦克风的互连层，所述互连层比所述第一电屏蔽层更为靠近所述第一衬底的第一表面。

可选地，所述麦克风的敏感薄膜采用形成所述惯性传感器的第一电屏蔽层的材料层形成，或所述麦克风的敏感薄膜采用形成所述惯性传感器的第一电屏蔽层和第一电屏蔽层之上和/或之下的材料层形成，或所述麦克风的敏感薄膜采用形成所述惯性传感器的互连层的材料层形成，或所述麦克风的敏感薄膜采用形成所述惯性传感器的互连层的材料层和该层互连层之上和/或之下的材料层形成。

可选地，所述麦克风的背板电极采用所述第三区域的第一衬底形成，所述集成MEMS器件的形成方法还包括在所述麦克风的背板电极内形成孔洞的步骤。

可选地，还包括：在所述麦克风的敏感薄膜与麦克风的背板电极之间形成麦克风的可移动敏感元素；

在所述麦克风的可移动敏感元素与所述麦克风的敏感薄膜之间形成连接臂，所述连接臂将所述麦克风的可移动敏感元素与所述麦克风的敏感薄膜连接；

在所述麦克风的可移动敏感元素内形成孔洞。

可选地，所述麦克风的敏感薄膜为多层，

所述麦克风的敏感薄膜包括导电层中的一层、及位于该层导电层之上或者之下的材料层；或者

所述麦克风的敏感薄膜包括第一衬底及位于所述第一衬底之上或之下的材料层。

可选地，还包括：在所述第三衬底上形成与所述第一衬底结合的导电材料层；所述麦克风的敏感电极或背板电极采用第三区域的第一衬底上的导电层中的一层、或者所述第三区域的第一衬底或所述第三衬底上的导电材料层形成。

可选地，所述第一衬底还包括第二区域，所述集成MEMS器件的形成方法还包括：

形成压力传感器的敏感薄膜或固定电极，所述压力传感器的敏感薄膜或固定电极至少包括所述第二区域的第一衬底、或者至少包括第二区域的第一衬底上的导电层中的一层。

可选地，所述导电层包括惯性传感器、压力传感器和麦克风的互连层、惯性传感器的第一电屏蔽层、惯性传感器的固定电极的支撑点、惯性传感器的可移动敏感元素的支撑点或者其任意组合。

可选地，所述导电层包括惯性传感器的第一电屏蔽层、惯性传感器、压力传感器和麦克风的互连层，所述互连层比所述第一电屏蔽层更为靠近所述第一衬底的第一表面。

可选地，所述压力传感器的敏感薄膜采用形成所述惯性传感器的第一电屏蔽层的材料层形成，或所述压力传感器的敏感薄膜采用形成所述惯性传感器的第一电屏蔽层和所述第一电屏蔽层之上和/或之下的材料层形成，或所述压力传感器的敏感薄膜采用形成所述惯性传感器的互连层的材料层形成，或所述压力传感器的敏感薄膜采用形成所述惯性传感器的互连层和所述互连层之上和/或之下的材料层形成。

可选地，还包括：在所述第三衬底上形成与所述第一衬底结合的导电材料层；

所述压力传感器的敏感薄膜或固定电极采用第二区域的第一衬底上的导电层中的一层、或者采用第二区域的第一衬底、或者采用第三衬底上的导电材料层形成。

可选地，所述压力传感器的敏感薄膜采用所述第一衬底形成；所述压力传感器的固定电极采用第三衬底上的导电材料层形成。

可选地，所述压力传感器的固定电极采用第二区域的第一衬底形成，所述集成MEMS器件的形成方法还包括在所述压力传感器的固定电极内形成孔洞的步骤。

可选地，还包括：

在所述压力传感器的敏感薄膜与压力传感器的固定电极之间形成压力传感器的可移动敏感元素；

在所述压力传感器的可移动敏感元素与所述敏感薄膜之间形成连接彼此的连接臂；

在所述压力传感器的可移动敏感元素内形成孔洞。

可选地，所述压力传感器的敏感薄膜为多层；

所述压力传感器的敏感薄膜包括导电层中的一层、及位于导电层中之上或者之下的材料层；或者

所述压力传感器的敏感薄膜包括第一衬底、及位于第一衬底之上或者之下的材料层。

可选地，还包括：

形成麦克风通道开口，暴露出麦克风的敏感薄膜或麦克风的背板电极；

形成麦克风空腔，所述麦克风空腔位于所述麦克风的敏感薄膜和麦克风的背板电极的远离所述麦克风通道开口的一侧；

形成压力通道开口，暴露出所述压力传感器的敏感薄膜；

在所述麦克风的敏感薄膜内形成孔洞，在所述麦克风的背板电极形成孔洞，所述麦克风的敏感薄膜内的孔洞与所述麦克风的背板电极内的孔洞以及麦克风空腔和麦克风通道开口相连通；

所述麦克风通道开口与所述压力传感器的压力通道开口位于所述麦克风的敏感薄膜和麦克风的背板电极的相同一侧；

所述麦克风空腔位于所述麦克风的敏感薄膜和麦克风的背板电极的远离所述麦克风通道开口和压力传感器的压力通道开口的一侧；所述麦克风空腔贯穿所述第二衬底、第二衬底与所述麦克风的敏感薄膜或麦克风的背板电极之间的材料层，或所述麦克风空腔贯穿所述第三衬底、第三衬底与所述麦克风的敏感薄膜和麦克风的背板电极之间的材料层；所述麦克风空腔作为声音信号和压力信号的共同通道。

可选地，所述第三衬底上还形成有压焊版片，所述集成MEMS器件的形成方法还包括：

形成麦克风通道开口，暴露出麦克风的敏感薄膜或麦克风的背板电极；

形成麦克风空腔，所述麦克风空腔位于所述麦克风的敏感薄膜和麦克风的背板电极的远离所述麦克风通道开口的一侧；

形成压力通道开口，暴露出所述压力传感器的敏感薄膜；

在形成所述麦克风通道开口或麦克风空腔或压力通道开口的同时暴露出所述压焊版片。

与现有技术相比，本发明实施例具有以下优点：通过采用第一衬底形成惯性传感器的可移动敏感元素，并且采用第一衬底或者第一衬底上的导电层中的一层形成麦克风的敏感薄膜，形成的集成MEMS器件的体积较小，成本低，而且封装后可靠性高。

在本发明的实施例中，还可以采用第一衬底或者第一衬底上的导电层中的一层形成压力传感器的敏感薄膜和麦克风的敏感薄膜，从而可以形成集成了惯性传感器、压力传感器和麦克风的集成MEMS器件，进一步提高了本发明的集成MEMS器件的集成度，并且，形成的集成MEMS器件的体积小，成本低。

而且本发明实施例采用单晶的半导体材料制作惯性传感器的可移动敏感元素，可以制备出较厚的惯性传感器的可移动敏感元素，即可动电极，从而可以加大质量块的质量，提高所述惯性传感器的灵敏度和可靠性。

再者，本发明实施例通过在所述第一衬底上还形成导电层，所述导电层可以用于制作惯性传感器的第一电屏蔽层，所述第一电屏蔽层与互连层中的屏蔽互连线电连接，从而可以防止惯性传感器的受到外界电信号的干扰。

再进一步地，本发明实施例的导电层还可以为包括惯性传感器的第一电屏蔽层、惯性传感器的固定电极的支撑点、惯性传感器的可移动敏感元素的支撑点或者其任意组合，这样，可以充分利用这些材料形成压力传感器和麦克风的不同的结构，比如压力传感器的敏感薄膜和/或可移动敏感元素、或者固定电极，或者又比如所述麦克风的敏感薄膜和/或固定电极，一方面减小了集成MEMS器件的体积；而且降低了制作工艺的难度，增加了制作器件的灵活性以及更易于进行布局，增加了与其他器件进行集成的灵活性。

再进一步地，本发明实施例的导电层除了包括惯性传感器的电屏蔽层，还可以包括制作惯性传感器、压力传感器和麦克风的互连层，这样所述惯性传感器、压力传感器和麦克风的互连层可以采用共同的导电层制作，进一步减小了集成MEMS器件的体积，一方面减小了集成MEMS器件的体积；而且降低了制作工艺的难度，增加了制作器件的灵活性以及更易于进行布局，增加了与其他器件进行集成的灵活性。

本发明实施例的所述压力传感器的敏感薄膜可以为多层也可以为单层，这样本发明实施例形成的集成MEMS器件既可以适用于压力比较大的场合，也可以适用于压力比较小需要敏感薄膜比较灵敏的场合。

本发明的实施例所述的麦克风空腔位于所述麦克风的敏感薄膜和麦克风的背板电极的远离所述麦克风通道开口和压力传感器的压力通道开口的一侧；所述麦克风空腔贯穿所述第二衬底、第二衬底与所述麦克风敏的感薄膜或麦克风的背板电极之间的材料层，或所述麦克风空腔贯穿所述第三衬底、第三衬底与所述麦克风的敏感薄膜和麦克风的背板电极之间的材料层；所述麦克风空腔作为声音信号和压力信号的共同通道，从而压力信号可以经过麦克风空腔、麦克风的背板电极内的孔洞、麦克风的敏感薄膜内的孔洞到达所述压力通道开口，从而压力通道开口无需暴露在外部，保护了压力传感器，避免压力传感器受到外部环境的干扰和污染，提高了压力传感器的寿命和可靠性。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的X轴、Y轴的加速度传感器结构示意图；

图2是本发明的一个实施例的Z轴的及麦克风传感器立体结构示意图；

图3是本发明的另一个实施例的Z轴的及麦克风传感器立体结构示意图；

图4是本发明的一个实施例的转角器的结构示意图；

图5是本发明的一个实施例的转角器的剖面结构示意图；

图6是本发明的一个实施例的形成集成MEMS器件的方法的流程示意图；

图7～16是本发明的一个实施例的形成集成MEMS器件的方法的剖面结构示意图；

图17至图34本发明的第二至第十七实施例的集成MEMS器件的剖面结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例通过采用第一衬底形成惯性传感器的可移动敏感元素，并且采用第一衬底或者第一衬底上的导电层中的一层形成麦克风的敏感薄膜，形成的集成MEMS器件的体积较小，成本低，而且封装后可靠性高。

在本发明的实施例中，还可以采用第一衬底或者第一衬底上的导电层中的一层形成压力传感器的敏感薄膜和麦克风的敏感薄膜，从而可以形成集成了惯性传感器、压力传感器和麦克风的集成MEMS器件，进一步提高了本发明的集成MEMS器件的集成度，并且，形成的集成MEMS器件的体积小，成本低。

而且本发明实施例采用单晶的半导体材料制作惯性传感器的可移动敏感元素，可以制备出较厚的惯性传感器的可移动敏感元素，即可动电极，从而可以加大质量块的质量，提高所述惯性传感器的灵敏度和可靠性。

再者，本发明实施例通过在所述第一衬底上还形成导电层，所述导电层可以用于制作惯性传感器的第一电屏蔽层，所述第一电屏蔽层与互连层中的屏蔽互连线电连接，从而可以防止惯性传感器的受到外界电信号的干扰。

再进一步地，本发明实施例的导电层还可以为包括惯性传感器的第一电屏蔽层、惯性传感器的固定电极的支撑点、惯性传感器的可移动敏感元素的支撑点或者其任意组合，这样，可以充分利用这些材料形成压力传感器和麦克风的不同的结构，比如压力传感器的敏感薄膜和/或可移动敏感元素、或者固定电极，或者又比如所述麦克风的敏感薄膜和/或固定电极，一方面减小了集成MEMS器件的体积；而且降低了制作工艺的难度，增加了制作器件的灵活性以及更易于进行布局，增加了与其他器件进行集成的灵活性。

再进一步地，本发明实施例的导电层除了包括惯性传感器的电屏蔽层，还可以包括制作惯性传感器、压力传感器和麦克风的互连层，这样所述惯性传感器、压力传感器和麦克风的互连层可以采用共同的导电层制作，进一步减小了集成MEMS器件的体积，一方面减小了集成MEMS器件的体积；而且降低了制作工艺的难度，增加了制作器件的灵活性以及更易于进行布局，增加了与其他器件进行集成的灵活性。

本发明实施例的所述压力传感器的敏感薄膜可以为多层也可以为单层，这样本发明实施例形成的集成MEMS器件既可以适用于压力比较大的场合，也可以适用于压力比较小需要敏感薄膜比较灵敏的场合。

本发明的实施例所述的麦克风空腔位于所述麦克风的敏感薄膜和麦克风的背板电极的远离所述麦克风通道开口和压力传感器的压力通道开口的一侧；所述麦克风空腔贯穿所述第二衬底、第二衬底与所述麦克风敏的感薄膜或麦克风的背板电极之间的材料层，或所述麦克风空腔贯穿所述第三衬底、第三衬底与所述麦克风的敏感薄膜和麦克风的背板电极之间的材料层；所述麦克风空腔作为声音信号和压力信号的共同通道，从而压力信号可以经过麦克风空腔、麦克风的背板电极内的孔洞、麦克风的敏感薄膜内的孔洞到达所述压力通道开口，从而压力通道开口无需暴露在外部，保护了压力传感器，避免压力传感器受到外部环境的干扰和污染，提高了压力传感器的寿命和可靠性。

为了达到上述发明目的，本发明实施例提供了如下了技术方案：

本发明实施例首先提供一种集成MEMS器件，所述集成MEMS器件集成了MEMS惯性传感器和MEMS麦克风，包括：

第一衬底，包括第一表面和与之相对的第二表面，所述第一衬底包括第一区域和第三区域；

至少一层或多层导电层，形成于所述第一衬底的第一表面；

惯性传感器的可移动敏感元素，采用第一区域的第一衬底形成；

第二衬底和第三衬底，所述第二衬底与所述第一衬底上的导电层的表面结合，所述第三衬底与所述第一衬底形成的惯性传感器的可移动敏感元素一侧结合，且所述第三衬底和所述第二衬底分别位于惯性传感器的可移动敏感元素的相对两侧；

麦克风的敏感薄膜或背板电极，至少包括第三区域的第一衬底，或者至少包括第三区域的第一衬底上的导电层中的一层。

上述实施例的集成MEMS器件集成了MEMS惯性传感器和MEMS麦克风，其中所述麦克风的敏感薄膜至少包括第三区域的第一衬底、或者至少包括第三区域的第一衬底上的导电层中的一层，从而提高了所述集成MEMS器件的集成度，将MEMS惯性传感器和MEMS麦克风集成在同一器件内，提高了器件的集成度和可靠度。

在上述实施例中，所述第一衬底的材质应为半导体材质，例如所述第一衬底的材质可以为非晶硅、多晶硅、锗硅、单晶硅等。作为本发明的一个实施例，所述第一衬底为单晶半导体材料，利用单晶半导体材料制作的惯性传感器的可移动敏感元素的质量大，从而可以加大质量块的质量，提高所述惯性传感器的灵敏度和可靠性。

并且，在本发明的一个实施例中，所述导电层包括惯性传感器的第一电屏蔽层，所述第一电屏蔽层能够与惯性传感器的互连层中的屏蔽互连线电连接，从而可以防止惯性传感器的受到外界电信号的干扰。

在本发明的又一实施例中，所述麦克风的敏感薄膜为多层，所述麦克风的敏感薄膜包括所述导电层中的一层、及位于该层导电层之上或者之下的材料层；或者，所述麦克风的敏感薄膜包括第一衬底、及位于所述第一衬底之上或之下的材料层，从而本发明实施例形成的集成MEMS器件既可以适用于压力比较大的场合，也可以适用于压力比较小需要敏感薄膜比较灵敏的场合。

在本发明的再一实施例中，所述第三衬底上形成有与所述第一衬底结合的导电材料层；

麦克风的敏感薄膜或麦克风的背板电极包括位于所述第三区域的第一衬底上的导电层中的一层，或者所述第三区域的第一衬底，或者所述第三衬底上的导电材料层。具体地，本发明所述的麦克风可以包括：麦克风的敏感薄膜和麦克风的背板电极，其中，

所述麦克风的敏感薄膜包括位于所述第三区域的第一衬底上的导电层中的一层；麦克风的背板电极或敏感薄膜采用第三区域的第一衬底上的导电层中的另一层、或者所述第三区域的第一衬底形成或者采用第三衬底上的导电材料层形成；或者，

所述麦克风的敏感薄膜包括第三区域的第一衬底，麦克风的背板电极采用第三区域的第一衬底上的导电层中的一层、或者采用第三衬底上的导电材料层形成；或者，

所述麦克风的敏感薄膜包括所述第三衬底上的导电材料层，麦克风的背板电极采用第三区域的第一衬底上的导电层中的一层、或者采用所述第三区域的第一衬底形成。

上述各个实施例示出了集成了MEMS惯性传感器和MEMS麦克风的集成MEMS器件的各种结构，本领域技术人员可以根据需要进行具体的选择和组合，在此不应限制本发明实施例的保护范围。

作为可选的实施例，本发明所述的集成MEMS器件还可以为集成了惯性传感器、压力传感器和麦克风的器件，在此情况下，所述集成MEMS器件包括：

第一衬底，包括第一表面和与之相对的第二表面，所述第一衬底包括第一区域、第二区域和第三区域；

至少一层或多层导电层，形成于所述第一衬底的第一表面；

惯性传感器的可移动敏感元素，采用第一区域的第一衬底形成；

第二衬底和第三衬底，所述第二衬底与所述第一衬底上的导电层的表面结合，所述第三衬底与所述第一衬底形成的惯性传感器的可移动敏感元素一侧结合，且所述第三衬底和所述第二衬底分别位于惯性传感器的可移动敏感元素的相对两侧；

麦克风的敏感薄膜或背板电极，至少包括第三区域的第一衬底，或者至少包括第三区域的第一衬底上的导电层中的一层；

压力传感器的敏感薄膜或固定电极，至少包括第二区域的第一衬底，或者至少包括第二区域的第一衬底上的导电层中的一层。

所述集成MEMS器件同时集成了MEMS惯性传感器、压力传感器和麦克风，通过采用第一衬底形成惯性传感器的可移动敏感元素，并且采用第一衬底或者第一衬底上的导电层中的一层形成压力传感器的敏感薄膜和麦克风的敏感薄膜，形成的集成MEMS的体积较小，成本低，而且封装后可靠性高。

后续将以集成了MEMS惯性传感器、MEMS压力传感器和MEMS麦克风的集成MEMS器件为例，对本发明实施例的技术方案进行说明。

在本实施例中，所述第一衬底的材质为单晶半导体材质，从而形成的MEMS惯性传感器的可动电极的质量大，从而加大了质量块的质量，提高了MEMS器件的可靠性。在其他的实施例中，所述第一衬底的材质还可以为多晶硅、非晶硅、锗硅等其他半导体材质。

本发明实施例的集成MEMS器件包括MEMS惯性传感器，所述MEMS惯性传感器可以是加速度传感器或者转角器(又称陀螺仪)，无论是转角器还是加速度传感器，均包括用于信号转换(比如将加速度或者转动的角速度转换为电信号)的传感器单元，所述传感器单元包括可移动敏感元素(又称可动电极)、固定电极、以及将可动电极和固定电极进行对应引出的互连层、用于支撑可动电极和固定电极的支撑点，所述传感器单元为所述MEMS惯性传感器的核心结构，本发明实施例的MEMS惯性传感器的可动电极的材质为单晶半导体材料。所述第三衬底上形成有与所述第一衬底结合的导电材料层。

通常，所述加速度传感器包括X轴传感器、Y轴传感器、Z轴传感器或其结合，图1给出本发明的一个实施例的加速度传感器的X轴传感器的俯视结构示意图，包括：固定电极以及可动电极。所述固定电极包括两个相邻的固定电极指，分别为第一固定电极指101和第二固定电极指102。所述可动电极包括平行排列的可动电极指，分别为第一可动电极指103和第二可动电极指104，所有可动电极指的两端分别连接至平行的两条可动连接臂上(未标记)。每两个相邻的固定电极指中间交错排列一个可动电极指，这样，所述第一固定电极指101与第一可动电极指103组成第一电容器，所述第二固定电极指102与第二可动电极指104组成第二电容器。当可动电极沿X轴运动的时候，所述电容器的两个极板之间距离会发生改变，而且两个电容器的变化情况相反，通过侦测改变的电容量，可以获得所述加速度传感器的沿X轴方向的加速度。

所述加速度传感器的还可以包括Y轴传感器，本领域技术人员知晓，所述Y轴传感器的结构与所述X轴传感器的结构类似，在此不再详述。

所述加速度传感器的还包括Z轴传感器，通常Z轴传感器的结构具有两种结构，具体请参照图2和图3，首先请参照图2，包括：固定电极和可动电极，所述固定电极包括第一固定电极201、第二固定电极202，所述可动电极包括第一可动电极203和第二可动电极204，所述固定电极固定在基板200上。所述可动电极可以围绕扭转轴206进行运动，所述可动电极上还设置有加重梁(Seismic mass)，本实施例中，在所述第二可动电极204的外侧设置了加重梁205，故所述可动电极相对于所述扭转轴206为非对称结构。所述固定电极和可动电极构成电容器的两个极板，当所述加速度传感器运动的时候，所述固定电极与所述可动电极之间的电容量会发生改变，通过侦测电容量的改变，可以获得所述加速度传感器沿Z轴方向的加速度信息。

另一种Z轴传感器请参照图3，包括：可动电极和固定电极，所述可动电极包括多个可动电极指301，所述多个可动电极指301的中部通过横梁进行连接形成一体结构并且可以上下移动，所述固定电极包括第一固定电极指302和第二固定电极指303，所述第一固定电极指302和第二固定电极指303与所述可动电极指301之间相对放置，形成两个电容器，当所述可动电极指301上下运动时，所述可动电极指301与第一固定电极指302和第二固定电极指303之间形成的电容器的电容量发生改变，从而可以获得Z轴方向的加速度信息。

上述两种Z轴传感器的结构不同，其传感原理类似，均是根据可动电极与固定电极之间形成的电容器的电容量的改变感知Z轴方向加速度信息，但是二者之间不同的是，图2所示的结构是根据改变电容器的两个极板之间的距离改变电容量，而图3所示的结构是根据改变电容器的两个极板之间的面积改变电容量。

图4给出转角器的俯视结构示意图，图5给出沿图4中AA’的剖面结构示意图，所述转角器包括：可动电极、固定电极、探测电极，具体地，所述可动电极包括第一可动电极901、第二可动电极902；所述固定电极包括第一固定电极903、第二固定电极904、第三固定电极905，所述第三固定电极905位于第一固定电极903和第二固定电极904之间；所述第一可动电极901位于第一固定电极903和第三固定电极905之间，所述第二可动电极902位于所述第二固定电极904与第三固定电极905之间，所述第一可动电极901与第一固定电极903和第三固定电极905之间分别形成两个叉指电容器，所述第二可动电极902与第二固定电极904和第三固定电极905之间分别形成两个叉指电容器，当第一固定电极903与第一可动电极901之间具有电位差时，所述第一可动电极901会向所述第一固定电极903方向进行运动，当第三固定电极905与第一可动电极901之间具有电位差时，所述第一可动电极901会向所述第三固定电极905方向进行运动，对于所述第二可动电极902与第二固定电极904和第三固定电极905之间具有同样的情况，故所述第一可动电极901和第二可动电极902在交流的电信号作用下会分别向靠近第一固定电极903或者第二固定电极904方向运动、或者向靠近第三固定电极905方向运动。

所述转角器还包括探测电极，所述探测电极包括第一探测电极906和第二探测电极907，所述第一探测电极906和第二探测电极907分别与第一可动电极901和第二可动电极902之间具有交叠面积，而且所述探测电极与可动电极之间具有空腔或者介质，具体请参照图5，所述探测电极与可动电极之间形成电容器，当所述第一可动电极901和第二可动电极902沿X轴方向运动时候，同时，器件具有绕Y轴的转动时，所述第一可动电极901和第二可动电极902会产生沿Z轴方向的位移，所述探测电极与可动电极之间形成的电容器的电容量发生改变，从而可以感知角速度信息。

本发明实施例的集成MEMS器件还包括MEMS压力传感器，所述MEMS压力传感器通常包括压力传感器的敏感薄膜和压力传感器的固定电极，所述压力传感器的敏感薄膜和压力传感器的固定电极组成电容器，所述压力传感器的敏感薄膜用于感知外界的压力，并且在外界压力作用下会变形，从而改变所述电容器的电容量，获知压力信息，此时，所述压力传感器的敏感薄膜即作为感知外界压力的部件又作为可移动敏感元素(即可动电极)。通常地，还可以在压力传感器的敏感薄膜和固定电极之间额外设置可动电极，而且可动电极与所述压力传感器的敏感薄膜之间具有连接臂，当所述压力传感器的敏感薄膜具有形变的时候，所述压力传感器的可动电极会发生位移，从而压力传感的器可动电极和压力传感器的固定电极之间的电容量会发生改变，通过测量压力传感器的可动电极和压力传感器的固定电极之间的电容量，可以获知压力信息。

本发明实施例所述的集成压力传感器、压力传感器和麦克风还包括麦克风，所述麦克风包括麦克风的敏感薄膜和麦克风的背板电极。所述麦克风的敏感薄膜和麦克风的背板电极组成电容器，所述麦克风的敏感薄膜用于感知外部的声音信号，并且在声音信号的作用下会变形，从而改变所述电容器的电容量，获得与所述声音信号对应的声音信息，此时所述麦克风的敏感薄膜作为可移动敏感元素(即可动电极)。所述麦克风的敏感薄膜上方或下方还可以有一层或多层导电层中部分绝缘层(所述绝缘层用于所述一层或多层导电层中的互连线的相互绝缘)；或所述麦克风的敏感薄膜与所述麦克风的背板电极之间可以额外设置麦克风的可动电极，而且所述麦克风的可动电极与所述麦克风的敏感薄膜之间具有连接臂，当所述麦克风的敏感薄膜发生形变的时候，所述可动电极会发生移动，使得所述麦克风的可动电极与麦克风的背板电极之间的距离发生变化，从而所述麦克风的可动电极和麦克风的背板电极之间的电容量会发生改变，通过测量所述麦克风可动电极和麦克风的背板电极之间的电容量，可以获得声音信息。

所述第一衬底的第一表面形成有一层或者多层导电层；所述第二衬底直接结合或者通过键合层结合至所述第一衬底上的一层或者多层导电层的表面；惯性传感器的可移动敏感元素采用第一区域的第一衬底形成，所述第三衬底结合至第一衬底的形成惯性传感器的可移动敏感元素的一侧，所述第三衬底和所述第二衬底分别位于所述惯性传感器的可移动敏感元素的相对两侧；所述麦克风的敏感薄膜至少包括第三区域的第一衬底、或者至少包括第三区域的第一衬底上的一层或多层导电层中的一层。本发明实施例的MEMS器件还包括其他结构，比如包括：

用于形成惯性传感器的可移动敏感元素的第一衬底，所述第一衬底为单晶半导体材料，所述第一衬底包括第一表面和第二表面，所述第一衬底的第一表面上形成有一层或者多层导电层。所述第一衬底包括第一区域、第二区域和第三区域，所述第一衬底的第二表面为经过减薄的表面，所述惯性传感器的可动电极采用减薄后的第一衬底形成。

所述集成MEMS器件还可以包括第二衬底，所述第二衬底主要用于机械支撑，所述第二衬底直接结合或通过键合层结合至所述第一衬底上的一层或者多层导电层的表面。若所述一层或者多层导电层包括惯性传感器的第一电屏蔽层(所述第一电屏蔽层为最远离所述第一衬底的第一表面的导电层)，无论所述一层或者多层导电层是否包括惯性传感器、压力传感器和麦克风的互连层，所述第二衬底可以直接结合或者通过键合层键合结合至第一衬底上的第一电屏蔽层的表面。而且，若所述第二衬底直接或者经过导电的键合层结合至所述第一衬底上的第一电屏蔽层上，所述第二衬底与所述第一电屏蔽层共同作为惯性传感器的电学屏蔽层；若所述第二衬底经由键合层键合至所述第一衬底上的一层或者多层导电层上，且所述键合层至少包括一层绝缘层的话，所述第一电屏蔽层可以单独作为惯性传感器的电学屏蔽层。

所述集成MEMS器件还可以包括第三衬底，所述第三衬底结合至所述惯性传感器的可动电极的一侧，所述第三衬底与所述第二衬底分别位于所述惯性传感器的可动电极的两侧。所述第三衬底用于将所述惯性传感器的可动电极和压力传感器的固定电极分别进行密封，同时所述第三衬底可以包含电路和/或引线。

本发明实施例所述的一层或者多层导电层可以包括惯性传感器、压力传感器和麦克风的互连层、惯性传感器的第一电屏蔽层、惯性传感器的固定电极的支撑点、惯性传感器的可动电极的支撑点或者其任意组合。所述一层或者多层导电层还包括压力传感器的固定电极的支撑点、压力传感器的敏感薄膜和/或可动电极的支撑点、麦克风的敏感薄膜支撑点、麦克风的背板电极支撑点，所述三种传感器(惯性传感器、压力传感器和麦克风)的这些结构可以采用不同的一层或者多层导电层形成。这样，可以充分利用这些材料形成压力传感器和麦克风的不同的结构，一方面减小了集成MEMS器件的体积；而且降低了制作工艺的难度，增加了制作器件的灵活性以及更易于进行布局，增加了与其他器件进行集成的灵活性。

本发明实施例的一层或者多层导电层可以包括惯性传感器、压力传感器和麦克风的互连层；所述互连层包括一层或者多层互连线。所述一层或者多层互连线与所述惯性传感器的固定电极、可动电极以及探测电极(转角器)以及压力传感器的固定电极、压力传感器的敏感薄膜或可动电极以及麦克风的敏感薄膜、麦克风的背板电极分别对应电连接。而且，为了减小集成MEMS器件的体积，还可以采用形成所述惯性传感器的互连层的材料制备所述压力传感器和麦克风的互连层，即所述惯性传感器的互连层、压力传感器和麦克风的互连层可以共用一些材料层。甚至还可以采用形成惯性传感器的互连层制作压力传感器的敏感薄膜和/或可动电极、或固定电极和麦克风的敏感薄膜。

进一步优化地，也可以通过共用一些导电层材料共同形成这些传感器所需的结构，比如可以采用形成惯性传感器的第一电屏蔽层形成压力传感器的敏感薄膜，采用形成惯性传感器的互连层或者支撑点的材料形成压力传感器的固定电极；或者采用形成惯性传感器的互连层或者支撑点的不同层的材料分别形成压力传感器的敏感薄膜和压力传感器的固定电极；还可以采用形成惯性传感器的互连层或者支撑点的材料形成压力传感器的敏感薄膜，采用第一衬底形成压力传感器的固定电极；甚至还可以采用形成惯性传感器的第一电屏蔽层、互连层或者支撑点的材料或者第一衬底形成压力传感器的敏感薄膜，采用第三衬底上的用于形成引线的导电材料层形成压力传感器的固定电极；还可以采用形成惯性传感器的第一电屏蔽层或惯性传感器的互连层或者支撑点的材料中的一种或多种形成麦克风的敏感薄膜，采用形成惯性传感器的互连层或者支撑点的不同层的材料层或第一衬底或第三衬底上的导电材料层形成麦克风的背板电极。

而且在上述实施例中，若不额外设置压力传感器的可动电极，所述压力传感器的敏感薄膜也充当压力传感器的可动电极，根据实际的需要，当然也可以额外设置压力传感器的可动电极，比如在采用形成惯性传感器的第一电屏蔽层、互连层或者支撑点的材料形成压力传感器的敏感薄膜的情况下，还可以采用形成惯性传感器的不同的互连层或者支撑点的材料形成压力传感器的可动电极，所述压力传感器的可动电极与压力传感器的敏感薄膜之间具有连接臂连接，所述连接臂主要用于将压力传感器的敏感薄膜的形变传递给所述压力传感器的可动电极，使其产生位移，从而改变压力传感器的可动电极和固定电极之间的电容量。

同样，在上述的实施例中，若不设置额外的麦克风传感器的可动电极，所述麦克风的敏感薄膜也可以充当可动电极。根据实际的需要，当然也可以额外设置麦克风的可动电极，比如在采用形成惯性传感器的第一电屏蔽层、互连层或支撑点的材料层形成麦克风的敏感薄膜的情况下，还可以采用形成麦克风的不同的互连层或者支撑点的材料形成麦克风的可动电极，所述麦克风的可动电极与麦克风的敏感薄膜之间可以设置连接臂，所述连接臂将所述麦克风的敏感薄膜的形变传递给所述麦克风的可动电极，使其产生位移，从而改变所述麦克风的可动电极与麦克风的背板电极之间的电容量。

以上技术方案仅仅是举例，本领域技术人员基于本发明的思想可以根据实际器件以及设计的需要进行灵活布局，在此不应过分限制本发明的保护范围。

本发明实施例的所述支撑点用于固定支撑所述惯性传感器、压力传感器和麦克风的固定电极(麦克风的背板电极作为固定电极)、可动电极(麦克风的敏感薄膜、压力传感器的敏感薄膜、惯性传感器的可移动敏感元素)，所述支撑点通常包括电连接所述可动电极、固定电极的支撑臂以及用于固定所述可动电极、固定电极的固定端。

若所述一层或者多层导电层同时包括惯性传感器的第一电屏蔽层、以及惯性传感器、压力传感器和麦克风的互连层；所述互连层比所述第一电屏蔽层更为靠近所述第一衬底的第一表面。若所述一层或多层导电层仅包括惯性传感器的第一电屏蔽层，则可以利用第三衬底上的互连层作为惯性传感器、压力传感器和麦克风的互连层，以便将惯性传感器、压力传感器和麦克风与外部电连接。此时，所述第一电屏蔽层还可以作为麦克风的敏感薄膜或压力传感器的敏感薄膜。这样，可以充分利用这些材料形成压力传感器和麦克风的不同的结构，一方面减小了集成MEMS器件的体积；而且降低了制作工艺的难度，增加了制作器件的灵活性以及更易于进行布局，增加了与其他器件进行集成的灵活性。

本发明的惯性传感器的X轴传感器和Y轴传感器的可动电极和固定电极均采用减薄后的第一衬底制作，而对于Z轴传感器根据其结构的不同，具有如下区别：

若所述Z轴传感器采用如图2所示的结构，所述Z轴传感器的固定电极采用所述一层或者多层导电层形成。在本发明的一个实施例中，若所述一层或者多层导电层仅包括第一电屏蔽层，所述Z轴传感器的固定电极采用形成所述第一电屏蔽层的材料形成。在本发明的又一实施例中，若所述一层或者多层导电层包括互连层，无论所述一层或者多层导电层是否包括第一电屏蔽层，所述Z轴传感器的固定电极采用形成所述互连层的材料形成，而且，在本发明的再一实施例中，所述Z轴传感器的固定电极采用最靠近所述第一衬底的互连层中的导电材料层形成。

若所述Z轴传感器采用如图3所示的结构，所述Z轴传感器的固定电极采用所述第一衬底形成。

作为本发明的一个可选的实施例，所述加速度传感器的Z轴传感器的固定电极或者可动电极侧还形成有抗粘连结构，用于防止所述可动敏感元素与所述固定电极相接触时造成粘连，所述抗粘连结构可以导电层材料或者绝缘层材料制作，作为本发明的一个可选实施例，采用一层或者多层导电层形成，或者采用第一衬底形成。不管采用如图2所示的结构，还是如图3所示的结构，作为一个实施例，所述抗粘连结构采用一层或者多层导电层形成，作为本发明的又一实施例，采用最靠近所述第一衬底的导电层形成。

若所述惯性传感器为转角器，所述转角器包括X轴转角器、Y轴转角器、Z轴转角器或其任意组合，所述X轴转角器、Y轴转角器、以及Z轴转角器是指分别用于探测X轴、Y轴、Z轴方向的角速度的转角器。所述转角器还包括探测电极和固定电极，作为一个实施例，所述X轴转角器、Y轴转角器的固定电极采用所述第一衬底形成，所述X轴转角器、Y轴转角器的探测电极采用所述一层或者多层导电层形成，所述Z轴转角器的固定电极和探测电极均采用第一衬底形成。

可选地，若所述一层或者多层导电层为所述转角器的互连层，可以采用形成所述互连层的材料形成X轴转角器或者Y轴转角器的探测电极。

可选地，若所述一层或者多层导电层仅包括第一电屏蔽层，可以采用形成所述第一电屏蔽层的材料形成X轴转角器或者Y轴转角器的探测电极。

采用所述第一衬底形成所述转角器的固定电极，由于固定电极可以形成的比较厚，这样在使用中拉伸的距离比较大，驱动的速度比较大，从而探测灵敏度比较高。

本发明实施例采用单晶的半导体材料制作惯性传感器敏感元素，可以制备出较厚的惯性传感器的可移动敏感元素，即可动电极，从而可以加大质量块的质量，提高所述惯性传感器的灵敏度和可靠性。

再者，本发明实施例通过在所述第一衬底上还形成一层或者多层导电层，所述一层或者多层导电层可以用于制作惯性传感器的第一电屏蔽层，所述第一电屏蔽层于互连层中的屏蔽互连线电连接，从而可以防止惯性传感器的受到外界电信号的干扰。

再进一步地，本发明实施例的一层或多层导电层还可以为包括惯性传感器的第一电屏蔽层、惯性传感器的固定电极的支撑点、惯性传感器的可移动敏感元素的支撑点或者其任意组合，这样，可以充分利用这些材料形成压力传感器和麦克风的不同的结构，比如压力传感器的敏感薄膜和/或可移动敏感元素、或者固定电极，或者又比如所述麦克风的敏感薄膜和/或固定电极，一方面减小了集成MEMS器件的体积；而且降低了制作工艺的难度，增加了制作器件的灵活性以及更易于进行布局，增加了与其他器件进行集成的灵活性。

再进一步地，本发明实施例的一层或多层导电层出了包括惯性传感器的电屏蔽层，还可以包括制作惯性传感器、压力传感器和麦克风的互连层，这样所述惯性传感器、压力传感器和麦克风的互连层可以采用共同的导电层制作，进一步减小了集成MEMS器件的体积，一方面减小了集成MEMS器件的体积；而且降低了制作工艺的难度，增加了制作器件的灵活性以及更易于进行布局，增加了与其他器件进行集成的灵活性。

本发明实施例的所述压力传感器的敏感薄膜可以为多层也可以为单层，这样本发明实施例形成的压力传感器既可以适用于压力比较大的场合，也可以适用于压力比较小需要敏感薄膜比较灵敏的场合。

同样，对于转角器来说，由于采用单晶的半导体衬底制备可动电极，形成的可动电极的厚度和质量较大，这样也可以灵敏地探测角速度。

作为一个实施例，所述麦克风还包括：麦克风通道开口和麦克风空腔，所述麦克风通道开口暴露出所述麦克风的敏感薄膜或麦克风的背板电极，所述麦克风空腔位于所述麦克风的敏感薄膜和麦克风的背板电极的远离所述麦克风通道开口的一侧；所述的压力传感器还包括：压力通道开口，所述压力通道开口暴露出所述压力传感器的敏感薄膜。

具体地，对于麦克风来说，本发明实施例的麦克风通道开口和麦克风空腔分别位于麦克风的敏感薄膜和麦克风的背板电极相对的两侧。所述麦克风通道开口可以作为声音信号的通道，声音信号自麦克风通道开口到达所述麦克风的敏感薄膜，压力信号自压力通道开口进入压力传感器的敏感薄膜；从而麦克风通道开口与压力传感器的压力通道开口相对独立；作为又一实施例，还可以利用所述麦克风空腔作为声音信号和压力信号的共同通道，此时，麦克风的背板电极和麦克风的敏感薄膜内均形成有相连通的孔洞，所述麦克风通道开口和压力传感器的压力通道开口位于麦克风的敏感薄膜和麦克风的背板电极的相同的一侧，所述麦克风空腔位于所述麦克风的敏感薄膜和麦克风的背板电极的远离所述麦克风通道开口和压力传感器的压力通道开口的一侧，且所述麦克风空腔可以贯穿所述第二衬底、第二衬底与所述麦克风的敏感薄膜或麦克风的背板电极之间的材料层，或所述麦克风空腔贯穿所述第三衬底、第三衬底与所述麦克风的敏感薄膜和麦克风的背板电极之间的材料层，从而所述麦克风空腔可以与外部空气连通，使得所述麦克风空腔作为声音和压力信号的通道，在此种情况下，本领域技术人员可以选择麦克风空腔作为声音和压力信号的通道，从而避免压力传感器的压力通道开口暴露，避免压力传感器受到外部环境的干扰和污染，提高了压力传感器的寿命和可靠性；同样，本领域技术人员还可以分别选择麦克风声压通道和压力通道开口分别作为声音和压力信号的通道，使得集成MEMS器件的结构更加灵活。

总之，通过采用第一衬底形成惯性传感器的可移动敏感元素，并且采用第一衬底或者第一衬底上的一层或者多层导电层中的一层形成压力传感器的敏感薄膜和麦克风的敏感薄膜，形成的集成MEMS器件的体积较小，成本低，而且封装后可靠性高。

而且本发明实施例采用单晶的半导体材料制作惯性传感器敏感元素，可以制备出较厚的惯性传感器的可移动敏感元素，即可动电极，从而可以加大质量块的质量，提高所述惯性传感器的灵敏度和可靠性。

本发明实施例还给出一种形成上述集成MEMS器件的形成方法流程示意图，具体请参照图6，包括：执行步骤S101，提供第二衬底和第三衬底；执行步骤S102，提供第一衬底，所述第一衬底包括第一表面和与之相对的第二表面，所述第一衬底包括第一区域、第二区域和第三区域；执行步骤S103，在所述第一衬底的第一表面形成一层或者多层导电层；执行步骤S104，将所述第二衬底结合至所述第一衬底上的导电层的表面；执行步骤S105，采用第一区域的第一衬底形成惯性传感器的可移动敏感元素；执行步骤S106，形成麦克风的敏感薄膜或背板电极，所述麦克风的敏感薄膜或背板电极至少包括所述第三区域的第一衬底、或者至少包括第三区域上的第一衬底上的导电层中的一层；执行步骤S107，形成压力传感器的敏感薄膜或固定电极，所述压力传感器的敏感薄膜或固定电极至少包括所述第二区域的第一衬底、或者至少包括第二区域的第一衬底上的导电层中的一层；执行步骤S108，将所述第三衬底结合至第一衬底形成的惯性传感器的可移动敏感元素的一侧，且所述第三衬底和所述第二衬底分别位于所述惯性传感器的可移动敏感元素的相对两侧。

需要说明的是，本发明实施例中，若仅需要形成集成了MEMS惯性传感器和MEMS麦克风的集成MEMS器件，则所述第一衬底仅包括第一区域和第三区域，且无需执行步骤S107。

下面结合具体实施对本发明的技术方案进行详细的说明。

具体地，请参照图7至16给出本发明的一个实施例的形成MEMES器件的方法的剖面结构示意图，下面分别进行详细说明。

首先请参照图7，提供第一衬底401，所述第一衬底401为单晶的半导体衬底，所述第一衬底401包括第一表面和与之相对的第二表面，所述第一衬底包括第一区域I、第二区域II和第三区域III，所述第一区域I用于形成惯性传感器，第二区域II用于形成压力传感器，所述第三区域III用于形成麦克风。

所述第一衬底401可以为单晶的半导体材料，比如所述第一衬底401可以为单晶硅、或者单晶锗硅等单晶的半导体材料。作为本发明的一个实施例，所述第一衬底401为单晶硅。在本发明的其他实施例中，所述第一衬底401的材质还可以为非晶硅、多晶硅等其他半导体材质。

在所述第一衬底401的第一表面上形成一层或多层导电层，本实施例中，所述一层或者多层导电层作为惯性传感器、压力传感器和麦克风的互连层、压力传感器的可动电极层、以及麦克风的敏感薄膜层，所述惯性传感器的互连层用于将惯性传感器的固定电极和可动电极进行引出，所述压力传感器的互连层用于将所述压力传感器的可动电极、压力传感器的固定电极引出，所述麦克风的互连层用于将麦克风的敏感薄膜、固定电极引出，所述压力传感器的可动电极层用于制作压力传感器的可动电极，所述麦克风的敏感薄膜层用于制作麦克风的敏感薄膜，而且本实施例中，所述压力传感器的可动电极层、所述麦克风的敏感薄膜层与所述惯性传感器的互连层共用一些材料层。

具体地，在第一衬底401的第一表面上形成一层或多层导电层包括：在所述第一衬底401的第一表面上形成第一绝缘层402；刻蚀所述第一绝缘层402，在所述第一绝缘层402内形成第一开口，所述第一开口用于在后续填充导电材料后将惯性传感器的可动电极、或者压力传感器的固定电极、或麦克风的第一互连线和第二互连线、或惯性传感器的电学屏蔽层进行引出。

所述第一绝缘层402可以为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等介质材料，作为一个实施例，所述第一绝缘层402为氧化硅；在所述第一绝缘层402上形成第一导电层，所述第一导电层填充满所述第一开口；刻蚀所述第一导电层，形成惯性传感器的互连层和压力传感器的可动电极层，所述惯性传感器的互连层具体包括位于第一区域I的分立的作为不同用途的互连线。

本实施例中，所述惯性传感器的互连层包括如下分立的互连线：用于将惯性传感器的固定电极引出的惯性固定电极互连线403a、用于将惯性传感器的需要连接至电学屏蔽层的第一屏蔽互连线403b、第一子互连线403c、用于将惯性传感器的可动电极引出的惯性可动电极互连线(未图示)。

本实施例中，还形成了惯性传感器的固定电极的支撑点403d，所述惯性传感器的固定电极的支撑点403d还具有电连接的作用，与所述惯性传感器的惯性固定电极互连线403a电连接。本实施例中，所述惯性传感器的固定电极的支撑点403d采用形成所述惯性传感器的互连层的第一导电层材料形成。

在第二区域II形成了如下结构：压力传感器的可动电极403e。

还包括在所述压力传感器的可动电极403e中形成孔洞，以便后续进行结构的释放，图中所述可动电极403e显示为分立的结构，实际上在其他位置还具有相连的结构。

在所述第三区域III形成了用于麦克风的第一互连线403g、第二互连线403f。所述第一互连线403g和第二互连线403f可以根据设计需要，作为麦克风的敏感薄膜和/或麦克风的背板电极与外部的互连线，本领域技术人员可以进行灵活具体的设置。例如，所述第二互连线403f根据工艺需要，可以用于与麦克风的敏感薄膜或麦克风的背板电极电连接，或者所述第二互连线403f还可以用于将压力传感器的电学屏蔽层电连接。

所述第一导电层可以采用掺杂多晶硅或者其它导电材料形成，作为本发明的一个实施例，所述第一导电层为多晶硅。若所述第一导电层为多晶硅，还需要对所述第一导电层进行掺杂。

在实际制作工艺中，还需要形成压力传感器和麦克风的互连层，但是由于其结构与所述惯性传感器的相类似，在此不再详细说明和图示。而且所述麦克风的互连层、麦克风的敏感薄膜的支撑点、压力传感器的互连层、压力传感器的可动电极的支撑点与惯性传感器的互连层可以采用不同的导电层制作，也可以通过合理布局共用一些导电层。本领域技术人员知晓如何通过合理的布局形成这些结构。

同时，在实际制作工艺中，还需要形成压力传感器的可动电极和固定电极的支撑点、惯性传感器的可动电极的支撑点，关于其结构和形成方法在此也没有一一列举说明和图示，本领域技术人员基于本领域的普通技术知识和本发明知晓如何形成。

此外，通常所述惯性传感器和压力传感器的互连层通常各不止一层，此处仅以一层为例加以说明，形成多层互连层的方法与此类似，在此特别说明，不应过分限制本发明的保护范围。

接着，在所述互连层和可动电极层上形成第二绝缘层404，所述第二绝缘层404填充满所述惯性传感器的互连层的分立的互连线之间的间隙以及所述压力传感器的可动电极中的孔洞。所述第二绝缘层404可以采用氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等介质材料，作为本发明一个实施例，所述第二绝缘层404与第一绝缘层402材料相同，均为氧化硅。

参考图8，在第二绝缘层404上形成第二导电层405，位于第一区域I的所述第二导电层405用做第一区域I的惯性传感器的第一电屏蔽层，所述第一电屏蔽层作为电学屏蔽层，所述电学屏蔽层用于接入电学屏蔽信号，所述电学屏蔽信号可以是接地信号、直流驱动信号、或者其他驱动信号，本发明的电学屏蔽层所接入的电学屏蔽信号可以由设计者进行规划，故在设计上比较灵活。

同时本实施例采用位于第二区域II的第二导电层405制作压力传感器的敏感薄膜；采用位于所述第三区域III的第二导电层405制作麦克风的敏感薄膜。通常作为电学屏蔽层的材料可能不需要形成图案，本发明实施例中，将压力传感器、惯性传感器和麦克风进行了集成，并且为了进一步减小集成器件的体积，采用形成惯性传感器的电学屏蔽层制作了压力传感器的敏感薄膜和/或压力传感器的可动电极以及麦克风的敏感薄膜，因此需要将第二导电层405(即形成惯性传感器的电学屏蔽层)进行光刻、刻蚀以形成需要的图形和电结构，比如所需要的压力传感器的敏感薄膜和/或压力传感器的可动电极以及麦克风的敏感薄膜。

所述第二导电层405可以为掺杂的多晶硅或者其它导电材料，作为本发明的一个实施例，所述第二导电层405采用多晶硅，故还包括对所述多晶硅进行掺杂的步骤，在此不再详述。

形成第二导电层405之后，还可以在所述第二导电层405上形成第三绝缘层(未图示)，所述第三绝缘层用于在后续与第二衬底键合过程中作为键合层，通常所述第三绝缘层采用氧化硅。

请参照图9，提供第二衬底501，所述第二衬底501主要作为机械支撑。所述第二衬底501可以为单晶的半导体材料，比如所述第二衬底501可以为单晶硅、单晶锗硅，当然，所述第二衬底501也可以为例如多晶硅、非晶硅或锗硅等半导体材料。作为本发明的一个实施例，所述第二衬底501可以为表面具有绝缘层或不具有绝缘层的单晶硅。

作为一个实施例，所述第二衬底为表面上具有绝缘层的单晶硅，如图9所示，所述绝缘层为第四绝缘层502。所述第四绝缘层502用于后续与第一衬底键合过程中作为键合层，增加两者的结合力。

根据所述集成MEMS器件的布局，还可以根据需要在与第一衬底结合之前对所述第四绝缘层502进行刻蚀。所述第四绝缘层502和前述的第三绝缘层仅形成一层就可以，当然也可以都形成，或者都不形成；而且，所述第一衬底和第二衬底501之间的键合层还可以为导电材料，比如采用多晶硅，在此特意说明，不应过分限制本发明的保护范围。

所述第二衬底501分为第一区域I、第二区域II和第三区域III，所述第一区域I、第二区域II和第三区域III分别与第一衬底上的所述第一衬底包括第一区域I、第二区域II和第三区域III对应设置。在后续所述第二衬底501的第一区域I将与第一衬底的第一区域I直接结合或通过键合层结合，所述第二衬底502的第二区域II将与第一衬底的第二区域II直接结合或通过键合层结合，所述第二衬底502的第三区域III将与第一衬底的第三区域III直接结合或通过键合层结合。

接着，请参照图10，将第二衬底501键合至第一衬底401的形成有第一互连层和第二互连层的表面，将所述第一衬底401和第二衬底501合成为微机电(MEMS)晶圆，所述将第二衬底501与第一衬底401进行键合技术为本领域公知技术，在此不再详述。

如前所述，若第二衬底501直接或者通过导电的键合层结合至第一衬底401的第一电屏蔽层上，即二者之间没有其他材料层或者二者之间仅存在导电的键合层，所述第一电屏蔽层和所述第二衬底501将共同作为所述惯性传感器的电学屏蔽层；若第二衬底501经由键合层结合至第一衬底401的第一电屏蔽层上，所述键合层包含至少一层电学绝缘层，比如所述第二衬底501上形成有第四绝缘层或者第一电屏蔽层上形成有第三绝缘层，所述第一电屏蔽层可以单独作为所述惯性传感器的电学屏蔽层，在此特意说明。本实施例中所述第一衬底401和第二衬底501之间具有键合层，而且所述键合层为绝缘层。

同时需要说明的是，在将第二衬底501与第一衬底401结合之前，需要对两个结合面进行抛光，比如对所述第一衬底401上的第一电屏蔽层或者第三绝缘层(若所述第一电屏蔽层上形成有第三绝缘层)进行抛光，若第二衬底501上形成有第四绝缘层，也可能根据需要对第四绝缘层进行抛光，然后进行键合。

然后，沿所述第一衬底401的未形成互连层的第二表面进行减薄，减薄至厚度为5μm至100μm，经过减薄步骤后，形成第一衬底401’。然后要采用减薄后的第一衬底401’形成本发明的惯性传感器的可动电极、压力传感器的固定电极和麦克风的背板电极。

参照图11，在所述第一衬底401’上形成第一粘合层，所述第一粘合层用于制作与第三衬底结合的粘合垫。

所述第一粘合层采用导电材料制作，比如可以为金属、合金或者其他导电材料，进一步地，可以为金属Al、金属Cu或其合金。

然后对所述第一粘合层进行刻蚀，去除与所述第三衬底粘合区域之外的粘合层，暴露出部分第一衬底401’的表面，形成第一粘合垫601。

在所述第一粘合垫601上以及暴露出的第一衬底401’上形成第一掩膜层602，所述第一掩膜层602可以采用光刻胶、氧化硅、氮化硅等，所述第一掩膜层602用作后续刻蚀第一衬底401’过程中的掩膜。

请参照图12，对所述第一掩膜层602进行图形化，将待转移的图形转移至所述第一掩膜层602中。

接着，以图形化后的第一掩膜层602为掩膜刻蚀第一衬底401’，直至暴露出第一绝缘层402。经过此步骤，形成惯性传感器的可动电极、固定电极、压力传感器的固定电极、麦克风的背板电极的初步结构。

具体在第一区域I形成了：惯性传感器固定电极406、惯性传感器可动电极407、第一密封传感器结构408、第一惯性传感器结构409；所述惯性传感器固定电极406与所述惯性固定电极互连线403a电连接，所述惯性传感器可动电极407与惯性可动电极互连线电连接(未示出)，所述惯性传感器固定电极406、惯性传感器可动电极407之间具有间隙且相对设置，所述第一密封传感器结构408与第一屏蔽互连线403b对应电连接。

具体在第二区域II形成了：压力传感器固定电极410、第一压力传感器结构412、第二压力传感器结构413；所述压力传感器固定电极410与所述压力传感器的可动电极403e位置相对应。

在此步骤中，还在所述压力传感器固定电极410中形成了孔洞，以便后续进行结构的释放，图中所述压力传感器固定电极410显示为分立的结构，实际上其为整体结构，在其他位置还具有相连的结构。

具体地，在所述第三区域III形成了：麦克风的背板电极414、第二密封传感器结构411、第三麦克风结构413。所述麦克风的背板电极414与麦克风的背板电极互连线(未图示)电连接。

在此步骤中，还在所述麦克风的背板电极414中形成了孔洞，以便后续进行结构的释放，图中所述压力传感器固定电极414显示为分立的结构，实际上其为整体结构，在其他位置还具有相连的结构。

需要说明的是，作为一个实施例，上述刻蚀工艺还将位于第一区域I的与第一密封传感器结构408相邻的部分第一衬底去除掉。在其他的实施例中，所述与第一密封传感器结构408相邻的部分第一衬底也可以保留。

由上文可以看出，所述惯性传感器的固定电极与惯性传感器的可动电极均采用减薄后第一衬底形成；所述压力传感器的固定电极410采用减薄后第一衬底形成；所述麦克风的背板电极414采用减薄后的第一衬底形成。

所述压力传感器的固定电极410和压力传感器的可动电极403e构成电容器的两个极板，所述压力传感器的可动电极产生位移时，所述电容器的两个极板之间距离改变。

请参照图13，去除部分第一绝缘层以及部分第二绝缘层，对所述压力传感器的可动电极、对惯性传感器的可动电极、麦克风的背板电极进行结构释放。由于惯性传感器的可动电极407与所述惯性传感器的固定电极406之间具有间隙，所述惯性传感器可动电极407下方的第一绝缘层402被完全去除，从而释放惯性传感器的可动电极407，形成可移动的惯性传感器的可动电极407，所述惯性传感器的可动电极407发生移动时候(左右移动的时候)，所述惯性传感器的可动电极407与所述惯性传感器的固定电极406之间的距离发生改变，所述惯性传感器的可动电极407、固定电极406与所述惯性固定电极互连线403a之间形成第五空腔，所述第五空腔、所述惯性传感器的可动电极407与所述惯性传感器的固定电极406之间的间隙气体连通。

同时由于惯性传感器的互连层的互连线之间分立，而且本实施例中，所述第二绝缘层404与所述第一绝缘层402材料相同，故所述第二绝缘层404也被去除部分。

此外，由于压力传感器固定电极410内具有孔洞，所述压力传感器固定电极410与压力传感器的可动电极403e之间的第一绝缘层也被完全去除，形成了第二空腔，而且由于压力传感器的可动电极403e内具有孔洞，所述压力传感器的可动电极403e与形成惯性传感器的第一电屏蔽层的第二导电层405(位于第二区域的第二导电层作为压力传感器的敏感薄膜)之间的第二绝缘层404也被部分或完全去除，形成第一空腔，当然此处第一绝缘层可以没有被完全去除，在第二导电层与压力传感器的可动电极403e之间还形成了连接彼此的连接臂。本实施例中，所述连接臂采用绝缘材料形成，所述连接臂还可以采用导电的材料形成，只要在需要形成连接臂的地方预先布局形成导电材料即可，本领域技术人员知晓如何变通形成，在此不再详述。

所述第一空腔、所述压力传感器的可动电极403e上的孔洞、所述第二空腔、以及所述压力传感器固定电极410上的孔洞之间气体连通，所述压力传感器的可动电极403e与压力传感器固定电极410构成电容器的两个极板，压力传感器的可动电极403e变形时，所述电容器的两个极板之间距离改变。

由于所述麦克风的背板电极414内形成有孔洞，所述麦克风的背板电极414与麦克风的敏感薄膜(所述麦克风的敏感薄膜利用形成惯性传感器的第一电屏蔽层的位于第三区域III的第二导电层405形成，位于第一区域I的第二导电层405形成惯性传感器的第一电屏蔽层)之间的第二绝缘层404和第一绝缘层402被去除，形成第四空腔。

所述麦克风的背板电极414作为麦克风的固定电极，所述麦克风的敏感薄膜作为麦克风的可动电极，所述固定电极与可动电极构成电容器的两个极板，麦克风的敏感薄膜变形时，所述电容器的两个极板之间的距离改变。

经过该步骤，从而实现了压力传感器的可动电极、惯性传感器的可动电极和麦克风的背板电极的释放。

在去除所述部分第一绝缘层以及部分第二绝缘层过程中，同时余留的第一掩膜层也被去除。

去除所述部分第一绝缘层、第二绝缘层需要根据材料进行选择刻蚀剂，作为本发明的一个实施例，所述第一绝缘层、第二绝缘层均为氧化硅，去除部分所述第一绝缘层、第二绝缘层的刻蚀剂可以选择氢氟酸。通过控制刻蚀时间以及刻蚀溶液的浓度，可以控制需要保留的第一绝缘层以及第二绝缘层的量。

经过上述工艺，形成了本发明的集成MEMS器件的核心部分，后续还需要在所述集成MEMS器件上覆盖第三衬底，以便对所述惯性传感器进行密封，并且还需要形成麦克风通道开口和压力传感器的压力通道开口。

具体请参照图14。提供第三衬底701，所述第三衬底701上形成有各类互连结构(未标记)，而且所述第三衬底701中可以形成有各种CMOS电路(未图示)和/或引线(未标记)。同时所述第三衬底701的表面上还形成有第二粘合垫703和压焊版片702，所述第二粘合垫703用于后续与形成压力传感器的固定电极、惯性传感器可动电极和麦克风的背板电极的一侧进行对应结合，所述压焊版片702用于与外界电路进行电连接。

请参照图15，将所述第三衬底701键合至采用第一衬底形成的惯性传感器的可动电极、压力传感器的固定电极和麦克风的背板电极的一侧，所述第三衬底701和所述第二衬底分别位于惯性传感器的可动电极的相对两侧。在此步骤中，所述第三衬底701的第二粘合垫703将与所述第一衬底上的第一粘合垫601对应粘合。所述第一粘合垫601和第二粘合垫703也充当电极的作用，第一衬底中的需要电连接至第三衬底的互连结构以及电路的电极通过第一粘合垫601引出，并且通过第二粘合垫703电连接至第三衬底上的互连结构以及电路中。

然后，请参照图16，在所述第二衬底的对着形成压力传感器的第二区域II形成压力通道开口505，所述压力通道开口505作为将压力施加至压力传感器的入口。所述压力通道开口505暴露出第二导电层405，位于第一区域I的第二导电层405形成惯性传感器的第一电屏蔽层，位于第二区域II的第二导电层405作为压力传感器的敏感薄膜，从而外界压力能够通过敏感薄膜进而将压力传递至所述压力传感器的可动电极上。

作为可选的实施例，在形成所述压力通道开口505的同时，还在所述第二衬底的对着第三区域III的位置形成麦克风通道开口503，在所述第三衬底的对着第三区域III的位置形成麦克风空腔504。所述麦克风通道开口503暴露出位于第三区域III的第二导电层405(所述第三区域III的第二导电层405作为麦克风的敏感薄膜)，所述麦克风空腔504暴露出所述麦克风的背板电极414，所述麦克风通道开口503和麦克风空腔504均可以作为将声音信号施加至麦克风的敏感薄膜的入口，声音信号通过所述麦克风通道开口503或麦克风空腔504将声音信号传递至所述麦克风的敏感薄膜上。

在形成压力通道开口505的同时，部分的所述第二衬底也被去除，形成了第二衬底501’，以暴露出位于第三衬底上的压焊版片702，具体请参照图16。在其他的实施例中，所述压焊版片702还可以在形成所述麦克风通道开口(当所述麦克风通道开口位于所述第二衬底内时)或麦克风空腔(当所述麦克风空腔位于所述第二衬底内时)的时候暴露出来。作为一个实施例，为了防止刻蚀工艺损伤麦克风的敏感薄膜和麦克风的背板电极，所述麦克风通道开口503和麦克风空腔504通过两次刻蚀工艺分别形成。在其他的实施例中，若能够通过对刻蚀工艺参数的优选设置，在保证不损伤麦克风的敏感薄膜和麦克风的背板电极的前提下，所述麦克风通道开口503和麦克风空腔504还可以在同一次刻蚀工艺中形成，以提高本发明的集成MEMS器件的制作工艺的集成度，降低工艺成本。

本实施例中，所述第三衬底中形成有CMOS电路和引线，所述第三衬底中也可以不具有这些结构或者具有这些结构之一，而且还可以采用其它类型的第三衬底，本领域技术人员知晓根据第三衬底的类型如何对形成的惯性传感器进行密封，而且本领域技术人员还知晓如何根据第三衬底的类型对第一衬底上形成的一层或者多层导电层进行布局，在此不再赘述。

需要说明的是，本实施例中，所述一层或多层导电层包括惯性传感器、压力传感器和麦克风的互连层以及惯性传感器的电屏蔽层，在其他的实施例中，若所述一层或多层导电层仅包括惯性传感器的电屏蔽层，则还需要在第三衬底的表面(该表面为第三衬底的与第二衬底键合的表面)形成惯性传感器、压力传感器和麦克风的互连层。此时，位于第二区域II的电屏蔽层可以作为压力传感器的敏感薄膜，位于第三区域III的电屏蔽层可以作为麦克风的敏感薄膜，这样，可以充分利用这些材料形成压力传感器和麦克风的不同的结构，一方面减小了集成MEMS器件的体积；而且降低了制作工艺的难度，增加了制作器件的灵活性以及更易于进行布局，增加了与其他器件进行集成的灵活性。

经过上述工艺，形成了本发明的第一个实施例的集成MEMS器件。图16中虚线框10内表示形成的压力传感器，虚线框20表示形成的惯性传感器，虚线框30表示形成的麦克风。具体包括：惯性传感器的可动电极407、压力传感器的固定电极410和麦克风的背板电极414；第二衬底501’和第三衬底701，所述惯性传感器的可动电极407、压力传感器的固定电极410和麦克风的背板电极414位于所述第二衬底501’和第三衬底701之间；所述惯性传感器20的可动电极407采用第一衬底形成；所述压力传感器的固定电极410采用形成所述惯性传感器的可动电极407的同一第一衬底形成；所述麦克风的背板电极414采用形成所述惯性传感器的可动电极407的同一第一衬底形成；所述第一衬底为单晶半导体材料，所述第一衬底包括第一表面和第二表面，所述第一衬底包括第一区域和第二区域；所述第一衬底的第一表面的第一区域和第二区域形成有一层或者多层导电层；所述第二衬底直接结合或者通过键合层结合至所述第一衬底上的一层或者多层导电层的表面，所述第三衬底结合至所述惯性传感器的可动电极407、压力传感器的固定电极410和麦克风的背板电极414的一侧；所述第三衬底701与所述惯性传感器可动电极407之间、与所述压力传感器的固定电极410之间、以及与所述麦克风的背板电极414之间分别形成第六空腔、第七空腔和第八空腔。

本实施例中，所述第一衬底的第一表面的一层或者多层导电层包括惯性传感器第一电屏蔽层、惯性传感器、压力传感器和麦克风的互连层，所述第一电屏蔽层比所述互连层更为远离所述第一衬底。

本实施例中，所述压力通道开口505暴露出用于形成惯性传感器的第一电屏蔽层的第一导电层，所述暴露出的第一导电层作为压力传感器10的敏感薄膜；所述压力传感器10还包括压力传感器的可动电极403e，所述压力传感器的可动电极403e采用形成惯性传感器的第一互连层的材料形成，具体来说，本实施例中，采用形成X轴传感器或Y轴传感器的固定电极互连线材料层形成。所述压力传感器的可动电极403e内具有孔洞，所述压力传感器可动电极403e与压力传感器的敏感薄膜之间形成了第一空腔并通过连接臂连接，在外力作用下，所述压力传感器的敏感薄膜会移动(垂直于所述第一电屏蔽层的方向移动)，从而带动所述压力传感器的可动电极403e产生位移。

所述压力传感器还包括与压力传感器的可动电极403e相对设置的压力传感器的固定电极410，所述压力传感器固定电极410中形成有孔洞，所述压力传感器的可动电极403e与压力传感器的固定电极410之间具有间隙，形成了第二空腔，所述第一空腔、压力传感器的可动电极403e上的孔洞、第二空腔、压力传感器的固定电极410上的孔洞气体连通，所述压力传感器的可动电极403e与压力传感器的固定电极410构成电容器的两个极板，压力传感器的可动电极403e变形时，所述电容器的两个极板之间距离改变。

本实施例中，所述麦克风空腔504暴露出麦克风的背板电极414，所述麦克风的背板电极414内形成有孔洞，所述孔洞与所述麦克风空腔504相连通；所述麦克风通道开口503暴露出用于形成惯性传感器的第一电屏蔽层的第一导电层，所述暴露出的第一导电层作为麦克风30的敏感薄膜；所述麦克风空腔504所述麦克风的背板电极414作为麦克风30的固定电极，声音信号的作用下，所述麦克风的敏感薄膜会移动，使得所述麦克风30的敏感薄膜与麦克风30的背板电极414之间的距离发生改变，从而所述麦克风30的敏感薄膜与麦克风的背板电极414之间的电容的电容值发生改变，从而将声音信号转换为电信号。本实施例中，所述麦克风通道开口503和压力通道开口505位于所述麦克风的敏感薄膜和麦克风的背板电极414的一侧，所述麦克风空腔504位于所述麦克风的敏感薄膜和麦克风的背板电极414的远离所述麦克风通道开口503和压力通道开口505的一侧。所述麦克风的敏感薄膜和麦克风的背板电极414内均形成有相连通的孔洞；所述麦克风空腔504贯穿所述第三衬底701、第三衬底701与所述麦克风的敏感薄膜和麦克风的背板电极414之间的材料层；因此，作为一个实施例，所述麦克风空腔504作为声音信号和压力信号的共同通道，这样，在后续将本发明的集成MEMS器件封装后，仅露出麦克风空腔504，并且在所述麦克风通道开口503和压力通道开口505上方形成空腔，从而压力信号可以经过麦克风的背板电极414内的孔洞、麦克风的敏感薄膜内的孔洞、麦克风通道开口503、所述空腔、进入压力传感器的压力通道开口505，所述压力通道开口505无需暴露在外部，这样可以保护压力传感器，防止压力传感器受到外部的污染和干扰，提高压力传感器的抗干扰能力和寿命。当然，作为其他的实施例，也可以分别采用麦克风通道开口503和压力通道开口505分别作为声音信号和压力信号的通道，在封装时，将所述麦克风空腔503密封起来，本领域技术人员可以进行具体灵活的选择。

本发明还提供了第二个集成MEMS器件的实施例，具体请参照图17，与图16结构的区别是：所述压力通道开口505暴露出第一衬底和第二衬底501’之间的键合层(本实施例中所述键合层为位于第二衬底501’上的第四绝缘层502)，位于第二区域II的键合层和第二导电层405共同作为压力传感器的敏感薄膜。本实施例中，所述键合层可以起到保护第二导电层的作用。

当然，所述压力传感器的敏感薄膜也可以采用其它导电材料和绝缘层组合制备，在下文的实施例中还可以有所其它变形。甚至，所述压力传感器的敏感薄膜还可以包括更多的材料层，只要所述压力传感器的敏感薄膜满足包含一层导电层、而且能够在外力作用下产生变形的条件即可。

形成如图17所述的集成MEMS器件的形成方法与形成如图16所述的结构的区别在于形成压力通道开口505的时候停止于键合层，本领域技术人员知晓如何变通形成。

本发明还提供了第三个集成MEMS器件的实施例，具体请参照图18，与图16结构的区别是：所述压力通道开口505暴露出形成惯性传感器的第一电屏蔽层的第二导电层405，但是没有额外形成压力传感器的可动电极，即暴露出的第二导电层既作为压力传感器的敏感薄膜又作为压力传感器的可动电极，在所述压力传感器的敏感薄膜与固定电极之间的所有导电层被去除，形成第三空腔，所述第三空腔、压力传感器的固定电极中的孔洞、第七空腔气体连通；所述压力传感器的敏感薄膜与压力传感器的固定电极构成电容器的两个极板，压力传感器的敏感薄膜变形时，所述电容器的两个极板之间距离改变。

具体的如图18的集成MEMS器件的形成方法可以为：在形成所述惯性传感器的互连层时候，在压力传感器的固定电极对应位置采用刻蚀的办法去除这些构成惯性传感器的互连层的导电层，从而当所述压力传感器的敏感薄膜与压力传感器的固定电极之间的绝缘层在结构释放的时候被除去，在所述压力传感器的敏感薄膜与固定电极之间形成第三空腔。

本发明还提供了第四个集成MEMS器件的实施例，具体请参照图19，与图18的所述集成惯性传感器与压力传感器的区别在于：压力通道开口暴露出键合层(本实施例中所述键合层为位于第二衬底501’上的第四绝缘层502)，位于第二区域II的键合层、第二导电层405、第二绝缘层共同作为压力传感器的敏感薄膜。同样形成本实施例的集成惯性传感器与压力传感器方法也可以参照上述方法，在此不再赘述。

本发明还提供了第五个集成MEMS器件的实施例，具体请参照图20，与图18的所述集成惯性传感器与压力传感器的区别在于：在第二衬底501’中形成的压力通道开口204暴露出形成惯性传感器的X轴传感器或Y轴传感器的固定电极互连线的导电层，在第二区域II采用此材料层形成了压力传感器的敏感薄膜，所述压力传感器可动电极能够在外加压力作用下产生变形。

具体的形成图20所示的集成MEMS器件的方法类似形成前述图18所示的集成惯性传感器与压力传感器的方法，区别在于：在形成所述惯性传感器的互连层时候，在压力传感器的固定电极对应位置形成构成压力传感器的敏感薄膜的导电层，且在第二区域II的第二导电层内不形成孔洞，并且在形成作为所述惯性传感器的第一电屏蔽层的导电层之后，根据所要形成的压力传感器的压力通道开口的大小和位置，去除与所述压力通道开口位置相对应的第二导电层，或者在形成压力通道开口的时候去除该位置的第二导电层，暴露出形成惯性传感器的互连层的导电层，作为压力传感器的敏感薄膜，本实施例中，也没有额外形成压力传感器的可动电极。

本发明还提供了第六个集成MEMS器件的实施例，具体请参照图21，与前述图20所示结构的区别在于，位于第二区域II的第二绝缘层和用于形成惯性传感器的互连层的导电层共同作为压力传感器的敏感薄膜，本实施例中，没有额外形成压力传感器的可动电极。具体的形成如图21所示结构的方法与形成前述结构类似，在此不再赘述。

本发明还提供了第七个集成MEMS器件的实施例，具体请参照图22，与前述图20所示结构的区别在于，采用位于第二区域II的第二导电层和位于第二区域II的第一导电层分别形成压力传感器的敏感薄膜和压力传感器的固定电极，即本实施例中，分别采用形成惯性传感器的第一电屏蔽层和互连层的导电材料形成压力传感器的敏感薄膜和压力传感器的固定电极，没有额外形成压力传感器的可动电极。形成如图22所示结构的方法与形成前述结构类似，在此不再赘述。当然作为本实施例的变形，也可以采用形成惯性传感器的不同互连层的导电材料形成压力传感器的敏感薄膜和固定电极。

本发明还提供了第八个集成MEMS器件的实施例，具体请参照图23，与前述所有实施例的区别在于，采用位于第二区域II的第一衬底形成压力传感器的敏感薄膜，采用与所述压力传感器的敏感薄膜位置对应的第三衬底上的导电材料层形成压力传感器的固定电极，本实施例中，也没有额外形成压力传感器的可动电极。具体的形成如图23所示结构的方法与形成前述结构类似，在此不再赘述。

需要说明的是，若所述第一衬底减薄后的厚度比较厚，且采用第一衬底制作压力传感器的敏感薄膜，形成的压力传感器可以适用于需要检测压力比较大的场合。同样，对于本发明的实施例的压力传感器的敏感薄膜，若其厚度选择比较大或者由多层材料构成较厚的敏感薄膜，同样可以适用于需要检测压力比较大的场合，因此，通过控制压力传感器的敏感薄膜的厚度，可以形成用于检测不同压力大小的压力传感器。

本发明还提供了第九个集成MEMS器件的实施例，具体请参照图24，与前述所有实施例的区别在于，采用位于第二区域II的第一导电层403e形成压力传感器的敏感薄膜，采用与所述压力传感器的敏感薄膜位置对应的第一衬底403z形成压力传感器的固定电极，本实施例中，也没有额外形成压力传感器的可动电极。具体的形成如图24所示结构的方法与形成前述结构类似，在此不再赘述。

本发明还提供了第十个集成MEMS器件的实施例，具体请参照图25，与前述所有实施例的区别在于，采用位于第二区域II的第二导电层形成压力传感器的敏感薄膜，采用与所述敏感薄膜位置对应的第三衬底上的导电材料层形成压力传感器的固定电极，本实施例中，也没有额外形成压力传感器的可动电极。具体的形成如图25所示结构的方法与形成前述结构类似，在此不再赘述。

需要说明的是，图17～图25所示的集成MEMS器件均是以第一实施例的麦克风结构为例加以说明，而对压力传感器的不同结构进行了说明。在实际中，麦克风的结构也可以有多种不同的结构。下面将以第一实施例的压力传感器的结构为例，对麦克风的不同结构进行分别描述。

图26给出本发明第十一个集成MEMS器件的实施例，本实施例与第一实施例(如图16所示)MEMS器件相比，位于第三区域III的键合层(所述键合层位于第二衬底501’和第一衬底之间)和位于第三区域III的第二导电层共同作为麦克风的敏感薄膜，所述麦克风通道开口503暴露出所述麦克风的敏感薄膜。本实例的集成MEMS器件的制作方法与第一实施例的集成MEMS器件的制作方法的区别在于：在所述第二衬底501’内形成所述麦克风通道开口503时，需要保留位于所述第三区域III的与所述麦克风的位置对应的第二绝缘层。

图27给出本发明的第十二个集成MEMS器件的实施例，本实施例与图16所示的集成MEMS器件相比，位于第三区域III的第二绝缘层和位于第三区域III的导电层共同作为麦克风的敏感薄膜，所述麦克风通道开口503暴露出所述麦克风的敏感薄膜。本实施例与第一实施例的区别在于，在继续刻蚀工艺释放所述第一衬底形成惯性传感器的固定电极、压力传感器的固定电极和麦克风的背板电极时，保留所述第二绝缘层，通过调整所述刻蚀工艺的参数可以保留所述第二绝缘层，本领域技术人员知晓如何调整所述刻蚀工艺的参数。

图28给出本发明的第十三个集成MEMS器件的实施例，本实施例与第十二个实施例的区别在于，位于第三区域III的第二绝缘层、键合层(位于所述第二衬底和第一衬底之间)和位于第三区域III的导电层共同作为麦克风的敏感薄膜；本实施例的制作方法与图27的实施例的区别在于，在形成所述麦克风通道开口503时，保留位于所述第三区域III的键合层。

图29给出本发明的第十四个集成MEMS器件的实施例，本实施例与第一实施例的区别在于，所述第一衬底上的互连层中的一层互连线作为麦克风的敏感薄膜，而不是利用形成惯性传感器的电屏蔽层作为麦克风的敏感薄膜。

需要说明的是，根据实际需要，还可以利用所述第一衬底上的互连层的多层互连线作为麦克风的敏感薄膜，各个互连层的互连线之间可以通过导电或绝缘的连接臂相连接。

本实施例的集成MEMS器件的制作方法与第一实施例的区别在于，在形成第一衬底上的一层或多层互连层时，保留位于第三区域III的至少一层或多层互连线作为集成惯性传感器的敏感薄膜，同时在形成所述麦克风通道开口503时，可以进行刻蚀工艺，依次去除位于第三区域III的第一电屏蔽层和第二绝缘层，位于第三区域III的导电层的一层互连线层被暴露出，形成麦克风的敏感薄膜。

图30给出本发明的第十五个集成MEMS器件的实施例，本实施例与第十三个实施例的区别在于，所述第一衬底上的互连层的一层和位于第三区域III的第二绝缘层作为麦克风的敏感薄膜，而不是利用形成惯性传感器的电屏蔽层作为麦克风的敏感薄膜。需要说明的是，根据实际需要，还可以利用所述第一衬底上的互连层的多层作为麦克风的敏感薄膜，各个互连层之间可以通过导电或绝缘的连接臂相连接。本实施例的集成MEMS器件的制作方法与第十三个实施例的区别在于，在形成第一衬底上的一层或多层互连层时，保留位于第三区域III的至少一层或多层互连层作为集成惯性传感器的敏感薄膜，同时在形成所述麦克风通道开口503时，可以进行刻蚀工艺，去除位于第三区域III的第一电屏蔽层；同时在释放所述惯性传感器的可动电极、压力传感器的固定电极和麦克风的背板电极时，保留位于所述第三区域III的第二绝缘层。

图31给出本发明的第十五个集成MEMS器件的实施例，本实施例与第一实施例的区别在于，位于第三区域III的第一衬底作为麦克风的背板电极414，且所述麦克风的背板电极414内形成有孔洞；位于第三区域III的第三衬底701上的互连层的一层作为麦克风的敏感薄膜；对应地，所述麦克风的麦克风通道开口503和麦克风空腔504位置如图31所示，所述麦克风通道开口503露出所述麦克风的背板电极414；所述麦克风空腔504露出所述麦克风的敏感薄膜。

本实施例的集成MEMS器件的制作方法与第一实施例的制作方法的区别在于，刻蚀所述第二衬底501’形成所述麦克风通道开口503，并且需要将位于第三区域III的第一衬底上的第一电屏蔽层、一层或多层互连层、键合层和第一绝缘层、第二绝缘层去除，直至露出所述麦克风的背板电极414；刻蚀所述第三衬底701形成所述麦克风空腔504时，保留位于第三区域III的第三衬底701上的至少一层互连层，所述互连层作为麦克风的敏感薄膜，被所述麦克风空腔504暴露。

图32给出本发明的第十六个集成MEMS器件的实施例，本实施例与第十五个实施例的区别在于，位于第三区域III的第三衬底701上的两层互连层和互连层之间的绝缘层作为麦克风的敏感薄膜。本实施例中，所述麦克风的敏感薄膜内可以形成孔洞(图中未示出)，所述孔洞与麦克风的背板电极414内的孔洞以及麦克风空腔504和麦克风的通道开口503相连通，从而所述麦克风的通道开口503和所述麦克风空腔504均可以作为声音信号进入麦克风的敏感薄膜的通道，并且所述麦克风空腔504还可以同时作为压力信号进入所述压力传感器的通道(此时，所述麦克风的通道开口503需要与压力传感器的压力通道开口505相连通，从而压力信号依次经过所述麦克风空腔504、麦克风的敏感薄膜内的孔洞、麦克风的背板电极411内的孔洞、麦克风的通道开口503到达麦克风的压力通道开口505)。

当然，所述麦克风的敏感薄膜内也可以没有空洞，从而仅利用所述麦克风空腔504作为声音信号进入麦克风的敏感薄膜的通道，压力信号自压力传感器的压力通道开口505进入压力传感器。

本实施例的集成MEMS器件的形成方法与前一实施例的MEMS器件的形成方法的区别在于，在刻蚀所述第三衬底701形成麦克风空腔504时，保留位于第三区域III的两层导电层和位于两层导电层之间的材料层，所述两层导电层和材料层共同作为麦克风的敏感薄膜。根据需要，还可以对所述麦克风的敏感薄膜进行刻蚀，以在所述麦克风的敏感薄膜内形成孔洞。

图33给出本发明的第十七个MEMS器件实施例，本实施例与前述所有实施例的区别在于，麦克风空腔504位于第二衬底501’与麦克风的背板电极414之间，所述麦克风空腔504的远离所述麦克风的背板电极414的一侧被所述第二衬底501’密封。麦克风通道开口503位于所述麦克风的背板电极414与麦克风的敏感薄膜的远离所述麦克风空腔504的一侧，且所述麦克风通道开口503贯穿所述第三衬底701、第三衬底701与所述麦克风的敏感薄膜之间的材料层，所述麦克风通道开口503作为声音信号进入麦克风的通道。麦克风通道开口503与压力传感器505的压力通道开口505分别位于麦克风的背板电极414和麦克风的敏感薄膜的两侧。

需要说明的是，本实施例中，在所述第二衬底501’将所述麦克风空腔504远离所述麦克风的背板电极414的一侧密封的前提下，所述麦克风空腔504还可以部分地形成于所述第二衬底501’内。

本实施例集成MEMS器件的制作方法与前述所有实施例的MEMS器件的制作方法的区别在于，刻蚀所述压力通道开口505时，与所述麦克风对应的第二衬底501’被保留。并且在所述麦克风的背板电极414内形成孔洞后，利用所述麦克风的背板电极内的孔洞将所述第二衬底501’与所述麦克风的背板电极414之间的材料层去除，以在所述麦克风的背板电极414与第二衬底501’之间形成麦克风空腔504。当然，若所述麦克风空腔504需要部分地形成在所述第二衬底501’内，则还需要对所述第二衬底501’进行部分刻蚀。所述刻蚀可以为将所述第二衬底501’与第一衬底键合之前进行，在所述位于第三区域III的与所述麦克风的背板电极414对应的第二衬底501’内形成凹槽。在利用所述麦克风的背板电极内的孔洞将所述第二衬底501’与所述麦克风的背板电极414之间的材料层去除后，形成麦克风空腔。当然，还需要需要将所述麦克风的敏感薄膜对应位置的第三衬底701以及第三衬底701与麦克风的敏感薄膜之间的材料层去除，以形成麦克风通道开口503。

需要说明的是，所述麦克风的背板电极414和麦克风的敏感薄膜的结构不限于本实施例所示，本领域技术人员可以结合前述各个实施例对麦克风的背板电极414和麦克风的敏感薄膜的结构进行灵活变化。

图34示出了本发明第十八个实施例的集成MEMS器件的结构示意图。本实施例与第十七实施例的区别在于，所述麦克风通道开口503位于所述第三衬底701与所述麦克风的背板电极414之间，所述麦克风通道开口503的远离所述麦克风的背板电极414和麦克风的敏感薄膜的一侧被所述第三衬底701密封。所述麦克风空腔504位于所述麦克风的背板电极414和麦克风的敏感薄膜的远离所述麦克风通道开口503的一侧，所述麦克风空腔504与压力传感器的压力通道开口505位于所述麦克风的背板电极414和麦克风的敏感薄膜的相同的一侧。所述麦克风空腔504和压力通道开口505分别作为声音信号和压力信号的通道。当然，所述麦克风通道开口503还可以部分地形成于第三衬底701内。

本实施例的集成MEMS器件的制作方法与前一实施例的集成惯性传感器和压力传感器和麦克风的制作方法的区别在于，在将所述第三衬底701与第一衬底键合前，可以在第三衬底701的对应于麦克风的位置进行刻蚀，去除与所述麦克风的背板电极414和麦克风的敏感薄膜对应的位置的第三衬底表面的部分或全部材料层，甚至还可以将部分第三衬底去除，以便于将第三衬底701与第一衬底键合后，在所述第三衬底与第一衬底之间对应于麦克风的背板电极414和麦克风的敏感薄膜的位置形成麦克风的通道开口503。在进行刻蚀工艺形成压力通道开口505的同时，可以对与麦克风的背板电极414和麦克风的敏感薄膜对应的第二衬底进行刻蚀，并且将所述第二衬底与麦克风的背板电极414之间的材料层去除，以形成麦克风空腔504。所述麦克风空腔504作为声音信号进入麦克风的通道。

需要说明的是，所述麦克风的背板电极414和麦克风的敏感薄膜的结构不限于本实施例所示，本领域技术人员可以结合前述各个实施例对麦克风的背板电极414和麦克风的敏感薄膜的结构进行灵活变化。比如，所述麦克风的背板电极还可以采用至少包括第三区域的第一衬底上的导电层中的一层形成，此时，所述麦克风的敏感薄膜还可以采用第三区域的第三衬底上的导电材料层(若第三衬底上形成有导电材料层)形成，或者，所述麦克风的敏感薄膜可以采用第三区域的第一衬底上的导电层中的一层或多层形成；或者，所述麦克风的敏感薄膜可以采用第三区域的第一衬底上的第一电屏蔽层或互连层形成。

图17～图25和图26～图34分别针对压力传感器和麦克风的不同结构进行了说明，在实际中，本领域技术人员可以根据工艺的需要进行自由组合，灵活地设置集成MEMS器件的内部结构，可以将图17～图25与图26～图34中的压力传感器和麦克风的不同结构进行自由灵活的组合，在此不再一一列举，基于上述实施例本领域技术人员知晓如何变通形成，而且上述实施例也可以说明，采用本发明的方法可以灵活地根据实际器件以及设计的需要进行灵活布局，以达到不同的目的，而且还可以减小MEMS器件的体积的目的。

再者，上述的形成集成MEMS器件的方法中，所述惯性传感器仅以加速度传感器的X轴或者Y轴传感器为例加以说明，而且在X轴或者Y轴传感器的结构中，上述实施例中也未将所有结构图示和说明，仅选取了比较有典型意义的X轴或者Y轴传感器的固定电极、可动电极、第一密封传感器结构、第二密封传感器结构以及其对应的互连层的互连线进行了说明；对于压力传感器，选取了压力传感器的固定电极、压力传感器的可动电极和/或敏感薄膜的形成方法进行了图示和说明；对于麦克风，选取了麦克风的背板电极和麦克风的敏感薄膜及其形成方法进行了说明；同时，前述实施例中还图示和说明了第一子互连线、第二子互连线、第一惯性传感器结构、第一压力传感器结构的形成方法，所述第一子互连线、第二子互连线、第一惯性传感器结构、第一压力传感器结构、第二压力传感器结构和麦克风结构用于表示集成MEMS器件中可能应用到的其他结构，在此图示和说明用于向本领域技术人员显示，采用本发明实施例的制备集成MEMS器件的方法不但可以形成悬浮可动的惯性传感器和压力传感器的可动电极、惯性传感器和压力传感器的固定电极、麦克风的背板电极、麦克风的敏感薄膜以及固定在所述第一屏蔽电极和第二屏蔽电极上的第一密封传感器结构和第二密封传感器结构，采用本发明实施例的方法还可以形成通过第一绝缘层固定在所述互连层上方的惯性传感器结构、压力传感器结构和麦克风结构，即采用本发明实施例的方法可以形成所述惯性传感器、压力传感器和麦克风所需要的所有结构。在此特别加以说明，不应过分限制本发明实施例的保护范围。

同时，在上述实施例中，以加速度传感器的X轴或Y轴传感器为例加以详细说明，对于加速度传感器Z轴传感器来说，也可以采用本发明实施例的方法形成，区别仅仅在于布局、或者设计不同。在此特别加以说明，不应过分限制本发明的保护范围。

同时，在上述实施例中，以加速度传感器的X轴或Y轴传感器为例加以详细说明，对于转角器来说，从结构上来说，其用于测试每个方向的转角器(即X轴转角器、Y轴转角器、Z转角器)结构类似于加速传感器的三个方向的传感器(即X轴传感器、Y轴传感器、Z传感器)的综合体，若采用本发明实施例的方法可以形成加速度传感器的每个方向的传感器，采用本发明实施例的方法也可以形成各个方向的转角器结构，区别仅在于布局、或者设计的不同，故关于转角器的形成方法不再详述，基于本领域的普通技术知识以及本发明的实施例，本领域技术人员知晓如何变更、修改或者增补。

本发明的实施例通过采用第一衬底形成惯性传感器的可移动敏感元素，并且采用第一衬底或者第一衬底上的一层或者多层导电层中的一层形成麦克风的敏感薄膜，形成的集成MEMS器件的体积较小，成本低，而且封装后可靠性高。

在本发明的实施例中，还可以采用第一衬底或者第一衬底上的一层或者多层导电层中的一层形成压力传感器的敏感薄膜和麦克风的敏感薄膜，从而可以形成集成了惯性传感器、压力传感器和麦克风的集成MEMS器件，进一步提高了本发明的集成MEMS器件的集成度，并且，形成的集成MEMS器件的体积小，成本低。

本发明的实施例所述的麦克风空腔位于所述麦克风的敏感薄膜和麦克风的背板电极的远离所述麦克风通道开口和压力传感器的压力通道开口的一侧；所述麦克风空腔贯穿所述第二衬底、第二衬底与所述麦克风的敏感薄膜或麦克风的背板电极之间的材料层，或所述麦克风空腔贯穿所述第三衬底、第三衬底与所述麦克风的敏感薄膜和麦克风的背板电极之间的材料层；所述麦克风空腔作为声音信号和压力信号的共同通道，从而压力信号可以经过麦克风空腔、麦克风的背板电极内的孔洞、麦克风的敏感薄膜内的孔洞到达所述压力通道开口，从而压力通道开口无需暴露在外部，保护了压力传感器，避免压力传感器受到外部环境的干扰和污染，提高了压力传感器的寿命和可靠性。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (35)

1.一种集成MEMS器件，其特征在于，包括：

第一衬底，包括第一表面和与之相对的第二表面，所述第一衬底包括第一区域和第三区域；

至少一层或多层导电层，形成于所述第一衬底的第一表面；

惯性传感器的可移动敏感元素，采用第一区域的第一衬底形成；

第二衬底和第三衬底，所述第二衬底与所述第一衬底上的导电层的表面结合，所述第三衬底与所述第一衬底形成的惯性传感器的可移动敏感元素一侧结合，且所述第三衬底和所述第二衬底分别位于惯性传感器的可移动敏感元素的相对两侧；

麦克风的敏感薄膜或背板电极，至少包括第三区域的第一衬底，或者至少包括第三区域的第一衬底上的导电层中的一层。

2.如权利要求1所述的集成MEMS器件，其特征在于，所述第一衬底为单晶半导体材料。

3.如权利要求1所述的集成MEMS器件，其特征在于，所述导电层包括惯性传感器的第一电屏蔽层。

4.如权利要求1所述的集成MEMS器件，其特征在于，所述麦克风的敏感薄膜为多层，

所述麦克风的敏感薄膜包括所述导电层中的一层、及位于该层导电层之上或者之下的材料层；或者，所述麦克风的敏感薄膜包括第一衬底、及位于所述第一衬底之上或之下的材料层。

5.如权利要求1所述的集成MEMS器件，其特征在于，所述第三衬底上形成有与所述第一衬底结合的导电材料层；

麦克风的敏感薄膜或麦克风的背板电极包括位于所述第三区域的第一衬底上的导电层中的一层，或者所述第三区域的第一衬底，或者所述第三衬底上的导电材料层。

6.如权利要求1所述的集成MEMS器件，其特征在于，所述第一衬底还包括第二区域，所述集成MEMS器件还包括：

压力传感器的敏感薄膜或固定电极，至少包括第二区域的第一衬底，或者至少包括第二区域的第一衬底上的导电层中的一层。

7.如权利要求6所述的集成MEMS器件，其特征在于，所述导电层包括惯性传感器、压力传感器和麦克风的互连层、惯性传感器的第一电屏蔽层、惯性传感器的固定电极的支撑点、惯性传感器的可移动敏感元素的支撑点或者其任意组合。

8.如权利要求6所述的集成MEMS器件，其特征在于，所述导电层包括惯性传感器的第一电屏蔽层、惯性传感器、压力传感器和麦克风的互连层，所述互连层比所述第一电屏蔽层更为靠近所述第一衬底的第一表面。

9.如权利要求6所述的集成MEMS器件，其特征在于，所述第三衬底上形成有与所述第一衬底结合的导电材料层；

所述压力传感器的敏感薄膜或固定电极采用第二区域的第一衬底上的导电层中的一层形成、或者采用第二区域的第一衬底形成、或者采用第三衬底上的导电材料层形成。

10.如权利要求6所述的集成MEMS器件，其特征在于，所述压力传感器的敏感薄膜包括形成所述惯性传感器的第一电屏蔽层的材料层或者包括形成所述惯性传感器的互连层的材料层；

所述麦克风的敏感薄膜包括形成所述惯性传感器的第一电屏蔽层的材料层或包括形成所述惯性传感器的互连层的材料层。

11.如权利要求6所述的集成MEMS器件，其特征在于，所述压力传感器的固定电极采用第二区域的第一衬底形成，所述压力传感器的固定电极内形成有孔洞；

所述麦克风的背板电极采用所述第三区域的第一衬底形成，所述麦克风的背板电极内形成有孔洞。

12.如权利要求6所述的集成MEMS器件，其特征在于，所述压力传感器的敏感薄膜与压力传感器的固定电极之间还形成有压力传感器的可移动敏感元素，所述压力传感器的可移动敏感元素与所述敏感薄膜之间通过连接臂连接，所述压力传感器的可移动敏感元素内形成有孔洞；

所述麦克风的敏感薄膜与麦克风的背板电极之间还形成有麦克风的可移动敏感元素，所述麦克风的可移动敏感元素与所述麦克风的敏感薄膜之间通过连接臂连接，所述麦克风的可移动敏感元素内形成有孔洞。

13.如权利要求6所述的集成MEMS器件，其特征在于，所述压力传感器的敏感薄膜为多层；

所述敏感薄膜包括导电层中的一层、及位于该层导电层之上或者之下的材料层；或者，

所述压力传感器的敏感薄膜包括第一衬底，及位于所述第一衬底之上或者之下的材料层。

14.如权利要求6所述的集成MEMS器件，其特征在于，还包括：

麦克风通道开口，暴露出所述麦克风的敏感薄膜或麦克风的背板电极；

麦克风空腔，位于所述麦克风的敏感薄膜和麦克风的背板电极的远离所述麦克风通道开口的一侧；

压力通道开口，暴露出所述压力传感器的敏感薄膜；

所述麦克风的敏感薄膜内形成有孔洞，所述麦克风的背板电极内形成有孔洞，所述麦克风的敏感薄膜内的孔洞与所述麦克风的背板电极内的孔洞以及麦克风空腔和麦克风通道开口相连通；

所述麦克风通道开口与所述压力传感器的压力通道开口位于所述麦克风的敏感薄膜和麦克风的背板电极的相同一侧；

所述麦克风空腔位于所述麦克风的敏感薄膜和麦克风的背板电极的远离所述麦克风通道开口和压力传感器的压力通道开口的一侧；所述麦克风空腔贯穿所述第二衬底、第二衬底与所述麦克风的敏感薄膜或麦克风的背板电极之间的材料层，或所述麦克风空腔贯穿所述第三衬底、第三衬底与所述麦克风的敏感薄膜和麦克风的背板电极之间的材料层；所述麦克风空腔作为声音信号和压力信号的共同通道。

15.一种集成MEMS器件的形成方法，其特征在于，包括：

提供第二衬底和第三衬底；

提供第一衬底，所述第一衬底包括第一表面和与之相对的第二表面，所述第一衬底包括第一区域和第三区域；

在所述第一衬底的第一表面形成一层或者多层导电层；

将所述第二衬底结合至所述第一衬底上的导电层的表面；

采用第一区域的第一衬底形成惯性传感器的可移动敏感元素；

形成麦克风的敏感薄膜或背板电极，所述麦克风的敏感薄膜或背板电极至少包括所述第三区域的第一衬底、或者至少包括第三区域上的第一衬底上的导电层中的一层；

将所述第三衬底结合至第一衬底形成的惯性传感器的可移动敏感元素的一侧，且所述第三衬底和所述第二衬底分别位于所述惯性传感器的可移动敏感元素的相对两侧。

16.如权利要求15所述的集成MEMS器件的形成方法，其特征在于，所述第一衬底采用单晶半导体材料。

17.如权利要求15所述的集成MEMS器件的形成方法，其特征在于，所述导电层包括惯性传感器的第一电屏蔽层。

18.如权利要求15所述的集成MEMS器件的形成方法，其特征在于，形成所述导电层包括形成惯性传感器和麦克风的互连层、惯性传感器的第一电屏蔽层、惯性传感器的固定电极的支撑点、惯性传感器的可移动敏感元素的支撑点或者其任意组合。

19.如权利要求15所述的集成MEMS器件的形成方法，其特征在于，形成所述导电层包括形成惯性传感器的第一电屏蔽层、惯性传感器和麦克风的互连层，所述互连层比所述第一电屏蔽层更为靠近所述第一衬底的第一表面。

20.如权利要求19所述的集成MEMS器件的形成方法，其特征在于，所述麦克风的敏感薄膜采用形成所述惯性传感器的第一电屏蔽层的材料层形成，或所述麦克风的敏感薄膜采用形成所述惯性传感器的第一电屏蔽层和第一电屏蔽层之上和/或之下的材料层形成，或所述麦克风的敏感薄膜采用形成所述惯性传感器的互连层的材料层形成，或所述麦克风的敏感薄膜采用形成所述惯性传感器的互连层的材料层和该层互连层之上和/或之下的材料层形成。

21.如权利要求15所述的集成MEMS器件的形成方法，其特征在于，所述麦克风的背板电极采用所述第三区域的第一衬底形成，所述集成MEMS器件的形成方法还包括在所述麦克风的背板电极内形成孔洞的步骤。

22.如权利要求15所述的集成MEMS器件的形成方法，其特征在于，还包括：在所述麦克风的敏感薄膜与麦克风的背板电极之间形成麦克风的可移动敏感元素；

在所述麦克风的可移动敏感元素与所述麦克风的敏感薄膜之间形成连接臂，所述连接臂将所述麦克风的可移动敏感元素与所述麦克风的敏感薄膜连接；

在所述麦克风的可移动敏感元素内形成孔洞。

23.如权利要求15所述的集成MEMS器件的形成方法，其特征在于，所述麦克风的敏感薄膜为多层，

所述麦克风的敏感薄膜包括导电层中的一层、及位于该层导电层之上或者之下的材料层；或者

所述麦克风的敏感薄膜包括第一衬底及位于所述第一衬底之上或之下的材料层。

24.如权利要求15所述的集成MEMS器件的形成方法，其特征在于，还包括：在所述第三衬底上形成与所述第一衬底结合的导电材料层；所述麦克风的敏感电极或背板电极采用第三区域的第一衬底上的导电层中的一层、或者所述第三区域的第一衬底或所述第三衬底上的导电材料层形成。

25.如权利要求15所述的集成MEMS器件的形成方法，其特征在于，所述第一衬底还包括第二区域，所述集成MEMS器件的形成方法还包括：

形成压力传感器的敏感薄膜或固定电极，所述压力传感器的敏感薄膜或固定电极至少包括所述第二区域的第一衬底、或者至少包括第二区域的第一衬底上的导电层中的一层。

26.如权利要求25所述的集成MEMS器件的形成方法，其特征在于，所述导电层包括惯性传感器、压力传感器和麦克风的互连层、惯性传感器的第一电屏蔽层、惯性传感器的固定电极的支撑点、惯性传感器的可移动敏感元素的支撑点或者其任意组合。

27.如权利要求25所述的集成MEMS器件的形成方法，其特征在于，所述导电层包括惯性传感器的第一电屏蔽层、惯性传感器、压力传感器和麦克风的互连层，所述互连层比所述第一电屏蔽层更为靠近所述第一衬底的第一表面。

28.如权利要求25所述的集成MEMS器件的形成方法，其特征在于，所述压力传感器的敏感薄膜采用形成所述惯性传感器的第一电屏蔽层的材料层形成，或所述压力传感器的敏感薄膜采用形成所述惯性传感器的第一电屏蔽层和所述第一电屏蔽层之上和/或之下的材料层形成，或所述压力传感器的敏感薄膜采用形成所述惯性传感器的互连层的材料层形成，或所述压力传感器的敏感薄膜采用形成所述惯性传感器的互连层和所述互连层之上和/或之下的材料层形成。

29.如权利要求25所述的集成MEMS器件的形成方法，其特征在于，还包括：在所述第三衬底上形成与所述第一衬底结合的导电材料层；

所述压力传感器的敏感薄膜或固定电极采用第二区域的第一衬底上的导电层中的一层、或者采用第二区域的第一衬底、或者采用第三衬底上的导电材料层形成。

30.如权利要求25所述的集成MEMS器件的形成方法，其特征在于，所述压力传感器的敏感薄膜采用所述第一衬底形成；所述压力传感器的固定电极采用第三衬底上的导电材料层形成。

31.如权利要求25所述的集成MEMS器件的形成方法，其特征在于，所述压力传感器的固定电极采用第二区域的第一衬底形成，所述集成MEMS器件的形成方法还包括在所述压力传感器的固定电极内形成孔洞的步骤。

32.如权利要求25所述的集成MEMS器件的形成方法，其特征在于，还包括：

在所述压力传感器的敏感薄膜与压力传感器的固定电极之间形成压力传感器的可移动敏感元素；

在所述压力传感器的可移动敏感元素与所述敏感薄膜之间形成连接彼此的连接臂；

在所述压力传感器的可移动敏感元素内形成孔洞。

33.如权利要求25所述的集成MEMS器件的形成方法，其特征在于，所述压力传感器的敏感薄膜为多层；

所述压力传感器的敏感薄膜包括导电层中的一层、及位于导电层中之上或者之下的材料层；或者

所述压力传感器的敏感薄膜包括第一衬底、及位于第一衬底之上或者之下的材料层。

34.如权利要求25所述的集成MEMS器件的形成方法，其特征在于，还包括：

形成麦克风通道开口，暴露出麦克风的敏感薄膜或麦克风的背板电极；

形成麦克风空腔，所述麦克风空腔位于所述麦克风的敏感薄膜和麦克风的背板电极的远离所述麦克风通道开口的一侧；

形成压力通道开口，暴露出所述压力传感器的敏感薄膜；

在所述麦克风的敏感薄膜内形成孔洞，在所述麦克风的背板电极形成孔洞，所述麦克风的敏感薄膜内的孔洞与所述麦克风的背板电极内的孔洞以及麦克风空腔和麦克风通道开口相连通；

所述麦克风通道开口与所述压力传感器的压力通道开口位于所述麦克风的敏感薄膜和麦克风的背板电极的相同一侧；

所述麦克风空腔位于所述麦克风的敏感薄膜和麦克风的背板电极的远离所述麦克风通道开口和压力传感器的压力通道开口的一侧；所述麦克风空腔贯穿所述第二衬底、第二衬底与所述麦克风的敏感薄膜或麦克风的背板电极之间的材料层，或所述麦克风空腔贯穿所述第三衬底、第三衬底与所述麦克风的敏感薄膜和麦克风的背板电极之间的材料层；所述麦克风空腔作为声音信号和压力信号的共同通道。

35.如权利要求25所述的集成MEMS器件的形成方法，其特征在于，所述第三衬底上还形成有压焊版片，所述集成MEMS器件的形成方法还包括：

形成麦克风通道开口，暴露出麦克风的敏感薄膜或麦克风的背板电极；

形成麦克风空腔，所述麦克风空腔位于所述麦克风的敏感薄膜和麦克风的背板电极的远离所述麦克风通道开口的一侧；

形成压力通道开口，暴露出所述压力传感器的敏感薄膜；

在形成所述麦克风通道开口或麦克风空腔或压力通道开口的同时暴露出所述压焊版片。

Images