CN106289386B - 用于mems换能器的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于MEMS换能器的系统和方法。根据实施例，一种微机电系统(MEMS)换能器包括具有第一腔体的衬底，第一腔体从衬底后侧穿过衬底。MEMS换能器还包括：在衬底的上侧覆盖第一腔体的穿孔的第一电极板；在衬底的上侧覆盖第一腔体的穿孔并且通过间隔区域与穿孔的第一电极板间隔开的第二电极板；以及在穿孔的第一电极板与第二电极板之间的间隔区域中的气敏材料。气敏材料具有取决于目标气体的浓度的电气性质。

Description

用于MEMS换能器的系统和方法
技术领域
本发明总体上涉及微加工结构，并且在特别的实施例中涉及用于微机电系统(MEMS)换能器的系统和方法。
背景技术
换能器将信号从一个域变换到另一域，并且通常用作传感器。用作传感器并且在日常生活中可见的一个普通的换能器是麦克风，其将声波变换成电信号。普通的传感器的另一示例是温度计。存在各种通过将温度信号转换成电信号来用作温度计的换能器。
基于微机电系统(MEMS)的传感器包括使用微加工技术产生的多个换能器。诸如MEMS麦克风等MEMS通过测量换能器中的物理状态的变化并且将换能信号传输给连接到MEMS传感器的处理电子设备来从环境收集信息。MEMS设备可以使用类似于用于集成电路的微加工制造技术来制造。
MEMS设备可以被设计为用作例如振荡器、谐振器、加速度计、陀螺仪、温度计、压力传感器、麦克风、微扬声器和微镜。作为示例，很多MEMS设备使用电容感测技术用于将物理现象转换成电信号。在这样的应用中，使用接口电路将传感器中的电容变化变换成电压信号。
一个这样的电容感测设备是MEMS麦克风。MEMS麦克风通常具有以小的距离与刚性背板分离的可偏转隔膜。响应于在隔膜上入射的声音压力波，其朝着或者远离背板偏转，从而改变隔膜与背板之间的分离距离。通常，隔膜和背板由传导性材料制成并且形成电容器的“板”。因此，当分离隔膜和背板的距离响应于入射声波而变化时，“板”与电信号之间产生电容变化。
诸如例如电容MEMS的MEMS通常用在诸如平板电脑或移动电话等移动电子设备中。在一些应用中，可能理想的是，提供具有新的或者增加的功能的传感器以便向例如诸如平板电脑或移动电话等电子系统提供另外的或者改进的功能。
发明内容
根据实施例，一种微机电系统(MEMS)换能器包括具有第一腔体的衬底，第一腔体从衬底后侧穿过衬底。MEMS换能器还包括：在衬底的上侧覆盖第一腔体的穿孔的第一电极板；在衬底的上侧覆盖第一腔体并且通过间隔区域与穿孔的第一电极板间隔开的第二电极板；以及在穿孔的第一电极板与第二电极板之间的间隔区域中的气敏材料。气敏材料具有取决于目标气体的浓度的电气性质。
附图说明
为了更完整地理解本发明及其附图，现在参考结合附图给出的以下描述，在附图中：
图1图示实施例MEMS换能器系统的系统框图；
图2a和2b图示实施例MEMS气体传感器的示意性横截面视图；
图3a和3b图示实施例集成MEMS换能器的俯视图和横截面视图；
图4a和4b图示另一实施例集成MEMS换能器的俯视图和横截面视图；
图5a和5b图示另外的实施例集成MEMS换能器的俯视图和横截面视图；
图6a和6b图示另一实施例MEMS气体传感器的俯视图和横截面视图；
图7图示用于形成MEMS换能器的实施例制造过程的框图；以及
图8图示形成MEMS换能器的另一实施例方法的框图。
不同附图中的对应的附图标记通常指代对应的部分，除非另外指出。附图被绘制以清楚地图示实施例的相关方面，而不一定按比例绘制。
具体实施方式
下面详细讨论各种实施例的制作和使用。然而，应当理解，本文中所描述的各种实施例适用于各种具体的上下文。所讨论的具体的实施例仅说明做出和使用各种实施例的方式，而不应当在限制意义上来理解。
参考具体的上下文(即气体换能器以及更特别地MEMS湿度传感器)中的各种实施例来做出描述。本文中所描述的各种实施例中的一些包括MEMS换能器、MEMS麦克风、MEMS气体传感器、MEMS湿度传感器、集成的MEMS麦克风和湿度感测系统、用于MEMS换能器系统的接口电路、以及集成的多个换能器系统。在其他实施例中，各个方面还可以应用于涉及根据现有技术中已知的任何方式的任何类型的传感器或换能器的其他应用。
随着日常使用中连接设备的数目通过技术的快速小型化、移动连接性的进步以及能量管理和效率方面的改进而增加，对于另外的功能的需求也增加。另外的功能的一个领域通过另外的传感器的集成来提供。移动设备或者一般而言的设备可以包括多个传感器，诸如麦克风、图像传感器、加速度计和陀螺仪。添加另外的传感器类型在一些应用中可以是有利的。然而，在各种应用中，诸如例如移动设备，可用于另外的传感器的空间可能受到设备的物理大小以及另外的传感器的附加成本二者的限制。因此，另外的传感器的集成提出了创新的机会。
根据本文中描述的各种实施例，提供了适合集成的电容MEMS气体传感器。用于形成例如MEMS麦克风的过程包括在衬底中的腔体上方形成穿孔的背板和与穿孔的背板间隔开的可偏转隔膜。根据各种实施例，形成具有类似结构的MEMS气体传感器的类似过程包括在衬底中的腔体上方形成穿孔的第一电极和与穿孔的电极间隔开的第二电极。在这样的实施例中，第一电极与第二电极之间的间隔填充有气敏介电材料。在特定实施例中，介电材料对湿度敏感并且产生电容MEMS湿度传感器。在各种实施例中，电容MEMS湿度传感器与MEMS麦克风集成在相同的衬底中。用于麦克风的背板和隔膜的层可以与用于湿度传感器的第一电极和第二电极同时形成。因此，各种实施例包括集成的电容MEMS气体传感器，例如湿度传感器，其可以增加各种设备的功能。
图1图示包括MEMS换能器102、专用集成电路(ASIC)104和处理器106的实施例MEMS换能器系统100的系统框图。根据各种实施例，MEMS换能器102包括气体传感器，气体传感器将来自与MEMS换能器102接触的气体的物理信号转换成能够由ASIC 104读取并且由处理器106处理的电信号。在具体的实施例中，MEMS换能器102的气体传感器包括湿度传感器，湿度传感器生成与MEMS换能器102的周围环境的湿度相关的电信号。
根据各种实施例，MEMS换能器102可以包括集成在同一半导体裸片上的多个传感器。具体地，MEMS换能器102包括声学换能器，即麦克风或扬声器，并且在一些实施例中包括气体传感器，并且在另外的实施例中还可以包括温度传感器(如图所示)。在一些实施例中，MEMS换能器102包括电容MEMS湿度传感器和电容MEMS麦克风，这二者均包括由半导体结构中相同的相应第一和第二层形成的第一和第二感测电极。因此，在特定实施例中，集成导致了小的器件大小和简单的制造。
在各种实施例中，MEMS换能器102通过环境耦合108耦合到周围环境。例如，在包括MEMS换能器系统100的器件封装件(未示出)中可以设置有诸如声学端口等开口或端口。在这样的实施例中，端口提供到包括MEMS换能器系统100的器件封装件的周围环境的环境耦合108。
根据各种实施例，ASIC 104包括用于对接MEMS换能器102的放大器和偏置电路。ASIC 104在一些实施例中还可以包括模数转换器(ADC)。在各种实施例中，ASIC 104还可以包括执行与例如对接、偏置或处理电信号相关的各种附加功能的附加电路。另外，MEMS换能器102在一些实施例中包括诸如扬声器等致动器，并且ASIC 104包括驱动致动器的驱动电路。在一些实施例中，ASIC 104与MEMS换能器102形成在相同的半导体裸片上。在其他实施例中，ASIC 104与MEMS换能器102形成在单独的半导体裸片上并且与MEMS换能器102封装在一起。替选地，ASIC 104和MEMS换能器102可以形成在单独的半导体裸片上并且封装在单独的封装件中。
在各种实施例中，处理器106基于来自MEMS换能器102的换能信号从ASIC 104接收电信号。在各种实施例中，在处理器106处从ASIC 104接收的电信号为数字信号。在替选实施例中，电信号为模拟信号。处理器106可以是专用处理器、普通微处理器、现场可编程门阵列(FPGA)或者中央处理单元(CPU)。在替选实施例中，处理器106由离散的数字逻辑部件形成。处理器106在各种实施例中与包括ASIC 104和MEMS换能器102的封装件附接到相同的印刷电路板(PCB)。
图2a和2b图示实施例MEMS气体传感器110和111的示意性横截面视图。MEMS气体传感器110包括衬底112、第一电极116、第二电极120和覆盖腔体113的气敏材料122。根据各种实施例，气敏材料112是对湿度敏感的电介质。在这样的实施例中，在湿度增加或减小时，气敏材料122的介电常数相应地变化。基于介电常数的变化，形成在第一电极116与第二电极120之间的平行板电容也变化。电容的这样的变化可以由诸如ASIC 104等通过金属化层(未示出)耦合到第一电极116和第二电极120的接口电路来测量。
在各种实施例中，气敏材料122与MEMS气体传感器110的周围环境接触。由于第一电极116和第二电极120从上方或下方包围气敏材料122，所以第一电极116中的穿孔134或者第二电极120中的穿孔136提供将气敏材料122暴露于周围环境的开口。在这样的实施例中，穿孔134和穿孔136提供分别通过环境耦合128或环境耦合130接收环境信号的开口。例如，环境耦合128和环境耦合130可以是形成在包括MEMS气体传感器110的封装件中的端口。
在各种实施例中，仅包括环境耦合128以及对应的穿孔134或者环境耦合130以及对应的穿孔136中的任一组。在这样的实施例中，环境耦合130和对应的穿孔136可以对应于顶部端口MEMS封装件。类似地，环境耦合128和对应的穿孔134可以对应于底部端口MEMS封装件。在这样的实施例中，衬底112中的腔体113耦合到MEMS封装件中的底部端口。在替选实施例中，环境耦合128以及对应的穿孔134和环境耦合130以及对应的穿孔136两组均被包括。
在各种实施例中，结构层114形成在衬底112的顶表面上并且将第一电极116与衬底112分离。另外，结构层118形成在第一电极116的顶部并且将第二电极120与第一电极116分离。在各种实施例中，气敏材料122被构造为在第一电极116与第二电极120之间在腔体113上方，而结构层118被构造为在第一电极116与第二电极120之间在衬底112上方。在替选实施例中，结构层118可以被去除，并且气敏材料122可以在第一电极116与第二电极120之间在衬底112上方延伸。
气敏材料122基于对某个气体浓度的灵敏度来选择。具体地，气敏材料122可以基于对湿度的灵敏度来选择。在各种实施例中，气敏材料122可以被选择用于在基于电阻或电容的传感器中使用，并且因此可以包括可以基于预期的气体浓度来改变电阻或介电常数的材料。一些电阻材料可能需要在更高的温度下操作以便对气体浓度敏感，即可能需要加热器。在一些实施例中，一些电介质气敏材料可以具有对特定气体浓度敏感或者与其成比例的介电常数而不需要加热到更高的温度。在一些实施例中，气敏材料122可以是基于湿度改变电容(即介电常数)的基于聚合物的材料，诸如聚酰亚胺、聚酯、聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)、苯并环丁烯(BCB)、多硫酸酯、和乙酸丁酸纤维素。在其他实施例中，气敏材料122可以是基于湿度改变电容(即介电常数)的基于金属或半导体的材料，诸如氧化铝、氧化钛、氧化硅、碳化硅或者多孔硅。在其他实施例中，气敏材料122可以是基于湿度改变电阻的材料，诸如氧化铝、氧化钛或者各种尖晶石，例如BaTiO3、ZnCr2O4、K2CrO4和MgAl2O4。
在各种其他实施例中，气敏材料122可以被选择为对其他气体浓度敏感。在具体的实施例中，气敏材料122可以是基于气体浓度改变电容(即介电常数)的材料。在这样的实施例中，气敏材料122可以是用于感测氢气的铁电材料；气敏材料122可以是用于感测二氧化碳的含氟聚合物、混合有BaSnO3、SrTiO3、CaTiO3、ZnO或BaTiO3的CuO；气敏材料122可以是用于感测氧气的氧化锆或氧化铱；气敏材料122可以是用于感测乙烯的二氧化锡；或者气敏材料122可以是用于感测氨气的多孔碳化硅或氧化钛。
在另外的具体的实施例中，气敏材料122可以是基于气体浓度改变电阻的材料。在这样的实施例中，气敏材料122可以是用于感测氢气的基于钯的材料；气敏材料122可以是用于感测二氧化碳的In2Te3；气敏材料122可以是用于感测氧气的氧化锆或氧化铱；气敏材料122可以是用于感测乙烯的二氧化锡；或者气敏材料122可以是用于感测氨气的二氧化锡、氧化钨、各种金属氧化物、聚吡咯或聚苯胺。
在特定实施例中，可能有利的是，气敏材料122由能够作为液体或胶体被分发的材料。在这样的实施例中，气敏材料可以在制造之后应用于具有两个电极的感测区域以便形成MEMS气体传感器。在各种其他实施例中，气敏材料122可以由诸如例如纳米线等纳米结构形成。
根据一些具体的替选实施例，气敏材料122可以简单地是空气。在这样的实施例中，空气的介电常数取决于湿度，即空气中湿气的量。因此，可以在第一电极116与第二电极120之间测量电容以便确定空气的介电常数的变化，从而确定湿度的变化。
根据各种实施例，衬底112可以是单元素半导体衬底，诸如硅、锗、碳或锑。在其他实施例中，衬底112可以是绝缘体上硅(SOI)衬底、III-V半导体衬底或者II-VI半导体衬底。在一些实施例中，衬底112可以是玻璃。在替选实施例中，衬底112可以是聚合物衬底。在其他替选实施例中，衬底112可以是金属衬底。
根据各种实施例，第一电极116和第二电极120由传导性材料形成。在具体的实施例中，第一电极116和第二电极120是多晶硅。在一些实施例中，第一电极116和第二电极120是铝、金或铂。在一个替选实施例中，第一电极116和第二电极120是铜。在又一实施例中，第一电极116和第二电极120是绝缘体上硅(SOI)。在其他实施例中，第一电极116和第二电极120可以由掺杂的半导体材料形成。第一电极116和第二电极120也可以由包括环绕和包封传导性材料的绝缘层的材料堆叠形成。例如，多晶硅层可以由氮化硅包封以形成第一电极116或第二电极120。
在各种实施例中，结构层114和结构层118是绝缘材料。在一些实施例中，结构层114和结构层118是氧化物、氮化物或者氮氧化物。在具体的实施例中，结构层114和结构层118是氧化硅。在其他具体实施例中，结构层114和结构层118是氮化硅。
图2b示出了包括衬底112、第一电极116、第二电极120、气敏材料122、第三电极126和覆盖腔体113的气敏材料132的MEMS气体传感器111。MEMS气体传感器111包括如参考MEMS气体传感器110描述的元件，另外添加了第三电极126和气敏材料132。根据各种实施例，第三电极126与第二电极120通过结构层124分离并且包括穿孔138。在这样的实施例中，环境耦合128和环境耦合130中的一者或者两者可以被包括以便从顶部、底部(通过腔体113)或者从顶部和底部两者在周围环境与MEMS气体传感器111之间提供环境耦合。气敏材料132可以是参考气敏材料122描述的材料中的任何材料，第三电极126可以是参考第一电极116或第二电极120描述的材料或结构中的任何材料或结构，并且结构层124可以是参考结构层114或结构层118描述的材料或结构中的任何材料或结构。
在各种实施例中，MEMS气体传感器110和MEMS气体传感器111可以分别由兼容单或双背板电容麦克风的层形成。在特定实施例中，MEMS气体传感器110和MEMS气体传感器111的层分别与单或双背板电容麦克风使用相同的处理步骤和层堆叠来形成，另外添加了气敏材料122或气敏材料132，如本文中在下面参考其他附图进一步描述的。
根据各种实施例，MEMS气体传感器110和MEMS气体传感器111可以包括加热气敏材料122或气敏材料132的集成的加热元件。例如，当气敏材料122对湿度敏感并且MEMS气体传感器110用作湿度传感器时，集成的加热元件可以加热气敏材料122以去除气敏材料122中吸收的湿气并且重置MEMS气体传感器110。在具体的实施例中，第一电极116、第二电极120和第三电极126中的任何一个被配置为集成的加热元件。在替选实施例中，另外的加热元件(未示出)可以被集成在衬底112上并且热耦合到气敏材料122或气敏材料132。在其他具体的实施例中，加热元件可以与气敏材料122或气敏材料132物理接触。在一些实施例中，第一电极116、第二电极120或第三电极126可以在相同的器件层中包括与相应电极电绝缘的图案化的加热结构或元件(未示出)。
在各种实施例中，通风孔115穿过用于MEMS气体传感器110的第二电极120、结构层118和第一电极116或者用于MEMS气体传感器111的第三电极126、结构层124、第二电极120、结构层118和第一电极116，并且可以针对两侧用作到通过环境耦合128或环境耦合130来自任一侧的介质的接入。在这样的实施例中，通风孔115可以是在感测和结构层中的单个通风孔或者多个通风孔，在包括环境耦合128和环境耦合130中的仅一者的同时提供围绕感测结构的路径用于介质(例如气体)从两个方向接触气敏材料122或气敏材料132。在一些实施例中，通风孔115还可以穿过气敏材料122或者气敏材料132。在另外的实施例中，通风孔115可以在各个层或衬底112中形成在距离气体传感器或腔体113一定距离的位置处，但是仍然提供旁路通风路径。
图3a和3b图示包括气体传感器160和麦克风162的实施例集成MEMS换能器140的俯视图和横截面视图。根据各种实施例，集成MEMS换能器140由与底部电极层146通过结构层148分离的顶部电极层150形成。底部电极层146、结构层148和顶部电极层150与衬底142通过结构层144分离，并且被形成为覆盖腔体156和腔体158。在这样的实施例中，气体传感器160是如上文中参考图2a中的MEMS气体传感器110描述的电容或电阻气体传感器。
在各种实施例中，气体传感器160包括在腔体156上方的气敏材料152，并且麦克风162包括在腔体158上方的可偏转隔膜164和穿孔的背板166。在这样的实施例中，可偏转隔膜164和穿孔的背板166通过结构层148间隔开，并且通过在腔体158上的空气间隙分离。可偏转隔膜164是顶部电极层150的一部分或者由顶部电极层150形成，并且穿孔的背板166是底部电极层146的一部分或者由底部电极层146形成。类似地，顶部电极层150形成用于气体传感器160的顶部电极，并且底部电极层146形成用于气体传感器160的底部电极。
在其他实施例中，替选地，麦克风162可以是微扬声器。在一些实施例中，麦克风162可以用第二穿孔背板来实现，并且气体传感器160也可以用第三电极层来实现，如参考图2b中的MEMS气体传感器111所描述的。虽然穿孔仅被示出在底部电极层146中，然而穿孔也可以被包括在顶部电极层150中，这取决于环境耦合或端口(未示出)，如上文中参考图2a和2b中的穿孔134和穿孔136所描述的。在各种实施例中，腔体156和腔体158可以是在衬底142中的相同的腔体或者单独的腔体。在这样的实施例中，腔体156和腔体158可以单独地或者同时地形成。
根据一些实施例，集成MEMS换能器140还包括温度感测元件161。在这样的实施例中，温度感测元件161可以被包括在衬底142中或者上，或者可以被包括在集成MEMS换能器140的层中的任何层中或上。温度感测元件161可以由上文中参考图2a中的第一电极116描述的材料中的任何材料形成。在这样的实施例中，温度感测元件161可以如2015年2月3日提交的题为“System and Method for an Integrated Transducer and TemperatureSensor”的共同待决的美国申请第14/613,106号中描述地来实现，该申请的全部内容通过引用合并于此。
根据各种实施例，集成MEMS换能器140可以包括加热气敏材料152的集成的加热元件，如上文中参考图2a和2b中的MEMS气体传感器110和MEMS气体传感器111类似地描述的。在这样的实施例中，集成的加热元件可以使用顶部电极层150或者底部电极层146在其中任何层与气敏材料152接触的区域中来实现。在其他替选实施例中，可以在衬底142上包括单独的集成的加热结构(未示出)用于加热气敏材料152，如上文中参考图2a和2b中的MEMS气体传感器110和MEMS气体传感器111类似地描述的。
根据各种实施例，用于图3a和3b中的结构的材料与参考图2a和2b的对应结构描述的材料相同。具体地，衬底142可以包括参考衬底112描述的材料或结构中的任何材料或结构，结构层144可以包括参考结构层114描述的材料或结构中的任何材料或结构，底部电极层146可以包括参考第一电极116描述的材料或结构中的任何材料或结构，结构层148可以包括参考结构层118描述的材料或结构中的任何材料或结构，顶部电极层150可以包括参考第二电极120描述的材料或结构中的任何材料或结构，气敏材料152可以包括参考气敏材料122描述的材料或结构中的任何材料或结构。另外，穿孔134和穿孔138的描述也适用于穿孔154。
根据各种实施例，集成MEMS换能器140在衬底142中包括气体传感器160和麦克风162二者。因此，气体传感器160和麦克风162二者可以使用相同的微制造序列同时形成，另外添加了气敏材料152，并且气体传感器160和麦克风162二者被集成在同一半导体裸片上。在一些实施例中，温度感测元件161也集成在同一半导体裸片上。这样的实施例可以包括具有增加的功能以及制造成本和复杂性的非常小的增加的部件。
图4a和4b图示包括气体传感器172和麦克风174的另一实施例集成MEMS换能器170的俯视图和横截面视图。根据各种实施例，集成MEMS换能器170由通过结构层148与底部电极层146间隔开的顶部电极层150形成，如参考图3a和3b中的集成MEMS换能器140所描述的。气体传感器172是电容或电阻气体传感器，类似于上文中参考图2a以及图3a和3b中的MEMS气体传感器110和气体传感器160所描述的；除了气体传感器172集成在麦克风174的中央区域中。在一些实施例中，集成MEMS换能器170包括温度感测元件161，如上文中参考图3a所描述的。麦克风174在一些实施例中可以是微扬声器。集成MEMS麦克风170还可以包括集成的加热元件，如上文中参考图3a和3b中的集成MEMS换能器140所描述的。
在这样的实施例中，气敏材料152形成在顶部电极层150与底部电极层146之间在覆盖腔体156的中央释放区域中。空气间隙在环绕气敏材料152的区域中分离顶部电极层150和底部电极层146。具有气体间隙并且没有气敏材料152的区域包括从顶部电极层150形成的可偏转隔膜部分以及从底部电极层146形成的穿孔的背板部分，这二者一起用作麦克风174。因此，顶部电极层150和底部电极层146形成用于气体传感器172和麦克风174两者的感测电极。在这样的实施例中，作为用于麦克风174的可偏转隔膜的顶部电极层150的偏转出现在环绕气敏材料152的部分中，而紧接着在气敏材料152上方的区域被固定到气敏材料152并且基本上不偏转。
根据各种实施例，顶部电极层150和底部电极层146两者被分段成两个单独的电极区域以便在同一层中向麦克风174和气体传感器172二者提供电极。分段区域176提供顶部电极层150和底部电极层146二者的分段。在各种实施例中，分段区域176可以由绝缘材料形成。在具体实施例中，分段区域176由氧化物、氮化物或氮氧化物形成。在其他实施例中，分段区域176仅通过去除顶部电极层150和底部电极层146的在分段区域176中的部分来形成。在一些替选实施例中，分段区域176完全穿过气敏材料152并且可以形成连续的层。
另外，到顶部电极层150和底部电极层146两者的两个单独的电极区域的电连接通过例如金属化或者掺杂的半导体(未示出)来提供。这样的电连接通常包括形成在顶部电极层150和底部电极层146上或中的另外的绝缘分段(未示出)，这一点本领域普通技术人员将很容易理解。
图5a和5b图示包括气体传感器182和麦克风184的另外的实施例集成MEMS换能器180的俯视图和横截面视图。根据各种实施例，集成MEMS换能器180类似于上文中参考图4a和4b描述的集成MEMS换能器170；除了气体传感器182集成在环绕麦克风184的外围区域中。
在这样的实施例中，气敏材料152形成在顶部电极层150和底部电极层146之间并且在腔体156上方与结构层148相邻的外围区域中。顶部电极层150的中央部分形成用于麦克风184的可偏转隔膜，底部电极层146的中央部分形成用于麦克风184的穿孔的背板。类似地，顶部电极层150的外围区域和底部电极层146的外围部分一起分别形成用于气体传感器182的顶部电极和底部电极。如参考图4b所描述的，顶部电极层150和底部电极层146中的分段区域176将用于气体传感器182的感测电极与用于麦克风184的感测电极、隔膜和背板分离。在一些实施例中，集成MEMS换能器180包括温度感测元件161，如上文中参考图3a所描述的。麦克风184在一些实施例中可以是微扬声器。集成MEMS换能器180还可以包括集成的加热元件，如上文中参考图3a和3b中的集成MEMS换能器140所描述的。
图6a和6b图示包括第一交叉指型电极192和第二交叉指型电极194的另一实施例MEMS气体传感器190的俯视图和横截面视图。根据各种实施例，第一交叉指型电极192、第二交叉指型电极194和隔膜层196一起形成结构化隔膜，结构化隔膜具有在第一交叉指型电极192与第二交叉指型电极194之间的气体间隙中填充有气敏材料152的交叉指型电极。类似于上文中所描述的，气敏材料152可以实现为具有取决于具体气体浓度的电阻值或介电常数的材料。在这样的实施例中，第一交叉指型电极192和第二交叉指型电极194可以用作用于电阻气体传感器或电容气体传感器的电极。2013年1月16日提交的题为“Comb MEMSDevice and Method of Making a Comb MEMS Device”的共同待决的美国申请第13/743,306号以及2013年6月22日提交的题为“MEMS Device”的共同待决的美国申请第13/947,823号中包括了对交叉指型电极的进一步描述，这两个申请的全部内容通过引用合并于此。本文中所描述的各种实施例可以与用于梳状驱动或交叉指型电极MEMS传感器的制造技术组合以便制造MEMS气体传感器190。MEMS气体传感器190还可以包括集成的加热元件，如上文中参考图3a和3b中的集成MEMS换能器140或者图2a中的MEMS气体传感器110所描述的。
在各种实施例中，隔膜层196通过结构层144与衬底142间隔开。第一交叉指型电极192和第二交叉指型电极194可以由传导性材料形成，诸如上文中参考图2a的第一电极116和第二电极120所描述的。另外，第一交叉指型电极192和第二交叉指型电极194可以被形成为延伸通过隔膜层196和气敏材料152的脊部或鳍部。隔膜层196可以由绝缘材料形成，诸如氧化物、氮化物或者氮氧化物。在其他实施例中，隔膜层196与第一交叉指型电极192和第二交叉指型电极194由相同的材料形成，并且第一交叉指型电极192与第二交叉指型电极194之间包括另外的绝缘分段(未示出)。
图7图示用于形成MEMS换能器的实施例制造过程200的框图，其中制造过程200包括步骤202-222。根据各种实施例，制造过程200在步骤202中以衬底开始。衬底可以例如由半导体(诸如硅)或者其他材料(诸如聚合物)形成。在步骤204中在衬底上形成蚀刻阻挡层。蚀刻阻挡层可以是使用例如原硅酸四乙酯(TEOS)形成的氧化硅。在其他实施例中，蚀刻阻挡层可以是氮化硅。
在步骤206，通过形成和图案化用于第一电极层的层来形成第一电极层。步骤206可以包括沉积用于第一电极层的单个层或者用于第一电极层的多个层。作为多个层的示例，步骤206可以包括沉积绝缘层(诸如SiN)，沉积传导层(诸如多晶硅)，图案化传导层，沉积另一绝缘层(诸如SiN)，并且图案化所得到的层的堆叠。图案化可以包括用于产生具有穿孔的第一电极层结构的光刻工艺。作为单个层的示例，步骤206可以包括沉积传导层(诸如多晶硅)，并且图案化传导层。在各种实施例中，第一电极层可以是上文中参考图2a中的第一电极116描述的材料中的任何材料。在一些实施例中，步骤206还包括在衬底或者第一电极层中或者上形成温度感测元件，诸如上文中参考图3a和3b描述的温度感测元件161。
在其他实施例中，设想结构变型和材料替选。在一些替选实施例中，第一电极层可以由任何数目的层(传导的或者绝缘的)形成。例如，在一些实施例中，第一电极层可以包括金属、半导体或电介质的层。在一些实施例中，第一电极层可以由绝缘体上硅(SOI)或金属和介电层形成。
在各种实施例中，步骤208包括形成和图案化结构材料(诸如TEOS)和气敏材料。步骤208中的形成和图案化被执行，以便在用于MEMS麦克风或微扬声器的区域中提供用于第二电极层的间隔以及在用于MEMS气体传感器的区域中提供气敏材料。在各种实施例中，第一电极层和第二电极层可以是用于MEMS麦克风或微扬声器的背板和隔膜的部分，也可以是用于MEMS气体传感器的第一电极和第二电极的部分，如上文中参考其他附图所描述的。根据各种实施例，步骤208的气敏材料可以被图案化以形成如上文中参考其他附图所描述的气体传感器中的任何气体传感器。另外，步骤208的气敏材料可以包括参考图2a中的气敏材料122描述的材料中的任何材料。步骤208的结构层可以被图案化以便形成用于第二电极层的防粘连凸块。另外，步骤208中形成的结构层可以包括多个沉积和平坦化步骤，诸如化学机械抛光(CMP)。
步骤210包括形成第二电极层并且图案化第二电极层。第二电极层可以由例如多晶硅形成。在其他实施例中，第二电极层可以由其他传导性材料形成，诸如掺杂的半导体或金属。在各种实施例中，第二电极层可以由参考图2a中的第二电极120描述的材料中的任何材料形成。步骤210中的图案化第二电极层可以包括例如光刻工艺，光刻工艺定义用于MEMS气体传感器和MEMS麦克风两者的第二电极的形状或结构。第二电极层可以基于在步骤208中形成的结构在用于麦克风的隔膜的区域中包括防粘连凸块。
在一些实施例中，步骤210中形成第二电极层的步骤还可以包括形成与第二电极层形成在同一层中或上的温度感测元件的步骤。根据各种实施例，仅形成单背板麦克风，因此仅形成第一电极层和第二电极层。在这样的实施例中，可以省略步骤212和步骤214。
在用于形成双背板麦克风的各种实施例中，步骤212包括形成和图案化另外的结构材料(诸如TEOS)和气敏材料。类似于步骤208，可以在步骤212中形成和图案化结构材料以在用于MEMS麦克风或微扬声器的区域中将第三电极层与第二电极层间隔开，第三电极层可以形成第二背板，气敏材料可以在用于MEMS气体传感器的区域中被形成和被图案化。步骤212可以包括沉积参考步骤208描述的材料中的任何材料。步骤214包括形成和图案化第三电极层的层。在一些实施例中，步骤214中的形成和图案化包括例如层的沉积以及光刻图案化。在各种实施例中，步骤214可以包括与上文中参考步骤206中形成的第一电极层描述的特征和材料类似的特征和材料，并且同样的描述也适用于此。因此，在各种实施例中，步骤214还可以包括形成温度感测元件。
在步骤214之后，步骤216在各种实施例中包括形成和图案化另外的结构材料。结构材料可以是TEOS氧化物。在一些实施例中，结构材料被沉积作为用于随后的蚀刻或图案化步骤的牺牲材料或掩膜材料。步骤218包括形成和图案化接触焊盘。步骤218中的形成和图案化接触焊盘可以包括在现有的层中蚀刻接触孔以提供到第三电极层、第二电极层、第一电极层、衬底和温度感测元件的开口。在具体的实施例中，温度感测元件可以具有用于耦合到温度感测元件的两个接触焊盘的两个开口。
在形成到每个相应的结构或层的开口之后，可以通过在开口中沉积诸如金属等传导性材料并且图案化传导性材料以形成单独的接触焊盘来形成接触焊盘。步骤218还可以包括在金属化层中或者在接触焊盘之间形成温度感测元件。例如，可以在另外的接触焊盘之间形成具有取决于温度的电阻的电阻元件。在一个具体实施例中，在步骤218中在接触焊盘之间形成铂导线。在又一实施例中，步骤218还可以包括形成用于测量衬底的扩展电阻的后部接触。
在各种实施例中，步骤220包括形成后侧蚀刻，诸如Bosch蚀刻。后侧蚀刻在衬底中形成腔体，以便形成到制造的麦克风或温度传感器的开口或者形成参考腔体。步骤222包括执行释放蚀刻以去除保护并且固定第一电极层、第二电极层和第三电极层的结构材料。在步骤222中的释放蚀刻之后，麦克风的由例如第二电极层的部分形成的隔膜在一些实施例中可以自由移动。
制造过程200在具体实施例中可以被修改以仅包括用于集成麦克风的单个背板和隔膜。本领域技术人员将很容易理解，可以对上文中描述的一般制造序列做出大量修改以便提供本领域及时任何已知的各种益处和修改，这些益处和修改仍然包括本发明的各种实施例。在一些实施例中，制造序列200可以被实现为形成具有例如类似于单背板MEMS麦克风的结构的微麦克风。在其他实施例中，制造序列200可以被实现为仅形成气体传感器而没有集成麦克风。在各种实施例中，制造序列200还可以包括形成与气敏材料接触的单独的加热元件。
图8图示形成MEMS换能器的另一实施例方法250的框图，其中形成的方法250包括步骤252-260。根据各种实施例，步骤252包括在衬底上形成第一电极板。步骤254包括形成与第一电极板间隔开的第二电极板。步骤256包括通过在衬底的后侧蚀刻腔体来暴露第一电极板的底表面。腔体可以连接到用于MEMS换能器的封装件中的端口，其中端口提供到封装件外部的周围环境以及环绕封装件的周围环境的开口或耦合。
在各种实施例中，步骤258包括释放第一电极板和第二电极板。在释放之后，第一电极板和第二电极板在腔体中从下方和上方被释放。在这样的实施例中，第一电极板和第二电极板可以仍然通过形成(在步骤260中)在第一和第二电极板之间的气敏材料被连接，例如如上文中参考图2a、2b、3a、3b、4a、4b、5a、5b、6a和6b所描述的。
根据各种实施例，步骤260包括在第一电极板上形成气敏材料。在一些实施例中，气敏材料是具有关于具体气体的浓度变化的介电常数的气敏介电材料。例如，气敏介电材料具有随湿度——即空气中水汽的浓度——变化的介电常数。替代地，气敏介电材料可以是上文中参考其他附图所描述的电阻材料。
在另外的实施例中，形成的方法250可以包括不同顺序的另外的步骤。例如，形成的方法250可以包括用于形成第三电极板的另外的步骤。在一些实施例中，在与用于MEMS换能器的相同的步骤252-260期间形成麦克风。因此，使用相同的电极层同时形成气体传感器和麦克风。在另外的实施例中，还在形成的方法250期间形成温度感测元件。
根据各种实施例，步骤260可以在形成的方法250的结尾作为后处理步骤来执行。在这样的实施例中，如介电材料或电阻材料等气敏材料被分发、印刷或应用到释放的MEMS系统。在一些实施例中，气敏材料可以仅被应用于感测区域，例如，而非应用于麦克风部分，如上文中参考图2和3所描述的。在其他实施例中，气敏材料可以被应用于与声学换能部分分离的具体气体传感器部分内的电容板传感器，如上文中参考图4和5所描述的。在另外的实施例中，气敏材料可以应用于交叉指型电极，如上文中参考图6所描述的。在这样的实施例中，使用气敏材料的后处理填充可以被应用使得毛细力使用气敏材料填充交叉指型电极之间的间隙，并且所施加的量的气敏材料限制间隙之间的填充体积。在其他实施例中，步骤260在步骤252与步骤254之间执行，并且包括在形成第二电极板之前在第一电极板顶部沉积气敏材料。
根据实施例，一种微机电系统(MEMS)换能器包括具有第一腔体的衬底，第一腔体从衬底后侧穿过衬底。MEMS换能器还包括在衬底的上侧覆盖第一腔体的穿孔的第一电极板、在衬底的上侧覆盖第一腔体并且通过间隔区域与穿孔的第一电极板间隔开的第二电极板、以及在穿孔的第一电极板与第二电极板之间的间隔区域中的气敏材料。气敏材料具有取决于目标气体的浓度的电气性质。其他实施例包括各被配置成执行对应的实施例方法的对应的系统和装置。
实现可以包括以下特征中的一个或多个特征。在各种实施例中，MEMS换能器还包括集成在衬底上的MEMS声学换能器，其中MEMS声学换能器包括在衬底中覆盖第二腔体的穿孔的背板、以及覆盖第二腔体并且与穿孔的背板间隔开的可偏转隔膜。在一些实施例中，穿孔的背板与穿孔的第一电极板由相同的半导体层形成，并且可偏转隔膜与第二电极板由相同的半导体层形成。第一腔体和第二腔体可以是从衬底的后侧穿过衬底的相同的腔体。
在各种实施例中，穿孔的第一电极板包括穿孔的背板的中央部分，第二电极板包括可偏转隔膜的中央部分。在其他实施例中，穿孔的第一电极板包括穿孔的背板的外围部分，第二电极板包括可偏转隔膜的外围部分。
在各种实施例中，目标气体是水蒸气，并且气敏材料是湿度敏感材料。在具体实施例中，湿度敏感材料是聚酰亚胺。在其他实施例中，目标气体是二氧化碳。
在各种实施例中，MEMS换能器还包括在衬底的上侧上覆盖第一腔体并且通过另外的间隔区域与第二电极板间隔开的穿孔的第三电极板，并且还包括在穿孔的第三电极板和第二电极板之间的另外的间隔区域中的气敏材料。穿孔的第一电极板可以通过第一腔体以及包含MEMS换能器的封装件中的端口耦合到周围环境。在一些实施例中，穿孔的第一电极板覆盖第二电极板并且通过包含MEMS换能器的封装件中的顶部端口耦合到周围环境。
在各种实施例中，MEMS换能器还包括集成在衬底上的温度感测元件。MEMS换能器还可以包括与气敏材料物理接触的加热元件。在一些实施例中，MEMS换能器还包括旁路穿孔的第一电极板和第二电极板并且在第一腔体和衬底的上侧之间提供通风路径的通风开口。根据各种实施例，气敏材料包括具有取决于目标气体的浓度的介电常数的气敏介电材料。
根据实施例，一种制造MEMS传感器的方法包括在衬底上形成第一电极板，形成与第一电极板间隔开的第二电极板，通过在衬底的后侧蚀刻腔体来暴露第一电极板的底表面，释放第一电极板和第二电极板，以及在第一电极板与第二电极板之间形成气敏材料。其他实施例包括各被配置成执行对应的实施例方法的对应的系统和装置。
实现可以包括以下特征中的一个或多个特征。在各种实施例中，形成气敏材料包括在释放第一电极板和第二电极板之后将气敏材料作为液体分发到在第一电极板与第二电极板之间的区域中。作为液体分发气敏材料可以包括作为液体分发聚酰亚胺。在其他实施例中，形成气敏材料包括在形成第二电极板之前在第一电极板上沉积气敏材料。
在各种实施例中，气敏材料包括具有与目标气体的浓度成比例的介电常数的气敏介电材料。在其他实施例中，形成第一电极板包括形成穿孔的第一电极板。在衬底上形成穿孔的第一电极板还可以包括形成穿孔的背板，形成气敏材料可以包括在穿孔的背板上方的第一区域中形成气敏材料并且在穿孔的背板上方的第二区域中形成空气间隙，并且在气敏材料上形成第二电极板还可以包括在第二区域中的气体间隙上方形成可偏转隔膜。在一些实施例中，第一区域是外围区域，第二区域是中央区域。在其他实施例中，第二区域是外围区域，第一区域是中央区域。
在各种实施例中，方法还包括与形成穿孔的第一电极板同时地形成穿孔的背板，其中穿孔的背板和穿孔的第一电极板由相同的半导体层形成。在这样的实施例中，方法还包括与形成第二电极板同时地形成可偏转隔膜，其中可偏转隔膜和第二电极板由相同的半导体层形成并且可偏转隔膜与穿孔的背板间隔开。在一些实施例中，方法还包括形成热耦合到气敏材料的加热元件。方法还可以包括在衬底上形成温度感测元件。
根据实施例，一种MEMS换能器包括MEMS声学换能器，MEMS声学换能器包括覆盖衬底的穿孔的背板以及覆盖衬底并且通过第一间隔与穿孔的背板间隔开的隔膜。MEMS换能器还包括MEMS气体传感器，MEMS气体传感器包括覆盖衬底的穿孔的第一电极、覆盖衬底并且通过第二间隔与穿孔的第一电极间隔开的第二电极、以及在穿孔的第一电极与第二电极之间并且与穿孔的第一电极和第二电极接触的气敏电介质。其他实施例包括各被配置成执行对应的实施例方法的对应的系统和装置。
实现可以包括以下特征中的一个或多个特征。在各种实施例中，穿孔的背板和穿孔的第一电极由相同的半导体层形成。衬底可以包括腔体，并且穿孔的第一电极、第二电极和气敏电介质覆盖腔体。在一些实施例中，MEMS换能器还包括集成在衬底上的温度感测元件。在另外的实施例中，MEMS换能器还包括与气敏电介质物理接触的加热元件。
在各种实施例中，穿孔的第一电极形成在穿孔的背板的中央区域中，第二电极形成在隔膜的中央区域中。在其他实施例中，穿孔的第一电极形成在穿孔的背板的外围区域中，第二电极形成在隔膜的外围区域中。
根据本文中所描述的一些实施例，优点可以包括向集成产品添加了功能。一些实施例可以包括与共享的功能器件层(诸如电极层)集成在相同的半导体裸片中的声学换能器和气体传感器。与等同的麦克风制造序列相比，这样的实施例可以有利地在制造序列期间不包括额外的掩膜或者仅包括单个额外的掩膜。一些实施例的另一优点可以包括集成的温度感测功能。单个半导体中的集成在一些实施例中还可以有利地产生性能的改进和成本的降低。一些实施例的另外的优点可以包括通过单个封装件中的单个孔或端口或者共享的孔或端口向传感器组提供环境耦合。这样的实施例可以有利地改善性能，增加传感器系统的可互换性，并且简化设计约束。
虽然已经参考说明性实施例描述了本发明，然而本描述并非意图在限制意义上来理解。本领域技术人员在参考本描述时很清楚说明性实施例以及本发明的其他实施例的各种修改和组合。因此，所附权利要求旨在包括任何这样的修改或实施例。

Claims (34)

1.一种微机电系统MEMS换能器，包括：
衬底，包括从所述衬底的后侧穿过所述衬底的第一腔体；
穿孔的第一电极板，在所述衬底的上侧覆盖所述第一腔体；
第二电极板，在所述衬底的上侧覆盖所述第一腔体并且通过间隔区域与所述穿孔的第一电极板间隔开；
在所述穿孔的第一电极板与所述第二电极板之间的所述间隔区域中的气敏材料，其中所述气敏材料具有取决于目标气体的浓度的电气性质；以及
集成在所述衬底上的MEMS声学换能器，其中所述MEMS声学换能器包括：在所述衬底中覆盖第二腔体的穿孔的背板；以及覆盖所述第二腔体并且与所述穿孔的背板间隔开的可偏转隔膜。
2.根据权利要求1所述的MEMS换能器，其中
所述穿孔的背板与所述穿孔的第一电极板由相同的半导体层形成；以及
所述可偏转隔膜与所述第二电极板由相同的半导体层形成。
3.根据权利要求2所述的MEMS换能器，其中所述第一腔体和所述第二腔体是从所述衬底的后侧穿过所述衬底的相同的腔体。
4.根据权利要求3所述的MEMS换能器，其中所述穿孔的第一电极板包括所述穿孔的背板的中央部分，并且所述第二电极板包括所述可偏转隔膜的中央部分。
5.根据权利要求3所述的MEMS换能器，其中所述穿孔的第一电极板包括所述穿孔的背板的外围部分，并且所述第二电极板包括所述可偏转隔膜的外围部分。
6.根据权利要求1所述的MEMS换能器，其中所述目标气体是水蒸气，并且所述气敏材料是湿度敏感材料。
7.根据权利要求6所述的MEMS换能器，其中所述湿度敏感材料是聚酰亚胺。
8.根据权利要求1所述的MEMS换能器，其中所述目标气体是二氧化碳。
9.根据权利要求1所述的MEMS换能器，还包括：
在所述衬底的上侧覆盖所述第一腔体并且通过另外的间隔区域与所述第二电极板间隔开的穿孔的第三电极板；以及
在所述穿孔的第三电极板与所述第二电极板之间的所述另外的间隔区域中的所述气敏材料。
10.根据权利要求1所述的MEMS换能器，其中所述穿孔的第一电极板通过所述第一腔体和包含所述MEMS换能器的封装件中的端口耦合到周围环境。
11.根据权利要求1所述的MEMS换能器，其中所述穿孔的第一电极板覆盖所述第二电极板并且通过包含所述MEMS换能器的封装件中的顶部端口耦合到周围环境。
12.根据权利要求1所述的MEMS换能器，还包括集成在所述衬底上的温度感测元件。
13.根据权利要求1所述的MEMS换能器，还包括与所述气敏材料物理接触的加热元件。
14.根据权利要求1所述的MEMS换能器，还包括旁路所述穿孔的第一电极板和所述第二电极板并且在所述第一腔体和所述衬底的上侧之间提供通风路径的通风开口。
15.根据权利要求1所述的MEMS换能器，其中所述气敏材料包括介电常数取决于所述目标气体的浓度的气敏介电材料。
16.一种制造微机电系统(MEMS)传感器的方法，所述方法包括：
在衬底上形成第一电极板；
形成与所述第一电极板间隔开的第二电极板；
通过在所述衬底的后侧中蚀刻腔体来暴露所述第一电极板的底表面；
释放所述第一电极板和所述第二电极板；以及
在所述第一电极板与所述第二电极板之间形成气敏材料。
17.根据权利要求16所述的方法，其中形成所述气敏材料包括在释放所述第一电极板和所述第二电极板之后将所述气敏材料作为液体分发到在所述第一电极板与所述第二电极板之间的区域中。
18.根据权利要求17所述的方法，其中将所述气敏材料作为液体分发包括将聚酰亚胺作为液体分发。
19.根据权利要求16所述的方法，其中形成所述气敏材料包括在形成所述第二电极板之前在所述第一电极板上沉积所述气敏材料。
20.根据权利要求16所述的方法，其中所述气敏材料包括介电常数与目标气体的浓度成比例的气敏介电材料。
21.根据权利要求16所述的方法，其中形成所述第一电极板包括形成穿孔的第一电极板。
22.根据权利要求21所述的方法，其中
在所述衬底上形成所述穿孔的第一电极板包括形成穿孔的背板；
形成所述气敏材料包括在所述穿孔的背板上方的第一区域中形成所述气敏材料并且在所述穿孔的背板上方的第二区域中形成气体间隙；以及
在所述气敏材料上形成所述第二电极板还包括在所述第二区域中的所述气体间隙上方形成可偏转隔膜。
23.根据权利要求22所述的方法，其中所述第一区域是外围区域并且所述第二区域是中央区域。
24.根据权利要求22所述的方法，其中所述第二区域是外围区域并且所述第一区域是中央区域。
25.根据权利要求21所述的方法，还包括：
在形成所述穿孔的第一电极板的同时形成穿孔的背板，其中所述穿孔的背板和所述穿孔的第一电极板由相同的半导体层形成；以及
在形成所述第二电极板的同时形成可偏转隔膜，其中
所述可偏转隔膜和所述第二电极板由相同的半导体层形成，以及
所述可偏转隔膜与所述穿孔的背板间隔开。
26.根据权利要求16所述的方法，还包括形成热耦合到所述气敏材料的加热元件。
27.根据权利要求16所述的方法，还包括在所述衬底上形成温度感测元件。
28.一种微机电系统MEMS换能器，包括：
MEMS声学换能器，包括：
覆盖衬底的穿孔的背板，以及
覆盖所述衬底并且通过第一间隔与所述穿孔的背板间隔开的隔膜；以及
MEMS气体传感器，包括：
覆盖所述衬底的穿孔的第一电极，
覆盖所述衬底并且通过第二间隔与所述穿孔的第一电极间隔开的第二电极，以及
在所述穿孔的第一电极与所述第二电极之间并且与所述穿孔的第一电极和所述第二电极接触的气敏电介质。
29.根据权利要求28所述的MEMS换能器，其中所述穿孔的背板和所述穿孔的第一电极由相同的半导体层形成。
30.根据权利要求28所述的MEMS换能器，其中所述衬底包括腔体，以及所述穿孔的第一电极、所述第二电极和所述气敏电介质覆盖所述腔体。
31.根据权利要求28所述的MEMS换能器，还包括集成在所述衬底上的温度感测元件。
32.根据权利要求28所述的MEMS换能器，还包括与所述气敏电介质物理接触的加热元件。
33.根据权利要求28所述的MEMS换能器，其中
所述穿孔的第一电极形成在所述穿孔的背板的中央区域中；以及
所述第二电极形成在所述隔膜的中央区域中。
34.根据权利要求28所述的MEMS换能器，其中
所述穿孔的第一电极形成在所述穿孔的背板的外围区域中；以及
所述第二电极形成在所述隔膜的外围区域中。
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