CN110759313A - Mems传感器组件制造方法以及以该法制造的传感器组件 - Google Patents

Mems传感器组件制造方法以及以该法制造的传感器组件 Download PDF

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Abstract

本公开内容提供了一种MEMS传感器组件制造方法以及以该法制造的传感器组件。所述方法包括：提供滤膜，其包括在基板(100)上涂布微米尺寸或纳米尺寸的物体(102)；在所述基板(100)上沉积滤膜材料(104)；去除所述微米尺寸或纳米尺寸的物体(102)以在沉积的所述滤膜材料(104)中形成通孔(106)。该方法还包括提供MEMS传感器，所述MEMS传感器上具有开口并且能够经由该开口进行感测。该方法还包括将所述滤膜结合到所述MEMS传感器上，使得所述滤膜覆盖所述开口，从而形成MEMS传感器组件。

Description

MEMS传感器组件制造方法以及以该法制造的传感器组件
技术领域
本公开内容主要涉及用于制造MEMS传感器组件的方法，以及以该方法制造的MEMS传感器组件。
背景技术
现今，诸如笔记本电脑、平板电脑之类的便携式计算设备十分普遍，诸如智能手机之类的便携式通信设备也是如此。然而，这样的设备中留给麦克风或扬声器的内部空间十分有限。因此，麦克风和扬声器尺寸越来越小，并且变得越来越紧凑。此外，由于麦克风和扬声器部署在紧凑的便携式设备中，它们通常需要靠近设备的相关的声学输入或输出端口，故而容易因颗粒和水的进入而造成其中的MEMS传感器的故障。
在现有技术中，在有些MEMS传感器组件中会部署有颗粒过滤器，其防止某些类型的碎屑进入MEMS传感器中。
当前，颗粒过滤器中的防尘膜常常采用由细金属丝制成的丝网，或是由具有多个通孔的硅基板来形成的多孔结构。金属丝网薄膜的精细图案的形成是通过光刻法来进行的，这是需要昂贵的曝光设备和光掩模的复杂工艺。
发明内容
本公开内容的一个目的是提供一种制造MEMS传感器组件的方法的新技术方案。
根据本公开内容的第一方面，提供了一种制造MEMS传感器组件的方法，包括：提供滤膜，包括在基板上涂布微米尺寸或纳米尺寸的物体；在基板上沉积滤膜材料；以及去除微米尺寸或纳米尺寸的物体以在沉积的滤膜材料中形成通孔。所述方法还包括提供MEMS传感器，所述MEMS传感器上具有开口并且能够经由该开口进行感测。所述方法还包括将所述滤膜结合到所述MEMS传感器上，使得所述滤膜覆盖所述开口。
本领域技术人员可以理解上述涂布和沉积是在基板的同一侧上进行的，所涂布的微米尺寸或纳米尺寸的物体在制造过程中起到了掩模的作用。涂布微米尺寸或纳米尺寸的物体可以利用在其中散布有微米尺寸或纳米尺寸的物体的液体来进行旋涂。微米尺寸或纳米尺寸的物体可以具有任何适当的形状，诸如球形、星形、扁球形、多角形(例如六角形)、圆盘形，等等。
可选地，滤膜材料是非晶金属材料。
可选地，滤膜材料是金属玻璃。
可选地，滤膜材料是以5nm至5μm的厚度沉积的。
可选地，滤膜材料是以20nm至1000nm的厚度沉积的。
可选地，通孔是以1nm至100μm的内径形成的。
可选地，通孔是以100nm至10μm的内径形成的。
根据本公开内容的第二方面，提供了一种MEMS传感器组件，其是采用根据本公开内容的第一方面的方法来制造的。
可选地，所述MEMS传感器组件是用在麦克风模组或麦克风芯片中的。
在本公开内容的一个实施方案中所提供的MEMS传感器组件制造方法不需要采用光刻工艺，不需要昂贵的曝光设备和光掩模。通孔的内径可以通过所采用的微米尺寸或纳米尺寸的物体的大小来控制，只要改变所采用的微米尺寸或纳米尺寸的物体即可形成不同尺寸的通孔。
通过以下参照附图对本公开内容的示例性实施例的详细描述，本公开内容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内容的实施例，并且连同其说明一起用于解释本公开内容的原理。
图1概略示出了根据本公开内容的MEMS传感器组件制造方法的一个实施方案，其中图1(A)、图1(B)和图1(C)依次示出了滤膜制造过程中的各个步骤。
图2以横截面图示出了图1的方法的实施方案，其中图2(A)、图2(B)和图2(C)分别是图1(A)、图1(B)和图1(C)的横截面图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本公开内容的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开内容的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开内容及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
本公开内容提供了一种MEMS传感器组件制造方法、以及以该法制造的MEMS传感器组件。该MEMS传感器组件可以用在声学设备中，例如用在麦克风芯片或麦克风模组中。当然，对于本领域技术人员而言，该MEMS传感器组件也可以用在其它类型的设备中，在此不再具体说明。
图1概略示出了根据本公开内容的用于制造MEMS传感器组件的方法的一个实施方案，其中图1(A)、图1(B)和图1(C)依次示出了滤膜制造过程中的相应的步骤。图2以横截面图示出了图1的方法的实施方案，其中图2(A)、图2(B)和图2(C)分别是图1(A)、图1(B)和图1(C)的横截面图。
如图1(A)和图2(A)所示，首先在基板100上涂布微米尺寸或纳米尺寸的物体102。涂布微米尺寸或纳米尺寸的物体102可以通过利用在其中散布有微米尺寸或纳米尺寸的物体的液体的旋涂来进行。微米尺寸或纳米尺寸的物体102可以具有任何适当的形状，例如但不限于球形、星形、扁球形、多角形(例如六角形)、圆盘形，等等。
如图1(B)和图2(B)所示，在已经涂布有微米尺寸或纳米尺寸的物体102的基板100上沉积滤膜材料104。本领域技术人员可以理解图1(A)中所示的涂布和图1(B)中所示的沉积是在基板100的同一侧上进行的。
如图1(C)和图2(C)所示，将微米尺寸或纳米尺寸的物体102去除，以在沉积的滤膜材料104中形成通孔106。本领域技术人员能够理解，微米尺寸或纳米尺寸的物体102在制造过程中起到了掩模的作用。
如图1(A)至1(C)以及图2(A)至图2(C)所示的制造过程不涉及光刻技术，也不需要昂贵的曝光设备和光掩模。通孔106的内径可以借助于所采用的微米尺寸或纳米尺寸的物体102的大小来控制，只要改变所采用的微米尺寸或纳米尺寸的物体即可形成不同尺寸的通孔。
滤膜材料104可以是以5nm至5μm、优选地20nm至1000nm的厚度沉积的。通孔106可以是以1nm至100μm、优选地100nm至10μm的内径形成的。
滤膜材料104可以是非晶金属材料，优选地是金属玻璃。由于非晶金属具有不规则的原子排列并且没有特定的滑移面，因此与结晶金属相比，它具有更高的强度以及优异的疲劳性能、弹性变形能力、和抗震能力。有若干种方法可以生产非晶金属材料，包括极快速冷却，物理气相沉积(PVD)、电镀、脉冲激光沉积(PLD)、固态反应、离子辐射和机械合金化。
由于金属玻璃是各向同性和均匀的，故而基本上不存在由于多晶结构引起的缺陷诸如晶粒边界和偏析等，并且其尺寸效应小。因此，在设计微型过滤器时，不必考虑由于各向异性和尺寸引起的物理性质的变化，这方便了微型过滤器的结构设计。另外，由于金属玻璃是由多种元素组成的合金，因此微型过滤器设计中材料选择的范围变宽，并且可以设计和制造更高性能的微型过滤器。
按照如图1(A)至(C)以及图2(A)至图2(C)所示的方式提供的滤膜可被结合到MEMS传感器(未示出)上，由此形成MEMS传感器组件。MEMS传感器上具有开口，并且能够经由该开口接触待测物从而进行感测。提供MEMS传感器的工艺为本领域技术人员熟知，在此不再赘述。将滤膜结合到MEMS传感器上可以包括使得滤膜覆盖传感器的开口，从而使得滤膜能够起到过滤作用，在不影响传感器的感测功能的前提下防止颗粒、水等碎屑进入MEMS传感器组件中。
虽然已经通过例子对本公开内容的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开内容的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开内容的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本公开内容的范围由所附权利要求来限定。

Claims (9)

1.一种制造MEMS传感器组件的方法，其特征在于，包括：
提供滤膜，包括：
在基板上涂布微米尺寸或纳米尺寸的物体，
在所述基板上沉积滤膜材料，以及
去除所述微米尺寸或纳米尺寸的物体以在沉积的所述滤膜材料中形成通孔；
提供MEMS传感器，所述MEMS传感器上具有开口并且能够经由该开口进行感测；以及
将所述滤膜结合到所述MEMS传感器上，使得所述滤膜覆盖所述开口。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述滤膜材料是非晶金属材料。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述滤膜材料是金属玻璃。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述滤膜材料是以5nm至5μm的厚度沉积的。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述滤膜材料是以20nm至1000nm的厚度沉积的。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通孔是以1nm至100μm的内径形成的。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述通孔是以100nm至10μm的内径形成的。
8.一种MEMS传感器组件，其特征在于是采用根据权利要求1至7中任意一项所述的方法来制造的。
9.根据权利要求8所述的MEMS传感器组件，其特征在于，所述MEMS传感器组件是用在麦克风模组或麦克风芯片中的。
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