TW201736246A - Ｍｅｍｓ裝置與製程 - Google Patents

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史考特 里歐 卡吉爾
柯林 羅伯特 珍金斯
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Abstract

本申請案描述MEMS傳感器，其具有一通氣口結構，該通氣口結構設置於該通氣口結構之一可撓性膜片中。該通氣口結構包含至少一個可移動部分，且該通氣口結構被結構為當回應於橫跨該通氣口結構之一差壓時，該可移動部分可圍繞第一旋轉軸線及第二旋轉軸線旋轉，且該等旋轉軸線在該膜片之平面中延伸。

Description

MEMS裝置與製程
本發明係關於一種微機電系統(MEMS)裝置與製程，且尤其係關於一種與傳感器，例如，電容式麥克風，相關之MEMS裝置與製程。
各種MEMS裝置正變得愈來愈風行。MEMS傳感器且尤其是MEMS電容式麥克風正愈來愈多地用於諸如行動電話及攜帶型計算裝置之攜帶型電子裝置中。
使用MEMS製造製程所形成之麥克風裝置通常包含一或多個膜片，其中用於讀出/驅動之電極沈積於膜片及/或基板上。在MEMS壓力感測器及麥克風之狀況下，通常藉由量測一對電極之間的電容來實現讀出，該電容將隨著回應入射於膜片表面上之聲波而改變之電極間的距離而變化。
圖1a及圖1b分別展示已知電容式MEMS麥克風裝置100之示意圖及透視圖。電容式麥克風裝置100包含膜片層101，膜片層101形成可撓性膜片，該可撓性膜片回應聲波產生之壓力差而自由地移動。第一電極102機械地耦接至可撓性膜片，且其一起形成電容式麥克風裝置之第一電容板。第二電極103機械地耦接至大體上剛性結構層或背板104，其一起形成電容式麥克風裝置之第二電容板。在圖1a所展示之實例中，第二 電極103嵌入於背板結構104內。
電容式麥克風形成於基板105，例如，矽晶圓，上，並可於基板105上形成上部氧化物層106及下部氧化物層107。在基板中且在任何上覆層中之空腔108(在下文中被稱作基板空腔)被設置於膜片下方，且可使用穿過基板105之「背蝕(back-etch)」予以形成。基板空腔108連接至位於膜片正下方之第一空腔109。此等空腔108及109可共同地提供聲學容積，因此允許膜片回應於聲學刺激而移動。第二空腔110介入於第一電極102與第二電極103之間。
可在製造製程期間使用第一犧牲層(亦即，使用用以界定第一空腔的可隨後被移除之材料)且在第一犧牲材料上方沈積膜片層101來形成第一空腔109。使用犧牲層來形成第一空腔109意謂基板空腔108之蝕刻在界定膜片之直徑方面並不起任何作用。代替地，膜片之直徑係由第一空腔109之直徑(其又由第一犧牲層之直徑界定)結合第二空腔110之直徑(其又可由第二犧牲層之直徑界定)而界定。相比於使用濕式蝕刻或乾式蝕刻而執行之背蝕製程的直徑，使用第一犧牲層所形成之第一空腔109的直徑可被更準確地控制。因此，蝕刻基板空腔108將在下伏於膜片101之基板表面中界定開口。
在下文中被稱作放氣孔111之複數個孔連接第一空腔109與第二空腔110。
如所提及，可藉由在第一犧牲材料上方沈積至少一個膜片層101來形成膜片。以此方式，該(等)膜片層之材料可延伸至支撐該膜片之支撐結構(亦即，側壁)中。膜片及背板層可由彼此實質上相同的材料形成， 例如，可藉由沈積氮化矽層來形成膜片及背板兩者。膜片層可經定尺寸為具有所需可撓性，而背板可經沈積為較厚且因此較剛性的結構。另外，可在形成背板104時使用各種其他材料層以控制其屬性。使用氮化矽材料系統在許多方面係有利的，但可使用其他材料，例如，使用多晶矽膜片之MEMS傳感器為吾人所知。
在一些應用中，麥克風可經配置為在使用中使得經由背板來接收入射聲音。在此等情況下，在下文中被稱作聲學孔112之另外複數個孔配置於背板104中，以便允許空氣分子自由地移動，使得聲波可進入第二空腔110。第一空腔109及第二空腔110結合基板空腔108允許膜片101回應於經由背板104中之聲學孔112進入的聲波而移動。在此等情況下，基板空腔108通常被稱為「背部容積(back volume)」，且其可被實質上密封。
在其他應用中，麥克風可經配置使得可在使用中經由基板空腔108來接收聲音。在此等應用中，背板104通常仍具備複數個孔以允許空氣在第二空腔與背板上方之另外容積之間自由地移動。
亦應注意，儘管圖1展示背板104正支撐於膜片的與基板105相對之側上，但如下配置為吾人所知：背板104經形成為最接近於基板，其中膜片層101支撐於其上方。
在使用中，回應於與入射於麥克風上之壓力波對應的聲波，膜片自其均衡位置稍微變形。下部電極102與上部電極103之間的距離相應地變更，從而引起兩個電極之間的隨後由電子電路系統(圖中未示)偵測之電容改變。放氣孔允許第一空腔及第二空腔中之壓力在相對長的時間標 度內均衡(就聲頻而言)，此縮減(例如)起因於溫度變化及其類似者的低頻壓力變化之效應，但不影響所要聲頻下之靈敏度。
圖1所展示之傳感器被顯示為支撐膜片層101之實質上垂直的側壁將與背板104形成隔開關係。由於沈積製程之特性，這可能在形成膜片之材料層中所形成的拐角處導致高應力集中。傾斜或歪斜的側壁可用以縮減應力集中。另外或替代地，已知的是包括諸如管柱之數個支撐結構來幫助以縮減應力集中之方式支撐膜片。此等管柱係藉由如下操作而形成：圖案化用以界定第一空腔109之第一犧牲材料，使得基板105在沈積形成膜片層101之材料之前曝露於數個區域中。然而，此製程可能在管柱之區域中的背板層之上部表面中導致小凹坑。
諸如圖1所展示之MEMS傳感器的MEMS傳感器可有效地用於包括攜帶型裝置之一系列裝置中。尤其在用於攜帶型裝置時，需要使MEMS傳感器足夠堅固以經受得住對該裝置之預期處置及使用。因此，通常需要改良MEMS裝置之彈性。
因此，為了有效地用於攜帶型電子裝置中，此等傳感器應能夠經受得住對攜帶型裝置之預期處置及使用，其可包括該裝置意外地掉落。
若諸如行動電話之裝置經受下落，則此可不僅引起歸因於撞擊之機械衝擊，而且引起入射於MEMS傳感器上之高壓脈衝。舉例而言，行動電話可在裝置之一個面上具有用於MEMS麥克風之聲音/聲學埠。若裝置以該面下落，則一些空氣可受到下落的裝置壓縮且被強迫至聲音埠中。此可引起入射於傳感器上之高壓脈衝。已發現，在上文所描述之形式的習知MEMS傳感器中，高壓脈衝可潛在地導致對傳感器之損害。
用以界定第一空腔及第二空腔之犧牲材料被設定尺寸，以便在膜片層101與基板105之間提供所要均衡分離，以及於使用時在膜片層101與背板104之間提供良好的靈敏度及動態範圍。在正常操作中，膜片可在由第一空腔及第二空腔界定之容積內變形，而不接觸背板及/或基板105。
然而，回應於高壓脈衝，膜片層101可展現之變形量大於常見情形之變形量。圖2a說明膜片在高壓事件之後向下變形之情形，且圖2b展示膜片已向上位移之情形。
考慮如下情形：麥克風被設置為自配置於背板104上方之聲音埠接收入射聲音，且聲音埠壓力，例如由於在裝置下落時所截留之空氣被強迫進入聲音埠中而突然增加。此可能引起第二空腔110中之壓力顯著地大於第一空腔109中之壓力，從而使膜片向下位移之程度大於常見情形之程度。此可能在膜片層101形成支撐結構201之側壁之部分的點301處引起相對大的應力，且在一些情況下，可能因此引起膜片層自側壁結構之其餘部分脫層。另外，若壓力差足夠大，則膜片可在由基板空腔108之開口之側壁202界定的基板之邊緣處接觸基板105。通常，基板空腔之開口之位置處的基板之邊緣具有相對尖銳的角度，且因此膜片可圍繞此邊緣變形，從而在此點302處導致大應力集中。
如先前所提及，膜片層101通常將由半導體材料諸如氮化矽，之一或多個薄層形成。儘管此材料可在甚至經受應力時仍為可撓性的，但若存在諸如可藉由接觸基板空腔108之開口之邊緣而在點302處引入至膜片中的顯著局域化平面外應力，則膜片材料可相對脆。因此，膜片與 基板空腔之開口之邊緣之間的以此方式之接觸可導致諸如膜片破裂之損害。
上文關於圖1所論述之放氣孔將在第一空腔與第二空腔之間提供流動路徑，且因此通過放氣孔之空氣流動將隨著時間推移而縮減作用於膜片上之壓差。然而，放氣孔通常經有意地配置以提供有限量之流動，以便提供所要頻率回應。因此，在通過放氣孔之流動用以均衡第一空腔及第二空腔中之壓力之前，可橫跨膜片維持高壓差持續相對長的時間段。可藉由變更放氣孔之大小及/或數目來改變經由放氣孔進行均衡所花費的時間，但此可負面地影響傳感器效能。
由於由所截留之空氣造成的高壓可持續相對長的時間，故第一空腔及第二空腔中之壓力可依靠如所論述之放氣孔而均衡。因此，第一空腔及基板空腔中之壓力可增加直至壓力均衡為止。然而，一旦空氣不再被強迫至聲音埠中，聲音埠中之壓力就將相當快速地縮減，且由於背板通常具有低聲學阻抗，故第二空腔中之壓力將快速地縮減。此時，第一空腔中之壓力可顯著地大於第二空腔中之壓力，且因此膜片可向上變形之程度再次大於通常在該狀況下可達到之程度。再次，此可在膜片層101與支撐結構之側壁交會的區301中導致顯著應力。若壓力差足夠大，則膜片可位移得足夠遠以接觸背板104。此相較於圖2a所展示之情形可限制膜片之行進量，但此再次可在膜片層接觸背板104的點303處將應力引入至膜片層中。再次，可花費一段時間來使此壓差依靠通過放氣孔之流動而縮減。
應瞭解，當經由基板空腔108來接收聲音時，這二種情形也可能 發生，但以相反次序發生。
圖3a至圖3c展示先前所提出之MEMS傳感器，其包含可撓性膜片101及呈可移動部分或「掀板(flap)」402之形式的可變通氣口結構401。可移動掀板部分係由薄通道403界定，薄通道403穿過膜片且部分地將可移動掀板部分與膜片之其餘部分分離，同時保持經由連接部分404而附接至膜片之其餘部分。
可移動掀板部分402被配置而使得其均衡位置，亦即，實質上無壓差作用於可移動部分上的位置，在膜片之平面內。回應於橫跨通氣口結構之可移動部分的壓差，可移動部分偏轉為遠離膜片之平面以便曝露膜片中之孔。以此方式，在膜片上方之第一容積與在膜片下方之第二容積之間的通過通氣口結構之流動路徑之大小回應於作用於可移動部分上之可變壓差而變化。
圖3b以透視圖說明膜片之部分以及可變通氣口。在此實例中，在膜片下方之容積中的壓力充分地大於在膜片上方之容積中的壓力，使得可移動掀板部分402已向上偏轉為遠離膜片表面之其餘部分。此會敞開通過膜片之流動路徑，亦即，有效地敞開基板中之孔。若壓差充分地增加，則可移動部分402可進一步偏轉且因此提供較大量之敞開，亦即，較大流動路徑。
此可移動部分因此可採用一位置範圍。此等位置取決於作用於可移動部分(或可變通氣口)上之壓差。可移動部分偏轉之程度亦判定可移動部分阻擋/曝露通過膜片之孔的量，且因此判定流動路徑之大小。
圖3所展示之結構已被展示為用以縮減在相對高壓差下作用於膜 片上之壓差。然而，由於由於撞擊而被強迫進入主機裝置之聲音埠中之，例如空氣，所產生的壓力脈衝曲線常常可在幾毫秒內達到峰值。因此，除非通氣口結構可理想地在此時間範圍內快速地作出回應，否則仍可因高壓或「過壓」事件而遭受損害。
本發明係關於改良MEMS裝置對入射於MEMS傳感器上之高壓脈衝的彈性。詳言之，本發明係關於改良設置於MEMS傳感器之可撓性膜片上的通氣口結構之回應時間。因此，本發明係關於促進在膜片之上部表面與下部表面之間出現的壓差之均衡。
根據本發明之一態樣，提供一種MEMS傳感器，其包含：一可撓性膜片，該可撓性膜片具有包含至少一個可移動部分之一通氣口結構，其中該通氣口結構經組態使得回應於橫跨該通氣口結構之一差壓，該可移動部分可圍繞第一旋轉軸線及第二旋轉軸線旋轉，該等軸線或旋轉在該膜片之平面中延伸。
根據本發明之一另外態樣，提供一種MEMS傳感器，其包含：一可撓性膜片，該可撓性膜片具有包含由一單一接頭結構連接至該膜片之至少一個可移動部分之一通氣口結構，其中該通氣口結構經組態使得於回應於橫跨該通氣口結構之一差壓時，該可移動部分可圍繞於在該膜片之平面中延伸的一第一旋轉軸線及實質上正交於該第一旋轉軸線且在該可移動部分之平面中延伸的一第二旋轉軸線旋轉，其中該第一旋轉軸線與該第二旋轉軸線在該接頭結構處相交。
回應於橫跨該通氣口結構之該可移動部分的一差壓，該可移動部 分偏轉以顯露該可撓性膜片中之一可變大小孔隙。因此，回應於橫跨該通氣口結構之該可移動部分的一差壓，該可移動部分偏轉以提供通過該可撓性膜片之一流動路徑。該孔隙之大小及因此該流動路徑之大小隨著該可移動部分偏轉而增加。此促進作用於該膜片之對置表面上的壓力之均衡且傾向於使該可移動部分恢復至其均衡位置。
該可撓性膜片展現可被視為與通過該可撓性膜片之該流動路徑之最小大小對應的一均衡位置。因此，在該均衡位置處，橫跨該通氣口結構之該差壓不足以致使該可移動部分偏轉，且通過該膜片之該流動路徑之大小係極微的/可忽略的。
回應於橫跨該通氣口結構之一差壓，該可移動部分可潛在地圍繞兩個旋轉軸線旋轉。在均衡時，兩個旋轉軸線可被視為實質上在該膜片之平面內延伸。然而，一旦該可移動部分已偏轉為高於或低於該膜片之平面，該第二旋轉軸線就可被視為在該可移動部分之平面中延伸。該等旋轉軸線可相互正交或可彼此非正交。
可方便地相對於將該/每一可移動部分連接至該可撓性膜片之一接頭結構或「鉸鏈」來界定該等旋轉軸線。該接頭結構可由設置於該膜片層內之一或多個通道界定。舉例而言，該接頭結構可包含形成該可移動部分與該可撓性膜片之其餘部分之間的一連接的一簡單連接部分一或膜片材料之「頸部」。因此，該可移動部分可由延伸通過該膜片材料之一隙縫或通道界定，以藉此將該可移動部分與該膜片之其餘部分分離，且因此界定該可移動部分之一周邊形狀。該接頭結構之最簡單形式可包含界定於該通道之兩個終止端或兩個終止區之間的一連接部分。該 接頭結構可進一步包含一實質上狹長橫桿結構，其鄰近於該連接部分而延伸且位於該膜片之其餘部分與該連接部分之間。
因此，界定該可移動部分之該通道可被視為在該通道之兩個端點之間界定一路徑。每一端點可被視為在該通道之一終止區處。界定於該通道之該等終止區之間的該連接部分之一寬度可被視為該通道之一個終止區上的一第一點與該通道之另一終止區上的一對應點之間的距離。
一第一旋轉軸線可被視為與該接頭結構之一寬度實質上重合或平行於該寬度。因此，該第一旋轉軸線可與橫跨形成於一通道之兩個終止端或終止區之間的一連接部分之一寬度重合或平行於該寬度，該通道將該可移動部分與該膜片之其餘部分分離。替代地，該第一旋轉軸線可與該接頭結構之一實質上狹長橫桿的縱向區段重合或平行於該縱向區段。取決於作用於該通氣口結構上之合力，該可移動部分圍繞此第一旋轉軸線之旋轉將致使該可移動部分偏轉為高於或低於該膜片之該表面之其餘部分。
在均衡時，該第二旋轉軸線亦在該膜片之平面中延伸，且具有實質上垂直於該接頭結構之一寬度的一分量。該可移動部分圍繞此第二旋轉軸線之旋轉傾向於致使該可移動部分之一個側向邊緣/拐角(取決於該可移動部分之形狀)相對於該膜片表面之平面向上偏轉，而相對側向邊緣/拐角相對於該膜片表面之平面向下偏轉。
因此，該接頭結構可被視為包含允許該或每一可移動部分圍繞第一旋轉軸線及第二旋轉軸線旋轉之一雙重鉸鏈。
因此，該可移動部分能夠藉由圍繞該第二旋轉軸線旋轉而相對於 該膜片之平面圍繞該接頭結構「傾斜」。傾向於最初在一高壓事件之後發生的圍繞該第二旋轉軸線之此傾斜傾向於引起最初曝露之孔隙的比例大於在該可移動部分受到約束以僅圍繞該第一旋轉軸線旋轉之情況下將顯露的比例。
該可移動部分圍繞該第二旋轉軸線旋轉之能力有利地使該通氣口結構能夠回應於橫跨該膜片之一差壓而更快速地敞開。此有益地在一壓力脈衝事件之後引起橫跨該膜片之更快速壓力均衡。
根據本發明之另一態樣，提供一種MEMS傳感器，其包含：一可撓性膜片，該可撓性膜片具有包含至少一個可移動部分之一通氣口結構，其中該/每一可移動部分係由具有一寬度之一接頭結構連接至該膜片，該通氣口結構經組態使得於回應於橫跨該通氣口結構之一差壓時，該可移動部分可圍繞具有垂直於該接頭結構之該寬度之一分量的一旋轉軸線旋轉。
因此，該通氣口結構可經組態使得圍繞具有垂直於該接頭結構之橫向方向之一分量的一旋轉軸線發生該可移動部分之旋轉。舉例而言，此可由於該(等)可移動部分之形狀及/或每一可移動部分連接至該膜片之其餘部分的方式。
根據本發明之另一態樣，提供一種MEMS傳感器，其包含：一可撓性膜片，該可撓性膜片具有包含至少一個可移動部分之一通氣口結構，其中該可移動部分係由一接頭結構連接至該膜片之其餘部分，且其中自連接部分之中心在實質上正交於該連接部分之寬度之一方向上橫跨該可移動部分而延伸的一假想線將該可移動部分分割成第一區段及 第二區段，該第一區段相比於該第二區段具有一較大表面積。
根據本發明之另一態樣，提供一種MEMS傳感器，其包含：一可撓性膜片，該可撓性膜片具有包含至少一個可移動部分之一通氣口結構，其中該可移動部分係由具有一寬度之一連接部分連接至該膜片之其餘部分，且其中該可移動部分圍繞自該連接部分之中心在實質上正交於該連接部分之該寬度之一方向上橫跨該可移動部分而延伸的一假想線不對稱。
由於橫跨該通氣口結構之一差壓，一合力作用於該可移動部分上而致使其偏轉。因此，在諸如導致作用於該可移動部分之一個平面表面上的壓力(亦即，力/單位面積)與作用於該可移動部分之相對平面表面上的壓力之間的一差的一撞擊事件的情境中，一合力在較大壓力之方向上作用於該可移動部分之該表面上。
由於橫跨通氣口(例如，在自該可移動部分之上部表面至下部表面或自下部表面至上部表面之方向上)之一差壓，相比於作用於該可移動部分之一個區段的小表面積上，較大的總體力將作用於該區段之較大表面積上。此導致該可移動部分圍繞該第二旋轉軸線之一旋轉。
根據另一態樣，提供一種MEMS傳感器，其包含：一可撓性膜片，該可撓性膜片具有包含至少一個可移動部分及一接頭結構之一通氣口結構，該接頭結構設置於該可移動部分之將該可移動部分連接至該可撓性膜片的一連接邊緣上，其中該接頭結構設置於該連接邊緣上之一偏心位置處。
根據本發明之另一態樣，提供一種MEMS傳感器，其包含：一可 撓性膜片，該可撓性膜片具有包含至少一個可移動部分之一通氣口結構，其中該可移動部分係由一接頭結構連接至該膜片之其餘部分，且其中自該接頭結構之中心橫跨該可移動部分而實質上正交地延伸的一假想線將該可移動部分分割成第一區段及第二區段，使得回應於橫跨該膜片之一差壓，在第一部分上出現之合力誘發圍繞該假想線之一力矩，該力矩大於由在第二部分上出現之合力誘發之一力矩。
根據本發明之另一態樣，提供一種MEMS傳感器，其包含：一通氣口結構，該通氣口結構包含一可移動部分，該可移動部分回應於橫跨該通氣口結構之一差壓而傾斜，使得該可移動部分之一個邊緣偏轉為低於膜片之平面，而該可移動部分之一相對邊緣偏轉為高於該膜片之平面。
一般而言，提供一種MEMS傳感器，其包含設置於該傳感器之一可撓性膜片中的至少一個通氣口結構。該MEMs傳感器可為一電容式麥克風。該可撓性膜片可支撐於一第一容積與一第二容積之間，且一流動路徑可藉助於該通氣口而設置於該第一容積與該第二容積之間。該通氣口結構可包含可移動以便敞開自該第一容積延伸至該第二容積之一孔的一可移動部分。該可移動部分可靜止地佔據該孔之區域中的至少一些且可能佔據其大部分，但該可移動部分可回應於橫跨該孔之一局域壓差而移動，以便變化被敞開以提供一流動路徑之該孔的大小。換言之，該可移動部分可在均衡時有效地關閉該孔之至少部分，但該可移動部分可移動以便變化該孔關閉之程度。該可移動部分較佳地經配置以在正常操作壓差下使該孔(亦即，孔隙)保持關閉，但進一步在可潛在地對該膜片 造成損害之較高壓差下增加該流動路徑之大小，例如，使該孔關閉得較少。該通氣口可因此被視為一可變孔隙。
因此，該通氣口結構充當用以縮減作用於該膜片上之該壓差的一種類型之釋壓閥。然而，不同於該膜片中具有固定面積且因此具有固定大小之流動路徑的放氣孔(若存在)，該可變通氣口具有回應於一壓差而變化之一流動路徑大小(亦即，孔隙)。因此，該通氣口允許通氣之程度取決於作用於該通氣口上之該壓差一其明顯地取決於該第一容積及該第二容積中之至少一者的壓力。因此，該通氣口結構提供一可變聲學阻抗。
該傳感器可包含一背板結構，其中該可撓性膜片層係相對於該背板結構而被支撐。該背板結構可包含通過該背板結構之複數個孔。在至少一個通氣口結構形成於該可撓性膜片層中時，通過該背板結構之該等孔中的至少一者可包含在與該可撓性膜片層中之一通氣口結構之位置對應的一位置中的一通氣孔。該背板中之該通氣孔的區域可在該可撓性膜片中之該可變通氣口首次敞開時的一位置處側向地延伸為遠離該可撓性膜片中之該通氣口之敞開區域。在至少一個通氣口結構形成於該可撓性膜片層中並包含經由一橫桿結構而連接至該膜片之其餘部分的一可移動部分且該可移動部分及該橫桿結構係由穿過該可撓性膜片之通道界定時；則該膜片中並不形成通過在使用中之該膜片的可變流動路徑之部分的通道之位置可經配置以免與該背板結構中之該複數個孔中的任一者之位置實質上重疊。
該傳感器可為諸如一麥克風之一電容式感測器。該傳感器可包含 讀出電路系統(類比及/或數位)。該傳感器及該電路系統可一起設置於一單一半導體晶片(例如，一整合式麥克風)上。替代地，該傳感器可在一個晶片上，且該電路系統可設置於一第二晶片上。該傳感器可位於具有一聲音埠(亦即，一聲學埠)之一封裝內。該傳感器可實施於一電子裝置中，該電子裝置可為以下各者中之至少一者：一攜帶型裝置；一電池供電裝置；一音訊裝置；一計算裝置；一通信裝置；一個人媒體播放器；一行動電話；一平板電腦裝置；一遊戲裝置；及一語音控制裝置。
任何給定態樣之特徵可與任何其他態樣之特徵組合，且本文中所描述之各種特徵可以任何組合實施於給定實施例中。
針對以上態樣中之每一者提供製造MEMS傳感器之關聯方法。
100‧‧‧電容式MEMS麥克風裝置
101‧‧‧膜片層/可撓性膜片
102‧‧‧第一電極/下部電極
103‧‧‧第二電極/上部電極
104‧‧‧大體上剛性結構層或背板/背板結構
105‧‧‧基板
106‧‧‧上部氧化物層
107‧‧‧下部氧化物層
108‧‧‧基板空腔/容積
109‧‧‧第一空腔
110‧‧‧第二空腔
111‧‧‧放氣孔
112‧‧‧聲學孔
201‧‧‧支撐結構
202‧‧‧側壁
301‧‧‧點/區
302、303、P、X、Y‧‧‧點
401‧‧‧可變通氣口結構
402‧‧‧可移動部分或「掀板」/可移動掀板部分
403‧‧‧薄通道
404、505‧‧‧連接部分
501、601‧‧‧可撓性膜片
502、502a、602、702a及702b‧‧‧可移動部分
502b、502c‧‧‧可移動部分/掀板
503‧‧‧橫桿結構/橫桿
504‧‧‧次級通道
603‧‧‧連接邊緣
604‧‧‧接頭結構
1100‧‧‧傳感器
1101‧‧‧蓋罩/外殼
1102‧‧‧封裝基板
1103‧‧‧接合導線
1104‧‧‧接點
1105‧‧‧環
1106‧‧‧連接件
1107‧‧‧外殼
a1‧‧‧第一區段
a2‧‧‧第二區段
A‧‧‧膜片孔隙
C‧‧‧中心線
d1‧‧‧第一線/距離
R1‧‧‧第一旋轉軸線
R2‧‧‧第二旋轉軸線
Rc‧‧‧分量
t‧‧‧切向分量
w‧‧‧寬度
現在將參考隨附圖式而僅作為實例來描述本發明，圖式中：圖1a及圖1b以截面圖及剖視透視圖說明已知電容式MEMS傳感器；圖2a及圖2b說明高壓事件可如何影響膜片；圖3a至圖3c說明已知的可變通氣口結構；圖4說明根據第一實例之具有通氣口結構之可撓性膜片，其中該通氣口結構在均衡位置中；圖5說明在橫跨通氣口之第一壓差之情境下的根據第一實例之具有通氣口結構之可撓性膜片；圖6說明在橫跨通氣口之第二壓差之情境下的根據第一實例之具有通氣口結構之可撓性膜片；圖7說明例示本發明之數個其他通氣口結構；及 圖8a至圖8h說明各種MEMS傳感器封裝。
本發明之實施例係關於MEMS傳感器，其包含傳感器結構，該傳感器結構包含支撐於第一容積與第二容積之間的可撓性膜片。舉例而言，第一容積可包含在膜片與基板之間的第一空腔109及/或形成於基板中之容積108。第二容積可包含在膜片與背板之間的第二空腔110及/或與第二空腔進行流體連通之任何容積(例如，頂埠實施例中之聲音埠)。
為了縮減高壓情形中之損害的可能性，傳感器結構包含與該第一容積及該第二容積中之至少一者連通的至少一個通氣口結構。通氣口結構包含可回應於橫跨通氣口結構之壓差而移動的至少一個可移動部分。
圖4、圖5及圖6說明根據第一實例之可撓性膜片501。
參看圖4、圖5及圖6所說明之實例，可撓性膜片501包含具有三個可移動部分502a、502b、502c之通氣口結構。在此實例中，可移動部分中之每一者為不規則多邊形，且係由接頭結構連接至膜片之其餘部分。在此實例中，接頭結構包含連接部分505及橫桿結構503。
可移動部分中之每一者係由通道403形成，通道403自膜片之上部表面延伸至通道之下部表面。可藉由蝕刻通過膜片而形成之通道403部分地將可移動部分中之每一者與膜片501之其餘部分分離。橫桿結構中之每一者係由延伸通過膜片且可藉由蝕刻通過膜片而形成之次級通道504所形成。
連接部分包含由通道403之終止端或終止區界定的膜片材料之部分或「頸部」。返回參看(例如)圖3a，將瞭解，包含膜片材料之極淺頸部 的連接部分可直接形成於通道403之終止端之間。終止端之間的距離表示連接部分之寬度w。替代地，如由圖4a之掀板502b所說明，通道403之終止區向內朝向可移動部分之中心區延伸，以藉此界定膜片材料的具有寬度w之更明顯頸部。界定於通道之終止區之間的連接部分之寬度可被視為通道之一個終止區上的第一點與通道之另一終止區上的對應點之間的距離。
作為一另外實例，且如由圖4a之掀板502c所說明，通道之終止區可界定C形或U形路徑，使得在終止端之間繪製的線將與通道相交。在此狀況下，將瞭解，儘管連接部分不直接設置於通道403之終止端之間，但連接部分仍為界定於通道之終止區之間的膜片材料之頸部。
可移動部分中之每一者沿著與膜片之合作邊緣大體上重合的連接邊緣連接至膜片之其餘部分。可移動部分之連接邊緣係藉由通道403而與膜片之其餘部分分離，惟在接頭結構處除外。在此實例中，接頭結構設置於可移動部分之連接邊緣上的偏心位置處。將瞭解，可移動部分之「連接邊緣」被界定為併有接頭且在圖4a上所展示之點X與點Y之間延伸的邊緣。
當然將瞭解，通道403確實表示用於使空氣流動通過膜片之路徑，然而，通道403可被形成為具有極窄寬度，且因此，在可移動掀板部分在均衡位置中，藉以可移動部分嵌合以實質上關閉孔隙時，將存在極微的或可忽略的空氣流通過通道。
通道403之寬度可受到以下各者限制：對最小可蝕刻間隙之光微影製程約束；或針對用於使可移動元件彎曲及撓曲但越過結構之其餘部 分的一些機械空隙之需要。又，窄間隙將傾向於具有較大分率的製造公差，從而導致在關閉時的聲學阻抗之較寬變化且因此導致(例如)麥克風之低頻衰減的較寬變化。
相對於範圍為20μm至50μm之典型通氣口結構，典型寬度可為1μm。然而，取決於聲學規格或製造製程能力，寬度可小或大十倍。如所提及，界定可移動通氣口部分之通道的線寬可影響諸如低頻衰減之因素。在選擇適當線寬時，可模擬不同寬度之效應及/或可製造及測試不同設計。
圖4a、圖4b及圖4c展示在橫跨膜片之壓差為零或接近於零時處於實質上關閉或「均衡」狀態中的通氣口結構。圖5a、圖5b及圖5c展示在第一相對低壓差下的通氣口結構之可移動部分之位置。圖6a、圖6b及圖6c展示在第二相對高壓差下的通氣口結構之可移動部分之位置。
圖4a、圖4b及圖4c分別展示在橫跨膜片之壓差為零或接近於零且可移動部分502a、502b及502c因此實質上在平面內或與膜片之平面表面「齊平」時的可撓性膜片501之平面圖、側視圖及正視圖。在此狀況下，通過膜片之流動路徑實質上關閉(其中取決於通道403之大小，任何極微的空氣流通過膜片)。
參考展示來自可撓性件之上部表面之平面圖的圖4a，可看到可移動部分502展現不規則多邊形形狀。可移動部分中之每一者可被視為在假想「中心線」C之任一側延伸，假想「中心線」C自接頭結構之中心延伸並朝向實質上與該連接部份之寬度一致或平行的線正交的方向跨越該可移動部份。中心線C將可移動部分分割成第一區段a1及第二區段 a2。可移動部分502相對於假想中心線C為不對稱，且可看到第一區段a1相比於第二區段a2展現較大表面積。
在膜片之上部表面及下部表面上所經歷的壓力之間引起壓差的事件之後，可移動部分偏轉出膜片之平面。圖5a、圖5b及圖5c分別展示在橫跨通氣口之第一壓差之情境下的可撓性膜片501之平面圖、側視圖及正視圖。自圖5b及圖5c可最明顯地看出，可移動部分502中之每一者已圍繞第一旋轉軸線R1及第二旋轉軸線R2(圖5a上所展示)旋轉，藉此致使可移動部分偏轉為遠離膜片之其餘部分，以便顯露膜片中之孔隙A。孔隙A提供通過膜片之流動路徑。
每一可移動部分之第一旋轉軸線R1與橫桿503之狹長部分實質上重合或平行於該狹長部分。孔隙A可被視為大體上圓形(但將瞭解，在此實例中，孔隙之外部邊緣係由直邊緣形成)。因此，第一旋轉軸線R1可被視為具有切向分量t-亦即，可相對於通氣口結構或孔隙切向地解析之分量。在此特定實例中，第一旋轉軸線與切向分量實質上重合。
第二旋轉軸線R2在膜片之平面中橫跨通氣口結構而延伸。因此，R2具有在膜片之平面中自接頭結構朝向通氣口結構之中心延伸的分量Rc。第二旋轉軸線R2可實質上正交於第一旋轉軸線R1。
考慮關於第一旋轉軸線R1所採取之旋轉軸線，可看出，作用於可移動部分上之第一壓差已引起圍繞R1之旋轉，以便使可移動部分向上偏轉出膜片之平面。
自圖5b及圖5c可看出，由於橫跨通氣口結構起作用之第一壓差，圍繞第二旋轉軸線R2發生之旋轉移動傾向於致使可移動部分「傾斜」。 因此，可移動部分之區段a1之側向邊緣已相對於膜片之平面向上偏轉，而可移動部分之區段a2之側向邊緣已相對於膜片之平面向下偏轉。因為圍繞第一旋轉軸線R1發生之旋轉的量相對小，所以已圍繞R2向下偏轉的可移動部分之區段a2之側向邊緣實際上稍微突出為低於膜片表面。可在圖5b中看到此情形。
在此相對低差壓下，在通氣口結構較接近於均衡位置時，橫跨通氣口之壓差傾向於引起的圍繞R2之旋轉大於圍繞R1之旋轉。可移動部分圍繞第二旋轉軸線之繼續偏轉傾向於致使顯露的孔隙之比例大於由於圍繞R1之旋轉而將顯露的孔隙之比例(且因此顯露較大流動路徑)。此使通氣口結構能夠回應於高壓事件而自均衡位置更快速地敞開，且因此回應於相對低壓差而顯露較大孔隙。此有益地實現膜片上方及下方之相對壓力的較快速均衡，藉此保護傳感器免於潛在損害。
圖6a、圖6b及圖6c分別展示在橫跨通氣口之第二壓差之情境下的可撓性膜片501之平面圖、側視圖及正視圖，該第二壓差高於上文參考圖5所論述之第一壓差。在此狀況下，由於橫跨通氣口結構之差壓，可移動部分已經歷大偏轉。具體而言，藉由橫桿503之扭轉或扭曲而提供的圍繞第一軸線R1之旋轉傾向於致使可移動部分502向上朝向正交於膜片之其餘部分之平面的平面偏轉。在此相對高差壓下，可移動部分部分之繼續偏轉傾向於圍繞R1而發生。
通氣口結構之該/每一可移動部分可回應於橫跨膜片之差壓而圍繞旋轉軸線中之任一者或兩者旋轉。舉例而言，考慮在致使所截留之空氣(例如)歸因於主機裝置以對表面具有撞擊的方式下落而被強迫至主機 裝置之聲音埠中的事件之後出現的壓力剖面。聲音埠之壓力在某一時間內將上升，且將在因通氣口結構敞開以均衡橫跨通氣口之壓力而減小之前達到峰值壓差。隨著氣壓增加，該/每一可移動部分可最初圍繞具有在水平面中垂直於鉸鏈之分量的軸線(「第二旋轉軸線」)旋轉。隨著壓力繼續上升，該/每一可移動部分亦可同時圍繞第一軸線旋轉。接著，在較高壓力下，該/每一可移動部分可圍繞具有在水平面中實質上平行於接頭結構之分量的軸線(「第一」旋轉軸線)旋轉。
圖4、圖5及圖6所展示之通氣口結構包含圍繞膜片孔隙A之周邊而配置的三個可移動部分。將瞭解，儘管此設計可被一般化為併有具有任何形狀(包括球棒形/三葉草形)之任何數目個可移動部分，但此組態已被發現為特別有益，此係因為其平衡以下矛盾目標：回應速度，其與可移動部分之數目成比例；及與在膜片中提供更多通道以界定可移動部分相關聯之「洩漏」(亦即，在通氣口處於均衡位置中時發生的通過膜片之空氣流動)。
圖7a及圖7b展示另外實例通氣口結構。
圖7a展示用於MEMS傳感器之可撓性膜片601，其包含單一可移動部分602。可移動部分602在假想「中心線」C之任一側延伸，假想「中心線」C自接頭結構604之中心在實質上正交於橫跨連接部分或橫跨其寬度橫向地繪製之線的方向上橫跨可移動部分而延伸。因此，中心線C將可移動部分分割成第一區段a1及第二區段a2。可移動部分602圍繞假想中心線C不對稱，且可看到第一區段a1相比於第二區段a2展現較大表面積。自中心線C上之點P開始，自點P至可移動部分之第一區段a1之側向 邊緣實質上正交地繪製的第一線d1之距離為d1，其大於自點P至第二區段a2之側向邊緣實質上正交地繪製的第二線之距離。
可移動部分沿著連接邊緣603在自連接邊緣之中心偏移的位置處連接至膜片之其餘部分。回應於橫跨膜片601之差壓，可移動部分可圍繞第一旋轉軸線R1及第二旋轉軸線R2旋轉。
通氣口可充當非線性通氣口，其為流動路徑大小不固定且通氣口敞開之程度以及通過通氣口之流動速率隨著壓差以非線性方式變化的通氣口。
圖7b展示用於MEMS傳感器之可撓性膜片601，其包含各自藉助於連接部分而連接至膜片之其餘部分的兩個可移動部分702a及702b。
因此，本發明之實施例大體上係關於MEMS傳感器，其包含傳感器結構，該傳感器結構包括支撐於第一容積與第二容積之間的可撓性膜片，以及至少一個通氣口結構。通氣口結構具有至少一個可移動部分，該至少一個可移動部分可回應於橫跨該可移動部分之高壓差而移動，以便提供用於排出流體(例如，來自該第一容積及該第二容積中之至少一者的氣體)之流動路徑。
已在自容積排出空氣方面描述實施例。相同原理適用於其他氣體且實際上適用於其他流體，可能包括液體。在一些實施例中，傳感器可配置於被填充有除了空氣以外之流體的密封環境中，該密封環境經配置以允許壓力波傳輸至該密封環境外部/自該密封環境外部傳輸。仍可存在可產生於密封環境內之大壓差，且在此等實施例中使用可變通氣口可為有益的。
本發明之實施例亦係關於MEMS傳感器，其包含：可撓性膜片，其支撐於第一容積與第二容積之間；及通氣口結構，其連接該第一容積與該第二容積。通氣口提供大小隨著橫跨膜片之壓差而變化的流動路徑。
本發明之實施例亦係關於MEMS傳感器，其具有支撐於第一容積與第二容積之間的膜片，其中第一容積與第二容積之間的聲學阻抗可隨著該等容積之間的差壓而變化。
儘管各種實施例描述MEMS電容式麥克風，但本發明亦適用於除了麥克風以外的任何形式之MEMS傳感器，例如，壓力感測器或超音波傳輸器/接收器。
本發明之實施例可有效地實施於一系列不同材料系統中，然而，對於具有包含氮化矽之膜片層的MEMS傳感器，本文中所描述之實施例特別有利。
應注意，可在一系列裝置中使用上文所描述之實施例，該等裝置包括但不限於：類比麥克風、數位麥克風、壓力感測器或超音波傳感器。本發明亦可用於數個應用中，該等應用包括但不限於消費型應用、醫學應用、工業應用及汽車應用。舉例而言，典型消費型應用包括攜帶型音訊播放器、膝上型電腦、行動電話、PDA及個人電腦。實施例亦可用於語音啟動裝置或語音控制裝置中。典型醫學應用包括助聽器。典型工業應用包括主動雜訊消除。典型汽車應用包括免持聽筒、聲學碰撞感測器及主動雜訊消除。
根據上文所描述之實施例中之任一者的一或多個傳感器可併入 於封裝中。圖8a至8g說明各種不同封裝配置。圖8a至圖8g各自展示位於封裝中之一個傳感器元件，但將瞭解，在一些實施例中，可存在多於一個傳感器，例如，傳感器陣列，且各種傳感器可形成於同一傳感器基板(亦即，單石傳感器基板)上，或可運用單獨傳感器基板而被形成為單獨傳感器，每一單獨傳感器基板接合至一封裝基板。
圖8a展示傳感器1100位於封裝基板1102上之蓋罩1101中的第一配置，蓋罩1101形成外殼之至少部分。此實例中之蓋罩可為接合至基板之金屬性外殼。封裝基板可包含至少一個絕緣層。封裝基板亦可包含至少一個導電層。封裝基板可為半導體材料，或可由諸如PCB、陶瓷或其類似者之材料形成。在蓋罩1101為金屬性或自身包含導電層的情況下，該蓋罩可電耦接至基板之導電層，例如，使得外殼提供針對電磁干擾(EMI)之屏蔽。接合導線1103可將傳感器連接至封裝基板上之接合襯墊。在一些實施例中，讀出電路系統(例如，放大器電路系統)可位於形成於封裝基板中或連接至封裝基板之外殼內。通過封裝基板之穿孔(未繪示)可連接至接點(亦即，焊接襯墊)1104，以用於將外部電路系統(未繪示)電連接至封裝以允許電信號傳輸至傳感器1100/自傳感器1100傳輸。在圖8a所展示之實例中，在蓋罩1101中存在聲音埠或聲學埠以允許聲音進入封裝，且傳感器係以頂埠配置而配置。
圖8b說明聲音埠設置於封裝基板1102中且在使用中可被密封的替代配置。可為密封環或焊接襯墊環(用於形成焊接環)之環1105可圍繞封裝之外側上的聲音埠之周邊而設置，以在使用中允許在封裝連接至(例如)另一PCB時密封通向聲音埠之聲音路徑。在此實施例中，傳感器 係以底埠配置而配置，其中由外殼1101界定之容積形成傳感器之背部容積的部分。
圖8c說明一實例，其中代替接合導線將傳感器連接至封裝基板，傳感器結構被反轉且經由連接件1106而覆晶接合至封裝基板。在此實例中，聲音埠處於封裝基板中，使得封裝係以底埠配置而配置。
圖8d說明圖8b之實例的替代實例，其中外殼1107係由各種材料面板(例如，PCB或其類似者)形成。在此情況下，外殼1107可包含一或多個導電層及/或一或多個絕緣層。圖8d展示封裝基板中之聲音埠。圖8e展示圖8b之配置的替代配置，其中外殼1107係由各種材料面板(例如，PCB或其類似者)形成，如關於圖8d所描述。圖8f展示一另外實施例，其中傳感器結構係經由連接件1106而接合至外殼上部層，該外殼上部層可(例如)為PCB或層化導電/絕緣材料。然而，在此實例中，至封裝之電連接仍係經由封裝基板上之接點(焊接襯墊)1104，例如，封裝基板中之穿孔(未繪示)，其中在外殼之內部具有至傳感器之導電跡線。圖8g說明圖8c之實例的替代實例，其中傳感器在外殼1107中覆晶接合至封裝基板，外殼1107係由材料面板(例如，PCB或其類似者)形成，如關於圖8d所描述。
一般而言，如圖8h所說明，一或多個傳感器可位於封裝中，該封裝接著以操作方式互連至另一基板，諸如主機板，如此項技術中所知。
應注意，上文所提及之實施例說明而非限制本發明，且熟習此項技術者將能夠在不脫離所附申請專利範圍之範疇的情況下設計許多替代實施例。詞語「包含」並不排除除了申請專利範圍中所列出之元件或 步驟以外的元件或步驟之存在，「一(a或an)」並不排除複數個，且單一特徵或其他單元可滿足申請專利範圍中所陳述之若干單元的功能。申請專利範圍中之任何參考記號不應被視為限制其範疇。
501‧‧‧可撓性膜片
502a‧‧‧可移動部分
502b、502c‧‧‧可移動部分/掀板
a1‧‧‧第一區段
a2‧‧‧第二區段
A‧‧‧膜片孔隙
R2‧‧‧第二旋轉軸線

Claims (33)

  1. 一種MEMS傳感器，其包含：一可撓性膜片，該可撓性膜片具有包含至少一個可移動部分之一通氣口結構，其中該可移動部分藉由具有一寬度之一連接部分連接至該膜片之其餘部分，且其中，該可移動部分相對於一假想線為不對稱，該假想線從該連接部分之中心延伸並朝向實質上與該連接部份之寬度正交之方向跨越該移動部份。
  2. 一種MEMS傳感器，其包含：一可撓性膜片，該可撓性膜片具有包含由一單一接頭結構連接至該膜片之至少一個可移動部分之一通氣口結構，該通氣口結構經組態使得於回應於橫跨該通氣口結構之一差壓時，該可移動部分可圍繞第一旋轉軸線及第二旋轉軸線旋轉，該等旋轉軸線在該通氣口結構處於一均衡位置中時在該膜片之平面中延伸，其中該第一旋轉軸線與該第二旋轉軸線在該接頭結構處相交。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之MEMS傳感器，其中該接頭結構包含具有一寬度之一連接部分，且其中該第一旋轉軸線具有在該膜片之平面中與該連接部分之該寬度實質上一致或平行於該寬度的一分量。
  4. 如申請專利範圍第2或3項所述之MEMS傳感器，其中該第二旋轉軸線具有實質上垂直於該第一旋轉軸線之一分量。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之MEMS傳感器，其中圍繞該第一旋轉軸線之旋轉傾向於致使該可移動部分偏轉為高於或低於該膜片之平面。
  6. 如申請專利範圍第2項所述之MEMS傳感器，其中圍繞該第二旋轉軸線 之旋轉傾向於致使該各別可移動部分相對於該膜片之平面傾斜。
  7. 如申請專利範圍第2項所述之MEMS傳感器，其中該第一旋轉軸線與該第二旋轉軸線相互正交。
  8. 一種MEMS傳感器，其包含：一可撓性膜片，該可撓性膜片具有包含至少一個可移動部分之一通氣口結構，其中該/每一可移動部分係由具有一連接部分之一單一接頭結構連接至該膜片，該通氣口結構經組態使得回應於橫跨該通氣口結構之一差壓，該可移動部分可圍繞具有垂直於該連接部分之一寬度之一分量的一旋轉軸線旋轉。
  9. 一種MEMS傳感器，其包含：一可撓性膜片，該可撓性膜片具有包含至少一個可移動部分之一通氣口結構，其中該可移動部分係由具有一寬度之一連接部分連接至該膜片之其餘部分，且其中自該連接部分之中心延伸並朝向實質上正交於該連接部分之該寬度之一方向橫跨該可移動部分的一假想線將該可移動部分分割成第一區段及第二區段，該第一區段相比於該第二區段具有一較大表面積。
  10. 一種MEMS傳感器，其包含：一可撓性膜片，該可撓性膜片具有包含至少一個可移動部分及一接頭結構之一通氣口結構，該接頭結構設置於該可移動部分之將該可移動部分連接至該可撓性膜片的一連接邊緣上，其中該接頭結構設置於該連接邊緣上之一偏心位置處。
  11. 如申請專利範圍第1、8、9或10項中任一項所述之MEMS傳感器，其中，回應於橫跨該通氣口結構之一差壓，該可移動部分可圍繞具有在該可移動部分之平面中垂直於該連接部分之該寬度之一分量的一旋轉軸線 旋轉。
  12. 如申請專利範圍第1、2、8、9或10項中任一項所述之MEMS傳感器，其中該可移動部分旋轉以曝露該膜片中之一孔隙，以藉此提供通過該膜片之一流動路徑。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之MEMS傳感器，其中該通氣口結構包含圍繞該膜片中之該孔隙之外部周邊而配置的三個可移動部分。
  14. 如申請專利範圍第1、2、8、9或10項中任一項所述之MEMS傳感器，其中該或每一可移動部分具有一均衡位置，在該均衡位置處，橫跨該膜片之該壓差係可忽略的，且在該均衡位置處，通過該通氣口結構之該流動路徑最小。
  15. 如申請專利範圍第1、2、8、9或10項中任一項所述之MEMS傳感器，其中該可撓性膜片支撐於一第一容積與一第二容積之間，且其中該流動路徑在該第一容積與該第二容積之間。
  16. 如申請專利範圍第1、2、8、9或10項中任一項所述之MEMS傳感器，其中該可撓性膜片之該至少一個可移動部分係由穿過該可撓性膜片之一或多個通道界定。
  17. 如申請專利範圍第1、2、8、9或10項中任一項所述之MEMS傳感器，其中該至少一個可移動部分為一不規則多邊形。
  18. 如申請專利範圍第1、2、8、9或10項中任一項所述之MEMS傳感器，其中該可移動部分係經由一橫桿結構而連接至該可撓性膜片之其餘部分。
  19. 如申請專利範圍第1、2、8、9或10項中任一項所述之MEMS傳感器， 其包含一背板結構，其中該可撓性膜片係相對於該背板結構而被支撐。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之MEMS傳感器，其中該背板結構包含通過該背板結構之複數個孔。
  21. 一種MEMS傳感器，其包含一通氣口結構，該通氣口結構包含一可移動部分，該可移動部分回應於橫跨該通氣口結構之一差壓而傾斜，使得該可移動部分之一個邊緣偏轉為低於膜片之平面，而該可移動部分之一相對邊緣偏轉為高於該膜片之平面。
  22. 如申請專利範圍第1、2、8、9、10或21項中任一項所述之MEMS傳感器，其中該傳感器包含一電容式感測器。
  23. 如申請專利範圍第1、2、8、9、10或21項中任一項所述之MEMS傳感器，其中該傳感器包含一麥克風。
  24. 如申請專利範圍第22項所述之MEMS傳感器，其進一步包含讀出電路系統。
  25. 如申請專利範圍第24項所述之MEMS傳感器，其中該讀出電路系統可包含類比及/或數位電路系統。
  26. 如申請專利範圍第1、2、8、9、10或21項中任一項所述之MEMS傳感器，其中該傳感器位於具有一聲音埠之一封裝內。
  27. 一種電子裝置，其包含一如申請專利範圍第1、2、8、9、10或21項中任一項所述之MEMS傳感器。
  28. 如申請專利範圍第27項所述之電子裝置，其中該裝置為以下各者中之至少一者：一攜帶型裝置；一電池供電裝置；一音訊裝置；一計算裝置；一通信裝置；一個人媒體播放器；一行動電話；一遊戲裝置；及 一語音控制裝置。
  29. 一種積體電路，其包含一如申請專利範圍第27項所述之MEMS傳感器以及讀出電路系統。
  30. 一種製造具有一可撓性膜片之一MEMS傳感器之方法，該方法包含：形成具有一可撓性膜片之一結構，該可撓性膜片支撐於一第一容積與一第二容積之間；及形成與該第一容積及該第二容積中之至少一者連通的至少一個通氣口結構，該至少一個通氣口結構包含由一接頭結構連接至該可撓性膜片之至少一個可移動部分，其中，回應於橫跨該通氣口結構之一差壓，該可移動部分可圍繞具有在該膜片之平面中垂直於該接頭結構之一寬度之一分量的一旋轉軸線旋轉。
  31. 一種製造具有一可撓性膜片之一MEMS傳感器之方法，該方法包含：形成具有一可撓性膜片之一結構，該可撓性膜片支撐於一第一容積與一第二容積之間；及形成與該第一容積及該第二容積中之至少一者連通的至少一個通氣口結構，該至少一個通氣口結構包含至少一個可移動部分，及在該可移動部分之將該可移動部分連接至該可撓性膜片的一連接邊緣上形成一接頭結構，其中該接頭結構形成於該連接邊緣上之一偏心位置處。
  32. 如申請專利範圍第30或31項所述之方法，其包含形成一膜片層以形成該可撓性膜片之至少部分，及在該膜片層中形成至少一個該通氣口結構。
  33. 如申請專利範圍第30或31項所述之方法，其中形成該通氣口結構包含通過該膜片層形成一或多個通道，使得該可撓性膜片之一部分可回應於一壓差而偏轉為遠離該可撓性膜片之其餘部分之表面。
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