MEMS传感器、MEMS传感器的制备方法及电子设备与流程

    技术2026-06-15  21


    本发明涉及微机电,更具体地,本发明涉及一种mems传感器、mems传感器的制备方法及电子设备。


    背景技术:

    1、mems传感器是基于微机电系统(mems,micro-electro-mechanical system)技术制造的结构,简单的说,mems传感器能够利用半导体加工工艺形成电容器,并将电容器集成在硅晶片上。采用微机电系统工艺形成的产品具有体积小、集成度高的特点。

    2、常见压电传感器采用体压电材料,不是基于mems工艺,所以体积会很大,采用mems工艺制备的压电薄膜传感器能够极大减小体积、提高集成度。实际应用中,压电传感器会对整个外壳的应力变化产生响应,容易导致误触等问题。


    技术实现思路

    1、鉴于上述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种mems传感器、mems传感器的制备方法及电子设备的新技术方案。

    2、根据本发明的一个方面,提供了一种mems传感器。

    3、所述mems传感器包括:

    4、外壳和芯片,所述芯片包括衬底和压电叠层,所述衬底上具有背腔,所述压电叠层设于所述衬底上,且所述压电叠层远离所述衬底的一侧与所述外壳相连,所述压电叠层包括第一功能单元和第二功能单元,所述第一功能单元与所述背腔位置相对;

    5、其中,在未按压情况下,所述第一功能单元能够向所述外壳传递超声波并接收从所述外壳反射的超声波,所述第一功能单元接收的超声波能量为第一能量;

    6、在按压情况下,所述第二功能单元能够发生形变并产生电信号,所述第一功能单元能够向所述外壳传递超声波并接收从所述外壳反射的超声波,所述第一功能单元接收的超声波能量为第二能量,且所述第二能量小于所述第一能量。

    7、可选地,还包括黏合层,所述黏合层设于所述外壳和所述压电叠层之间。

    8、可选地,还包括电路层,所述电路层设于所述芯片远离所述外壳的一侧,且所述第一功能单元和所述第二功能单元分别与所述电路层电连接。

    9、可选地,所述压电叠层包括叠设的压电层、第一电极层和第二电极层,所述压电层设于所述第一电极层和所述第二电极层之间,所述第一电极层和所述第二电极层分别与所述电路层电连接。

    10、可选地,所述第一功能单元包括至少一个第一功能区,所述第一功能区包括发射部和/或接收部;

    11、在通电情况下,所述发射部能够振动并向所述外壳发射超声波,所述接收部能够接收从所述外壳反射的超声波并振动。

    12、可选地,所述第一功能区包括发射部和接收部,所述发射部和所述接收部之间电性隔离。

    13、可选地,所述芯片还包括结构层,所述结构层设于所述衬底与所述压电叠层之间,所述背腔位于所述衬底和所述结构层,且所述结构层上开设有隔离槽,所述隔离槽能够隔离所述发射部和所述接收部。

    14、可选地,在一个所述第一功能区对应的区域内,多个所述背腔的尺寸相等。

    15、可选地,所述第二功能单元包括至少一个第二功能区。

    16、根据本发明的另一个方面,提供了一种mems传感器的制备方法,包括:

    17、制作芯片,所述芯片包括叠设的衬底和压电叠层,所述衬底上具有背腔,所述压电叠层设于所述衬底上,所述压电叠层包括第一功能单元和第二功能单元,所述第一功能单元与所述背腔位置相对;

    18、将所述压电叠层远离所述衬底的一侧与外壳连接;

    19、其中,在未按压情况下,所述第一功能单元能够向所述外壳传递超声波并接收从所述外壳反射的超声波,所述第一功能单元接收的超声波能量为第一能量;

    20、在按压情况下,所述第二功能单元能够发生形变并产生电信号,所述第一功能单元能够向所述外壳传递超声波并接收从所述外壳反射的超声波,所述第一功能单元接收的超声波能量为第二能量,且所述第二能量小于所述第一能量。

    21、可选地,所述将所述压电叠层远离所述衬底的一侧与外壳连接包括:

    22、通过黏合层将所述压电叠层远离所述衬底的一侧与外壳连接。

    23、根据本发明的再一个方面,提供了一种电子设备,包括上述的mems传感器。

    24、本公开实施例的一个技术效果在于:

    25、所述mems传感器包括外壳和芯片,所述芯片包括衬底和压电叠层,所述衬底上具有背腔,所述压电叠层设于所述衬底上,且所述压电叠层远离所述衬底的一侧与所述外壳相连,所述压电叠层包括第一功能单元和第二功能单元,所述第一功能单元与所述背腔位置相对;

    26、其中,在未按压情况下,所述第一功能单元能够向所述外壳传递超声波并接收从所述外壳反射的超声波,所述第一功能单元接收的超声波能量为第一能量;在按压情况下,所述第二功能单元能够发生形变并产生电信号,所述第一功能单元能够向所述外壳传递超声波并接收从所述外壳反射的超声波,所述第一功能单元接收的超声波能量为第二能量,且所述第二能量小于所述第一能量,从而能够结合第一功能单元的超声波检测和第二功能单元的应力检测实现对外壳上按压情况的精准感知,避免误触带来的检测异常。

    27、通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述,本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。



    技术特征:

    1.一种mems传感器,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的mems传感器,其特征在于,还包括黏合层(3),所述黏合层(3)设于所述外壳(1)和所述压电叠层(22)之间。

    3.根据权利要求1所述的mems传感器,其特征在于,还包括电路层(4),所述电路层(4)设于所述芯片(2)远离所述外壳(1)的一侧,且所述第一功能单元和所述第二功能单元分别与所述电路层(4)电连接。

    4.根据权利要求3所述的mems传感器,其特征在于,所述压电叠层(22)包括叠设的压电层、第一电极层和第二电极层,所述压电层设于所述第一电极层和所述第二电极层之间,所述第一电极层和所述第二电极层分别与所述电路层(4)电连接。

    5.根据权利要求1所述的mems传感器,其特征在于,所述第一功能单元包括至少一个第一功能区(221),所述第一功能区(221)包括发射部(2211)和/或接收部(2212);

    6.根据权利要求5所述的mems传感器,其特征在于,所述第一功能区(221)包括发射部(2211)和接收部(2212),所述发射部(2211)和所述接收部(2212)之间电性隔离。

    7.根据权利要求6所述的mems传感器,其特征在于,所述芯片(2)还包括结构层(23),所述结构层(23)设于所述衬底(21)与所述压电叠层(22)之间,所述背腔(211)位于所述衬底(21)和所述结构层(23),且所述结构层(23)上开设有隔离槽(231),所述隔离槽(231)能够隔离所述发射部(2211)和所述接收部(2212)。

    8.根据权利要求5所述的mems传感器,其特征在于,在一个所述第一功能区(221)对应的区域内,多个所述背腔(211)的尺寸相等。

    9.根据权利要求1所述的mems传感器,其特征在于,所述第二功能单元包括至少一个第二功能区(222)。

    10.一种如权利要求1至9任意之一所述的mems传感器的制备方法,其特征在于,包括:

    11.根据权利要求10所述的制备方法,其特征在于,所述将所述压电叠层远离所述衬底的一侧与外壳连接包括:

    12.一种电子设备,其特征在于,包括权利要求1至9任意之一所述的mems传感器。


    技术总结
    本公开实施例公开了一种MEMS传感器、MEMS传感器的制备方法及电子设备,所述MEMS传感器包括外壳和芯片,所述芯片包括衬底和压电叠层,所述衬底上具有背腔,所述压电叠层设于所述衬底上,且所述压电叠层远离所述衬底的一侧与所述外壳相连,所述压电叠层包括第一功能单元和第二功能单元;在按压情况下,所述第二功能单元能够发生形变并产生电信号,所述第一功能单元能够向所述外壳传递超声波并接收从所述外壳反射的超声波,所述第一功能单元接收的超声波能量为第二能量,且所述第二能量小于所述第一能量,从而能够结合第一功能单元的超声波检测和第二功能单元的应力检测实现对外壳上按压情况的精准感知,避免误触带来的检测异常。

    技术研发人员:陈晨,王雨晨,牟倩倩,陈磊,周志健
    受保护的技术使用者:歌尔微电子股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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