CN104301839A - Mems器件、接口电路及其制作方法 - Google Patents

Abstract

根据本发明的实施例，一种微机电系统(MEMS)器件，包括：第一板；第二板，布置在所述第一板上方；和第一可移动板，布置在所述第一板和所述第二板之间。MEMS器件进一步包括：第二可移动板，布置在所述第一可移动板和所述第二板之间。

Description

MEMS器件、接口电路及其制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年7月18日提交的美国临时申请No.61/847,874的优先权，这里通过引用将其并入本文。

技术领域

本发明总体涉及微机电系统(MEMS)器件，并且更具体地涉及MEMS器件、接口电路及其制作方法。

背景技术

诸如麦克风之类的基于微机电系统(MEMS)的传感器通过测量物理现象收集来自环境的信息。然后电子设备处理从传感器得到的信号信息，尽管存在噪声和寄生效应。有利的是，可以使用类似于用于集成电路的批制造技术来制造MEMES器件。因此，可以以相对低的成本将功能性、可靠性和精巧性集成在小的硅芯片上。

MEMS器件可以形成为振荡器、谐振器、加速器、陀螺仪、压力传感器、麦克风、微镜等。MEMS器件典型地使用电容式传感技术测量待测量的物理现象。在所有这些应用中，使用接口电路将电容式传感器的电容变化转换成可用电压。然而，在存在寄生效应和减小的感测电容的情况下由于传感器的小型化导致接口电路会变得越来越有挑战性。

MEMS器件的一些关键特性包括灵敏度、带宽、线性度、动态范围、最小可检测信号、稳定性、尺寸和成本。对于电容式传感器处电容的变化带来的输入物理现象(例如时变压力)而言，MEMS器件的灵敏度是输出电压的变化。带宽是其上可以使用传感器的频率的范围。

然而，电容式麦克风的另一重要度量是线性度。传感器的线性度是对输出与输入校准曲线在给定频率下多么靠近直线的测量。输入压力和输出电压之间的斜率提供在该频率下的换能器的灵敏度。在高输入幅度下，换能器的输出从理想的直线偏离。线性范围的低端和高端由传感器接口电路和传感器决定。低端由系统噪声诸如热噪声、I/F噪声和机械噪声限制。线性范围的较高端由诸如弹簧铡度(springstiffening)之类的结构非线性决定或者由诸如限幅(clipping)之类的电路非线性决定。

电容式换能器的动态范围定义为线性范围的最大和最小输入信号的比率。输出从理想线性曲线的偏离造成麦克风输出的失真。当系统在单一频率处被激发时，可以将失真计算为最小输入幅度，该最小输入幅度使得输出偏离线性度固定百分比。

因此，挑战之一涉及在不增加成本的情况下生产具有更好功能性和可靠性的电路和MEMS器件。

发明内容

通过本发明的所示实施例，这些问题和其它问题通常得以解决或规避并且技术优势通常得以实现。

根据本发明的一个实施例，一种微机电系统(MEMS)器件，包括：第一板、布置在第一板上方的第二板以及布置在第一板和第二板之间的第一可移动板。MEMS器件进一步包括布置在第一可移动板和第二板之间的第二可移动板。

根据本发明的一个实施例，传感器电路包括第一滤波器电路，耦合在电压源与第一输入偏置节点之间，该第一输入偏置节点被配置成耦合到电容式传感器的第一类型的第一板。传感器电路进一步包括第二滤波器电路，耦合在电压源与第二输入偏置节点之间，该第二输入偏置节点配置成耦合到电容式传感器的第一类型的第二板。电容式传感器包括电容性耦合到第二类型的第一板的第一类型的第一板和电容性耦合到第二类型的第二板的第一类型的第二板。

根据本发明的一个实施例，一种形成微机电系统(MEMS)器件的方法包括在衬底中或在衬底之上形成第一板以及在第一板上方形成第二板。在第一板和第二板之间形成第一可移动板。在第一可移动板和第二板之间形成第二可移动板。

附图说明

为了更完整地理解本发明及其优势，现在参照结合附图作出的下列描述，在附图中：

图1中图示了一种常规MEMS传感器电路；

图2图示了根据本发明一个实施例的MEMS器件和前端电路；

图3图示了根据本发明一个实施例的具有正反馈的MEMS器件；

图4图示了根据本发明的一个备选实施例的具有负反馈的MEMS器件的框图；

包括图5A和图5B的图5图示了MEMS器件的一个备选实现方案，其中在可移动板形成感测板的同时向固定板施加偏压；

包括图6A和图6B的图6图示了根据本发明另一备选实施例的包括电容式正反馈的MEMS电路；

包括图7A和图7B的图7图示了根据本发明另一备选实施例的包括电容式负反馈的MEMS电路；

包括图8A和图8B的图8图示了根据本发明一个备选实施例的包括多于两个的独立耦合的可移动薄膜的MEMS电路；

图9图示了根据本发明一个实施例的MEMS器件的截面图；

包括图10A和图10B的图10图示了根据本发明实施例的第一可移动板和第二可移动板的俯视图；

图11图示了根据本发明实施例的备选MEMS器件的截面图；以及

包括图12A-图12E的图12图示了根据本发明实施例的在各个制造阶段期间的MEMS器件。

除非另外指出，否则不同图中的对应标号和符号通常指代对应的部件。绘制该附图以清晰地图示实施例的有关方面，并不一定按照比例绘制。

具体实施方式

下面详细地论述各种实施例的制作和使用。然而应认识到的是，本发明提供可以在各种广泛的特定上下文中实施的许多可应用的本发明概念。论述的特定实施例仅说明制作和使用本发明的特定方式，并不限制本发明的范围。

在图1中图示了一个常规MEMS传感器电路。图1所示的MEMS器件100是具有两个固定背板的双背板器件：第一固定板101和第二固定板105。可移动板102布置在第一固定板101和第二固定板105之间。来自MEMS器件100的输出被输入到第一增益级60和第二增益级70。在电压源和MEMS传感器之间可以引入滤波器。

因此，双背板MEMS器件包括两个电容器，这两个电容器由于进入的压力在相反方向上变化。

为了操控MEMS制作容限和支持不同的输出灵敏度规范，传感器电路必需提供调整除了单位(unity)增益外的增益的能力。调整增益的一种方式在于通过提供附加的增益级或除了源极跟随器外使用放大器。然而，这样的技术增加放大器的噪声并且也会导致更大的电流消耗。倒相放大器将附加地降低系统的线性度。

调整增益的另一方式在于提供调整电压源的偏压或薄膜处的电位。然而，该方法可以仅适用于减小由MEMS器件提供的信号(在最佳偏压条件下)，随后这导致次优化系统信噪比(SNR)。此外，偏置电压以相同方式(相同的增益因子)在两个信号路径上起作用。因此，调整偏置电压并不提供向两个信号路径中的每一个施加不同增益例如以最优化差分信号或实现两个不同信道的解决方案。

本发明的一些实施例通过使用至少双膜片设计来在不连累MEMS器件的线性度的情况下改善增益(或反之亦然)。在本发明的各种实施例中，MEMS器件实现功率、性能和成本之间的平衡。

图2图示了根据本发明一个实施例的MEMS器件和前端电路。

本发明的一些实施例实现双背板和具有反馈的双膜片MEMS器件，以显著地改善线性度和增益。参照图2，MEMS器件200包括第一固定板101、第二固定板105、第一可移动板102和第二可移动板103。在一个实施例中，使用线性读出电路。如所示，第一可移动板102和第二可移动板103耦合到低阻抗电压源，而第一固定板101和第二固定板105感测有高阻抗。MEMS器件200在恒定电荷模式下操作，并且第一输出和第二输出处的输出电压与薄膜位移成比例，即分别与第一可移动板102和第二可移动板103的位移成比例。

本发明的各种实施例描述和实施无源反馈技术，例如围绕源极跟随器和高电压偏置滤波器。为了实现这样的技术，MEMS器件200包括两个分离的电隔离部件：第一可移动板102和第二可移动板103。尽管第一可移动板102和第二可移动板103电隔离(不直接耦合或电容性耦合)，但它们机械链接，使得当第一可移动板102朝向第一固定板101移动时第二可移动板103背离第二固定板105移动。换言之，第一可移动板102与第二可移动板103刚性地耦合。因而，在各种实施例中，MEMS器件200包括四个功能相关端子。

第一固定板101和第二固定板105感测第一可移动板102和第二可移动板103的位移分别作为对应的电荷变化，该电荷变化输入到具有单位增益的第一增益级60和第二增益级70。

高电压偏置分支的滤波器包括两个部件，第一滤波器电路11和第二滤波器电路111。在一个或多个实施例中，第一滤波器电路11和第二滤波器电路111可以包括不同的低通滤波器。在一个实施例中，第一滤波器电路11可以包括具有第一电容式滤波器20的第一电阻器10，并且第二滤波器电路111可以包括第二电阻器110和第二电容式滤波器120。具体地，由于两个分离的路径，可以单独调整在第一固定板101和第二固定板105处的响应。例如，两个路径的增益可以调整到相似的级别。有利地，本实施例需要最小功率消耗。

在各种实施例中，可以由线性二极管、非线性二极管和/或金属绝缘体半导体晶体管(反向操作)形成第一电阻器10和第二电阻器110。类似地，第一电容性滤波器20和第二电容性滤波器120可以包括金属绝缘体半导体电容器。

在各种实施例中，第一电阻器10、第一电容式滤波器20、第二电阻器110和第二电容式滤波器120的值可以是可编程的。例如，可以在制造之后的初始工厂测试期间对它们进行编程。在一个或多个实施例中，反馈环可以实现为ASIC芯片的一部分，而MEMS器件200可以实现在MEMS晶片中。在其它一些实施例中，可以在MEMS晶片内实现反馈环的一些部件。

与其它高阻抗感测电路相比，可以使用源极跟随器实现感测电路35，该源极跟随器包括第一增益级60和第二增益级70，用于其优越的噪声性能。第一增益级60和第二增益级70中的每一个可以不包括放大，即增益等于1。源极跟随器电路的不利之处是它无法提供可编程增益，但有利的是，增益(理想上)为单位增益，这可以紧密控制。

图3图示了根据本发明的一个实施例的具有正反馈的差分麦克风。

图3图示了根据本发明一个备选实施例的通过正反馈环改善增益。在本实施例中，从增益级的输出施加正反馈到可移动板，例如第一增益级60的输出和第一可移动板102之间的第一反馈环和在第二增益级70的输出和第二可移动板103之间的第二反馈环。具体地，由于两个分离的反馈环，可以独立地调整在第一固定板101和第二固定板105处的对应响应。此外，通过从输出施加正反馈到滤波器偏置节点，即使第一增益级60和第二增益级70可以具有单位增益，也提升可用输出信号。

在各种实施例中，在不具有有源电路和不具有明显噪声和功率代价的情况下，通过使用正反馈实现增益改善。在本实施例中，第一增益级60处的增益(A60)近似(假设电容式滤波器的电容比MEMS器件200的板之间的可变电容大得多)如下地给出：A60＝1+C130/C120，其中C130是第一电容器130的电容，并且C120是第一电容式滤波器120的电容。类似地，第二增益级70处的增益(A70)近似如下地给出：A70＝1+C140/C20，其中C140是第二电容器140的电容，并且C20是第二电容式滤波器20的电容。在一些实施例中，第一电容器130的电容和第二电容器140的电容可以大约相同。类似地，第一电容式滤波器120的电容可以与第二电容式滤波器20的电容相同。

图4图示了根据本发明备选实施例的具有负反馈的差分MEMS传感器的框图。

参照图4，在本实施例中，增益级的输出耦合到MEMS器件200的相反可移动板节点。与其中增益随着正反馈增加的现有技术实施例不同，本实施例实现使用负反馈的衰减。如图4所示，第二电容器140耦合到第一可移动板102，而第一电容器130耦合到第二可移动板103。

在本实施例中，第一增益级60处的增益(A60)近似(假设电容式滤波器的电容比MEMS器件200的板之间的可变电容大得多)如下地给出：A60＝1-C130/C20，并且第二增益级70处的增益(A70)近似如下地给出：A70＝1-C140/C120。因此，本实施例导致负增益。

在各种实施例中，MEMS器件200的结构从单个可移动薄膜修改成至少两个可移动薄膜，该至少两个可移动薄膜彼此电隔离但被独立偏置，使得可移动薄膜可以与无源反馈结构和差分拓扑一起使用，从而允许利用电容式反馈的增益和衰减调整。

图5-图7图示了图2-图4所述电路的一个备选实现方案。

图5A图示了MEMS器件200的一个备选实现方案，其中向固定板施加偏置，而可移动板被感测且被耦合到增益级用于进一步处理。在本实施例中，电压偏置通过第一滤波器施加到第一固定板101并通过第二滤波器施加到第二固定板105，第一滤波器包括第一电阻器100和第一电容式滤波器120，第二滤波器包括第二电阻器10和第二电容式滤波器20。如关于图2描述的现有技术实施例中那样，使用滤波器独立地改变耦合到第一固定板101和第二固定板105的节点处的偏置信号。

图5B图示了使用单个电压源的一个备选实施例。

包括图6A和图6B的图6图示了根据本发明另一备选实施例的包括电容式正反馈的MEMS电路。

如在使用图3描述的实施例中那样，参照图6A，第一电容器130和第二电容器140用于形成两个独立的正反馈环，以助于独立地改变耦合到第一固定板101和第二固定板105的节点处的偏置信号。本实施例在第一增益级60和第二增益级70的输出处实现正增益。类似地，在图6B中，第一电容器130耦合到第一可移动板102，而第二电容器140耦合到第二可移动板103，以提供正增益。

包括图7A和图7B的图7图示了根据本发明另一备选实施例的包括电容式负反馈的MEMS电路。

如图7A所示，在本实施例中，实现类似于图4所述的反馈。第一电容器130耦合到第二固定板105，第二电容器140耦合到第一固定板101，由此创建独立的负反馈环。类似地，在图7B中，第一电容器130耦合到第二可移动板103，而第二电容器140耦合到第一可移动板102，以提供负反馈。

包括图8A和图8B的图8图示了根据本发明一个备选实施例的包括多于两个的独立耦合的可移动薄膜的MEMS电路。图8B图示了图8A所示MEMS器件的放大图。

参照图8A和图8B，可移动块包括如在现有技术实施例中所述的第一可移动板102和第二可移动板103。此外，可移动块包括如图8所示的第三可移动板104和第四可移动板106。第三可移动板104电容性耦合到第三固定板108，而第四可移动板106电容性耦合到第四固定板109。可以使用分离且独立的滤波器电路耦合可移动板中的每一个。例如，在一种情况中，第三可移动板104可以通过包括第三电阻器215和第三电容器225的滤波器耦合到第二电压源，而第四可移动板106可以通过包括第四电阻器310和第四电容器320的另一滤波器耦合到第二电压源。第三固定板108和第四固定板109的输出可以耦合到对应的增益级60’和70’。

此外，作为图示，在图8B中，第一可移动板102和第二可移动板103以及第一固定板101和第二固定板105在一个实施例中示出为不同的尺寸。

因而，本发明的一些实施例描述具有改善增益的差分电容式麦克风，使用该差分电容式麦克风可以消减共模噪声。这样的差分电容式麦克风与其它麦克风相比可以执行得更好，例如由于额外的电容器具有更高灵敏度并且具有更高的可控偏置电压和更好的线性度。

在各种实施例中，图2-图8所示的MEMS电路可以包括任意时间的MEMS器件，包括麦克风、振荡器、谐振器、机械、压力传感器、运动传感器等。

图9图示了根据本发明一个实施例的MEMS器件的截面图。

在各种实施例中，图9图示了说明图2-图8所述MEMS电路的实施例的MEMS器件。参照图9，MEMS器件200包括衬底210，衬底210包括背侧空腔230。背侧空腔230从衬底210的背侧连续地延伸到衬底210的前侧。

第一固定板101和第二固定板105被布置在背侧空腔230上方。固定板也可以称为背板。

在一个或多个实施例中，MEMS器件包括薄膜层，该薄膜层包括第一可移动板102和与第一可移动板102间隔开的第二可移动板103，第一可移动板102和第二可移动板103都布置在衬底210上方。薄膜层可以通过支撑结构220保持在衬底210上方，支撑结构220也可以包括针对薄膜层和固定板中每一个的分离的支撑结构。在一个或多个实施例中，第一可移动板102和第二可移动板103是圆形的。

附加地，第一空腔250布置在第一固定板101和第一可移动板102之间，而第二空腔240布置在第二固定板105和第二可移动板103之间。因而，第一可移动板和第二可移动板沿着外围区域固定，但其它地方自由悬置。第一空腔240和第二空腔250的存在允许第二可移动板102和103自由移动。

在各种实施例中，第一可移动板102与第二可移动板103电隔离。在一个或多个实施例中，第一可移动板102不电容性耦合到第二可移动板103，即电容性耦合最小化或基本为零。因此，中间层260可以由绝缘材料例如低k介电材料制成，以防止电容性耦合。

在各种实施例中，第一可移动板102、第二可移动板103和中间层260机械耦合或链接作为整体单元，使得它们一起振荡。因此，当第一可移动板102朝向第一固定板101移动时，同时，第二可移动板103远离第二固定板105而移动。

第一固定板101和第二固定板105在面向薄膜层的侧上也可以包括多个凸点，用于防止薄膜层粘在薄膜层上。第一板101和第二板105也可以包括多个孔170。在通过提供用于刻蚀液体通路的孔来制造内部空腔期间可以使用该多个孔170。附加地，多个孔170可以提供在薄膜层的振动期间的空气通路，因而使阻尼效应最小化。例如，由于多个孔170，第一固定板101和第二固定板105对于进入的声压不太敏感。相比之下，第一可移动板102和第二可移动板103通过弹簧有效地附接到衬底210，并且因此随着进入的声压振动。MEMS器件200可以被包围在密封腔室中。

可以在支撑结构220的顶表面处形成第一接触45，用于电耦合第一固定板101。附加地，第二接触55、第三接触65和第四接触75可以分别用于电耦合第一可移动板102、第二可移动板103和第二固定板105。因此，尽管第一可移动板102和第二可移动板103作为一个机械块单元一起移动，但它们可以耦合到不同电位节点。

在各种实施例中，第二接触55的位置选择为尽可能多地远离第三接触65，以防止电容性耦合。在各种实施例中，中间层260配置成不影响薄膜系统的机械行为，例如因为它被设计成使低应变非导电层。在另一备选实施例中，与单层薄膜相比，中间层260用于改善薄膜系统的鲁棒性。在各种实施例中，两个导电层(即第一可移动板102和第二可移动板103)可以不是相同材料或尺寸。

包括图10A和图10B的图10图示了根据本发明上述的第一可移动板和第二可移动板的俯视图。

在各种实施例中，可以制造第一可移动板102和第二可移动板103以最小化电容性耦合。在一个实施例中，使第一可移动板102的导电部分和第二可移动板103的导电部分之间的重叠最小化。

例如，图10A图示了交替地具有导电区域和绝缘区域的第一可移动板102。例如，阴影框A11包括导电区域，而非阴影框A21包括绝缘区域。

相比之下，在图10B中示出了在第一可移动板102正下方的第二可移动板103的对应部分。类似图10A，在图10B中，非阴影框A11包括绝缘区域，而阴影框A21包括导电区域。因而，第二可移动板103中的图案是第一可移动板102中的图案的反向。

图11图示了根据本发明一个实施例的备选MEMS器件。

在本实施例中，通过引入气隙或多个小空腔，使第一可移动板102和第二可移动板103之间的电容性耦合最小化。第一可移动板102仍使用作为支撑支柱的联动装置(linkage)270与第二可移动板103刚性地机械耦合。

包括图12A-图12E的图12图示了根据本发明实施例的在各种制造阶段期间的MEMS器件。

图12A图示了根据本发明的一个实施例的在形成MEMS结构的第一固定板之后的半导体衬底。

图12A图示了形成在衬底210上方的支撑结构220。在各种实施例中，衬底210可以是半导体衬底。在一些实施例中，衬底210可以是半导体块体衬底或绝缘体上半导体衬底。衬底210的一些示例包括块体单晶硅衬底(或其上生长的层或以其他方式形成在其中的层)、{100}硅晶片上的{110}硅层、绝缘体上硅(SOI)晶片层或绝缘体上锗(GeOI)晶片层。在各种实施例中，衬底210可以包括匀厚外延层。在各种实施例中，衬底210可以是硅晶片、锗晶片或可以是包括碲化铟、砷化铟、磷化铟、氮化镓、砷化镓、碲化镓或其组合的化合物半导体衬底。在一个实施例中，衬底210可以包括异质外延层，诸如生长在硅晶片上的氮化镓。

在各种实施例中，支撑结构220包括绝缘层。在一个实施例中，支撑结构220可以包括氮化物层。在另一实施例中，支撑结构220可以包括氧化物层。在各种实施例中，可以通过使用诸如化学气相沉积、等离子体气相沉积和/或旋涂工艺之类的气相沉积工艺的热氧化、氮化来形成支撑结构220。在各种实施例中，支撑结构220可以包括在不同处理阶段处沉积的多个层。

在一个或多个实施例中，在衬底210之上制造第二固定板105。在一个实施例中，第二固定板105可以包括多晶硅层。例如，可以沉积和构图一个或多个多晶硅层以形成第二固定板105。

图12B图示了根据本发明的一个实施例的在形成MEMS结构的可移动薄膜层之后的半导体衬底。

接下来可以制造第一可移动板102和第二可移动板103。在一个实施例中，按次序构图第一可移动板102和第二可移动板103，例如可以沉积和构图第二可移动板103，随后沉积和构图第一可移动板102。备选地，可以依次沉积第一可移动板102和第二可移动板103并且在沉积两个层之后依次构图。

第一可移动板102和第二可移动板103可以包括多晶硅。在备选实施例中，第一可移动板102和第二可移动板103包括非晶硅层。在一些备选实施例中，第一可移动板102和第二可移动板103包括导电层。在各种实施例中，第一可移动板102和第二可移动板103与中间层一起可以具有约100nm到约2000nm的厚度。在一个或多个实施例中，MEMS器件的可移动部分的总厚度具有约200nm到约1000nm的厚度。

任选地，可以在沉积第二可移动板103之后且在沉积第一可移动板102之前，沉积和构图中间层260的层。也可以沉积和平坦化支撑结构220的另一层。

图12C图示了根据本发明的一个实施例的在形成MEMS结构的顶部固定板之后的半导体衬底。

如图12C所示，在可移动薄膜层之上形成第一固定板101。可以沉积和构图第一固定板101。在一个实施例中，可以沉积和构图一个或多个多晶硅层。在一个实施例中，可以在形成第一固定板101之后沉积和平坦化支撑结构220的另一层。

图12D图示了根据本发明的一个实施例的在MEMS结构的前侧处理之后的半导体衬底。

可以形成接触用于接触衬底210、第一固定板101、第二固定板105、第一可移动板102和第二可移动板103。可以在掩蔽和构图支撑结构220之后形成接触。

在随后的背侧处理期间可以通过形成保护层280来保护前侧。在各种实施例中，保护层280可以包括氮化硅或氧化硅。

图12E图示了根据本发明一个实施例的在形成空腔之后的MEMS器件。

背侧处理从图12E继续以形成背侧空腔230。衬底210反转或翻转，以露出背侧。接下来，在露出的背侧上沉积并构图抗蚀剂(未示出)，并且露出MEMS器件区域中的衬底210的部分。刻蚀露出的衬底210，直到露出支撑结构220的区域。

在各种实施例中，可以使用波希工艺(Bosch Process)或通过沉积硬掩膜层和使用垂直反应离子刻蚀工艺刻蚀衬底210来刻蚀衬底210。在一个实施例中，仅使用抗蚀剂掩膜。如果抗蚀剂预算不充分，则可以使用硬掩膜和垂直反应离子刻蚀来实现光滑的侧壁。然而，该集成机制需要去除剩余的硬掩膜残留。因此，在一些实施例中，可以在没有附加硬掩膜的情况下使用波希工艺。

在波希工艺中，交替各向同性等离子刻蚀步骤和钝化层沉积步骤。在波希工艺期间多次重复刻蚀/沉积步骤。等离子体刻蚀配置成例如使用等离子体中的六氟化硫[SF6]垂直地刻蚀。例如使用八氟环丁烷作为源气体沉积钝化层。每个单独步骤可以开启数秒或更少。钝化层保护衬底21并防止进一步的刻蚀。然而，在等离子体刻蚀阶段期间，轰击衬底的定向离子去除在沟槽底部处(但不是沿着侧面)的钝化层并且刻蚀继续。当露出支撑结构220时停止波希工艺。波希工艺产生扇形的侧壁。

接下来例如参照图8，例如使用湿法刻蚀化学剂，去除露出的支撑结构220的区域，以形成第一空腔240和第二空腔250。在一个或多个实施例中，湿法刻蚀可以是选择性的。在各种实施例中，可以从衬底210的前侧和/或背侧执行释放刻蚀。可以如在常规MEMS处理期间使用的那样继续后续的处理。

尽管已经参照所示实施例描述了本发明，但本描述并不旨在于构成限制意义。参照该描述，本领域技术人员将明白所示实施例的各种修改和组合以及本发明的其它实施例。作为图示，在备选实施例中，图2-图12中所述的实施例可以彼此组合。因此预期的是所附权利要求涵盖任意这样的修改或实施例。

尽管已经详细描述了本发明和其优势，但应理解的是，在不脱离所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下这里可以进行各种变化、替换和变更。例如，本领域技术任意将容易明白的是，这里所述的特征、功能、工艺和材料中的许多可以在保持在本发明范围内的同时进行变化。

而且，本申请的范围并不旨在限于说明书中描述的工艺、机器、制造、组分、装置、方法和步骤的特定实施例。如本领域普通技术人员从本发明的公开内容中将容易认识到的那样，根据本发明可以利用执行与这里所述对应实施例基本相同的功能或实现基本相同的结果的、当前存在或后来开发的工艺、机器、制造、组分、装置、方法或步骤。因此，所附权利要求旨在于在其范围内包括这样的工艺、机器、制造、组分、装置、方法或步骤。

Claims (28)

1.一种微机电系统(MEMS)器件，包括：

第一板；

第二板，布置在所述第一板之上；

第一可移动板，布置在所述第一板和所述第二板之间；以及

第二可移动板，布置在所述第一可移动板和所述第二板之间。

2.根据权利要求1所述的器件，其中所述第一可移动板刚性地耦合到所述第二可移动板。

3.根据权利要求1所述的器件，其中所述第一可移动板配置成被屏蔽而免于与所述第二可移动板电容性耦合。

4.根据权利要求1所述的器件，进一步包括：

底部空腔，布置在所述第一板下方；

第一空腔，布置在所述第一板与所述第一可移动板之间；以及

第二空腔，布置在所述第二板与所述第二可移动板之间。

5.根据权利要求1所述的器件，其中所述第一可移动板配置成耦合到与所述第二可移动板不同的电位节点。

6.根据权利要求1所述的器件，其中所述第一可移动板配置成通过第一滤波器耦合到电压源，并且其中所述第二可移动板配置成通过第二滤波器耦合到所述电压源。

7.根据权利要求6所述的器件，其中所述第一滤波器和所述第二滤波器包括不同的RC滤波器。

8.根据权利要求1所述的器件，其中所述第一板是第一固定板，并且其中所述第二板是第二固定板。

9.根据权利要求8所述的器件，其中所述第一固定板配置成通过第一滤波器耦合到电压源，并且其中所述第二固定板配置成通过第二滤波器耦合到所述电压源。

10.根据权利要求8所述的器件，进一步包括：

第三可移动板和第四可移动板；以及

第三固定板和第四固定板，其中所述第三可移动板电容性耦合到所述第三固定板，其中所述第四可移动板电容性耦合到所述第四固定板。

11.根据权利要求10所述的器件，所述第一可移动板配置成通过第一滤波器耦合到第一电压源，其中所述第二可移动板配置成通过第二滤波器耦合到所述第一电压源，其中所述第三可移动板配置成通过第三滤波器耦合到第二电压源，并且其中所述第四可移动板配置成通过第四滤波器耦合到所述第二电压源。

12.根据权利要求11所述的器件，其中所述第一滤波器和所述第二滤波器包括不同的RC滤波器，并且其中所述第三滤波器和所述第四滤波器包括不同的RC滤波器。

13.一种传感器电路，包括：

第一滤波器电路，耦合在电压源与第一输入偏置节点之间，所述第一输入偏置节点配置成耦合到电容式传感器的第一类型的第一板；以及

第二滤波器电路，耦合在所述电压源与第二输入偏置节点之间，所述第二输入偏置节点配置成耦合到所述电容式传感器的所述第一类型的第二板，其中所述电容式传感器包括电容性耦合到第二类型的第一板的所述第一类型的第一板和电容性耦合到所述第二类型的第二板的所述第一类型的第二板。

14.根据权利要求13所述的电路，其中所述第一滤波器电路包括耦合在所述电压源与所述第一输入偏置节点之间的第一电阻器和耦合在固定电位和所述第一输入偏置节点之间的第一电容器，并且其中所述第二滤波器电路包括耦合在所述电压源与所述第二输入偏置节点之间的第二电阻器和耦合在所述固定电位和所述第二输入偏置节点之间的第二电容器。

15.根据权利要求14所述的电路，其中所述第一电阻器包括二极管或金属绝缘体半导体晶体管，其中所述第一电容器包括金属绝缘体半导体电容器。

16.根据权利要求13所述的电路，其中所述第一类型的所述第一板刚性地耦合到所述第一类型的所述第二板。

17.根据权利要求13所述的电路，其中所述电容式传感器包括微机电系统(MEMS)麦克风。

18.根据权利要求13所述的电路，其中所述第一类型的所述第一板是第一可移动板，其中所述第一类型的所述第二板是第二可移动板，其中所述第二类型的所述第一板是第一固定板，并且其中所述第二类型的所述第二板是第二固定板。

19.根据权利要求18所述的电路，进一步包括：

第一放大器，包括耦合到第一输出偏置节点的输入节点，所述第一输出偏置节点配置成耦合到所述电容式传感器的所述第一固定板；以及

第二放大器，包括耦合到第二输出偏置节点的输入节点，所述第二输出偏置节点配置成耦合到所述电容式传感器的所述第二固定板。

20.根据权利要求19所述的电路，进一步包括：

第一反馈电容器，耦合在所述第一输入偏置节点与所述第一放大器的输出节点之间；以及

第二反馈电容器，耦合在所述第二输入偏置节点与所述第二放大器的输出节点之间。

21.根据权利要求19所述的电路，进一步包括：

第一反馈电容器，耦合在所述第二输入偏置节点与所述第一放大器的输出节点之间；以及

第二反馈电容器，耦合在所述第一输入偏置节点与所述第二放大器的输出节点之间。

22.根据权利要求13所述的电路，其中所述第一类型的所述第一板是第一固定板，其中所述第一类型的所述第二板是第二固定板，其中所述第二类型的所述第一板是第一可移动板，并且其中所述第二类型的所述第二板是第二可移动板。

23.根据权利要求22所述的电路，进一步包括：

第一放大器，包括耦合到第一输出偏置节点的输入节点，所述第一输出偏置节点配置成耦合到所述电容式传感器的所述第一可移动板；以及

第二放大器，包括耦合到第二输出偏置节点的输入节点，所述第二输出偏置节点配置成耦合到所述电容式传感器的所述第二可移动板。

24.根据权利要求23所述的电路，进一步包括：

第一反馈电容器，耦合在所述第一放大器的所述输入节点与所述第一放大器的输出节点之间；以及

第二反馈电容器，耦合在所述第二放大器的所述输入节点与所述第二放大器的输出节点之间。

25.根据权利要求23所述的电路，进一步包括：

第一反馈电容器，耦合在所述第二放大器的所述输入节点与所述第一放大器的输出节点之间；以及

第二反馈电容器，耦合在所述第一放大器的所述输入节点与所述第二放大器的输出节点之间。

26.一种形成微机电系统(MEMS)器件的方法，所述方法包括：

在衬底中或在衬底之上形成第一板；

在所述第一板之上形成第二板；

在所述第一板与所述第二板之间形成第一可移动板；以及

在所述第一可移动板与所述第二板之间形成第二可移动板。

27.根据权利要求26所述的方法，其中所述第一可移动板和所述第二可移动板形成为同一可移动块的一部分，并且其中所述第一可移动板配置成被屏蔽以免于与所述第二可移动板电容性耦合。

28.根据权利要求26所述的方法，进一步包括：

在所述第一板下方的衬底中形成底部空腔；

在所述第一板和所述第一可移动板之间形成第一空腔；以及

在所述第二板与所述第二可移动板之间形成第二空腔。