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CN114644318A - 三膜mems器件 - Google Patents

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CN114644318A
CN114644318A CN202111547509.4A CN202111547509A CN114644318A CN 114644318 A CN114644318 A CN 114644318A CN 202111547509 A CN202111547509 A CN 202111547509A CN 114644318 A CN114644318 A CN 114644318A
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stator
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Application number
CN202111547509.4A
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M·菲尔德纳
A·科利亚斯
A·韦斯鲍尔
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Infineon Technologies AG
Original Assignee
Infineon Technologies AG
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Abstract

本公开的各实施例涉及三膜MEMS器件。一种系统包括彼此间隔开的第一膜、第二膜和第三膜，其中第二膜在第一膜与第三膜之间，并且第二膜包括多个开口，该系统还包括在第一膜与第三膜之间的密封低压力室和在密封低压力室中的多个电极。

Description

三膜MEMS器件
技术领域
本发明总体上涉及一种三膜MEMS器件。
背景技术
麦克风是一种将声压波转换为模拟信号的声学传感器。麦克风包括微机电系统(MEMS)传感器和专用集成电路(ASIC)。MEMS传感器和ASIC被设置在单个封装中。MEMS传感器和ASIC通过合适的电连接连接在一起。
MEMS传感器用作具有固定板和可移动板的可变电容器。可移动板也称为膜。当声压波被施加到MEMS传感器时，膜能够响应于声压波而移动。膜相对于固定板的移动改变膜与可变电容器的固定板之间的距离，进而改变可变电容器的电容。电容的变化由声压波的各种参数确定，诸如声压波的声压级。MEMS传感器的电容变化被转换为模拟信号，该模拟信号被馈送到ASIC中以进行进一步处理。
随着半导体技术的进一步进步，密封双膜MEMS硅麦克风应运而生，以进一步提高诸如低噪声和可靠性等关键性能特性。密封双膜MEMS硅麦克风通常包括顶膜、底膜、穿孔定子、在顶膜的外围部分与定子之间的顶部隔离层、在底膜的外围部分与定子之间的底部隔离层、以及耦合在顶膜与底膜之间的至少一个柱状件。
密封双膜MEMS硅麦克风有利于降低噪声。但仍然存在ASIC噪声。需要更多容量来进一步降低ASIC噪声。需要增加MEMS硅麦克风的容量，以满足不断变化的MEMS麦克风的需求。
发明内容
根据一个实施例，一种MEMS装置包括彼此间隔开的第一膜、第二膜和第三膜，其中第二膜在第一膜与第三膜之间，该MEMS装置还包括在第一膜与第二膜之间的第一低压力区域、在第二膜与第三膜之间的第二低压力区域、在第一低压力区域中的第一定子以及在第二低压力区域中的第二定子。
根据另一实施例，一种三膜MEMS器件包括彼此间隔开的第一膜、第二膜和第三膜，其中第二膜在第一膜与第三膜之间，并且第二膜包括多个开口，该三膜MEMS器件还包括在第一膜与第三膜之间的密封低压力室和在密封低压力室中的多个电极。
前面已经相当宽泛地概述了本公开的特征和技术优点，以便可以更好地理解以下公开的详细描述。本公开的附加特征和优点将在下文中描述，其形成本公开的权利要求的主题。本领域技术人员应当理解，所公开的概念和具体实施例可以容易地用作修改或设计用于实现本公开的相同目的的其他结构或过程的基础。本领域技术人员还应当认识到，这样的等效构造没有脱离所附权利要求中阐述的本公开的精神和范围。
附图说明
为了更完整地理解本公开及其优点，现在结合附图参考以下描述，在附图中：
图1示出了根据本公开的各种实施例的三膜MEMS麦克风的第一实现的截面图；
图2示出了根据本公开的各种实施例的三膜MEMS麦克风的第二实现的截面图；
图3示出了根据本公开的各种实施例的三膜MEMS麦克风的第三实现的截面图；
图4示出了根据本公开的各种实施例的三膜MEMS麦克风的第四实现的截面图；
图5示出了根据本公开的各种实施例的图2和图4所示的第二膜的俯视图；
图6示出了根据本公开的各种实施例的图1所示的三膜MEMS麦克风的第一实现的透视图；
图7示出了根据本公开的各种实施例的图2所示的三膜MEMS麦克风的第二实现的透视图；
图8示出了根据本公开的各种实施例的图2所示的三膜MEMS麦克风的第二实现的另一透视图；以及
图9示出了根据本公开的各种实施例的三膜MEMS麦克风的第五实现的截面图。
除非另有说明，否则不同图中的对应的数字和符号一般指代对应的部分。这些图被绘制是为了清楚地说明各种实施例的相关方面，而不一定按比例绘制。
具体实施方式
下面详细讨论当前优选实施例的制作和使用。然而，应当理解，本公开提供了可以体现在多种特定上下文中的很多适用的发明概念。所讨论的具体实施例仅用于说明制作和使用本公开的具体方式，并不限制本公开的范围。
本公开将关于特定上下文中的优选实施例(即，三膜MEMS麦克风)来描述。然而，本公开也可以应用于各种MEMS器件。在下文中，将参考附图详细解释各种实施例。
图1示出了根据本公开的各种实施例的三膜MEMS麦克风的第一实现的截面图。三膜MEMS麦克风100包括彼此间隔开的第一膜112、第二膜114以及第三膜116。如图1所示，第二膜114在第一膜112与第三膜116之间。在一些实施例中，第一膜112、第二膜114和第三膜116可以由导电材料形成。此外，第一膜112、第二膜114和第三膜116是可移动膜。
三膜MEMS麦克风100还包括第一低压力区域124、第二低压力区域126、多个柱状件122、以及多个第一定子134和多个第二定子138。如图1所示，第一低压力区域124在第一膜112与第二膜114之间。第二低压力区域126在第二膜114与第三膜116之间。多个第一定子134在第一低压力区域124中。多个第二定子138在第二低压力区域126中。应当注意，图1所示的多个第一定子134可以来自具有多个开口的单个定子平面。因此，多个第一定子134可以替代地称为第一定子134。同样地，图1所示的多个第二定子138可以来自具有多个开口的另一单个定子平面。因此，多个第二定子138可以替代地称为第二定子138。
三膜MEMS麦克风100形成在支撑衬底102上。如图1所示，第一膜112的外围部分在支撑衬底102上。背面腔体104可以形成在支撑衬底102中。背面腔体104用于允许第一膜112响应于声波而振荡。根据各种实施例，背面腔体104可以通过各种蚀刻技术形成在支撑衬底102中，诸如各向同性气相蚀刻、气相蚀刻、湿蚀刻、各向同性干蚀刻、等离子蚀刻、其任何组合等。
在一些实施例中，支撑衬底102可以是硅衬底。备选地，支撑衬底102可以由任何合适的半导体材料形成。例如，支撑衬底102可以由诸如锗、硅锗、碳化硅、氮化镓、铟、氮化铟镓、砷化铟镓、氧化铟镓锌、其任何组合等半导体材料形成。此外，支撑衬底102可以由诸如III-V族化合物半导体材料和/或II-VI族化合物半导体材料等合适的化合物半导体材料形成。
如图1所示，第一膜112和第三膜116形成腔室。在一些实施例中，腔室是密封室。腔室包括第一低压力区域124和第二低压力区域126。腔室内部的压力低于腔室外部的压力。换言之，第一低压力区域和第二低压力区域的压力小于外部压力。在一些实施例中，外部压力是膜外部(腔室外部)的压力。外部压力等于大气压力或环境压力。
在一些实施例中，腔室内部的压力可以是真空。在一些实施例中，第一低压力区域124中的压力可以不同于第二低压力区域126中的压力。在备选实施例中，第二膜114可以具有多个开口。由于在第二膜114中具有多个开口，第一低压力区域124中的压力等于第二低压力区域126中的压力。
如图1所示，每个定子(例如，第一定子134)可以包括第一反电极元件132和第二反电极元件136。第二反电极元件136可以与第一反电极元件132间隔开。更具体地，在第一反电极元件132与第二反电极元件136之间形成有反电极隔离层。在一些实施例中，反电极隔离层可以由诸如氧化硅、氮化硅等合适的介电材料形成。
在一些实施例中，第一反电极元件132和第二反电极元件136可以由各种金属形成，诸如铜、铝、银、镍和各种合适的合金。备选地，第一反电极元件132和第二反电极元件136可以由各种半导体材料形成，该半导体材料可以被掺杂使得它们导电(例如，用硼、磷或砷重掺杂的多晶硅层)。
如图1所示，第一定子134至少部分布置在第一低压力区域124中或在第一低压力区域124中延伸。同样，第二定子138至少部分布置在第二低压力区域126中或在第二低压力区域126中延伸。
图1示出了定子的一些部分可以在其外围或圆周处由支撑结构(例如，膜隔离层141-144)支撑。图1还示出了定子的一些部分看起来在低压力区域124和126内“浮置”。应当注意，定子的“浮置”的部分通常可以附接到定子的圆周。
多个柱状件122在第一膜112与第三膜116之间延伸。更具体地，每个柱状件的第一端子延伸穿过第一膜112。每个柱状件的第二端子延伸穿过第三膜116。在一些实施例中，一个或多个柱状件是导电的。导电柱状件在至少两个膜之间提供机械和电耦合。在备选实施例中，柱状件是电绝缘的。非导电柱状件在至少两个膜之间提供机械耦合。
多个柱状件122机械耦合到第一膜112、第二膜114以及第三膜116。如图1所示，柱状件122通常不接触或接触第一定子134和第二定子138。柱状件122可以通过定子134和138中的开口或孔而穿过定子134和138。
在制造三膜MEMS麦克风100的过程中，柱状件122可以与第一膜112、第二膜114和第三膜116一体地形成。因此，第一膜112、第二膜114、第三膜116和柱状件122可以形成诸如多晶硅等相同材料的一体结构。备选地，膜112、114、116和柱状件122可以由不同材料形成。例如，可以在第一沉积工艺期间首先在支撑衬底102的表面上形成第一膜112。随后，可以在后续沉积工艺期间形成柱状件122并且最终形成其他膜114和116。在一些实施例中，确保膜之间的机械耦合的柱状件122不提供两个膜之间的电连接。柱状件122可以由绝缘材料制成，例如硅、氮化物、氧化硅、聚合物或前述材料的组合。
三膜MEMS麦克风100的支撑结构可以具有堆叠配置。三膜MEMS麦克风100的支撑结构包括支撑衬底102、第一膜隔离层141、第二膜隔离层142、第三膜隔离层143以及第四膜隔离层144。在一些实施例中，膜112、114和116的外围部分、以及定子134、138可以与支撑结构接触，如图1所示。特别地，图1示出了支撑结构的各种膜隔离层并且膜可以以如下顺序彼此叠置，例如：第一膜112、第一膜隔离层141、第一定子134的第一反电极元件、第一定子134的反电极隔离层、第一定子134的第二反电极元件、第二膜隔离层142、第二膜114、第三膜隔离层143、第二定子138的第一反电极元件、第二定子138的反电极隔离层、第二定子138的第二反电极元件、第四膜隔离层144和第三膜116。
应当注意，虽然图1示出了膜隔离层(例如，第一膜隔离层141)具有竖直侧壁，但是为了实现高稳健性，膜隔离层可以是锥形侧壁。例如，第一膜隔离层141可以是沿第一方向定向的锥形侧壁。第二膜隔离层142可以是沿第二方向定向的锥形侧壁。第一方向与第二方向彼此相对。
在具有图1所示的支撑结构之后，每个膜(例如，第一膜112)包括可移动部分和固定部分。第一膜112的固定部分例如机械连接到支撑衬底102和第一膜隔离层141。
图1示出了三膜MEMS麦克风100在其静止位置，例如，在没有声波到达膜时。声波可能使膜112、114和116偏转。如图1所示，第三膜116可以暴露于环境压力和潜在的声压。第三膜116的这个顶侧也可以被认为是三膜MEMS麦克风100的声音接收主表面。替代地，第一膜112可以暴露于环境压力和潜在的声压。第一膜112的这个底侧也可以被认为是三膜MEMS麦克风100的声音接收主表面。
在一些实施例中，当声波入射到膜(例如，第三膜116的顶侧)上时，膜可以偏转和/或振荡。如果第二膜114和第一膜112彼此机械耦合，则一个膜(例如，第三膜116)的位移可能导致第二膜114和第一膜112的对应位移。第三膜116可以在基本朝向第二定子138的方向上偏转，而第二膜114可以同时在与第三膜116基本相同的方向上偏转并且因此可以远离第二定子138移动。同样，第二膜114可以在基本朝向第一定子134的方向上偏转，而第一膜112可以同时在与第二膜114基本相同的方向上偏转并且因此可以远离第一定子134移动。
在一些实施例中，在声音可以到达的第三膜116的顶侧，总压力可以等于常压(例如，大气压力)和声压的总和。在背面腔体104内，可能仅存在正常大气压。
在一些实施例中，第一膜112和第一定子134形成第一电容器。第一定子134和第二膜114形成第二电容器。第二膜114和第二定子138形成第三电容器。第二定子138和第三膜116形成第四电容器。
需要说明的是，上述的电容器布置(第一电容器、第二电容器、第三电容器和第四电容器)仅作为示例描述，而不应当过度限制权利要求的范围。本领域普通技术人员会认识到很多变化、备选和修改。例如，第一膜112和第三膜116可以由非导电材料制成并且主要用于提供抗漏电的稳健性。第一膜112和第三膜116可以被设计为满足膜顺应性要求。在这样的电容器布置下，第一膜112和第三膜116不会与对应的定子形成电容器，并且只有第二膜114会与一个或两个定子形成一个电容器或两个电容器，然后像标准的单背板麦克风或双背板麦克风一样工作。
在操作中，观察四个电容器的电容变化。第一电容变化基于形成在第一膜112与第一定子134之间的第一电容器。第二电容变化基于形成在第一定子134与第二膜116之间的第二电容器。第三电容变化基于形成在第二膜114与第二定子138之间的第三电容器。第四电容变化基于形成在第二定子138与第三膜116之间的第四电容器。这四个电容器的电容随着第一膜112、第二膜114和第三膜116的可移动部分相对于定子134和138的移动而变化。膜112、114和116的可移动部分的移动例如是由语音、音乐等引起的声压变化生成的。
图2示出了根据本公开的各种实施例的三膜MEMS麦克风的第二实现的截面图。图2所示的三膜MEMS麦克风200类似于图1所示的三膜MEMS麦克风100，不同之处在于，第二膜114的外围部分不与支撑结构接触。如图2所示，第二膜114小于第一膜112和第三膜116。第二膜114通过多个柱状件122被机械耦合到第一膜112和第三膜116。
图2所示的三膜MEMS麦克风200的支撑结构包括支撑衬底102、第一膜隔离层141、第二膜隔离层142和第三膜隔离层143。在一些实施例中，第一膜112、第三膜116、定子134以及定子138的外围部分可以与如图2所示的支撑结构接触。特别地，图2示出了支撑结构的各种膜隔离层和膜可以按照以下顺序彼此叠置，例如：第一膜112、第一膜隔离层141、第一定子134的第一反电极元件、第一定子134的反电极隔离层、第一定子134的第二反电极元件、第二膜隔离层142、第二定子138的第一反电极元件、第二定子138的反电极隔离层、第二定子138的第二反电极元件、第三膜隔离层143和第三膜116。
图3示出了根据本公开的各种实施例的三膜MEMS麦克风的第三实现的截面图。图3所示的三膜MEMS麦克风300类似于图1所示的三膜MEMS麦克风100，不同之处在于，第二膜114具有多个开口302。第二膜114的多个开口302形成穿孔(未示出但在图5中说明)。穿孔被配置为在蚀刻工艺被应用于三膜MEMS麦克风300之后促进释放工艺。
图4示出了根据本公开的各种实施例的三膜MEMS麦克风的第四实现的截面图。图4所示的三膜MEMS麦克风400类似于图2所示的三膜MEMS麦克风200，不同之处在于，第二膜114具有多个开口302。第二膜114的多个开口302形成穿孔(未示出但在图5中说明)。穿孔被配置为在蚀刻工艺被应用于三膜MEMS麦克风400之后促进释放工艺。
图5示出了根据本公开的各种实施例的图2和图4所示的第二膜的顶视图。在一些实施例中，作为示例，第二膜114的形状基本上是圆形形状。第二膜114包括其他形状(诸如但不限于椭圆形、正方形、矩形等)也在本公开的范围和精神内。
第二膜114的多个开口302形成如图5所示的穿孔。需要说明的是，虽然图5示出了多个开口303彼此对准以形成直线虚线，但这仅仅是一个示例，而不应当过度限制权利要求的范围。本领域普通技术人员会认识到很多变化、备选和修改。
下面的图6-图8示出了根据本公开的各种实施例的三膜MEMS麦克风的各种实现的透视图。为简单起见，三膜MEMS麦克风的定子134和138未被包括在图6-图8所示的透视图中。
图6示出了根据本公开的各种实施例的图1所示的三膜MEMS电话的第一实现的透视图。第一膜112、第二膜114和第三膜116彼此间隔开。如图6所示，第二膜114在第一膜112与第三膜116之间。多个柱状件122从第一膜112延伸到第三膜116。多个柱状件122延伸穿过第二膜114.
在一些实施例中，多个柱状件122由非导电材料形成。此外，多个柱状件122中的至少一个柱状件机械耦合到第一膜112、第二膜114和第三膜116。第一膜112、第二膜114和第三膜116通过支撑结构602被支撑在圆周周围。在一些实施例中，支撑结构602被实现为图1所示的膜隔离层141-144。
在一些实施例中，膜112、114和116响应于由声波引起的压力变化而偏转。电信号可以通过膜112、114和116的偏转来生成。电信号可以由多个读出电路读出。读出电路处理电信号并且将电信号转换成可用信息。
如图6所示，第一膜112通过第一读出连接端子612被读出。第一读出连接端子612可以被连接到第一膜112的圆周的任何位置。同样，第二膜114通过第二读出连接端子614被读出。第二读出连接端子614可以被连接到第二膜114圆周的任何位置。第三膜116通过第三读出连接端子616被读出。第三读出连接端子616可以被连接到第三膜116的圆周的任何位置。
图7示出了根据本公开的各种实施例的图2所示的三膜MEMS电话的第二实现的透视图。图7所示的三膜MEMS麦克风的第二实现类似于图6所示的三膜MEMS麦克风的第一实现，不同之处在于，第二膜114是独立元件。更具体地，第二膜114的主体部分的外围部分不与支撑结构602接触。如图7所示，第二膜114小于第一膜112和第三膜116。第二膜114通过多个柱状件122机械耦合到第一膜112和第三膜116。
第一膜112和第三膜116的读出连接类似于图6所示的读出连接，并且因此在此不再赘述。第二膜114包括主体部分和狭长部分。如图7所示，第二膜114的狭长部分是从第二膜114的主体部分延伸的突出结构。第二膜114的主体部分通过狭长部分被连接到读出电路。
在一些实施例中，第二膜114的主体部分的形状为圆形。第二膜114的狭长部分的形状为矩形。第二膜114的狭长部分的这种形状仅是示例，而不应当过度限制权利要求的范围。本领域普通技术人员会认识到很多变化、备选和修改。例如，第二膜114的狭长部分可以是任何其他合适的形状，诸如方形、圆形、椭圆形、其任何组合等。
图8示出了根据本公开的各种实施例的图2所示的三膜MEMS电话的第二实现的另一透视图。图8所示的三膜MEMS麦克风类似于图7所示的三膜MEMS器件，不同之处在于，至少一个柱状件被配置为在两个膜之间提供电耦合。
如图8所示，虚线矩形中的柱状件122包括两个部分。下部部分放置在第一膜112与第二膜114之间。上部部分802放置在第二膜114与第三膜116之间。柱状件122的中点被机械耦合到第二膜114。中点是下部部分与上部部分之间的界面。
在一些实施例中，柱状件122的下部部分由非导电材料形成。柱状件122的下部部分是非导电部分。上部部分802由导电材料形成。柱状件122的上部部分是导电部分。导电的上部部分802被配置为电耦合两个膜。特别地，导电的上部部分802在第二膜114与第三膜116之间提供电路径。
第三膜116被绝缘结构804分成两个电隔离部分。绝缘结构804由任何合适的介电材料形成。
如图8所示，第三膜116的第一部分803由第三读出连接端子616读出。第二膜114由第二读出连接端子614通过由上部部分802和第三膜116的第二部分805形成的电路径来读出。因此，由MEMS麦克风生成的信号被配置为通过柱状件122的上部部分802在第二膜114与第三膜116之间流动。
需要说明的是，图8所示的连接仅为示例，而不应当过度限制权利要求的范围。本领域普通技术人员会认识到很多变化、备选和修改。例如，柱状件122的下部部分可以由导电材料形成。柱状件122的上部部分可以由非导电材料形成。导电的下部部分被配置为电耦合两个膜。特别地，导电的下部部分在第二膜114与第一膜112之间提供电路径。
图9示出了根据本公开的各种实施例的三膜MEMS麦克风的第五实现的截面图。图9所示的三膜MEMS麦克风900类似于图1所示的三膜MEMS麦克风100，不同之处在于，第一膜112不与支撑衬底102直接接触。如图9所示，膜隔离层145被放置在第一膜112与支撑衬底102之间。
应当注意，根据设计需要，可以在图2-4所示的三膜MEMS麦克风的其他实现中实现附加膜隔离层145。
这里总结了本发明的实施例。其他实施例也可以从整个说明书和在此提交的权利要求中理解。
示例1.一种微机电系统(MEMS)装置，包括：彼此间隔开的第一膜、第二膜和第三膜，其中第二膜在第一膜与第三膜之间；在第一膜与第二膜之间的第一低压力区域；在第二膜与第三膜之间的第二低压力区域；在第一低压力区域中的第一定子；以及在第二低压力区域中的第二定子。
示例2.根据示例1的MEMS装置，其中第一定子和第二定子中的每个定子包括由反电极隔离层彼此间隔开的第一反电极元件和第二反电极元件。
示例3.根据示例1和2中一项的MEMS装置，其中第一低压力区域和第二低压力区域所具有的压力小于外部压力。
示例4.根据示例3的MEMS装置，其中第一低压力区域和第二低压力区域的压力基本为真空。
示例5.根据示例1至4中一项的MEMS装置，其中第一低压力区域和第二低压力区域在密封室内，并且其中密封室被形成在第一膜与第三膜之间。
示例6.根据示例1至5中一项的MEMS装置，其中第二膜包括主体部分和狭长部分，并且其中第二膜的主体部分通过狭长部分被连接到读出电路。
示例7.根据示例6的MEMS装置，其中第二膜的主体部分为圆形形状；以及第二膜的狭长部分是从第二膜的主体部分延伸的突出结构。
示例8.根据示例1至7中一项的MEMS装置，还包括：机械耦合到第一膜、第二膜和第三膜的多个柱状件，其中多个柱状件中的至少一个柱状件具有耦合到第一膜的第一端子、耦合到第三膜的第二端子以及耦合到第二膜的中点，并且其中至少一个柱状件的至少一部分是被配置为电耦合两个膜的导电部分。
示例9.根据示例8的MEMS装置，其中至少一个柱状件包括耦合在第一膜与第二膜之间的第一部分以及耦合在第二膜与第三膜之间的第二部分，并且其中至少一个柱状件的第一部分由非导电材料形成，并且至少一个柱状件的第二部分由导电材料形成，并且其中由MEMS装置生成的信号被配置为通过至少一个柱状件的第二部分在第二膜与第三膜之间流动。
示例10.根据示例1至9中一项的MEMS装置，其中第二膜包括多个开口，并且其中第二膜的多个开口形成穿孔。
示例11.根据示例1至10中一项的MEMS装置，其中第一膜和第一定子形成第一电容器；第一定子和第二膜形成第二电容器；第二膜和第二定子形成第三电容器；以及第二定子和第三膜形成第四电容器。
示例12.根据示例1至5中一项的MEMS装置，其中MEMS装置是MEMS麦克风。
示例13.一种三膜MEMS器件，包括：彼此间隔开的第一膜、第二膜和第三膜，其中第二膜在第一膜与第三膜之间，并且第二膜包括多个开口；在第一膜与第三膜之间的密封低压力室；以及在密封低压力室中的多个电极。
示例14.根据示例13的三膜MEMS器件，还包括：在密封低压力室中的至少一个柱状件，至少一个柱状件被机械耦合到第一膜、第二膜以及第三膜。
示例15.根据示例13和14中一项的三膜MEMS器件，其中至少一个柱状件被配置为在两个膜之间提供电耦合。
示例16.根据示例13和14中一项的三膜MEMS器件，其中至少一个柱状件包括耦合在第一膜与第二膜之间的非导电部分以及耦合在第二膜与第三膜之间的导电部分，并且其中第一膜与第二膜隔离，并且第二膜被电耦合到第三膜。
示例17.根据示例16的三膜MEMS器件，其中第二膜通过至少一个柱状件被电耦合到第三膜。
示例18.根据示例13至17中一项的三膜MEMS器件，其中第二膜包括圆形的主体部分、以及狭长部分，并且其中第二膜的主体部分通过狭长部分被电连接到读出电路。
示例19.根据示例13至18中一项的三膜MEMS器件，其中第二膜的多个开口形成穿孔。
示例20.根据示例19的三膜MEMS器件，其中穿孔被配置为在蚀刻工艺被应用于三膜MEMS器件之后促进释放工艺。
虽然已经详细描述了本公开的实施例及其优点，但是应当理解，在不脱离由所附权利要求限定的本公开的精神和范围的情况下，可以对本文进行各种改变、替换和变更。
此外，本申请的范围不旨在限于说明书中描述的过程、机器、制造、物质组成、手段、方法和步骤的特定实施例。本领域普通技术人员将从本公开的公开中容易理解，根据本公开，可以利用目前存在的或以后将开发的与本文中描述的对应实施例相比执行基本相同的功能或实现基本相同的结果的过程、机器、制造、物质组成、手段、方法或步骤。因此，所附权利要求旨在将这样的过程、机器、制造、物质组成、手段、方法或步骤包括在其范围内。

Claims (20)

1.一种微机电系统MEMS装置，包括：
彼此间隔开的第一膜、第二膜和第三膜，其中所述第二膜在所述第一膜与所述第三膜之间；
在所述第一膜与所述第二膜之间的第一低压力区域；
在所述第二膜与所述第三膜之间的第二低压力区域；
在所述第一低压力区域中的第一定子；以及
在所述第二低压力区域中的第二定子。
2.根据权利要求1所述的MEMS装置，其中：
所述第一定子和所述第二定子中的每个定子包括由反电极隔离层彼此间隔开的第一反电极元件和第二反电极元件。
3.根据权利要求1所述的MEMS装置，其中：
所述第一低压力区域和所述第二低压力区域所具有的压力小于外部压力。
4.根据权利要求3所述的MEMS装置，其中：
所述第一低压力区域和所述第二低压力区域的所述压力基本为真空。
5.根据权利要求1所述的MEMS装置，其中：
所述第一低压力区域和所述第二低压力区域在密封室内，并且其中所述密封室被形成在所述第一膜与所述第三膜之间。
6.根据权利要求1所述的MEMS装置，其中：
所述第二膜包括主体部分和狭长部分，并且其中所述第二膜的所述主体部分通过所述狭长部分被连接到读出电路。
7.根据权利要求6所述的MEMS装置，其中：
所述第二膜的所述主体部分为圆形形状；以及
所述第二膜的所述狭长部分是从所述第二膜的所述主体部分延伸的突出结构。
8.根据权利要求1所述的MEMS装置，还包括机械耦合到所述第一膜、所述第二膜以及所述第三膜的多个柱状件，其中：
所述多个柱状件中的至少一个柱状件具有耦合到所述第一膜的第一端子、耦合到所述第三膜的第二端子以及耦合到所述第二膜的中点，并且其中所述至少一个柱状件的至少一部分是被配置为电耦合两个膜的导电部分。
9.根据权利要求8所述的MEMS装置，其中：
所述至少一个柱状件包括耦合在所述第一膜与所述第二膜之间的第一部分以及耦合在所述第二膜与所述第三膜之间的第二部分，并且其中所述至少一个柱状件的所述第一部分由非导电材料形成，并且所述至少一个柱状件的所述第二部分由导电材料形成，并且其中由所述MEMS装置生成的信号被配置为通过所述至少一个柱状件的所述第二部分在所述第二膜与所述第三膜之间流动。
10.根据权利要求1所述的MEMS装置，其中所述第二膜包括多个开口，并且其中所述第二膜的所述多个开口形成穿孔。
11.根据权利要求1所述的MEMS装置，其中：
所述第一膜和所述第一定子形成第一电容器；
所述第一定子和所述第二膜形成第二电容器；
所述第二膜和所述第二定子形成第三电容器；以及
所述第二定子和所述第三膜形成第四电容器。
12.根据权利要求1所述的MEMS装置，其中：
所述MEMS装置是MEMS麦克风。
13.一种三膜MEMS器件，包括：
彼此间隔开的第一膜、第二膜和第三膜，其中所述第二膜在所述第一膜与所述第三膜之间，并且所述第二膜包括多个开口；
在所述第一膜与所述第三膜之间的密封低压力室；以及
在所述密封低压力室中的多个电极。
14.根据权利要求13所述的三膜MEMS器件，还包括：
在所述密封低压力室中的至少一个柱状件，所述至少一个柱状件被机械耦合到所述第一膜、所述第二膜以及所述第三膜。
15.根据权利要求14所述的三膜MEMS器件，其中：
所述至少一个柱状件被配置为在两个膜之间提供电耦合。
16.根据权利要求14所述的三膜MEMS器件，其中：
所述至少一个柱状件包括耦合在所述第一膜与所述第二膜之间的非导电部分以及耦合在所述第二膜与所述第三膜之间的导电部分，并且其中所述第一膜与所述第二膜隔离，并且所述第二膜被电耦合到所述第三膜。
17.根据权利要求16所述的三膜MEMS器件，其中：
所述第二膜通过所述至少一个柱状件被电耦合到所述第三膜。
18.根据权利要求13所述的三膜MEMS器件，其中：
所述第二膜包括圆形形状的主体部分、以及狭长部分，并且其中所述第二膜的所述主体部分通过所述狭长部分被电连接到读出电路。
19.根据权利要求13所述的三膜MEMS器件，其中：
所述第二膜的所述多个开口形成穿孔。
20.根据权利要求19所述的三膜MEMS器件，其中：
所述穿孔被配置为在蚀刻工艺被应用于所述三膜MEMS器件之后促进释放工艺。
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