MEMS致动器及其制造工艺.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115924836A(43)申请公布日2023.04.07(21)申请号202211091227.2(22)申请日2022.09.07(30)优先权数据1020210000232402021.09.08IT17/903,4732022.09.06US(71)申请人意法半导体股份有限公司地址意大利阿格拉布里安扎(72)发明人D·朱斯蒂C·M·拉扎里(74)专利代理机构北京市金杜律师事务所11256专利代理师丁君军(51)Int.Cl.B81B5/00(2006.01)权利要求书5页说明书11页附图19页(54)发明名称MEMS致动器及其制造工艺(57)摘要本公开涉及MEMS致动器及其制造工艺。一种MEMS致动器，包括具有第一表面的半导体主体，所述第一表面限定面向所述第一表面并具有底表面的壳腔，所述半导体主体还限定所述半导体主体中的流体通道，所述流体通道具有横跨所述底表面的第一端。可应变结构延伸到壳体腔中，在底表面处耦合到半导体主体，并且限定面向流体通道的第一端的内部空间，并且包括彼此连接并且连接到流体通道的至少第一和第二内部子空间。当流体被泵送通过流体通道进入内部空间时，第一和第二内部子空间膨胀，从而沿第一轴线使可应变结构发生应变，并生成由可应变结构沿第一轴线在相对于壳体腔的相对方向上施加的致动力。CN115924836ACN115924836A权利要求书1/5页1.一种MEMS致动器，包括：半导体材料的半导体主体，具有沿着第一轴线彼此相对的第一表面和第二表面，并且所述半导体主体限定了壳体腔，所述壳体腔面向所述半导体主体的所述第一表面、并且具有沿着所述第一轴线与所述半导体主体的所述第一表面相对的底表面，以及一个或多个侧向表面，所述一个或多个侧向表面将所述壳体腔的所述底表面接合到所述半导体主体的所述第一表面，所述半导体主体还限定了延伸到所述半导体主体中的流体通道、并且具有延伸穿过所述壳体腔的所述底表面的第一端；以及可应变结构，延伸到所述壳体腔中，所述可应变结构：在所述壳体腔的所述底表面处耦合到所述半导体主体、在距所述壳体腔的所述一个或多个侧向表面一定距离处延伸、具有相对于所述可应变结构与所述壳体腔的所述底表面相对的顶表面，并且限定内部空间，所述内部空间面向所述流体通道的第一端、并且包括至少一个第一内部子空间和第二内部子空间，所述第一内部子空间和所述第二内部子空间沿着所述第一轴线彼此叠置、并且彼此气动连接并且气动连接到所述流体通道；其中所述第一内部子空间和所述第二内部衬底被配置成响应于泵送穿过所述流体通道的流体而膨胀，以在所述可应变结构的所述顶表面处生成致动力。2.根据权利要求1所述的MEMS致动器，其中所述可应变结构在沿着与所述第一轴线正交的第一平面的截面中具有环形形状，所述环形形状相对于所述第一轴线径向地界定所述内部空间。3.根据权利要求1所述的MEMS致动器，其中所述可应变结构与所述半导体主体是单片的。4.根据权利要求1所述的MEMS致动器，其中所述可应变结构包括：第一连接部，将所述可应变结构接合至所述壳体腔的所述底表面并且限定所述可应变结构的开口，所述开口面向所述流体通道的第一端并且使所述流体通道与所述内部空间流体连通；第一应变部，接合到所述第一连接部并且限定所述第一内部子空间，所述第一连接部沿着所述第一轴线插入在所述半导体主体和所述第一应变部之间；第二连接部，接合到所述第一应变部上并且限定了将所述第一内部子空间连接到所述第二内部子空间的流体连通孔，所述第一应变部沿着所述第一轴线插入在所述第一连接部和所述第二连接部之间；以及第二应变部，接合到所述第二连接部并且限定所述第二内部子空间，所述第二连接部沿着所述第一轴线插入在所述第一应变部和所述第二应变部之间；其中，当所述流体被泵送穿过所述流体通道进入所述内部空间时，所述第一应变部和所述第二应变部沿所述第一轴线应变。5.根据权利要求4所述的MEMS致动器，其中所述可应变结构在沿着与所述第一轴线正交的第一平面的截面中具有环形形状，所述环形形状相对于所述第一轴线径向地界定所述内部空间；其中所述第一连接部和所述第二连接部各自具有平行于所述第一平面的环形形状，所述环形形状由第一最大内部尺寸和大于所述第一最大内部尺寸的第一最大外部尺寸限定，所述第一最大内部尺寸是在所述第一连接部或所述第二连接部的内表面之间正交于所述2CN115924836A权利要求书2/5页第一轴线而测量的，所述第一连接部或所述第二连接部的内表面彼此相对地正交于所述第一轴线并且面向所述内部空间，并且所述第一最大外部尺寸是在所述第一连接部或所述第二连接部的外表面之间正交于所述第一轴线而测量的，并且所述第一连接部或所述第二连接部的外表面彼此相对地正交于所述第一轴线并