技术特征：
1.一种mems感测设备，其特征在于，用于感测所述mems感测设备外部环境中的微粒，所述mems感测设备包括：半导体本体，集成传感器和泵；其中所述传感器包括传感器腔、被悬置在所述传感器腔上方的膜、以及压电元件，所述压电元件位于所述膜上方，并且被配置为当感测电信号在所述mems感测设备的第一操作阶段期间被施加到所述压电元件时，使所述膜围绕平衡位置并且以共振频率振荡，所述共振频率取决于位于所述膜上的微粒的数量；其中所述膜包括多个通孔，所述多个通孔被配置为在所述传感器腔与所述环境之间建立流体连通；以及其中所述泵与所述传感器相邻，通过在所述半导体本体中延伸的管道被连接到所述传感器，并且被配置为在所述第一操作阶段期间使所述传感器腔中的空气压力相对于所述环境的所述空气压力被降低，使得该微粒由通过所述多个通孔的吸力粘附到所述膜上。2.根据权利要求1所述的mems感测设备，其特征在于，所述泵被配置为在第二操作阶段期间使所述传感器腔中的空气压力相对于所述环境的所述空气压力被增加，使得该微粒由通过所述多个通孔的吹力被吹离所述膜。3.根据权利要求1所述的mems感测设备，其特征在于，所述压电元件包括压电层，所述压电层位于顶部导电层与底部导电层之间，所述顶部导电层和所述底部导电层的至少一部分形成用于接收所述感测电信号的电极。4.根据权利要求3所述的mems感测设备，其特征在于，所述多个通孔位于所述压电层的中心部分处。5.根据权利要求3所述的mems感测设备，其特征在于，所述压电元件包括压电元件开口，所述压电元件开口在所述膜的中心部分处，其中所述多个通孔位于所述膜的所述中心部分处。6.根据权利要求5所述的mems感测设备，其特征在于，还包括非粘性涂层，所述非粘性涂层覆盖所述压电元件和所述膜的所述中心部分。7.根据权利要求6所述的mems感测设备，其特征在于，所述非粘性涂层包括疏水涂层。8.根据权利要求5所述的mems感测设备，其特征在于，所述顶部导电层包括第一顶板和第二顶板，所述第一顶板环绕所述膜的所述中心部分，所述第二顶板环绕所述第一顶板，所述第一顶板和所述第二顶板彼此电绝缘，并且所述底部导电层包括第一底板和第二底板，所述第一底板环绕所述膜的所述中心部分，所述第二底板环绕所述第一底板，所述第一底板和所述第二底板彼此电绝缘，其中所述第二顶板和所述第二底板被配置为在所述第一操作阶段期间接收所述感测电信号，其中所述第一顶板和所述第一底板被配置为在所述第一操作阶段期间被偏置，使得跨所述第一顶板和所述第一底板产生电压差，所述电压差的值使所述膜具有向上凹入形状，以及其中所述第二顶板和所述第二底板被配置为在第二操作阶段期间被偏置，使得跨所述第二顶板和所述第二底板产生电压差，所述电压差的值使所述膜具有向下凹入形状。9.根据权利要求1所述的mems感测设备，其特征在于，还包括所述膜上和所述传感器腔
之上的阻抗测量结构。10.根据权利要求9所述的mems感测设备，其特征在于，所述阻抗测量结构包括多个第一电极部分和多个第二电极部分，所述多个第一电极部分与所述多个第二电极部分电隔离并相互交叉。11.根据权利要求9所述的mems感测设备，其特征在于，所述阻抗测量结构由所述压电元件环绕或者被布置在所述压电元件的中心部分上。12.一种电子系统，其特征在于，包括多个mems感测设备，每个mems感测设备包括：半导体衬底，集成传感器和泵；所述传感器包括传感器腔、被悬置在所述传感器腔上方的膜、以及压电元件，所述压电元件位于所述膜上方，并且被配置为当感测电信号在所述mems感测设备的第一操作阶段期间被施加到所述压电元件时，使所述膜以共振频率围绕平衡位置振荡，所述共振频率取决于位于所述膜上的微粒的数量；所述膜包括多个通孔，所述多个通孔使所述传感器腔与环境以流体连通；以及其中所述泵被配置为在所述第一操作阶段期间使所述传感器腔中的空气压力相对于所述环境的所述空气压力被降低，使得微粒由通过所述通孔集合的吸力粘附到所述膜上。13.根据权利要求12所述的电子系统，其特征在于，每个mems感测设备的所述泵被配置为在第二操作阶段期间使所述相应传感器腔中的空气压力相对于所述环境的所述空气压力被增加，使得微粒由通过所述相应多个通孔的吹力被吹离所述相应膜。14.根据权利要求12所述的电子系统，其特征在于，所述相应多个通孔位于所述相应膜的中心部分处。15.根据权利要求14所述的电子系统，其特征在于，还包括非粘性涂层，所述非粘性涂层覆盖所述压电元件和所述膜的所述中心部分。16.根据权利要求12所述的电子系统，其特征在于，所述多个mems感测设备中的至少一个mems感测设备包括半导体衬底，所述半导体衬底集成多个泵，所述多个泵中的每个泵与所述传感器腔流体连通。17.根据权利要求16所述的电子系统，其特征在于，所述多个泵是两个或四个泵。
技术总结
本公开的各实施例涉及MEMS感测设备和电子系统。MEMS感测设备包括半导体本体，该半导体本体集成传感器和泵单元，传感器包括传感器腔、被悬置在传感器腔上方的膜、以及压电元件，该压电元件位于膜上方，并且被配置为当感测电信号在MEMS感测设备的第一操作阶段期间被施加到压电元件时，使膜以对应共振频率围绕平衡位置振荡，该共振频率取决于位于膜上的微粒的数量，膜具有多个通孔，用于在传感器腔与环境之间建立流体连通；泵被配置为在第一操作阶段期间使传感器腔中的空气压力相对于环境的空气压力降低，使得微粒由通过多个通孔的吸力粘附到膜上。本实用新型的MEMS感测设备，适用于其中必须执行频繁感测操作的应用，并适用于“现场”应用。应用。应用。
技术研发人员：F
受保护的技术使用者：意法半导体股份有限公司
技术研发日：2021.12.29
技术公布日：2022/10/10