压电MEMS麦克风及压电MEMS麦克风的制备方法技术

本发明专利技术提供了压电MEMS麦克风及压电MEMS麦克风的制备方法,压电MEMS麦克风包括若干个压电MEMS单元，压电MEMS单元包括基底、支撑件和膜片结构，基底包括围成收容腔的环形周壁，支撑件包括设于收容腔并与周壁间隔设置的悬置支撑部及自周壁延伸至悬置支撑部的延伸臂，膜片结构部分固定于悬置支撑部，膜片结构具有与悬置支撑部连接的锚定部及与锚定部连接并悬置于收容腔的活动部，压电MEMS单元通过设置支撑件将膜片结构部分固定于设于基底形成的收容腔内的悬置支撑部，改变了膜片结构的锚点位置，降低了支撑件在膜片结构弯曲过程的形变程度，而且本发明专利技术的支撑件能够避免传统的背腔刻蚀工艺对膜片结构的影响。

Piezoelectric MEMS microphone and preparation method of piezoelectric MEMS microphone

【技术实现步骤摘要】
压电MEMS麦克风及压电MEMS麦克风的制备方法
本专利技术涉及声电转换
，尤其涉及一种压电MEMS麦克风及压电MEMS麦克风的制备方法。
技术介绍
现有技术的压电MEMS麦克风采用的是振膜101弯曲和悬臂梁102弯曲的方式在锚点的位置(如图16和17中箭头所示)产生较大的应力从而使覆盖其上的压电薄膜受压产生电荷输出；对于振膜型结构，由于在锚点位置覆盖压电薄膜后其刚度会有一定增加，因此相同的压力条件下所受的应力与未覆盖压电层相比会有一定的减小，从而导致输出电压减少，故该结构灵敏度相对较低，难以进行实际应用；对于悬臂梁结构，由于膜层结构应力的存在会导致悬臂梁的变形较大(微米级)，并且如果结构中有多个对称悬臂梁，难免会造成悬臂梁的弯曲程度不同，这就对后续的封装技术提出了更高要求。因此，有必要提供一种新的压电MEMS麦克风。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的在于提供一种灵敏性高、能够降低支撑件在膜片结构弯曲过程的形变程度的压电MEMS麦克风。本专利技术的技术方案如下：一种压电MEMS麦克风，包括至少一个压电MEMS单元，所述压电MEMS单元包括：基底，包括围成收容腔的环形周壁；支撑件，包括设于所述收容腔并与所述周壁间隔设置的悬置支撑部及自所述周壁延伸至所述悬置支撑部的延伸臂；膜片结构，部分固定于所述悬置支撑部，所述膜片结构具有固定于所述悬置支撑部连接的锚定部及与所述锚定部连接的活动部，所述活动部沿所述基底的轴向的正投影落入所述收容腔内。作为一种改进方式，所述基底包括位于所述活动部靠近所述支撑件一侧的第一基板，所述收容腔包括形成于所述第一基板的第一腔体，所述周壁包括围成所述第一腔体的第一周壁，所述延伸臂自所述第一周壁延伸至所述悬置支撑部，所述悬置支撑部设于所述第一腔体并与所述第一周壁间隔设置。作为一种改进方式，所述悬置支撑部朝向所述膜片结构的一侧面与所述第一基板朝向所述膜片结构的一侧面平齐，所述膜片结构悬置于所述第一腔体外。作为一种改进方式，所述基底还包括叠设于所述第一基板的第二基板，所述收容腔还包括形成于所述第二基板的第二腔体，所述周壁还包括围成所述第二腔体的第二周壁，所述膜片结构悬置于所述第二腔体并与所述第二周壁间隔设置。作为一种改进方式，所述基底包括第一基板和设于所述第一基板的支撑板，所述收容腔包括形成于所述第一基板的第一腔体和形成于所述支撑板的第三腔体，所述周壁包括围成所述第一腔体的第一周壁和围成所述第三腔体的第三周壁，所述延伸臂自所述第三周壁延伸至所述悬置支撑部，所述悬置支撑部设于所述第三腔体并与所述第三周壁间隔设置。作为一种改进方式，所述第三周壁包括与所述活动部正对且间隔设置的外延壁以及设置在所述外延壁与所述第一基板之间的固定壁，所述延伸臂自所述固定壁延伸，所述外延壁沿垂直于所述活动部的振动方向的方向上的厚度小于所述固定壁。作为一种改进方式，所述悬置支撑部与所述固定壁正对。作为一种改进方式，所述膜片结构包括至少两个相互间隔设置的所述活动部，所述活动部与所述锚定部一一对应。作为一种改进方式，所述膜片结构沿振动方向包括依次层叠的第一电极片、第一压电膜片和第二电极片，所述第一电极片设置于所述膜片结构靠近所述悬置支撑部的一侧。作为一种改进方式，所述膜片结构还包括叠设在所述第二电极片上的第二压电膜片以及叠设在所述第二压电膜片上的第三电极片。作为一种改进方式，所述压电MEMS麦克风包括若干个所述压电MEMS单元，所述若干个压电MEMS单元拼接成所述压电MEMS麦克风。作为一种改进方式，所述若干个压电MEMS单元呈阵列结构分布。本专利技术的第二个目的在于提供一种压电MEMS麦克风的制备方法，包括：提供第一基板，在所述第一基板沉积第一氧化层；在所述第一氧化层沉积膜片层，并对膜片层进行图案化处理，得到膜片结构，所述膜片结构具有锚定部及与所述锚定部连接的活动部；刻蚀对所述第一基板形成第一腔体，剩余的第一基板形成围成所述第一腔体的第一周壁以及支撑件，所述支撑件包括设于所述第一腔体并与所述第一周壁间隔设置的悬置支撑部和自所述第一周壁延伸至所述悬置支撑部的延伸臂；对所述第一氧化层刻蚀以悬置所述活动部。作为一种改进方式，所述制备方法还包括：在所述第一氧化层沉积膜片层，并对膜片层图案化处理，得到膜片结构之后，进行以下工序：在所述第一氧化层沉积第二基板，并对所述第二基板进行图案化处理，形成环绕所述膜片结构的第二周壁，所述膜片结构与所述第二周壁间隔设置。本专利技术的第三个目的在于提供一种压电MEMS麦克风的制备方法，包括：提供第一基板，在所述第一基板沉积第一氧化层；在所述第一氧化层沉积第一氮化硅层，并对所述第一氮化硅层进行图案化处理，剩余的第一氮化硅层形成固定壁以及支撑件，所述支撑件包括与所述固定壁间隔设置的悬置支撑部和自所述固定壁延伸至所述悬置支撑部的延伸臂；在图案化处理后的所述第一氮化硅层沉积第二氧化层，并对所述第二氧化层进行平坦化处理以使所述第二氧化层远离所述第一基板的一侧面与所述悬置支撑部远离所述第一基板的一侧面平齐；在所述第二氧化层和所述悬置支撑部沉积第一多晶硅层，并对所述第一多晶硅层进行图案化处理，在所述悬置支撑部之远离所述第一基板的一侧形成定位孔；在所述定位孔沉积第二氮化硅层以加厚所述悬置支撑部，并去掉所述第一多晶硅层；在所述悬置支撑部的周侧沉积第三氧化层，并对第三氧化层进行平坦化处理以使所述第三氧化层远离所述第一基板的一侧面与所述悬置支撑部远离所述第一基板的一侧面平齐；对进行平坦化处理后的第三氧化层的两端进行图案化处理；在所述第三氧化层沉积膜片层，并对膜片层进行图案化处理，得到膜片结构，所述膜片结构具有固定于所述悬置支撑部的锚定部及与所述锚定部连接的活动部；刻蚀所述第一基板形成第一腔体，剩余的第一基板形成围成所述第一腔体的第一周壁；对所述第一氧化层刻蚀，并去掉所述第二氧化层和所述第三氧化层以悬置所述活动部。作为一种改进方式，所述制备方法还包括：在所述第三氧化层沉积膜片层，并对膜片层图案化处理，得到膜片结构之后，进行以下工序：在所述第一氮化硅层沉积第二多晶硅层，并对所述第二多晶硅层进行图案化处理，剩余的第二多晶硅层形成外延壁，所述活动部与所述外延壁正对且间隔设置。本专利技术的有益效果在于：本专利技术的压电MEMS麦克风通过设置支撑件将膜片结构部分固定于设于基底形成的收容腔内的悬置支撑部，本专利技术的支撑件能够避免传统的背腔刻蚀工艺对膜片结构的影响，还能够在一定程度上提高麦克风的灵敏度。【附图说明】图1为本专利技术实施例1的压电MEMS麦克风的结构示意图；图2为本专利技术的实施例1的压电MEMS单元的结构示意图；图3为本专利技术的实施例1的压电MEMS单元的另一方向的结构示意图；图4为图3的A-A向视图；图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压电MEMS麦克风，其特征在于，包括至少一个压电MEMS单元，所述压电MEMS单元包括：/n基底，包括围成收容腔的环形周壁；/n支撑件，包括设于所述收容腔并与所述周壁间隔设置的悬置支撑部及自所述周壁延伸至所述悬置支撑部的延伸臂；/n膜片结构，部分固定于所述悬置支撑部，所述膜片结构具有固定于所述悬置支撑部连接的锚定部及与所述锚定部连接的活动部，所述活动部沿所述基底的轴向的正投影落入所述收容腔内。/n

【技术特征摘要】
1.一种压电MEMS麦克风，其特征在于，包括至少一个压电MEMS单元，所述压电MEMS单元包括：
基底，包括围成收容腔的环形周壁；
支撑件，包括设于所述收容腔并与所述周壁间隔设置的悬置支撑部及自所述周壁延伸至所述悬置支撑部的延伸臂；
膜片结构，部分固定于所述悬置支撑部，所述膜片结构具有固定于所述悬置支撑部连接的锚定部及与所述锚定部连接的活动部，所述活动部沿所述基底的轴向的正投影落入所述收容腔内。


2.根据权利要求1所述的压电MEMS麦克风，其特征在于，所述基底包括位于所述活动部靠近所述支撑件一侧的第一基板，所述收容腔包括形成于所述第一基板的第一腔体，所述周壁包括围成所述第一腔体的第一周壁，所述延伸臂自所述第一周壁延伸至所述悬置支撑部，所述悬置支撑部设于所述第一腔体并与所述第一周壁间隔设置。


3.根据权利要求2所述的压电MEMS麦克风，其特征在于，所述悬置支撑部朝向所述膜片结构的一侧面与所述第一基板朝向所述膜片结构的一侧面平齐，所述膜片结构悬置于所述第一腔体外。


4.根据权利要求2所述的压电MEMS麦克风，其特征在于，所述基底还包括叠设于所述第一基板的第二基板，所述收容腔还包括形成于所述第二基板的第二腔体，所述周壁还包括围成所述第二腔体的第二周壁，所述膜片结构悬置于所述第二腔体并与所述第二周壁间隔设置。


5.根据权利要求1所述的压电MEMS麦克风，其特征在于，所述基底包括第一基板和设于所述第一基板的支撑板，所述收容腔包括形成于所述第一基板的第一腔体和形成于所述支撑板的第三腔体，所述周壁包括围成所述第一腔体的第一周壁和围成所述第三腔体的第三周壁，所述延伸臂自所述第三周壁延伸至所述悬置支撑部，所述悬置支撑部设于所述第三腔体并与所述第三周壁间隔设置。


6.根据权利要求5所述的压电MEMS麦克风，其特征在于，所述第三周壁包括与所述活动部正对且间隔设置的外延壁以及设置在所述外延壁与所述第一基板之间的固定壁，所述延伸臂自所述固定壁延伸，所述外延壁沿垂直于所述活动部的振动方向的方向上的厚度小于所述固定壁。


7.根据权利要求6所述的压电MEMS麦克风，其特征在于，所述悬置支撑部与所述固定壁正对。


8.根据权利要求1所述的压电MEMS麦克风，其特征在于，所述膜片结构包括至少两个相互间隔设置的所述活动部，所述活动部与所述锚定部一一对应。


9.根据权利要求8所述的压电MEMS麦克风，其特征在于，所述膜片结构沿振动方向包括依次层叠的第一电极片、第一压电膜片和第二电极片，所述第一电极片设置于所述膜片结构靠近所述悬置支撑部的一侧。


10.根据权利要求9所述的压电MEMS麦克风，其特征在于，所述膜片结构还包括叠设在所述第二电极片上的第二压电膜片以及叠设在所述第二压电膜片上的第三电极片。


11.根据权利要求1-10任一项所述的压电MEMS麦克风，所述压电MEMS麦克风包括若干个所述压电...

【专利技术属性】
技术研发人员：童贝，石正雨，李杨，
申请(专利权)人：瑞声科技南京有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32