具有声能反射中间层的微机电声换能器的制作方法

文档序号:11143025阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种用于生成和/或检测可听波长谱中的声波的MEMS声换能器,具有:

载体衬底(2);

构造在载体衬底(2)中的空腔(3),所述空腔(3)具有至少一个开口(4);以及

多层压电隔膜结构(5),其跨越空腔(3)的开口(4)并且在其边缘区域中与载体衬底(2)连接,使得其能够为了生成和/或检测声能而相对于载体衬底(2)振动;

其中隔膜结构(5)至少局部地在横截面中包括第一压电层和与第一压电层间隔开布置的第二压电层(8,9);

其特征在于,

在两个压电层(8,9)之间的区域中布置有中间层(19),所述中间层(19)被构造为使得借助于所述中间层(19),声能能够向隔膜结构(5)的与空气接界的至少一个交界面(17,18)的方向上反射。

2.根据前一权利要求所述的MEMS声换能器,其特征在于,中间层(19)与两个压电层(8,9)至少之一相比具有较小的厚度。

3.根据前述权利要求中的一个或多个所述的MEMS声换能器,其特征在于,中间层(19)由氧化硅、氮化硅和/或多晶硅制成。

4.根据前述权利要求中的一个或多个所述的MEMS声换能器,其特征在于,两个压电层(8,9)至少之一由锆钛酸铅和/或氮化铝制成。

5.根据前述权利要求中的一个或多个所述的MEMS声换能器,其特征在于,两个压电层(8,9)分别被嵌入在下电极层与上电极层(10,12;11,13)之间;

中间层(19)与第一压电层(8)的上电极层(11)并且与第二压电层(9)的下电极层(12)直接贴合和/或中间层(19)被构造为介电的。

6.根据前述权利要求中的一个或多个所述的MEMS声换能器,其特征在于,隔膜结构(5)具有尤其是由多晶硅制成的隔膜层(14),所述隔膜层(14)优选布置在第一压电层(8)之下的区域中或者在第二压电层(9)之上的区域中。

7.根据前述权利要求中的一个或多个所述的MEMS声换能器,其特征在于,隔膜结构(5)尤其是在被构造成框的载体衬底(2)的内部空间中和/或在其背向载体衬底(2)的侧具有至少一个缺口(24),在所述缺口(24)的区域中,至少两个压电层(8,9)被去蚀,使得隔膜结构(8,9)在俯视图中具有至少一个压电有源区域(25)以及至少一个由缺口(24)形成的无源区域(26),它们优选地彼此形成图案(28)。

8.根据前述权利要求中的一个或多个所述的MEMS声换能器,其特征在于,缺口(24)被构造为使得压电有源区域(25)在俯视图中具有至少一个与框连接的锚定端部(29,30)和/或至少一个可相对于其在z方向上振动的自由端部(31)。

9.根据前述权利要求中的一个或多个所述的MEMS声换能器,其特征在于,有源区域(25)在俯视图中具有至少一个尤其是条形的换向区段(32,33,34);

在换向区域(32,33,34)的横截面图中,在两个压电层(8,9)至少之一的情况下,两个电极层(10,11,12,13)之一相对于与其对应的压电层(8,9)非对称地布置。

10.根据前述权利要求中的一个或多个所述的MEMS声换能器,其特征在于,有源区域(25)在俯视图中具有至少一个第一换向区段(32)、第二换向区段(33)和/或构造在这两者之间的偏转区段(35)。

11.根据前述权利要求中的一个或多个所述的MEMS声换能器,其特征在于,隔膜结构(5)在俯视图中具有多个尤其是可彼此分开激励的换能器区域(38,39),所述换能器区域(38,39)优选地被构造为不一样大和/或具有不同的图案(28)。

12.根据前述权利要求中的一个或多个所述的MEMS声换能器,其特征在于,载体衬底(2)在俯视图中具有至少一个构造在框的内部空间中的支撑元件(40),所述支撑元件(40)被布置为支撑两个相邻换能器区域(38,39)之间的隔膜结构(5)。

13.根据前述权利要求中的一个或多个所述的MEMS声换能器,其特征在于,支撑元件(40)以其朝向隔膜结构(5)的支撑元件端部(43)与隔膜结构(5)连接、松散地贴合或者在z方向上与隔膜结构(5)间隔开。

14.根据前述权利要求中的一个或多个所述的MEMS声换能器,其特征在于,支撑元件(40)被构造成壁,并且将空腔(3)划分成至少两个空腔区域(41,42)。

15.一种用于生成和/或检测可听波长谱中的声波的芯片、尤其是硅芯片,其具有多个彼此阵列式布置和/或可彼此分开激励的MEMS声换能器(1),其特征在于,所述MEMS声换能器(1)至少之一是根据前述权利要求中的一个或多个构造的。

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