[发明专利]一种压电式MEMS麦克风

说明书

本发明涉及声电转换的技术领域，提供了一种压电式MEMS麦克风，包括：具有背腔的基底和压电振膜，压电振膜包括悬置部和与基底连接的基底固定部，压电振膜还包括连接基底固定部和悬置部的支撑部，悬置部通过支撑部悬置于背腔上方，压电式MEMS麦克风还包括限位结构，悬置部包括与限位结构沿振动方向的投影范围重叠的中部膜，限位结构与中部膜形成压电振膜的固定结构。压电振膜在氧化层释放之后，在压电振膜内残余应力的作用下，中部膜向上或向下进行形变，并与对应的限位结构连接，以完全释放应力和梯度应力。应用本技术方案解决了现有技术中膜片由于加工工艺过程中的应力分布不均导致形变不一，进而影响麦克风的灵敏度等性能的一致性的技术问题。

【技术领域】

本发明涉及声电转换技术领域，尤其涉及压电式MEMS麦克风。

【背景技术】

压电式MEMS麦克风相比于传统的电容式MEMS麦克风具有很多优势，包括防尘性和防水性以及较高的最大输出声压(AOP)等。受限于压电膜层的溅射生长工艺，压电膜层的应力较大且分布不均匀，沿着膜层生长的厚度方向存在较大的梯度应力。这些应力和梯度应力的存在，导致无论是对膜片四周进行固定、或者是在膜片当中进行局部固定都无法避免膜片的翘曲、形变等。膜片的翘曲和形变会进一步的增大泄气槽的间隙，且形变和翘曲的程度不一，难以控制，进而进一步影响压电麦克风的性能，比如信噪比、低频衰减、性能的一致性等；而且这一形变和翘曲也会对产品的可靠性造成影响.

因此，有必要提供一种压电式MEMS麦克风。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种压电式MEMS麦克风，以解决现有技术中膜片由于加工工艺过程中的应力分布不均导致形变不一，进而影响麦克风的灵敏度、谐振峰以及低频衰减等性能的一致性的技术问题。

本发明的技术方案如下：

一种压电式MEMS麦克风，包括：具有背腔的基底和设置在所述基底上的压电振膜，所述压电振膜包括位于中间位置的悬置部和环绕所述悬置部并与所述基底固定连接的基底固定部，所述压电振膜还包括连接所述基底固定部和所述悬置部的支撑部，所述悬置部通过所述支撑部悬置于所述背腔上方，所述压电式MEMS麦克风还包括固定于所述悬置部的限位结构，所述悬置部包括由所述限位结构围设形成的的中部膜，所述限位结构与所述中部膜形成所述压电振膜的固定结构。

进一步地，所述悬置部与所述基底固定部间隔设置形成第一透气缝，所述支撑部自所述基底固定部朝向所述悬置部延伸至与所述悬置部连接。

进一步地，所述悬置部还包括自所述中部膜边缘朝向所述基底延伸形成的周部膜，所述周部膜设有沿振动方向贯穿其上的开口，所述开口自所述周部膜的边缘延伸至所述中部膜，所述支撑部自所述基底固定部延伸并通过所述开口与所述中部膜连接。

进一步地，所述开口为若干个，若干个所述开口间隔设置，所述周部膜包括位于相邻所述开口间的若干个周部子膜。

进一步地，所述第一透气缝位于所述基底固定部与所述周部子膜之间，所述周部子膜与所述支撑部间隔形成第二透气缝，所述第一透气缝与所述第二透气缝连通。

进一步地，所述限位结构包括若干个环绕所述压电振膜的中心呈环形设置且相互间隔设置的限位件，若干所述限位件与若干个所述周部子膜一一对应设置。

进一步地，所述限位件为圆弧形，若干所述限位件环绕所述压电振膜的中心呈圆环形设置。

进一步地，所述限位结构以所述压电振膜的中心为环心呈环形结构设置。

进一步地，所述限位结构以所述压电振膜的中心为圆心呈圆环形结构设置。

进一步地，所述限位结构以所述压电振膜的中心为圆心呈圆形结构设置。