[发明专利]压电式微机电系统麦克风及其制造方法

说明书

公开了一种压电式微机电系统麦克风及其制造方法，压电式微机电系统麦克风包括：衬底，衬底中设有背腔，背腔贯穿衬底；支撑氧化层，位于衬底上，支撑氧化层围成空腔；背极板和振膜，背极板和振膜的边缘由支撑氧化层支撑，背极板包括多个声孔，多个声孔、空腔和背腔连通；压电结构，包括多个一维压电纳米结构，一维压电纳米结构的第一端与背极板电连接，第二端与振膜电连接；其中，位于空腔的背极板、振膜和一维压电纳米结构形成声压信号采集结构。本发明提高了压电式微机电系统麦克风的可靠性、信噪比和灵敏度。

技术领域

本发明涉及微机电系统技术领域，特别涉及一种压电式微机电系统麦克风及其制造方法。

背景技术

相关技术中，微机电系统麦克风主要包括：电容式微机电系统麦克风和压电式微机电系统麦克风。电容式微机电系统麦克风由刚性穿孔背板和弹性振膜构成可变电容，在外部声压作用下引起振膜振动，从而使可变电容发生变化，进而改变振膜与背板间的电势差，实现声电转换。压电式微机电系统麦克风包括：硅基底以及压电膜层，声压信号作用在压电膜层上，引起压电膜层发生形变，从而产生电势差，实现声电转换。然而，电容式微机电系统麦克风的工作原理是通过振膜的振动来拾取声压信号，当外界环境存在颗粒、震动等情况时很容易出现器件失效的情形，器件的可靠性较差。同时因电容式微机电系统麦克风的抗干扰性能一般，器件的信噪比较低。压电式微机电系统麦克风的压电膜层几乎都采用二维薄膜或者三维体结构，压电膜层的这种结构降低了压电式微机电系统麦克风的灵敏度。期待进一步改进微机电系统麦克风的结构以改善器件的可靠性、信噪比和灵敏度低的问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种压电式微机电麦克风及其制造方法，提高了压电式微机电麦克风的可靠性、信噪比和灵敏度。

根据本发明的第一方面，提供一种压电式微机电系统麦克风，包括：

衬底，所述衬底中设有背腔，所述背腔贯穿所述衬底；

支撑氧化层，位于所述衬底上，所述支撑氧化层围成空腔；

背极板和振膜，所述背极板和所述振膜的边缘由所述支撑氧化层支撑，所述背极板包括多个声孔，所述多个声孔、所述空腔和所述背腔连通；

压电结构，包括多个一维压电纳米结构，所述一维压电纳米结构的第一端与所述背极板电连接，第二端与所述振膜电连接；

其中，位于所述空腔的所述背极板、所述振膜和所述一维压电纳米结构形成声压信号采集结构。

可选地，所述压电结构为所述多个一维压电纳米结构。

可选地，所述多个一维压电纳米结构在声压信号作用下产生电势差。

可选地，所述振膜包括第一部分振膜和第二部分振膜，所述第一部分振膜位于所述空腔中，所述第二部分振膜位于所述支撑氧化层中。

可选地，所述背极板位于所述振膜的上方。

可选地，所述压电式微机电系统麦克风还包括：

第一电极，位于所述支撑氧化层上，通过所述支撑氧化层的第一开口与所述第二部分振膜电连接；

第二电极，位于所述背极板上，与所述背极板电连接。

可选地，所述压电式微机电系统麦克风还包括：

钝化层，位于所述背极板和所述支撑氧化层上，所述钝化层包括多个第二开口，所述第二开口与所述声孔对应设置，所述钝化层暴露出所述第一电极和所述第二电极。

可选地，所述振膜位于所述背极板的上方。

可选地，所述压电式微机电系统麦克风还包括：

第一电极，位于所述第二部分振膜上，与所述第二部分振膜电连接。