[实用新型]一种MEMS结构

说明书

本申请公开了一种MEMS结构，包括：衬底，具有空腔；振动支撑层，形成在所述衬底上方，并且具有内部区域和外围区域；压电单元层，形成在所述振动支撑层的所述内部区域上方，所述压电单元层悬置于所述空腔上方，并且所述压电单元层位于所述空腔的投影区域内；其中，所述振动支撑层的所述外围区域具有波浪形褶皱和贯穿通孔。在本申请的MEMS结构中，压电单元层悬置在空腔上方，可以释放压电单元层的边缘应力，避免正负电荷中和，从而提高灵敏度。

技术领域

本申请涉及微机电系统领域，具体来说，涉及一种MEMS(MicroelectroMechanical Systems的简写，即微机电系统)结构。

背景技术

MEMS传声器(麦克风)主要包括电容式和压电式两种。MEMS压电传声器是利用微电子机械系统技术和压电薄膜技术制备的传声器，由于采用半导体平面工艺和体硅加工等技术，所以其尺寸小、体积小、一致性好。同时相对于电容传声器还有不需要偏置电压，工作温度范围大，防尘、防水等优点，但其灵敏度比较低，制约着MEMS压电传声器的发展。

针对相关技术中如何提高压电式MEMS结构的灵敏度的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

针对相关技术中灵敏度较低的问题，本申请提出一种MEMS结构，能够有效提高灵敏度。

根据本申请的一个方面，提供了一种MEMS结构，包括：

衬底，具有空腔；

振动支撑层，形成在所述衬底上方，并且具有内部区域和外围区域；

压电单元层，形成在所述振动支撑层的所述内部区域上方，所述压电单元层悬置于所述空腔上方，并且所述压电单元层位于所述空腔的投影区域内；

其中，所述振动支撑层的所述外围区域具有波浪形褶皱和贯穿通孔。

其中，所述波浪形褶皱具有从所述衬底向外突出的凸起和/或从所述衬底向内凹进的凹槽。

其中，所述波浪形褶皱在俯视视角下呈环状。

其中，所述贯穿通孔穿透所述振动支撑层，并且位于所述波浪形褶皱的外侧和/或内侧。

其中，所述贯穿通孔对称设置，或周向均匀间隔设置。

其中，所述压电单元层包括：

第一电极层，形成在所述振动支撑层上方；

第一压电层，形成在所述第一电极层上方；

第二电极层，形成在所述第一压电层上方。

其中，所述第一电极层和所述第二电极层具有至少两个相互隔离的分区，相互对应的所述第一电极层和所述第二电极层的分区构成电极层对，多个所述电极层对依次串联。

其中，所述第一压电层包括氧化锌、氮化铝、有机压电膜、锆钛酸铅或钙钛矿型压电膜中的一层或多层。

其中，所述振动支撑层包括氮化硅、氧化硅、单晶硅、多晶硅构成的单层或者多层复合膜结构。

在本申请的MEMS结构中，压电单元层悬置在空腔上方，可以释放压电单元层的边缘应力，避免正负电荷中和，从而提高灵敏度。而且，在振动支撑层的外围区域设置波浪形褶皱，可以释放残余应力来增加振幅，从而提高灵敏度。在该MEMS结构进行封装时，封装件与空腔构成的腔体体积较小，压电单元层振动时会导致空腔的压强增大从而限制压电单元层的振幅，本申请在振动支撑层的外围区域设置适当大小和数量的贯穿通孔可以平衡气压，从而增加了压电单元层的振幅，从而提高灵敏度。

附图说明