[发明专利]具有间隙控制几何形状的声换能器以及声换能器制造方法

权利要求书

1.一种MEMS换能器，包括：

衬底；以及

至少三个渐缩换能器梁，每个渐缩换能器梁均包括用于将施加的压力转换成电压的压电层和夹置所述压电层的一对电极层，所述渐缩换能器梁均具有梁基部、梁端部和梁主体，其中，所述梁主体从所述梁基部到所述梁端部逐渐变细并设置在所述梁基部和所述梁端部之间，所述渐缩换能器梁通过具有附接至所述衬底的所述梁基部、朝向单个点会聚的所述梁端部而在所述衬底之上连接成悬臂布置，并且同时每个梁主体与所述衬底分离并且每个梁端部不受约束且未被附接。

2.根据权利要求1所述的MEMS换能器，其中，沿着相邻的渐缩换能器梁的长度界定的间隙为1微米或更小。

3.根据权利要求1所述的MEMS换能器，其中，所述梁基部形成实质上连续的换能器周边。

4.根据权利要求1所述的MEMS换能器，其中，所述MEMS换能器是MEMS传声器，并且其中，每个渐缩换能器梁包括三角形，使得所述MEMS传声器包括实质上多边形的周边。

5.根据权利要求1所述的MEMS换能器，其中，所述渐缩换能器梁中的至少两个被串联地电耦合在一起。

6.根据权利要求1所述的MEMS换能器，其中，所述压电层实质上通过渐缩换能器梁的宽度和长度而延伸。

7.根据权利要求1所述的MEMS换能器，其中，所述渐缩换能器梁包括两个压电层和三个电极层。

8.根据权利要求1所述的MEMS换能器，其中，每个渐缩换能器梁的所述电极层通过金属迹线被串联地电耦合。

9.根据权利要求1所述的MEMS换能器，其中，所述压电层包括氮化铝，且所述电极层包括钼。

10.一种制造换能器的方法，包括：

在衬底上沉积第一电极层；

沉积压电层；

沉积第二电极层；

图案化所述第二电极层；

图案化所述压电层；

处理所沉积的第一电极层、压电层和第二电极层以界定至少三个渐缩换能器梁，每个所述渐缩换能器梁均包括用于将施加的压力转换为电压的所述压电层以及夹置所述压电层的第一电极层和第二电极层，所述渐缩换能器梁均具有梁基部、梁端部和梁主体，其中所述梁主体被设置在所述梁基部和所述梁端部之间；

沉积金属迹线；

图案化所述金属迹线；以及

从所述衬底释放所述渐缩换能器梁，其中经释放的所述渐缩换能器梁通过具有附接至所述衬底的所述梁基部、朝向单个点会聚的所述梁端部而在所述衬底之上连接成悬臂布置，并且同时每个梁主体与所述衬底分离并且每个梁端部不受约束且未被附接。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，相邻的渐缩换能器梁界定延伸通过所沉积的第一电极层、压电层和第二电极层的厚度的间隙。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，相邻的渐缩换能器梁之间的间隙为1微米或更小。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述间隙经过微机械加工。

14.根据权利要求10所述的方法，其中，所述渐缩换能器梁由两个相交的线性间隙界定。

15.根据权利要求10所述的方法，其中，沉积所述金属迹线包括将金属迹线沉积到每个电极层。

16.根据权利要求10所述的方法，其中，从所述衬底释放所述渐缩换能器梁包括从所述渐缩换能器梁蚀刻掉所述衬底。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，蚀刻所述衬底包括深反应离子蚀刻。

18.根据权利要求10所述的方法，还包括在沉积和图案化所述压电层、所述第一电极层和所述第二电极层之前在所述衬底上生长热氧化物层。