[发明专利]MEMS声换能器及其制造方法

权利要求书

1.一种MEMS声换能器,其特征在于：包括衬底(1)以及振膜组件，所述振膜组件通过弹性梁(4)与衬底(1)连接在一起；其中，在所述振膜组件相对的两侧分别设置有至少一组第一可动梳齿(5)，在所述振膜组件另外相对的两侧分别设置有至少一组第二可动梳齿(7)；所述衬底(1)上设置有用于与第一可动梳齿(5)配合在一起的第一固定梳齿(6)，以及用于与第二可动梳齿(7)配合在一起的第二固定梳齿(8)；

其中，在由所述第一可动梳齿(5)与第一固定梳齿(6)构成，以及由第二可动梳齿(7)与第二固定梳齿(8)构成的两组梳齿结构中，其中一组梳齿结构的可动梳齿高于固定梳齿，另一组梳齿结构中的可动梳齿低于固定梳齿；

所述振膜组件被配置为提供声换能器的振动状态；

所述两组梳齿结构被配置为：在各自的静电力作用下分别为振膜组件整体在两个相反方向上的位移提供驱动力。

2.根据权利要求1所述的MEMS声换能器,其特征在于：所述第一可动梳齿(5)高于第一固定梳齿(6)，所述第二可动梳齿(7)低于第二固定梳齿(8)。

3.根据权利要求1所述的MEMS声换能器,其特征在于：所述第一可动梳齿(5)低于第一固定梳齿(6)，所述第二可动梳齿(7)高于第二固定梳齿(8)。

4.根据权利要求1所述的MEMS声换能器,其特征在于：所述振膜组件整体呈矩形，所述第一可动梳齿(5)设置在振膜组件其中一对相对的侧壁上，所述第二可动梳齿(7)设置在振膜组件另一对相对的侧壁上。

5.根据权利要求4所述的MEMS声换能器,其特征在于：所述弹性梁(4)设置有四条，分别连接的振膜组件的四个角。

6.根据权利要求1所述的MEMS声换能器,其特征在于：所述振膜组件整体呈圆形，所述第一可动梳齿(5)、第二可动梳齿(7)均匀分布在振膜组件的圆周方向上。

7.根据权利要求1所述的MEMS声换能器,其特征在于：所述衬底(1)设置有容腔，所述振膜组件设置在衬底(1)的容腔内，所述第一固定梳齿(6)、第二固定梳齿(8)设置在衬底(1)容腔的内壁上。

8.根据权利要求1所述的MEMS声换能器,其特征在于：所述弹性梁(4)的材料选用液态金属薄膜或者高分子薄膜。

9.根据权利要求1所述的MEMS声换能器,其特征在于：所述振膜组件包括位于外侧的框架(3)，以及位于框架(3)内的振膜(2)。

10.根据权利要求9所述的MEMS声换能器,其特征在于：所述框架(3)与弹性梁(4)是一体的，采用相同的材质。

11.根据权利要求9所述的MEMS声换能器,其特征在于：所述振膜(2)为发声装置的发声振膜，所述振膜(2)选用压电陶瓷材料。

12.根据权利要求9所述的MEMS声换能器,其特征在于：所述振膜(2)为发声装置的发声振膜，还包括用于与振膜(2)配合以使所述振膜振动的配合部。

13.根据权利要求9所述的MEMS声换能器,其特征在于：所述振膜(2)为输出音频信号的发声振膜；还包括用于与所述振膜(2)构成平板电容结构的背极板；所述振膜(2)与背极板构成了用于输入表征周围噪声信号的麦克风。

14.根据权利要求1所述的MEMS声换能器,其特征在于：所述第一可动梳齿(5)、第二可动梳齿(7)、第一固定梳齿(6)、第二固定梳齿(8)采用单晶硅或者多晶硅。

15.一种制造如权利要求1至13任一项所述MEMS声换能器的方法,其特征在于，包括以下步骤：

a)提供衬底(1)，在所述衬底(1)上刻蚀出不同高度且呈梳状结构的第一沟槽(1a)、第二沟槽(1b)；

b)在衬底(1)上沉积导电层(14)，所述导电层(14)填充在第一沟槽(1a)、第二沟槽(1b)内；

c)刻蚀所述导电层(14)，在所述第一沟槽(1a)、第二沟槽(1b)内形成第一可动梳齿(5)、第二可动梳齿(7)、第一固定梳齿(6)、第二固定梳齿(8)；

d)在衬底(1)的上端面沉积并刻蚀形成振膜组件的框架(3)以及弹性梁(4)；

e)在框架(3)上沉积形成振膜(2)；

f)刻蚀衬底(1)，将振膜(2)、框架(3)、第一可动梳齿(5)、第二可动梳齿(7)、第一固定梳齿(6)、第二固定梳齿(8)、弹性梁(4)释放出来。