[发明专利]具有减小的应力敏感度的超声MEMS声换能器及其制造工艺

权利要求书

1.一种超声类型的MEMS声换能器，包括：

半导体材料的本体，所述本体具有彼此相对的第一表面和第二表面；

第一腔，在所述本体中；

敏感部分，悬置在所述第一腔处，并且在所述第一腔和所述本体的所述第一表面之间延伸，所述敏感部分容纳第二腔，所述敏感部分包括膜，所述膜在所述第二腔和所述本体的所述第一表面之间延伸并且具有通气孔，所述通气孔穿过所述膜延伸至所述第二腔；

压电致动器，在所述膜上方延伸，以及

弹性支撑结构，将所述敏感部分耦合至所述本体，所述弹性支撑结构由所述第一腔悬置；

其中所述压电致动器由层的堆叠形成，所述层的堆叠包括第一电极(51)、在所述第一电极(51)上延伸的压电层(52)和在所述压电层(52)上延伸的第二电极(53)。

2.根据权利要求1所述的MEMS声换能器，进一步包括：

外围部分；以及

去耦合沟槽，在所述本体中从所述第一表面延伸至所述第一腔，所述去耦合沟槽侧向地界定所述敏感部分和所述弹性支撑结构，

其中所述弹性支撑结构被布置在所述敏感部分和所述外围部分之间。

3.根据权利要求2所述的MEMS声换能器，其中所述弹性支撑结构包括具有L形的一个或多个弹簧元件，所述一个或多个弹簧元件中的每个弹簧元件包括第一端部和第二端部，所述第一端部耦合至所述敏感部分，所述第二端部耦合至所述本体的所述外围部分。

4.根据权利要求1所述的MEMS声换能器，其中所述弹性支撑结构包括围绕所述敏感部分的第一弹簧元件、第二弹簧元件、第三弹簧元件和第四弹簧元件，所述第一弹簧元件和所述第三弹簧元件绕所述本体的第一轴线彼此对称，所述第二弹簧元件和所述第四弹簧元件绕所述本体的第二轴线彼此对称，其中所述第一轴线正交于所述第二轴线。

5.根据权利要求1所述的MEMS声换能器，其中所述第一腔从所述本体的所述第二表面延伸至所述敏感部分，并且由第一腔壁侧向地界定，所述本体进一步包括第一本体部分、第二本体部分和锚固元件，其中所述锚固元件被布置在所述第一本体部分和所述第二本体部分之间、在所述第一腔壁处的凹进部分中，并且所述凹进部分限定相对于所述第一腔壁偏移的贯穿开口。

6.根据权利要求5所述的MEMS声换能器，其中所述第二腔在所述膜和所述第一腔之间延伸，并且由第二腔壁侧向地界定，所述第二腔与所述第一腔连通，并且在所述膜下方形成凹部，所述凹部相对于所述第二腔壁偏移。

7.一种用于制造超声MEMS声换能器的方法，所述方法包括：

在半导体晶片中形成第一腔，所述半导体晶片具有第一表面和第二表面，

在所述第一表面和所述第一腔之间形成在所述半导体晶片中的第二腔；以及

在所述第一腔上方的所述半导体晶片中形成敏感部分和弹性支撑结构，并且在所述第二腔和所述半导体晶片的所述第一表面之间形成膜，所述弹性支撑结构支撑所述敏感部分，其中所述敏感部分包括所述第二腔，所述膜具有通气孔，所述通气孔穿过所述膜延伸至所述第二腔；以及

在所述半导体晶片的所述第一表面上形成压电致动器；

其中形成所述压电致动器包括形成层的堆叠，所述层的堆叠包括第一电极(51)、在所述第一电极(51)上延伸的压电层(52)和在所述压电层(52)上延伸的第二电极(53)。

8.根据权利要求7所述的方法，其中形成所述第一腔包括在晶片中形成第一掩埋腔，所述方法进一步包括在所述晶片上并且在所述第一掩埋腔上方形成第一半导体层。

9.根据权利要求8所述的方法，其中形成所述第二腔包括在所述第一半导体层中形成第二掩埋腔，所述第二掩埋腔在所述第一半导体层的表面处形成膜。