[实用新型]一种MEMS结构

说明书

本申请公开了一种MEMS(微机电系统)结构，包括：衬底，具有邻近设置的空腔和第一凹槽，所述第一凹槽在所述空腔的外围；压电复合振动层，形成在所述空腔的正上方并且位于所述第一凹槽中间，其中，位于所述第一凹槽与所述空腔之间的部分的所述衬底支撑所述压电复合振动层，其中，所述压电复合振动层的外围区域分布有贯穿所述压电复合振动层的多个第一通孔；质量块，形成在所述压电复合振动层的中间区域。通过使得位于第一凹槽和空腔之间的部分衬底材料支撑压电复合振动层，提高了压电复合振动层在声压作用下的位移和形变，降低了残余应力，进而提高了MEMS结构的灵敏度。

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，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。其中，振动膜的残余应力大是其灵敏度低的一个重要原因。

针对相关技术中如何降低压电式MEMS结构的残余应力和提高振动膜形变的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

针对相关技术中残余应力较大的问题，本申请提出一种MEMS结构，能够有效降低残余应力。

本申请的技术方案是这样实现的：

根据本申请的一个方面，提供了一种MEMS(微机电系统)结构，包括：

衬底，具有邻近设置的空腔和第一凹槽，所述第一凹槽在所述空腔的外围；

压电复合振动层，形成在所述空腔的正上方并且位于所述第一凹槽中间，其中，位于所述第一凹槽与所述空腔之间的部分的所述衬底支撑所述压电复合振动层，其中，所述压电复合振动层的外围区域分布有贯穿所述压电复合振动层的多个第一通孔；

质量块，形成在所述压电复合振动层的中间区域。

其中，所述压电复合振动层包括：

振动支撑层，形成在所述衬底上方；

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，开口从所述第二电极层的上表面连续延伸至所述第一电极层的下表面，所述质量块形成在所述开口内并且位于所述振动支撑层上方。

其中，多个第二通孔形成在所述开口内并且贯穿所述振动支撑层，其中，所述多个第二通孔邻近所述开口的边缘并且呈圆形分布。

其中，在所述开口内的所述振动支撑层具有向所述衬底突出的波浪形褶皱，其中，所述波浪形褶皱邻近所述开口的边缘并且从上视图方向看呈圆形。

其中，所述质量块形成在所述第二电极层上方。

其中，多个第二通孔邻近所述质量块的边缘并且呈圆形分布，所述多个第二通孔连续贯穿所述振动支撑层、所述第一电极层、所述第一压电层和所述第二电极层。

其中，波浪形褶皱邻近所述质量块的边缘并且从上视图方向看呈圆形，所述波浪形褶皱具有向所述衬底突出的所述振动支撑层、所述第一电极层、所述第一压电层和所述第二电极层。

其中，波浪形褶皱邻近所述质量块的边缘并且从上视图方向看呈圆形，所述波浪形褶皱仅具有向所述衬底突出的所述振动支撑层。