[发明专利]高填充率MEMS换能器

权利要求书

1.一种MEMS换能器，其特征在于，包括一个或多个换能器阵列，所述换能器阵列包括呈蜂窝状排布的若干个正六边形换能器单元，所述换能器单元包括：

衬底，具有正六边形凹腔；和

换能器结构层，位于所述衬底上方并与所述衬底接合，使所述正六边形凹腔成真空腔室，所述换能器结构层的底电极层和/或顶电极层形成内电极和位于所述内电极外的外电极，所述底电极层和/或所述顶电极层的所述内电极与所述外电极关于所述换能器单元零应变轴线圈内外分布，所述内电极和所述外电极为一对极性相反的电极对；

其中所述多个换能器阵列串联连接，所述换能器阵列中的所述若干个正六边形换能器单元相互并联。

2.根据权利要求1所述的MEMS换能器，其特征在于，所述换能器结构层的所述底电极层下方从下到上堆叠有硅结构层和电介质层，所述底电极层和所述顶电极层之间设有压电材料层，所述顶电极层上方设有顶电解质层和电气连接层。

3.根据权利要求1所述的MEMS换能器，其特征在于，所述换能器结构层以重掺杂硅结构层作为所述底电极层，所述重掺杂硅结构层与所述顶电极层之间设有压电材料层，所述顶电极层上方设有顶电解质层和电气连接层。

4.根据权利要求2所述的MEMS换能器，其特征在于，所述底电极层和所述顶电极层位于所述真空腔室正上方，所述底电极层和/或所述顶电极层为正六边形，所述衬底上的所述正六边形凹腔、所述底电极层、所述顶电极层的几何中心在所述换能器单元垂直方向的几何中心线上。

5.根据权利要求2或3所述的MEMS换能器，其特征在于，所述换能器结构层的底部和/或顶部设有与所述换能器单元一致的氧化硅层。

6.根据权利要求2或3所述的MEMS换能器，其特征在于，所述硅结构层为单晶硅、或多晶硅，或非晶硅；所述压电材料层为氮化铝，或氧化锌，或锆钛酸铅；所述顶电极层材料为金、或铝、或钼、或铂、或铬；所述顶电解质层为氧化硅或者氮化硅。

7.根据权利要求2所述的MEMS换能器，其特征在于，所述底电极层材料为金、或铝、或钼、或铂、或铬。

8.根据权利要求1所述的MEMS换能器，其特征在于，所述内电极特征尺寸为所述衬底上所述正六边形凹腔特征尺寸的40％～80％。

9.根据权利要求1所述的MEMS换能器，其特征在于，所述内电极的区域以及所述外电极的区域的应力为同一种极性的应力。