[发明专利]一种封闭式振动膜压电MEMS扬声器及其制备方法

权利要求书

1.一种封闭式振动膜压电MEMS扬声器的制备方法，其特征在于，包括：

在基底上制备第一电极，在第一电极上制备压电层，在所述压电层上制备第二电极；

依次对所述第二电极、所述压电层及所述第一电极进行刻蚀，得到图形化的第二电极、压电层及第一电极，由图形化的第二电极、压电层及第一电极构成图形化的振动膜单元；所述图形化的振动膜单元为具有六个相同尺寸的三角形，且六个三角形沿周向紧邻布置并共用同一个顶点；

对所述基底进行刻蚀，在所述基底上刻蚀出呈射线状分布的沟槽间隙，所述沟槽间隙的尺寸与三角形的两个边长相匹配，即在相邻两个三角形之间具有一间隙，并将六个三角形的未刻蚀沟槽间隙的第三条边作为束缚边缘部分，六个三角形的第三条边之间首尾相互连接形成一封闭的六边形；所述图形化的振动膜单元共用一个第一电极和第二电极，得到器件；

在所述器件的上表面沉积一层封装材料，使所述沟槽间隙的间隙侧壁和底部封闭；所述沟槽间隙的宽度在3μm-20μm；所述沟槽间隙的深度在5μm-100μm；

对所述器件的下表面进行刻蚀，在所述图形化的振动膜单元的背面形成背部腔，且所述背部腔的外轮廓覆盖所述图形化的振动膜单元的外轮廓；

所述背部腔的尺寸大于所述图形化的第二电极的尺寸，以保证所述背部腔能覆盖整个图形化的振动膜单元。

2.根据权利要求1所述的一种封闭式振动膜压电MEMS扬声器的制备方法，其特征在于，所述依次对第二电极、所述压电层及所述第一电极进行刻蚀，得到图形化的第二电极、压电层及第一电极，由图形化的第二电极、压电层及第一电极构成图形化的振动膜单元；其中，所述第二电极、所述压电层及所述第一电极在一个正六边形的图形内，沿着所述正六边形的图形的三个相互交叉对角线刻蚀得到具有六个三角形的第二电极、具有六个三角形的压电层及具有六个三角形的第一电极。

3.根据权利要求2所述的一种封闭式振动膜压电MEMS扬声器的制备方法，其特征在于，具有六个三角形的压电层的边缘大于所述具有六个三角形的第二电极的边缘，以使所述第二电极与所述第一电极隔离，避免上下层电极之间连通。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种封闭式振动膜压电MEMS扬声器的制备方法，其特征在于，所述基底采用SOI晶圆、柔性基底、金属基底或非金属基底中任一种。

5.根据权利要求1-3任一项所述的一种封闭式振动膜压电MEMS扬声器的制备方法，其特征在于，具有以下一种或多种特征：

-所述第一电极、所述第二电极材料为Pt、Au、Cr或Al的任一种；

-所述压电层的材料为PZT压电陶瓷、ZnO、AlN、PMN-PT或PVDF的任一种；

-所述封装材料为Parylene C、PI、硅橡胶、环氧树脂的任一种。

6.根据权利要求1-3任一项所述的一种封闭式振动膜压电MEMS扬声器的制备方法，其特征在于，所述背部腔的腔体为呈正六边形中空空间。

7.一种压电MEMS扬声器，其特征在于，由上述权利要求1-6任一项所述的封闭式振动膜压电MEMS扬声器的制备方法制备得到。

8.根据权利要求7所述的压电MEMS扬声器，其特征在于，包括：

基底，

以及依次设置于所述基底上方的第一电极、压电层及第二电极；

由所述基底、所述第一电极、所述压电层及所述第二电极构成具有正六边形的振动膜结构，且所述正六边形的振动膜结构由三个对角线交叉分割成六个尺寸相等的三角形，相邻所述三角形之间设有沟槽间隙；在所述正六边形的振动膜结构表面、所述沟槽间隙的侧壁及底部设有封装层，使所述沟槽间隙的侧壁及底部封闭；

所述振动膜结构的背面设有向上凹陷的中空腔体的背部腔，所述背部腔的腔体与所述沟槽间隙之间间隔一层所述封装层；且所述背部腔的外轮廓覆盖所述正六边形的振动膜结构的外轮廓。