[发明专利]基于固支梁结构的双晶压电式MEMS麦克风

权利要求书

1.一种基于固支梁结构的压电式MEMS麦克风，其特征在于：包括：

具有空腔的基底；

正对所述空腔设置的固支梁型压电振膜，所述固支梁型压电振膜采用多根固支梁结合的结构，即固支梁的两端均固定在硅-绝缘层构成的衬底上，所有固支梁的中心均处于同一位置也即每根固支梁的中部是共用的；所述固支梁型压电振膜包括依次堆叠设置的第一电极层、压电层、第二电极层、中性层、第二电极层、压电层和第四电极层；

正对固支梁型压电振膜设置的接收膜，所述接收膜与压电振膜之间采用介质层连接；

所述固支梁型压电振膜将每根固支梁上的全部电极划分为四个区域：所述每个区域的电极均划分成了顶电极、中部电极和底部电极，整体构成压电双晶片的结构；所述每个区域内的电极连接，采用先将各区域内的压电材料并联起来，再与相邻区域的压电材料串联起来；所述每个区域内均采用有序的电连接，将各固支梁串联起来的方式。

2.根据权利要求1所述的基于固支梁结构的压电式MEMS麦克风，其特征在于：

所述固支梁型压电振膜采用的多根固支梁结合结构，即固支梁的两端均为固定端，固定在所述衬底上；所述固支梁的两端为固定端，在振动过程中始终保持位移为0，固支梁的中部是自由端，在振动过程中始终具有位移量，即固支梁中部自由；且多根固支梁的中部重叠共用，作为所述接收膜的支撑部。

3.根据权利要求2所述的基于固支梁结构的压电式MEMS麦克风，其特征在于：

所述接收膜设置在压电振膜的正上方；所述接收膜呈圆形、方形或正多边形中的任一种；所述接收膜与介质层相连接，所述介质层设置在固支粱中部重叠共用的区域正上方，与各固支梁相连接。

4.根据权利要求1至3中任一所述的基于固支梁结构的压电式MEMS麦克风，其特征在于：

所述每根固支梁上的电极都被划分成的四个区域，分别是区域一、区域二、区域三和区域四；所述区域一和区域二设置在固支梁固定端处；所述区域三和区域四均设置在靠近固支梁中部介质层处；所述四个区域的电极均不相连且相隔半根固支梁的三分之一距离。

5.根据权利要求4所述的基于固支梁结构的压电式MEMS麦克风，其特征在于：所述顶部电极和底部电极均设置一层；所述中部电极由两层电极构成，所述两层电极分别位于固支梁中性层的上侧、下侧，且与中性层保持相同的距离；所述中部电极作为整体进行电连接。

6.根据权利要求5所述的基于固支梁结构的压电式MEMS麦克风，其特征在于：

所述介质层为ZrO₂、SiO₂、Si₃N₄或云母介质层中任一种。

7.根据权利要求5或6所述的基于固支梁结构的压电式MEMS麦克风，其特征在于：

所述固支梁型压电振膜采用多根固支梁结合的结构，具体为：所述固支梁的两端固定在介质层上，多根固支梁的中部区域重叠公用，构成类似伞骨形状的结构。

8.根据权利要求7所述的基于固支梁结构的压电式MEMS麦克风，其特征在于：

所述接收膜固定在各固支梁的中部，所述接收膜与周围水平结构即各固支梁的支撑部分间存在1～5微米的间隙。