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MEMS聲換能器的制作方法

文檔序號(hào):12881411閱讀:476來源:國知局
MEMS聲換能器的制作方法與工藝

本實(shí)用新型涉及聲換能器領(lǐng)域,更準(zhǔn)確地說,涉及一種具有梳齒結(jié)構(gòu)的聲換能器,例如MEMS發(fā)聲裝置或者其與MEMS麥克風(fēng)的集成等。



背景技術(shù):

揚(yáng)聲器是重要的電聲換能部件,大部分消費(fèi)類電子產(chǎn)品中都設(shè)置有揚(yáng)聲器或揚(yáng)聲器模組。隨著手機(jī)、平板電腦等消費(fèi)類電子產(chǎn)品的逐漸發(fā)展,人們對(duì)揚(yáng)聲器的性能提出了更高的要求。

隨著可攜式產(chǎn)品的迅速發(fā)展,微型喇叭的需求已然是下一個(gè)微機(jī)電產(chǎn)品的重點(diǎn),但MEMS組件的位移空間常取決于犧牲層的厚度,這是微型喇叭的最大限制,發(fā)音能力也因此受限。

此外可攜式產(chǎn)品除了組件體積要縮小外,對(duì)于聲音質(zhì)量的要求與日俱增,采用數(shù)組的方式來滿足高低頻的聲音訊號(hào)設(shè)計(jì)已然違背MEMS組件的尺寸需求。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本實(shí)用新型的一個(gè)目的是提供一種MEMS聲換能器的新技術(shù)方案。

根據(jù)本實(shí)用新型的第一方面,提供了一種MEMS聲換能器,包括襯底以及振膜組件,所述振膜組件通過彈性梁與襯底連接在一起;其中,在所述振膜組件相對(duì)的兩側(cè)分別設(shè)置有至少一組第一可動(dòng)梳齒,在所述振膜組件另外相對(duì)的兩側(cè)分別設(shè)置有至少一組第二可動(dòng)梳齒;所述襯底上設(shè)置有用于與第一可動(dòng)梳齒配合在一起的第一固定梳齒,以及用于與第二可動(dòng)梳齒配合在一起的第二固定梳齒;

其中,在由所述第一可動(dòng)梳齒與第一固定梳齒構(gòu)成,以及由第二可動(dòng)梳齒與第二固定梳齒構(gòu)成的兩組梳齒結(jié)構(gòu)中,其中一組梳齒結(jié)構(gòu)的可動(dòng)梳齒高于固定梳齒,另一組梳齒結(jié)構(gòu)中的可動(dòng)梳齒低于固定梳齒;

所述振膜組件被配置為提供聲換能器的振動(dòng)狀態(tài);

所述兩組梳齒結(jié)構(gòu)被配置為:在各自的靜電力作用下分別為振膜組件整體在兩個(gè)相反方向上的位移提供驅(qū)動(dòng)力。

可選地,所述第一可動(dòng)梳齒高于第一固定梳齒,所述第二可動(dòng)梳齒低于第二固定梳齒。

可選地,所述第一可動(dòng)梳齒低于第一固定梳齒,所述第二可動(dòng)梳齒高于第二固定梳齒。

可選地,所述振膜組件整體呈矩形,所述第一可動(dòng)梳齒設(shè)置在振膜組件其中一對(duì)相對(duì)的側(cè)壁上,所述第二可動(dòng)梳齒設(shè)置在振膜組件另一對(duì)相對(duì)的側(cè)壁上。

可選地,所述彈性梁設(shè)置有四條,分別連接的振膜組件的四個(gè)角。

可選地,所述振膜組件整體呈圓形,所述第一可動(dòng)梳齒、第二可動(dòng)梳齒均勻分布在振膜組件的圓周方向上。

可選地,所述襯底設(shè)置有容腔,所述振膜組件設(shè)置在襯底的容腔內(nèi),所述第一固定梳齒、第二固定梳齒設(shè)置在襯底容腔的內(nèi)壁上。

可選地,所述彈性梁的材料選用液態(tài)金屬薄膜或者高分子薄膜。

可選地,所述振膜組件包括位于外側(cè)的框架,以及位于框架內(nèi)的振膜。

可選地,所述框架與彈性梁是一體的,采用相同的材質(zhì)。

可選地,所述振膜為發(fā)聲裝置的發(fā)聲振膜,所述振膜選用壓電陶瓷材料。

可選地,所述振膜為發(fā)聲裝置的發(fā)聲振膜,還包括用于與振膜配合以使所述振膜振動(dòng)的配合部。

可選地,所述振膜為輸出音頻信號(hào)的發(fā)聲振膜;還包括用于與所述振膜構(gòu)成平板電容結(jié)構(gòu)的背極板;所述振膜與背極板構(gòu)成了用于輸入表征周圍噪聲信號(hào)的麥克風(fēng)。

可選地,所述第一可動(dòng)梳齒、第二可動(dòng)梳齒、第一固定梳齒、第二固定梳齒采用單晶硅或者多晶硅。

根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面,還提供了一種制造上述MEMS聲換能器的方法,包括以下步驟:

a)提供襯底,在所述襯底上刻蝕出不同高度且呈梳狀結(jié)構(gòu)的第一溝槽、第二溝槽;

b)在襯底上沉積導(dǎo)電層,所述導(dǎo)電層填充在第一溝槽、第二溝槽內(nèi);

c)刻蝕所述導(dǎo)電層,在所述第一溝槽、第二溝槽內(nèi)形成第一可動(dòng)梳齒、第二可動(dòng)梳齒、第一固定梳齒、第二固定梳齒;

d)在襯底的上端面沉積并刻蝕形成振膜組件的框架以及彈性梁;

e)在框架上沉積形成振膜;

f)刻蝕襯底,將振膜、框架、第一可動(dòng)梳齒、第二可動(dòng)梳齒、第一固定梳齒、第二固定梳齒、彈性梁釋放出來。

本實(shí)用新型的MEMS聲換能器,振膜組件本身可以輸出高頻的音頻訊號(hào),梳齒結(jié)構(gòu)可以作為換能器的低頻結(jié)構(gòu),且二者的驅(qū)動(dòng)接口可以獨(dú)立規(guī)劃,并整合于一單體中可同時(shí)輸出高低頻訊號(hào),從而提供準(zhǔn)確的聲音訊號(hào)。另外,本實(shí)用新型的聲換能器,振膜組件在接受音頻信號(hào)輸出聲音的同時(shí),還可以形成麥克風(fēng)結(jié)構(gòu)從而為聲音源的修正提供外界的噪音信號(hào)參數(shù),提高了聲換能器的抗噪能力。

本實(shí)用新型的發(fā)明人發(fā)現(xiàn),在現(xiàn)有技術(shù)中,發(fā)聲器件的振幅有限;另外,可攜式產(chǎn)品除了組件體積要縮小外,對(duì)于聲音質(zhì)量的要求與日俱增,采用數(shù)組的方式來滿足高低頻的聲音訊號(hào)設(shè)計(jì)已然違背MEMS組件的尺寸需求。因此,本實(shí)用新型所要實(shí)現(xiàn)的技術(shù)任務(wù)或者所要解決的技術(shù)問題是本領(lǐng)域技術(shù)人員從未想到的或者沒有預(yù)期到的,故本實(shí)用新型是一種新的技術(shù)方案。

通過以下參照附圖對(duì)本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述,本實(shí)用新型的其它特征及其優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得清楚。

附圖說明

被結(jié)合在說明書中并構(gòu)成說明書的一部分的附圖示出了本實(shí)用新型的實(shí)施例,并且連同其說明一起用于解釋本實(shí)用新型的原理。

圖1是本實(shí)用新型聲換能器的俯視圖。

圖2是圖1中沿第一可動(dòng)梳齒、第一固定梳齒方向的剖面圖。

圖3是圖1中沿第二可動(dòng)梳齒、第二固定梳齒方向的剖面圖。

圖4是圖1中第一可動(dòng)梳齒、第二可動(dòng)梳齒位置剖面的對(duì)比圖。

圖5至圖10是本實(shí)用新型聲換能器的制造工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將參照附圖來詳細(xì)描述本實(shí)用新型的各種示例性實(shí)施例。應(yīng)注意到:除非另外具體說明,否則在這些實(shí)施例中闡述的部件和步驟的相對(duì)布置、數(shù)字表達(dá)式和數(shù)值不限制本實(shí)用新型的范圍。

以下對(duì)至少一個(gè)示例性實(shí)施例的描述實(shí)際上僅僅是說明性的,決不作為對(duì)本實(shí)用新型及其應(yīng)用或使用的任何限制。

對(duì)于相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)、方法和設(shè)備可能不作詳細(xì)討論,但在適當(dāng)情況下,所述技術(shù)、方法和設(shè)備應(yīng)當(dāng)被視為說明書的一部分。

在這里示出和討論的所有例子中,任何具體值應(yīng)被解釋為僅僅是示例性的,而不是作為限制。因此,示例性實(shí)施例的其它例子可以具有不同的值。

應(yīng)注意到:相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng),因此,一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義,則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步討論。

本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題,提供了一種MEMS聲換能器,該換能器可以采用MEMS工藝進(jìn)行制造,并且可大幅度提高聲換能器的性能,并大大降低聲換能器的體積。

參考圖1,本實(shí)用新型的MEMS聲換能器、微型揚(yáng)聲器,包括襯底1以及振膜組件、彈性梁4,所述振膜組件通過彈性梁4與襯底1連接在一起,使得所述振膜組件可以懸置在襯底1上。

在本實(shí)用新型一個(gè)具體的實(shí)施方式中,所述振膜組件可以設(shè)置在襯底1的端面上;在本實(shí)用新型另一個(gè)具體的實(shí)施方式中,在所述襯底1上設(shè)置有容腔,所述振膜組件位于襯底1的容腔中,彈性梁4在振膜組件的平面方向上延伸,一端連接到襯底1容腔的內(nèi)壁上,另一端連接在振膜組件的側(cè)壁。彈性梁4的數(shù)量可以設(shè)置有多個(gè),均勻設(shè)置在振膜組件的周向方向上,以便可以為振膜組件提供穩(wěn)定的彈性支撐。為了提高彈性梁4的彈性效果,可在彈性梁4上設(shè)置繞折的結(jié)構(gòu),例如鋸齒結(jié)構(gòu)等,這屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識(shí),在此不再具體說明。

例如當(dāng)本實(shí)用新型的振膜組件為矩形結(jié)構(gòu)時(shí),所述彈性梁4可以設(shè)置有四個(gè),該四個(gè)彈性梁4分別連接在振膜組件的四個(gè)角;當(dāng)振膜組件選用圓形結(jié)構(gòu)時(shí),多個(gè)彈性梁4均勻分布在振膜組件的圓周方向上。

本實(shí)用新型的振膜組件被配置為提供聲換能器的振動(dòng)狀態(tài),也就是說,所述振膜組件可以接收載有音頻的電信號(hào),通過振膜組件的振動(dòng)實(shí)現(xiàn)聲換能器、微型揚(yáng)聲器的發(fā)聲。

本實(shí)用新型的振膜組件為發(fā)聲振膜,其可以選用壓電陶瓷材料,使得本聲換能器可以構(gòu)成壓電致動(dòng)的發(fā)聲裝置。

當(dāng)然,對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言,本實(shí)用新型的振膜組件還可以是其它所熟知的發(fā)聲裝置,例如平行板式靜電致動(dòng)、音圈致動(dòng)的發(fā)聲裝置。例如,本實(shí)用新型的聲換能器,可以包括用于與振膜組件配合以使所述振膜組件振動(dòng)的配合部,該配合部可以是音圈結(jié)構(gòu),通過音圈的驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)振膜組件的振動(dòng)發(fā)聲。所述配合部還可以是磁鐵、通電線圈方式的電磁結(jié)構(gòu)等,通過磁鐵與通電線圈之間的配合,實(shí)現(xiàn)振膜組件的振動(dòng)發(fā)聲;這幾種振膜的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)及其工作原理均屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識(shí),因此,在此不再進(jìn)行贅述。

參考圖1至圖4,本實(shí)用新型的振膜組件可以包括外部的框架3,以及位于框架3內(nèi)的振膜2。所述框架3可以選用金屬材料或者本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的其它材料,其主要為振膜2提供支撐。該框架3例如可以是矩形框架,所述振膜2通過其邊緣的位置連接在框架3上,振膜2中部區(qū)域的振動(dòng)部懸置在框架3的中空位置,使得所述振膜2的振動(dòng)不會(huì)受到框架3的影響。

上述彈性梁4可連接在框架3的邊緣位置,從而實(shí)現(xiàn)了振膜組件與襯底1的彈性連接。在本實(shí)用新型一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中,所述彈性梁4與框架3可以采用相同的材料,且是一體的,可在MEMS工藝通過沉積、刻蝕同一沉積層得到。

本實(shí)用新型的聲換能器,還包括設(shè)置在振膜組件與襯底1之間的梳齒結(jié)構(gòu),使得在靜電力的作用下可以驅(qū)動(dòng)整個(gè)振膜組件發(fā)生垂直于振膜組件平面方向上的位移。

具體地,在所述振膜組件相對(duì)的兩側(cè)分別設(shè)置有至少一組第一可動(dòng)梳齒5,參考圖1,所述第一可動(dòng)梳齒5可以采用多晶硅或者單晶硅材料,其可設(shè)置在振膜組件的框架3上,并且第一可動(dòng)梳齒5設(shè)置在振膜組件相對(duì)的兩側(cè)。在所述襯底1上對(duì)應(yīng)第一可動(dòng)梳齒5的位置設(shè)置有第一固定梳齒6,該第一固定梳齒6可以采用與第一可動(dòng)梳齒5相同的材料,其可設(shè)置在襯底1容腔的內(nèi)壁上,并與振膜組件上的第一可動(dòng)梳齒5交叉配合在一起,形成梳齒結(jié)構(gòu),記為第一梳齒結(jié)構(gòu)。

在所述振膜組件相對(duì)的兩側(cè)分別設(shè)置有至少一組第二可動(dòng)梳齒7,參考圖1,所述第二可動(dòng)梳齒7可以采用多晶硅或者單晶硅材料,其可設(shè)置在振膜組件的框架3上,并且第二可動(dòng)梳齒7設(shè)置在振膜組件相對(duì)的兩側(cè)。在所述襯底1上對(duì)應(yīng)第二可動(dòng)梳齒7的位置設(shè)置有第二固定梳齒8,該第二固定梳齒8可以采用與第二可動(dòng)梳齒7相同的材料,其可設(shè)置在襯底1容腔的內(nèi)壁上,并與振膜組件上的第二可動(dòng)梳齒7交叉配合在一起,形成梳齒結(jié)構(gòu),記為第二梳齒結(jié)構(gòu)。

其中,在由所述第一可動(dòng)梳齒5與第一固定梳齒6構(gòu)成的第一梳齒結(jié)構(gòu),以及由第二可動(dòng)梳齒7與第二固定梳齒8構(gòu)成的第二梳齒結(jié)構(gòu)中,其中一組梳齒結(jié)構(gòu)的可動(dòng)梳齒高于固定梳齒,另一組梳齒結(jié)構(gòu)中的可動(dòng)梳齒低于固定梳齒。例如所述第一可動(dòng)梳齒5高于第一固定梳齒6,所述第二可動(dòng)梳齒7低于第二固定梳齒8。當(dāng)然,也可以是所述第一可動(dòng)梳齒5低于第一固定梳齒6,所述第二可動(dòng)梳齒7高于第二固定梳齒8。使得所述兩組梳齒結(jié)構(gòu)可被配置為:在各自的靜電力作用下分別為振膜組件整體在兩個(gè)相反方向上的位移提供驅(qū)動(dòng)力。

現(xiàn)以第一可動(dòng)梳齒5低于第一固定梳齒6,第二可動(dòng)梳齒7高于第二固定梳齒8為例,對(duì)本實(shí)用新型的聲換能器進(jìn)行詳盡的描述。

圖2是沿圖1中兩組第一可動(dòng)梳齒5、第一固定梳齒6方向的剖面圖,第一固定梳齒6連接在襯底1容腔的內(nèi)壁上,當(dāng)襯底1采用單晶硅,第一固定梳齒6采用單晶硅或者多晶硅材料時(shí),為了保證襯底1與第一固定梳齒6之間的絕緣,在所述襯底1與第一固定梳齒6之間設(shè)置有絕緣層10,該絕緣層10可以采用MEMS工藝中所熟知的氧化硅材料等,而且該絕緣層10可以作為后續(xù)的蝕刻停止層使用,這均屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識(shí),在此不再具體說明。

第一可動(dòng)梳齒5連接在振膜組件的框架3上,所述第一可動(dòng)梳齒5與第一固定梳齒6交叉配合在一起,且二者部分重疊在一起,參考圖2中示出的重疊區(qū)域50。所述第一可動(dòng)梳齒5的下端低于所述第一固定梳齒6的下端,所述第一可動(dòng)梳齒5的上端低于所述第一固定梳齒6的上端,使得第一可動(dòng)梳齒5與第一固定梳齒6沒有完全重疊在一起。

這就使得在給第一可動(dòng)梳齒5、第一固定梳齒6之間形成電壓差時(shí),例如給第一可動(dòng)梳齒5通入0V的直流電,給第一固定梳齒6通入5V的直流電時(shí),在靜電力的作用下,可使第一可動(dòng)梳齒5相對(duì)于第一固定梳齒6發(fā)生向上的位移。通過振膜組件相對(duì)兩側(cè)的第一可動(dòng)梳齒5,從而帶動(dòng)整個(gè)振膜組件向上發(fā)生位移,直到第一可動(dòng)梳齒5、第一固定梳齒6的正投影重疊在一起,該位移記為S1。該位移S1的最大值取決于第一可動(dòng)梳齒5與第一固定梳齒6之間的高度差。

圖3是沿圖1中兩組第二可動(dòng)梳齒7、第二固定梳齒8方向的剖面圖,第二固定梳齒8連接在襯底1容腔的內(nèi)壁上,當(dāng)襯底1采用單晶硅,第二固定梳齒8采用單晶硅或者多晶硅材料時(shí),為了保證襯底1與第二固定梳齒8之間的絕緣,在所述襯底1與第二固定梳齒8之間設(shè)置有絕緣層10,該絕緣層10可以采用MEMS工藝中所熟知的氧化硅材料等,而且該絕緣層10可以作為蝕刻停止層使用,這均屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識(shí),在此不再具體說明。

第二可動(dòng)梳齒7連接在振膜組件的框架3上,所述第二可動(dòng)梳齒7與第二固定梳齒8交叉配合在一起,且二者部分重疊在一起,參考圖3中示出的重疊區(qū)域70。所述第二可動(dòng)梳齒7的下端高于所述第二固定梳齒8的下端,所述第二可動(dòng)梳齒7的上端高于所述第二固定梳齒8的上端,使得第二可動(dòng)梳齒7與第二固定梳齒8沒有完全重疊在一起。

這就使得在給第二可動(dòng)梳齒7、第二固定梳齒8之間形成電壓差時(shí),例如給第二可動(dòng)梳齒7通入0V的直流電,給第二固定梳齒8通入5V的直流電時(shí),在靜電力的作用下,可使第二可動(dòng)梳齒7相對(duì)于第二固定梳齒8發(fā)生向下的位移。通過振膜組件相對(duì)兩側(cè)的第二可動(dòng)梳齒7,從而帶動(dòng)整個(gè)振膜組件向下發(fā)生位移,直到第二可動(dòng)梳齒7、第二固定梳齒8的正投影重疊在一起,該位移記為S2。該位移S2的最大值取決于第二可動(dòng)梳齒7與第二固定梳齒8之間的高度差。

圖4的左側(cè)示出的是沿第二可動(dòng)梳齒、第二固定梳齒部分的剖面圖,右側(cè)示意的是沿第一可動(dòng)梳齒、第一固定梳齒部分的剖面圖。本實(shí)用新型的振膜組件在第一可動(dòng)梳齒5、第一固定梳齒6的驅(qū)動(dòng)下可以發(fā)生向上的位移S1,在第二可動(dòng)梳齒7、第二固定梳齒8的驅(qū)動(dòng)下可以發(fā)生向下的位移S2,這兩組梳齒結(jié)構(gòu)通過各自的控制,可以實(shí)現(xiàn)振膜組件整體發(fā)生總量為S1+S2的位移。這在聲換能器尺寸受限的條件下,大大提高了振膜組件的位移區(qū)間,可大大提高振膜組件在低頻的發(fā)音效果;而振膜組件本身可以輸出高頻的音頻訊號(hào),二者的驅(qū)動(dòng)接口可以獨(dú)立規(guī)劃,并整合于一單體中可同時(shí)輸出高低頻訊號(hào),從而可以提供準(zhǔn)確的聲音訊號(hào)。

優(yōu)選的是,所述振膜組件整體呈矩形時(shí),所述第一可動(dòng)梳齒5設(shè)置在振膜組件其中一對(duì)相對(duì)的側(cè)壁上,所述第二可動(dòng)梳齒7設(shè)置在振膜組件其中另一對(duì)相對(duì)的側(cè)壁上。當(dāng)所述振膜組件整體呈圓形時(shí),所述第一可動(dòng)梳齒5、第二可動(dòng)梳齒7均勻分布在振膜組件的圓周方向上。從而可以通過第一可動(dòng)梳齒5、第二可動(dòng)梳齒7的單獨(dú)控制實(shí)現(xiàn)振膜組件向上或者向下的平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)。

優(yōu)選的是,由于振膜組件在第一可動(dòng)梳齒5、第二可動(dòng)梳齒7的控制下可以發(fā)生總量為S1+S2的位移區(qū)間,因此,本實(shí)用新型彈性梁4的材料優(yōu)選采用液態(tài)金屬薄膜或者高分子薄膜,從而可以滿足振膜組件較大的位移區(qū)間。

本實(shí)用新型的聲換能器可以作為揚(yáng)聲器使用,也就是說振膜組件本身以及梳齒結(jié)構(gòu)分別作為揚(yáng)聲器的高頻、低頻結(jié)構(gòu)。在本實(shí)用新型另一個(gè)具體的實(shí)施方式中,本實(shí)用新型的聲換能器還可以作為降噪發(fā)聲裝置使用。

具體地,所述振膜組件依然作為接受音頻信號(hào)并輸出聲音的發(fā)聲振膜,其與梳齒結(jié)構(gòu)配合在一起,實(shí)現(xiàn)揚(yáng)聲器的發(fā)聲。本實(shí)用新型的聲換能器,還包括用于與所述振膜2構(gòu)成平板電容結(jié)構(gòu)的背極板(視圖未給出);所述振膜2與背極板構(gòu)成了用于表征周圍噪聲信號(hào)的麥克風(fēng)結(jié)構(gòu)。振膜2與背極板這種平板電容式的麥克風(fēng)結(jié)構(gòu)屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識(shí)。麥克風(fēng)結(jié)構(gòu)與揚(yáng)聲器結(jié)構(gòu)獨(dú)立控制,也就是說,振膜組件同時(shí)可以輸出聲音,也可以接受并反饋外界的噪聲信號(hào),從而可以為聲音源的音訊信號(hào)提供修正的基礎(chǔ),實(shí)現(xiàn)了聲換能器的抗噪特點(diǎn)。

本實(shí)用新型還提供了一種MEMS聲換能器的制造方法,其包括以下步驟:

a)提供襯底1,在所述襯底1上刻蝕出不同高度且呈梳狀結(jié)構(gòu)的第一溝槽1a、第二溝槽1b,參考圖5;

本實(shí)用新型的襯底1可以選用單晶硅材料,可使用深離子刻蝕機(jī)臺(tái),在襯底1上刻蝕出不同高度差的第一溝槽1a、第二溝槽1b;為了便于操作,襯底上的所有第一溝槽1a的深度可以相同,所有第二溝槽1b的深度可以相同;

b)在襯底1上沉積導(dǎo)電層14,所述導(dǎo)電層14填充在第一溝槽1a、第二溝槽1b內(nèi),參考圖6;

本實(shí)用新型的導(dǎo)電層14可以采用單晶硅或者多晶硅,所述導(dǎo)電層14填充在不同高度的第一溝槽1a以及第二溝槽1b中;在此需要注意的是,由于襯底1采用了單晶硅材料,為了保證絕緣,需要首先在襯底1上以及第一溝槽1a、第二溝槽1b中生產(chǎn)一層絕緣層(圖5至圖10未示出),該絕緣層可以采用氧化硅材料,這不但實(shí)現(xiàn)了襯底1與導(dǎo)電層14之間的絕緣,該絕緣層還可以作為后續(xù)的蝕刻停止層;

c)刻蝕所述導(dǎo)電層14,在所述第一溝槽1a、第二溝槽1b內(nèi)形成第一可動(dòng)梳齒5、第二可動(dòng)梳齒7、第一固定梳齒6、第二固定梳齒8,參考圖7;

在圖7示出的結(jié)構(gòu)中,由于第二溝槽1b的深度大于第一溝槽1a的深度,因此,可對(duì)第二溝槽1b內(nèi)的導(dǎo)電層進(jìn)行刻蝕,從而形成具有高度落差的梳齒;在此需要注意的是,需要形成位于相對(duì)兩側(cè)的第一可動(dòng)梳齒5以及與第一可動(dòng)梳齒5配合的第一固定梳齒6,以及位于相對(duì)兩側(cè)的第二可動(dòng)梳齒7以及與第二可動(dòng)梳齒7配合的第二固定梳齒8;且使第一可動(dòng)梳齒5、第一固定梳齒6、第二可動(dòng)梳齒7、第二固定梳齒8滿足上述描述的配合結(jié)構(gòu);

d)在襯底1的上端面沉積并刻蝕形成振膜組件的框架3以及彈性梁,參考圖8;

本實(shí)用新型的框架3以及彈性梁優(yōu)選采用相同的材質(zhì),例如可在襯底上沉積液態(tài)金屬,從而形成上述的框架3,以及連接在框架3與襯底1之間的彈性梁;在此需要注意的是,在沉積液態(tài)金屬的時(shí)候,需要在襯底1上設(shè)置掩膜,從而防止液體金屬沉積到不需要的區(qū)域;

e)在框架3上沉積形成振膜2,參考圖9;

本實(shí)用新型的振膜2材料可以選用PZT壓電陶瓷材料,對(duì)不需要沉積的區(qū)域設(shè)置掩膜結(jié)構(gòu),從而將振膜2僅沉積在框架3上;

f)刻蝕襯底1,將振膜2、框架3、第一可動(dòng)梳齒5、第二可動(dòng)梳齒7、第一固定梳齒6、第二固定梳齒8、彈性梁釋放出來,參考圖10。

可使用深離子蝕刻機(jī)臺(tái),移除振膜2、框架3、第一可動(dòng)梳齒5、第二可動(dòng)梳齒7、第一固定梳齒6、第二固定梳齒8、彈性梁下方的單晶硅襯底材料,從而將上述結(jié)構(gòu)釋放出來。在此需要注意的是,由于上述步驟中設(shè)置了絕緣層,該絕緣層可以作為深離子刻蝕的停止層,從而防止在深離子刻蝕硅襯底的時(shí)候,將聲換能器的各功能結(jié)構(gòu)層蝕刻掉;后續(xù)需要使用例如氟化氫來將絕緣層移除,這屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識(shí),在此不再具體說明。

雖然已經(jīng)通過例子對(duì)本實(shí)用新型的一些特定實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明,但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解,以上例子僅是為了進(jìn)行說明,而不是為了限制本實(shí)用新型的范圍。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解,可在不脫離本實(shí)用新型的范圍和精神的情況下,對(duì)以上實(shí)施例進(jìn)行修改。本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求來限定。

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