CN207926919U - 具有软支撑结构的mems压电扬声器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有软支撑结构的MEMS压电扬声器。其中，该MEMS压电扬声器包括：基底，其中央区域为空心区域；复合介质膜层，位于基底的上方，内部包含一环形槽，该环形槽位于空心区域的上方；压电单元，位于环形槽内侧的复合介质膜层的上方；以及软支撑膜层，覆盖于环形槽上方；其中，位于环形槽的内侧的复合介质膜层、压电单元以及软支撑膜层构成具有软支撑结构的复合压电振动膜。该具有软支撑结构的MEMS压电扬声器的复合压电振动膜应力得到释放，工作时振动幅度大，具有较高的灵敏度、且制备工艺简单。

Description

具有软支撑结构的MEMS压电扬声器

技术领域

本公开属于微电子机械系统技术领域，涉及一种具有软支撑结构的MEMS压电扬声器。

背景技术

微机电系统(MEMS，Microelectro Mechanical Systems)是在微电子技术的基础上上发展起来的，融合了光刻、腐蚀、薄膜、LIGA、硅微加工、非硅微加工和精密机械加工等技术。手机、平板等移动通讯设备中的麦克风已利用MEMS技术实现了小型化。

MEMS扬声器主要包括MEMS电磁式扬声器和压电式扬声器，其中，压电式扬声器相对而言具有功耗低、加工工艺简单等优点。相对于传统的扬声器，MEMS扬声器具有体积小、功率小等优点。手机、平板等设备中MEMS扬声器的产业化，将会带来这些通讯设备设计概念的极大变化，从而加快这些设备的快速升级换代。而目前MEMS扬声器的灵敏度低是阻碍其产业化的一个主要原因，因此如何通过结构和工艺的改进，提高MEMS扬声器的灵敏度是目前MEMS扬声器产业化亟需解决的技术问题。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种具有软支撑结构的MEMS压电扬声器，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本公开的一个方面，提供了一种具有软支撑结构的MEMS压电扬声器，包括：基底，其中央区域为空心区域；复合介质膜层，位于基底的上方，内部包含一环形槽，该环形槽位于所述空心区域的上方；压电单元，位于环形槽内侧的复合介质膜层的上方；以及软支撑膜层，覆盖于环形槽上方；其中，位于环形槽的内侧的复合介质膜层、压电单元以及软支撑膜层构成具有软支撑结构的复合压电振动膜。

在本公开的一些实施例中，压电单元自下而上依次包括：底电极、压电层、以及顶电极。

在本公开的一些实施例中，在底电极与压电层或顶电极与压电层之间至少存在一绝缘隔离层。

在本公开的一些实施例中，底电极和顶电极的结构为：导电单层膜结构或者导电多层膜结构。

在本公开的一些实施例中，压电层的厚度介于0.01μm～60μm之间；和/或底电极和顶电极的厚度介于0.01μm～5μm之间。

在本公开的一些实施例中，环形槽的厚度与复合介质层的厚度相同，该环形槽中环的宽度介于0.01μm～1000μm之间。

在本公开的一些实施例中，软支撑膜层的厚度介于0.01μm～30μm之间。

在本公开的一些实施例中，MEMS压电扬声器，还包括：掩膜层，位于基底的背面。

在本公开的一些实施例中，复合介质层为两层或者多层膜结构，各层的厚度分别介于0.01μm～30μm之间。

在本公开的一些实施例中，环形槽的内部形状为方形或圆形。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本公开提供的具有软支撑结构的MEMS压电扬声器，具有以下有益效果：

(1)由压电层与复合介质层组成中央区域的复合振动膜层，该中央区域的复合振动膜层外围是环形槽和位于其上的软支撑膜层，形成边缘的软支撑结构，有助于释放复合振动膜层的应力，提高振动幅度和辐射声压，从而提高MEMS压电扬声器的灵敏度、且制备工艺简单；

(2)采用有机膜作为软支撑膜层，具有较好的弹性和密封性，形成中央区域为硬质材料，边缘支撑区域为柔性材料的结构，在提高振动幅度的同时，又防止了“声漏”和辐射面积减小的问题。

附图说明

图1A为根据本公开一实施例所示的具有软支撑结构的MEMS压电扬声器的剖面示意图。

图1B为根据本公开一实施例所示的具有软支撑结构的MEMS压电扬声器的俯视图。

图2为根据本公开一实施例所示的具有软支撑结构的MEMS压电扬声器的制备方法流程图。

图3A-图3K为制备具有软支撑结构的MEMS压电扬声器的各个步骤对应的结构示意图。

图3A为在基片上生长氧化层后的剖面示意图。

图3B为在基底正面生长复合介质层的剖面示意图。

图3C为在复合介质层上生长底电极后的剖面示意图。

图3D为在底电极上生长压电层后的剖面示意图。

图3E为在压电层上生长顶电极后的剖面示意图。

图3F为刻蚀复合介质层形成环形槽后的剖面示意图。

图3G为在环形槽内形成填充牺牲层后的剖面示意图。

图3H为在复合介质层和填充牺牲层上方形成软支撑膜层的剖面示意图。

图3I为刻蚀基底背面氧化层形成掩膜层后的剖面示意图。

图3J为进行基底刻蚀形成空心区域之后的剖面示意图。

图3K为腐蚀掉填充牺牲层之后的剖面示意图。

【符号说明】

10-基底；

20-复合介质膜层；

21-第一氮化硅层； 22-氧化硅层；

23-第二氮化硅层；

30-压电单元；

31-底电极； 32-压电层；

33-顶电极；

40-环形槽； 41-填充牺牲层；

50-软支撑膜层；

60-掩膜层； 70-空心区域。

具体实施方式

本公开提供了一种具有软支撑结构的MEMS压电扬声器，由压电层与复合介质层组成中央区域的复合振动膜层，该中央区域的复合振动膜层外围是环形槽和位于其上的软支撑膜层，形成边缘的软支撑结构，有助于释放复合振动膜层的应力，提高振动幅度和辐射声压，从而提高MEMS压电扬声器的灵敏度、且制备工艺简单；另外，采用有机膜作为软支撑膜层，具有较好的弹性和密封性，形成中央区域为硬质材料，边缘支撑区域为柔性材料的结构，在提高振动幅度的同时，又防止了“声漏”和辐射面积减小的问题。

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。

本公开中，术语“硬”和“软”指的是材料的特性，“硬”表示硬度、强度较大；“软”表示材料的柔韧性较好；数值范围“介于之间”包括端点值。

在本公开的第一个示例性实施例中，提供了一种MEMS压电扬声器。

图1A为根据本公开一实施例所示的具有软支撑结构的MEMS压电扬声器的剖面示意图。图1B为根据本公开一实施例所示的具有软支撑结构的MEMS压电扬声器的俯视图。其中，图1A为沿着图1B中A-A所示截面进行剖开之后的剖视图。

参照图1A和图1B所示，本公开的具有软支撑结构的MEMS压电扬声器，包括：基底10，其中央区域为空心区域；掩膜层60，位于基底10的背面；复合介质膜层20，形成于基底10的上方，内部包含一环形槽40，该环形槽40位于空心区域的上方；压电单元30，位于环形槽40的内侧的复合介质膜层20的上方；以及软支撑膜层50，覆盖于环形槽40的上方；其中，位于环形槽40的内侧的复合介质膜层20、压电单元30以及软支撑膜层50构成具有软支撑结构的复合压电振动膜。

下面结合附图来对本公开的具有软支撑结构的MEMS压电扬声器的各部分进行详细介绍。

本实施例中，基底10为硅基底。但本公开的基底10不局限于实施例的举例，还可以是SOI基片或者其他基片，为了得到不同的复合介质层20，根据实际需要进行基底10的选择。

参照图1A所示，本实施例中，复合介质层20自下而上依次包括：第一氮化硅层21、氧化硅层22、以及第二氮化硅层23，其中，氧化硅层优选采用低温条件下生长的氧化硅层。第一氮化硅层21、氧化硅层22以及第二氮化硅层23的厚度分别介于0.01μm～30μm之间。

需要说明的是，本公开的复合介质层20的层数不做限制，每层的材料也不局限于上述实施例。可以根据实际需要对复合介质层的层数和各层材料进行选择。比如说，在一实例中，复合介质层20自下而上依次包括：第一氧化硅层、氮化硅层、以及第二氧化硅层。优选的，该第一氧化硅层、氮化硅层以及第二氧化硅层的厚度分别介于0.01μm～30μm之间。或者在一实例中，复合介质层自下而上依次包括：硅层、氧化层或氧化层、硅层、氧化层。优选的，硅层和氧化层的厚度分别介于0.01μm～30μm之间。或者在一实例中，复合介质层为包含氮化硅层、氧化硅层、多晶硅、磷硅玻璃、硼硅玻璃中的一种或者是其中任意两种的单层或者多层结构。优选的，氮化硅层、氧化硅层、多晶硅、磷硅玻璃、硼硅玻璃的厚度分别介于0.01μm～30μm之间。

参照图1A和图1B所示，本实施例中，压电单元30自下而上依次包括：底电极31、压电层32、以及顶电极33。在其它实施例中，在压电单元的电极和压电层之间还可以包括绝缘隔离层。底电极31和顶电极32为：金属单层膜、金属多层膜、非金属导电膜、或金属与非金属导电膜的组合。本实施例中，压电层32的材料可选但不限于以下材料中的一种或几种：氧化锌、氮化铝、锆钛酸铅、驰豫型压电材料、钙钛矿型压电材料或有机压电材料；压电层的厚度介于0.01μm～60μm之间。底电极31和顶电极33的材料可选但不限于如下材料之一或其组合：铝、铜、金、铂、钼、铬、钛、镍酸镧(LNO)以及其它金属或非金属导电膜。当底电极和顶电极为金属或非金属导电膜时，厚度介于0.01μm～5μm之间。当底电极或顶电极为复合层时，其粘附层为铬层、钛层或其它导电膜层时，厚度介于0.01μm～1μm之间。在一个实例中，底电极或顶电极为：金/铬复合层、或者铂/钛复合层。其中，优选的，铝电极的厚度介于0.01μm～5μm之间，铬层或钛层的厚度介于0.01μm～1μm之间，金层或铂层的厚度介于0.01μm～5μm之间。

参照图1B所示，本实施例中，为了便于将器件中顶电极33与底电极31进行电性连接，将底电极31上方的部分软支撑膜层50刻蚀掉一个开口，从而使底电极31暴露出来，作为底电极压焊孔；在圆形的顶电极33之外引出一个顶电极的压焊孔，形状如图1B所示。当然，根据实际需要，电极的形状不局限于本实施例所示的圆形，并且电极的引出方式也可以根据实际需要进行适应性调整设置。

本实施例中，软支撑膜层50的材料可选但不限于如下材料中的一种：聚酰亚胺、聚对二甲苯、聚氨酯、或者其他有机薄膜；软支撑膜层50的厚度介于0.01μm～30μm之间。

本实施例中，环形槽40是通过刻蚀空心区域上方的部分复合介质层得到的。空心区域在复合介质层所在平面上的投影可以为方形、圆形以及其他形状。环形槽40的形状可以为圆形、正方形或长方形以及其他形状，可以根据实际需要进行环形槽内部形状的设定。本实施例优选圆形环形槽或方形(包括长方形或正方形)环形槽。环形槽40的厚度与复合介质层20的厚度相同，即为第一氮化硅层21、氧化硅层22、以及第二氮化硅层23的厚度之和，该环形槽40的环的宽度介于0.1μm～1000μm之间，本实施例中，对于圆形环形槽来说，环的宽度表示两个同心圆之间的距离；对于方形环形槽来说，环的宽度表示在直径方向上中间方形的边与外层圆之间的距离。

本实施例中，掩膜层60的厚度介于0.01μm～20μm之间。本实施例中，该掩膜层60由氧化层充当，在MEMS压电扬声器的制备过程中作为形成空心区域的掩膜。这里以氧化层作为示例，本公开的掩膜层不局限于此。

本实施例中，位于环形槽40的内侧的复合介质膜层20、压电单元30以及软支撑膜层50共同构成具有软支撑结构的复合压电振动膜。当有电压加载在压电单元时，具有软支撑结构的复合压电振动膜发生弯曲振动，从而辐射声压。由于该MEMS压电扬声器中具有环形槽和位于其上方的软支撑膜层，该环形槽40及其上方的软支撑膜层50使该复合压电振动膜的应力得到释放。复合介质膜层20对应的硬度和强度较高，为该复合压电振动膜的中央区域，而软支撑膜层20的柔韧性较好，且密封性较好，为该复合压电振动膜的边缘区域，二者结合形成了中间“硬”边缘“软”的MEMS扬声器振动膜，从而增加了同等电压下的辐射声压，提高了MEMS扬声器的灵敏度，并避免了“声漏”和辐射声压减小的问题。

软支撑膜层50的制备过程包括在环形槽40中沉积填充牺牲层41，然后在复合介质层和填充牺牲层上方进行软支撑膜50的沉积，之后将填充牺牲层41采用干法或者湿法刻蚀的工艺进行去除，释放得到软支撑膜层50。本公开不限制填充牺牲层的高度，只要在实际工艺中能够实现填充并在其上方可以形成软支撑膜层，均在本公开的保护范围之内。

在本公开的第二个示例性实施例中，提供了一种MEMS压电扬声器的制备方法。

图2为根据本公开一实施例所示的具有软支撑结构的MEMS压电扬声器的制备方法流程图。图3A-图3K为制备具有软支撑结构的MEMS压电扬声器的各个步骤对应的结构示意图。

参照图2、图3A-图3K所示，本公开的具有软支撑结构的MEMS压电扬声器的制备方法，包括：

步骤S202：在基底背面生长掩膜层；

本实施例中，以氧化层作为掩膜层60进行示例说明，本公开的掩膜层还可以是其他掩膜层，不以此为限。

该步骤S202包括：在基底的上、下表面沉积氧化层，然后去除上表面的氧化层，得到背面含有氧化层的基底。

图3A为在基片上生长氧化层后的剖面示意图。

本实施例中，针对复合介质层20为第一氮化硅层21、氧化硅层22和第二氮化硅层23，进行基底10的选择，确定基底10采用硅材料。首先，用标准清洗方法对基底硅进行清洗，分别利用酸性清洗液和碱性清洗液进行煮沸清洗，并用去离子水进行清洗，最后用氮气吹干；然后，利用热氧化炉分别在基底硅10的正面和背面上沉积氧化层作为掩膜层60，参见图3A所示，在基底硅背面的掩膜层60上涂覆光刻胶，用湿法工艺去除正面的掩膜层60，最后去除背面的掩膜层60上的光刻胶。

但本公开的基底10不局限于实施例的举例，还可以是SOI基片或者其他基片。根据复合介质层20与基底10之间的结合状态、制备的难易程度等效果进行基底10和复合介质层20的匹配选择。

本实施例中，掩膜层60的厚度介于0.01μm～20μm之间。

在一些实例中，掩膜层60的厚度分别为0.2μm、0.5μm、1μm、1.5μm、3μm或3.5μm等。

步骤S204：在基底正面生长复合介质层；

图3B为在基底正面生长复合介质层的剖面示意图。

参照图3B所示，利用等离子体化学气相沉积(PECVD)的方法先后在基底硅正面沉积第一氮化硅层21、氧化硅层22和第二氮化硅层23，形成复合介质层20，其中，氧化硅层22优选在低温条件下进行生长。针对其他实施例的复合介质层的材料，同样按照薄膜沉积技术比如PECVD的方法依次进行沉积，属于常规的制备工艺，这里不再赘述。

本实施例中，第一氮化硅层21、氧化硅层22以及第二氮化硅层23的厚度分别介于0.01μm～30μm之间。

在一些实例中，第一氮化硅层21和第二氮化硅层23的厚度均为0.5μm，低温制备的氧化硅层22的厚度为0.2μm；或者第一氮化硅层21和第二氮化硅层23的厚度均为1μm，低温制备的氧化硅层22的厚度为0.5μm；或者第一氮化硅层21、第二氮化硅层23以及低温制备的氧化硅层22厚度均为0.5μm；或者第一氮化硅层21和第二氮化硅层23的厚度均为1.5μm，低温制备的氧化硅层22的厚度为0.2μm；或者第一氮化硅层21和第二氮化硅层23的厚度均为1μm，低温制备的氧化硅层22的厚度为0.2μm等。

步骤S206：在复合介质层上生长底电极；

图3C为在复合介质层上生长底电极后的剖面示意图。

参照图3C所示，在第二氮化硅层23上用金属薄膜沉积技术沉积底电极膜，并用标准光刻和刻蚀工艺图案化底电极膜，形成底电极31；或者在第二氮化硅层上涂覆光刻胶，并用标准光刻工艺图案化光刻胶，然后再沉积底电极金属膜，最后用剥离技术刻蚀掉光刻胶，形成底电极31。

本实施例中，底电极31的图案为圆形，但本公开不局限于此。

本实施例中，底电极31的材料可选但不限于如下材料之一或其组合：铝、铜、金、铂、钼、铬、钛、镍酸镧(LNO)、以及其它金属或非导电膜，其中可以是复合金属层，诸如：金/铬复合层、或者铂/钛复合层，其中，优选的，铝电极的厚度介于0.01μm～5μm之间，铬层或钛层的厚度介于0.01μm～1μm之间，金层或铂层的厚度介于0.05μm～5μm之间。

在一些实例中，底电极31选用铝电极，厚度为0.2μm或0.3μm；或者底电极31选用金/铬复合层，其厚度分别对应为0.2μm/0.02μm或0.3μm/0.05μm；或者底电极31选用铂/钛复合层，其厚度分别对应为0.2μm/0.05μm或0.3μm/0.05μm等。

步骤S208：在底电极上生长压电层；

图3D为在底电极上生长压电层后的剖面示意图。

参照图3D所示，本实施例中，在底电极31上沉积有机压电薄膜，并利用标准光刻刻蚀工艺或者剥离工艺，形成图案化的压电层32。

压电层32的材料可选但不限于以下材料中的一种或其组合：氧化锌、氮化铝、锆钛酸铅、驰豫型压电材料、钙钛矿型压电材料或有机压电材料；压电层的厚度介于0.01μm～60μm之间。

本实施例中，压电层32的图案参照图1B所示，与顶电极33的图案相同，为一圆形附带一引出压焊孔的形状，压电层32的面积小于底电极31的面积，从而使底电极31和后面沉积的顶电极33均可以暴露出来。

在一些实例中，压电层32选用氧化锌，厚度为1μm、2μm或3μm；或者压电层32选用锆钛酸铅，厚度为4μm；或者压电层32选用有机压电材料，厚度为1μm或2μm；或者压电层32选用弛豫铁电材料，厚度为1μm；或者压电层32选用氮化铝，厚度为2μm等。

步骤S210：在压电层上生长顶电极；

图3E为在压电层上生长顶电极后的剖面示意图。

参照图3E所示，本实施例中，在压电层32上，利用金属薄膜沉积技术沉积顶电极膜，并用标准光刻刻蚀工艺图形化顶电极膜，形成顶电极33。或者在压电层32上涂覆光刻胶，并用标准光刻工艺图形化光刻胶，然后再沉积顶电极金属膜，最后用剥离技术图形化形成顶电极33。

本实施例中，顶电极33的图案参照图1B所示，与压电层32的图案相同，为一圆形附带一引出压焊孔的形状。

底电极33为：金属单层膜、金属多层膜、非金属导电膜、或金属与非金属导电膜的组合。本实施例中，顶电极33的材料可选但不限于如下材料之一或其组合：铝、铜、金、铂、钼、铬、钛、镍酸镧(LNO)、以及其它金属或非金属导电膜，其中可以是复合金属层，诸如：金/铬复合层、或者铂/钛复合层。优选的，铝电极的厚度介于0.01μm～5μm之间，铬层或钛层的厚度介于0.01μm～1μm之间，金层或铂层的厚度介于0.05μm～5μm之间。

在一些实例中，该顶电极33选用铝电极，厚度为0.2μm或0.3μm；或者该顶电极33选用铂/钛复合层，其厚度分别对应0.2μm/0.05μm；或者该顶电极33选用金/铬复合层，其厚度分别对应0.2μm/0.05μm或0.3μm/0.05μm等。

步骤S212：刻蚀掉底电极下方周围区域的复合介质层，形成环形槽；

图3F为刻蚀复合介质层形成环形槽后的剖面示意图。

参照图3F所示，利用干法或者湿法的工艺刻蚀掉底电极下方周围区域的复合介质层20，形成环形槽40。该环形槽40的厚度与第一氮化硅层21、氧化硅层22、以及第二氮化硅层23的厚度之和相同。

本实施例中，刻蚀得到的环形槽的形状为：外层圆形，内层为圆形或方形，该方形包括正方形或长方形。

本实施例中，该环形槽40的环的宽度介于0.1μm～1000μm之间。本实施例中，对于圆形环形槽来说，环的宽度表示两个同心圆之间的距离；对于方形环形槽来说，环的宽度表示在直径方向上中间方形的边与外层圆之间的距离。

在一些实例中，该圆形或方形环形槽中环的宽度分别为：10μm、30μm、50μm、60μm、80μm、100μm、200μm、300μm、500μm、600μm或700μm等。

步骤S214：将填充牺牲层填充于环形槽中；

图3G为在环形槽内形成填充牺牲层后的剖面示意图。

参照图3G所示，本实施例中，采用氧化锌作为填充牺牲层41，利用标准光刻工艺将氧化锌填充于环形槽中。填充牺牲层的材料可选但不限于：金属氧化物、多孔硅、多晶硅等。本公开不限制填充牺牲层的高度，只要在实际工艺中能够实现填充并在其上方可以形成软支撑膜层，均在本公开的保护范围之内。

步骤S216：在复合介质层和填充牺牲层上方生长软支撑膜层；

图3H为在复合介质层和填充牺牲层上方形成软支撑膜层的剖面示意图。

本实施例中，在复合介质层和填充牺牲层的上方沉积软支撑膜层50，并将其图案化为图1B中所示形状，并在正面涂覆光刻胶。该软支撑膜层50的图案与顶电极33、底电极31共同构成的形状为互补的图案，同时为了使底电极31引出一个压焊孔，将软支撑膜层50覆盖在底电极31之上的部分进行图案化，制作了一个开口，使底电极31暴露出来，参见图1B所示。

参照图3H所示，该软支撑膜层50跨越环形槽40，覆盖住一部分的底电极31，将环形槽外围的复合介质层与环形槽内侧的底电极及其下方的复合介质层进行连接，与环形槽40内侧的复合介质膜层20、复合介质膜层20上方的压电单元30共同构成具有软支撑结构的复合压电振动膜，并形成了该复合压电振动膜的边缘结构。

需要说明的是，本实施例中的软支撑膜层的图案仅作为示例，只要该软支撑膜层能够覆盖于环形槽的上方的结构均在本公开的保护范围之内。

本实施例中，软支撑膜层50的材料可选但不限于如下材料中的一种：聚酰亚胺、聚对二甲苯、聚氨酯、或其他有机膜；软支撑膜层50的厚度介于0.01μm～30μm之间。

在一些实例中，该有机振动膜层50选用聚酰亚胺，其厚度为1μm、1.5μm或2μm；或者该有机振动膜层50选用聚对二甲苯、聚氨酯、或者其他有机薄膜，其厚度为1μm、1.5μm或2μm等。

步骤S218：图案化刻蚀基底背面的掩膜层，并进一步刻蚀基底形成空心区域；

图3I为刻蚀基底背面氧化层形成掩膜层后的剖面示意图。图3J为进行基底刻蚀形成空心区域之后的剖面示意图。

参照图3I所示，本实施例中，在基片背面的掩膜层60上涂覆光刻胶，并采用双面曝光技术和标准光刻技术图案化光刻胶，用干法或者湿法刻蚀工艺图案化刻蚀背面掩膜层60，并去除光刻胶，形成图案化的掩膜层60，该图案化的掩膜层60包含与环形槽40外边缘直径对应的空心区域。以该图案化的掩膜层60作为掩膜，进一步利用湿法或者干法刻蚀的工艺将基底的中央区域刻蚀，得到空心区域70，结果如图3J所示。

步骤S220：去除环形槽内的填充牺牲层，完成MEMS压电扬声器的制备；

图3K为腐蚀掉填充牺牲层之后的剖面示意图。

参照图3K所示，将环形槽40内的填充牺牲层41去除，可以采用干法或者湿法刻蚀的方式。本实施例中，利用湿法腐蚀的方法去除填充牺牲层41，得到释放后的复合振动膜层。

综上所述，本公开提供了一种具有软支撑结构的MEMS压电扬声器及其制备方法，由压电层与复合介质层组成中央区域的复合振动膜层，该中央区域的复合振动膜层外围是环形槽和位于其上的软支撑膜层，形成边缘的软支撑结构，有助于释放复合振动膜层的应力，提高振动幅度和辐射声压，从而极大地提高MEMS压电扬声器的灵敏度、且制备工艺简单；另外，采用有机膜作为软支撑膜层，具有较好的弹性和密封性，形成中央区域为硬质材料，边缘支撑区域为柔性材料的结构，在提高振动幅度的同时，又防止了“声漏”和辐射面积减小的问题。

当然，根据实际需要，本公开具有软支撑结构的MEMS压电扬声器及其制备方法还包含其他的工艺和步骤，由于同本公开的创新之处无关，此处不再赘述。还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本公开的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本公开的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本公开实施例的内容。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。

说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”、“第三”等的用词，以修饰相应的元件，其本身并不意味着该元件有任何的序数，也不代表某一元件与另一元件的顺序、或是制造方法上的顺序，该些序数的使用仅用来使具有某命名的一元件得以和另一具有相同命名的元件能做出清楚区分。

此外，除非特别描述或必须依序发生的步骤，上述步骤的顺序并无限制于以上所列，且可根据所需设计而变化或重新安排。并且上述实施例可基于设计及可靠度的考虑，彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用，即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。

以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有软支撑结构的MEMS压电扬声器，包括：

基底，其中央区域为空心区域；

复合介质膜层，位于基底的上方，内部包含一环形槽，该环形槽位于所述空心区域的上方；

压电单元，位于环形槽内侧的复合介质膜层的上方；以及

软支撑膜层，覆盖于环形槽上方；

其中，位于环形槽的内侧的复合介质膜层、压电单元以及软支撑膜层构成具有软支撑结构的复合压电振动膜。

2.根据权利要求1所述的MEMS压电扬声器，其中，所述压电单元自下而上依次包括：底电极、压电层、以及顶电极。

3.根据权利要求2所述的MEMS压电扬声器，其中，在所述底电极与所述压电层或所述顶电极与所述压电层之间至少存在一绝缘隔离层。

4.根据权利要求2所述MEMS压电扬声器，其中，所述底电极和顶电极的结构为：导电单层膜结构或者导电多层膜结构。

5.根据权利要求2所述的MEMS压电扬声器，其中：

所述压电层的厚度介于0.01μm～60μm之间；和/或

所述底电极和顶电极的厚度介于0.01μm～5μm之间。

6.根据权利要求1所述的MEMS压电扬声器，其中，所述环形槽的厚度与复合介质层的厚度相同，所述环形槽中环的宽度介于0.01μm～1000μm之间。

7.根据权利要求1所述的MEMS压电扬声器，其中，所述软支撑膜层的厚度介于0.01μm～30μm之间。

8.根据权利要求1所述的MEMS压电扬声器，还包括：

掩膜层，位于基底的背面。

9.根据权利要求1所述的MEMS压电扬声器，其中，所述复合介质层为两层或者多层膜结构，各层的厚度分别介于0.01μm～30μm之间。

10.根据权利要求1至9任一项所述的MEMS压电扬声器，其中，所述环形槽的内部形状为方形或圆形。