[發明專利]膜片上FBAR結構的微麥克風

在審

• 申請號: 201510055829.6
• 申請日: 2015-02-03
• 公開（公告）號: CN104837099A
• 公開（公告）日: 2015-08-12
• 發明（設計）人: 高楊;趙俊武;何婉婧;李君儒;黃振華;蔡洵;尹汐漾;趙坤麗
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院電子工程研究所
• 主分類號: H04R19/04
• 分類號: H04R19/04
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 蔣斯琪

1.膜片上FBAR結構的微麥克風，其特征在于：包括基底、檢測元件和復合彈性支撐層，基底位于復合彈性支撐層下方，檢測元件位于復合彈性支撐層的上方，復合彈性支撐層用于支撐檢測元件；基底包括Si基座與空腔，Si基座外形為一長方體，Si基座的中間設置有喇叭狀的通孔，通孔孔徑較小的一端位于Si基座的上表面，Si基座的上表面緊貼于復合彈性支撐層的下表面，通孔與復合彈性支撐層之間形成空腔；空腔頂面對應的復合彈性支撐層的部分為彈性膜片，空腔側面為通孔的內壁，空腔的底面為開放區域，所述彈性膜片用于形成振膜，空腔的頂面和側面形成聲波反射界面；檢測元件包括FBAR、引線、焊盤，FBAR通過引線與焊盤連接。

2.根據權利要求1所述的膜片上FBAR結構的微麥克風，其特征在于：所述FBAR包括有壓電振蕩堆，壓電振蕩堆位于空腔上面對應的彈性膜片應力集中部分；壓電振蕩堆由下到上依次包括底電極、壓電層、頂電極，底電極緊貼設置于彈性膜片上面，壓電層底面的一部分緊貼底電極上面，壓電層底面的另一部分向彈性膜片中心方向包覆底電極側面并延伸至彈性膜片上面，頂電極底面的一部分緊貼壓電層的上面，頂電極底面的另一部分向彈性膜片中心方向包覆壓電層側面并延伸至彈性膜片上面。

3.根據權利要求2所述的膜片上FBAR結構的微壓力傳感器，其特征在于：所述壓電振蕩堆的數量≥1。

4.根據權利要求1所述的膜片上FBAR結構的微麥克風，其特征在于：所述引線包括底電極引線與頂電極引線，焊盤包括底電極焊盤與頂電極焊盤，FBAR的底電極通過底電極引線與底電極焊盤連接，FBAR的頂電極通過頂電極引線與頂電極焊盤連接。

5.根據權利要求4所述的膜片上FBAR結構的微麥克風，其特征在于：所述底電極焊盤、頂電極焊盤均設置于Si基座對應支撐的復合彈性支撐層上面。

6.根據權利要求1所述的膜片上FBAR結構的微麥克風，其特征在于：所述檢測元件通過三次沉積和圖形化工藝形成，具體為：底電極、底電極引線、及底電極焊盤在第一次金屬層沉積和圖形化時形成；壓電層在第二次壓電材料沉積和圖形化時形成；頂電極、頂引線及頂電極焊盤在第三次金屬層沉積和圖形化時形成。

7.根據權利要求1所述的膜片上FBAR結構的微麥克風，其特征在于：所述空腔的頂面還用于形成FBAR的聲波反射界面。

8.根據權利要求1所述的膜片上FBAR結構的微麥克風，其特征在于：所述復合彈性支撐層包括SiO₂層和Si₃N₄層，SiO₂層與Si基座連接，Si₃N₄層位于SiO₂層上面。

9.根據權利要求8所述的膜片上FBAR結構的微麥克風，其特征在于：所述復合彈性支撐層中的SiO₂層具有正溫度系數，通過CVD工藝制備；所述FBAR的壓電層具有負溫度系數；復合彈性支撐層的彈性膜片的SiO₂層與FBAR的壓電層復合，進行溫度補償，用于提高FBAR的溫度穩定性。

10.根據權利要求8所述的膜片上FBAR結構的微麥克風，其特征在于：所述復合彈性支撐層中的SiO₂層作為硅襯底背面刻蝕時的自停止層。