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    彩经网广西11选5: 压电MEMS麦克风.pdf

    摘要
    申请专利号:

    广西11选5大小走势图 www.fnjpv.tw CN200980133397.9

    申请日:

    2009.06.30

    公开号:

    CN102138338B

    公开日:

    2015.01.14

    当前法律状态:

    有效性:

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):H04R 17/00申请日:20090630|||公开
    IPC分类号: H04R17/00; H04R17/02 主分类号: H04R17/00
    申请人: 密执安大学评议会
    发明人: K·格罗什; R·J·利特雷尔
    地址: 美国密执安州
    优先权: 2008.06.30 US 61/076928
    专利代理机构: 中国专利代理(香港)有限公司 72001 代理人: 刘春元;蒋骏
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN200980133397.9

    授权公告号:

    102138338B||||||

    法律状态公告日:

    2015.01.14|||2011.09.07|||2011.07.27

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    包括多层传感器的压电MEMS麦克风,该传感器包括位于两个电极层之间的至少一个压电层,该传感器被尺寸定制为使得其提供了接近最大化的输出能量对传感器面积之比率,最大化的输出能量对传感器面积之比率通过计入了输入压力、带宽、及压电和电极材料特征的最优化参数来确定。该传感器可由单独的或以小间隙彼此分隔开的堆叠悬臂梁组成,或者可以是以下方式形成的应力消除隔板:通过沉积到硅衬底上,然后通过将隔板基本与衬底分离来对隔板进行应力消除,并接下来重新附着现在的经应力消除的隔板。

    权利要求书

    1: 一种压电 MEMS 麦克风, 包括 : 衬底 ; 以及 多层声传感器, 其包括至少三层, 所述至少三层包含第一电极层、 沉积在所述第一电极 层之上的压电材料中间层、 以及沉积在所述压电材料之上的第二电极层 ; 其中, 所述传感器被尺寸定制为使得所述多层传感器的输出能量对传感器面积之比率 是对于给定输入压力、 带宽、 及压电材料而言可获得的最大比率的至少 10%。
    2: 一种压电 MEMS 麦克风, 包括 : 衬底 ; 以及 多层声传感器, 其包括至少三层, 所述至少三层包含第一电极层、 沉积在所述第一电极 层之上的压电材料中间层、 以及沉积在所述压电材料之上的第二电极层 ; 其中, 所述传感器被尺寸定制为使得根据以下方程计算的最优化参数是对于所述传感 器而言最大可获得最优化参数的至少 10% : 其中 V out 是所述传感器的输出电压, C 是所述传感器的电容, P 是输入压力, A 是传感器 面积, tan(δ) 是在所述传感器的第一谐振频率处的传感器介电损耗角, 并且 f res 是第一谐 振频率。
    3: 根据权利要求 2 所述的压电 MEMS 麦克风, 其中所述第一和第二电极层及所述中间 层合起来具有不大于 8 μm 的厚度。
    4: 根据权利要求 2 所述的压电 MEMS 麦克风, 其中所述第一和第二电极层及所述中间 层合起来具有不大于 2 μm 的厚度。
    5: 根据权利要求 2 所述的压电 MEMS 麦克风, 其中所述中间层包括直接沉积到所述第 一电极层表面上的压电材料层, 并且所述第二电极层包括直接沉积到所述压电材料表面上 的电极材料层。
    6: 根据权利要求 2 所述的压电 MEMS 麦克风, 进一步包括具有连接到所述电极层的控 制输入的晶体管, 以使得在所述控制输入上接收到的来自所述传感器的信号被所述晶体管 放大。
    7: 根据权利要求 2 所述的压电 MEMS 麦克风, 其中所述多层声传感器包括在所述衬底 上方悬挂的应力消除隔板。
    8: 根据权利要求 7 所述的压电 MEMS 麦克风, 其中所述隔板在所述隔板的周界附近附 着到所述衬底, 并且使所述周界的第一部分附着到所述衬底作为所述层中至少一层到所述 衬底上的直接沉积, 并且通过将所述周界的第二部分分离粘合到衬底上而使所述第二部分 附着到所述衬底。
    9: 根据权利要求 8 所述的压电 MEMS 麦克风, 其中所述第一和第二电极层包括相应的 第一和第二电极, 它们居中地位于所述隔板上并包括在所述第一部分延伸到所述衬底的引 线轨迹。
    10: 根据权利要求 9 所述的压电 MEMS 麦克风, 其中所述传感器还包括第三和第四电极, 2 其中所述第三电极被布置在所述压电材料之下, 并具有包围着所述第一电极的环状或带状形 状同时与所述第一电极电绝缘 ; 并且所述第四电极被布置在所述压电材料之上与所述第三 电极重叠的区域中, 所述第四电极包围着所述第二电极同时与所述第二电极电绝缘。
    11: 根据权利要求 10 所述的压电 MEMS 麦克风, 其中所述第一和第四电极电连接在一 起, 并且所述第二和第三电极电连接在一起。
    12: 根据权利要求 7 所述的压电 MEMS 麦克风, 其中所述隔板覆盖有绝缘层, 并且其中 所述麦克风包括压力均衡端口, 由此所述麦克风包括水听器。
    13: 根据权利要求 2 所述的压电 MEMS 麦克风, 其中所述传感器包括多个梁, 每个梁一 端由所述衬底支撑, 以使得每个梁是悬臂式的并在固定端和自由端之间延伸, 每个梁都包 括所述电极和中间层。
    14: 根据权利要求 13 所述的压电 MEMS 麦克风, 其中所述梁的至少两个被定位为使得 : 每个梁的自由端彼此相对并且以不大于 3 μm 的间隙分隔开。
    15: 根据权利要求 13 所述的压电 MEMS 麦克风, 其中相邻梁以不大于 10 μm 的间隙分 隔开。
    16: 根据权利要求 13 所述的压电 MEMS 麦克风, 其中所述多个梁包括多个堆叠的梁集 合, 每个堆叠的梁集合包括至少五个电极材料和压电材料的交替层。
    17: 根据权利要求 13 所述的压电 MEMS 麦克风, 其中所述梁被朝向它们的自由端锥化, 以使得所述梁在其自由端的宽度窄于在其悬臂端的宽度。
    18: 根据权利要求 13 所述的压电 MEMS 麦克风, 其中所述梁覆盖有绝缘材料, 由此所述 麦克风包括水听器。
    19: 一种压电 MEMS 麦克风, 包括 : 硅衬底 ; 多个梁, 每个梁一端由所述衬底支撑, 以使得每个梁是悬臂式的并在固定端和自由端 之间延伸, 每个梁包括电极材料的沉积层和覆盖所述电极材料的压电材料的沉积层 ; 其中所述梁中的至少一些被堆叠, 以使得所堆叠的梁包括沉积电极材料和沉积压电材 料的交替层, 在它们之间没有额外的层。
    20: 根据权利要求 19 所述的压电 MEMS 麦克风, 其中所述压电材料层中的每一个都具 有不大于 2 μm 的厚度。
    21: 根据权利要求 19 所述的压电 MEMS 麦克风, 其中所述压电材料包括选自包括以下 项的组中的材料 : PZT、 ZnO、 PVDF、 PNMPC、 以及 AlN。
    22: 一种压电 MEMS 麦克风, 包括 : 衬底 ; 以及 在所述衬底上方悬挂的应力消除隔板, 所述隔板包括多层声传感器, 所述多层声传感 器具有至少三层, 包括 : 第一电极层、 沉积在所述第一电极层之上的压电材料中间层、 以及 沉积在所述压电材料之上的第二电极层。
    23: 根据权利要求 22 所述的压电 MEMS 麦克风, 其中所述隔板在所述隔板的周界附近 附着到所述衬底, 其中所述周界的第一部分被附着到所述衬底作为所述层中至少一层到所 述衬底上的直接沉积, 并且所述周界的第二部分通过将所述第二部分分离粘合到衬底上而 被附着到所述衬底。

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    压电 MEMS 麦克风
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