低频MEMS矢量传声器及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种低频mems矢量传声器，其特征在于，包括：敏感层，包括多组电极和电阻；结构层，用于支撑所述敏感层，所述结构层为细丝结构层；基底，所述基底的正面用于支撑所述结构层，所述基底的正面形成有内凹的拾音槽，所述敏感层和所述结构层的至少部分覆盖于所述拾音槽的上方，所述拾音槽的深度为h1，预设低频声场在所述拾音槽槽壁的边界层厚度为h2，满足：h1＞h2。2.根据权利要求1所述的低频mems矢量传声器，其特征在于，所述预设低频声场在所述拾音槽槽壁的边界层厚度为h2的范围为：500～1500微米。3.根据权利要求1所述的低频mems矢量传声器，其特征在于，所述基底包括层叠键合的多片硅片，所述拾音槽至少贯穿位于最上层的所述硅片。4.根据权利要求1所述的低频mems矢量传声器，其特征在于，所述电阻包括：加热电阻，用于形成温度场；传感电阻，用于感应并传导声波引起的所述温度场的变化。5.根据权利要求4所述的低频mems矢量传声器，其特征在于，所述加热电阻，由多晶硅掺杂或电阻丝制成；所述传感电阻，由金属材料或掺杂掺杂剂的多晶硅制成。6.根据权利要求1所述的低频mems矢量传声器，其特征在于，所述结构层的为氮化硅-氧化硅复合结构层，所述基底材料为mems工艺材料，具体为单晶硅、多晶硅和氧化硅中至少一者。7.一种低频mems矢量传声器制备方法，其特征在于，所述方法用于制备如权利要求1-6中任一项所述的低频mems矢量传声器，所述方法包括：s100：在第一硅片的正面和背面沉积复合薄膜，制备基底；s200：在基底的正面溅射金属层；s300：在金属层上旋涂光刻胶，并通过光刻形成敏感层图案；s400：刻蚀金属层，形成敏感层；s500：清洗硅片，去除光刻胶；s600：在基底的正面上旋涂光刻胶，光刻形成结构层图案；s700：刻蚀复合薄膜，形成细丝结构层；s800：清洗硅片，去除光刻胶；s900：用湿法刻蚀基底，制备基底的拾音槽，拾音槽的深度大于预设低频声场在所述拾音槽槽壁的边界层厚度；s1000：使用激光划片，分割出低频mems矢量传声器。8.根据权利要求7所述的低频mems矢量传声器制备方法，其特征在于，在步骤s800和s900之间还包括：s810：在第一硅片的背面进行刻蚀，去除复合薄膜；s820：将第一硅片的背面与第二硅片进行键合。9.根据权利要求8所述的低频mems矢量传声器制备方法，其特征在于，所述拾音槽贯穿所述第一硅片并延伸至所述第二硅片。10.根据权利要求8所述的低频mems矢量传声器制备方法，其特征在于，步骤s820中的键合采用硅硅键合工艺或阳极键合工艺。

技术总结
本发明公开了一种低频MEMS矢量传声器及其制备方法，低频MEMS矢量传声器包括：敏感层、结构层和基底，其中，敏感层包括多组电极和电阻，结构层为细丝结构层且用于支撑敏感层，基底的正面用于支撑结构层，基底的正面形成有内凹的拾音槽，敏感层和结构层的至少部分覆盖于拾音槽的上方，拾音槽的深度为H1，预设低频声场在拾音槽槽壁的边界层厚度为H2，满足：H1＞H2。根据本发明公开的低频MEMS矢量传声器，增加悬空细丝的悬空高度，使其超出基底边界层高度，减少基底边界处切变粘滞效应对声场质点振速影响，提高低频MEMS矢量传声器低频段灵敏度。度。度。


技术研发人员：魏晓村 刘云飞 周瑜 冯杰
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第三研究所
技术研发日：2021.10.28
技术公布日：2022/2/24