【技术实现步骤摘要】
本申请涉及微机电系统，具体而言，涉及一种发声装置及其制备方法。
技术介绍
1、随着微机电系统(micro-electro-mechanical system，mems)加工技术的发展，越来越多传感器采用mems工艺制造，mems扬声器更是当前关注的热点。目前已有的mems扬声器有多种类型(电磁、电容、压电等)，其中以压电式性能最优。主流的压电扬声器主要分两种类型：超声调制发声和直接驱动发声。声压级是衡量扬声器性能的一个重要标准。超声调制发声扬声器频率响应在低频出声压级较高，而直接驱动形式在高频的响应出色，声压级较高。当前两种主流类型的扬声器依然无法实现全频带内高的声压级响应。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种发声装置及其制备方法，能够实现全频带内高的声压级响应。
2、本申请的实施例一方面提供了一种发声装置，包括衬底以及设置于衬底上的器件层，在器件层内，设置有第一发声单元以及多个围合在第一发声单元外周的第二发声单元，第一发声单元受驱振动发声，第二发声单元用于在调制信号的作用下振动发声，第一发声单元在器件层内占用的面积大于每个第二发声单元在器件层内占用的面积，且第一发声单元的发声频率大于第二发声单元的发声频率。
3、作为一种可实施的方式，在衬底内，对应第一发声单元形成有第一背腔，第一背腔包括靠近器件层大空腔以及与大空腔远离器件层一侧连接的多个条形空腔。
4、作为一种可实施的方式，第一发声单元包括多个第一悬臂梁结构，多个第一悬臂梁结构沿第一背
5、作为一种可实施的方式，多个自由端相互靠近且多个第一悬臂梁之间形成缝隙；或者，多个自由端相互靠近且多个第一悬臂梁之间形成缺口。
6、作为一种可实施的方式，在衬底内，对应每个第二发声单元形成有第二背腔，每个第二发声单元包括一个第二悬臂梁结构。
7、作为一种可实施的方式，多个第二发声单元沿圆形设置于第二发声单元的外周，且呈多层布置。
8、本申请的实施例另一方面提供了一种发声装置的制备方法，用于制备上述发声装置,包括：提供衬底，并在衬底上形成器件层；刻蚀器件层以在器件层内形成第一发声单元和多个第二发声单元，多个第二发声单元围合在第一发声单元外周，其中，第一发声单元在器件层内占用的面积大于每个第二发声单元在器件层内占用的面积，且第一发声单元的发声频率大于第二发声单元的发声频率；由衬底的下表面刻蚀形成与第一发声单元对应的第一背腔和第二发声单元对应的多个第二背腔。
9、作为一种可实施的方式，提供衬底包括：提供第一基片，并在第一基片上表面开设第一凹槽和多个第二凹槽，多个第二凹槽围合在第一凹槽的外周，且第一凹槽的横截面大于每个第二凹槽的横截面；在第一凹槽和多个第二凹槽内填充牺牲材料形成第一半成品；提供第二基片，并与第一半成品键合，其中，第一半成品键合面为牺牲材料的上表面；减薄第二基片形成衬底。
10、作为一种可实施的方式，衬底包括埋层腔体型绝缘体上硅，绝缘体上硅的绝缘层上表面预埋有第一腔体和多个第二腔体，多个第二腔体围合在第一腔体的外周，且第一腔体的横截面大于每个第二腔体的横截面。
11、作为一种可实施的方式，提供衬底包括：提供基板，并在基板的上表面刻蚀形成第一凹槽和多个第二凹槽，多个第二凹槽围合在第一凹槽的外周，且第一凹槽的横截面大于每个第二凹槽的横截面；在第一凹槽和多个第二凹槽内填充牺牲材料形成衬底。
12、作为一种可实施的方式，由衬底的下表面刻蚀形成与第一发声单元对应的第一背腔和第二发声单元对应的多个第二背腔包括：由衬底的下表面刻蚀形成多个条形空腔，其中，多个条形空腔包括与第一发声单元对应的多个，以及与每个第二发声单元对应的一个；释放牺牲材料形成大空腔或者小空腔，部分条形空腔与大空腔或者第一腔体连通形成第一背腔，部分条形空腔与小空腔一一对应连通形成第二背腔。
13、本申请实施例的有益效果包括：
14、本申请提供的发声装置，包括衬底以及设置于衬底上的器件层，在器件层内，设置有第一发声单元以及多个围合在第一发声单元外周的第二发声单元，第一发声单元受驱振动发声，为直接驱动单元，第二发声单元用于在调制信号的作用下振动发声，为超声调制发声单元，第一发声单元在器件层内占用的面积大于每个第二发声单元在器件层内占用的面积，且第一发声单元的发声频率大于第二发声单元的发声频率，使得第一发声单元在高频情况下的响应较好，声压级较高；使得第二发声单元在低频情况下的响应较好，声压级较高。本申请实施例将第一发声单元和第二发声单元集成于同一发声装置中，使得整个发声装置在高频和低频上均具有较高的声压级，即本申请实施例的发声装置，能够实现全频带内高的声压级响应。
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1.一种发声装置，其特征在于，包括衬底以及设置于所述衬底上的器件层，在所述器件层内，设置有第一发声单元以及多个围合在所述第一发声单元外周的第二发声单元，所述第一发声单元受驱振动发声，所述第二发声单元用于在调制信号的作用下振动发声，所述第一发声单元在所述器件层内占用的面积大于每个所述第二发声单元在所述器件层内占用的面积，且所述第一发声单元的发声频率大于所述第二发声单元的发声频率。
2.根据权利要求1所述的发声装置，其特征在于，在所述衬底内，对应所述第一发声单元形成有第一背腔，所述第一背腔包括靠近所述器件层大空腔以及与所述大空腔远离所述器件层一侧连接的多个条形空腔。
3.根据权利要求2所述的发声装置，其特征在于，所述第一发声单元包括多个第一悬臂梁结构，多个所述第一悬臂梁结构沿所述第一背腔的边缘依次设置，所述第一悬臂梁结构包括设置于所述衬底上的固定端以及向所述第一背腔延伸的自由端。
4.根据权利要求3所述的发声装置，其特征在于，多个所述自由端相互靠近且多个所述第一悬臂梁之间形成缝隙；或者，多个所述自由端相互靠近且多个所述第一悬臂梁之间形成缺口。>
5.根据权利要求1所述的发声装置，其特征在于，在所述衬底内，对应每个所述第二发声单元形成有第二背腔，每个所述第二发声单元包括一个第二悬臂梁结构。
6.根据权利要求1所述的发声装置，其特征在于，多个所述第二发声单元沿圆形设置于所述第二发声单元的外周，且呈多层布置。
7.一种发声装置的制备方法，用于制备权利要求1-6任一项所述的发声装置，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的发声装置的制备方法，其特征在于，所述提供衬底包括：
9.根据权利要求7所述的发声装置的制备方法，其特征在于，所述衬底包括埋层腔体型绝缘体上硅，所述绝缘体上硅的绝缘层上表面预埋有第一腔体和多个第二腔体，多个所述第二腔体围合在所述第一腔体的外周，且所述第一腔体的横截面大于每个所述第二腔体的横截面。
10.根据权利要求7所述的发声装置的制备方法，其特征在于，所述提供衬底包括：
11.根据权利要求8-10任一项所述的发声装置的制备方法，其特征在于，所述由所述衬底的下表面刻蚀形成与所述第一发声单元对应的第一背腔和所述第二发声单元对应的多个第二背腔包括：
...【技术特征摘要】
1.一种发声装置，其特征在于，包括衬底以及设置于所述衬底上的器件层，在所述器件层内，设置有第一发声单元以及多个围合在所述第一发声单元外周的第二发声单元，所述第一发声单元受驱振动发声，所述第二发声单元用于在调制信号的作用下振动发声，所述第一发声单元在所述器件层内占用的面积大于每个所述第二发声单元在所述器件层内占用的面积，且所述第一发声单元的发声频率大于所述第二发声单元的发声频率。
2.根据权利要求1所述的发声装置，其特征在于，在所述衬底内，对应所述第一发声单元形成有第一背腔，所述第一背腔包括靠近所述器件层大空腔以及与所述大空腔远离所述器件层一侧连接的多个条形空腔。
3.根据权利要求2所述的发声装置，其特征在于，所述第一发声单元包括多个第一悬臂梁结构，多个所述第一悬臂梁结构沿所述第一背腔的边缘依次设置，所述第一悬臂梁结构包括设置于所述衬底上的固定端以及向所述第一背腔延伸的自由端。
4.根据权利要求3所述的发声装置，其特征在于，多个所述自由端相互靠近且多个所述第一悬臂梁之间形成缝隙；或者，多个所述自由端相互靠近且多个所述第一悬臂梁之间形成缺口。
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【专利技术属性】
技术研发人员：胡博豪，魏民，蔡耀，孙成亮，
申请(专利权)人：武汉敏声新技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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