一种声学传感器及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种声学传感器及其制备方法，声学传感器包括：基底单元，基底单元包括自下而上依次层叠的第一硅层、第一氧化层以及第二硅层，基底单元内形成有背腔；第二氧化层；压电单元，压电单元包括自下而上依次层叠的第一电极层、压电层以及第二电极层，压电单元内形成有狭缝以及开口；金属垫；附加膜层，包括第一部分、第二部分以及第三部分，第一部分形成于狭缝内，第一部分的侧壁贴合于狭缝的内壁面，第一部分的底壁覆盖于狭缝的底部敞口处，侧壁和底壁围成顶部开口的凹槽。与现有技术相比，本发明专利技术可以有效提高SPL和结构可靠性，附加膜层的厚度均匀分布在压电单元的表面，适应于较大面积的声学传感器。大面积的声学传感器。大面积的声学传感器。

【技术实现步骤摘要】
一种声学传感器及其制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，特别是一种声学传感器及其制备方法。

技术介绍

[0002]典型的声学传感器利用液体或糊状聚合物使用自旋涂层法在压电单元上产生附加膜层，聚合物完全填充图案结构上的可访问空间,然而，自旋涂层材料在不同的表面地形上可能分布不均匀的风险很高，此外，完全填充的聚合物可能会限制振动位移和性能。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种声学传感器及其制备方法，以解决现有技术中的技术问题。
[0004]第一方面，本专利技术提供了一种声学传感器，包括：
[0005]基底单元，所述基底单元包括自下而上依次层叠的第一硅层、第一氧化层以及第二硅层，所述基底单元内形成有背腔，所述背腔依次贯穿所述第一硅层以及所述第一氧化层，所述第二硅层经由所述背腔暴露；
[0006]第二氧化层，形成于所述基底单元上；
[0007]压电单元，形成于所述第二氧化层上，所述压电单元包括自下而上依次层叠的第一电极层、压电层以及第二电极层；
[0008]狭缝，所述狭缝开设于所述第二电极层的中部，所述狭缝依次贯穿所述第二电极层、所述压电层、所述第一电极层、所述第二氧化层以及所述第二硅层；
[0009]开口，所述开口开设于所述第二电极层的边缘，所述开口依次贯穿所述第二电极层以及所述压电层，所述第一电极层经由所述开口暴露；
[0010]金属垫，所述金属垫层叠于所述开口处的所述第一电极层上；
[0011]附加膜层，包括第一部分、第二部分以及第三部分，所述第一部分形成于所述狭缝内，所述第一部分的侧壁贴合于所述狭缝的内壁面，所述第一部分的底壁覆盖于所述狭缝的底部敞口处，所述侧壁和所述底壁围成顶部开口的凹槽，所述第二部分形成于所述第二电极层上，所述第三部分形成于所述开口内，并包裹所述金属垫，所述第三部分上形成有贯穿所述第三部分的通槽，所述金属垫与所述通槽的位置相对应，所述金属垫经由所述通槽暴露。
[0012]如上所述的一种声学传感器，其中，优选的是，所述第一部分、所述第二部分与所述第三部分的厚度相同，所述第一部分、所述第二部分与所述第三部分内各处的厚度均保持一致。
[0013]如上所述的一种声学传感器，其中，优选的是，所述金属垫的厚度小于所述压电层的厚度。
[0014]如上所述的一种声学传感器，其中，优选的是，所述凹槽的轴线与所述背腔的轴线同轴设置。
[0015]如上所述的一种声学传感器，其中，优选的是，所述凹槽的槽底所处平面与所述第二硅层相交。
[0016]第二方面，本专利技术还提供了一种声学传感器的制备方法，用于制备前述的声学传感器，所述方法包括：
[0017]提供基底单元，所述基底单元包括自下而上依次层叠的第一硅层、第一氧化层以及第二硅层；
[0018]于所述第二硅层的顶部自下而上依次沉积形成第二氧化层、第一电极层、压电层以及第二电极层；
[0019]于所述第二电极层的中部刻蚀形成狭缝以及于所述第二电极层的边缘刻蚀形成开口，所述狭缝依次贯穿所述第二电极层、所述压电层、所述第一电极层、所述第二氧化层以及所述第二硅层，所述开口依次贯穿所述第二电极层以及所述压电层，所述第一电极层经由所述开口暴露；
[0020]于所述开口处的所述第一电极层上形成金属垫；
[0021]形成附加膜层，所述附加膜层的第一部分的侧壁覆盖于所述狭缝的内壁面，所述第一部分的底壁覆盖于所述第一氧化层，所述侧壁和所述底壁围成顶部开口的凹槽，所述附加膜层的第二部分沉积于所述第二电极层上，所述附加膜层的第三部分沉积于所述开口内，并包裹所述金属垫，于所述第三部分上形成有贯穿所述第三部分的通槽，所述金属垫与所述通槽的位置相对应，所述金属垫经由所述通槽暴露；
[0022]于所述第一硅层的底部刻蚀形成背腔，所述背腔依次贯穿所述第一硅层以及所述第一氧化层，所述第二硅层经由所述背腔暴露。
[0023]如上所述的一种声学传感器的制备方法，其中，优选的是，所述附加膜层为聚对二甲苯材质。
[0024]如上所述的一种声学传感器的制备方法，其中，优选的是，所述附加膜层通过蒸汽沉积法沉积而成。
[0025]如上所述的一种声学传感器的制备方法，其中，优选的是，所述蒸汽沉积法包括物理气相沉积法或化学气相沉积法。
[0026]如上所述的一种声学传感器的制备方法，其中，优选的是，所述压电层的材质为钛酸锆铅、氮化铝、钛酸钡或以上材料的混合物。
[0027]与现有技术相比，本专利技术通过蒸汽沉积法沉淀形成附加膜层，附加膜层的第一部分形成于狭缝内，第一部分的侧壁贴合于狭缝的内壁面，第一部分的底壁覆盖于狭缝的底部敞口处，侧壁和底壁围成顶部开口的凹槽，附加膜层的第二部分形成于第二电极层上，附加膜层的第三部分形成于开口内，并包裹金属垫，使得压电单元可以以最大位移运动和最低限制振动，从而有效提高SPL和结构可靠性，即使在锋利的角落(>85
°
侧壁)，附加膜层也能够覆盖，附加膜层的厚度均匀分布在压电单元的表面，适应于较大面积的声学传感器。
附图说明
[0028]图1是本专利技术所提供实施例的声学传感器的剖面示意图；
[0029]图2a
‑
2e是本专利技术所提供实施例的声学传感器的制备流程图。
[0030]附图标记说明：
[0031]10
‑
基底单元，11
‑
背腔，12
‑
第一硅层，13
‑
第一氧化层，14
‑
第二硅层；
[0032]20
‑
第二氧化层；
[0033]30
‑
压电单元，31
‑
第一电极层，32
‑
压电层，33
‑
第二电极层；
[0034]40
‑
狭缝；
[0035]50
‑
开口；
[0036]60
‑
附加膜层，61
‑
第一部分，62
‑
第二部分，63
‑
第三部分，64
‑
凹槽，65
‑
通槽；
[0037]70
‑
金属垫。
具体实施方式
[0038]下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。
[0039]图1是本专利技术所提供实施例的声学传感器的剖面示意图,如图1所示，本专利技术的实施例提供了一种声学传感器，包括基底单元10、第二氧化层20、压电单元30、附加膜层60以及金属垫70，其中：
[0040]基底单元10包括自下而上依次层叠的第一硅层12、第一氧化层13以及第二硅层14，基底单元10内形成有背腔11，优选的是，背腔11的内轮廓面为圆形槽结构，背腔11依次贯穿第一硅层12以及第一氧化层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种声学传感器，其特征在于，包括：基底单元，所述基底单元包括自下而上依次层叠的第一硅层、第一氧化层以及第二硅层，所述基底单元内形成有背腔，所述背腔依次贯穿所述第一硅层以及所述第一氧化层，所述第二硅层经由所述背腔暴露；第二氧化层，形成于所述基底单元上；压电单元，形成于所述第二氧化层上，所述压电单元包括自下而上依次层叠的第一电极层、压电层以及第二电极层；狭缝，所述狭缝开设于所述第二电极层的中部，所述狭缝依次贯穿所述第二电极层、所述压电层、所述第一电极层、所述第二氧化层以及所述第二硅层；开口，所述开口开设于所述第二电极层的边缘，所述开口依次贯穿所述第二电极层以及所述压电层，所述第一电极层经由所述开口暴露；金属垫，所述金属垫层叠于所述开口处的所述第一电极层上；附加膜层，包括第一部分、第二部分以及第三部分，所述第一部分形成于所述狭缝内，所述第一部分的侧壁贴合于所述狭缝的内壁面，所述第一部分的底壁覆盖于所述狭缝的底部敞口处，所述侧壁和所述底壁围成顶部开口的凹槽，所述第二部分形成于所述第二电极层上，所述第三部分形成于所述开口内，并包裹所述金属垫，所述第三部分上形成有贯穿所述第三部分的通槽，所述金属垫与所述通槽的位置相对应，所述金属垫经由所述通槽暴露。2.根据权利要求1所述的声学传感器，其特征在于，所述第一部分、所述第二部分与所述第三部分的厚度相同，所述第一部分、所述第二部分与所述第三部分内各处的厚度均保持一致。3.根据权利要求1所述的声学传感器，其特征在于，所述金属垫的厚度小于所述压电层的厚度。4.根据权利要求1所述的声学传感器，其特征在于，所述凹槽的轴线与所述背腔的轴线同轴设置。5.根据权利要求1所述的声学传感器，其特征在于，所述凹槽的槽底所处平面与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴健兴，李仲民，但强，黎家健，
申请(专利权)人：瑞声科技新加坡有限公司，
类型：发明
国别省市：