【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于聲學換能器領域，具體涉及一種壓電mems聲學器件。
技術介紹
1、基于壓電薄膜的傳感器是近年來mems傳感器領域的研究熱點之一。壓電mems聲學器件利用壓電薄膜的壓電效應，以及壓電薄膜與硅基板形成的復合結構的彎曲振動，實現電能與機械能的轉換，并通過與周圍的流體介質的機械能量傳遞，實現聲波的發射和接收，具有尺寸小、結構緊湊、形狀可調、易與電路集成、適于2d相控和3d成像、無需直流偏壓、響應速度快、不受電磁干擾等特點，國外已開發出基于壓電mems聲學器件的超聲飛行時間(tof)傳感器、指紋識別傳感器、便攜式醫學成像設備等。
2、壓電mems聲學器件通常體積較小，諧振頻率高，通常工作在100khz以上，而諧振頻率低于100khz的設計較少，因此，需要設計新結構，降低諧振頻率，為壓電mems聲學器件在低頻段的應用提供解決方案。
技術實現思路
1、針對現有技術存在的不足，本專利技術提出了一種壓電mems聲學器件，該器件包括：開縫基體、焊盤和保護層；焊盤設置在開縫基體上，保護層沉積在開縫基體上；開縫基體為單層開縫結構或雙層開縫結構；開縫基體包括襯底、絕緣層、硅基板、電極層和壓電層；絕緣層設置在襯底上方，硅基板沉積在絕緣層上，電極層和壓電層交替堆疊形成堆疊體并堆疊在硅基板上，該堆疊體的最上層與最下層均為電極層。
2、優選的，開縫基體為單層開縫結構時，將堆疊體劃分為圓盤體、連接體和焊盤載體；圓盤體通過連接體與焊盤載體連接，焊盤設置在焊盤載體上；圓盤體上沿徑向均
3、優選的，開縫基體為雙層開縫結構時，將堆疊體劃分為圓環體、連接體和焊盤載體，圓環體通過連接體與焊盤載體連接，焊盤設置在焊盤載體上；圓環體由內圓盤、橋接結構和外圓環組成，內圓盤通過多條橋接結構與外圓環連接；內圓盤上沿徑向均勻設置有多條開縫；兩條橋接結構間設置有開縫，且橋接結構間的開縫與內圓盤上的開縫連通且位于同一直線上。
4、進一步的，在開縫下方挖去部分絕緣層和襯底形成背腔，且背腔與開縫相通。
5、進一步的，焊盤載體處的每一個電極層上均設有一個焊盤。
6、進一步的，圓盤體中心設置有上大下窄的漏斗狀開孔。
7、進一步的，內圓盤中心設置有上大下窄的漏斗狀開孔。
8、優選的，壓電層材料包括aln、pzt、alscn、knn、pvdf、ln、pmn-pt和zno；電極層材料包括au、pt、mo、al、ti、ag、cu和ni；焊盤材料包括au、pt、mo、al、ti、ag、cu和ni；硅基板和襯底的材料為si、sic、sio2或金屬材料；保護層和絕緣層材料包括sio2、si3n4和aln。
9、本專利技術的有益效果為：本專利技術通過增加壓電層，由單壓電層結構變為雙壓電層甚至多壓電層結構，可以提高器件的靈敏度；通過在結構上添加開縫，可以在保持尺寸不變的情況下，降低結構的諧振頻率，解決了現有壓電mems聲學傳感器諧振頻率較高，難以滿足低頻工作需求的問題，使器件更好的滿足聲接收器等在低頻段的應用需求。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種壓電MEMS聲學器件，其特征在于，包括：開縫基體、焊盤和保護層；焊盤設置在開縫基體上，保護層沉積在開縫基體上；開縫基體為單層開縫結構或雙層開縫結構；單層開縫結構和雙層開縫結構均包括襯底、絕緣層、硅基板、電極層和壓電層；絕緣層設置在襯底上方，硅基板沉積在絕緣層上，電極層和壓電層交替堆疊形成堆疊體并堆疊在硅基板上，該堆疊體的最上層與最下層均為電極層。
2.根據權利要求1所述的一種壓電MEMS聲學器件，其特征在于，開縫基體為單層開縫結構時，將堆疊體劃分為圓盤體、連接體和焊盤載體；圓盤體通過連接體與焊盤載體連接，焊盤設置在焊盤載體上；圓盤體上沿徑向均勻設置有多條開縫。
3.根據權利要求1所述的一種壓電MEMS聲學器件，其特征在于，開縫基體為雙層開縫結構時，將堆疊體劃分為圓環體、連接體和焊盤載體，圓環體通過連接體與焊盤載體連接，焊盤設置在焊盤載體上；圓環體由內圓盤、橋接結構和外圓環組成，內圓盤通過多條橋接結構與外圓環連接；內圓盤上沿徑向均勻設置有多條開縫；兩條橋接結構間設置有開縫，且橋接結構間的開縫與內圓盤上的開縫連通且位于同一直線上。
4.根據
5.根據權利要求2或3所述的一種壓電MEMS聲學器件，其特征在于，焊盤載體處的每一個電極層上均設有一個焊盤。
6.根據權利要求2所述的一種壓電MEMS聲學器件，其特征在于，圓盤體中心設置有上大下窄的漏斗狀開孔。
7.根據權利要求3所述的一種壓電MEMS聲學器件，其特征在于，內圓盤中心設置有上大下窄的漏斗狀開孔。
8.根據權利要求1所述的一種壓電MEMS聲學器件，其特征在于，壓電層材料包括AlN、PZT、AlScN、KNN、PVDF、LN、PMN-PT和ZnO；電極層材料包括Au、Pt、Mo、Al、Ti、Ag、Cu和Ni；焊盤材料包括Au、Pt、Mo、Al、Ti、Ag、Cu和Ni；硅基板和襯底的材料為Si、SiC、SiO2或金屬材料；保護層和絕緣層材料包括SiO2、Si3N4和AlN。
...【技術特征摘要】
1.一種壓電mems聲學器件，其特征在于，包括：開縫基體、焊盤和保護層；焊盤設置在開縫基體上，保護層沉積在開縫基體上；開縫基體為單層開縫結構或雙層開縫結構；單層開縫結構和雙層開縫結構均包括襯底、絕緣層、硅基板、電極層和壓電層；絕緣層設置在襯底上方，硅基板沉積在絕緣層上，電極層和壓電層交替堆疊形成堆疊體并堆疊在硅基板上，該堆疊體的最上層與最下層均為電極層。
2.根據權利要求1所述的一種壓電mems聲學器件，其特征在于，開縫基體為單層開縫結構時，將堆疊體劃分為圓盤體、連接體和焊盤載體；圓盤體通過連接體與焊盤載體連接，焊盤設置在焊盤載體上；圓盤體上沿徑向均勻設置有多條開縫。
3.根據權利要求1所述的一種壓電mems聲學器件，其特征在于，開縫基體為雙層開縫結構時，將堆疊體劃分為圓環體、連接體和焊盤載體，圓環體通過連接體與焊盤載體連接，焊盤設置在焊盤載體上；圓環體由內圓盤、橋接結構和外圓環組成，內圓盤通過多條橋接結構與外圓環連接；內圓盤上沿徑向均勻設置有多條開縫；兩條橋接結構間設置有開縫，且橋接結構...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王登攀，楊靖，王露，劉文怡，王飛，金中，張立宇，周哲，
申請(專利權)人：中電科芯片技術集團有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。