【技術實現步驟摘要】
本說明書一個或多個實施例涉及半導體工藝，尤其涉及一種壓電pmut及其制備方法。
技術介紹
1、超聲波傳感器是將超聲波信號轉換成其它能量信號(通常是電信號)的傳感器。超聲波是振動頻率高于20khz的機械波。它具有頻率高、波長短、繞射現象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點。超聲波對液體、固體的穿透本領很大，尤其是在陽光不透明的固體中。超聲波碰到雜質或分界面會產生顯著反射形成反射回波，碰到活動物體能產生多普勒效應。超聲波傳感器廣泛應用在工業、國防、生物醫學等方面。
2、在現有技術中，在利用超聲的遠距測量、監控、遠傳信息等
，需要采用低頻超聲波傳感器，因此，低頻mems芯片器件也具有很大的市場，但傳統的壓電mems芯片由層疊設置的開設背腔的soi襯底和壓電層構成，soi襯底中的頂硅作為結構層承擔中性面的功能，硅的楊氏模量較高，工藝應力高，進而導致諧振頻率高，不利于低頻器件的生產設計和制造，在此基礎上，振膜形成一個整體，無法分散沖擊能量，器件穩定性不足。
3、綜上所述，本申請現提出壓電pmut及其制備方法解決上述出現的問題。
技術實現思路
1、本專利技術旨在解決
技術介紹
中提出的問題，本說明書一個或多個實施例的目的在于提出壓電pmut及其制備方法，采用氧化硅作為結構層，代替傳統的頂硅，氧化硅的楊氏模量低，工藝應力低，可以有效降低諧振頻率，在此基礎上，通過在振膜上開縫，形成蜂窩狀的結構，可以有效地分散沖擊能量，器件穩定性高。
2、基于上述目
3、背腔縱向投影面積范圍內的壓電層和結構層為振膜，結構層的振膜區域開設縫隙，形成中心結構和圍繞中心結構的若干振動結構，相鄰振動結構通過連接梁連接，每個振動結構均通過連接梁與中心結構連接。
4、根據本專利技術實施例提出的壓電pmut，所述中心結構的橫截面為正六邊形。
5、根據本專利技術實施例提出的壓電pmut，若干振動結構圍繞中心結構呈環形陣列排布，所述振動結構具有與中心結構相鄰的第一側面、與相鄰振動結構相鄰的第二側面和第三側面，第二側面和第三側面位于第一側面的同側，且第二側面和第三側面相對第一側面對稱，所述第一側面、第二側面和第三側面形成等腰梯形的上底和兩個腰的側邊。。
6、根據本專利技術實施例提出的壓電pmut，所述結構層的材料為氧化硅。
7、根據本專利技術實施例提出的壓電pmut，所述結構層為氮化硅和氧化硅交替層疊設置的雙層結構。
8、根據本專利技術實施例提出的壓電pmut，所述結構層為氮化硅和氧化硅交替層疊設置的三層結構。
9、根據本專利技術實施例提出的一種制備方法，用于制備前文所述的壓電pmut，包括以下步驟：
10、準備襯底，襯底具有相對的正面及背面，在襯底的正面生長壓電層；
11、刻蝕壓電層，使壓電層圖形化；
12、在圖形化后的壓電層表面生長結構層；
13、刻蝕結構層，使結構層圖形化；
14、貫穿刻蝕襯底，形成背腔，背腔縱向投影面積范圍內的結構層和壓電層為振膜；
15、其中，所述結構層的厚度大于壓電層中壓電薄膜的厚度，使中性面位于所述結構層橫向投影面積范圍內；
16、其中，結構層的振膜區域因刻蝕形成縫隙，從而形成中心結構和圍繞中心結構的若干振動結構，相鄰振動結構通過因刻蝕形成的連接梁連接，每個振動結構均通過因刻蝕形成的連接梁與中心結構連接。
17、根據本專利技術實施例提出的制備方法，所述中心結構的橫截面為正六邊形。
18、根據本專利技術實施例提出的制備方法，所述振動結構為等腰梯形，若干振動結構圍繞中心結構呈環形陣列排布，相鄰的兩個所述振動結構通過縫隙分隔。
19、根據本專利技術實施例提出的制備方法，貫穿刻蝕襯底，形成背腔，具體包括：
20、通過干法工藝從襯底的背面刻蝕部分襯底；
21、通過濕法工藝貫穿刻蝕襯底。
22、本專利技術所提出的一種壓電pmut及其制備方法，通過振膜上開縫，通過連接梁實現中心結構和振動結構的連接，可以有效地分散沖擊能量，提高器件穩定性。
23、下面根據本專利技術的實施例及附圖來詳細描述本專利技術的有益效果。
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1.一種壓電PMUT，包括襯底(1)，所述襯底(1)具有相對的正面及背面，所述襯底(1)正面形成壓電層(2)，其特征在于，所述襯底(1)貫穿開設背腔，在所述壓電層(2)表面形成結構層(3)，所述結構層(3)的厚度大于壓電層(2)中壓電薄膜(22)的厚度，使中性面位于所述結構層(3)橫向投影面積范圍內；
2.根據權利要求1所述的壓電PMUT，其特征在于，所述中心結構(333)的橫截面為正六邊形。
3.根據權利要求2所述的壓電PMUT，其特征在于，若干所述振動結構(332)圍繞中心結構(333)呈環形陣列排布，所述振動結構(332)具有與中心結構相鄰的第一側面、與相鄰振動結構(332)相鄰的第二側面和第三側面，第二側面和第三側面位于第一側面的同側，且第二側面和第三側面相對第一側面對稱。
4.根據權利要求3所述的壓電PMUT，其特征在于，所述結構層(3)的材料為氧化硅。
5.根據權利要求3所述的壓電PMUT，其特征在于，所述結構層(3)為氮化硅和氧化硅交替層疊設置的雙層結構。
6.根據權利要求3所述的壓電PMUT，其特征在于，
7.一種制備方法，用于制備以上權利要求1-6中任意一項所述的壓電PMUT，其特征在于，包括以下步驟：
8.根據權利要求7提出的制備方法，其特征在于，所述中心結構(333)的橫截面為正六邊形。
9.根據權利要求8提出的制備方法，其特征在于，所述振動結構(332)為等腰梯形，若干振動結構(332)圍繞中心結構(333)呈環形陣列排布，相鄰的兩個所述振動結構(332)通過縫隙分隔。
10.根據權利要求9提出的制備方法，其特征在于，貫穿刻蝕襯底(1)，形成背腔，具體包括：
...【技術特征摘要】
1.一種壓電pmut，包括襯底(1)，所述襯底(1)具有相對的正面及背面，所述襯底(1)正面形成壓電層(2)，其特征在于，所述襯底(1)貫穿開設背腔，在所述壓電層(2)表面形成結構層(3)，所述結構層(3)的厚度大于壓電層(2)中壓電薄膜(22)的厚度，使中性面位于所述結構層(3)橫向投影面積范圍內；
2.根據權利要求1所述的壓電pmut，其特征在于，所述中心結構(333)的橫截面為正六邊形。
3.根據權利要求2所述的壓電pmut，其特征在于，若干所述振動結構(332)圍繞中心結構(333)呈環形陣列排布，所述振動結構(332)具有與中心結構相鄰的第一側面、與相鄰振動結構(332)相鄰的第二側面和第三側面，第二側面和第三側面位于第一側面的同側，且第二側面和第三側面相對第一側面對稱。
4.根據權利要求3所述的壓電pmut，其特征在于，所述結...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張政虎，徐妍，徐濤，
申請(專利權)人：合肥領航微系統集成有限公司，
類型：發明
國別省市：
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