【技术实现步骤摘要】
一种简支悬臂梁结构MEMS压电矢量水听器及制备方法
本专利技术涉及传感
，尤其涉及一种简支悬臂梁结构MEMS压电矢量水听器及其制备方法。
技术介绍
由于核潜艇的出现以及降噪技术的提高，对于水下目标的探测转为测试螺旋桨的低频噪声。矢量水听器能够测量声场中的矢量参数，如位移、速度、加速度等。相比于标量水听器，它的抗各向同性噪声能力得到了提高，可实现低频、远距离、多目标的识别。MEMS矢量水听器相比于传统矢量水听器具有体积小、低功耗、制造成本低、易成阵的优点。目前的MEMS矢量水听器有电阻式、电容式和压电式。电阻式矢量水听器虽然结构相对简单，但灵敏度较低，并且由于焦耳热的存在会有无法避免的热噪声。电容式矢量水听器虽然灵敏度较高，但易受寄生电容的影响，并且结构复杂，易粘连。压电式矢量水听器的工作温度性好、噪声低、工艺相对简单，并且不需要外界提供电源。但目前MEMS压电矢量水听器的灵敏度较低，不利于其的实用化。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种工艺简单、灵敏度高、工作稳定、噪声低且不需要微小气隙简支弹...
【技术保护点】
1.一种简支悬臂梁结构MEMS压电矢量水听器，包括：多个压电传感芯片(a)、对应的多个后置放大电路(b)，以及灌封结构(c)；其中，每个压电传感芯片(a)粘贴并焊接在一个后置放大电路(b)上，且分别沿所述灌封结构(c)的X轴、Y轴、Z轴放置，并进内封；其特征在于，/n所述每个压电传感芯片(a)包括：质量块(3a)、悬臂梁(4a)和“回”形基底支撑结构(5a)；其中所述质量块(3a)与所述悬臂梁(4a)的一端相连；所述悬臂梁(4a)的另一端与所述“回”形基底支撑结构(5a)一侧内壁相连；其中，悬臂梁(4a)和“回”形基底支撑结构(5a)相连的一侧的上表面设置有沟槽(1b)；所...
【技术特征摘要】
1.一种简支悬臂梁结构MEMS压电矢量水听器，包括：多个压电传感芯片(a)、对应的多个后置放大电路(b)，以及灌封结构(c)；其中，每个压电传感芯片(a)粘贴并焊接在一个后置放大电路(b)上，且分别沿所述灌封结构(c)的X轴、Y轴、Z轴放置，并进内封；其特征在于，
所述每个压电传感芯片(a)包括：质量块(3a)、悬臂梁(4a)和“回”形基底支撑结构(5a)；其中所述质量块(3a)与所述悬臂梁(4a)的一端相连；所述悬臂梁(4a)的另一端与所述“回”形基底支撑结构(5a)一侧内壁相连；其中，悬臂梁(4a)和“回”形基底支撑结构(5a)相连的一侧的上表面设置有沟槽(1b)；所述“回”形基底支撑结构(5a)的另外三侧内壁与所述质量块(3a)、所述悬臂梁(4a)均不接触，使得所述“回”形基底支撑结构(5a)的另外三侧内壁与所述质量块(3a)与所述悬臂梁(4a)组成U形狭缝(1a)。
2.根据权利要求1所述的MEMS压电矢量水听器，其特征在于，
所述质量块(3a)包括SOI基底层；
所述悬臂梁(4a)包括复合层和压电单元，其中，所述复合层包括绝缘氧化层(4)、SOI硅层(1)和SOI氧化层(2)；
所述“回”形基底支撑结构(5a)包括复合层和SOI基底层(3)。
3.根据权利要求1所述的MEMS压电矢量水听器，其特征在于，所述MEMS压电矢量水听器的工作频率范围为10KHZ以下。
4.根据权利要求1所述的MEMS压电矢量水听器，其特征在于，所述沟槽(1b)使悬臂梁(4a)由固支结构状态变成类简支结构状态。
5.一种简支悬臂梁结构MEMS压电矢量水听器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
制备多个如权利要求1所述的压电传感芯片(a)；将每个压电传感芯片
(a)粘贴并焊接在一个后置放大电路(b)上，且分别沿灌封结构(c)的X轴、Y轴、Z轴放置，并进内封。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述压电传感芯片(a)通过以下步骤得到：
在基片上表面沉积绝缘氧化层(4)下表面沉积氧化硅薄膜(5)，所述基片自上至下包括SOI硅层(1)、SOI氧化层(2)和SOI基底层(3)；
在所述绝缘氧化层(4)上表面，自下至上制备下电极(6)、压电层(7)和上电极(8)构成压电单元，其中，所述下电极(6)和上电极(8)为铝、金/铬复合层或者铂/钛复合层，所述压电层(7)为氧化锌压电膜、氮化铝薄膜、钙钛矿型压电膜或有机压电膜；
在所述氧化硅薄膜(5)下表面沉积光刻胶复合膜(9)；
对所...
【专利技术属性】
技术研发人员：樊青青，李俊红，李东宁，汪承灏，
申请(专利权)人：中国科学院声学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。