换能器及其制作方法技术

本发明专利技术涉及压电换能器领域，提供了一种换能器，所述换能器包括第一晶圆和第二晶圆，所述第一晶圆和第二晶圆均包括基底、固定在所述基底一侧的第一氧化物层、固定在所述基底另一侧的金属层、以及在所述第一氧化物层上依次沉积形成的氮化硅层、第一电极、压电层和第二电极，所述基底包括第一硅层、第二硅层和夹设于所述第一硅层和第二硅层之间的第二氧化物层；所述第一晶圆的金属层和所述第二晶圆的金属层固定连接；所述第一晶圆设有空腔和缝隙，所述第二晶圆设有空腔、第一缝隙和第二隙缝。同时，本发明专利技术还提供一种换能器的制作方法。与现有技术相比，通过两个晶圆设计，将SPL提升两倍，同时增加结构的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
换能器及其制作方法
本专利技术涉及压电换能器
，尤其涉及一种换能器及其制作方法。
技术介绍
传统的电动声换能器依靠导线和磁体之间的排斥力来移动振膜，从而在空气中产生振动发出声音。与传统的电声换能器不同，压电声换能器利用膜片的压电特性来产生振动运动从而发出声音，因此，压电声换能器可以非常小并且与空气以外的其他物质直接接触，但是，当前的大多数设计在声压级(SoundPressureLevel，SPL)上都有局限性，在结构稳定性上也有缺陷。
技术实现思路
本专利技术提供一种换能器，针对现有技术中的SPL局限性和结构稳定性的缺陷，提升SPL性能及改进结构稳定性。一种换能器，所述换能器包括第一晶圆和第二晶圆，所述第一晶圆和第二晶圆均包括基底、固定在所述基底一侧的第一氧化物层、固定在所述基底另一侧的金属层、以及在所述第一氧化物层上依次沉积形成的氮化硅层、第一电极、压电层和第二电极，所述基底包括第一硅层、第二硅层和夹设于所述第一硅层和第二硅层之间的第二氧化物层，所述第一氧化物层形成于所述第一硅层，所述金属层形成于所述第二硅层；所述第一晶圆的金属层和所述第二晶圆的金属层固定连接；所述第一晶圆设有空腔和缝隙，所述第二晶圆设有空腔、第一缝隙和第二隙缝，所述第一晶圆的空腔和第二晶圆的空腔合围形成所述换能器的空腔，所述第一晶圆的缝隙与所述第二晶圆的第一缝隙连通，所述第二晶圆的第二隙缝与所述第二晶圆的空腔连通。优选地，所述第一晶圆的缝隙沿所述第一晶圆中心对称设置。优选地，所述第二晶圆的第一缝隙和第二缝隙均沿所述第二晶圆中心对称设置。优选地，所述第二晶圆在其空腔内形成有凸起。优选地，所述压电层由钛酸铅锆、氮化铝和钛酸钡的任何原子百分比组成。同时，本专利技术还提供一种换能器的制作方法，所述换能器的制作方法包括：步骤S10：制作第一晶圆，具体包括：步骤S101：将第一硅层、第二氧化层和第二硅层依次沉积固定形成所述基底；步骤S102：自所述第一硅层远离所述第二氧化层的表面依次沉积第一氧化层和氮化硅层，得到第一晶圆的蚀刻处理表面；步骤S103：在所述蚀刻处理表面上涂一层光刻胶；对所述光刻胶进行显影处理，保留与所述氮化硅层预设面积大小一致的光刻胶；根据光刻胶保留的面积依次对氮化硅层和第一氧化层进行蚀刻；除去所述光刻胶；步骤S104：在所述氮化硅层表面沉积第二电极，形成新的蚀刻处理表面；步骤S105：在所述新的蚀刻处理表面上涂一层光刻胶；对所述光刻胶进行显影处理，保留与所述第二电极预设面积大小一致的光刻胶；根据光刻胶保留的面积对第二电极进行蚀刻；除去所述光刻胶；步骤S106：在所述第二电极表面依次沉积压电层和第一电极，形成新的蚀刻处理表面；在所述新的蚀刻处理表面上涂一层光刻胶；对所述光刻胶进行显影处理，保留与所述第一电极预设面积大小一致的光刻胶；根据光刻胶保留的面积对第一电极和压电层进行蚀刻；除去所述光刻胶；步骤S107：在所述蚀刻处理表面涂一层光刻胶，根据预设的第一缝隙对所述光刻胶进行显影处理，再根据所述光刻胶的显影处理结果对所述第一硅层蚀刻到第一氧化物层位置，得到所述第一缝隙；再将所述光刻胶除去；步骤S108：在所述第二硅层远离所述第一氧化物层的表面沉积金属层；步骤S109：在所述金属层表面涂一层光刻胶，根据预设的金属层对所述光刻胶进行显影处理，再根据所述光刻胶的显影处理结果对所述金属层蚀刻；步骤S110：对所述第二硅层进行蚀刻，形成空腔和第二缝隙；步骤S111：除去所述光刻胶，得到第一晶圆；步骤S20：制作第二晶圆，具体包括：步骤S201：将第一硅层、第二氧化层和第二硅层依次沉积固定形成所述基底；步骤S202：自所述第一硅层远离所述第二氧化层的表面依次沉积第一氧化层和氮化硅层，得到第二晶圆的蚀刻处理表面；步骤S203：在所述蚀刻处理表面上涂一层光刻胶；对所述光刻胶进行显影处理，保留与所述氮化硅层预设面积大小一致的光刻胶；根据光刻胶保留的面积依次对氮化硅层和第一氧化层进行蚀刻；除去所述光刻胶；步骤S204：在所述氮化硅层表面沉积第二电极，形成新的蚀刻处理表面；步骤S205：在所述新的蚀刻处理表面上涂一层光刻胶；对所述光刻胶进行显影处理，保留与所述第二电极预设面积大小一致的光刻胶；根据光刻胶保留的面积对第二电极进行蚀刻；除去所述光刻胶；步骤S206：在所述第二电极表面依次沉积压电层和第一电极，形成新的蚀刻处理表面；在所述新的蚀刻处理表面上涂一层光刻胶；对所述光刻胶进行显影处理，保留与所述第一电极预设面积大小一致的光刻胶；根据光刻胶保留的面积对第一电极和压电层进行蚀刻；除去所述光刻胶；步骤S207：在所述蚀刻处理表面涂一层光刻胶，根据预设的第一缝隙和第二缝隙对所述光刻胶进行显影处理，再根据所述光刻胶的显影处理结果对所述第一硅层蚀刻到第一氧化物层位置，得到所述第一缝隙和第二缝隙；再将所述光刻胶除去；步骤S208：在所述第二硅层远离所述第一氧化物层的表面沉积金属层；步骤S209：在所述金属层表面涂一层光刻胶，根据预设的金属层对所述光刻胶进行显影处理，再根据所述光刻胶的显影处理结果对所述金属层蚀刻，再将所述光刻胶除去；步骤S210：在所述第二硅层和金属层表面涂上一层光刻胶，根据预设的第三缝隙、空腔和凸起的位置对所述光刻胶进行显影处理，再根据所述光刻胶的显影处理结果对所述第二硅层蚀刻到所述凸起的位置，再将所述光刻胶除去；步骤S211：重新在第二硅层和金属层表面涂上一层光刻胶，根据预设的第三缝隙、空腔和凸起的位置对所述光刻胶进行显影处理，再根据所述光刻胶的显影处理结果对所述第二硅层蚀刻到所述第二氧化层的位置，得到第三缝隙、空腔和凸起；步骤S212：除去所述光刻胶，得到第一晶圆；步骤S30：将所述第一晶圆和第二晶圆结合得到换能器，具体包括：步骤S310：将所述第一晶圆的金属层和第二晶圆的金属层固定连接；步骤S320：对所述第一氧化物层进行气态氢氟酸刻蚀氧化层，得到所述换能器。与现有技术相比，本专利技术提供一种换能器，通过两个晶圆设计，将SPL提升两倍，同时增加结构的稳定性。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：图1为本专利技术实施例一提供的第一晶圆的剖面结构示意图；图2为本专利技术实施例一提供的第二晶圆的剖面结构示意图；图3为本专利技术实施例一提供的第一晶圆和第二晶圆结合的剖面结构示意图；图4(1-21)为本专利技术实施例一提供的换能器的制作方法中的步骤S10的示意图；图5(1-15)为本专利技术实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种换能器，其特征在于，所述换能器包括第一晶圆和第二晶圆，所述第一晶圆和第二晶圆均包括基底、固定在所述基底一侧的第一氧化物层、固定在所述基底另一侧的金属层、以及在所述第一氧化物层上依次沉积形成的氮化硅层、第一电极、压电层和第二电极，所述基底包括第一硅层、第二硅层和夹设于所述第一硅层和第二硅层之间的第二氧化物层，所述第一氧化物层形成于所述第一硅层，所述金属层形成于所述第二硅层；所述第一晶圆的金属层和所述第二晶圆的金属层固定连接；所述第一晶圆设有空腔和缝隙，所述第二晶圆设有空腔、第一缝隙和第二隙缝，所述第一晶圆的空腔和第二晶圆的空腔合围形成所述换能器的空腔，所述第一晶圆的缝隙与所述第二晶圆的第一缝隙连通，所述第二晶圆的第二隙缝与所述第二晶圆的空腔连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种换能器，其特征在于，所述换能器包括第一晶圆和第二晶圆，所述第一晶圆和第二晶圆均包括基底、固定在所述基底一侧的第一氧化物层、固定在所述基底另一侧的金属层、以及在所述第一氧化物层上依次沉积形成的氮化硅层、第一电极、压电层和第二电极，所述基底包括第一硅层、第二硅层和夹设于所述第一硅层和第二硅层之间的第二氧化物层，所述第一氧化物层形成于所述第一硅层，所述金属层形成于所述第二硅层；所述第一晶圆的金属层和所述第二晶圆的金属层固定连接；所述第一晶圆设有空腔和缝隙，所述第二晶圆设有空腔、第一缝隙和第二隙缝，所述第一晶圆的空腔和第二晶圆的空腔合围形成所述换能器的空腔，所述第一晶圆的缝隙与所述第二晶圆的第一缝隙连通，所述第二晶圆的第二隙缝与所述第二晶圆的空腔连通。


2.根据权利要求1所述的换能器，其特征在于，所述第一晶圆的缝隙沿所述第一晶圆中心对称设置。


3.根据权利要求1所述的换能器，其特征在于，所述第二晶圆的第一缝隙和第二缝隙均沿所述第二晶圆中心对称设置。


4.根据权利要求1所述的换能器，其特征在于，所述第二晶圆在其空腔内形成有凸起。


5.根据权利要求1所述的换能器，其特征在于，所述压电层由钛酸铅锆、氮化铝和钛酸钡的任何原子百分比组成。


6.一种换能器的制作方法，其特征在于，所述换能器的制作方法包括：
步骤S10：制作第一晶圆，具体包括：
步骤S101：将第一硅层、第二氧化层和第二硅层依次沉积固定形成所述基底；
步骤S102：自所述第一硅层远离所述第二氧化层的表面依次沉积第一氧化层和氮化硅层，得到第一晶圆的蚀刻处理表面；
步骤S103：在所述蚀刻处理表面上涂一层光刻胶；
对所述光刻胶进行显影处理，保留与所述氮化硅层预设面积大小一致的光刻胶；
根据光刻胶保留的面积依次对氮化硅层和第一氧化层进行蚀刻；
除去所述光刻胶；
步骤S104：在所述氮化硅层表面沉积第二电极，形成新的蚀刻处理表面；
步骤S105：在所述新的蚀刻处理表面上涂一层光刻胶；对所述光刻胶进行显影处理，保留与所述第二电极预设面积大小一致的光刻胶；根据光刻胶保留的面积对第二电极进行蚀刻；除去所述光刻胶；
步骤S106：在所述第二电极表面依次沉积压电层和第一电极，形成新的蚀刻处理表面；在所述新的蚀刻处理表面上涂一层光刻胶；对所述光刻胶进行显影处理，保留与所述第一电极预设面积大小一致的光刻胶；根据光刻胶保留的面积对第一电极和压电层进行蚀刻；除去所述光刻胶；
步骤S107：在所述蚀刻处理表面涂一层光刻胶，根据预设的第一缝隙对所述光刻胶进行显影处理，再根据所述光刻胶的显影处理结果对所述第一硅层蚀刻到第一氧化物层位置，得到所述第一缝隙；再将所述光刻胶除去；
步骤S108：在所述第二硅层远离...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴健兴，但强，吴伟昌，黎家健，
申请(专利权)人：瑞声声学科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44