压电传感器及其制造方法、检测装置制造方法及图纸

本公开提供了一种压电传感器及其制造方法、检测装置，涉及传感技术领域。所述压电传感器包括：阵列基板；第一盖层，位于所述阵列基板上，所述第一盖层包括第一部分和第二部分，其中所述第一部分覆盖所述阵列基板，所述第二部分与所述阵列基板之间具有空腔且具有第一开口；第一电极，位于所述第一盖层的上方，且位于所述空腔的上方；压电薄膜，位于所述第一电极上；以及第二电极，位于所述压电薄膜上。

【技术实现步骤摘要】
压电传感器及其制造方法、检测装置
本公开涉及传感
，尤其涉及一种压电传感器及其制造方法、检测装置。
技术介绍
压电传感器是利用压电材料受力后产生的压电效应制成的传感器。当压电传感器中的压电材料在受到外力作用而发生形变(包括弯曲和伸缩形变)时，由于内部电荷的极化现象，会在其表面产生电荷的现象。压电传感器可以对各种动态力、机械冲击和振动进行测量。压电式传感器的优点是频带宽、灵敏度高、信噪比高、结构简单、工作可靠和重量轻等。压电传感器可广泛应用于工业、国防、生物医学检测等方面。
技术实现思路
根据本公开实施例的一方面，提供一种压电传感器，包括：阵列基板；第一盖层，位于所述阵列基板上，所述第一盖层包括第一部分和第二部分，其中所述第一部分覆盖所述阵列基板，所述第二部分与所述阵列基板之间具有空腔且具有第一开口；第一电极，位于所述第一盖层的上方，且位于所述空腔的上方；压电薄膜，位于所述第一电极上；以及第二电极，位于所述压电薄膜上。在一些实施例中，上述压电传感器还包括：第一连接件，位于所述第一盖层的第一部分的上方；以及第二连接件，位于所述第一盖层的上方，与所述第一电极电连接且与所述第一连接件电绝缘；其中，所述阵列基板包括薄膜晶体管以及位于所述薄膜晶体管上的第一钝化层，所述薄膜晶体管包括第三电极和第四电极，所述空腔位于所述第一钝化层和所述第一盖层之间，所述第三电极通过第一接触孔与所述第一连接件电连接，所述第四电极通过第二接触孔与所述第二连接件电连接。在一些实施例中，上述压电传感器还包括第二盖层。第二盖层至少部分地位于所述第一盖层与所述第一电极之间。在一些实施例中，所述第一钝化层包括氧化硅和氮氧化硅的叠层结构。在一些实施例中，压电传感器还包括第一平坦层，覆盖所述第一盖层、所述第一连接件、所述第二连接件以及所述第二电极；第一接触电极，位于所述第一平坦层上，并通过第三接触孔与所述第一连接件电连接；以及第二接触电极，位于所述第一平坦层上，并通过第四接触孔与所述第二电极电连接。在一些实施例中，所述第一电极和所述第二电极的材料为铟锡金属氧化物(ITO)。在一些实施例中，压电传感器还包括第五电极。第五电极位于所述第一电极和所述压电薄膜之间。在一些实施例中，压电传感器还包括：第二平坦层，位于所述第一电极、所述第一连接件、所述第二连接件和所述第一盖层的上方；第二钝化层，位于所述第二平坦层上，所述第二钝化层和所述第二平坦层具有第二开口，所述第二开口暴露所述第一电极的上表面；第三接触电极，位于所述第二平坦层上，并通过第五接触孔与所述第一连接件电连接；以及第四接触电极，位于所述第二平坦层上，并与所述第二电极电连接。在一些实施例中，所述第一电极的材料为铟锡金属氧化物，所述第二电极和所述第五电极的材料为铂。在一些实施例中，所述第一盖层的材料为氧化硅，所述第二盖层的材料为氮化硅。在一些实施例中，所述压电薄膜为锆钛酸铅压电薄膜。根据本公开实施例的另一方面，提供一种制备压电传感器的方法，包括：形成阵列基板；在所述阵列基板上形成图案化的牺牲层；在所述阵列基板上和所述牺牲层周围形成第一盖层，其中，所述第一盖层在所述牺牲层周围具有第一开口；利用湿法刻蚀工艺通过所述第一开口对所述牺牲层进行刻蚀去除，以在所述第一盖层与阵列基板之间、所述牺牲层所在区域形成空腔；形成第一电极，所述第一电极位于所述第一盖层的上方，且位于所述空腔的上方；以及在所述第一电极上形成压电传感组件。在一些实施例中，在所述阵列基板上和所述牺牲层周围形成第一盖层包括：利用等离子体增强化学气相沉积法在所述阵列基板上和所述牺牲层周围形成第一盖层。在一些实施例中，制备压电传感器的方法还包括：形成第二盖层，所述第二盖层至少部分地位于所述第一盖层与所述第一电极之间。在一些实施例中，所述第一盖层的材料为氧化硅，所述第二盖层的材料为氮化硅。在一些实施例中，在第一电极上形成压电传感组件包括：在所述第一电极上形成压电薄膜；以及在所述压电薄膜上形成第二电极。在一些实施例中，所述阵列基板包括薄膜晶体管以及位于所述薄膜晶体管上的第一钝化层，所述薄膜晶体管包括第三电极和第四电极，所述空腔位于所述第一钝化层和所述第一盖层之间。制备压电传感器的方法还包括：刻蚀所述第一盖层、所述第二盖层以及所述第一钝化层，以形成暴露所述第三电极上表面的第一接触孔和暴露所述第四电极上表面的第二接触孔；在所述第二盖层上形成第一连接件和第二连接件，所述第一连接件通过第一接触孔与所述第三电极电连接，所述第二连接件与所述第一电极电连接且与所述第一连接件电绝缘，所述第二连接件通过第二接触孔与所述第四电极电连接。在一些实施例中，所述第一电极、所述第一连接件以及所述第二连接件通过同一构图工艺来形成。在一些实施例中，制备压电传感器的方法还包括：形成第一平坦层，所述第一平坦层覆盖所述第一盖层、所述第一连接件、所述第二连接件以及所述压电传感组件；刻蚀所述第一平坦层，以形成第三接触孔和第四接触孔；在所述第一平坦层上形成第一接触电极和第二接触电极，所述第一接触电极通过所述第三接触孔与所述第一连接件电连接，所述第二接触电极通过所述第四接触孔与所述第二电极电连接。在一些实施例中，制备压电传感器的方法还包括：形成第二平坦层，所述第二平坦层位于所述第一电极、所述第一连接件、所述第二连接件和所述第一盖层的上方；刻蚀所述第二平坦层，以形成第五接触孔；在所述第二平坦层上形成第三接触电极和第四接触电极，所述第三接触电极通过所述第五接触孔与所述第一连接件电连接，所述第四接触电极与所述第三接触电极电绝缘；形成第二钝化层，所述第二钝化层覆盖所述第二平坦层、所述第三接触电极和所述第四接触电极；以及刻蚀所述第二平坦层和所述第二钝化层，以形成第二开口和第三开口，其中，所述第二开口暴露所述第一电极的上表面，所述第三开口暴露所述第四接触电极的上表面。在一些实施例中，在第一电极上形成压电传感组件包括：将压电薄膜单元转移到所述第二开口中，所述压电薄膜单元包括阳极、压电薄膜和阴极的叠层，所述压电薄膜位于所述阳极和阴极之间；以及将所述压电薄膜单元的阳极与所述第一电极电连接，将所述压电薄膜单元的阴极与所述第四接触电极电连接。在一些实施例中，制备压电传感器的方法还包括：在所述压电薄膜单元转移到所述第二开口之前，在所述第二开口处和所述第三开口处涂覆锡膏；以及在将所述压电薄膜单元转移到所述第二开口中之后，对所述第一电极和所述压电薄膜单元进行回流焊处理。根据本公开实施例的另一方面，提供一种检测装置。该检测装置包括上述任意一项所述的压电传感器。通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征、方面及其优点将会变得清楚。附图说明附图构成本说明书的一部分，其描述了本公开的示例性实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，在附图中：图1是示出根据本公开一个实施例的压电传感器的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压电传感器，包括：/n阵列基板；/n第一盖层，位于所述阵列基板上，所述第一盖层包括第一部分和第二部分，其中所述第一部分覆盖所述阵列基板，所述第二部分与所述阵列基板之间具有空腔且具有第一开口；/n第一电极，位于所述第一盖层的上方，且位于所述空腔的上方；/n压电薄膜，位于所述第一电极上；以及/n第二电极，位于所述压电薄膜上。/n

【技术特征摘要】
1.一种压电传感器，包括：
阵列基板；
第一盖层，位于所述阵列基板上，所述第一盖层包括第一部分和第二部分，其中所述第一部分覆盖所述阵列基板，所述第二部分与所述阵列基板之间具有空腔且具有第一开口；
第一电极，位于所述第一盖层的上方，且位于所述空腔的上方；
压电薄膜，位于所述第一电极上；以及
第二电极，位于所述压电薄膜上。


2.根据权利要求1所述的压电传感器，还包括：
第二盖层，至少部分地位于所述第一盖层与所述第一电极之间。


3.根据权利要求1所述的压电传感器，还包括：
第一连接件，位于所述第一盖层的第一部分的上方；以及
第二连接件，位于所述第一盖层的上方，与所述第一电极电连接且与所述第一连接件电绝缘；
其中，所述阵列基板包括薄膜晶体管以及位于所述薄膜晶体管上的第一钝化层，所述薄膜晶体管包括第三电极和第四电极，所述空腔位于所述第一钝化层和所述第一盖层之间，所述第三电极通过第一接触孔与所述第一连接件电连接，所述第四电极通过第二接触孔与所述第二连接件电连接。


4.根据权利要求3所述的压电传感器，其中，所述第一钝化层包括氧化硅和氮氧化硅的叠层结构。


5.根据权利要求3或4所述的压电传感器，还包括：
第一平坦层，覆盖所述第一盖层、所述第一连接件、所述第二连接件以及所述第二电极；
第一接触电极，位于所述第一平坦层上，并通过第三接触孔与所述第一连接件电连接；以及
第二接触电极，位于所述第一平坦层上，并通过第四接触孔与所述第二电极电连接。


6.根据权利要求1或2所述的压电传感器，其中，所述第一电极和所述第二电极的材料为铟锡金属氧化物(ITO)。


7.根据权利要求1或2所述的压电传感器，还包括：第五电极，位于所述第一电极和所述压电薄膜之间。


8.根据权利要求7所述的压电传感器，还包括：
第二平坦层，位于所述第一电极、所述第一连接件、所述第二连接件和所述第一盖层的上方；
第二钝化层，位于所述第二平坦层上，所述第二钝化层和所述第二平坦层具有第二开口，所述第二开口暴露所述第一电极的上表面；
第三接触电极，位于所述第二平坦层上，并通过第五接触孔与所述第一连接件电连接；以及
第四接触电极，位于所述第二平坦层上，并与所述第二电极电连接。


9.根据权利要求8所述的压电传感器，其中，所述第一电极的材料为铟锡金属氧化物，所述第二电极和所述第五电极的材料为铂。


10.根据权利要求2所述的压电传感器，其中，所述第一盖层的材料为氧化硅，所述第二盖层的材料为氮化硅。


11.根据权利要求1至4中任一项所述的压电传感器，其中，所述压电薄膜为锆钛酸铅压电薄膜。


12.一种制备压电传感器的方法，包括：
形成阵列基板；
在所述阵列基板上形成图案化的牺牲层；
在所述阵列基板上和所述牺牲层周围形成第一盖层，所述第一盖层在所述牺牲层周围具有第一开口；
利用湿法刻蚀工艺通过所述第一开口对所述牺牲层进行刻蚀去除，以在所述第一盖层与阵列基板之间、所述牺牲层所在区域形成空腔；
形成第一电极，所述第一电极位于所述第一盖层的上方，且位于所述空腔的上方；以及
在所述第一电极上形成压电传感组件。


13.根据权利要求12所述的制备压电传感器的方法，其中，在所述阵列基板上和所述牺牲层周围形成第一盖层包括：
利用等离子体增强化学...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛菁，周婷婷，张方振，彭锦涛，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11