一种基于阳极键合技术的MEMS压电水听器及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于阳极键合技术的MEMS压电水听器及制备方法，解决了传统压电水听器量程小、灵敏度低、低抗干扰能力差的问题。本发明专利技术包括通过阳极键合技术形成有真空密闭空腔的基片以及有上下电极的压电层。单个工作区内的所有振动薄膜均通过电极相连的方式并联起来。通过图形化压电层上的电极层以获得器件最大的输出。本发明专利技术的压电水听器结构新颖，具有量程大、灵敏度大、抗干扰能力强、可控性高等优点，并且该传感器的工艺流程步骤少、工艺周期短，适合于批量生产。

【技术实现步骤摘要】
一种基于阳极键合技术的MEMS压电水听器及制备方法
本专利技术涉及传感器
，具体为一种基于阳极键合技术的MEMS压电水听器。
技术介绍
水听器是一种用于接收水下声音信号的设备，用来接收声压信号并将其转换电信号。随着传感器的快速发展，声音传感器也迅速崛起，被应用到日常生活、军事、医疗、工业、领海、航天等中，并且成为现代社会发展所不能缺少的部分。传统的压电水听器采用压电陶瓷作为压电材料，常用作标准水声传感器，其技术成熟，结构和制作工艺简单，一致性相对较好。但同时，具有成本高，体积大，抗电磁干扰差，易受振动、温度等信号干扰等缺点。随着MEMS技术的不断发展，特别是基于PZT、ZnO、A1N等薄膜材MEMS技术的逐渐成熟，压电式MEMS水听器得到了广泛关注。比起传统的水声传感器，基于压电薄膜的MEMS水听器在体积、重量、功耗等方面都有着明显的优势，但是现有的压电水听器存在灵敏度较低，抗流噪声性能差，容易引入额外噪声等问题。
技术实现思路
针对上述现有压电水听器的缺点，本专利技术目的是提供一种基于阳极键合技术的MEMS压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于阳极键合技术的MEMS压电水听器，其特征在于：包括硅片（1）和SOI基底（2），所述硅片（1）表面刻蚀出空腔（3），所述SOI基底（2）的器件硅层表面热氧化出SiO

【技术特征摘要】
1.一种基于阳极键合技术的MEMS压电水听器，其特征在于：包括硅片（1）和SOI基底（2），所述硅片（1）表面刻蚀出空腔（3），所述SOI基底（2）的器件硅层表面热氧化出SiO2层（10），所述硅片（1）上刻蚀有空腔（3）的面和SOI基底（2）的器件硅层热氧化后形成SiO2层（10）的面进行阳极键合后形成真空密闭空腔，所述SOI基底（2）的硅衬底腐蚀掉后在其埋氧层上依次溅射沉积AlN种子层、下电极层（4）、AlN压电层（5）、上电极层（6），所述上电极层（6）采用干法刻蚀形成图形化后的上电极（11），之后采用等离子增强化学气相淀积生长SiO2保护层（7），然后刻蚀掉上电极（11）上的SiO2保护层（7）后采用剥离的方法在上电极（11）上溅射沉积上电极焊盘（8），之后刻蚀掉用于下电极焊盘的SiO2保护层（7）和AlN压电层（5）后裸露出部分的下电极，在裸露出的下电极上溅射沉积下电极焊盘（9）。


2.根据权利要求1所述的一种基于阳极键合技术的MEMS压电水听器，其特征在于：所述上电极（11）的半径是空腔（3）的半径的70%。


3.根据权利要求1或2所述的一种基于阳极键合技术的MEMS压电水听器，其特征在于：所述空腔（3）厚度为3μm。


4.根据权利要求3所述的一种基于阳极键合技术的MEMS压电水听器，其特征在于：所述SiO2层（10）的厚度为1μm。


5.根据权利要求4所述的一种基于阳极键合技术的MEMS压电水听器，其特征在于：所述SOI基底（2）的规格为器件硅层厚5μm、埋氧层厚1μm、硅衬底厚475μm。


6.根据权利要求5所述的一种基于阳极键合技术的MEMS压电水听器，其特征在于：AlN种子层的厚度为0.2μm，下电极层（4）的厚度为0.2μm，AlN压电层（5）...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志东，薛晨阳，郑永秋，崔丹凤，张增星，王强，赵龙，杨婷婷，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：山西;14