水听器及其制造方法技术

本公开提供了一种水听器及其制造方法。该水听器包括：薄膜，被配置用于响应于动态声压和静态水压而产生物理形变；压电结构，被配置用于响应于物理形变而生成第一感测信号；以及压阻结构，被配置用于响应于物理形变而生成第二感测信号。

【技术实现步骤摘要】
水听器及其制造方法
本公开涉及半导体
，特别是涉及一种水听器及其制造方法。
技术介绍
基于压电技术的薄膜结构MEMS水听器具有灵敏度高、功耗低等特点。但是，受到压电效应检测原理的限制，薄膜结构类压电MEMS水听器仅能检测动态声压，对于使用环境下的静态水压则无法识别。水听器使用环境下的静态水压会影响MEMS水听器薄膜结构的变形，进一步影响其检测灵敏度的准确性。另外，如果静态水压过大也会导致薄膜结构的损坏。
技术实现思路
提供一种缓解、减轻或者甚至消除上述问题中的一个或多个的机制将是有利的。根据本公开的一些实施例，提供了一种水听器，包括：薄膜，被配置用于响应于动态声压和静态水压而产生物理形变；压电结构，被配置用于响应于所述物理形变而生成第一感测信号；以及压阻结构，被配置用于响应于所述物理形变而生成第二感测信号。根据本公开的一些实施例，还提供了一种水听器的制造方法，包括：提供半导体衬底；在所述半导体衬底的第一表面处形成压电结构和压阻结构；以及在所述半导体衬底的与所述第一表面相对的第二表面形成凹槽，从而使所述半导体衬底的至少一部分形成薄膜，所述凹槽关于所述薄膜与所述压阻结构和压电结构相对。根据在下文中所描述的实施例，本公开的这些和其它方面将是清楚明白的，并且将参考在下文中所描述的实施例而被阐明。附图说明在下面结合附图对于示例性实施例的描述中，本公开的更多细节、特征和优点被公开，在附图中：图1是根据本公开示例性实施例的水听器的剖面示意图；图2A-图2D是根据本公开示例性实施例的水听器的平面结构示意图；图3是根据本公开示例性实施例的水听器的制造方法的流程图；图4是根据本公开示例性实施例的图3的方法中形成压电结构和压阻结构的示例过程的流程图；图5A至图5F是根据本公开示例性实施例的图3的方法各个步骤中所形成的水听器的示例结构的剖面示意图；图6是根据本公开示例性实施例的图3的方法中形成压电结构和压阻结构的示例过程的流程图；并且图7A至图7G是根据本公开示例性实施例的图3的方法各个步骤中所形成的水听器的示例结构的剖面示意图。具体实施方式将理解的是，尽管术语第一、第二、第三等等在本文中可以用来描述各种元件、部件、区、层和/或部分，但是这些元件、部件、区、层和/或部分不应当由这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分相区分。因此，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可以被称为第二元件、部件、区、层或部分而不偏离本公开的教导。诸如“在…下面”、“在…之下”、“较下”、“在…下方”、“在…之上”、“较上”等等之类的空间相对术语在本文中可以为了便于描述而用来描述如图中所图示的一个元件或特征与另一个(些)元件或特征的关系。将理解的是，这些空间相对术语意图涵盖除了图中描绘的取向之外在使用或操作中的器件的不同取向。例如，如果翻转图中的器件，那么被描述为“在其他元件或特征之下”或“在其他元件或特征下面”或“在其他元件或特征下方”的元件将取向为“在其他元件或特征之上”。因此，示例性术语“在…之下”和“在…下方”可以涵盖在…之上和在…之下的取向两者。诸如“在…之前”或“在…前”和“在…之后”或“接着是”之类的术语可以类似地例如用来指示光穿过元件所依的次序。器件可以取向为其他方式(旋转90度或以其他取向)并且相应地解释本文中使用的空间相对描述符。另外，还将理解的是，当层被称为“在两个层之间”时，其可以是在该两个层之间的唯一的层，或者也可以存在一个或多个中间层。本文中使用的术语仅出于描述特定实施例的目的并且不意图限制本公开。如本文中使用的，单数形式“一个”、“一”和“该”意图也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。将进一步理解的是，术语“包括”和/或“包含”当在本说明书中使用时指定所述及特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其群组的存在或添加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其群组。如本文中使用的，术语“和/或”包括相关联的列出项目中的一个或多个的任意和全部组合，并且短语“A和B中的至少一个”是指仅A、仅B、或A和B两者。将理解的是，当元件或层被称为“在另一个元件或层上”、“连接到另一个元件或层”、“耦合到另一个元件或层”或“邻近另一个元件或层”时，其可以直接在另一个元件或层上、直接连接到另一个元件或层、直接耦合到另一个元件或层或者直接邻近另一个元件或层，或者可以存在中间元件或层。相反，当元件被称为“直接在另一个元件或层上”、“直接连接到另一个元件或层”、“直接耦合到另一个元件或层”、“直接邻近另一个元件或层”时，没有中间元件或层存在。然而，在任何情况下“在…上”或“直接在…上”都不应当被解释为要求一个层完全覆盖下面的层。本文中参考本公开的理想化实施例的示意性图示(以及中间结构)描述本公开的实施例。正因为如此，应预期例如作为制造技术和/或公差的结果而对于图示形状的变化。因此，本公开的实施例不应当被解释为限于本文中图示的区的特定形状，而应包括例如由于制造导致的形状偏差。因此，图中图示的区本质上是示意性的，并且其形状不意图图示器件的区的实际形状并且不意图限制本公开的范围。除非另有定义，本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员所通常理解的相同含义。将进一步理解的是，诸如那些在通常使用的字典中定义的之类的术语应当被解释为具有与其在相关领域和/或本说明书上下文中的含义相一致的含义，并且将不在理想化或过于正式的意义上进行解释，除非本文中明确地如此定义。如本文使用的，术语“衬底”可以表示经切割的晶圆的衬底，或者可以指示未经切割的晶圆的衬底。类似地，术语芯片和裸片可以互换使用，除非这种互换会引起冲突。应当理解，术语“薄膜”包括层，除非另有说明，否则不应当解释为指示垂直或水平厚度。需要说明的是，图中所示水听器的各材料层的厚度仅仅只是示意，并不代表实际厚度。本公开的实施例提供一种水听器，该水听器可以检测MEMS水听器使用环境中的静态水压，预防压电MEMS水听器薄膜结构损坏的同时还能对水听器检测的动态压力的信号进行校准。图1是根据本公开的一个示例性实施例的水听器100的剖面结构示意图。图2A-图2D是根据本公开的示例性实施例的水听器100的平面结构示意图。下面参看图1和图2A-图2D描述水听器100的结构。水听器100包括薄膜110、压阻结构120和压电结构130。薄膜110被配置用于响应于动态声压和静态水压而产生物理形变。动态声压是声音在水中传播由于水体震动对水听器100产生的压力，水听器100基于薄膜110响应于动态声压产生的物理形变检测声音信号。静态水压是水听器100所在的环境对水听器100产生的压力，例如，海水对于水听器100产生的压力，其与水听器100所在的深度有关。在一些实施例中，薄膜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水听器，包括：/n薄膜，被配置用于响应于动态声压和静态水压而产生物理形变；/n压电结构，被配置用于响应于所述物理形变而生成第一感测信号；以及/n压阻结构，被配置用于响应于所述物理形变而生成第二感测信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种水听器，包括：
薄膜，被配置用于响应于动态声压和静态水压而产生物理形变；
压电结构，被配置用于响应于所述物理形变而生成第一感测信号；以及
压阻结构，被配置用于响应于所述物理形变而生成第二感测信号。


2.如权利要求1所述的水听器，其中，所述压阻结构包括至少一个压敏电阻。


3.如权利要求2所述的水听器，其中，所述至少一个压敏电阻包括均匀分布在所述薄膜的表面处的四个压敏电阻，所述四个压敏电阻构成惠斯通电桥。


4.如权利要求2所述的水听器，其中，所述至少一个压敏电阻位于所述薄膜中。


5.如权利要求4所述的水听器，其中，每个所述压敏电阻包括形成于所述薄膜中的半导体掺杂区。


6.如权利要求2所述的水听器，其中，所述至少一个压敏电阻位于所述薄膜的表面上。


7.如权利要求6所述的水听器，其中，每个所述压敏电阻的材料包括从以下各项构成的组中选择的至少一种：掺杂金刚石薄膜、掺杂硅和掺杂碳化硅。


8.如权利要求1-7中任意一项所述的水听器，其中，所述压阻结构位于所述薄膜的边缘。


9.如权利要求1-7中任意一项所述的水听器，其中，所述薄膜具有从矩形和圆形所组成的组中选择的形状。


10.如权利要求1-7中任意一项所述的水听器，其中，所述压电结构在所述薄膜上覆盖的区域的形状包括从以下各项构成的组中选择的至少一种：圆形和环形。


11.如权利要求10所述的水听器，其中，所述压电结构在所述薄膜上覆盖的区域包括位于所述薄膜中部的第一区域和不同于所述第一区域的第二区域，所述第一区域与所述第二区域间隔。


12.如权利要求11所述的水听器，其中，所述第一区域具有圆形形状，所述第二区域具有环绕所述第一区域的环形形状。


13.如权利要求11所述的水听器，其中，所述压阻结构在所述薄膜处分布的区域位于所述第二区域的外周边缘，并且与所述第二区域间隔。


14.一种水听器的制造方法，包括：
提供半导体衬底；
在所述半导体衬底的第一表面处形成压电结构和压阻结构；以及
在所述半导体衬底的与所述第一表面相对的第二表面形成凹槽，从而使所述半导体衬底...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦文龙，曾怀望，李鑫，李嗣晗，
申请(专利权)人：联合微电子中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50