一种硅微压电式传感器芯片及其制备方法技术

本发明专利技术涉及的硅微压电传感器芯片，包括：ｎ型硅基片中心有上小下大的方锥形孔，基片正、反面分别淀积氮化硅基膜层和掩膜层，基膜层中心设制圆孔，直径大于等于或小于硅基片正面方孔的对角线，掩膜层中心有与硅基片反面方孔相同尺寸的方孔；基膜层上表面有氮化硅振动膜，振动膜上表面有下电极；下电极上表面有压电膜；和光刻腐蚀在压电膜上表面的低温氧化硅膜保护层；以及保护层上表面的上电极；压电膜、护层层和上电极的形状均为圆形；氮化硅氮化硅或多晶硅振动膜与压电膜形成圆形压电膜／氮化硅或多晶硅复合弯曲振动膜。优点在于：该圆形压电膜／氮化硅或多晶硅复合弯曲振动膜可减小振动膜应力的不均匀性，避免应力过大引起的振动膜破裂，提高成品率，并明显提高传感器灵敏度。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及硅微压电传感器领域，特别涉及一种硅微压电传感器芯片及其制备方法。
技术介绍
硅微压电传感器由硅芯片部分和外围电路部分组成，其中硅芯片部分由硅基片及其上的穿孔背板、支撑隔离墙、压电层/Si3N4或多晶硅复合弯曲振动膜、金属电极组成。现今一般硅微压电传感器的振动膜均为方形的，如“Silicon SubminiatureMicrophones with Organic Piezoelectric Layers”，Ralf Schellin等，以及“PiezoelectricCantilever Microphone and Microspeaker”，Seung S.Lee等文中所述的，由于已知的工艺中，在释放牺牲层时存在着腐蚀的各向异性，所以，只能产生方形孔的背板，比如低温的二氧化硅，从硅片背面的体刻蚀只能产生方形孔的背板，即复合压电振动膜支撑墙都是方形的。这样，在振动膜和硅基底呈方形的情况下，振动膜的应力较大，尤其是在尖角处的应力更大，产生应力集中，进而导致传感器的灵敏度下降乃至时效破裂。这样形成的方形膜自然降低了微传感器的灵敏度和成品率。为此就需要寻求克服这种缺陷的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅微压电传感器芯片，该硅微压电传感器芯片包括：一ｎ型硅基片（１）；该ｎ型硅基片（１）正面和反面分别淀积一层氮化硅基膜层（２）和一层氮化硅掩膜层（９），所述硅基片（１）中心有体刻蚀时形成的上小下大的方锥形孔，所述氮化硅基膜层（２） 中心设有孔（２１），所述氮化硅掩膜层（９）中心有与ｎ型硅基片（１）反面方孔相同尺寸的方孔（９１）；所述氮化硅基膜层（２）上表面上有氮化硅或多晶硅振动膜（４），以及依次制备在所述氮化硅或多晶硅振动膜（４）上表面上的下电极（５）；　 　制备在下电极（５）上表面上的压电膜（６）；光刻腐蚀在压电膜（６）上表面上的低温氧化硅膜保护层（７）...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨楚威，黄歆，李俊红，汪承灏，解述，徐联，
申请(专利权)人：中国科学院声学研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]