压电MEMS传感器及其制备方法、电子设备技术

本申请公开了一种压电MEMS传感器及其制备方法、电子设备，通过在沉积底电极之前，通过在预设底电极Pad开口的位置处的衬底层上形成一预设厚度的电极，然后，只通过一次光刻工艺处理而露出底电极Pad并形成薄膜端部，不仅可以保证薄膜端部位置的底电极端部与其他两膜层端部对齐，还因为在预设置底电极Pad开口的位置处先沉积了一层预设厚度的电极，在一次光刻过程中，能够确保底电极Pad开口处的电学连接不受影响，实现通过一次光刻使薄膜端部位和底电极Pad开口均满足要求的目的。底电极Pad开口均满足要求的目的。底电极Pad开口均满足要求的目的。

【技术实现步骤摘要】
压电MEMS传感器及其制备方法、电子设备


[0001]本申请涉及半导体器件
，更具体的说，涉及一种压电MEMS传感器及其制备方法、电子设备。

技术介绍

[0002]现有技术中的压电MEMS传感器多为两层电极夹一层压电材料的结构，其通过一次刻蚀成型的方式形成整齐的悬臂结构。例如，如图1所示，为一种压电器件的简易截面图。通常情况下需要保证图1中所指出的薄膜端部位置的三层膜层端面对齐，这里的对齐包括但不限于如图1所示的垂直对齐，也包括以一定的角度倾斜对齐。
[0003]但因图1中底电极Pad下需要保留底电极膜层以实现Pad与底电极的电学连接，如果采用一次刻蚀成型时，无法选择性的只刻蚀薄膜端部的底电极而不刻蚀底电极Pad开口处的底电极。因此，在现有技术中，首先，单独沉积底电极层；然后，对底电极层在图1所示的薄膜端部位置进行单独图形化；最后，再沉积压电层与顶电极，进而只对顶电极与压电层进行刻蚀。
[0004]但是，因底电极与其余两层的图形化是分开执行的，存在无法避免两次光刻的对准偏移的情况，和/或，两次光刻的线宽存在差异的情况。从而导致薄膜端部位置底电极端部与其他两膜层端部不对齐。
[0005]由此可知，采用现有的制备方式，存在无法保证薄膜端部位和底电极Pad的开口均满足要求的问题。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本申请提供了一种压电MEMS传感器及其制备方法、电子设备，以解决采用现有制备方式无法使薄膜端部位和底电极Pad的开口均满足要求的问题。
[0007]为解决上述问题，本专利技术实施例提供如下技术方案：
[0008]本专利技术实施例第一方面公开了一种压电MEMS传感器的制备方法，所述制备方法包括：
[0009]提供一衬底层；
[0010]在所述衬底层的上表面预设底电极Pad开口的位置处形成预设厚度的电极；
[0011]在所述电极和所述衬底层的上表面沉积底电极、压电层和顶电极；
[0012]进行一次光刻，形成底电极Pad开口和薄膜端部。
[0013]可选的，在所述衬底层的上表面预设底电极Pad开口的位置处形成预设厚度的电极，包括：
[0014]在所述衬底层的上表面预设底电极Pad开口的位置处沉积一层或多层电极薄膜，对所述一层或多层电极薄膜进行图形化，得到具有预设厚度的电极；
[0015]或者，
[0016]在所述衬底层的上表面预设底电极Pad开口的位置处，刻蚀预设深度的沟槽；
[0017]在所述沟槽中沉积电极，并进行CMP，使所述电极的上表面与所述衬底层的上表面处于同一水平面。
[0018]可选的，对所述一层或多层电极薄膜进行图形化包括：
[0019]按照单级阶梯、多边形或直角梯形对所述一层或多层电极薄膜进行图形化。
[0020]本专利技术实施例第二方面公开了一种压电MEMS传感器，所述压电MEMS传感器包括：
[0021]衬底层；
[0022]设置于所述衬底层的上表面预设底电极Pad开口的位置处的预设厚度的电极；
[0023]沉积于所述电极和所述衬底层的上表面的底电极、压电层和顶电极；
[0024]底电极Pad开口和薄膜端部，其中所述薄膜端部位置的底电极端部、压电层端部和顶电极端部对齐。
[0025]可选的，所述衬底层包括半导体衬底层。
[0026]可选的，所述预设厚度的电极的宽度大于所述底电极Pad开口的宽度。
[0027]可选的，所述预设厚度的电极的厚度大于所述底电极厚度。
[0028]可选的，所述预设厚度的电极的厚度大于所述底电极的厚度的20％。
[0029]可选的，所述预设厚度的电极为由一层或多层电极薄膜构成的图形化的电极；
[0030]所述图形化的电极设置于所述衬底层的上表面预设底电极Pad开口的位置处。
[0031]可选的，所述图形化的电极宽度大于底电极Pad开口的宽度。
[0032]可选的，所述图形化的电极为单级阶梯电极、多边形电极或直角梯形电极；
[0033]若为所述直角梯形电极，所述直角梯形电极的斜腰面向薄膜端部。
[0034]可选的，所述衬底层的上表面预设底电极Pad开口的位置处开设有一预设深度的沟槽；
[0035]所述沟槽中沉积有电极，所述电极的上表面与所述衬底层的上表面处于同一水平面。
[0036]可选的，所述沟槽的槽口宽度大于底电极Pad开口的宽度。
[0037]本专利技术实施例第三方面公开了一种电子设备，所述电子设备上设置有利用本专利技术实施例第一方面公开的压电MEMS传感器的制备方法制备的压电MEMS传感器；或者，所述电子设备上设置有本专利技术实施例第二方面公开的压电MEMS传感器。
[0038]基于上述本专利技术实施例提供的一种压电MEMS传感器及其制备方法、电子设备，通过提供一衬底层；在所述衬底层的上表面预设底电极Pad开口的位置处形成预设厚度的电极；在所述电极和所述衬底层的上表面沉积底电极、压电层和顶电极；经一次光刻形成底电极Pad开口和薄膜端部。在本专利技术实施例中，在沉积底电极之前，通过在预设底电极Pad开口的位置处的衬底层上形成一预设厚度的电极，然后，经一次光刻形成底电极Pad开口和薄膜端部，不仅可以保证薄膜端部位置的底电极端部与其他两膜层端部对齐，还因为在预设置底电极Pad开口的位置处先沉积了一层预设厚度的电极，在一次光刻过程中，能够确保底电极Pad开口处的电学连接不受影响，实现通过一次光刻使薄膜端部位和底电极Pad开口均满足要求的目的。
附图说明
[0039]为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或现
有技术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申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0040]本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。
[0041]图1为现有技术中的一种压电器件的截面示意图；
[0042]图2为本专利技术实施例提供的一种压电MEMS传感器的制备方法的流程示意图；
[0043]图3至图8为本专利技术实施例提供的一种压电MEMS传感器的制备方法的工艺流程图；
[0044]图9至图15为本专利技术实施例提供的另一种压电MEMS传感器的制备方法的工艺流程图。
[0045]其中，衬底层1、衬底层的上表面11、衬底层的下表面12、电极2、底电极3、压电层4、顶电极5、薄膜端部6、底电极Pad开口7、沟槽8。
具体实施方式
[0046]下面将结合本申请实施例中的附图，对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压电MEMS传感器的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：提供一衬底层；在所述衬底层的上表面预设底电极Pad开口的位置处形成预设厚度的电极；在所述电极和所述衬底层的上表面沉积底电极、压电层和顶电极；进行一次光刻，形成底电极Pad开口和薄膜端部。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述衬底层的上表面预设底电极Pad开口的位置处形成预设厚度的电极，包括：在所述衬底层的上表面预设底电极Pad开口的位置处沉积一层或多层电极薄膜，对所述一层或多层电极薄膜进行图形化，得到具有预设厚度的电极；或者，在所述衬底层的上表面预设底电极Pad开口的位置处，刻蚀预设深度的沟槽；在所述沟槽中沉积电极，并进行CMP，使所述电极的上表面与所述衬底层的上表面处于同一水平面。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述一层或多层电极薄膜进行图形化包括：按照单级阶梯、多边形或直角梯形对所述一层或多层电极薄膜进行图形化。4.一种压电MEMS传感器，其特征在于，所述压电MEMS传感器包括：衬底层；设置于所述衬底层的上表面预设底电极Pad开口的位置处的预设厚度的电极；沉积于所述电极和所述衬底层的上表面的底电极、压电层和顶电极；底电极Pad开口和薄膜端部，其中，所述薄膜端部位置的底电极端部、压电层端部和顶电极端部对齐。5.根据权利要求4所述的压电MEMS传感器，其特征在于，所述衬底层包括半导体衬底层。6.根据权利要求4所述的压电MEMS传感器，其特征在于，所述预设厚度的电极的宽度大...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐洋，朱莉莉，
申请(专利权)人：湖北九峰山实验室，
类型：发明
国别省市：