本发明专利技术公开了一种压电微机械超声换能器结构，包括自下而上依次设置的衬底、底电极层、压电层和顶电极层，其中心部分的底电极层、压电层和顶电极层向上或者向下弯曲，形成凸形曲面或者凹形曲面，该曲面下方的衬底部分为空腔，并且曲面的外边缘和衬底空腔内壁之间具有间隙距离。本发明专利技术能够显著提高压电微机械超声换能器膜层的振幅和灵敏度，克服性能不足的问题。另外压电微机械超声换能器通常在一阶谐振频率下表现出最优性能，本发明专利技术提供的压电微机械超声换能器结构能够显著提高二阶及高阶谐振频率下的灵敏度和超声性能，使其更适合在高频情况下工作。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于超声传感器领域，具体涉及一种压电微机械超声换能器结构及其电气产品。
技术介绍
1、压电微机械超声换能器是利用压电材料的正逆压电效应使压电薄膜振动，从而发射或者接收超声波信号的器件。压电微机械超声换能既可做执行器发射超声波，又可做传感器接收超声波，并且基于压电微机械超声换能工艺的批量化生产和晶圆级封装使压电微机械超声换能成本极大的降低，非常适合大规模商业应用。压电微机械超声换能在超声测距、超声成像、超声无损检测等方面都有较好的应用前景，在超声成像仪、超声雷达、声呐探测、扫地机器人等具体产品和场景中都会用到。
2、压电微机械超声换能器的振动位移和声压决定了其发射和接收性能。压电微机械超声换能器通常由底电极、压电层、顶电极、支撑层以及衬底和空腔组成，空腔上方的振膜工作时呈弯曲振动，进而发射和接收超声波。
3、然而，现有技术中的超声换能器结构有待改进，这些结构有如振动位移小、表面声压小等问题。因此，有必要提供一种新型的压电微机械超声换能器结构，以克服现有技术中存在的问题，提高超声换能器的性能。
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【技术保护点】
1.一种压电微机械超声换能器结构，其特征在于：包括自下而上依次设置的衬底、底电极层、压电层和顶电极层，其中心部分的底电极层、压电层和顶电极层向上或者向下弯曲，形成凸形曲面或者凹形曲面，该曲面下方的衬底部分为空腔，并且曲面的外边缘和衬底空腔内壁之间具有间隙距离。
2.根据权利要求1所述的压电微机械超声换能器结构，其特征在于：所述曲面俯视为圆形或者椭圆形或者矩形。
3.根据权利要求1所述的压电微机械超声换能器结构，其特征在于：底电极层的下层设置有底电极保护层，顶电极层的上层设置有顶电极保护层。
4.根据权利要求1所述的压电微机械超声换能器结构，其特征在于：...
【技术特征摘要】
1.一种压电微机械超声换能器结构，其特征在于：包括自下而上依次设置的衬底、底电极层、压电层和顶电极层，其中心部分的底电极层、压电层和顶电极层向上或者向下弯曲，形成凸形曲面或者凹形曲面，该曲面下方的衬底部分为空腔，并且曲面的外边缘和衬底空腔内壁之间具有间隙距离。
2.根据权利要求1所述的压电微机械超声换能器结构，其特征在于：所述曲面俯视为圆形或者椭圆形或者矩形。
3.根据权利要求1所述的压电微机械超声换能器结构，其特征在于：底电极层的下层设置有底电极保护层，顶电极层的上层设置有顶电极保护层。
4.根据权利要求1所述的压电微机械超声换能器结构，其特征在于：所述压电层由pzt、knn、pzt-n、pmn-pt、aln、sc-aln、zno、pvdf和linio3中的至少一种材料形成；所述电极的材质为钼。
5.根据权利要求1所述的压电微机械超声换能器...
【专利技术属性】
技术研发人员：牛鹏飞，胡小帆，庞慰，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：
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