一体化全振导电薄膜结构的电容式超声传感器及其制作方法技术

本发明专利技术为一种一体化全振导电薄膜结构的电容式超声传感器，解决了现有传感器频率偏差大、归一化位移低、灵敏度低等问题。该传感器包括刻有若干圆柱形微结构腔的硅衬底以及通过键合技术键合在硅衬底上的全振薄膜，全振薄膜与圆柱形微结构腔组成真空的子振动腔；若干圆柱形微结构腔通过第一沟槽互联，以形成区域化下电极。本发明专利技术传感器设计新颖、结构简单、频率偏差小、归一化位移高、灵敏度提高明显。该传感器中的全振薄膜无需沉积分立附加电极，薄膜均匀性好，厚度可控性高，响应灵敏度高，频率偏差小。本发明专利技术传感器的区域化下电极大大减小了不必要的杂散电容。同时，本发明专利技术传感器的制作工艺简单，可集成化程度高，具有一定的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

【技术保护点】
一种一体化全振导电薄膜结构的电容式超声传感器，其特征在于：包括硅衬底（1）和全振薄膜（2）；硅衬底（1）的上表面开设有若干圆柱形微结构腔（3），若干圆柱形微结构腔（3）成排、列对齐布置，每排的两个相邻圆柱形微结构腔（3）之间以及每列的两个相邻圆柱形微结构腔（3）之间都通过开设第一沟槽（4）而互联相通，圆柱形微结构腔（3）深度与第一沟槽（4）深度相同；硅衬底（1）的上表面的边缘处还开设有一个下电极引出腔（5），下电极引出腔（5）与任意的其中一个圆柱形微结构腔（3）通过开设第二沟槽（6）而互联相通，下电极引出腔（5）和第二沟槽（6）的深度都与圆柱形微结构腔（3）深度相同；硅衬底（1）的上表面除圆柱形微结构腔（3）、下电极引出腔（5）、第一沟槽（4）和第二沟槽（6）以外的位置处设有二氧化硅氧化层（7），硅衬底（1）的下表面也设有二氧化硅氧化层（7）并且硅衬底（1）下表面的二氧化硅氧化层（7）上还设有氮化硅钝化层（8）；硅衬底（1）上的圆柱形微结构腔（3）腔底和第一沟槽（4）槽底都设有金属层（12），同时圆柱形微结构腔（3）腔底的金属层（12）上还设有二氧化硅氧化层（7）；下电极引出腔（5）和第二沟槽（6）内设有与圆柱形微结构腔（3）内金属层（12）相连的下电极引出金属层（9），下电极引出金属层（9）的上表面与下电极引出腔（5）和第二沟槽（6）顶部的二氧化硅氧化层（7）上表面相平；全振薄膜（2）的下表面也设有二氧化硅氧化层（7），全振薄膜（2）下表面的二氧化硅氧化层（7）通过键合技术与硅衬底（1）上表面的二氧化硅氧化层（7）键合，并且全振薄膜（2）覆盖住所有的圆柱形微结构腔（3）；全振薄膜（2）上位于下电极引出腔（5）一侧的侧边上延设有一凸膜（10），凸膜（10）上沉积有上电极引出金属层（11）。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：薛晨阳，何常德，苗静，张国军，张文栋，熊继军，刘俊，张慧，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：