一种高灵敏度压电式硅麦克风的制备方法

摘要

本发明公开了一种高灵敏度压电式硅麦克风及其制备方法，其压电式硅麦克风包括基底、弹性支撑层、压电薄膜部分和电极部分；所述基底中形成有穿孔，弹性支撑层覆盖于基底表面，压电薄膜部分位于弹性支撑层上，所属压电薄膜部分包括过渡层和压电功能层两部分，过渡层使得其上的压电功能层无裂缝，电极部分包括两电极、电极引线和电极端子，电极部分位于同一平面内，位于压电薄膜部分的上表面，两电极为双螺旋结构，所述两电极位于穿孔区域的正上方，电极端子和电极引线将电极上的信号引出，实现与放大电路的电连接。其优点是：本发明采用双螺旋电极设计，使得压电薄膜沿面内极化，利用压电薄膜的d33模式，提高了压电式硅麦克风的灵敏度。

主权项

一种高灵敏度的压电式硅麦克风的制备方法，其特征是，包括如下步骤：a、提供硅基基底（1）；b、在基底（1）上生成一层弹性支撑层（2）；c、在基底（1）上生成压电薄膜部分（10）的过渡层（11）；d、在基底（1）上生成压电薄膜部分（10）的压电功能层（12）；e、在基底（1）上形成第一电极（4）、第一电极引线（5）、第一电极端子（6）、第二电极（7）、第二电极引线（8）和第二电极端子（9），第一电极（4）和第二电极（7）成双螺旋结构；f、在基底（1）底部刻蚀孔（3）贯穿基底；g、在第一电极（4）和第二电极（7）之间施加电压，使得压电薄膜部分（10）的压电功能层（12）面内极化；所述过渡层（11）的材质为ZrO₂，采用sol‑gel法沉积，采用0.4mol/L的ZrO2溶液以3000rpm旋涂30s，后经450℃热解1分钟，在700℃快速退火1分钟，最后在700℃下退火3小时，所得过渡层（11）的厚度为0.3μm；所述压电功能层（12）的材质为PZT，具有压电效应，有应变时在表面产生电荷，所述压电功能层（12）采用sol‑gel法沉积，采用0.75mol/L的PZT溶液以1500rpm旋涂30s，后经450℃热解1分钟，然后在700℃快速退火1分钟；重复以上sol‑gel法沉积，最终所得压电功能层（12）的厚度为1～2μm；所述弹性支撑层（2）为热氧化氧化硅，厚度为0.5～1μm；所述第一电极（4）、第一电极引线（5）、第一电极端子（6）、第二电极（7）、第二电极引线（8）、第二电极端子（9）材料为Cr/Au，所述第一电极（4）、第一电极引线（5）、第一电极端子（6）、第二电极（7）、第二电极引线（8）、第二电极端子（9）图案采用lift‑off工艺生成，或先沉积一层金属电极材料层再用湿法刻蚀出所需图案。