[发明专利]压电薄膜传感器及其制备方法

说明书

本申请提供一种压电薄膜传感器及其制备方法。所述压电薄膜传感器的制备方法包括提供一种压电薄膜层状结构。所述压电薄膜层状结构包括基底、第一绝缘层、压电薄膜器件和第二绝缘层。利用干法刻蚀将所述第二绝缘层与所述压电薄膜器件相对的部分去除，并漏出部分所述第二表面。对于所述第二表面漏出的部分进行刻蚀，刻蚀深度等于所述基底的厚度。

技术领域

本申请涉及微机电系统领域，特别是涉及压电薄膜传感器及其制备方法。

背景技术

压电薄膜传感器是在MEMS领域发展较为迅速的一个分支。压电原理是实现位传感器的另一种新途径。通过压电效应，应力、加速度等待感知量可以在压电薄膜上输出电压，而逆压电效应使微传感器可以通过施加外加电压驱动微结构产生位移。事实上，利用压电薄膜材料制成的微传感器与现有的硅基材料微传感器相比具有无可比拟的优势。是微传感器研究发展的新领域。

基于压电效应的传感器是一种自发电式和机电转换式传感器。它的敏感元件由压电材料制成。压电材料受力后表面产生电荷。此电荷经电荷放大器和测量电路放大和变换阻抗后就成为正比于所受外力的电量输出。压电式传感器用于测量力和能变换为的非电物理量。它的优点是频带宽、灵敏度高、信噪比高、结构简单、工作可靠和质量较轻等优点。

目前，全球有很多科研机构有对压电薄膜传感器技术的研究，在理论分析方面都取得了一定的成果。但真正可以应用到实际的压电薄膜传感器却很少。原因主要是在用体硅工艺做压电薄膜传感器时需要腐蚀释放背面的硅衬底，这个过程难以控制，易发生微结构与衬底粘连的现象。为此需要一种新型的压电薄膜传感器制造的方法，以避免微结构与衬底粘连，从而提高压电薄膜传感器的成品率和灵敏度。

发明内容

基于此，有必要针对微结构与衬底粘连，提高压电薄膜传感器的成品率和灵敏度的问题，提供一种压电薄膜传感器及其制备方法。

本申请提供一种压电薄膜传感器的制备方法，所述方法包括：

S100，提供一种压电薄膜层状结构，所述压电薄膜层状结构包括：

基底，所述基底包括第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；

第一绝缘层，设置于所述第一表面，所述第一绝缘层包括至少一个第一绝缘层第一部分和至少一个第一绝缘层第二部分；当所述第一绝缘层包括一个所述第一绝缘层第一部分和一个所述第一绝缘层第二部分时，所述第一绝缘层第一部分和所述第一绝缘层第二部分直接相邻设置；当所述第一绝缘层包括两个或两个以上所述第一绝缘层第一部分时，相邻的两个所述第一绝缘层第一部分之间间隔一个所述第一绝缘层第二部分；

压电薄膜器件，设置于所述第一绝缘层远离所述基底的表面；以及

第二绝缘层，设置于所述第二表面；

制备所述压电薄膜器件的具体步骤包括：

S131，在所述第一绝缘层远离所述基底的表面涂覆光刻胶，对所述光刻胶进行光刻，然后沉积第一电极层；

S132，对所述第一电极层光刻、剥离，在所述第一绝缘层远离所述基底的表面形成多个间隔设置的第一电极；

S133，在所述第一电极远离所述第一绝缘层的表面以及所述第一绝缘层未被所述第一电极覆盖的表面旋涂压电薄膜层，在所述压电薄膜层表面涂覆光刻胶，并对所述光刻胶进行光刻；

S134，对所述压电薄膜层进行热处理；

S135，对所述压电薄膜层进行湿法腐蚀，去除位于所述第一绝缘层未被所述第一电极覆盖的表面的所述压电薄膜层；

S136，在未被所述第一电极覆盖的所述第一绝缘层的表面涂覆光刻胶，然后在所述压电薄膜层远离所述第一电极的表面沉积第二电极层；以及