[发明专利]高灵敏度压电MEMS传感器及其制备方法

权利要求书

1.高灵敏度压电MEMS传感器，其特征是：

包括基底和压电堆叠结构；

所述基底从下至上依次为基底底层、基底中间层和基底顶层；

所述基底底层设有背腔，所述基底顶层设有规律分布的镂空槽；

所述压电堆叠结构设有贯通压电堆叠结构、且与镂空槽相通的若干释放孔。

2.如权利要求1所述的高灵敏度压电MEMS传感器，其特征是：

所述基底底层、所述基底顶层与所述基底中间层材质不同。

3.如权利要求2所述的高灵敏度压电MEMS传感器，其特征是：

所述基底底层和所述基底顶层为单晶硅，所述基底中间层为SiO₂。

4.如权利要求1所述的高灵敏度压电MEMS传感器，其特征是：

所述镂空槽为一系列同心圆环槽、或为若干平行的长条槽、或由沿第一方向的若干长条槽和沿第二方向的若干长条槽垂直交叉构成、或由若干平行的长条槽和一系列同心圆环槽交叠构成、或由交叉的沿第一方向的若干长条槽和沿第二方向的若干长条槽与一系列同心圆环槽交叠构成。

5.如权利要求1所述的高灵敏度压电MEMS传感器，其特征是：

所述压电堆叠结构从下至上依次为底电极、压电薄膜和顶电极。

6.如权利要求5述的高灵敏度压电MEMS传感器，其特征是：

所述顶电极为图案化后的顶电极。

7.如权利要求6述的高灵敏度压电MEMS传感器，其特征是：

顶电极图案化为完整或分离的图案，所述分离的图案指通过内嵌槽将电极分割的形状图案。

8.如权利要求5述的高灵敏度压电MEMS传感器，其特征是：

所述底电极和顶电极均为图案化后的电极，图案化后的顶电极与底电极形状、大小一致，且位置相对应。

9.如权利要求8述的高灵敏度压电MEMS传感器，其特征是：

底电极和顶电极图案化为完整或分离的图案，所述分离的图案指通过内嵌槽将电极分割的形状图案。

10.如权利要求7或9所述的高灵敏度压电MEMS传感器，其特征是：

所述电极图案化为完整的图案，具体为：

电极图案化为圆形电极、或多边形电极。

11.如权利要求7或9所述的高灵敏度压电MEMS传感器，其特征是：

所述电极图案化为分离的图案，具体为：

电极图案化为内嵌正方形环槽的正方形电极、内嵌两平行条形槽的长方形电极、内嵌圆环槽的圆形电极、或内嵌正六边形环槽的正六边形电极。

12.高灵敏度压电MEMS传感器的制备方法，其特征是，包括步骤：

S110，在基底的基底顶层上刻蚀基底顶层槽，所述基底从下至上依次为基底底层、基底中间层和基底顶层；

S120，在基底顶层上沉积第一牺牲层；

S130，抛除多余的第一牺牲层，使得保留的第一牺牲层刚好填满基底顶层槽；

S140，在基底顶层和第一牺牲层上沉积压电堆叠结构；

S150，在压电堆叠结构上刻蚀贯通压电堆叠结构、且连接第一牺牲层的若干释放孔；

S160，通过若干释放孔释放腐蚀液或腐蚀气体，腐蚀第一牺牲层，从而在基底顶层上形成镂空槽；

S170，在基底的基底底层上刻蚀出背腔，即获得高灵敏度压电MEMS传感器。

13.如权利要求12所述的高灵敏度压电MEMS传感器的制备方法，其特征是：

步骤S140，具体为：

在基底顶层和第一牺牲层上依次沉积底电极、压电薄膜和顶电极，将顶电极图案化。