[发明专利]超声换能器及其制造方法

说明书

本发明提供一种超声换能器及其制造方法。该超声换能器，包括：依次层叠设置的基底层(101)，第一电极(104)、振膜层(102)、第二电极(105)、压电层(103)，第三电极(106)，其中，所述基底层(101)的靠近振膜层的一面上设置有凹槽，所述第一电极(104)填充于所述凹槽内，所述振膜层(102)上形成有空腔(107)，所述空腔(107)与所述第一电极(104)的位置相对应。进一步提高了超声换能器件的接收灵敏度，解决了现有超声换能器接收灵敏度受到超声波发射层影响的问题。

技术领域

本申请涉及超声成像技术领域，尤其涉及一种超声换能器及其制造方法。

背景技术

随着生物识别技术的发展，越来越多的终端上配备了生物识别芯片。而超声换能器件是比较常见的生物识别传感器，其通过主动发射高频声波穿过屏幕到达生物体的表面，然后收集超声波在按压区域的回波形成到皮肤特征图像，最后将皮肤特征图像和存储的图像进行对比，完成指纹识别、活体检测等功能。

现有的超声换能器件通过设计分离的超声波发射层和超声波接收层来提高发射能力，但分离设计在提高发射能力的同时会导致超声换能器的接收灵敏度受到超声波发射层的影响。

发明内容

本申请提供一种超声换能器及其制造方法，实现了提高超声换能器件的接收灵敏度的目的，解决了现有超声换能器接收灵敏度受到超声波发射层影响的问题。

第一方面，本申请提供了一种超声换能器，包括：依次层叠设置的基底层(101)，第一电极(104)、振膜层(102)、第二电极(105)、压电层(103)，第三电极(106)，其中，所述基底层(101)的靠近振膜层的一面上设置有凹槽，所述第一电极(104)填充于所述凹槽内，所述振膜层(102)上形成有空腔(107)，所述空腔(107)与所述第一电极(104)的位置相对应。

在一些可能的实现方式中，所述第一电极(104)为电极阵列。

在一些可能的实现方式中，所述空腔(107)的数量为2个及以上，每个空腔与至少一个所述第一电极(104)的位置对应。

在一些可能的实现方式中，所述空腔的高度为50nm～500nm。

在一些可能的实现方式中，所述振膜层(102)的空腔上方的厚度为200～400nm。

在一些可能的实现方式中，所述振膜层(102)的材料包括：氮化硅或者氧化硅。

在一些可能的实现方式中，所述基底层(101)包括衬底层和电路层，所述电路层上设置有控制电路，所述控制电路与所述第一电极(104)电连接，所述第二电极(105)接地，所述第三电极(106)连接交流激励信号源。

在一些可能的实现方式中，所述第二电极(105)包括两部分，第一部分(1051)层叠在振膜层(102)上表面，第二部分(1052)设置在所述振膜层(102)的下表面上形成整面电极。

在一些可能的实现方式中，所述第二电极(105)包括两部分，第一部分(1051)层叠在振膜层(102)上表面，第二部分(1052)设置在所述振膜层(102)的与所述空腔(107)对应的下表面上，使其与所述第一电极(104)位置对应。

在一些可能的实现方式中，所述第一电极(104)和所述第二电极(105)的第二部分(1052)中的至少一个在暴露于空腔的面上覆盖有绝缘材料。

第二方面，本申请提供了一种超声换能器的制造方法，用于制作上述任一可能的实施方式中所述的超声换能器；所述方法包括：

在基底层上沉积第一电极；

在沉积有第一电极的所述基底层上涂覆牺牲层；

对应空腔形状，对所述牺牲层进行图形化处理，保留空腔位置处的牺牲层；