[发明专利]一种具有弧形或斜面声腔的MEMS压电超声波换能器阵列

权利要求书

1.一种具有弧形或斜面声腔的MEMS压电超声波换能器阵列，其特征在于，包括一个或数个换能器单元，每个所述换能器单元包括若干个设置于同一平面、且具有相同弧形或斜面声腔的MEMS压电超声波换能器，其中，

所述具有弧形或斜面声腔的MEMS压电超声波换能器，包括自上而下的低阻硅片层、二氧化硅或氮化硅层、上电极金属层、压电薄膜层、下电极金属层、多晶硅层及具有弧形或斜面声腔的下衬底层；

所述具有弧形或斜面声腔的下衬底层的横截面为半圆形、拱形、三角形或多边形空腔面，材料为硅、玻璃或者聚硅氧烷PDMS。

2.根据权利要求1所述的具有弧形或斜面声腔的MEMS压电超声波换能器阵列，其特征在于，所述弧形或斜面声腔的腔体结构能够增强超声波的声压强度。

3.根据权利要求1所述的具有弧形或斜面声腔的MEMS压电超声波换能器阵列，其特征在于，其制备方法包括以下具体步骤：

步骤1：制备MEMS压电超声波换能器

1.1.采用低阻硅片作为上衬底；

1.2.在上衬底上表面自下而上依次沉积二氧化硅或氮化硅层、上电极金属层、压电薄膜层以及下电极金属层；

1.3.图形化并刻蚀所述下电极金属层和压电薄膜层，形成下电极；

1.4.在图形化并刻蚀后的下电极金属层和压电薄膜层的表面沉积多晶硅层；

1.5.图形化并刻蚀所述上衬底的下表面和二氧化硅或氮化硅层，形成上电极，制得MEMS压电超声波换能器；

步骤2：制备具有弧形或斜面声腔的下衬底层

2.1.采用硅、玻璃或者聚硅氧烷PDMS作为下衬底；

2.2图形化并刻蚀所述下衬底，使其具有弧形或斜面图形，形成弧形或斜面声腔的下衬底层；

步骤3：将所述MEMS压电超声波换能器的多晶硅层与弧形或斜面声腔的下衬底层键合，制得具有弧形或斜面声腔的MEMS压电超声波换能器；

步骤4：在同一平面，重复步骤1-步骤3，制得具有弧形或斜面声腔的MEMS压电超声波换能器单元；

步骤5：按设计要求，布局步骤4所述的MEMS压电超声波换能器单元，得到所述的MEMS压电超声波换能器阵列。

4.根据权利要求3所述的具有弧形或斜面声腔的MEMS压电超声波换能器阵列，其特征在于，所述压电薄膜层的材料为锆钛酸铅PZT或者氮化铝AlN。