CN103323042A - 一体化全振导电薄膜结构的电容式超声传感器及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种一体化全振导电薄膜结构的电容式超声传感器，解决了现有传感器频率偏差大、归一化位移低、灵敏度低等问题。该传感器包括刻有若干圆柱形微结构腔的硅衬底以及通过键合技术键合在硅衬底上的全振薄膜，全振薄膜与圆柱形微结构腔组成真空的子振动腔；若干圆柱形微结构腔通过第一沟槽互联，以形成区域化下电极。本发明传感器设计新颖、结构简单、频率偏差小、归一化位移高、灵敏度提高明显。该传感器中的全振薄膜无需沉积分立附加电极，薄膜均匀性好，厚度可控性高，响应灵敏度高，频率偏差小。本发明传感器的区域化下电极大大减小了不必要的杂散电容。同时，本发明传感器的制作工艺简单，可集成化程度高，具有一定的应用前景。

Description

一体化全振导电薄膜结构的电容式超声传感器及其制作方法

技术领域

本发明涉及MEMS传感器领域中的超声传感器，具体是一种一体化全振导电薄膜结构的电容式超声传感器及其制作方法。

背景技术

电容式超声传感器是一种有着广泛用途的静电传感器，可以在液体、固体和气体等多种介质里工作。电容式超声传感器已经在医药诊断和治疗、无损伤材料测试、声纳、通讯、流量测量、实时工艺控制以及超声显微镜等领域里有很好的应用。

但是，现有的电容式超声传感器也存在有弊端：1）由于当今国内外对电容式超声传感器在水下超声成像方面的研究不多，工作频率多集中于兆赫兹及以上频段，因而不能满足远距离水下成像应用需求； 2）现有电容式超声传感器振膜厚度均匀可控性不高、振膜的表面粗糙度大，直接影响振膜各处的变形均匀性，致使振膜归一化位移(即振膜各处的平均位移与最大位移的比值，用来反映振膜变形的均匀性。越接近于1，表明结构对超声波的声电转换能力越好)变小，传感器对超声波的收发能力下降；3）由于现有电容式超声传感器的振膜多为氮化硅等绝缘材料，表面不可避免的需要分立金属电极的沉积，导致传感振膜的频率增高、出现偏差，不利于所需次兆赫兹传感器的实现；4）现有电容式超声传感器多采用表面牺牲工艺制备，造成薄膜释放困难、器件成品率不稳定。此外，现有的电容式超声传感器制备工艺的限制和结构上表面分立电极的沉积，限制了传感器灵敏度的提高。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术中存在的问题，而提供一种无需上层分立金属电极、具有一体化全振薄膜、区域化下电极的电容超声传感结构，具体是一种一体化全振导电薄膜结构的电容式超声传感器及其制作方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种一体化全振导电薄膜结构的电容式超声传感器，包括硅衬底和全振薄膜；硅衬底的上表面开设有若干圆柱形微结构腔，若干圆柱形微结构腔成排、列对齐布置，每排的两个相邻圆柱形微结构腔之间以及每列的两个相邻圆柱形微结构腔之间都通过开设第一沟槽而互联相通，圆柱形微结构腔深度与第一沟槽深度相同；硅衬底的上表面的边缘处还开设有一个下电极引出腔，下电极引出腔与任意的其中一个圆柱形微结构腔通过开设第二沟槽而互联相通，下电极引出腔和第二沟槽的深度与圆柱形微结构腔深度相同；硅衬底的上表面除圆柱形微结构腔、下电极引出腔、第一沟槽和第二沟槽以外的位置处设有二氧化硅氧化层，硅衬底的下表面也设有二氧化硅氧化层并且硅衬底下表面的二氧化硅氧化层上还设有氮化硅钝化层；硅衬底上的圆柱形微结构腔腔底和第一沟槽槽底都设有金属层，同时圆柱形微结构腔腔底的金属层上还设有二氧化硅氧化层；下电极引出腔和第二沟槽内设有与圆柱形微结构腔内金属层相连的下电极引出金属层，下电极引出金属层的上表面与下电极引出腔和第二沟槽顶部的二氧化硅氧化层上表面相平；全振薄膜的下表面也设有二氧化硅氧化层，全振薄膜下表面的二氧化硅氧化层通过键合技术与硅衬底上表面的二氧化硅氧化层键合，并且全振薄膜覆盖住所有的圆柱形微结构腔；全振薄膜上位于下电极引出腔一侧的侧边上延设有一凸膜，凸膜上沉积有上电极引出金属层。

本发明传感器结构中，全振薄膜为一体化的自导电全振膜，使用现有SOI器件加工而成的，因此相比于传统的独立附加上的电极结构，本发明传感器无需上层分立金属电极，全振薄膜均匀性好，厚度可控性高，使器件频率偏差小，全振薄膜响应灵敏度得到提高。硅衬底上表面的圆柱形微结构腔与全振薄膜键合后构成真空的子振动腔，可控制传感器的工作频率在次兆赫兹范围内，从而实现结构频率的适用性需求；相邻的圆柱形微结构腔之间通过第一沟槽互联相通，从而使得作为下电极的金属层实现互联，形成区域化下电极，并且硅衬底上开设的下电极引出腔和第二沟槽易于下电极的引出，相比于传统传感器的衬底整片为导电材料构成下电极，本发明传感器能大大减小传统传感器结构中下电极的不必要的杂散电容。针对传统电容超声传感器多采用表面牺牲工艺制备而导致振膜厚度均匀可控性不高、振膜的表面粗糙度大的弊端，本发明利用BOE蚀刻对SOI氧化停止层及顶层硅的良好选择性，形成的一体化全振薄膜厚度均匀，弹性良好。

进一步地，所述的硅衬底由无掺杂高阻硅制作而成，其电阻率为12000Ω·cm；所述的全振薄膜由SOI片材料制作而成，其电阻率为0.02Ω·cm。

硅衬底上、下表面的二氧化硅氧化层厚度为1μm；硅衬底下表面二氧化硅氧化层上的氮化硅钝化层厚度为1μm；硅衬底的上表面开设的圆柱形微结构腔、下电极引出腔、第一沟槽及第二沟槽的深度都为0.5μm；圆柱形微结构腔腔底和第一沟槽槽底的金属层厚度为0.1μm，圆柱形微结构腔腔底金属层上的二氧化硅氧化层厚度为0.1μm；下电极引出腔和第二沟槽内的电极引出金属层厚度为1.5μm；全振薄膜的厚度为3μm，全振薄膜下表面的二氧化硅氧化层厚度为1μm。上述各参数是为保证传感器性能能达到最优而经过不断试验总结得到的。

本发明一体化全振导电薄膜结构的电容式超声传感器的制作方法，包括如下步骤：

1）取硅衬底，并在硅衬底上下表面氧化二氧化硅氧化层，利用ICP刻蚀技术（即反应耦合等离子体刻蚀，是一种非常重要的半导体干法刻蚀技术，为公知现有技术）对硅衬底上表面的二氧化硅氧化层及硅衬底本体进行刻蚀，使得硅衬底本体上表面刻蚀形成圆柱形微结构腔、下电极引出腔、第一沟槽及第二沟槽；

2）在圆柱形微结构腔腔底及第一沟槽槽底沉积金属层形成相应的区域化下电极及互联引线（圆柱形微结构腔腔底的金属层为下电极，第一沟槽槽底的金属层为互联引线），在圆柱形微结构腔腔底的金属层上热氧化一层二氧化硅氧化层作为绝缘保护层；在下电极引出腔及第二沟槽内沉积下电极引出金属层，沉积至下电极引出金属层的上表面与下电极引出腔和第二沟槽顶部的二氧化硅氧化层上表面相平；

3）取SOI器件，并将SOI器件上下表面氧化二氧化硅氧化层；将SOI器件下表面的二氧化硅氧化层通过键合技术与硅衬底的上表面的二氧化硅氧化层键合；键合后硅衬底上的若干圆柱形微结构腔就形成了真空密闭的子振动腔；

4）将键合后的硅衬底和SOI器件的整体上下表面进行氮化处理，形成氮化硅钝化层以使在后续处理中保护硅衬底不被损坏；

5）对SOI器件减薄、TMAH腐蚀、BOE蚀刻，去除无用的底层硅及氧化刻蚀停止层，露出作为全振薄膜及凸膜的顶层硅；

6）在凸膜上沉积金属层作为上电极引出金属层，完成传感器的制备。

上述制作工艺过程中，使用到的BOE溶液是一种公知且常用的缓冲蚀刻液，是由HF（氢氟酸）与NH₄F（氟化铵）依不同比例混合而成，HF为主要的蚀刻液，NH₄F则作为缓冲剂使用。利用NH₄F固定〔H+〕的浓度，使之保持一定的蚀刻率。HF会浸蚀玻璃及任何含硅石的物质。使用到的TMAH腐蚀液为四甲基氢氧化铵，是一种新型各向异性腐蚀液，可与单晶Si的反应，实现对硅的腐蚀，反应方程式为：2（CH₃）₄NOH+Si+H₂O→[（CH₃）₄N] ₂SiO₃+H₂↑。TMAH腐蚀液具有无毒、不易燃、腐蚀速率快等优点，对（100）、（111）面的腐蚀表面光滑、粗糙度小，所以可以在高精度、微量程压力传感器的正方膜片、矩形膜片的形成中作各向异性腐蚀使用，TMAH腐蚀液正在广泛应用于实践中。

以下对本发明超声传感器进行ANSYS有限元仿真分析（待分析的超声传感器为设有100个圆柱形微结构腔的超声传感器，并以4×25为阵列排列）：

1、声电转换特性和动态电学特性计算：

根据对敏感单元声电转换的传感及检测原理分析，得到微敏感单元的声电转换特性和动态电学特性。利用有限元分析软件ANSYS12.0对本发明超声传感器进行仿真。根据频率指标，借助理论公式，初步设定结构的尺寸；建立有限元模型，修正调整初设尺寸，利用电结构耦合预应力模态分析选择谐振频率及振型合适的结构；通过对所建立有限元模型的静态分析，得到微结构的灵敏度。

本发明电容式超声传感器的共振频率计算公式为：

                       

其中，λ_x是自然频率因子，取值为35.08，A为圆形振膜直径，T_m为振膜厚度。ρ、σ、E分别为振膜的密度、泊松比与杨氏模量。本发明设计了共振频率分别为124 kHz、176 kHz、272 kHz、354 kHz、486 kHz 5种规格的传感器，对应薄膜直径跨度从600μm至300μm，保证在共振时对应波长依次为12.10mm、8.51mm 、5.51mm、4.24mm 、3.10mm。通过理论预设，可初步确定满足所需频率指标的传感器尺寸范围，再通过Ansys有限元修正，确定最终尺寸可见表1。

由于本发明超声传感器的100个子振动腔相连，结构循环对称，且各子振动腔间距为30μm，远小于共振时的对应波长，则可假设各子振动腔间对超声波同相位收发，用子振动腔有限元模型便可仿真整体微结构。

硅的杨氏模量为169e9Pa，密度2332kg/m³，泊松比0.23；二氧化硅的杨氏模量为70e9Pa，密度2220kg/m³，泊松比0.17；按照本发明超声传感器组成及各部分所用材料建立有限元分析模型。子振动腔的有限元分析单元类型选用Trans226，其余部分选用Solid95，使用自由网格划分。得到486kHz微结构子单元的一阶及六阶振型。其余各频率指标的微结构模态结果如表1所示。

分析模态结果可知，只有一阶模态下，每个子振动腔对应的全振薄膜呈现中心振幅最大，向边缘扩散方向振幅逐渐递减的鼓式振型，满足超声波的收发；在前七阶振型中，只有第六阶振型与一阶振型最相似，呈现中心部分现沿薄膜表面的法向上下振动，但其边缘处却始终与中央部分振动方向相反，不利于超声波的收发。因而，确定本发明超声传感器的一阶频率为最佳工作频率，一阶模式即为最优工作振型。

根据对本发明超声传感器的敏感机理分析，对其进行有限元数值模拟，得到486k微结构的位移分布云图。仿真时施加子步数为1且与传感器工作所需吻合的28V直流偏置为预置电压。观察传感器的位移分布云图可知，每个子振动腔对应的振膜中心相对位移较大；越接近侧壁支撑处相对位移越小。振膜挠曲变形时呈由内向外同心圆式的同环形变量相同、沿半径扩张方向形变增量递减的方式进行变化。

根据先前确定的本发明超声传感器振型及模态频率，对本发明5种传感器分别施加大小为1Pa且包含其一阶模态频率的谐波载荷，可得到各传感器的谐位移及频响特性。如频率为486k微结构的频响特性曲线，工作频率486kHz处谐振峰明显，声压灵敏度可达-79.1198dB；其他频段响应平坦，因而可以满足实际应用需求。

                                           

                                   

对于频率为486k的5号结构，无外界超声声压信号作用时，传感器的绝对电容值Co=244.59pF。l Pa声压作用下，传感器微敏感结构沿垂直于薄膜表面的敏感方向位移变化范围是0.386e-15m ~ 0.225e-10m，电容变化量为10.827fF，输出电压灵敏度S为110.66μV/Pa，声学灵敏度为-79.1198dB(0dB=1μV/Pa)。

2、与传统牺牲层工艺超声传感器结构对比

验证本设计所提出的基于硅晶圆键合工艺微电容式超声传感器的性能，特与同频率指标的传统牺牲层工艺下的典型金属-氮化堆栈振膜结构进行对比，结果如表2所示。其中A为本发明结构，B为传统结构。为便于比较，使两种结构具有相同的子振动腔间隙高度0.3μm及振膜厚度3μm。

可见，对于5种频率指标的传感器，A类结构的平均频率偏差为0.0535%，小于B类结构的0.7299%；归一化位移A类结构比B类结构平均提高0.0432%；每帕声压下电容的绝对变化量A类可达650.62fF，比B类高出一个数量级，更利于后续信号的检测；输出电压灵敏度A类可达1.7mV/Pa，是B类传感器的4倍；声压灵敏度A类比B类平均提高11.9249dB。

综上所述，本发明传感器设计新颖、结构简单、频率偏差小、归一化位移高、灵敏度提高明显。发明传感器中的全振薄膜无需沉积分立附加电极，薄膜均匀性好，厚度可控性高，响应灵敏度高，频率偏差小。圆柱形微结构腔、下电极引出腔、第一沟槽和第二沟槽使各个子振动腔巧妙互联，便于实现下电极互联及引出。下电极为沉积金属层形成的区域化下电极，相比于传统的衬底整片为导电材料构成下电极，本发明能大大减小传统结构中下电极的不必要的杂散电容。本发明传感器的制作工艺中，利用BOE蚀刻对SOI器件氧化停止层及顶层硅的良好选择性，形成的一体化全振薄膜的厚度更均匀，弹性相对良好，可达到更好的振动及传感效果，同时本发明制作工艺简单，可集成化程度高，具有一定的应用前景。

附图说明

图1为本发明传感器的结构示意图。

图2为本发明传感器中全振薄膜的结构示意图。

图3为本发明传感器中硅衬底的结构示意图。

图4为图1中的A-A剖视图。

图5为本发明传感器在振动频率为486kHz时子振动腔一阶振动模态图。

图6为本发明传感器在振动频率为486kHz时子振动腔二阶振动模态图。

图7为本发明传感器在振动频率为486kHz时子振动腔位移分布云图。

图8为本发明传感器贯穿全振薄膜表面的X方向路径下的位移映射分布曲线。 

图9为本发明传感器频响特性曲线图。

图中：1-硅衬底、2-全振薄膜、3-圆柱形微结构腔、4-第一沟槽、5-下电极引出腔、6-第二沟槽、7-二氧化硅氧化层、8-氮化硅钝化层、9-下电极引出金属层、10-凸膜、11-上电极引出金属层、12-金属层。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步描述：

如图1至图4所示，一种一体化全振导电薄膜结构的电容式超声传感器，包括硅衬底1和全振薄膜2；硅衬底1的上表面开设有若干圆柱形微结构腔3，若干圆柱形微结构腔3成排、列对齐布置，每排的两个相邻圆柱形微结构腔3之间以及每列的两个相邻圆柱形微结构腔3之间都通过开设第一沟槽4而互联相通，圆柱形微结构腔3深度与第一沟槽4深度相同；硅衬底1的上表面的边缘处还开设有一个下电极引出腔5，下电极引出腔5与任意的其中一个圆柱形微结构腔3通过开设第二沟槽6而互联相通，下电极引出腔5和第二沟槽6的深度都与圆柱形微结构腔3深度相同；硅衬底1的上表面除圆柱形微结构腔3、下电极引出腔5、第一沟槽4和第二沟槽6以外的位置处设有二氧化硅氧化层7，硅衬底1的下表面也设有二氧化硅氧化层7并且硅衬底1下表面的二氧化硅氧化层7上还设有氮化硅钝化层8；硅衬底1上的圆柱形微结构腔3腔底和第一沟槽4槽底都设有金属层12，同时圆柱形微结构腔3腔底的金属层12上还设有二氧化硅氧化层7；下电极引出腔5和第二沟槽6内设有与圆柱形微结构腔3内金属层12相连的下电极引出金属层9，下电极引出金属层9的上表面与下电极引出腔5和第二沟槽6顶部的二氧化硅氧化层7上表面相平；全振薄膜2的下表面也设有二氧化硅氧化层7，全振薄膜2下表面的二氧化硅氧化层7通过键合技术与硅衬底1上表面的二氧化硅氧化层7键合，并且全振薄膜2覆盖住所有的圆柱形微结构腔3；全振薄膜2上位于下电极引出腔5一侧的侧边上延设有一凸膜10，凸膜10上沉积有上电极引出金属层11。

具体设计时，所述的硅衬底1由无掺杂高阻硅制作而成，其电阻率为12000Ω·cm；所述的全振薄膜2由SOI器件材料制作而成，其电阻率为0.02Ω·cm；所述的金属层12和下电极引出金属层9都是金属铝层。

硅衬底1上、下表面的二氧化硅氧化层7厚度为1μm；硅衬底1下表面二氧化硅氧化层7上的氮化硅钝化层8厚度为1μm；硅衬底1的上表面开设的圆柱形微结构腔3、下电极引出腔5、第一沟槽4及第二沟槽6的深度都为0.5μm；圆柱形微结构腔3腔底和第一沟槽4槽底的金属层12厚度为0.1μm，圆柱形微结构腔3腔底金属层12上的二氧化硅氧化层7厚度为0.1μm；下电极引出腔5和第二沟槽6内的下电极引出金属层9厚度为1.5μm；全振薄膜2的厚度为3μm，全振薄膜2下表面的二氧化硅氧化层7厚度为1μm。

一体化全振导电薄膜结构的电容式超声传感器的制作方法，包括如下步骤：

1）取硅衬底1本体，并在硅衬底1上下表面氧化1μm厚的二氧化硅氧化层7，利用ICP刻蚀技术对硅衬底1上表面的二氧化硅氧化层7及硅衬底1本体进行刻蚀，使得硅衬底1本体上表面刻蚀形成深度都为0.5μm的圆柱形微结构腔3、下电极引出腔5、第一沟槽4及第二沟槽6；

2）在圆柱形微结构腔3腔底及第一沟槽4槽底沉积厚度为0.1μm的金属层12形成相应的区域化下电极及互联引线，在圆柱形微结构腔3腔底的金属层12上热氧化一层厚度为0.1μm的二氧化硅氧化层7作为绝缘保护层；在下电极引出腔5及第二沟槽6内沉积下电极引出金属层9，沉积至下电极引出金属层9的上表面与下电极引出腔5和第二沟槽6顶部的二氧化硅氧化层7上表面相平，即下电极引出金属层9的厚度为1.5μm；

3）取SOI器件，并将SOI器件上下表面氧化1μm厚的二氧化硅氧化层7；将SOI器件下表面的二氧化硅氧化层7通过键合技术与硅衬底1的上表面的二氧化硅氧化层7键合；

4）将键合后的硅衬底1和SOI器件的整体上下表面进行氮化处理，形成1μm厚的氮化硅钝化层8以使在后续处理中保护硅衬底1不被损坏；

5）对SOI器件减薄、TMAH腐蚀、BOE蚀刻，去除无用的底层硅及氧化刻蚀停止层，露出作为全振薄膜2及凸膜10的顶层硅，厚度为3μm；

6）在凸膜10上沉积金属层作为上电极引出金属层11，完成传感器的制备。

Claims (4)

1.一种一体化全振导电薄膜结构的电容式超声传感器，其特征在于：包括硅衬底（1）和全振薄膜（2）；硅衬底（1）的上表面开设有若干圆柱形微结构腔（3），若干圆柱形微结构腔（3）成排、列对齐布置，每排的两个相邻圆柱形微结构腔（3）之间以及每列的两个相邻圆柱形微结构腔（3）之间都通过开设第一沟槽（4）而互联相通，圆柱形微结构腔（3）深度与第一沟槽（4）深度相同；硅衬底（1）的上表面的边缘处还开设有一个下电极引出腔（5），下电极引出腔（5）与任意的其中一个圆柱形微结构腔（3）通过开设第二沟槽（6）而互联相通，下电极引出腔（5）和第二沟槽（6）的深度都与圆柱形微结构腔（3）深度相同；硅衬底（1）的上表面除圆柱形微结构腔（3）、下电极引出腔（5）、第一沟槽（4）和第二沟槽（6）以外的位置处设有二氧化硅氧化层（7），硅衬底（1）的下表面也设有二氧化硅氧化层（7）并且硅衬底（1）下表面的二氧化硅氧化层（7）上还设有氮化硅钝化层（8）；硅衬底（1）上的圆柱形微结构腔（3）腔底和第一沟槽（4）槽底都设有金属层（12），同时圆柱形微结构腔（3）腔底的金属层（12）上还设有二氧化硅氧化层（7）；下电极引出腔（5）和第二沟槽（6）内设有与圆柱形微结构腔（3）内金属层（12）相连的下电极引出金属层（9），下电极引出金属层（9）的上表面与下电极引出腔（5）和第二沟槽（6）顶部的二氧化硅氧化层（7）上表面相平；全振薄膜（2）的下表面也设有二氧化硅氧化层（7），全振薄膜（2）下表面的二氧化硅氧化层（7）通过键合技术与硅衬底（1）上表面的二氧化硅氧化层（7）键合，并且全振薄膜（2）覆盖住所有的圆柱形微结构腔（3）；全振薄膜（2）上位于下电极引出腔（5）一侧的侧边上延设有一凸膜（10），凸膜（10）上沉积有上电极引出金属层（11）。

2.根据权利要求1所述的一体化全振导电薄膜结构的电容式超声传感器，其特征在于：所述的硅衬底（1）由无掺杂高阻硅制作而成，其电阻率为12000Ω·cm；所述的全振薄膜（2）由SOI器件材料制作而成，其电阻率为0.02Ω·cm；所述的金属层（12）和下电极引出金属层（9）都是金属铝层。

3.根据权利要求1或2所述的一体化全振导电薄膜结构的电容式超声传感器，其特征在于：硅衬底（1）上、下表面的二氧化硅氧化层（7）厚度为1μm；硅衬底（1）下表面二氧化硅氧化层（7）上的氮化硅钝化层（8）厚度为1μm；硅衬底（1）的上表面开设的圆柱形微结构腔（3）、下电极引出腔（5）、第一沟槽（4）及第二沟槽（6）的深度都为0.5μm；圆柱形微结构腔（3）腔底和第一沟槽（4）槽底的金属层（12）厚度为0.1μm，圆柱形微结构腔（3）腔底金属层（12）上的二氧化硅氧化层（7）厚度为0.1μm；下电极引出腔（5）和第二沟槽（6）内的下电极引出金属层（9）厚度为1.5μm；全振薄膜（2）的厚度为3μm，全振薄膜（2）下表面的二氧化硅氧化层（7）厚度为1μm。

4.根据权利要求1所述的一体化全振导电薄膜结构的电容式超声传感器的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）取硅衬底（1）本体，并在硅衬底（1）上下表面氧化二氧化硅氧化层（7），利用ICP刻蚀技术对硅衬底（1）上表面的二氧化硅氧化层（7）及硅衬底（1）本体进行刻蚀，使得硅衬底（1）本体上表面刻蚀形成圆柱形微结构腔（3）、下电极引出腔（5）、第一沟槽（4）及第二沟槽（6）；

2）在圆柱形微结构腔（3）腔底及第一沟槽（4）槽底沉积金属层（12）形成相应的区域化下电极及互联引线，在圆柱形微结构腔（3）腔底的金属层（12）上热氧化一层二氧化硅氧化层（7）作为绝缘保护层；在下电极引出腔（5）及第二沟槽（6）内沉积下电极引出金属层（9），沉积至下电极引出金属层（9）的上表面与下电极引出腔（5）和第二沟槽（6）顶部的二氧化硅氧化层（7）上表面相平；

3）取SOI器件，并将SOI器件上下表面氧化二氧化硅氧化层（7）；将SOI器件下表面的二氧化硅氧化层（7）通过键合技术与硅衬底（1）的上表面的二氧化硅氧化层（7）键合；

4）将键合后的硅衬底（1）和SOI器件的整体上下表面进行氮化处理，形成氮化硅钝化层（8）以使在后续处理中保护硅衬底（1）不被损坏；

5）对SOI器件减薄、TMAH腐蚀、BOE蚀刻，去除无用的底层硅及氧化刻蚀停止层，露出作为全振薄膜（2）及凸膜（10）的顶层硅；

6）在凸膜（10）上沉积金属层作为上电极引出金属层（11），完成传感器的制备。

Images