CN114894229A - 一种薄膜体声波传感器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种薄膜体声波传感器及其制备方法，涉及传感器技术领域，该方法包括：在第一衬底上刻蚀形成第一凹槽，并在第一凹槽内沉积牺牲层；在第一衬底上依次形成支撑层和底电极层，并图案化底电极层形成底电极图案；在底电极图案上依次形成压电层和顶电极层，并图案化顶电极层形成顶电极图案，底电极图案、压电层和顶电极图案在层叠方向上的交叠区域作为谐振区域；在顶电极图案上刻蚀形成释放孔，释放孔依次穿透压电层、底电极图案和支撑层至露出牺牲层；经由释放孔刻蚀牺牲层至露出第一凹槽形成空腔，空腔包括对应谐振区域在第一衬底上的正投影的交叠区域以及位于谐振区域在第一衬底上的正投影之外的非交叠区域。该方法能够提高体声波传感器的灵敏度。
Description
技术领域
本发明涉及传感器技术领域，具体而言，涉及一种薄膜体声波传感器及其制备方法。
背景技术
体声波传感器可以在测量加速度、特殊气体感应、测定流量等方面进行应用。一般的体声波谐振器在受到外界刺激后改变材料特性以及声速，从而改变谐振频率，由此实现外界信号-电信号的转变。
现有技术中的体声波传感器，存在空腔较小的问题，导致体声波传感器的灵敏度相对较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种薄膜体声波传感器及其制备方法，能够提高体声波传感器的灵敏度。
本发明的实施例是这样实现的：
本发明实施例的一方面，提供一种薄膜体声波传感器的制备方法，包括：在第一衬底上刻蚀形成第一凹槽，并在所述第一凹槽内沉积牺牲层；在沉积有所述牺牲层的所述第一衬底上依次形成支撑层和底电极层，并图案化所述底电极层形成底电极图案；在所述底电极图案上依次形成压电层和顶电极层，并图案化所述顶电极层形成顶电极图案，其中，所述底电极图案、所述压电层和所述顶电极图案在层叠方向上的交叠区域作为谐振区域；在所述顶电极图案上刻蚀形成释放孔，所述释放孔依次穿透所述压电层、所述底电极图案和所述支撑层至露出所述牺牲层；经由所述释放孔刻蚀所述牺牲层至露出所述第一凹槽形成空腔，其中，所述空腔包括对应所述谐振区域在所述第一衬底上的正投影的交叠区域以及位于所述谐振区域在所述第一衬底上的正投影之外的非交叠区域。
作为一种可实施的方式，所述非交叠区域包括第一子非交叠区域和第二子非交叠区域，且所述第一子非交叠区域和所述第二子非交叠区域分别位于所述交叠区域的相对两侧。
作为一种可实施的方式，在所述第一凹槽内沉积的所述牺牲层的上表面与所述第一衬底的上表面平齐。
作为一种可实施的方式，所述在所述底电极图案上依次形成压电层和顶电极层以及在所述顶电极图案上刻蚀形成释放孔之间，所述方法还包括：在所述顶电极图案上形成导电条和电势块，其中，所述电势块通过所述导电条分别与所述底电极图案和所述顶电极图案电连接。
作为一种可实施的方式，所述在所述顶电极图案上形成导电条和电势块之后，所述方法还包括：在所述第一衬底的下表面设置第一键合层，形成器件晶圆；提供第二衬底并在所述第二衬底的上表面设置第二键合层，形成盖帽晶圆；将所述器件晶圆和所述盖帽晶圆键合，其中，所述器件晶圆位于所述盖帽晶圆的上方。
作为一种可实施的方式，所述将所述器件晶圆和所述盖帽晶圆键合之后，所述方法还包括：在所述第二衬底的下表面刻蚀形成第二凹槽，所述空腔在所述第二衬底上的正投影位于所述第二凹槽在所述第二衬底上的正投影的投影范围内；在所述器件晶圆上刻蚀形成第一条形通槽，并在所述盖帽晶圆上对应所述第一条形通槽刻蚀形成第二条形通槽，其中，所述第一条形通槽包括三个，三个所述第一条形通槽相互垂直且首尾相连围成第一工作区域，所述第二凹槽在所述第二衬底上的正投影位于所述第一工作区域在所述第二衬底上的正投影的投影范围内。
作为一种可实施的方式，所述将所述器件晶圆和所述盖帽晶圆键合之后，所述方法还包括：在所述第二衬底的下表面刻蚀形成第三凹槽，所述空腔在所述第二衬底上的正投影位于所述第三凹槽在所述第二衬底上的正投影的投影范围内；在所述器件晶圆上刻蚀形成第三条形通槽，并在所述盖帽晶圆上对应所述第三条形通槽刻蚀形成第四条形通槽，其中，所述第三条形通槽包括三个，三个所述第三条形通槽相互垂直且首尾相连围成第二工作区域，所述第三凹槽在所述第二衬底上的正投影的边缘与所述第二工作区域在所述第二衬底上的正投影的边缘重合。
作为一种可实施的方式，所述在所述器件晶圆上刻蚀形成第三条形通槽，并在所述盖帽晶圆上对应所述第三条形通槽刻蚀形成第四条形通槽之后，所述方法还包括：在所述第二键合层的下表面旋涂形成敏感膜层。
作为一种可实施的方式，所述敏感膜层的材料为氧化石墨烯、掺钙二氧化锡或者氧化锌和二氧化锡的混合物。
本发明实施例的另一方面，提供一种薄膜体声波传感器，包括第一衬底以及依次设置于所述第一衬底上的支撑层、底电极层、压电层和顶电极层，其中，所述第一衬底上设置有第一凹槽，所述第一凹槽内沉积有牺牲层，所述底电极层和所述顶电极层分别通过图案化形成底电极图案和顶电极图案，所述底电极图案、所述压电层和所述顶电极图案在层叠方向上的交叠区域作为谐振区域，所述顶电极图案上设置有释放孔，所述释放孔依次穿透所述压电层、所述底电极图案和所述支撑层至露出所述牺牲层，经由所述释放孔刻蚀所述牺牲层至露出所述第一凹槽形成空腔，所述空腔包括对应所述谐振区域在所述第一衬底上的正投影的交叠区域以及位于所述谐振区域在所述第一衬底上的正投影之外的非交叠区域。
本发明实施例的有益效果包括：
该薄膜体声波传感器的制备方法，通过在第一衬底上刻蚀形成第一凹槽，并在第一凹槽内沉积牺牲层，再通过在沉积有牺牲层的第一衬底上依次形成支撑层和底电极层，并图案化底电极层形成底电极图案，再通过在底电极图案上依次形成压电层和顶电极层，并图案化顶电极层形成顶电极图案，其中，底电极图案、压电层和顶电极图案在层叠方向上的交叠区域作为谐振区域，再通过在顶电极图案上刻蚀形成释放孔，释放孔依次穿透压电层、底电极图案和支撑层至露出牺牲层，再经由释放孔刻蚀牺牲层至露出第一凹槽形成空腔，其中，空腔包括对应谐振区域在第一衬底上的正投影的交叠区域以及位于谐振区域在第一衬底上的正投影之外的非交叠区域。既能够通过空腔的非交叠区域增加空腔的实际面积，有利于在测定加速度时提高谐振器处的应力，以增大谐振器的应变，改变压电层的刚度，从而提高谐振器的频率漂移量，进而提高薄膜体声波传感器的灵敏度，同时，还能够通过空腔的交叠区域的外缘(即第一凹槽的侧壁)为位于空腔上方的层级结构提供稳固的支撑作用，从而避免空腔上方的层级结构发生塌陷。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明一实施例提供的薄膜体声波传感器的制备状态图之一；
图2为本发明一实施例提供的薄膜体声波传感器的制备状态图之二；
图3为本发明一实施例提供的薄膜体声波传感器的制备状态图之三；
图4为本发明一实施例提供的薄膜体声波传感器的制备状态图之四；
图5为本发明一实施例提供的薄膜体声波传感器的制备状态图之五；
图6为本发明一实施例提供的薄膜体声波传感器的制备状态图之六；
图7为本发明一实施例提供的薄膜体声波传感器的制备状态图之七；
图8为本发明一实施例提供的薄膜体声波传感器的制备状态图之八；
图9为本发明一实施例提供的薄膜体声波传感器的制备状态图之九；
图10为本发明一实施例提供的薄膜体声波传感器的制备状态图之十；
图11为本发明另一实施例提供的薄膜体声波传感器的制备状态图之一；
图12为本发明另一实施例提供的薄膜体声波传感器的制备状态图之二；
图13为本发明一实施例提供的薄膜体声波传感器的制备状态图之十一；
图14为本发明另一实施例提供的薄膜体声波传感器的制备状态图之三。
图标：100-第一衬底；101-第一凹槽；102-牺牲层；103-支撑层；104-底电极层；105-压电层；106-顶电极层；107-谐振区域；108-电势块；109-释放孔；110-空腔；113-第一键合层；114-第二衬底；115-第二键合层；116-第二凹槽；117-第一条形通槽；118-第二条形通槽；119-第一工作区域；120-第三凹槽；121-第三条形通槽；122-第四条形通槽；123-第二工作区域；124-敏感膜层。
具体实施方式
下文陈述的实施方式表示使得本领域技术人员能够实践所述实施方式所必需的信息，并且示出了实践所述实施方式的最佳模式。在参照附图阅读以下描述之后，本领域技术人员将了解本公开的概念，并且将认识到本文中未具体提出的这些概念的应用。应理解，这些概念和应用属于本公开和随附权利要求的范围内。
应当理解，虽然术语第一、第二等可以在本文中用于描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元件与另一个元件。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，第一元件可称为第二元件，并且类似地，第二元件可称为第一元件。如本文所使用，术语“和/或”包括相关联的所列项中的一个或多个的任何和所有组合。
应当理解，当一个元件(诸如层、区域或衬底)被称为“在另一个元件上”或“延伸到另一个元件上”时，其可以直接在另一个元件上或直接延伸到另一个元件上，或者也可以存在介于中间的元件。相反，当一个元件被称为“直接在另一个元件上”或“直接延伸到另一个元件上”时，不存在介于中间的元件。同样，应当理解，当元件(诸如层、区域或衬底)被称为“在另一个元件之上”或“在另一个元件之上延伸”时，其可以直接在另一个元件之上或直接在另一个元件之上延伸，或者也可以存在介于中间的元件。相反，当一个元件被称为“直接在另一个元件之上”或“直接在另一个元件之上延伸”时，不存在介于中间的元件。还应当理解，当一个元件被称为“连接”或“耦接”到另一个元件时，其可以直接连接或耦接到另一个元件，或者可以存在介于中间的元件。相反，当一个元件被称为“直接连接”或“直接耦接”到另一个元件时，不存在介于中间的元件。
诸如“在…下方”或“在…上方”或“上部”或“下部”或“水平”或“垂直”的相关术语在本文中可用来描述一个元件、层或区域与另一个元件、层或区域的关系，如图中所示出。
本文中使用的术语仅用于描述特定实施方式的目的，而且并不意图限制本公开。如本文所使用，除非上下文明确地指出，否则单数形式“一”、“一个”和“所述”意图同样包括复数形式。还应当理解，当在本文中使用时，术语“包括”指明存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但并不排除存在或者增添一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或上述各项的组。
除非另外界定，否则本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)的含义与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同。还应当理解，本文所使用的术语应解释为含义与它们在本说明书和相关领域的情况下的含义一致，而不能以理想化或者过度正式的意义进行解释，除非本文中已明确这样界定。
请结合参照图1至图14，本实施例的一方面，提供一种薄膜体声波传感器的制备方法，能够提高体声波传感器的灵敏度。
具体地，该薄膜体声波传感器的制备方法包括：
S210、如图1和图2所示，在第一衬底100上刻蚀形成第一凹槽101，并在第一凹槽101内沉积牺牲层102；
需要说明的是，关于第一凹槽101的实际形状，本领域技术人员应当能够根据实际情况进行合理的选择和设计，这里不作具体限制。示例地，第一凹槽101的截面形状可以为矩形、圆形或椭圆形等规则形状，还可以为其他不规则形状。
此外，在第一凹槽101内沉积牺牲层102，只需牺牲层102能够充满第一凹槽101即可，关于牺牲层102的上表面与第一衬底100的上表面之间的相对关系，本领域技术人员应当能够根据实际情况进行合理的选择和设计，这里不作具体限制。示例地，如图2至图12所示，本发明实施例的一种可实现的方式中，在第一凹槽101内沉积的牺牲层102的上表面与第一衬底100的上表面平齐。
S310、如图3所示，在沉积有牺牲层102的第一衬底100上依次形成支撑层103和底电极层104，并图案化底电极层104形成底电极图案；
S410、如图4和图5所示，在底电极图案上依次形成压电层105和顶电极层106，并图案化顶电极层106形成顶电极图案，其中，底电极图案、压电层105和顶电极图案在层叠方向上的交叠区域作为谐振区域107；
需要说明的是，关于底电极图案和顶电极图案的实际形状，本领域技术人员应当能够根据实际情况进行合理的选择和设计，这里不作具体限制。示例地，底电极图案和顶电极图案的截面形状可以为矩形、圆形或椭圆形等规则形状，还可以为其他不规则形状，只需使得底电极图案与顶电极图案相同即可。
此外，压电层105的实际材料，本领域技术人员应当能够根据实际情况进行合理的选择和设计，这里不作具体限制。示例地，压电层105的材料可以为氮化铝、氮化镓、氧化锌、钽酸锂、铌酸锂、钛酸钡、锆钛酸铅、磷酸二氢钾、铌镁酸铅-钛酸铅等。
S510、如图10和图12所示，在顶电极图案上刻蚀形成释放孔109，释放孔109依次穿透压电层105、底电极图案和支撑层103至露出牺牲层102；
S710、如图10、图12、图13和图14所示，经由释放孔109刻蚀牺牲层102至露出第一凹槽101形成空腔110，其中，空腔110包括对应谐振区域107在第一衬底100上的正投影的交叠区域以及位于谐振区域107在第一衬底100上的正投影之外的非交叠区域。
需要说明的是，释放孔109可以包括多个，多个释放孔109沿顶电极图案的内缘呈均匀分布，以便于刻蚀介质(介质可以是气体，还可以是液体)更加快速地将牺牲层102刻蚀去除，同时，还可以避免牺牲层102刻蚀不完全，导致第一凹槽101无法完全露出。当然，释放孔109的数量也不宜过多，以避免空腔110上方的层级结构发生塌陷。
现有技术中，薄膜体声波传感器的空腔的正投影位于谐振区域的正投影的投影范围内，存在空腔较小的问题，导致薄膜体声波传感器的灵敏度相对较低，且空腔的正投影的实际尺寸不宜过大，以避免空腔上方的层级结构发生塌陷。
为此，本实施例提供的薄膜体声波传感器的空腔110，包括对应谐振区域107在第一衬底100上的正投影的交叠区域以及位于谐振区域107在第一衬底100上的正投影之外的非交叠区域，换句话说，在至少一个方向上，空腔110的正投影位于谐振区域107的正投影的投影范围之内，在除该方向以外的其他方向上，空腔110的正投影伸出谐振区域107的正投影的投影范围之外。
示例地，如图13和图14所示，当第一凹槽101的截面形状为矩形时，在矩形的长度方向上，空腔110的正投影位于谐振区域107的正投影的投影范围之内，在矩形的宽度方向上，空腔110的正投影伸出谐振区域107的正投影的投影范围之外；当第一凹槽101的截面形状为椭圆形时，在椭圆形的短轴方向上，空腔110的正投影位于谐振区域107的正投影的投影范围之内，在椭圆形的长轴方向上，空腔110的正投影伸出谐振区域107的正投影的投影范围之外。
这样一来，既能够通过空腔110的非交叠区域增加空腔110的实际面积，有利于在测定加速度时提高谐振器处的应力，以增大谐振器的应变，改变压电层105的刚度，从而提高谐振器的频率漂移量，进而提高薄膜体声波传感器的灵敏度，同时，还能够通过空腔110的交叠区域的外缘(即第一凹槽101的侧壁)为位于空腔110上方的层级结构提供稳固的支撑作用，从而避免空腔110上方的层级结构发生塌陷。
如图13和图14所示，本发明实施例的一种可实现的方式中，非交叠区域包括第一子非交叠区域和第二子非交叠区域，且第一子非交叠区域和第二子非交叠区域分别位于交叠区域的相对两侧。示例地，第一子非交叠区域和第二子非交叠区域关于交叠区域呈对称设置，以提高空腔110的交叠区域的外缘对空腔110上方的层级结构支撑的稳定性。
本发明实施例的一种可实现的方式中，S510、在底电极图案上依次形成压电层105和顶电极层106以及S710、在顶电极图案上刻蚀形成释放孔109之间，该方法还包括：
S610、如图6至图12所示，在顶电极图案上形成导电条和电势块108，其中，电势块108通过导电条分别与底电极图案和顶电极图案电连接。
需要说明的是，本实施例提供的薄膜体声波传感器，在实际使用过程中，可以通过在电势块108上施加电压，从而通过导电条向底电极图案和顶电极图案导电，进而通过底电极图案和顶电极图案具有电压差时产生的压电效应进行检测。
本发明实施例的一种可实现的方式中，S610、在顶电极图案上形成导电条和电势块108之后，该方法还包括：
S611、如图6所示，在第一衬底100的下表面设置第一键合层113，形成器件晶圆；
S612、提供第二衬底114并在第二衬底114的上表面设置第二键合层115，形成盖帽晶圆；
S613、如图7所示，将器件晶圆和盖帽晶圆键合，其中，器件晶圆位于盖帽晶圆的上方。
需要说明的是，第一键合层113和第二键合层115的实际材料，本领域技术人员应当能够根据实际情况进行合理的选择和设计，只需使得第一键合层113和第二键合层115能够键合，以使器件晶圆和盖帽晶圆能够键合即可。
本发明实施例的一种可实现的方式中，S613、将器件晶圆和盖帽晶圆键合之后，该方法还包括：
S614、如图8所示，在第二衬底114的下表面刻蚀形成第二凹槽116，空腔110在第二衬底114上的正投影位于第二凹槽116在第二衬底114上的正投影的投影范围内；
S615、如图9所示，在器件晶圆上刻蚀形成第一条形通槽117，并在盖帽晶圆上对应第一条形通槽117刻蚀形成第二条形通槽118，其中，第一条形通槽117包括三个，三个第一条形通槽117相互垂直且首尾相连围成第一工作区域119，第二凹槽116在第二衬底114上的正投影位于第一工作区域119在第二衬底114上的正投影的投影范围内。
需要说明的是，根据上述方式制得的惯性传感器，其第一工作区域119与第二衬底114能够形成悬臂梁结构，以使键合层、支撑层103、底电极图案、压电层105和顶电极图案悬空设置，有利于在测定加速度时提高谐振器处的应力，以增大谐振器的应变，改变压电层105的刚度，从而提高谐振器的频率漂移量，进而提高薄膜体声波传感器的灵敏度。
本发明实施例的另一种可实现的方式中，S613、将器件晶圆和盖帽晶圆键合之后，该方法还包括：
S616、在第二衬底114的下表面刻蚀形成第三凹槽120，空腔110在第二衬底114上的正投影位于第三凹槽120在第二衬底114上的正投影的投影范围内；
S617、在器件晶圆上刻蚀形成第三条形通槽121，并在盖帽晶圆上对应第三条形通槽121刻蚀形成第四条形通槽122，其中，第三条形通槽121包括三个，三个第三条形通槽121相互垂直且首尾相连围成第二工作区域123，第三凹槽120在第二衬底114上的正投影的边缘与第二工作区域123在第二衬底114上的正投影的边缘重合。
本发明实施例的另一种可实现的方式中，S617、在器件晶圆上刻蚀形成第三条形通槽121，并在盖帽晶圆上对应第三条形通槽121刻蚀形成第四条形通槽122之后，该方法还包括：
S618、如图11所示，在第二键合层115的下表面旋涂形成敏感膜层124。
需要说明的是，根据上述方式制得的物质传感器，其第二工作区域123与第二衬底114能够形成具有自由端的悬臂梁结构，以使键合层、支撑层103、底电极图案、压电层105和顶电极图案悬空设置，此外，空腔110在电势块108的排布方向上贯穿了悬臂梁结构，更加有利于在测定加速度时提高谐振器处的应力，以增大谐振器的应变，改变压电层105的刚度，从而提高谐振器的频率漂移量，进而提高薄膜体声波传感器的灵敏度。
本发明实施例的另一种可实现的方式中，敏感膜层124的材料为氧化石墨烯、掺钙二氧化锡或者氧化锌和二氧化锡的混合物。
需要说明的是，关于敏感膜层124的实际材料，本领域技术人员应当能够根据实际情况进行合理的选择和设计，这里不作具体限制。示例地，当敏感膜层124的材料为氧化石墨烯时，根据上述方式制得的物质传感器可以用于检测水蒸气的浓度；当敏感膜层124的材料为掺钙二氧化锡时，根据上述方式制得的物质传感器可以用于检测甲烷的浓度；当敏感膜层124的材料为氧化锌和二氧化锡的混合物时，根据上述方式制得的物质传感器可以用于检测氢气的浓度。
本实施例的另一方面，提供一种薄膜体声波传感器，包括第一衬底100以及依次设置于所述第一衬底100上的支撑层103、底电极层104、压电层105和顶电极层106，其中，所述第一衬底100上设置有第一凹槽101，所述第一凹槽101内沉积有牺牲层102，所述底电极层104和所述顶电极层106分别通过图案化形成底电极图案和顶电极图案，所述底电极图案、所述压电层105和所述顶电极图案在层叠方向上的交叠区域作为谐振区域107，所述顶电极图案上设置有释放孔109，所述释放孔109依次穿透所述压电层105、所述底电极图案和所述支撑层103至露出所述牺牲层102，经由所述释放孔109刻蚀所述牺牲层102至露出所述第一凹槽101形成空腔110，所述空腔110包括对应所述谐振区域107在所述第一衬底100上的正投影的交叠区域以及位于所述谐振区域107在所述第一衬底100上的正投影之外的非交叠区域。
需要说明的是，本实施例提供的薄膜体声波传感器的具体结构与前文中薄膜体声波传感器的制备方法相同的地方，本领域技术人员可以根据前文中薄膜体声波传感器的制备方法的描述推理得到薄膜体声波传感器的具体结构，本申请不再重复说明。由于本实施例提供的薄膜体声波传感器是采用上述的薄膜体声波传感器的制备方法制得的，因此，该薄膜体声波传感器具有与上述的薄膜体声波传感器的制备方法相同的有益效果，这里也不再赘述。
以上所述仅为本发明的可选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
Claims (10)
1.一种薄膜体声波传感器的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
在第一衬底上刻蚀形成第一凹槽，并在所述第一凹槽内沉积牺牲层；
在沉积有所述牺牲层的所述第一衬底上依次形成支撑层和底电极层，并图案化所述底电极层形成底电极图案；
在所述底电极图案上依次形成压电层和顶电极层，并图案化所述顶电极层形成顶电极图案，其中，所述底电极图案、所述压电层和所述顶电极图案在层叠方向上的交叠区域作为谐振区域；
在所述顶电极图案上刻蚀形成释放孔，所述释放孔依次穿透所述压电层、所述底电极图案和所述支撑层至露出所述牺牲层；
经由所述释放孔刻蚀所述牺牲层至露出所述第一凹槽形成空腔，其中，所述空腔包括对应所述谐振区域在所述第一衬底上的正投影的交叠区域以及位于所述谐振区域在所述第一衬底上的正投影之外的非交叠区域。
2.根据权利要求1所述的薄膜体声波传感器的制备方法，其特征在于，所述非交叠区域包括第一子非交叠区域和第二子非交叠区域，且所述第一子非交叠区域和所述第二子非交叠区域分别位于所述交叠区域的相对两侧。
3.根据权利要求1所述的薄膜体声波传感器的制备方法，其特征在于，在所述第一凹槽内沉积的所述牺牲层的上表面与所述第一衬底的上表面平齐。
4.根据权利要求1所述的薄膜体声波传感器的制备方法，其特征在于，所述在所述底电极图案上依次形成压电层和顶电极层以及在所述顶电极图案上刻蚀形成释放孔之间，所述方法还包括：
在所述顶电极图案上形成导电条和电势块，其中，所述电势块通过所述导电条分别与所述底电极图案和所述顶电极图案电连接。
5.根据权利要求4所述的薄膜体声波传感器的制备方法，其特征在于，所述在所述顶电极图案上形成导电条和电势块之后，所述方法还包括：
在所述第一衬底的下表面设置第一键合层，形成器件晶圆；
提供第二衬底并在所述第二衬底的上表面设置第二键合层，形成盖帽晶圆；
将所述器件晶圆和所述盖帽晶圆键合，其中，所述器件晶圆位于所述盖帽晶圆的上方。
6.根据权利要求5所述的薄膜体声波传感器的制备方法，其特征在于，所述将所述器件晶圆和所述盖帽晶圆键合之后，所述方法还包括：
在所述第二衬底的下表面刻蚀形成第二凹槽，所述空腔在所述第二衬底上的正投影位于所述第二凹槽在所述第二衬底上的正投影的投影范围内；
在所述器件晶圆上刻蚀形成第一条形通槽，并在所述盖帽晶圆上对应所述第一条形通槽刻蚀形成第二条形通槽，其中，所述第一条形通槽包括三个，三个所述第一条形通槽相互垂直且首尾相连围成第一工作区域，所述第二凹槽在所述第二衬底上的正投影位于所述第一工作区域在所述第二衬底上的正投影的投影范围内。
7.根据权利要求5所述的薄膜体声波传感器的制备方法，其特征在于，所述将所述器件晶圆和所述盖帽晶圆键合之后，所述方法还包括：
在所述第二衬底的下表面刻蚀形成第三凹槽，所述空腔在所述第二衬底上的正投影位于所述第三凹槽在所述第二衬底上的正投影的投影范围内；
在所述器件晶圆上刻蚀形成第三条形通槽，并在所述盖帽晶圆上对应所述第三条形通槽刻蚀形成第四条形通槽，其中，所述第三条形通槽包括三个，三个所述第三条形通槽相互垂直且首尾相连围成第二工作区域，所述第三凹槽在所述第二衬底上的正投影的边缘与所述第二工作区域在所述第二衬底上的正投影的边缘重合。
8.根据权利要求7所述的薄膜体声波传感器的制备方法，其特征在于，所述在所述器件晶圆上刻蚀形成第三条形通槽，并在所述盖帽晶圆上对应所述第三条形通槽刻蚀形成第四条形通槽之后，所述方法还包括：
在所述第二键合层的下表面旋涂形成敏感膜层。
9.根据权利要求8所述的薄膜体声波传感器的制备方法，其特征在于，所述敏感膜层的材料为氧化石墨烯、掺钙二氧化锡或者氧化锌和二氧化锡的混合物。
10.一种薄膜体声波传感器，其特征在于，包括第一衬底以及依次设置于所述第一衬底上的支撑层、底电极层、压电层和顶电极层，其中，所述第一衬底上设置有第一凹槽，所述第一凹槽内沉积有牺牲层，所述底电极层和所述顶电极层分别通过图案化形成底电极图案和顶电极图案，所述底电极图案、所述压电层和所述顶电极图案在层叠方向上的交叠区域作为谐振区域，所述顶电极图案上设置有释放孔，所述释放孔依次穿透所述压电层、所述底电极图案和所述支撑层至露出所述牺牲层，经由所述释放孔刻蚀所述牺牲层至露出所述第一凹槽形成空腔，所述空腔包括对应所述谐振区域在所述第一衬底上的正投影的交叠区域以及位于所述谐振区域在所述第一衬底上的正投影之外的非交叠区域。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant |