CN116887662A - 基于传动梁结构的硅基铌酸锂压电振动传感器及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于半导体器件加工制造技术领域，具体为一种基于传动梁结构的硅基铌酸锂压电振动传感器及制备方法。所述传感器包括Si基底，Si基底表面生长一层SiO2薄膜后与LiNbO3晶片键合后构成Si‑LiNbO3键合片；Si‑LiNbO3键合片经MEMS工艺形成基底边框、中心质量块及四条悬臂传动梁；悬臂传动梁由呈垂直布置的宽梁和窄梁构成，宽梁端部与中心质量块的侧面连接，窄梁端部与基底边框的侧面连接；四条悬臂传动梁规则布置于基底边框和中心质量块之间。本发明设计合理，由于铌酸锂在高温环境下可以保持很好的压电特性，这对于极端环境下的振动信号监测具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于半导体器件加工制造技术领域，具体为一种基于传动梁结构的硅基铌酸锂压电振动传感器及制备方法，并对该传感器进行了输出电荷性能分析。
背景技术
目前关于振动信号检测常采用电容式、压阻式、光纤式和压电式敏感元件。电容式振动传感器的温度性能好且结构简单，但输出阻抗较高、带负载能力差；压电式振动传感器的测试范围广、灵敏度高，然而在大应变条件下非线性较差；光纤式振动传感器的测试系统成本较高；压电式振动传感器虽然需要较大的压电系数，但其温度和湿度稳定性好，压电性能不随时间变化且能够实现无线无源传感。虽然不同类型的传感器均有优缺点，但是压电振动传感器的无线无源传感特点对于空间能源收集紧缺条件下具有很好的应用价值，同时稳定性较强。
压电材料基于压电效应原理，实现力与电之间的相互转换。当外界施加的外力转化为压电晶体的压电极化时，表现出正压电效应。在外界电场作用下而产生了机械形变，表现出逆压电效应。常见的压电材料有铌酸锂、锆钛酸铅、氮化铝以及压电聚合物PVDF等。然而，铌酸锂作为一种无铅铁电单晶材料，具备目前已知最高的居里温度（1215℃），自身具有优异的力电耦合性能和较为稳定的压电性能，不同温度下能够表现出较强的稳定性。在极端环境，尤其低温、辐照等恶劣环境中能够表现出优异的铁电性能和光电性能。
然而，目前的微纳传感器件本身存在固有频率较高的缺点，通常在7kHz以上，存在输出性能偏低、误差大以及测不准等测试难题。要想实现器件的微型化与高输出兼容，最优方法是实现有限空间内降低器件的固有频率值，从而提高器件的输出性能，这就是本发明申请所要解决的技术问题。
发明内容
本发明目的是设计一种基于传动梁结构的硅基铌酸锂压电振动传感器并提供其制备方法，研究低固有频率传动梁器件在微振动环境下的响应能力，旨在提升传感器的输出电荷性能。
本发明是采用如下技术方案实现的：
一种基于传动梁结构的硅基铌酸锂压电振动传感器，包括Si基底，所述Si基底表面生长一层SiO2薄膜后与LiNbO3薄膜键合后构成Si-LiNbO3（硅基铌酸锂）键合片。所述Si-LiNbO3键合片经MEMS工艺形成基底边框、中心质量块及四条悬臂传动梁。所述悬臂传动梁由呈垂直布置的宽梁和窄梁构成，所述宽梁端部与中心质量块的侧面连接，所述窄梁端部与基底边框的侧面连接；四条悬臂传动梁规则布置于基底边框和中心质量块之间，即：四条悬臂传动梁的一端分别连接于中心质量块的四边、另一端分别连接于基底边框的四边，相邻的悬臂传动梁互呈旋转90度布置。所述悬臂传动梁上布置有金属电极，所述金属电极位于极化为同正或同负处。
进一步优选的，位于悬臂传动梁的宽梁上的金属电极延伸至中心质量块上，增大电荷采集面积，提升电荷采集效率。
上述基于传动梁结构的硅基铌酸锂压电振动传感器的制备方法，如图1所示，包括如下步骤：
步骤一、预先在Si-LiNbO3键合片背面采用化学气相沉积法生长一层SiO2薄膜，用于背面空腔刻蚀硬掩膜保护层；SiO2薄膜的生长速率为8.3nm/min，热氧化生长环境为130℃。
步骤二、在Si-LiNbO3键合片正面采用磁控溅射、光刻和离子束刻蚀工艺完成对准标记图案和金属电极的制备；
具体为：采用磁控溅射工艺生长一层20nm厚的Cr层和200nm厚的Au层；对准标记图案和金属电极制备时，使用含有标记图案和金属电极图案的掩膜版，使用AZ 5214光刻胶进行图案掩膜，使用参数为：采用转速4000r/min进行光刻胶旋涂，热板95℃前烘，曝光剂量为60mJ/cm2，热板110℃后烘，使用AZ400K与水配比为1:6的显影液进行显影，用氧等离子体去除表面的残胶；采用离子束刻蚀完成所需对准标记图案和金属电极的制备，其中设置Ar离子的能量为500eV，气体通量设置为7，离子束刻蚀的速率为25nm/min。
步骤三、采用离子束刻蚀完成指定厚度的LiNbO3薄膜刻蚀，采用反应离子刻蚀完成SiO2薄膜刻蚀；
具体为：使用压电悬臂传动梁式结构的掩膜版，首先在其表面旋涂AZ 7133负光刻胶，使用的掩膜版为阴版，低转速500r/min旋涂，高转速3000r/min旋涂，再使用高转速4000r/min旋涂，随后在110℃热板上前烘；进行光刻工艺，曝光剂量为150mJ/cm2，曝光完成后立即进行110℃中烘，最后使用AZ 400K与水配比的1:4的溶液中显影完成光刻图案的制备，用氧等离子体去除表面的残胶；完成的键合片在120℃热板进行后烘，去除胶内的水分；然后采用离子束刻蚀，设置Ar通量为5，刻蚀速率为1.25μm/h。
之后进行反应离子刻蚀工艺，通入的气体为SF4，刻蚀速率为350nm/min。
步骤四、采用湿法刻蚀工艺完成Si基底的正面刻蚀，从而完成器件的悬臂传动梁和中心质量块制备；
具体为：使用匀胶机喷胶AZ 4620光刻胶，喷胶4圈，胶厚为8μm，前烘后进行光刻，曝光剂量设置为200mJ/cm2，然后使用AZ 400K与水配比为1:3的显影液进行显影，待图形完全显影之后使用氧等离子体将表面残留的胶状物质去除，在120℃温度下进行15min坚膜；之后在80℃的水浴中将键合片放入浓度为20%的TMAH溶液中，对硅基梁进行湿法刻蚀工艺，刻蚀速率为1μm/min。
步骤五、在Si-LiNbO3键合片背面采用喷胶、光刻、显影、湿法刻蚀工艺完成背部空腔刻蚀与器件释放；
具体为：在键合片背面通过喷胶机喷胶8圈，胶厚为16μm，之后进行光刻工艺，曝光剂量设置为800mJ/cm2，光刻完成后使用AZ 400K与水配比为1:2的显影液进行显影，待图形完全显影之后进行氧等离子体去残胶和1h的120℃坚膜；之后采用反应离子刻蚀对背面的二氧化硅薄膜进行刻蚀，刻蚀速率为350nm/min；
随后在键合片正面涂满光刻胶，随后将其与硅片键合在一起，利用湿法刻蚀工艺对硅基背面的硅进行刻蚀，在80℃的水浴中将键合片放入浓度为20%的TMAH溶液中，刻蚀速率为1μm/min，直至器件释放。
本发明具有如下技术优点：
1、本发明所制备的压电振动传感器的悬臂传动梁由两段（宽梁和窄梁）构成，目的是降低整个器件的固有频率至合适值。相比于传统直梁，采用传动梁结构增加悬臂梁的长度和自由度，从而降低器件的固有频率，同时结合固有频率处器件形变最大，极易造成器件结构损坏。因此，所制备的器件固有频率要低但不能小于测试频段才能保证器件在大应变条件下具有更高的输出性能，同时也具备更长的使用寿命。基于MEMS工艺进行加工制备，在兼容性的基础上，使用湿法刻蚀工艺进行硅基刻蚀，相较于干法刻蚀工艺减小对梁的损坏，提升了加工工艺的成品率。
2、本发明所述的基于传动梁结构的硅基铌酸锂振动传感器，基于COMSOL软件对铌酸锂梁表面的极化现象进行仿真，由于传动梁在振动时不同位置表现的极化现象不同，得出不同位置的压电极化值，并将电荷覆盖在压电极化全为正极或者负极处进行电荷采集，可知极化全为正或负的地方完成电荷采集可以大大提升器件的输出性能，压电振动传感器作为无源检测器件更有利于远距离信号传输，适用于高频微振动的测试环境中，对于极端环境中设备异常监测和振动信息采集提供了新思路。
3、本发明制备方法通过在硅基铌酸锂键合片上表面利用磁控溅射、光刻和离子束刻蚀等工艺完成对准标记图案和金属电极制备；并用离子束刻蚀和反应离子刻蚀工艺完成对于压电铌酸锂梁和绝缘层的制备；使用湿法刻蚀工艺完成正面硅基梁刻蚀；最后使用反应离子刻蚀形成保护图案结构，使用湿法刻蚀工艺完成器件的制备与释放。通过此类方法制备的压电振动传感器，其性能能够有较大的提升。
4、本发明制造工艺简单，成品率高和重复性好，所制得的压电振动传感器具有很高的机电转换效率和输出电荷特性，在20~2400Hz频段内的输出电荷性能优异，最大输出电荷可以达到728.4pC，这对于振动信号检测具有重要的应用价值。
本发明设计合理，由于铌酸锂在高温环境下可以保持很好的压电特性，这对于极端环境下的振动信号监测具有广阔的应用前景，具有很好的实际应用价值。
附图说明
为了更加清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图进行介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1表示本发明基于传动梁结构的压电振动传感器的制备方法流程图。
图2表示本发明基于传动梁结构压电振动传感器的工艺流程图。
图3表示本发明基于传动梁结构的压电振动传感器的结构示意图；其中，1--基底边框，2--悬臂传动梁，201--宽梁，202--窄梁，3--中心质量块，4--金属电极；Ⅰ--电极-1，Ⅱ--电极-2，Ⅲ--电极-3，Ⅳ--电极-4，Ⅴ--电极-5，Ⅵ--电极-6，Ⅶ--电极-7。
图4表示图3中1-1截线处的压电极化曲线图。
图5表示图3中2-2截线处的压电极化曲线图。
图6表示申请中基于传动梁结构的压电振动传感器不同位置电极的采集电荷值。
图7表示本发明制备的基于传动梁结构的压电振动传感器的器件样品图。
具体实施方式
为使得本发明的目的、特点和优点能够更加明显的表现出来和易于理解，下面对本发明实施例中所采取的技术方案进行更加清晰和详细的说明，本发明实施例中所使用的试剂和原料均为市售或自制。
一种基于传动梁结构的硅基铌酸锂压电振动传感器，如图3所示，包括Si基底，Si基底表面生长一层SiO2薄膜后与LiNbO3薄膜键合后构成Si-LiNbO3（硅基铌酸锂）键合片；Si-LiNbO3键合片经MEMS工艺形成基底边框1、中心质量块3及四条悬臂传动梁2。悬臂传动梁2由呈垂直布置的宽梁201和窄梁202构成，宽梁201端部与中心质量块3的侧面连接，窄梁202端部与基底边框1的侧面连接。四条悬臂传动梁2规则布置于基底边框1和中心质量块3之间，即：四条悬臂传动梁2的一端分别连接于中心质量块3的四边、另一端分别连接于基底边框1的四边，相邻的悬臂传动梁互呈旋转90度（顺时针或者逆时针）布置。
其中，悬臂传动梁2上布置有金属电极4，用于对输出电荷进行采集，金属电极4位于极化为同正或同负处。位于悬臂传动梁2的宽梁201上的金属电极4延伸至中心质量块3上。
图2为本发明实施例中基于传动梁结构的压电振动传感器MEMS工艺制备流程，通过磁控溅射、光刻和离子束刻蚀工艺完成对准标记图案和金属电极，然后在光刻胶作为掩膜层的作用，通过离子束刻蚀工艺进行LiNbO3薄膜刻蚀以及反应离子刻蚀SiO2薄膜，随后通过湿法刻蚀工艺刻蚀正面硅基梁和质量块；最后通过反应离子刻蚀背面生长的SiO2薄膜作为保护层，通过湿法刻蚀工艺完成对于器件背面的空腔制备与释放。
具体的传感器制备方法，如下：
步骤1、制备二氧化硅薄膜层，如图2（a）：
1a、将键合片放置在酸洗溶液中，在150℃水浴加热的条件下进行酸洗，再在80℃水浴中使用双氧水和氨水进行碱洗，之后依次使用丙酮、无水乙醇和去离子水超声5min去除键合片表面的杂质和有机物，用氮气枪吹干残留在键合片表面的水渍；
1b、在键合片背面使用化学气相沉积法沉积一层厚度为2μm的二氧化硅薄膜层，薄膜的生长速率为8.33nm/min，热氧化生长环境为130℃；
1c、对键合片使用丙酮、无水乙醇和去离子水进行清洗，并用氮气枪吹干表面残留的水渍。
步骤2、制备对准标记图案和金属电极，如图2（b）（c）：
2a、在键合片的铌酸锂表面采用磁控溅射工艺沉积金属，Cr和Au的厚度分别为20nm和200nm，Cr金属作为粘附层，用于增强压电铌酸锂晶体与Au电极的粘附性，便于后续的电荷采集；
2b、使用含有对准标记图案和金属电极图案的掩膜版，首先在其表面旋涂AZ 5214光刻胶，使用参数为：采用4000r/min进行光刻胶旋涂，热板95℃前烘100s，曝光剂量为60mJ/cm2，热板110℃后烘2min，使用AZ400K与水配比为1:6的显影液进行显影，用氧等离子体去除表面的残胶；
2c、将键合片粘贴在离子束刻蚀机的托盘上，设置Ar离子的能量为500eV，气体通量设置为7，离子束刻蚀的速率为25nm/min；
2d、将刻蚀完成的键合片在丙酮、无水乙醇和去离子水中进行清洗。
步骤3、刻蚀铌酸锂和二氧化硅薄膜层，如图2（d）（e）：
3a、使用压电悬臂传动梁式结构的掩膜版，首先在其表面旋涂AZ 7133负光刻胶，使用的掩膜版为阴版（基底边框与悬臂传动梁连接部分为透明结构），低转速（500r/min）旋涂25s，高转速（3000r/min）旋涂64s，再使用高转速（4000r/min）旋涂6s，随后在110℃热板上前烘90s，使用EVG 620光刻机进行光刻工艺，曝光剂量为150mJ/cm2，曝光完成后立即进行110℃中烘160s，最后使用AZ 400K与水配比的1:4的溶液中显影20s左右完成光刻图案的制备，用氧等离子体去除表面的残胶；
3b、将步骤3a完成的键合片在120℃热板进行后烘15min，去除胶内的水分；
3c、将键合片固定在离子束刻蚀机的托盘上，设置Ar通量为5，刻蚀速率为1.25μm/h，需要4h完成5μm厚度的刻蚀。因此需要每隔半小时停机观察刻蚀情况，一方面是刻蚀过程中的高能量离子释放的高温与低温托盘的较大温差，会导致铌酸锂晶片受热不均匀导致破裂，另一方面是防止高温离子引起胶糊，导致吃胶现象严重；
3d、将步骤3c完成后的键合片在进行反应离子刻蚀工艺，通入的气体为SF4，刻蚀速率为350nm/min；
3e、将键合片置于丙酮、无水乙醇和去离子水中进行去胶清洗，随后使用台阶仪对刻蚀高度进行测量，基于以上工艺操作后，键合片会存在7μm左右的高度差（铌酸锂晶体的厚度5μm，二氧化硅薄膜的厚度为2μm）。
步骤四、湿法刻蚀硅梁，如图2（f）：
4a、使用匀胶机喷胶AZ 4620光刻胶，喷胶4圈，胶厚为8μm，前烘300s后进行光刻，曝光剂量设置为200mJ/cm2，然后使用AZ 400K与水配比为1:3的显影液进行显影，待图形完全显影之后使用氧等离子体将表面残留的胶状物质去除，在120℃温度下进行15min坚膜；
4b、在80℃的水浴中将键合片放入浓度为20%的TMAH溶液中，对硅基梁进行湿法刻蚀工艺，刻蚀速率为1μm/min，由于在刻蚀过程中，TMAH溶液溶质会因为与硅发生化学反应导致溶液浓度降低，因此，隔30min后应将溶液进行更换，刻蚀70min即可完成70μm硅基梁的刻蚀；
4c、将刻蚀完成的键合片使用丙酮、无水乙醇和去离子水进行清洗；
4d、使用台阶仪进行刻蚀高度测量，高度为77μm（铌酸锂薄膜厚度为5μm、二氧化硅薄膜厚度为2μm和硅基梁厚度为70μm）。
步骤五、空腔制备与器件制备，如图2（g）（h）：
5a、在硅基背面通过喷胶机喷胶8圈，胶厚为16μm，之后进行光刻工艺，曝光剂量设置为800mJ/cm2，光刻完成后使用AZ 400K与水配比为1:2的显影液进行显影70s，待图形完全显影之后进行氧等离子体去残胶和1h的120℃坚膜；
5b、使用AOE刻蚀机对背面的二氧化硅薄膜进行刻蚀，刻蚀速率为350nm/min，需要刻蚀5.7min；
5c、在键合片正面涂满光刻胶，随后将其与硅片键合在一起，利用湿法刻蚀工艺对硅基背面的硅进行刻蚀，在80℃的水浴中将键合片放入浓度为20%的TMAH溶液中，刻蚀速率为1μm/min，需要刻蚀430min，每隔30min更换刻蚀液，保证刻蚀速率，刻蚀厚度为430μm，直至器件释放；
5d、对器件进行酸洗和碱洗，用去离子水冲洗若干次，待水分蒸干，完成压电振动传感器件的制备。
本发明实施例制备的基于传动梁结构的硅基铌酸锂压电振动传感器，Si基底厚度为480~520μm；SiO2薄膜的厚度为1.5~2.5μm；LiNbO3的厚度为5μm。悬臂传动梁2中宽梁201的截面尺寸为2.36mm×0.8mm（宽×高），窄梁202的截面尺寸为1.30mm×1mm（宽×高）。中心质量块3的边长为3mm。金属电极4的宽度为400μm，即位于宽梁和窄梁上金属电极的宽度一致，注：金属电极的宽度方向以宽梁和窄梁的截面宽度方向为计。
由于悬臂传动梁上不同位置在受力弯曲时的作用力不同，表现出不同的正压电极化或负压电极化。图4为图3中1-1截线处的压电极化值，图4中横坐标表示图3中1-1截线从左往右的不同位置坐标，其中设计了三个小型电极，分别放置在0μm、1400μm和2000μm坐标处，用于研究固定端处、极化现象为正与极化现象为负时，压电传感器的输出性能变化。图5为图3中2-2截线处的压电极化值变化曲线，图5中横坐标表示图3中2-2截线从下往上的不同位置坐标，在0~1200μm处压电极化呈现负增长趋势，因此将长电极设计在此处，用于提高输出电荷的采集能力。对于金属电极应放于极化为同正或同负处来增强传感器的电荷输出性能。因为铌酸锂作为压电敏感材料基于“力-电”耦合效应完成机械能与电能的转化。当压力作用于压电材料表面时，内部的极化分子会发生翻转（极化现象）从而导致表面产生正负电荷分布。当极化现象不一致时间，正极化产生的正向电荷会与负极化产生的负向电极发生中和，导致电荷性能降低。因此为了提高电荷采集效率，一般将电极分布于极化同为正或同为负处。
本发明实施例制备的传感器的固定频率是4300Hz，图6为Acc=10g振动条件下传动梁结构在20~2400Hz振动频率下的输出电荷性能，其中，振动传感器上电极-3Ⅲ的输出电荷性能最高可以达到728.4pC，另外电极-1Ⅰ、电极-2Ⅱ、电极-4Ⅳ、电极-5Ⅴ、电极-6Ⅵ、电极-7Ⅶ的输出电荷分别为605.73pC、354.12pC、﹣614.1pC、20.535pC、﹣252.4pC、﹣713.1pC。输出电荷最大的电极主要分布于传动梁与质量块相接处，主要原因是金属电极分布面积较大，采集的电荷效率较高同时压电器件振动产生的应变较大，所对应的输出电荷就相对较高。接近固定端处的输出电荷最小，这与图3所示坐标靠近0处压电极化接近0但处于上升的现象有关，总体极化呈现较低值即电荷输出值较小。因此金属电极设计在传动梁与质量块相交处对于提升输出性能具有较为明显的优势。高性能的压电振动传感器在无规律振动环境监测中可以降低干扰信号下的测试精度，对于航天器等深空探测设备在高频微振动领域中具有较好的应用价值。
综上所述，本发明实施例很好地制备出基于传动梁结构的硅基铌酸锂压电振动传感器，该传感器具有宽频、微振环境下的振动信号测量，解决了现有材料目前应用频率低和航天领域微弱信号测量不准确的劣势。该传感器同时具有很好的电荷输出能力和较高的电荷灵敏度，能够适用于高频和低加速环境中，并且在高温环境下仍能保持较为优良的压电性能，对恶劣环境下的振动检测具有非常重要的科学意义和应用价值。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照本发明实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明的技术方案的精神和范围，其均应涵盖本发明的权利要求保护范围中。
Claims (9)
1.一种基于传动梁结构的硅基铌酸锂压电振动传感器，包括Si基底，所述Si基底表面生长一层SiO2薄膜后与LiNbO3薄膜键合后构成Si-LiNbO3键合片；所述Si-LiNbO3键合片经MEMS工艺形成基底边框（1）、中心质量块（3）及四条悬臂传动梁（2）；
其特征在于：所述悬臂传动梁（2）由呈垂直布置的宽梁（201）和窄梁（202）构成，所述宽梁（201）端部与中心质量块（3）的侧面连接，所述窄梁（202）端部与基底边框（1）的侧面连接；四条悬臂传动梁（2）规则布置于基底边框（1）和中心质量块（3）之间，即：四条悬臂传动梁（2）的一端分别连接于中心质量块（3）的四边、另一端分别连接于基底边框（1）的四边，相邻的悬臂传动梁（2）互呈旋转90度布置；
所述悬臂传动梁（2）上布置有金属电极（4），所述金属电极（4）位于极化为同正或同负处。
2.根据权利要求1所述的一种基于传动梁结构的硅基铌酸锂压电振动传感器，其特征在于：位于悬臂传动梁（2）的宽梁（201）上的金属电极（4）延伸至中心质量块（3）上。
3.根据权利要求2所述的一种基于传动梁结构的硅基铌酸锂压电振动传感器，其特征在于：Si基底厚度为480~520μm；SiO2薄膜的厚度为1.5~2.5μm；LiNbO3的厚度为5μm；
所述悬臂传动梁（2）中宽梁（201）的截面尺寸为2.36mm×0.8mm，窄梁（202）的截面尺寸为1.30mm×1mm；
所述中心质量块（3）的边长为3mm；金属电极（4）的宽度为400μm。
4.权利要求1至3任一所述的基于传动梁结构的硅基铌酸锂压电振动传感器的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一、预先在Si-LiNbO3键合片背面采用化学气相沉积法生长一层SiO2薄膜，用于背面空腔刻蚀硬掩膜保护层；
步骤二、在Si-LiNbO3键合片正面采用磁控溅射、光刻和离子束刻蚀工艺完成对准标记图案和金属电极的制备；
步骤三、采用离子束刻蚀完成指定厚度的LiNbO3薄膜刻蚀，采用反应离子刻蚀完成SiO2薄膜刻蚀；
步骤四、采用湿法刻蚀工艺完成Si基底的正面刻蚀，从而完成器件的悬臂传动梁和中心质量块制备；
步骤五、在Si-LiNbO3键合片背面采用喷胶、光刻、显影、湿法刻蚀工艺完成背部空腔刻蚀与器件释放。
5.根据权利要求4所述的基于传动梁结构的硅基铌酸锂压电振动传感器的制备方法，其特征在于：步骤一中，SiO2薄膜的生长速率为8.3nm/min，热氧化生长环境为130℃。
6.根据权利要求4所述的基于传动梁结构的硅基铌酸锂压电振动传感器的制备方法，其特征在于：步骤二中，采用磁控溅射工艺生长一层20nm厚的Cr层和200nm厚的Au层；对准标记图案和金属电极制备时，使用含有标记图案和金属电极图案的掩膜版，使用AZ 5214光刻胶进行图案掩膜，使用参数为：采用转速4000r/min进行光刻胶旋涂，热板95℃前烘，曝光剂量为60mJ/cm2，热板110℃后烘，使用AZ400K与水配比为1:6的显影液进行显影，用氧等离子体去除表面的残胶；采用离子束刻蚀完成所需对准标记图案和金属电极的制备，其中设置Ar离子的能量为500eV，气体通量设置为7，离子束刻蚀的速率为25nm/min。
7.根据权利要求4所述的基于传动梁结构的硅基铌酸锂压电振动传感器的制备方法，其特征在于：步骤三中，使用压电悬臂传动梁式结构的掩膜版，首先在其表面旋涂AZ 7133负光刻胶，使用的掩膜版为阴版，低转速500r/min旋涂，高转速3000r/min旋涂，再使用高转速4000r/min旋涂，随后在110℃热板上前烘；进行光刻工艺，曝光剂量为150mJ/cm2，曝光完成后立即进行110℃中烘，最后使用AZ 400K与水配比的1:4的溶液中显影完成光刻图案的制备，用氧等离子体去除表面的残胶；完成的键合片在120℃热板进行后烘，去除胶内的水分；然后采用离子束刻蚀，设置Ar通量为5，刻蚀速率为1.25μm/h；
之后进行反应离子刻蚀工艺，通入的气体为SF4，刻蚀速率为350nm/min。
8.根据权利要求4所述的基于传动梁结构的硅基铌酸锂压电振动传感器的制备方法，其特征在于：步骤四中，使用匀胶机喷胶AZ 4620光刻胶，喷胶4圈，胶厚为8μm，前烘后进行光刻，曝光剂量设置为200mJ/cm2，然后使用AZ 400K与水配比为1:3的显影液进行显影，待图形完全显影之后使用氧等离子体将表面残留的胶状物质去除，在120℃温度下进行15min坚膜；之后在80℃的水浴中将键合片放入浓度为20%的TMAH溶液中，对硅基梁进行湿法刻蚀工艺，刻蚀速率为1μm/min。
9.根据权利要求4所述的基于传动梁结构的硅基铌酸锂压电振动传感器的制备方法，其特征在于：步骤五中，在键合片背面通过喷胶机喷胶8圈，胶厚为16μm，之后进行光刻工艺，曝光剂量设置为800mJ/cm2，光刻完成后使用AZ 400K与水配比为1:2的显影液进行显影，待图形完全显影之后进行氧等离子体去残胶和1h的120℃坚膜；之后使用反应离子刻蚀对背面的二氧化硅薄膜进行刻蚀，刻蚀速率为350nm/min；
随后在键合片正面涂满光刻胶，随后将其与硅片键合在一起，利用湿法刻蚀工艺对硅基背面的硅进行刻蚀，在80℃的水浴中将键合片放入浓度为20%的TMAH溶液中，刻蚀速率为1μm/min，直至器件释放。
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