[發(fā)明專利]一種壓電薄膜傳感器、壓電薄膜傳感器電路及制作方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610003669.5
• 申請日: 2016-01-04
• 公開（公告）號: CN105655480A
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發(fā)明（設計）人: 田雪雁
• 申請（專利權）人: 京東方科技集團股份有限公司
• 主分類號: H01L41/39
• 分類號: H01L41/39;H01L41/113;H01L41/187;H01L27/12
• 代理公司: 北京銀龍知識產(chǎn)權代理有限公司 11243
• 代理人: 黃燦;胡影

技術領域

本發(fā)明涉及壓電薄膜傳感器技術領域，尤其涉及一種壓電薄膜傳感器、壓 電薄膜傳感器電路及制作方法。

背景技術

MEMS(微機電系統(tǒng)，MicroelectroMechanicalSystems)是在微電子技術 基礎上發(fā)展起來的多學科交叉的前沿研究領域。MEMS傳感器是采用微電子 和微機械加工技術制造出來的新型傳感器。與傳統(tǒng)的傳感器相比，它具有體積 小、重量輕、成本低、功耗低、可靠性高、適于批量化生產(chǎn)、易于集成和實現(xiàn) 智能化的特點。MEMS技術的發(fā)展為基于壓電薄膜和硅微加工技術的微傳感 器和微執(zhí)行器的研究帶來了巨大的機遇。尤其MEMS壓電薄膜傳感器具有低 能耗、高靈敏度、易于與壓電微執(zhí)行器集成等優(yōu)點，使其在醫(yī)療，汽車電子， 運動追蹤系統(tǒng)等領域具有很大的應用價值。

傳統(tǒng)的MEMS壓電薄膜傳感器基本上都基于硅芯片技術發(fā)展起來。其制 作基底為硅片，技術路線均為典型的半導體技術制程。但是近年來，由于醫(yī)療 和可穿戴設備的一些新產(chǎn)品催生了新型傳感器市場，這個市場將著眼于柔性傳 感器的制作。并且目前國外已經(jīng)開始進行相關的研究。

請參考圖1，圖1為現(xiàn)有的壓電薄膜傳感器的結構示意圖，在制作壓電薄 膜傳感器的壓電薄膜層時，需要采用600℃～700℃的高溫真空爐(Oven)退火 工藝，以完成壓電薄膜層的成相轉(zhuǎn)變，提高壓電薄膜傳感器的性能。通常情況 下柔性襯底最多只能承受400℃的溫度，因此如何在柔性襯底上進行壓電薄膜 的制作，成為高性能柔性壓電薄膜傳感器的技術難點。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種壓電薄膜傳感器、壓電薄膜傳感器電路及制作 方法，以解決現(xiàn)有的壓電薄膜的退火工藝難以適用于柔性壓電薄膜傳感器的問 題。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種壓電薄膜傳感器的制作方法，包括 在基板上形成壓電薄膜的步驟，還包括：采用激光退火工藝對所述壓電薄膜進 行激光退火，完成所述壓電薄膜的成相轉(zhuǎn)變的步驟。

優(yōu)選地，采用激光退火工藝對所述壓電薄膜進行激光退火時，退火溫度為 300℃～400℃。

優(yōu)選地，采用激光退火工藝對所述壓電薄膜進行激光退火時，采用的激光 的波長為10.6μm，激光功率密度為490W/cm²，退火時長為25秒。

優(yōu)選地，采用CO₂激光器或YAG激光器產(chǎn)生激光退火工藝所用激光。

優(yōu)選地，所述壓電薄膜采用鋯鈦酸鉛或鋯鈦酸鋇材料形成。

優(yōu)選地，形成的所述壓電薄膜的厚度范圍為0.5～1.5μm。

優(yōu)選地，所述壓電薄膜傳感器的制作方法還包括：

形成所述壓電薄膜傳感器的上電極和下電極的步驟。

優(yōu)選地，所述基板為柔性襯底基板。

本發(fā)明還提供一種壓電薄膜傳感器電路的制作方法，包括形成壓電薄膜傳 感器的步驟；以及形成與所述壓電薄膜傳感器連接的薄膜晶體管的步驟，所述 壓電薄膜傳感器采用上述方法形成。

優(yōu)選地，所述壓電薄膜傳感器電路的制作方法具體包括：

在剛性襯底基板上形成柔性襯底基板；

在所述柔性襯底基板上形成所述薄膜晶體管的柵電極的圖形；

形成柵絕緣層；

形成所述壓電薄膜傳感器的下電極的圖形；

形成壓電薄膜，采用激光退火工藝對所述壓電薄膜進行激光退火，完成所 述壓電薄膜的成相轉(zhuǎn)變，并采用光刻工藝對激光退火后的壓電薄膜進行構圖， 形成壓電薄膜的圖形；

形成所述薄膜晶體管的有源層的圖形；

形成絕緣層的圖形；

形成所述薄膜晶體管的源電極和漏電極的圖形，其中，所述源電極和漏電 極與所述有源層連接，且所述源電極或漏電極與所述壓電薄膜傳感器的下電極 連接；

形成所述壓電薄膜傳感器的上電極的圖形；

將形成有所述薄膜晶體管和所述壓電薄膜傳感器的柔性襯底基板從所述 剛性襯底基板上剝離。

本發(fā)明還提供一種壓電薄膜傳感器，采用上述壓電薄膜傳感器的制作方法 制作而成。

本發(fā)明還提供一種壓電薄膜傳感器電路，采用上述壓電薄膜傳感器電路的 制作方法制作而成。

優(yōu)選地，所述電路具體包括：

柔性襯底基板；

薄膜晶體管的柵電極；

柵絕緣層；