[發明專利]柔性MEMS超聲波換能器及其制作方法

在審

• 申請號: 201811605619.X
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN109622347A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 馮雪;王志建;陳穎
• 申請（專利權）人: 浙江清華柔性電子技術研究院
• 主分類號: B06B1/06
• 分類號: B06B1/06
• 代理公司: 上海波拓知識產權代理有限公司 31264
• 代理人: 李萌

1.柔性MEMS超聲波換能器，其特征在于：包括超聲波換能單元，所述超聲波換能單元包括下電極、壓電層及上電極，所述下電極包括鋁基底，所述壓電層包括第一氮化鋁膜層及第二氮化鋁膜層，所述鋁基底、所述第一氮化鋁膜層及所述第二氮化鋁膜層依次層疊設置，所述上電極形成于所述第二氮化鋁膜層上，所述第一氮化鋁膜層由所述鋁基底的表面經過氮化處理而形成。

2.如權利要求1所述的柔性MEMS超聲波換能器，其特征在于：包括柔性基板，多個所述超聲波換能單元陣列布設于所述柔性基板上。

3.如權利要求1所述的柔性MEMS超聲波換能器，其特征在于：所述第二氮化鋁膜層為通過沉積工藝形成的第二氮化鋁膜層。

4.如權利要求1所述的柔性MEMS超聲波換能器，其特征在于：所述下電極還包括襯底層，所述鋁基底形成于所述襯底層上。

5.如權利要求4所述的柔性MEMS超聲波換能器，其特征在于：所述襯底層為鋁材質金屬，所述襯底層與所述鋁基底形成于一體。

6.如權利要求4所述的柔性MEMS超聲波換能器，其特征在于：所述襯底層為鋁合金，所述鋁基底形成于所述襯底層上。

7.如權利要求4所述的柔性MEMS超聲波換能器，其特征在于：所述襯底層為非鋁金屬箔，所述下電極還包括第一過渡膜層及第二過渡膜層，所述第一過渡膜層設置于所述襯底層上，所述第二過渡膜層形成于所述第一過渡膜層上，所述鋁基底形成于所述第二過渡膜層上，所述第一過渡膜層為與襯底層同材質金屬形成的膜層，所述第二過渡膜層為鋁與襯底層同材質金屬的合金的膜層。

8.如權利要求7所述的柔性MEMS超聲波換能器，其特征在于：所述第一過渡膜層為由所述襯底層同材質的金屬在所述襯底層上通過沉積工藝形成的膜層，所述第二過渡層為在所述第一過渡膜層上通過磁過濾多弧離子鍍方法沉積所述鋁基底的同時形成的合金膜層，所述第二過渡層位于所述第一過渡膜層和所述鋁基底之間。

9.如權利要求2所述的柔性MEMS超聲波換能器，其特征在于：所述柔性基板為由PI、PET及LCP材質中的一種或多種制成的柔性高分子薄膜。

10.柔性MEMS超聲波換能器的制作方法，其特征在于：包括如下步驟：

提供鋁基底，以作為下電極；

對所述鋁基底進行氮化處理，在所述鋁基底的表面上形成第一氮化鋁膜層；

在所述第一氮化鋁膜層上形成第二氮化鋁膜層；

在所述第二氮化鋁膜層上形成上電極，以形成柔性MEMS超聲波換能器內的超聲波換能單元。

11.如權利要求10所述的柔性MEMS超聲波換能器的制作方法，其特征在于：通過沉積工藝在所述第一氮化鋁膜層上形成第二氮化鋁膜層。

12.根據權利要求10所述的柔性MEMS超聲波換能器的制作方法，其特征在于：該方法還包括在所述柔性基板上形成陣列設置的襯底層，并將所述鋁基底形成于所述襯底層上。

13.根據權利要求12所述的柔性MEMS超聲波換能器的制作方法，其特征在于：當所述襯底層為鋁合金時，該方法還包括：

通過沉積工藝將所述鋁基底沉積于所述襯底層上。

14.根據權利要求12所述的柔性MEMS超聲波換能器的制作方法，其特征在于：當所述襯底層為非鋁材質金屬時，該方法還包括：

通過沉積工藝在所述襯底層上形成第一過渡膜層，所述第一過渡膜層為與所述襯底層同材質金屬形成的膜層；

通過磁過濾多弧離子鍍在所述第一過渡膜層上沉積所述鋁基底，同時在所述鋁基底與所述第一過渡膜層之間形成第二過渡膜層，所述第二過渡膜層為與所述襯底層同材質金屬及鋁的合金形成的合金膜層。

15.根據權利要求10所述的柔性MEMS超聲波換能器的制作方法，其特征在于：該方法還包括提供柔性基板，并將多個所述超聲波換能單元陣列布設于所述柔性基板上。