[發明專利]一種基于AlN的壓電MEMS水聽器及其制備方法

在審

• 申請號: 202010557151.2
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111816755A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 張志東;薛晨陽;鄭永秋;崔丹鳳;張增星;王強;趙龍;楊婷婷
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: H01L41/18
• 分類號: H01L41/18;B81B7/02;H01L41/297;H01L41/33
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源;武建云

1.一種基于AlN的壓電MEMS水聽器，其特征在于：包括SOI基底（1），所述SOI基底（1）的器件硅層上依次濺射沉積下電極層（2）、AlN壓電層（3）及上電極層（4），所述上電極層（4）采用干法刻蝕形成圖形化后的上電極（5），之后采用等離子增強化學氣相淀積生長SiO₂保護層（6），之后刻蝕掉上電極（5）上的SiO₂保護層，采用剝離的方法在圖形化后的上電極（5）上濺射沉積上電極焊盤（7），之后刻蝕掉下電極焊盤對應位置的SiO₂保護層及AlN壓電層后裸露出部分下電極，在裸露出的下電極上采用剝離的方法濺射沉積下電極焊盤（8）；所述SOI基底（1）的硅襯底背部深硅刻蝕空腔（9）以釋放振動薄膜；所述圖形化后的上電極（5）大小應位于空腔（9）對應的區域內。

2.根據權利要求1所述的一種基于AlN的壓電MEMS水聽器，其特征在于：所述SOI基底（1）的器件硅層和下電極層（2）之間濺射沉AlN種子層。

3.根據權利要求2所述的一種基于AlN的壓電MEMS水聽器，其特征在于：所述SOI基底（1）的器件硅層厚度為5μm、埋氧層厚度為1μm、硅襯底厚度為475μm；AlN種子層厚度為0.2μm，下電極層（2）厚度為0.2μm，AlN壓電層厚度為1μm，上電極層（4）厚度為0.2μm。

4.一種基于AlN的壓電MEMS水聽器的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟一、選擇SOI作為基底，其規格為器件硅層5μm，埋氧層1μm，硅襯底475μm；

步驟二、SOI基底清洗后，在器件硅層上使用磁控濺射鍍膜設備依次濺射沉積0.2μm的AlN種子層、0.2μm的下電極層（2）、1μm的AlN壓電層（3）、0.2μm的上電極層（4）；

步驟三、在上電極層（4）上進行光刻，使用干法刻蝕形成圖形化后的上電極（5）；圖形化后的上電極（5）大小應位于空腔（9）對應的區域內；

步驟四、采用等離子增強化學氣相淀積生長SiO₂保護層（6）；

步驟五、在SiO₂保護層進行光刻，刻蝕掉圖形化后的上電極（5）上的氧化層，采用剝離的方法在圖形化后的上電極（5）上濺射沉積上電極焊盤（7）；

步驟六、在SiO₂保護層進行光刻，刻蝕掉下電極焊盤對應位置的保護層及AlN壓電層，用剝離的方法在裸露出的下電極上濺射沉積下電極焊盤（8）；

步驟七、SOI基底（1）的硅襯底背部深硅刻蝕空腔（9）以釋放振動薄膜；完成AlN壓電MEMS水聽器的制備。