[發明專利]層合薄膜結構、多模態壓電式微型超聲換能器及制作方法

在審

• 申請號: 202110763401.2
• 申請日: 2021-07-06
• 公開（公告）號: CN113472236A
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 孫長河;羅明璋;黑創
• 申請（專利權）人: 長江大學
• 主分類號: H02N2/00
• 分類號: H02N2/00
• 代理公司: 武漢河山金堂專利事務所(普通合伙) 42212
• 代理人: 胡清堂

1.一種層合薄膜結構，其特征在于，所述層合薄膜結構包括自下而上依次層疊設置的襯底、支持膜、絕緣膜、底電極、壓電薄膜和頂電極；其中，所述襯底上表面向下凹陷設有一空腔結構，所述空腔結構的水平截面形狀為非軸線對稱的形狀，所述壓電薄膜的水平截面形狀與襯底空腔結構的水平截面形狀一致。

2.根據權利要求1所述層合薄膜結構，其特征在于，所述壓電薄膜在底電極上的位置與所述空腔結構上下映射對應設置。

3.根據權利要求1所述層合薄膜結構，其特征在于，所述底電極完全覆蓋壓電薄膜的下表面，所述頂電極部分或全部覆蓋壓電薄膜的上表面。

4.根據權利要求1所述層合薄膜結構，其特征在于，所述壓電薄膜的上表面設置有一塊或多塊頂電極。

5.根據權利要求1所述層合薄膜結構，其特征在于，所述襯底空腔結構連通所述襯底的上表面和下表面。

6.根據權利要求1所述層合薄膜結構，其特征在于，所述層合薄膜結構的中性面設計在壓電薄膜之外。

7.一種多模態壓電式微型超聲換能器，其特征在于，所述多模態壓電式微型超聲換能器包括權利要求1至權利要求6任意一項所述的層合薄膜結構。

8.根據權利要求7所述多模態壓電式微型超聲換能器，其特征在于，所述多模態壓電式微型超聲換能器包括超聲波發射模式和超聲波接收模式兩種工作方式。

9.一種多模態壓電式微型超聲換能器的制作方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、清洗標準襯底，對襯底的上表面進行圖形化刻蝕，形成具有非軸對稱水平截面形狀的空腔；

S2、在空腔襯底的上表面制作支撐膜；

S3、在支撐膜的上表面沉積絕緣膜；

S4、在絕緣膜的上表面沉積底電極；

S5、在底電極的上表面沉積壓電薄膜，并按照襯底空腔結構的水平截面形狀對壓電薄膜進行圖形化處理；

S6、在壓電薄膜的上表面沉積頂電極。

10.根據權利要求9所述多模態壓電式微型超聲換能器的制作方法，其特征在于，在對壓電薄膜的上表面沉積頂電極之后，對頂電極進行圖形化處理。