[发明专利]电容式超声传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种电容式超声传感器，其特征在于，包括掺杂硅衬底、固定在所述掺杂硅衬底上的第一电极层以及间隔设置在所述第一电极层上的第二电极层；所述第一电极层包括固定在所述掺杂硅衬底上的绝缘层、固定在所述绝缘层外沿的侧边电极以及固定在所述绝缘层中间的中间电极，所述侧边电极与所述中间电极通过所述绝缘层隔开；所述第二电极层通过所述绝缘层与所述侧边电极和所述中间电极隔开，所述绝缘层、所述侧边电极、所述中间电极以及所述第二电极层围成作为电容极板间隙的空腔。

2.如权利要求1所述的电容式超声传感器，其特征在于，所述绝缘层边缘设有凸起，所述第二电极层与所述凸起接触，并通过所述凸起与所述侧边电极和所述中间电极隔开。

3.如权利要求2所述的电容式超声传感器，其特征在于，所述第二电极层包括网孔结构的上电极以及设置在所述上电极边缘并向外延伸的支撑臂，所述支撑臂与所述凸起接触以支撑所述第二电极层。

4.如权利要求2所述的电容式超声传感器，其特征在于，所述电容式超声传感器还包括设置在所述凸起上的金属焊盘，以及设置在所述凸起内的、用于连接所述金属焊盘和所述侧边电极的导通孔。

5.如权利要求1或2所述的电容式超声传感器，其特征在于，所述绝缘层材质为氧化硅。

6.一种电容式超声传感器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、提供标准CMOS集成电路制造工艺制造的半成品，所述半成品以掺杂硅作为衬底，所述衬底表面沉积绝缘层，所述绝缘层表面沉积金属掩模层，所述金属掩模层表面沉积钝化层；所述绝缘层外沿处设有侧边电极，所述绝缘层中间设有中间电极，所述绝缘层内还设有第二电极层和金属牺牲层，所述金属牺牲层设置在所述第二电极层与所述中间电极之间，并被绝缘层隔开；

步骤二、以所述金属掩模层为掩模，干法刻蚀除去钝化层，并在所述绝缘层上刻蚀所述绝缘层至金属牺牲层，形成刻蚀及腐蚀窗口；

步骤三、通过刻蚀及腐蚀窗口，湿法腐蚀除去所述金属掩模层和金属牺牲层，在所述第一电极层和所述第二电极层之间形成空腔；

步骤四、以所述第二电极层为掩模，干法刻蚀除去未被遮掩的绝缘层结构，所述空腔进一步被扩大，所述空腔由所述绝缘层、所述侧边电极、所述中间电极以及所述第二电极层围成，得到所述电容式超声传感器。

7.如权利要求6所述的电容式超声传感器的制备方法，其特征在于，所述金属牺牲层具有网孔结构，步骤二中，金属牺牲层被除去后形成柱状结构，所述第二电极层被所述柱状结构支撑。

8.如权利要求7所述的电容式超声传感器的制备方法，其特征在于，所述第二电极层为与所述柱状结构相对应的网孔结构，所述网孔结构的第二电极层的网孔正对所述柱状结构，步骤四中，以所述第二电极层为掩模，所述柱状结构通过干法刻蚀除去。

9.如权利要求8所述的电容式超声传感器的制备方法，其特征在于，所述第二电极层包括网孔结构的上电极以及设置在所述上电极边缘并向外延伸的支撑臂；步骤四中，所述空腔形成后，所述支撑臂支撑起所述第二电极层。

10.如权利要求6所述的电容式超声传感器的制备方法，其特征在于，所述绝缘层边缘处设有金属焊盘，步骤二和步骤四中，干法刻蚀时金属焊盘作为掩模，在绝缘层边缘处形成凸起。