[发明专利]一种高灵敏度压电式硅麦克风及其制备方法

权利要求书

1.一种高灵敏度压电式硅麦克风，包括基底（1）、弹性支撑层（2）、第一电极（4）、第二电极（7）、压电薄膜部分（10），其特征是：所述弹性支撑层（2）覆盖在整个基底（1）表面，压电薄膜部分（10）覆盖在弹性支撑层（2）上，压电薄膜部分（10）自下而上包括过渡层（11）和压电功能层（12）；基底（1）中刻蚀有孔（3），孔（3）贯穿基底（1）直通弹性支撑层（2），第一电极（4）和第二电极（7）成双螺旋结构，位于同一平面，制作于压电功能层（12）的上表面且位于孔（3）的正上方。

2.根据权利要求1所述的一种高灵敏度压电式硅麦克风，其特征是：所述弹性支撑层（2）为热氧化氧化硅，厚度为0.5～1μm。

3.根据权利要求1所述的一种高灵敏度压电式硅麦克风，其特征是：所述过渡层（11）的材质为ZrO₂，压电功能层（12）的材质为PZT。

4.根据权利要求1所述的一种高灵敏度压电式硅麦克风，其特征是：所述第一电极（4）通过第一电极引线（5）连接第一电极端子（6），所述第二电极（7）通过第二电极引线（8）连接第二电极端子（9），所述第一电极（4）、第一电极引线（5）、第一电极端子（6）、第二电极（7）、第二电极引线（8）、第二电极端子（9）均制作于压电功能层（12）的上表面。

5.根据权利要求1所述的一种高灵敏度压电式硅麦克风，其特征是：所述基底（1）为硅基。

6.一种高灵敏度的压电式硅麦克风的制备方法，其特征是，包括如下步骤：

a、提供硅基基底（1）；

b、在基底（1）上生成一层弹性支撑层（2）；

c、在基底（1）上生成压电薄膜部分（10）的过渡层（11）；

d、在基底（1）上生成压电薄膜部分（10）的压电功能层（12）；

e、在基底（1）上形成第一电极（4）、第一电极引线（5）、第一电极端子（6）、第二电极（7）、第二电极引线（8）和第二电极端子（9），第一电极（4）和第二电极（7）成双螺旋结构；

f、在基底（1）底部刻蚀孔（3）贯穿基底；

g、在第一电极（4）和第二电极（7）之间施加电压，使得压电薄膜部分（10）的压电功能层（12）面内极化。

7.根据权利要求6所述的一种高灵敏度压电式硅麦克风的制备方法，其特征是：所述过渡层（11）的材质为ZrO₂，采用sol-gel法沉积，采用0.4mol/L的ZrO2溶液以3000rpm旋涂30s，后经450℃热解1分钟，在700℃快速退火1分钟，最后在700℃下退火3小时，所得过渡层（11）的厚度为0.3μm。

8.根据权利要求6所述的一种高灵敏度压电式硅麦克风的制备方法，其特征是：所述压电功能层（12）的材质为PZT，具有压电效应，有应变时在表面产生电荷，所述压电功能层（12）采用sol-gel法沉积，采用0.75mol/L的PZT溶液以1500rpm旋涂30s，后经450℃热解1分钟，然后在700℃快速退火1分钟；重复以上sol-gel法沉积，最终所得压电功能层（12）的厚度为1～2μm。

9.根据权利要求6所述的一种高灵敏度压电式硅麦克风的制备方法，其特征是：所述第一电极（6）、第一电极引线（7）、第一电极端子（10）、第二电极（8）、第二电极引线（9）、第二电极端子（11）材料为Cr/Au，所述第一电极（6）、第一电极引线（7）、第一电极端子（10）、第二电极（8）、第二电极引线（9）、第二电极端子（11）图案采用lift-off工艺生成，或先沉积一层金属电极材料层再用湿法刻蚀出所需图案。