[发明专利]一种电容式超声传感器及其制作方法

权利要求书

1.一种电容式超声传感器，其特征在于，包括：

低阻硅衬底(13)；

在低阻硅衬底(13)上形成的氧化硅层(12)；

于氧化硅层(12)中形成的二维空腔阵列结构；

在二维空腔阵列结构之上形成的振膜(11)；以及

在振膜(11)上沉积金属铝形成的上电极(10)，该上电极(10)为图形阵列，并且上电极(10)图形阵列中的图形与二维空腔阵列结构的图形一一对应分布，彼此连接在一起。

2.根据权利要求1所述的电容式超声传感器，其特征在于，所述氧化硅层(12)是在低阻硅衬底(13)上通过热氧化生长形成的。

3.根据权利要求1所述的电容式超声传感器，其特征在于，所述二维空腔阵列结构，是通过对氧化硅层(12)进行光刻、腐蚀或刻蚀工艺，于氧化硅层(12)中形成的。

4.根据权利要求1所述的电容式超声传感器，其特征在于，所述二维空腔阵列结构中的空腔为圆形或其他形状，所述上电极(10)图形阵列中的图形为圆形或其他形状。

5.根据权利要求1所述的电容式超声传感器，其特征在于，所述低阻硅衬底(13)作为下电极。

6.根据权利要求1所述的电容式超声传感器，其特征在于，所述振膜(11)的形成过程如下：

将带有二维空腔阵列结构的硅衬底与SOI外延片进行湿法和干法表面活化处理，采用低温直接键合技术，将SOI外延片倒装键合于二维空腔阵列结构之上，形成一个整体结构；键合完成后，将SOI外延片的底硅和埋氧层腐蚀掉，只留下顶层硅作为振膜(11)。

7.一种制作电容式超声传感器的方法，其特征在于，包括：

步骤1：选择低阻硅衬底(13)，在低阻硅衬底(13)上形成氧化硅层(12)：

步骤2：于氧化硅层(12)中形成二维空腔阵列结构；

步骤3：在二维空腔阵列结构之上形成振膜(11)；

步骤4：在振膜(11)上沉积金属铝形成上电极(10)，该上电极(10)为图形阵列，并且上电极(10)图形阵列中的图形与二维空腔阵列结构的图形一一对应分布，彼此连接在一起。

8.根据权利要求7所述的制作电容式超声传感器的方法，其特征在于，所述步骤2包括：

在氧化硅层(12)上涂抹一层光刻胶，准备好光刻版，经过曝光、显影、后烘之后，通过湿法腐蚀或干法刻蚀，于氧化硅层(12)中形成圆形或其他形状的空腔阵列结构，得到二维空腔阵列结构，最后将衬底上残留的光刻胶去除。

9.根据权利要求7所述的制作电容式超声传感器的方法，其特征在于，所述步骤3包括：

准备SOI外延片，清洗干净，做湿法和干法表面活化处理，做好键合准备；

对带有二维空腔阵列结构的硅衬底做湿法和干法表面活化处理，然后将SOI外延片采用倒装键合的方式低温直接键合于二维空腔阵列结构之上，形成一个整体结构；

用TMAH腐蚀液(四甲基氢氧化铵)腐蚀掉SOI外延片的底硅，接着用BOE溶液腐蚀掉SOI片的埋氧层，最后只留下SOI的顶硅在二维空腔阵列结构之上，作为电容式超声传感器的振膜。

10.根据权利要求7所述的制作电容式超声传感器的方法，其特征在于，步骤4中所述在振膜(11)上沉积金属铝形成上电极(10)，是在振膜(11)上涂抹一层光刻胶，使用掩膜版，经曝光、显影、后烘之后，沉积200nm金属Al，采用剥离工艺在振膜上形成彼此交联的上电极图形，之后去除残留的光刻胶，形成图形化上电极(10)。