軟支撐橋式矽微壓電傳聲器晶片及其製備方法

2023-10-04 14:08:24 2

專利名稱：軟支撐橋式矽微壓電傳聲器晶片及其製備方法
技術領域：
本發明涉及矽微壓電傳聲器領域，特別涉及一種矽微壓電傳聲器晶片及其製備 方法。
背景技術：
.
矽微傳聲器主要由壓電式和電容式兩種，矽微壓電傳聲器由壓電層、振動膜、 金屬電極組成。相對於矽微電容傳聲器而言，壓電傳聲器具有結構簡單，不需要置 偏電壓；阻抗低，可以作為發射器，實現既接收又發射；可應用於微型傳聲器、超 聲成像、水聽器。但是其靈敏度比較低，限制其靈敏度的一個重要因素是由于振動 膜的應力比較大，所以傳聲器在振動時，壓電層由於應變小而引起傳聲器的靈敏度 比較低。為了降低振動膜的應力，提高傳聲器的靈敏度，就有必要設計新型的傳聲 器結構。

發明內容
本發明的目的在於設計一種新型結構的傳聲器，以提高傳聲器的靈敏度。為 此，本發明提出一種防聲漏軟支撐橋式結構矽微壓電傳聲器晶片，這種換能器晶片 中，通過在振動膜的一對對邊刻蝕兩條狹縫，從而使振動膜的兩邊自由，使振動膜 成為橋式振動膜，相對於具有四邊固支傳統振動膜的壓電傳聲器，這種結構由于振 動膜只有兩邊固支，振動膜另外兩長邊的應力得到釋放，所以換能器在工作時，會 引起壓電層更大的應變，從而會明顯提高傳聲器的靈敏度。但是這個狹縫會造成聲 漏，影響傳聲器靈敏度。為了防止聲漏問題，在兩條狹縫的上面沉積聚醯亞胺膜， 由於聚醯亞胺膜質地柔軟，所以對振動膜的振動影響有限，同時又能有效防止由於 狹縫的存在引起的聲漏問題，這樣就構成一種防聲漏軟支撐橋式結構矽微壓電傳聲 器，它應具有較高的靈敏度。另外還需要說明的是，懸臂梁結構比之這種橋式梁結 構而言，受力作用時，具有較大的應變，從而具有更高的靈敏度。但是懸臂梁結構 需要仔細的控制襯底層，有時還需要更複雜的多層結構，以控制殘餘應力，否則懸 空端會產生強烈的自發巻曲而使整個懸臂梁結構失穩。而橋式結構由於兩端支撐，而不會使振動膜產生巻曲，雖然這樣會少許喪失一些靈敏度，但還是值得的。本發 明的目的是這樣實現的
本發明提供的軟支撐橋式矽微壓電傳聲器晶片，其包括
一矽基片h所述矽基片1中心設有通過體刻蝕形成的上小下大的方錐形孔；所 述矽基片1正面依次覆有第一氮化矽膜層2、 二氧化矽膜層3、第二氮化矽膜層4， 所述矽基片1背面依次覆有第三氮化矽膜層5和第四氮化矽膜層6;所述第三氮化矽 膜層5和第四氮化矽膜層6中心設有與矽基片1背面上的方孔相同尺寸的方孔;所述
矽基片1正面方孔之上對應的第一氮化矽膜層2、 二氧化矽膜層3和第二氮化矽膜層 4構成方形複合振動膜，該方形複合振動膜的一對對邊分別刻蝕一條貫穿所述方形復 合振動膜的垂向狹縫41，所述垂向狹縫41的垂向投影位於所述矽基片1正面上方孔 邊緣內側；
沉積於所述方形振動膜上並圖形化形成的下電極8;所述下電極8為用真空蒸鍍 設備或濺射設備製備的0.01 1，厚度的鋁下電極，或為由Cr層和Au層構成的Cr/Au 複合下電極，或為由Ti層和Pt層構成的Ti/Pt複合下電極；所述Cr層和Ti層厚度
均為0. 01~0. l卩m;所述Au層和Pt層厚度均為0. 05~0. 5pm; 沉積於所述下電極8上並圖形化形成的壓電薄膜9;
沉積於所述壓電薄膜9表面上的圖形化的上電極11; 沉積於所述矽基片1正面上各部件之上的圖形化的聚醯亞胺膜7;
刻蝕有垂向狹縫41的方形複合振動膜和聚醯亞胺膜7共同構成軟支撐防聲漏橋
式振動膜。
本發明提供的軟支撐橋式矽微壓電傳聲器晶片，還可包括沉積於所述壓電薄膜9
與上電極11之間的氧化矽膜保護層10;所述垂向狹縫41貫穿所述形複合振動膜和
所述氧化矽膜保護層10。
所述的狹縫41的寬度為0.1~200^。
所述壓電膜9為氧化鋅壓電膜、氮化鋁壓電膜、鋯鈦酸鉛壓電膜、鈣鈦礦型壓 電膜或有機壓電膜。
所述的壓電膜層9的厚度為0.1~10，。 所述的聚醯亞胺膜7厚度為0.01 10y/7 。
所述的第一氮化矽膜層2、 二氧化矽膜層3和第二氮化矽膜層4的厚度均為
0.1 2jLZ)T7。
本發明提供的軟支撐橋式矽微壓電傳聲器晶片的製備方法，其步驟如下1) 清洗矽基片1
先分別用酸性清洗液和鹼性清洗液清洗矽基片1，之後再用去離子水將矽基片1 衝洗乾淨；
2) 澱積第一氮化矽膜層2
利用低壓化學氣相沉積設備在矽基片1正面沉積厚度為0.1 2y雙的第一氮化矽膜 層2，在矽基片1背面澱積厚度為0.1 2^的第三氮化矽掩膜層5;
3) 澱積二氧化矽膜層3
利用等離子輔助化學氣相沉積設備在第一氮化矽膜層2上澱積厚度為0.1 2/^的 二氧化矽膜層3;
4) 澱積第二氮化矽膜層4和第四氮化矽掩膜層6
利用低壓化學氣相沉積設備在二氧化矽膜層3上澱積厚度為0.1 2^z/的第二氮化 矽膜層4，在第三氮化矽掩膜層5上澱積厚度為0.1 2y瓜的第四氮化矽掩膜層6;
5) 製備下電極8
(a) 利用真空蒸鍍設備或濺射設備在第二氮化矽膜層4上製備0.01 1;l^厚度 的A1下電極層；或者
利用真空蒸鍍設備或濺射設備在第二氮化矽膜層4上依次製備0.01~0.1yffl厚 度的Cr和Au層，形成Cr/Au下電極複合層；或者
利用真空蒸鍍設備或濺射設備在第二氮化矽膜層4上依次製備0.01~0.1/^厚 度的Ti和Pt層，形成Ti/Pt下電極複合層；
(b) 利用圖形化技術對所述Al下電極層、Cr/Au下電極複合層或Ti/Pt下電極 複合層進行圖形化製得圖形化的下電極，完成下電極8的製備；
6) 在下電極8表面上製備壓電膜9
在下電極8的表面上塗正性光刻膠，光刻曝光，形成壓電膜光刻圖形；用腐蝕 液腐蝕壓電膜，形成所需圖形的壓電膜9，去除殘餘光刻膠，完成壓電膜9製備；
7) 在壓電膜9上直接製備上電極11;或者在壓電膜9上先製備氧化矽膜保護層 10，再在該氧化矽膜保護層10上製備上電極11:
(a)所述在壓電膜9上直接製備上電極11為 在矽片正面上塗光刻膠，光刻曝光，形成上電極反圖形；再依次真空蒸鍍或磁 控濺射0.01~0.1一厚度的Cr層和0.05 0.5戸厚度的Au層；或利用真空蒸鍍設備或 濺射設備製備0.01 lp範厚度的Al或Pt層以形成上電極金屬膜層；用丙酮去光刻膠， 完成上電極ll的製備；(b)所述在壓電膜9上先製備氧化矽膜保護層10，再在該氧化矽膜保護層10上 製備上電極ll為
在矽基片正面上，利用等離子輔助化學氣相沉澱裝置澱積厚度為0.01~0.5^氧 化矽薄膜保護層；
在保護層表面上塗正性光刻膠，光刻曝光，形成保護層光刻圖形；利用高密度 等離子刻蝕機進行光刻腐蝕，腐蝕氣體為六氟化硫，形成保護層圖形；去除殘餘光 刻膠，完成氧化矽薄膜保護層10的製備；
在氧化矽膜保護層IO表面上塗光刻膠，光刻曝光，形成上電極反圖形；再依次
真空蒸鍍或磁控濺射0.01~0.1/^厚度的Cr層和0.05~0.5廬厚度的Au層；或利用真 空蒸鍍設備或濺射設備製備O.Ol-l戸厚度的Al或Pt層以形成上電極金屬膜層；用 丙酮去光刻膠，完成上電極11的製備；
8) 體矽刻蝕
在矽基片1背面的第四氮化矽膜層6上塗正性光刻膠，利用雙面曝光機進行雙
面曝光，在矽基片1背面上形成體刻蝕掩膜光刻圖形，並利用幹法刻蝕技術刻蝕第
三氮化矽膜層5和第四氮化矽膜層6，在背面形成體刻蝕掩膜；去除殘餘光刻膠，完 成體刻蝕掩膜製備；
用體刻蝕夾具將矽基片1密封固定，放入35%K0H溶液進行體刻蝕，刻透矽基片， 完全釋放出得到其中心處具有上小下大方錐形孔的矽基片1;
所述矽基片1正面方孔之上對應的第一氮化矽膜層2、 二氧化矽膜層3和第二氮 化矽膜層4構成方形複合振動膜；
9) 在矽基片1中心處的上小下大方錐形孔表面利用真空蒸鍍設備或濺射設備制 備0.01~10^厚度的Al支撐層12，作為刻蝕狹縫時的支撐層；
狹縫刻蝕時的掩膜層為光刻膠掩膜層或A1掩膜層；在使用光刻膠掩膜層時，則 在矽基片1正面上塗光刻膠，光刻曝光，形成狹縫刻蝕所需的光刻膠掩膜；在使用 Al掩膜層，則在矽基片1正面沉積0.01~1^ Al膜，利用剝離或腐蝕的方法圖形化 Al膜，形成狹縫刻蝕所需的A1掩膜；
10) 利用幹法刻蝕對第一氮化矽膜層2、第二氮化矽膜層4進行刻蝕，利用溼法 腐蝕對二氧化矽膜層3和氧化矽膜保護層10進行腐蝕，完成狹縫的刻蝕；在利用溼 法腐蝕腐蝕二氧化矽膜層3和氧化矽膜保護層10時，矽基片1背面塗覆光刻膠，以 保護背面的A1支撐層12;同時在狹縫刻蝕完後，腐蝕去除正面的掩膜層，並用丙酮 去除背面的光刻膠，狹縫的寬度為0.1 200y切；11) 在矽基片1正面上塗光刻膠，光刻曝光，形成填充狹縫所需掩膜的圖形， 利用真空蒸鍍設備或濺射設備製備與狹縫深度相同厚度的Al層，或者利用濺射設備 製備與狹縫深度相同厚度的ZnO層，用丙酮去光刻膠，圖形化Al層或ZnO層，完成 狹縫的填充；
12) 在矽基片1正面之上的各部件的最外層之上製備厚度為0.01~10^聚醯亞胺 膜，並對其進行圖形化，露出上下電極的壓焊觸頭；
13) 在聚醯亞胺膜上塗光刻膠，作為釋放狹縫和振動膜時正面的保護層；把矽 基片l放入腐蝕液，腐蝕所述Al支撐層12和填充狹縫的Al或Zn0層，釋放出狹縫 和方形複合振動膜，用丙酮去除正面的光刻膠，完成軟支撐橋式矽微壓電傳聲器芯 片的製備。
本發明在矽基片正面依次沉積第一氮化矽膜層、二氧化矽膜層和第二氮化矽膜 層，形成由第一氮化矽膜層、二氧化矽膜層、第二氮化矽膜層構成的複合振動膜， 同時在矽基片背面也形成兩層氮化矽膜層(第三氮化矽膜層和第四氮化矽膜層)；然 後在複合振動膜之上先後澱積金屬下電極、壓電層以及上電極；對矽基片背面的氮 化矽膜層進行光刻、刻蝕，形成體刻蝕所需的掩膜；體刻蝕，刻蝕完體矽，釋放出 複合振動膜，並在矽基片的背面沉積A1層，作為正面狹縫刻蝕時，對振動膜的支撐 層；分別通過幹法和溼法刻蝕技術在複合振動膜的兩條對邊上刻蝕出狹縫，使方形 振動膜變成橋式振動膜；在矽基片正面沉積ZnO或Al犧牲層，並圖形化，完成狹縫 的填充；在矽基片的正面沉積聚醯亞胺膜，並圖形化露出電極的壓焊觸頭；腐蝕背 面的A1層支撐層和狹縫中的犧牲層，完成本發明軟支撐橋式矽微壓電傳聲器晶片的 製備。本發明的方法製備軟支撐橋式矽微壓電傳聲器晶片具有防聲漏橋式結構，可 以明顯提高傳聲器的靈敏度，並且此傳聲器的實現工藝兼容性好、方便可行。
本發明的軟支撐橋式矽微壓電傳聲器晶片採用橋式結構振動膜代替方形振動 膜，為了防止聲漏又在形成橋式結構的狹縫上沉積聚醯亞胺膜，這樣即防止了聲漏 現象，又能保證在振動時，壓電層能產生較大的應變，最終形成具有防聲漏橋式結 構的矽微壓電傳聲器。
本發明的優點在於本發明中首次把防聲漏橋式結構應用到矽微壓電傳聲器的振 動膜中，這樣振動膜由於具有橋式結構，所以在振動的過程中，會產生大的應變。 為了防止橋式結構傳聲器存在的通過兩邊狹縫的漏聲問題，在狹縫的上面沉積聚醯 亞胺膜，由於聚醯亞胺膜比較軟，所以對振動膜的振動產生的影響不會太大，同時 又能夠有效防止聲漏現象。

圖1為氮化矽膜層/二氧化矽膜層/氮化矽膜層複合膜形成後傳聲器的剖面圖2為底電極形成後傳聲器的剖面示意圖3為壓電層和頂電極形成後傳聲器的剖面示意圖4為深度體矽刻蝕後傳聲器的剖面示意圖5為狹縫刻蝕後傳聲器的剖面示意圖6為狹縫刻蝕後傳聲器的俯視示意圖7為本發明的剖面示意圖。
具體實施例方式
參照附圖，將詳細敘述本發明的實施方案。
實施例l，採用本發明製備方法製備一軟支撐橋式矽微壓電傳聲器晶片，其步驟 如下
1) 清洗矽基片1
先分別用酸性清洗液和鹼性清洗液清洗矽基片1，之後再用去離子水衝洗乾淨；
2) 澱積第一氮化矽膜層2
利用低壓化學氣相沉積設備分別在矽基片1正面沉積上厚度為0.5^ 的第一氮化 矽膜層2和矽基片1反面上沉積厚度為0.5戸的氮化矽掩膜層5;
3) 澱積二氧化矽膜層3
利用等離子輔助化學氣相沉積設備在第一氮化矽膜層2上澱積厚度為 氧化矽膜層3;
4) 澱積第二氮化矽膜層4
利用低壓化學氣相沉積設備分別澱積在二氧化矽膜層3上厚度為0.5^7的第二氮 化矽膜層4和在第三氮化矽掩膜層5上厚度為0.5聲的第四氮化矽掩膜層6;
5) 製備下電極8
在第二氮化矽膜層4上，利用濺射設備製備0.04pw厚度的Cr和0.1^厚度的Au， 以形成下電極複合層，並利用圖形化技術形成化下電極8;完成下電極8的製備；
6) 製備壓電膜9
在下電極8的表面上製備厚度為ly歷ZnO壓電膜；
在壓電膜的表面上塗正性光刻膠，光刻曝光，形成壓電膜光刻圖形；用腐蝕液 腐蝕壓電膜，形成所需圖形的壓電膜9，去除殘餘光刻膠，完成壓電膜9製備；
7) 製備上電極ll在壓電膜9的表面上，利用等離子輔助化學氣相沉澱裝置澱積厚度為0.2;L^氧化
矽薄膜保護層；
在保護層表面上塗正性光刻膠，光刻曝光，形成保護層光刻圖形；利用高密度 等離子刻蝕機進行光刻腐蝕，腐蝕氣體為六氟化硫，形成保護層圖形；去除殘餘光 刻膠，完成氧化矽薄膜保護層IO的製備；
在氧化矽膜保護層10表面上塗光刻膠，光刻曝光，形成上電極反圖形；再依次 真空蒸鍍或磁控濺射0.04^厚度的O層和O.lp厚度的Au層，用丙酮去光刻膠， 完成上電極ll的製備；
8) 體矽刻蝕
在矽基片1背面塗正性光刻膠，利用雙面曝光機進行雙面曝光，在矽基片1背 面上形成體刻蝕掩膜光刻圖形，並利用幹法刻蝕技術刻蝕第一氮化矽膜層5和第二 氮化矽膜層6，在背面形成體刻蝕掩膜；去除殘餘光刻膠，完成體刻蝕掩膜製備；
用體刻蝕夾具將矽基片1密封固定，放入35G/。KOH溶液進行體刻蝕，完成體刻蝕， 完全釋放出方形複合振動膜。
9) 在矽基片1反面利用真空電子束蒸鍍設備製備0.5y忍厚度的Al支撐層12， 作為刻蝕狹縫時的支撐層。在矽基片1的正面上塗光刻膠，光刻曝光，形成狹縫刻 蝕所需的光刻膠掩膜。
10) 利用幹法刻蝕對第一氮化矽膜層2、第二氮化矽膜層4進行刻蝕，利用溼法 腐蝕對二氧化矽膜層3和氧化矽薄膜保護層10進行腐蝕，完成狹縫的刻蝕。在利用 溼法腐蝕腐蝕二氧化矽膜層3和氧化矽薄膜保護層10時，矽基片1背面要塗覆光刻 膠，以保護背面的A1支撐層12，腐蝕完後，去除光刻膠。同時在狹縫刻蝕完後，去 除正面的掩膜層，狹縫的寬度為l(V歷。
11) 在矽基片1正面上塗光刻膠，光刻曝光，形成填充狹縫所需掩膜的圖形， 利用真空蒸鍍設備或濺射設備製備與狹縫深度相同厚度的Al層，或者利用濺射設備 製備與狹縫深度相同厚度的ZnO層，用丙酮去光刻膠，圖形化Al層或Zn0層，完成 狹縫的填充。
12) 在矽基片l正面製備厚度為0.5y/z;聚醯亞胺膜，並對其進行圖形化，露出上 下電極的壓焊觸頭。
13) 在矽基片1正面上塗光刻膠，作為釋放狹縫和振動膜時正面的保護層。把 矽基片(1)放入Al和Zn0的腐蝕液，腐蝕背面Al支撐層12和填充狹縫的Al或Zn0 層，釋放出狹縫和振動膜，並用丙酮去除正面的光刻膠，完成器件的製備。實施例2，採用本發明製備方法製備一軟支撐橋式矽微壓電傳聲器晶片，其步驟 如下
1) 清洗矽基片1
先分別用酸性清洗液和鹼性清洗液清洗矽基片1，之後再用去離子水衝洗乾淨；
2) 澱積第一氮化矽膜層2
利用低壓化學氣相沉積設備分別在矽基片1正面沉積上厚度為0.5yM的第一氮化 矽膜層2和矽基片1反面上沉積厚度為0.5戸的第三氮化矽掩膜層5;
3) 澱積二氧化矽膜層3
利用等離子輔助化學氣相沉積設備在第一氮化矽膜層2上澱積厚度為0.5^的二 氧化矽膜層3;
4) 澱積第二氮化矽膜層4
利用低壓化學氣相沉積設備分別澱積在二氧化矽膜層3上厚度為0.5/^的第二氮 化矽膜層4和在第三氮化矽掩膜層5上厚度為0.5^的第四氮化矽掩膜層6;
5) 製備下電極8
在第二氮化矽膜層4上，利用濺射設備製備0.3聲厚度的A1層，形成下電極層。 並利用圖形化技術形成化下電極8;完成下電極8的製備；
6) 製備壓電膜9
在下電極8的表面上製備1.5^/厚度的壓電膜ZnO;
在壓電膜的表面上塗正性光刻膠，光刻曝光，形成壓電膜光刻圖形；用腐蝕液 腐蝕壓電膜，形成所需圖形的壓電膜9，去除殘餘光刻膠，完成壓電膜9製備；
7) 製備上電極ll
在矽基片正面上，利用等離子輔助化學氣相沉澱裝置澱積厚度為0.2p雙氧化矽薄 膜保護層；
在保護層表面上塗正性光刻膠，光刻曝光，形成保護層光刻圖形；利用高密度 等離子刻蝕機進行光刻腐蝕，腐蝕氣體為六氟化硫，形成保護層圖形；去除殘餘光 刻膠，完成氧化矽薄膜保護層10的製備；
在氧化矽膜保護層10表面上塗光刻膠，光刻曝光，形成上電極反圖形；再利用 電子束蒸發設備製備0.3yz/7厚度的Al層；用丙酮去光刻膠，完成上電極ll的製備；
8) 體矽刻蝕
在矽基片1背面塗正性光刻膠，利用雙面曝光機進行雙面曝光，在矽基片1背 面上形成體刻蝕掩膜光刻圖形，並利用幹法刻蝕技術刻蝕第三氮化矽膜層5和第四 氮化矽膜層6，在背面形成體刻蝕掩膜；去除殘餘光刻膠，完成體刻蝕掩膜製備；用體刻蝕夾具將矽基片1密封固定，放入3596KOH溶液進行體刻蝕，完成體刻蝕， 完全釋放出方形複合振動膜。
9) 在矽基片1反面利用真空蒸鍍設備或濺射設備製備0.8y 厚度的Al支撐層 12，作為刻蝕狹縫時的支撐層。在矽基片1正面上塗光刻膠，光刻曝光，形成狹縫 刻蝕所需的光刻膠掩膜。
10) 利用幹法刻蝕對第一氮化矽膜層2、第二氮化矽膜層4進行刻蝕，利用溼法 腐蝕對二氧化矽膜層3和氧化矽薄膜保護層10進行腐蝕，完成狹縫的刻蝕。在利用 溼法腐蝕腐蝕二氧化矽膜層3和氧化矽薄膜保護層10時，矽基片1背面要塗覆光刻 膠，以保護背面的A1支撐層12，腐蝕完後，去除光刻膠。同時在狹縫刻蝕完後，去 除正面的掩膜層，狹縫的寬度為15聲。
11) 在矽基片1正面上塗光刻膠，光刻曝光，形成填充狹縫所需掩膜的圖形， 利用真空蒸鍍設備或濺射設備製備與狹縫深度相同厚度的Al層，或者利用濺射設備 製備與狹縫深度相同厚度的ZnO層，用丙酮去光刻膠，圖形化Al層或ZnO層，完成 狹縫的填充。
12) 在矽基片1正面製備厚度為0.8;L^聚醯亞胺膜，並對其進行圖形化，露出上 下電極的壓焊觸頭。
13) 在矽基片1正面上塗光刻膠，作為釋放狹縫和振動膜時正面的保護層。把 矽基片l放入腐蝕液中，腐蝕背面Al支撐層12和填充狹縫的Al或ZnO層，釋放出 狹縫和振動膜，並用丙酮去除正面的光刻膠，完成器件的製備。
實施例3，釆用本發明製備方法製備一軟支撐橋式矽微壓電傳聲器晶片，其步驟 如下
1) 清洗矽基片l
先分別用酸性清洗液和鹼性清洗液清洗矽基片1，之後再用去離子水衝洗乾淨；
2) 澱積第一氮化矽膜層2
利用低壓化學氣相沉積設備分別在矽基片1正面沉積上厚度為0.5/^的第一氮化 矽膜層2和矽基片1反面上沉積厚度為0.5;^的第三氮化矽掩膜層5;
3) 澱積二氧化矽膜層3
利用等離子輔助化學氣相沉積設備在第一氮化矽膜層2上澱積厚度為0.8j^的二 氧化矽膜層3;
4) 澱積第二氮化矽膜層4利用低壓化學氣相沉積設備分別澱積在二氧化矽膜層3上厚度為0.5^的第二氮 化矽膜層4和在第三氮化矽掩膜層5上厚度為0.5;^的第四氮化矽掩膜層6;
5) 製備下電極8
在第二氮化矽膜層4上，利用濺射設備製備0.04戸厚度的Cr和O.l戸厚度的Au，
以形成下電極複合層，並利用圖形化技術形成化下電極8;完成下電極8的製備；
6) 製備壓電膜9
在下電極8的表面上製備厚度為lp壓電膜ZnO;
在壓電膜的表面上塗正性光刻膠，光刻曝光，形成壓電膜光刻圖形；用腐蝕液 腐蝕壓電膜，形成所需圖形的壓電膜9，去除殘餘光刻膠，完成壓電膜9製備；
7) 製備上電極11
在壓電膜9的表面上，利用等離子輔助化學氣相沉澱裝置澱積厚度為0.2y雙氧化 矽薄膜保護層；
在保護層表面上塗正性光刻膠，光刻曝光，形成保護層光刻圖形；利用高密度 等離子刻蝕機進行光刻腐蝕，腐蝕氣體為六氟化硫，形成保護層圖形；去除殘餘光 刻膠，完成氧化矽薄膜保護層10的製備；
在氧化矽膜保護層10表面上塗光刻膠，光刻曝光，形成上電極反圖形；再依次 真空蒸鍍或磁控濺射0.04，厚度的Cr層和O.l戸厚度的Au層，用丙酮去光刻膠， 完成上電極ll的製備；
8) 體矽刻蝕
在矽基片1背面塗正性光刻膠，利用雙面曝光機進行雙面曝光，在矽基片1背 面上形成體刻蝕掩膜光刻圖形，並利用幹法刻蝕技術刻蝕第三氮化矽膜層5和第四 氮化矽膜層6，在背面形成體刻蝕掩膜；去除殘餘光刻膠，完成體刻蝕掩膜製備；
用體刻蝕夾具將矽基片1密封固定，放入35%K0H溶液進行體刻蝕，完成體刻蝕， 完全釋放出方形複合振動膜。
9) 在矽基片1反面利用真空電子束蒸鍍設備製備ly雙厚度的Al支撐層12，作 為刻蝕狹縫時的支撐層。在矽基片1正面上塗光刻膠，光刻曝光，形成狹縫刻蝕所 需的光刻膠掩膜。
10) 利用幹法刻蝕對第一氮化矽膜層2、第二氮化矽膜層4進行刻蝕，利用溼法 腐蝕對二氧化矽膜層3和氧化矽薄膜保護層10進行腐蝕，完成狹縫的刻蝕；在利用 溼法腐蝕腐蝕二氧化矽膜層3和氧化矽薄膜保護層10時，矽基片1背面要塗覆光刻 膠，以保護背面的A1支撐層12，腐蝕完後，去除光刻膠；同時在狹縫刻蝕完後，去 除正面的掩膜層，狹縫的寬度為20一。11) 在矽基片1正面上塗光刻膠，光刻曝光，形成填充狹縫所需掩膜的圖形， 利用真空蒸鍍設備或濺射設備製備與狹縫深度相同厚度的Al層，或者利用濺射設備 製備與狹縫深度相同厚度的ZnO層，用丙酮去光刻膠，圖形化Al層或ZnO層，完成 狹縫的填充；
12) 在矽基片1正面製備厚度為l戸聚醯亞胺膜，並對其進行圖形化，露出上 下電極的壓焊觸頭。
13) 在矽基片1正面上塗光刻膠，作為釋放狹縫和振動膜時正面的保護層。把 矽基片l放入腐蝕液，腐蝕背面Al支撐層12和填充狹縫的Al或ZnO層，釋放出狹 縫和振動膜，並用丙酮去除正面的光刻膠，完成器件的製備。
實施例4，採用本發明製備方法製備一軟支撐橋式矽微壓電傳聲器晶片，其步驟 如下
1) 清洗矽基片l
先分別用酸性清洗液和鹼性清洗液清洗矽基片1，之後再用去離子水衝洗乾淨；
2) 澱積第一氮化矽膜層2
利用低壓化學氣相沉積設備分別在矽基片1正面沉積上厚度為0.5^;的第一氮化 矽膜層2和矽基片(1)背面上沉積厚度為0.5^的第三氮化矽掩膜層5;
3) 澱積二氧化矽膜層3
利用等離子輔助化學氣相沉積設備在第一氮化矽膜層2上澱積厚度為 氧化矽膜層3;
4) 澱積第二氮化矽膜層4
利用低壓化學氣相沉積設備分別澱積在二氧化矽膜層3上厚度為0.5^的第二氮 化矽膜層4和在第三氮化矽掩膜層5上厚度為0.5/^的第四氮化矽掩膜層6;
5) 製備下電極8
在第二氮化矽膜層4上，利用濺射設備製備0.3^厚度的A1層，形成下電極層。 並利用圖形化技術形成化下電極8;完成下電極8的製備；
6) 製備壓電膜9
在下電極8的表面上製備1.2y頂厚度的壓電膜ZnO;
在壓電膜的表面上塗正性光刻膠，光刻曝光，形成壓電膜光刻圖形；用腐蝕液 腐蝕壓電膜，形成所需圖形的壓電膜9，去除殘餘光刻膠，完成壓電膜9製備；
7) 製備上電極ll在壓電膜9的表面上，利用等離子輔助化學氣相沉澱裝置澱積厚度為0.2yw氧化 矽薄膜保護層；
在保護層表面上塗正性光刻膠，光刻曝光，形成保護層光刻圖形；利用高密度 等離子刻蝕機進行光刻腐蝕，腐蝕氣體為六氟化硫，形成保護層圖形；去除殘餘光 刻膠，完成氧化矽薄膜保護層10的製備；
在氧化矽膜保護層IO表面上塗光刻膠，光刻曝光，形成上電極反圖形；再利用 電子束蒸發設備製備0.3^;厚度的Al層；用丙酮去光刻膠，完成上電極11的製備;
8) 體矽刻蝕
在矽基片1背面塗正性光刻膠，利用雙面曝光機進行雙面曝光，在矽基片1背 面上形成體刻蝕掩膜光刻圖形，並利用幹法刻蝕技術刻蝕第三氮化矽膜層5和第四 氮化矽膜層6，在背面形成體刻蝕掩膜；去除殘餘光刻膠，完成體刻蝕掩膜製備；
用體刻蝕夾具將矽基片1密封固定，放入35%K0H溶液進行體刻蝕，完成體刻蝕， 完全釋放出方形複合振動膜。
9) 在矽基片1反面利用真空蒸鍍設備或濺射設備製備1.5y雙厚度的Al支撐層 12，作為刻蝕狹縫時的支撐層。在矽基片1正面上塗光刻膠，光刻曝光，形成狹縫 刻蝕所需的光刻膠掩膜。
10) 利用幹法刻蝕對第一氮化矽膜層2、第二氮化矽膜層4進行刻蝕，利用溼法 腐蝕對二氧化矽膜層3和氧化矽薄膜保護層10進行腐蝕，完成狹縫的刻蝕。在利用 溼法腐蝕腐蝕二氧化矽膜層3和氧化矽薄膜保護層10時，矽基片1背面要塗覆光刻 膠，以保護背面的A1支撐層12，腐蝕完後，去除光刻膠；同時在狹縫刻蝕完後，去 除正面的掩膜層，狹縫的寬度為30y加。
11) 在矽基片1正面上塗光刻膠，光刻曝光，形成填充狹縫所需掩膜的圖形， 利用真空蒸鍍設備或濺射設備製備與狹縫深度相同厚度的Al層，或者利用濺射設備 製備與狹縫深度相同厚度的ZnO層，用丙酮去光刻膠，圖形化Al層或ZnO層，完成 狹縫的填充。
12) 在矽基片1正面製備厚度為L2戸聚醯亞胺膜，並對其進行圖形化，露出上 下電極的壓焊觸頭。
13) 在矽基片1正面上塗光刻膠，作為釋放狹縫和振動膜時正面的保護層。把 矽基片l放入腐蝕液中，腐蝕背面Al支撐層12和填充狹縫的Al或ZnO層，釋放出 狹縫和振動膜，並用丙酮去除正面的光刻膠，完成器件的製備。實施例5，採用本發明製備方法製備一軟支撐橋式矽微壓電傳聲器晶片，其步驟 如下
1) 清洗矽基片1
先分別用酸性清洗液和鹼性清洗液清洗矽基片1,之後再用去離子水衝洗乾淨；
2) 澱積第一氮化矽膜層2
利用低壓化學氣相沉積設備分別在矽基片1正面沉積上厚度為0.5y/z;的第一氮化 矽膜層2和矽基片1反面上沉積厚度為0.5p的第三氮化矽掩膜層5;
3) 澱積二氧化矽膜層3
利用等離子輔助化學氣相沉積設備在第一氮化矽膜層2上澱積厚度為1.2戸的二 氧化矽膜層3;
4) 澱積第二氮化矽膜層4
利用低壓化學氣相沉積設備分別澱積在二氧化矽膜層3上厚度為0.5y/;;的第二氮 化矽膜層4和在第三氮化矽掩膜層5上厚度為0.5戸的第四氮化矽掩膜層6;
5) 製備下電極8
在第二氮化矽膜層4上，利用濺射設備製備0.3戸厚度的A1層，形成下電極層。 並利用圖形化技術形成化下電極8;完成下電極8的製備；
6) 製備壓電膜9
在下電極8的表面上製備L2p///厚度的壓電膜A1N;
在壓電膜的表面上塗正性光刻膠，光刻曝光，形成壓電膜光刻圖形；用腐蝕液 腐蝕壓電膜，形成所需圖形的壓電膜9，去除殘餘光刻膠，完成壓電膜9製備；
7) 製備上電極11
在壓電膜9的表面上，利用等離子輔助化學氣相沉澱裝置澱積厚度為 矽薄膜保護層；
在保護層表面上塗正性光刻膠，光刻曝光，形成保護層光刻圖形；利用高密度 等離子刻蝕機進行光刻腐蝕，腐蝕氣體為六氟化硫，形成保護層圖形；去除殘餘光 刻膠，完成氧化矽薄膜保護層10的製備；
在氧化矽膜保護層10表面上塗光刻膠，光刻曝光，形成上電極反圖形；再利用 電子束蒸發設備製備0.3^厚度的A1層；用丙酮去光刻膠，完成上電極ll的製備；
8) 體矽刻蝕
在矽基片1背面塗正性光刻膠，利用雙面曝光機進行雙面曝光，在矽基片1背 面上形成體刻蝕掩膜光刻圖形，並利用幹法刻蝕技術刻蝕第三氮化矽膜層5和第四 氮化矽膜層6，在背面形成體刻蝕掩膜；去除殘餘光刻膠，完成體刻蝕掩膜製備；用體刻蝕夾具將矽基片1密封固定，放入35%K0H溶液進行體刻蝕，完成體刻蝕， 完全釋放出方形複合振動膜。
9) 在矽基片1背面利用真空蒸鍍設備或濺射設備製備2^厚度的A1支撐層(12)， 作為刻蝕狹縫時的支撐層。在矽基片1正面上塗光刻膠，光刻曝光，形成狹縫刻蝕 所需的光刻膠掩膜。
10) 利用幹法刻蝕對第一氮化矽膜層2、第二氮化矽膜層4進行刻蝕，利用溼法 腐蝕對二氧化矽膜層3和氧化矽薄膜保護層10進行腐蝕，完成狹縫的刻蝕。在利用 溼法腐蝕腐蝕二氧化矽膜層3和氧化矽薄膜保護層10時，矽基片1背面要塗覆光刻 膠，以保護背面的A1支撐層12，腐蝕完後，去除光刻膠；同時在狹縫刻蝕完後，去 除正面的掩膜層，狹縫的寬度為5(V歷。
11) 在矽基片1正面上塗光刻膠，光刻曝光，形成填充狹縫所需掩膜的圖形， 利用真空蒸鍍設備或濺射設備製備與狹縫深度相同厚度的Al層，或者利用濺射設備 製備與狹縫深度相同厚度的ZnO層，用丙酮去光刻膠，圖形化Al層或ZnO層，完成 狹縫的填充。
12) 在矽基片1正面製備厚度為0.3戸聚醯亞胺膜，並對其進行圖形化，露出上 下電極的壓焊觸頭。
13) 在矽基片1正面上塗光刻膠，作為釋放狹縫和振動膜時正面的保護層。把 矽基片(1)放入腐蝕液中，腐蝕背面Al支撐層12和填充狹縫的Al或ZnO層，釋 放出狹縫和振動膜，並用丙酮去除正面的光刻膠，完成器件的製備。
實施例6，採用本發明製備方法製備一軟支撐橋式矽微壓電傳聲器晶片，其步驟 如下
1) 清洗矽基片1
先分別用酸性清洗液和鹼性清洗液清洗矽基片1，之後再用去離子水衝洗乾淨；
2) 澱積第一氮化矽膜層2
利用低壓化學氣相沉積設備分別在矽基片1正面沉積上厚度為0.5;^的第一氮化 矽膜層2和矽基片1背面上沉積厚度為0.5聲的第三氮化矽掩膜層5;
3) 澱積二氧化矽膜層3
利用等離子輔助化學氣相沉積設備在第一氮化矽膜層2上澱積厚度為0.2^的二 氧化矽膜層3;
4) 澱積第二氮化矽膜層4利用低壓化學氣相沉積設備分別澱積在二氧化矽膜層3上厚度為0.5;^的第二氮 化矽膜層4和在第三氮化矽掩膜層5上厚度為0.5戸的第四氮化矽掩膜層6;
5) 製備下電極8
在第二氮化矽膜層4上，利用濺射設備製備0.02p厚度的Ti和0.1聲厚度的Pt， 以形成下電極複合層，並利用圖形化技術圖形化下電極8;完成下電極8的製備；
6) 製備壓電膜9
在下電極8的表面上製備厚度為lp壓電膜PZT;
在壓電膜的表面上塗正性光刻膠，光刻曝光，形成壓電膜光刻圖形；用腐蝕液 腐蝕壓電膜，形成所需圖形的壓電膜9，去除殘餘光刻膠，完成壓電膜9製備；
7) 製備上電極11
在壓電膜9表面上塗光刻膠，光刻曝光，形成上電極反圖形；再依次利用磁控 濺射設備製備0.02p厚度的Ti和O.l聲厚度的Pt，用丙酮去光刻膠，完成上電極 11的製備；
8) 體矽刻蝕
在矽基片1背面塗正性光刻膠，利用雙面曝光機進行雙面曝光，在矽基片1背 面上形成體刻蝕掩膜光刻圖形，並利用幹法刻蝕技術刻蝕第三氮化矽膜層5和第四 氮化矽膜層6，在背面形成體刻蝕掩膜；去除殘餘光刻膠，完成體刻蝕掩膜製備；
用體刻蝕夾具將矽基片1密封固定，放入35%K0H溶液進行體刻蝕，完成體刻蝕， 完全釋放出方形複合振動膜。
9) 在矽基片1背面利用真空電子束蒸鍍設備製備0.5^雙厚度的Al支撐層12， 作為刻蝕狹縫時的支撐層。在矽基片1正面沉積0.5/^ Al膜，利用剝離或腐蝕的方 法圖形化A1膜，形成狹縫刻蝕所需的A1掩膜。
10) 利用幹法刻蝕對第一氮化矽膜層2、第二氮化矽膜層4進行刻蝕，利用溼法 腐蝕對二氧化矽膜層3進行腐蝕，完成狹縫的刻蝕。在利用溼法腐蝕腐蝕二氧化矽 膜層3時，矽基片1背面要塗覆光刻膠，以保護背面的A1支撐層12，同時在狹縫刻 蝕完後，腐蝕去除正面的掩膜層，並用丙酮去除背面的光刻膠，狹縫的寬度為10p忍。
11) 在矽基片1正面上塗光刻膠，光刻曝光，形成填充狹縫所需掩膜的圖形， 利用真空蒸鍍設備或濺射設備製備與狹縫深度相同厚度的Al層，或者利用濺射設備 製備與狹縫深度相同厚度的ZnO層，用丙酮去光刻膠，圖形化Al層或ZnO層，完成 狹縫的填充。
12) 在矽基片1正面製備厚度為0.5/^聚醯亞胺膜，並對其進行圖形化，露出上 下電極的壓焊觸頭。13)在矽基片1正面上塗光刻膠，作為釋放狹縫和振動膜時正面的保護層。把 矽基片(1)放入腐蝕液中，腐蝕矽基片1背面的Al支撐層12和填充狹縫的Al或 Zn0層，釋放出狹縫和振動膜，並用丙酮去除正面的光刻膠，完成器件的製備。
實施例7，採用本發明製備方法製備一軟支撐橋式矽微壓電傳聲器晶片，其步驟
如下
1) 清洗矽基片1
先分別用酸性清洗液和鹼性清洗液清洗矽基片1，之後再用去離子水衝洗乾淨；
2) 澱積第一氮化矽膜層2
利用低壓化學氣相沉積設備分別在矽基片1正面沉積上厚度為0.5p/^的第一氮化 矽膜層2和矽基片1背面上沉積厚度為0.5戸的第三氮化矽掩膜層5;
3) 澱積二氧化矽膜層3
利用等離子輔助化學氣相沉積設備在第一氮化矽膜層2上澱積厚度為0.5/^的二 氧化矽膜層3;
4) 澱積第二氮化矽膜層4
利用低壓化學氣相沉積設備分別澱積在二氧化矽膜層3上厚度為0.5j^的第二氮 化矽膜層4和在第三氮化矽掩膜層5上厚度為0.5聲的第四氮化矽掩膜層6;
5) 製備下電極8
在第二氮化矽膜層4上，利用濺射設備製備0.02戸厚度的Ti和0.2^厚度的Pt， 形成下電極層。並利用圖形化技術圖形化下電極8;完成下電極8的製備；
6) 製備壓電膜9
在下電極8的表面上製備1.5;^厚度的壓電膜PZT;
在壓電膜的表面上塗正性光刻膠，光刻曝光，形成壓電膜光刻圖形；用腐蝕液 腐蝕壓電膜，形成所需圖形的壓電膜9，去除殘餘光刻膠，完成壓電膜9製備；
7) 製備上電極ll
在壓電膜9表面上塗光刻膠，光刻曝光，形成上電極反圖形；再利用濺射設備
製備02^厚度的Pt;用丙酮去光刻膠，完成上電極ll的製備；
8) 體矽刻蝕
在矽基片1背面塗正性光刻膠，利用雙面曝光機進行雙面曝光，在矽基片1背
面上形成體刻蝕掩膜光刻圖形，並利用幹法刻蝕技術刻蝕第三氮化矽膜層5和第四
氮化矽膜層6，在背面形成體刻蝕掩膜；去除殘餘光刻膠，完成體刻蝕掩膜製備；用體刻蝕夾具將矽基片1密封固定，放入35y。K0H溶液進行體刻蝕，完成體刻蝕， 完全釋放出方形複合振動膜。
9) 在矽基片1反面利用真空蒸鍍設備或濺射設備製備0.8;^厚度的Al支撐層 12，作為刻蝕狹縫時的支撐層。在矽基片1正面沉積0.5yffl Al膜，利用剝離或腐蝕 的方法圖形化A1膜，形成狹縫刻蝕所需的Al掩膜。
10) 利用幹法刻蝕對第一氮化矽膜層2、第二氮化矽膜層4進行刻蝕，利用溼法 腐蝕對二氧化矽膜層3進行腐蝕，完成狹縫的刻蝕。在利用溼法腐蝕腐蝕二氧化矽 膜層3時，矽基片1背面要塗覆光刻膠，以保護背面的A1支撐層12;同時在狹縫刻 蝕完後，腐蝕去除正面的掩膜層，並用丙酮去除背面的光刻膠，狹縫的寬度為15/^。
11) 在矽基片1正面上塗光刻膠，光刻曝光，形成填充狹縫所需掩膜的圖形， 利用真空蒸鍍設備或濺射設備製備與狹縫深度相同厚度的Al層，或者利用濺射設備 製備與狹縫深度相同厚度的ZnO層，用丙酮去光刻膠，圖形化Al層或ZnO層，完成 狹縫的填充。
12) 在矽基片1正面製備厚度為0.8;^聚醯亞胺膜，並對其進行圖形化，露出上 下電極的壓焊觸頭。
13) 在矽基片1正面上塗光刻膠，作為釋放狹縫和振動膜時正面的保護層。把 矽基片l放入腐蝕液中，腐蝕背面Al支撐層12和填充狹縫的Al或ZnO層，釋放出 狹縫和 振動膜，並用丙酮去除正面的光刻膠，完成器件的製備。
實施例8，採用本發明製備方法製備一軟支撐橋式矽微壓電傳聲器晶片，其步驟 如下
1) 清洗矽基片1
先分別用酸性清洗液和鹼性清洗液清洗矽基片1，之後再用去離子水衝洗乾淨；
2) 澱積第一氮化矽膜層2
利用低壓化學氣相沉積設備分別在矽基片1正面沉積上厚度為0.5j^的第一氮化 矽膜層2和矽基片1反面上沉積厚度為0.5戸的第三氮化矽掩膜層5;
3) 澱積二氧化矽膜層3
利用等離子輔助化學氣相沉積設備在第一氮化矽膜層2上澱積厚度為1.5/^的二 氧化矽膜層3;
4) 澱積第二氮化矽膜層4利用低壓化學氣相沉積設備分別澱積在二氧化矽膜層3上厚度為0.5;^的第二氮 化矽膜層4和在第三氮化矽掩膜層5上厚度為0.5F的第四氮化矽掩膜層6;
5) 製備下電極8
在第二氮化矽膜層4上，利用濺射設備製備0.02戸厚度的Ti和0.2聲厚度的Pt， 形成下電極層；並利用圖形化技術圖形化下電極8;完成下電極8的製備；
6) 製備壓電膜9
在下電極8的表面上製備2.5^厚度的壓電膜BaTiO:;;
在壓電膜的表面上塗正性光刻膠，光刻曝光，形成壓電膜光刻圖形；用腐蝕液 腐蝕壓電膜，形成所需圖形的壓電膜9，去除殘餘光刻膠，完成壓電膜9製備；
7) 製備上電極ll
在矽基片正面上塗光刻膠，光刻曝光，形成上電極反圖形；再利用濺射設備制 備0.3yw厚度的Al;用丙酮去光刻膠，完成上電極ll的製備；
8) 體矽刻蝕
在矽基片1背面塗正性光刻膠，利用雙面曝光機進行雙面曝光，在矽基片1背
面上形成體刻蝕掩膜光刻圖形，並利用幹法刻蝕技術刻蝕第三氮化矽膜層5和第四 氮化矽膜層6，在背面形成體刻蝕掩膜；去除殘餘光刻膠，完成體刻蝕掩膜製備；
用體刻蝕夾具將矽基片1密封固定，放入35。/。KOH溶液進行體刻蝕，完成體刻蝕， 完全釋放出方形複合振動膜。
9) 在矽基片1背面利用真空蒸鍍設備或濺射設備製備3聲厚度的Al支撐層12， 作為刻蝕狹縫時的支撐層；在矽基片1正面上塗光刻膠，光刻曝光，形成狹縫刻蝕 所需的光刻膠掩膜。
10) 利用幹法刻蝕對第一氮化矽膜層2、第二氮化矽膜層4進行刻蝕，利用溼法 腐蝕對二氧化矽膜層3進行腐蝕，完成狹縫的刻蝕；在利用溼法腐蝕腐蝕二氧化矽 膜層3時，矽基片1背面要塗覆光刻膠，以保護背面的A1支撐層12，腐蝕完後，去 除光刻膠；同時在狹縫刻蝕完後，去除正面的掩膜層，狹縫的寬度為100y取
11) 在矽基片1正面上塗光刻膠，光刻曝光，形成填充狹縫所需掩膜的圖形， 利用真空蒸鍍設備或濺射設備製備與狹縫深度相同厚度的Al層，或者利用濺射設備 製備與狹縫深度相同厚度的ZnO層，用丙酮去光刻膠，圖形化Al層或ZnO層，完成 狹縫的填充；
12) 在矽基片1正面製備厚度為0.3^^聚醯亞胺膜，並對其進行圖形化，露出上 下電極的壓焊觸頭。13)在矽基片1正面上塗光刻膠，作為釋放狹縫和振動膜時正面的保護層。把 矽基片l放入腐蝕液中，腐蝕背面Al支撐層12和填充狹縫的Al或Zn0層，釋放出 狹縫和振動膜，並用丙酮去除正面的光刻膠，完成器件的製備。
實施例9，採用本發明製備方法製備一軟支撐橋式矽微壓電傳聲器晶片，其步驟
如下
1) 清洗矽基片1
先分別用酸性清洗液和鹼性清洗液清洗矽基片1，之後再用去離子水衝洗乾淨；
2) 澱積第一氮化矽膜層2
利用低壓化學氣相沉積設備分別在矽基片1正面沉積上厚度為0.5/^的第一氮化 矽膜層2和矽基片1背面上沉積厚度為0.5聲的第三氮化矽掩膜層5;
3) 澱積二氧化矽膜層3
利用等離子輔助化學氣相沉積設備在第一氮化矽膜層2上澱積厚度為0.2^的二 氧化矽膜層3;
4) 澱積第二氮化矽膜層4
利用低壓化學氣相沉積設備分別澱積在二氧化矽膜層3上厚度為0.5/^的第二氮 化矽膜層4和在第三氮化矽掩膜層5上厚度為0.5^的第四氮化矽掩膜層6;
5) 製備下電極8
在第二氮化矽膜層4上，利用濺射設備製備0.04戸厚度的Cr和O.l戸厚度的Au， 以形成下電極複合層，並利用圖形化技術形成化下電極8;完成下電極8的製備；
6) 製備壓電膜9
在下電極8的表面上製備厚度為l戸壓電膜ZnO;
在壓電膜的表面上塗正性光刻膠，光刻曝光，形成壓電膜光刻圖形；用腐蝕液 腐蝕壓電膜，形成所需圖形的壓電膜9，去除殘餘光刻膠，完成壓電膜9製備；
7) 製備上電極ll
在壓電膜9的表面上，利用等離子輔助化學氣相沉澱裝置澱積厚度為0.2^氧化 矽薄膜保護層；
在保護層表面上塗正性光刻膠，光刻曝光，形成保護層光刻圖形；利用高密度 等離子刻蝕機進行光刻腐蝕，腐蝕氣體為六氟化硫，形成保護層圖形；去除殘餘光 刻膠，完成氧化矽薄膜保護層10的製備；在氧化矽膜保護層10表面上塗光刻膠，光刻曝光，形成上電極反圖形；再依次 真空蒸鍍或磁控濺射0.04^厚度的Cr層和O.l戸厚度的Au層，用丙酮去光刻膠， 完成上電極ll的製備；
8) 體矽刻蝕
在矽基片1背面塗正性光刻膠，利用雙面曝光機進行雙面曝光，在矽基片1背 面上形成體刻蝕掩膜光刻圖形，並利用幹法刻蝕技術刻蝕第三氮化矽膜層5和第四 氮化矽膜層6，在背面形成體刻蝕掩膜；去除殘餘光刻膠，完成體刻蝕掩膜製備；
用體刻蝕夾具將矽基片1密封固定，放入35"/。K0H溶液進行體刻蝕，完成體刻蝕, 完全釋放出方形複合振動膜。
9) 在矽基片1背面利用真空電子束蒸鍍設備製備0.5^z/厚度的Al支撐層12， 作為刻蝕狹縫時的支撐層。在矽基片1正面沉積0.5ym Al膜，利用剝離或腐蝕的方 法圖形化A1膜，形成狹縫刻蝕所需的A1掩膜。
10) 利用幹法刻蝕對第一氮化矽膜層2、第二氮化矽膜層4進行刻蝕，利用溼法 腐蝕對二氧化矽膜層3和氧化矽薄膜保護層IO進行腐蝕，完成狹縫的刻蝕；在利用 溼法腐蝕腐蝕二氧化矽膜層3和氧化矽薄膜保護層10時，矽基片1背面要塗覆光刻 膠，以保護背面的A1支撐層12;同時在狹縫刻蝕完後，腐蝕去除正面的掩膜層，並 用丙酮去除背面的光刻膠，狹縫的寬度為25y化
11) 在矽基片1正面上塗光刻膠，光刻曝光，形成填充狹縫所需掩膜的圖形， 利用真空蒸鍍設備或濺射設備製備與狹縫深度相同厚度的Al層，或者利用濺射設備 製備與狹縫深度相同厚度的ZnO層，用丙酮去光刻膠，圖形化Al層或ZnO層，完成 狹縫的填充。
12) 在矽基片1正面製備厚度為0.8^聚醯亞胺膜，並對其進行圖形化，露出上 下電極的壓焊觸頭。
13) 在矽基片1正面上塗光刻膠，作為釋放狹縫和振動膜時正面的保護層。把 矽基片1放入腐蝕液中，腐蝕矽基片背面的Al支撐層12和填充狹縫的Al或ZnO層， 釋放出狹縫和振動膜，並用丙酮去除正面的光刻膠，完成器件的製備。
實施例10，採用本發明製備方法製備一軟支撐橋式矽微壓電傳聲器晶片，其步 驟如下
O清洗矽基片1
先分別用酸性清洗液和鹼性清洗液清洗矽基片1，之後再用去離子水衝洗乾淨； 2)澱積第一氮化矽膜層2 25利用低壓化學氣相沉積設備分別在矽基片1正面沉積上厚度為0.5^ 的第一氮化 矽膜層2和矽基片1背面上沉積厚度為0.5p的第三氮化矽掩膜層5;
3) 澱積二氧化矽膜層3
利用等離子輔助化學氣相沉積設備在第一氮化矽膜層2上澱積厚度為0.5^/的二 氧化矽膜層3;
4) 澱積第二氮化矽膜層4
利用低壓化學氣相沉積設備分別澱積在二氧化矽膜層3上厚度為0.5yyz/的第二氮 化矽膜層4和在第三氮化矽掩膜層5上厚度為0.5^的第四氮化矽掩膜層6;
5) 製備下電極8
在第二氮化矽膜層4上，利用濺射設備製備0.04p厚度的Cr和O.l一厚度的Au， 以形成下電極複合層，並利用圖形化技術形成化下電極8;完成下電極8的製備；
6) 製備壓電膜9
在下電極8的表面上製備厚度為l聲壓電膜ZnO;
在壓電膜的表面上塗正性光刻膠，光刻曝光，形成壓電膜光刻圖形；用腐蝕液 腐蝕壓電膜，形成所需圖形的壓電膜9，去除殘餘光刻膠，完成壓電膜9製備；
7) 製備上電極11
在壓電膜9的表面上，利用等離子輔助化學氣相沉澱裝置澱積厚度為 矽薄膜保護層；
在保護層表面上塗正性光刻膠，光刻曝光，形成保護層光刻圖形；利用高密度 等離子刻蝕機進行光刻腐蝕，腐蝕氣體為六氟化硫，形成保護層圖形；去除殘餘光 刻膠，完成氧化矽薄膜保護層IO的製備；
在氧化矽膜保護層10表面上塗光刻膠，光刻曝光，形成上電極反圖形；再依次 真空蒸鍍或磁控濺射0.04^厚度的Cr層和0.1^/厚度的Au層，用丙酮去光刻膠， 完成上電極ll的製備；
8) 體矽刻蝕
在矽基片1背面塗正性光刻膠，利用雙面曝光機進行雙面曝光，在矽基片1背 面上形成體刻蝕掩膜光刻圖形，並利用幹法刻蝕技術刻蝕第三氮化矽膜層5和第四 氮化矽膜層6，在背面形成體刻蝕掩膜；去除殘餘光刻膠，完成體刻蝕掩膜製備；
用體刻蝕夾具將矽基片1密封固定，放入35y。K0H溶液進行體刻蝕，完成體刻蝕， 完全釋放出方形複合振動膜。9) 在矽基片1背面利用真空電子束蒸鍍設備製備0.8 ^厚度的Al支撐層12， 作為刻蝕狹縫時的支撐層。在矽基片1正面沉積0.5^7 Al膜，利用剝離或腐蝕的方 法圖形化Al膜，形成狹縫刻蝕所需的Al掩膜。
10) 利用幹法刻蝕對第一氮化矽膜層2、第二氮化矽膜層4進行刻蝕，利用溼法 腐蝕對二氧化矽膜層3和氧化矽薄膜保護層10進行腐蝕，完成狹縫的刻蝕；在利用 溼法腐蝕腐蝕二氧化矽膜層3和氧化矽薄膜保護層10時，矽基片1背面要塗覆光刻 膠，以保護背面的A1支撐層12;同時在狹縫刻蝕完後，腐蝕去除正面的掩膜層，並 用丙酮去除背面的光刻膠，狹縫的寬度為45/^。
11) 在矽基片1正面上塗光刻膠，光刻曝光，形成填充狹縫所需掩膜的圖形， 利用真空蒸鍍設備或濺射設備製備與狹縫深度相同厚度的Al層，或者利用濺射設備 製備與狹縫深度相同厚度的ZnO層，用丙酮去光刻膠，圖形化Al層或ZnO層，完成 狹縫的填充。
12) 在矽基片1正面製備厚度為l戸聚醯亞胺膜，並對其進行圖形化，露出上 下電極的壓焊觸頭。
13) 在矽基片1正面上塗光刻膠，作為釋放狹縫和振動膜時正面的保護層。把 矽基片1放入腐蝕液中，腐蝕矽基片背面的Al支撐層12和填充狹縫的Al或ZnO層， 釋放出狹縫和振動膜，並用丙酮去除正面的光刻膠，完成器件的製備。
本發明實施方案中壓電膜9還可以為有機壓電膜，如PVDF，以及其他鈣鈦礦型 壓電膜。
權利要求
1、一種軟支撐橋式矽微壓電傳聲器晶片，其特徵在於，其包括一矽基片(1)；所述矽基片(1)中心設有通過體刻蝕形成的上小下大的方錐形孔；所述矽基片(1)正面依次覆有第一氮化矽膜層(2)、二氧化矽膜層(3)、第二氮化矽膜層(4)，所述矽基片(1)背面依次覆有第三氮化矽膜層(5)和第四氮化矽膜層(6)；所述第三氮化矽膜層(5)和第四氮化矽膜層(6)中心設有與矽基片(1)背面上的方孔相同尺寸的方孔；所述矽基片(1)正面方孔之上對應的第一氮化矽膜層(2)、二氧化矽膜層(3)和第二氮化矽膜層(4)構成方形複合振動膜，該方形複合振動膜的一對對邊分別刻蝕一條貫穿所述方形複合振動膜的垂向狹縫(41)，所述垂向狹縫(41)的垂向投影位於所述矽基片(1)正面上方孔邊緣內側；沉積於所述方形振動膜上並圖形化形成的下電極(8)；所述下電極(8)為用真空蒸鍍設備或濺射設備製備的0.01～1μm厚度的鋁下電極，或為由Cr層和Au層構成的Cr/Au複合下電極，或為由Ti層和Pt層構成的Ti/Pt複合下電極；所述Cr層和Ti層厚度均為0.01～0.1μm；所述Au層和Pt層厚度均為0.05～0.5μm；沉積於所述下電極(8)上並圖形化形成的壓電薄膜(9)；沉積於所述壓電薄膜(9)表面上的圖形化的上電極(11)；沉積於所述矽基片(1)正面上各部件之上的圖形化的聚醯亞胺膜(7)；刻蝕有垂向狹縫(41)的方形複合振動膜和聚醯亞胺膜(7)共同構成軟支撐防聲漏橋式振動膜。
2、 按權利要求l所述的軟支撐橋式矽微壓電傳聲器晶片，其特徵在於，還包括 沉積於所述壓電薄膜(9)與上電極(11)之間的氧化矽膜保護層(10);所述垂向 狹縫(41)貫穿所述形複合振動膜和所述氧化矽膜保護層(10)。
3、 按權利要求l所述的軟支撐橋式矽微壓電傳聲器晶片，其特徵在於，所述的 狹縫(41)的寬度為0.1 20(V切。
4、 按權利要求l所述的軟支撐橋式矽微壓電傳聲器晶片，其特徵在於，所述壓 電膜(9)為氧化鋅壓電膜、氮化鋁壓電膜、鋯鈦酸鉛壓電膜、鈣鈦礦型壓電膜或有 機壓電膜。
5、 按權利要求1或4所述的軟支撐橋式矽微壓電傳聲器晶片，其特徵在於，所 述的壓電膜層(9)的厚度為0.1~10/^ 。
6、 按權利要求l所述的軟支撐橋式矽微壓電傳聲器晶片，其特徵在於，所述的 聚醯亞胺膜(7)厚度為0.01 10jLi歷。
7、 按權利要求l所述的軟支撐橋式矽微壓電傳聲器晶片，其特徵在於，所述的 第一氮化矽膜層(2)、 二氧化矽膜層(3)和第二氮化矽膜層(4)的厚度均為0.1~2^。
8、 一種權利要求l所述軟支撐橋式矽微壓電傳聲器晶片的製備方法，包括以下 步驟1) 清洗矽基片(1)先分別用酸性清洗液和鹼性清洗液清洗矽基片(1)，之後再用去離子水將矽基 片(1)衝洗乾淨；2) 澱積第一氮化矽膜層(2)利用低壓化學氣相沉積設備在矽基片(1)正面沉積厚度為0.1 2j^的第一氮化 矽膜層(2)，在矽基片(1)背面澱積厚度為0.1 2/^的第三氮化矽掩膜層(5);3) 澱積二氧化矽膜層(3)利用等離子輔助化學氣相沉積設備在第一氮化矽膜層(2)上澱積厚度為0.1~2yffl 的二氧化矽膜層(3);4) 澱積第二氮化矽膜層(4)和第四氮化矽掩膜層(6)利用低壓化學氣相沉積設備在二氧化矽膜層(3)上澱積厚度為(U 2p的第二 氮化矽膜層(4)，在第三氮化矽掩膜層(5)上澱積厚度為0.1 2;^的第四氮化矽掩 膜層(6);5) 製備下電極(8)(a) 利用真空蒸鍍設備或濺射設備在第二氮化矽膜層(4)上製備0.01 1^厚 度的A1下電極層；或者利用真空蒸鍍設備或濺射設備在第二氮化矽膜層(4)上依次製備0.01 0.1p厚 度的Cr和Au層，形成Cr/Au下電極複合層；或者利用真空蒸鍍設備或濺射設備在第二氮化矽膜層(4)上依次製備0.01 0.1^厚 度的Ti和Pt層，形成Ti/Pt下電極複合層；(b) 利用圖形化技術對所述Al下電極層、Cr/Au下電極複合層或Ti/Pt下電極 複合層進行圖形化製得圖形化的下電極，完成下電極(8)的製備；6) 在下電極(8)表面上製備壓電膜(9)在下電極(8)的表面上塗正性光刻膠，光刻曝光，形成壓電膜光刻圖形；用腐 蝕液腐蝕壓電膜，形成所需圖形的壓電膜(9)，去除殘餘光刻膠，完成壓電膜(9) 製備；7) 在壓電膜(9)上直接製備上電極(11);或者在壓電膜(9)上先製備氧化 矽膜保護層(10)，再在該氧化矽膜保護層(10)上製備上電極(11):(a)所述在壓電膜(9)上直接製備上電極(11)為 在矽片正面上塗光刻膠，光刻曝光，形成上電極反圖形；再依次真空蒸鍍或磁 控濺射0.01 0.1a^厚度的Cr層和0.05 0.5^厚度的Au層；或利用真空蒸鍍設備或 濺射設備製備0.01~1戸厚度的Al或Pt層以形成上電極金屬膜層；用丙酮去光刻膠， 完成上電極(11)的製備；(b)所述在壓電膜(9)上先製備氧化矽膜保護層(10)，再在該氧化矽膜保護層 (10)上製備上電極(11)為在矽基片正面上，利用等離子輔助化學氣相沉澱裝置澱積厚度為0.01 0.5p歷氧 化矽薄膜保護層；在保護層表面上塗正性光刻膠，光刻曝光，形成保護層光刻圖形；利用高密度 等離子刻蝕機進行光刻腐蝕，腐蝕氣體為六氟化硫，形成保護層圖形；去除殘餘光 刻膠，完成氧化矽薄膜保護層(10)的製備；在氧化矽膜保護層(10)表面上塗光刻膠，光刻曝光，形成上電極反圖形；再 依次真空蒸鍍或磁控濺射O.O"O.l戸厚度的Cr層和0.05~0.5聲厚度的Au層；或利 用真空蒸鍍設備或濺射設備製備0.01~1戸厚度的Al或Pt層以形成上電極金屬膜層； 用丙酮去光刻膠，完成上電極(11)的製備；8) 體矽刻蝕在矽基片(1)背面的第四氮化矽膜層(6)上塗正性光刻膠，利用雙面曝光機 進行雙面曝光，在矽基片(1)背面上形成體刻蝕掩膜光刻圖形，並利用幹法刻蝕技 術刻蝕第三氮化矽膜層(5)和第四氮化矽膜層(6)，在背面形成體刻蝕掩膜；去除 殘餘光刻膠，完成體刻蝕掩膜製備；用體刻蝕夾具將矽基片(1)密封固定，放入35%KOH溶液進行體刻蝕，刻透矽 基片，完全釋放出得到其中心處具有上小下大方錐形孔的矽基片(1);所述矽基片(1)正面方孔之上對應的第一氮化矽膜層(2)、 二氧化矽膜層(3) 和第二氮化矽膜層(4)構成方形複合振動膜；9) 在矽基片(1)中心處的上小下大方錐形孔表面利用真空蒸鍍設備或濺射設 備製備0.01~10/^厚度的Al支撐層(12)，作為刻蝕狹縫時的支撐層；狹縫刻蝕時的掩膜層為光刻膠掩膜層或A1掩膜層；在使用光刻膠掩膜層時，則 在矽基片(1)正面上塗光刻膠，光刻曝光，形成狹縫刻蝕所需的光刻膠掩膜；在使用A1掩膜層，則在矽基片(1)正面沉積0.01 1聲A1膜，利用剝離或腐蝕的方法圖 形化A1膜，形成狹縫刻蝕所需的A1掩膜；10) 利用幹法刻蝕對第一氮化矽膜層(2)、第二氮化矽膜層(4)進行刻蝕，利 用溼法腐蝕對二氧化矽膜層(3)和氧化矽膜保護層(10)進行腐蝕，完成狹縫的刻 蝕；在利用溼法腐蝕腐蝕二氧化矽膜層(3)和氧化矽膜保護層(10)時，矽基片(1) 背面塗覆光刻膠，以保護背面的A1支撐層(12);同時在狹縫刻蝕完後，腐蝕去除 正面的掩膜層，並用丙酮去除背面的光刻膠，狹縫的寬度為0.1 200y邁；11) 在矽基片(1)正面上塗光刻膠，光刻曝光，形成填充狹縫所需掩膜的圖形， 利用真空蒸鍍設備或濺射設備製備與狹縫深度相同厚度的Al層，或者利用濺射設備 製備與狹縫深度相同厚度的ZnO層，用丙酮去光刻膠，圖形化Al層或ZnO層，完成 狹縫的填充；12) 在矽基片(1)正面之上的各部件的最外層之上製備厚度為O.Ol-l(V邁聚醯 亞胺膜，並對其進行圖形化，露出上下電極的壓焊觸頭；13) 在聚醯亞胺膜上塗光刻膠，作為釋放狹縫和振動膜時正面的保護層；把矽 基片(1)放入腐蝕液，腐蝕所述A1支撐層(12)和填充狹縫的Al或ZnO層，釋放 出狹縫和方形複合振動膜，用丙酮去除正面的光刻膠，完成軟支撐橋式矽微壓電傳 聲器晶片的製備。
全文摘要
一種軟支撐橋式矽微壓電傳聲器晶片包括中心設由上小下大方錐形孔的矽基片，其正面覆有由第一氮化矽膜層、二氧化矽膜層和第二氮化矽膜層構成的方形複合振動膜，矽基片背面依次覆有第三和第四氮化矽膜層；第三和第四氮化矽膜層有中心方孔；振動膜一對對邊分別刻蝕一條貫穿振動膜的垂向狹縫，狹縫的垂向投影位於矽基片正面方孔邊緣內側；依次沉積于振動膜上的下電極、壓電薄膜和上電極；沉積於矽基片正面各部件上的聚醯亞胺膜；刻蝕有垂向狹縫的複合振動膜和聚醯亞胺膜共同構成軟支撐防聲漏橋式振動膜；該振動膜兩邊被固支，振動過程中會產生應變；為防止傳聲器存在的通過狹縫產生漏聲，在狹縫上面沉積軟性的聚醯亞胺膜，可有效防止聲漏現象。
文檔編號H04R17/02GK101646117SQ20091007894
公開日2010年2月10日 申請日期2009年3月2日 優先權日2009年3月2日
發明者劉夢偉, 聯 徐, 李俊紅, 汪承灝 申請人:中國科學院聲學研究所