专利名称：软支撑悬臂梁式硅微压电传声器芯片及其制备方法
技术领域：
本发明涉及硅微压电传声器领域，特别涉及一种防声漏软支撑悬臂梁式硅微压 电传声器芯片及其制备方法。
背景技术：
硅微传声器主要由压电式和电容式两种，硅微压电传声器由压电层、振动膜、 金属电极组成。相对于硅微电容传声器而言，压电传声器具有结构简单，不需要置 偏电压；阻抗低，可以作为发射器，实现既接收又发射；可应用于微型传声器、超 声成像、水听器。但因为传声器在振动时，压电层由于应变小而引起传声器的灵敏 度比较低。为了提高振动膜的应变，提高传声器的灵敏度，就有必要设计新型的传 声器结构。
发明内容
本发明的目的在于设计一种新型结构的传声器，以提高传声器的灵敏度。为 此，本发明提出一种具有防声漏软支撑悬臂梁式硅微压电传声器芯片。悬臂梁受力 作用时，它比四周固支的膜而言，由于不受周界的约束，将有很大的应变，因此由 衬底膜和压电薄膜构成的悬臂梁中的压电薄膜将产生较大的应变，从而能在压电薄 膜的两电极间产生较高的电压，提高了硅微压电传声器的灵敏度。但是由于悬臂梁 周界开槽形成的气隙狭缝，在声的作用下，将形成声漏，对于低频而言将大大降低 传声器的灵敏度。为此在狭缝的上面沉积聚酰亚胺膜，由于聚酰亚胺膜质地柔软， 所以对振动膜的振动影响有限，同时又能有效防止由于狭缝的存在引起的声漏，因 此这种防声漏的悬臂梁结构的硅微压电传声器将具有较高的灵敏度。本发明的目的 是这样实现的
本发明提供的软支撑悬臂梁式硅微压电传声器芯片，包括 一硅基片1;所述硅基片1中心设有通过体刻蚀形成的上小下大的方锥形孔； 所述硅基片1正面依次覆有热氧化膜层2、第一氮化硅膜层3、 二氧化硅膜层4和 第二氮化硅膜层5，下表面依次覆有第三氮化硅掩膜层6和第四氮化硅掩膜层7; 所述第三氮化硅掩膜层6和第四氮化硅掩膜层7中心设有与硅基片1下表面的方形 孔相同尺寸的方形孔；所述硅基片1正面的方形孔对应的热氧化膜层2、第一氮化硅膜层3、 二氧化硅膜层4和第二氮化硅膜层5构成方形复合振动膜，该方形振动 膜四条边中的三条边分别刻蚀一条贯穿所述方形复合振动膜的垂向狭缝51，所述垂 向狭缝51垂向投影位于所述硅基片1正面上的方形孔边缘内侧；
沉积于所述方形复合振动膜上并经图形化形成的下电极9;所述下电极9为用 真空蒸镀设备或溅射设备制备的0.01 1戸厚度的铝下电极，或为由Cr层和Au层 构成的Cr/Au复合下电极，或为由Ti层和Pt层构成的Ti/Pt复合下电极；所述Cr 层和Ti层厚度均为0. 01~0. l]am;所述Au层和Pt层厚度均为0. 05~0. 5Pm:
沉积于所述下电极9上并经图形化形成的压电薄膜10;
沉积并图形化在压电薄膜IO正面上的上电极12:所述上电极12的一边与所述 方形振动膜四条边中的无垂向狭缝的边重合或靠近；和
沉积于位于所述硅基片1正面之上的上述各部件之上的经图形化的聚酰亚胺
膜8;
所述刻蚀有垂向狭缝51的方形复合振动膜和聚酰亚胺膜8共同构成软支撑悬 臂梁式复合振动膜。
所述的悬臂梁式硅微压电传声器芯片，还可包括沉积于所述的压电薄膜10与 上电极12之间的氧化硅膜保护层11;所述垂向狭缝51贯穿方形复合振动膜和所述 氧化硅膜保护层ll。
所述的垂向狭缝51的宽度为0.1~200，。
所述的压电膜10为氧化锌压电膜、氮化铝压电膜、锆钛酸铅压电膜、钙钛矿 型压电膜或有机压电膜。
所述的压电膜层10的厚度为0.1 10，。 所述的聚酰亚胺膜8厚度为0.01~10/^ 。
所述的热氧化膜层2、第一氮化硅膜层3、 二氧化硅膜层4和第二氮化硅膜层5 的厚度分别为0.1~2/^。
本发明提供的软支撑悬臂梁式硅微压电传声器芯片的制备方法，包括以下步
骤
1) 清洗硅基片l
先分别用酸性清洗液和碱性清洗液清洗硅基片1，之后再用去离子水冲洗干净；
2) 通过热氧化形成氧化层2
在硅基片1上，利用热氧化炉氧化厚度为0.1 2;M的氧化层，并去除硅基片1
背面的氧化层；
3) 利用低压化学气相沉积设备在热氧化膜层2上淀积厚度为0.1~2，的第一氮 化硅膜层3;在硅基片1反面上淀积厚度为0.1 2/^的第三氮化硅掩膜层6;4) 利用等离子辅助化学气相沉积设备在第一氮化硅膜层3上淀积厚度为 0.1 2^的二氧化硅膜层4;
5) 利用低压化学气相沉积设备在二氧化硅膜层4上淀积厚度为0.1 2yM的第二 氮化硅膜层5，在第三氮化硅掩膜层6上淀积厚度为0.1 2^^的第四氮化硅掩膜层7;
6) 制备下电极9:
(a) 利用真空蒸镀设备或溅射设备在第二氮化硅膜层5上制备0.01 l;^厚度 的A1下电极层；或者
利用真空蒸镀设备或溅射设备在第二氮化硅膜层5上依次制备0.01~0.1 ^厚 度的Cr和Au层，形成Cr/Au下电极复合层；或者
利用真空蒸镀设备或溅射设备在第二氮化硅膜层5上依次制备0.01~0.1^厚 度的Ti和Pt层，形成Ti/Pt下电极复合层；
(b) 利用图形化技术对所述A1下电极层或Cr/Au下电极复合层或Ti/Pt下电 极复合层进行图形化制得图形化的下电极，完成下电极9的制备；
7) 制备压电膜10
在下电极9的表面上制备厚度为0.1 10声压电膜层；
在压电膜层上涂正性光刻胶，光刻曝光，形成压电膜光刻图形；用腐蚀液腐蚀 压电膜，形成所需图形的压电膜，去除残余光刻胶，完成压电膜10制备；
8) 在压电膜10上直接制备上电极12;或者在压电膜10上先制备氧化硅薄膜
保护层，再在该氧化硅薄膜保护层上制备上电极12:
(a) 所述在压电膜10上直接制备上电极12为 在硅基片正面上涂光刻胶，光刻曝光，形成上电极反图形；
再利用真空蒸镀设备或溅射设备制备O.Ol-l声厚度的Al上电极层；或者
利用真空蒸镀设备或溅射设备依次制备0.01 0.1; 厚度的Cr和Au层，形成 Cr/Au上电极复合层；或者
利用真空蒸镀设备或溅射设备依次制备0.01 0.1;^厚度的Ti和Pt层，形成 Ti/Pt上电极复合层；
再用丙酮去除光刻胶，完成上电极12的制备；
(b) 所述在压电膜10上先制备氧化硅薄膜保护层，再在该氧化硅薄膜保护层上 制备上电极12为
在硅基片正面上，利用等离子辅助化学气相沉淀装置淀积厚度为0.01~0.5^/氧 化硅薄膜保护层；
在氧化硅薄膜保护层表面上涂正性光刻胶，光刻曝光，形成氧化硅薄膜保护层 光刻图形；利用高密度等离子刻蚀机进行光刻腐蚀，腐蚀气体为六氟化硫，形成氧 化硅薄膜保护层图形；去除残余光刻胶，完成氧化硅薄膜保护层ll的制备；在氧化硅膜保护层ll表面上涂光刻胶，光刻曝光，形成上电极反图形；再利用真空蒸镀设备或溅射设备制备0.01 l;^厚度的Al上电极层；或者利用真空蒸镀设备或溅射设备依次制备0.01 0.1;^厚度的Cr和Au层，形成
Cr/Au上电极复合层；或者
利用真空蒸镀设备或溅射设备依次制备0.01~0.1/^厚度的Ti和Pt层，形成Ti/Pt上电极复合层；
再用丙酮去除光刻胶，完成上电极12的制备；
9) 在硅基片1背面的第四氮化硅掩膜层7上涂正性光刻胶，利用双面曝光机进行双面曝光，在第四氮化硅掩膜层7上形成体刻蚀掩膜光刻图形，并利用高宽度等离子刻蚀机进行刻蚀在硅基片1背面形成体刻蚀掩膜；去除残余光刻胶，完成体刻蚀掩膜的制备；
用体刻蚀夹具将硅基片1密封固定，放入35%K0H溶液进行体刻蚀，刻透硅基片，完全释放得到其中心处具有上小下大方锥形孔的硅基片1;
所述硅基片1正面方孔对应的热氧化膜层2、第一氮化硅膜层3、 二氧化硅膜层4和第二氮化硅膜层5构成方形复合振动膜；
10) 在硅基片1中心处的上小下大方锥形孔表面，利用真空蒸镀设备或溅射设备制备0.01 1(V/n厚度的Al支撑层13，作为刻蚀狭缝时的支撑层；
狭缝刻蚀时的掩膜层为光刻胶掩膜层或Al掩膜层；在使用光刻胶掩膜层时，则在硅基片1的正面上涂光刻胶，光刻曝光，形成狭缝刻蚀所需的光刻胶掩膜；在
使用A1掩膜层时，则在硅基片1的正面上沉积0.01 1/^A1膜，利用剥离或腐蚀的方法图形化A1膜，形成狭缝刻蚀所需的A1掩膜；
11) 利用干法刻蚀对第一氮化硅膜层3和第二氮化硅膜层5进行刻蚀，利用湿法腐蚀对热氧化膜层2、 二氧化硅膜层4和氧化硅薄膜保护层11进行腐蚀，完成狭缝的腐蚀；在利用湿法腐蚀腐蚀正面热氧化膜层2、 二氧化硅膜层4和氧化硅薄膜保护层11时，硅基片1的背面上要涂覆光刻胶，以保护背面的A1支撑层13，同时在狭缝刻蚀完后，腐蚀去除掩膜层，并用丙酮去除光刻胶；所述狭缝的宽度为0.1 200ju恥
12) 在硅基片1的正面上涂光刻胶，光刻曝光，形成填充狭缝所需掩膜的图形，利用真空蒸镀设备或溅射设备制备与狭缝深度相同厚度的Al层，或者利用溅射设备制备与狭缝深度相同厚度的ZnO层，用丙酮去光刻胶，图形化Al层或ZnO层，完成狭缝的填充；
13) 在硅基片1的正面之上的各部件的最外层之上制备厚度为O.Ol-lO，聚酰亚胺膜8，并对其进行图形化，露出上、下电极的压辉触头；14)在硅基片正面的聚酰亚胺膜8上涂光刻胶，作为释放狭缝和所述方形复合振动时正面的保护层；把硅基片放入腐蚀液，腐蚀所述A1支撑层13和填充狭缝的Al或ZnO层，释放出狭缝和所述方形复合振动膜，并去除光刻胶，完成悬臂梁式硅微压电传声器芯片的制备。
本发明在硅基片正面淀积氧化膜层、氮化硅膜层、二氧化硅膜层、氮化硅膜层构成的复合振动膜，同时在硅基片的反面沉积氮化硅膜层，然后在振动膜之上先后淀积金属下电极、压电层以及上电极；对硅基片背面的氮化硅进行光刻、刻蚀，形成体刻蚀所需的氮化硅掩膜；体刻蚀，刻蚀完体硅，释放出复合振动膜，并在硅基片的背面沉积A1层，作为正面狭缝刻蚀时，对振动膜的支撑层；通过干法和湿法刻蚀技术在复合振动膜三边上刻蚀出垂向狭缝，使方形振动膜变成悬臂梁式振动膜；在硅基片正面沉积ZnO或Al牺牲层，并图形化，完成狭缝的填充；在硅基片的正面沉积聚酰亚胺膜，并图形化露出电极的压焊触头；腐蚀背面的A1层支撑层和狭缝中的牺牲层，完成传声器的制备。本发明的方法制备传声器具有防声漏悬臂梁结构，可以明显提高传声器的灵敏度，并且此传声器的实现工艺兼容性好、方便可行。
本发明采用悬臂梁结构振动膜代替方形振动膜，为了防止声漏又在形成悬臂梁结构的狭缝上沉积聚酰亚胺膜，这样即防止了声漏现象，又能保证振动膜的应力小，在同样声压下压电层能产生较大的应变，最终形成具有防声漏悬臂梁结构的硅微压电传声器。
本发明的优点在于本发明中首次把防声漏软支撑悬臂梁结构应用到硅微压电传声器的振动膜中，这样振动膜由于具有悬臂梁结构，所以在振动的过程中，会产生大的应变。为了防止悬臂梁结构传声器存在的通过三边狭缝的漏声问题，在狭缝的上面沉积聚酰亚胺膜，由于聚酰亚胺膜比较软，所以对振动膜的振动产生的影响不会太大，同时又能够有效防止声漏现象。
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图1为氮化硅/二氧化硅/氮化硅/热氧复合膜形成后传声器的剖面图2为底电极形成后传声器芯片的剖面示意图3为压电层和顶电极形成后传声器芯片的剖面示意图4为深度体硅刻蚀后传声器芯片的剖面示意图5为狭缝刻蚀后传声器芯片的剖面示意图6为狭缝刻蚀后传声器芯片的俯视示意图7为本发明的结构示意图。
具体实施例方式
参照附图，将详细叙述本发明的实施方案。
实施例l，采用本发明制备方法制备一压电传声器芯片，其歩骤如下-
1) 清洗硅基片1
先分别用酸性清洗液和碱性清洗液清洗硅基片1，之后再用去离子水冲洗干净；
2) 通过热氧化形成氧化层2
在硅基片1上，利用热氧化炉氧化厚度为0.2p双的氧化层，并去除反面的氧化层，这样在基片1的正面上形成厚度为0. 2声的热氧化膜层2;
3) 低压化学气相沉积第一氮化硅膜层3
利用低压化学气相沉积设备分别淀积在热氧化膜层2上厚度为0.5一的第一氮化硅膜层3和硅基片1反面上厚度为0.5;^的第三氮化硅掩膜层6;
4) 等离子辅助化学气相沉积二氧化硅膜层4
利用等离子辅助化学气相沉积设备在第一氮化硅膜层3上淀积厚度为0.2一的二氧化硅膜层4;
5) 低压化学气相沉积第二氮化硅膜层5
利用低压化学气相沉积设备分别淀积在二氧化硅膜层4上厚度为0.5，的第二氮化硅膜层5和在第三氮化硅掩膜层6上厚度为0.5戸的第四氮化硅掩膜层7;
6) 制备下电极9
在第二氮化硅膜层5上，利用真空热蒸镀设备制备0.04声厚度的Cr和O.ly历厚度的Au层，以形成下电极复合层，在下电极复合膜上涂覆光刻胶，利用标准光刻技术光刻曝光，形成下电极9光刻图形，用腐蚀液腐蚀下电极9，形成所需图形的下电极9，去除残余光刻胶，完成下电极9的制备；
7) 制备压电膜10
在下电极9的表面上利用直流磁控溅射设备制备厚度为0.5y顶压电膜ZnO;在压电膜的表面上涂正性光刻胶，光刻曝光，形成压电膜光刻图形；用磷酸腐蚀液腐蚀压电膜，形成所需图形的压电膜10，去除残余光刻胶，完成压电膜10制备；
8) 制备上电极12
在硅基片正面上，利用等离子辅助化学气相沉淀装置淀积厚度为0.2/^氧化硅薄膜保护层；
在保护层表面上涂正性光刻胶，光刻曝光，形成保护层光刻图形；利用高密度等离子刻蚀机进行光刻腐蚀，腐蚀气体为六氟化硫，形成保护层图形；去除残余光刻胶，完成氧化硅薄膜保护层11的制备；在氧化硅膜保护层11表面上涂光刻胶，光刻曝光，形成上电极反图形；再依次真空热蒸镀0.04^厚度的Cr和0.1^厚度的Au层，以形成金属复合膜层；用丙酮去光刻胶，利用剥离技术对金属复合膜层进行图形化，完成上电极12的制备；
9) 体硅刻蚀
在硅基片1的反面的第四氮化硅掩膜层7的表面上涂正性光刻胶，利用双面曝光机进行双面曝光，在第四氮化硅掩膜层7上形成体刻蚀掩膜光刻图形，并利用高宽度等离子刻蚀机进行刻蚀在背面形成体刻蚀掩膜；去除残余光刻胶，完成体刻蚀掩膜制备；
用体刻蚀夹具将硅基片1密封固定，放入35%KOH溶液进行体刻蚀，完成体刻蚀，完全释放出复合振动膜。
10) 背面支撑A1层的沉积
在硅基片1的反面利用电子束蒸镀设备制备0.5yw厚度的Al层，作为刻蚀狭缝时的支撑层。
11) 狭缝刻蚀掩膜层的制备
在硅基片1的正面上涂光刻胶，光刻曝光，形成狭缝刻蚀所需掩膜的光刻胶图形。
12) 狭缝的刻蚀
利用干法或湿法刻蚀技术顺序对氧化硅膜保护层11、第二氮化硅膜层5、 二氧化硅膜层4、第一氮化硅膜层3、热氧化膜层2进行刻蚀，形成U形狭缝。其中第一氮化硅膜层3、第二氮化硅膜层5采用干法刻蚀，氧化硅膜保护层ll、热氧化膜层2、 二氧化硅膜层4采用湿法腐蚀，腐蚀液为缓冲HF (BHF)。在利用湿法腐蚀正面热氧化膜层2、 二氧化硅膜层4时，硅基片1的背面要涂覆光刻胶，以保护背面的支撑Al层，同时在狭缝刻蚀完后，用丙酮去除正面的光刻胶掩膜和背面的保护光刻胶。狭缝的宽度为20^。
13) 牺牲层的填充
在硅基片1的正面上涂光刻胶，光刻曝光，形成填充狭缝所需掩膜的光刻胶图形，利用电子束蒸镀设备沉积厚度为1.6，的Zn0层，沉积完后用丙酮去光刻胶，剥离图形化A1层，完成狭缝的填充。
14) 聚酰亚胺膜的制备
在硅基片1的正面制备厚度为0.7^;聚酰亚胺膜，并对其进行图形化，露出上下电极的压焊触头。
15) 释放背面A1支撑层13和狭缝牺牲层，完成器件制备在硅基片1的正面上涂光刻胶，作为释放狭缝和振动膜时正面的保护层。把硅基片l放入磷酸腐蚀液，腐蚀背面支撑Al层和填充狭缝的Al或ZnO层，释放出狭缝和振动膜，去除正面的光刻胶，完成器件的制备。
实施例2，采用本发明制备方法制备一新型压电传声器芯片，其歩骤如下
1) 清洗硅基片1
先分别用酸性清洗液和碱性清洗液清洗硅基片1，之后再用去离子水冲洗干净；
2) 通过热氧化形成氧化层2
在硅基片1上，利用热氧化炉氧化厚度为0.2^z/的氧化层，并去除反面的氧化层，这样在基片1的正面上形成厚度为0.2声的热氧化膜层2;
3) 低压化学气相沉积第一氮化硅膜层3
利用低压化学气相沉积设备分别淀积在热氧化膜层2上厚度为0.5戸的第一氮化硅膜层3和硅基片1反面上厚度为0.5^的第三氮化硅掩膜层6;
4) 等离子辅助化学气相沉积二氧化硅膜层4
利用等离子辅助化学气相沉积设备在第一氮化硅膜层3上淀积厚度为0.2^的二氧化硅膜层4;
5) 低压化学气相沉积第二氮化硅膜层5
利用低压化学气相沉积设备分别淀积在二氧化硅膜层4上厚度为0.5戸的第二氮化硅膜层5和在第三氮化硅掩膜层6上厚度为0.5y范的第四氮化硅掩膜层7;
6) 制备下电极9
在第二氮化硅膜层5上，利用离子束溅射设备制备0.04，厚度的Ti和0.2y历厚度的Pt层，以形成下电极复合层，在下电极复合膜上涂覆光刻胶，利用标准光刻技术光刻曝光，形成下电极9光刻图形，用腐蚀液腐蚀下电极9，形成所需图形的下电极9，去除残余光刻胶，完成下电极9的制备；
7) 制备压电膜10
在下电极9的表面上利用磁控溅射设备制备厚度为0.5y/z 压电膜PZT;在压电膜的表面上涂正性光刻胶，光刻曝光，形成压电膜光刻图形；用腐蚀液腐蚀压电膜，形成所需图形的压电膜IO，去除残余光刻胶，完成压电膜10制备；
8) 制备上电极12
在硅基片1上涂光刻胶，光刻曝光，形成上电极反图形；再依次真空热蒸镀0.04^厚度的Cr和O.l，厚度的Au层，以形成金属复合膜层；用丙酮去光刻胶，利用剥离技术对金属复合膜层进行图形化，完成上电极12的制备；
9) 体硅刻蚀在硅基片1的反面的第四氮化硅掩膜层7的表面上涂正性光刻胶，利用双面曝光机进行双面曝光，在第四氮化硅掩膜层7上形成体刻蚀掩膜光刻图形，并利用高宽度等离子刻蚀机进行刻蚀在背面形成体刻蚀掩膜；去除残余光刻胶，完成体刻蚀掩膜制备；
用体刻蚀夹具将硅基片1密封固定，放入35%KOH溶液进行体刻蚀，完成体刻蚀，完全释放出复合振动膜。
10) 背面A1支撑层13的沉积
在硅基片1的反面利用电子束蒸镀设备制备0.5)^厚度的Al层，作为刻蚀狭缝时的支撑层。
11) 狭缝刻蚀掩膜层的制备
在硅基片1的正面上涂光刻胶，光刻曝光，形成狭缝刻蚀所需掩膜的光刻胶图形，利用电子束蒸镀设备制备0.5/^厚度的Al层，用丙酮去光刻胶，图形化A1层形成刻蚀狭缝的掩膜。
12) 狭缝的刻蚀
利用干法或湿法刻蚀技术顺序对第二氮化硅膜层5、 二氧化硅膜层4、第一氮化硅膜层3、热氧化膜层2进行刻蚀，形成U形狭缝；其中第一氮化硅膜层3、第二氮化硅膜层5采用干法刻蚀，热氧化膜层2、 二氧化硅膜层4采用湿法腐蚀，腐蚀液为缓冲HF (BHF)。在利用湿法腐蚀正面热氧化膜层2、 二氧化硅膜层4时，硅基片1的背面要涂覆光刻胶，以保护背面的支撑Al层，同时在狭缝刻蚀完后，腐蚀去除正面的A1掩膜，再用丙酮去除背面的光刻胶。狭缝的宽度为20一。
13) 牺牲层的填充
在硅基片1的正面上涂光刻胶，光刻曝光，形成填充狭缝所需掩膜的光刻胶图形，利用电子束蒸镀设备沉积厚度为1.4，的ZnO层，沉积完后用丙酮去光刻胶，剥离图形化A1层，完成狭缝的填充。
14) 聚酰亚胺膜的制备
在硅基片1的正面制备厚度为0.7^聚酰亚胺膜，并对其进行图形化，露出上下电极的压焊触头。
15) 释放背面A1支撑层13和狭缝牺牲层，完成器件制备
在硅基片1的正面上涂光刻胶，作为释放狭缝和振动膜时JH面的保护层。把硅基片l放入磷酸腐蚀液，腐蚀背面支撑Al层和填充狭缝的Al或ZnO层，释放出狭缝和振动膜，去除正面的光刻胶，完成器件的制备。
实施例3，采用本发明制备方法制备一新型压电传声器芯片，其步骤如下
1)清洗硅基片1
先分别用酸性清洗液和碱性清洗液清洗硅基片1，之后再用去离子水冲洗干净；2) 通过热氧化形成氧化层2
在硅基片1上，利用热氧化炉氧化厚度为0.2戸的氧化层，并去除反面的氧化层，这样在基片1的正面上形成厚度为0.2碑的热氧化膜层2:
3) 低压化学气相沉积第一氮化硅膜层3
利用低压化学气相沉积设备分别淀积在热氧化膜层2上厚度为0.5;^的第一氮化硅膜层3和硅基片1反面上厚度为0.5p的第三氮化硅掩膜层6;
4) 等离子辅助化学气相沉积二氧化硅膜层4
利用等离子辅助化学气相沉积设备在第一氮化硅膜层3上淀积厚度为0.2^的二氧化硅膜层4:
5) 低压化学气相沉积第二氮化硅膜层5
利用低压化学气相沉积设备分别淀积在二氧化硅膜层4上厚度为0.5y双的第二氮化硅膜层5和在第三氮化硅掩膜层6上厚度为0.5;^的第四氮化硅掩膜层7;
6) 制备下电极9
在第二氮化硅膜层5上涂光刻胶，光刻曝光，形成下电极反图形；利用离子束溅射设备制备0.04^厚度的Ti和0.2;^厚度的Pt层，以形成下电极复合层，用丙酮去光刻胶，利用剥离技术对金属复合膜层进行图形化，完成下电极9的制备；
7) 制备压电膜10
在下电极9的表面上利用溶胶-凝胶法制备厚度为0.8y/z;压电膜PZT;在压电膜的表面上涂正性光刻胶，光刻曝光，形成压电膜光刻图形；用腐蚀液腐蚀压电膜，形成所需图形的压电膜IO，去除残余光刻胶，完成压电膜10制备；
8) 制备上电极12
在硅基片l上涂光刻胶，光刻曝光，形成上电极反图形；利用电子束蒸镀设备制备0.3;^厚度的A1层，以形成金属膜层；用丙酮去光刻胶，利用剥离技术对金属
复合膜层进行图形化，完成上电极12的制备；
9) 体硅刻蚀
在硅基片1的反面的第四氮化硅掩膜层7的表面上涂正性光刻胶，利用双面曝光机进行双面曝光，在第四氮化硅掩膜层7上形成体刻蚀掩膜光刻图形，并利用高宽度等离子刻蚀机进行刻蚀在背面形成体刻蚀掩膜去除残余光刻胶，完成体刻蚀掩膜制备；
用体刻蚀夹具将硅基片1密封固定，放入35%KOH溶液进行体刻蚀，完成体刻蚀，完全释放出复合振动膜。
10) 背面A1支撑层13的沉积
在硅基片1的反面利用电子束蒸镀设备制备0.5y双厚度的Al层，作为刻蚀狭缝时的支撑层。11) 狭缝刻蚀掩膜层的制备
在硅基片1的正面上涂光刻胶，光刻曝光，形成狭缝刻蚀所需掩膜的光刻胶图
形；
12) 狭缝的刻蚀
利用干法或湿法刻蚀技术顺序对第二氮化硅膜层5、 二氧化硅膜层4、第一氮 化硅膜层3、热氧化膜层2进行刻蚀，形成U形狭缝；其中第一氮化硅膜层3、第 二氮化硅膜层5采用干法刻蚀，热氧化膜层2、 二氧化硅膜层4采用湿法腐蚀，腐 蚀液为缓冲HF (BHF);在利用湿法腐蚀正面热氧化膜层2、 二氧化硅膜层4时， 硅基片1的背面要涂覆光刻胶，以保护背面的支撑A1层，同时在狭缝刻蚀完后， 去除正面的掩膜，再用丙酮去除背面的光刻胶。狭缝的宽度为20戸。
13) 牺牲层的填充
在硅基片1的正面上涂光刻胶，光刻曝光，形成填充狭缝所需掩膜的光刻胶图 形，利用电子束蒸镀设备沉积厚度为.4戸的A1层，沉积完后用丙酮去光刻胶，剥 离图形化A1层，完成狭缝的填充。
14) 聚酰亚胺膜的制备
在硅基片1的正面制备厚度为0.7^聚酰亚胺膜，并对其进行图形化，露出上 下电极的压焊触头。
15) 释放背面A1支撑层13和狭缝牺牲层，完成器件制备
在硅基片1的正面上涂光刻胶，作为释放狭缝和振动膜时TH面的保护层。把硅 基片1放入磷酸腐蚀液，腐蚀背面支撑Al层和填充狭缝的Al或ZnO层，释放出狭 缝和振动膜，去除正面的光刻胶，完成器件的制备。
实施例4，采用本发明制备方法制备一新型压电传声器芯片，其歩骤如下
1) 清洗硅基片1
先分别用酸性清洗液和碱性清洗液清洗硅基片1，之后再用去离子水冲洗干净；
2) 通过热氧化形成氧化层2
在硅基片1上，利用热氧化炉氧化厚度为0.2yw的氧化层，并去除反面的氧化 层，这样在基片I的正面上形成厚度为0. 2i^的热氧化膜层2;
3) 低压化学气相沉积第一氮化硅膜层3
利用低压化学气相沉积设备分别淀积在热氧化膜层2上厚度为0.5p历的第一氮 化硅膜层3和硅基片1反面上厚度为0.5^的第三氮化硅掩膜层6;
4) 等离子辅助化学气相沉积二氧化硅膜层4
利用等离子辅助化学气相沉积设备在第一氮化硅膜层3上淀积厚度为0.2戸的 二氧化硅膜层4;
5) 低压化学气相沉积第二氮化硅膜层5利用低压化学气相沉积设备分别淀积在二氧化硅膜层4上厚度为0.5ym的第二 氮化硅膜层5和在第三氮化硅掩膜层6上厚度为0.5戸的第二氮化硅掩膜层；
6) 制备下电极9
在第二氮化硅膜层5上，利用电子束蒸镀设备制备0.3p厚度的Al层，以形成 下电极层，在下电极复合膜上涂覆光刻胶，利用标准光刻技术光刻曝光，形成下电 极9光刻图形，用腐蚀液腐蚀下电极9，形成所需图形的下电极9，去除残余光刻 胶，完成下电极9的制备；
7) 制备压电膜10
在下电极9的表面上利用直流磁控溅射设备制备厚度为0.8p历压电膜ZnO; 在压电膜的表面上涂正性光刻胶，光刻曝光，形成压电膜光刻图形；用磷酸腐 蚀液腐蚀压电膜，形成所需图形的压电膜10，去除残余光刻胶，完成压电膜IO制备；
8) 制备上电极12
在压电膜10的表面上，利用等离子辅助化学气相沉淀装置淀积厚度为0.2^忍氧 化硅薄膜保护层；
在保护层表面上涂正性光刻胶，光刻曝光，形成保护层光刻图形；利用高密度 等离子刻蚀机进行光刻腐蚀，腐蚀气体为六氟化硫，形成保护层图形；去除残余光 刻胶，完成氧化硅薄膜保护层11的制备；
在氧化硅膜保护层11表面上涂光刻胶，光刻曝光，形成上电极反图形；利用 电子束蒸镀设备制备0.3;^厚度的A1层，以形成金属膜层；用丙酮去光刻胶，利用 剥离技术对金属复合膜层进行图形化，完成上电极12的制备；
9) 体硅刻蚀
在硅基片1的反面的第四氮化硅掩膜层7的表面上涂正性光刻胶，利用双面曝 光机进行双面曝光，在第四氮化硅掩膜层7上形成体刻蚀掩膜光刻图形，并利用高 宽度等离子刻蚀机进行刻蚀在背面形成体刻蚀掩膜；去除残余光刻胶，完成体刻蚀 掩膜制备；
用体刻蚀夹具将硅基片1密封固定，放入35%K0H溶液进行体刻蚀，完成体刻 蚀，完全释放出复合振动膜。
10) 背面A1支撑层13的沉积
在硅基片1的反面利用电子束蒸镀设备制备0.5yw厚度的Al层，作为刻蚀狭 缝时的支撑层。
11) 狭缝刻蚀掩膜层的制备
在硅基片1的正面上涂光刻胶，光刻曝光，形成狭缝刻蚀所需掩膜的光刻胶图形。
12) 狭缝的刻蚀利用干法或湿法刻蚀技术顺序对氧化硅膜保护层ll、第二氮化硅膜层5、 二氧 化硅膜层4、第一氮化硅膜层3、热氧化膜层2进行刻蚀，形成U形狭缝；其中第 一氮化硅膜层3、第二氮化硅膜层5采用干法刻蚀，氧化硅膜保护层ll、热氧化膜 层2、 二氧化硅膜层4采用湿法腐蚀，腐蚀液为缓冲HF (BHF);在利用湿法腐蚀 正面热氧化膜层2、 二氧化硅膜层4时，硅基片1的背面要涂覆光刻胶，以保护背 面的支撑Al层，同时在狭缝刻蚀完后，用丙酮去除正面的光刻胶掩膜和背面的保 护光刻胶。狭缝的宽度为20y历。
13) 牺牲层的填充
在硅基片1的正面上涂光刻胶，光刻曝光，形成填充狭缝所需掩膜的光刻胶图 形，利用电子束蒸镀设备沉积厚度为1.6一的A1层，沉积完后用丙酮去光刻胶，剥 离图形化A1层，完成狭缝的填充。
14) 聚酰亚胺膜的制备
在硅基片1的正面制备厚度为0.7p忍聚酰亚胺膜，并对其进行图形化，露出上 下电极的压焊触头。
15) 释放背面A1支撑层13和狭缝牺牲层，完成器件制备
在硅基片1的正面上涂光刻胶，作为释放狭缝和振动膜时正面的保护层。把硅 基片l放入磷酸腐蚀液，腐蚀背面支撑Al层和填充狭缝的Al或ZnO层，释放出狭 缝和振动膜，去除正面的光刻胶，完成器件的制备。
实施例5，采用本发明制备方法制备一新型压电传声器芯片，其步骤如下
1) 清洗硅基片1
先分别用酸性清洗液和碱性清洗液清洗硅基片1，之后再用去离子水冲洗干净；
2) 通过热氧化形成氧化层2
在硅基片1上，利用热氧化炉氧化厚度为O.l拜的氧化层，并去除反面的氧化 层，这样在基片l的正面上形成厚度为O. l拜的热氧化膜层2;
3) 低压化学气相沉积第一氮化硅膜层3
利用低压化学气相沉积设备分别淀积在热氧化膜层2上厚度为0.5/^的第一氮 化硅膜层3和硅基片1反面上厚度为0.5^的第三氮化硅掩膜层6;
4) 等离子辅助化学气相沉积二氧化硅膜层4
利用等离子辅助化学气相沉积设备在第一氮化硅膜层3上淀积厚度为0.5;U范的 二氧化硅膜层4;
5) 低压化学气相沉积第二氮化硅膜层5
利用低压化学气相沉积设备分别淀积在二氧化硅膜层4上厚度为0.5y历的第二 氮化硅膜层5和在第三氮化硅掩膜层6上厚度为0.5戸的第四氮化硅掩膜层7;
6) 制备下电极9在第二氮化硅膜层5上，利用真空热蒸镀设备制备0.04y范厚度的Cr和O.ly迈 厚度的Au层，以形成下电极复合层，在下电极复合膜上涂覆光刻胶，利用标准光 刻技术光刻曝光，形成下电极9光刻图形，用腐蚀液腐蚀下电极9，形成所需图形 的下电极9，去除残余光刻胶，完成下电极9的制备；
7) 制备压电膜10
在下电极9的表面上利用直流磁控溅射设备制备厚度为0.8戸压电膜ZnO;在 压电膜的表面上涂正性光刻胶，光刻曝光，形成压电膜光刻图形；用磷酸腐蚀液腐 蚀压电膜，形成所需图形的压电膜IO，去除残余光刻胶，完成压电膜10制备；
8) 制备上电极12
在压电膜10的表面上，利用等离子辅助化学气相沉淀装置淀积厚度为0.2p历氧 化硅薄膜保护层；
在保护层表面上涂正性光刻胶，光刻曝光，形成保护层光刻图形；利用高密度 等离子刻蚀机进行光刻腐蚀，腐蚀气体为六氟化硫，形成保护层图形；去除残余光 刻胶，完成氧化硅薄膜保护层11的制备；
在氧化硅膜保护层11表面上涂光刻胶，光刻曝光，形成上电极反图形；再依 次真空热蒸镀0.04，厚度的Cr和0.1;^厚度的Au层，以形成金属复合膜层；用丙 酮去光刻胶，利用剥离技术对金属复合膜层进行图形化，完成上电极12的制备；
9) 体硅刻蚀
在硅基片1的反面的第四氮化硅掩膜层7的表面上涂正性光刻胶，利用双面曝 光机进行双面曝光，在第四氮化硅掩膜层7上形成体刻蚀掩膜光刻图形，并利用高 宽度等离子刻蚀机进行刻蚀在背面形成体刻蚀掩膜；去除残余光刻胶，完成体刻蚀 掩膜制备；
用体刻蚀夹具将硅基片1密封固定，放入35%K0H溶液进行体刻蚀，完成体刻 蚀，完全释放出复合振动膜。
10) 背面A1支撑层13的沉积
在硅基片1的反面利用电子束蒸镀设备制备0.5ym厚度的Al层，作为刻蚀狭 缝时的支撑层。
11) 狭缝刻蚀掩膜层的制备
在硅基片1的正面上涂光刻胶，光刻曝光，形成狭缝刻蚀所需掩膜的光刻胶图形。
12) 狭缝的刻蚀
利用干法或湿法刻蚀技术顺序对氧化硅膜保护层ll、第二氮化硅膜层5、 二氧 化硅膜层4、第一氮化硅膜层3、热氧化膜层2进行刻蚀，形成U形狭缝。其中第 一氮化硅膜层3、第二氮化硅膜层5采用干法刻蚀，氧化硅膜保护层ll、热氧化膜层2、 二氧化硅膜层4采用湿法腐蚀，腐蚀液为缓冲HF (BHF);在利用湿法腐蚀 正面热氧化膜层2、 二氧化硅膜层4时，硅基片1的背面要涂覆光刻胶，以保护背 面的支撑Al层，同时在狭缝刻蚀完后，用丙酮去除正面的光刻胶掩膜和背面的保 护光刻胶。狭缝的宽度为30pw。
13) 牺牲层的填充
在硅基片1的正面上涂光刻胶，光刻曝光，形成填充狭缝所需掩膜的光刻胶图 形，利用电子束蒸镀设备沉积厚度为1.8戸的Zn0层，沉积完后用丙酮去光刻胶， 剥离图形化A1层，完成狭缝的填充。
14) 聚酰亚胺膜的制备
在硅基片1的正面制备厚度为0.5^聚酰亚胺膜，并对其进行图形化，露出上 下电极的压焊触头。
15) 释放背面A1支撑层13和狭缝牺牲层，完成器件制备
在硅基片1的正面上涂光刻胶，作为释放狭缝和振动膜时正面的保护层。把硅 基片1放入磷酸腐蚀液，腐蚀背面支撑Al层和填充狭缝的Al或ZnO层，释放出狭 缝和振动膜，去除正面的光刻胶，完成器件的制备。
实施例6，采用本发明制备方法制备一新型压电传声器芯片，其步骤如下
1) 清洗硅基片1
先分别用酸性清洗液和碱性清洗液清洗硅基片1,之后再用去离子水冲洗干净；
2) 通过热氧化形成氧化层2
在硅基片1上，利用热氧化炉氧化厚度为0.3;^的氧化层，并去除反面的氧化 层，这样在基片1的正面上形成厚度为0.3;^的热氧化膜层2;
3) 低压化学气相沉积第一氮化硅膜层3
利用低压化学气相沉积设备分别淀积在热氧化膜层2上厚度为0.5p范的第一氮 化硅膜层3和硅基片1反面上厚度为0.5y迈的第三氮化硅掩膜层6;
4) 等离子辅助化学气相沉积二氧化硅膜层4
利用等离子辅助化学气相沉积设备在第一氮化硅膜层3上淀积厚度为0.3^的 二氧化硅膜层4;
5) 低压化学气相沉积第二氮化硅膜层5
利用低压化学气相沉积设备分别淀积在二氧化硅膜层4上厚度为0.5/^的第二 氮化硅膜层5和在第三氮化硅掩膜层6上厚度为0.5戸的第四氮化硅掩膜层7;
6) 制备下电极9
在第二氮化硅膜层5上，涂光刻胶，光刻曝光，形成下电极图形；利用磁控溅 射设备制备厚度为0.5j^ZnO牺牲层，用丙酮去光刻胶，在ZnO牺牲层上形成下电极反图形，利用离子束溅射设备制备0.04^厚度的Ti和0.2，厚度的Pt层，以形 成下电极复合层，用磷酸去除ZnO牺牲层，剥离出下电极，完成下电极9的制备；
7) 制备压电膜IO
在下电极9的表面上利用磁控溅射设备制备厚度为0.5罔压电膜BaTiO,; 在压电膜的表面上涂正性光刻胶，光刻曝光，形成压电膜光刻图形；用腐蚀液 腐蚀压电膜，形成所需图形的压电膜IO,去除残余光刻胶，完成压电膜10制备；
8) 制备上电极12
在硅基片1上涂光刻胶，光刻曝光，形成上电极反图形；再依次真空热蒸镀
0.04^ 厚度的Cr和O.ly辺厚度的Au层，以形成金属复合膜层；用丙酮去光刻胶，
利用剥离技术对金属复合膜层进行图形化，完成上电极12的制备；
9) 体硅刻蚀
在硅基片1的反面的第四氮化硅掩膜层7的表面上涂正性光刻胶，利用双面曝 光机进行双面曝光，在第四氮化硅掩膜层7上形成体刻蚀掩膜光刻图形，并利用高 宽度等离子刻蚀机进行刻蚀在背面形成体刻蚀掩膜；去除残余光刻胶，完成体刻蚀 掩膜制备；
用体刻蚀夹具将硅基片1密封固定，放入35M0H溶液进行体刻蚀，完成体刻 蚀，完全释放出复合振动膜。
10) 背面A1支撑层13的沉积
在硅基片1的反面利用电子束蒸镀设备制备0.1;^厚度的Al层，作为刻蚀狭 缝时的支撑层。
11) 狭缝刻蚀掩膜层的制备
在硅基片1的正面上涂光刻胶，光刻曝光，形成狭缝刻蚀所需掩膜的光刻胶图 形，利用电子束蒸镀设备制备0.5p顶厚度的Al层，用丙酮去光刻胶，图形化A1层 形成刻蚀狭缝的掩膜。
12) 狭缝的刻蚀
利用干法或湿法刻蚀技术顺序对第二氮化硅膜层5、 二氧化硅膜层4、第一氮 化硅膜层3、热氧化膜层2进行刻蚀，形成U形狭缝。其中第一氮化硅膜层3、第 二氮化硅膜层5采用干法刻蚀，热氧化膜层2、 二氧化硅膜层4采用湿法腐蚀，腐 蚀液为缓冲HF (BHF);在利用湿法腐蚀正面热氧化膜层2、 二氧化硅膜层4时， 硅基片1的背面要涂覆光刻胶，以保护背面的支撑A1层，同时在狭缝刻蚀完后， 腐蚀去除正面的A1掩膜，再用丙酮去除背面的光刻胶。狭缝的宽度为10，。
13) 牺牲层的填充在硅基片1的正面上涂光刻胶，光刻曝光，形成填充狭缝所需掩膜的光刻胶图 形，利用电子束蒸镀设备沉积厚度为1.6^的Zn0层，沉积完后用丙酮去光刻胶， 剥离图形化A1层，完成狭缝的填充。
14) 聚酰亚胺膜的制备
在硅基片1的正面制备厚度为0.2^聚酰亚胺膜，并对其进行图形化，露出上 下电极的压焊触头。
15) 释放背面A1支撑层13和狭缝牺牲层，完成器件制备
在硅基片1的正面上涂光刻胶，作为释放狭缝和振动膜时正面的保护层。把硅 基片1放入磷酸腐蚀液，腐蚀背面支撑Al层和填充狭缝的Al或ZnO层，释放出狭 缝和振动膜，去除正面的光刻胶，完成器件的制备。
实施例7，采用本发明制备方法制备一新型压电传声器芯片，其歩骤如下-
1) 清洗硅基片1
先分别用酸性清洗液和碱性清洗液清洗硅基片1，之后再用去离子水冲洗干净；
2) 通过热氧化形成氧化层2
在硅基片1上，利用热氧化炉氧化厚度为l一的氧化层，并去除反面的氧化层， 这样在基片1的正面上形成厚度为l戸的热氧化膜层2;
3) 低压化学气相沉积第一氮化硅膜层3
利用低压化学气相沉积设备分别淀积在热氧化膜层2上厚度为0.5ym的第一氮 化硅膜层3和硅基片1反面上厚度为0.5碑的第三氮化硅掩膜层6;
4) 等离子辅助化学气相沉积二氧化硅膜层4
利用等离子辅助化学气相沉积设备在第一氮化硅膜层3上淀积厚度为1.5-的 二氧化硅膜层4;
5) 低压化学气相沉积第二氮化硅膜层5
利用低压化学气相沉积设备分别淀积在二氧化硅膜层4上厚度为0.5^的第二 氮化硅膜层5和在第三氮化硅掩膜层6上厚度为0.5y历的第四氮化硅掩膜层7;
6) 制备下电极9
在第二氮化硅膜层5上，涂光刻胶，光刻曝光，形成下电极图形；利用磁控溅 射设备制备厚度为0.5，ZnO牺牲层，用丙酮去光刻胶，在ZnO牺牲层上形成下电 极反图形，利用离子束溅射设备制备0.04y双厚度的Ti和0.2，厚度的Pt层，以形 成下电极复合层，用磷酸去除ZnO牺牲层，剥离出下电极，完成下电极9的制备；
7) 制备压电膜10
在下电极9的表面上利用溶胶-凝胶法制备厚度为2p压电膜PZT; 在压电膜的表面上涂正性光刻胶，光刻曝光，形成压电膜光刻图形；用腐蚀液 腐蚀压电膜，形成所需图形的压电膜IO，去除残余光刻胶，完成压电膜10制备；8) 制备上电极12
在硅基片1上涂光刻胶，光刻曝光，形成上电极反图形；再依次真空热蒸镀 0.04^厚度的Cr和0.1^厚度的Au层，以形成金属复合膜层；用丙酮去光刻胶， 利用剥离技术对金属复合膜层进行图形化，完成上电极12的制备；
9) 体硅刻蚀
在硅基片1的反面的第四氮化硅掩膜层7的表面上涂正性光刻胶，利用双面曝 光机进行双面曝光，在第四氮化硅掩膜层7上形成体刻蚀掩膜光刻图形，并利用高 宽度等离子刻蚀机进行刻蚀在背面形成体刻蚀掩膜；去除残余光刻胶，完成体刻蚀 掩膜制备；
用体刻蚀夹具将硅基片1密封固定，放入35%K0H溶液进行体刻蚀，完成体刻 蚀，完全释放出复合振动膜。
10) 背面A1支撑层13的沉积
在硅基片1的反面利用电子束蒸镀设备制备Al层，作为刻蚀狭缝 时的支撑层。
11) 狭缝刻蚀掩膜层的制备
在硅基片1的正面上涂光刻胶，光刻曝光，形成狭缝刻蚀所需掩膜的光刻胶图形。
12) 狭缝的刻蚀
利用干法或湿法刻蚀技术顺序对第二氮化硅膜层5、 二氧化硅膜层4、第一氮 化硅膜层3、热氧化膜层2进行刻蚀，形成U形狭缝。其中第一氮化硅膜层3、第 二氮化硅膜层5采用干法刻蚀，热氧化膜层2、 二氧化硅膜层4采用湿法腐蚀，腐 蚀液为缓冲HF (BHF);在利用湿法腐蚀正面热氧化膜层2、 二氧化硅膜层4时， 硅基片1的背面要涂覆光刻胶，以保护背面的支撑A1层，同时在狭缝刻蚀完后， 去除正面的掩膜，再用丙酮去除背面的光刻胶。狭缝的宽度为200^。
13) 牺牲层的填充
在硅基片1的正面上涂光刻胶，光刻曝光，形成填充狭缝所需掩膜的光刻胶图 形，利用电子束蒸镀设备沉积厚度为3.5p的Al层，沉积完后用丙酮去光刻胶，剥 离图形化A1层，完成狭缝的填充。
14) 聚酰亚胺膜的制备
在硅基片1的正面制备厚度为2一聚酰亚胺膜，并对其进行图形化，露出上下 电极的压焊触头。
15) 释放背面A1支撑层13和狭缝牺牲层，完成器件制备在硅基片1的正面上涂光刻胶，作为释放狭缝和振动膜时正面的保护层。把硅 基片1放入磷酸腐蚀液，腐蚀背面支撑Al层和填充狭缝的Al或Zn0层，释放出狭 缝和振动膜，去除正面的光刻胶，完成器件的制备。
实施例8，采用本发明制备方法制备一新型压电传声器芯片，其步骤如下
1) 清洗硅基片1
先分别用酸性清洗液和碱性清洗液清洗硅基片1，之后再用去离子水冲洗干净；
2) 通过热氧化形成氧化层2
在硅基片l上，利用热氧化炉氧化厚度为0.5yw的氧化层，并去除反面的氧化 层，这样在基片1的正面上形成厚度为0. 5戸的热氧化膜层2;
3) 低压化学气相沉积第一氮化硅膜层3
利用低压化学气相沉积设备分别淀积在热氧化膜层2上厚度为0.5pw的第一氮 化硅膜层3和硅基片1反面上厚度为0.5/^的第三氮化硅掩膜层6;
4) 等离子辅助化学气相沉积二氧化硅膜层4
利用等离子辅助化学气相沉积设备在第一氮化硅膜层3上淀积厚度为lp/;的二 氧化硅膜层4;
5) 低压化学气相沉积第二氮化硅膜层5
利用低压化学气相沉积设备分别淀积在二氧化硅膜层4上厚度为0.5^的第二 氮化硅膜层5和在第三氮化硅掩膜层6上厚度为0.5戸的第四氮化硅掩膜层7;
6) 制备下电极9
在第二氮化硅膜层5上，利用真空热蒸镀设备制备0.04^厚度的Cr和0.1^ 厚度的Au层，以形成下电极复合层，在下电极复合膜上涂覆光刻胶，利用标准光 刻技术光刻曝光，形成下电极9光刻图形，用腐蚀液腐蚀下电极9，形成所需图形 的下电极9，去除残余光刻胶，完成下电极9的制备；
7) 制备压电膜10
在下电极9的表面上利用直流磁控溅射设备制备厚度为lj^压电膜ZnO;
在压电膜的表面上涂正性光刻胶，光刻曝光，形成压电膜光刻图形；用磷酸腐 蚀液腐蚀压电膜，形成所需图形的压电膜10，去除残余光刻胶，完成压电膜10制 备；
8) 制备上电极12
在压电膜10的表面上，利用等离子辅助化学气相沉淀装置淀积厚度为0.2^;氧 化硅薄膜保护层；
在保护层表面上涂正性光刻胶，光刻曝光，形成保护层光刻图形；利用高密度 等离子刻蚀机进行光刻腐蚀，腐蚀气体为六氟化硫，形成保护层图形；去除残余光 刻胶，完成氧化硅薄膜保护层11的制备；在氧化硅膜保护层11表面上涂光刻胶，光刻曝光，形成上电极反图形；再依 次真空热蒸镀0.04戸厚度的Cr和0.1戸厚度的Au层，以形成金属复合膜层；用丙 酮去光刻胶，利用剥离技术对金属复合膜层进行图形化，完成上电极12的制备；
9) 体硅刻蚀
在硅基片1的反面的第四氮化硅掩膜层7的表面上涂正性光刻胶，利用双面曝 光机进行双面曝光，在第四氮化硅掩膜层7上形成体刻蚀掩膜光刻图形，并利用高 宽度等离子刻蚀机进行刻蚀在背面形成体刻蚀掩膜；去除残余光刻胶，完成体刻蚀 掩膜制备；
用体刻蚀夹具将硅基片1密封固定，放入35%K0H溶液进行体刻蚀，完成体刻 蚀，完全释放出复合振动膜。
10) 背面A1支撑层13的沉积
在硅基片1的反面利用电子束蒸镀设备制备厚度的Al层，作为刻蚀狭缝 时的支撑层。
11) 狭缝刻蚀掩膜层的制备
在硅基片1的正面上涂光刻胶，光刻曝光，形成狭缝刻蚀所需掩膜的光刻胶图 形。—— -------
12) 狭缝的刻蚀
利用干法或湿法刻蚀技术顺序对氧化硅膜保护层ll、第二氮化硅膜层5、 二氧 化硅膜层4、第一氮化硅膜层3、热氧化膜层2进行刻蚀，形成U形狭缝。其中第 一氮化硅膜层3、第二氮化硅膜层5采用干法刻蚀，氧化硅膜保护层ll、热氧化膜 层2、 二氧化硅膜层4采用湿法腐蚀，腐蚀液为缓冲HF (BHF);在利用湿法腐蚀 正面热氧化膜层2、 二氧化硅膜层4时，硅基片1的背面要涂覆光刻胶，以保护背 面的支撑Al层，同时在狭缝刻蚀完后，用丙酮去除正面的光刻胶掩膜和背面的保 护光刻胶。狭缝的宽度为60^。
13) 牺牲层的填充
在硅基片1的正面上涂光刻胶，光刻曝光，形成填充狭缝所需掩膜的光刻胶图 形，利用电子束蒸镀设备沉积厚度为2.7^;的A1层，沉积完后用丙酮去光刻胶，剥 离图形化A1层，完成狭缝的填充。
14) 聚酰亚胺膜的制备
在硅基片1的正面制备厚度为1/^聚酰亚胺膜，并对其进行图形化，露出上下 电极的压焊触头。
15) 释放背面A1支撑层13和狭缝牺牲层，完成器件制备在硅基片1的正面上涂光刻胶，作为释放狭缝和振动膜时正面的保护层。把硅 基片l放入磷酸腐蚀液，腐蚀背面支撑Al层和填充狭缝的Al或ZnO层，释放出狭 缝和振动膜，去除正面的光刻胶，完成器件的制备。
本发明实施方案中压电膜10还可以为氮化铝压电膜、有机压电膜，如PVDF， 以及其他钙钛矿型压电膜。
权利要求
1、一种软支撑悬臂梁式硅微压电传声器芯片，其包括一硅基片(1)；所述硅基片(1)中心设有通过体刻蚀形成的上小下大的方锥形孔；所述硅基片(1)正面依次覆有热氧化膜层(2)、第一氮化硅膜层(3)、二氧化硅膜层(4)和第二氮化硅膜层(5)，下表面依次覆有第三氮化硅掩膜层(6)和第四氮化硅掩膜层(7)；所述第三氮化硅掩膜层(6)和第四氮化硅掩膜层(7)中心设有与硅基片(1)下表面的方形孔相同尺寸的方形孔；所述硅基片(1)正面的方形孔对应的氧化膜层(2)、第一氮化硅膜层(3)、二氧化硅膜层(4)和第二氮化硅膜层(5)构成方形复合振动膜，该方形振动膜四条边中的三条边分别刻蚀一条贯穿所述方形复合振动膜的垂向狭缝(51)，所述垂向狭缝(51)垂向投影位于所述硅基片(1)正面上的方形孔边缘内侧；沉积于所述方形复合振动膜上并经图形化形成的下电极(9)；所述下电极(9)为用真空蒸镀设备或溅射设备制备的0.01～1μm厚度的铝下电极，或为由Cr层和Au层构成的Cr/Au复合下电极，或为由Ti层和Pt层构成的Ti/Pt复合下电极；所述Cr层和Ti层厚度均为0.01～0.1μm；所述Au层和Pt层厚度均为0.05～0.5μm；沉积于所述下电极(9)上并经图形化形成的压电薄膜(10)；沉积并图形化在压电薄膜(10)正面上的上电极(12)；所述上电极(12)的一边与所述方形振动膜四条边中的无垂向狭缝的边重合或靠近；和沉积于位于所述硅基片(1)正面之上的上述各部件之上的经图形化的聚酰亚胺膜(8)；所述刻蚀有垂向狭缝(51)的方形复合振动膜和聚酰亚胺膜(8)共同构成软支撑悬臂梁式复合振动膜。
2、 按权利要求1所述的软支撑悬臂梁式硅微压电传声器芯片，其特征在于， 还包括沉积于所述的压电薄膜(10)与上电极(12)之间的氧化硅膜保护层(11); 所述垂向狭缝(51)贯穿方形复合振动膜和所述氧化硅膜保护层(11)。
3、 按权利要求1所述的软支撑悬臂梁式硅微压电传声器芯片，其特征在于， 所述的垂向狭缝(51)的宽度为0.1~200^。
4、 按权利要求l所述的软支撑悬臂梁式硅微压电传声器芯片，其特征在于， 所述的压电膜(10)为氧化锌压电膜、氮化铝压电膜、锆钛酸铅压电膜、钙钛矿型 压电膜或有机压电膜。
5、 按权利要求3所述的软支撑悬臂梁式硅微压电传声器芯片，其特征在于， 所述的压电膜层(10)的厚度为0.1~10^ 。
6、 按权利要求l所述的软支撑悬臂梁式硅微压电传声器芯片，其特征在于， 所述的聚酰亚胺膜(8)厚度为0.01-10^ 。
7、 按权利要求l所述的软支撑悬臂梁式硅微压电传声器芯片，其特征在于， 所述的氧化膜层(2)、第一氮化硅膜层(3)、 二氧化硅膜层(4)和第二氮化硅膜 层(5)的厚度分别为0.1~2^。
8、 一种权利要求l所述软支撑悬臂梁式硅微压电传声器芯片的制备方法，其 制备步骤如下-1) 清洗硅基片(1)先分别用酸性清洗液和碱性清洗液清洗硅基片(1)，之后再用去离子水冲洗 干净；2) 通过热氧化形成氧化层(2)在硅基片(1)上，利用热氧化炉氧化厚度为0.1 2;^的氧化层，并去除硅基片 (1)背面的氧化层；3) 利用低压化学气相沉积设备在氧化膜层(2)上淀积厚度为0.1~2^的第一 氮化硅膜层(3);在硅基片(1)反面上淀积厚度为0.1 2^的第三氮化硅掩膜层(6);4) 利用等离子辅助化学气相沉积设备在第一氮化硅膜层(3)上淀积厚度为 0.1 2j^的二氧化硅膜层(4);5) 利用低压化学气相沉积设备在二氧化硅膜层(4)上淀积厚度为0.1~2^^的 第二氮化硅膜层(5)，在第三氮化硅掩膜层(6)上淀积厚度为0.1 2^;的第四氮化 硅掩膜层(7);6) 制备下电极(9):(a) 利用真空蒸镀设备或溅射设备在第二氮化硅膜层(5)上制备0.01 l/^厚 度的A1下电极层；或者利用真空蒸镀设备或溅射设备在第二氮化硅膜层(5)上依次制备0.01~0.1-厚 度的Cr和Au层，形成Cr/Au下电极复合层；或者利用真空蒸镀设备或溅射设备在第二氮化硅膜层(5)上依次制备0.01~0.1^厚 度的Ti和Pt层，形成Ti/Pt下电极复合层；(b) 利用图形化技术对所述Al下电极层或Cr/Au下电极复合层或Ti/Pt下电 极复合层进行图形化制得图形化的下电极，完成下电极(9)的制备；7) 制备压电膜(IO)在下电极(9)的表面上制备厚度为0.1 10^压电膜层；在压电膜层上涂正性光刻胶，光刻曝光，形成压电膜光刻图形；用腐蚀液腐蚀 压电膜，形成所需图形的压电膜，去除残余光刻胶，完成压电膜(10)制备；8) 在压电膜(10)上直接制备上电极(12);或者在压电膜(10)上先制备氧 化硅薄膜保护层，再在该氧化硅薄膜保护层上制备上电极(12):(a) 所述在压电膜(10)上直接制备上电极(12)为 在硅基片正面上涂光刻胶，光刻曝光，形成上电极反图形； 再利用真空蒸镀设备或溅射设备制备0.01 1/^厚度的Al上电极层；或者 利用真空蒸镀设备或溅射设备依次制备0.0卜0.1 ^厚度的Cr和Au层，形成Cr/Au上电极复合层；或者利用真空蒸镀设备或溅射设备依次制备0.0卜0.1;^厚度的Ti和Pt层，形成 Ti/Pt上电极复合层；再用丙酮去除光刻胶，完成上电极(12)的制备；(b) 所述在压电膜(10)上先制备氧化硅薄膜保护层，再在该氧化硅薄膜保护 层上制备上电极(12)为在硅基片正面上，利用等离子辅助化学气相沉淀装置淀积厚度为0.01~0.5^范氧 化硅薄膜保护层；在氧化硅薄膜保护层表面上涂正性光刻胶，光刻曝光，形成氧化硅薄膜保护层 光刻图形；利用高密度等离子刻蚀机进行光刻腐蚀，腐蚀气体为六氟化硫，形成氧 化硅薄膜保护层图形；去除残余光刻胶，完成氧化硅薄膜保护层(11)的制备； 在氧化硅膜保护层(11)表面上涂光刻胶，光刻曝光，形成上电极反图形； 再利用真空蒸镀设备或溅射设备制备0.01~1拜厚度的Al上电极层；或者 利用真空蒸镀设备或溅射设备依次制备0.01~0.1/^厚度的Cr和Au层，形成 Cr/Au上电极复合层；或者利用真空蒸镀设备或溅射设备依次制备0.01-0.1，厚度的Ti和Pt层，形成 Ti/Pt上电极复合层；再用丙酮去除光刻胶，完成上电极(12)的制备；9) 在硅基片(1)背面的第四氮化硅掩膜层(7)上涂正性光刻胶，利用双面 曝光机进行双面曝光，在第四氮化硅掩膜层(7)上形成体刻蚀掩膜光刻图形，并 利用高宽度等离子刻蚀机进行刻蚀在硅基片(1)背面形成体刻蚀掩膜；去除残余 光刻胶，完成体刻蚀掩膜的制备；用体刻蚀夹具将硅基片(1)密封固定，放入35%K0H溶液进行体刻蚀，刻透硅 基片，完全释放得到其中心处具有上小下大方锥形孔的硅基片(1);所述硅基片(1)正面方孔对应的氧化膜层(2)、第一氮化硅膜层(3)、 二氧 化硅膜层(4)和第二氮化硅膜层(5)构成方形复合振动膜；10) 在硅基片(1)中心处的上小下大方锥形孔表面，利用真空蒸镀设备或溅 射设备制备0.01 l(Vw厚度的A1支撑层(13)，作为刻蚀狭缝时的支撑层；狭缝刻蚀时的掩膜层为光刻胶掩膜层或Al掩膜层；在使用光刻胶掩膜层时， 则在硅基片(1)的正面上涂光刻胶，光刻曝光，形成狭缝刻蚀所需的光刻胶掩膜；在使用A1掩膜层时，则在硅基片(1)的正面上沉积0.01 1声Al膜，利用剥离或 腐蚀的方法图形化A1膜，形成狭缝刻蚀所需的A1掩膜；11) 利用干法刻蚀对第一氮化硅膜层(3)和第二氮化硅膜层(5)进行刻蚀， 利用湿法腐蚀对热氧化膜层(2)、 二氧化硅膜层(4)和氧化硅薄膜保护层(11) 进行腐蚀，完成狭缝的腐蚀；在利用湿法腐蚀腐蚀正面热氧化膜层(2)、 二氧化硅 膜层(4)和氧化硅薄膜保护层(11)时，硅基片(1)的背面上要涂覆光刻胶，以 保护背面的Al支撑层(13)，同时在狭缝刻蚀完后，腐蚀去除掩膜层，并用丙酮 去除光刻胶；所述狭缝的宽度为0.1~200戸；12) 在硅基片(1)的正面上涂光刻胶，光刻曝光，形成填充狭缝所需掩膜的 图形，利用真空蒸镀设备或溅射设备制备与狭缝深度相同厚度的Al层，或者利用 溅射设备制备与狭缝深度相同厚度的ZnO层，用丙酮去光刻胶，图形化Al层或ZnO 层，完成狭缝的填充；13) 在硅基片(1)的正面之上的各部件的最外层之上制备厚度为0.01 10^ 聚酰亚胺膜(8)，并对其进行图形化，露出上、下电极的压焊触头；14) 在硅基片正面的聚酰亚胺膜(8)上涂光刻胶，作为释放狭缝和所述方形 复合振动时正面的保护层；把硅基片放入腐蚀液，腐蚀所述Al支撑层(13)和填 充狭缝的Al或ZnO层，释放出狭缝和所述方形复合振动膜，并去除光刻胶，完成 悬臂梁式硅微压电传声器芯片的制备。
全文摘要
一种软支撑悬臂梁式硅微压电传声器芯片包括中心设上小下大方锥形孔的硅基片，其正面覆有由热氧化膜层、第一氮化硅膜层、二氧化硅膜层和第二氮化硅膜层构成的方形复合振动膜，背面依次覆有中心处设方形孔的第一氮化硅掩膜层和第二氮化硅掩膜层；方形复合振动膜四条边中的三条边分别刻蚀贯穿方形复合振动膜的垂向狭缝，垂向狭缝垂向投影位于硅基片正面方形孔边缘内侧；依次沉积于方形复合振动膜上的下电极、压电薄膜和上电极；上电极一边与方形振动膜无狭缝边重合或靠近；和沉积于位于硅基片正面的各部件之上的经图形化的聚酰亚胺膜。本发明的悬臂梁结构可防止声漏现象，具有灵敏度高，防声漏等优点。
文档编号H01L41/083GK101645485SQ20091007894
公开日2010年2月10日 申请日期2009年3月2日 优先权日2009年3月2日
发明者刘梦伟, 联 徐, 李俊红, 汪承灏 申请人:中国科学院声学研究所