[发明专利]压电换能器制作方法及压电换能器

说明书

本申请涉及一种压电换能器制作方法及压电换能器，首先在承载晶圆上制备底部声学反射层，再在压电晶圆上制备顶部声学反射层，然后将底部声学反射层远离承载晶圆的一侧与顶部声学反射层远离压电晶圆的一侧结合，最后减薄压电晶圆，形成压电换能器。承载晶圆起到承载作用，压电晶圆被减薄而形成的压电薄膜可以被激发声振动，顶部声学反射层和底部声学反射层可以限制声学振动，使得到的压电换能器能够在高频下工作，采用该方法制成的压电换能器具有特定的层叠组合和压电薄膜,可以激发和支持高性能的声学振动模式,具有较低的固有损耗，能够在保持单位面积的同时获得更高的单位面积电容,从而使制成的压电换能器工作性能佳。

技术领域

本申请涉及换能器技术领域，特别是涉及一种压电换能器制作方法及压电换能器。

背景技术

换能器是指电能和声能相互转换的器件。压电式换能器是换能器的一种，是利用某些单晶材料的压电效应和某些多晶材料的电致伸缩效应来将电能与声能进行相互转换的器件。因其电声效率高、功率容量大以及结构和形状可以根据不同的应用分别进行设计，在功率超声领域应用广泛。

传统的压电式换能器是将压电晶片键合到其他承载晶圆上，在硅衬底上大多数单晶薄膜是基于直接或通过键合界面层将压电晶片键合到承载晶圆(主要是硅)上的，这种键合的承载晶圆可以作为压电换能器使用。但是这样制作而成的压电换能器最高工作频率低、电容密度低、功率阈值偏低，且可能具有无法消除的杂模，导致压电式换能器工作性能不佳。

发明内容

基于此，有必要针对传统的压电式换能器工作性能不佳的问题，提供一种压电换能器制作方法及压电换能器。

一种压电换能器制作方法，包括以下步骤：

提供承载晶圆，在所述承载晶圆上制备底部声学反射层；

提供压电晶圆，在所述压电晶圆上制备顶部声学反射层；所述顶部声学反射层和所述底部声学反射层均用于限制声学振动；

将所述底部声学反射层远离所述承载晶圆的一侧与所述顶部声学反射层远离所述压电晶圆的一侧结合；

减薄所述压电晶圆，形成压电换能器。

一种压电换能器，根据上述的方法制成。

上述压电换能器制作方法及压电换能器，首先提供承载晶圆，在承载晶圆上制备底部声学反射层，再提供压电晶圆，在压电晶圆上制备顶部声学反射层，其中顶部声学反射层和底部声学反射层均用于限制声学振动，然后将底部声学反射层远离承载晶圆的一侧与顶部声学反射层远离压电晶圆的一侧结合，最后减薄压电晶圆，形成压电换能器。通过该压电换能器制作方法制作而成的压电换能器，压电晶圆、顶部声学反射层、底部声学反射层和承载晶圆层叠设置，承载晶圆起到承载作用，压电晶圆被减薄而形成的压电薄膜可以被激发声振动，顶部声学反射层和底部声学反射层可以限制声学振动，使得到的压电换能器能够在高频下工作，由于采用该方法制成的压电换能器具有特定的层叠组合和压电薄膜,可以激发和支持高性能的声学振动模式,具有较低的固有损耗，能够在保持单位面积的同时获得更高的单位面积电容,从而使制成的压电换能器工作性能佳。

在其中一个实施例中，所述提供压电晶圆，在所述压电晶圆上制备顶部声学反射层包括：

提供压电晶圆，在所述压电晶圆上制备底部电极层；

在所述压电晶圆上制备覆盖所述底部电极层的顶部声学反射层。

在其中一个实施例中，所述底部声学反射层包括底部高声阻抗层和底部低声阻抗层，所述底部高声阻抗层的数量和所述底部低声阻抗层的数量之和为奇数；所述提供承载晶圆，在所述承载晶圆上制备底部声学反射层包括：

提供承载晶圆，在所述承载晶圆一侧制备交替设置的所述底部高声阻抗层和所述底部低声阻抗层。