[发明专利]超声换能器及其制造方法

权利要求书

1.一种超声换能器，其特征在于，包括：基底层(101)、第一电极(104)、振膜层(102)、第二电极(105)、压电层(103)、第三电极(106)，所述基底层(101)、第一电极(104)、振膜层(102)、第二电极(105)、压电层(103)，第三电极(106)由下至上依次层叠；其中，所述基底层(101)的靠近振膜层的一面上设置有凹槽，所述第一电极(104)填充于所述凹槽内，所述振膜层(102)靠近所述基底层(101)的表面上形成有空腔(107)，所述空腔(107)与所述第一电极(104)的位置相对应，所述空腔的高度为50nm～500nm，所述振膜层(102)的空腔上方的厚度为200～400nm。

2.根据权利要求1所述的超声换能器，其特征在于，所述第一电极(104)为电极阵列。

3.根据权利要求2所述的超声换能器，其特征在于，所述空腔(107)的数量为2个及以上，每个空腔与至少一个所述第一电极(104)的位置对应。

4.根据权利要求1所述的超声换能器，其特征在于，所述振膜层(102)的材料包括：氮化硅或者氧化硅。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的超声换能器，其特征在于，所述基底层(101)包括衬底层和电路层，所述电路层上设置有控制电路，所述控制电路与所述第一电极(104)电连接，所述第二电极(105)接地，所述第三电极(106)连接交流激励信号源。

6.根据权利要求1所述的超声换能器，其特征在于，所述第二电极(105)包括两部分，第一部分(1051)层叠在振膜层(102)上表面，第二部分(1052)设置在所述振膜层(102)的下表面上形成整面电极。

7.根据权利要求1所述的超声换能器，其特征在于，所述第二电极(105)包括两部分，第一部分(1051)层叠在振膜层(102)上表面，第二部分(1052)设置在所述振膜层(102)的与所述空腔(107)对应的下表面上，使其与所述第一电极(104)位置对应。

8.根据权利要求6或7所述的超声换能器，其特征在于，所述第一电极(104)和所述第二电极(105)的第二部分(1052)中的至少一个在暴露于空腔的面上覆盖有绝缘材料。

9.一种超声换能器的制造方法，其特征在于，用于制作权利要求1-5中任一项所述的超声换能器；所述方法包括：

在基底层上沉积第一电极；

在沉积有第一电极的所述基底层上涂覆牺牲层；

对应空腔形状，对所述牺牲层进行图形化处理，保留空腔位置处的牺牲层；

在图形化的所述牺牲层上沉积振膜层；

制作贯穿振膜层并到达牺牲层的释放孔，移除牺牲层以生成空腔；

在所述振膜层上沉积第二电极；

在所述第二电极上沉积压电层；

在所述压电层上沉积第三电极，得到所述超声换能器。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在沉积有第一电极的所述基底层上涂覆牺牲层包括：

通过旋涂、刮涂的方式在所述基底层上涂覆第一预设厚度的牺牲层，所述牺牲层的材料包括：旋涂碳硬掩膜或旋转涂布玻璃；或者

通过蒸镀、溅镀的方式在基底层上涂覆第一预设厚度的牺牲层，所述牺牲层的材料为二氧化硅。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一预设厚度为50nm～500nm。

12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在图形化的所述牺牲层上沉积振膜层包括：

在牺牲层上沉积第二预设厚度的氮化硅层，所述氮化硅层覆盖图形化区域，所述氮化硅层构成所述振膜层；沉积方式包括：化学气相沉积、蒸镀或溅射。