[发明专利]用于微麦克风和扬声器的悬臂式振膜结构及其制备方法

摘要

本发明涉及用于微麦克风和扬声器的悬臂式振膜结构及其制备方法，首先在单晶硅衬底淀积一层氮化硅，硅衬底背面腐蚀，形成背腔，在氮化硅上淀积一层二氧化硅，射频磁控溅射金属Pt/Ti层，再光刻金属Pt/Ti层，以形成底层电极；用溶胶-凝胶法在Pt/Ti层上制备PZT铁电薄膜，在PZT铁电薄膜上制备顶层电极，去除其中一侧，即为本发明的悬臂式振膜结构。采用本发明制备的悬臂式振膜结构，集成微麦克风和扬声器，其灵敏度和声输出有了明显提高。

主权项

1、一种用于微麦克风和扬声器的悬臂式振膜结构的制备方法，其特征在于，该方法包括以下各步骤：(1)在单晶硅衬底上低压化学气相淀积一层氮化硅，气相淀积的条件为温度830℃，压强90Pa，反应气体为SiH4与NH3，其体积之比为8～5∶1，使氮化硅层厚度为0.5～2μm；(2)硅衬底背面腐蚀，形成背腔，腐蚀液为浓度50％的KOH溶液，反应温度50℃，腐蚀速率约为1μm/min(3)在氮化硅上淀积一层厚度为3000～5000的二氧化硅，反应气体为SiH4和O2，两种气体的体积之比为1∶2～3，淀积温度500℃；(4)射频磁控溅射金属Pt/Ti层，其中Pt层厚度为500～1000，Ti层厚度为50～100，溅射频率13.56MHz，溅射温度120℃，再光刻金属Pt/Ti层，以形成底层电极，去除边缘部分，使其与二氧化硅层成阶梯状；(5)用溶胶-凝胶法在Pt/Ti层上制备PZT铁电薄膜，PZT(Pbx(ZryTi1-y)O3)的组分中：x＝0.9～1.1，y＝0.4～0.6，每次旋涂之后得到的湿膜经过380℃和800℃的预热处理去除有机溶剂，最后将PZT薄膜置于900℃的环境中退火处理30分钟，得到PZT铁电薄膜的厚度为0.5-2μm；(6)在上述PZT铁电薄膜上制备顶层电极：首先旋涂一层正胶，根据顶层电极位置有选择地进行光刻，再在其上射频磁控溅射金属Pt/Ti层，溅射频率13.56MHz，溅射温度46℃，其中Pt层厚度范围为500～1000，Ti层厚度范围为50～100，再在室温下用丙酮浸泡10分钟，有胶部分金属Pt/Ti层发皱剥落，即形成Pt/Ti顶层电极；(7)从正面的M点往下刻蚀各层薄膜，去除其中一侧，保留的另一侧形成悬臂振膜结构，使悬臂结构的长度为1000～2000μm，并去除PZT层的端部，使其与顶层电极的长度相等，并与底层电极成阶梯状，即为本发明的用于微麦克风和扬声器的悬臂式振膜结构。