[发明专利]一种基于石墨烯的MEMS声学传感器及其制作方法

权利要求书

1.一种基于石墨烯的MEMS声学传感器的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

S01：在金属衬底上形成石墨烯薄膜，在石墨烯薄膜上制备牺牲层Ⅰ，并在牺牲层Ⅰ中图形化沉积金属并平坦化，形成位于牺牲层Ⅰ中的金属图形Ⅰ；

S02：在临时衬底Ⅰ上制备牺牲层Ⅱ，并在牺牲层Ⅱ中图形化沉积金属并平坦化，形成位于牺牲层Ⅱ中的金属图形Ⅱ和金属互连层，在牺牲层Ⅱ上方沉积隔离层，其中金属互连层贯穿牺牲层Ⅱ和隔离层并位于牺牲层Ⅱ和隔离层的边缘，在隔离层的上方制作下电极；

S03：将临时衬底Ⅰ中的下电极和传感器衬底键合，并去除临时衬底Ⅰ，此时，所述传感器衬底上方依次为下电极、隔离层和牺牲层Ⅱ；

S04：将金属衬底上的牺牲层Ⅰ和传感器衬底上的牺牲层Ⅱ键合形成牺牲层A，其中，金属图形Ⅰ和金属图形Ⅱ对应形成金属图形，并去除石墨烯薄膜上的金属衬底；

S05：在石墨烯薄膜上通过牺牲层B和支撑层连接上电极；

S06：刻蚀传感器衬底，形成带有空腔的传感器衬底；

S07：刻蚀牺牲层A、牺牲层B、石墨烯薄膜和上电极，形成石墨烯薄膜位于上电极和下电极中间的MEMS声学传感器，其中，金属互连层作为下电极的引出端，石墨烯两端为引出端。

2.根据权利要求1所述的基于石墨烯的MEMS声学传感器的制作方法，其特征在于，所述步骤S05中制备连接上电极的具体步骤为：

S0501：在石墨烯薄膜上方沉积牺牲层B，并在牺牲层B中填充支撑层；

S0502：在牺牲层B上制作上电极。

3.根据权利要求1所述的基于石墨烯的MEMS声学传感器的制作方法，其特征在于，所述步骤S05中制备连接上电极的具体步骤为：

T0501：在石墨烯薄膜上沉积牺牲层Ⅲ，并在牺牲层Ⅲ中填充支撑层Ⅰ；

T0502：在临时衬底Ⅲ上制作上电极，并在上电极上制作牺牲层Ⅳ，并在牺牲层Ⅳ中填充支撑层Ⅱ，

T0503：将牺牲层Ⅲ和牺牲层Ⅳ键合起来形成牺牲层B，支撑层Ⅰ和支撑层Ⅱ对应形成支撑层，并去除临时衬底Ⅲ。

4.根据权利要求1所述的基于石墨烯的MEMS声学传感器的制作方法，其特征在于，所述石墨烯薄膜采用高温化学气相沉积工艺或者离子注入工艺形成。

5.根据权利要求1所述的基于石墨烯的MEMS声学传感器的制作方法，其特征在于，所述金属图形Ⅰ、金属图形Ⅱ为Al或Au。

6.根据权利要求1所述的基于石墨烯的MEMS声学传感器的制作方法，其特征在于，所述上电极和下电极为硅和/或锗化硅。

7.根据权利要求1所述的基于石墨烯的MEMS声学传感器的制作方法，其特征在于，所述金属衬底为铜衬底或镍衬底。

8.根据权利要求1所述的基于石墨烯的MEMS声学传感器的制作方法，其特征在于，所述临时衬底Ⅰ为硅衬底或玻璃衬底。

9.根据权利要求1所述的基于石墨烯的MEMS声学传感器的制作方法，其特征在于，所述传感器衬底为硅衬底。

10.一种采用权利要求1所述的制作方法制作的基于石墨烯的MEMS声学传感器，其特征在于，所述MEMS声学传感器从下到上依次包括传感器衬底、下电极、隔离层、金属图形、石墨烯薄膜、支撑层和上电极，所述传感器衬底中包含贯穿整个传感器衬底上下的空腔，所述下电极位于传感器衬底上方，所述下电极上方为隔离层，所述隔离层上方采用金属图形连接石墨烯薄膜，且在隔离层的边缘还包括将下电极引出的金属互连层，所述金属图形位于所述石墨烯薄膜的两端内侧，所述石墨烯的两端作为引出端，所述石墨烯薄膜通过支撑层连接位于其上方的上电极。