申请/专利权人：华东师范大学

申请日：2022-04-02

公开（公告）日：2024-03-26

公开（公告）号：CN114950924B

主分类号：B06B1/06

分类号：B06B1/06

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.26#授权;2022.09.16#实质审查的生效;2022.08.30#公开

摘要：本发明公开了一种具有弧形或斜面声腔的MEMS压电超声波换能器阵列，包括一个或数个换能器单元，每个所述换能器单元包括若干个设置于同一平面、且具有相同弧形或斜面声腔的MEMS压电超声波换能器，其结构为低阻硅片层、二氧化硅或氮化硅层、上电极金属层、压电薄膜层、下电极金属层、多晶硅层及具有弧形或斜面声腔的下衬底层，所述下衬底层的横截面为半圆形、拱形、三角形或多边形空腔面。所述弧形或斜面声腔使得MEMS压电超声波换能器产生的声波叠加传输，实现增强超声波换能器产生的声压强度。该换能器阵列能够增强MEMS超声波换能器产生的声压强度，提升MEMS压电超声波换能器能量转换效率。

主权项：1.一种具有弧形或斜面声腔的MEMS压电超声波换能器阵列的制备方法，其特征在于，所述的MEMS压电超声波换能器阵列包括一个或数个换能器单元，每个所述换能器单元包括若干个设置于同一平面、且具有相同弧形或斜面声腔的MEMS压电超声波换能器，其中，所述具有弧形或斜面声腔的MEMS压电超声波换能器，包括自上而下的低阻硅片层、二氧化硅或氮化硅层、上电极金属层、压电薄膜层、下电极金属层、多晶硅层及具有弧形或斜面声腔的下衬底层；所述具有弧形或斜面声腔的下衬底层的横截面为半圆形、拱形或多边形空腔面，材料为硅、玻璃或者聚硅氧烷PDMS；所述的具有弧形或斜面声腔的MEMS压电超声波换能器阵列，其制备方法包括以下具体步骤：步骤1：制备MEMS压电超声波换能器1.1.采用低阻硅片层作为上衬底；1.2.在上衬底上表面自下而上依次沉积二氧化硅或氮化硅层、上电极金属层、压电薄膜层以及下电极金属层；1.3.图形化并刻蚀所述下电极金属层和压电薄膜层，形成下电极；1.4.在图形化并刻蚀后的下电极金属层和压电薄膜层的表面沉积多晶硅层；1.5.图形化并刻蚀所述上衬底的下表面和二氧化硅或氮化硅层，形成上电极，制得MEMS压电超声波换能器；步骤2：制备具有弧形或斜面声腔的下衬底层2.1.采用硅、玻璃或者聚硅氧烷PDMS作为下衬底；2.2图形化并刻蚀所述下衬底，使其具有弧形或斜面图形，形成弧形或斜面声腔的下衬底层；步骤3：将所述MEMS压电超声波换能器的多晶硅层与弧形或斜面声腔的下衬底层键合，制得具有弧形或斜面声腔的MEMS压电超声波换能器；步骤4：在同一平面，重复步骤1-步骤3，制得具有弧形或斜面声腔的MEMS压电超声波换能器单元；步骤5：按设计要求，布局步骤4所述的MEMS压电超声波换能器单元，得到所述的MEMS压电超声波换能器阵列；所述压电薄膜层的材料为锆钛酸铅PZT或者氮化铝AlN；所述弧形或斜面声腔的腔体结构能够增强超声波的声压强度。

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权利要求：

百度查询： 华东师范大学 一种具有弧形或斜面声腔的MEMS压电超声波换能器阵列

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