一种基于铙钹结构的MEMS传感器的制作方法

本发明涉及mems传感器的，尤其涉及一种基于铙钹结构的mems传感器。

背景技术：

1、目前，mems(micro-electro-mechanical system，微电子机械系统)技术取得了飞速的发展，mems器件在结构上具有尺寸小、厚度薄等特点，产品可批量生产，全自动化组装具有成本优势，很多宏观上的大尺寸的传感器、执行器都转向mems结构。

2、现有的mems传感器结构多样，整体可以分类为悬臂梁和圆膜结构。然而，圆膜结构由于四周固定，接收声压的面积较小，产生的中心位移变化量也较小；而悬臂梁阵列排列时，相邻的两个悬臂梁之间会产生狭缝，该狭缝会导致mems传感器处于低频时输出电压的响应产生较大程度的衰减，也就是常说的漏气，从而使得mems传感器的输出电压低，性能较差。

技术实现思路

1、本发明提供了一种基于铙钹结构的mems传感器，以通过将压电层的横向位移与上端盖层和下端盖层的纵向位移相互转化，并在铙钹结构上设置平板，能够大幅增大发射及接收声压的有效面积，提高mems传感器的输出电压，大幅提升mems传感器的性能。

2、本发明提供了一种基于铙钹结构的mems传感器，mems传感器包括基底、平板和位于基底和平板之间的多个铙钹结构，多个铙钹结构平面铺设，铙钹结构包括沿垂直基底一侧表面的方向依次设置的下端盖层、下电极层、压电层、上电极层和上端盖层；

3、下端盖层与基底之间形成第一空隙，下端盖层朝向背离下电极层的方向突出形成第一凸起，第一凸起与下电极层之间形成第二空隙；上端盖层朝向背离上电极层的方向突出形成第二凸起，第二凸起与上电极层之间形成第三空隙。

4、可选的，平板的厚度为h；

5、其中，2um≤h≤5um。

6、可选的，平板与上端盖层之间通过粘接剂贴合。

7、可选的，平板通过沉积方式设置于上端盖层表面。

8、可选的，各铙钹结构呈中心对称分布于平板和基底之间。

9、可选的，各铙钹结构分布于平板的四角区域和中心区域。

10、可选的，平板的形状包括正多边形或圆形。

11、可选的，上端盖层和下端盖层在基底所在平面投影的形状呈正多边形或圆形。

12、可选的，第一凸起包括多个开孔，开孔与第二空隙连通；和/或，第二凸起包括多个开孔，开孔与第三空隙连通。

13、可选的，各铙钹结构的连接方式为并联连接或串联连接。

14、本发明的技术方案，通过在基底和平板之间设置铙钹结构，铙钹结构包括沿垂直基底一侧表面的方向依次设置的下端盖层、下电极层、压电层、上电极层和上端盖层，且基底与下端盖层之间形成第一空隙，下端盖层朝向背离下电极层的方向突出形成第一凸起，第一凸起与下电极层之间形成第二空隙；上端盖层朝向背离上电极层的方向突出形成第二凸起，第二凸起与上电极层之间形成第三空隙。通过上述结构，当作为发射应用时，向上电极层和下电极层两端施加电压时，对应的位于上电极层和下电极层之间的压电层会在横向方向上发生一定大小的位移变化，从而产生位移变化量，产生的位移变化量会带动上端盖层和下端盖层在纵向方向上产生一定大小的位移变化，从而将压电层的横向位移转换为上端盖层和下端盖层的纵向位移，增大了mems传感器的位移变化量；当作为接收应用时，声信号作用在上端盖层上，引起上端盖层和下端盖层产生一定大小的纵向位移，从而将上端盖层和下端盖层的纵向位移转化成压电层的横向位移，提高了mems传感器的输出电压和灵敏度，且不会降低mems传感器处于低频时的输出响应。通过在上端盖层上设置平板大幅度增加了mems传感器发射及接收声压的有效面积，从而更好的提高mems传感器的输出电压，使得mems传感器的性能更好。

15、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

1.一种基于铙钹结构的mems传感器，其特征在于，所述mems传感器包括基底、平板和位于所述基底和所述平板之间的多个所述铙钹结构，多个所述铙钹结构平面铺设，所述铙钹结构包括沿垂直所述基底一侧表面的方向依次设置的下端盖层、下电极层、压电层、上电极层和上端盖层；

2.根据权利要求1所述的mems传感器，其特征在于，所述平板的厚度为h；

3.根据权利要求1所述的mems传感器，其特征在于，所述平板与所述上端盖层之间通过粘接剂贴合。

4.根据权利要求1所述的mems传感器，其特征在于，所述平板通过沉积方式设置于所述上端盖层表面。

5.根据权利要求1所述的mems传感器，其特征在于，各所述铙钹结构呈中心对称分布于所述平板和所述基底之间。

6.根据权利要求1所述的mems传感器，其特征在于，各所述铙钹结构分布于所述平板的四角区域和中心区域。

7.根据权利要求1所述的mems传感器，其特征在于，所述平板的形状包括正多边形或圆形。

8.根据权利要求1所述的mems传感器，其特征在于，所述上端盖层和所述下端盖层在所述基底所在平面投影的形状呈正多边形或圆形。

9.根据权利要求1所述的mems传感器，其特征在于，所述第一凸起包括多个开孔，所述开孔与所述第二空隙连通；和/或，所述第二凸起包括多个开孔，所述开孔与所述第三空隙连通。

10.根据权利要求1所述的mems传感器，其特征在于，各所述铙钹结构的连接方式为并联连接或串联连接。