压电MEMS传感器及其制备方法、电子设备与流程

本申请涉及半导体器件，更具体的说，涉及一种压电mems传感器及其制备方法、电子设备。

背景技术：

1、现有技术中的压电mems传感器多为两层电极夹一层压电材料的结构，其通过一次刻蚀成型的方式形成整齐的悬臂结构。例如，如图1所示，为一种压电器件的简易截面图。通常情况下需要保证图1中所指出的薄膜端部位置的三层膜层端面对齐，这里的对齐包括但不限于如图1所示的垂直对齐，也包括以一定的角度倾斜对齐。

2、但因图1中底电极pad下需要保留底电极膜层以实现pad与底电极的电学连接，如果采用一次刻蚀成型时，无法选择性的只刻蚀薄膜端部的底电极而不刻蚀底电极pad开口处的底电极。因此，在现有技术中，首先，单独沉积底电极层；然后，对底电极层在图1所示的薄膜端部位置进行单独图形化；最后，再沉积压电层与顶电极，进而只对顶电极与压电层进行刻蚀。

3、但是，因底电极与其余两层的图形化是分开执行的，存在无法避免两次光刻的对准偏移的情况，和/或，两次光刻的线宽存在差异的情况。从而导致薄膜端部位置底电极端部与其他两膜层端部不对齐。

4、由此可知，采用现有的制备方式，存在无法保证薄膜端部位和底电极pad的开口均满足要求的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提供了一种压电mems传感器及其制备方法、电子设备，以解决采用现有制备方式无法使薄膜端部位和底电极pad的开口均满足要求的问题。

2、为解决上述问题，本发明实施例提供如下技术方案：

3、本发明实施例第一方面公开了一种压电mems传感器的制备方法，所述制备方法包括：

4、提供一衬底层；

5、在所述衬底层的上表面预设底电极pad开口的位置处形成预设厚度的电极；

6、在所述电极和所述衬底层的上表面沉积底电极、压电层和顶电极；

7、进行一次光刻，形成底电极pad开口和薄膜端部。

8、可选的，在所述衬底层的上表面预设底电极pad开口的位置处形成预设厚度的电极，包括：

9、在所述衬底层的上表面预设底电极pad开口的位置处沉积一层或多层电极薄膜，对所述一层或多层电极薄膜进行图形化，得到具有预设厚度的电极；

10、或者，

11、在所述衬底层的上表面预设底电极pad开口的位置处，刻蚀预设深度的沟槽；

12、在所述沟槽中沉积电极，并进行cmp，使所述电极的上表面与所述衬底层的上表面处于同一水平面。

13、可选的，对所述一层或多层电极薄膜进行图形化包括：

14、按照单级阶梯、多边形或直角梯形对所述一层或多层电极薄膜进行图形化。

15、本发明实施例第二方面公开了一种压电mems传感器，所述压电mems传感器包括：

16、衬底层；

17、设置于所述衬底层的上表面预设底电极pad开口的位置处的预设厚度的电极；

18、沉积于所述电极和所述衬底层的上表面的底电极、压电层和顶电极；

19、底电极pad开口和薄膜端部，其中所述薄膜端部位置的底电极端部、压电层端部和顶电极端部对齐。

20、可选的，所述衬底层包括半导体衬底层。

21、可选的，所述预设厚度的电极的宽度大于所述底电极pad开口的宽度。

22、可选的，所述预设厚度的电极的厚度大于所述底电极厚度。

23、可选的，所述预设厚度的电极的厚度大于所述底电极的厚度的20％。

24、可选的，所述预设厚度的电极为由一层或多层电极薄膜构成的图形化的电极；

25、所述图形化的电极设置于所述衬底层的上表面预设底电极pad开口的位置处。

26、可选的，所述图形化的电极宽度大于底电极pad开口的宽度。

27、可选的，所述图形化的电极为单级阶梯电极、多边形电极或直角梯形电极；

28、若为所述直角梯形电极，所述直角梯形电极的斜腰面向薄膜端部。

29、可选的，所述衬底层的上表面预设底电极pad开口的位置处开设有一预设深度的沟槽；

30、所述沟槽中沉积有电极，所述电极的上表面与所述衬底层的上表面处于同一水平面。

31、可选的，所述沟槽的槽口宽度大于底电极pad开口的宽度。

32、本发明实施例第三方面公开了一种电子设备，所述电子设备上设置有利用本发明实施例第一方面公开的压电mems传感器的制备方法制备的压电mems传感器；或者，所述电子设备上设置有本发明实施例第二方面公开的压电mems传感器。

33、基于上述本发明实施例提供的一种压电mems传感器及其制备方法、电子设备，通过提供一衬底层；在所述衬底层的上表面预设底电极pad开口的位置处形成预设厚度的电极；在所述电极和所述衬底层的上表面沉积底电极、压电层和顶电极；经一次光刻形成底电极pad开口和薄膜端部。在本发明实施例中，在沉积底电极之前，通过在预设底电极pad开口的位置处的衬底层上形成一预设厚度的电极，然后，经一次光刻形成底电极pad开口和薄膜端部，不仅可以保证薄膜端部位置的底电极端部与其他两膜层端部对齐，还因为在预设置底电极pad开口的位置处先沉积了一层预设厚度的电极，在一次光刻过程中，能够确保底电极pad开口处的电学连接不受影响，实现通过一次光刻使薄膜端部位和底电极pad开口均满足要求的目的。

技术特征：

1.一种压电mems传感器的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述衬底层的上表面预设底电极pad开口的位置处形成预设厚度的电极，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述一层或多层电极薄膜进行图形化包括：

4.一种压电mems传感器，其特征在于，所述压电mems传感器包括：

5.根据权利要求4所述的压电mems传感器，其特征在于，所述衬底层包括半导体衬底层。

6.根据权利要求4所述的压电mems传感器，其特征在于，

7.根据权利要求4所述的压电mems传感器，其特征在于，

8.根据权利要求4所述的压电mems传感器，其特征在于，

9.根据权利要求4至8中任一项所述的压电mems传感器，其特征在于，所述预设厚度的电极为由一层或多层电极薄膜构成的图形化的电极；

10.根据权利要求9所述的压电mems传感器，其特征在于，

11.根据权利要求9所述的压电mems传感器，其特征在于，所述图形化的电极为单级阶梯电极、多边形电极或直角梯形电极；

12.根据权利要求4至8中任一项所述的压电mems传感器，其特征在于，所述衬底层的上表面预设底电极pad开口的位置处开设有一预设深度的沟槽；

13.根据权利要求12所述的压电mems传感器，其特征在于，

14.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备上设置有利用权利要求1至3中任一项所述的压电mems传感器的制备方法制备的压电mems传感器；或者，所述电子设备上设置有权利要求4至13中任一项所述的压电mems传感器。

技术总结本申请公开了一种压电MEMS传感器及其制备方法、电子设备，通过在沉积底电极之前，通过在预设底电极Pad开口的位置处的衬底层上形成一预设厚度的电极，然后，只通过一次光刻工艺处理而露出底电极Pad并形成薄膜端部，不仅可以保证薄膜端部位置的底电极端部与其他两膜层端部对齐，还因为在预设置底电极Pad开口的位置处先沉积了一层预设厚度的电极，在一次光刻过程中，能够确保底电极Pad开口处的电学连接不受影响，实现通过一次光刻使薄膜端部位和底电极Pad开口均满足要求的目的。技术研发人员：徐洋,朱莉莉受保护的技术使用者：湖北九峰山实验室技术研发日：技术公布日：2024/1/12