专利名称：软支撑桥式硅微压电传声器芯片及其制备方法
技术领域：
本发明涉及硅微压电传声器领域，特别涉及一种硅微压电传声器芯片及其制备 方法。
背景技术：
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硅微传声器主要由压电式和电容式两种，硅微压电传声器由压电层、振动膜、 金属电极组成。相对于硅微电容传声器而言，压电传声器具有结构简单，不需要置 偏电压；阻抗低，可以作为发射器，实现既接收又发射；可应用于微型传声器、超 声成像、水听器。但是其灵敏度比较低，限制其灵敏度的一个重要因素是由于振动 膜的应力比较大，所以传声器在振动时，压电层由于应变小而引起传声器的灵敏度 比较低。为了降低振动膜的应力，提高传声器的灵敏度，就有必要设计新型的传声 器结构。
发明内容
本发明的目的在于设计一种新型结构的传声器，以提高传声器的灵敏度。为 此，本发明提出一种防声漏软支撑桥式结构硅微压电传声器芯片，这种换能器芯片 中，通过在振动膜的一对对边刻蚀两条狭缝，从而使振动膜的两边自由，使振动膜 成为桥式振动膜，相对于具有四边固支传统振动膜的压电传声器，这种结构由于振 动膜只有两边固支，振动膜另外两长边的应力得到释放，所以换能器在工作时，会 引起压电层更大的应变，从而会明显提高传声器的灵敏度。但是这个狭缝会造成声 漏，影响传声器灵敏度。为了防止声漏问题，在两条狭缝的上面沉积聚酰亚胺膜， 由于聚酰亚胺膜质地柔软，所以对振动膜的振动影响有限，同时又能有效防止由于 狭缝的存在引起的声漏问题，这样就构成一种防声漏软支撑桥式结构硅微压电传声 器，它应具有较高的灵敏度。另外还需要说明的是，悬臂梁结构比之这种桥式梁结 构而言，受力作用时，具有较大的应变，从而具有更高的灵敏度。但是悬臂梁结构 需要仔细的控制衬底层，有时还需要更复杂的多层结构，以控制残余应力，否则悬 空端会产生强烈的自发巻曲而使整个悬臂梁结构失稳。而桥式结构由于两端支撑，而不会使振动膜产生巻曲，虽然这样会少许丧失一些灵敏度，但还是值得的。本发 明的目的是这样实现的
本发明提供的软支撑桥式硅微压电传声器芯片，其包括
一硅基片h所述硅基片1中心设有通过体刻蚀形成的上小下大的方锥形孔；所 述硅基片1正面依次覆有第一氮化硅膜层2、 二氧化硅膜层3、第二氮化硅膜层4， 所述硅基片1背面依次覆有第三氮化硅膜层5和第四氮化硅膜层6;所述第三氮化硅 膜层5和第四氮化硅膜层6中心设有与硅基片1背面上的方孔相同尺寸的方孔;所述
硅基片1正面方孔之上对应的第一氮化硅膜层2、 二氧化硅膜层3和第二氮化硅膜层 4构成方形复合振动膜，该方形复合振动膜的一对对边分别刻蚀一条贯穿所述方形复 合振动膜的垂向狭缝41，所述垂向狭缝41的垂向投影位于所述硅基片1正面上方孔 边缘内侧；
沉积于所述方形振动膜上并图形化形成的下电极8;所述下电极8为用真空蒸镀 设备或溅射设备制备的0.01 1，厚度的铝下电极，或为由Cr层和Au层构成的Cr/Au 复合下电极，或为由Ti层和Pt层构成的Ti/Pt复合下电极；所述Cr层和Ti层厚度
均为0. 01~0. l卩m;所述Au层和Pt层厚度均为0. 05~0. 5pm; 沉积于所述下电极8上并图形化形成的压电薄膜9;
沉积于所述压电薄膜9表面上的图形化的上电极11; 沉积于所述硅基片1正面上各部件之上的图形化的聚酰亚胺膜7;
刻蚀有垂向狭缝41的方形复合振动膜和聚酰亚胺膜7共同构成软支撑防声漏桥
式振动膜。
本发明提供的软支撑桥式硅微压电传声器芯片，还可包括沉积于所述压电薄膜9
与上电极11之间的氧化硅膜保护层10;所述垂向狭缝41贯穿所述形复合振动膜和
所述氧化硅膜保护层10。
所述的狭缝41的宽度为0.1~200^。
所述压电膜9为氧化锌压电膜、氮化铝压电膜、锆钛酸铅压电膜、钙钛矿型压 电膜或有机压电膜。
所述的压电膜层9的厚度为0.1~10，。 所述的聚酰亚胺膜7厚度为0.01 10y/7 。
所述的第一氮化硅膜层2、 二氧化硅膜层3和第二氮化硅膜层4的厚度均为
0.1 2jLZ)T7。
本发明提供的软支撑桥式硅微压电传声器芯片的制备方法，其步骤如下1) 清洗硅基片1
先分别用酸性清洗液和碱性清洗液清洗硅基片1，之后再用去离子水将硅基片1 冲洗干净；
2) 淀积第一氮化硅膜层2
利用低压化学气相沉积设备在硅基片1正面沉积厚度为0.1 2y双的第一氮化硅膜 层2，在硅基片1背面淀积厚度为0.1 2^的第三氮化硅掩膜层5;
3) 淀积二氧化硅膜层3
利用等离子辅助化学气相沉积设备在第一氮化硅膜层2上淀积厚度为0.1 2/^的 二氧化硅膜层3;
4) 淀积第二氮化硅膜层4和第四氮化硅掩膜层6
利用低压化学气相沉积设备在二氧化硅膜层3上淀积厚度为0.1 2^z/的第二氮化 硅膜层4，在第三氮化硅掩膜层5上淀积厚度为0.1 2y瓜的第四氮化硅掩膜层6;
5) 制备下电极8
(a) 利用真空蒸镀设备或溅射设备在第二氮化硅膜层4上制备0.01 1;l^厚度 的A1下电极层；或者
利用真空蒸镀设备或溅射设备在第二氮化硅膜层4上依次制备0.01~0.1yffl厚 度的Cr和Au层，形成Cr/Au下电极复合层；或者
利用真空蒸镀设备或溅射设备在第二氮化硅膜层4上依次制备0.01~0.1/^厚 度的Ti和Pt层，形成Ti/Pt下电极复合层；
(b) 利用图形化技术对所述Al下电极层、Cr/Au下电极复合层或Ti/Pt下电极 复合层进行图形化制得图形化的下电极，完成下电极8的制备；
6) 在下电极8表面上制备压电膜9
在下电极8的表面上涂正性光刻胶，光刻曝光，形成压电膜光刻图形；用腐蚀 液腐蚀压电膜，形成所需图形的压电膜9，去除残余光刻胶，完成压电膜9制备；
7) 在压电膜9上直接制备上电极11;或者在压电膜9上先制备氧化硅膜保护层 10，再在该氧化硅膜保护层10上制备上电极11:
(a)所述在压电膜9上直接制备上电极11为 在硅片正面上涂光刻胶，光刻曝光，形成上电极反图形；再依次真空蒸镀或磁 控溅射0.01~0.1一厚度的Cr层和0.05 0.5戸厚度的Au层；或利用真空蒸镀设备或 溅射设备制备0.01 lp范厚度的Al或Pt层以形成上电极金属膜层；用丙酮去光刻胶， 完成上电极ll的制备；(b)所述在压电膜9上先制备氧化硅膜保护层10，再在该氧化硅膜保护层10上 制备上电极ll为
在硅基片正面上，利用等离子辅助化学气相沉淀装置淀积厚度为0.01~0.5^氧 化硅薄膜保护层；
在保护层表面上涂正性光刻胶，光刻曝光，形成保护层光刻图形；利用高密度 等离子刻蚀机进行光刻腐蚀，腐蚀气体为六氟化硫，形成保护层图形；去除残余光 刻胶，完成氧化硅薄膜保护层10的制备；
在氧化硅膜保护层IO表面上涂光刻胶，光刻曝光，形成上电极反图形；再依次
真空蒸镀或磁控溅射0.01~0.1/^厚度的Cr层和0.05~0.5庐厚度的Au层；或利用真 空蒸镀设备或溅射设备制备O.Ol-l戸厚度的Al或Pt层以形成上电极金属膜层；用 丙酮去光刻胶，完成上电极11的制备；
8) 体硅刻蚀
在硅基片1背面的第四氮化硅膜层6上涂正性光刻胶，利用双面曝光机进行双
面曝光，在硅基片1背面上形成体刻蚀掩膜光刻图形，并利用干法刻蚀技术刻蚀第
三氮化硅膜层5和第四氮化硅膜层6，在背面形成体刻蚀掩膜；去除残余光刻胶，完 成体刻蚀掩膜制备；
用体刻蚀夹具将硅基片1密封固定，放入35%K0H溶液进行体刻蚀，刻透硅基片， 完全释放出得到其中心处具有上小下大方锥形孔的硅基片1;
所述硅基片1正面方孔之上对应的第一氮化硅膜层2、 二氧化硅膜层3和第二氮 化硅膜层4构成方形复合振动膜；
9) 在硅基片1中心处的上小下大方锥形孔表面利用真空蒸镀设备或溅射设备制 备0.01~10^厚度的Al支撑层12，作为刻蚀狭缝时的支撑层；
狭缝刻蚀时的掩膜层为光刻胶掩膜层或A1掩膜层；在使用光刻胶掩膜层时，则 在硅基片1正面上涂光刻胶，光刻曝光，形成狭缝刻蚀所需的光刻胶掩膜；在使用 Al掩膜层，则在硅基片1正面沉积0.01~1^ Al膜，利用剥离或腐蚀的方法图形化 Al膜，形成狭缝刻蚀所需的A1掩膜；
10) 利用干法刻蚀对第一氮化硅膜层2、第二氮化硅膜层4进行刻蚀，利用湿法 腐蚀对二氧化硅膜层3和氧化硅膜保护层10进行腐蚀，完成狭缝的刻蚀；在利用湿 法腐蚀腐蚀二氧化硅膜层3和氧化硅膜保护层10时，硅基片1背面涂覆光刻胶，以 保护背面的A1支撑层12;同时在狭缝刻蚀完后，腐蚀去除正面的掩膜层，并用丙酮 去除背面的光刻胶，狭缝的宽度为0.1 200y切；11) 在硅基片1正面上涂光刻胶，光刻曝光，形成填充狭缝所需掩膜的图形， 利用真空蒸镀设备或溅射设备制备与狭缝深度相同厚度的Al层，或者利用溅射设备 制备与狭缝深度相同厚度的ZnO层，用丙酮去光刻胶，图形化Al层或ZnO层，完成 狭缝的填充；
12) 在硅基片1正面之上的各部件的最外层之上制备厚度为0.01~10^聚酰亚胺 膜，并对其进行图形化，露出上下电极的压焊触头；
13) 在聚酰亚胺膜上涂光刻胶，作为释放狭缝和振动膜时正面的保护层；把硅 基片l放入腐蚀液，腐蚀所述Al支撑层12和填充狭缝的Al或Zn0层，释放出狭缝 和方形复合振动膜，用丙酮去除正面的光刻胶，完成软支撑桥式硅微压电传声器芯 片的制备。
本发明在硅基片正面依次沉积第一氮化硅膜层、二氧化硅膜层和第二氮化硅膜 层，形成由第一氮化硅膜层、二氧化硅膜层、第二氮化硅膜层构成的复合振动膜， 同时在硅基片背面也形成两层氮化硅膜层(第三氮化硅膜层和第四氮化硅膜层)；然 后在复合振动膜之上先后淀积金属下电极、压电层以及上电极；对硅基片背面的氮 化硅膜层进行光刻、刻蚀，形成体刻蚀所需的掩膜；体刻蚀，刻蚀完体硅，释放出 复合振动膜，并在硅基片的背面沉积A1层，作为正面狭缝刻蚀时，对振动膜的支撑 层；分别通过干法和湿法刻蚀技术在复合振动膜的两条对边上刻蚀出狭缝，使方形 振动膜变成桥式振动膜；在硅基片正面沉积ZnO或Al牺牲层，并图形化，完成狭缝 的填充；在硅基片的正面沉积聚酰亚胺膜，并图形化露出电极的压焊触头；腐蚀背 面的A1层支撑层和狭缝中的牺牲层，完成本发明软支撑桥式硅微压电传声器芯片的 制备。本发明的方法制备软支撑桥式硅微压电传声器芯片具有防声漏桥式结构，可 以明显提高传声器的灵敏度，并且此传声器的实现工艺兼容性好、方便可行。
本发明的软支撑桥式硅微压电传声器芯片采用桥式结构振动膜代替方形振动 膜，为了防止声漏又在形成桥式结构的狭缝上沉积聚酰亚胺膜，这样即防止了声漏 现象，又能保证在振动时，压电层能产生较大的应变，最终形成具有防声漏桥式结 构的硅微压电传声器。
本发明的优点在于本发明中首次把防声漏桥式结构应用到硅微压电传声器的振 动膜中，这样振动膜由于具有桥式结构，所以在振动的过程中，会产生大的应变。 为了防止桥式结构传声器存在的通过两边狭缝的漏声问题，在狭缝的上面沉积聚酰 亚胺膜，由于聚酰亚胺膜比较软，所以对振动膜的振动产生的影响不会太大，同时 又能够有效防止声漏现象。
图1为氮化硅膜层/二氧化硅膜层/氮化硅膜层复合膜形成后传声器的剖面图2为底电极形成后传声器的剖面示意图3为压电层和顶电极形成后传声器的剖面示意图4为深度体硅刻蚀后传声器的剖面示意图5为狭缝刻蚀后传声器的剖面示意图6为狭缝刻蚀后传声器的俯视示意图7为本发明的剖面示意图。
具体实施例方式
参照附图，将详细叙述本发明的实施方案。
实施例l，采用本发明制备方法制备一软支撑桥式硅微压电传声器芯片，其步骤 如下
1) 清洗硅基片1
先分别用酸性清洗液和碱性清洗液清洗硅基片1，之后再用去离子水冲洗干净；
2) 淀积第一氮化硅膜层2
利用低压化学气相沉积设备分别在硅基片1正面沉积上厚度为0.5^ 的第一氮化 硅膜层2和硅基片1反面上沉积厚度为0.5戸的氮化硅掩膜层5;
3) 淀积二氧化硅膜层3
利用等离子辅助化学气相沉积设备在第一氮化硅膜层2上淀积厚度为 氧化硅膜层3;
4) 淀积第二氮化硅膜层4
利用低压化学气相沉积设备分别淀积在二氧化硅膜层3上厚度为0.5^7的第二氮 化硅膜层4和在第三氮化硅掩膜层5上厚度为0.5声的第四氮化硅掩膜层6;
5) 制备下电极8
在第二氮化硅膜层4上，利用溅射设备制备0.04pw厚度的Cr和0.1^厚度的Au， 以形成下电极复合层，并利用图形化技术形成化下电极8;完成下电极8的制备；
6) 制备压电膜9
在下电极8的表面上制备厚度为ly历ZnO压电膜；
在压电膜的表面上涂正性光刻胶，光刻曝光，形成压电膜光刻图形；用腐蚀液 腐蚀压电膜，形成所需图形的压电膜9，去除残余光刻胶，完成压电膜9制备；
7) 制备上电极ll在压电膜9的表面上，利用等离子辅助化学气相沉淀装置淀积厚度为0.2;L^氧化
硅薄膜保护层；
在保护层表面上涂正性光刻胶，光刻曝光，形成保护层光刻图形；利用高密度 等离子刻蚀机进行光刻腐蚀，腐蚀气体为六氟化硫，形成保护层图形；去除残余光 刻胶，完成氧化硅薄膜保护层IO的制备；
在氧化硅膜保护层10表面上涂光刻胶，光刻曝光，形成上电极反图形；再依次 真空蒸镀或磁控溅射0.04^厚度的O层和O.lp厚度的Au层，用丙酮去光刻胶， 完成上电极ll的制备；
8) 体硅刻蚀
在硅基片1背面涂正性光刻胶，利用双面曝光机进行双面曝光，在硅基片1背 面上形成体刻蚀掩膜光刻图形，并利用干法刻蚀技术刻蚀第一氮化硅膜层5和第二 氮化硅膜层6，在背面形成体刻蚀掩膜；去除残余光刻胶，完成体刻蚀掩膜制备；
用体刻蚀夹具将硅基片1密封固定，放入35G/。KOH溶液进行体刻蚀，完成体刻蚀， 完全释放出方形复合振动膜。
9) 在硅基片1反面利用真空电子束蒸镀设备制备0.5y忍厚度的Al支撑层12， 作为刻蚀狭缝时的支撑层。在硅基片1的正面上涂光刻胶，光刻曝光，形成狭缝刻 蚀所需的光刻胶掩膜。
10) 利用干法刻蚀对第一氮化硅膜层2、第二氮化硅膜层4进行刻蚀，利用湿法 腐蚀对二氧化硅膜层3和氧化硅薄膜保护层10进行腐蚀，完成狭缝的刻蚀。在利用 湿法腐蚀腐蚀二氧化硅膜层3和氧化硅薄膜保护层10时，硅基片1背面要涂覆光刻 胶，以保护背面的A1支撑层12，腐蚀完后，去除光刻胶。同时在狭缝刻蚀完后，去 除正面的掩膜层，狭缝的宽度为l(V历。
11) 在硅基片1正面上涂光刻胶，光刻曝光，形成填充狭缝所需掩膜的图形， 利用真空蒸镀设备或溅射设备制备与狭缝深度相同厚度的Al层，或者利用溅射设备 制备与狭缝深度相同厚度的ZnO层，用丙酮去光刻胶，图形化Al层或Zn0层，完成 狭缝的填充。
12) 在硅基片l正面制备厚度为0.5y/z;聚酰亚胺膜，并对其进行图形化，露出上 下电极的压焊触头。
13) 在硅基片1正面上涂光刻胶，作为释放狭缝和振动膜时正面的保护层。把 硅基片(1)放入Al和Zn0的腐蚀液，腐蚀背面Al支撑层12和填充狭缝的Al或Zn0 层，释放出狭缝和振动膜，并用丙酮去除正面的光刻胶，完成器件的制备。实施例2，采用本发明制备方法制备一软支撑桥式硅微压电传声器芯片，其步骤 如下
1) 清洗硅基片1
先分别用酸性清洗液和碱性清洗液清洗硅基片1，之后再用去离子水冲洗干净；
2) 淀积第一氮化硅膜层2
利用低压化学气相沉积设备分别在硅基片1正面沉积上厚度为0.5yM的第一氮化 硅膜层2和硅基片1反面上沉积厚度为0.5戸的第三氮化硅掩膜层5;
3) 淀积二氧化硅膜层3
利用等离子辅助化学气相沉积设备在第一氮化硅膜层2上淀积厚度为0.5^的二 氧化硅膜层3;
4) 淀积第二氮化硅膜层4
利用低压化学气相沉积设备分别淀积在二氧化硅膜层3上厚度为0.5/^的第二氮 化硅膜层4和在第三氮化硅掩膜层5上厚度为0.5^的第四氮化硅掩膜层6;
5) 制备下电极8
在第二氮化硅膜层4上，利用溅射设备制备0.3声厚度的A1层，形成下电极层。 并利用图形化技术形成化下电极8;完成下电极8的制备；
6) 制备压电膜9
在下电极8的表面上制备1.5^/厚度的压电膜ZnO;
在压电膜的表面上涂正性光刻胶，光刻曝光，形成压电膜光刻图形；用腐蚀液 腐蚀压电膜，形成所需图形的压电膜9，去除残余光刻胶，完成压电膜9制备；
7) 制备上电极ll
在硅基片正面上，利用等离子辅助化学气相沉淀装置淀积厚度为0.2p双氧化硅薄 膜保护层；
在保护层表面上涂正性光刻胶，光刻曝光，形成保护层光刻图形；利用高密度 等离子刻蚀机进行光刻腐蚀，腐蚀气体为六氟化硫，形成保护层图形；去除残余光 刻胶，完成氧化硅薄膜保护层10的制备；
在氧化硅膜保护层10表面上涂光刻胶，光刻曝光，形成上电极反图形；再利用 电子束蒸发设备制备0.3yz/7厚度的Al层；用丙酮去光刻胶，完成上电极ll的制备；
8) 体硅刻蚀
在硅基片1背面涂正性光刻胶，利用双面曝光机进行双面曝光，在硅基片1背 面上形成体刻蚀掩膜光刻图形，并利用干法刻蚀技术刻蚀第三氮化硅膜层5和第四 氮化硅膜层6，在背面形成体刻蚀掩膜；去除残余光刻胶，完成体刻蚀掩膜制备；用体刻蚀夹具将硅基片1密封固定，放入3596KOH溶液进行体刻蚀，完成体刻蚀， 完全释放出方形复合振动膜。
9) 在硅基片1反面利用真空蒸镀设备或溅射设备制备0.8y 厚度的Al支撑层 12，作为刻蚀狭缝时的支撑层。在硅基片1正面上涂光刻胶，光刻曝光，形成狭缝 刻蚀所需的光刻胶掩膜。
10) 利用干法刻蚀对第一氮化硅膜层2、第二氮化硅膜层4进行刻蚀，利用湿法 腐蚀对二氧化硅膜层3和氧化硅薄膜保护层10进行腐蚀，完成狭缝的刻蚀。在利用 湿法腐蚀腐蚀二氧化硅膜层3和氧化硅薄膜保护层10时，硅基片1背面要涂覆光刻 胶，以保护背面的A1支撑层12，腐蚀完后，去除光刻胶。同时在狭缝刻蚀完后，去 除正面的掩膜层，狭缝的宽度为15声。
11) 在硅基片1正面上涂光刻胶，光刻曝光，形成填充狭缝所需掩膜的图形， 利用真空蒸镀设备或溅射设备制备与狭缝深度相同厚度的Al层，或者利用溅射设备 制备与狭缝深度相同厚度的ZnO层，用丙酮去光刻胶，图形化Al层或ZnO层，完成 狭缝的填充。
12) 在硅基片1正面制备厚度为0.8;L^聚酰亚胺膜，并对其进行图形化，露出上 下电极的压焊触头。
13) 在硅基片1正面上涂光刻胶，作为释放狭缝和振动膜时正面的保护层。把 硅基片l放入腐蚀液中，腐蚀背面Al支撑层12和填充狭缝的Al或ZnO层，释放出 狭缝和振动膜，并用丙酮去除正面的光刻胶，完成器件的制备。
实施例3，釆用本发明制备方法制备一软支撑桥式硅微压电传声器芯片，其步骤 如下
1) 清洗硅基片l
先分别用酸性清洗液和碱性清洗液清洗硅基片1，之后再用去离子水冲洗干净；
2) 淀积第一氮化硅膜层2
利用低压化学气相沉积设备分别在硅基片1正面沉积上厚度为0.5/^的第一氮化 硅膜层2和硅基片1反面上沉积厚度为0.5;^的第三氮化硅掩膜层5;
3) 淀积二氧化硅膜层3
利用等离子辅助化学气相沉积设备在第一氮化硅膜层2上淀积厚度为0.8j^的二 氧化硅膜层3;
4) 淀积第二氮化硅膜层4利用低压化学气相沉积设备分别淀积在二氧化硅膜层3上厚度为0.5^的第二氮 化硅膜层4和在第三氮化硅掩膜层5上厚度为0.5;^的第四氮化硅掩膜层6;
5) 制备下电极8
在第二氮化硅膜层4上，利用溅射设备制备0.04戸厚度的Cr和O.l戸厚度的Au，
以形成下电极复合层，并利用图形化技术形成化下电极8;完成下电极8的制备；
6) 制备压电膜9
在下电极8的表面上制备厚度为lp压电膜ZnO;
在压电膜的表面上涂正性光刻胶，光刻曝光，形成压电膜光刻图形；用腐蚀液 腐蚀压电膜，形成所需图形的压电膜9，去除残余光刻胶，完成压电膜9制备；
7) 制备上电极11
在压电膜9的表面上，利用等离子辅助化学气相沉淀装置淀积厚度为0.2y双氧化 硅薄膜保护层；
在保护层表面上涂正性光刻胶，光刻曝光，形成保护层光刻图形；利用高密度 等离子刻蚀机进行光刻腐蚀，腐蚀气体为六氟化硫，形成保护层图形；去除残余光 刻胶，完成氧化硅薄膜保护层10的制备；
在氧化硅膜保护层10表面上涂光刻胶，光刻曝光，形成上电极反图形；再依次 真空蒸镀或磁控溅射0.04，厚度的Cr层和O.l戸厚度的Au层，用丙酮去光刻胶， 完成上电极ll的制备；
8) 体硅刻蚀
在硅基片1背面涂正性光刻胶，利用双面曝光机进行双面曝光，在硅基片1背 面上形成体刻蚀掩膜光刻图形，并利用干法刻蚀技术刻蚀第三氮化硅膜层5和第四 氮化硅膜层6，在背面形成体刻蚀掩膜；去除残余光刻胶，完成体刻蚀掩膜制备；
用体刻蚀夹具将硅基片1密封固定，放入35%K0H溶液进行体刻蚀，完成体刻蚀， 完全释放出方形复合振动膜。
9) 在硅基片1反面利用真空电子束蒸镀设备制备ly双厚度的Al支撑层12，作 为刻蚀狭缝时的支撑层。在硅基片1正面上涂光刻胶，光刻曝光，形成狭缝刻蚀所 需的光刻胶掩膜。
10) 利用干法刻蚀对第一氮化硅膜层2、第二氮化硅膜层4进行刻蚀，利用湿法 腐蚀对二氧化硅膜层3和氧化硅薄膜保护层10进行腐蚀，完成狭缝的刻蚀；在利用 湿法腐蚀腐蚀二氧化硅膜层3和氧化硅薄膜保护层10时，硅基片1背面要涂覆光刻 胶，以保护背面的A1支撑层12，腐蚀完后，去除光刻胶；同时在狭缝刻蚀完后，去 除正面的掩膜层，狭缝的宽度为20一。11) 在硅基片1正面上涂光刻胶，光刻曝光，形成填充狭缝所需掩膜的图形， 利用真空蒸镀设备或溅射设备制备与狭缝深度相同厚度的Al层，或者利用溅射设备 制备与狭缝深度相同厚度的ZnO层，用丙酮去光刻胶，图形化Al层或ZnO层，完成 狭缝的填充；
12) 在硅基片1正面制备厚度为l戸聚酰亚胺膜，并对其进行图形化，露出上 下电极的压焊触头。
13) 在硅基片1正面上涂光刻胶，作为释放狭缝和振动膜时正面的保护层。把 硅基片l放入腐蚀液，腐蚀背面Al支撑层12和填充狭缝的Al或ZnO层，释放出狭 缝和振动膜，并用丙酮去除正面的光刻胶，完成器件的制备。
实施例4，采用本发明制备方法制备一软支撑桥式硅微压电传声器芯片，其步骤 如下
1) 清洗硅基片l
先分别用酸性清洗液和碱性清洗液清洗硅基片1，之后再用去离子水冲洗干净；
2) 淀积第一氮化硅膜层2
利用低压化学气相沉积设备分别在硅基片1正面沉积上厚度为0.5^;的第一氮化 硅膜层2和硅基片(1)背面上沉积厚度为0.5^的第三氮化硅掩膜层5;
3) 淀积二氧化硅膜层3
利用等离子辅助化学气相沉积设备在第一氮化硅膜层2上淀积厚度为 氧化硅膜层3;
4) 淀积第二氮化硅膜层4
利用低压化学气相沉积设备分别淀积在二氧化硅膜层3上厚度为0.5^的第二氮 化硅膜层4和在第三氮化硅掩膜层5上厚度为0.5/^的第四氮化硅掩膜层6;
5) 制备下电极8
在第二氮化硅膜层4上，利用溅射设备制备0.3^厚度的A1层，形成下电极层。 并利用图形化技术形成化下电极8;完成下电极8的制备；
6) 制备压电膜9
在下电极8的表面上制备1.2y顶厚度的压电膜ZnO;
在压电膜的表面上涂正性光刻胶，光刻曝光，形成压电膜光刻图形；用腐蚀液 腐蚀压电膜，形成所需图形的压电膜9，去除残余光刻胶，完成压电膜9制备；
7) 制备上电极ll在压电膜9的表面上，利用等离子辅助化学气相沉淀装置淀积厚度为0.2yw氧化 硅薄膜保护层；
在保护层表面上涂正性光刻胶，光刻曝光，形成保护层光刻图形；利用高密度 等离子刻蚀机进行光刻腐蚀，腐蚀气体为六氟化硫，形成保护层图形；去除残余光 刻胶，完成氧化硅薄膜保护层10的制备；
在氧化硅膜保护层IO表面上涂光刻胶，光刻曝光，形成上电极反图形；再利用 电子束蒸发设备制备0.3^;厚度的Al层；用丙酮去光刻胶，完成上电极11的制备;
8) 体硅刻蚀
在硅基片1背面涂正性光刻胶，利用双面曝光机进行双面曝光，在硅基片1背 面上形成体刻蚀掩膜光刻图形，并利用干法刻蚀技术刻蚀第三氮化硅膜层5和第四 氮化硅膜层6，在背面形成体刻蚀掩膜；去除残余光刻胶，完成体刻蚀掩膜制备；
用体刻蚀夹具将硅基片1密封固定，放入35%K0H溶液进行体刻蚀，完成体刻蚀， 完全释放出方形复合振动膜。
9) 在硅基片1反面利用真空蒸镀设备或溅射设备制备1.5y双厚度的Al支撑层 12，作为刻蚀狭缝时的支撑层。在硅基片1正面上涂光刻胶，光刻曝光，形成狭缝 刻蚀所需的光刻胶掩膜。
10) 利用干法刻蚀对第一氮化硅膜层2、第二氮化硅膜层4进行刻蚀，利用湿法 腐蚀对二氧化硅膜层3和氧化硅薄膜保护层10进行腐蚀，完成狭缝的刻蚀。在利用 湿法腐蚀腐蚀二氧化硅膜层3和氧化硅薄膜保护层10时，硅基片1背面要涂覆光刻 胶，以保护背面的A1支撑层12，腐蚀完后，去除光刻胶；同时在狭缝刻蚀完后，去 除正面的掩膜层，狭缝的宽度为30y加。
11) 在硅基片1正面上涂光刻胶，光刻曝光，形成填充狭缝所需掩膜的图形， 利用真空蒸镀设备或溅射设备制备与狭缝深度相同厚度的Al层，或者利用溅射设备 制备与狭缝深度相同厚度的ZnO层，用丙酮去光刻胶，图形化Al层或ZnO层，完成 狭缝的填充。
12) 在硅基片1正面制备厚度为L2戸聚酰亚胺膜，并对其进行图形化，露出上 下电极的压焊触头。
13) 在硅基片1正面上涂光刻胶，作为释放狭缝和振动膜时正面的保护层。把 硅基片l放入腐蚀液中，腐蚀背面Al支撑层12和填充狭缝的Al或ZnO层，释放出 狭缝和振动膜，并用丙酮去除正面的光刻胶，完成器件的制备。实施例5，采用本发明制备方法制备一软支撑桥式硅微压电传声器芯片，其步骤 如下
1) 清洗硅基片1
先分别用酸性清洗液和碱性清洗液清洗硅基片1,之后再用去离子水冲洗干净；
2) 淀积第一氮化硅膜层2
利用低压化学气相沉积设备分别在硅基片1正面沉积上厚度为0.5y/z;的第一氮化 硅膜层2和硅基片1反面上沉积厚度为0.5p的第三氮化硅掩膜层5;
3) 淀积二氧化硅膜层3
利用等离子辅助化学气相沉积设备在第一氮化硅膜层2上淀积厚度为1.2戸的二 氧化硅膜层3;
4) 淀积第二氮化硅膜层4
利用低压化学气相沉积设备分别淀积在二氧化硅膜层3上厚度为0.5y/;;的第二氮 化硅膜层4和在第三氮化硅掩膜层5上厚度为0.5戸的第四氮化硅掩膜层6;
5) 制备下电极8
在第二氮化硅膜层4上，利用溅射设备制备0.3戸厚度的A1层，形成下电极层。 并利用图形化技术形成化下电极8;完成下电极8的制备；
6) 制备压电膜9
在下电极8的表面上制备L2p///厚度的压电膜A1N;
在压电膜的表面上涂正性光刻胶，光刻曝光，形成压电膜光刻图形；用腐蚀液 腐蚀压电膜，形成所需图形的压电膜9，去除残余光刻胶，完成压电膜9制备；
7) 制备上电极11
在压电膜9的表面上，利用等离子辅助化学气相沉淀装置淀积厚度为 硅薄膜保护层；
在保护层表面上涂正性光刻胶，光刻曝光，形成保护层光刻图形；利用高密度 等离子刻蚀机进行光刻腐蚀，腐蚀气体为六氟化硫，形成保护层图形；去除残余光 刻胶，完成氧化硅薄膜保护层10的制备；
在氧化硅膜保护层10表面上涂光刻胶，光刻曝光，形成上电极反图形；再利用 电子束蒸发设备制备0.3^厚度的A1层；用丙酮去光刻胶，完成上电极ll的制备；
8) 体硅刻蚀
在硅基片1背面涂正性光刻胶，利用双面曝光机进行双面曝光，在硅基片1背 面上形成体刻蚀掩膜光刻图形，并利用干法刻蚀技术刻蚀第三氮化硅膜层5和第四 氮化硅膜层6，在背面形成体刻蚀掩膜；去除残余光刻胶，完成体刻蚀掩膜制备；用体刻蚀夹具将硅基片1密封固定，放入35%K0H溶液进行体刻蚀，完成体刻蚀， 完全释放出方形复合振动膜。
9) 在硅基片1背面利用真空蒸镀设备或溅射设备制备2^厚度的A1支撑层(12)， 作为刻蚀狭缝时的支撑层。在硅基片1正面上涂光刻胶，光刻曝光，形成狭缝刻蚀 所需的光刻胶掩膜。
10) 利用干法刻蚀对第一氮化硅膜层2、第二氮化硅膜层4进行刻蚀，利用湿法 腐蚀对二氧化硅膜层3和氧化硅薄膜保护层10进行腐蚀，完成狭缝的刻蚀。在利用 湿法腐蚀腐蚀二氧化硅膜层3和氧化硅薄膜保护层10时，硅基片1背面要涂覆光刻 胶，以保护背面的A1支撑层12，腐蚀完后，去除光刻胶；同时在狭缝刻蚀完后，去 除正面的掩膜层，狭缝的宽度为5(V历。
11) 在硅基片1正面上涂光刻胶，光刻曝光，形成填充狭缝所需掩膜的图形， 利用真空蒸镀设备或溅射设备制备与狭缝深度相同厚度的Al层，或者利用溅射设备 制备与狭缝深度相同厚度的ZnO层，用丙酮去光刻胶，图形化Al层或ZnO层，完成 狭缝的填充。
12) 在硅基片1正面制备厚度为0.3戸聚酰亚胺膜，并对其进行图形化，露出上 下电极的压焊触头。
13) 在硅基片1正面上涂光刻胶，作为释放狭缝和振动膜时正面的保护层。把 硅基片(1)放入腐蚀液中，腐蚀背面Al支撑层12和填充狭缝的Al或ZnO层，释 放出狭缝和振动膜，并用丙酮去除正面的光刻胶，完成器件的制备。
实施例6，采用本发明制备方法制备一软支撑桥式硅微压电传声器芯片，其步骤 如下
1) 清洗硅基片1
先分别用酸性清洗液和碱性清洗液清洗硅基片1，之后再用去离子水冲洗干净；
2) 淀积第一氮化硅膜层2
利用低压化学气相沉积设备分别在硅基片1正面沉积上厚度为0.5;^的第一氮化 硅膜层2和硅基片1背面上沉积厚度为0.5声的第三氮化硅掩膜层5;
3) 淀积二氧化硅膜层3
利用等离子辅助化学气相沉积设备在第一氮化硅膜层2上淀积厚度为0.2^的二 氧化硅膜层3;
4) 淀积第二氮化硅膜层4利用低压化学气相沉积设备分别淀积在二氧化硅膜层3上厚度为0.5;^的第二氮 化硅膜层4和在第三氮化硅掩膜层5上厚度为0.5戸的第四氮化硅掩膜层6;
5) 制备下电极8
在第二氮化硅膜层4上，利用溅射设备制备0.02p厚度的Ti和0.1声厚度的Pt， 以形成下电极复合层，并利用图形化技术图形化下电极8;完成下电极8的制备；
6) 制备压电膜9
在下电极8的表面上制备厚度为lp压电膜PZT;
在压电膜的表面上涂正性光刻胶，光刻曝光，形成压电膜光刻图形；用腐蚀液 腐蚀压电膜，形成所需图形的压电膜9，去除残余光刻胶，完成压电膜9制备；
7) 制备上电极11
在压电膜9表面上涂光刻胶，光刻曝光，形成上电极反图形；再依次利用磁控 溅射设备制备0.02p厚度的Ti和O.l声厚度的Pt，用丙酮去光刻胶，完成上电极 11的制备；
8) 体硅刻蚀
在硅基片1背面涂正性光刻胶，利用双面曝光机进行双面曝光，在硅基片1背 面上形成体刻蚀掩膜光刻图形，并利用干法刻蚀技术刻蚀第三氮化硅膜层5和第四 氮化硅膜层6，在背面形成体刻蚀掩膜；去除残余光刻胶，完成体刻蚀掩膜制备；
用体刻蚀夹具将硅基片1密封固定，放入35%K0H溶液进行体刻蚀，完成体刻蚀， 完全释放出方形复合振动膜。
9) 在硅基片1背面利用真空电子束蒸镀设备制备0.5^双厚度的Al支撑层12， 作为刻蚀狭缝时的支撑层。在硅基片1正面沉积0.5/^ Al膜，利用剥离或腐蚀的方 法图形化A1膜，形成狭缝刻蚀所需的A1掩膜。
10) 利用干法刻蚀对第一氮化硅膜层2、第二氮化硅膜层4进行刻蚀，利用湿法 腐蚀对二氧化硅膜层3进行腐蚀，完成狭缝的刻蚀。在利用湿法腐蚀腐蚀二氧化硅 膜层3时，硅基片1背面要涂覆光刻胶，以保护背面的A1支撑层12，同时在狭缝刻 蚀完后，腐蚀去除正面的掩膜层，并用丙酮去除背面的光刻胶，狭缝的宽度为10p忍。
11) 在硅基片1正面上涂光刻胶，光刻曝光，形成填充狭缝所需掩膜的图形， 利用真空蒸镀设备或溅射设备制备与狭缝深度相同厚度的Al层，或者利用溅射设备 制备与狭缝深度相同厚度的ZnO层，用丙酮去光刻胶，图形化Al层或ZnO层，完成 狭缝的填充。
12) 在硅基片1正面制备厚度为0.5/^聚酰亚胺膜，并对其进行图形化，露出上 下电极的压焊触头。13)在硅基片1正面上涂光刻胶，作为释放狭缝和振动膜时正面的保护层。把 硅基片(1)放入腐蚀液中，腐蚀硅基片1背面的Al支撑层12和填充狭缝的Al或 Zn0层，释放出狭缝和振动膜，并用丙酮去除正面的光刻胶，完成器件的制备。
实施例7，采用本发明制备方法制备一软支撑桥式硅微压电传声器芯片，其步骤
如下
1) 清洗硅基片1
先分别用酸性清洗液和碱性清洗液清洗硅基片1，之后再用去离子水冲洗干净；
2) 淀积第一氮化硅膜层2
利用低压化学气相沉积设备分别在硅基片1正面沉积上厚度为0.5p/^的第一氮化 硅膜层2和硅基片1背面上沉积厚度为0.5戸的第三氮化硅掩膜层5;
3) 淀积二氧化硅膜层3
利用等离子辅助化学气相沉积设备在第一氮化硅膜层2上淀积厚度为0.5/^的二 氧化硅膜层3;
4) 淀积第二氮化硅膜层4
利用低压化学气相沉积设备分别淀积在二氧化硅膜层3上厚度为0.5j^的第二氮 化硅膜层4和在第三氮化硅掩膜层5上厚度为0.5声的第四氮化硅掩膜层6;
5) 制备下电极8
在第二氮化硅膜层4上，利用溅射设备制备0.02戸厚度的Ti和0.2^厚度的Pt， 形成下电极层。并利用图形化技术图形化下电极8;完成下电极8的制备；
6) 制备压电膜9
在下电极8的表面上制备1.5;^厚度的压电膜PZT;
在压电膜的表面上涂正性光刻胶，光刻曝光，形成压电膜光刻图形；用腐蚀液 腐蚀压电膜，形成所需图形的压电膜9，去除残余光刻胶，完成压电膜9制备；
7) 制备上电极ll
在压电膜9表面上涂光刻胶，光刻曝光，形成上电极反图形；再利用溅射设备
制备02^厚度的Pt;用丙酮去光刻胶，完成上电极ll的制备；
8) 体硅刻蚀
在硅基片1背面涂正性光刻胶，利用双面曝光机进行双面曝光，在硅基片1背
面上形成体刻蚀掩膜光刻图形，并利用干法刻蚀技术刻蚀第三氮化硅膜层5和第四
氮化硅膜层6，在背面形成体刻蚀掩膜；去除残余光刻胶，完成体刻蚀掩膜制备；用体刻蚀夹具将硅基片1密封固定，放入35y。K0H溶液进行体刻蚀，完成体刻蚀， 完全释放出方形复合振动膜。
9) 在硅基片1反面利用真空蒸镀设备或溅射设备制备0.8;^厚度的Al支撑层 12，作为刻蚀狭缝时的支撑层。在硅基片1正面沉积0.5yffl Al膜，利用剥离或腐蚀 的方法图形化A1膜，形成狭缝刻蚀所需的Al掩膜。
10) 利用干法刻蚀对第一氮化硅膜层2、第二氮化硅膜层4进行刻蚀，利用湿法 腐蚀对二氧化硅膜层3进行腐蚀，完成狭缝的刻蚀。在利用湿法腐蚀腐蚀二氧化硅 膜层3时，硅基片1背面要涂覆光刻胶，以保护背面的A1支撑层12;同时在狭缝刻 蚀完后，腐蚀去除正面的掩膜层，并用丙酮去除背面的光刻胶，狭缝的宽度为15/^。
11) 在硅基片1正面上涂光刻胶，光刻曝光，形成填充狭缝所需掩膜的图形， 利用真空蒸镀设备或溅射设备制备与狭缝深度相同厚度的Al层，或者利用溅射设备 制备与狭缝深度相同厚度的ZnO层，用丙酮去光刻胶，图形化Al层或ZnO层，完成 狭缝的填充。
12) 在硅基片1正面制备厚度为0.8;^聚酰亚胺膜，并对其进行图形化，露出上 下电极的压焊触头。
13) 在硅基片1正面上涂光刻胶，作为释放狭缝和振动膜时正面的保护层。把 硅基片l放入腐蚀液中，腐蚀背面Al支撑层12和填充狭缝的Al或ZnO层，释放出 狭缝和 振动膜，并用丙酮去除正面的光刻胶，完成器件的制备。
实施例8，采用本发明制备方法制备一软支撑桥式硅微压电传声器芯片，其步骤 如下
1) 清洗硅基片1
先分别用酸性清洗液和碱性清洗液清洗硅基片1，之后再用去离子水冲洗干净；
2) 淀积第一氮化硅膜层2
利用低压化学气相沉积设备分别在硅基片1正面沉积上厚度为0.5j^的第一氮化 硅膜层2和硅基片1反面上沉积厚度为0.5戸的第三氮化硅掩膜层5;
3) 淀积二氧化硅膜层3
利用等离子辅助化学气相沉积设备在第一氮化硅膜层2上淀积厚度为1.5/^的二 氧化硅膜层3;
4) 淀积第二氮化硅膜层4利用低压化学气相沉积设备分别淀积在二氧化硅膜层3上厚度为0.5;^的第二氮 化硅膜层4和在第三氮化硅掩膜层5上厚度为0.5F的第四氮化硅掩膜层6;
5) 制备下电极8
在第二氮化硅膜层4上，利用溅射设备制备0.02戸厚度的Ti和0.2声厚度的Pt， 形成下电极层；并利用图形化技术图形化下电极8;完成下电极8的制备；
6) 制备压电膜9
在下电极8的表面上制备2.5^厚度的压电膜BaTiO:;;
在压电膜的表面上涂正性光刻胶，光刻曝光，形成压电膜光刻图形；用腐蚀液 腐蚀压电膜，形成所需图形的压电膜9，去除残余光刻胶，完成压电膜9制备；
7) 制备上电极ll
在硅基片正面上涂光刻胶，光刻曝光，形成上电极反图形；再利用溅射设备制 备0.3yw厚度的Al;用丙酮去光刻胶，完成上电极ll的制备；
8) 体硅刻蚀
在硅基片1背面涂正性光刻胶，利用双面曝光机进行双面曝光，在硅基片1背
面上形成体刻蚀掩膜光刻图形，并利用干法刻蚀技术刻蚀第三氮化硅膜层5和第四 氮化硅膜层6，在背面形成体刻蚀掩膜；去除残余光刻胶，完成体刻蚀掩膜制备；
用体刻蚀夹具将硅基片1密封固定，放入35。/。KOH溶液进行体刻蚀，完成体刻蚀， 完全释放出方形复合振动膜。
9) 在硅基片1背面利用真空蒸镀设备或溅射设备制备3声厚度的Al支撑层12， 作为刻蚀狭缝时的支撑层；在硅基片1正面上涂光刻胶，光刻曝光，形成狭缝刻蚀 所需的光刻胶掩膜。
10) 利用干法刻蚀对第一氮化硅膜层2、第二氮化硅膜层4进行刻蚀，利用湿法 腐蚀对二氧化硅膜层3进行腐蚀，完成狭缝的刻蚀；在利用湿法腐蚀腐蚀二氧化硅 膜层3时，硅基片1背面要涂覆光刻胶，以保护背面的A1支撑层12，腐蚀完后，去 除光刻胶；同时在狭缝刻蚀完后，去除正面的掩膜层，狭缝的宽度为100y取
11) 在硅基片1正面上涂光刻胶，光刻曝光，形成填充狭缝所需掩膜的图形， 利用真空蒸镀设备或溅射设备制备与狭缝深度相同厚度的Al层，或者利用溅射设备 制备与狭缝深度相同厚度的ZnO层，用丙酮去光刻胶，图形化Al层或ZnO层，完成 狭缝的填充；
12) 在硅基片1正面制备厚度为0.3^^聚酰亚胺膜，并对其进行图形化，露出上 下电极的压焊触头。13)在硅基片1正面上涂光刻胶，作为释放狭缝和振动膜时正面的保护层。把 硅基片l放入腐蚀液中，腐蚀背面Al支撑层12和填充狭缝的Al或Zn0层，释放出 狭缝和振动膜，并用丙酮去除正面的光刻胶，完成器件的制备。
实施例9，采用本发明制备方法制备一软支撑桥式硅微压电传声器芯片，其步骤
如下
1) 清洗硅基片1
先分别用酸性清洗液和碱性清洗液清洗硅基片1，之后再用去离子水冲洗干净；
2) 淀积第一氮化硅膜层2
利用低压化学气相沉积设备分别在硅基片1正面沉积上厚度为0.5/^的第一氮化 硅膜层2和硅基片1背面上沉积厚度为0.5声的第三氮化硅掩膜层5;
3) 淀积二氧化硅膜层3
利用等离子辅助化学气相沉积设备在第一氮化硅膜层2上淀积厚度为0.2^的二 氧化硅膜层3;
4) 淀积第二氮化硅膜层4
利用低压化学气相沉积设备分别淀积在二氧化硅膜层3上厚度为0.5/^的第二氮 化硅膜层4和在第三氮化硅掩膜层5上厚度为0.5^的第四氮化硅掩膜层6;
5) 制备下电极8
在第二氮化硅膜层4上，利用溅射设备制备0.04戸厚度的Cr和O.l戸厚度的Au， 以形成下电极复合层，并利用图形化技术形成化下电极8;完成下电极8的制备；
6) 制备压电膜9
在下电极8的表面上制备厚度为l戸压电膜ZnO;
在压电膜的表面上涂正性光刻胶，光刻曝光，形成压电膜光刻图形；用腐蚀液 腐蚀压电膜，形成所需图形的压电膜9，去除残余光刻胶，完成压电膜9制备；
7) 制备上电极ll
在压电膜9的表面上，利用等离子辅助化学气相沉淀装置淀积厚度为0.2^氧化 硅薄膜保护层；
在保护层表面上涂正性光刻胶，光刻曝光，形成保护层光刻图形；利用高密度 等离子刻蚀机进行光刻腐蚀，腐蚀气体为六氟化硫，形成保护层图形；去除残余光 刻胶，完成氧化硅薄膜保护层10的制备；在氧化硅膜保护层10表面上涂光刻胶，光刻曝光，形成上电极反图形；再依次 真空蒸镀或磁控溅射0.04^厚度的Cr层和O.l戸厚度的Au层，用丙酮去光刻胶， 完成上电极ll的制备；
8) 体硅刻蚀
在硅基片1背面涂正性光刻胶，利用双面曝光机进行双面曝光，在硅基片1背 面上形成体刻蚀掩膜光刻图形，并利用干法刻蚀技术刻蚀第三氮化硅膜层5和第四 氮化硅膜层6，在背面形成体刻蚀掩膜；去除残余光刻胶，完成体刻蚀掩膜制备；
用体刻蚀夹具将硅基片1密封固定，放入35"/。K0H溶液进行体刻蚀，完成体刻蚀, 完全释放出方形复合振动膜。
9) 在硅基片1背面利用真空电子束蒸镀设备制备0.5^z/厚度的Al支撑层12， 作为刻蚀狭缝时的支撑层。在硅基片1正面沉积0.5ym Al膜，利用剥离或腐蚀的方 法图形化A1膜，形成狭缝刻蚀所需的A1掩膜。
10) 利用干法刻蚀对第一氮化硅膜层2、第二氮化硅膜层4进行刻蚀，利用湿法 腐蚀对二氧化硅膜层3和氧化硅薄膜保护层IO进行腐蚀，完成狭缝的刻蚀；在利用 湿法腐蚀腐蚀二氧化硅膜层3和氧化硅薄膜保护层10时，硅基片1背面要涂覆光刻 胶，以保护背面的A1支撑层12;同时在狭缝刻蚀完后，腐蚀去除正面的掩膜层，并 用丙酮去除背面的光刻胶，狭缝的宽度为25y化
11) 在硅基片1正面上涂光刻胶，光刻曝光，形成填充狭缝所需掩膜的图形， 利用真空蒸镀设备或溅射设备制备与狭缝深度相同厚度的Al层，或者利用溅射设备 制备与狭缝深度相同厚度的ZnO层，用丙酮去光刻胶，图形化Al层或ZnO层，完成 狭缝的填充。
12) 在硅基片1正面制备厚度为0.8^聚酰亚胺膜，并对其进行图形化，露出上 下电极的压焊触头。
13) 在硅基片1正面上涂光刻胶，作为释放狭缝和振动膜时正面的保护层。把 硅基片1放入腐蚀液中，腐蚀硅基片背面的Al支撑层12和填充狭缝的Al或ZnO层， 释放出狭缝和振动膜，并用丙酮去除正面的光刻胶，完成器件的制备。
实施例10，采用本发明制备方法制备一软支撑桥式硅微压电传声器芯片，其步 骤如下
O清洗硅基片1
先分别用酸性清洗液和碱性清洗液清洗硅基片1，之后再用去离子水冲洗干净； 2)淀积第一氮化硅膜层2 25利用低压化学气相沉积设备分别在硅基片1正面沉积上厚度为0.5^ 的第一氮化 硅膜层2和硅基片1背面上沉积厚度为0.5p的第三氮化硅掩膜层5;
3) 淀积二氧化硅膜层3
利用等离子辅助化学气相沉积设备在第一氮化硅膜层2上淀积厚度为0.5^/的二 氧化硅膜层3;
4) 淀积第二氮化硅膜层4
利用低压化学气相沉积设备分别淀积在二氧化硅膜层3上厚度为0.5yyz/的第二氮 化硅膜层4和在第三氮化硅掩膜层5上厚度为0.5^的第四氮化硅掩膜层6;
5) 制备下电极8
在第二氮化硅膜层4上，利用溅射设备制备0.04p厚度的Cr和O.l一厚度的Au， 以形成下电极复合层，并利用图形化技术形成化下电极8;完成下电极8的制备；
6) 制备压电膜9
在下电极8的表面上制备厚度为l声压电膜ZnO;
在压电膜的表面上涂正性光刻胶，光刻曝光，形成压电膜光刻图形；用腐蚀液 腐蚀压电膜，形成所需图形的压电膜9，去除残余光刻胶，完成压电膜9制备；
7) 制备上电极11
在压电膜9的表面上，利用等离子辅助化学气相沉淀装置淀积厚度为 硅薄膜保护层；
在保护层表面上涂正性光刻胶，光刻曝光，形成保护层光刻图形；利用高密度 等离子刻蚀机进行光刻腐蚀，腐蚀气体为六氟化硫，形成保护层图形；去除残余光 刻胶，完成氧化硅薄膜保护层IO的制备；
在氧化硅膜保护层10表面上涂光刻胶，光刻曝光，形成上电极反图形；再依次 真空蒸镀或磁控溅射0.04^厚度的Cr层和0.1^/厚度的Au层，用丙酮去光刻胶， 完成上电极ll的制备；
8) 体硅刻蚀
在硅基片1背面涂正性光刻胶，利用双面曝光机进行双面曝光，在硅基片1背 面上形成体刻蚀掩膜光刻图形，并利用干法刻蚀技术刻蚀第三氮化硅膜层5和第四 氮化硅膜层6，在背面形成体刻蚀掩膜；去除残余光刻胶，完成体刻蚀掩膜制备；
用体刻蚀夹具将硅基片1密封固定，放入35y。K0H溶液进行体刻蚀，完成体刻蚀， 完全释放出方形复合振动膜。9) 在硅基片1背面利用真空电子束蒸镀设备制备0.8 ^厚度的Al支撑层12， 作为刻蚀狭缝时的支撑层。在硅基片1正面沉积0.5^7 Al膜，利用剥离或腐蚀的方 法图形化Al膜，形成狭缝刻蚀所需的Al掩膜。
10) 利用干法刻蚀对第一氮化硅膜层2、第二氮化硅膜层4进行刻蚀，利用湿法 腐蚀对二氧化硅膜层3和氧化硅薄膜保护层10进行腐蚀，完成狭缝的刻蚀；在利用 湿法腐蚀腐蚀二氧化硅膜层3和氧化硅薄膜保护层10时，硅基片1背面要涂覆光刻 胶，以保护背面的A1支撑层12;同时在狭缝刻蚀完后，腐蚀去除正面的掩膜层，并 用丙酮去除背面的光刻胶，狭缝的宽度为45/^。
11) 在硅基片1正面上涂光刻胶，光刻曝光，形成填充狭缝所需掩膜的图形， 利用真空蒸镀设备或溅射设备制备与狭缝深度相同厚度的Al层，或者利用溅射设备 制备与狭缝深度相同厚度的ZnO层，用丙酮去光刻胶，图形化Al层或ZnO层，完成 狭缝的填充。
12) 在硅基片1正面制备厚度为l戸聚酰亚胺膜，并对其进行图形化，露出上 下电极的压焊触头。
13) 在硅基片1正面上涂光刻胶，作为释放狭缝和振动膜时正面的保护层。把 硅基片1放入腐蚀液中，腐蚀硅基片背面的Al支撑层12和填充狭缝的Al或ZnO层， 释放出狭缝和振动膜，并用丙酮去除正面的光刻胶，完成器件的制备。
本发明实施方案中压电膜9还可以为有机压电膜，如PVDF，以及其他钙钛矿型 压电膜。
权利要求
1、一种软支撑桥式硅微压电传声器芯片，其特征在于，其包括一硅基片(1)；所述硅基片(1)中心设有通过体刻蚀形成的上小下大的方锥形孔；所述硅基片(1)正面依次覆有第一氮化硅膜层(2)、二氧化硅膜层(3)、第二氮化硅膜层(4)，所述硅基片(1)背面依次覆有第三氮化硅膜层(5)和第四氮化硅膜层(6)；所述第三氮化硅膜层(5)和第四氮化硅膜层(6)中心设有与硅基片(1)背面上的方孔相同尺寸的方孔；所述硅基片(1)正面方孔之上对应的第一氮化硅膜层(2)、二氧化硅膜层(3)和第二氮化硅膜层(4)构成方形复合振动膜，该方形复合振动膜的一对对边分别刻蚀一条贯穿所述方形复合振动膜的垂向狭缝(41)，所述垂向狭缝(41)的垂向投影位于所述硅基片(1)正面上方孔边缘内侧；沉积于所述方形振动膜上并图形化形成的下电极(8)；所述下电极(8)为用真空蒸镀设备或溅射设备制备的0.01～1μm厚度的铝下电极，或为由Cr层和Au层构成的Cr/Au复合下电极，或为由Ti层和Pt层构成的Ti/Pt复合下电极；所述Cr层和Ti层厚度均为0.01～0.1μm；所述Au层和Pt层厚度均为0.05～0.5μm；沉积于所述下电极(8)上并图形化形成的压电薄膜(9)；沉积于所述压电薄膜(9)表面上的图形化的上电极(11)；沉积于所述硅基片(1)正面上各部件之上的图形化的聚酰亚胺膜(7)；刻蚀有垂向狭缝(41)的方形复合振动膜和聚酰亚胺膜(7)共同构成软支撑防声漏桥式振动膜。
2、 按权利要求l所述的软支撑桥式硅微压电传声器芯片，其特征在于，还包括 沉积于所述压电薄膜(9)与上电极(11)之间的氧化硅膜保护层(10);所述垂向 狭缝(41)贯穿所述形复合振动膜和所述氧化硅膜保护层(10)。
3、 按权利要求l所述的软支撑桥式硅微压电传声器芯片，其特征在于，所述的 狭缝(41)的宽度为0.1 20(V切。
4、 按权利要求l所述的软支撑桥式硅微压电传声器芯片，其特征在于，所述压 电膜(9)为氧化锌压电膜、氮化铝压电膜、锆钛酸铅压电膜、钙钛矿型压电膜或有 机压电膜。
5、 按权利要求1或4所述的软支撑桥式硅微压电传声器芯片，其特征在于，所 述的压电膜层(9)的厚度为0.1~10/^ 。
6、 按权利要求l所述的软支撑桥式硅微压电传声器芯片，其特征在于，所述的 聚酰亚胺膜(7)厚度为0.01 10jLi历。
7、 按权利要求l所述的软支撑桥式硅微压电传声器芯片，其特征在于，所述的 第一氮化硅膜层(2)、 二氧化硅膜层(3)和第二氮化硅膜层(4)的厚度均为0.1~2^。
8、 一种权利要求l所述软支撑桥式硅微压电传声器芯片的制备方法，包括以下 步骤1) 清洗硅基片(1)先分别用酸性清洗液和碱性清洗液清洗硅基片(1)，之后再用去离子水将硅基 片(1)冲洗干净；2) 淀积第一氮化硅膜层(2)利用低压化学气相沉积设备在硅基片(1)正面沉积厚度为0.1 2j^的第一氮化 硅膜层(2)，在硅基片(1)背面淀积厚度为0.1 2/^的第三氮化硅掩膜层(5);3) 淀积二氧化硅膜层(3)利用等离子辅助化学气相沉积设备在第一氮化硅膜层(2)上淀积厚度为0.1~2yffl 的二氧化硅膜层(3);4) 淀积第二氮化硅膜层(4)和第四氮化硅掩膜层(6)利用低压化学气相沉积设备在二氧化硅膜层(3)上淀积厚度为(U 2p的第二 氮化硅膜层(4)，在第三氮化硅掩膜层(5)上淀积厚度为0.1 2;^的第四氮化硅掩 膜层(6);5) 制备下电极(8)(a) 利用真空蒸镀设备或溅射设备在第二氮化硅膜层(4)上制备0.01 1^厚 度的A1下电极层；或者利用真空蒸镀设备或溅射设备在第二氮化硅膜层(4)上依次制备0.01 0.1p厚 度的Cr和Au层，形成Cr/Au下电极复合层；或者利用真空蒸镀设备或溅射设备在第二氮化硅膜层(4)上依次制备0.01 0.1^厚 度的Ti和Pt层，形成Ti/Pt下电极复合层；(b) 利用图形化技术对所述Al下电极层、Cr/Au下电极复合层或Ti/Pt下电极 复合层进行图形化制得图形化的下电极，完成下电极(8)的制备；6) 在下电极(8)表面上制备压电膜(9)在下电极(8)的表面上涂正性光刻胶，光刻曝光，形成压电膜光刻图形；用腐 蚀液腐蚀压电膜，形成所需图形的压电膜(9)，去除残余光刻胶，完成压电膜(9) 制备；7) 在压电膜(9)上直接制备上电极(11);或者在压电膜(9)上先制备氧化 硅膜保护层(10)，再在该氧化硅膜保护层(10)上制备上电极(11):(a)所述在压电膜(9)上直接制备上电极(11)为 在硅片正面上涂光刻胶，光刻曝光，形成上电极反图形；再依次真空蒸镀或磁 控溅射0.01 0.1a^厚度的Cr层和0.05 0.5^厚度的Au层；或利用真空蒸镀设备或 溅射设备制备0.01~1戸厚度的Al或Pt层以形成上电极金属膜层；用丙酮去光刻胶， 完成上电极(11)的制备；(b)所述在压电膜(9)上先制备氧化硅膜保护层(10)，再在该氧化硅膜保护层 (10)上制备上电极(11)为在硅基片正面上，利用等离子辅助化学气相沉淀装置淀积厚度为0.01 0.5p历氧 化硅薄膜保护层；在保护层表面上涂正性光刻胶，光刻曝光，形成保护层光刻图形；利用高密度 等离子刻蚀机进行光刻腐蚀，腐蚀气体为六氟化硫，形成保护层图形；去除残余光 刻胶，完成氧化硅薄膜保护层(10)的制备；在氧化硅膜保护层(10)表面上涂光刻胶，光刻曝光，形成上电极反图形；再 依次真空蒸镀或磁控溅射O.O"O.l戸厚度的Cr层和0.05~0.5声厚度的Au层；或利 用真空蒸镀设备或溅射设备制备0.01~1戸厚度的Al或Pt层以形成上电极金属膜层； 用丙酮去光刻胶，完成上电极(11)的制备；8) 体硅刻蚀在硅基片(1)背面的第四氮化硅膜层(6)上涂正性光刻胶，利用双面曝光机 进行双面曝光，在硅基片(1)背面上形成体刻蚀掩膜光刻图形，并利用干法刻蚀技 术刻蚀第三氮化硅膜层(5)和第四氮化硅膜层(6)，在背面形成体刻蚀掩膜；去除 残余光刻胶，完成体刻蚀掩膜制备；用体刻蚀夹具将硅基片(1)密封固定，放入35%KOH溶液进行体刻蚀，刻透硅 基片，完全释放出得到其中心处具有上小下大方锥形孔的硅基片(1);所述硅基片(1)正面方孔之上对应的第一氮化硅膜层(2)、 二氧化硅膜层(3) 和第二氮化硅膜层(4)构成方形复合振动膜；9) 在硅基片(1)中心处的上小下大方锥形孔表面利用真空蒸镀设备或溅射设 备制备0.01~10/^厚度的Al支撑层(12)，作为刻蚀狭缝时的支撑层；狭缝刻蚀时的掩膜层为光刻胶掩膜层或A1掩膜层；在使用光刻胶掩膜层时，则 在硅基片(1)正面上涂光刻胶，光刻曝光，形成狭缝刻蚀所需的光刻胶掩膜；在使用A1掩膜层，则在硅基片(1)正面沉积0.01 1声A1膜，利用剥离或腐蚀的方法图 形化A1膜，形成狭缝刻蚀所需的A1掩膜；10) 利用干法刻蚀对第一氮化硅膜层(2)、第二氮化硅膜层(4)进行刻蚀，利 用湿法腐蚀对二氧化硅膜层(3)和氧化硅膜保护层(10)进行腐蚀，完成狭缝的刻 蚀；在利用湿法腐蚀腐蚀二氧化硅膜层(3)和氧化硅膜保护层(10)时，硅基片(1) 背面涂覆光刻胶，以保护背面的A1支撑层(12);同时在狭缝刻蚀完后，腐蚀去除 正面的掩膜层，并用丙酮去除背面的光刻胶，狭缝的宽度为0.1 200y迈；11) 在硅基片(1)正面上涂光刻胶，光刻曝光，形成填充狭缝所需掩膜的图形， 利用真空蒸镀设备或溅射设备制备与狭缝深度相同厚度的Al层，或者利用溅射设备 制备与狭缝深度相同厚度的ZnO层，用丙酮去光刻胶，图形化Al层或ZnO层，完成 狭缝的填充；12) 在硅基片(1)正面之上的各部件的最外层之上制备厚度为O.Ol-l(V迈聚酰 亚胺膜，并对其进行图形化，露出上下电极的压焊触头；13) 在聚酰亚胺膜上涂光刻胶，作为释放狭缝和振动膜时正面的保护层；把硅 基片(1)放入腐蚀液，腐蚀所述A1支撑层(12)和填充狭缝的Al或ZnO层，释放 出狭缝和方形复合振动膜，用丙酮去除正面的光刻胶，完成软支撑桥式硅微压电传 声器芯片的制备。
全文摘要
一种软支撑桥式硅微压电传声器芯片包括中心设由上小下大方锥形孔的硅基片，其正面覆有由第一氮化硅膜层、二氧化硅膜层和第二氮化硅膜层构成的方形复合振动膜，硅基片背面依次覆有第三和第四氮化硅膜层；第三和第四氮化硅膜层有中心方孔；振动膜一对对边分别刻蚀一条贯穿振动膜的垂向狭缝，狭缝的垂向投影位于硅基片正面方孔边缘内侧；依次沉积于振动膜上的下电极、压电薄膜和上电极；沉积于硅基片正面各部件上的聚酰亚胺膜；刻蚀有垂向狭缝的复合振动膜和聚酰亚胺膜共同构成软支撑防声漏桥式振动膜；该振动膜两边被固支，振动过程中会产生应变；为防止传声器存在的通过狭缝产生漏声，在狭缝上面沉积软性的聚酰亚胺膜，可有效防止声漏现象。
文档编号H04R17/02GK101646117SQ20091007894
公开日2010年2月10日 申请日期2009年3月2日 优先权日2009年3月2日
发明者刘梦伟, 联 徐, 李俊红, 汪承灏 申请人:中国科学院声学研究所