技术摘要：
本发明适用于水听器技术领域，提供了一种基于弹性梁结构的MEMS压电声压传感芯片的制备方法，该方法包括：在第一硅圆片的第一面上通过刻蚀制备多个弹性梁结构，获得第一样品；在第二硅圆片的第一面上通过刻蚀制备腔室，并在腔室内制备止挡结构，获得第二样品；将第一样  全部
背景技术：
水听器是基于水声学原理制造的可以测量流体中声场的器件。水听器可以为封装 了MEMS声压传感芯片的器件。声波在水中以纵波的形式传播，传播过程中产生声压，水听器 输出感应电压信号的过程中，当声波传播到MEMS微型水听器上时，声压首先与水听器的封 装结构相互作用，由于水听器封装结构是透声设计，所以声压几乎可以无损的透过，透过封 装结构的声压作用到MEMS声压传感芯片上，由于压电效应，从而输出感应电压信号。目前的 MEMS声压传感芯片的结构主要包括支撑衬底、真空腔以及压电感应薄膜，当声压作用到压 电感应薄膜上时，使压电感应薄膜产生形变，由于压电效应，形变的压电薄膜上下电极产生 电压差，从而输出感应电压信号。但是目前的MEMS声压传感芯片的性能还是不够，且加工工 艺复杂、芯片体积较大。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明实施例提供了一种基于弹性梁结构的MEMS压电声压传感芯片的 制备方法，旨在解决现有技术中MEMS声压传感芯片的性能较差，且加工工艺复杂、芯片体积 较大的问题。 为实现上述目的，本发明实施例的第一方面提供了一种基于弹性梁结构的MEMS压 电声压传感芯片的制备方法，包括： 在第一硅圆片的第一面上通过刻蚀制备多个弹性梁结构，获得第一样品； 在第二硅圆片的第一面上通过刻蚀制备腔室，并在所述腔室内制备止挡结构，获 得第二样品； 将所述第一样品的所述第一面与所述第二样品的所述第一面对位后将所述腔室 抽为真空腔室，进行键合，获得第三样品； 在所述第三样品的上表面制备感应结构，获得基于弹性梁结构的MEMS压电声压传 感芯片，所述感应结构位于所述多个弹性梁结构围成的区域内，且与所述真空腔室对应；所 述第三样品的上表面为所述第一样品中所述第一面的对应面。 作为本申请另一实施例，所述在第一硅圆片的第一面上通过刻蚀制备多个弹性梁 结构，获得第一样品，包括： 在第一硅圆片的第一面上涂覆光刻胶，并根据预设图像进行光刻显影，所述预设 图像为中间凸台以及凸台周围多个弹性梁结构构成的图像，每个弹性梁结构包括第一连接 端、第二连接端以及蛇形排布的梁，所述第一连接端分别连接所述凸台边缘以及所述蛇形 排布的梁的一端，所述第二连接端分别连接所述蛇形排布的梁的另一端以及所述第一硅圆 片的所述第一面的边缘； 4 CN 111599914 A 说　明　书 2/8 页 根据光刻显影图像采用RIE工艺进行刻蚀； 将刻蚀后的硅圆片上的剩余光刻胶去除，获得第一样品。 作为本申请另一实施例，所述在第二硅圆片的第一面上通过刻蚀制备腔室，并在 所述腔室内制备止挡结构，获得第二样品，包括： 采用DRIE工艺或者湿法腐蚀工艺在所述第二硅圆片的第一面上直接刻蚀腔室以 及止挡结构，所述腔室的底部与所述止挡结构连接，获得第二样品。 作为本申请另一实施例，所述在第二硅圆片的第一面上通过刻蚀制备腔室，并在 所述腔室内制备止挡结构，获得第二样品，包括： 采用DRIE工艺或者湿法腐蚀工艺在所述第二硅圆片的第一面上刻蚀腔室轮廓并 通过第一预设刻蚀时间刻蚀到预设深度； 在所述腔室轮廓范围内刻蚀止挡结构并通过第二预设时间刻蚀到预设尺寸和位 置，获得第二样品。 作为本申请另一实施例，所述止挡结构包括与所述腔室的底部连接的多个支撑 体，所述多个支撑体为实心支撑体，且所述多个支撑体的高度低于所述真空腔的高度。 作为本申请另一实施例，所述将所述第一样品的所述第一面与所述第二样品的所 述第一面对位后将所述腔室抽为真空腔室，进行键合，获得第三样品，包括： 将所述第一样品和所述第二样品进行表面处理； 将所述多个弹性梁结构与所述腔室进行高精度对位，使所述多个弹性梁结构的边 缘与所述腔室的边缘对齐，并将所述腔室抽为真空腔室； 对抽真空后的第一样品和第二样品进行加热以及加压，得到键合后的第三样品。 作为本申请另一实施例，所述感应结构包括上下电极、上下电极之间的AIN压电层 夹层、上电极上的AIN压电感知层、下电极下的AIN压电层以及上下电极引出电极。 作为本申请另一实施例，所述在所述第三样品的上表面制备感应结构，获得基于 弹性梁结构的MEMS压电声压传感芯片，包括： 在所述第三样品的上表面溅射压电层，并在所述压电层上溅射第一金属层； 对所述第一金属层进行刻蚀，得到刻蚀边缘为缓坡形貌的下电极； 在所述下电极以及所述压电层上溅射压电层夹层； 对所述压电层夹层进行刻蚀； 在刻蚀后的压电层夹层上进行介质淀积，得到用于隔绝上下电极的介质层； 对所述介质层进行刻蚀，得到上电极窗口，所述上电极窗口在所述下电极对应区 域内； 在所述压电层夹层上以及上电极窗口上溅射第二金属层； 对所述第二金属层进行刻蚀，得到对应所述上电极窗口的上电极； 在所述上电极上以及所述压电层夹层上溅射压电感知层； 对所述压电感知层的第一区域和第二区域进行刻蚀，分别露出所述上电极的第三 区域和所述下电极的第四区域，所述第一区域为所述上电极对应区域，所述第二区域为所 述下电极上未被所述上电极遮挡的区域，所述第三区域用于制备上电极引出电极，所述第 四区域用于制备下电极引出电极； 在所述第三区域、所述第四区域以及所述压电感知层上溅射第三金属层； 5 CN 111599914 A 说　明　书 3/8 页 对所述第三金属层进行刻蚀，得到上电极引出电极和下电极引出电极。 作为本申请另一实施例，所述压电层、所述压电层夹层和所述压电感知层采用的 材料为AIN； 所述上电极和所述下电极采用的材料为Mo； 所述上电极引出电极和所述下电极引出电极采用的材料为Au。 作为本申请另一实施例，在所述第三样品的上表面制备感应结构，获得基于弹性 梁结构的MEMS压电声压传感芯片之后，还包括： 在基于弹性梁结构的MEMS压电声压传感芯片的外表面制备钝化层。 本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：与现有技术相比，本发明通过 在第一硅圆片上增设多个弹性梁结构，使得可以在声波作用到感应结构上时，感应结构变 形，使弹性梁结构随之产生拉力，从而在一定程度上抵消由于感应结构变形较大造成的形 变的非线性，提高MEMS压电声压传感芯片的灵敏度，改善MEMS压电声压传感芯片的加速度 灵敏度，提高一致性。同时弹性梁结构在第一硅圆片上刻蚀形成，未增加新的介质层，从而 可以减小MEMS压电声压传感芯片的体积，降低成本。另外，真空腔室由于感应结构变形而受 到挤压，保证与MEMS压电声压传感芯片的一致性，从而可以提高MEMS压电声压传感芯片的 灵敏度。通过设置止挡结构，可以为感应结构提供可靠支撑，降低感应结构的损坏几率，同 时可以简化MEMS压电声压传感芯片的加工工艺，提高批量生产可靠性。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述 中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些 实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些 附图获得其他的附图。 图1是本发明实施例提供的基于弹性梁结构的MEMS压电声压传感芯片的制备方法 的实现流程示意图； 图2是本发明实施例提供的第一样品示意图； 图3是本发明实施例提供的感应结构示意图； 图4是本发明实施例提供的基于弹性梁结构的MEMS压电声压传感芯片的示例图。