高灵敏度压电MEMS传感器及其制备方法

发布时间: 2023-10-07

来源: 科技服务团

基本信息

合作方式：技术转让

成果类型：新技术

行业领域：

新一代信息技术产业

成果介绍

本成果公开了高灵敏度压电MEMS传感器及其制备方法，所述压电MEMS传感器包括基底和压电堆叠结构;所述基底从下至上依次为基底底层、基底中间层和基底顶层;所述基底底层设有背腔，所述基底顶层设有规律分布的镂空槽;所述压电堆叠结构设有贯通压电堆叠结构、且与镂空槽相通的若干释放孔。本成果压电MEMS传感器，当压电堆叠结构、基底顶层和基底中间层发生形变时，由于镂空槽的存在，使得压电薄膜的挠曲变形增大，压电薄膜的应变程度得到加强，输出更强的电信号，从而提升压电传感器的灵敏度。

成果亮点

本成果提出的高灵敏度压电MEMS 传感器，通过在基底顶层上挖取镂空槽，可以在压电堆叠结构下方形成有规律分布的空腔。当压电堆叠结构、基底顶层和基底中间层发生形变时，由于镂空槽的存在，使得压电薄膜的挠曲变形增大，压电薄膜的应变程度得到加强，从而输出更强的电信号，提升压电传感器的灵敏度。通过控制基底顶层和基底中间层的厚度、背腔大小、形状，以及镂空槽的尺寸、形状，可调节压电传感器的灵敏度，以提高传感器性能。

团队介绍

蔡耀，男，武汉大学工业科学研究院讲师。主要研究方向包括压电、铁电材料设计与制备，压电声学器件包括基于压电薄膜的射频谐振器与滤波器等。在APL materials,JMEMS等期刊发表 SCI 论文 15 余篇，申请发明专利 30 余项，授权6项。

成果资料

产业化落地方案

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成果综合评价报告

评价单位：“科创中国”时空信息卫星导航产业科技服务团 (中国测绘学会) 评价时间：2023-11-03

谭吉安

中国测绘学会

处长

综合评价

传感器作为一种将机械能与电能相互转换的换能器，现在已经广泛用于手机、电脑、照相机等消费性电子产品以及工业界、生命健康监测等领域中。压电MEMS传感器是一种新型的MEMS产品，已经逐渐取代传统的电容式传感器，成为新一代MEMS传感器市场的主流。目前压电传感器多被制作为悬臂梁或者隔板结构，该成果针对压电材料由块体转向薄膜材料时其压电性能都下降，且介电损耗增大的问题，为了进一步提高传感器的机电耦合效率，通过优化压电传感器的结构或改性压电材料等方法以提高压电传感器的灵敏度，从而提升传感器的性能。总而言之，该成果运用规模广泛、制作简略、本钱低价，其能量转化效率高，还能与半导体工艺集成，契合压电器材微型化和集成化的趋势。

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