一体化仿生结构压电MEMS水声传感器

作     者：石树正 耿文平 毕开西 李芬 丑修建 Shi Shuzheng;Geng Wenping;Bi Kaixi;Li Fen;Chou Xiujian

作者机构：中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051 河北建筑工程学院机械工程学院河北张家口075000 

基　　金：国家重点研发计划资助项目(2019YFF0301802) 国家自然科学基金资助项目(51975541) 山西省重点研发项目(20201101015) 2019年度河北省自然科学基金资助项目(F2019404029) 河北省“三三三人才工程”资助项目(A202101021) 

出 版 物：《微纳电子技术》 (Micronanoelectronic Technology)

年 卷 期：2022年第59卷第1期

页      码：50-57页

摘      要：为了实现水声传感器的低能耗、高灵敏度以及低成本批量制造,设计并制备了一种四螺旋梁集成拾振微球的一体化仿生压电微电子机械系统(MEMS)水声传感器。根据水母耳石触觉结构和水母身体回弹发电原理对该传感器进行仿生结构设计,并通过建模仿真确定其几何尺寸。利用溶胶-凝胶法制备了PbZr_(0.52)Ti_(0.48)O_(3)(PZT)压电薄膜,实现了压电层与Si晶圆片的异质集成,使用MEMS工艺制造了传感器件并完成封装。通过水声校准系统进行接收灵敏度测试,结果表明水声传感器的灵敏度达到-184.63 dB,表现出良好的灵敏度特性。对促进无源水声传感系统的发展和解决深海环境中微弱信号的灵敏识别、探测等技术难题具有重要意义。

主 题 词：微电子机械系统(MEMS) 水声传感器 仿生结构 压电效应 异质集成 

学科分类：082403[082403] 08[工学] 0824[工学-林业工程类] 

D　O　I：10.13250/j.cnki.wndz.2022.01.008

馆 藏 号：203106973...