CN108447884B - 压电传感器制造方法及利用其的压电传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明的压电传感器制造方法包括如下步骤：刻蚀底板而形成包含多个凹槽的传感器阵列模式形式的模具；将压电材料注入至所述多个凹槽中的里侧凹槽，并将导电材料注入外侧凹槽；对所述注入的压电材料及导电材料进行烧结；刻蚀所述底板，以使所述压电材料及导电材料突出，而形成压电杆及导电杆；将绝缘材料填充至所述底板而形成绝缘层；将所述绝缘层平坦化，直至所述压电杆及导电杆露出；在所述压电材料及导电材料的第一面形成第一电极；在形成有所述第一电极的底板上粘结工艺基板；将所述底板平坦化，直至所述压电杆及导电杆露出；及在所述压电杆及导电杆的第二面形成第二电极。

Description

压电传感器制造方法及利用其的压电传感器
技术领域
本发明涉及压电传感器制造方法及利用其的压电传感器，具体涉及一种压电传感器制造方法及利用其制造的压电传感器，将下部电极与上部电极按相同的方向露出而易于施加电极。
背景技术
用户认证称之为在进行所有金融交易时必需的顺序，尤其，最近，因网络及便携用终端设备的发展，对移动金融的关注增高，随之快速准确的用户认证装置、认证方式的需求响应增加。
另外，用户的指纹为满足上述需求的认证媒介中一个，大量经营者及开发人员连续研发运用用户的指纹而进行认证的装置及方式。
近来，与指纹识别装置相关，摆脱通过现有光学方式而认证了指纹的图像的方式，广泛进行产生超声波而掌握指纹的形式的所谓超声波方式的研究。
尤其，超声波压电传感器与现有的光学方式或静电容量方式相比，更强化安全性，因而，近来进行大量研究。
对于超声波压电传感器，在压电材料被施加电压时，压电材料发生振动，发生超声波并感应指纹。
对于现有的压电传感器，在施加电源所需的两个电极中的一个形成于压电传感器的上部，另一个形成于压电元件的下部。即，压电元件包括上部电极与下部电极。当前按如此方式两个电极形成于相互不同的方向，由此，在施加电压方面存在了很多困难。
现有技术文献
【专利文献】
(专利文献1)韩国公开专利10-2016-00831(2016.07.12.公开)
发明的内容
发明要解决的技术问题
本发明的目的在于提供一种将上部电极与下部电极配置在同一平面的压电传感器制造方法及利用其的压电传感器。
用于解决问题的技术方案
本发明的实施例的压电传感器制造方法包括如下步骤：刻蚀底板而形成包含多个凹槽的传感器阵列模式形式的模具；将压电材料注入至所述多个凹槽中里侧凹槽，将导电材料注入外侧凹槽；对所述注入的压电材料及导电材料进行烧结；刻蚀所述基板，以使所述压电材料及导电材料突出，从而，形成压电杆及导电杆；在所述基板填充绝缘材料而形成绝缘层；对所述绝缘层进行平坦化处理，直至所述压电杆及导电杆露出时为止；在所述压电材料及导电材料的第一面形成第一电极；在形成有所述第一电极的底板上粘结工艺基板；对所述底板进行平坦化处理，直至所述压电杆及导电杆露出时为止；及将第二电极形成于所述压电杆及导电杆的第二面。
并且，本发明的实施例的压电传感器制造方法，对于刻蚀底板而形成包含多个凹槽的传感器阵列模式形式的模具的步骤，还在所述底板的规定区域形成用于形成极化电极。
而且，在本发明的实施例的压电传感器制造方法中，将压电材料注入所述多个凹槽中里侧凹槽，将导电材料注入外侧凹槽的步骤包括将极化用导电材料注入至用于形成所述极化电极的凹槽的步骤。
并且，在本发明的实施例的压电传感器制造方法中，形成所述第一电极的步骤包括如下步骤：在所述压电杆及导电杆沉积金属层；在所述金属层涂覆光敏抗蚀剂；随着掩模图案曝光而去除所述光敏抗蚀剂的一部分区域；刻蚀去除所述光敏抗蚀剂的部分的金属层；及去除在刻蚀所述金属层之后余留的光敏抗蚀剂。
而且，在本发明的实施例的压电传感器制造方法中，形成所述第一电极的步骤包括如下步骤，在所述极化用导电材料沉积金属层而形成第一极化电极，并将所述第一极化电极与所述第一电极连接为一体。
并且，在本发明的实施例的压电传感器制造方法中，形成所述第二电极的步骤包括如下步骤，在所述绝缘层的第二面的规定区域形成第二极化电极。
并且，在本发明的实施例的压电传感器制造方法中，所述第二电极与所述第二极化电极连接为一体。
而且，在本发明的实施例的压电传感器制造方法中，所述第二电极以在所述压电杆形成的金属层与在所述导电杆形成的金属层被分离的方式形成。
并且，在本发明的实施例的压电传感器制造方法中，还包括如下向所述第一电极与第二电极施加极化电压而将压电材料激活的极化步骤。
并且，在本发明的实施例的压电传感器制造方法中，包括所述第二电极以与所述第一电极成垂直方向交叉的方式形成的步骤。
而且，在本发明的实施例的压电传感器制造方法中，形成所述第二电极的步骤包括如下步骤：在所述压电杆及导电杆沉积金属层；在所述金属层涂覆光敏抗蚀剂；随着掩模图案曝光而去除所述光敏抗蚀剂的一部分区域；对去除了所述光敏抗蚀剂的部分金属层进行刻蚀；及去除在对所述金属层进行刻蚀之后余留的光敏抗蚀剂。
并且，在本发明的实施例的压电传感器制造方法中，形成所述凹槽的步骤包括如下步骤：通过光刻技术工艺将传感器阵列形式的图案形成于底板的第一面；去除形成于底板的光敏抗蚀剂，并沉积绝缘膜；及对去除了所述光敏抗蚀剂的区域进行刻蚀，在所述基板按规定间距形成凹槽。
并且，在本发明的实施例的压电传感器制造方法中，所述烧结的步骤，在低温下进行第一时间段的烧结之后，在高温下进行第二时间段的烧结。
而且，在本发明的实施例的压电传感器制造方法中，所述低温为450℃至550℃。
而且，在本发明的实施例的压电传感器制造方法中，所述高温为1050℃至1300℃。
并且，在本发明的实施例的压电传感器制造方法中，所述导电材料包括碳复合材料、切割的碳纤维、等方性石墨材料、聚酰亚胺复合材料粉末、人造纤维类碳纤维中任一个。
而且，本发明的实施例的压电传感器包括：下部电极；压电杆，形成于所述下部电极上；导电杆，形成于所述压电杆的一侧面；上部电极，以与形成在所述压电杆上的所述下部电极交叉的方式配置，其中，所述下部电极通过所述导电杆而被施加电源。
发明的效果
根据本发明，压电传感器的上部电极与下部电极全部形成在同一面上。因此，能够更容易施加电压，并减少制造工艺。
并且，根据本发明，上部极化电极与下部极化电极全部形成在同一面。因此，能够更容易进行极化作业。
附图说明
图1为显示本发明的压电传感器的制造方法的流程图；
图2为具体显示形成模具步骤的流程图；
图3为显示刻蚀工艺也被执行的状态的底板10的立体图；
图4为具体显示将压电材料及导电材料在注入及烧结步骤(S11)中的注入步骤的附图；
图5为显示在注入了压电材料18及导电材料19的状态的底板10的立体图；
图6为显示通过化学机械抛光(CMP)工艺而进行平坦化处理的底板10的附图；
图7为显示通过所述方法完成刻蚀工艺(S12)状态的底板的立体图；
图8为显示涂覆绝缘层23状态的底板的附图；
图9为通过CMP工艺而刨削绝缘层23的上部而呈现的状态的附图；
图10为具体显示第一电极形成步骤(S14)的附图；
图11为显示形成第一电极26结束的状态的底板10的立体图；
图12为显示粘结工艺基板28的立体图；
图13为显示完成对底板10的CMP工艺的状态的附图；
图14为显示附着在工艺基板的电极的截面图；
图15为完成形成第二电极的工艺基板28的立体图；
图16为显示施加极化电压的结构的附图；
图17为显示在切割工艺之后完成的压电传感器的附图。
附图标记说明
10:基板 11:光敏抗蚀剂
12:掩模图案 14:凹槽
16:绝缘膜 18:压电材料
19:导电材料 20:压电杆
21、22:导电杆 23:传感器阵列图案
23:绝缘层 24:金属层
25:光敏抗蚀剂 26:第一电极
27:第一极化电极 28:工艺基板
30:第二电极 31:第二极化电极
具体实施方式
对于本发明的目的及技术结构及相应的作用效果的具体事项，通过根据本发明的说明书的附图的而进行的下面的具体的说明而变得明了。参照附图对本发明的实施例进行具体说明。
本说明书中公开的实施例并非以按限定本发明的范围而进行解释或不应被利用。对于该领域的普通技术人员，包含本说明书的实施例的说明具有各种应用。因此，在本发明的具体说明的记载的任意的实施例用于更具体说明本发明而例示，并且，本发明的范围并非通过实施例而限定。
显示在附图且在下面说明的功能块仅为可能实现的例子。在其它实现例中，在不脱离具体说明的思想及范围的范围内，能够使用其它功能块。并且，本发明的一个以上的功能块作为个别块显示，但本发明的功能块中一个以上为执行相同功能的各种硬件及软件结构的组合。
并且，对于包含任一结构传感器的表达为开放性的表达，仅为存在相应结构传感器，不应当理解为排除另外的结构传感器。
而且，在称任一结构传感器与其它结构传感器连接时，应当理解为其能够与其它结构传感器直接连接或联结，也能够在中间存在其它结构传感器。
并且，“第一、第二”等表达仅作为区分多个结构的用途使用，不限定结构之间的顺序或其它特征。
称某一部分与其它部分“连接”时，其包括“直接连接”的情况，也包括其中间间隔其它部件而“间接连接”的情况。并且，称某一部分“包含”某一结构传感器时，其在不存在特别排它性记载的情况下，并非排除其它结构传感器，而是也包括其它结构传感器。
图1为显示本发明的压电传感器的制造方法的流程图。
参照图1，压电传感器制造方法包括：形成模具步骤(S10)、注入压电材料及导电材料及烧结步骤(S11)、刻蚀底板步骤(S12)、形成绝缘层及平坦化处理步骤(S13)、形成第一电极步骤(S14)、粘结工艺基板步骤(S15)、形成第二电极步骤(S16)、极化步骤(S17)及切割步骤(S18)。
在对各个具体步骤进行具体研究时，形成模具步骤(S10)包括如图2所示的步骤。
模具的形成利用光刻技术(Photol ithography)工艺而形成。光刻技术是一种对将光照射至将所需的电路设计在玻璃板上制造为金属图案的掩模(mask)的圆板而生成的投影转写而复制至晶片上的技术，是将在半导体的制造工艺中设计的图案形成在晶片上的最重要的工艺。更具体地，按将感光剂组合物均匀涂覆至晶片的表面的涂覆(coating)工艺、从被涂覆的感光膜蒸发溶剂而在晶片的表面附着感光膜的软烘(soft baking)工艺、利用紫外线等光源而反复依次缩小投影掩模上的电路图案并曝光感光膜而将掩模的图案转写至感光膜上的曝光(light exposure)工艺、使用显影液有选择地去除随着对光源的露出而造成的感光而溶解度的差等物理性不同的部分的显影(development)工艺、在显影作业之后，将残留在晶片上的感光膜更紧密地黏着在晶片的硬烘(hard baking)工艺、根据被显影的感光膜的图案而对既定部位进行刻蚀的刻蚀(etch)工艺及在所述工艺之后将不必要的感光膜去除的剥除(stripe)工艺等进行。使用于半导体元件的物质即使暴露在光下，其特性也不会发生变化，由此，为了通过曝光工艺，将掩模圆板的电路设计转写至晶片，而需要媒介材料，将该媒介材料称为光敏抗蚀剂(photoresist，感光剂)。光敏抗蚀剂是一种利用接收特定波长的光而在显影液中的溶解度发生变化的特性，有选择去除后续显影处理过程中接收光的部分与未接收光的部分的物质。一般而言，光敏抗蚀剂利用显影液而借助光有选择地去除变化的部分，但接收光的部位通过显影液而容易溶解的情况被称之为正性抗蚀(positive resist)，反之称之为负性抗蚀(negative resist)。
在参照图2进行说明时，首先在准备的底板10沉积光敏抗蚀剂(S21)。底板10作为半导体基板，能够为单晶硅基板，但也能够为绝缘硅片(SOI：silicon-on-insulator)基板、锗(Ge)基板、镓-磷(GaP)基板、镓-砷(GaAs)基板、并未作特别限定。并且，使用圆状的硅晶片作为底板10。而且，光敏抗蚀剂11作为感光物质，通过照射既定波长的光而切实选择化学特性发生变化的物质而使用，并未作特别限定。在所述底板10上形成光敏抗蚀剂11的方法，例如，旋转涂覆方法、喷涂方法、浸泡(dip)涂覆方法，在此未作特别限定。有选择地，通过旋转涂覆等形成光敏抗蚀剂11之后，执行称之为薄膜预烘烤(PAB：post applied bake)的烘烤。通过所述烘烤，去除所述光敏抗蚀剂11内的一部分溶剂，在所述底板10稳定附着所述光敏抗蚀剂11。
然后，通过曝光/显影工艺而沿着图案去除光敏抗蚀剂。即，将附着有要制作的形状的掩模图案12的玻璃基板13排列在所述底板10上而使光敏抗蚀剂11曝光，从而，去除不存在掩模图案12的区域的光敏抗蚀剂(S22)。
通过曝光/显影工艺而曝光的部分的光敏抗蚀剂消失，且未曝光的部分残留在基板上(S23)。
在光敏抗蚀剂11被去除时，对去除了光敏抗蚀剂的区域的底板10进行刻蚀而形成多个凹槽14(S24)。所述多个凹槽14中两侧边缘部分为被注入导电材料的部分，除两侧边缘部分之外的里侧部分为注入压电材料的部分。所述两侧边缘部分为用于形成电极的部分，里侧部分为用于形成压电传感器的单元的部分。并且，虽未图示，但底板10中的未形成压电传感器阵列的规定区域形成用于形成极化电极的凹槽(图3的16a、16b)。在用于形成极化电极的凹槽注入导电材料。对于所述导电材料及压电材料的注入下面进行叙述。
对所述底板10进行刻蚀的刻蚀工艺分为湿式刻蚀法与干式刻蚀法。湿式刻蚀法是指利用化学溶液而与所述底板10的表面产生化学反应而去除所述底板10的一部分的方法。湿式刻蚀法为一般为等向性刻蚀(Isotropic etching)，因而，产生底切(undercut)，从而，难以形成准确的图案。并且，工艺控制困难，且限制能够刻蚀的线宽，并另外发生所生成的刻蚀溶液的处理问题。因此，更大量地使用干式刻蚀法，以弥补湿式刻蚀法的缺点。干式刻蚀法是指将反应气体注入真空腔体之后，施加能量而形成等离子体，并将其与底板10的表面发生化学或物理性反应，而去除底板10的一部分的工艺。在本实施例中，利用工艺控制容易，且能够进行各向异性刻蚀(Antisotropic ecthing)，并能够形成准确图案的干式刻蚀法。尤其，在干式刻蚀法中也能够使用物理性刻蚀即深反应离子刻蚀(DRIE：Deep reactiveion etching)工艺。DRIE工艺在将反应性气体注入真空腔体内之后，借助能量而分解气体，由此，产生等离子体。将在等离子体内产生的离子在电场加速而在所述底板10的表面上碰撞，而通过溅射进行刻蚀。
在对底板10的刻蚀结束的情况下，完全去除余留的光敏抗蚀剂11而完成模具的形成(S25)。此时，利用化学方法或等离子体而去除光敏抗蚀剂。
图3为显示刻蚀工艺也被执行的状态的底板10的立体图。
参照图3，能够确认到多个传感器阵列图案15在底板10被刻蚀而形成。并且，在底板10的边缘区域刻蚀而形成的凹槽16a、16b为用于施加极化电极的区域。用于形成所述极化电极的凹槽16a、16b为未形成底板10区域中的传感器阵列图案15的区域时，能够形成在任何地方。并且，在本实施例中，显示了形成有两个凹槽16a、16b的情况，也能够仅形成一个凹槽。
在模具的形成结束时，在所述凹槽注入压电材料及导电材料并烧结(S11)。
图4为具体显示注入压电材料及导电材料及烧结步骤(S11)中的注入步骤的附图。
参照图4，在将绝缘膜17沉积底板10之后，将压电材料18注入位于多个凹槽14中里侧的凹槽14a。使用二氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiNx)、氧化铝(Al2O3)等作为所述绝缘膜17的材料。作为绝缘膜沉积方法，通过物理气相沉积(Physical Vapor Deposition；PVD)方法或化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition；CVD)方法进行沉积而形成。另外，以溅射或电子束沉积法(e-beam evaportion)等为例作为PVD方法。
并且，使用PZT(锆钛酸铅，lead zirconate titanate)作为所述压电材料18，增加镧(La)而呈现透明化。压电材料18的注入方法如图显示所示，注入粉末(powder)状的压电材料，以在上面使用平坦的按压板而施加压力，以在所刻蚀的部分不发生缝隙的方式注入。此时，能够使用Jenoptik公司的HEX04等微热压印(Hot Embossing)设备而注入压电材料。
并且，在位于多个凹槽中的外层的凹槽14b注入导电材料。导电材料的注入通过与注入压电材料的方法相同的方法注入。
使用具有高耐热性的材料作为所述导电材料。为了将压电材料作为压电传感器运行，必须经过在高温下烧结工艺。使用碳复合材料种类或切割(chopping)的碳纤维作为高耐热性导电材料。
并且，使用等方性石墨材料等特殊石墨、聚酰亚胺复合材料粉末、人造纤维类碳纤维作为所述高耐热性导电材料
此外，在烧结工艺中，也能够使用能够保持导电性的各种材料的导电性物质。
在本实施例中，显示了首先注入压电材料18，并注入导电材料19的情况，注入顺序无关紧要。即，也能够首先注入导电材料19，根据情况也能够同时注入。
图5为显示注入了压电材料18及导电材料19的状态的底板10的立体图。
能够确认到，压电材料因被注入至多个凹槽中的里侧凹槽14a而形成于底板10的里侧区域，导电材料19因被注入至外侧凹槽14b而形成于底板10的外侧区域。
在压电材料18及导电材料19的注入结束时，烧结压电材料18及导电材料19(S11)。
烧结方法在低温下进行第一次烧结，而将压电材料，例如粘合剂烧尽，并在高温下进行第二次烧结。第一次烧结大致在450℃至550℃执行一个小时，第二次烧结大致在1200℃至1500℃执行两个小时。
如上所述，在烧结工艺结束时，在通过化学机械抛光(CMP：Chemical MechanicalPolishing)工艺而进行平坦化处理之后，对底板进行刻蚀而使得传感器阵列(array)图案突出(S12)。即，传感器的单元形成为支柱形状的压电杆(PZT rod)。
图6为显示通过CMP工艺平坦化的底板10的附图。
参照图6，形成由压电材料18形成的多个传感器阵列图案15，在各个传感器阵列图案15的一侧面形成导电材料19。并且，底板10的边缘规定区域形成由导电材料填充的区域19-1。在本实施例中，所述压电杆18以四方形进行了显示，但也能够形成圆形，且能够以各种形状实现。
并且，在进行刻蚀工艺时，在底板的特定区域形成掩模而相应部分未被刻蚀。刻蚀工艺如上所示，能够使用干式刻蚀(DRIE)工艺。
图7为显示通过所述方法而结束刻蚀工艺(S12)状态的底板的立体图。
参照图7，在底板10上形成多个压电杆20、在所述压电杆20的一侧面形成的第一导电杆21、及形成于底板10的边缘规定区域的第二导电杆22。所述多个压电杆20由传感器阵列模式形式形成。
所述第一导电杆21为用于施加第一电源的部分，所述第二导电杆22为用于施加第一极化电源的部分。
在底板10形成多个传感器阵列图案，且各个阵列作为一个超声波传感器运行。并且，在一个超声波传感器上多个单元形成为支柱形状。对于极化电极的形成及传感器电极的形成下面进行叙述。另外，第一导电杆21，为了方便，附图标记仅显示了一个，但同样适用于多个阵列图案。
通过所述工艺，在半导体刻蚀工艺(S12)结束时，在底板10的刻蚀的部分注入绝缘材料23而形成绝缘层，之后进行平坦化处理(S13)。
使用CMP工艺作为切削绝缘层的方法。对于所述绝缘材料，使用衰减高的超声波信号及进行电绝缘的材料，以用于在压电传感器运行时，信号的杂音及感应度达到最适合化。例如，使用环氧基。并且，进行平坦化工艺直至显示压电杆20及第一导电杆、第二导电杆21、22为止。
图8为显示涂覆有绝缘层23的状态的基板的附图，图9为显示通过CMP工艺而切割绝缘层23的上部而呈现的状态的附图。
参照图9，在压电杆20、第一导电杆21及第二导电杆22之间填充绝缘材料，并进露出一侧面。
在绝缘层的平坦化工艺(S13)结束时，形成第一电极(S14)。
图10为具体显示形成第一电极步骤(S14)的附图。
参照图10，首先在底板10沉积金属层24。使用溅射(sputtering)工艺作为沉积方法。
然后在涂覆光敏抗蚀剂25之后，随着掩模图案曝光而去除光敏抗蚀剂25的一部分区域，并对去除光敏抗蚀剂25的部分的金属层24进行刻蚀。此时，掩模图案使得全部涂覆压电杆20与导电杆21，而未形成杆20、21的区域的光敏抗蚀剂被去除。全部去除在金属层被刻蚀之后余留的光敏抗蚀剂而完成电极的形成。在刻蚀工艺之后，最后余留的金属层24执行第一电极的功能。
图10中虽未图示，但在第二导电杆22上也沉积金属层24而形成第一电极的一部分。即，此时，在底板10的边缘规定区域形成极化电极。
图11为显示完成第一电极26的形成的状态的底板10的立体图。
所述第一电极26为金属等导电性物质，根据需要，也能够通过印刷工艺形成。在具体研究第一电极时，包含铜、铝、金、银、镍、锡、锌及由铜、铝、金、银、镍、锡、锌的金构成的组中选择的物质的任一种。其作为代替现有的氧化铟锡(indium tin oxide，ITO)的物质，在价格方面有优势，且能够通过简单的工艺形成。并且，显示更优秀的导电性，从而，提高电极特性。并且，所述第一电极包括氧化铟锌(indium zinc oxide)、氧化铜(copper oxide)、氧化锡(tin oxide)、氧化锌(zinc oxide)、氧化钛(titanium oxide)等金属氧化物。并且，第一电极包括奈米线、感光性奈米线薄膜、碳纳米管(CNT)、石墨烯(graphene)、导电性聚合物或奈米线、感光性奈米线薄膜、碳纳米管(CNT)、石墨烯(graphene)、导电性聚合物的混合物。对于使用奈米线或碳纳米管(CNT)等纳米合成材料的情况，也能够形成为黑色，通过控制纳米粉末的含量，具有确保导电性并控制颜色和反射率的优点。或者所述第一电极包括各种金属。例如，所述电极(200)包括铬(Cr)、镍(Ni)、铜(Cu)、铝(Al)、银(Ag)、钼(Mo)、金(Au)、钛(Ti)及铬(Cr)、镍(Ni)、铜(Cu)、铝(Al)、银(Ag)、钼(Mo)、金(Au)、钛(Ti)的合金中的至少一种金属。
参照图11，能够确认到多个第一电极线26与第一极化电极27a、27b连接。第一电极26与第一极化电极27a、27b全部通过金属层24形成，但根据功能而赋予了不同的名称。
然后，在底板10上部粘结工艺基板(S15)。
图12为显示粘结有工艺基板28的立体图。
在形成第一电极之后，翻转所述底板10而在反面形成第二电极。工艺基板28需要用于该后续工艺。所述工艺基板28通过粘合剂与绝缘层23粘结。使用热硬化树脂、光学薄膜或光学树脂等各种粘合物质作为粘合剂。
在粘结工艺基板28时，工艺基板28向下，并向上翻转底板10，之后，将上部的底板10通过CMP工艺平坦化。此时，平坦化处理直至压电杆20及导电杆21、22露出。
图13为显示底板10的CMP工艺完成的状态的附图。
参照图13，在工艺基板28上仅形成绝缘层23，在绝缘层23之间形成压电杆20、导电杆21、22。
在CMP结束时，在所述压电杆及导电杆上形成第二电极(S16)。
第二电极形成方法通过与形成第一电极相同的方法形成。即，如图10显示所示，在金属层沉积之后，通过光刻技术工艺进行图案装饰之后的刻蚀的方法形成第二电极。此时，在绝缘层23的边缘规定区域形成用于施加极化电极的金属层而与第二电极一体形成。
图14为显示附着在工艺基板的电极的截面图。
参照图14，在工艺基板28上配置第一金属层24，并在第一电极上配置压电杆20及导电杆21，在该压电杆与导电杆20、21上配置第二金属层29。
所述第一金属层24构成第一电极，第二金属层29构成第二电极。第一电极与第二电极按相互垂直交叉的方向配置。
在图14上未显示极化电极，但极化电极部分也通过第二金属层形成。
图15为显示结束形成第二电极的工艺基板28的立体图。
参照图15，多个第二电极30线与第二极化电极31a、31b连接为一体。第二电极30与第二极化电极31a、31b为第二金属层29，但根据功能，赋予了相互不同的名称。
并且，在下部以与第二电极30交叉方向配置第一电极26。
所述第一电极26为下部电极，第二电极30为上部电极。同样地，第一极化电极27为下部极化电极，第二极化电极31为上部极化电极。在所述第一极化电极27的上部形成第二金属层。配置在第一极化电极上的第二金属层通过绝缘层23与第二电极30分离。
图16为显示施加极化电压的结构的附图。
极化(poling treatment)是指将高压的电压施加至压电材料而激活压电材料。也称为极化处理。在向压电元件施加高压的电压时，偶极(diepole)被按一定方向配置，并将该过程称为极化。偶极的大小相同，正负号相反的两个电荷平行配置。
如图16显示所示，向第一极化电极27及第二极化电极31施加电压，第一极化电极27与第二极化电极31配置在同一面，因而，容易施加极化电压。在施加极化电压时，将基板浸泡在硅油32而进行极化工艺。
此时，第一电极26与第一极化电极27连接，并且，第二电极30与第二极化电极31连接，由此，即使仅向第一极化电极27与第二极化电极30施加电压，也能够将电压施加至所有的压电杆20。
在结束极化工艺时，通过切割工艺而分离压电杆20阵列(S19)。即使通过切割工艺压电杆被分离，在各个压电杆也能附着不必要的工艺基板28。因工艺基板28由粘合物质粘结，在施加至一定温度以上的热量时，能够容易去除。
图17为显示在切割工艺后完成的压电传感器的附图。
参照图17，在绝缘层26上形成第一电极，在所述第一电极上形成有压电杆20与导电杆21。所述第一电极为未显示为下部电极的部分。在所述压电杆20及导电杆21上形成第二电极30。
所述第一电极配置在下部，但导电杆21突出至上部而能够从上部施加电源。能够确认到露出至外部且压电材料17通过绝缘物质23分离。
通过如上所述工艺，制造超声波压电传感器，通过该方法生成的压电传感器向第一电极与第二电极相同的方向露出，电线粘结作业与当前相比，具有比较容易的优点。
当然，如图17显示所示，第一电极与第二电极存在某一程度段差，但实际该段差细微，因而，在进行电线作业时不存在问题。
综上，对本发明的优选的实施例及应用例进行图示并进行了说明，但本发明并非限定于上述特定的实施例及应用例，在不脱离权利要求范围的本发明的要旨的情况下，本发明所属技术领域的普通技术人员能够进行各种变形实施，该变形实施不能理解为区分于本发明的技术思想或前景。

Claims (16)

1.一种压电传感器制造方法，其特征在于，
包括如下步骤：
刻蚀底板而形成包含多个凹槽的传感器阵列模式形式的模具；
将压电材料注入至所述多个凹槽中的里侧凹槽，并将导电材料注入外侧凹槽；
对所述注入的压电材料及导电材料进行烧结；
刻蚀所述底板，以使所述压电材料及导电材料突出，而形成压电杆及导电杆；
将绝缘材料填充至所述底板而形成绝缘层；
将所述绝缘层平坦化，直至所述压电杆及导电杆露出；
在所述压电材料及导电材料的第一面形成第一电极；
在形成有所述第一电极的底板上粘结工艺基板；
将所述底板平坦化，直至所述压电杆及导电杆露出；及
在所述压电杆及导电杆的第二面形成第二电极。
2.根据权利要求1所述的压电传感器制造方法，其特征在于，
刻蚀底板而形成包含多个凹槽的传感器阵列模式形式的模具的步骤，在所述底板的规定区域还形成用于形成极化电极的凹槽。
3.根据权利要求2所述的压电传感器制造方法，其特征在于，
将压电材料注入所述多个凹槽中的里侧凹槽，并将导电材料注入外侧凹槽的步骤包括将极化用导电材料注入用于形成所述极化电极的凹槽的步骤。
4.根据权利要求1所述的压电传感器制造方法，其特征在于，
形成所述第一电极的步骤包括如下步骤：
在所述压电杆及导电杆沉积金属层；
将光敏抗蚀剂涂覆在所述金属层；
随着掩模图案曝光而去除所述光敏抗蚀剂的一部分区域；
对去除了所述光敏抗蚀剂的部分的金属层进行刻蚀；及
去除在所述金属层刻蚀余留的光敏抗蚀剂。
5.根据权利要求3所述的压电传感器制造方法，其特征在于，
形成所述第一电极的步骤包括将金属层沉积在所述极化用导电材料而形成第一极化电极，并将所述第一极化电极与所述第一电极连接为一体。
6.根据权利要求2所述的压电传感器制造方法，其特征在于，
形成所述第二电极的步骤包括在所述绝缘层的第二面的规定区域形成第二极化电极的步骤。
7.根据权利要求6所述的压电传感器制造方法，其特征在于，
所述第二电极与所述第二极化电极连接为一体。
8.根据权利要求1所述的压电传感器制造方法，其特征在于，
所述第二电极以形成于所述压电杆的金属层与形成于所述导电杆的金属层分离的方式形成。
9.根据权利要求6所述的压电传感器制造方法，其特征在于，
还包括如下步骤：
向所述第一电极与第二电极施加极化电压而激活压电材料的极化步骤。
10.根据权利要求1所述的压电传感器制造方法，其特征在于，
所述第二电极以与所述第一电极垂直方向交叉方式形成。
11.根据权利要求1所述的压电传感器制造方法，其特征在于，
形成所述第二电极的步骤包括如下步骤：
在所述压电杆及导电杆沉积金属层；
在所述金属层涂覆光敏抗蚀剂；
随着掩模图案曝光而去除所述光敏抗蚀剂的一部分区域；
对去除所述光敏抗蚀剂的部分金属层进行刻蚀；及
去除在所述金属层刻蚀之后余留的光敏抗蚀剂。
12.根据权利要求1所述的压电传感器制造方法，其特征在于，
形成所述凹槽的步骤包括如下步骤：
通过光刻技术工艺在底板的第一面形成传感器阵列形式的图案；
去除在底板形成的光敏抗蚀剂并沉积绝缘膜；及
对去除了所述光敏抗蚀剂的区域进行刻蚀而在所述底板按规定间距形成凹槽。
13.根据权利要求1所述的压电传感器制造方法，其特征在于，
所述烧结的步骤是指在低温下进行第一时间段的烧结之后，在高温下进行第二时间段的烧结。
14.根据权利要求13所述的压电传感器制造方法，其特征在于，
所述低温为450℃至550℃。
15.根据权利要求13所述的压电传感器制造方法，其特征在于，
所述高温为1050℃至1300℃。
16.根据权利要求1所述的压电传感器制造方法，其特征在于，
所述导电材料包括碳复合材料、切割碳纤维、等方性石墨材料、聚酰亚胺复合材料粉末、人造纤维类碳纤维中任一种。
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