CN115598647A - 一种薄膜压电声压传感器和探测成像装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种薄膜压电声压传感器和探测成像装置，该薄膜压电声压传感器包括衬底以及位于衬底一侧的多个传感像元，多个传感像元沿第一方向排列，第一方向与衬底所在平面平行；传感像元包括多个敏感单元和输出电极，敏感单元与输出电极电连接；同一传感像元中的多个敏感单元沿第二方向排列，第二方向与衬底所在平面平行，且与第一方向相交；同一传感像元中，至少两个敏感单元的尺寸不同。本发明通过在薄膜压电声压传感器中设置多个传感像元，每个传感像元中设置至少两个不同尺寸的敏感单元，如此可以增加薄膜压电声压传感器工作在谐振状态下的带宽，保证了高灵敏度和高带宽的工作模式。

Description

一种薄膜压电声压传感器和探测成像装置

技术领域

本发明涉及水下探测成像技术领域，尤其涉及一种薄膜压电声压传感器和探测成像装置。

背景技术

随着图像声纳***发展，其分辨率逐步提高、功能逐渐丰富，在水下探测、定位导航、水下目标识别与跟踪、轨迹测量等场合得到了广泛的应用。

水下成像仪是基于水声学原理制造的水下探测成像的器件。水下成像仪发射的声波在水中传播，当遇到被测物体时，声波反射，水下成像仪的水听器阵列接收到被测物体反射的声波，根据声波声压，相位等信息，通过成像算法还原被测物体的尺寸、形状、距离等信息。

但是目前的水下成像仪存在传感芯片性能较差，工作带宽较窄，灵敏度不够的问题。

发明内容

本发明提供了一种薄膜压电声压传感器和探测成像装置，通过在传感像元中设置多个不同尺寸的敏感单元，增加了薄膜压电声压传感器工作在谐振状态下的带宽，保证了高灵敏度和高带宽的工作模式。

根据本发明的一方面，提供了一种薄膜压电声压传感器，其中，包括衬底以及位于衬底一侧的多个传感像元，多个传感像元沿第一方向排列，第一方向与衬底所在平面平行；传感像元包括多个敏感单元和输出电极，敏感单元与输出电极电连接；同一传感像元中的多个敏感单元沿第二方向排列，第二方向与衬底所在平面平行，且与第一方向相交；同一传感像元中，至少两个敏感单元的尺寸不同。

可选的，同一传感像元中，不同尺寸的敏感单元的数量相同。

可选的，同一传感像元中，相同尺寸的敏感单元串联设置或者并联设置；不同尺寸的敏感单元并联设置。

可选的，敏感单元包括设置于衬底中的真空腔室以及叠层设置于真空腔室远离衬底一侧的第一电极、压电层和第二电极；输出电极包括第一输出电极和第二输出电极，第一电极与第一输出电极电连接，第二电极与第二输出电极电连接。

可选的，至少第二电极和真空腔室的形状包括圆形。

可选的，第二电极和真空腔室为同心圆结构，且第二电极的半径R1’与真空腔室的半径R2’满足R1’/R2’=0.7。

可选的，敏感单元还包括设置于真空腔室与第一电极之间的半导体硅层；半导体硅层的厚度d1满足4µm≤d1≤6µm；第一电极包括钼电极，且第一电极的厚度d2满足0.1µm≤d2≤0.2µm；压电层的半高宽曲线峰值a满足a<0.3；第二电极包括钼电极，且第二电极的厚度d3满足0.1µm≤d3≤0.2µm。

可选的，任意两个传感像元中，敏感单元的设置方式相同；设置方式包括敏感单元的总数量、相同尺寸的敏感单元的数量以及多个敏感单元的排布方式。

可选的，沿第一方向，相邻两个传感像元之间的间距L1与传感像元的中心频率f满足L1=f/4。

可选的，薄膜压电声压传感器在第一方向上的尺寸为L2，在第二方向上的尺寸为L3；其中，1≤L2/ L3≤4。

可选的，薄膜压电声压传感器还包括电路板和封装层；电路板设置于衬底远离传感像元的一侧，且输出电极与电路板电连接；封装层设置于传感像元远离衬底的一侧，封装层包覆多个传感像元，且封装层的厚度d4满足0.95mm≤d4≤1.05 mm。

根据本发明的另一方面，提供了一种探测成像装置，其中，包括薄膜压电声压传感器；还包括发射换能器和成像仪，薄膜压电声压传感器设置于成像仪表面且与成像仪电连接；发射换能器用于出射探测声波；薄膜压电声压传感器用于接收待探测物体反射的声波信号并将声波信号转换为电压信号，并反馈电压信号至成像仪；成像仪用于根据电压信号确定待探测物体的探测信息。

可选的，探测成像装置包括多个薄膜压电声压传感器；多个薄膜压电声压传感器在成像仪表面阵列排布。

本发明通过在薄膜压电声压传感器中设置多个传感像元，每个传感像元中设置多个不同尺寸的敏感单元，由于敏感单元的谐振频率由敏感单元的尺寸决定，因此通过设置每个传感像元中设置至少两个不同尺寸的敏感单元，通过尺寸不同的敏感单元实现多谐振频点，增加了薄膜压电声压传感器工作在谐振状态下的带宽，保证了薄膜压电声压传感器具备高灵敏度和高带宽的工作模式，保证探测的精确性。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例提供的一种薄膜压电声压传感器的示意图；

图2是相关技术中提供的一种谐振频率下薄膜压电声压传感器的灵敏度仿真曲线图；

图3是根据本发明实施例提供的又一种谐振频率下薄膜压电声压传感器的灵敏度仿真曲线图；

图4是根据本发明实施例提供的一种敏感单元的结构示意图；

图5是根据本发明实施例提供的一种薄膜压电声压传感器的侧面示意图；

图6是根据本发明实施例提供的一种探测成像装置的结构示意图；

图7是根据本发明实施例提供的一种薄膜压电声压传感器阵列示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

图1是根据本发明实施例提供的一种薄膜压电声压传感器的示意图，如图1所示，本发明实施例提供的薄膜压电声压传感器100，包括衬底110以及位于衬底110一侧的多个传感像元120，多个传感像元120沿第一方向排列，第一方向与衬底110所在平面平行；传感像元120包括多个敏感单元121和输出电极122，敏感单元121与输出电极122电连接；同一传感像元120中的多个敏感单元121沿第二方向排列，第二方向与衬底110所在平面平行，且与第一方向相交；同一传感像元120中，至少两个敏感单元121的尺寸不同。

其中，衬底110可为由半导体材料制作而成的晶圆片，例如衬底110可以为硅衬底。半导体衬底有较高的稳定性，在半导体衬底的基础上设置传感像元120，有助于提高薄膜压电声压传感器的可靠性和稳定性。衬底110也可由其他半导体材料制作而成，本发明实施例对此不做限定。

其中，传感像元120可为薄膜压电声压传感器100中感应压力的像元，一个薄膜压电声压传感器100可设置多个传感像元120，如图1所示，多个传感像元120沿第一方向（如图中所示的x方向）排列，如此在薄膜压电声压传感器100的不同位置均可以进行压力感测。具体的，在薄膜压电声压传感器100中，首先由传感像元120感应到压力变化产生电压信号，再将电压信号通过输出电极122输出，如此实现压力的检测。

其中，敏感单元121可为传感像元120中具体的压力感应单元。一个传感像元120中可包含多个敏感单元121，如图1所示，同一传感像元120中的多个敏感单元121沿第二方向（如图中所示的y方向）排列，通过多个阵列排布的敏感单元121实现不同位置上的压力感测。进一步的，由于敏感单元121工作在谐振状态下，敏感单元121除尺寸外的其他参数相同，所以敏感单元121的谐振频率由其尺寸决定，不同尺寸的敏感单元121决定不同的谐振频率。图2是相关技术中提供的一种谐振频率下薄膜压电声压传感器的灵敏度仿真曲线图，如图2所示，在薄膜压电声压传感器100中设置单一尺寸的敏感单元121，当薄膜压电声压传感器100工作在谐振状态下时，灵敏度高但是带宽较小，实际应用时不能满足精度及准确度要求。进一步的，图3是根据本发明实施例提供的另一种谐振频率下薄膜压电声压传感器的灵敏度仿真曲线图，如图3所示，为了增加薄膜压电声压传感器100在谐振频率下的带宽，本发明实施例创造性的在传感像元120中设置至少两个不同尺寸的敏感单元121，每一个尺寸的敏感单元121对应一谐振频点，多个不同尺寸的敏感单元实现了单个薄膜压电声压传感器100具有多谐振频点的特性，既保证高灵敏度又实现了高带宽工作模式。

需要说明的是，本发明实施例对薄膜压电声压传感器中包括的传感像元的数量不进行限定，并且对同一传感像元中包括的敏感单元的数量不进行限定，对同一传感像元中包括的不同尺寸的敏感单元的数量也不进行限定，可以根据探测带宽的要求、敏感单元的尺寸以及薄膜压电声压传感器的尺寸可以设置传感像元的数量以及敏感单元的数量。可以理解的是，由于敏感单元的谐振频率由其尺寸决定，因此不同尺寸的敏感单元的数量越多，薄膜压电声压传感器的多谐振频点特性越好，同时薄膜压电声压传感器的制备工艺越复杂。因此可以综合薄膜压电声压传感器的探测带宽需求以及工艺难度，合理设置薄膜压电声压传感器中不同尺寸的敏感单元的数量，本发明实施例对此不进行限定，图1仅以一个传感像元120中设置四种不同尺寸的敏感单元121为例进行说明。例如，传感像元120中最大尺寸敏感单元121半径为R1，最小尺寸敏感单元121半径为R4，传感像元120的工作频率和工作带宽由R1和R4共同决定。

综上所述，本发明实施例提供的薄膜压电声压传感器，通过在薄膜压电声压传感器的传感像元中设置至少两个尺寸不同的敏感单元，通过不同尺寸敏感单元提升了薄膜压电声压传感器在谐振状态下对于压力变化的灵敏度，同时获得了更宽的工作带宽，提升探测精度。

可选的，继续参考图1所示，同一传感像元120中，不同尺寸的敏感单元121的数量相同。

其中，在同一传感像元120中需保证不同尺寸敏感单元121的分布数量相同。

示例性的，同一传感像元120中不同尺寸的敏感单元121的数量相同，可以理解为同一传感像元120包含有相同数量的不同尺寸的敏感单元121，例如对于任一尺寸的敏感单元，均包括2个，或者均包括3个或者其他数量，如此可以保证单个传感像元120在不同的频点处具备相同或者相近的灵敏度，即保证单个传感像元120的带内平坦度和频率响应的一致性，保证传感像元120的感测效果良好。以图1所示的薄膜压电声压传感器为例，在每个传感像元120中设置四种不同尺寸的敏感单元121。不同尺寸的敏感单元121可为边长不同的矩形结构、半径不同的圆形结构等，在此不对敏感单元121的形状做具体限定。例如，以图1所示的圆形为例，敏感单元121尺寸半径分别为R1，R2，R3和R4，每种尺寸敏感单元121为两个，保证单个传感像元120的带内平坦度和频率响应的一致性良好。

可选的，继续参考图1所示，同一传感像元120中，相同尺寸的敏感单元121串联设置或者并联设置；不同尺寸的敏感单元121并联设置。

根据探测需求，相同尺寸的敏感单元121可以串联设置或者并联设置；不同尺寸的敏感单元121并联设置，如此不同尺寸的敏感单元121对应的带宽相互叠加得到较大的带宽范围。以图1所示的薄膜压电声压传感器为例，敏感单元121形状为圆形，在每个传感像元120中设置四种不同尺寸的敏感单元121，每种尺寸敏感单元121为两个。其中，敏感单元121尺寸半径分别为R1，R2，R3和R4，其中R1为尺寸最大敏感单元121，R4为尺寸最小敏感单元121。分别将同一个传感像元120中的R1尺寸，R2尺寸，R3尺寸，R4尺寸敏感单元121串联或者并联设置，即同一尺寸的敏感单元121串联或者并联，再将R1，R2，R3和R4尺寸的敏感单元121并联，最终并联后的上下电极与输出电极122连接。此时，传感像元120的工作频率和工作带宽由R1和R4共同决定。如此通过对传感像元中敏感单元连接方式的限定，利用不同尺寸的敏感单元并联组成传感像元，增加了单个传感像元的工作频率和工作带宽。

可选的，继续参考图1所示，任意两个传感像元120中，敏感单元121的设置方式相同；设置方式包括敏感单元121的总数量、相同尺寸的敏感单元121的数量以及多个敏感单元121的排布方式。

其中，敏感单元121的排布方式可为每个传感像元120中不同尺寸的敏感单元121沿第二方向（如图中所示的y方向）排布的顺序。示例性的，还以敏感单元121圆形为例，在衬底110两侧分别沿第一方向设置四个传感像元120，每个传感像元120中沿y方向设置四种不同尺寸的敏感单元121，每种尺寸敏感单元121为两个。其中，敏感单元121尺寸半径分别为R1，R2，R3和R4，其中R1为尺寸最大敏感单元，R4为尺寸最小敏感单元。传感像元120中不同尺寸敏感单元121排列中心镜像对称设置，中间的敏感单元121尺寸最大，半径为R1，越靠近衬底上下边缘敏感单元121的尺寸越小，衬底110上下边缘敏感单元121尺寸最小，半径为R4。实际产品中，可根据带内的平坦度要求，在尺寸最大敏感单元121和尺寸最小敏感单元121之间分布不同数量和尺寸的敏感单元121，带内平坦度要求越高，分布敏感单元121数量越多。

本发明实施例中，任意两个传感像元中的敏感单元设置方式相同可保证每个传感像元的工作频率与工作带宽一致，避免每个传感像元中敏感单元设置方式不同导致频率响应不同和灵敏度分布不均的问题。

可选的，继续参考图1所示，沿第一方向，相邻两个传感像元120之间的间距L1与传感像元120的中间频率f满足L1=f/4。

其中，不同工作频率和工作带宽需要的相邻两个传感像元120之间的间距L1不同。

将相邻两个传感像元120之间的间距L1设定为传感像元120中间频率的四分之一，可保证传感像元120在工作模式下输出信号稳定性及准确性。

可选的，继续参考图1所示，薄膜压电声压传感器100在第一方向上的尺寸为L2，在第二方向上的尺寸为L3；其中，1≤L2/ L3≤4。

具体的，薄膜压电声压传感器100中的传感像元120分布数量由探测需求以及探测精度决定，薄膜压电声压传感器100中传感像元120的数量决定了薄膜压电声压传感器100在第一方向上的尺寸L3，传感像元120中敏感单元121的数量决定了薄膜压电声压传感器100在y方向上的尺寸为L3。考虑到薄膜压电声压传感器100的可靠性及工艺上的可实现性，可以设置薄膜压电声压传感器100在第一方向上的尺寸L2以及在第二方向上的尺寸L3满足1≤L2/L3≤4，即薄膜压电声压传感器100在第一方向上的尺寸大于其在第二方向上的尺寸，同时小于第二方向上尺寸的4倍，如此保证了薄膜压电声压传感器的可靠性及工艺上的可实现性。

可选的，图4是根据本发明实施例提供的一种敏感单元的结构示意图，如图4所示，敏感单元121包括设置于衬底110中的真空腔室1211以及叠层设置于真空腔室1211远离衬底110一侧的第一电极1212、压电层1213和第二电极1214；输出电极122包括第一输出电极1221和第二输出电极1222，第一电极1212与第一输出电极1221电连接，第二电极1214与第二输出电极1222电连接。

其中，压电层1213可为敏感单元121感应压力变化时，产生形变并聚集电荷的结构。真空腔室1211可为敏感单元121中感应压力变化的部件。第一电极1212可为敏感单元121的负极，第二电极1214可为敏感单元121的正极；输出电极122中的第一输出电极1221可为传感像元120的负极，第二输出电极1222可为传感像元120的正极。或者，第一电极1212可为敏感单元121的正极，第二电极1214可为敏感单元121的负极；输出电极122中的第一输出电极1221可为传感像元120的正极，第二输出电极1222可为传感像元120的负极。敏感单元121中真空腔室1211和压电层1213感应到压力变化产生形变，压电层1213的电压信号通过第一电极1212和第二电极1214输出至第一输出电极1221和第二输出电极1222，保证敏感单元121可以正常感测压力信号，根据压力信号输出与之匹配的电压信号。

需要说明的是，第一电极1212中还可包括第一电极的输出端1217，用于连接第一电极1212和第一输出电极1221；第二电极1214中还可包括第二电极的输出端1216，用于连接第二电极1214和第二输出电极1222，保证电压信号正常传输。

可选的，继续参考图4所示，至少第二电极1214和真空腔室1211的形状包括圆形。

具体的，第二电极1214和真空腔室1211的形状可设置为圆形，如此不仅保证在制作过程中形成的尺寸结构更加均匀，降低制作对制造精度要求，圆形结构相比于其他几何结构，在同种电压信号作用下，圆形结构可获得最大的振动面积，灵敏度更好。

可选的，继续参考图4所示，第二电极1214和真空腔室1211为同心圆结构，且第二电极1214的半径R1’与真空腔室1211的半径R2’满足R1’/R2’=0.7。

具体的，不同尺寸敏感单元121对应不同尺寸的真空腔室1211和第二电极1214。不同半径比例的第二电极1214和真空腔室1211对不同电压信号的灵敏度不同，主要体现在敏感单元121的形变量和电荷分布量上。在第二电极1214的半径R1’与真空腔室1211的半径R2’满足R1’/R2’=0.7时，敏感单元121能够保持较高的灵敏度。

可选的，继续参考图4所示，敏感单元121还包括设置于真空腔室1211与第一电极1212之间的半导体硅层1215；半导体硅层1215的厚度d1满足4µm≤d1≤6µm；第一电极1212包括钼电极，且第一电极1212的厚度d2满足0.1µm≤d2≤0.2µm；压电层1213的半高宽曲线峰值a满足a<0.3；第二电极1214包括钼电极，且第二电极1214的厚度d3满足0.1µm≤d3≤0.2µm。

具体的，在相同电压信号条件下敏感单元121中半导体硅层1215的厚度和电极的厚度越厚，敏感单元121表现的形变量越小灵敏度越低。结合工艺上的可实现性并保证高可靠性和高灵敏度，可设定半导体硅层1215的厚度d1满足4µm≤d1≤6µm；第一电极1212的厚度d2满足0.1µm≤d2≤0.2µm；压电层1213的半高宽曲线峰值a满足a<0.3；第二电极1214的厚度d3满足0.1µm≤d3≤0.2µm。

并且，第一电极1212和第二电极1214可包括钼电极，保证电压信号层传输过程中的损耗小，保证探测精度高。

示例性的，继续参考图4所示，制作敏感单元121的流程可为：首先在衬底110上刻蚀凹槽腔体，然后在真空环境下用半导体硅层1215通过硅硅键合的工艺实现真空腔室1211结构。在半导体硅层1215上通过溅射、光刻、湿法蚀刻等工艺，制作出第一电极1212、压电层1213、第二电极1214。

通过调整敏感单元中半导体硅层的厚度、电极材料、电极厚度和压电层参数，保证了敏感单元的高可靠性和高灵敏度特性。

可选的，图5是根据本发明实施例提供的一种薄膜压电声压传感器的侧面示意图，如图5所示，薄膜压电声压传感器100还包括电路板200和封装层300；电路板200设置于衬底110远离传感像元120的一侧，且输出电极122与电路板200电连接；封装层300设置于传感像元120远离衬底110的一侧，封装层300包覆多个传感像元120，且封装层300的厚度d4满足0.95mm≤d4≤1.05 mm。

其中，电路板200可为印制电路板（Printed Circuit Board，PCB） ，用于对电压信号进行提取和处理。将输出电极122输出的电压信号传输到电路板200，再由电路板200输送至成像***中。

其中，封装层300用于保证薄膜压电声压传感器100在水下工作时的水密性和性能稳定性。

示例性的，封装层300的材料可为聚氨酯，通过将薄膜压电声压传感器100包裹固化的方式，使其一体成型。由于封装层300同步作用在谐振工作频率下，所以封装层300的材料、厚度、残余应力等都会影响谐振频率。所以在保证材料成分，固化条件不变的前提下，要保证封装层300厚度的一致性，需保证封装层300的厚度d4满足0.95mm≤d4≤1.05 mm。

通过限定电路板的连接方式和封装层的厚度，在保证薄膜压电声压传感器水密性的同时，提高了薄膜压电声压传感器的信噪比。

本发明实施例通过在薄膜压电声压传感器中设置多个传感像元，每个传感像元中设置多个不同尺寸的敏感单元，通过尺寸不同的敏感单元实现多谐振频点，增加了薄膜压电声压传感器工作在谐振状态下的带宽，保证了薄膜压电声压传感器具备高灵敏度和高带宽的工作模式，保证探测的精确性。

基于同样的发明构思，本发明实施例还提供了一种探测成像装置，具体的，图6为本发明实施例提供的一种探测成像装置的结构示意图。如图6所示，该装置包括薄膜压电声压传感器100；还包括发射换能器400和成像仪401，薄膜压电声压传感器100设置于成像仪401表面且与成像仪401电连接；发射换能器400用于出射探测声波；薄膜压电声压传感器100用于接收待探测物体402反射的声波信号并将声波信号转换为电压信号，并反馈电压信号至成像仪401；成像仪401用于根据电压信号确定待探测物体402的探测信息。

具体的，探测成像装置中发射换能器400出射探测声波，当遇到待探测物体402时，声波反射，探测成像装置的薄膜压电声压传感器100接收到待探测物体402反射的声波，根据声波声压，相位等信息，通过成像算法还原待探测物体402的尺寸、形状、距离等信息。

可选的，如图7所示，探测成像装置包括多个薄膜压电声压传感器100；

多个薄膜压电声压传感器100在成像仪401表面阵列排布。

具体的，受薄膜压电声压传感器100工艺的限制，单个薄膜压电声压传感器100所具有的传感像元120是有限的，将多个薄膜压电声压传感器100在成像仪401表面阵列排布，可以得到更大的分辨率，实现传感像元120的扩展。

本发明实施例的探测成像装置，通过在成像仪表面阵列排布多谐振频点的薄膜压电声压传感器，提高了探测成像装置的灵敏度，同时提升了探测成像***的准确性。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (13)

1.一种薄膜压电声压传感器，其特征在于，包括衬底以及位于所述衬底一侧的多个传感像元，多个所述传感像元沿第一方向排列，所述第一方向与所述衬底所在平面平行；

所述传感像元包括多个敏感单元和输出电极，所述敏感单元与所述输出电极电连接；同一所述传感像元中的多个所述敏感单元沿第二方向排列，所述第二方向与所述衬底所在平面平行，且与所述第一方向相交；

同一所述传感像元中，至少两个所述敏感单元的尺寸不同。

2.根据权利要求1所述的薄膜压电声压传感器，其特征在于，同一所述传感像元中，不同尺寸的所述敏感单元的数量相同。

3.根据权利要求1所述的薄膜压电声压传感器，其特征在于，同一所述传感像元中，相同尺寸的所述敏感单元串联设置或者并联设置；

不同尺寸的所述敏感单元并联设置。

4.根据权利要求1所述的薄膜压电声压传感器，其特征在于，所述敏感单元包括设置于所述衬底中的真空腔室以及叠层设置于所述真空腔室远离所述衬底一侧的第一电极、压电层和第二电极；

所述输出电极包括第一输出电极和第二输出电极，所述第一电极与所述第一输出电极电连接，所述第二电极与所述第二输出电极电连接。

5.根据权利要求4所述的薄膜压电声压传感器，其特征在于，至少所述第二电极和所述真空腔室的形状包括圆形。

6.根据权利要求5所述的薄膜压电声压传感器，其特征在于，所述第二电极和所述真空腔室为同心圆结构，且所述第二电极的半径R1’与所述真空腔室的半径R2’满足R1’/R2’=0.7。

7.根据权利要求4所述的薄膜压电声压传感器，其特征在于，所述敏感单元还包括设置于所述真空腔室与所述第一电极之间的半导体硅层；

所述半导体硅层的厚度d1满足4µm≤d1≤6µm；

所述第一电极包括钼电极，且所述第一电极的厚度d2满足0.1µm≤d2≤0.2µm；

所述压电层的半高宽曲线峰值a满足a<0.3；

所述第二电极包括钼电极，且所述第二电极的厚度d3满足0.1µm≤d3≤0.2µm。

8.根据权利要求1所述的薄膜压电声压传感器，其特征在于，任意两个所述传感像元中，所述敏感单元的设置方式相同；

所述设置方式包括所述敏感单元的总数量、相同尺寸的所述敏感单元的数量以及多个所述敏感单元的排布方式。

9.根据权利要求1所述的薄膜压电声压传感器，其特征在于，沿所述第一方向，相邻两个所述传感像元之间的间距L1与所述传感像元的中心频率f满足L1=f/4。

10.根据权利要求1所述的薄膜压电声压传感器，其特征在于，所述薄膜压电声压传感器在所述第一方向上的尺寸为L2，在所述第二方向上的尺寸为L3；

其中，1≤L2/ L3≤4。

11.根据权利要求1所述的薄膜压电声压传感器，其特征在于，所述薄膜压电声压传感器还包括电路板和封装层；

所述电路板设置于所述衬底远离所述传感像元的一侧，且所述输出电极与所述电路板电连接；

所述封装层设置于所述传感像元远离所述衬底的一侧，所述封装层包覆多个所述传感像元，且所述封装层的厚度d4满足0.95mm≤d4≤1.05 mm。

12.一种探测成像装置，其特征在于，包括权利要求1-11任一项所述的薄膜压电声压传感器；

还包括发射换能器和成像仪，所述薄膜压电声压传感器设置于所述成像仪表面且与所述成像仪电连接；

所述发射换能器用于出射探测声波；

所述薄膜压电声压传感器用于接收待探测物体反射的声波信号并将所述声波信号转换为电压信号，并反馈所述电压信号至所述成像仪；

所述成像仪用于根据所述电压信号确定所述待探测物体的探测信息。

13.根据权利要求12所述的探测成像装置，其特征在于，所述探测成像装置包括多个所述薄膜压电声压传感器；

多个所述薄膜压电声压传感器在所述成像仪表面阵列排布。

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