JP2018501719A - 2端子cmutデバイス - Google Patents
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Abstract
Description
を有する、容量性マイクロマシン加工超音波トランスジューサデバイスを製造するための方法を提供することにある。
Claims (15)
- 第一の電極に結合されるメンブレンと、第二及び第三の電極に結合され、その間にガス又は真空キャビティを備えて前記メンブレンに対向する基板とを有する、少なくとも1つの容量性マイクロマシン加工超音波トランスジューサデバイスを含む超音波アレイであって、前記第二の電極は周辺領域において前記第一の電極に対向し、前記第三の電極は中央領域において前記第一の電極に対向する、超音波アレイと、
前記アレイに結合され、(a)前記少なくとも一つの容量性マイクロマシン加工超音波トランスジューサデバイスの前記第一及び第三の電極に直流電圧を印加することによって、前記メンブレンが前記中央領域において前記基板に崩壊される崩壊状態に前記メンブレンをもたらし、(b)前記少なくとも一つの容量性マイクロマシン加工超音波トランスジューサデバイスの前記第一及び第二の電極に、容量性マイクロマシン加工超音波トランスジューサ動作周波数を有する交流電圧を印加することによって前記容量性マイクロマシン加工超音波トランスジューサデバイスを活性化する、少なくとも1つの駆動回路と
を有する超音波システムにおいて、
前記アレイの前記少なくとも一つの容量性マイクロマシン加工超音波トランスジューサデバイスにおいて、前記第三の電極は、前記メンブレンが前記崩壊状態にあり、前記容量性マイクロマシン加工超音波トランスジューサデバイスが動作周波数で活性化されるとき、前記第一及び第二の電極の間の交流インピーダンスより高いインピーダンス値を有するハイインピーダンス抵抗を介して前記第二の電極に電気的に結合される、超音波システム。 - 前記アレイにおける二つ又はそれより多くの容量性マイクロマシン加工超音波トランスジューサデバイスの前記第二の電極及び前記第三の電極は単一のハイインピーダンス抵抗に結合される、請求項1に記載の超音波システム。
- 前記ハイインピーダンス抵抗は、10kオーム及び5Mオームの間、又は特に500kオーム及び1Mオームの間のインピーダンス値を有する、請求項1に記載の超音波システム。
- 前記駆動回路は直流電源及び交流電源を有する、請求項1に記載の超音波システム。
- 前記ハイインピーダンス抵抗は、7nmより薄いか又はそれに等しい厚さ、又は特に2nm及び4nmの間の厚さを有する薄膜層を有する、請求項1に記載の超音波システム。
- 前記薄膜層はTiNである、請求項5に記載の超音波システム。
- 前記薄膜層は原子層堆積技術によって堆積される、請求項5乃至7の何れか一項に記載の超音波システム。
- 超音波システムにおける使用のための容量性マイクロマシン加工超音波トランスジューサデバイスであって、前記デバイスは、第一の電極に結合されるメンブレンと、第二及び第三の電極に結合され、その間にガス又は真空キャビティを備えて前記メンブレンに対向する基板とを有し、前記第二の電極は周辺領域において前記第一の電極に対向し、前記第三の電極は中央領域において前記第一の電極に対向し、
前記デバイスに結合され、(a)前記第一及び第三の電極に直流電圧を印加することによって、前記メンブレンが前記中央領域において前記基板に崩壊される崩壊状態に前記メンブレンをもたらし、(b)前記第一及び第二の電極に、容量性マイクロマシン加工超音波トランスジューサ動作周波数を有する交流電圧を印加することによって前記容量性マイクロマシン加工超音波トランスジューサデバイスを活性化する、少なくとも1つの駆動回路
を有し、
前記第三の電極は、前記メンブレンが前記崩壊状態にあり、前記容量性マイクロマシン加工超音波トランスジューサデバイスが動作周波数で駆動されるとき、前記第一及び第二の電極の間の交流インピーダンスより高いインピーダンス値を有するハイインピーダンス抵抗を介して前記第二の電極に電気的に結合される、容量性マイクロマシン加工超音波トランスジューサデバイス。 - 基板を提供するステップと、
前記基板に組み込まれる第三及び第二の電極を規定するパターン化電極層を提供するステップと、
ガス又は真空キャビティを規定するステップと、
前記基板に対向するメンブレンに、その間のギャップを提供するステップと、
前記第二の電極は周辺領域において第一の電極に対向し、前記第三の電極は中央領域において前記第一の電極に対向するように、前記メンブレンに組み込まれる前記第一の電極を規定する、パターン化される第一の電極層を提供するステップと、
前記第一の電極を前記第二及び第三の電極から絶縁分離する絶縁層を提供するステップと、
原子層堆積技術を適用することによってハイインピーダンス抵抗の薄膜層を提供するステップと、
前記ハイインピーダンス抵抗を介して前記第三の電極を前記第二の電極に電気的に結合するステップと
を有する、容量性マイクロマシン加工超音波トランスジューサデバイスを製造するための方法。 - 前記ガス又は真空キャビティを規定するステップは、犠牲層リリースプロセス及びウエハボンディングプロセスの1つを有する、請求項9に記載の容量性マイクロマシン加工超音波トランスジューサデバイスを製造するための方法。
- 前記ハイインピーダンス層はTiN層を有する、請求項10に記載の容量性マイクロマシン加工超音波トランスジューサデバイスを製造するための方法。
- 前記絶縁層を提供するステップは前記原子層堆積技術で高k誘電層を堆積させるステップを有する、請求項10に記載の容量性マイクロマシン加工超音波トランスジューサデバイスを製造するための方法。
- 前記層を提供するすべてのステップが前記原子層堆積技術を有する、請求項9に記載の容量性マイクロマシン加工超音波トランスジューサデバイスを製造するための方法。
- 崩壊領域キャパシタを変化させるために、前記絶縁層の材料選択及び厚さを調整するステップを更に有する、請求項9に記載の容量性マイクロマシン加工超音波トランスジューサデバイスを製造するための方法。
- 前記調整するステップは前記絶縁層の厚さの低減及びより高い誘電率材料の選択を介して前記崩壊領域キャパシタの増加をもたらす、請求項14に記載の容量性マイクロマシン加工超音波トランスジューサデバイスを製造するための方法。
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