電聲轉(zhuǎn)換器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 示例性實施方式涉及電聲轉(zhuǎn)換器，更具體地，涉及微加工的電聲轉(zhuǎn)換器。
【背景技術(shù)】
[0002] 電聲轉(zhuǎn)換器是將電能轉(zhuǎn)換成聲能或者將聲能轉(zhuǎn)換成電能的裝置，并且可W包括超 聲轉(zhuǎn)換器和麥克風(fēng)。微加工的電聲轉(zhuǎn)換器是利用微機電系統(tǒng)（MEM巧的轉(zhuǎn)換器。微加工的 電聲轉(zhuǎn)換器的一典型示例是微加工的超聲轉(zhuǎn)換器（MUT)，其是將電信號轉(zhuǎn)換成超聲信號或 者將超聲信號轉(zhuǎn)換成電信號的裝置。MUT可W基于其轉(zhuǎn)換方法而分為壓電MUT(pMUT)、電容 MUT(cMUT)W及磁MUT(mMUT)。
[000引 pMUT主要在過去使用。近來，cMUT因其諸如傳送/接收寬帶信號的性能、利用半 導(dǎo)體工藝批量生產(chǎn)的益處、W及與電路集成的性能的優(yōu)點而越來越多地在開發(fā)中。因此，cMUT被廣泛地用于醫(yī)療影像診斷裝置或傳感器中。
[0004] 近來，隨著對于不同類型的超聲信號采集方法和產(chǎn)生的圖像諸如B-模式圖像、多 普勒圖像、諧波圖像、W及光聲圖像（其可獲得W用于超聲診斷中）的需求增長，具有寬帶 特性的超聲設(shè)備越來越多地在開發(fā)中。此外，為了涵蓋具有不同尺寸和深度的各種器官諸 如腹部、也臟W及甲狀腺的診斷，具有寬帶特性的超聲設(shè)備的開發(fā)是必需的。相比于一般的 壓電超聲轉(zhuǎn)換器，雖然cMUT能夠收發(fā)寬帶信號，但是其在接收整機頻帶方面存在限制。因 此，通過結(jié)合具有不同諧振頻率的單元來實現(xiàn)寬帶的方法正在開發(fā)中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 提供一種微加工的電聲轉(zhuǎn)換器。
[0006] 附加的方面將在W下的描述中被部分地闡述，并且部分地將從該描述顯見，或者 可W通過所給出的示例性實施方式的實踐而知悉。
[0007] 根據(jù)一個或多個示例性實施方式的一方面，一種電聲轉(zhuǎn)換器包括多個元件，其中 多個元件中的每個包括多個單元，多個單元中的至少一個包括形成在膜中的溝槽。
[0008] 多個元件中的每個可W包括第一頻帶，該第一頻帶比構(gòu)成相應(yīng)元件的多個單元中 的每個的相應(yīng)頻帶寬。
[0009] 對于多個元件中的每個，多個單元中的包括溝槽的所述至少一個單元的頻率特性 可W基于所述溝槽的數(shù)量、形狀、尺寸和位置當(dāng)中的至少一種而改變。
[0010] 對于多個元件中的每個，多個單元中的至少兩個單元可W包括不同數(shù)量的溝槽。
[0011] 對于多個元件中的每個，溝槽的平面形狀可W包括圓形和多邊形當(dāng)中的至少一 種。
[0012] 對于多個元件中的每個，溝槽的截面形狀可W包括矩形、H角形和半圓形當(dāng)中的 至少一種。
[0013] 對于多個元件中的每個，膜可W包括娃。
[0014] 多個元件可W布置成相應(yīng)的二維布置，并且多個單元可W布置成相應(yīng)的二維布 置。
[0015] 對于多個元件中的每個，多個單元中的每個可W具有相同的尺寸。
[0016] 多個單元中的每個可W包括；襯底；支撐件，設(shè)置在襯底上并且包括腔；膜，配置 為覆蓋腔；W及電極，設(shè)置在膜的上表面上。
[0017] 根據(jù)一個或多個示例性實施方式的另一方面，一種電聲轉(zhuǎn)換器的元件包括；多個 單元，包括第一單元和第二單元，其中第一單元和第二單元具有相同的尺寸，第一單元的頻 率特性不同于第二單元的頻率特性。
[0018] 第一單元和第二單元的每個可W包括相應(yīng)的膜，第一單元和第二單元當(dāng)中的至少 一個可W包括形成在相應(yīng)的膜的上表面和下表面當(dāng)中的至少一個中的溝槽。
[0019] 根據(jù)一個或多個示例性實施方式的另一方面，一種電聲轉(zhuǎn)換器包括多個元件，其 中多個元件中的每個包括多個單元，其中，對于多個元件中的每個，多個單元中的每個包 括：襯底；支撐件，設(shè)置在襯底上并且包括腔；膜，配置為覆蓋腔；W及電極，設(shè)置在膜的上 表面上，并且其中，對于多個元件中的每個，多個單元中的至少一個包括形成在膜中的溝 槽。
【附圖說明】
[0020] 該些和/或其它方面將從W下結(jié)合附圖對示例性實施方式的描述而變得明顯并 且更易于理解，在附圖中：
[0021] 圖1為根據(jù)示例性實施方式的電聲轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換器芯片的平面圖；
[0022] 圖2為圖1中所示的元件的平面圖；
[002引圖3A為沿著圖2的線A-A'截取的截面圖；
[0024]圖3B為沿著圖2的線B-B'截取的截面圖；
[00巧]圖3C為沿著圖2的線C-C'截取的截面圖；
[002引圖3D為沿著圖2的線D-D'截取的截面圖；
[0027] 圖4為示出基于形成在cMUT的膜（membrane)中的溝槽的數(shù)量而計算的諧振頻率 的模擬結(jié)果的圖形；
[0028] 圖5為示出通過結(jié)合圖2中所示的具有不同諧振頻率的單元而實現(xiàn)的元件的頻率 特性的圖形；
[0029] 圖6A和圖6B為示出形成在膜中的溝槽的變型截面形狀的截面圖；
[0030] 圖7A和圖7B為示出形成在膜中的溝槽的變型平面形狀的平面圖；
[0031] 圖8為根據(jù)另一示例性實施方式的電聲轉(zhuǎn)換器的單元的截面圖；
[0032] 圖9為根據(jù)另一示例性實施方式的電聲轉(zhuǎn)換器的單元的截面圖；
[0033] 圖10為根據(jù)另一示例性實施方式的電聲轉(zhuǎn)換器的單元的平面圖；
[0034] 圖11A為根據(jù)另一示例性實施方式的電聲轉(zhuǎn)換器的單元的平面圖擬及
[0035] 圖11B為根據(jù)另一示例性實施方式的電聲轉(zhuǎn)換器的單元的平面圖。
【具體實施方式】
[0036] 現(xiàn)在將詳細(xì)參考示例性實施方式，其示例在附圖中示出，其中相同的附圖標(biāo)記始 終指代相同的元件。在該點上，本示例性實施方式可W具有不同的形式并且不應(yīng)解釋為限 于該里闡述的描述。因此，w下通過參照附圖僅描述了示例性實施方式w說明本公開的方 面。此外，為了說明的方便和并且為了清楚起見，圖中所示的每個層的厚度或尺寸可W被夸 大。在W下的描述中，當(dāng)一層被描述為位于另一層上時，該層可W直接位于另一層上或者第 H層可W插設(shè)在二者之間。在W下的示例性實施方式中形成每個層的材料僅為示例性的， 因此其它材料可W被使用。
[0037] 如在此使用的，諸如"……中的至少一個"的表達(dá)在一列元件之后時，其修飾整列 元件而不修飾該列中的個別元件。
[003引圖1為根據(jù)示例性實施方式的電聲轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換器芯片100的平面圖。電聲轉(zhuǎn) 換器可W包括多個轉(zhuǎn)換器芯片100。圖1示出構(gòu)成電聲轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換器芯片100的其中之 一。 電聲轉(zhuǎn)換器可W是電容式微加工的電聲轉(zhuǎn)換器，諸如例如電容式微加工的超聲轉(zhuǎn)換器 (cMUT)。參照圖1，電聲轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換器芯片100可W包括布置成二維布置的多個元件110。 元件110可W被獨立地驅(qū)動。每個元件110包括布置成相應(yīng)的二維布置的多個單元111，如 下文所述。
[0039] 圖2為圖1中所示的元件110的平面圖。參照圖2,元件110包括布置成二維布 置的單元111。詳細(xì)地，單元111可W包括布置成矩形形狀的四個單元，也就是，第一、第 二、 第H和第四單元llla、lllb、lllc和llld。圖2示出其中第一、第二、第H和第四單元 llla、mb、lllc和llld按照順時針順序布置的示例。另外，第一、第二、第H和第四單元 llla、mb、lllc和llld可W布置成各種形狀中的任一種或多種。第一、第二、第H和第四 單元llla、mb、lllc和llld可W具有相同的尺寸。也就是，當(dāng)?shù)谝?、第二、第H和第四單 元llla、lllb、lllc和llld中的每個具有圓形結(jié)構(gòu)時，第一、第二、第H和第四單元Ilia、 lUbUllc和llld可W具有相同的外徑（〇的。形成第一、第二、第H和第四單元lllaUnb、 111c和llld的圖3A、圖3B、圖3C和圖3D的膜115可W具有相同的0D和相同的厚度t。 然而，本示例性實施方式不限于此。第一、第二、第H和第四單元llla、mb、lllc和llld 可W具有不同的頻率特性，也就是，不同的諧振頻率。如下文所述，第一、第二、第H和第四 單元llla、lllb、lllc和llld可W具有