[发明专利]预塌陷的电容微机械超声传感器的制造及其应用

权利要求书

1.一种用于制造cMUT的方法，包括：

a.提供接近完成的cMUT，其中所述接近完成的cMUT限定一或多个cMUT元件，所述一或多个cMUT元件包括：(i)基底层；(ii)电极板；(iii)膜层；以及(iv)电极环，

b.穿过用于每个cMUT元件的所述膜层限定至少一个孔，

c.跨所述一或多个cMUT元件的膜层和基底层施加偏置电压，使得所述膜层相对于所述基底层塌陷，

d.通过施加包装层来固定并密封相对于所述基底层塌陷的该膜层。

2.如权利要求1所述的方法，还包括：(i)中断所述偏置电压；(ii)将所述偏置电压减小至操作电压；或(iii)其组合。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述偏置电压是由电池供给的良好限定的DC电压。

4.如权利要求3所述的方法，其中，所述良好限定的DC电压在10V和250V之间。

5.如权利要求1所述的方法，其中，所述偏置电压对调节塌陷的量起作用。

6.如权利要求5所述的方法，其中，对所述塌陷的量的所述调节对优化性能起作用。

7.如权利要求1所述的方法，其中，所述一或多个孔的直径在约1微米和25微米之间。

8.如权利要求1所述的方法，其中，使用选自以下技术构成的组中的光学平版印刷术技术限定所述孔：g线平版印刷术、i线平版印刷术、纳米压印平版印刷术和电子束平版印刷术。

9.如权利要求1所述的方法，其中，所述电极板是由导电材料(金属或非金属)制作的圆形电极板。

10.如权利要求9所述的方法，其中，所述电极环的外径的配置和形成的尺寸为基本匹配所述圆形电极板的直径，并且其中，所述电极环的中心和所述圆形电极板的中心基本对准。

11.如权利要求1所述的方法，其中，所述基底层包括硅。

12.如权利要求1所述的方法，其中，所述膜层包括CMOS兼容材料，例如氮化物(例如氮化硅)、氧化物(各种等级)、四乙氧基硅烷(TEOS)、多晶硅等。

13.如权利要求1所述的方法，其中，所述包装层包括CMOS兼容材料，例如氮化物(例如氮化硅)、氧化物(各种等级)、四乙氧基硅烷(TEOS)、多晶硅等。

14.如权利要求1所述的方法，其中，所述电极板是金属或非金属导电材料。

15.如权利要求1所述的方法，其中，所述cMUT至少部分使用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)和/或低压化学气相沉积(LPCVD)制作。

16.如权利要求1所述的方法，其中，所述cMUT元件的所述电极板相对于所述基底层的顶表面固定。

17.如权利要求1所述的方法，其中，所述cMUT元件的所述膜层相对于所述基底层的顶面固定，使得在所述膜层和所述基底层之间限定腔。

18.如权利要求1所述的方法，其中，所述电极环相对于所述膜层的顶面固定。

19.如权利要求1所述的方法，其中，穿过所述膜层相对于所述电极环的中心限定所述至少一个孔。

20.如权利要求1所述的方法，其中，所述孔的直径小于所述电极环的内径。

21.如权利要求1所述的方法，其中，所述膜层的塌陷区邻近所述孔。

22.如权利要求1所述的方法，其中，所述偏置电压：(i)在整个固定和密封处理中被维持；(ii)在所述固定和密封处理之前被减小；(iii)在所述固定和密封处理期间被减小；或(iv)其组合。

23.一种制造cMUT的制造方法，包括：

a.提供膜层并使所述膜层相对于基底层塌陷；

b.限定塌陷的cMUT，所述cMUT适于产生预定频率范围中的超声波。

24.如权利要求23所述的方法，其中，所述预定频率范围包括约1MHz和5MHz之间的频率。

25.如权利要求23所述的方法，其中，所述预定频率范围包括约5MHz和50MHz之间的频率。