[发明专利]包括经成型衬底的可以塌陷模式工作的CMUT

权利要求书

1.一种电容式超声换能器，包括：

衬底；以及

柔性隔膜，所述柔性隔膜包括外围区域和在所述外围区域之间延伸的中间区域，其中沿着所述外围区域将所述柔性隔膜安装到所述衬底；

其中，对所述衬底成型，使得在不存在偏置电压时所述柔性隔膜在所述中间区域的附近处向所述衬底塌陷，从而允许所述换能器在具有减小的偏置电压或者无偏置电压的情况下以塌陷模式工作。

2.如权利要求1所述的电容式超声换能器，其中进一步地，在所述外围区域中的每个的附近处，所述衬底和所述柔性隔膜之间存在不可塌陷的间隙。

3.如权利要求1所述的电容式超声换能器，其中，对所述衬底成型以拉紧所述柔性隔膜越过所述中间区域的所述附近处的塌陷点。

4.如权利要求1所述的电容式超声换能器，其中，对所述衬底成型以在所述中间区域的所述附近处机械干扰所述柔性隔膜达到大约2μm的程度。

5.如权利要求1所述的电容式超声换能器，其中，对所述衬底成型以在所述中间区域的所述附近处机械干扰所述柔性隔膜达到大约1.6μm的程度。

6.如权利要求1所述的电容式超声换能器，其中，所述衬底还包括置于所述柔性隔膜之下的另一个隔膜，对所述另一个隔膜成型使得不存在偏置电压时所述柔性隔膜在所述中间区域的所述附近处向所述另一个隔膜塌陷。

7.如权利要求6所述的电容式超声换能器，其中，所述柔性隔膜的长度和厚度分别大于大约80μm和小于大约3μm，并且所述另一个隔膜至少为大约4μm厚。

8.如权利要求6所述的电容式超声换能器，其中，所述隔膜的长度和厚度分别为大约100μm和大约2μm，并且所述另一个隔膜为大约5μm厚。

9.如权利要求6所述的电容式超声换能器，其中，所述衬底还包括置于所述另一个隔膜之下的支撑物，所述支撑物被确定维度并且配置为使得所述另一个隔膜的对应部分向上朝向所述柔性隔膜偏移至少等于所述另一个隔膜与所述柔性隔膜之间的原始间隙厚度的程度。

10.如权利要求9所述的电容式超声换能器，其中，所述支撑物是置于所述另一个隔膜之下并且与所述柔性隔膜的所述中间区域垂直对准的柱。

11.如权利要求9所述的电容式超声换能器，其中，除了与所述柔性隔膜的所述中间区域垂直对准的中心部分之外，所述支撑物在结构上不完全在所述另一个隔膜的区域之下。

12.如权利要求9所述的电容式超声换能器，其中，所述支撑物操作用于将与所述柔性隔膜的所述中间区域垂直对准的所述另一个隔膜的中心部分向上垂直偏移至少大约.5μm的程度，同时允许所述另一个隔膜的至少一个相对外围部分保持基本上不垂直偏移。

13.如权利要求12所述的电容式超声换能器，其中，所述支撑物操作用于使所述另一个隔膜的所述中心部分向上垂直偏移大约.9μm和大约2.5μm之间的程度。

14.如权利要求1所述的电容式超声换能器，其中，对所述衬底成型，使得不存在偏置电压时所述柔性隔膜在所述中间区域的附近处向所述衬底塌陷，从而允许所述换能器以塌陷模式工作，其中以与显示出可比的未成型衬底的其它类似常规换能器相比具有改进的效率(k²_eff)。

15.一种医疗成像系统，包括如权利要求1所述的电容式超声换能器。

16.一种医疗成像系统，包括置于公共衬底上的如权利要求1所述的电容式超声换能器的阵列。

17.一种操作电容式超声换能器的方法，包括：

提供包括衬底和柔性隔膜的换能器，所述柔性隔膜包括外围区域和在所述外围区域之间延伸的中间区域，其中沿着所述外围区域将所述柔性隔膜安装到所述衬底，其中，对所述衬底成型，使得在不存在偏置电压时所述柔性隔膜在所述中间区域的附近处向所述衬底塌陷；以及

在不存在偏置电压时以塌陷模式操作所述换能器。