[发明专利]具有至衬底的受抑声耦合的超声波CMUT

权利要求书

1.一种超声波换能器的cMUT单元的阵列，每一单元包括：

单元膜片；

膜片支撑结构；

耦合至所述单元膜片的顶部电极；

提供空间的间隙，所述单元膜片在所述空间中移动；

与所述顶部电极协同使用的底部电极；

重板，在所述重板上安装所述单元膜片、所述膜片支撑结构、所述电极和所述间隙，所述重板具有基本上对抗所述cMUT在发射期间产生的声压力的惯性力；以及

衬底，在所述衬底上安装所述重板。

2.根据权利要求1所述的cMUT单元的阵列，其中，所述单元膜片、所述膜片支撑结构、所述顶部电极、所述底部电极和所述重板是通过半导体制作工艺制作的。

3.根据权利要求2所述的cMUT单元的阵列，其中，所述重板是由导电材料形成的，从而还提供所述底部电极。

4.根据权利要求3所述的cMUT单元的阵列，其中，所述导电材料为钽、金、钼、铜、铬、或钨、或其合金。

5.根据权利要求1所述的cMUT单元的阵列，其中，所述重板还呈现高劲度，致使相对于所述cMUT用以工作的超声的波长，其尺寸是小的。

6.根据权利要求5所述的cMUT单元的阵列，其中，所述重板还呈现高的声阻抗。

7.根据权利要求6所述的cMUT单元的阵列，其中，所述声阻抗大于40MRayl。

8.根据权利要求1所述的cMUT单元的阵列，其中，通过柔顺支撑物将所述重板安装在所述衬底上。

9.根据权利要求1所述的cMUT单元的阵列，其中，通过多个间隔开的支撑物将所述重板安装在所述半导体衬底上。

10.根据权利要求9所述的cMUT单元的阵列，其中，采用真空、空气或柔顺材料之一来填充处于所述间隔开的支撑物之间的空间。

11.根据权利要求10所述的cMUT单元的阵列，其中，所述柔顺材料是硅酮橡胶。

12.根据权利要求1所述的cMUT单元的阵列，其中，将所述阵列的各个cMUT单元安装在分别横向隔离的重板上。

13.根据权利要求12所述的cMUT单元的阵列，其中，所述各个cMUT单元和重板呈现六边形图案。

14.根据权利要求12所述的cMUT单元的阵列，其中，各个cMUT单元和重板呈现圆形图案。

15.根据权利要求12所述的cMUT单元的阵列，其中，所述cMUT单元和重板形成在覆盖集成电路层的半导体衬底上。

16.根据权利要求1所述的cMUT单元的阵列，其中，所述重板的所述惯性力对抗由所述cMUT产生的所述声压力的至少50%。

17.根据权利要求1所述的cMUT单元的阵列，其中，由所述cMUT显现的所述声压力至少被衰减了6dB。

18.根据权利要求1所述的cMUT单元的阵列，其中，所述重板的所述惯性力对抗由所述cMUT产生的所述声压力的至少66.67%。

19.根据权利要求1所述的cMUT单元的阵列，其中，由所述cMUT产生的所述声压力被衰减了至少10dB。

20.根据权利要求1所述的cMUT单元的阵列，其中，所述重板的所述惯性力对抗由所述cMUT产生的所述声压力的至少90%。

21.根据权利要求1所述的cMUT单元的阵列，其中，由所述cMUT产生的所述声压力被衰减了至少20dB。