[发明专利]CMUT装置制造方法、CMUT装置和设备

说明书

公开了一种制造电容式微加工超声换能器(CMUT)装置的方法，所述装置包括在基底(110)上的第一电极(112)以及被嵌入在电绝缘膜中的第二电极(122)，所述第一电极和所述膜由通过移除在所述第一电极与所述膜之间的牺牲材料(116)形成的腔(130)而分离开，所述方法包括形成所述第二电极上的膜部分(22)以及从所述膜部分沿所述牺牲材料侧面朝向所述基底沿延伸的另一膜部分(24)，其中，在形成所述腔之前，所述膜部分和所述另一膜部分的各自厚度超过牺牲材料的厚度。也公开了根据该方法制造的CMUT装置以及包括所述CMUT装置的设备。

技术领域

本发明涉及一种制造电容式微加工超声换能器(CMUT)装置的方法，所述电容式微加工超声换能器装置包括在基底上的第一电极以及被嵌入在电绝缘膜中的第二电极，所述第一电极和所述膜由通过去除在所述第一电极与所述膜之间的牺牲材料形成的腔而分离开。

本发明还涉及一种CMUT装置，其包括在基底上的第一电极以及被嵌入在电绝缘膜中的第二电极，所述第一电极和所述膜由腔而分离开。

本发明也涉及一种包括这样的CMUT装置的设备。

背景技术

电容式微加工超声换能器(CMUT)装置正迅速作为在诸如成像设备的感测设备范围中的传感器的默认选择。这是因为CMUT装置能够提供卓越的带宽和声阻抗特性，这使得它们优选于例如压电换能器。

CMUT膜的振动能够通过施加压力(例如，使用超声)来触发，或者能够以电子方式来诱发。常常通过借助诸如专用集成电路(ASIC)的集成电路(IC)与CMUT装置的电连接便于装置的发射和接收模式两者。在接收模式中，膜位置的变化引起电容的变化，这能够以电子方式进行记录。在发射模式中，施加电信号引起膜的振动。

CMUT装置通常利用所施加的偏置电压来操作。CMUT能够以所谓的塌陷模式来操作，其中，所施加的偏置电压被增加到塌陷电压以上，以约束膜并将膜的部分限制为抵靠基底。CMUT装置的操作频率由膜的材料和诸如硬度的物理属性以及腔的尺寸来表征。CMUT装置的偏置电压和施加也影响操作模式。CMUT装置通常被用在用于超声成像应用的设备中以及用在其中CMUT装置被用于检测液体或气体压力的其他应用中。压力引起膜的变形，所述变形被电子地感测为电容的变化。然后，能够导出压力读数。

满足设计规格的CMUT装置的制造是不简单的事情。为了获得具有成本效益的装置，例如期望以现有的制造技术来制造CMUT装置。CMOS是这样的技术中的非限制性范例。例如，US 8309428 B2公开了一种这样的装置的CMOS制造方法。

然而，已经证实难以从以这样技术制造的晶片中获得可接受的CMUT装置的高产量。本申请发明人已经发现，相比于晶片，相当多的所制造的CMUT装置遭受膜翘曲，其使得所述装置是无功能的。例如，如果根据例如US 2013/0069480 A1的教导制造该装置，会发生这一问题。

发明内容

本发明寻求提供一种CMUT装置的制造方法，其改善制造过程的产量。

本发明还寻求提供一种通过该制造过程可获得的晶片。

本发明也寻求提供一种通过该制造过程可获得的CMUT装置。

本发明也寻求提供一种包括这样的CMUT装置的设备。

根据一方面，提供了一种制造电容式微加工超声换能器(CMUT)装置的方法，所述CMUT装置包括在基底上的第一电极和被嵌入在电绝缘膜中的第二电极，所述第一电极和所述膜由通过移除在所述第一电极与所述膜之间的牺牲材料形成的腔而分离开，所述方法包括形成所述第二电极上的膜部分以及从所述膜部分朝向沿所述牺牲材料侧面的所述基底延伸的另一膜部分，其中，在形成所述腔之前，所述膜部分和所述另一膜部分的各自的厚度超过所述牺牲材料的厚度。