[发明专利]声电隔离设备

说明书

本公开涉及的一种声电隔离设备包括能够传输声波的衬底。振动膜电声换能器的第一网络布置在衬底的第一表面上。振动膜电声换能器的第二网络布置在衬底的第二相对表面上。衬底的有效厚度在第一和第二表面之间相对于传播声波显示出梯度。

优先权

本申请要求2014年12月17日提交的法国专利申请第1462598号的优先权，其内容通过全文引用而以法律允许的最大范围引入本申请。

技术领域

本发明涉及声电隔离设备。

背景技术

图1是示意性示出法国专利第2954014号(通过引用并入)中描述的声电隔离设备的示例的截面图。

该设备包括硅衬底10，其上表面上涂覆有绝缘材料层12A。层12A具有电声换能器的网络14A，其上形成有振动膜。这种换能器在本领域通常称为CMUT(电容式微机加工超声换能器)。这种换能器包括形成在绝缘层12A上并形成所有换能器公用的第一电极的导电层16A。在导电层16A上方形成介电材料层17A。膜18A限定在腔20A上方的层17A中。膜18A和相对的腔20A其上形成有第二电极22A。一个或多个接触件24A形成在第一电极16A上。电极22A连接至节点26A。

对称地，衬底10的下表面包括与元件12A、14A、16A、17A、18A、20A、22A、24A和26A类似的元件12B、14B、16B、17B、18B、20B、22B、24B和26B。

在操作中，DC偏置电压被施加在换能器的第一网络14A的接触件24A和26之间以及换能器的第二网络14B的接触件24B和26B之间。频率f0的AC电压(输入信号)在接触件24A和26B之间被施加给第一换能器网络14A。这种AC电压在网络14A的换能器的膜18A的频率f0处产生振荡。生成的声音超声波朝向换能器网络14B在衬底10中传播。选择衬底厚度促进频率f0的声波的传播。由衬底10传输的声波到达第二网络14B的换能器，这引起其膜18B的振动。这导致在接触件24B和26B之间出现频率f0的AC电压(输出信号)。

当输入信号频率与选择衬底10的厚度的频率f0偏移时，可以观察到输出信号的振幅的强烈衰减。因此，这种声电隔离设备仅在输入信号的频率保持接近预定频率f0的情况下能够适当操作。这意味着将声电隔离设备与传输保持接近设备的优选操作的频率f0的频率的AC输入信号发生器相关联。没有偏移地设置这种发生器传输，精确的频率使得该发生器应该相对复杂且其成本较高。

因此，需要一种可以接受频率在相对较宽范围内的AC输入信号的声电隔离设备。

发明内容

因此，实施例提供了一种声电隔离设备，其包括：衬底，能够传输声波；振动膜电声换能器的第一网络，布置在衬底的第一表面上；以及振动膜电声换能器的第一网络，布置在衬底的第二相对表面上，其中衬底在第一表面和第二表面之间具有有效厚度梯度。

根据一个实施例，衬底由非多孔硅和或多孔硅制成，以及第一表面和第二表面是平坦的且相互平行，非多孔硅和多孔硅之间的界面是不平坦的。

根据一个实施例，非多孔硅的厚度离散地变化。

根据一个实施例，非多孔硅与多孔硅接触的表面是凹陷的。

根据一个实施例，衬底由单种材料制成。

根据一个实施例，材料的厚度离散地变化。

根据一个实施例，第一表面和第二表面中的至少一个表面是凹陷的。

根据一个实施例，衬底还包括布置在衬底的外围处并从第一表面延伸到第二表面的多孔硅区域。