[发明专利]柔性PMUT阵列

说明书

公开柔性PMUT阵列和其制造方法的实施例。在一个实施例中，一种压电式微机械超声换能器PMUT阵列包括多个PMUT，其中所述PMUT的柔性阵列中的每一PMUT包含：被配置成支撑所述PMUT的第一聚合物层，被配置成对所述PMUT提供平面化的机械层，第一电极，第二电极，被配置成分离所述第一电极与所述第二电极的压电层，在所述第一电极、压电材料和所述第二电极上的被配置成路由电信号的图案，和被配置成调整所述PMUT的频率响应的腔体。

相关申请案的交叉参考

本申请案主张2017年2月27日申请的第15/443,330号美国专利申请案“柔性PMUT阵列(Flexible PMUT Array)”的权益，所述申请案主张2016年3月1日申请的第62/302,072号美国专利申请案“柔性PMUT阵列”的权益；所述两申请案皆让渡给本受让人。前述美国专利申请案的全文特此以引用的方式并入。

技术领域

本公开涉及超声传感器的领域。具体地说，本公开涉及柔性压电式微机械超声换能器(PMUT)阵列和其制造方法的实施例。

背景技术

一些常规的超声换能器装置(例如美国专利5,744,898和美国专利8,596,140B2中描述的装置)往往是硬质的且尺寸较大。这些装置不适于用作非侵入性成像应用的可植入或可摄入装置。在一些最近改进的超声诊断成像装置(例如美国专利申请案2014/0276079A1中描述的装置)中，需要管道/接线连同待插入到患者体中的超声换能器。这些装置也不适于用作非侵入性成像应用的可植入或可摄入装置。一些其它超声换能器装置(例如美国专利申请案2011/0130658 A1和美国专利8,647,328 B2中描述的装置)涉及使用所述装置，但未能解决在多个柔性超声换能器的情况下使此类装置较小，使得可将这些组件封装到用于可植入或可摄入或其它非侵入性应用的传感器装置中的设备和方法。因此，需要可用作可植入或可摄入或其它非侵入性应用的柔性压电式微机械超声换能器阵列，和其制造方法。

发明内容

公开柔性PMUT阵列和其制造方法的实施例。在一个实施例中，一种形成压电式微机械超声换能器(PMUT)的柔性阵列的方法包含：提供被配置成支撑PMUT的柔性阵列的载体，提供被配置成将PMUT的柔性阵列粘附到载体的释放层，在释放层上方形成PMUT的柔性阵列，以及去除释放层以从载体分离PMUT的柔性阵列。

形成PMUT的柔性阵列的方法包含，对于PMUT的柔性阵列中的每一PMUT：层压被配置成支撑PMUT的第一聚合物层，沉积被配置成图案化PMUT的腔体的牺牲材料，沉积平面化层以为后续层提供平滑的齐平表面并形成腔体的侧壁，沉积被配置成对PMUT提供平面化和腔体的一个水平壁的机械层，沉积第一电极，沉积被配置成分离第一电极与第二电极的压电层，沉积第二电极，以及在第一电极、压电材料和第二电极上产生被配置成路由PMUT的控制信号的图案。根据本公开的方面，机械层可包含被配置成对PMUT提供化学机械平面化的平面化层、被配置成对PMUT提供刚度和频率响应调整的机械膜，或其某一组合。

所述方法可进一步包含：沉积被配置成囊封第一电极、压电层和第二电极的钝化层，蚀刻被配置成接取第一电极和第二电极的接触通孔，以及沉积被配置成将电信号路由到第一电极和第二电极的垫片和/或重布层。

在一些实施方案中，所述方法可进一步包含：形成被配置成调整PMUT的频率响应的腔体，层压被配置成囊封第一电极、压电层和第二电极的第二聚合物层，以及形成被配置成支持通过重布层的信号接入的图案通孔。

在一些其它实施方案中，所述方法可进一步包含：层压被配置成囊封第一电极、压电层和第二电极的第二聚合物层，形成被配置成支持通过重布层的信号接入的图案通孔，从载体分离PMUT，在第一聚合物层中钻取释放通孔，通过使用释放通孔去除牺牲材料而形成被配置成调整PMUT的频率响应的腔体，以及层压被配置成围封腔体的第四聚合物层。