[发明专利]电容式超声换能器的制备方法及电容式超声换能器

说明书

本发明涉及超声换能器技术领域，公开了一种电容式超声换能器的制备方法及电容式超声换能器。其中，电容式超声换能器的制备方法，包括：在衬底基板上依次形成第一牺牲层和第二牺牲层，所述第一牺牲层的致密性小于所述第二牺牲层的致密性；在所述第二牺牲层上形成振膜层，并在所述振膜层中形成过孔；通过所述过孔对所述第一牺牲层和第二牺牲层进行刻蚀以形成空腔结构。上述制备方法，可以在保证电容式超声换能器的制备良率的前提下，大大减小形成电容式超声换能器的空腔结构的时间，从而提高电容式超声换能器的制备效率。

技术领域

本发明涉及超声换能器技术领域，特别涉及一种电容式超声换能器的制备方法及电容式超声换能器。

背景技术

超声成像是指利用超声波束对目标物体进行探测，并对接收到的回波或透射波信号进行检测、存储等处理步骤后，根据不同的成像方式获得目标距离、轮廓以及内部结构等信息，最终以图像的方式将上述信息显示出来。超声换能器是超声成像的关键部件之一，作为一种换能装置，超声换能器的主要功能有：在发射阶段，换能器在激励信号作用下将输入的电能转换为机械能传递出去，实现超声波的发射；在接收阶段，换能器将声波转换为电信号，实现超声波的接收。

电容式微机械超声换能器(CMUT)是近年来发展最为快速的一种超声波换能器，其具有结构简单、尺寸小，设计灵活，灵敏度高等优点。

发明内容

本发明公开了一种电容式超声换能器的制备方法及电容式超声换能器，具体提供以下技术方案：

一种电容式超声换能器的制备方法，包括：

在衬底基板上依次形成第一牺牲层和第二牺牲层，所述第一牺牲层的致密性小于所述第二牺牲层的致密性；

在所述第二牺牲层上形成振膜层，并在所述振膜层中形成过孔；

通过所述过孔对所述第一牺牲层和第二牺牲层进行刻蚀以形成空腔结构。

上述电容式超声换能器的制备方法中，在衬底基板上依次形成了第一牺牲层和第二牺牲层两层牺牲层，由于第一牺牲层(底层牺牲层)的致密性较小，即较疏松，腐蚀液在其内部流动扩散快、接触面积大，可迅速完成对该层(第一牺牲层)的腐蚀；并且，随着腐蚀液对第一牺牲层的腐蚀速度加快，腐蚀液与第二牺牲层(上层牺牲层)接触面积也逐步变大，可以对第二牺牲层进行大面积腐蚀，从而进一步提高第二牺牲层的腐蚀效率。另外，由于第二牺牲层(上层牺牲层)致密性较大，即较致密，可以使得在该膜层上形成的振膜层平整致密，进而可以保证电容式超声换能器的良率。综上所述，上述制备方法，可以在保证电容式超声换能器的制备良率的前提下，大大减小形成电容式超声换能器的空腔结构的时间，从而提高电容式超声换能器的制备效率。

可选的，所述第一牺牲层和所述第二牺牲层的材料相同。

可选的，所述在衬底基板上依次形成第一牺牲层和第二牺牲层，具体包括：

通过第一次等离子体化学气相沉积工艺形成第一层SiO2；

通过第二次等离子体化学气相沉积工艺在所述第一层SiO2上形成第二层SiO2，所述第二次等离子体化学气相沉积工艺相比于所述第一次等离子体化学气相沉积工艺的反应压强低、和/或射频功率高、和/或SiH₄气体流量高。

可选的，所述在衬底基板上依次形成第一牺牲层和第二牺牲层，具体包括：

采用金属有机化合物化学气相沉积工艺形成第一层ZnO；

采用磁控溅射工艺在所述第一层ZnO上形成第二层ZnO。

可选的，所述第一牺牲层的厚度大于所述第二牺牲层的厚度。

可选的，所述第一牺牲层与所述第二牺牲层的厚度之比为1.5～4。

可选的，所述第一牺牲层和所述第二牺牲层在衬底基板上的投影重合。