[发明专利]换能装置、换能结构及其制造方法

说明书

换能结构包括基板、第一电极、无机层、第一绝缘层、第二绝缘部以及第二电极。第一电极配置于基板上。无机层位于第一电极上且具有下振荡部及位于下振荡部的两侧的孔洞。第一绝缘层包括上振荡部及第一绝缘部，上振荡部位于下振荡部之上，第一绝缘部位于第一电极上，第一电极、第一绝缘部及下振荡部共同形成一空腔。第二绝缘部分别位于第一绝缘部上，且通过孔洞接触第一绝缘部，第二绝缘部的材料和第一绝缘部的材料不同。第二电极位于上振荡部之上，空腔位于第一电极及第二电极之间。

技术领域

本发明是关于一种换能装置、换能结构及其制造方法。

背景技术

超声波成像技术为利用超声波反射的原理来建立图像，举例而言，是通过将电子脉冲激发的振动传送到体内，待振动抵达待测物边界被弹回后，再转换成电流，进而转换为图像呈现。使得超声波换能器可应用于医生图像、指纹辨识及手势识别等。常见的超声波换能器包括三种技术类型，例如块材压电陶瓷换能器(bulk piezoelectric ceramicstransducer)、电容式微机械超声波感测器(capacitive micromachined ultrasonictransducer；CMUT)以及压电式微机械超声波感测器(piezoelectric micromachinedultrasonic transducer；PMUT)。如果换能器的元件可靠度低，则可能会影响超声波的传递。

发明内容

本发明提供一种换能结构及换能装置，其上振荡部的表面平整度高。

本发明提供一种换能结构的制造方法，其毋须对第二绝缘层进行蚀刻，而避免了此蚀刻制程不精准时所造成的对上振荡部过度蚀刻所导致的上振荡部被损害的风险。

本发明的换能结构包括基板、第一电极、无机层、第一绝缘层、多个第二绝缘部以及第二电极。第一电极配置于基板上。无机层位于第一电极上，无机层具有下振荡部及多个孔洞，孔洞位于下振荡部的两侧。第一绝缘层包括上振荡部及多个第一绝缘部，上振荡部位于下振荡部之上，多个第一绝缘部位于第一电极上，且第一电极、第一绝缘部及下振荡部共同形成一空腔。第二绝缘部分别位于第一绝缘部上，第二绝缘部分别通过孔洞接触第一绝缘部，且第二绝缘部的材料和第一绝缘部的材料不同。第二电极位于上振荡部之上，空腔位于第一电极及第二电极之间。

本发明的换能装置包括多个如上所述的换能结构及线路。各换能结构的第一电极之间至少沿一方向互相分开，且各第一电极呈阵列排列。线路位于换能结构的一侧，其中换能结构的各第一电极之间通过线路互相电性连接，且线路及第一电极为同一膜层。

本发明的换能结构的制造方法包括以下步骤。形成第一电极在基板上。形成牺牲层在第一电极上。形成无机层在牺牲层及第一电极上。图案化无机层，以形成多个上孔洞及一下振荡部，上孔洞位于下振荡部的两侧，且牺牲层通过上孔洞露出。移除牺牲层，以形成分别位于上孔洞下方的下孔洞及位于下振荡部下方的一容置空间。形成第一绝缘层在无机层上，其中第一绝缘层具有多个第一绝缘部及一上振荡部，上振荡部位于下振荡部之上，第一绝缘部分别填入下孔洞中，第一电极、第一绝缘部及下振荡部共同形成一空腔。以第二绝缘部分别填入上孔洞中，以第二绝缘部分别填入上孔洞中，第二绝缘部分别位于第一绝缘部上，其中第二绝缘部的材料包括光阻。

基于上述，本发明的换能结构及换能装置的上振荡部的表面平整度高。借此，上振荡部及下振荡部所共同构成的振荡膜所提供的超声波的频率具有高稳定性。本发明的换能结构的制造方法可利用光罩对第二绝缘层进行微影制程，以移除部分的第二绝缘层，借此形成第二绝缘部。由于第二绝缘层的材料和第一绝缘层的材料不同，因此，去除部分的第二绝缘层时不会伤害上振荡部。且其毋须对第二绝缘层进行蚀刻，而避免了此蚀刻制程不精准时所造成的对上振荡部过度蚀刻所导致的上振荡部被损害的风险。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1至图10为依照本发明一实施例的换能结构的制造流程的剖面示意图。