[发明专利]具有贯穿衬底通孔（TSV）衬底插塞的电容式微机械超声换能器（CMUT）

摘要

一种电容式微机械超声换能器(CMUT)装置100包括至少一个CMUT单元100a，其包括单晶材料的第一衬底101，第一衬底101具有包括在其上的图形化介电层的顶侧，图形化介电层包括厚介电区域106和薄介电区域107；和延伸第一衬底的整个厚度的贯穿衬底通孔(TSV)111。TSV由单晶材料形成、并且由单晶材料中的隔离区域131电气隔离，而且位于第一衬底的顶侧接触区域102a下方。膜层120b接合到厚介电区域并且在薄介电区域上方，以在微机电系统(MEMS)腔体114上方提供可移动膜。金属层161在顶侧衬底接触区域上方并且在可移动膜上方，其包括顶侧衬底接触区域到可移动膜的耦合件。

主权项

一种电容式微机械超声换能器装置，即CMUT装置，其包括：具有至少一个CMUT单元的至少一个CMUT元件，所述CMUT单元包括：单晶材料的第一衬底，所述单晶材料具有小于0.1欧姆‑厘米的电阻率，所述第一衬底具有包括在其上的图形化介电层的顶侧，所述图形化介电层包括厚介电区域和薄介电区域，并且所述第一衬底具有延伸所述第一衬底的整个厚度的贯穿衬底通孔即TSV，其中所述TSV由所述单晶材料形成，其中所述TSV通过隔离区域与所述单晶材料的周围区域电气隔离，并且所述TSV位于所述第一衬底的顶侧衬底接触区域下方；膜层，所述膜层接合到所述厚介电区域并且在所述薄介电区域上方，以在微机电系统腔体即MEMS腔体上提供可移动膜，和顶侧金属层，所述顶侧金属层在所述顶侧衬底接触区域上方并且在所述可移动膜上方，所述顶侧金属层包括将所述顶侧衬底接触区域耦合到所述可移动膜的部分。