[發明專利]機電變換器和光聲裝置

有效

• 申請號: 201210102975.6
• 申請日: 2012-04-10
• 公開（公告）號: CN102738383A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 虎島和敏;笠貫有二
• 申請（專利權）人: 佳能株式會社
• 主分類號: H01L41/09
• 分類號: H01L41/09;H01L41/22
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 楊小明

技術領域

本發明涉及一種機電變換器(諸如用作超聲變換器的電容式機電變換器等)和光聲裝置。

背景技術

按照慣例，要使用微加工技術制造的微機械構件可按測微量級(micro-metric?order)進行處理，并且通過使用這些構件來實現各種微功能元件。使用這樣的技術的電容式機電變換器(諸如CMUT(電容微加工超聲變換器))已被作為壓電元件的替換物進行了研究。這樣的電容式機電變換器可通過使用振動膜的振動來發送和接收聲波(諸如超聲波)，并且它可容易地獲得超寬帶特性，特別是在液體中。另一方面，提出了一種超聲變換器，其用照射光(近紅外線等)照射將被測量的對象，并且接收由此從被檢體內部發射的光聲波(參見日本專利申請公開No.2010-075681)。所提及的變換器設有用于反射光的光反射構件，該光反射構件被構造為比超聲變換器的接收光聲波的接收面大。

發明內容

在電容式機電變換器用作用于接收光聲波的傳感器的情況下，當用于產生光聲波的光入射在變換器上時，在變換器的接收面中產生光聲波，以引起噪聲。在日本專利申請公開No.2010-075681中，為了防止這樣的情形，緊臨電容式機電變換器的接收面的前面布置反射構件，以使得光不入射在變換器上。作為現有技術的改進，需要減小構成變換器的振動膜的彈簧常數的改變和振動膜的變形量的分散(dispersion)，從而有效地防止靈敏度的劣化和分散以及帶寬的減小。

根據本發明的機電變換器是關于上述問題而設計，并且具有至少一個單元，在所述單元中，振動膜被能振動地支承，所述振動膜包含兩個電極中的一個電極，所述兩個電極被設置為在它們之間插入間隙。所述機電變換器包括設置在振動膜上的應力松弛層和設置在應力松弛層上的光反射層。

根據本發明的機電變換器具有設置在作為變換器的接收面的振動膜上的應力松弛層，并且具有設置在應力松弛層上的光反射層。因此，所述接收面不太受到光反射層的應力的影響，因此，振動膜阻擋在其中引起變形等。從而，其中形成有光反射層的機電變換器可降低其性能的分散，并且可接收彈性波，諸如光聲波。

從以下參照附圖對示例性實施例的描述，本發明的進一步的特征將變得明白。

附圖說明

圖1A是示出本發明的實施例和示例性實施例1中的機電變換器的視圖。

圖1B是沿著圖1A的1B-1B截取的截面圖。

圖2是示出本發明的示例性實施例2中的機電變換器的截面圖。

圖3是示出本發明的光聲裝置的示意圖。

具體實施方式

現在將根據附圖對本發明的優選實施例進行詳細描述。

根據本發明的機電變換器具有下述特征，即，在單元的振動膜上提供應力松弛層，并且在所述應力松弛層上設置光反射層。所述單元由例如基板、在所述基板的一個表面側的第一電極、具有第二電極的振動膜和振動膜支承部分形成，所述振動膜支承部分支承振動膜，以便在第一電極與振動膜之間形成間隙。所述單元可通過所謂的犧牲型方法、接合型方法等來制作。圖1A和圖1B的示例具有可通過接合型方法制作的結構，圖2的示例具有可通過犧牲型方法制作的結構。

以下將參照圖1A和圖1B對本發明的一個實施例進行描述。圖1A是本實施例的電容式機電變換器的頂部俯視圖；圖1B是沿著圖1A的線1B-1B截取的截面圖。本機電變換器具有多個元件1，元件1中具有單元2。在圖1A和圖1B中，雖然僅提供了四個元件1，但是元件的數量可以是任何數量。另外，雖然每個元件1包括九個單元2，但是單元2的數量可以是任何數量。

本實施例的單元2包括振動膜7、間隙5(諸如空隙)、能振動地支承振動膜7的振動膜支承部分4和硅基板3。振動膜7被例示為單晶硅，或者它還可以是通過堆疊技術形成的成膜的振動膜(例如，氮化硅膜)。振動膜7具有設置在振動膜中或者振動膜的外面上的、變為第二電極的金屬(鋁薄膜8等)。在本發明中，由氮化硅膜或單晶硅膜形成的膜部分和第二電極部分的組裝件被稱為振動膜。然而，當振動膜7是具有低電阻的單晶硅時，所述單晶硅可用作第二電極，因此，可不布置變為第二電極的金屬。硅基板3具有低電阻，并且它可用作第一電極。當硅基板不用作第一電極時，可在基板上形成作為第一電極的金屬。此外，在諸如玻璃基板的絕緣基板被用作基板的情況下，在基板上形成第一電極。第一電極和第二電極被設置為在它們之間插入間隙5。