[發(fā)明專利]電容變換器及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410418443.2
• 申請日: 2014-08-22
• 公開（公告）號: CN104427447B
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 虎島和敏;秋山貴弘;長谷川研二;加藤和彥
• 申請（專利權(quán)）人: 佳能株式會社
• 主分類號: H04R19/00
• 分類號: H04R19/00;H04R7/06;H04R31/00
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 楊小明

本發(fā)明涉及電容變換器及其制造方法。提供一種具有振動膜被支撐以能夠振動的結(jié)構(gòu)的電容變換器的制造方法。所述方法包括：在第一電極上形成犧牲層；在犧牲層上形成形成振動膜的至少一部分的層；去除犧牲層，包含形成與犧牲層連通的蝕刻孔；形成用于密封蝕刻孔的密封層；以及，蝕刻密封層的至少一部分。在形成密封層之前，在形成振動膜的至少一部分的層上形成蝕刻停止層。在蝕刻密封層的至少一部分的步驟中，去除密封層，直到到達(dá)蝕刻停止層。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用作超聲電氣機(jī)械變換器等的電容變換器，并且還涉及電容變換器的制造方法。

背景技術(shù)

通過微加工制造的微機(jī)械部件可在微米的量級上被加工。通過這種微機(jī)械部件實(shí)現(xiàn)各種微功能器件。作為壓電器件的替代品，研究了利用這種技術(shù)的電容變換器。這種電容變換器能夠通過利用振動膜的振動傳送和接收諸如超聲波的聲波(以下，聲波可被稱為超聲波)。特別是在液體中，電容變換器可容易地實(shí)現(xiàn)良好的寬帶特性。這里，術(shù)語“聲波”包含所謂的音波、超聲波和光聲波。例如，術(shù)語“聲波”包含通過用可見光或紅外光(電磁波)照射被檢體內(nèi)部而在被檢體內(nèi)產(chǎn)生的光聲波。

日本專利公開No.2008-98697提出與以上描述的技術(shù)有關(guān)的電容變換器。通過經(jīng)由蝕刻孔借助于濕蝕刻去除犧牲層，并且執(zhí)行包含用絕緣膜密封蝕刻孔的填充密封，制成該電容變換器。PCT日本翻譯專利公開No.2007-528153公開了另一電容變換器。通過經(jīng)由蝕刻孔借助于濕蝕刻去除犧牲層、執(zhí)行包含用絕緣膜密封蝕刻孔的填充密封并然后蝕刻絕緣膜，使得振動膜的厚度可被調(diào)整以實(shí)現(xiàn)希望的共振頻率，制成該電容變換器。

在日本專利公開No.2008-98697公開的構(gòu)成中，用于填充密封用于去除犧牲層的蝕刻孔的層的總厚度與振動膜的厚度相加。這增加振動膜的厚度并因此使頻帶變窄。

通過在PCT日本翻譯專利公開No.2007-528153中公開的技術(shù)，可通過形成薄的振動膜制成具有寬的頻帶的電容變換器。但是，由于基板中的蝕刻速度的變化，通過蝕刻減小振動膜的厚度會導(dǎo)致振動膜的厚度的變化。這導(dǎo)致電容變換器的頻率特性以及傳送和接收靈敏度的變化。

薄的振動膜趨于在應(yīng)力下或者根據(jù)厚度明顯變形。由于這使得難以產(chǎn)生窄的間隙，因此不容易提高電容變換器的靈敏度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供具有厚度變化減少的薄的振動膜的電容變換器。

為了解決上述的問題，本發(fā)明提供一種包含單元(cell)的電容變換器的制造方法，該單元具有包含從第一電極跨著間隙設(shè)置的第二電極的振動膜被支撐以能夠振動的結(jié)構(gòu)。該方法包括以下步驟：在第一電極上形成犧牲層；在犧牲層上形成一形成振動膜的至少一部分的層；去除犧牲層，包含形成與犧牲層連通的蝕刻孔；形成用于密封蝕刻孔的密封層；和蝕刻密封層的至少一部分。在形成密封層的步驟之前，在形成振動膜的至少一部分的層上形成蝕刻停止層。在蝕刻密封層的至少一部分的步驟中，去除密封層，直到到達(dá)蝕刻停止層。

本發(fā)明還提供一種包含單元的電容變換器，該單元具有包含從第一電極跨著間隙設(shè)置的第二電極的振動膜被支撐以能夠振動的結(jié)構(gòu)。振動膜包含夾著第二電極設(shè)置的第一膜片和第二膜片。第一膜片、第二膜片和第二電極中的具有最高應(yīng)力的層的厚度方向的中心面(以下，簡稱為“中心面”)的位置比振動膜的中心面更接近間隙。

從參照附圖對示例性實(shí)施例的以下描述，本發(fā)明的其它特征將變得清晰。

附圖說明

圖1A是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的電容變換器的頂視圖，圖1B是沿圖1A的線IB-IB切取的截面圖。

圖2A～2H是與圖1B對應(yīng)的截面圖，并且示出圖1A和圖1B所示的電容變換器的制造方法。

圖3A是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的電容變換器的頂視圖，圖3B是沿圖3A的線IIIB-IIIB切取的截面圖。