[發明專利]微加工超聲換能器以及相關裝置和方法

有效

• 申請號: 201811294704.9
• 申請日: 2015-07-14
• 公開（公告）號: CN109290160B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 喬納森·M·羅思伯格;蘇珊·A·阿列;基思·G·菲費;內華達·J·桑切斯;泰勒·S·拉爾斯頓
• 申請（專利權）人: 蝴蝶網絡有限公司
• 主分類號: B06B1/02
• 分類號: B06B1/02;B81C1/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 蔡勝有;譚天

本發明涉及微加工超聲換能器以及相關裝置和方法。制造可以涉及兩個單獨的晶片接合步驟。晶片接合可以用于在襯底(302)中制造密封腔(306)。晶片接合也可用于將襯底(302)接合至另一襯底(304)，例如CMOS晶片。至少第二晶片接合可以在低溫下進行。

本申請是名為“微加工超聲換能器以及相關裝置和方法”、申請號為201580038431.X的中國專利申請的分案申請，專利申請201580038431.X是根據專利合作條約于2015年7月14日提交的國際申請(PCT/US2015/040342)進入中國國家階段的國家申請。

相關申請的交叉引用

本申請根據35U.S.C.§119(e)要求2014年7月14日提交的代理人案卷號為B1348.70013US00，題為“Microfabricated Ultrasonic Transducers and RelatedApparatus and Methods”的美國臨時專利申請序列第62/024179號的權益，其通過引用整體并入本文中。

本申請也是部分繼續申請，根據35U.S.C.§120要求2015年5月19日提交的題為“Microfabricated Ultrasonic Transducers and Related Apparatus and Methods”的代理人案卷號為B1348.70013US02的美國專利申請序列第14/716152號的權益，其通過引用整體并入本文。

美國專利申請序列第14/716152號是繼續申請，其根據35U.S.C.§120要求2015年3月2日提交的代理人案號為B1348.70013US01，題為“Microfabricated UltrasonicTransducers and Related Apparatus and Methods”的美國專利申請序列第14/635,197號的權益，其通過引用整體并入本文中。

美國專利申請序列第14/635197號根據35U.S.C.§119(e)要求2014年7月14日提交的代理人案卷號為B1348.70013US00，題為“Microfabricated Ultrasonic Transducersand Related Apparatus and Methods”的美國臨時專利申請序列第62/024179號的權益，其通過引用整體并入本文中。

技術領域

本文所描述的技術涉及互補金屬氧化物半導體(CMOS)換能器及其形成方法。

背景技術

電容式微加工超聲換能器(CMUT)是已知的在微加工腔上方包括膜片的裝置。膜片可以用于將聲學信號轉換為電信號，或者將電信號轉換為聲學信號。因此，CMUT可以用作超聲換能器。

可以使用兩種類型的工藝來制造CMUT。犧牲層工藝在犧牲層上方的第一襯底上形成CMUT的膜片。去除犧牲層導致膜片懸在腔上方。晶片接合工藝將兩個晶片接合在一起以形成具有膜片的腔。

發明內容

本申請的多個方面涉及CMUT與CMOS晶片的制造和集成，從而形成CMOS超聲換能器(CUT)。根據本申請的一個方面，提出了涉及兩個晶片接合步驟的晶片級工藝。第一晶片接合步驟可以通過將兩個絕緣體上硅(SOI)晶片接合在一起而形成密封的腔，所得到的接合結構被認為是工程襯底。可以使用相對高的溫度(例如在退火期間)，以便于實現強的接合。然后可以去除工程襯底的兩個SOI晶片中之一的操作層，之后可以執行第二晶片接合步驟以將工程襯底與其上形成有集成電路(IC)的CMOS晶片接合。第二晶片接合步驟可以使用相對低的溫度以避免損壞CMOS晶片上的IC。然后可以去除工程襯底的第二SOI晶片的操作層，在工程襯底的腔之上留下膜片。CMOS IC與工程襯底之間的電連接允許實現可控的超聲換能器。