[發明專利]電容式超聲換能器的制備方法及電容式超聲換能器

有效

• 申請號: 201911304640.0
• 申請日: 2019-12-17
• 公開（公告）號: CN112974197B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 花慧;陶永春;黨寧
• 申請（專利權）人: 京東方科技集團股份有限公司
• 主分類號: B06B1/02
• 分類號: B06B1/02
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 張佳

本發明涉及超聲換能器技術領域，公開了一種電容式超聲換能器的制備方法及電容式超聲換能器。其中，電容式超聲換能器的制備方法，包括：在襯底基板上依次形成第一犧牲層和第二犧牲層，所述第一犧牲層的致密性小于所述第二犧牲層的致密性；在所述第二犧牲層上形成振膜層，并在所述振膜層中形成過孔；通過所述過孔對所述第一犧牲層和第二犧牲層進行刻蝕以形成空腔結構。上述制備方法，可以在保證電容式超聲換能器的制備良率的前提下，大大減小形成電容式超聲換能器的空腔結構的時間，從而提高電容式超聲換能器的制備效率。

技術領域

本發明涉及超聲換能器技術領域，特別涉及一種電容式超聲換能器的制備方法及電容式超聲換能器。

背景技術

超聲成像是指利用超聲波束對目標物體進行探測，并對接收到的回波或透射波信號進行檢測、存儲等處理步驟后，根據不同的成像方式獲得目標距離、輪廓以及內部結構等信息，最終以圖像的方式將上述信息顯示出來。超聲換能器是超聲成像的關鍵部件之一，作為一種換能裝置，超聲換能器的主要功能有：在發射階段，換能器在激勵信號作用下將輸入的電能轉換為機械能傳遞出去，實現超聲波的發射；在接收階段，換能器將聲波轉換為電信號，實現超聲波的接收。

電容式微機械超聲換能器(CMUT)是近年來發展最為快速的一種超聲波換能器，其具有結構簡單、尺寸小，設計靈活，靈敏度高等優點。

發明內容

本發明公開了一種電容式超聲換能器的制備方法及電容式超聲換能器，具體提供以下技術方案：

一種電容式超聲換能器的制備方法，包括：

在襯底基板上依次形成第一犧牲層和第二犧牲層，所述第一犧牲層的致密性小于所述第二犧牲層的致密性；

在所述第二犧牲層上形成振膜層，并在所述振膜層中形成過孔；

通過所述過孔對所述第一犧牲層和第二犧牲層進行刻蝕以形成空腔結構。

上述電容式超聲換能器的制備方法中，在襯底基板上依次形成了第一犧牲層和第二犧牲層兩層犧牲層，由于第一犧牲層(底層犧牲層)的致密性較小，即較疏松，腐蝕液在其內部流動擴散快、接觸面積大，可迅速完成對該層(第一犧牲層)的腐蝕；并且，隨著腐蝕液對第一犧牲層的腐蝕速度加快，腐蝕液與第二犧牲層(上層犧牲層)接觸面積也逐步變大，可以對第二犧牲層進行大面積腐蝕，從而進一步提高第二犧牲層的腐蝕效率。另外，由于第二犧牲層(上層犧牲層)致密性較大，即較致密，可以使得在該膜層上形成的振膜層平整致密，進而可以保證電容式超聲換能器的良率。綜上所述，上述制備方法，可以在保證電容式超聲換能器的制備良率的前提下，大大減小形成電容式超聲換能器的空腔結構的時間，從而提高電容式超聲換能器的制備效率。

可選的，所述第一犧牲層和所述第二犧牲層的材料相同。

可選的，所述在襯底基板上依次形成第一犧牲層和第二犧牲層，具體包括：

通過第一次等離子體化學氣相沉積工藝形成第一層SiO2；

通過第二次等離子體化學氣相沉積工藝在所述第一層SiO2上形成第二層SiO2，所述第二次等離子體化學氣相沉積工藝相比于所述第一次等離子體化學氣相沉積工藝的反應壓強低、和/或射頻功率高、和/或SiH₄氣體流量高。

可選的，所述在襯底基板上依次形成第一犧牲層和第二犧牲層，具體包括：

采用金屬有機化合物化學氣相沉積工藝形成第一層ZnO；

采用磁控濺射工藝在所述第一層ZnO上形成第二層ZnO。

可選的，所述第一犧牲層的厚度大于所述第二犧牲層的厚度。

可選的，所述第一犧牲層與所述第二犧牲層的厚度之比為1.5～4。

可選的，所述第一犧牲層和所述第二犧牲層在襯底基板上的投影重合。