[發明專利]電容式微機械超聲換能器及其制造方法

有效

• 申請號: 201980075767.1
• 申請日: 2019-11-15
• 公開（公告）號: CN113316486B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 多米尼克·格羅斯;西里爾·梅尼埃;尼古拉斯·塞內貢
• 申請（專利權）人: 維蒙股份公司
• 主分類號: B06B1/02
• 分類號: B06B1/02
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 崔龍鉉;趙赫

1.一種電容式微機械超聲換能器，包括：

下電極；

上電極；

膜，附接至所述上電極并位于所述下電極與所述上電極之間；

錨，連接至所述膜和所述下電極，使得在所述下電極和所述膜之間限定出空腔；和

一個或多個隔離柱，位于所述空腔內，所述隔離柱部分地埋設在所述膜內并朝著所述下電極延伸。

2.根據權利要求1所述的電容式微機械超聲換能器，其中所述錨部分地埋設在所述膜內。

3.根據權利要求2所述的電容式微機械超聲換能器，其中所述錨中的每一個包括部分地埋設在所述膜內并延伸至所述下電極的中心構件，和埋設在所述膜內并圍繞所述中心構件的保護環。

4.根據權利要求1所述的電容式微機械超聲換能器，其中，所述隔離柱中的每一個包括部分地埋設在所述膜內并朝向所述下電極延伸的中心構件，和埋設在所述膜內并圍繞所述中心構件的保護環。

5.根據權利要求4所述的電容式微機械超聲換能器，其中，所述中心構件和所述保護環由相同的材料形成。

6.根據權利要求4所述的電容式微機械超聲換能器，其中，所述中心構件由第一材料形成，并且所述保護環由第二材料形成。

7.根據權利要求1所述的電容式微機械超聲換能器，其中所述隔離柱中的每一個包括部分地埋設在所述膜內并朝向所述下電極延伸的中心構件，并且在圍繞所述中心構件的所述膜中限定出空的保護環。

8.根據權利要求1所述的電容式微機械超聲換能器，其中，所述下電極是重摻雜硅晶片。

9.根據權利要求1所述的電容式微機械超聲換能器，其中，所述膜限定柱孔，所述柱孔部分地延伸到所述膜中，所述一個或多個隔離柱中的一個位于所述柱孔中的每一個內，以延伸出所述柱孔。

10.根據權利要求9所述的電容式微機械超聲換能器，其中在所述一個或多個隔離柱中的每一個的側壁與相應的柱孔的側內壁之間限定有間隙。

11.一種生產電容式微機械超聲換能器的方法，所述方法包括以下步驟：

提供未摻雜硅的器件層，所述器件層具有暴露的外表面；

蝕刻所述器件層的外表面，以形成部分地延伸到所述器件層中的柱孔；

在所述器件層上形成氧化物生長層，以填充所述柱孔并覆蓋所述器件層的外表面；

去除所述氧化物生長層的部分，以形成延伸超出所述器件層的外表面的錨，以及部分地埋設在所述柱孔內并延伸超出所述器件層的外表面的隔離柱；

將所述錨鍵合到第一電極，從而形成由所述第一電極、所述器件層和所述錨限定的空腔，所述隔離柱位于所述空腔內；以及

將上電極沉積在所述器件層的與所述器件層的外表面相對的表面。

12.根據權利要求11所述的方法，其中所述器件層的外表面被蝕刻以形成部分地延伸穿過所述器件層的錨孔，并且所述錨部分地埋設在所述錨孔內。

13.根據權利要求11所述的方法，其中在所述器件層上形成所述氧化物生長層的步驟是通過所述器件層的高溫熱氧化來進行的。

14.根據權利要求13所述的方法，其中所述高溫熱氧化在約800℃至約1200℃的溫度下進行。

15.根據權利要求11所述的方法，其中所述氧化物生長層形成為其厚度大于或等于所述柱孔的深度。

16.根據權利要求11所述的方法，其中所述氧化物生長層形成為其厚度大于或等于所述錨的高度。