分離トレンチを備えた PMUT の設計と作製方法

アイソレーショントレンチ付き pmut の設計と作製方法

技術分野

本発明は、ｐｍｕｔの技術分野に関し、特に分離トレンチを有するｐｍｕｔの設計および製造方法に関する。

背景技術:

2. MEMS 技術は、ここ数十年で開発されたマイクロスケールのメカトロニクス システム技術です。 研究者は、MEMS 技術に基づいて、微細加工された超音波トランスデューサを設計および製造しました。 従来の超音波トランスデューサーと比較して、小型化、統合、高性能、低コストという利点があり、超音波トランスデューサーの重要な研究方向の1つになっています。 動作原理によれば、mut は容量性マイクロマシン超音波トランスデューサと圧電マイクロマシン超音波トランスデューサに分けることができます。 通常、cmut は、高い送信感度と受信感度を満たすために高い DC バイアス電圧を必要とし、回路設計と統合、およびデバイス製造にいくつかの問題を引き起こします。 cmut は通常、高い送受信感度を満たすために高い DC バイアス電圧を必要とし、回路設計と統合、およびデバイス製造に特定の問題を引き起こします。 pmutは、cmutに比べ高電圧を必要とせず高感度が得られ、寄生容量の影響が少なく、消費電力が少なく、cmos回路への組み込みが容易です。 pmut の基本原理は主に圧電効果です。 圧電結晶が特定の方向に外力を加えて変形すると、結晶の反対側の 2 つの表面に正と負の反対の電荷が生成されます。これは、正の圧電効果と呼ばれます。 結晶の分極方向に電場を加えると、結晶が変形し、電場を取り除いた後、結晶は元の形状に戻ります。 この現象は逆圧電効果と呼ばれます。 pmut を送信機として使用すると、上下電極間の電圧によって圧電層に逆圧電効果が生じ、高周波振動が発生して超音波が放射されます。 受信機として使用すると、音圧が圧電層に作用して変形します。 正の圧電効果により、上部電極と下部電極の間に電気信号が発生します。 pmut の基本構造は典型的な浮遊膜構造であり、圧電層は上部と下部の電極層の間にあり、最下部の基板は一般に絶縁基板シリコン (silicon-on-insulator、soi) です。 絶縁層は通常、二酸化シリコン (sio2) です。 作業プロセスにおける主な機能は、上部電極、圧電層、下部電極層、および絶縁層で構成される浮遊膜構造です。

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