一种微机电超声波换能器及阵列的制作方法

技术特征：
1.一种微机电超声波换能器，其特征在于，包括：基底层、底电极(30)、压电层(40)、顶电极(50)和被动层(60)；所述基底层顶面依次堆叠所述底电极(30)、所述压电层(40)、所述顶电极(50)和所述被动层(60)；所述底电极(30)和所述顶电极(50)用于分别连接不同的电极接线端；所述基底层顶面开设有槽形真空腔(70)，所述槽形真空腔(70)顶端与所述底电极(30)接触，用于为所述底电极(30)、所述压电层(40)、所述顶电极(50)和所述被动层(60)向下振动提供空间；所述被动层(60)用于与传统声传递介质直接接触。2.根据权利要求1所述的微机电超声波换能器，其特征在于，所述被动层(60)的材料为氮化硅，所述被动层(60)的厚度为1～10μm；所述压电层(40)的材料为氮化铝或者氮化钪铝，所述压电层(40)的厚度为1～10μm。3.根据权利要求1所述的微机电超声波换能器，其特征在于，所述底电极(30)为金属材料金、铂、铝或锡，所述底电极(30)的厚度为100～500nm；所述顶电极(50)为金属材料金、铂、铝或锡，所述顶电极(50)的厚度为100～500nm。4.根据权利要求1所述的微机电超声波换能器，其特征在于，所述真空腔(70)为正柱体结构，且所述真空腔(70)的顶端面为正方形；所述真空腔(70)顶端面的边长为10～120μm，所述真空腔(70)的深度为50～1000nm。5.根据权利要求1所述的微机电超声波换能器，其特征在于，所述基底层包括堆叠在一起的硅基板(10)和绝缘层(20)；所述底电极(30)连接所述绝缘层(20)，所述绝缘层(20)的材料为二氧化硅，所述绝缘层(20)的厚度小于或等于5μm；所述硅基板(10)的厚度小于或等于200μm。6.根据权利要求5所述的微机电超声波换能器，其特征在于，所述微机电超声波换能器还包括金属层(31)和焊盘(80)；所述金属层(31)设于所述绝缘层(20)中，用于形成电子线路，连接所述底电极(30)或者所述顶电极(50)至所述焊盘(80)；所述焊盘(80)用于连接正电极或者负电极以构成所述微机电超声波换能器的正电极或者负电极。7.根据权利要求6所述的微机电超声波换能器，其特征在于，所述绝缘层(20)中设有电极穿孔(35)和焊盘穿孔(81)；所述焊盘(80)包括顶面焊盘和底面焊盘；所述电极穿孔(35)中设置有导电连接体，用于将所述底电极(30)或所述顶电极(50)连接在所述金属层(31)上；所述焊盘穿孔(81)中设置有导电连接体，用于将所述顶面焊盘连接至所述底面焊盘；所述硅基板(10)的底面可设置电子线路用于移动和重新布置所述底面焊盘的位置。8.根据权利要求7所述的微机电超声波换能器，其特征在于，所述电极穿孔(35)的直径小于或等于1μm；所述焊盘穿孔(81)的直径小于或等于80μm。9.根据权利要求1
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8任一项所述的微机电超声波换能器，其特征在于，所述压电层(40)
采用压电薄膜工艺制作而成，所述微机电超声波换能器采用压电式微机电超声波换能器制造工艺制作而成。10.一种微机电超声波换能器阵列，其特征在于，包括：若干个如权利要求7
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9任一项所述的微机电超声波换能器，若干个所述微机电超声波换能器的底电极(30)并联连接在一起；所述微机电超声波换能器的底电极(30)和所述微机电超声波换能器的顶电极(50)分别连接所述顶面焊盘和所述底面焊盘，或者所述微机电超声波换能器的底电极(30)和所述微机电超声波换能器的顶电极(50)分别连接所述底面焊盘和所述顶面焊盘；隔离器(90)，所述隔离器(90)设于相邻的两组所述微机电超声波换能器之间，用于隔离相邻两组所述微机电超声波换能器之间的声学信号串扰。

技术总结
本申请提供了一种微机电超声波换能器及阵列，微机电超声波换能器包括：基底层、底电极(30)、压电层(40)、顶电极(50)和被动层(60)；基底层顶面依次堆叠底电极(30)、压电层(40)、顶电极(50)和被动层(60)；底电极(30)和顶电极(50)用于分别连接不同的电极接线端；基底层顶面开设有槽形真空腔(70)，槽形真空腔(70)顶端与底电极(30)接触，用于为底电极(30)、压电层(40)、顶电极(50)和被动层(60)向下振动提供空间；被动层(60)用于与传统声传递介质直接接触。本申请解决了现有的超声波换能器体积大，组装工艺复杂，整体集成度低的问题。整体集成度低的问题。整体集成度低的问题。


技术研发人员：刘斌 张婷
受保护的技术使用者：深圳市赛禾医疗技术有限公司
技术研发日：2021.02.09
技术公布日：2021/11/16