步进式管子后方空腔压电超声传感器 基于Sc0.2AI0.8N薄膜
Xiaobao Li1,2, Haochen Lyu2,3, Ahmad Safari3
1School of Microelectronics, Shanghai University, Shanghai 200444, China.
Micromachines
|January 23, 2024
概括
一种新的梯形管背腔压电微机超声波传感器 (PMUT) 提高了声学性能. 这种优化的PMUT设计改善了音压和光束聚焦,用于先进的范围应用.
科学领域:
- 声学 声学 在声学方面
- 微电子机械系统 (MEMS) 是一种微电子机械系统.
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 传统的压电微机超声波传感器 (PMUT) 由于传感器尺寸的限制,在声场角度调整方面面临限制.
- 现有的方法通常需要重的外部组件,如PCB或喇,阻碍了小型化.
研究的目的:
- 为了引入一种新的梯形管背部腔PMUT设计.
- 为了优化PMUT的声阻匹配和方向特性.
- 为PMUT提供CMOS兼容的制造工艺.
主要方法:
- 阶梯管后侧腔的理论模拟和分析.
- 在使用CMOS兼容工艺的8英寸晶圆上制造拟议的PMUT.
- 声学比较实验用于评估性能指标.
主要成果:
- 阶管PMUT显示平均输出声压增加了17%.
- 半功率光束宽度 (θ-3db) 从55°显著减少到30° (减少45%).
- 侧叶水平信号从147mV降至66mV,表明方向性得到改善.
结论:
- 阶梯管后侧腔设计有效地优化PMUT声阻抗和方向控制.
- 兼容CMOS的制造确保了稳定,成本效益和批量生产.
- 这种新的PMUT为范围广泛的应用提供了可靠的解决方案.
