压电微加工超声波传感器,在 (111) 晶圆上进行微孔间蚀刻和密封过程
Yunhao Wang1,2,3, Sheng Wu1,2,3, Wenjing Wang4
1State Key Laboratory of Transducer Technology, Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200050, China.
Micromachines
|April 27, 2024
概括
研究人员开发了一种新的微孔互蚀和密封 (MIS) 工艺,用于制造压电微机超声传感器 (PMUT). 这种具有成本效益的方法可以实现用于超声波应用的IC兼容的高频PMUT阵列的大规模生产.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电气工程 电气工程
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 压电微机超声传感器 (PMUT) 对于超声波测距和医学成像至关重要,因为它们的小型尺寸和低功耗需求.
- 微孔互蚀和密封 (MIS) 工艺是一种用于制造微电子机械系统 (MEMS) 的新型散装技术.
研究的目的:
- 适应MIS工艺,用于制造PMUTs的腔膜结构.
- 对用于PMUT制造的 (111) 晶片上MIS技术的腐蚀特性进行研究.
- 为了实现高频PMUT阵列设备的IC兼容和成本效益的批量生产.
主要方法:
- 使用MIS工艺制造的PMUT,在TMAH溶液中对 (111) 晶片进行异型蚀刻.
- 研究了侧面腐蚀效应,并为完全连接的正六角腔结构实施了距离补偿.
- 使用喷雾来沉积电极和化 (AlN) 压电材料.
主要成果:
- 成功制造了各种尺寸的六角PMUT细胞.
- 获得了251.1的最大质量系数 (Q).
- 在从6.28MHz到11.99MHz的共振频率中表现出18.49nm/V的位移灵敏度.
结论:
- MIS工艺适用于制造PMUT腔膜结构.
- 开发的制造设计使得高频PMUT阵列生产成为可能.
- 这种方法促进了与IC兼容且具有成本效益的PMUT设备的大规模生产.
