CN101394685A - 具有多层电极的微加工声换能器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及具有多层电极的微加工声换能器。在电容式膜(14)超声换能器中，一个或者多个电极(18，20)包括导电的或者半导体材料的多个层(22，24)。在布置中，所述层(22，24)可以与绝缘体(28，14)或者空穴(16)相邻以便减少电退化。例如，具有较低功函数和较小电阻率的导电层(22)通过具有较高功函数和较大电阻率的导电层(24)从绝缘体(28，14)隔开。由于所使用的材料的类型和相对位置，随时间的推移，电极材料的不同层(22，24)可能提供较少电退化。
Description
技术领域
本发明涉及电容式膜超声换能器(CMUT)。尤其，为CMUT提供电极结构。
背景技术
典型的1D或者2D超声换能器包括数百个甚至数千个独立的换能器元件。对于CMUT(capacitive membrane ultrasonic transducer)，多个(例如数十个，数百个，数千个)单元可以被一起用于形成单个元件。
CMUT的单元典型地具有由膜(membrane)覆盖的空隙(void)(真空间隙)。电极被安置在膜上或者膜内并且另一个被安置在空隙基底处。所述电极暴露于空隙或者可以通过电绝缘体与空隙分离。为产生声能，DC偏压和电学上变化的信号被施加在电极两端，导致膜弯曲。为产生电能，声感应的膜弯曲在两个电极之间产生差分电信号。
为CMUT跨越真空间隙维持十分大的电场以便产生同等于压电换能器的传输压力。例如，需要每米12-13亿伏特以便在10MHz处获得1.5兆帕斯卡输出压力。当暴露于这些高电场时，绝缘体可能失去其绝缘特性并且开始泄漏电流。穿进绝缘体并且被俘获的或者从绝缘体表面发射并且冲击对面绝缘体的电子可以改变空隙中的电场。随着时间，改变的电场可能降低CMUT声学性能。
历史上，试图防止随时间推移的充电退化集中于一个或者两个绝缘体部分或者全部被移除或者未被提供的CMUT上。导电电极暴露于空穴(cavity)。只要所施加的电场低于所暴露的导电表面的场发射的阈值，随时间的推移，这些CMUT结构比被绝缘的CMUT经历较小的充电退化(charging degradation)。然而，电不对称性可能限制在双极应用中的使用。在顶部和底部电极之间可能有不断增加的短路，降低设备收益和增加患者的安全担忧。
发明内容
通过介绍，以下所描述的实施例包括用于在电能和声能之间转换并形成换能器的方法、换能器和系统。一个或者多个电极包括多层导电的或者半导电的材料。这些层在布置中可以与绝缘体或者空穴相邻以便减少电退化。例如，具有较低功函数和较小电阻率的导电层通过具有较高功函数和较大电阻率的导电层从绝缘体隔开。由于所使用的材料的类型和相对位置，随时间的推移，电极材料的不同层可能提供较少的电退化。
在第一方面中，膜超声换能器被提供用于在电能和声能之间转换。膜被支撑在衬底上。空穴将膜与衬底分离。与第二电极相比较，第一电极在空穴的相对侧。第一绝缘层将第一电极从空穴分离。第一电极具有彼此欧姆接触的至少两个导电的或者半导电的层。
在第二方面中，提供用于形成电容式膜超声换能器的方法。经由空隙形成柔性结构。在空隙的相对侧上形成电极。第一电极邻近柔性结构。为形成电极中的至少一个，至少两个不同的导体以邻近绝缘层的方式被分层。
在第三方面中，电容式膜超声换能器被提供用于在电能和声能之间转换。所述换能器具有空穴和第一电极，所述第一电极被第一绝缘体从空穴隔开。第一电极是两个或者多个导电的半导电的薄膜的堆栈，其中所述两个或者多个不同的薄膜中的仅仅一个与在CMUT设备的高场区内的绝缘体主要物理接触。
本发明由下列权利要求限定，并且在此部分中没有什么应该被看作对所述权利要求的限制。下面将结合优选的实施例讨论本发明其它方面和优点。在这或者下面所讨论的方面或者其它特征可以在后面独立地或者组合地被要求。
附图说明
部件和图并不必要按比例的，而重点是放在解说本发明的原理上。此外，在图中，同样的参考符号贯穿不同的图表示相应的部分。
图1是具有分层电极的CMUT单元的一个实施例的截面视图；
图2是用于形成具有多层电极的CMUT的方法的一个实施例的流程图；
图3A-D示出具有分层电极的CMUT单元的可替代的实施例。
具体实施方式
CMUT结构具有至少一个多层导体。该多层导体可能被绝缘薄膜从封闭的空穴隔开。这种结构可以是具有隔离的顶部和底部导体的双极型的或者是具有仅仅单个被隔离的导体的单极型的。通过改变电极和电极绝缘体界面的化学特性和电特性可以阻止或者降低在被绝缘的CMUT中的充电退化。例如，不同的电极材料被使用用以提供高功函数(work function)、低电阻率、低化学反应和与多种其它材料很好粘附的能力。由于对于单种材料同时具有所有这些特性是罕见的，所以提供两个或者多个导电或者半导电层的电极。每一层都具有全部期望特性的子集。对于与在CMUT的高场区内的绝缘体直接接触的层，使用具有高功函数的材料以便阻止电子被热注入或者量子被机械注入到绝缘体中并导致充电退化。对于第二层，选择具有低电阻率的材料以便限制元件寄生串联电阻。可以增加第三层以便粘附或者用作扩散阻挡层，或者可以不增加第三层。
多层电极CMUT结构能够更加可靠地产生较高的输出压力，而不需移除一个或者两个绝缘体。此外，施加于所述单元的偏压可以重复地被倒置、被移除或者被改变，而不用在绝缘薄膜内相关地聚集陷阱电荷。这在动态偏压成像方案中能够引起改善的对比度分辨率成像能力，因为这种方案经常要求通过移除所施加的偏压来周期性地去活一个或多个单元。对于真正未激活的并且不贡献声能到旁瓣(side lobe)的零偏压部分，绝缘体是无陷阱电荷的。
图1示出用于在电能和声能之间转换的膜超声换能器。膜超声换能器在一个实施例中是电容式膜超声换能器(CMUT)。膜大体上被用来包括柔性支架或者其它柔性的结构以及用于在电能和声能之间变换的膜。所述膜超声换能器包括衬底12、被安排在空隙16上方的膜14、与膜14相邻的电极18、底部电极20、绝缘体28和覆盖层26。可以提供其它现在已知或者以后研发的CMUT结构。可以提供附加的、不同的或者较少的器件。
在图1中示出的单元具有双极型结构。假如在电极18、20之间电势反向，则相对于电极18、20，提供相同的结构。存在结构对称性。电极18、20被绝缘体(膜14和绝缘体28)和空隙16相互隔开。在可替代的实施例中，所述单元具有单极型结构。例如，不提供绝缘体28。底部电极20暴露于空隙16，而膜14将另一电极18从空隙16隔开。作为另一例子，膜14被掺杂或者形成为不具有其它绝缘体的顶部电极18，或者电极18在膜14的相对侧上，使电极18暴露于空隙。
不同的单元可以通过电极互连而相互连接，例如在美国专利号6271620和6571445中公开的，此专利的公开内容通过引入结合于此。电极18、20和相应的层22、24利用互连连接到一个或者多个其它单元电极。所述互连可以在同一层上或者在电极18、20上的附加层上。
CMUT单元包括衬底12。衬底12是半导体，例如硅、具有附加材料层的硅、砷化镓或者其它现在已知的或者以后研发的微加工材料。衬底12被定尺寸为矩形的或者其它形状的板，足以提供期望数量的换能器元件。例如，为一维换能器阵列提供线性窄板，并且为多维换能器阵列提供宽板。虽然附加的衬底12可以被用于信号路由、用于导线结合的焊盘或者其它结构，衬底12的区域被保持尽可能小。
膜14是半导体或者被支撑在衬底12上的其它材料。例如，膜14被形成为等离子体增强型化学气相沉积氮化硅，而其它现在已知或者以后研发的材料可以被使用。通过图案化、蚀刻和使用牺牲层、诸如铝或者低温氧化物或者玻璃来形成膜14。通过移除牺牲层，形成与每个膜14相关联的空隙16。然后，具有相关的蚀刻、光致抗蚀剂工艺或者其它工艺的通孔(via)被用于移除牺牲层或者在图案化之后剩下的层部分以形成空隙16。空隙16可以是密封的或者留有开口。例如，在一个实施例中，附加材料层被沉积来填充所述通孔，但在其它的实施例中所述通孔也可以不被填充。空隙16形成空穴，其将膜14从衬底12隔开。
正如在图1中所示，膜14在衬底12的顶部表面上。如这里所使用的顶部表面包括暴露在顶部表面上的膜层、膜14和沉积在被暴露在顶部表面上的膜或者膜14的其它普通位置之上的附加层以便从顶部表面接收声能。在可替代的实施例中，膜14例如通过其它空隙的层和相关的膜从顶部表面隔开。
膜14提供将电极18从空隙16隔开的绝缘层。任何电绝缘材料可以被使用，例如氮化硅。可以提供其它绝缘层，例如从膜14或者膜14的仅仅一部分分离的层。膜14或者其它绝缘层将电极18从空隙16隔开。对于单极型结构，顶部电极18暴露于空隙16而不介入绝缘。仅仅一部分或者整个膜14提供绝缘层。
对于下电极20，绝缘层28被沉积或形成在电极20上方。可以使用任何电绝缘材料，诸如氮化硅。绝缘层28在空穴16的与膜14相对的侧上。绝缘层28将电极20与空穴16隔开。对于单极型结构，底部电极20暴露于空穴，而不介入绝缘。
电极18、20是薄的金属沉积，但其它导体或者半导体可以被使用，例如氧化铟或者导电聚合物。溅射、掺杂、低温或者高温沉积、晶片结合或者其它工艺中的任何一种可以被用于形成电极18、20。例如，在空隙16内的电极20被沉积、蚀刻、图案化或者在沉积用于空隙16的牺牲层和用于形成膜14的层之前被形成。作为另一例子，电极18被图案化、沉积和蚀刻或者在形成膜14之后和在移除牺牲层以形成空隙16之前或者之后形成。每个电极18、20与空隙16和膜14相关联。
电极18、20在空隙16的相对侧。例如，电极18是覆盖膜14的一部分的金属化层，例如覆盖整个CMUT元件的单元的公共图案化层。可替代地，导体或者电轨迹(electrical trace)连接每个独立的顶部电极18到单个信号或者地路径(ground path)。来自于不同元件的电极可能连接在一起作为恒定的基准，例如与地的连接。一些电极18、20是独立的或者与其它元件24的电极18、20电绝缘。给定元件24的每个膜14的至少一个电极保持与另一元件24的电极分离。在一个实施例中，顶部电极18充当接地电极并且可能对于一个或者多个元件是公共的，但在其它的实施例中，下电极20作为接地电极工作。
电极18、20中的一个或者两者被形成为两个或者多个不同导电或者半导体薄膜的堆栈或者布置。图1示出两个电极18、20，其包括两个接触层22、24。可以提供附加层，例如在层22、24之间的或者在与绝缘体28、14隔开的层22和其它材料之间的粘附层。“接触”提供例如与处于直接物理接触或者其它电接触的两个导体相关联的电接触。在电极18、20中的层22、24相互欧姆接触。层22、24完全重叠以减少寄生，但可能不完全重叠。通过绝缘体在适当的位置彼此部分重叠或垂直分离可以被提供。在两个导电的层22、24之间的第三层可能是不导电的。该第三层可以用作粘附层、扩散阻挡层或者机械分离器，其通过以下方式将两个导体层22、24垂直地放置在悬浮膜14内，使得以有利的方式分布薄膜应力或者其它材料特性。在机械分离器的情况下，第三层可以是绝缘体或者甚至是膜14的部分。
层22、24是单独的材料。在可替代的实施例中，可以提供不同材料的合金或者混合电极结构。例如，导电层22、24在其界面附近可以部分被合金化在一起(也就是说，在两个导体之间可以有过渡区域，其由所述两个导体的合金组成)。通过将一种材料的量相对于其它材料根据深度分等级，来提供电学特性的期望分离。所述分等级提供不同的层。
一个层24接触绝缘层28、14。层24主要与绝缘层28、14在所述绝缘层28、14邻近于具有高电场的空隙16的那些区域内接触。所述层24可以结合、连接、粘贴、粘附到绝缘层28、14上或者在适当位置相对于绝缘层28、14被保持。
层24将另一层22从绝缘层28、14在CMUT的高场区分离。例如，仅仅层24直接与绝缘层28、14相邻并且另一层22或者多个层完全地、主要地或者大部分与绝缘体28、14在高场区无接触。
在其它实施例中，可以提供一个或者多个接触或者直通连接。例如，在绝缘体28、14不再与真空空隙16相邻或者相对的电极18、20已经废弃的范围内，低功函数导体层22可以触及绝缘体28、14的部分。在只有单个电极18、20与空隙16相邻的区域内，电场足够低，使得充电退化可以不是问题。在具有相对的电极但无空隙16的区域内，电场高，但陷阱电荷不影响换能器的声学性能。
在两个电极18、20在空隙16的相对侧上的CMUT的区域内，相邻的绝缘体28、14主要与高功函数导体层24接触而不与另一层22接触。这可以阻止充电损害换能器的声学性能。然而，允许低功函数金属在该高场重叠区域的有限的范围(例如<10％)上触及绝缘体28、14。在这种情况下，所述设备的10％严重地充电，而90％不受影响，导致在声学性能方面相对较小的整体退化。
图3A-D示出具有不同级别或者类型的接触和分离的CMUT单元的不同实施例。图3A示出在高场区中通过层24中的凹槽或者孔接触绝缘体14的层22。图3B示出在空隙16的较高场区之外没有完全重叠的层22、24。图3C示出比层24窄的层22。图3D示出在层22、24的部分(例如大部分)之间的分离。可以提供重叠、分离和、或者接触的其它布置。
层22、24可以有不同的厚度。例如，与绝缘体28、14或者空隙16相邻的层24的厚度等于或者小于其它层22的厚度。可以提供任何的厚度，例如小于2微米。在一个实施例中，在两个电极18、20中的层22、24的所有4个导体具有不同的厚度。对于双极型的CMUT，并不要求在空隙16的相对侧上的导电层22、24具有匹配的厚度。层22、24在电极18、20之间和/或者在电极18、20之内可以具有相同的厚度。在一个实施例中，每个层22、24小于0.5微米。可以使用较大或者较小厚度的层22、24。
与绝缘体28、14相邻的层24具有比与绝缘体28、14隔开的层22高的功函数和/或者高电阻率。例如，层24具有大于或者等于4.5eV的功函数，层22具有等于或者小于3e-8Ohm-cm的电阻率。在层22、24之间的功函数和/或者电阻率的差异可以期望地避免或者限制电退化。邻近绝缘体28、14的较高功函数避免或者限制电子迁移。与绝缘体28、14隔开的层22的较低电阻率可以限制寄生串联电阻。层22、24可以被设计来提供其它特征，例如低化学反应、较低的残余应力和/或者粘贴到其它层的能力。粘贴的能力可以避免脱层(delamination)。在一个实施例中，层24具有大于400兆帕斯卡拉伸(tensile)的标称应力，并且另一层22的标称应力小于或者等于层24的标称应力。
被用于形成层22、24的材料提供期望的特征。例如，与绝缘层28、14相邻的层24包含钨、钨合金、铬、镍、钴、铍、金、铂或者钯。可以使用作为成分具有所述材料中的一种或者多种的合金或者其它材料。可以使用不同的材料。作为另一例子，与绝缘体28、14隔开的层22是铝、铝合金、多晶硅或者铜。可以使用作为成分具有所述材料中的一种或者多种的合金或者其它材料。可以使用不同的材料。
在一种配置中，可以提供不具有多层电极18、20的单极型CMUT结构。例如，AICu(铝铜)上电极是0.25um厚。氮化硅上绝缘体是0.8um厚。真空空穴是0.1um厚。没有下绝缘体。暴露的TiW(钛钨合金)下电极是0.25um厚。这种单极性结构的充电退化可能在“好的”电场极性中是低的，但在暴露的金属被诱导发射电子到真空空穴中的极性中是严重的。当所述电子被电场加速到高能量并且闯入相对的绝缘体时，产生充电退化。假如偏压电压可以具有变化的极性或者响应于双极交替信号，则单极性结构可能易受充电退化影响。
双极型CMUT结构可以具有单层电极。例如，AICu(铝铜)上电极是0.5um厚。PECVD氮化硅上绝缘体是0.45um厚。真空空穴是0.1um厚。PECVD氮化硅下绝缘体是0.45um厚。AICu(铝铜)下电极是0.25um厚。为论证充电退化，所施加的电场的幅度在8小时期间内从0值线性斜升到2GV/m。所施加的电场的极性每两秒倒置一次，从而在空隙内产生交替的场条件。这种双极型结构可能在两个极性上遭受显著的充电退化。通过选择不同的电极材料可以改善充电退化，但是这种材料可能太有抵抗力，具有提高的拉伸应力和/或者在加工期间有脱层的问题。
在一个实施例中，双极型CMUT结构可以具有多层电极。上电极包括0.25um厚的与AICu绝缘体隔开的层和0.25um厚的与绝缘体W相邻的层。上绝缘体是0.45um厚的PEVCD氮化硅。真空空穴是0.1um厚。下绝缘体是0.45um厚的PEVCD氮化硅下绝缘体。下电极包括0.25um厚的与下绝缘体W相邻的层和0.25um厚的与AICu下电极的下绝缘体隔开的层。响应于相同的电压，可能不提供或者提供很少的充电退化。
具有多层电极的CMUT可以被用于任何期望的治疗或者成像应用。例如，CMUT提供集成的波束形成，允许用作多维阵列(例如2D阵列)。可以提供采用小换能器的体积成像，例如用于胸部成像。作为另一例子，利用CMUT形成一维阵列。所述换能器可以在其工作寿命内维持时不变声学灵敏度。
任何现在已知的或者以后研发的技术可以被用于形成CMUT、膜14、电极18、20和衬底12。在一个实施例中使用CMOS或者两极处理。使用旋转式沉积、溅射沉积、气相沉积、其它形式的沉积、晶片结合、蚀刻、图案化、研磨、蒸发、划片(scribing)、光刻图案化或者其它现在已知的或者以后研发的技术，形成CMUT的不同层、结构和材料。半导体、绝缘层和导电层形成为衬底12的部分或者形成在衬底12上。
图2示出用于形成电容式膜超声换能器的方法的一个实施例的流程图。附加的、不同的或者更少的动作可以被提供。在其它实施例中，以不同的顺序提供所述动作。图2示出形成两极型结构，但通过不同地放置电极和/或者不形成绝缘层可以形成单极型结构。两个电极都是多层的，但电极中的一个可以具有单个层。
在动作42中，在半导体衬底内或者上形成下多层电极。使用CMOS、双极或者另一微加工技术，形成具有多层的电极。为每个单元，所述层被沉积、蚀刻、图案化、旋转、研磨和/或者被形成。至少两个不同的导体或者半导体被分层。在一个实施例中，衬底被掺杂用以提供层中的一个。可替代地，在衬底上或者在衬底中堆积不同的金属层或者其它导体。
所述层被形成以便为最小化充电退化和优化电极性能而提供不同的特征。例如，底层是具有比顶层的导体具有较低电阻率的导体。顶层将底层从绝缘层和/或者空隙分离。顶层具有比底层较高的功函数。
在动作44，形成下绝缘体。下绝缘体是氮化硅，但可以是其它材料。使用CMOS、双极或者其它微加工技术，形成下绝缘体。例如，氮化硅被沉积、蚀刻、图案化、研磨和/或者在下多层电极的顶层上形成。在可替代的实施例中，不提供下绝缘体。
在动作46中，在空隙上方形成柔性结构。柔性结构是膜、梁(beam)、柱(post)或者其它结构。空隙可以被形成为用于形成柔性结构的动作的部分。任何现在已知的或者以后研发的CMOS、双极型或者微加工工艺可以被用于形成膜和空隙。例如，牺牲层(sacrificiallayer)沉积在下绝缘层的顶部。然后，牺牲层被图案化用以在期望的空隙的位置处留下牺牲层。然后，硅、氮化硅或者其它半导体材料被沉积在牺牲层、任何暴露的电互连上或者被沉积到初始衬底的任何暴露的表面上。使用通孔或者其它结构，移除牺牲层，产生膜和空隙。
在动作48中，上电极被形成在空隙的与下电极的相对侧上。上电极被形成与柔性结构相邻，例如在顶部、在底部或者在膜内。任何现在已知的或者以后研发的CMOS、双极型或者微加工工艺可以被用于形成上电极。至少两个不同的导体与绝缘层相邻地被分层。层之一将另一层从柔性结构或者其它绝缘层分开。所述柔性结构也是绝缘层，但可以提供单独的绝缘层。绝缘将上电极的层从空隙隔开。直接与柔性结构相邻的层比从柔性结构隔开的层具有较高的功函数和较高的电阻率。
可以提供其它处理。例如，一层或者多层聚合物或者其它绝缘体26在衬底的顶部表面和上电极上方被形成。可以使用多种现在已知的或者以后研发的聚合物或者绝缘体中的任何一种，例如被用于形成具有或者不具有声学填充物的声学匹配层的聚合物。聚合物层充当绝缘体以及声学匹配层。使用感光抗蚀剂(photoimagable resist)、平印自旋、CVD或者其它技术来沉积聚合物以便形成薄层。作为聚合物的替代物，半导体绝缘体或者其它电绝缘材料可以被使用。
另一工艺包括在换能器阵列的单元和/或者元件之间形成电互连。使用不同的路由或者电连接技术(例如形成金属轨迹、通孔或者掺杂)中的任何一种，与膜或者元件相关联的电极被连接在一起。倒装芯片结合、导线结合、柔性电路连接或者其它连接将元件连接到接收器和发射器电子装置。在一个实施例中，接收器电子装置被集成在同一衬底内。可替代地，接收器电子装置与衬底相邻或者与衬底隔开。例如，接收器电子装置被集成在分离的衬底内并且被结合到用于CMUT的衬底的底部或者侧。然后，使用边缘导体、CMUT衬底内的导体、CMUT衬底之上的聚合物层之内的导体、导线结合、柔性电路或者其组合来提供在两个衬底之间的电连接。作为到接收器电子装置的连接的替代，上面所描述的导体利用远程连接的电缆连接到电子装置。以上所描述的不同技术中的任何一种可以或者被用于公共的或者地电极配置或者被用于基于元件的信号电极配置。
附加的屏蔽可以被包含结合进或者集成进在这所讨论的一些或者所有层内。例如，电分离的金属薄膜与地相连或者被允许在底部电极20下的衬底12内作为EMI屏蔽而漂浮。
尽管上面参考不同的实施例说明了本发明，但应该理解，可以进行很多的改变和修改而不偏离本发明的范畴。因而，旨在使上述详细的说明被认为是示例性的而非限制性的，并且应该理解，包括所有等价物的以下权利要求用来限定本发明的精神和范畴。
Claims (22)
1.用于在电能和声能之间转换的膜(14)超声换能器，所述换能器包括：
衬底(12)；
被支撑在衬底(12)上的膜(14)，空穴(16)将膜(14)与衬底(12)分离；
第一电极和第二电极(18，20)，所述第一电极(18)与第二电极(20)相比在空穴(16)的相对侧；和
将第一电极(18)从空穴(16)分离的第一绝缘层(28，14)；
其中第一电极(18)包括至少两个导电的或者半导电的电极层(22，24)，所述电极层(22，24)彼此欧姆接触。
2.权利要求1的换能器，其中第一绝缘层(28，14)包括膜(14)。
3.权利要求1的换能器，其中第一绝缘层(28，14)在空穴(16)的与膜(14)相对的侧。
4.权利要求3的换能器还包括：
包括膜(14)的第二绝缘层(28，14)；
其中第二电极(20)包括至少两个导电的或者半导电的电极层(22，24)，所述电极层(22，24)彼此欧姆接触。
5.权利要求1的换能器，其中至少两个电极层(22，24)包括第一层(24)和第二层(22)，所述第一层(24)主要在所述绝缘层(28，14)邻近于具有高电场的空穴(16)的这些区域内与绝缘层(28，14)接触并且比第二层(22)具有较高的功函数。
6.权利要求1的换能器，其中至少两个电极层(22，24)包括第一层(24)和第二层(22)，所述第一层(24)接触绝缘层(28，14)并且比第二层(22)具有较高的电阻率。
7.权利要求6的换能器，其中第一层(24)具有大于或者等于4.5eV的功函数，并且第二层(22)具有等于或者小于3e-8Ohm-cm的电阻率，第二层(22)比第一层(24)具有较低的功函数。
8.权利要求6的换能器，其中第一层(24)具有大于400兆帕斯卡拉伸的标称应力，并且第二层(22)的标称应力小于或者等于第一层(24)的标称应力。
9.权利要求1的换能器，其中至少两个电极层(22，24)包括第一层(24)和第二层(22)，所述第一层(24)包含钨、钨合金、铬、镍、钴、铍、金、铂、钯或者是具有其一种或者多种的材料，第二层(22)包含铝、铝合金、多晶硅、铜或者是具有其一种或者多种的材料。
10.权利要求1的换能器，其中至少两个电极层(22，24)包括第一层(24)和第二层(22)，所述第一层(24)主要在邻近于具有高电场的空穴(16)的区域中与绝缘层(28，14)接触，并且第二层(22)在所述区域中主要与绝缘层(28，14)不接触。
11.权利要求1的换能器，其中至少两个电极层(22，24)包括第一层(24)和第二层(22)，所述第一层(24)主要与绝缘层(28，14)接触并且具有小于或者等于第二层(22)的第二厚度的第一厚度。
12.用于形成电容式膜(14)超声换能器的方法，此方法包括：
(a)在空隙(16)上方形成(46)柔性结构；并且
(b)在空隙(16)的相对侧形成(42)电极(18，20)，第一电极(18)邻近所述柔性结构，其中形成所述电极(18，20)的至少一个电极包括将邻近绝缘层的至少两个不同的导体分层。
13.权利要求12的方法，其中所述至少两个不同的导体中的第一导体比所述至少两个不同的导体中的第二导体具有较低的电阻率，所述第二导体在与空隙(16)相邻的区域中将第一导体与绝缘层分离，第二导体在导体绝缘体界面处比第一导体具有较高的功函数。
14.权利要求12的方法，其中绝缘层是柔性结构，绝缘层将至少两个不同的导体与空隙(16)分离；并且
其中形成(42)电极(18，20)包括形成两个电极(18，20)，每个具有至少两个不同的导体。
15.在用于在电能和声能之间转换的电容式膜(14)超声换能器中，所述换能器具有空穴(16)和通过第一绝缘体与空穴(16)分离的第一电极(18)，改进包括：
第一电极(18)包括两个或者多个不同的导电的或者半导电的薄膜(22，24)的堆栈，其中所述两个或者多个不同的薄膜(22，24)中的仅仅一个主要在与空穴(16)相邻的高场区与邻近的绝缘体接触。
16.权利要求15的改进，其中换能器是单极的。
17.权利要求15的改进，其中换能器是双极的。
18.权利要求15的改进，其中所述薄膜(22，24)中的第一薄膜(22)具有比所述薄膜(22，24)中的第二薄膜(24)低的电阻率和功函数，所述薄膜(22，24)中的第二薄膜(24)是主要与所述绝缘体相邻的薄膜(22，24)之一。
19.权利要求18的改进，其中第一薄膜(22)具有3e-8Ohm-cm或者更小的电阻率并且第二薄膜(24)具有4.5eV或者更大的功函数。
20.权利要求18的改进，其中第一薄膜(22)包含铝、铝合金、多晶硅或者铜并且其中第二薄膜(24)包含钨、钨合金、铬、镍、钴、铍、金、铂或者钯。
21.权利要求18的改进，其中第一薄膜(22)的第一厚度大于或者等于第二薄膜(24)的第二厚度，第一厚度和第二厚度小于2微米。
22.权利要求18的改进，其中第一薄膜(22)具有大于400兆帕斯卡拉伸的标称应力，并且其中第二薄膜(24)具有小于或者等于400兆帕斯卡拉伸的标称应力。
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20090325 |