CN104811872B

CN104811872B - 电声转换器

Info

Publication number: CN104811872B
Application number: CN201410472282.5A
Authority: CN
Inventors: 姜诚赞; 金东均; 朴相河; 金钟硕; 尹容燮
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2014-01-29
Filing date: 2014-09-16
Publication date: 2020-10-02
Anticipated expiration: 2034-09-16
Also published as: EP2902117A3; CN104811872A; EP2902117B1; KR102250185B1; US20150215705A1; KR20150090752A; EP2902117A2; US9426579B2

Abstract

本发明提供一种电声转换器，该电声转换器包括多个元件，其中多个元件中的每个包括多个单元，多个单元中的至少一个包括形成在膜中的沟槽。

Description

电声转换器

技术领域

示例性实施方式涉及电声转换器，更具体地，涉及微加工的电声转换器。

背景技术

电声转换器是将电能转换成声能或者将声能转换成电能的装置，并且可以包括超声转换器和麦克风。微加工的电声转换器是利用微机电系统(MEMS)的转换器。微加工的电声转换器的一典型示例是微加工的超声转换器(MUT)，其是将电信号转换成超声信号或者将超声信号转换成电信号的装置。MUT可以基于其转换方法而分为压电MUT(pMUT)、电容MUT(cMUT)以及磁MUT(mMUT)。

pMUT主要在过去使用。近来，cMUT因其诸如传送/接收宽带信号的性能、利用半导体工艺批量生产的益处、以及与电路集成的性能的优点而越来越多地在开发中。因此，cMUT被广泛地用于医疗影像诊断装置或传感器中。

近来，随着对于不同类型的超声信号采集方法和产生的图像诸如B-模式图像、多普勒图像、谐波图像、以及光声图像(其可获得以用于超声诊断中)的需求增长，具有宽带特性的超声设备越来越多地在开发中。此外，为了涵盖具有不同尺寸和深度的各种器官诸如腹部、心脏以及甲状腺的诊断，具有宽带特性的超声设备的开发是必需的。相比于一般的压电超声转换器，虽然cMUT能够收发宽带信号，但是其在接收整机频带方面存在限制。因此，通过结合具有不同谐振频率的单元来实现宽带的方法正在开发中。

发明内容

提供一种微加工的电声转换器。

附加的方面将在以下的描述中被部分地阐述，并且部分地将从该描述显见，或者可以通过所给出的示例性实施方式的实践而知悉。

根据一个或多个示例性实施方式的一方面，一种电声转换器包括多个元件，其中多个元件中的每个包括多个单元，多个单元中的至少一个包括形成在膜中的沟槽。

多个元件中的每个可以包括第一频带，该第一频带比构成相应元件的多个单元中的每个的相应频带宽。

对于多个元件中的每个，多个单元中的包括沟槽的所述至少一个单元的频率特性可以基于所述沟槽的数量、形状、尺寸和位置当中的至少一种而改变。

对于多个元件中的每个，多个单元中的至少两个单元可以包括不同数量的沟槽。

对于多个元件中的每个，沟槽的平面形状可以包括圆形和多边形当中的至少一种。

对于多个元件中的每个，沟槽的截面形状可以包括矩形、三角形和半圆形当中的至少一种。

对于多个元件中的每个，膜可以包括硅。

多个元件可以布置成相应的二维布置，并且多个单元可以布置成相应的二维布置。

对于多个元件中的每个，多个单元中的每个可以具有相同的尺寸。

多个单元中的每个可以包括：衬底；支撑件，设置在衬底上并且包括腔；膜，配置为覆盖腔；以及电极，设置在膜的上表面上。

根据一个或多个示例性实施方式的另一方面，一种电声转换器的元件包括：多个单元，包括第一单元和第二单元，其中第一单元和第二单元具有相同的尺寸，第一单元的频率特性不同于第二单元的频率特性。

第一单元和第二单元的每个可以包括相应的膜，第一单元和第二单元当中的至少一个可以包括形成在相应的膜的上表面和下表面当中的至少一个中的沟槽。

根据一个或多个示例性实施方式的另一方面，一种电声转换器包括多个元件，其中多个元件中的每个包括多个单元，其中，对于多个元件中的每个，多个单元中的每个包括：衬底；支撑件，设置在衬底上并且包括腔；膜，配置为覆盖腔；以及电极，设置在膜的上表面上，并且其中，对于多个元件中的每个，多个单元中的至少一个包括形成在膜中的沟槽。

附图说明

这些和/或其它方面将从以下结合附图对示例性实施方式的描述而变得明显并且更易于理解，在附图中：

图1为根据示例性实施方式的电声转换器的转换器芯片的平面图；

图2为图1中所示的元件的平面图；

图3A为沿着图2的线A-A'截取的截面图；

图3B为沿着图2的线B-B'截取的截面图；

图3C为沿着图2的线C-C'截取的截面图；

图3D为沿着图2的线D-D'截取的截面图；

图4为示出基于形成在cMUT的膜(membrane)中的沟槽的数量而计算的谐振频率的模拟结果的图形；

图5为示出通过结合图2中所示的具有不同谐振频率的单元而实现的元件的频率特性的图形；

图6A和图6B为示出形成在膜中的沟槽的变型截面形状的截面图；

图7A和图7B为示出形成在膜中的沟槽的变型平面形状的平面图；

图8为根据另一示例性实施方式的电声转换器的单元的截面图；

图9为根据另一示例性实施方式的电声转换器的单元的截面图；

图10为根据另一示例性实施方式的电声转换器的单元的平面图；

图11A为根据另一示例性实施方式的电声转换器的单元的平面图；以及

图11B为根据另一示例性实施方式的电声转换器的单元的平面图。

具体实施方式

现在将详细参考示例性实施方式，其示例在附图中示出，其中相同的附图标记始终指代相同的元件。在这点上，本示例性实施方式可以具有不同的形式并且不应解释为限于这里阐述的描述。因此，以下通过参照附图仅描述了示例性实施方式以说明本公开的方面。此外，为了说明的方便和并且为了清楚起见，图中所示的每个层的厚度或尺寸可以被夸大。在以下的描述中，当一层被描述为位于另一层上时，该层可以直接位于另一层上或者第三层可以插设在二者之间。在以下的示例性实施方式中形成每个层的材料仅为示例性的，因此其它材料可以被使用。

如在此使用的，诸如“……中的至少一个”的表达在一列元件之后时，其修饰整列元件而不修饰该列中的个别元件。

图1为根据示例性实施方式的电声转换器的转换器芯片100的平面图。电声转换器可以包括多个转换器芯片100。图1示出构成电声转换器的转换器芯片100的其中之一。电声转换器可以是电容式微加工的电声转换器，诸如例如电容式微加工的超声转换器(cMUT)。参照图1，电声转换器的转换器芯片100可以包括布置成二维布置的多个元件110。元件110可以被独立地驱动。每个元件110包括布置成相应的二维布置的多个单元111，如下文所述。

图2为图1中所示的元件110的平面图。参照图2，元件110包括布置成二维布置的单元111。详细地，单元111可以包括布置成矩形形状的四个单元，也就是，第一、第二、第三和第四单元111a、111b、111c和111d。图2示出其中第一、第二、第三和第四单元111a、111b、111c和111d按照顺时针顺序布置的示例。另外，第一、第二、第三和第四单元111a、111b、111c和111d可以布置成各种形状中的任一种或多种。第一、第二、第三和第四单元111a、111b、111c和111d可以具有相同的尺寸。也就是，当第一、第二、第三和第四单元111a、111b、111c和111d中的每个具有圆形结构时，第一、第二、第三和第四单元111a、111b、111c和111d可以具有相同的外径(OD)。形成第一、第二、第三和第四单元111a、111b、111c和111d的图3A、图3B、图3C和图3D的膜115可以具有相同的OD和相同的厚度t。然而，本示例性实施方式不限于此。第一、第二、第三和第四单元111a、111b、111c和111d可以具有不同的频率特性，也就是，不同的谐振频率。如下文所述，第一、第二、第三和第四单元111a、111b、111c和111d可以具有不同数量的沟槽，使得第一、第二、第三和第四单元111a、111b、111c和111d可以具有不同的谐振频率。

图3A、图3B、图3C和图3D为构成元件110的四个单元，即，第一、第二、第三和第四单元111a、111b、111c和111d的截面图。详细地，图3A为沿着图2的线A-A'截取的截面图，示出第一单元111a。图3B为沿着图2的线B-B'截取的截面图，示出第二单元111b。图3C为沿着图2的线C-C'截取的截面图，示出第三单元111c。图3D为沿着图2的线D-D'截取的截面图，示出第四单元111d。

参照图3A、图3B、图3C和图3D，第一、第二、第三和第四单元111a、111b、111c和111d的每个包括衬底112、设置在衬底112上的支撑件114、设置在支撑件114上的膜115以及设置在膜115上的电极116。衬底112可以用作下电极。为此，衬底112可以包括导电材料。例如，虽然衬底112可以包括低阻硅，但是本示例性实施方式不限于此。由例如硅氧化物形成的绝缘层113可以进一步形成在衬底112的上表面上。支撑件114设置在绝缘层113上，并且腔120形成在其中。虽然支撑件114可以包括例如硅氧化物，但是本示例性实施方式不限于此。膜115设置在支撑件114上以覆盖腔120。膜150可以包括例如硅，然而本示例性实施方式不限于此。电极116设置在膜115的上表面上。电极116用作上电极，并且可以包括例如金属，然而本示例性实施方式不限于此。

构成元件110的第一、第二、第三和第四单元111a、111b、111c和111d可以包括不同数量的沟槽。详细地，参照图2和图3A，在构成元件110的单元111的第一单元111a中，没有沟槽形成在膜115中。参照图2和图3B，在构成元件110的单元111当中，在第二沟槽111b中，一个沟槽131形成在膜115的上表面上。沟槽131可以例如成圆形地形成在膜115的上表面上(如图2所示)，沟槽131的截面形状可以是矩形(如图3B所示)。沟槽131的平面形状和截面形状可以被不同地修改。

参照图2和图3C，在构成元件110的单元111的第三单元111c中，两个沟槽，也就是，第一和第二沟槽131'和132'形成在膜115的上表面中。第一和第二沟槽131'和132'可以例如成圆形地形成在膜115的上表面上并且彼此分离(如图2所示)。第一和第二沟槽131'和132'的每个的截面形状可以是矩形(如图3C所示)。第一和第二沟槽131'和132'的每个的平面形状和截面形状可以被不同地修改。参照图2和图3D，在构成元件110的单元111的第四单元111d中，三个沟槽，也就是，第一、第二和第三沟槽131″、132″、133″形成在膜115的上表面中。第一、第二和第三沟槽131″、132″、133″可以例如成圆形地形成在膜115的上表面上并且彼此分离(如图2所示)。第一、第二和第三沟槽131″、132″、133″的每个的截面形状可以是矩形(如图3D所示)。第一、第二和第三沟槽131″、132″、133″的每个的平面形状和截面形状可以被不同地修改。相反地，第一、第二和第三沟槽131″、132″、133″之间的相应间距可以是恒定的或者不一致的。第一、第二和第三沟槽131″、132″、133″的截面形状可以彼此相同或不同。

第一单元111a没有沟槽。第二单元111b包括形成在膜115中的一个沟槽131。第三单元111c包括形成在膜115中的两个沟槽，也就是，第一和第二沟槽131'和132'。第四单元111d包括形成在膜115中的三个沟槽，也就是，第一、第二和第三沟槽131″、132″、133″。这样，因为构成元件110的第一、第二、第三和第四单元111a、111b、111c和111d包括不同数量的沟槽131、131'、132'、131″、132″和133″，所以第一、第二、第三和第四单元111a、111b、111c和111d可以具有不同的频率特性，详细地，可以具有不同的谐振频率。因为一个元件通过结合具有不同的谐振频率的四个单元，也就是，第一、第二、第三和第四单元111a、111b、111c和111d而制成，所以可以实现比四个单元(也就是，第一、第二、第三和第四单元111a、111b、111c和111d)中的每个的相应频带更宽的频带。

通常，cMUT中的单元的谐振频率f_r可通过方程式1表示。

方程式1

在方程式1中，“k”和“m_e”分别表示膜的强度和膜的质量，“t_m”和“a”分别表示膜的厚度和膜的半径。半径“a”表示OD的一半。“T”、“E”、“ν”和“ρ”分别表示内部应力、杨氏模量、泊松比和膜的密度。

参照方程式1，可以看到，单元的谐振频率可以通过改变膜的厚度“t_m”或者半径“a”而变化。因此，具有宽带特性的一个元件可以通过结合经由改变膜的厚度或半径而制成的具有不同谐振频率的单元而制成。然而，在此情况下，可能难以制成不同厚度的膜，当单元具有不同的尺寸(即，不同的外径)时，可能难以密集地或者二维地布置单元。在本示例性实施方式中，通过改变形成在膜115中的沟槽131、131'、132'、131″、132″和133″的数量，制成具有不同的相应谐振频率的四个单元，也就是，第一、第二、第三和第四单元111a、111b、111c和111d。通过结合四个单元，也就是，第一、第二、第三和第四单元111a、111b、111c和111d，可以实现具有宽带频率特性的元件110。尤其地，当不同数量的沟槽131、131'、132'、131″、132″和133″形成在膜115中时，方程式1中的膜115的强度“k”和质量“m_e”变化。因此，可以制成具有不同的谐振频率的四个单元，也就是，第一、第二、第三和第四单元111a、111b、111c和111d。

图4为示出基于形成在cMUT的膜中的沟槽的数量而计算的谐振频率的模拟结果的图形。在图4中，硅膜被用作所述膜，该硅膜具有大约21μm的半径(即，OD的一半)和大约0.9μm的厚度。沟槽在膜的上表面上形成至大约0.5μm的深度和大约1μm的宽度。参照图4，不包括沟槽的单元的谐振频率大约等于8MHz。可以看到，随着形成在膜中的沟槽的数量增加，谐振频率降低至大约6.5MHz。

图5为示出通过结合具有不同的相应谐振频率并在图2中示出的四个单元(也就是第一、第二、第三和第四单元111a、111b、111c和111d)而实现的元件110的频率特性的图形。参照图5，在构成元件110的单元111当中，相比于其它单元(也就是第二、第三和第四单元111b、111c和111d)，没有沟槽的第一单元111a具有最高的谐振频率。具有沟槽131、131'、132'、131″、132″和133″的单元(也就是第二、第三和第四单元111b、111c和111d)的谐振频率随着沟槽131、131'、132'、131″、132″和133″的数量增加而减小尤其地，可以看到，在构成元件110的单元111当中，相比于具有不同的相应谐振频率的其它单元(也就是，第一、第二和第三单元111a、111b和111c)的谐振频率，具有最大数量的沟槽(也就是，第一、第二和第三沟槽131″、132″和133″)的第四单元111d的谐振频率是最低的谐振频率。因而，当一个元件110通过结合具有不同的谐振频率的四个单元(也就是，第一、第二、第三和第四单元111a、111b、111c和111d)而制成时，从四个单元(也就是，第一、第二、第三和第四单元111a、111b、111c和111d)输出的频率的范围相互交叠，因此，元件110可以具有比从四个单元(也就是，第一、第二、第三和第四单元111a、111b、111c和111d)中的每个输出的单个频带更宽的宽带频率特性。在具体的示例中，当第一单元111a具有大约8.0MHz的谐振频率和大约5～11MHz的带宽，第二单元111b具有大约7.5MHz的谐振频率和大约4.5～10.5MHz的带宽，第三单元111c具有大约7.0MHz的谐振频率和大约4～10MHz的带宽，第四单元111d具有约6.5MHz的谐振频率和大约3.5～9.5MHz的带宽时，通过结合四个单元(也就是，第一、第二、第三和第四单元111a、111b、111c和111d)制成的元件110可以具有宽带频率特性，也就是，大约3.5～11MHz的带宽。

在以上示例性实施方式中，构成元件110的所有单元111被描述为包括不同数量的沟槽131、131'、132'、131″、132″和133″。然而，本示例性实施方式不限于此，一些单元111可以不包括沟槽，或者可以包括与其它单元111相同数量的沟槽。尤其地，单元111中的至少一个可以包括沟槽。在此情况下，单元111中的至少两个单元可以包括不同数量的沟槽。此外，在以上描述中，单元111被描述为基于形成在膜111中的沟槽131、131'、132'、131″、132″和133″的相应数量而具有不同的频率特性。然而，单元111的频率特性可以不仅基于沟槽131、131'、132'、131″、132″和133″的数量而改变，而且可以基于沟槽131、131'、132'、131″、132″和133″的形状、尺寸和/或位置中的任一种或多种而改变。详细地，单元111可以基于形成在膜115中的沟槽131、131'、132'、131″、132″和133″的数量、形状、尺寸和位置中的至少一种而具有不同的频率特性。

图3B、图3C和图3D示出了形成在膜115中的沟槽131、131'、132'、131″、132″和133″的每个具有矩形截面形状。然而，本示例性实施方式不限于此，沟槽131、131'、132'、131″、132″和133″可以具有各种截面形状中的任一种或多种。频率特性可以基于沟槽131、131'、132'、131″、132″和133″的截面形状而改变。图6A和图6B示出了形成在膜115中的沟槽134和135的变型截面形状。详细地，图6A示出了形成在膜115中的沟槽134具有三角形截面形状，图6B示出了形成在膜115中的沟槽135具有半圆形截面形状。沟槽的截面形状不限于此，沟槽可以具有各种截面形状中的任一种。

图2示出了形成在膜115中的沟槽131、131'、132'、131″、132″和133″的每个具有圆形平面形状。然而，本示例性实施方式不限于此，沟槽131、131'、132'、131″、132″和133″可以具有各种平面形状中的任一种或多种。单元的频率特性可以基于沟槽131、131'、132'、131″、132″和133″的平面形状而改变。图7A和图7B为示出形成在膜115中的沟槽的变型平面形状的平面图。详细地，图7A示出了形成两个沟槽136和137并且沟槽136和137中的每个具有矩形平面形状。沟槽136和137的数量可以被不同地修改。此外，沟槽136和137的位置和/或间距(即，相对间隔)可以被不同地修改。图7B示出了在膜115中形成的沟槽138和139的每个具有六边形平面形状。图7B示出了形成沟槽138和139。沟槽138和139的数量可以被不同地修改。此外，沟槽138和139的位置和/或间距(即，相对间隔)可以被不同地修改。另外，可以形成具有不同的多边形截面形状或者不同的平面形状的沟槽。此外，沟槽可以形成在膜115的中心部分处。如上所述，具有不同的频率特性的单元111可以通过改变形成在膜115中的沟槽的截面形状、平面形状和/或位置中的任一种或多种而制成。另外，具有宽带特性的一个元件110可以通过结合如上制成的单元111而实现。

图8为根据另一示例性实施方式的电声转换器的单元211的截面图。为了便于说明，图8示出构成一个元件的单元211中的仅一个单元211的示例。参照图8，单元211包括衬底212、设置在衬底212上并且其中形成有腔220的支撑件214、设置在支撑件214上以覆盖腔220的膜215、以及设置在膜215的上表面上的电极216。衬底212可以由例如导电材料诸如低阻硅来形成。由例如硅氧化物形成的绝缘层213可以进一步形成在衬底212的上表面上。

构成根据本示例性实施方式的电声转换器的元件的单元211中的至少一个包括形成在膜215中的沟槽231。在此情况下，单元211中的至少两个单元211可以包括不同数量的沟槽231，如上所述。不同于上述示例性实施方式，沟槽231可以形成在膜215的下表面上。虽然图8示出了形成在膜215的下表面中的沟槽231具有矩形截面形状，但是沟槽231可以具有各种截面形状中的任一种或多种，沟槽231的数量、位置和尺寸中的任一种或多种可以被不同地修改。因而，构成元件的单元211中的至少一个可以通过改变形成在膜215的下表面中的沟槽231的数量、形状、尺寸和位置中的至少一种而具有不同于其它单元211的频率特性。因此，具有宽带频率特性的元件可以通过结合单元211而实现。

图9为根据另一示例性实施方式的电声转换器的单元311的截面图。为了便于说明，图9示出了构成一个元件的单元311中的仅一个单元311的示例。参照图9，单元311包括衬底312、设置在衬底312上并且其中形成有腔320的支撑件314、设置在支撑件314上以覆盖腔320的膜315、以及设置在膜315的上表面上的电极316。衬底312可以由例如导电材料诸如低阻硅来形成。由例如硅氧化物形成的绝缘层313可以进一步形成在衬底312的上表面上。

构成根据本示例性实施方式的电声转换器的元件的单元311中的至少一个包括形成在膜315中的沟槽331和332。在此情况下，单元311中的至少两个单元311可以包括不同数量的沟槽，如上所述。不同于上述示例性实施方式，沟槽(例如，第一和第二沟槽331和332)分别形成在膜315的下表面和上表面中。详细地，第一沟槽331形成在膜315的下表面中，第二沟槽332形成在膜315的上表面中。虽然图9示出了第一和第二沟槽331和332中的每个具有矩形截面形状，但是第一和第二沟槽331和332可以具有各种截面形状中的任一种或多种，第一和第二沟槽331和332的数量、位置和尺寸中的任一种或多种可以被不同地修改。因而，构成元件的单元311中的至少一个可以通过改变分别形成在膜315的下表面和上表面中的第一和第二沟槽331和332的数量、形状、尺寸和位置中的至少一种而具有不同于其它单元311的频率特性。因此，具有宽带频率特性的元件可以通过结合单元311而实现。

虽然根据图2中示出的示例性实施例，四个单元(也就是，第一、第二、第三和第四单元111a、111b、111c和111d)构成元件110，但是构成电声转换器的一个元件的单元的数量可以被不同地改变。图10为根据另一示例性实施方式的电声转换器的元件410的平面图。参照图10，构成一个元件410的16个单元411被布置成二维阵列。如上所述，所述单元411中的至少一个包括沟槽430以实现具有宽带频率特性的元件410。在此情况下，16个单元411中的至少两个单元411可以包括不同的相应数量的沟槽430。具有不同频率特性的单元411的位置可以被不同地修改。虽然单元411可以具有相同的尺寸，但是本示例性实施方式不限于此。虽然图10示出了16个单元411被布置成正方形阵列，但是单元411的数量和布置可以被不同地修改。

图11A为根据另一示例性实施方式的电声转换器的元件510的平面图。参照图11A，构成一个元件510的多个单元511被布置成二维阵列，单元511可以被成六边形地布置。如上所述，为了实现具有宽带频率特性的元件510，单元511中的至少一个包括沟槽530。在此情况下，多个单元511中的至少两个单元511可以包括不同的相应数量的沟槽530。具有不同频率特性的单元511的位置可以被不同地修改。虽然单元511可以具有相同的尺寸，但是本示例性实施方式不限于此。

图11B为根据另一示例性实施方式的电声转换器的元件610的平面图。参照图11B，构成一个元件610的多个单元611被布置成二维阵列，单元611可以以与图11A的六边形布置不同的方式成六边形地布置。为了实现具有宽带频率特性的元件610，单元611中的至少一个包括沟槽630。在此情况下，多个单元611中的至少两个单元611可以包括不同的相应数量的沟槽630。具有不同频率特性的单元611的位置可以被不同地修改。虽然单元611可以具有相同的尺寸，但是本示例性实施方式不限于此。虽然在上述示例性实施方式中，单元被布置成正方形阵列或者六边形阵列，但是单元可以被布置成各种形状中的任一种或多种。

如上所述，在根据以上示例性实施方式的电声转换器中，构成一个元件的单元中的至少一个可以包括形成在膜中的沟槽。具有不同频率特性的单元可以通过改变形成在膜中的沟槽的数量、尺寸、形状和位置中的任一种或多种而制成。因此，具有宽带频率特性的元件可以通过结合如上制成的单元而实现。包括具有宽带频率特性的元件的电声转换器可以被应用于配置为执行不同类型的超声信号采集方法(相应于不同类型的图像，诸如B-模式图像、多普勒图像、谐波图像、以及光声图像)中的任一种或多种的超声设备，或者可以被应用于涵盖具有不同尺寸和深度的各种器官诸如例如腹部、心脏、以及甲状腺的诊断的超声设备领域。

在以上描述中，虽然电声转换器被描述作为电容式微加工的电声转换器的示例，但是电声转换器可以被应用于其中多个单元构成一个元件并且所述单元中的至少一个包括形成在膜中的沟槽的所有类型的电声转换器。

应该理解，这里描述的示例性实施方式应当仅以说明性的意义而非限制的目的考虑。每个示例性实施方式中的特征或方面的描述应该通常认为适用于其它实施方式中的其它类似特征或方面。

虽然已经参照附图描述了一个或多个示例性实施方式，但是本领域的普通技术人员将理解，其中可以进行形式和细节上的各种变化而不背离如权利要求中限定的本发明构思的精神和范围。

本申请要求2014年1月29日提交至韩国知识产权局的韩国专利申请No.10-2014-0011738的优先权，其公开通过整体引用结合于此。

Claims

1.一种电声转换器，包括多个元件，其中所述多个元件中的每个包括多个单元，所述多个单元中的至少一个单元包括形成在膜中的沟槽，其中所述沟槽的高度小于所述膜的高度，其中对于所述多个元件中的每个，所述多个单元中的每个包括设置在所述膜的上表面上的电极，所述电极覆盖所述沟槽的内壁。

2.根据权利要求1所述的电声转换器，其中所述多个元件中的每个具有第一频带，所述第一频带比构成相应元件的所述多个单元中的每个的相应频带宽。

3.根据权利要求1所述的电声转换器，其中对于所述多个元件中的每个，所述多个单元中的包括所述沟槽的所述至少一个单元的频率特性基于所述沟槽的数量、形状、尺寸和位置当中的至少一种而改变。

4.根据权利要求1所述的电声转换器，其中对于所述多个元件中的每个，所述多个单元中的至少两个单元包括不同数量的沟槽。

5.根据权利要求1所述的电声转换器，其中对于所述多个元件中的每个，所述沟槽的平面形状包括圆形和多边形当中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的电声转换器，其中对于所述多个元件中的每个，所述沟槽的截面形状包括矩形、三角形和半圆形当中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的电声转换器，其中对于所述多个元件中的每个，所述膜包括硅。

8.根据权利要求1所述的电声转换器，其中所述多个元件布置成二维布置，所述多个单元布置成二维布置。

9.根据权利要求1所述的电声转换器，其中对于所述多个元件中的每个，所述多个单元中的每个具有相同的尺寸。

10.根据权利要求1所述的电声转换器，其中所述多个单元中的每个还包括：

衬底；

支撑件，设置在所述衬底上并且包括腔；以及

所述膜，配置为覆盖所述腔。

11.一种电声转换器的元件，所述元件包括：

多个单元，包括第一单元和第二单元，

其中所述第一单元和所述第二单元具有相同的尺寸，以及

其中所述第一单元的频率特性不同于所述第二单元的频率特性，

其中所述第一单元和所述第二单元当中的至少一个包括形成在膜中的沟槽，所述沟槽的高度小于所述膜的高度，

其中所述多个单元中的每个包括设置在所述膜的上表面上的电极，所述电极覆盖所述沟槽的内壁。

12.根据权利要求11所述的元件，其中所述沟槽形成在相应的膜的上表面和下表面当中的至少一个中。

13.根据权利要求12所述的元件，其中包括所述沟槽的所述第一单元和所述第二单元当中的所述至少一个的频率特性基于所述沟槽的数量、形状、尺寸和位置当中的至少一种而改变。

14.根据权利要求12所述的元件，其中所述第一单元和所述第二单元包括不同数量的沟槽。

15.根据权利要求12所述的元件，其中所述沟槽的平面形状包括圆形和多边形当中的至少一种。

16.根据权利要求12所述的元件，其中所述沟槽的截面形状包括矩形、三角形和半圆形当中的至少一种。

17.根据权利要求12所述的元件，其中所述膜包括硅。

18.根据权利要求11所述的元件，其中所述元件具有第一频带，所述第一频带比构成所述元件的所述多个单元中的每个的相应频带宽。

19.根据权利要求11所述的元件，其中所述多个单元被布置成二维布置。

20.根据权利要求11所述的元件，其中所述多个单元中的每个还包括：

衬底；

支撑件，设置在所述衬底上并且包括腔；以及

所述膜，配置为覆盖所述腔。

21.一种电声转换器，包括多个元件，其中所述多个元件中的每个包括多个单元，其中，对于所述多个元件中的每个，所述多个单元中的每个包括：

衬底；

支撑件，设置在所述衬底上并且包括腔；

膜，配置为覆盖所述腔；以及

电极，设置在所述膜的上表面上，并且

其中，对于所述多个元件中的每个，所述多个单元中的至少一个包括形成在所述膜中的沟槽，所述沟槽的高度小于所述膜的高度，所述电极覆盖所述沟槽的内壁。

22.一种构造电声转换器的方法，包括：

将第一多个单元布置成二维阵列以形成第一元件；

将至少第二多个单元布置成二维阵列以形成至少第二元件；以及

将所述第一元件和所述至少第二元件布置成二维阵列，

其中所述第一多个单元中的至少一个包括形成在膜中的至少一个沟槽，所述至少第二多个单元中的至少一个包括形成在膜中的至少一个沟槽，在所述第一多个单元和所述至少第二多个单元中，所述沟槽的高度小于所述膜的高度，

其中所述第一多个单元中的每个包括设置在所述膜的上表面上的电极，所述电极覆盖所述沟槽的内壁，所述至少第二多个单元中的每个包括设置在所述膜的上表面上的电极，所述电极覆盖所述沟槽的内壁。

23.根据权利要求22所述的方法，其中所述第一多个单元中的所述至少一个的频率特性基于所述至少一个沟槽的数量、形状、尺寸和位置当中的至少一种而改变，所述至少第二多个单元中的所述至少一个的频率特性基于所述至少一个沟槽的数量、形状、尺寸和位置当中的至少一种而改变。

24.根据权利要求22所述的方法，其中所述第一多个单元中的至少两个单元包括不同数量的沟槽，其中所述至少第二多个单元中的至少两个单元包括不同数量的沟槽。

25.根据权利要求22所述的方法，其中对于所述第一多个单元，所述至少一个沟槽的平面形状包括圆形和多边形当中的至少一种，对于所述至少第二多个单元，所述至少一个沟槽的平面形状包括圆形和多边形当中的至少一种。

26.根据权利要求22所述的方法，其中对于所述第一多个单元，所述至少一个沟槽的截面形状包括矩形、三角形和半圆形当中的至少一种，对于所述至少第二多个单元，所述至少一个沟槽的截面形状包括矩形、三角形和半圆形当中的至少一种。