CN106413921B - 超声换能器组件和用于制造超声换能器组件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超声换能器组件(10)，尤其是用于血管内超声系统的超声换能器组件。所述超声换能器组件包括：至少一个硅基底元件(30)，所述硅基底元件包含用于发射和接收超声波的超声换能器元件(14)且包含用于电连接所述换能器元件的电连接件。所述基底元件具有顶表面(44)、底表面(46)以及使所述顶表面和所述底表面连接的侧表面。隔离层(32、50)形成用于使所述基底元件电隔离的侧表面。

Description

超声换能器组件和用于制造超声换能器组件的方法

发明领域

本发明涉及超声换能器组件、尤其是用于血管内超声换能器的电容式微加工超声换能器(CMUT)单元及其制造方法。本发明还涉及超声换能器。

背景技术

在血管内超声装置的领域中，通常已知的是在导管末端安装超声换能器以形成例如血管或周围组织的径向超声影像。超声换能器元件可以旋转，以便在所述导管的径向方向上发射和接收超声波。

还已知的是，采用具有超声换能器元件环形阵列的电子式扫描装置取代血管内超声装置的机械式扫描超声换能器元件，所述超声换能器元件环形阵列通常由压电陶瓷换能器形成且可在未来的应用中用电容式微加工超声换能器(CMUT)代替。这些电容式微加工超声换能器是基于硅晶片通过IC工艺技术来制造的，且可以低成本制造，并可被缩小至血管内超声换能器的尺寸。

为了制造环形的超声换能器，在围绕圆柱形底座结构卷绕或弯曲并附接的硅晶片基底的基础上形成半柔性的超声换能器阵列，以便形成所述环形阵列并在导管的径向方向上发射和接收超声波。这些半柔性超声换能器阵列通常由数个硅元件构成，所述硅元件包括通过柔性元件彼此连接的超声换能器元件，使得刚性的所述硅元件可围绕圆柱形底座结构卷绕。

从US 2005/0146247A2可知一种可弯曲的微加工超声换能器阵列，所述超声换能器阵列能够被附接到圆柱形底座结构上以形成圆柱形超声换能器阵列。

从EP 2 441 530A2可知一种包含多胞型结构的机电式换能器，其中前面的硅膜通过介层插塞电连接到所述多胞型结构的后表面。

超声换能器的被柔性地连接的硅元件必须以高精度制造，且必须保证集成的超声换能器元件和电路的电功能，以便总体上确保超声换能器的功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超声换能器组件，尤其是用于血管内超声系统的超声换能器组件，所述超声换能器组件具有改善的可靠性且能够以较低的技术工作精确地制造。

在本发明的第一方面中，提供了一种超声换能器组件，尤其是用于血管内超声系统的超声换能器组件，所述超声换能器组件包括：

至少一个硅基底元件，所述硅基底元件包含用于发射和接收超声波的超声换能器元件且包含用于电连接所述换能器元件的电连接件，

其中，所述基底元件具有顶表面、底表面以及使所述顶表面和所述底表面彼此连接的侧表面，并且

设有隔离层，所述隔离层形成于所述侧表面处，或者所述隔离层形成所述侧表面，用于使所述基底元件彼此电隔离。

在本发明的另一方面中，提供了一种用于制造超声换能器组件、尤其是用于血管内超声系统的超声换能器组件的方法，所述方法包括以下步骤：

提供具有基底元件部分的硅基底，所述基底元件部分包含用于发射和接收超声波的至少一个超声换能器元件且包含用于电连接所述换能器元件的电连接件，

在所述硅基底中形成沟槽，以使所述基底元件部分与围绕所述基底元件部分的中间基底部分横向地分离，

用不同于所述硅基底的材料的隔离材料填充所述沟槽，以形成使所述基底元件部分顶层和底层彼此连接的侧层，以及

移除围绕所述侧层的所述中间基底部分以使所述基底元件部分与所述硅基底分离，使得所述隔离材料使所述基底元件彼此电隔离。

在本发明的另一方面中，提供了一种超声换能器、尤其是用于血管内超声系统的超声换能器，所述超声换能器包括具有末端的细长的探针和这种用于发射和接收超声波的超声换能器组件。

本发明的优选实施例在从属权利要求中限定。应当理解的是，要求保护的方法具有与要求保护的装置相似和/或相同的优选实施例，且同样在从属权利要求中限定。

本发明基于以下的构思：制造硅基底元件，所述硅基底元件基于硅基底在微制造工艺中形成可弯曲的超声换能器组件的一部分，所述硅基底包含超声换能器元件和用于连接所述超声换能器元件的电路。所述硅基底元件的侧表面通过隔离层而电隔离，所述隔离层形成于所述基底元件的侧表面处或形成所述侧表面以便避免短路。因此，所述硅基底元件由于电隔离而具有较少的故障，使得超声换能器组件的总体可靠性得到改善。另外，所述制造方法基于以下构思：首先在硅基底中形成沟槽，并用不同于所述硅基底的材料的材料填充所述沟槽，以在各个基底元件部分中形成基底元件，并在后一步骤中移除中间基底以使所述基底元件与所述硅基底分离。由于所述沟槽被形成为使所述基底元件部分与所述中间基底部分横向地分离，且在单独步骤中移除所述中间基底部分以使所述基底元件与所述硅基底分离，所以所述沟槽可通过精确的制造步骤(例如，各向异性蚀刻工艺，如DRIE)精确地形成，且所述中间基底部分可通过粗工艺步骤(例如，通过各向同性蚀刻工艺，如湿蚀刻)移除。由于尺寸是通过所述沟槽(其可通过减少的技术工作来产生)限定的且由于所述中间基底部分是通过粗工艺步骤而全部移除的，所以制造工艺的精度可以以较低的技术工作来提高。由所述隔离层形成的侧表面形成了所述基底元件的外部或外表面。所述外表面可毗邻所述基底元件中的孔，或者可围绕所述基底元件。这有可能使所述基底元件与其它基底元件隔离或与连接线隔离。

因此，超声换能器组件的总体可靠性可被改善，且用于超声换能器组件的精确制造的技术工作可减少。

在一优选实施例中，所述超声换能器组件包括彼此分离的多个硅基底元件，以及用于使所述硅基底元件彼此柔性地连接的柔性连接层。这有可能实现半柔性超声换能器组件，所述半柔性超声换能器组件可通过IC工艺技术来制造，且可围绕底座结构卷绕或弯曲，以便形成换能器元件的环形阵列。

在一优选实施例中，顶部隔离层形成于所述顶表面处，或形成所述顶表面以隔离所述硅基底元件。这有可能进一步改善所述硅基底元件的电隔离，以及改善所述超声换能器组件的总体可靠性。

在一优选实施例中，底部隔离层形成于所述底表面处，或形成所述底表面以隔离所述硅基底元件。这有可能改善所述硅基底元件的电隔离，以便改善所述超声换能器组件的总体可靠性。

在一优选实施例中，电连接垫连接到用于将所述换能器组件电连接到导管的所述柔性连接层。这有可能以较低的技术工作来提供电连接。

在一优选实施例中，所述隔离层包括硅氧化物或聚合物材料。这有可能提供以较低的技术工作制造的隔离层。

在所述方法的优选实施例中，通过多个沟槽来横向地分离多个基底元件部分，其中所述基底元件部分之间的中间基底部分被移除以使所述基底元件部分与所述硅基底分离。这有可能利用同一制造方法同时制造多个基底元件，以便提供具有多个硅基底元件和多个超声换能器元件的超声换能器组件。

在一优选实施例中，所述沟槽被从所述硅基底的第一侧竖直地形成，且所述中间基底部分被从所述硅基底的与所述硅基底的第一侧相反的第二侧移除。这有可能利用不同的制造工艺，所述制造工艺可从所述硅基底的不同侧应用，其中所述沟槽和所述填充材料预定义了所述基底元件的形状，所述基底元件可通过粗制造工艺而与所述基底的相反侧分离。

在一优选实施例中，所述中间基底部分是通过蚀刻工艺移除的，且所述侧层形成用于蚀刻工艺的横向蚀刻阻挡层。这有可能通过用于蚀刻所述沟槽的精蚀刻工艺来限定所述基底元件部分，并通过粗蚀刻工艺来移除所述中间基底部分，因为所述基底元件部分被所述蚀刻阻挡层保护。

在一优选实施例中，柔性层被形成于叠置在位于两个所述基底元件部分之间所述中间基底部分上的一部分处，以在所述基底元件部分之间形成柔性连接。这有可能在使所述基底元件与所述硅基底分离之后通过所述柔性层柔性地连接所述基底元件，所述柔性层叠置在所述中间基底部分上且连接到所述基底元件部分的待连接表面。

在一优选实施例中，所述硅基底包括彼此叠加地设置且通过中间层分离的第一硅层和第二硅层，其中所述基底元件部分形成于所述第一硅层中且所述中间层形成竖直蚀刻阻挡层。这有可能精确地确定所述基底元件的厚度，因为所述厚度是由所述蚀刻阻挡层的位置确定的。

在一优选实施例中，所述中间层通过蚀刻掩膜和蚀刻工艺图案化，以便暴露围绕所述侧层的所述中间基底部分。这有可能以较低的技术工作移除所述侧层之间的所述中间基底部分。

在一优选实施例中，所述沟槽填充有隔离材料以将所述侧层形成为隔离层。这有可能制造具有高可靠性的所述基底元件，因为电功能是通过所述基底元件的侧表面的隔离来确保的。

如上面提及的，所述超声换能器组件具有改善的可靠性，因为基于硅基底在IC工艺中形成的硅基底元件通过形成于所述侧表面处的隔离层而电隔离，所以可避免短路和相关故障。进一步地，由于所述沟槽形成于所述硅基底中以横向地分离所述基底元件部分，且填充有与所述硅基底的材料不同的材料，因此所述基底元件的形状可通过沟槽蚀刻工艺而精确地限定，且所述中间基底部分可通过粗工艺(例如，各向同性蚀刻工艺)而容易地移除，使得可以以较低的技术工作实现所述基底元件的精确形状。

附图说明

参照下文描述的实施例，本发明的这些和其他方面将变得明显并被阐明。在下面的附图中：

图1以平面图示出了超声换能器组件在组装之前的示意图；

图2以轴向图示出了组装的超声换能器组件的剖面示意图；

图3示出了包含硅基底元件的经加工的硅晶片的剖面图，所述硅基底元件形成所述超声换能器组件的不同超声换能器元件；

图4a–l示出了用于制造超声换能器组件的制造步骤序列；

图5a–e示出了用于制造超声换能器组件的替代性制造步骤序列；

图6a–h示出了用于制造超声换能器组件的替代性制造步骤序列；及

图7a–s示出了用于制造包含水平蚀刻阻挡层的超声换能器组件的制造步骤序列。

具体实施方式

图1示出了总体上由10表示的超声换能器组件的示意性俯视图。所述换能器组件包括换能器阵列12，所述换能器阵列包含用于发射和接收超声波的多个换能器元件14。超声换能器组件10包括用作换能器阵列12的底座元件的支撑元件16。支撑元件16具有圆形形状且通过柔性连接层20连接到换能器阵列12。换能器阵列12具有在纵向轴线22的方向上细长的形状。

换能器元件14被形成为电容式微加工超声换能器(CMUT)。所述换能器元件彼此柔性地连接，使得换能器阵列12可被弯曲以便形成如下文所述的环形、圆形或多边形的换能器阵列。换能器元件14可通过柔性层彼此柔性地连接，所述柔性层可整体地连接到连接层20。

支撑元件16包括中心开口24以便支撑换能器组件10。柔性连接层20使支撑元件16柔性地连接到换能器阵列12，所述柔性连接层包括用于使换能器元件14电连接到支撑元件16的一体式电互连件。

换能器组件10是通过使用集成电路加工技术的微制造工艺由硅晶片制成的，以形成如下文所述的换能器阵列12和支撑元件16。所述硅晶片可以是空白晶片，或者可以包含预加工的有源器件或电路，类似于CMOS晶体管和或(高密度)电容器。换能器元件14可由包含超声换能器元件(如CMUT换能器)的硅岛、电路和或电容器组成，这些器件通过柔性连接层20彼此连接。

支撑元件16通过柔性连接层20连接到换能器阵列12，使得支撑元件16可弯曲90°，且所述柔性换能器阵列可围绕支撑元件16卷绕以便形成圆形形式的换能器组件10。如此形成的换能器组件10可连接到血管内超声系统，用于沿径向方向发射和接收超声波。

图1中示出的实施例包括换能器元件14的线性阵列，然而，换能器元件14的任何形状和任何形式都是可能的，且可被本发明使用，例如圆形或多边形的换能器元件(其被设置成包含可交替移位的多行和多列换能器元件14的一维阵列或二维阵列)。

图2示出了沿轴向观察方向的超声换能器组件10的示意性剖视图。换能器元件14围绕支撑元件16的多相支撑部分卷绕且相应地附接到所述支撑部分的不同相位。换能器元件14通过连接层20彼此柔性地连接，所述连接层被设置在换能器阵列12的外部。通过如此组装的换能器组件10，超声波可在沿换能器组件10的径向方向上传输和检测。

形成于硅基底中的换能器元件14的尺寸具有亚毫米级的尺寸，且需要精确的形状和对应的精确的制造工艺以及彼此之间的隔离，以便提供可靠的功能。

图3示出了通过IC工艺形成于硅基底中的超声换能器组件10的剖视图。换能器组件10包括不同的硅基底元件30，所述硅基底元件可形成包含用于电连接换能器元件14的电路的换能器元件14。基底元件30彼此分离且通过柔性连接层32彼此柔性地连接，所述柔性连接层优选地由聚酰亚胺、聚对二甲苯或PDMS层形成。基底元件30通过形成于基底元件30的侧表面处的侧面隔离层34隔离。侧面隔离层34形成基底元件30的外部侧表面或外表面。换言之，侧面隔离层34暴露至外部或外面。基底元件30进一步通过形成于顶表面处的顶部隔离层36以及通过形成于基底元件30的底表面处的底部隔离层38隔离。外部基底元件30各自附接到下部支撑元件39，所述下部支撑元件39被设置成用于在弯曲后径向地支撑基底元件30。在聚酰亚胺层32的顶表面上，连接有连接垫40，用于将超声换能器元件14连接到导管芯线。

中心基底元件30可形成具有中心开口24的支撑元件16，以支撑超声组件10。聚酰亚胺层32用于使基底元件30彼此柔性地连接，使得基底元件30可弯曲以便形成如图2所示的组装的超声换能器组件10的圆柱形形状。

侧面隔离层34尤其用于使基底元件30彼此电隔离，使得可避免短路且可改善超声换能器组件10的可靠性。侧面隔离层34进一步用作竖直蚀刻阻挡层，以便如下文所述改善制造工艺的精度。

在图4a–l中，示出了用于从硅基底制造超声换能器组件10的实施例的制造步骤。

在图4a中，硅基底被示为具有约500μm的厚度作为制造工艺的基础。所述硅基底总体上标为42。硅基底42包括前侧44和后侧46。在第一步骤中，如图4a所示，从前侧44在硅基底42中形成竖直沟槽48。沟槽48具有约1–5μm的宽度，以及约50μm的典型深度。沟槽48是通过各向异性蚀刻工艺(例如，DRIE蚀刻工艺)形成的。沟槽48横向地分离基底元件30，所述基底元件是通过所述制造工艺形成的。

在图4b所示的后一步骤中，蚀刻阻挡层50沉积在前侧44上，填充沟槽48。所述蚀刻阻挡层可由氧化物、氮化物或诸如聚酰亚胺、苯并-环丁烯和聚对二甲苯的聚合物形成。

在后一步骤(图4c)中，蚀刻阻挡层50被回蚀，使得仅沟槽48保留填充有蚀刻阻挡层50。

在图4d所示的后一步骤中，在前侧44上沉积蚀刻阻挡层52，且在后侧46上沉积硬掩膜层54。

在图4e-g所示的后续步骤中，后侧46上的硬掩膜54在介于沟槽48、蚀刻阻挡层50之间和基底元件30之间的中间基底部分56处被图案化。中间基底部分56不得不被移除，以便如下文所述分离基底元件30。在图4f所示的后一步骤中，在后侧46上形成光阻剂58，且蚀刻后侧46，使得在中间部分56的后侧处形成沟槽60。在后一步骤中，从后侧46移除硬掩膜54，如图4h所示。因此，硅基底42的后侧46被暴露，包含在对应于中间部分56的位置处的沟槽60。

在后一蚀刻工艺步骤中，在各向异性蚀刻工艺中蚀刻后侧46，使得将沟槽60向下蚀刻到中间部分56，如图4i所示。在此状态下，沟槽60与蚀刻阻挡层50之间的层保持具有通常为3–5μm的厚度。此时，蚀刻工艺切换为各向同性蚀刻工艺。硅基底42的硅将被沿竖直和横向方向蚀刻，使得沟槽60与蚀刻阻挡层50之间的剩余层被全部移除，如图4j所示。在此状态下，中间部分56被全部移除，且蚀刻阻挡层50在一侧横向地暴露。由于蚀刻阻挡层50，各向同性蚀刻工艺并不影响基底元件30的横向侧，因为蚀刻阻挡层50保护了基底元件30免受横向蚀刻。因此，通过用于前侧44的各向异性精蚀刻工艺而形成的沟槽48的精度确定了基底元件30的横向尺寸。此外，后侧46可通过粗各向同性蚀刻工艺来蚀刻，使得用于蚀刻后侧46的技术工作可减少。

在后一步骤中，蚀刻阻挡层52和硬掩膜54被移除，使得包括蚀刻阻挡层50的基底元件30仍然如图41所示，其中所述蚀刻阻挡层与侧面隔离层34是一致的。

在图5a–e中，示出了用于制造超声换能器组件10的工艺步骤，所述超声换能器组件包含用于使基底元件30彼此柔性地连接的柔性连接层32。此工艺大致跟随图4所示的在硅基底42的前侧44处形成蚀刻阻挡层50之后的工艺。相同的元件由相同的附图标记来标示，其中在这里仅详细阐释不同之处。在图5a中，将聚酰亚胺层62沉积在前侧44和蚀刻阻挡层52上。聚酰亚胺层62可以是一层平面的聚酰亚胺，或者包含互连件的多个层，所述互连件将不同的基底元件30彼此电连接以便提供与换能器元件14的电连接。作为选择，聚酰亚胺62可由任何其他的聚合物形成，如聚对二甲苯、PDMS或类似聚合物。

在后侧46的蚀刻之前，将铝硬掩膜层64沉积在聚酰亚胺层62上并图案化。硬掩膜层64形成于中间部分56上，且对应地与基底元件30叠置，且与各个蚀刻阻挡层50叠置，以便在基底元件30之间形成柔性连接层32，如下文所述。在硬掩膜层64的沉积之后，蚀刻后侧以便移除中间部分56，如图5c所示，其中蚀刻阻挡层50形成用于蚀刻工艺的横向蚀刻阻挡件并确定了基底元件30的形状，如上文所述。

在后一工艺步骤中，蚀刻阻挡层52(其优选地为硅氧化物层)被从所述后侧穿过形成于蚀刻阻挡层50之间的所述开口蚀刻，如图5d所示。因此，在此状态下，基底元件30仅通过聚酰亚胺层62彼此连接。在最后步骤中，前侧44上的聚酰亚胺层62被使用在前侧44上的铝硬掩膜层64作为硬蚀刻掩膜而在氧等离子体中蚀刻，使得聚酰亚胺层62仅保留在硬掩膜层64下方，且柔性地电连接(如果适用)各个基底元件30，如图5e所示。

在图6a–h中，示出了用于在柔性层32顶部上的前侧44上形成电连接垫40的工艺步骤。所述工艺与图5所示的工艺相当。相同的元件由相同的附图标记来标示，其中在这里仅详细阐释不同之处。所述工艺从图6a所示的聚酰亚胺层62的沉积(与图5a一致)之后开始。

电连接垫40可沉积在聚酰亚胺层62上围绕中间部分66，这样在支撑元件16中形成孔24，其中连接线的末端可插入到所述孔中。电连接垫40旨在用于换能器元件14的电连接。连接垫40围绕孔24形成，孔24在这种情况下形成为中心孔24，然而，孔24可在与超声组件10的中心分离的任何位置处形成。此外，超声组件10可包括多个连接垫40，所述连接垫形成在不同位置处和/或围绕不同的孔以便形成电连接。中心孔24可具有除电连接以外的其他功能，例如形成机械支撑部分。

在后一步骤中，硬掩膜层68沉积到连接垫40上并图案化，且优选地由铝形成，如图6c所示。

在图6d和e所示的后续步骤中，基底42和蚀刻阻挡层52是从后侧46蚀刻的，如前所述。

在后一步骤中，通过氧等离子体从前侧蚀刻聚酰亚胺层62，使得未被硬掩膜68覆盖的聚酰亚胺层62被移除，如图6f所示。

在图6g所示的后一步骤中，作为硬掩膜68的铝层被移除，使得基底元件30通过柔性层32彼此连接，且连接垫40连接到柔性连接层32。

连接线70可插入到开口24中并钎焊到连接垫40，以便形成与所述基底元件的电连接并支撑换能器元件14。外侧上的基底元件30可通过柔性连接层32弯曲，使得可围绕线70形成圆柱形形状。

在图7a–s中，示出了用于制造超声换能器组件10的制造步骤，其中基底元件30的厚度是以较低的技术工作而精确确定的。

在图7a中，提供基底42，其中在前侧44上形成隔离层72和硅层74。因此，所述基底包括顶部硅层74、隔离层72和底部硅层，所述底部硅层对应于硅基底42。在图7b-d所示的后续步骤中，蚀刻阻挡层50是通过蚀刻并填充顶部硅层74中的沟槽48而形成的，如上文所述。在该步骤中，隔离层72形成为用于沟槽48的竖直蚀刻的蚀刻阻挡层。

在后一步骤中，硬掩膜层54形成于后侧46处，且在前侧44上执行聚酰亚胺层76的旋涂和固化，以便形成10μm的聚酰亚胺层76。

在后一步骤中，围绕中间部分66形成连接垫40，其中在所述中间部分处将形成支撑元件16的开口24。例如，所述连接垫可通过溅射工艺和图案化而形成为围绕中间部分66的环，其中连接垫40优选地由1μm厚的铝层形成。在蚀刻后侧46之前，将铝硬掩膜层68沉积于前侧44上并图案化，如上文所述。

在后一步骤中，硬掩膜54被在中间部分56处图案化，使得硅基底42在中间部分56处暴露。

在图7i和j所示的后续步骤中，光阻剂58形成于后侧46处，且在硅基底42中蚀刻沟槽60，如上文所述。

在图7k和l所示的后续步骤中，从后侧46移除硬掩膜54，且在各向异性蚀刻工艺(优选地为DRIE蚀刻工艺中)蚀刻硅基底42，使得沟槽60延伸到隔离层72，如图7l所示。

在图7所示的后一步骤中，隔离层72被在对应于沟槽60的暴露位置处蚀刻，其中沟槽60附近的剩余的硅基底用作掩膜层。

在图7n所示的后一步骤中，中间部分56的剩余的硅被DRIE蚀刻工艺蚀刻，使得在蚀刻阻挡层50上保留有一硅层，如上文所阐释。

后侧46的蚀刻是通过各向同性蚀刻完成的，以便如上文所述且如图7o所示移除剩余的硅。横向蚀刻阻挡件是由蚀刻阻挡层50提供，且隔离层72沿竖直方向形成蚀刻阻挡层，使得基底元件30的厚度由隔离层72确定。

在后续步骤中，如图7p所示通过氧等离子体来蚀刻聚酰亚胺层76，且在如图7q所示的步骤中移除铝硬掩膜层68。因此，基底元件30彼此分离，且通过柔性连接层32柔性地连接，并连接到连接垫40，所述连接垫可形成为围绕孔24的环。在图7r中，线70连接到连接垫40，以便形成与超声换能器元件14的电连接，和/或以便形成与换能器元件14的机械连接。

最后，两侧的基底元件30可弯曲到线70，以便形成换能器组件10的圆柱形形状。作为选择，围绕所述中心孔的基底元件30(其连接到线70)可通过使柔性层32断开而与剩余的基底元件30分离，如图7s所示。

最后，蚀刻阻挡层50形成侧面隔离层34，在工艺中形成竖直蚀刻阻挡层的隔离层72形成底部隔离层38，且聚酰亚胺层76或附加的隔离层形成顶部隔离层36。

因此，超声换能器组件可以以较低的技术工作精确地制造出具有精确形状的基底元件30，且基底元件30可以以较低的技术工作彼此隔离，使得超声换能器组件10的可靠性得以改善。

尽管已经在附图和前面的描述中详细图示和描述了本发明，但这样的图示和描述被认为是图示性或示例性的而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。通过研究附图、说明书和所附的权利要求，本领域技术人员在实践所主张的本发明时，能够理解并实现所公开的实施例的其他变型。

在权利要求中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个元件或其他单元可以实现在权利要求中记载的若干项目的功能。在互不相同的从属权利要求中记载的特定措施并不表示不能有利地使用这些措施的组合。

Claims (18)

1.一种超声换能器组件，所述超声换能器组件包括：

硅基底元件，所述硅基底元件包含用于发射和接收超声波的超声换能器元件且包含用于电连接所述超声换能器元件的电连接件，

其中，所述硅基底元件具有顶表面、底表面以及使所述顶表面和所述底表面彼此连接的侧表面，并且

隔离层形成用于使所述硅基底元件电隔离的使所述顶表面和所述底表面彼此连接的所述侧表面，所述隔离层形成所述硅基底元件的侧表面的外表面。

2.根据权利要求1所述的超声换能器组件，其特征在于，所述超声换能器组件包括彼此分离的多个硅基底元件以及用于使所述基底元件彼此柔性地连接的柔性连接层。

3.根据权利要求1所述的超声换能器组件，其特征在于，顶部隔离层形成于所述顶表面处，用于隔离所述硅基底元件。

4.根据权利要求1所述的超声换能器组件，其特征在于，底部隔离层形成于所述底表面处，用于隔离所述硅基底元件。

5.根据权利要求2所述的超声换能器组件，其特征在于，电连接垫连接到用于电连接所述换能器组件的所述柔性连接层。

6.根据权利要求1所述的超声换能器组件，其特征在于，所述隔离层包括硅氧化物或聚合物材料。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的超声换能器组件，其特征在于，所述超声换能器组件是用于血管内超声系统的超声换能器组件。

8.一种用于制造超声换能器组件的方法，所述方法包括以下步骤：

-提供具有基底元件部分的硅基底，所述基底元件部分包含用于发射和接收超声波的至少一个超声换能器元件且包含用于电连接所述换能器元件的电连接件，

-在所述硅基底中形成沟槽，以使所述基底元件部分与围绕所述基底元件部分的中间基底部分横向地分离，

-用不同于所述硅基底的材料的隔离材料填充所述沟槽，以形成使所述基底元件部分的顶层和底层彼此连接的侧层，及

-移除围绕所述侧层的所述中间基底部分，以使所述基底元件部分与所述硅基底分离，使得所述隔离材料使所述基底元件彼此电隔离。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，通过多个沟槽来横向地分离多个基底元件部分且所述基底元件部分之间的所述中间基底部分被移除，以使所述基底元件部分与所述硅基底分离。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述沟槽是从所述硅基底的第一侧竖直地形成的，且所述中间基底部分被从所述硅基底的与所述硅基底的所述第一侧相反的第二侧移除的。

11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述中间基底部分是通过蚀刻工艺移除的，且所述侧层形成用于所述蚀刻工艺的横向蚀刻阻挡层。

12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在叠置于两个所述基底元件部分之间的所述中间基底部分上的一部分处形成柔性层，以在所述基底元件部分之间形成柔性连接。

13.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述硅基底包括被彼此叠加地设置且通过中间层分离的第一硅层和第二硅层，其中所述基底元件部分形成于所述第一硅层中且所述中间层形成竖直蚀刻阻挡层。

14.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，通过蚀刻掩膜和蚀刻工艺将所述中间层图案化，以便暴露围绕所述侧层的所述中间基底部分。

15.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述沟槽填充有隔离材料以将所述侧层形成为隔离层。

16.根据权利要求8至15中的任一项所述的方法，其特征在于，所述超声换能器组件是用于血管内超声系统的超声换能器组件。

17.一种超声换能器，所述超声换能器包括具有末端的细长的探针和用于发射和接收超声波的根据权利要求1所述的超声换能器组件。

18.根据权利要求17所述的超声换能器，其特征在于，所述超声换能器是用于血管内超声系统的超声换能器。