CN111530723B - 超声换能器制备方法、超声换能器以及信息采集元件 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种超声换能器制备方法、超声换能器以及信息采集元件，包括：在基底层上形成第一电极；在第一电极的第一表面形成钝化保护层；在钝化保护层的第一表面形成电路层；去除基底层；在第一电极的第二表面形成压电层；在压电层的第一表面形成第二电极。因为去除了基底层，使得超声换能器的厚度较小，能够适用于需要超薄超声换能器的场景。而且超声换能器产生的超声波信号在传播时经过的有效器件结构层不包括基底层，避免超声波信号因穿透基底层而出现能量损耗，使超声换能器的超声性能更好。
Description
技术领域
本申请实施例涉及电子信息技术领域，尤其涉及超声换能器制备方法、超声换能器以及信息采集元件。
背景技术
超声换能器是能够将声能和电能互相转换的器件，超声换能器中的压电材料，在发生形变时两端可以产生电压差，在两端有电压差时，压电材料可以发生形变。利用压电材料的这种特性可以实现机械振动和交流电的互相转换。超声换能器通常包括基底层(substrate)、在基底层上制备的电路层(circuit)、在电路层上制备的压电层以及电极层(electrode)，其中压电层由压电材料构成。
在上述超声换能器中，由于基底层不易弯折，导致超声换能器无法适用于柔性屏幕或其他需要柔性超声换能器的场景中，另外由于基底层的厚度较大，导致超声换能器的体积较大，在手机或其他终端产品中容易占用较多空间。而在超声换能器产生超声波信号的过程中，压电层产生的超声波信号在传播时会穿透基底层，由于超声波信号穿透基底层造成的能量损耗较多，导致超声换能器的超声性能较差。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种超声换能器制备方法、超声换能器以及信息采集元件，用以克服现有技术中存在的缺陷。
第一方面，本申请实施例提供了一种超声换能器制备方法，包括：
在基底层上形成第一电极；在第一电极的第一表面形成钝化保护层，第一电极的第一表面在第一电极远离基底层的一侧；在钝化保护层的第一表面形成电路层，钝化保护层的第一表面在钝化保护层远离第一电极的一侧；去除基底层；在第一电极的第二表面形成压电层，第一电极的第二表面在第一电极远离钝化保护层的一侧；在压电层的第一表面形成第二电极，压电层的第一表面在压电层远离第一电极的一侧。
第二方面，本申请实施例提供了一种超声换能器，包括：功能层、电路层、压电层、钝化保护层、第一电极和第二电极；
功能层为柔性电介质；电路层设置于功能层和钝化保护层之间；第一电极设置于钝化保护层远离电路层的一侧；压电层设置于第一电极远离钝化保护层的一侧，且压电层位于第一电极和第二电极之间。
第三方面，本申请实施例提供一种信息采集元件，信息采集元件包括超声换能器阵列，超声换能器阵列是由至少两个如第二方面所描述的超声换能器组成的阵列。
本申请实施例提供的超声换能器制备方法、超声换能器以及信息采集元件，在基底层上形成第一电极；在第一电极的第一表面形成钝化保护层；在钝化保护层的第一表面形成电路层；去除基底层；在第一电极的第二表面形成压电层；在压电层的第一表面形成第二电极。因为去除了基底层，使得超声换能器的厚度较小，能够适用于需要超薄超声换能器的场景。而且超声换能器产生的超声波信号在传播时经过的有效器件结构层不包括基底层，避免超声波信号因穿透基底层而出现能量损耗，使超声换能器的超声性能更好。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请实施例的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比值绘制的。附图中：
图1为相关技术提供的一种超声换能器的示意性结构图；
图2为相关技术提供的一种超声换能器的示意性结构图；
图3为相关技术提供的一种超声换能器的示意性结构图；
图4为本申请实施例提供的一种超声换能器制备方法的流程图；
图5为本申请实施例提供的一种制备过程中超声换能器的示意性结构图；
图6为本申请实施例提供的一种制备过程中超声换能器的示意性结构图；
图7为本申请实施例提供的一种制备过程中超声换能器的示意性结构图；
图8为本申请实施例提供的一种制备过程中超声换能器的示意性结构图；
图9为本申请实施例提供的一种制备过程中超声换能器的示意性结构图；
图10为本申请实施例提供的一种制备过程中超声换能器的示意性结构图；
图11为本申请实施例提供的一种制备过程中超声换能器的示意性结构图；
图12为本申请实施例提供的一种制备过程中超声换能器的示意性结构图；
图13为本申请实施例提供的一种制备过程中超声换能器的示意性结构图；
图14为本申请实施例提供的一种超声换能器的示意性结构图；
图15为本申请实施例提供的一种超声换能器的示意性结构图；
图16为本申请实施例提供的一种超声换能器制备方法的流程图；
图17为本申请实施例提供的一种超声换能器的示意性结构图；
图18为本申请实施例提供的一种超声换能器的示意性结构图；
图19为本申请实施例提供的一种超声换能器的示意性结构图；
图20为本申请实施例提供的一种超声换能器的示意性结构图；
图21为本申请实施例提供的一种超声换能器的示意性结构图；
图22为本申请实施例提供的一种信息采集元件的示意性结构图；
图23为本申请实施例提供的一种信息采集元件的示意性结构图。
具体实施方式
超声换能器是能够将声能和电能互相转换的器件。如图1所示，超声换能器100包括基底层101、在基底层101上制备的电路层102、在电路层102上制备的压电层103以及电极层104，其中压电层103由压电材料构成。
在上述超声换能器中，由于基底层不易弯折，导致超声换能器无法适用于柔性屏幕或其他需要柔性超声换能器的场景中，另外由于电路层是直接在基底层上面制备的，因此基底层较难做到很薄，其厚度较大，导致超声换能器的厚度较大，在手机或其他终端产品中容易占用较多空间。
上述超声换能器100中的压电层103产生超声波时，超声波信号的传播方向是双向的，即超声波信号分别沿朝向基底层101以及背离基底层101两个方向传播。当匹配层(matching layer)105位于基底层101下方时，如图2所示，沿朝向基底层101方向传播的超声波信号1031透过电路层102以及基底层101进入匹配层105。在这个过程中，超声波信号1031由于穿透基底层101造成其能量损耗较多，使超声换能器的超声性能较差。当匹配层105位于电极层104上方时，如图3所示，沿背离基底层101方向传播的超声波信号1032透过电极层104进入匹配层105，沿朝向基底层101方向传播的超声波信号1033透过电路层102与基底层101，在基底层101与反射层106之间发生反射，被反射的超声波信号1033依次透过基底层101、电路层102、压电层103以及电极层104进入匹配层105。其中，沿朝向基底层101方向传播的超声波信号1033在进入匹配层105之前两次透过基底层101，使其能量损耗较多，超声换能器的超声性能较差。
在另一种超声换能器中，通过在基底层中进行开孔结构的设置，减小部分基底层的厚度，以减少超声波信号因穿透基底层而造成的能量损耗。但在该超声换能器中，由于基底层上方是电路层，很难直接在基底层中进行开孔结构设置，导致开孔结构设置难度较高；其次即使在基底层中设置了部分开孔结构，该开孔结构也无法与基底层所承载的电路层直接接触，即该开孔结构只能为盲孔，目前盲孔技术的均匀性以及厚度精确性难以控制，同样导致开孔结构设置难度较高；另外即使在基底层中设置了部分开孔结构，也仅能减少基底层一部分的厚度。
本申请实施例提供的超声换能器制备方法、超声换能器以及信息采集元件能够克服上述缺陷，下面结合本发明实施例附图进一步说明本发明实施例具体实现。
实施例一
本申请实施例一提供一种超声换能器制备方法，如图4所示，图4为本申请实施例提供的一种超声换能器制备方法的流程图。该超声换能器制备方法包括以下步骤：
201、在基底层上形成第一电极。
需要说明的是，可以先在基底层上形成第一电极层，然后对第一电极层进行图像化处理形成第一电极。当然，此处只是示例性说明，并不代表本申请局限于此。基底层的材质可以是电介质，第一电极的材质为导电材料。可选地，构成第一电极的材料可以包括金属以及氧化物等，其中金属包括铝，铜，金，钼，铂，钯等的单质金属以及合金等，氧化物包括氧化锡铟(ITO)等，本申请实施例对构成第一电极的材料不做具体限定，构成第一电极的材料可以由本领域技术人员根据所选用的工艺平台进行设置。如图5所示，基底层301上形成第一电极302。
202、在第一电极的第一表面形成钝化保护层。
第一电极的第一表面在第一电极远离基底层的一侧。第一电极的第二表面可以在靠近基底层的一侧。可选地，构成钝化保护层的材料包括有机钝化物以及无机钝化物等，示例性地，构成钝化保护层的材料为氧化硅或氮化硅，本申请实施例对构成钝化保护层的材料不做具体限定。如图6所示，第一电极302的第一表面形成钝化保护层303。
203、在钝化保护层的第一表面形成电路层。
钝化保护层的第一表面在钝化保护层远离第一电极的一侧。钝化保护层的第二表面可以在靠近第一电极的一侧。可选地，电路层可以为互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)电路层，也可以为薄膜晶体管(ThinFilm Transistor，TFT)电路层。电路层可以包括本申请实施例提供的超声换能器制备方法所制备的超声换能器的控制电路。当然，此处只是示例性说明，并不代表本申请局限于此。如图7所示，钝化保护层303的第一表面形成电路层304。在钝化保护层的第一表面设置电路层，钝化保护层的第二表面所在的一侧为第一电极，第一电极和电路层被钝化保护层隔开，避免相互影响。
需要说明的是，在形成电路层之后，还可以在电路层上形成匹配层或功能层，此处，列举四个具体的应用场景分别进行说明，当然，此处只是示例性说明，并不代表本申请局限于此。
可选地，在第一个应用场景中，在钝化保护层的第一表面形成电路层之后，该方法还包括：在电路层第一表面形成匹配层，电路层的第一表面在电路层远离钝化保护层的一侧，匹配层包括用于减少信号能量损失的声阻抗匹配材料。如图8所示，电路层304的第一表面形成匹配层305，在电路层304的第一表面形成用于减少信号能量损失的匹配层305，可以提高所制备的超声换能器的声阻抗。
可选地，在第二个应用场景中，在钝化保护层的第一表面形成电路层之后，该方法还包括：在电路层第一表面形成功能层，电路层的第一表面在电路层远离钝化保护层的一侧；在功能层的第一表面形成到达电路层的第一开孔，功能层的第一表面在功能层远离电路层的一侧；在功能层的第一表面进行线路层沉积和图像化处理，形成通过第一开孔与电路层电连接的电连接端，以使得电路层通过电连接端与外部连接。如图9所示，电路层304的第一表面形成功能层306，功能层306的第一表面形成到达电路层304的第一开孔3061，功能层306的第一表面形成通过第一开孔3061与电路层304电连接的电连接端3062，在第二个应用场景中，该功能层306可以对电路层304起到保护和支撑作用，而且通过第一开孔3061，使得电路层304可以通过电连接端与外部连接，使得电路设计更加灵活。
可选地，在第三个应用场景中，在钝化保护层的第一表面形成电路层之后，该方法还包括：在电路层第一表面形成功能层，电路层的第一表面在电路层远离钝化保护层的一侧；在功能层的第一表面形成到达电路层的第二开孔，功能层的第一表面在功能层远离电路层的一侧，以使得电路层的第一表面，在第二开孔处露出的部分形成信号反射面。如图10所示，电路层304的第一表面形成功能层306，功能层306的第一表面形成到达电路层304的第二开孔3063，在第三个应用场景中，该功能层306不仅用于支撑电路层304，而且用于形成反射面，此处，在第二开孔3063处露出的部分，即空气与电路层的交界面可以形成信号反射面，提高信号强度。当然，第二开孔3063处也可以填充反射材料，提高反射效果。
可选地，在第四个应用场景中，在钝化保护层的第一表面形成电路层之后，该方法还包括：在电路层第一表面形成功能层，电路层的第一表面在电路层远离钝化保护层的一侧；在功能层的第一表面形成到达电路层的第三开孔，功能层的第一表面在功能层远离电路层的一侧；在第三开孔处填充用于减少信号能量损失的声阻抗匹配材料。如图11所示，电路层304的第一表面形成功能层306，功能层306的第一表面形成到达电路层304的第三开孔3064，第三开孔3064处填充声阻抗匹配材料307，第四个应用场景与第一个应用场景相似，区别在于，第四个应用场景中将声阻抗匹配材料填充在功能层的第三开孔3064处，不仅可以支撑电路层304，还可以提高信号强度。
需要说明的是，上述四个应用场景，第一个应用场景中，在电路层第一表面形成匹配层，可以减少信号能量损失；第二个应用场景、第三个应用场景以及第四个应用场景都是在电路层第一表面形成功能层，这三个应用场景中对功能层的加工不同，第二个应用场景中，在功能层形成第一开孔，使得电路层通过第一开孔与外部连接，第三个应用场景中，在功能层形成第二开孔，在第二开孔处形成反射面，提高信号强度，第四个应用场景中在功能层形成第三开孔，并填充声阻抗匹配材料，提高信号强度，因此，上述四个应用场景可以任意组合，也可以单独应用，本申请对此不做限制。
204、去除基底层。
需要说明的是，为了便于操作，可以进行翻面，然后去除基底层。在步骤201-203中，可以将基底层靠近电路层的一侧定义为基底层的上方(即基底层的第一表面所在的一侧)，将电路层靠近基底层的一侧定义为电路层的下方，将电路层的另一侧定义为电路层的上方(即电路层的第一表面所在的一侧)，此处所定义的上方以及下方，都是为了说明本方案的技术所做的定义，并不代表任何限定，也可以通过其他方式进行定义和描述。如图12所示，进行翻面并去除基底层301后，第一电极302位于钝化保护层303的上方。
可选地，在一种实现方式中，可以设置牺牲层，便于去除基底层，例如，在基底层上形成第一电极，包括：在基底层上形成牺牲层，并在牺牲层的第一表面形成第一电极，牺牲层的第一表面在牺牲层远离基底层的一侧；去除基底层，包括：去除基底层以及牺牲层。在基底层和第一电极之间设置牺牲层，更易于去除基底层。
可选地，构成牺牲层的材料包括非晶硅，二氧化硅，聚酰亚胺(PI)等，示例性地，牺牲层包括非晶硅薄膜或二氧化硅薄膜。本申请实施例对构成牺牲层的材料不做具体限定，构成牺牲层的材料可以由本领域技术人员根据去除基底层的工艺进行设置。示例性地，当去除基底层的工艺为激光去除工艺时，构成牺牲层的材料可以为聚酰亚胺或非晶硅；当去除基底层的工艺为湿法刻蚀工艺时，构成牺牲层的材料可以为非晶硅或二氧化硅，使牺牲层作为刻蚀停止层。
去除牺牲层与基底层的工艺可以根据构成基底层的材料确定。示例性地，当构成基底层的材料为硅时，可以使用研磨工艺配合刻蚀工艺去除牺牲层与基底层。其中，可以先使用研磨工艺将基底层中主要厚度的基底材料去除，之后使用刻蚀工艺进行刻蚀，牺牲层可以由氧化硅材料构成，作为刻蚀停止层。刻蚀工艺可以为干法刻蚀工艺，或湿法刻蚀工艺，或干法配合湿法刻蚀工艺。
示例性地，当构成基底层的材料为玻璃时，可以使用研磨工艺配合刻蚀工艺去除牺牲层与基底层，其中，可以先使用研磨工艺将基底层中主要厚度的基底材料去除，之后使用刻蚀工艺进行刻蚀。与构成基底层的材料为硅时相比，构成基底层的材料为玻璃时，对应的刻蚀工艺不同(例如构成基底层的材料为玻璃时，对应的刻蚀工艺中湿法刻蚀化学成分不同)，牺牲层可以由硅材料(例如非晶硅等)构成，作为刻蚀停止层。
示例性地，可以使用激光剥离(Laser Lift Off)工艺去除牺牲层与基底层，其中构成牺牲层的材料包括非晶硅、聚酰亚胺等适合激光剥离工艺的材料。
在所述基底层上方形成牺牲层，之后在去除基底层时将牺牲层一并去除，其中牺牲层可以便于基底层的去除，降低了去除基底层的难度。
205、在第一电极的第二表面形成压电层。
第一电极的第二表面在第一电极远离钝化保护层的一侧。
可选地，构成压电层的压电材料包括聚偏氟乙烯(PVDF)、氮化铝等，本申请实施例对构成压电层的压电材料不做具体限定。形成压电层的制备工艺包括涂覆(coating)，贴膜、物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)工艺、化学气相沉积(ChemicalVapor Deposition，CVD)工艺等，本申请实施例对形成压电层的工艺不做具体限定。需要说明的是，形成压电层的工艺可以由本领域技术人员根据构成压电层的压电材料需求进行设置，示例性地，当构成压电层的压电材料是聚偏氟乙烯(PVDF)时，可以采用涂覆(coating)，贴膜等工艺形成压电层；当构成压电层的压电材料是氮化铝时，可以采用物理气相沉积工艺或化学气相沉积工艺形成压电层。
可选地，在压电层下表面设置上电极的工艺包括电镀工艺等，本申请实施例对在压电层下表面设置上电极的工艺不做具体限定。如图13所示，第一电极302的第二表面形成压电层308。
206、在压电层的第一表面形成第二电极。
压电层的第一表面在压电层远离第一电极的一侧。需要说明的是，第二电极的形成方式可以和第一电极相同，此处不再赘述。如图14所示，压电层308的第一表面形成第二电极309。
可选地，在压电层的第一表面形成第二电极之后，该方法还包括：对压电层进行部分去除，以露出第一电极，并将第一电极露出的部分与第二电极电连接。如图15所示，第一电极302露出的部分与第二电极309电连接。
本申请实施例提供的超声换能器制备方法，在基底层上形成第一电极；在第一电极的第一表面形成钝化保护层；在钝化保护层的第一表面形成电路层；去除基底层；在第一电极的第二表面形成压电层；在压电层的第一表面形成第二电极。因为去除了基底层，使得超声换能器的厚度较小，能够适用于需要超薄超声换能器的场景。而且超声换能器产生的超声波信号在传播时经过的有效器件结构层不包括基底层，避免超声波信号因穿透基底层而出现能量损耗，使超声换能器的超声性能更好。
实施例二
基于上述实施例一提供的一种超声换能器制备方法，本申请实施例二提供一种超声换能器制备方法，对实施例一所描述的超声换能器制备方法进行进一步详细说明，如图16所示，该方法包括以下步骤：
301、在基底层上形成牺牲层，并在牺牲层的第一表面形成第一电极。
牺牲层的第一表面在牺牲层远离基底层的一侧，牺牲层的第二表面在牺牲层靠近基底层的一侧。
302、在第一电极的第一表面形成钝化保护层。
第一电极的第一表面在第一电极远离牺牲层的一侧，也可以说是远离基底层的一侧；第一电极的第二表面在第一电极靠近牺牲层的一侧，也可以说是靠近基底层的一侧。
303、在钝化保护层的第一表面形成电路层。
钝化保护层的第一表面在钝化保护层远离第一电极的一侧，钝化保护层的第二表面在钝化保护层靠近第一电极的一侧。
304、在电路层第一表面形成功能层。
电路层的第一表面在电路层远离钝化保护层的一侧，电路层的第二表面在电路层靠近钝化保护层的一侧。
具体地，构成功能层的材料包括环氧树脂等，示例性地，功能层包括环氧树脂薄膜。形成功能层的工艺可以为成型(molding)工艺，也可以为其他膜层制备工艺等。其中，成型工艺包括晶圆级成型(wafer level molding)工艺等，膜层制备工艺包括物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)工艺、化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，CVD)工艺等。本申请实施例对形成功能层的工艺不做具体限定。
功能层的厚度取值范围可以是30um～500um，功能层的厚度可以由本领域技术人员根据超声换能器的厚度要求进行设置。使用不同的制备工艺形成功能层，则功能层的厚度取值范围不同。需要说明的是，可以在形成功能层时直接形成厚度满足要求的功能层，也可以在形成的功能层到一定厚度(例如100-600um)后，利用研磨等工艺对功能层进行厚度精确调节。
305、在功能层的第一表面形成到达电路层的第一开孔，并进行线路层沉积和图像化处理，形成通过第一开孔与电路层电连接的电连接端。
功能层的第一表面在功能层远离电路层的一侧，功能层的第二表面在功能层靠近电路层的一侧。
306、在功能层的第一表面形成到达电路层的第二开孔。
功能层的第一表面在功能层远离电路层的一侧。功能层可以是柔性电介质。结合步骤203中的第三个应用场景和第四个应用场景，此处，可以在功能层形成反射面或者填充声阻抗匹配材料。例如，可以在功能层的第一表面形成到达电路层的第二开孔，以使得电路层的第一表面，在第二开孔处露出的部分形成信号反射面；或者，可以在第二开孔处填充用于减少信号能量损失的声阻抗匹配材料。
307、去除基底层以及牺牲层。
308、在第一电极的第二表面形成压电层。
309、在压电层的第一表面形成第二电极。
压电层的第一表面在压电层远离第一电极(或者说靠近第二电极)的一侧，压电层的第二表面在压电层靠近第一电极(或者说远离第二电极)的一侧。
310、对压电层进行部分去除，以露出第一电极，并将第一电极露出的部分与第二电极电连接。
需要说明的是，步骤301-310所描述的过程在实施例一中均有详细说明，此处不再赘述。实施例二中，功能层不仅设置了第一开孔，形成通过第一开孔与电路层电连接的电连接端，使得电路层通过电连接端可以与外部连接；而且功能层还设置了第二开孔，可以形成反射面，或者在第二开孔处填充声阻抗匹配材料，可以提高信号的能量，或者说提高信号强度，减少能量损失，增强超声换能器的超声性能；功能层还可以起到支撑作用，而且功能层可以是柔性电介质，功能层比基底层薄，占用空间少，减少超声波信号因为穿透基底层造成的能量损耗，而且可以适用于需要柔性超声换能器的场景中，适用范围更加广泛。
本申请实施例提供的超声换能器制备方法，在基底层上形成第一电极；在第一电极的第一表面形成钝化保护层；在钝化保护层的第一表面形成电路层；去除基底层；在第一电极的第二表面形成压电层；在压电层的第一表面形成第二电极。因为去除了基底层，使得超声换能器的厚度较小，能够适用于需要超薄超声换能器的场景。而且超声换能器产生的超声波信号在传播时经过的有效器件结构层不包括基底层，避免超声波信号因穿透基底层而出现能量损耗，使超声换能器的超声性能更好。
实施例三
基于上述实施例一和实施例二提供的超声换能器制备方法，本申请实施例三提供一种超声换能器，该超声换能器可以通过上述实施例一或实施例二中所描述的超声换能器制备方法制备得到。如图17所示，图17为本申请实施例提供的一种超声换能器的示意性结构图。
该超声换能器包括功能层401、电路层402、压电层403、钝化保护层404、第一电极405和第二电极406。
功能层401为柔性电介质；电路层402设置于功能层401和钝化保护层404之间；第一电极405设置于钝化保护层404远离电路层402的一侧；压电层403设置于第一电极405远离钝化保护层404的一侧，且压电层403位于第一电极405和第二电极406之间。
可选地，电路层可以为互补金属氧化物半导体(Complementary Metal OxideSemiconductor，CMOS)电路层，也可以为薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)电路层。电路层可以包括超声换能器的控制电路。
构成功能层的材料包括环氧树脂等，示例性地，功能层包括环氧树脂薄膜。功能层的厚度取值范围可以是30um～500um，功能层的厚度可以由本领域技术人员根据超声换能器的厚度要求进行设置。使用不同的制备工艺制备功能层，则功能层的厚度取值范围不同。
构成压电层的压电材料包括聚偏氟乙烯(PVDF)、氮化铝等，本申请实施例对构成压电层的压电材料不做具体限定。
可选地，如图18所示，功能层401设置有从功能层401的第一表面到电路层402的第一开孔4011，功能层401的第一表面在功能层401远离电路层402的一侧；功能层401的第二表面设置有电连接端4012，电连接端4012通过第一开孔4011与电路层402电连接。
通过第一开孔，使得电路层可以通过电连接端与外部连接，使得电路设计更加灵活。
可选地，如图19所示，功能层401设置有从功能层401的第一表面到电路层402的第二开孔4013，以使得电路层402的第一表面，在第二开孔4013处露出的部分形成信号反射面，功能层401的第一表面在功能层401远离电路层402的一侧。
在第二开孔处露出的部分，即空气与电路层的交界面可以形成信号反射面。第二开孔处也可以填充反射材料，提高反射效果。
可选地，如图20所示，功能层401设置有从功能层401的第一表面到电路层402的第三开孔4014，功能层401的第一表面在功能层401远离电路层402的一侧；第三开孔4014内填充有用于减少信号能量损失的声阻抗匹配材料407。
将声阻抗匹配材料填充在功能层的第三开孔处，不仅可以支撑电路层，还可以提高信号强度。
可选地，如图21所示，通过压电层403未覆盖第一电极405的位置，第一电极405与第二电极406电连接。
本申请实施例提供的超声换能器，因为去除了基底层，使得超声换能器的厚度较小，能够适用于需要超薄超声换能器的场景。而且超声换能器产生的超声波信号在传播时经过的有效器件结构层不包括基底层，避免超声波信号因穿透基底层而出现能量损耗，使超声换能器的超声性能更好。
实施例四
基于上述实施例一和实施例二提供的超声换能器制备方法，以及上述实施例三提供的超声换能器，本申请实施例四提供一种信息采集元件，信息采集元件包括超声换能器阵列，超声换能器阵列是由至少两个如实施例三所描述的超声换能器组成的阵列。
示例性的，如图22所示，信息采集元件500包括超声换能器阵列501，超声换能器阵列501是由至少两个超声换能器502组成的阵列。
可选地，在本申请的一个实施例中，超声换能器阵列下方设置有对应的一个或者多个开孔结构，该开孔结构可以是实施例一中所描述的功能层中的第二开孔或第三开孔。
示例性的，如图22所示，超声换能器阵列501是由至少两个超声换能器502组成的阵列，超声换能器阵列501下方设置有与每个超声换能器502对应的开孔结构5021。
示例性的，如图23所示，超声换能器阵列501下方设置有与超声换能器阵列501对应的一个开孔结构5022。
本申请实施例提供的信息采集元件中，超声换能器阵列下方设置有对应的一个或者多个开孔结构，可以提高超声换能器的超声性能。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (13)
1.一种超声换能器制备方法，其特征在于，包括：
在基底层上形成第一电极；
在所述第一电极的第一表面形成钝化保护层，所述第一电极的第一表面在所述第一电极远离所述基底层的一侧；
在所述钝化保护层的第一表面形成电路层，所述钝化保护层的第一表面在所述钝化保护层远离所述第一电极的一侧；
在所述电路层第一表面形成功能层，所述电路层的第一表面在所述电路层远离所述钝化保护层的一侧；
去除所述基底层；
在所述第一电极的第二表面形成压电层，所述第一电极的第二表面在所述第一电极远离所述钝化保护层的一侧；
在所述压电层的第一表面形成第二电极，所述压电层的第一表面在所述压电层远离所述第一电极的一侧。
2.根据权利要求1所述的超声换能器制备方法，其特征在于，在所述电路层第一表面形成功能层之后，所述方法还包括：
在所述功能层的第一表面形成到达所述电路层的第一开孔，所述功能层的第一表面在所述功能层远离所述电路层的一侧；
在所述功能层的第一表面进行线路层沉积和图像化处理，形成通过所述第一开孔与所述电路层电连接的电连接端，以使得所述电路层通过所述电连接端与外部连接。
3.根据权利要求1所述的超声换能器制备方法，其特征在于，在所述电路层第一表面形成功能层之后，所述方法还包括：
在所述功能层的第一表面形成到达所述电路层的第二开孔，所述功能层的第一表面在所述功能层远离所述电路层的一侧，以使得所述电路层的第一表面，在所述第二开孔处露出的部分形成信号反射面。
4.根据权利要求1所述的超声换能器制备方法，其特征在于，在所述电路层第一表面形成功能层之后，所述方法还包括：
在所述电路层第一表面形成功能层，所述电路层的第一表面在所述电路层远离所述钝化保护层的一侧；
在所述功能层的第一表面形成到达所述电路层的第三开孔，所述功能层的第一表面在所述功能层远离所述电路层的一侧；
在所述第三开孔处填充用于减少信号能量损失的声阻抗匹配材料。
5.根据权利要求1所述的超声换能器制备方法，其特征在于，在所述钝化保护层的第一表面形成电路层之后，所述方法还包括：
在所述电路层第一表面形成匹配层，所述电路层的第一表面在所述电路层远离所述钝化保护层的一侧，所述匹配层包括用于减少信号能量损失的声阻抗匹配材料。
6.根据权利要求1所述的超声换能器制备方法，其特征在于，所述在所述压电层的第一表面形成第二电极之后，所述方法还包括：
对所述压电层进行部分去除，以露出所述第一电极，并将所述第一电极露出的部分与所述第二电极电连接。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的超声换能器制备方法，其特征在于，所述在基底层上形成第一电极，包括：
在所述基底层上形成牺牲层，并在所述牺牲层的第一表面形成所述第一电极，所述牺牲层的第一表面在所述牺牲层远离所述基底层的一侧；
所述去除所述基底层，包括：
去除所述基底层以及所述牺牲层。
8.一种超声换能器，其特征在于，包括：功能层、电路层、压电层、钝化保护层、第一电极和第二电极；
所述功能层为柔性电介质；
所述电路层设置于所述功能层和所述钝化保护层之间；
所述第一电极设置于所述钝化保护层远离所述电路层的一侧；
所述压电层设置于所述第一电极远离所述钝化保护层的一侧，且所述压电层位于所述第一电极和所述第二电极之间；
所述超声换能器去除了基底层。
9.根据权利要求8所述的超声换能器，其特征在于，
所述功能层设置有从所述功能层的第一表面到所述电路层的第一开孔，所述功能层的第一表面在所述功能层远离所述电路层的一侧；
所述功能层的第二表面设置有电连接端，所述电连接端通过所述第一开孔与所述电路层电连接。
10.根据权利要求8所述的超声换能器，其特征在于，
所述功能层设置有从所述功能层的第一表面到所述电路层的第二开孔，以使得所述电路层的第一表面，在所述第二开孔处露出的部分形成信号反射面，所述功能层的第一表面在所述功能层远离所述电路层的一侧。
11.根据权利要求8所述的超声换能器，其特征在于，
所述功能层设置有从所述功能层的第一表面到所述电路层的第三开孔，所述功能层的第一表面在所述功能层远离所述电路层的一侧；
所述第三开孔内填充有用于减少信号能量损失的声阻抗匹配材料。
12.根据权利要求8-11任一项所述的超声换能器，其特征在于，
通过所述压电层未覆盖所述第一电极的位置，所述第一电极与所述第二电极电连接。
13.一种信息采集元件，其特征在于，所述信息采集元件包括超声换能器阵列，所述超声换能器阵列是由至少两个如权利要求8-12中任一项所述的超声换能器组成的阵列。
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