CN113039433A - 用于微加工超声换能器装置的抗粘滞的底部腔表面 - Google Patents

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Abstract

一种形成超声换能器装置的方法，所述方法包括在基板的下部换能器电极层上方形成具有形貌特征的绝缘层；在绝缘层上方形成共形的抗粘层使得共形层也具有形貌特征；在形成于抗粘层上方的支承层中限定腔；以及将膜结合至支承层。

Description

用于微加工超声换能器装置的抗粘滞的底部腔表面
相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2018年11月15日提交的代理人案卷号为B1348.70119US00并且题为“ANTI-STICTION BOTTOM CAVITY SURFACE FOR MICROMACHINEDULTRASOUND TRANSDUCER DEVICES”的美国专利申请序列号62/768,048的权益，其在此通过引用整体并入本文。
本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2019年2月25日提交的代理人案卷号为B1348.70135US00并且题为“ADAPTIVE CAVITY THICKNESS CONTROL FOR MICROMACHINEDULTRASONIC TRANSDUCER DEVICES”的美国专利申请序列号62/810,358的权益，其在此通过引用整体并入本文。
技术领域
本公开一般地涉及微加工超声换能器，并且更具体地涉及用于微加工超声换能器腔的抗粘滞的底部腔表面和换能器制造技术。
背景技术
可以使用超声装置来利用具有比人类可听见的频率更高的频率的声波进行诊断成像和/或治疗。当超声的脉冲传输到组织中时，声波从组织反射出来，其中不同的组织反射不同程度的声音。然后，这些反射的声波可以被记录并且作为超声图像显示给操作者。声音信号的强度(幅度)以及波行进穿过身体所花费的时间提供用于产生超声图像的信息。
一些超声成像装置可以使用包括悬挂在基板上方的柔性膜的微加工超声换能器来制造。在基板的一部分与膜之间定位有腔，使得基板、腔和膜的组合形成可变电容器。当通过适当的电信号驱动时，膜通过振动产生超声信号。响应于接收超声信号，膜被引起振动，结果，产生输出电信号。
发明内容
一方面，形成超声换能器装置的方法包括：在基板的下部换能器电极层上方形成具有形貌特征的绝缘层；在绝缘层上方形成共形的抗粘层使得共形层也具有形貌特征；在形成于抗粘层上方的支承层中限定腔；以及将膜结合至支承层。
在一些实施方案中，该方法还包括形成形貌特征，所述形貌特征对应于在换能器运行的塌陷模式下共形的抗粘层与膜之间接触的区域。在一些实施方案中，形成具有形貌特征的绝缘层还包括：在基板上方形成第一类型层以及在第一类型层上方形成第二类型牺牲层；对第二类型牺牲层的一部分进行光刻图案化并去除第二类型牺牲层的一部分；在图案化的第二类型牺牲层、和第一类型层上方形成第三类型层；将第三类型层平坦化至图案化的第二类型牺牲层的顶表面；以及去除图案化的第二类型牺牲层的剩余部分。在一些实施方案中，第一类型层包含SiO2，第二类型牺牲层包含SiN；以及第三类型层包含SiO2。在一些实施方案中，共形的抗粘层包括通过原子层沉积(atomic layer deposition，ALD)形成的薄膜铝氧化物层。在一些实施方案中，薄膜铝氧化物层以约20nm至40nm的厚度形成。在一些实施方案中，第一类型层以约10nm至30nm的厚度形成；第二类型牺牲层以约30nm至70nm的厚度形成；以及第三类型层以约400nm至700nm的厚度形成。在一些实施方案中，形成具有形貌特征的绝缘层还包括：在基板上方形成第一类型层；对第一类型层的一部分进行光刻图案化并去除第一类型层的一部分，以使下部电极层的一部分暂时露出并限定形貌特征；以及以保持形貌特征的方式在第一类型层上方共形地沉积另外的第一类型层材料。在一些实施方案中，形成共形的抗粘层还包括在另外的第一类型层材料上方共形地沉积第二类型层。在一些实施方案中，该方法还包括：在第二类型层上方共形地沉积第三类型层，所述第三类型层包括化学机械抛光(chemical mechanical polishing，CMP)停止层；在第三类型层上方沉积第四类型层，所述第四类型层包括CMP缓冲层；以及将第四类型层平坦化至第三类型层的顶表面。在一些实施方案中，该方法还包括：在CMP停止层上方沉积膜支承层；对膜支承层、CMP停止层和CMP缓冲层的任何剩余部分进行光刻图案化和蚀刻以使抗粘层露出。在一些实施方案中，第一类型层包含SiO2；第二类型层包含通过原子层沉积(ALD)形成的薄膜铝氧化物层；第三类型层包含SiN；以及第四类型层包含SiO2。在一些实施方案中，薄膜铝氧化物层以约20nm至40nm的厚度形成。在一些实施方案中，第一类型层以约10nm至30nm的厚度形成；另外的第一类型层材料以约10nm至30nm的厚度形成；第三类型层以约20nm至50nm的厚度形成；以及第四类型层以约400nm至700nm的厚度形成。
另一方面，超声换能器装置包括：具有形貌特征的绝缘层，所述具有形貌特征的绝缘层设置在基板的下部换能器电极层上方；共形的抗粘层，所述共形的抗粘层设置在绝缘层上方使得该共形层也具有形貌特征；腔，所述腔限定在形成在抗粘层上方的支承层中；和膜，所述膜与支承层相结合。
在一些实施方案中，共形的抗粘层包括薄膜铝氧化物层。在一些实施方案中，薄膜铝氧化物层以约20nm至40nm的厚度形成。在一些实施方案中，形貌特征对应于在换能器运行的塌陷模式下共形的抗粘层与膜之间接触的区域。在一些实施方案中，超声换能器装置还包括设置在抗粘层与支承层之间的化学机械抛光(CMP)停止层。在一些实施方案中，CMP停止层包含SiN。在一些实施方案中，绝缘层的形貌特征包括：低高度区域；和限定在低高度区域内的复数个柱状物，其中复数个柱状物的顶表面设置在与低高度区域相比更高的高度处。在一些实施方案中，复数个柱状物是圆形的，具有第一直径，并且低高度区域具有第二直径。在一些实施方案中，低高度区域的面积对应于在运行的塌陷模式期间膜的与绝缘层接触的面积。在一些实施方案中，第一直径为约3微米(μm)，并且复数个柱状物相对于另一个以约3μm的间距间隔开。在一些实施方案中，第二直径为约40μm以及腔的直径为约200μm。在一些实施方案中，第二直径为约140μm以及腔的直径为约200μm。
附图说明
将参照以下附图描述本申请的多个方面和实施方案。应理解，附图不一定按比例绘制。出现在多个附图中的项目在它们出现的所有附图中通过相同的附图标记指示。
图1是示例性微加工超声换能器装置的截面图。
图2是根据一个实施方案的具有抗粘滞的底部腔表面的示例性微加工超声换能器装置的截面图。
图3是根据一个实施方案的抗粘滞的底部腔表面的俯视图。
图4是根据另一个实施方案的抗粘滞的底部腔表面的俯视图。
图5是根据另一个实施方案的抗粘滞的底部腔表面的俯视图。
图6是根据又一个实施方案的抗粘滞的底部腔表面的俯视图。
图7是图5的一部分的放大图。
图8是图7的抗粘滞的底部腔表面的沿着线8-8所取的截面图。
图9-1至9-7是示出根据一个实施方案的用于形成具有抗粘滞的底部腔表面的微加工超声换能器装置的示例性工艺流程的一系列截面图。
图10是描述图9-1至9-7的示例性工艺流程的流程图。
图11-1至11-9是示出根据另一个实施方案的用于形成具有抗粘滞的底部腔表面的微加工超声换能器装置的示例性工艺流程的一系列截面图。
图12是描述图11-1至11-9的示例性工艺流程的流程图。
图13是可以使用图9-1至9-7和图10的工艺流程或图11-1至11-9和图12的工艺流程形成的所形成的示例性超声换能器装置的俯视图。
具体实施方式
本文所述的技术涉及用于微加工超声换能器腔的抗粘滞的底部腔表面。
适用于超声成像装置的一种类型的换能器是这样的微加工超声换能器(micromachined ultrasonic transducer，MUT)，其可以由例如硅制造并且被配置成发送和接收超声能量。MUT可以包括电容性微加工超声换能器(capacitive micromachinedultrasonic transducer，CMUT)和压电微加工超声换能器(piezoelectric micromachinedultrasonic transducer，PMUT)，这两者较更常规的换能器设计都可以提供若干优点，例如较低的制造成本和制造时间和/或增加的频率带宽。关于CMUT装置，基础结构是存在于柔性膜上或柔性膜内的具有刚性的底部电极和顶部电极的平行板电容器。因此，在底部电极与顶部电极之间限定有腔。在一些设计(例如，由诸如本申请的受托人产生的那些)中，CMUT可以直接集成在控制换能器的运行的集成电路上。制造CMUT的一种方式是将膜基板结合至集成电路基板，例如互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor，CMOS)基板。这可以在低至足以防止损坏集成电路的器件的温度下进行。
现在首先参照图1，示出了示例性微加工超声换能器装置100(例如CMUT)的截面图。换能器装置100包括具有诸如以下的一个或更多个层的通常由102表示的基板(例如，互补金属氧化物半导体(CMOS)基板，例如硅)：CMOS电路、布线层、重新分布层、绝缘/钝化层和一个或更多个金属电极层103。基板102的这种金属电极层103可以用作换能器底部电极。由于特定基板和换能器底部电极图案不是本公开的焦点，因此在附图中仅呈现单个实例。然而，将意识到，本实施方案也可以结合若干其他换能器电极结构(包括(但不限于)例如：圆环形电极(例如，内部金属被去除)、多段电极或环形电极)以及除底部电极以外的用于其他目的的另外的金属图案(例如，在结合期间的腔吸收物(cavity getter))来实现。
仍参照图1，将看到基板102(包括底部电极)可以具有在其上形成的通常由堆叠体104表示的一个或更多个绝缘层。换能器腔105通过对形成在堆叠体104上的支承层106进行光刻图案化和蚀刻来限定。支承层106可以是绝缘层例如SiO2，其剩余部分提供与柔性的换能器膜108(例如，以约1×1018原子/cm3至约1×1019原子/cm3的浓度高度掺杂硅)结合的支撑表面。
在换能器装置100的运行期间，无论是处于发送模式和/或接收模式，换能器膜108都可以与堆叠体104的顶部(即，腔105的底表面)物理接触，如由图1中的膜108’的虚线位置所指示的。该位置可以指示本领域中已知的运行的所谓的“塌陷模式”。“塌陷模式”(也与术语“塌陷的模式”互换使用)是指换能器运行的一种模式，其中微加工超声换能器膜的至少一部分被机械固定以及膜的至少一部分基于底部电极与顶部膜之间的电压差变化而自由振动。一方面，以塌陷模式运行微加工超声换能器可以优化由换能器产生的声功率(输出压力)。然而，另一方面，以塌陷模式运行微加工超声换能器的一个副作用可能是电荷保持(也称为“电荷捕获”)，其中膜和/或底部腔表面不期望地存储电荷或传导泄漏电流。结果，这种电荷保留可能反过来不期望地改变装置运行期间引起膜塌陷的施加电压。图1的换能器100的塌陷模式的另一个可能的副作用可能是粘滞，其与膜108和腔105的底表面之间接触的表面积的量有关，其中两个表面无意间相互粘连。粘滞通常导致装置可靠性故障，因此应被解决以确保装置可以在其整个使用寿命中适当地运行。
因此，图2示出了根据一个实施方案的具有抗粘滞的底部腔表面的示例性微加工超声换能器装置200的截面图。为了便于说明，各个附图中的相同元件用相同的附图标记表示。在图2的实施方案中，基板102(包括底部电极)可以具有在其上形成的通常由堆叠体204表示的一个或更多个绝缘层。与图1的实施方案相反，堆叠体204的最上层的特征在于具有形貌特征以便减少塌陷的膜108’与堆叠体204的顶层之间的直接表面接触面积的量。
尽管存在可以用于堆叠体204的若干种可能的形貌图案，但是在图3至6中示出了一些具体实例，其各自描绘了根据多个实施方案的抗粘滞的底部腔表面的俯视图。如由图3至6中的图例所指示的，较深的阴影和较浅的阴影表示相同抗粘材料层的不同高度(与表示位于相同高度的不同材料的阴影相反)。在图3的实施方案中，形貌(例如凸起)区域302a可以具有大体上矩形的形状，从腔中心以大体同心的圆形图案排列。形貌区域302a(以及堆叠体204的靠近腔的外周的另外较深的阴影区域302b)排列在与较浅的阴影区域304相比更高的高度处。如将进一步详细描述的，堆叠体204的最顶层可以包括共形地沉积在位于堆叠体204的下部层中的先前限定的形貌上方的薄膜抗粘层。在图4的实施方案中，形貌区域402a可以是大致圆形形状和/或环形形状的，并且任选地分段。再次，如图3实施方案的情况，形貌区域402a(以及堆叠体204的靠近腔的外周的另外较深的阴影区域402b)处于与较浅的阴影区域404相比更高的高度处。
在图5中示出了可以用于堆叠体204的形貌图案的又一个实施方案。在该实施方案中，形貌区域502a可以通过通常以行和列布置的圆形柱状物的阵列来限定。与整个腔区域相比，较浅阴影的低高度区域504相对于堆叠体204的在较高高度处的剩余外部区域502b的面积可以具有相对较小的面积。该实施方案例如在其中在塌陷模式期间仅相对小面积的换能器膜与底部腔表面接触的换能器运行模式可能是有利的。另一方面，图6是堆叠体201的替代实施方案，其类似于图5，但是具有更大数量的形貌区域502a(柱状物)。图6实施方案例如在其中在塌陷模式期间相对大面积的换能器膜与底部腔表面接触的换能器运行模式可能是有利的。
在图7中示出了图5的虚线正方形区域的放大图，图8是堆叠体204的沿着图7的线8-8所取的对应截面图。仅以说明性的方式，示例性形貌配置可以具有尺寸为在约3微米(μm)的数量级上的第一直径d1并且以约3μm的间距间隔开的形貌区域502a(柱状物)。相应地，低高度区域504的第二直径d2可以在约40μm的数量级上。再次，对于图5实施方案，与整个换能器腔的示例性直径(例如，约200μm)相比，d2可以是相对小的。或者，对于诸如图6中的实施方案，与整个换能器腔的直径(例如，约200μm)相比，d2可以是相对更大的(例如，约140μm)。将意识到，仅出于说明性的目的提供这些尺寸，并且预期其他几何尺寸和配置也是可以的。
现在大体参照图9-1至9-7，其示出了一系列的示出根据一个实施方案的用于形成具有抗粘滞的底部腔表面的微加工超声换能器装置的示例性处理的截面图。此外，图10是描述图9-1至9-7的示例性加工截面图的所附流程图。将意识到，示例性工艺流程可以用于形成诸如图2至8中的任一者中所示的装置以及在先前描述的附图中未具体描绘的其他形貌结构。如此，应理解，在图9-1至9-7的工艺流程中描绘的形貌特征仅出于说明性目的而不应以其他方式以任何限制性的意义来解释。
如图9-1所示以及图10的方框1002中所指示的，在换能器下部电极层上沉积第一类型层902和第二类型牺牲层904。更具体地，在基板102上沉积第一类型层902，以及在第一类型层902上沉积第二类型牺牲层904。再次，因为特定的换能器底部电极图案不是本公内容的焦点，所以这样的金属电极层103应被理解为一般地如图中所示并入基板102的上部中。在一个示例性实施方案中，第一类型层902可以为以约10纳米(nm)至30纳米(nm)的厚度形成的SiO2的薄膜层，第二类型牺牲层904可以为以约30nm至70nm的厚度形成的SiN的薄膜层。如图9-2所示以及图10的方框1004中所指示的，第二类型牺牲层904在对应于换能器腔的位置的区域处被图案化(例如，通过光刻和蚀刻)。
在对第二类型牺牲层904进行图案化之后，可以沉积第三类型层906，如图9-3所示和图10的方框1006中所指示的。第三类型层906可以是与第一类型层902相同类型的材料(例如，SiO2)并且以足以重新填充通过第二类型牺牲层904的一部分的图案化和去除而产生的区域的厚度(例如，400nm至700nm)形成。然后，如图9-4所示以及图10的方框1008中所指示的，将第三类型层906平坦化至图案化的第二类型牺牲层904的顶表面的水平，例如通过化学机械抛光(CMP)。然后可以选择性地去除第二类型牺牲层904(图10的方框1010)，例如通过蚀刻，以产生图9-5所示的结构。
如图9-6所示以及图10的方框1012中所指示的，通过在层902和层906的形貌上方共形地沉积第四类型薄膜层1008(例如通过原子层沉积(ALD))来限定绝缘堆叠体204。由于示例性实施方案对于层902和层906可以使用相同类型的材料(例如，SiO2)，因此为了便于说明，在随后的附图中将层902/层906的组合描绘为单个层910。将第四类型薄膜层908选择为以约20nm至40nm的厚度形成的抗粘材料例如铝氧化物。通过在由层910(即，层902和层906)限定的形貌上方共形地沉积薄膜铝氧化物层908，产生抗粘材料的相对均匀连续的薄膜(例如，与通过可能导致堆叠体204的不平滑不连续的顶层的抗粘材料的薄的平坦的层进行蚀刻相反)。这反过来可能例如通过在最小的处理引起的缺陷的情况下提供优异的粘结界面而有益于随后的结合处理。一旦如图9-6形成薄膜层908，另外的换能器加工就可以如本领域中已知的(例如图9-7所示和图10的方框1014中所指示的)继续。这可以包括例如在绝缘(支承)层106中限定换能器腔以及将柔性膜108结合至先前描述的层106的图案化的支承部分。在这一点上应进一步理解，尽管示出的实施方案描绘了单个腔，但是可以形成任何合适数量的腔和相应的电极结构(例如，几百、几千、几万等)。
现在大体参照图11-1至11-9，其示出了一系列的示出根据另一个实施方案的用于形成具有抗粘滞的底部腔表面的微加工超声换能器装置的示例性处理的截面图。此外，图12是描述11-1至11-9的示例性加工截面图的所附流程图。将意识到，示例性工艺流程可以用于形成诸如图2至8中的任一者中所示的装置以及先前描述的附图中未具体描绘的其他形貌结构。如此，应再次理解，图11-1至11-9的工艺流程中描绘的形貌特征仅出于说明性目的而不应以其他方式以任何限制性的意义来解释。
如图11-1所示以及图12的方框1202中所指示的，在基板102(例如，以约10nm至30nm的厚度形成的SiO2的薄膜层)上沉积第一类型层1102以及在对应于换能器腔的位置的区域处将其图案化(例如，通过光刻和蚀刻)。再次，因为特定的换能器底部电极图案不是本公开的焦点，所以这样的金属电极层103应被理解为一般地如图中所表示并入基板102的上部中。如图11-2所示和图12的方框1204中所指示的，在图案化的层1102和金属电极层103的暴露部分的上方共形地沉积另外的第一类型材料层1104(例如，以约10nm至30nm的厚度形成的SiO2的薄膜层)。所得层1106(在后续附图中示出为单个层)具有期望的底部腔层形貌，例如对应于以上讨论的图案的任一者或以上未明确描述的其他图案的形貌。将注意，形成图11-2中所示的中间结构的替代方式可以是形成较厚的第一类型材料层(例如，以约20nm至60nm的厚度形成的SiO2的薄膜层)，然后进行定时蚀刻(即，没有完全穿过SiO2材料向下到金属电极层103的定时蚀刻)。然而，如图11-1和11-2所示的后一种方法可以提供更可靠的方式来控制随后形成的层的形貌特征例如台阶高度。
在形成第一类型材料形貌层1106之后以及如图12的方框1206所指示的，如图11-3中所示在层1106上方共形地沉积第二类型材料层1108，然后如图11-4所示在层1108上方共形地沉积第三类型材料层1110。第二类型材料层1108可以是通过ALD以约20nm至40nm的厚度形成的抗粘滞材料例如铝氧化物。将第三类型材料层1110选择为充当CMP停止层，并且其可以是例如以约20nm至50nm的初始厚度形成的SiN层。
如图11-5所示以及图12的方框1208中所指示的，在第三类型材料/CMP停止层1110上方以一定厚度(例如，约400nm至700nm)共形地沉积第四类型层1112(例如，薄膜SiO2)，并且其可以用作CMP缓冲层。然后，在图11-6中以及图12的方框1210中所指示的，将该结构平坦化以基本上去除CMP缓冲层1112，在CMP停止层1110上停止，其厚度可可以由于CMP操作而减小。CMP缓冲层1112的一些部分可以仍保留在CMP停止层1110的下部形貌区域上方，同样如图11-6所示。CMP缓冲层1112和CMP停止层1110的上述组合的优点可以是，在加工操作仍然与CMUT平坦化处理兼容的同时提供集成到换能器装置中的抗粘滞的表面1108，从而在最小的处理引起的缺陷的情况下提供优异的结合界面。
在平坦化之后，如本领域中已知的，可以继续进行另外的换能器加工操作。如图11-7所示以及图12的方框1212中所指示的，形成膜支承层106(例如，SiO2)。然后，如图11-8所示和图12的方框1214中所指示的，对膜支承层106进行光刻图案化和蚀刻以限定换能器腔105，其中将膜支承层106、CMP抛光停止层1110和剩余的CMP缓冲层1112的暴露部分去除以使形貌抗粘层1108露出。然后，如图11-9所示以及图12的方框1216中所指示的，可以将柔性膜108结合至膜支承层106的剩余部分。再次，在这一点上应进一步理解，尽管示出的实施方案描绘了单个腔，但是可以形成任何合适数量的腔和相应的电极结构(例如，几百、几千、几万等)。
图13示出了使用本文所述的任何示例性工艺流程实施方案形成的示例性超声换能器装置1300的俯视图。如所示出的，换能器装置包括单独的换能器100(例如上述那些)的阵列。图13中所示的换能器100的具体数量不应以任何限制性意义来解释，而是可以包括适合于期望成像应用的任意数量，其可以例如在几十、几百、几千、几万或更多的数量级上。图13还示出可以将电信号分配到换能器100的膜(上部电极)的金属1302的示例性位置。
应理解，尽管超声换能器100的该部分的示例性几何结构在形状上通常是圆形的，但是其他配置也是预期的，例如矩形、六边形、八边形和其他多边形等。
上述实施方案可以以多种方式中的任一种来实现。例如，可以使用硬件、软件或其组合来实现实施方案。当以软件实现时，无论被设置在单个计算装置中还是被分布在多个计算装置之间，软件代码都可以在任何适当的处理器(例如微处理器)或处理器的集合上被执行。应当理解，执行上述功能的任何组件或组件的集合一般可以被认为是控制以上讨论的功能的一个或更多个控制器。可以以多种方式来实现一个或更多个控制器，例如，用专用硬件或用使用微码或软件进行编程以执行上述功能的通用硬件(例如，一个或更多个处理器)。
本发明的各个方面可以单独、组合或者以在前面描述的实施方案中未具体讨论的各种布置来使用，并因此其应用不限于在前述描述中所阐述或在附图中所示出的部件的细节和布置。例如，一个实施方案中描述的方面可以与其他实施方案中描述的方面以任何方式组合。
此外，本技术的一些方面可以体现为方法，已经提供了该方法的实例。作为该方法的一部分而执行的行动可以以任意合适的方式排序。因此，可以构造以与所示出的不同的顺序来执行行动的实施方案，即使在说明性实施方案中被示出为顺序行动，该实施方案也可以包括同时执行一些行动。
在权利要求书中使用序数术语例如“第一”、“第二”、“第三”等来修饰权利要求要素本身并不意味着一个权利要求要素相对于另一权利要求要素的任何优先级、优先顺序或次序或者执行方法的动作的时间顺序，而仅仅被用作标记以对具有某个名称的一个权利要求要素和具有同一名称(要不是使用序数术语)的另一要素进行区分，以区分权利要求要素。
此外，本文所使用的措辞和术语是为了描述的目的，而不应被视为是限制性的。本文中“包括”、“包含”或“具有”、“含有”、“涉及”及其变型的使用意味着涵盖其后所列出的项及其等同物以及附加项。
在权利要求书以及以上说明书中，所有过渡性短语例如“包括”、“包含”、“带有”、“具有”、“含有”、“涉及”、“持有”、“构成”等应理解为开放式的，即意味着包括但不限于。只有过渡性短语“由...组成”和“基本上由......组成”应当分别是封闭式或半封闭式的过渡性短语。

Claims (26)

1.一种形成超声换能器装置的方法，所述方法包括：
在基板的下部换能器电极层上方形成具有形貌特征的绝缘层；
在所述绝缘层上方形成共形的抗粘层使得共形层也具有所述形貌特征；
在形成于所述抗粘层上方的支承层中限定腔；以及
将膜结合至所述支承层。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括形成所述形貌特征，所述形貌特征对应于在换能器运行的塌陷模式下所述共形的抗粘层与所述膜之间接触的区域。
3.根据权利要求1所述的方法，其中形成具有形貌特征的所述绝缘层还包括：
在所述基板上方形成第一类型层以及在所述第一类型层上方形成第二类型牺牲层；
光刻图案化并去除所述第二类型牺牲层的一部分；
在图案化的第二类型牺牲层和所述第一类型层的上方形成第三类型层；
对所述第三类型层进行平坦化直至所述图案化的第二类型牺牲层的顶表面；以及
去除所述图案化的第二类型牺牲层的剩余部分。
4.根据权利要求3所述的方法，其中：
所述第一类型层包含SiO2；
所述第二类型牺牲层包含SiN；以及
所述第三类型层包含SiO2。
5.根据权利要求3所述的方法，其中所述共形的抗粘层包括通过原子层沉积(ALD)形成的薄膜铝氧化物层。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述薄膜铝氧化物层以约20nm至40nm的厚度形成。
7.根据权利要求3所述的方法，其中：
所述第一类型层以约10nm至30nm的厚度形成；
所述第二类型牺牲层以约30nm至70nm的厚度形成；以及
所述第三类型层以约400nm至700nm的厚度形成。
8.根据权利要求1所述的方法，其中形成所述具有形貌特征的绝缘层还包括：
在所述基板上方形成第一类型层；
光刻图案化并去除所述第一类型层的一部分，以使下部电极层的一部分暂时露出并限定所述形貌特征；以及
以保持所述形貌特征的方式在所述第一类型层上方共形地沉积另外的第一类型层材料。
9.根据权利要求8所述的方法，其中形成所述共形的抗粘层还包括在所述另外的第一类型层材料上方共形地沉积第二类型层。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括：
在所述第二类型层上方共形地沉积第三类型层，所述第三类型层包括化学机械抛光(CMP)停止层；
在所述第三类型层上方沉积第四类型层，所述第四类型层包括CMP缓冲层；以及
对所述第四类型层进行平坦化直至所述第三类型层的顶表面。
11.根据权利要求10所述的方法，其中在所述支承层中限定所述腔还包括：
在所述CMP停止层上方沉积膜支承层；
对所述膜支承层、所述CMP停止层、和所述CMP缓冲层的任何剩余部分进行光刻图案化和蚀刻以使所述抗粘层露出。
12.根据权利要求11所述的方法，其中：
所述第一类型层包含SiO2；
所述第二类型层包括通过原子层沉积(ALD)形成的薄膜铝氧化物层；
所述第三类型层包含SiN；以及
所述第四类型层包含SiO2。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述薄膜铝氧化物层以约20nm至40nm的厚度形成。
14.根据权利要求13所述的方法，其中：
所述第一类型层以约10nm至30nm的厚度形成；
所述另外的第一类型层材料以约10nm至30nm的厚度形成；
所述第三类型层以约20nm至50nm的厚度形成；以及
所述第四类型层以约400nm至700nm的厚度形成。
15.一种超声换能器装置，包括：
具有形貌特征的绝缘层，所述具有形貌特征的绝缘层设置在基板的下部换能器电极层上方；
共形的抗粘层，所述共形的抗粘层设置在所述绝缘层上方使得共形层也具有所述形貌特征；
腔，所述腔限定在形成在所述抗粘层上方的支承层中；以及
膜，所述膜结合至所述支承层。
16.根据权利要求15所述的超声换能器装置，其中所述共形的抗粘层包括薄膜铝氧化物层。
17.根据权利要求16所述的超声换能器装置，其中所述薄膜铝氧化物层以约20nm至40nm的厚度形成。
18.根据权利要求15所述的超声换能器装置，其中所述形貌特征对应于在换能器运行的塌陷模式下所述共形的抗粘层与所述膜之间接触的区域。
19.根据权利要求15所述的超声换能器装置，还包括设置在所述抗粘层与所述支承层之间的化学机械抛光(CMP)停止层。
20.根据权利要求19所述的超声换能器装置，其中所述CMP停止层包含SiN。
21.根据权利要求15所述的超声换能器装置，其中所述绝缘层的所述形貌特征包括：
低高度区域；和
限定在所述低高度区域内的复数个柱状物，其中所述复数个柱状物的顶表面设置在比所述低高度区域更高的高度处。
22.根据权利要求21所述的超声换能器装置，其中所述复数个柱状物是圆形的、具有第一直径，而所述低高度区域具有第二直径。
23.根据权利要求22所述的超声换能器装置，其中所述低高度区域的面积对应于在运行的塌陷模式期间所述膜的与所述绝缘层接触的面积。
24.根据权利要求22所述的超声换能器装置，其中所述第一直径为约3微米(μm)，以及所述复数个柱状物以约3μm的间距相对于另一者间隔开。
25.根据权利要求24所述的超声换能器装置，其中所述第二直径为约40μm以及所述腔的直径为约200μm。
26.根据权利要求24所述的超声换能器装置，其中所述第二直径为约140μm以及所述腔的直径为约200μm。
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