CN113751297B - 基于硅波导管共晶键合技术的电容式微机械超声换能器及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种基于硅波导管共晶键合技术的电容式微机械超声换能器及其制备方法，属于MEMS技术领域。该换能器由SOI片和氧化片通过共晶键合技术制备而成，包括沉积在SOI片器件层的金属上电极、氧化片的氧化层图形化空腔结构后沉积金属下电极，SOI片器件层和氧化片金属图形化面共晶键合形成密封真空电容腔，SOI片衬底层刻蚀有硅波导管。本发明换能器设计了集成硅波导管结构，上下电极在同侧引出，具有发射超声波束能量集中，改善了CMUT的方向性，能抑制阵元间的串扰等优点。

Description

基于硅波导管共晶键合技术的电容式微机械超声换能器及其 制备方法

技术领域

本发明属于MEMS技术领域，具体是一种基于硅波导管共晶键合技术的电容式微机械超声换能器及其制备方法。

背景技术

超声波具有方向性好、穿透能力强、声能易集中、水中传播距离远等特点，已成为传递物质信息的一种重要手段，可用于医学诊断、无损检测、测距、测速、清洗、焊接、杀菌消毒等方面，在医学、军事、工业、农业等众多领域有着广泛的应用。在医学方面，超声成像在实时监控、定量分析和治疗规划等方面都具有很大的潜力，通过计算机对医学超声图像进行分析，可以给医疗专家提供更精确的辅助诊断数据，使医疗专家摆脱繁重的人工观察和诊断。医学超声影像学极大地拓展了临床医学的领域，丰富了临床医学的内容，为医疗卫生事业的发展做出了积极的贡献，已成为临床医学中不可缺少的、自成体系的一门独立学科。

研究CMUT的想法最初是为了研制一种能够工作于MHz频率范围的高性能空气耦合超声换能器。后来，一个简单的水下试验表明密封CMUT在水中比压电换能器具有巨大的带宽优势，由此引起了浸水应用密封CMUT的研究和发展。CMUT是静电换能器，其优点在于电容空腔内具有很大的电场，并具有比压电材料更高的机电耦合系数。利用MEMS技术可以实现小真空腔，并能够通过相对低的电压建立较高的电场。因此可以研制出可用的器件，甚至可以直接与电子电路进行集成。目前，CMUT的发射和接收灵敏度有待进一步增强，以更好的解决超声换能器的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术中存在的问题，而提供一种基于硅波导管共晶键合技术的电容式微机械超声换能器。本发明换能器设计了集成硅波导管结构，上下电极在同侧引出，具有发射超声波束能量集中、改善了CMUT的方向性、能抑制阵元间的串扰等优点。

本发明是通过如下技术方案实现的：

本发明提供了一种基于硅波导管共晶键合技术的电容式微机械超声换能器，主要由SOI片结构和氧化片结构对接键合而成；

SOI片结构包括圆形的SOI片， SOI片自上而下依次为器件层、埋氧层和衬底层，器件层的顶面设置有氧化硅绝缘层，氧化硅绝缘层的顶面设置有金属Cr层，金属Cr层的顶面设置有金属Au层；SOI片结构上设置有上电极引线孔、下电极引线孔和波导槽，波导槽从衬底层的底面中心处向上延设并截止于器件层处；上电极引线孔和下电极引线孔对称的设置在波导槽的两侧，上电极引线孔和下电极引线孔均是从衬底层的底面向上延设并依次贯穿过衬底层、埋氧层、器件层和氧化硅绝缘层后截止于金属Cr层；SOI片结构上设置有圆环形凹槽和下电极引线过渡孔，圆环形凹槽的外径与波导槽的直径相同，圆环形凹槽从金属Au层的顶面中心处向下延设并依次贯穿过金属Au层和金属Cr层后截止于氧化硅绝缘层处，位于圆环形凹槽内的金属Au层顶面设置有SiO₂绝缘层；下电极引线过渡孔设置于圆环形凹槽的一侧，下电极引线过渡孔的直径与下电极引线孔的直径相同，下电极引线过渡孔从金属Au层的顶面向下延设并依次贯穿过金属Au层和金属Cr层后与下电极引线孔对接连通；

氧化片结构包括圆形的双面氧化片，双面氧化片自上而下依次是顶层氧化层、体硅层和底层氧化层，双面氧化片的直径与SOI片的直径相同，双面氧化片的顶层氧化层上设置有圆形凹槽和下电极引线槽，圆形凹槽位于其中心位置处，下电极引线槽位于圆形凹槽一侧的位置处，圆形凹槽的直径与SOI片结构中圆环形凹槽的外径相同，下电极引线槽的直径与下电极引线孔的直径相同；顶层氧化层的顶面设置有金属Cr层，金属Cr层的顶面设置有金属Au层，圆形凹槽的槽底以及下电极引线槽的槽底均设置有直径略小于槽直径的圆形金属Cr层，圆形金属Cr层的顶层设置有与其直径相同的圆形金属Au层；

SOI片结构和氧化片结构对齐后以各自结构上的金属Au层作为键合面对接进行共晶键合即可；其中，波导槽形成硅波导管；位于波导槽与圆环形凹槽之间的器件层及氧化硅绝缘层部分形成硅振动薄膜；圆环形凹槽与圆形凹槽对接合围形成密封真空电容腔，共晶键合的金属Au层形成电容腔的上支撑，双面氧化片的顶层氧化层形成电容腔的底支撑；位于圆环形凹槽内的金属Au层及金属Cr层部分形成金属上电极，位于圆形凹槽内的圆形金属Au层及圆形金属Cr层形成金属下电极，并且金属上电极的SiO₂绝缘层与金属下电极之间留有空隙，金属上电极的直径为密封真空电容腔直径的一半；下电极引线槽内的圆形金属Au层及圆形金属Cr层形成下电极引线pad点，下电极引线槽与下电极引线过渡孔及下电极引线孔对接形成完整的下电极引线孔。

作为优选的技术方案，硅波导管的管壁厚度大于30μm，密封真空电容腔的高度为0.2μm、直径为70-80μm，金属上、下电极的厚度均为220nm，金属上电极的SiO₂绝缘层与金属下电极之间的间距为200nm。

进一步的，本发明还提供了上述基于硅波导管共晶键合技术的电容式微机械超声换能器的制备方法，包括如下步骤：

1）取SOI片，在SOI片的器件层沉积氧化硅绝缘层，在氧化硅绝缘层上依次溅射Cr和Au以形成金属Cr层和金属Au层，然后进行图形化处理以形成圆环形凹槽、下电极引线过渡孔以及键合区域，其中圆环形凹槽内的金属Cr层和金属Au层形成金属上电极；

2）在SOI片的圆环形凹槽内的金属Au层沉积SiO₂绝缘层；

3）取双面氧化片，在顶层氧化层上刻蚀形成圆形凹槽和下电极引线槽；

4）在顶层氧化层上依次溅射Cr和Au以形成金属Cr层和金属Au层，然后进行图形化处理，使位于圆形凹槽和下电极引线槽内的金属Cr层和金属Au层的直径略小于应对的槽直径，同时形成键合区域，其中，圆形凹槽内的金属Cr层和金属Au层形成金属下电极，下电极引线槽内的金属Cr层和金属Au层形成下电极引线pad点；

5）将步骤 2）和步骤 4）所得到的器件以金属Au层作为键合面进行共晶键合，SOI片上的圆环形凹槽与双面氧化片上的圆形凹槽对接形成真空密封电容腔；

6）对步骤 5）得到的器件在SOI片的衬底层面进行光刻，刻蚀掉部分衬底层和部分埋氧层，形成部分上电极引线孔、部分下电极引线孔、硅波导管以及硅振动薄膜；

7）对步骤 6）得到的器件中的部分上电极引线孔和部分下电极引线孔继续进行刻蚀，刻蚀掉部分上电极引线孔底部的器件层和氧化硅绝缘层并露出金属Cr层，从而形成完整的上电极引线孔，刻蚀掉部分下电极引线孔底部的器件层和氧化硅绝缘层后与下电极引线过渡孔及下电极引线槽连通并露出下电极引线槽内的金属Cr层和金属Au层，从而形成完整的下电极引线孔；

8）对步骤7）得到的器件进行划片、压焊、引线；

9）对步骤8）得到的器件进行Parylene-C沉积密封后，即得到了所述的基于硅波导管共晶键合技术的电容式微机械超声换能器。

本发明的有益效果如下：

1）得益于共晶键合技术和MEMS工艺，本发明中的集成硅波导管结构，具有发射超声波束能量集中、改善了CMUT的方向性、抑制了阵元间的串扰等优点，同时换能器结构的尺寸可以做到很小。

2）与常规设计的微机械电容式传感器相比，本发明换能器将上电极设置在硅振动薄膜的下方，这样减小了上、下电极的间距，从而降低了塌陷电压。

3）与阳极键合和硅-硅直接键合相比，本发明在键合过程中不需要施加电压，键合强度高，对键合面的粗糙度不敏感。

4）本发明的加工工艺仅包含三步光刻，工艺流程简洁明了，可以批量生产。

附图说明

此处的附图用来提供对本发明的进一步说明，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用来解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明换能器的断面结构示意图。

图2为本发明换能器中SOI片结构的结构示意图。

图3为本发明换能器中氧化片结构的结构示意图。

图4为本发明换能器中硅硅振动薄膜的位移图。

图5为本发明换能器中硅硅振动薄膜的应力云图。

图6为本发明换能器中硅硅振动薄膜沿半径方向的位移曲线图。

图7为本发明换能器塌陷电压仿真图。

图8为本发明换能器的一阶模态图。

图9为本发明换能器的二阶模态图。

图10为本发明换能器的三阶模态图。

图11为本发明换能器的四阶模态图。

图12为本发明换能器30um厚500um高波导管发射声强图。

图13为本发明换能器无波导管发射声强图。

图14为本发明换能器的制备工艺流程图。

图中：A-SOI片结构、B-氧化片结构、C-硅波导管、D-硅振动薄膜、E-密封真空电容腔、F-金属上电极、G-金属下电极、H-下电极引线pad点、I-上支撑、J-底支撑；

1-器件层、2-埋氧层、3-衬底层、4-氧化硅绝缘层、5-金属Cr层、6-金属Au层、7-上电极引线孔、8-下电极引线孔、9-波导槽、10-圆环形凹槽、11-下电极引线过渡孔、12-SiO₂绝缘层、13-顶层氧化层、14-体硅层、15-底层氧化层、16-圆形凹槽、17-下电极引线槽。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好的理解本发明，以下结合参考附图并结合实施例对本发明作进一步清楚、完整的说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

一种基于硅波导管共晶键合技术的电容式微机械超声换能器，如图1所示，主要由SOI片结构A和氧化片结构B对接键合而成。

如图2所示，SOI片结构A包括圆形的SOI片， SOI片自上而下依次为器件层1、埋氧层2和衬底层3，器件层1的顶面设置有氧化硅绝缘层4，氧化硅绝缘层4的顶面设置有金属Cr层5，金属Cr层5的顶面设置有金属Au层6；SOI片结构A上设置有上电极引线孔7、下电极引线孔8和波导槽9，波导槽9从衬底层3的底面中心处向上延设并截止于器件层1处；上电极引线孔7和下电极引线孔8对称的设置在波导槽9的两侧，上电极引线孔7和下电极引线孔8均是从衬底层3的底面向上延设并依次贯穿过衬底层3、埋氧层2、器件层1和氧化硅绝缘层4后截止于金属Cr层5；SOI片结构A上设置有圆环形凹槽10和下电极引线过渡孔11，圆环形凹槽10的外径与波导槽9的直径相同，圆环形凹槽10从金属Au层6的顶面中心处向下延设并依次贯穿过金属Au层6和金属Cr层5后截止于氧化硅绝缘层4处，位于圆环形凹槽10内的金属Au层6顶面设置有SiO₂绝缘层12；下电极引线过渡孔11设置于圆环形凹槽10的一侧，下电极引线过渡孔11的直径与下电极引线孔8的直径相同，下电极引线过渡孔11从金属Au层6的顶面向下延设并依次贯穿过金属Au层6和金属Cr层5后与下电极引线孔8对接连通；

如图3所示，氧化片结构B包括圆形的双面氧化片，双面氧化片自上而下依次是顶层氧化层13、体硅层14和底层氧化层15，双面氧化片的直径与SOI片的直径相同，双面氧化片的顶层氧化层15上设置有圆形凹槽16和下电极引线槽17，圆形凹槽16位于其中心位置处，下电极引线槽17位于圆形凹槽16一侧的位置处，圆形凹槽16的直径与SOI片结构A中圆环形凹槽10的外径相同，下电极引线槽17的直径与下电极引线孔8的直径相同；顶层氧化层13的顶面设置有金属Cr层5，金属Cr层5的顶面设置有金属Au层6，圆形凹槽16的槽底以及下电极引线槽17的槽底均设置有直径略小于槽直径的圆形的金属Cr层5，圆形的金属Cr层5的顶层设置有与其直径相同的圆形的金属Au层6；

SOI片结构A和氧化片结构B对齐后以各自结构上的金属Au层6作为键合面对接进行共晶键合即可，如图1所示；其中，波导槽9形成硅波导管C；位于波导槽9与圆环形凹槽10之间的器件层1及氧化硅绝缘层4部分形成硅振动薄膜D；圆环形凹槽10与圆形凹槽16对接合围形成密封真空电容腔E，共晶键合的金属Au层5形成电容腔的上支撑I，双面氧化片的顶层氧化层13形成电容腔的底支撑J；位于圆环形凹槽10内的金属Au层6及金属Cr层5部分形成金属上电极F，位于圆形凹槽16内的金属Au层6及金属Cr5层形成金属下电极G，并且金属上电极F的SiO₂绝缘层12与金属下电极G之间留有空隙，金属上电极F的直径为密封真空电容腔E直径的一半；下电极引线槽17内的金属Au层6及金属Cr层5形成下电极引线pad点H，下电极引线槽17与下电极引线过渡孔11及下电极引线孔8对接形成完整的下电极引线孔。

上述硅波导管C的管壁厚度大于30μm，密封真空电容腔E的高度为0.2μm、直径为70-80μm，金属上、下电极F、G的厚度均为220nm，金属上电极F的SiO₂绝缘层12与金属下电极G之间的间距为200nm。

本实施例还提供了上述基于硅波导管共晶键合技术的电容式微机械超声换能器的制备方法，如图14所示，包括如下步骤：

1）取SOI片，在SOI片的器件层1沉积氧化硅绝缘层4，在氧化硅绝缘层4上依次溅射Cr和Au以形成金属Cr层5和金属Au层6，然后进行图形化处理以形成圆环形凹槽10、下电极引线过渡孔11以及键合区域，其中圆环形凹槽10内的金属Cr层5和金属Au层6形成金属上电极F，如图14中的a所示；

2）在SOI片的圆环形凹槽10内的金属Au层6沉积SiO₂绝缘层12，如图14中的b所示；

3）取双面氧化片，在顶层氧化层13上刻蚀形成圆形凹槽16和下电极引线槽17，如图14中的c所示；

4）在顶层氧化层13上依次溅射Cr和Au以形成金属Cr层5和金属Au层6，然后进行图形化处理，使位于圆形凹槽16和下电极引线槽17内的金属Cr层5和金属Au层6的直径略小于应对的槽直径，同时形成键合区域，其中，圆形凹槽16内的金属Cr层5和金属Au层6形成金属下电极G，下电极引线槽17内的金属Cr层5和金属Au层6形成下电极引线pad点H，如图14中的d所示；

5）将步骤 2）和步骤 4）所得到的器件以金属Au层6作为键合面进行共晶键合，SOI片上的圆环形凹槽10与双面氧化片上的圆形凹槽16对接形成真空密封电容腔E，如图14中的e所示；

6）对步骤 5）得到的器件在SOI片的衬底层3面进行光刻，刻蚀掉部分衬底层3和部分埋氧层2，形成部分上电极引线孔、部分下电极引线孔、硅波导管C以及硅硅振动薄膜D，如图14中的f所示；

7）对步骤 6）得到的器件中的部分上电极引线孔和部分下电极引线孔继续进行刻蚀，刻蚀掉部分上电极引线孔底部的器件层1和氧化硅绝缘层4并露出金属Cr层5，从而形成完整的上电极引线孔7，刻蚀掉部分下电极引线孔底部的器件层1和氧化硅绝缘层4后与下电极引线过渡孔11及下电极引线槽17连通并露出下电极引线槽17内的金属Cr层5和金属Au层6，从而形成完整的下电极引线孔8，如图14中的g所示；

8）对步骤7）得到的器件进行划片、压焊、引线；

9）对步骤8）得到的器件进行Parylene-C沉积密封后，即得到了所述的基于硅波导管共晶键合技术的电容式微机械超声换能器。

上述换能器具有结构尺寸小、发射超声波束能量集中、能抑制阵元间的串扰、工艺流程简单等优点。基于对器件塌陷电压和灵敏度的考虑，特将密封真空电容腔E的高度设置为0.2μm、直径设置为70-80μm。SOI片的器件层1形成了硅振动薄膜D，综合考虑硅振动薄膜D厚度对于器件塌陷电压、灵敏度以及固有频率的影响，同时兼顾工艺实现的可能性，最终将硅振动薄膜的厚度设计成2μm，硅振动薄膜D的有效振动部分实际上就是密封真空电容腔E腔顶的部分，也就是说硅振动薄膜D的有效振动部分的直径与密封真空电容腔E的直径相同，都为70-80μm。圆片状的金属上电极F，综合考虑电极厚度、大小和相对硅振动薄膜D的位置对于器件塌陷电压和灵敏度的影响，最终将金属上电极F的厚度设计为220nm，金属下电极G与金属上电极F位置对应，且厚度相等，也为220nm。

如图4-图11所示，利用Comsol软件对所述本发明换能器在频率为3MHz附近进行建模和仿真，为减小计算量，利用换能器模型的对称特性，取其四分之一进行建模，依据塌陷电压的计算公式：

其中，K为CMUT对应的弹簧-质量-阻尼模型的弹簧常数，g_eff为有效空腔高度（g_eff=（t_i + t_m）/ε_r + g₀），硅的杨氏模量（1.69e11 Pa），T为薄膜残余应力（暂不考虑），v为硅材料的泊松比（0.299），ε₀为真空介电常数（8.854e-12 F/m），ε_r是绝缘体和膜材料的相对介电常数（假定为此处相同），g₀是在零偏置电压下的初始间隙距离，并且t_i和t_m分别是绝缘体和膜厚度。A为密封真空电容腔E上表面面积；t为硅振动薄膜D厚度，d为密封真空电容腔E高度，a为硅振动薄膜D半径，通过计算可以得到所设计换能器的理论塌陷电压，为防止硅振动薄膜D结构被破坏以及尽可能提高换能器的灵敏度，取塌陷电压的百分之八十作为换能器的直流偏置电压（即工作电压），利用Comsol的声-结构边界进行稳态仿真和谐波扰动仿真，稳态条件下得到在工作电压，硅振动薄膜D的位移和应力云图以及沿半径方向的位移曲线图如图4至图6所示，对硅振动薄膜D施加频率为3MHz，大小为1kPa的谐波扰动后，根据灵敏度计算公式：

可计算器件在跨组放大前的灵敏度。其中I_out为传感器输出电流，P_in为施加的载荷大小，仿真计算得到的换能器塌陷电压如图7所示，根据换能器固有频率的计算公式：

其中

为硅的密度（2332kg/m³），t为硅振动薄膜D厚度，a为硅振动薄膜D半径，E为硅的杨氏模量（1.58e11 Pa），v为硅的泊松比（0.299），计算得到理论固有频率为3.36MHz，经过仿真得到的固有频率为3.22MHz，仿真值与理论值较为接近，换能器的一至四阶模态图如图8至图11所示。

通过Comsol仿真，至少30um厚的硅波导管C对传感器发射声强的汇聚作用得到验证，采用SOI 500um厚的衬底硅作为硅波导管C的高度，有无波导管在1.4us时刻的声强仿真结果分别如图12和图13。

上面是对本发明实施例中的技术方案进行了清楚、完整地描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (3)

1.一种基于硅波导管共晶键合技术的电容式微机械超声换能器，其特征在于：主要由SOI片结构和氧化片结构对接键合而成；

SOI片结构包括圆形的SOI片， SOI片自上而下依次为器件层、埋氧层和衬底层，器件层的顶面设置有氧化硅绝缘层，氧化硅绝缘层的顶面设置有金属Cr层，金属Cr层的顶面设置有金属Au层；SOI片结构上设置有上电极引线孔、下电极引线孔和波导槽，波导槽从衬底层的底面中心处向上延设并截止于器件层处；上电极引线孔和下电极引线孔对称的设置在波导槽的两侧，上电极引线孔和下电极引线孔均是从衬底层的底面向上延设并依次贯穿过衬底层、埋氧层、器件层和氧化硅绝缘层后截止于金属Cr层；SOI片结构上设置有圆环形凹槽和下电极引线过渡孔，圆环形凹槽的外径与波导槽的直径相同，圆环形凹槽从金属Au层的顶面中心处向下延设并依次贯穿过金属Au层和金属Cr层后截止于氧化硅绝缘层处，位于圆环形凹槽内的金属Au层顶面设置有SiO₂绝缘层；下电极引线过渡孔设置于圆环形凹槽的一侧，下电极引线过渡孔的直径与下电极引线孔的直径相同，下电极引线过渡孔从金属Au层的顶面向下延设并依次贯穿过金属Au层和金属Cr层后与下电极引线孔对接连通；

氧化片结构包括圆形的双面氧化片，双面氧化片自上而下依次是顶层氧化层、体硅层和底层氧化层，双面氧化片的直径与SOI片的直径相同，双面氧化片的顶层氧化层上设置有圆形凹槽和下电极引线槽，圆形凹槽位于其中心位置处，下电极引线槽位于圆形凹槽一侧的位置处，圆形凹槽的直径与SOI片结构中圆环形凹槽的外径相同，下电极引线槽的直径与下电极引线孔的直径相同；顶层氧化层的顶面设置有金属Cr层，金属Cr层的顶面设置有金属Au层，圆形凹槽的槽底以及下电极引线槽的槽底均设置有直径略小于槽直径的圆形金属Cr层，圆形金属Cr层的顶层设置有与其直径相同的圆形金属Au层；

SOI片结构和氧化片结构对齐后以各自结构上的金属Au层作为键合面对接进行共晶键合即可；其中，波导槽形成硅波导管；位于波导槽与圆环形凹槽之间的器件层及氧化硅绝缘层部分形成硅振动薄膜；圆环形凹槽与圆形凹槽对接合围形成密封真空电容腔；位于圆环形凹槽内的金属Au层及金属Cr层部分形成金属上电极，位于圆形凹槽内的圆形金属Au层及圆形金属Cr层形成金属下电极，并且金属上电极的SiO₂绝缘层与金属下电极之间留有空隙，金属上电极的直径为密封真空电容腔直径的一半；下电极引线槽内的圆形金属Au层及圆形金属Cr层形成下电极引线pad点，下电极引线槽与下电极引线过渡孔及下电极引线孔对接形成完整的下电极引线孔。

2.根据权利要求1所述的基于硅波导管共晶键合技术的电容式微机械超声换能器，其特征在于：硅波导管的管壁厚度大于30μm，密封真空电容腔的高度为0.2μm、直径为70-80μm，金属上、下电极的厚度均为220nm，金属上电极的SiO₂绝缘层与金属下电极之间的间距为200nm。

3.如权利要求1所述的基于硅波导管共晶键合技术的电容式微机械超声换能器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）取SOI片，在SOI片的器件层沉积氧化硅绝缘层，在氧化硅绝缘层上依次溅射Cr和Au以形成金属Cr层和金属Au层，然后进行图形化处理以形成圆环形凹槽、下电极引线过渡孔以及键合区域，其中圆环形凹槽内的金属Cr层和金属Au层形成金属上电极；

2）在SOI片的圆环形凹槽内的金属Au层沉积SiO₂绝缘层；

3）取双面氧化片，在顶层氧化层上刻蚀形成圆形凹槽和下电极引线槽；

4）在顶层氧化层上依次溅射Cr和Au以形成金属Cr层和金属Au层，然后进行图形化处理，使位于圆形凹槽和下电极引线槽内的金属Cr层和金属Au层的直径略小于应对的槽直径，同时形成键合区域，其中，圆形凹槽内的金属Cr层和金属Au层形成金属下电极，下电极引线槽内的金属Cr层和金属Au层形成下电极引线pad点；

5）将步骤 2）和步骤 4）所得到的器件以金属Au层作为键合面进行共晶键合，SOI片上的圆环形凹槽与双面氧化片上的圆形凹槽对接形成真空密封电容腔；

6）对步骤 5）得到的器件在SOI片的衬底层面进行光刻，刻蚀掉部分衬底层和部分埋氧层，形成部分上电极引线孔、部分下电极引线孔、硅波导管以及硅振动薄膜；

7）对步骤 6）得到的器件中的部分上电极引线孔和部分下电极引线孔继续进行刻蚀，刻蚀掉部分上电极引线孔底部的器件层和氧化硅绝缘层并露出金属Cr层，从而形成完整的上电极引线孔，刻蚀掉部分下电极引线孔底部的器件层和氧化硅绝缘层后与下电极引线过渡孔及下电极引线槽连通并露出下电极引线槽内的金属Cr层和金属Au层，从而形成完整的下电极引线孔；

8）对步骤7）得到的器件进行划片、压焊、引线；

9）对步骤8）得到的器件进行Parylene-C沉积密封后，即得到了所述的基于硅波导管共晶键合技术的电容式微机械超声换能器。

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