JP2007088805A

JP2007088805A - Ultrasonic radar

Info

Publication number: JP2007088805A
Application number: JP2005274896A
Authority: JP
Inventors: Yoshihisa Okayama; 芳央岡山; Shinichi Tanimoto; 伸一谷本
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2005-09-22
Filing date: 2005-09-22
Publication date: 2007-04-05

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ultrasonic radar capable of reducing noise resulting from ultrasonic waves transmitted from a transmitting element to a receiving element via a substrate. <P>SOLUTION: The ultrasonic radar 40 has a silicone substrate 10, the transmitting element 1 which is formed on the silicone and transmits the ultrasonic waves W<SB>o</SB>, the receiving element 3 which is formed on the silicone substrate 10 and receives the ultrasonic waves W<SB>i</SB>transmitted by the transmitting element 1 and a ultrasonic attenuation element 2 which attenuates oscillation of the ultrasonic waves W<SB>n</SB>which is propagated from the transmitting element 1 via the silicone substrate 10. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、超音波レーダに関し、特に、送信素子と受信素子とを備えた超音波レーダに関する。 The present invention relates to an ultrasonic radar, and more particularly to an ultrasonic radar provided with a transmitting element and a receiving element.

従来、送信素子と受信素子とを備えた超音波レーダが知られている（たとえば、特許文献１および２参照）。 Conventionally, an ultrasonic radar provided with a transmitting element and a receiving element is known (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

上記特許文献１および２の超音波レーダは、送信素子と、送信素子と同じ基板上に設けられた受信素子とを備えている。この超音波レーダでは、送信素子から送られた超音波が、対象物によって反射され、その反射された超音波を受信素子により受信することによって、対象物の距離や方向が検出される。具体的には、送信素子によって超音波が出力されてから受信素子によって超音波が受信されるまでの時間によって、対象物までの距離が検出される。また、複数の受信素子によって受信された超音波の位相差によって、対象物の方向が検出される。 The ultrasonic radars of Patent Documents 1 and 2 include a transmission element and a reception element provided on the same substrate as the transmission element. In this ultrasonic radar, the ultrasonic wave transmitted from the transmitting element is reflected by the object, and the distance and direction of the object are detected by receiving the reflected ultrasonic wave by the receiving element. Specifically, the distance to the object is detected by the time from when the ultrasonic wave is output by the transmitting element until the ultrasonic wave is received by the receiving element. Further, the direction of the object is detected by the phase difference of the ultrasonic waves received by the plurality of receiving elements.

特開平１１−２４８８２１号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-248821 特表２００５−５１０２６４号公報JP 2005-510264 Gazette

しかしながら、上記特許文献１および２の超音波レーダでは、送信素子から送られる超音波が基板を介して受信素子に伝達されることを抑制することができない。このため、送信素子から基板を介して受信素子に伝達される超音波に起因するノイズを低減するのが困難であるという問題点がある。 However, the ultrasonic radars disclosed in Patent Documents 1 and 2 cannot suppress the transmission of ultrasonic waves transmitted from the transmission element to the reception element via the substrate. For this reason, there is a problem that it is difficult to reduce noise caused by ultrasonic waves transmitted from the transmitting element to the receiving element through the substrate.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、送信素子から基板を介して受信素子に伝達される超音波に起因するノイズを低減することが可能な超音波レーダを提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to reduce noise caused by ultrasonic waves transmitted from a transmitting element to a receiving element through a substrate. It is to provide an ultrasonic radar capable of.

Means for Solving the Problems and Effects of the Invention

この発明の一の局面による超音波レーダは、基板と、基板に設けられ、超音波を送信する送信素子と、基板に設けられ、送信素子によって送信された超音波を受信する受信素子と、送信素子から基板を介して伝播する超音波の振動を減衰させるための超音波減衰素子とを備えている。 An ultrasonic radar according to an aspect of the present invention includes a substrate, a transmission element that is provided on the substrate and transmits ultrasonic waves, a reception element that is provided on the substrate and receives ultrasonic waves transmitted by the transmission element, and a transmission And an ultrasonic attenuating element for attenuating vibrations of ultrasonic waves propagating from the element through the substrate.

この発明の一の局面による超音波レーダでは、送信素子から基板を介して伝播する超音波の振動を減衰させるための超音波減衰素子を設けることによって、送信素子から出力されて基板を介して伝播する超音波の振動を減衰させることができる。これにより、対象物を検出するために送信素子から出力された超音波のうち、対象物に反射されることなく、基板を介して直接受信素子に伝播する超音波に起因するノイズを低減することができるので、受信素子は、対象物に反射されたノイズの少ない超音波を受信することができる。 In the ultrasonic radar according to one aspect of the present invention, by providing an ultrasonic attenuating element for attenuating vibration of ultrasonic waves propagating from the transmitting element through the substrate, the ultrasonic wave is output from the transmitting element and propagates through the substrate. It is possible to attenuate the vibration of ultrasonic waves. As a result, among the ultrasonic waves output from the transmitting element for detecting the object, noise caused by the ultrasonic wave propagating directly to the receiving element through the substrate without being reflected by the object is reduced. Therefore, the receiving element can receive ultrasonic waves with less noise reflected by the object.

上記一の局面による超音波レーダにおいて、好ましくは、超音波減衰素子は、基板の送信素子と受信素子との間の部分に設けられている。このように構成すれば、送信素子から基板を介して伝播する超音波は、超音波減衰素子を通らなければ受信素子に到達することができないので、基板を介して直接受信素子に受信される超音波によるノイズを、より低減することができる。 In the ultrasonic radar according to the above aspect, the ultrasonic attenuation element is preferably provided in a portion of the substrate between the transmission element and the reception element. According to this configuration, since the ultrasonic wave propagating from the transmitting element through the substrate cannot reach the receiving element unless passing through the ultrasonic attenuating element, the ultrasonic wave directly received by the receiving element through the substrate. Noise due to sound waves can be further reduced.

上記一の局面による超音波レーダにおいて、好ましくは、超音波減衰素子は、送信素子が出力した超音波で共振可能な共振素子を含む。このように構成すれば、送信素子によって出力されて基板を介して伝播する超音波の振動により共振素子を共振させることができるので、超音波を効果的に吸収し、減衰させることができる。 In the ultrasonic radar according to the above aspect, the ultrasonic attenuation element preferably includes a resonance element that can resonate with the ultrasonic wave output from the transmission element. If comprised in this way, since a resonance element can be resonated by the vibration of the ultrasonic wave which is output by a transmission element and propagates through a board | substrate, an ultrasonic wave can be absorbed effectively and can be attenuated.

上記共振素子を含む超音波レーダにおいて、好ましくは、共振素子は、共振用ダイアフラムを有する。このように構成すれば、送信素子によって出力されて基板を介して伝播する超音波の振動により共振用ダイアフラムを共振させることができるので、超音波を効果的に吸収し、減衰させることができる。 In the ultrasonic radar including the resonance element, the resonance element preferably has a resonance diaphragm. If comprised in this way, since the diaphragm for resonance can be resonated by the vibration of the ultrasonic wave which is output by the transmitting element and propagates through the substrate, the ultrasonic wave can be effectively absorbed and attenuated.

上記共振用ダイアフラムを有する超音波レーダにおいて、好ましくは、受信素子は、共振用ダイアフラムと同じ層からなる受信用ダイアフラムを有する。このように構成すれば、同じ層をパターニングすることによって、共振用ダイアフラムと受信用ダイアフラムとを同時に形成することができるので、製造プロセスを簡略化することができる。 In the ultrasonic radar having the resonance diaphragm, the reception element preferably has a reception diaphragm made of the same layer as the resonance diaphragm. With this configuration, the resonance diaphragm and the reception diaphragm can be formed at the same time by patterning the same layer, so that the manufacturing process can be simplified.

上記一の局面による超音波レーダにおいて、好ましくは、送信素子は、複数設けられている。このように構成すれば、各送信素子から異なる位相や異なる周波数の超音波を出力することができるので、送信する超音波を走査したり、対象物の情報量を増加させることができる。 In the ultrasonic radar according to the above aspect, preferably, a plurality of transmitting elements are provided. If comprised in this way, since the ultrasonic wave of a different phase and a different frequency can be output from each transmission element, the ultrasonic wave to transmit can be scanned and the information content of a target object can be increased.

上記送信素子が複数設けられた超音波レーダにおいて、好ましくは、送信素子は、第１の周波数を有する超音波を出力する第１送信素子と、第１の周波数とは異なる第２の周波数を有する超音波を出力する第２送信素子とを含み、超音波減衰素子は、第１送信素子から基板を介して伝播する第１の周波数を有する超音波の振動を減衰させる第１超音波減衰素子と、第２送信素子から基板を介して伝播する第２の周波数を有する超音波の振動を減衰させる第２超音波減衰素子とを含む。このように構成すれば、たとえば、遠距離用の超音波および短距離用の超音波を、それぞれ、第１および第２送信素子から出力することができるので、超音波レーダの適用範囲を広げることができるとともに、第１および第２超音波減衰素子により、基板を介して受信素子に伝播する超音波に起因するノイズを有効に低減することができる。 In the ultrasonic radar provided with a plurality of the transmission elements, preferably, the transmission element has a first transmission element that outputs an ultrasonic wave having a first frequency and a second frequency different from the first frequency. A first transmission element that outputs ultrasonic waves, and the ultrasonic attenuation element attenuates vibrations of ultrasonic waves having a first frequency that propagates from the first transmission element through the substrate; And a second ultrasonic attenuating element for attenuating vibration of ultrasonic waves having a second frequency propagating from the second transmitting element through the substrate. If comprised in this way, since the ultrasonic wave for long distances and the ultrasonic wave for short distances can each be output from a 1st and 2nd transmission element, respectively, the application range of an ultrasonic radar is expanded. In addition, the first and second ultrasonic attenuating elements can effectively reduce noise caused by ultrasonic waves propagating to the receiving element via the substrate.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本発明の一実施形態による超音波レーダの全体構成を説明するための平面図である。図２は、図１に示した本発明の一実施形態による超音波レーダの領域１００を拡大した平面図である。図３は、図２に示した本発明の一実施形態による超音波レーダの１５０−１５０線に沿った断面図である。まず、図１〜図３を参照して、本発明の一実施形態による超音波レーダの構造について説明する。 FIG. 1 is a plan view for explaining the overall configuration of an ultrasonic radar according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged plan view of the area 100 of the ultrasonic radar according to the embodiment of the present invention shown in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line 150-150 of the ultrasonic radar according to the embodiment of the present invention shown in FIG. First, the structure of an ultrasonic radar according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

本実施形態による超音波レーダ４０は、図１および図２に示すように、１個の送信素子１と、１６個の受信素子３とを同一のシリコン基板１０上に備えている。ここで、本実施形態では、送信素子１と受信素子３との間に、送信素子１からシリコン基板１０を介して受信素子３に伝播する超音波を減衰させるための超音波減衰素子２が設けられている。具体的には、図１に示すように、９個の超音波減衰素子２が、平面的に見て、送信素子１を取り囲むように配置されている。また、１６個の受信素子３が、平面的に見て、超音波減衰素子２を取り囲むように配置されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the ultrasonic radar 40 according to the present embodiment includes one transmitting element 1 and 16 receiving elements 3 on the same silicon substrate 10. Here, in the present embodiment, an ultrasonic attenuating element 2 for attenuating ultrasonic waves propagating from the transmitting element 1 to the receiving element 3 through the silicon substrate 10 is provided between the transmitting element 1 and the receiving element 3. It has been. Specifically, as shown in FIG. 1, nine ultrasonic attenuation elements 2 are arranged so as to surround the transmission element 1 when seen in a plan view. In addition, 16 receiving elements 3 are arranged so as to surround the ultrasonic attenuating element 2 in a plan view.

次に、図３を参照して、送信素子１、超音波減衰素子２および受信素子３の構造について説明する。 Next, with reference to FIG. 3, the structure of the transmission element 1, the ultrasonic attenuation element 2, and the reception element 3 will be described.

図３に示すように、シリコン基板１０の送信素子１、超音波減衰素子２および受信素子３に対応する部分には、それぞれ、開口部１２、２０および３０が形成されている。また、シリコン基板１０の開口部１２、２０および３０以外の上面上には、ＳｉＯ_２またはＳｉＮからなり、約０．１μｍ〜約１μｍの厚みを有する絶縁膜１１が形成されている。また、開口部１２、２０および３０は、部分四角錐状（截頭四角錐状）を有するように形成されている。 As shown in FIG. 3, openings 12, 20, and 30 are formed in portions of the silicon substrate 10 corresponding to the transmission element 1, the ultrasonic attenuation element 2, and the reception element 3, respectively. An insulating film 11 made of SiO ₂ or SiN and having a thickness of about 0.1 μm to about 1 μm is formed on the upper surface of the silicon substrate 10 other than the openings 12, 20, and 30. Moreover, the openings 12, 20, and 30 are formed so as to have a partial quadrangular pyramid shape (a truncated quadrangular pyramid shape).

また、送信素子１が形成される領域の絶縁膜１１および開口部１２上には、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｗ、Ｓｉ、または、これらの積層膜からなり、約０．１μｍ〜約１μｍの厚みを有し、下部電極としての機能を有するダイアフラム１３ａが形成されている。ダイアフラム１３ａは、図２に示すように、平面的に見て、矩形状に形成されている。ダイアフラム１３ａは、ｆ_ｔＨｚ（２０ｋＨｚ以上）の共振周波数を有する。ダイアフラム１３ａの外周部の一部には、平面的に見て、ダイアフラム１３ａからＡ方向に突出して延びるように、コンタクト領域１３ｂを含む配線接続部１３ｃが形成されている。ダイアフラム１３ａ上には、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）、ＢＴＯ（チタン酸バリウム）、または、リチウムタンタレートからなり、約０．５μｍ〜約５μｍの厚みを有する圧電体膜１４が形成されている。圧電体膜１４は、平面的に見て、ダイアフラム１３ａと同じ矩形状に形成されている。そして、この圧電体膜１４にダイアフラム１３ａの共振周波数ｆ_ｔと同じ周波数を有する交流電圧を印加すると、圧電体膜１４が共振周波数ｆ_ｔで振動し、さらに、これによってダイアフラム１３ａが共振することにより、共振周波数ｆ_ｔを有する超音波が出力される。 In addition, on the insulating film 11 and the opening 12 in the region where the transmitting element 1 is formed, Pt, Ir, Ru, Al, Cu, Ti, TiN, W, Si, or a laminated film thereof is used. A diaphragm 13a having a thickness of 0.1 μm to about 1 μm and functioning as a lower electrode is formed. As shown in FIG. 2, the diaphragm 13 a is formed in a rectangular shape when viewed in plan. The diaphragm 13a _has a resonance frequency of f t Hz (or 20 kHz). A wiring connection portion 13c including a contact region 13b is formed on a part of the outer peripheral portion of the diaphragm 13a so as to protrude and extend from the diaphragm 13a in the A direction when viewed in a plan view. A piezoelectric film 14 made of PZT (lead zirconate titanate), BTO (barium titanate), or lithium tantalate and having a thickness of about 0.5 μm to about 5 μm is formed on the diaphragm 13a. . The piezoelectric film 14 is formed in the same rectangular shape as the diaphragm 13a when viewed in plan. When applying an AC voltage having the same frequency as the resonance frequency f _t of the diaphragm 13a in the piezoelectric film 14 vibrates with the piezoelectric film 14 is the resonant frequency f _t, furthermore, by this way the diaphragm 13a resonates , An ultrasonic wave having a resonance frequency f _t is output.

絶縁膜１１および圧電体膜１４上には、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｗ、Ｓｉ、または、これらの積層膜からなり、約０．１μｍ〜約１μｍの厚みを有する上部電極１５ａが形成されている。上部電極１５ａは、図２に示すように、平面的に見て、ダイアフラム１３ａおよび圧電体膜１４と同じ矩形状に形成されている。上部電極１５ａの外周部の一部には、平面的に見て、上部電極１５ａからＢ方向に突出して延びるように、コンタクト領域１５ｂを含む配線接続部１５ｃが形成されている。また、図３に示すように、送信素子１、超音波減衰素子２および受信素子３の上面の全面を覆うように、ＳｉＯ_２またはＳｉＮからなり、約０．１μｍ〜約１μｍの厚みを有する保護膜１６が形成されている。また、図２および図３に示すように、配線接続部１３ｃおよび１５ｃのコンタクト領域１３ｂおよび１５ｂに対応する保護膜１６の部分には、コンタクトホール１６ａおよび１６ｂが形成されている。そして、配線接続部１３ｃおよび１５ｃのコンタクト領域１３ｂおよび１５ｂ上には、コンタクトホール１６ａおよび１６ｂを介して、Ａｌ、Ｃｕ、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ａｕ、または、これらの積層膜からなり、約０．１μｍ〜約１μｍの厚みを有する電極１７および１８が形成されている。 The insulating film 11 and the piezoelectric film 14 are made of Pt, Ir, Ru, Al, Cu, Ti, TiN, W, Si, or a laminated film thereof, and have a thickness of about 0.1 μm to about 1 μm. An upper electrode 15a is formed. As shown in FIG. 2, the upper electrode 15 a is formed in the same rectangular shape as the diaphragm 13 a and the piezoelectric film 14 in plan view. A wiring connection portion 15c including a contact region 15b is formed on a part of the outer peripheral portion of the upper electrode 15a so as to protrude and extend from the upper electrode 15a in the B direction when seen in a plan view. Further, as shown in FIG. 3, the protective element is made of SiO ₂ or SiN and has a thickness of about 0.1 μm to about 1 μm so as to cover the entire upper surfaces of the transmitting element 1, the ultrasonic attenuating element 2 and the receiving element 3. A film 16 is formed. As shown in FIGS. 2 and 3, contact holes 16a and 16b are formed in portions of the protective film 16 corresponding to the contact regions 13b and 15b of the wiring connecting portions 13c and 15c. Then, on the contact regions 13b and 15b of the wiring connection portions 13c and 15c, it is made of Al, Cu, Ti, TiN, Au, or a laminated film thereof through the contact holes 16a and 16b, and has a thickness of about 0.1 μm. Electrodes 17 and 18 having a thickness of ˜about 1 μm are formed.

また、図２および図３に示すように、超音波減衰素子２が形成される領域の絶縁膜１１および開口部２０上には、ＳｉまたはＳｉＧｅからなり、約０．５μｍ〜約５μｍの厚みを有する、円形状（図２参照）の共振用ダイアフラム２１が形成されている。なお、共振用ダイアフラム２１は、本発明の「共振素子」の一例である。ここで、ダイアフラムを構成する材料の剛性によって決定される係数をＫ、ダイアフラムのポアソン比をν、ダイアフラムの平均密度をρ、ダイアフラムの厚さをｔ、ダイアフラムの平面積をＳとすると、共振用ダイアフラム２１の共振周波数ｆ_ｓは、以下の式（１）により表すことができる。
ｆ_ｓ＝（１／２π）・［Ｋ／｛（１−ν^２）・ρ・ｔ・Ｓ^２｝］^１／２・・・（１）
本実施形態では、共振用ダイアフラム２１の共振周波数ｆ_ｓは、送信用の共振周波数ｆ_ｔと等しくなるように、上記式（１）の各パラメータが設定されている。これにより、共振用ダイアフラム２１は、送信素子１からシリコン基板１０を介して伝播する超音波の振動により共振するように構成されている。 2 and 3, the insulating film 11 and the opening 20 in the region where the ultrasonic attenuating element 2 is formed are made of Si or SiGe and have a thickness of about 0.5 μm to about 5 μm. A resonance diaphragm 21 having a circular shape (see FIG. 2) is formed. The resonance diaphragm 21 is an example of the “resonance element” in the present invention. Here, if the coefficient determined by the rigidity of the material constituting the diaphragm is K, the Poisson's ratio of the diaphragm is ν, the average density of the diaphragm is ρ, the thickness of the diaphragm is t, and the flat area of the diaphragm is S, the resonance The resonance frequency f _s of the diaphragm 21 can be expressed by the following equation (1).
f _s = (1 / 2π) · [K / {(1−ν ² ) · ρ · t · S ² }] ^1/2 (1)
In this embodiment, each parameter of the above formula (1) is set so that the resonance frequency f _s of the resonance diaphragm 21 is equal to the transmission resonance frequency f _t . Thereby, the resonance diaphragm 21 is configured to resonate due to the vibration of the ultrasonic wave propagating from the transmitting element 1 through the silicon substrate 10.

また、図３に示すように、共振用ダイアフラム２１上には、エアギャップ２２が形成されている。エアギャップ２２を挟んで共振用ダイアフラム２１と対向する位置には、Ａｌ、Ｃｕ、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｗ、Ｓｉ、または、これらの積層膜からなり、約１μｍ〜約１０μｍの厚みを有する固定電極２３が形成されている。また、上記したように、超音波減衰素子２の上面の全面を覆うように、ＳｉＯ_２またはＳｉＮからなる保護膜１６が形成されている。エアギャップ２２上には、固定電極２３および保護膜１６を貫通するように複数の開口部２４が形成されている。この開口部２４は、送信素子１からシリコン基板１０を介して伝播する超音波によって共振用ダイアフラム２１が振動する際に、空気の通り道として機能する。 Further, as shown in FIG. 3, an air gap 22 is formed on the resonance diaphragm 21. A fixed electrode 23 made of Al, Cu, Ti, TiN, W, Si, or a laminated film thereof and having a thickness of about 1 μm to about 10 μm is located at a position facing the resonance diaphragm 21 across the air gap 22. Is formed. Further, as described above, the protective film 16 made of SiO ₂ or SiN is formed so as to cover the entire upper surface of the ultrasonic attenuation element 2. A plurality of openings 24 are formed on the air gap 22 so as to penetrate the fixed electrode 23 and the protective film 16. The opening 24 functions as an air passage when the resonance diaphragm 21 is vibrated by ultrasonic waves propagating from the transmitting element 1 through the silicon substrate 10.

また、図２および図３に示すように、受信素子３が形成される領域の絶縁膜１１および開口部３０上には、ＳｉまたはＳｉＧｅからなる共振用ダイアフラム２１と同じ層からなり、約０．５μｍ〜約５μｍの厚みを有する円形状（図２参照）の受信用ダイアフラム３１ａが形成されている。ＳｉまたはＳｉＧｅからなる受信用ダイアフラム３１ａは、不純物がドープされることにより導電性を有している。また、図２に示すように、受信用ダイアフラム３１ａの外周部の一部には、平面的に見て、受信用ダイアフラム３１ａからＡ方向に突出して延びるようにコンタクト領域３１ｂを含む配線接続部３１ｃが形成されている。 As shown in FIGS. 2 and 3, the insulating film 11 and the opening 30 in the region where the receiving element 3 is formed are made of the same layer as the resonance diaphragm 21 made of Si or SiGe. A receiving diaphragm 31a having a circular shape (see FIG. 2) having a thickness of 5 μm to about 5 μm is formed. The receiving diaphragm 31a made of Si or SiGe has conductivity by being doped with impurities. Further, as shown in FIG. 2, a part of the outer peripheral portion of the receiving diaphragm 31a has a wiring connecting portion 31c including a contact region 31b so as to protrude from the receiving diaphragm 31a and extend in the A direction when seen in a plan view. Is formed.

また、図３に示すように、受信用ダイアフラム３１ａ上には、エアギャップ３２が形成されている。エアギャップ３２を挟んで受信用ダイアフラム３１ａと対向する位置には、Ａｌ、Ｃｕ、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｗ、Ｓｉ、または、これらの積層膜からなり、約１μｍ〜約１０μｍの厚みを有する円形状（図２参照）の固定電極３３ａが形成されている。また、図２に示すように、固定電極３３ａの外周部の一部には、平面的に見て、固定電極３３ａからＣ方向に突出して延びるように、コンタクト領域３３ｂを含む配線接続部３３ｃが形成されている。受信用ダイアフラム３１ａおよび固定電極３３ａは、エアギャップ３２により電気的に絶縁されており、キャパシタを構成している。また、上記したように受信素子３の上面の全面を覆うように、ＳｉＯ_２またはＳｉＮからなる保護膜１６が形成されている。エアギャップ３２上には、固定電極３３ａおよび保護膜１６を貫通するように複数の開口部３４が形成されている。この開口部３４は、対象物から反射されてきた超音波によって受信用ダイアフラム３１ａが振動する際に、空気の通り道として機能する。また、図２および図３に示すように、配線接続部３１ｃおよび３３ｃのコンタクト領域３１ｂおよび３３ｂに対応する保護膜１６の部分には、コンタクトホール１６ｃおよび１６ｄが形成されている。そして、配線接続部３１ｃおよび３３ｃのコンタクト領域３１ｂおよび３３ｂ上には、コンタクトホール１６ｃおよび１６ｄを介して、Ａｌ、Ｃｕ、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ａｕ、または、これらの積層膜からなり、約０．１μｍ〜約１μｍの厚みを有する電極３５および３６が形成されている。 As shown in FIG. 3, an air gap 32 is formed on the receiving diaphragm 31a. A circular shape having a thickness of about 1 μm to about 10 μm made of Al, Cu, Ti, TiN, W, Si, or a laminated film of these at a position facing the receiving diaphragm 31a across the air gap 32 ( The fixed electrode 33a (see FIG. 2) is formed. Further, as shown in FIG. 2, a wiring connection portion 33c including a contact region 33b is formed on a part of the outer peripheral portion of the fixed electrode 33a so as to protrude from the fixed electrode 33a and extend in the C direction when seen in a plan view. Is formed. The receiving diaphragm 31a and the fixed electrode 33a are electrically insulated by the air gap 32 and constitute a capacitor. Further, as described above, the protective film 16 made of SiO ₂ or SiN is formed so as to cover the entire upper surface of the receiving element 3. A plurality of openings 34 are formed on the air gap 32 so as to penetrate the fixed electrode 33 a and the protective film 16. The opening 34 functions as an air passage when the receiving diaphragm 31a is vibrated by the ultrasonic waves reflected from the object. As shown in FIGS. 2 and 3, contact holes 16c and 16d are formed in portions of the protective film 16 corresponding to the contact regions 31b and 33b of the wiring connection portions 31c and 33c. The contact regions 31b and 33b of the wiring connection portions 31c and 33c are made of Al, Cu, Ti, TiN, Au, or a laminated film of these, and are about 0.1 μm through the contact holes 16c and 16d. Electrodes 35 and 36 having a thickness of ˜about 1 μm are formed.

次に、図３を参照して、本発明の一実施形態による超音波レーダ４０の動作を説明する。なお、受信素子３の受信用ダイアフラム３１ａと固定電極３３ａとの間には、一定の電圧が印加されているものとする。 Next, the operation of the ultrasonic radar 40 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. It is assumed that a constant voltage is applied between the receiving diaphragm 31a of the receiving element 3 and the fixed electrode 33a.

まず、図３に示すように、送信素子１の圧電体膜１４に、ダイアフラム１３ａおよび上部電極１５ａを介して、圧電体膜１４の共振周波数ｆ_ｔと同じ周波数を有する交流電圧が印加されると、圧電体膜１４が共振周波数ｆ_ｔで共振する。そして、送信素子１から、圧電体膜１４の共振周波数ｆ_ｔと同じ周波数を有する超音波Ｗ_ｏが出力されて、この超音波Ｗ_ｏが対象物（図示せず）によって反射されて超音波Ｗ_ｉとなって、超音波レーダ４０に戻ってくる。この反射された超音波Ｗ_ｉによって、受信素子３の受信用ダイアフラム３１ａが振動する。この受信用ダイアフラム３１ａの振動によって、受信素子３の受信用ダイアフラム３１ａと固定電極３３ａとの間の距離が変化するので、受信素子３の受信用ダイアフラム３１ａと固定電極３３ａとの間の静電容量が変化する。この静電容量の変化によって、受信用ダイアフラム３１ａおよび固定電極３３ａに蓄えられている電荷が移動するので、この電荷の移動を、受信した超音波Ｗ_ｉに対応した電気信号として出力する。そして、送信素子１から超音波Ｗ_ｏが出力されてから受信素子３で超音波Ｗ_ｉが受信されるまでの時間から対象物の距離が検出される。また、各受信素子３により受信された超音波Ｗ_ｉの位相差によって、対象物の方向が検出される。 First, as shown in FIG. 3, the piezoelectric film 14 of the transmission device 1, via the diaphragm 13a and the upper electrode 15a, an AC voltage is applied with the same frequency as the resonant frequency f _t of the piezoelectric film 14 , the piezoelectric film 14 is resonant at the resonant frequency _{f t.} Then, an ultrasonic wave W _o having the same frequency as the resonance frequency f _t of the piezoelectric film 14 is output from the transmitting element 1, and this ultrasonic wave W _o is reflected by an object (not shown) and is applied to the ultrasonic wave W. _i is returned to the ultrasonic radar 40. This reflected ultrasonic wave W _i, receiving diaphragm 31a of the receiving element 3 vibrates. Since the distance between the receiving diaphragm 31a of the receiving element 3 and the fixed electrode 33a is changed by the vibration of the receiving diaphragm 31a, the capacitance between the receiving diaphragm 31a and the fixed electrode 33a of the receiving element 3 is changed. Changes. This change in capacitance, since charge stored in the receiving diaphragm 31a and the fixed electrode 33a is moved, and outputs the movement of the charge, as an electric signal corresponding to the ultrasonic W _i received. The distance of the object is detected from the time from the transmission device 1 to the ultrasound W _i is received by the receiving device 3 from the ultrasonic W _o is output. Further, the phase difference of the ultrasonic W _i received by each receiving element 3, the direction of the object is detected.

また、送信素子１から出力された超音波Ｗ_ｏは、シリコン基板１０を介して伝播する。ここで、本実施形態では、送信素子１と受信素子３との間に超音波減衰素子２が設けられているので、シリコン基板１０を伝播する超音波Ｗ_ｎは、超音波減衰素子２の共振用ダイアフラム２１を振動させる。共振用ダイアフラム２１は、超音波Ｗ_ｎの周波数と同じ共振周波数ｆ_ｓを有するので、効果的に超音波の振動エネルギーを吸収して振動し、その後、徐々に減衰する。すなわち、シリコン基板１０を伝播する超音波Ｗ_ｎは、共振用ダイアフラム２１の共振によって吸収され、減衰するので、共振用ダイアフラム２１は、シリコン基板１０を介して受信素子３まで超音波Ｗ_ｎが伝播することを抑制する。 Further, the ultrasonic wave _Wo output from the transmitting element 1 propagates through the silicon substrate 10. In the present embodiment, since the ultrasonic attenuation element 2 is provided between the transmission device 1 and the receiving device 3, the ultrasonic W _n propagating silicon substrate 10, the resonance of the ultrasonic attenuation element 2 The diaphragm 21 is vibrated. Since the resonance diaphragm 21 has the same resonance frequency f _s as the frequency of the ultrasonic wave W _n , it effectively absorbs the vibration energy of the ultrasonic wave and vibrates, and then gradually attenuates. That is, since the ultrasonic wave W _n propagating through the silicon substrate 10 is absorbed and attenuated by the resonance of the resonance diaphragm 21, the ultrasonic wave W _n propagates to the receiving element 3 through the silicon substrate 10. To suppress.

本実施形態では、上記のように、送信素子１からシリコン基板１０を介して伝播する超音波Ｗ_ｎの振動を減衰させるための超音波減衰素子２を、送信素子１と受信素子３との間に設けることによって、送信素子１から出力されてシリコン基板１０を介して伝播する超音波Ｗ_ｎの振動を減衰させることができる。これにより、対象物を検出するために送信素子１から出力された超音波Ｗ_ｏのうち、対象物に反射されることなく、シリコン基板１０を介して直接受信素子３に伝播する超音波Ｗ_ｎに起因するノイズを抑制することができる。これにより、受信素子３は、対象物に反射されたノイズの少ない超音波Ｗ_ｉを受信することができるので、対象物の距離や方向などを正確に検出することができる。 In the present embodiment, as described above, the ultrasonic attenuation element 2 for damping vibration of the ultrasonic W _n propagating from the transmitting device 1 through the silicon substrate 10, between the transmission device 1 and the receiving device 3 by providing the, it is possible to attenuate the vibrations of the ultrasonic W _n that is output from the transmitting device 1 and propagates through the silicon substrate 10. As a result, the ultrasonic wave W _n that is propagated directly to the receiving element 3 via the silicon substrate 10 without being reflected by the target object among the ultrasonic waves _Wo output from the transmitting element 1 to detect the target object. It is possible to suppress noise caused by the noise. Accordingly, the receiving device 3, it is possible to receive a small ultrasonic W _i of the reflected noise object, it is possible to accurately detect the distance and the direction of the object.

また、本実施形態では、超音波減衰素子２は、超音波Ｗｎの周波数と同じ共振周波数ｆ_ｓを有する共振用ダイアフラム２１を設けることによって、送信素子１によって出力されてシリコン基板１０を介して伝播する超音波Ｗ_ｎの振動エネルギーを、効果的に吸収して振動し、その後、徐々に減衰させることができる。また、共振用ダイアフラム２１と受信用ダイアフラム３１ａとを同じ層により形成することによって、同じ層をパターニングすることにより、共振用ダイアフラム２１と受信用ダイアフラム３１ａとを同時に形成することができるので、製造プロセスを簡略化することができる。 Further, in the present embodiment, the ultrasonic attenuation element 2, by providing the resonant diaphragm 21 having the same resonance frequency f _s and the frequency of the ultrasonic wave Wn, via a silicon substrate 10 is output by the transmitting device 1 Propagation The vibration energy of the ultrasonic wave W _n to be absorbed can be effectively absorbed and then attenuated gradually. In addition, since the resonance diaphragm 21 and the reception diaphragm 31a are formed of the same layer, and the same layer is patterned, the resonance diaphragm 21 and the reception diaphragm 31a can be simultaneously formed. Can be simplified.

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiment but by the scope of claims for patent, and all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent are included.

たとえば、上記実施形態では、送信素子１を１つだけ備えた例を示したが、本発明はこれに限らず、複数の送信素子を超音波レーダに設けてもよい。具体的には、図４に示す第１変形例による超音波レーダ４０ａのように、超音波レーダ４０ａの中心部分に９個の送信素子１を配置し、送信素子１の周りに１６個の超音波減衰素子２を配置し、超音波減衰素子２の周りに２４個の受信素子３を配置してもよい。また、図５に示す第２変形例による超音波レーダ４０ｂのように、正方形の頂点に４個の送信素子１を所定の間隔を隔てて配置し、各送信素子１を取り囲むように２１個の超音波減衰素子２を配置し、超音波減衰素子２の周りに２４個の受信素子３を配置してもよい。また、図６に示す第３変形例による超音波レーダ４０ｃのように、正方形の４つの頂点に４個の送信素子１を所定間隔を隔てて配置し、各送信素子１を囲むように３６個の超音波減衰素子２を配置し、各送信素子１を囲む超音波減衰素子２を囲むように４５個の受信素子３を配置してもよい。このように複数の送信素子１を配置した場合、各送信素子１から異なる位相や異なる周波数の超音波を出力することができるので、送信する超音波を走査したり、対象物の情報量を増加させることができる。 For example, in the above embodiment, an example in which only one transmission element 1 is provided has been described. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of transmission elements may be provided in the ultrasonic radar. Specifically, as in the ultrasonic radar 40 a according to the first modification shown in FIG. 4, nine transmission elements 1 are arranged in the central portion of the ultrasonic radar 40 a, and 16 ultrasonic elements are arranged around the transmission element 1. The sound wave attenuating element 2 may be arranged, and 24 receiving elements 3 may be arranged around the ultrasonic wave attenuating element 2. Further, as in the ultrasonic radar 40 b according to the second modification shown in FIG. 5, four transmission elements 1 are arranged at predetermined intervals at square apexes, and 21 transmission elements 1 are surrounded so as to surround each transmission element 1. The ultrasonic attenuating element 2 may be arranged, and 24 receiving elements 3 may be arranged around the ultrasonic attenuating element 2. Further, as in the ultrasonic radar 40 c according to the third modification shown in FIG. 6, the four transmission elements 1 are arranged at four vertices of the square at a predetermined interval, and the 36 transmission elements 1 are surrounded so as to surround each transmission element 1. The ultrasonic attenuating elements 2 may be arranged, and 45 receiving elements 3 may be arranged so as to surround the ultrasonic attenuating elements 2 surrounding each transmitting element 1. When a plurality of transmission elements 1 are arranged in this way, ultrasonic waves having different phases and different frequencies can be output from each transmission element 1, so that the ultrasonic waves to be transmitted are scanned and the amount of information on the object is increased. Can be made.

また、図７に示す第４変形例による超音波レーダ４０ｄのように、遠距離用の周波数を出力可能な送信素子１ａと短距離用の周波数を出力可能な送信素子１ｂとを所定の間隔を隔てて設けるとともに、送信素子１ａの周りに、送信素子１ａの共振周波数ｆ_ｓ１と同じ共振周波数ｆ_ｓ１を有する８個の超音波減衰素子２ａを設け、かつ、送信素子１ｂの周りに、送信素子１ｂの共振周波数ｆ_ｓ２と同じ共振周波数ｆ_ｓ２を有する８個の超音波減衰素子２ｂが設けてもよい。また、超音波減衰素子２ａおよび２ｂの周りには、それぞれ、送信素子１ａおよび１ｂから出力される超音波を受信可能な受信素子３ａおよび３ｂが１６個ずつ設けられている。このように、送信素子１ａおよび１ｂから出力される超音波の周波数を変えることによって、超音波レーダ４０ｄの適用範囲を広げることができるとともに、超音波減衰素子２ａおよび２ｂにより、シリコン基板１０を介して受信素子３ａおよび３ｂに伝播する超音波に起因するノイズを有効に低減することができる。 Further, like the ultrasonic radar 40d according to the fourth modification shown in FIG. 7, a predetermined distance is provided between the transmitting element 1a capable of outputting a frequency for a long distance and the transmitting element 1b capable of outputting a frequency for a short distance. with spaced and provided, around the transmission elements 1a, the provided eight ultrasonic attenuation element 2a having the same resonance frequency f _s1 and the resonance frequency f _s1 of the transmission device 1a, and, around the transmission elements 1b, the transmitting elements 1b 8 pieces of ultrasonic attenuation element 2b may be provided with the same resonant frequency _{f s2} and the resonance frequency _{f s2} of. Further, around the ultrasonic attenuating elements 2a and 2b, 16 receiving elements 3a and 3b capable of receiving ultrasonic waves output from the transmitting elements 1a and 1b are provided, respectively. Thus, by changing the frequency of the ultrasonic waves output from the transmitting elements 1a and 1b, the applicable range of the ultrasonic radar 40d can be expanded, and the ultrasonic attenuating elements 2a and 2b can pass through the silicon substrate 10. Thus, it is possible to effectively reduce noise caused by ultrasonic waves propagating to the receiving elements 3a and 3b.

また、上記実施形態では、送信素子１に開口部１２を形成する例を示したが、本発明はこれに限らず、図８に示す第５変形例による超音波レーダ４０ｅのように、送信素子１ｃに開口部を形成しなくてもよい。この場合は、開口部がないため、ダイアフラムの共振を利用することができないので、圧電体膜４１の振動を大きくするために、圧電体膜４１を約５０μｍ以上の厚みに形成することが好ましい。 Moreover, although the example which forms the opening part 12 in the transmission element 1 was shown in the said embodiment, this invention is not limited to this, A transmission element like the ultrasonic radar 40e by the 5th modification shown in FIG. It is not necessary to form an opening in 1c. In this case, since there is no opening, the resonance of the diaphragm cannot be used. Therefore, in order to increase the vibration of the piezoelectric film 41, the piezoelectric film 41 is preferably formed with a thickness of about 50 μm or more.

また、上記実施形態では、外部と接続するための電極を超音波減衰素子２に形成しない例を示したが、本発明はこれに限らず、図９に示す第６変形例による超音波レーダ４０ｆのように、超音波減衰素子２ｃの共振用ダイアフラム４２と外部とを接続するための電極４３を形成してもよい。また、超音波減衰素子２ｃの固定電極４４と外部とを接続するための電極（図示せず）を形成してもよい。このように構成すれば、超音波減衰素子２ｃと受信素子３とを同じ構造にすることができるので、超音波減衰素子２ｃに外部配線を接続するとともに、受信素子３に外部配線を接続しないようにすれば、超音波減衰素子２ｃを受信素子として機能させることができるとともに、受信素子３を超音波減衰素子として機能させることができる。これにより、超音波減衰素子２ｃの位置と受信素子３の位置とを容易に入れ替えることができる。 In the above embodiment, an example in which an electrode for connecting to the outside is not formed in the ultrasonic attenuating element 2 is shown. However, the present invention is not limited to this, and the ultrasonic radar 40f according to the sixth modification shown in FIG. As described above, the electrode 43 for connecting the resonance diaphragm 42 of the ultrasonic attenuating element 2c and the outside may be formed. Moreover, you may form the electrode (not shown) for connecting the stationary electrode 44 of the ultrasonic attenuation element 2c, and the exterior. If comprised in this way, since the ultrasonic attenuation element 2c and the receiving element 3 can be made into the same structure, while connecting an external wiring to the ultrasonic attenuation element 2c and not connecting an external wiring to the receiving element 3 Accordingly, the ultrasonic attenuating element 2c can function as a receiving element, and the receiving element 3 can function as an ultrasonic attenuating element. Thereby, the position of the ultrasonic attenuation element 2c and the position of the receiving element 3 can be easily interchanged.

また、上記実施形態では、超音波減衰素子２および受信素子３が共振用ダイアフラム２１および受信用ダイアフラム３１ａを有する例を示したが、本発明はこれに限らず、図１０に示す第７変形例による超音波レーダ４０ｇのように、送信素子１と同様に、超音波減衰素子２ｄおよび受信素子３ｃに、それぞれ、圧電体からなるダイアフラム４５および圧電体膜４６を設けてもよい。なお、このように構成する場合、受信素子３ｃの圧電体膜４６を挟むように、下部電極４７および上部電極４８を設ける必要がある。また、このように構成する場合、空気の通り道が必要ないので、開口部（図２および図３の開口部２４参照）を形成しなくてもよい。また、ダイアフラム４５の共振周波数は、ダイアフラム１３ａの送信用の共振周波数と同じになるようにする。このように構成すれば、超音波減衰素子２ｄでは、このダイアフラム４５が超音波Ｗ_ｎによって共振されるので、超音波Ｗ_ｎを吸収することができる。また、受信素子３ｃにおいては、圧電体膜４６が振動することによって対象物から反射された超音波Ｗ_ｉを検出することができる。 Moreover, in the said embodiment, although the ultrasonic attenuation element 2 and the receiving element 3 showed the example which has the diaphragm 21 for a resonance, and the diaphragm 31a for a reception, this invention is not limited to this, The 7th modification shown in FIG. As in the case of the ultrasonic radar 40g according to, similarly to the transmission element 1, the ultrasonic attenuation element 2d and the reception element 3c may be provided with a diaphragm 45 and a piezoelectric film 46 made of a piezoelectric material, respectively. In the case of such a configuration, it is necessary to provide the lower electrode 47 and the upper electrode 48 so as to sandwich the piezoelectric film 46 of the receiving element 3c. Further, in the case of such a configuration, since an air passage is not necessary, the opening (see the opening 24 in FIGS. 2 and 3) may not be formed. The resonance frequency of the diaphragm 45 is set to be the same as the transmission resonance frequency of the diaphragm 13a. With this configuration, the ultrasonic attenuation element 2d, because the diaphragm 45 is resonated by ultrasound W _n, it is possible to absorb the ultrasonic W _n. In the receiving device 3c can detect the ultrasonic wave W _i of the piezoelectric film 46 is reflected from the object by vibration.

また、上記実施形態では、超音波減衰素子２に固定電極２３を形成する例を示したが、本発明はこれに限らず、図１１に示す第８変形例による超音波レーダ４０ｈのように、超音波減衰素子２ｅの固定電極を省略してもよい。このように構成する場合、さらに、共振用ダイアフラム２１上の保護膜１６ｅをも除去してもよい。 Moreover, in the said embodiment, although the example which forms the fixed electrode 23 in the ultrasonic attenuation element 2 was shown, this invention is not restricted to this, Like the ultrasonic radar 40h by the 8th modification shown in FIG. The fixed electrode of the ultrasonic attenuation element 2e may be omitted. When configured in this manner, the protective film 16e on the resonance diaphragm 21 may also be removed.

また、上記実施形態では、送信素子１の圧電体膜１４を、平面的に見て、矩形状に形成する例を示したが、本発明はこれに限らず、円形状などの別の形状に形成してもよい。また、上記実施形態では、超音波減衰素子２の共振用ダイアフラム２１および受信素子３の受信用ダイアフラム３１ａを、平面的に見て、円形状に形成する例を示したが、本発明はこれに限らず、矩形状などの別の形状に形成してもよい。 Moreover, in the said embodiment, although the piezoelectric material film 14 of the transmission element 1 showed the example formed in a rectangular shape seeing planarly, this invention is not restricted to this, In another shape, such as circular shape, was shown. It may be formed. In the above embodiment, the resonance diaphragm 21 of the ultrasonic attenuating element 2 and the receiving diaphragm 31a of the receiving element 3 are formed in a circular shape when seen in a plan view. The shape is not limited, and may be formed in another shape such as a rectangular shape.

また、上記実施形態では、送信素子１のダイアフラム１３ａと、超音波減衰素子２の共振用ダイアフラム２１および受信素子３の受信用ダイアフラム３１ａとを異なる材料で構成する例を示したが、本発明はこれに限らず、送信素子のダイアフラムと、超音波減衰素子の共振用ダイアフラムおよび受信素子の受信用ダイアフラムとを同じ層をパターニングすることにより構成してもよい。これにより、製造プロセスにおいて、送信素子のダイアフラムと、超音波減衰素子の共振用ダイアフラムおよび受信素子の受信用ダイアフラムとを同時に形成することができるので、製造プロセスをより簡略化することができる。 In the above embodiment, the example in which the diaphragm 13a of the transmission element 1, the resonance diaphragm 21 of the ultrasonic attenuation element 2, and the reception diaphragm 31a of the reception element 3 are made of different materials has been shown. The present invention is not limited to this, and the diaphragm of the transmitting element, the resonance diaphragm of the ultrasonic attenuation element, and the receiving diaphragm of the receiving element may be configured by patterning the same layer. Thereby, in the manufacturing process, the diaphragm of the transmitting element, the resonance diaphragm of the ultrasonic attenuating element, and the receiving diaphragm of the receiving element can be formed simultaneously, so that the manufacturing process can be further simplified.

本発明の一実施形態による超音波レーダの全体構成を説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating the whole structure of the ultrasonic radar by one Embodiment of this invention. 図１に示した本発明の一実施形態による超音波レーダの矩形１００内を拡大した平面図である。It is the top view to which the inside of the rectangle 100 of the ultrasonic radar by one Embodiment of this invention shown in FIG. 1 was expanded. 図２に示した本発明の一実施形態による超音波レーダの１５０−１５０線に沿った断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line 150-150 of the ultrasonic radar according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 本発明の第１変形例による超音波レーダの全体構成を説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating the whole structure of the ultrasonic radar by the 1st modification of this invention. 本発明の第２変形例による超音波レーダの全体構成を説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating the whole structure of the ultrasonic radar by the 2nd modification of this invention. 本発明の第３変形例による超音波レーダの全体構成を説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating the whole structure of the ultrasonic radar by the 3rd modification of this invention. 本発明の第４変形例による超音波レーダの構成を説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating the structure of the ultrasonic radar by the 4th modification of this invention. 本発明の第５変形例による超音波レーダの構成を説明するための部分断面図である。It is a fragmentary sectional view for demonstrating the structure of the ultrasonic radar by the 5th modification of this invention. 本発明の第６変形例による超音波レーダの構成を説明するための部分断面図である。It is a fragmentary sectional view for demonstrating the structure of the ultrasonic radar by the 6th modification of this invention. 本発明の第７変形例による超音波レーダの構成を説明するための部分断面図である。It is a fragmentary sectional view for demonstrating the structure of the ultrasonic radar by the 7th modification of this invention. 本発明の第８変形例による超音波レーダの構成を説明するための部分断面図である。It is a fragmentary sectional view for demonstrating the structure of the ultrasonic radar by the 8th modification of this invention.

Explanation of symbols

１送信素子
１ａ送信素子
２超音波減衰素子
２ａ超音波減衰素子
２ｂ超音波減衰素子
２ｃ超音波減衰素子
３受信素子
３ａ受信素子
１０シリコン基板
１４圧電体膜
２１共振用ダイアフラム（共振素子）
３１ａ受信用ダイアフラム
４０、４０ａ〜４０ｈ超音波レーダ
４２共振用ダイアフラム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transmission element 1a Transmission element 2 Ultrasonic attenuation element 2a Ultrasonic attenuation element 2b Ultrasonic attenuation element 2c Ultrasonic attenuation element 3 Reception element 3a Reception element 10 Silicon substrate 14 Piezoelectric film 21 Resonance diaphragm (resonance element)
31a Receiving diaphragm 40, 40a-40h Ultrasonic radar 42 Resonance diaphragm

Claims

A substrate,
A transmitting element provided on the substrate for transmitting ultrasonic waves;
A receiving element that is provided on the substrate and receives an ultrasonic wave transmitted by the transmitting element;
An ultrasonic radar comprising: an ultrasonic attenuating element for attenuating vibrations of ultrasonic waves propagating from the transmitting element through the substrate.

The ultrasonic radar according to claim 1, wherein the ultrasonic attenuating element is provided in a portion of the substrate between the transmitting element and the receiving element.

The ultrasonic radar according to claim 1, wherein the ultrasonic attenuating element includes a resonant element that can resonate with an ultrasonic wave output from the transmitting element.

The ultrasonic radar according to claim 3, wherein the resonance element has a resonance diaphragm.

The ultrasonic radar according to claim 4, wherein the receiving element has a receiving diaphragm made of the same layer as the resonance diaphragm.

The ultrasonic radar according to claim 1, wherein a plurality of the transmission elements are provided.

The transmission element includes a first transmission element that outputs an ultrasonic wave having a first frequency, and a second transmission element that outputs an ultrasonic wave having a second frequency different from the first frequency,
The ultrasonic attenuating element includes a first ultrasonic attenuating element for attenuating vibration of an ultrasonic wave having the first frequency propagating from the first transmitting element through the substrate, and the second transmitting element to the substrate. The ultrasonic radar according to claim 6, further comprising a second ultrasonic attenuating element for attenuating vibration of the ultrasonic wave having the second frequency propagating through the ultrasonic wave.