JP2008110059A - Ultrasonic transducer, method for manufacturing ultrasonic transducer, and ultrasonic endoscope - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、2枚の半導体基板を接合加工して製造される静電容量型微細加工の超音波トランスデューサ、該超音波トランスデューサの製造方法、及び該超音波トランスデューサを超音波送受部に備えた超音波内視鏡に関する。 The present invention relates to a capacitive microfabricated ultrasonic transducer manufactured by bonding two semiconductor substrates, a method for manufacturing the ultrasonic transducer, and an ultrasonic transducer including the ultrasonic transducer in an ultrasonic transmission / reception unit. The present invention relates to a sonic endoscope.
近年では、体腔内に超音波を照射し、そのエコー信号から体内の状態を画像化して診断する超音波診断法が広く普及している。このような超音波診断法に用いられる医療装置には、例えば、体表から体内の状態を画像化できる超音波エコー装置、先端部に超音波を送受信する超音波振動子部を備え、体腔内に挿入して体内の状態を画像化できる超音波内視鏡などがある。 In recent years, an ultrasonic diagnostic method in which an ultrasonic wave is irradiated into a body cavity and an internal state is imaged from the echo signal to make a diagnosis is widely used. A medical device used for such an ultrasonic diagnostic method includes, for example, an ultrasonic echo device that can image the state of the body from the body surface, an ultrasonic transducer unit that transmits and receives ultrasonic waves at the tip, There are ultrasonic endoscopes that can be inserted into the camera to image the state of the body.
これらの超音波診断用の医療装置うち、特に超音波内視鏡は、体腔への挿入性の向上、及び患者の苦痛を軽減するために細径化のための種々の工夫がなされている。そのため、超音波振動子部も小型化が進み、そのための種々の工夫がなされている。 Among these medical devices for ultrasonic diagnosis, in particular, an ultrasonic endoscope has been devised in various ways to reduce the diameter in order to improve insertion into a body cavity and reduce patient pain. For this reason, the ultrasonic transducer part has also been miniaturized, and various devices have been made for that purpose.
このような、超音波内視鏡に用いられる従来の超音波トランスデューサには鉛が含まれている場合がある。このため、近年の環境問題を踏まえて、体腔内に挿入されて使用される超音波内視鏡に設けられる超音波トランスデューサの鉛フリー化が望まれている。 Such a conventional ultrasonic transducer used for an ultrasonic endoscope may contain lead. For this reason, in view of recent environmental problems, there is a demand for lead-free ultrasonic transducers provided in an ultrasonic endoscope that is inserted into a body cavity and used.
このように、鉛を用いることなく、小型化を実現することができる超音波トランスデューサには、c−MUT(Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducer:静電容量型微細加工超音波探触子)を用いることが好適とされる。このc−MUTを含む超音波振動子は、シリコン基板を加工して成形され、例えば、特許文献1、及び特許文献2に記載されるように2枚のウエハを製造時に接合して一対の電極間に空隙部であるキャビティを形成した構造が開示されている。
しかしながら、特許文献1、及び特許文献2の超音波振動子は、一対の電極間に上記キャビティを形成するため2枚のウエハをボンディング接合する際、夫々のウエハの接合面に異種材料、例えば、特許文献1ではSiO2(二酸化ケイ素)−Si(シリコン)による陽極接合などを用いて接合している。
However, in the ultrasonic transducers of
そのため、これら異種材料により接合された2枚のウエハは、後に行う表面に保護膜などを形成するための、CVD(化学気相成長法)などによる高温の熱が加わる製造プロセスにおいて、上記接合面の界面部が剥離してしまうとういう問題があった。また、この製造過程において上記接合面の界面部に剥離が発生しなかったとしても、医療機器である超音波内視鏡のリプロセス工程における高圧蒸気滅菌処理時に、その高熱により上記界面部に剥離が生じる可能性がある。 Therefore, the two wafers bonded with these different materials are bonded to each other in a manufacturing process in which high-temperature heat is applied by CVD (chemical vapor deposition) or the like to form a protective film or the like on the surface to be performed later. There was a problem that the interface part of the film would peel off. Moreover, even if no peeling occurs at the interface portion of the joint surface in this manufacturing process, the high temperature heat causes the peeling at the interface portion during the high pressure steam sterilization process in the reprocessing process of the ultrasonic endoscope that is a medical device. May occur.
そこで、本発明は上述の事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、一対の電極間にキャビティを形成している2枚のウエハの接合界面部が剥離による損傷を防止した耐久性の高い超音波トランスデューサ、この超音波トランスデューサの製造方法、及びこの超音波トランスデューサを備えた超音波内視鏡を実現することである。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and the object of the present invention is to provide a durability in which the bonding interface between two wafers forming a cavity between a pair of electrodes prevents damage due to peeling. It is to realize a highly reliable ultrasonic transducer, a method for manufacturing the ultrasonic transducer, and an ultrasonic endoscope including the ultrasonic transducer.
上記目的を達成すべく、本発明の超音波トランスデューサは、一対の電極間に配設された空隙部と、該空隙部と接し、超音波送受信面となる振動膜と、上記空隙部を介し上記振動膜と対向する位置にある基板と、上記空隙部の外周を形成する隔壁部と、を有し、上記隔壁部、及び該隔壁部と接触する上記基板表面部の少なくとも一部分を同一の絶縁材料により形成したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an ultrasonic transducer according to the present invention includes a gap disposed between a pair of electrodes, a vibration film in contact with the gap and serving as an ultrasonic transmission / reception surface, and the gap through the gap. A substrate at a position facing the vibration film; and a partition wall portion that forms an outer periphery of the gap portion, and the partition wall portion and at least a part of the substrate surface portion in contact with the partition wall portion are made of the same insulating material It is formed by.
また、本発明の超音波トランスデューサの製造方法は、2枚の基板を接合して、一対の電極間に空隙部を形成するものであって、第1の電極が形成された第1の基板上に接合膜を形成し、第2の電極が形成された第2の基板上に上記接合膜と同一の絶縁部材により上記空隙部の外周壁となる隔壁部を形成し、上記第1の電極と上記第2の電極とが上記空隙部を介在して対向するように、上記第1の基板の上記接合膜、及び上記第2の基板の上記隔壁部の夫々を表面活性化接合したことを特徴とする。 In addition, the ultrasonic transducer manufacturing method of the present invention joins two substrates to form a gap between a pair of electrodes, on the first substrate on which the first electrode is formed. Forming a partition wall serving as an outer peripheral wall of the gap with the same insulating member as the bonding film on the second substrate on which the second electrode is formed; and Each of the bonding film of the first substrate and the partition wall portion of the second substrate is surface-activated bonded so as to face the second electrode with the gap interposed therebetween. And
さらに、本発明の超音波内視鏡は、内視鏡挿入部に1つ、又は複数の上記超音波トランスデューサを配列したことを特徴とする。 Furthermore, the ultrasonic endoscope of the present invention is characterized in that one or a plurality of the above-described ultrasonic transducers are arranged in the endoscope insertion portion.
本発明によれば、一対の電極間に空隙部を形成している2枚のウエハの接合界面部が剥離による損傷を防止した耐久性の高い超音波トランスデューサ、この超音波トランスデューサの製造方法、及びこの超音波トランスデューサを備えた超音波内視鏡を提供することができる。 According to the present invention, a highly durable ultrasonic transducer in which a bonding interface between two wafers forming a gap between a pair of electrodes prevents damage due to peeling, a method of manufacturing the ultrasonic transducer, and An ultrasonic endoscope provided with this ultrasonic transducer can be provided.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
(第1の実施の形態)
図1から図17は本発明の第1の実施の形態を示し、図1は超音波内視鏡の概略構成を説明する図、図2は超音波内視鏡の先端部分の概略構成を示す図、図3は超音波振動子部の構成を説明する図、図4は超音波トランスデューサの上面図、図5は図4の円Vを拡大した図、図6は図5のVI−VI線に沿ったc−MUTセルの断面図、図7は図5のVII−VII線に沿ったc−MUTセルの断面図、図8は厚酸化膜付ウエハを示す断面図、図9は厚酸化膜付ウエハ上に下部電極を形成した状態を示す断面図、図10は第1絶縁層を形成した状態の厚酸化膜付ウエハを示す断面図、図11はSOIウエハを示す断面図、図12はSOIウエハにシリコン熱酸化膜を形成した状態を示す断面図、図13は上部電極上のシリコン熱酸化膜をエッチングした状態のSOIウエハを示す断面図、図14は厚酸化膜付ウエハとSOIウエハを接合した状態のc−MUTセルの製造過程を示す断面図、図15はSOIウエハのベースシリコンをエッチング除去した状態のc−MUTセルの製造過程を示す断面図、図16は絶縁膜が上面に形成された状態のc−MUTセルの製造過程を示す断面図、図17はc−MUTセルの製造工程を示すフローチャートである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(First embodiment)
1 to 17 show a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a diagram for explaining a schematic configuration of an ultrasonic endoscope, and FIG. 2 shows a schematic configuration of a tip portion of the
図1に示すように本実施形態の超音波内視鏡1は、体腔内に挿入される細長の挿入部2と、この挿入部2の基端に位置する操作部3と、この操作部3の側部から延出するユニバーサルコード4とで主に構成されている。
As shown in FIG. 1, an
上記ユニバーサルコード4の基端部には、図示しない光源装置に接続される内視鏡コネクタ4aが設けられている。この内視鏡コネクタ4aからは、図示しないカメラコントロールユニットに電気コネクタ5aを介して着脱自在に接続される電気ケーブル5、及び図示しない超音波観測装置に超音波コネクタ6aを介して着脱自在に接続される超音波ケーブル6が延出している。
An
上記挿入部2は、先端側から順に硬質な樹脂部材で形成した先端硬性部7、この先端硬性部7の後端に位置する湾曲自在な湾曲部8、この湾曲部8の後端に位置して上記操作部3の先端部に至る細径かつ長尺で可撓性を有する可撓管部9を連設して構成されている。そして、上記先端硬性部7の先端側には、超音波を送受する複数の電子走査型の超音波トランスデューサを配列した超音波送受部である超音波振動子部20が設けられている。
The
なお、上記先端硬性部7の材質としては、耐薬品性、或いは生体適合性が良好なポリスルフォンが用いられる。また、上記操作部3には上記湾曲部8を所望の方向に湾曲制御するアングルノブ11、送気、及び送水操作を行うための送気送水ボタン12、吸引操作を行うための吸引ボタン13、体腔内に導入する処置具の入り口となる処置具挿入口14等が設けられている。
In addition, as a material of the said front-end | tip
超音波振動子部20が設けられた先端硬性部7の先端面7aには、図2に示すように、照明光学系を構成する照明用レンズカバー21、観察光学系を構成する観察用レンズカバー22、吸引口を兼ねる鉗子口23、及び図示しない送気送水ノズルが配置されている。
As shown in FIG. 2, an
超音波振動子部20は、シリコン半導体基板をシリコンマイクロマシーニング技術が用いられて加工してなる、c−MUT(Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducer:静電容量型微細加工超音波探触子)の振動膜が外向するように形成され、複数のc−MUTセルから構成される最小の駆動単位で、表面が矩形状の振動子エレメント(以下、単にエレメントという場合がある)25が、図3に示すように、円筒状に複数配列された電子ラジアル型振動子先端部となっている。
The
超音波振動子部20は、各エレメント25に電気的に接続される電極パッド、及びGND(グランド)電極パッドを備えたケーブル接続基板部24が基端側に連設されている。そして、超音波振動子部20からは、ケーブル接続基板部24に各信号線が電気的に接続された同軸ケーブル束26が延設している。この同軸ケーブル束26は、先端硬性部7、湾曲部8、可撓管部9、操作部3、ユニバーサルコード4、及び超音波ケーブル6に挿通され、超音波コネクタ6aを介して、図示しない超音波観測装置と接続される。
In the
尚、各エレメント25間の印加(信号)側の電極は、夫々が個別に同軸ケーブル束26の各ケーブルから電気的シグナルが給電される構造となっており、電気的に非接続された構成となっている。
The electrodes on the application (signal) side between the
各エレメント25には、図4に示すように、ここでは、複数のc−MUTセル(以下、単にセルという)30が配列されている。1つのエレメント25内の各セル30は、印加側、及び帰還(接地)側の電極の夫々が隣接するセル30の印加側、及び帰還側の電極と電気的に接続された構造となっている。尚、セル30は、後述するように、一対の電極、振動膜であるメンブレン、及び一対の電極周りに形成された隔壁部41により、上記一対の電極間で表面円形状に形成された略円盤形状の空隙であるキャビティ51を備えた駆動単位要素となる。
As shown in FIG. 4, a plurality of c-MUT cells (hereinafter simply referred to as cells) 30 are arranged in each
また、本実施の形態の一対の電極のうちの帰還電極となる夫々の上部電極31は、エレメント25の表面形状と略同一形状の1枚の板状の電極板となっている。その一方で、一対の電極のうち印加電極となる下部電極35は、表面略円形状をしており、1つのセル30内において伝導部35aによって、隣接する下部電極35と電気的に接続されている。これら伝導部35aは、本実施の形態では円盤状に形成された下部電極35の縁辺部の四方から、90度の略等間隔の角度を有して四方に延設している。尚、上部電極31は、例えば、下部電極35に対応した、例えば、表面円形状にセル30毎に分割された形状としても良い。
In addition, each
ここで、図6、及び図7を用いて、図5に示したVI−VI線、及びVII−VII線に沿って切断したセル30の断面構造について詳しく説明する。尚、図6、及び図7においては、隣接する2つのセル30の構造のみの断面構造を示している。
Here, the cross-sectional structure of the
図6に示すように、本実施の形態のセル30は、ここでは、第1の基板である厚酸化膜付ウエハ39上に形成された、上記下部電極35と、この下部電極35の表面に形成される接合膜を構成する第1絶縁層34と、下部電極35上にキャビティ51によって、所定の離間距離を有して配設される上記上部電極31と、この上部電極31上に形成される第2絶縁層32と、この第2絶縁層32上に形成される保護膜33と、によって主に構成されている。本実施の形態では、上部、及び下部の記載について、発生する超音波振動における超音波走査領域側を上部としている。
As shown in FIG. 6, the
本実施の形態のセル30は、上部電極31、第2絶縁層32、及び保護膜33によって、超音波送受信面となる振動膜であるメンブレン38を構成している。また、上述したキャビティ51は、上下が第1絶縁層34、及び上部電極31によって、周囲が隔壁部41によって閉塞された真空空隙部であり、本形態においてメンブレン38の制動層となっている。
In the
また、1つのエレメント25の各セル30は、図7に示すように、下部電極35が夫々隣接するセル30の下部電極35と伝導部35aとが連続して一体形成され電気的に接続されている。また、この伝導部35aにも、第1絶縁層34が上面に形成されている。
Further, as shown in FIG. 7, each
上記厚酸化膜付ウエハ39は、本実施の形態において例えば、厚さ525μmのシリコン(Si)基板37の表面に、例えば、厚さ1.5μmのシリコン熱酸化膜(例えば、二酸化ケイ素膜:SiO2膜)36を形成した低抵抗シリコン(Si)基板が用いられる。この厚酸化膜付ウエハ39のシリコン熱酸化膜36の一面上に形成される下部電極35は、電気的導電性のある金属、半導体などからなり、本実施の形態では、例えば、厚さ0.4μmのプラチナ(Pt)が用いられる。尚、下部電極35を形成する電気的導電性材料は、プラチナ(Pt)に限定することなく、例えば、モリブデン(Mo)、或いはチタン(Ti)でも良い。また、下部電極35と一体形成される伝導部35aも、この下部電極35と同じ材質となる。
In the present embodiment, the
下部電極35と厚酸化膜付ウエハ39の表面を被覆する上記第1絶縁層34は、例えば、厚さ0.15μmのシリコン熱酸化膜(例えば、二酸化ケイ素膜:SiO2膜)であり、下部電極35の保護膜を構成している。この第1絶縁層34は、下部電極35を保護すると共に、上部電極31に対する電気的な絶縁膜となる。
The first insulating
上記キャビティ51は、例えば、直径φ40μmの高さ0.8μmに設定された略円柱状(略円盤状)の空隙部である。このキャビティ51の上面を形成する上部電極31は、例えば、厚さ2.0μmの導電性を有する低抵抗のシリコン(Si)から形成されている。また、上部電極31上に形成された第2絶縁層32は、例えば、厚さ0.3μmのシリコン熱酸化膜(例えば、二酸化ケイ素膜:SiO2膜)により形成されている。
The
さらに、第2絶縁層32上には、例えば、生体適合性のある外皮膜となるパリレンにより、例えば、厚さ1.0μmの保護膜33が形成されている。尚、保護膜33を形成するパリレンには、フッ素を含有したものを用いると、たんぱく質をはじめとした汚れを付着し難くでき、本実施の形態の超音波内視鏡1は、超音波振動子部20のより確実な洗浄、消毒、及び滅菌作業を行うことができる構成となる。勿論、保護膜33は、パリレン膜に限定することなく、例えば、シリコン窒化膜(SiN膜)、ポリミド膜(PI膜)でも良く、これらを積層しても良い。
Further, a
以上のように構成された本実施の形態のセル30が複数配列されたエレメント25の製造方法について、図8〜図16、及び図17のフローチャートのステップ(S)に基づいて説明する。尚、図8〜図16には形成される2つのc−MUTセル30の断面を図示しているが、以下の説明において、シリコンマイクロマシーニング技術により一枚の厚酸化膜付ウエハ39上には微細なダイアフラム状の複数のc−MUTセル30を備えた複数のエレメント25を形成する工程である。尚、1つのエレメント25のc−MUTセル30の数は、複数に限定することなく、1つでも良い。
A manufacturing method of the
まず、図8に示すような、第1の基板として、酸化膜(1.5μmの熱酸化膜)が形成された低抵抗シリコン(Si)基板である厚酸化膜付ウエハ39を準備する(S1)。そして、始めに、ここではプラチナ(Pt)をスパッタリング法で、本実施の形態では、厚さ0.4μmに成膜し、フォトリソグラフ法によりパターニング後、エッチングして、図9に示すように、第1の電極である下部電極35を形成する(S2)。このとき、図7に示したように、隣接する各下部電極35の夫々は、一体形成される伝導部35aにより、電気的に接続されるようにパターニングされる。
First, as shown in FIG. 8, a
次に、下部電極35が形成された厚酸化膜付ウエハ39を熱酸化して、ここでは、厚さ0.15μmのシリコン熱酸化膜(SiO2膜)を成膜して、下部電極35上に第1絶縁層34を形成する(S3)。尚、このシリコン熱酸化膜は、厚酸化膜付ウエハ39の全面、若しくは下部電極35を形成した一面のみに成膜しても良い。
以上説明した、ここまでにおけるステップS1〜ステップS3の工程により、厚酸化膜付ウエハ39上に下部電極35、及び第1絶縁層34が形成された第1の基板が作製される。
Next, the
The first substrate in which the
次に、図11に示すように、第2の基板として、SOI(Silicon on Insulator)ウエハ45を準備する(S4)。本実施の形態のSOIウエハ45は、ベースシリコン(Si)43の一面上に、ここでは厚さ0.3μmのシリコン熱酸化膜(SiO2膜)からなるBOX(Burried Oxide)である第2絶縁層32、及びこの第2絶縁層32上に、ここでは厚さ2.0μmの低抵抗シリコン(Si)からなる上部電極31が形成されている。
Next, as shown in FIG. 11, an SOI (Silicon on Insulator)
このSOIウエハ45をさらに熱酸化して、図12に示すように、ここでは、厚さ0.8μmのシリコン熱酸化膜(SiO2膜)44を形成する(S5)。次に、上部電極31側のシリコン熱酸化膜44にレジスト塗布して、フォトリソグラフ法により、キャビティ51の外形を形成する形状に、ここではBHF(弗酸系緩衝溶液)によりエッチング除去する(S6)。
This
このステップS6の工程により、エッチングされて、パターン形成された残在するシリコン熱酸化膜44は、図13に示すように、キャビティ51の側周面を形成する隔壁部41となる。
The remaining silicon
以上説明した、ここまでにおけるステップS4〜ステップS6の工程により、SOIウエハ45の一面(上部電極31側の面)に隔壁部41が形成された第2の基板が作製される。
The second substrate having the
次に、これら各ウエハ39,45に成膜された、シリコン熱酸化膜である第1絶縁層34、及び隔壁部41の夫々の接合部となる表面を活性化させる(S7)。ここで、本実施の形態では、表面活性化の工程を例えば、O2プラズマにより実施した。尚、シリコン熱酸化膜の表面活性化は、O2プラズマだけでなく、UV照射、イオンガス、アルゴン(Ar)プラズマなどを用いても良い。
Next, the surfaces that are formed on the
そして、図14に示すように、各ウエハ39,45を所定の位置となる、キャビティ51が下部電極35上となる位置で、表面活性化された第1絶縁層34、及び隔壁部41の互いの表面となる接合面をボンディング接合する(S8)。すなわち、活性化したSOIウエハ45に形成された隔壁部41の表面、及び活性化した厚酸化膜付ウエハ39に形成された第1絶縁層34とが接した少なくとも一部分の表面が化学結合して、強固に接合される。
Then, as shown in FIG. 14, the surface-activated first insulating
次いで、図15に示すように、不要なSOIウエハ45のベースシリコン43をシリコン熱酸化膜(SiO2膜)44と共に、KOH(水酸化カリウム溶液)、及びBHF(弗酸系緩衝溶液)を用いてエッチング除去する(S9)。
Next, as shown in FIG. 15, the
最後に、図16に示すように、フッ素系のパリレンHTを第2絶縁層32上に、ここでは厚さ1.0μmで蒸着して、保護膜33を形成する(S10)。
Finally, as shown in FIG. 16, a fluorine-based parylene HT is vapor-deposited on the second insulating
以上のような一連の工程により、c−MUTセル30が形成された超音波トランスデューサを構成する振動子エレメント25が製造される。
以上説明したように、本実施の形態の振動子エレメント25は、c−MUTセル30の一対の電極間に設けられるキャビティ51を形成する、下部電極35上、及び厚酸化膜付ウエハ39上に形成された第1絶縁層34と、上部電極31の表面に形成された隔壁部41との接合において、第1絶縁層34と隔壁部41とを同一の材料{シリコン熱酸化膜(SiO2膜)}を用い、表面活性化により、各接合表面の原子が化学結合を形成し易い活性な状態となるため、その接合界面部の接合強度を強固にすることができる。
Through the series of steps as described above, the
As described above, the
その結果、上述したような製造方法により振動子エレメント25は、ステップS10で行う保護膜33を形成するための、特に、CVDなどによる高温の熱が加わる製造プロセスにおいて、第1絶縁層34と隔壁部41との接合面の界面部の剥離を充分に防止できる構造となる。また、第1絶縁層34と隔壁部41とが強固に接合されるため、本実施の形態の超音波内視鏡1は、リプロセスされる際の高圧蒸気滅菌処理時の高熱による第1絶縁層34と隔壁部41との接合面の界面部の剥離も生じ難くなる。
As a result, the
さらに、接合面を表面活性化することにより、低湿での接合が可能となり、各ウエハ39,45の第1絶縁層34と隔壁部41の各接合面の平面度を向上させた場合には、常温接合が可能となる。このように低温接合が可能となると、下部電極35として利用できる導電性材料の選択肢が増えるため、低コスト化が実現できる。
Furthermore, surface activation of the bonding surface enables bonding with low humidity, and when the flatness of each bonding surface of the first insulating
また、本実施の形態では、c−MUTセル30を形成するベース基板に低抵抗シリコン基板である厚酸化膜付ウエハ39を使用している。その理由には、低抵抗シリコン基板自体を配線経路とすることができる為である。しかし、寄生容量を極力減らすためには、高抵抗基板を用いることが好ましいため、上記ベース基板を低抵抗シリコン基板のみ限定することなく、高抵抗基板を用いても良い。いずれにせよ、どちらの基板を用いても熱酸化は同様に実施でき、上述の製造方法とすることで、第1絶縁層34と隔壁部41とが強固に接合できるため、どちらの構成としても接合強度が強固な振動子エレメント25を作製することができる。
In the present embodiment, a thick oxide film-attached
(第2の実施の形態)
次に、図18〜図29を用いて、本発明の第2の実施の形態について説明する。
図18〜図29は、第2の実施の形態に係り、図18はc−MUTセルの断面図、図19は図18とは別方向で切断したc−MUTセルの断面図、図20は低抵抗シリコン基板の断面図、図21は低抵抗シリコン基板の一面に凹部を形成した状態を示す断面図、図22は低抵抗シリコン基板に熱酸化膜を形成した状態を示す断面図、図23は低抵抗シリコン基板の凹部を形成した一面側に導電性材料を成膜した状態を示す断面図、図24は導電性材料をエッチングして下部電極を形成した低抵抗シリコン基板を示す断面図、図25は下部電極上に絶縁膜を形成した低抵抗シリコン基板を示す断面図、図26は低抵抗シリコン基板とSOIウエハを接合した状態のc−MUTセルの製造過程を示す断面図、図27はSOIウエハのベースシリコンをエッチング除去した状態のc−MUTセルの製造過程を示す断面図、図28は絶縁膜が上面に形成された状態のc−MUTセルの製造過程を示す断面図、図29はc−MUTセルの製造工程を示すフローチャートである。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
18 to 29 relate to the second embodiment, FIG. 18 is a cross-sectional view of a c-MUT cell, FIG. 19 is a cross-sectional view of a c-MUT cell cut in a direction different from FIG. 18, and FIG. FIG. 21 is a cross-sectional view showing a state where a recess is formed on one surface of the low-resistance silicon substrate, FIG. 22 is a cross-sectional view showing a state where a thermal oxide film is formed on the low-resistance silicon substrate, and FIG. FIG. 24 is a cross-sectional view showing a state in which a conductive material is formed on the one surface side where the concave portion of the low-resistance silicon substrate is formed, FIG. 24 is a cross-sectional view showing the low-resistance silicon substrate in which the lower electrode is formed by etching the conductive material, 25 is a cross-sectional view showing a low-resistance silicon substrate having an insulating film formed on the lower electrode, and FIG. 26 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the c-MUT cell in a state where the low-resistance silicon substrate and the SOI wafer are bonded together. Is the base silicon of SOI wafer FIG. 28 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the c-MUT cell with the insulating film formed on the upper surface, and FIG. 29 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the c-MUT cell with the insulating film formed on the upper surface. It is a flowchart which shows this manufacturing process.
尚、以下の説明において、第1の実施の形態と同様の構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分のみを説明する。 In the following description, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and only different portions are described.
図18に示すように、本実施の形態のc−MUTセル30が配列された振動子エレメント25は、ベース基板を構成し第1の基板となる低抵抗シリコン(Si)基板60に、本実施の形態では、c−MUTセル30毎に対応した各キャビティ51下に深さ0.4μmの基板側凹部60aが形成されている。そして、この低抵抗シリコン(Si)基板60の表面に、シリコン熱酸化膜(SiO2膜)61(61a,61b)が、ここでは厚さ0.5μmで成膜されている。これにより、基板側凹部60aに沿って、上面側となるシリコン熱酸化膜61aの表面に電極用凹部61Aが形成されている。
As shown in FIG. 18, the
この電極用凹部61A内には、下部電極35が配設され、この下部電極35上に絶縁膜55が成膜されている。尚、本実施の形態のシリコン熱酸化膜61は、下部電極35が形成される一面側を接合膜を構成する上面側シリコン熱酸化膜61aとし、他面側を下面側シリコン熱酸化膜61bとする。
A
また、下部電極35の上面には、キャビティ51が介在する上部電極31との絶縁性を保持するための絶縁膜55が形成されている。
In addition, an insulating
さらに、本実施の形態においても、図19に示すように、各下部電極35は、隣接する各セル30の夫々の下部電極35と伝導部35aにより電気的に接続されるように一体形成されている。
Furthermore, also in this embodiment, as shown in FIG. 19, each
以上のように構成された本実施の形態のセル30が複数配列されたエレメント25の製造方法について、図20〜図28、及び図29のフローチャートのステップ(S)に基づいて説明する。ここで、図29のフローチャートのステップS16〜ステップS18と、第1の実施の形態での図17のフローチャーのステップS4〜ステップS6とは、同一のSOIウエハ45の製造工程であるため、それらの説明を省略し、第1の実施の形態とは異なる工程のみの説明を行う。
A manufacturing method of the
先ず、図20に示すように、第1の基板となる低抵抗シリコン(Si)基板(ウエハ)60を準備する(S11)。尚、この低抵抗シリコン基板60は、第1の実施の形態と同様な、例えば、厚さ525μmのもので、勿論、高抵抗基板でも良い。
First, as shown in FIG. 20, a low resistance silicon (Si) substrate (wafer) 60 to be a first substrate is prepared (S11). The low-
次に、この低抵抗シリコン基板60の一面の下部電極35の位置となる部分を、水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)を用いて、深さ0.4μmの基板側凹部60aをエッチングにより形成する(S12)。
Next, a substrate-
そして、低抵抗シリコン基板60の表面を熱酸化し、図22に示すように、厚さ0.5μmのシリコン熱酸化膜(SiO2膜)61を形成する(S13)。このとき、上面側シリコン熱酸化膜61aの表面には、上記基板側凹部60aの形状に合わせて凹部が形成され、その部分が電極用凹部61Aとなる。
Then, the surface of the low-
続いて、図23に示すように、上面側シリコン熱酸化膜61a上に、ここではプラチナ(Pt)膜67をスパッタリング法により形成する。このとき、プラチナ膜67は、上面側シリコン熱酸化膜61aの表面形状に合わせて成膜され、表面が凹凸状に成膜される。
Subsequently, as shown in FIG. 23, a platinum (Pt)
そして、このプラチナ膜67の凸部をCMP(chemical Mechanical Polishing)により、上面側シリコン熱酸化膜61aの表面が露出するまで研磨加工する。このように、プラチナ膜67を研磨加工することで、図24に示すように、電極用凹部61A上に成膜されたプラチナ膜67により下部電極35が形成される(S14)。
Then, the convex portion of the
次に、下部電極35の形状に合わせて、上面側シリコン熱酸化膜61a上にレジスト塗布して、フォトリソグラフィを行い、二酸化ケイ素(SiO2)をスパッタリング法で成膜して、リフトオフによって、図25に示すように、下部電極35上に二酸化ケイ素の絶縁膜55を形成する(S15)。
Next, in accordance with the shape of the
以上説明した、ここまでにおけるステップS11〜ステップS15の工程により、シリコン熱酸化膜61が形成されたウエハである低抵抗シリコン基板60上に下部電極35、及び絶縁膜55が形成された第1の基板が作製される。
The first electrode in which the
次に、第1の実施の形態と同様に、ステップS16〜ステップS18の工程により、SOIウエハ45の一面(上部電極31側の面)に隔壁部41が形成された第2の基板が作製される。
Next, as in the first embodiment, the second substrate in which the
次に、これら各ウエハ60,45に成膜された、露出している上面側シリコン熱酸化膜61a、及び隔壁部41の夫々の表面を活性化させる(S19)。ここで、本実施の形態では、表面活性化の工程において、2つのウエハ60,45をチャンバ内に入れて、例えば、イオンガスにより実施した。
Next, the exposed upper surface side silicon
そして、大気開放せずに、図26に示すように、各ウエハ60,45を所定の位置となる、キャビティ51が下部電極35上となる位置で、表面活性化された上面側シリコン熱酸化膜61a、及び隔壁部41の互いの表面となる接合面をボンディング接合する(S20)。こうして、一対の電極31,35間にキャビティ51が形成される。
Then, as shown in FIG. 26, the upper surface side silicon thermal oxide film whose surface has been activated at a position where the
次いで、第1の実施の形態と同様にして、図27に示すように、不要なSOIウエハ45のベースシリコン43をシリコン熱酸化膜(SiO2膜)44と共に、KOH(水酸化カリウム溶液)、及びBHF(弗酸系緩衝溶液)を用いてエッチング除去する(S21)。
Next, in the same manner as in the first embodiment, as shown in FIG. 27, the
最後に、図28に示すように、ポリイミド(PI)を第2絶縁層32上に、ここでは厚さ1.0μmで蒸着、例えば、PVD(物理気相成長法)、或いはCVD(化学気相成長法)により成膜して、保護膜33を形成する(S22)。
Finally, as shown in FIG. 28, polyimide (PI) is deposited on the second insulating
以上のような一連の工程により、本実施の形態のc−MUTセル30が形成された超音波トランスデューサを構成する振動子エレメント25が製造される。
以上のように形成した、本実施の形態の各セル30の構成によれば、各ウエハ60,45の接合面が同一の材料、ここでは二酸化ケイ素(SiO2)であるため、第1の実施の形態での同様な効果を奏すると共に、キャビティ51の空隙形状、特に各電極31,35が対向する面に凹凸が形成されない構造となるため、安定した特性を備えた振動子エレメント25を作製することができる。
Through the series of steps as described above, the
According to the configuration of each
(第3の実施の形態)
次に、図30〜図42を用いて、本発明の第3の実施の形態について説明する。
図30〜図42は、第3の実施の形態に係り、図30は厚酸化膜付ウエハの断面図、図31は厚酸化膜付ウエハにシリコン窒化膜を形成した状態を示す断面図、図32は導電性材料をエッチングして形成した下部電極上にシリコン窒化膜を形成した厚酸化膜付ウエハを示す断面図、図33は平坦層を形成した厚酸化膜付ウエハを示す断面図、図34は下部電極が露出するまで平坦層を研磨加工した厚酸化膜付ウエハを示す断面図、図35はさらに下部電極上に平坦層を形成した厚酸化膜付ウエハを示す断面図、図36は上部電極上のシリコン熱酸化膜をエッチングした状態のSOIウエハを示す断面図、図37は圧酸化膜ウエハとSOIウエハを接合した状態のc−MUTセルの製造過程を示す断面図、図38はSOIウエハのベースシリコンをエッチング除去した状態のc−MUTセルの製造過程を示す断面図、図39は上部電極をエッチング形成した状態のc−MUTセルの製造過程を示す断面図、図40は上部電極の配線を形成したc−MUTセルの製造過程を示す断面図、図41は保護膜を形成したc−MUTセルの製造過程を示す断面図、図42はc−MUTセルの製造工程を示すフローチャートである。
尚、以下の説明においても、第1、及び第2の実施の形態と同様の構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
30 to 42 relate to the third embodiment, FIG. 30 is a cross-sectional view of a wafer with a thick oxide film, and FIG. 31 is a cross-sectional view showing a state in which a silicon nitride film is formed on the wafer with a thick oxide film. 32 is a sectional view showing a wafer with a thick oxide film in which a silicon nitride film is formed on a lower electrode formed by etching a conductive material. FIG. 33 is a sectional view showing a wafer with a thick oxide film in which a flat layer is formed. 34 is a cross-sectional view showing a wafer with a thick oxide film in which a flat layer is polished until the lower electrode is exposed, FIG. 35 is a cross-sectional view showing a wafer with a thick oxide film in which a flat layer is further formed on the lower electrode, and FIG. FIG. 37 is a sectional view showing an SOI wafer in which the silicon thermal oxide film on the upper electrode is etched, FIG. 37 is a sectional view showing a manufacturing process of the c-MUT cell in a state in which the pressure oxide film wafer and the SOI wafer are joined, and FIG. SOI wafer base silicon FIG. 39 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the c-MUT cell with the upper electrode etched, FIG. 39 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the c-MUT cell with the upper electrode etched, and FIG. 41 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the c-MUT cell, FIG. 41 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the c-MUT cell on which the protective film is formed, and FIG. 42 is a flowchart showing the manufacturing process of the c-MUT cell.
In the following description, the same components as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and only different portions are described.
また、本実施の形態は、シリコン基板上に形成するc−MUTセル30の上述の各実施の形態と異なる製造方法の一例であり、本実施の形態のセル30が複数配列されたエレメント25の製造方法について、図30〜図41、及び図42のフローチャートのステップ(S)に基づいて説明する。ここで、図42のフローチャートのステップS46〜ステップS48と、第1の実施の形態での図17のフローチャーのステップS4〜ステップS6とは、同一のSOIウエハ45の製造工程であるため、それらの説明を省略し、第1の実施の形態とは異なる工程のみの説明を行う。
Further, this embodiment is an example of a manufacturing method different from the above-described embodiments of the c-
先ず、図30に示すように、厚酸化膜付ウエハ39を準備する(S41)。尚、本実施の形態の圧酸化膜付ウエハ39は、厚さ525μmのシリコン基板37に厚さ15μm〜20μmのシリコン酸化膜36が形成されている。次に、図31に示すように、厚酸化膜付ウエハ39の、ここでは一方の面上に、後述する導電性膜の酸化防止のためのシリコン窒化膜71を、ここでは厚さ0.1μmで成膜形成する(S42)。
First, as shown in FIG. 30, a
次に、導電性材料である、例えば、モリブデン(Mo)を、ここでは厚さ0.4μmでシリコン窒化膜(SiN膜)71上に成膜した後、フォトリソグラフ法によりパターンニングして、下部電極35を形成する(S43)。このとき、図示していないが、各実施の形態と同様に導電部35aもパターン形成する。
Next, a conductive material, for example, molybdenum (Mo) is formed on the silicon nitride film (SiN film) 71 with a thickness of 0.4 μm here, and then patterned by a photolithographic method to form a lower portion. The
そして、厚酸化膜付ウエハ39の下部電極35を形成した一面上に、図32に示すように、第1絶縁層となるシリコン窒化膜(SiN膜)72を、ここでは厚さ0.05μmで成膜形成する(S44)。すなわち、下部電極35は、その周囲全面がシリコン窒化膜71,72によって、被覆された状態となる。これにより、後に行う加熱工程の際、シリコン窒化膜71,72によって下部電極35の酸化を防止することができる構成となる。
Then, as shown in FIG. 32, a silicon nitride film (SiN film) 72 serving as a first insulating layer is formed on one surface of the thick
次に、図33に示すように、下部電極35が形成された厚酸化膜付ウエハ39のシリコン酸化膜72上に第2絶縁層となるシリコン酸化膜(SiO2膜)73を厚さ2.0〜3.0μm程度にテトラエトキシラン(TEOS)を用いたCVD法により成膜する。そして、このシリコン酸化膜73を、図34に示すように、一旦、下部電極35が露出するまで研磨し、表面を平坦化した後、再度、ここでは厚さ0.6μmのシリコン酸化膜をTEOSを用いたCVD法により成膜し、図35に示すように、シリコン酸化膜からなる接合膜を構成する平坦層74を形成する(S45)。すなわち、厚酸化膜付ウエハ39は、下部電極35上に厚さ0.6μmのシリコン酸化膜が成膜され、それ以外の部分には表面が連続的に平坦となる厚さ1.0μmのシリコン酸化膜が成膜された状態となる。尚、TEOSを用いて、シリコン酸化膜を積み直すことによって、この平坦層74の膜厚を自由にコントロールすることができる。
Next, as shown in FIG. 33, a silicon oxide film (
以上説明した、ここまでにおけるステップS41〜ステップS45の工程により、厚酸化膜付ウエハ39上にシリコン窒化膜71,72に囲まれた下部電極35、及び平坦層74が形成された第1の基板が作製される。
The first substrate in which the
次に、第1の実施の形態と同様に、ステップS46〜ステップS48の工程により、SOIウエハ45の一面(上部電極31側の面)に隔壁部41が形成された、図36に示す第2の基板が作製される。尚、図36では、符号31aを用いて、ここでは低抵抗シリコン層とする。
Next, as in the first embodiment, the
次に、これら各ウエハ39,45に成膜された、平坦層74、及び隔壁部41の夫々の表面を活性化させる(S49)。ここで、本実施の形態では、厚酸化膜付ウエハ39上に形成された上部電極35は、シリコン窒化膜71,72に覆われているため、900℃程度までの加熱を行ったとしても、酸化が防止される。
Next, the surfaces of the
そして、図37に示すように、各ウエハ39,45を所定の位置となる、キャビティ51が下部電極35上となる位置で、表面活性化された平坦層74、及び隔壁部41の互いの表面となる接合面をボンディング接合する(S50)。こうして、一対の電極31,35間にキャビティ51が形成される。
Then, as shown in FIG. 37, the respective surfaces of the
次いで、図38に示すように、不要なSOIウエハ45のベースシリコン43を、本実施の形態ではバックグラインダをした後、TMAH(テトラメチルアンモニウムヒドロオキサイド)などの薬液によりエッチング除去する(S51)。
Next, as shown in FIG. 38, the
次に、フォトリソグラフ法により、BOXであるシリコン熱酸化膜(第2絶縁層32)と共に、低抵抗シリコン層31aを、ここではケミカルドライエッチング(CDE)して、図31に示すように、上部電極31を形成する(S52)。
Next, the low
そして、厚酸化膜付ウエハ39上の上部電極31、及び隔壁部41の表面上に、ここではアルミニウム(Al)をスパッタリング法により、厚さ1.0μmで成膜した後、フォトリソグラフ法でパターンニングして、エッチングにより、図40に示す、上部電極31と電気的に接続された配線80を形成する(S53)。この配線80は、1つの振動子エレメント25内で隣接するc−MUTセル30の上部電極31同士を電気的に接続するための配線パターンとなる。
Then, aluminum (Al) is formed on the surface of the
最後に、上部電極31、及び配線80上に、ここではシリコン窒化膜(SiN膜)である保護膜81を形成する(S54)。尚、保護膜81は、パリレン膜などでも良い。
Finally, a
以上のような一連の工程により、本実施の形態のc−MUTセル30が形成された超音波トランスデューサを構成する振動子エレメント25が製造される。
以上のように形成した、本実施の形態の各セル30の構成によれば、各ウエハ39,45の接合面が同一の材料、ここでは二酸化ケイ素(SiO2)であるため、第1の実施の形態での同様な効果を奏すると共に、各ウエハ39,45の接合工程で夫々の接合面を高温化させる活性化方法でも、金属材料を用いて形成する下部電極35の酸化を防止することができる。すなわち、下部電極35は、低融点金属材料のアルミニウム(Al)などでも形成することができる構成となる。
Through the series of steps as described above, the
According to the configuration of each
以上、各実施の形態で説明したように、2枚の基板(ウエハ)を接合して形成する振動子エレメント25は、両基板の接合部を緻密でありながら、熱膨張係数なども等しい同一材料からなる熱酸化膜とすることで、設置される医療機器特有の高熱リプロセス処理(オートクレーブなど)に対し、充分に耐性のある構成となる。また、熱酸化膜は、成膜時に厚みのバラツキが生じにくいため、各c−MUTセル30の振動特性を均一にした精度の高い超音波トランスデューサである振動子エレメント25となる。
As described above, as described in each embodiment, the
尚、上述の各実施の形態では、シリコン酸化膜(SiO2膜)同士の表面活性化接合を記載したが、同一の絶縁材料であれば、如何なるものでも良く、例えば、シリコン窒化膜(SiN膜)、シリコンカーバイド膜(SiC膜)、酸化タルタン(Ta2O5)、ルチル(TiO2)などを用いても良い。 In each of the above-described embodiments, the surface activated bonding between the silicon oxide films (SiO2 films) is described. However, any material can be used as long as they are the same insulating material, for example, a silicon nitride film (SiN film). Alternatively, a silicon carbide film (SiC film), tartan oxide (Ta2O5), rutile (TiO2), or the like may be used.
以上の実施の形態に記載した発明は、その実施の形態、及び変形例に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。 The invention described in the above embodiment is not limited to the embodiment and modifications, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Further, the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements.
例えば、実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。 For example, even if some constituent elements are deleted from all the constituent elements shown in the embodiment, the problems described in the column of problems to be solved by the invention can be solved, and the effects described in the effects of the invention can be achieved. In the case of being obtained, a configuration from which this configuration requirement is deleted can be extracted as an invention.
以上の実施の形態に記載した超音波トランスデューサは、以下の付記に記載する特徴を有している。 The ultrasonic transducers described in the above embodiments have the characteristics described in the following supplementary notes.
(付記1)
2枚の基板を接合して製造される超音波トランスデューサにおいて、
一対の電極間に配設された空隙部と、
第1の基板に形成された接合膜と、
第2の基板に形成され、上記接合膜と接合して、上記空隙部の外周を形成する隔壁部と、
を有し、
上記接合膜と、上記隔壁部とを同一の絶縁材料により形成したことを特徴とする超音波トランスデューサ。
(Appendix 1)
In an ultrasonic transducer manufactured by joining two substrates,
A gap disposed between a pair of electrodes;
A bonding film formed on the first substrate;
A partition wall formed on a second substrate and bonded to the bonding film to form an outer periphery of the void;
Have
An ultrasonic transducer in which the bonding film and the partition wall are formed of the same insulating material.
(付記2)
上記接合膜と、上記隔壁部との接合部は、表面活性化接合されていることを特徴とする付記2に記載の超音波トランスデューサ。
(Appendix 2)
The ultrasonic transducer according to
(付記3)
上記同一の絶縁材料は、酸化シリコンであることを特徴とする付記1、又は付記2に記載の超音波トランスデューサ。
(Appendix 3)
The ultrasonic transducer according to
(付記4)
上記酸化シリコンは、上記接合膜、及び上記隔壁部の少なくとも1方が熱酸化により形成された熱酸化シリコンであることを特徴とする付記3に記載の超音波トランスデューサ。
(Appendix 4)
The ultrasonic transducer according to
(付記5)
上記第2の基板は、上記一対の電極のうちの一方となる電極として機能する低抵抗シリコンを有するSOIウエハからなることを特徴とする付記1から付記4の何れか1項に記載の超音波トランスデューサ。
(Appendix 5)
The ultrasonic wave according to any one of
(付記6)
2枚の基板を接合して、一対の電極間に空隙部を形成する超音波トランスデューサの製造方法であって、
第1の電極が形成された第1の基板上に接合膜を形成し、
第2の電極が形成された第2の基板上に上記接合膜と同一の絶縁部材により上記空隙部の外周壁となる隔壁部を形成し、
上記第1の電極と上記第2の電極とが上記空隙部を介在して対向するように、上記第1の基板の上記接合膜、及び上記第2の基板の上記隔壁部の夫々を表面活性化接合し、
たことを特徴とする超音波トランスデューサの製造方法。
(Appendix 6)
A method of manufacturing an ultrasonic transducer in which two substrates are joined to form a gap between a pair of electrodes,
Forming a bonding film on the first substrate on which the first electrode is formed;
Forming a partition wall as an outer peripheral wall of the gap by the same insulating member as the bonding film on the second substrate on which the second electrode is formed,
Surface-activate each of the bonding film of the first substrate and the partition wall of the second substrate so that the first electrode and the second electrode face each other with the gap interposed therebetween. Joining
An ultrasonic transducer manufacturing method characterized by the above.
(付記7)
内視鏡挿入部の先端を構成する先端硬性部の先端側に配置され、1つ、又は複数の超音波振動子エレメントを配列した構成の超音波トランスデューサを備えた超音波内視鏡であって、
一対の電極間に配設された空隙部と、
第1の基板に形成された接合膜と、
第2の基板に形成され、上記接合膜と接合して、上記空隙部の外周を形成する隔壁部と、
を有し、
上記接合膜と、上記隔壁部とを同一の絶縁材料により形成したことを特徴とする超音波内視鏡。
(Appendix 7)
An ultrasonic endoscope comprising an ultrasonic transducer arranged on the distal end side of a distal end rigid portion constituting the distal end of an endoscope insertion portion and having a configuration in which one or a plurality of ultrasonic transducer elements are arranged. ,
A gap disposed between a pair of electrodes;
A bonding film formed on the first substrate;
A partition wall formed on a second substrate and bonded to the bonding film to form an outer periphery of the void;
Have
An ultrasonic endoscope characterized in that the bonding film and the partition wall are formed of the same insulating material.
(付記8)
上記接合膜と、上記隔壁部との接合部は、表面活性化接合されていることを特徴とする付記7に記載の超音波内視鏡。
(Appendix 8)
The ultrasonic endoscope according to
1・・・超音波内視鏡
7・・・先端硬性部
20・・・超音波振動子部
25・・・振動子エレメント
26・・・同軸ケーブル束
30・・・セル
31・・・上部電極
32・・・第1絶縁層
33・・・保護膜
34・・・第2絶縁層
35・・・下部電極
35a・・・伝導部
36・・・シリコン熱酸化膜
37・・・シリコン基板
38・・・メンブレン
39・・・厚酸化膜付ウエハ
41・・・隔壁部
43・・・ベースシリコン
44・・・シリコン熱酸化膜
45・・・ウエハ
51・・・キャビティ
55・・・絶縁膜
DESCRIPTION OF
Claims (6)
該空隙部と接し、超音波送受信面となる振動膜と、
上記空隙部を介し上記振動膜と対向する位置にある基板と、
上記空隙部の外周を形成する隔壁部と、
を有し、
上記隔壁部、及び該隔壁部と接触する上記基板表面部の少なくとも一部分を同一の絶縁材料により形成したことを特徴とする超音波トランスデューサ。 A gap disposed between a pair of electrodes;
A vibrating membrane that is in contact with the gap and serves as an ultrasonic wave transmitting and receiving surface;
A substrate in a position facing the vibrating membrane via the gap,
A partition wall forming an outer periphery of the gap,
Have
The ultrasonic transducer according to claim 1, wherein at least a part of the partition wall portion and the substrate surface portion in contact with the partition wall portion are formed of the same insulating material.
第1の電極が形成された第1の基板上に接合膜を形成し、
第2の電極が形成された第2の基板上に上記接合膜と同一の絶縁部材により上記空隙部の外周壁となる隔壁部を形成し、
上記第1の電極と上記第2の電極とが上記空隙部を介在して対向するように、上記第1の基板の上記接合膜、及び上記第2の基板の上記隔壁部の夫々を表面活性化接合したことを特徴とする超音波トランスデューサの製造方法。 A method of manufacturing an ultrasonic transducer in which two substrates are joined to form a gap between a pair of electrodes,
Forming a bonding film on the first substrate on which the first electrode is formed;
Forming a partition wall as an outer peripheral wall of the gap by the same insulating member as the bonding film on the second substrate on which the second electrode is formed,
Surface-activate each of the bonding film of the first substrate and the partition wall of the second substrate so that the first electrode and the second electrode face each other with the gap interposed therebetween. A method for manufacturing an ultrasonic transducer, characterized by comprising:
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