JP2016039476A - Capacitive transducer, and method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique for achieving a structure capable of controlling the cell diameter of a capacitive transducer accurately, while suppressing a step between a connection and the vibrating membrane of a cell even when an inter-cell connection is formed.SOLUTION: A capacitive transducer has a plurality of cells each having a structure including a vibrating membrane 105 which includes a first electrode 102, and a second electrode 106 separated therefrom by a gap 109. The capacitive transducer is formed using a substrate where a first layer including a part becoming the first electrode, a second layer including a part becoming a gap be etching, and a third layer including a part of the vibrating membrane are formed. Connections 118, 119 for connection with a cell, and a groove 122 defining the cell are formed up to the third layer 115, and on the sidewall of the groove on the cell and connection side, an insulating film 112, i.e., a support for supporting the vibrating membrane and connection, is formed. The gap 109 is formed by etching the second layer, and the connection and cell are connected while being contained in the third layer commonly.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、静電容量型のトランスデューサ、半導体プロセスなどを用いて作製するその作製方法等に関するものである。   The present invention relates to a manufacturing method using a capacitive transducer, a semiconductor process, or the like.

従来の超音波トランスデューサは、圧電材料を用いたものが多く使用されてきたが、近年、半導体プロセスを用いて製造される静電容量型の超音波トランスデューサ(CMUT:Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducer)が注目されている。静電容量型トランスデューサは、間隙(キャビティ)を隔てて対向する2つの平行平板電極を備える構造のセルを複数備え、一方の電極を含む振動可能な振動膜の振動により超音波の送受信が行われる。このようなトランスデューサの作製方法は、大きく言って、接合型と犠牲層型に分けられる。接合型は、例えば、SOI(Silicon On Insulator)基板の活性層のシリコンを振動膜とし、凹部を形成したシリコン基板とSOI基板を接合してセル構造を形成する方法である。一方、犠牲層型は、犠牲層と呼ばれる第1の膜を形成し、第1の膜上に第2の膜を覆い被せるように形成し、第1の膜の犠牲層を除去してキャビティを形成する方法である。   Conventional ultrasonic transducers that use piezoelectric materials have been used in many cases, but in recent years, capacitive ultrasonic transducers (CMUTs) manufactured using semiconductor processes have attracted attention. ing. The capacitive transducer includes a plurality of cells having a structure including two parallel plate electrodes facing each other with a gap (cavity) therebetween, and ultrasonic waves are transmitted and received by vibration of a vibrating film including one electrode. . Such transducer fabrication methods can be broadly divided into a junction type and a sacrificial layer type. The junction type is, for example, a method of forming a cell structure by bonding an active layer silicon of an SOI (Silicon On Insulator) substrate to a vibration film and bonding a silicon substrate having a recess and an SOI substrate. On the other hand, the sacrificial layer type is formed by forming a first film called a sacrificial layer and covering the second film on the first film, removing the sacrificial layer of the first film, and forming a cavity. It is a method of forming.

超音波距離計のように、空気中を伝播する超音波を生成するような場合、空気の音響インピーダンスは水の音響インピーダンスの約1/3600と小さいので、十分な音圧を出すために超音波素子の大きな振幅の振動が必要になる。また、医療における高密度焦点式超音波治療法(HIFU: High Intensity Focused Ultrasound)に用いるような超音波を生成するような場合にも、大きな音圧が必要になり、超音波素子の大きな振幅の振動が必要である。CMUTでは、大きな振幅の振動を得るためには、上下電極間の間隙(ギャップ)を大きくする必要がある。実際に使用できる音圧を出すためには、このギャップは数μmから数百μmまで要求される。   When generating ultrasonic waves that propagate in the air, such as an ultrasonic distance meter, the acoustic impedance of air is as low as about 1/3600 of the acoustic impedance of water, so ultrasonic waves are required to generate sufficient sound pressure. A large amplitude vibration of the element is required. Also, when generating ultrasonic waves such as those used in high-intensity focused ultrasound (HIFU) in medicine, a large sound pressure is required, and the ultrasonic element has a large amplitude. Vibration is necessary. In CMUT, it is necessary to increase the gap between the upper and lower electrodes in order to obtain vibration with a large amplitude. This gap is required from several μm to several hundred μm in order to produce a sound pressure that can be actually used.

こうした大きなギャップをもつCMUTでは、大きな振幅の振動に耐えられるような厚さと安定した機械特性を持つ振動膜であることが重要であり、SOI基板の活性層のシリコン膜を振動膜として用いる例が、非特許文献1に記載されている。また、特許文献1には、接合を必要としない、一枚のSOI基板でCMUTを形成する例が記載されている。その方法は、SOI基板の活性層(Active layer)をCMUTの振動膜とし、ハンドル層を下電極とし、BOX層(Buried oxide layer:埋め込み酸化膜層)を犠牲層として、CMUTを形成する方法である。   In a CMUT having such a large gap, it is important that the CMUT has a thickness capable of withstanding a large amplitude vibration and a stable mechanical characteristic. An example of using an active silicon film of an SOI substrate as a vibration film is an example. Non-Patent Document 1. Patent Document 1 describes an example in which a CMUT is formed using a single SOI substrate that does not require bonding. The method is a method of forming a CMUT using an active layer of an SOI substrate as a CMUT vibration film, a handle layer as a lower electrode, and a BOX layer (Buried oxide layer) as a sacrificial layer. is there.

特開2009-165931号公報JP 2009-165931 A

IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectronics and Frequency control, vol56, 2009, 193IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectronics and Frequency control, vol56, 2009, 193

上記特許文献1の方法では、犠牲層のボックス層をパターニングした後、CMUTのセル側壁としてLPCVD 法(Low Pressure Chemical Vapor Deposition)でシリコン窒化膜を形成する。そして、このシリコン窒化膜を、ボックス層を除去する際のエッチングストップ層として機能させ、セル構造を形成する。しかし、この方法は、セル径を精度良く形成できるが、セル間を接続する電気配線部に段差が発生することとなる。セル間の電気配線部としては多結晶シリコン(Polysilicon)や金属膜を用いるが、この作製方法で、上述した如き広ギャップのCMUTを形成すると、電気配線部の段差は抵抗をもち、さらには断線する可能性がある。   In the method of Patent Document 1, after the box layer of the sacrificial layer is patterned, a silicon nitride film is formed by LPCVD (Low Pressure Chemical Vapor Deposition) as the cell side wall of the CMUT. Then, this silicon nitride film functions as an etching stop layer when removing the box layer to form a cell structure. However, this method can form the cell diameter with high accuracy, but a step is generated in the electric wiring portion connecting the cells. Polysilicon or metal film is used as the electrical wiring part between cells, but if this method is used to form a CMUT with a wide gap as described above, the step in the electrical wiring part will have resistance and will be disconnected. there's a possibility that.

上記特許文献1は、犠牲層となるボックス層をパターニングしないで、セル構造を形成する方法も記載している。この方法は、犠牲層のエッチング時間でセル径を制御している。犠牲層のエッチング時間でセル径を制御する方法では、複数のセル径の基板内均一性や生産バッチ間の再現性が低くなってしまう可能性がある。以上のように、上述した作製方法には、振動膜としてSOI基板の活性層を用いることができるという利点があるが、ボックス層をパターニングした場合はセル間の電気配線部に段差ができ、配線抵抗の上昇や断線の可能性が発生する。また、ボックス層をパターニングしない場合は、セル径の基板内均一性などが低くなりやすい。   Patent Document 1 also describes a method for forming a cell structure without patterning a box layer serving as a sacrificial layer. In this method, the cell diameter is controlled by the etching time of the sacrificial layer. In the method in which the cell diameter is controlled by the etching time of the sacrificial layer, there is a possibility that the uniformity within a substrate having a plurality of cell diameters and the reproducibility between production batches are lowered. As described above, the above-described manufacturing method has an advantage that the active layer of the SOI substrate can be used as the vibration film. However, when the box layer is patterned, there is a step in the electric wiring portion between the cells, and the wiring There is a possibility of increased resistance and disconnection. Moreover, when the box layer is not patterned, the uniformity of the cell diameter in the substrate tends to be low.

上記課題に鑑み、本発明は、第1の電極と、前記第1の電極と間隙を隔てて設けられた第2の電極を含む振動膜と、を備える構造のセルを複数有する静電容量型トランスデューサであって、以下の特徴を有する。即ち、前記第1の電極となる部分を含む第1層と、エッチングされて前記間隙となる部分を含む第2層と、前記振動膜の少なくとも一部となる部分を含む第3層と、が平板状にこの順に積層された基板を用いて形成され、前記セルに連結する接続部及び前記セルを画する溝が、前記第3層と前記第2層を貫き第1層に至るまで形成され、前記セル及び前記接続部の側の前記溝の側壁に、前記振動膜及び前記接続部を支持する支持部である絶縁膜が形成され、前記第1の電極と前記第2の電極との間の前記間隙は、前記第2層のエッチングにより形成され、前記接続部と前記セルは前記第3層を共通に含んで連結されている。   In view of the above problems, the present invention provides a capacitance type having a plurality of cells each having a structure including a first electrode and a vibration film including a second electrode provided with a gap from the first electrode. A transducer having the following characteristics. That is, a first layer including a portion that becomes the first electrode, a second layer including a portion that is etched to become the gap, and a third layer including a portion that becomes at least a part of the vibration film, It is formed using a substrate laminated in this order in a flat plate shape, and a connecting portion connected to the cell and a groove defining the cell are formed through the third layer and the second layer to reach the first layer. An insulating film is formed on a side wall of the groove on the cell and the connection portion side, and an insulating film is formed as a support portion for supporting the vibration film and the connection portion, and between the first electrode and the second electrode. The gap is formed by etching the second layer, and the connection portion and the cell are connected so as to include the third layer in common.

また、上記課題に鑑み、本発明の他の静電容量型トランスデューサは、第1の電極と、前記第1の電極と間隙を隔てて位置する第2の電極を含む振動膜と、前記第1の電極上に位置して前記振動膜を支持する支持部と、を備える構造のセルを複数有し、前記支持部は、前記振動膜を該支持部の側部で接して支持していることを特徴とする。   In addition, in view of the above problems, another capacitive transducer of the present invention includes a first electrode, a vibration film including a second electrode positioned with a gap from the first electrode, and the first electrode. A plurality of cells having a structure including a support portion that is positioned on the electrode and supports the vibration membrane, and the support portion supports the vibration membrane in contact with a side portion of the support portion. It is characterized by.

本発明によれば、精度良くセル径を制御することができ、セル間接続部を形成する場合にも該接続部と振動膜との間の段差が抑制された構造を実現することができる。   According to the present invention, the cell diameter can be accurately controlled, and a structure in which a step between the connection portion and the vibration film is suppressed can be realized even when the connection portion between cells is formed.

本発明の静電容量型トランスデューサの一実施形態を説明する図。The figure explaining one Embodiment of the capacitive transducer of this invention. 実施例1の静電容量型トランスデューサとその作製方法を説明する図。3A and 3B illustrate a capacitive transducer according to Embodiment 1 and a manufacturing method thereof. 実施例1の静電容量型トランスデューサとその作製方法を説明する図。3A and 3B illustrate a capacitive transducer according to Embodiment 1 and a manufacturing method thereof. 実施例1の静電容量型トランスデューサとその作製方法を説明する図。3A and 3B illustrate a capacitive transducer according to Embodiment 1 and a manufacturing method thereof. 実施例2の静電容量型トランスデューサとその作製方法を説明する図。6A and 6B illustrate a capacitive transducer according to a second embodiment and a manufacturing method thereof. 実施例3の静電容量型トランスデューサとその作製方法を説明する図。6A and 6B illustrate a capacitive transducer according to Example 3 and a manufacturing method thereof. 実施例4の静電容量型トランスデューサとその作製方法を説明する図。8A and 8B illustrate a capacitive transducer according to Example 4 and a manufacturing method thereof. 実施例4の静電容量型トランスデューサとその作製方法を説明する図。8A and 8B illustrate a capacitive transducer according to Example 4 and a manufacturing method thereof. 実施例4の静電容量型トランスデューサとその作製方法を説明する図。8A and 8B illustrate a capacitive transducer according to Example 4 and a manufacturing method thereof. 実施例5の静電容量型トランスデューサを説明する図。FIG. 10 is a diagram illustrating a capacitive transducer according to a fifth embodiment. 本発明のトランスデューサを含む情報取得装置の例を示す全体ブロック図。The whole block diagram which shows the example of the information acquisition apparatus containing the transducer of this invention.

本発明は、静電容量型トランスデューサのセル径の制御と接続部における段差の抑制を両立することができる技術に係わる。その為に、本発明では、第1の電極となる部分を含む第1層と、エッチングされて間隙となる部分を含む第2層と、振動膜の少なくとも一部となる部分を含む第3層と、が平板状にこの順に積層された基板を用いて、静電容量型トランスデューサを作製する。そして、セルに連結する接続部及びセルを画する溝が、第3層と第2層を貫き第1層に至るまで形成され、セル及び接続部の側の溝の側壁に、振動膜と接続部を支持する支持部である絶縁膜が形成され、接続部とセルは前記第3層を共通に含んで連結される。前記基板は、例えばSOI基板であるが、第1層、第2層、第3層がそれぞれ上記の条件を満たす材料のものであれば、どの様な基板でもよい。また、別の観点から見て、本発明の静電容量型トランスデューサは、第1の電極と、該第1の電極と間隙を隔てて位置する第2の電極を含む振動膜と、第1の電極上に位置して振動膜を支持する支持部と、を備える構造のセルを複数有し、次の特徴を有する。即ち、前記支持部は、前記振動膜を該支持部の側部で接して支持する。支持部が振動膜を支持部上部ではなく、支持部の側部で接して支持するので、支持部の高さばらつきに起因した、振動膜の高さばらつきによるトランスデューサの特性ばらつきを抑制できる。また、振動膜の高さばらつきが抑制されているため、振動膜の上面に形成される配線電極の断線が抑制される。セルに連結する接続部と、該接続部を支持する支持部と、を更に備える構成では、接続部を支持する支持部が、接続部を該支持部の側部で接して支持し、接続部とセルは共通層を含んで連結される。この場合、セルの共通層の上に前記第2の電極を形成し、接続部の共通層の上に、前記第2の電極に電気的に接続された電気配線を形成することができる。   The present invention relates to a technique capable of achieving both control of a cell diameter of a capacitive transducer and suppression of a step in a connection portion. Therefore, in the present invention, a first layer including a portion to be a first electrode, a second layer including a portion to be etched to form a gap, and a third layer including a portion to be at least a part of the vibration film Are manufactured using a substrate laminated in this order in a flat plate shape. Then, a connecting portion connected to the cell and a groove defining the cell are formed through the third layer and the second layer to reach the first layer, and are connected to the vibration film on the side wall of the groove on the side of the cell and the connecting portion. An insulating film is formed as a support part for supporting the part, and the connection part and the cell are coupled together including the third layer. The substrate is, for example, an SOI substrate, but may be any substrate as long as the first layer, the second layer, and the third layer are made of materials that satisfy the above conditions. From another viewpoint, the capacitive transducer according to the present invention includes a first electrode, a vibration film including a second electrode positioned with a gap from the first electrode, A plurality of cells having a structure including a support portion that is positioned on the electrode and supports the vibrating membrane, and has the following characteristics. That is, the support portion supports the vibrating membrane in contact with the side portion of the support portion. Since the support portion supports the vibrating membrane in contact with the side portion of the supporting portion instead of the upper portion of the supporting portion, variation in transducer characteristics due to variation in height of the vibrating membrane due to variation in height of the supporting portion can be suppressed. In addition, since the variation in height of the vibration film is suppressed, disconnection of the wiring electrode formed on the upper surface of the vibration film is suppressed. In the configuration further comprising a connection portion coupled to the cell and a support portion that supports the connection portion, the support portion that supports the connection portion supports the connection portion in contact with the side portion of the support portion, and the connection portion. And the cells are connected including a common layer. In this case, the second electrode can be formed on the common layer of the cell, and the electrical wiring electrically connected to the second electrode can be formed on the common layer of the connection portion.

本発明の一実施形態の静電容量型トランスデューサについて図1(a)、(b)を用いて説明する。図1(a)は、本実施形態のトランスデューサの断面図を示し、図1(b)は本実施形態のトランスデューサの上面図を示す。図1(a)のA−A’範囲は、図1(b)にある点線A−A’における断面図を示す。   A capacitive transducer according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1A shows a cross-sectional view of the transducer of this embodiment, and FIG. 1B shows a top view of the transducer of this embodiment. 1A is a cross-sectional view taken along a dotted line A-A ′ in FIG.

本実施形態の構造は、複数のセルを含む一つのエレメントを示して説明するが、複数のエレメントを有する構造でもよい。図1(b)で示すように、該エレメントは、直列的に繋がった3個のセル101、201、301を有しているが、エレメントを構成するセル数はいくつであってもよい。ここでは、図1(a)に示すように、ハンドル層115とボックス層116と活性層117とを含むSOI基板のハンドル層115を第1の電極102として用いている。ハンドル層は低抵抗のシリコン基板であることが望ましく、好ましくは0.1Ωcm以下の抵抗率が良い。SOI基板の活性層117が振動膜105となる。活性層117の厚みは、本トランスデューサの望ましい機械特性により決められる。活性層117は、それ自体で第2の電極を兼ねてもよい。また、導電性をより良好にするために、活性層の上に導電膜を形成することもできる。   The structure of the present embodiment is described by showing one element including a plurality of cells, but may be a structure having a plurality of elements. As shown in FIG. 1B, the element includes three cells 101, 201, and 301 connected in series, but any number of cells may be included in the element. Here, as shown in FIG. 1A, the handle layer 115 of the SOI substrate including the handle layer 115, the box layer 116, and the active layer 117 is used as the first electrode 102. The handle layer is desirably a low-resistance silicon substrate, and preferably has a resistivity of 0.1 Ωcm or less. The active layer 117 of the SOI substrate becomes the vibration film 105. The thickness of the active layer 117 is determined by the desired mechanical properties of the transducer. The active layer 117 may also serve as the second electrode by itself. In order to make the conductivity better, a conductive film can be formed on the active layer.

第1の電極102とキャビティ109を隔てて形成された第2の電極106を含む振動膜105は、支持部である側壁絶縁膜112で支持されている。図1(a)に示すように、支持部は、振動膜を該支持部の側部において接して支持している。次に述べる理由に加え、振動膜の高さばらつきが抑制されるという理由によって、振動膜の上面に形成される配線電極の断線や抵抗上昇が抑制される。振動膜105は溝122でセル毎に実質的に分離されており、セル間はセル間接続部118で連結されている。そのセル間接続部118もSOI基板の活性層117で形成されているため、セルの振動膜105とセル間接続部118との間に段差はない。つまり、接続部118も、支持部である側壁絶縁膜112の側部において接して支持されていて、セルの振動膜105の上面とセル間接続部118の上面とは同一平面内にある。本実施形態では、セル間接続部118の活性層117の下は、セルのキャビティ109に繋がった空洞になっている。すなわち、接続部は、第2層の部分がエッチングされた架橋構造を有する。ただし、ここに第2層のボックス層116が残っていてもよい。   The vibration film 105 including the second electrode 106 formed by separating the first electrode 102 and the cavity 109 is supported by a sidewall insulating film 112 which is a support portion. As shown in FIG. 1 (a), the support part supports the vibrating membrane in contact with the side part of the support part. In addition to the reason described below, disconnection of the wiring electrode formed on the upper surface of the vibration film and an increase in resistance are suppressed because the variation in height of the vibration film is suppressed. The vibrating membrane 105 is substantially separated for each cell by the groove 122, and the cells are connected by the inter-cell connecting portion 118. Since the inter-cell connection portion 118 is also formed of the active layer 117 of the SOI substrate, there is no step between the cell vibration film 105 and the inter-cell connection portion 118. That is, the connection portion 118 is also supported in contact with the side portion of the side wall insulating film 112 that is a support portion, and the upper surface of the cell vibration film 105 and the upper surface of the inter-cell connection portion 118 are in the same plane. In this embodiment, the space below the active layer 117 of the inter-cell connection portion 118 is a cavity connected to the cell cavity 109. That is, the connection portion has a cross-linked structure in which the second layer portion is etched. However, the second box layer 116 may remain there.

本実施形態で、図1(b)に示す如く、セルの振動膜105上にある第2の電極(上電極)106、隣接するセル間接続部の最上層電気接続部(配線)131、セル・パッド間接続部119の電気接続部(配線)132は、同じ導電膜で構成される。SOI基板の半導体活性層117は導電性を有するため、第2の電極106を設けなくても、セル間、及びセルとパッドとの間は通電できるが、さらにセル間の抵抗値を抑制するためには、第2の電極106や配線131を設けることが望ましい。第2の電極や配線131、132は必ずしも同一の導電性膜でなくてもよい。金属や多結晶シリコンなどの導電性材料を用いることができる。以上のように振動膜105とセル間接続部118やセル・パッド間接続部119との間に段差はないため、第2の電極106とセル間接続部の最上層電気接続部(配線)131や電気接続部(配線)132との間にも段差はなく、同一平面内で電気接続できて、断線を発生する可能性は低い。   In the present embodiment, as shown in FIG. 1B, the second electrode (upper electrode) 106 on the cell vibrating membrane 105, the uppermost layer electrical connection (wiring) 131 of the adjacent inter-cell connection, the cell The electrical connection part (wiring) 132 of the inter-pad connection part 119 is composed of the same conductive film. Since the semiconductor active layer 117 of the SOI substrate has conductivity, it is possible to energize between cells and between the cell and the pad without providing the second electrode 106, but to further suppress the resistance value between the cells. For this, it is desirable to provide the second electrode 106 and the wiring 131. The second electrode and the wirings 131 and 132 are not necessarily the same conductive film. A conductive material such as metal or polycrystalline silicon can be used. As described above, since there is no step between the vibration film 105 and the inter-cell connecting portion 118 or the cell-pad connecting portion 119, the second electrode 106 and the uppermost layer electric connecting portion (wiring) 131 of the inter-cell connecting portion. There is no step between the electrical connection portion (wiring) 132 and the electrical connection portion (wiring) 132, and electrical connection can be made in the same plane, so that the possibility of disconnection is low.

図1に示すように、本トランスデューサに対して信号を出入力するため、配線用のパッド120やパッド121(後述)も用意する。配線する際に強固なパッドは好ましいので、第2の電極のパッド120は、図1(a)に示すようにキャビティ109のない振動膜105の上に形成する。もし振動膜105が十分厚くて頑丈であれば、キャビティないし空洞があっても、第2の電極のパッド120を振動膜105の上に形成することが可能である。また、側壁絶縁膜112を溝122の側壁に形成するので、セルの形状は、溝122の形状で制御することが可能である。側壁絶縁膜112の少なくとも一部は、LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition)法による窒化シリコン膜などの窒化膜が好ましい。   As shown in FIG. 1, a wiring pad 120 and a pad 121 (described later) are also prepared for inputting and outputting signals to and from this transducer. Since a firm pad is preferable when wiring, the pad 120 of the second electrode is formed on the vibration film 105 without the cavity 109 as shown in FIG. If the vibrating membrane 105 is sufficiently thick and sturdy, the second electrode pad 120 can be formed on the vibrating membrane 105 even if there is a cavity or cavity. Further, since the sidewall insulating film 112 is formed on the sidewall of the groove 122, the shape of the cell can be controlled by the shape of the groove 122. At least a part of the sidewall insulating film 112 is preferably a nitride film such as a silicon nitride film formed by LPCVD (Low Pressure Chemical Vapor Deposition).

図1に示すように、エッチング孔107を介して、キャビティ109は外部の空間に繋がっている。空気中で使用する超音波センサの場合、このエッチング孔107を封止しなくともよい。液中で超音波トランスデューサに使用する場合は、このエッチング孔107を封止するのが好ましい。キャビティの形状は、円形だけでなく、多角形などであっても良い。また、セルやエレメントの配置位置はどのようなものであっても良い。超音波の送信や受信の感度を向上させるためには、より密に配置されるのが好ましい。   As shown in FIG. 1, the cavity 109 is connected to an external space through the etching hole 107. In the case of an ultrasonic sensor used in the air, the etching hole 107 does not need to be sealed. When the ultrasonic transducer is used in a liquid, it is preferable to seal the etching hole 107. The shape of the cavity is not limited to a circle but may be a polygon. Further, the arrangement positions of the cells and elements may be any. In order to improve the sensitivity of ultrasonic transmission and reception, it is preferable to arrange them more densely.

本実施形態の駆動原理を説明する。第1の電極102あるいは第2の電極106は、バイアス電圧を印加する電極、あるいは電気信号を加えるか電気信号を取り出すための電極として用いる。図1(b)では、バイアス電圧を印加する電極として第1の電極102を用いており、信号取り出し電極として第2の電極106を用いているが、逆にしてもよい。静電容量型トランスデューサで超音波を受信する場合、電圧印加手段(図示せず)で、直流電圧を第1の電極102に印加しておく。超音波を受信すると、第2の電極106を有する振動膜105が変形するため、第2の電極106と第1の電極102との間の間隙の距離が変わり、静電容量が変化する。この静電容量変化によって、引き出し配線に電流が流れ、電流−電圧変換素子(図示せず)によって電圧として超音波を受信することができる。   The driving principle of this embodiment will be described. The first electrode 102 or the second electrode 106 is used as an electrode for applying a bias voltage or an electrode for applying an electric signal or extracting an electric signal. In FIG. 1B, the first electrode 102 is used as the electrode to which the bias voltage is applied, and the second electrode 106 is used as the signal extraction electrode, but this may be reversed. When ultrasonic waves are received by a capacitive transducer, a DC voltage is applied to the first electrode 102 by a voltage applying means (not shown). When the ultrasonic wave is received, the vibration film 105 having the second electrode 106 is deformed, so that the distance of the gap between the second electrode 106 and the first electrode 102 changes, and the capacitance changes. Due to this capacitance change, a current flows through the lead-out wiring, and an ultrasonic wave can be received as a voltage by a current-voltage conversion element (not shown).

本実施形態によれば、犠牲層のボックス層を除去する際にセルの側壁(溝の側壁)の絶縁膜(シリコン窒化膜)がエッチングストップ層としてセル径を制御できる。さらに、隣接するセル間に活性層による連結があって、段差のない接続部を形成するため、セル間の配線断線を抑制できる。よって、容易に一枚のSOI基板で、精度の良いセル径制御と段差抑制されたセル間接続部の形成とを両立した静電容量型トランスデューサを作製することができ、とりわけ広ギャップの静電容量型トランスデューサを実現できる。   According to this embodiment, when the sacrificial box layer is removed, the cell diameter can be controlled by using the insulating film (silicon nitride film) on the side wall of the cell (side wall of the groove) as an etching stop layer. Furthermore, there is a connection by the active layer between adjacent cells, and a connection part without a step is formed, so that the disconnection of wiring between cells can be suppressed. Therefore, it is possible to easily manufacture a capacitive transducer that achieves both accurate cell diameter control and formation of inter-cell connection portions with reduced steps, using a single SOI substrate. A capacitive transducer can be realized.

以下、より具体的な実施例を説明する。
(実施例1)
実施例1では、エッチング孔を封止せず、かつ振動膜の上に導電性膜を覆うCMUTの作製方法について説明する。図2−1〜図2−3に、実施例1におけるCMUTの作製方法を示す。
Hereinafter, more specific examples will be described.
Example 1
In Example 1, a manufacturing method of a CMUT that does not seal an etching hole and covers a conductive film on a vibration film will be described. FIGS. 2-1 to 2-3 show a method for manufacturing the CMUT in the first embodiment.

まず、図2−1(a)に示すように、SOI基板を洗浄して用意する。そのハンドル層115は第1の電極(下電極)102として利用する。ハンドル層115は、第1の電極として用いるため低抵抗のシリコン基板であることが望ましく、ここでは抵抗率は0.01Ωcmである。その後、所望のセル形状に従ってSOI基板をパターニングし、活性層117、ボックス層116、さらにハンドル層115までドライエッチングする。こうして図2−1(b)に示すように、セル間に溝122を形成する。ただし、セル間接続部(接続部)118は残す。ボックス層をエッチングしてキャビティを良好に形成する観点から、接続部118はセルの中央部間を接続するのが好ましいが、中央部から偏ったところに形成されてもよい。そして、図2−1(c)に示すように、LPCVDを用いて基板上にシリコン窒化膜を成膜する。このシリコン窒化膜は、その後の側壁絶縁膜112となる。なお、基板の裏面にもシリコン窒化膜が堆積するが、ドライエッチングして除去する。   First, as shown in FIG. 2A, an SOI substrate is cleaned and prepared. The handle layer 115 is used as the first electrode (lower electrode) 102. The handle layer 115 is preferably a low-resistance silicon substrate for use as the first electrode, and here has a resistivity of 0.01 Ωcm. Thereafter, the SOI substrate is patterned in accordance with a desired cell shape, and dry etching is performed up to the active layer 117, the box layer 116, and the handle layer 115. Thus, as shown in FIG. 2-1 (b), a groove 122 is formed between the cells. However, the inter-cell connection part (connection part) 118 remains. From the viewpoint of satisfactorily forming the cavity by etching the box layer, the connecting portion 118 is preferably connected between the central portions of the cells, but may be formed at a location deviated from the central portion. Then, as shown in FIG. 2-1 (c), a silicon nitride film is formed on the substrate using LPCVD. This silicon nitride film becomes the subsequent sidewall insulating film 112. A silicon nitride film is also deposited on the back surface of the substrate, but is removed by dry etching.

次に基板上にパターニングし、エッチングして、エッチング孔107を形成する。図2−1(d)に示すように、エッチング孔107はハンドル層115までエッチングして形成したが、ボックス層116を犠牲層として除去するためのものであるので、ボックス層116まで掘れていればよい。図2−1(e)は、図2−1(d)にあるボックス層レベルの点線A−A’における水平面図を示す。言い換えれば、図2−1(d)のA−A’範囲は、図2−1(e)にある点線A−A’における断面図を示す。   Next, patterning is performed on the substrate and etching is performed to form an etching hole 107. As shown in FIG. 2D, the etching hole 107 is formed by etching up to the handle layer 115. However, the etching hole 107 is used to remove the box layer 116 as a sacrificial layer. That's fine. FIG. 2-1 (e) is a horizontal plan view taken along the dotted line A-A 'at the box layer level in FIG. 2-1 (d). In other words, the range of A-A ′ in FIG. 2-1 (d) is a cross-sectional view taken along the dotted line A-A ′ in FIG. 2 (e).

次に図2−2(f)に示すように犠牲層であるボックス層を除去するために、基板をBHF液(Buffered Hydrogen Fluoride Acid)に浸漬する。BHF液は、エッチング孔107を通じてボックス層のシリコン酸化膜をエッチングして除去し、除去された空間はキャビティ109になる。LPCVDで成膜したシリコン窒化膜112はBHF液で殆どエッチングされず、エッチングストップ層として機能し、セルの形状を決定する。   Next, as shown in FIG. 2-2 (f), the substrate is immersed in a BHF solution (Buffered Hydrogen Fluoride Acid) in order to remove the box layer which is a sacrificial layer. The BHF solution is removed by etching the silicon oxide film of the box layer through the etching hole 107, and the removed space becomes a cavity 109. The silicon nitride film 112 formed by LPCVD is hardly etched with the BHF solution, and functions as an etching stop layer to determine the cell shape.

図2−2(g)は、図2−2(f)にあるボックス層レベルの点線A−A’の水平面図を示す。つまり、図2−2(f)のA−A’範囲は、図2−2(g)にある点線A−A’の断面図を示す。図2−2(f)と図2−2(g)を参照して分かるように、セル101、セル201、セル301はセル間接続部118で連結されている。BHF液がエッチング孔107に流入して、まずセル301にあるボックス層を除去し、そして、セル間流路130のボックス層も除去して、流路130を介してセル201のボックス層を除去する。セル101とパッド125との間にある流路133までエッチングされたら、エッチングを止める。こうして図2−2(g)に示すように、3つのセルのボックス層を完全に除去し、そのセルの形状も制御できる。この隣接するセル間流路130、及びセルとパッド125との間の流路133の流路幅は、セルの有効径(セル面積/円周率の比率の平方根)の3/2以下が好ましく、さらには、セルの有効径の1/2以下がより好ましい。つまり、接続部はセルより幅が狭い。エッチング孔の形成箇所は上記のものには限らない。例えば、各セルの部分に、エッチング孔を形成してもよい。この場合、エッチング時間の制御で、セル間接続部118のボックス層の少なくとも一部を残すこともできる(後述の図6の実施例を参照)。   FIG. 2-2 (g) shows a horizontal plan view of the dotted line A-A 'at the box layer level in FIG. 2-2 (f). That is, the range of A-A ′ in FIG. 2-2 (f) is a cross-sectional view taken along the dotted line A-A ′ in FIG. 2-2 (g). As can be seen with reference to FIG. 2-2 (f) and FIG. 2-2 (g), the cell 101, the cell 201, and the cell 301 are connected by an inter-cell connection unit 118. The BHF solution flows into the etching hole 107, first the box layer in the cell 301 is removed, and then the box layer in the inter-cell flow path 130 is also removed, and the box layer in the cell 201 is removed through the flow path 130. To do. When the etching is performed up to the flow path 133 between the cell 101 and the pad 125, the etching is stopped. Thus, as shown in FIG. 2-2 (g), the box layer of the three cells is completely removed, and the shape of the cell can be controlled. The channel width of the channel 130 between the adjacent cells and the channel 133 between the cell and the pad 125 is preferably 3/2 or less of the effective diameter of the cell (the square root of the ratio of the cell area / circumferential ratio). Further, it is more preferable that the effective diameter of the cell is ½ or less. That is, the connection portion is narrower than the cell. The locations where the etching holes are formed are not limited to those described above. For example, an etching hole may be formed in each cell portion. In this case, it is possible to leave at least a part of the box layer of the inter-cell connecting portion 118 by controlling the etching time (see an example of FIG. 6 described later).

次に基板を洗浄、乾燥して、熱酸化を行い、図2−2(h)に示すように絶縁膜のシリコン熱酸化膜103を形成する。前記シリコン窒化膜である側壁絶縁膜112の成膜工程では酸素を遮断する。一方この工程では、空気中にシリコンが露出する部位だけに熱酸化膜(絶縁層103)が形成される。酸素がエッチング孔107を通じて、キャビティ109内に入るので、キャビティ109の上下にも酸化膜の絶縁層103が形成される。この絶縁層103を形成することにより、CMUTを操作する際にコラプス電圧より大きな直流バイアス電圧を印加して上下電極が接触しても、短絡しないという保護効果が得られる。   Next, the substrate is washed and dried, and then thermal oxidation is performed to form a silicon thermal oxide film 103 as an insulating film as shown in FIG. In the step of forming the sidewall insulating film 112 which is the silicon nitride film, oxygen is blocked. On the other hand, in this step, a thermal oxide film (insulating layer 103) is formed only in a portion where silicon is exposed to the air. Since oxygen enters the cavity 109 through the etching hole 107, oxide insulating layers 103 are also formed above and below the cavity 109. By forming the insulating layer 103, when the CMUT is operated, a protective effect that a short-circuit does not occur even when a DC bias voltage larger than the collapse voltage is applied to contact the upper and lower electrodes can be obtained.

次に図2−2(i)に示すように、ドライエッチングで基板表面にある絶縁膜112(シリコン窒化膜)及び基板裏面にある絶縁膜103(シリコン酸化膜)を除去する。ドライエッチングは異方性を有するので、側壁にある側壁絶縁膜112だけを残すことができる。基板表面にある窒化膜を除去する目的は、単結晶シリコン半導体の振動膜105を露出させてその上に導電性膜を形成し、第2の電極(上電極)を配線するためである。基板裏面にある酸化膜を除去する目的は、第1の電極(下電極)とするハンドル層115を露出させ、第1の電極(下電極)のパッドを設置することである。こうすれば、CMUTの上下電極の電気配線が形成できる。また、第2の電極(上電極)を含む振動膜105と第1の電極(下電極)102は、絶縁膜103とキャビティ109を介して近い距離で面することになり、素子の電気機械変換効率を高くすることができる。図2−2(i)では、セル間の電気抵抗値を減らしかつ工程を簡便にするため、基板表面の窒化膜をパターニングしていないが、低抵抗の活性層であれば、仕様に応じて適当な形状にパターニングしても構わない。同じように低抵抗のハンドル層であれば、基板裏面の酸化膜を仕様に応じて適当な形状にパターニングしてもよい。   Next, as shown in FIG. 2-2 (i), the insulating film 112 (silicon nitride film) on the substrate surface and the insulating film 103 (silicon oxide film) on the back surface of the substrate are removed by dry etching. Since dry etching has anisotropy, only the sidewall insulating film 112 on the sidewall can be left. The purpose of removing the nitride film on the substrate surface is to expose the vibrating film 105 of the single crystal silicon semiconductor, form a conductive film thereon, and wire the second electrode (upper electrode). The purpose of removing the oxide film on the back surface of the substrate is to expose the handle layer 115 serving as the first electrode (lower electrode) and to provide a pad for the first electrode (lower electrode). In this way, the electrical wiring of the upper and lower electrodes of the CMUT can be formed. In addition, the vibration film 105 including the second electrode (upper electrode) and the first electrode (lower electrode) 102 face each other at a short distance through the insulating film 103 and the cavity 109, so that the electromechanical conversion of the element is performed. Efficiency can be increased. In FIG. 2-2 (i), the nitride film on the surface of the substrate is not patterned in order to reduce the electric resistance value between cells and simplify the process. It may be patterned into an appropriate shape. Similarly, if the handle layer has a low resistance, the oxide film on the back surface of the substrate may be patterned into an appropriate shape according to the specification.

次に図2−3(j)に示すように、基板の表面に振動膜105上の導電性膜を形成し、パターニングして第2の電極(上電極)106及び第2の電極のパッド120を形成する。そして、基板裏面にも第1の電極(下電極)のパッド121を成膜してパターニングする。図2−3(k)は、図2−3(j)にあるA−A’範囲の上面図を示す。言い換えれば、図2−3(j)のA−A’範囲は、図2−3(k)にある点線A−A’の断面図を示す。図2−3(j)、図2−3(k)を参照して分かるように、セルの第2の電極(上電極)106、セル間電気接続部131、第2の電極のパッド120、セルとパッドとの電気接続部132は、全て活性層117の上に載せるので、段差のない電気接続ができる。   Next, as shown in FIG. 2-3 (j), a conductive film on the vibration film 105 is formed on the surface of the substrate and patterned to form a second electrode (upper electrode) 106 and a pad 120 of the second electrode. Form. Then, the first electrode (lower electrode) pad 121 is formed on the back surface of the substrate and patterned. FIG. 2-3 (k) shows a top view of the A-A ′ range in FIG. 2-3 (j). In other words, the range A-A ′ in FIG. 2-3 (j) shows a cross-sectional view taken along the dotted line A-A ′ in FIG. 2-3 (k). As can be seen with reference to FIGS. 2-3 (j) and 2-3 (k), the second electrode (upper electrode) 106 of the cell, the inter-cell electrical connection 131, the pad 120 of the second electrode, Since all the electrical connection portions 132 between the cells and the pads are placed on the active layer 117, electrical connection without a step can be achieved.

(実施例2)
実施例2では、エッチング孔を封止し、かつ導電性膜を振動膜の上に形成するCMUTの作製方法について説明する。図3に本発明の実施例2におけるCMUTの作製方法を説明する図を示す。
(Example 2)
In Example 2, a method for manufacturing a CMUT in which an etching hole is sealed and a conductive film is formed on a vibration film will be described. FIG. 3 is a diagram for explaining a method of manufacturing a CMUT in Embodiment 2 of the present invention.

本実施例のCMUT作製方法では、まず上記実施例1の図2−1(a)〜図2−2(h)に示す工程と同じように基板を形成する。その後、図3(a)に示すように、基板の表面に封止膜113を成膜し、エッチング孔107を封止して封止部108を形成する。この封止膜113は、PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)で形成したシリコン窒化膜である。封止膜はシリコン酸化膜でもよいし、 LPCVDで形成したシリコン窒化膜もしくはシリコン酸化膜でもよい。図3(a)において封止部108にある封止膜113はエッチング孔107を塞いているが、エッチング孔の径により(例えば径を大きくすることにより)、エッチング孔付近のキャビティ109までを塞ぐことも可能である。   In the CMUT manufacturing method of this embodiment, a substrate is first formed in the same manner as the steps shown in FIGS. 2-1 (a) to 2-2 (h) of the first embodiment. Thereafter, as shown in FIG. 3A, a sealing film 113 is formed on the surface of the substrate, and the etching hole 107 is sealed to form a sealing portion 108. The sealing film 113 is a silicon nitride film formed by PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition). The sealing film may be a silicon oxide film, or a silicon nitride film or silicon oxide film formed by LPCVD. In FIG. 3A, the sealing film 113 in the sealing portion 108 closes the etching hole 107, but closes the cavity 109 near the etching hole by the diameter of the etching hole (for example, by increasing the diameter). It is also possible.

次に図3(b)に示すように、基板表面にある封止膜113及び絶縁膜112をドライエッチングで除去する。基板裏面も、ドライエッチングで絶縁膜103(シリコン酸化膜)を除去する。その目的と効果は、上記実施例1の図2−2(i)に示す工程と同じである。ドライエッチングが異方性を有するので、キャビティ109の側壁は、側壁絶縁膜112及び封止膜113で構成される。つまり、振動膜の支持部の少なくも一部は多結晶シリコン膜で形成されている。   Next, as shown in FIG. 3B, the sealing film 113 and the insulating film 112 on the substrate surface are removed by dry etching. The insulating film 103 (silicon oxide film) is also removed from the back surface of the substrate by dry etching. The purpose and effect are the same as the steps shown in FIG. Since dry etching has anisotropy, the sidewall of the cavity 109 is constituted by the sidewall insulating film 112 and the sealing film 113. That is, at least a part of the supporting portion of the vibration film is formed of a polycrystalline silicon film.

次に図3(c)に示すように、振動膜105の上に導電性膜を形成し、パターニングして第2の電極(上電極)106及び第2の電極のパッド120を形成する。そして基板裏面に第1の電極(下電極)のパッド121を成膜してパターニングする。図3(d)は図3(c)にあるA−A’範囲の上面図を示す。つまり、図3(c)のA−A’範囲は、図3(d)にある点線A−A’の断面図を示す。ここでも図3(c)と図3(d)から分かるように、セルの第2の電極(上電極)106、セル間電気接続部131、第2の電極のパッド120、セルとパッドとの間の電気接続部132は全て活性層117の上に載っているので、段差のない電気接続ができる。   Next, as shown in FIG. 3C, a conductive film is formed on the vibration film 105 and patterned to form a second electrode (upper electrode) 106 and a pad 120 of the second electrode. Then, a first electrode (lower electrode) pad 121 is formed on the back surface of the substrate and patterned. FIG. 3D shows a top view of the range A-A ′ shown in FIG. That is, the A-A ′ range in FIG. 3C is a cross-sectional view taken along the dotted line A-A ′ in FIG. Here, as can be seen from FIGS. 3C and 3D, the second electrode (upper electrode) 106 of the cell, the inter-cell electrical connection 131, the pad 120 of the second electrode, the cell and the pad Since all the electrical connection portions 132 are placed on the active layer 117, electrical connection without a step can be achieved.

(実施例3)
実施例3では、エッチング孔を封止し、かつ振動膜自体を第2の電極(上電極)とするCMUTの作製方法について説明する。図4に実施例3におけるCMUTの作製方法を示す。
(Example 3)
In Example 3, a method of manufacturing a CMUT in which the etching hole is sealed and the vibration film itself is the second electrode (upper electrode) will be described. FIG. 4 shows a method for producing a CMUT in Example 3.

本実施例のCMUT作製方法では、まず上記実施例2の図3(a)に示す工程までと同じように基板を形成する。その後、図4(a)に示すように、基板の表面にパターニングして絶縁膜112及び封止膜113をエッチングし、導電性膜で第2の電極(上電極)のパッド120を形成する。基板の裏面も絶縁膜103(酸化膜)をパターニングしてエッチングし、第1の電極(下電極)のパッド121を形成する。   In the CMUT manufacturing method of this embodiment, first, a substrate is formed in the same manner as in the process up to the step shown in FIG. Thereafter, as shown in FIG. 4A, the insulating film 112 and the sealing film 113 are etched on the surface of the substrate to etch the second electrode (upper electrode) pad 120 with a conductive film. The back surface of the substrate is also patterned and etched on the insulating film 103 (oxide film) to form a pad 121 of the first electrode (lower electrode).

図4(b)は、図4(a)にあるボックス層レベルの点線A−A’の水平面図を示す。言い換えれば、図4(a)のA−A’範囲は、図4(b)にある点線A−A’の断面図を示す。本実施例によれば、エッチング孔を封止でき、かつ低抵抗半導体の活性層である振動膜自体を第2の電極(上電極)とする。よって、セル間の電気接続部も振動膜と同じ活性層117で形成するため、断線の可能性が低い。   FIG. 4B is a horizontal plan view of the dotted line A-A ′ at the box layer level in FIG. In other words, the range of A-A ′ in FIG. 4A is a cross-sectional view taken along the dotted line A-A ′ in FIG. According to the present embodiment, the vibration film itself that can seal the etching hole and is the active layer of the low-resistance semiconductor is used as the second electrode (upper electrode). Therefore, since the electrical connection part between the cells is also formed by the same active layer 117 as the vibration film, the possibility of disconnection is low.

(実施例4)
実施例4は、上記実施例3の特徴(エッチング孔の封止及び振動膜自体が第2の電極)に加えて、振動膜の上下に同じ厚さの絶縁膜を有する特徴及び基板裏面に取り出す貫通配線を有する特徴を持つ。図5−1〜図5−3に、実施例4におけるCMUTの作製方法を説明する図を示す。
Example 4
In the fourth embodiment, in addition to the features of the third embodiment (sealing of the etching holes and the vibrating membrane itself is the second electrode), the features of having insulating films with the same thickness above and below the vibrating membrane and the back surface of the substrate are taken out. It has the characteristic of having a through wiring. 5A to 5C are diagrams illustrating a method for manufacturing a CMUT according to the fourth embodiment.

本実施例のCMUT作製方法では、まず上記実施例1の図2−1(c)に示す工程までと同じように基板を形成する。その後、図5−1(a)に示すように、基板表面を全面ドライエッチングして、側壁のみを残して絶縁膜112(窒化膜)を除去する。基板表面にある窒化膜を除去する目的は、単結晶シリコン半導体の振動膜105を露出させ、その後に熱酸化工程で熱酸化膜を形成することにある。   In the CMUT manufacturing method of the present embodiment, a substrate is first formed in the same manner as in the first embodiment up to the step shown in FIG. Thereafter, as shown in FIG. 5A, the entire surface of the substrate is dry-etched, and the insulating film 112 (nitride film) is removed leaving only the side walls. The purpose of removing the nitride film on the substrate surface is to expose the vibrating film 105 of the single crystal silicon semiconductor and then form a thermal oxide film in a thermal oxidation process.

次に、図5−1(b)に示すように、パターニング及びドライエッチングによりエッチング孔107を形成する。その後、図5−1(c)に示すように、犠牲層のボックス層116を除去する。この工程は、上記実施例1の図2−2(f)、図2−2(g)に示す工程と同じである。図5−1(d)は、図5−1(c)にあるボックス層レベルの点線A−A’の水平面図を示す。つまり、図5−1(c)のA−A’範囲は、図5−1(d)にある点線A−A’の断面図を示す。   Next, as shown in FIG. 5B, an etching hole 107 is formed by patterning and dry etching. Thereafter, as shown in FIG. 5C, the sacrificial box layer 116 is removed. This process is the same as the process shown in FIGS. 2-2 (f) and 2-2 (g) of the first embodiment. FIG. 5-1 (d) shows a horizontal plan view of the dotted line A-A 'at the box layer level in FIG. 5-1 (c). That is, the range of A-A ′ in FIG. 5C is a cross-sectional view taken along the dotted line A-A ′ in FIG.

次に、上記実施例1の図2−2(h)に示す工程と同じように基板を熱酸化して、大気に露出しているシリコン面に図5−2(e)に示すようにシリコン熱酸化膜で構成する絶縁膜103を形成する。熱酸化工程は供給律速ではなく、表面反応律速であるため、キャビティ109内の上下表面にも熱酸化膜が同じ速度で形成できる。即ち、振動膜105の上下にある絶縁膜103が同時的に形成され、これらは同じ厚さであり、応力も同じである。こうして第1の電極の間隙に面する表面及び振動膜の間隙に面する表面に、同じ厚さの熱シリコン酸化膜が形成される。これにより上下応力のバランスが取れるため、振動膜105は撓みが少なく、ほぼ水平であるという利点がある。次に、上記実施例2の図3(a)に示す工程と同じように封止膜113を堆積し、図5−2(f)に示すようにエッチング孔107を封止して封止部108を形成する。   Next, the substrate is thermally oxidized in the same manner as the process shown in FIG. 2-2 (h) of the first embodiment, and the silicon surface exposed to the atmosphere is exposed to silicon as shown in FIG. 5-2 (e). An insulating film 103 made of a thermal oxide film is formed. Since the thermal oxidation process is not a supply-controlled rate but a surface reaction-controlled rate, thermal oxide films can be formed on the upper and lower surfaces in the cavity 109 at the same rate. That is, the insulating films 103 above and below the vibration film 105 are formed simultaneously, and they have the same thickness and the same stress. Thus, a thermal silicon oxide film having the same thickness is formed on the surface facing the gap between the first electrodes and the surface facing the gap between the vibration films. Accordingly, since the vertical stress is balanced, there is an advantage that the vibration film 105 has little bending and is substantially horizontal. Next, the sealing film 113 is deposited in the same manner as in the step shown in FIG. 3A of the second embodiment, and the etching hole 107 is sealed as shown in FIG. 108 is formed.

次に、上記実施例2の図3(b)に示す工程と同じようにパターニングなしでドライエッチングして、図5−2(g)に示すように基板表面にある封止膜113(シリコン窒化膜)を除去する。ドライエッチングが異方性を有するので、形成されたキャビティ109の側壁には、側壁絶縁膜112及び封止膜113が残る。   Next, dry etching is performed without patterning in the same manner as in the step shown in FIG. 3B of the second embodiment, and the sealing film 113 (silicon nitride) on the substrate surface as shown in FIG. Film). Since dry etching has anisotropy, the sidewall insulating film 112 and the sealing film 113 remain on the sidewall of the formed cavity 109.

次に、図5−3(h)に示すように基板の表面にパターニングし、ドライエッチングして、エッチング孔138を形成する。そして深堀ドライエッチングで、基板の裏面にシリコン貫通配線の周辺のエッチング溝136を形成する。第2の電極106とする振動膜105を、ハンドル層にあるシリコン貫通配線135に電気的に接続するため、このエッチング孔138は、ハンドル層115まで掘る必要がある。即ち、このシリコン貫通配線135によって、第2の電極とする振動膜105に発生する信号を基板の裏面側に引き出すことが可能である。このシリコン貫通配線135と第1の電極のハンドル層115とを絶縁させるため、エッチング溝136はボックス層116まで掘る必要がある。図5−3(i)は、図5−3(h)にあるボックス層レベルの点線A−A’の水平面図を示す。言い換えれば、図5−3(h)のA−A’範囲は、図5−3(i)にある点線A−A’の断面図を示す。   Next, as shown in FIG. 5-3 (h), patterning is performed on the surface of the substrate and dry etching is performed to form an etching hole 138. Then, an etching groove 136 around the through silicon via is formed on the back surface of the substrate by deep dry etching. In order to electrically connect the vibration film 105 serving as the second electrode 106 to the through silicon via 135 in the handle layer, the etching hole 138 needs to be dug up to the handle layer 115. That is, a signal generated in the vibration film 105 serving as the second electrode can be extracted to the back side of the substrate by the through silicon via 135. In order to insulate the through silicon via 135 from the handle layer 115 of the first electrode, the etching groove 136 needs to be dug up to the box layer 116. FIG. 5-3 (i) shows a horizontal plan view of the dotted line A-A ′ at the box layer level in FIG. 5-3 (h). In other words, the range A-A ′ in FIG. 5C is a cross-sectional view taken along the dotted line A-A ′ in FIG.

次に、図5−3(j)に示すように、前記エッチング孔138に導電性膜を成膜して導電性の貫通配線部137を形成する。一方、基板の裏面に、前記シリコン貫通配線135の表面及び第1の電極102の一部の表面をエッチングしてシリコンを露出させ、導電性膜を成膜して第2の電極のパッド120及び第1の電極のパッド121を形成する。図5−3(k)は、図5−3(j)にあるボックス層レベルの点線A−A’の水平面図を示す。言い換えれば、図5−3(j)のA−A’範囲は、図5−3(k)にある点線A−A’の断面図を示す。   Next, as shown in FIG. 5-3 (j), a conductive film is formed in the etching hole 138 to form a conductive through wiring portion 137. On the other hand, on the back surface of the substrate, the surface of the silicon through wiring 135 and a part of the surface of the first electrode 102 are etched to expose silicon, and a conductive film is formed to form the second electrode pad 120 and A pad 121 of the first electrode is formed. FIG. 5-3 (k) is a horizontal plan view of a dotted line A-A ′ at the box layer level in FIG. 5-3 (j). In other words, the range of A-A ′ in FIG. 5-3 (j) shows a cross-sectional view taken along the dotted line A-A ′ in FIG. 5-3 (k).

上記実施例1〜4において、複数のセルが直列的に配置される場合、単一のエッチング孔を介するエッチング工程で該直列する複数のセルのキャビティを一括形成することが可能である。即ち、エッチング孔107をパッド(もしくは貫通配線部)の反対位置に配置すれば、直列的に隣接する複数のセルを形成でき、該直列的に複数接続するセル群は1つのエレメントを構成することができる。   In the first to fourth embodiments, when a plurality of cells are arranged in series, the cavities of the plurality of cells in series can be collectively formed by an etching process through a single etching hole. That is, if the etching hole 107 is arranged at a position opposite to the pad (or the through wiring portion), a plurality of cells adjacent in series can be formed, and the group of cells connected in series constitutes one element. Can do.

(実施例5)
上記実施例1〜4では、3つの隣接するセルがパッド(もしくは貫通配線部)に直列的に接続する例を示した。実施例5では、3つのセルを直列的に隣接させず、パッド(もしくは貫通配線部)に並列的に接続する例を示す。実施例5のCMUTを説明する図6は、3つのセルを並列的に貫通配線部に接続したボックス層レベルの水平面図を示す。本実施例におけるCMUTは、上記実施例4と同様に形成する。図6に示すように、複数のセル101、201、301は1つパッド(もしくは貫通配線部137)に並列的に接続している。本実施例によって、複数のセルを同じパッド(もしくは貫通配線部)に並列的に接続することが可能である。
(Example 5)
In the above-described Examples 1 to 4, the example in which three adjacent cells are connected in series to the pad (or the through wiring portion) is shown. In the fifth embodiment, an example is shown in which three cells are not adjacently connected in series, but are connected in parallel to pads (or through wiring portions). FIG. 6 illustrating the CMUT of Example 5 shows a horizontal view of a box layer level in which three cells are connected in parallel to the through wiring portion. The CMUT in this embodiment is formed in the same manner as in the fourth embodiment. As shown in FIG. 6, the plurality of cells 101, 201, 301 are connected in parallel to one pad (or through wiring portion 137). According to this embodiment, a plurality of cells can be connected in parallel to the same pad (or through wiring portion).

(他の実施形態)
上記トランスデューサは、超音波診断装置などの被検体情報取得装置に適用することができる。被検体からの音響波をトランスデューサで受信し、出力される電気信号を用い、光吸収係数などの被検体の光学特性値を反映した被検体情報や音響インピーダンスの違いを反映した被検体情報を取得できる。
(Other embodiments)
The transducer can be applied to a subject information acquisition apparatus such as an ultrasonic diagnostic apparatus. The transducer receives the acoustic wave from the subject, and uses the output electrical signal to obtain subject information that reflects the subject's optical characteristic values, such as the light absorption coefficient, and subject information that reflects the difference in acoustic impedance. it can.

より詳しくは、情報取得装置の一例は、被検体に光(可視光線、赤外線などを含む電磁波)を照射する。このことにより被検体内の複数の位置(部位)で発生した光音響波を受信し、被検体内の複数の位置に夫々対応する特性情報の分布を示す特性分布を取得する。光音響波により取得される特性情報とは、光の吸収に関わる特性情報を示し、光照射によって生じた光音響波の初期音圧、或いは初期音圧から導かれる光エネルギー吸収密度や、吸収係数、組織を構成する物質の濃度、等を反映した特性情報を含む。物質の濃度とは、例えば、酸素飽和度やトータルヘモグロビン濃度や、オキシヘモグロビン或いはデオキシヘモグロビン濃度などである。また、情報取得装置は、人や動物の悪性腫瘍や血管疾患などの診断や化学治療の経過観察などを目的とすることもできる。よって、被検体としては生体、具体的には人や動物の乳房、頸部、腹部などの診断対象が想定される。被検体内部にある光吸収体としては、被検体内部で相対的に吸収係数が高い組織がある。例えば、人体の一部が被検体であれば、オキシヘモグロビン或いはデオキシヘモグロビンやそれらを多く含む血管、或いは新生血管を多く含む腫瘍、頸動脈壁のプラークなどがある。さらには、金粒子やグラファイトなどを利用して、悪性腫瘍などと特異的に結合する分子プローブや、薬剤を伝達するカプセルなども光吸収体となる。   More specifically, an example of the information acquisition apparatus irradiates a subject with light (electromagnetic waves including visible light, infrared light, etc.). Thus, photoacoustic waves generated at a plurality of positions (parts) in the subject are received, and characteristic distributions indicating distributions of characteristic information respectively corresponding to the plurality of positions in the subject are acquired. The characteristic information acquired by the photoacoustic wave indicates characteristic information related to light absorption. The initial sound pressure of the photoacoustic wave generated by light irradiation, the light energy absorption density derived from the initial sound pressure, or the absorption coefficient And characteristic information reflecting the concentration of substances constituting the tissue. The substance concentration is, for example, oxygen saturation, total hemoglobin concentration, oxyhemoglobin or deoxyhemoglobin concentration. The information acquisition device can also be used for the diagnosis of human or animal malignant tumors, vascular diseases, etc., and the follow-up of chemical treatment. Therefore, the subject is assumed to be a living body, specifically, a diagnosis target such as a breast, neck or abdomen of a human or animal. As the light absorber inside the subject, there is a tissue having a relatively high absorption coefficient inside the subject. For example, if a part of the human body is a subject, there are oxyhemoglobin or deoxyhemoglobin, blood vessels containing many of them, tumors containing many new blood vessels, and plaques on the carotid artery wall. Furthermore, molecular probes that specifically bind to malignant tumors using gold particles or graphite, capsules that transmit drugs, and the like are also light absorbers.

また、光音響波の受信だけでなく、トランスデューサを含むプローブから送信される超音波が被検体内で反射した超音波エコーによる反射波を受信することにより、被検体内の音響特性に関する分布を取得することもできる。この音響特性に関する分布は、被検体内部の組織の音響インピーダンスの違いを反映した分布を含む。   In addition to the reception of photoacoustic waves, the distribution of the acoustic characteristics in the subject is obtained by receiving the reflected waves from the ultrasonic echoes reflected by the ultrasound transmitted from the probe including the transducer in the subject. You can also The distribution relating to the acoustic characteristics includes a distribution reflecting the difference in acoustic impedance of the tissue inside the subject.

図7(a)は、光音響効果を利用した情報取得装置を示す。光源2010が発振したパルス光は、レンズ、ミラー、光ファイバー等の光学部材2012を介して、被検体2014に照射される。被検体2014の内部にある光吸収体2016は、パルス光のエネルギーを吸収し、音響波である光音響波2018を発生する。探触子部2022内の本発明のトランスデューサ2020は、光音響波2018を受信して電気信号に変換し、探触子部のフロントエンド回路に出力する。フロントエンド回路ではプリアンプ等の信号処理を行い、接続部を介してこれを本体部の信号処理部2024に送る。信号処理部2024では、入力された電気信号に対して、A/D変換や増幅等の信号処理を行い、同じく本体部のデータ処理部2026へ出力する。データ処理部2026は、入力された信号を用いて被検体情報(光吸収係数などの被検体の光学特性値を反映した特性情報)を画像データとして取得する。ここでは、信号処理部2024とデータ処理部2026を含めて、処理部という。表示部2028は、データ処理部2026から入力された画像データに基づいて、画像を表示する。探触子部2022と本体部を一体にした構成とすることもできる。   FIG. 7A shows an information acquisition device using the photoacoustic effect. The pulsed light oscillated by the light source 2010 is applied to the subject 2014 via an optical member 2012 such as a lens, a mirror, or an optical fiber. The light absorber 2016 inside the subject 2014 absorbs the energy of the pulsed light and generates a photoacoustic wave 2018 that is an acoustic wave. The transducer 2020 of the present invention in the probe unit 2022 receives the photoacoustic wave 2018, converts it into an electrical signal, and outputs it to the front end circuit of the probe unit. The front-end circuit performs signal processing such as a preamplifier and sends it to the signal processing unit 2024 of the main body through the connection unit. The signal processing unit 2024 performs signal processing such as A / D conversion and amplification on the input electrical signal, and outputs the same to the data processing unit 2026 of the main body unit. The data processing unit 2026 acquires object information (characteristic information reflecting the optical characteristic value of the object such as a light absorption coefficient) as image data using the input signal. Here, the signal processing unit 2024 and the data processing unit 2026 are collectively referred to as a processing unit. The display unit 2028 displays an image based on the image data input from the data processing unit 2026. The probe unit 2022 and the main body unit may be integrated.

図7(b)は、音響波の反射を利用した超音波エコー診断装置などの情報取得装置を示す。探触子部2122内の本発明のトランスデューサ2120から被検体2114へ送信された音響波は、反射体2116により反射される。トランスデューサ2120は、反射された音響波(反射波)2118を受信して電気信号に変換し、探触子部内のフロントエンド回路に出力する。フロントエンド回路ではプリアンプ等の信号処理を行い、接続部を介してこれを本体部の信号処理部2124に送る。信号処理部2124は、入力された電気信号に対して、A/D変換や増幅等の信号処理を行い、同じく本体部のデータ処理部2126へ出力する。データ処理部2126は、入力された信号を用いて被検体情報(音響インピーダンスの違いを反映した特性情報)を画像データとして取得する。ここでも、信号処理部2124とデータ処理部2126を含めて、処理部という。表示部2128は、データ処理部2126から入力された画像データに基づいて、画像を表示する。ここでも、探触子部2122と本体部を一体にした構成とすることもできる。   FIG. 7B shows an information acquisition apparatus such as an ultrasonic echo diagnostic apparatus using acoustic wave reflection. The acoustic wave transmitted from the transducer 2120 of the present invention in the probe unit 2122 to the subject 2114 is reflected by the reflector 2116. The transducer 2120 receives the reflected acoustic wave (reflected wave) 2118, converts it into an electrical signal, and outputs it to the front end circuit in the probe unit. The front-end circuit performs signal processing such as a preamplifier and sends it to the signal processing unit 2124 of the main body through the connection unit. The signal processing unit 2124 performs signal processing such as A / D conversion and amplification on the input electrical signal, and outputs the same to the data processing unit 2126 of the main body. The data processing unit 2126 acquires object information (characteristic information reflecting a difference in acoustic impedance) as image data using the input signal. Here, the signal processing unit 2124 and the data processing unit 2126 are also referred to as a processing unit. The display unit 2128 displays an image based on the image data input from the data processing unit 2126. In this case, the probe unit 2122 and the main body unit may be integrated.

探触子部は、機械的に走査するものであっても、医師や技師等のユーザが被検体に対して移動させるもの(ハンドヘルド型)であってもよい。また、図7(b)のように反射波を用いる装置の場合、音響波を発する探触子は受信する探触子と別に設けても良い。さらに、図7(a)と図7(b)の装置の機能をどちらも兼ね備えた装置とし、被検体の光学特性値を反映した被検体情報と、音響インピーダンスの違いを反映した被検体情報と、をどちらも取得するようにしてもよい。この場合、図7(a)のトランスデューサ2020が光音響波の受信だけでなく、音響波の送信と反射波の受信を行うようにしてもよい。   The probe unit may be one that mechanically scans, or one that a user such as a doctor or engineer moves with respect to the subject (handheld type). In the case of a device that uses reflected waves as shown in FIG. 7B, a probe that emits an acoustic wave may be provided separately from the receiving probe. Further, the apparatus has both the functions of the apparatus of FIG. 7A and FIG. 7B, and the object information reflecting the optical characteristic value of the object and the object information reflecting the difference in acoustic impedance, Both of them may be acquired. In this case, the transducer 2020 in FIG. 7A may transmit not only the photoacoustic wave but also the acoustic wave and the reflected wave.

101、201、301・・セル、102・・第1の電極(下電極)、105・・振動膜、106・・第2の電極(上電極)、109・・ キャビティ(間隙)、112・・支持部(側壁絶縁膜、エッチングストップ絶縁膜)、115・・ハンドル層(第1層)、116・・ボックス層(第2層)、117・・活性層(第3層)、118、119・・接続部(セル間接続部、セル・パッド間接続部)、122・・溝   101, 201, 301... Cell 102.. First electrode (lower electrode) 105.. Vibrating membrane 106. Second electrode (upper electrode) 109 109 cavity (gap) 112 Support portion (side wall insulating film, etching stop insulating film), 115.. Handle layer (first layer), 116.. Box layer (second layer), 117... Active layer (third layer), 118, 119.・ Connection part (cell-cell connection part, cell-pad connection part), 122 ..groove

Claims (22)

第1の電極と、前記第1の電極と間隙を隔てて設けられた第2の電極を含む振動膜と、を備える構造のセルを複数有する静電容量型トランスデューサであって、
前記第1の電極となる部分を含む第1層と、エッチングされて前記間隙となる部分を含む第2層と、前記振動膜の少なくとも一部となる部分を含む第3層と、が平板状にこの順に積層された基板を用いて形成され、
前記セルに連結する接続部及び前記セルを画する溝が、前記第3層と前記第2層を貫き第1層に至るまで形成され、
前記セル及び前記接続部の側の前記溝の側壁に、前記振動膜及び前記接続部を支持する支持部である絶縁膜が形成され、
前記第1の電極と前記第2の電極との間の前記間隙は、前記第2層のエッチングにより形成され、
前記接続部と前記セルは前記第3層を共通に含んで連結されていることを特徴とする静電容量型トランスデューサ。
A capacitive transducer having a plurality of cells having a structure including a first electrode and a vibrating membrane including a second electrode provided with a gap from the first electrode,
A first layer including a portion to be the first electrode, a second layer including a portion to be etched to form the gap, and a third layer including a portion to be at least a part of the vibration film are in a plate shape Are formed using a substrate laminated in this order,
A connecting portion connected to the cell and a groove defining the cell are formed through the third layer and the second layer to reach the first layer;
An insulating film that is a support portion for supporting the vibration film and the connection portion is formed on a side wall of the groove on the cell and the connection portion side,
The gap between the first electrode and the second electrode is formed by etching the second layer;
The capacitance type transducer is characterized in that the connection portion and the cell are connected so as to include the third layer in common.
前記基板は、ハンドル層とボックス層と活性層を有するSOI基板であることを特徴とする請求項1に記載の静電容量型トランスデューサ。   The capacitive transducer according to claim 1, wherein the substrate is an SOI substrate having a handle layer, a box layer, and an active layer. 前記第1の電極の前記間隙に面する表面及び前記振動膜の前記間隙に面する表面に、同じ厚さの熱シリコン酸化膜を有することを特徴とする請求項2に記載の静電容量型トランスデューサ。   3. The electrostatic capacitance type according to claim 2, wherein a thermal silicon oxide film having the same thickness is provided on a surface facing the gap of the first electrode and a surface facing the gap of the vibration film. Transducer. 前記接続部は前記セルより幅が狭いことを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の静電容量型トランスデューサ。   4. The capacitive transducer according to claim 1, wherein the connection portion is narrower than the cell. 5. 前記接続部は、前記第2層の部分がエッチングされた架橋構造を有することを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の静電容量型トランスデューサ。   5. The capacitive transducer according to claim 1, wherein the connection portion has a cross-linked structure in which a portion of the second layer is etched. 6. 前記支持部の少なくとも一部は窒化膜で形成されていることを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の静電容量型トランスデューサ。   The capacitive transducer according to claim 1, wherein at least a part of the support portion is formed of a nitride film. 前記支持部の少なくも一部は多結晶シリコン膜で形成されていることを特徴とする請求項1から6の何れか1項に記載の静電容量型トランスデューサ。   The capacitive transducer according to any one of claims 1 to 6, wherein at least a part of the support portion is formed of a polycrystalline silicon film. 前記セルの前記第3層の上に前記第2の電極が形成され、前記接続部の前記第3層の上に、前記第2の電極に電気的に接続された電気配線が形成されていることを特徴とする請求項1から7の何れか1項に記載の静電容量型トランスデューサ。   The second electrode is formed on the third layer of the cell, and an electrical wiring electrically connected to the second electrode is formed on the third layer of the connection portion. The capacitive transducer according to any one of claims 1 to 7, wherein 第1の電極と、前記第1の電極と間隙を隔てて位置する第2の電極を含む振動膜と、前記第1の電極上に位置して前記振動膜を支持する支持部と、を備える構造のセルを複数有する静電容量型トランスデューサであって、
前記支持部は、前記振動膜を該支持部の側部で接して支持していることを特徴とする静電容量型トランスデューサ。
A vibration film including a first electrode; a second electrode located at a distance from the first electrode; and a support portion located on the first electrode and supporting the vibration film. A capacitive transducer having a plurality of structured cells,
The capacitive transducer according to claim 1, wherein the supporting portion supports the vibrating membrane in contact with a side portion of the supporting portion.
前記セルに連結する接続部と、前記接続部を支持する支持部と、を更に備え、
前記接続部を支持する支持部は、前記接続部を該支持部の側部で接して支持し、
前記接続部と前記セルは共通層を含んで連結されていることを特徴とする請求項9に記載の静電容量型トランスデューサ。
A connection part coupled to the cell; and a support part for supporting the connection part,
The support part supporting the connection part supports the connection part in contact with the side part of the support part,
The capacitive transducer according to claim 9, wherein the connection portion and the cell are connected to each other including a common layer.
前記セルの前記共通層の上に前記第2の電極が形成され、前記接続部の前記共通層の上に、前記第2の電極に電気的に接続された電気配線が形成されていることを特徴とする請求項10に記載の静電容量型トランスデューサ。   The second electrode is formed on the common layer of the cell, and an electrical wiring electrically connected to the second electrode is formed on the common layer of the connection portion. The capacitive transducer according to claim 10, wherein 前記支持部の少なくとも一部は窒化膜で形成されていることを特徴とする請求項9から11の何れか1項に記載の静電容量型トランスデューサ。   The capacitive transducer according to claim 9, wherein at least a part of the support portion is formed of a nitride film. 前記支持部の少なくも一部は多結晶シリコン膜で形成されていることを特徴とする請求項9から12の何れか1項に記載の静電容量型トランスデューサ。   The capacitive transducer according to claim 9, wherein at least a part of the support portion is formed of a polycrystalline silicon film. 請求項1から9の何れか1項に記載の静電容量型トランスデューサの作製方法であって、
前記基板を用意する工程と、
前記第1層と前記第2層を貫き第3層に至るまでエッチングすることにより前記溝を形成する工程と、
前記支持部を構成する絶縁膜を前記溝の側壁に形成する工程と、
前記第2層のエッチングのためのエッチング孔を形成する工程と、
前記エッチング孔を介して前記第2層をエッチングして前記間隙を形成する工程と、
を含むことを特徴とする作製方法。
A method for producing a capacitive transducer according to any one of claims 1 to 9,
Preparing the substrate;
Forming the groove by etching through the first layer and the second layer to the third layer;
Forming an insulating film constituting the support portion on the side wall of the groove;
Forming an etching hole for etching the second layer;
Etching the second layer through the etching holes to form the gap;
A manufacturing method characterized by comprising:
前記溝はドライエッチングにより形成することを特徴とする請求項14に記載の作製方法。   The manufacturing method according to claim 14, wherein the groove is formed by dry etching. 前記支持部を構成する絶縁膜はLPCVDにより形成することを特徴とする請求項14または15に記載の作製方法。   The manufacturing method according to claim 14, wherein the insulating film constituting the support portion is formed by LPCVD. 前記エッチング孔を封止する工程を含むことを特徴とする請求項14から16の何れか1項に記載の作製方法。   The manufacturing method according to claim 14, further comprising a step of sealing the etching hole. 前記基板は、ハンドル層とボックス層と活性層を有するSOI基板であることを特徴とする請求項14から17の何れか1項に記載の作製方法。   The manufacturing method according to claim 14, wherein the substrate is an SOI substrate having a handle layer, a box layer, and an active layer. 前記第2層のボックス層のエッチングの後に熱酸化して、大気に露出しているシリコン面に熱酸化膜を形成する工程を含むことを特徴とする請求項18に記載の作製方法。   19. The manufacturing method according to claim 18, further comprising the step of thermally oxidizing after etching the second box layer to form a thermal oxide film on a silicon surface exposed to the atmosphere. 請求項1から19の何れか1項に記載の静電容量型トランスデューサと、前記静電容量型トランスデューサが出力する電気信号を用いて被検体の情報を取得して処理する処理部と、を有し、
前記静電容量型トランスデューサは、被検体からの音響波を受信し、前記電気信号を出力することを特徴とする被検体情報取得装置。
A capacitance type transducer according to any one of claims 1 to 19, and a processing unit that acquires and processes information on an object using an electrical signal output from the capacitance type transducer. And
The subject information acquisition apparatus, wherein the capacitive transducer receives an acoustic wave from a subject and outputs the electrical signal.
光源を有し、
前記静電容量型トランスデューサは、前記光源から発振した光が被検体に照射されることにより発生する音響波を受信して電気信号に変換することを特徴とする請求項20に記載の被検体情報取得装置。
Having a light source,
21. The subject information according to claim 20, wherein the capacitive transducer receives an acoustic wave generated by irradiating the subject with light oscillated from the light source and converts the acoustic wave into an electrical signal. Acquisition device.
前記静電容量型トランスデューサは、被検体に対して音響波を発することを特徴とする請求項20に記載の被検体情報取得装置。   The object information acquiring apparatus according to claim 20, wherein the capacitive transducer emits an acoustic wave to the object.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109643378A (en) * 2018-11-20 2019-04-16 深圳市汇顶科技股份有限公司 Supersonic changer element and electronic device
CN109643378B (en) * 2018-11-20 2024-01-26 深圳市汇顶科技股份有限公司 Ultrasonic transducer and electronic device

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