JP2017508315A - モノリシックに集積された三電極ｃｍｕｔ装置 - Google Patents

Abstract

容量性マイクロマシン超音波トランスデューサ（ＣＭＵＴ）セルは、３つの電極、すなわち、セル膜に結合された第１の電極、前記第１の電極に対向するようにセルフロア内に埋め込まれ、気体又は真空キャビティにより前記第１の電極から分離された第２の電極、及び前記キャビティ側において前記第２の電極に対向する第３の電極を有し、誘電層が、前記第２の電極と前記第３の電極との間に挟まれ、前記第２の電極と前記第３の電極との間の容量関係を作成する。三電極ＣＭＵＴセルは、超音波トランスデューサに２つの能動的に駆動（制御）される電極を提供する。

Description

本発明は、基板と、前記基板に対向し、前記基板との間にギャップを持つセル膜と、前記セル膜に結合された第１の電極と、前記第１の電極に対向するセルフロアに埋め込まれ、気体又は真空キャビティにより前記第１の電極から分離された第２の電極とを有する容量性マイクロマシン超音波トランスデューサ（ＣＭＵＴ）セルに関し、前記セルフロアは、前記基板の上面を有する。更に、本発明は、本発明によるＣＭＵＴセルのアレイを有するプローブ、及び本発明によるこのようなプローブを有する超音波撮像システムに関する。

このような容量性マイクロマシン超音波トランスデューサセル、プローブ及び撮像システムは、ＥＰ１９４４０７０に開示されている。

これらの製品は、医療診断スキャンに対して使用される。

ＣＭＵＴトランスデューサは、通常は互いに対向する２つの電極を有する数十個のマイクロメートルサイズの振動板のようなセルである。送信に対して、前記電極に加えられる容量電荷は、前記装置の振動板（膜）を振動／移動するように変調され、これにより音波を送信する。音波伝搬の途中に配置された対象は、波を反射する。反射された音波は、前記膜の振動を生じ、前記ＣＭＵＴトランスデューサの２つの電極の間の容量を変調し、これにより電気信号を生成する。この信号は、前記膜に当たる前記反射された音波を表す。

前記ＣＭＵＴセルは、高周波ビーム形成に対してアレイ内に配置される。

良好な性能のために、ＣＭＵＴは、前記電極間に加えられる高いバイアス電圧（例えば１００Ｖ）を要求する。

３Ｄ撮像が（例えばコストの理由、限定的な利用可能領域又は要求されるフレームレートのため）実行可能ではない場合、二面（bi-plane）２Ｄ撮像が、適用されうる。

二面撮像において、ＣＭＵＴのアレイは、実質的に２つの方向に沿って配置されたトランスデューサ素子の２つのグループに分割され、各ＣＭＵＴ素子は、両方のグループ内で駆動されることができる。従来技術において、これは、アレイ内の素子の全ての上部電極をｘ軸に沿った主要方向（main orientation）を持つ金属化パターンに接続し、全ての底部電極をｙ軸に沿った主要方向を持つ金属化パターンに接続することにより実現される。ＤＣ電源は、ＲＣフィルタ（バイアスＴフィルタとしても知られる）を介して前記グループの各素子に供給される。このバイアスＴフィルタは、前記信号のＡＣ成分をＤＣ成分から分離し、前記プローブの検出信号を処理するＡＳＩＣ技術は、前記信号のＡＣ成分に対処しなければならないだけであり、高電圧にさらされることを防止される。

前記アレイ内の前記バイアスＴフィルタは、各相互接続された素子に対して個別の高電圧結合キャパシタ及び個別の高インピーダンス抵抗器を有する。前記グループ内の「Ｎ」個の素子の場合、「Ｎ」個の個別の高電圧キャパシタ及び同量の個別の抵抗器が、備えられなければならない。これらの高電圧コンポーネントの比較的大きな寸法のため、ＣＭＵＴアレイにおける前記Ｔバイアスフィルタの適用は、小型化の得られる利益を除去し、例えば、超音波カテーテルに実装されることはほとんどできない。更に、これらの個別のコンポーネントの寄生効果は、前記アレイの性能を制限するかもしれない。

本発明の目的は、小型により適したＣＭＵＴアレイに対する改良された及び効率的な高電圧供給を可能にする、冒頭の段落に記載された種類の容量性マイクロマシン超音波トランスデューサセルを提供することである。

本発明によると、この目的は、第３の電極を有する容量性マイクロマシン超音波トランスデューサセルを提供することにより実現され、これにより前記第１又は第２の電極は、前記第３の電極と容量結合され、これにより前記容量結合が、前記容量結合された電極の間に挟まれ、前記容量結合された電極と直接的に接触する誘電層により実現される。

前記セル内に組み込まれた３つの電極を有する、前記ＣＭＵＴセルのこの有利な設計は、改良されたＣＭＵＴ装置を提供し、前記超音波トランスデューサ及び前記ＲＣフィルタの容量性コンポーネントは、１つのＣＭＵＴセル内に実装される。前記別個の第３の電極は、前記２つの電極の間に配置され、前記ＣＭＵＴセルの２つの電極のいずれかと容量関係を持ち、前記２つの電極は、前記キャビティにより分離される。この容量結合は、前記容量結合された電極の間に挟まれた前記誘電層により実現される。したがって、前記第３の電極は、前記ＣＭＵＴキャビティを介して前記２つの電極の一方に及び前記誘電層を介して他方の電極に容量結合され、後者の関係は、前記ＣＭＵＴセルＲＣフィルタ内に組み込まれたものに対するキャパシタを規定する。したがって、高バイアス電圧に関する蓄積された電荷は、２つの導電性金属板によりユーザ／患者から分離されることができる。

本発明の一実施例において、前記第３の電極は、前記キャビティ側から前記第２の電極に対向する前記セルフロア内に配置される。この実施例は、三電極ＣＭＵＴセルの特定の実現を記載し、前記３つの電極は、前記キャビティ側から前記第２の電極に対向するような前記セルフロア内に配置される。この場合、前記第２及び第３の電極の両方に対して、前記第１の電極に対する分離距離は、前記ＣＭＵＴキャビティを有する。この構成の可能な利点は、ＣＭＵＴ製造プロセスの単純化でありえ、３つのうち２つの電極は、前記ＣＭＵＴキャビティの非振動フロア内に配置される。

本発明の一実施例において、前記第２の電極と前記第３の電極との間の容量関係は、前記第３の電極と前記第１の電極との間の容量関係より大きいか又は等しい。

前記ＲＣフィルタ容量性コンポーネントの効率的な実施を提供し、信号減衰を防止するために、前記第２及び第３の電極により形成されたキャパシタは、前記ＣＭＵＴキャビティにより規定されたキャパシタより大きいか又は等しくなくてはならない。

本発明の他の実施例において、前記誘電層は、高誘電率を持つ材料の層を有する。

この条件は、前記第２及び第３の電極の間の容量関係に対する要件の結果である。この容量を前記ＣＭＵＴの容量より上に保つために、前記誘電層は、高誘電率を持つ材料（いわゆるハイ‐ｋ誘電体）でありうる。これは、前記電極間の漏れ電流を防止し、前記ＣＭＵＴの動作の安定性を達成することをも可能にする。漏れ電流は、望ましくもなく故障でもないので、誘電体の厚さを減少することを制限してもよく（加えられたバイアス電圧に耐えることが望ましい）、したがって、前記容量の比（Ｃｃ／Ｃｆ）を制限する。

本発明の他の実施例において、前記容量性マイクロマシン超音波トランスデューサセルは、接地電位との関連で前記第３の電極に対するＤＣバイアス電圧を生じるＤＣ電源と、前記第１の電極及び前記第２の電極に結合され、前記膜の振動を生じる／感知する信号送信器／受信器（１０５）とを有する。

前記ＤＣバイアス電圧は、前記別個の第３の電極を介して与えられるのに対し、（ＡＳＩＣ電子工学により提供される）前記信号送信器／受信器は、別個の信号（第１及び第２の）電極に対する結合を介して駆動及び／又は感知することができる。この電極の構成は、前記信号成分からＤＣバイアス成分を分離することを可能にする。結果として、ＡＳＩＣ技術の高電圧要件は、前記第１及び第２の電極の両方が能動的に制御される場合に、低減されることができる。これは、両方の側から前記ＣＭＵＴセルを駆動する利点を利用することをも可能にする。

本発明の更に他の実施例において、前記ＤＣバイアス電源は、前記ＣＭＵＴセルの共振周波数において前記第１の電極と前記第３の電極との間のインピーダンスより大きいインピーダンスを持つ抵抗器（Ｒ）を介して前記第３の電極に接続される。

この実施例は、前記ＣＭＵＴセル内に完全に組み込まれたＲＣフィルタを可能にする。容量性コンポーネントは、前記第２の電極と前記第３の電極との間の前記誘電層により実装され、高インピーダンスコンポーネントは、前記第３の電極と直列に接続された前記抵抗器により実装され、前記抵抗器を介して、前記ＤＣ電圧が印加されることができる。したがって、この実施例において、トランスデューサＣＭＵＴセルごとに、バイアス‐ノード接続内に独自の高インピーダンス遮蔽抵抗器を持ってもよい。これは、大きな短絡電流を生じず、したがって、接続されたＡＳＩＣのアレイ全体の故障を生じない「欠陥ｃＭＵＴセル」をもたらす。

本発明の他の実施例において、前記プローブは、前記ＣＭＵＴセルのアレイを有し、前記アレイは、前記ＣＭＵＴセルの第１及び第２のサブグループを有し、前記ＣＭＵＴセルの第１のサブグループは、前記２つの方向の一方に沿って相互接続された前記第１の電極を持ち、前記ＣＭＵＴセルの第２のサブグループは、他方の方向に沿って相互接続された前記第２の電極を持つ。

この実施例は、アレイ内の前記第１及び第２の電極の両方を介して前記プローブ内の各ＣＭＵＴセルを駆動する機会を探る。前記第１のサブグループにおける前記第１の電極及び前記第２のサブグループにおける前記第２の電極の相互接続は、両方のサブグループに対して同じＣＭＵＴセルを使用する可能性及び各サブグループを個別に駆動する能力を提供する。

本発明の更に他の実施例において、前記アレイ内のＣＭＵＴセルの前記第３の電極は、直列抵抗器を介して同じＤＣバイアス電圧源に接続される。同じＤＣバイアス電圧源を印加することは、前記プローブ内の電子相互接続を単純化し、前記超音波プローブの寸法の更なるスケールダウンを可能にする。

本発明のこれら及び他の態様は、以下に記載される実施例を参照して説明され、明らかになる。

本発明の原理による３つの電極を有するＣＭＵＴセルを示す。 セルフロアに対してつぶれた膜を持つＣＭＵＴセルを示す。 （ａ）組み込まれたＲＣフィルタを持つＣＭＵＴセルの機能図を描写し、（ｂ）本発明のＣＭＵＴセルのシンボル表現を描写し、（ｃ）本発明の原理によるＣＭＵＴセルの主な要素の概略的表現を示す。 （ａ）ＣＭＵＴセル内への高インピーダンス抵抗器のオンチップ実装を示し、（ｂ）ＣＭＵＴセルの基板内への抵抗器の集積を示し、（ｃ）第３の電極及び高インピーダンス抵抗器の結合された集積を示す。 （ａ）信号の送信中に異なる回路構成を使用する信号送信器／受信器の実装を示し、（ｂ）エコー信号の受信中に異なる回路構成を使用する信号送信器／受信器の実装を示し、（ｃ）別々の送信及び受信ノードを持つシングルエンド回路構成を使用する信号送信器／受信器の実装を示す。 二面構成に構成されたＣＭＵＴセルの２Ｄアレイを描写する。 本発明の一実施例による３つの電極及び追加のバイアス電極Ｂ２を有するＣＭＵＴセルを示す。 本発明の原理によって動作されるように構成された超音波撮像システムをブロック図形式で示す。

本発明の実施において、超音波トランスデューサアレイ１０'（図８）の素子は、ＣＭＵＴセルを有する。図１は、本発明によるＣＭＵＴセル１の一実施例を示す。可撓性膜又は振動板１１４は、基板１１２の上に（又は対向して）懸架され、その間にギャップ８が存在する。前記基板は、シリコン又はガラスのような他のＣＭＯＳ互換材料のいずれかで作成されることができる。第１の電極Ｓ１は、セル膜１１４に結合され、膜１１４とともに移動することができる。図１に示された実施例において、第３の電極Ｂは、基板１１２の上面を有する前記セルのフロア１３０内に埋め込まれる。電極Ｓ１設計の他の実現が検討されることができ、電極Ｓ１は、膜１１４に埋め込まれてもよく、又は追加の層として膜１１４上に堆積されてもよい。この例において、底部電極Ｂは、セルフロア１３０内に埋め込まれ、円形に構成される。加えて、膜層１１４は、基板層１１２の上面に対して固定され、膜層１１４と基板層１１２との間の球形又は円筒形キャビティ８を規定するように構成され、そのような寸法にされる。

前記セル及びキャビティ８は、代替的な幾何構成を持ちうる。例えば、キャビティ８は、長方形若しくは正方形断面、六角形断面、楕円形断面、又は不規則な断面を規定することができる。ここで、前記ＣＭＵＴセルの直径に対する基準は、前記セルの最大の横寸法と理解されるべきである。

第３の電極Ｂは、典型的には、追加の絶縁層１３２を用いてキャビティに面する面において絶縁される。好適な絶縁層は、第３の電極Ｂの上かつ第１の電極Ｓ１の下に形成された、テトラエチルオキシシラン（ＴＥＯＳ）ベースのＰＥＣＶＤプロセスにおいて堆積された二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）誘電層である。絶縁層１３２に対する代替材料は、酸化‐窒化‐酸化（ＯＮＯ）、ハイ‐ｋ誘電体及び酸化物（参加アルミニウム、シラン、ＳｉＨ４を含む様々なグレードに基づくＰＥＣＶＤ ＳｉＯ２）であることができる。ハイ‐ｋ誘電体及び酸化物は、原子層堆積（ＡＬＤ）技術を使用して堆積されることもできる。前記絶縁層は、装置不安定性並びに音響出力圧のドリフト及び減少を生じる電荷蓄積を有利に減少させてもよい。前記絶縁層の使用は、図２を参照してここに記載される、つぶれた（collapsed）膜を持つＣＭＵＴに対して望ましい。このタイプのＣＭＵＴは、懸架膜で動作されるＣＭＵＴより電荷保持の影響を受けやすい。開示されたコンポーネントは、ＣＭＯＳ互換材料、例えば、Ａｌ、Ｔｉ、窒化物（例えば、窒化ケイ素）、酸化物（様々なグレード、熱酸化物又はＴＥＯＳ／ＳｉＨ４ ＬＰＣＶＤ／ＰＥＣＶＤベース）、ケイ素のみ等から製造されうる。ＣＭＯＳ製造において、例えば、酸化物及び窒化物層は、化学蒸着により形成されえ、金属化（電極）層は、スパッタリングプロセスにより置かれうる。適切なＣＭＯＳプロセスは、ＬＰＣＶＤ及びＰＥＣＶＤであり、後者は、４００℃より低い比較的低い動作温度を持つ。開示されたキャビティ８を生成する典型的な技術は、膜層１１４の上面を加える前に膜層１１４の初期部分において前記キャビティを規定することを含む。図１に描写された典型的な実施例において、キャビティ８の直径は、第２の電極Ｂの直径より大きくてもよい。第１の電極Ｓ１は、第３の電極Ｂと同じ外径を持ってもよいが、このような適合性は必須ではない。したがって、本発明の典型的な実施において、第１の電極Ｓ１は、下の第３の電極Ｂとアラインするように膜層１１４の上面に対して固定される。

前記ＣＭＵＴ製造プロセスは、前記膜の下の前記キャビティが、まず前記基板上に犠牲層を付着し、次いで前記膜層を付着し、続いて選択的エッチャントを用いて前記犠牲層を除去することにより形成される、「犠牲除去プロセス」、又は前記キャビティが、プライムウエハ及び他のウエハ内の前記膜上に形成され、次いで両方のウエハが、一緒に結合され、前記膜により閉じ込められる前記キャビティが形成される（B.T. Khuri-Yakub, J. Micromech. Microeng. 21 (2011) 054004）、「ウエハ結合プロセス」のいずれかを有することができる。

本発明の原理によると、前記ＣＭＵＴセルの第２の電極Ｓ２は、キャビティ８に対向する側において第３の電極Ｂに対向して基板１１２上に堆積される。したがって、第３の電極Ｂは、第１の電極Ｓ１と第２の電極Ｓ２との間に配置される。厚さ「ｔ」を持つ誘電層１３１は、前記第２及び第３の電極の間に挟まれ、直接的に接触し、したがって、これら２つの電極の間の容量関係を提供する。

前記ＣＭＵＴセルの第１電極Ｓ１及び第３電極Ｂは、前記ＣＭＵＴ装置の容量性板を提供し、追加の絶縁層１３２と組み合わせて厚さ「Ｄ」を持つキャビティ８のギャップは、前記キャパシタの板の間の誘電体を形成する。

第１の電極（Ｓ１）は、第２の電極Ｓ２及び第１の電極Ｓ１に対してＡＣ電圧を印加するように構成された信号送信器／受信器１０５を用いて振動するようにされることができ、これは、音響ビームの生成の結果となる。後で前記膜が、受信された音響信号の結果として振動する場合、前記電極の間の誘電ギャップの変化する寸法は、前記ＣＭＵＴの変化する容量を生じ、これは、受信された音響エコーに対する前記ＣＭＵＴの応答として、前記膜及び第２の電極に結合された信号送信器／受信器１０５により検出される。

ＣＭＵＴ装置感度は、キャビティ８を通る電場を増加することにより改良されることができ、これは、以下の方法、すなわち、１）前記第１及び第３の電極の間の誘電体の誘電率及び間隔により規定される前記ｃＭＵＴの減少された有効誘電体厚、及び２）前記電極上に集められた「自由」電荷の増加された量で達成されうる。前記有効誘電体厚は、つぶれたモードにおいて減少され、これは、十分なＤＣ電圧を印加することにより達成され、前記集められた電荷の量は、増加する前記ＤＣバイアス電圧とともに増加されることができる。

前記ＣＭＵＴ電極（Ｓ１及びＢ）の間の間隔は、ＤＣバイアス電源１０４から第３の電極ＢにＤＣバイアス電圧を印加することにより制御される。送信に対して、第１の電極Ｓ１及び第２の電極Ｓ２は、（信号送信器／受信器１０５として一般化される）ｒ．ｆ．生成器により駆動（制御）され、そのａ．ｃ．信号は、前記膜を振動させ、音響信号を送信する。ＣＭＵＴセル１の基板１１２は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）層の上面３７に結合されることができ、第２の電極Ｓ２と前記ＡＳＩＣ層の上面３７との間の距離は、「ｄ」として示される。一般に、距離「ｄ」は、集積回路電子装置（この例においてＡＳＩＣ）に対して第２の電極Ｓ２に対する絶縁機能を持ついわゆる「埋め込み酸化物（buried oxide）」層（図示されない）により規定されることができる。前記「埋め込み酸化物」層は、約２マイクロメートルの厚さを持つ酸化ケイ素層であることができる。図１において、信号送信器／受信器１０５は、別の要素として描写されるが、信号送信器／受信器１０５が、ＡＳＩＣにより設けられた回路電子素子の一部として実装されてもよいと理解されるべきである。前記ＣＭＵＴセルは、一連のＣＭＯＳプロセスにおいて前記ＡＳＩＣの上に製造されるか、又は例えばフリップチップ技術により前記ＡＳＩＣに付着されるかのいずれかであることができる。

図３は、前記ＣＭＵＴセルの動作の好適かつ非限定的な例を示し、ＣＭＵＴセル１'の膜１１４は、つぶれた膜である。ＣＭＵＴ動作中のつぶれた膜７は、セルフロア１３０に対してつぶされえ、前記膜の懸架部分７は、電極間の印加された電気信号の下で移動／振動するように構成されることができる。技術の観点から、つぶれた膜を持つ前記ＣＭＵＴは、原理的に、ＣＭＵＴに膜を備えるステップと、前記膜をつぶれた状態にするために、電気（バイアス電圧）、機械、膜応力又は圧力のような異なる手段を適用するステップとを有する従来の方法で製造されることができる。

前記つぶれたモードにおいて、ＣＭＵＴ容量は、主に、追加の絶縁層１３２及び印加された電圧により決定される。例えば、６０マイクロメートルの直径を持つ円形ＣＭＵＴ装置は、５００ｎｍ厚の追加の絶縁層を持ちうる。ＣＭＵＴ容量は、ゼロ印加ＤＣ電圧において約０．０４ｐＦであり、１４０ＶのＤＣバイアス電圧における前記つぶれたモードにおいて約０．１ｐＦ（２．５倍高い）である。他のＣＭＵＴ幾何構成に対して、この比は異なりうる。

前記ＣＭＵＴセルの前記基板における第２の電極Ｓ２の実装は、前記ＣＭＵＴ装置に一般に印加されるＤＣバイアス電圧からａ．ｃ．信号成分を分離することを可能にする。これは、両方の信号（膜及び基板）電極が能動的に制御される場合に、超音波プローブにおいてＣＭＵＴ関連電子装置の寸法を減少する。

特に二面撮像に対する、アレイにおいて前記ＣＭＵＴ装置を構成する方法の１つは、ＲＣフィルタのネットワークを前記ＣＭＵＴアレイに設けることであり、ＤＣバイアス電圧は、前記ＲＣフィルタを介して各ＣＭＵＴ装置に印加される。この構成において、前記ＣＭＵＴアレイは、各相互接続されたＣＭＵＴ装置に対して個別の高電圧結合キャパシタ及び個別の高インピーダンス抵抗器を有する。個別のＲＣフィルタコンポーネントの寸法は、前記ＣＭＵＴアレイを有する超音波プローブをスケールダウンするのに不利でありうる。

本発明の原理による三電極ＣＭＵＴセルは、図３を参照して以下に詳細に記載されるように前記ＲＣフィルタの集積容量部を持つＣＭＵＴ装置を表す。第３の電極Ｂは、前記ＣＭＵＴセルにＤＣバイアス電圧を提供するのに使用され、前記集積ＲＣフィルタの容量部は、誘電層１３１により分離される第２の電極Ｓ２及び第３の電極Ｂの導電板により実現される。

図３Ａを参照すると、好適な実施例において、効率的なＲＣフィルタリングを提供するために、第３の電極Ｂと第２の電極Ｓ２との間の容量関係Ｃｆは、膜電極Ｓ１と第３の電極Ｂとの間のＣＭＵＴ容量関係Ｃｃ（すなわちＣＭＵＴ装置容量）より大きいか又は等しくなくてはならない。この条件は、高周波数に対して、Ｃｃ及びＣｆの直列接続が（Ｃｃ＋Ｃｆ）／Ｃｆによる前記信号の減衰を引き起こし、Ｃｆが高いほど信号が低く減衰されるという事実によって生じる。前記信号減衰は、送信及び受信の両方の間に起こり、Ｃｆを増加することにより制限されうる。固定のＣｃの場合、Ｃｆ≧Ｃｃの条件は、誘電層１３１の厚さ「ｔ」及び／又は前記層の材料の誘電率を調整することにより実現されることができる。前記組み込まれたＲＣフィルタの容量Ｃｆの値は、前記第１の電極に関連して第３の電極Ｂ及び第２の電極Ｓ２の重複領域を増加することにより更に改良されることができる。これの一例が、（単純化の理由で、現在の実施例に関するＣＭＵＴセルの主な要素のみが示される）図３Ｃに示され、円形形状の第１の電極Ｓ１は、両方とも等しい正方形形状を持つ第３の電極Ｂ及び第２の電極Ｓ２の寸法より小さい直径を持つ。典型的なＣｃ値が、前記アレイ内の前記ＣＭＵＴセルの数に対応することに注意する。

誘電層１３１は、二酸化ケイ素、窒化物（例えば、窒化ケイ素）又はハイ‐ｋ誘電体のような広く知られた絶縁材料で作成されることができる。誘電層１３１は、多層（例えばＯＮＯ）を有することもできる。ＣＭＯＳ製造において、例えば前記酸化物及び窒化物層は、化学蒸着により形成されてもよい。適切なＣＭＯＳプロセスは、ＬＰＣＶＤ及びＰＥＣＶＤであり、後者は、４００℃より低い比較的低い動作温度を持つ。

例えば、６０マイクロメートルの直径を持つ楕円断面ＣＭＵＴセルの典型的な容量は、それぞれ、０ＶのＤＣバイアス電圧（非つぶれモード）又は１４０Ｖ（つぶれモード）においてＣｃ＝０．０４ｐＦ又は０．１ｐＦである。したがって、最適な三電極ＣＭＵＴの動作に対して、前記ＲＣフィルタの容量は、少なくとも前述のＣｃ値に等しくなくてはならない。好適な容量値から、及び誘電層１３１の誘電率を知って、層１３１の好適な厚さ「ｔ」を計算することができる。この例において、二酸化ケイ素（ε＝３．９）を使用すると、前記ＣＭＵＴセルの非つぶれモードにおいてｔ＜２６３０ｎｍであり、又は前記ＣＭＵＴセル動作の前記つぶれモードにおいてｔ≦１０５０ｎｍである。実際に、５の比が、ＣｃとＣｆとの間で好適であり、ここでＣｆ＞５×Ｃｃである。同じ幾何構成及び層スタックに対して、これは、動作の非つぶれモードにおいてｔ＜５２５ｎｍ又はつぶれモードにおいてｔ＜２１０ｎｍの好適な二酸化ケイ素の厚さを意味する。低い側の層厚が、絶縁破壊／バイアス電圧により制限されることに注意する。

前記Ｃｆ値を最適化しながら考慮されることができる他の必須の因子は、（主に厚さｄにより規定される）基板１１２に対する寄生容量Ｃｐである。このＣｐは、第２の電極Ｓ２に対して駆動する又はそれから受信する間に、前記回路電子装置において追加の負荷を引き起こしうる。基板１１２に対するａ．ｃ．信号漏れを防止するために、前記Ｃｐ値は、前記ＣＭＵＴの容量Ｃｃ以下、すなわちＣｐ＜Ｃｃであることが好ましい。したがって、前記ＲＣフィルタの組み込まれた容量部を有する前記ＣＭＵＴセルの改良された性能は、最適なＲＣフィルタ性能の条件（Ｃｆ≧Ｃｃ）及び寄生容量の影響の制限（Ｃｐ＜Ｃｃ）を組み合わせることにより達成されうる。前記楕円ＣＭＵＴセルの上述の例に対して、酸化ケイ素層の適切な厚さは、前記つぶれモードにおいて２．５マイクロメートル又は２．１マイクロメートルより上である。実際に、ＣｐとＣｃとの間で係数２又は５が好適であり、Ｃｐ＜Ｃｃ／２又はＣｐ＜Ｃｃ／５である。後者の場合、これは、２．５より高い係数の好適な酸化物の厚さ（すなわち前記つぶれモードにおいて１３．１マイクロメートルより上又は５．２マイクロメートルより上）を意味する。

しかしながら、他の厚さ「ｔ」及び「ｄ」も可能である。これらの正確な値は、各所定のＣＭＵＴセル（アレイ）に対する前記ＲＣフィルタ実装に対して要求されるカットオフ周波数に依存する。

本発明は、特定の実施例に限定されなくてもよい。前記第３の電極が膜層１１４内に実装されてもよいと当業者により理解されるべきであり、誘電層１３１は、膜層１１４内に配置され、第１の電極Ｓ１及び前記第３の電極を容量的に絶縁してもよい。前記ＲＣフィルタの容量部（Ｃｆ）は、前記第３の電極及び前記第１の電極の容量関係により規定される。

本発明の他の実施例において、ＤＣバイアス源（１０４）は、図３Ａに概略的に示されるように高インピーダンス抵抗器（Ｒ）を介して前記第３の電極に接続される。利便性のために、前記三電極ＣＭＵＴセルのシンボル表現が、図３Ｂに示される。この実施例は、前記ＣＭＵＴセルに対する全てのＲＣフィルタコンポーネントの完全な組み込みを記載する。前記抵抗器は、例えば蛇行して成形された、導電層として実装されることができる。前記蛇行（meander）の抵抗器は、使用された導電材料の抵抗率と、前記導電層の断面積により除算された導電経路長との積に等しい。蛇行の場合、前記抵抗器の抵抗は、前記蛇行の長さ、厚さ及び導電材料選択を変更することにより調整されてもよい。

第３の電極Ｂによる信号漏れを防止するために、高インピーダンス抵抗器Ｒの抵抗の好適な値は、所定の動作周波数において前記ＣＭＵＴセルのインピーダンスより約１桁高い。

例えば、周波数ｆ＝５ＭＨｚにおいて動作する前記２Ｄアレイに対して、前記ＣＭＵＴ容量値は、（１２０マイクロメートルの直径及び動作のつぶれモードに対して）約Ｃｃ＝０．５ｐＦである。ＣＭＵＴセルインピーダンスＺ＝１／（２πｆＣｃ）＝６３ｋオームである。したがって、抵抗Ｒの好適な値５００ｋオーム以上でありうる。

他の例において、以前の例と同じ直径を持ち、同じ周波数において動作する４２のＣＭＵＴセルを有る１Ｄアレイに対して、前記Ｃｃ値は、セル数に対応し、Ｃ＿ｃ＝０．５×４２＝２１ｐＦである。したがって、以前の例と比較して、前記好適な値の高インピーダンス抵抗器は、１Ｄアレイ内の素子の数だけ減少され、Ｒ≧５００／４２＝１１．９ｋオームである。前記組み込まれたＲＣフィルタのカットオフ周波数も、前記抵抗器の値により決定されることに注意する。

図４Ａに示されるように、前記抵抗器は、例えば前記ＣＭＵＴセルの隣に配置された、（基板１１４内に組み込まれた）オンチップ抵抗器でありうる。図４Ｂにおいて、他の実施例が示され、抵抗器Ｒは、第２の電極Ｓ２の下の前記基板内に深く（前記ＡＳＩＣの上面３７に面する方向に）組み込まれる。この実施例は、前記ＣＭＵＴアレイの更なる最小化を可能にし、第３の電極Ｓ２と高インピーダンス抵抗器Ｒとの間の相互接続は、層間金属接点（すなわちビア）により実装されうる。

前記抵抗器の実装に対する好適な導電材料は、７０／１００−１５０／＞２５０マイクロオーム・ｃｍの抵抗率を持つＴｉＷ、ＮｉＣｒ又はポリシリコンのような、比較的高い抵抗率を持ち、ＣＭＯＳ互換のある材料である。

図５Ａを参照すると、本発明の他の実施例は、完全差動（fully differential）電子装置を用いる超音波信号の送信中の信号送信器／受信器１０５の特定の実施を記載する。前記ＤＣバイアス電圧の減結合の可能性は、前記トランスデューサにおける差動電子装置の実装を単純化する。前記三電極ＣＭＵＴに加えられる前記差動電子装置の重要な利点は、信号送信を作動するのに要求される供給電圧の減少である。第１の電極Ｓ１及び第２の電極Ｓ２は、高電圧送信パルサの差動出力部Ｔｘに結合されてもよく、駆動信号の有効振幅は、第１の電極Ｓ１に印加されるａ．ｃ．信号（Ｖｏｕｔ＋）と第２の電極Ｓ２に印加されるａ．ｃ．信号（Ｖｏｕｔ−）との間の差であり、前記供給電圧の振幅の２倍（２×Ｖｏｕｔ）であることができる。送信モードにおけるこの電子装置構成は、第２の高調波の最小化された歪み及び明確に定義された電流ループの結果となり、信号は、バイアスノードを通過しない。

実際に、これは、ａ．ｃ．供給電圧がより低い（例えば６０Ｖの代わりに３０Ｖ）ことが可能であり、これが前記ＡＳＩＣ技術の電圧要件及びクリーページのようなトランスデューサシステムの電圧制御に関する要件を減少することを意味する。要求されるバイアス電圧が依然として高いが、この第３の電極Ｂが、関連する電流を提供する必要がないことに注意する。したがって、例えば１Ｍオームの高インピーダンス直列抵抗器は、安全性の理由で前記システムに組み込まれてもよい。

前記エコー信号の受信中の信号送信器／受信器１０５の実現に同様の差動電子装置を使用するために、第１の電極Ｓ１及び第２の電極Ｓ２は、図５Ｂに示されるように低ノイズ受信増幅器の差動入力部Ｒｘに結合されうる。送信の場合のように、これは、第２の信号高調波の歪を最小化し、明確に定義された電流ループ、より良好な電源除去比（ＰＳＲＲ）及び前記ＣＭＵＴセルの間の減少されたクロストークをもたらす。本発明の原理による前記信号の送信及び受信を実施する他の可能性は、図５Ｃに示される。送信中に、信号電極の１つ（本例において第１の電極Ｓ１）は、出力部Ｔｘ１（高電圧送信パルサ）に結合されうる。受信中に、他方の信号電極（本例において第２の電極Ｓ２）は、入力部Ｒｘ２（低ノイズ受信増幅器）に結合されうる。前記ＤＣバイアス電圧の減結合のため、前記Ｔｘ及びＲｘの「接地」（ＧＮＤ）は、同一であることができ、これは、前記電子装置を単純化し、電源除去比を改良する。更に、定電圧コンポーネントのみを使用して受信器電子装置を実現することが可能であり、これは、受信器性能を改良する。この次に、前記送信器により引き起こされる寄生容量は、前記受信器の性能にほとんど影響を与えない。最終的に、一般に使用される送信‐受信スイッチ１６（図８）は、２つの信号電極（Ｓ１及びＳ２）の間の受信機能及び送信機能の分離のため、本実施例において必要とされない。

本発明の他の実施例において、三電極ＣＭＵＴの二次元（２Ｄ）アレイ１０'は、図６に提示される。前記アレイにおける前記ＣＭＵＴセルは、二面撮像構成に構成される。アレイ１０'は、実質的に２つの方向（図６の非限定的な例において水平及び垂直）に沿って配置されたＣＭＵＴセルの２つのサブグループ３３、３４を有する。前記ＣＭＵＴセルの第１のサブグループ３４は、前記２つの方向の一方（与えられた例において水平）に沿って相互接続された第１の電極Ｓ１を持ち、前記ＣＭＵＴセルの第２のサブグループ３５は、他方の方向（与えられた例において垂直）に沿って相互接続された第２の電極Ｓ２を持つ。この実施例において、前記アレイの全てのＣＭＵＴセルが、第１の電極Ｓ１及び第２の電極Ｓ２のいずれかにより前記信号を制御することにより両方の「サブグループ」３３、３４において能動的に使用されうる。

第１のサブグループ３４内で、水平方向（行）に沿った全てのセルが、相互接続され、第２のサブグループ３３内で、垂直方向（列）に沿った全てのセルが、相互接続される。この相互接続構成は、前記超音波プローブにおける前記二面撮像の実施を可能にする。各行（列）の複数のＣＭＵＴセルは、並列に作動されることができ、１つのトランスデューサ素子を表すことができる。したがって、前記ＣＭＵＴの各サブグループの素子は、一次元超音波アレイを表してもよい。このようなサブグループを有する二次元アレイ１０'は、Ｎ×Ｍの素子を持ち、Ｎは、前記第１のサブグループ内の素子（行）の数であり、Ｍは、前記第２のサブグループ内の素子（列）の数である。前記行及び列は、第１のサブグループ３１及び第２のサブグループ３２の信号送信器／受信器回路に接続され、列回路３２を接地しながら、行回路３１を作動することにより、ビームステアリングは、垂直方向において「面外」（out of plane）で可能であり、行回路３１を接地しながら、列回路３２の差動により、ビームステアリングは、水平方向において「面外」で可能である。アレイ１０'において、前記セルの前記第３の電極は、別のＤＣバイアス電源（図示されない）に接続されるか、又は１つのＤＣバイアス電源１０４に対する共通の接続を持つかのいずれかでありうる。後者の場合、１つの高インピーダンス抵抗器３５のみが、前記サブグループのいずれか一方の各素子に対して実装されうる。バイアス電極接続の方向の向きは、第２の電極Ｓ２相互接続の方向に等しい。

二面２Ｄ撮像のこの実施例は、（例えばコストの理由、限定的な利用可能エリア又は要求されるフレームレートのため）３Ｄ撮像が実行可能ではない場合、及び例えば体内超音波撮像に対して通常の２Ｄ撮像が十分ではない場合に、特定の見込みがある。

本発明の更に他の実施例において、前記ＣＭＵＴセルは、第３の電極Ｂ及び追加のバイアス電極Ｂ２が図７に示されるように前記ＣＭＵＴセルのキャビティを介して互いに対向するように配置された追加のバイアス電極Ｂ２を有してもよい。利便性のため、繰り返す参照符号のいくつかは、示されない。この実施例において、前記ＤＣバイアス電圧は、第３の電極Ｂと追加のバイアス電極Ｂ２との間に印加される。前記追加のバイアス電極は、前記膜内に埋め込まれてもよく、膜誘電層１３３を用いて第１の電極Ｓ１から電気的に分離されてもよい。

図８を参照すると、ＣＭＵＴアレイプローブ１０を持つ超音波診断撮像システムが、ブロック図形式で示される。ＣＭＵＴトランスデューサアレイ１０'は、２Ｄ面において又は３Ｄ撮像に対して三次元において操作することができるトランスデューサ素子の二次元アレイである。３Ｄ撮像の場合及び時々２Ｄ撮像において、前記トランスデューサアレイは、前記ＣＭＵＴアレイセルによる信号の送信及び受信を制御する前記プローブ内のマイクロビームフォーマ１２に結合される。マイクロビームフォーマは、米国特許５９９７４７９（Savord他）、６０１３０３２（Savord）、及び６６２３４３２（Powers他）に記載されるようにトランスデューサ素子のグループ又は「パッチ」により受信された信号の少なくとも部分的なビーム形成をすることができる。前記マイクロビームフォーマは、送信モードと受信モードとの間で切り替える送信／受信（Ｔ／Ｒ）スイッチ１６にプローブケーブルにより結合される。マイクロビームフォーマ１２の制御下のトランスデューサアレイ１０からの超音波ビームの送信は、ユーザインタフェース又は制御パネル３８のユーザの動作からの入力を受信するメインシステムビームフォーマ２０及び前記Ｔ／Ｒスイッチに結合されたトランスデューサコントローラ１８により方向付けされる。前記トランスデューサコントローラにより制御される機能の１つは、ビームがステアリング及び集束される方向である。ビームは、前記トランスデューサアレイから真っ直ぐに（直交して）、又はより幅広い視野に対して異なる角度にステアリングされてもよい。トランスデューサコントローラ１８は、ＣＭＵＴアレイ１０'に対するＤＣバイアス制御部４５を制御するように結合されることができる。ＤＣバイアス制御部４５は、前記ＣＭＵＴセルに印加されることができるＤＣバイアス電圧を設定するためにＤＣバイアス電圧源１０４を制御する。前記ＣＭＵＴアレイの信号送信器／受信器１０５は、マイクロビームフォーマ１２を介して又は直接的にビームフォーマ２０に結合されることができる。

受信中に、（使用される場合に）マイクロビームフォーマ１２により生成された部分的にビーム形成された信号は、トランスデューサ素子の個別のパッチからの部分的にビーム形成された信号が完全にビーム形成された信号に結合されるメインビームフォーマ２０に結合される。例えば、メインビームフォーマ２０は、１２８のチャネルを持ちえ、前記チャネルの各々は、数ダース又は数百のＣＭＵＴトランスデューサセルのパッチから部分的にビーム形成された信号を受信する。このようにして、ＣＭＵＴトランスデューサアレイの数千のトランスデューサ素子により受信された前記信号は、単一のビーム形成された信号に効率的に寄与することができる。

前記ビーム形成された信号は、信号プロセッサ２２に結合される。信号プロセッサ２２は、バンドパスフィルタリング、デシメーション、Ｉ及びＱ成分分離、及び組織及びマイクロバブルから返された非線形（基本周波数のより高次の高周波）エコー信号の識別を可能にするように線形信号及び非線形信号を分離するように機能する高調波信号分離のような、様々な方法で受信されたエコー信号を処理することができる。前記信号プロセッサは、スペックル減少、信号合成、及びノイズ除去のような追加の信号強化を実行してもよい。

前記処理された信号は、Ｂモードプロセッサ２６及びドップラプロセッサ２８に結合される。Ｂモードプロセッサ２６は、体内の血管及び器官の組織のような体内の構造の撮像に対して前記受信されたエコー信号の振幅の検出を採用する。体の構造のＢモード画像は、米国特許６２８３９１９（Roundhill他）及び米国特許６４５８０８３（Jago他）に記載されるように、高調波画像モード又は基本画像モード又は両方の組み合わせのいずれかで形成されうる。ドップラプロセッサ２８は、画像フィールドにおいて血液細胞の流れのような物質の運動の検出に対して血流及び組織運動から時間的に区別できる信号を処理する。前記ドップラプロセッサは、典型的には、体内の選択されたタイプの材料から返されるエコーを通過及び／又は拒絶するように設定されるパラメータを持つ壁フィルタを含む。例えば、前記壁フィルタは、高速度材料からの比較的低い振幅の信号を通過し、低い又はゼロ速度材料からの比較的強い信号を拒絶する通過帯域特性を持つように設定されることができる。この通過帯域特性は、流れる血液からの信号を通過し、心臓の壁のような近くの静止した又はゆっくり動く対象からの信号を拒絶する。逆の特性は、組織の運動を検出及び描写する組織ドップラ撮像と称されるものに対して、心臓の動く組織からの信号を通過し、血流信号を拒絶する。前記ドップラプロセッサは、画像フィールド内の異なる点からの時間的に離散的なエコー信号のシーケンスを受信及び処理し、前記エコーのシーケンスは、アンサンブルと称される特定の点からのものである。比較的短い間隔にわたり立て続けに受信されたエコーのアンサンブルは、流れる血液のドップラシフト周波数を推定するのに使用されることができ、速度に対する前記ドップラ周波数の対応は、血流速度を示す。より長い時間期間にわたり受信されたエコーのアンサンブルは、ゆっくり流れる血液又はゆっくり動く組織の速度を推定するのに使用される。

前記Ｂモード及びドップラプロセッサにより生成された構造及び運動信号は、スキャンコンバータ３２及び多面リフォーマッタ（multiplanar reformatter）４４に結合される。前記スキャンコンバータは、所望の画像フォーマットにおいて前記エコー信号を、これらが受信された空間関係に配置する。例えば、前記スキャンコンバータは、前記エコー信号を二次元（２Ｄ）セクタ形状フォーマット、又はピラミッド形三次元（３Ｄ）画像内に配置しうる。前記スキャンコンバータは、前記画像フィールド内の組織の運動及び血流を描写するカラードップラ画像を生成するようにドップラ推定速度に対応する前記画像フィールド内の点における運動に対応する色でＢモード構造画像を重ねることができる。前記多面リフォーマッタは、米国特許６４４３８９６（Detmer）に記載されるように、体の体積領域内の共通の面内の点から受信されたエコーを当該面の超音波画像に変換する。体積レンダラ４２は、米国特許６５３０８８５（Entrekin他）に記載されるように、３Ｄデータセットの前記エコー信号を、所定の基準点から見られる投影された３Ｄ画像に変換する。前記２Ｄ又は３Ｄ画像は、更なる強化、バッファリング及び画像ディスプレイ４０上の表示に対する一時的記憶のために、スキャンコンバータ３２、多面リフォーマッタ４４及び体積レンダラ４２から画像プロセッサ３０に結合する。撮像に使用されるのに加えて、ドップラプロセッサ２８により生成された血流速度値及びＢモードプロセッサ２６により生成された組織構造情報は、定量化プロセッサ３４に結合される。流れ定量化プロセッサは、体積血流量のような異なる流れ条件の尺度並びに器官のサイズ及び在胎期間のような構造的測定値を生成する。前記定量化プロセッサは、測定がなされるべきである画像の生体構造内の点のような、ユーザ制御パネル３８からの入力を受信してもよい。前記定量化プロセッサからの出力データは、ディスプレイ４０上の画像とともに測定グラフィック及び値の再生のためにグラフィックプロセッサ３６に結合される。グラフィックプロセッサ３６は、超音波画像とともに表示するグラフィックオーバレイを生成することもできる。これらのグラフィックオーバレイは、患者名、日付及び前記画像の時間、及び撮像パラメータ等のような標準的な識別情報を含むことができる。これらの目的に対して、前記グラフィックプロセッサは、タイプされた患者名のような、ユーザインタフェース３８からの入力を受信する。前記ユーザインタフェースは、トランスデューサアレイ１０'からの超音波信号及び前記トランスデューサアレイ及び前記超音波システムにより生成された画像の生成を制御するように送信コントローラ１８に結合される。前記ユーザインタフェースは、ＭＰＲ画像の画像フィールドにおいて定量化された測定を実行するのに使用されうる複数の多面リフォーマット（ＭＰＲ）画像の面の選択及び制御に対して多面リフォーマッタ４４に結合される。

本発明は、
ｃＭＵＴバイアス関連電子装置の小型化、
ユーザ安全性改良。高バイアス電圧に関連した蓄積された電荷は、非常に高いインピーダンスの直列抵抗器の可能な実装とともに前記第３及び第１の電極の２つの導電性金属板により前記ユーザ／患者から分離される。
システム供給電圧の減少、
のため、カテーテルの超音波アレイにおけるＣＭＵＴセルの応用に対して特に関心がある。

本発明は、歩留まりに関しても有益である。トランスデューサＣＭＵＴセルごとに、バイアス‐ノード接続内に独自の高インピーダンス遮蔽抵抗器を持つので、「欠陥ｃＭＵＴセル」は、大きな短絡電流を引き起こさず、したがって、前記アレイ全体又は前記接続されたＡＳＩＣの故障を引き起こさない。

本発明は、図面及び先行する記載において詳細に図示及び記載されているが、このような図示及び記載は、例示的又は典型的であり、限定的ではないと見なされるべきであり、本発明は、開示された実施例に限定されない。開示された実施例に対する他の変形例は、図面、開示及び添付の請求項の検討から、請求された発明を実施する当業者により理解及び達成されることができる。

請求項において、単語「有する」は、他の要素又はステップを除外せず、不定冠詞"a"又は"an"は、複数を除外しない。単一の要素又は他のユニットが、請求項に記載された複数のアイテムの機能を満たしてもよい。特定の方策が相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これらの方策の組み合わせが有利に使用されることができないことを示さない。

Claims (15)

1. 基板と、
   前記基板に対向し、その間にギャップが存在する、セル膜と、
   前記セル膜に結合された第１の電極と、
   前記第１の電極に対向するようにセルフロア内に埋め込まれ、気体又は真空キャビティにより前記第１の電極から分離され、前記セルフロアが前記基板の上面を有する、第２の電極と、
   第３の電極と、
   を有する容量性マイクロマシン超音波トランスデューサセルにおいて、
   前記第３の電極が、前記第１又は第２の電極と容量的に結合され、容量結合が、前記容量的に結合された電極と直接的に接触し、前記容量的に結合された電極の間に挟まれた誘電層により実現される、
   容量性マイクロマシン超音波トランスデューサセル。
2. 前記第３の電極が、キャビティ側から前記第２の電極に対向する前記セルフロア内に配置される、請求項１に記載の容量性マイクロマシン超音波トランスデューサセル。
3. 前記第２の電極と前記第３の電極との間の容量関係が、前記第３の電極と前記第１の電極との間の容量関係より大きいか又は等しい、請求項２に記載の容量性マイクロマシン超音波トランスデューサセル。
4. 前記誘電層が、高誘電率を持つ材料の層を有する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の容量性マイクロマシン超音波トランスデューサセル。
5. 前記第３の電極と前記第１の電極との間の容量関係が、前記基板に対する前記ＣＭＵＴセルの寄生容量より大きい、請求項３に記載の容量性マイクロマシン超音波トランスデューサセル。
6. 接地電位に関して前記第３の電極に対するＤＣバイアス電圧を生じるＤＣ電源と、
   前記第１の電極及び前記第２の電極に結合され、前記膜の振動を引き起こす／感知する信号送信器／受信器と、
   を有する、請求項１又は２に記載の容量性マイクロマシン超音波トランスデューサセル。
7. 前記ＤＣバイアス電源が、抵抗器を介して前記第３の電極に結合される、請求項６に記載の容量性マイクロマシン超音波トランスデューサセル。
8. 前記抵抗器が、オンチップ抵抗器である、請求項７に記載の容量性マイクロマシン超音波トランスデューサセル。
9. 前記ＤＣバイアス電源が、前記ＣＭＵＴ装置の動作中に前記セルフロアに対してつぶされるように前記ＣＭＵＴ膜をセットするように構成される、請求項８に記載の容量性マイクロマシン超音波トランスデューサセル。
10. 請求項１又は２に記載のＣＭＵＴセルを少なくとも１つ有する超音波プローブ。
11. 前記プローブが、前記ＣＭＵＴセルのアレイを有し、前記アレイが、前記ＣＭＵＴセルの第１及び第２のサブグループを有し、前記ＣＭＵＴセルの第１のサブグループが、２つの方向の一方に沿って相互接続された前記第１の電極を持ち、前記ＣＭＵＴセルの第２のサブグループが、他方の方向に沿って相互接続された前記第２の電極を持つ、請求項１０に記載の超音波プローブ。
12. 前記アレイ内の前記ＣＭＵＴセルの前記第３の電極が、直列抵抗器を介してＤＣバイアス電圧源に結合される、請求項１１に記載の超音波プローブ。
13. 前記バイアス電極が前記ＤＣバイアス電源に相互接続する方法が、前記第２のサブグループの相互接続の方向である、請求項１２に記載の超音波プローブ。
14. 前記２つの方向の一方に沿って相互接続された前記アレイ内の前記ＣＭＵＴセルの前記サブグループのいずれかの前記第３の電極が、各相互接続に対して１つの直列抵抗器を介して前記ＤＣバイアス電圧源に結合される、請求項１３に記載の超音波プローブ。
15. 請求項１１乃至１４のいずれか一項に記載の超音波プローブを有する超音波撮像システム。

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