RU2013146954A - Емкостный микрообработанный ультразвуковой преобразователь с подавленной акустической связью с подложкой - Google Patents

Емкостный микрообработанный ультразвуковой преобразователь с подавленной акустической связью с подложкой Download PDF

Info

Publication number
RU2013146954A
RU2013146954A RU2013146954/28A RU2013146954A RU2013146954A RU 2013146954 A RU2013146954 A RU 2013146954A RU 2013146954/28 A RU2013146954/28 A RU 2013146954/28A RU 2013146954 A RU2013146954 A RU 2013146954A RU 2013146954 A RU2013146954 A RU 2013146954A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cmut
massive
cell
cells
cell array
Prior art date
Application number
RU2013146954/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2589272C2 (ru
Inventor
Джон Дуглас ФРЕЙЗЕР
Original Assignee
Конинклейке Филипс Н.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Конинклейке Филипс Н.В. filed Critical Конинклейке Филипс Н.В.
Publication of RU2013146954A publication Critical patent/RU2013146954A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2589272C2 publication Critical patent/RU2589272C2/ru

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/44Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
    • A61B8/4483Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device characterised by features of the ultrasound transducer
    • A61B8/4494Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device characterised by features of the ultrasound transducer characterised by the arrangement of the transducer elements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01HMEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H11/00Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties
    • G01H11/06Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties by electric means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06BMETHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/0292Electrostatic transducers, e.g. electret-type
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/002Devices for damping, suppressing, obstructing or conducting sound in acoustic devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Gynecology & Obstetrics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
  • Pressure Sensors (AREA)

Abstract

1. Матрица ячеек cMUT ультразвукового преобразователя, которые установлены на множестве массивных пластин, которые установлены на общей подложке, содержащая:(a) ячейки cMUT, причем каждая ячейка содержит:мембрану ячейки;опорную структуру мембраны;верхний электрод, соединенный с мембраной ячейки;зазор, обеспечивающий пространство, в котором движется мембрана ячейки; инижний электрод, используемый во взаимодействии с верхним электродом;(b) множество массивных пластин, на которых установлены ячейки cMUT, причем каждая массивная пластина обладает силой инерции, которая по существу направлена противоположно силе акустического давления, генерируемой ячейкой cMUT, установленной на ней, во время передачи ячейкой cMUT, причем каждая массивная пластина и установленная на ней ячейка cMUT сбоку заизолированы движению от соседних массивных пластин с помощью зазора; и(c) непрерывную подложку, на которой установлено множество массивных пластин и их ячейки cMUT.2. Матрица ячеек cMUT по п. 1, в которой мембрана ячейки, опорная структура мембраны, верхний электрод, нижний электрод и массивные пластины изготовлены с использованием технологий производства полупроводниковых приборов.3. Матрица ячеек cMUT по п. 2, в которой массивные пластиныизготовлены из электропроводящего материала, с тем чтобы также обеспечить нижний электрод.4. Матрица ячеек cMUT по п. 3, в которой электропроводящий материал представляет собой тантал, золото, молибден, медь, хром или вольфрам или их сплав.5. Матрица ячеек cMUT по п. 1, в которой каждая массивная пластина дополнительно демонстрирует высокую жесткость, что делает ее размер малым относительно длины волны ультразвука, п

Claims (21)

1. Матрица ячеек cMUT ультразвукового преобразователя, которые установлены на множестве массивных пластин, которые установлены на общей подложке, содержащая:
(a) ячейки cMUT, причем каждая ячейка содержит:
мембрану ячейки;
опорную структуру мембраны;
верхний электрод, соединенный с мембраной ячейки;
зазор, обеспечивающий пространство, в котором движется мембрана ячейки; и
нижний электрод, используемый во взаимодействии с верхним электродом;
(b) множество массивных пластин, на которых установлены ячейки cMUT, причем каждая массивная пластина обладает силой инерции, которая по существу направлена противоположно силе акустического давления, генерируемой ячейкой cMUT, установленной на ней, во время передачи ячейкой cMUT, причем каждая массивная пластина и установленная на ней ячейка cMUT сбоку заизолированы движению от соседних массивных пластин с помощью зазора; и
(c) непрерывную подложку, на которой установлено множество массивных пластин и их ячейки cMUT.
2. Матрица ячеек cMUT по п. 1, в которой мембрана ячейки, опорная структура мембраны, верхний электрод, нижний электрод и массивные пластины изготовлены с использованием технологий производства полупроводниковых приборов.
3. Матрица ячеек cMUT по п. 2, в которой массивные пластины
изготовлены из электропроводящего материала, с тем чтобы также обеспечить нижний электрод.
4. Матрица ячеек cMUT по п. 3, в которой электропроводящий материал представляет собой тантал, золото, молибден, медь, хром или вольфрам или их сплав.
5. Матрица ячеек cMUT по п. 1, в которой каждая массивная пластина дополнительно демонстрирует высокую жесткость, что делает ее размер малым относительно длины волны ультразвука, при которой работают ячейки cMUT.
6. Матрица ячеек cMUT по п. 5, в которой каждая массивная пластина дополнительно демонстрирует высокий акустический импеданс.
7. Матрица ячеек cMUT по п. 6, в которой акустический импеданс составляет более 40 Мрейл.
8. Матрица ячеек cMUT по п. 1, в которой каждая массивная пластина установлена на подложке посредством деформируемой опоры.
9. Матрица ячеек cMUT по п. 1, в которой каждая массивная пластина установлена на подложке посредством множества разнесенных опор.
10. Матрица ячеек cMUT по п. 9, в которой пространства между разнесенными опорами заполнены одним из следующего: вакуумом, воздухом или деформируемым материалом.
11. Матрица ячеек cMUT по п. 10, в которой деформируемый материал представляет собой кремнекаучук.
12. Матрица ячеек cMUT по п. 1, в которой отдельные ячейки cMUT матрицы установлены на массивных пластинах, по отдельности
заизолированных сбоку.
13. Матрица ячеек cMUT по п. 12, в которой отдельные ячейки cMUT и массивные пластины демонстрируют гексагональное расположение.
14. Матрица ячеек cMUT по п. 12, в которой отдельные ячейки cMUT и массивные пластины демонстрируют круговое расположение.
15. Матрица ячеек cMUT по п. 12, в которой ячейки cMUT и массивные пластины сформированы на полупроводниковой подложке, перекрывающей слой интегральной схемы.
16. Матрица ячеек cMUT по п. 1, в которой сила инерции массивной пластины противодействует, по меньшей мере, 50% от силы акустического давления, генерируемой установленной на ней ячейкой cMUT.
17. Матрица ячеек cMUT по п. 1, в которой сила акустического давления, генерируемая ячейкой cMUT, ослабляется, по меньшей мере, на 6 дБ.
18. Матрица ячеек cMUT по п. 1, в которой сила инерции массивной пластины противодействует, по меньшей мере, 66,67% от силы акустического давления, генерируемой установленной на ней ячейкой cMUT.
19. Матрица ячеек cMUT по п. 1, в которой сила акустического давления, генерируемая ячейкой cMUT, ослабляется ее массивной пластиной, по меньшей мере, на 10 дБ.
20. Матрица ячеек cMUT по п. 1, в которой сила инерции массивной пластины противодействует, по меньшей мере, 90% от силы акустического давления, генерируемой установленной на ней ячейкой cMUT.
21. Матрица ячеек cMUT по п. 1, в которой сила акустического давления, генерируемая ячейкой cMUT, ослабляется ее массивной пластиной, по меньшей мере, на 20 дБ.
RU2013146954/28A 2011-03-22 2012-03-13 Емкостный микрообработанный ультразвуковой преобразователь с подавленной акустической связью с подложкой RU2589272C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161466172P 2011-03-22 2011-03-22
US61/466,172 2011-03-22
PCT/IB2012/051173 WO2012127360A2 (en) 2011-03-22 2012-03-13 Ultrasonic cmut with suppressed acoustic coupling to the substrate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013146954A true RU2013146954A (ru) 2015-04-27
RU2589272C2 RU2589272C2 (ru) 2016-07-10

Family

ID=45937471

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013146954/28A RU2589272C2 (ru) 2011-03-22 2012-03-13 Емкостный микрообработанный ультразвуковой преобразователь с подавленной акустической связью с подложкой

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20130331705A1 (ru)
EP (1) EP2688686B1 (ru)
JP (1) JP5961246B2 (ru)
CN (1) CN103501922B (ru)
BR (1) BR112013023981A2 (ru)
RU (1) RU2589272C2 (ru)
WO (1) WO2012127360A2 (ru)

Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013093728A1 (en) * 2011-12-20 2013-06-27 Koninklijke Philips Electronics N.V. Ultrasound transducer device and method of manufacturing the same
GB2513884B (en) 2013-05-08 2015-06-17 Univ Bristol Method and apparatus for producing an acoustic field
DE102013223695B4 (de) * 2013-11-20 2016-09-22 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zum herstellen eines kapazitiven ultraschallwandlers und anordnung einer mehrzahl von kapazitiven ultraschallwandlern
KR102155695B1 (ko) * 2014-02-12 2020-09-21 삼성전자주식회사 전기 음향 변환기
GB2530036A (en) 2014-09-09 2016-03-16 Ultrahaptics Ltd Method and apparatus for modulating haptic feedback
EP3223709B1 (en) * 2014-11-25 2019-02-20 Koninklijke Philips N.V. Ultrasound system and method
CA2976319C (en) 2015-02-20 2023-06-27 Ultrahaptics Ip Limited Algorithm improvements in a haptic system
ES2896875T3 (es) 2015-02-20 2022-02-28 Ultrahaptics Ip Ltd Percepciones en un sistema háptico
CN108025331B (zh) * 2015-06-30 2019-11-05 皇家飞利浦有限公司 超声系统和超声脉冲发射方法
US11766237B2 (en) 2015-07-02 2023-09-26 Philips Image Guided Therapy Corporation Multi-mode capacitive micromachined ultrasound transducer and associated devices, systems, and methods for multiple different intravascular sensing capabilities
DE102015212683A1 (de) * 2015-07-07 2017-01-12 Robert Bosch Gmbh Schallwandler und Einbauanordnung mit einem Schallwandler
US10818162B2 (en) 2015-07-16 2020-10-27 Ultrahaptics Ip Ltd Calibration techniques in haptic systems
US9751108B2 (en) * 2015-07-31 2017-09-05 Texas Instruments Incorporated Extended range ultrasound transducer
EP3338113B1 (en) 2015-11-24 2021-08-25 Halliburton Energy Services, Inc. Ultrasonic transducer with suppressed lateral mode
WO2017222969A1 (en) 2016-06-20 2017-12-28 Butterfly Network, Inc. Electrical contact arrangement for microfabricated ultrasonic transducer
US10268275B2 (en) 2016-08-03 2019-04-23 Ultrahaptics Ip Ltd Three-dimensional perceptions in haptic systems
US20190357882A1 (en) * 2016-11-22 2019-11-28 Koninklijke Philips N.V. Ultrasound device and acoustic component for use in such a device
US11039814B2 (en) 2016-12-04 2021-06-22 Exo Imaging, Inc. Imaging devices having piezoelectric transducers
US10943578B2 (en) 2016-12-13 2021-03-09 Ultrahaptics Ip Ltd Driving techniques for phased-array systems
EP3459646A1 (en) * 2017-09-22 2019-03-27 Koninklijke Philips N.V. Ultrasound transducer device and method for controlling the same
US11531395B2 (en) 2017-11-26 2022-12-20 Ultrahaptics Ip Ltd Haptic effects from focused acoustic fields
US11704983B2 (en) 2017-12-22 2023-07-18 Ultrahaptics Ip Ltd Minimizing unwanted responses in haptic systems
US10656007B2 (en) 2018-04-11 2020-05-19 Exo Imaging Inc. Asymmetrical ultrasound transducer array
US10648852B2 (en) 2018-04-11 2020-05-12 Exo Imaging Inc. Imaging devices having piezoelectric transceivers
KR20210002703A (ko) 2018-05-02 2021-01-08 울트라햅틱스 아이피 엘티디 개선된 음향 전송 효율을 위한 차단 플레이트 구조체
WO2019226547A1 (en) 2018-05-21 2019-11-28 Exo Imaging, Inc. Ultrasonic transducers with q spoiling
US11098951B2 (en) 2018-09-09 2021-08-24 Ultrahaptics Ip Ltd Ultrasonic-assisted liquid manipulation
EP3906462A2 (en) 2019-01-04 2021-11-10 Ultrahaptics IP Ltd Mid-air haptic textures
US11842517B2 (en) 2019-04-12 2023-12-12 Ultrahaptics Ip Ltd Using iterative 3D-model fitting for domain adaptation of a hand-pose-estimation neural network
JP2023511802A (ja) 2019-09-12 2023-03-23 エコー イメージング,インク. 端部溝、仮想ピボット、および非拘束状態の境界を介する、mut結合効率および帯域幅の増加
US11374586B2 (en) 2019-10-13 2022-06-28 Ultraleap Limited Reducing harmonic distortion by dithering
AU2020368678A1 (en) 2019-10-13 2022-05-19 Ultraleap Limited Dynamic capping with virtual microphones
US11715453B2 (en) 2019-12-25 2023-08-01 Ultraleap Limited Acoustic transducer structures
US11816267B2 (en) 2020-06-23 2023-11-14 Ultraleap Limited Features of airborne ultrasonic fields
WO2022058738A1 (en) 2020-09-17 2022-03-24 Ultraleap Limited Ultrahapticons
JP2024513615A (ja) * 2021-03-29 2024-03-27 エコー イメージング,インク. Mutアレイにおいてクロストークを減少するための溝
US11819881B2 (en) 2021-03-31 2023-11-21 Exo Imaging, Inc. Imaging devices having piezoelectric transceivers with harmonic characteristics
US11951512B2 (en) 2021-03-31 2024-04-09 Exo Imaging, Inc. Imaging devices having piezoelectric transceivers with harmonic characteristics
US20220393095A1 (en) * 2021-06-02 2022-12-08 Ultraleap Limited Electromechanical Transducer Mount

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2117415C1 (ru) * 1994-05-31 1998-08-10 Шанаурин Александр Михайлович Электростатический конденсаторный преобразователь
US6262946B1 (en) 1999-09-29 2001-07-17 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Capacitive micromachined ultrasonic transducer arrays with reduced cross-coupling
US6443901B1 (en) * 2000-06-15 2002-09-03 Koninklijke Philips Electronics N.V. Capacitive micromachined ultrasonic transducers
US6862254B2 (en) 2000-10-19 2005-03-01 Sensant Corporation Microfabricated ultrasonic transducer with suppressed substrate modes
US6669644B2 (en) * 2001-07-31 2003-12-30 Koninklijke Philips Electronics N.V. Micro-machined ultrasonic transducer (MUT) substrate that limits the lateral propagation of acoustic energy
US6831394B2 (en) 2002-12-11 2004-12-14 General Electric Company Backing material for micromachined ultrasonic transducer devices
US20040190377A1 (en) * 2003-03-06 2004-09-30 Lewandowski Robert Stephen Method and means for isolating elements of a sensor array
US7303530B2 (en) * 2003-05-22 2007-12-04 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Transducer arrays with an integrated sensor and methods of use
US7030536B2 (en) * 2003-12-29 2006-04-18 General Electric Company Micromachined ultrasonic transducer cells having compliant support structure
US7545075B2 (en) 2004-06-04 2009-06-09 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Capacitive micromachined ultrasonic transducer array with through-substrate electrical connection and method of fabricating same
US7888709B2 (en) * 2004-09-15 2011-02-15 Sonetics Ultrasound, Inc. Capacitive micromachined ultrasonic transducer and manufacturing method
KR20080002857A (ko) * 2005-04-25 2008-01-04 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 초음파 변환기 시스템에 의한 연속적인 이미징을 위한 방법및 장치
CA2607918A1 (en) * 2005-05-18 2006-11-23 Kolo Technologies, Inc. Micro-electro-mechanical transducers
CN101558552B (zh) * 2005-06-17 2017-05-31 科隆科技公司 具有绝缘延伸部的微机电换能器
JP4724505B2 (ja) * 2005-09-09 2011-07-13 株式会社日立製作所 超音波探触子およびその製造方法
US7741686B2 (en) 2006-07-20 2010-06-22 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Trench isolated capacitive micromachined ultrasonic transducer arrays with a supporting frame
RU2449418C2 (ru) * 2006-09-25 2012-04-27 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Межсоединение по методу перевернутого кристалла через сквозные отверстия в микросхеме
US7843022B2 (en) 2007-10-18 2010-11-30 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University High-temperature electrostatic transducers and fabrication method
US8207652B2 (en) * 2009-06-16 2012-06-26 General Electric Company Ultrasound transducer with improved acoustic performance
JP5578810B2 (ja) * 2009-06-19 2014-08-27 キヤノン株式会社 静電容量型の電気機械変換装置
KR20110002630A (ko) * 2009-07-02 2011-01-10 삼성전자주식회사 휴대 단말기의 카메라 운용 방법 및 장치
JP5495918B2 (ja) * 2009-07-24 2014-05-21 キヤノン株式会社 電気機械変換装置、及び電気機械変換装置の作製方法
US8455289B1 (en) * 2011-12-02 2013-06-04 Texas Instruments Incorporated Low frequency CMUT with thick oxide

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012127360A2 (en) 2012-09-27
WO2012127360A3 (en) 2013-04-25
US20130331705A1 (en) 2013-12-12
EP2688686B1 (en) 2022-08-17
CN103501922A (zh) 2014-01-08
JP2014510489A (ja) 2014-04-24
CN103501922B (zh) 2016-08-17
JP5961246B2 (ja) 2016-08-02
BR112013023981A2 (pt) 2016-12-13
EP2688686A2 (en) 2014-01-29
RU2589272C2 (ru) 2016-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2013146954A (ru) Емкостный микрообработанный ультразвуковой преобразователь с подавленной акустической связью с подложкой
JP2014510489A5 (ru)
US9319800B2 (en) Electro acoustic transducer
EP2107653A3 (en) Surface Emitting Laser Element Array
JP2017112612A5 (ru)
KR101578542B1 (ko) 마이크로폰 제조 방법
JP2017516428A5 (ru)
JP2019522449A5 (ru)
KR20190022644A (ko) 미세제작된 초음파 트랜스듀서를 위한 전기 접촉부 배열
WO2013028444A3 (en) Vertical solid-state transducers having backside terminals and associated systems and methods
CN101272636B (zh) 电容式传声器芯片
WO2012143784A3 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
KR101630759B1 (ko) 초음파 변환기의 셀, 채널 및 이를 포함하는 초음파 변환기
CN103546845B (zh) 具有微机械传声器结构的构件
RU2014129830A (ru) Устройство ультразвукового преобразователя и способ его изготовления
JP2014523689A5 (ru)
WO2010109205A3 (en) Wafer bond cmut array with conductive vias
JP2012085239A5 (ru)
JP2016511607A5 (ru)
CN1823551A (zh) 声音检测机构
JP2011045040A5 (ru)
CN103379392B (zh) 电容式超声传感器芯片及其制作方法
CN106303867A (zh) Mems麦克风
JP2013065983A (ja) 電気機械変換装置、及びその製造方法
JP2013055318A5 (ru)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190314