[发明专利]超声换能器及其分割方法和分割器件的方法

说明书

本发明提供了一种电容式微机械加工的超声换能器(CMUT)及其分割方法。分割CMUT可以包括：在器件晶片的限定多个超声换能器结构的区域中形成第一沟槽，器件晶片包括多个超声换能器结构；通过接合供应电到多个超声换能器的电极垫晶片和器件晶片来形成具有多个超声换能器的超声换能器晶片；以及通过切割在第一沟槽上的多个超声换能器结构和在第一沟槽下面的电极垫晶片，将超声换能器晶片切割成块以形成多个超声换能器。

技术领域

按照示例性实施方式的器件和方法涉及电容式微机械加工的超声换能器及其分割(singulate)方法。

背景技术

微机械加工的超声换能器(MUT)可将电信号转变成超声波信号或反之亦然。MUT可以根据转变的方法而分为压电微机械加工的超声换能器(PMUT)、电容式微机械加工的超声换能器(CMUT)或磁性微机械加工的超声换能器(MMUT)。

MUT在与包括驱动电路的专用集成电路(ASIC)结合时形成微机械加工的超声换能器模块。其上形成有多个MUT的微机械加工的超声换能器晶片可以利用机械方法，例如通过利用旋转锯条而被分成多个MUT。

当利用机械方法分割MUT时，MUT的边缘会被损坏。具体地，由于在每个MUT的上层中包括腔，所以当MUT的上层被锯开时在上层中会发生振动，从而导致切割区扩大。因此，在切割区周围的电极垫会被损坏，由此降低MUT的分割产量。

发明内容

一个或多个示例性实施方式提供了电容式微机械加工的超声换能器(CMUT)的分割方法，其中在切割区域中预先形成沟槽。

根据示例性实施方式的方面，提供了一种电容式微机械加工的超声换能器，其包括：器件衬底；在器件衬底上的支撑单元，包括多个腔；在支撑单元上的膜，覆盖多个腔；在膜上的上部电极；以及在器件衬底的下表面上的电极垫衬底，其中第一突起单元在器件衬底的侧面突出，第二突起单元在与第一突起单元相同的侧面从电极垫衬底突出。

第一突起单元可以在CMUT的侧面方向上在大约10μm至大约30μm的范围内突出。

第一突起单元可以形成在与支撑单元、膜和上电极相应的位置。

第二突起单元可以在CMUT的侧面方向上在大约10μm至大约30μm的范围内突出。

第一和第二突起单元可以在电容式微机械加工的超声换能器的侧面方向上突出基本相同的长度。

根据示例性实施方式的方面，提供了一种电容式微机械加工的超声换能器的分割方法，该方法包括：在器件晶片的区域中形成第一沟槽，器件晶片包括在其上的多个超声换能器结构；通过接合电极垫晶片和器件晶片而形成具有多个超声换能器的超声换能器晶片；以及通过在第一沟槽处切割多个超声换能器结构和在第一沟槽下面的电极垫晶片，将超声换能器晶片切割成块以分割多个超声换能器的每个。

形成第一沟槽可以包括使用干蚀刻方法在器件晶片中形成通孔。

使用锯条可以执行超声换能器晶片的切割成块，其中第一沟槽的宽度大于锯条的切割宽度。

在器件晶片中可以形成限定超声换能器结构的多个元件的第二沟槽，其中形成第一沟槽与形成第二沟槽同时执行。

第一沟槽的宽度可以大于第二沟槽的宽度。

该方法可以还包括：在电极垫晶片与器件晶片接合之前，在电极垫晶片中与第一沟槽相应地形成第三沟槽。

第三沟槽可以具有大于锯条的切割宽度的宽度。

第三沟槽可以具有与第一沟槽基本相同的宽度。

接合电极垫晶片与器件晶片可以包括将第一沟槽与第三沟槽对准。