[发明专利]两端子CMUT设备

权利要求书

1.一种超声系统，包括：

超声阵列，其包括至少一个电容性微机械超声换能器设备(1)，所述至少一个电容性微机械超声换能器设备包括：薄膜(114)，所述薄膜被耦合到第一电极(S1)；衬底(112)，所述衬底与所述薄膜(114)相对并且被耦合到第二电极(S2)和第三电极(S3)，在所述衬底与所述薄膜之间存在气体或真空腔(8)，其中，所述第二电极(S2)在外围区域(302)中与所述第一电极(S1)相对，并且所述第三电极(S3)在中心区域(303)中与所述第一电极(S1)相对；

至少一个驱动电路(45')，其被耦合到所述阵列，并且其适于：(a)通过在所述至少一个CMUT设备的所述第一电极和所述第三电极上施加DC电压而使所述薄膜(114)进入塌陷状态中，在所述塌陷状态中，所述薄膜塌陷到所述中心区域(303)中的所述衬底，并且(b)通过在至少一个所述CMUT设备的所述第一电极和所述第二电极上施加具有CMUT操作频率的AC电压来激活所述CMUT设备；并且

其中，当所述薄膜处在所述塌陷状态中并且所述CMUT设备在操作频率处被激活时，所述阵列的至少一个电容性微机械超声换能器设备的所述第三电极(S3)经由具有比所述第一电极与所述第二电极之间的AC阻抗更高的阻抗值的高阻抗电阻器(R)被电气地耦合到所述第二电极(S2)。

2.根据权利要求1所述的超声系统，其中，所述阵列中的两个或更多个电容性微机械超声换能器设备的所述第二电极和所述第三电极被耦合到单个高阻抗电阻器(R)。

3.根据权利要求1所述的超声系统，其中，所述高阻抗电阻器具有10kOhm与5MOhm之间的阻抗值。

4.根据权利要求1所述的超声系统，其中，所述高阻抗电阻器具有500kOhm与1MOhm之间的阻抗值。

5.根据权利要求1所述的超声系统，其中，所述驱动电路(45')包括DC电压源和AC电压源。

6.根据权利要求1所述的超声系统，其中，所述高阻抗电阻器(R)包括薄片层，所述薄片层具有等于或小于7nm的厚度。

7.根据权利要求1所述的超声系统，其中，所述高阻抗电阻器(R)包括薄片层，所述薄片层具有2nm与4nm之间的厚度。

8.根据权利要求6所述的超声系统，其中，所述薄片层是TiN(氮化钛)。

9.根据权利要求6、7或8所述的超声系统，其中，所述薄片层是通过原子层沉积(ALD)技术来沉积的。

10.一种电容性微机械超声换能器设备，包括：薄膜(114)，所述薄膜被耦合到第一电极(S1)；衬底(112)，所述衬底与所述薄膜(114)相对并且被耦合到第二电极(S2)和第三电极(S3)，在所述衬底与所述薄膜之间存在气体或真空腔(8)，其中，所述第二电极(S2)在外围区域(302)中与所述第一电极(S1)相对，并且所述第三电极(S3)在中心区域(303)中与所述第一电极(S1)相对；

至少一个驱动电路(45')，其适于：(a)通过在所述第一电极和所述第三电极上施加DC电压而使所述薄膜(114)进入塌陷状态中，在所述塌陷状态中，所述薄膜塌陷到所述中心区域(303)中的所述衬底，并且(b)通过在所述第一电极和所述第二电极上施加具有CMUT操作频率的AC电压来激活所述CMUT设备；并且

其中，当所述薄膜处在所述塌陷状态中并且所述CMUT设备在操作频率处被激活时，所述第三电极(S3)经由具有比所述第一电极与所述第二电极之间的AC阻抗更高的阻抗值的高阻抗电阻器(R)被电气地耦合到所述第二电极(S2)。