[发明专利]超声波换能器及超声波检查装置

说明书

在静电电容检测型的超声波换能器中，由于超声波换能器的单元阵列的各单元的膜状物的膜厚偏差，导致单元阵列内的单元的器件特性变得不均匀。超声波换能器具备CMUT芯片(301)，CMUT芯片(301)包括：形成有多个单元的单元阵列区域CAR；以及与单元阵列区域CAR相邻接的周边区域PER，在单元阵列区域CAR配置梁结构体(201)，并且在周边区域PER配置相当于梁结构体(201)的多个图案结构体(311)。由此，将单元阵列区域CAR的单位表面积和周边区域PER的单位表面积的差减小。其结果，能够提高覆盖梁结构体(201)和图案结构体(311)的绝缘膜的膜厚的均匀性。

技术领域

本发明涉及超声波换能器及其制造技术以及超声波检查装置，例如涉及适用于利用MEMS(Micro Electro Mechanical Systems：微机电系统)技术而制造的超声波换能器及其制造技术且有效的技术。

背景技术

超声波换能器用于通过收发超声波从而进行人体内的肿瘤的诊断、建筑物所发生的龟裂的检查等各种各样的用途。

到目前为止，使用利用压电体的振动的超声波换能器，但是由于近年的MEMS技术的进步，在硅基板上制作有振动部的静电电容检测型超声波换能器(CMUT：CapacitiveMicromachined Ultrasonic Transducer)以实用化为目标而积极地被开发。

该CMUT与现有的使用压电体的超声波换能器比较，具有能使用的超声波的频带宽广、或者为高灵敏度等优点。另外，因为能使用LSI加工技术来制作，所以也具有能微细加工的优点。

例如，在专利文献1和专利文献2中记载有如下的CMUT：通过在CMUT的单元阵列的外周配置虚设单元，从而使膜状物的应变均匀化、或者使器件特性均匀化。另外，在专利文献3中记载有如下的CMUT：在CMUT的膜状物上配置梁结构(“embossed structure”、“beamstructure”)来调整膜状物的共振频率。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-172181号公报

专利文献2：国际公开第2008/136198号

专利文献3：美国专利第8,483,014号说明书

发明内容

发明要解决的课题

通常，形成有CMUT的半导体芯片存在如下区域：形成有多个单元的单元阵列区域；以及周边区域，其与单元阵列区域相邻接，形成于单元阵列区域的外侧。此时，因为在单元阵列区域形成有多个单元，所以有平坦性降低的情况，而另一方面，通常在周边区域不形成单元，平坦性高。因此，在单元阵列区域与周边区域之间会产生较大的表面积的差。在此，例如在CMUT的最上层虽然形成有用于抑制水分、异物向单元内浸入的钝化膜(表面保护膜)，，但是在该钝化膜的成膜工序中，有时依赖于平坦性而使膜厚产生差。因此，单元阵列区域的钝化膜的膜厚和周边区域的钝化膜的膜厚产生差，其结果，单元阵列区域的中心部的钝化膜的膜厚和单元阵列区域的端部的钝化膜的膜厚产生差。由此，在CMUT中，形成于单元阵列区域的多个单元各自的膜状物的膜厚产生偏差。因此，使得形成于单元阵列区域的多个单元间的器件特性(例如灵敏度)成为不均匀化。

本发明目的在于，通过抑制构成CMUT的多个单元中的膜状物的膜厚偏差，从而提高多个单元间的器件特性的均匀化。

其他的课题和新的特征从本说明书的记述和附图可明了。

用于解决课题的方案