[发明专利]压电式微加工超声换能器(PMUT)

说明书

本发明涉及一种压电式微加工超声换能器(PMUT)装置。PMUT包括基板和连接至该基板的边缘支承结构。膜连接至该边缘支承结构，使得在该膜与该基板之间限定有腔，其中，该膜被配置成能够以超声频率移动。该膜包括压电层和耦接至该压电层的相对侧的第一电极和第二电极。在该腔内设置有内部支承结构，该内部支承结构连接至该基板和该膜。

相关申请的交叉引用

本申请要求由Ng等人于2016年5月4日提交的名称为“钉扎式(pinned)超声换能器”、代理人案号为IVS-681.PR的共同未决的美国专利临时专利申请62/331,919的优先权和权益，该申请被转让给本申请的受让人，其全部内容通过参考并入本文。

本申请还是Ng等人于2016年7月8日提交的名称为“压电式微加工超声换能器(PMUT)”、代理人案号为IVS-681的共同未决的美国专利申请No.15/205,743的继续申请并且要求其优先权，该申请被转让给本申请的受让人，其全部内容通过参考并入本文。

背景技术

压电材料促进机械能与电能之间的转换。此外，压电材料可以在受到机械应力时产生电信号，并且可以在受到电压时振动。压电材料广泛用于压电式超声换能器中，以基于施加至压电式超声换能器的电极的致动电压而产生声波。

附图说明

结合在具体实施方式中并形成该具体实施方式的一部分的附图示出了本发明的各种实施例，并且与具体实施方式一起用于解释下面所论述的本发明的原理。除非明确指出，否则本附图说明中所涉及的附图不应当被理解为是按比例绘制的。在本文中，相同的部件用相同的附图标记标注。

图1是示出了根据一些实施例的具有中心钉扎膜的PMUT装置的图。

图2是示出了根据一些实施例的在PMUT装置致动期间的膜移动示例的图。

图3是根据一些实施例的图1所示PMUT装置的俯视图。

图4是示出了根据一些实施例的图1至图3所示PMUT装置的膜的最大竖向移位的模拟图。

图5是根据一些实施例的呈圆形形状的示例性PMUT装置的俯视图。

图6是根据一些实施例的呈六边形形状的示例性PMUT装置的俯视图。

图7示出了根据一些实施例的圆形PMUT装置的示例性阵列。

图8示出了根据一些实施例的方形PMUT装置的示例性阵列。

图9示出了根据一些实施例的六边形PMUT装置的示例性阵列。

图10示出了根据一些实施例的PMUT阵列中的一对示例性PMUT装置，其中，每个PMUT均具有不同的电极图案。

图11A、图11B、图11C和图11D示出了根据各种实施例的内部支承结构的替代性示例。

图12示出了根据一些实施例的在超声指纹感测系统中使用的PMUT阵列。

图13示出了根据一些实施例的通过将用于限定PMUT装置的CMOS逻辑晶片与微机电(MEMS)晶片进行晶片键合而形成的集成指纹传感器。

具体实施方式

以下具体实施方式仅通过示例而非限制的方式提供。此外，无意受前面的背景技术中或以下的具体实施例中提出的任何明确的或暗指的理论的约束。