[发明专利]宽带超声换能器

权利要求书

1.一种换能器阵列(10)，包括适合用于塌陷操作模式的多个CMUT单元(100、100'、100”)，每个CMUT单元包括第一电极(110)和第二电极(120)，所述第一电极由基板(101)支撑，所述第二电极由悬挂在所述第一电极与所述第二电极之间的腔体(105)上的膜支撑，所述多个CMUT单元包括：

第一组CMUT单元(100)，其中的每个CMUT单元均具有包括第一层堆叠(130)的膜；以及

第二组CMUT单元(100')，其中的每个CMUT单元均具有包括第二层堆叠(130')的膜，所述第二层堆叠包括具有比所述第一层堆叠中的层中的任何层更高密度的材料层(135)，

其中，所述第一组CMUT单元的所述膜具有第一弹簧常数，并且所述第二组CMUT单元的所述膜具有第二弹簧常数，所述第二弹簧常数与所述第一弹簧常数相差不超过20％。

2.根据权利要求1所述的换能器阵列(10)，其中，所述第二弹簧常数与所述第一弹簧常数相差不超过10％。

3.根据权利要求1或2所述的换能器阵列(10)，其中：

所述第一层堆叠(130)包括第一厚度的介电材料层(131、133)；并且

所述第二层堆叠包括第二厚度的所述介电材料层，所述第二厚度小于所述第一厚度；或者

除了具有比所述第一层堆叠中的所述层中的任何层更高密度的所述材料层(135)作为附加层以外，所述第二层堆叠(130')与所述第一层堆叠(130)相同。

4.根据权利要求1-2中的任一项所述的换能器阵列(10)，包括多个换能器元件(50)，每个换能器元件包括所述第一组的至少一个CMUT单元(100)和所述第二组的至少一个CMUT单元(100')。

5.根据权利要求1-2中的任一项所述的换能器阵列(10)，其中，所述第一组的所述CMUT单元(100)均具有第一直径，并且所述第二组的所述CMUT单元(100')均具有第二直径，所述第二直径与所述第一直径不同。

6.根据权利要求1-2中的任一项所述的换能器阵列(10)，其中，具有比所述第一层堆叠(130)中的所述层中的任何层更高密度的所述材料层(135)具有超过7g/cm³的密度，并且具有小于200GPa的杨氏模量。

7.根据权利要求6所述的换能器阵列(10)，其中，具有比所述第一层堆叠(130)中的所述层中的任何层更高密度的所述材料层(135)具有超过10g/cm³的密度。

8.根据权利要求6所述的换能器阵列(10)，其中，具有比所述第一层堆叠(130)中的所述层中的任何层更高密度的所述材料层(135)具有小于100GPa的杨氏模量。

9.根据权利要求1-2中的任一项所述的换能器阵列(10)，其中，具有比所述第一层堆叠(130)中的所述层中的任何层更高密度的所述材料层(135)是金属层或金属合金层。

10.根据权利要求9所述的换能器阵列(10)，其中，所述金属层是金层或铂层。

11.根据权利要求1-2中的任一项所述的换能器阵列(10)，其中，具有比所述第一层堆叠(130)中的所述层中的任何层更高密度的所述材料层(135)是图案化层。