[发明专利]用于管腔内超声成像换能器的埋入式沟槽以及相关的设备、系统和方法

权利要求书

1.一种管腔内超声成像设备，包括：

柔性细长构件(115)，其被配置为被定位在患者的身体管腔(120)内，所述柔性细长构件(115)包括近侧部分和远侧部分；以及

超声成像组件，其被设置在所述柔性细长构件(115)的所述远侧部分，所述超声成像组件被配置为获得所述身体管腔(120)的成像数据，所述超声成像组件包括换能器阵列(124)，所述换能器阵列包括：

衬底(202、402、502、702)，其被分成包括用于微机械超声换能器元件的区域(406、806)的多个间隔开的段(141、841)，所述区域(406、806)被设置在所述段上(141、841)，所述段(141、841)均具有多个侧壁(710)并且由隔离区域(408)围绕，

硬掩模层(404、504、804、854)，其被设置在所述衬底(202、402、502、702)上，以及

多行换能器元件(418)，其在所述区域(406、806)中被设置在所述硬掩模层(404、504、804)上，

其中，所述硬掩模层(404、504、804、854)被构图为在用于所述微机械超声换能器元件的所述区域(406、806)周围的所述隔离区域(408)中的一个上形成屏蔽(520)，并且其中，所述隔离区域(408)中的所述一个上的所述屏蔽(520)包括穿过所述硬掩模层(404、504、804、854)形成的孔(410)的阵列，

其中，所述衬底(202、402、502、702)的所述多个间隔开的段(141、841)中的每个段的至少一个侧壁(710)包括沿彼此垂直的两个方向传播的有圆齿的蚀刻特征(714)。

2.根据权利要求1所述的管腔内超声成像设备，

其中，所述衬底(202、402、502、702)包括硅，

其中，所述硬掩模层(404、504、804)包括氧化硅。

3.根据权利要求1所述的管腔内超声成像设备，其中，所述多行换能器元件(418)中的每个包括电容式微机械超声换能器(CMUT)元件或压电微机械超声换能器(PMUT)元件。

4.根据权利要求1所述的管腔内超声成像设备，

其中，所述超声成像组件还包括柔性互连件(210)，

其中，所述多行换能器元件(418)中的两行通过沟槽(412、414)彼此间隔开，

其中，所述柔性互连件(210)跨过所述沟槽(412、414)，并且

其中，所述柔性互连件(210)包括含有凹口的阵列的表面。

5.一种制造管腔内超声成像设备的方法，包括：

提供衬底(402)，所述衬底在所述衬底(402)的第一面上包括硬掩模(404)，所述衬底(402)包括用于微机械超声换能器元件(418)的区域(406)，所述区域(406)被布置在段(441)中，并且所述段(441)由隔离特征要被形成于其中的隔离区域(408)围绕；以及

在第一区域中形成穿过所述硬掩模(404)的第一多个孔，所述第一区域在围绕所述微机械超声换能器元件要被制造于其中的所述区域(406)的所述隔离区域(408)中的一个之上；

穿过所述第一多个孔(410)蚀刻所述衬底(402)，从而在所述衬底(402)中的所述段(441)之间形成沟槽(412、414)以提供所述隔离特征；

在所述第一多个孔(410)上沉积材料层(416)；

邻近用于所述微机械超声换能器元件(418)的所述区域(406)中的所述第一区域形成多个超声换能器元件(418)；以及

在所述第一区域中并且在用于所述微机械超声换能器元件(418)的所述区域(406)中在所述衬底(402)上方形成柔性层。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述衬底(402)是绝缘体上硅(SOI)衬底。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，提供所述衬底(402)包括在所述衬底(402)的第一侧上形成硬掩模(404)。