[发明专利]用于微加工超声换能器的电接触布置

说明书

本公开涉及用于微加工超声换能器的电接触布置。片上超声装置具有包括多个换能器单元的超声换能器基板和电基板。对于每个换能器单元，一个或更多个导电结合连接设置在超声换能器基板与电基板之间。电基板的示例包括CMOS芯片、包括模拟电路的集成电路、中介层和印刷电路板。

本申请是申请日为2017年6月19日、申请号为“201780037888.8”、发明名称为“用于微加工超声换能器的电接触布置”的发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉应用

本申请根据35 U.S.C.§119(e)要求于2016年6月20日提交的代理人案号为B1348.70031US00的题为“ELECTRICAL CONTACT ARRANGEMENT FOR MICROFABRICATEDULTRASONIC TRANSDUCER”的美国临时专利申请序列号62/352,394的权益，其全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

本公开内容总体上涉及超声成像。特别地，本公开内容涉及与互补金属氧化物半导体(CMOS)电路集成的电容式微机械超声换能器(CMUT)以及用于形成该电容式微机械超声换能器的方法。

背景技术

CMUT是已知的装置，其包括在微机械腔上方的膜。膜可以用于将声信号转换成电信号或将电信号转换成声信号。因此，CMUT可以作为超声换能器进行操作。

可以使用超声装置形成许多不同类型的图像。图像可以是实时图像。例如，可以生成示出组织的二维截面、血液流动、组织随时间的运动、血液的位置、特定分子的存在、组织的僵硬度(stiffness)或三维区域的解剖的图像。

可以使用两种类型的过程来制造CMUT。一种方法涉及牺牲层过程以在牺牲层上方的第一基板上形成CMUT的膜。去除牺牲层引起膜悬在腔上方。在另一方法中，晶片结合过程将两个晶片结合在一起以形成具有膜的腔。

发明内容

在一个示例性实施方式中，一种设备包括：片上超声装置(ultrasound-on-a-chipdevice)，其具有超声换能器基板，该超声换能器基板具有多个换能器单元，所述多个换能器单元被设置成接近超声换能器基板的第一侧；以及针对每个换能器单元的一个或更多个导电结合连接，其设置在超声换能器基板的第二侧与电基板之间。

在另一实施方式中，一种超声装置，包括：复合基板，该复合基板具有第一基板和第二基板，该第一基板和第二基板被结合在一起以在第一基板与第二基板之间限定多个腔，每个腔对应于超声换能器单元；以及电基板，其通过多个导电结合点结合至复合基板，其中，每个换能器单元具有设置在超声换能器基板与电基板之间的一个或更多个导电结合连接。

在另一实施方式中，一种形成超声装置的方法，包括：将第一基板和第二基板结合在一起以限定其中具有多个腔的复合基板，每个腔对应于超声换能器单元；以及利用多个导电结合点将电基板结合至复合基板，其中，每个换能器单元具有设置在超声换能器基板与电基板之间的一个或更多个导电结合连接。

附图说明

将参照以下附图来描述所公开技术的各个方面和实施方式。应当理解的是，附图不一定按比例绘制。出现在多个附图中的项目在出现这些项目的所有图中用相同的附图标记指示。

图1示出了根据本申请的非限制性实施方式的具有可以在探测器中使用的具有与集成电路(IC)集成的超声换能器的片上超声(ultrasound-on-a-chip)装置的简化示意的超声探测器；

图2是根据本申请的非限制性实施方式的具有与集成电路基板结合的超声换能器基板的片上超声装置的简化示意图，其中，超声换能器基板利用超声换能器单元与集成电路之间的多个结合部以及超声换能器基板的死空间(dead space)与集成电路之间的电连接来与集成电路基板结合；