[发明专利]一种压电发射电容感知高性能MUT单元及其制备方法

摘要

本发明公开了一种压电发射电容感知高性能MUT单元及其制备方法，将PMUT单元的超声发射工作模式与CMUT单元的超声接收工作模式相互结合。该MUT单元由压电驱动环形薄膜与叠加于环形薄膜上表面的圆形电容感知薄膜组成。在超声发射工作模式，环形薄膜基于逆压电效应进行驱动，同时带动叠加在其上的圆形薄膜产生活塞式振动，从而提高超声发射指向性以及超声输出。在超声接收工作模式，环形薄膜与圆形薄膜同时受到入射超声作用产生挠度。由于圆形薄膜与环形薄膜挠度的叠加，增大了电容上极板与电容下极板之间的行程变化量，从而提高单元超声接收灵敏度；同时，这也使得单元在超声接收模式下能采用更低的偏置电压工作在塌陷模式，进一步增加单元的超声接收灵敏度。

主权项

1.一种压电发射电容感知高性能MUT单元，其特征在于，包括电容感知模块(1)与压电发射模块(2)，所述电容感知模块(1)包括电容上极板(1-1)和设置在电容上极板(1-1)下方的电容下极板(1-2)，所述电容上极板(1-1)和电容下极板(1-2)之间具有电容感知空腔(4)，所述电容下极板(1-2)覆盖在压电发射模块(2)上表面；所述压电发射模块(2)包括自上至下依次设置的驱动膜结构层(2-1)，驱动膜压电层(2-2)，薄膜键合层(2-3)，支柱(2-5)和基底(2-6)，所述基底(2-6)上端面设置有支柱(2-5)和凸起(2-7)，所述支柱(2-5)和凸起(2-7)上覆盖有薄膜键合层(2-3)，所述薄膜键合层(2-3)中嵌设有压电膜下电极(2-2-3)；/n支柱(2-5)、基底(2-6)、凸起(2-7)以及薄膜键合层(2-3)围合形成压电发射空腔(5)，所述压电发射空腔(5)上方的驱动膜结构层(2-1)与驱动膜压电层(2-2)的悬空部分组成环形振动薄膜(6)；/n所述电容上极板(1-1)的直径大于环形振动膜(6)的内径，且小于环形振动膜(6)的外径。/n