一種制造微型超聲換能器的方法包括接收晶片，在所述晶片上形成多個(gè)微型超聲換能器。微型超聲換能器的每個(gè)包括：換能器膜，其含有壓電材料；以及第一接合盤和第二接合盤，每個(gè)被電耦合到換能器膜。從晶片的前側(cè)在多個(gè)微型超聲換能器上共形地沉積保護(hù)層。執(zhí)行第一蝕刻過程以形成從前側(cè)延伸到晶片中的多個(gè)第一溝槽。第一溝槽被蝕刻通過保護(hù)層。第一溝槽被設(shè)置在相鄰的微型超聲換能器之間。執(zhí)行第二蝕刻過程以去除保護(hù)層的設(shè)置在第一接合盤和第二接合盤上的部分，由此暴露出第一接合盤和第二接合盤。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本公開總體涉及血管內(nèi)超聲（IVUS)成像，并且具體涉及到要在IVUS導(dǎo)管中用于 IVUS成像的多個(gè)超聲換能器的保護(hù)層的晶片水平的涂層。
技術(shù)介紹
血管內(nèi)超聲（IVUS)成像被廣泛使用在介入性心臟病學(xué)中作為用于評(píng)估人體內(nèi)的 血管（例如動(dòng)脈）的診斷工具，以確定治療的需要、引導(dǎo)介入、和/或評(píng)估其有效性。IVUS 成像系統(tǒng)使用超聲回波來形成感興趣的血管的橫截面圖像。典型地，IVUS成像使用IVUS導(dǎo) 管上的換能器，所述換能器既發(fā)射超聲信號(hào)（波）又接收反射的超聲信號(hào)。所發(fā)射的超聲 信號(hào)（常常被稱為超聲脈沖）容易地經(jīng)過大多數(shù)組織和血液，但是所發(fā)射的超聲信號(hào)在由 組織結(jié)構(gòu)（例如血管壁的各個(gè)層）、血紅細(xì)胞和其他感興趣的特征引起的阻抗不連續(xù)處被 部分地反射。借助于患者接口模塊而被連接到IVUS導(dǎo)管的IVUS成像系統(tǒng)處理接收到的超 聲信號(hào)（常常被稱為超聲回波）以產(chǎn)生IVUS導(dǎo)管被定位在其中的血管的橫截面圖像。 用于IVUS成像的一個(gè)優(yōu)選類型的超聲換能器是壓電微機(jī)械超聲換能器（PMUT)， 所述壓電微機(jī)械超聲換能器是微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS)設(shè)備，典型地在硅晶片基底上大被批量 地制造。MEMS制造技術(shù)被用于在單個(gè)硅晶片基底上生產(chǎn)數(shù)千個(gè)PMUT。典型地，可以通過將 壓電聚合物沉積到微機(jī)械硅基底上來形成PMUT。硅基底也可以包括電子電路，所述電子電 路被用于將電接口提供到換能器。備選地，與PMUT相關(guān)聯(lián)的電子電路可以被包含在單獨(dú)的 專用集成電路（ASIC)中，所述專用集成電路緊密接近PMUT設(shè)備被定位并且通過電引線連 接。具有其相關(guān)聯(lián)的電子電路（被包括在同一基底上或被定位在單獨(dú)的相鄰ASIC上）、具 有附接長度的電纜的PMUT MEMS設(shè)備基于其包括被耦合到長尾狀電纜的某球形換能器組件 的配置而被稱為蝌蚪組件。當(dāng)前，PMUT蝌蚪組件被涂有聚對(duì)二甲苯以隔絕前電極和其他電 連接與流體（例如鹽水和血液）的接觸。這是不方便的，因?yàn)閷⒋罅框蝌浇M件引入到聚對(duì) 二甲苯隔室中并保護(hù)附接電纜不被涂覆是復(fù)雜的。 因此，盡管在蝌蚪階段將保護(hù)層涂覆在換能器組件上的常規(guī)晶片制造技術(shù)和方法 總體上適合于其預(yù)期目的，但它們并不在每個(gè)方面中都完全令人滿意。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
血管內(nèi)超聲（IVUS)成像被用于幫助評(píng)估人體里面的醫(yī)學(xué)狀況。IVUS導(dǎo)管可以包 括壓電微機(jī)械超聲換能器PMUT。作為其操作的部分，超聲換能器具有電極，所述電極被用 于將電信號(hào)施加到所述換能器。為了保護(hù)所述換能器免于流體并且使所述電信號(hào)與周圍介 質(zhì)（例如血液或鹽水）隔絕，在晶片制造過程期間，而不是在稍后的蝌蚪組件階段時(shí)，可以 在換能器的前側(cè)上形成保護(hù)涂層。該保護(hù)涂層可以包括聚對(duì)二甲苯材料，所述聚對(duì)二甲苯 材料是使用化學(xué)氣相沉積過程而被沉積的。 本公開提供了在血管內(nèi)超聲（IVUS)成像中使用的超聲換能器的各種實(shí)施例。示 范性超聲換能器是在晶片基底（典型地是硅晶片）上制造的壓電微機(jī)械超聲換能器。該示 范性換能器包括基底，所述基底具有第一側(cè)和與所述第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)。換能器膜被設(shè) 置在所述基底的所述第一側(cè)上。所述換能器膜含有壓電層。保護(hù)層被共形地設(shè)置在所述換 能器膜上，但不在所述基底的所述第二側(cè)上。井被設(shè)置在所述基底的所述第二側(cè)中、基本延 伸通過所述基底、與所述換能器膜對(duì)齊、并且在所述換能器膜的背側(cè)處終止。 示范性超聲換能器包括具有第一側(cè)和與所述第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)的基底。井被設(shè) 置在所述基底中。所述井被填充有背襯材料。換能器膜被設(shè)置在所述基底的所述第一側(cè)上。 所述換能器膜含有壓電層。第一導(dǎo)電層被設(shè)置在所述換能器膜上。第二導(dǎo)電層被設(shè)置在所 述換能器膜以下。第一接合盤被設(shè)置在所述第一導(dǎo)電層上。第二接合盤被設(shè)置在所述第二 導(dǎo)電層上。保護(hù)層被設(shè)置在所述換能器膜上并且在所述第一導(dǎo)電層和所述第二導(dǎo)電層上。 所述保護(hù)層含有凹槽，所述凹槽暴露出所述第一結(jié)合盤和所述第二接合盤。井被設(shè)置在所 述基底的所述第二側(cè)中，基本延伸通過所述基底、與所述換能器膜對(duì)齊、并且在所述換能器 膜的背側(cè)處終止。 本公開還提供了一種制造微型超聲換能器的方法。所述方法包括接收晶片，在所 述晶片上形成多個(gè)微型超聲換能器。所述微型超聲換能器每個(gè)包括：換能器膜，其含有壓電 材料；第一接合盤和第二接合盤，每個(gè)被電耦合到所述換能器膜。從所述晶片的前側(cè)將保護(hù) 層共形地沉積在所述多個(gè)微型超聲換能器上。執(zhí)行第一蝕刻過程以形成多個(gè)第一溝槽，所 述多個(gè)第一溝槽從所述前側(cè)延伸到所述晶片中。所述第一溝槽被蝕刻通過所述保護(hù)層并深 入到所述基底中，并且所述第一溝槽被設(shè)置在相鄰的微型超聲換能器之間。執(zhí)行第二蝕刻 過程以去除所述保護(hù)層的被設(shè)置在所述第一接合盤和所述第二接合盤上的部分，由此暴露 出所述第一接合盤和所述第二接合盤。 前述的總體說明和以下的詳細(xì)說明兩者本質(zhì)上是示范性和解釋性的，并且旨在提 供對(duì)本公開的理解，而不限制本公開的范圍。在這方面，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)以下的詳細(xì) 說明將意識(shí)到本公開的額外的方面、特征和優(yōu)勢(shì)。【附圖說明】 通過結(jié)合附圖閱讀以下詳細(xì)說明，可以最好地理解本公開的各方面。應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)，根 據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，各個(gè)特征不是按比例繪制的。實(shí)際上，為了清楚地討論，可以任意地 增大或減小各個(gè)特征的尺寸。另外，本公開可以在各個(gè)范例中重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。這 種重復(fù)是出于簡單和清楚的目的，而本身不指示所討論的各個(gè)實(shí)施例和/或配置之間的關(guān) 系。 圖1是根據(jù)本公開的各個(gè)方面的血管內(nèi)超聲（IVUS)成像系統(tǒng)的示意性圖示。 圖2是根據(jù)本公開的各個(gè)方面的含有多個(gè)換能器的晶片的部分的示意性俯視圖。 圖3-圖10是根據(jù)本公開的各個(gè)方面的在制造的不同階段時(shí)的超聲換能器的示意 性橫截面?zhèn)纫晥D。 圖11是根據(jù)本公開的各個(gè)方面的在換能器上執(zhí)行對(duì)保護(hù)層的晶片水平涂覆的方 法的流程圖。【具體實(shí)施方式】 出于促進(jìn)對(duì)本公開的原理的理解的目的，現(xiàn)在將參考在附圖中圖示的實(shí)施例，并 且特定的語言將被用于描述所述實(shí)施例。然而應(yīng)當(dāng)理解，不旨在限制本公開的范圍。如本 領(lǐng)域的技術(shù)人員將想到的，本公開充分預(yù)期并包括對(duì)所描述的設(shè)備、系統(tǒng)和方法的任何變 更和進(jìn)一步修改，以及本公開的原理的任何進(jìn)一步應(yīng)用。例如，本公開提供了關(guān)于心血管成 像來描述的超聲成像系統(tǒng)，然而，應(yīng)當(dāng)理解，這樣的描述不旨在限制于該應(yīng)用。在一些實(shí)施 例中，所述超聲成像系統(tǒng)包括血管內(nèi)成像系統(tǒng)。所述成像系統(tǒng)同樣很適合于要求在小腔內(nèi) 成像的任何應(yīng)用。具體而言，充分預(yù)期關(guān)于一個(gè)實(shí)施例來描述的特征、部件和/或步驟可以 與關(guān)于本公開的其他實(shí)施例描述的特征、部件和/或步驟組合。然而，出于簡潔的目的，將 不單獨(dú)地描述這些組合中的很多迭代。 存在現(xiàn)今常用的兩種類型的IVUS導(dǎo)管：固態(tài)的和旋轉(zhuǎn)的。示范性的固態(tài)IVUS導(dǎo) 管使用在導(dǎo)管的圓周周圍分布并且連接到電子電路的換能器陣列（典型的為64)。電路從 用于發(fā)射超聲信號(hào)和接收反射的超聲信號(hào)的陣列中選擇換能器。通過逐步通過發(fā)射-接收 換能器對(duì)的序列，固態(tài)導(dǎo)管能夠?qū)⒔?jīng)機(jī)械掃描的換能器元件的作用進(jìn)行合成，而不移動(dòng)部 件。由于沒有旋轉(zhuǎn)機(jī)械元件，因此換能器陣列能夠放置為與有最小的血管創(chuàng)傷風(fēng)險(xiǎn)的血液 和血管組織直接接觸，并且能夠利用簡單的電纜和標(biāo)準(zhǔn)可分離電連接器來將固態(tài)掃描器直 接連線到成像系統(tǒng)。 示范性的旋本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種微型超聲換能器，包括：基底，其具有第一側(cè)和與所述第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)；井，其被設(shè)置在所述基底中，所述井被填充有背襯材料；換能器膜，其被設(shè)置在所述基底的所述第一側(cè)上并在所述井上，所述換能器膜含有壓電層；以及保護(hù)層，其被共形地設(shè)置在所述換能器膜上，但不在所述基底的所述第二側(cè)上。
【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：P·D·科爾，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：火山公司，
類型：發(fā)明
國別省市：美國;US
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