超声波传感器及其制造方法技术

本发明专利技术涉及超声波传感器及其制造方法。该超声波传感器，其具备：具有至少一个开口部(18)的基板、以封闭上述开口部(18)的方式被设置于上述基板的振动板(50)、以沿Y方向并列的方式被设置于上述振动板(50)的与上述开口部(18)相反的一侧并向与上述Y方向正交的X方向延伸的多个第一电极(14)、以沿上述X方向并列的方式被设置于上述振动板(50)的与上述开口部(18)相反的一侧并向上述Y方向延伸的多个第二电极(16)、以及至少在上述第一电极(14)与上述第二电极(16)交叉的部分被设置于上述第一电极(14)与上述第二电极(16)之间的多个压电体层(15)，在与上述X方向以及上述Y方向正交的Z方向，将上述第一电极(14)、上述压电体层(15)以及上述第二电极(16)重合的部分作为有源部，将上述振动板(50)能够通过上述有源部的驱动进行振动的区域作为可动部，在俯视观察时，在将由一个上述可动部与被设置于上述一个可动部内的上述有源部构成的单位作为一个超声波元件时，具备在俯视观察时，相对于上述可动部的面积的上述有源部的面积不同的两种以上的超声波元件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超声波传感器及其制造方法
本专利技术涉及超声波传感器及其制造方法。
技术介绍
以往，公知有呈阵列状配置具有开口部的半导体基板、处于以封闭开口部的方式被形成于半导体基板的表面的绝缘膜层上的双层电极以及夹持在双层电极之间的PZT陶瓷薄膜层的超声波传感器(例如参照专利文献1)。专利文献1：日本特开2010-164331号公报在这样的超声波传感器中，若欲控制发送灵敏度、接收灵敏度，则必须改变形成压电体层的压电材料。即，若欲准备接收专用的元件与发送专用的元件，则必须使压电材料不同的元件并列，从而非常困难。另外，在将压电材料统一的情况下，虽能够改变开口部的大小等来调整收发灵敏度，但若改变开口部的大小，则导致共振频率发生变化，从而存在实际使用困难的问题。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述情况而完成的，目的在于提供一种不改变共振频率的规格而使收发灵敏度不同的元件共存的超声波传感器及其制造方法。解决上述课题的本专利技术的方式在于提供一种超声波传感器，其特征在于，具备：基板，上述基板具有至少一个开口部；振动板，上述振动板以封闭上述开口部的方式被设置于上述基板；多个第一电极，上述多个第一电极以沿Y方向并列的方式被设置于上述振动板的与上述开口部相反的一侧，并向与上述Y方向正交的X方向延伸；多个第二电极，上述多个第二电极以沿上述X方向并列的方式被设置于上述振动板的与上述开口部相反的一侧，并向上述Y方向延伸；以及多个压电体层，上述多个压电体层至少在上述第一电极与上述第二电极交叉的部分被设置于上述第一电极与上述第二电极之间，在与上述X方向以及上述Y方向正交的Z方向，将上述第一电极、上述压电体层以及上述第二电极重合的部分作为有源部，将上述振动板能够通过上述有源部的驱动进行振动的区域作为可动部，在俯视观察时，在将由一个上述可动部与被设置于上述一个可动部内的上述有源部构成的单位作为一个超声波元件时，具备在俯视观察时，相对于上述可动部的面积的上述有源部的面积不同的两种以上的超声波元件。在上述的方式中，改变有源部相对于可动部的比例，从而能够形成不改变共振频率的规格，而最适于接收专用、发送专用的超声波元件，进而能够高效率地进行收发，来提高可靠性。此处，优选具备在俯视观察时，上述可动部的面积相同，且上述有源部的面积不同的两种以上的超声波元件。据此，同在发送专用元件与接收专用元件中，有源部的大小相同，可动部的大小改变的情况相比，能够将共振频率的变化抑制为非常小。即，能够在有源部的面积相互不同的元件之间，将共振频率的差抑制为较小。因此，能够容易地实现具有共振频率的规格相同，且最适于接收专用、发送专用的超声波元件的超声波传感器。另外，优选在俯视观察时，与上述超声波元件对应的开口部的面积实质相同，与一个开口部对应的上述压电体层的面积相同，与一个开口部对应的上述第一电极以及第二电极中的任一方的面积不同。据此，能够形成不大幅度地改变制造工序，而最适于接收专用、发送专用的超声波元件。另外，优选上述多个第二电极的宽度相互不同。据此，不需要改变超声波元件的基本的制造工序，在形成第二电极的工序中，当在发送专用元件的区域与接收专用元件的区域进行第二电极的图案化时，仅通过改变第二电极的宽度，便能够形成最适于接收专用、发送专用的超声波元件。因此，能够非常容易地得到具有最适于接收专用、发送专用的超声波元件的超声波传感器。另外，优选上述第二电极的宽度在上述X方向内不同。据此，能够进一步容易地形成最佳配置接收专用、发送专用元件的超声波元件。另外，优选上述多个压电体层实质上由相同的压电材料构成。据此，能够不改变压电材料，而形成最适于接收专用、发送专用的超声波元件。此处，实质相同的材料不包含不可避免或者自然混入的杂质等。这样的杂质成分优选为3％以下，更加优选为1％以下。本专利技术的其他的方式在于提供一种超声波传感器的制造方法，其特征在于，在基板上形成振动板，在上述振动板上以沿Y方向并列的方式形成向与上述Y方向正交的X方向延伸的多个第一电极，在第一电极上形成压电体层，在形成有上述第一电极以及上述压电体层的上述振动板上形成第二电极层，对上述压电体层以及上述第二电极层进行图案化，以沿X方向并列的方式形成向上述Y方向延伸的多个上述压电体层以及第二电极，在上述基板的与上述振动板相反的一侧的面形成至少一个开口部，在与上述X方向以及上述Y方向正交的Z方向，将上述第一电极、上述压电体层以及上述第二电极重合的部分作为有源部，将上述振动板能够通过上述有源部的驱动进行振动的区域作为可动部，在俯视观察时，在将由一个上述可动部与被设置于上述一个可动部内的上述有源部构成的单位作为一个超声波元件时，在对上述压电体层以及上述第二电极层进行图案化后，仅对上述第二电极层进一步进行图案化，从而形成在俯视观察时，相对于上述可动部的面积的上述有源部的面积不同的两种以上的超声波元件。根据上述的方式，当在制造薄膜工序中形成第二电极时，在对第二电极进行图案化时，仅通过在发送专用的超声波元件的区域与接收专用的超声波元件的区域改变第二电极的面积(例如第二电极的宽度)，便能够制造最适于发送专用、接收专用的超声波元件，从而能够提高收发各自的性能。附图说明图1是表示实施方式1的超声波器件的构成例的剖视图。图2是表示实施方式1的超声波传感器的构成例的分解立体图。图3是表示超声波元件阵列的构成例的放大立体图。图4是表示实施方式1的超声波传感器元件的简要构成的俯视图。图5是实施方式1的超声波传感器元件的剖视图。图6是表示实施方式1的超声波传感器的简要构成的俯视图。图7是实施方式1的超声波传感器的剖视图。图8是表示实施方式1的超声波传感器的制造例的俯视图以及剖视图。图9是表示实施方式1的超声波传感器的制造例的俯视图以及剖视图。图10是表示实施方式1的超声波传感器的制造例的俯视图以及剖视图。图11是表示实施方式1的超声波传感器的制造例的俯视图以及剖视图。图12是表示实施方式1的超声波传感器的制造例的俯视图以及剖视图。图13是表示实施方式1的超声波传感器的制造例的俯视图以及剖视图。图14是表示实施方式2的超声波传感器的制造例的俯视图以及剖视图。图15是表示实施方式2的超声波传感器的制造例的俯视图以及剖视图。图16是表示实施方式2的超声波传感器的制造例的俯视图以及剖视图。图17是表示实施方式2的超声波传感器的制造例的俯视图以及剖视图。图18是表示实施方式2的超声波传感器的制造例的俯视图以及剖视图。图19是表示实施方式2的超声波传感器的制造例的俯视图以及剖视图。图20是实施方式3的超声波传感器的俯视图以及剖视图。图21是实施方式4的超声波传感器的俯视图以及剖视图。图22是表示超声波诊断装置的一个例子的立体图。图23是表示超声波探头的一个例子的立体图。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。以下的说明表示本专利技术的一个方式，能够在本专利技术的范围内任意地改变。在各图中，相同的附图标记表示相同的部件，从而适当省略说明。实施方式1超声波器件图1是表示搭载了本专利技术的实施方式1的超声波传感器的超声波器件的构成例的剖视图。如图所示，超声波探头I构成为具备：CAV面型的超声波传感器1、被连接于超声波传感器1的挠性印刷基板(FPC基板2)、被从装置终端(未图示)引本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波传感器，其特征在于，具备：基板，所述基板具有至少一个开口部；振动板，所述振动板以封闭所述开口部的方式被设置于所述基板；多个第一电极，所述多个第一电极以沿Y方向并列的方式被设置于所述振动板的与所述开口部相反的一侧，并向与所述Y方向正交的X方向延伸；多个第二电极，所述多个第二电极以沿所述X方向并列的方式被设置于所述振动板的与所述开口部相反的一侧，并向所述Y方向延伸；以及多个压电体层，所述多个压电体层至少在所述第一电极与所述第二电极交叉的部分被设置于所述第一电极与所述第二电极之间，在与所述X方向以及所述Y方向正交的Z方向，将所述第一电极、所述压电体层以及所述第二电极重合的部分作为有源部，将所述振动板能够通过所述有源部的驱动进行振动的区域作为可动部，在俯视观察时，在将由一个所述可动部与被设置于所述一个可动部内的所述有源部构成的单位作为一个超声波元件时，具备在俯视观察时，相对于所述可动部的面积的所述有源部的面积不同的两种以上的超声波元件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.09 JP 2014-1417781.一种超声波传感器，其特征在于，具备：基板，所述基板具有至少一个开口部；振动板，所述振动板以封闭所述开口部的方式被设置于所述基板；多个第一电极，所述多个第一电极以沿Y方向并列的方式被设置于所述振动板的与所述开口部相反的一侧，并向与所述Y方向正交的X方向延伸；多个第二电极，所述多个第二电极以沿所述X方向并列的方式被设置于所述振动板的与所述开口部相反的一侧，并向所述Y方向延伸；以及多个压电体层，所述多个压电体层至少在所述第一电极与所述第二电极交叉的部分被设置于所述第一电极与所述第二电极之间，在与所述X方向以及所述Y方向正交的Z方向，将所述第一电极、所述压电体层以及所述第二电极重合的部分作为有源部，将所述振动板能够通过所述有源部的驱动进行振动的区域作为可动部，在俯视观察时，在将由一个所述可动部与被设置于所述一个可动部内的所述有源部构成的单位作为一个超声波元件时，具备在俯视观察时，相对于所述可动部的面积的所述有源部的面积不同的两种以上的超声波元件。2.根据权利要求1所述的超声波传感器，其特征在于，具备在俯视观察时，所述可动部的面积相同，且所述有源部的面积不同的两种以上的超声波元件。3.根据权利要求1或2所述的超声波传感器，其特征在于，在俯视观察时，与所述超声波元件对应的开口部的面积实质相同，与一个开口部对应的所述压电体层的...

【专利技术属性】
技术研发人员：小岛力，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP