超声波换能器及超声波检查装置制造方法及图纸

在静电电容检测型的超声波换能器中，由于超声波换能器的单元阵列的各单元的膜状物的膜厚偏差，导致单元阵列内的单元的器件特性变得不均匀。超声波换能器具备CMUT芯片(301)，CMUT芯片(301)包括：形成有多个单元的单元阵列区域CAR；以及与单元阵列区域CAR相邻接的周边区域PER，在单元阵列区域CAR配置梁结构体(201)，并且在周边区域PER配置相当于梁结构体(201)的多个图案结构体(311)。由此，将单元阵列区域CAR的单位表面积和周边区域PER的单位表面积的差减小。其结果，能够提高覆盖梁结构体(201)和图案结构体(311)的绝缘膜的膜厚的均匀性。

Ultrasonic transducer and ultrasonic inspection device

In the electrostatic capacitance detection ultrasonic transducer, because of the thickness deviation of the membrane of each unit of the ultrasonic transducer unit, the unit characteristics of the cell array become uneven. The ultrasonic transducer with CMUT chip (301), CMUT chip (301) includes: forming a CAR cell array region with a plurality of cells; and CAR cell array region adjacent to the surrounding area of PER in the cell array region CAR configuration beam structure (201), and in the surrounding area of the PER configuration is equivalent to beam structure the body (201) of a plurality of pattern structure (311). Thus, the difference between the unit surface area of the unit array area CAR and the unit surface area of the PER in the surrounding area is reduced. As a result, the uniformity of the film thickness of the insulating film of the covering beam structure (201) and the pattern structure (311) can be improved.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超声波换能器及超声波检查装置
本专利技术涉及超声波换能器及其制造技术以及超声波检查装置，例如涉及适用于利用MEMS(MicroElectroMechanicalSystems：微机电系统)技术而制造的超声波换能器及其制造技术且有效的技术。
技术介绍
超声波换能器用于通过收发超声波从而进行人体内的肿瘤的诊断、建筑物所发生的龟裂的检查等各种各样的用途。到目前为止，使用利用压电体的振动的超声波换能器，但是由于近年的MEMS技术的进步，在硅基板上制作有振动部的静电电容检测型超声波换能器(CMUT：CapacitiveMicromachinedUltrasonicTransducer)以实用化为目标而积极地被开发。该CMUT与现有的使用压电体的超声波换能器比较，具有能使用的超声波的频带宽广、或者为高灵敏度等优点。另外，因为能使用LSI加工技术来制作，所以也具有能微细加工的优点。例如，在专利文献1和专利文献2中记载有如下的CMUT：通过在CMUT的单元阵列的外周配置虚设单元，从而使膜状物的应变均匀化、或者使器件特性均匀化。另外，在专利文献3中记载有如下的CMUT：在CMUT的膜状物上配置梁结构(“embossedstructure”、“beamstructure”)来调整膜状物的共振频率。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2010-172181号公报专利文献2：国际公开第2008/136198号专利文献3：美国专利第8,483,014号说明书
技术实现思路
专利技术要解决的课题通常，形成有CMUT的半导体芯片存在如下区域：形成有多个单元的单元阵列区域；以及周边区域，其与单元阵列区域相邻接，形成于单元阵列区域的外侧。此时，因为在单元阵列区域形成有多个单元，所以有平坦性降低的情况，而另一方面，通常在周边区域不形成单元，平坦性高。因此，在单元阵列区域与周边区域之间会产生较大的表面积的差。在此，例如在CMUT的最上层虽然形成有用于抑制水分、异物向单元内浸入的钝化膜(表面保护膜)，，但是在该钝化膜的成膜工序中，有时依赖于平坦性而使膜厚产生差。因此，单元阵列区域的钝化膜的膜厚和周边区域的钝化膜的膜厚产生差，其结果，单元阵列区域的中心部的钝化膜的膜厚和单元阵列区域的端部的钝化膜的膜厚产生差。由此，在CMUT中，形成于单元阵列区域的多个单元各自的膜状物的膜厚产生偏差。因此，使得形成于单元阵列区域的多个单元间的器件特性(例如灵敏度)成为不均匀化。本专利技术目的在于，通过抑制构成CMUT的多个单元中的膜状物的膜厚偏差，从而提高多个单元间的器件特性的均匀化。其他的课题和新的特征从本说明书的记述和附图可明了。用于解决课题的方案一实施方式中的超声波换能器具备半导体芯片，该半导体芯片包括：单元阵列区域，其形成有多个单元；以及周边区域，其与单元阵列区域相邻接。多个单元各自具有：基板；第一电极，其形成于基板上；第一绝缘膜，其形成于第一电极上；空洞部，其形成于第一绝缘膜上，且在俯视时与第一电极重叠；以及第二绝缘膜，其形成于空洞部上。进一步，多个单元各自具有：第二电极，其形成于第二绝缘膜上，且在俯视时与空洞部重叠；第三绝缘膜，其形成于第二电极上；梁结构体，其形成于第三绝缘膜上，且在俯视时与空洞部重叠；以及第四绝缘膜，其覆盖梁结构体(“embossedstructure”、“beamstructure”)，且形成于第三绝缘膜上。在此，在周边区域形成有：第三绝缘膜；多个图案结构体，其形成于第三绝缘膜上，相当于梁结构体；以及第四绝缘膜，其覆盖多个图案结构体。另外，一实施方式中的超声波检查装置具备：超声波探头，使该超声波探头与被检体接触而在超声波探头与被检体之间收发超声波；发射部，其为了从超声波探头发出超声波而对超声波探头供给驱动信号；以及接收部，其接收从已接收超声波的超声波探头输出的反射回波信号。并且，超声波检查装置具备：图像处理部，其基于反射回波信号生成图像；以及收发分离部，其以在发出超声波时将超声波探头和发射部电连接、而在接收超声波时将超声波探头和接收部电连接的方式切换连接路径。在此，超声波探头与收发分离部电连接，且包括上述构成的超声波换能器。专利技术效果根据一实施方式，能够抑制构成CMUT的多个单元中的膜状物的膜厚偏差。其结果，根据一实施方式，能够提高多个单元间中的器件特性的均匀化。附图说明图1是示出基本的CMUT的构成例的截面图。图2是示出将梁结构体设置在膜状物上的CMUT的构成例的截面图。图3是示出实施方式1中的CMUT芯片的示意性的布局构成例的俯视图。图4是将图3所示的一部分区域放大示出的放大图。图5是用图4的A-A线切断的截面图。图6是用图3的B-B线切断的截面图。图7是用图3的C-C线切断的截面图。图8是用图3的D-D线切断的截面图。图9是示出实施方式1中的CMUT的制造工序的截面图。图10是示出接续图9的CMUT的制造工序的截面图。图11是示出接续图10的CMUT的制造工序的截面图。图12是示出接续图11的CMUT的制造工序的截面图。图13是示出接续图12的CMUT的制造工序的截面图。图14是示出接续图13的CMUT的制造工序的截面图。图15是示出接续图14的CMUT的制造工序的截面图。图16是示出接续图15的CMUT的制造工序的截面图。图17是示出接续图16的CMUT的制造工序的截面图。图18是示出接续图17的CMUT的制造工序的截面图。图19是示出接续图18的CMUT的制造工序的截面图。图20是示出变形例1中的CMUT芯片的示意性的布局构成例的俯视图。图21是示出变形例2中的CMUT芯片的示意性的布局构成例的俯视图。图22是示出变形例3中的CMUT芯片的示意性的布局构成例的俯视图。图23是示出实施方式2中的半导体晶片的主面的俯视图。图24是将图23所示的一部分区域放大示出的放大图。图25是将图23所示的其他的一部分区域放大示出的放大图。图26是将利用切割处理将半导体晶片的划片区域切断后的一部分区域放大示出的图。图27是将利用切割处理将半导体晶片的划片区域切断后的其他的一部分区域放大示出的图。图28是示出实施方式3中的超声波检查装置的构成例的框图。具体实施方式在以下实施方式中，便利起见，在有必要时，分割为多个部分或者实施方式进行说明，但是除特别明示的情况之外，它们并不是相互没有关系，处于一方是另一方的一部分或者全部的变形例、详细、补充说明等的关系。另外，在以下实施方式中，在提及要素的数目等(包括个数、数值、量、范围等)的情况下，除特别明示的情况以及在原理上显然限定于特定的数目的情况等之外，并不限定于该特定的数目，无论是特定的数目以上还是以下都可以。而且，在以下实施方式中，其构成要素(也包括要素步骤等)除特别明示的情况以及认为在原理上显然必需的情况等之外，当然不必是必需的。同样，在以下实施方式中，在提及构成要素等的形状、位置关系等时，除特别明示的情况以及认为在原理上显然不是那样的情况等之外，设为实质上包括与该形状等近似或者类似的形状等。这对于上述数值及范围也同样。另外，在用于说明实施方式的所有图中，对同一构件在原则上标注同一附图标记，其重复的说明省略。此外，为了易于理解附图，即使是俯视图，也有时附加剖面线。(实施方式1)<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波换能器，包括：单元阵列区域，其形成有多个单元；以及周边区域，其与所述单元阵列区域相邻接，所述多个单元各自具有：基板；第一电极，其形成于所述基板上；第一绝缘膜，其形成于所述第一电极上；空洞部，其形成于所述第一绝缘膜上，且在俯视时与所述第一电极重叠；第二绝缘膜，其形成于所述空洞部上；第二电极，其形成于所述第二绝缘膜上，且在俯视时与所述空洞部重叠；第三绝缘膜，其形成于所述第二电极上；梁结构体，其形成于所述第三绝缘膜上，且在俯视时与所述空洞部重叠；以及第四绝缘膜，其覆盖所述梁结构体，且形成于所述第三绝缘膜上，在所述周边区域形成有：所述第三绝缘膜；多个图案结构体，其形成于所述第三绝缘膜上，相当于所述梁结构体；以及所述第四绝缘膜，其覆盖所述多个图案结构体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.29 JP 2015-1105301.一种超声波换能器，包括：单元阵列区域，其形成有多个单元；以及周边区域，其与所述单元阵列区域相邻接，所述多个单元各自具有：基板；第一电极，其形成于所述基板上；第一绝缘膜，其形成于所述第一电极上；空洞部，其形成于所述第一绝缘膜上，且在俯视时与所述第一电极重叠；第二绝缘膜，其形成于所述空洞部上；第二电极，其形成于所述第二绝缘膜上，且在俯视时与所述空洞部重叠；第三绝缘膜，其形成于所述第二电极上；梁结构体，其形成于所述第三绝缘膜上，且在俯视时与所述空洞部重叠；以及第四绝缘膜，其覆盖所述梁结构体，且形成于所述第三绝缘膜上，在所述周边区域形成有：所述第三绝缘膜；多个图案结构体，其形成于所述第三绝缘膜上，相当于所述梁结构体；以及所述第四绝缘膜，其覆盖所述多个图案结构体。2.根据权利要求1所述的超声波换能器，其中，利用所述梁结构体和所述多个图案结构体各自在所述第三绝缘膜上形成有凸形。3.根据权利要求1所述的超声波换能器，其中，所述梁结构体是用厚度/宽度表示的纵横比在构成所述多个单元各自的构成要素中最大的构成要素。4.根据权利要求1所述的超声波换能器，其中，所述多个图案结构体的配置图案的至少一部分与多个所述梁结构体的配置图案相同。5.根据权利要求1所述的超声波换能器，其中，在所述周边区域形成有：第一配线，其与所述第一电极电连接；第一插头，其与所述第一配线电连接；第二配线，其与所述第二电极电连接；以及第二插头，其与所述第二配线电连接。6.根据权利要求5所述的超声波换能器，其中，所述多个图案结构体配置于在俯视时与所述第一插头和所述第二插头不重叠的位置。7.根据权利要求5所述的超声波换能器，其中，所述多个图案结构体的一部分在俯视时配置于与所述第一配线重叠的位置。8.根据权利要求5所述的超声波换能器，其中，所述多个图案结构体的一部分配置于在俯视时与所述第二配线重叠的位置。9.根据权利要求5所述的超声波换能器，其中，所述周边区域包括：第一引出区域，其形成有所述第一配线和所述第一插头；第二引出区域，其形成有所述第二配线和所述第二插头；第一外缘区域，其是所述第一引出区域的外侧区域；以及第二外缘...

【专利技术属性】
技术研发人员：町田俊太郎，峰利之，藤崎耕司，竹崎泰一，龙崎大介，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：日本,JP