【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】分层结构及其制造方法相关申请的交叉引用本申请要求2017年12月19日提交的名称为“分层机构及其制造方法的第62/607,641号美国临时专利申请的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
本公开涉及用于制造诸如电容微机械超声换能器的分层结构的方法、系统和技术、以及该结构本身。
技术介绍
就每年生成的图像而言，超声成像是世界上使用最广泛的医学成像方式。超声可用于生成人体中各种不同目标的图像。重要的是，由于超声成像具有许多医疗用途，因此必须以可访问的、具有成本效益的方式获取高质量的图像。超声波换能器是涉及向人体发送超声波和从人体接收超声波的关键硬件。因此，需要持续改进换能器的性能。
技术实现思路
根据第一方面，提供了一种用于制造电容性微机械超声换能器的方法，该方法包括：在用作底部电极的衬底组件上沉积牺牲层；所述牺牲层图案化成所述换能器的腔；在所述牺牲层上沉积第一基于聚合物的层；图案化穿过所述第一基于聚合物的层至所述牺牲层的通孔；在所述牺牲层上方的所述第一基于聚合物的层上图案化顶部电极；在所述顶部...
【技术保护点】
1.一种用于制造层状结构的方法，所述方法包括：/n(a)在用作底部电极的衬底组件上沉积牺牲层；/n(b)使所述牺牲层图案化成第一形状；/n(c)在所述牺牲层上沉积第一基于聚合物的层；/n(d)在所述牺牲层上方的所述第一基于聚合物的层上图案化顶部电极；/n(e)在所述顶部电极上沉积第二基于聚合物的层，使得所述电极处于所述第一基于聚合物的层与所述第二基于聚合物的层之间；和/n(f)蚀刻掉所述牺牲层以在所述电极下方形成腔。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171219 US 62/607,6411.一种用于制造层状结构的方法，所述方法包括：
(a)在用作底部电极的衬底组件上沉积牺牲层；
(b)使所述牺牲层图案化成第一形状；
(c)在所述牺牲层上沉积第一基于聚合物的层；
(d)在所述牺牲层上方的所述第一基于聚合物的层上图案化顶部电极；
(e)在所述顶部电极上沉积第二基于聚合物的层，使得所述电极处于所述第一基于聚合物的层与所述第二基于聚合物的层之间；和
(f)蚀刻掉所述牺牲层以在所述电极下方形成腔。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一形状包括导管，所述导管延伸穿过所述第一基于聚合物的层并且允许蚀刻剂从所述第一基于聚合物的层的顶部流到所述牺牲层。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，沉积所述第二基于聚合物的层以阻塞所述导管，并且所述方法还包括：蚀刻掉所述第二基于聚合物的层的阻塞所述导管的部分，其中，蚀刻掉所述牺牲层的步骤包括使所述蚀刻剂流过导管。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，使用有机且无毒的溶剂实施将所述牺牲层图案化为所述第一形状并蚀刻掉所述牺牲层以形成所述腔。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述层状结构包括电容微机械超声换能器，所述第一形状包括所述换能器的腔，并且所述方法还包括：
(a)图案化穿过所述第一基于聚合物的层到达所述牺牲层的通孔；并且，其中使用所述通孔进行蚀刻以形成所述腔；和
(b)密封所述腔。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，使用有机且无毒的溶剂来实施将所述牺牲层图案化为所述换能器的腔、蚀刻掉所述牺牲层以形成所述换能器的腔以及图案化所述通孔。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，所述方法还包括密封所述腔。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其中，密封所述腔体包括：用生物相容性材料封装所述第一基于聚合物的层和第二基于聚合物的层。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述生物相容性材料包括聚对二甲苯聚合物。
10.根据权利要求5至9中任一项所述的方法，其中，图案化所述顶部电极包括：图案化到所述顶部电极的金属连接；其中，在密封所述腔之后，所述金属连接未被所述第二基于聚合物的层覆盖，并且其中，密封所述腔包括：在所述金属连接上沉积所述生物相容性材料。
11.根据权利要求5至10中任一项所述的方法，其中，在不超过0.001托的压力下在聚合物蒸发器室中完成所述腔的密封。
12.根据权利要求5至11中任一项所述的方法，其中，密封所述腔包括：在所述腔周围形成水密密封。
13.根据权利要求5至12中任一项所述的方法，其中，所述电极嵌入在所述第一基于聚合物的层和所述第二基于聚合物的层的内部。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其中，所述牺牲层是光敏的，并且其中，图案化所述牺牲层以形成所述空腔包括：
(a)交联所述牺牲层成形为所述第一形状的部分；和
(b)施加显影剂以蚀刻掉所述牺牲层的未交联的部分。
15.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其中，所述牺牲层不是光敏的，并且其中，图案化所述牺牲层以形成所述腔包括：
(a)在所述牺牲层上沉积正性光致抗蚀剂层；
(b)交联所述正性光刻胶层的一部分，该部分对应于所述牺牲层的形状为所述腔的部分；
(c)施加光刻胶显影剂以蚀刻掉未交联的光刻胶层以及在未交联的光刻胶层下面的牺牲层；和
(d)在已蚀刻掉所述光刻胶层和所述牺牲层后，去除交联的光刻胶层。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的方法，其中，所述第二基于聚合物的层比所述第一基于聚合物的层厚。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述第二基于聚合物的层是所述第一基于聚合物的层的至少五倍厚。
18.根据权利要求16所述的方法，其中，选择所述第二基于聚合物的层相对于所述第一基于聚合物的层的相对厚度，使得所述顶部电极以至少1MHz的频率谐振。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的方法，其中，在不超过150℃的温度下进行所述制造。
20.根据权利要求1至19中任一项所述的方法，其中，所述衬底组件是柔性的。
21.根据权利要求1至20中任一项所述的方法，其中，所述顶部电极包括导电聚合物。
22.根据权利要求1至21中任一项所述的方法，其中，所述衬底组件包括光学透明材料。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述衬底组件还包括在所述基底上的光学透明导电底部电极。
24.根据权利要求1至23中任一项所述的方法，所述方法还包括在已蚀刻掉所述牺牲层之后，通过以下步骤在所述第一基于聚合物的层中捕获电荷：
(a)在所述顶部电极和所述衬底组件之间施加电压，使得所述第一基于聚合物的层与所述顶部电极接触的部分拉成与所述衬底组件接触；
(b)使所述第一基于聚合物的层与所述顶部电极接触的部分与所述衬底组件保持接触一段时间；然后
(c)停止施加电压。
25.根据权利要求1至24中任一项所述的方法，其中，所述牺牲层包含聚合物。
26.根据权利要求25所述的方法，其中，沉积所述牺牲层包括：喷涂含所述牺牲层的所述聚合物到所述衬底组件上。
27.根据权利要求1至26中任一项所述的方法，其中在所述牺牲层上沉积所述第一基于聚合物的层包括覆盖所述牺牲层的除了使所述衬底组件与所述第一基于聚合物的层接触的底表面之外的所有表面。
28.根据权利要求1至27中任一项所述的方法，其中，所述衬底组件包括导电衬底。
29.根据权利要求1至27中的任一项所述的方法，其中，所述衬底组件包括非导电衬底和在所述衬底上的导电底部电极。
30.根据权利要求1所述的方法，其中，所述牺牲层在暴露于所述第一基于聚合物的层和所述第二基于聚合物的层以及图案化所述第一基于聚合物的层和所述第二基于聚合物的层的过程中使用的光刻胶显影剂时是非反应性的，并且其中，所述第一基于聚合物的层和第二基于聚合物的层暴露于用于蚀刻掉所述牺牲层的蚀刻剂时是非反应性的。
31.根据权利要求1至30中任一项所述的方法，其中，所述第一基于聚合物的层和所述第二基于聚合物的层包括SU8光刻胶。
32.根据权利要求1至31中任一项所述的方法，其中，所述牺牲层包含OmniCoatTM组合物。
33.根据权利要求1至32中任一项所述的方法，其中，选择所述腔的高度使得所述结构的工作电压不超过50伏。
34.根据权利要求1至33中任一项所述的方法，其中，所述腔的高度不超过0.3μm。
35.根据权利要求1至34中任一项所述的方法，其中沉积所述牺牲层包括蒸发含溶剂的组合物，然后沉积所述组合物作为所述牺牲层，其中蒸发至少70％且不超过90％的所述溶剂。
36.一种制造层状结构的方法，所述方法包括：
(a)在用作底部电极的衬底组件上沉积第一基于聚合物的层；
(b)图案化所述第一基于聚合物的层为腔；
(c)在单独的衬底上沉积牺牲层；
(d)在所述牺牲层上沉积第二基于聚合物的层；
(e)在所述第二基于聚合物的层上沉积顶部电极；
(f)在所述电极上沉积第三基于聚合物的层，使得所述顶部电极在所述第二基于聚合物的层与所述第三基于聚合物的层之间；
(g)将所述第一基于聚合物的层和所述第三基于聚合物的层粘合在一起，使得所述第一基于聚合物的层和所述第三...
【专利技术属性】
技术研发人员：卡洛斯·D·吉拉多，罗伯特·洛灵，埃德蒙德·克里图，
申请(专利权)人：大不列颠哥伦比亚大学，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA
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