[发明专利]机电变换器和光声装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种机电变换器(诸如用作超声变换器的电容式机电变换器等)和光声装置。

背景技术

按照惯例，要使用微加工技术制造的微机械构件可按测微量级(micro-metric order)进行处理，并且通过使用这些构件来实现各种微功能元件。使用这样的技术的电容式机电变换器(诸如CMUT(电容微加工超声变换器))已被作为压电元件的替换物进行了研究。这样的电容式机电变换器可通过使用振动膜的振动来发送和接收声波(诸如超声波)，并且它可容易地获得超宽带特性，特别是在液体中。另一方面，提出了一种超声变换器，其用照射光(近红外线等)照射将被测量的对象，并且接收由此从被检体内部发射的光声波(参见日本专利申请公开No.2010-075681)。所提及的变换器设有用于反射光的光反射构件，该光反射构件被构造为比超声变换器的接收光声波的接收面大。

发明内容

在电容式机电变换器用作用于接收光声波的传感器的情况下，当用于产生光声波的光入射在变换器上时，在变换器的接收面中产生光声波，以引起噪声。在日本专利申请公开No.2010-075681中，为了防止这样的情形，紧临电容式机电变换器的接收面的前面布置反射构件，以使得光不入射在变换器上。作为现有技术的改进，需要减小构成变换器的振动膜的弹簧常数的改变和振动膜的变形量的分散(dispersion)，从而有效地防止灵敏度的劣化和分散以及带宽的减小。

根据本发明的机电变换器是关于上述问题而设计，并且具有至少一个单元，在所述单元中，振动膜被能振动地支承，所述振动膜包含两个电极中的一个电极，所述两个电极被设置为在它们之间插入间隙。所述机电变换器包括设置在振动膜上的应力松弛层和设置在应力松弛层上的光反射层。

根据本发明的机电变换器具有设置在作为变换器的接收面的振动膜上的应力松弛层，并且具有设置在应力松弛层上的光反射层。因此，所述接收面不太受到光反射层的应力的影响，因此，振动膜阻挡在其中引起变形等。从而，其中形成有光反射层的机电变换器可降低其性能的分散，并且可接收弹性波，诸如光声波。

从以下参照附图对示例性实施例的描述，本发明的进一步的特征将变得明白。

附图说明

图1A是示出本发明的实施例和示例性实施例1中的机电变换器的视图。

图1B是沿着图1A的1B-1B截取的截面图。

图2是示出本发明的示例性实施例2中的机电变换器的截面图。

图3是示出本发明的光声装置的示意图。

具体实施方式

现在将根据附图对本发明的优选实施例进行详细描述。

根据本发明的机电变换器具有下述特征，即，在单元的振动膜上提供应力松弛层，并且在所述应力松弛层上设置光反射层。所述单元由例如基板、在所述基板的一个表面侧的第一电极、具有第二电极的振动膜和振动膜支承部分形成，所述振动膜支承部分支承振动膜，以便在第一电极与振动膜之间形成间隙。所述单元可通过所谓的牺牲型方法、接合型方法等来制作。图1A和图1B的示例具有可通过接合型方法制作的结构，图2的示例具有可通过牺牲型方法制作的结构。

以下将参照图1A和图1B对本发明的一个实施例进行描述。图1A是本实施例的电容式机电变换器的顶部俯视图；图1B是沿着图1A的线1B-1B截取的截面图。本机电变换器具有多个元件1，元件1中具有单元2。在图1A和图1B中，虽然仅提供了四个元件1，但是元件的数量可以是任何数量。另外，虽然每个元件1包括九个单元2，但是单元2的数量可以是任何数量。

本实施例的单元2包括振动膜7、间隙5(诸如空隙)、能振动地支承振动膜7的振动膜支承部分4和硅基板3。振动膜7被例示为单晶硅，或者它还可以是通过堆叠技术形成的成膜的振动膜(例如，氮化硅膜)。振动膜7具有设置在振动膜中或者振动膜的外面上的、变为第二电极的金属(铝薄膜8等)。在本发明中，由氮化硅膜或单晶硅膜形成的膜部分和第二电极部分的组装件被称为振动膜。然而，当振动膜7是具有低电阻的单晶硅时，所述单晶硅可用作第二电极，因此，可不布置变为第二电极的金属。硅基板3具有低电阻，并且它可用作第一电极。当硅基板不用作第一电极时，可在基板上形成作为第一电极的金属。此外，在诸如玻璃基板的绝缘基板被用作基板的情况下，在基板上形成第一电极。第一电极和第二电极被设置为在它们之间插入间隙5。