[发明专利]微机电超声探头及电路

权利要求书

1.一种微机电超声探头，其特征在于：包括硅衬底（1），所述硅衬底（1）的上表面为氧化层（2），所述氧化层（2）的上表面开设有若干空腔（3），所述氧化层（2）的上表面键合振动薄膜（4），所述振动薄膜（4）的上表面设隔离层（5），围绕隔离层（5）的四周边缘处及其内部开设有下沉的隔离槽（6），所述隔离槽（6）贯穿隔离层（5）和振动薄膜（4）后，其槽底开设于氧化层（2）上；所述隔离层（5）的上表面上正对每个空腔（3）的中心位置处设有上电极（7）；

所述氧化层（2）上的若干空腔（3）位于同一隔离区域内后形成一个阵元；所述隔离层（5）的上表面位于一个阵元内的边缘处位置设有一个焊盘（8），一个阵元内每排的两个相邻上电极（7）之间以及每列的两个相邻上电极（7）之间通过金属引线（9）连接，所述焊盘（8）与离其最近的一个上电极（7）之间通过金属引线（9）连接；

N个阵元排成一排就形成了N阵元线阵超声探头。

2.根据权利要求1所述的微机电超声探头，其特征在于：N取值为64~1024。

3.根据权利要求1或2所述的微机电超声探头，其特征在于：所述空腔（3）形状为正六边形或者圆形。

4.一种微机电超声探头的电路，其特征在于：包括发射电路、开关电路和信号调理电路；

所述发射电路由高压脉冲放大电路和直流偏置电压共同构成，同时作用于超声探头使其发射超声波；

信号调理电路包括跨阻放大检测电路、滤波电路、低噪放大电路；跨阻放大检测电路是超声探头内信号调理电路的开端，其将微弱电容信号转换为可测电信号，由于转换的电信号幅度微弱，并且电路本身及外部存在噪声，将会使输出信号的信噪比及分辨率降低，利用滤波电路和低噪放大电路对输出信号进行放大降噪处理，提高系统信噪比及分辨率；

在探头和发射、接收电路之间增加开关电路。

5.一种微机电超声探头的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）、选择硅片和SOI晶片，并进行标准RCA清洗；

（2）、对硅片进行氧化处理，使其上下表面都形成氧化层；

（3）、在硅片上表面的氧化层上进行光刻，刻蚀出若干空腔；

（4）、对硅片进行标准RCA清洗并进行激活，激活后使硅片上表面的氧化层与SOI晶片进行低温键合；

（5）、键合后用TMAH溶液对SOI晶片的衬底硅进行腐蚀，清洗后再用BOE溶液腐蚀掉硅片下表面上的氧化层和SOI晶片上的氧化层，此时的硅片即为硅衬底、SOI晶片剩余的硅层即为振动薄膜；

（6）、采用LPCVD工艺在振动薄膜上沉积一层二氧化硅层作为隔离层；

（7）、在隔离层的上表面溅射金属，并用剥离的方法形成上电极和焊盘；

（8）、围绕隔离层的四周边缘处及内部刻蚀出隔离槽，形成阵元阵列，并用TMAH溶液腐蚀出隔离槽，隔离槽贯穿隔离层和振动薄膜后，其槽底开设于氧化层上；

（9）、通过金属引线连接各上电极及焊盘；

（10）、在硅片的背面注入磷，与硅片形成良好的欧姆接触，并溅射金属形成下电极。