[发明专利]静电电容式微机械超声换能器

权利要求书

1.一种静电电容式微机械超声换能器，其特征在于，包括：

基板；

上部电极，与所述基板隔开配置；

绝缘性的支撑部，结合于所述基板与所述上部电极的边缘部之间，以便固定并支撑所述上部电极的边缘部，并且在所述基板与所述上部电极之间限定出空隙；以及

多个纳米柱，其两端固定并结合于所述空隙内的所述基板及所述上部电极上，当对所述上部电极施加电源时，所述多个纳米柱能够通过电容耦合的静电力沿长度方向压缩及拉伸，以使所述上部电极至少进行上下移动。

2.根据权利要求1所述的静电电容式微机械超声换能器，其特征在于，

所述多个纳米柱分别包括位于与所述基板接触的下部的下部加强部，所述下部加强部的截面积大于躯体部的截面积，以提高与所述基板的结合力。

3.根据权利要求1所述的静电电容式微机械超声换能器，其特征在于，

所述多个纳米柱分别包括位于与所述基板接触的上部的上部加强部，所述上部加强部的截面积大于躯体部的截面积，以提高与所述上部电极的结合力。

4.根据权利要求1所述的静电电容式微机械超声换能器，其特征在于，

所述多个纳米柱分别包括：

纳米尺寸的躯体部，在所述基板与所述上部电极之间沿长度方向延伸；

上部加强部，位于与所述基板接触的上部，其截面积大于所述躯体部的截面积，以提高与所述上部电极的结合力；以及

下部加强部，位于与所述基板接触的下部，其截面积大于所述躯体部的截面积，以提高与所述基板的结合力。

5.根据权利要求4所述的静电电容式微机械超声换能器，其特征在于，

所述上部加强部的截面积在从所述躯体部到所述上部电极的方向上逐渐变大，

所述下部加强部的截面积在从所述躯体部到所述基板的方向上逐渐变大。

6.根据权利要求1所述的静电电容式微机械超声换能器，其特征在于，

所述多个纳米柱分别包括不同材质的多个单晶物质的多层结构，以便调节其拉伸率与压缩率之比。

7.根据权利要求6所述的静电电容式微机械超声换能器，其特征在于，

所述多个单晶物质至少包括在收到电信号时能够振动的压电物质。

8.根据权利要求1所述的静电电容式微机械超声换能器，其特征在于，

所述多个纳米柱具有多种直径尺寸，以所述上部电极为基准，配置于中心部的至少一个第一纳米柱的直径尺寸比配置于边缘部的至少一个第二纳米柱的直径尺寸更大。

9.根据权利要求1所述的静电电容式微机械超声换能器，其特征在于，

以所述上部电极为基准，中心部的所述多个纳米柱的密度大于边缘部的所述多个纳米柱的密度。

10.根据权利要求1所述的静电电容式微机械超声换能器，其特征在于，

进一步包括凸出部，所述凸出部位于所述基板上，与所述上部电极隔开，并隔开地包围所述多个纳米柱的下部，

所述基板由导电性物质形成且用作下部电极，所述凸出部及所述多个纳米柱通过蚀刻所述基板而形成。

11.根据权利要求1所述的静电电容式微机械超声换能器，其特征在于，

进一步包括下板部，所述下板部位于所述空隙内的所述基板上，与所述上部电极隔开，并隔开地包围所述多个纳米柱的至少下部，

所述基板由绝缘性物质形成，所述下板部由导电性物质形成且用作下部电极。

12.根据权利要求11所述的静电电容式微机械超声换能器，其特征在于，

所述上部电极包括与所述支撑部及所述多个纳米柱结合的纳米板部，

所述静电电容式微机械超声换能器进一步包括位于所述纳米板部上的上板加强部。