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[发明专利]电容式微机械超声换能器柔性柱面阵及其制备方法-CN202210559051.2有效
发明人：王任鑫;张文栋;秦芸;王智豪;张国军;杨玉华;何常德;崔建功;张赛;穆罕默德·伊尔马兹;埃汉·博兹库尔特 -专利权人：中北大学
申请日： 2022-05-22 - 公布日： 2023-07-11 - 主分类号： B06B1/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种电容式微机械超声换能器柔性柱面阵，属于MEMS技术领域。该柱面阵由多个相同的曲面阵对接拼装而成，单个曲面阵主要由叠置的模具、柔性PCB板和CMUT晶圆组成，CMUT晶圆划割形成多条线阵，线阵之间填充PDMS，CMUT晶圆顶面设置有金属上电极、底面设置有金属下电极。本发明柔性柱面阵具有高密度、高一致性的优点，能够包围在乳腺四周进行筛查，可在孔径为20cm的CMUT柱面阵空间内实现对乳腺组织的检测，在超声成像领域将具有很好的成本和性能优势。
电容式微机械超声换能器柔性柱面及其制备方法

[发明专利]一种高灵敏度压阻敏感单元及其制造方法-CN202210357554.1有效
发明人：王任鑫;张文栋;刘国昌;谭皓宇;李皓璇;乔庆宇;张国军;杨玉华;何常德;崔建功 -专利权人：中北大学
申请日： 2022-04-07 - 公布日： 2023-07-07 - 主分类号： G01L1/18 文献下载
摘要：本发明属于传感器技术领域，涉及敏感单元及其制备，具体为一种高灵敏度敏感单元及其制造方法，其包括半导体衬底、N阱和至少一块LDD超浅结，半导体衬底向上延伸有外延层，外延层进行轻的P型杂质掺杂，N阱位于外延层上，LDD超浅结位于N阱上，LDD超浅结的两端设有p+有源区，外延层表面覆盖有氧化层，氧化层上开有暴露p+有源区的窗口，窗口处暴露的p+有源区通过合金层连接有金属引线。本发明所述方法采用CMOS工艺中的超浅结漏注入方式在压阻区进行低能离子注入，使之产生LDD超浅结硅纳米膜；利用硅纳米膜的巨压阻效应敏感机制，可以大幅提高传感器的灵敏度。
一种灵敏度敏感单元及其制造方法

[发明专利]一种基于环形阵列的超声CT相控方法-CN202310015453.0在审
发明人：王红亮;石丽帆;黄霄;何常德;张文栋 -专利权人：中北大学
申请日： 2023-01-05 - 公布日： 2023-05-12 - 主分类号： A61B8/08 文献下载
摘要：本发明属于超声成像技术领域，具体涉及一种基于环形阵列的超声CT相控方法，超声CT采用环形阵列传感器，包括N个环形排列的阵元，各个阵元的激励脉冲根据需要的超声波束的特性，按照延迟时间进行延迟发射；在接收时，根据发射时的延迟时间对各个阵元接收到的回波信号中进行延时补偿，然后进行相干叠加来实现波束形成。本发明结合环形阵列、超声CT技术以及相控原理的优势，结合基于环形阵列的超声CT相控原理，构建了基于环形阵列的超声CT成相控方法，有效改善超声波检测不准确、成像分辨率不高以及应用领域范围受限等缺点。
一种基于环形阵列超声 ct 方法

[发明专利]基于环形阵列多子阵快速图像重建的超声CT反射成像方法-CN202310014628.6在审
发明人：王红亮;黄霄;石丽帆;何常德;张文栋 -专利权人：中北大学
申请日： 2023-01-05 - 公布日： 2023-05-09 - 主分类号： A61B8/14 文献下载
摘要：本发明属于医学超声成像技术领域，具体涉及一种基于环形阵列多子阵快速图像重建的超声CT反射成像方法，包括以下步骤：S1、将待测目标放置在超声CT的压电超声换能器阵列内，通过第一个子孔径发射超声脉冲信号，并接收超声脉冲信号；然后通过第二个子孔径发射超声脉冲信号，并接收回波信号；重复上述发送和接收过程，直至所有子孔径发送和接收完成；S2、将步骤S1中各个子孔径的阵元接收到的回波信号进行波束合成处理成一条扫描线，得到多条扫描线；对各条扫描线进行预处理；S3、对预处理后的各条扫描线进行扫描转换处理，然后根据各条扫描线对应的转向角度进行超声图像重建，得到超声CT图。本发明可以实现快速图像，提高成像效率。
基于环形阵列多子阵快速图像重建超声 ct 反射成像方法

[发明专利]一种全指向型水听器-CN202310046717.9在审
发明人：贾利成;张文栋;孟繁胜;张国军;王仁鑫;何常德;杨玉华;崔建功 -专利权人：中北大学
申请日： 2023-01-31 - 公布日： 2023-04-04 - 主分类号： G01H11/08 文献下载
摘要：本发明为一种全指向型水听器，包括水听器敏感探头、数据采集模块、数据存储模块和电源管理模块，水听器敏感探头包括球形封装外壳、环形PCB板、前级信号处理电路和双向微机械超声波换能器，双向微机械超声波换能器包括衬底，衬底的顶面和底面上设有对称设置的绝缘层、下电极层、器件层、真空腔体和上电极层。本发明全指向型水听器设计科学，结构合理，使用效果好，实现了在水听器所在的平面360度范围内对声压信号具有同样敏感性的目的。
一种指向型水听器

[发明专利]高灵敏度MEMS电容式超声波换能器-CN202211429161.3在审
发明人：贾利成;张文栋;梁永;张国军;王仁鑫;何常德;杨玉华;崔建功 -专利权人：中北大学
申请日： 2022-11-15 - 公布日： 2023-03-14 - 主分类号： B06B1/02 文献下载
摘要：本发明为一种高灵敏度MEMS电容式超声波换能器，属于MEMS换能器技术领域。该换能器由若干个换能器单元依次紧密排布组成，换能器单元由上而下依次为上电极层、振动薄膜、绝缘支撑层、衬底硅片和下电极层；换能器单元上设置有若干围绕上电极层周缘一圈均布设置的反射腔，换能器单元上设置有一个内腔，若干反射腔的底部均与内腔的底部连通。本发明超声波换能器是在换能器单元上设计反射腔结构，通过反射腔将超声换能器振动薄膜振动后向下传播损耗的声能向上引导后传播出去，从而提高输出的声能，实现提高MEMS超声波换能器灵敏度的目的。本发明高灵敏度MEMS电容式超声波换能器具有设计科学、结构简单、灵敏度高等优点。
灵敏度 mems 电容超声波换能器

[发明专利]一种MEMS超声波换能器-CN202211429162.8在审
发明人：贾利成;张文栋;张君慧;张国军;王仁鑫;何常德;杨玉华;崔建功 -专利权人：中北大学
申请日： 2022-11-15 - 公布日： 2023-03-14 - 主分类号： B06B1/02 文献下载
摘要：本发明为一种MEMS超声波换能器，其包括若干个按照行列规则排布的换能器单元，由上而下依次为上电极层、振动薄膜、绝缘支撑层、衬底硅片和下电极层，振动薄膜和绝缘支撑层上开设有若干围绕上电极层设置的通孔，振动薄膜和绝缘支撑层上开设有一圈环形槽，衬底硅片的顶面中心处设有与通孔相通的凹槽。本发明通过在换能器单元器件层之间刻蚀环形槽结构来降低换能器在工作时的锚点损耗来，同时通过在换能器单元器件层上刻蚀通孔结构来使换能器振动薄膜从类高斯运动变为类活塞运动，最终达到了提高换能器灵敏度的目的。
一种 mems 超声波换能器

[发明专利]多层结构无杂散响应SH型声表面波滤波器-CN202211287702.3在审
发明人：王红亮;秦振杰;何常德;刘文怡;熊继军;张鹏;曹刚;张胜阔;张峰;朱佳俊 -专利权人：中北大学
申请日： 2022-10-20 - 公布日： 2023-01-03 - 主分类号： H03H9/02 文献下载
摘要：本发明涉及滤波领域的层状结构，具体为一种多层结构无杂散响应SH型声表面波滤波器及制备方法。解决了现有声表面波滤波器工作频率较低、通带较窄、温度稳定性较差和存在杂散谐波等问题。一种多层结构无杂散响应SH型声表面波滤波器，包括多层异质晶圆衬底以及分布在衬底上方的多组金属叉指换能器；所述多层异质晶圆衬底包括自上而下叠压的LiTaO3压电层、SiO2薄膜和SiC衬底；其中LiTaO3压电层与SiO2薄膜的厚度均为0.4λ，λ为声表面波滤波器的波长；每组金属叉指换能器、反射栅及其下方的多层异质晶圆衬底组成一个谐振器，多个谐振器采用级联型梯形结构连接在一起，构成滤波器芯片。
多层结构无杂散响应 sh 表面波滤波器

[发明专利]MEMS同振型三维组合水听器-CN202211028088.9在审
发明人：王任鑫;张文栋;武淑峰;乔庆宇;张国军;何常德;杨玉华;崔建功 -专利权人：中北大学
申请日： 2022-08-25 - 公布日： 2022-11-01 - 主分类号： G01H11/06 文献下载
摘要：本发明为一种MEMS同振型三维组合水听器，属于水声传感器技术领域。该水听器包括圆球状封装舱，圆球状封装舱内设有控制电路板，控制电路板上集成有一支构成矢量通道的MEMS电容式三轴加速度计以及一支构成声压通道的MEMS电容式全向性麦克风，控制电路板上连接有输出信号缆和输入信号缆，圆球状封装舱内还设有上下对称设置的气体密封腔。该水听器集成了一款MEMS电容式三轴加速度计作为矢量通道、集成了一款MEMES全向性麦克风作为声压通道，大大减小了MEMS同振型三维组合水听器的体积，增加了MEMS同振型三维组合水听器的灵敏度。
mems 三维组合水听器

[发明专利]高灵敏度微压检测环形沟槽振膜结构电容式微机械超声换能器-CN202110911557.0有效
发明人：王红亮;丁琦;何常德;张文栋;黄霄;王任鑫;王智豪 -专利权人：中北大学
申请日： 2021-08-10 - 公布日： 2022-10-28 - 主分类号： B06B1/02 文献下载
摘要：本发明涉及微压（0‑10kPa）检测领域，尤其涉及MEMS或电容式微机械超声换能器，具体为高灵敏度微压检测环形沟槽振膜结构电容式微机械超声换能器，包括金属上电极、Si振膜、SiO2支撑柱、真空腔、SiO2绝缘层以及硅衬底，Si振膜的下方边缘位置设置有环形的SiO2支撑柱，SiO2支撑柱的下方设置硅衬底，Si振膜、SiO2支撑柱和硅衬底所围成的空腔为真空腔，真空腔底部设置有SiO2绝缘层，Si振膜上方溅射金属上电极，Si振膜上表面刻蚀出若干条同心的环形沟槽。本发明的电容式微机械超声换能器具有高灵敏度、优线性度的压力检测性能。
灵敏度检测环形沟槽膜结构电容式微机械超声换能器

[发明专利]基于MEMS技术的心音心电检测仪及其检测方法-CN202210778610.9在审
发明人：杨玉华;史鹏程;崔建功;张国军;王朔彤;王博;王任鑫;何常德;张文栋;汪涛 -专利权人：中北大学
申请日： 2022-07-04 - 公布日： 2022-10-11 - 主分类号： A61B7/04 文献下载
摘要：本发明为一种基于MEMS技术的心音心电检测仪，属于生物医疗技术领域。该检测仪包括心音传感器、心音测量电路、心电测量电路、模拟信号采集器和信号显示上位机；心音传感器与心音测量电路电连接，心音传感器、心音测量电路和心电测量电路封装在心音心电一体化探头中，心电测量电路通过心电导联线连接有心电电极片，心音心电一体化探头与模拟信号采集器电连接，模拟信号采集器与信号显示上位机电连接。该检测仪相比于传统听诊器具有灵敏度高、抗干扰能力强的优点，同时可以让医生听诊患者心音的同时观察到患者的心音波形，同时兼具测量人体心电的功能，通过心电信号对心音信号的第一心音和第二心音进行标记，实现了心音信号的可视化和量化。
基于 mems 技术心音检测及其方法

[发明专利]差分电容式纤毛水听器及其制造方法-CN202210525262.4在审
发明人：王任鑫;张文栋;李照东;张国军;何常德;杨玉华;崔建功 -专利权人：中北大学
申请日： 2022-05-15 - 公布日： 2022-08-30 - 主分类号： B81B7/02 文献下载
摘要：本发明提供了一种差分电容式纤毛水听器及其制造方法，属于水下声纳传感器制造技术领域。本发明差分电容式纤毛水听器结构包括纤毛体、连接梁、中心连接体、上电极、钝化层、介质层、下电极、基底层等；制备方法，使用COMS‑MEMS单片集成工艺，在COMS工艺的后端层设置器件的结构，电路信号处理电子层在器件结构下方集成，各金属层间通过金属钨塞连接。由COMS‑MEMS单片集成工艺制备的差分电容式纤毛水听器具有一致性好、集成化、频带宽、灵敏度高、易封装、可批量生产等优点。
电容纤毛水听器及其制造方法

[发明专利]基于PDMS-硅纳米膜的柔性心音传感器及其制备方法-CN202210612658.2在审
发明人：王任鑫;郝晓剑;程丽霞;史鹏程;张文栋;张国军;崔建功;杨玉华;何常德 -专利权人：中北大学
申请日： 2022-06-01 - 公布日： 2022-08-30 - 主分类号： B81B7/02 文献下载
摘要：本发明为一种基于PDMS‑硅纳米膜的柔性心音传感器，属于半导体技术领域。该传感器由硅纳米膜和柔性基底PDMS组成，硅纳米膜包括压阻区、欧姆接触区和合金区，合金区的材质为铬和金的合金。制备时在SOI片的上方形成氧化层，经过浓硼扩散后形成欧姆接触区，刻蚀顶层硅后形成压阻区，溅射、腐蚀金属并退火后形成合金区，刻蚀并腐蚀埋氧层后形成屋檐结构，钻蚀埋氧层后形成悬空的硅纳米膜结构，最终将硅纳米膜转印到柔性基底PDMS上。该传感器具有较高的灵敏度，同时由于柔性基底PDMS，增加了传感器的适应性和便捷性。
基于 pdms 纳米柔性心音传感器及其制备方法

[发明专利]L型连接梁声发射器件及其制备方法-CN202210525263.9在审
发明人：王任鑫;张文栋;李照东;张赛;张国军;何常德;杨玉华;崔建功 -专利权人：中北大学
申请日： 2022-05-15 - 公布日： 2022-08-12 - 主分类号： B81B7/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种L型连接梁声发射器件及其制备方法。该声发射器件由下而上依次为基底层、交替设置的介质层及金属层、钝化层，第n层介质层上刻蚀有矩形空腔，空腔顶部形成矩形振膜、L型连接梁及上电极，空腔底部形成下电极。制备时，使用COMS工艺的后端（BEOL）层作为MEMS器件的结构层，COMS电子层在MEMS器件层下方集成，各金属层间通过钨塞互连，最后通过刻蚀形成矩形空腔、矩形振膜及L型连接梁。本发明L型连接梁声发射器件具有可靠性好、体积小、灵敏度高、制造成本低、易于批量生产等优点。
连接声发器件及其制备方法

[发明专利]复合膜电磁屏蔽的电容式声换能器及制造方法-CN202210525271.3在审
发明人：王任鑫;张文栋;李照东;张国军;何常德;杨玉华;崔建功 -专利权人：中北大学
申请日： 2022-05-15 - 公布日： 2022-08-12 - 主分类号： H04R19/04 文献下载
摘要：本发明为一种复合膜电磁屏蔽的电容式声换能器及制造方法，该方法可用于制造麦克风和超声换能器。该电容式声换能器由下而上依次为基底层、交替设置的介质层及金属层、钝化层，第（n‑2）层介质层上刻蚀有空腔，空腔顶部形成复合振膜及上电极、底部形成下电极。该电容式声换能器有金属层包裹可形成电磁屏蔽，极大的增强了抗干扰能力，该换能器具有稳定性高，一致性好等优点，制造方法简单且成本低、可批量化生产。
复合电磁屏蔽电容式声换能器制造方法

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