专利名称：电容式超音波换能装置及其制作方法
技术领域：
本发明涉及一种超音波换能装置，特别涉及一种电容式超音波换能装置及其制造方法。
背景技术：
通过非侵入评估、实时性响应及可移植性的优点，超音波感测装置已经广泛地运用在医疗、军事及航空产业。例如，回音图学系统或超音波成像系统能够基于超音波频率处的弹性波的使用，而从周遭装置或从人体获得信息。在超音波感测装置中，超音波换能装置通常是许多重要元件的其中一种。大部分的已知超音波换能装置是通过利用压电陶瓷所实现。因为压电陶瓷的音响阻抗具有与固体材料相同的大小，所以压电换能装置一般用于从固体材料获得信息。然而，由于压电陶瓷与液体(例如人体组织)间显著的阻抗不相符性，压电换能装置对于从液体获得信息而言并非理想。压电换能装置一般是操作于从50KHz(仟赫)至200KHz的频带内。此外，压电换能装置通常是在高温工艺下所制造，并且对于与电子电路整合来说并非理想。相对地，电容式超音波换能装置可通过标准集成电路(IC)工艺所成批制造，并因此可与IC装置整合。此外，相较于已知的压电换能装置，电容式超音波换能装置能够操作于从200KHz至5MHz(百万赫兹)的较高频带处。因此，电容式超音波换能装置已逐渐地取代压电换能装置。
图1为电容式超音波换能装置10的示意截面图。参照图1，该电容式超音波换能装置10包含第一电极11、形成于膜层13上的第二电极12、形成于该第一电极上的隔离层14，以及支撑侧壁15。机室16是由该第一电极11、该膜层13及该支撑侧壁15所定义。当将适当的AC或DC电压施加于该第一电极11与该第二电极12之间时，静电力即造成该膜层13振荡并产生音响波。该公知换能装置10的有效振荡区域为由该第一电极11及该第二电极12所定义的区域。在本实例中，因为该第二电极12短于该第一电极11，所以该有效振荡区域受限于该第二电极12的长度。此外，该膜层13一般在范围从约400℃至800℃的温度下于诸如公知化学气相沉积(CVD)或低压化学气相沉积(LPCVD)的高温工艺中加以制造。
图2A至2D为说明用以制造电容式超音波换能装置的公知方法的截面图。参照图2A，其中提供硅基板21，它高度掺杂有不纯物，以作为电极。其次，在该硅基板21上连续地形成第一氮化物层22及非晶硅层23。该第一氮化物层22是用以保护该硅基板21。该非晶硅层23则是用来作为牺牲层，并且在后续的工艺中将会被移除。
参照图2B，通过将该非晶硅层23图案化并加以蚀刻，从而曝露出该第一氮化物层22的部分，以形成经图案化的非晶硅层23’。然后在该经图案化的牺牲层23’上形成第二氮化物层24，并填满上述这些曝露部分。
参照图2C，通过将该第二氮化物层24图案化并加以蚀刻，以形成具有开口25的经图案化的第二氮化物层24’，从而通过上述这些开口25曝露出该经图案化的非晶硅层23’的部分。然后通过选择性蚀刻，将该经图案化的非晶硅层23’移除。
参照图2D，通过开口25沉积氧化硅层以形成栓塞物26。从而，可由栓塞物26、经图案化的第二氮化物层24’以及该第一氮化物层22定义机室27。然后在该经图案化的第二氮化物层24’上形成金属层28以作为第二电极。
此外，公知的电容式超音波换能装置通常包含硅基板。用以制造上述这些电容式超音波换能装置的公知方法可利用高温工艺中的体型微加工处理或表面微加工处理，而这会不利地导致高度的残余应力，或将导致该电容式超音波换能装置的薄膜变形。为减轻残余应力，会需要进行例如退火的额外工艺，而这意指较长的处理时间以及较高的制造成本。
此外，在公知电容式超音波换能装置中的机室，或空腔，通常是凭借具有不同热膨胀系数的不同材料的元件所形成，而这会影响到该换能装置的效能。同时，在封装过程中当将该换能装置组装于保护外罩时，会损坏到公知电容式超音波换能装置的薄膜。所希望的是拥有一种经改善的电容式超音波换能装置以及其制造方法。
发明内容
本发明是针对于一种电容式超音波换能装置以及其制造方法，其能够减缓一个或更多因现有技术的限制与缺点而造成的问题。
根据本发明的一个实施例，提供一种电容式超音波换能装置，其中包含导电基板；绝缘层，其形成于该导电基板上；支撑框架，其形成于该绝缘层上；以及导电层，其通过该支撑框架与该导电基板隔开而具有与该支撑框架实质上相同的热膨胀系数。
在实施例中，该支撑框架及该导电层是由实质上相同的材料所制成。
在另一实施例中，该支撑框架及该导电层包含自镍(Ni)、镍钴(NiCo)、镍铁(NiFe)及镍锰(NiMn)等其中之一所选出的材料。
并且根据本发明，提供一种电容式超音波换能装置，其中包含第一电极；绝缘层，其形成于该第一电极上；至少支撑框架，其形成于该绝缘层上；以及第二电极，其形成为与该第一电极隔开，其中该第一电极及该第二电极定义该电容式超音波换能装置的有效振荡区域，而定义该有效振荡区域的第一电极及第二电极的个别长度实质上相同。
又根据本发明，提供一种电容式超音波换能装置，其中包含基板；支撑框架，其形成于该基板上；以及导电层，其由该支撑框架所握持在该基板上，使得可由该导电层、该支撑框架及该基板定义机室。
进一步根据本发明，提供一种用以制造电容式超音波换能装置的方法，其中包含提供基板；在该基板上形成绝缘层；在该绝缘层上形成经图案化的第一金属层；形成经图案化的第二金属层，其与该经图案化的第一金属层实质上共平面；在该经图案化的第一金属层及该经图案化的第二金属层上形成经图案化的第三金属层；通过开口曝露出经图案化的第一金属层的部分；以及通过上述这些开口移除该经图案化的第一金属层。
还根据本发明，提供用以制造电容式超音波换能装置的方法，其中包含提供基板；在该基板上形成绝缘层；在该绝缘层上形成经图案化的第一金属层；在该经图案化的第一金属层上形成第二金属层；将该第二金属层图案化，以通过开口曝露出该经图案化的第一金属层的部分；以及通过上述这些开口移除该经图案化的第一金属层。
又根据本发明，提供用以制造电容式超音波换能装置的方法，其中包含提供基板；在该基板上形成绝缘层；在该绝缘层上形成金属层；在该金属层上形成经图案化的光刻胶层；曝露出该金属层的部分；形成经图案化的第一金属层，其实质上与该经图案化的光刻胶层共平面；移除该经图案化的光刻胶层；形成经图案化的第二金属层，其实质上与该经图案化的第一金属层共平面；在该经图案化的第一金属层及该经图案化的第二金属层上形成经图案化的第三金属层；通过开口曝露出该经图案化的第一金属层的部分；以及通过上述这些开口移除该经图案化的第一金属层以及该金属层的部分。
于下文的说明中将部分提出本发明的其它特点与优点，而且从该说明中将了解本发明中的一部分，或者通过实施本发明也可了解。通过权利要求中特别列出的元件与组合将可了解且达成本发明的特点与优点。
应该了解的是，上文的概要说明以及下文的详细说明都仅供作例示与解释，并未限制本文所主张的发明。
结合各附图，即可更好地了解本发明之前披露的摘要以及上文详细说明。为达本发明的说明目的，各附图里描述有现属较佳的各具体实施例。但应了解本发明并不限于所描述的精确排置方式及设备装置。
在附图中图1为公知的电容式超音波换能装置的示意截面图；图2A至2D为说明用以制造电容式超音波换能装置的公知方法的截面图；图3A为根据本发明的实施例的电容式超音波换能装置示意截面图；图3B为根据本发明之另一实施例的电容式超音波换能装置示意截面图；图4A至4G为说明用以制造根据本发明的实施例的电容式超音波换能装置的方法的截面略图；图4D-1和4E-1为说明用以制造根据本发明的实施例的电容式超音波换能装置的方法的示意截面图；图5A至5G为说明用以制造根据本发明的另一实施例的电容式超音波换能装置的方法的示意截面图；图5D-1和5E-1为说明用以制造根据本发明的实施例的电容式超音波换能装置的方法的示意截面图；图6A至6D为说明用以制造根据本发明的另一实施例的电容式超音波换能装置的方法的示意截面图；图7为根据本发明的另一实施例的电容式超音波换能装置的示意截面图；图8A为说明用以制造根据本发明的实施例的电容式超音波换能装置的方法的示意截面图；以及图8B为说明用以制造根据本发明的另一实施例的电容式超音波换能装置的方法的示意截面图。
主要元件标号说明10电容式超音波换能装置11第一电极12第二电极13膜层
14 隔离层15 支撑侧壁16 机室21 硅基板22 第一氮化物层23 非晶硅层23’经图案化的硅层24 第二氮化物层24’经图案化的第二氮化物层25 开口26 栓塞物27 机室28 金属层30 电容式超音波换能装置31 基板32 绝缘层33 种子层35 导电层36 凸块37 机室37-1机室
38绝缘层38-1 支撑框架39电容式超音波换能装置40基板41绝缘层42经图案化光刻胶层43牺牲金属层44金属层44-1 经图案化的金属层44-2 经图案化的金属层44-3 第一部分44-4 第二部分45导电层45-1 经图案化的导电层46凸块46-1 凸块47开口48机室48-1 机室49经图案化的金属层51种子层
51-1 经图案化的种子层58 机室60 基板61 绝缘层62 种子层63 经图案化的光刻胶层64 经图案化的金属层64-1 经图案化的金属层65 经图案化的牺牲层66 导电层67 凸块70 电容式超音波换能装置72 经图案化的绝缘层77 机室77-1 机室77-2 机室81 经图案化的绝缘层82 经图案化的绝缘层具体实施方式
现将详细参照本发明具体实施例，其实施例图解于附图之中。尽其可能，所有附图中将依相同元件标号以代表相同或类似的部件。
图3A为根据本发明的实施例的电容式超音波换能装置30的示意截面图。参照图3A，该电容式超音波换能装置30包含基板31、绝缘层32、支撑框架38以及导电层35。在实施例中，该基板31可具有约为525μm的厚度，而由经密集掺杂磷至约每平方公分0.1到0.4微欧姆(μΩ/cm2)的电阻电平的硅晶圆所形成。在另一方面中，该基板31为由铝(Al)或铜(Cu)所制成的金属基板。该基板31用来作为该电容式超音波换能装置30的较低或第一电极。该绝缘层32包含自氧化物、氮化物或氮氧化物其中一个所选出的材料。在根据本发明的实施例中，该绝缘层32含有具约0.2微米(μm)厚度的二氧化硅(SiO2)。该支撑框架38包含自镍(Ni)、镍钴(NiCo)、镍铁(NiFe)及镍锰(NiMn)等其中一个中所选出的材料。在实施例中，该支撑框架38含有具有约0.5至10μm厚度的镍层。通过该绝缘层32及该支撑框架38与该基板31隔开的该导电层35用来作为振荡薄膜，并亦作为该电容式超音波换能装置30的上部或第二电极。该导电层35含有自镍(Ni)、镍钴(NiCo)、镍铁(NiFe)及镍锰(NiMn)所选出的一种材料。在实施例中，该导电层35含有具有约0.5至5μm范围厚度的镍层。
经密封或未经密封之机室37是由该绝缘层32、该支撑框架38及该导电层35所定义。因此，可由该基板31及该导电层35定义该换能装置30的有效振荡区域。由于定义该机室37的基板31及该导电层35的个别长度实质上为相等，即展扩该机室37的整个长度，因此该换能装置30的有效振荡区域表示较图1中所示的公知电容式换能装置有所增加，并因此表示换能装置30在性能方面比公知电容换能装置有所增加。
再参照图3A，该电容式超音波换能装置30可进一步包含形成于该导电层35上并且置放在该支撑框架38上的至少一个凸块36。该凸块36可用以保护该导电层35不受损坏或意外振荡所影响。该凸块36可为通过自镍(Ni)、镍钴(NiCo)、镍铁(NiFe)及镍锰(NiMn)等其中之一中所选出的材料而形成。在实施例中，该凸块36含有具有约5至50μm厚度的镍层。在另一实施例中，该支撑框架38及该导电层35是由实质上相同的材料所制成，其减缓在公知电容式换能装置中可能会发生不同热膨胀系数的问题。
图3B为根据本发明的另一实施例的电容式超音波换能装置39的示意截面图。参照图3B，该电容式超音波换能装置39含有类似于如图3A中所述的电容式超音波换能装置30的结构，除该支撑框架38-1含有种子层33以外。该种子层33形成于该绝缘层32上，以有助于在例如电化学沉积制成或电化学镀层工艺中的金属互连。该种子层33含有从钛(Ti)、铜(Cu)、镍(Ni)、镍钴(NiCo)、镍铁(NiFe)及镍锰(NiMn)等其中之一中所选出的材料。在实施例中，该种子层33含有具有约0.15至0.3μm厚度的镍层。可由该绝缘层32、该支撑框架38-1及该导电层35定义经密封或未经密封的机室37-1。
图4A至4G为说明用以制造根据本发明的实施例的电容式超音波换能装置方法的截面略图。参照图4A，提供基板40，其用来作为制作中的电容式超音波换能装置共同的第一电极。该基板40包含经掺杂硅基板及金属基板。用以保护该基板40的绝缘层41通过化学气相沉积(CVD)工艺，或其它的适当工艺，而形成于该基板40上。该绝缘层41含有氧化物、氮化物或氮氧化物。其次，例如PMMA(聚甲烯丙烯酸化物polymethylmethacry)或SU-8的经图案化的光刻胶层42形成于该绝缘层41上，从而曝露出该绝缘层41的部分。
参照图4B，牺牲金属层43通过例如溅镀、蒸镀或电浆强化CVD(PECVD)工艺、随后研磨处理或化学机械抛光(CMP)工艺或是其它的适当工艺，而形成于该经图案化的光刻胶层42上。该牺牲金属层43与该经图案化光刻胶层42实质上共平面，并且将在后续工艺中被移除。在根据本发明的实施例，该牺牲金属层43含有铜(Cu)。
参照图4C，将该经图案化的光刻胶层42剥除，并且将金属层44形成于该牺牲金属层43上。
参照图4D，通过研磨处理或CMP工艺对如图4C中所述的金属层44进行研磨或抛光处理，因此可获得实质上与该牺牲金属层43共平面的经图案化的金属层44-1。该经图案化的金属层44-1随后会变成该电容式超音波换能装置的一个支撑框架。其次，通过溅镀、蒸镀或PECVD工艺，于该经图案化的金属层44-1以及该牺牲金属层43之上形成导电层45。在实施例中，该经图案化的金属层44-1及该导电层45是实质上由镍(Ni)、镍钴(NiCo)、镍铁(NiFe)及镍锰(NiMn)等中所选出的一种相同材料所形成。其次，可通过利用溅镀、蒸镀或PECVD工艺、随后图案化及蚀刻工艺形成金属层来形成凸块46。在实施例中，该凸块46包括自镍(Ni)、镍钴(NiCo)、镍铁(NiFe)及镍锰(NiMn)等所选出的一种材料而形成。
参照图4E，通过对例如图4D中所述的导电层45进行图案化及蚀刻处理，以形成经图案化的导电层45-1，从而通过开口47曝露出该牺牲金属层43的部分。该经图案化的导电层45-1随后变成电容式超音波换能装置的振荡薄膜，并且亦为第二电极。
参照图4F，通过蚀刻工艺移除图4E所述的牺牲金属层43。在实施例中，可利用三氯化铁(FeCl3)作为蚀刻溶液，通过湿性蚀刻工艺移除该牺牲金属层43，由于它具有蚀刻选择性，因此可移除该牺牲金属层43而不会显著地移除该绝缘层41。因此，可由该经图案化的导电层45-1、该经图案化的金属层44-1及该绝缘层41定义机室48，但未经密封。
参照图4G，可通过例如溅镀、蒸镀、PECVD或是其它具有所需段差覆盖的适当工艺形成另一经图案化的金属层49，以填充图4E中所述的开口47。因此，可由该经图案化的导电层45-1、该经图案化的金属层44-1、该绝缘层41及该经图案化的金属层49定义机室48-1，并加以密封。
图4D-1至4E-1为说明用以制造根据本发明的实施例的电容式超音波换能装置的方法的示意截面图。参照图4D-1，同时参照图4D而加以比较，在该牺牲金属层43上形成该金属层44之后，该金属层44并不会因研磨处理或抛光工艺而被减小至与该牺牲金属层43实质上相同的厚度。相反地，可形成经图案化的金属层44-2以覆盖该牺牲金属层43。接着，在该经图案化之金属层44-2上形成凸块46-1。
参照图4E-1，亦参照图4E而加以比较，可通过例如对图4D-1中所述的经图案化的金属层44-2进行图案化及蚀刻处理，以形成含有第一部分44-3及第二部分44-4的经图案化的金属层(未经编号)，从而通过开口47曝露出该牺牲金属层43的部分。该经图案化的金属层的第一部分44-3及第二部分44-4随后会分别变成电容式超音波换能装置的支撑框架及振荡薄膜。
图5A至5G为说明用以制造根据本发明的另一实施例的电容式超音波换能装置的方法的示意截面图。图5A到5D中所述的方法类似于图4A到4G中所述的方法，除形成额外的种子层51以外。参照图5A，提供该基板40，并且在该基板40上形成该绝缘层41。然后通过溅镀、蒸镀或PECVD工艺，在该绝缘层41上形成该种子层51。在根据本发明之实施例中，该种子层51含有自钛(Ti)、铜(Cu)、镍(Ni)、镍钴(NiCo)、镍铁(NiFe)及镍锰(NiMn)等中所选出的一种材料。其次，在该种子层51上形成该经图案化的光刻胶层42，从而曝露出该种子层51的部分。
参照图5B，通过例如电化学沉积工艺、电化学镀层工艺或其它适当工艺，随后为研磨处理或CMP工艺，而在该经图案化的光刻胶层42上形成牺牲金属层43。
参照图5C，剥除该经图案化的光刻胶层42，并通过例如电化学沉积工艺、电化学镀层工艺或其它适当工艺，以在该牺牲金属层43上形成该金属层44。
参照图5D，通过研磨处理或CMP工艺对如图5C中所述的金属层44进行研磨或抛光处理，因此可获得实质上与该牺牲金属层43共平面的经图案化的金属层44-1。其次，通过电化学沉积工艺、电化学镀层工艺或其它适当工艺，以在该经图案化的金属层44-1及该牺牲金属层43上形成该导电层45。在实施例中，该种子层51、该经图案化的金属层44-1及该导电层45含有由镍(Ni)、镍钴(NiCo)、镍铁(NiFe)及镍锰(NiMn)等中所选出的一种实质上相同材料。其次，可通过利用溅镀、蒸镀或PEVCD工艺、随后图案化及蚀刻工艺形成金属层来形成置放在该图案化的金属层44-1上的凸块46。
参照图5E，通过例如对图5D中所述的导电层45进行图案化及蚀刻处理，以形成经图案化的导电层45-1，从而通过开口47曝露出该牺牲金属层43的部分。该经图案化的导电层45-1随后变成电容式超音波换能装置的振荡薄膜，并且亦为第二电极。
参照图5F，可由蚀刻工艺移除该牺牲金属层43以及图5E中所述的种子层51的部分。在实施例中，可利用三氯化铁(FeCl3)作为蚀刻溶液，其具有蚀刻选择性，由湿性蚀刻工艺将该牺牲金属层43以及种子层51的部分移除。该经图案化的金属层44-1及经图案化的种子层51-1随后一起成为电容式超音波换能装置的支撑框架。因此可由该经图案化的导电层45-1、该经图案化的金属层44-1、该经图案化的种子层51-1及该绝缘层41定义机室58，但未经密封。
参照图5G，可通过例如电化学沉积工艺、电化学镀层工艺或其它具有所需段差覆盖的适当工艺形成另一经图案化的金属层49，以填充图5E中所述的开口47。因此可由该经图案化的导电层45-1、该经图案化的金属层44-1、该经图案化的种子层51-1、该绝缘层41及该另一经图案化的金属层49定义机室58-1，并加以经密封。
图5D-1至5E-1为说明用以制造根据本发明的实施例的电容式超音波换能装置的方法的示意截面图。参照图5D-1，同时参照图5D而加以比较，在该种子层51上形成该牺牲层43并且于该牺牲金属层43上形成该金属层44之后，该金属层44并不会因研磨处理或抛光工艺而被减小至与该牺牲金属层43实质上相同的厚度。相反地，可形成经图案化的金属层44-2以覆盖该牺牲金属层43。接着，在该经图案化的金属层44-2上形成凸块46-1。
参照图5E-1，亦参照图5E而加以比较，可通过例如对图5D-1中所述的经图案化的金属层44-2进行图案化及蚀刻处理，以形成含有第一部分44-3及第二部分44-4的经图案化的金属层(未经编号)，从而通过开口47曝露出该牺牲金属层43的部分。该经图案化的金属层的第一部分44-3及第二部分44-4随后会分别变成电容式超音波换能装置的支撑框架及振荡薄膜。
图6A至6D为说明用以制造根据本发明的另一实施例的电容式超音波换能装置的方法的示意截面图。参照图6A，提供有基板60并且在该基板60上形成绝缘层61。然后通过溅镀、蒸镀或PECVD工艺，在该绝缘层61上形成种子层62。其次，在该种子层62上形成经图案化的光刻胶层63，从而曝露出种子层62的部分。该经图案化的光刻胶层63定义制造中的电容式超音波换能装置的机室处所。
参照图6B，通过例如电化学沉积工艺、电化学镀层工艺或其它适当工艺，随后为研磨处理或CMP工艺，而在该经图案化的光刻胶层63上形成经图案化的金属层64。
参照图6C，将该经图案化的光刻胶层63剥除，并且通过例如电化学沉积工艺、电化学镀层工艺或其它的适当工艺，随后为研磨处理或CMP工艺，而在该经图案化的金属层64上形成经图案化的牺牲层65。该经图案化的牺牲层65实质上与该经图案化的金属层64共平面。
参照图6D，通过电化学沉积工艺、电化学镀层工艺或其它适当的工艺，以在该经图案化的金属层64及该经图案化的牺牲金属层65上形成导电层66。在实施例中，该种子层62、该经图案化的金属层64及该导电层66含有由镍(Ni)、镍钴(NiCo)、镍铁(NiFe)及镍锰(NiMn)等中所选出的一种实质上相同材料。其次，形成置放于该经图案化的金属层64上的凸块67。
图6D中所示的结构与图5D中所述者实质上相同。为形成如图5F中所述的未经密封机室，或是形成如图5G中所述的经密封机室的必要步骤，与通过图5E、5F及5G所叙述的实质上相同，并因而在此不予重复。
图7为根据本发明的另一实施例的电容式超音波换能装置70的示意截面图。参照图7A，该电容式超音波换能装置70包含类似于图3A中所述的电容式超音波换能装置30的结构，除经图案化的绝缘层72以外，而其形成于该支撑框架38与该基板31之间。可由该基板31、该经图案化的绝缘层72、该支撑框架38及该导电层35定义经密封或未经密封的机室77。
图8A为说明用以制造根据本发明的实施例的电容式超音波换能装置的方法的示意截面图。参照图8A，亦参照图4F，在将该牺牲金属层43(如图4E中所示)移除后，因此可通过公知湿性蚀刻工艺或是其它的适当工艺，通过开口47将所曝露的绝缘层41(图4F)的部分移除。该湿性蚀刻工艺具有蚀刻选择性，因此可移除该绝缘层41的曝露部分，而不会显著地移除该基板40，导致形成于该基板40与该经图案化的金属层44-1之间的经图案化的绝缘层81，而其会随后成为支撑框架。因此，可由该基板40、该经图案化的绝缘层81、该经图案化的金属层44-1及该经图案化的导电层45-1定义机室77-1，但未经密封。可通过参照图4G所述的类似工艺将该等机室77-1密封。每个制作中电容式超音波换能装置皆包含类似于图7中所述的电容式超音波换能装置70的最终结构。
图8B为说明用以制造根据本发明的另一实施例的电容式超音波换能装置的方法的示意截面图。参照图8B，亦参照图5F，在将该牺牲金属层43(如图5E中所示)以及该种子层51(如图5E所示)的部分移除后，可通过公知湿性蚀刻工艺或是其它的适当工艺，通过开口47将所曝露的绝缘层41(图4F)的部分移除。在该基板40及该经图案化的金属种子层51-1之间形成经图案化的绝缘层82，其会随后连同于该经图案化的金属层44-1而成为支撑框架。因此，可由该基板40、该经图案化的绝缘层82、该经图案化的金属种子层51-1、该经图案化的金属层44-1及该经图案化的导电层45-1定义机室77-2，但未经密封。可通过参照图5G所述的类似工艺将该等机室77-2密封。每个制作中电容式超音波换能装置皆包含类似于图7中所述的电容式超音波换能装置70的最终结构。
所属技术领域的技术人员应即了解可对上述各项具体实施例进行变化，而不致悖离其广义之发明性概念。因此，应了解本发明并不限于所披露的特定具体实施例，而为涵盖归属如权利要求所定义的本发明精神及范围内的修饰。
另外，在说明本发明的代表性具体实施例时，本说明书可将本发明的方法及/或工艺表示为特定的步骤次序；不过，由于该方法或工艺的范围并不系于本文所提出的特定的步骤次序，故该方法或工艺不应受限于所述的特定步骤次序。身为所属技术领域的技术人员当会了解其它步骤次序也是可行的。所以，不应将本说明书所提出的特定步骤次序视为对权利要求的限制。此外，亦不应将有关本发明的方法及/或工艺的权利要求仅限制在以书面所述的步骤次序的实施，所属技术领域的技术人员易于了解，上述这些次序亦可加以改变，并且仍涵盖于本发明的精神与范畴之内。
权利要求
1.一种电容式超音波换能装置，其特征是包含导电基板；绝缘层，其形成于该导电基板上；支撑框架，其形成于该绝缘层上；以及导电层，其通过该支撑框架与该导电基板隔开而具有实质上与该支撑框架相同的热膨胀系数。
2.根据权利要求1所述的电容式超音波换能装置，其特征是该支撑框架包含自镍(Ni)、镍钴(NiCo)、镍铁(NiFe)及镍锰(NiMn)等其中之一中所选出的材料。
3.根据权利要求1所述的电容式超音波换能装置，其特征是该导电层包含自镍(Ni)、镍钴(NiCo)、镍铁(NiFe)及镍锰(NiMn)等其中之一中所选出的材料。
4.根据权利要求1所述的电容式超音波换能装置，进一步包含置放在该支撑框架上的至少一个凸块。
5.根据权利要求4所述的电容式超音波换能装置，其特征是该至少一个凸块包含自Ni、NiCo、NiFe及NiMn等其中之一中所选出的材料。
6.根据权利要求1所述的电容式超音波换能装置，其特征是该支撑框架包含形成于该绝缘层上的种子层。
7.根据权利要求6所述的电容式超音波换能装置，其特征是该种子层含有自钛(Ti)、铜(Cu)、Ni、NiCo、NiFe及NiMn等其中之一中所选出的材料。
8.根据权利要求1所述的电容式超音波换能装置，其特征是该支撑框架及该导电层含有实质上相同的材料。
9.一种电容式超音波换能装置，其中包含第一电极；绝缘层，其形成于该第一电极上；至少一个支撑框架，其形成于该绝缘层上；以及第二电极，其形成为与该第一电极隔开，其中该第一电极及该第二电极定义该电容式超音波换能装置的有效振荡区域，而定义该有效振荡区域的第一电极及第二电极的个别长度实质上相同。
10.根据权利要求9所述的电容式超音波换能装置，其特征是该支撑框架及该第二电极是由实质上相同的材料所形成。
11.根据权利要求9所述的电容式超音波换能装置，进一步包含置放在该至少一个支撑框架上的至少一个凸块。
12.根据权利要求9所述的电容式超音波换能装置，其特征是该至少一个支撑框架包含形成于该绝缘层上的种子层。
13.一种电容式超音波换能装置，其特征是包含基板；支撑框架，其形成于该基板上；以及导电层，其由该支撑框架所固持在该基板上，使得可由该导电层、该支撑框架及该基板定义机室。
14.根据权利要求13所述的电容式超音波换能装置，进一步包含形成于该支撑框架及该基板之间的经图案化的绝缘层。
15.根据权利要求14所述的电容式超音波换能装置，其中该支撑框架包含形成于该经图案化的绝缘层上的种子层。
16.根据权利要求13所述的电容式超音波换能装置，其特征是定义该机室的导电层及基板的个别长度实质上相同。
17.根据权利要求13所述的电容式超音波换能装置，其特征是该支撑框架及该导电层含有实质上相同的材料。
18.一种用以制造电容式超音波换能装置的方法，其特征是包含提供基板；在该基板上形成绝缘层；在该绝缘层上形成经图案化的第一金属层；形成经图案化的第二金属层，其与该经图案化的第一金属层实质上共平面；在该经图案化的第一金属层及该经图案化的第二金属层上形成经图案化的第三金属层，从而通过开口曝露出经图案化的第一金属层的部分；以及通过上述这些开口移除该经图案化的第一金属层。
19.根据权利要求18所述的第18项的方法，进一步包含在该绝缘层上形成经图案化的光刻胶层；以及形成经图案化的第一金属层，它与该经图案化的光刻胶层实质上共平面。
20.根据权利要求18所述的方法，进一步包含通过开口移除该经图案化的第一金属层，从而曝露出该绝缘层的部分；以及移除该绝缘层的部分。
21.根据权利要求18所述的方法，进一步包含在该经图案化的第一金属层及该经图案化的第二金属层上形成金属层；在该金属层内对应于经图案化的第二金属层的位置处形成经图案化的第四金属层；以及对该金属层进行图案化及蚀刻处理，以形成该经图案化的第三金属层。
22.根据权利要求18所述的方法，进一步包含形成经图案化的金属层以填充上述这些开口。
23.根据权利要求18所述的方法，进一步包含在该绝缘层上形成第四金属层；以及在该第四金属层上形成该经图案化的光刻胶层。
24.根据权利要求18所述的方法，进一步包含以实质上相同的材料，形成该经图案化的第二金属层及该经图案化的第三金属层。
25.根据权利要求18所述的方法，进一步包含以实质上相同的材料，形成该经图案化的第二金属层、该经图案化的第三金属层及该经图案化的第四金属层。
26.一种用以制造电容式超音波换能装置的方法，其特征是包含提供基板；在该基板上形成绝缘层；在该绝缘层上形成经图案化的第一金属层；在该经图案化的第一金属层上形成第二金属层；将该第二金属层图案化，以通过开口曝露出该经图案化的第一金属层的部分；以及通过上述这些开口移除该经图案化的第一金属层。
27.根据权利要求26所述的方法，进一步包含在该绝缘层上形成经图案化的光刻胶层；以及形成经图案化的第一金属层，其与该经图案化的光刻胶层实质上共平面。
28.根据权利要求26所述的方法，进一步包含通过上述这些开口移除该经图案化的第一金属层，从而曝露出该绝缘层的部分；以及移除该绝缘层的上述这些部分。
29.根据权利要求26所述的方法，进一步包含在该第二金属层上形成第三金属层；以及将该第三金属层图案化以在该第二金属层上形成凸块。
30.根据权利要求26所述的方法，进一步包含形成经图案化的金属层以填充上述这些开口。
31.根据权利要求26所述的方法，进一步包含在该绝缘层上形成第四金属层；以及在该第四金属层上形成该经图案化的光刻胶层。
32.根据权利要求29所述的方法，进一步包含以实质上相同的材料，形成该第二金属层及该第三金属层。
33.根据权利要求31所述的方法，进一步包含以实质上相同的材料，形成该第二金属层及该第四金属层。
34.一种用以制造电容式超音波换能装置的方法，其特征是包含提供基板；在该基板上形成绝缘层；在该绝缘层上形成金属层；在该金属层上形成经图案化的光刻胶层，从而曝露出该金属层的部分；形成经图案化的第一金属层，其实质上与该经图案化的光刻胶层共平面；移除该经图案化的光刻胶层；形成经图案化的第二金属层，其与该经图案化的第一金属层实质上共平面；在该经图案化的第一金属层及该经图案化的第二金属层上形成经图案化的第三金属层，从而通过开口曝露出该经图案化的第一金属层的部分；以及通过上述这些开口移除该经图案化的第一金属层以及该金属层的部分。
35.根据权利要求34所述的方法，进一步包含在该经图案化的第一金属层及该经图案化的第二金属层上形成金属层；在该金属层内对应于该经图案化的第二金属层的位置处形成经图案化的第四金属层；以及对该金属层进行图案化及蚀刻处理，以形成该经图案化的第三金属层。
36.根据权利要求34所述的方法，进一步包含形成经图案化的金属层以填充上述这些开口。
37.根据权利要求34所述的方法，进一步包含以实质上相同的材料，形成该经图案化的第二金属层及该经图案化的第三金属层。
38.根据权利要求35所述的方法，进一步包含以实质上相同的材料，形成该金属层、该经图案化的第二金属层及该经图案化的第三金属层。
39.根据权利要求34所述的方法，进一步包含以自Ti、Cu、Ni、NiCo、NiFe及NiMn等其中之一中所选出的材料，在该绝缘层上形成金属层。
40.根据权利要求34所述的方法，进一步包含通过上述这些开口移除该经图案化的第一金属层以及该金属层的部分，从而曝露出该绝缘层的部分；以及移除该绝缘层的上述这些部分。
全文摘要
一种电容式超音波换能装置，其中包含第一电极；绝缘层，其形成于该第一电极上；至少一个支撑框架，其形成于该绝缘层上；以及第二电极，其形成为与该第一电极隔开，其中该第一电极及该第二电极定义该电容式超音波换能装置的有效振荡区域，且定义该有效振荡区域的第一电极及第二电极的个别长度实质上相同。
文档编号H01L21/02GK1970172SQ200610145639
公开日2007年5月30日 申请日期2006年11月22日 优先权日2005年11月24日
发明者张明暐, 郭忠柱, 邓泽民, 钟祯元 申请人:财团法人工业技术研究院