电容变换器及其制造方法
【专利摘要】本发明涉及电容变换器及其制造方法。提供一种具有振动膜被支撑以能够振动的结构的电容变换器的制造方法。所述方法包括：在第一电极上形成牺牲层；在牺牲层上形成形成振动膜的至少一部分的层；去除牺牲层，包含形成与牺牲层连通的蚀刻孔；形成用于密封蚀刻孔的密封层；以及，蚀刻密封层的至少一部分。在形成密封层之前，在形成振动膜的至少一部分的层上形成蚀刻停止层。在蚀刻密封层的至少一部分的步骤中，去除密封层，直到到达蚀刻停止层。
【专利说明】电容变换器及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用作超声电气机械变换器等的电容变换器，并且还涉及电容变换器的制造方法。
【背景技术】
[0002]通过微加工制造的微机械部件可在微米的量级上被加工。通过这种微机械部件实现各种微功能器件。作为压电器件的替代品，研究了利用这种技术的电容变换器。这种电容变换器能够通过利用振动膜的振动传送和接收诸如超声波的声波(以下，声波可被称为超声波)。特别是在液体中，电容变换器可容易地实现良好的宽带特性。这里，术语“声波”包含所谓的音波、超声波和光声波。例如，术语“声波”包含通过用可见光或红外光(电磁波)照射被检体内部而在被检体内产生的光声波。
[0003]日本专利公开N0.2008-98697提出与以上描述的技术有关的电容变换器。通过经由蚀刻孔借助于湿蚀刻去除牺牲层，并且执行包含用绝缘膜密封蚀刻孔的填充密封，制成该电容变换器。PCT日本翻译专利公开N0.2007-528153公开了另一电容变换器。通过经由蚀刻孔借助于湿蚀刻去除牺牲层、执行包含用绝缘膜密封蚀刻孔的填充密封并然后蚀刻绝缘膜，使得振动膜的厚度可被调整以实现希望的共振频率，制成该电容变换器。
[0004]在日本专利公开N0.2008-98697公开的构成中，用于填充密封用于去除牺牲层的蚀刻孔的层的总厚度与振动膜的厚度相加。这增加振动膜的厚度并因此使频带变窄。
[0005]通过在PCT日本翻译专利公开N0.2007-528153中公开的技术，可通过形成薄的振动膜制成具有宽的频带的电容变换器。但是，由于基板中的蚀刻速度的变化，通过蚀刻减小振动膜的厚度会导致振动膜的厚度的变化。这导致电容变换器的频率特性以及传送和接收灵敏度的变化。
[0006]薄的振动膜趋于在应力下或者根据厚度明显变形。由于这使得难以产生窄的间隙，因此不容易提高电容变换器的灵敏度。
【发明内容】
[0007]本发明提供具有厚度变化减少的薄的振动膜的电容变换器。
[0008]为了解决上述的问题，本发明提供一种包含单元(cell)的电容变换器的制造方法，该单元具有包含从第一电极跨着间隙设置的第二电极的振动膜被支撑以能够振动的结构。该方法包括以下步骤:在第一电极上形成牺牲层；在牺牲层上形成一形成振动膜的至少一部分的层；去除牺牲层，包含形成与牺牲层连通的蚀刻孔；形成用于密封蚀刻孔的密封层；和蚀刻密封层的至少一部分。在形成密封层的步骤之前，在形成振动膜的至少一部分的层上形成蚀刻停止层。在蚀刻密封层的至少一部分的步骤中，去除密封层，直到到达蚀刻停止层。
[0009]本发明还提供一种包含单元的电容变换器，该单元具有包含从第一电极跨着间隙设置的第二电极的振动膜被支撑以能够振动的结构。振动膜包含夹着第二电极设置的第一膜片和第二膜片。第一膜片、第二膜片和第二电极中的具有最高应力的层的厚度方向的中心面(以下，简称为“中心面”)的位置比振动膜的中心面更接近间隙。
[0010]从参照附图对示例性实施例的以下描述，本发明的其它特征将变得清晰。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1A是根据本发明的第一实施例的电容变换器的顶视图，图1B是沿图1A的线IB-1B切取的截面图。
[0012]图2A?2H是与图1B对应的截面图，并且示出图1A和图1B所示的电容变换器的制造方法。
[0013]图3A是根据本发明的第二实施例的电容变换器的顶视图，图3B是沿图3A的线IIIB-1IIB切取的截面图。
[0014]图4A?4K是与图3B对应的截面图，并且示出图3A和图3B所示的电容变换器的制造方法。
[0015]图5A和图5B是示出图3A和图3B的电容变换器的变更例的截面图。
[0016]图6A是图3A和图3B的电容变换器的变更例的顶视图，图6B是沿图6A的线VIB-VIB切取的截面图，图6C是沿6A的线VIC-VIC切取的截面图。
[0017]图7A和图7B分别示出包含电容变换器的信息获取装置。
【具体实施方式】
[0018]第一实施例
[0019]在根据本发明的第一实施例的电容变换器的制造方法中，制造包含单元的电容变换器，该单元具有包含从第一电极跨着间隙设置的第二电极的振动膜被支撑以能够振动的结构。通过该方法，可容易地制作电容变换器，并且可减小振动膜的厚度的变化。在该方法中，当在第一电极上的牺牲层上形成形成振动膜的至少一部分的层之后，在形成振动膜的至少一部分的层上形成蚀刻停止层，并然后通过形成蚀刻孔去除牺牲层。在形成用于密封蚀刻孔的密封层之后，去除密封层，直到到达蚀刻停止层。现在将基于上述的思想描述本实施例的第一实施例和例子。但是，本发明不限于第一实施例和例子，并且在本发明的要旨的范围内以各种方式变更和改变。
[0020]将参照图1A和图1B和图2A?2H描述本发明的第一实施例。图1A是电容变换器的顶视图。图1B是沿图1A的线IB-1B切取的截面图。图2A?2H是与图1B对应的截面图，并且示出图1A和图1B所示的电容变换器的制造方法的步骤。
[0021]通过第一实施例的方法制作的电容变换器具有分别包含多个单元15的元件17。各元件17在图1A中包含9个单元15,但可包含任意数量的单元。图1A所示的电容变换器包含4个元件17,但可包含任意数量的元件。
[0022]在各单元15中，包含从第一电极3跨着间隙12设置的第二电极7的振动膜9 (参见图1B)被支撑以能够振动。图1B中的振动膜9包含第一膜片6、第二膜片8和夹在其间的第二电极7，但振动膜9只要可振动并包含第二电极7就可具有任意构成。例如，振动膜9可只包含第二电极7、或者可只包含第一膜片6和第二膜片8中的一个与第二电极7。第一电极3和第二电极7中的一个被用作用于施加偏压的电极，并且另一个被用作用于施加或输出电信号的电极。在图1A和图1B中，第一电极3被用作用于施加偏压的电极,并且第二电极7被用作信号输出电极，但这可颠倒。用于施加偏压的电极在各元件17内是共用的。偏压可在多个兀件17之间共用，但信号输出电极需要对于各兀件17电气分离。
[0023]现在将描述第一实施例的驱动原理。通过信号引线16，电容变换器可从第二电极7传送电信号。电信号在第一实施例通过信号引线16被传送，但可通过贯通导线被传送。电信号在第一实施例中从第二电极7被传送，但可从第一电极3被传送。为了使得电容变换器接收超声波，电压施加部(未示出)事先向第一电极3施加直流电压。当接收超声波时，包含第二电极7的振动膜9变形。这改变第二电极7与第一电极3之间的间隙12的距离并改变其间的电容。电容的变化导致电流流过信号引线16。该电流通过电流电压转换器(未示出)被转换成电压，使得可接收超声波。信号引线16的构成可改变以向第二电极7施加直流电压并且从第一电极3输出电信号。当向第二电极7施加交变电压时，得到的静电力导致振动膜9振动。这允许传送超声波。为了传送，信号引线16的构成可改变以向第一电极3施加交变电压，并导致振动膜9振动。
[0024]现在将描述第一实施例的电容变换器的制造方法。图2A?2H分别与沿图1A的线IB-1B切取的截面图对应。如图2A所示，在基板21 (与图1B中的基板I对应)上形成第一绝缘膜22 (与图1B中的第一绝缘膜2对应)。基板21是硅基板。设置基板21上的第一绝缘膜22是为了硅基板21与第一电极23 (后面描述)之间的绝缘。如果基板21是诸如玻璃基板的绝缘基板，那么可以不设置基板21上的第一绝缘膜22。基板21可以是具有小的表面粗糙度的基板。如果基板21具有大的表面粗糙度，那么所述表面粗糙度在随后的膜沉积步骤中被传递，并在单元和元件之间导致第一电极23与第二电极27 (后面描述)之间的距离的变化。该变化导致传送和接收灵敏度的变化。因此，可以使用具有小的表面粗糙度的基板作为基板21。
[0025]然后，形成第一电极23 (与图1B中的第一电极3对应)。第一电极23可由提供小的表面粗糙度的诸如钛或铝的导电材料制成。与基板21的情况同样，如果第一电极23具有大的表面粗糙度，那么所述表面粗糙度在单元与元件之间导致第一电极23与第二电极27之间的距离的变化。因此，可以使用由提供小的表面粗糙度的导电材料制成的第一电极23。然后，形成第二绝缘膜24(与图1B中的第二绝缘膜4对应)。第一电极23上的第二绝缘膜24可由提供小的表面粗糙度的非导电材料制成。形成第二绝缘膜24以防止在第一电极23与第二电极27之间施加电压时的其间的电气短路或电介质击穿。当以低电压驱动电容变换器时，如果第一膜片26 (后面描述)是绝缘体，那么可以不设置第二绝缘膜24。第二绝缘膜24在第一电极23上形成，以防止在蚀刻牺牲层25 (后面描述)的蚀刻步骤中蚀刻第一电极23。与基板21的情况同样，如果第二绝缘膜24具有大的表面粗糙度，那么所述表面粗糙度在单元与元件之间导致第一电极23与第二电极27之间的距离的变化。因此，可使用具有小的表面粗糙度的绝缘膜作为第二绝缘膜24。例如，第二绝缘膜24可以是氮化硅膜或氧化硅膜。
[0026]然后，如图2B所示，形成牺牲层25。牺牲层25可由提供小的表面粗糙度的材料制成。与基板21的情况同样，如果牺牲层25具有大的表面粗糙度，那么所述表面粗糙度在单元与元件之间导致第一电极23与第二电极27之间的距离的变化。因此，牺牲层25可具有小的表面粗糙度。为了缩短用于去除牺牲层25的蚀刻时间，可以使用具有高的蚀刻速度的材料以形成牺牲层25。要与用于去除牺牲层25的蚀刻溶液或气体接触的层可仅仅通过该蚀刻溶液或气体被蚀刻。在图2A?2H中，要与该蚀刻溶液或气体接触的层包含第一电极23上的第二绝缘膜24、第一膜片26(与图1B所示的第一膜片6对应)、蚀刻孔31和蚀刻停止层30 (后面描述)。当第一电极23上的第二绝缘膜24和第一膜片26几乎完全被用于去除牺牲层25的蚀刻溶液或气体蚀刻时，振动膜29的厚度和第一电极23与第二电极27之间的距离改变。振动膜29的厚度的变化和第一电极23与第二电极27之间的距离的变化导致单元和元件之间的灵敏度的变化。当第一电极23上的第二绝缘膜24和第一膜片分别是氮化硅膜或氧化硅膜时，牺牲层25可由提供小的表面粗糙度且可通过不蚀刻第一电极23上的第二绝缘膜24和第一膜片的蚀刻溶液被蚀刻的铬制成。
[0027]然后，如图2C所示，形成包含第一膜片的第一绝缘层26。第一绝缘层26可具有低的拉伸应力。例如，第一绝缘层26的拉伸应力可以为300MPa或更小。氮化硅膜是应力可控的，并且可形成为具有300MPa或更小的低的拉伸应力。如果第一绝缘层26具有压缩应力，那么振动膜29可通过粘贴或扭曲明显变形。粘贴指的是去除牺牲层25之后的作为结构体的振动膜29的贴附。在高拉伸应力的情况下，振动膜29会破坏。因此，第一绝缘层26可具有低的拉伸应力。
[0028]然后，形成第二电极27 (与图1A和图1B中的第二电极7对应)。第二电极27可具有低的残余应力并且可由具有高的耐热性的材料制成。由于第二电极27的高的残余应力导致振动膜29的明显变形，因此可以使用具有低的残余应力的第二电极27。根据例如用于沉积包含第二膜片的第二绝缘层28或用于形成密封部分34的密封层33的温度，第二电极27的材料可以是不导致任何变质或者应力增加的材料。例如，第二电极27可由钛或铝娃合金制成。
[0029]然后，形成包含第二膜片的第二绝缘层28。第二绝缘层28可由具有低的拉伸应力的材料制成。与第一绝缘层26的情况同样，如果第二绝缘层28具有压缩应力，那么振动膜29会由于粘贴或扭曲明显变形。在高拉伸应力的情况下，振动膜29会破坏。因此，第二绝缘层28可具有低的拉伸应力。氮化硅膜是应力可控的，并可形成为具有300MPa或更小的低的拉伸应力。虽然振动膜29在图2C中包含第一膜片、第二电极27和第二膜片，但振动膜29只要包含第二电极27就可包含任意数量的层。第二电极27也可用作膜片，并且，可单独地通过第二电极27形成振动膜29。
[0030]然后，如图2D所示，在通过沉积形成的振动膜29上形成蚀刻停止层30。蚀刻停止层30形成为使得振动膜29具有希望的厚度。蚀刻停止层30被留下以防止当在图2G所示的密封层去除步骤中蚀刻密封材料时蚀刻振动膜29。在图2E所示的牺牲层去除步骤(后面描述)中，蚀刻停止层30当与用于蚀刻牺牲层25的溶液或气体接触时需要留下。因此，蚀刻停止层30可由以比蚀刻密封材料的蚀刻速度低的蚀刻速度通过用于蚀刻密封材料的溶液或气体被蚀刻的材料制成。当蚀刻停止层30在牺牲层去除步骤中与用于蚀刻牺牲层25的溶液或气体接触时，蚀刻停止层30可由以比蚀刻牺牲层材料的蚀刻速度低的蚀刻速度通过用于蚀刻牺牲层材料的溶液或气体被蚀刻的材料制成。为了使得蚀刻停止层30在蚀刻中保持不被去除，可使得与振动膜材料不同的材料较厚。如果振动膜29是氮化硅膜且牺牲层25是铬层，那么可以使用诸如氧化硅膜的绝缘膜作为蚀刻停止层30。如果振动膜29是氮化硅膜且牺牲层25是诸如多晶硅或非晶硅层的硅层，那么蚀刻停止层30可以是诸如氧化硅膜的绝缘膜或金属膜。如果振动膜29是氮化硅膜且牺牲层25是氧化硅层，那么蚀刻停止层30可以是硅膜或金属膜。可至少在振动膜29上形成被形成为确定振动膜29的厚度的蚀刻停止层30。
[0031]然后，如图2E所示，形成蚀刻孔31。蚀刻孔31用于引入用于去除牺牲层25的蚀刻溶液或气体。当在包含振动膜29的薄膜的整个表面上形成蚀刻停止层30时，蚀刻孔31穿过蚀刻停止层30和薄膜。然后，牺牲层25被去除以形成间隙32(与图1A和图1B中的间隙12对应)。可通过湿蚀刻或干蚀刻去除牺牲层25。
[0032]然后，如图2F所示，密封层33形成为形成用于密封蚀刻孔31的密封部分34 (与图1A和图1B中的密封部分14对应)。密封部分34被配置为防止液体和外部空气进入到间隙32中。特别是当蚀刻孔31在低压下被密封时，振动膜29由于大气压力而变形，并且，第一电极23与第二电极27之间的距离缩短。传送或接收灵敏度与第一电极23与第二电极27之间的有效距离的1.5倍成反比。因此，当蚀刻孔31在低压下被密封且间隙32中的压力保持低于大气压力时，可以提高传送或接收灵敏度。密封蚀刻孔31允许在液体中使用电容变换器。为了得到更好的粘接性，密封材料可与振动膜29的材料相同。由于等离子增强化学气相沉积(PECVD)不可能出现保形(conformal)沉积，因此，可通过形成小厚度的密封层33获得良好的密封部分34。当振动膜29是氮化硅膜时，可通过氮化硅的PECVD形成振动膜29。
[0033]然后，如图2G所示，密封层33被去除，直到到达蚀刻停止层30。蚀刻停止层30足够厚，或者以比蚀刻密封层33的蚀刻速度低的蚀刻速度通过用于蚀刻密封层33的溶液或气体被蚀刻。因此，即使当在比用于去除密封层33直到到达蚀刻停止层30的预定蚀刻时段长的时间段内蚀刻密封层33时，也可在不蚀刻振动膜29的情况下去除密封层33。因此，与不设置蚀刻停止层的情况相比，即使用于去除密封层33的蚀刻速度在基板21中改变，也可减少振动膜29的厚度的变化。因此，容易控制振动膜29的厚度，并且能够减少由振动膜29的厚度变化导致的振动膜29的弹簧常数的变化或振动膜29的变形的变化。因此，能够减少单元或元件之间的接收或传送灵敏度的变化。虽然在密封部分34上不存在蚀刻停止层30，但是，由于密封部分34小至几微米，因此，密封部分34可以非常低的速度被蚀刻，并且，即使当密封层33被蚀刻比预定的蚀刻时段长的时间段时，密封部分34也不泄漏。
[0034]然后，如图2H所示，去除蚀刻停止层30。由此获得包含第一绝缘层26、第二电极27和第二绝缘层28的振动膜29。蚀刻停止层30可留下并被用作振动膜29。在另一步骤(未示出)中，形成与第一电极23和第二电极27连接的导线。导线可由铝制成。
[0035]在当前的电容变换器的制造方法中，在能够去除密封层的情况下，可以获得薄的振动膜。包括薄的振动膜的电容变换器可具有非常宽的频带。可单独地通过膜沉积步骤形成振动膜。这意味着，容易控制振动膜的厚度并且能够减少由振动膜的厚度变化导致的振动膜的弹簧常数的变化或振动膜的变形的变化。因此，能够减少单元或元件之间的接收或传送灵敏度的变化。
[0036]并且，本方法可被用作用于制造包含具有夹着第二电极设置的第一膜片和第二膜片的振动膜的电容变换器的方法。可制造电容变换器，使得第一绝缘层、第二绝缘层和金属层(第二电极)中的具有最高应力的层的中心面的位置比振动膜的中心面更接近间隙(即，第一电极)。当具有最高应力的层的中心面的位置比振动膜的中心面更接近间隙时，能够减少作用于振动膜的固定部分(或支撑部分)上的弯曲力矩，并由此减少振动膜的变形。因此，能够防止当通过蚀刻溶液去除牺牲层时出现粘贴。粘贴指的是去除牺牲层之后的作为结构体的振动膜的粘接。由于粘贴依赖于间隙中的诸如蚀刻溶液的液体的表面张力和间隙的距离，因此，随着振动膜的变化程度增加，变得更可能出现粘贴。当振动膜的应力是压缩应力时，振动膜可形成为大的凸形(沿与第一电极相反的方向突出)。由于传送或接收灵敏度与第一电极和第二电极之间的有效距离的1.5倍成反比，因此，如果振动膜具有大的凸形，则传送或接收灵敏度会降低。用于制造电容变换器的本方法可减少振动膜的变形，并由此可防止传送或接收灵敏度的降低。
[0037]可制造电容变换器，使得振动膜具有拉伸应力且蚀刻停止层具有压缩应力。通过该构成，具有拉伸应力的振动膜和具有压缩应力的蚀刻停止层可减少包含振动膜和蚀刻停止层的结构在去除牺牲层时的变形。由此能够在去除牺牲层时防止包含振动膜和蚀刻停止层的结构的粘贴。
[0038]在第一实施例的电容变换器中，第一膜片、第二膜片和第二电极中的具有最高应力的层的中心面的位置比振动膜的中心面更接近间隙。通过该构成，能够减少由包含于振动膜中的第一膜片、第二膜片和第二电极的厚度和应力的变化导致的各振动膜中的变形量的差异。由此能够减少电容变换器的频率特性与传送和接收灵敏度的变化。
[0039]将通过使用具体的例子描述第一实施例。
[0040](例子I)
[0041]将参照图1A和图1B描述例子I。例子I的电容变换器具有分别包含多个单元15的元件17。各元件17在图1A中包含9个单元15,但可包含任意数量的单元。图1A所示的电容变换器包含4个元件17，但可包含任意数量的元件。
[0042]在各单元15中，包含从第一电极3跨着间隙12设置的第二电极7的振动膜9被支撑以能够振动。振动膜9包含第一膜片6、第二膜片8和夹在其间的第二电极7。第一电极3用作用于施加偏压的电极，并且第二电极7用作信号输出电极。虽然例子I的振动膜9的形状为圆形，但它可以具有矩形或六角形的形状。在圆形的情况下，振动膜9以轴对称的振动模式振动。由此能够减少振动膜9在不必要的振动模式的振动。
[0043]硅基板I上的第一绝缘膜2是通过热氧化形成的I μπι厚的氧化硅膜。第一电极3上的第二绝缘膜4是通过PECVD形成的氧化硅膜。第一电极3是0.05 μ m厚的钛电极，并且第二电极7是0.1 μ m厚的钛电极。第一膜片6和第二膜片8分别是通过PECVD形成的氮化硅膜，并且形成为具有10MPa的拉伸应力。第一膜片6和第二膜片8具有25 μ m的直径，并分别具有0.3 μ m和0.5 μ m的厚度。间隙12的深度为0.2 μ m。第二电极7具有21 μ m的直径，该直径小于第一膜片6和第二膜片8的直径。第二电极7具有400MPa的应力。在本构成中，第二电极7仅被设置在振动膜9为了传送和接收超声波而大量位移的区域中。这意味着，振动膜9的振动可高效率地被转换成电信号。如果在振动膜9的整个表面上形成第二电极7，那么振动膜9的边缘上的电极形成寄生电容并增大噪声。通过使得第二电极7的直径小于第一膜片6和第二膜片8的直径，可以提高传送或接收灵敏度。
[0044]各元件17包含多个单元15。用于形成元件17的各单元15中的间隙12的蚀刻孔通过密封部分14被密封，这允许间隙12中的应力保持在200Pa。密封部分14的厚度可以为间隙12的深度的至少2.7倍，使得可防止外部空气进入到间隙12中。特别地，由于PECVD提供与低压化学气相沉积(LPCVD)相比保形更少且更不均匀的沉积，因此密封部分14的厚度可以为间隙12的深度的至少2.7倍。密封部分14可由氮化硅的PECVD制成，并且，用于形成密封部分14的密封层的厚度为0.6 μ m。由于密封层被去除，因此密封部分14的厚度为 0.8 μ m。
[0045]在例子I的电容变换器中，在第一膜片6、第二膜片8和第二电极7之中，第二电极7具有最高的应力(拉伸或压缩应力)。包含第一膜片6、第二膜片8和第二电极7的振动膜9的中心面位于振动膜9的厚度的中心。具有最高应力的第二电极7的中心面位于第二电极7的厚度的中心。因此，第一膜片6、第二膜片8和第二电极7之中的具有最高应力的层的中心面的位置比振动膜9的中心面更接近间隙12。在这种情况下，振动膜9的最大变形量为8nm。例如，如果第一膜片6和第二膜片8的直径为25 μ m且厚度分别变为0.5 μ m和0.35 μ m，那么振动膜9的最大变形量变为15nm。通过本构成，能够减少由包含于振动膜9中的第一膜片6、第二膜片8和第二电极7的厚度和应力的变化导致的各振动膜9中的变形量的差异。由此能够减少电容变换器的频率特性与传送和接收灵敏度的变化。
[0046](例子2)
[0047]现在将参照图2A?2H描述例子2的电容变换器的制造方法。例子2的电容变换器的构成基本上与例子I的电容变换器相同。如图2A所示，在基板21上形成第一绝缘膜22。基板21是硅基板。基板21上的第一绝缘膜22是通过热氧化形成的I μ m厚的氧化硅膜，以提供娃基板21与第一电极23之间的绝缘。然后,形成第一电极23。第一电极23是0.05 μ m厚的钛电极。然后在第一电极23上形成第二绝缘膜24。第一电极23上的第二绝缘膜24是通过PECVD形成的氧化硅膜。
[0048]然后，如图2B所示，形成牺牲层25。牺牲层25是0.2 μ m厚的铬层。通过用于铬的蚀刻溶液，由氮化硅制成的振动膜29和由氧化硅制成且设置在第一电极23上的第二绝缘膜24以比由铬制成的牺牲层25慢得多的速度被蚀刻。因此，可防止振动膜29和第二绝缘膜24在铬牺牲层25的去除过程中变得更薄，并且仅通过膜沉积实现希望的厚度。
[0049]然后，如图2C所示，形成包含第一膜片的第一绝缘层26。第一绝缘层26是通过PECVD形成且具有10MPa或更小的拉伸应力的氮化硅层。然后形成第二电极27。第二电极27是具有400MPa的拉伸应力的钛电极。然后，形成包含第二膜片的第二绝缘层28。第二绝缘层28是通过PECVD形成且具有10MPa或更小的拉伸应力的氮化硅层。
[0050]然后，如图2D所示，在通过沉积形成的振动膜29上形成蚀刻停止层30。蚀刻停止层30是通过PECVD形成的0.1 μ m厚的氧化硅层。
[0051]然后，如图2E所示，形成蚀刻孔31。蚀刻孔31是用于引入用于去除牺牲层25的蚀刻溶液或气体的孔。可容易地用氟碳气体通过反应离子蚀刻(RIE)形成或者可通过湿蚀刻形成蚀刻孔31。蚀刻孔31的直径为4μπι。然后，牺牲层25被去除以形成间隙32。通过用于铬的蚀刻溶液去除牺牲层25。具有压缩应力的膜被用作蚀刻停止层30。第一绝缘层26、第二绝缘层28和金属层之中的具有最高应力的金属层的中心面的位置比振动膜29的中心面更接近间隙32。因此，由于由振动膜29和蚀刻停止层30构成的结构的变形量小，因此较不可能出现粘贴。
[0052]然后，如图2F所示，密封层33沉积为形成用于密封蚀刻孔31的密封部分34。密封层33是通过PECVD形成的氮化硅层。由于在200Pa的压力下沉积密封层33，因此可以减少间隙32中的压力。并且，由于振动膜29是氮化硅膜，因此可以实现与振动膜29的高度的粘接性以及间隙32内的高度的气密性。
[0053]然后，如图2G所示，密封层33被去除，直到到达蚀刻停止层30。可通过诸如RIE或化学干蚀刻(CDE)的干蚀刻去除密封层33。在利用氟碳气体的CDE中，以低至蚀刻形成密封层33的氮化硅的蚀刻速度的约1/10的蚀刻速度，蚀刻形成蚀刻停止层30的氧化硅。因此，即使当密封层33被蚀刻比去除密封层33所需要的时间更长的时间段，蚀刻也可在蚀刻停止层30处停止。
[0054]然后，如图2H所示，蚀刻停止层30被去除。可通过用氢氟酸蚀刻氧化硅仅去除蚀刻停止层30。在另一步骤(未示出)中，形成与第一电极23和第二电极27连接的导线。导线可由铝制成。
[0055]在电容变换器的本制造方法中，在能够去除密封层的情况下，可以获得薄的振动膜。包含薄的振动膜的电容变换器可具有非常宽的频带。可单独地通过膜沉积步骤形成振动膜。这意味着，容易控制振动膜的厚度并且能够减少由振动膜的厚度变化导致的振动膜的弹簧常数的变化或振动膜的变形的变化。因此，能够减少单元或元件之间的接收或传送灵敏度的变化。
[0056]第二实施例
[0057]现在将描述本发明的第二实施例。在第二实施例的电容变换器中，当在形成振动膜的处理中在蚀刻停止层上形成密封层之后，密封层被去除，直到到达蚀刻停止层。这里，可以与密封层一起去除蚀刻停止层，或者可以不去除蚀刻停止层。最终，振动膜包含被设置为覆盖间隙的第一绝缘膜和被设置为在到第一电极上的正交投影中与间隙重叠的第二电极。振动膜可包含蚀刻停止层。振动膜的支撑部分被设置在间隙周围以支撑振动膜，使得振动膜能够振动。支撑部分包含密封层，具有比振动膜的厚度大的厚度，并具有与振动膜的层结构不同的层结构。由于由此单独地形成密封层和振动膜，因此能够确保密封层对间隙的可靠的密封并且使得振动膜较薄。还能够减小振动膜的厚度的变化。可由此根据柔性的设计形成振动膜。电容变换器的制造方法包括:在第一电极上的牺牲层上形成第一绝缘膜，第一绝缘膜形成振动膜的至少一部分；在第一绝缘膜上形成蚀刻停止层；形成蚀刻孔；和去除牺牲层。形成振动膜的至少一部分的层可以是第一绝缘膜以外的层，并且可在逐案的基础上被设计。然后，在形成用于密封蚀刻孔的密封层之后，与间隙重叠的密封层的至少一部分(即，最终变为振动膜的部分)被去除，直到到达蚀刻停止层，并且，在蚀刻停止层上或者在第一绝缘膜上形成第二电极。现在将基于上述的思想描述本发明的第二实施例和例子。但是，本发明不限于第二实施例和例子，并且，在本发明的要旨的范围内，可进行各种方式变更和改变。
[0058]将参照图3A和图3B和图4A?4K描述本发明的第二实施例。图3A是根据第二实施例的电容变换器的顶视图。图3B是沿图3A的线IIIB-1IIB切取的截面图。图4A?4K是与图3B对应的截面图，并且示出图3A和图3B所示的电容变换器的制造方法的步骤。
[0059]根据第二实施例的电容变换器具有分别包含多个单元415的元件417。各元件417在图3A中包含9个单元415,但可包含任意数量的单元。图3A所示的电容变换器包含4个元件417,但可包含任意数量的元件。
[0060]在各单元415中，包含从第一电极43跨着间隙412设置的第一绝缘膜46和第二电极49的振动膜411 (参见图3B)被支撑以能够振动。第一电极43和第二电极49中的一个被用作用于施加偏压的电极，并且另一个被用作用于施加或输出电信号的电极。在图3A和图3B中，第一电极43被用作用于施加偏压的电极,并且第二电极49被用作信号输出电极，但这可颠倒。用于施加偏压的电极在各元件417之间是共用的。偏压可在多个元件417之间共用，但信号输出电极需要对于各兀件417电气分离。
[0061]现在将描述第二实施例的驱动原理。通过信号引线416，电容变换器可从第二电极49传送电信号。电信号在第二实施例中通过信号引线416被传送，但可通过贯通导线被传送。电信号在第二实施例中从第二电极49被传送,但可从第一电极43被传送。为了使得电容变换器接收超声波，电压施加部(未示出)事先向第一电极43施加直流电压。当接收超声波时，包含第二电极49的振动膜411变形。这改变第二电极49与第一电极43之间的间隙412的距离并改变其间的电容。电容的变化导致电流流过信号引线416。该电流通过电流电压转换器(未示出)被转换成电压，使得可接收超声波。信号引线416的构成可改变以向第二电极49施加直流电压并且从第一电极43输出电信号。当向第二电极49施加交变电压时，得到的静电力导致振动膜411振动。这允许传送超声波。为了传送，信号引线416的构成可改变以向第一电极43施加交变电压,并导致振动膜411振动。
[0062]现在将描述第二实施例的电容变换器的制造方法。图4A?4K分别与沿图3A的线IIIB-1IIB切取的截面图对应。如图4A所示，在基板41上形成绝缘膜42。设置基板41上的绝缘膜42是为了诸如具有导电性的硅基板的基板41与第一电极43之间的绝缘。如果基板41是诸如玻璃基板的绝缘基板，那么可以不设置基板41上的绝缘膜42。基板41可以是具有小的表面粗糙度的基板。如果基板41具有大的表面粗糙度，那么所述表面粗糙度在随后的膜沉积步骤中被传递(transfer),并在单元415和元件417之间导致第一电极43与第二电极49之间的距离的变化。该变化导致传送和接收灵敏度的变化。因此，可以使用具有小的表面粗糖度的基板作为基板41。
[0063]然后，如图4B所示，形成第一电极43。第一电极43可由提供小的表面粗糙度的诸如钛或铝的导电材料制成。与基板41的情况同样，如果第一电极43具有大的表面粗糙度，那么所述表面粗糙度在单元415与元件417之中导致第一电极43与第二电极49之间的距离的变化。
[0064]然后，如图4C所示，在第一电极43上形成绝缘膜44。形成第一电极43上的绝缘膜44以防止在第一电极43与第二电极49之间施加电压时的其间的电气短路或电介质击穿。绝缘膜44还防止在蚀刻牺牲层蚀刻步骤(后面描述)中蚀刻第一电极43。当第一电极43耐受牺牲层蚀刻步骤并且以低电压被驱动时，由于第一绝缘膜46提供第一电极43与第二电极49之间的电气绝缘，因此，可以不设置第一电极43上的绝缘膜44。与基板41的情况同样，如果绝缘膜44具有大的表面粗糙度，那么所述表面粗糙度在单元415与元件417之中导致第一电极43与第二电极49之间的距离的变化。因此，绝缘膜44可具有小的表面粗糙度。例如，绝缘膜44可以是氮化硅膜或氧化硅膜。
[0065]然后，如图4D所示，形成牺牲层45。牺牲层45可由提供小的表面粗糙度的材料制成。与基板41的情况同样，如果牺牲层45具有大的表面粗糙度，那么所述表面粗糙度在单元415与元件417之中导致第一电极43与第二电极49之间的距离的变化。为了缩短用于去除牺牲层45的蚀刻时间，可以使用具有高的蚀刻速度的材料来形成牺牲层45。当通过蚀刻溶液或气体去除牺牲层45时，牺牲层45周围的材料、第一电极43上的绝缘膜44、第一绝缘膜46和蚀刻停止层47之间的蚀刻选择性必须足够高。
[0066]然后，如图4E所示，形成第一绝缘膜46，并且，如图4F所示，形成蚀刻停止层47。第一绝缘膜46和蚀刻停止层47的总拉伸应力可以是低的。在牺牲层去除步骤(后面描述)之后，这两个层变为被支撑在间隙412上的膜片。如果膜片具有压缩应力，那么膜片会在牺牲层去除步骤中通过粘贴或扭曲明显变形。粘贴意味着，作为结构的膜片在去除牺牲层45之后贴附于间隙412下面的层上。如果拉伸应力太大，那么应力趋于导致膜片例如由于裂纹而破坏。蚀刻停止层47可最终残留并形成振动膜411的一部分，或者可在以后从要成为振动膜411的部分被去除。
[0067]当蚀刻停止层47作为振动膜411的一部分残留时，蚀刻停止层47的蚀刻速度需要关于密封层48的蚀刻条件足够低。蚀刻停止层47的蚀刻速度与密封层48的蚀刻速度相比越低，则蚀刻停止层47越好且越薄。当蚀刻停止层47在要成为振动膜411的位置处被去除时，蚀刻停止层47和蚀刻停止层47下面的第一绝缘膜46之间的蚀刻选择性必须在去除(蚀刻)步骤中足够高。第一绝缘膜46和蚀刻停止层47的示例性组合可以是拉伸应力可控的氮化硅膜和关于氮化硅膜具有蚀刻选择性的氧化硅膜。注意，氮化硅膜和氧化硅膜分别与第一绝缘膜46和蚀刻停止层47对应。
[0068]然后，如图4G所示，形成蚀刻孔410。蚀刻孔410是用于引入用于去除牺牲层45的蚀刻溶液或气体的孔。蚀刻孔410形成为贯通蚀刻停止层47和第一绝缘膜46并到达牺牲层45。然后，如图4H所示，通过湿蚀刻或各向同性干蚀刻通过蚀刻孔410去除牺牲层45，以形成间隙412。
[0069]然后，如图41所示，形成密封层48以密封蚀刻孔410。密封部分414被配置为防止液体和外部空气进入间隙412中。密封蚀刻孔410允许在液体中使用电容变换器。为了实现有效的密封，密封层48需要比间隙412厚足够多。由于间隙412上的密封层48在本发明中在以后被去除，因此密封层48可具有足够的厚度以实现更好的密封。
[0070]然后，如图4J所示,通过蚀刻直到到达蚀刻停止层47,仅在与间隙412对应的位置去除密封层48。更严格地说，在密封层48在第一电极43上的正交投影中与间隙412重叠的密封层48的至少一部分被去除。当蚀刻停止层47由关于用于密封层48的蚀刻条件具有足够低的蚀刻速度的材料制成时，即使密封层48的蚀刻速度在基板41中改变，密封层48的最终残留部分的厚度也可几乎由第一绝缘膜46和蚀刻停止层47的总厚度限定。
[0071]然后，如图4K所示，形成第二电极49。第二电极49与第一绝缘膜46和蚀刻停止层47 —起形成电容变换器的振动膜411的一部分。振动膜411可以更薄以实现电容变换器的更好的特性。因此，只要实现令人满意的电气特性，第二电极49就也可足够薄，第二电极49可由一般使用的导电材料制成。由此获得根据第二实施例的电容变换器的构成。在第二实施例中，在可在与间隙412对应的位置处去除密封层48的情况下，可与密封层48的厚度无关地控制振动膜411的厚度。虽然这有利于形成薄的振动膜，但仍能够形成厚的振动膜。并且，振动膜411的厚度不受蚀刻速度变化的影响，并且可减少厚度的变化。因此，能够获得具有宽频带并在单元或元件之间具有较少的接收或传送灵敏度变化的良好的电容变换器。在第二实施例的构成中，除了在与间隙412对应的振动膜411的位置处以外，具有大的厚度的密封层48保持不被去除。因此，除了在与振动膜411对应的区域中以外，第一电极43和第二电极49相互远离。即，第一电极43与第二电极49之间的距离在实际上电容变换器能动地工作的与振动膜411对应的区域中小，而第一电极43与第二电极49之间的距离在其它的区域中大。这意味着，电容变换器具有大的能动电容和小的寄生电容，并且，可在电容变换器的接收动作中实现大的信号噪声(S/N) t匕。
[0072]另外，由于在与间隙412对应的区域以外的区域中第一电极43与第二电极49之间的距离大且绝缘膜厚度大，因此能够获得具有良好的耐压性且即使在第一电极43与第二电极49之间施加大的电压也不易于电介质击穿的电容变换器。为了针对使用中的液体和接触保护第二实施例的电容变换器，可以向图3B的截面图所示的结构添加较少受振动影响的树脂层(未示出)作为电容变换器的上层。
[0073]日本专利公开N0.2008-98697还描述了由于用作振动膜的部分中的上电极与下电极之间的绝缘膜厚度与其它部分中的绝缘膜厚度不同的事实而具有小的寄生电容和良好的耐压性的电容变换器。但是，本发明的第二实施例通过使用另一构成提供具有小的寄生电容和良好的耐压性的电容变换器。第二实施例的电容变换器不仅具有小的寄生电容和良好的耐压性，而且具有厚度均匀的薄的振动膜。
[0074]将通过使用具体例子详细描述第二实施例。
[0075](例子3)
[0076]将参照图3A和图3B以及图4A?4K描述例子3。例子3的电容变换器具有分别包含多个单元415的元件417。各元件417在图3A中包含9个单元415,但可包含任意数量的单元。图3A所示的电容变换器包含4个元件417,但可包含任意数量的元件。在各单元415中，包含从第一电极43跨着间隙412设置的第二电极49的振动膜411被支撑以能够振动。在例子3中，振动膜411包含第一绝缘膜46、蚀刻停止层47和第二电极49。第一电极43用作用于施加偏压的电极，并且第二电极49用作信号输出电极。虽然例子3的振动膜411的形状为圆形，但它可以具有矩形或六角形的形状。在圆形的情况下，振动膜411以轴对称的振动模式振动。由此能够减少振动膜411在不必要的振动模式中的振动。
[0077]在例子3中的电容变换器的制造方法中，硅基板被用作图4A所示的基板41。作为硅基板41上的绝缘膜42，氧化硅膜通过热氧化形成为I μ m的厚度。然后，如图4B所示，用作第一电极43的钛层通过溅射沉积到50nm的厚度，并然后通过光刻法被构图并且蚀刻成适于电容变换器的第一电极43的平面形状。然后，如图4C所示，作为第一电极43的绝缘膜44，氧化硅膜通过PECVD沉积到10nm的厚度。
[0078]然后，铬层通过溅射沉积到200nm的厚度，并且通过光刻法被构图并且蚀刻成要用作间隙412的牺牲层45 (参见图4D)。牺牲层45的图案与前面形成的第一电极43的图案对准。牺牲层45的形状基本上为圆形以适合单元415的形状，并且，在牺牲层45的基本圆形的形状上添加要与用于去除牺牲层45的蚀刻孔410耦合的部分。圆形牺牲层45的直径为33μπι。然后，如图4Ε所示，用作第一绝缘膜46的氮化硅膜通过PECVD沉积到400nm的厚度。调整用于沉积氮化硅膜的条件，使得硅基板41上的第一绝缘膜46具有约10MPa的拉伸应力。
[0079]然后，作为图4F所示的蚀刻停止层47，氧化硅膜通过PECVD沉积到50nm的厚度。然后，如图4G所示，通过光刻和RIE依次连续地蚀刻用作蚀刻停止层47的氧化硅膜和用作第一绝缘膜46的氮化硅膜。然后，形成蚀刻孔410，直到到达用作牺牲层45的铬层。蚀刻孔410的直径为约5μπι。具有蚀刻孔410的基板41被浸入用于铬的蚀刻溶液(即，硝酸铺铵(IV) (ammonium cerium(IV)nitrate)和高氯酸(perchloric acid)的混合物)中以去除牺牲层45。因此，牺牲层45被去除以形成图4H所示的间隙412。为了干燥，按以下的次序用具有较小的表面张力的液体依次替代蚀刻溶液:蚀刻溶液、水、异丙醇(IPA)和水电氟醚(HFE)。这是为了防止由液体的表面张力导致的所谓的粘贴现象。粘贴是用作振动膜411的部分向面向间隙412的表面的粘接。然后，氮化硅膜通过PECVD沉积到700nm的厚度以形成图41所示的密封层48，以用密封部分414密封蚀刻孔410。
[0080]然后，通过使用光刻法，用仅在间隙412上面部分露出的抗蚀剂形成蚀刻掩模图案。然后，通过使用四氟化碳和氧气的混合物作为蚀刻气体的CDE，去除用作间隙12上面的密封层48的氮化硅膜。在该蚀刻技术中，用作密封层48的氮化硅膜与用作蚀刻停止层47的氧化硅膜的蚀刻选择比(即，“氮化硅的蚀刻速度”/ “氧化硅的蚀刻速度”)大到50或更大。因此，即使用作密封层48的氮化硅膜被过蚀刻，蚀刻停止层47的厚度也仅变化很少。因此，如图4J所示，仅在与间隙412对应的区域中去除密封层48。
[0081]然后，如图4K所示，钛层作为第二电极49沉积到50nm的厚度，并且针对第二电极49被适当地构图。单元415中的第二电极49的直径为29 μ m。
[0082]在本构成中，第二电极49仅被设置在振动膜411为了传送和接收超声波大量位移的区域中。这意味着，振动膜411的振动可高效率地被转换成电信号。如果在振动膜411的整个表面上形成第二电极49，那么振动膜411的边缘处的电极形成寄生电容并趋于增加噪声。为了防止这一点，使得第二电极49的直径小于第一绝缘膜46的直径，使得可以提高传送或接收灵敏度。各元件417包含多个单元415。通过密封部分412密封用于形成元件417的各单元415中的间隙412的蚀刻孔410。例如，通过添加图3A所示的与第一电极43和第二电极49电连接的信号引线416，得到的器件可被用作电容变换器。
[0083]在例子3的电容变换器中，振动膜411包含第一绝缘膜46、蚀刻停止层47和第二电极49。可与密封层48的厚度无关地控制振动膜411的厚度。因此，与振动膜411包含密封层48的情况时相比，可使得振动膜411更薄，并且，得到的器件适于用作具有宽带特性的电容变换器。振动膜411的厚度的变化较不可能受密封层48的蚀刻的变化影响，并且仅由形成第一绝缘膜46、蚀刻停止层47和第二电极49时的变化确定。因此，单元415和元件417之间的总膜厚的变化小，并且，可以获得频率特性与传送和接收灵敏度的变化小的变换器。并且，由于第一电极43和第二电极49相互远离且寄生电容小，因此，除了在与间隙412对应的区域中以外，可以实现具有高的S/N比的接收特性，并且可获得具有高的耐压性的电容变换器。
[0084](例子4)
[0085]现在将描述例子4。以与例子3相同的方式制作电容变换器，直到去除密封层48的与间隙412对应的部分(参见图4J)。但是，在例子4中，用作间隙412上的蚀刻停止层47的氧化硅膜通过短时间浸入缓冲氢氟酸中以到达图5A的状态而被去除。氧化硅和氮化硅在关于缓冲氢氟酸的蚀刻速度上非常不同。因此，在短期浸入中，只有用作蚀刻停止层47的氧化硅膜被去除，并且，用作第一绝缘膜46的氮化硅膜的大部分保持没有被蚀刻。
[0086]然后，与例子3同样，钛层作为第二电极49被沉积到50nm的厚度并且针对第二电极49被适当地构图。由此获得具有图5B所示的构成的电容变换器。在该构成中，在振动膜411包含第一绝缘膜46和第二电极49的情况下，可以制造更薄的振动膜，并且，得到的电容变换器可适当地被用作宽带电容变换器。与例子3同样，可以实现具有大的S/N比和高的耐压性的接收特性。
[0087](例子5)
[0088]现在将描述例子5。以与例子3相同的方式制作电容变换器，直到密封层48的沉积(参见图41)。在随后的将密封层48构图的步骤中，在光刻法中使用与例子3不同的曝光掩模。在各元件417中的一些单元中，间隙412之上的密封层48的部分如例子3那样被去除，而在其它的单元中，间隙412之上的密封层48的部分保持不被去除。
[0089]以与例子3相同的方式执行其它的步骤。最终，如图6A?6C所示，获得具有分别包含单元415A和415B两者的多个元件417的电容变换器。图6B和图6C分别与图6A中的单元415A和415B对应。电容变换器实际包含许多的单元415A和415B，不是一个单元415A和一个单元415B。该电容变换器包括具有弹簧常数不同的相应振动膜411的单元417。S卩，电容变换器包括具有不同的适当的频带的单元417，并由此可实现宽频带特性。
[0090]其它实施例
[0091]上述的电容变换器适用于诸如超声诊断装置的被检体信息获取装置。被检体信息获取装置在电容变换器处接收来自被检体的声波，并且使用输出的电信号以获取反映诸如光吸收系数的被检体的光学特性值的被检体信息或反映声学阻抗的差异的被检体信息。
[0092]具体而言，信息获取装置用光(包含可见光和红外光的电磁波)照射被检体。然后，信息获取装置接收在被检体中的多个点(区域)处产生的光声波，并且获取代表与被检体中的多个点对应的特性信息的分布的特性分布。通过光声波获取的特性信息指的是与光的吸收有关的特性信息。特性信息包含反映通过光照射产生的光声波的初始声压、从初始声压导出的光能量吸收密度、吸收系数或包含于组织中的物质的浓度的信息。物质的浓度为例如氧饱和度、总血红蛋白浓度、以及氧合血红蛋白或脱氧血红蛋白浓度。可出于人或其它动物的恶性肿瘤或血管疾病的诊断、或者后续化疗的目的使用信息获取装置。因此，被检体的例子可包括诸如人和其它动物的生物体的诸如乳房、颈部和腹部的诊断对象。被检体包括由被检体中的具有相对高的吸收系数的组织形成的光吸收体。例如，如果被检体是人体的一部分，那么光吸收体可以是氧合血红蛋白、脱氧血红蛋白、包含许多氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的血管、包含许多新生血管的肿瘤、或者颈动脉壁中的斑块。通过使用金粒子或石墨特异性而与恶性肿瘤结合的分子探测器、或者用于传输药剂的胶囊也可用作光吸收体。
[0093]通过不仅接收光声波而且接收通过被检体内的超声波反射获得的反射超声回声波，该超声波是从包含变换器的探测器传送的，可以获取被检体中的声学特性分布。声学特性分布包含被检体中的反映组织的声学阻抗的差异的分布。
[0094]图7A示出利用光声效果的信息获取装置。来自光源2010的脉冲光通过诸如透镜、反射镜或光纤的光学部件2012被施加到被检体2014。被检体2014中的光吸收体2016吸收脉冲光的能量并产生作为声波的光声波2018。在探测器部105中，所描述的变换器2020接收光声波2018，将它们转换成电信号，并且将电信号输出到探测器部105的前端电路。在前端电路中，通过前置放大器处理电信号。处理的电信号通过连接部分106被传送到主体107的信号处理部2024。信号处理部2024在输入的电信号上执行包括模数(A/D)转换和放大的信号处理，并且将处理的电信号输出到主体107的数据处理部2026。数据处理部2026使用输入的信号以获取被检体信息(反映诸如光吸收系数的被检体2014的光学特性值的特性信息)作为图像数据。这里，信号处理部2024和数据处理部2026被统称为图像处理器。显示部2028基于从数据处理部2026输入的图像数据显示图像。
[0095]图7B示出利用声波的反射的诸如超声诊断装置的信息获取装置。从探测器部205内的所描述的变换器2120传送到被检体2114的声波被反射器2116反射。变换器2120接收反射的声波(反射波)2118，将它们转换成电信号，并且将电信号输出到探测器部105的前端电路。在前端电路中，通过前置放大器处理电信号。处理的电信号通过连接部分106被传送到主体107的信号处理部2124。信号处理部2124在输入的电信号上执行包括A/D转换和放大的信号处理，并且将处理的电信号输出到主体107的数据处理部2126。数据处理部2126使用输入的信号以获取被检体信息(反映声学阻抗的差异的特性信息)作为图像数据。信号处理部2124和数据处理部2126也被统称为图像处理器。显示部2128基于从数据处理部2126输入的图像数据显示图像。
[0096]探测器部105可任意地被配置为机械扫描被检体，或者可被诸如医师或技师的用户手持并相对于被检体移动。在诸如图7B所示的装置的利用反射波的装置的情况下，可与用于接收反射波的探测器分开地设置用于传送声波的探测器。也可设置被配置为同时具有图7A和图7B两者所示的装置的功能的装置。该装置不仅获取反映被检体的光学特性值的被检体信息，而且获取反映声学阻抗的差异的被检体信息。在这种情况下，图7A中的变换器2020可被配置为不仅接收光声波而且传送声波并接收反射波。
[0097]在上述的电容变换器的制造方法中，可通过去除密封层来设置薄的振动膜。在形成密封层的步骤之前，在形成振动膜的至少一部分的层上形成蚀刻停止层。因此，在膜沉积步骤中，能够容易地以高的生产率限定振动膜的厚度。因此，能够减少由当去除沉积于振动膜上的密封层时出现的基板中的蚀刻速度的变化导致的振动膜的厚度变化，并由此减少电容变换器的频率特性以及传送和接收灵敏度的变化。
[0098]在以上的例子所述的电容变换器中，由于第一膜片、第二膜片和第二电极中的具有最高应力的层的中心面的位置比振动膜的中心面更接近间隙(第一电极)，因此振动膜的变形量小。通过该构成，能够减少由包含于振动膜中的第一膜片、第二膜片和第二电极的厚度和应力的变化导致的各振动膜中的变形量的差异。由此能够减少电容变换器的频率特性以及传送和接收灵敏度的变化。
[0099]虽然已参照示例性实施例说明了本发明，但应理解，本发明不限于公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被赋予最宽的解释以包含所有这样的修改以及等同的结构和功能。
【权利要求】
1.一种包含单元的电容变换器的制造方法，所述单元具有振动膜被支撑以能够振动的结构，所述振动膜包含从第一电极跨着间隙设置的第二电极，所述方法包括以下步骤: 在第一电极上形成牺牲层； 在牺牲层上形成形成振动膜的至少一部分的层； 去除牺牲层，包含形成与牺牲层连通的蚀刻孔； 形成用于密封蚀刻孔的密封层；和 蚀刻密封层的至少一部分， 其中，在形成密封层的步骤之前，在形成振动膜的至少一部分的层上形成了蚀刻停止层，并且， 在蚀刻密封层的至少一部分的步骤中，去除密封层，直到到达蚀刻停止层。
2.根据权利要求1的方法，其中，振动膜包含夹着第二电极设置的第一膜片和第二膜片，并且， 形成形成振动膜的至少一部分的层的步骤包含在牺牲层上形成包含第一膜片的第一绝缘层、形成包含第二电极的金属层、以及形成包含第二膜片的第二绝缘层。
3.根据权利要求2的方法，其中，在形成形成振动膜的至少一部分的层的步骤中，使得第一绝缘层、第二绝缘层和所述金属层之中的具有最高应力的层的中心面比振动膜的中心面更接近所述间隙。
4.根据权利要求1的方法，其中，振动膜形成为具有拉伸应力，并且，蚀刻停止层形成为具有压缩应力。
5.根据权利要求1的方法，其中，蚀刻密封层的一部分的步骤后跟去除蚀刻停止层。
6.根据权利要求1的方法，其中，蚀刻停止层不被去除。
7.根据权利要求1的方法，其中，在形成用于密封蚀刻孔的密封层的步骤中，通过等离子增强化学气相沉积形成密封层。
8.一种包含单元的电容变换器，所述单元具有振动膜被支撑以能够振动的结构，所述振动膜包含从第一电极跨着间隙设置的第二电极， 其中，振动膜包含夹着第二电极设置的第一膜片和第二膜片，并且， 其中，第一膜片、第二膜片和第二电极之中的具有最高应力的层的中心面比振动膜的中心面更接近所述间隙。
9.根据权利要求8的电容变换器，其中，第二电极的中心面比振动膜的中心面更接近所述间隙。
10.根据权利要求1的方法，其中，绝缘膜形成为所述形成振动膜的至少一部分的层， 在蚀刻密封层的一部分的步骤中，密封层的在密封层到第一电极上的正交投影中与间隙重叠的部分的至少一部分被去除，直到到达蚀刻停止层， 所述方法还包括在与间隙重叠的部分的所述至少一部分中在蚀刻停止层上或者在绝缘膜上形成第二电极的步骤。
11.根据权利要求10的方法，其中，蚀刻停止层的在蚀刻停止层到第一电极上的正交投影中与间隙重叠的部分的至少一部分被去除。
12.根据权利要求10或11的方法，其中，蚀刻停止层是绝缘层。
13.根据权利要求10的方法，其中，绝缘膜和密封层由氮化硅制成，并且，蚀刻停止层由氧化硅制成。
14.一种被检体信息获取装置,包括: 根据权利要求8或9的电容变换器；和 处理器，被配置为:通过使用从电容变换器输出的电信号来获取关于被检体的信息，并且处理所述信息， 其中，电容变换器接收来自被检体的声波并输出电信号。
15.根据权利要求14的被检体信息获取装置，还包括被配置为发光的光源， 其中，电容变换器接收通过用来自光源的光照射被检体而产生的声波。
【文档编号】H04R7/06GK104427447SQ201410418443
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年8月22日 优先权日:2013年8月23日
【发明者】虎岛和敏, 秋山贵弘, 长谷川研二, 加藤和彦 申请人:佳能株式会社