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      具有亂真聲學(xué)模式抑制的集成電路及其制造方法

      文檔序號(hào):2823275閱讀:229來源:國(guó)知局

      專利名稱::具有亂真聲學(xué)模式抑制的集成電路及其制造方法具有亂真聲學(xué)模式抑制的集成電路及其制造方法本系統(tǒng)總體上涉及具有聲學(xué)模式抑制的集成電路,例如集成換能器電路,更具體而言,涉及在具有亂真模式抑制的集成電路(IC)上一體制造的聲換能器,及其制造方法。超聲波換能器用于很多目的,例如成像、探測(cè)等。典型地,在用于醫(yī)療或其他類型成像的超聲波換能器中,這些換能器的聲學(xué)有源部件可以直接制造在集成電路(IC)上或經(jīng)由薄互連層連接到IC,以便節(jié)省空間并降低成本和復(fù)雜性??梢詫⒊暡〒Q能器并入電容性微機(jī)械加工的超聲波換能器(CMUT)和壓電式微機(jī)械加工的超聲波換能器(PMUT)陣列中,它們是直接制造于硅片上的(例如,參見美國(guó)專利No.6430109和No.6493觀8,在此通過引用將其并入本文)。直接在IC或硅片上制造換能器的聲學(xué)有源部件的缺點(diǎn)在于,硅片位于有源元件(例如聲學(xué)堆)和可能為了衰減不需要的聲振動(dòng)而存在的任何損耗墊層之間。令人遺憾的是,由于硅(Si)襯底是聲能的不良衰減器,所以沒有適當(dāng)?shù)乃p,可能在IC中激發(fā)出亂真聲學(xué)模式,并在經(jīng)IC采集的圖像中造成不希望有的人為噪聲。已知有多種方法用于衰減亂真聲學(xué)模式。例如,Mvord等人的題為“AcousticImagingSystemsAdaptableforUsewithLowDriveVoltages,,且通過弓|用并入本文的美國(guó)專利No.6685647使用了一種聲學(xué)去匹配層,該層位于壓電換能器(PZT)和墊層之間。聲學(xué)去匹配層優(yōu)選呈現(xiàn)出比PZT的聲阻抗更大的聲阻抗。盡管這種阻抗差異基本防止了聲能傳播到墊層中,但總是有一些聲能仍然能夠傳播到墊層中,激發(fā)出亂真聲學(xué)模式。由于諸如硅(Si)的墊層呈現(xiàn)出極低的聲衰減特性,所以可以在Si墊層中將從例如初始發(fā)射脈沖泄露到Si墊層的聲能存儲(chǔ)100微秒或更長(zhǎng)。在這段時(shí)間內(nèi),存儲(chǔ)的能量可能緩慢泄露回到聲學(xué)堆中,與所接收的信號(hào)(例如回波)發(fā)生干涉,導(dǎo)致圖像中的人為噪聲。這些人為噪聲可能表現(xiàn)成為遍及各處的薄霧(generalizedhaze),或可能具有清晰的空間特征,例如圖像中特定角度的線。參考圖1更清楚地例示了這種情況,圖1是具有人為噪聲110的圖像100,人為噪聲110可歸因于換能器結(jié)構(gòu)之內(nèi)Si墊層中的亂真聲學(xué)模式。由于發(fā)射脈沖的幅度比接收的回波大得多,所以必須實(shí)現(xiàn)高水平的抑制以消除人為噪聲。因此,需要一種系統(tǒng)和方法來抑制墊層之內(nèi)的亂真聲學(xué)模式。抑制亂真聲學(xué)模式是很重要的,因?yàn)閴|層中存儲(chǔ)的聲能可能以多種載重板模式中的任何模式,例如蘭姆波或表面波的形式,沿橫向傳播。如果這些模式的聲速足夠高,且墊層足夠小,則在存儲(chǔ)時(shí)間(例如100微秒或更長(zhǎng))期間可能很多次貫穿墊層。因此,需要一種衰減這種聲能的系統(tǒng)和/或方法。本系統(tǒng)、方法、設(shè)備和裝置的一個(gè)目的是克服常規(guī)系統(tǒng)和方法的缺點(diǎn)。因此,本系統(tǒng)提供了一種裝置和方法,用于干擾傳播或通過其他方式誘發(fā)諸如硅(Si)的IC襯底材料的天然極低聲衰減的過度損耗。衰減方法可以包括干擾聲學(xué)模式的傳播和/或阻尼掉諸如Si晶片的襯底邊緣處的反射。如這里使用的,術(shù)語亂真信號(hào)將指襯底中可能存在的不希望有的信號(hào)。亂真信號(hào)例如可以包括噪聲信號(hào)、亂真聲學(xué)模式、聲能、聲噪聲、反射、諸如蘭姆波或表面波的各種加載板模式中的任一種、體縱向、體切變、Lamb、Stonely,Love、Rayleigh、水平切變和/或結(jié)構(gòu)支持的任何其他信號(hào)或?qū)РJ?,尤其是結(jié)構(gòu)自身特有的。根據(jù)一個(gè)例示性實(shí)施例,一種集成電路(IC)設(shè)備包括具有相對(duì)的第一和第二主側(cè)面和一個(gè)或多個(gè)邊緣的襯底,所述一個(gè)或多個(gè)邊緣界定所述襯底的外周邊。襯底可以是半導(dǎo)體材料。該IC設(shè)備還可以包括位于所述襯底的所述第一主側(cè)面上的一個(gè)或多個(gè)換能器;以及形成于所述襯底的所述第二主側(cè)面和一個(gè)或多個(gè)邊緣中的至少一個(gè)中的衰減圖案。通過下文提供的具體實(shí)施方式,本裝置、系統(tǒng)和方法的其他適用領(lǐng)域?qū)⒆兊蔑@而易見。應(yīng)當(dāng)理解,詳細(xì)說明和具體的例子盡管說明了本系統(tǒng)和方法的示范性實(shí)施例,但是其僅旨在實(shí)現(xiàn)說明的目的,而非旨在限制本發(fā)明的范圍。通過以下描述、所附權(quán)利要求和附圖可以更好地理解本發(fā)明的這些和其他特征、方面,以及設(shè)備、系統(tǒng)和方法的優(yōu)點(diǎn),在附圖中圖1是具有人為噪聲的圖像,人為噪聲可歸因于換能器結(jié)構(gòu)之內(nèi)IC或硅襯底中的亂真聲學(xué)模式;圖2是包括根據(jù)本系統(tǒng)實(shí)施例的襯底的換能器的側(cè)視圖;圖3是包括根據(jù)本系統(tǒng)另一實(shí)施例的襯底的換能器的側(cè)視圖;圖4是根據(jù)本系統(tǒng)實(shí)施例的包括溝槽陣列的襯底的立體部分底視圖;圖5是根據(jù)本系統(tǒng)實(shí)施例的復(fù)合襯底的側(cè)視圖;圖6是根據(jù)本系統(tǒng)實(shí)施例的有倒角的襯底的側(cè)視圖;圖7是根據(jù)本系統(tǒng)實(shí)施例的具有不平行側(cè)面的襯底的頂視圖;圖8是根據(jù)本系統(tǒng)實(shí)施例的換能器陣列的頂視圖;以及圖9示出了根據(jù)本系統(tǒng)實(shí)施例形成換能器的過程。特定示范性實(shí)施例的以下描述實(shí)質(zhì)上僅僅是示范性的,絕不意在限制本發(fā)明、其應(yīng)用或用途。在本系統(tǒng)和方法實(shí)施例的以下詳細(xì)描述中,參考了形成其一部分的附圖,其中以例示方式示出了可以實(shí)踐所述系統(tǒng)和方法的具體實(shí)施例。對(duì)這些實(shí)施例給出了充分詳細(xì)的說明,從而使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`現(xiàn)在公開的系統(tǒng)和方法,并且要理解,可以利用其他實(shí)施例,且可以做出結(jié)構(gòu)和邏輯改變而不脫離本系統(tǒng)的精神和范圍。因此不應(yīng)從限制性意義上看待以下詳細(xì)描述,本系統(tǒng)的范圍僅由所附權(quán)利要求界定。在這里,附圖中附圖標(biāo)記的前導(dǎo)數(shù)字通常對(duì)應(yīng)于圖號(hào),用相同附圖標(biāo)記標(biāo)識(shí)出現(xiàn)在多幅圖中的相同部件除外。此外,為了清晰起見,在特定特征對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見時(shí),將不再論述其詳細(xì)說明,以免使本系統(tǒng)的描述模糊不清。為了清晰起見,可以在一些例示中僅示出根據(jù)本系統(tǒng)的換能器和/或襯底的部分截面。圖2示出了包括根據(jù)本系統(tǒng)實(shí)施例的襯底的換能器200的側(cè)視圖。換能器200包括一個(gè)或多個(gè)換能器元件204、一個(gè)或多個(gè)溝槽206和襯底202??梢耘渲枚鄠€(gè)換能器元件204以形成如圖所示配置于襯底202上的換能器元件204的陣列。每個(gè)換能器元件204可以包括一個(gè)或多個(gè)壓電元件,例如壓電元件(PZT)214??梢园ㄆヅ鋵樱鐚?10、212和216,以將聲能從PZT214高效率地耦合到主體。因此,如眾所周知的,層210、212和216可以包括導(dǎo)電層,例如可以通過鋸割對(duì)導(dǎo)電層進(jìn)行圖案化。此外,可以在PZT層214的兩側(cè)都提供兩個(gè)電極層218、220,可以由襯底202等中包括的控制器對(duì)其進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。典型的換能器包括諸如電極和匹配層的各種元件,其中用于超聲波換能器的匹配層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是本領(lǐng)域公知的,例如在Ossmann的題為“MethodforDesigningUltrasonicTransducerswithAcousticallyActiveIntegratedElectronics,,的美國(guó)專利No.7439656ψ\)JsRSavord^AWIS^"AcousticImagingSystemsAdaptableforUsewithLowDriveVoltages”的美國(guó)專利No.6685647中所述的那些,在此通過引用將其每篇全文并入。應(yīng)當(dāng)指出,在圖2中,盡管在垂直方向上示出了換能器元件204,但一個(gè)或多個(gè)層或其部分可以以其他位置取向,例如水平地取向。溝槽206可以位于每個(gè)換能器元件204的一個(gè)或多個(gè)側(cè)面上。溝槽206可以彼此具有相同或不同的寬度和/或高度。此外,溝槽206可以擴(kuò)展到襯底202中和/或由襯底202的一部分形成。襯底202可以具有頂部205、底部203,可以在一個(gè)或多個(gè)邊緣230之間延伸。襯底202可以由和安裝于其上的換能器204兼容的一種或多種材料形成。例如,襯底202可以由半導(dǎo)體材料(例如硅(Si)、砷化鎵等)、晶體材料(例如石英或藍(lán)寶石等)、陶瓷(例如氧化鋁、氮化硼、玻璃等)、金屬(例如鋁、黃銅、鋼、銅、鎢、鈦)和/或包括柔性和剛性印刷電路的多種聚合物形成。換能器204可以形成于襯底202的頂部205上和/或附著于頂部205。此外,換能器204的部分可以位于襯底202的頂部205中的溝槽207中。襯底202可以包括衰減圖案,衰減圖案包括一個(gè)或多個(gè)衰減器208,衰減器208可以具有任何適當(dāng)?shù)男螤詈?或尺寸以適當(dāng)衰減亂真信號(hào)。例如,多個(gè)衰減器208可以包括凹槽(或溝槽)280,設(shè)定其形狀和尺寸以形成分別具有交替的低區(qū)和高區(qū)222和224的斜面陣列,其中高區(qū)2M與峰對(duì)應(yīng),低區(qū)均與谷對(duì)應(yīng)。盡管相鄰的峰和谷之間的高度差被圖示為彼此相等,但相鄰峰和谷的高度差也可以彼此不等。此外,相鄰的峰和/或谷之間的距離可以相同或可以在襯底202的一個(gè)或多個(gè)區(qū)域中有所變化。例如,dpl可以相對(duì)于dp2和/或dp3變化。類似地,dvl可以相對(duì)于dv2和/或dv3變化。襯底202的邊緣230可以包括抑制部分232,以衰減聲波。抑制部分232可以包括例如倒角234,沿著襯底202的一個(gè)或多個(gè)邊緣230定位倒角234。不過,抑制部分232可以包括其他形狀,例如圓形、粗糙區(qū)域、錐形、不平坦邊緣和/或其組合。例如,襯底202的一個(gè)邊緣230可以包括單個(gè)倒角邊緣234,而相對(duì)邊緣230可以包括兩個(gè)倒角邊緣234,如圖2所示。倒角邊緣234可以造成亂真信號(hào)的多次反射之間的干涉。由于倒角邊緣234可以是比直角邊緣效率更低的反射器,所以倒角邊緣234可以衰減襯底202之內(nèi)的聲反射。因此,亂真信號(hào)中包括的聲學(xué)模式可以比常規(guī)襯底中更迅速地消失。襯底202還可以包括聲阻尼材料M0,其與晶片的一個(gè)或多個(gè)邊緣相鄰。阻尼材料240可以包括能夠衰減可能包括聲學(xué)模式的亂真信號(hào)的任何材料。例如,阻尼材料240可以包括有負(fù)載和/或無負(fù)載環(huán)氧樹脂,或可固化彈性體,例如室溫硫化橡膠(RTV)等。于是,在使用期間,在從邊緣的每次反射上,阻尼材料240都可以吸收至少一些亂真信號(hào)能量,例如亂真聲學(xué)模式,使得它們被迅速衰減,而不與使用期間接收的回波干涉。于是,通過在襯底的邊緣包括抑制區(qū)域和材料,可以充分地衰減本來可以基本不損失能量而在襯底邊緣反射很多次的亂真信號(hào),例如聲波,使得它們不會(huì)干擾換能器200和/或其他襯底202上其他部件的運(yùn)行。阻尼材料240也可以在其邊緣具有倒角。此外,還想到阻尼材料240可以填充襯底202低區(qū)222的部分并可以使至少一部分亂真信號(hào)衰減。圖3示出了包括根據(jù)本系統(tǒng)另一實(shí)施例的襯底的換能器300的側(cè)視圖。換能器300包括一個(gè)或多個(gè)換能器元件304、一個(gè)或多個(gè)溝槽306和襯底302。換能器元件304和溝槽306可以分別類似于圖2所示的換能器元件204和溝槽206。因此,為了清晰起見,將不再給出這些元件的進(jìn)一步描述。例如,襯底302的一個(gè)或多個(gè)邊緣430可以包括一個(gè)或多個(gè)諸如倒角的衰減部分。也可以在邊緣上提供類似于結(jié)合圖2所描述的阻尼材料240的阻尼材料。與圖2相反,圖3所示的類似于襯底202的襯底302可以包括界定臺(tái)面324的一個(gè)或多個(gè)溝槽322??梢愿鶕?jù)需要確定臺(tái)面324的寬度ffMi和/或高度Hm和/或溝槽322的寬度WTi(其中i表示個(gè)體臺(tái)面或溝槽)和/或高度HTi的尺寸。于是,可以調(diào)節(jié)臺(tái)面322的寬度I和/或高度HMi和/或臺(tái)面322之間的距離,以便根據(jù)需要衰減例如一個(gè)或多個(gè)頻率的亂真信號(hào)。同樣地,可以調(diào)節(jié)溝槽322的寬度WTi和/或高度HTi,以便根據(jù)需要衰減例如一個(gè)或多個(gè)頻率的亂真信號(hào)。因此,通過改變相鄰臺(tái)面和/或溝槽的距離和/或高度,可以調(diào)諧臺(tái)面和/或溝槽以衰減對(duì)應(yīng)的頻率。因此,可以利用根據(jù)本系統(tǒng)的襯底衰減包括某些不希望的聲學(xué)模式的亂真信號(hào)。圖4示出了根據(jù)本系統(tǒng)實(shí)施例的包括溝槽陣列的帶凹槽襯底400,例如硅(Si)襯底的立體部分底視圖。帶凹槽襯底400是換能器制造的中間階段,其中在組裝到換能器中之前對(duì)襯底400刻痕。襯底面向下放在支撐體410,例如切割帶(dicingtape)上,襯底具有第一和第二組彼此相交,例如彼此垂直的凹槽420、430。例如,第一組凹槽420可以在一個(gè)或多個(gè)第一方向上延伸,使得相鄰凹槽可能不彼此平行。同樣地,第二組凹槽430可以在另一方向或其他方向上延伸,使得第二凹槽430與一個(gè)或多個(gè)第一凹槽420相交。第一組凹槽420可以在襯底中界定一個(gè)或多個(gè)峰440和谷445,第二組凹槽430可以在襯底中界定一個(gè)或多個(gè)峰450和谷455。在第一和第二組凹槽420、430彼此相交的那些部分中,峰和谷的陣列例如可以形成諸如金字塔形部分460的對(duì)象。盡管示出了金字塔形的對(duì)象460,但可以由相交凹槽的對(duì)應(yīng)區(qū)域的橫截面界定對(duì)應(yīng)的形狀。例如,盡管示出了具有“V”形截面的凹槽420、430,其他一個(gè)或多個(gè)凹槽和/或其部分可以包括其他類型的截面。例如,截面可以包括正方形、圓形和/或“U”形區(qū)域。還想到一個(gè)或多個(gè)凹槽420、430可以部分跨越襯底延伸。于是,可以將具有“U”形截面的凹槽視為溝槽。襯底的一個(gè)或多個(gè)邊緣可以包括一個(gè)或多個(gè)衰減部分,例如倒角470。也可以在邊緣上提供類似于結(jié)合圖2所示的阻尼材料MO的阻尼材料470。還想到任何其他適當(dāng)(隨機(jī)或非隨機(jī))的圖案和/或紋理(與凹槽420、430相對(duì)或除此之外)可以位于襯底中,以產(chǎn)生不相干的反射,導(dǎo)致亂真信號(hào)比在常規(guī)襯底中更快消失??梢允褂萌魏芜m當(dāng)?shù)姆椒?,在襯底中,例如在襯底的低部和/或邊緣中形成溝槽、凹槽、圖案和/或紋理。例如,適當(dāng)?shù)姆椒òɑ瘜W(xué)和/或機(jī)械方法。例如,一種產(chǎn)生凹槽420,430的方法是在一個(gè)或多個(gè)不同方向上穿過襯底400的厚度鋸掉部分,從而形成帶紋理的陣列。使襯底400的下表面紋理化的另一種方法可以包括使用例如化學(xué)和/或等離子體蝕刻(隨機(jī)地或非隨機(jī)地)蝕刻到襯底400的下表面中。形成于襯底400上(例如在其下表面上)的凹槽420、430或其他圖案/紋理可以具有類似和/或不同形狀,可以以規(guī)則和/或不規(guī)則/隨機(jī)間隔重復(fù)。例如,如果希望僅衰減亂真信號(hào)的單個(gè)頻率,則可以以衰減該特定頻率的間隔重復(fù)凹槽420、430(或其他圖案/紋理)。不過,如果希望衰減多個(gè)頻率的亂真信號(hào),那么可以形成凹槽420、430(或其他圖案/紋理),以便形成無規(guī)則、隨機(jī)或不對(duì)稱圖案,以衰減期望的頻率。不過,還可以想到使凹槽彼此間隔恒定距離。不過,在這種情況下,應(yīng)當(dāng)特別注意,從而建立起適當(dāng)?shù)乃p特性,以便衰減本來因?yàn)殚g隔恒定而消失緩慢的不希望頻率的共振。不過,為了衰減寬的頻譜,可能希望形成規(guī)則分布且可能不彼此平行的凹槽或其他紋理,使得它們的反射不相干且發(fā)生相消干涉,以衰減亂真信號(hào)。通過這種方式,可以實(shí)現(xiàn)亂真信號(hào)模式的加速衰減。在襯底下表面上形成紋理的其它方法可以包括通過線網(wǎng)噴砂、激光燒蝕或化學(xué)蝕刻。因此,可以形成襯底背側(cè)上的衰減圖案,在亂真信號(hào)通過襯底傳播時(shí),衰減圖案可以干擾亂真信號(hào)的傳播,從而使其衰減。圖5示出了根據(jù)本系統(tǒng)實(shí)施例的復(fù)合襯底的側(cè)視圖。換能器500(或其部分)可以包括復(fù)合襯底511,可以通過向襯底502粘合或以其他方式附著諸如Si晶片509等薄半導(dǎo)體晶片以形成復(fù)合襯底511。襯底502可以包括噪聲衰減部分,噪聲衰減部分包括用于衰減亂真信號(hào)的凹槽506。聲學(xué)層504附著于襯底502上薄半導(dǎo)體晶片509所附著的一側(cè)。根據(jù)凹槽506的尺寸和襯底502的厚度和尺寸,在制造期間,沒有復(fù)合襯底511提供的支撐,可能難以處理襯底502。因此,在這些情況下,可能希望使用復(fù)合襯底511。此外,凹槽506填充有聲阻尼材料,即,形成Si襯底502、阻尼材料(填充在凹槽506中)和Si晶片509的夾層結(jié)構(gòu)。圖6示出了根據(jù)本系統(tǒng)實(shí)施例的有倒角襯底的圖示。圖6中所示的換能器600包括襯底602、(根據(jù)需要)互連層690和換能器元件606中的一個(gè)或多個(gè)。互連層690提供各種元件間的連接,例如控制器之間,例如專用集成電路(ASIC)芯片和換能器元件。例示地,互連層690包括環(huán)氧樹脂,其具有嵌入的金屬互連,以提供電連接和/或機(jī)械支持。換能器元件604具有高度和寬度并由具有高度和寬度的一個(gè)或多個(gè)溝槽606彼此分開。盡管示出了空的溝槽606,但溝槽606可以包括諸如控制管路、填料等元件。在存在層690的實(shí)施例中,該層位于襯底602和超聲波元件604之間,可以利用集成電路(IC)行業(yè)公知的倒裝芯片互連工藝形成。例如,金屬凸起可以附著于IC,利用導(dǎo)電環(huán)氧樹脂將凸起附著于換能器材料。其次,將環(huán)氧樹脂底填材料流入剩余空間中并加以固化。如圖6所示,襯底602具有頂部605、底部603和邊緣630。襯底602可以由任何適當(dāng)?shù)牟牧闲纬?,例如,可以包括任何適當(dāng)?shù)陌雽?dǎo)體材料(例如Si)。襯底602的一個(gè)或多個(gè)邊緣630可以包括一個(gè)或多個(gè)衰減部分,例如倒角634,確定其形狀和尺寸以衰減期望的亂真信號(hào)。襯底602的底部603可以包括衰減圖案692,衰減圖案可以延伸到或不延伸到一個(gè)或多個(gè)邊緣630。圖7示出了根據(jù)本系統(tǒng)700實(shí)施例的具有不平行側(cè)面的襯底的頂視圖。襯底702具有頂部705、底部和界定外周邊的一個(gè)或多個(gè)邊緣730A-D。諸如超聲波換能器陣列704等換能器陣列可以位于襯底702的頂部705上。邊緣730A、730B、730C和/或730D可以包括適于衰減亂真信號(hào)的形狀。例如,側(cè)邊730A和730C可以包括直線部分并且彼此不平行。因此,在不平行側(cè)邊(即,730A和730C)之間反射的波將比邊緣平行的情況下更迅速地消失。此外,不平行邊緣的變化可以包括彎曲的、鋸齒形或其他類型的不平坦邊緣。例如,上邊緣730D可以具有彎曲形狀,下邊緣730B是粗糙的,例如可以具有鋸齒形狀。超聲波換能器陣列704可以位于襯底702上,使得它可以與襯底702外周邊的部分比與外周邊的其他部分更加接近,例如與上邊緣730D相比,更接近下邊緣730B。此外,襯底704可以包括其底側(cè)上的衰減圖案。盡管圖7中示出了具有四個(gè)邊緣的襯底702,還想到襯底可以具有3個(gè)或更多側(cè)面。此外,側(cè)面可以具有相等長(zhǎng)度,或者可以彼此不同。襯底704可以由任何適當(dāng)?shù)陌雽?dǎo)體材料形成。還想到一個(gè)或多個(gè)襯底的邊緣可以匹配到或?qū)?yīng)于其他相鄰襯底的邊緣。例如,兩個(gè)相鄰襯底可以包括能夠彼此嚙合的鋸齒形邊緣。參考圖8更清楚地例示了這種情況,其中示出了根據(jù)本系統(tǒng)實(shí)施例的換能器陣列的頂視圖。換能器陣列800包括多個(gè)具有換能器元件804的襯底802-1到802-4。襯底802-1到802-4具有對(duì)應(yīng)的邊緣830,使得襯底可以彼此相鄰。應(yīng)當(dāng)確定襯底的形狀和尺寸,使其厚度在一實(shí)施例中可以是沒有凹槽處上下表面間的厚度。在這樣沒有凹槽的實(shí)施例中,選擇襯底的厚度(和/或形狀/尺寸),使其適于導(dǎo)致干涉,從而導(dǎo)致該模式的傳播中的高損耗。盡管想到了其他厚度,用于襯底的適當(dāng)厚度范圍例如可以介于30和100微米之間。因此,聲學(xué)模式可能泄露到IC后方的墊層型支撐結(jié)構(gòu)中,其可能包括具有高聲損耗的有損耗材料。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的,有損耗材料的聲速應(yīng)當(dāng)?shù)陀诒灰种频穆晫W(xué)模式。圖9中示出了根據(jù)本系統(tǒng)實(shí)施例形成換能器的過程900。過程900可以包括以下步驟、動(dòng)作或操作中的一個(gè)或多個(gè)。此外,如果希望,可以組合這些步驟中的一個(gè)或多個(gè)和/或?qū)⑵浞殖勺硬襟E。在步驟A中,準(zhǔn)備并清潔被示為側(cè)視圖并具有期望形狀和尺寸的半導(dǎo)體襯底902,例如硅(Si)。襯底902包括集成電路,集成電路包含用以驅(qū)動(dòng)換能器元件的電子器件。在步驟B中,可以向襯底902的表面施加任選的掩模913。在步驟C中,可以通過去除襯底902的部分來在襯底902中界定空隙(可以包括溝槽、凹槽或其他預(yù)定圖案)922,可以使用任何適當(dāng)方法,例如化學(xué)和/或機(jī)械蝕刻、機(jī)械加工或鋸開來去除這些部分??障?22界定可以位于空隙922之間的升高區(qū)域或臺(tái)面924。在步驟D中,可以從襯底902去除任選的掩模913。在步驟E中,可以去除沿著襯底902的邊緣930的區(qū)域,以便界定(適于衰減亂真信號(hào)的)形狀,例如倒角934、鋸齒圖案等??梢酝ㄟ^機(jī)械加工和/或研磨工藝這樣做。在步驟D和E之間,可以向襯底施加一個(gè)或多個(gè)其他層,以便在層902和909之間根據(jù)需要最終形成其他層(結(jié)合步驟G描述)??梢酝ㄟ^常規(guī)的鋸切、機(jī)械加工和/或研磨工藝形成各種層。替代地或此外,可以就地澆鑄各層,以便填充空隙922,然后機(jī)械加工到任何期望的厚度??赡艿牟牧蠎?yīng)當(dāng)具有高的聲學(xué)衰減,例如,加載有固體和/或橡膠狀顆粒的環(huán)氧樹脂或浸漬了聚合物的多孔固體。通常,任何未現(xiàn)場(chǎng)澆鑄的層將會(huì)利用換能器制造的公知方法被膠合到組件上。在步驟F中,可以向襯底902施加或在襯底902上形成任選的半導(dǎo)體晶片909。半導(dǎo)體晶片909應(yīng)當(dāng)具有一定厚度,使其在處理期間向襯底902提供必要的剛度。在步驟G中,向襯底902附著或在襯底902上形成換能器元件904的陣列,例如在Sudol的題為“MiniaturizedUltrasonicTransducer”的美國(guó)專利申請(qǐng)公開No.2006/0116584中所述,在此通過引用將其全文并入本文。這個(gè)步驟還可以包括形成過孔和/或控制電路以激活和/或接收來自換能器襯底902的信號(hào)。此外,這個(gè)步驟還可以包括在襯底902上形成聲學(xué)層和/或其他電路。在一個(gè)實(shí)施例中,襯底902包括在這個(gè)過程900之前完全形成的集成電路。步驟G中的任何額外“電路”例如是IC和換能器元件之間的電互連。在步驟H中,可以切割頂視圖中所示的襯底902和/或附著的半導(dǎo)體晶片909以界定完成的芯片或集成電路(IC)900H的形狀。盡管已經(jīng)參考換能器描述了本系統(tǒng),但本發(fā)明也可以與其他類型的IC兼容,所述其他類型的IC可以包括芯片上系統(tǒng)(SOC)部件,例如電源、放大器、固態(tài)存儲(chǔ)器等。在研究本公開的基礎(chǔ)上,本發(fā)明的一些其他優(yōu)點(diǎn)和特征對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言可以是顯而易見的,或者可以被采用本發(fā)明的新穎系統(tǒng)和方法的人體會(huì)到。當(dāng)然,應(yīng)當(dāng)意識(shí)到,可以將以上實(shí)施例或過程中的任一個(gè)與一個(gè)或多個(gè)其他實(shí)施例和/或過程組合或在根據(jù)本系統(tǒng)、裝置和方法的獨(dú)立裝置或裝置部件之間分開和/或執(zhí)行。最后,上述討論的目的只是對(duì)本系統(tǒng)進(jìn)行舉例說明,而不應(yīng)將其理解為將權(quán)利要求局限為任何具體的實(shí)施例或?qū)嵤├募?。因而,盡管已經(jīng)參考示范性實(shí)施例格外詳細(xì)地描述了本系統(tǒng),但是還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到在不背離如以下權(quán)利要求所闡述的本系統(tǒng)的更寬的預(yù)定精神和范圍的情況下,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以設(shè)計(jì)出很多修改和替代實(shí)施例。相應(yīng)地,應(yīng)當(dāng)將說明書和附圖視為采取了舉例說明的方式,而并非旨在限定所附權(quán)利要求的范圍。在解釋所附權(quán)利要求時(shí),應(yīng)當(dāng)理解a)“包括”一詞不排除存在給定權(quán)利要求中列出的那些元件或動(dòng)作之外的其他元件或動(dòng)作;b)元件前的“一”一詞不排除存在多個(gè)這樣的元件;c)權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記均不對(duì)權(quán)利要求的范圍構(gòu)成限制;d)可以由相同項(xiàng)或硬件或軟件實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)或功能表示若干“模塊”;e)任何公開的元件可以包括硬件部分(例如,包括分立的和集成的電子電路)、軟件部分(例如,計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì))和其任何組合;f)硬件部分可以包括模擬和數(shù)字部分之一或兩者;g)可以將所公開的任何裝置或其部分結(jié)合到一起,或者可以將其拆分成更多的部分,除非另行明確說明;h)動(dòng)作或步驟的具體順序不受任何限定,除非另行明確說明;并且i)術(shù)語“多個(gè)”元件包括兩個(gè)或更多所限定元件,并不暗示任何特定范圍數(shù)量的元件;亦即,多個(gè)元件可以是少到兩個(gè)元件,且可以包括不可測(cè)量的數(shù)量的元件。權(quán)利要求1.一種集成電路(IC)設(shè)備,包括具有相對(duì)的第一和第二主側(cè)面和一個(gè)或多個(gè)邊緣的襯底,所述一個(gè)或多個(gè)邊緣界定所述襯底的外周邊,所述襯底包括半導(dǎo)體材料;位于所述襯底的所述第一主側(cè)面上的一個(gè)或多個(gè)換能器;以及形成于所述襯底的所述第二主側(cè)面和所述一個(gè)或多個(gè)邊緣中的至少一個(gè)中的衰減圖案。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IC設(shè)備,其中所述衰減圖案包括形成于所述襯底的所述第二主側(cè)面中的凹槽。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IC設(shè)備,其中所述衰減圖案包括形成于所述襯底的一個(gè)或多個(gè)邊緣中的至少一個(gè)中的一個(gè)或多個(gè)倒角、圓和鋸齒圖案。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IC設(shè)備,其中所述衰減圖案包括在所述襯底的所述第二主側(cè)面上界定臺(tái)面的溝槽陣列。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的IC設(shè)備,其中相鄰溝槽或臺(tái)面之間的距離有所變化。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IC設(shè)備,其中所述襯底包括相對(duì)的不平行且不相鄰側(cè)面。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IC設(shè)備,還包括附著于所述一個(gè)或多個(gè)邊緣中的至少一個(gè)的衰減材料,其中所述衰減材料包括聚合物。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IC設(shè)備,還包括位于所述襯底的所述第一主側(cè)面和所述一個(gè)或多個(gè)換能器之間的聲學(xué)襯底。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IC設(shè)備,其中所述衰減圖案包括形成于所述襯底的所述第二主側(cè)面中的凹槽,所述IC設(shè)備還包括疊加在所述襯底的所述第二主側(cè)面上的由半導(dǎo)體材料形成的晶片,使得所述凹槽位于所述晶片和所述襯底的第一側(cè)之間。10.一種用于形成換能器的方法,所述方法包括如下動(dòng)作在半導(dǎo)體襯底上形成邊緣,所述邊緣界定具有相對(duì)的第一和第二主表面的封閉區(qū)域;從所述半導(dǎo)體襯底的所述第二主表面去除部分,以便形成衰減圖案,所述衰減圖案被配置成使所述半導(dǎo)體襯底中的亂真信號(hào)衰減;以及在所述半導(dǎo)體襯底的所述第一主表面上形成換能器陣列。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法,還包括去除所述半導(dǎo)體襯底的所述邊緣的部分,以便形成另一衰減圖案,所述另一衰減圖案被配置成使所述半導(dǎo)體襯底中的亂真信號(hào)衰減。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法,還包括在所述半導(dǎo)體表面的所述第二主表面上疊加13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法,還包括去除一個(gè)或多個(gè)所述邊緣的部分,以在對(duì)應(yīng)邊緣中形成鋸齒或曲線輪廓。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法,其中所述去除動(dòng)作包括形成空隙,所述空隙包括凹槽,所述凹槽界定峰或溝槽,所述峰或溝槽界定臺(tái)面。15.一種集成電路(IC)設(shè)備,包括包括多個(gè)壓電換能器(PZT)的換能器陣列;具有由邊緣界定的相對(duì)的第一和第二主要部分的半導(dǎo)體襯底,所述換能器陣列位于所述第一主要部分上;以及位于所述半導(dǎo)體襯底的所述第二主要部分上的衰減圖案,所述衰減圖案被配置成使所放棄述半導(dǎo)體襯底之內(nèi)的亂真信號(hào)衰減。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的IC設(shè)備,還包括疊加在所述半導(dǎo)體襯底的所述第二主要部分上的晶片。17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的IC設(shè)備,其中所述PZT包括電容性微機(jī)械加工的超聲波換能器(cMUT)陣列或壓電微機(jī)械加工的超聲波換能器(pMUT)陣列。16、根據(jù)權(quán)利要求15所述的IC設(shè)備,其中所述半導(dǎo)體襯底的一個(gè)或多個(gè)邊緣包括倒角部分。17、根據(jù)權(quán)利要求15所述的IC設(shè)備,其中所述衰減圖案包括相交的凹槽或溝槽。18、根據(jù)權(quán)利要求15所述的IC設(shè)備,其中所述襯底的厚度介于30和100微米之間。全文摘要一種集成電路(IC)設(shè)備,包括具有相對(duì)的第一和第二主側(cè)面和一個(gè)或多個(gè)邊緣的襯底,所述一個(gè)或多個(gè)邊緣界定所述襯底的外周邊。襯底可以是半導(dǎo)體材料。該IC設(shè)備還可以包括位于所述襯底的所述第一主側(cè)面上的一個(gè)或多個(gè)換能器;以及形成于所述襯底的所述第二主側(cè)面和一個(gè)或多個(gè)邊緣中的至少一個(gè)中的衰減圖案。文檔編號(hào)G10K11/00GK102265333SQ200980152096公開日2011年11月30日申請(qǐng)日期2009年12月7日優(yōu)先權(quán)日2008年12月23日發(fā)明者B·J·薩沃德,J·陳,R·J·所羅門,W·奧斯曼申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司
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