JPH0520499U - Ultrasonic probe - Google Patents
Ultrasonic probeInfo
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- JPH0520499U JPH0520499U JP6704691U JP6704691U JPH0520499U JP H0520499 U JPH0520499 U JP H0520499U JP 6704691 U JP6704691 U JP 6704691U JP 6704691 U JP6704691 U JP 6704691U JP H0520499 U JPH0520499 U JP H0520499U
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- wafer
- electrode
- probe
- logic circuit
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- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 一体成形することにより、簡便な製造工程で
作ることのできる小型の探触子を実現することにある。
【構成】 Siウエハー12に半導体プロセスを用いて
駆動スイッチ回路としての縦型MOS FET13と論
理回路14,15とで構成されている論理回路部22を
形成し、縦型MOS FET13はSiウエハー12の
一方の面に設けたウエハー裏面部18に出力段の取り出
し口を有して一方の電極25とし、これと対向電極27
で挾まれた薄膜圧電材26で構成される。
(57) [Summary] [Purpose] It is to realize a small-sized probe that can be manufactured by a simple manufacturing process by integrally molding. [Structure] A logic circuit portion 22 composed of a vertical MOS FET 13 as a drive switch circuit and logic circuits 14 and 15 is formed on a Si wafer 12 by using a semiconductor process. The wafer back surface portion 18 provided on one surface has an output stage outlet port as one electrode 25.
It is composed of a thin film piezoelectric material 26 sandwiched between.
Description
【0001】[0001]
本考案は超音波探触子に関し、特に駆動回路を内蔵し、簡易な製造工程で製造 され小型化された超音波探触子に関する。 The present invention relates to an ultrasonic probe, and more particularly to an ultrasonic probe which has a drive circuit built therein and is manufactured by a simple manufacturing process and has been downsized.
【0002】[0002]
超音波探触子(以下探触子という)は入力された電気信号を超音波信号に変換 し、超音波を受信して電気信号に変換する装置である。 An ultrasonic probe (hereinafter referred to as a probe) is a device that converts an input electric signal into an ultrasonic signal, receives the ultrasonic wave, and converts the electric signal into an electric signal.
【0003】 従来の探触子の構造を図5に示す。図において、(イ)図は探触子1の構造図 、(ロ)図は圧電材2の部分の拡大図である。圧電材2はPZT等で作られてい る。この圧電材2には(ロ)図に示すように機械加工で溝3を形成し、上部に個 別電極4を設けてある。又、裏面には図面上では表されていないが共通電極が設 けられている。5は個別電極4それぞれに接続している信号線で、図では3個の 圧電材2をグループとして接続した状態を示しており、信号線5はそれぞれの個 別電極4の1個ずつに繋がれている。6は圧電材2の上面に圧電材2と被照射物 である生体との音響インピーダンスの不整合による反射を防ぐために設けた複数 枚の音響整合層、7は振動子を機械的に支える役割と音響的に制動をかけ超音波 パルス波形を短くする働きをするバッキング材である。音響整合層6の上面には 超音波を収束させて分解能を上げるように音響レンズ8を配置している。A structure of a conventional probe is shown in FIG. In the figure, (a) is a structural view of the probe 1, and (b) is an enlarged view of a portion of the piezoelectric material 2. The piezoelectric material 2 is made of PZT or the like. A groove 3 is formed in the piezoelectric material 2 by machining as shown in FIG. 2B, and an individual electrode 4 is provided on the groove. In addition, a common electrode is provided on the back surface although not shown in the drawing. Reference numeral 5 is a signal line connected to each individual electrode 4. In the figure, the three piezoelectric materials 2 are connected as a group, and the signal line 5 is connected to each individual electrode 4 one by one. Has been. Reference numeral 6 denotes a plurality of acoustic matching layers provided on the upper surface of the piezoelectric material 2 in order to prevent reflection due to mismatch of acoustic impedance between the piezoelectric material 2 and a living body as an irradiation target. It is a backing material that acoustically damps and shortens the ultrasonic pulse waveform. An acoustic lens 8 is arranged on the upper surface of the acoustic matching layer 6 so as to converge the ultrasonic waves and improve the resolution.
【0004】[0004]
ところで、上記のような構造の探触子1では、圧電材2の微細加工、駆動回路 (図示せず)への信号の取り出し、又、音響整合層6のアセンブルが、煩雑であ り、更に精度の高い位置合わせ技術も必要になり、駆動回路を含む探触子の小型 化は困難である。 By the way, in the probe 1 having the above structure, fine processing of the piezoelectric material 2, extraction of a signal to a drive circuit (not shown), and assembly of the acoustic matching layer 6 are complicated, and further, Accurate positioning technology is also required, and miniaturization of the probe including the drive circuit is difficult.
【0005】 本考案は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は、一体成形することに より、簡便な製造工程で作ることのできる小型の探触子を実現することにある。The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to realize a small-sized probe that can be manufactured by a simple manufacturing process by integrally molding.
【0006】[0006]
前記の課題を解決する本考案は、Siウエハーと、該Siウエハー上に半導体 プロセスを用いて形成した駆動スイッチ回路である縦型MOS FETと第1の 論理回路と第2の論理回路とで構成されている論理回路部と、前記Siウエハー の一方の面に作成されたウエハー裏面部と、該ウエハー裏面部に前記縦型MOS FETの1つの極の取り出し口として設けられたシンク層と、前記ウエハー裏 面部の下部に絶縁層を介して設けた超音波振動子としての薄膜圧電材と、該薄膜 圧電材を挾んで設けられた第1の電極及び第2の電極とを具備することを特徴と するものである。 The present invention, which solves the above-mentioned problems, comprises a Si wafer, a vertical MOS FET which is a drive switch circuit formed on the Si wafer by using a semiconductor process, a first logic circuit and a second logic circuit. A logic circuit part, a back surface of the wafer formed on one surface of the Si wafer, a sink layer provided on the back surface of the wafer as an outlet for one pole of the vertical MOS FET, and It is provided with a thin film piezoelectric material as an ultrasonic vibrator provided under the back surface of the wafer via an insulating layer, and a first electrode and a second electrode sandwiching the thin film piezoelectric material. And
【0007】[0007]
Siウエハーに半導体プロセスを用いて縦型MOS FETと2個の論理回路 とで構成される駆動スイッチ回路部を形成し、そのウエハーの一方の面に出力段 の取り出し口を設けて電極に接続し、この電極と対向電極とで薄膜圧電材を挾み 込んで探触子を構成し、入力信号により駆動スイッチ回路部を動作させて対向電 極に挾まれた薄膜圧電材から成る探触子を選択する。 A drive switch circuit section consisting of a vertical MOS FET and two logic circuits is formed on a Si wafer by using a semiconductor process, and an output stage outlet is provided on one surface of the wafer to connect to an electrode. The thin film piezoelectric material is sandwiched between this electrode and the counter electrode to form a probe, and the drive switch circuit section is operated by an input signal to operate the probe composed of the thin film piezoelectric material sandwiched by the counter electrode. select.
【0008】[0008]
以下、図面を参照して本考案の実施例を詳細に説明する。 図1は本考案の一実施例の探触子の半導体プロセスを用いた高耐圧IC11の 断面図である。図において、12はSiで作られたウエハー、13はSiウエハ ー12に形成された縦型MOS FETで、Sはソース、Gはゲートである。又 、14はnMOSで作られた論理回路A、15はpMOSで作られた論理回路B である。縦型MOS FET13、論理回路A14及び論理回路B15はp層で 形成される素子分離部16で電気的に分離されている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of a high withstand voltage IC 11 using a semiconductor process of a probe according to an embodiment of the present invention. In the figure, 12 is a wafer made of Si, 13 is a vertical MOS FET formed on the Si wafer 12, S is a source, and G is a gate. Further, 14 is a logic circuit A made of nMOS, and 15 is a logic circuit B made of pMOS. The vertical MOS FET 13, the logic circuit A14, and the logic circuit B15 are electrically separated by an element separation unit 16 formed of a p layer.
【0009】 縦型MOS FET13のドレインDの取り出しはシンク層17を介し、Si ウエハー12の下部であるウエハー裏面部18に取り出されている。 図2は図1に示す高耐圧IC11で作られた探触子21の断面図である。図に おいて、図1と同等の部分には同一の符号を付してある。図中、22は図1に示 す論理回路A14と論理回路B15とから成る論理回路部、23は複数の縦型M OS FET13から成る高耐圧スイッチアレイである。The drain D of the vertical MOS FET 13 is taken out through the sink layer 17 to the wafer back surface portion 18 below the Si wafer 12. FIG. 2 is a cross-sectional view of the probe 21 made of the high voltage IC 11 shown in FIG. In the figure, the same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals. In the figure, 22 is a logic circuit section composed of the logic circuit A14 and the logic circuit B15 shown in FIG. 1, and 23 is a high breakdown voltage switch array composed of a plurality of vertical MOS FETs 13.
【0010】 ウエハー裏面部18にSiO2 等で作られた絶縁層24が形成され、絶縁層2 4の他面には電極A25が形成されており、電極A25には縦型MOS FET 13のドレインが絶縁層24を貫通して接続されている。又、26は絶縁層24 にZnO,AlN(窒化アルミ)等のスパッタリングにより薄膜を堆積して作ら れた薄膜圧電材である。An insulating layer 24 made of SiO 2 or the like is formed on the back surface 18 of the wafer, and an electrode A 25 is formed on the other surface of the insulating layer 24. The electrode A 25 has a drain of the vertical MOS FET 13. Are pierced through the insulating layer 24 and connected. Reference numeral 26 is a thin film piezoelectric material formed by depositing a thin film on the insulating layer 24 by sputtering ZnO, AlN (aluminum nitride) or the like.
【0011】 27は薄膜圧電材26の下面に形成した電極Bである。 図3は図2の探触子11の等価回路である。この回路では、入力信号を論理回 路部22で演算し、その演算結果に基づいて高耐圧スイッチアレイ23はスイッ チング位置を選択して、電極A25と電極B27間に選択的に電圧を印加し、薄 膜圧電材26の圧電効果により、超音波を発生する。Reference numeral 27 is an electrode B formed on the lower surface of the thin film piezoelectric material 26. FIG. 3 is an equivalent circuit of the probe 11 of FIG. In this circuit, an input signal is calculated by the logic circuit section 22, the high breakdown voltage switch array 23 selects a switching position based on the calculation result, and a voltage is selectively applied between the electrode A25 and the electrode B27. Ultrasonic waves are generated by the piezoelectric effect of the thin film piezoelectric material 26.
【0012】 図4は図2の探触子21を用いた2次元アレイ探触子30の構造図である。図 において、図2と同等の部分には同一の符号を用いてある。2次元アレイ探触子 30は対向する電極A25と電極B27とをアレイ状に配置し、各電極A25の 上にはそれぞれ図2に示すように高耐圧スイッチアレイ23がウエハー裏面部1 8を介して配置されている構造となっている。FIG. 4 is a structural diagram of a two-dimensional array probe 30 using the probe 21 of FIG. In the figure, the same reference numerals are used for the same parts as in FIG. The two-dimensional array probe 30 has electrodes A25 and electrodes B27 facing each other arranged in an array, and a high breakdown voltage switch array 23 is provided on each electrode A25 via a wafer rear surface portion 18 as shown in FIG. It is a structure that is arranged.
【0013】 論理回路部22は図示の位置に設けられており、入力信号は図2に示す論理回 路A14と論理回路B15により演算し、その演算結果に基づいて高耐圧スイッ チアレイ23のスイッチング位置を選択して、電極A25と電極B27間に選択 的に電圧を印加し、薄膜圧電材26の圧電効果により、選択された高耐圧スイッ チアレイ23の空間分布に応じた超音波を発生することにより、超音波の指向性 を可変にする。The logic circuit section 22 is provided at the position shown in the figure. The input signal is calculated by the logic circuit A14 and the logic circuit B15 shown in FIG. 2, and the switching position of the high voltage switch array 23 is calculated based on the calculation result. By selectively applying a voltage between the electrode A25 and the electrode B27, and generating an ultrasonic wave according to the spatial distribution of the selected high withstand voltage switch array 23 by the piezoelectric effect of the thin film piezoelectric material 26. , Change the directivity of ultrasonic waves.
【0014】 尚、この電極配置の形状は図4に示す正方形に限らず、六角形等も可能であり 、又、配列の方法は直列の配置以外も可能であり、同様の製造方法で構成できる 。The shape of this electrode arrangement is not limited to the square shown in FIG. 4, but may be a hexagon or the like, and the arrangement method may be other than the serial arrangement, and the same manufacturing method can be used. .
【0015】 以上説明したように本実施例によれば、半導体プロセスで駆動回路としての論 理回路及び高耐圧スイッチアレイ,圧電材,対向電極を一体成形することにより 、位置合わせの精度が向上し、高精度で小型な探触子が製作できる。又、従来の ようなアセンブリ工程がなくなり、製造コストも低減でき、信頼性も高い。又、 図4に示すように対向電極をアレイ状に配置することにより、音響特性の向上を 見込むことができる。As described above, according to the present embodiment, the accuracy of alignment is improved by integrally forming the logical circuit as the drive circuit, the high voltage switch array, the piezoelectric material, and the counter electrode in the semiconductor process. , High precision and small size probe can be manufactured. Further, the assembly process as in the past is eliminated, the manufacturing cost can be reduced, and the reliability is high. Further, by arranging the counter electrodes in an array as shown in FIG. 4, improvement in acoustic characteristics can be expected.
【0016】[0016]
以上詳細に説明したように本考案によれば、探触子を一体成形することにより 、簡便な製造工程で小型の探触子を実現することができ、実用上の効果は大きい 。 As described above in detail, according to the present invention, by integrally molding the probe, it is possible to realize a small probe with a simple manufacturing process, and the practical effect is great.
【図1】本考案の一実施例の探触子の1素子の構成の断
面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of the configuration of one element of a probe according to an embodiment of the present invention.
【図2】本考案の一実施例の探触子の断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a probe according to an embodiment of the present invention.
【図3】実施例の探触子の等価回路の図である。FIG. 3 is a diagram of an equivalent circuit of the probe of the example.
【図4】実施例の探触子で構成された2次元アレイ探触
子の構造図である。FIG. 4 is a structural diagram of a two-dimensional array probe including the probe of the example.
【図5】従来の探触子の構造図である。FIG. 5 is a structural diagram of a conventional probe.
11 高耐圧IC 12 Siウエハー 13 縦型MOS FET 14,15 論理回路 16 素子分離部 17 シンク層 18 ウエハー裏面部 21 探触子 22 論理回路部 23 高耐圧スイッチアレイ 24 絶縁層 25 電極A 26 薄膜圧電材 27 電極B 11 High Voltage IC 12 Si Wafer 13 Vertical MOS FETs 14, 15 Logic Circuit 16 Element Separation Part 17 Sink Layer 18 Wafer Backside Part 21 Probe 22 Logic Circuit Part 23 High Voltage Switch Array 24 Insulating Layer 25 Electrode A 26 Thin Film Piezoelectric Material 27 Electrode B
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/784 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location H01L 29/784
Claims (1)
成した駆動スイッチ回路である縦型MOS FET(1
3)と第1の論理回路(14)と第2の論理回路(1
5)とで構成されている論理回路部(22)と、 前記Siウエハー(12)の一方の面に作成されたウエ
ハー裏面部(18)と、 該ウエハー裏面部(18)に前記縦型MOS FET
(13)の1つの極の取り出し口として設けられたシン
ク層(17)と、 前記ウエハー裏面部(18)の下部に絶縁層(24)を
介して設けた超音波振動子としての薄膜圧電材(26)
と、 該薄膜圧電材(26)を挾んで設けられた第1の電極
(25)及び第2の電極(27)とを具備することを特
徴とする一体型の超音波探触子。1. A Si wafer (12) and a vertical MOS FET (1) which is a drive switch circuit formed on the Si wafer (12) by using a semiconductor process.
3) and the first logic circuit (14) and the second logic circuit (1
5), a logic circuit portion (22), a wafer back surface portion (18) formed on one surface of the Si wafer (12), and the vertical MOS on the wafer back surface portion (18). FET
A sink layer (17) provided as an outlet for one pole of (13), and a thin film piezoelectric material as an ultrasonic transducer provided under the wafer back surface portion (18) via an insulating layer (24). (26)
And a first electrode (25) and a second electrode (27) sandwiching the thin film piezoelectric material (26), an integrated ultrasonic probe.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6704691U JPH0520499U (en) | 1991-08-23 | 1991-08-23 | Ultrasonic probe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6704691U JPH0520499U (en) | 1991-08-23 | 1991-08-23 | Ultrasonic probe |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0520499U true JPH0520499U (en) | 1993-03-12 |
Family
ID=13333514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6704691U Withdrawn JPH0520499U (en) | 1991-08-23 | 1991-08-23 | Ultrasonic probe |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0520499U (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002027594A (en) * | 2000-07-11 | 2002-01-25 | Hitachi Ltd | Ultrasonic probe and manufacturing method thereof |
| JP2002530145A (en) * | 1998-11-19 | 2002-09-17 | アキューソン コーポレイション | Diagnostic medical ultrasound systems and transducers using micro-mechanical components |
| JP2005210710A (en) * | 2003-12-31 | 2005-08-04 | General Electric Co <Ge> | Curved micromachined ultrasonic transducer array and related manufacturing method |
-
1991
- 1991-08-23 JP JP6704691U patent/JPH0520499U/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002530145A (en) * | 1998-11-19 | 2002-09-17 | アキューソン コーポレイション | Diagnostic medical ultrasound systems and transducers using micro-mechanical components |
| JP4763133B2 (en) * | 1998-11-19 | 2011-08-31 | シーメンス メディカル ソリューションズ ユーエスエー インコーポレイテッド | Diagnostic medical ultrasound systems and transducers using micromechanical components |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19951102 |