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JP4622574B2 - 超音波素子 - Google Patents

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Description

本発明は、メンブレン上に圧電振動子が形成され、圧電振動子がメンブレンと共に所定の超音波帯周波数で共振する超音波素子に関するもので、特に、自動車分野において障害物検出等に用いることのできる超音波素子に関する。
自動車などの車両に搭載され、駐車時や旋回時において、車両と障害物の距離を検出するための超音波センサ装置が、例えば、特開2001−16694号公報(特許文献1)に開示されている。障害物検出等に用いられる超音波センサ装置は、超音波の発信素子と受信素子(一つの超音波素子で発信と受信を兼用する場合あり)を備えており、発信素子から超音波を送信し、障害物に当たって反射された超音波を受信素子により受信する。この受信素子により受信された超音波の音圧、時間差、位相差により、障害物のある方向や距離を検出したり、障害物の凸凹具合を判断したりすることに用いられる。
障害物検出等の上記超音波センサ装置に用いられる受信素子として、近年、基板の薄肉部として形成されたメンブレン上に圧電体薄膜からなる振動子が形成された、超音波センサ素子が注目されている。メンブレン構造を有する上記超音波センサ素子は、半導体のマイクロマシニング技術により形成され、以下、MEMS(Micro Electro Mechanical System)型の超音波センサ素子と呼ぶ。このようなMEMS型の超音波センサ素子とそれを用いた超音波アレイセンサ装置が、例えば、特開2003−284182号公報(特許文献2)に開示されている。
図10(a),(b)は、特許文献2に開示された超音波センサ素子を簡略化して示した図で、図10(a)は超音波センサ素子90の模式的な上面図であり、図10(b)は図10(a)の一点鎖線で示したA−Aにおける断面図である。
図10(a),(b)に示す超音波センサ素子90は、SOI(Silicon On Insulator)構造の半導体基板10を用いて形成されている。基板10において、符号1aは第1半導体層(支持基板)、符号1bは埋め込み酸化膜、符号1cは第2半導体層、符号1dは保護酸化膜である。半導体のマイクロマシニング技術により、基板10の薄肉部として形成されたメンブレンM上には、圧電振動子20がメンブレンMを覆うようにして形成されている。圧電振動子20は、圧電体薄膜2を電極金属膜3a,3bでサンドイッチした構造を有している。図10(a),(b)の超音波センサ素子90では、圧電振動子20がメンブレンMと共に所定の超音波帯周波数で共振することで、障害物で反射されてきた超音波を受信する。
特開2001−16694号公報 特開2003−284182号公報
図10(a),(b)に示すMEMS型の超音波センサ素子90は、基板10上に複数個配置してアレイ化しても小型・低コストであり、アレイ化することで、距離測定だけでなく2次元(2D)測定や3次元(3D)測定の可能性がある。このため、現在、図10(a),(b)に示すようなMEMS型の超音波センサ素子90を用いた、超音波センサアレイ装置の開発が進められている。
一方、図10(a),(b)に示すMEMS型の超音波センサ素子90は受信専用の超音波素子であり、十分な音圧の超音波が出力できないために、発信素子としては現状では使用不可能である。自動車用の障害物検知では、一般的に1.5〜3mまでの障害物検知が求められており、往復距離3〜6mの空気中を超音波が伝播する。空気中では超音波の減衰が大きく、発信音圧を高くしなければ、受信時のS/Nが悪くなり、障害物が検出できなくなる。このような理由から、図10(a),(b)の超音波センサ素子90と同じ構造の超音波素子を送信素子として用いることは困難で、特許文献2においても大型の発信素子が別体として組み合わされて、超音波センサ装置として構成されている。また、特許文献2のように発信素子と受信素子を別体として構成すると、製品コストが増大すると共に、大型化して重量が増大したり意匠性が悪くなったりする。
そこで本発明は、メンブレン上に圧電振動子が形成され、圧電振動子がメンブレンと共に所定の超音波帯周波数で共振する超音波素子であって、十分な音圧の超音波を出力することができ、送信素子として用いることができる超音波素子を提供することを目的としている。
請求項1に記載の発明は、半導体基板の薄肉部として形成された平面形状が多角形のメンブレン上に、圧電体薄膜を電極金属膜でサンドイッチした圧電振動子が、前記メンブレンを覆うようにして形成され、前記圧電振動子が前記メンブレンと共に所定の超音波帯周波数で共振する超音波素子であって、前記メンブレンの径方向振動における前記多角形の中心付近における応力集中領域上の前記圧電体薄膜に、前記多角形と同じ辺数の部分的な多角形抜きパターンが形成されてなることを特徴としている。
半導体基板の薄肉部として形成されたメンブレンの全面に、圧電体薄膜からなる振動子が形成された従来の超音波素子においては、振動子に電圧を印加してメンブレンの径方向振動を起こさせようとしても、メンブレンが撓み難く、十分な音圧が得られない。
これに対して上記本発明の超音波素子においては、平面形状が多角形のメンブレンの径方向振動における該多角形の中心付近における応力集中領域上の圧電体薄膜に、前記多角形と同じ辺数の部分的な多角形抜きパターンが形成されている。このため、上記応力集中領域の剛性が低減され、メンブレンが撓み易くなる。これにより十分な音圧の超音波を出力することができ、上記超音波素子を送信素子として用いることができる。尚、これに限らず、上記超音波素子は超音波の受信素子として用いることも可能であり、高変換効率の受信素子とすることができる。
さらに、該多角形のメンブレンの中心付近の圧電体薄膜に多角形のメンブレンと同じ形状の多角形抜きパターンを形成することで、均一に応力が分散し、かつメンブレンの撓みが中心に対して対称になるため、指向性に優れた超音波素子とすることができる。
また、上記超音波素子は、メンブレンの体格を大きくすることなく高出力化が図られた超音波素子であり、小型で低コストの超音波素子とすることができる。
請求項に記載のように、前記多角形は、四角形であることが好ましい。これによれば、半導体のマイクロマシニング技術により、上記メンブレンを容易に形成することができ、安価な超音波素子とすることがきる。

上記超音波素子は、例えば請求項に記載のように、前記半導体基板が、埋め込み酸化膜を有するSOI構造の半導体基板であり、前記メンブレンが、前記埋め込み酸化膜上に形成された第2半導体層および保護酸化膜からなる構成とすることが可能である。
この場合、例えば請求項に記載のように、前記メンブレン上の下層電極金属膜が、前記メンブレンの全面を覆うようにして一体的に形成されてなり、前記圧電振動子上の上層電極金属膜が、前記部分的な抜きパターンが形成されてなる圧電体薄膜に合わせて、該圧電体薄膜上に形成されてなる構成とすることができる。
以上示したように、上記超音波素子は超音波の受信素子として用いることも可能であるが、特に請求項に記載のように、上記超音波素子は高出力が要求される超音波の発信素子に用いて好適である。
また、請求項に記載のように、上記発信用の超音波素子と共に、前記基板における前記発信素子と別位置に、超音波の受信素子が形成されてなるように構成して、発信素子と受信素子が同一基板に形成されてなる超音波センサ装置とすることができる。これにより、発信素子と受信素子を別体とした場合に較べて、当該超音波センサ装置の製造コストを低減できると共に、自動車等への搭載が容易になる。
以上のようにして、上記超音波素子は、請求項に記載のように、自動車に搭載され
る超音波素子として好適である。
この場合、請求項に記載のように、上記超音波素子は、障害物検出に用いることができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図に基づいて説明する。
最初に、図10(a),(b)に示すMEMS型の超音波素子90が発信素子として使用できない要因を、詳細に説明する。
上記要因は、図10(a),(b)の超音波素子90が十分な音圧の超音波が出力できないためであるが、これは、第2半導体層1cと保護酸化膜1dからなるメンブレンM、および圧電体薄膜2と電極金属膜3a,3bの剛性に起因している。これらの膜の剛性で、圧電振動子20に電圧が印加されてもメンブレンMが撓み難い状態となっており、メンブレンMの振幅が小さいために、超音波の音圧も小さな値となる。
図10(a),(b)の超音波素子90において、音圧を上げる手段として、メンブレンMの面積を大きくする、メンブレンMの振動振幅を大きくする、メンブレンMの振動速度を大きくするといった手段が考えられる。しかしながら、メンブレンMの面積を大きくするとメンブレンMが撓んだり、応力により破壊したりし易い。また、製造コストも増大する。一方、メンブレンMの振幅速度を大きくすると、超音波の周波数が高くなる。しかしながら、超音波は周波数が高くなるほど、空気中での減衰も大きい。このため、自動車等で障害物検知に用いる超音波は、周波数が数十kHZから200KHz程度の範囲に限られており、超音波の周波数を高くしてメンブレンMの振幅速度を任意に大きくすることはできない。従って、図10(a),(b)の超音波素子90において、音圧を上げる手段として唯一取りうる方法は、メンブレンMの振動振幅を大きくする方法である。
メンブレンMの振動振幅を大きくするために、図1は、図10(a),(b)の超音波素子90を発信素子として用いる場合を想定して、図中の白抜き矢印で示したメンブレンMの径方向振動における応力分布をシミュレートした結果である。
図1からわかるように、図10(a),(b)の超音波素子90において、平面形状が四角形のメンブレンMに径方向振動を与えると、四角形の中心付近に応力集中領域Pcが発生し、四角形の各辺における中点付近に応力集中領域Phが発生する。
本発明の実施形態)
図2(a)は、本発明の一例である超音波素子100の模式的な上面図であり、図2(b)は図2(a)の一点鎖線で示したB−Bにおける断面図である。
図2(a),(b)に示す超音波素子100も、図10(a),(b)に示す超音波素子90と同様に、SOI(Silicon On Insulator)構造の半導体基板10を用いて形成されている。すなわち、第1半導体層(支持基板)1a、埋め込み酸化膜1b、第2半導体層1cおよび保護酸化膜1dからなるSOI基板10において、基板10の薄肉部として形成されたメンブレンM上に、圧電振動子21がメンブレンMを覆うようにして形成されている。メンブレンMの平面形状は四角形であり、このような四角形のメンブレンMは、半導体のマイクロマシニング技術により容易に形成することができ、安価な超音波素子とすることがきる。また、図2(a),(b)の超音波素子100における圧電振動子21も、図10(a),(b)の超音波素子90における圧電振動子20と同様に、圧電体薄膜2を電極金属膜3a,3bでサンドイッチした構造を有している。尚、圧電体薄膜2としては、PZTや窒化アルミニウム(AlN),酸化ジルコニウム(ZnO)等を用いることができる。また、電極金属膜3a,3bとしては、白金(Pt),金(Au),アルミニウム(Al)等用いることができる。
一方、図2(a),(b)の超音波素子100における圧電振動子21は、図10(a),(b)の超音波素子90における圧電振動子20と異なり、圧電体薄膜2に、部分的な抜きパターン2aが形成され、圧電体薄膜2が4つに分割されている。この部分的な抜きパターン2aは、図1に示したメンブレンMの径方向振動における応力集中領域Pc,Ph上の圧電体薄膜2を除去するように、メンブレンMの四角形の中心付近と四角形の各辺における中点付近を結んだ放射形抜きパターンとなっている。図2(a),(b)の超音波素子100における圧電振動子21では、下層電極金属膜3aは一体的に形成されているが、上層電極金属膜3bは、放射形抜きパターン2aが形成され、4つに分割された圧電体薄膜2に合わせて、4つに分割されている。
図2(a),(b)の超音波素子100は、圧電振動子21がメンブレンMと共に所定の超音波帯周波数で共振する超音波素子となっている。電極金属膜3a,3b間に所定の周波数の交流電圧を印可すると、圧電体薄膜2が逆圧電効果により振動し、メンブレンMを撓ませ、その近傍にある空気を押し出して超音波を発信する。圧電振動子21がメンブレンMと共に共振することで、メンブレンMが大きく振動し、空気を押し出すエネルギーが大きくなって、超音波の発信出力が高められる。
図10(a),(b)の超音波素子90では、基板10の薄肉部として形成されたメンブレンMの全面に、圧電体薄膜2からなる振動子20が形成されている。このため、従来の超音波素子90においては、振動子20に電圧を印加してメンブレンMの径方向振動を起こさせようとしても、メンブレンMが撓み難く、十分な音圧が得られなかった。
これに対して図2(a),(b)の超音波素子100においては、メンブレンMの径方向振動における応力集中領域Pc,Ph上の圧電体薄膜2に、部分的な抜きパターン2aが形成されている。このため、上記応力集中領域Pc,Phの剛性が低減され、メンブレンMが撓み易くなっている。これにより十分な音圧の超音波を出力することができ、図2(a),(b)の超音波素子100を送信素子として用いることができる。尚、これに限らず、図2(a),(b)の超音波素子100は超音波の受信素子として用いることも可能であり、高変換効率の受信素子とすることができる。
また、図2(a),(b)の超音波素子100は、メンブレンMの体格を大きくすることなく高出力化が図られた超音波素子であり、小型で低コストの超音波素子とすることができる。
図3(a)〜(e)は、図3(a)〜(d)に示す各超音波素子90,100,101,102について、発信素子として用いた場合の音圧を調べた結果を図3(e)にまとめたものである。図3(a)〜(d)は、各超音波素子90,100,101,102の模式的な上面図であるが、図3(a)〜(d)において、圧電体薄膜2の下層と上層にある電極金属膜は、簡単化のため図示を省略している。図3(e)は、4つの超音波素子90,100,101,102について、10cm離れた位置での音圧解析値である。
図3(a)に示す超音波素子90は、図10(a),(b)に示した従来の超音波素子90と同じものである。図3(b)に示す超音波素子100は、図2(a),(b)に示した本発明の超音波素子100と同じものである。
図3(c)に示す超音波素子101は、図3(b)の超音波素子100を変形したもので、メンブレンMの四角形の中心付近において、圧電体薄膜2に円形抜きパターン2bが形成された圧電振動子22を有している。この円形抜きパターン2bは、図1に示したメンブレンMの径方向振動における応力集中領域Pc上の圧電体薄膜2を除去したものである。
図3(d)に示す超音波素子102は、図3(b)の超音波素子100における放射形抜きパターン2aと図3(c)の超音波素子101における円形抜きパターン2bが組み合わされてなり、抜きパターン2cが形成された圧電振動子23を有している。この圧電体薄膜2に形成された抜きパターン2cは、図1に示したメンブレンMの径方向振動における応力集中領域Pc,Ph上の圧電体薄膜2を除去したものである。
図3(e)に示すように、圧電体薄膜2に部分的な抜きパターン2a〜2cを形成した本発明の超音波素子100〜102では、抜きパターンのない従来の超音波素子90に較べて、約3桁大きな音圧の超音波を発信することができる。
尚、図3(e)の結果より、メンブレンMの四角形の中心付近において圧電体薄膜2に円形抜きパターン2bを形成した図3(c)の超音波素子101が、最も高い音圧の超音波素子となっている。従って、メンブレンMの四角形の各辺における中点付近では、圧電体薄膜2を除去しないほうが、高い音圧の超音波素子となる。これは、メンブレンMの四角形の各辺における中点付近では、圧電体薄膜2で発生する歪をメンブレMの撓みに変換しやすいためであると考えられる。
図4(a)〜(f)は、別の超音波素子103〜108の模式的な上面図である。尚、図4(a)〜(f)において、圧電体薄膜2の下層と上層にある電極金属膜は、簡単化のため図示を省略している。
図4(a)に示す超音波素子103は、平面形状が四角形のメンブレンMの中心付近において、圧電体薄膜2にメンブレンMと同じ辺数の四角形抜きパターン2dが形成された圧電振動子24を有している。図4(b)に示す超音波素子104は、平面形状が六角形のメンブレンMaの中心付近において、圧電体薄膜2にメンブレンMaと同じ辺数の六角形抜きパターン2eが形成された圧電振動子25を有している。図4(c)に示す超音波素子105は、平面形状が八角形のメンブレンMbの中心付近において、圧電体薄膜2にメンブレンMbと同じ辺数の八角形抜きパターン2fが形成された圧電振動子26を有している。上記超音波素子103〜105の圧電体薄膜2に形成された多角形抜きパターン2d〜2fは、図1に示したメンブレンMの応力分布から類推されるように、メンブレンM,Ma,Mbの径方向振動における多角形の中心付近における応力集中領域上の圧電体薄膜2を除去したものである。
本発明ではないが参考として、図4(d)に示す超音波素子106は、平面形状が円形のメンブレンMcの中心付近において、圧電体薄膜2にメンブレンMcと同じ円形抜きパターン2gが形成された圧電振動子27を有している。超音波素子106の圧電体薄膜2に形成された円形抜きパターン2gも、図1に示したメンブレンMの応力分布から類推されるように、メンブレンMcの径方向振動における円の中心付近における応力集中領域上の圧電体薄膜2を除去したものである。
尚、前記したように、図4(a)の超音波素子103におけるメンブレンMの平面形状は四角形であり、このような四角形のメンブレンMは、半導体のマイクロマシニング技術により容易に形成することができ、安価な超音波素子とすることがきる。一方、図4(b)〜(d)の超音波素子104〜106におけるメンブレンMa〜Mcの平面形状は、六(八)角形や円であり、このようなメンブレンMa〜Mcは、外周において応力を分散しやすい構造となる。そこで、メンブレンMa〜Mcの中心付近の圧電体薄膜2にメンブレンMa〜Mcと同じ形状の抜きパターン2e〜2gを形成することで、均一に応力が分散し、かつメンブレンMa〜Mcの撓みが中心に対して対称になるため、指向性に優れた超音波素子とすることができる。
一方、図4(e)に示す超音波素子107では、平面形状が四角形のメンブレンMが形成されており、圧電体薄膜2に、メンブレンMの四角形の中心付近と四角形の各頂点付近を結んで、放射形抜きパターン2hが形成されている。図2(a)の超音波素子100における放射形抜きパターン2aは、図1に示したメンブレンMの径方向振動における応力集中領域Pc,Ph上の圧電体薄膜2を除去するようにしたものである。これに対して、図4(e)の超音波素子107における放射形抜きパターン2hは、図1に示したメンブレンMの径方向振動における中心付近の応力集中領域Pc上の圧電体薄膜2を除去するようにしたものである。
図4(f)に示す超音波素子108は、図4(e)の超音波素子107における放射形抜きパターン2hと図3(c)の超音波素子101における円形抜きパターン2bが組み合わされてなり、抜きパターン2iが形成された圧電振動子27を有している。この圧電体薄膜2に形成された抜きパターン2dも、図1に示したメンブレンMの径方向振動における中心付近の応力集中領域Pc上の圧電体薄膜2を除去するようにしたものである。
図4(a)〜(f)に示す超音波素子103〜108のいずれにおいても、メンブレンM,Ma〜Mcの径方向振動における応力集中領域の剛性が低減され、メンブレンM,Ma〜Mcが撓み易くなる。これにより、十分な音圧の超音波を出力することができ、超音波素子103〜108を送信素子として用いることができる。
以上示したように、上記した超音波素子100〜108は、超音波の受信素子として用いることも可能であるが、特に、高出力が要求される超音波の発信素子に用いて好適である。
図5は、図2(a),(b)の超音波素子100を用いた超音波センサ装置の一例で、超音波センサ装置200の模式的な上面図である。
図5の超音波センサ装置200においては、図2(a),(b)に示す本発明の超音波素子100が発信素子として用いられ、図10(a),(b)に示す従来の超音波素子90と同様の超音波素子91〜93が受信素子として用いられている。図5の超音波センサ装置200では、1個の発信素子100と3個の受信素子91〜93が、それぞれ同一基板10の別位置に形成されている。このように、発信素子100と受信素子91〜93を同一基板10に形成することで、発信素子100と受信素子91〜93を同時工程で形成できることになり、発信素子と受信素子を別体とした場合に較べて、超音波センサ装置200の製造コストを低減することができる。また、発信素子100と受信素子91〜93を同一基板10に形成されているため、自動車等への搭載も容易になる。尚、図5の超音波センサ装置200では、従来の超音波素子90と同様の超音波素子91〜93を受信素子として用いているが、発信素子と同じ本発明の超音波素子100を受信素子として用いてもよい。
以上のようにして、上記した超音波素子100〜108は、メンブレンM,Ma〜Mc上に圧電振動子20〜27が形成され、圧電振動子20〜27がメンブレンM,Ma〜Mcと共に所定の超音波帯周波数で共振する超音波素子であって、十分な音圧の超音波を出力することができ、送信素子として用いることができる超音波素子となっている。
本発明ではないが参考とする1参考例
本発明の実施形態における超音波素子は、いずれも、メンブレンの径方向振動における応力集中領域上の圧電体薄膜2に部分的な抜きパターンを形成し、応力集中領域の剛性を低減して、メンブレンを撓み易くしたものである。これに対して、本参考例の超音波素子は、メンブレンの径方向振動における応力集中領域上の圧電体薄膜に部分的な窪みパターンを形成し、応力集中領域の剛性を低減して、メンブレンを撓み易くしたものである。
図6(a)は、本参考例の超音波素子110の模式的な上面図であり、図6(b)は図6(a)の一点鎖線で示したC−Cにおける断面図である。尚、図6(a),(b)の超音波素子110において、図2(a),(b)の超音波素子100と同様の部分については、同じ符号を付した。
図6(a),(b)に示す超音波素子110も、図2(a),(b)に示す超音波素子100と同様に、SOI(Silicon On Insulator)構造の半導体基板10を用いて形成されている。すなわち、第1半導体層(支持基板)1a、埋め込み酸化膜1b、第2半導体層1cおよび保護酸化膜1dからなるSOI基板10において、基板10の薄肉部として形成されたメンブレンM上に、圧電振動子28がメンブレンMを覆うようにして形成されている。また、図6(a),(b)の超音波素子110における圧電振動子28も、図2(a),(b)の超音波素子100における圧電振動子21と同様に、圧電体薄膜2を電極金属膜3a,3bでサンドイッチした構造を有している。
一方、図2(a),(b)の超音波素子100における圧電振動子21には、部分的な抜きパターン2aが形成され、圧電体薄膜2は4つに分割されていた。これに対して、図6(a),(b)の超音波素子110における圧電振動子28では、圧電体薄膜2に、部分的な窪みパターン2jが形成されており、圧電体薄膜2は完全には分割されていない。この超音波素子110における部分的な窪みパターン2jも、図1に示したメンブレンMの径方向振動における応力集中領域Pc,Ph上の圧電体薄膜2を一部除去するように、メンブレンMの四角形の中心付近と四角形の各辺における中点付近を結んだ放射形窪みパターンとなっている。
図6(a),(b)の超音波素子110も、圧電振動子28がメンブレンMと共に所定の超音波帯周波数で共振する超音波素子となっている。
尚、図6(a),(b)に示す窪みパターン2jが形成された超音波素子110により得られる効果は、図2(a),(b)に示す抜きパターン2aが形成された超音波素子100により得られる効果と同様であり、その説明は省略する。また、窪みパターンの形状は、図6(a)に示す放射形窪みパターン2jに限らず、図3及び図4に示した抜きパターン2b〜2iと同様にして、各種形状の窪みパターンが可能であることは言うまでもない。
本発明ではないが参考とする2参考例
本発明の実施形態と第1参考例における超音波素子は、いずれも、メンブレンの径方向振動における応力集中領域上の圧電体薄膜に部分的な抜きパターンもしくは窪みパターンを形成し、応力集中領域の剛性を低減して、メンブレンを撓み易くしたものである。これに対して、本参考例の超音波素子は、多層に形成された圧電振動子を有する超音波素子に関する。
図7(a)は、本参考例の超音波素子120の模式的な上面図であり、図7(b)は図7(a)の一点鎖線で示したD−Dにおける断面図である。尚、図7(a),(b)の超音波素子120において、図10(a),(b)の超音波素子90と同様の部分については、同じ符号を付した。
図7(a),(b)に示す超音波素子120も、図10(a),(b)に示す超音波素子90と同様に、SOI(Silicon On Insulator)構造の半導体基板10を用いて形成されている。すなわち、第1半導体層(支持基板)1a、埋め込み酸化膜1b、第2半導体層1cおよび保護酸化膜1dからなるSOI基板10において、基板10の薄肉部として形成されたメンブレンM上に、圧電振動子29がメンブレンMを覆うようにして形成されている。また、図7(a),(b)の超音波素子120における圧電振動子29も、図10(a),(b)の超音波素子90における圧電振動子20と同様に、圧電体薄膜2を電極金属膜3a,3bでサンドイッチした構造を有している。
一方、図10(a),(b)の超音波素子90における圧電振動子20は、一層の圧電体薄膜2からなる振動子であった。これに対して、図7(a),(b)の超音波素子120における圧電振動子29は、図7(b)の右に拡大して示したように、圧電体薄膜2と電極金属膜3cが交互に多層に形成された振動子となっている。
図7(a),(b)の超音波素子120も、圧電振動子29がメンブレンMと共に所定の超音波帯周波数で共振する超音波素子となっている。
図10(a),(b)に示す従来の超音波素子90では、圧電振動子20に電圧が印加された場合、一層の圧電体薄膜2からなる振動子20の変形量が小さいために、メンブレンMの振動振幅も小さく、十分な音圧が得られない。これに対して図7(a),(b)に示す本参考例の超音波素子120においては、圧電振動子29が多層に形成されている。このため、電圧が印加された場合の圧電振動子29の変形量が大きく、メンブレンMの振動振幅も大きくなる。これにより、十分な音圧の超音波を出力することができ、超音波素子120を送信素子として用いることができる。また、図7(a),(b)の超音波素子120は、メンブレンMの体格を大きくすることなく高出力化が図られた超音波素子であり、小型で低コストの超音波素子とすることができる。
尚、図7(a),(b)の超音波素子120についても、高出力が要求される超音波の発信素子に用いて好適であるが、受信素子として用いることも可能である。また、図5と同様にして、発信用の超音波素子120と共に、基板10における発信素子120と別位置に、超音波の受信素子が形成されてなるように構成して、発信素子と受信素子が同一基板10に形成されてなる超音波センサ装置とすることができる。これにより、発信素子と受信素子を別体とした場合に較べて、超音波センサ装置の製造コストを低減できると共に、自動車等への搭載が容易になる。
本発明ではないが参考とする3参考例
2参考例における超音波素子は、多層に形成された圧電振動子を有する超音波素子であった。これに対して、本参考例の超音波素子は、メンブレンと圧電振動子が基板に片持ち支持されてなる超音波素子に関する。
図8(a)は、本参考例の超音波素子130の模式的な上面図であり、図8(b)は図8(a)の一点鎖線で示したE−Eにおける断面図である。尚、図8(a),(b)の超音波素子130において、図10(a),(b)の超音波素子90と同様の部分については、同じ符号を付した。
図8(a),(b)に示す超音波素子130も、図10(a),(b)に示す超音波素子90と同様に、SOI(Silicon On Insulator)構造の半導体基板10を用いて形成されている。すなわち、第1半導体層(支持基板)1a、埋め込み酸化膜1b、第2半導体層1cおよび保護酸化膜1dからなるSOI基板10の薄肉部として形成されたメンブレンMd上に、圧電振動子30が形成されている。また、図8(a),(b)の超音波素子130における圧電振動子30も、図10(a),(b)の超音波素子90における圧電振動子20と同様に、圧電体薄膜2を電極金属膜3a,3bでサンドイッチした構造を有している。
一方、図10(a),(b)の超音波素子90では、メンブレンMの全外周が基板10に固定されていた。これに対して、図8(a),(b)の超音波素子130では、メンブレンMdと圧電振動子30が、基板10に片持ち支持されている。
図8(a),(b)の超音波素子130も、圧電振動子30がメンブレンMdと共に所定の超音波帯周波数で共振する超音波素子となっている。
図10(a),(b)に示す従来の超音波素子90では、基板10の薄肉部として形成されたメンブレンMの全外周が基板10に固定されているため、振動子20に電圧を印加してメンブレンMの径方向振動を起こさせようとしても、メンブレンMが撓み難く、十分な音圧が得られない。これに対して図8(a),(b)に示す本参考例の超音波素子130においては、メンブレンMdと圧電振動子30が基板10に片持ち支持されて、メンブレンMdの外周が部分的に基板10に固定されている。このため、メンブレンMdの変形に対して障害となる部分が小さく、圧電振動子30に電圧が印加されて圧電振動子30が変形すると、メンブレンMdも大きく変形する。これにより、十分な音圧の超音波を出力することができ、超音波素子130を送信素子として用いることができる。また、図8(a),(b)の超音波素子130は、メンブレンMdの体格を大きくすることなく高出力化が図られた超音波素子であり、小型で低コストの超音波素子とすることができる。
尚、図8(a),(b)の超音波素子130についても、高出力が要求される超音波の発信素子に用いて好適であるが、受信素子として用いることも可能である。また、図5と同様にして、発信用の超音波素子130と受信素子が、同一基板10に形成されてなる超音波センサ装置とすることができる。これにより、発信素子と受信素子を別体とした場合に較べて、超音波センサ装置の製造コストを低減できると共に、自動車等への搭載が容易になる。
本発明ではないが参考とする4参考例
3参考例における超音波素子は、メンブレンと圧電振動子が基板に片持ち支持されてなる超音波素子であった。これに対して、本参考例の超音波素子は、メンブレンが、基板の一方の表面側から犠牲層エッチングにより基板に形成された層の一部を刳り抜いて形成されてなる超音波素子に関する。
図9(a)は、本参考例の超音波素子140の模式的な上面図であり、図9(b)は図9(a)の一点鎖線で示したF−Fにおける断面図であり、図9(c)は図9(a)の一点鎖線で示したG−Gにおける断面図である。尚、図9(a)〜(c)の超音波素子140において、図8(a),(b)の超音波素子130と同様の部分については、同じ符号を付した。
図9(a)〜(c)に示す超音波素子140も、図8(a),(b)に示す超音波素子130と同様に、SOI(Silicon On Insulator)構造の半導体基板10を用いて形成されている。すなわち、第1半導体層(支持基板)1a、埋め込み酸化膜1b、第2半導体層1cおよび保護酸化膜1dからなるSOI基板10の一方の表面側において、薄肉部として形成されたメンブレンMe上に、圧電振動子31が形成されている。また、図9(a)〜(c)の超音波素子140における圧電振動子31も、図8(a),(b)の超音波素子130における圧電振動子30と同様に、圧電体薄膜2を電極金属膜3a,3bでサンドイッチした構造を有している。
一方、図8(a),(b)の超音波素子130では、メンブレンMdと圧電振動子30が基板10に片持ち支持されていた。これに対して、図9(a)〜(c)の超音波素子140では、メンブレンMeが、基板10の一方の表面側から、犠牲層エッチングにより基板10に形成された埋め込み酸化膜1bの一部を刳り抜いて形成されている。
図9(a)〜(c)の超音波素子140も、圧電振動子31がメンブレンMeと共に所定の超音波帯周波数で共振する超音波素子となっている。
図9(a)〜(c)に示す超音波素子140では、犠牲層エッチングにより刳り抜いて形成するためのエッチング穴HがメンブレンMeと梁Haの周りに形成されるため、図8(a),(b)に示す超音波素子130と同様に、メンブレンMeの外周が部分的に梁Haにより基板10に固定されている。このため、メンブレンMeの変形に対して障害となる部分が小さく、圧電振動子31に電圧が印加されて圧電振動子31が変形すると、梁Haに歪が発生し変形することでメンブレンMeも大きく変形する。これにより、十分な音圧の超音波を出力することができ、超音波素子140を送信素子として用いることができる。また、図9(a)〜(c)の超音波素子140も、メンブレンMeの体格を大きくすることなく高出力化が図られた超音波素子であり、小型で低コストの超音波素子とすることができる。
尚、図9(a)〜(c)の超音波素子140についても、高出力が要求される超音波の発信素子に用いて好適であるが、受信素子として用いることも可能である。また、図5と同様にして、発信用の超音波素子140と受信素子が、同一基板10に形成されてなる超音波センサ装置とすることができる。これにより、発信素子と受信素子を別体とした場合に較べて、超音波センサ装置の製造コストを低減できると共に、自動車等への搭載が容易になる。
図10(a),(b)の超音波素子を発信素子として用いる場合を想定して、メンブレンの径方向振動における応力分布をシミュレートした結果である。 (a)は、本発明の一例である超音波素子100の模式的な上面図であり、(b)は(a)の一点鎖線で示したB−Bにおける断面図である。 (a)〜(d)は、各超音波素子90,100,101,102の模式的な上面図であり、(e)は、(a)〜(d)の超音波素子90,100,101,102についての音圧解析値である。 (a)〜(f)は、別の超音波素子103〜108の模式的な上面図である。 図2の超音波素子100を用いた超音波センサ装置の一例で、超音波センサ装置200の模式的な上面図である。 (a)は、本発明ではないが参考とする1参考例における超音波素子110の模式的な上面図であり、(b)は(a)の一点鎖線で示したC−Cにおける断面図である。 (a)は、本発明ではないが参考とする2参考例における超音波素子120の模式的な上面図であり、(b)は(a)の一点鎖線で示したD−Dにおける断面図である。 (a)は、本発明ではないが参考とする3参考例における超音波素子130の模式的な上面図であり、(b)は(a)の一点鎖線で示したE−Eにおける断面図である。 (a)は、本発明ではないが参考とする4参考例における超音波素子140の模式的な上面図であり、(b)は(a)の一点鎖線で示したF−Fにおける断面図であり、(c)は(a)の一点鎖線で示したG−Gにおける断面図である。 (a)は、従来の超音波センサ素子90の模式的な上面図であり、(b)は(a)の一点鎖線で示したA−Aにおける断面図である。
符号の説明
90 超音波(センサ)素子
100〜108,110,120,130,140 超音波素子
10 基板
M,Ma〜Me メンブレン
Ha 梁
2 圧電体薄膜
2a〜2i 抜きパターン
2j 窪みパターン
3a〜3c 電極金属膜
20〜31 圧電振動子

Claims (8)

  1. 半導体基板の薄肉部として形成された平面形状が多角形のメンブレン上に、圧電体薄膜を電極金属膜でサンドイッチした圧電振動子が、前記メンブレンを覆うようにして形成され、
    前記圧電振動子が前記メンブレンと共に所定の超音波帯周波数で共振する超音波素子であって、
    前記メンブレンの径方向振動における前記多角形の中心付近における応力集中領域上の前記圧電体薄膜に、前記多角形と同じ辺数の部分的な多角形抜きパターンが形成されてなることを特徴とする超音波素子。
  2. 前記多角形が、四角形であることを特徴とする請求項に記載の超音波素子。
  3. 前記半導体基板が、埋め込み酸化膜を有するSOI構造の半導体基板であり、
    前記メンブレンが、前記埋め込み酸化膜上に形成された第2半導体層および保護酸化膜からなることを特徴とする請求項1または2に記載の超音波素子。
  4. 前記メンブレン上の下層電極金属膜が、前記メンブレンの全面を覆うようにして一体的に形成されてなり、
    前記圧電振動子上の上層電極金属膜が、前記部分的な抜きパターンが形成されてなる圧電体薄膜に合わせて、該圧電体薄膜上に形成されてなることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の超音波素子。
  5. 前記超音波素子が、超音波の発信素子であることを特徴とする請求項1乃至のいずれか一項に記載の超音波素子。
  6. 前記基板における前記発信素子と別位置に、超音波の受信素子が形成されてなることを特徴とする請求項5に記載の超音波素子。
  7. 前記超音波素子が、自動車に搭載される超音波素子であることを特徴とする請求項1乃至のいずれか一項に記載の超音波素子。
  8. 前記超音波素子が、障害物検出に用いられることを特徴とする請求項に記載の超音波素子。
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Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7730785B2 (en) * 2006-04-26 2010-06-08 Denso Corporation Ultrasonic sensor and manufacture method of the same
JP4328981B2 (ja) * 2007-01-25 2009-09-09 セイコーエプソン株式会社 圧電振動子の製造方法
WO2008116173A1 (en) * 2007-03-21 2008-09-25 The University Of Vermont And State Agricultural College Piezoelectric vibrational energy harvesting systems incorporating parametric bending mode energy harvesting
JP2009164849A (ja) * 2007-12-28 2009-07-23 Yamaha Corp Memsトランスデューサおよびその製造方法
EP3796671A1 (en) 2008-06-30 2021-03-24 The Regents of the University of Michigan Piezoelectric mems microphone
US10170685B2 (en) 2008-06-30 2019-01-01 The Regents Of The University Of Michigan Piezoelectric MEMS microphone
US8345895B2 (en) 2008-07-25 2013-01-01 United Microelectronics Corp. Diaphragm of MEMS electroacoustic transducer
JP5434109B2 (ja) 2009-02-06 2014-03-05 セイコーエプソン株式会社 超音波センサーユニット
JP5754129B2 (ja) 2010-03-11 2015-07-29 セイコーエプソン株式会社 圧電素子、圧電センサー、電子機器、および圧電素子の製造方法
US8492957B2 (en) * 2010-03-23 2013-07-23 Kohji Toda Apparatus for generating electric energy
EP2598255A2 (en) * 2010-07-30 2013-06-05 Koninklijke Philips Electronics N.V. Thin film ultrasound transducer
US9000656B2 (en) * 2011-03-15 2015-04-07 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Microelectromechanical system device including a metal proof mass and a piezoelectric component
JP5834657B2 (ja) 2011-09-12 2015-12-24 セイコーエプソン株式会社 超音波プローブおよび超音波画像診断装置
JP5516548B2 (ja) 2011-11-01 2014-06-11 株式会社デンソー 把持用センサ及びロボットハンド駆動制御装置
DE102012204638A1 (de) * 2012-03-22 2013-09-26 Robert Bosch Gmbh Ultraschallsensor und Verfahren zur Messung eines Objektabstands
KR101383012B1 (ko) * 2012-05-31 2014-04-07 한국과학기술연구원 스퀴즈막 효과를 이용한 촉감 디스플레이를 구비한 전자 장치
DE102013205157A1 (de) * 2013-03-22 2014-10-09 Robert Bosch Gmbh Sensoranordnung und Verfahren zur Umfelderfassung eines Fahrzeugs
KR101512316B1 (ko) * 2013-07-11 2015-04-16 인하대학교 산학협력단 지향성 음향센서 및 이의 제조방법
US20200322731A1 (en) * 2013-10-17 2020-10-08 Merry Electronics(Shenzhen) Co., Ltd. Acoustic transducer
US20150162523A1 (en) * 2013-12-06 2015-06-11 Murata Manufacturing Co., Ltd. Piezoelectric device
JP6519212B2 (ja) * 2014-03-27 2019-05-29 セイコーエプソン株式会社 圧電素子、圧電デバイスおよびプローブ並びに電子機器および超音波画像装置
WO2016054447A1 (en) * 2014-10-02 2016-04-07 Chirp Microsystems Micromachined ultrasonic transducers with a slotted membrane structure
KR101641948B1 (ko) * 2015-01-28 2016-07-25 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 처리액 노즐
US9862592B2 (en) * 2015-03-13 2018-01-09 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. MEMS transducer and method for manufacturing the same
JP6910290B2 (ja) * 2015-04-17 2021-07-28 太陽誘電株式会社 振動波形センサ及び波形解析装置
JP2017199892A (ja) 2016-02-17 2017-11-02 株式会社リコー 電気−機械変換素子とその製造方法、電気−機械変換素子を備えた液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置
EP3472829B1 (en) * 2016-06-17 2023-08-16 InvenSense, Inc. Piezoelectric micromachined ultrasonic transducers having stress relief features
JP6538007B2 (ja) * 2016-06-29 2019-07-03 太陽誘電株式会社 弾性波デバイス
JP6907539B2 (ja) * 2017-01-06 2021-07-21 セイコーエプソン株式会社 超音波デバイス、超音波プローブ、及び超音波装置
CN106895863B (zh) * 2017-01-13 2020-11-06 业成科技(成都)有限公司 超声波传感器及使用该超声波传感器的电子装置
WO2019099013A1 (en) * 2017-11-16 2019-05-23 Chirp Microsystems, Inc. Piezoelectric micromachined ultrasonic transducer with a patterned membrane structure
JP7205191B2 (ja) * 2018-11-22 2023-01-17 セイコーエプソン株式会社 超音波センサー、及び電子機器
DE112021000854T5 (de) * 2020-02-03 2022-12-01 Rohm Co., Ltd. Wandler und elektronische vorrichtung
US20230009789A1 (en) * 2021-07-12 2023-01-12 Robert Bosch Gmbh Ultrasound transducer with distributed cantilevers
US11899143B2 (en) 2021-07-12 2024-02-13 Robert Bosch Gmbh Ultrasound sensor array for parking assist systems
WO2023164667A2 (en) * 2022-02-24 2023-08-31 Qualcomm Technologies, Inc. Piezoelectric micromachined ultrasonic transducer (pmut) design
WO2023221063A1 (zh) * 2022-05-19 2023-11-23 深圳市韶音科技有限公司 压电换能器、声学输出设备以及传声设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61150499A (ja) * 1984-12-24 1986-07-09 Sawafuji Dainameka Kk 分割形圧電振動板
JPH10185883A (ja) * 1996-12-26 1998-07-14 Sekisui Plastics Co Ltd 磁気アコースティック・エミッションセンサ
JP2003017973A (ja) * 2001-07-02 2003-01-17 Murata Mfg Co Ltd 圧電共振子、フィルタ、電子通信機器、圧電共振子の製造方法
JP2003284182A (ja) * 2002-03-25 2003-10-03 Osaka Industrial Promotion Organization 超音波センサ素子と超音波アレイセンサ装置とそれらの共振周波数の調整方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3745384A (en) * 1972-01-07 1973-07-10 Bendix Corp Resonant pressure sensor
US4517486A (en) * 1984-02-21 1985-05-14 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Monolitic band-pass filter using piezoelectric cantilevers
US4641153A (en) * 1985-09-03 1987-02-03 Pitney Bowes Inc. Notched piezo-electric transducer for an ink jet device
US6049158A (en) * 1994-02-14 2000-04-11 Ngk Insulators, Ltd. Piezoelectric/electrostrictive film element having convex diaphragm portions and method of producing the same
JP3162584B2 (ja) * 1994-02-14 2001-05-08 日本碍子株式会社 圧電/電歪膜型素子及びその製造方法
US5545461A (en) * 1994-02-14 1996-08-13 Ngk Insulators, Ltd. Ceramic diaphragm structure having convex diaphragm portion and method of producing the same
JP3272141B2 (ja) 1994-03-30 2002-04-08 三洋電機株式会社 シリコンカンチレバー及びこれを用いた超音波センサー
JP3348687B2 (ja) * 1998-05-22 2002-11-20 住友金属工業株式会社 振動波検出方法及び装置
FI108583B (fi) * 1998-06-02 2002-02-15 Nokia Corp Resonaattorirakenteita
JP3613449B2 (ja) 1999-06-25 2005-01-26 株式会社デンソー 超音波センサ
JP2004072715A (ja) * 2002-06-11 2004-03-04 Murata Mfg Co Ltd 圧電薄膜共振子、圧電フィルタ、およびそれを有する電子部品
US6946928B2 (en) * 2003-10-30 2005-09-20 Agilent Technologies, Inc. Thin-film acoustically-coupled transformer

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61150499A (ja) * 1984-12-24 1986-07-09 Sawafuji Dainameka Kk 分割形圧電振動板
JPH10185883A (ja) * 1996-12-26 1998-07-14 Sekisui Plastics Co Ltd 磁気アコースティック・エミッションセンサ
JP2003017973A (ja) * 2001-07-02 2003-01-17 Murata Mfg Co Ltd 圧電共振子、フィルタ、電子通信機器、圧電共振子の製造方法
JP2003284182A (ja) * 2002-03-25 2003-10-03 Osaka Industrial Promotion Organization 超音波センサ素子と超音波アレイセンサ装置とそれらの共振周波数の調整方法

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