空中用の静電容量型マイクロ超音波センサの電気機械的特性

カテゴリ: 研究会(論文単位)

論文No: MSS10023

グループ名: 【E】センサ・マイクロマシン部門 マイクロマシン・センサシステム研究会

発行日: 2010/06/18

タイトル(英語): Electro-mechanical characterization of Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducer for air-use

著者名: 車 溥相(大阪大学),李 昇穆(Ingen MSL),金島 岳(大阪大学),奥山 雅則(大阪大学)

著者名(英語): Cha Bu-Sang(Osaka University),Lee Seung-Mok(Ingen MSL),Kanashima Takeshi(Osaka University),Okuyama Masanori(Osaka University)

キーワード: 静電容量型超音波センサ|電気的インピーダンス|Capacitive Ultrasonic sensor|electrical impedance|collapse voltage

要約(日本語): シリコンマイクロマシニング技術を用いて薄膜メンブレイン構造を持つ空中用の静電容量型超音波センサデバイスを作製した。CMUTデバイスは、音波によって振動するSilicon nitrideのメンブレイン薄膜および上部電極、下部電極(低抵抗のシリコン基板)などで構成される。メンブレンにはエッチングホール(Etching hole)が設けられ、犠牲層エッチング用のホールとしての機能を果たす。本研究では、CMUTデバイスの電気・機械的基本特性を測定し、エッチングホールが全体メンブレンで占める面積比率変化がデバイスの電気機械的に及ぼす影響を調べた。この結果に基づいてマイクロデバイスのエッチングホール効果と感度との関係を変換効率の観点で考察した。

要約(英語): Capacitive micromachined ultrasonic transducers (CMUT) were fabricated using MEMS (Micro Electro Mechanical System) technologies for air use. The device was constructed with a circular perforated silicon nitride membrane with numerous etching holes and a fixed silicon substrate. In this study, in order to evaluate the electrical-mechanical characterizations for the variation perforation ratio of membrane, the perforated membrane structures of two types (perforation ratio = 10% and 20%) were fabricated. The resonance behaviors of fabricated device were evaluated, and the collapse voltages were computed and measured. Also, the displacement of membrane was measured using the laser vibrometer, and the receiving performance was characterized. Then, the relation between the perforation ratio of etching holes and the sensitivity of fabricated CMUT device was investigated.

原稿種別: 日本語

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