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J-GLOBAL ID：201202240941831794   整理番号：12A0929859

電気安全が改善され誘電体及び電極表面ラフネスが最小化された二重SOIウエハボンドCMUT

Double-SOI Wafer-Bonded CMUTs With Improved Electrical Safety and Minimal Roughness of Dielectric and Electrode Surfaces

著者 (5件)： ZHANG Peiyu (Univ. Alberta, AB, CAN) ,  FITZPATRICK Glen (Micralyne Inc., AB, CAN) ,  HARRISON Tyler (Univ. Alberta, AB, CAN) ,  MOUSSA Walied A. (Univ. Alberta, AB, CAN) ,  ZEMP Roger J. (Univ. Alberta, AB, CAN)
資料名： Journal of Microelectromechanical Systems  (Journal of Microelectromechanical Systems)
巻： 21  号： 3  ページ： 668-680  発行年： 2012年06月 
JST資料番号： W0357A  ISSN： 1057-7157  CODEN： JMIYET  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 圧電超音波変換器よりも多くの利点があるにも関わらず,容量マイクロマシン超音波変換器(CMUT)は,まだ,商業的に拡がっていない。この理由は以下の重要な問題を含んでいる可能性がある:1)長期信頼性,そして,2)患者に電気安全危険性を与えるデバイス表面の比較的高い電圧を持つ電極に関係した電気安全問題である。ここで示すCMUT設計はこの問題のいくつかを緩和する可能性がある。誘電体帯電は予期しない性能とデバイス故障につながる現象の一つである。以前報告した誘電体帯電の1Dモデルを用いて,最小誘電体表面ラフネスを最小誘電体帯電と結びつけた。以前のFowler-Nordheimトンネリングの研究から,最小表面ラフネス電極は,最小transdielectric電流(従って,より遅い誘電体帯電速度)につながる可能性が示された。この原則は,我々のアーキテクチャを誘導し,誘電体帯電を最小化するために,原子的に滑らかな電極と誘電体表面を操作することに導いた。将来の患者に最大の電気安全を与えるために,CMUTデバイスの表面膜が接地電極となるように操作すべきである。多数のCMUT要素は,我々の知識の限りでは,ほとんどのそのような設計において,個々にはアドレス可能ではないが,個々にアドレス可能な電極を限定するステップを持つ二つのシリコン・オン・インシュレータウエハを含む作製法を導入した。有限要素パッケージを用いてこのデバイスをモデル化した。測定したたわみはモデル性能と非常に一致した。最大誘電体帯電条件をシミュレーションするために,長いスナップダウン継続の限界においてスナップダウンとスナップバックサイクルの間のたわみヒステリシスを研究することによって,帯電効果を試験した。デバイスに対して,3×10¹⁰サイクル以上の長期操作試験を行い,故障は発生していない。

シソーラス用語： *超音波変換器 ,  ウエハ【IC】 ,  *貼合せ ,  SOI構造 ,  表面粗さ ,  マイクロマシン ,  安全性 ,  信頼性 ,  Fowler-Nordheimトンネリング ,  有限要素法 ,  帯電 ,  素子構造 ,  走査電子顕微鏡 ,  原子間力顕微鏡 ,  周波数依存性
準シソーラス用語： AFM【顕微鏡】 ,  SEM【顕微鏡】 ,  長期信頼性 ,  電気安全

分類 (1件)： 音響変換器,その他の機器  (BB03060N)

タイトルに関連する用語 (7件)： 電気安全 ,  誘電体 ,  表面ラフネス ,  SOI ,  ウエハ ,  ボンド ,  CMUT