(57)【要約】  静電容量型の超音波トランスデューサでの駆動電圧の増大を抑制し、ＣＭＵＴの超音波の送信音圧を増大することができる構造とその製造方法を提供することである。静電容量型の超音波トランスデューサのセルを、基板の第１主面の上面からみて、最上層の超音波トランスデューサセルの空洞層の領域に、下層の全ての超音波トランスデューサセルの空洞層の領域が内包されるように積層することを特徴とする。
2015159427.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に設けられた積層体で構成された超音波受信・発生ユニットを備え、
前記積層体は、
前記基板の第１主面上に設けられた第１電極と、
前記第１電極上に設けられた第１絶縁膜と、
前記第１絶縁膜上に設けられた第２絶縁膜により周囲を囲まれてなる空洞領域を有する空洞部と、
前記第２絶縁膜及び前記空洞部上に設けられた第３絶縁膜と、
前記第３絶縁膜上に設けられた第２電極と、を備え、
前記超音波受信・発生ユニットは、前記基板上に前記積層体が複数積層されてなる積層構造体を有し、
前記積層構造体は、該積層構造体を構成する下側の積層体が有する前記第２電極が、該積層体の上側に積層された積層体の前記第１電極を兼ねると共に、
該積層体の上側に積層された積層体の前記第２電極が、該積層体のさらに上側に積層された別の積層体の前記第１電極を兼ねながら順次繰り返して積層されてなり、
前記積層構造体を構成する各積層体における前記第２電極と第３絶縁膜とを含む薄膜部が前記超音波を受信、もしくは発生する振動膜となり、
前記積層体それぞれの空洞領域は、前記第１主面の上面側から見て、最上層の前記積層体の空洞領域に、該積層体より下層にある前記積層体の空洞領域のいずれもが内包されるように配置される
ことを特徴とする超音波トランスデューサ。
【請求項２】
前記第１主面の上面側から見て、前記最上層の積層体の空洞領域が、該積層体より下層にある前記積層体の空洞領域のいずれもと重なる大きさに配置される
ことを特徴とする請求項１記載の超音波トランスデューサ。
【請求項３】
前記第１主面の上面側から見て、前記積層体の一つの空洞領域が、該積層体の一つよりも上層にある積層体の空洞領域のいずれよりも小さくなるように配置される
ことを特徴とする請求項１記載の超音波トランスデューサ。
【請求項４】
前記最上層の積層体における前記振動膜の最大振幅点が、前記第１主面の上面側から見て、前記最上層の積層体より下層にある積層体の空洞領域のいずれにも内包されることを特徴とする請求項３記載の超音波トランスデューサ。
【請求項５】
前記積層体のそれぞれにおける前記振動膜の最大振幅点が、前記積層体の空洞領域の高さとなるように設定されていることを特徴とする請求項４記載の超音波トランスデューサ。
【請求項６】
（ａ）基板を準備する工程と、
（ｂ）前記基板の第１主面上に堆積された第１絶縁膜上に第１電極を形成する工程と、
（ｃ）前記第１電極上に第２絶縁膜を堆積する工程と、
（ｄ）平坦化された前記第２絶縁膜上に犠牲層を形成する工程と、
（ｅ）前記第２絶縁膜及び前記犠牲層上に第３絶縁膜を堆積する工程と、
（ｆ）前記第１主面の上面側から見て前記犠牲層の平面形状と重なるように、平坦化された前記第３絶縁膜上に第２電極を形成する工程と、
（ｇ）前記（ｃ）から（ｆ）の工程を繰り返して、前記第１主面上に積層構造を形成する工程と、
（ｈ）前記積層構造のそれぞれの前記犠牲層に到達する貫通孔を形成する工程と、
（ｉ）前記貫通孔を介してエッチング材を注入し、前記それぞれの犠牲層を該エッチング材を用いて除去することで前記第１及び第２電極に挟持された絶縁膜中に空洞領域を形成する工程と、
（ｊ）前記貫通孔に絶縁材料を埋め込んで、前記積層されたすべての空洞領域を密封し、該空洞層と前記第３絶縁膜と前記第２電極とで構成される振動膜を含む積層体が積層された積層構造を有する超音波トランスデューサを形成する工程と、を有し、
前記第１主面の上面側から見て、最上層の前記積層体の空洞領域に、該積層体より下層にある前記積層体の空洞領域のいずれもが内包されるように配置される
ことを特徴とする超音波トランスデューサの製造方法。
【請求項７】
前記工程（ｄ）で形成される犠牲層の最上層の領域が、前記第１主面の上面側から見て、前記最上層より下層に形成される犠牲層の領域のいずれとも重なる大きさに配置されることを特徴とする請求項６に記載の超音波トランスデューサの製造方法。
【請求項８】
前記工程（ｄ）で形成される犠牲層の領域の一つが、前記第１主面の上面側から見て、該犠牲層の領域よりも上層に形成される犠牲層の領域のいずれよりも小さくなるように配置されることを特徴とする請求項６に記載の超音波トランスデューサの製造方法。
【請求項９】
前記工程（ｊ）で形成される最上層の積層体における振動膜の最大振幅点が、前記第１主面の上面側から見て、前記最上層の積層体より下層に形成される積層体の空洞領域のいずれにも内包されるように、前記工程（ｄ）において犠牲層が形成されることを特徴とする請求項８に記載の超音波トランスデューサの製造方法。
【請求項１０】
前記工程（ｊ）で形成される積層体のそれぞれにおける前記振動膜の最大振幅点が、前記積層体の空洞領域の高さとなるように、前記工程（ｄ）において犠牲層が形成されることを特徴とする請求項８に記載の超音波トランスデューサの製造方法。
【請求項１１】
被検体に接触させて該被検体との間で超音波を送受信する超音波探触子と、
前記超音波探触子に駆動信号を供給する送信部と、
前記超音波探触子から出力される反射エコー信号を受信する受信部と、
送信時には前記送信部から前記超音波探触子へ駆動信号を渡し、受信時には前記超音波探触子から前記受信部へ受信信号を渡すよう送信と受信とを切換、分離する送受分離部と、
前記反射エコー信号に基づいて検査画像を構成する画像処理部と、を有し、
前記超音波探触子は、請求項１乃至５のいずれか一つに記載の超音波トランスデューサを内蔵し、前記送受分離部と電気的に接続されることを特徴とする超音波検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波トランスデューサ及びその製造方法、並びに超音波検査装置に関し、特に、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）技術により製造した超音波トランスデューサの構造と、その製造方法に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波トランスデューサは、超音波を送信、受信することにより、人体内の腫瘍の診断や建造物に発生した亀裂の検査など様々な用途に用いられている。【０００３】
これまでは、圧電体の振動を利用した超音波トランスデューサが用いられてきたが、近年のＭＥＭＳ技術の進歩により、振動部をシリコン基板上に作製した容量検出型超音波トランスデューサ（Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ  Ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅｄ  Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ、以下にＣＭＵＴと略す）が実用化を目指して盛んに開発されている。【０００４】
このＣＭＵＴは、従来の圧電体を用いた超音波トランスデューサと比較して、使用できる超音波の周波数帯域が広い、あるいは高感度であるなどの利点がある。またＬＳＩ加工技術を用いて作製するので微細加工が可能である。【０００５】
関連する先行技術として例えば、特許文献１には、単体のＣＭＵＴとアレイ状に配置したＣＭＵＴが開示されている。また、特許文献２には、超音波振動子セルが互い違いに基板に対して垂直方向に積層されたＣＭＵＴが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６３２０２３９Ｂ１号明細書
【特許文献２】特開２００９−１９７９３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１を用いて、ＣＭＵＴの基本的な構造および動作を説明する。図１は基本的なＣＭＵＴの断面構造を示している。下部電極１０１の上層に絶縁膜１０３に囲まれた空洞層（空洞部）１０２が形成されている。空洞層１０２の上層の絶縁膜１０３と上部電極１０４により、メンブレン１０５が配置される。上部電極１０４と下部電極１０１の間に直流電圧と交流電圧を重畳すると、静電気力が上部電極１０４と下部電極１０１の間に働き、メンブレン１０５が印加した交流電圧の周波数で振動することで、超音波を発信する。【０００８】
逆に、受信の場合は、メンブレン１０５の表面に到達した超音波の圧力により、メンブレン１０５が振動する。すると、上部電極１０４と下部電極１０１との間の距離が変化するため、静電容量の変化として超音波を検出できる。【０００９】
上記動作原理からも明らかであるが、送信する超音波の圧力はメンブレン１０５の振動振幅に依存し、振幅が大きいほど高い圧力の超音波を送信することができる。一方、メンブレン１０５の振幅を大きくするためには、空洞層１０２の高さを高くする必要があるため、下部電極１０１と上部電極１０４の間の距離が広がり、メンブレン１０５を振動させるためには大きな静電気力が必要となり、結果的に、下部電極１０１と上部電極１０３の間に挟まれる絶縁膜１０３には高い電界が印加されることになる。【００１０】
絶縁膜へ高電界が印加されると、絶縁膜の絶縁破壊や、電極から絶縁膜に電荷が注入され膜中の固定電荷となり、再度、両電極間に電圧を印加しても、絶縁膜中の固定電荷に電極間の電界が遮られ、ＣＭＵＴを最適に使用する電圧が変動するということになる。したがって、前記特許文献１や特許文献２に開示されたＣＭＵＴでは、絶縁膜が絶縁破壊しない、あるいは電荷が注入されない電圧でメンブレンを振動させることが必要であり、結果的に、送信できる超音波の圧力の上限も絶縁膜の耐圧によって制限されることになる。【００１１】
そこで、本発明の目的は、ＣＭＵＴでの駆動電圧の増大を抑制し、ＣＭＵＴの超音波の送信音圧を増大することができる構造とその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。【００１３】
（１）本発明による超音波トランスデューサは、基板上に設けられた積層体で構成された超音波受信・発生ユニットを備え、積層体は、基板の第１主面上に設けられた第１電極と、第１電極上に設けられた第１絶縁膜と、第１絶縁膜上に設けられた第２絶縁膜により周囲を囲まれてなる空洞領域を有する空洞部と、第２絶縁膜及び空洞部上に設けられた第３絶縁膜と、第３絶縁膜上に設けられた第２電極とを備え、超音波受信・発生ユニットは、前記基板上に前記積層体が複数積層されてなる積層構造体を有し、積層構造体は、該積層構造体を構成する下側の積層体が有する第２電極が、該積層体の上側に積層された積層体の前記第１電極を兼ねると共に、該積層体の上側に積層された積層体の第２電極が、該積層体のさらに上側に積層された別の積層体の第１電極を兼ねながら順次繰り返して積層されてなり、積層構造体を構成する各積層体における前記第２電極と第３絶縁膜とを含む薄膜部が前記超音波を受信、もしくは発生する振動膜となり、積層体それぞれの空洞領域は、第１主面の上面側から見て、最上層の積層体の空洞領域に、該積層体より下層にある積層体の空洞領域のいずれもが内包されるように配置されることを特徴とする。【００１４】
（２）また、本発明による超音波トランスデューサの製造方法は、（ａ）基板を準備する工程と、（ｂ）基板の第１主面上に堆積された第１絶縁膜上に第１電極を形成する工程と、（ｃ）第１電極上に第２絶縁膜を堆積する工程と、（ｄ）平坦化された第２絶縁膜上に犠牲層を形成する工程と、（ｅ）第２絶縁膜及び犠牲層上に第３絶縁膜を堆積する工程と、（ｆ）第１主面の上面側から見て犠牲層の平面形状と重なるように、平坦化された第３絶縁膜上に第２電極を形成する工程と、（ｇ）上記（ｃ）から（ｆ）の工程を繰り返して、第１主面上に積層構造を形成する工程と、（ｈ）積層構造のそれぞれの犠牲層に到達する貫通孔を形成する工程と、（ｉ）貫通孔を介してエッチング材を注入し、それぞれの犠牲層を該エッチング材を用いて除去することで第１及び第２電極に挟持された絶縁膜中に空洞領域を形成する工程と、（ｊ）貫通孔に絶縁材料を埋め込んで、積層されたすべての空洞領域を密封し、該空洞層と第３絶縁膜と第２電極とで構成される振動膜を含む積層体が積層された積層構造を有する超音波トランスデューサを形成する工程とを有し、第１主面の上面側から見て、最上層の積層体の空洞領域に、該積層体より下層にある積層体の空洞領域のいずれもが内包されるように配置されることを特徴とするものである。【００１５】
（３）また、本発明による超音波検査装置は、被検体に接触させて該被検体との間で超音波を送受信する超音波探触子と、超音波探触子に駆動信号を供給する送信部と、超音波探触子から出力される反射エコー信号を受信する受信部と、送信時には送信部から超音波探触子へ駆動信号を渡し、受信時には超音波探触子から受信部へ受信信号を渡すよう送信と受信とを切換、分離する送受分離部と、反射エコー信号に基づいて検査画像を構成する画像処理部とを有し、超音波探触子は、上記（１）に記載の超音波トランスデューサを内蔵し、送受分離部と電気的に接続されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ＣＭＵＴでの駆動電圧の増大を抑制し、ＣＭＵＴの超音波の送信音圧を増大することができる構造とその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る基本的なＣＭＵＴの断面図である。
【図２】本発明の実施例１に示すＣＭＵＴの上面図である。
【図３Ａ】図２のＡ−Ａ’線で切断した断面図である。
【図３Ｂ】図２のＢ−Ｂ’線で切断した断面図である。
【図４Ａ】本発明の実施例１に係るＣＭＵＴの電極への電圧印加状態に応じた振動膜の変位を示す模式図である（電圧印加なしの場合）。
【図４Ｂ】本発明の実施例１に係るＣＭＵＴの電極への電圧印加状態に応じた振動膜の変位を示す模式図である（電圧印加有りの場合）。
【図５Ａ】本発明に係るＣＭＵＴの製造工程を示す断面図（図２Ａ−Ａ’切断面）である。
【図５Ｂ】本発明に係るＣＭＵＴの製造工程を示す断面図（図２Ｂ−Ｂ’切断面）である。
【図６Ａ】図５Ａに続くＣＭＵＴの製造工程を示した断面図である。
【図６Ｂ】図５Ｂに続くＣＭＵＴの製造工程を示した断面図である。
【図７Ａ】図６Ａに続くＣＭＵＴの製造工程を示した断面図である。
【図７Ｂ】図６Ｂに続くＣＭＵＴの製造工程を示した断面図である。
【図８Ａ】図７Ａに続くＣＭＵＴの製造工程を示した断面図である。
【図８Ｂ】図７Ｂに続くＣＭＵＴの製造工程を示した断面図である。
【図９Ａ】図８Ａに続くＣＭＵＴの製造工程を示した断面図である。
【図９Ｂ】図８Ｂに続くＣＭＵＴの製造工程を示した断面図である。
【図１０Ａ】図９Ａに続くＣＭＵＴの製造工程を示した断面図である。
【図１０Ｂ】図９Ｂに続くＣＭＵＴの製造工程を示した断面図である。
【図１１Ａ】図１０Ａ以降の複数工程を経たＣＭＵＴの製造工程を示した断面図である。
【図１１Ｂ】図１０Ｂ以降の複数工程を経たＣＭＵＴの製造工程を示した断面図である。
【図１２Ａ】図１１Ａに続くＣＭＵＴの製造工程を示した断面図である。
【図１２Ｂ】図１１Ｂに続くＣＭＵＴの製造工程を示した断面図である。
【図１３Ａ】図１２Ａに続くＣＭＵＴの製造工程を示した断面図である。
【図１３Ｂ】図１２Ｂに続くＣＭＵＴの製造工程を示した断面図である。
【図１４Ａ】図１３Ａに続くＣＭＵＴの製造工程を示した断面図である。
【図１４Ｂ】図１３Ｂに続くＣＭＵＴの製造工程を示した断面図である。
【図１５Ａ】図１４Ａに続くＣＭＵＴの製造工程を示した断面図である。
【図１５Ｂ】図１４Ｂに続くＣＭＵＴの製造工程を示した断面図である。
【図１６】本発明の実施例２に示すＣＭＵＴの上面図である。
【図１７Ａ】図１６のＡ−Ａ’線で切断した断面図である。
【図１７Ｂ】図１６のＢ−Ｂ’線で切断した断面図である。
【図１８】本発明の実施例３に示すＣＭＵＴの上面図である。
【図１９Ａ】図１８のＡ−Ａ’線で切断した断面図である。
【図１９Ｂ】図１８のＢ−Ｂ’線で切断した断面図である。
【図２０】本実施の形態における超音波検査装置の構成図の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
下記の実施の形態の記載では、駆動電圧の増大を抑制し、超音波の送信音圧を増大することができるＣＭＵＴを作製するという目的を、基本的なＣＭＵＴ構造の空洞層の高さを増大させずに、基本的なＣＭＵＴ構造を積層し、積層した構造全体でメンブレンを振動させることで、メンブレンの振幅を増大させることで実現する。
【００１９】
なお、以下の実施例を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施例おいては、便宜上、その必要があるときは、複数のセクションまたは実施例に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらは互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。
【００２０】
また、以下の実施例において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。更に、以下の実施例において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
【００２１】
同様に、以下の実施例において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうではないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。なお、平面図であっても理解を容易にするため、ハッチングを付す場合がある。
【実施例１】
【００２２】
図２は、実施例１における超音波トランスデューサ（ＣＭＵＴ）を示した上面図であり、基板の上面からみて配置が略一致している６角形の空洞層を有するＣＭＵＴの基本セル構造を３層積層した場合を示している。基板上に形成した下部電極１０１１と、１層目のセルの上部電極１０４１、２層目のセルの上部電極１０４２、３層目のセルの上部電極１０４３が積層されており、１層目のセルの上部電極１０４１は２層目のセルの下部電極を兼ね、２層目のセルの上部電極１０４２は３層目のセルの下部電極を兼ねる構造となっている。１０２３は３層目のセルの空洞層であり、１層目、２層目のセルの空洞層は、電極１０４１、１０４２の下層にあり本図では示していない。また、基板、それぞれの電極、それぞれの空洞層を覆うように絶縁膜は形成されているが、それぞれの絶縁膜の下層の構造を示すために図示していない。２０１１、２０１２、２０１３、２０１４は各電極へ電圧を印加するためのパッド開口部である。２０２は空洞層を形成するためのウェットエッチング孔（又は、貫通孔）である（詳細は、後述する図１２、１３の説明を参照）。すなわち、ウェットエッチング孔２０２は、３層目のセルの空洞層１０２３とともに、１層目空洞層１０２１、２層目空洞層１０２２に接続されている（図１２Ｂ、１３Ｂ参照）。【００２３】
図３Ａは図２のＡ−Ａ’断面を示しており、図３Ｂは図２のＢ−Ｂ’断面を示している。
図３Ａおよび図３Ｂに示すように、基板３０１に形成された絶縁膜１０３１上に１層目のセルの下部電極１０１１が形成されている。下部電極１０１１の上層には絶縁膜１０３２を介して空洞層１０２１が形成されている。空洞部１０２１を囲むように絶縁膜１０３３を形成し、絶縁膜１０３３の上層に１層目のセルの上部電極１０４１が形成されている。１層目のセルの上部電極１０４１は２層目のセルの下部電極も兼ねることになる。１層目のセルの上部電極１０４１の上層には絶縁膜１０３４を介して２層目のセルの空洞層１０２２が形成されており、空洞層１０２２を囲むように絶縁膜１０３５が形成され、絶縁膜１０３５の上層に２層目のセルの上部電極１０４２が形成されている。２層目のセルの上部電極１０４２は３層目のセルの下部電極も兼ねる。２層目のセルの上部電極１０４２の上層には絶縁膜１０３６を介して３層目のセルの空洞層１０２３が形成されており、空洞層１０２３を囲むように絶縁膜１０３７が形成され、絶縁膜１０３７の上層に３層目のセルの上部電極１０４３が形成され、上部電極１０４３の上層に絶縁膜１０３８が形成される。【００２４】
また、絶縁膜１０３８、１０３７、１０３６、１０３５、１０３４、１０３３にはこれらの膜を貫通するウェットエッチング孔２０２が形成されている（図３Ｂ参照）。このウェットエッチング孔２０２は、空洞層１０２１、１０２２、１０２３を形成するために形成されたものであり、空洞層の形成後、絶縁膜１０３９によって埋め込まれている。絶縁膜１０３９は基板の上面からみて、ウェットエッチング穴の周囲にのみ形成し、３つの空洞層の上層には形成しない構造となっている。【００２５】
２０１２は１層目のセルの上部電極１０４１へ電圧を供給するためのパッド開口部であり、図２に示した他のパッド開口部２０１１、２０１３、２０１４も同時に形成されている。２０１４は３層目のセルの上部電極１０４３へ電圧を供給するためのパッド開口部である。なお、パッド開口部２０１１、２０１３は、図中に点線で示している（図３Ａ参照）。【００２６】
本実施例１の特徴は、図２および図３Ａ、Ｂに示すように、基板の上面からみて、積層されたセルのそれぞれの空洞層の大きさと配置を略一致させた点と、各空洞層の高さを同じにした点である。ここで、空洞層の大きさとはその形状と面積を示し、空洞層の配置とは、座標位置またはレイアウトを示すものとする。また、以下に、最上層セルの空洞層が、下層セルの空洞層を「内包」すると表現した場合、最上層のセルの空洞層と、下層のそれぞれのセルの空洞層の大きさ、及びその配置が内包されることを示し、その大きさと配置が一致している場合も含むものとする。【００２７】
また、空洞層１０２１の上層の絶縁膜１０３３、１０３４と電極１０４１で構成される１層目のセルの振動膜と、空洞層１０２２の上層の絶縁膜１０３５、１０３６と電極１０４２で構成される２層目のセルの振動膜と、空洞層１０２３の上層の絶縁膜１０３７、１０３８と電極１０４３で構成される１層目のセルの振動膜の厚さを同じにした点にある。【００２８】
このような構成にすることにより、下部電極１０１１と１層目のセルの上部電極１０４１の間、１層目のセルの上部電極１０４１と２層目のセルの上部電極１０４２との間、２層目のセルの上部電極１０４２と３層目のセルの上部電極１０４３の間に印加する電位差を、1層のセルのみで振動膜を最大振幅で振動させるための電位差と等しい電位差を印加することにより、各振動膜を同期して振動させることができ、結果的に、絶縁膜１０３８、１０３７と３層目の上部電極１０４３で構成される３層目のセルの振動膜の振幅を各層の空洞層の高さの合計した値まで向上することができる。ここで、空洞層の高さは、図４Ａで示すＸを指し、基板に対して垂直方向に測定した空洞層の上端と下端との距離を示すものとする。【００２９】
図４Ａ、Ｂは、３層積層したセルに対して、電圧印加無し、電圧印加有りの場合の各セルの振動膜の振動状態を模式的に示した図であり、図４Ａは電圧印加無し、図４Ｂは電圧印加有りの状態に対応している。図４Ａに示した電圧印加無しでは、振動膜は平坦である。【００３０】
下部電極１０１１と１層目のセルの上部電極１０４１の間、１層目のセルの上部電極１０４１と２層目のセルの上部電極１０４２との間、２層目のセルの上部電極１０４２と３層目のセルの上部電極１０４３の間に、1層のセルのみで振動膜を最大振幅で振動させるための電位差と等しい電位差Ｖａを印加した場合、下部電極１０１１と１層目のセルの上部電極１０４１の間の静電気力により、１層目のセルの振動膜は最大振幅となる１層目の空洞層の高さＸの振幅で振動する。振動膜が最大振幅で振動する場合、空洞層の上端が下端に接触する程度の振幅となる。その最大振幅点は、空洞層の下面のほぼ中心（又は重心）となる。【００３１】
２層目のセルの振動膜は、基板の上面からみて、空洞層の大きさを一致させ、かつ１層目のセルと２層目のセルの振動膜の厚さ同じにしたため、２層目のセルの振動膜は、１層目のセルの振動膜と同じバネ定数となる。また、１層目のセルの上部電極１０４１と２層目のセルの上部電極１０４２との間にもＶａの電位差が印加されており、さらに電極間に挟まれる空洞の厚さや絶縁膜も同じため、１層目のセルの上部電極１０４１と２層目のセルの上部電極１０４２との間に１層目のセルと等しい電界強度が働く。したがって、１層目のセルの振動膜がＸ変位と同期して２層目のセルの振動膜もＸ変位する。【００３２】
さらに、２層目のセルの振動膜は、電位差がＶａのまま保たれているため、１層目のセルの上部電極１０４１と２層目のセルの上部電極１０４２の間の電位差による電界により、２層目のセルの空洞高さＸ分もさらに変位して、結果的に１層目のセルの空洞高さＸに加えて、２層目のセルの空洞高さＸ分の振幅で振動することになる。つまり、２層目のセルの振動膜は、１層目のセルの上部電極１０４１と２層目のセルの上部電極１０４２との間に1層のセルのみで振動膜を最大振幅Ｘで振動させるための電位差と等しい電位差Ｖａを印加することで、振幅は空洞層の高さＸの２倍とすることができる。３層目のセルの振動膜についても同様の原理で、結果的に空洞高さＸの３倍に振幅で振動することができる。したがって、１層のセルのみと等しい電位差であり、電極間に印加される電界強度の同第を抑制しながら、超音波の送信に寄与する最上層のセルの振動膜の振幅は、セルを積層した分だけ倍増され、送信音圧も増大することができる。【００３３】
上面からみて、積層されたセルの空洞層の大きさを変えた場合、各セルの振動膜のバネ定数が変化してしまい、同期した振動膜の振動を得ることはできない。また、各電極間の間に挟まれる絶縁膜の厚さと空洞層の高さを合計した電極間の距離を等しくない場合も、電極間の静電気力が積層されたセル間で異なることになり、同期した振動膜の振動を得ることはできない。【００３４】
超音波の受信に関しては、積層されたセルの中で、最上層のセルの電極間の容量変化で検知する。例えば、図４では電極１０４２と１０４３の容量変化で検知する。受信の感度を向上させるためには、検知を行いたい超音波の周波数と最上層のセルの振動膜の共振周波数を合わせることがよい。その場合、基板の上面から見て、最上層の空洞層の大きさを変化させる、あるいは、最上層の振動膜の厚さを変化させることで、最上層の振動膜の共振周波数を制御でき、本実施例１では、積層された全てのセルの空洞層の大きさや振動膜の厚さを最上層のセルの空洞層の大きさや振動膜の厚さに一致させれば良い。【００３５】
次に、図面を用いて本実施例１に記載されたＣＭＵＴの製造方法を説明する。図５Ａ〜図１５Ａは、図２中のＡ−Ａ’断面方向を示しており、図５Ｂ〜図１５Ｂは、図２中のＢ−Ｂ’断面方向を示している。【００３６】
まず、図５Ａ、Ｂに示すように、基板３０１上にシリコン酸化膜による絶縁膜１０３１とアルミニウム合金膜からなる下部電極１０１１を１００ｎｍ形成する。そして、この下部電極１０１１上にプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によりシリコン酸化膜による絶縁膜１０３２を２００ｎｍ堆積させる（図６Ａ、Ｂ）。【００３７】
次に、シリコン酸化膜からなる絶縁膜１０３２をＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）法により、平坦化を行う（図７Ａ、Ｂ）。この平坦化は、下部電極１０１１上に絶縁膜１０３２が残るようにして所望の膜厚で停止しても良いし、絶縁膜１０３２が残らずに下部電極１０１１の上面で停止させ、その後に平坦化された下部電極１０１１の上面に絶縁膜１０３２を再度、所望の膜厚になるように堆積させても良い。【００３８】
次に、シリコン酸化膜からなる絶縁膜１０３２の上面に多結晶シリコン膜からなる犠牲層８０１をプラズマＣＶＤ法により１００ｎｍ堆積する。そして、フォトリソグラフィ技術とドライエッチング技術により、多結晶シリコン膜からなる犠牲層８０１を形成する（図８Ａ、Ｂ）。この残された部分がその後の工程で空洞層となる。【００３９】
続いて、犠牲層８０１、シリコン酸化膜からなる絶縁膜１０３２を覆うように、プラズマＣＶＤ法によりシリコン酸化膜からなる絶縁膜１０３３を２００ｎｍ堆積し、シリコン酸化膜からなる絶縁膜１０３３をＣＭＰ法により、平坦化を行う（図９Ａ、Ｂ）。【００４０】
次に、１層目のセルの上部電極１０４１を形成するため、平坦化された絶縁膜１０３３上にスパッタリング法によりアルミニウム合金膜を１００ｎｍ堆積する。そして、フォトリソグラフィ技術とドライエッチング技術により、１層目のセルの上部電極１０４１を形成し、上部電極１０４１、シリコン酸化膜からなる絶縁膜１０３３を覆うように、プラズマＣＶＤ法によりシリコン酸化膜からなる絶縁膜１０３４を２００ｎｍ堆積し、シリコン酸化膜からなる絶縁膜１０３４をＣＭＰ法により、平坦化を行う（図１０Ａ、Ｂ）。【００４１】
以下、図８Ａ、Ｂ〜図１０Ａ、Ｂで示す工程と同様にして、絶縁膜１０３４上面に犠牲層８０２の形成、絶縁膜１０３５の平坦化、２層目のセルの上部電極１０４２の形成、絶縁膜１０３６の平坦化を行う。【００４２】
さらに、引き続き、図８Ａ、Ｂ〜図９Ａ、Ｂで示す工程と同様にして、絶縁膜１０３６上面に犠牲層８０３の形成、絶縁膜１０３７の平坦化を行う。【００４３】
次に、３層目のセルの上部電極１０４３を形成するため、平坦化された絶縁膜１０３７上にスパッタリング法によりアルミニウム合金膜を１００ｎｍ堆積する。そして、フォトリソグラフィ技術とドライエッチング技術により、３層目のセルの上部電極１０４３を形成し、上部電極１０４３、シリコン酸化膜からなる絶縁膜１０３７を覆うように、プラズマＣＶＤ法によりシリコン酸化膜からなる絶縁膜１０３８を２００ｎｍ堆積し、シリコン酸化膜からなる絶縁膜１０３８をＣＭＰ法により、平坦化を行う（図１１Ａ、Ｂ）。【００４４】
続いて、シリコン酸化膜からなる絶縁膜１０３８、１０３７、１０３６、１０３５、１０３４、１０３３と、それらの絶縁膜に挟まれた犠牲層８０３、８０２に、フォトリソグラフィ技術とドライエッチング技術を使用して犠牲層８０１に到達するウェットエッチング穴を形成する（図１２Ａ、Ｂ）。【００４５】
その後、ウェットエッチング穴２０２を介して、犠牲層８０３、８０２、８０１を水酸化カリウムでウェットエッチングすることにより、空洞層１０２１、１０２２、１０２３を形成する（図１３Ａ、Ｂ）。なお、ここでは、犠牲層のエッチングにウェットエッチングする場合を示したが、等方性を有するエッチングガスを用いれば、ドライエッチングを用いても構わない。【００４６】
次に、ウェットエッチング穴２０２を埋め込み、空洞層１０２１、１０２２、１０２３を密封するために、プラズマＣＶＤ法によりシリコン窒化膜からなる絶縁膜１０３９を８００ｎｍ堆積する（図１４Ａ、Ｂ）。【００４７】
次に、シリコン窒化膜からなる絶縁膜１０３９をフォトリソグラフィ技術とドライエッチング技術を使用して、基板の上面からみて、ウェットエッチング穴の周囲にのみに残し、積層された３つの空洞層の上層のシリコン窒化膜からなる絶縁膜１０３９は除去する（図１５Ａ、Ｂ）。これにより、最上層のセルの振動膜の厚さを他のセルの振動膜の厚さと等しくでき、最上層のセルの振動膜のバネ定数が増大することを防止する。【００４８】
引き続き、フォトリソグラフィ技術とドライエッチング技術を使用して、シリコン酸化膜からなる絶縁膜１０３８、１０３７、１０３６、１０３５、１０３４を貫通するパッド開口部を形成する（図３）。この際に、図２で示した下部電極１０１１、２層目のセルの上部電極１０４２、３層目のセルの上部電極１０４３へのパッド開口部２０１１、２０１３、２０１４も同時に形成する。【００４９】
このようにして、本実施例１におけるＣＭＵＴを形成することができる。
なお、図２において、ＣＭＵＴは基板の上面からみて六角形の空洞形状をしているが、形状はこれに限らず、例えば、円形でも矩形形状でも良く、あるいは対称な形状を有する他の形状でも構わない。【００５０】
また、本実施例１ではセルを３層積層した構造を示したが、必要な超音波の送信音圧により、２層の積層でも、４層以上に積層しても良いことはいうまでもなく、その製造方法も各セルの製造方法の繰り返しを行えばよい。【００５１】
本実施例１として示したＣＭＵＴを構成する材料は、その組み合わせの一つを示したものであり、上部電極、下部電極の材料として、タングステンやその他の導電性を持つ材料にしてもよい。犠牲層の材料も、犠牲層の周りを囲む材料とのウェットエッチング選択性が確保することができればよい。したがって、多結晶シリコン膜の他に、ＳＯＧ膜（Spin-on-Glass）、あるいは金属膜などであってもよい。【００５２】
また、本実施例１では、電極や犠牲層による段差を緩和するために、ＣＭＰ法を用いて、それらの膜の上部に形成した絶縁膜を研磨することで、段差の平坦化を行っているが、段差を緩和しなくてもよいが、その場合、電極や犠牲層による段差構造が、上層の構造に反映されてしまうため、平坦化を行った方が好ましい。【００５３】
さらに、本実施例１で示した図では、基板の上面からみて、最上層のセルの上部電極の大きさが空洞層の大きさよりも小さい配置となっているが、下層のセルの上部電極と同様に、空洞層を覆うような配置としてもよい。その場合、超音波の受信時に、最上層のセルの電極間の静電容量として、振動膜の振動による静電容量の変化に寄与しない寄生容量成分が含まれるため、超音波の受信感度が低下することになる。したがって、最上層のセルの振動膜のバネ定数が、下層のセルの振動膜のバネ定数と比較して大きく変化しない程度に空洞層よりも小さくすることが好ましい。
【実施例２】
【００５４】
図１６は、実施例２における超音波トランスデューサ（ＣＭＵＴ）を示した上面図であり、ＣＭＵＴの基本セル構造を３層積層し、基板の上面からみて、最上層である３層目のセルの空洞層のよりも、下層のセルである１層目、２層目の空洞層の大きさが小さく、かつ１層目、２層目のセルの空洞層の大きさが略一致している構造を示している。すなわち、最上層セルの空洞層が、下層のセルである１層目、２層目の空洞層を「内包」している。【００５５】
基板上に形成した下部電極１０１１と、１層目のセルの上部電極１０４１、２層目のセルの上部電極１０４２、３層目のセルの上部電極１０４３が積層されており、１層目のセルの上部電極１０４１は２層目のセルの下部電極を兼ね、２層目のセルの上部電極１０４２は３層目のセルの下部電極を兼ねる構造となっている。【００５６】
２００１は３層目のセルの空洞層であり、１層目、２層目のセルの空洞層は、電極１０４１、１０４２の下層にあり、本図では点線２００２でその領域を示している。また、基板、それぞれの電極、それぞれの空洞層を覆うように絶縁膜は形成されているが、それぞれの絶縁膜の下層の構造を示すために図示していない。２０１１、２０１２、２０１３、２０１４は各電極へ電圧を印加するためのパッド開口部である。２０２は空洞層を形成するためのウェットエッチング孔である。すなわち、ウェットエッチング孔２０２は、３層目のセルの空洞層２００１とともに、１層目、２層目の空洞層に接続されている。【００５７】
図１７Ａは図１６のＡ−Ａ’断面を示しており、図１７Ｂは図１６のＢ−Ｂ’断面を示している。図１７Ａおよび図１７Ｂに示すように、基板３０１に形成された絶縁膜１０３１上に１層目のセルの下部電極１０１１が形成されている。下部電極１０１１の上層には絶縁膜１０３２を介して空洞層１０２１が形成されている。空洞部１０２１を囲むように絶縁膜１０３３を形成し、絶縁膜１０３３の上層に１層目のセルの上部電極１０４１が形成されている。１層目のセルの上部電極１０４１は２層目のセルの下部電極も兼ねることになる。１層目のセルの上部電極１０４１の上層には絶縁膜１０３４を介して２層目のセルの空洞層１０２２が形成されており、空洞層１０２２を囲むように絶縁膜１０３５が形成され、絶縁膜１０３５の上層に２層目のセルの上部電極１０４２が形成されている。２層目のセルの上部電極１０４２は３層目のセルの下部電極も兼ねる。２層目のセルの上部電極１０４２の上層には絶縁膜１０３６を介して３層目のセルの空洞層２００１が形成されている。この際に、図１６で示したように、基板の上面からみて、１層目、２層目のセルの空洞層１０２１、１０２２が、３層目のセルの空洞層２００１の領域よりも小さい配置としている。空洞層２００１を囲むように絶縁膜１０３７が形成され、絶縁膜１０３７の上層に３層目のセルの上部電極１０４３が形成され、上部電極１０４３の上層に絶縁膜１０３８が形成される。【００５８】
また、絶縁膜１０３８、１０３７、１０３６、１０３５、１０３４、１０３３にはこれらの膜を貫通するウェットエッチング孔２０２が形成されている。このウェットエッチング孔２０２は、空洞層１０２１、１０２２、２００１を形成するために形成されたものであり、空洞層の形成後、絶縁膜１０３９によって埋め込まれている。絶縁膜１０３９は基板の上面からみて、ウェットエッチング穴の周囲にのみ形成し、３つの空洞層の上層には形成しない構造となっている。２０１２はそれぞれ２層目のセルの上部電極１０４２へ電圧を供給するためのパッド開口部であり、図示していないが、図２に示した他のパッド開口部２０１１、２０１３、２０１４も同時に形成されている。【００５９】
本実施例２の特徴は、図１６および図１７Ａ、Ｂに示すように、基板の上面からみて、積層されたセルの空洞層の中で、最上層のセルの空洞層よりも、下層のセルの空洞層の大きさが小さい配置とし、かつ下層のセルの空洞層の大きさを略一致させた点である。前記の実施例１では、振動膜の振動を同期させるために、図３Ａ、Ｂで示すように、各空洞層の高さを等しくし、かつ空洞層１０２１の上層の絶縁膜１０３３、１０３４と電極１０４１で構成される１層目のセルの振動膜と、空洞層１０２２の上層の絶縁膜１０３５、１０３６と電極１０４２で構成される２層目のセルの振動膜と、空洞層１０２３の上層の絶縁膜１０３７、１０３８と電極１０４３で構成される３層目のセルの振動膜の厚さを同じにする必要がある。したがって、超音波の受信感度の向上を目的に、検知を行いたい超音波の周波数と最上層である３層目のセルの振動膜の共振周波数を合わせる場合、最上層の３層目のセルの振動膜の厚さ、空洞層の大きさが検知を行いたい超音波の周波数により決定され、下層のセルの振動膜の厚さ、空洞層の大きさも最上層のセルに一致させる必要がある。【００６０】
したがって、検知を行いたい超音波の周波数によっては、振動膜の厚さを厚くする必要が出てくる可能性があり、セルを積層すると、通常の半導体製造プロセスでは実施されない程度まで、基板上に絶縁膜を形成することが必要となり、絶縁膜の残留応力による基板の反りや絶縁膜の剥がれ等の不良が発生する可能性がある。【００６１】
一方、本実施例２の構成では、基板の上面からみて、下層に積層されるセルの空洞層の大きさが、最上層のセルの空洞層の大きさよりも小さい構成としている。振動膜の共振周波数は、振動膜の膜厚に比例し、基板の上面からみた空洞の径の２乗に反比例するので、最上層のセルの振動膜の厚さは、検知を行いたい超音波の周波数に合わせて厚くなっても、下層に積層されるセルの空洞層の大きさが、最上層のセルの空洞層の大きさよりも小さい構成となっているため、その分、下層のセルの振動膜の厚さを薄くでき、多層にセルを積層した場合での絶縁膜の残留応力による基板の反りや絶縁膜の剥がれ等の不良発生を抑制することができる。下層のセルの空洞層の大きさと電極間の距離、振動膜の厚さは、最上層のセルの振動膜の振動に必要な駆動電圧と等しい駆動電圧で、下層のセルの振動膜を駆動できるように決定することができる。また、検知を行いたい超音波の周波数によっては、基板の上面から見て、空洞層の領域と重なる絶縁膜１０３９を除去する必要がないことも、上記の原理を考慮すると自明である。【００６２】
本実施例２のＣＭＵＴの製造方法は、前記実施例１で示した製造方法を同じであり、最上層のセルの振動膜の振動に必要な駆動電圧と等しい駆動電圧で、下層のセルの振動膜を駆動できるように、１層目、２層目の空洞層の大きさと電極間の距離、振動膜の厚さを調整すればよい。
【実施例３】
【００６３】
図１８は、実施例３における超音波トランスデューサ（ＣＭＵＴ）を示した上面図であり、ＣＭＵＴの基本セル構造を３層積層し、基板の上面からみて、最上層である３層目のセルの空洞層のよりも、２層目の空洞層の大きさが小さく、かつ１層目の空洞層の大きさが２層目の空洞層の大きさよりも小さい、つまり、下層のセルほど空洞層の大きさが小さくなる構造を示している。すなわち、最上層セルの空洞層が、下層のセルである２層目の空洞層を「内包」し、さらに２層目の空洞層は下層のセルである１層目の空洞層を「内包」している。【００６４】
基板上に形成した下部電極１０１１と、１層目のセルの上部電極１０４１、２層目のセルの上部電極１０４２、３層目のセルの上部電極１０４３が積層されており、１層目のセルの上部電極１０４１は２層目のセルの下部電極を兼ね、２層目のセルの上部電極１０４２は３層目のセルの下部電極を兼ねる構造となっている。２００１は３層目のセルの空洞層であり、１層目、２層目のセルの空洞層は、電極１０４１、１０４２の下層にあり、本図では点線２２０１が２層目のセルの空洞層を、一点鎖線２２０２が２層目のセルの空洞層の領域を示している。また、基板、それぞれの電極、それぞれの空洞層を覆うように絶縁膜は形成されているが、それぞれの絶縁膜の下層の構造を示すために図示していない。２０１１、２０１２、２０１３、２０１４は各電極へ電圧を印加するためのパッド開口部である。２０２は空洞層を形成するためのウェットエッチング孔である。すなわち、ウェットエッチング孔２０２は、３層目のセルの空洞層２００１とともに、１層目、２層目の空洞層に接続されている。【００６５】
図１９Ａは図１８のＡ−Ａ’断面を示しており、図１９Ｂは図１８のＢ−Ｂ’断面を示している。図１９Ａおよび図１９Ｂに示すように、基板３０１に形成された絶縁膜１０３１上に１層目のセルの下部電極１０１１が形成されている。下部電極１０１１の上層には絶縁膜１０３２を介して空洞層１０２１が形成されている。空洞部１０２１を囲むように絶縁膜１０３３を形成し、絶縁膜１０３３の上層に１層目のセルの上部電極１０４１が形成されている。１層目のセルの上部電極１０４１は２層目のセルの下部電極も兼ねることになる。【００６６】
１層目のセルの上部電極１０４１の上層には絶縁膜１０３４を介して２層目のセルの空洞層１０２２が形成されており、空洞層１０２２を囲むように絶縁膜１０３５が形成され、絶縁膜１０３５の上層に２層目のセルの上部電極１０４２が形成されている。２層目のセルの上部電極１０４２は３層目のセルの下部電極も兼ねる。２層目のセルの上部電極１０４２の上層には絶縁膜１０３６を介して３層目のセルの空洞層２００１が形成されている。この際に、図２２で示したように、基板の上面からみて、１層目のセルの空洞層１０２１が、２層目のセルの空洞層１０２２の領域よりも小さい配置となっており、２層目のセルの空洞層１０２２が、３層目のセルの空洞層２００１の領域よりも小さい配置としている。空洞層２００１を囲むように絶縁膜１０３７が形成され、絶縁膜１０３７の上層に３層目のセルの上部電極１０４３が形成され、上部電極１０４３の上層に絶縁膜１０３８が形成される。【００６７】
また、絶縁膜１０３８、１０３７、１０３６、１０３５、１０３４、１０３３にはこれらの膜を貫通するウェットエッチング孔２０２が形成されている。このウェットエッチング孔２０２は、空洞層１０２１、１０２２、２００１を形成するために形成されたものであり、空洞層の形成後、絶縁膜１０３９によって埋め込まれている。絶縁膜１０３９は基板の上面からみて、ウェットエッチング穴の周囲にのみ形成し、３つの空洞層の上層には形成しない構造となっている。２０１２はそれぞれ２層目のセルの上部電極１０４２へ電圧を供給するためのパッド開口部であり、図示していないが、図２に示した他のパッド開口部２０１１、２０１３、２０１４も同時に形成されている。【００６８】
本実施例２の特徴は、図１８および図１９Ａ、Ｂに示すように、基板の上面からみて、積層されたセルの空洞層を下層になるにしたがい小さい配置とした点である。前記の実施例２では、基板の上面からみて、積層されたセルの空洞層の中で、最上層のセルの空洞層よりも、下層のセルの空洞層の大きさが小さい配置とし、かつ下層のセルの空洞層の大きさを略一致させた。この場合、下層の空洞層が同一の配置となるため、製造工程で同一のマスクパターンを使用できるため、製造コストが低減できる長所がある一方で、同じ大きさの空洞層を、基板の上面からみて、略一致する配置で多層積層するため、振動膜が膜の応力により剥がれ易くなる。しかし、本実施例３の構成では、下層のセルほど、基板の上面からみて、空洞層の領域が小さいために、空洞が存在する領域が少なく、振動膜の剥がれを抑制することができる。【００６９】
下層のセルの空洞層の大きさと電極間の距離、振動膜の厚さは、最上層のセルの振動膜の振動に必要な駆動電圧と等しい駆動電圧で、下層のセルの振動膜を駆動できるように決定することができる。また、検知を行いたい超音波の周波数によっては、基板の上面から見て、空洞層の領域と重なる絶縁膜１０３９を除去する必要がないことも、上記の原理を考慮すると自明である。【００７０】
本実施例３のＣＭＵＴの製造方法は、前記実施例１で示した製造方法を同じであり、最上層のセルの振動膜の振動に必要な駆動電圧と等しい駆動電圧で、下層のセルの振動膜を駆動できるように、１層目、２層目の空洞層の大きさと電極間の距離、振動膜の厚さを調整すればよい。【００７１】
最後に、図２０を参照しながら、超音波検査装置における上述した各実施例のＣＭＵＴを備えた超音波検査装置の一構成例とその役割について説明する。
図２０において、超音波検査装置は、超音波検査装置本体２４０１と、超音波探触子２４０２で構成され、超音波検査装置本体２４０１は、送受分離部２４０３、送信部２４０４、バイアス部２４０５、受信部２４０６、整相加算部２４０７、画像処理部２４０８、表示部２４０９、制御部２４１０、操作部２４１１から構成される。【００７２】
超音波探触子２４０２は、被検体に接触させて被検体との間で超音波を送受波する装置であり、上述した各実施例の製法で製造されたＣＭＵＴ２４１２を用いて作成される。超音波探触子２４０２から超音波が被検体に送波され、被検体からの反射エコー信号が超音波探触子２４０２により受波される。実施例１、２、３のいずれかのＣＭＵＴは、後述する送受分離部２４０３と電気的に接続される。送信部２４０４及びバイアス部２４０５は、超音波探触子２４０２に駆動信号を供給する装置である。受信部２４０６は、超音波探触子２４０２から出力される反射エコー信号を受信する装置である。受信部２４０６は、さらに、受信した反射エコー信号に対してアナログデジタル変換等の処理を行う。送受分離部２４０３は、送信時には送信部２４０４から超音波探触子２４０２へ駆動信号を渡し、受信時には超音波探触子２４０２から受信部２４０６へ受信信号を渡すよう送信と受信とを切換、分離するものである。整相加算部２４０７は、受信された反射エコー信号を整相加算する装置である。画像処理部２４０８は、整相加算された反射エコー信号に基づいて検査画像を構成する装置である。表示部２４０９は、画像処理された検査画像を表示する表示装置である。制御部２４１０は、上述した各構成要素を制御する装置であり、制御部２４１０は、超音波探触子２４０２の超音波の送受信を制御する。操作部２４１１は、制御部２４１０に指示を与える装置である。操作部２４１１は、例えば、トラックボールやキーボードやマウス等の入力機器である。【００７３】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明のより良い理解のために詳細に説明したのであり、必ずしも説明の全ての構成を備えるものに限定されものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることが可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１０１,１０１１：下部電極、
１０２,１０２１,１０２２,１０２３：空洞層、
１０３,１０３１,１０３２,１０３３,１０３４,１０３５,１０３６,１０３７,１０３８,１０３９：絶縁膜、
１０４：上部電極、
１０５：メンブレン、
１０４１：１層目のセルの上部電極、
１０４２：２層目のセルの上部電極、
１０４３：３層目のセルの上部電極、
２０１１,２０１２,２０１３,２０１４：パッド開口部、
２０２：ウェットエッチング穴、
３０１：基板、
８０１,８０２,８０３：犠牲層、
２００１：３層目のセルの空洞層、
２００２：基板の上面からみた１層目、２層目のセルの空洞層の領域、
２２０１：基板の上面からみた２層目のセルの空洞層の領域、
２２０２：基板の上面からみた１層目のセルの空洞層の領域、
２４０１：超音波検査装置本体、
２４０２：超音波探触子、
２４０３：送受分離部、
２４０４：送信部、
２４０５：バイアス部、
２４０６：受信部、
２４０７：整相加算部、
２４０８：画像処理部、
２４０９：表示部、
２４１０：制御部、
２４１１：操作部、
２４１２：超音波トランスデューサ（ＣＭＵＴ）。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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