芬兰国家技术研究中心和Okmetic合作，使用C-SOI®和EC-SOI硅片增强PMUT性能
Okmetic的埋腔型SOI（C-SOI®）和增强型C-SOI®（EC-SOI）硅片正在为压电微机械超声波换能器（PMUT）和电容式微机械超声波换能器（CMUT）树立新标准。EC-SOI晶圆结合了Okmetic腔体SOI和E-SOI®技术，可提供出色的器件层厚度均匀性。这种均匀性对于优化PMUT的谐振频率至关重要，正如最近与欧洲领先的研究机构之一芬兰国家技术研究中心VTT的合作所证明的那样。此外，EC-SOI和C-SOI®晶圆中的预制腔体使它们有效地成为半成品设备，简化了制造过程并大大缩短了客户产品的上市时间。
尤其值得注意的是，这些最新发现的好处可以扩展到各种MEMS设备，包括CMUT、定时设备和硅光子学，其中的均匀性得到了显着增强，且提高了灵敏度和测量精度。
器件层厚度的均匀性对谐振频率的影响
在最近的一项研究中，VTT在Okmetic的C-SOI®和EC-SOI硅片上制造了PMUT器件，以评估器件层厚度均匀性如何影响谐振频率。这些器件采用2.5 µm厚的硅层和70 µm直径的膜构建，在空气中以大约9.5 MHz的频率运行（见图 1）。
图1：建立在Okmetic的C-SOI®硅片上的VTT技术研究中心的PMUT单元的横截面视图，以及VTT制造的PMUT阵列的照片。
Okmetic的C-SOI®硅片的厚度均匀性为2.5 ± 0.3 µm，而EC-SOI硅片则提供了2.5 ± 0.1 µm的增强均匀性，如图2所示。经过改进，EC-SOI硅片的这种均匀性保证了更窄的谐振频率范围，这对于PMUT和CMUT设备以及其他需要高精度和特定频率定位的设备尤其有益。
图2：C-SOI®硅片（左）和EC-SOI硅片（右）的器件厚度均匀性示意图。
比较C-SOI®和EC-SOI的谐振频率
如图3所示，EC-SOI硅片的器件层厚度分布明显窄于C-SOI®硅片。这种均匀性为PMUT器件带来了更一致、更窄的谐振频率分布。这种增强的频率提高了信号清晰度，对于特定频率下精度和稳定性至关重要的应用来说，EC-SOI硅片成为其理想选择。
图3：左侧的曲线显示EC-SOI硅片比C-SOI®硅片表现出更严格的器件厚度均匀性，从而能够形成更窄的谐振频率分布，这对于PMUT来说是特别有利的。如右侧曲线所示。
通过VTT的设计和测试，Okmetic的C-SOI®和EC-SOI硅片能够充分满足先进传感和成像应用中PMUT设备的高性能需求。使用EC-SOI硅片可使客户获得卓越的频率精度，确保各种设备都能获得一致且高质量的结果。
