《表1 3种压电材料属性比较》

  提示：宽带有限、当前游客访问压缩模式

本系列图表出处文件名：随高清版一同展现

《AlN薄膜PMUT阵列指向性仿真分析与阵列优化》

1. 获取 高清版本忘记账户？点击这里登录

1. 下载图表忘记账户？点击这里登录

压电微机械超声换能器（Piezoelectric Micro-machined Ultrasonic Transducer，PMUT）作为声电转换过程中的关键元件，在工业、国防、智能电子和医疗等领域有着广泛的应用需求[1-2]。压电材料在决定压电微机械超声换能器的性能指标方面起着至关重要的作用，常用的压电材料有PZT、AlN和ZnO等[3]。表1给出了3种材料属性比较。虽然AlN压电薄膜的压电耦合系数相对较小，但介电常数也很小（可以改善信噪比），相比于PZT压电薄膜，AlN压电薄膜的接收灵敏度更高，可以低温制备（<400℃）。AlN压电薄膜纵波声速大（工作频率一定时，纵波声速越大，器件要求的尺寸范围越大），温度系数小（温度系数越小，器件温度漂移越小），与标准互补金属氧化物半导体工艺兼容[4]，扩展性好，可批量制造（成本低），声匹配性好，更重要的是相对PZT压电薄膜（含铅）和ZnO压电薄膜（Zn是快速扩散离子，也会导致互补金属氧化物半导体工艺的污染问题），AlN压电薄膜是一种环保无铅压电材料（可应用于植入式医疗器件装置）[5-6]。这些独特的优势吸引了大量学者对AlN基压电微机械超声换能器进行相关技术的研究。但是，单个压电微机械超声换能器常常不能满足指向性、发射声功率以及信号处理等多方面的要求，需要利用超声换能器阵列来实现。