有源晶圆键合架构的CMUT-on-CMOS的超声换能器及制造方法

    公开(公告)号:CN114408857A

    公开(公告)日:2022-04-29

    申请号:CN202210308406.0

    申请日:2022-03-28

    Inventor: 尹峰 李晖

    Abstract: 本发明公开一种有源晶圆键合架构的CMUT‑on‑CMOS的超声换能器,它以有预制CMOS器件的有源晶圆键合为基础,将CMUT器件与CMOS器件通过晶圆键合,减薄,三维金属垂直互连等流程,实现高密度超声换能器与多层CMOS电路的单片系统集成。本发明同时公开这种有源晶圆键合架构的CMUT‑on‑CMOS的超声换能器的制造方法。其中,所采用的有源晶圆键合及减薄技术,以及晶圆之间的垂直互连,能够在8寸与12寸晶圆制程实现。本发明公开的工艺流程,不需要使用昂贵的SOI材料就能实现单晶硅振动机械层,工艺经济,集成度高,容易大规模生产。

    适合高密度系统集成的SOC PMUT、阵列芯片及制造方法

    公开(公告)号:CN113666327A

    公开(公告)日:2021-11-19

    申请号:CN202110991562.7

    申请日:2021-08-27

    Inventor: 李晖 尹峰

    Abstract: 本发明公开一种适合高密度系统集成的SOC PMUT、阵列芯片及制造方法,所述适合高密度系统集成的SOC PMUT通过有源晶圆的直接键合,垂直方向的多通道金属连线结构,实现SOC PMUT阵列及其CMOS辅助电路的垂直堆叠,单片集成,并通过TSV延展到封装层面,不再需要通过阵列周边的压焊块与CMOS联通,解除了传统超声换能器金属互连的瓶颈,极大地降低了超声换能器金属互连所占的芯片面积,同时降低了金属布线的长度,以及由此而引起的电学寄生效应对超声换能器阵列性能的不良影响。

    一种超声换能器阵列与CMOS电路的集成结构及制造方法

    公开(公告)号:CN117225676A

    公开(公告)日:2023-12-15

    申请号:CN202311508088.3

    申请日:2023-11-14

    Inventor: 李晖 尹峰

    Abstract: 本发明提出一种超声换能器阵列与CMOS电路的集成结构及制造方法,所述集成结构包括第一基片和第二基片,其中,第一基片包含超声换能器阵列及第一压焊球阵列,第二基片包含CMOS电路,第一基片通过重布线层RDL(Re‑Distribution Layer)的金属布线与接口设计与第二基片三维垂直堆叠,实现超声换能器阵列与CMOS电路电学连接,能够大幅度缩短超声换能器单元与系统板电路之间的金属连线长度,降低噪声,提高系统信噪比。

    有源晶圆键合架构的CMUT-on-CMOS的超声换能器及制造方法

    公开(公告)号:CN114408857B

    公开(公告)日:2022-09-06

    申请号:CN202210308406.0

    申请日:2022-03-28

    Inventor: 尹峰 李晖

    Abstract: 本发明公开一种有源晶圆键合架构的CMUT‑on‑CMOS的超声换能器,它以有预制CMOS器件的有源晶圆键合为基础,将CMUT器件与CMOS器件通过晶圆键合,减薄,三维金属垂直互连等流程,实现高密度超声换能器与多层CMOS电路的单片系统集成。本发明同时公开这种有源晶圆键合架构的CMUT‑on‑CMOS的超声换能器的制造方法。其中,所采用的有源晶圆键合及减薄技术,以及晶圆之间的垂直互连,能够在8寸与12寸晶圆制程实现。本发明公开的工艺流程,不需要使用昂贵的SOI材料就能实现单晶硅振动机械层,工艺经济,集成度高,容易大规模生产。

    适合高密度集成的PMUT-on-CMOS单元、阵列芯片及制造方法

    公开(公告)号:CN113441379A

    公开(公告)日:2021-09-28

    申请号:CN202110991565.0

    申请日:2021-08-27

    Inventor: 李晖 尹峰

    Abstract: 本发明公开一种适合高密度集成的PMUT‑on‑CMOS单元、阵列芯片及制造方法,所述适合高密度集成的PMUT‑on‑CMOS单元通过垂直方向的多通道金属连线结构,实现PMUT‑on‑CMOS三维结构,通过 TSV延展到封装层面,不再需要通过阵列周边的压焊块与CMOS联通,解除了传统PMUT‑on‑CMOS金属互连的瓶颈,极大地降低了金属互连所占的芯片面积,同时降低了金属布线的长度,以及由此而引起的电学寄生效应对PMUT阵列性能的不良影响。

    适合高密度集成的PMUT-on-CMOS单元、阵列芯片及制造方法

    公开(公告)号:CN113441379B

    公开(公告)日:2021-11-23

    申请号:CN202110991565.0

    申请日:2021-08-27

    Inventor: 李晖 尹峰

    Abstract: 本发明公开一种适合高密度集成的PMUT‑on‑CMOS单元、阵列芯片及制造方法,所述适合高密度集成的PMUT‑on‑CMOS单元通过垂直方向的多通道金属连线结构,实现PMUT‑on‑CMOS三维结构,通过TSV延展到封装层面,不再需要通过阵列周边的压焊块与CMOS联通,解除了传统PMUT‑on‑CMOS金属互连的瓶颈,极大地降低了金属互连所占的芯片面积,同时降低了金属布线的长度,以及由此而引起的电学寄生效应对PMUT阵列性能的不良影响。

    压电微机械超声换能器、阵列芯片及制造方法

    公开(公告)号:CN113560158A

    公开(公告)日:2021-10-29

    申请号:CN202110991578.8

    申请日:2021-08-27

    Inventor: 李晖 尹峰

    Abstract: 本发明公开一种压电微机械超声换能器、阵列芯片及制造方法,所述压电微机械超声换能器采用三维结构设计,能显著降低芯片尺寸,同时减少因为金属布线引起的寄生电阻,电容相关的功耗,延迟,不均匀性,对提高产品性能、降低成本、改善良率等具有显著效益,能实现芯片小型化、高密度集成。本发明的压电微机械超声换能器的制造工艺流程与半导体主流工艺与设备兼容,垂直方向连线与现有芯片BGA封装工艺兼容,具有广泛的适应性。

    数字信号输出的PMUT单元、芯片和超声设备

    公开(公告)号:CN114871084B

    公开(公告)日:2022-10-28

    申请号:CN202210785707.2

    申请日:2022-07-06

    Inventor: 李晖 尹峰

    Abstract: 本发明公开一种数字信号输出的PMUT单元、芯片和超声设备,基于有源晶圆键合的三维立体集成技术,采用两片CMOS晶圆,一片晶圆预制较大设计规则的高压CMOS辅助电路,另一片晶圆预制较小设计规则的小信号放大器、模数转换器等低压CMOS电路,避免了单片集成高/低压CMOS所面临的晶片制造技术、良率及成本等问题,实现了PMUT‑on‑CMOS‑on‑CMOS堆叠高密度架构,并可实现数字信号输出的PMUT超声换能器。

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