声波：物体振动时激励着它周围的空气质点振动，由于空气具有可压缩性，在质点的相互作用下，振动物体四...。
声波：物体振动时激励着它周围的空气质点振动，由于空气具有可压缩性，在质点的相互作用下，振动物体四周的空气就交替地产生压缩与膨胀，并且逐渐向外传播，从而形成声波。声波传播方式不是物质的移动，而是能量的传播。也就是说质点并不随声波向前扩散，而仅在其原来的平衡位置附近振动，靠质点之间的相互作用影响到邻近的质点振动，因此，振动得以向四周传播，形成波动。
声波在空气中传播时只能发生压缩与膨胀，空气质点的振动方向与声波的传播方向是一致的，所以空气中的声波是纵波。声波在液体中传播一般也为纵波，但在固体中传播则既有纵波又有横波。
超声波：频率超过人类耳朵能听到的最高阈值（20kHz）的声波。人类的听觉频率范围一般在20Hz到20kHz之间，低于20Hz的声波叫做次声波（Infrasound），声波的频率范围一般认为在15Hz到1THz之间（这个T和硬盘的T是一样的，10的12次方）。1GHz以上的一般叫做Hypersound，也称作“微波声”或者“量子声”，主要是声波更多呈现粒子特性，波的特性不明显。所以波粒二象性不只存在于光波领域，声波领域同样存在。
超声换能器（ultrasonictransducer，UT）是即可拿来发射又可拿来接收超声波的换能原件。工作在发射模式，电势能通过静电力或者逆压电效应转化为换能器的振动由此产生辐射声压；工作在接收模式，声压作用在换能器表面使其振动，换能器再将振动转换成电压。
CMUT首先由M.I.Haller提出。CMUT 换能器是由多层结构和多层材料构成。CMUT电容单元结构如图 2 所示，从上到下依次为金属铝上电极氧化硅电气隔离层、绝缘体上硅(silicon on insulator，SOI)晶圆顶层硅制成的振动膜、在氧化硅上蚀刻的真空腔、氧化硅隔离层、硅衬底和金属铝底电极。在外界大气压强的作用下，薄膜向下凹陷。CMUT 在工作状态下需要在上下电极之间施加直流偏置电压，通过提高薄膜应力来提高灵敏度。
发射状态下，在上下电极板之间施加直流偏置，通过交流电压和直流偏置电压的叠加，使薄膜随着交流信号产生简谐振动，发生电能向机械能的转换，产生超声波;
接收状态下，在上下电极板之间施加直流偏置，振动薄膜在受到超声波的声压作用而发生振动，引起电容值的改变，通过检验测试电容变化以此来实现对超声波的检测，实现机械能向电能的转换。
1)准备氧化层厚度为 500nm 的氧化片(低阻硅) 和器件层厚度为 2μm的 SOI 晶圆，器件层的2μm 薄膜将作为换能器单元的振动薄膜；如图5
3)在真空环境下对刻蚀有空腔的氧化片和 SOI 晶圆器件层进行硅—硅键合，随即在高温退火炉中进行退火处理，使得晶圆间的范德华力作用转变为化学键作用；如图7
4)将键合片的埋氧层以上部分去除，用 BOE 漂洗掉顶层和底层的氧化硅，为背面金属附着做准备；如图8
5)利用等离子增强化学气相淀积(plasma-enhanced chemical vapor deposition，PECVD)在振膜上表面生长 200 nm 的氧化硅作为振膜与上电极金属的
6)通过磁控溅射仪器在正反面溅射500nm 的金属铝，并对上表面金属通过磷酸腐蚀进行图形化，最后在真空退火炉中进行退火处理，用于修复晶格损伤并形成良好的欧姆接触；如图10
典型 PMUT 为悬膜式结构，由顶部电极、压电薄膜、 底部电极和硅衬底构成。绝缘层（通常为二氧化硅）一方面作为反面刻蚀的停止 层起到释放单元的作用，一方面又作为底部电极和基底（通常为硅）之间绝缘层 起到减小寄生电容的作用。顶部电极、压电薄膜、底部电极与绝缘层共同组成悬膜结构，由附着层黏附在硅支撑层上。如图12所示
图12 PMUT超声换能器结构与其器件图 (a)和pMUT用质量-弹簧-阻尼系统来描述(b)。
当压电式超声换能器所处声场环境中，换能器中压电材料结构的两端由于受到声场声压力作用而产生电荷，经过测量电路获取换能器受声场作用而产生的电荷情况，即可通过二者关系获取所在声场声强；在压电式超声换能器的压电材料结构上按照一定规律施加交变电场，通过逆压电效应则可使压电材料发生相应的交替机械形变，带动换能器发生机械振动，进而产生声场向外辐射声能量。
MEMS 微纳器件加工工艺包括磁控溅射、光刻、刻蚀（干法刻蚀/湿法刻蚀）、剥离、背部工艺以及清洗等工艺步骤，以完成 PMUT 器件的各功能层形成及图形化。Design and Fabrication of a Piezoelectric MicromachinedUltrasonic Transducer Array Based on Ceramic PZT 文献中描述了一种 pMUT制造的工艺流程如图14所示。
首先用SU-8光刻胶将初始厚度为660µm的PZT- 5h陶瓷片与硅片粘合图14（b）；然后，将结合的PZT层研磨抛光至100µm图14（c）；在抛光后的PZT表面溅射100 nm的金层作为底电极图14（d）；之后，在SOI晶圆上旋转涂覆一层薄薄的PermiNex。然后将SOI晶片粘合在抛光后的PZT晶片上 图14（e）；为了尽最大可能避免PermiNex层出现空隙，实现牢固的粘接，需要对粘接过程进行良好的控制。粘合后，PZT层从硅/SU-8侧进一步抛光，首先去除硅和SU-8，然后通过化学机械抛光减薄至5µm图14（f）；其次，采用4.5% HNO3 /4.5%BOE/91% H2O湿法蚀刻,在PZT层上形成通向底部电极的通孔图14（g）;然后通过溅射和升空形成顶部电极层图14（h）;在那之后，空腔区域和背面的光刻区域双面对齐14（i）；进行背面的硅被DRIE蚀刻，直到埋藏的氧化层暴露出来14（j）；最后，埋藏的氧化层被水蒸气HF除去，形成pMUT的薄膜14（k）。
）可以达到较高的机电耦合系数，但是也需要较小的空气间隔和较大的偏置电压，制造难度较大。
发生谐振，从而将电能转换为机械能，同时与热能、压力能相互作用，实现稳定可靠的引线连接。
技术的可行替代品，特别是在小型化、低成本、低驱动电压、易于制造和集成到前端电子器件的应用中至关重要。
电容单元结构如图 2 所示，从上到下依次为金属铝上电极氧化硅电气隔离层、绝缘体上硅(silicon
的应用是一种将电能转化为机械振动能量的技术。该技术通常应用于医学、工业和科研领域，能轻松实现高效、精确的
（Piezoelectric Micromachined Ultrasonic Transducer，
的收发器和一个测量通道组成。收发器包含前匹配层、防水层、小型化外壳等。作为块体型
陶瓷片也分为黑片和，黑片振幅比较强劲，稳定性高，不同产家采用不一样的材料；一般
的电声转换效率高，原材料价格实惠公道，而且便于制造不同的结构，以适应不同的
振子是指把电能转化为纵向的振动筛摩擦的机械能，机械能每秒产生高达28000-33000次的的振动，从尔达到筛分的效果。振动筛
为核心的声频定向扬声器系统，另一部分是数据采集系统。扬声器系统主要由信号源、高压放大器、示波器和
很早就进入了人们的研究视野，它制作方便，可操控强，灵敏度较高，机电耦合性
）阵列，其谐振频率范围为1 MHz至8 MHz，以应用于内窥镜光声成像（PAI）系统。文中详细介绍了
的设计、制造、表征和光声成像结果，表明了其在光声成像方面具有的高空间分辨率和高信噪比优势。
2022年11月15日，奥迪威在德国慕尼黑电子展（electronica2022)发布
水下放射实验中的应用实验目的：针对长期辅助治疗骨质损伤的需求,设计了一种可贴附式的柔性
技术在智能手机和汽车仪表板等热门领域集成隔空触觉应用打开了大门，并赋能振动触觉、飞行时间（ToF）3D传感
技术长期处在加快速度进行发展和增长阶段，大范围的应用于医疗阵列成像、手势识别、内窥成像、指纹识别等领域。
有更加深入的了解，现把它基本工作原理及各应用领域各自详细的介绍如下所示。 一、
技术的融合发展加速，以氮化铝（AlN）和锆钛酸铅（PZT）为代表的薄膜型
水下放射实验中的应用 实验目的： 针对长期辅助治疗骨质损伤的需求,设计了一种可贴附式的柔性
的功能是将输入的电功率转换成机械功率再传递出去，而自身消耗很少的一部分
本文为OnScale与Mentor合作推出，由行业专家撰写，文章详细介绍了
中引入了新选项，客户现在可以再一次进行选择使用纯氮化铝（AlN）或掺钪氮化铝（ScAlN）薄膜作为
很早就进入了人们的研究视野，它制作方便，可操控强，灵敏度较高，机电耦合性好。基于
-on-CMOS平台，并将其扩展到新的应用，例如：医疗和指纹传感器应用的
代工服务供应商SilTerra近日发布了用于指纹识别传感和医疗成像应用的CMOS片上
