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KR102121137B1 - 용량성 미세 기계화된 초음파 트랜스듀서들(cmut들)의 바이어싱 및 관련 장치 및 방법들 - Google Patents

용량성 미세 기계화된 초음파 트랜스듀서들(cmut들)의 바이어싱 및 관련 장치 및 방법들 Download PDF

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KR102121137B1
KR102121137B1 KR1020187018266A KR20187018266A KR102121137B1 KR 102121137 B1 KR102121137 B1 KR 102121137B1 KR 1020187018266 A KR1020187018266 A KR 1020187018266A KR 20187018266 A KR20187018266 A KR 20187018266A KR 102121137 B1 KR102121137 B1 KR 102121137B1
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KR
South Korea
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ultrasonic transducers
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electrode
substrate
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KR1020187018266A
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수잔 에이. 에일리
제이미 스콧 자호리안
카이리앙 첸
Original Assignee
버터플라이 네트워크, 인크.
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Abstract

초음파 디바이스의 초음파 트랜스듀서들의 전기적 바이어싱이 기술된다. 초음파 트랜스듀서들은 용량성 미세 기계화된 초음파 트랜스듀서들(capacitive micromachined ultrasonic transducers)(CMUT들)일 수 있다. 초음파 트랜스듀서들은 함께 그룹화될 수 있고, 상이한 그룹들이 상이한 바이어스 전압들을 수신한다. 초음파 트랜스듀서들의 다양한 그룹들에 대한 바이어스 전압들은 그룹들 간의 차이들을 고려하여 선택될 수 있다.

Description

용량성 미세 기계화된 초음파 트랜스듀서들(CMUT들)의 바이어싱 및 관련 장치 및 방법들
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 발명의 명칭이 "BIASING OF CAPACITIVE MICROMACHINED ULTRASONIC TRANSDUCERS (CMUTS) AND RELATED APPARATUS AND METHODS"이고 대리인 관리 번호는 B1348.70021US00인 2015년 12월 2일자로 출원된, 미국 특허 출원 일련 번호 제14/957,098호의 35 U.S.C. §120 하에서 이익을 주장하는 연속출원이며, 이는 그 전체가 참조로서 본 명세서에 통합된다.
기술분야
본 명세서에 기술된 기술은 미세 기계화된 초음파 트랜스듀서들(CMUT들) 및 관련 장치 및 방법들에 관련된다.
관련 기술
용량성 미세 기계화된 초음파 트랜스듀서들(CMUT들)은 미세 기계화된 캐비티(micromachined cavity) 위에 막(membrane)을 포함하는 공지된 디바이스들이다. 막은 음향 신호를 전기 신호로 또는 그 반대로 변환하는 데 사용될 수 있다. 따라서, CMUT들은 초음파 트랜스듀서들로 작동할 수 있다.
본 출원의 양태에 따르면, 기판, 기판과 통합되고 제1 그룹의 초음파 트랜스듀서들 및 제2 그룹의 초음파 트랜스듀서들을 포함하는 복수의 초음파 트랜스듀서, 및 제1 그룹의 초음파 트랜스듀서들에 상응하는 제1 바이어스 전극 및 제2 그룹의 초음파 트랜스듀서들에 상응하는 제2 바이어스 전극을 포함하는 복수의 개별적으로 전기적으로 제어 가능한 바이어스 전극을 포함하는, 초음파 디바이스가 제공된다.
본 출원의 양태에 따르면, 기판 및 기판과 통합된 복수의 초음파 트랜스듀서를 갖는 초음파 디바이스를 작동시키는 방법이 제공된다. 방법은 복수의 초음파 트랜스듀서 중 제1 그룹의 초음파 트랜스듀서들에 상응하는 제1 바이어스 전극을 제1 바이어스 전압에서 전기적으로 바이어싱하는 단계, 및 제1 바이어스 전극을 바이어싱하는 동시에, 복수의 초음파 트랜스듀서 중 제2 그룹의 초음파 트랜스듀서들에 상응하는 제2 바이어스 전극을 제1 바이어스 전압과 다른 제2 바이어스 전압에서 전기적으로 바이어싱하는 단계를 포함한다. 일부 실시예들에서, 복수의 개별적으로 전기적으로 제어 가능한 바이어스 전극은 복수의 초음파 트랜스듀서의 각각의 그룹들에 상응하는 4개의 바이어스 전극 내지 10개의 바이어스 전극을 포함할 수 있다.
본 출원의 다양한 양태들 및 실시예들이 다음의 도면들을 참조하여 기술될 것이다. 도면들은 반드시 일정한 비율로 그려진 것은 아니라는 것이 이해되어야 한다. 다수의 도면들에서 나타나는 항목들은 그것들이 나타나는 모든 도면들에서 동일한 참조 번호로 표시된다.
도 1은 비한정적인 실시예에 따라 복수의 CMUT 바이어스 영역을 포함하는 초음파 디바이스의 톱다운 뷰(top-down view)를 도시한다.
도 2는 비한정적인 실시예에 따른 CMUT의 단면도이다.
도 3은 비한정적인 실시예에 따른 공통 막을 공유하는 도 2에 도시된 유형의 복수의 CMUT의 단면도이다.
도 4는 비한정적인 실시예에 따른 도 1에 예시된 유형의 복수의 초음파 디바이스를 포함하는 웨이퍼의 톱다운 뷰이다.
도 5는 비한정적인 실시예에 따른 복수의 전압원 및 검출 회로와 함께 도 1에 예시된 유형의 초음파 디바이스의 톱다운 뷰이다.
본 출원의 양태에 따르면, 세그먼트 바이어싱 방식(segmented biasing scheme)이 초음파 디바이스의 초음파 트랜스듀서들의 바이어싱 그룹들에 대해 구현된다. 초음파 디바이스는 초음파 프로브일 수 있으며, 초음파 신호들을 생성 및/또는 검출하도록 구성된 복수의 초음파 트랜스듀서를 포함할 수 있다. 초음파 트랜스듀서들은 CMUT들일 수 있다. CMUT들의 적절한 작동은 예를 들어 그것들의 막들을 바이어싱함으로써 CMUT들을 전기적으로 바이어싱하는 것을 포함할 수 있다. 공통 전극을 통해 모든 CMUT들에 단일 바이어스 신호를 제공하는 대신 2개 이상의 개별 바이어스 세그먼트들이 생성될 수 있다. 따라서, CMUT들의 상이한 그룹들은 상이한 바이어스 신호들을 수신할 수 있어, 개선된 작동을 허용한다.
상기 기술한 양태들 및 실시예들뿐만 아니라 추가 양태들 및 실시예들은 아래에 더 기술된다. 이러한 양태들 및/또는 실시예들은 개별적으로, 모두 함께, 또는 둘 이상의 임의의 조합으로 사용될 수 있으며, 이는 본 출원이 이러한 측면에서 한정되지 않기 때문이다.
도 1은 다중 바이어스 영역들이 포함되는 본 출원의 제1 양태에 따른 초음파 디바이스의 톱다운 뷰이다. 디바이스(100)는 높이( H ) 및 폭( W )을 갖는 디바이스 표면(102), 및 8개의 바이어스 영역(104a-104h)을 포함한다. 디바이스 표면(102)은 반도체 기판 또는 상보적 금속 산화물 반도체(complementary metal oxide semiconductor)(CMOS) 기판과 같은 기판의 표면을 나타낼 수 있으며, 따라서 일부 실시예들에서는 반도체 디바이스 표면으로 지칭될 수 있다. 복수의 CMUT가 디바이스(100)의 디바이스 표면(102)에 형성될 수 있다. 예시의 단순화를 위해, 복수의 CMUT(106)는 도 1의 톱다운 뷰로부터 보이지 않을 수 있기 때문에, 바이어스 영역들(104b 및 104c)에 대해 점선 상자들로 간단히 도시된다. 일부 실시예들에서, 도 1에서 보이는 상부 표면(top surface)은 아래에서 기술되는 도 2의 막(204)과 같은 CMUT들(106)의 막을 나타낼 수 있다. 그러나, 본 출원의 양태들은 이 점에 한정되지 않으며, 다른 구성들에도 동일하게 적용된다. 예시된 바이어스 영역들(104a-104h)의 각각은 하나 이상의 CMUT(106)를 포함할 수 있고, 일부 실시예들에는 정말로 그것들을 포함한다는 것이 이해되어야 한다. 바이어스 영역들(104a-104h)은 독립적으로 전기적으로 바이어싱될 수 있는 CMUT들의 별개의 그룹들을 나타낸다.
도 2는 본 출원의 양태들에 따라 구현될 수 있는 CMUT의 비한정적인 예의 단면도이다. 예시된 CMUT는 도 1의 CMUT(106)를 나타낼 수 있다. CMUT(106)는 스탠드오프(standoff)(203)의 결과로서 폭(또는 직경)( D )의 갭(206)에 의해 분리된 기판(202) 및 막(204)을 포함한다. 대안들이 가능하지만, 갭(206)은 진공 캐비티일 수 있다. 직경( D )은 수 미크론, 수십 미크론, 수백 미크론, 또는 임의의 다른 적합한 직경일 수 있다. 집적 회로(208)는 임의적으로(optionally) 기판(202)에 포함될 수 있다. 예를 들어, 기판(202)은 실리콘 기판과 같은 반도체 기판일 수 있고, 집적 회로(208)는 실리콘 회로일 수 있다. 집적 회로(208)는 CMUT(106)의 작동을 제어하고 및/또는 도 5와 관련하여 더 상세하게 기술된 바와 같이 CMUT들(106)의 응답들을 검출하도록 구성될 수 있다.
CMUT(106)는 임의적으로 분리 층들, 산화물(예를 들어, 실리콘 산화물), 또는 다른 층들과 같은 부가적인 층들을 포함할 수 있다. 간략화를 위해, 그리고 본 명세서에 기술된 다양한 양태들은 임의의 특정 유형의 CMUT에 대한 사용으로 한정되지 않기 때문에, 이들은 예시되지 않는다.
실리콘 또는 다른 적절한 재료로 이루어질 수 있는 막(204)은 교류 전류(alternative current)(AC) 전압과 같은 전압을 그것에 인가함으로써 또는 초음파 신호를 수신하는 것에 응답하여 진동하도록 만들어질 수 있다. 막에 직류(direct current)(DC) 바이어스 신호를 인가하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 바이어스 신호는 소위 "스프링 연화(spring softening)"를 유발할 수 있거나, 보다 일반적으로 막의 진동하는 능력을 조정하는 데 사용될 수 있다. 따라서, 적절한 바이어스 신호의 인가는 송신 및 수신 모드 작동 모두에 대해 CMUT의 감도를 변경할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 바이어스 전압( V )은 전압원(210)에 의해 인가될 수 있다. 전압원(210)은 2개 이상의 CMUT(106)에 의해 공유될 수 있고, 일부 실시예들에서는 디바이스(100)와 통합될 수 있다. 도 3은 예를 예시한다.
도 3에서, 3개의 CMUT(106)는 전압원(210)을 공유한다. 그것들은 또한 공통 기판(202) 및 막(204)을 공유한다. 따라서, 단일 전압원(210)은 공통 전압을 갖는 모든 3개의 예시된 CMUT를 바이어싱하는 데 사용될 수 있다. 3개보다 많은 CMUT가 공통 막을 공유할 수 있고, 마찬가지로 공통 전압원에 의해 바이어싱될 수 있음이 이해되어야 한다. 실제로, 다시 도 1을 참조하면, 각각의 바이어스 영역들(104a-104h)은 공통 막을 갖는 CMUT들의 그룹을 나타낼 수 있다. 주어진 바이어스 영역에 대한 CMUT들은 동일한 바이어스 신호에 의해 바이어싱될 수 있지만, 상이한 바이어스 신호들이 상이한 바이어스 영역들에 대해 사용될 수 있다. 일례로서, 바이어스 영역(104b)의 CMUT들(106)은 공통 막을 공유할 수 있고, 예를 들어 전압원(210)과 같은 전압원으로부터의 동일한 바이어스 신호에 의해 바이어싱될 수 있다. 마찬가지로, 바이어스 영역(104c)의 CMUT들(106)은 공통 막을 공유할 수 있고, 동일한 바이어스 신호에 의해 바이어싱될 수 있다. 그러나, 바이어스 영역들(104b 및 104c)은 독립적으로 바이어싱될 수 있다.
도 2 및 도 3은 CMUT 막에 직접적으로 바이어스 전압을 인가하는 것을 예시하는 한편, 일부 실시예들에서는 전극이 막 상에 배치될 수 있음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 전극은 바이어스 영역들(104a-104h)이 CMUT들의 상응하는 그룹들을 바이어싱하도록 구성된 8개의 상이한 전극에 상응할 수 있도록 막(204) 상에 제공될 수 있다. 이러한 상황들에서, 별개의 전극들은 디바이스(100)에 걸쳐 단일 블랭킷 전극(single blanket electrode)을 형성하고 다음으로 블랭킷 전극을 바이어스 영역들(104a-104h)에 상응하는 8개의 세그먼트로 에칭함으로써 제조될 수 있다. 여전히, 다른 구성들 및 제조 기술들이 가능하다.
치수들( H 및 W )이 클수록, 초음파 디바이스의 상이한 그룹의 CMUT들을 독립적으로 바이어싱하는 능력이 더 유익할 수 있다. CMUT들을 만드는 데 사용되는 제조 프로세스들은 초음파 디바이스의 CMUT들 사이의 편차들을 야기할 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼 상에 다수의 CMUT를 제조하는 것은 전형적으로 웨이퍼에 걸쳐 균일하게 적용될 수 없는 퇴적, 리소그래피, 및 에칭과 같은 프로세스들의 사용을 수반할 것이다. 도 4를 참조하여, 웨이퍼(400)는 도 1에 도시된 유형의 복수의 초음파 디바이스(100)를 포함할 수 있다. 각각의 디바이스(100)는, 일부 실시예들에서는, 개별 다이일 수 있다. 퇴적 및 에칭과 같은 웨이퍼(400)에 적용되는 전형적인 미세 제조 단계들은 웨이퍼(400)의 주변부를 향한 디바이스들(100)과 웨이퍼(400)의 중심에서의 디바이스(100)에 서로 다르게 적용될 수 있다. 치수들( H 및 W )이 충분히 큰 경우, 제조 단계들은 디바이스(100) 내에서 불균일하게 적용될 수 있다. 비한정적인 예들로서, W 는 일부 실시예들에서 20mm와 40mm 사이일 수 있고, 10mm 초과, 20mm 초과, 10mm와 50mm 사이, 또는 이러한 범위들 내의 임의의 값 또는 값들의 범위일 수 있다. H 는 2mm와 10mm 사이, 3mm와 5mm 사이, 2mm 초과, 또는 이러한 범위들 내의 임의의 다른 값 또는 값들의 범위일 수 있다. 이러한 치수들은 수십, 수백, 수천, 또는 그 이상의 CMUT에 걸칠 수 있다. 표준 미세 제조 프로세스들은 이러한 치수들에 따라 달라질 수 있다. 따라서, CMUT들은 불균일하게 제조될 수 있고 상이한 고유 작동 특성을 드러낼 수 있다. 따라서, 독립적으로 바이어싱되는 CMUT들의 불연속 영역들을 제공하는 본 출원의 양태들이 유리할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 대략 20개의 CMUT가 각각의 바이어스 영역들(104b 및 104c)과 관련하여 도시되어 있는 한편, 실제로는 도시된 것보다 많은 것을 포함하는 임의의 적절한 수가 있을 수 있다. 예를 들어, 디바이스(100)는 어레이 또는 다른 배열에서 폭( W ) 및 높이( H )에 걸쳐 퍼진 수천, 수십만, 또는 수백만 개의 CMUT를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 상이한 바이어스 영역들(104a-104h)에 인가된 바이어스 전압들의 차이는 3%와 30% 사이, 5%와 20% 사이, 또는 이러한 범위들 내의 임의의 값들 또는 값들의 범위일 수 있다. 예를 들어, 대략 60볼트의 바이어스 전압이 바이어스 영역(104a)에 인가될 수 있고 대략 80볼트의 바이어스 전압이 바이어스 영역(104d)에 인가될 수 있다. 그러나 이들은 비한정적인 예들이다. 일부 실시예들에서, 바이어스 영역(104a-104h) 중 2 이상이 동일한 바이어스 값을 수신할 수 있다. 일부 실시예들에서, 모든 바이어스 영역들(104a-104h)은 상이한 바이어스 값들을 수신할 수 있다. 주어진 바이어스 영역에 적용된 바이어스 값은 디바이스의 의도된 응용과 그 바이어스 영역 내에서 결정된 CMUT들의 작동에 따라 달라질 수 있다.
따라서, 본 출원의 양태는 초음파 디바이스의 바이어스 영역에 적용하기 위한 바이어스 값을 결정하는 회로 및 방법들을 제공한다. 도 5를 참조하여, 디바이스(500)는 도 1의 디바이스(100)와 유사하지만, 복수의 전압원 및 복수의 검출 회로를 부가적으로 포함한다. 전압원(502a)은 바이어스 라인(504a)을 통해 바이어스 신호를 제공하기 위해 바이어스 영역(104a)에 연결된다. 바이어스 신호가 인가될 수 있고 그 바이어스 영역의 CMUT들로부터의 응답이 검출 회로(506a)에 의해 검출될 수 있다. 응답은 전기적 응답일 수 있다. 검출된 응답에 따라, 원하는 CMUT 작동을 달성하기 위해 바이어스 신호가 변경되어야 한다고 결정될 수 있다. 유사하게, 바이어스 영역(104b)에 관하여, 바이어스 신호는 바이어스 라인(504b)을 통해 전압원(502b)에 의해 인가될 수 있고, 응답은 검출 회로(506b)에 의해 검출될 수 있다. 인가되는 바이어스 신호의 값은 달성되는 원하는 CMUT 작동(achieved desired CMUT operation)에 필요함한 대로 조정될 수 있다.
도 5는 바이어스 영역들(104a 및 104b)에 대해서만 전압원들 및 검출 회로들을 예시하는 한편, 각각의 바이어스 영역에 대해 전압원 및 검출 회로가 제공될 수 있음이 이해되어야 한다. 검출 회로들은 일부 실시예들에서 집적 회로(208)로서 구현될 수 있다. 또한, 도 5의 구성에 대한 대체 구성들이 가능하다. 예를 들어, 전압원에 의해 제공되는 전압을 각각의 바이어스 영역들에 특정한 값들로 조정하기 위한 적절한 회로(예를 들어, 전압 분배기들, 증폭기들 등)와 함께, 단일 전압원이 모든 바이어스 영역들에 대해 제공될 수 있다. 보다 일반적으로, 디바이스(500)는 예시된 모든 구성 요소들이 동일한 기판 상에 모놀리식 집적된 단일 기판 디바이스일 수 있다. 다중 칩 구성들을 포함한 대체 구성들(alternative configurations)이 가능하다.
CMUT 행동을 검출하고 인가된 바이어스 신호를 조정하는 기술된 작동은 일부 실시예들에서는 한정된 횟수들로 수행될 수 있다. 예를 들어, 적절한 바이어스 전압의 결정은 일 실시예에 따라, 제조 후에 한 번 결정될 수 있다. 이러한 의미에서, 적절한 바이어스 전압의 결정은 제조 시 교정 단계로 간주될 수 있다. 일부 실시예들에서, 결정은 예를 들어, 초음파 디바이스(500)의 설정된 사용 횟수(set number of uses) 후에, 디바이스 노화를 고려하기 위해 주기적으로 수행될 수 있다. 일부 실시예들에서, 결정은 초음파 디바이스(500)의 작동 중에 동적으로 수행될 수 있다.
도 1 및 도 5는 8개의 바이어스 영역을 예시하는 한편, 다른 수의 바이어스 영역들이 제공될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 2개보다 많은 바이어스 영역들이 제공될 수 있다. 일부 실시예들에서, 2개와 12개 사이의 바이어스 영역이 제공될 수 있고, 그 범위 내의 임의의 수 또는 그 이상이 제공될 수 있다. 제공된 바이어스 영역들이 많을수록 CMUT들의 특정 그룹에 적절하게 맞춘 바이어스 신호를 제공하는 능력이 커진다. 그러나 더 많은 수의 바이어스 라인들이 또한 필요해질 수 있으며, 이는 공간을 차지하고 배선 복잡성을 증가시킬 수 있다. 따라서, 균형이 맞을(struck) 수 있다.
또한, 도 1 및 도 5는 실질적으로 직사각형인 바이어스 영역들을 예시하는 한편, 본 출원은 이 점에 한정되지 않는다. 바이어스 영역들은 임의의 적절한 형상 및 서로에 관한 임의의 적절한 배치를 취할 수 있다.
전술한 것으로부터, 본 출원의 양태는 초음파 디바이스의 CMUT들을 바이어싱하는 방법을 제공함이 이해되어야 한다. 방법은 제1 그룹의 초음파 트랜스듀서들에 상응하는 제1 바이어스 전극을 제1 바이어스 전압에서 전기적으로 바이어싱하는 단계와, 제1 바이어스 전극을 바이어싱하는 단계와 동시에 제2 그룹의 초음파 트랜스듀서들에 상응하는 제2 바이어스 전극을 제1 바이어스 전압과 상이한 제2 바이어스 전압에서 전기적으로 바이어싱하는 단계를 포함할 수 있다. 제1 바이어스 전극을 전기적으로 바이어싱하는 단계는 복수의 CMUT의 공통 막을 전기적으로 바이어싱하는 단계를 수반할 수 있다.
임의적으로, 제1 바이어스 전극을 전기적으로 바이어싱하는 것에 응답하여, 제1 그룹의 초음파 트랜스듀서들의 전기적 응답이 검출될 수 있고 바이어스 신호가 변경될 수 있다. 제1 바이어스 전압은 제2 바이어스 전압보다 대략 30%까지 더 클 수 있거나, 제2 바이어스 전압과 본 명세서에서 이전에 열거된 비율들 중 임의의 것만큼 다를 수 있다.
이와 같이 본 출원의 기술의 여러 양태들 및 실시예들이 설명되었고, 본 기술분야의 통상의 기술자에게 다양한 변경들, 수정들, 및 개선들이 쉽게 떠오를 수 있다는 것을 이해할 것이다. 그러한 변경들, 수정들, 및 개선들은 본 출원에 설명된 기술의 사상 및 범주 내에 있는 것으로 의도된다. 따라서, 전술한 실시예들은 단지 예로서 제시되고, 첨부된 청구범위 및 그 등가물의 범주 내에서 발명의 실시예들은 구체적으로 설명된 것과 달리 실시될 수 있음이 이해될 것이다. 추가로, 본 명세서에 기술된 2 이상의 특징들, 시스템들, 물품들, 재료들, 키트들, 및/또는 방법들의 임의의 조합은 그러한 특징들, 시스템들, 물품들, 재료들, 키트들, 및/또는 방법들이 상호 모순되지 않는 경우, 본 개시내용의 범위 내에 포함된다.
비한정적인 예로서, 다양한 실시예들이 CMUT들을 포함하는 것으로 기술되었다. 대안적인 실시예들에서, CMUT들 대신에, 또는 CMUT들에 추가하여, 압전 미세 기계화된 초음파 트랜스듀서들(piezoelectric micromachined ultrasonic transducers)(PMUT들)이 사용될 수 있다.
또한, 기술된 바와 같이, 일부 양태들이 하나 이상의 방법으로서 구현될 수 있다. 방법의 일부로서 수행되는 액트들은 임의의 적합한 방식으로 순서가 정해질 수 있다. 따라서, 예시된 실시예들에서 순차적인 액트들로 도시되어 있지만, 일부 액트들을 동시에 수행하는 것을 포함할 수 있는, 도시된 것과 상이한 순서로 액트들이 수행되는 실시예들이 구성될 수 있다.
본 명세서에서 정의되고 사용된 바와 같이, 모든 정의들은 사전적 정의들, 참조로 통합된 문헌들 내의 정의들, 및/또는 정의된 용어들의 통상적 의미들을 제어하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서 및 청구범위에서 사용되는 바와 같은 부정 관사들 "하나(a)" 및 "하나(an)"는, 반대로 명백하게 표시되어 있지 않는 경우, "적어도 하나(at least one)"를 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서 및 청구범위에서 사용되는 바와 같은 문구 "및/또는(and/or)"은 이와 같이 연결된 요소들, 즉 일부 경우들에서 연결적으로 존재하고 다른 경우들에서는 분리적으로 존재하는 요소들의 "어느 하나 또는 둘 모두(either or both)"를 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서 및 청구범위에서 사용되는 바와 같이, 하나 이상의 요소들의 리스트와 관련하여 문구 "적어도 하나(at least one)"는 요소들의 리스트 내의 임의의 하나 이상의 요소로부터 선택되는 적어도 하나의 요소를 의미하지만, 요소들의 리스트 내의 구체적으로 나열된 각각의 모든 요소 중 적어도 하나를 반드시 포함하지 않으며, 요소들의 리스트 내의 요소들의 임의의 조합을 반드시 제외하지 않는다는 점이 이해되어야 한다. 이 정의는 또한 "적어도 하나"라는 문구가 언급된 요소들의 목록 내에서 구체적으로 식별된 요소들 외에, 구체적으로 식별된 그러한 요소들과 관련되든 또는 관련되지 않든, 요소들이 임의적으로 존재할 수 있는 것을 허용한다.
청구항에서는 물론 위의 명세서에서, "포함하는(comprising)", "포함하는(including)", "반송하는", "가지는", "함유하는", "수반하는", "보유하는", "~로 구성된" 등과 같은 모든 과도적 구문(transitional phrases)들은 개방형인 것으로, 즉, 이를 포함하지만 이에 한정되지 않음을 의미하는 것으로 이해될 것이다. 과도적 구문들 "~로 구성된" 및 "본질적으로 ~로 구성된"만이, 각자 폐쇄형 또는 반-폐쇄형(semi-closed) 과도적 구문들일 것이다.

Claims (13)

  1. 초음파 디바이스로서,
    기판;
    상기 기판과 통합되고 제1 그룹의 초음파 트랜스듀서들 및 제2 그룹의 초음파 트랜스듀서들을 포함하는 복수의 초음파 트랜스듀서; 및
    복수의 개별적으로 전기적으로 제어 가능한 바이어스 전극을 포함하고,
    상기 복수의 개별적으로 전기적으로 제어 가능한 바이어스 전극은,
    상기 제1 그룹의 초음파 트랜스듀서들에 상응하고 상기 제1 그룹의 초음파 트랜스듀서들의 제1 공통 막(common membrane)을 포함하는 제1 바이어스 전극, 및 상기 제2 그룹의 초음파 트랜스듀서들에 상응하고 상기 제2 그룹의 초음파 트랜스듀서들의 제2 공통 막을 포함하는 제2 바이어스 전극을 포함하고,
    상기 복수의 초음파 트랜스듀서 각각은 상부 전극 및 하부 전극과 연관되고, 상기 상부 전극들의 수는 상기 하부 전극들의 수와 상이한, 초음파 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 그룹의 초음파 트랜스듀서들은 용량성 미세 기계화된 초음파 트랜스듀서들(capacitive micromachined ultrasonic transducers)인, 초음파 디바이스.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기판은 반도체 다이이고, 상기 용량성 미세 기계화된 초음파 트랜스듀서들은 상기 반도체 다이와 모놀리식 통합되는(monolithically integrated), 초음파 디바이스.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 기판은 20mm와 40mm 사이의 폭 및 2mm와 10mm 사이의 높이를 갖는 디바이스 표면을 가지고, 상기 복수의 개별적으로 전기적으로 제어 가능한 바이어스 전극은 상기 복수의 초음파 트랜스듀서의 각각의 그룹들에 상응하는 4개의 바이어스 전극 내지 10개의 바이어스 전극을 포함하는, 초음파 디바이스.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 개별적으로 전기적으로 제어 가능한 바이어스 전극에 상응하는 복수의 바이어스 라인을 더 포함하고,
    상기 복수의 바이어스 라인은, 상기 제1 바이어스 전극 및 제1 전원에 연결된 제1 바이어스 라인, 및 상기 제2 바이어스 전극 및 제2 전원에 연결된 제2 바이어스 라인을 포함하는, 초음파 디바이스.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기판과 통합되고 상기 제1 그룹의 초음파 트랜스듀서들의 전기적 응답을 검출하도록 구성된 검출 회로를 더 포함하는, 초음파 디바이스.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기판과 통합되고 상기 제1 및 제2 그룹의 초음파 트랜스듀서들에 연결된 집적 회로(integrated circuit)를 더 포함하는, 초음파 디바이스.
  8. 기판 및 상기 기판과 통합된 복수의 초음파 트랜스듀서를 갖는 초음파 디바이스를 작동시키는 방법으로서,
    제1 공통 막을 포함하는 제1 바이어스 전극을 제1 바이어스 전압에서 전기적으로 바이어싱하는 단계 - 상기 제1 바이어스 전극은 상기 복수의 초음파 트랜스듀서 중 제1 그룹의 초음파 트랜스듀서들에 상응함 -; 및
    상기 제1 바이어스 전극을 바이어싱하는 동시에, 제2 공통 막을 포함하는 제2 바이어스 전극을 상기 제1 바이어스 전압과 다른 제2 바이어스 전압에서 전기적으로 바이어싱하는 단계 - 상기 제2 바이어스 전극은 상기 복수의 초음파 트랜스듀서 중 제2 그룹의 초음파 트랜스듀서들에 상응함 -
    를 포함하고,
    상기 복수의 초음파 트랜스듀서 각각은 상부 전극 및 하부 전극과 연관되고, 상기 상부 전극들의 수는 상기 하부 전극들의 수와 상이한, 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 그룹의 초음파 트랜스듀서들은 용량성 미세 기계화된 초음파 트랜스듀서들인, 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 바이어스 전극을 전기적으로 바이어싱하는 것에 응답하여, 상기 제1 그룹의 초음파 트랜스듀서들의 전기적 응답을 검출하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제1 바이어스 전압은 상기 제2 바이어스 전압보다 30%까지 큰, 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 제1 바이어스 전극을 전기적으로 바이어싱하는 단계는 상기 기판과 통합된 집적 회로를 사용하여 수행되는, 방법.
  13. 삭제
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