超音波診断用CMUTの積層薄膜構造の検討

摘要

近年，循環器，臓器，末梢血管，胎児モニタリングなどをリアルタイムで3次元撮像する超音波診断装置が注目されている(1)。超音波診断装置は，超音波を送受信する超音波探触子と，超音波探触子からの信号を画像に変換する信号処理システムとで構成される。3次元撮像の実現には，数千個の微細な電気音響変換素子を2次元に高密度配列した超音波探触子が必要である。従来の超音波探触子では，PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)などの圧電セラミックスを0.1～1 mm幅でダイシングする方法で電気音響変換素子を作製している。しかし，3次元撮像には，各素子の小型化，高密度化が必須であり，ダイシングによる製造方法では限界がある。そこで，各素子の小型化，高密度化を実現するため，数十m程度の微細加工，高密度パターンの形成が容易であるMEMS (Micro Electromechanical Systems)加工技術を用いたCMUT (Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducers)の研究開発が進んでいる(2-6)。このCMUTは，シリコン基板上に形成した振動板を静電力で駆動させて，超音波を送信し，被検体より反射した超音波を同じ素子の静電容量変化で検出する。本報告では，画像取得感度に影響を及ぼす一要因であるCMUTの振動板の変形量を低減できる積層薄膜の構成について検討した結果を報告する。