Capacitive micromachined ultrasonic transducer
একটি ক্যাপাসিটিভ মাইক্রোমেশিনেড অতিস্বনক ট্রান্সডিউসার (সিএমইউটি) অতিস্বনক ট্রান্সডিউসারের ক্ষেত্রে তুলনামূলকভাবে একটি নতুন ধারণা। বর্তমানে বেশিরভাগ বাণিজ্যিক অতিস্বনক ট্রান্সডিউসার পাইজোইলেক্ট্রিসিটির উপর ভিত্তি করে তৈরি। সিএমইউটিগুলি হল ট্রান্সডিউসার যেখানে ধারণক্ষমতার পরিবর্তনের কারণে শক্তি ট্রান্সডাকশন হয়। সিএমইউটিগুলি মাইক্রোমেশিনিং কৌশল ব্যবহার করে সিলিকোনে তৈরি করা হয়। একটি সিলিকন সাবস্ট্রেটে একটি গহ্বর গঠিত হয় এবং গহ্বরের শীর্ষে ঝুলন্ত একটি পাতলা স্তর একটি ঝিল্লি হিসাবে কাজ করে যার উপর একটি ধাতব স্তর একটি বিদ্যুদ্বাহক হিসাবে কাজ করে, সিলিকন সাবস্ট্রেটের সাথে যা নীচের বিদ্যুদ্বাহক হিসাবে কাজ করে। যদি পক্ষপাতদুষ্ট বিদ্যুদ্বাহক জুড়ে একটি এসি সংকেত প্রয়োগ করা হয়, তবে কম্পনকারী ঝিল্লি আগ্রহের মাধ্যমে অতিস্বনক তরঙ্গ তৈরি করবে। এইভাবে এটি ট্রান্সমিটার হিসাবে কাজ করে। অন্যদিকে, যদি পক্ষপাতদুষ্ট সিএমইউটি-র ঝিল্লিতে অতিস্বনক তরঙ্গ প্রয়োগ করা হয়, তবে এটি বিকল্প সংকেত তৈরি করবে কারণ সিএমইউটি-র ধারণক্ষমতা বৈচিত্র্যময়। এইভাবে, এটি অতিস্বনক তরঙ্গের রিসিভার হিসাবে কাজ করে। যেহেতু সিএমইউটিগুলি মাইক্রো মেশিনযুক্ত যন্ত্র, তাই এই প্রযুক্তি ব্যবহার করে ট্রান্সডিউসারের 2ডি অ্যারে তৈরি করা সহজ। এর অর্থ হল অন্যান্য ট্রান্সডিউসার প্রযুক্তির তুলনায় বৃহত্তর ব্যান্ডউইথ প্রদানকারী ট্রান্সডিউসার অ্যারেতে বিপুল সংখ্যক সিএমইউটি অন্তর্ভুক্ত করা যেতে পারে। ছোট মাত্রার কারণে সিএমইউটি ব্যবহার করে উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি অপারেশন অর্জন করা সহজ। অস্ত্রোপচারের ফ্রিকোয়েন্সি নির্ভর করে কোষের আকার (ঝিল্লির গহ্বর) এবং ঝিল্লি হিসাবে ব্যবহৃত উপাদানের কঠোরতার উপর। যেহেতু এটি সিলিকোনে নির্মিত, তাই অন্যান্য ট্রান্সডিউসার প্রযুক্তির তুলনায় সিএমইউটি-র জন্য ইলেকট্রনিক্সের সংহতকরণ সহজ হবে। বড় ব্যান্ডউইথের সাথে উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সিতে ব্যবহার করার বৈশিষ্ট্যগুলি মেডিকেল ইমেজিংয়ে ট্রান্সডিউসার হিসাবে ব্যবহার করা ভাল পছন্দ করে তোলে, বিশেষত একটি ইন্ট্রাভাসকুলার আল্ট্রাসাউন্ডে (আইভিইউএস)। এর বিস্তৃত ব্যান্ডউইথের কারণে, এটি দ্বিতীয়-হারমোনিক ইমেজিংয়ে ব্যবহার করা যেতে পারে। এছাড়াও সিএমইউটিগুলিকে হাইড্রোফোন হিসাবে ব্যবহার করার জন্য কিছু পরীক্ষা-নিরীক্ষা করা হয়েছে। ফ্যাব্রিকেশন পদ্ধতি স্যাক্রিফিকিয়াল রিলিজ সারফেস মাইক্রোমেচিনিং সারফেস মাইক্রোমেচিনিং হল সিএমইউটি তৈরির ঐতিহ্যবাহী উপায়। এই পদ্ধতির প্রধান সীমাবদ্ধতাগুলির মধ্যে রয়েছে উৎসর্গীকৃত উপাদানের খোদাই/নিষ্কাশন চ্যানেলগুলি নির্মাণ এবং সীলমোহর করার জন্য জটিল উৎপাদন প্রক্রিয়া; উৎসর্গীকৃত-মুক্ত চ্যানেলগুলির প্রয়োজনীয়তা ট্রান্সডিউসারগুলির জন্য উপলব্ধ স্থান হ্রাস করে, যার ফলে অর্জনযোগ্য শব্দ উৎপাদনের ক্ষমতা হ্রাস পায়; উৎপাদন প্রক্রিয়া চলাকালীন স্তরগুলির পুরুত্বের সীমিত নিয়ন্ত্রণ; কোষ গহ্বরের অভ্যন্তরে তরল অবশিষ্টাংশের কারণে সীমিত গহ্বর পুরুত্ব, যা কোষের উপরের এবং নীচের অংশগুলির মধ্যে সেলাইয়ের কারণ হতে পারে, যদি কোষটি যথেষ্ট পুরু না হয়। ওয়েফার বন্ধন সবচেয়ে জনপ্রিয় পদ্ধতি। এই পদ্ধতিতে, দুটি পৃথক ওয়েফার থেকে একটি সিএমইউটি তৈরি করা হয়, যা পরে গহ্বর সহ কোষ অর্জনের জন্য আবদ্ধ হয়। ফিউশন-বন্ধন ফিউশন-বন্ধন ওয়েফার। মাল্টি-ইউজার এমইউএমপিএস (পলিএমইউএমপিএস) প্রক্রিয়া। বহু-ব্যবহারকারী এম. ইউ. এম. পি. এস-এ নির্মিত সি. এম. ইউ. টি-গুলির কার্যকারিতা হ্রাস পেয়েছে বলে জানা গেছে, যেমন তুলনামূলকভাবে কম অনুরণন ফ্রিকোয়েন্সি। অ্যানোডিক বন্ধনে, ওয়েফারগুলি উচ্চ তাপমাত্রায় এবং বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের উপস্থিতিতে সিল করা হয়। টপ-ডাউন প্রক্রিয়া এই পদ্ধতিতে প্রচলিত পদ্ধতির তুলনায় বিপরীত ক্রমে উৎপাদন করা হয়। কাঠামোগত ঝিল্লি সিলিকন-নাইট্রাইড এল. পি. সি. ভি. ডি-তে থাকে, তবে পুরো প্রক্রিয়াটি কম তাপমাত্রার, তাই এটি সি. এম. ও. এস-সামঞ্জস্যপূর্ণ। যন্ত্রটির বিকিরণকারী পৃষ্ঠে কোনও খোদাই-গর্ত নেই। সিলিকোনে ভি. আই. এ-র মাধ্যমে ব্যবহার না করে সংযোগ প্যাডগুলি যন্ত্রের পিছনে থাকে এবং সিলিকন স্তরটি সম্পূর্ণরূপে অপসারণ করা হয়। যন্ত্রের অ্যাকোস্টিক পারফরম্যান্স উন্নত করতে একটি কাস্টম অ্যাকোস্টিক ব্যাকিং ব্যবহার করা হয়। প্রক্রিয়াটি কয়েকটি মাস্ক (7-8) ব্যবহার করে। বৈদ্যুতিক বর্তনীর সঙ্গে সংহতকরণ আগে যেমন উল্লেখ করা হয়েছে, পাইজোইলেক্ট্রিক ট্রান্সডিউসারের তুলনায় সিএমইউটি-র একটি উল্লেখযোগ্য সুবিধা হল বিদ্যমান উৎপাদন পদ্ধতি ব্যবহার করে বৈদ্যুতিক বর্তনীর সঙ্গে সিএমইউটি-কে সংহত করার ক্ষমতা। পিচ-ক্যাচ এবং পালস-ইকো পরীক্ষা-নিরীক্ষা ব্যবহার করে সিএমইউটি পারফরম্যান্সের মাপকাঠি নির্ধারণ করা হয় এবং বাতাসে এবং নিমজ্জনে ক্রিয়াকলাপের অভিন্নতা পরীক্ষা করা হয়। একটি পিচ-ক্যাচ পরীক্ষায়, ট্রান্সডিউসারকে একটি হাইড্রোফোন ব্যবহার করে বেঞ্চমার্ক করা হয় এবং একটি পালস-ইকো পরীক্ষায়, পরিমাপ করা সংকেতকে হাইড্রোফোন প্রতিক্রিয়ার সাথে তুলনা করার সময় ট্রান্সডিউসারটি প্রেরণ এবং গ্রহণ উভয়ের জন্যই ব্যবহৃত হয়। অ্যাপ্লিকেশন সি. এম. ইউ. টি-অন-সি. এম. ও. এস প্রযুক্তি এবং ফ্লিপ-চিপ প্রক্রিয়া ফ্রন্ট-এন্ড ইলেকট্রনিক্সের সাথে সি. এম. ইউ. টি-র শক্ত সংহতকরণের অনুমতি দেয়, যা আই. ভি. ইউ. এস-এর মতো ক্ষুদ্র মেডিকেল ইমেজিং ডিভাইসের জন্য প্রয়োজনীয়। রেফারেন্স বাহ্যিক লিঙ্ক সিএমইউটি-র সঙ্গে আল্ট্রাসাউন্ড প্রচারের জন্য সিমুলেশন সফ্টওয়্যারঃ ফিল্ড-2 ফোকাস আল্ট্রাসাউন্ড ট্রান্সডিউসার