來(lái)源：半導(dǎo)體芯科技編譯

在2022年IEEE國(guó)際超聲學(xué)研討會(huì)上，納米電子和數(shù)字技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)先研究和創(chuàng)新中心imec展示了與平板顯示器（FPD）工藝技術(shù)兼容的壓電微機(jī)械超聲波傳感器（pMUT）陣列。該陣列展示了空氣中超過(guò)1kPa的聲學(xué)壓力，這一壓力水平與實(shí)現(xiàn)空氣中觸覺(jué)和定向聲音有關(guān)。從基于晶圓的工藝轉(zhuǎn)向與FPD兼容的工藝，為pMUT技術(shù)在智能手機(jī)和汽車(chē)儀表盤(pán)等新形態(tài)因素中整合未來(lái)的空中應(yīng)用做好了準(zhǔn)備，如振動(dòng)觸覺(jué)、飛行時(shí)間（3D）感應(yīng)或手勢(shì)識(shí)別。這項(xiàng)技術(shù)可用于在汽車(chē)和消費(fèi)者應(yīng)用中創(chuàng)建無(wú)觸摸、互動(dòng)的屏幕，或用于游戲。

超聲波技術(shù)可用于為智能系統(tǒng)配備觸覺(jué)反饋，使用戶有觸摸感。在空中觸覺(jué)的情況下，超聲波產(chǎn)生一個(gè)局部壓力場(chǎng)，使用戶在不接觸物體的情況下 "感覺(jué) "到輕盈的感覺(jué)。這種應(yīng)用需要在低超聲波頻率下的高壓。

目前的解決方案包括：一方面，大的標(biāo)準(zhǔn)壓電元件產(chǎn)生相對(duì)較高的頻率，阻礙了與用戶的精確互動(dòng)。另一方面，小型硅基微機(jī)械傳感器陣列僅在小范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)短距離的觸覺(jué)反饋。我們與FPD兼容的薄膜pMUT技術(shù)在本質(zhì)上與顯示器制造技術(shù)更加兼容。因此，它為未來(lái)領(lǐng)域和深度經(jīng)驗(yàn)的應(yīng)用鋪平了道路。

Imec的這款FPD兼容薄膜pMUT陣列，現(xiàn)在填補(bǔ)了大量中空應(yīng)用的低頻、高壓設(shè)備的空白。我們?cè)?00至400KHz的諧振頻率范圍內(nèi)展示了空氣中約1.5KpPa的峰值壓力，復(fù)制了在其基于硅晶圓平臺(tái)上成功展示的中空觸覺(jué)反饋的性能指標(biāo)。

"目前，我們?yōu)楦信d趣的各方提供FPD技術(shù)的晶圓級(jí)演示和原型解決方案。此外，我們正在尋找大規(guī)模生產(chǎn)大尺寸面板和板材的合作伙伴關(guān)系，”imec MEMS超聲項(xiàng)目總監(jiān)Erwin Hijzen說(shuō)。

"將我們的pMUT技術(shù)整合到大型面板和顯示器中的可能性，是我們實(shí)現(xiàn)大尺寸傳感器表面愿景的一個(gè)關(guān)鍵里程碑。我們從用于體內(nèi)成像的超聲傳感器開(kāi)始，現(xiàn)在轉(zhuǎn)移到空氣中的應(yīng)用，如觸覺(jué)。" imec的傳感器和執(zhí)行器研究員Xavier Rottenberg總結(jié)道。

審核編輯 黃昊宇