Batch-compatible micromanufacturing of a CMUT array for optoacoustic imaging of tissue-like phantoms

Optoakustik görüntüleme olarak da adlandırılan fotoakustik görüntüleme (PAI), optik uyarılma sonucunda ortaya çıkan kontrast verilerine dayanan tıbbi görüntüleme teknolojisidir. PAI uygulamaları için kapasitif mikro-işlenmiş ultrason dönüştürücülerin (CMUT'lar) kullanılması daha önceden çalışılan bir alandır. Bu tezde, elektronik ve lazer fiber ışık kaynağı ile entegrasyon için gerekli çip alanını koruyan, elektronik aksamdan ve bir lazer fiber ışık kaynağından ayrı olarak dizayn edilmiş CMUT dizi tasarımının mikro üretim süreci kısmen tamamlanmıştır. CMUT dizilerinin yonga ölçekli mikrofabrikasyonu, yeni ve geleneksel MEMS mikrofabrikasyon işlemlerini bir arada kullanarak tamamlanmıştır. Üç ayrı fotolitografi maskesi kullanılarak Pyrex wafer üzerinde CMUT dizi boşlukları, alt elektrotlar ve yalıtım katmanı oluşturulmuştur. CMUT dizilerinin üst elektrotlarının ve üst taraflarının boşluk yüksekliklerinin oluşturulması için anodik alttaş bağlama yöntemi kullanılmıştır. Pyrex alttaşlar ve SOI alttaşlar arasında anodik alttaş bağlama için süreç geliştirme deneyleri yapılmıştır. Pyrex alttaşlar, anodik alttaş bağlama işleminden önce plazma aşındırma, ıslak aşındırma, metal kaplama, yalıtım katmanı kaplama ve yalıtım katmanı desenleme ile işlenmiştir. SOI alttaşlar ise üzerlerinde herhangi bir işlem yapılmadan kullanılmıştır. Pyrex alttaşlar ve SOI alttaşlar, geliştirilmiş anodik alttaş bağlama işlemleri ile anodik olarak birbirine bağlanmıştır. CMUT dizisi yongalarının mikro üretiminin tam olarak tamamlanmasından sonra, bu CMUT dizisi yongaları ASIC yongaları ile entegre edilecektir. Ardından, CMUT dizi yongaları ve ASIC yongaları, geleneksel bir baskılı devre kartı (PCB) ile birleştirilecektir. Bu entegre CMUT dizi yongaları, ASIC yongaları ve PCB, optoakustik görüntüleme için kullanılması planlanan mekanik olarak sağlam, el ile tutulabilir bir probun içinde bir fiber lazer ışık kaynağı ile entegre edilecektir. Bu CMUT dizisi mikro üretim çalışmasının ana amacı, el ile tutulabilen bir görüntüleme probu kullanılarak doku benzeri bir fantomun görüntülenmesi için gerekli bileşenlerden birinin geliştirilmesine önemli ölçüde katkıda bulunmaktır.