研究目的
研究一种新型压电微机械超声换能器（PMUT）架构，以降低工艺变化对谐振频率精度的影响。
研究成果
所提出的环形锚定技术显著降低了工艺变化对PMUT器件谐振频率的影响，使芯片间与芯片内的谐振频率标准偏差分别从101 kHz降至23 kHz、从20 kHz降至5.9 kHz。该方法已被证实能有效应用于距离测距场景。
研究不足
本研究仅限于PiezoMUMPs商用制造技术，可能无法直接适用于其他制造工艺。支撑结构尺寸对PMUT输出声功率的影响尚未充分探究。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用环形锚定技术来降低工艺变化对PMUT谐振频率的影响。使用COMSOL Multiphysics进行有限元仿真，以实现器件设计并预测工艺变化的影响。
2：样本选择与数据来源：
采用PiezoMUMPs商业制造技术制备了16个芯片，每个芯片包含12个PMUT器件，分为两种不同拓扑结构。
3：实验设备与材料清单：
EP6级联探针台、E5061B是德科技PNA网络分析仪、GSG探针、THORLABS平移台。
4：实验步骤与操作流程：
通过测量器件两个电极之间的s12散射参数获取谐振频率。使用频率为1.4 MHz、幅度为60 Vpp的4周期正弦波进行测距。
5：4 MHz、幅度为60 Vpp的4周期正弦波进行测距。 数据分析方法：
5. 数据分析方法：通过比较有无环形锚定的PMUT器件的谐振频率变化，评估所提出锚定拓扑结构的有效性。
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E5061B Keysight PNA Network Analyzer
E5061B
Keysight
Used in combination with GSG probes for measuring the resonant frequency of the devices.
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EP6 Cascade Probe Station
EP6
Cascade
Used for measuring the resonant frequency of the devices by acquiring the s12 scattering parameter between both device electrodes.
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GSG probes
Used in combination with the E5061B Keysight PNA Network Analyzer for measuring the resonant frequency of the devices.
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THORLABS translation stage
THORLABS
Used to mount a supporting PCB in vertical position for ranging measurements.
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