Batch-compatible micromanufacturing of a CMUT array for optoacoustic imaging of tissue-like phantoms
Doku benzeri fantomların optoakustik görüntülenmesi için CMUT dizilerinin toplu mikro üretimi
- Tez No: 687031
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET YILMAZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 103
Özet
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.
Özet (Çeviri)
Photoacoustic imaging (PAI), also named optoacoustic imaging, is a technology for medical imaging that relies on contrast data due to optical stimulation. Capacitive micromachined ultrasound transducers (CMUTs) are previously introduced for PAI applications. In this thesis, the provided CMUT array design has been partially micro-manufactured separately from electronics and a laser fiber light source while reserving the necessary chip space for integration with electronics and laser fiber light source. Batch compatible wafer-scale microfabrication of CMUT arrays was done by a combination of novel as well as traditional MEMS microfabrication processes. CMUT array gaps, bottom electrodes, and insulation layer were formed on the Pyrex wafer using three separate photolithography masks. Anodic wafer bonding method is used for the formation of the top electrodes and top side of the gap heights of CMUT arrays. Process development for anodic wafer bonding between Pyrex wafers and SOI wafers has been done, where the Pyrex wafers have been previously processed with plasma etching, wet etching, metal stack deposition, insulation layer deposition, and insulation layer patterning, while SOI wafers have been used as received. Pyrex wafers and SOI wafers were anodically bonded to each other with developed anodic wafer bonding processes. After full completion of the micromanufacturing of the CMUT array chips, these CMUT array chips will be integrated with ASIC chips. Then, CMUT array chips and ASIC chips will be combined with a traditional printed circuit board (PCB). These integrated CMUT array chips, ASIC chips, and PCB are going to be integrated with a fiber laser light source inside a mechanically robust hand-held probe that is planned to be used for optoacoustic imaging. The main goal of this CMUT array micromanufacturing study is to significantly contribute to the development of one of the necessary components for imaging of a tissue like-phantom using a hand-held imaging probe.
Benzer Tezler
- Batch-compatible microfabrication of CMUT array chips for photoacoustic imaging of tissue-like phantoms (part-II)
Doku benzeri fantomların fotoakustik görüntülenmesi için cmut dizin yongaların ölçeklenebilir mikro üretimi (2. bölüm)
MUHAMMAD RASHID MAHMOOD
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Mühendislik Bilimleriİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. MEHMET YILMAZ
- Batch-compatible integration of nanowires with uniaxial micro tensile testing platforms
Başlık çevirisi yok
MEHMET YILMAZ
Doktora
İngilizce
2013
Makine MühendisliğiColumbia UniversityMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. JEFFREY W. KYSAR
- Silicon-based nanowires: Top-down fabrication and mechanical behavior
Başlık çevirisi yok
MUSTAFA YILMAZ
Doktora
İngilizce
2018
Makine MühendisliğiKoç ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BURHANETTİN ERDEM ALACA
- Scale dependency of heat transfer modes, fabrication of si nanowires and their integration with MEMS
Isı aktarım şekillerinin ölçek ile bağlantısı, si nanotel imalatı ve nanotellerin MEMS ile birleştirimi
ÖZGÜR ÖZSUN
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
Makine MühendisliğiKoç ÜniversitesiMakine Mühendisliği Bölümü
YRD. DOÇ. DR. ERDEM ALACA
- Integration of silicon nanowires with 3D devices: Fabrication and modeling
Başlık çevirisi yok
MOHAMMAD NASR ESFAHANI
Doktora
İngilizce
2017
Makine MühendisliğiKoç ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BURHANETTİN ERDEM ALACA