有機強誘電体薄膜については、目標の特性が得られるようにはなっていたものの、再現性等の実用化に必要な検討が不足していた。そこで、湿度制御した環境下で種々の溶媒を用いて有機強誘電体薄膜の作製を行い、安定に特性が得られる条件の探索を行った。その結果、環境中の湿度が溶媒への可溶性に影響を及ぼすこと、可溶性の高い溶媒を用いることで圧電特性が向上することを見出した。
また、トランスデューサ試作評価においては、送受混載方式について検討した。令和元年度に作製した8ch小規模混載アレイ用CMOSチップは外部光によるノイズ、アンプバイアスレベルのばらつきの課題があった。本年度はこの課題を対策するため、Deep N-wellすべてに遮光機能を付与し、Negative-FeedBackを用いてトランジスタばらつに改良を施した同規模のCMOSチップを設計製作した。
実用規模の送受素子混載MEMS構造の試作のため、MEMS基板とCMOS基板の接合プロセスの残課題について対策を行った。MEMS基板とCMOS基板との導通と接合を同時に担うTSV（Si貫通電極）作製時のメッキ成長速度が、トランスデューサ放射面全体に渡り均一となようなロバストプロセスを開発した。また同メッキ接合時には全素子を一時的に導通短絡化し一括で全TSVを作製している。各素子は最終的には独立駆動できるよう非短絡化する必要があり、基板接合後の非短絡化技術を新たに開発した。さらにMEMS基板とCMOS基板の接合後に相互電極パッド位置のアライメント精度を、赤外光を用いて非破壊的に評価する手法を開発した。
送受相補型トランスデューサの高感度化原理実証を目的とし、送信素子チップと受信素子チップを独立に作製し、それらを近接配置させたテストデバイスを作製した。送信チップから放射した超音波を水中剛体板で反射させ、受信チップで受信することによって、送受信往復感度の評価を行った。その結果、本提案のトランスデューサー構造が、同様の周波数帯域を持つ市販超音波トランスデューサと比較し、約29dB（28倍）高感度であることを確認した。
本年度当初計画では、送受相補型圧電MEMSトランスデューサアレイの試作を行い、送受信感度特性評価から、既存市販プローブ感度に対する優位性を検証する計画であった。しかしながら新型コロナウイルスの感染拡大の影響に伴い、開発計画の見直しを余儀なくされた。特に予定していた試作トランスデューサによる有用性画像評価については次年度に順延した。