[發明專利]一種超聲波指紋采集器件及其制備方法

在審

• 申請號: 201710015111.3
• 申請日: 2017-01-09
• 公開（公告）號: CN106711320A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 任天令;陳源泉;楊軼
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H01L41/053
• 分類號: H01L41/053;H01L41/08;H01L41/23;H01L41/29;G06K9/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 李相雨

技術領域

本發明涉及指紋圖像采集技術領域，具體涉及一種超聲波指紋采集器件及其制備方法。

背景技術

每個人的指紋在形狀、斷點和紋路上各不相同，是唯一且終生不變的，依靠這種唯一性和穩定性，創造出了指紋識別技術，進行指紋識別首先就必須擁有準確高校的指紋采集裝置進行指紋采集。指紋采集技術是一種獲取人的指紋圖案的技術，現有的指紋采集技術主要有光學識別技術、電容式技術等。

光學指紋傳感器主要是利用光的折攝和反射原理，將手指放在光學鏡片上，手指在內置光源照射下，光從底部射向三棱鏡，并經棱鏡射出，射出的光線在手指表面指紋凹凸不平的線紋上折射的角度及反射回去的光線明暗就會不一樣。用棱鏡將其投射在電荷耦合器件上CMOS或者CCD上，進而形成脊線(指紋圖像中具有一定寬度和走向的紋線)呈黑色、谷線(紋線之間的凹陷部分)呈白色的數字化的、可被指紋設備算法處理的多灰度指紋圖像。其優點是抗靜電能力強，產品成本低，使用壽命長，但是具有無法進行活體指紋鑒別、對干濕手指的適用性差等缺點。

電容式指紋傳感器是在一塊集成有成千上萬半導體微電容的平板，手指貼在其上與其構成了電容的另一極板，由于手指平面凸凹不平，指紋的脊和谷與平板接觸的實際距離大小就不一樣，形成的電容數值也就不一樣，設備根據這個原理將采集到的不同的數值匯總，就完成了指紋的采集。該技術是目前在移動設備上應用最廣泛的指紋采集技術，具有成像快，成本低的優點，但同樣具有無法進行活體指紋鑒別、對干濕手指的適用性差、對含有污垢的手指適用性差等缺點。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明提一種超聲波指紋采集器件及其制備方法，應用該超聲波指紋采集器件的采集指紋過程可靠且高效，該指紋采集器件的適用性強，能夠進行活體指紋鑒別、同時能夠可靠且有效的識別干濕手指及含有污垢的手指，提高了指紋識別的效率及準確性。

為解決上述技術問題，本發明提供以下技術方案：

一方面，本發明提供了一種超聲波指紋采集器件，所述器件包括：由下至上依次連接的基底、超聲波陣列層及封裝層；

所述超聲波陣列層成型在所述基底的頂面，且所述超聲波陣列層與位于所述器件外部的基板電連接；

所述封裝層成型在所述超聲波陣列層上，且所述封裝層包括：用于貼合手指指紋的剛性保護層，以及，成型在所述剛性保護層與所述超聲波陣列層之間的耦合層；

所述器件還包括：成型在所述基底與超聲波陣列層之間的上絕緣層、成型在所述基底底部的下絕緣層、以及部分成型在所述超聲波陣列層與所述封裝層之間的絕緣鈍化層，且上絕緣層、下絕緣層及絕緣鈍化層均為二氧化硅層。

進一步的，所述超聲波陣列層包括：由下至上依次連接的黏附層、下電極、壓電層及上電極；

所述黏附層成型在所述上絕緣層上；

所述下電極成型在所述黏附層上；

所述壓電層成型在所述下電極上，且所述壓電層的層表面為陣列單元圖形；

所述上電極成型在所述壓電層上，且所述上電極經設置在絕緣鈍化層的窗口，用引線與位于所述器件外部的基板電連接；

其中，所述黏附層為鈦層，所述下電極的材質為鉑，所述壓電層為鋯鈦酸鉛薄膜層或氮化鋁薄膜層，所述上電極的材質為鋁。

進一步的，所述基底的底面成型有未與所述上絕緣層的底面接觸的矩形振動腔，且所述基底為圓形的硅片。

另一方面，本發明還提供了一種超聲波指紋采集器件的制備方法，所述方法包括：

步驟1.分別在選取的基底的兩面形成絕緣層；

步驟2.在位于所述基底頂面的絕緣層上依次形成黏附層、下電極及壓電層；

步驟3.對所述壓電層進行圖形化處理，并在經圖形化處理后的所述壓電層上形成上電極；

步驟4.在成型有所述上電極的當前器件的上表面形成絕緣鈍化層，并在所述絕緣鈍化層上刻蝕得到窗口，使得所述上電極自所述窗口內露出，以及將所述上電極引出至預設的基板上；

步驟5.在位于所述基底的底面的絕緣層上形成未與所述基底的底面接觸的振動腔；

步驟6.在成型有所述絕緣硅鈍化層的器件表面上依次形成耦合層及剛性保護層，完成所述指紋采集器件的制備。

進一步的，所述步驟1包括：

步驟1-1.選取圓形的硅片作為所述指紋采集器件的基底；