[發明專利]超聲波指紋傳感器及其制造方法

在審

• 申請號: 201810016576.5
• 申請日: 2018-01-08
• 公開（公告）號: CN108363950A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 季鋒;聞永祥;劉琛;周浩
• 申請（專利權）人: 杭州士蘭微電子股份有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 北京成創同維知識產權代理有限公司 11449
• 代理人: 蔡純;張靖琳

1.一種制造超聲波指紋傳感器的方法，包括：

形成CMOS電路；以及

在所述CMOS電路上形成超聲波換能器，所述CMOS電路與所述超聲波換能器連接，用于驅動所述超聲波換能器和處理所述超聲波換能器產生的檢測信號，

其中，形成超聲波換能器的步驟包括：

形成模板層；

在所述模板層中形成第一開口；

在所述模板層上形成第一停止層，所述第一停止層共形地覆蓋所述模板層；

在所述第一停止層上形成犧牲層，所述犧牲層填充所述第一開口；

在所述第一停止層和所述犧牲層上形成第二停止層，所述第二停止層覆蓋所述犧牲層；

在所述第二停止層上形成壓電疊層；

形成穿過所述壓電疊層到達所述犧牲層的至少一個第二開口；以及

經由所述至少一個第二開口去除所述犧牲層形成空腔，

其中，所述第一停止層和所述第二停止層共同圍繞所述空腔。

2.根據權利要求1所述的方法，在形成空腔之后，還包括：

在所述壓電疊層上采用涂覆法形成密封層，以封閉所述至少一個第二開口。

3.根據權利要求2所述的方法，其中，所述密封層由選自聚對二甲苯、聚酰亞胺、氧化鋁、氮化鋁、氧化硅和氮化硅中的任一種組成。

4.根據權利要求1所述的方法，其中，形成CMOS電路的步驟包括：

在襯底上形成至少一個晶體管；以及

在所述至少一個晶體管上形成布線層和層間介質層，

其中，所述層間介質層覆蓋所述布線層。

5.根據權利要求4所述的方法，其中，形成壓電疊層的步驟包括：

在所述第二停止層上形成第一電極；

在所述第一電極上形成壓電層；以及

在所述壓電層上形成第二電極，

其中，所述第一電極和所述第二電極分別接觸所述壓電層的下表面和上表面。

6.根據權利要求5所述的方法，其中，形成所述壓電疊層與所述CMOS電路之間的電連接的步驟包括：

形成分別從所述第一電極和所述第二電極延伸至所述布線層的第一導電通道和第二導電通道。

7.根據權利要求6所述的方法，其中，所述第一導電通道從所述壓電層的上表面穿過所述壓電層到達所述第一電極。

8.根據權利要求7所述的方法，其中，形成所述第一導電通道和所述第二導電通道的步驟包括：

在形成所述壓電層之后，形成從所述壓電層上表面到達所述布線層的第一通孔和第二通孔；

在所述第一通孔和所述第二通孔的側壁上形成絕緣襯里；

在所述壓電層表面形成導電層，使得所述導電層填充所述第一通孔和所述第二通孔；以及

將所述導電層圖案化形成所述第一導電通道和所述第二導電通道。

9.根據權利要求8所述的方法，其中，所述第一電極經由穿過所述壓電層的第三通孔與所述第一導電通道彼此連接，所述第二電極由所述導電層圖案化形成，并且與所述第二導電通道彼此連接。

10.根據權利要求4所述的方法，其中，所述CMOS電路包括至少一個晶體管，所述壓電層經由所述第一電極、所述第二電極、所述第一導電通道、所述第二導電通道和所述布線層連接至所述至少一個晶體管。

11.根據權利要求5所述的方法，其中，所述壓電層由選自氮化鋁、偏聚氟乙烯、偏聚氟乙烯-三氟乙烯、鋯鈦酸鉛壓電陶瓷、鈮酸鋰壓電陶瓷中的任意一種組成。

12.根據權利要求11所述的方法，其中，在形成所述第二停止層的步驟和形成所述第一的步驟之間，還包括：在所述第二停止層上形成種子層，其中，所述壓電層和所述種子層分別為氮化鋁。