[發明專利]電子設備、超聲波指紋識別裝置及其制造方法

有效

• 申請號: 201810477851.3
• 申請日: 2018-05-18
• 公開（公告）號: CN108764087B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 黃景澤;效燁輝;程泰毅;楊軍
• 申請（專利權）人: 上海思立微電子科技有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;B81C1/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;劉飛

本申請實施例提供了一種電子設備、超聲波指紋識別裝置及其制造方法，該方法包括：基于CMOS工藝形成信號處理器；在所述信號處理器的上表面形成絕緣層；在所述絕緣層上基于MEMS工藝形成壓電換能器，并將所述壓電換能器與所述信號處理器進行電性連接。本申請實施例可節約超聲波指紋識別裝置的制造成本。

技術領域

本申請涉及半導體制造技術領域，尤其是涉及一種電子設備、超聲波指紋識別裝置及其制造方法。

背景技術

目前，指紋識別技術已經成為生物識別領域的熱點之一，并廣泛應用于移動終端等電子設備。

其中，超聲指紋識別技術因其優點已成為主要的指紋識別技術之一。超聲指紋識別技術使用的識別單元為壓電超聲換能器。壓電超聲換能器的換能器區域為由底電極，壓電材料，頂電極，彈性層構成的薄膜結構。利用壓電材料的逆壓電效應，只要在壓電材料薄膜上下兩面的底電極和頂電極施加固定頻率的電壓，薄膜就會振動，產生聲波。聲波向介質中傳播，遇到手指的谷和脊，因為谷和脊聲阻抗的區別，會反射回來不同幅值、相位或頻率的聲波信號，反射回來的不同的聲波傳到薄膜表面，讓壓電材料產生不同的振動，壓電材料兩端就會產生不同幅值、相位或頻率的電壓，從而實現指紋信息的采集。

雖然從原理上看，超聲波指紋識別雖然具有更好的穿透力和更高的安全性，但與目前成熟的電容式指紋識別技術相比較，超聲波指紋識別器件制造工藝復雜、成本更高，從而制約了其大規模量產。具體而言，目前的超聲波指紋識別制造工藝分主要為三個部分：基于CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互補金屬氧化物半導體)工藝實現的信號處理器制造、基于MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微機電系統)工藝實現的壓電換能器芯片制造、以及將信號處理器和壓電換能器芯片通過晶圓鍵合工藝等集成，其中的壓電換能器芯片的制造和晶圓的鍵合工藝占據了大部分成本。

發明內容

本申請實施例的目的在于提供一種電子設備、超聲波指紋識別裝置及其制造方法，以降低超聲波指紋識別裝置制造成本。

為達到上述目的，一方面，本申請實施例提供了一種超聲波指紋識別裝置的制造方法，包括：

基于CMOS工藝形成信號處理器；

在所述信號處理器的上表面形成絕緣層；

在所述絕緣層上基于MEMS工藝形成壓電換能器，并將所述壓電換能器與所述信號處理器進行電性連接。

較佳的，在所述信號處理器的上表面形成絕緣層，包括：

基于沉積工藝在所述信號處理器的鈍化層上沉積絕緣層。

較佳的，所述在所述絕緣層上基于MEMS工藝形成壓電換能器，并將所述壓電換能器與所述信號處理器進行電性連接，包括：

在所述絕緣層上開設壓電換能器的空腔；

用犧牲材料填平所述空腔；

在所述絕緣層上形成壓電換能器的底電極及底電極連接部；所述底電極與所述空腔位置對應，所述底電極連接部與所述信號處理器的第一接觸點位置對應；

在所述底電極上形成壓電層；

在所述壓電層上形成壓電換能器的頂電極及頂電極連接部；所述頂電極與所述底電極配合對應，所述頂電極連接部與所述信號處理器的第二接觸點位置對應；

在所述底電極連接部與所述第一接觸點之間開設第一連接孔，并在所述頂電極連接部與所述第二接觸點之間開設第二連接孔；

在所述第一連接孔內形成第一接觸電極，用以電性連接所述底電極連接部與所述第一接觸點；并在所述第二連接孔內形成第二接觸電極，用以電性連接所述頂電極連接部與所述第二接觸點；