The invention discloses an ultrasonic fingerprint sensor and a manufacturing method thereof. The method comprises the following steps: forming an CMOS circuit; and forming an ultrasonic transducer on the CMOS circuit. In this method, the steps of forming an ultrasonic transducer include forming a template layer; forming a first opening in the template layer; forming a first stop layer on the template layer; the first stop layer is conformally covering the template layer; a sacrificial layer is formed on the first stop layer and the first opening is filled at the sacrificial layer; on the first stop layer and the sacrificial layer. The second stop layer is formed, and the second stop layer covers the sacrificial layer; the piezoelectric stack is formed on the second stop layer; at least one second opening through the piezoelectric stack reaches the sacrificial layer; and a cavity is formed by at least one second opening to remove the sacrificial layer, in which the first stop layer and the second stop layer are together around the cavity. The method forms cavity after forming piezoelectric stack, thereby improving product yield and reliability.
【技术实现步骤摘要】
超声波指纹传感器及其制造方法
本专利技术涉及指纹传感器，更具体地，涉及超声波指纹传感器及其制造方法。
技术介绍
生物特征识别是用于区分不同生物特征的技术，包括指纹、掌纹、脸部、DNA、声音等识别技术。指纹是指人的手指末端正面皮肤上凹凸不平的纹路，纹路有规律的排列形成不同的纹型。指纹识别指通过比较不同指纹的细节特征点来进行身份鉴定。由于具有终身不变性、唯一性和方便性，指纹识别的应用越来越广泛。在指纹识别中，采用传感器获取指纹图像信息。根据工作原理的不同，指纹传感器可以分为光学、电容、压力、超声传感器。光学传感器体积较大，价格相对高，并且对于指纹的干燥或者潮湿状态敏感，属于第一代指纹识别技术。光学指纹识别系统由于光不能穿透皮肤表层，所以只能通过扫描手指皮肤的表面，不能深入到真皮层。这种情况下，手指的干净程度直接影响识别的效果，如果用户手指上粘了较多的灰尘、汗液等，可能就会出现识别出错的情况。并且，如果人们按照手指做一个指纹手摸，也可能通过识别系统。因此，对于用户而言，光学传感器的使用存在着安全性和稳定性方面的问题。电容指纹传感器技术采用电容器阵列检测指纹的纹路，属于第二代指纹传感器。每个电容器包括两个极板。在手指触摸时，指纹的纹路位于极板之间，形成电介质的一部分，从而可以根据电容的变化检测指纹纹路。电容式指纹传感器比光学类传感器价格低，并且紧凑，稳定性高，在实际产品中的使用更有吸引力。例如，在很多手机中使用的指纹传感器即是电容式指纹传感器。然而，电容式指纹传感器有着无法规避的缺点，即受到温度、湿度、沾污的影响较大。作为进一步的改进，已经开发出第三代指纹传感器，...
【技术保护点】
1.一种制造超声波指纹传感器的方法，包括：形成CMOS电路；以及在所述CMOS电路上形成超声波换能器，所述CMOS电路与所述超声波换能器连接，用于驱动所述超声波换能器和处理所述超声波换能器产生的检测信号，其中，形成超声波换能器的步骤包括：形成模板层；在所述模板层中形成第一开口；在所述模板层上形成第一停止层，所述第一停止层共形地覆盖所述模板层；在所述第一停止层上形成牺牲层，所述牺牲层填充所述第一开口；在所述第一停止层和所述牺牲层上形成第二停止层，所述第二停止层覆盖所述牺牲层；在所述第二停止层上形成压电叠层；形成穿过所述压电叠层到达所述牺牲层的至少一个第二开口；以及经由所述至少一个第二开口去除所述牺牲层形成空腔，其中，所述第一停止层和所述第二停止层共同围绕所述空腔。
【技术特征摘要】
1.一种制造超声波指纹传感器的方法，包括：形成CMOS电路；以及在所述CMOS电路上形成超声波换能器，所述CMOS电路与所述超声波换能器连接，用于驱动所述超声波换能器和处理所述超声波换能器产生的检测信号，其中，形成超声波换能器的步骤包括：形成模板层；在所述模板层中形成第一开口；在所述模板层上形成第一停止层，所述第一停止层共形地覆盖所述模板层；在所述第一停止层上形成牺牲层，所述牺牲层填充所述第一开口；在所述第一停止层和所述牺牲层上形成第二停止层，所述第二停止层覆盖所述牺牲层；在所述第二停止层上形成压电叠层；形成穿过所述压电叠层到达所述牺牲层的至少一个第二开口；以及经由所述至少一个第二开口去除所述牺牲层形成空腔，其中，所述第一停止层和所述第二停止层共同围绕所述空腔。2.根据权利要求1所述的方法，在形成空腔之后，还包括：在所述压电叠层上采用涂覆法形成密封层，以封闭所述至少一个第二开口。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述密封层由选自聚对二甲苯、聚酰亚胺、氧化铝、氮化铝、氧化硅和氮化硅中的任一种组成。4.根据权利要求1所述的方法，其中，形成CMOS电路的步骤包括：在衬底上形成至少一个晶体管；以及在所述至少一个晶体管上形成布线层和层间介质层，其中，所述层间介质层覆盖所述布线层。5.根据权利要求4所述的方法，其中，形成压电叠层的步骤包括：在所述第二停止层上形成第一电极；在所述第一电极上形成压电层；以及在所述压电层上形成第二电极，其中，所述第一电极和所述第二电极分别接触所述压电层的下表面和上表面。6.根据权利要求5所述的方法，其中，形成所述压电叠层与所述CMOS电路之间的电连接的步骤包括：形成分别从所述第一电极和所述第二电极延伸至所述布线层的第一导电通道和第二导电通道。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一导电通道从所述压电层的上表面穿过所述压电层到达所述第一电极。8.根据权利要求7所述的方法，其中，形成所述第一导电通道和所述第二导电通道的步骤包括：在形成所述压电层之后，形成从所述压电层上表面到达所述布线层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侧壁上形成绝缘衬里；在所述压电层表面形成导电层，使得所述导电层填充所述第一通孔和所述第二通孔；以及将所述导电层图案化形成所述第一导电通道和所述第二导电通道。9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第一电极经由穿过所述压电层的第三通孔与所述第一导电通道彼此连接，所述第二电极由所述导电层图案化形成，并且与所述第二导电通道彼此连接。10.根据权利要求4所述的方法，其中，所述CMOS电路包括至少一个晶体管，所述压电层经由所述第一电极、所述第二电极、所述第一导电通道、所述第二导电通道和所述布线层连接至所述至少一个晶体管。11.根据权利要求5所述的方法，其中，所述压电层由选自氮化铝、偏聚氟乙烯、偏聚氟乙烯-三氟乙烯、锆钛酸铅压电陶瓷、铌酸锂压电陶瓷中的任意一种组成。12.根据权利要求11所述的方法，其中，在形成所述第二停止层的步骤和形成所述第一的步骤之间，还包括：在所述第二停止层上形成种子层，其中，所述压电层和所述种子层分别为氮化铝。13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个第二开口的横向尺寸为0.1微米至0.8微米。14.根据权利要求1所述的方法，其中，所述牺牲层由氧化硅组成。15.根据权利要求14所述的方法，其中，形成空腔的步骤包括采用气相蚀刻，其中采用的蚀刻气体为HF。16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述第一停止层和所述第二停止层分别由耐蚀材料组成。17.根据权利要求16所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：季锋，闻永祥，刘琛，周浩，
申请(专利权)人：杭州士兰微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33
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