超声波指纹感应及传感器制造制造技术

所公开的是用于提供电子设备中基于超声波成像技术的指纹传感器的系统、设备和方法，以及用于制作基于超声波的指纹传感器的制造技术。在一些方面，超声波指纹传感器设备包括中间层，耦合至基底芯片，该基底芯片包括在基底芯片的表面处具有导电触头的集成电路，该中间层包括形成于基底芯片上的绝缘层和耦合至导电触头并穿过该绝缘层的沟道电极结构的相应阵列，其中该沟道电极结构在绝缘层的顶表面处或顶表面上方终止以提供底部电极；多个超声波换能器元件，包括耦合至底部电极的声波换能器材料；以及多个顶部电极，位于超声波换能器元件上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超声波指纹感应及传感器制造相关申请的交叉引用本专利文件要求于2017年5月1日提交的专利技术名称为“超声波指纹感应及传感器制造”的美国临时专利申请No.62/492,875的优先权和权益。上述专利申请的全部内容通过引用结合作为本专利文件的公开内容的一部分。
本专利文件涉及在电子设备或系统中指纹感应以及执行其他参数测量的一个或多个感应操作，该电子设备或系统包括诸如移动设备或可穿戴设备的便携式设备以及更大的系统。
技术介绍
各种传感器在电子设备或系统中的实现可以提供某些期望的功能。只有授权的用户才能被识别并且与非授权用户区进行区分的计算机和计算机控制的设备或系统的安全访问的需求越来越大。例如，移动电话、数码相机、平板电脑、笔记本电脑和其他便携式电子设备在个人、商业和政府的使用中越来越普及。供个人使用的便携式电子设备可以配备一个或多个安全机制，仅限于授权用户访问，以便保护用户的隐私或可用于此设备的信息。用于组织或企业的计算机或计算机控制的设备或系统可以被保护为仅允许授权人员访问，以保护组织或企业的设备或系统的信息或者设备使用。存储在便携式设备和计算机控制的数据库、设备或系统中的信息可以具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声波指纹传感器设备，包括：中间层，耦合至基底芯片，所述基底芯片包括在所述基底芯片的表面处具有导电触头的集成电路，所述中间层包括形成于所述基底芯片上的绝缘层和耦合至所述导电触头并穿过所述绝缘层的沟道电极结构的相应阵列，其中所述沟道电极结构在所述绝缘层的顶表面处或顶表面上方终止以提供底部电极；多个超声波换能器元件，包括耦合至所述底部电极的声波换能器材料；以及多个顶部电极，位于所述超声波换能器元件上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.05.01 US 62/492,8751.一种超声波指纹传感器设备，包括：中间层，耦合至基底芯片，所述基底芯片包括在所述基底芯片的表面处具有导电触头的集成电路，所述中间层包括形成于所述基底芯片上的绝缘层和耦合至所述导电触头并穿过所述绝缘层的沟道电极结构的相应阵列，其中所述沟道电极结构在所述绝缘层的顶表面处或顶表面上方终止以提供底部电极；多个超声波换能器元件，包括耦合至所述底部电极的声波换能器材料；以及多个顶部电极，位于所述超声波换能器元件上。2.如权利要求1所述的设备，还包括：填充材料，填充于所述绝缘层上的所述超声波换能器元件之间的间隙中。3.如权利要求2所述的设备，其中所述填充材料包括环氧树脂或凝胶中的一种或多种。4.如权利要求1所述的设备，其中所述声波换能器材料包括包含锆钛酸铅PZT、氮化铝AlN、磷酸镓、石英、电气石、铌镁酸铅-钛酸铅PMN-PT的压电晶体。5.如权利要求1所述的设备，其中所述基底芯片包括CMOS设备。6.如权利要求1所述的设备，其中所述绝缘层包括氧化硅。7.如权利要求1所述的设备，其中所述多个超声波换能器元件包括换能器元件的二维阵列，所述阵列的每个换能器元件位于各自的底部电极上方。8.如权利要求1所述的设备，其中所述多个超声波换能器元件包括位于底部电极组上方的换能器元件的一维阵列。9.如权利要求1所述的设备，其中所述超声波指纹传感器设备可操作为在所述多个超声波换能器元件处向目标体积发送声波探测信号并接收从所述目标体积反射的返回声波信号，其中所述顶部电极耦合至驱动器电路以控制所述超声波换能器元件的动作，从而生成所述声波探测信号，并且超声波换能器元件耦合至接收器电路以处理接收的返回声波信号。10.如权利要求1所述的设备，其中所述超声波指纹传感器设备可操作为向目标体积发送声波探测信号，所述顶部电极耦合至驱动器电路以控制所述超声波换能器元件的动作，从而生成所述声波探测信号，所述设备还包括：多个第二超声波换能器元件，包括位于所述基底芯片下方的声波换能器材料；以及第二中间层，耦合至第二基底芯片，所述第二基底芯片包括在所述第二基底芯片的表面处具有第二导电触头的第二集成电路，所述第二中间层包括形成于所述第二基底芯片上的第二绝缘层和耦合至所述第二导电触头并穿过所述第二绝缘层的第二沟道电极结构的相应阵列，所述第二沟道电极结构在所述第二绝缘层的顶表面处或顶表面上方终止以提供第二底部电极，并且所述第二电极与所述第二超声波换能器元件耦合。11.一种用于制造超声波指纹传感器设备的方法，所述方法包括：在基底芯片上制作包括底部电极阵列和绝缘层的中间保护结构；在所述中间保护结构上形成声波换能器材料层；通过切割或刻蚀已形成的换能器材料层，在所述中间保护结构上制作换能器元件，以产生所述换能器元件，其中所述绝缘层包括的厚度使得：在所述切割或刻蚀所述已形成的声波换能器材料层的过程中，所述中间保护结构的部分承受减损，而对下面的基底芯片没有任何损坏；以及在制作的换能器元件上制作顶部电极。12.如权利要求11所述的方法，其中所述绝缘层包括氧化硅。13.如权利要求11所述的方法，其中所述声波换能器材料包括包含锆钛酸铅PZT、氮化铝AlN、磷酸镓、石英、电气石、铌镁酸铅-钛酸铅PMN-PT的压电晶体。14.如权利要求11所述的方法，其中所述基底芯片包括CMOS设备。15.如权利要求11所述的方法，还包括：在所述绝缘层上方的所述制作的换能器元件之间的间隙中添加填充材料。16.如权利要求15所述的方法，其中所述填充材料包括环氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：何毅，皮波，
申请(专利权)人：深圳市汇顶科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44