指纹识别模组及其制备方法、相关装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种指纹识别模组及其制备方法、相关装置，指纹识别模组包括感光薄膜晶体管基板，感光薄膜晶体管基板包括衬底基板、栅极层、导电层和用于感光的铁电材料层；栅极层位于衬底基板之上；铁电材料层位于栅极层之上，铁电材料层在衬底基板上的投影与栅极层在衬底基板上的投影部分或全部重叠；导电层位于铁电材料层之上，导电层在衬底基板上的投影与铁电材料层在衬底基板上的投影部分或全部重叠。本发明专利技术实施例中指纹识别模组中采用铁电材料层作为感光传感器替代传统材料制作的感光传感器，由于铁电材料中的内建场源于铁电材料中的铁电极化，因此突破了传统材料禁带对光伏电压的限制，从而提高了光学指纹识别模组的灵敏度。

Fingerprint identification module and its preparation method and related devices

The embodiment of the invention discloses a fingerprint recognition module, a preparation method and related devices thereof. The fingerprint recognition module includes a photosensitive thin film transistor substrate, which includes a substrate substrate, a gate layer, a conductive layer and a ferroelectric material layer for photosensitivity; the gate layer is on the substrate; the ferroelectric material layer is on the gate layer, and the ferroelectric material layer is on the substrate The projection on the board overlaps with the projection of the gate layer on the substrate in part or in whole; the conductive layer is located on the ferroelectric material layer, and the projection of the conductive layer on the substrate overlaps with the projection of the ferroelectric material layer on the substrate in part or in whole. In the fingerprint recognition module in the embodiment of the invention, the ferroelectric material layer is used as the photosensitive sensor instead of the photosensitive sensor made of the traditional material. Because the built-in field in the ferroelectric material originates from the ferroelectric polarization in the ferroelectric material, the limitation of the band gap of the traditional material on the photovoltaic voltage is broken, and the sensitivity of the optical fingerprint recognition module is improved.

【技术实现步骤摘要】
指纹识别模组及其制备方法、相关装置
本专利技术涉及光学指纹识别
，具体涉及一种指纹识别模组及其制备方法、相关装置。
技术介绍
目前，指纹识别技术已经广泛应用于平板、手机等中小尺寸面板中，指纹识别技术的发展过程中，指纹识别技术从电容式指纹识别技术到光学指纹识别技术发展。光学指纹识别技术采用光的反射原理，当手指放在感光传感器上方时，指纹的谷和脊对光的反射不一样，感光传感器所接收到的反射光强就不一样，产生不同大小的光电流，从而抓取指纹的特征点，进行人的身份识别。现有光学指纹识别技术采用的感光传感器主要式由PN结(PNjunction)、PIN二极管(PINDiode)构成，而这种基于PN结或PIN二极管的感光传感器制备工艺复杂且不够灵敏。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种指纹识别模组及其制备方法、相关装置，所述指纹识别模组中采用铁电材料层作为感光传感器替代传统材料制作的感光传感器，由于铁电材料中的内建场源于铁电材料中的铁电极化，存在于整个材料内部，突破了传统材料禁带对光伏电压的限制，从而提高了光学指纹识别模组的灵敏度。为解决上述问题，第一方面，本申请本专利技术一种指纹识别模组，所述指纹识别模组包括感光薄膜晶体管基板，所述感光薄膜晶体管基板包括衬底基板、栅极层、导电层和用于感光的铁电材料层；所述栅极层位于所述衬底基板之上；所述铁电材料层位于所述栅极层之上，所述铁电材料层在所述衬底基板上的投影与所述栅极层在所述衬底基板上的投影部分或全部重叠；所述导电层位于所述铁电材料层之上，所述导电层在所述衬底基板上的投影与所述铁电材料层在所述衬底基板上的投影部分或全部重叠。进一步的，所述铁电材料层中的铁电材料的禁带宽度范围为[1.631ev，3.179ev]。进一步的，所述铁电材料层中的铁电材料的禁带宽度范围为[2.500ev，2.700ev]。进一步的，所述铁电材料为铁酸铋(BiFeO3)。进一步的，所述导电层为氧化铟锡层。第二方面，本申请提供一种指纹识别装置；所述指纹识别装置包括第一方面中所述的指纹识别模组。进一步的，所述指纹识别装置包括多个显示屏，且所述多个显示屏中的至少一个显示屏内设置有所述指纹识别模组。第三方面，本申请提供一种指纹识别模组的制备方法，所述方法包括：提供衬底基板，在所述衬底基板上制备栅极层；在所述栅极层上制备铁电材料层，所述铁电材料层在所述衬底基板上的投影与所述栅极层在所述衬底基板上的投影部分或全部重叠；在所述铁电材料层上制备导电层，所述导电层在所述衬底基板上的投影与所述铁电材料层在所述衬底基板上的投影部分或全部重叠；将所述铁电材料层和导电层进行图案化处理。进一步的，在所述栅极层上制备铁电材料层包括：通过化学溶液法，在所述栅极层上制备铁电材料薄膜，形成铁电材料层。进一步的，所述化学溶液法采用的溶液包括醋酸铋、醋酸铁和丙酸。进一步的，所述溶液中还包括乙醇胺。有益效果:本专利技术实施例中通过提供一种指纹识别模组，指纹识别模组包括感光薄膜晶体管基板，感光薄膜晶体管基板包括衬底基板、栅极层、导电层和用于感光的铁电材料层；栅极层位于衬底基板之上；铁电材料层位于栅极层之上，铁电材料层在衬底基板上的投影与栅极层在衬底基板上的投影部分或全部重叠；导电层位于铁电材料层之上，导电层在衬底基板上的投影与铁电材料层在衬底基板上的投影部分或全部重叠，指纹识别模组中采用铁电材料层作为感光传感器替代传统材料制作的感光传感器，由于铁电材料中的内建场源于铁电材料中的铁电极化，存在于整个材料内部，而非PN结附近的耗尽层，因此突破了传统材料禁带对光伏电压的限制，从而提高了光学指纹识别模组的灵敏度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供一种指纹识别模组的一个实施例结构示意图。图2是本专利技术实施例提供一种BiFeO3极化后分离电子空穴对的一个实施例示意图。图3是本专利技术实施例提供一种感光薄膜晶体管工作区间的一个实施例示意图。图4是本专利技术实施例提供一种指纹识别模组的制备方法的一个实施例流程示意图。图5是本专利技术实施例提供一种指纹识别模组的制备方法的另一个实施例流程示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。指纹识别模组是利用了生物识别技术实现指纹识别，所谓生物识别技术就是，通过计算机与光学、声学、生物传感器和生物统计学原理等高科技手段密切结合，利用人体固有的生理特性，(如指纹、指静脉、人脸、虹膜等)和行为特征(如笔迹、声音、步态等)来进行个人身份的鉴定。由于人体特征具有人体所固有的不可复制的独一性，每个人包括指纹在内的皮肤纹路在图案、断点和交叉点上各不相同，呈现唯一性且终生不变。据此，我们就可以把一个人同他的指纹对应起来，通过将他的指纹和预先保存的指纹数据进行比较，就可以验证它的真实身份，这就是指纹识别技术。指纹识别模组中包括感光传感器，目前，指纹识别模组中采用的感光传感器主要是由PN结、PIN二极管构成，而这种基于PN结或PIN二极管的感光传感器制备工艺复杂且不够灵敏。具体是因为当光的能量hv大于感光传感器材料的禁带宽度Eg时，激发出电子-空穴对，由于PN结耗尽区内建电场的作用，使得电子-空穴对分离，从而产生光伏电压或光生电流，通过产生的光伏电压作用在TFT的栅极层上或者将光生电流通过TFT的源漏极引出，形成主动式或者被动式的指纹识别感光传感器。但是，这种基于PN结或PIN二极管的感光传感器所产生的光伏电压受限于材料禁带宽度和内建电场，一般不超过1V。基于此，本专利技术实施例提供一种指纹识别模组及其制备方法、相关装置，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种指纹识别模组，其特征在于，所述指纹识别模组包括感光薄膜晶体管基板，所述感光薄膜晶体管基板包括衬底基板、栅极层、导电层和用于感光的铁电材料层；/n所述栅极层位于所述衬底基板之上；所述铁电材料层位于所述栅极层之上，所述铁电材料层在所述衬底基板上的投影与所述栅极层在所述衬底基板上的投影部分或全部重叠；所述导电层位于所述铁电材料层之上，所述导电层在所述衬底基板上的投影与所述铁电材料层在所述衬底基板上的投影部分或全部重叠。/n

【技术特征摘要】
1.一种指纹识别模组，其特征在于，所述指纹识别模组包括感光薄膜晶体管基板，所述感光薄膜晶体管基板包括衬底基板、栅极层、导电层和用于感光的铁电材料层；
所述栅极层位于所述衬底基板之上；所述铁电材料层位于所述栅极层之上，所述铁电材料层在所述衬底基板上的投影与所述栅极层在所述衬底基板上的投影部分或全部重叠；所述导电层位于所述铁电材料层之上，所述导电层在所述衬底基板上的投影与所述铁电材料层在所述衬底基板上的投影部分或全部重叠。


2.根据权利要求1所述的指纹识别模组，其特征在于，所述铁电材料层中的铁电材料的禁带宽度范围为[1.631ev，3.179ev]。


3.根据权利要求2所述的指纹识别模组，其特征在于，所述铁电材料层中的铁电材料的禁带宽度范围为[2.500ev，2.700ev]。


4.根据权利要求1所述的指纹识别模组，其特征在于，所述铁电材料为铁酸铋。


5.根据权利要求1所述的指纹识别模组，其特征在于，所述导电层为氧化铟锡层。


6.一种指纹识别装置，其特征在于，所述指纹识别装置包括如权利要求1～5任一项所述的指纹识...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋继越，
申请(专利权)人：武汉华星光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42