本说明书公开了一种超声波指纹识别装置以及超声波指纹识别芯片，装置包括：超声波传感器，用于发射和接收超声波信号，所述超声波传感器具有相背对的两侧，一侧设置有第一介质层，另一侧设置有第二介质层，所述第二介质层在背离所述超声波传感器的上方设置有第三介质层；超声波传感器在第一介质层和第二介质层之间形成供超声波谐振的结构，超声波传感器发出的超声波信号经过谐振后能从第二介质层传出、进入第三介质层，被第三介质层上方的目标体反射后进入超声波传感器。本申请能够增强超声波信号的声波强度、提高指纹图像的信噪比。提高指纹图像的信噪比。提高指纹图像的信噪比。
【技术实现步骤摘要】
超声波指纹识别装置以及超声波指纹识别芯片
[0001]本申请涉及指纹识别
，尤其涉及一种超声波指纹识别装置以及超声波指纹识别芯片。
技术介绍
[0002]本部分的描述仅提供与本说明书公开相关的背景信息，而不构成现有技术。
[0003]超声波指纹识别技术的信息载体为超声波，超声波可穿透多种介质，从而可以穿透表皮层，探测指纹的三维细节，这样的活体指纹识别增强了安全性。同时，由于超声波识别不受手指上可能存在的污物影响，大大提高了指纹识别的易用性。
[0004]超声波指纹识别模组在使用时，需放置于检测区域(通常为显示屏上的特定区域)的下方，手指脊处的声阻抗与手指谷处空气的声阻抗差异较大，故超声波在指脊与指谷的反射率不同，从而反射回去的声波会不同，由此经过电路信号处理后可得到包含指脊与指谷信息的指纹图像。
[0005]对于超声波指纹识别模组而言，目前包括检测部分和信号处理部分，检测部分和信号处理部分为分立的两颗芯片。随着用户追求更好的体验，检测部分目前采用TFT大面阵的指纹识别芯片，TFT大面阵的指纹识别芯片一般以玻璃基底为衬底层，在玻璃基底上制作TFT像素电路，制作完成后与信号处理部分的芯片分别连接到线路板上。由此导致以下问题：
[0006]1)采用TFT电路工艺有源层为多晶硅，晶粒尺寸小于TFT像素电路的CD尺寸，故每个薄膜晶体管沟道处都可能存在晶界，晶界处为材料缺陷，会随机捕捉电子，从而产生电学噪声，导致超声波指纹识别模组的信噪比不高；
[0007]2)TFT电路受限于CD尺寸(CD尺寸较大)，所需的像素单元尺寸较大，故模组成像的分辨率较低；同时，像素单元尺寸较大导致电路寄生电容较大，降低了获取的电荷信号量；
[0008]3)由于涉及到检测部分和信号处理部分的分别封装，故需要在检测部分和信号处理部分上的芯片均预留多个I/O接口，增加了封装的难度。
[0009]应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本说明书的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本说明书的
技术介绍
部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
技术实现思路
[0010]为了解决现有技术存在的至少一个技术问题，本申请的一个目的是提供一种超声波指纹识别装置以及超声波指纹识别芯片，能增强超声波信号的声波强度，提高指纹图像的信噪比。
[0011]达到上述至少一个目的，本申请采用如下技术方案：
[0012]一种超声波指纹识别装置，包括：
[0013]超声波传感器，用于发射和接收超声波信号，所述超声波传感器具有相背对的两
侧，一侧设置有第一介质层，另一侧设置有第二介质层，所述第二介质层在背离所述超声波传感器的上方设置有第三介质层；
[0014]所述超声波传感器在所述第一介质层和所述第二介质层之间形成供超声波谐振的结构，所述超声波传感器发出的超声波信号经过谐振后能从所述第二介质层传出、进入所述第三介质层，被所述第三介质层上方的目标体反射后进入所述超声波传感器。
[0015]作为一种优选的实施方式，所述第一介质层为空气。
[0016]作为一种优选的实施方式，所述超声波传感器具有相背对的第一表面和第二表面，所述第一表面与所述第一介质层相接触，所述超声波传感器包括：沿所述第二表面至所述第二表面之间依次堆叠的保护层、电极层和压电层，所述保护层、所述电极层和所述压电层的声阻抗接近或者相等，所述超声波传感器在沿堆叠方向上的厚度为其波长的四分之一的奇数倍。
[0017]作为一种优选的实施方式，所述保护层、所述电极层和所述压电层由聚合物形成，所述超声波传感器的声阻抗为1～10MRayls。
[0018]作为一种优选的实施方式，所述电极层为金属材质，所述电极层的厚度小于1μm。
[0019]作为一种优选的实施方式，所述第二介质层为硅基衬底。
[0020]作为一种优选的实施方式，所述衬底为矩形，边长为3～40mm。
[0021]作为一种优选的实施方式，所述硅基衬底具有相背对的第三表面和第四表面，所述第三表面与所述超声波传感器相面对，所述第三表面包括识别区域和非识别区域，所述识别区域用于设置CMOS像素单元阵列以及用于所述CMOS像素单元阵列与所述超声波传感器电耦合的底电极，所述非识别区域用于形成与所述CMOS像素单元阵列、所述超声波传感器电性连接的信号处理电路，所述信号处理电路用于为所述超声波传感器提供驱动电压以及对所述CMOS像素单元阵列发出的电信号进行处理。
[0022]作为一种优选的实施方式，所述第三表面上设置有用于形成CMOS像素单元阵列和所述信号处理电路的电路膜层，所述电路膜层的声阻抗与所述硅基衬底的声阻抗接近或者相等，所述硅基衬底的声阻抗为21
‑
23MRayls。
[0023]作为一种优选的实施方式，所述非识别区域包括：所述非识别区域包括：I/0接口区域，所述I/O接口区域用于连接FPC线路板。
[0024]作为一种优选的实施方式，所述第三介质层为显示屏。
[0025]作为一种优选的实施方式，所述第三介质层的厚度大于300um。
[0026]作为一种优选的实施方式，所述第三介质层与所述第二介质层之间设置有胶，所述胶的声阻抗介于所述第三介质层与所述第二介质层之间。
[0027]作为一种优选的实施方式，所述胶为热固化环氧树脂或UV可固化环氧树脂，所述胶的厚度为其波长的四分之一。
[0028]作为一种优选的实施方式，所述胶为导电材料与有机物的复合膜层，所述胶的总厚度为5
‑
50μm，其中，所述导电材料的厚度为1～15um。
[0029]作为一种优选的实施方式，所述第三介质层与所述第二介质层之间设置有胶，所述胶的声阻抗与所述第三介质层的声阻抗接近或者相等。
[0030]一种超声波指纹识别芯片，包括：
[0031]超声波传感器，用于发射和接收超声波信号，所述超声波传感器具有相背对的两
侧，一侧设置有第一介质层，另一侧设置有硅基衬底，所述硅基衬底在背离所述超声波传感器的上方用于设置显示屏；
[0032]所述硅基衬底上形成识别区域和非识别区域，所述识别区域用于形成CMOS像素单元阵列，所述非识别区域用于形成信号处理电路；
[0033]所述超声波传感器在所述第一介质层和所述硅基衬底之间形成供超声波谐振的结构，所述超声波传感器发出的超声波信号经过谐振后能从所述硅基衬底传出、进入所述显示屏，被所述显示屏上方的目标体反射后进入所述超声波传感器。
[0034]有益效果：
[0035]本申请实施方式中的超声波指纹识别装置通过在超声波传感器的两侧形成第一介质层和第二介质层，以形成供超声波谐振的结构，超声波传感器发出的超声波信号经过谐振后能从第二介质层传出，再进入第三介质层。其中，超声波在每次谐振时幅值上会增强，表现为发射波与超声波传感器两侧界面反本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种超声波指纹识别装置，其特征在于，包括：超声波传感器，用于发射和接收超声波信号，所述超声波传感器具有相背对的两侧，一侧设置有第一介质层，另一侧设置有第二介质层，所述第二介质层在背离所述超声波传感器的上方设置有第三介质层；所述超声波传感器在所述第一介质层和所述第二介质层之间形成供超声波谐振的结构，所述超声波传感器发出的超声波信号经过谐振后能从所述第二介质层传出、进入所述第三介质层，被所述第三介质层上方的目标体反射后进入所述超声波传感器。2.如权利要求1所述的超声波指纹识别装置，其特征在于，所述第一介质层为空气。3.如权利要求1所述的超声波指纹识别装置，其特征在于，所述超声波传感器具有相背对的第一表面和第二表面，所述第一表面与所述第一介质层相接触，所述超声波传感器包括：沿所述第二表面至所述第二表面之间依次堆叠的保护层、电极层和压电层，所述保护层、所述电极层和所述压电层的声阻抗接近或者相等，所述超声波传感器在沿堆叠方向上的厚度为其波长的四分之一的奇数倍。4.如权利要求3所述的超声波指纹识别装置，其特征在于，所述保护层、所述电极层和所述压电层由聚合物形成，所述超声波传感器的声阻抗为1～10MRayls。5.如权利要求3所述的超声波指纹识别装置，其特征在于，所述电极层为金属材质，所述电极层的厚度小于1μm。6.如权利要求1所述的超声波指纹识别装置，其特征在于，所述第二介质层为硅基衬底。7.如权利要求6所述的超声波指纹识别装置，其特征在于，所述衬底的外轮廓尺寸为3～40mm。8.如权利要求6所述的超声波指纹识别装置，其特征在于，所述硅基衬底具有相背对的第三表面和第四表面，所述第三表面与所述超声波传感器相面对，所述第三表面包括识别区域和非识别区域，所述识别区域用于设置CMOS像素单元阵列以及用于所述CMOS像素单元阵列与所述超声波传感器电耦合的底电极，所述非识别区域用于形成与所述CMOS像素单元阵列、所述超声波传感器电性连接的信号处理电路，所述信号处理电路用于为所述超声波传感器提供驱动电压以及对所述CMOS像素单元阵列发出的电信号进行处理。9.如...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴清清，黄景泽，高传海，周彬，潘圣莹，效烨辉，谢詹奇，许俊峰，焉逢运，
申请(专利权)人：上海思立微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。