[实用新型]超声波指纹传感器

权利要求书

1.一种超声波指纹传感器，其特征在于，包括：

超声波换能器，所述超声波换能器包括第一衬底、位于所述第一衬底上的机械支撑层、以及位于所述机械支撑层上的压电叠层，所述超声波换能器包括彼此相对的第一表面和第二表面；以及

CMOS电路，所述CMOS电路包括第二衬底、在所述第二衬底中形成的至少一个晶体管、以及位于所述至少一个晶体管上的多个布线层和多个层间介质层，所述CMOS电路包括彼此相对的第三表面和第四表面，

其中，所述超声波换能器和所述CMOS电路彼此连接，其中，所述超声波换能器的第二表面与所述CMOS电路的第三表面相对，

所述超声波换能器包括在所述超声波换能器的第一表面中形成的超声波波导结构，以及

所述机械支撑层为外延多晶层。

2.根据权利要求1所述的超声波指纹传感器，其特征在于，所述外延多晶层为原位掺杂以减小应力的层。

3.根据权利要求1或2所述的超声波指纹传感器，其特征在于，所述外延多晶层为硅层。

4.根据权利要求1或2所述的超声波指纹传感器，其特征在于，所述外延多晶层沿着厚度方向晶粒的尺寸逐渐增大。

5.根据权利要求1所述的超声波指纹传感器，其特征在于，所述压电叠层包括压电层、与所述压电层的下表面接触的第一电极、以及与所述压电层的上表面接触的第二电极，

所述超声波换能器还包括：

与所述第一电极连接的第一接触；以及

与所述第二电极连接的第二接触，

其中，所述第一接触和所述第二接触彼此隔开。

6.根据权利要求5所述的超声波指纹传感器，其中，所述CMOS电路还包括：在所述CMOS电路的第三表面形成的第一凹槽，所述第一 凹槽暴露所述多个布线层中的第一布线层的至少一部分表面。

7.根据权利要求6所述的超声波指纹传感器，其特征在于，所述超声波换能器的第一接触、第二接触采用共晶键合与所述CMOS电路的第二布线层之间彼此连接。

8.根据权利要求7所述的超声波指纹传感器，其特征在于，还包括：位于所述第一接触和所述第二接触上的键合层。

9.根据权利要求7所述的超声波指纹传感器，其特征在于，还包括：位于所述第二布线层上的键合层。

10.根据权利要求8或9所述的超声波指纹传感器，其特征在于，所述键合层由Si、Ge、In之一组成，所述第二布线层由Au、Al之一组成。

11.根据权利要求5所述的超声波指纹传感器，其特征在于，所述超声波换能器还包括位于所述压电层上的第一凸部和第二凸部，所述第一接触和所述第二接触各自的一部分分别位于第一凸部和所述第二凸部上。

12.根据权利要求11所述的超声波指纹传感器，其特征在于，所述第一凸部和所述第二凸部由氧化硅或氮化硅组成。

13.根据权利要求1所述的超声波指纹传感器，其特征在于，所述超声波换能器还包括位所述机械支撑层上的种子层。

14.根据权利要求13所述的超声波指纹传感器，其特征在于，所述压电层和所述种子层分别由氮化铝组成。

15.根据权利要求1所述的超声波指纹传感器，其特征在于，所述超声波波导结构包括第二凹槽，所述第二凹槽从所述超声波换能器的第一表面延伸穿过所述第一衬底至所述外延多晶层中达到预定深度。

16.根据权利要求1所述的超声波指纹传感器，其特征在于，所述超声波换能器包括位于所述第一衬底和所述机械支撑层之间的锚点层，所述超声波波导结构包括第二凹槽，所述第二凹槽从所述超声波换能器的第一表面延伸穿过所述第一衬底和所述锚点层，至所述外延多晶层的表面。

17.根据权利要求1所述的超声波指纹传感器，其特征在于，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。

18.根据权利要求6所述的超声波指纹传感器，其特征在于，还包括，位于所述CMOS电路的第四表面上的对准标记，所述对准标记在连接的步骤中用于所述第一接触、第二接触与所述第一凹槽彼此对准。

19.根据权利要求18所述的超声波指纹传感器，其特征在于，所述超声波波导结构包括贯穿所述第一衬底的第二凹槽，其中，所述对准标记用于指示所述第二凹槽的位置。