[发明专利]传感器组件的极化方法

说明书

本申请公开了传感器组件的极化方法。所述传感器组件包括彼此连接的传感器阵列和CMOS电路，所述多个像素电路分别包括输入端，所述方法包括：将所述传感器组件放置在栅格极板和第一极板之间；将所述CMOS电路的半导体衬底与第一极板一起接地；在所述复位端提供复位信号以保护所述CMOS电路的内部电路；在所述栅格极板和所述第一极板之间施加第一正电压；在栅格极板上方采用电晕针施加第二正电压，从而对所述传感器阵列进行极化处理；以及从所述栅格极板和所述第一极板之间取出所述传感器组件该传感器组件在极化过程中根据复位信号对像素电路的至少一个输入端进行保护，从而可将传感器阵列和CMOS电路集成一起之后进行极化而不会导致CMOS电路的损坏。

技术领域

本发明涉及传感器技术，更具体地，涉及包含传感器阵列和CMOS电路的传感器组件的极化方法。

背景技术

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。超声波传感器是第三代指纹传感器，其中利用压电材料的逆压电效应产生超声波。在超声波接触到指纹时，在指纹的嵴、峪中表现出不同的反射率和透射率。通过扫描一定面积内的超声波束信号即可读取指纹信息。超声波传感器产生的超声波可以能够穿透由玻璃、铝、不锈钢、蓝宝石或者塑料制成的手机外壳进行扫描，从而将超声波传感器设置在电子设备(例如，手机)的外壳内。

在应用于产品中时，传感器组件包括传感器阵列和CMOS电路。传感器阵列的主要功能层为压电材料，例如PZT压电陶瓷、PVDF压电聚合物。压电材料需要经过极化处理之后才能应用于最终的产品中。极化处理包括在在预定的极化温度下，将压电材料放置于预定的极化电场中达到预定的极化时间。极化电场越高，极化越充分。目前极化的电压大多在几千伏到几十千伏，比如可用20KV～40KV对PVDF进行极化，极化效果会比较好。然而，该极化电压容易导致CMOS电路的击穿和损坏。

现有的超声波传感器的制造方法受到上述极化过程的制约，需要分别制作传感器阵列芯片和CMOS电路芯片，然后将经过极化的传感器阵列与CMOS电路粘结在一起。该制造方法的粘结步骤不仅导致工艺步骤复杂化、产品良率差，而且由于粘结材料引起超声波的反射、散射以及传播损耗，导致超声波传感器的性能劣化。

因此，期望可以提供对传感器组件中的CMOS电路进行保护的极化方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供传感器组件的极化方法，其中，在将传感器阵列和CMOS电路集成在一起之后进行极化处理，在极化处理时根据复位信号对像素电路的至少一个输入端进行保护。

根据本发明的实施例，提供一种传感器组件的极化方法，所述传感器组件包括彼此连接的传感器阵列和CMOS电路，所述CMOS电路包括多个像素电路和多个信号处理电路，所述方法包括：将所述传感器组件放置在栅格极板和第一极板之间；将所述CMOS电路的半导体衬底与第一极板一起接地；在所述复位端提供复位信号以保护所述CMOS电路的内部电路；在所述栅格极板和所述第一极板之间施加第一正电压；在栅格极板上方采用电晕针施加第二正电压，从而对所述传感器阵列进行极化处理；以及从所述栅格极板和所述第一极板之间取出所述传感器组件。

优选地，所述保护的步骤包括：在极化期间，将所述多个像素电路各自的输入端钳位于共模电压。

优选地，在施加第一正电压期间，将第一电压源的正极和负极分别连接至所述栅格极板和所述第一极板。

优选地，所述第一正电压的范围为+10KV～+20KV。