[发明专利]晶圆级超声波感测装置及其制造方法

说明书

本发明提供一种晶圆级超声波感测装置及其制造方法，所述晶圆级超声波感测装置包括基板组件、超声波元件、第一保护层、第一导电线路、第二导电线路、第二保护层、传导材料、电性连接层及焊接部。基板组件包含第一晶圆及第二晶圆，第二晶圆覆盖第一晶圆上的凹槽而界定出中空腔体。超声波元件与中空腔体的投影叠合。第一保护层围绕超声波元件。第一晶圆、第二晶圆、第一保护层在第一侧表面与第一导电线路共平面，在第二侧表面与第二导电线路共平面。第二保护层具有开口，传导材料在开口内且接触超声波元件。电性连接层设置于第一侧表面及第二侧表面，焊接部连接电性连接层。

技术领域

本申请涉及超声波传递领域，特别是指一种晶圆级超声波感测装置及其制造方法。

背景技术

随着3C产品的功能越来越方便，智能型手机、平板等智能型电子装置、或是笔记本电脑等已经成为了生活、工作必备的工具。由于现今工作数据、个人资料、甚至金融数据等都会储存于此类的电子产品中，数据的遗失可能造成用户的重大损失。因此，除了传统的账号、密码外，通常会采用用户的生理信息来认证、识别其用户，来达到充分防伪、避免数据流失的功能。

生理信息中，最常使用的方式是指纹辨识，指纹辨识是靠发送超信号至手指，再接收被指纹的波峰波谷反射回来的信号的强弱来辨识指纹。目前以超声波的方式可以得到较好的方式，即使在手指潮湿的条件下，都能有效的辨识。但目前采用的晶圆级的超声波感测元件的制程的良率仍不高，这会直接影响了制作成本及销售价格，若未来要成为3C产品的必要配置组件，则仍有很大的改善空间。

发明内容

在此，提供一种晶圆级超声波感测装置，晶圆级超声波感测装置包括基板组件、超声波元件、第一保护层、第一导电线路、第二导电线路、第二保护层、传导材料、两个电性连接层及两个焊接部。

基板组件包含第一晶圆及第二晶圆，第一晶圆上开设有凹槽，第二晶圆与第一晶圆接合并覆盖凹槽，而界定出中空腔体。超声波元件位于第二晶圆上，且超声波元件与中空腔体的投影在垂直方向上叠合。第一保护层位于第二晶圆的第一表面，且围绕超声波元件。第一导电线路及第二导电线路位于第一保护层上，并分别连接至超声波元件的上表面，其中第一晶圆、第二晶圆、第一保护层及第一导电线路在第一侧表面上共平面；第一晶圆、第二晶圆、第一保护层及第二导电线路在第二侧表面上共平面。

第二保护层覆盖第一导电线路及第二导电线路，第二保护层具有开口，且超声波元件的上表面对应于开口。传导材料位于开口内且接触超声波元件的上表面。两个电性连接层分别设置于第一侧表面及第二侧表面，并连接第一导电线路及第二导电线路。两个焊接部位于第一晶圆的一底面，并分别连接两个电性连接层。

在一些实施例中，超声波元件包括依序堆叠在第二晶圆上的第一压电层、第一电极、第二压电层及第二电极，其中第二压电层及第二电极未覆盖出第一电极的部分上表面，传导材料接触第二电极，且第一电极与第二电极分别与第一导电线路及第二导电线路连接。

在一些实施例中，超声波元件包括第一超声波单元及第二超声波单元。第一超声波单元包含第一压电层及第一电极，第一压电层位于第二晶圆上，且第一压电层及第一保护层具有连通的第一接触孔。第一电极被包覆于第一压电层内，且第一电极的一部分曝露于第一接触孔，第一导电线路的一部分位于第一接触孔中，与第一电极连接。第二超声波单元在垂直第二晶圆的方向上未与第一超声波单元重叠，且第二超声波单元包含第二压电层、第二电路图案层及第二电极。第二压电层位于第二晶圆上，第二压电层与第一压电层为同层且彼此分离。第二电路图案层被包覆于第二压电层内，第二电路图案层与第一电极为同层且彼此分离。第二电极位于第二压电层上，第一保护层具有第二接触孔，第二接触孔与开口连通，第二导电线路的一部分位于第二接触孔中并与第二电极连接，传导材料的一部分填入第二接触孔中，与第二电极接触。

在一些实施例中，传导材料为聚二甲基硅氧烷。