ホーム > 特許ランキング > 中芯集成電路（寧波）有限公司
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-11-30
(45)【発行日】2022-12-08
(54)【発明の名称】指紋認識モジュール及びその製造方法、電子機器
(51)【国際特許分類】
H04R 17/00 20060101AFI20221201BHJP
H04R 31/00 20060101ALI20221201BHJP
G06T 1/00 20060101ALI20221201BHJP
【ＦＩ】
H04R17/00 330H
H04R31/00 330
G06T1/00 400G
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2021504519
(86)(22)【出願日】2020-06-29
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2021-12-09
(86)【国際出願番号】 CN2020098838
(87)【国際公開番号】W WO2021012893
(87)【国際公開日】2021-01-28
【審査請求日】2021-01-27
(31)【優先権主張番号】201910663428.7
(32)【優先日】2019-07-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(73)【特許権者】
【識別番号】520281859
【氏名又は名称】中芯集成電路（寧波）有限公司
(74)【代理人】
【識別番号】110002468
【氏名又は名称】特許業務法人後藤特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】石 虎
(72)【発明者】
【氏名】劉 孟彬
(72)【発明者】
【氏名】向 陽輝
【審査官】西村 純
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１９－５０３０９５（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０８６６４９１３（ＣＮ，Ａ）
【文献】特表２０１８－５３３２４６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－０４７４６２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－０５８０８４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－２１５１７７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－２９６５８２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０４Ｒ １／００－３１／００
Ｂ０６Ｂ １／０６
Ｇ０６Ｔ １／００－１／６０
Ｈ０１Ｌ ４１／００－４１／４７
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
信号処理回路が形成される基板と、前記基板上にボンディングされ、複数のキャビティを有する永久ボンディング層と、
圧電層と、前記圧電層の一方側に位置する複数の第１電極と、前記圧電層の他方側に位置するとともに複数の前記第１電極のそれぞれと対応する複数の第２電極であって、複数の前記キャビティをそれぞれ遮蔽する複数の第２電極と、を有し、前記永久ボンディング層上に位置する圧電トランスジューサと、
複数の前記第１電極のそれぞれに電気的に接続される複数の第１導電性コンタクトと、複数の前記第２電極のそれぞれに電気的に接続されるとともに前記圧電層を貫通する複数の第２導電性コンタクトと、を有し、各前記第２導電性コンタクトが隣接する二つの前記第１導電性コンタクトの間に位置する相互接続構造と、を含み、
各第１電極は、各キャビティの一方側から突出する一端を有し、
各第２電極は、各キャビティの他方側から突出する一端を有し、
各第１導電性コンタクトは、一端が外部回路と電気的に接続されるとともに他端が各第１電極の一端と電気的に接続され、
各第２導電性コンタクトは、一端が前記外部回路と電気的に接続されるとともに他端が各第２電極の一端と電気的に接続される、
ことを特徴とする指紋認識モジュール。
【請求項2】
前記指紋認識モジュールは、前記第１電極の表面に位置する隔離層をさらに含む、ことを特徴とする請求項１に記載の指紋認識モジュール。
【請求項3】
前記隔離層の材料が酸化シリコンである、ことを特徴とする請求項２に記載の指紋認識モジュール。
【請求項4】
前記永久ボンディング層の材料がドライフィルムである、ことを特徴とする請求項１に記載の指紋認識モジュール。
【請求項5】
前記相互接続構造は、前記信号処理回路の対応する接続端に電気的に接続される第３導電性コンタクトをさらに含む、ことを特徴とする請求項２に記載の指紋認識モジュール。
【請求項6】
指紋認識モジュールの製造方法であって、信号処理回路が形成される基板を提供するステップと、
キャリアベースを提供するステップと、
圧電層と、前記圧電層の一方側に位置する複数の第１電極と、前記圧電層の他方側に位置するとともに複数の前記第１電極のそれぞれと対応する複数の第２電極と、を有する圧電トランスジューサを前記キャリアベース上に形成するステップと、
複数のキャビティを有する永久ボンディング層を前記キャリアベースまたは前記基板上に形成するステップと、
前記永久ボンディング層が前記圧電トランスジューサと前記基板との間に位置するとともに、複数の前記第２電極がそれぞれ複数の前記キャビティを遮蔽するように、前記永久ボンディング層を利用して前記キャリアベースと前記基板をボンディングするステップと、
前記キャリアベースを除去するステップとを含み、
前記指紋認識モジュールは、複数の前記第１電極のそれぞれに電気的に接続される複数の第１導電性コンタクトと、複数の前記第２電極のそれぞれに電気的に接続されるとともに前記圧電層を貫通する複数の第２導電性コンタクトと、を有し、各前記第２導電性コンタクトが隣接する二つの前記第１導電性コンタクトの間に位置する相互接続構造を含み、
各第１電極は、各キャビティの一方側から突出する一端を有し、
各第２電極は、各キャビティの他方側から突出する一端を有し、
各第１導電性コンタクトは、一端が外部回路と電気的に接続されるとともに他端が各第１電極の一端と電気的に接続され、
各第２導電性コンタクトは、一端が前記外部回路と電気的に接続されるとともに他端が各第２電極の一端と電気的に接続される、
ことを特徴とする指紋認識モジュールの製造方法。
【請求項7】
請求項１～５のいずれか１項に記載の指紋認識モジュールを備える、ことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施例は、半導体製造分野に関し、特に指紋認識モジュール及びその製造方法、電子機器に関する。
【背景技術】
【0002】
指紋認識技術は、指紋結像モジュールを介して人体の指紋画像を収集し、次に指紋認識システムにおける既存の指紋結像情報と比較して、アイデンティティ認識を実現する。使いやすさ及び人体の指紋の唯一性のため、指紋認識技術は、公安局、税関などの保安検査分野、建物のアクセス制御システムやパソコン及び携帯電話などの消費品分野など、さまざまな分野で広く使用されている。
【0003】
現在、超音波指紋認識技術が耐油性、防水性、透過性が強いなどの利点を有し、より強い環境適応能力を有するため、より複雑な環境に用いることができ、主要な指紋認識技術の１つとなっている。超音波指紋認識技術で使用される認識ユニットは、圧電トランスジューサである。圧電トランスジューサは、主にボトム電極、トップ電極、及び前記ボトム電極とトップ電極との間に位置する圧電層で構成されており、圧電層の逆圧電効果を利用し、圧電層の上下両面のボトム電極及びトップ電極に固定周波数の電圧を印加すれば、圧電層が振動することで、超音波を発生させる。超音波が異なる材質表面に到達する際、吸収される程度と、透過される程度と反射される程度とが異なるため、皮膚及び空気または異なる皮膚層による音波インピーダンスに対する区別を利用して、指紋の尾根と谷の位置を認識する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明の実施例が解決する課題は、指紋認識の精度を向上させる指紋認識モジュール及びその製造方法、電子機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記課題を解決するために、本発明の実施例は、信号処理回路が形成される基板と、前記基板上にボンディングされ、キャビティを有する永久ボンディング層と、前記永久ボンディング層上に位置し、第１電極、前記第１電極上に位置する圧電層、及び前記圧電層上に位置する第２電極を含むとともに、前記キャビティを遮蔽する圧電トランスジューサとを含む指紋認識モジュールを提供する。
【0006】
これに対応して、本発明の実施例は、信号処理回路が形成される基板を提供するステップと、キャリアベースを提供するステップと、第１電極、前記第１電極上に位置する圧電層、及び前記圧電層上に位置する第２電極を含む圧電トランスジューサを前記キャリアベース上に形成するステップと、キャビティを有する永久ボンディング層を前記キャリアベースまたは前記基板上に形成するステップと、前記永久ボンディング層が前記圧電トランスジューサと前記基板との間に位置するとともに、前記圧電トランスジューサが前記キャビティを遮蔽するように、前記永久ボンディング層を利用して前記キャリアベースと前記基板をボンディングするステップと、前記キャリアベースを除去するステップとを含む、指紋認識モジュールの製造方法をさらに提供する。
【0007】
これに対応して、本発明の実施例は、前述した指紋認識モジュールを備える電子機器をさらに提供する。
【発明の効果】
【0008】
従来技術に比べて、本発明の実施例の技術案は、以下の利点を有する。本発明の実施例は、圧電トランスジューサをキャリアベース上に形成した後に、キャビティを有する永久ボンディング層を利用して前記キャリアベースと基板をボンディングし、前記永久ボンディング層が圧電トランスジューサと基板との間に位置し、前記圧電トランスジューサが前記キャビティを遮蔽する。本発明の実施例は、沈積及びパターン化を採用して、キャビティを有する絶縁層を基板上に形成し、圧電トランスジューサを前記絶縁層上に形成する技術案に比べて、絶縁層の代わりに永久ボンディング層を用い、圧電トランスジューサをキャリアベース上に形成し、従って、指紋認識モジュールの製造過程において、前記キャビティを満たす犠牲層を形成する必要がないため、この後、犠牲層のリリース操作を行う必要がなく、犠牲層の不完全な除去のため、犠牲層残存物をキャビティに形成する課題を回避し、また、キャビティが密閉状になるように、前記圧電トランスジューサが前記キャビティを遮蔽し、前記キャビティによる音響的性能に対する改善効果を向上させることに有利であり、よって、指紋認識の精度を向上させる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】指紋認識モジュールの製造方法の各ステップに対応する構造模式図である。
【図2】指紋認識モジュールの製造方法の各ステップに対応する構造模式図である。
【図3】指紋認識モジュールの製造方法の各ステップに対応する構造模式図である。
【図4】指紋認識モジュールの製造方法の各ステップに対応する構造模式図である。
【図5】指紋認識モジュールの製造方法の各ステップに対応する構造模式図である。
【図6】本発明の指紋認識モジュールの製造方法の第１実施例での各ステップに対応する構造模式図である。
【図7】本発明の指紋認識モジュールの製造方法の第１実施例での各ステップに対応する構造模式図である。
【図8】本発明の指紋認識モジュールの製造方法の第１実施例での各ステップに対応する構造模式図である。
【図9】本発明の指紋認識モジュールの製造方法の第１実施例での各ステップに対応する構造模式図である。
【図10】本発明の指紋認識モジュールの製造方法の第１実施例での各ステップに対応する構造模式図である。
【図11】本発明の指紋認識モジュールの製造方法の第１実施例での各ステップに対応する構造模式図である。
【図12】本発明の指紋認識モジュールの製造方法の第１実施例での各ステップに対応する構造模式図である。
【図13】本発明の指紋認識モジュールの製造方法の第１実施例での各ステップに対応する構造模式図である。
【図14】本発明の指紋認識モジュールの製造方法の第１実施例での各ステップに対応する構造模式図である。
【図15】本発明の指紋認識モジュールの製造方法の第１実施例での各ステップに対応する構造模式図である。
【図16】本発明の指紋認識モジュールの製造方法の第１実施例での各ステップに対応する構造模式図である。
【図17】本発明の指紋認識モジュールの製造方法の第１実施例での各ステップに対応する構造模式図である。
【図18】本発明の指紋認識モジュールの製造方法の第１実施例での各ステップに対応する構造模式図である。
【図19】本発明の指紋認識モジュールの製造方法の第１実施例での各ステップに対応する構造模式図である。
【図20】本発明の指紋認識モジュールの製造方法の第２実施例での各ステップに対応する構造模式図である。
【図21】本発明の指紋認識モジュールの製造方法の第２実施例での各ステップに対応する構造模式図である。
【図22】本発明の指紋認識モジュールの製造方法の第２実施例での各ステップに対応する構造模式図である。
【図23】本発明の指紋認識モジュールの製造方法の第２実施例での各ステップに対応する構造模式図である。
【図24】本発明の指紋認識モジュールの製造方法の第３実施例での各ステップに対応する構造模式図である。
【図25】本発明の指紋認識モジュールの製造方法の第３実施例での各ステップに対応する構造模式図である。
【図26】本発明の指紋認識モジュールの製造方法の第３実施例での各ステップに対応する構造模式図である。
【図27】本発明の指紋認識モジュールの製造方法の第３実施例での各ステップに対応する構造模式図である。
【図28】本発明の指紋認識モジュールの製造方法の第３実施例での各ステップに対応する構造模式図である。
【図29】本発明の指紋認識モジュールの製造方法の第３実施例での各ステップに対応する構造模式図である。
【図30】本発明の指紋認識モジュールの製造方法の第３実施例での各ステップに対応する構造模式図である。
【図31】本発明の指紋認識モジュールの製造方法の第３実施例での各ステップに対応する構造模式図である。
【図32】本発明の指紋認識モジュールの製造方法の第３実施例での各ステップに対応する構造模式図である。
【図33】本発明の指紋認識モジュールの製造方法の第３実施例での各ステップに対応する構造模式図である。
【図34】本発明の指紋認識モジュールの製造方法の第３実施例での各ステップに対応する構造模式図である。
【図35】本発明の指紋認識モジュールの製造方法の第３実施例での各ステップに対応する構造模式図である。
【図36】本発明の指紋認識モジュールの製造方法の第４実施例での各ステップに対応する構造模式図である。
【図37】本発明の指紋認識モジュールの製造方法の第４実施例での各ステップに対応する構造模式図である。
【図38】本発明の指紋認識モジュールの製造方法の第４実施例での各ステップに対応する構造模式図である。
【図39】本発明の指紋認識モジュールの１つの実施例の構造模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
現在、指紋認識モジュールの性能を向上させる必要がある。以下、指紋認識モジュールの製造方法を参照しながら、性能を向上させる必要がある原因について分析する。
【0011】
【0012】
図１を参照して、基板１０を提供し、絶縁層２０を前記基板１０上に形成し、かつキャビティ２５を前記絶縁層２０内に形成する。
【0013】
【0014】
図３を参照して、順に沈積プロセス及びパターン化プロセスを用いて、ボトム電極層３０を前記犠牲層２１上に形成し、前記ボトム電極層３０から一部の前記犠牲層２１が露出させる。
【0015】
続いて図３を参照して、前記絶縁層２０、犠牲層２１及びボトム電極層３０に被覆される圧電層４０を形成し、順に沈積プロセス及びパターン化プロセスを用いて、トップ電極層５０を前記圧電層４０上に形成し、前記トップ電極層５０、圧電層４０及びボトム電極層３０は、圧電トランスジューサを構成するために用いられる。
【0016】
図４を参照して、前記ボトム電極層３０の外周に位置するとともに、前記犠牲層２１を露出させるリリース穴４５を前記圧電層４０に開設する。
【0017】
【0018】
前記絶縁層２０及びボトム電極層３０がいずれも沈積により基板１０上に形成され、前記犠牲層２１が前記キャビティ２５に充填するために用いられ、それにより、ボトム電極層３０の形成にプロセスプラットフォームを提供し、半導体プロセスを正常に行う。
【0019】
しかし、前記リリース穴４５により前記キャビティ２５における犠牲層２１を除去するとき、前記犠牲層２１を完全に除去できることを確保しにくく、特に、指紋認識モジュールのコンパクト化の発展に伴って、前記リリース穴４５の直径がますます小さいため、前記犠牲層２１の除去難度が増大し、それにより、犠牲層残存物をキャビティ２５に形成しやすくなる。
【0020】
一方、犠牲層２１を形成するステップ及び犠牲層２１を除去するステップを行う必要があるため、プロセスステップが複雑である。
【0021】
他方、指紋認識モジュールの使用過程において、圧電層４０の上下両面のボトム電極層３０及びトップ電極層５０に固定周波数の電圧を印加すれば、圧電トランスジューサが振動し、超音波を発生させ、超音波が上へ指の谷または尾根まで伝送され、音波は、尾根の表面に会うと、一部が反射され、一部が透過するが、谷における空気の音響インピーダンスが尾根よりはるかに高く、従って、音波が谷に会うと、ほとんど全反射される。谷及び尾根から反射される超音波が圧電トランスジューサに伝送されるとき、圧電トランスジューサが変形し、圧電層４０の両端が異なる振幅、位相または周波数の電圧を発生させ、それにより、指紋情報の収集を実現する。従って、キャビティ２５に犠牲層残存物が形成される場合、キャビティ２５の音響性能が設計値から外れ、変動することを招きやすく、それにより、指紋認識の精度を低下させる。
【0022】
前記技術課題を解決するために、本発明の実施例は、信号処理回路が形成される基板を提供するステップと、キャリアベースを提供するステップと、第１電極、前記第１電極上に位置する圧電層、及び前記圧電層上に位置する第２電極を含む圧電トランスジューサを前記キャリアベース上に形成するステップと、キャビティを有する永久ボンディング層を前記キャリアベースまたは前記基板上に形成するステップと、前記永久ボンディング層が前記圧電トランスジューサと前記基板との間に位置するとともに、前記圧電トランスジューサが前記キャビティを遮蔽するように、前記永久ボンディング層を利用して前記キャリアベースと前記基板をボンディングするステップと、前記キャリアベースを除去するステップとを含む指紋認識モジュールの製造方法を提供する。
【0023】
本発明の実施例は、圧電トランスジューサをキャリアベース上に形成した後に、キャビティを有する永久ボンディング層を利用して前記キャリアベースと基板をボンディングし、前記永久ボンディング層が圧電トランスジューサと基板との間に位置し、前記圧電トランスジューサが前記キャビティを遮蔽する。本発明の実施例は、沈積及びパターン化を採用して、キャビティを有する絶縁層を基板上に形成し、圧電トランスジューサを前記絶縁層上に形成する技術案に比べて、絶縁層の代わりに永久ボンディング層を用い、圧電トランスジューサをキャリアベース上に形成し、従って、指紋認識モジュールの製造過程において、前記キャビティを満たす犠牲層を形成する必要がないため、この後、犠牲層のリリース操作を行う必要がなく、犠牲層の不完全な除去のため、キャビティに犠牲層残存物を形成する課題を回避し、また、キャビティが密閉状になるように、前記圧電トランスジューサが前記キャビティを遮蔽し、前記キャビティによる音響的性能に対する改善効果を向上させることに有利である。よって、指紋認識の精度を向上させる。
【0024】
本発明の実施例の上記目的、特徴及び利点がより明瞭かつ理解しやすくなるように、以下、図を参照しながら、本発明の具体的な実施例について詳細に説明する。
【0025】
【0026】
図６を参照して、信号処理回路が形成される基板１６０を提供する。
【0027】
前記基板１６０は、圧電トランスジューサにボンディングされることにより、指紋認識モジュールを形成するために用いられる。
【0028】
前記基板１６０には信号処理回路が形成されており、前記基板１６０は、指紋認識モジュールの使用過程において、圧電トランスジューサを駆動し、圧電トランスジューサの生じた検出信号を処理するために用いられる。
【0029】
本実施例では、前記基板１６０は、ＣＭＯＳプロセスに基づいて形成される。
【0030】
具体的には、前記基板５６０は、ウェハレベル基板であり、前記基板１６０と圧電トランスジューサをウェハレベルで集積し、製造効率を向上させる。
【0031】
他の実施例では、前記基板は、チップレベル基板であってもよい。
【0032】
本実施例では、前記基板１６０における信号処理回路は、前記基板１６０とその他のデバイスまたは圧電トランスジューサを電気的に接続するための接続端１６５を有する。
【0033】
本実施例では、前記基板１６０には、溶接パッド（ｐａｄ）である接続端１６５を露出させる。
【0034】
図７～図１０を組み合わせて参照し、第１電極１２０、前記第１電極１２０上に位置する圧電層１３０、及び前記圧電層１３０上に位置する第２電極１４０を含む圧電トランスジューサ２００（図１０に示す）が形成されるキャリアベース１００を提供する。
【0035】
前記キャリアベース１００は、圧電トランスジューサ２００の形成にプロセスプラットフォームを提供するために用いられる。
【0036】
本実施例では、前記キャリアベース１００は、半導体ウェハーである。
【0037】
半導体ウェハーを選択することで、半導体プロセス（たとえば、沈積プロセス及びパターン化プロセス）により前記圧電トランスジューサ２００を形成することができ、前記圧電トランスジューサ２００における各フィルム層間の粘着性を高くし、前記圧電トランスジューサ２００の信頼性を向上させることに有利である。また、前記圧電トランスジューサ２００は、成熟した半導体プロセスにより形成され、前記圧電トランスジューサ２００を形成するプロセスは、簡単であり、高いプロセス互換性を有する。
【0038】
具体的には、前記キャリアベース１００は、シリコンベースである。シリコンベースは、半導体分野における常用のベースタイプであり、プロセス互換性が高いとともに、この後、除去しやすい。
【0039】
前記圧電トランスジューサ２００は、指紋認識モジュールにおける認識ユニットとされる。
【0040】
本実施例では、前記圧電トランスジューサ２００を前記キャリアベース１００上に形成し、前記圧電トランスジューサ２００の製造を独立して完了し、前記圧電トランスジューサ２００を形成するプロセス柔軟性を向上させることに有利であるとともに、前記圧電トランスジューサ２００の形成プロセスによる基板１６０への影響を回避することに有利であり、基板１６０の品質が確保され、また、さらに基板１６０の廃棄率の低減に有利である。
【0041】
本実施例では、前記基板１６０がウェハレベル基板であることに対応して、前記圧電トランスジューサ２００の数量が複数である。従って、前記第１電極１２０の数量が複数であり、前記第２電極１４０の数量が複数であり、前記第２電極１４０が前記第１電極１２０に対向して設けられる。
【0042】
具体的には、前記圧電トランスジューサ２００を形成するステップは、複数の第１電極１２０を前記キャリアベース１００上に形成するステップと、前記キャリアベース１００及び第１電極１２０に被覆される圧電層１３０に形成するステップと、複数の第２電極１４０を前記圧電層１３０上に形成するステップとを含む。
【0043】
前記第１電極１２０及び第２電極１４０の数量をいずれも複数にすることにより、この後、圧電トランスジューサ２００と基板１６０をボンディングした後に、前記第１電極１２０または第２電極１４０に対してパターン化処理を行う必要がなく、後続のプロセスの複雑さの簡略化に有利である。
【0044】
本実施例では、前記圧電トランスジューサ２００を前記キャリアベース１００上に形成した後に、前記第１電極１２０と第２電極１４０が交互に設けられ、つまり、前記第２電極１４０のいずれかの端部が前記第１電極１２０の一側に位置することにより、この後、前記第２電極１４０に電気的に接続される第２導電性コンタクトを前記第１電極１２０の一側の圧電層１３０に形成することができ、第２導電性コンタクトを形成する際、第１電極１２０をエッチングする必要がなく、それにより、第２導電性コンタクトを形成するプロセス難度を低減させる。
【0045】
他の実施例では、前記基板がチップレベル基板である場合、前記圧電トランスジューサの数量が１つである。
【0046】
以下、図面を参照しながら、前記圧電トランスジューサ２００を形成するステップについて詳細に説明する。
【0047】
【0048】
前記第１電極１２０の材料は、金属、金属ケイ化物、金属窒化物、金属酸化物または導電性カーボンなどの導電性材料であってもよく、たとえば、前記第１電極１２０の材料は、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、ＴｉＡｌ、ＴｉＮまたはＴａＮなどであってもよい。本実施例では、前記第１電極１２０の材料がＭｏである。
【0049】
具体的には、前記第１電極１２０を形成するステップは、図７に示すように、前記キャリアベース１００に被覆される第１導電性層１２５を形成するステップを含む。
【0050】
前記第１導電性層１２５は、第１電極の後続の形成のために用意するために用いられる。
【0051】
本実施例では、沈積プロセスにより前記第１導電性層１２５を形成する。前記沈積プロセスは、イオンスパッタリングプロセスであってもよい。
【0052】
【0053】
前記第１電極１２０は、圧電トランスジューサにおけるトップ電極（ｔｏｐ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）、すなわち指紋認識モジュールにおける、前記基板１６０（図６に示す）から離れる電極とするために用いられる。
【0054】
本実施例では、フォトレジストコーティング、露光及び現像を含むリソグラフィプロセスを用い、フォトレジストマスク（図示せず）を形成し、前記フォトレジストマスクにより前記第１導電性層１２５をエッチングすることにより、前記第１導電性層１２５をパターン化する。
【0055】
本実施例では、乾式エッチングプロセスを用いて前記第１導電性層１２５をエッチングする。乾式エッチングプロセスは、異方性のエッチング特性を有し、第１電極１２０の側壁形態品質及びサイズ精度を向上させることに有利である。前記乾式エッチングプロセスは、プラズマ乾式エッチングプロセスであってもよい。
【0056】
前記第１導電性層１２５をエッチングした後に、湿式フォトレジスト剥離またはアッシングプロセスにより、フォトレジストマスクを除去する。
【0057】
図９を参照して、前記第１電極１２０及びキャリアベース１００に被覆される圧電層１３０を形成する。
【0058】
指紋認識モジュールの使用過程において、圧電層１３０の逆圧電効果を利用して、超音波を発生させ、それにより、超音波指紋認識を実現する。
【0059】
前記圧電層１３０の材料は、圧電結晶、圧電セラミックまたは圧電ポリマーなどであってもよい。前記圧電結晶は、窒化アルミニウム、ジルコニウムチタン酸鉛、石英結晶、ガリウム酸リチウム、メタゲルマニウム酸二リチウム、ゲルマニウム酸チタン、強誘電体トランジスタニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムなどであってもよく、前記圧電ポリマーは、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン－トリフルオロエチレン共重合体、ナイロン－１１またはシアン化ビニリデン－酢酸エチレン交互共重合体などであってもよい。
【0060】
本実施例では、前記圧電層１３０の材料が 窒化アルミニウムである。窒化アルミニウムは、安定性が非常に高い圧電材料であり、良好な逆圧電効果及び圧電効果を有する。逆圧電効果とは、圧電材料の両端に電圧を印加すると、圧電材料の内部が変形し、変形量が電圧と比例することを意味し、これは、電気エネルギーを機械的エネルギーに変換する過程であり、圧電効果は、圧電材料が力の作用で変形するとき、圧電材料の内部の正負電荷中心が相対変位し、圧電材料の両端に符号が反対の拘束電荷を生じ、電荷量が圧力と比例することを意味し、これは、機械的エネルギーを電気エネルギーに変換する過程である。
【0061】
本実施例では、沈積プロセスにより前記圧電層１３０を形成する。前記沈積プロセスは、反応スパッタリング沈積プロセスであってもよい。
【0062】
【0063】
前記第２電極１４０は、圧電トランスジューサにおけるボトム電極（ｂｏｔｔｏｍ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）、すなわち、指紋認識モジュールにおける、前記基板１６０（図６に示す）に近い電極として用いられる。
【0064】
前記第２電極１４０についての具体的な説明は、第１電極１２０に関連する説明を参照でき、ここでは詳しく説明しない。
【0065】
具体的には、前記第２電極１４０を形成するステップは、図９に示すように、前記圧電層１３０に被覆される第２導電性層１４５を形成するステップと、図１０に示すように、前記第２導電性層１４５に対してパターン化処理を行い、第２電極１４０を形成するステップとを含む。
【0066】
前記第２導電性層１４５は、第２電極の後続の形成のために用意するために用いられる。前記第２導電性層１４５及びその形成プロセスについての具体的な説明は、前述した第１導電性層１２５についての対応する説明を参照でき、ここでは詳しく説明しない。
【0067】
前記パターン化処理についての具体的な説明は、前述した第１電極１２０を形成するときの対応する説明を参照でき、ここでは詳しく説明しない。
【0068】
前記第２電極１４０を形成した後に、前記第１電極１２０、圧電層１３０及び第２電極１４０は、圧電トランスジューサ２００を構成するために用いられる。
【0069】
【0070】
この後、圧電トランスジューサ２００と基板１６０（図６に示す）をボンディングした後に、キャリアベース１００を除去するステップをさらに含み、前記キャリアベース１００を除去するとき、前記隔離層１１０の前記キャリアベース１００に向かう面は、前記除去プロセスの停止位置を定義するために用いられ、それにより、前記圧電トランスジューサ２００の完全性を確保し、圧電トランスジューサ２００と基板１６０のボンディング強度への影響を減少させる。
【0071】
具体的には、前記キャリアベース１００は、半導体ウェハーであり、従って、この後、前記キャリアベース１００に対して薄肉化処理を行い、前記キャリアベース１００に対して薄肉化処理を行うステップで、前記隔離層１１０を停止層とする。
【0072】
また、この後、前記第１電極１２０に電気的に接続される第１導電性コンタクトを形成するとき、前記隔離層１１０は、さらに、前記第１導電性コンタクトの形成にプロセスプラットフォームを提供するために用いられる。
【0073】
このため、本実施例では、前記隔離層１１０の材料が酸化シリコンである。酸化シリコンは、半導体分野における常用の誘電材料であり、形成しやすくかつパターン化しやすく、プロセスコストが低く、また、キャリアベースに対して薄肉化を行う過程において、停止作用を良好に果たすことができる。
【0074】
本実施例では、沈積プロセスを用いて前記隔離層１１０を形成する。具体的には、前記沈積プロセスは、化学気相堆積プロセスである。
【0075】
図１１～図１３を組み合わせて参照して、キャビティ１５１（図１３に示す）を有する永久ボンディング層１５０を前記キャリアベース１００上に形成し、前記圧電トランスジューサ２００が前記キャビティ１５１を遮蔽する。
【0076】
前記圧電トランスジューサ２００（図１０に示す）が前記キャリアベース１００上に形成されるため、前記圧電トランスジューサ２００と基板１６０（図６に示す）をウェハレベルで集積するための前記永久ボンディング層１５０が前記圧電トランスジューサ２００に形成される。
【0077】
キャビティ１５１を有する永久ボンディング層１５０を前記キャリアベース１００上に形成した後に、前記圧電トランスジューサ２００が前記キャビティ１５１を遮蔽する作用を果たす。従って、この後、前記圧電トランスジューサ２００と基板１６０をボンディングした後に、前記圧電トランスジューサ２００及び基板１６０が前記キャビティ１５１を密封することができる。
【0078】
前記永久ボンディング層１５０の接着強度が高く、前記永久ボンディング層１５０が永久ボンディングを実現するために用いられ、それにより、圧電トランスジューサ２００と基板１６０のボンディング強度が確保され、指紋認識モジュールの信頼性をさらに向上させ、たとえば、指紋認識モジュールの指紋認識精度を向上させる。
【0079】
前記永久ボンディング層１５０を形成する工程は、前記キャリアベース１００において完了され、それにより、前記永久ボンディング層１５０を形成する工程による基板１６０への影響を回避し、指紋認識モジュールの信頼性を向上させ、基板１６０の廃棄率を低減させることに有利である。
【0080】
本実施例では、前記永久ボンディング層１５０は、膜状ドライフィルム（ｄｒｙ ｆｉｌｍ）であり、前記永久ボンディング層１５０を形成するプロセスが簡単である。膜状ドライフィルムは、半導体チップのパッケージングまたはプリント基板の製造に用いられた、粘性を有するフォトレジストフィルムであり、膜状ドライフィルムの製造は、無溶剤型フォトレジストをポリエステルフィルムベース上にコーティングし、ポリエチレンフィルムを覆うことであり、使用する際、ポリエチレンフィルムをはがし、無溶剤型フォトレジストをベースに押し、露光現像処理によれば、前記ドライフィルムフォトレジスト内にパターンを形成することができる。
【0081】
具体的には、前記永久ボンディング層１５０を形成するステップは、図１２に示すように、前記圧電トランスジューサ２００を形成した後に、永久ボンディングフィルム１５５を前記キャリアベース１００上に形成するステップと、図１３に示すように、前記永久ボンディングフィルム１５５（図１２に示す）をパターン化し、前記第２電極１４０を露出させるキャビティ１５１を前記永久ボンディングフィルム１５５に形成し、前記永久ボンディングフィルム１５５を前記永久ボンディング層１５０として残すステップとを含む。
【0082】
具体的には、前記永久ボンディングフィルム１５５が前記圧電層１３０及び第２電極１４０に被覆される。
【0083】
本実施例では、ラミネーション（ｌａｍｉｎａｔｉｏｎ）プロセスを用いて前記永久ボンディングフィルム１５５を形成する。ラミネーションプロセスが真空環境下で行われ、ラミネーションプロセスを選択することにより、永久ボンディングフィルム１５５と圧電層１３０及び第２電極１４０との粘着度及び接着強度を顕著に向上させる。
【0084】
他の実施例では、前記永久ボンディングフィルムとして選択される材料は、さらに、液体ドライフィルムであってもよく、液体ドライフィルムとは、膜状ドライフィルムにおける成分が液体の形態で存在することを意味し、これに対応して、スピンコーティングプロセスにより前記永久ボンディングフィルムを形成してもよく、前記永久ボンディングフィルムを形成した後に、硬化するように乾燥するステップをさらに含む。硬化された液体ドライフィルムは、感光性材料であってもよく、リソグラフィプロセスによりパターン化されてもよい。
【0085】
本実施例では、露光及び現像のリソグラフィプロセスを用い、前記永久ボンディングフィルム１５５をパターン化し、前記キャビティ１５１を形成する。リソグラフィプロセスにより、前記キャビティ１５１の開口サイズ精度を向上させることに有利である。
【0086】
前記キャビティ１５１の開口サイズ精度を向上させることにより、圧電トランスジューサ２００の音響的性能を確保することに有利である。また、リソグラフィプロセスを用いることにより、パターン化を実現し、前記永久ボンディング層１５０の接着強度への影響を低減させる。また、エッチングプロセスを用いて永久ボンディングフィルムをエッチングしてキャビティを形成する技術案に比べて、前記第２電極１４０に損害を与えることを回避できる。
【0087】
圧電トランスジューサ２００の設計パラメータに基づき、前記キャビティ１５１のパターン及びサイズを決定する。
【0088】
本実施例では、前記キャビティ１５１の底部から前記第２電極１４０の一部の表面が露出する。他の一部の実施例では、前記キャビティ側壁が第２電極側壁と揃う。他の実施例では、前記キャリアベース表面に平行な方向に、前記キャビティの開口サイズが前記第２電極のサイズより大きくてもよいため、前記キャビティには前記第２電極を露出させるだけではなく、一部の圧電層を露出させる。
【0089】
本実施例では、前記基板１６０がウェハレベル基板であることに対応して、前記キャビティ１５１は、数量が複数であり、前記圧電トランスジューサ２００と１対１で対応する。他の実施例では、前記基板がチップレベル基板である場合、前記キャビティの数量が１つである。
【0090】
図１１を組み合わせて参照して、前記圧電トランスジューサ２００（図１０に示す）を形成した後、前記永久ボンディング層１５０を形成する前に、第２サブ導電穴１３１を前記圧電層１３０に形成するステップをさらに含む。
【0091】
前記基板１６０（図６に示す）における信号処理回路が接続端１６５（図６に示す）を有し、この後、圧電トランスジューサ２００を基板１６０にボンディングした後、前記第２サブ導電穴１３１は、前記接続端１６５に対応するように適され、それにより、前記接続端１６５に電気的に接続される第３導電性コンタクトの形成にプロセス基礎を提供する。
【0092】
本実施例では、前記第１電極１２０及び第２電極１４０の一側の圧電層１３０をエッチングし、前記第２サブ導電穴１３１を形成し、前記第１電極１２０または第２電極１４０をエッチングすることを回避し、前記圧電層１３０に対するエッチング難度を低減させる。
【0093】
このとき、前記第２電極１４０から露出した圧電層１３０上にその他のフィルム層が被覆されておらず、すなわち、前記圧電層１３０のエッチングプロセスがその他のフィルム層からの影響を受けることがなく、従って、先に前記第２サブ導電穴１３１を形成することにより、前記圧電層１３０を形成するエッチング難度の低減に有利である。
【0094】
本実施例では、乾式エッチングプロセスを用いて、前記圧電層１３０をエッチングする。
【0095】
他の一部の実施例では、前記圧電トランスジューサを形成した後に、前記圧電層をエッチングせずに、後続のプロセスに前記第２サブ導電穴を形成してもよい。
【0096】
図１２に示すように、第２サブ導電穴１３１（図１１に示す）を前記圧電層１３０に形成し、従って、前記永久ボンディングフィルム１５５を形成した後に、前記永久ボンディングフィルム１５５がさらに前記第２サブ導電穴１３１に充填される。ラミネーションプロセスは、真空環境で行われ、真空条件において、前記永久ボンディングフィルム１５５も前記第２サブ導電穴１３１に充填することができる。
【0097】
図１３に示すように、本実施例では、前記キャビティ１５１を形成するステップで、さらに前記第２サブ導電穴１３１（図１１に示す）と貫通する第１サブ導電穴１５２を前記永久ボンディングフィルム１５５に形成し、前記第１サブ導電穴１５２と前記第２サブ導電穴１３１が第３導電穴（図示せず）を構成する。
【0098】
同じステップで前記キャビティ１５１及び第１サブ導電穴１５２を形成し、プロセスステップの簡略化に有利である。また、永久ボンディングフィルム１５５（図１２に示す）上にその他のフィルム層が被覆されておらず、永久ボンディングフィルム１５５をパターン化して第１サブ導電穴１５２を形成するプロセスが簡単である。
【0099】
他の一部の実施例では、前記永久ボンディング層を形成する過程において、前記キャビティのみを形成し、後続のプロセスにおいて前記第１サブ導電穴を形成してもよい。
【0100】
なお、その他の実施例では、前記第１サブ導電穴を形成した後に、前記第１サブ導電穴の底部の圧電層をエッチングし、第２サブ導電穴を前記圧電層に形成することにより、前記圧電層及び永久ボンディング層を貫通する第３導電穴を形成してもよい。
【0101】
図１４を参照して、前記永久ボンディング層１５０を利用して前記キャリアベース１００と前記基板１６０をボンディングし、前記永久ボンディング層１５０が前記圧電トランスジューサ２００（図１０に示す）と前記基板１６０との間に位置する。
【0102】
具体的には、ボンディングステップで、前記キャリアベース１００の、前記永久ボンディング層１５０が形成された面を前記基板１６０に対向して設けるようにする。
【0103】
前記圧電トランスジューサ２００がキャリアベース１００上に形成され、前記永久ボンディング層１５０が前記圧電トランスジューサ２００に形成され、従って、前記永久ボンディング層１５０を利用して前記キャリアベース１００と基板１６０をボンディングした後に、前記圧電トランスジューサ２００と基板１６０をボンディングする。
【0104】
前記永久ボンディング層１５０が粘性材料であり、前記永久ボンディング層１５０を基板１６０に配置すれば、前記圧電トランスジューサ２００と基板１６０をボンディングすることができ、接着プロセスが簡単であり、かつボンディング信頼性が高い。
【0105】
本実施例では、前記圧電トランスジューサ２００が前記キャビティ１５１を遮蔽し、従って、前記永久ボンディング層１５０が前記基板１６０に配置された後に、前記圧電トランスジューサ２００及び基板１６０が前記キャビティ１５１を密封することで、キャビティ１５１を密閉状にする。
【0106】
前記キャビティ１５１は、音響的性能を改善するために用いられる。前記圧電トランスジューサ２００及び基板１６０が前記キャビティ１５１を密封するため、前記キャビティ１５１を外部環境と分離させて前記キャビティ１５１の音響的性能の安定性を維持し、指紋認識の精度を向上させることに有利である。
【0107】
また、本実施例は、沈積及びパターン化を採用して順にキャビティを有する絶縁層を基板上に形成し、圧電トランスジューサを前記絶縁層上に形成する技術案に比べて、絶縁層の代わりに、永久ボンディング層１５０を用い、圧電トランスジューサ２００をキャリアベース１００上に形成し、従って、前記製造方法は、前記キャビティを満たす犠牲層を形成する必要がないため、この後、犠牲層のリリース操作を行う必要がなく、プロセスステップの簡略化に有利であり、また、犠牲層の不完全な除去のため、キャビティ１５１に犠牲層残存物を形成する課題を回避し、それにより前記キャビティ１５１による音響的性能に対する改善効果を向上させることに有利であり、さらに指紋認識の精度を向上させることに有利である。
【0108】
なお、本実施例では、犠牲層の形成ステップ及び犠牲層のリリースステップを行う必要がないため、犠牲層プロセスにより引き起こされた、基板１６０が廃棄される課題を回避し、基板１６０の廃棄率の低減に有利である。
【0109】
また、圧電トランスジューサ２００の設計パラメータにより前記キャビティ１５１の形成及びサイズを決定し、前記永久ボンディング層１５０の厚みを制御することにより、キャビティ１５１の縦方向サイズを正確に制御できる。前記キャビティ１５１から前記圧電トランスジューサ２００及び基板１６０が露出し、前記キャビティ１５１の空間を活用し、キャビティ１５１の縦方向サイズが圧電トランスジューサ２００の性能ニーズを満たすことを確保するとともに、指紋認識モジュールの薄型化ニーズを満たすことに有利である。
【0110】
本実施例では、ボンディングステップで、前記第３導電穴（図示せず）を信号処理回路の対応する接続端１６５に対応させ、前記接続端１６５を露出させる。具体的には、前記永久ボンディング層１５０に第１サブ導電穴１５２（図１３に示す）が形成され、従って、前記永久ボンディング層１５０を前記基板１６０に配置した後に、前記第１サブ導電穴１５２が前記接続端１６５に対応する。
【0111】
本実施例では、前記基板１６０がウェハレベル基板であり、前記圧電トランスジューサ２００及びキャビティ１５１の数量がいずれも複数であり、従って、前記圧電トランスジューサ２００がキャビティ１５１１と１対１で対応し、つまり、前記第２電極１４０がキャビティ１５１と１対１で対応する。
【0112】
本実施例では、ボンディング後に、前記キャリアベース１００を除去するステップをさらに含む。
【0113】
前記キャリアベース１００を除去することで、後続の電気的接続プロセスにプロセス基礎を提供する。
【0114】
本実施例では、前記キャリアベース１００が半導体ウェハーであり、従って、薄肉化プロセスを利用して前記キャリアベース１００を除去する。前記薄肉化プロセスは、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ、化学機械研磨）プロセスを含んでもよいがこれに限られない。
【0115】
具体的には、前記隔離層１１０を前記薄肉化プロセスの停止層とする。従って、前記キャリアベース１００を除去した後に、前記第１電極１２０及び圧電層１３０の表面に前記隔離層１１０が形成される。
【0116】
【0117】
前記第１導電穴１１１は、前記第１電極１２０に電気的に接続される第１導電性コンタクトの後続の形成に空間位置を提供するために用いられる。
【0118】
本実施例では、フォトレジストコーティング、露光及び現像を含むリソグラフィプロセスを用い、フォトレジストマスクを形成し、前記フォトレジストマスクを介して前記隔離層１１０をエッチングすることにより、前記第１導電穴１１１を形成する。
【0119】
本実施例では、前記エッチングプロセスは、乾式エッチングプロセスである。
【0120】
なお、プロセスステップを簡略化させるために、前記隔離層１１０のエッチング過程において、さらに、前記第２サブ導電穴１３１（図１１に示す）と貫通する第４導電穴１１２を前記隔離層１１０に形成する。
【0121】
前記第４導電穴１１２が第２サブ導電穴１３１と貫通し、前記第２サブ導電穴１３１が前記永久ボンディング層１５０における第１サブ導電穴１５２（図１３に示す）と貫通し、前記第２サブ導電穴１３１、第１サブ導電穴１５２及び第４導電穴１１２は、前記接続端１６５に電気的に接続される第３導電性コンタクトの続後形成に空間位置を提供するために用いられる。
【0122】
前記隔離層１１０をエッチングした後に、湿式フォトレジスト剥離またはアッシングプロセスにより、フォトレジストマスクを除去する。
【0123】
なお、前述したプロセス過程において、圧電層１３０を形成した直後に、所要の第２サブ導電穴１３１を圧電層１３０に形成し、永久ボンディング層１５０の形成過程において、同じステップで、所要のキャビティ１５１及び第１サブ導電穴１５２を形成し、前記キャリアベース１００を除去した後に、同じステップで、所要の第１導電穴１１１及び第４導電穴１１２を形成する。つまり、１層のフィルム層を形成するたびに、対応するパターンを前記フィルム層に形成し、パターン化プロセスの難度を顕著に低減させる。
【0124】
図１６を参照して、前記形成方法は、前記第２電極１４０を露出させる第２導電穴１３２を前記第１電極１２０の一側の隔離層１１０及び前記圧電層１３０に形成するステップをさらに含む。
【0125】
前記第２導電穴１３２は、前記第２電極１４０に電気的に接続される第２導電性コンタクトの後続の形成に空間位置を提供するために用いられる。
【0126】
本実施例では、フォトレジストコーティング、露光及び現像を含むリソグラフィプロセスを用い、フォトレジストマスクを形成し、前記フォトレジストマスクを介して順に前記隔離層１１０及び圧電層１３０をエッチングすることにより、前記第２導電穴１３２を形成する。
【0127】
前記フォトレジストマスクを形成するステップで、前記フォトレジストマスクをさらに前記第１導電穴１１１及び第４導電穴１１２（図１５に示す）に充填し、それにより、前記エッチングプロセスが前記第１電極１２０及び接続端１６５に損害を与えることを回避する。
【0128】
本実施例では、乾式エッチングプロセスを用い、前記隔離層１１０及び圧電層１３０を順にエッチングし、前記第２導電穴１３２を形成する。
【0129】
前記第２導電穴１３２を形成した後に、湿式フォトレジスト剥離またはアッシングプロセスにより、フォトレジストマスクを除去する。
【0130】
本実施例では、前記第１導電穴１１１及び第４導電穴１１２を形成してから、前記第２導電穴１３２を形成することを例とする。他の実施例では、前記第２導電穴を形成してから、前記第１導電穴及び第４導電穴を形成してもよい。
【0131】
図１７及び図１８を組み合わせて参照して、前記キャリアベース１００（図１４に示す）を除去した後に、前記形成方法は、前記第１電極１２０、第２電極１４０または信号処理回路の対応する接続端１６５を電気的に接続するための相互接続構造を形成する（図示せず）ステップをさらに含む。
【0132】
相互接続構造が前記接続端１６５、前記第１電極１２０及び第２電極１４０を電気的に接続することにより、基板１６０と圧電トランスジューサ２００（図１０に示す）を電気的に接続し、さらに指紋認識モジュールの指紋認識機能を実現し、後続のパッケージング工程を行いやすい。
【0133】
また、本実施例は、圧電トランスジューサ２００と基板１６０の集積プロセス、及び両者の電気的接続プロセスを同一のプロセスに統合し、指紋認識モジュールの製造プロセスの安定性を向上させることに有利であり、それにより、指紋認識モジュールの性能及び性能均一性を向上させるとともに、製造コストの低減に有利である。
【0134】
具体的には、前記相互接続構造を形成する方法は、底部から前記第１電極１２０の縁を露出させる第１導電性コンタクト１７２を形成するステップと、底部から前記第２電極１４０の縁を露出させる第２導電性コンタクト１７１を形成するステップと、底部から前記接続端１６５を露出させる第３導電性コンタクト１７３を形成するステップとを含む。
【0135】
前記第１電極１２０と第２電極１４０が交互に設けられ、第２導電性コンタクト１７１を前記第１電極１２０の一側の圧電層１３０に形成し、第２導電性コンタクト１７１を形成する際、第１電極１２０をエッチングする必要がなく、それにより、第２導電性コンタクト１７１を形成するプロセス難度を低減させる。従って、前記第１導電性コンタクト１７２の底部から前記第１電極１２０の縁を露出させ、前記第２導電性コンタクト１７１の底部から前記第２電極１４０の縁を露出させる。
【0136】
本実施例では、前記第１電極１２０に電気的に接続される第１導電性コンタクト１７２を前記第１導電穴１１１（図１６に示す）に形成し、前記第２電極１４０に電気的に接続される第２導電性コンタクト１７１を前記第２導電穴１３２（図１６に示す）に形成し、前記接続端１６５に電気的に接続される第３導電性コンタクト１７３を前記第４導電穴１１２（図１５に示す）及び第３導電穴（図示せず）に形成する。
【0137】
【0138】
前記第１導電性コンタクト１７２は、前記第１電極１２０を外部回路に電気的に接続するために用いられ、前記第２導電性コンタクト１７１は、前記第２電極１４０を外部回路に電気的に接続するために用いられ、前記第３導電性コンタクト１７３は、基板１６０を外部回路に電気的に接続するために用いられる。
【0139】
前記第１導電性コンタクト１７２、第２導電性コンタクト１７１及び第３導電性コンタクト１７３によって、前記基板１６０、第１電極１２０及び第２電極１４０の電気的な接続を容易に実現することができる。
【0140】
具体的には、沈積プロセスにより、前記第１導電穴１１１、第２導電穴１３２、第４導電穴１１２（図１５に示す）及び第３導電穴に導電性材料１７５（図１７に示す）を充填し、前記導電性材料１７５がさらに隔離層１１０に被覆され、前記隔離層１１０上に位置する導電性材料１７５に対してパターン化処理を行う。
【0141】
これに対応して、前記第１導電性コンタクト１７２、第２導電性コンタクト１７１及び第３導電性コンタクト１７３がいずれも前記隔離層１１０から突出する。
【0142】
本実施例では、前記導電性材料１７５は、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ及びＡｌのうちの１種または複数種を含み、前記沈積プロセスは、メッキプロセスであってもよい。
【0143】
本実施例では、フォトレジストコーティング、露光及び現像を含むリソグラフィプロセスを用い、フォトレジストマスクを形成し、前記フォトレジストマスクを介して前記導電性材料１７５をエッチングし、前記導電性材料１７５を前記第１導電性コンタクト１７２、第２導電性コンタクト１７１及び第３導電性コンタクト１７３としてパターン化する。
【0144】
前記導電性材料１７５をエッチングした後に、湿式フォトレジスト剥離またはアッシングプロセスにより、フォトレジストマスクを除去する。
【0145】
本実施例では、導電性コンタクト（ｃｏｎｔａｃｔ、ＣＴ）のプロセスを利用して前記相互接続構造を形成し、電気的接続プロセスの複雑さを低減させ、かつ後続のパッケージング工程を行いやすい。
【0146】
図１９を参照して、前記第１導電性コンタクト１７２、第２導電性コンタクト１７１及び第３導電性コンタクト１７３から露出した隔離層１１０上に保護層１８０を形成し、前記保護層１８０から前記第１導電性コンタクト１７２、第２導電性コンタクト１７１及び第３導電性コンタクト１７３が露出する。
【0147】
前記保護層１８０は、前記圧電トランスジューサ２００（図１０に示す）に対して保護効果を果たすために用いられ、外部不純物（たとえばナトリウムイオン）、イオン電荷及び水蒸気などによる圧電トランスジューサ２００への影響を防止でき、それにより、指紋認識モジュールの性能及び安定性を向上させ、指紋認識モジュールの指紋認識精度をさらに向上させる。
【0148】
また、前記保護層１８０から前記第１導電性コンタクト１７２、第２導電性コンタクト１７１及び第３導電性コンタクト１７３が露出し、それにより、後続のパッケージング工程を行いやすい。
【0149】
具体的には、前記保護層１８０を形成するステップは、さらに前記第１導電性コンタクト１７２、第２導電性コンタクト１７１及び第３導電性コンタクト１７３に被覆される不動態化材料層（図示せず）を前記隔離層１１０上に形成するステップと、前記不動態化材料層をエッチングし、前記第１導電性コンタクト１７２、第２導電性コンタクト１７１及び第３導電性コンタクト１７３を露出させ、かつ不動態化材料層を前記保護層１８０として残すステップとを含む。
【0150】
前記保護層１８０の材料は、酸化シリコン、窒化ケイ素、炭窒化ケイ素、シリコン酸炭窒化物、酸窒化シリコン、窒化ホウ素、窒化炭素ホウ素、低ｋ誘電材料またはポリミイドであってもよい。その中で、低ｋ誘電材料は、相対誘電定数が２．６以上かつ３．９以下の誘電材料である。
【0151】
【0152】
本実施例の第１実施例との一致点については、ここでは詳しく説明しない。本実施例の第１実施例との相違点は、図２０を参照して、キャビティ５５１を有する永久ボンディング層５５０を基板５６０上に形成することである。
【0153】
本実施例では、前記基板５６０に信号処理回路が形成され、前記信号処理回路が接続端５６５を有し、前記基板５６０から接続端５６５が露出し、前記接続端５６５が前記基板５６０を外部回路（たとえば、圧電トランスジューサ）に電気的に接続するために用いられる。
【0154】
前記基板５６０についての具体的な説明は、第１実施例における対応する説明を参照でき、ここでは詳しく説明しない。
【0155】
本実施例では、前記永久ボンディング層５５０がドライフィルムである。
【0156】
具体的には、前記永久ボンディング層５５０を形成するステップは、永久ボンディングフィルム（図示せず）を前記基板５６０上に形成するステップと、前記永久ボンディングフィルムをパターン化し、キャビティ５５１を前記永久ボンディングフィルムに形成し、残りの前記永久ボンディングフィルムを前記永久ボンディング層５５０とするステップとを含む。
【0157】
本実施例では、ラミネーションプロセスを用いて前記永久ボンディングフィルムを形成し、露光現像プロセスを用いて前記永久ボンディングフィルムをパターン化する。
【0158】
本実施例では、前記永久ボンディングフィルムをパターン化するステップで、前記信号処理回路の対応する接続端５６５を露出させる第１サブ導電穴５５２を前記永久ボンディングフィルムに形成する。つまり、前記永久ボンディング層５５０は、キャビティ５５１、及び前記接続端５６５を露出させる第１サブ導電穴５５２を有する。
【0159】
前記永久ボンディング層５５０、キャビティ５５１、第１サブ導電穴５５２及びそれらの形成方法についての具体的な説明は、第１実施例における対応する説明を参照でき、ここでは詳しく説明しない。
【0160】
図２１を参照して、キャリアベース５００を提供し、第１電極５２０、前記第１電極５２０上に位置する圧電層５３０、及び前記圧電層５３０上に位置する第２電極５４０を含む圧電トランスジューサ６００を前記キャリアベース５００上に形成する。
【0161】
本実施例では、前記キャリアベース５００が半導体ウェハーである。具体的には、前記キャリアベース１００がシリコンベースである。
【0162】
本実施例では、半導体プロセス（たとえば、沈積プロセス及びパターン化プロセス）により前記圧電トランスジューサ６００を形成する。
【0163】
前記圧電トランスジューサ６００及びその形成方法についての具体的な説明は、第１実施例における対応する説明を参照でき、ここでは詳しく説明しない。
【0164】
なお、圧電トランスジューサ６００を前記キャリアベース５００上に形成する前に、隔離層５１０を前記キャリアベース５００上に形成するステップをさらに含む。前記キャリアベース５００に対して薄肉化処理を行う後続のステップで、前記隔離層５１０を停止層とする。本実施例では、前記隔離層５１０の材料が酸化シリコンである。
【0165】
なお、前記圧電トランスジューサ６００を形成した後に、第２サブ導電穴５３１を前記圧電層５３０に形成するステップをさらに含む。
【0166】
前記第２サブ導電穴５３１及びその形成方法についての具体的な説明は、第１実施例における対応する説明を参照でき、ここでは詳しく説明しない。
【0167】
図２２を参照して、前記永久ボンディング層５５０を利用して前記キャリアベース５００と前記基板５６０をボンディングし、前記永久ボンディング層５５０が前記圧電トランスジューサ６００（図２１に示す）と前記基板５６０との間に位置するとともに、前記圧電トランスジューサ６００が前記キャビティ５５１を遮蔽する。
【0168】
具体的には、ボンディングステップで、前記キャビティ５５１を前記キャリアベース５００における前記第２電極５４０と１つずつ対向して設けるようにする。
【0169】
前記永久ボンディング層５５０が粘性材料であり、前記圧電トランスジューサ６００を前記永久ボンディング層１５０に配置すれば、前記圧電トランスジューサ６００と基板５６０をボンディングすることができ、接着プロセスが簡単であり、かつボンディング信頼性が高い。
【0170】
【0171】
１つの例としては、前記基板５６０の表面に平行な方向に、前記第２電極５４０の横方向サイズが前記キャビティ５５１の開口サイズより大きく、前記永久ボンディング層５５０が一定の柔軟性を有するため、圧力の作用下で、第２電極５４０を前記永久ボンディング層５５０に嵌めやすく、前記永久ボンディング層５５０を圧電層５３０と接触させ、それにより、前記圧電トランスジューサ６００が前記キャビティ５５１を遮蔽する作用を果たす。
【0172】
他の実施例では、前記第２電極の横方向サイズが前記キャビティの開口サイズ以下である場合、前記圧電トランスジューサを前記永久ボンディング層に配置すれば、前記永久ボンディング層を圧電層と接触させることができるため、前記圧電トランスジューサがキャビティに対して遮蔽作用を果たすことができる。
【0173】
本実施例では、ボンディング完了後に、前記キャリアベース５００を除去するステップをさらに含む。
【0174】
具体的には、前記キャリアベース５００に対して薄肉化処理を行うことで、前記キャリアベース５００を除去する。前記隔離層５１０を露出させる。
【0175】
図２３を参照して、前記キャリアベース５００（図２２に示す）を除去した後に、前記隔離層５１０をエッチングし、前記第１電極５２０を露出させる複数の第２導電穴５１１を前記隔離層５１０に形成するステップをさらに含む。
【0176】
前記第１導電穴５１１は、前記第１電極５２０に電気的に接続される第１導電性コンタクトの後続の形成に空間位置を提供するために用いられる。
【0177】
本実施例では、前記隔離層５１０のエッチング過程において、前記第２サブ導電穴５３１（図２１に示す）と貫通する第４導電穴５１２を前記隔離層５１０に形成する。
【0178】
前記第４導電穴５１２が第２サブ導電穴５３１と貫通し、前記第２サブ導電穴５３１が前記永久ボンディング層５５０における第１サブ導電穴５５２（図２０に示す）と貫通し、前記第４導電穴５１２、第２サブ導電穴５３１及び第１サブ導電穴５５２は、前記接続端５６５に電気的に接続される第３導電性コンタクトの後続の形成に空間位置を提供するために用いられる。
【0179】
後続のプロセスは第１実施例と同様であり、後続のプロセスについての具体的な説明は、第１実施例における対応する説明を参照でき、ここでは詳しく説明しない。
【0180】
なお、本実施例の前記製造方法についての具体的な説明は、第１実施例における対応する説明を組み合わせて参照できる。
【0181】
なお、本実施例では、永久ボンディング層５５０を基板５６０上に形成することを例とする。他の実施例では、表面に仮接着フィルムが形成されたキャリアウェハー（ｃａｒｒｉｅｒ ｗａｆｅｒ）上に前記永久ボンディング層を形成してもよく、これに対応して、前記永久ボンディング層を利用して前記キャリアベースと前記キャリアウェハーをボンディングした後に、前記永久ボンディング層が前記圧電トランスジューサと前記キャリアウェハーとの間に位置し、この後に、前記仮接着層と仮接着フィルムとをデボンディングにより分離し、それにより、前記永久ボンディング層を利用して前記キャリアベースと前記基板をボンディングする。
【0182】
【0183】
本実施例の第１実施例との一致点については、ここでは詳しく説明しない。本実施例の第１実施例との相違点は、以下のことである。図２６に示すように、圧電トランスジューサ４００をキャリアベース３００上に形成するステップは、前記キャリアベース３００全体に被覆される導電性層３２５を形成し、一部の領域での前記導電性層３２５を第１電極３２０として用いるステップを含み、これに対応して、図３１に示すように、キャリアベース３００（図２８に示す）を除去した後に、前記導電性層３２５をパターン化し、複数の第１電極３２０を形成するステップをさらに含む。
【0184】
図２４を参照して、基板３６５を提供する。
【0185】
本実施例では、前記基板３６５に信号処理回路が形成され、前記信号処理回路が接続端３６５を有し、前記基板３６０から接続端３６５が露出し、前記接続端３６５が前記基板３６０を外部回路（たとえば、圧電トランスジューサ）に電気的に接続するために用いられる。
【0186】
前記基板３６０についての具体的な説明は、第１実施例における対応する説明を参照でき、ここでは詳しく説明しない。
【0187】
図２５を参照して、キャリアベース３００を提供し、前記キャリアベース３００全体に被覆される導電性層３２５を形成し、一部の領域での前記導電性層３２５を第１電極３２０として用いる。
【0188】
前記キャリアベース３００は、圧電トランスジューサの後続の形成にプロセスプラットフォームを提供するために用いられ、さらに、圧電トランスジューサと基板３６０（図２４に示す）の後続のボンディングにプロセスプラットフォームを提供するために用いられる。
【0189】
本実施例では、前記キャリアベース３００が半導体ウェハーである。具体的には、前記キャリアベース３００がシリコンベースである。
【0190】
【0191】
具体的には、前記第２電極３４０を形成するステップは、前記圧電層３３０に被覆される電極材料層３４５（図２５に示す）を形成するステップと、前記電極材料層３４５に対してパターン化処理を行い、前記第２電極３４０を形成するステップとを含む。
【0192】
前記第２電極３４０を形成した後に、前記第１電極３２０、圧電層３３０及び第２電極３４０は、圧電トランスジューサ４００を構成するために用いられる。
【0193】
前記圧電トランスジューサ４００を形成した後に、前記キャリアベース３００全体に導電性層３２５が被覆され、前記第２電極３４０の数量が複数であり、後続のボンディングプロセス及びリソグラフィプロセスにおいてアラインメントを実現しやすく、アラインメント精度を向上させ、それにより、指紋認識モジュールの性能を向上させることに有利である。
【0194】
前記圧電トランスジューサ４００及びその形成ステップについての具体的な説明は、第１実施例における対応する説明を組み合わせて参照でき、ここでは詳しく説明しない。
【0195】
【0196】
前記キャリアベース３００に対して薄肉化処理を行う後続のステップで、前記隔離層３１０を停止層とする。また、この後、前記第１電極に電気的に接続される第１導電性コンタクトを形成する際、前記隔離層３１０は、さらに、前記第１導電性コンタクトの形成にプロセスプラットフォームを提供するために用いられる。
【0197】
本実施例では、前記隔離層３１０の材料が酸化シリコンである。
【0198】
【0199】
本実施例では、前記永久ボンディング層３５０を形成するステップで、前記永久ボンディング層３５０にさらに複数の第１サブ導電穴３５２が形成される。
【0200】
前記永久ボンディング層３５０、キャビティ３５１、第１サブ導電穴３５２及びその形成方法についての具体的な説明は、第１実施例における対応する説明を参照でき、ここでは詳しく説明しない。
【0201】
図２８を参照して、前記永久ボンディング層３５０を利用して前記キャリアベース３００と前記基板３６０をボンディングし、前記永久ボンディング層３５０が前記圧電トランスジューサ４００（図２６に示す）と前記基板３６０との間に位置する。
【0202】
具体的には、ボンディングステップで、前記キャリアベース３００の、前記永久ボンディング層３５０が形成された面を前記基板３６０に対向して設けるようにし、前記第１サブ導電穴３５２（図２７に示す）を前記接続端３６５に対応させる。
【0203】
前記圧電トランスジューサ４００と基板３６０をボンディングした後に、前記基板３６０は、前記導電性層３２５をパターン化する後続のプロセスにプロセスプラットフォームを提供するために用いられる。
【0204】
前記ボンディングステップについての具体的な説明は、第１実施例における対応する説明を参照でき、ここでは詳しく説明しない。
【0205】
図２９を参照して、ボンディング完了後に、前記キャリアベース３００を除去するステップをさらに含む。
【0206】
前記キャリアベース３００を除去することで、後続の電気的接続プロセスにプロセス基礎を提供する。
【0207】
本実施例では、前記隔離層３１０を停止層とし、前記キャリアベース３００に対して薄肉化処理を行う。
【0208】
【0209】
一部の領域での前記導電性層３２５を前記第１電極３２０とし、後続のステップは、前記導電性層３２５をパターン化し、前記第１電極３２０を残し、前記第１電極３２０に電気的に接続される第１導電性コンタクトの後続の形成に空間位置を提供するための前記第１導電穴３１１から前記第１電極３２０を露出させるステップをさらに含む。
【0210】
本実施例では、フォトレジストコーティング、露光及び現像を含むリソグラフィプロセスを用い、フォトレジストマスクを形成し、前記フォトレジストマスクを介して前記隔離層３１０をエッチングし、それにより、前記第１導電穴３１１を形成する。具体的には、前記エッチングプロセスが乾式エッチングプロセスである。
【0211】
前記隔離層３１０をエッチングした後に、湿式フォトレジスト剥離またはアッシングプロセスにより、フォトレジストマスクを除去する。
【0212】
図３１を参照して、前記キャリアベース３００（図２８に示す）を除去した後に、前記導電性層３２５（図３０に示す）をパターン化し、複数の第１電極３２０を形成し、前記複数の第１導電穴３１１を前記第１電極３２０に対応させるステップをさらに含む。
【0213】
具体的には、前記第１電極３２０は、数量が複数であり、それぞれ前記第２電極３４０に対向して設けられる。
【0214】
前記導電性層３２５をパターン化した後に、前記第１電極３２０から一部の圧電層３３０を露出させることにより、前記圧電層３３０の後続のエッチングのために用意する。
【0215】
本実施例では、乾式エッチングプロセスを用い、前記導電性層３２５に対してパターン化処理を行う。
【0216】
なお、前記導電性層３２５の表面に隔離層３１０が形成されており、従って、前記導電性層３２５をパターン化するステップは、前記隔離層３１０をパターン化し、前記第１導電穴３１１を前記第１電極３２０と１対１で対応させるステップをさらに含む。これに対応して、前記導電性層３２５をパターン化した後に、前記第１電極３２０の表面の前記隔離層３１０のみを残す。
【0217】
本実施例では、フォトレジストコーティング、露光及び現像を含むリソグラフィプロセスを用い、フォトレジストマスクを形成し、前記圧電層３３０を露出させるまで、前記フォトレジストマスクを介して前記隔離層３１０及び導電性層３２５を順にエッチングする。
【0218】
なお、エッチングする前に、前記隔離層３１０に第１導電穴３１１が形成されており、従って、前記フォトレジストマスクが前記第１導電穴３１１内に充填されており、それにより前記第１導電穴３１１から露出した第１電極３２０をエッチングすることを回避する。
【0219】
前記隔離層３１０及び導電性層３２５をエッチングした後に、湿式フォトレジスト剥離またはアッシングプロセスにより、フォトレジストマスクを除去する。
【0220】
図３２を参照して、前記導電性層３２５（図３０に示す）をパターン化した後に、前記第２電極３４０を露出させる第２導電穴３３１ステップと、前記第１サブ導電穴３５２（図２７に示す）と貫通する第２サブ導電穴３３２を前記圧電層３３０に形成するステップをさらに含む。
【0221】
前記第２導電穴３３１は、前記第２電極３４０に電気的に接続される第２導電性コンタクトの後続の形成に空間位置を提供するために用いられる。
【0222】
前記第２サブ導電穴３３２が第１サブ導電穴３５２と貫通し、前記第２サブ導電穴３３２及び第１サブ導電穴３５２は、前記接続端３６５に電気的に接続される第３導電性コンタクトの後続の形成に空間位置を提供するために用いられる。
【0223】
本実施例では、フォトレジストコーティング、露光及び現像を含むリソグラフィプロセスを用い、フォトレジストマスクを形成し、前記フォトレジストマスクを介して前記圧電層３３０をエッチングすることにより、前記第２導電穴３３１及び第２サブ導電穴３３２を形成する。
【0224】
前記第１電極３２０を露出させる第１導電穴３１１が残りの隔離層３１０に形成されており、従って、前記フォトレジストマスクを形成した後に、前記第１電極３２０が損害されないように、前記フォトレジストマスクは、前記隔離層３１０に被覆されるだけではなく、前記第１導電穴３１１内に充填されている。
【0225】
本実施例では、乾式エッチングプロセスを用い、前記圧電層３３０をエッチングし、前記第２導電穴３３１及び第２サブ導電穴３３２を形成する。
【0226】
前記圧電層３３０をエッチングした後に、湿式フォトレジスト剥離またはアッシングプロセスにより、フォトレジストマスクを除去する。
【0227】
なお、前記導電性層３２５（図２０に示す）に対してパターン化処理を行った後に、前記第１電極３２０が前記圧電層３３０から露出し、従って、前記第２導電穴３３１及び第２サブ導電穴３３２を形成するステップで、前記圧電層３３０のみをエッチングすればよく、エッチングプロセスが簡単である。
【0228】
なお、図２６に示すように、圧電トランスジューサ４００をキャリアベース３００上に形成するステップで、前記キャリアベース３００全体に被覆される導電性層３２５を形成し、一部の領域での前記導電性層３２５を第１電極３２０とし、該ステップで、導電性層３２５をパターン化しておらず、図３１に示すように、前記隔離層３１０及び導電性層３２５（図３０に示す）をパターン化した後に、前記第１電極３２０が前記圧電層３３０から露出し、従って、同じステップで前記第２導電穴３３１及び第２サブ導電穴３３２を形成できるため、フォトマスクの減少に有利であり、製造コストを節約する。
【0229】
図３３及び図３４を組み合わせて参照し、前記第１電極３２０に電気的に接続される第１導電性コンタクト３７２を前記第１導電穴３１１（図３２に示す）に形成し、前記第２電極３４０に電気的に接続される第２導電性コンタクト３７１を前記第２導電穴３３１（図３２に示す）に形成し、前記接続端３６５に電気的に接続される第３導電性コンタクト３７３を前記第２サブ導電穴３３２（図３２に示す）及び第１サブ導電穴３５２（図２７に示す）に形成する。
【0230】
具体的には、図３３に示すように、沈積プロセスにより、前記第１導電穴３１１、第２導電穴３３１、第２サブ導電穴３３２及び第１サブ導電穴３５２に導電性材料３７５を充填し、前記導電性材料３７５がさらに隔離層３１０に被覆され、図３４に示すように、前記隔離層１１０上の導電性材料１７５に対してパターン化処理を行い、前記隔離層３１０から突出するとともに、前記第１電極３２０に電気的に接続される第１導電性コンタクト３７２、前記圧電層３３０から突出するとともに、前記第２電極３４０に電気的に接続される第２導電性コンタクト３７１、及び前記圧電層３３０から突出するとともに、前記接続端３６５に電気的に接続される第２導電性コンタクト３７３を形成する。
【0231】
前記第１導電性コンタクト３７２、第２導電性コンタクト３７１、第３導電性コンタクト３７３及びその形成方法についての具体的な説明は、第１実施例における対応する説明を参照でき、ここでは詳しく説明しない。
【0232】
図３５を参照して、保護層３８０を前記第１導電性コンタクト３７２、第２導電性コンタクト３７１、第３導電性コンタクト３７３から露出した圧電層３３０及び隔離層３１０上に形成し、前記保護層３８０から前記第１導電性コンタクト３７２、第２導電性コンタクト３７１、第３導電性コンタクト３７３が露出する。
【0233】
本実施例では、沈積ステップ及びエッチングステップを順に行うことにより、前記保護層３８０を形成する。
【0234】
前記保護層３８０及びその形成方法についての具体的な説明は、第１実施例における対応する説明を参照でき、ここでは詳しく説明しない。
【0235】
なお、本実施例の前記製造方法についての具体的な説明は、第１実施例における対応する説明を組み合わせて参照できる。
【0236】
【0237】
本実施例の第３実施例との一致点については、ここでは詳しく説明しない。本実施例の第３実施例との相違点は、図３６を参照して、キャビティ９５１を有する永久ボンディング層９５０を基板９６０上に形成することである。
【0238】
本実施例では、前記基板９６０には、接続端５６５を有する信号処理回路が形成されており、永久ボンディング層９５０を前記基板上に形成するステップで、前記永久ボンディング層９５０は、前記接続端５６５を露出させる第１サブ導電穴９５２をさらに有する。
【0239】
図３７を参照して、圧電トランスジューサ９００を前記キャリアベース９００上に形成する。
【0240】
具体的には、前記圧電トランスジューサ９００を形成するステップは、前記キャリアベース９００全体に被覆される導電性層９２５を形成し、一部の領域での前記導電性層９２５を複数の第１電極９２０として用いるステップと、前記導電性層９２５に被覆される圧電層９３０を形成するステップと、前記第１電極９２０に対向して設けられる複数の第２電極９４０を前記圧電層９３０上に形成するステップとを含む。
【0241】
前記圧電トランスジューサ９００及びその形成方法についての具体的な説明は、第３実施例における対応する説明を参照でき、ここでは詳しく説明しない。
【0242】
図３８を参照して、前記永久ボンディング層９５０を利用して前記キャリアベース９００と前記基板９６０をボンディングし、前記永久ボンディング層９５０が前記圧電トランスジューサ９９０（図３７に示す）と前記基板９６０との間に位置し、前記第２電極９４０が前記キャビティ９５１（図３６に示す）を遮蔽する。
【0243】
本実施例では、ボンディングステップで、前記キャビティ９５１を前記キャリアベース９００上の前記第２電極９４０に対向して設けるようにする。
【0244】
後続のプロセスは、第３実施例と同様であり、後続のプロセスについての具体的な説明は、第３実施例における対応する説明を参照でき、ここでは詳しく説明しない。
【0245】
具体的には、本実施例の前記製造方法についての具体的な説明は、第１実施例及び第３実施例における対応する説明を組み合わせて参照できる。
【0246】
これに対応して、本発明の実施例は、指紋認識モジュールをさらに提供する。
【0247】
図３９は、本発明の指紋認識モジュールの１つの実施例の構造模式図である。
【0248】
前記指紋認識モジュールは、信号処理回路が形成される基板７６０と、キャビティ７５１を有し、前記基板７６０上にボンディングされる永久ボンディング層７５０と、前記永久ボンディング層７５０上に位置し、第１電極７２０、前記第１電極７２０上に位置する圧電層７３０、及び前記圧電層７３０上に位置する第２電極７４０を含むとともに、前記キャビティ７５１を遮蔽する圧電トランスジューサ８００とを含む。
【0249】
本実施例は、沈積及びパターン化を採用して、キャビティを有する絶縁層を基板上に形成し、圧電トランスジューサを前記絶縁層上に形成する技術案に比べて、絶縁層の代わりに永久ボンディング層７５０を用い、圧電トランスジューサ８００と基板７６０を永久ボンディング層７５０によりボンディングし、従って、前記指紋認識モジュールの製造過程において、前記圧電トランスジューサ８００の製造を独立して完了でき、前記キャビティを満たす犠牲層を形成するステップを節約するため、犠牲層のリリース操作を行う必要がなく、プロセスステップの簡略化に有利であり、また、犠牲層の不完全な除去のため、キャビティに犠牲層残存物を形成する課題を回避できる。
【0250】
また、犠牲層の形成ステップ及び犠牲層のリリースステップを行う必要がないため、犠牲層プロセスにより引き起こされた、基板７６０が廃棄される課題を回避し、基板７６０の廃棄率の低減に有利である。
【0251】
また、前記圧電トランスジューサ８００が前記キャビティ７５１を遮蔽することで、キャビティ７５１を密閉状にし、それにより、前記キャビティ７５１による音響的性能に対する改善効果を向上させることに有利であり、さらに指紋認識の精度を向上させることに有利である。
【0252】
なお、前記指紋認識モジュールの製造過程において、前記圧電トランスジューサ８００の製造を独立して完了することができ、前記圧電トランスジューサ８００を形成するプロセス柔軟性を向上させることに有利であり、また、前記圧電トランスジューサ８００を形成するプロセスによる基板７６０に対する影響を回避することに有利であり、基板７６０の品質が確保され、なお、さらに基板７６０の廃棄率の低減に有利である。
【0253】
前記基板７６０に信号処理回路が形成されており、前記基板７６０は、指紋認識モジュールの使用過程において、圧電トランスジューサを駆動し、圧電トランスジューサの生じた検出信号を処理するために用いられる。
【0254】
本実施例では、前記基板７６０は、ＣＭＯＳプロセスに基づいて形成される。
【0255】
具体的には、前記基板７６０がウェハレベル基板であり、前記基板７６０と圧電トランスジューサ８００をウェハレベルで集積し、製造効率を向上させる。他の実施例では、前記基板は、チップレベル基板であってもよい。
【0256】
本実施例では、前記基板７６０における信号処理回路は、前記基板７６０をその他のデバイスまたは圧電トランスジューサに電気的に接続するための接続端７６５を有する。
【0257】
本実施例では、前記基板７６０から、溶接パッド（ｐａｄ）である接続端７６５が露出する。
【0258】
前記永久ボンディング層７５０の接着強度が高く、前記永久ボンディング層７５０が圧電トランスジューサ８００と基板７６０の永久ボンディングを実現するために用いられ、圧電トランスジューサ８００と基板７６０のボンディング強度が確保され、それにより、指紋認識モジュールの信頼性を向上させ、たとえば、指紋認識モジュールの指紋認識精度を向上させる。
【0259】
前記永久ボンディング層７５０には、圧電トランスジューサ８００の音響的性能を向上させるためのキャビティ７５１が形成されている。
【0260】
本実施例では、前記基板７６０がウェハレベル基板であり、前記キャビティ７５１が複数である。
【0261】
圧電トランスジューサ８００の設計パラメータに基づき、前記キャビティ７５１のパターン及びサイズを決定する。
【0262】
本実施例では、前記永久ボンディング層７５０は、ドライフィルム（ｄｒｙ ｆｉｌｍ）である。ドライフィルムは、感光性ボンディング材料であり、従って、永久ボンディングフィルムに対してリソグラフィプロセスを行うことにより、前記キャビティ７５１を形成することができる。リソグラフィプロセスにより、前記キャビティ１５１の開口サイズ精度を向上させることに有利であるとともに、永久ボンディング層７５０の接着強度への影響を減少させる。また、リソグラフィプロセスを用いることによりパターン化を実現し、前記永久ボンディング層１５０の接着強度が確保される。
【0263】
前記圧電トランスジューサ８００が指紋認識モジュールにおける認識ユニットとされる。
【0264】
前記圧電トランスジューサ８００は、第１電極７２０、前記第１電極７２０上に位置する圧電層７３０、及び前記圧電層７３０上に位置する第２電極７４０を含む。
【0265】
本実施例では、前記基板７６０がウェハレベル基板であり、前記圧電トランスジューサ８００の数量が複数である。これに対応して、前記第１電極７２０の数量が複数であり、前記第２電極７４０の数量が複数であり、前記第２電極７４０が前記第１電極７２０に対向して設けられ、前記第２電極７４０がキャビティ７５１と１対１で対応する。
【0266】
他の実施例では、前記基板がチップレベル基板である場合、前記圧電トランスジューサの数量が１つである。
【0267】
本実施例では、前記第１電極７２０と第２電極７４０が交互に設けられ、つまり、前記第２電極７４０のいずれかの端部が前記第１電極７２０の一側に位置し、前記第２電極７４０に電気的に接続される相互接続構造を前記第１電極７２０の一側の圧電層７３０に形成し、前記第２電極７４０に電気的に接続される該相互接続構造を形成する際、第１電極７２０をエッチングする必要がなく、それにより、電気的接続プロセスの難度を低減させる。
【0268】
前記第１電極７２０は、圧電トランスジューサ８００におけるトップ電極（ｔｏｐ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）、すなわち、指紋認識モジュールにおける前記基板７６０から離れる電極として用いられ、前記第２電極７４０は、圧電トランスジューサ８００におけるボトム電極（ｂｏｔｔｏｍ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）、すなわち指紋認識モジュールにおける前記基板７６０に近い電極として用いられる。
【0269】
前記第１電極７２０及び第２電極７４０の材料は、金属、金属ケイ化物、金属窒化物、金属酸化物または導電性カーボンなどの導電性材料であってもよく、たとえば、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、ＴｉＡｌ、ＴｉＮまたはＴａＮなどであってもよい。本実施例では、前記第１電極７２０及び第２電極７４０の材料がいずれもＭｏである。
【0270】
指紋認識モジュールの使用過程において、圧電層７３０の逆圧電効果を利用し、超音波を発生させ、それにより、超音波指紋認識を実現する。
【0271】
前記圧電層７３０の材料は、圧電結晶、圧電セラミックまたは圧電ポリマーなどであってもよい。その中で、前記圧電結晶は、窒化アルミニウム、ジルコニウムチタン酸鉛、石英結晶、ガリウム酸リチウム、メタゲルマニウム酸二リチウム、ゲルマニウム酸チタン、強誘電体トランジスタニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムなどであってもよく、前記圧電ポリマーは、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン－トリフルオロエチレン共重合体、ナイロン－１１またはシアン化ビニリデン－酢酸エチレン交互共重合体などであってもよい。
【0272】
本実施例では、前記圧電層７３０の材料が窒化アルミニウムである。
【0273】
本実施例では、前記指紋認識モジュールは、前記第１電極７２０表面に位置する隔離層７１０をさらに含む。
【0274】
前記指紋認識モジュールの製造過程において、前記圧電トランスジューサ８００をキャリアベース上に形成し、前記キャリアベースを薄肉化プロセスにより除去し、前記隔離層を前記薄肉化プロセスの停止層とする。
【0275】
本実施例では、前記隔離層７１０がさらに前記圧電層７３０の表面に位置する。他の実施例では、前記隔離層が前記第１電極の表面のみに位置してもよい。
【0276】
本実施例では、前記隔離層７１０の材料が酸化シリコンである。酸化シリコンは、半導体分野における常用の誘電材料であり、形成しやすくかつパターン化しやすく、かつプロセスコストが低く、また、キャリアベースに対して薄肉化を行う過程において、停止作用を良好に果たすことができる。
【0277】
本実施例では、前記指紋認識モジュールは、前記第１電極７２０、第２電極７４０または信号処理回路の対応する接続端７６５を電気的に接続するための相互接続構造（図示せず）をさらに含む。
【0278】
前記相互接続構造が前記信号処理回路の対応する接続端１６５及び前記第１電極７２０、第２電極７４０を電気的に接続することにより、基板７６０と圧電トランスジューサ８００を電気的に接続し、さらに指紋認識モジュールの指紋認識機能を実現する。
【0279】
具体的には、前記相互接続構造は、前記第１電極７２０に電気的に接続される第１導電性コンタクト７７２と、前記第２電極７４０に電気的に接続される第２導電性コンタクト７７１と、前記接続端７６５に電気的に接続される第３導電性コンタクト７７３とを含む。
【0280】
前記第１導電性コンタクト７７２は、前記第１電極７２０を外部回路に電気的に接続するために用いられ、前記第２導電性コンタクト７７１は、前記第２電極７４０を外部回路に電気的に接続するために用いられ、前記第３導電性コンタクト７７３は、基板７６０を外部回路に電気的に接続するために用いられる。
【0281】
前記第１導電性コンタクト７７２、第２導電性コンタクト７７１及び第３導電性コンタクト７７３によって、前記基板７６０、第１電極７２０及び第２電極７４０の電気的な接続を容易に実現することができる。
【0282】
本実施例では、前記第１導電性コンタクト７７２は、前記隔離層７１０に位置するとともに、前記第１電極７２０に電気的に接続され、前記第２導電性コンタクト７７１は、前記圧電層７３０に位置するとともに、前記第２電極７４０に電気的に接続され、前記第３導電性コンタクト７７３は、前記圧電層７３０及び永久ボンディング層７５０を貫通するとともに、前記接続端７６５に電気的に接続される。
【0283】
本実施例では、前記隔離層７１０がさらに前記相互接続構造から露出した圧電層７３０の表面に位置し、従って、前記第２導電性コンタクト７７１が前記隔離層７１０及び圧電層７３０を貫通し、前記第３導電性コンタクト７７３が前記隔離層７１０、圧電層７３０及び永久ボンディング層７５０を貫通する。
【0284】
これに対応して、前記隔離層７１０は、さらに、前記相互接続構造の形成にプロセスプラットフォームを提供し、前記相互接続構造の電気的分離を実現するために用いられる。
【0285】
本実施例では、前記第１導電性コンタクト７７２、第２導電性コンタクト７７１及び第３導電性コンタクト７７３の材料が導電性材料であり、前記導電性材料がＣｕ、Ａｕ、Ａｇ及びＡｌのうちの１種または複数種を含む。
【0286】
本実施例では、前記相互接続構造のタイプが導電性コンタクト（ｃｏｎｔａｃｔ、ＣＴ）であり、前記相互接続構造を形成するプロセス複雑さを低減させ、後続のパッケージング工程を行いやすい。
【0287】
他の実施例では、前記相互接続構造のタイプは、さらに、たとえば再配線（ＲＤＬ）構造、その他のタイプの構造を含んでもよい。
【0288】
本実施例では、前記指紋認識モジュールは、前記第１導電性コンタクト７７２、第２導電性コンタクト７７１及び第３導電性コンタクト７７３から露出した隔離層７１０上に位置した、前記第１導電性コンタクト７７２、第２導電性コンタクト７７１及び第３導電性コンタクト７７３を露出させる保護層７８０をさらに含む。
【0289】
前記保護層７８０は、前記圧電トランスジューサ８００に対して保護効果を果たすために用いられ、外部不純物（たとえばナトリウムイオン）、イオン電荷及び水蒸気などによる圧電トランスジューサ８００への影響を防止でき、それにより指紋認識モジュールの性能及び安定性を向上させ、指紋認識モジュールの指紋認識精度をさらに向上させる。
【0290】
また、前記保護層７８０から前記第１導電性コンタクト７７２、第２導電性コンタクト７７１及び第３導電性コンタクト７７３が露出し、それにより、後続のパッケージング工程を行いやすい。
【0291】
前記保護層７８０の材料は、酸化シリコン、窒化ケイ素、炭窒化ケイ素、シリコン酸炭窒化、酸窒化シリコン、窒化ホウ素、窒化炭素ホウ素、低ｋ誘電材料またはポリミイドであってもよい。
【0292】
なお、その他の実施例では、前記隔離層が前記第１電極の表面のみに位置する場合、前記保護層が第１導電性コンタクト、第２導電性コンタクト及び第３導電性コンタクトから露出した隔離層及び圧電層上に位置する。
【0293】
本実施例の前記指紋認識モジュールは、前述した実施例の前記製造方法で製造され、その他の製造方法で製造されてもよい。本実施例の前記指紋認識モジュールについての具体的な説明は、前述した実施例における対応する説明を参照でき、ここでは詳しく説明しない。
【0294】
これに対応して、本発明の実施例は、前述した指紋認識モジュールを含む電子機器をさらに提供する。
【0295】
電子機器に本実施例の前記指紋認識モジュールを配置することにより、指紋認識を実現する。
【0296】
前記電子機器は、さらに、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、メディアプレーヤー、ナビゲーションデバイス、ゲームコンソール、タブレットコンピュータ、ウェアラブルデバイス、ゲート制御電子システム、自動車キーレスエントリー電子システム、または 自動車キーレススタート電子システムなどであってもよい。
【0297】
前述した分析から分かるように、指紋認識モジュールの製造過程において、圧電トランスジューサのキャビティに犠牲層が残存することなく、圧電トランスジューサの音響的性能が向上し、基板の品質を確保でき、従って、前記指紋認識モジュールの指紋認識精度が高く、ユーザの使用体験を向上させる。
【0298】
本実施例の前記指紋認識モジュールについての具体的な説明は、前述した実施例における対応する説明を参照でき、ここでは詳しく説明しない。
【0299】
本発明は以上のように開示されているが、これに制限されない。いかなる当業者であれば、本発明の精神及び範囲を逸脱することなく、様々な変更や改定を行うことができ、従って、本発明の保護範囲は、請求項に限定される範囲を基準とする。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】