[发明专利]一种半导体指纹传感器及其制作方法、电子装置

说明书

本发明提供一种半导体指纹传感器及其制作方法、电子装置，该制作方法包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底包括像素区；在所述像素区形成顶部极板；对所述像素区的顶部极板进行表面处理，以使所述顶部极板表面因产生空洞而形成粗糙表面。该制作方法可以降低噪声对指纹检测的影响，提高指纹检测性能。该半导体指纹传感器和电子装置具有类似的优点。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体而言涉及一种半导体指纹传感器及其制作方法、电子装置。

背景技术

近年来随着智能手机技术的发展，指纹识别技术得到了更广泛的应用和普及，目前主流的指纹识别技术为电容式指纹识别技术，电容式指纹识别芯片是由电容阵列构成的，内部大约包含例如1万只微型化的电容器，当用户将手指放在正面时，皮肤就组成了电容阵列的一个极板，电容阵列的背面是绝缘极板。由于不同区域指纹的脊和谷之间的距离也不相等，使每个单元的电容量随之而变，由此可获得指纹图像。图1A示出了目前一种半导体指纹传感器的示意性剖面图，该半导体指纹传感器包括形成在半导体衬底100上的逻辑区100A和像素区100B，在逻辑区(logic)100A形成逻辑电路，在像素区(pixel)100B形成指纹图形采集电路，其中每个像素区100B的顶部金属层(即M6)用作顶部极板，在顶部金属层上形成有钝化层，其包括氧化层101和氮化层102，并且一般地如图1B所示在钝化层上形成有聚酰亚胺层103(polyimide)，如图1B所示，当手指104放置在指纹传感器上时，手指104与指纹传感器的顶部极板TM构成电容器(手指相当于上极板，顶部极板相当于下极板)，并且不同区域指纹的脊和谷之间的距离也不相等，使每个电容器(图中以两个顶部极板作为示例，因此构成两个电容器)的电容量随之而变，由此便可获得指纹图像。

图1A和图1B所示的这种半导体指纹传感器，手指和传感器形成的电容器包括三种电介质：钝化层、聚酰亚胺层和空气，我们在此将该三种电介质对应的电容表示为C_钝化层、C_{聚酰亚胺层}和C_手指，即我们测得实际电容C＝C_钝化层+C_{聚酰亚胺层}+C_手指，而对于指纹检测而言真正起作用的是C_手指，C_钝化层、C_{聚酰亚胺层}均为噪声，会对指纹检测造成影响，如何改进C_手指的检测成为改善指纹传感器性能的重要方向。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

针对现有技术的不足，本发明提出一种半导体指纹传感器的制作方法，可以降低噪声对指纹检测的影响，提高指纹检测性能。

为了克服目前存在的问题，本发明一方面提供一种半导体指纹传感器的制作方法，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底包括像素区；

在所述像素区形成顶部极板；

对所述像素区的顶部极板进行表面处理，以使所述顶部极板表面因产生空洞而形成粗糙表面。

可选地，所述顶部极板包括铝金属层，对所述像素区的顶部极板进行表面处理包括：

使用EKC溶液清洗所述顶部极板，以使所述顶部极板表面呈碱性；

使用水溶液在有CO₂或无CO₂的氛围下清洗所述顶部极板，以使所述顶部极板表面产生空洞。

可选地，所述CO₂的流速为0～1L/min。

可选地，所述半导体衬底还包括逻辑区，所述制作方法还包括：

形成覆盖所述像素区和逻辑区的顶部金属层；