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屏下指纹再添异彩! 上海思立微电子突破超声新技术_亚博

作者:亚博 时间:2019-05-15    
屏下指纹再添异彩! 上海思立微电子突破超声新技术_亚博

屏下指纹的手艺利用成了业界跟随的热门,此中光学与超声方案成为成长主流,上海思立微电子自立研发的超声换能器已经由过程系列机能测试,在10MHz频点转换效力可达1.5%,并已利用到下一代超声指纹辨认芯片的研发中......

跟着周全屏时期的到来,屏下指纹的手艺利用成了业界跟随的热门,因电容方案受限,光学与超声方案成为成长主流。

此中,超声波方案操纵回波强度辨认指纹,具有防油防水、穿透性强等长处:超声波方案操纵指纹模组发出的特定频率的超声波扫描手指,因为超声波达到分歧材质概况时被接收、穿透和反射的水平分歧,因此可以操纵皮肤和空气或分歧皮肤层对声波阻抗的差别,对指纹的嵴与峪地点的位置进行辨认。超声方案的长处在在其穿透性更强,可以或许进行深层的皮下指纹辨认且可以或许分辨活体,因此方案的平安性更高;另外,超声波方案不容易遭到油渍和水渍和强光的干扰,因此解锁加倍不变靠得住,已成为指纹辨认方案成长的一个主要标的目的。

日前,上海思立微电子在MEMS超声手艺上用时两年的潜心研发,获得了冲破性进展。其自立研发的超声换能器已经由过程系列机能测试,在10MHz频点转换效力可达1.5%,表示出优良的机能,并已利用到下一代超声指纹辨认芯片的研发中。

思立微所采取的压电超声换能器(PMUT)操纵氮化铝的压电效应进行电能和机械能之间的转换来侦测手指表皮和真皮层的谷脊信息,以做出切确的判定。

氮化铝是一种不变性很是高的压电材料,具有两个主要的特征:逆压电效应和压电效应。逆压电效应是指当在压电材料两头施加电压时,压电材料内部会发生形变,形变量与电压成正比,这是将电能转换成机械能的进程;压电效应是指压电材料在力的感化下发生形变时,压电材料内部正负电荷中间产生相对位移,使压电材料两头发生符号相反的束厄局促电荷,电荷量与压力成正比,这是将机械能转换成电能的进程。

有别在其它SOI多硅片的工艺,思立微的压电超声换能器独创单硅半晌蚀布局和工艺,首要由悬空的换能薄膜构成,包罗底电极,压电层,顶电极和弹性层。操纵压电材料的逆压电效应,只要在压电材料薄膜上下两面的底电极和顶电极施加固定频率的电压,薄膜就会振动,发生声波。而反过来,当声波传到换能薄膜时,薄膜发生形变,压电层两头就会发生正负相反的从属电荷,外围电路便可以经由过程顶电极和底电极收集发生的电旌旗灯号。

在进行指纹辨认利用时,给超声换能器施加交换电压,超声换能器发生振动,振动向上传输,即超声波向上传输,穿过分歧介质层(屏幕,玻璃等)达到手指的谷或脊,声波碰到脊的概况,部门反射,部门透射,而由于谷中空气的声阻抗远高在脊,所以声波碰到谷时几近为全反射。从谷和脊反射回来的分歧声波能量传到对应的超声换能器概况时,对应的超声换能器会生成分歧的电学旌旗灯号(幅值,频率,相位等)。

与其它指纹辨认手艺方案比拟,超声手艺能实现3D指纹辨认,平安性更高。经由过程声学聚焦的方式,将声波聚焦得手指概况,假如碰到手指的脊,部门声波反射回来,其余声波透射进入皮肤,这一部门声波碰到真皮层以后被再次反射回来;所以声波在碰到脊以后会在表皮和真皮层反射回来两个时候分歧的旌旗灯号;而在谷的处所,声波只有一次反射,并且是全反射旌旗灯号。超声指纹辨认方案就是经由过程这个方式来收集表皮和真皮的指纹旌旗灯号,从而获得3D的指纹信息。

思立微所研发成功的PMUT换能器采取AIN材料,基在CMOS工艺,独创MEMS布局,布局简单、便在工艺实现。思立微今朝业已基在此款PMUT换能器进行屏下超声指纹辨认的研发,估计2019年头将到达量产程度。

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