[实用新型]光学指纹器件

说明书

本实用新型提供一种光学指纹器件，包括：第一面上形成有图像传感器的第一晶圆；设置于第一晶圆的第一面上的由第二晶圆形成的挡光结构；粘合于挡光结构上的透光层；形成于透光层上的若干微透镜。本实用新型通过由第二晶圆形成的挡光结构，取代现有技术中采用有机挡光材料形成的挡光结构，在有效降低光线串扰导致的信号干扰的同时，提高了生产效率，降低了工艺难度，改善了可靠性，提高了光学指纹器件的整体性能。

技术领域

本实用新型涉及一种光学指纹器件。

背景技术

目前的指纹识别方案有光学技术，硅技术（电容式/射频式），超声波技术等。其中，光学指纹识别技术已被广泛应用于便携式电子装置中。

光学指纹识别技术采用光学取像设备根据的是光的全反射原理（FTIR）。光线照到压有指纹的透光层（例如有机、无机玻璃）外表，反射光线由图像传感器去取得，反射光的量依赖于压在玻璃外表的指纹脊和谷的深度，以及皮肤与玻璃间的油脂和水分。光线经玻璃射到谷的中央后在玻璃与空气的界面发生全反射，光线被反射到图像传感器，而射向脊的光线不发生全反射，而是被脊与玻璃接触面吸收或者漫反射到别的中央，这样就在图像传感器上构成了指纹的图像。

由于需要较大尺寸的微透镜以增加入射光的能量，实现较高的图像质量，而且现有技术中，透光层的厚度通常难以做到50μm以上的厚度，因为更大的厚度需要在图像传感器的相邻像素单元之间设置较厚的挡光结构（例如15-50μm）以便解决入射光进入图像传感器的相邻像素单元从而造成信号串扰的问题，提高光学指纹器件的光学性能。但需注意的是，挡光结构需要避开图像传感器的焊盘区域，以免影响焊盘区域的电学连接性能。现有技术中，通常是在图像传感器晶圆表面涂布有机挡光材料后，再通过刻蚀工艺去除像素单元和焊盘区域对应的有机挡光材料，从而在像素单元之间形成挡光结构，因此需要涂布多层有机挡光材料，涂布效率较低，而在刻蚀去除像素单元和焊盘区域对应的有机挡光材料时，一般干法刻蚀一次只能去除5-10μm厚度，且每去除1μm一般需要0.5-1分钟，因此去除效率也比较低，产能非常有限。并且由于有机挡光材料的厚度较大，刻蚀的深宽比较高，沟槽宽度难以控制，工艺难度较大。此外，由于有机挡光材料与图像传感器晶圆的CTE（热膨胀系数）相差较大，可靠性不高，导致光学指纹器件的整体性能受到影响。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种光学指纹器件，在有效降低光线串扰导致的信号干扰的同时，提高生产效率，降低工艺难度，改善可靠性，提高光学指纹器件的整体性能。

基于以上考虑，本实用新型提供一种光学指纹器件，包括：第一面上形成有图像传感器的第一晶圆；设置于第一晶圆的第一面上的由第二晶圆形成的挡光结构；粘合于挡光结构上的透光层；形成于透光层上的若干微透镜。

优选的，所述的光学指纹器件还包括：形成于第一晶圆的第一面或第二晶圆的表面的红外截止滤光膜。

优选的，所述的光学指纹器件还包括：形成于第二晶圆的表面与红外截止滤光膜之间的二氧化硅层。

优选的，所述二氧化硅层的厚度大于等于100nm。

优选的，所述的光学指纹器件还包括：形成于第一晶圆的第一面上的焊盘区域，所述焊盘区域的上方不存在红外截止滤光膜、第二晶圆、透光层，以暴露出焊盘区域。

优选的，所述的光学指纹器件还包括：形成于第一晶圆的第一面上的焊盘区域，所述焊盘区域由第一晶圆的第二面引出。

优选的，所述的光学指纹器件还包括：形成于所述挡光结构表面的第一挡光层。

优选的，所述的光学指纹器件还包括：形成于所述微透镜之间的透明侧墙；以及形成于所述透明侧墙上的第二挡光层。

优选的，所述的光学指纹器件还包括：直接形成于所述微透镜之间的第二挡光层。

优选的，所述透光层为有机的透光膜或玻璃。