모놀리식 초음파 지문 센서

이 논문은 591×438 DPI 초음파 지문 센서를 소개합니다. 이 센서는 웨이퍼 수준에서 상보 금속 산화물 반도체(CMOS) 신호 처리 전자 장치에 접합된 압전 미세 가공 초음파 변환기(PMUT) 배열을 기반으로 하여 칩 위에 펄스-에코 초음파 이미저를 생성합니다. 소비자 지문 센서를 위한 500 DPI 기준을 충족하기 위해 PMUT 피치는 이전 설계에 비해 약 두 배로 줄었습니다. 우리는 높은 채움 계수를 유지하면서 이러한 스케일링을 달성하기 위해 개별 PMUT 및 배열에 대한 체계적인 설계 연구를 수행했습니다. 결과적으로 30×43-μm² 직사각형 PMUT로 구성된 110×56 PMUT 배열이 51.7%의 채움 계수를 달성하였으며, 이는 이전 설계보다 세 배 더 큽니다. 맞춤형 CMOS ASIC과 함께 이 센서는 2 mV kPa⁻¹ 감도, 15 kPa 압력 출력, 75 μm의 측면 해상도, 150 μm의 축 방향 해상도를 4.6 mm×3.2 mm 이미지에서 달성합니다. 우리가 아는 한, 우리는 표피 및 하층 지문 이미징이 가능한 최초의 MEMS 초음파 지문 센서를 입증했습니다.