法國Leti研發出解析度比美國FBI要求還高兩倍以上的指紋感測器，將在安全和識別領域顯著提升應用效果

9月，法國電子與信息技術實驗室（CEA-Leti）宣布，在歐洲PiezoMAT研發項目的支持下，開發了一種壓力指紋感測器，具有超高解析度，為美國聯邦調查局（FBI）目前要求的兩倍以上。

內容與結果

PiezoMAT項目的概念驗證演示了在硅上生長的壓電氧化鋅（ZnO）納米線互連矩陣，可以重建解析度為1000 DPI的最小的人類指紋特徵。項目內容部分示意圖如下圖所示。

將納米級物體集成到微電子晶元而非傳統的微系統上的直接結果是縮小了單個像素的尺寸，從而實現更大的集成密度，也因此實現更高的空間解析度（>1000 DPI）。

項目研究團隊製造了一款250像素的嵌入硅晶元的演示產品和用於信號收集和後期處理的電路。該晶元用於概念和重大技術成果的演示，並未達到納米線集成密度的潛在最大值。長遠的發展將繼續研究全電子集成，以實現最優解析度的感測器。

圖 項目內容部分示意圖

方法

（1）對像素壓電經由多物理場模型的特性表現進行理解；

（2）微製造：開發專用工藝；

（3）在晶元上實施受控納米線的生長；

（4）在晶元上封裝納米線；

（5）表徵和測試。

原理

（1）每條納米線或納米線束形成一個像素（尺寸小於50×50平方微米）；

（2）像素封裝在聚合物中；

（3）產生的電位與納米線位移成比例。

挑戰

新技術實現的挑戰是將ZnO納米線集成到微電子晶元（200mm晶圓）上，要考慮到在晶圓上納米線的連續生長、接觸和封裝步驟的工藝兼容性。

此外，晶元加工的挑戰包括高圖案密度、合適材料（特別是種子層）的選擇、合適工藝的選擇（由於種子層敏感性，僅能選擇干法工藝）、集成。

意義

Leti的項目經理Antoine Viana表示，新研發的壓力指紋感測器由硅上生長的壓電ZnO納米線製備，為超高解析度指紋感測器開闢了道路，其解析度將能達到1000DPI以上，這項新技術有望在高可靠安全和身份識別應用領域取得重大進步。

關於PiezoMAT項目

PiezoMAT項目全稱為壓電納米線矩陣（PIEZOelectric nanowire MATrices），項目周期從2013年11月持續至2017年6月，歷時44個月，總預算為390萬歐元，歐盟總投資為290萬歐元，由歐盟委員會第七框架計劃支持。項目由Leti領導，8支研究團隊來自歐洲的企業、大學和研究機構，如下圖所示。

圖 PiezoMAT項目研發時間、經費和團隊

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