美國加州大學（University of California，UC）伯克利分校和戴維斯分校通過微納機電系統(tǒng)（MEMS）技術，聯(lián)合開發(fā)出了使用超聲波的指尖大小的指紋傳感器，并在目前正在舉行的“ISSCC 2016”（2016年1月31日～2月4日，美國舊金山）上發(fā)布詳情（“3-D Ultrasonic Fingerprint Sensor-on-a-Chip”（Paper 11.2））。設想應用于智能手機等的指紋認證用途。

　　此次開發(fā)的傳感器具備超聲波發(fā)送器和接收器的二維陣列，利用照射到指尖的超聲波的反射來讀取指紋。據介紹，在手指沾水的狀態(tài)下也能準確讀取，而且在有人企圖利用印有指紋的紙張等進行作弊認證時，也可以識穿。還能進行距離手指表面幾百μm左右的深層掃描。

　　指紋傳感器部分的超聲波收發(fā)陣列在4.73mm×3.25mm的MEMS芯片上形成，重疊在讀取用CMOS IC上。超聲波收發(fā)陣列上鋪設了保護用PDMS膜。利用縱排110×橫排56個壓電元件來發(fā)送和接收超聲波。壓電元件以43μ的縱間距和58μm的橫間距來配置。為了準確讀取波峰和波谷的間距為數百μm的指紋，將超聲波頻率設置成了14MHz。這是可防止超聲波束擴散、而且不易在PDMS和皮膚上衰減的最佳頻率值。

　　讀取指紋時，利用了PDMS與指尖的邊界、以及指尖表皮與皮下組織的邊界的超聲波反射。在指紋中，與PDMS接觸的波峰部分和與空氣層接觸的波谷部分在反射特性上大不相同。這樣便可利用反射波來識別指紋。而且，還可利用表皮與皮下組織的邊界產生的反射波，來識穿印有偽造指紋的紙張等。

　　形成超聲波收發(fā)陣列的壓電元件是通過在下部帶微腔的硅薄膜上設置壓電材料而形成的，可施加電壓使其發(fā)生振動。讀取時，可以讀取因振動而發(fā)生的電壓變化。為了減小讀取時的噪聲，在各元件旁邊設置了沒有微腔、無法接收超聲波的虛擬元件。將兩種元件收到的超聲波以外的信號視為噪聲，利用差動電路來消除。