发明名称 指纹影像撷取装置及其制作方法
摘要 本发明系有关于一种指纹影像撷取装置及其制作方法,主要系藉由运用人体皮肤可导电之原理以及利用容易大量制作之半导体制程技术而制作一指纹影像撷取装置,此装置主要包含一面阵列感测元件及一讯号读取电路;其中讯号读取电路控制选取面阵列感测元件中的每一像素,当手指压于面阵列感测元件之晶片表面时,由于仅有指纹峰处的皮肤接触到突块电极,可利用皮肤作为导电体使每一像素连接之电晶体的源极接地形成一回路,而将指纹峰及指纹谷的讯号数位化并依序读取,从各像素中所读取的高低准位讯号获得指纹的影像图形。
申请公布号 TW498406 申请公布日期 2002.08.11
申请号 TW090109476 申请日期 2001.04.20
申请人 财团法人工业技术研究院 发明人 邱景宏;林瑞进;吴家宏;颜凯翔
分类号 H01L21/00 主分类号 H01L21/00
代理机构 代理人
主权项 1.一种指纹影像撷取装置,系包括:一面阵列感测元件,系藉由复数个单一像素之阵列所组成,用以感测出指纹峰及指纹谷之讯号,并以数位讯号方式输出;以及一讯号读取电路,系连接于该面阵列感测元件,用以控制该面阵列感测元件中每一列讯号之开或关,及读取每一行之讯号,藉由该单一像素所得之高低准位获取指纹之影像。2.如申请专利范围第1项所述之指纹影像撷取装置,其中该单一像素中,系由一电晶体连接一突块电极所组成。3.如申请专利范围第2项所述之指纹影像撷取装置,其中该突块电极系由一源极电极以及环绕该源极电极周围之一接地电极所组成者。4.如申请专利范围第3项所述之指纹影像撷取装置,其中该源极电极系由一插销连接至该电晶体之源极端。5.如申请专利范围第3项所述之指纹影像撷取装置,其中该接地电极系由一插销连接至该电晶体之基材。6.如申请专利范围第2项所述之指纹影像撷取装置,其中该突块电极之上方系一突块。7.如申请专利范围第6项所述之指纹影像撷取装置,其中该突块系导电性材料。8.如申请专利范围第1项所述之指纹影像撷取装置,其中该面阵列感测元件之像素大小介于10m10m至100m100m之间。9.如申请专利范围第1项所述之指纹影像撷取装置,其中该面阵列感测元件之解析度介于300dpi至1200dpi之间。10.如申请专利范围第2项所述之指纹影像撷取装置,其中该电晶体系一n型通道电晶体,其基材为p型。11.如申请专利范围第2项所述之指纹影像撷取装置,其中该电晶体系一p型通道电晶体,其基材为n型。12.如申请专利范围第1项所述之指纹影像撷取装置,其中该讯号读取电路系包括:一讯号输出电路,连接于该面阵列感测元件,用以输出该面阵列感测元件之像素所感应之指纹讯号;一闩锁电路,连接于该讯号输出电路,用以执行讯号资料闩锁;一行解码器,连接于该闩锁电路,执行控制该面阵列感测元件每一行之讯号依序加以读出;以及一列解码器,连接于该面阵列感测元件,用以控制每一列之像素中的电晶体依序打开。13.如申请专利范围第12项所述之指纹影像撷取装置,其中该面阵列感测元件中每一列上之像素,其电晶体之闸极端以一金属层相连至该讯号读取电路之该列解码器。14.如申请专利范围第12项所述之指纹影像撷取装置,其中该讯号输出电路对应连接于该面阵列感测元件中每一行之输出,个别连接一控制电晶体以及一反相器。15.如申请专利范围第14项所述之指纹影像撷取装置,其中该面阵列感测元件中每一行上之像素,其电晶体之汲极端系以一金属层而连接至该讯号输出电路之该反相器。16.一种指纹影像撷取装置之制作方法,包括:制作一面阵列感测元件以及制作一讯号读取电路之后相互连接;其中该面阵烈感测元件之每一像素的制程方法系利用积体电路之互补式金氧半导体(CMOS)之制程而制作成电晶体阵列,再于该每一电晶体之源极端上方延伸形成一突块电极以完成单一像素,之后以阵列方式形成该面阵列感测元件,用以感测指纹影像。17.如申请专利范围第16项所述之指纹影像撷取装置之制作方法,其中该突块电极系先于该源极端上方以制作插销方式延伸形成一源极电极,而环绕于该源极电极周围再制版形成一接地电极,再以该插销之制作方式将该接地电极连接至该电晶体本身之基材中。18.如申请专利范围第16项所述之指纹影像撷取装置之制作方法,其中该突块电极之上端突块系以镀膜之方式沈积导电材料于其上所形成。19.一种单一像素之制作方法,系运用于感测指纹影像之装置中,藉由形成复数个该单一像素成为一面阵列形式,以执行指纹影像讯号之读取,包括:(a)形成一半导体元件;(b)于该半导体元件中之一源极端上形成一插销;(c)沈积一上金属将于该插销上以作为一源极电极;(d)再以该上金属层图样制版环绕于该源极电极周围,以形成一接地电极;(e)以该制作半导体插销之技术,将该接地电极与该半导体元件中之一基材相连接;(f)沈积一导电层于该上金属层之上方以形成一突块电极;以及(g)完成单一像素。20.如申请专利范围第19项所述之单一像素之制作方法,其中步骤(a)所述之该半导体元件,系为形成互补式金氧半导体(CMOS)中之p型金氧半导体(pMOS)以及n型金氧半导体(nMOS)元件。21.如申请专利范围第19项所述之单一像素之制作方法,其中步骤(b)所述之该半导体元件中之该源极端,系在一n型金氧半导体之源极端形成该插销。22.如申请专利范围第19项所述之单一像素之制作方法,其中步骤(e)所述之该半导体元件中之该基材,系一n型金氧半导体之p型基材。23.如申请专利范围第19项所述之单一像素之制作方法,其中步骤(f)所述之沈积一导电层之方式,系以镀膜之方式沈积而成者。图式简单说明:第1图系为本发明指纹影像撷取装置之主要电路连接图;第2图系为本发明指纹影像撷取装置中,单一像素之结构示意图;第3图系为本发明指纹影像撷取装置中,指纹讯号撷取之路线示意图;第4图系为本发明指纹影像撷取装置中,一线阵列讯号之指纹讯号撷取之路线示意图;第5图系为本发明指纹影像撷取装置中,单一像素模拟之等效电路图;第6图系为本发明指纹影像撷取装置中,复数个像素结构配合指纹讯号撷取之剖面示意图;第7图系为本发明之指纹影像撷取装置之单一像素的制作方法流程图。
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