專利名稱：帶靜電防護(hù)功能的半導(dǎo)體指紋采集器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體指紋采集器件，尤其涉及該半導(dǎo)體器件檢測面的電極。
背景技術(shù)：
指紋是人體與生俱來獨(dú)一無二并可與他人相區(qū)別的不變特征。它由指端皮膚表面上的一系列脊和谷組成。這些脊和谷的組成細(xì)節(jié)，通常包括脊的分叉、脊的末端、拱形、帳篷式的拱形、左旋、右旋、螺旋或雙旋等細(xì)節(jié)，決定了指紋圖案的唯一性。由之發(fā)展起來的指紋識(shí)別技術(shù)是較早被用作為個(gè)人身份驗(yàn)證的技術(shù)，根據(jù)指紋采集、輸入的方式不同，目前廣泛運(yùn)用并被熟知的有光學(xué)成像、熱敏傳感器、電容式傳感器、人體遠(yuǎn)紅外傳感器等。
其中，通過與檢測人體緊密接觸而獲得指紋圖像的傳感器的工作原理如圖1所示，在絕緣保護(hù)層(未畫出)所覆蓋的范圍下，有若干在同一平面上排成一個(gè)二維陣列的檢測電極(如圖2所示)；當(dāng)用戶手指與該指紋傳感器表面相接觸時(shí)，皮膚表面上凹凸不平的脊和谷因距離各相應(yīng)檢測電極的遠(yuǎn)近不同，從而形成于皮膚表面各點(diǎn)和對(duì)應(yīng)電極的板間電容值也就不同。通過檢測各電極的電容值大小，就可以檢測出對(duì)應(yīng)手指由脊和谷構(gòu)成的指紋二維圖樣，從而獲得指紋圖像。
實(shí)際使用中，由于半導(dǎo)體指紋采集器件表面被暴露于空氣中，所述用來隔離人體皮膚表面和檢測電極的絕緣保護(hù)層僅是一層很薄的保護(hù)膜，而通常情況下人體最高可以攜帶幾千伏甚至過萬伏的靜電電壓(尤其在北方干燥的環(huán)境下這種情況十分常見)，這樣，上述指紋采集過程中，靜電電壓也可以通過所述各板間電容而耦合至各檢測電極，再經(jīng)過該檢測電極傳導(dǎo)至傳感器的內(nèi)部工作電路，將對(duì)半導(dǎo)體指紋采集器件造成不可恢復(fù)的破壞。因此，如何增強(qiáng)靜電防護(hù)功能，是半導(dǎo)體指紋采集器件增強(qiáng)市場競爭力的關(guān)鍵考慮點(diǎn)之一。
為了解決上述問題，現(xiàn)有技術(shù)可以在感應(yīng)檢測單元電路中增加靜電保護(hù)電路。但是這樣做所受到的限制是為了保證指紋圖像的采集分辨率，每個(gè)指紋采集單元的面積必須都很小(例如50μm×50μm)，在如此小的面積內(nèi)難以放置具有足夠防護(hù)能力的靜電保護(hù)電路。
還可以考慮采用的方法是在每一個(gè)傳感器檢測電極的極板四周圍一圈用于泄放靜電能量的防護(hù)電極，如圖3中所示；再將該電極接地或接到其它有靜電防護(hù)能力的電路，從而起到保護(hù)檢測電極及電路的作用。如圖4中所示，在檢測電極陣列中，各靜電防護(hù)電極可以連接成一體。
上述構(gòu)思的明顯不足之處在于首先，為了保證傳感器的性能，各檢測電極的面積需要盡量擴(kuò)大，也就是說，這些檢測電極將有更多接收到靜電能量的機(jī)會(huì)；其次，如圖4中所示，各檢測電極的極板上有四個(gè)直角尖端，而連成一體的靜電防護(hù)電極上沒有尖端，根據(jù)尖端放電原理，靜電放電將更多的發(fā)生在檢測電極的四個(gè)尖端上。因而所述靜電防護(hù)電極并不能發(fā)揮該有的靜電防護(hù)作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，而提出一種半導(dǎo)體指紋采集器件，帶靜電防護(hù)功能，能以較低的成本和較簡易的實(shí)現(xiàn)方式來發(fā)揮靜電防護(hù)作用。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的基本構(gòu)思為利用尖端放電原理，在防護(hù)電極上設(shè)計(jì)放電尖端，從而提前將靜電能量泄放，以減少或杜絕靜電電壓經(jīng)由檢測電極傳導(dǎo)至內(nèi)部檢測電路；半導(dǎo)體采集器件由此獲得增強(qiáng)的靜電防護(hù)能力。
作為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明構(gòu)思的技術(shù)方案是，提供一種帶靜電防護(hù)功能的半導(dǎo)體指紋采集器件，包括半導(dǎo)體傳感器；該半導(dǎo)體傳感器包括若干在同一平面上陣列排布的檢測電極，以及覆蓋在該檢測電極陣列上的絕緣保護(hù)層，尤其是，還包括靜電防護(hù)電極，該靜電防護(hù)電極具有至少一個(gè)尖端。
上述方案中，所述靜電防護(hù)電極環(huán)繞所述檢測電極或所述檢測電極陣列而分布。
上述方案中，所述靜電防護(hù)電極的尖端呈銳角或直角或鈍角。
上述方案中，所述所述各檢測電極的外形呈鈍角或弧形。
上述方案中，所述靜電防護(hù)電極可與電源地線相連，或與電源端相連，或與靜電防護(hù)電路相連。
采用上述技術(shù)方案，均可以使半導(dǎo)體指紋采集器件帶增強(qiáng)的靜電防護(hù)功能，并且易于生產(chǎn)實(shí)施、實(shí)施成本低。


圖1是現(xiàn)有半導(dǎo)體指紋采集器件的指紋采集方式示意2是圖1中指紋傳感器的檢測電極陣列排布示意3是單個(gè)檢測電極的靜電防護(hù)電極示意4是檢測電極陣列的靜電防護(hù)電極示意5是本發(fā)明實(shí)施例的靜電防護(hù)電極示意6是圖5的改進(jìn)示意7是本發(fā)明陣列實(shí)施例的靜電防護(hù)電極示意圖其中，標(biāo)號(hào)為1--檢測電極，11--檢測電極的尖端；2--靜電防護(hù)電極，21--靜電防護(hù)電極的尖端。
具體實(shí)施例方式
下面，結(jié)合附圖所示之最佳實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
本發(fā)明半導(dǎo)體指紋采集器件包括半導(dǎo)體傳感器，該半導(dǎo)體傳感器包括若干在同一平面上陣列排布的檢測電極，各檢測電極與被采集手指的相應(yīng)單元隔著所述絕緣保護(hù)層形成電容；以及覆蓋在該檢測電極陣列上的絕緣保護(hù)層，還包括靜電防護(hù)電極，該靜電防護(hù)電極具有至少一個(gè)尖端。所述各檢測電極的極板尺寸小于手指上的谷或脊寬度，一般為100μm×100μm及以下。
見圖5，以單個(gè)檢測電極1為例，所述靜電防護(hù)電極2可以如圖5a所示，緊鄰所述檢測電極1的至少一邊而分布，還可以如圖5b或5c所示，環(huán)繞所述檢測電極1而分布。所述尖端21可以在靜電防護(hù)電極2的拐角處，最好呈銳角或如圖5a和圖5b所示的直角，不排除使用鈍角(例如圖5c)。這樣，由于在尖端鄰域有極強(qiáng)的電場，當(dāng)靜電的場強(qiáng)強(qiáng)到使空氣擊穿時(shí)，將通過尖端放電將電荷引到所述靜電防護(hù)電極2，并進(jìn)一步通過與該電極相連的電源地線或電源端，或靜電防護(hù)電路而泄放，進(jìn)而保護(hù)了所述檢測電極1及內(nèi)部感應(yīng)電路。更進(jìn)一步的是，所述檢測電極1的外形最好呈鈍角或弧形，可以減少或避免在檢測電極上發(fā)生尖端放電的情況。
圖6是針對(duì)圖5的改進(jìn)實(shí)施例，所述靜電防護(hù)電極2最好環(huán)繞所述檢測電極1，還可以在該防護(hù)電極側(cè)邊上增加若干個(gè)尖端21。圖7是以檢測電極1陣列為例的實(shí)施例，圖7a示意了所述帶尖端的靜電防護(hù)電極環(huán)繞檢測電極陣列或多個(gè)檢測電極而分布，為了有更好的防護(hù)效果，圖7b示意了所述帶尖端的靜電防護(hù)電極環(huán)繞各所述檢測電極和檢測電極陣列而呈網(wǎng)格狀分布。
所述靜電防護(hù)電極與檢測電極可以處于同一平面上，生產(chǎn)工藝上較易實(shí)現(xiàn)；也可以處于比所述檢測電極平面高的平面，將具有更好的靜電防護(hù)能力。
本發(fā)明各實(shí)施例并不唯一限定本發(fā)明靜電防護(hù)電極的位置或形狀，基于本發(fā)明，任何對(duì)帶有尖端靜電防護(hù)電極進(jìn)行的等同替換均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種帶靜電防護(hù)功能的半導(dǎo)體指紋采集器件，包括半導(dǎo)體傳感器；該半導(dǎo)體傳感器包括若干在同一平面上陣列排布的檢測電極，以及覆蓋在該檢測電極陣列上的絕緣保護(hù)層，其特征在于，還包括靜電防護(hù)電極，該靜電防護(hù)電極具有至少一個(gè)尖端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶靜電防護(hù)功能的半導(dǎo)體指紋采集器件，其特征在于所述各檢測電極與被采集手指的相應(yīng)單元隔著所述絕緣保護(hù)層形成電容。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述帶靜電防護(hù)功能的半導(dǎo)體指紋采集器件，其特征在于所述各檢測電極的極板尺寸小或等于100μm×100μm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶靜電防護(hù)功能的半導(dǎo)體指紋采集器件，其特征在于所述各檢測電極的外形呈鈍角或弧形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶靜電防護(hù)功能的半導(dǎo)體指紋采集器件，其特征在于所述靜電防護(hù)電極環(huán)繞所述檢測電極或所述檢測電極陣列而分布。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶靜電防護(hù)功能的半導(dǎo)體指紋采集器件，其特征在于所述靜電防護(hù)電極緊鄰所述檢測電極或所述檢測電極陣列而分布。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或5或6所述帶靜電防護(hù)功能的半導(dǎo)體指紋采集器件，其特征在于所述靜電防護(hù)電極的尖端呈銳角或直角或鈍角。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶靜電防護(hù)功能的半導(dǎo)體指紋采集器件，其特征在于所述靜電防護(hù)電極平面或者與檢測電極處于同一平面，或者高于所述檢測電極平面。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶靜電防護(hù)功能的半導(dǎo)體指紋采集器件，其特征在于所述靜電防護(hù)電極可與電源地線相連，或與電源端相連，或與靜電防護(hù)電路相連。
全文摘要
一種帶靜電防護(hù)功能的半導(dǎo)體指紋采集器件，包括半導(dǎo)體傳感器；該半導(dǎo)體傳感器包括若干在同一平面上陣列排布的檢測電極，以及覆蓋在該檢測電極陣列上的絕緣保護(hù)層，尤其是，還包括靜電防護(hù)電極，該靜電防護(hù)電極具有至少一個(gè)尖端。從而，采集指紋時(shí)可以降低人體靜電對(duì)檢測電極和內(nèi)部感應(yīng)電路的破壞，并且具有易于生產(chǎn)實(shí)施、實(shí)施成本低的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G06K9/00GK101071472SQ20061006066
公開日2007年11月14日 申請(qǐng)日期2006年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月8日
發(fā)明者葉軍, 熊從慶 申請(qǐng)人:芯微技術(shù)(深圳)有限公司