能夠消除殘留指紋的指紋讀取傳感器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種能夠消除殘留指紋的指紋讀取傳感器，包括半導(dǎo)體指紋讀取傳感器，其指紋讀取部包括陣列分布的電極以及電極之間的網(wǎng)格，在所述半導(dǎo)體指紋讀取傳感器上覆蓋涂層，在所述涂層表面沿網(wǎng)格鐫刻溝槽。所述溝槽沿網(wǎng)格的縱向或橫向鐫刻。也可以在所述涂層的表面層壓上銳鈦礦型的氧化鈦薄膜，再在薄膜上鐫刻溝槽。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：該結(jié)構(gòu)使得形成殘留指紋的汗滴從溝槽流走，破壞了殘留指紋的圖形痕跡，從而防止了殘留指紋被惡意使用。
【專利說明】能夠消除殘留指紋的指紋讀取傳感器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種指紋讀取傳感器，具體是一種能夠消除殘留指紋的指紋讀取傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]使用指紋作為個人識別的手段時(shí)，利用偽造指紋(模擬指紋)進(jìn)行犯罪活動的存在是未來要克服的問題之一。近年來，在日本機(jī)場、指紋系統(tǒng)被用于對外國游客進(jìn)行犯罪記錄認(rèn)證，曾經(jīng)有過將復(fù)制的他人的偽造指紋膜粘貼到自己手指上的婦女很容易的通過了海關(guān)檢查的新聞，這一新聞在國外也被廣泛介紹。
[0003]另一方面，作為偷取他人指紋的方法，收集殘留指紋也為一般人所知。
[0004]在利用接觸式指紋讀取傳感器讀取指紋，進(jìn)行本人認(rèn)證時(shí)，從手指滲出的汗水會留在指紋讀取傳感器的的表面上，手指的汗腺是平均分布在形成指紋的脊線上(參見圖4)，在傳感器的表面上留下的痕跡和手指固有的指紋(脊線)具有相同的模式。這種在傳感器的表面上留下的痕跡被稱為“殘留指紋”。
[0005]將此殘留指紋復(fù)寫于如油浸紙一樣吸濕性很高的薄膜上，通過以其做為曬版原版模塑出假性手指膜，達(dá)到濫用目的。
[0006]作為防止“殘留指紋”被盜用、在裝置上不殘留指紋，提出了比如在指紋認(rèn)證傳感器上手指滑動方向的一部分或裝置上手指擱置部分做成開口和凹狀，使手指的接觸面不完整的方案。
[0007]但是，在固定的傳感器表面通過手指觸摸采取對比指紋圖像的傳統(tǒng)技術(shù)中，“殘留指紋”問題是個必須克服的大課題。另外，手指的排出、復(fù)寫物質(zhì)在附著于傳感器表面的狀態(tài)下，會黏附在下一個測試者的手指上，不止衛(wèi)生問題，也會嚴(yán)重影響被測者的接受程度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種指紋讀取傳感器，能夠自行去除或消散由汗腺滲出的液滴附著在指紋讀取傳感器表面上而造成的殘留指紋。
[0009]按照本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案，所述能夠消除殘留指紋的指紋讀取傳感器，包括半導(dǎo)體指紋讀取傳感器，其指紋讀取部包括陣列分布的電極以及電極之間的網(wǎng)格，在所述半導(dǎo)體指紋讀取傳感器上覆蓋涂層，在所述涂層表面沿網(wǎng)格鐫刻溝槽。所述半導(dǎo)體指紋讀取傳感器的指紋讀取部包括在半導(dǎo)體基板上層積的電極和網(wǎng)格，在所述電極和網(wǎng)格上面覆蓋涂層。
[0010]還可以在所述涂層的表面層壓上銳鈦礦型的氧化鈦薄膜，再在薄膜上鐫刻溝槽。
[0011]作為優(yōu)選，所述溝槽深度2-3Mffl，寬度8_10Mm。
[0012]作為優(yōu)選，所述溝槽沿網(wǎng)格的縱向或橫向鐫刻。
[0013]所述涂層可以采用氮氧化硅或氮化硅。在所述涂層表面可以使用激光或噴砂處理的工藝在對應(yīng)網(wǎng)格的中線處鐫刻溝槽。[0014]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:該結(jié)構(gòu)使得形成殘留指紋的汗滴從溝槽流走，破壞了殘留指紋的圖形痕跡，從而防止了殘留指紋被惡意使用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1常見的電容感測方式的半導(dǎo)體指紋傳感器，手指放在指紋讀取部的狀態(tài)圖。
[0016]圖2指紋讀取部11的部分放大圖。
[0017]圖3本實(shí)用新型實(shí)施例一對應(yīng)圖2的A-A剖面圖。
[0018]圖4半導(dǎo)體指紋讀取傳感器讀取的指紋圖像以及局部放大后的圖像。
[0019]圖5本實(shí)用新型實(shí)施例二對應(yīng)圖2的A-A剖面圖。
[0020]圖6附著于固體表面的液滴的潤濕角度Θ的說明圖，其中(a)顯示固體表面不易潤濕時(shí)的情況，(b )為固體表面易潤濕時(shí)的情況。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下參照附圖來說明本實(shí)用新型開發(fā)的半導(dǎo)體指紋傳感器的實(shí)施方法。
[0022]圖1顯示了手指15放置于指紋讀取部11的普通電容檢測方式的半導(dǎo)體指紋讀取傳感器，該指紋讀取傳感器還包括控制電路部13，以及與外部電路相連接的端子列14。
[0023]本專利的發(fā)明人，為了驅(qū)散、清除殘留指紋作了各種實(shí)驗(yàn)。殘留指紋是由手指排出的汗水的液滴而構(gòu)成，針對汗液所接觸固體表面的不容易被潤濕(防水性高、界面張力大)和容易被潤濕(吸水性、透氣性高、界面張力小)等進(jìn)行了研究。
[0024]圖6 Ca)所示、不易濕(防水性高、界面張力大)的固體3表面的液滴4，基本呈球狀或橢圓狀，保持大的潤濕角度Θ不變的狀態(tài)。圖6 (b)所示，易濕(吸水性、浸透性高、界面張力小)的固體3表面上，液滴4無法保持形狀，潤濕角度Θ變小的狀態(tài)。
[0025]為了保證半導(dǎo)體指紋讀取傳感器表面的強(qiáng)度，經(jīng)常用氮化硅和氮氧化硅的在其表面做涂層、這種表面涂層很容易被弄濕，在這樣的固體表面附著液體的話，潤濕角度(接觸界面的角度Θ )會變小，如圖6中清楚地顯示，形狀基本保持不變，殘留指紋會一直殘留于傳感器表面。
[0026]鑒于上述事由，本實(shí)用新型提出了將構(gòu)成傳感器最小單位的電極由垂直和水平方向的網(wǎng)格隔開的半導(dǎo)體傳感器上覆蓋涂層，在上述涂層表面沿著網(wǎng)格鐫刻溝槽而形成的指紋讀取傳感器的方案，當(dāng)腺體滲出液滴時(shí)通過此槽而排出。
[0027]圖2是指紋讀取部的局部放大圖，半導(dǎo)體傳感器上最小構(gòu)成單位的電極2對應(yīng)數(shù)碼指紋圖像的最小構(gòu)成單位畫素(像素)，兩個電極2之間，橫向和縱向配置電位保持為零的網(wǎng)格。另外，除特殊樣式的指紋傳感器以外，一個電極的大小，大約40 μ mX40 μ m,網(wǎng)格的間距設(shè)計(jì)為為50 μ mX 50 μ m。
[0028]本實(shí)用新型將由垂直和水平方向的網(wǎng)格隔開的電極構(gòu)成的半導(dǎo)體傳感器上覆蓋涂層，用激光或黃銅噴砂在上述涂層上沿網(wǎng)格鐫刻溝槽。通過以上的結(jié)構(gòu)，形成殘留指紋的汗滴從溝槽流走，破壞殘留指紋的圖形，防止被惡意使用。
[0029]另外，讓排汗滴的溝槽的電勢保持在零，即由于汗滴排出于傳感器不被感應(yīng)的網(wǎng)格上，排出的汗滴檢測不到電值，不影響下一次采集指紋時(shí)的圖像。
[0030]還可以在涂層的表面層積具超強(qiáng)親水性的銳鈦礦型的二氧化鈦薄膜(An anatasetype titanium oxide thin film),再用激光或黃銅噴砂在上述二氧化鈦薄膜之上沿著網(wǎng)格鐫刻溝槽。
[0031]這種方案在涂層表面層積界面張力小的具超親水性的銳鈦礦型二氧化鈦薄膜，由于薄膜上鐫刻了使汗滴排出的溝槽，所以殘留指紋的痕跡消失得很快。
[0032]溝槽在網(wǎng)格上縱向、橫向任何方向刻都可以，但是縱向或橫向中，選定一個方向鐫刻的話，汗滴更容易擦拭掉。
[0033]如圖3所示，在本實(shí)用新型實(shí)施例一的半導(dǎo)體基板31 (根據(jù)功能要求配置層數(shù)不同)上層積電極2和網(wǎng)格1，再在上面覆蓋涂層32，然后在涂層32表面使用激光(Laser)或噴砂(Sandblasting)在網(wǎng)格I的中線處鐫刻10微米的溝槽30。該涂層32可采用氮氧化娃(Silicon oxynitride)或氮化娃(silicon nitride)。
[0034]如圖4所示，指紋由脊線23和谷線24構(gòu)成。脊線23上有規(guī)律地排列、成白色點(diǎn)狀列的是汗腺。從汗腺排出的汗滴形成殘留指紋。脊線的間距(垂直于脊線方向的周期)，據(jù)統(tǒng)計(jì)平均是0.6mm (600 μ m)，汗腺間距，平均為20 μ m。
[0035]因此，一組脊線和谷線之間約有12個電極2，測定指紋凹凸的變化并將其作為電氣信號輸出。另外，一個汗腺排出的汗液，不考慮液滴結(jié)合時(shí)面積增大時(shí)的變化，大約與一根以上的網(wǎng)格I接觸。
[0036]從接觸指紋傳感器表面的手指脊線上的汗腺排出的汗滴，當(dāng)手指移開時(shí)殘留的液滴，正好能滲入到上述鐫刻于各網(wǎng)格I中部的寬為10微米(范圍8-10微米)的溝槽30，使沿著脊線排出的液滴而變得模糊 。結(jié)果就是，沒有足夠的殘留指紋的痕跡，而不能被亂用。溝槽深度為2-3微米，本實(shí)施例優(yōu)選3微米。
[0037]當(dāng)然，流入10微米溝槽的汗滴，由于保持網(wǎng)格I上的溝槽30的電位為零，從而檢測不到電力，對下一次采集指紋畫像時(shí)不會產(chǎn)生影響。
[0038]鐫刻于網(wǎng)格I上的溝槽30，縱向或橫向任何一方向都可以。也就是，不鐫刻成網(wǎng)格狀的溝槽，比如在傳感器上只設(shè)置縱方向的溝槽30。這樣，傳感器的表面便于擦凈。
[0039]在上述涂層32上鐫刻溝槽30的工序，應(yīng)在傳感器IC芯片被分割(切割)前在晶圓的狀態(tài)進(jìn)行。
[0040]如圖5所示，本實(shí)用新型實(shí)施例二的指紋讀取傳感器，與實(shí)施例--樣，在半導(dǎo)體
基板31上層積電極2和網(wǎng)格I，再覆蓋涂層32后，層積銳鈦礦型的氧化鈦薄膜33，然后在氧化鈦薄膜表面鐫刻與實(shí)施例1相同的排汗滴的溝槽30。
[0041 ] 在涂層32上層積銳鈦礦型的氧化鈦薄膜33的方法，有化學(xué)氣相沉積法(CVD)。即，將有機(jī)鈦化合物的原料以氣體狀態(tài)提供與減壓后的反應(yīng)爐，用外部用加熱器加熱，使之分解(熱CVD)或通過高頻線圈發(fā)射電磁波使之等離子化后，通過激發(fā)等離子體使之與涂層32的表面相碰撞(等離子體CVD法)，在涂層表面32上積沉銳鈦礦型的氧化鈦薄膜33。作為原料的有機(jī)鈦化合物，有Ti (OEt) 4 (Echiruchitaniru乙醒鈦)，Ti (0iPr)4(鈦酸異丙酯)，Ti (OBu) 4 (Buchiruchitaniru鈦酸正丁酯)等，約在200~300攝氏度被分解。
[0042]與在涂層32鐫刻溝槽30的工序同樣，積沉銳鈦礦型的氧化鈦層的流程，也是在傳感器IC芯片被分割(切割)前在晶圓的狀態(tài)進(jìn)行。
[0043]作為在指紋傳感器表面鐫刻溝槽30的前工序，在涂層32上積沉銳鈦礦型的氧化鈦層，使液滴更容易的排入溝槽30。[0044]在半導(dǎo)體指紋傳感器的制造過程中，對晶片表面上進(jìn)行沉積涂層的階段，也對傳感器表面實(shí)施沉積銳鈦礦型的氧化鈦層薄膜的流程，之后沿著構(gòu)成相當(dāng)于傳感器解析度的電極邊界的網(wǎng)格，鐫刻溝槽，讓形成殘留指紋原因的汗滴流入溝槽并排出，由此避免半導(dǎo)體指紋傳感器表面的殘留指紋被亂用的可能性。
【權(quán)利要求】
1.能夠消除殘留指紋的指紋讀取傳感器，包括半導(dǎo)體指紋讀取傳感器，其指紋讀取部包括陣列分布的電極以及電極之間的網(wǎng)格，其特征是:在所述半導(dǎo)體指紋讀取傳感器上覆蓋涂層，在所述涂層表面沿網(wǎng)格鐫刻溝槽。
2.如權(quán)利要求1所述能夠消除殘留指紋的指紋讀取傳感器，其特征是，所述溝槽深度2_3Mm,寬度 8_10Mm。
3.如權(quán)利要求1所述能夠消除殘留指紋的指紋讀取傳感器，其特征是，所述溝槽沿網(wǎng)格的縱向或橫向鐫刻。
4.如權(quán)利要求1所述能夠消除殘留指紋的指紋讀取傳感器，其特征是，所述半導(dǎo)體指紋讀取傳感器的指紋讀取部包括在半導(dǎo)體基板上層積的電極和網(wǎng)格，在所述電極和網(wǎng)格上面覆蓋涂層。
5.如權(quán)利要求1所述能夠消除殘留指紋的指紋讀取傳感器，其特征是，在所述涂層表面使用激光或噴砂處理在對應(yīng)網(wǎng)格的中線處鐫刻溝槽。
6.如權(quán)利要求1所述能夠消除殘留指紋的指紋讀取傳感器，其特征是，在所述涂層的表面層壓上銳鈦礦型的氧化鈦薄膜，再在薄膜上鐫刻溝槽。
【文檔編號】G06K9/00GK203746090SQ201420077285
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年2月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月21日
【發(fā)明者】楊林, 周進(jìn)友 申請人:江蘇恒成高科信息科技有限公司