(57)【要約】【課題】指紋の山部と谷部によるインピーダンスの差を大きくして、指紋の感知度を向上させることができる指紋センサ及びその製造方法を提供する。【解決手段】基板と、前記基板上に設けられセンサアレイ２０の各単位センサ３０に、指紋の接触によるインピーダンス信号を感知する多数の電極パターン（オープンクームタイプ、クローズドクームタイプ、特殊電極パターンタイプのうちのいずれか）を設け、前記電極パターンを含む基板上に絶縁膜を形成する。指紋の山部と谷部によるインピーダンスの変化の程度を最大化して、指紋の感知度を向上させる。前記基板には、駆動部または駆動部およびシステムＩＣを設けてもよい。【選択図】図４
2005043368.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に設けられ、指紋の接触によるインピーダンス信号を感知する多数の電極パターンと、
前記電極パターンが設けられた基板上に形成された絶縁膜と、
を備えることを特徴とする指紋センサ。
【請求項２】
前記電極パターンは、ポリＳｉ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｕ、Ｍｏのうちのいずれか１つで形成されることを特徴とする請求項１に記載の指紋センサ。
【請求項３】
前記電極パターンが異物に強い物質で形成される場合、前記電極パターンが外部に露出されるように前記絶縁膜が平坦化されることを特徴とする請求項１に記載の指紋センサ。
【請求項４】
前記異物に強い物質は、Ｐｔ、Ｍｏ、Ｉｒを含むことを特徴とする請求項３に記載の指紋センサ。
【請求項５】
前記露出された電極パターン上にパッシベーションコンダクタパターンが形成されることを特徴とする請求項３に記載の指紋センサ。
【請求項６】
前記パッシベーションコンダクタパターンは、ＩＴＯ、ＲｕＯ2、ＩｒＯ2のうちのいずれか１つで形成されることを特徴とする請求項５に記載の指紋センサ。
【請求項７】
前記絶縁膜は、オキサイド、ＳｉＯ2、ＳｉＮｘのうちのいずれか１つで形成されることを特徴とする請求項１に記載の指紋センサ。
【請求項８】
マトリックス配列された多数の単位センサを有し、各単位センサには、指紋を感知するための電極パターンが形成されたセンサアレイと、
前記電極パターンで感知されたインピーダンス信号による出力信号を出力する駆動部と、
を備えることを特徴とする指紋センサシステム。
【請求項９】
前記単位センサは、５０×５０μｍ2の大きさを有することを特徴とする請求項８に記載の指紋センサシステム。
【請求項１０】
前記電極パターンは、オープンクームタイプ、クローズドクームタイプおよび特殊電極パターンタイプタイプのうちの、いずれか１つで形成されることを特徴とする請求項８に記載の指紋センサシステム。
【請求項１１】
前記駆動部は、電圧分配の法則によって出力信号を決定することを特徴とする請求項８に記載の指紋センサシステム。
【請求項１２】
基板上に電極物質を蒸着するステップと、
前記電極物質から多数の電極パターンを形成するステップと、
前記電極パターンが設けられた基板上に絶縁膜を蒸着するステップと、
を含むことを特徴とする指紋センサの製造方法。
【請求項１３】
前記電極パターンが異物に強い物質で形成される場合、前記電極パターンが外部に露出されるように前記絶縁膜を平坦化するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の指紋センサの製造方法。
【請求項１４】
前記異物に強い物質は、Ｐｔ、Ｍｏ、Ｉｒを含むことを特徴とする請求項１３に記載の指紋センサの製造方法。
【請求項１５】
前記電極パターンは、ポリＳｉ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｕ、Ｍｏのうちのいずれか１つで形成されることを特徴とする請求項１２に記載の指紋センサの製造方法。
【請求項１６】
前記絶縁膜は、オキサイド、ＳｉＯ2、ＳｉＮｘのうちのいずれか１つで形成されることを特徴とする請求項１２に記載の指紋センサの製造方法。
【請求項１７】
基板上に第１の物質および第２の物質を順次蒸着するステップと、
前記第１および第２の物質から多数の電極パターンおよび多数のパッシベーションコンダクタパターンを形成するステップと、
前記電極パターンおよびパッシベーションコンダクタパターンが設けられた基板上に絶縁膜を蒸着するステップと、
前記パッシベーションコンダクタパターンが露出されるように前記絶縁膜を平坦化するステップと、
を含むことを特徴とする指紋センサの製造方法。
【請求項１８】
前記第１の物質は、ポリＳｉ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｕ、Ｍｏのうちのいずれか１つで形成されることを特徴とする請求項１７に記載の指紋センサの製造方法。
【請求項１９】
前記絶縁膜は、オキサイド、ＳｉＯ2、ＳｉＮｘのうちのいずれか１つで形成されることを特徴とする請求項１７に記載の指紋センサの製造方法。
【請求項２０】
前記第２の物質は、ＩＴＯ、ＲｕＯ2、ＩｒＯ2のうちのいずれか１つで形成されることを特徴とする請求項１７に記載の指紋センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指紋感知に関し、特に指紋の感知度を向上させると共に、良好な耐腐食性および耐摩耗性を有する指紋センサ、その製造方法および指紋センサシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、指紋センサは、指紋の測定方法によってＡＣ電界方式、ＤＣキャパシティブ方式、サーマルスワイプ方式、オプティカル方式などに分けられる。
【０００３】
前記オプティカル方式は、指紋感知の信頼性が高いという長所があるが、基本的に光学系を使用しているため、大型化するという短所がある。
【０００４】
前記ＡＣ電界方式、ＤＣキャパシティブ方式およびサーマルスワイプ方式は、センサ部、感知駆動回路および指紋感知アルゴリズム処理部を単一のチップ上に形成することができる。
【０００５】
図１は、従来技術によるＡＣ電界方式の指紋センサを概略的に示す図である。図１に示されるように、ＡＣ電界方式の指紋センサは、その表面にアンテナ機能を果たす金属パターンアレイが配列される。かかる金属パターンアレイは、指紋の山部と谷部によって互いに異なるＡＣ電界が発生する。従って、指紋センサに指紋の山部と谷部が接触し、これにより発生したＡＣ電界の差を測定して指紋を感知する。このとき、金属パターンアレイは、絶縁膜により保護することができる。絶縁膜は、外部の異物による接触で指紋センサが損傷されるのを防止する。
【０００６】
かかるＡＣ電界方式の指紋センサは、比較的異物による汚染に強いという特徴を有する。しかし、ＡＣ電界方式では、指紋の山部と谷部による電界の変化を大きくするためには、大きなＡＣ電圧を印加する必要があるため、消費電力が大きくなる。そして、信号処理などのための付加回路を設ける必要があるため、コストがアップし、また、複雑化するという問題点がある。
【０００７】
図２は、ＣＤキャパシティブ方式の指紋センサを概略的に示す図である。図２に示されるように、前記ＤＣキャパシティブ方式の指紋センサは、パターン化した金属電極がアレイ状に配置されるという面では、ＡＣ電界方式と類似している。但し、ＤＣキャパシティブ方式の指紋センサは、指紋感知方法が前記ＡＣ電界方式の指紋センサと異なっている。即ち、ＤＣキャパシティブ方式の指紋センサは、指紋がセンサの表面に接触する時、指紋の谷部と山部が接触することで、キャパシタンスの変化が異なるようになる。即ち、指紋の谷部が接触すると、誘電率がｅ0の媒質である空気によってキャパシタンスが変化し、指紋の山部が接触すると、誘電率がｅである人の表皮によってキャパシタンスが変化する。結局、指紋の山部と谷部により変化したキャパシタンスの差を用いて指紋を感知する。この場合、指紋の山部と谷部によるキャパシタンスの変化は、数十〜数百ｐＦ程度である。かかるキャパシタンスの変化を解釈する駆動回路は、種々の方式が適用可能である。
【０００８】
前述のようなＤＣキャパシタンス方式の指紋センサは、人の手が接触する時、センサが汚染され、かかる汚染により残像が発生することがある。従って、ＤＣキャパシティブ方式の指紋センサは、その表面を周期的にクリーニングする必要がある。また、かかるＤＣキャパシティブ方式の指紋センサは、静電気放電に非常に弱いという短所がある。また、人の指紋と模写（偽造）指紋とを正確に識別することができない。
【０００９】
図３は、サーマルスワイプ方式の指紋センサを示す図である。図３に示されたように、サーマルスワイプ方式の指紋センサは、単位センサがリニアアレイ状に配置される。通常、人の手からは熱が放射され、このサーマルスワイプ方式の指紋センサは、手から放射される熱により指紋を感知する。即ち、単位センサに人の指紋が接触する時、指紋の山部と谷部によって放射される熱に差があるため、かかる熱の差に基づき指紋を感知する。このとき、単位センサは、焦電材料からなることができる。
【００１０】
しかし、サーマルスワイプ方式の指紋センサは、周辺の温度に非常に敏感に反応し、良好な指紋イメージを得るためには、スワイプ（swipe）動作に慣れる必要があるという短所がある。
前述のように、従来の種々の指紋センサは、指紋の感知度がそれほど良くなく、外部からの異物などに弱いという問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従って、本発明の目的は、指紋の山部と谷部によるインピーダンスの差を大きくして指紋の感知度を向上させることができる指紋センサ、その製造方法および指紋センサシステムを提供することにある。
本発明の他の目的は、セラミックス系の物質を用いて耐食性と耐摩耗性を強化した指紋センサ、その製造方法および指紋センサシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前述の課題を達成するための本発明の好適な第１の実施形態によれば、指紋センサは、基板と、前記基板上に設けられ、指紋の接触によるインピーダンス信号を感知する多数の電極パターンと、前記電極パターンが設けられた基板上に形成された絶縁膜と、を備えることを特徴とする。
前記電極パターンは、ポリＳｉ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｕ、Ｍｏのうちのいずれか１つで形成することができる。
【００１３】
前記電極パターンが異物に強い物質で形成される場合、前記電極パターンが外部に露出されるように前記絶縁膜が平坦化される。また、前記絶縁膜は、オキサイド、ＳｉＯ2、ＳｉＮｘのうちのいずれか１つで形成することができる。
【００１４】
このとき、前記露出された電極パターン上に、パッシベーションコンダクタパターン（passivation conductor pattern）を形成することができる。前記パッシベーションコンダクタパターンは、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、ＲｕＯ2、ＩｒＯ2のうちのいずれか１つで形成される。
【００１５】
本発明の好適な第２の実施形態によれば、指紋センサシステムは、マトリックス配列された多数の単位センサを有し、各単位センサには、指紋を感知するための電極パターンが形成されたセンサアレイと、前記電極パターンで感知されたインピーダンス信号による出力信号を出力する駆動部とを備えることを特徴とする。
【００１６】
前記電極パターンは、オープンクーム（open comb）タイプ、クローズドクーム（closed comb）タイプおよび特殊電極パターンタイプのうちのいずれか１つで形成することができる。
前記駆動部は、電圧分配の法則によって出力信号を決定することができる。
【００１７】
また、本発明の好適な第３の実施形態によれば、指紋センサの製造方法は、基板上に電極物質を蒸着するステップと、前記電極物質から多数の電極パターンを形成するステップと、前記電極パターンが設けられた基板上に絶縁膜を蒸着するステップとを含むことを特徴とする。
【００１８】
前記指紋センサの製造方法によれば、前記電極パターンが異物に強い物質で形成される場合、前記電極パターンが外部に露出されるように、前記絶縁膜を平坦化するステップをさらに含むことができる。
【００１９】
さらに、本発明の好適な第４の実施形態によれば、指紋センサの製造方法は、基板上に第１の物質および第２の物質を順次蒸着するステップと、前記第１および第２の物質から多数の電極パターンおよび多数のパッシベーションコンダクタパターンを形成するステップと、前記電極パターンおよびパッシベーションコンダクタパターンが設けられた基板上に絶縁膜を蒸着するステップと、前記パッシベーションコンダクタパターンが露出されるように前記絶縁膜を平坦化するステップとを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、インピーダンス変化が大きな電極パターンとしているため、指紋の感知度を向上させることができ、また、外部の異物から指紋センサを保護することで指紋センサの信頼度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、添付の図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。
図４は、本発明の好適な一実施形態に係る指紋センサの構造を概略的に示す図である。図４に示されるように、本発明の指紋センサは、ｎ×ｎ配列、即ち、マトリックス状に配列された多数の単位センサ３０を有し、各単位センサ３０には、指紋を感知するための電極パターンが形成されたセンサアレイ２０が設けられている。
【００２２】
ここで、センサアレイと、電極パターンで感知されたインピーダンス信号による出力信号を出力する駆動部とで指紋センサシステムを構成することができる。
通常、５００ｄｐｉ以上の解像度を維持するためには、単位センサの大きさは、５０×５０μｍ2程度である。
【００２３】
図５の（ａ）乃至（ｃ）は、図２の単位センサに形成された種々の電極パターンを示す図である。図５（ａ）乃至図５（ｃ）に示されるように、前記単位センサ３０に形成された電極パターンは、オープンクームタイプ、クローズドクームタイプ、特殊電極パターンタイプなどで形成される。
【００２４】
図５（ａ）に示されたように、オープンクームタイプは、それぞれ多数の脚３１ａ、３２ａを有する第１および第２のポート３１、３２が向かい合うように配置される。即ち、前記第１のポート３１に形成された多数の脚３１ａと、第２のポート３２に形成された多数の脚３２ａとが向かい合ってずれるように配置される。このとき、第１のポート３１に形成された脚３１ａと第２のポート３２に形成された脚３２ａとの間の間隙は、一定に維持される。また、第１のポート３１に形成された脚３１ａおよび、第２のポート３２に形成された脚３２ａの長さは、同一であることが好ましい。
【００２５】
図５（ｂ）に示されたように、クローズドクームタイプは、内向きの多数の脚３３ａが設けられた第１のポート３３と外向きの多数の脚３４ａが設けられた第２のポートからなる。なお、第１のポート３３に設けられた脚３３ａは、両側から内の方向に向かうように配置され、第２のポート３４に設けられた脚３４ａは、両側から外の方向に向かうように配置される。第１のポート３３に設けられた多数の脚３３ａと第２のポート３４に設けられた多数の脚３４ａとが向かい合ってずれるように配置される。このとき、第１のポート３３に設けられた脚３３ａと第２のポート３４に設けられた脚３４ａとの間の間隔は、一定に維持される。また、第１のポート３３に設けられた脚３３ａおよび、第２のポート３４に設けられた脚３４ａの長さは、同一であることが好ましい。
【００２６】
図５（ｃ）に示されたように、特殊電極パターンタイプは、両側に第１および第２のポート３５、３６を有し、前記第１および第２のポート３５、３６の間を結ぶ広いパッド上に所定のパターン形状３７がエッチングなどで形成される。なお、所定のパターン形状３７は、十字型、円形、多角形、線形など、種々の形状に形成することができる。
【００２７】
図４には示されていないが、前記センサアレイ２０の下部には、前記単位センサ３０それぞれから感知されたインピーダンス信号を引き出すためのリードアウト配線を形成することもできる。前記リードアウト配線を介して引き出されたインピーダンス信号は、前記駆動部によりそのインピーダンス信号の変化が測定される。
【００２８】
図６は、 図４の単位センサの等価回路を示す図であり、図７は、図４の単位センサに指紋の山部が接触する時の等価回路を示す図である。
図６に示されたように、単位センサには、抵抗（Ｒ＿センサ）とキャパシタンス（Ｃ＿センサ）とが並列に接続されている。かかる抵抗（Ｒ＿センサ）とキャパシタンス（Ｃ＿センサ）によりインピーダンスが決定される。
【００２９】
また、指紋の山部が前記単位センサに接触される場合、図７に示されるように、抵抗（Ｒ＿指）とキャパシタンス（Ｃ＿指）が変化し、インピーダンスが変化するようになる。なお、指紋の谷部が前記単位センサに接触する場合、図６に示されるように、抵抗（Ｒ＿センサ）とキャパシタンス（Ｃ＿センサ）には、何等の変化も発生しなくなり、インピーダンスの変化も発生しない。従って、指紋の山部と谷部が接触することで発生するインピーダンスの変化に基づいて、指紋を感知する。
【００３０】
従って、前述のようなメカニズムで指紋を感知する場合、インピーダンスの変化の程度は、指紋の感知能力を決定する重要な変数となる。それで、本発明では、単位センサに形成された電極パターンの形態を、オープンクームタイプ、クローズドクームタイプおよび特殊電極パターンタイプタイプとすることにより、指紋の山部と谷部によるインピーダンスの変化の程度を最大化して、指紋の感知度を向上させることが可能となる。
【００３１】
図８は、図４の本発明の指紋センサに係る第１の実施形態を示す図である。前述のように（図５（ａ）参照）、単位センサ３０には、第１のポート３１と第２のポート３２が設けられている。このとき、第１のポートを介して電源電圧（Ｖｓ）が供給される。第１および第２のポート３１、３２の間には、抵抗（Ｒ＿指）とキャパシタンス（Ｃ＿指）とが並列に接続されたインピーダンス５１が接続され、第２のポート３２には、基準インピーダンス５２が接続される。従って、単位センサ３０に設けられたインピーダンス５１と基準インピーダンス５２とは、直列に接続されるようになる。かかる場合、インピーダンス５１と基準インピーダンス５２による電圧分配の法則により、基準インピーダンス５２での出力信号（Vout）が測定できる。ここで、インピーダンス５１は、指紋の山部が接触するか、谷部が接触するかによって、互いに異なるように変化する。即ち、指紋の谷部が接触する場合、前記インピーダンス５１は、変化がなく、指紋の山部が接触する場合、インピーダンス５１は、大きな変化が発生する。従って、出力信号（Vout）は、インピーダンス５１によって決定されるようになる。それで、各単位センサ３０において指紋の山部が接触するか谷部が接触するかによって出力信号（Vout）を測定することにより、所定の指紋が感知できるようになる。
【００３２】
なお、基準インピーダンス５２は、前記出力信号（Vout）を発生させるためのものであって、指紋との接触とは無関係な単位センサが使用できる。
また、電源電圧（Ｖｓ）がＤＣである場合は、インピーダンス５１のうちから抵抗（Ｒ＿指）のみを考慮することができ、ＡＣである場合は、抵抗（Ｒ＿指）だけでなく、キャパシタンス（Ｃ＿指）も含むインピーダンスが考慮できる。
【００３３】
図９は、図４の本発明の指紋センサに係る第２の実施形態を示す図である。図９は、図８と基本的に同様である。即ち、図９において単位センサに設けられたインピーダンス６１は、図８のインピーダンス５１と同一である。但し、図９の基準インピーダンス６２は、図８の基準インピーダンス５２と異なっている。図９には、インピーダンス６１および基準インピーダンス６２の他に、インピーダンス６２にアンプ６３が接続されている。このアンプ６３により電圧分配の法則により出力された出力信号を増幅させて、インピーダンスの変化をより大きくすることで、指紋の感知度を向上させることができる。なお、基準インピーダンス６２は、前記出力信号を発生させるためのものであって、指紋の接触とは無関係な単位センサを使用することができる。
【００３４】
図１０の（ａ）乃至（ｄ）は、本発明の好適な一実施形態に係る指紋センサの製造方法を示す図である。
図１０（ａ）に示されるように、基板７１上に電極物質７２を蒸着する。ここで、基板７１には、駆動部またはシステムＩＣを設けることができる。このように、１つの基板上に指紋センサのための全ての構成要素を形成することにより、製作された指紋センサをより小型化および薄型化することができる長所がある。または、基板７１上に指紋センサのみを設け、残りの駆動部やシステムＩＣは、オフチップ方式でＰＣＢ上に形成することができる。電極物質７２としては、ポリＳｉ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｕ、Ｍｏのうちのいずれか１つが使用できる。指紋が電極物質７２に直接接触される場合は、電極物質７２として異物に強いＰｔ、Ｍｏ、Ｉｒなどが使用できる。
【００３５】
図１０（ｂ）に示されるように、基板７１上に蒸着された電極物質７２から所定の電極パターン７３を形成する。ここで、電極パターン７３は、図５（ａ）乃至図５（ｃ）に示された電極パターンを意味する。前述のように、かかる電極パターンは、第１および第２のポートに接続された多数の脚を有することができ、または、第１および第２のポートの間のパッド上に形成された多数のパターンを有することもできる。前記電極パターンは、ドライエッチング方式、ウェットエッチング方式、リフトオフ方式のいずれか１つを用いて形成することができる。
【００３６】
図１０（ｃ）に示されたように、電極パターン７３が形成された基板上に、電極パターン間の絶縁を維持させると共に外部の異物から電極パターンを保護する絶縁膜７４を蒸着する。なお、絶縁膜７４は、オキサイド、ＳｉＯ2、ＳｉＮｘのうちのいずれか１つで形成することができる。
【００３７】
なお、電極パターン７３として異物に強いＰｔ、Ｍｏ、Ｉｒなどが使用される場合は、図７（ｄ）に示されたように、電極パターン７３が外部に露出されるように蒸着された絶縁保護膜７４の平坦化を行う。従って、異物に強い電極物質で電極パターン７３を形成させる場合、電極パターン７３が外部に露出されても、異物による汚染のおそれがなくなり、また、指紋センサを一層小型化および薄型化することが可能となる。
【００３８】
前述のように製造された指紋センサは、ＡＣおよびＤＣの両方に使用可能な電極パターンを形成することで種々の電源ソースに適用することができる。
本発明の第１の実施形態では、インピーダンス変化が大きな電極パターンを使用することで指紋感知度を向上させることができる。また、異物に強い電極物質で電極パターンを形成する場合、指紋センサの薄型化および軽量化に寄与することができる。また、本発明の第１の実施形態は、ＡＣまたはＤＣ電源の両方に使用できるため、適用範囲が広いという長所がある。
従って、前述のように形成された電極に指紋が接触するか否かにより、単位指紋センサの抵抗値の変化を読み取ることによって、指紋の感知が可能となる。
【００３９】
一方、本発明の第１の実施形態の指紋センサは、電極パターンが指紋と頻繁に接触するようになる。即ち、異物に強い金属物質で金属パターンを形成したとしても、繰り返される頻繁な指紋接触によって、金属パターンは腐食または摩耗する。特に、人の皮膚には、Ｎａ成分が多く分布されているが、かかるＮａ成分が腐食または摩耗を促進するようになる。これによって、電極パターンの腐食または摩耗による指紋センサの信頼性低下の問題があり得る。
【００４０】
以下、前述の問題点を解決するための指紋センサについて説明する。
図１１は、本発明の好適な他の実施形態に係る指紋センサの構造を概略的に示す断面図である。
図１１に示される指紋センサは、図４のような構造を有する。即ち、本発明の他の実施形態に係る指紋センサは、ｎ×ｎ配列、マトリックス配列された多数の単位センサ３０を有し、各単位センサ３０には、指紋を感知するための電極パターンが形成されたセンサアレイ２０が設けられている。なお、前記センサアレイと前記電極パターンで感知されたインピーダンス信号による出力信号を出力する駆動部とで指紋センサシステムを構成することができる。通常、５００ｄｐｉ以上の解像度を維持するための単位センサの大きさは、５０×５０μｍ2程度である。
【００４１】
このとき、単位センサ３０に形成された電極パターンは、図５（ａ）乃至図５（ｃ）に示されたように、オープンクームタイプ、クローズドクームタイプ、特殊電極パターンタイプのうちのいずれかで形成することができる。これに関する詳細な説明は、省略する。
【００４２】
図１１に示されるように、本発明の他の実施形態に係る指紋センサは、基板８１と、前記基板８１上にパターン形成された第１および第２のポートを有する多数の電極パターン８２ａと、電極パターン８２ａ上にパターン形成された多数のパッシベーションコンダクタパターン８３ａと、電極パターン８２ａおよびパッシベーションコンダクタパターン８３ａの間に形成された絶縁膜８４とを備えている。
【００４３】
ここで、電極パターン８２ａは、ポリＳｉ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｕ、Ｍｏのうちのいずれか１つで形成することができる。パッシベーションコンダクタパターン８３ａは、ＩＴＯ、ＲｕＯ2、ＩｒＯ2のうちのいずれか１つで形成することができる。また、絶縁膜８４は、オキサイド、ＳｉＯ2、ＳｉＮｘのうちのいずれか１つで形成することができる。
【００４４】
前述のような構成を有する指紋センサは、前記電極パターン８２ａを保護することができるパッシベーションコンダクタパターン８３ａが形成されることで、電極パターン８２ａを安全にかつ永久的に保護することができるため、耐食性および耐摩耗性が向上する。なお、前述のように、パッシベーションコンダクタパターン８３ａは、ＩＴＯ、ＲｕＯ2、ＩｒＯ2などのように電気が流れることのできる導電性物質で形成されることで、電極パターン８２ａの感知能力に何等影響を与えないことができる。
【００４５】
図１２の（ａ）乃至（ｅ）は、本発明の好適な他の実施形態に係る指紋センサの製造方法を示す図である。
図１２（ａ）に示されるように、基板８１上に第１の物質８２を蒸着する。ここで、基板８１には、駆動部またはシステムＩＣを設けることができる。このように、１つの基板上に指紋センサのための全ての構成要素を形成することにより、製作された指紋センサをより小型化および薄型化することができる長所がある。または、基板８１上に指紋センサのみを設け、残りの駆動部やシステムＩＣは、オフチップ方式でＰＣＢ上に形成することができる。第１の物質８２としては、ポリＳｉ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｕ、Ｍｏのうちのいずれか１つが使用できる。
【００４６】
次に、図１２（ｂ）に示されるように、蒸着された第１の物質８２上に第２の物質８３を蒸着する。なお、第２の物質８３としては、ＩＴＯ、ＲｕＯ2、ＩｒＯ2のようなセラミックス系の物質を使用することができる。
【００４７】
図１２（ｃ）に示されるように、第１および第２の物質８２、８３のそれぞれから多数の電極パターン８２ａおよび多数のパッシベーションコンダクタパターン８３ａを形成する。パッシベーションコンダクタパターン８３ａは、 ＩＴＯ、ＲｕＯ2、ＩｒＯ2のうちのいずれか１つで形成することができる。電極パターン８２ａおよびパッシベーションコンダクタパターン８３ａは、ドライエッチング方式、ウェットエッチング方式、リフトオフ方式のいずれか１つを用いて形成することができる。なお、電極パターン８２ａおよびパッシベーションコンダクタパターン８３ａは、同様な工程で形成される。パッシベーションコンダクタパターン８３ａは、電極パターン８２ａを外部の異物から永久的に保護することで、電極パターン８２ａの耐摩耗性および耐食性を向上させることができる。
【００４８】
図１２（ｄ）に示されたように、パターン８２ａ、８３ａを有する基板８１上に絶縁膜８４を形成する。ここで、絶縁膜８４は、オキサイド、ＳｉＯ2、ＳｉＮｘのうちのいずれか１つで形成することができる。
絶縁膜８４は、電極パターン８２ａ間の絶縁を維持すると共に外部の異物から電極パターン８２ａの側面を保護する。なお、絶縁膜８４としては、オキサイド、ＳｉＯ2、ＳｉＮｘのなどの物質が使用できる。
【００４９】
次に、図１２（ｅ）に示されるように、パッシベーションコンダクタパターン８３ａが露出されるように絶縁膜８４を平坦化する。このように、絶縁膜８４を平坦化することにより、指紋センサの軽量化および小型化が可能となる。
【００５０】
従って、本発明の第２の実施形態では、電極パターン８２ａ上にパッシベーションコンダクタパターン８３ａを形成することにより、前記電極パターン８２ａの直接的な露出を防止し、また、ＤＣキャパシティブ方式の指紋センサの電気的な劣化特性とは無関係に、一様な指紋感知度を有することができる。従って、本発明の第２の実施形態によれば、Ｎａ成分を有する人の皮膚が直接接触する指紋環境においても安全にかつ永久的に指紋センサを使用することができ、また、一層向上した指紋感知度を得ることができる。
以上、図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明してきたが、本発明の保護範囲は、前述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物にまで及ぶものである。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
以上のように、本発明によれば、インピーダンス変化が大きな電極パターンを形成することにより、指紋センサの指紋感知度を向上させると共に小型化および軽量化を達成することができ、ＤＣまたはＡＣなどのいずれにも使用できる。
また、本発明によれば、パッシベーションコンダクタパターンで電極パターンを保護することにより、指紋センサの耐食性および耐摩耗性を向上させ、信頼性の高い製品を製作することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】ＡＣ電界方式の指紋センサを概略的に示す図である。
【図２】ＣＤキャパシティブ方式の指紋センサを概略的に示す図である。
【図３】サーマルスワイプ方式の指紋センサを示す図である。
【図４】本発明の好適な一実施形態に係る指紋センサの構造を概略的に示す図である。
【図５】（ａ）乃至（ｃ）は、図２の単位センサに形成された種々の電極パターンを示す図である。
【図６】図４の単位センサの等価回路を示す図である。
【図７】図４の単位センサに指紋の山部が接触する時の等価回路を示す図である。
【図８】図４の本発明の指紋センサに係る第１の実施形態を示す図である。
【図９】図４の本発明の指紋センサに係る第２の実施形態を示す図である。
【図１０】（ａ）乃至（ｄ）は、本発明の好適な一実施形態に係る指紋センサの製造方法を示す図である。
【図１１】本発明の好適な他の実施形態に係る指紋センサの構造を概略的に示す断面図である。
【図１２】（ａ）乃至（ｅ）は、本発明の好適な他の実施形態に係る指紋センサの製造方法を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
２０    センサアレイ
３０    単位センサ
３１、３２、３３、３４、３５、３６    ポート
３１ａ、３２ａ、３３ａ、３４ａ    脚
３７    パターン形状
５１、６１    インピーダンス
５２、６２    基準インピーダンス
６３    アンプ
７１、８１    基板
７２    電極物質
７３、８２ａ    電極パターン
７４、８４    絶縁保護膜
８２    第１の物質
８３    第２の物質
８３ａ    パッシベーションコンダクタパターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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