(57)【要約】【課題】自社製品であるか、他社製品であるかの識別が可能であり、またロットや製造日等の生産管理情報も識別可能な圧力センサを提供する。【解決手段】基板１上にはセンサ部４及び通気口部５がマトリクス状に配置されたセンサ領域３１が存在する。センサ領域３１には行方向に延在する複数の第一配線２と列方向に延在する複数の第二配線３がマトリクス状に形成され、第一配線２は走査回路部６からの信号を各センサ部４に供給し、第二配線３は各センサ部４からの信号を検知して感知回路部７に供給する。走査回路部６と感知回路部７は基板１上においてセンサ領域３１の隣り合う二辺に沿って配置されており、走査回路部６及び感知回路部７の間の領域３４には圧力センサの識別を行うための識別標識３５が付されている。【選択図】      図１
2005017005.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にマトリクス状に配置された複数のセンサ部と、マトリクスの行又は列方向に延在し、前記センサ部に走査信号を供給する複数の第一配線と、前記第一配線と直交する方向に延在し、前記センサ部からの圧力検知信号を出力する複数の第二配線と、を有するセンサ領域を備えた圧力センサにおいて、
前記センサ領域の外側に識別標識を付したことを特徴とする識別標識付き圧力センサ。
【請求項２】
前記第一配線に接続され前記センサ部へ走査信号を出力する走査回路部と、前記第二配線に接続され前記センサ部からの圧力検知信号を感知する感知回路部とを備え、前記走査回路部及び前記感知回路部は、それぞれの長手方向が前記センサ領域の隣り合う二辺に沿って配置され、端部が前記センサ領域の頂点を挟んで直角に対峙しており、前記識別標識は、前記走査回路部及び前記感知回路部の端部を二辺とする直角三角形の領域に付されていることを特徴とする請求項１に記載の識別標識付き圧力センサ。
【請求項３】
前記識別標識は、前記センサ部を構成する成膜材料のうちのいずれかを用いて形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の識別標識付き圧力センサ。
【請求項４】
前記識別標識は、前記成膜材料のうち前記基板と光反射率の異なる材料を用いて形成されることを特徴とする請求項３に記載の識別標識付き圧力センサ。
【請求項５】
前記識別標識を、前記センサ部の成膜と同時に形成することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の識別標識付き圧力センサの製造方法。
【請求項６】
前記識別標識を、レーザ照射により形成することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の識別標識付き圧力センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧力センサ、特に指からの圧力を電気的な信号に変換して指紋を検知する指紋センサにおいて、個々に識別が可能な圧力センサ及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
個々を識別する装置として指紋センサが用いられており、この指紋センサには簡単で且つ精度良く指紋を検知することが要求されている。この種の指紋センサとしては指紋を光学的に検知するものや電気的に検知するものなど、様々なタイプのものが研究、開発されている。例えば特開平９−１２６９１８号公報や特開平１０−３００６１０号公報には、電極を有するマイクロセンサ部をマトリクス状に配置し、指からの圧力を電気信号に変換して指紋を検知するものが記載されている。
【０００３】
図５に指紋センサの概略を示す。基板１上には行方向に存在する複数の第一配線２と列方向に存在する複数の第二配線３がマトリクス状に形成されている。４は第一配線２と第二配線３の交差部付近に設けられたセンサ部、５は第二配線３上に設けられた通気口部である。通気口部５はセンサ部４が並ぶ列方向の延長線上に存在し、この列方向に並ぶセンサ部群の両端に隣接して配置されている。６は第一配線２に走査信号を供給する走査回路部、７は第二配線３に流れる信号を感知する感知回路部である。
【０００４】
次にセンサ部４の製造工程を図面に基づいて説明する。図６はセンサ部４の製造工程を示す断面図であり、図７はセンサ部４の製造工程を示す平面図である。
【０００５】
基板１上にＳｉＮｘからなる下層絶縁膜１１を積層し、下層絶縁膜１１上にＳｉ層を積層する。Ｓｉ層をアニール処理によって多結晶化し、その後でフォトリソグラフィ法によりコンタクト層１２に相当する部分だけＳｉ層を残す。その後、ＭｏとＡｌの積層構造をした金属層をスパッタ法等により下層絶縁膜１１上に形成し、フォトリソグラフィ法により図６（ａ）、図７（ａ）に示すような第一配線２、第一電極８を形成する。
【０００６】
次に、下層絶縁膜１１や第一配線２上にＳｉＮｘを積層して第一絶縁膜１３を形成する。そしてエッチング工程によって、第一絶縁膜１３は円状部８ａに対応する部分が取除かれている。図６（ｂ）、図７（ｂ）に示すように、円状部８ａ上の第一絶縁膜１３を円形状に取除き、センサ孔１４を形成している。こうして円状部８ａの中央部分を露出させ、円状部８ａの周縁部分を第一絶縁膜１３で被覆している。円状部８ａ上に存在する第一絶縁膜１３の割合は圧力センサの感度に影響する。
【０００７】
次に、第一絶縁膜１３や露出した第一電極８上にＡｌからなる金属層を積層する。その後、フォトリソグラフィ法などでこの金属層を所定形状にパターニングし、中間層２５を形成する。この中間層２５は最終的には取除かれるが、中間層２５の存在した部分が空洞部１０や通路部２４になる。従って、センサ部４では図６（ｃ）、図７（ｃ）に示す形状の中間層２５になる。
【０００８】
従って、列方向に並ぶ各センサ部４では、その部分に存在する中間層２５が分割することなく連なって形成されている。なお、各中間層２５の形状や厚み等の大きさは、希望する空洞部１０や通路部２４の形状、サイズに合わせて設計される。
【０００９】
次に、中間層２５や第一絶縁膜１３上にＭｏとＡｌの積層構造からなる金属層をスパッタ法により積層する。この金属層上にレジストを塗布し、フォトリソグラフィ法による露光、現像、エッチング処理を施して第二電極９や連結部３０を含む第二配線３を形成する。このとき中間層２５は第二配線３の金属層で完全に覆われた状態になる。図６（ｄ）、図７（ｄ）に示すように、中間層２５を完全に覆うほぼ四角形状の第二電極９がほぼ均一な膜厚で形成され、中間層２５の表面の凹凸に応じて第二電極９も凹凸状になる。
【００１０】
次に、第二電極９や第一絶縁膜１３上にＳｉＮｘを積層し、第二絶縁膜１６を形成する。そして図６（ｅ）、図７（ｅ）に示すようにリリース口１５に該当する部分のＳｉＮｘを取除く。この第二絶縁膜１６が取除かれた部分は、第二電極９の一部分が露出する。
【００１１】
次に、ＭｏとＡｌの両方の材質を除去するエッチング処理をする。このエッチング処理により第二絶縁膜１６から露出している部分の金属層が除去される。エッチング方法としては、ドライエッチングとウェットエッチングの両方が利用できる。例えば、エッチング液にリン酸、硝酸、酢酸の混合液を用いれば、ＭｏとＡｌの両方がエッチングできる。このエッチング処理により、図６（ｆ）に示すようにリリース口１５に対応する部分の第二電極９と中間層２５が取除かれる。
【００１２】
次に、中間層２５だけを除去するエッチング処理を行う。このときウェットエッチングを行い、エッチング液に塩酸、リン酸、水の混合液を用いる。エッチング液はリリース口１５を通じて中間層２５に達し、中間層２５の端部から順にエッチングする。このエッチング処理により中間層２５を確実に取除くことができ、空洞部１０や通路部２４が形成される（図６（ｇ））。
【００１３】
その後、第二絶縁膜１６上にＳｉＮｘを積層し、保護膜１７を形成する。このＳｉＮｘは例えばＣＶＤで形成され、ほぼ同じ厚みの膜が基板１上の全面に積層される。この保護膜１７は、リリース口１５を塞ぐ程度の厚さに設定されており、保護膜１７を積層することで、図６（ｇ）に示すようにリリース口１５が塞がれ、リリース口１５から空洞部１０内に塵埃が侵入することを防止できる。なお、これらの膜１６、１７はＳｉＮｘに限定するものではなく、ＳｉＯ２でもよく、ポリイミドやポリアクリレートなどの有機絶縁膜でもよい。
【００１４】
その後、図６（ｈ）、図７（ｆ）に示すようにセンサ部４の第二電極９上の第二絶縁膜１６と保護膜１７を取除く。この第二絶縁膜１６と保護膜１７は第一電極８の円状部８ａから環状部８ｂ付近までの領域が取除かれ、この領域の第二電極９が湾曲しやすくなる。これで圧力に対して敏感なセンサ部４を形成することができる。
【００１５】
上記方法により製造されるセンサ部４がマトリクス状に配置された指紋センサは、指紋を検知する感度を上げるため、センサ部をできるだけ密集させて配置する必要があり、電力を供給する配線やセンサ部を形成する電極等、製造上又は使用上必要最低限の要素のみで構成されている。
【００１６】
指紋センサに製造上、或いは機能上何らかの問題が生じた場合、指紋センサのロットや製造日等が識別できれば、いつから問題が生じたのか、或いはどのロットが問題であったのかなどの分析が可能となり、問題の発生した原因の究明が容易になる。しかしながら、指紋センサは必要最低限の要素のみで構成されているため、ロットや製造日などは勿論、自社製品であるか、他社製品であるかの識別も困難である。
【００１７】
そこで、製造時に指紋センサの基板上にロット番号や製造日等の生産管理情報を記載しておく方法が考えられる。特許文献１においては、半導体ウエハ上に厚さ０．１μｍ、幅２０μｍのセグメントが４０μｍのピッチで整列して構成される識別パターンを、パターン読取装置により識別し、生産管理や製品の特性解析、不良解析及び異物解析や歩留まり等の向上に適用している。
【００１８】
【特許文献１】
特開平１０−２４７６１３号公報
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
基板上にロット番号や製造日を記載しようとする場合、基板にこれらの情報を書き込むスペースが必要となる。しかしながら、指紋センサの場合、センサの組み込まれる装置において、組み込みスペースを確保する観点から指紋センサの基板は必要最小限の大きさに設計されている。そのため、生産管理情報等を十分に記載できるスペースがなく、特許文献１の識別パターンの大きさでは指紋センサに十分とはいえなかった。また、これらの生産管理情報は通常秘密管理されているため、基板上に通常の方法で記載すると、第三者に情報が漏れてしまうおそれもある。
【００２０】
本発明は、上記の問題点に鑑み、自社製品であるか、他社製品であるかの識別が可能であり、またロットや製造日等の生産管理情報も識別可能な圧力センサを提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため本発明は、基板上にマトリクス状に配置された複数のセンサ部と、マトリクスの行又は列方向に延在し、前記センサ部に走査信号を供給する複数の第一配線と、前記第一配線と直交する方向に延在し、前記センサ部からの圧力検知信号を出力する複数の第二配線と、を有するセンサ領域を備えた圧力センサにおいて、前記センサ領域の外側に識別標識を付したしたことを特徴とする。
【００２２】
この構成によると、自社製品であるか、他社製品であるかの区別や、ロットや製造日等の生産管理情報を、識別標識により圧力センサに表示しておくことができるため、圧力センサに機能上何らかの問題が生じた場合、いつから問題が生じたのか、或いはどのロットが問題であったのかなどの分析が可能となり、問題の発生した原因の究明が容易になる。
【００２３】
また本発明は、上記構成の識別標識付き圧力センサにおいて、前記第一配線に接続され前記センサ部へ走査信号を出力する走査回路部と、前記第二配線に接続され前記センサ部からの圧力検知信号を感知する感知回路部とを備え、前記走査回路部及び前記感知回路部は、それぞれの長手方向が前記センサ領域の隣り合う二辺に沿って配置され、端部が前記センサ領域の頂点を挟んで直角に対峙しており、前記識別標識は、前記走査回路部及び前記感知回路部の端部を二辺とする直角三角形の領域に付されていることとした。
【００２４】
この構成によると、必要最小限の大きさに設計され、識別標識を十分に記載できるスペースがない圧力センサの基板上に、別途書き込み用のスペースを設けることなく識別標識を形成することができる。
【００２５】
また本発明は、上記構成の識別標識付き圧力センサにおいて、前記識別標識は、前記センサ部を構成する成膜材料のうちのいずれかを用いて形成されることとした。
【００２６】
この構成によると、識別標識を形成するための材料をセンサ部の成膜材料と兼用できるため、センサ部の製造工程においてリソグラフィ法等による識別標識の形成が可能となる。
【００２７】
また本発明は、上記構成の識別標識付き圧力センサにおいて、前記識別標識は、前記成膜材料のうち前記基板と光反射率の異なる材料を用いて形成されることとした。
【００２８】
この構成によると、基板の斜めから可視光や赤外線などの光を照射することにより、反射率の違いを利用して識別標識を容易に識別することができる。
【００２９】
また本発明は、上記構成の識別標識付き圧力センサの前記識別標識は、センサ部の成膜と同時に形成されることとした。
【００３０】
この構成によると、別途識別標識を形成する工程を設けることなく、センサ部の成膜工程と同時に識別標識を形成することができ、コスト面でも有利となる。
【００３１】
また本発明は、上記構成の識別標識付き圧力センサの前記識別標識は、レーザ照射により書き込まれることとした。
【００３２】
この構成によると、日付やロット番号などの生産管理情報を、その都度記入することができるため、リソグラフィ法等による方法に比べてより有用な情報を記載した識別標識付き圧力センサを提供することができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の第１実施形態を図面を参照して説明する。図１は本実施形態の圧力センサの平面図である。なお、図４に示す従来技術と同じ名称の部材には同一の符号を付している。
【００３４】
図１において、基板１上にはセンサ部４がマトリクス状に配置されたセンサ領域３１が存在する。センサ領域３１には行方向に延在する複数の第一配線２と列方向に延在する複数の第二配線３が格子状に形成され、マトリクスの列方向の端部には通気口部５が配置されている。６はセンサ部４に送られる走査信号を出力する走査回路部であり、７はセンサ部４からの圧力検知信号を感知する感知回路部である。
【００３５】
３８は圧力センサを他の装置と接続する接続部である。３９はセンサ領域３１と接続部３８を繋ぐ信号配線パターンであり、走査回路部６及び感知回路部７の周辺部に配置されている。なお、走査回路部６及び感知回路部７は、それぞれ第一配線２及び第二配線３の端部を覆うように配置されており、センサ領域３１を挟んで走査回路部６及び感知回路部７と対向する位置にも第一配線２及び第二配線３の端部が存在するが、ここでは記載を省略している。
【００３６】
第一配線２は走査回路部６からの走査信号を各センサ部４に供給し、第二配線３は各センサ部４からの圧力検知信号を感知して感知回路部７に供給するため、第一配線２の端部は全て走査回路部６に接続され、第二配線３の端部は全て感知回路部７に接続されている。走査回路部６と感知回路部７はガラス基板１上にセンサ領域３１の隣り合う二辺に沿って配置されており、走査回路部６の端部３２及び感知回路部７の端部３３はセンサ領域３１の頂点を挟んで直角に対峙している。端部３２及び端部３３に挟まれた領域３４には圧力センサの識別を行うための識別標識３５が形成されている。
【００３７】
図２は、図１における識別標識３５付近の拡大図であり、ここでは走査回路部６と感知回路部７を取り外した状態を示している。なお、説明の便宜のため第一配線２、第二配線３及びセンサ部４、通気口部５は記載を省略する。図２において、３６は第一配線２の端部であり、３７は第二配線３の端部である。第一配線２及び第二配線３はセンサ領域３１の全面に配設されているため、第一配線２の端部３６はセンサ領域３１の列方向の辺全体に存在し、第二配線３の端部３７はセンサ領域３１の行方向の辺全体に存在している。端部３６及び端部３７の周辺の基板１上には、信号配線パターン３９がほぼ全域に配設されている。
【００３８】
この端部３６のそれぞれが走査回路部６に接続されるため、図１に示したように走査回路部６はセンサ領域３１の列方向の辺と等しい長さに形成され、基板１上にセンサ領域３１に沿って端部３６を覆うように配置される。同様に、感知回路部７はセンサ領域３１の行方向の辺と等しい長さに形成され、基板１上にセンサ領域３１に沿って端部３７を覆うように配置される。端部３６と端部３７の間、すなわち図１における走査回路部６の端部３２及び感知回路部７の端部３３と、信号配線パターン３９とに囲まれた直角三角形の領域３４には、四角形の識別標識３５が形成され、市松模様のパターンが書き込まれている。
【００３９】
この模様に製造者情報を記載しておけば、自社製品と他社製品の区別が容易となり、また、ロット情報や日付等の生産管理情報をパターン化して織り込んでおき、対照表などにより識別可能にしておけば、簡単な表示により複雑な情報も記載することができるため、日々の生産管理や、機能上何らかの問題が生じた場合の原因の追求が容易になる。識別標識３５の大きさは、識別パターンが書き込み可能であれば特に制限はないが、四角形の場合１０μｍ角以上であれば、識別パターンの書き込み及び読み取りが容易になるためより好ましい。また、識別標識３５の形状についても四角形に限らず、多角形や円形などの任意の形状とすることができる。
【００４０】
この識別標識３５は、図６に示すセンサ部４を構成する第一電極８、第二電極９、下層絶縁膜１１、コンタクト層１２、第一絶縁膜１３、中間層２５、第二絶縁膜１６、保護膜１７のうちいずれかの材料によって形成される。このため、センサ部４の製造過程におけるいずれかの成膜工程で基板上に形成することができ、別途識別標識を形成する工程を設ける必要がない。また、識別標識３５に使用する成膜材料は特に限定はないが、例えばＳｉＯ２等のような基板１との光反射率の差が大きい材料を用いた場合には、可視光や赤外線、紫外線などの光を基板１に対して斜めから照射するだけで識別標識の識別が容易となるためより好ましい。
【００４１】
また、本実施形態においては、識別標識３５には市松模様の識別パターンが書き込まれているが、識別標識３５に書き込む識別パターンはこれに限定されるものではなく、例えば図３（ａ）に示すような文字や数字による識別記号や、図３（ｂ）に示すようなバーコードを用いても良く、本発明の目的を逸脱しない範囲であれば任意のパターンを選択することができる。識別パターンとしてバーコードを用いた場合は、対照表を用いずバーコードリーダーにより情報を読み取ることができるため、迅速かつ正確な識別が可能となる。
【００４２】
識別標識３５を形成する方法としては、識別標識３５に用いるいずれかの成膜材料によるセンサ部４の成膜工程において、リソグラフィ法により基板上へ識別標識３５を同時に形成する方法や、センサ部４の成膜工程において無地の識別領域を形成した後にレーザ照射により識別標識を形成する方法等が考えられるが、レーザ照射により形成する場合、ロット番号や製造日等の逐次変化する情報をその都度自由に記載できるためより好ましい。
【００４３】
図４は本発明の第２実施形態である圧力センサの拡大平面図である。図２と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態においては、識別標識３５は第一配線２の端部３６を挟んで第１実施形態の識別標識３５と対向する位置に付されている。
【００４４】
識別標識３５の配置位置は上記各実施形態に限定されるものではなく、基板１上のセンサ領域３１や走査回路部６、感知回路部７、端部３４、３５、接続部３８及び信号配線パターン３９等の設けられていない場所であれば他の場所にも配置できるのはもちろんである。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によると、基板上にマトリクス状に配置された複数のセンサ部と、マトリクスの行又は列方向に延在し、前記センサ部に信号を供給する複数の第一配線と、前記第一配線と直交する方向に延在し、前記センサ部からの信号を出力する複数の第二配線と、を有するセンサ領域を備えた圧力センサにおいて、前記センサ領域の外側に識別標識を付したので、自社製品であるか、他社製品であるかの区別や、ロットや製造日等の生産管理情報を、識別標識により圧力センサに表示しておくことができるため、圧力センサに機能上何らかの問題が生じた場合、いつから問題が生じたのか、或いはどのロットが問題であったのかなどの分析が可能となり、問題の発生した原因の究明が容易になる。
【００４６】
また、前記第一配線に接続され前記センサ部へ走査信号を出力する走査回路部と、前記第二配線に接続され前記センサ部からの圧力検知信号を感知する感知回路部とを備え、前記走査回路部及び前記感知回路部は、それぞれの長手方向が前記センサ領域の隣り合う二辺に沿って配置され、端部が前記センサ領域の頂点を挟んで直角に対峙しており、前記識別標識は、前記走査回路部及び前記感知回路部の端部を二辺とする直角三角形の領域に付されていることにより、必要最小限の大きさに設計され、識別標識を十分に記載できるスペースがない圧力センサの基板上に、別途スペースを設けることなく識別標識を付すことが可能となる。
【００４７】
また、前記識別標識は、前記センサ部を構成する成膜材料のうちのいずれかを用いて形成されることにより、識別標識を設けるための材料をセンサ部の成膜材料と兼用でき、センサ部の製造工程においてリソグラフィ法等による識別標識の形成が可能となる。また、基板と光反射率の異なる材料を選択することにより、斜めから光を照射するだけで識別を容易にすることができる。
【００４８】
また、前記識別標識を、センサ部の成膜と同時に形成することにより、別途識別標識を形成する工程を設ける必要がなく、コスト面でも有利な識別標識付き圧力センサの製造方法を提供できる。
【００４９】
また、前記識別標識を、レーザ照射により形成することにより、日付やロット番号などの生産管理情報を、その都度記入することができる有用な識別標識付き圧力センサの製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態である圧力センサの平面図である。
【図２】本実施形態の圧力センサの拡大平面図である。
【図３】本実施形態に用いられる他の識別パターンを示す概略図である。
【図４】本発明の第２実施形態である圧力センサの拡大平面図である。
【図５】従来の指紋センサの概略図である。
【図６】指紋センサの製造工程を示す概略断面図である。
【図７】指紋センサの製造工程を示す概略平面図である。
【符号の説明】
１．  基板
２．  第一配線
３．  第二配線
４．  センサ部
５．  通気口部
６．  走査回路部
７．  感知回路部
８．  第一電極
９．  第二電極
１１．下層絶縁膜
１２．コンタクト層
１３．第一絶縁膜
１６．第二絶縁膜
１７．保護膜
２５．中間層
３１．センサ領域
３２．端部（走査回路部）
３３．端部（感知回路部）
３４．領域
３５．識別標識
３６．端部（第一配線）
３７．端部（第二配線）
３８．接続部
３９．信号配線パターン
【図１】
2005017005.tif 000003
【図２】
2005017005.tif 000004
【図３】
2005017005.tif 000005
【図４】
2005017005.tif 000006
【図５】
2005017005.tif 000007
【図６】
2005017005.tif 000008
【図７】
2005017005.tif 000009