CN110137171A - 指纹传感装置及电子设备 - Google Patents

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CN110137171A CN201910405138.2A CN201910405138A CN110137171A CN 110137171 A CN110137171 A CN 110137171A CN 201910405138 A CN201910405138 A CN 201910405138A CN 110137171 A CN110137171 A CN 110137171A
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李卓
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    • H01L27/0251—Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection for MOS devices
    • H01L27/0255—Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection for MOS devices using diodes as protective elements

Abstract

本发明公开了一种指纹传感装置。该指纹传感装置包括：第一单元；位于第一单元上的多个第二单元；以及多个第四单元，多个第四单元分别连接至相应的多个第二单元，用于提供静电电荷的释放路径和感应信号的导通路径，其中，第四单元包括电压调整模块。该指纹传感装置通过引入电压调整模块，减小了第四单元占用的面积，从而多个第四单元可以分别连接至相应的多个第二单元，提升了指纹传感装置的静电防护能力。

Description

指纹传感装置及电子设备
技术领域
本发明涉及集成电路技术领域，更具体地，涉及一种指纹传感装置及电子设备。
背景技术
现有技术的指纹传感装置具有多个第二单元，当使用者将手指放置于指纹传感装置的表面时，利用第二单元的电容值的变化来判断指纹的纹路。
图1示出了根据现有技术的指纹传感装置的示意图。如图1所示，指纹传感装置100包括第一单元110、位于第一单元110上的第二单元120、覆盖在第二单元120上的保护层130。第一单元110上形成有连接至第二单元120的第三单元140，第二单元120包括多个呈矩阵排列的第二单元120。当手指150接触或靠近保护层130时，手指150的脊部和谷部分别和各个第二单元120会构成平板电容Cr和Cv，从而第三单元可以检测到各个第二单元120的感测信号，依据感测信号的大小判断各个第二单元120对应手指的谷部或峰部，从而读出手指150的指纹影像。
图2和图3分别示出了手指带正电荷和手指带负电荷时指纹传感装置的电荷分布图。如图2中所示，ESD事件中当手指150带有正电荷Qp,则指纹传感装置100的感应电基板带负电荷Qn1与Qn2，进而指纹传感装置100中半导体元件180的栅极分别集聚正电荷Qp1与Qp2。图3给出了ESD事件中手指150带负电荷时，指纹传感装置100的电荷分布情况。此时半导体元件180的栅极分别聚集负电荷Qn1与Qn2。在ESD事件中，无论手指150上带正电荷还是负电荷，随着ESD能量增强，指纹传感装置100中半导体元件180栅极集聚的正电荷或负电荷都会增加，半导体元件180栅极与第一单元间形成的电场强度都会增强。上述电场两端电压差随ESD能量增强而增大，当此电压差大于半导体元件栅极击穿电压时，会导致半导体元件的损伤或损坏，导致指纹传感装置性能降低或功能失效。
因此，亟需对现有技术的指纹传感装置进行进一步改进，以解决上述问题。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种指纹传感装置及电子设备，其中，通过引入电压调整模块，减小了第四单元的面积，从而多个第四单元可以分别连接至相应的多个第二单元，提升了指纹传感装置的静电防护能力。
根据本发明的第一方面，提供一种指纹传感装置，包括：第一单元；位于所述第一单元上的多个第二单元，所述第二单元用于提供感应信号；多个第三单元，用于根据所述感应信号提供检测信号；以及多个第四单元，多个所述第四单元分别连接至相应的所述第二单元和所述第三单元之间，用于提供静电电荷的释放路径和感应信号的导通路径，其中，所述第四单元包括电压调整模块。
优选地，所述电压调整模块包括钳位晶体管，至少一个所述钳位晶体管形成于所述第一单元内。
优选地，所述第四单元还包括：输入端，连接至所述第二单元，用于接收输入信号，所述输入信号包括所述感应信号和所述静电电荷；输出端，连接至所述输入端，用于提供所述感应信号；第一静电防护元件，所述第一静电防护元件的第一端连接至所述参考电源，第二端连接至所述输入端和所述输出端之间；以及第二静电防护元件，所述第二静电防护元件的第一端连接至所述输入端和所述输出端之间，第二端连接至所述参考地，其中，所述电压调整模块连接在所述第一静电防护元件与所述第二静电防护元件之间。
优选地，所述第一静电防护元件包括第一二极管，所述第一二极管的第一端连接至参考电源，第二端连接至所述输入端和所述输出端之间；所述第二静电防护元件包括第二二极管，所述第二二极管的第一端连接至所述输入端和所述输出端之间，第二端连接至所述参考地；所述电压调整模块包括钳位晶体管，所述钳位晶体管的第一通路端连接至所述参考电源，第二通路端连接至所述参考地，控制端连接至所述参考电源或所述参考地，其中，所述第一二极管和所述钳位晶体管用于提供带正电的所述静电电荷与所述参考地之间的所述静电释放路径，所述第二二极管用于提供带负电的所述静电电荷与所述参考地之间的所述静电释放路径。
优选地，所述第一静电防护元件包括第一晶体管，所述第一晶体管的第一通路端和控制端分别连接至参考电源，第二通路端连接至所述输入端和所述输出端之间；所述第二静电防护元件包括第二晶体管，所述第二晶体管的第一通路端连接至所述输入端和所述输出端之间，第二通路端和控制端分别连接至所述参考地；以及所述电压调整模块包括钳位晶体管，所述钳位晶体管的第一通路端连接至所述参考电源，第二通路端连接至所述参考地，控制端连接至所述参考电源或所述参考地，其中，所述第一晶体管和所述钳位晶体管用于提供带正电的所述静电电荷与所述参考地之间的所述静电释放路径，所述第二晶体管用于提供带负电的所述静电电荷与所述参考地之间的所述静电释放路径。
优选地，当所述钳位晶体管为NMOS晶体管时，所述钳位晶体管的控制端连接至所述参考地；当所述钳位晶体管为PMOS晶体管时，所述钳位晶体管的控制端连接至所述参考电源。
优选地，所述第三单元包括：运算放大器，所述运算放大器的同相输入端连接至所述参考地或参考电压，反相输入端连接至所述第四单元的输出端；以及电容，所述电容的第一端连接至所述运算放大器的反相输入端，第二端连接至所述运算放大器的输出端。
优选地，所述第四单元包括：第一开关管，所述第一开关管的第一端连接至所述电容的第一端，第二端连接至所述电容的第二端；以及第二开关管，所述第二开关管的第一端连接至所述第二单元，第二端连接至所述参考地，其中，所述第二开关管为NMOS晶体管，所述第二开关管的寄生二极管提供所述静电电荷与所述参考地之间的所述静电释放路径的至少一部分。
优选地，所述运算放大器的同相输入端连接至所述参考电压，所述第一开关管为PMOS晶体管，所述第一开关管的寄生二极管和所述第二开关管的寄生二极管分别提供所述静电电荷与所述参考地之间的所述静电释放路径的至少一部分。
优选地，所述第四单元包括：第一开关管，所述第一开关管的第一端连接至所述电容的第一端，第二端连接至所述电容的第二端；第二开关管，所述第二开关管的第一端连接至所述运算放大器的反相输入端，第二端连接至所述第二单元；以及第三开关管，所述第三开关管的第一端连接至参考电源，第二端连接至所述第二单元，其中，所述第二开关管为NMOS晶体管，所述第三开关管为PMOS晶体管，所述第二开关管的寄生二极管和所述第三开关管的寄生二极管分别提供所述静电电荷与所述参考地之间的所述静电释放路径的至少一部分。
优选地，所述NMOS晶体管和/或所述PMOS晶体管包括源极区、漏极区和栅极区，在所述源极区和所述漏极区的表面包括金属焊盘，其中，所述源极区和所述漏极区的在垂直于所述第一单元方向上的截面积不相同，所述源极区和所述漏极区中面积较大的一个的表面的所述金属焊盘距所述栅极区的距离大于所述源极区和所述漏极区中另一个的表面的所述金属焊盘距所述栅极区的距离，所述源极区和所述漏极区中面积较大的一个提供所述第一开关管的寄生二极管、所述第二开关管的寄生第二极管和所述第三开关管的寄生二极管中的至少一个。
根据本发明的第二方面，提供一种电子设备，包括如上所述的指纹传感装置。
本发明提供的指纹传感装置及电子设备具有多个第四单元，多个第四单元分别连接至相应的多个第二单元，且静电防护电路具有电压调整模块，在静电电压过高时可以保护指纹传感装置中的元件，从而减小了第四单元的面积需求，多个第四单元可以分别连接至相应的多个第二单元，提升了指纹传感装置及电子设备的静电防护能力。
进一步地，电压调整模块的引入减小了对第四单元中其他元件的面积需求，降低了寄生电容，优化了指纹传感装置及电子设备的性能；进一步地，第四单元位于第一单元内，缩短了导线的长度，降低了寄生电阻，进一步提升了静电防护能力，并且提升了快速放电的效果。
进一步地，该指纹传感装置及电子设备采用开关管的寄生二极管形成第四单元的至少一部分，从而进一步缩小了电路的所占用的面积，提高了该指纹传感装置及电子设备集成于小面积单元的能力，有利于提高小面积单元的静电防护能力。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1示出了根据现有技术的指纹传感装置的示意图；
图2示出了手指带正电荷时指纹传感装置的电荷分布图；
图3示出了手指带负电荷时指纹传感装置的电荷分布图；
图4示出了根据现有技术的第四单元的示意图；
图5示出了根据本发明实施例的指纹传感装置的示意图；
图6a至6d分别示出了根据本发明第一实施例的第四单元的示意图；
图7a至7c分别示出了根据本发明第二实施例的第三单元和第四单元的示意图；
图8a至8c分别示出了根据图7a至7c中的开关管的时序示意图；
图9a和9b分别示出了图7a至7c中的开关管的结构示意图。
图10示出了根据本发明实施例的电子设备的示意图。
附图标记列表
100、200 指纹传感装置
110、220 第一单元
120 第二单元
130 保护层
140 第三单元
150 手指
160 屏蔽网格
170、210 第四单元
171 电压调整模块
180 半导体元件
221 第一掺杂区
222 第二掺杂区
223 介质层
224 金属层
225 金属焊盘
300 电子设备
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
图4示出了根据现有技术的第四单元的示意图。如图4所示，现有技术的第四单元170包括第一二极管D1和第二二极管D2第四单元170用于释放静电，且提供电路中正常的感应信号和工作电流的导通路径。优选地，在第一二极管D1和第二二极管D2之间还包括电压调整模块171，电压调整模块171的第一端经由金属连线连接至第一二极管D1的第一端，电压调整模块171的第二端经由金属连线连接至第二二极管D2的第二端。
在现有技术中，对于高分辨率传感器，例如，DPI(Dots Per Inch)大于508，每个感应单元的面积小于50um*50um。为了满足ESD保护要求，第一二极管D1和第二二极管D2需要大尺寸实现，无法在50um*50um的感应单元区域内实现ESD保护，且大尺寸的第一二极管D1和第二二极管D2增加了感应电极节点对地寄生电容，恶化传感器性能。因此，多个第二单元往往共用同一个第四单元，然而该结构不利于提高第二单元的静电防护能力。
此外，在现有技术中，电压调整模块171体积较大，往往单独形成电压调整模块然后连接至第一二极管和第二二极管。例如采用1μm厚、30μm宽的铝线，则1mm长的铝线的寄生电阻值为1Ω。在实际情况中，电路往往具有大于1Ω的寄生电阻Rpar1和Rpar2，寄生电阻的存在会降低集成电路的静电防护能力，并且寄生电阻的压降影响了快速放电的效果。
图5示出了根据本发明实施例的指纹传感装置的示意图。
如图5所示，指纹传感装置200包括第一单元110、第二单元120、第四单元210和第三单元140，第二单元120的周围覆盖有保护层130。
第一单元110例如为衬底。第一单元110上形成有多个第二单元120，第二单元120例如为感应电极板，多个第二单元120包括多个呈矩阵排列的第二单元120，以形成呈矩阵排列的像素单元的至少一部分。以阵列的第i行第j列和第i行第j+1列的第二单元为例，当手指150接触或靠近保护层130时，手指150的脊部和谷部分别和第二单元120构成平板电容Cri,j和Cvi,j+1，从而提供感应信号。优选地，在多个呈矩阵排列的第二单元120之间还形成有屏蔽网格160，屏蔽网格160用于屏蔽干扰信号，以提高指纹检测的准确度。
第四单元210例如为静电防护电路，多个第四单元210分别连接至相应的第二单元120，用于提供静电电荷和参考地之间的静电释放路径和感应信号的导通路径。第四单元210接收感应信号和静电电荷，并将感应信号传输至第三单元140，将静电电荷释放到参考地，从而防止第一单元中的半导体元件被击穿，半导体元件例如包括第三单元140中的元件。
第四单元210包括电压调整模块，电压调整模块用于防止静电电压过高导致的参考电源到参考地之间的器件损坏。第四单元210位于第一单元110内，从而缩短了第四单元210与第二单元120之间的导线的长度，降低了寄生电阻的大小，提升了电路的静电防护能力，并且提升了快速放电的效果。进一步地，在第一单元内形成第四单元，减小了电路所占用的面积，有利于形成小面积的像素单元。
第三单元140例如为检测电路，检测电路例如包括多个积分电路，多个第三单元140分别连接至相应的第四单元210，以接收感应信号，并输出检测信号。第三单元140包括：运算放大器，运算放大器的同相输入端连接至参考地，反相输入端连接至第四单元210的输出端；以及第一电容，第一电容的第一端连接至运算放大器的反相输入端，第二端连接至运算放大器的输出端。第三单元140用于检测到各个第二单元120的感测信号，感测信号包括手指150的脊部和谷部与第二单元120之间的电容，依据感测信号的大小判断各个第二单元120对应手指的谷部或峰部，从而读出手指150的指纹影像。
可以理解，在图3中仅示意性地示出第二单元120与第四单元210和第三单元140的连接关系，而不局限第四单元210和第三单元140所处的位置。
图6a至6d分别示出了根据本发明第一实施例的第四单元的示意图。
在该实施例中，第四单元210包括：输入端，连接至第二单元，用于接收输入信号，输入信号包括感应信号和静电电荷；输出端，连接至输入端，用于提供感应信号；第一静电防护元件，第一静电防护元件的第一端连接至参考电源，第二端连接至输入端和输出端之间；以及第二静电防护元件，第二静电防护元件的第一端连接至输入端和输出端之间，第二端连接至参考地；电压调整模块，连接至电源电压与参考地之间，用于防止静电电压过高导致的参考电源到参考地之间的器件损坏。在替代的实施例中，电压调整模块也可以通过电阻或等效电阻下拉到地(或上拉到电源)。
如图6a和6b所示，第四单元210包括：输入端，用于接收输入信号，输入信号包括感应信号和携带的静电电荷；输出端，连接至输入端，用于输出感应信号；第一二极管D1，用于释放带正电的静电电荷，第一二极管D1的负极端连接至参考电源，正极端连接至输入端和输出端之间；第二二极管D2，用于释放带负电的静电电荷，第二二极管D2的负极端连接至输入端和输出端之间，正极端连接至参考地；以及钳位晶体管M3，用于对静电电荷进行钳位，以在设备正常工作的情况下释放掉特定大小范围内的静电电荷，钳位晶体管M3的第一通路端连接至参考电源，第二通路端连接至参考地，控制端连接至参考电源或参考地。其中，第一二极管D1和钳位晶体管M3提供带正电的静电电荷与参考地之间的静电释放路径，第二二极管D2提供带负电的静电电荷与参考地之间的静电释放路径。
当钳位晶体管M3为NMOS晶体管时，钳位晶体管M3的控制端连接至参考地；当钳位晶体管M3为PMOS晶体管时，钳位晶体管M3的控制端连接至参考电源。
如图6c和6d所示，第四单元210包括：输入端，用于接收输入信号，输入信号包括感应信号和携带的静电电荷；输出端，连接至输入端，用于输出感应信号；第一晶体管M1，用于释放带正电的静电电荷，第一晶体管M1的第一通路端和控制端分别连接至参考电源，第二通路端连接至输入端和输出端之间；第二晶体管M2，用于释放带负电的静电电荷，第二晶体管M2的第一通路端连接至输入端和输出端之间，第二通路端和控制端分别连接至参考地；以及钳位晶体管M3，用于对静电电荷进行钳位，以在设备正常工作的情况下释放掉特定大小范围内的静电电荷，钳位晶体管M3的第一通路端连接至参考电源，第二通路端连接至参考地，控制端连接至参考电源或参考地。其中，第一晶体管M1和钳位晶体管M3提供带正电的静电电荷与参考地之间的静电释放路径，第二晶体管M2提供带负电的静电电荷与参考地之间的静电释放路径。
第一晶体管M1为PMOS晶体管，第二晶体管M2为NMOS晶体管。当钳位晶体管M3为NMOS晶体管时，钳位晶体管M3的控制端连接至参考地；当钳位晶体管M3为PMOS晶体管时，钳位晶体管M3的控制端连接至参考电源。
图7a至7c分别示出了根据本发明第二实施例的第三单元和第四单元的示意图。
如图7a所示，第三单元包括：运算放大器U1，运算放大器U1的同相输入端连接至参考地，反相输入端连接至第四单元的输出端；第一电容C1，第一电容C1的第一端连接至运算放大器U1的反相输入端，第二端连接至运算放大器U1的输出端。第二单元与手指之间形成第二电容C2。
第四单元包括：第一开关管SW1，第一开关管SW1的第一端连接至第一电容C1的第一端，第二端连接至第一电容C1的第二端；以及第二开关管SW2，第二开关管SW2的第一端连接至第二单元(未示出)，第二端连接至参考地。
例如，第二开关管中SW2连接至第二单元的一端采用增大有源区的非对称(或对称)MOS管结构，第一开关管SW1连接至第二单元的一端采用普通MOS管结构。其中，第二开关管SW2为N沟道场效应晶体管，第二开关管SW2的寄生二极管D2提供静电电荷与参考地之间的静电释放路径的至少一部分。
如图7b所示，第三单元包括：运算放大器U1，运算放大器U1的同相输入端连接至参考电压Vref，反相输入端连接至第四单元的输出端；第一电容C1，第一电容C1的第一端连接至运算放大器U1的反相输入端，第二端连接至运算放大器U1的输出端。第二单元与手指之间形成第二电容C2。
第四单元包括：第一开关管SW1，第一开关管SW1的第一端连接至第一电容C1的第一端，第二端连接至第一电容C1的第二端；以及第二开关管SW2，第二开关管SW2的第一端连接至第二单元(未示出)，第二端连接至参考地。
例如，第一开关管SW1和第二开关管SW2分别连接至第二单元的一端采用增大有源区的非对称(或对称)MOS管结构。其中，第一开关管SW1为P沟道场效应晶体管，第二开关管SW2为N沟道场效应晶体管，第一开关管SW1的寄生二极管D1和第二开关管SW2的寄生二极管D2分别提供静电电荷与参考地之间的静电释放路径的至少一部分。
如图7c所示，第三单元包括：运算放大器U1，运算放大器U1的同相输入端连接至参考电源，反相输入端连接至第四单元的输出端；第一电容C1，第一电容C1的第一端连接至运算放大器U1的反相输入端，第二端连接至运算放大器U1的输出端。第二单元与手指之间形成第二电容C2。
第四单元包括：第一开关管SW1，第一开关管SW1的第一端连接至第一电容C1的第一端，第二端连接至第一电容C1的第二端；第三开关管SW3，第三开关管SW3的第一端连接至参考电源，第二端连接第二单元(未示出)；以及第二开关管SW2，连接在第三开关管SW3的第二端和运算放大器U1的反相输入端之间。
例如，第二开关管SW2和第三开关管SW3分别连接至第二单元的一端采用增大有源区的非对称(或对称)MOS管结构，第二开关管SW2的体区连接参考地。其中，第二开关管SW2为N沟道场效应晶体管，第三开关管SW3为P沟道场效应晶体管，第三开关管SW3的寄生二极管D1和第二开关管SW2的寄生二极管D2分别提供静电电荷与参考地之间的静电释放路径的至少一部分。
图8a至8c分别示出了根据图7a至7c中的开关管的时序示意图。
图8a是图7a中的第三单元中的开关管的控制时序图，指纹传感装置工作在不同时间段时具有不同的静电释放路径。在PH1和PH6时间段，第二开关管SW2的控制端接收高电平，第二开关管SW2导通，可以提供来自第二单元的带正电的静电电荷和带负电的静电电荷与参考地之间的静电释放路径；在PH2～PH5时间段，第二开关管SW2的控制端接收低电平，第二开关管SW2关断，图7a中第二开关管SW2的寄生二极管D2可以提供来自第二单元的带负电的静电电荷与参考地之间的静电释放路径。
图8b是图7b中的第三单元中的开关管的控制时序图，指纹传感装置电路工作在不同时间段时具有不同的静电释放路径。在PH1和PH6时间段，第二开关管SW2的控制端接收高电平，第二开关管SW2导通，可以提供来自第二单元的带正电的静电电荷和带负电的静电电荷与参考地之间的静电释放路径；在PH2～PH5时间段，第二开关管SW2的控制端接收低电平，第二开关管SW2关断，图7b中第二开关管SW2的寄生二极管D2可以提供来自第二单元的带负电的静电电荷与参考地之间的静电释放路径；在PH2～PH5时间段，由于第一开关管SW1的体区(bulk)连接至参考电源，所以第一开关管SW1的寄生二极管D1可以提供来自第二单元的带正电的静电电荷与参考地之间的静电释放路径。
图8c是图7c中的第三单元中的开关管的控制时序图，指纹传感装置电路工作在不同时间段时具有不同的静电释放路径。在PH1、PH3～PH5、PH7～PH9时间段，第一开关管SW1、第三开关管SW3关断，第二开关管SW2导通(或关断)，第三开关管SW3和第二开关管SW2的寄生二极管D1、D2分别提供来自第二单元的带正电的静电电荷和带负电的静电电荷与参考地之间的静电释放路径；在PH2、PH6时间段，第一开关管SW1、第三开关管SW3导通，第二开关管SW2关断，图7c中导通的第三开关管SW3可以提供来自第二单元的带正电的静电电荷和带负电的静电电荷与参考地之间的静电释放路径，同时第二开关管SW2的寄生二极管D2可以提供来自第二单元的带负电的静电电荷与参考地之间的静电释放路径。
应当理解的是，如上所述只是用寄生二极管结合控制时序提供静电释放路径，以实现静电保护的三个实施例。然而，本申请不局限于此，用寄生二极管结合不同的电路拓扑结构，以及控制时序可以产生不同的静电释放路径，以实现静电保护。
图9a和9b分别示出了图7a至7c中的开关管的结构示意图。
如图9a所示，图9a包括开关管的俯视图和沿AA线的截面图，开关管例如包括图7a至7c中的开关管SW2。开关管包括第一单元220、第一掺杂区221、第二掺杂区222、介质层223和金属层224。第一掺杂区221和第二掺杂区222位于第一单元220内，例如在第一单元220的同一表面采用离子注入法分别形成第一掺杂区221和第二掺杂区222，第一单元220例如为P型第一单元220，第一掺杂区221和第二掺杂区222例如均为N+掺杂区。介质层223形成于第一单元220的表面，金属层224形成于介质层223的表面，介质层223和金属层224在俯视图上的位于第一掺杂区221和第二掺杂区222之间。金属层224形成开关管的栅极，第一掺杂区221和第二掺杂区222分别形成开关管的源极和漏极，在第一掺杂区221、第二掺杂区222和金属层224的表面还形成有多个金属焊盘225。第一掺杂区221和第一单元220之间形成寄生二极管D2，寄生二极管D2提供静电电荷与参考地之间的静电释放路径的至少一部分。
如图9b所示，图9b包括开关管的俯视图和沿BB线的截面图，开关管例如包括图7b中的开关管SW1和图7c中的开关管SW3。开关管包括第一单元220、第一掺杂区221、第二掺杂区222、介质层223和金属层224。第一掺杂区221和第二掺杂区222位于第一单元220内，例如在第一单元220的同一表面采用离子注入法分别形成第一掺杂区221和第二掺杂区222，第一单元220例如为N型第一单元220，第一掺杂区221和第二掺杂区222例如均为P+掺杂区。介质层223形成于第一单元220的表面，金属层224形成于介质层223的表面，介质层223和金属层224在俯视图上的位于第一掺杂区221和第二掺杂区222之间。金属层224形成开关管的栅极，第一掺杂区221和第二掺杂区222分别形成开关管的源极和漏极，在第一掺杂区221、第二掺杂区222和金属层224的表面还形成有多个金属焊盘225。第二掺杂区222和第一单元220之间形成寄生二极管D1，寄生二极管D1提供静电电荷与参考地之间的静电释放路径的至少一部分。
在该实施例中，其中，第一掺杂区221和第二掺杂区222分别形成开关管的源极区和漏极区，源极区和漏极区的在垂直于第一单元方向上的截面积不相同，源极区和漏极区中面积较大的一个的表面的金属焊盘距栅极区的距离大于源极区和漏极区中另一个的表面的金属焊盘距栅极区的距离，源极区和漏极区中面积较大的一个提供第一开关管的寄生二极管、第二开关管的寄生第二极管和第三开关管的寄生二极管中的至少一个。
在替代的实施例中，第一掺杂区221和第二掺杂区222分别形成开关管的源极区和漏极区，源极区和漏极区的在垂直于第一单元方向上的截面积相同，源极区和漏极区中连接至第二单元的一个提供第一开关管的寄生二极管、第二开关管的寄生第二极管和第三开关管的寄生二极管中的至少一个。
图10示出了根据本发明实施例的电子设备的示意图。
如图10所示，电子设备300包括至少一个指纹传感装置200。电子设备300例如还包括显示面板，指纹传感装置200例如形成于显示面板上，用于触摸感应或用于全屏指纹识别，显示面板例如包括液晶显示面板、等离子体显示面板、有机发光二极管显示面板和电泳显示面板中的任意一种。
依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (12)

1.一种指纹传感装置，其特征在于，包括：
第一单元；
位于所述第一单元上的多个第二单元，所述第二单元用于提供感应信号；
多个第三单元，用于根据所述感应信号提供检测信号；以及
多个第四单元，多个所述第四单元分别连接至相应的所述第二单元和所述第三单元之间，用于提供静电电荷的释放路径和所述感应信号的导通路径，
其中，所述第四单元包括电压调整模块。
2.根据权利要求1所述的指纹传感装置，其特征在于，所述电压调整模块包括钳位晶体管，至少一个所述钳位晶体管形成于所述第一单元内。
3.根据权利要求1所述的指纹传感装置，其特征在于，所述第四单元还包括：
输入端，连接至所述第二单元，用于接收输入信号，所述输入信号包括所述感应信号和所述静电电荷；
输出端，连接至所述输入端，用于提供所述感应信号；
第一静电防护元件，所述第一静电防护元件的第一端连接至所述参考电源，第二端连接至所述输入端和所述输出端之间；以及
第二静电防护元件，所述第二静电防护元件的第一端连接至所述输入端和所述输出端之间，第二端连接至所述参考地，
其中，所述电压调整模块连接在所述第一静电防护元件与所述第二静电防护元件之间。
4.根据权利要求3所述的指纹传感装置，其特征在于，
所述第一静电防护元件包括第一二极管，所述第一二极管的第一端连接至参考电源，第二端连接至所述输入端和所述输出端之间；
所述第二静电防护元件包括第二二极管，所述第二二极管的第一端连接至所述输入端和所述输出端之间，第二端连接至所述参考地；
所述电压调整模块包括钳位晶体管，所述钳位晶体管的第一通路端连接至所述参考电源，第二通路端连接至所述参考地，控制端连接至所述参考电源或所述参考地，
其中，所述第一二极管和所述钳位晶体管用于提供带正电的所述静电电荷与所述参考地之间的所述静电释放路径，所述第二二极管用于提供带负电的所述静电电荷与所述参考地之间的所述静电释放路径。
5.根据权利要求3所述的指纹传感装置，其特征在于，
所述第一静电防护元件包括第一晶体管，所述第一晶体管的第一通路端和控制端分别连接至参考电源，第二通路端连接至所述输入端和所述输出端之间；
所述第二静电防护元件包括第二晶体管，所述第二晶体管的第一通路端连接至所述输入端和所述输出端之间，第二通路端和控制端分别连接至所述参考地；以及
所述电压调整模块包括钳位晶体管，所述钳位晶体管的第一通路端连接至所述参考电源，第二通路端连接至所述参考地，控制端连接至所述参考电源或所述参考地，
其中，所述第一晶体管和所述钳位晶体管用于提供带正电的所述静电电荷与所述参考地之间的所述静电释放路径，所述第二晶体管用于提供带负电的所述静电电荷与所述参考地之间的所述静电释放路径。
6.根据权利要求4或5所述的指纹传感装置，其特征在于，
当所述钳位晶体管为NMOS晶体管时，所述钳位晶体管的控制端连接至所述参考地；
当所述钳位晶体管为PMOS晶体管时，所述钳位晶体管的控制端连接至所述参考电源。
7.根据权利要求1所述的指纹传感装置，其特征在于，所述第三单元包括：
运算放大器，所述运算放大器的同相输入端连接至所述参考地或参考电压，反相输入端连接至所述第四单元的输出端；以及
电容，所述电容的第一端连接至所述运算放大器的反相输入端，第二端连接至所述运算放大器的输出端。
8.根据权利要求7所述的指纹传感装置，其特征在于，所述第四单元包括：
第一开关管，所述第一开关管的第一端连接至所述电容的第一端，第二端连接至所述电容的第二端；以及
第二开关管，所述第二开关管的第一端连接至所述第二单元，第二端连接至所述参考地，
其中，所述第二开关管为NMOS晶体管，所述第二开关管的寄生二极管提供所述静电电荷与所述参考地之间的所述静电释放路径的至少一部分。
9.根据权利要求8所述的指纹传感装置，其特征在于，
所述运算放大器的同相输入端连接至所述参考电压，
所述第一开关管为PMOS晶体管，所述第一开关管的寄生二极管和所述第二开关管的寄生二极管分别提供所述静电电荷与所述参考地之间的所述静电释放路径的至少一部分。
10.根据权利要求7所述的指纹传感装置，其特征在于，所述第四单元包括：
第一开关管，所述第一开关管的第一端连接至所述电容的第一端，第二端连接至所述电容的第二端；
第二开关管，所述第二开关管的第一端连接至所述运算放大器的反相输入端，第二端连接至所述第二单元；以及
第三开关管，所述第三开关管的第一端连接至参考电源，第二端连接至所述第二单元，
其中，所述第二开关管为NMOS晶体管，所述第三开关管为PMOS晶体管，所述第二开关管的寄生二极管和所述第三开关管的寄生二极管分别提供所述静电电荷与所述参考地之间的所述静电释放路径的至少一部分。
11.根据权利要求9或10所述的指纹传感装置，其特征在于，
所述NMOS晶体管和/或所述PMOS晶体管包括源极区、漏极区和栅极区，在所述源极区和所述漏极区的表面包括金属焊盘，
其中，所述源极区和所述漏极区的在垂直于所述第一单元方向上的截面积不相同，所述源极区和所述漏极区中面积较大的一个的表面的所述金属焊盘距所述栅极区的距离大于所述源极区和所述漏极区中另一个的表面的所述金属焊盘距所述栅极区的距离，所述源极区和所述漏极区中面积较大的一个提供所述第一开关管的寄生二极管、所述第二开关管的寄生第二极管和所述第三开关管的寄生二极管中的至少一个。
12.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至11任一项所述的指纹传感装置。
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