CN1445716A - 一种表面形状识别传感器的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种制造一种表面形状识别传感器的方法，在一个半导体衬底上形成第一和第二互连部分。在这个半导体衬底上形成一个中间介电膜。一个通过中间介电膜上的第一和第二直通孔，电气连接互连部分的第一金属膜。一个位于第一金属膜上的第一掩模，用于覆盖分别对应直通孔的预定第一和第二区域。可选择地去除这个露出的第一金属膜。一个绝缘钝化膜，用于覆盖传感器电极和连接电极膜。一个位于钝化膜上，能够到达连接电极膜的第三直通孔。一个位于钝化膜上，能够与露出的连接电极相接触的第二金属膜。一个位于第二金属膜上，并在一个预定区域内有一个图形部分的第二掩模。可选择地去除第二金属膜，形成一个通过连接电极膜，连接第二互连部分的接地电极。

Description

一种表面形状识别传感器的制造方法

技术领域

本发明涉及一种表面形状识别传感器的制造方法，特别是涉及一种能够识别诸如人类指纹和动物鼻口等三维图案的一种表面形状识别传感器的制造方法。

背景技术

随着信息社会的发展，在最近的社会环境中，对安全技术的关注日益增强。例如，在现在的信息社会中，建立一种系统例如一种电子金融系统，其中持卡人的身份验证技术已经成为一个关键。为了防止电子卡的盗窃和非法使用，研究和开发利用身份验证技术也变得活跃起来(例如，Yoshimasa Shimizu等，“带有持卡人身份验证功能的智能卡的结构研究”，IEICE的技术报告，OFS92-32，25～30页(1992))。

防止非法使用的身份验证方案包括利用指纹和声音的各种类型。其中，许多技术开发都基于指纹验证技术。在验证指纹时，检测指纹形状的方案大致上可以分为一种光学读取方案和一种通过将人类皮肤表面的三维图案转换成电信号，并检测电信号的方案。

根据这种光学读取方案，指纹被作为一个光学图像数据输入，主要靠使用光学反射和CCD图像传感器对其比较完成的(日本专利No.61-221883)。另一种方案，即利用一个压电薄膜读取指纹的压力差，也已经开发出来了(日本专利No.5-61965)。类似地，例如，通过皮肤接触，将所引起的电特性量的变化转变为电信号的分布，以检测指纹形状的方案，和利用压敏弹片，检测电阻变化值和电容变化值的方案，都已经被提出(日本专利No.7-168930)。

在以上所描述的技术中，利用光学的方案在小型化和通用性方面是困难的，其应用也是有限的。利用一个压敏弹片或类似的材料，检测指纹的三维图案的方案也难以在实际中应用，这是因为这些材料性能各异，并且弹片也难以加工所致。因此，这个方案也缺乏可靠性。

电容指纹传感器已用大规模集成电路(LSI)制造出来(Marco Tartagniand Roberto Guerrrieri，“基于电容反馈探测系统的390dpi的实时指纹传感器”，1997 IEEE国际固体电路会议，pp.200-201(1997))。根据这种方案，皮肤表面的三维图案是利用静电电容反馈系统，通过二维排列在LSI芯片上的小传感器来探测的。

在容性传感器中，将两个极板放在大规模集成电路(LSI)互连部分的最顶层，并在极板上制备一层钝化膜。当手指接触到探测器时，皮肤表面成为第三个极板，皮肤表面的三维图案由空气组成的绝缘层隔离出来。由于皮肤与传感器的距离不同，各处传感器检测到的电容值也就不同，由此，可以检测出手指指纹图案，与传统的光学系统传感器相比，这种结构不需要特定的界面，并且可以小型化，达到其特征性能。

通过在半导体衬底上制造多个传感器电极，构成一个矩阵，并在传感器电极上形成一层钝化膜，原则上即可组成一个指纹传感器。通过钝化膜来检测皮肤表面和传感器之间的电容值，由此来检测精细三维图案。

这种传统电容指纹传感器将借助于附图做一简单描述。如图4A所示，这种指纹传感器包括半导体衬底401上的互连部分403，用于通过下面的绝缘层402连接(大规模集成电路)LSI或类似的元件，和位于互连部分403上的中间介电膜404。

传感器电极406像一个矩形，形成在中间介电层404上。传感器电极406通过在中间介电膜404上的孔内的插头405连接至互连部分403上。在中间介电膜404上制作一层钝化膜407，用于覆盖传感器电极406，这样就形成了传感元件。如上制作的传感元件都是二维排列，使相邻的传感元件的传感器电极406彼此并不接触，如图4B所示。

下面将描述这种容性传感器的操作。在指纹检测中，手指作为探测目标与钝化膜407接触。当手指接触到传感器电极406上的钝化膜407表面时，与钝化膜407接触的皮肤表面成为一个电极，并与传感器电极406形成一个电容，通过互连部分403用一个检测器(未示出)来检测这个电容，由于指尖上的指纹是由皮肤表面的三维图案形成的，所以当手指接触到钝化膜407时，作为电极的皮肤表面和作为传感器电极406之间的距离因指纹上的凹凸不平而不同。

这种距离的不同可作为电容值的不同被检测出来。因此，当不同的电容分布被检测出来时，这种分布就对应着指纹的投影图案。即这种容性传感器可检测皮肤表面的精细三维图案。

与传统光学系统传感器相比，电容指纹传感器不需特别的介面，并且可小型化。

上述的容性传感器可同时安装在如下的集成电路(LSI)芯片上。例如，上述的传感器可同时集成在带有一个存储用于校对的指纹数据的存储器和一个用于比较校对指纹数据的处理器的芯片上，同时还集成了一个指纹数据读取器。这样，当容性传感器安装在一个集成电路芯片上时，不同单元之间的信息交换就变得困难起来，并且信息安全也可以进一步改善。

如上所述的传感器，由于将皮肤表面作为一个电极，这种同时集成的大规模集成电路(LSI)可能因接触所产生的静电击穿。所以，在传统上，传感器的稳定性，灵敏性，可靠性和类似的性能都需要考虑，同时还要考虑小型化和通用化，使其能够检测三维的图案。如人类指纹和动物鼻口图案，还要寻求这样的传感器的制造方法。

发明内容

本发明的目的是能够以高灵敏度和高可靠性稳定地检测一个表面形状，但在检测时不会因静电而产生静电击穿现象。

为了实现上述目的，根据本发明，在此提供了一种制造表面形状识别传感器的方法。这种方法包括以下步骤：在一个半导体衬底上制作第一和第二互连部分的步骤；在一个半导体衬底上形成一个中间介电膜，用于覆盖第一和第二互连部分；形成第一金属膜，用于通过在中间介电膜上的第一和第二直通孔，能够电气连接第一和第二互连部分；在第一金属膜上形成第一掩膜图形，用于覆盖分别对应于第一和第二直通孔的开口部分的预定第一和第二区域；可选择地去掉暴露在第一掩膜开口底部的金属膜；在第一区域形成由连接第一互连部分的第一金属膜构成的传感器电极；在第二区域形成由连接第二连接部分的第一金属膜构成的连接电极膜；在中间介电膜上由绝缘膜构成一层钝化膜，用于覆盖传感器电极和连接电极膜；在钝化膜上形成一个第三直通孔以达到连接电极膜；在钝化膜上形成一个第二金属膜，用于接触暴露在第三直通孔底部的电极膜；在第二金属膜上形成一个第二掩模，该掩模包括一个在预定区域内的图形部分，这个预定区域包括第三直通孔，但不包括对应于传感器电极的区域；和，可选择地去除第二金属膜，并用第二掩模形成能够通过连接电极膜连接第二互连部分的接地电极。

附图说明

图1A至1E所示根据本发明的一个实施例，一种表面形状识别传感器的部分排列截面示意图与一种制造表面形状识别传感器的方法的部分截面示意图；

图2A至2E所示根据本发明的另一个实施例，一种表面形状识别传感器的部分排列截面示意图与一种制造表面形状识别传感器的方法的部分截面示意图；

图3A至3E所示根据本发明的另一个实施例，一种表面形状识别传感器的部分排列截面示意图与一种制造表面形状识别传感器的方法的部分截面示意图；和

图4A至4B所示，分别为一个传统表面形状识别传感器的部分排列示意的截面图和平面图。

具体实施例

将参照附图说明本发明的实施例。

<第一实施例>

根据本发明的实施例，将参照附图1A至1E说明一种制造一种表面形状识别传感器的方法。附图1A至1E说明了本发明的制造方法。如图1A所示，在这个表面形状识别传感器中，在一个由硅材料制成的半导体衬底101上形成一个多级互连层102。在这个多级互连层102的最上层覆盖一层绝缘膜层103。这个多级互连层102由多个元件(未画出)组成，如MOS晶体管，这几个互连部分用于连接这些元件和类似的器件，并形成传感器电路及其类似的东西。

随着集成电路的形成，在半导体衬底上形成了互连部分104a和104b，用于连接到集成电路上。通过在绝缘膜层103上形成一层铝膜，并通过已知的光刻技术和蚀刻技术定形铝膜，从而形成互连部分104a和104b。在以这种方式形成互连部分104a和104b后，就通过例如化学气体沉积(CVD)，在绝缘膜103上生成一个中间介电膜105，用于覆盖互连部分。

随后，通过已知的光刻技术和蚀刻技术将这个合成结构定形，致使在中间介电膜105上形成能够到达互连部分104a和104b上预定部分的直通孔106a和106b。之后，在中间介电膜上通过溅射形成一种由TiW制成的金属膜，这个中间介电膜还包括暴露在直通孔106a和106b底部的互连部分104a和104b的表面在内。

接着，通过已知的光刻技术和蚀刻技术将这个金属膜定形，并形成传感器电极107和连接电极膜108。例如，在0.2μm厚的金属膜上的预期的传感器电极107区域和预期的连接电极膜108区域形成一个抗蚀图形。通过干蚀刻，例如能起反应的离子蚀刻，用这个抗蚀图形作为一个掩膜，可选择地蚀刻这层金属膜，由此形成了传感器电极107和连接电极膜108。

这个金属膜的材料并不限于TiW材料，可以是能够使用的任何材料，例如，一种如Ti，TIN，或Cr等的传导材料，或一种它们的组合材料，直至一种能够形成一层在大范围内均匀的薄膜材料。

如图1B所示，在中间介电膜105上形成一层钝化模109，用于覆盖传感器电极107和连接电极膜108。通过例如等离子化学气体沉积(CVD)，将氮化硅沉淀成一个约1μm的厚度的薄膜，即可形成钝化膜109。钝化膜109沉淀后，在连接电极膜108上的预定位置上形成通过钝化膜109伸出并到达钝化膜109的直通孔109a。

如图1C所示，在包括直通孔内部的钝化模109上通过溅射形成一层由Ti/TiN材料制成的金属膜110。金属膜110有一层厚度为0.1μm的下面的Ti膜和一层厚度为0.05μm的上面的TiN膜。随后，抗蚀图形111是一个网格状的平面形状，传感器电极107排列在网格状平面内各自单元的中心上，形成如此结构，致使其能够跨接在连接电极膜108上的区域。

在此之后，将抗蚀图形作为一个掩模，通过干蚀刻，例如能起反应的离子蚀刻，可选择地蚀刻金属膜110，致使可以去除抗蚀图形。其结果如图1D所示，形成了一个接地电极112，使该接地电极112能够部分地暴露在钝化膜109的表面下。接地电极112通过互连部分104b连接在下面的集成电路的接地点上。例如，当一个手指接触接地电极112时，能够通过地面将在钝化膜109的表面上产生的静电放掉。

如上所述，根据这个实施例，能够形成传感器电极107和接地电极112，致使它们能够连接集成电路，例如传感器电路，这种电路是通过互连部分形成在半导体衬底101上，或紧跟在集成电路制成之后。

如图1E所示，这个接地电极112是一个网格状平面形结构，传感器电极107排列在网格状平面内各自单元的中心上，在接地电极112中，例如，每个单元的内部形成一个大致上的正方形，每条边长100μm。排列在每个单元的中心上的传感器电极107是一个正方形，每条边长为，例如约80μm。

300×300的传感器电极107排列在一个矩阵中，形成传感器芯片的检测表面。在绝缘膜103之下和半导体衬底101之上形成传感器电路，如上所述，用于检测在相应的传感器电极107上形成的电容。例如，为单个传感器电极107配备传感器电路。各自传感器电路的输出信号通过一种处理装置(未画出)进行处理。位于各自的传感器电极107上的电容的值就是作为显示不同的密度的图像数据的输出量。

在上述说明中，这个接地电极112有一个网格状的形状，但是，本发明不只限于这种情况，接地电极112可以在钝化膜109的表面上形成一个单独的部分，例如，在每个传感器电极107的四周边上。即使当接地电极112在钝化膜109的表面上有一个单独的部分时，当接地电极112的单独的部分通过互连部分如互连部分104b互相连接，致使整个接地电极112有相等的电势。

对于多个传感器电极117中的每一个，都可以形成与其对应的接地电极112。如这个实施例所述，如果接地电极112形成一个网格状，并且传感器电极117排列在各自的单元的中心上，那么在各自传感器电极117和接地电极112之间的距离都是相等的。金属膜110不必都是由Ti/TiN材料制成的，可以是能够使用的任何材料，例如，一种如Ti，TIN，或Cr等的传导材料，或一种它们的组合材料(合成膜)，直至一种能够形成一层在大范围内均匀的膜。<第二实施例>

在此将说明本发明的另一个实施例。

如图2A所示，在包括一个多级互连层102，并由例如硅材料制成的一个半导体衬底101上，形成互连部分104a和104b。在这个多级互连层102的最上层覆盖一层绝缘膜层103。这个多级互连层102由多个元件(未画出)组成，如MOS晶体管，这几个互连部分用于连接这些元件和类似的器件，并形成传感器电路及其类似的东西。

将互连部分104a和104b连接到传感器电路上，通过在绝缘膜103上形成一层铝膜，并通过已知的光刻技术和蚀刻技术定形铝膜，从而形成互连部分104a和104b。在以这种方式形成互连部分104a和104b后，就在绝缘膜103上生成一层中间介电膜105，用于通过例如化学气体沉积(CVD)，覆盖互连部分。

随后，通过已知的光刻和蚀刻技术将这个合成结构定形，致使在中间介电膜105上形成能够到达互连部分104a和104b上预定部分的直通孔106a和106b。之后，在中间介电膜上通过溅射形成一种由TiW制成的金属膜，这个中间介电膜还包括暴露在直通孔106a和106b底部的互连部分104a和104b的表面在内。

接着，通过已知的光刻技术和蚀刻技术将这个金属膜定形，并形成传感器电极107和连接电极膜108。例如，在0.2μm厚的金属膜上的预期的传感器电极107区域和预期的连接电极膜108区域形成一个抗蚀图形。通过干蚀刻，例如能起反应的离子蚀刻，用这个抗蚀图形作为一个掩膜，可选择地蚀刻这个金属膜，因此，形成了传感器电极107和连接电极膜108。金属膜的材料并不限于由Ti/TiN材料制成的，一种如Ti，TIN，或Cr等的传导材料，或一种它们的组合材料，都可用于形成这种金属膜。

如图2B所示，在中间介电膜105上形成一层钝化模109，用于覆盖传感器电极107和连接电极膜108。通过例如等离子化学气体沉积(CVD)，将氮化硅沉淀成一层约1μm的厚度薄膜，即可形成钝化膜109。在钝化膜109沉淀后，在连接电极膜108上的预定位置上形成通过钝化膜109伸出并到达钝化膜109的直通孔109a。这个过程与参考图1A至1E说明一种制造一种表面形状识别传感器的方法的过程相同。

如图2C所示，通过例如气体沉积，在包括直通孔109a内部的钝化膜109上，溅射形成一层由Cr/Au材料制成的金属膜210。金属膜210有一层厚度为0.1μm的下面的Cr膜和一层厚度为0.1μm的上面的Au膜。如果直接在钝化膜109上形成Au膜，即可获得很高的粘附性。Cr膜是一种与钝化膜109和一种金膜都具有高的粘附性的材料。

因此，当插入Cr膜时，能够在钝化膜上以一种稳定的状态形成Au膜。Cr膜的出现能够抑制Au的扩散。一种如Ti或Ni金属可以替代Cr，并且相对于钝化膜也能够抑制Au的扩散，也可以使用Au材料。

如上所述，连接电极膜108是由一种传导材料制成的，例如，TiW，Ti，或Cr。这些材料都能够抑制Au及其类似的金属的相互扩散。当一种能够抑制相互扩散的材料用于形成连接电极膜108时，就能够更加有效地抑制Au的扩散。

如图2D所示，抗蚀图形211有一个网格状的表面形状，传感器电极107排列在网格状平面内各自单元的中心上，并通过已知的光刻技术形成。抗蚀图形211形成一个约5μm的厚度的图形。随后，在暴露在抗蚀图形的凹槽底部下的金属膜的表面上，通过电解电镀，使Au生长出1μm厚的一层，用于形成一个电极柱212。作为另一个选择，也可以通过电镀铜形成一个电极柱。形成电极柱212的技术并不限于电解电镀，金或铜都可以通过非电解电镀方式生长，形成电极柱212。在电极柱212形成之后，去除抗蚀图形211。

在去除抗蚀图形211之后，如图2E所示，将电极柱212作为一个掩模，可选择地蚀刻金属膜210。为了蚀刻金属膜210，首先，通过一个加湿过程，用一种混合有碘，碘化氨和乙醇的水溶液作为一种蚀刻液，将上面的Au膜除去。然后，通过一个加湿过程，用一种混合有]铁氰化钾和氢氧化纳的水溶液作为一种蚀刻液，将上面的Cr膜除去。

如这些蚀刻过程的结果一样，蚀刻金属膜210所剩余的部分形成接地电极，并且在钝化膜109上形成电极柱212。接地电极112通过互连部分104b连接在下面的集成电路的接地。例如，当一个手指接触接地电极112时，能够通过地面将在钝化膜109的表面上产生的静电放掉。

如上所述，根据这个实施例，能够形成传感器电极107，致使它们能够连接集成电路，例如传感器电路，这种电路是通过互连部分形成在半导体衬底101上，或紧跟在集成电路制成之后。

接地电极112是一个网格状平面形结构，传感器电极107排列在网格状平面内各自单元的中心上，在接地电极212中，例如，每个单元的内部形成一个大致上的正方形，每条边长为100μm。排列在每个单元的中心上的传感器电极107是一个正方形，每条边长为，例如约80μm。

300×300的传感器电极107排列在一个矩阵中，形成传感器芯片的检测表面。

接地电极212不只限于有一个网格状的形状，但是，接地电极112可以在钝化膜109的表面上形成一个单独的部分，例如，在每个传感器电极107的四周边上。即使当接地电极212在钝化膜109的表面上有一个单独的部分时，接地电极212的单独的部分通过互连部分，如互连部分104b，互相连接，致使整个接地电极112有相等的电势。

对于多个传感器电极117中的每一个，都可以形成与其对应的接地电极112。如果接地电极112形成一个网格状，并且传感器电极117排列在各自的单元的中心上，那么在各自传感器电极117和接地电极112之间的距离都是相等的。<第三实施例>

在此将说明本发明的另一个实施例。

如图3A所示，在包括一个多级互连层102，并由例如硅材料制成的一个半导体衬底101上，形成互连部分104a和104b。在这个多级互连层102的最上层覆盖一层绝缘膜层103。这个多级互连层102由多个元件(未画出)组成，如MOS晶体管，这几个互连部分用于连接这些元件和其类似的器件，并形成传感器电路及其类似的东西。

将互连部分104a和104b连接到传感器电路上，通过在绝缘膜层103上形成一层铝膜，并通过已知的光刻技术和蚀刻技术将铝膜定形，从而形成互连部分104a和104b。在以这种方式形成互连部分104a和104b后，就在绝缘膜103上形成一个中间介电膜105，用于通过例如化学气体沉积(CVD)覆盖互连部分。

随后，通过已知的光刻和蚀刻技术将这个合成结构定形，致使在中间介电膜105上形成能够到达互连部分104a和104b上预定部分的直通孔106a和106b。之后，在中间介电膜上通过溅射形成一种由TiW制成的金属膜，这个中间介电膜还包括暴露在直通孔106a和106b底部的互连部分104a和104b的表面在内。

接着，通过已知的光刻技术和蚀刻技术将这个金属膜定形，并形成传感器电极107和连接电极膜108。例如，在0.2μm厚的金属膜上的预期的传感器电极107区域和预期的连接电极膜108区域形成一个抗蚀图形。通过干蚀刻，例如能起反应的离子蚀刻，用这个抗蚀图形作为一个掩膜，可选择地蚀刻这个金属膜，因此，形成了传感器电极107和连接电极膜108。金属膜的材料并不限于由Ti/TiN材料制成的，一种如Ti，TIN，或Cr等的传导材料，或一种它们的组合材料，都可用于形成这种金属膜。这个过程与参考图1A至1E说明一种制造一种表面形状识别传感器的方法的过程相同。

如图3B所示，在中间介电膜105上形成一层钝化模309，用于覆盖传感器电极107和连接电极膜108。通过例如等离子化学气体沉积(CVD)，将氮化硅沉淀成一层约1μm的厚度的薄膜，即可形成钝化膜309。在钝化膜309沉淀后，在连接电极膜108上的预定位置上，形成通过钝化膜309伸出并到达钝化膜309的直通孔309a。

如图3C所示，通过例如气体沉积，在包括直通孔309a内部的钝化模309上，以溅射的方式形成一层由Cr/Au材料制成的金属膜310。金属膜310有一层厚度为0.1μm的下面的Cr膜和一层厚度为0.1μm的上面的Au膜。如果直接在钝化膜309上形成Au膜，即可获得很高的粘附性。Cr膜是一种与钝化膜309和一种金膜都具有高的粘附性的材料。

因此，当插入Cr膜时，能够在钝化膜上以一种稳定的状态形成Au膜。Cr膜的出现能够抑制Au的扩散。一种如Ti或Ni金属可以替代Cr，并且相对于钝化膜也能够抑制Au的扩散，也可以使用Au材料。

在形成金属膜310之后，抗蚀图形311有一个网格状的表面形状，传感器电极107排列在网格状平面内各自单元的中心上，并通过已知的光刻技术形成。抗蚀图形311形成一个约5μm的厚度图形。随后，在暴露在抗蚀图形的凹槽底部下的金属膜的表面上，通过电解电镀，使Au生长出1μm厚的一层薄膜，用于形成一个电极柱312。作为另一个选择，也可以通过电镀铜形成一个电极柱。形成电极柱312的技术并不限于电解电镀，金或铜材料都可以通过非电解电镀生长，形成电极柱312。在电极柱312形成之后，去除抗蚀图形311。

如图3D所示，将电极柱312作为一个掩模，可选择地蚀刻金属膜310。为了蚀刻金属膜310，首先，通过一个加湿过程，用一种混合有碘，碘化氨和乙醇的水溶液作为一种蚀刻液，将上面的Au膜除去。然后，通过一个加湿过程，用一种混合有铁氰化钾和氢氧化纳的水溶液作为一种蚀刻液，将上面的Cr膜除去。

如这些蚀刻过程的结果一样，蚀刻金属膜310所剩余的部分形成接地电极，并且在钝化膜309上形成电极柱312。接地电极(电极柱312)通过互连部分104b连接在下面的集成电路的接地。例如，当一个手指接触接地电极时，能够通过地面将在保护膜313(将在下文中进行说明)的表面上产生的静电放掉。

在此之后，如图3E所示，保护膜313是由聚酰亚胺制成的，并在钝化膜309上形成保护膜313，用于填充由网格状电极柱312形成的接地电极的侧面部分。

在此，将对保护膜313的形成作详细的说明。首先，通过例如旋转涂层，将一种聚酰亚胺材料施加在钝化膜309上，形成一层聚酰亚胺膜。聚酰亚胺膜形成一定厚度，致使它能够覆盖电极柱312，并接受钝化膜上的三维图形，形成一个实际上的平表面。如聚酰亚胺材料一样，例如，可以使用一种包括一种聚苯并噁唑作为其基础的聚酰亚胺树脂。在通过涂抹形成聚酰亚胺膜之后，将聚酰亚胺膜加热到310℃，形成热固树脂。

随后，蚀刻聚酰亚胺膜，露出电极柱312的上表面，致使保护膜形成一个平表面。可以通过例如使用一种氧气等离子体进行干蚀刻。由于聚酰亚胺是一种有机材料，所以，能够使用氧气等离子对聚酰亚胺进行蚀刻。作为另一个选择，也可以通过化学机械抛光进行蚀刻。由于电极柱是由Au材料制成的，因此，对于聚酰亚胺树脂膜，它提供了一种较好的粘附性。即使当通过化学机械抛光，将电极柱擦亮时，树脂膜几乎不会在电极柱312部分上掉皮。

如上所述，根据这个实施例，能够形成传感器电极107，致使它们能够连接集成电路，例如传感器电路，这种电路是通过互连部分形成在半导体衬底101上，或紧跟在集成电路制成之后。

通过使用感光聚酰亚胺材料，也可以形成保护膜313。在此将说明这个例子。首先，通过旋转涂抹或类似的方式，将一种感光聚酰亚胺材料施加在包括电极柱312在内的钝化膜309上，从而形成一层聚酰亚胺膜。如聚酰亚胺材料一样，例如，可以使用一种包括一种聚苯并噁唑作为其基础的感光聚酰亚胺树脂。形成一层聚酰亚胺膜，用于覆盖电极柱312，致使它能够吸收钝化膜309上的不平坦处

通过光刻，在电极柱312上的聚酰亚胺膜上形成一个开口，将这个合成结构加热到310℃，致使形成热固树脂。然后，形成具有一个平表面并由聚酰亚胺材料制成的保护膜313，用于填充由网格状电极柱312限定的传感器电极的单元。

接地电极是一个网格状平面形结构，传感器电极107排列在网格状平面内单元的中心上，在接地电极中，例如，每个单元的内部形成一个实际上的正方形，每条边长为100μm。排列在每个单元的中心上的传感器电极107是一个正方形，每条边长为，例如约80μm。

300×300的传感器电极107排列在一个矩阵中，形成传感器芯片的检测表面。

接地电极212不只限于有一个网格状的形状，但是，接地电极可以在保护膜313的表面上形成一个单独的部分，例如，在每个传感器电极107的四周边上。即使当接地电极212在保护膜313的表面上有一个单独的部分时，接地电极212的单独的部分可通过互连部分如互连部分104b互相连接，致使整个接地电极112有相等的电势。

对于多个传感器电极中的每一个，都可以形成接地电极。如果接地电极形成一个网格状，并且传感器电极排列在各自的单元的中心上，那么在各自传感器电极和接地电极之间的距离都是相等的。

如上所述，根据本发明，通过定形金属膜，形成传感器电极和接地电极，致使，它们并不因在检测期间所产生的静电而引起静电击穿。因此，这种表面形状识别传感器，能够稳定地检测表面形状，具有很高的灵敏性和很高的稳定性，并具有一个优异的效果，并且可以很容易地生产这种表面形状识别传感器

Claims (12)

1.一种制造一种表面形状识别传感器的方法，其特征在于包括下列步骤：

在一个半导体衬底上形成第一和第二互连部分(104a，104b)；

在这个半导体衬底上形成一个中间介电膜(105)，用于覆盖第一和第二互连部分；

通过在这个中间介电膜上形成的直通孔(106a，106b)，形成能够电气连接第一和第二互连部分的第一金属膜；

在第一金属膜上形成一个第一掩模，用于覆盖分别对应于第一和第二直通孔的预定第一和第二区域；

可选择地去除暴露在第一掩模底部下的第一金属膜，形成一个传感器电极(107)和一个连接电极膜(108)，这个传感器电极和这个连接电极膜分别位于第一和第二区域内，由连接第一和第二互连部分的第一金属膜形成；

在这个中间介电膜上形成由一种绝缘材料制成的钝化膜(109)，用于覆盖传感器电极和连接电极膜；

在这个钝化膜上形成一个能够到达连接电极膜的第三直通孔(109a)；

在这个钝化膜上形成一个能够与暴露在第三直通孔底部的连接电极膜接触的第二金属膜(110)；

在第二金属膜上形成一个第二掩模(111)，第二掩模(111)有一个在预定区域内的图形部分，该预定区域还包括一个第三直通孔在内，但不包括一个对应于传感器电极的区域；和

可选择去除第二金属膜，并用第二掩模图形作为一个掩模，通过连接电极膜形成一个连接第二互连部分的接地电极(112)。

2.根据权利要求1所述的一种方法，其特征在于其中第一金属膜是由一种材料制成的，这种材料选自由TiW，Ti，TiN，Cr，和一种它们的复合膜构成的一组材料。

3.根据权利要求1所述的一种方法，其特征在于其中第二金属膜是由一种材料制成的，这种材料选自由TiW，Ti，TiN，Cr，和一种它们的复合膜构成的一组材料。

4.一种制造表面形状识别传感器的方法，其特征在于包括下列步骤：

在一个半导体衬底上形成第一和第二互连部分；

在这个半导体衬底上形成一个中间介电膜，用于覆盖第一和第二互连部分；

通过在这个中间介电膜上形成的直通孔，形成能够电气连接第一和第二互连部分的第一金属膜；

在第一金属膜上形成一个第一掩模，用于覆盖分别对应于第一和第二直通孔的预定第一和第二区域；

可选择地去除暴露在第一掩模图形的开口的底部下的第一金属膜，形成一个传感器电极和一个连接电极，这个传感器电极和这个连接电极膜分别位于第一和第二区域上，由连接第一和第二互连部分的第一金属膜形成；

在这个中间介电膜上形成由一种绝缘材料制成的钝化膜，用于覆盖传感器电极和连接电极膜；

在这个钝化膜上形成一个能够到达连接电极膜的第三直通孔；

在这个钝化膜上形成一个能够与暴露在第三直通孔底部的连接电极膜接触的第二金属膜(210)；

在第二金属膜上形成一个第二掩模(211)，第二掩模(211)有一个在预定区域内的凹槽，该预定区域还包括一个第三直通孔的上部区域，但不包括对应于传感器电极的区域；

可选择地在暴露在第二掩模图形的凹槽底部下的第二金属膜上生长一层金属膜，形成一个电极柱(212)；和

去除第二掩模图形，随后，去除除电极柱下部区域外的第二金属膜，形成接地电极(210，212)，接地电极(210，212)是由电极柱和金属膜的剩余部分组成，并通过第二和第三直通孔连接第二互连部分。

5.根据权利要求4所述的一种方法，其特征在于其中第一金属膜是由一种材料制成的，这种材料选自由TiW，Ti，TiN，Cr和一种它们的复合膜构成的一组材料。

6.根据权利要求4所述的一种方法，其特征在于其中电极柱是由一种Au或Cu材料制成的。

7.一种制造一种表面形状识别传感器的方法，其特征在于包括下列步骤：

在一个半导体衬底上形成第一和第二互连部分；

在这个半导体衬底上形成一个中间介电膜，用于覆盖第一和第二互连部分；

通过在这个中间介电膜上形成的第一和第二直通孔，形成能够电气连接第一和第二互连部分的第一金属膜；

在第一金属膜上形成一个第一掩模图形，用于覆盖分别对应于第一和第二直通孔的预定第一和第二区域；

可选择地去除暴露在第一掩模图形底部下的第一金属膜，形成一个传感器电极和一个连接电极，这个传感器电极和这个连接电极膜分别位于第一和第二区域上，由连接第一和第二互连部分的第一金属膜形成；

在这个中间介电膜上形成由一种绝缘材料制成的钝化膜(309)，用于覆盖传感器电极和连接电极膜；

在这个钝化膜上，形成一个能够到达连接电极膜的第三直通孔(309a)；

在这个钝化膜上，形成一个能够与暴露在第三直通孔底部下的连接电极膜接触的第二金属膜(310)；

在第二金属膜上形成一个第二掩模图形(311)，第二掩模(311)有一个在预定区域内的凹槽，该预定区域还包括一个第三直通孔的上部区域，但不包括对应于传感器电极的区域；

在暴露在第二掩模形状的凹槽底部下的第二金属膜上，可选择地生长一层比传感器电极厚的金属膜，从而形成一个电极柱(312)；

去除第二掩模图形，随后，去除除电极柱下部区域外的第二金属膜，形成接地电极(310，312)，接地电极(310，312)是由电极柱和第二金属膜的剩余部分组成，并通过第二和第三直通孔连接第二互连部分；和

在钝化膜上形成一层保护膜(313)，以至于能够用露出的电极柱的上表面部分填充电极柱的侧面部分。

8.根据权利要求7所述的一种方法，其特征在于其中第一金属膜是由一种材料制成的，这种材料选自由TiW，Ti，TiN，Cr和一种它们的复合膜构成的一组材料。

9.根据权利要求7所述的一种方法，其特征在于其中电极柱是由一种Au或Cu材料制成的。

10.根据权利要求7所述的一种方法，其特征在于其中钝化膜是由氮化硅材料制成的。

11.根据权利要求7所述的一种方法，其特征在于其中保护膜是由聚酰亚胺材料制成的。

12.根据权利要求11所述的一种方法，其特征在于其中聚酰亚胺是由聚苯并噁唑材料制成的。

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