CN1450489A - 电容式指纹读取芯片 - Google Patents
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Abstract
一种电容式指纹读取芯片，包含以二维方式排列的电容感测元阵列及一类动态随机存取存储器(DRAM)周边电路。此电容感测元阵列利用DRAM的电荷分享原理检测指纹的纹峰与纹谷。其类DRAM周边电路会将每一电容感测元的检测结果输出。此电容式指纹读取芯片的制造方法完全匹配于集成电路工艺，特别是互补式金氧半导体(CMOS)工艺。本发明的电容式指纹读取芯片可作为个人身分认证的生物辨识使用，应用于笔记本型计算机、个人数字助理及移动电话等便携式电子产品，以及各种保全系统。
Description
技术领域
本发明涉及一种电容式指纹读取芯片，尤其涉及一种应用类动态随机存取存储器数据读取结构的电容式指纹读取芯片。
背景技术
现有的指纹读取方法，最古老者是利用手指按墨水，压印在纸上，再利用光学扫描输入计算机中与数据库中的指纹图形比对，其最大缺点为无法达到实时处理的目的，因此无法满足越来越多实时认证的需求，例如：网络认证，电子商务，便携式电子产品保密，IC卡个人身分认证，保全系统等等。
实时的指纹读取方法便成为生物辨识市场中的关键技术。传统的实时指纹读取为光学方式，请参见美国专利编号4,053,228及4,340,300，其发展相当成熟且精确度亦高，然而体积过于庞大且价格亦较为昂贵，不适用于各种便携式电子产品及普及化推广。
为此，利用硅半导体的芯片式指纹感测装置应运而生，克服了上述光学式的缺点。基于硅集成电路制造工艺的考虑，电容式指纹读取芯片成为最直接且简单的方法，其较早的文献请参见美国专利编号4,290,052、4,353,056。之后随着集成电路的精进、此种电容式指纹读取芯片的结构也渐趋于成熟乃至于进入商业用途，其最主要的发展者首推Alexander G.Dickinson等人所发展的一种利用电容充放电原理感测微小电容值的结构，如美国专利编号6,016,355及6,049,620所述。
但是此种充放电读取方式主要的缺点在于必须控制芯片上每个电容感测元的固定电流放电MOS(由外部电流镜Current Mirror控制)的特性一致才能获得良好的输出信号，但一般指纹读取芯片包含上万个以上的感测元，很难在工艺上控制到每个放电MOS的特性一致，因而降低输出指纹信号的品质。同时，上述方法亦无法提供良好的防止静电破坏的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种电容式指纹读取芯片，使其得以应用动态随机存取存储器的电荷分享原理，进行电容值的检测。
本发明的又一目的是提供一种信号读取结构，使一电容式指纹读取芯片得以利用类的动态随机存取存储器(DRAM)的周边电路，读取电容感测元的数据。
为了达到上述目的，本发明提供了一种电容式指纹读取芯片，包含：一电容感测元阵列，包含多个电容感测元；一绝缘表面，覆盖于该感侧元阵列之上，作为一手指接触面；及一类动态随机存取存储器周边电路，至少包含：一列译码器，配置于该电容感测元阵列旁；多个字符线，平行地穿插于该电容感测元阵列中，并连接至该列译码器；一行多任务器，配置于该电容感测元阵列的相邻于该列译码器的一侧；及多个位线，平行地穿插于该感侧元阵列中，并与该多个字符线呈网状交错，且此多个位线系连接至该行多任务器；其中，该类动态随机存取存储器周边电路先输入一第一电压，使该每一个电容感测元内的一感测电容两端产生电压差，且使其内的一参考电容两端无电压差；然后再输入一第二电压，使该感测电容与该参考电容进行电荷分享；再将每一个电容感测元内稳定后的电压输出。
根据本发明的一实施例，此电容式指纹读取芯片，包含：一电容感测元阵列、一绝缘表面及一类动态随机存取存储器周边电路；其中，感测元阵列包含多个电容感测元，每一个电容感测元还包含：一传感器结构，包括一感测电极、一参考电极及配置于感测电极与参考电极间的一绝缘层；以及一信号读取电路，用以将每一电容感测元连接至类动态随机存取存储器周边电路。
其中，绝缘表面覆盖于感侧元阵列之上，作为一手指接触面；在手指、绝缘表面及感测电极之间会形成感测电容，而在感测电极、绝缘层及参考电极之间会形成参考电容；而类动态随机存取存储器周边电路则至少包含：一列译码器，配置于电容感测元阵列旁；多个字符线，平行地穿插于电容感测元阵列中，并连接至该列译码器；一行多任务器，配置于电容感测元阵列旁相邻于该列译码器的一侧；以及多个位线，垂直地穿插于感侧元阵列中，并与多个字符线呈网状交错，且此多个位线连接至行多任务器；其中，该类动态随机存取存储器周边电路先输入第一电压于信号读取电路作重置控制动作，使感测电容两端产生电压差(或参考电容两端产生电压差)且使参考电容两端无电压差(或感测电容两端无电压差)；然后再输入第二电压于信号读取电路作电荷分享及读取动作，原来蓄积于感测电容两端的电荷量(或参考电容两端的电荷量)将有一部份分享给参考电容两端(或感测电容两端)；再将每一个电容感测元内稳定后的电压输出。
根据本发明的另一实施例，此电容式指纹读取芯片还包含另一电容感测元阵列与另一类动态随机存取存储器周边电路，以及一触发开关。此触发开关配置于该一分为二的电容感测元阵列之间，用以在手指接触该电容式指纹读取芯片时，开启此芯片电源。
根据本发明，此电容式指纹读取芯片还包含一弯曲条状金属薄膜，配置于绝缘表面之上，用以加热此电容式指纹读取芯片，以去除水气。
根据本发明，此弯曲条状金属薄膜亦可连接至接地电源，用以防止静电破坏。
根据本发明，此弯曲条状金属薄膜与加热电源或接地电源的连接由触发开关控制。
根据本发明，此触发开关包含一触发电极；一触发介电层，配置于触发电极之上；及一触发反相器；其中，当手指接触此触发开关时，手指表面会与触发电极形成触发电容，此触发电容会与触发电极下的储存电容进行电荷分享，使流经此触发电极的电压下降并低于触发反相器的逆转电压，以开启此电容式指纹读取芯片的电源。
不同于其它电容式指纹读取芯片，本发明的精神在于利用类动态随机存取存储器(DRAM)的数据读取结构作为本发明电容式指纹读取芯片的设计理念，其优点在于DRAM的发展相当完整及成熟，对于指纹读取芯片所需的系统结构发展相当容易。特别是在于计算机及各种便携式的电子产品应用时，可以提供相当简易的镶入式设计(当作一DRAM处理)。而且借用DRAM的制造程序(高阶工艺分辨率)亦可以大大提高本产品生产良率(仅需要低分辨率工艺)，降低成本。本发明的电容式指纹读取芯片可作为个人身分认证的生物辨识使用，应用于笔记本型计算机、个人数字助理及移动电话等便携式电子产品，以及各种保全系统。
附图说明
关于本发明的目的、特性及优点，在参考下列内容及附图说明之后，将可更清楚明了。
图1是手指接触本发明电容式指纹读取装置的示意图；
图1a是本发明电容式指纹读取芯片实际取得的二进制指纹图像
图2是本发明电容式指纹读取芯片的主要布局结构示意图；
图3是本发明电容式指纹读取芯片的感测元阵列的结构示意图；
图4是手指接触感测元的放大示意图；
图5是本发明实施例的电容式指纹读取芯片的感测元结构示意图；
图6是本发明又一实施例的电容式指纹读取芯片的感测元结构示意图；
图7是本发明解决静电破坏及手指表面不同电位的设计示意图；
图8是本发明实施例的电容式触发开关的结构示意图。
图中符号说明：
1 手指
10 基板
11 纹峰
11a 电容值曲线
12 纹谷
2 装置
20 感测元
24 弯曲条状金属薄膜
241 开关
242 加热电源
201、201a 电容感测元阵列
202 触发开关
202a 电容式触发开关
203 列译码器
204 行多任务器
205 比较器
206 模拟/数字转换器
213 字符线
214 位线
30 绝缘表面
31、31a 感测电极
32 参考电极
33 绝缘层
34、34a 传感器结构
35、35a 信号读取电路
311 P型MOS源极跟随器
311a N型MOS源极跟随器
313、313a 重置开关
315 手指
316、317 重置点
318 端点
320 反向器
324、324a、324’、324a’ 感测电容
325、325a 参考电容
328 快门开关
40 触发电极
41 触发介电层
401 触发电容
402 储存电容
406 触发反相器
407 触发驱动电压
具体实施方式
请参见图1，其是利用本发明电容式指纹读取芯片作为手指指纹读取的示意图。其中指纹读取芯片2包含：多个电容感测元20以二维(2-D)阵列方式排列，当手指1接触该芯片2时，手指1表面的不规则形状纹峰(Ridge)11会与部分电容感测元20接触，而在该装置2上留下对应于该纹峰11的电容值曲线11a，通过读取电容值曲线11a的形状便可以辨认原来指纹纹峰11的形状，例如图1a所示，是本发明电容式指纹读取芯片所实际读取到的二进制指纹图像，用以左证本发明的创新实施性。
为了更清楚了解图1所示电容式指纹读取芯片的结构，请参见图2。图中显示本发明一实施例的电容式指纹读取芯片的布局设计。本实施例主要是采用了类DRAM的布局方式，主要结构包含二完全相同的电容感测元阵列201、201a及一触发开关202，以拼凑出一完整的指纹读取芯片2。此种结构在DRAM中是为了降低导线的寄生电容，在本发明中则是为加入一触发开关202而采用此结构。每一电容感测元阵列201、201a包含M×N个电容感测元、一类DRAM周边电路及一绝缘表面(图中未示)。其中，此绝缘表面是作为一手指接触面。
此外，本发明的电容式指纹读取芯片亦可只包含一个电容感测元阵列及其相对应的类DRAM周边电路。
在图2所示的实施例中，二个电容感测元阵列201、201a中间布局设计一长条型的触发开关202，此触发开关202的长度相等于M个电容感测元的长度。这样的触发开关布局，可以保证手指任意摆置于指纹读取芯片2表面，至少有部份指纹纹峰11与触发开关202接触。触发开关202的设计是为了节省指纹读取芯片2的功率消耗，特别是在大部分的闲置时间，仅在手指接触时才开启读取芯片的电源。有关触发开关202的原理，请参阅后面的详细说明。
此外，在此电容式指纹读取芯片2的表面亦可设置一弯曲条状金属薄膜24，用以连接至接地GND或一加热电源242。此弯曲条状金属薄膜24与接地GND或加热电源242间的连接，是通过一组开关241所控制。当此弯曲条状金属薄膜24连接接地GND时，是由避雷针原理，导通靠近物体的静电为接地状态，以防止静电破坏。当此弯曲条状金属薄膜24连接至加热电源242时，可以加热此电容式指纹读取芯片表面，使手指接触后残留的水份蒸发。开关241的切换则是由触发开关202及装置逻辑控制。
参见图3，每一电容感测元阵列201、201a的周边电路结构，至少须包含一列译码器203及一行多任务器204以选择读取每一电容感测元的电压信号，本发明亦可将输出的电压信号通过一比较器205或一模拟数字转换器206输出，以提供二进制(Binary)或灰度级(Gray Level)的影像信息。
参见图4，是手指接触电容感测元阵列的放大示意图。其中，单一电容感测元20利用集成电路工艺所制造，特别是CMOS工艺。每一电容感测元20的基本结构包含：一传感器结构34及一信号读取电路35(此图未示)。传感器结构34包含一感测电极31、一参考电极32及一绝缘层33。感测电极31利用CMOS工艺最后一道金属工艺制作而成。通过覆盖于其上方的绝缘表面与接触的手指纹峰11间便形成一感测电容324(其电容值为Cfr)。若接触者为手指纹谷12则感测电容为324’(其电容值为Cfv)(包含一空气间隙)，由于手指视为一导体，故而Cfr远大于Cfv。绝缘表面的材料通常为CMOS工艺的最后保护介电层。现有的材料为氧化硅及氮化硅的叠层，厚度则视所选择的工艺而有所不同，其通常介于0.8～1.2微米间。然而为了增加指纹装置使用寿命，亦可增加一高硬度、高介电系数材料如钛酸钡、钛酸锶、碳化硅及氧化钽等于其上，且其厚度介于0.5~2微米。
感测电极31、绝缘层33与参考电极32间则是形成一参考电容325。感测电容与参考电容的设计是为了作为电荷分享原理使用，此原理来自DRAM设计，但不同之处在于DRAM是利用导线的寄生电容作为参考电容，而本发明将之更改为一特定设计的参考电容。当手指接触了装置表面后，一固定电压(Vdd)经过感测电容与参考电容电荷分享后的平衡电压，将因为Cfr与Cfv不同而有所不同，通过电压的读取便可以辨别纹峰或纹谷了。
参见图5，其是本发明电容式指纹读取芯片单一电容感测元的一实施例，提供了一种信号读取电路35于电容感测元20，取代DRAM的单纯晶体管开关。图5所示设计包含：一传感器结构34及一信号读取电路35。其中传感器结构34已描述如前，而信号读取电路35则由一反向器320、一重置(reset)开关313及一P型MOS源极跟随器311(PMOS SourceFollower)构成。此信号读取电路35的操作方式，说明如下：
当手指315接触了指纹读取芯片的电容感测元20，触发开关202将开启电容感测元阵列201或201a及其对应电路的电源及读取逻辑。首先，输入重置点316的第一电压为0V，反相器320使得参考电极32的电压为Vdd，同时重置开关313也维持开启状态使得感测电极31的电压亦为Vdd，因此参考电容325两端无电位差，故不累积电荷。
然而，感测电极31与手指315间形成的感测电容324或324’因Vdd所累积在感测电极31上的电荷量Q31则为
Q31＝Vdd*(C324+C326) (1)
其中C326为寄生电容。
接着，对重置点316输入电压值为Vdd的第二电压，使重置开关313关闭，切断感测电极31与Vdd的连接，也利用反相器320将参考电容325的参考电极32由Vdd切换为接地状态。因此，累积在感测电极31的电荷量Q31会进行重新分配，电荷重新分配稳定后(在几个纳秒nano second内)可得感测电极点的电压V31为
V31＝Q31/(C324+C325+C326) (2)
将式(1)中的Q31带入式(2)中可得
V31＝Vdd*(C324+C326)/(C324+C325+C326) (3)
一般寄生电容C326(＜10fF)相较于待测电容C324(50~150fF)及参考电容C325(50~150fF)是可以忽略的，故V31实际上是由C324及C325所决定，而且V31是由P型MOS源极跟随器311耦合输出，输出电压为Vout。
请参见图6，是电容感测元20的另一实施例，包含：一传感器结构34a及一读取电路35a。其中传感器结构34a组成为感测电容324a或324a’，以及参考电容325a；而读取电路35a组成为一快门开关328、一重置开关313a及一N型MOS源极跟随器311a。其详细说明如下：
当手指315接触了指纹读取芯片，触发开关202开启了电容感测元阵列及其对应电路的电源及读取逻辑。首先，输入重置点317的一第一电压为0V，同时重置开关313a也维持开启状态使得感测电极31a电压处于接地状态，此时感测电容324a或324a’两端无或几乎电位差，同时参考电容325a两端则为Vdd电位差。
紧接着对重置点317输入电压值为Vdd的一第二电压，使重置开关313a关闭，切断感测电极31与GND的连接，同时提供一脉冲电压信号打开/关闭快门开关328，累积在感测电极31的电荷量Q31会进行重新分配，电荷重新分配稳定后(在几个纳秒nano second内)可得点318的稳定电压V31a’，而且V31a’是由N型MOS源极跟随器311a耦合输出，输出电压为Vout。
其中，利用快门开关328作为电荷分布的快门动作，类似照相机的快门原理，可以在指纹接触瞬间即读取整个阵列元件所有感测元的数据，并且将之闭锁于点318，再依序读取，即使手指的颤动也不会影响，也是此一实施例的最大优点。
本发明除了上述利用CMOS集成电路工艺及类DRAM数据读取结构以设计电容式指纹读取芯片外，还提出了解决一般电容式指纹读取芯片静电破坏及残留水气干扰的方法，此种干扰的来源来自于装置表面的灰尘及残留水气的电荷与感测电极间所形成的噪声电容，造成手指纹路读取的失真。而且一般电容式指纹读取芯片的读取原理皆假设手指为一等电位(接地)体，实际情况则不然，导致同一纹路等高线不同点的输出信号不同。
为此，请参见图2及图7，其是本发明实施例解决静电破坏及手指表面不同电位的设计。主要为提供一弯曲条状金属薄膜24于本发明电容式指纹读取芯片的最表面，此弯曲条状金属薄膜24是由一开关241连接至接地GND状态或一加热电源242。若触发开关202激活后，则弯曲条状金属薄膜24则连接至接地GND状态。此举可以消除靠近间的手指静电，确保装置内的电路元件不受手指接触的静电破坏。同时，因为手指与接地的弯曲条状金属薄膜24相接触，确保了手指各点位于相同的接地电位，可以提供更精确的量测。此弯曲条状金属薄膜的材料利用CMOS工艺中的TiN，因为除了导体特性外，TiN相当耐磨耗及腐蚀，适合长期使用。
请参见图2，其是本发明实施例解决残留水气设计，通过前述弯曲条状金属薄膜，由开关241连接至一加热电源242，此连接动作激活通常是在于手指离开读取芯片后，以加热装置表面使水气蒸发，确保装置表面无水分造成的干扰电容，开关241的切换则是由触发开关201及装置逻辑控制。
此外，本发明的触发开关202亦可设计成一电容式触发开关202a，用以判定是否为手指接触后，再开启装置电源。此举可节省指纹读取芯片的功率消耗(操作时功率消耗约为50~150mW)，以利使用于便携式电子产品。本发明的电容式触发开关的结构请参见图8。此电容式触发开关202a包含一触发电极40、一触发介电层41及一触发反向器406。其中，触发介电层41的材料可与电容感测元阵列表面的绝缘表面30相同，利用CMOS工艺的最后保护介电层制成，厚度介于0.8～1.2微米间。亦可使用一高硬度、高介电系数的材料如钛酸钡、钛酸锶、碳化硅及氧化钽等，且其厚度介于0.5~2微米。
若手指接触了装置表面，则与触发介电层41、触发电极40间形成了一触发电容401，基于相同的电荷分享原理，触发电容401分享了原来储存于储存电容402的电荷，使得触发电极40点的电压值瞬间由固定电压Vdd下降至一电压准位Vmin，当Vmin值小于触发反相器406的逆转电压时(一般约为2.0~2.5伏特)，触发信号407会由0转为1，形成一上升电压信号而可用来当作装置触发开关的驱动信号，开启指纹读取芯片2电源。而整个触发开关202的设计及制造方式则完全相同于前述的电容感测元，在此不赘述，但此项发明可以使得指纹装置在大部分闲置时间，功率消耗小于1mW，相当适合应用于便携式电子产品。
在较佳实施例的详细说明中所提出的具体实施例仅用以方便说明本发明的技术内容，而非将本发明狭义地限制于上述实施例，在不超出本发明的精神与权利要求书范围的情况下，所作的种种变化实施，仍属于本发明的范围。
Claims (34)
1.一种电容式指纹读取芯片，包含：
一电容感测元阵列，包含多个电容感测元；
一绝缘表面，覆盖于该感侧元阵列之上，作为一手指接触面；及
一类动态随机存取存储器周边电路，至少包含：
一列译码器，配置于该电容感测元阵列旁；
多个字符线，平行地穿插于该电容感测元阵列中，并连接至该列译码器；
一行多任务器，配置于该电容感测元阵列的相邻于该列译码器的一侧；及
多个位线，平行地穿插于该感侧元阵列中，并与该多个字符线呈网状交错，且此多个位线系连接至该行多任务器；
其中，该类动态随机存取存储器周边电路先输入一第一电压，使该每一个电容感测元内的一感测电容两端产生电压差，且使其内的一参考电容两端无电压差；然后再输入一第二电压，使该感测电容与该参考电容进行电荷分享；再将每一个电容感测元内稳定后的电压输出。
2.如权利要求1所述的电容式指纹读取芯片，其特征在于：该每一个电容感测元还包含：
一传感器结构，包含：
一感测电极；
一参考电极；及
一绝缘层，配置于该感测电极与该参考电极之间；及
一信号读取电路，配置于该传感器结构旁，用以连接该传感器结构与相邻的该字符线及该位线；
其中，手指、该绝缘表面及该感测电极形成该感测电容，而该感测电极、绝缘层及该参考电极形成该参考电容。
3.如权利要求2所述的电容式指纹读取芯片，其特征在于：该信号读取电路包含：
一P型MOS源极跟随器，用以隔绝导线寄生电容，将感测电容及参考电容分享后的平衡电压耦合输出。
4.如权利要求3所述的电容式指纹读取芯片，其特征在于：该类动态随机存取存储器周边电路还包含：
一比较器，连接至该行多任务器，用以输出二进制信息。
5.如权利要求3所述的电容式指纹读取芯片，其特征在于：该类动态随机存取存储器周边电路还包含：
一模拟/数字转换器，连接至该行多任务器，用以输出灰度级信息。
6.一种电容式指纹读取芯片，包含：
一电容感测元阵列，包含多个电容感测元；
一绝缘表面，覆盖于该感侧元阵列之上，作为一手指接触面；及
一类动态随机存取存储器周边电路，包含：
一列译码器，配置于该电容感测元阵列旁；
多个字符线，平行地穿插于该电容感测元阵列中，并连接至该列译码器；
一行多任务器，配置于该电容感测元阵列的相邻于该列译码器的一侧；及
多个位线，平行地穿插于该感侧元阵列中，并与该多个字符线呈网状交错，且此多个位线连接至该行多任务器；
其中，该类动态随机存取存储器周边电路先输入一第一电压，使该每一个电容感测元内的一参考电容两端产生电压差，且使其内的一感测电容两端无电压差；然后再输入一第二电压，使该感测电容与该参考电容进行电荷分享；再将每一个电容感测元内稳定后的电压输出。
7.如权利要求6所述的电容式指纹读取芯片，其特征在于：该每一个电容感测元还包含：
一传感器结构，包含：
一感测电极；
一参考电极；及
一绝缘层，配置于该感测电极与该参考电极之间；及
一信号读取电路，配置于该传感器结构旁，用以连接该传感器结构与相邻的该字符线及该位线；
其中，手指、该绝缘表面及该感测电极形成该感测电容，而该感测电极、绝缘层及该参考电极形成该参考电容。
8.如权利要求7所述的电容式指纹读取芯片，其特征在于：该信号读取电路还包含：
一快门开关，用以控制该感测电容与该参考电容的连接，在其打开随后关闭的瞬间会使该感测电容与该参考电容之间进行电荷分享；及
一N型MOS源极跟随器，用以隔绝导线寄生电容，将感测电容及参考电容分享后的平衡电压耦合输出。
9.如权利要求8所述的电容式指纹读取芯片，其特征在于：该类动态随机存取存储器周边电路还包含：
一比较器，连接至该行多任务器，用以输出二进制信息。
10.如权利要求8所述的电容式指纹读取芯片，其特征在于：该动态随机存取存储器周边电路还包含：
一模拟/数字转换器，连接至该行多任务器，用以输出灰度级信息。
11.一种电容式指纹读取芯片，包含：
二个电容感测元阵列，每一个电容感测元阵列包含多个电容感测元；
一绝缘表面，覆盖于该二个感侧元阵列之上，作为一手指接触面；
二个类动态随机存取存储器周边电路，各自对应至该每一个电容感测元阵列，该每一个类动态随机存取存储器周边电路包含：
一列译码器，配置于该电容感测元阵列旁；
多个字符线，平行地穿插于该电容感测元阵列中，并连接至该列译码器；
一行多任务器，配置于该电容感测元阵列的相邻于该列译码器的一侧；及
多个位线，平行地穿插于该感侧元阵列中，并与该多个字符线呈网状交错，且此多个位线连接至该行多任务器；以及
一触发开关，配置于该二个电容感测元阵列之间，用以在手指接触该电容式指纹读取芯片时，开启此装置电源；
其中，该类动态随机存取存储器周边电路先输入一第一电压，使该每一个电容感测元内的一感测电容两端产生电压差，且使其内的一参考电容两端无电压差；然后再输入一第二电压，使该感测电容与该参考电容进行电荷分享；再将每一个电容感测元内稳定后的电压输出。
12.如权利要求11所述的电容式指纹读取芯片，其特征在于：该每一个电容感测元还包含：
一传感器结构，包含：
一感测电极；
一参考电极；及
一绝缘层，配置于该感测电极与该参考电极之间；及
一信号读取电路，配置于该传感器结构旁，用以连接该传感器结构与相邻的该字符线及该位线；
其中，手指、该绝缘表面及该感测电极形成该感测电容，而该感测电极、绝缘层及该参考电极形成该参考电容。
13.如权利要求12所述的电容式指纹读取芯片，其特征在于：该信号读取电路还包含：
一P型MOS源极跟随器，用以隔绝导线寄生电容，将感测电容及参考电容分享后的平衡电压耦合输出。
14.如权利要求13所述的电容式指纹读取芯片，其特征在于：该类动态随机存取存储器周边电路还包含：
一比较器，连接至该行多任务器，用以输出二进制信息。
15.如权利要求13所述的电容式指纹读取芯片，其特征在于：该类动态随机存取存储器周边电路还包含：
一模拟/数字转换器，连接至该行多任务器，用以输出灰度级信息。
16.如权利要求11所述的电容式指纹读取芯片，其特征在于：该电容式指纹读取芯片还包含：
一弯曲条状金属薄膜，配置于该绝缘表面之上，用以连接至一加热电源或一接地电源，以去除水气或防止静电破坏；其中，该弯曲条状金属薄膜与该加热电源或该接地电源间的连接系由该触发开关控制。
17.如权利要求11所述的电容式指纹读取芯片，其特征在于：该触发开关包含：
一触发电极；
一触发介电层，配置于该触发电极之上；及
一触发反相器；其中，当手指接触该触发开关时，手指表面会与该触发电极形成一触发电容，此触发电容会与该触发电极下的一储存电容进行电荷分享，使流经该触发电极的一电压下降并低于该触发反相器的逆转电压，以开启该电容式指纹读取芯片的电源。
18.一种电容式指纹读取芯片，包含：
二个电容感测元阵列，每一个电容感测元阵列包含多个电容感测元；
一绝缘表面，覆盖于该二个感侧元阵列之上，作为一手指接触面；
二个类动态随机存取存储器周边电路，各自对应至该每一个电容感测元阵列，该每一个类动态随机存取存储器周边电路包含：
一列译码器，配置于该电容感测元阵列旁；
多个字符线，平行地穿插于该电容感测元阵列中，并连接至该列译码器；
一行多任务器，配置于该电容感测元阵列的相邻于该列译码器的一侧；及
多个位线，平行地穿插于该感侧元阵列中，并与该多个字符线呈网状交错，且此多个位线系连接至该行多任务器；以及
一触发开关，配置于该二个电容感测元阵列之间，用以在手指接触该电容式指纹读取芯片时，开启此装置电源；
其中，该类动态随机存取存储器周边电路先输入一第一电压，使该每一个电容感测元内的一参考电容两端产生电压差，且使其内的一感测电容两端无电压差；然后再输入一第二电压，使该感测电容与该参考电容进行电荷分享；再将每一个电容感测元内稳定后的电压输出。
19.如权利要求18所述的电容式指纹读取芯片，其特征在于：该每一个电容感测元还包含：
一传感器结构，包含：
一感测电极；
一参考电极；及
一绝缘层，配置于该感测电极与该参考电极之间；及
一信号读取电路，配置于该传感器结构旁，用以连接该传感器结构与相邻的该字符线及该位线；
其中，手指、该绝缘表面及该感测电极形成该感测电容，而该感测电极、绝缘层及该参考电极形成该参考电容。
20.如权利要求19所述的电容式指纹读取芯片，其特征在于：该信号读取电路还包含：
一快门开关，用以控制该感测电容与该参考电容的连接，在其打开随即关闭的瞬间会使该感测电容与该参考电容之间进行电荷分享；及
一N型MOS源极跟随器，用以隔绝导线寄生电容，将感测电容及参考电容分享后的平衡电压耦合输出。
21.如权利要求20所述的电容式指纹读取芯片，其特征在于：该类动态随机存取存储器周边电路还包含：
一比较器，连接至该行多任务器，用以输出二进制信息。
22.如权利要求20所述的电容式指纹读取芯片，其特征在于：该类动态随机存取存储器周边电路还包含：
一模拟/数字转换器，连接至该行多任务器，用以输出灰度级信息。
23.如权利要求18所述的电容式指纹读取芯片，其特征在于：该电容式指纹读取芯片还包含：
一弯曲条状金属薄膜，配置于该绝缘表面之上，用以连接至一加热电源或一接地电源，以去除水气或防止静电破坏；其中，该弯曲条状金属薄膜与该加热电源或该接地电源间的连接系由该触发开关控制。
24.如权利要求18所述的电容式指纹读取芯片，其特征在于：该触发开关包含：
一触发电极；
一触发介电层，配置于该触发电极之上；及
一触发反相器；其中，当手指接触该触发开关时，手指表面会与该触发电极形成一触发电容，此触发电容会与该触发电极下的一储存电容进行电荷分享，使流经该触发电极的一电压下降并低于该触发反相器的逆转电压，以开启该电容式指纹读取芯片的电源。
25.如权利要求2、7、12或19项中任一项所述的电容式指纹读取芯片，其特征在于：该感测电极是由互补式金氧半导体集成电路工艺的最后一道金属层制成。
26.如权利要求17或24所述的电容式指纹读取芯片，其特征在于：该触发电极是由互补式金氧半导体集成电路工艺的最后一道金属层制成。
27.如权利要求1、6、11或18项中任一项所述的电容式指纹读取芯片，其特征在于：该绝缘表面是由互补式金氧半导体集成电路工艺的最后一道保护介电层制成。
28.如权利要求27所述的电容式指纹读取芯片，其特征在于：该绝缘表面之上还包含一层钛酸钡、钛酸锶、碳化硅或氧化坦。
29.如权利要求28所述的电容式指纹读取芯片，其特征在于：该层钛酸钡、钛酸锶、碳化硅或氧化坦的厚度为0.5至2微米。
30.如权利要求17或24所述的电容式指纹读取芯片，其特征在于：该触发介电层是由互补式金氧半导体集成电路工艺的最后一道保护介电层制成。
31.如权利要求30所述的电容式指纹读取芯片，其特征在于：该触发介电层之上还包含一层钛酸钡、钛酸锶、碳化硅或氧化坦。
32.如权利要求31所述的电容式指纹读取芯片，其特征在于：该层钛酸钡、钛酸锶、碳化硅或氧化坦的厚度为0.5至2微米。
33.如权利要求1、6、11或18项中任一项所述的电容式指纹读取芯片，其特征在于：该电容式指纹读取芯片是利用集成电路工艺制作而成。
34.如权利要求33所述的电容式指纹读取芯片，其特征在于：该电容式指纹读取芯片是利用互补式金氧半导体工艺制作而成。
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