DE69734272T2 - Kapazitive sensormatrixvorrichtung - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine kapazitive Sensormatrixanordnung mit einer Matrix von Abtastelektroden, welche mit einer Schicht aus elektrisch isolierendem Material versehen sind, die eine, von den Abtastelektroden beabstandete Abtastfläche definiert. Die Erfindung bezieht sich im Besonderen, jedoch nicht ausschließlich, auf eine Fingerabdruck-Abtastanordnung, bei welcher die Matrix von Abtastelektroden eingesetzt wird, um das Muster von Rillen und Tälern eines Fingerabdrucks einer Person kapazitiv abzutasten, wenn sich dieser über der Abtastfläche befindet.
  • Beispiele kapazitiver Sensormatrixanordnungen der oben beschriebenen Art, insbesondere Fingerabdruck-Abtastanordnungen, sind in US-A-S 325 442 und der Britischen Patentanmeldung 9 608 747.3 beschrieben. Bei diesen Beispielanordnungen wird unter Anwendung von Dünnschichttechnik eine Zeilen- und Spaltenmatrixanordnung von Abtastelementen auf einem Isoliersubstrat vorgesehen. Jedes Abtastelement weist eine Metall-Abtastelektrode und mindestens ein, mit der Abtastelektrode verbundenes Schaltelement in Form eines TFTs (Dünnschichttransistor) auf. Die Schaltelemente der Abtastelemente sind über Gruppen von Zeilen- und Spaltenadressleitern mit einem Peripheriesteuerkreis verbunden. Die Matrix von Abtastelektroden ist mit einer Schicht aus abgeschiedenem Isoliermaterial, welches Siliciumnitrid oder Polyimid enthält, versehen, wobei deren, von den Abtastelektroden entfernte Oberfläche eine im Wesentlichen planare Abtastfläche definiert, über welcher der Finger einer Person platziert wird, wobei die Abtastelektroden zusammen mit ihrem darüber liegenden, dielektrischen Material und einzelnen Fingerabdruckteilen, d.h. Rillen und Tälern, Kondensatoren bilden. Die Kapazitäten dieser einzelnen Kondensatoren werden abgetastet, indem der Steuerkreis über die zugeordneten Adressleiter und Schaltelemente an den Abtastelementen Ladungen auf die Abtastelektroden in einer Zeile auf einer Zeitbasis ausbringt und die zugeführte Ladung misst. Die Kapazität der einzelnen Kondensatoren ist von dem Abstand zwischen einer Abtastelektrode und einem darüber liegenden Fingerabdruckteil, wie durch die Dicke der dielektrischen Schicht und das Vorhandensein einer Rille oder eines Tals des Fingerabdrucks bestimmt, abhängig, und es wird durch Messen dieser Ladung für jedes Abtastelement in der Matrix durch Abtasten jeder Zeile der Abtastelemente der Reihe nach eine, durch die Variation der abgetasteten Kapazitäten, die auf der Matrix durch das Fingerabdruckrillenmuster erzeugt wird, vorgesehene, elektronische Abbildung oder Darstellung der dreidimensionalen Form der Fingerabdruckfläche erhalten.
  • Der Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, eine verbesserte, kapazitive Sensormatrixanordnung der oben erwähnten Art vorzusehen.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine kapazitive Sensormatrixanordnung der eingangs beschriebenen Art dadurch gekennzeichnet, dass die Abtastelektroden Chrom enthalten und die elektrisch isolierende Abdeckschicht Chromoxid enthält. Neben der Tatsache, dass diese in der Dünnschichtverfahrenstechnik zur Herstellung einer solchen Anordnung hoch kompatibel sind und gute Hafteigenschaften gewährleisten, bietet die Verwendung von Chrom und Chromoxid für die Abtastelektroden und Isolierschichtmaterialien verschiedene signifikante Vorteile.
  • Die Oberfläche der die Abtastfläche bildenden Isolierschicht ist freiliegend und somit möglicherweise schädigenden Einflüssen unterworfen. Ein Schaden in Form von Abrasionen oder Kratzern würde den Betrieb der Anordnung, zum Beispiel beim Abtasten von Fingerabdrücken, ernsthaft beeinträchtigen. Chromoxid weist in dieser Hinsicht ausgezeichnete Eigenschaften auf. Es ist ein sehr hartes, hoch abriebfestes Material. Von einem solchen Material kann erwartet werden, dass es den sich wahrscheinlich bei normaler Verwendung ergebenden Einwirkungen von Schmutz und Reinigung widersteht, ohne dabei Abrasionsschäden u.ä. zu erleiden. Vorteilhafterweise ist lediglich eine verhältnismäßig dünne Schicht aus diesem Material zu verwenden, wodurch die Dicke der dielektrischen Schicht in dem durch die Abtastelektrode und den darüber liegenden Fingerabdruckteil gebildeten Kondensator minimiert wird und dennoch die von dieser Schicht erforderlichen protektiven und resistiven Eigenschaften bei elektrischer Beanspruchung gewährleistet sind. Das Reduzieren der Dicke der dielektrischen Schicht und die sich ergebende Auswirkung auf Kapazitätswerte ist, unter Berücksichtigung der sehr niedrigen Kapazitätswerte, welche voraussichtlich zum Beispiel bei einer Fingerabdruck-Abtastanordnung zu erwarten sind, wichtig. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Chromoxid-Isolierschicht einen umgewandelten Oberflächenbereich der Chromelektrode auf. Die Isolierschicht kann leicht und zweckmäßigerweise durch Oxidation des Oberflächenbereichs der die Abtastelektroden bildenden, aufgebrachten Chromschicht ausgebildet werden. Es kann eine besonders gleichmäßige Chromoxid-(Cr2O3)-Schicht mit einer Dicke von vor zugsweise etwa 5 bis 10 nm (50–100 A) gebildet werden, indem die Chromschicht, zum Beispiel unter Verwendung rauchender Salpetersäure, oxidiert wird oder die Chromelektroden einem Sauerstoffplasma unterworfen werden. Nach Strukturieren einer Chromschicht auf einem Substrat zur Ausbildung der Matrix von Abtastelektroden wird die Struktur einfach in ein Bad aus rauchender Salpetersäure getaucht oder dem Sauerstoffplasma ausgesetzt, um den Oberflächenbereich sämtlicher freiliegender Chromflächen in Chromoxid umzuwandeln. Eine solche Schicht aus Chromoxid in der Rolle des Kondensatordielektrikums würde einen Kapazitätswert von etwa 6 × 109 F/cm2 bei einer Dicke von etwa 10 nm ergeben und könnte etwa ± SV aushalten, ohne Strom durchzulassen. Dagegen müsste eine Isolierschicht aus SiN-Material normalerweise eine Dicke von etwa 200 nm (2000 A) auf weisen, um Probleme bei Pinholes zu verhindern, und eine Isolierschicht aus Polyimidmaterial, welches sehr weich und kratzempfindlich ist, würde in der Regel eine größere Dicke als 100 nm aufweisen.
  • In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Abtastelektroden in Zeilen angeordnet, und leitende Adressleitungen, über welche die Kondensatoren durch einen Peripherieschaltkreis adressiert werden, erstrecken sich zwischen benachbarten Zeilen von Abtastelektroden, wobei die Adressleitungen ebenfalls Chrom enthalten und mit einer, einen Teil der Abtastfläche bildenden Isolierschicht aus Chromoxid versehen sind. Zweckmäßigerweise werden die Adressleitungen und die Abtastelektroden aus einer gemeinsamen, aufgebrachten Chromschicht gebildet. Die Anordnung kann durch eine aktive Matrix der in US-A-S 325 442 beschriebenen Art dargestellt sein, wobei ein Schaltelement, z.B. ein TFT, in Angrenzung an eine Abtastelektrode angeordnet und zwischen dem Abtastelement und einer Adressleitung geschaltet ist.
  • Die Sensormatrixanordnung kann selbstverständlich auch für andere Zwecke als zur Fingerabdruckabtastung eingesetzt werden. Durch entsprechende maßstäbliche Vergrößerung der Fläche der Abtastelektroden kann die Abtastanordnung durch eine großflächige Sensormatrixanordnung dargestellt sein, welche auf Berührungseingaben von zum Beispiel eines Fingers einer Person oder einer geeigneten Schreibnadel anspricht. Eine solche Anordnung könnte als Grafiktablett o.ä. verwendet werden.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
  • 1 – ein vereinfachtes Schemaschaltbild der kapazitiven Sensormatrixanordnung, welches eine Matrix von Abtastelementen zusammen mit zugeordneten Adressierschaltkreisen zeigt;
  • 2 – eine schematische Draufsicht eines Teils der Abtastelementmatrix, welche die Anordnung eines typischen Abtastelements zeigt; sowie
  • 3 – einen schematischen Querriss entlang Linie III-III von 2. Es sei erwähnt, dass die Figuren nicht maßstabsgetreu wiedergegeben und bestimmte Dimensionen übertrieben, andere dagegen reduziert dargestellt sind. Gleiche oder ähnliche Teile sind in den Figuren durch die gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet.
  • Bezug nehmend auf 1 weist die Fingerabdruck-Sensormatrixanordnung ein Abtastfeld 10 mit aktiver Matrixadressierung auf, welches eine Anordnung X-Y von gleichmäßig beabstandeten Abtastelementen 12 zur Abtastung eines Fingerabdrucks vorsieht. Zum Zwecke einer deutlicheren Darstellung sind lediglich einige Abtastelemente dargestellt, während in der Praxis etwa 512 Zeilen und Spalten von Abtastelementen, welche eine Fläche von etwa 2,5 cm2 einnehmen, vorgesehen sein können.
  • Jedes Abtastelement 12 weist eine elektrisch leitende Abtastelektrode 14 auf, die mit dem Drain eines TFTs 16 verbunden ist, dessen Gate- und Source-Anschlüsse jeweils mit zugeordneten Zeilen- und Spaltenadressleitern 18 und 20 verbunden sind. Die Gates der TFTs von sämtlichen Abtastelementen in einer Zeile sind mit einer jeweiligen Gruppe Zeilenadressleiter und die Sources der TFTs von sämtlichen Abtastelementen in einer Spalte mit einer jeweiligen Gruppe Spaltenadressleiter verbunden. Die Zeilenadressleiter sind an ihrem einen Ende mit einem Zeilensteuerkreis 22 und die Spaltenadressleiter an ihrem einen Ende mit einer Abtastschaltung 24 verbunden.
  • Die Abtastelementanordnung mit aktiver Matrix ist durch ein solche der in US-A-S 325 442 beschriebenen Art dargestellt, deren Offenbarung durch Nennung als hierin aufgenommen betrachtet und auf welche in Bezug auf eine detaillierte Beschreibung ihrer Betriebsweise verwiesen wird. Kurz gesagt, der Zeilensteuerkreis 22 legt der Reihe nach an jeden Zeilenleiter Ansteuerungssignale an, um die TFTs 16 der Abtastelemente 12 in der ausgewählten Zeile einzuschalten. Zur gleichen Zeit wird eine vorgegebene Spannung an die Zeilenleiter 20 angelegt. Wie beschrieben, sind die Abtastelektroden 14 der Abtastelemente von einer Schicht aus elektrisch isolierendem Material unmittelbar bedeckt, deren freiliegende, von den Abtastelektroden entfernte Oberfläche eine planare Abtastfläche definiert, auf welcher der Finger einer Person, dessen Abdruck abzutasten ist, platziert wird. Ein tatsächlicher bzw. enger, physikalischer Kontakt mit dieser Oberfläche entsteht an den Rillen des Fingerabdrucks, während Täler in dem Fingerabdruckprofil durch eine wesentlich größere Distanz von der Oberfläche beabstandet sind. Die mit Rillen versehene Fingeroberfläche ist somit von der Matrix von Abtastelektroden 14 durch einen, durch die Dicke der Isolierschicht bestimmten, minimalen Abstand beabstandet. Jede Abtastelektrode und deren darüber liegender Teil der Fingeroberfläche bilden gegenüberliegende Platten eines Kondensators, wobei die durch den Fingerteil gebildete, obere Platte effektiv auf Erdpotential liegt und die dazwischen liegende Isolierschicht und ein zwischen der Schicht und dem Fingerteil vorgesehener Luftzwischenraum das Kondensatordielektrikum bilden. Die Kapazität dieser einzelnen Kondensatoren variiert als eine Wirkungsweise des Abstands zwischen der benachbarten Fingeroberfläche und der Abtastfläche, wobei größere Kapazitäten dort auftreten, wo sich Fingerabdruckrillen in Kontakt mit der Oberfläche befinden und geringere Kapazitäten dort auftreten, wo Täler vorhanden sind.
  • Wird eine Zeile von Abtastelementen ausgewählt, werden die Kapazitäten der Abtastelemente geladen, und es wird die Höhe der einem Kondensator durch die zugeordneten Spaltenleiter zugeführten Ladung in der Abtastschaltung 24 mit Hilfe von Ladungs- oder Stromerfassungsverstärkern ermittelt. Jede Zeile von Abtastelementen wird auf diese Weise nacheinander abgetastet und adressiert, um eine, die Kapazitätsänderung auf der Matrix darstellende, elektronische Abbildung und somit das dreidimensionale Profil des Fingerabdrucks zu erzeugen.
  • Die Anordnung und der Aufbau eines typischen Abtastelements 12 der Matrix ist in 2, welche das Abtastelement in Draufsicht zeigt, sowie in 3, welche einen Querriss entlang Linie III-III von 2 zeigt, dargestellt. Die Abtastelektrode 14, welche im Allgemeinen rechteckig ist und die Fläche zwischen unmittelbar aneinander grenzenden Paaren Zeilen- und Spaltenleiter 18 und 20 einnimmt, ist mit dem Drain des TFTs 16, welcher in Angrenzung an den Schnittpunkt der zugeordneten Zeilen- und Spaltenleiter vorgesehen ist, verbunden. Die Elektroden 14, TFTs 16 und Zeilen- und Spaltenleiter 18, 20 werden sämtlich auf einem, unter Anwendung einer PECVD-Standard-Dünnschichtverfahrenstechnik gefertigten Isolatorsubstrat 30 aus Glas oder Kunststoff getragen. Die Oberfläche des Substrats 30 ist von einer Pufferisolierschicht 31 aus Siliciumdioxid bedeckt. Über der Schicht 31 wird eine Schicht aus Polysilicium aufgebracht und wird durch Implantation selektiv dotiert und photolithographisch definiert, um die Spaltenleiter 20 auszubilden, wobei integrierte Erweiterungen 33 die TFT-Source-Anschlüsse bil den und die Bereiche 34, von denen Teile 35 die Drainanschlüsse der TFTs aus n+-Polysilicium bilden, sowie die TFT-Kanalbereiche 36 die Source- und Drainanschlussbereiche aus eigenleitendem Polysilicium überbrücken. Bei Verwendung eines Kunststoffsubstrats wird stattdessen vorzugsweise eine Schicht aus amorphem Silicium aufgebracht und durch Laserrekristallisierung in Polysilicium umgewandelt. Sodann wird komplett über dieser Struktur eine weitere Schicht 37 aus Siliciumdioxid aufgebracht, und in dieser werden im Allgemeinen rechteckige Fenster 39, welche über den Bereichen 34 vorgesehen sind, ausgebildet. Teile dieser Schicht 37, welche über den Bereichen 33, 35 und 36 der Polysiliciumschicht vorgesehen sind, dienen als Gateisolatorschichten für die TFTs. Danach wird komplett über der Schicht 37 und durch die Fenster 39 darin eine Schicht aus Chrom bis zu einer Dicke von etwa 50 nm (500 A) aufgebracht, die dann photolithographisch strukturiert wird, um Streifen, welche die Zeilenleiter 18 bilden, mit integrierten Erweiterungen 38, welche die TFT-Gateelektroden vorsehen, und die Abtastelektroden 14 bildende Bereiche, welche mit den Bereichen 34 aus Polysilicium im Wesentlichen koextensiv sind und sich über die Bereiche 34 in den Fenstern in der Schicht 37 und auf die Oberseite der an die Fenster angrenzenden Schicht 37 erstrecken, zu belassen. Sodann findet auf der Chromschicht ein Oxidationsvorgang statt, um einen Oberflächenbereich der freiliegenden Teile dieser Schicht in ein Chromoxid, CrOx, umzuwandeln. Dieses erfolgt durch Eintauchen der Struktur in ein Bad aus rauchender Salpetersäure. Alternativ kann die Struktur einem Sauerstoffplasma ausgesetzt werden. Als Folge wird direkt und komplett über den Abtastelektroden 14 und weiteren freiliegenden Chromteilen, nämlich den Zeilenleitern 18 und den integrierten Erweiterungen 38 der Gateelektrode, wie bei 41 in 3 dargestellt, eine dünne, eine besonders gleichmäßige Dicke aufweisende Schicht 40 aus Cr2O3 vorgesehen.
  • Die oberen, freiliegenden Oberflächen der Schichten 40 und 41 sämtlicher Abtastelemente in der Matrix sehen zusammen die Abtastfläche vor, über welcher der Finger einer Person platziert wird. Die Schichten 40 bilden das zuvor erwähnte Kondensatordielektrikum der Abtastelemente. Obgleich sich die Schichten 40 und 41 nicht kontinuierlich über die Matrix erstrecken, nehmen sie einen wesentlichen Teil, etwa 80 bis 90% der Fläche der Matrix, ein. Teile der Isolierschicht 37 erstrecken sich unter den Zwischenräumen zwischen den Schichten 40 und 41. Die Chromoxidschichten 40 und 41 erstrecken sich nicht nur über den Oberseiten der Elektroden 14 und Zeilenleiter 18, sondern ebenfalls über deren Seitenwände. Somit setzt sich die Oberseite der Struktur vollständig aus Isoliermate rial aus den Schichten 40, 41 und 37 zusammen. Die Schichten 41 isolieren die Zeilenleiter 18, wodurch ein Kontakt durch einen Finger und die Gefahr von Kurzschlüssen zwischen Zeilenleitern auf Grund von Feuchtigkeit o.ä. auf der freiliegenden Oberfläche der Matrix verhindert wird.
  • Die physikalischen Dimensionen der Abtastelektroden 14 werden entsprechend den Auflösungscharakteristiken, welche zur Fingerabdruckabtastung erforderlich sind, ausgewählt. Zum Beispiel können die Elektroden einen regelmäßigen Abstand von etwa 50 bis 100 Mikrometer sowohl in Zeilen- als auch in Spaltenrichtung aufweisen. Die Dicke der Schicht 40 kann zwischen etwa 5 nm (50 A) und 200 nm (2000 A) verändert werden. Vorzugsweise wird die Dicke der CrOx-Schicht 40 jedoch so ausgewählt, dass sie etwa 10 nm beträgt. Die Schicht 40 weist eine Dielektrizitätskonstante auf, welche bei dieser bevorzugten Dicke einen Kapazitätswert von etwa 6 × 10–9 F/cm2 ergibt. Eine solche Schicht kann etwa ±5 Volt aushalten, ohne Strom durchzulassen. Typischerweise sieht ein Abtastelement von etwa 50 μm mal 50 μm bei Kontakt mit einer Fingerabdruckrille eine Kapazität von etwa 0,2 pF vor.
  • Die auf die oben beschriebene Weise vorgenommene Umwandlung des Oberflächenbereichs der aufgebrachten Chromschicht durch Oxidation ist sowohl einfach als auch zweckmäßig. Es ist eine genaue Steuerung der Dicke der Schichten 40 und 41 möglich. Die Dicke der Schicht 40, zum Beispiel etwa 10 nm, ist wesentlich geringer als eine solche, die stattdessen unter Verwendung von Siliciumnitrid oder Polyimid erforderlich wäre, was wichtig ist, wenn die bei einer Abtastelementanordnung dieser Art bedingten, sehr niedrigen Kapazitätswerte berücksichtigt werden. Darüber hinaus ist das CrOx-Material durch seine ausgezeichneten kratzfesten Eigenschaften ganz besonders als Schutzschicht geeignet, und es ist unwahrscheinlich, dass es durch Schleifmittel Schaden nimmt, was bei Fingerabdruckabtastung und Reinigung bei normaler Verwendung beobachtet werden kann.
  • Es wird in Betracht gezogen, weitere Techniken anzuwenden, um die unmittelbar darüber liegende Chrom- und Chromoxidschicht auszubilden. Zum Beispiel kann eine Schicht aus Chrom durch Aufsputtern aufgebracht werden. Während des Aufbringens geht das Sputtergas von Argon in Sauerstoff über, um eine Oxiddeckschicht zu bilden. Durch Veränderung der Sauerstoffkonzentration können verschiedene Arten Chromoxid (CrO, CrO2, Cr2O3) erzeugt werden. Die Schichten werden dann unter Anwendung eines Nassätz- oder Sputterätzverfahrens entsprechend strukturiert.
  • Um die Matrixstruktur zu vervollständigen, kann elektrisch leitendes Material über der Oberseite der Matrix in Form von parallelen Streifen oder einer Gitterstruktur sowie über den Zwischenräumen zwischen aneinander grenzenden Zeilen und/oder Spalten der Abtastelektroden 14, wie in US-A-S 325 442 beschrieben, vorgesehen werden, welche bei Betrieb geerdet sind. Es kann besser sein, parallele Streifen aus leitendem Material zu verwenden, welche sich, von den Zeilenleitern 18 lateral verschoben und nicht über den Abtastelektroden 14 angeordnet, in Zeilenrichtung erstrecken. Durch den Kontakt zwischen diesen Leitern und dem Finger einer Person ist die Erdung des Fingers sichergestellt, und es besteht nicht die Gefahr einer Beschädigung der Matrix auf Grund statischer Elektrizität.
  • Selbstverständlich können weitere Abtastelementanordnungen verwendet werden. Zum Beispiel kann das Abtastelement durch ein solches der in der Britischen Patentanmeldung 9608747.3 beschriebenen Art dargestellt sein und zwei TFTs aufweisen, deren Gates mit verschiedenen Zeilenadressleitern verbunden sind, wobei ein TFT betrieben wird, um an die Abtastelektrode eine Ladung anzulegen, und der andere TFT betrieben wird, um die gespeicherte Ladung, wie durch den Kapazitätswert in Abhängigkeit des Fingerabdruckteils bestimmt, über einen Spaltenadressleiter zu einem Leseverstärker zu übertragen.
  • Obgleich das oben beschriebene Ausführungsbeispiel eine Fingerabdruck-Abtastanordnung aufweist, kann die kapazitive Abtastelementanordnung ebenfalls für andere Zwecke eingesetzt werden. Zum Beispiel kann durch maßstäbliche Vergrößerung der Abtastelementfläche eine großflächigere, kapazitive Sensormatrix vorgesehen werden, welche sich zur Verwendung in einem Berührungseingabesystem eignet und auf den Finger einer Person oder einen geeigneten Stift reagiert. Eine solche Vorrichtung kann als Grafiktablett, als Cursorsteuerungsblock des Computerbildschirms o.ä. verwendet werden.
  • Es sind verschiedene Modifikationen möglich, was für Fachkundige auf der Hand liegt. Insbesondere kann die Anordnung der Komponenten der Abtastelemente sowie die für die Adressleiter und TFTs verwendeten Materialien verändert werden. Zum Beispiel können die Spaltenleiter aus Metall vorgesehen sein, und für die TFTs kann amorphes Silicium eingesetzt werden.
  • Ebenso versteht es sich von selbst, dass bei einer kleinflächigeren Matrixanordnung, wie zum Beispiel einer Fingerabdruck-Abtastanordnung, das Abtastfeld 10, statt unter Verwendung eines Isolatorsubstrats und Anwendung eines Dünnschichtauftragungs verfahrens, alternativ unter Verwendung einer Halbleiterscheibe und Anwendung integrierter Schaltkreistechnik vorgesehen werden kann.
  • Zusammenfassend wurde daher eine kapazitive Sensormatrixanordnung offenbart, welche eine Matrix von einzelnen Abtastelektroden aufweist, die mit einer Schicht aus isolierendem Material versehen sind, die eine Abtastfläche definiert, auf welcher der Finger einer Person platziert wird, wobei jede Abtastelektrode, ihr darüber liegender Fingerabdruckteil und die dazwischen liegende Isolierschicht bei Betrieb eine Kapazität erzeugen. Die Abtastelektroden sind aus Chrom, und das Isolierdeckmaterial enthält eine dünne Schicht aus Chromoxid, welche ausgezeichnete Kratzfestigkeit bietet und zweckmäßigerweise durch Oxidation eines Oberflächenbereichs der Abtastelektroden gebildet werden kann. Bei einer Zeilen- und Spaltenmatrix können Adressleitungen, welche sich zwischen Zeilen von Elektroden erstrecken, ebenfalls Chrom enthalten und mit Chromoxid bedeckt sein.
  • Bei Lesen der vorliegenden Offenbarung ergeben sich für Fachkundige weitere Modifikationen. Solche Modifikationen können weitere Merkmale mit sich bringen, welche bei der Entwicklung, Herstellung und Verwendung von Systemen auf dem Gebiet kapazitiver Sensormatrixanordnungen sowie von Bauelementen derselben bereits bekannt sind, und welche daher an Stelle oder zusätzlich zu den hier bereits beschriebenen Merkmalen verwendet werden können.

Claims (7)

  1. Kapazitive Sensormatrixanordnung mit einer Matrix von Abtastelektroden (14), welche mit einer Schicht aus elektrisch isolierendem Material (40) versehen sind, die eine, von den Abtastelektroden beabstandete Abtastfläche definiert, dadurch gekennzeich net, dass die Abtastelektroden Chrom enthalten und die elektrisch isolierende Abdeckschicht Chromoxid enthält.
  2. Kapazitive Sensormatrixanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Chromoxidisolierschicht einen oxidierten Oberflächenbereich der Chrom-Abtastelektrode aufweist.
  3. Kapazitive Sensormatrixanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht eine Dicke von etwa 5 bis 10 nm aufweist.
  4. Kapazitive Sensormatrixanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtastelektroden in Zeilen angeordnet sind, und dass die Anordnung elektrisch leitende Adressleiter (18) aufweist, welche sich zwischen benachbarten Zeilen von Abtastelektroden erstrecken, wobei die Adressleitungen Chrom enthalten und von einer Isolierschicht aus Chromoxid (41) bedeckt sind, welche einen Teil der Abtastfläche bildet.
  5. Kapazitive Sensormatrixanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtastelektroden und Adressleitungen Teile einer gemeinsamen Schicht aus Chrom aufweisen.
  6. Kapazitive Sensormatrixanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass jede Abtastelektrode mit einem jeweiligen Schaltelement (16) verbunden ist, welches in Angrenzung an diese angeordnet und mit einer der Adressleitungen verbunden ist.
  7. Fingerabdruck-Abtastanordnung mit einer kapazitiven Sensormatrixanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei welcher bei Betrieb der Finger einer Person über der Abtastfläche platziert wird, und welche Mittel zur Ermittlung von Kapazitäten, die aus dem Vorhandensein jeweiliger, über einzelnen Abtastelektroden (14) liegender Fingerabdruckteile resultieren, aufweist.
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