FR2839173A1 - Detecteur capacitif d'empreintes digitales - Google Patents
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Abstract
Détecteur capacitif d'empreintes digitales comprenant une pluralité d'éléments capacitifs de détection (20) disposés sous la forme d'une matrice 2D. Un principe de partage de charges est utilisé pour lire les signaux dans l'élément capacitif de détection (20). Chaque élément capacitif de détection (20) comporte une couche de surface isolante (30), une électrode de détection (31a), une électrode de référence (32), un condensateur de référence (325) et un circuit de lecture de signaux. L'électrode de détection (31a) est située sous la couche de surface isolante (30). Lorsqu'un doigt vient au contact de la couche de surface isolante (30), un condensateur de détection (324a) se forme entre eux. Le condensateur de référence (325) est connecté entre les électrodes de référence et de détection (32, 31a). Le circuit de lecture de signaux est connecté aux électrodes de détection et de référence (31a, 32), fourni de façon répétée des signaux de commande pour charger le condensateur de référence (325) puis pour permettre aux condensateurs de référence et de détection (325, 325a) de partager des charges. Enfin, la tension de détection de l'électrode de détection (31a) peut être lue.
Description
DU BIT RECUS.
DETECTEUR CAPACITIF D'EMPREINTES DIGITALES
L'invention est relative à un détecteur capacitif d'empreintes digitales et, plus particulièrement, à un détecteur capacitif d'empreintes digitales fonctionnant selon un principe de partage de charges. On connâît de nombreuse s techniques p ermettant d' identifier une personne par l'identification des empreintes digitales de la personne. L'utilisation d'un tampon encreur et le transtert direct d'encre par le pouce ou un autre doigt 0 depuis le tampon encreur sur une carte d'enregistrement constitue la manière classique de procéder à cette identification. Ensuite, un analyseur optique analyse la carte d'enregistrement pour obtenir une image qui est ensuite comparée à des images d'empreintes digitales figurant dans la base de données d'un ordinateur. Cependant, l'inconvénient le plus grave du procédé ci- dessus est que l' identificati on de s i5 empreintes digitales ne peut pas être traitée en temps réel et ne peut donc pas faire face à un besoin de vérificati on en temps réel, par exemple une vérificati on de réseau, d'entreprise électronique, d'équipements électriques portatifs, d'une carte
d'identité personnelle, d'un système de sécurité et autres.
Le procédé permettant de lire en temps rcel des empreintes digitales est devenu la technique majeure sur le marché de la biométrie. Le procédé selon la technique antérieure pour lire en temps réel des empreintes digitales appartient à un procédé optique qui, par exemple, est décrit dans les brevets des E.U.A. n 4 053 228 et 4 340 300. Cependant, des détecteurs d'empreintes digitales utilisant ces procédés peuvent avoir l'inconvénient d'être kès volumineux et d'avoir tendance à être trompés
2s par une image falsifiée.
Par conséquent, on met au point des détecteurs d'empreintes digitales à puces, qui suppriment les inconvénients du détecteur optique et sont réalisés en recourrant à la technologie des semiconducteurs. Si on considère les procédés à circuits intégrés à semiconducteurs, le détecteur capacitif d'empreintes digitales est devenu le moyen le plus direct et le plus simple. Dans le brevet des E.U.A. n 4 353 056, Tsikos décrit un détecteur capacitif d'empreintes digitales comprenant des éléments capacitifs de détection disposés suivant une matrice en deux dimensions (2D), dans lequel des condensateurs formés entre les plaques
électrodes et les reliefs des doigts servent à détecter les empreintes digitales.
3s Cependant, le procédé de Tsikos pour utiliser un circuit extérieur pour un balayage séquentiel de chaque condensateur a tendance à être influencé par la capacité parasite du fl, et on ne peut donc pas obtenir une image d'une meilleure qualité. Knapp décrit sensiblement la même conception dans le brevet des E.U.A. n 5 325 442, à l'exception d'une différence. Au lieu du balayage séquentiel du brevet Tsikos, Knapp s utilise un commutateur à un seul transistor à couche mince pour commander chaque élément de détection de capacité, et les condensateurs sont chargés par le courant de façon à permettre la lecture des signaux. Les différences de capacité entre les éléments capacitifs de détection peuvent étre obtenues en mesurant les différents courants de charge. Cependant, le problème de la capacité parasite du fil ne peut 0 toujours pas être résolu efficacement. Dans les brevets des E.U.A. n 6 016 355 et 6 049 620, Dickinson et al. décrivent un procédé pour décharger des condensateurs en tension constante, et on utilise le procédé de fabrication de circuits intégrés au silicium. Chaque élément capacitif de détection utilise un commutateur de charge/décharge composé d'une pluralité de transistors MOS. Tout d'abord, chaque is condensateur est chargé à une tension constante. Ensuite, un circuit extérieur commande un courant de décharge constant pendant un laps de temps fxe, la capacité peut étre obtenue en mesurant la tension après décharge et la lecture de
l'image en 2D de la capacité peut ainsi être entièrement réalisce.
Cependant, dans le procédé de lecture par charge/décharge, l' inconvénient est que les commutateurs de décharge à MO S (commandé s par de s miroirs de cour ant extérieur s) de chaque élément cap acitif de détecti on du détecteur doivent avoir des propriétés uniformes. Comme un détecteur d'empreintes digitales typique peut comporter des dizaines de milliers d'éléments de détection, il est diffcile de ma^triser l'uniformité de chaque MO S de décharge lors des pro cédés de
2s fabrication, et l'uniformité des signaux d'empreintes digitales de sortie se dégrade.
Bien qu'un courant de décharge d'une plus grande intensité puisse améliorer la sensibilité de l' élément de détection, la consommation d' énergie de c elui-ci peut également être accrue. Avec un faible courant de décharge, une augmentation de l'intervalle de temps est nécessaire pour obtenir une sensibilité suffsante au prix de
la vitesse d'acquisition d'image.
L'invention vise à réaliser un détecteur capacitif d'empreintes digitales appliquant un principe de partage de charges pour détecter la capacité
correspondant à l'empreinte digitale.
L'invention vise également à réaliser un détecteur capacitif d'empreintes digitales appliquant un principe de partage de charges et un commutateur d'obturation pour détecter instantanément la capacité correspondant à
l'empreinte digitale.
Pour atteindre les objectifs indiqués ci-dessus, l'invention propose un détecteur capacitif d'empreintes digitales qui comprend une pluralité d'éléments capacitifs de détection disposés sous la forme d'une matrice 2D. Chaque élément capacitif de détection comporte une couche de surface isolante, une électrode de détection, une électrode de référence, un condensateur de rétérence et un circuit de
o lecture de signaux. Un doigt peut venir au contact de la couche de surface isolante.
L' électro de de détection se trouve sous la couche de surface iso lante et un condensateur de détection se forme entre l'électrode de détection et le doigt lorsque le doigt arrive au contact de la couche de surface isolante. L'électrode de rétérence est située sous l'électrode de détection. Le condensateur de référence est monté entre l'électrode de référence et l'électrode de détection. Le circuit de lecture de signaux est connecté à l'électrode de détection et à l'électrode de référence. Des tensions de commande appliquées de façon répétée de l'extérieur permettent au circuit de lecture de signaux de charger tout d'abord le condensateur de rétérence afin d'accumuler des charges, puis de permettre au condensateur de rétérence et au condensateur de détection de partager les charges. Enfin, la tension de détection au niveau de
l'électrode de détection est mesurée et transmise au circuit périphérique.
Le circuit périphérique comprend essentiellement un décodeur de rangées, des lignes de commande, un multiplexcur de colonnes, des lignes de signaux et un amplificateur. Le décodeur de rangées est disposé sur le côté de la matrice d'éléments de détection. Les lignes de commande sont connectées au décodeur de rangées et sont insérées parallèlement dans la matrice d'éléments de détection pour fournir des tensions de commande au circuit de lecture de signaux dans l'élément capacitif de détection. Le multiplexeur de colonnes est disposé sur le côté de la matrice d'éléments de détection et sur un côté perpendiculaire au décodeur de rangées. Les lignes de signaux sont insérées verticalement dans la matrice d'éléments de détection afin de délivrer au multiplexcur les signaux de tension produits par les circuits de lecture de signaux. L'amplificateur amplifie les signaux délivrés par le multiplexeur. Tout d'abord, le cTrcuit périphérique fournit au circuit de lecture de signaux un ensemble des mémes première et seconde tensions de commande pour la fonction de remise à zéro servant à créer une différence de tension entre deux bornes du condensateur de référence aDm d'accumuler des charges et d'évacuer efficacement les charges résiduelles du condensateur de détection. Ensuite, le circuit périphérique fournit au circuit de lecture de signaux un autre ensemble des mémes troisième et quatrième tensions de commande et une tension de commande d'impulsion pour permettre au condensateur de détection et au condensateur de rétérence de partager
des charges et de lire les signaux de détection.
L'invention et nombre des avantages qui s'y attachent apparâîtront
facilement plus clairement en référence à la description détaillée ciaprès, faite en
o considération des dessins annexés, sur lesquels: la Figure 1 est une illustration schématique représentant le doigt au contact du détecteur capacitif d'empreintes digitales selon l'invention; la Figure 2 est une illustration schématique représentant l' architecture de la matrice d' éléments de détection du détecteur c ap acitif is d'empreintes digitales selon l'invention; la Figure 3 est une illustration schématique agrandie représentant le doigt au contact de l'élément de détection; la Figure 4 est une illustration schématique représentant la structure de l'élément de détection dans la forme de réalisation de l' invention; la Figure 5 est une, illustration schématique représentant la conception de l' invention permettant d'éviter des dommages par décharge électrostatique (DDE); et la Figure 6 est une illustration schématique représentant le
comrnutateur capacitif de déclenchement dans la forme de réalisation de l' invention.
s Contrairement aux conceptions de circuits de lecture d'autres détecteurs capacitifs de l'empreinte digitale, l'invention utilise un principe de partage de charge pour lire la capacité. Le principe est essentiellement issu de la conception d'une mémoire vive dynamique (DRAM) à l' exception de la différence consistant en ce que la DRAM utilise un condensateur parasite d'un fil comme condensateur de rétérence et que la sortie de la DRAM est une sortie binaire (O ou 1). En revanche, l' invention utilise un condensateur de rétérence spécifique et les rapports de chaque capacité de rétérence à une capacité de détection correspondante sont commandés avec précision. Donc, méme s'il y a des erreurs de fabrication dans les éléments de 3s détection, une image d'une bonne uniformité peut être obtenue dans la mesure o il est possible de maintenir inchangés les rapports de chaque capacité de détection à chaque capacité de rétérence correspondante des éléments de détection présents dans une zone locale. L'effet peut étre obtenu selon la technologie actuelle de fabrication des circuits intégrés. En outre, l'architecture du circuit permettant de mettre en _uvre le principe de partage des charges est très simple et la sensibilité de chaque élément
de détection peut être efficacement accrue.
Considérant la Figure 1, un détecteur 2 d'empreintes digitales comprend une pluralité d'éléments capacitifs de détection 20 disposés sous la forme d'une matrice 2D. Lorsqu'un doigt 1 vient au contact du détecteur 2, les reliefs o irréguliers 11 de la peau du doigt 1 viennent au contact des éléments capacitifs de détection 20 et des courbes de capacité 11 a correspondant aux reliefs 11 peuvent être obtenues du détecteur 2. Il est possible d'obtenir la forme des reliefs 11 des doigts en
mesurant les courbes de capacité 11 a.
L' architecture du détecteur de la Figure 1 va être décrite en détail en rétérence aux fgures 2 et 3. Le détecteur capacitif d'empreintes digitales comprend principalement une matrice 201 d'éléments capacitifs de détection, une couche de surface isolante 30 ayant une surface de contact de doigt, et un circuit périphérique de base composé d'un décodeur 203 de rangées, d'un multiplexeur 204 de colonnes et de plusieurs ensembles de lignes de commande 213 et d'une pluralité de lignes de signaux 214. Le décodeur 203 est disposé sur le côté de la matrice 201 d'éléments de détection. Les ensembles de lignes de commande 213 sont insérés parallèlement dans
la matrice 201 d'éléments de détection et sont connectés au décodeur 203 de rangées.
Le multiplexcur 204 de colonnes est disposé sur le côté de la makice 201 d'éléments de détection et sur un côté perpendiculaire au décodeur 203 de rangées. Les lignes 2s 214 de signaux sont insérées verticalement dans la matrice 201 d'éléments de détection pour croiser les lignes de cornmande 213 et sont connectées au
multiplexeur 204 de colonnes.
Comme représenté sur la Figure 2, le décodeur 203 de rangée commande la charge et le partage de charges dans un élément capacitif de détection spécifique 20a par l'intermédiaire d'un ensemble spécifique de lignes de commande 213a. Ensuite, un signal de tension délivré par l'élément capacitif de détection 20a est obtenu par le multiplexeur 204 de colonne par l'intermédiaire d'une ligne spécifique 214a de signaux. Les signaux de tension obtenus peuvent être ampliblés et convertis successivement en images numériques à gamme de gris par une unité de kaitement 3s 206 de signaux analogiques comportant un amplifcateur de gain programmable et un convertisseur analogique-numérique. Selon une autre possibilité, les signaux de tension peuvent être comparés à une tension de rétérence d'un comparateur 205, et
seulement des donnces binaires d'image de 0 et 1 sont délivrées.
En rétérence à la Figure 3, chaque élément capacitif de détection 20 s comprend un substrat 10, une électrode de rétérence 32 formée sur le substrat 10, une couche isolante 33 formée sur le substrat 10 et l'électrode de rétérence 32, une électrode de détection 31 formée sur la couche isolante 33, et une couche de surface isolante 30 formée sur l'éleckode de détection 31 et la couche isolante 33. L'électrode de détection 31 peut être formée par le dernier métal d'interconnexion d'un procédé 0 CMOS. Lorsque le doigt arrive au contact du détecteur, un condensateur de détection 324 à capacité Cfr se forme entre le relief 11 et la couche de surface isolante 30, et un condensateur de détection 324' à capacité Cfv se forme entre le creux 12 et la couche de surface isolante 30. Comme le doigt peut être considéré comme un conducteur et qu'il existe effectivement une distance libre entre le creux 12 et la couche de surface isolante 30, Cfr est très supérieure à Cfv. La couche de surface isolante 30 peut être réalisée avec la même matière qu'une couche de passivation en diélectrique dans le procédé CMOS consistant à empiler l'un au-dessus de l'autre de l'oxyde de silicium et du nitrure de silicium, et les épaisseurs des couches d'oxyde de siliclum et de nitrure de silicium peuvent être choisies de façon à être différentes l'une de l'autre et comprises entre 0,8 et 1,2 micromètres selon les différents procédés CMOS. Cependant, pour accroître la durce de vie du détecteur d'empreintes digitales, une couche de matière très dure, à forte constante diélectrique, par exemple du titanate de baryum, du titanate de strontTum, du carbure de silicium, de l'oxyde de tantale ou autres, peut êhe ajoutée sur la couche de surface isolante 30 et l'épaisseur
de la couche peut être comprise entre 0,5 et 2 micromèhes.
De plus, un condensateur de rétérence 325 est disposé entre l'électrode de détection 31 et l'électrode de rétérence 32. La conception du condensateur de détection 324 et du condensateur de rétérence 325 permet à
l'invention d'appliquer le principe du partage de charge qui sera décrit plus loin.
En référence aux figures 4 et 3, chaque élément capacitif de détection 20 selon l' invention comporte une structure de détection 34a et un circuit a de lecture de signaux. La skucture de détection 34a comporte une couche de surface isolante 30, une électrode de détection 31a (correspondant à l'élément 31 de la Figure 3), une électrode de référence 32 et une couche isolante 33 (Figure 3). La 3s couche de surface isolante 30 possède une surface de contact de doigt. L'électrode de l détection 31a est située sous la couche de surface isolante 30. Lorsque le doigt arrive au contact de la couche de surface isolante 30, un condensateur de détection 324a (ou 324a') se forme entre l'électrode de détection 31a et le doigt. L'électrode de référence 32 se trouve sous l'électrode de détection 31. Le condensateur de rétérence 325a est s connocté entre l'électrode de référence 32 et l'électrode de détection 31a. Le circuit a de lecture de signaux comporte un commutateur d'obturation 328, un commutateur de remise à zéro 313a et une source suiveuse NMOS 311a. Le cornmutateur de remise à zéro 313a commande la charge du condensateur de rétérence 325a et l'élimination des charges résiduelles du condensateur de détection 0 324a (324a'). On va maintenant décrire le mécanisme de lecture et le fonctionnement
du circuit 35a de lecture de signaux.
Lorsque le détecteur d'empreintes digitales est en marche, le décodeur 203 de rangées fournit de façon séquentielle et répétée des tensions de commande à chaque circuit 35a de lecture de signaux par l'intermédiaire de chaque ensemble de lignes de commande 213. Tout d'abord, un premier ensemble de tensions de commande 317 (0 V) est fourni au commutateur de remise à zéro 313a pour activer le commutateur de remise à zéro 313a et l'électrode de détection 3 la est ainsi connoctée à la terre (0 V) et le point 318 est connecté à la ligne d'alimentation Vdd. Dans ce cas, deux bornes du condensateur de détection 324 ou 324a' n'ont pratiquement pas de différence de tension et les deux bornes du condensateur de réDérence 325a ont une différence de tension de Vdd, et des charges peuvent s'accumuler dans le condensateur de rétérence 325a. Les charges Q31 sont représentées par Q31 = Vdd * (C325a + C326) (1), 2s o C325a représente la capacité du condensateur de rétérence et
C326 représente la capacité parasite.
Ensuite, un second ensemble de tensions de commande 317 (5 V) est fourni au commutateur de remise à zéro 313a pour désactiver le commutateur de remise à zéro 313a et ainsi supprimer la connexion entre l'électrode de détection 31 a et la terre. L'électrode de détection 31a est maintenue à un potentiel de terre et le point 318 est maintenu à la tension Vdd. En méme temps, une tension de commande d'impulsions est fournie pour activer/désactiver le commutateur d'obturation 328 et les charges Q31 accumulées dans le condensateur de rétérence 325a sont partagées entre le condensateur de détection et le condensateur de rétérence à l' instant o le 3s commatateur d'obturation 328 est activé. Après la redistribution des charges dans un délai de quelques nanosecondes, une tension stable V31 au point 318 peut être obtenue sous la forme V31 = Q31 / (C324a + C325a + C326) (2),
o C324a représente la capacité du condensateur de détection 324a.
En substituant dans l'équation (2) la charge Q31 de l'équation (1), on peut obtenir: V31 = Vdd * (C325a + C326) / (C324a + C325a + C326) (3), Comparé au condensateur C324a (50 à 150 fF) et au condensateur de rétérence C325a (50 à 150 fF), le condensateur parasite typique C326 (< 10 fF) peut être négligé, l'équation (3) pouvant alors étre réccrite sous la forme V31 = Vdd * (C325a + C326) / (C324a + C325a) = Vdd * 1 / (C324a I C325a + 1) (4) I1 ressort clairement de l'équation (4) que la tension V31 est détermince uniquement par le rapport de la capacité de détection à la capacité de rétérence. Cela signifie, comme indiqué plus haut, qu'une image d'une bonne uniformité peut être obtenue pour autant que les rapports de chaque capacité de détection à chaque capacité de référence correspondante des éléments de détection
dans une zone locale puissent être commandés avec précision.
La tension de détection V31 peut être couplée et délivrée par la source suiveuse NMOS 311a servant de tampon et la tension Vout est appliquce à
une ligne de signal correspondante 214.
En bref, un ensemble des même première et seconde tensions de commande est fourni au cTrcuit 35a de lecture de signaux à fonction de remise à zéro pour permettre à deux bornes du condensateur de rétérence 325a d'avoir une différence de tension et à deux bornes du condensateur de détection 324a (324a') de 2s n'avoir aucune différence de tension. Ensuite, un autre ensemble des même troisième et quatrième tensions de commande et une tension de commande d'impulsions sont fournis au circuit 35a de lecture de signaux pour permettre au condensateur de détection 324 (324a') et au condensateur de référence 325a de partager des charges et
de mesurer les signaux de détection.
Les man_uvres d'obturation du commutateur d'obturation 328 de
redistribution de charges sont semblables à celles d'un appareil photographique.
Ainsi, toutes les donnces présentes dans les éléments de détection sont mesurces instantanément lorsque le doigt arrive au contact du détecteur et sont verrouillées aux points 318 puis sont lues de manière séquentielle. Ainsi, l'image capturée de l' empreinte digital e ne risque p as d' être détériorée même s i le do i gt de l 'utilis ateur
bouge ou vibre, ce qui constitue un avantage très utile dans la forme de réalisation.
De plus, l'invention propose également une manière de résoudre le
problème des dommages DDE affectant le détecteur capacitif d'empreintes digitales.
Comme représenté sur la Figure 5, un film métallique maillé 24 peut être disposé sur la surface extérieure du détecteur 2 d'empreintes digitales o sous la couche de surface isolante (une partie de la couche de surface isolante est supprimoe pour découvrir une partie du film métallique 24 permettant des décharges électrostatiques à travers celle-ci). Le film métallique maillé 24 est relié à la terre 0 pour guider les charges électrostatiques vers la terre GND selon le principe des paratonnerres. La conception permet d'éliminer les charges électrostatiques et d'emp êcher l' endomrnagement de s éléments internes de circuits de déte cteurs 2 par les charges électrostatiques. Le film métallique maillé peut être en nitrure de titane dans les procédés CMOS, car le nitrure de titane est conducteur et se prête à une
utilisation de longue durée, et il peut résister à l'usure et à l'érosion.
De plus, l'invention permet également une conception économisant l'énergie grâce à l'utilisation d'un commutateur capacitif de déclenchement 202a, comme représenté sur la Figure 6. Le commutateur capacitif de déclenchement 202a peut provoquer l'alimentation électrique du détecteur après qu'il a été estimé que le détecteur est au contact du doigt. La conception permet d' économiser l' énergie consommoe par le détecteur d'empreintes digitales (la consommation électrique en fonctionnement est d'environ 50 à 150 mW), ce qui est avantageux pour les équipements électriques portatifs. Le commutateur capacitif de déclenchement 202a peut être considéré corome un pseudo élément de détection qui occupe une partie de la surface des éléments capacitifs de détection. Le commutateur 202a comporte une électrode de déclenchement 40, une couche de déclenchement 41 en diélectrique et un inverseur 406 de phase de déclenchement. La matière de la couche de déclenchement 41 en diélectrique est la même que celle de la couche de surface isolante 30, et la couche 41, d'une épaisseur de 0,8 à 1,2 micromètres, peut être formée à l'aide du dernier procédé CMOS pour former la couche protectrice en diélectrique. Selon une autre possibilité, une couche de matière très rigide, à coefficient diélectrique élevé, par exemple le titanate de baryum, le titanate de strontium, le carbure de siliclum, l'oxyde de tantale et autres, peut être formoe en tant que couche de déclenchement 41 en diélectrique, et l'épaisseur de la couche peut être
3s comprise entre 0,5 et 2 micromètres.
Si le doigt touche la surface du détecteur, un condensateur de déclenchement 401 se forrne entre le doigt, la couche de déclenchement 41 en diélectrique et l'électrode de déclenchement 40. Selon le principe du partage des charges, le condensateur de déclenchement 401 partage les charges stockées dans le s condensateur de stockage 402 et la tension de l'électrode de déclenchement 40 chute immédiatement de la tension constante Vdd à une tension Vmin. Si Vmin est inférieure à une tension inverse (ordinairement de 2,0 à 2,5 volts) de l'inverseur de phase de déclenchement 406, un signal de déclenchement 407 passe de 0 à 1 pour générer un signal de tension montante qui peut servir de signal d'excitation pour le lo commutateur de déclenchement pour ainsi activer l'alimentation électrique du détecteur 2 d'empreintes digitales. La conception du commutateur de déclenchement 202a et le procédé de fabrication de celui-ci sont entièrement identiques à ceux de l'élément capacitif de détection et on s'abstiendra de les décrire en détail. Selon le commutateur de déclenchement 202a, la consommation d'énergie du détecteur d'empreintes digitales peut étre inférieure à 1 mW au repos et la conception convient
tout à fait pour les équipements électriques portatifs.
Claims (10)
1. Détecteur capacitif (2) d'empreintes digitales, comprenant: une matrice (201) d'éléments capacitifs de détection (20) comportant une pluralité d'éléments capacitifs de détection (20); une couche de surface isolante (30) couvrant la matrice (201) d'éléments de détection pour servir de surface de contact pour un doigt (1); et un circuit périphérique de base, comprenant: un décodeur (203) de rangées disposé sous la matrice (201) d'éléments de o détection; plusieurs ensembles de lignes de commande (213) insérées, parallèlement, dans la matrice (201) d'éléments de détection et connectées au décodeur (203) de rangées. un multiplexcur (204) de colonnes disposé sur le côté de la matrice (201) d'éléments de détection et sur un côté perpendiculaire au décodeur (203) de rangées, une pluralité de lignes (214) de signaux, insérées verticalement dans la matrice (201) d'éléments de détection pour croiser les lignes de commande (213) et connectées au multiplexcur (204) de colonnes, caractérisé en ce que: chacun des éléments capacitif de détection (20) comporte une structure de détection (34a) et un circuit (35a) de lecture de signaux, la structure de détection (34a) comporte une électrode de détection (31a), une électrode de rétérence (32) et une couche isolante (33) entre les électrodes de détection et de rétérence (31a, 32), le circuit (35a) de lecture de signaux est disposé sur le côté de la structure de détection (34a) pour connecter la structure de détection (34a) aux lignes correspondantes (213, 214) de commande et de signaux, un condensateur de détection (324a) se forme entre le doigt (1) et l'élechode de détection (31a), et un condensateur de rétérence (325) se forme entre les électrodes de détection et de rétérence (31a, 32); et le circuit périphérique de base applique de façon répétée, par l'intermédiaire des lignes de commande (213): un ensemble des mêmes première et seconde tensions de commande (317) au circuit (35a) de lecture de signaux à fonction de remise à zéro pour permettre à deux bornes du condensateur de référence (325) d'avoir une différence de tension et à deux bornes du condensateur de détection (324a) de n'avoir aucune différence de tension; et un autre ensemble des mêmes troisième et quatrième tensions de commande (17) et une tension de commande d'impulsions au circuit (35a) de lecture de signaux de façon à permettre au condensateur de détection (324a) et au condensateur de
rétérence (325) de partager des charges et de lire des signaux de détection.
s
2. Détecteur (2) d'empreintes digitales selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit périphérique de base comprend en outre: une unité de traitement (206) de signaux analogiques comprenant un amplifcateur de gain programmable et un convertisseur analogiquenumérique pour 0amplifier et convertir des signaux de tension délivrés par le multiplexeur (204) de
colonnes respectivement en données numériques d'image à échelle de gris.
3. Détecteur (2) d'empreintes digitales selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit (35a) de lecture de signaux comprend: un commatateur de remise à zéro (313a) pour commander la charge du condensateur de rétérence (325) et éliminer les charges résiduelles du condensateur de détection (324a); un commutateur d'obturation (328) pour commander la connexion entre le condensateur de détection (324a) et le condensateur de rétérence (325), le condensateur de détection (324a) et le condensateur de rétérence (325) partageant les charges à l'instant o le commutateur d'obturation (328) est activé puis désactivé; et une source suiveuse NMOS (311a) servant de tampon pour fournir aux lignes de signaux (214) une tension équilibrée après le partage de charges entre les
condensateurs de détection et de référence (324a, 325).
2s
4. Détecteur (2) d'empreintes digitales selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit périphérique comprend en outre: un comparateur (205) connocté au multiplexeur (204) de colonnes pour comparer les signaux de tension délivrés par le multiplexeur (204) de colonnes avec une tension de référence du comparateur 205, puis délivrer des donnces binaires 0 et
1 d'image.
5. Détecteur (2) d'empreintes digitales selon la revendication 1, comprenant en outre un film métallique maillé (24) disposé sur la couche de surface
3sisolante (3) et connecté à la terre pour éviter les dommages DDE.
6. Détecteur (2) d'empreintes digitales selon la revendication 1, comprenant en outre un flm métallique maillé (24) disposé sous la couche de surface isolante (30) et connocté à la terre, caractérisé en ce qu'une partie de la couche de s surface isolante (30) est supprimée pour découvrir une partie du film métallique (24) permettant une décharge électrostatique à travers celle-ci de façon à éviter les
dommages DDE.
7. Détecteur (2) d'empreintes digitales selon la revendication 1, o comprenant en outre un commutateur de déclenchement (202a) pour alimenter électriquement un détecteur après qu'il a été jugé que le détecteur (2) est au contact
du doigt (1).
8. Détecteur (2) d'empreintes digitales selon la revendication 7, caractérisé en ce que le commutateur de déclenchement (202a) comprend: une électrode de déclenchement (40); une couche de déclenchement (41) en diélectrique disposée sur l'électrode de déclenchement (40); et un inverseur (406) de phase de déclenchement, dans lequel, lorsque le doigt (1) arrive au contact du commutateur de déclenchement (202a), un condensateur de déclenchement (401) se forme entre le doigt (1) et 1'électrode de déclenchement (40), le condensateur de déclenchement (401) et un condensateur de stockage (402) sous l'électrode de déclenchement (40) partagent les charges pour réduire la tension de l'électrode de déclenchement (40) à une valeur inférieure à une tension inverse pour 2s inverser l'inverseur (406) de phase de déclenchement, puis pour alimenter
électriquement le détecteur capacitif (2) d'empreintes digitales.
9. Détecteur (2) d'empreintes digitales selon la revendication 8, comprenant en outre une couche de titanate de baryum, de titanate de strontium, de carture de siliclum ou d'oxyde de tantale formée sur la couche de déclenchement
(41) en diélectrique.
10. Détecteur (2) d'empreintes digitales selon la revendication 1, comprenant en outre une couche de titanate de baryum, de titanate de strontium, de carbure de silicium ou d'oxyde de tantale formée sur la couche de surface isolante
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