JP2001141411A - 指紋認識用半導体装置 - Google Patents
指紋認識用半導体装置Info
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Abstract
紋認識用半導体装置を提供する。 【解決手段】 電荷を蓄積する複数個の電極2と、前記
電極2を被覆する保護膜3と、前記電極の下部に形成さ
れ、前記電極のそれぞれに蓄積された電荷を読み出す複
数個の半導体素子とを有する指紋認識用半導体装置にお
いて、前記電極2と並列した位置に、該電極2とは電気
的に独立して且つ前記電極よりも厚さの厚い静電気引き
抜き用配線301を備えた。
Description
置に関する。より詳しくは、静電容量式指紋センサとし
て用いられる指紋認識用の半導体装置に関するものであ
る。
ることが多かった指紋照合システムは、近年コンピュー
ターネットワーク上のセキュリティーシステムや、携帯
端末などにおける本人認証ツールとして注目されてきて
いる。指紋照合システムを用いる指紋検出方法には、光
学式検出方や、特開平4−231803号公報に開示さ
れているような静電容量式検出法がある。
の間の静電容量値を検知する方法であり、携帯端末など
に搭載するには装置を小型化しやすい静電容量式が有利
であるため、静電容量式指紋センサの開発が積極的に進
められている。
成する指紋認識用半導体装置の断面図である。センサを
構成するトランジスタなどの半導体素子が形成された基
板(後述の図5参照)にTiなどからなるバリアメタル
が形成されている。その上層に、例えばアルミニウムな
どからなり、マトリクス状に配置された電荷蓄積電極5
2が上記半導体素子に接続するように形成され、さらに
パッド電極52aが電荷蓄積電極52と同一工程で形成
されている。
上を被覆して、パッシベーション膜などの絶縁保護膜5
3が形成されており、パッド電極52a部分には開口部
が形成されている。以上のように、電荷蓄積電極52が
マトリクス状に並べられている領域を指紋認識面とする
指紋認識用半導体チップ51が形成される。
ド55を有するリードフレームの不図示のダイパッド上
に固定され、パッド電極52aとリード55とがワイヤ
ボンディング54により接続される。上記指紋認識用半
導体チップ51の指紋認識面(上面)を露出させながら
指紋認識用半導体チップ51とリード55と接続するワ
イヤボンディング54部分が例えば熱硬化樹脂などから
なるモールド樹脂56により封止される。
ついて説明する。図5(A)は、指紋認識用半導体装置
の半導体チップ(図4の符号51)にマトリクス状に並
べて形成された電荷蓄積電極(図4の符号52)部分の
拡大図である。
い)などの半導体素子が形成された基板10に、Tiな
どからなるバリアメタル20が形成される。このバリア
メタル20の上層に、例えばアルミニウムなどからなる
電荷蓄積電極21が、マトリクス状に配置されて、上記
基板の半導体素子(図示しない)に接続するように形成
される。電荷蓄積電極21を被覆して、パッシベーショ
ン膜などの絶縁保護膜30が形成される。
体装置の指紋認識面上に指7が触れると、電荷蓄積電極
21と、絶縁保護膜30と、指7との間でキャパシタが
形成される。絶縁保護膜30は、キャパシタ絶縁膜の一
部として機能する。上記構成において、各電荷蓄積電極
21と指7との距離d(例えばd1,d2)は、指紋の
凹凸70に応じて変動する。したがって、指紋センサを
構成するマトリクス状に並べて形成された各キャパシタ
の容量に差が生じるため、各電荷蓄積電極21に蓄積さ
れた電荷を基板10に形成されたトランジスタなどの半
導体素子により読み出し、検出することで、指紋の認識
を行うことが可能となる。
半導体装置の指紋認識面の単位セルを構成することにな
る。上記電極21等が構成するキャパシタは、指が指紋
認識面に接触していない状態では、指紋認識用半導体装
置の指紋認識面の全ての単位セルにおいてd=∞とな
り、従って全ての単位セルで静電容量値Cs=0とな
る。
では、図5(B)に示すように、n番目の単位セルにお
いて、電荷蓄積電極21と、絶縁保護膜30と、指7と
の間で静電容量値Csnのキャパシタが形成される。上
記静電容量値Csnは、 Csn=ε・εο・S/dn と表される。ここで、Sは各電極のキャパシタに寄与す
る面積、dnはn番目の単位セルの電極と指との間の距
離(例えばd1,d2)、nは各単位セルの番号(n=
1,2,・・・)である。
を読み出す構成として、各単位セルの電荷蓄積電極21
と、絶縁保護膜30と、指7との間で形成されるキャパ
シタは、例えばワード線WL(WL1,WL2,・・
・)によりゲート制御されるトランジスタのソース・ド
レイン拡散層に接続し、他方のソース・ドレイン拡散層
はビット線BL(BL1,BL2,・・・)に接続し、
さらにビット線BLに静電容量値CBのキャパシタが接
続している構成とする。
が印加された状態(Vccプレチャージ)で指が接触す
ることにより、 ΔVn=[Csn/(CB+Csn)]・Vcc で表されるビット線BLの電位変化が生じる。この電位
変化ΔVnを各セルにおいて検出することにより、各単
位セル毎の静電容量値Csnを算出し、画像処理などを
行って指紋の認識を行う。
来の指紋認識用半導体装置では、指が指紋認識面に接触
するときに人体に帯電した静電気が上記電荷蓄積電極5
2(21)に放電し、電荷蓄積電極52(21)を通じ
て同一半導体基板上に形成された検出回路(図5
(B))に大電流が流れて回路を破壊し、指紋認識用半
導体装置としての機能を失わせてしまうという問題があ
った。
保護膜53(30)は、上記のように電極52(21)
と、絶縁保護膜53(30)と、指7との間で形成され
るキャパシタのキャンパシタ絶縁膜の一部として機能す
るので、静電気の放電による回路の損傷を抑制する目的
で該絶縁保護膜53(30)の膜厚を厚くしたり、その
材質を変更することは制限される。
って、指等が触れたときの静電耐圧を向上させた指紋認
識用半導体装置の提供を目的とする。
め、本発明では、電荷を蓄積する複数個の電極と、前記
電極を被覆する保護膜と、前記電極の下部に形成され、
前記電極のそれぞれに蓄積された電荷を読み出す複数個
の半導体素子とを有する指紋認識用半導体装置におい
て、前記電極と並列した位置に、該電極とは電気的に独
立して且つ前記電極よりも厚さの厚い静電気引き抜き用
配線を備えたことを特徴とする指紋認識用半導体装置を
提供する。
の電極とほぼ並列した位置に電気的に分離して前記電極
よりも厚い静電気引き抜き用配線が形成されるため、こ
の静電気引き抜き用配線が基板上で前記電極より上方に
突出した構造になり、帯電した指等がこの基板に接近し
た場合に、静電気は電極に放電することなくこの電気引
き抜き用配線側に放電する。これにより、電極に接続さ
れた半導体素子や回路が破壊されてその機能が失われる
ことがなくなり、半導体装置としての静電耐圧が向上す
る。
れた電荷を読み出して指紋を検出する指紋認識用半導体
装置においては、指紋認識面は指と接触して上記メカニ
ズムで指紋を認識するため、樹脂で封止されることなく
外界に露出しており、別の方法で静電耐圧を向上させる
ことは極めて困難であるが、本発明によれば指紋認識の
機能を損うことなく静電耐圧を向上させることができ
る。
用配線の上面が、前記電極の上面とほぼ同じ厚さだけ前
記保護膜で覆われたことを特徴としている。
抜き用配線の上面と電極の上面がともに同じ厚さの保護
膜で覆われる形状であるため、一度の製造プロセスで保
護膜を形成することができ工数の低減させて簡単な製造
プロセスで静電耐圧を向上させることができる。
抜き用配線の上面が、前記電極を覆う保護膜の上面とほ
ぼ同一面でこの保護膜表面に露出していることを特徴と
している。
配線の上面が保護膜の表面に露出するため、さらに積極
的に指等からの静電気を静電気引き抜き用配線側に取込
むことができ、さらに静電耐圧の向上が図られる。
抜き用配線の上部が、前記保護膜の上面から突出して露
出していることを特徴としている。
配線の上部が保護膜の表面に突出して露出するため、さ
らに確実に指等からの静電気を静電気引き抜き用配線側
に取込むことができ、前記電極に接続されている半導体
素子や回路が破壊される可能性を飛躍的に減ずることが
可能になる。
抜き用配線が、接地電位あるいは電源電位に固定されて
いることを特徴としている。
に放電した電流が、同一基板上に形成された他の素子や
回路側に流れることなく接地側あるいは電源側に逃され
るため、同一基板上に形成された他の素子や回路を破壊
することがなくなる。
がマトリクス状に形成されるとともに前記静電気引き抜
き用配線が前記電極の間に配置されていることを特徴と
している。
間に前記静電気引き抜き用配線を網目状に配設すること
により、この配線を基板上のマトリクス状電極間スペー
スに整合して効率よくコンパクトに配設することができ
るとともに、電極の周囲を囲んで前記配線が形成される
ため、ほぼ完全に電極に向かう放電を防ぐことができ電
極に接続された素子や回路を確実に保護することができ
る。
を読み出す複数個の半導体素子として、前記電極が、ワ
ード線にゲート制御されたトランジスタの一方のソース
・ドレイン領域に接続し、前記トランジスタの他方のソ
ース・ドレイン領域がビット線に接続していることを特
徴としている。
いて、例えば指が接触することによるビット線の電位変
化を検出して各単位セルごとの静電容量値を算出してこ
れを画像処理することにより、指紋認識を高精度で且つ
高い信頼性で行うことができる。
て、図面を参照して説明する。図1は、本実施形態に係
る静電容量式指紋センサを構成する指紋認識用半導体装
置の断面図である。
ように、センサを構成するトランジスタなどの半導体素
子が形成された基板10にTiあるいはTi/TiN/
Tiなどの積層膜などからなるバリアメタル20が形成
される。このバリアメタルの上に、例えばアルミニウム
あるいはアルミニウムシリサイドなどのアルミニウム合
金などからなる電荷蓄積電極2がマトリクス状に配置さ
れて、上記半導体素子(図示しない)に接続して形成さ
れる。さらにパッド電極2aがこの電荷蓄積電極2と同
一工程で形成される。
被覆して、パッシベーション膜などの絶縁保護膜3が形
成され、パッド電極2aの上面には開口部が形成され
る。以上のようにして、電荷蓄積電極2がマトリクス状
に並べられた領域を指紋認識面とする指紋認識用半導体
チップ1が形成される。
5を有するリードフレームの不図示のダイパッド上に固
定され、パッド電極2aとリード5とがワイヤボンディ
ング4により接続される。
面(上面)を露出させながら、指紋認識用半導体チップ
1とリード5とを接続するワイヤボンディング4部分が
例えば熱硬化樹脂などからなるモールド樹脂6により封
止される。
ついて説明する。指紋認識の動作原理自体は、実質上従
来技術と同じであり、図5を用いて説明する。図5
(A)は指紋認識用半導体装置のマトリクス状電荷蓄積
電極21(図1では符号2で示す)部分の拡大図であ
る。
い)などの半導体素子が形成された基板10に、Tiな
どからなるバリアメタル20が形成される。このバリア
メタル20の上層に、例えばアルミニウムなどからなる
電荷蓄積電極21が、マトリクス状に配置されて、上記
基板の半導体素子(図示しない)に接続するように形成
される。電荷蓄積電極21を被覆して、パッシベーショ
ン膜などの絶縁保護膜30が形成される。
体装置の指紋認識面上に指7が触れると、電荷蓄積電極
21と、絶縁保護膜30と、指7との間でキャパシタが
形成される。絶縁保護膜30は、キャパシタ絶縁膜の一
部として機能する。上記構成において、各電荷蓄積電極
21と指7との距離d(例えばd1,d2)は、指紋の
凹凸70に応じて変動する。したがって、指紋センサを
構成するマトリクス状に並べて形成された各キャパシタ
の容量に差が生じるため、各電荷蓄積電極21に蓄積さ
れた電荷を基板10に形成されたトランジスタなどの半
導体素子により読み出し、検出することで、指紋の認識
を行うことが可能となる。
半導体装置の指紋認識面の単位セルを構成することにな
る。上記電極21等が構成するキャパシタは、指が指紋
認識面に接触していない状態では、指紋認識用半導体装
置の指紋認識面の全ての単位セルにおいてd=∞とな
り、従って全ての単位セルで静電容量値Cs=0とな
る。
では、図5(B)に示すように、n番目の単位セルにお
いて、電荷蓄積電極21と、絶縁保護膜30と、指7と
の間で静電容量値Csnのキャパシタが形成される。上
記静電容量値Csnは、 Csn=ε・εο・S/dn と表される。ここで、Sは各電極のキャパシタに寄与す
る面積、dnはn番目の単位セルの電極と指との間の距
離(例えばd1,d2)、nは各単位セルの番号(n=
1,2,・・・)である。
を読み出す構成として、各単位セルの電荷蓄積電極21
と、絶縁保護膜30と、指7との間で形成されるキャパ
シタは、例えばワード線WL(WL1,WL2,・・
・)によりゲート制御されるトランジスタのソース・ド
レイン拡散層に接続し、他方のソース・ドレイン拡散層
はビット線BL(BL1,BL2,・・・)に接続し、
さらにビット線BLに静電容量値CBのキャパシタが接
続している構成とする。
が印加された状態(Vccプレチャージ)で指が接触す
ることにより、 ΔVn=[Csn/(CB+Csn)]・Vcc で表されるビット線BLの電位変化が生じる。この電位
変化ΔVnを各セルにおいて検出することにより、各単
位セル毎の静電容量値Csnを算出し、画像処理などを
行って指紋の認識を行う。
置において、本発明の特徴となる第1の実施の形態につ
いて図1を用いて説明する。本実施形態においては、電
荷蓄積電極2と横方向に並列した位置に(この例では下
面側の位置を揃えて)、この電荷蓄積電極2より厚さの
厚い静電気引き抜き用配線301が形成される。この静
電気引き抜き用配線301は電荷蓄積電極2とは電気的
に独立して形成される。
り膜厚の厚い静電気引き抜き用配線301およびパッド
電極2aを被覆して、パッシベーション膜などの絶縁保
護膜3が形成され、パッド電極2aの上面には開口部が
形成される。他の部分は、従来技術(図4)と同じであ
る。
とえば以下のようにして製造することができる。まず、
半導体基板に読み出し回路となるトランジスタなどの半
導体素子を形成した後、該半導体基板上に例えば、スパ
ッタリング法によりアルミニウムあるいはアルミニウム
シリサイドなどのアルミニウム合金を約1.5μmの厚
さに堆積させる。
静電気引き抜き用配線および少なくとも1つのパッド電
極パターンのレジスト膜をパターン形成し、RIE(反
応性イオンエッチング)などのエッチングを施して、ア
ルミニウムなどからなる静電気引き抜き用配線を、後工
程でマトリクス状に並ぶようにパターニング形成される
電荷蓄積電極の間に位置するように形成する。これとと
もに、該静電気引き抜き用配線に接続した形状で少なく
とも1つのパッド電極を同時に形成する。
例えばスパッタリング法によりTi層あるいはTi/T
iN/Tiなどの積層膜を成膜し、さらにスパッタリン
グ法によりアルミニウムあるいはアルミニウムシリサイ
ドなどのアルミニウム合金を例えばトータル膜厚が約
0.5μmになるように堆積させる。
前記静電気引き抜き用配線および少なくとも1つのパッ
ド電極と、電荷蓄積電極および信号取り出し用などのパ
ッド電極のパターンのレジスト膜をパターン形成し、R
IE(反応性イオンエッチング)などのエッチングを施
して、Ti層などのバリアメタル層とアルミニウムなど
からなる積層膜を前記静電気引き抜き用配線および少な
くとも1つのパッド電極上に残存させるとともに、それ
以外の領域に電荷蓄積電極および信号取り出し用などの
パッド電極をマトリクス状に並ぶようにパターニング形
成する。
Deposition)法などにより、窒化シリコンあるいは酸
化シリコンの積層膜などの絶縁膜を約1μmの厚さに堆
積させ、絶縁保護膜3を形成する。この絶縁保護膜3
に、パッド電極2aを露出させる開口部をパターン形成
する。この後、ダイシング処理などを施して、指紋認識
用半導体チップ1を形成する。
パッド上に、例えば熱硬化性樹脂をディスペンサなどに
より供給し、次にコレットなどにより上記指紋認識用半
導体チップ1をダイパッド上にマウントし、加熱処理に
より樹脂を硬化させて、半導体チップを固着する。
ディング4により半導体チップ1のパッド電極2aと銀
メッキ処理などが施されたリード5とを結線する。
面を露出させながら、たとえば熱硬化性樹脂からなる封
止用モールド樹脂6により半導体チップ1およびワイヤ
ボンディング4をモールド封止する。
後、外装処理としてリードを含めて組み立て用リードフ
レーム全体に半田メッキ処理などを施し、さらに樹脂封
止された状態のパッケージをリードフレームの枠から切
り離し(トリミング工程)、リードを所望の形態に折り
曲げて(フォーミング工程)、所望の指紋認識用半導体
装置とする。
装置によれば、指紋認識面となる表面に静電気が帯電し
た指もしくはその他の物質が接近した場合、厚さ約0.
5μmの電荷蓄積電極2に比べて厚さ約2μmの静電気
引き抜き用配線301が指紋認識面の上方に飛び出した
構造になっているので、静電気は電荷蓄積電極2ではな
く静電気引き抜き用配線301に放電する。前述のよう
に、静電気引き抜き用配線301は直接パッド電極2a
に接続されているので、放電した電流は該パッド電極2
aからワイヤボンディング4を通じて直接該指紋認識用
半導体装置の外部に引き抜かれるので、該指紋認識用半
導体装置の内部に作り込まれた前記半導体素子や回路を
破壊することはない。
み出して指紋を認識する指紋認識用半導体装置において
は、指紋認識面は樹脂で封止されることなく外部に露出
しており、外部の静電気の脅威に晒されているだけでは
なく、指紋認識装置としての性格上指が直接その指紋認
識面に接触するが、上記の製造方法により形成された構
造の指紋認識装置とすることにより、静電気の放電電流
が指紋認識装置の内部回路に流れ込むのを防止でき、静
電気によってその機能が破壊されることを防止できる。
いて説明する。指紋認識装置としての機能については上
記第1の実施形態と同じであるので、本発明の特徴とす
る静電気引き抜き用配線に関してのみ以下に記述する。
横方向に並列した位置に(この例では下面側の位置を揃
えて)、この電荷蓄積電極2より厚さの厚い静電気引き
抜き用配線401が形成される。この静電気引き抜き用
配線401は電荷蓄積電極2とは電気的に独立して形成
される。
覆して、パッシベーション膜などの絶縁保護膜402が
形成され、パッド電極2aの上面には開口部が形成され
る。このとき、パッシベーション膜などの絶縁保護膜4
02の電極2の上面側の膜厚は、この電極2より膜厚の
厚い静電気引き抜き用配線401の膜厚と電荷蓄積電極
2の膜厚の差に等しい。すなわち、電荷蓄積電極2より
膜厚の厚い静電気引き抜き用配線401の上面は、保護
膜402の表面に露出している。他の部分は、第1の実
施形態(図1)と同じである。
えば以下のようにして製造することができる。まず、半
導体基板に読み出し回路となるトランジスタなどの半導
体素子を形成した後、該半導体基板上に例えば、スパッ
タリング法によりアルミニウムあるいはアルミニウムシ
リサイドなどのアルミニウム合金を約1.5μmの厚さ
に堆積させる。
静電気引き抜き用配線および少なくとも1つのパッド電
極パターンのレジスト膜をパターン形成し、RIE(反
応性イオンエッチング)などのエッチングを施して、ア
ルミニウムなどからなる静電気引き抜き用配線を、後工
程でマトリクス状に並ぶようにパターニング形成する電
荷蓄積電極の間に位置するように形成する。これととも
に、該静電気引き抜き用配線に接続した形状で少なくと
も1つのパッド電極を同時に形成する。
例えばスパッタリング法によりTi層あるいはTi/T
iN/Tiなどの積層膜を成膜し、さらにスパッタリン
グ法によりアルミニウムあるいはアルミニウムシリサイ
ドなどのアルミニウム合金を例えばトータル膜厚が約
0.5μmになるように堆積させる。
前記静電気引き抜き用配線および少なくとも1つのパッ
ド電極と、電荷蓄積電極および信号取り出し用などのパ
ッド電極のパターンのレジスト膜をパターン形成し、R
IE(反応性イオンエッチング)などのエッチングを施
して、Ti層などのバリアメタル層とアルミニウムなど
からなる積層膜を前記静電気引き抜き用配線および少な
くとも1つのパッド電極上に残存させるとともに、それ
以外の領域に電荷蓄積電極および信号取り出し用などの
パッド電極をマトリクス状に並ぶようにパターニング形
成する。
eposition)法などにより、窒化シリコンあるいは酸化
シリコンの積層膜などの絶縁膜を約3μmの厚さに堆積
させ、これをCMP(Chemical Mechanical Polishin
g)により前記静電気引き抜き用配線が露出するまで表
面ポリッシュして絶縁保護膜402を形成する。その
後、この絶縁保護膜402にパッド電極2aを露出させ
る開口部をパターン形成する。その後の製造工程は、第
1の実施形態と同じである。
体装置によれば、指紋認識面となる表面に静電気が帯電
した指もしくはその他の物質が接近した場合、厚さ約
0.5μmの電荷蓄積電極に比べて厚さ約2μmの静電
気引き抜き用配線が指紋認識面の上方に飛び出した構造
になり、しかも該静電気引き抜き用配線が該指紋認識用
半導体装置の表面に露出しているので、静電気は電荷蓄
積電極ではなく静電気引き抜き用配線に放電する。(表
面に露出している分だけ、第1の実施形態よりも大きい
静電気引き抜き効果がある。) 上記説明のように、静電気引き抜き用配線401は直接
パッド電極2aに接続されているので、放電した電流は
該パッド電極2aからワイヤボンディング4を通じて直
接該指紋認識用半導体装置の外部に引き抜かれる。した
がって、放電電流が、該指紋認識用半導体装置内に作り
込まれた前記半導体素子や回路を破壊することはない。
位になっていることが望まれるが、該静電気引き抜き用
配線をグランド電位にしておくことで、該指紋認識用半
導体装置の指紋認識面に接触した指は同時に該静電気引
き抜き用配線に接触するので確実に指の電位をグランド
電位にすることができる。
いて説明する。指紋認識装置としての機能については上
記第1の実施形態と同じであるので、本発明の特徴とす
る静電気引き抜き用配線に関してのみ以下に記述する。
横方向に並列した位置に(この例では下面側の位置を揃
えて)、この電荷蓄積電極2より厚さの厚い静電気引き
抜き用配線501が形成される。この静電気引き抜き用
配線501は電荷蓄積電極2とは電気的に独立して形成
される。
覆して、パッシベーション膜などの絶縁保護膜502が
形成され、パッド電極2aの上面には開口部が形成され
る。この実施形態では、電荷蓄積電極2より膜厚の厚い
静電気引き抜き用配線501の上部が絶縁保護膜502
の表面より突出している。他の部分は、第2の実施形態
(図2)と同じである。
えば以下のようにして製造することができる。まず、半
導体基板に読み出し回路となるトランジスタなどの半導
体素子を形成した後、該半導体基板上に例えば、スパッ
タリング法によりアルミニウムあるいはアルミニウムシ
リサイドなどのアルミニウム合金を約1.5μmの厚さ
に堆積させる。
静電気引き抜き用配線および少なくとも1つのパッド電
極パターンのレジスト膜をパターン形成し、RIE(反
応性イオンエッチング)などのエッチングを施して、ア
ルミニウムなどからなる静電気引き抜き用配線を、後工
程でマトリクス状に並ぶようにパターニング形成する電
荷蓄積電極の間に位置するように形成する。これととも
に、該静電気引き抜き用配線に接続した形状で少なくと
も1つのパッド電極を同時に形成する。
例えばスパッタリング法によりTi層あるいはTi/T
iN/Tiなどの積層膜を成膜し、さらにスパッタリン
グ法によりアルミニウムあるいはアルミニウムシリサイ
ドなどのアルミニウム合金を例えばトータル膜厚が約
0.5μmになるように堆積させる。
前記静電気引き抜き用配線および少なくとも1つのパッ
ド電極と、電荷蓄積電極および信号取り出し用などのパ
ッド電極のパターンのレジスト膜をパターン形成し、R
IE(反応性イオンエッチング)などのエッチングを施
して、Ti層などのバリアメタル層とアルミニウムなど
からなる積層膜を前記静電気引き抜き用配線および少な
くとも1つのパッド電極上に残存させるとともに、それ
以外の領域に電荷蓄積電極および信号取り出し用などの
パッド電極をマトリクス状に並ぶようにパターニング形
成する。
eposition)法などにより、窒化シリコンあるいは酸化
シリコンの積層膜などの絶縁膜を約3μmの厚さに堆積
させ、これをCMP(Chemical Mechanical Polishin
g)により前記静電気引き抜き用配線が露出するまで表
面ポリッシュして絶縁保護膜502を形成する。その
後、この絶縁保護膜502にパッド電極2aを露出させ
る開口部をパターン形成する。ここまでは、前記第2の
実施形態と同じである。
約0.5μmたとえばRIEでエッチングする。する
と、図2に対して絶縁保護膜の膜厚が約0.5μm薄く
なるので、前記静電気引き抜き用配線501の上部が、
絶縁保護膜502よりその薄くなった分の約0.5μm
突出する。その後の製造工程は第1の実施形態と同じで
ある。
体装置によれば、指紋認識面となる表面に、静電気が帯
電した指もしくはその他の物質が接近した場合、該静電
気引き抜き用配線501が指紋認識面の上方に露出して
飛び出した構造になるので、確実に静電気が電荷蓄積電
極2ではなく静電気引き抜き用配線501に放電する。
したがって、放電した静電気が該指紋認識用半導体装置
内に作り込まれた前記半導体素子や回路を破壊すること
はない。
指紋認識面の上方に露出して飛び出した構造となってい
るので、該静電気引き抜き用配線をグランド電位にして
おくことで、該指紋認識用半導体装置の指紋認識面に接
触した指が確実に該静電気引き抜き用配線に接触してグ
ランド電位になり、安定して確実に指紋認識を行うこと
ができる。
を蓄積する複数個の電極とほぼ並列した位置に電気的に
分離して前記電極よりも厚い静電気引き抜き用配線が形
成されるため、この静電気引き抜き用配線が基板上で前
記電極より上方に突出した構造になり、帯電した指等が
この基板に接近した場合に、静電気は前記電極に放電す
ることなくこの静電気引き抜き用配線側に引き込まれて
放電する。これにより、前記電極に接続された半導体素
子や回路が破壊されてその機能が失われることがなくな
り、静電耐圧の十分に高い指紋認識用半導体装置が得ら
れる。
導体装置の断面図。
導体装置の断面図。
導体装置の断面図。
図。
極、2a,52a:パッド電極、3,30,53,40
2,502:保護膜、4,54:ワイヤボンディング、
5,55:リード、6,56:モールド樹脂、7:指、
10:基板、20:バリアメタル、70:指紋の凹凸、
301,401,501:静電気引き抜き用配線
Claims (7)
- 【請求項1】電荷を蓄積する複数個の電極と、 前記電極を被覆する保護膜と、 前記電極の下部に形成され、前記電極のそれぞれに蓄積
された電荷を読み出す複数個の半導体素子とを有する指
紋認識用半導体装置において、 前記電極と並列した位置に、該電極とは電気的に独立し
て且つ前記電極よりも厚さの厚い静電気引き抜き用配線
を備えたことを特徴とする指紋認識用半導体装置。 - 【請求項2】前記静電気引き抜き用配線の上面が、前記
電極の上面とほぼ同じ厚さだけ前記保護膜で覆われたこ
とを特徴とする請求項1に記載の指紋認識用半導体装
置。 - 【請求項3】前記静電気引き抜き用配線の上面が、前記
電極を覆う保護膜の上面とほぼ同一面でこの保護膜表面
に露出していることを特徴とする請求項1に記載の指紋
認識用半導体装置。 - 【請求項4】前記静電気引き抜き用配線の上部が、前記
保護膜の上面から突出して露出していることを特徴とす
る請求項1に記載の指紋認識用半導体装置。 - 【請求項5】前記静電気引き抜き用配線が、接地電位あ
るいは電源電位に固定されていることを特徴とする請求
項1に記載の指紋認識用半導体装置。 - 【請求項6】前記電極がマトリクス状に形成されるとと
もに前記静電気引き抜き用配線が前記電極の間に配置さ
れていることを特徴とする請求項1に記載の指紋認識用
半導体装置。 - 【請求項7】前記電荷を読み出す複数個の半導体素子と
して、 前記電極が、ワード線にゲート制御されたトランジスタ
の一方のソース・ドレイン領域に接続し、前記トランジ
スタの他方のソース・ドレイン領域がビット線に接続し
ていることを特徴とする請求項1に記載の指紋認識用半
導体装置。
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