JP2002303505A - Surface shape recognizing sensor chip and its manufacturing method - Google Patents

Surface shape recognizing sensor chip and its manufacturing method

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JP2002303505A
JP2002303505A JP2001105912A JP2001105912A JP2002303505A JP 2002303505 A JP2002303505 A JP 2002303505A JP 2001105912 A JP2001105912 A JP 2001105912A JP 2001105912 A JP2001105912 A JP 2001105912A JP 2002303505 A JP2002303505 A JP 2002303505A
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浩季 森村
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泰之 田辺
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To mount a surface shape recognizing sensor chip for recognizing a surface shape such as a finger print with a higher yield. SOLUTION: Inside a sensor area 151 of a substrate 101 in the surface shape recognizing sensor chip 100, a plurality of metallic patterns 104a and a grid- shaped metallic pattern 106a are formed, while a frame-shaped metallic pattern 106b surrounding the sensor area 151 is formed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、人間の指紋や動物
の鼻紋など微細な凹凸を有する表面形状を感知するため
に用いられる表面形状認識用センサチップおよびこの製
造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface shape recognizing sensor chip used for detecting a surface shape having minute irregularities such as a human fingerprint or an animal nose pattern, and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】情報化社会の進展と現代社会の環境にお
いて、セキュリティ技術に対する関心が高まっている。
例えば、情報化社会では、電子現金化などのシステム構
築のための本人認証技術が、重要な鍵となっている。ま
た、盗難やクレジットカードなどが不正に利用されるこ
とを防ぐための認証技術についても、研究開発が活発に
なっているのが実情である(例えば、清水 良真 他、
個人認証機能付きICカードに関する一検討、信学技
法、Technical report of IEICE OFS92-32,P25 30(199
2))。
2. Description of the Related Art With the progress of the information society and the environment of the modern society, interest in security technology is increasing.
For example, in the information-oriented society, personal authentication technology for system construction such as electronic cashing is an important key. In addition, research and development on authentication technologies to prevent theft and unauthorized use of credit cards are being actively conducted (for example, Yoshimasa Shimizu et al.,
Study on IC card with personal authentication function, IEICE Technical Report of IEICE OFS92-32, P25 30 (199
2)).

【0003】認証方式は、指紋や音声など種々あるが、
中でも、指紋認証技術については、これまで多くの技術
開発がなされている。指紋の認証方式としては、光学的
な読み取り方式と、人間の電気特性の利用および指紋の
凹凸を検出して電気的信号に置き換える方式とに大別さ
れる。光学的に読み取る方式は、主に光の反射とイメー
ジセンサ(CCD)を用いて指紋データを読み込み、照
合を行う方式である(例えば、井垣誠吾他、個人照合方
法および装置,特開昭61−221883号公報)。ま
た、圧電薄膜を利用して指紋の凹凸による圧力差を読み
取る方式も開発されている(例えば、住原正則他、指紋
センサ,特開平5−61965号公報)。
[0003] There are various authentication methods such as fingerprint and voice.
Above all, many technologies have been developed for fingerprint authentication technology. Fingerprint authentication methods are broadly classified into an optical reading method and a method of using human electrical characteristics and detecting unevenness of a fingerprint and replacing it with an electric signal. The optical reading method is a method of reading fingerprint data mainly by using light reflection and an image sensor (CCD) to perform collation (for example, Seigo Igaki et al., Personal collation method and apparatus, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-1986). 221883 publication). Further, a method of reading a pressure difference due to unevenness of a fingerprint using a piezoelectric thin film has also been developed (for example, Masanori Sumihara et al., Fingerprint sensor, JP-A-5-61965).

【0004】また、感圧シート用いて抵抗変化量を検出
する、または容量変化量を検出することで、皮膚の接触
により生じる電気特性の変化を電気信号の分布に置き換
えて指紋を検出する認証方式も提案されている(例え
ば、逸見和弘他、表面形状センサ、並びにそれを用いた
個体認証装置及び被起動型システム,特開平7−168
930号公報)。しかしながら、以上に示した従来の技
術において、まず、光学的に読み取る方式は、小型化,
汎用化が難しく、用途が限定されてしまう。また、感圧
シートなどを用いて指紋の凹凸を感知する方式では、素
材が特殊であることや、加工性の難しさから、実用化が
難しいことや信頼性に乏しいことが考えられる。
[0004] Further, an authentication method for detecting a fingerprint by detecting a change in resistance or detecting a change in capacitance using a pressure-sensitive sheet, thereby replacing a change in electrical characteristics caused by contact with the skin with a distribution of electric signals. (For example, Kazuhiro Hemi et al., Surface Shape Sensor, Individual Authenticator and Activated System Using It, JP-A-7-168)
930). However, in the conventional technology described above, first, the optical reading method is downsized,
Generalization is difficult, and the application is limited. Further, in the method of detecting the unevenness of the fingerprint using a pressure-sensitive sheet or the like, it is considered that the practical use is difficult or the reliability is poor due to the special material and the difficulty in workability.

【0005】一方、「Marco Tartagni」等は、LSI製
造技術を用いて容量型の指紋センサを開発した(Marco
Tartagni and Robert Guerrieri,A 390 dpi Live Finge
rprint Imager Based on Feedback Capacitive Sensin
g Scheme,1997 IEEE International Solid-State Circu
its Conference,p200 201(1997))。この指紋センサ
は、小さな容量検出センサをLSI上に2次元に配列し
たセンサチップにより、帰還静電容量方式を利用して皮
膚の凹凸パターンを検出する方式である。上記容量検出
センサは、従来の光学式に比較し、特殊なインタフェー
スが不要なことや、小型化が可能なことが特徴である。
On the other hand, "Marco Tartagni" developed a capacitive fingerprint sensor using LSI manufacturing technology (Marco Tartagni).
Tartagni and Robert Guerrieri, A 390 dpi Live Finge
rprint Imager Based on Feedback Capacitive Sensin
g Scheme, 1997 IEEE International Solid-State Circuit
its Conference, p200 201 (1997)). This fingerprint sensor uses a feedback capacitance method to detect a skin uneven pattern using a sensor chip in which small capacitance detection sensors are two-dimensionally arranged on an LSI. The capacitance detection sensor is characterized in that a special interface is not required and the size can be reduced as compared with the conventional optical sensor.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これま
での報告では、指紋センサ自体の開発が主であり、実際
に使用するための実装時の指紋センサ構造については論
議されていなかったのが実体である。指紋センサチップ
を実装する場合、信頼性の観点からボンディング部を保
護するための保護材を目的の箇所に塗布する技術は、特
に不可欠である。ところが、この技術に用いる塗布液が
流動し、指紋センサチップの検出を行う領域(センサ領
域)が被覆されるという問題がある。このようにセンサ
領域が被覆されてしまうと、この指紋センサチップは不
良となる。したがって、保護材を塗布するときの流動に
よる問題を回避する開発が望まれている。
However, the reports so far mainly focus on the development of the fingerprint sensor itself, and did not discuss the fingerprint sensor structure at the time of mounting for actual use. is there. When mounting a fingerprint sensor chip, a technique of applying a protective material for protecting a bonding portion to a target portion from the viewpoint of reliability is particularly indispensable. However, there is a problem that the coating liquid used in this technique flows and covers an area (sensor area) for detecting the fingerprint sensor chip. When the sensor area is covered in this way, the fingerprint sensor chip becomes defective. Therefore, there is a need for development that avoids problems due to flow when applying a protective material.

【0007】本発明は、以上のような問題点を解消する
ためになされたものであり、指紋などの表面形状を認識
するための表面形状認識用センサチップを、より高い歩
留りで実装できるようにすることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and has an object to provide a surface shape recognizing sensor chip for recognizing a surface shape such as a fingerprint with a higher yield. The purpose is to do.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の表面形状認識用
センサチップは、基板上の層間絶縁膜上のセンサ領域内
に配置されかつ各々が絶縁分離された複数のセンサ電極
と、層間絶縁膜上にセンサ電極を覆ってセンサ領域を含
む領域に形成された絶縁保護膜と、センサ電極とは絶縁
分離された層間絶縁膜上のセンサ領域内に配置され、か
つ一部は絶縁保護膜とともに1つの表面を形成し、セン
サ領域外で所定の固定電位が与えられる外部接続端子に
接続されたアース電極と、外部接続端子より内側で、絶
縁保護膜より所定距離離れて絶縁保護膜を囲うように基
板上に形成された枠状の土手と、認識対象の一部が絶縁
保護膜の表面に接触したときにセンサ電極とこれに対向
する認識対象表面との間に形成された容量を検出する集
積回路からなり、基板上の層間絶縁膜下に配置された容
量検出手段とを備えたものである。この発明によれば、
表面形状認識用センサチップを実装するときに、外部接
続端子上に形成する保護材の流動が、土手の部分で停止
する。
According to the present invention, there is provided a sensor chip for recognizing a surface shape, comprising: a plurality of sensor electrodes arranged in a sensor region on an interlayer insulating film on a substrate and each of which is insulated and separated; An insulating protective film formed on a region including the sensor region so as to cover the sensor electrode, and a sensor electrode on the interlayer insulating film separated from the sensor electrode and partially disposed together with the insulating protective film; And a ground electrode connected to an external connection terminal to which a predetermined fixed potential is applied outside the sensor region, and a predetermined distance from the insulating protection film inside the external connection terminal so as to surround the insulating protection film. An integration that detects the capacitance formed between the sensor electrode and the opposing recognition target surface when a part of the recognition target comes into contact with the surface of the insulating protective film when a frame-shaped bank formed on the substrate is touched. Consisting of circuits, It is obtained by a capacitance detecting means disposed under the interlayer insulating film on the plate. According to the invention,
When the surface shape recognition sensor chip is mounted, the flow of the protective material formed on the external connection terminal stops at the bank.

【0009】上記発明において、土手は、アース電極と
同一の材料から構成されたものである。また、土手は、
絶縁保護膜と同一の材料から構成されたものである。
In the above invention, the bank is made of the same material as the earth electrode. The bank is
It is made of the same material as the insulating protective film.

【0010】本発明の他の形態における表面形状認識用
センサチップは、基板上の層間絶縁膜上のセンサ領域内
に配置されかつ各々が絶縁分離された複数のセンサ電極
と、層間絶縁膜上にセンサ電極を覆ってセンサ領域を含
む領域に形成された絶縁保護膜と、センサ電極とは絶縁
分離された層間絶縁膜上のセンサ領域内に配置され、か
つ一部は絶縁保護膜とともに1つの表面を形成し、セン
サ領域外で所定の固定電位が与えられる外部接続端子に
接続されたアース電極と、絶縁保護膜の周縁部より所定
距離内側で、センサ領域より外側に形成された枠状の溝
と、認識対象の一部が絶縁保護膜の表面に接触したとき
にセンサ電極とこれに対向する認識対象表面との間に形
成された容量を検出する集積回路からなり、基板上の層
間絶縁膜下に配置された容量検出手段とを備え、外部接
続端子は、絶縁保護膜より外側に形成されたものであ
る。この発明によれば、表面形状認識用センサチップを
実装するときに、外部接続端子上に形成する保護材の流
動が、枠状の溝の部分で停止する。
According to another aspect of the present invention, there is provided a sensor chip for recognizing a surface shape, comprising: a plurality of sensor electrodes arranged in a sensor region on an interlayer insulating film on a substrate, each of which is insulated and separated; An insulating protective film formed in a region including the sensor region so as to cover the sensor electrode; and a sensor electrode disposed in the sensor region on the interlayer insulating film which is insulated and separated from the sensor electrode, and a part thereof is formed on one surface together with the insulating protective film. A ground electrode connected to an external connection terminal to which a predetermined fixed potential is applied outside the sensor area, and a frame-shaped groove formed outside the sensor area by a predetermined distance inside the periphery of the insulating protective film. And an integrated circuit that detects a capacitance formed between the sensor electrode and the surface of the object to be recognized facing the sensor electrode when a part of the object to be recognized comes into contact with the surface of the insulating protective film. Placed below A capacitance detection unit that, the external connection terminal, and is formed outside the insulating protective film. According to the present invention, when the sensor chip for surface shape recognition is mounted, the flow of the protective material formed on the external connection terminal stops at the frame-shaped groove.

【0011】前述した発明において、アース電極は格子
状に形成され、この格子状に形成されたアース電極の升
の中央にセンサ電極が配置されているものである。
In the above-mentioned invention, the ground electrode is formed in a lattice shape, and the sensor electrode is arranged at the center of the grid of the ground electrode formed in the lattice shape.

【0012】本発明の表面形状認識用センサチップの製
造方法は、半導体基板上に層間絶縁膜を形成する工程
と、層間絶縁膜に第1の金属膜を形成する工程と、所定
の領域に複数の第1の開口部を備えた第1のマスクパタ
ーンを第1の金属膜上のセンサ領域内に形成する工程
と、第1の開口部底部に露出した第1の金属膜表面にメ
ッキ法により第1の金属パターンを形成する工程と、第
1のマスクパターンを除去した後、第1の金属パターン
の周囲に配置された第2の開口部、およびセンサ領域の
外側にセンサ領域を囲うように配置された溝状の第3の
開口部を備えた第2のマスクパターンを第1の金属膜お
よび第1の金属パターン上に形成する工程と、第2の開
口部および第3の開口部の底部に露出した第1の金属膜
表面にメッキ法により第2の金属パターンおよび第3の
金属パターンを第1の金属パターンより厚く形成する工
程と、第2のマスクパターンを除去した後、第1の金属
パターン,第2の金属パターン,および第3の金属パタ
ーンをマスクとして第1の金属膜をエッチング除去し、
第1の金属膜および第1の金属パターンからなるセンサ
電極と第1の金属膜および第2の金属パターンからなる
アース電極と第1の金属膜および第3の金属パターンか
らなる枠状の土手とを形成する工程と、土手の内側で土
手より所定の距離離間して、センサ領域を含む領域内の
層間絶縁膜に、センサ電極を覆いかつアース電極上部が
露出するように絶縁保護膜を形成する工程と、土手の外
側に配置され、アース電極に接続して所定の固定電位が
与えられる外部接続端子を形成する工程とを少なくとも
備え、センサ電極から構成された複数の容量検出素子を
形成するものである。
According to a method of manufacturing a sensor chip for recognizing a surface shape of the present invention, a step of forming an interlayer insulating film on a semiconductor substrate, a step of forming a first metal film on the interlayer insulating film, Forming a first mask pattern having a first opening in the sensor region on the first metal film, and plating the first metal film surface exposed at the bottom of the first opening by plating. Forming a first metal pattern, and removing the first mask pattern, and surrounding the sensor region outside the second opening and the sensor region disposed around the first metal pattern. Forming a second mask pattern having the arranged groove-shaped third opening on the first metal film and the first metal pattern; and forming the second mask pattern on the first opening and the third opening. By plating on the surface of the first metal film exposed at the bottom Forming the second metal pattern and the third metal pattern thicker than the first metal pattern, and removing the second mask pattern, and then forming the first metal pattern, the second metal pattern, and the third metal pattern. Etching the first metal film using the pattern as a mask,
A sensor electrode composed of the first metal film and the first metal pattern, a ground electrode composed of the first metal film and the second metal pattern, and a frame-shaped bank composed of the first metal film and the third metal pattern; And forming an insulating protective film on the interlayer insulating film in the region including the sensor region at a predetermined distance from the bank inside the bank so as to cover the sensor electrode and expose the upper portion of the ground electrode. Forming at least a step of forming an external connection terminal arranged outside the bank and connected to a ground electrode to be given a predetermined fixed potential, and forming a plurality of capacitance detecting elements constituted by sensor electrodes It is.

【0013】本発明の他の形態における表面形状認識用
センサチップの製造方法は、半導体基板上に層間絶縁膜
を形成する工程と、層間絶縁膜に第1の金属膜を形成す
る工程と、所定の領域に複数の第1の開口部を備えた第
1のマスクパターンを第1の金属膜上のセンサ領域内に
形成する工程と、第1の開口部底部に露出した第1の金
属膜表面にメッキ法により第1の金属パターンを形成す
る工程と、第1のマスクパターンを除去した後、第1の
金属パターンの周囲に配置された第2の開口部を備えた
第2のマスクパターンを第1の金属膜および第1の金属
パターン上に形成する工程と、第2の開口部の底部に露
出した第1の金属膜表面にメッキ法により第2の金属パ
ターンを第1の金属パターンより厚く形成する工程と、
第2のマスクパターンを除去した後、第1の金属パター
ン,第2の金属パターンをマスクとして第1の金属膜を
エッチング除去し、第1の金属膜および第1の金属パタ
ーンからなるセンサ電極と第1の金属膜および第2の金
属パターンからなるアース電極とを形成する工程と、セ
ンサ領域を含む領域内の層間絶縁膜に、センサ電極を覆
いかつアース電極上部が露出し、加えてセンサ領域の外
側に枠状の溝を備えた絶縁保護膜を形成する工程と、絶
縁保護膜の外側に配置され、アース電極に接続して所定
の固定電位が与えられる外部接続端子を形成する工程と
を少なくとも備え、センサ電極から構成された複数の容
量検出素子を形成するものである。
According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a sensor chip for recognizing a surface shape, comprising the steps of: forming an interlayer insulating film on a semiconductor substrate; forming a first metal film on the interlayer insulating film; Forming a first mask pattern having a plurality of first openings in a region of the first metal film in a sensor region on the first metal film; and a first metal film surface exposed at a bottom of the first opening. Forming a first metal pattern by a plating method, removing the first mask pattern, and then forming a second mask pattern having a second opening disposed around the first metal pattern. Forming the first metal film and the first metal pattern on the first metal pattern; and plating the second metal pattern on the first metal film surface exposed at the bottom of the second opening by plating. A process of forming thickly;
After removing the second mask pattern, the first metal film is etched away using the first metal pattern and the second metal pattern as a mask, and a sensor electrode including the first metal film and the first metal pattern is removed. Forming a ground electrode comprising a first metal film and a second metal pattern; and covering the sensor electrode and exposing an upper portion of the ground electrode on the interlayer insulating film in a region including the sensor region. Forming an insulating protective film provided with a frame-shaped groove outside the semiconductor device, and forming an external connection terminal disposed outside the insulating protective film and connected to a ground electrode to be given a predetermined fixed potential. At least a plurality of capacitance detecting elements constituted by sensor electrodes are formed.

【0014】上記発明において、絶縁保護膜は、感光性
を有する樹脂から構成され、この感光性を有する樹脂を
フォトリソグラフィ技術により加工することで枠状の溝
を形成する。また、枠状の溝は、底部に層間絶縁膜が露
出しているものである。
In the above invention, the insulating protective film is made of a photosensitive resin, and the photosensitive resin is processed by photolithography to form a frame-shaped groove. The frame-shaped groove has an interlayer insulating film exposed at the bottom.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図を参照して説明する。 <実施の形態1>図1,図2は、本発明の実施の形態に
おける表面形状認識用センサチップの製造方法を説明す
る工程図である。以下、これら図1,図2を用いて、製
造方法について説明する。まず、図1(a)に示すよう
に、シリコンなどの半導体材料からなる基板101上
に、層間絶縁膜101aを形成する。層間絶縁膜101
a下の基板101上には、図示していないが、検出回路
などの他の集積回路が形成され、複数の配線からなる配
線構造を備えている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. <First Embodiment> FIGS. 1 and 2 are process diagrams illustrating a method for manufacturing a sensor chip for surface shape recognition according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, the manufacturing method will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 1A, an interlayer insulating film 101a is formed on a substrate 101 made of a semiconductor material such as silicon. Interlayer insulating film 101
Although not shown, another integrated circuit such as a detection circuit is formed on the substrate 101 below a, and has a wiring structure including a plurality of wirings.

【0016】層間絶縁膜101aを形成した後、まず、
蒸着法により膜厚0.1μmのチタン膜と膜厚0.1μ
mの金膜との2層膜からなるシード層102を形成す
る。つぎに、図1(b)に示すように、シード層102
上に開口部103aを備えた膜厚5μm程度のレジスト
パターン103を形成する。レジストパターン103
は、公知のフォトリソグラフィ技術により形成する。レ
ジストパターン103を形成したら、開口部103aに
露出しているシード層102上に、電解メッキにより金
のメッキ膜からなる金属パターン104aを、膜厚1μ
m程度に形成する。
After forming the interlayer insulating film 101a, first,
By a vapor deposition method, a titanium film having a thickness of 0.1 μm and a thickness of 0.1 μm are formed.
Then, a seed layer 102 composed of a two-layer film including a gold film of m is formed. Next, as shown in FIG.
A resist pattern 103 having an opening 103a and a thickness of about 5 μm is formed thereon. Resist pattern 103
Is formed by a known photolithography technique. After the resist pattern 103 is formed, a metal pattern 104a made of a gold plating film is formed on the seed layer 102 exposed at the opening 103a by electrolytic plating to a thickness of 1 μm.
m.

【0017】つぎに、レジストパターン103を除去し
た後、図1(c)に示すように、新たに開口部105
a,105bを備えた膜厚5μm程度のレジストパター
ン105を形成する。このとき、レジストパターン10
5により金属パターン104aを覆うようにする。レジ
ストパターン105を形成したら、開口部105a,1
05bに露出しているシード層102上に、電解メッキ
により金のメッキ膜からなる金属パターン106a,1
06bを、膜厚3μm程度に形成する。
Next, after the resist pattern 103 is removed, as shown in FIG.
A resist pattern 105 having a thickness of about 5 μm and having a and 105b is formed. At this time, the resist pattern 10
5 covers the metal pattern 104a. After the resist pattern 105 is formed, the openings 105a, 1
A metal pattern 106a, 1 made of a gold plating film is formed on the seed layer 102 exposed at 05b by electrolytic plating.
06b is formed to a thickness of about 3 μm.

【0018】この結果、図1(d)の平面図に示すよう
に、表面形状認識用センサチップ100の基板101の
センサ領域151内に、複数の金属パターン104aと
格子状の金属パターン106aが形成され、センサ領域
151の周囲を囲うように、枠状の金属パターン106
bが形成された状態が得られる。金属パターン104a
は、以降に示すように、センサ電極となり、格子状の金
属パターン106aは、アース電極となる。また、枠状
の金属パターン106bより外側の領域に、ここでは図
示していない外部接続端子(パッド)が形成される。な
お、図1(a)〜(c)および図2,〜図5に示す断面
図は、図1(d)のX−X’線における部分的な断面を
示したものである。
As a result, as shown in the plan view of FIG. 1D, a plurality of metal patterns 104a and a grid-like metal pattern 106a are formed in the sensor area 151 of the substrate 101 of the sensor chip 100 for surface shape recognition. Then, the frame-shaped metal pattern 106 is surrounded so as to surround the sensor area 151.
A state in which b is formed is obtained. Metal pattern 104a
Becomes a sensor electrode as described below, and the lattice-shaped metal pattern 106a becomes a ground electrode. Further, external connection terminals (pads) (not shown) are formed in a region outside the frame-shaped metal pattern 106b. The cross-sectional views shown in FIGS. 1A to 1C and FIGS. 2 to 5 show partial cross sections taken along line XX ′ of FIG. 1D.

【0019】つぎに、レジストパターン105を除去し
た後、図2(a)に示すように、枠状の金属パターン1
06bより外側に、パッドとなる複数の金属パターン1
08aを形成し、この後、各金属パターンをマスクとし
て、シード層102を選択的にエッチングする。このエ
ッチングでは、まず、ヨウ素,ヨウ化アンモニウム,
水,エタノールからなるエッチング液を用い、シード層
102上層の金を選択的に除去する。次いで、HF系の
エッチング液を用い、シード層102下層のチタンを選
択的に除去する。なお、金のウエットエッチングでは、
エッチング速度が毎分0.05μmである。
Next, after the resist pattern 105 is removed, as shown in FIG.
06b, a plurality of metal patterns 1 serving as pads
08a is formed, and thereafter, the seed layer 102 is selectively etched using each metal pattern as a mask. In this etching, first, iodine, ammonium iodide,
The gold in the upper layer of the seed layer 102 is selectively removed using an etching solution composed of water and ethanol. Next, titanium under the seed layer 102 is selectively removed using an HF-based etchant. In the wet etching of gold,
The etching rate is 0.05 μm per minute.

【0020】この結果、図2(b)に示すように、層間
絶縁膜101a上に、上層が金からなるセンサ電極10
4と、このセンサ電極104とは絶縁分離されたアース
電極106とが形成される。このアース電極106は、
例えば、図1(d)の平面図にも示したように、層間絶
縁膜101a上に格子状に形成されたものである。ま
た、格子状のアース電極106で囲まれた領域の中心部
に、複数のセンサ電極104が配置されている。また、
複数のセンサ電極104が配置されたセンサ領域の外側
には、センサ領域を囲うように枠状の土手116が形成
され、土手116の外側には、複数の外部接続端子(パ
ッド)108が配置されている。
As a result, as shown in FIG. 2B, the sensor electrode 10 whose upper layer is made of gold is formed on the interlayer insulating film 101a.
4 and an earth electrode 106 insulated from the sensor electrode 104. This earth electrode 106
For example, as shown in the plan view of FIG. 1 (d), it is formed in a lattice on the interlayer insulating film 101a. Further, a plurality of sensor electrodes 104 are arranged at the center of a region surrounded by the grid-like ground electrode 106. Also,
A frame-like bank 116 is formed outside the sensor region where the plurality of sensor electrodes 104 are arranged so as to surround the sensor region, and a plurality of external connection terminals (pads) 108 are arranged outside the bank 116. ing.

【0021】つぎに、図2(c)に示すように、センサ
電極104およびアース電極106を覆うように、層間
絶縁膜101a上に感光性を有する樹脂膜107を、回
転塗布により形成する。樹脂膜107は、以降に示す現
像処理で除去される程度の膜が、アース電極106上に
形成される程度の膜厚に形成する。樹脂膜107は、ポ
ジ型の感光性を有し、例えば、ポリアミド,ポリアミド
酸,ポリベンゾオキサゾール(もしくはこの前駆対)な
どのベース樹脂にポジ型感光剤を付加したものである。
Next, as shown in FIG. 2C, a photosensitive resin film 107 is formed on the interlayer insulating film 101a by spin coating so as to cover the sensor electrode 104 and the ground electrode 106. The resin film 107 is formed in such a thickness that a film that can be removed by a development process described below is formed on the ground electrode 106. The resin film 107 has positive photosensitivity, and is obtained by adding a positive photosensitizer to a base resin such as polyamide, polyamic acid, or polybenzoxazole (or a precursor thereof).

【0022】形成した樹脂膜107には、約120℃と
したホットプレート上に基板101を約4分間程度載置
することで、加熱処理を施す。次いで、公知のフォトリ
ソグラフィ技術により、前述したセンサ領域を含む土手
116の内側の領域を遮光し、これより外側の領域に露
光を行い、引き続いて現像処理を行う。この後、約31
0℃の温度の加熱処理を施し、樹脂膜107を熱硬化さ
せ、図2(d)に示すように、土手116の内側の領域
が絶縁保護膜117で覆われた状態とする。なお、この
現像処理により、樹脂膜107は上部の一部が溶解し、
アース電極106上部が絶縁保護膜117上に露出した
状態となる。
The formed resin film 107 is subjected to a heat treatment by placing the substrate 101 on a hot plate at about 120 ° C. for about 4 minutes. Next, the area inside the bank 116 including the above-mentioned sensor area is shielded from light by a known photolithography technique, the area outside the bank 116 is exposed, and subsequently the development processing is performed. After this, about 31
A heat treatment at a temperature of 0 ° C. is performed to thermally cure the resin film 107, so that a region inside the bank 116 is covered with the insulating protective film 117 as shown in FIG. In addition, by this developing process, a part of the upper part of the resin film 107 is dissolved,
The upper portion of the ground electrode 106 is exposed on the insulating protective film 117.

【0023】この後、図2(e)に示すように、実装基
板210上に表面形状認識用センサチップ100を実装
する。この実装では、表面形状認識用センサチップ10
0の基板101端部に配置されたパッド108と、実装
基板210のピン211とをワイヤ212で接続し、ワ
イヤ212を保護するために樹脂からなる保護材213
を形成する。ここで、前述したように、本実施の形態に
おける表面形状認識用センサチップ100は、最外周に
複数のパッド108を備え、これらの内側のセンサ領域
151との間、すなわちセンサ領域の外側に、土手11
6を備えるようにした。
Thereafter, as shown in FIG. 2E, the sensor chip 100 for surface shape recognition is mounted on the mounting substrate 210. In this mounting, the surface shape recognition sensor chip 10
The pad 108 disposed at the end of the substrate 101 of the first substrate 101 and the pin 211 of the mounting substrate 210 are connected by a wire 212, and a protective material 213 made of resin is used to protect the wire 212
To form Here, as described above, the sensor chip 100 for surface shape recognition in the present embodiment includes a plurality of pads 108 on the outermost periphery, and between the pads 108 and the sensor region 151 inside, that is, outside the sensor region, Embankment 11
6 was provided.

【0024】したがって、保護材213を形成するため
に、樹脂の塗布液をワイヤ212上部より滴下すると
き、滴下した塗布液が土手116より表面形状認識用セ
ンサチップ100の内側に流れ込むことが抑制されるよ
うになる。この結果、本実施の形態によれば、表面形状
認識用センサチップ100を実装するときに、形成され
た保護材213によりセンサ領域151が覆われること
が無くなる。
Therefore, when the resin coating liquid is dropped from above the wire 212 to form the protective material 213, the flow of the dropped coating liquid from the bank 116 to the inside of the surface shape recognition sensor chip 100 is suppressed. Become so. As a result, according to the present embodiment, when mounting the sensor chip 100 for surface shape recognition, the sensor region 151 is not covered with the formed protective material 213.

【0025】なお、図示していないが、層間絶縁膜10
1a下には、センサ電極104に接続する配線が形成さ
れ、この配線に接続してセンサ電極104に形成される
容量を検出する容量検出回路が形成されている。この容
量検出回路は、センサ電極104毎に用意され、センサ
電極104と認識対象との間に形成される容量を検出す
る。また、各容量検出回路の出力は、やはり図示してい
ない処理手段により処理され、各センサ電極104に形
成された容量を濃淡に変換した画像データに変換され
る。この画像データの入出力は、所定のパッド108を
介して行われる。
Although not shown, the interlayer insulating film 10
Below 1a, a wiring connected to the sensor electrode 104 is formed, and a capacitance detection circuit connected to this wiring and detecting a capacitance formed on the sensor electrode 104 is formed. The capacitance detection circuit is provided for each sensor electrode 104 and detects a capacitance formed between the sensor electrode 104 and the recognition target. The output of each capacitance detection circuit is also processed by processing means (not shown), and is converted into image data obtained by converting the capacitance formed on each sensor electrode 104 into light and shade. The input / output of the image data is performed via a predetermined pad 108.

【0026】また、アース電極106は、層間絶縁膜1
01a下に形成された図示していない配線により、所定
のパッド108に導通している。アース電極106に接
続するパッド108は、例えば、接地線に接続するよう
にしても良く、また、所定の固定電位が与えられる状態
としても良い。
The ground electrode 106 is formed on the interlayer insulating film 1.
A predetermined pad 108 is electrically connected by a wiring (not shown) formed below the pad 01a. The pad 108 connected to the ground electrode 106 may be connected to a ground line, for example, or may be in a state where a predetermined fixed potential is applied.

【0027】このように構成された、表面形状認識用セ
ンサチップ100では、センサ領域151内の絶縁保護
膜117上に指の先端部が接触すると、接触した指の指
紋形状に応じて各センサ電極104上に形成される容量
が変化する。この指紋形状に応じた各々のセンサ電極1
04上に形成される容量の変化に対応して濃淡データを
付ければ、指紋の形状が再現できる。また、絶縁保護膜
117の表面に指が接触したときに発生する静電気は、
アース電極106に流れるようになり、層間絶縁膜10
1a下に配置した各回路(図示せず)に対する静電気の
影響を抑制できるようになる。
In the sensor chip 100 for surface shape recognition configured as described above, when the tip of the finger comes into contact with the insulating protective film 117 in the sensor area 151, each sensor electrode is formed according to the fingerprint shape of the contacted finger. The capacitance formed on 104 changes. Each sensor electrode 1 corresponding to this fingerprint shape
If the shading data is added in accordance with the change in the capacity formed on the memory cell 04, the shape of the fingerprint can be reproduced. In addition, static electricity generated when a finger contacts the surface of the insulating protective film 117 is
The current flows to the ground electrode 106, and the interlayer insulating film 10
The influence of static electricity on each circuit (not shown) arranged below 1a can be suppressed.

【0028】<実施の形態2>つぎに、本発明の他の実
施の形態について説明する。図3,図4は、本発明の他
の形態における表面形状認識用センサチップの製造方法
を説明する工程図である。以下、これら図3,図4を用
いて、製造方法について説明する。まず、図3(a)に
示すように、シリコンなどの半導体材料からなる基板1
01上に、層間絶縁膜101aを形成する。層間絶縁膜
101a下の基板101上には、図示していないが、検
出回路などの他の集積回路が形成され、複数の配線から
なる配線構造を備えている。
Second Embodiment Next, another embodiment of the present invention will be described. 3 and 4 are process diagrams illustrating a method for manufacturing a sensor chip for surface shape recognition according to another embodiment of the present invention. Hereinafter, the manufacturing method will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 3A, a substrate 1 made of a semiconductor material such as silicon is used.
First, an interlayer insulating film 101a is formed on the substrate 01. Although not shown, another integrated circuit such as a detection circuit is formed on the substrate 101 below the interlayer insulating film 101a, and has a wiring structure including a plurality of wirings.

【0029】層間絶縁膜101aを形成した後、まず、
蒸着法により膜厚0.1μmのチタン膜と膜厚0.1μ
mの金膜との2層膜からなるシード層102を形成す
る。つぎに、図3(b)に示すように、シード層102
上に開口部103aを備えた膜厚5μm程度のレジスト
パターン103を形成する。レジストパターン103
は、公知のフォトリソグラフィ技術により形成する。レ
ジストパターン103を形成したら、開口部103aに
露出しているシード層102上に、電解メッキにより金
のメッキ膜からなる金属パターン104aを、膜厚1μ
m程度に形成する。ここまでは、前述した実施の形態と
同様である。
After forming the interlayer insulating film 101a, first,
A titanium film having a thickness of 0.1 μm and a thickness of 0.1 μm are formed by an evaporation method.
Then, a seed layer 102 composed of a two-layer film including a gold film of m is formed. Next, as shown in FIG.
A resist pattern 103 having an opening 103a and a thickness of about 5 μm is formed thereon. Resist pattern 103
Is formed by a known photolithography technique. After the formation of the resist pattern 103, a metal pattern 104a made of a gold plating film is formed on the seed layer 102 exposed at the opening 103a by electrolytic plating to a thickness of 1 μm.
m. Up to this point, it is the same as the above-described embodiment.

【0030】つぎに、レジストパターン103を除去し
た後、図3(c)に示すように、開口部305aを備え
た膜厚5μm程度のレジストパターン305を形成す
る。このとき、レジストパターン305により金属パタ
ーン104aを覆うようにする。レジストパターン30
5を形成したら、開口部305aに露出しているシード
層102上に、電解メッキにより金のメッキ膜からなる
金属パターン106aを、膜厚3μm程度に形成する。
この結果、基板101上には、複数の金属パターン10
4aと格子状の金属パターン106aが形成される。
Next, after removing the resist pattern 103, as shown in FIG. 3C, a resist pattern 305 having an opening 305a and a thickness of about 5 μm is formed. At this time, the metal pattern 104a is covered with the resist pattern 305. Resist pattern 30
After forming 5, a metal pattern 106a made of a gold plating film is formed on the seed layer 102 exposed in the opening 305a to a thickness of about 3 μm by electrolytic plating.
As a result, the plurality of metal patterns 10
4a and a grid-like metal pattern 106a are formed.

【0031】つぎに、レジストパターン305を除去し
た後、前述した実施の形態の図2(a)〜図2(b)と
同様にし、層間絶縁膜101a上に、上層が金からなる
センサ電極104とこのセンサ電極104とは絶縁分離
されたアース電極106とを形成し、また、パッド10
8を形成する。ただし、本実施の形態のこの段階では、
図2(b)に示した土手116は形成されない。
Next, after removing the resist pattern 305, the sensor electrode 104 whose upper layer is made of gold is formed on the interlayer insulating film 101a in the same manner as in FIGS. 2A and 2B of the above-described embodiment. And an earth electrode 106 which is insulated and separated from the sensor electrode 104.
8 is formed. However, at this stage of the present embodiment,
The bank 116 shown in FIG. 2B is not formed.

【0032】つぎに、図4(a)に示すように、センサ
電極104およびアース電極106を覆うように、層間
絶縁膜101a上に感光性を有する樹脂膜107を、回
転塗布により形成する。樹脂膜107は、以降に示す現
像処理で除去される程度の膜が、アース電極106上に
形成される程度の膜厚に形成する。形成した樹脂膜10
7には、約120℃としたホットプレート上に基板10
1を約4分間程度載置することで、加熱処理を施す。
Next, as shown in FIG. 4A, a photosensitive resin film 107 is formed on the interlayer insulating film 101a by spin coating so as to cover the sensor electrode 104 and the ground electrode 106. The resin film 107 is formed in such a thickness that a film that can be removed by a development process described below is formed on the ground electrode 106. Resin film 10 formed
7, the substrate 10 is placed on a hot plate at about 120 ° C.
1 is placed for about 4 minutes to perform a heat treatment.

【0033】次いで、公知のフォトリソグラフィ技術に
より、前述したセンサ領域を含む所定の領域と、この領
域より一定の間隔をあけた外側の枠状の領域を遮光し、
これらの間の領域と枠状の領域の外側の領域に露光を行
い、引き続いて現像処理を行う。この後、約310℃の
温度の加熱処理を施し、樹脂膜107を熱硬化させ、図
4(b)に示すように、センサ領域が絶縁保護膜127
で覆われ、また、枠状の土手126が、絶縁保護膜12
7の領域の外側に配置された状態とする。
Next, by a known photolithography technique, a predetermined area including the above-described sensor area and an outer frame-shaped area at a certain interval from this area are shielded from light,
Exposure is performed to the region between these and the region outside the frame-shaped region, and subsequently the developing process is performed. Thereafter, a heat treatment at a temperature of about 310 ° C. is performed to thermally cure the resin film 107, and as shown in FIG.
And the frame-shaped bank 126 is covered with the insulating protective film 12.
7 is arranged outside the area.

【0034】土手126は、上記フォトリソグラフィに
おいて、枠状に遮光した領域が現像により残ることで形
成されるものである。なお、この現像処理により、樹脂
膜107は上部の一部が溶解し、アース電極106上部
が絶縁保護膜127上に露出した状態となる。なお、図
4(b)では、土手126を絶縁保護膜127と分離し
た状態で形成するようにしたが、これに限るものではな
い。土手126と絶縁保護膜127との間に、枠状の溝
が形成されていればよく、この溝の底部で土手126と
絶縁保護膜127とがつながっている状態でも良い。言
い換えると、図4(b)の土手126部分にまで絶縁保
護膜が形成され、この絶縁保護膜の周縁部より所定の距
離離れた内側に、枠状の溝が形成されている状態であっ
ても良い。
The embankment 126 is formed by leaving a light-shielded region in the shape of a frame in the photolithography by development. By this developing process, a part of the upper part of the resin film 107 is dissolved, and the upper part of the ground electrode 106 is exposed on the insulating protective film 127. In FIG. 4B, the bank 126 is formed so as to be separated from the insulating protective film 127. However, the present invention is not limited to this. It is sufficient that a frame-shaped groove is formed between the bank 126 and the insulating protective film 127, and the bank 126 and the insulating protective film 127 may be connected at the bottom of the groove. In other words, the insulating protective film is formed up to the bank 126 in FIG. 4B, and a frame-shaped groove is formed inside the insulating protective film at a predetermined distance from the periphery. Is also good.

【0035】この後、図4(c)に示すように、実装基
板210上に表面形状認識用センサチップ100を実装
する。この実装では、図2(e)に示した状態と同様
に、表面形状認識用センサチップ100の基板101端
部に配置されたパッド108と、実装基板210のピン
211とをワイヤ212で接続し、ワイヤ212を保護
するために樹脂からなる保護材213を形成する。ここ
で、前述したように、本実施の形態における表面形状認
識用センサチップ100は、最外周に複数のパッド10
8を備え、これらの内側のセンサ領域151との間、す
なわちセンサ領域の外側に、土手126を備えるように
した。
Thereafter, as shown in FIG. 4C, the sensor chip 100 for surface shape recognition is mounted on the mounting board 210. In this mounting, similarly to the state shown in FIG. 2E, the pads 108 arranged at the end of the substrate 101 of the surface shape recognition sensor chip 100 and the pins 211 of the mounting substrate 210 are connected by wires 212. Then, a protective material 213 made of resin is formed to protect the wires 212. Here, as described above, the sensor chip 100 for surface shape recognition according to the present embodiment has a plurality of pads 10 on the outermost periphery.
8, and a bank 126 is provided between the inside and the sensor area 151, that is, outside the sensor area.

【0036】したがって、保護材213を形成するため
に、樹脂の塗布液をワイヤ212上部より滴下すると
き、滴下した塗布液が土手126より表面形状認識用セ
ンサチップ100の内側に流れ込むことが抑制されるよ
うになる。この結果、本実施の形態においても、表面形
状認識用センサチップ100を実装するときに、形成さ
れた保護材213によりセンサ領域151が覆われるこ
とが無くなる。
Therefore, when the coating liquid of the resin is dropped from above the wire 212 to form the protective material 213, it is suppressed that the dropped coating liquid flows from the bank 126 into the inside of the sensor chip 100 for surface shape recognition. Become so. As a result, also in the present embodiment, when mounting the sensor chip 100 for surface shape recognition, the sensor region 151 is not covered with the formed protective material 213.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
センサ領域の外側に、土手や溝を形成するようにしたの
で、実装時の保護材を塗布するときの流動により、セン
サ領域が保護材で被覆されるという不良を抑制できるよ
うになり、指紋などの表面形状を認識するための表面形
状認識用センサチップを、より高い歩留りで実装できる
ようになるというすぐれた効果が得られる。
As described above, according to the present invention,
Since a bank and a groove are formed outside the sensor area, the flow of applying the protective material at the time of mounting can suppress the defect that the sensor area is covered with the protective material due to the flow when applying the protective material, such as a fingerprint. An excellent effect is obtained that the surface shape recognition sensor chip for recognizing the surface shape can be mounted at a higher yield.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施の形態における表面形状認識用
センサチップの製造方法を説明するための工程図であ
る。
FIG. 1 is a process chart for describing a method of manufacturing a sensor chip for surface shape recognition according to an embodiment of the present invention.

【図2】 図1に続く、表面形状認識用センサチップの
製造方法を説明するための工程図である。
FIG. 2 is a process drawing following FIG. 1 for explaining a method of manufacturing a sensor chip for surface shape recognition.

【図3】 本発明の他の形態における表面形状認識用セ
ンサチップの製造方法を説明するための工程図である。
FIG. 3 is a process chart for explaining a method of manufacturing a sensor chip for surface shape recognition according to another embodiment of the present invention.

【図4】 図3に続く、表面形状認識用センサチップの
製造方法を説明するための工程図である。
FIG. 4 is a process drawing following FIG. 3 for explaining a method of manufacturing the sensor chip for surface shape recognition.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100…表面形状認識用センサチップ、101…基板、
101a…層間絶縁膜、102…シード層、103…レ
ジストパターン、103a…開口部、104…金属パタ
ーン、104a…下部電極、105…レジストパター
ン、105a,105b…開口部、106a,106b
…金属パターン、106…アース電極、107…樹脂
膜、108…パッド、108a…金属パターン、116
…土手、117…絶縁保護膜、151…センサ領域、2
10…実装基板、211…ピン、212…ワイヤ、21
3…保護材。
100: sensor chip for surface shape recognition, 101: substrate,
101a: interlayer insulating film, 102: seed layer, 103: resist pattern, 103a: opening, 104: metal pattern, 104a: lower electrode, 105: resist pattern, 105a, 105b: opening, 106a, 106b
... metal pattern, 106 ... ground electrode, 107 ... resin film, 108 ... pad, 108a ... metal pattern, 116
... bank, 117 ... insulating protective film, 151 ... sensor area, 2
10 mounting board, 211 pin, 212 wire, 21
3. Protective material.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 重松 智志 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 森村 浩季 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 田辺 泰之 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 Fターム(参考) 2F063 AA41 BB10 CA40 DA02 HA04 5B047 AA25 BB04 BC01 5F038 AZ07 DF06 EZ17 EZ20  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Satoshi Shigematsu 2-3-1 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Hiroki Morimura 2-3-3, Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo No. 1 Inside Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Yasuyuki Tanabe 2-3-1 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo F-term within Nippon Telegraph and Telephone Corporation (reference) 2F063 AA41 BB10 CA40 DA02 HA04 5B047 AA25 BB04 BC01 5F038 AZ07 DF06 EZ17 EZ20

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上の層間絶縁膜上のセンサ領域内に
配置されかつ各々が絶縁分離された複数のセンサ電極
と、 前記層間絶縁膜上に前記センサ電極を覆って前記センサ
領域を含む領域に形成された絶縁保護膜と、 前記センサ電極とは絶縁分離された前記層間絶縁膜上の
前記センサ領域内に配置され、かつ一部は前記絶縁保護
膜とともに1つの表面を形成し、前記センサ領域外で所
定の固定電位が与えられる外部接続端子に接続されたア
ース電極と、 前記外部接続端子より内側で、前記絶縁保護膜より所定
距離離れて前記絶縁保護膜を囲うように前記基板上に形
成された枠状の土手と、 認識対象の一部が前記絶縁保護膜の表面に接触したとき
に前記センサ電極とこれに対向する前記認識対象表面と
の間に形成された容量を検出する集積回路からなり、前
記基板上の前記層間絶縁膜下に配置された容量検出手段
とを備えたことを特徴とする表面形状認識用センサチッ
プ。
A plurality of sensor electrodes disposed in a sensor region on an interlayer insulating film on a substrate and each of which is insulated and separated; and a region including the sensor region on the interlayer insulating film, covering the sensor electrode. An insulating protective film formed on the sensor electrode, wherein the sensor electrode is disposed in the sensor region on the interlayer insulating film that is insulated and separated from the sensor electrode, and a part thereof forms one surface together with the insulating protective film; A ground electrode connected to an external connection terminal to which a predetermined fixed potential is applied outside the region; and an inner side of the external connection terminal, on the substrate so as to surround the insulating protective film at a predetermined distance from the insulating protective film. An integrated frame for detecting a capacitance formed between the sensor electrode and the surface of the recognition object facing the sensor electrode when a part of the object to be recognized comes into contact with the surface of the insulating protective film; circuit Rannahli, the surface shape recognition sensor chip is characterized in that a capacitance detecting means disposed under the interlayer insulating film on the substrate.
【請求項2】 請求項1記載の表面形状認識用センサチ
ップにおいて、 前記土手は、前記アース電極と同一の材料から構成され
たことを特徴とする表面形状認識用センサチップ。
2. The surface shape recognition sensor chip according to claim 1, wherein the bank is made of the same material as the ground electrode.
【請求項3】 請求項1記載の表面形状認識用センサチ
ップにおいて、 前記土手は、前記絶縁保護膜と同一の材料から構成され
たことを特徴とする表面形状認識用センサチップ。
3. The sensor chip for surface shape recognition according to claim 1, wherein the bank is made of the same material as the insulating protective film.
【請求項4】 基板上の層間絶縁膜上のセンサ領域内に
配置されかつ各々が絶縁分離された複数のセンサ電極
と、 前記層間絶縁膜上に前記センサ電極を覆って前記センサ
領域を含む領域に形成された絶縁保護膜と、 前記センサ電極とは絶縁分離された前記層間絶縁膜上の
前記センサ領域内に配置され、かつ一部は前記絶縁保護
膜とともに1つの表面を形成し、前記センサ領域外で所
定の固定電位が与えられる外部接続端子に接続されたア
ース電極と、 前記絶縁保護膜の周縁部より所定距離内側で、前記セン
サ領域より外側に形成された枠状の溝と、 認識対象の一部が前記絶縁保護膜の表面に接触したとき
に前記センサ電極とこれに対向する前記認識対象表面と
の間に形成された容量を検出する集積回路からなり、前
記基板上の前記層間絶縁膜下に配置された容量検出手段
とを備え、 前記外部接続端子は、前記絶縁保護膜より外側に形成さ
れたことを特徴とする表面形状認識用センサチップ。
4. A plurality of sensor electrodes disposed in a sensor region on an interlayer insulating film on a substrate and each of which is insulated and separated, and a region including the sensor region on the interlayer insulating film, covering the sensor electrode. An insulating protective film formed on the sensor electrode, wherein the sensor electrode is disposed in the sensor region on the interlayer insulating film that is insulated and separated from the sensor electrode, and a part thereof forms one surface together with the insulating protective film; A ground electrode connected to an external connection terminal to which a predetermined fixed potential is applied outside the region, a frame-shaped groove formed inside the periphery of the insulating protective film by a predetermined distance and outside the sensor region; When a part of the object comes into contact with the surface of the insulating protective film, the integrated circuit detects a capacitance formed between the sensor electrode and the surface of the recognition object facing the sensor electrode. Insulation A capacitance detection unit disposed below the external connection terminals, the surface shape recognition sensor chip characterized in that from the insulating protective film formed outside.
【請求項5】 請求項1〜4のいずれか1項に記載の表
面形状認識用センサチップにおいて、 前記アース電極は格子状に形成され、この格子状に形成
されたアース電極の升の中央に前記センサ電極が配置さ
れていることを特徴とする表面形状認識用センサチッ
プ。
5. The sensor chip for recognizing a surface shape according to claim 1, wherein the ground electrode is formed in a lattice shape, and is provided at a center of a grid of the ground electrode formed in the lattice shape. A sensor chip for surface shape recognition, wherein the sensor electrode is disposed.
【請求項6】 半導体基板上に層間絶縁膜を形成する工
程と、 前記層間絶縁膜に第1の金属膜を形成する工程と、 所定の領域に複数の第1の開口部を備えた第1のマスク
パターンを前記第1の金属膜上のセンサ領域内に形成す
る工程と、 前記第1の開口部底部に露出した第1の金属膜表面にメ
ッキ法により第1の金属パターンを形成する工程と、 前記第1のマスクパターンを除去した後、前記第1の金
属パターンの周囲に配置された第2の開口部、および前
記センサ領域の外側に前記センサ領域を囲うように配置
された溝状の第3の開口部を備えた第2のマスクパター
ンを前記第1の金属膜および前記第1の金属パターン上
に形成する工程と、 前記第2の開口部および前記第3の開口部の底部に露出
した前記第1の金属膜表面にメッキ法により第2の金属
パターンおよび第3の金属パターンを前記第1の金属パ
ターンより厚く形成する工程と、 前記第2のマスクパターンを除去した後、前記第1の金
属パターン,第2の金属パターン,および第3の金属パ
ターンをマスクとして前記第1の金属膜をエッチング除
去し、前記第1の金属膜および前記第1の金属パターン
からなるセンサ電極と前記第1の金属膜および前記第2
の金属パターンからなるアース電極と前記第1の金属膜
および前記第3の金属パターンからなる枠状の土手とを
形成する工程と、 前記土手の内側で前記土手より所定の距離離間して、前
記センサ領域を含む領域内の前記層間絶縁膜に、前記セ
ンサ電極を覆いかつ前記アース電極上部が露出するよう
に絶縁保護膜を形成する工程と、 前記土手の外側に配置され、前記アース電極に接続して
所定の固定電位が与えられる外部接続端子を形成する工
程とを少なくとも備え、 前記センサ電極から構成された複数の容量検出素子を形
成することを特徴とする表面形状認識用センサチップの
製造方法。
6. A step of forming an interlayer insulating film on a semiconductor substrate, a step of forming a first metal film in the interlayer insulating film, and a first step having a plurality of first openings in a predetermined region. Forming a mask pattern in the sensor region on the first metal film; and forming a first metal pattern on the surface of the first metal film exposed at the bottom of the first opening by plating. And after removing the first mask pattern, a second opening disposed around the first metal pattern, and a groove formed outside the sensor region so as to surround the sensor region. Forming a second mask pattern having a third opening on the first metal film and the first metal pattern; and a bottom of the second opening and the third opening. Plating on the surface of the first metal film exposed to Forming a second metal pattern and a third metal pattern thicker than the first metal pattern; and removing the second mask pattern, and then removing the first metal pattern, the second metal pattern, And removing the first metal film by etching using the third metal pattern as a mask, a sensor electrode including the first metal film and the first metal pattern, the first metal film, and the second metal film.
Forming a ground electrode made of a metal pattern and a frame-shaped bank made of the first metal film and the third metal pattern; and a predetermined distance from the bank inside the bank, Forming an insulating protective film on the interlayer insulating film in a region including the sensor region so as to cover the sensor electrode and expose the upper portion of the ground electrode; and disposing the insulating protective film outside the bank and connecting to the ground electrode. Forming an external connection terminal to which a predetermined fixed potential is applied, and forming a plurality of capacitance detecting elements constituted by the sensor electrodes. .
【請求項7】 半導体基板上に層間絶縁膜を形成する工
程と、 前記層間絶縁膜に第1の金属膜を形成する工程と、 所定の領域に複数の第1の開口部を備えた第1のマスク
パターンを前記第1の金属膜上のセンサ領域内に形成す
る工程と、 前記第1の開口部底部に露出した第1の金属膜表面にメ
ッキ法により第1の金属パターンを形成する工程と、 前記第1のマスクパターンを除去した後、前記第1の金
属パターンの周囲に配置された第2の開口部を備えた第
2のマスクパターンを前記第1の金属膜および前記第1
の金属パターン上に形成する工程と、 前記第2の開口部の底部に露出した前記第1の金属膜表
面にメッキ法により第2の金属パターンを前記第1の金
属パターンより厚く形成する工程と、 前記第2のマスクパターンを除去した後、前記第1の金
属パターン,第2の金属パターンをマスクとして前記第
1の金属膜をエッチング除去し、前記第1の金属膜およ
び前記第1の金属パターンからなるセンサ電極と前記第
1の金属膜および前記第2の金属パターンからなるアー
ス電極とを形成する工程と、 前記センサ領域を含む領域内の前記層間絶縁膜に、前記
センサ電極を覆いかつ前記アース電極上部が露出し、加
えて前記センサ領域の外側に枠状の溝を備えた絶縁保護
膜を形成する工程と、 前記絶縁保護膜の外側に配置され、前記アース電極に接
続して所定の固定電位が与えられる外部接続端子を形成
する工程とを少なくとも備え、 前記センサ電極から構成された複数の容量検出素子を形
成することを特徴とする表面形状認識用センサチップの
製造方法。
7. A step of forming an interlayer insulating film on a semiconductor substrate, a step of forming a first metal film in the interlayer insulating film, and a first step having a plurality of first openings in a predetermined region. Forming a mask pattern in the sensor region on the first metal film; and forming a first metal pattern on the surface of the first metal film exposed at the bottom of the first opening by plating. After removing the first mask pattern, a second mask pattern having a second opening disposed around the first metal pattern is provided with the first metal film and the first mask pattern.
Forming a second metal pattern thicker than the first metal pattern on the surface of the first metal film exposed at the bottom of the second opening by plating. Removing the second mask pattern, etching and removing the first metal film using the first metal pattern and the second metal pattern as a mask, and removing the first metal film and the first metal film; Forming a sensor electrode composed of a pattern and a ground electrode composed of the first metal film and the second metal pattern; and covering the sensor electrode with the interlayer insulating film in a region including the sensor region; Forming an insulating protective film having a frame-shaped groove outside the sensor region, exposing an upper portion of the ground electrode, and disposing the insulating protective film outside the sensor region and contacting the ground electrode. Manufacturing a sensor chip for recognizing a surface shape, wherein at least a step of forming an external connection terminal to which a predetermined fixed potential is applied is provided, and a plurality of capacitance detecting elements constituted by the sensor electrodes are formed. Method.
【請求項8】 請求項7記載の表面形状認識用センサチ
ップの製造方法において、 前記絶縁保護膜は、感光性を有する樹脂から構成され、 この感光性を有する樹脂をフォトリソグラフィ技術によ
り加工することで前記溝を形成することを特徴とする表
面形状認識用センサチップの製造方法。
8. The method for manufacturing a sensor chip for recognizing a surface shape according to claim 7, wherein the insulating protective film is made of a photosensitive resin, and the photosensitive resin is processed by a photolithography technique. Forming a groove by using the method described above.
【請求項9】 請求項7または8記載の表面形状認識用
センサチップの製造方法において、 前記枠状の溝は、底部に前記層間絶縁膜が露出している
ことを特徴とする表面形状認識用センサチップの製造方
法。
9. The method for manufacturing a sensor chip for surface shape recognition according to claim 7, wherein the frame-shaped groove has the interlayer insulating film exposed at the bottom. Manufacturing method of sensor chip.
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