JP2003254707A - 導電性懸濁剤を包含する保護コーティングを有する容量性指紋センサー - Google Patents

導電性懸濁剤を包含する保護コーティングを有する容量性指紋センサー

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 指紋センサー用の改善した保護コーティング
を提供する。 【解決手段】 容量性指紋センサーが、検知表面を画定
しており且つその中に懸濁されている導電性粒子を具備
するポリマー保護コーティングを有している。該導電性
粒子は直列コンデンサからなる並列ストリングとして作
用して、検知表面へ適用されたユーザの指の指紋を担持
する皮膚の容量を保護コーティング下側の容量性検知要
素ヘ結合させる。該コーティングのポリマー物質は耐久
性があり且つ耐スクラッチ性を有している。該導電性粒
子は、高度の感度及び画像分解能を与えながら、１０乃
至２０ミクロンの厚さの保護コーティングを使用するこ
とを可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、大略、半導体装置
用の保護コーティングに関するものであって、更に詳細
には、ソリッドステート指紋センサーの表面構造に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】容量性指紋センサーはＴａｒｔａｇｎｉ
ｅｔ ａｌ．の本願出願人に譲渡されている米国特許
第６，１１４，８６２号に開示されており、その開示内
容を引用によって本明細書に取込む。該Ｔａｒｔａｇｎ
ｉ ｅｔ ａｌ．の特許は容量性センサーセル即ち「ピ
クセル」セルからなる二次元アレイを開示している。該
アレイはユーザの指の指紋を担持する皮膚と接触するた
めの検知表面を形成する誘電体層を有している。該誘電
体層下側の各ピクセル位置におけるコンデンサプレート
が、指紋検知動作期間中に、検知表面上の指紋の山及び
谷の存在の間の区別を行う。
【０００３】例えば上記Ｔａｒｔａｇｎｉ ｅｔ ａ
ｌ．特許に開示されているような従来の指紋センサーに
おける検知表面を形成する誘電体層は、典型的に、繰返
しの使用からの摩耗に対する耐久性のために極めて硬質
の物質である。従来の指紋センサーにおいて使用される
極めて硬質の誘電体物質の１つの例は炭化珪素層であ
る。このような極めて硬質の誘電体層は、例えばボール
ペンの先端等の鋭い道具で衝撃された場合に損傷される
場合があることが判明している。意図的な破壊的不正使
用に耐えるような製品を設計することは現実的ではない
が、時折の偶発的な不正使用に耐えるような製品を設計
することが望ましい。従って、通常の予測された使用の
場合に耐久性があり、時折の偶発的な不正使用に対して
耐久性があり、且つ検知表面に適用される指の指紋を正
確に検知する上で有効な指紋センサーに対する保護コー
ティングとして使用する物質を見つけ出すことが所望さ
れている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の点に
鑑みなされたものであって、上述した如き従来技術の欠
点を解消し、半導体装置用の優れた保護コーティングを
提供することを目的とする。本発明の別の目的とすると
ころは、改良したソリッドステート指紋センサーを提供
することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、指紋センサー
用の保護コーティングを提供しており、それは内部に導
電性粒子が懸濁されているポリマー物質を有している。
該保護コーティングはユーザの指の指紋を担持する皮膚
と接触するための露出されている上表面を有している。
該保護コーティングは耐久性があり且つ鋭い即ち尖った
物体からの引っ掻き又は衝撃による損傷に対して耐久性
を有している。該保護コーティングは内部に容量性検知
プレートが埋め込まれている下側に存在する硬質の誘電
体本体へ適用される。該保護コーティング内に懸濁され
ている導電性パーティクル（粒子）は、通常、一様に分
布されており且つ保護コーティングの厚さより小さく、
従ってそれらは保護コーティングの上側検知表面と各ピ
クセル位置において保護コーティングの下側に配設され
ている容量性検知プレートとの間に直列コンデンサから
なる並列ストリングを画定している。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１を参照すると、検知要素１２
からなるアレイ１０の一部が示されており、それは指紋
センサー装置内のピクセル位置を画定している。検知要
素１２は指紋の画像を作成するのに充分な数行及び列に
配設されている。検知要素１２は検知表面１４の下側に
配設されており、検知動作期間中ユーザの指の指紋を担
持する皮膚が検知表面１４へ適用される。好適には、検
知要素１２はアレイ１０全体にわたって、列方向及び行
方向において約５０ミクロンの中心間間隔で配設されて
いる。
【０００７】図２を参照すると、ピクセルアレイ１０の
一部の断面図がユーザの指１６と関連して模式的に示さ
れている。指１６は指紋を担持する皮膚１８を有してお
り、それは指紋の山２０と谷２２とを包含しており、そ
れは人の指の一般的な特性であるが個人個人独特のパタ
ーンを有している。山２０は検知表面１４と接触して示
されており、谷２２は検知表面１４のすぐ上に離隔され
ている。
【０００８】アレイ１０が一部である指紋センサーは半
導体基板２４上に形成されており、該基板は、基本的に
特定の固有抵抗にドーピングされた単結晶シリコンから
構成することが可能である。エピタキシャル層２６が基
板２４の上に形成されており且つ基板２４の一部と考え
ることが可能である。主に相互接続されているＭＯＳト
ランジスタ（不図示）から構成することが可能なアクテ
ィブ（活性）回路が従来の半導体製造技術を使用してエ
ピタキシャル層２６内に形成されている。エピタキシャ
ル層２６内に形成されている適宜のアクティブ回路の１
例について以下に図５を参照して説明する。
【０００９】検知要素１２は概略図２に示した導電性経
路２８を介してエピタキシャル層２６内のアクティブ回
路と通信を行う。検知要素１２及び導電性経路２８は複
合誘電体本体３０内に形成されており、該本体は、典型
的に、酸化物、窒化物又は半導体装置製造において使用
されるその他の従来の誘電体物質からなる複数個の層を
有している。複合誘電体本体３０は上表面３２を有して
いる。検知要素１２は下側の深さから上表面３２へ延在
している。複合誘電体本体３０の上表面３２の上には保
護コーティング３４が付着形成されており、それは内部
に懸濁されている多数の導電性パーティクル（粒子）３
６を有している。
【００１０】図３を参照すると、検知要素の１つの可能
な実現例が示されている。検知要素１２は、好適には、
容量性検知要素である。図示した特定の実施例において
は、容量性検知要素１２が複合誘電体本体３０の上表面
３０に設けられている上側コンデンサプレート３８を有
している。検知要素１２は、更に、第一下側コンデンサ
プレート４０及び第二下側コンデンサプレート４２を有
しており、それらは同一面状であり且つ上側プレート３
８の下側に配置されてそれと共に夫々第一及び第二コン
デンサを画定している。複合誘電体本体３０の一部であ
る薄い誘電体層４４が上側コンデンサプレート３８を第
一及び第二下側コンデンサプレート４０及び４２から分
離している。薄い誘電体層４４は、好適には、０．２乃
至０．３ミクロンの厚さであり、窒化シリコン、燐酸ガ
ラス又はその他の一般的に使用される誘電体物質を有す
ることが可能である。下側プレート４０及び４２の対向
する端部間に狭いギャップ４６が形成されている。この
ギャップ４６は約１乃至２ミクロンの幅であり且つ誘電
体物質で充填されている。
【００１１】ギャップ４６とは別に、第一及び第二下側
プレート４０及び４２は、好適には、上側プレート３８
に対応する面積を占有しており且つ上側プレート３８の
下側に並置されている。このような構成は、上側プレー
ト３８と接地との間の寄生容量を効果的に最小とさせ
る。導体４８及び５０は夫々のプレート４０及び４２を
基板２４のエピタキシャル層２６内のアクティブ回路へ
接続させている。導体４８及び５０は図２を参照して上
述した導電性経路２８のうちの１つに対応している。
【００１２】理解されるように、アレイ１０の全ての検
知要素１２は同様に構成されており、且つ図３の容量性
検知要素１２に対する特定の構成は本発明を実現するた
めに使用することが可能な種々の代替的構成のうちの１
つに過ぎない。又、上側プレート３８は保護コーティン
グ３４と直接接触していることは必要ではない。例え
ば、その構成は表面３２と保護コーティング３４との間
に非常に薄いポリマー層（例えば、２ミクロン未満の厚
さ）を包含することが可能であり、非常に薄いポリマー
層は第二保護コーティングとして作用する。この第二の
非常に薄い保護コーティングは、基本的に、導電性パー
ティクル（粒子）が存在せず且つ複合誘電体本体３０及
び検知要素１２を保護するために表面３２へ永久的に固
定される。このような変形例においては、サスペンド
（ｓｕｓｐｅｎｄ）即ち懸濁されている導電性パーティ
クル（粒子）３６を内部に有する保護コーティング３４
は、損傷された場合又は過剰な磨耗の後に置換させるこ
とが可能である。このことは指紋検知装置の有用な寿命
を延ばすことを可能とする。
【００１３】プレート３８，４０，４２は装置の製造期
間中に２つの異なるレベルに付着形成される典型的にア
ルミニウムである従来のメタル層から構成することが可
能である。その他の導電性物質を使用することが可能で
ある。例えば、プレート３８はアルミニウム層の上に酸
化チタン又は酸化チタン層を有することが可能である。
アルミニウムの代わりに、プレート４０及び４２はシリ
サイド化したポリシリコン等の導電性ポリシリコン層か
ら形成することが可能である。又、プレート３８及び下
側に存在するプレート４０及び４２によって共有される
面積は充分に大きなものであり、それらが形成する２つ
のコンデンサは、各々、下側のプレート４０及び４２の
対向する端部の間に形成されるコンデンサよりも著しく
大きな容量を有している。
【００１４】保護コーティング３４は、好適には、耐久
性があり且つ耐引っ掻き性があるフルオロポリマーを有
している。種々のフルオロポリマーがこの適用に対して
適している。特に、デュポン社がそのブランド名テフロ
ン（登録商標）ＦＥＰの下でフッ素化エチレンプロピレ
ンコーティングを販売しており、それは高度に疎水性及
び疎油性であり、従って、検知表面１４上に皮膚油から
なる指紋が維持されることを禁止する。フルオロポリマ
ーを含有するカーボンブラック粒子であるデュポンコー
ティングタイプ９５８−２０３を使用して、成功裡に実
験が行われた。
【００１５】保護コーティング内には導電性物質又はメ
タルからなる導電性粒子３６が懸濁されており、それ
は、好適には、一般的に球状の形状をしているが、その
他の形状も効果的に機能することが可能である。該導電
性粒子用の適宜の物質は炭素、グラファイト、シリコ
ン、アルミニウム、銅、銀を包含している。デュポン社
コーティングタイプ９５８−２０３の分析から、カーボ
ンブラック粒子の形態におけるカーボンは、通常、フル
オロポリマーコーティング内に一様に分布させることが
可能である。パーティクル即ち粒子３６はドープしたシ
リコン単結晶等の導電性結晶を有することが可能であ
る。その他の導電性物質を使用することが可能である。
更に、導電性粒子３６は、各々、薄い外側の誘電体コー
ティングを具備する導電性コアを具備するパーティクル
（粒子）を有することが可能である。例えば、導電性粒
子３６は、各々が外部表面を画定する薄い酸化アルミニ
ウム膜を有するアルミニウムの球とすることが可能であ
る。
【００１６】保護コーティング３４に対する好適な厚さ
は１０乃至２０ミクロンである。このような厚さは、そ
の製造上の能力及びその応力分散能力のみならず、良好
な画像感度及び分解能のために望ましいものである。好
適には、良好な画像感度及び分解能を達成するために、
保護コーティング３４の厚さはアレイ１０の検知要素１
２の間の中心間間隔の半分を超えるべきではない。
【００１７】ほぼ一様に分布されている導電性粒子３６
を具備する保護コーティング３４は、従来のウエハ製造
の最終段階において適用することが可能である。共通の
基板上に形成されている複数個のセンサー装置を具備す
るウエハを、装置表面上のボンディングパッドをマスク
し、保護コーティング上にスプレイし、該コーティング
を硬化させ、ウエハをチップにスライスし、ボンディン
グパッドを露出させ、各チップを保護ハウジング即ち
「パッケージ」内にマウントし、チップのボンディング
パッドをパッケージ内の端子へワイヤボンドさせ、検知
表面を露出させたままパッケージを封止することによっ
て製造することが可能である。同様の技術は半導体装置
の製造において一般的に実施されている。
【００１８】導電性粒子３６は大略寸法が一様であり且
つ保護コーティング３４の厚さよりも著しく小さい直径
（又は非球状粒子の場合最大寸法）とすべきである。例
えば、１５ミクロン厚さである保護コーティング３４の
場合には、導電性粒子３６は典型的に約５ミクロンの直
径を有すべきである。即ち、導電性粒子３６の直径又は
最大寸法は、理想的には、保護コーティング３４の厚さ
の約３分の１とすべきである。このような粒子３６の全
てがほぼ同一の寸法であることは必要ではないが、より
大きな粒子が保護コーティング３４の厚さの３分の１を
超えることのない直径又は最大寸法を有する場合に最善
の結果が達成される。粒子３６の９０％を超えるもの
が、それらの最大寸法が保護コーティング３４の厚さの
４分の１乃至３分の１であるような寸法を有している場
合に最善の結果が達成されるものと思われる。
【００１９】次に、図４を参照して、懸濁されている導
電性粒子３６の電気的効果について説明する。図４は複
数個のコンデンサが直列のストリングの形態に配列され
ている簡単化した等価回路を示しており、多数のこのよ
うなストリングがピクセル当たり並列して配列されてい
る。プレート３８に対応するピクセルに対して各々３個
のコンデンサからなる３個のストリングが示されている
が、通常、このようなストリングが多数存在しており、
且つ各ピクセル位置においてストリング当たり３個を超
えるか又は３個未満のコンデンサが存在する場合があ
る。コンデンサストリングは上側コンデンサプレート３
８（図３に示してある）から検知表面１４（図２に示し
てある）へ延在している。図４におけるコンデンサは図
２及び３に示した導電性粒子３６によって形成されてい
る。電気的な観点からは、上側プレート３８、その上方
に配設されている導電性粒子３６、検知表面１４が検知
コンデンサＣsを形成している。導電性粒子３６は検知
表面１４をそれらの間の実際の分離距離よりも上側プレ
ート３８に対して一層近く見えるものとさせる電気的効
果を有している。コンデンサＣsの容量は各ピクセルの
上側プレート３８直上の検知表面１４へ適用される指紋
を担持する皮膚１８の特性と共に変化する。特定の検知
要素１２上方の検知表面１４に谷２２が存在する場合よ
りも山２０が存在する場合に容量は一層大きい。
【００２０】図５を参照して、本発明検知要素１２のア
クティブ回路の実現例について説明する。１個のピクセ
ルに専用の回路は入力ノード５２、出力ノード５４、そ
れらの間の回路要素を包含している。入力回路５６は入
力ノード５２を選択的に基準電圧供給源Ｖrヘ接続させ
る。出力ノード５４は、周期的にピクセルから出力信号
を検知する出力回路５８へ接続されている。
【００２１】ノード５４におけるピクセルの出力は反転
増幅器即ち電荷積分器Ｉによって発生され、それは以下
に説明するように異なるフィードバック構成を具備する
米国特許第６，１１４，８６２号の反転用増幅器に類似
している。電荷積分器Ｉはその負（−）入力に表われる
電荷を積分し且つ対応する増幅されたアナログ出力を発
生する。直列接続されているコンデンサＣ1及びＣ2が電
荷積分器の負（−）入力に対応するノード６０をピクセ
ルの入力ノード５２と相互接続している。電荷積分器の
正（＋）入力が接地等の電圧供給源へ接続している。コ
ンデンサＣ1及びＣ2の間の接続部は電気的にフローティ
ングしたノード６２を画定しており、それは、又、コン
デンサＣs及びＣpの間の接続点を画定している。コンデ
ンサＣ pはフローティングノード６２と接地ノードとの
間に存在する寄生容量を表わしている。図５における接
地記号は指紋検知装置の実際の接地端子を表わすことが
可能であり又はチップ内部の仮想接地バスを表わすこと
が可能である。
【００２２】図５を図３と比較すると、コンデンサＣ1
がプレート４０及びその上側に存在するプレート３８の
部分によって形成されており、且つコンデンサＣ2がプ
レート４２とその上側に存在するプレート３８の部分と
によって形成されている。コンデンサＣsはピクセルの
検知用コンデンサであり、それは上側プレート３８と検
知表面１４（図２に示されている）の間に形成されてい
る。コンデンサＣsの容量は、検知動作期間中に検知表
面１４へ適用されるユーザの指の皮膚の山及び谷の存在
によって変化する。検知動作直前に、リセットスイッチ
６４（図５に示してある）が開かれて、検知動作期間中
に正確な出力信号を発生させるために電荷積分器Ｉを準
備させる。リセットスイッチ６４は例えばＮＭＯＳトラ
ンジスタ等の従来のトランジスタとすることが可能であ
り、且つ電荷積分器の入力ノード６０及び出力ノード５
４を相互接続させる。
【００２３】再度図５を参照すると、フィードバックコ
ンデンサＣfbが該回路内に包含されており且つ電荷積分
器の出力ノード５４をその入力ノード６０と結合させて
いる。装置の設計者は、電荷積分器Ｉの利得を所定のレ
ベルに調節するためにフィードバックコンデンサＣfbの
容量値を選択することが可能である。コンデンサＣfbは
任意の適宜の態様で形成することが可能であり、且つ、
例えば、２つの異なるレベルにあるメタルプレート、又
は導電性ポリシリコン層の上方に配設したメタルプレー
ト、又は基板２４のエピタキシャル層２６内の高度にド
ープした表面領域の上方に配設した導電性ポリシリコン
層を有することが可能である。どのような形態において
も、コンデンサＣfbは厳しいトリランス内に維持された
所定の値を有するべきである。
【００２４】更に、コンデンサＣinが電荷積分器の入力
ノード６０と接地との間に接続されており、且つコンデ
ンサＣoutが電荷積分器の出力ノード５４と接地との間
に接続されている。これら２つの付加的なコンデンサは
寄生容量を表わしているが、それらが該回路内に存在す
ることは電荷積分器Ｉの利得に影響を与えるものではな
い。電荷積分器Ｉの利得は可変コンデンサＣsのみなら
ず固定値コンデンサＣ1，Ｃ2，Ｃfb，Ｃpの関数であ
る。
【００２５】図５のピクセルは２つのステージを有して
いるものと考えることが可能であり、即ちコンデンサＣ
s，Ｃ1，Ｃ2，Ｃpからなる容量性検知ステージと、電荷
積分器Ｉ、フィードバックコンデンサＣfb、リセットト
ランジスタスイッチ６４、寄生コンデンサＣin，Ｃout
からなる増幅器ステージである。基準電圧供給源Ｖr、
入力回路５６、出力回路５８は指紋センサーアレイの種
々のピクセルによって共用される。
【００２６】動作について説明すると、ピクセルが周期
的に検査され即ち順番に「読取られ」、このような多数
のピクセルからなるアレイ全体における各ピクセルを個
別的に検査する。アレイ１０は、行デコーダー及び列デ
コーダーを使用してランダムアクセスメモリチップがア
ドレスされるのと同様の態様でアドレスすることが可能
である。アドレスデコーダー回路（不図示）は所定のシ
ーケンスで一度に１個検査するために個別的なピクセル
を選択することが可能である。基準電圧供給Ｖ rによっ
て発生される入力パルス信号ΔＶがコンデンサＣ1ヘ印
加される場合にアドレッシングシーケンスにおいてその
ピクセルの順番となる。パルスΔＶは直列接続されてい
るコンデンサＣ1及びＣ2を介してノード６０へ伝播し、
そこで電荷積分器Ｉへ入力される電荷における過渡的増
加として表われる。電荷積分器のノード５４における出
力信号は基準電圧入力パルスΔＶと電荷積分器Ｉの利得
との積である。ピクセルの出力がアレイ検査シーケンス
期間中における出力回路５８によって検知される場合
に、出力回路５８はノード５４に表われるアナログ出力
のデジタル化した値を形成する。理解されるように、シ
ステムプロセッサ又はコンピュータによる処理のために
チップ外部へ出力するためにアナログピクセル出力をデ
ジタル信号へ変換するためのアナログ・デジタル変換器
（不図示）が出力回路５８に設けられている。
【００２７】該検知アレイの各個別的なピクセルは、典
型的に、約５０ミクロン×５０ミクロンの面積を占有す
る。典型的な指紋センサーにおいては、表面１４が一部
である全体的な検知表面は矩形状であり且つ１２．８ｍ
ｍ×１８．０ｍｍの寸法を有している。従って、典型的
な指紋センサーにおいては９０，０００個を超える数の
ピクセルが存在することが可能であり、そのことは非常
に高い分解能のデジタル化した指紋画像を得ることを可
能とする。個別的なピクセルをアドレスすることが可能
であり且つその出力は１マイクロ秒未満で読取ることが
可能であるので、指紋画像全体は１秒の１０分の１未満
でキャプチャ即ち捕獲することが可能である。ピクセル
出力のデジタル化した値の各々はメモリ内に格納するこ
とが可能であり又はメモリ内の前に格納した指紋データ
と比較することが可能である。検知したか又は前に格納
した指紋のグレイスケール画像を、視覚的検査のために
所望する場合にはディスプレイスクリーンへ出力させる
ことが可能である。
【００２８】上述した保護コーティング３４は種々の形
態の検知要素及び検知回路と共に使用することが可能で
ある。薄いポリマーコーティング内に導電性粒子を設け
ることは上述したように容量性指紋センサーにおいて特
に有用である。上述したことから、当業者は本発明の基
本的概念のその他の適用例をもくろむことが可能であ
る。
【００２９】以上、本発明の具体的実施の態様について
詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ制限
されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱す
ることなしに種々の変形が可能であることは勿論であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 装置内のピクセル位置における容量性検知の
レイアウトを模式的に例示した指紋センサー装置の部分
的概略平面図。
【図２】 図１の２−２線に沿って取った図１の装置の
概略断面図。
【図３】 検知要素内のコンデンサプレートの１つの可
能な配置を示した図２の一部の拡大概略図。
【図４】 検知表面と装置の１つのピクセルの検知プレ
ートとを相互接続する直列コンデンサからなる並列スト
リングの等価回路を示した概略図。
【図５】 本発明に基づくピクセル及び検知回路の１実
施例を示した概略回路図。
【符号の説明】
１０ アレイ １２ 検知要素 １４ 検知表面 １６ ユーザの指 １８ 皮膚 ２０ 山 ２２ 谷 ２４ 半導体基板 ２６ エピタキシャル層 ３０ 複合誘電体本体 ３２ 上表面 ４０ 第一下側コンデンサプレート ４２ 第二下側コンデンサプレート ４４ 薄い誘電体層 ４６ ギャップ ４８，５０ 導体
フロントページの続き (72)発明者 フレッド ピー． レーン アメリカ合衆国， テキサス 75067， ハイランド ビレッジ， パトリシア レ ーン 419 (72)発明者 ジオバッニ ゴッツィーニ アメリカ合衆国， カリフォルニア 94704， バークレー， マーティン ル ーサー キング ジュニア ウェイ 1508 (72)発明者 ハリー エム． シーゲル アメリカ合衆国， テキサス 76053， ハースト， ウィールウッド ドライブ 825 Ｆターム(参考） 2F063 AA43 BA29 BB02 BB08 BD05 BD11 CA29 DA05 DD07 HA04 4C038 FF01 FF05 FG00 5B047 AA25 BA02 BB04

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 センサー装置において、 半導体基板、 前記基板上に配設されており且つ平坦な上表面を有して
    いる誘電体本体、 前記誘電体本体内にその上表面に近接して形成されてい
    る検知要素からなるアレイ、 前記検知要素にわたって前記誘電体本体の前記上表面上
    に配設されている保護コーティング、を有しており、前
    記保護コーティングが前記装置の検知表面を画定する平
    坦な上表面を有しており、前記保護コーティングがその
    中に懸濁されている導電性粒子を有しており、前記導電
    性粒子は前記検知表面とその下側の各検知要素との間に
    直列コンデンサの並列なストリングを画定するために前
    記保護コーティング内に分布されていることを特徴とす
    るセンサー装置。
  2. 【請求項２】 請求項１において、各検知要素が前記誘
    電体本体の前記上表面に配設されているコンデンサプレ
    ートを具備している容量性検知要素であることを特徴と
    するセンサー装置。
  3. 【請求項３】 請求項１において、前記保護コーティン
    グがフルオロポリマーを有していることを特徴とするセ
    ンサー装置。
  4. 【請求項４】 請求項３において、前記保護コーティン
    グが１０乃至２０ミクロンの厚さであることを特徴とす
    るセンサー装置。
  5. 【請求項５】 請求項３において、前記導電性粒子が炭
    素、グラファイト、珪素、アルミニウム、銅、銀からな
    るグループから選択した導電性物質を有していることを
    特徴とするセンサー装置。
  6. 【請求項６】 指紋センサー装置において、 各々が可変コンデンサの一方のプレートを画定するコン
    デンサプレートを有している容量性検知要素からなるア
    レイ、 前記コンデンサプレートにわたって配設されておりユー
    ザの指の指紋を担持する皮膚によって接触するための上
    部検知表面を具備している保護コーティング、を有して
    おり、 前記保護コーティングがその中に懸濁されている導電性
    粒子を具備しているポリマー物質を有しており、前記保
    護コーティングは一様な厚さを有しており、前記導電性
    粒子の大部分は前記保護コーティングの厚さの半分未満
    の最大寸法を有しており、 前記導電性粒子は前記上部検知表面とその下側の各コン
    デンサプレートとの間に直列コンデンサからなる並列ス
    トリングを画定するために前記保護コーティング内に充
    分な密度で分布されている、ことを特徴とする指紋セン
    サー装置。
  7. 【請求項７】 請求項６において、前記導電性粒子の大
    部分は前記保護コーティングの４分の１乃至３分の１の
    厚さである最大寸法を有していることを特徴とする指紋
    センサー装置。
  8. 【請求項８】 請求項７において、前記保護コーティン
    グの厚さは１０乃至２０ミクロンであることを特徴とす
    る指紋センサー装置。
  9. 【請求項９】 請求項６において、前記ポリマー物質が
    フルオロポリマーを有していることを特徴とする指紋セ
    ンサー装置。
  10. 【請求項１０】 請求項６において、前記ポリマー物質
    がフッ素化エチレンプロピレンを有していることを特徴
    とする指紋センサー装置。
  11. 【請求項１１】 請求項６において、前記導電性粒子が
    大略球状の形状をしていることを特徴とする指紋センサ
    ー装置。
  12. 【請求項１２】 請求項６において、前記導電性粒子が
    炭素、グラファイト、珪素、アルミニウム、銅、銀から
    なるグループから選択した導電性物質を有していること
    を特徴とする指紋センサー装置。
  13. 【請求項１３】 請求項６において、更に、前記保護コ
    ーティングと前記検知要素のコンデンサプレートとの間
    に薄いポリマー層が介在されており、前記薄いポリマー
    層は２ミクロン未満の厚さであることを特徴とする指紋
    センサー装置。
  14. 【請求項１４】 ユーザの指の指紋を担持する皮膚を検
    知し且つそれから指紋の画像を作成することが可能なデ
    ジタル化信号を発生する指紋センサー装置において、 半導体基板、 前記基板の上方の位置に形成されており所定の中心間距
    離だけ一様に離隔されている複数個のピクセル、 前記基板上に配設されており且つ上表面を有しており且
    つその中にコンデンサプレートが埋め込まれており、前
    記コンデンサプレートは前記上表面に存在する上側コン
    デンサプレートを包含しており、各上側コンデンサプレ
    ートはピクセル位置に対応しており且つ各ピクセルに対
    する容量性検知ステージの一部を画定している誘電体本
    体、 前記基板内に形成されており各ピクセルに対する増幅器
    ステージを包含しており、各増幅器ステージがユーザの
    指が本装置に適用される場合に夫々のピクセルにおいて
    発生する指紋特性の関数である増幅された出力信号を発
    生するためのそのピクセルの容量性検知ステージへ接続
    されている活性回路、 前記誘電体本体の上に配設されている保護コーティン
    グ、を有しており、前記保護コーティングが一様な厚さ
    を有しており且つその中に分布されて複数個の導電性粒
    子を有しており、検知動作期間中にユーザの指の指紋を
    担持する皮膚が適用される本装置の検知表面を画定する
    上表面を有しており、前記導電性粒子の大多数の寸法が
    前記保護コーティングの厚さの半分未満であり、前記保
    護コーティング内の前記導電性粒子の密度は充分に大き
    くて本装置の各ピクセル位置において前記保護コーティ
    ング内にコンデンサを形成して前記検知表面へ付与され
    るユーザの皮膚によって画定される容量をその下側のピ
    クセルの容量性検知ステージと結合させる、ことを特徴
    とする指紋センサー装置。
  15. 【請求項１５】 請求項１４において、各ピクセルの容
    量性検知ステージが直列接続されている第一及び第二コ
    ンデンサを包含しており、前記第一及び第二コンデンサ
    が上側コンデンサプレート及び前記上側コンデンサプレ
    ート下側の前記誘電体本体内に埋め込まれている夫々の
    第一及び第二の下側プレートによって画定されており、
    前記上側コンデンサプレートは直列第一及び第二コンデ
    ンサの共通ノードを画定しており、前記上側コンデンサ
    プレート及び前記導電性粒子は夫々のピクセル位置にお
    いて前記検知表面へ適用されるユーザの指の指紋特性と
    共に容量が変化する検知コンデンサを画定していること
    を特徴とする指紋センサー装置。
  16. 【請求項１６】 請求項１４において、前記保護コーテ
    ィングがフルオロポリマーを有しており、且つ前記保護
    コーティングの厚さが中心間ピクセル間隔の半分未満で
    あることを特徴とする指紋センサー装置。
  17. 【請求項１７】 請求項１６において、前記保護コーテ
    ィングの厚さが１０乃至２０ミクロンであることを特徴
    とする指紋センサー装置。
  18. 【請求項１８】 請求項１６において、前記導電性粒子
    の少なくとも９０％が前記保護コーティングの厚さの４
    分の１乃至３分の１である最大寸法を有していることを
    特徴とする指紋センサー装置。
  19. 【請求項１９】 請求項１４において、前記保護コーテ
    ィングがフッ素化エチレンプロピレンを有していること
    を特徴とする指紋センサー装置。
  20. 【請求項２０】 請求項１４において、前記導電性粒子
    が薄い外側誘電体コーティングによって被覆されている
    導電性コアを有していることを特徴とする指紋センサー
    装置。
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