JP3400347B2 - 表面形状認識用センサおよびその製造方法 - Google Patents
表面形状認識用センサおよびその製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、人間の指紋や動
物の鼻紋などの微細な凹凸を有する表面形状を認識する
表面形状認識用センサおよびその製造方法に関する。
物の鼻紋などの微細な凹凸を有する表面形状を認識する
表面形状認識用センサおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】情報化社会の進展により、現代社会にお
いては機密保持技術への関心が高まっている。例えば、
電子現金化などのシステム構築のためには、本人認証技
術が重要な鍵となってきる。また、盗難やカードの不正
使用の防御策の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（文献１：清水良真 他，個人認証付
機能付きＩＣカードに関する一検討，信学技報，Techni
cal report of IEICE,OFS92-32,p25-30(1992)）。それ
ら認証方式としては、指紋や声紋を利用するものなど、
種々の方式が提案されている。中でも指紋認証技術につ
いては、多くの技術開発がなされている。
いては機密保持技術への関心が高まっている。例えば、
電子現金化などのシステム構築のためには、本人認証技
術が重要な鍵となってきる。また、盗難やカードの不正
使用の防御策の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（文献１：清水良真 他，個人認証付
機能付きＩＣカードに関する一検討，信学技報，Techni
cal report of IEICE,OFS92-32,p25-30(1992)）。それ
ら認証方式としては、指紋や声紋を利用するものなど、
種々の方式が提案されている。中でも指紋認証技術につ
いては、多くの技術開発がなされている。
【０００３】以下、従来より開発されている種々の指紋
の認証方式について説明する。まず、従来の指紋認証方
式を大別すると、光学的に指紋の凹凸を読みとる方式、
指紋の圧力差を読みとる方式、人間の電気特性の利用し
て指紋の凹凸を検出する方式などに分けられる。はじめ
に、光学的に読みとる方式では、指紋の反射光学像をＣ
ＣＤなどのイメージセンサに取り込み、あらかじめ用意
してある指紋のパターンと照合を行う方式である（文献
２：特開昭６１−２２１８８３号公報）。
の認証方式について説明する。まず、従来の指紋認証方
式を大別すると、光学的に指紋の凹凸を読みとる方式、
指紋の圧力差を読みとる方式、人間の電気特性の利用し
て指紋の凹凸を検出する方式などに分けられる。はじめ
に、光学的に読みとる方式では、指紋の反射光学像をＣ
ＣＤなどのイメージセンサに取り込み、あらかじめ用意
してある指紋のパターンと照合を行う方式である（文献
２：特開昭６１−２２１８８３号公報）。
【０００４】また、指紋の圧力差を読みとる方式では、
圧電薄膜を利用して指の指紋の圧力差を読みとるように
している（文献３：特開平５−６１９６５号公報）。さ
らに、人間の電気特性を利用する方式では、感圧シート
を用いて皮膚の接触によって生じた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ようにしてい
る。この方式では、抵抗変化量もしくは容量変化量によ
って、指紋のパターンを認識するようにしている（文献
４：特開平７−１６８９３０号公報）。
圧電薄膜を利用して指の指紋の圧力差を読みとるように
している（文献３：特開平５−６１９６５号公報）。さ
らに、人間の電気特性を利用する方式では、感圧シート
を用いて皮膚の接触によって生じた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ようにしてい
る。この方式では、抵抗変化量もしくは容量変化量によ
って、指紋のパターンを認識するようにしている（文献
４：特開平７−１６８９３０号公報）。
【０００５】しかしながら、以上の従来技術には種々の
問題点があり、例えば光を用いた方式では、光源や光学
系および光学イメージの処理手段が必要になるなど、小
型化，汎用化が難しく、用途が限定されるという問題が
ある。また、感圧シート等を用いて指の凹凸を感知する
方式では、感圧シートなど材料が特殊であることや、そ
れらの加工性の難しさから実用化が困難であり、また信
頼性に乏しいという問題もある。そこで、このような問
題を解決すべく、ＬＳＩ製造技術を用いた容量型の指紋
センサが新たに提案された（文献５：Marco Tartagni a
nd Roberto Guerrieri,A390 dpi Live Fingerprint Ima
ger Based on Feedback Capacitive Sensing Scheme,19
97 IEEE International Solid-State Circuits Confere
nce,p200-201(1997)）。これは、ＬＳＩチップ上に２次
元に配列された小さなセンサ素子の帰還静電容量を検出
し、皮膚の凹凸パターンを検出する方式である。
問題点があり、例えば光を用いた方式では、光源や光学
系および光学イメージの処理手段が必要になるなど、小
型化，汎用化が難しく、用途が限定されるという問題が
ある。また、感圧シート等を用いて指の凹凸を感知する
方式では、感圧シートなど材料が特殊であることや、そ
れらの加工性の難しさから実用化が困難であり、また信
頼性に乏しいという問題もある。そこで、このような問
題を解決すべく、ＬＳＩ製造技術を用いた容量型の指紋
センサが新たに提案された（文献５：Marco Tartagni a
nd Roberto Guerrieri,A390 dpi Live Fingerprint Ima
ger Based on Feedback Capacitive Sensing Scheme,19
97 IEEE International Solid-State Circuits Confere
nce,p200-201(1997)）。これは、ＬＳＩチップ上に２次
元に配列された小さなセンサ素子の帰還静電容量を検出
し、皮膚の凹凸パターンを検出する方式である。
【０００６】この容量型センサは、図７（ａ）の断面図
に示すように構成されている。すなわち、まず、ＬＳＩ
等の形成された半導体基板７０１の上に、下層絶縁膜７
０２を介して配線７０３が形成され、この上に層間絶縁
膜７０４が形成されている。また、その層間絶縁膜７０
４上には、たとえば平面形状が矩形のセンサ電極７０６
が形成されている。このセンサ電極７０６は、層間絶縁
膜７０４に形成されたスルーホール内のプラグ７０５を
介して配線７０３に接続されている。そして、層間絶縁
膜７０４上に、センサ電極７０６を覆うように、パシベ
ーション膜７０７が形成され、センサ素子が構成されて
いる。そして、それらセンサ素子は、図７（ｂ）の平面
図に示すように、隣り合うセンサ素子のセンサ電極７０
６が接触しないように、２次元的に複数配置されてい
る。
に示すように構成されている。すなわち、まず、ＬＳＩ
等の形成された半導体基板７０１の上に、下層絶縁膜７
０２を介して配線７０３が形成され、この上に層間絶縁
膜７０４が形成されている。また、その層間絶縁膜７０
４上には、たとえば平面形状が矩形のセンサ電極７０６
が形成されている。このセンサ電極７０６は、層間絶縁
膜７０４に形成されたスルーホール内のプラグ７０５を
介して配線７０３に接続されている。そして、層間絶縁
膜７０４上に、センサ電極７０６を覆うように、パシベ
ーション膜７０７が形成され、センサ素子が構成されて
いる。そして、それらセンサ素子は、図７（ｂ）の平面
図に示すように、隣り合うセンサ素子のセンサ電極７０
６が接触しないように、２次元的に複数配置されてい
る。
【０００７】この容量型センサの動作について説明す
る。まず、指紋検出対象の指は、パシベーション膜７０
７に接触する。このように、指が接触すると、センサ電
極７０６上では、パシベーション膜７０７に触れた皮膚
が電極として機能し、センサ電極７０６との間で容量が
形成される。この容量は、配線７０３を介して検出され
る。ここで、指先の指紋は、皮膚の凹凸により形成され
ているので、パシベーション膜７０７に指を接触させた
場合、電極としての皮膚と、センサ電極７０６との距離
は、指紋を形成している突部と凹部とで異なることにな
る。そして、この距離の違いは、容量の違いとして検出
されることになる。したがって、それら異なる容量の分
布を検出していけば、それは指紋の突部の形状となる。
すなわち、この容量型センサにより、皮膚の微細な凹凸
状態を関知することができる。
る。まず、指紋検出対象の指は、パシベーション膜７０
７に接触する。このように、指が接触すると、センサ電
極７０６上では、パシベーション膜７０７に触れた皮膚
が電極として機能し、センサ電極７０６との間で容量が
形成される。この容量は、配線７０３を介して検出され
る。ここで、指先の指紋は、皮膚の凹凸により形成され
ているので、パシベーション膜７０７に指を接触させた
場合、電極としての皮膚と、センサ電極７０６との距離
は、指紋を形成している突部と凹部とで異なることにな
る。そして、この距離の違いは、容量の違いとして検出
されることになる。したがって、それら異なる容量の分
布を検出していけば、それは指紋の突部の形状となる。
すなわち、この容量型センサにより、皮膚の微細な凹凸
状態を関知することができる。
【０００８】そして、このような容量型の指紋センサ
は、従来の光学式センサと比較して特殊なインターフェ
イスが不要であり、小型化が可能である。この容量型の
センサは、たとえば、次に示すような集積回路チップ上
に同時に搭載することができる。すなわち、照合のため
の指紋データが格納された記憶部と、記憶部に用意され
ている指紋データと、読み取られた指紋とを比較照合す
る認識処理部とが集積された集積回路チップに、上述の
容量型センサを同時に搭載することができる。このよう
に、１つの集積回路チップ上に構成することで、各ユニ
ット間のデータ転送における情報の改竄などが困難にな
り、機密保持性能を向上させることができる。
は、従来の光学式センサと比較して特殊なインターフェ
イスが不要であり、小型化が可能である。この容量型の
センサは、たとえば、次に示すような集積回路チップ上
に同時に搭載することができる。すなわち、照合のため
の指紋データが格納された記憶部と、記憶部に用意され
ている指紋データと、読み取られた指紋とを比較照合す
る認識処理部とが集積された集積回路チップに、上述の
容量型センサを同時に搭載することができる。このよう
に、１つの集積回路チップ上に構成することで、各ユニ
ット間のデータ転送における情報の改竄などが困難にな
り、機密保持性能を向上させることができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、その容
量型センサを用いた指紋認識集積回路では、皮膚を電極
として利用しているため、接触時に生じた静電気によっ
て、同時に搭載されているＬＳＩが静電破壊され易いと
いう問題があった。したがって、小型化，汎用性を備え
た中で、安定して高感度の検出が可能で信頼性の高い状
態で、人間の指紋や動物の鼻紋などの微細な凹凸をセン
シング可能とする表面形状認識用センサおよびその製造
方法の開発が従来より望まれていた。本発明は、このよ
うな課題を解決するためのものであり、センシングの際
に発生する静電気によって静電破壊されることなどがな
いなど、安定して高感度の検出が信頼性の高い状態でで
きるようにすることを目的とする。
量型センサを用いた指紋認識集積回路では、皮膚を電極
として利用しているため、接触時に生じた静電気によっ
て、同時に搭載されているＬＳＩが静電破壊され易いと
いう問題があった。したがって、小型化，汎用性を備え
た中で、安定して高感度の検出が可能で信頼性の高い状
態で、人間の指紋や動物の鼻紋などの微細な凹凸をセン
シング可能とする表面形状認識用センサおよびその製造
方法の開発が従来より望まれていた。本発明は、このよ
うな課題を解決するためのものであり、センシングの際
に発生する静電気によって静電破壊されることなどがな
いなど、安定して高感度の検出が信頼性の高い状態でで
きるようにすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明は、基板上の同
一平面にそれぞれが絶縁分離されて複数配置されたセン
サ電極と、このセンサ電極を覆うように形成された絶縁
体からなるパシベーション膜と、センサ電極に形成され
た容量を検出する容量検出手段とを備え、少なくとも一
部がパシベーション膜表面に接触した状態で認識対象の
表面がセンサ電極に対向配置されたときにセンサ電極に
形成された容量により認識対象の表面形状を認識する表
面形状認識用センサに、センサ電極とは絶縁分離されて
パシベーション膜表面で認識対象の表面に接触するよう
にその一部がパシベーション膜表面で露出して配置され
たアース電極を備え、容量検出手段はそのアース電極と
センサ電極それぞれとの間の容量を検出するように構成
した。したがって、アース電極に接触した認識対象の表
面とセンサ電極との間に形成された容量が容量検出手段
に検出される。また、基板上に下層絶縁膜を介して形成
され容量検出手段に接続する第１および第２の配線と、
第１および第２の配線を覆うように下層絶縁膜上に形成
された層間絶縁膜とを備え、この層間絶縁膜上にセンサ
電極およびアース電極が形成され、層間絶縁膜に形成さ
れた第１のスルーホールを介して第１の配線にセンサ電
極が接続され、層間絶縁膜に形成された第２のスルーホ
ールを介して第２の配線にアース電極が接続されるよう
にした。したがって、アース電極およびセンサ電極の下
部の基板と下層絶縁膜との間に、集積回路を備えること
ができ、たとえば、容量検出手段を、アース電極および
センサ電極の下部に配置することができる。また、セン
サ電極およびアース電極は導電性を有するバリア膜を介
して第１および第２の配線にそれぞれ接続され、バリア
膜はセンサ電極およびアース電極を構成する材料と第１
および第２の配線を構成する材料のそれぞれの拡散を抑
制する材料から構成されるようにした。したがって、た
とえば、第１および第２の配線にアルミニウムを用い、
センサ電極およびアース電極に銅を用いても、それらの
間の相互拡散が抑制される。また、センサ電極およびア
ース電極表面に、センサ電極およびアース電極を構成す
る材料より酸化されにくい導電性を有する材料からなる
保護膜を形成するようにした。したがって、それら電極
表面の酸化が抑制される。また、アース電極は少なくと
もパシベーション膜表面において露出部が格子状に形成
され、センサ電極はアース電極により形成されているマ
スの中央部に配置されるようにした。したがって、それ
ぞれのアース電極とセンサ電極との間隔がほぼ等しくな
る。また、パシベーション膜表面およびアース電極の露
出面が、ほぼ平坦に形成されているようにした。この結
果、パシベーション膜表面において、認識対象の表面と
アース電極の露出面とがより接触しやすい状態となる。
一平面にそれぞれが絶縁分離されて複数配置されたセン
サ電極と、このセンサ電極を覆うように形成された絶縁
体からなるパシベーション膜と、センサ電極に形成され
た容量を検出する容量検出手段とを備え、少なくとも一
部がパシベーション膜表面に接触した状態で認識対象の
表面がセンサ電極に対向配置されたときにセンサ電極に
形成された容量により認識対象の表面形状を認識する表
面形状認識用センサに、センサ電極とは絶縁分離されて
パシベーション膜表面で認識対象の表面に接触するよう
にその一部がパシベーション膜表面で露出して配置され
たアース電極を備え、容量検出手段はそのアース電極と
センサ電極それぞれとの間の容量を検出するように構成
した。したがって、アース電極に接触した認識対象の表
面とセンサ電極との間に形成された容量が容量検出手段
に検出される。また、基板上に下層絶縁膜を介して形成
され容量検出手段に接続する第１および第２の配線と、
第１および第２の配線を覆うように下層絶縁膜上に形成
された層間絶縁膜とを備え、この層間絶縁膜上にセンサ
電極およびアース電極が形成され、層間絶縁膜に形成さ
れた第１のスルーホールを介して第１の配線にセンサ電
極が接続され、層間絶縁膜に形成された第２のスルーホ
ールを介して第２の配線にアース電極が接続されるよう
にした。したがって、アース電極およびセンサ電極の下
部の基板と下層絶縁膜との間に、集積回路を備えること
ができ、たとえば、容量検出手段を、アース電極および
センサ電極の下部に配置することができる。また、セン
サ電極およびアース電極は導電性を有するバリア膜を介
して第１および第２の配線にそれぞれ接続され、バリア
膜はセンサ電極およびアース電極を構成する材料と第１
および第２の配線を構成する材料のそれぞれの拡散を抑
制する材料から構成されるようにした。したがって、た
とえば、第１および第２の配線にアルミニウムを用い、
センサ電極およびアース電極に銅を用いても、それらの
間の相互拡散が抑制される。また、センサ電極およびア
ース電極表面に、センサ電極およびアース電極を構成す
る材料より酸化されにくい導電性を有する材料からなる
保護膜を形成するようにした。したがって、それら電極
表面の酸化が抑制される。また、アース電極は少なくと
もパシベーション膜表面において露出部が格子状に形成
され、センサ電極はアース電極により形成されているマ
スの中央部に配置されるようにした。したがって、それ
ぞれのアース電極とセンサ電極との間隔がほぼ等しくな
る。また、パシベーション膜表面およびアース電極の露
出面が、ほぼ平坦に形成されているようにした。この結
果、パシベーション膜表面において、認識対象の表面と
アース電極の露出面とがより接触しやすい状態となる。
【００１１】また、この発明は、基板上の同一平面にそ
れぞれが絶縁分離されて複数配置されたセンサ電極と、
このセンサ電極を覆うように形成された絶縁体からなる
パシベーション膜と、センサ電極に形成された容量を検
出する容量検出手段とを備え、少なくとも一部がパシベ
ーション膜表面に接触した状態で認識対象の表面がセン
サ電極に対向配置されたときにセンサ電極に形成された
容量により認識対象の表面形状を認識する表面形状認識
用センサの製造方法において、まず、基板上の同一平面
にそれぞれを絶縁分離して複数のセンサ電極を形成し、
次に、同一平面にセンサ電極とは絶縁分離してアース電
極を形成し、そして、アース電極の表面の一部が露出し
た状態でセンサ電極を覆うように絶縁体からなるパシベ
ーション膜を形成するようにした。したがって、アース
電極の一部はパシベーション膜表面で露出された状態に
形成され、認識対象の表面がパシベーション膜表面に接
触したときにアース電極に接触するようになる。そし
て、アース電極に接触した認識対象の表面とセンサ電極
との間に形成された容量が容量検出手段に検出される。
また、この発明は、基板上の同一平面にそれぞれが絶縁
分離されて複数配置されたセンサ電極と、このセンサ電
極を覆うように形成された絶縁体からなるパシベーショ
ン膜と、センサ電極に形成された容量を検出する容量検
出手段とを備え、少なくとも一部がパシベーション膜表
面に接触した状態で認識対象の表面がセンサ電極に対向
配置されたときにセンサ電極に形成された容量により認
識対象の表面形状を認識する表面形状認識用センサの製
造方法において、まず、第１に、基板上に下層絶縁膜を
介して第１および第２の配線を形成する。第２に、第１
および第２の配線を覆うように下層絶縁膜上に層間絶縁
膜を形成する。第３に、層間絶縁膜に第１および第２の
配線のそれぞれの一部表面が露出するように第１および
第２のスルーホールをそれぞれ形成する。第４に、第１
および第２のスルーホールの底部で露出している第１お
よび第２の配線の表面をそれぞれ覆うように、第１およ
び第２の配線を構成する材料の拡散および第１および第
２の配線への他の材料の含浸を抑制するバリア膜を形成
する。第５に、バリア膜を含む層間絶縁膜上に第１の金
属材料からなる第１の金属膜を形成する。第６に、第１
のスルーホール上の領域が開口した第１のレジストパタ
ーンを第１の金属膜上に形成する。第７に、メッキ法に
より第１のレジストパターンの開口部に露出した第１の
金属膜上に第１の金属材料からなる第２の金属膜を形成
する。第８に、第７の工程に引き続いて第２の金属膜上
に第１の金属材料より酸化されにくい第２の金属材料か
らなる第３の金属膜をメッキ法により形成する。第９
に、第１のレジストパターンを除去した後、第２および
第３の金属膜を覆いその周囲と第２のスルーホール上と
に開口を有する第２のレジストパターンを形成する。第
１０に、メッキ法により第２のレジストパターンの開口
部に露出した第１の金属膜上に第１の金属材料からなる
第４の金属膜を形成する。第１１に、第１０の工程に引
き続いて第４の金属膜上に第２の金属材料からなる第５
の金属膜をメッキ法により形成する。第１２に、第２の
レジストパターンを除去した後、第３および第５の金属
膜をマスクとして第１の金属膜を選択的にエッチング除
去し、第１の金属膜および第２の金属膜からなるセンサ
電極と、第１の金属膜および第４の金属膜からなるアー
ス電極を形成する。第１３に、センサ電極の上部の一部
が露出した状態でアース電極を覆ってその表面が平坦と
なるように絶縁体からなるパシベーション膜を形成する
ようにした。したがって、より容易に、アース電極の一
部はパシベーション膜表面で露出された状態に形成さ
れ、認識対象の表面がパシベーション膜表面に接触した
ときにアース電極に接触するようになる。そして、アー
ス電極に接触した認識対象の表面とセンサ電極との間に
形成された容量が容量検出手段に検出される。
れぞれが絶縁分離されて複数配置されたセンサ電極と、
このセンサ電極を覆うように形成された絶縁体からなる
パシベーション膜と、センサ電極に形成された容量を検
出する容量検出手段とを備え、少なくとも一部がパシベ
ーション膜表面に接触した状態で認識対象の表面がセン
サ電極に対向配置されたときにセンサ電極に形成された
容量により認識対象の表面形状を認識する表面形状認識
用センサの製造方法において、まず、基板上の同一平面
にそれぞれを絶縁分離して複数のセンサ電極を形成し、
次に、同一平面にセンサ電極とは絶縁分離してアース電
極を形成し、そして、アース電極の表面の一部が露出し
た状態でセンサ電極を覆うように絶縁体からなるパシベ
ーション膜を形成するようにした。したがって、アース
電極の一部はパシベーション膜表面で露出された状態に
形成され、認識対象の表面がパシベーション膜表面に接
触したときにアース電極に接触するようになる。そし
て、アース電極に接触した認識対象の表面とセンサ電極
との間に形成された容量が容量検出手段に検出される。
また、この発明は、基板上の同一平面にそれぞれが絶縁
分離されて複数配置されたセンサ電極と、このセンサ電
極を覆うように形成された絶縁体からなるパシベーショ
ン膜と、センサ電極に形成された容量を検出する容量検
出手段とを備え、少なくとも一部がパシベーション膜表
面に接触した状態で認識対象の表面がセンサ電極に対向
配置されたときにセンサ電極に形成された容量により認
識対象の表面形状を認識する表面形状認識用センサの製
造方法において、まず、第１に、基板上に下層絶縁膜を
介して第１および第２の配線を形成する。第２に、第１
および第２の配線を覆うように下層絶縁膜上に層間絶縁
膜を形成する。第３に、層間絶縁膜に第１および第２の
配線のそれぞれの一部表面が露出するように第１および
第２のスルーホールをそれぞれ形成する。第４に、第１
および第２のスルーホールの底部で露出している第１お
よび第２の配線の表面をそれぞれ覆うように、第１およ
び第２の配線を構成する材料の拡散および第１および第
２の配線への他の材料の含浸を抑制するバリア膜を形成
する。第５に、バリア膜を含む層間絶縁膜上に第１の金
属材料からなる第１の金属膜を形成する。第６に、第１
のスルーホール上の領域が開口した第１のレジストパタ
ーンを第１の金属膜上に形成する。第７に、メッキ法に
より第１のレジストパターンの開口部に露出した第１の
金属膜上に第１の金属材料からなる第２の金属膜を形成
する。第８に、第７の工程に引き続いて第２の金属膜上
に第１の金属材料より酸化されにくい第２の金属材料か
らなる第３の金属膜をメッキ法により形成する。第９
に、第１のレジストパターンを除去した後、第２および
第３の金属膜を覆いその周囲と第２のスルーホール上と
に開口を有する第２のレジストパターンを形成する。第
１０に、メッキ法により第２のレジストパターンの開口
部に露出した第１の金属膜上に第１の金属材料からなる
第４の金属膜を形成する。第１１に、第１０の工程に引
き続いて第４の金属膜上に第２の金属材料からなる第５
の金属膜をメッキ法により形成する。第１２に、第２の
レジストパターンを除去した後、第３および第５の金属
膜をマスクとして第１の金属膜を選択的にエッチング除
去し、第１の金属膜および第２の金属膜からなるセンサ
電極と、第１の金属膜および第４の金属膜からなるアー
ス電極を形成する。第１３に、センサ電極の上部の一部
が露出した状態でアース電極を覆ってその表面が平坦と
なるように絶縁体からなるパシベーション膜を形成する
ようにした。したがって、より容易に、アース電極の一
部はパシベーション膜表面で露出された状態に形成さ
れ、認識対象の表面がパシベーション膜表面に接触した
ときにアース電極に接触するようになる。そして、アー
ス電極に接触した認識対象の表面とセンサ電極との間に
形成された容量が容量検出手段に検出される。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図を
参照して説明する。 実施の形態１ はじめに、この発明の第１の実施の形態における表面形
状認識用センサに関して説明する。図１は、この実施の
形態１における表面形状認識用センサの構成を示す構成
図である。図１に示すように、この表面形状認識用セン
サは、まず、半導体基板１０１上の下層絶縁膜１０２上
に形成された層間絶縁膜１０４上に、たとえば８０μｍ
角のセンサ電極１０５、および、アース電極１０６を備
えるようにした。また、下層絶縁膜１０２上には、セン
サ電極１０５にスルーホール（第１のスルーホール）１
０４ａを介して接続する配線（第１の配線）１０３を形
成するようにした。なお、図１（ａ）には示していない
が、下層絶縁膜１０２上には、アース電極１０６に接続
する配線（第２の配線）も形成している。そして、それ
らは、やはり図示していないが、層間絶縁膜１０４に形
成されたスルーホール（第２のスルーホール）を介して
接続している。
参照して説明する。 実施の形態１ はじめに、この発明の第１の実施の形態における表面形
状認識用センサに関して説明する。図１は、この実施の
形態１における表面形状認識用センサの構成を示す構成
図である。図１に示すように、この表面形状認識用セン
サは、まず、半導体基板１０１上の下層絶縁膜１０２上
に形成された層間絶縁膜１０４上に、たとえば８０μｍ
角のセンサ電極１０５、および、アース電極１０６を備
えるようにした。また、下層絶縁膜１０２上には、セン
サ電極１０５にスルーホール（第１のスルーホール）１
０４ａを介して接続する配線（第１の配線）１０３を形
成するようにした。なお、図１（ａ）には示していない
が、下層絶縁膜１０２上には、アース電極１０６に接続
する配線（第２の配線）も形成している。そして、それ
らは、やはり図示していないが、層間絶縁膜１０４に形
成されたスルーホール（第２のスルーホール）を介して
接続している。
【００１３】また、センサ電極１０５を覆うようにパシ
ベーション膜１０７を形成し、そのパシベーション膜１
０７表面でアース電極１０６の上部が露出した状態とし
た。ここで、センサ電極１０５は、１５０μｍ間隔に複
数配置している。また、パシベーション膜１０７は、た
とえば、比誘電率が４．０程度の絶縁物から構成し、セ
ンサ電極１０５上の膜厚は５μｍ程度とした。また、半
導体基板１０１上には、センスユニット１０８を形成し
ている。このセンスユニット１０８は、前述した配線１
０３などを介し、アース電極１０６およびセンサ電極１
０５それぞれに接続している。そして、このセンスユニ
ット１０８は、アース電極１０６と各センサ電極１０５
との間に形成される容量を検出する。
ベーション膜１０７を形成し、そのパシベーション膜１
０７表面でアース電極１０６の上部が露出した状態とし
た。ここで、センサ電極１０５は、１５０μｍ間隔に複
数配置している。また、パシベーション膜１０７は、た
とえば、比誘電率が４．０程度の絶縁物から構成し、セ
ンサ電極１０５上の膜厚は５μｍ程度とした。また、半
導体基板１０１上には、センスユニット１０８を形成し
ている。このセンスユニット１０８は、前述した配線１
０３などを介し、アース電極１０６およびセンサ電極１
０５それぞれに接続している。そして、このセンスユニ
ット１０８は、アース電極１０６と各センサ電極１０５
との間に形成される容量を検出する。
【００１４】また、各センスユニット１０８の出力は、
図示していない処理手段により処理され、この処理手段
により、各センサ電極１０５に形成された容量を濃淡に
変換した画像データが生成される。なお、このセンスユ
ニット１０８および処理手段は、たとえば、センサ電極
１０５下の半導体基板１０１上に配置するようにしても
よい。なお、それらセンスユニット１０８や処理手段
は、必ずしも半導体基板１０１上にモノリシックに集積
する必要はない。しかし、センサ電極１０５とセンスユ
ニット１０８や処理手段は、なるべく近くに配置した方
がよい。
図示していない処理手段により処理され、この処理手段
により、各センサ電極１０５に形成された容量を濃淡に
変換した画像データが生成される。なお、このセンスユ
ニット１０８および処理手段は、たとえば、センサ電極
１０５下の半導体基板１０１上に配置するようにしても
よい。なお、それらセンスユニット１０８や処理手段
は、必ずしも半導体基板１０１上にモノリシックに集積
する必要はない。しかし、センサ電極１０５とセンスユ
ニット１０８や処理手段は、なるべく近くに配置した方
がよい。
【００１５】以上のように構成した表面形状認識用セン
サでは、そのパシベーション膜１０７上に指の先端部が
接触すると、まず、アース電極１０６上部に指紋の突部
が接触する。人間の指紋の幅は約３００μｍ程度なの
で、１５０μｍ間隔に配置されているアース電極１０６
には、必ず接触することになる。この結果、パシベーシ
ョン膜１０７上に置いて、指紋の突部が接触している指
先端部は、アース電極１０６と同電位となる。そして、
その指先端部の各部分と、センサ電極１０５との間に
は、それぞれ容量が形成され、その容量がセンスユニッ
ト１０８に検出される。
サでは、そのパシベーション膜１０７上に指の先端部が
接触すると、まず、アース電極１０６上部に指紋の突部
が接触する。人間の指紋の幅は約３００μｍ程度なの
で、１５０μｍ間隔に配置されているアース電極１０６
には、必ず接触することになる。この結果、パシベーシ
ョン膜１０７上に置いて、指紋の突部が接触している指
先端部は、アース電極１０６と同電位となる。そして、
その指先端部の各部分と、センサ電極１０５との間に
は、それぞれ容量が形成され、その容量がセンスユニッ
ト１０８に検出される。
【００１６】ここで、指の先端部が置かれたパシベーシ
ョン膜１０７上では、指紋突部はパシベーション膜１０
７に接触し、指紋凹部はパシベーション膜１０７より離
れた状態となっている。したがって、指紋突部の表面と
その下のセンサ電極１０５の間隔ｄ１と、指紋凹部の表
面とその下のセンサ電極１０５の間隔ｄ２とは異なり、
ｄ１＜ｄ２である。そして、指紋突部の表面とその下の
センサ電極１０５の間の容量Ｃ１と、指紋凹部の表面と
その下のセンサ電極１０５の間の容量Ｃ２とは異なる。
したがって、指紋突部下のセンサ電極１０５とアース電
極１０６との間の容量と、指紋凹部下のセンサ電極１０
５とアース電極１０６との間の容量とは異なって検出さ
れることになる。
ョン膜１０７上では、指紋突部はパシベーション膜１０
７に接触し、指紋凹部はパシベーション膜１０７より離
れた状態となっている。したがって、指紋突部の表面と
その下のセンサ電極１０５の間隔ｄ１と、指紋凹部の表
面とその下のセンサ電極１０５の間隔ｄ２とは異なり、
ｄ１＜ｄ２である。そして、指紋突部の表面とその下の
センサ電極１０５の間の容量Ｃ１と、指紋凹部の表面と
その下のセンサ電極１０５の間の容量Ｃ２とは異なる。
したがって、指紋突部下のセンサ電極１０５とアース電
極１０６との間の容量と、指紋凹部下のセンサ電極１０
５とアース電極１０６との間の容量とは異なって検出さ
れることになる。
【００１７】たとえば、上述の構成の場合、Ｃ１は４４
ｆＦ程度になる。一方、指紋の深さは１００μｍ程度な
ので、Ｃ２は０．５ｆＦ程度となる。そして、各センサ
電極１０５をマトリクス状に複数配置するようにすれ
ば、その配置状態に対応して指紋の凹凸による容量が検
出できる。この結果、各センサ電極１０５の箇所で検出
されたそれぞれの容量に対応し、処理手段によって濃淡
データを付ければ、指紋の形状が再現できることにな
る。たとえば、センサ電極を１００μｍ間隔でマトリク
ス状に３００×３００（個）配置した場合、２５０ドッ
ト／インチ程度の分解能で３００×３００ドットの指紋
画像を得ることができる。
ｆＦ程度になる。一方、指紋の深さは１００μｍ程度な
ので、Ｃ２は０．５ｆＦ程度となる。そして、各センサ
電極１０５をマトリクス状に複数配置するようにすれ
ば、その配置状態に対応して指紋の凹凸による容量が検
出できる。この結果、各センサ電極１０５の箇所で検出
されたそれぞれの容量に対応し、処理手段によって濃淡
データを付ければ、指紋の形状が再現できることにな
る。たとえば、センサ電極を１００μｍ間隔でマトリク
ス状に３００×３００（個）配置した場合、２５０ドッ
ト／インチ程度の分解能で３００×３００ドットの指紋
画像を得ることができる。
【００１８】一方、図１には示していないが、半導体基
板１０１上の他の領域には、照合のための指紋データが
格納された記憶部や、記憶部に用意されている指紋デー
タと読み取られた指紋画像とを比較照合する認識処理部
などが集積された集積回路を備えている。なお、これら
すべてを、センサ電極１０５下の半導体基板１０１上に
配置するようにしてもよい。この構成とすることで、よ
りコンパクトな状態で、検出された指紋の形状と記憶部
に格納されている指紋データとを、集積回路に構成され
ている認識処理部で比較する指紋の照合が可能となる。
そして、この実施の形態１の表面形状認識用センサで
は、たとえば指紋の形状を認識する場合、指の一部がア
ース電極に触れることになる。したがって、その指が接
触したことにより表面形状認識用センサ表面に静電気が
発生することになる。しかし、その静電気はアース電極
に流れていくので、下部に形成されている他の集積回路
部分がその静電気で破壊されることが抑制される。
板１０１上の他の領域には、照合のための指紋データが
格納された記憶部や、記憶部に用意されている指紋デー
タと読み取られた指紋画像とを比較照合する認識処理部
などが集積された集積回路を備えている。なお、これら
すべてを、センサ電極１０５下の半導体基板１０１上に
配置するようにしてもよい。この構成とすることで、よ
りコンパクトな状態で、検出された指紋の形状と記憶部
に格納されている指紋データとを、集積回路に構成され
ている認識処理部で比較する指紋の照合が可能となる。
そして、この実施の形態１の表面形状認識用センサで
は、たとえば指紋の形状を認識する場合、指の一部がア
ース電極に触れることになる。したがって、その指が接
触したことにより表面形状認識用センサ表面に静電気が
発生することになる。しかし、その静電気はアース電極
に流れていくので、下部に形成されている他の集積回路
部分がその静電気で破壊されることが抑制される。
【００１９】次に、上述したこの実施の形態１の表面形
状認識用センサの製造方法について、その一部を簡単に
説明する。まず、半導体基板１０１上に、前述したセン
スユニットなど他の集積回路を形成し、この後、図２
（ａ）に示すように、それら集積回路を覆うように、半
導体基板１０１上に下層絶縁膜１０２を形成し、その上
に配線１０３を形成する。次に、図２（ｂ）に示すよう
に、配線１０３を覆うように、下層絶縁膜１０２上に層
間絶縁膜１０４を形成する。次に、図２（ｃ）に示すよ
うに、層間絶縁膜１０４の配線１０３上の所定箇所にス
ルーホール１０４ａを形成する。
状認識用センサの製造方法について、その一部を簡単に
説明する。まず、半導体基板１０１上に、前述したセン
スユニットなど他の集積回路を形成し、この後、図２
（ａ）に示すように、それら集積回路を覆うように、半
導体基板１０１上に下層絶縁膜１０２を形成し、その上
に配線１０３を形成する。次に、図２（ｂ）に示すよう
に、配線１０３を覆うように、下層絶縁膜１０２上に層
間絶縁膜１０４を形成する。次に、図２（ｃ）に示すよ
うに、層間絶縁膜１０４の配線１０３上の所定箇所にス
ルーホール１０４ａを形成する。
【００２０】次に、図２（ｄ）に示すように、層間絶縁
膜１０４上に、スルーホール１０４ａを介して配線１０
３に接続するセンサ電極１０５を形成する。また、図２
（ｅ）に示すように、センサ電極１０５とは離間して層
間絶縁膜１０４上にアース電極１０６を形成する。この
とき、アース電極１０６は、センサ電極１０５より厚く
形成する。そして、図２（ｆ）に示すように、アース電
極１０６により形成される凹部を埋め込んでセンサ電極
１０５を覆うように、パシベーション膜１０７を形成す
る。このとき、アース電極１０６の上部は、パシベーシ
ョン膜１０７表面で露出した状態とする。以上のことに
より、図１に示した、この実施の形態１の表面形状認識
用センサの電極部が形成できる。
膜１０４上に、スルーホール１０４ａを介して配線１０
３に接続するセンサ電極１０５を形成する。また、図２
（ｅ）に示すように、センサ電極１０５とは離間して層
間絶縁膜１０４上にアース電極１０６を形成する。この
とき、アース電極１０６は、センサ電極１０５より厚く
形成する。そして、図２（ｆ）に示すように、アース電
極１０６により形成される凹部を埋め込んでセンサ電極
１０５を覆うように、パシベーション膜１０７を形成す
る。このとき、アース電極１０６の上部は、パシベーシ
ョン膜１０７表面で露出した状態とする。以上のことに
より、図１に示した、この実施の形態１の表面形状認識
用センサの電極部が形成できる。
【００２１】実施の形態２
次に、この発明の第２の実施の形態における表面形状認
識用センサに関して説明する。図３は、この実施の形態
２における表面形状認識用センサの構成を示す構成図で
ある。ここで、図３（ａ），（ｂ）は断面を示し、図３
（ｃ）は平面図である。そして、図３（ｃ）のＡＡ’断
面が図３（ａ）であり、図３（ｃ）のＢＢ’断面が図３
（ｂ）である。この実施の形態２では、まず、半導体基
板３０１上の絶縁膜３０２上に形成された層間絶縁膜３
０４上に、たとえば８０μｍ角のセンサ電極３０６、お
よび、アース電極３０７を備えるようにした。
識用センサに関して説明する。図３は、この実施の形態
２における表面形状認識用センサの構成を示す構成図で
ある。ここで、図３（ａ），（ｂ）は断面を示し、図３
（ｃ）は平面図である。そして、図３（ｃ）のＡＡ’断
面が図３（ａ）であり、図３（ｃ）のＢＢ’断面が図３
（ｂ）である。この実施の形態２では、まず、半導体基
板３０１上の絶縁膜３０２上に形成された層間絶縁膜３
０４上に、たとえば８０μｍ角のセンサ電極３０６、お
よび、アース電極３０７を備えるようにした。
【００２２】また、絶縁膜３０２上には、ＴｉＮからな
るバリア膜３０５を介してセンサ電極３０６に接続す
る、アルミニウムからなる配線３０３を備えるようにし
た。なお、図３（ｂ）に示すように、絶縁膜３０２上に
は、アルミニウムからなる配線３０３ａも形成され、バ
リア膜３０５を介してアース電極３０７に接続してい
る。ここで、アース電極３０７は、Ｃｕからなる下部電
極３０７ａとその上に形成されたやはりＣｕからなる電
極柱３０７ｂとから構成した。そして、アース電極３０
７表面には、Ａｕからなる保護膜３０７ｃを形成した。
また、センサ電極３０６の表面にも、Ａｕからなる保護
膜３０６ａを形成した。
るバリア膜３０５を介してセンサ電極３０６に接続す
る、アルミニウムからなる配線３０３を備えるようにし
た。なお、図３（ｂ）に示すように、絶縁膜３０２上に
は、アルミニウムからなる配線３０３ａも形成され、バ
リア膜３０５を介してアース電極３０７に接続してい
る。ここで、アース電極３０７は、Ｃｕからなる下部電
極３０７ａとその上に形成されたやはりＣｕからなる電
極柱３０７ｂとから構成した。そして、アース電極３０
７表面には、Ａｕからなる保護膜３０７ｃを形成した。
また、センサ電極３０６の表面にも、Ａｕからなる保護
膜３０６ａを形成した。
【００２３】また、センサ電極３０６を覆うように、た
とえば酸化シリコンからなるパシベーション膜３０８を
形成し、そのパシベーション膜３０８表面でアース電極
３０７の上部を露出させた。ここで、図３（ｃ）に示す
ように、アース電極３０７は、１５０μｍ間隔の格子状
に形成した。また、その格子の間の中央部に、センサ電
極３０６を１５０μｍ間隔でマトリクス状に複数配置し
た。また、パシベーション膜３０８は、比誘電率が４．
０程度の絶縁物から構成し、アース電極３０７の格子の
間を埋め、センサ電極３０６上の膜厚が、たとえば、５
μｍ程度となるように形成した。
とえば酸化シリコンからなるパシベーション膜３０８を
形成し、そのパシベーション膜３０８表面でアース電極
３０７の上部を露出させた。ここで、図３（ｃ）に示す
ように、アース電極３０７は、１５０μｍ間隔の格子状
に形成した。また、その格子の間の中央部に、センサ電
極３０６を１５０μｍ間隔でマトリクス状に複数配置し
た。また、パシベーション膜３０８は、比誘電率が４．
０程度の絶縁物から構成し、アース電極３０７の格子の
間を埋め、センサ電極３０６上の膜厚が、たとえば、５
μｍ程度となるように形成した。
【００２４】また、図示していないが、半導体基板３０
１上には、センスユニットを形成下ある。このセンスユ
ニットは、前述した配線３０３などを介し、アース電極
３０７およびセンサ電極３０６それぞれに接続してい
る。そして、このセンスユニットは、アース電極３０７
と各センサ電極３０６との間に形成される容量を検出
し、それらに対応した信号を出力する。また、各センス
ユニットの出力は、図示していない処理手段により処理
され、この処理手段により、各センサ電極３０６に形成
された容量を濃淡に変換した画像データを生成する。な
お、このセンスユニットおよび処理手段は、たとえば、
センサ電極３０６下の半導体基板３０１上に配置するよ
うにしてもよい。
１上には、センスユニットを形成下ある。このセンスユ
ニットは、前述した配線３０３などを介し、アース電極
３０７およびセンサ電極３０６それぞれに接続してい
る。そして、このセンスユニットは、アース電極３０７
と各センサ電極３０６との間に形成される容量を検出
し、それらに対応した信号を出力する。また、各センス
ユニットの出力は、図示していない処理手段により処理
され、この処理手段により、各センサ電極３０６に形成
された容量を濃淡に変換した画像データを生成する。な
お、このセンスユニットおよび処理手段は、たとえば、
センサ電極３０６下の半導体基板３０１上に配置するよ
うにしてもよい。
【００２５】以上のように構成した表面形状認識用セン
サでは、そのパシベーション膜３０８上に指の先端部が
接触すると、まず、アース電極３０７上部に指紋の突部
が接触する。人間の指紋の幅は約３００μｍ程度なの
で、１５０μｍ間隔に格子状に形成されているアース電
極３０７には、指紋の突部が必ず接触することになる。
この結果、パシベーション膜３０８上に置いて、指紋の
突部が接触している指先端部は、アース電極３０７と同
電位となる。そして、その指先端部の各部分と、センサ
電極３０６との間には、それぞれ容量が形成され、その
容量がセンスユニットに検出される。
サでは、そのパシベーション膜３０８上に指の先端部が
接触すると、まず、アース電極３０７上部に指紋の突部
が接触する。人間の指紋の幅は約３００μｍ程度なの
で、１５０μｍ間隔に格子状に形成されているアース電
極３０７には、指紋の突部が必ず接触することになる。
この結果、パシベーション膜３０８上に置いて、指紋の
突部が接触している指先端部は、アース電極３０７と同
電位となる。そして、その指先端部の各部分と、センサ
電極３０６との間には、それぞれ容量が形成され、その
容量がセンスユニットに検出される。
【００２６】ここで、指の先端部が置かれたパシベーシ
ョン膜３０８上では、指紋突部はパシベーション膜３０
８に接触し、指紋凹部はパシベーション膜３０８より離
れた状態となっている。したがって、指紋突部の表面と
その下のセンサ電極３０６の間隔ｄ１と、指紋凹部の表
面とその下のセンサ電極３０６の間隔ｄ２とは異なり、
ｄ１＜ｄ２である。そして、指紋突部の表面とその下の
センサ電極３０６の間の容量Ｃ１と、指紋凹部の表面と
その下のセンサ電極３０６の間の容量Ｃ２とは異なる。
したがって、指紋突部下のセンサ電極３０６とアース電
極３０７との間の容量と、指紋凹部下のセンサ電極３０
６とアース電極３０７との間の容量とは異なって検出さ
れることになる。
ョン膜３０８上では、指紋突部はパシベーション膜３０
８に接触し、指紋凹部はパシベーション膜３０８より離
れた状態となっている。したがって、指紋突部の表面と
その下のセンサ電極３０６の間隔ｄ１と、指紋凹部の表
面とその下のセンサ電極３０６の間隔ｄ２とは異なり、
ｄ１＜ｄ２である。そして、指紋突部の表面とその下の
センサ電極３０６の間の容量Ｃ１と、指紋凹部の表面と
その下のセンサ電極３０６の間の容量Ｃ２とは異なる。
したがって、指紋突部下のセンサ電極３０６とアース電
極３０７との間の容量と、指紋凹部下のセンサ電極３０
６とアース電極３０７との間の容量とは異なって検出さ
れることになる。
【００２７】たとえば、上述の構成の場合、Ｃ１は４４
ｆＦ程度になる。一方、指紋の深さは１００μｍ程度な
ので、Ｃ２は０．５ｆＦ程度となる。そして、各センサ
電極３０６はマトリクス状に複数配置されていて、その
配置状態に対応して指紋の凹凸による容量が検出され
る。この結果、各センサ電極３０６の箇所で検出された
それぞれの容量に対応し、処理手段によって濃淡データ
を付ければ、指紋の形状が再現できることになる。たと
えば、センサ電極を１００μｍ間隔で３００×３００
（個）配置した場合、２５０ドット／インチ程度の分解
能で３００×３００ドットの指紋画像を得ることができ
る。
ｆＦ程度になる。一方、指紋の深さは１００μｍ程度な
ので、Ｃ２は０．５ｆＦ程度となる。そして、各センサ
電極３０６はマトリクス状に複数配置されていて、その
配置状態に対応して指紋の凹凸による容量が検出され
る。この結果、各センサ電極３０６の箇所で検出された
それぞれの容量に対応し、処理手段によって濃淡データ
を付ければ、指紋の形状が再現できることになる。たと
えば、センサ電極を１００μｍ間隔で３００×３００
（個）配置した場合、２５０ドット／インチ程度の分解
能で３００×３００ドットの指紋画像を得ることができ
る。
【００２８】一方、図３には示していないが、半導体基
板３０１上の他の領域には、照合のための指紋データが
格納された記憶部や、記憶部に用意されている指紋デー
タと読み取られた指紋画像とを比較照合する認識処理部
などが集積された集積回路を備えている。なお、これら
すべてを、センサ電極３０６下の半導体基板３０１上に
配置するようにしてもよい。この構成とすることで、よ
りコンパクトな状態で、検出された指紋の形状と記憶部
に格納されている指紋データとを、集積回路に構成され
ている認識処理部で比較する指紋の照合が可能となる。
板３０１上の他の領域には、照合のための指紋データが
格納された記憶部や、記憶部に用意されている指紋デー
タと読み取られた指紋画像とを比較照合する認識処理部
などが集積された集積回路を備えている。なお、これら
すべてを、センサ電極３０６下の半導体基板３０１上に
配置するようにしてもよい。この構成とすることで、よ
りコンパクトな状態で、検出された指紋の形状と記憶部
に格納されている指紋データとを、集積回路に構成され
ている認識処理部で比較する指紋の照合が可能となる。
【００２９】そして、この実施の形態２の表面形状認識
用センサでも、たとえば指紋の形状を認識する場合、指
の一部がアース電極に触れることになる。したがって、
その指が接触したことにより表面形状認識用センサ表面
に静電気が発生することになる。しかし、その静電気は
アース電極に流れていくので、下部に形成されている他
の集積回路部分がその静電気で破壊されることが抑制さ
れる。また、この実施の形態２によれば、アース電極の
露出面がＡｕで被覆された状態なので、アース電極の接
触面に酸化膜が形成されることが抑制されるようにな
る。また、この実施の形態２によれば、アース電極を格
子状に形成してそのマスの中央部にセンサ電極を配置す
るようにしたので、アース電極と各センサ電極との間隔
が等しくなる。
用センサでも、たとえば指紋の形状を認識する場合、指
の一部がアース電極に触れることになる。したがって、
その指が接触したことにより表面形状認識用センサ表面
に静電気が発生することになる。しかし、その静電気は
アース電極に流れていくので、下部に形成されている他
の集積回路部分がその静電気で破壊されることが抑制さ
れる。また、この実施の形態２によれば、アース電極の
露出面がＡｕで被覆された状態なので、アース電極の接
触面に酸化膜が形成されることが抑制されるようにな
る。また、この実施の形態２によれば、アース電極を格
子状に形成してそのマスの中央部にセンサ電極を配置す
るようにしたので、アース電極と各センサ電極との間隔
が等しくなる。
【００３０】次に、上述したこの実施の形態２の表面形
状認識用センサの製造方法について、その一部を説明す
る。まず、半導体基板３０１上に、前述したセンスユニ
ットなど他の集積回路を形成し、この後、図４（ａ）に
示すように、それら集積回路を覆うように、半導体基板
３０１上に、シリコン酸化物からなる絶縁膜３０２を形
成し、その上にアルミニウムからなる配線３０３を形成
する。この配線３０３は、アルミニウム膜を形成した
後、公知のフォトリソグラフィ技術によりパターニング
することで形成すればよい。次に、配線３０３を覆うよ
うに、絶縁膜３０２上に層間絶縁膜３０４を形成する。
次に、層間絶縁膜３０４の配線３０３上の所定箇所にス
ルーホール３０４ａを形成する。
状認識用センサの製造方法について、その一部を説明す
る。まず、半導体基板３０１上に、前述したセンスユニ
ットなど他の集積回路を形成し、この後、図４（ａ）に
示すように、それら集積回路を覆うように、半導体基板
３０１上に、シリコン酸化物からなる絶縁膜３０２を形
成し、その上にアルミニウムからなる配線３０３を形成
する。この配線３０３は、アルミニウム膜を形成した
後、公知のフォトリソグラフィ技術によりパターニング
することで形成すればよい。次に、配線３０３を覆うよ
うに、絶縁膜３０２上に層間絶縁膜３０４を形成する。
次に、層間絶縁膜３０４の配線３０３上の所定箇所にス
ルーホール３０４ａを形成する。
【００３１】そして、少なくともスルーホール３０４ａ
底部に露出した配線３０３表面を覆うように、ＴｉＮか
らなるバリア膜３０５を形成する。このバリア膜３０５
の形成は、次のようにすればよい。まず、スルーホール
３０４ａが形成された層間絶縁膜３０４上に、スパッタ
法などによりＴｉＮ膜を形成する。次いで、フォトリソ
グラフィ技術により、スルーホール形成部を隠すように
レジストパターンを形成する。そして、このレジストパ
ターンをマスクとし、ＲＩＥなどのドライエッチングで
ＴｉＮ膜を選択的に除去し、レジストパターンを除去す
れば、バリア膜３０５が形成される。なお、バリア膜３
０５は、ＴｉＮから構成するものに限らない。バリア膜
３０５に、相互拡散を抑制できる他の導電性材料を用い
るようにしてもよい。
底部に露出した配線３０３表面を覆うように、ＴｉＮか
らなるバリア膜３０５を形成する。このバリア膜３０５
の形成は、次のようにすればよい。まず、スルーホール
３０４ａが形成された層間絶縁膜３０４上に、スパッタ
法などによりＴｉＮ膜を形成する。次いで、フォトリソ
グラフィ技術により、スルーホール形成部を隠すように
レジストパターンを形成する。そして、このレジストパ
ターンをマスクとし、ＲＩＥなどのドライエッチングで
ＴｉＮ膜を選択的に除去し、レジストパターンを除去す
れば、バリア膜３０５が形成される。なお、バリア膜３
０５は、ＴｉＮから構成するものに限らない。バリア膜
３０５に、相互拡散を抑制できる他の導電性材料を用い
るようにしてもよい。
【００３２】次に、図４（ｂ）に示すように、バリア膜
３０５を含む層間絶縁膜３０４上に、Ｃｕからなる金属
薄膜４０１を膜厚０．１μｍ程度に形成する。これは、
たとえばスパッタ法により行えばよい。次いで、図４
（ｃ）に示すように、この金属薄膜４０１上に、スルー
ホール３０４ａ上部にあたる所定の領域に開口部４０２
ａを有するレジストパターン４０２を形成する。そし
て、金属薄膜４０１を陰極とした電解メッキ法により、
その開口部４０２ａ底部に露出している金属薄膜４０１
表面に、膜厚０．３μｍにＣｕ膜および膜厚０．２μｍ
にＡｕ膜を形成することで、保護膜３０６ａを形成す
る。なお、この保護膜３０６ａの形成は、電解メッキ法
に限るものではない。
３０５を含む層間絶縁膜３０４上に、Ｃｕからなる金属
薄膜４０１を膜厚０．１μｍ程度に形成する。これは、
たとえばスパッタ法により行えばよい。次いで、図４
（ｃ）に示すように、この金属薄膜４０１上に、スルー
ホール３０４ａ上部にあたる所定の領域に開口部４０２
ａを有するレジストパターン４０２を形成する。そし
て、金属薄膜４０１を陰極とした電解メッキ法により、
その開口部４０２ａ底部に露出している金属薄膜４０１
表面に、膜厚０．３μｍにＣｕ膜および膜厚０．２μｍ
にＡｕ膜を形成することで、保護膜３０６ａを形成す
る。なお、この保護膜３０６ａの形成は、電解メッキ法
に限るものではない。
【００３３】次に、レジストパターン４０２を除去した
後、今度は、図４（ｄ）に示すように、保護膜３０６ｂ
を囲う溝４０３ａを備えたレジストパターン４０３を形
成する。なお、この溝４０３ａは、図３（ｂ）に示した
配線３０３ａに接続するバリア膜３０５部分の上も開口
した状態とする。次に、図４（ｅ）に示すように、金属
薄膜４０１を陰極とした電解メッキ法により、その溝４
０３ａ底部に露出している金属薄膜４０１表面に、膜厚
５μｍ程度にＣｕを成長させ、電極柱３０７ｂを形成す
る。引き続き、図４（ｆ）に示すように、電極柱３０７
ｂの上部表面に、同様に電解メッキでＡｕを膜厚０．１
μｍ程度に成膜し、保護膜３０７ｃを形成する。なお、
たとえば、電極柱３０７ｂの形成は、電解メッキ法に限
るものではなく、無電解メッキ法を用いるようにしても
よい。
後、今度は、図４（ｄ）に示すように、保護膜３０６ｂ
を囲う溝４０３ａを備えたレジストパターン４０３を形
成する。なお、この溝４０３ａは、図３（ｂ）に示した
配線３０３ａに接続するバリア膜３０５部分の上も開口
した状態とする。次に、図４（ｅ）に示すように、金属
薄膜４０１を陰極とした電解メッキ法により、その溝４
０３ａ底部に露出している金属薄膜４０１表面に、膜厚
５μｍ程度にＣｕを成長させ、電極柱３０７ｂを形成す
る。引き続き、図４（ｆ）に示すように、電極柱３０７
ｂの上部表面に、同様に電解メッキでＡｕを膜厚０．１
μｍ程度に成膜し、保護膜３０７ｃを形成する。なお、
たとえば、電極柱３０７ｂの形成は、電解メッキ法に限
るものではなく、無電解メッキ法を用いるようにしても
よい。
【００３４】次に、レジストパターン４０３を除去した
後、図５（ｇ）に示すように、保護膜３０６ａおよび保
護膜３０７ｃをマスクとして金属薄膜４０１を選択的に
エッチング除去する。このエッチングは、燐酸，硝酸，
および，酢酸からなる混酸の水溶液をエッチング液とし
たウエット処理により行えばよい。以上の結果、層間絶
縁膜３０４上に格子状にアース電極３０７が形成され、
このアース電極３０７の升目の中心部に、センサ電極３
０６が形成されることになる。次に、図５（ｈ）に示す
ように、アース電極３０７のマスの中を埋め込むよう
に、パシベーション膜３０８を形成する。このパシベー
ション膜３０８の形成は、次に示すようにすればよい。
まず、センサ電極３０６およびアース電極３０７が形成
された層間絶縁膜３０４上に、回転塗布などによりＳＯ
Ｇ材料を塗布してＳＯＧ膜を形成する。
後、図５（ｇ）に示すように、保護膜３０６ａおよび保
護膜３０７ｃをマスクとして金属薄膜４０１を選択的に
エッチング除去する。このエッチングは、燐酸，硝酸，
および，酢酸からなる混酸の水溶液をエッチング液とし
たウエット処理により行えばよい。以上の結果、層間絶
縁膜３０４上に格子状にアース電極３０７が形成され、
このアース電極３０７の升目の中心部に、センサ電極３
０６が形成されることになる。次に、図５（ｈ）に示す
ように、アース電極３０７のマスの中を埋め込むよう
に、パシベーション膜３０８を形成する。このパシベー
ション膜３０８の形成は、次に示すようにすればよい。
まず、センサ電極３０６およびアース電極３０７が形成
された層間絶縁膜３０４上に、回転塗布などによりＳＯ
Ｇ材料を塗布してＳＯＧ膜を形成する。
【００３５】ここで、ＳＯＧ膜を厚く形成するため、Ｓ
ＯＧ材料の塗布は３回行う。この塗布により、ＳＯＧ膜
の表面は、アース電極３０７やセンサ電極３０６による
層間絶縁膜３０４上の凹凸を吸収して平坦に形成され
る。これら塗布によるＳＯＧ膜を形成した後、３００℃
程度に加熱して塗布膜を酸化シリコンからなる膜に変成
させる。そして、ＳＯＧ膜を、アース電極３０７の表面
が露出するまでエッチバックすれば、アース電極３０７
のマスの中を埋め込むように、その表面が平坦なパシベ
ーション膜３０８を形成することができる。以上のこと
により、図３に示した、この実施の形態２の表面形状認
識用センサの電極部が形成できる。
ＯＧ材料の塗布は３回行う。この塗布により、ＳＯＧ膜
の表面は、アース電極３０７やセンサ電極３０６による
層間絶縁膜３０４上の凹凸を吸収して平坦に形成され
る。これら塗布によるＳＯＧ膜を形成した後、３００℃
程度に加熱して塗布膜を酸化シリコンからなる膜に変成
させる。そして、ＳＯＧ膜を、アース電極３０７の表面
が露出するまでエッチバックすれば、アース電極３０７
のマスの中を埋め込むように、その表面が平坦なパシベ
ーション膜３０８を形成することができる。以上のこと
により、図３に示した、この実施の形態２の表面形状認
識用センサの電極部が形成できる。
【００３６】なお、パシベーション膜３０８は、上述し
たように形成する必要はなく、絶縁物から構成し、図５
（ｈ）に示すように、その表面が平坦に形成できればよ
い。したがって、たとえば、ＣＶＤ法などにより、アー
ス電極３０７まで覆うように酸化シリコン膜を堆積形成
し、これを化学的機械的研磨法によりアース電極３０７
上面が露出するまで切削研磨することで、表面が平坦化
されたパシベーション膜３０８を形成するようにしても
よい。
たように形成する必要はなく、絶縁物から構成し、図５
（ｈ）に示すように、その表面が平坦に形成できればよ
い。したがって、たとえば、ＣＶＤ法などにより、アー
ス電極３０７まで覆うように酸化シリコン膜を堆積形成
し、これを化学的機械的研磨法によりアース電極３０７
上面が露出するまで切削研磨することで、表面が平坦化
されたパシベーション膜３０８を形成するようにしても
よい。
【００３７】ところで、上述では、アース電極を格子状
に形成したが、これに限るものではなく、たとえば、図
６の平面図に示すように、パシベーション膜６０１に埋
め込まれているセンサ電極６０２周囲の片側に、パシベ
ーション膜６０１表面では分離した状態で、複数のアー
ス電極６０３を形成するようにしてもよい。ただし、ア
ース電極６０３は、下層の配線層でそれぞれが接続され
てすべてが同電位とされているものとする。また、表面
が露出した状態のアース電極は、各センサ電極のそばに
必ず一対設ける必要はなく、センサ電極複数個に１つの
アース電極が設けられている状態でもよい。ただし、こ
の実施の形態２のように、格子状にアース電極を形成
し、そのマスの中央部にセンサ電極を備えるようにする
ことで、マトリクス状に配置された各センサ電極とアー
ス電極との間隔をそれぞれ等しくすることができる。
に形成したが、これに限るものではなく、たとえば、図
６の平面図に示すように、パシベーション膜６０１に埋
め込まれているセンサ電極６０２周囲の片側に、パシベ
ーション膜６０１表面では分離した状態で、複数のアー
ス電極６０３を形成するようにしてもよい。ただし、ア
ース電極６０３は、下層の配線層でそれぞれが接続され
てすべてが同電位とされているものとする。また、表面
が露出した状態のアース電極は、各センサ電極のそばに
必ず一対設ける必要はなく、センサ電極複数個に１つの
アース電極が設けられている状態でもよい。ただし、こ
の実施の形態２のように、格子状にアース電極を形成
し、そのマスの中央部にセンサ電極を備えるようにする
ことで、マトリクス状に配置された各センサ電極とアー
ス電極との間隔をそれぞれ等しくすることができる。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、この発明では、基
板上の同一平面にそれぞれが絶縁分離されて複数配置さ
れたセンサ電極と、このセンサ電極を覆うように形成さ
れた絶縁体からなるパシベーション膜と、センサ電極に
形成された容量を検出する容量検出手段とを備え、少な
くとも一部がパシベーション膜表面に接触した状態で認
識対象の表面がセンサ電極に対向配置されたときにセン
サ電極に形成された容量により認識対象の表面形状を認
識する表面形状認識用センサに、センサ電極とは絶縁分
離されてパシベーション膜表面で認識対象の表面に接触
するようにその一部がパシベーション膜表面で露出して
配置されたアース電極を備え、容量検出手段はそのアー
ス電極とセンサ電極それぞれとの間の容量を検出するよ
うに構成した。したがって、アース電極に接触した認識
対象の表面とセンサ電極との間に形成された容量が容量
検出手段に検出される。そして、センシングの際に発生
する静電気がアース電極に流れるようになる。この結
果、この発明によれば、他に集積回路などが形成されて
いても、それが静電破壊されることが抑制されるように
なり、安定して高感度の検出が信頼性の高い状態ででき
るようになる。また、基板上に下層絶縁膜を介して形成
され容量検出手段に接続する第１および第２の配線と、
第１および第２の配線を覆うように下層絶縁膜上に形成
された層間絶縁膜とを備え、この層間絶縁膜上にセンサ
電極およびアース電極が形成され、層間絶縁膜に形成さ
れた第１のスルーホールを介して第１の配線にセンサ電
極が接続され、層間絶縁膜に形成された第２のスルーホ
ールを介して第２の配線にアース電極が接続されるよう
にした。したがって、アース電極およびセンサ電極の下
部の基板と下層絶縁膜との間に、集積回路を備えること
ができ、たとえば、容量検出手段を、アース電極および
センサ電極の下部に配置することができる。また、セン
サ電極およびアース電極は導電性を有するバリア膜を介
して第１および第２の配線にそれぞれ接続され、バリア
膜はセンサ電極およびアース電極を構成する材料と第１
および第２の配線を構成する材料のそれぞれの拡散を抑
制する材料から構成されるようにした。したがって、た
とえば、第１および第２の配線にアルミニウムを用い、
センサ電極およびアース電極に銅を用いても、それらの
間の相互拡散を抑制できる。また、センサ電極およびア
ース電極表面に、センサ電極およびアース電極を構成す
る材料より酸化されにくい導電性を有する材料からなる
保護膜を形成するようにした。したがって、それら電極
表面の酸化を抑制できる。また、アース電極は少なくと
もパシベーション膜表面において露出部が格子状に形成
され、センサ電極はアース電極により形成されているマ
スの中央部に配置されるようにした。したがって、それ
ぞれのアース電極とセンサ電極との間隔がほぼ等しくな
る。また、パシベーション膜表面およびアース電極の露
出面が、ほぼ平坦に形成されているようにした。この結
果、パシベーション膜表面において、認識対象の表面と
アース電極の露出面とがより接触しやすい状態となる。
板上の同一平面にそれぞれが絶縁分離されて複数配置さ
れたセンサ電極と、このセンサ電極を覆うように形成さ
れた絶縁体からなるパシベーション膜と、センサ電極に
形成された容量を検出する容量検出手段とを備え、少な
くとも一部がパシベーション膜表面に接触した状態で認
識対象の表面がセンサ電極に対向配置されたときにセン
サ電極に形成された容量により認識対象の表面形状を認
識する表面形状認識用センサに、センサ電極とは絶縁分
離されてパシベーション膜表面で認識対象の表面に接触
するようにその一部がパシベーション膜表面で露出して
配置されたアース電極を備え、容量検出手段はそのアー
ス電極とセンサ電極それぞれとの間の容量を検出するよ
うに構成した。したがって、アース電極に接触した認識
対象の表面とセンサ電極との間に形成された容量が容量
検出手段に検出される。そして、センシングの際に発生
する静電気がアース電極に流れるようになる。この結
果、この発明によれば、他に集積回路などが形成されて
いても、それが静電破壊されることが抑制されるように
なり、安定して高感度の検出が信頼性の高い状態ででき
るようになる。また、基板上に下層絶縁膜を介して形成
され容量検出手段に接続する第１および第２の配線と、
第１および第２の配線を覆うように下層絶縁膜上に形成
された層間絶縁膜とを備え、この層間絶縁膜上にセンサ
電極およびアース電極が形成され、層間絶縁膜に形成さ
れた第１のスルーホールを介して第１の配線にセンサ電
極が接続され、層間絶縁膜に形成された第２のスルーホ
ールを介して第２の配線にアース電極が接続されるよう
にした。したがって、アース電極およびセンサ電極の下
部の基板と下層絶縁膜との間に、集積回路を備えること
ができ、たとえば、容量検出手段を、アース電極および
センサ電極の下部に配置することができる。また、セン
サ電極およびアース電極は導電性を有するバリア膜を介
して第１および第２の配線にそれぞれ接続され、バリア
膜はセンサ電極およびアース電極を構成する材料と第１
および第２の配線を構成する材料のそれぞれの拡散を抑
制する材料から構成されるようにした。したがって、た
とえば、第１および第２の配線にアルミニウムを用い、
センサ電極およびアース電極に銅を用いても、それらの
間の相互拡散を抑制できる。また、センサ電極およびア
ース電極表面に、センサ電極およびアース電極を構成す
る材料より酸化されにくい導電性を有する材料からなる
保護膜を形成するようにした。したがって、それら電極
表面の酸化を抑制できる。また、アース電極は少なくと
もパシベーション膜表面において露出部が格子状に形成
され、センサ電極はアース電極により形成されているマ
スの中央部に配置されるようにした。したがって、それ
ぞれのアース電極とセンサ電極との間隔がほぼ等しくな
る。また、パシベーション膜表面およびアース電極の露
出面が、ほぼ平坦に形成されているようにした。この結
果、パシベーション膜表面において、認識対象の表面と
アース電極の露出面とがより接触しやすい状態となる。
【００３９】また、この発明では、基板上の同一平面に
それぞれが絶縁分離されて複数配置されたセンサ電極
と、このセンサ電極を覆うように形成された絶縁体から
なるパシベーション膜と、センサ電極に形成された容量
を検出する容量検出手段とを備え、少なくとも一部がパ
シベーション膜表面に接触した状態で認識対象の表面が
センサ電極に対向配置されたときにセンサ電極に形成さ
れた容量により認識対象の表面形状を認識する表面形状
認識用センサの製造方法において、まず、基板上の同一
平面にそれぞれを絶縁分離して複数のセンサ電極を形成
し、次に、同一平面にセンサ電極とは絶縁分離してアー
ス電極を形成し、そして、アース電極の表面の一部が露
出した状態でセンサ電極を覆うように絶縁体からなるパ
シベーション膜を形成するようにした。したがって、ア
ース電極の一部はパシベーション膜表面で露出された状
態に形成され、認識対象の表面がパシベーション膜表面
に接触したときにアース電極に接触するようになる。そ
して、アース電極に接触した認識対象の表面とセンサ電
極との間に形成された容量が容量検出手段に検出され
る。そして、センシングの際に発生する静電気がアース
電極に流れるようになる。すなわち、この発明によれ
ば、他に集積回路などが形成されていても、それが静電
破壊されることが抑制されるようになり、安定して高感
度の検出が信頼性の高い状態でできる表面形状認識用セ
ンサを製造できるようになる。また、この発明は、基板
上の同一平面にそれぞれが絶縁分離されて複数配置され
たセンサ電極と、このセンサ電極を覆うように形成され
た絶縁体からなるパシベーション膜と、センサ電極に形
成された容量を検出する容量検出手段とを備え、少なく
とも一部がパシベーション膜表面に接触した状態で認識
対象の表面がセンサ電極に対向配置されたときにセンサ
電極に形成された容量により認識対象の表面形状を認識
する表面形状認識用センサの製造方法において、まず、
第１に、基板上に下層絶縁膜を介して第１および第２の
配線を形成する。第２に、第１および第２の配線を覆う
ように下層絶縁膜上に層間絶縁膜を形成する。第３に、
層間絶縁膜に第１および第２の配線のそれぞれの一部表
面が露出するように第１および第２のスルーホールをそ
れぞれ形成する。第４に、第１および第２のスルーホー
ルの底部で露出している第１および第２の配線の表面を
それぞれ覆うように、第１および第２の配線を構成する
材料の拡散および第１および第２の配線への他の材料の
含浸を抑制するバリア膜を形成する。第５に、バリア膜
を含む層間絶縁膜上に第１の金属材料からなる第１の金
属膜を形成する。第６に、第１のスルーホール上の領域
が開口した第１のレジストパターンを第１の金属膜上に
形成する。第７に、メッキ法により第１のレジストパタ
ーンの開口部に露出した第１の金属膜上に第１の金属材
料からなる第２の金属膜を形成する。第８に、第７の工
程に引き続いて第２の金属膜上に第１の金属材料より酸
化されにくい第２の金属材料からなる第３の金属膜をメ
ッキ法により形成する。第９に、第１のレジストパター
ンを除去した後、第２および第３の金属膜を覆いその周
囲と第２のスルーホール上とに開口を有する第２のレジ
ストパターンを形成する。第１０に、メッキ法により第
２のレジストパターンの開口部に露出した第１の金属膜
上に第１の金属材料からなる第４の金属膜を形成する。
第１１に、第１０の工程に引き続いて第４の金属膜上に
第２の金属材料からなる第５の金属膜をメッキ法により
形成する。第１２に、第２のレジストパターンを除去し
た後、第３および第５の金属膜をマスクとして第１の金
属膜を選択的にエッチング除去し、第１の金属膜および
第２の金属膜からなるセンサ電極と、第１の金属膜およ
び第４の金属膜からなるアース電極を形成する。第１３
に、センサ電極の上部の一部が露出した状態でアース電
極を覆ってその表面が平坦となるように絶縁体からなる
パシベーション膜を形成するようにした。したがって、
より容易に、アース電極の一部はパシベーション膜表面
で露出された状態に形成され、認識対象の表面がパシベ
ーション膜表面に接触したときにアース電極に接触する
ようになる。そして、アース電極に接触した認識対象の
表面とセンサ電極との間に形成された容量が容量検出手
段に検出される。すなわち、この発明によれば、他に集
積回路などが形成されていても、それが静電破壊される
ことが抑制されるようになり、安定して高感度の検出が
信頼性の高い状態でできる表面形状認識用センサを、よ
り容易に製造できるようになる。
それぞれが絶縁分離されて複数配置されたセンサ電極
と、このセンサ電極を覆うように形成された絶縁体から
なるパシベーション膜と、センサ電極に形成された容量
を検出する容量検出手段とを備え、少なくとも一部がパ
シベーション膜表面に接触した状態で認識対象の表面が
センサ電極に対向配置されたときにセンサ電極に形成さ
れた容量により認識対象の表面形状を認識する表面形状
認識用センサの製造方法において、まず、基板上の同一
平面にそれぞれを絶縁分離して複数のセンサ電極を形成
し、次に、同一平面にセンサ電極とは絶縁分離してアー
ス電極を形成し、そして、アース電極の表面の一部が露
出した状態でセンサ電極を覆うように絶縁体からなるパ
シベーション膜を形成するようにした。したがって、ア
ース電極の一部はパシベーション膜表面で露出された状
態に形成され、認識対象の表面がパシベーション膜表面
に接触したときにアース電極に接触するようになる。そ
して、アース電極に接触した認識対象の表面とセンサ電
極との間に形成された容量が容量検出手段に検出され
る。そして、センシングの際に発生する静電気がアース
電極に流れるようになる。すなわち、この発明によれ
ば、他に集積回路などが形成されていても、それが静電
破壊されることが抑制されるようになり、安定して高感
度の検出が信頼性の高い状態でできる表面形状認識用セ
ンサを製造できるようになる。また、この発明は、基板
上の同一平面にそれぞれが絶縁分離されて複数配置され
たセンサ電極と、このセンサ電極を覆うように形成され
た絶縁体からなるパシベーション膜と、センサ電極に形
成された容量を検出する容量検出手段とを備え、少なく
とも一部がパシベーション膜表面に接触した状態で認識
対象の表面がセンサ電極に対向配置されたときにセンサ
電極に形成された容量により認識対象の表面形状を認識
する表面形状認識用センサの製造方法において、まず、
第１に、基板上に下層絶縁膜を介して第１および第２の
配線を形成する。第２に、第１および第２の配線を覆う
ように下層絶縁膜上に層間絶縁膜を形成する。第３に、
層間絶縁膜に第１および第２の配線のそれぞれの一部表
面が露出するように第１および第２のスルーホールをそ
れぞれ形成する。第４に、第１および第２のスルーホー
ルの底部で露出している第１および第２の配線の表面を
それぞれ覆うように、第１および第２の配線を構成する
材料の拡散および第１および第２の配線への他の材料の
含浸を抑制するバリア膜を形成する。第５に、バリア膜
を含む層間絶縁膜上に第１の金属材料からなる第１の金
属膜を形成する。第６に、第１のスルーホール上の領域
が開口した第１のレジストパターンを第１の金属膜上に
形成する。第７に、メッキ法により第１のレジストパタ
ーンの開口部に露出した第１の金属膜上に第１の金属材
料からなる第２の金属膜を形成する。第８に、第７の工
程に引き続いて第２の金属膜上に第１の金属材料より酸
化されにくい第２の金属材料からなる第３の金属膜をメ
ッキ法により形成する。第９に、第１のレジストパター
ンを除去した後、第２および第３の金属膜を覆いその周
囲と第２のスルーホール上とに開口を有する第２のレジ
ストパターンを形成する。第１０に、メッキ法により第
２のレジストパターンの開口部に露出した第１の金属膜
上に第１の金属材料からなる第４の金属膜を形成する。
第１１に、第１０の工程に引き続いて第４の金属膜上に
第２の金属材料からなる第５の金属膜をメッキ法により
形成する。第１２に、第２のレジストパターンを除去し
た後、第３および第５の金属膜をマスクとして第１の金
属膜を選択的にエッチング除去し、第１の金属膜および
第２の金属膜からなるセンサ電極と、第１の金属膜およ
び第４の金属膜からなるアース電極を形成する。第１３
に、センサ電極の上部の一部が露出した状態でアース電
極を覆ってその表面が平坦となるように絶縁体からなる
パシベーション膜を形成するようにした。したがって、
より容易に、アース電極の一部はパシベーション膜表面
で露出された状態に形成され、認識対象の表面がパシベ
ーション膜表面に接触したときにアース電極に接触する
ようになる。そして、アース電極に接触した認識対象の
表面とセンサ電極との間に形成された容量が容量検出手
段に検出される。すなわち、この発明によれば、他に集
積回路などが形成されていても、それが静電破壊される
ことが抑制されるようになり、安定して高感度の検出が
信頼性の高い状態でできる表面形状認識用センサを、よ
り容易に製造できるようになる。
【図１】 この発明の第１の実施の形態における表面形
状認識用センサの構成を示す構成図である。
状認識用センサの構成を示す構成図である。
【図２】 実施の形態１の表面形状認識用センサの製造
方法を説明するための説明図である。
方法を説明するための説明図である。
【図３】 この発明の第２の実施の形態における表面形
状認識用センサの構成を示す構成図である。
状認識用センサの構成を示す構成図である。
【図４】 実施の形態２の表面形状認識用センサの製造
方法を説明するための説明図である。
方法を説明するための説明図である。
【図５】 図４に続く、実施の形態２の表面形状認識用
センサの製造方法を説明するための説明図である。
センサの製造方法を説明するための説明図である。
【図６】 この発明の他の形態を示す平面図である。
【図７】 従来よりある容量型センサの構成を示す構成
図である。
図である。
１０１…半導体基板、１０２…絶縁膜（下層絶縁膜）、
１０３…配線（第１の配線）、１０４…層間絶縁膜、１
０４ａ…スルーホール（第１のスルーホール）、１０５
…センサ電極、１０６…アース電極、１０７…パシベー
ション膜、１０８…センスユニット。
１０３…配線（第１の配線）、１０４…層間絶縁膜、１
０４ａ…スルーホール（第１のスルーホール）、１０５
…センサ電極、１０６…アース電極、１０７…パシベー
ション膜、１０８…センスユニット。
フロントページの続き
(72)発明者 森村 浩季
東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日
本電信電話株式会社内
(56)参考文献 特開 平４−231803（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−212302（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−251530（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−19070（ＪＰ，Ａ)
特表 平11−508806（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01B 7/28
A61B 5/117
G06K 9/20
Claims (8)
- 【請求項１】 基板上の同一平面にそれぞれが絶縁分離
されて複数配置されたセンサ電極と、このセンサ電極を
覆うように形成された絶縁体からなるパシベーション膜
と、前記センサ電極に形成された容量を検出する容量検
出手段とを備え、少なくとも一部が前記パシベーション
膜表面に接触した状態で認識対象の表面が前記センサ電
極に対向配置されたときに前記センサ電極に形成された
容量により前記認識対象の表面形状を認識する表面形状
認識用センサにおいて、 前記センサ電極とは絶縁分離されて前記認識対象の表面
に接触するようにその一部が前記パシベーション膜表面
で露出して前記基板上に形成されたアース電極を備え、 前記容量検出手段は、そのアース電極と前記センサ電極
それぞれとの間の容量を検出するように構成されたこと
を特徴とする表面形状認識用センサ。 - 【請求項２】 請求項１記載の表面形状認識用センサに
おいて、 前記基板上に下層絶縁膜を介して形成され前記容量検出
手段に接続する第１および第２の配線と、 前記第１および第２の配線を覆うように前記下層絶縁膜
上に形成された層間絶縁膜とを備え、 この層間絶縁膜上に前記センサ電極およびアース電極が
形成され、 前記層間絶縁膜に形成された第１のスルーホールを介し
て前記第１の配線に前記センサ電極が接続され、 前記層間絶縁膜に形成された第２のスルーホールを介し
て前記第２の配線に前記アース電極が接続されたことを
特徴とする表面形状認識用センサ。 - 【請求項３】 請求項２記載の表面形状認識用センサに
おいて、 前記センサ電極およびアース電極は導電性を有するバリ
ア膜を介して前記第１および第２の配線にそれぞれ接続
され、 前記バリア膜は、前記センサ電極および前記アース電極
を構成する材料と前記第１および第２の配線を構成する
材料のそれぞれの拡散を抑制する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。 - 【請求項４】 請求項３記載の表面形状認識用センサに
おいて、 前記センサ電極および前記アース電極表面に形成され、
前記センサ電極および前記アース電極を構成する材料よ
り酸化されにくい導電性を有する材料からなる保護膜を
新たに備えたことを特徴とする表面形状認識用センサ。 - 【請求項５】 請求項１〜４いずれか１項記載の表面形
状認識用センサにおいて、 前記アース電極は、少なくとも前記パシベーション膜表
面において露出部が格子状に形成され、 前記センサ電極は、前記アース電極により形成されてい
るマスの中央部に配置されたことを特徴とする表面形状
認識用センサ。 - 【請求項６】 請求項１〜５いずれか１項記載の表面形
状認識用センサにおいて、 前記パシベーション膜表面および前記アース電極の露出
面が、ほぼ平坦に形成されていることを特徴とする表面
形状認識用センサ。 - 【請求項７】 基板上の同一平面にそれぞれが絶縁分離
されて複数配置されたセンサ電極と、このセンサ電極を
覆うように形成された絶縁体からなるパシベーション膜
と、前記センサ電極に形成された容量を検出する容量検
出手段とを備え、少なくとも一部が前記パシベーション
膜表面に接触した状態で認識対象の表面が前記センサ電
極に対向配置されたときに前記センサ電極に形成された
容量により前記認識対象の表面形状を認識する表面形状
認識用センサの製造方法において、 前記基板上の同一平面にそれぞれを絶縁分離して前記セ
ンサ電極を複数形成する第１の工程と、 前記同一平面に前記センサ電極とは絶縁分離してアース
電極を形成する第２の工程と、 前記アース電極の表面の一部が露出した状態で前記セン
サ電極を覆うように絶縁体からなるパシベーション膜を
形成する第３の工程と、 を少なくとも備えたことを特徴とする表面形状認識用セ
ンサの製造方法。 - 【請求項８】 基板上の同一平面にそれぞれが絶縁分離
されて複数配置されたセンサ電極と、このセンサ電極を
覆うように形成された絶縁体からなるパシベーション膜
と、前記センサ電極に形成された容量を検出する容量検
出手段とを備え、少なくとも一部が前記パシベーション
膜表面に接触した状態で認識対象の表面が前記センサ電
極に対向配置されたときに前記センサ電極に形成された
容量により前記認識対象の表面形状を認識する表面形状
認識用センサの製造方法において、 前記基板上に下層絶縁膜を介して第１および第２の配線
を形成する第１の工程と、 前記第１および第２の配線を覆うように前記下層絶縁膜
上に層間絶縁膜を形成する第２の工程と、 前記層間絶縁膜に前記第１および第２の配線のそれぞれ
の一部表面が露出するように第１および第２のスルーホ
ールをそれぞれ形成する第３の工程と、 前記第１および第２のスルーホールの底部で露出してい
る前記第１および第２の配線の表面それぞれを覆うよう
に、前記第１および第２の配線を構成する材料の拡散お
よび前記第１および第２の配線への他の材料の含浸を抑
制するバリア膜を形成する第４の工程と、 前記バリア膜を含む前記層間絶縁膜上に第１の金属材料
からなる第１の金属膜を形成する第５の工程と、 前記第１のスルーホール上の領域が開口した第１のレジ
ストパターンを前記第１の金属膜上に形成する第６の工
程と、 メッキ法により前記第１のレジストパターンの開口部に
露出した前記第１の金属膜上に前記第１の金属材料から
なる第２の金属膜を形成する第７の工程と、 前記第７の工程に引き続いて前記第２の金属膜上に前記
第１の金属材料より酸化されにくい第２の金属材料から
なる第３の金属膜をメッキ法により形成する第８の工程
と、 前記第１のレジストパターンを除去した後、前記第２お
よび第３の金属膜を覆いその周囲と前記第２のスルーホ
ール上とに開口を有する第２のレジストパターンを形成
する第９の工程と、 メッキ法により前記第２のレジストパターンの開口部に
露出した前記第１の金属膜上に前記第１の金属材料から
なる第４の金属膜を形成する第１０の工程と、 前記第１０の工程に引き続いて前記第４の金属膜上に前
記第２の金属材料からなる第５の金属膜をメッキ法によ
り形成する第１１の工程と、 前記第２のレジストパターンを除去した後、前記第３お
よび第５の金属膜をマスクとして前記第１の金属膜を選
択的にエッチング除去し、前記第１の金属膜および前記
第２の金属膜からなるセンサ電極と、前記第１の金属膜
および前記第４の金属膜からなるアース電極を形成する
第１２の工程と、 前記センサ電極の上部の一部が露出した状態で前記アー
ス電極を覆ってその表面が平坦となるように絶縁体から
なるパシベーション膜を形成する第１３の工程とを少な
くとも備えたことを特徴とする表面形状認識用センサの
製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13503698A JP3400347B2 (ja) | 1998-05-18 | 1998-05-18 | 表面形状認識用センサおよびその製造方法 |
| DE69922722T DE69922722T2 (de) | 1998-03-05 | 1999-03-04 | Oberflächenform-Erkennungssensor und dessen Herstellungsverfahren |
| EP99250061A EP0940652B1 (en) | 1998-03-05 | 1999-03-04 | Surface shape recognition sensor and method of fabricating the same |
| US09/263,678 US6060756A (en) | 1998-03-05 | 1999-03-05 | Surface shape recognition sensor and method of fabricating the same |
| US09/515,962 US6248655B1 (en) | 1998-03-05 | 2000-02-29 | Method of fabricating a surface shape recognition sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13503698A JP3400347B2 (ja) | 1998-05-18 | 1998-05-18 | 表面形状認識用センサおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11318864A JPH11318864A (ja) | 1999-11-24 |
| JP3400347B2 true JP3400347B2 (ja) | 2003-04-28 |
Family
ID=15142454
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13503698A Expired - Lifetime JP3400347B2 (ja) | 1998-03-05 | 1998-05-18 | 表面形状認識用センサおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3400347B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6440814B1 (en) * | 1998-12-30 | 2002-08-27 | Stmicroelectronics, Inc. | Electrostatic discharge protection for sensors |
| DE60032286T8 (de) | 1999-06-10 | 2007-09-27 | Nippon Telegraph And Telephone Corp. | Gerät zur Erkennung von Oberflächengestalten |
| DE29920733U1 (de) * | 1999-11-26 | 2001-04-05 | Platz, Karl-Otto, 51580 Reichshof | Kapazitive Sensoren auf Glasbasis |
| NO315017B1 (no) | 2000-06-09 | 2003-06-23 | Idex Asa | Sensorbrikke, s¶rlig for måling av strukturer i en fingeroverflate |
| JP2002298129A (ja) * | 2001-04-03 | 2002-10-11 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 指紋照合装置 |
| US7606398B2 (en) | 2001-12-07 | 2009-10-20 | Idex Asa | Sensor for measurement for wet and dry fingers |
| JP4586335B2 (ja) * | 2003-05-07 | 2010-11-24 | ソニー株式会社 | 表面形状認識装置およびその製造方法 |
| NO20083766L (no) * | 2008-09-01 | 2010-03-02 | Idex Asa | Overflatesensor |
| NO20131423A1 (no) | 2013-02-22 | 2014-08-25 | Idex Asa | Integrert fingeravtrykksensor |
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-
1998
- 1998-05-18 JP JP13503698A patent/JP3400347B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11318864A (ja) | 1999-11-24 |
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