KR100369349B1 - 지문인식용 집적소자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다중 유전막의 두께를 효과적으로 측정하도록 한 지문인식용 집적소자에 관한 것으로, 소정 거리(d)를 두고 이격되어 서로 인접한 감지금속, 상기 감지금속을 절연시키는 소정 두께(t)를 갖고 상기 감지금속의 소정 부분을 오픈시키되 상기 감지금속과 동일한 너비(W)를 갖는 다중 유전막, 및 상기 다중 유전막상에 형성되며 상기 감지금속의 끝단에 각각 소정 폭(L) 오버랩된 텅스텐패드를 포함하여 이루어지며, 상기 텅스텐패드를 경유하여 상기 오픈된 감지금속 사이를 전기적으로 커플링시켜 상기 다중 유전막의 두께를 측정한다.

Description

지문인식용 집적소자{APPARATUS FOR FINGER-PRINT RECOGNITION}

본 발명은 지문 인식용 집적소자에 관한 것으로, 특히 감지 금속(Sense metal)상의 다중 유전막(Multi-dielectric)의 두께를 효율적으로 측정하도록 테스트 패턴(Test pattern)을 구비하는 지문인식용 집적소자에 관한 것이다.

통상적으로 지문인식용 집적소자(Fingerprint recognition integratedcircuit)는 감지 금속(Sense metal)과 정전기(Electro Static Discharge) 보호용 패드인 텅스텐(W)으로 이루어진다.

도 1은 종래기술에 따른 지문인식용 집적소자를 도시한 소자 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 지문인식용 집적소자는 소정 공정이 완료된 반도체 기판(도시 생략)상에 층간절연막(IMD)(11)이 형성되고, 층간절연막(11)상에 지문인식용 감지금속(12)이 형성되며, 감지금속(12)은 다중 유전막(13)인 산화막과 질화막에 의해 절연되며, 다중 유전막(13)상에 정전기 보호막으로서 텅스텐패드 (14)가 형성된다.

상술한 바와 같은 지문인식용 집적소자에서 감지금속(12)상의 다중 유전막 (13)의 두께(t₁)를 측정하기 위해서는 정전기보호용 텅스텐패드(14)와 감지금속 (12)을 프로빙(Probing)하여 캐패시턴스(Capacitance)를 측정하였다. 그러나, 감지금속(12)과 텅스텐패드(14) 사이에는 15㎛ 이상의 단차가 발생하여 자동 프로빙 (Auto-probing)이 불가능하다.

한편, 다중 유전막의 캐패시턴스(C)는 다음 [수학식1]과 같다.

여기서, A는 면적, ε는 다중 유전막(13)의 유전율, t₁는 다중 유전막(13)의두께를 나타낸다.

이와 같은 다중 유전막의 캐패시턴스를 이용하여 다중 유전막의 두께를 측정하지만, 테스트 구조가 실제 칩에서의 셀구조와 다르며 기생 효과의 반영이 어려워 정확한 두께 측정이 어렵다.

또한, 인라인 모니터링(In-line monitoring)이 불가능하여 감지금속(12)상의 다중 유전막 공정의 관리가 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 실제 칩에서의 셀구조와 동일하며, 자동 프로빙이 가능하도록 하여 다중 유전막의 두께를 정확히 측정하는데 적합한 지문인식용 집적소자를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래기술에 따른 지문인식용 집적소자의 단면도,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 지문인식용 집적 소자의 단면도,

도 3는 본 발명의 실시예에 따른 지문인식용 집적 소자의 평면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

21 : 층간절연막 22a, 22b : 감지금속

23 : 다중 유전막 24 : 텅스텐패드

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 지문인식용 집적소자는 소정 거리(d)를 두고 이격되어 서로 인접한 감지금속, 상기 감지금속을 절연시키는 소정 두께(t)를 갖고 상기 감지금속의 소정 부분을 오픈시키되 상기 감지금속과 동일한 너비(W)를 갖는 다중 유전막, 및 상기 다중 유전막상에 형성되며 상기 감지금속의 끝단에 각각 소정 폭(L) 오버랩된 텅스텐패드를 포함하여 이루어지며, 상기 텅스텐패드를 경유하여 상기 오픈된 감지금속 사이를 전기적으로 커플링시켜 상기 다중 유전막의 두께를 측정하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 지문인식용 집적소자의 단면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 지문인식용 집적소자의 평면도이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 소정 공정이 완료된 반도체기판상에 층간절연막(21)이 형성되고, 층간절연막(21)상에 소정 거리(d)를 두고 이격되어 서로 인접하는 감지금속(22a, 22b), 서로 인접한 감지금속(22a, 22b)을 절연시키는 산화막과 질화막 적층구조의 다중 유전막(23), 다중 유전막(23)상에 형성되며 인접한 감지금속(22a, 22b)의 끝단에 각각 소정 폭(L) 오버랩된 텅스텐패드(24)를 구비한다.

여기서, 감지금속(22a, 22b)과 텅스텐패드(24) 사이의 다중 유전막(23)은 소정 두께(t)를 가지며, 텅스텐패드(24)는 두 개의 감지금속(22a, 22b)에 소정 폭(L)을 갖고 그 끝단이 오버랩된다. 즉, 텅스텐패드(24)는 서로 인접한 두 감지금속(22a, 22b)에 모두 오버랩되며, 서로 인접한 감지금속(22a, 22b) 사이의 거리(d)를 다중 유전막(23) 두께(t₂)보다 크게 하는 이유는, 측면 효과(Lateral effect)를 방지하기 위함이다.

그리고, 감지금속(22a, 22b)은 소정 너비(W)를 가지며 감지금속과 텅스텐패드는 동일한 너비를 갖는다.

상기와 같은 구성을 갖는 지문인식용 집적소자에서 다중 유전막의 캐패시턴스는ㄴ 다음 [수학식2]를 이용하여 측정한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에서는 서로 인접한 감지금속(22a, 22b)의 소정 부분을 노출시키고, 텅스텐패드(24)를 경유하여 서로 인접한 감지금속(22a,22b) 사이의 노출된 부분을 전기적으로 커플링(Coupling)시켜 캐패시턴스를 측정한다.

즉, 다중 유전막의 두께(t₂)를 측정하기 위해 텅스텐패드와 감지금속을 프로빙하는 통상과 달리, 텅스텐패드를 경유하여 감지금속 사이를 전기적으로 커플링시키기 때문에 감지금속간 단차가 없어 자동 프로빙이 가능하다.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

상술한 바와 같은 본 발명의 지문인식용 집적소자는 다중유전막의 두께를 측정하기 위한 테스트 패턴의 구조 사이에 단차가 발생하지 않으므로 자동프로빙이 가능하고 대량 생산을 구현할 수 있는 효과가 있다.

또한, 전기적 커플링을 이용하여 캐패시턴스를 측정하므로 다중유전막의 두께를 정확히 측정할 수 있느 효과가 있다.

Claims (4)

1. 지문인식용 집적소자에 있어서,

   소정 거리(d)를 두고 이격되어 서로 인접한 감지금속;

   상기 감지금속을 절연시키는 소정 두께(t)를 갖고 상기 감지금속의 소정 부분을 오픈시키되 상기 감지금속과 동일한 너비(W)를 갖는 다중 유전막; 및

   상기 다중 유전막상에 형성되며 상기 감지금속의 끝단에 각각 소정 폭(L) 오버랩된 텅스텐패드를 포함하여 이루어지며,

   상기 텅스텐패드를 경유하여 상기 오픈된 감지금속 사이를 전기적으로 커플링시켜 상기 다중 유전막의 두께를 측정하는 것을 특징으로 하는 지문인식용 집적소자.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 다중 유전막의 캐패시턴스는인 것을 특징으로 하는 지문인식용 집적소자.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 서로 인접한 감지금속 사이의 거리는 상기 다중 유전막의 두께보다 상대적으로 큰 것을 특징으로 하는 지문인식용 집적소자.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 텅스텐패드는 상기 서로 인접한 감지금속의 끝단에 각각 동일한 폭으로 오버랩된 것을 특징으로 하는 지문인식용 집적소자.