KR100641103B1 - Fingerprint sensor of impedance conversion type and fabricating method thereof - Google Patents

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KR100641103B1
KR100641103B1 KR1020050053187A KR20050053187A KR100641103B1 KR 100641103 B1 KR100641103 B1 KR 100641103B1 KR 1020050053187 A KR1020050053187 A KR 1020050053187A KR 20050053187 A KR20050053187 A KR 20050053187A KR 100641103 B1 KR100641103 B1 KR 100641103B1
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sensor
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insulating layer
etched
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정민재
김화년
이헌민
홍형기
이돈희
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엘지전자 주식회사
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Abstract

A fingerprint recognition sensor of an impedance changing mode and a manufacturing method thereof are provided to form a flat surface protecting layer without any polishing process by etching the second insulation layer formed to an upper part of a metal feed layer, forming a sensor metal layer to an etched part, and forming the surface protecting layer to an upper part of the formed structure. The second insulation layer(20) is formed to the upper part of the metal feed layer(3) and is etched as much as height of the sensor metal layer(5) by being patterned in a shape of the sensor metal layer. The sensor metal layer is formed to the etched part of the second insulation layer. The surface protecting layer(30) is formed to the upper part of the formed structure. The metal feed layer is formed to the upper part of the first insulation layer(10). The first insulation layer formed to the upper part of a lower substrate(1).

Description

임피던스 변환 방식 지문인식 센서 및 그 제조방법{FINGERPRINT SENSOR OF IMPEDANCE CONVERSION TYPE AND FABRICATING METHOD THEREOF}Impedance conversion type fingerprint sensor and manufacturing method {FINGERPRINT SENSOR OF IMPEDANCE CONVERSION TYPE AND FABRICATING METHOD THEREOF}

도1은 프리즘을 이용한 광학식 지문 인식 센서에 대한 일 예시도.1 is an exemplary diagram of an optical fingerprint recognition sensor using a prism.

도2a 내지 도2d는 비광학식 측정 방식에 따른 각각의 지문 인식 센서에 대한 일 예시도.2A to 2D are exemplary diagrams of respective fingerprint recognition sensors according to a non-optical measurement scheme.

도3은 종래 임피던스 변환 방식 지문인식 센서에 대한 구조.Figure 3 is a structure for a conventional impedance conversion fingerprint recognition sensor.

도4a 내지 도4c는 도3에 도시한 지문인식 센서의 제조 과정에 대한 수순 단면도.Figures 4a to 4c is a cross-sectional view of the manufacturing process of the fingerprint sensor shown in FIG.

도5는 본 발명 임피던스 변환 방식 지문인식 센서에 대한 일 실시예 단면도.Figure 5 is a cross-sectional view of an embodiment of the present invention impedance conversion fingerprint sensor.

도6a 내지 도6e는 도5에 도시한 본 발명 지문인식 센서의 제조 과정에 대한 수순 단면도.Figure 6a to 6e is a cross-sectional view of the manufacturing process of the fingerprint recognition sensor of the present invention shown in FIG.

도7은 본 발명 임피던스 변환 방식 지문인식 센서에 대한 또 다른 일 실시예 단면도.Figure 7 is a cross-sectional view of yet another embodiment of the present invention impedance conversion fingerprint sensor.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**** Description of the symbols for the main parts of the drawings **

1:하부기판 2,10:제1절연층1: lower substrate 2, 10: first insulating layer

3:메탈 피드층 5:센서 메탈층3: metal feed layer 5: sensor metal layer

20:제2절연층 30:표면 보호층20: second insulating layer 30: surface protective layer

본 발명은 임피던스 변환 방식 지문인식 센서 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 지문에 대한 인식률을 향상시킬 수 있는 임피던스 변환 방식 지문인식 센서 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an impedance conversion fingerprint recognition sensor and a manufacturing method thereof, and more particularly, to an impedance conversion fingerprint recognition sensor and a method for manufacturing the same, which can improve a recognition rate for a fingerprint.

인터넷 확산에 의한 정보화시대의 도래로 원하는 정보를 수집 및 가공하는 일이 쉬어진 만큼이나, 개인의 중요한 정보가 타인에 의해 쉽게 도용되거나 파괴되는 심각한 문제가 제기되었다. 또한 전자상거래 등의 발전과 모바일(mobile) 전자기기의 이용은 기밀 관련 및 개인 데이터에 대한 접속제한의 필요성을 크게 부각시키고 있다. 이에 기존에 사용되어온 PIN(Personal Identification Number)이나 비밀번호 입력 그리고 주민등록증과 운전면허증 등의 토큰기반 인식 방법에 대한 대안으로 생체인식 기술 즉, 생리적 또는 행동상의 특징을 기반으로 신원을 인식하는 기술이 커다란 관심을 불러일으키고 있다.With the advent of the information age due to the spread of the Internet, it has become easy to collect and process the desired information, and serious problems have been raised that important personal information is easily stolen or destroyed by others. In addition, the development of electronic commerce and the use of mobile electronic devices have highlighted the necessity of restricting access to confidential and personal data. Therefore, as an alternative to token-based recognition methods such as PIN (Personal Identification Number) or password, and resident registration card and driver's license, the biometric technology, that is, technology that recognizes identity based on physiological or behavioral characteristics, is of great interest. Is evoking.

생체인식은 크게 얼굴, 지문, 홍채, 체취, 망막, 정맥 분기모양 등을 측정하는 물리적/생리적 생체인식(physical/physiological biometrics)과 서명인증 등의 학습 특성을 인식기준으로 삼는 행동적 생체인식(behavioral biometrics)으로 나눌 수 있다. 이중 가장 오래되고 대중적인 방법으로는 지문인식이 있으며, 최근 기술의 발달로 소형의 지문인식 센서가 제품화되고 있다. Biometrics are behavioral biometrics based on learning characteristics such as physical / physiological biometrics that measure face, fingerprint, iris, body odor, retina, and branched veins, and signature authentication. biometrics). The oldest and most popular method is fingerprint recognition, and with the development of recent technology, a small fingerprint sensor has been commercialized.

지문인식 센서는 지문의 측정 방식에 따라 크게 광학식과 비광학식으로 구분 하고, 광학방식은 감지 신뢰성 측면에서 큰 강점이 있지만 광학계를 기본으로 사용하기 때문에 그 크기가 상대적으로 매우 크다는 단점이 있다(도1). 비광학식은 측정 방식에 따라 AC 전계(electric field) 방식, DC 커패시티브(Capacitive) 방식, 써멀 스와프(Thermal swipe) 방식, 그리고 레지스티브(Resistive) 방식의 4 가지로 구분할 수 있다(도2).The fingerprint sensor is classified into optical and non-optical methods according to the measurement method of the fingerprint, and the optical method has a great strength in terms of detection reliability, but has a disadvantage in that its size is relatively large because it uses an optical system as a base (Fig. 1). ). The non-optical equations can be classified into four types according to the measurement method: AC electric field method, DC capacitive method, thermal swipe method, and resistive method (FIG. 2). .

AC 전계 방식의 지문인식 센서는 도2a에 도시한 것과 같이, 지문의 내부에 존재하는 컨덕팅(conducting)부를 하나의 단자로 하고, 지문인식 센서 내에 존재하는 또 다른 하나의 단자를 이용하여 AC 전계를 발생시킨 후 지문 인식 센서의 표면에 안테나 역할을 하는 금속 패턴 어레이(pattern array)를 배열하여 지문의 산과 골에 따라 감지되는 AC 전계(electric field)의 차이를 측정함으로써 지문 이미지를 얻게 된다. 이 때 금속 패턴 어레이는 절연막으로 보호되며 이 절연막에 의해 외부 이물질의 접촉에 의해 생길 수 있는 센서의 손상을 방지해 주는 역할을 하게 된다. 이러한 교류 전기장 방식 지문인식 센서는 이물질이 센서의 표면에 묻더라도 교류 전기장이 잘 투과할 수 있는 정도의 Capacitance와 Inductance를 갖는다면 전혀 문제가 되지 않기 때문에 비교적 이물질에 의한 오염에 강한 장점이 있다. 또한 DC를 사용하지 않고 AC를 사용함으로써 상대적으로 ESD(Electro Static Discharge)에 강한 특성을 보이며, 사람 피부의 내부에 존재하는 컨덕팅(conducting)부를 인식하는 지문인식 메커니즘이기 때문에 사람의 손에 의한 것인지 아니면 모조품에 의한 것인지를 분별 할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 지문의 산과 골에 의한 전기장의 변화를 크게 하기 위해서는 인가하는 교류 전기장의 크기가 커야 하고 신호 처리를 위한 부가적인 회로가 복잡하다는 단점이 있다. As shown in FIG. 2A, the AC electric field fingerprint sensor uses one terminal of the conducting portion existing inside the fingerprint, and uses another terminal present in the fingerprint sensor. After generating a and array a metal pattern array (antenna pattern) acting as an antenna on the surface of the fingerprint sensor to obtain a fingerprint image by measuring the difference of the AC electric field (detected according to the acid and valley of the fingerprint). In this case, the metal pattern array is protected by an insulating film, and the insulating film serves to prevent damage to the sensor that may be caused by contact of external foreign matter. The AC electric field fingerprint sensor has a strong advantage against contamination by foreign matters because it does not become a problem at all if the foreign matter gets on the surface of the sensor if the AC electric field can penetrate well. In addition, by using AC instead of DC, it is relatively strong in ESD (Electro Static Discharge), and it is a fingerprint recognition mechanism that recognizes the conducting part existing inside the human skin. Or it can be distinguished by counterfeit goods. However, in order to increase the electric field change caused by the peaks and valleys of the fingerprint, the applied AC electric field must be large and additional circuits for signal processing are complicated.

DC 커패시티브(Capacitive) 방식 지문인식 센서는 도2b에 도시한 것과 같이, 패턴된 금속 전극이 어레이로 배치된다는 측면에서 교류 전기장 방식과 별 차이가 없지만, 지문이 센서의 표면에 닿았을 때 지문의 골 부위가 닿는 면은 유전율이 ε0인 공기에 의한 capacitance 변화를 읽게 되고, 지문의 산 부분이 닿으면 유전율이 ε인 사람의 표피에 의하여 생기는 capacitance의 변화를 읽게 된다. 이 때 발생하는 산과 골에 의한 capacitance의 변화는 수십에서 수백 [pF] 정도의 변화가 발생하게 되고, 이러한 capacitance의 변화를 읽는 구동회로는 여러 가지 다양한 방식들이 가능하다. DC 커패시티브 방식 지문인식 센서는 사람의 손에 의한 센서의 오염이 발생하여 잔상이 발생하기 때문에 주기적으로 지문인식 센서의 표면을 클리닝해야 하고 ESD(전기 상태 방전)에 매우 취약하며, 또한 모사 지문을 사용하여도 실제 사람의 지문과 구분할 수 없다는 단점이 있다.The DC capacitive fingerprint sensor differs from the alternating current electric field method in that the patterned metal electrodes are arranged in an array, as shown in FIG. 2B. However, when the fingerprint touches the surface of the sensor, the capacitive fingerprint sensor is different. The contact area of the bone with the reading of the capacitance change caused by air with dielectric constant ε 0 , and the change of capacitance caused by the epidermis of human with dielectric constant ε when the acid part of the fingerprint touches. At this time, the change of capacitance caused by acid and valley occurs about tens to hundreds [pF], and the driving circuit which reads the change of capacitance is possible in various ways. The DC capacitive fingerprint sensor has to clean the surface of the fingerprint sensor periodically and is very vulnerable to ESD (electrical state discharge) because of the contamination of the sensor by human hands, resulting in afterimage. There is a disadvantage in that it is indistinguishable from the fingerprint of a real person even using.

써멀 스와프(Thermal swipe) 방식 지문인식 센서는 도2c에 도시한 것과 같이, 단위 센서들이 리니어 어레이(linear array) 형태로 배치되며, 단위 센서들은 사람의 지문이 닿았을 때 지문의 골과 산에 따라서 방사되는 열의 차이를 읽음으로써 지문을 인식하게 된다. 이 때 열을 감지하는 센서의 방식은 일반적으로 초전형이 사용되는데, 이는 초전형 열 감지 방식이 단위 센서의 구조를 안정한 상태로 구현 할 수 있기 때문이다. 만약 복사(bolometric)나 열전대열(thermopile)과 같은 방식의 온도 센서를 사용할 경우 멤브레인(membrane)을 형성하여야 하기 때문에 기 계적으로 안정한 지문인식 센서를 구현하기 어렵다는 문제점이 있다. 써멀 스와프 방식 지문인식 센서는 주변 온도에 민감하고 좋은 지문 상을 얻기 위해서는 스와프(swipe)하는 동작에 익숙해 져야 한다는 단점이 있는 반면 오염 물질에 비교적 강하다는 장점이 있다.In the thermal swipe fingerprint sensor, the unit sensors are arranged in a linear array form as shown in FIG. 2C, and the unit sensors are arranged according to the valleys and mountains of the fingerprint when a human fingerprint is touched. Fingerprints are recognized by reading the difference in radiated heat. At this time, the method of sensing the heat is generally used pyroelectric, because the pyroelectric heat sensing method can implement the unit sensor structure in a stable state. If a temperature sensor of a method such as bolometric or thermopile is used, it is difficult to implement a mechanically stable fingerprint sensor because a membrane must be formed. Thermal Swapping fingerprint sensors are sensitive to ambient temperatures and have the disadvantage of being accustomed to swiping to obtain a good fingerprint image, while being relatively resistant to contaminants.

레지스티브(Resistive) 방식 지문인식 센서는 도2d에 도시한 것과 같이, 저항도(resistivity)가 매우 큰 매질인 사람 피부의 저항 값을 읽어내는 방식으로, 500 [dpi] 급에서 사람 피부의 저항 값을 읽어 내기 위해서는 두 단자간의 거리는 매우 짧고 유효 단면적은 최대한 넓은 구조가 되도록 하여야 하기 때문에 IDC(inter digit comb) 구조의 전극 형태를 갖는 것을 특징으로 한다. 이러한 방식은 지문 이미지를 읽어 내기 위해 가장 간단한 전기적 특성인 저항을 측정하는 방식이고, 사람의 피부의 저항도에 따라서 피부의 상태를 평가할 수 있다는 장점이 있다. 반면 전극 물질이 외부의 물리적인 충격과 사람 피부와의 접촉에 노출되어야 한다는 문제점이 있다. 이러한 노출은 물리적 충격과 화학적 반응에 충분히 견뎌낼 수 있는 신뢰성이 우수한 전극 물질의 개발이 이루어져야 한다는 전제가 필요한 문제점이 있다.The resistive fingerprint sensor reads the resistance value of the human skin, which is a medium having a very high resistivity, as shown in FIG. 2D. The resistance value of the human skin is 500 [dpi]. In order to read, since the distance between the two terminals is very short and the effective cross-sectional area should be as wide as possible, it has the form of electrodes of IDC (inter digit comb) structure. This method measures resistance, which is the simplest electrical property to read fingerprint images, and has the advantage of evaluating the condition of the skin according to the resistance of the human skin. On the other hand, there is a problem that the electrode material must be exposed to external physical shocks and contact with human skin. Such exposure has a problem that requires the premise that the development of highly reliable electrode materials capable of withstanding physical shock and chemical reactions must be made.

종래에는 상기 레지스티브(Resistive) 방식 지문인식 센서의 문제점인 전극 물질의 노출을 없애기 위해 도3에 도시한 것과 같이, 전극 물질을 물리적 화학적 내성이 우수한 표면 보호층으로 보호하도록 하였다.Conventionally, as shown in FIG. 3, the electrode material is protected by a surface protection layer having excellent physical and chemical resistance to eliminate exposure of the electrode material, which is a problem of the resistive fingerprint sensor.

이런 종래 레지스티브 방식 지문인식 센서에 대한 제조 과정을 도4를 참고하여 설명한다.A manufacturing process for such a conventional resistive fingerprint sensor will be described with reference to FIG.

먼저, 도4a에 도시한 것과 같이, 하부기판(1) 상부에 제1절연층(SixOy 혹은 SixNz)(2)과 메탈 피드층(3)을 순차적으로 형성한다.First, as shown in FIG. 4A, a first insulating layer (Si x O y or Si x N z ) 2 and a metal feed layer 3 are sequentially formed on the lower substrate 1.

그 다음 도4b에 도시한 것과 같이, 상기 구조물 상부에 제2절연층(SixOy 혹은 SixNz)(4)을 형성하고, 그 형성된 제2절연층(4)의 일부를 사진 식각 방법을 통해 식각하여 메탈 피드층(3)의 일부를 노출시킨 후 그 구조물 상부에 메탈층을 도포하고 패터닝하여 IDC 구조를 갖는 센서 메탈층(5)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 4B, a second insulating layer (Si x O y or Si x N z ) 4 is formed on the structure, and a portion of the formed second insulating layer 4 is photo-etched. After etching through a method to expose a portion of the metal feed layer 3, a metal layer is applied and patterned on the structure to form a sensor metal layer 5 having an IDC structure.

그 다음 도4c에 도시한 것과 같이, 상기 구조물 상부에 절연층(SixNz)을 소정의 두께(약 5000[Å])를 증착한 후 폴리싱(polishing)하여 약 1000[Å]정도의 표면 보호층(6)을 형성한다. 즉, 하부에 형성된 센서 메탈층(5)에 의해 표면 보호층에 굴곡이 생기게 되고, 그 굴곡을 없애기 위해 폴리싱 공정으로 표면 보호층(6)을 평탄하게 만드는 것이다.Then, as shown in FIG. 4C, an insulating layer (Si x N z ) is deposited on the structure to a predetermined thickness (about 5000 [mm]) and then polished to polish the surface to about 1000 [mm]. The protective layer 6 is formed. That is, the surface protection layer 6 is bent by the sensor metal layer 5 formed at the bottom, and the surface protection layer 6 is made flat by a polishing process to eliminate the bending.

이와 같은 제조 과정을 통해 종래 레지스티브(임피던스 변환) 방식 지문인식 센서가 제작되는데, 센서의 제작에 있어서 좀 더 정확하고 신뢰성 있는 신호를 얻기 위해서는 센서 메탈층 상부에 형성되는 표면 보호층을 굴곡이 없는 평탄한 면을 가져야 한다.Through this manufacturing process, a conventional resistive (impedance conversion) fingerprint sensor is manufactured. In order to obtain a more accurate and reliable signal in manufacturing the sensor, the surface protective layer formed on the sensor metal layer is not curved. It must have a flat surface.

하지만, 종래 폴리싱 공정에 의한 센서 제조 기술로는 얇고 균일도가 우수한 표면 보호층을 구현하기에는 매우 큰 기술적 어려움을 안고 있는 문제점이 있다.However, there is a problem in that a sensor manufacturing technique using a conventional polishing process has a very large technical difficulty to implement a thin and uniform surface protection layer.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 메탈 피드층 상부에 형성된 제2절연층을 센서 메탈층 모양으로 패터닝하여 형성될 센서 메탈층 높이로 식각하고, 그 식각된 부분에 센서 메탈층을 형성한 후 상기 구조물 상부에 센서 메탈층을 보호하기 위한 표면 보호층을 형성함으로써, 폴리싱 공정없이 평탄한 표면 보호층을 형성할 수 있는 임피던스 변환 방식 지문인식 센서 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention was created to solve the above-mentioned conventional problems, and etching the second insulating layer formed on the metal feed layer to the sensor metal layer height to be formed by patterning the sensor metal layer shape, the etched portion After forming a sensor metal layer on the structure to form a surface protective layer for protecting the sensor metal layer on the structure, thereby providing an impedance conversion fingerprint recognition sensor that can form a flat surface protective layer without a polishing process and a method of manufacturing the same. Its purpose is to.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 임피던스 변환 방식 지문인식 센서는 메탈 피드층 상부에 형성되고, 후술할 센서 메탈층 모양으로 패터닝되어 센서 메탈층 높이만큼 식각된 제2절연층과; 상기 제2절연층의 식각된 부분에 형성된 센서 메탈층과; 상기 구조물 상부에 형성된 표면 보호층을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.The impedance conversion type fingerprint recognition sensor of the present invention for achieving the above object is formed on the metal feed layer, the second insulating layer patterned in the shape of a sensor metal layer to be described later and etched by the height of the sensor metal layer; A sensor metal layer formed on an etched portion of the second insulating layer; It characterized in that it comprises a surface protective layer formed on the structure.

또한, 상기 메탈 피드층은 하부기판 상부에 형성되고, 상기 메탈 피드층 모양으로 패터닝되어 메탈 피드층 높이만큼 식각된 제1절연층의 식각된 부분에 형성된 것을 특징으로 한다.The metal feed layer may be formed on the lower substrate, and may be formed on the etched portion of the first insulating layer etched by the height of the metal feed layer by patterning the metal feed layer.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 임피던스 변환 방식 지문인식 센서 제조방법은 메탈 피드층 상부에 제2절연층을 형성하고, 그 제2절연층 일부를 식각하여 상기 메탈 피드층의 일부를 노출시키는 단계와; 상기 제2절연층을 후술할 센서 메탈층 모양으로 패터닝하여 센서 메탈층 높이만큼 식각하는 단계와; 상기 제2절연층의 식각된 부분에 센서 메탈층을 형성하는 단계와; 상기 구조물 상부에 센 서 메탈층을 보호하기 위한 표면 보호층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method of manufacturing an impedance conversion fingerprint recognition sensor, wherein a second insulating layer is formed on a metal feed layer, and a portion of the second insulating layer is etched to expose a portion of the metal feed layer. Steps; Patterning the second insulating layer into a shape of a sensor metal layer to be described later and etching the substrate by the height of the sensor metal layer; Forming a sensor metal layer on the etched portion of the second insulating layer; Forming a surface protective layer for protecting the sensor metal layer on the structure, characterized in that made.

이하, 본 발명에 대한 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described.

우선, 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.First of all, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components have the same reference numerals as much as possible even if displayed on different drawings.

또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.In addition, detailed description of well-known functions and configurations that are determined to unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.

도5는 본 발명 임피던스 변환 방식 지문인식 센서에 대한 일 실시예 단면도를 도시한 것으로, 제1절연층(10)이 메탈 피드층 모양으로 메탈 피드층의 높이만큼 식각되어 그 식각된 부분에 메탈 피드층(3)이 형성되고, 제2절연층(20)이 센서 메탈층 모양으로 센서 메탈층의 높이만큼 식각되어 그 식각된 부분에 센서 메탈층(5)이 형성된 것을 알 수 있다.FIG. 5 is a cross-sectional view of an exemplary embodiment of the impedance conversion fingerprint sensor according to the present invention, wherein the first insulating layer 10 is etched by the height of the metal feed layer in the shape of a metal feed layer, and a metal feed on the etched portion. It can be seen that the layer 3 is formed, and the second insulating layer 20 is etched in the shape of the sensor metal layer by the height of the sensor metal layer to form the sensor metal layer 5 on the etched portion.

즉, 하부기판(1)상에 형성되고, 메탈 피드층 모양으로 메탈 피드층 높이만큼 식각된 제1절연층(10)과, 상기 제1절연층(10)의 식각된 부분에 형성된 메탈 피드층(3)과, 상기 구조물 상부에 형성되며 센서 메탈층 모양으로 센서 메탈층 높이만큼 식각되고, 상기 메탈 피드층(3)의 일부가 노출되도록 일부분이 식각된 제2절연층(20)과, 상기 제2절연층(20)의 식각된 부분에 형성된 센서 메탈층(5)과, 상기 구조물 상부에 센서 메탈층(5)을 보호하기 위해 형성된 표면 보호층(30)으로 구성된다.That is, the first insulating layer 10 formed on the lower substrate 1 and etched by the height of the metal feed layer in the shape of the metal feed layer, and the metal feed layer formed on the etched portion of the first insulating layer 10. (3) and a second insulating layer 20 formed on the structure and etched by the height of the sensor metal layer in the shape of a sensor metal layer, and partially etched to expose a portion of the metal feed layer 3, and The sensor metal layer 5 formed on the etched portion of the second insulating layer 20 and the surface protection layer 30 formed on the structure to protect the sensor metal layer 5.

여기서, 상기 센서 메탈층(5)은 IDC(inter digit comb) 구조를 가지고, 제1 절연층(10) 및 제2절연층(20)은 SixOy 혹은 SixNz으로 형성되며, 상기 메탈 피드층(3)이 제1절연층(10)의 식각된 부분에 형성되고, 센서 메탈층(5)이 제2절연층(20)의 식각된 부분에 형성되어 센서 메탈층(5)과 제2절연층(20)의 높이가 똑같아 지기 때문에 센서 메탈층(5)이 형성된 구조물의 상부면이 평탄하여 표면 보호층(30)이 평탄하게 형성되고, 따라서 종래 기술처럼 폴리싱 공정을 수행하지 않고도 표면 보호층(30)을 약 1000[Å] 두께로 평탄하게 형성할 수 있다.Here, the sensor metal layer 5 has an IDC (inter digit comb) structure, the first insulating layer 10 and the second insulating layer 20 is formed of Si x O y or Si x N z , The metal feed layer 3 is formed on the etched portion of the first insulating layer 10, and the sensor metal layer 5 is formed on the etched portion of the second insulating layer 20 so that the sensor metal layer 5 may be formed. Since the heights of the second insulating layers 20 are the same, the top surface of the structure on which the sensor metal layer 5 is formed is flat so that the surface protection layer 30 is flat, and thus, without performing a polishing process as in the prior art. The surface protection layer 30 can be formed flat to about 1000 [mm] thickness.

그럼, 상기와 같은 구조를 갖는 본 발명에 대한 지문인식 센서 제조 과정을 도6을 참고하여 설명한다.Then, the manufacturing process of the fingerprint sensor for the present invention having the structure as described above will be described with reference to FIG.

도6a에 도시한 것과 같이, 하부기판(1) 상에 소정의 방식, 예를 들어, 기상 증착법, 스퍼터링법 등을 이용하여 SixOy 혹은 SixNz으로 구성된 제1절연층(10)을 형성하고, 그 형성된 제1절연층(10)을 후에 형성될 메탈 피드층(3) 모양으로 패터닝한 후 메탈 피드층(3) 높이만큼 식각한다. 즉, 제1절연층(10)을 사진 식각 공정을 이용하여 후에 형성될 메탈 피드층(3) 모양으로 패터닝한 후 메탈 피드층(3) 높이만큼 식각한다.As shown in FIG. 6A, the first insulating layer 10 composed of Si x O y or Si x N z is formed on the lower substrate 1 by using a predetermined method, for example, vapor deposition, sputtering, or the like. The first insulating layer 10 is then patterned into the shape of the metal feed layer 3 to be formed later, and then etched by the height of the metal feed layer 3. That is, the first insulating layer 10 is patterned into the shape of the metal feed layer 3 to be formed later using a photolithography process, and then etched by the height of the metal feed layer 3.

그 다음, 도6b에 도시한 것과 같이, 상기 제1절연층(10)의 식각된 부분에 Pt, Mo 등과 같은 메탈을 이용하여 메탈 피드층(3)을 형성하고, 그 구조물 상부에 SixOy 혹은 SixNz으로 구성된 제2절연층(20)을 형성한다. 이때, 상기 메탈 피드층(3)과 제1절연층(10)이 동일한 높이로 형성되어 구조물 상부가 평탄한 면을 갖기 때문에 상부에 형성되는 제2절연층(20) 또한 평탄한면을 갖게 된다.Next, as shown in FIG. 6B, a metal feed layer 3 is formed on the etched portion of the first insulating layer 10 by using metal such as Pt and Mo, and Si x O is formed on the structure. A second insulating layer 20 composed of y or Si x N z is formed. In this case, since the metal feed layer 3 and the first insulating layer 10 are formed at the same height, and the upper portion of the structure has a flat surface, the second insulating layer 20 formed on the upper surface also has a flat surface.

그 다음, 도6c에 도시한 것과 같이, 제2절연층(20)의 일부를 메탈 피드층(3)의 일부가 노출되도록 식각하고, 후에 형성될 센서 메탈층(5) 모양으로 패터닝한 후 센서 메탈층(5) 높이만큼 식각한다. 즉, 제2절연층(20)을 사진 식각 공정을 이용하여 후에 형성될 센서 메탈층 모양으로 패터닝한 후 센서 메탈층 높이만큼 식각한다.Next, as shown in FIG. 6C, a portion of the second insulating layer 20 is etched to expose a portion of the metal feed layer 3, and patterned into a shape of a sensor metal layer 5 to be formed later. The metal layer 5 is etched by the height. That is, the second insulating layer 20 is patterned into a shape of a sensor metal layer to be formed later using a photolithography process, and then etched by the height of the sensor metal layer.

그 다음, 도6d에 도시한 것과 같이, 제2절연층(20)의 식각된 부분에 메탈을 이용하여 센서 메탈층(5)을 형성한다. 이때, 제2절연층(20)에서 메탈 피드층(3)의 일부가 노출된 부분은 상기 센서 메탈층(5)이 형성되는 과정에서 메탈이 채워져 센서 메탈층(5)과 메탈 피드층(3)이 연결된다. 그리고 함께 도시한 제2절연층(20) 및 센서 메탈층(5) 단면도는 센서를 90도 회전시킨 모습으로, 센서 메탈층(5)이 IDC 구조를 갖는 것을 알 수 있다.Next, as shown in FIG. 6D, the sensor metal layer 5 is formed on the etched portion of the second insulating layer 20 by using metal. In this case, the part of the metal feed layer 3 exposed in the second insulating layer 20 is filled with metal in the process of forming the sensor metal layer 5, so that the sensor metal layer 5 and the metal feed layer 3 are filled. ) Is connected. In addition, the cross-sectional view of the second insulating layer 20 and the sensor metal layer 5 shown in the drawing shows that the sensor is rotated 90 degrees, and the sensor metal layer 5 has an IDC structure.

상기 센서 메탈층(5)이 형성되면, 도6e에 도시한 것과 같이, 그 구조물 상부에 절연층(SixNz)을 약 1000[Å] 정도 도포하여 표면 보호층(30)을 형성한다. 여기서, 표면 보호층(30)은 상기 센서 메탈층(5)과 제2절연층(20)이 동일한 높이로 형성되어 표면 보호층(30)이 형성되는 면이 평탄하기 때문에 종래 기술처럼 절연층을 소정의 두께(약 5000[Å])만큼 증착한 후 폴리싱 공정을 거칠 필요가 없고, 따라서 센서를 제조하는 공정수도 줄어들며 균일도가 우수한 표면 보호층을 형성할 수 있는 장점이 있다.When the sensor metal layer 5 is formed, as shown in FIG. 6E, an insulating layer Si x N z is coated on the structure by about 1000 [Å] to form the surface protective layer 30. Here, the surface protective layer 30 is formed at the same height as the sensor metal layer 5 and the second insulating layer 20, so that the surface on which the surface protective layer 30 is formed is flat. There is no need to go through a polishing process after deposition by a predetermined thickness (about 5000 [mm]), thus reducing the number of processes for manufacturing the sensor and having the advantage of forming a surface protection layer having excellent uniformity.

이러한 과정 즉, 메탈 피드층(3)과 센서 메탈층(5)이 각각 제1절연층(10) 및 제2절연층(20)의 식각된 부분에 형성하는 과정을 통해 본 발명에 따른 지문인식 센서를 제조할 수 있다.In this process, the metal feed layer 3 and the sensor metal layer 5 are formed on the etched portions of the first insulating layer 10 and the second insulating layer 20, respectively. Sensors can be manufactured.

또한, 본 발명의 지문인식 센서는 기존 방식과 혼합하여 제조할 수 있는데, 이에 대한 일 예를 도7을 참고하여 설명한다.In addition, the fingerprint sensor of the present invention can be manufactured by mixing with the existing method, an example thereof will be described with reference to FIG.

도7은 본 발명에 따른 지문인식 센서의 또 다른 일 실시예 단면도를 도시한 것으로, 메탈 피드층(3)이 식각되지 않은 제1절연층(2) 상부에 형성되고, 센서 메탈층(5)만 제2절연층(20)의 식각된 부분에 형성된 것을 알 수 있다.7 is a cross-sectional view of another embodiment of the fingerprint sensor according to the present invention, in which the metal feed layer 3 is formed on the first non-etched first insulating layer 2 and the sensor metal layer 5. Only the etched portion of the second insulating layer 20 can be seen.

즉, 하부기판(1) 상부에 순차적으로 형성된 제1절연층(2) 및 메탈 피드층(3)과, 상기 구조물 상부에 형성되며 센서 메탈층 모양과 높이만큼 식각되고, 상기 메탈 피드층(3)의 일부가 노출되도록 일부분이 식각된 제2절연층(20)과, 상기 제2절연층(20)의 식각된 부분에 형성된 센서 메탈층(5)과, 상기 구조물 상부에 센서 메탈층(5)을 보호하기 위해 형성된 표면 보호층(30)으로 구성된다.That is, the first insulating layer 2 and the metal feed layer 3 sequentially formed on the lower substrate 1, and are formed on the structure and etched by the shape and height of the sensor metal layer, and the metal feed layer 3. The second insulating layer 20 is partially etched to expose a portion of the), the sensor metal layer 5 formed on the etched portion of the second insulating layer 20, and the sensor metal layer 5 on the structure It is composed of a surface protective layer 30 formed to protect.

이와 같이 본 발명은 메탈 피드층(3)이 평탄한 면을 갖지 않지만, 표면 보호층(30)이 형성되는 하부 구조물 즉, 센서 메탈층(5)이 형성된 구조물이 평탄한 면을 가질 수 있도록 형성하기 때문에 표면 보호층(30)을 폴리싱 공정없이 얇은 두께의 균일한 면을 갖도록 형성할 수 있다.As described above, although the metal feed layer 3 does not have a flat surface, the lower structure on which the surface protection layer 30 is formed, that is, the structure on which the sensor metal layer 5 is formed may be formed to have a flat surface. The surface protective layer 30 may be formed to have a uniform thickness with a thin thickness without a polishing process.

상기에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 메탈 피드층 상부에 형성된 제2절연층을 센서 메탈층 모양으로 패터닝하여 형성될 센서 메탈층 높이로 식각하고, 그 식각된 부분에 센서 메탈층을 형성한 후 상기 구조물 상부에 센서 메탈층을 보 호하기 위한 표면 보호층을 형성함으로써, 폴리싱 공정없이 평탄한 표면 보호층을 형성할 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention may be etched to a height of a sensor metal layer to be formed by patterning a second insulating layer formed on the metal feed layer in the shape of a sensor metal layer, and forming a sensor metal layer on the etched portion. By forming a surface protection layer to protect the sensor metal layer on the structure, there is an effect that can form a flat surface protection layer without a polishing process.

Claims (5)

메탈 피드층 상부에 형성되고, 후술할 센서 메탈층 모양으로 패터닝되어 센서 메탈층 높이만큼 식각된 제2절연층과;A second insulating layer formed on the metal feed layer and patterned into a shape of a sensor metal layer to be described later and etched by the height of the sensor metal layer; 상기 제2절연층의 식각된 부분에 형성된 센서 메탈층과;A sensor metal layer formed on an etched portion of the second insulating layer; 상기 구조물 상부에 형성된 표면 보호층을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 임피던스 변환 방식 지문인식 센서.Impedance conversion type fingerprint recognition sensor comprising a surface protective layer formed on the structure. 제1항에 있어서, 상기 메탈 피드층은 하부기판 상부에 형성된 제1절연층 상부에 형성된 것을 특징으로 하는 임피던스 변환 방식 지문인식 센서.2. The fingerprint recognition sensor of claim 1, wherein the metal feed layer is formed on the first insulating layer formed on the lower substrate. 제1항에 있어서, 상기 메탈 피드층은 하부기판 상부에 형성되고, 상기 메탈 피드층 모양으로 패터닝되어 메탈 피드층 높이만큼 식각된 제1절연층의 식각된 부분에 형성된 것을 특징으로 하는 임피던스 변환 방식 지문인식 센서.The impedance conversion method of claim 1, wherein the metal feed layer is formed on the lower substrate, and is formed on the etched portion of the first insulating layer etched by the height of the metal feed layer by patterning the metal feed layer. Fingerprint sensor. 메탈 피드층 상부에 제2절연층을 형성하고, 그 제2절연층 일부를 식각하여 상기 메탈 피드층의 일부를 노출시키는 단계와;Forming a second insulating layer on the metal feed layer, and etching a portion of the second insulating layer to expose a portion of the metal feed layer; 상기 제2절연층을 후술할 센서 메탈층 모양으로 패터닝하여 센서 메탈층 높이만큼 식각하는 단계와;Patterning the second insulating layer into a shape of a sensor metal layer to be described later and etching the substrate by the height of the sensor metal layer; 상기 제2절연층의 식각된 부분에 센서 메탈층을 형성하는 단계와;Forming a sensor metal layer on the etched portion of the second insulating layer; 상기 구조물 상부에 센서 메탈층을 보호하기 위한 표면 보호층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 임피던스 변환 방식 지문인식 센서 제조 방법.And forming a surface protective layer for protecting the sensor metal layer on the structure. 제4항에 있어서, 상기 메탈 피드층은 하부기판 상부에 형성된 제1절연층 상부에 형성되거나 하부기판 상부에 형성된 제1절연층의 상기 메탈 피드층 모양으로 패터닝되어 식각된 부분에 형성된 것을 특징으로 하는 임피던스 변환 방식 지문인식 센서 제조 방법.The metal feed layer of claim 4, wherein the metal feed layer is formed on an etched portion formed on the first insulating layer formed on the lower substrate or patterned into the metal feed layer shape of the first insulating layer formed on the lower substrate. Impedance conversion method fingerprint recognition sensor manufacturing method.
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