專利名稱：具有抗靜電功能的滑動式指紋感測芯片的結(jié)構(gòu)及形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種指紋感測芯片，特別涉及一種具有抗靜電功能的滑動式指紋感測芯片的結(jié)構(gòu)及形成方法。
背景技術(shù)：
本發(fā)明關(guān)聯(lián)到以下其中一個發(fā)明人的下述專利(a).中國發(fā)明專利申請案號02105960.8，申請日為2002年4月10日，發(fā)明名稱為「電容式指紋讀取芯片」，公開號為1450489；(b).中國發(fā)明專利申請案號02123058.7，申請日為2002年06月13日，發(fā)明名稱為「壓力式指紋讀取芯片及其制造方法」，公開號為1464471；(c).中國發(fā)明專利申請案號02124906.7，申請日為2002年06月25日，發(fā)明名稱為「溫度傳感器及其運(yùn)用該溫度傳感器的指紋辨識芯片」，公開號為1463674；(d).中國發(fā)明專利申請案號02132054.3，申請日為2002年09月10日，發(fā)明名稱為「電容式壓力微感測元及其應(yīng)用之指紋讀取芯片結(jié)構(gòu)」，公開號為1482440；(e).中國發(fā)明專利申請案號03124183.2，申請日為2003年5月6日，發(fā)明名稱為「一種電容式指紋傳感器及其制造方法」；(f).臺灣發(fā)明專利申請案號093110603，申請日為2003年4月16日，發(fā)明名稱為「可抗靜電與應(yīng)力破壞及防殘污干擾之芯片式傳感器」，證書號碼為發(fā)明第233198號；及(g)臺灣發(fā)明專利申請案號094108291，申請日為2005年3月18日，發(fā)明名稱為「一種具有圖像比對功能的滑動式影像感測芯片及其處理方法」。
在半導(dǎo)體工藝領(lǐng)域所提供的芯片制造方式中，通常需考慮芯片所提供的電特性，并且需將芯片通過封裝的程序設(shè)置于封裝基體中，以免除例如壓力及靜電等外力的任何可能的破壞。
然而隨著芯片應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展，新的應(yīng)用必須使得部分的芯片表面裸露于環(huán)境中，例如芯片式的指紋傳感器便需要提供一與手指接觸的芯片表面，以讀取手指的紋路，作為身份識別使用。
為此，芯片表面的機(jī)械特性必須被加以考慮以提供一耐手指施壓及抗靜電破壞的結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)有技術(shù)中，電容式指紋感測芯片的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)為在一硅基材內(nèi)制作相關(guān)感測及控制處理電路，在芯片的表面布置陣列型的多個金屬板作為感測電極(從此感測電極以下包含感測及控制處理電路及硅基材將統(tǒng)稱為基板結(jié)構(gòu))，并且形成一介電材料層于芯片的最外表面，兼做感測電容介電質(zhì)以及芯片裸露于外的保護(hù)層。為達(dá)到上述芯片表面耐壓及耐磨的特性，現(xiàn)有技術(shù)都是利用一堅(jiān)硬的介電材料作為最外表層的保護(hù)層，例如世界專利WO 01/06448A1、WO 03/098541A1、美國專利第6,091,082、歐洲專利EP1256899、美國專利第6,114,862號及美國專利第6,515,488號，都揭示了此一結(jié)構(gòu)。簡而言之，現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)明不外乎使例如氮化硅、碳化硅、氧化鋁或鉆石的一堅(jiān)硬材料層形成于基板結(jié)構(gòu)上方，或在二者之間存留一柔軟的介電材料，例如氧化硅。
例如氮化硅、碳化硅、氧化鋁或鉆石的堅(jiān)硬材料層雖然材料本質(zhì)的強(qiáng)度特性良好，但是在半導(dǎo)體工藝中制作于上述基板結(jié)構(gòu)上時卻容易受到厚度的限制，其原因所述是由材料層與基板結(jié)構(gòu)間的熱殘余應(yīng)力導(dǎo)致。通常氮化硅、碳化硅、氧化鋁或鉆石會對以硅基材為主的所述基板結(jié)構(gòu)造成張應(yīng)力(tensile stress)效應(yīng)，如果沉積太厚的所述材料于所述基板結(jié)構(gòu)上，會因應(yīng)力而導(dǎo)致破裂，如此一來，不僅芯片容易受力破損，也無法承受靜電破壞。通常在半導(dǎo)體工藝中僅能提供厚度小于2微米的制作以避免上述問題。雖然如此，仍然存在相當(dāng)大的熱殘余應(yīng)力于其中，容易產(chǎn)生材料缺陷，造成應(yīng)力集中，不當(dāng)?shù)氖┝Χ伎赡茉斐善茐?。為此，解決熱殘余應(yīng)力以增加保護(hù)結(jié)構(gòu)的厚度(機(jī)械強(qiáng)度與厚度的三次方成正比)，便成一重要課題。
除了上述芯片表面耐壓等機(jī)械特性外，靜電破壞是另一個重要課題。解決靜電破壞可以分兩方向探討，一種方式是增加保護(hù)層的厚度，因?yàn)榭梢猿惺艿撵o電電場強(qiáng)度與厚度平方成正比，例如一般商用的集成電路工藝，其保護(hù)層厚度約為1微米(其材料通常為氧化硅及氮化硅的雙層結(jié)構(gòu))，可以承受的靜電破壞電壓(air mode)約為1KV，又因?yàn)樯鲜霭l(fā)明的保護(hù)層結(jié)構(gòu)無法有效增加其厚度，故而上述發(fā)明無法僅利用保護(hù)層材料達(dá)到靜電破壞的防護(hù)。
為此，另一種方式是利用裸露金屬網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)將靜電荷導(dǎo)通至接地狀態(tài)，例如上述發(fā)明WO 01/06448A1、WO 03/098541A1、歐洲專利EP1256899都有采用此方法，此種金屬導(dǎo)通靜電的概念在許多的電子產(chǎn)品都有采用。不同之處僅在于，于芯片表面實(shí)施時需要考慮與集成電路制造流程及材料的匹配性。
例如，世界專利WO 01/06448A1揭示了裸露金屬網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)作為靜電導(dǎo)通結(jié)構(gòu)，然而在所使用的制造流程中所采用的例如單層TiN作為金屬感測電極及裸露金屬網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)并不是集成電路工藝所采用的標(biāo)準(zhǔn)方法，且芯片的不平坦度也容易造成TiN薄膜導(dǎo)線的斷線問題，再者TiN阻質(zhì)相當(dāng)大，若有瞬間的靜電大電流通過則容易燒斷。此外，世界專利WO 03/098541A1也揭示一種幾乎相同的裸露金屬網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)作為靜電導(dǎo)通結(jié)構(gòu)。主要差別僅在于所裸露的金屬最外表面包含了金材料，這樣的設(shè)計(jì)可以解決金屬的腐蝕問題。然而這種制造流程，卻無法兼容于硅集成電路工藝中，因?yàn)榻鸩牧蠒?dǎo)致污染。
歐洲專利EP1256899號揭示一種鎢金屬網(wǎng)設(shè)計(jì)。然而在鎢金屬的沉積及后續(xù)的回蝕步驟中，傳感器表面的碳化硅保護(hù)層上形成許多小孔洞而造成缺陷，并會導(dǎo)致應(yīng)力集中等問題。當(dāng)手指指甲不小心沖擊傳感器的外表面時，會造成傳感器的破壞。并且，微小孔洞的結(jié)構(gòu)會使保護(hù)層表面形成親水性，因此當(dāng)手指的水分接觸外表面時會擴(kuò)散，進(jìn)而使影像品質(zhì)變差。為此，尚須要通過氧化硅的沉積及后續(xù)的化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)工藝而將氧化硅填滿前述的小孔洞而達(dá)到平整的外表面。這樣，又使制造過程太過復(fù)雜，而不適合于一般商業(yè)晶圓代工廠的制造程序。
為解決上述問題，本專利發(fā)明人周正三在上述已經(jīng)核準(zhǔn)的(e)專利提出了一種可抗靜電破壞及防殘污干擾的電容式指紋傳感器，其包含一內(nèi)含集成電路的硅基板、多個平板電極、一金屬網(wǎng)、多個靜電放電單元、多個焊墊及一保護(hù)層。所述金屬網(wǎng)縱橫地穿設(shè)于所述平板電極之間并與所述平板電極齊平，且包圍各所述平板電極，所述金屬網(wǎng)連接至一接地端。所述靜電放電單元與所述金屬網(wǎng)連接，并形成于所述平板電極中的預(yù)定數(shù)目的相鄰的平板電極之間，所述靜電放電單元的數(shù)目小于所述平板電極的數(shù)目。
上述現(xiàn)有技術(shù)都是為了面積型的指紋感測芯片(area-type fingerprintsensor)考慮的抗靜電破壞。以祥群科技股份有限公司量產(chǎn)的產(chǎn)品LTT-C500為例，其感測面積為192×236(9.6mm×11.8mm)，而芯片尺寸約為10mm×12mm，可以看出主要的芯片面積都是布滿了二維的感測元陣列，因此其有關(guān)的抗靜電設(shè)計(jì)都是考慮感測面積的設(shè)計(jì)。圖1為一種面積型指紋感測芯片的外觀示意圖。如圖1所示，面積型指紋感測芯片100包含形成于一個半導(dǎo)體基板101上的一個二維的感測元陣列102以及位于二維的感測元陣列102周圍的相關(guān)的讀取及控制電路103，例如增益可調(diào)式放大器、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器及控制邏輯等。
圖2為圖1的指紋感測芯片經(jīng)過封裝后，沿著圖1的A-A連線的剖面示意圖。如圖2所示，面積型指紋感測芯片100被置于一封裝基板110上進(jìn)行封裝，其中包含打線過程及封膠過程。封膠120封住讀取及控制電路103以對其提供保護(hù)免于手指F或外力的破壞。由圖2中可以看出，這種面積型的指紋感測芯片都是利用封裝的方式，例如封膠，移轉(zhuǎn)模塑(transfer molding)等方式將電路保護(hù)于其內(nèi)，免于受外界的環(huán)境干擾及靜電破壞。因此主要的環(huán)境干擾及靜電破壞考慮都是集中于二維的感測元陣列102，也是上述所有現(xiàn)有技術(shù)描述的重點(diǎn)。
然而，由于手指的尺寸限制，現(xiàn)有的芯片式指紋傳感器的感測面積至少大于9mm×9mm。又由于硅集成電路制造的限制，在一片6英寸晶圓中僅能產(chǎn)出50至70個有效芯片，再加上封裝測試成本，將使得單一指紋傳感器的售價(jià)至少大于10美元以上，這將限制其應(yīng)用于各種消費(fèi)性電子產(chǎn)品，譬如筆記型計(jì)算機(jī)、手機(jī)、個人數(shù)字助理，計(jì)算機(jī)周邊產(chǎn)品，甚至于整合指紋傳感器的個人身分識別卡。
為了克服上述成本問題，可以將傳統(tǒng)二維芯片式指紋傳感器的長度予以縮小(約可以視為一維)，以增加有效芯片的產(chǎn)出數(shù)目并降低芯片單價(jià)。其原理是通過手指滑動通過芯片表面，完成整個手指的掃描，再將每張擷取到的片段指紋圖像建立關(guān)連性儲存成一參考模塊，后續(xù)的使用也是相同的將手指滑過芯片表面，并得到一指紋模塊，通過指紋模塊與參考模塊的比較便可以確認(rèn)使用者的身分。例如本案發(fā)明人周正三等人于上述(g)專利案中所揭示實(shí)施例的芯片尺寸在滑動方向小于1.5mm，感測元長度為0.4mm(8像素)，其示意圖可以參照圖3。圖3為一種滑動型指紋感測芯片的外觀示意圖。圖4為圖3的指紋感測芯片經(jīng)過封裝后，沿著圖3的B-B連線的剖面示意圖。如圖3與4所示，滑動式指紋感測芯片200包含形成于一個半導(dǎo)體基板201上的一個近似一維的感測元陣列202以及位于近似一維的感測元陣列202周圍的相關(guān)的讀取及控制電路203，例如增益可調(diào)式放大器、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器及控制邏輯等。如果按照現(xiàn)有面積型指紋感測芯片100的將滑動式指紋感測芯片200置于一封裝基板210上進(jìn)行封裝，其中包含打線過程及封膠過程。封膠220封住讀取及控制電路203以對其提供保護(hù)。由圖3與4可以看出，當(dāng)手指F滑動通過其表面時，手指將無法輕易接觸到芯片感測區(qū)域(因?yàn)橹苓叺姆饽z高度太高(通常為幾百微米以上))，這樣就因兩側(cè)的保護(hù)膠太高導(dǎo)致手指F不易接觸到芯片表面，其封裝勢必要如圖5所示的裸露讀取及控制電路203，且為幾乎等平面方能達(dá)到與手指的良好接觸效果。
圖5顯示一種傳統(tǒng)的滑動式指紋感測芯片的封裝結(jié)構(gòu)示意圖。請參見圖5，為了使手指F滑動時容易接觸到感測元陣列202，其封裝要求需要等平面，或者僅有微小的高度差，例如幾微米。感測元陣列202周遭的讀取及控制電路203所占有的面積幾乎達(dá)整個滑動式指紋感測芯片200的一半以上。所以，若要達(dá)到整個芯片在手指滑動方向幾乎等高度的要求，其靜電放電(ESD)防護(hù)設(shè)計(jì)重點(diǎn)將著重于周遭電路的保護(hù)，而不是像面積型的傳感器，防護(hù)重點(diǎn)在于二維的感測元陣列上(如前所述)。
為此，當(dāng)芯片受ESD干擾時，如圖5所示的裸露其它讀取及控制電路203很容易受破壞，輕則產(chǎn)生閂鎖(latch-up)效應(yīng)，芯片需要重置(reset)才能使用，重則芯片完全被靜電打壞，無法使用。圖6A至6C顯示另一傳統(tǒng)的滑動式指紋感測芯片的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖6A至6C所示，現(xiàn)有的解決方法是完成滑動式指紋感測芯片200制作以后，在滑動式指紋感測芯片200上利用鍍膜或電鍍的方式鋪滿一接地的金屬層230。然而，此種方式會因芯片表面的不平坦又因ESD干擾產(chǎn)生尖端放電而破壞讀取及控制電路203。譬如，當(dāng)靜電電荷250打到芯片時，尖端204造成尖端放電而使讀取及控制電路203被破壞。此外，所述接地金屬層230與讀取及控制電路203間會有嚴(yán)重的寄生電容(因?yàn)榘雽?dǎo)體工廠所提供的覆蓋在滑動式指紋感測芯片200的最外表面的保護(hù)層材料(例如氧化硅及氮化硅都不是介電系數(shù)很小的材料，且厚度僅約1微米左右))，并且所述金屬層230接地的狀況也可能因?yàn)榻拥卦吹碾妷焊佣蓴_到讀取及控制電路203的操作，因此要直接在讀取及控制電路203的保護(hù)層的上方設(shè)置金屬薄膜層會存在相當(dāng)多的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的在于提供一種具有抗靜電功能的滑動式指紋感測芯片及其形成方法，以解決尖端放電所造成的問題。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種具有抗靜電功能的滑動式指紋感測芯片，包括一半導(dǎo)體基板、一滑動式指紋感測芯片、一高分子材料層及一靜電放電金屬層；所述滑動式指紋感測芯片形成于所述半導(dǎo)體基板上，且包含一滑動式指紋傳感器及一周邊電路層；所述滑動式指紋傳感器具有裸露的一指紋感測區(qū)，用以感測滑動通過其上的一手指的多個片段指紋圖像；所述周邊電路層形成于所述半導(dǎo)體基板上并位于所述滑動式指紋傳感器旁，用以控制所述滑動式指紋傳感器的一運(yùn)作；所述高分子材料層設(shè)置于所述周邊電路層上，并具有一平坦化表面；所述靜電放電金屬層設(shè)置于所述高分子材料層的所述平坦化表面上，用以供靜電放電用。
所述高分子材料層由聚醯亞胺、苯基環(huán)丁烯或環(huán)氧樹脂基光阻制成。
所述高分子材料層的厚度大于2微米。
所述高分子材料層的厚度介于2微米至5微米之間。
所述靜電放電金屬層由鋁或金制成。
所述靜電放電金屬層的厚度大于1微米。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明也提供一種具有抗靜電功能的滑動式指紋感測芯片的形成方法，包括以下步驟a.于一個半導(dǎo)體基板上形成一滑動式指紋感測芯片，其中所述滑動式指紋感測芯片包括一滑動式指紋傳感器，具有裸露的一指紋感測區(qū)，用以感測滑動通過其上的一手指的多個片段指紋圖像；一周邊電路層，形成于所述基板上并位于所述滑動式指紋傳感器旁，用以控制所述滑動式指紋傳感器的一運(yùn)作；b.于所述周邊電路層形成一高分子材料層，所述高分子材料層具有一平坦化表面；c.于所述高分子材料層的所述平坦化表面上形成一靜電放電金屬層以供靜電放電用。
所述步驟b包括b1.于所述滑動式指紋感測芯片上旋轉(zhuǎn)涂布一高分子材料；b2.使所述高分子材料硬化以形成所述高分子材料層，使所述高分子材料層因此具有所述平坦化表面；b3.移除部分所述高分子材料層，以露出所述指紋感測區(qū)。
所述高分子材料層由聚醯亞胺、苯基環(huán)丁烯或環(huán)氧樹脂基光阻制成。
所述高分子材料層的厚度大于2微米。
所述高分子材料層的厚度介于2微米至5微米之間。
所述靜電放電金屬層由鋁或金制成。
所述靜電放電金屬層的厚度大于1微米。
所述步驟c包括c1.于所述高分子材料層的所述平坦化表面及所述指紋感測區(qū)上沉積一金屬層；c2.移除位于所述指紋感測區(qū)上的部分所述金屬層，以留下其余的所述金屬層作為所述靜電放電金屬層以供靜電放電用。
本發(fā)明的有益效果在于，利用增加一高分子材料層于金屬層與滑動式指紋感測芯片的介電層之間，此設(shè)計(jì)可以因金屬層與周邊電路層的模擬電路的間距變大，而降低了寄生電容的產(chǎn)生；并且又選擇低介電值的高分子材料可以更進(jìn)一步降低寄生電容的影響。
所述高分子材料的制作方式利用旋轉(zhuǎn)涂布的方式完成，可以在芯片表面形成相當(dāng)平坦的表面，即使原來的芯片表面高低不平，也可以通過此方法達(dá)到平坦的表面。因此金屬層與高分子材料層的表面間也不易產(chǎn)生尖端放電的問題，增加了電路抗靜電的能力。


圖1為一種面積型指紋感測芯片的外觀示意圖；圖2為圖1的指紋感測芯片經(jīng)過封裝后，沿著圖1的A-A連線的剖面示意圖；圖3為一種滑動式指紋感測芯片的外觀示意圖；圖4為圖3的指紋感測芯片經(jīng)過封裝后，沿著圖3的B-B連線的剖面示意圖；圖5顯示一種傳統(tǒng)的滑動式指紋感測芯片的封裝結(jié)構(gòu)示意圖；圖6A至6C顯示一種傳統(tǒng)的滑動式指紋感測芯片的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖7顯示本發(fā)明較佳實(shí)施例的滑動式指紋感測芯片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8A至8C顯示本發(fā)明較佳實(shí)施例的滑動式指紋感測芯片的形成方法的示意圖。
主要組件符號說明

F手指 10半導(dǎo)體基板20滑動式指紋感測芯片 21滑動式指紋傳感器21A指紋感測區(qū) 22周邊電路層30高分子材料層 31平坦化表面40靜電放電金屬層 100面積型指紋感測芯片101半導(dǎo)體基板 102感測元陣列103讀取及控制電路 110封裝基板120封膠200滑動式指紋感測芯片201半導(dǎo)體基板 202感測元陣列203讀取及控制電路 204尖端210封裝基板220封膠230金屬層 250靜電電荷具體實(shí)施方式
圖7顯示本發(fā)明較佳實(shí)施例的滑動式指紋感測芯片的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖7所示，本實(shí)施例的一種具有抗靜電功能的滑動式指紋感測芯片的結(jié)構(gòu)包括一半導(dǎo)體基板10、一滑動式指紋感測芯片20、一高分子材料層30及一靜電放電金屬層40?；瑒邮街讣y感測芯片20形成于所述半導(dǎo)體基板10上，并包括一滑動式指紋傳感器21及一周邊電路層22。所述滑動式指紋傳感器21，具有裸露的一指紋感測區(qū)21A，用以感測滑動通過其上的一手指的多個片段指紋圖像。指紋感測區(qū)21A通常是由一介電層(未顯示)所保護(hù)，介電層譬如是由氮化硅、碳化硅、氧化鋁或鉆石所制成的一堅(jiān)硬材料層。周邊電路層22包含讀取及控制電路，例如增益可調(diào)式放大器、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器及控制邏輯等。所述周邊電路層22形成于所述半導(dǎo)體基板10上，并位于所述滑動式指紋傳感器21旁，用以控制所述滑動式指紋傳感器21的運(yùn)作，還可用以處理所述片段指紋圖像。所述周邊電路層22具有裸露的一打線區(qū)(未顯示)以供輸入/輸出用。
所述高分子材料層30設(shè)置于所述周邊電路層22上，并具有一平坦化表面31。所述高分子材料層由聚醯亞胺(polyimide)、苯基環(huán)丁烯(BCBBenzocyclobutene)、環(huán)氧樹脂基光阻(SU-8)或其它適當(dāng)材料制成。于本實(shí)施例中，所述高分子材料層的厚度大于2微米，最好是介于2微米至5微米之間。在本實(shí)施例中，滑動方向的像素小于32個。所述靜電放電金屬層40設(shè)置于所述高分子材料層的所述平坦化表面31上，用以供靜電放電用。所述靜電放電金屬層可以是由鋁、金或其它適當(dāng)材料制成，且其厚度至少大于1微米。靜電放電金屬層被接地以進(jìn)行靜電放電。
圖8A至8C顯示本發(fā)明較佳實(shí)施例的滑動式指紋感測芯片的形成方法的示意圖。本發(fā)明的具有抗靜電功能的滑動式指紋感測芯片的形成方法包括以下步驟。
首先，如圖8A所示，于一個半導(dǎo)體基板10上形成一滑動式指紋感測芯片20。所述滑動式指紋感測芯片20包括一滑動式指紋傳感器21，具有裸露的一指紋感測區(qū)21A，用以感測滑動通過其上的一手指的多個片段指紋圖像；一周邊電路層22，形成于所述半導(dǎo)體基板10上并位于所述滑動式指紋傳感器21旁，用以控制所述滑動式指紋傳感器21的一運(yùn)作。
然后，如圖8B所示，于所述周邊電路層22形成一高分子材料層30，所述高分子材料層30具有一平坦化表面31。本實(shí)施例的作法是于所述滑動式指紋感測芯片20上旋轉(zhuǎn)涂布一高分子材料，然后使該高分子材料硬化以形成所述高分子材料層30，以使所述高分子材料層30因此具有所述平坦化表面31，接著移除部分的所述高分子材料層30，以露出所述指紋感測區(qū)21A。所述高分子材料為聚醯亞胺(polyimide)、苯基環(huán)丁烯(BCBBenzocyclobutene)、環(huán)氧樹脂基光阻(SU-8)或其它適當(dāng)材料。且所述高分子材料層30的厚度大于2微米，最好是介于2微米至5微米之間。或者，高分子材料層30也可以黏貼或其它方式形成于周邊電路層22上。
接著，如圖8C所示，于所述高分子材料層30的所述平坦化表面31上形成一靜電放電金屬層40以供靜電放電用。靜電放電金屬層40的形成方式有很多種。以下僅以一例說明。首先，于所述高分子材料層30的所述平坦化表面31及所述指紋感測區(qū)21A上沉積金屬層40。然后，移除位于所述指紋感測區(qū)21A上的部分的所述金屬層40，以留下其余的所述金屬層40作為所述靜電放電金屬層以供靜電放電用。所述金屬層由鋁、金或其它適當(dāng)?shù)牟牧纤瞥桑移浜穸葘?shí)質(zhì)上至少大于1微米。
綜上所述，本發(fā)明的抗靜電保護(hù)設(shè)計(jì)是在指紋傳感器上先利用旋轉(zhuǎn)涂布方法將高分子材料(在本發(fā)明中主要為BCB，也可以為SU-8及Polyimide等材料)形成于指紋傳感器上，再用光刻工藝將指紋感測區(qū)及打線區(qū)(未顯示)曝光顯影裸露出來。為了有效降低寄生電容的效應(yīng)，本發(fā)明高分子材料在制作完成后的厚度最好大于2微米，緊接著沉積金屬層(鋁或金等金屬)，再用光刻工藝將指紋感測區(qū)的金屬除去，完成本發(fā)明的設(shè)計(jì)。
因此，本發(fā)明利用增加一高分子材料層于金屬層與滑動式指紋感測芯片的介電層之間，此結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)可以因金屬層與周邊電路層的模擬電路的間距變大，而降低了寄生電容的產(chǎn)生。又選擇低介電值的高分子材料可以更進(jìn)一步降低寄生電容的影響。而且，所述高分子材料的制作方式利用旋轉(zhuǎn)涂布的方式完成，可以在芯片表面形成相當(dāng)平坦的表面，即使原來的芯片表面高低不平，也可以通過此方法達(dá)到平坦的表面。因此金屬層與高分子材料層的表面間也不易產(chǎn)生尖端放電的問題，增加了電路抗靜電的能力。
上述實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，并非用于限制本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種具有抗靜電功能的滑動式指紋感測芯片的結(jié)構(gòu)，其特征在于包括一半導(dǎo)體基板；一滑動式指紋感測芯片，形成于所述半導(dǎo)體基板上，該滑動式指紋感測芯片包括一滑動式指紋傳感器和一周邊電路層，其中，所述滑動式指紋傳感器，具有裸露的一指紋感測區(qū)，用以感測滑動通過其上的一手指的多個片段指紋圖像；所述周邊電路層，形成于所述半導(dǎo)體基板上并位于所述滑動式指紋傳感器旁，用以控制所述滑動式指紋傳感器的一運(yùn)作；一高分子材料層，設(shè)置于所述周邊電路層上，并具有一平坦化表面；一靜電放電金屬層，設(shè)置于所述高分子材料層的所述平坦化表面上，用以供靜電放電用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有抗靜電功能的滑動式指紋感測芯片的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述高分子材料層由聚醯亞胺、苯基環(huán)丁烯或環(huán)氧樹脂基光阻制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有抗靜電功能的滑動式指紋感測芯片的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述高分子材料層的厚度大于2微米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有抗靜電功能的滑動式指紋感測芯片的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述高分子材料層的厚度介于2微米至5微米之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有抗靜電功能的滑動式指紋感測芯片的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述靜電放電金屬層由鋁或金制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有抗靜電功能的滑動式指紋感測芯片的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述靜電放電金屬層的厚度大于1微米。
7.一種具有抗靜電功能的滑動式指紋感測芯片的形成方法，其特征在于包括以下步驟a.于一個半導(dǎo)體基板上形成一滑動式指紋感測芯片，其中所述滑動式指紋感測芯片包括一滑動式指紋傳感器，具有裸露的一指紋感測區(qū)，用以感測滑動通過其上的一手指的多個片段指紋圖像；一周邊電路層，形成于所述基板上并位于所述滑動式指紋傳感器旁，用以控制所述滑動式指紋傳感器的一運(yùn)作；b.于所述周邊電路層形成一高分子材料層，所述高分子材料層具有一平坦化表面；c.于所述高分子材料層的所述平坦化表面上形成一靜電放電金屬層以供靜電放電用。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的具有抗靜電功能的滑動式指紋感測芯片的形成方法，其特征在于所述步驟b包括b1.于所述滑動式指紋感測芯片上旋轉(zhuǎn)涂布一高分子材料；b2.使所述高分子材料硬化以形成所述高分子材料層，使所述高分子材料層因此具有所述平坦化表面；b3.移除部分所述高分子材料層，以露出所述指紋感測區(qū)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的具有抗靜電功能的滑動式指紋感測芯片的形成方法，其特征在于所述高分子材料層由聚醯亞胺、苯基環(huán)丁烯或環(huán)氧樹脂基光阻制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的具有抗靜電功能的滑動式指紋感測芯片的形成方法，其特征在于所述高分子材料層的厚度大于2微米。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的具有抗靜電功能的滑動式指紋感測芯片的形成方法，其特征在于所述高分子材料層的厚度介于2微米至5微米之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的具有抗靜電功能的滑動式指紋感測芯片的形成方法，其特征在于所述靜電放電金屬層由鋁或金制成。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的具有抗靜電功能的滑動式指紋感測芯片的形成方法，其特征在于所述靜電放電金屬層的厚度大于1微米。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的具有抗靜電功能的滑動式指紋感測芯片的形成方法，其特征在于所述步驟c包括c1.于所述高分子材料層的所述平坦化表面及所述指紋感測區(qū)上沉積一金屬層；c2.移除位于所述指紋感測區(qū)上的部分所述金屬層，以留下其余的所述金屬層作為所述靜電放電金屬層以供靜電放電用。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有抗靜電功能的滑動式指紋感測芯片的結(jié)構(gòu)及形成方法，該芯片包括一半導(dǎo)體基板、形成于半導(dǎo)體基板上的一滑動式指紋感測芯片、一高分子材料層以及一靜電放電金屬層；其中，滑動式指紋感測芯片包括一滑動式指紋傳感器及一周邊電路層；所述滑動式指紋傳感器具有裸露的一指紋感測區(qū)，用以感測滑動通過其上的一手指的多個片段指紋圖像；所述周邊電路層形成于基板上并位于滑動式指紋傳感器旁，用以控制滑動式指紋傳感器的一運(yùn)作；所述高分子材料層設(shè)置于周邊電路層上，并具有一平坦化表面；靜電放電金屬層設(shè)置于高分子材料層的平坦化表面上，靜電放電金屬層用以供靜電放電用。通過本發(fā)明，可以有效達(dá)到靜電放電防護(hù)的效果。
文檔編號G06K9/00GK1900948SQ20051008514
公開日2007年1月24日 申請日期2005年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月21日
發(fā)明者周正三, 范成至 申請人:祥群科技股份有限公司