感测元件以及包含感测元件的指纹感测器制造技术

一种指纹感测器，其包括一基板；一感测电极，在该基板上方；一第一电极；以及一第二电极。该感测电极是用以检测回应于在该指纹感测器上的触碰事件的电容。该第一电极位于该基板与该感测电极之间，而该第二电极则位于该第一电极与该感测电极之间。该第一电极以及该第二电极是用以界定其间的电容。该指纹感测器的灵敏度是与该第一电极以及该第二电极之间的该电容成反比。

Sensing element and fingerprint sensor including sensing element

A fingerprint sensor includes a substrate, a sensing electrode, a first electrode, and a second electrode above the substrate. The sensing electrode is a capacitance for detecting a touch event responsive to the fingerprint sensor. The first electrode is positioned between the substrate and the sensing electrode, and the second electrode is between the first electrode and the sensing electrode. The first electrode and the second electrode are used to define the capacitance therebetween. The sensitivity of the fingerprint sensor is inversely proportional to the capacitance between the first electrode and the second electrode.

【技术实现步骤摘要】
感测元件以及包含感测元件的指纹感测器
本公开有关于感测元件，尤其是包含感测元件的指纹感测器。
技术介绍
触控装置或触控屏已广泛使用在诸如智能手机、个人电脑、及游戏机等电子装置中。有些触控装置不仅提供使用者亲和接口及带给使用者方便，还为了数据安全性而与指纹感测器配合工作。例如，指纹感测器可通过核实使用者的身分(呈指纹形式)来判定是否该使用者被授权使用电子装置。因此，触碰灵敏度在开发先进触控装置中一直是令人感兴趣的主题。
技术实现思路
本专利技术的实施例是提供一种指纹感测器，其包括一基板；一感测电极，在该基板上方且用以检测回应于在该指纹感测器上的一触碰事件的一电容；一第一电极，在该基板与该感测电极之间；以及一第二电极，在该第一电极与该感测电极之间。该第一电极以及该第二电极是用以定义其等之间的一电容。该指纹感测器的灵敏度是与该第一电极以及该第二电极之间的该电容成反比。在一实施例中，该指纹感测器进一步包含一放大器，该放大器包括：一反相端，耦合至该感测电极；以及一输出，耦合至该第一电极。再者，该指纹感测器进一步包含一开关，在该放大器的该反相端与该输出之间。该放大器包括一非反相端，用以选择性地接收一第一参考电压以及一第二参考电压之一者。该指纹感测器的该灵敏度是与该第一参考电压与该第二参考电压之间的差成正比。再者，该指纹感测器的该灵敏度(ΔVout)是由下列公式给出：其中Vref2以及Vref1分别表示该第二参考电压以及该第一参考电压，CF表示回应于该触碰事件的该电容，以及CS表示该第一电极与该第二电极之间的该电容。在一实施例中，该指纹感测器进一步包含一第一开关，用以将该第一参考电压传导至该放大器的该非反相端；以及一第二开关，用以将该第二参考电压传导至该放大器的该非反相端。在另一实施例中，该指纹感测器进一步包含一开关，用以将一参考电压传导至该第二电极。在又一实施例中，该指纹感测器进一步包含一开关，在该感测电极与该第二电极之间。在又另一实施例中，该指纹感测器进一步包含一低k绝缘层，在该第一电极与该第二电极之间。本专利技术的实施例也提供一种指纹感测器，其包含一基板；一感测电极，在该基板上方且用以检测回应于在该指纹感测器上的一触碰事件的一电容；一第一电极，在该基板与该感测电极之间；一第二电极，在该第一电极与该感测电极之间；以及一放大器，包括：一输出，连接至该第一电极；一第一端，连接至该感测电极；以及一第二端，用以选择性地接收一第一参考电压以及一第二参考电压之一者。该指纹感测器的灵敏度是与该第一参考电压与该第二参考电压之间的差成正比。在一实施例中，该第一电极以及该第二电极是用以定义其等之间的一电容，以及该指纹感测器的该灵敏度是与该第一电极以及该第二电极之间的该电容成反比。再者，该指纹感测器的该灵敏度(ΔVout)是由下列公式给出：其中Vref2以及Vref1分别表示该第二参考电压以及该第一参考电压，CF表示回应于该触碰事件的该电容，以及CS表示该第一电极与该第二电极之间的该电容。在一实施例中，该指纹感测器进一步包含一开关，在该放大器的该第一端与该输出之间。在另一实施例中，该指纹感测器进一步包含一第一开关，用以将该第一参考电压传导至该放大器的该第二端；以及一第二开关，用以将该第二参考电压传导至该放大器的该第二端。在又一实施例中，该指纹感测器进一步包含一开关，用以将一参考电压传导至该第二电极。在又另一实施例中，该指纹感测器进一步包含一开关，在该感测电极与该第二电极之间。在又再一实施例中，该指纹感测器进一步包含一低k绝缘层，在该第一电极与该第二电极之间。根据本专利技术之实施例的该指纹感测器是减轻或消除寄生电容对该指纹感测器的该灵敏度的不利效果。有效地，该灵敏度与非所欲寄生电容无关。具体地，以ΔVout表示之该指纹感测器的该灵敏度是与(Vref2-Vref1)成正比且与该第一电极以及该第二电极之间的该电容CS成反比。由于该灵敏度是与CS成反比，为了增进该指纹感测器的该灵敏度，在一实施例中，在该第一感测电极以及第二感测电极之间的距离被增加，而得到一较小电容CS。在另一实施例中，在该第一电极与该第二电极之间的重叠面积被减少，也得到一较小CS。在又另一实施例中，一低k绝缘材料是放置在该第一电极与该第二电极之间，以帮助降低介电常数且因此降低该电容CS。可在例如该指纹感测器的一配置设计阶段判定该第一电极以及该第二电极的尺寸、其等之间的距离、以及该介电体的材料。前文概要性勾勒本专利技术的特征及技术优点，以便更好理解后文的本专利技术的详细说明。以下将描述本专利技术额外的特征及优点。所属
技术人员当可了解本文所公开的概念及特定实施例可轻易地利用来作为一项基础，用以在不悖离如所附权利要求中陈述的本专利技术的精神及范畴下，修改或设计其它结构或制程以实现本专利技术的相同目的。附图说明本公开的一或多个实施例的详情是陈述于附图及下面说明中。本公开的其他特征与优点将从说明书、附图及权利要求明显得知。在本公开的各种视图及说明性实施例中，类似的参考编号用于表示类似的元件。现在将详细参考附图中所绘示的例示性实施例。图1是根据本专利技术的一些实施例的一指纹感测器的俯视图。图2是根据本专利技术的一些实施例的图1所显示指纹感测器的一例示性感测元件的示意图。图3A是根据本专利技术的一些实施例的在一触碰事件不存在下于一第一相操作的该例示性感测元件的示意图。图3B是在一触碰事件不存在下于该第一相操作的该例示性感测元件的一等效电路的电路图。图4A是根据本专利技术的一些实施例的在一触碰事件不存在下于一第二相操作的该例示性感测元件的示意图。图4B是在一触碰事件不存在下于该第二相操作的该例示性感测元件的一等效电路的电路图。图5A是根据本专利技术的一些实施例的在一触碰事件存在下于一第一相操作的该例示性感测元件的示意图。图5B是在一触碰事件存在下于该第一相操作的该例示性感测元件的一等效电路的电路图。图6A是根据本专利技术的一些实施例的在一触碰事件存在下于一第二相操作的该例示性感测元件的示意图。图6B是在一触碰事件存在下于该第二相操作的该例示性感测元件的一等效电路的电路图。附图标记说明：1指纹感测器10感测元件11物体12保护层20基板21第一电极/第一感测电极22第二电极/第二感测电极25感测电极28放大器S1开关/第一开关S2开关/第二开关S3、SP、SA开关CP2电容/有效电容/寄生电容/电容器CP1寄生电容/电容器CF、CS电容/电容器Vref1第一参考电压Vref2第二参考电压Vref3第三参考电压NA、NB端/节点Vout输出电压Voutf对应输出电压DS、DP距离具体实施方式为了使本公开可被理解，详细的步骤以及结构是提供在下面说明中。明显地，本公开的实施方案不去限制所属
技术人员已知的专门细节。此外，未对已知结构以及步骤加以详述，以免不必要地限制本公开。将于下面详细描述本公开的较佳实施例。然而，除了该详细说明外，本公开也可广泛地实施在其它实施例中。本公开的范畴不限于该详细说明，而是被权利要求所界定。图1是根据本专利技术的一些实施例的一指纹感测器1的俯视图。指纹感测器1是适合于与一电子装置(未显示)一起工作，诸如一智能手机、一个人电脑、及一个人数字助理。参考图1，指纹感测器1包括感测元件10的一阵列，其可被一保护层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种指纹感测器，其包含：一基板；一感测电极，在该基板上方且用以检测回应于在该指纹感测器上的一触碰事件的一电容；一第一电极，在该基板与该感测电极之间；以及一第二电极，在该第一电极与该感测电极之间，该第二电极以及该第一电极是用以界定其间的一电容，其中该指纹感测器的灵敏度是与该第一电极以及该第二电极之间的该电容成反比。

【技术特征摘要】
2015.12.30 US 14/984,7051.一种指纹感测器，其包含：一基板；一感测电极，在该基板上方且用以检测回应于在该指纹感测器上的一触碰事件的一电容；一第一电极，在该基板与该感测电极之间；以及一第二电极，在该第一电极与该感测电极之间，该第二电极以及该第一电极是用以界定其间的一电容，其中该指纹感测器的灵敏度是与该第一电极以及该第二电极之间的该电容成反比。2.如权利要求1的指纹感测器，其进一步包含一放大器，该放大器包括：一反相端，耦合至该感测电极；以及一输出，耦合至该第一电极。3.如权利要求2的指纹感测器，其进一步包含一开关，在该放大器的该反相端与该输出之间。4.如权利要求2的指纹感测器，其中该放大器包括一非反相端，用以选择性地接收一第一参考电压以及一第二参考电压之一者。5.如权利要求4的指纹感测器，其中该指纹感测器的该灵敏度是与该第一参考电压与该第二参考电压之间的差成正比。6.如权利要求5的指纹感测器，其中该指纹感测器的该灵敏度ΔVout是由下列公式给出：其中Vref2以及Vref1分别表示该第二参考电压以及该第一参考电压，CF表示回应于该触碰事件的该电容，以及CS表示该第一电极与该第二电极之间的该电容。7.如权利要求2的指纹感测器，其进一步包含：一第一开关，用以将该第一参考电压传导至该放大器的该非反相端；以及一第二开关，用以将该第二参考电压传导至该放大器的该非反相端。8.如权利要求2的指纹感测器，其进一步包含一开关，用以将一参考电压传导至该第二电极。9.如权利要求8的指纹感测器，其进一步包含一开关，在该感测电极与该第二电极之间。10....

【专利技术属性】
技术研发人员：罗炎国，叶佳桦，
申请(专利权)人：映智科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71