光學(xué)指紋傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明的實施例設(shè)及一種光學(xué)指紋傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002] 最近，電容型和光學(xué)型廣泛用于指紋傳感器。
[0003] 通常，電容型指紋傳感器使用對電壓和電流敏感的半導(dǎo)體器件通過感測由人體指 紋形成的電容來識別指紋。光學(xué)型指紋傳感器具有良好的耐久性優(yōu)勢并配置為包括光源和 光學(xué)傳感器。所述光學(xué)傳感器配置為通過感測光源發(fā)出的光檢測用戶的指紋。
[0004] 圖1是傳統(tǒng)光學(xué)指紋傳感器的截面圖。
[0005] 如圖1所示，在傳統(tǒng)的光學(xué)指紋傳感器中，光源110和光學(xué)傳感器120W特定的距離 和角度布置。當(dāng)來自光源110的光111被用戶的指紋130反射時，光學(xué)傳感器120可W通過感 測由指紋130反射的光111獲得指紋130的形狀。
[0006] 但是，如果指紋和傳感器表面之間的距離較遠(yuǎn)，則傳統(tǒng)的光學(xué)指紋傳感器被配置 成由鄰近指紋反射的光容易被引入。
[0007] 因此，傳統(tǒng)光學(xué)指紋傳感器的問題在于不能獲得清晰的指紋圖像，因為如果指紋 和傳感器表面之間的距離為10微米或更多則來自指紋反射的光被混合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引本發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0009] 本發(fā)明是鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題而做出的，且本發(fā)明的目的是在用于響 應(yīng)于光亮度獲得用戶指紋圖像的光學(xué)指紋傳感器的配置中，通過如下方式使指紋圖像變清 晰，甚至在室內(nèi)環(huán)境中也能獲得高質(zhì)量的指紋圖像:針孔透鏡(pin hole lens)設(shè)置在光電 傳感器(photosensor)單元上，使得從背光單元發(fā)出的光被指紋反射，只有屬于由指紋反射 的光的且在與針孔透鏡垂直對稱位置的指紋反射的光被透射，并且其他引入的光被阻止。
[0010] 用于解決技術(shù)問題的手段
[0011] 根據(jù)本實施例的用于解決前述問題的光學(xué)指紋傳感器配置為包括:福射光的背光 單元;第一針孔透鏡，在其中形成有孔，透射從所述背光單元福射并由與所述孔垂直對稱的 用戶指紋反射的光，并阻止除該光之外的其他光；W及光電傳感器單元，設(shè)置在所述第一針 孔透鏡下方，并感測穿過所述第一針孔透鏡的孔的光。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，所述光學(xué)指紋傳感器還可W包括切換由所述光電傳感 器單元產(chǎn)生的信號的薄膜晶體管。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，所述薄膜晶體管可W包括共面（Coplanar)、錯列 (staggered)、反向共面（inverted Coplanar)和反向錯列（inverted staggered)的薄膜晶 體管中的任一個。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，所述薄膜晶體管可W被配置成包括:襯底;在襯底上方 形成的緩沖層;在所述緩沖層上方形成的半導(dǎo)體有源層;在所述半導(dǎo)體有源層上方形成的 柵極絕緣膜;在所述柵極絕緣膜上方形成的柵電極;在所述柵電極上方形成的層間介電膜； W及形成在所述柵極絕緣膜和所述層間介電膜中形成的導(dǎo)通孔中的源電極和漏電極。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，所述半導(dǎo)體有源層可W包括低溫多晶娃半導(dǎo)體、非晶 娃半導(dǎo)體和氧化物半導(dǎo)體中的任一個。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，所述襯底可W包括絕緣襯底、玻璃襯底和金屬襯底中 的任一個。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，所述光電傳感器單元可W配置成包括:在從所述薄膜 晶體管的漏電極延伸的電極上方形成的光電傳感器;在所述光電傳感器上方形成的透明電 極;在所述透明電極上方形成的純化層;和形成在所述純化層中形成的導(dǎo)通孔中并且連接 到所述透明電極的偏置電極。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，所述光電傳感器可W包括非晶娃光電二極管、有機光 電傳感器和量子點(quant皿dots)中的任一個。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，所述光學(xué)指紋傳感器可W配置成還包括在所述第一針 孔透鏡上方形成的第一純化絕緣膜。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，所述的光學(xué)指紋傳感器可W配置成還包括在所述第一 純化絕緣膜上方形成的第二針孔透鏡。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，所述光學(xué)指紋傳感器可W配置成還包括在所述第二針 孔透鏡上方形成的第二純化絕緣膜。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，所述第一針孔透鏡和所述第二針孔透鏡中的至少一個 可W由金屬或有機材料制成。
[0023] 發(fā)明效果
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，在用于響應(yīng)于光亮度獲得用戶指紋圖像的光學(xué)指紋傳感器 的配置中，針孔透鏡設(shè)置在光電傳感器單元上，使得從背光單元發(fā)出的光被指紋反射，只有 屬于由指紋反射的光的且在相對于針孔透鏡垂直對稱的位置的指紋反射的光被透射，并且 其他引入的光被阻止。通過運樣使指紋圖像變清晰，甚至在室內(nèi)環(huán)境中，也能獲得高質(zhì)量的 指紋圖像。
【附圖說明】
[0025] 圖1是傳統(tǒng)光學(xué)指紋傳感器的截面圖；
[0026] 圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的光學(xué)指紋傳感器的截面圖；
[0027] 圖3是根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的光學(xué)指紋傳感器的截面圖；
[0028] 圖4是根據(jù)本發(fā)明又另一個實施例的光學(xué)指紋傳感器的截面圖；
[0029] 圖5是根據(jù)本發(fā)明又另一個實施例的光學(xué)指紋傳感器的截面圖。
【具體實施方式】
[0030] 下文中，參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。在描述實施例時，相關(guān)公知的功 能或元件的具體描述如果被認(rèn)為不必要地模糊本發(fā)明的要點，則將被忽略。此外，附圖中每 個元件的大小可被夸大用于描述而不意味著實際尺寸。
[0031] 圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的光學(xué)指紋傳感器的截面圖。
[0032] 參考圖2描述根據(jù)本發(fā)明一個實施例的光學(xué)指紋傳感器。
[0033] 如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明一個實施例的光學(xué)指紋傳感器包括背光單元210、光電傳 感器單元240和第一針孔透鏡250,并可W被配置為進一步包括薄膜晶體管230。
[0034] 背光單元210向上福射光。
[0035] 薄膜晶體管230切換由光學(xué)傳感器單元240產(chǎn)生的信號并配置為包括襯底220、緩 沖層231、半導(dǎo)體有源層232、柵極絕緣膜233、柵電極234、層間介電膜235、源電極236和漏電 極237。薄膜晶體管230在背光單元210上方形成。
[0036] 薄膜晶體管230可包括共面、錯列、反向共面和反向錯列的薄膜晶體管中的任一 個。
[0037] 更具體地，薄膜晶體管230的襯底220在背光單元210上形成。緩沖層231在襯底220 上形成。半導(dǎo)體有源層232在緩沖層231上形成。
[0038] 在運種情況下，襯底220可由絕緣襯底、玻璃襯底和金屬襯底中的任一個形成。半 導(dǎo)體有源層232可包括低溫多晶娃半導(dǎo)體、非晶娃半導(dǎo)體和氧化物半導(dǎo)體中的任一個。
[0039] 此外，柵極絕緣膜233在半導(dǎo)體有源層232上形成。柵電極234在柵極絕緣膜233上 形成。層間介電膜235在柵電極234上形成。在運種情況下，在柵極絕緣膜233和層間介電膜 235中形成導(dǎo)通孔(via hole)，從而形成源電極236和漏電極237。
[0040] 光電傳感器240設(shè)置在第一針孔透鏡250下方且感測穿過第一針孔透鏡250的孔的 光。
[0041] 光電傳感器單元240配置為包括光電傳感器242、透明電極243、純化層244、偏置電 極245和第二純化層246。
[0042] 更具體地，光電傳感器242形成在從薄膜晶體管230的漏電極237延伸的電極241 上。透明電極243形成在光電傳感器242上。純化層244形成在透明電極243上。偏置電極245 形成在純化層244中形成的導(dǎo)通孔中并連接到透明電極243。第二純化層246形成在純化層 244和偏置電極245上方。
[0043] 在運種情況下，光電傳感器242可W包括非晶娃光電二極管、有機光電傳感器和量 子點中的任一個。
[0044] 第一針孔透鏡250形成在第二純化層246上。透射由背光單元210福射并由用戶指 紋300反射的光的孔形成在第一針孔透鏡250中。
[0045] 目P，當(dāng)光從背光單元210福射時，只有在相對于第一針孔透鏡250垂直對稱的位置 由用戶指紋300反射的光被透射，透射的光入射到光電傳感器單元244上，從而光電傳感器 單元244可產(chǎn)生電荷信號。此外，當(dāng)除了在相對于第一針孔透鏡250垂直對稱的位置由用戶 指紋300反射的光之外的光入射到第一針孔透鏡250上時，入射光在第一針孔透鏡250的孔 內(nèi)被反射，因此變?nèi)酰虮坏谝会樋淄哥R250吸收，因此不入射到光電傳感器單元244上。
[0046] 另一方面，第一純化絕緣膜260形成在如上所述配置的第一針孔透鏡250的上表面 上。在運種情況下，第一針孔透鏡250可由金屬或有機材料制成。
[0047] 如上所述配置的光學(xué)指紋傳感器的每個像素的間距(Pitch)P可由下面的等式1得 到。
[004引[等式U
[0049]
[0050] 在運種情況下，P是光學(xué)指紋傳感器的間距，A是第一針孔透鏡250的孔的直徑，T是 第一針孔透鏡250的厚度，D是第一純化絕緣膜260的厚度。
[0051] 如果光學(xué)指紋傳感器被配為如等式1，則通過控制與指紋接觸的高度來調(diào)整焦點。 因此，從背光單元210福射的光可被精確入射到光電傳感器單元240上并被光電傳感器單元 240感測。
[0052] 圖3是根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的光學(xué)指紋傳感器的截面圖。
[0053] 參考圖3描述根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的光學(xué)指紋傳感器。
[0054] 如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的光學(xué)指紋傳感器，與圖2的實施例類似，包 括背光單元210、光電傳感器單元240和第一針孔透鏡250,且可W被配置為進一步包括薄膜 晶體管230。
[0055] 襯底220形成在背光單元210上。緩沖層231形成在襯底220上。薄膜晶體管230的半 導(dǎo)體有源層232形成在緩沖層231上。
[0056] 柵極絕緣膜233形成在半導(dǎo)體有源層232上。柵電極234形成在柵極絕緣膜233上。 層間介電膜235形成在柵電