指纹或掌纹传感器制造技术

本发明专利技术涉及纹传感器(160)，其包括在透明支撑衬底上的多个基本采集单元(161)，每个单元包括光电检测器(PS)、热电转换元件(PYR)以及连接到光电检测器(PS)和热电转换元件(PYR)二者的至少一个TFT晶体管(RT,SF)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】指纹或掌纹传感器本专利申请要求法国专利申请FR14/59494的优先权权益，将其通过引用并入本文。
本公开内容涉及指纹或掌纹传感器的领域。
技术介绍
各种类型的传感器已经被提供以执行指纹和/或掌纹的电子采集，即，以提供由多个手指中的手指和/或手的手掌的皮肤的脊和谷形成的样式的图像。具体地，已经提供了光学传感器、电容性传感器、热传感器、超声传感器以及电场传感器。这里更具体地考虑了以TFT(“薄膜晶体管”)技术设计的纹传感器(printsensor)，即，其包括在支撑衬底上的一个或多个基本采集单元，每个基本单元(或像素)包括采集元件(例如，光电的、热电的或电容性的)以及使得能够控制该元件的一个或多个TFT。TFT这里意指通过将导电层、绝缘层和半导体层连续地沉积在支撑衬底上形成的晶体管。具体地，在TFT中，晶体管的半导体信道形成区通过对半导体材料(例如，氢化非晶硅、多晶硅(其例如在退火之后被制成为多晶的硅))或者还有IGZO(“氧化铟镓锌”)类型的材料的层的沉积形成，其中，对用于形成晶体管的栅极、源极或漏极电极的导电层的沉积可以在这样的沉积之前。以TFT技术制作的纹传感器具有如下优点：具有相对低的成本，尤其是归因于对由诸如玻璃(代替一般用于形成晶体管的单晶硅衬底)的低成本材料制成的并且能够容易地集成在许多类型的电子设备中并且尤其是在已经使用TFT技术来执行其他功能例如以形成显示屏的设备中的支撑衬底的使用。TFT技术尤其在其中传感器表面实质上与要被采集的纹的表面相同(即，其中没有光学聚焦系统(或透镜)被放置在传感器与期望采集其图像的对象之间)的纹传感器的领域中是有利的。的确，归因于它们的大尺寸，将这样的传感器形成在硅衬底的内部和顶部对于大多数应用将具有高得多的成本。
技术实现思路
实施例提供了一种指纹或掌纹传感器，其包括：在支撑衬底上的多个基本采集单元，每个单元包括光电检测器、热电转换元件以及至少一个TFT；照明光源；以及与光源不同的热源。根据实施例，支撑衬底是透明的。根据实施例，光电检测器和热电转换元件被并联连接。根据实施例，传感器包括能够控制由传感器单元对热图像的采集和对光学图像的采集的电路，所述电路能够在整个光学图像采集阶段期间打开光源且保持热源关闭，并且在整个热图像采集阶段期间保持光源关闭。根据实施例，传感器包括能够控制由传感器单元对热图像的采集和对光学图像的采集的电路，所述电路能够在光学图像采集阶段的积分周期的部分期间实现对热图像的采集，在光学图像采集阶段期间光源是打开的。根据实施例，在每个单元中，光电检测器和热电转换元件被连接到所述单元的电容性感测节点。根据实施例，在每个单元中，光电检测器和热电转换元件被连接到所述单元的中间节点，中间节点通过选择晶体管被耦合到所述单元的电容性感测节点，并且每个单元还包括：参考电容器，其被连接在电容性感测节点与施加控制信号的节点之间；以及电极，其被连接到电容性感测节点，所述电极被涂覆有介电层并且旨在与用户的皮肤形成电容以用于对纹图像的电容性采集。根据实施例，光电检测器和热电转换元件被连接到同一选择晶体管以使得能够在关闭状态中将光电检测器与热电元件隔离。根据实施例，所述单元以行和列的阵列来布置，并且热源是能够控制的以逐行地对所述单元进行加热。根据实施例，所述单元是电压读出单元，每个单元包括：电容性感测节点，其具有耦合到其的光电检测器和热电转换元件；重置晶体管，其将电容性感测节点耦合到施加重置电位的节点；以及读出电路，其包括被装配为跟随器源的晶体管，晶体管的栅极被连接到感测节点，并且晶体管的源极经由读出晶体管被耦合到所述单元的输出轨道。根据实施例，所述单元是电荷读出单元，每个单元包括：电容性感测节点，其具有耦合到其的光电检测器和热电转换元件；以及读出晶体管，其将感测节点耦合到所述单元的输出轨道。附图说明将在结合附图对具体实施例的以下非限制性描述中详细讨论前述和其他特征和优点，在附图之中：图1是图示了光学TFT纹传感器的示例的部分电气图；图2是图示了热TFT纹传感器的示例的部分电气图；图3是图示了光学TFT纹传感器或热TFT纹传感器的另一示例的部分电气图；图4是图示了电容性TFT纹传感器的示例的部分电气图；图5是图示了TFT纹传感器的另一实施例的部分电气图；图6是图示了TFT纹传感器的第一实施例的部分电气图；图7是图示了图6的传感器的备选实施例的电气图；图8是图示了图6的传感器的另一备选实施例的电气图；图9是图示了TFT纹传感器的第二实施例的部分电气图；以及图10是图示了图9的传感器的备选实施例的电气图。具体实施方式为清楚起见，相同的元件在不同附图中利用相同的附图标记来指代。另外，仅仅详细描述了对理解所描述的实施例有用的那些元件。具体地，没有详细描述所描述的TFT纹传感器的基本单元的外围控制电路，这种电路的形成在本领域技术人员阅读本说明书时处于本领域技术人员的能力之内。还应当指出，在本说明书中，当描述了基本单元阵列或纹传感器的基本单元的结构时，术语“连接”被用于指代直接电气连接，而没有中间电子部件，例如，借助于导电轨道，并且术语“耦合”被用于指代可以是直接的或者经由中间部件(例如经由晶体管)的电气连接。图1是图示了光学TFT纹传感器100的示例的电气图。传感器100包括多个相同的或相似的基本采集单元101，其以TFT技术制成在例如由玻璃制成的透明支撑衬底的表面(其将在下文按惯例被称为衬底的上表面)上。为简单起见，在图1中示出了单个单元101。每个单元101包括光电检测器PS，例如其阳极耦合到施加参考电位GND(例如，接地)的节点并且其阴极连接到单元的电容性感测节点SN的光电二极管。作为示例，光电检测器PS是PIN类型光电二极管或者有机光电二极管。在图1中，感测节点SN的电容已经以虚线采用电容器的形式示出，该电容器具有连接到节点SN的电极并且具有连接到节点GND的其另一电极。实际上，节点SN的电容可以是单元的另一元件的杂散电容，例如(在示出的示例中，晶体管RS的杂散电容被添加到其的)光电二极管PS的杂散电容或者特定电容。为简单起见，节点SN的电容将未被示出在以下附图中。每个单元101还包括将其感测节点SN耦合到单元的输出导电轨道CL的读出晶体管RS。晶体管RS的控制栅极被连接到晶体管的施加控制电位的节点VGRS。单元101的输出轨道CL被连接到传感器的输出级103。在该示例中，输出级103包括具有耦合到轨道CL的反相输入端(-)和耦合到施加偏置电位的节点的非反相输入端(+)的运算放大器105。输出级103还包括具有耦合到放大器105的输出端的其输入端的模数转换器107(ADC)。在示出的示例中，输出级还包括在放大器105的反相输入端(-)与输出端之间的与控制开关111并联的电容器109。传感器100还包括未示出的照明光源。作为示例，照明源被布置在与单元101相反的衬底表面(其将在下文按惯例被称为衬底的下表面)的一侧上。传感器100如下地进行操作：用户将一个(或多个)手指放置在(单元101的一侧上的)传感器的上表面上或上方。被布置在与单元相反的衬底侧上的背光光源通过由支撑衬底和单元101形成的组件的透明区域照亮手指。光之后在每个单元101的水平处根据被定位在单元上方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种指纹或掌纹传感器(150；160；170；180；190；200)，包括：在支撑衬底上的多个基本采集单元(151；161；171；181；191；201)，每个单元包括光电检测器(PS)、热电转换元件(PYR)以及至少一个TFT(RT，SF；RS；SW)；照明光源；以及与所述光源不同的热源。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.03 FR 14594941.一种指纹或掌纹传感器(150；160；170；180；190；200)，包括：在支撑衬底上的多个基本采集单元(151；161；171；181；191；201)，每个单元包括光电检测器(PS)、热电转换元件(PYR)以及至少一个TFT(RT，SF；RS；SW)；照明光源；以及与所述光源不同的热源。2.根据权利要求1所述的传感器(150；160；170；180；190；200)，其中，所述支撑衬底是透明的。3.根据权利要求1或2所述的传感器(160；170；180)，其中，所述光电检测器(PS)和所述热电转换元件(PYR)被并联连接。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的传感器(160；170；180)，包括能够控制由传感器单元(161；171；181)对热图像的采集和对光学图像的采集的电路，所述电路能够在整个光学图像采集阶段期间打开所述光源且保持所述热源关闭，并且在整个热图像采集阶段期间保持所述光源关闭。5.根据权利要求1至3中的任一项所述的传感器(160；170；180)，包括能够控制由传感器单元(161；171；181)对热图像的采集和对光学图像的采集的电路，所述电路能够在光学图像采集阶段的积分周期的部分期间实现对所述热图像的采集，在所述光学图像采集阶段期间所述光源是打开的。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的传感器(160；170)，其中，在每个单元(161；171)中，所述光电检测器(PS)和所述热电转换元件(PYR)被连接到所述单元的电容性感测节点(SN)。7.根据权利要求1至5中的任一项所述的传感器(180)，其中，在每个单元(181)中，所述光电检测器(PS)和所述热电转换元件(PYR)被连接到所述单元的中间节点(n1)，所述中间节点通过选择晶体管(SW)被耦合到所述单元的电容性...

【专利技术属性】
技术研发人员：珍弗朗索瓦·曼盖，约珥·扬·富雷，约瑟普·塞古拉·普卡德斯，
申请(专利权)人：原子能与替代能源委员会，赛峰集团，
类型：发明
国别省市：法国,FR