[发明专利]一种单元像素及包含其的指纹识别传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于指纹识别传感器的单元像素。

背景技术

图像传感器是将光转换成电信号的传感器。典型的图像传感器包括使用互补金属氧化物半导体(CMOS)的有源像素传感器(Active Pixel Sensor，APS)和无源像素传感器(Passive Pixel Sensor，PPS)。用于这种图像传感器的光电二极管将入射光积聚并转换成电信号。为了增加光电二极管的入射光的量，通常在光电二极管的上部设置微透镜。

另外，光学指纹识别用传感器将指纹图像拍摄后转换成电信号。为了拍摄指纹图像，现有的光学指纹识别用传感器具有将光照射到指纹上并进行反射的光学系统。然而，由于像反射镜或透镜那样的光学系统通常具有相当大的体积，因而具备光学指纹识别用传感器的指纹识别装置难以实现小型化。

发明内容

用于解决问题的手段

为此，根据本发明一实施例的单元像素，其形成于基板上并将入射的光转换成电信号，所述单元像素的特征在于，包括：受光部，产生光电转换；以及多个金属线，位于所述受光部的上部，形成用于检测向所述受光部接近垂直入射的光的光入射路径，所述光入射路径的高度形成得比所述光入射路径的宽度大。

根据本发明一实施例的单元像素及包含其的指纹识别传感器由于无需用于拍摄指纹图像的光学系统及用于增加入射光的量的微透镜，从而能够实现指纹识别装置的小型化。

此外，根据本发明一实施例的单元像素及包含其的指纹识别传感器由于不是添加额外机构的方式而是通过单元像素自身来实现接触式透镜效果的方式，从而能够实现指纹识别装置的小型化。

附图说明

图1是对单元像素的剖面结构进行说明的图。

图2至图6是对本发明一实施例的单元像素的剖面结构进行说明的图。

图7是对于本发明一实施例的单元像素中，将光电二极管作为受光部来使用的结构进行说明的图。

图8是对于本发明一实施例的单元像素中，使用浮置栅极结构的晶体管型受光部的结构进行说明的图。

图9是对于本发明一实施例的图8所示的浮置栅极结构的晶体管型受光部的电路图及工作原理进行说明的图。

图10是对于本发明一实施例的单元像素的侧面结构进行说明的图。

图11及图12是对于本发明一实施例的包含有透镜结构的单元像素的结构进行说明的图。

图13及图14是对于本发明一实施例的在像素保护层上部形成矩形狭缝结构的单元像素的结构进行说明的图。

图15及图16是对于本发明一实施例的在像素保护层上部形成正方形狭缝结构的单元像素的结构进行说明的图。

图17是对于本发明一实施例的增加像素保护层上部的单元体高度的单元像素的结构进行说明的图。

图18及图19是对于包括本发明一实施例的单元像素的指纹识别传感器进行说明的图。

具体实施方式

本发明可以进行各种变更，并且可以具有多个实施例，通过在附图中例示特定实施例并对此详细说明来对本发明进行详细的说明。然而，并不是将本发明限定于特定的实施方式，而应理解为包括本发明的思想及技术范围内的所有变更、等同物或替代物。

在对本发明的说明中，当认为对于相关公知技术的具体说明可能会不必要地混淆本发明的主旨时，省略其详细说明。

此外，在未另外说明的情况下，本说明书及权利要求中所使用的单数一般应被解释为“一个以上”。

图1是对单元像素的剖面结构进行说明的图。

参照图1(a)，示出受光部为光电二极管110的普通单元像素100的结构。微透镜140改变光的入射角，并将入射的光聚光于光电二极管110。单元像素100包括向光电二极管110供应电源、控制信号，并用于从光电二极管110接收数据信号的金属线120、130。金属线120、130层叠于光电二极管110的上部。此时，为了确保受光面积，应当最大限度地减小金属线120、130所占的空间。即，与一般的逻辑工序不同，在图像传感器所使用的单元像素的情况下，只有最大限度地减少金属线的数量并降低金属线的宽度和厚度，才能缩短光入射路径。当光入射路径被缩短时，能够增加光电二极管110的受光效率。