[发明专利]电容式指纹感测单元与增强电容式指纹读取器及感测方法

权利要求书

1.一种用于指纹读取器的电容式指纹感测单元，其特征在于，包括：

基底结构，具有至少一层第一金属层及形成充电电路与工作电路，所述基底结构用以交替地接收充电电压，及分派来自所述充电电路的电荷到所述工作电路的电容于停止接收所述充电电压时；及

指纹感测结构，形成于所述基底结构上；所述指纹感测结构包括第一金属间电介层、第二金属层、第二金属间电介层、第三金属层及钝化层，所述第一金属间电介层具有第一深度，所述第一深度大于3μm；所述第二金属层形成于所述第一金属间电介层上并形成感测金属板；所述第二金属间电介层形成于所述第二金属层上并围绕所述第二金属层，及覆盖所述感测金属板，所述第二金属间电介层具有第二深度，所述第二深度大于3μm；所述第三金属层形成于所述第二金属间电介层上，形成矩形单元，所述矩形单元具有开孔位于所述感测金属板上，且连接到静电放电保护单元，所述矩形单元能够维持所述第三金属层的电位于信号接地；所述钝化层覆盖所述第三金属层；

其中所述基底结构分派来自所述充电电路的电荷到所述指纹感测结构的电容于停止接收所述充电电压时。

2.根据权利要求1所述的电容式指纹感测单元，其特征在于，所述静电放电保护单元连接到静电放电路径，以绕行释放任何静电放电压力。

3.根据权利要求1所述的电容式指纹感测单元，其特征在于，所述静电放电保护单元包括至少一个瞬时电压抑制器设备。

4.根据权利要求1所述的电容式指纹感测单元，其特征在于，充电电容内置于所述充电电路中，当接收到所述充电电压时用以储存电荷；

及寄生电容存在于所述工作电路及所述感测结构的一部分中。

5.根据权利要求1所述的电容式指纹感测单元，其特征在于，当手指接近所述钝化层时，信号电容形成于所述手指与导电元件之间，手指电容形成于所述手指与所述感测金属板之间。

6.根据权利要求5所述的电容式指纹感测单元，其特征在于，分派开关形成于所述工作电路与所述充电电路之间，用以切换接收充电电压与分派电荷的操作。

7.根据权利要求6所述的电容式指纹感测单元，其特征在于，激发信号包括第一电压与第二电压。

8.根据权利要求7所述的电容式指纹感测单元，其特征在于，当第二电压发生及所述充电电压停止施加且所述分派开关开启时，在所述充电电路中获得电压变动。

9.根据权利要求8所述的电容式指纹感测单元，其特征在于，输出电压为

其中，V_out为所述输出电压的电压值，V_dd为所述充电电压的电压值，V₁与V₂分别为所述第一电压与所述第二电压的电压值，C_r为所述充电电容的电容值，C_p为寄生电容的电容值，C_f为所述手指电容的电容值，C_g为所述第三金属层与手指间电容的电容值，C_s为所述导电元件与所述手指间电容的电容值。

10.根据权利要求9所述的电容式指纹感测单元，其特征在于，放电开关形成于所述工作电路中，用以当所述分派开关关闭时，重设所述工作电路的电压与所述第二金属层的电压为信号接地。

11.根据权利要求1所述的电容式指纹感测单元，其特征在于，相同的所述基底结构或所述指纹感测结构彼此于同高度相邻，所有所述指纹感测单元的所述第三金属层相连接，形成金属网格。