JPH09116128A - Fingerprint image input device and manufacturing method thereof - Google Patents
Fingerprint image input device and manufacturing method thereofInfo
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- JPH09116128A JPH09116128A JP8201702A JP20170296A JPH09116128A JP H09116128 A JPH09116128 A JP H09116128A JP 8201702 A JP8201702 A JP 8201702A JP 20170296 A JP20170296 A JP 20170296A JP H09116128 A JPH09116128 A JP H09116128A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来は、回折格子等の光学手段を製作して、
別途製作した２次元イメージセンサと張り合せるため、
独立した光学手段を製造するコストが必要で、また、光
学手段を２次元イメージセンサに張り合せる手間、材料
に無駄があるため、製造コストが高い。
【解決手段】 指紋画像入力装置は、透明基板２１上に
形成した回折格子４１、光電変換素子２４、スイッチ素
子２２、スイッチ用配線２５、信号読み出し用配線２
６、バイアス印加用配線２７、光電変換素子２４の下部
に配置される遮光板２３を備えた２次元イメージセンサ
１４と、平面状光源１１及び透明保護膜４２から構成さ
れる。すなわち、イメージセンサ１４には光電変換素子
２４と共に、光電変換素子２４の少なくとも１種類以上
の不透明材料を共用して回折格子４１も形成される。
(57) [Abstract] [Problem] Conventionally, by manufacturing an optical means such as a diffraction grating,
In order to attach it to a separately manufactured 2D image sensor,
The manufacturing cost is high because the cost for manufacturing the independent optical means is required, and the labor and material for attaching the optical means to the two-dimensional image sensor are wasted. A fingerprint image input device includes a diffraction grating 41 formed on a transparent substrate 21, a photoelectric conversion element 24, a switch element 22, a switch wiring 25, and a signal reading wiring 2.
6, the bias applying wiring 27, the two-dimensional image sensor 14 including the light shielding plate 23 disposed below the photoelectric conversion element 24, the planar light source 11 and the transparent protective film 42. That is, the diffraction grating 41 is formed in the image sensor 14 together with the photoelectric conversion element 24 by sharing at least one or more opaque materials of the photoelectric conversion element 24.
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は指紋画像入力装置及
びその製造方法に係り、特に薄型の指紋画像入力装置と
それを製造する製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fingerprint image input device and a manufacturing method thereof, and more particularly to a thin fingerprint image input device and a manufacturing method for manufacturing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、小型の指紋画像入力装置として、
指紋の凹凸を光学的に強調するための光学手段を密着型
イメージセンサに組み合わせた構成が提案されている
（特願平５−１１０８２７号）。図１０はこの従来の指
紋画像入力装置の一例の分解斜視図を示す。同図に示す
ように、この従来装置は光が透過できる開口部２８を備
えた２次元イメージセンサ１２を透明基板２１上に形成
し、平面状光源１１及び光路を規定する光学手段１３と
を組み合わせた構成である。2. Description of the Related Art Conventionally, as a small fingerprint image input device,
A configuration has been proposed in which an optical means for optically enhancing the unevenness of a fingerprint is combined with a contact-type image sensor (Japanese Patent Application No. 5-110827). FIG. 10 shows an exploded perspective view of an example of this conventional fingerprint image input device. As shown in the figure, in this conventional device, a two-dimensional image sensor 12 having an opening 28 through which light can be transmitted is formed on a transparent substrate 21, and a planar light source 11 and an optical means 13 for defining an optical path are combined. It has a different structure.
【０００３】平面状光源１１は液晶ディスプレイ用バッ
クライトモジュールやＥＬ面発光素子が利用できる。ま
た、２次元イメージセンサ１２は透明基板２１の上に光
電変換素子２４とスイッチ素子２２を２次元配置し、ス
イッチ用配線２５、信号読み出し用配線２６、バイアス
印加用配線２７によりこれらの素子を接続して構成され
る。As the planar light source 11, a backlight module for a liquid crystal display or an EL surface emitting element can be used. In the two-dimensional image sensor 12, the photoelectric conversion element 24 and the switch element 22 are two-dimensionally arranged on the transparent substrate 21, and these elements are connected by the switch wiring 25, the signal reading wiring 26, and the bias applying wiring 27. Configured.
【０００４】また、光路を規定する光学手段１３は、回
折格子３２をファイバー収集部材３１と透明保護膜３３
とを組み合わせて実現される。この光学手段１３の各構
成要素の形状は、２次元イメージセンサ１２の各光電変
換素子２４に設けられた開口部２８の中心線上の指接触
部に光が集まるように決定される。The optical means 13 for defining the optical path includes the diffraction grating 32, the fiber collecting member 31, and the transparent protective film 33.
It is realized by combining and. The shape of each component of the optical means 13 is determined so that the light converges on the finger contact portion on the center line of the opening 28 provided in each photoelectric conversion element 24 of the two-dimensional image sensor 12.
【０００５】次に、この従来装置の動作を説明する。平
面状光源１１から出射された光は、２次元イメージセン
サ１２の開口部２８とファイバー収集部材３１を通過
し、回折格子３２によってその進路が曲げられて透明保
護膜３３の表面の指接触部に到達する。指が透明保護膜
３３の表面に接触していない場合は、透明保護膜３３の
表面で光が全反射し、殆どの光が対称的な光路を経て、
同じ画素内の光電変換素子２４に到達する。Next, the operation of this conventional device will be described. The light emitted from the planar light source 11 passes through the opening 28 of the two-dimensional image sensor 12 and the fiber collecting member 31, and its course is bent by the diffraction grating 32 to reach the finger contact portion on the surface of the transparent protective film 33. To reach. When the finger is not in contact with the surface of the transparent protective film 33, light is totally reflected on the surface of the transparent protective film 33, and most of the light passes through symmetrical optical paths,
The photoelectric conversion element 24 in the same pixel is reached.
【０００６】これに対し、指（指紋の降線）が透明保護
膜３３の表面に接触している場合は、全反射の条件が乱
され、光電変換素子２４に到達する光量は僅かになる。
こうして、各光電変換素子２４に対応する指表面での全
反射の乱れの様子が検出できる。すなわち、全反射によ
る指紋画像強調の原理により、光学的にコントラストを
強調された指紋画像が得られる。On the other hand, when the finger (fingerprint descending line) is in contact with the surface of the transparent protective film 33, the condition of total reflection is disturbed and the amount of light reaching the photoelectric conversion element 24 becomes small.
In this way, it is possible to detect the disorder of the total reflection on the finger surface corresponding to each photoelectric conversion element 24. That is, a fingerprint image with optically enhanced contrast is obtained by the principle of fingerprint image enhancement by total reflection.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】上記の従来の指紋画像
入力装置は薄型である特徴があるが、その製造方法とし
ては回折格子等の光学手段１３を製作して、別途製作し
た２次元イメージセンサ１２と張り合せる方法がある。
しかし、これでは独立した光学手段１３を製造するコス
トが必要で、また、光学手段１３を２次元イメージセン
サ１２に張り合せる手間、材料に無駄があるため、製造
コストが高いという問題がある。The above-mentioned conventional fingerprint image input device is characterized by being thin, but as a manufacturing method thereof, a two-dimensional image sensor manufactured separately by manufacturing the optical means 13 such as a diffraction grating. There is a method of pasting with 12.
However, this requires a cost for manufacturing the independent optical means 13, and there is a problem that the manufacturing cost is high because there is a waste of time and material for attaching the optical means 13 to the two-dimensional image sensor 12.
【０００８】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
製造コストが安価な指紋画像入力装置及びその製造方法
を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above points,
It is an object of the present invention to provide a fingerprint image input device and a method for manufacturing the same, which are inexpensive in manufacturing cost.
【０００９】また、本発明の他の目的は、小型な指紋画
像入力装置及びその製造方法を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a small fingerprint image input device and a manufacturing method thereof.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、平面状又は線状の光源と、規則的に配列さ
れた複数の光電変換素子と、複数の光電変換素子の出力
を別々にスイッチングする複数のスイッチ素子と、光電
変換素子及びスイッチ素子以外の場所に形成された回折
格子とが透明基板上に少なくとも形成されたイメージセ
ンサと、光源から出射された後回折格子で回折された光
を全反射させて、光電変換素子へ入射させるために、イ
メージセンサ上に設けられ、表面に指が接触される透明
保護膜とを有する構成としたものである。In order to achieve the above object, the present invention provides a planar or linear light source, a plurality of regularly arranged photoelectric conversion elements, and outputs of the plurality of photoelectric conversion elements. A plurality of switch elements that switch separately, and a diffraction grating formed at a position other than the photoelectric conversion element and the switch element on at least an image sensor formed on a transparent substrate, and after being emitted from a light source, diffracted by the diffraction grating. In order to totally reflect the incident light and make it enter the photoelectric conversion element, the transparent protective film is provided on the image sensor and a finger is brought into contact with the surface of the transparent protective film.
【００１１】光電変換素子は、不透明材料で形成された
下部電極と、下部電極上に形成された光電変換材料と、
光電変換材料上に形成された上部透明電極とからなり、
上部透明電極はコンタクト部により層間絶縁膜を通して
不透明材料である配線材料に接続され、回折格子は層間
絶縁膜を挟んで下部電極と同層の不透明材料と、配線材
料と同層の不透明材料とから構成されていることを特徴
とする。The photoelectric conversion element comprises a lower electrode formed of an opaque material, a photoelectric conversion material formed on the lower electrode,
Consisting of an upper transparent electrode formed on the photoelectric conversion material,
The upper transparent electrode is connected to the wiring material, which is an opaque material, through the interlayer insulating film by the contact portion, and the diffraction grating is composed of an opaque material in the same layer as the lower electrode and an opaque material in the same layer as the wiring material with the interlayer insulating film interposed therebetween. It is characterized by being configured.
【００１２】本発明における透明保護膜は、透明保護膜
の屈折率をｎm、透明保護膜表面の指のある媒体の屈折
率をｎa、光電変換素子のピッチをＰ、幅をｘとしたと
き次式 θｃ＝ｓｉｎ−１（ｎａ／ｎｍ） ｄ＝（Ｐ−ｘ）／（２ｔａｎθｃ） を満足する厚さｄに形成されていることを特徴とする。In the transparent protective film of the present invention, the refractive index of the transparent protective film is n m , the refractive index of the medium with fingers on the surface of the transparent protective film is n a , the pitch of the photoelectric conversion elements is P, and the width is x. when, characterized in that it is formed to a thickness d that satisfies the following equation θ c = sin -1 (n a / n m) d = (P-x) / (2tanθ c).
【００１３】なお、スイッチ素子は薄膜トランジスタか
ら構成され、回折格子は層間絶縁膜を挟んで薄膜トラン
ジスタのソース・ドレイン電極用金属膜と薄膜トランジ
スタのゲート電極用金属膜とから構成されていてもよ
い。The switch element may be composed of a thin film transistor, and the diffraction grating may be composed of a metal film for source / drain electrodes of the thin film transistor and a metal film for gate electrode of the thin film transistor with an interlayer insulating film interposed therebetween.
【００１４】本発明では、従来イメージセンサの上部に
設けられていた回折格子と透明保護膜からなる光学手段
のうち、従来のイメージセンサの画素部の近傍に設けら
れた光源が発する光を透過させる開口部に、イメージセ
ンサの光電変換素子の少なくとも１種類の以上の不透明
材料を共用して回折格子を設けるようにしたため、部品
点数を削減できる。In the present invention, the light emitted from the light source provided in the vicinity of the pixel portion of the conventional image sensor among the optical means including the diffraction grating and the transparent protective film provided above the conventional image sensor is transmitted. Since at least one kind of opaque material of the photoelectric conversion element of the image sensor is commonly used in the opening to form the diffraction grating, the number of parts can be reduced.
【００１５】また、本発明製造方法は、規則的に配列さ
れた複数の光電変換素子と、複数の光電変換素子の出力
を別々にスイッチングする複数のスイッチ素子と、光電
変換素子及びスイッチ素子以外の場所に形成された回折
格子とが透明基板上に少なくとも形成されたイメージセ
ンサの回折格子で、平面状又は線状の光源から出射した
光が回折されて透明保護膜に入射し、透明保護膜表面に
接触された指の指紋画像を透明保護膜からの反射光を光
電変換素子へ入射させて得る指紋画像入力装置の製造方
法であって、光電変換素子及びスイッチ素子は、不透明
材料を形成しパターニングする工程をそれぞれ複数回含
んで製造し、光電変換素子及びスイッチ素子の一方の不
透明材料を形成しパターニングする工程の少なくとも１
回の工程を利用して回折格子を同時に形成することを特
徴とする。Further, in the manufacturing method of the present invention, a plurality of photoelectric conversion elements arranged regularly, a plurality of switch elements for separately switching the outputs of the plurality of photoelectric conversion elements, and a photoelectric conversion element and a switch element other than the switch element are provided. The diffraction grating formed at a place is a diffraction grating of an image sensor formed at least on a transparent substrate. The light emitted from a flat or linear light source is diffracted and enters the transparent protective film, and the transparent protective film surface A method of manufacturing a fingerprint image input device, wherein a fingerprint image of a finger touched with a transparent protective film is incident on a photoelectric conversion element, wherein the photoelectric conversion element and the switch element are formed by patterning an opaque material. At least one of the steps of forming and patterning an opaque material for one of the photoelectric conversion element and the switch element
It is characterized in that the diffraction grating is formed at the same time by using a single process.
【００１６】本発明方法では、光電変換素子及びスイッ
チ素子の一方の不透明材料を形成しパターニングする工
程の少なくとも１回の工程を利用して回折格子を同時に
形成するようにしたため、光電変換素子及びスイッチ素
子の少なくとも一方の製造工程の一部を利用して回折格
子を同時に形成することができる。In the method of the present invention, the diffraction grating is formed at the same time by using at least one step of forming and patterning the opaque material of one of the photoelectric conversion element and the switching element, and thus the photoelectric conversion element and the switching element are simultaneously formed. The diffraction grating can be simultaneously formed by utilizing a part of the manufacturing process of at least one of the elements.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面と共に説明する。図１は本発明になる指紋画像入
力装置の一実施の形態の分解斜視図を示す。この実施の
形態は、透明基板２１上に形成した回折格子４１、光電
変換素子２４、スイッチ素子２２、スイッチ用配線２
５、信号読み出し用配線２６、バイアス印加用配線２
７、光電変換素子２４の下部に配置される遮光板２３を
備えた２次元イメージセンサ１４と、平面状光源１１及
び透明保護膜４２とから構成される。この実施の形態
は、平面状光源１１上に遮光板２３を備えた２次元イメ
ージセンサ１４を設け、更にその２次元イメージセンサ
１４上を透明保護膜４２で覆うようにした構成である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an exploded perspective view of an embodiment of a fingerprint image input device according to the present invention. In this embodiment, the diffraction grating 41, the photoelectric conversion element 24, the switch element 22, and the switch wiring 2 formed on the transparent substrate 21.
5, signal reading wiring 26, bias applying wiring 2
7. The two-dimensional image sensor 14 including the light shielding plate 23 disposed below the photoelectric conversion element 24, the planar light source 11 and the transparent protective film 42. In this embodiment, the two-dimensional image sensor 14 having the light shielding plate 23 is provided on the planar light source 11, and the two-dimensional image sensor 14 is covered with the transparent protective film 42.
【００１８】図２（Ａ）は２次元イメージセンサ１４に
形成された回折格子４１と光電変換素子２４の一例の詳
細を示す平面図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）のＡ−Ａ’線
に沿う断面図、同図（Ｃ）は同図（Ａ）のＢ−Ｂ’線に
沿う断面図を示す。光電変換素子２４は、不透明材料で
形成された下部電極１０１と、光電変換材料１０２と、
上部透明電極１０３とで構成される。上部透明電極１０
３は図２（Ｂ）に示すように、コンタクト部１０５によ
り層間絶縁膜１０６を通して、不透明材料で形成された
配線材料１０４に接続されている。また、回折格子４１
は、図２（Ｃ）に示すように、層間絶縁膜１０６を挟ん
だ２つの不透明材料（下部電極１０１と配線材料１０
４）によりスリットのピッチａ、幅ｂで構成されてい
る。FIG. 2A is a plan view showing details of an example of the diffraction grating 41 and the photoelectric conversion element 24 formed in the two-dimensional image sensor 14, and FIG. 2B is a view AA of FIG. A sectional view taken along the line ', and a sectional view taken along the line BB' in the same figure (A). The photoelectric conversion element 24 includes a lower electrode 101 formed of an opaque material, a photoelectric conversion material 102,
It is composed of the upper transparent electrode 103. Upper transparent electrode 10
As shown in FIG. 2B, 3 is connected to the wiring material 104 formed of an opaque material by the contact portion 105 through the interlayer insulating film 106. In addition, the diffraction grating 41
2C, as shown in FIG. 2C, two opaque materials (the lower electrode 101 and the wiring material 10 sandwiching the interlayer insulating film 106).
According to 4), the slits have a pitch a and a width b.
【００１９】次に、図３を参照してこの実施の形態の動
作について説明する。図３中、図１及び図２と同一構成
部分には同一符号を付し、その説明を省略する。平面状
光源１１から出射された光は、透明基板２１を通過して
回折格子４１に至る。回折格子４１に垂直に入射した光
の場合、回折光の強度Ｉは、回折角θの関数として次式
（１）〜（３）で与えられる。Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG. 3, those parts that are the same as those corresponding parts in FIGS. 1 and 2 are designated by the same reference numerals, and a description thereof will be omitted. The light emitted from the planar light source 11 passes through the transparent substrate 21 and reaches the diffraction grating 41. In the case of light that is incident vertically on the diffraction grating 41, the intensity I of the diffracted light is given by the following equations (1) to (3) as a function of the diffraction angle θ.
【００２０】[0020]
【数１】 ただし、ａ，ｂはそれぞれ回折格子４１のスリットのピ
ッチと幅、Ｎはスリット数、Ｉ0は１つのスリットから
の回折光の強度、λは光波長を表す。数値例として、ａ
＝４μｍ、ｂ／ａ＝０．１、Ｎ＝１６、λ＝５６５ｎｍ
であるときの（１）〜（３）式の計算結果を図４に示
す。図４の縦軸は光度（ｉｒｒａｄｉａｎｃｅ）を示
す。(Equation 1) Here, a and b are the pitch and width of the slits of the diffraction grating 41, N is the number of slits, I 0 is the intensity of diffracted light from one slit, and λ is the light wavelength. As a numerical example, a
= 4 μm, b / a = 0.1, N = 16, λ = 565 nm
FIG. 4 shows the calculation results of the expressions (1) to (3) when The vertical axis of FIG. 4 represents the luminosity.
【００２１】ここで、回折光の強度は、次の（４）式の
回折方程式を満たす角度θｍについて極大になる。Here, the intensity of the diffracted light becomes maximum at an angle θ m that satisfies the diffraction equation of the following equation (4).
【００２２】 ａｓｉｎθｍ＝ｍλ ，ｍ＝０，±１，±２，．．． （４） （４）式から垂直入射した光については、ｍ＝０に対応
する０次の回折光が最も強く、１次（ｍ＝１）、２次
（ｍ＝２）の順に弱くなる様子が観察できる。θｍ＞θ
ｃなる回折光について、前述の全反射による指紋画像強
調の原理により、コントラストの高い指紋画像入力が実
現される。指のある媒体（空気）と保護膜４２の屈折率
をそれぞれｎａ、ｎｍとすると、臨界角θｃは次式で与
えられる。 θｃ＝ｓｉｎ−１（ｎａ／ｎｍ） （５） 例えば、ｎａ＝１，ｎｍ＝１．８については約３４°と
なる。従って、このときには、臨界角θｃが約３４°以
上でないと全反射しないから、図４の数値例では臨界角
θｃが約３４°以上である４次以上の回折光について全
反射による指紋画像強調が実現することになる。ここ
で、全反射された光が光電変換素子で効率良く検出され
るためには、保護膜４２の厚さｄは次式を満たすよう設
計される。Asin θ m = mλ, m = 0, ± 1, ± 2 ,. . . (4) From the equation (4), regarding the vertically incident light, the 0th-order diffracted light corresponding to m = 0 is the strongest, and the 1st-order (m = 1) and the 2nd-order (m = 2) become weaker in this order. Can be observed. θ m > θ
With respect to the diffracted light c , a fingerprint image input with high contrast is realized by the principle of fingerprint image enhancement by total reflection described above. When the refractive index of the medium (air) with the finger and the refractive index of the protective film 42 are n a and n m , respectively, the critical angle θ c is given by the following equation. θ c = sin -1 (n a / n m) (5) For example, approximately 34 ° for n a = 1, n m = 1.8. Therefore, at this time, since no total reflection critical angle theta c is not about 34 ° or more, a fingerprint image by the total reflection for 4 or higher order diffracted light is the critical angle theta c of about 34 ° or more in the numerical example of Figure 4 Emphasis will be realized. Here, in order that the totally reflected light is efficiently detected by the photoelectric conversion element, the thickness d of the protective film 42 is designed to satisfy the following equation.
【００２３】 ｄ＝（Ｐ−ｘ）／（２ｔａｎθｃ） （６） ただし、（６）式中、Ｐは図２（Ａ）に示した光電変換
素子２４のピッチで、またｘは光電変換素子２４の幅、
具体的にはここでは上部透明電極１０３の幅である。D = (P−x) / (2tan θ c ) (6) where P is the pitch of the photoelectric conversion elements 24 shown in FIG. 2A and x is the photoelectric conversion elements. Width of 24,
Specifically, here, it is the width of the upper transparent electrode 103.
【００２４】次に、本発明になる指紋画像入力装置の製
造方法の第１の実施の形態について図５と共に説明す
る。図５は図１及び図２に示した構成の指紋画像入力装
置の製造工程を示す断面図で、図２のＡ−Ａ’線に沿う
断面と、Ｂ−Ｂ’線に沿う断面のそれぞれについて示
す。まず、第１の工程では図５（Ａ）に示すように、ス
パッタ法により厚さ例えば１００ｎｍのクロム（Ｃｒ）
層を基板上に成膜し、パターニングして、光電変換素子
２４の下部電極１０１及び回折格子４１の一部を構成す
る。Next, a first embodiment of a method for manufacturing a fingerprint image input device according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the fingerprint image input device having the configuration shown in FIGS. 1 and 2, with respect to each of the cross section along the line AA ′ and the cross section along the line BB ′ of FIG. 2. Show. First, in the first step, as shown in FIG. 5A, chromium (Cr) having a thickness of, for example, 100 nm is formed by a sputtering method.
A layer is formed on the substrate and patterned to form the lower electrode 101 of the photoelectric conversion element 24 and a part of the diffraction grating 41.
【００２５】続いて、第２の工程では、厚さ１μｍの水
素化アモルファスシリコン層（ａ−Ｓｉ：Ｈ）、及び厚
さ５０ｎｍのｐ型ａ−Ｓｉ：Ｈを、プラズマＣＶＤ（化
学気相成長）法により連続して成膜し、更にその上に透
明電極材料のＩＴＯを厚さ１００ｎｍに成膜し、パター
ニングする。こうして、図５（Ｂ）に示すように、Ａ−
Ａ’断面のみにａ−Ｓｉ：Ｈ層とｐ型ａ−Ｓｉ：Ｈ層に
よる光電変換材料１０２とＩＴＯによる上部透明電極１
０３が形成され、Ｐ−ｉショットキー型のフォトダイオ
ードが光電変換素子２４として形成される。更に、層間
絶縁膜１０６として図５（Ｂ）に示すように、ＳｉＯ2
膜が厚さ３００ｎｍで成膜される。Subsequently, in a second step, a hydrogenated amorphous silicon layer (a-Si: H) having a thickness of 1 μm and a p-type a-Si: H having a thickness of 50 nm are subjected to plasma CVD (chemical vapor deposition). Film is continuously formed by the method (1), and ITO, which is a transparent electrode material, is formed thereon to a thickness of 100 nm and patterned. Thus, as shown in FIG.
The photoelectric conversion material 102 composed of the a-Si: H layer and the p-type a-Si: H layer and the upper transparent electrode 1 composed of ITO only in the A'section.
03 is formed, and a P-i Schottky type photodiode is formed as the photoelectric conversion element 24. Furthermore, as shown in FIG. 5 (B) as the interlayer insulating film 106, SiO 2
A film is deposited with a thickness of 300 nm.
【００２６】次に、第３の工程では、図５（Ｃ）に示す
ように、層間絶縁膜１０６の必要な個所にコンタクト部
１０５を開口し、続く第５の工程ではアルミニウムを３
００ｎｍの厚さにスパッタ法で成膜後パターニングす
る。このアルミニウム層が、図５（Ｄ）に１０４で示す
ように、光電変換素子２４（フォトダイオード）にバイ
アスを印加するための配線材料として、また回折格子４
１の一部として機能する。Next, in the third step, as shown in FIG. 5C, a contact portion 105 is opened in a necessary portion of the interlayer insulating film 106, and in the subsequent fifth step, aluminum is added to the surface.
Patterning is performed after forming a film with a thickness of 00 nm by a sputtering method. This aluminum layer serves as a wiring material for applying a bias to the photoelectric conversion element 24 (photodiode), as shown by 104 in FIG.
Function as part of 1.
【００２７】なお、イメージセンサに配置する回折格子
として、光電変換素子２４の下部電極１０１とバイアス
印加用配線１０４の２層の不透明材料で構成するように
説明したが、本発明で用いる回折格子はこれに限定され
るものではなく、例えばスイッチ素子として薄膜トラン
ジスタ等を形成する場合の金属配線材料を使用してもよ
い。Although it has been described that the diffraction grating arranged in the image sensor is composed of two layers of the opaque material of the lower electrode 101 of the photoelectric conversion element 24 and the bias applying wiring 104, the diffraction grating used in the present invention is not limited to this. The present invention is not limited to this, and for example, a metal wiring material for forming a thin film transistor or the like as a switch element may be used.
【００２８】図６（Ａ）はそのような指紋画像入力装置
のイメージセンサ部に形成された回折格子と光電変換素
子の他の例の詳細を示す平面図、同図（Ｂ）は同図
（Ａ）のＡ−Ａ’線に沿う断面図を示す。この例では、
スイッチ素子として薄膜トランジスタ１１０を使用す
る。FIG. 6A is a plan view showing details of another example of the diffraction grating and the photoelectric conversion element formed in the image sensor section of such a fingerprint image input device, and FIG. The sectional view which follows the AA 'line of A) is shown. In this example,
The thin film transistor 110 is used as a switch element.
【００２９】光電変換素子は、不透明材料で形成された
下部電極１０１と、光電変換材料１０２と、上部透明電
極１０３とで構成される。また、図６（Ｂ）に示すよう
に、薄膜トランジスタ１１０はソース・ドレイン電極用
金属膜１１１、オーミック接続材料１１２、半導体層１
１３、ゲート絶縁膜１１４、ゲート電極用金属膜１１５
とから構成されている。この薄膜トランジスタ１１０
は、そのゲート電極用金属膜１１５に印加される電圧に
より２つのソース・ドレイン電極用金属膜１１１間の抵
抗が制御されるので、スイッチとして動作する。The photoelectric conversion element comprises a lower electrode 101 made of an opaque material, a photoelectric conversion material 102, and an upper transparent electrode 103. Further, as shown in FIG. 6B, the thin film transistor 110 includes a source / drain electrode metal film 111, an ohmic connection material 112, and a semiconductor layer 1.
13, gate insulating film 114, gate electrode metal film 115
It is composed of This thin film transistor 110
Operates as a switch because the voltage applied to the gate electrode metal film 115 controls the resistance between the two source / drain electrode metal films 111.
【００３０】また、回折格子１２０は、図６（Ｂ）に示
すように、薄膜トランジスタ１１０の層間絶縁膜１０６
上のソース・ドレイン電極用金属膜１１１とゲート電極
用金属膜１１５とで構成される。従って、回折格子１２
０は薄膜トランジスタ１１０の構成要素と同じものを使
用するため、同時に製作することができ、よって、製造
工程及び製造コストを低減することができる。Further, as shown in FIG. 6B, the diffraction grating 120 has an interlayer insulating film 106 of the thin film transistor 110.
The upper source / drain electrode metal film 111 and the gate electrode metal film 115 are formed. Therefore, the diffraction grating 12
Since 0 is the same as the constituent element of the thin film transistor 110, it can be manufactured at the same time, so that the manufacturing process and the manufacturing cost can be reduced.
【００３１】次に、本発明になる指紋画像入力装置の製
造方法の第２の実施の形態について図７と共に説明す
る。図７は図６に示した構成の指紋画像入力装置の製造
工程を示す断面図である。まず、第１の工程ではスパッ
タ法により厚さ１００ｎｍのＷＳｉ層を基板上に成膜
し、パターニングすることにより、図７（Ａ）に示すよ
うに、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１１０のソース・ド
レイン電極用金属膜１１１及び回折格子１２０の一部を
同時に形成する。Next, a second embodiment of the method for manufacturing a fingerprint image input device according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the fingerprint image input device having the configuration shown in FIG. First, in the first step, a WSi layer having a thickness of 100 nm is formed on a substrate by a sputtering method and patterned to form a source / drain electrode of a thin film transistor (TFT) 110 as shown in FIG. 7A. The metal film 111 and a part of the diffraction grating 120 are formed at the same time.
【００３２】続いて、第２の工程では、ＴＦＴ１１０の
ソース・ドレイン電極用金属膜１１１へのオーミック接
続材料１２０として、厚さ７５ｎｍのポリシリコン層
を、ＴＦＴ１１０の形成領域に、図７（Ｂ）に示すよう
に減圧ＣＶＤ（ＬＰＣＶＤ）法により成膜し、イオン注
入によりｎ+層あるいはｐ+層に変換後、パターニングす
る。Subsequently, in a second step, a polysilicon layer having a thickness of 75 nm as an ohmic connection material 120 to the source / drain electrode metal film 111 of the TFT 110 is formed in the formation region of the TFT 110 as shown in FIG. As shown in (4), a film is formed by a low pressure CVD (LPCVD) method, converted into an n + layer or a p + layer by ion implantation, and then patterned.
【００３３】次の第３の工程では、ＬＰＣＶＤ法により
ａ−Ｓｉ層を７５ｎｍの厚さに成膜した後に、レーザー
アニールによりポリシリコンに変換する。これをパター
ニングしてＴＦＴ１１０のチャネル領域とする。これに
より、図７（Ｃ）に示すように半導体層１１３が形成さ
れる。In the next third step, an a-Si layer having a thickness of 75 nm is formed by the LPCVD method, and then converted into polysilicon by laser annealing. This is patterned to be a channel region of the TFT 110. Thus, the semiconductor layer 113 is formed as illustrated in FIG.
【００３４】次の第４の工程では、ＳｉＯ2膜をＬＰＣ
ＶＤ法により素子全面に厚さ１２５ｎｍで成膜した後、
ｎ+型ポリシリコン膜をＬＰＣＶＤ法により厚さ６０ｎ
ｍに成膜する。これにより、図７（Ｄ）に示すように、
ＴＦＴ領域では上記のＳｉＯ2膜はゲート絶縁膜１１４
として形成され、ｎ+型ポリシリコン膜はゲート電極材
料のアルミニウムの保護膜であるゲート電極用半導体膜
１１７として形成される。In the next fourth step, the SiO 2 film is removed by LPC.
After forming a film with a thickness of 125 nm on the entire surface of the device by the VD method,
The n + type polysilicon film is formed to a thickness of 60 n by the LPCVD method.
The film is formed on m. As a result, as shown in FIG.
In the TFT area, the SiO 2 film is the gate insulating film 114.
The n + type polysilicon film is formed as a gate electrode semiconductor film 117 which is a protective film of aluminum as a gate electrode material.
【００３５】続く第５の工程では、上記の図７（Ｅ）に
示すように、ＴＦＴ領域のゲート電極用半導体膜（ｎ+
型ポリシリコン膜）１１７とゲート絶縁膜（ＳｉＯ
2膜）１１４にコンタクト部１１６が開口される。そし
て第６の工程で、アルミニウムを３００ｎｍの厚さにス
パッタ法により成膜した後、パターニングする。これに
より、図７（Ｆ）に示すように、上記のアルミニウム層
がＴＦＴ１１０のゲート電極用金属膜１１５として、ま
た、回折格子１２０の一部として形成される。In the following fifth step, as shown in FIG. 7E, the gate electrode semiconductor film (n +) for the TFT region is formed.
Type polysilicon film 117 and gate insulating film (SiO 2
The contact portion 116 is opened in the second film 114. Then, in a sixth step, aluminum is formed into a film having a thickness of 300 nm by a sputtering method and then patterned. Thereby, as shown in FIG. 7F, the aluminum layer is formed as the gate electrode metal film 115 of the TFT 110 and as a part of the diffraction grating 120.
【００３６】以上説明した図７の製造方法は、順スタガ
ー型のポリシリコンＴＦＴの工程を利用して回折格子を
同時に製造する方法であるが、本発明はこれに限定され
るものではなく、例えば図８に示す製造方法で図６に示
した構造の指紋画像入力装置を製造することもできる。The above-described manufacturing method of FIG. 7 is a method of manufacturing a diffraction grating at the same time by using the process of a forward stagger type polysilicon TFT, but the present invention is not limited to this, and for example, The fingerprint image input device having the structure shown in FIG. 6 can be manufactured by the manufacturing method shown in FIG.
【００３７】図８は本発明になる指紋画像入力装置の製
造方法の第３の実施の形態の製造工程を示す断面図で、
プレーナ型ポリシリコンＴＦＴの製造工程を利用して回
折格子を同時に形成する製造方法である。まず、第１の
工程では、図８（Ａ）に示すように、基板上にａ−Ｓｉ
層をＬＰＣＶＤ法により７５ｎｍの厚さに成膜した後、
レーザアニールによりポリシリコン層に変換して半導体
層１１３を得る。FIG. 8 is a sectional view showing the manufacturing process of the third embodiment of the method for manufacturing a fingerprint image input device according to the present invention.
This is a manufacturing method in which a diffraction grating is simultaneously formed by using a manufacturing process of a planar type polysilicon TFT. First, in the first step, as shown in FIG. 8A, a-Si is formed on the substrate.
After depositing a layer by LPCVD to a thickness of 75 nm,
The semiconductor layer 113 is obtained by converting into a polysilicon layer by laser annealing.
【００３８】続く第２の工程では、半導体層１１３をパ
ターニングしてＴＦＴ１１０のチャネル領域とした後、
ＬＰＣＶＤ法により厚さ１２５ｎｍのＳｉＯ2層、ＬＰ
ＣＶＤ法により厚さ６０ｎｍのｎ+型ポリシリコン層、
スパッタ法により厚さ１００ｎｍのＷＳｉ層の順に成膜
する。これにより、図８（Ｂ）に示すように、上記のＳ
ｉＯ2層がゲート絶縁膜１１４として、ｎ+型ポリシリコ
ン層がゲート電極用半導体膜１１７として、ＷＳｉ層が
ゲート電極用金属膜１１５として形成される。In the subsequent second step, after patterning the semiconductor layer 113 to form the channel region of the TFT 110,
125 nm thick SiO 2 layer by LPCVD method, LP
An n + type polysilicon layer having a thickness of 60 nm formed by the CVD method,
A WSi layer having a thickness of 100 nm is formed in this order by a sputtering method. As a result, as shown in FIG.
The iO 2 layer is formed as the gate insulating film 114, the n + -type polysilicon layer is formed as the gate electrode semiconductor film 117, and the WSi layer is formed as the gate electrode metal film 115.
【００３９】次の第３の工程では、これらの層を図８
（Ｃ）に示すように、ゲート電極部と回折格子の一部に
なる部分を残してパターニングする。その後、ゲート電
極をマスクとして自己整合型のイオン注入を行い、６０
０℃で２時間アニールすることにより、ＴＦＴのチャネ
ル領域の両端にオーミック接合材料１１２を形成する。In the next third step, these layers are applied to FIG.
As shown in (C), patterning is performed leaving the gate electrode portion and the portion that becomes a part of the diffraction grating. After that, self-aligned ion implantation is performed using the gate electrode as a mask, and 60
By annealing at 0 ° C. for 2 hours, the ohmic junction material 112 is formed on both ends of the channel region of the TFT.
【００４０】次の第４の工程では、図８（Ｄ）に示すよ
うに、素子全面にＳｉＯ2膜を層間絶縁膜１１８として
厚さ３００ｎｍに成膜後、パターニングしてコンタクト
部１１６を形成する。そして、第５の工程では、アルミ
ニウム（Ａｌ）をスパッタ法により３００ｎｍの厚さに
成膜してパターニングすることにより、図８（Ｅ）に１
１９で示すように、ＴＦＴ１１０ではソース・ドレイン
電極の配線材料が、また回折格子１２０ではその一部が
形成される。In the next fourth step, as shown in FIG. 8D, a SiO 2 film is formed on the entire surface of the device as an interlayer insulating film 118 to a thickness of 300 nm and then patterned to form a contact portion 116. . Then, in a fifth step, a film of aluminum (Al) having a thickness of 300 nm is formed by a sputtering method and is patterned, so that the pattern shown in FIG.
As shown by 19, the wiring material of the source / drain electrodes is formed in the TFT 110, and a part thereof is formed in the diffraction grating 120.
【００４１】なお、以上の実施の形態では、フォトダイ
オード工程、あるいはＴＦＴ工程のみを利用して回折格
子を構成する製造方法について説明したが、本発明の回
折格子の製造方法はこれに限定されるものではなく、例
えばＴＦＴ工程で形成する任意の不透明層（例えばゲー
ト電極用金属膜、ソース・ドレイン電極用金属膜）と、
フォトダイオード工程で形成する任意の不透明層（例え
ば、フォトダイオード下部電極用金属膜、バイアス印加
用金属膜）の中から、任意の数の不透明層を用いて、同
様にして回折格子を形成することができる。In the above embodiments, the manufacturing method of forming the diffraction grating by using only the photodiode process or the TFT process has been described, but the manufacturing method of the diffraction grating of the present invention is not limited to this. Not by way of example, an arbitrary opaque layer (for example, a metal film for a gate electrode, a metal film for a source / drain electrode) formed in a TFT process,
To form a diffraction grating in the same manner by using an arbitrary number of opaque layers among the arbitrary opaque layers formed in the photodiode process (for example, the metal film for the lower electrode of the photodiode and the metal film for bias application). You can
【００４２】また、以上の説明では、２次元イメージセ
ンサを例に挙げて説明してきたが、リニアイメージセン
サを指に対して相対的に移動しながら指紋画像を入力す
ることもできる。リニアイメージセンサの光電変換素子
の近傍に同様にして回折格子を構成する例も本発明の変
形例とみなす。In the above description, the two-dimensional image sensor has been described as an example, but the fingerprint image can be input while moving the linear image sensor relative to the finger. An example in which a diffraction grating is similarly formed in the vicinity of the photoelectric conversion element of the linear image sensor is regarded as a modification of the present invention.
【００４３】図９はそのような指紋画像入力装置のイメ
ージセンサ部の構成を示す斜視図を示す。このイメージ
センサ部は、線状光源５１と、その線状光源５１上に設
けられたリニアイメージセンサ５２と、リニアイメージ
センサ５２の上部を覆う透明保護膜５３とからなる。リ
ニアイメージセンサ５２は、透明基板２１上に形成した
回折格子５４、光電変換素子２４、スイッチ素子２２、
スイッチ用配線２５、信号読み出し用配線２６、バイア
ス印加用配線２７、光電変換素子２４の下部に配置され
る遮光板２３を備えている。回折格子５４と光電変換素
子２４の構成は図２に示したものと同一である。FIG. 9 is a perspective view showing the structure of the image sensor unit of such a fingerprint image input device. The image sensor unit includes a linear light source 51, a linear image sensor 52 provided on the linear light source 51, and a transparent protective film 53 that covers the upper portion of the linear image sensor 52. The linear image sensor 52 includes a diffraction grating 54 formed on the transparent substrate 21, a photoelectric conversion element 24, a switch element 22,
The switch wiring 25, the signal reading wiring 26, the bias applying wiring 27, and the light shielding plate 23 arranged below the photoelectric conversion element 24 are provided. The structures of the diffraction grating 54 and the photoelectric conversion element 24 are the same as those shown in FIG.
【００４４】次に、この構成の動作について説明する。
線状光源５１から出射された光は、透明基板５２を透過
して回折格子５４に至りその進路を変えられて指を照射
し、その反射光が光電変換素子２４で検出される。すな
わち、光電変換素子列の真上にあるライン状の微小領域
の指紋情報が入力される。ここで、全反射を利用した指
紋強調が実現されているのは前述の通りである。更に、
指をリニアイメージセンサ５２に対して相対的に移動し
ながら上記の入力を繰り返すことにより、指紋画像が得
られる。Next, the operation of this configuration will be described.
The light emitted from the linear light source 51 is transmitted through the transparent substrate 52, reaches the diffraction grating 54, is diverted, and irradiates a finger, and the reflected light is detected by the photoelectric conversion element 24. That is, the fingerprint information of the line-shaped minute area directly above the photoelectric conversion element array is input. Here, as described above, the fingerprint enhancement using the total reflection is realized. Furthermore,
A fingerprint image is obtained by repeating the above input while moving the finger relative to the linear image sensor 52.
【００４５】[0045]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来のイメージセンサの画素部の近傍に設けられた光源
が発する光を透過させる開口部に、イメージセンサの光
電変換素子の少なくとも１種類の以上の不透明材料を共
用して回折格子を設け、部品点数を削減したため、小型
化と低コスト化を実現できる。As described above, according to the present invention,
In the conventional image sensor, a diffraction grating is provided in the opening for transmitting light emitted from a light source, which is provided in the vicinity of the pixel section, and at least one kind of opaque material of the photoelectric conversion element of the image sensor is shared to form a diffraction grating. Since it has been reduced, downsizing and cost reduction can be realized.
【００４６】また、本発明によれば、光電変換素子及び
スイッチ素子の一方の不透明材料を形成しパターニング
する工程の少なくとも１回の工程を利用して回折格子を
同時に形成することにより、光電変換素子及びスイッチ
素子の少なくとも一方の製造工程の一部を利用して回折
格子を同時に形成するようにしたため、製造工程の短縮
化により製造コストを低減できる。Further, according to the present invention, the diffraction grating is formed at the same time by using at least one step of forming and patterning the opaque material for one of the photoelectric conversion element and the switching element, thereby forming the photoelectric conversion element. Since the diffraction grating is formed at the same time by utilizing a part of the manufacturing process of at least one of the switch element and the switch element, the manufacturing cost can be reduced by shortening the manufacturing process.
【図１】本発明の一実施の形態の分解斜視図である。FIG. 1 is an exploded perspective view of an embodiment of the present invention.
【図２】回折格子と光電変換素子の一例を示す平面図及
び断面図である。2A and 2B are a plan view and a cross-sectional view showing an example of a diffraction grating and a photoelectric conversion element.
【図３】図１の実施の形態の回折格子の動作説明図であ
る。FIG. 3 is an operation explanatory diagram of the diffraction grating according to the embodiment of FIG.
【図４】図１の実施の形態の回折格子の動作説明用特性
図である。FIG. 4 is a characteristic diagram for explaining the operation of the diffraction grating according to the embodiment of FIG.
【図５】本発明製造方法の第１の実施の形態の工程説明
用断面図である。FIG. 5 is a sectional view for explaining a process of the first embodiment of the manufacturing method of the present invention.
【図６】本発明装置のイメージセンサ部に形成された回
折格子と光電変換素子の他の例の平面図及び断面図であ
る。6A and 6B are a plan view and a cross-sectional view of another example of the diffraction grating and the photoelectric conversion element formed in the image sensor unit of the device of the present invention.
【図７】本発明製造方法の第２の実施の形態の工程説明
用断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining a process of the second embodiment of the manufacturing method of the present invention.
【図８】本発明製造方法の第３の実施の形態の工程説明
用断面図である。FIG. 8 is a sectional view for explaining a process of the third embodiment of the manufacturing method of the present invention.
【図９】本発明装置の他の実施の形態の分解斜視図であ
る。FIG. 9 is an exploded perspective view of another embodiment of the device of the present invention.
【図１０】従来装置の一例の分解斜視図である。FIG. 10 is an exploded perspective view of an example of a conventional device.
１１ 平面状光源 １４ ２次元イメージセンサ ２１ 透明基板 ２２ スイッチ素子 ２３ 遮光板 ２４ 光電変換素子 ２５ スイッチ用配線 ２６ 信号読み出し用配線 ２７ バイアス印加用配線 ４１、５４、１２０ 回折格子 ４２、５３ 透明保護膜 ５１ 線状光源 ５２ リニアイメージセンサ １０１ 下部電極 １０２ 光電変換材料 １０３ 上部透明電極 １０４ 配線材料 １０５、１１６ コンタクト部 １０６、１１８ 層間絶縁膜 １１０ 薄膜トランジスタ（ＴＦＴ） １１１ ソース・ドレイン電極用金属膜 １１４ ゲート絶縁膜 １１５ ゲート電極用金属膜 １１７ ゲート電極用半導体膜 １１９ 金属膜 ａ 回折格子のピッチ ｂ 回折格子の幅 ｄ 透明保護膜の厚さ Ｐ 光電変換素子のピッチ ｘ 光電変換素子の幅 11 planar light source 14 two-dimensional image sensor 21 transparent substrate 22 switch element 23 light-shielding plate 24 photoelectric conversion element 25 switch wiring 26 signal reading wiring 27 bias applying wiring 41, 54, 120 diffraction grating 42, 53 transparent protective film 51 Linear light source 52 Linear image sensor 101 Lower electrode 102 Photoelectric conversion material 103 Upper transparent electrode 104 Wiring material 105, 116 Contact portions 106, 118 Interlayer insulating film 110 Thin film transistor (TFT) 111 Metal film for source / drain electrode 114 Gate insulating film 115 Metal film for gate electrode 117 Semiconductor film for gate electrode 119 Metal film a Pitch of diffraction grating b Width of diffraction grating d Thickness of transparent protective film P Pitch of photoelectric conversion element x Width of photoelectric conversion element
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 31/0232 Ｈ０１Ｌ 31/02 Ｄ ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Agency reference number FI Technical display location H01L 31/0232 H01L 31/02 D
Claims (8)
電変換素子の出力を別々にスイッチングする複数のスイ
ッチ素子と、該光電変換素子及びスイッチ素子以外の場
所に形成された回折格子とが透明基板上に少なくとも形
成されたイメージセンサと、 前記光源から出射された後前記回折格子で回折された光
を全反射させて、前記光電変換素子へ入射させるため
に、前記イメージセンサ上に設けられ、表面に指が接触
される透明保護膜とを有することを特徴とする指紋画像
入力装置。1. A planar or linear light source, a plurality of regularly arranged photoelectric conversion elements, a plurality of switch elements for separately switching the outputs of the plurality of photoelectric conversion elements, and the photoelectric conversion element. And an image sensor in which a diffraction grating formed in a place other than the switch element is formed at least on a transparent substrate, and the light emitted from the light source and diffracted by the diffraction grating is totally reflected to perform the photoelectric conversion. A fingerprint image input device, comprising: a transparent protective film, which is provided on the image sensor and is brought into contact with a finger so that a finger is brought into contact therewith, in order to make the element incident on the device.
された下部電極と、該下部電極上に形成された光電変換
材料と、該光電変換材料上に形成された上部透明電極と
からなり、該上部透明電極はコンタクト部により層間絶
縁膜を通して不透明材料である配線材料に接続され、前
記回折格子は前記層間絶縁膜を挟んで前記下部電極と同
層の不透明材料と、前記配線材料と同層の不透明材料と
から構成されていることを特徴とする請求項１記載の指
紋画像入力装置。2. The photoelectric conversion element comprises a lower electrode formed of an opaque material, a photoelectric conversion material formed on the lower electrode, and an upper transparent electrode formed on the photoelectric conversion material, The upper transparent electrode is connected to a wiring material that is an opaque material through a contact portion through an interlayer insulating film, and the diffraction grating sandwiches the interlayer insulating film, and the opaque material in the same layer as the lower electrode and the wiring material and the same layer. 2. The fingerprint image input device according to claim 1, wherein the fingerprint image input device comprises the opaque material.
率をｎm、該透明保護膜表面の指のある媒体の屈折率を
ｎa、前記光電変換素子のピッチをＰ、幅をｘとしたと
き次式 θｃ＝ｓｉｎ−１（ｎａ／ｎｍ） ｄ＝（Ｐ−ｘ）／（２ｔａｎθｃ） を満足する厚さｄに形成されていることを特徴とする請
求項１記載の指紋画像入力装置。3. The transparent protective film has a refractive index n m of the transparent protective film, a refractive index n a of a medium with a finger on the surface of the transparent protective film, a pitch P of the photoelectric conversion elements, and a width The thickness d is formed so as to satisfy the following expression θ c = sin −1 (n a / n m ) d = (P−x) / (2 tan θ c ), where x is x. The fingerprint image input device described.
ら構成されており、前記回折格子は層間絶縁膜を挟んで
該薄膜トランジスタのソース・ドレイン電極用金属膜と
該薄膜トランジスタのゲート電極用金属膜とから構成さ
れていることを特徴とする請求項１記載の指紋画像入力
装置。4. The switch element is composed of a thin film transistor, and the diffraction grating is composed of a metal film for source / drain electrodes of the thin film transistor and a metal film for gate electrode of the thin film transistor with an interlayer insulating film interposed therebetween. The fingerprint image input device according to claim 1, wherein the fingerprint image input device is provided.
と、該複数の光電変換素子の出力を別々にスイッチング
する複数のスイッチ素子と、該光電変換素子及びスイッ
チ素子以外の場所に形成された回折格子とが透明基板上
に少なくとも形成されたイメージセンサの該回折格子
で、平面状又は線状の光源から出射した光が回折されて
透明保護膜に入射し、該透明保護膜表面に接触された指
の指紋画像を該透明保護膜からの反射光を前記光電変換
素子へ入射させて得る指紋画像入力装置の製造方法であ
って、 前記光電変換素子及び前記スイッチ素子は、不透明材料
を形成しパターニングする工程をそれぞれ複数回含んで
製造し、前記光電変換素子及び前記スイッチ素子の一方
の不透明材料を形成しパターニングする工程の少なくと
も１回の工程を利用して前記回折格子を同時に形成する
ことを特徴とする指紋画像入力装置の製造方法。5. A plurality of regularly arranged photoelectric conversion elements, a plurality of switch elements for separately switching outputs of the plurality of photoelectric conversion elements, and a photoelectric conversion element and a switch element formed at a place other than the switch elements. And a diffraction grating of an image sensor having at least a diffraction grating formed on a transparent substrate, the light emitted from a planar or linear light source is diffracted and enters the transparent protective film, and contacts the surface of the transparent protective film. A method for manufacturing a fingerprint image input device, wherein a fingerprint image of a finger that is applied is obtained by causing reflected light from the transparent protective film to enter the photoelectric conversion element, wherein the photoelectric conversion element and the switch element are formed of an opaque material. At least one of the steps of forming and patterning an opaque material for one of the photoelectric conversion element and the switch element, the step of manufacturing by including a plurality of steps of Method for producing a fingerprint image input apparatus characterized by simultaneously forming the diffraction grating by using.
１の工程と、 前記下部電極上に光電変換材料を形成する第２の工程
と、 前記光電変換材料上に上部透明電極を形成する第３の工
程と、 前記上部透明電極上に層間絶縁膜を形成する第４の工程
と、 前記層間絶縁膜にコンタクト部を形成し、該層間絶縁膜
上に不透明の配線材料による配線を形成して、該コンタ
クト部を通して前記上部透明電極と該配線とを接続する
第５の工程とを含む工程により前記光電変換素子を製造
すると共に、前記第１、第４及び第５の工程を利用して
前記回折格子を製造することを特徴とする請求項５記載
の指紋画像入力装置の製造方法。6. A first step of forming an opaque lower electrode on a substrate, a second step of forming a photoelectric conversion material on the lower electrode, and an upper transparent electrode on the photoelectric conversion material. A third step, a fourth step of forming an interlayer insulating film on the upper transparent electrode, a contact portion is formed on the interlayer insulating film, and a wiring made of an opaque wiring material is formed on the interlayer insulating film. And manufacturing the photoelectric conversion element by a step including a fifth step of connecting the upper transparent electrode and the wiring through the contact portion, and using the first, fourth and fifth steps. The method of manufacturing a fingerprint image input device according to claim 5, wherein the diffraction grating is manufactured.
に形成する第１の工程と、 前記ソース・ドレイン電極上に半導体層を形成する第２
の工程と、 前記半導体層上に絶縁膜を形成する第３の工程と、 前記絶縁膜及び半導体層にコンタクト部を形成し、前記
絶縁膜上に不透明の配線材料による配線を形成して、該
コンタクト部を通して前記ソース・ドレイン電極と該配
線とを接続する第４の工程とを含む工程により前記スイ
ッチ素子を製造すると共に、前記第１、第３及び第４の
工程を利用して前記回折格子を製造することを特徴とす
る請求項５記載の指紋画像入力装置の製造方法。7. A first step of forming opaque source / drain electrodes on a substrate, and a second step of forming a semiconductor layer on the source / drain electrodes.
And a third step of forming an insulating film on the semiconductor layer, a contact portion is formed on the insulating film and the semiconductor layer, and a wiring made of an opaque wiring material is formed on the insulating film, The switching element is manufactured by a step including a fourth step of connecting the source / drain electrodes and the wiring through a contact portion, and the diffraction grating is manufactured by using the first, third and fourth steps. 6. The method for manufacturing a fingerprint image input device according to claim 5, wherein the method is manufactured.
ングする第１の工程と、 前記半導体層上に絶縁膜を形成する第２の工程と、 前記絶縁膜上に不透明のゲート電極を形成した後パター
ニングする第３の工程と、 前記ゲート電極をマスクとして前記半導体層の両側にソ
ース・ドレイン領域を形成する第４の工程と、 前記ゲート電極及び前記ソース・ドレイン領域上に層間
絶縁膜を形成する第５の工程と、 前記層間絶縁膜にコンタクト部を形成し、該層間絶縁膜
上に不透明の配線材料による配線を形成して、該コンタ
クト部を通して前記ソース・ドレイン電極と該配線とを
接続する第６の工程とを含む工程により前記スイッチ素
子を製造すると共に、前記第２、第３、第５及び第６の
工程を利用して前記回折格子を製造することを特徴とす
る請求項５記載の指紋画像入力装置の製造方法。8. A first step of forming a semiconductor layer on a substrate and then patterning it, a second step of forming an insulating film on the semiconductor layer, and an opaque gate electrode formed on the insulating film. A third step of post-patterning, a fourth step of forming source / drain regions on both sides of the semiconductor layer using the gate electrode as a mask, and an interlayer insulating film formed on the gate electrode and the source / drain region. And a contact portion is formed in the interlayer insulating film, a wiring made of an opaque wiring material is formed on the interlayer insulating film, and the source / drain electrodes are connected to the wiring through the contact portion. And a sixth step of manufacturing the switch element, and manufacturing the diffraction grating by using the second, third, fifth and sixth steps. Method for producing a fingerprint image input device according to claim 5.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20802795 | 1995-08-15 | ||
| JP7-208027 | 1995-08-15 | ||
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US6636620B1 (en) | 1997-11-28 | 2003-10-21 | Nec Corporation | Personal identification authenticating with fingerprint identification |
| KR100704535B1 (en) * | 2001-06-18 | 2007-04-09 | 닛폰 덴키 가부시끼 가이샤 | Fingerprint input device |
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-
1996
- 1996-07-31 JP JP8201702A patent/JP2910683B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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| US6636620B1 (en) | 1997-11-28 | 2003-10-21 | Nec Corporation | Personal identification authenticating with fingerprint identification |
| KR100704535B1 (en) * | 2001-06-18 | 2007-04-09 | 닛폰 덴키 가부시끼 가이샤 | Fingerprint input device |
| US7366331B2 (en) | 2001-06-18 | 2008-04-29 | Nec Corporation | Fingerprint input device |
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