一种指纹识别芯片的制作方法

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种指纹识别芯片。

背景技术：

随着科学技术的发展，各类电子产品尤其是移动终端的信息安全问题成为技术发展的关注要点。由于人体指纹具有不变性、唯一性和方便性等特性，使得指纹识别技术具有安全、可靠、使用简单方便等特点，使得指纹识别技术被广泛应用于保护个人信息的各种领域。

指纹识别器件的核心为指纹识别芯片，指纹识别芯片主要包括传感器和信息处理模块。指纹识别芯片需要设置一个指纹接触区域，用于直接或间接的接触用户的指纹，现有技术通常将将传感器设置在指纹接触区域内，将信息处理模块设置在指纹接触区域外，这样可以利用传感器采集人体的指纹，形成指纹信号，然后利用信息处理模块，根据指纹信号形成指纹信息，与系统里的已有指纹信息进行对比，通过判断与否一致来实现身份识别。

指纹识别芯片的尺寸大小在很大程度上决定着指纹识别器件的成本，一般情况下，指纹识别芯片的尺寸越大，指纹识别器件的成本越高。由于指纹识别芯片的面积至少为指纹接触区域的面积与设置在该区域外的信息处理模块所占区域的面积之和，因此为了降低指纹识别芯片的成本，需要尽量减小指纹接触区域的尺寸以及信息处理模块所占区域的尺寸。但是，指纹接触区域的形状与尺寸需要与用户指纹区域的形状与尺寸相匹配，因此指纹接触区域的最小尺寸受到制约，无法继续缩小。另一方面，信息处理模块所占区域的面积大小受到指纹信息处理过程的复杂程度的制约，难以进一步缩小信息处理模块所占区域的面积。可见，指纹识别芯片的尺寸难以进一步缩小，不利于指纹识别器件成本的降低。

技术实现要素：

本发明提供一种指纹识别芯片，用以解决现有技术中指纹识别芯片的尺寸难以进一步缩小，导致指纹识别芯片成本较高的问题。

为解决上述问题，本发明一方面提供了一种指纹识别芯片，包括：传感器和第一信息处理模块，所述传感器和所述第一信息处理模块电性相连，所述传感器和所述第一信息处理模块均设置于单连通的指纹接触区域内，所述指纹接触区域用于与指纹接触；

所述传感器包括若干个像素单元，用于获取指纹信号，并将所述指纹信号发送至所述第一信息处理模块；

所述第一信息处理模块用于处理所述传感器发送的指纹信号，以生成相应的指纹信息。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述第一信息处理模块包括若干个信息处理单元。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述第一信息处理模块的信息处理单元分散的设置于所述指纹接触区域内。

结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，任意两个所述信息处理单元之间均被所述传感器的像素单元分隔开。

结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述信息处理单元的面积与所述传感器的像素单元的面积相同。

结合第一方面，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述第一信息处理模块在所述指纹接触区域呈网状结构分布，所述传感器的像素单元分别设置于所述网状结构的网孔中。

结合第一方面、第一方面的第一种可能的实现方式、第一方面的第二种可能的实现方式、第一方面的第三种可能的实现方式、第一方面的第四种可能的实现方式和第一方面的第五种可能的实现方式之中任意一种，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述指纹识别芯片还包括第二信息处理模块，所述第二信息处理模块设置于所述指纹接触区域外，所述第二信息处理模块分别与所述传感器以及所述第一信息处理模块电性相连，用于与所述第一信息处理模块共同处理所述传感器发送的指纹信号，以生成相应的指纹信息。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明将传感器和第一信息处理模块均设置于与指纹接触的指纹接触区域内，在指纹接触区域的面积和现有技术中指纹接触区域的面积相同、且所需的信息处理模块的总面积与现有技术中信息处理模块的面积相同的情况下，由于本发明中的指纹接触区域中的第一信息处理模块可以用于执行部分或全部的指纹信号处理功能，因此可以减小或者省去设置在指纹接触区域外的信息处理模块，从而有利于减小指纹识别芯片的尺寸，降低指纹识别器件的成本。

附图说明

图1是现有技术指纹识别芯片的结构示意图；

图2至图7是本发明指纹识别芯片的实施例示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种指纹识别芯片，用于减小芯片的尺寸，降低指纹识别器件的成本。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

指纹识别器件的核心为指纹识别芯片，指纹识别芯片的尺寸大小在很大程度上决定着指纹识别器件的成本，指纹识别芯片主要包括传感器和信息处理模块，请参阅图1，为现有技术中指纹识别芯片的示意图。

传感器通常集中在一起，占据与指纹接触的芯片区域，可以将这部分芯片区域称作指纹接触区域，如图1中粗线方框内的浅色区域所示，包括多个像素单元(即浅色区域的小方块)，用于通过直接或间接的接触用户的指纹，采集人体的指纹信号。指纹接触区域的形状与尺寸需要与用户指纹区域的形状与尺寸相匹配，为一个单连通的区域，为了兼顾成本和指纹采集的需要，业内对指纹接触区域的尺寸与形状的设计通常是固定的。

信息处理模块通常设置在指纹接触区域以外的其他芯片区域，如图1中粗线方框外的深色区域所示，用于根据指纹信号形成指纹信息，与系统里的已有指纹信息进行对比，通过判断是否一致来实现身份识别。信息处理模块所占芯片区域的面积大小通常受到指纹信息处理过程的复杂程度的制约，一般情况下，指纹信息处理过程越复杂，信息处理模块所占芯片区域的面积越大，由于指纹信息处理过程一般比较复杂，因此难以进一步缩小信息处理模块所占区域的面积。可见，指纹识别芯片的尺寸难以进一步缩小，不利于指纹识别器件成本的降低。

为了在维持现有的指纹接触区域的形状与尺寸，且保证指纹信息处理过程所需的信息处理模块的芯片面积的前提下，进一步缩小指纹识别芯片的尺寸，本发明提出一种指纹识别芯片的设计方案。

考虑到现有的指纹识别算法可以允许一定比例的像素点损失，也就是说，即使图1浅色区域中的部分像素单元未采集到有效的指纹信号，信息处理模块仍然可以根据不完整的指纹信号形成指纹信息，与系统里的已有指纹信息进行对比，实现用户的身份识别，不会影响指纹识别芯片的性能。同时考虑到，信息处理模块的功能无需通过一块连续的芯片区域来实现，也就是说，信息处理模块可以包括若干个信息处理单元，若干个信息处理单元可以分散的设置在指纹识别芯片上。

利用上述特点，本发明的设计思路是，通过去掉指纹接触区域中的某些像素单元，或者减小像素单元的面积，可以在指纹接触区域空闲出一些芯片区域，从而可以将信息处理模块的部分或者全部信息处理单元设置在指纹接触区域空闲出的芯片区域，这样可以减少甚至省去信息处理模块在指纹接触区域外所占的芯片面积，从而可以缩小指纹识别芯片的尺寸，不利于降低指纹识别器件的成本。

为了便于本领域技术人员的理解，本发明通过以下实施例对本发明提供的技术方案的具体实现过程进行说明。

请参阅图2，本发明指纹识别芯片一个实施例包括：

传感器203(图2中的浅色区域)和第一信息处理模块201(图2中粗线方框内的深色区域)，传感器203和信息处理模块202电性相连，传感器203和第一信息处理模块201均设置于单连通的指纹接触区域2(图2中粗线方框内的区域)内，指纹接触区域2用于与指纹接触；

传感器203包括若干个像素单元(如图2中浅色区域的小方块)，用于获取指纹信号，并将指纹信号发送至第一信息处理模块201；

第一信息处理模块201用于处理传感器203发送的指纹信号，以生成相应的指纹信息。

图2中，作为举例，将指纹接触区域2中部分连续的芯片区域用作第一信息处理模块201，但是这样会导致对应区域的指纹信息完全缺失，增加指纹识别的难度，容易影响指纹识别芯片的性能。由于信息处理模块的功能无需通过一块连续的芯片区域来实现，因此第一信息处理模块201可以包括若干个信息处理单元2011，优选的，第一信息处理模块201的信息处理单元2011可以分散的设置于指纹接触区域2内。

在实际应用中，第一信息处理模块201的信息处理单元2011可以通过多种具体的形式来分散的设置于指纹接触区域2内，以下提供几种优选的指纹识别芯片的结构。

请参阅图3，从整体上来看，信息处理单元2011可以分散的设置于指纹接触区域2内，传感器203为图3中的浅色区域，但是部分信息处理单元2011可以集中在一起，也就是说，信息处理单元2011采用部分集中整体分散的分布方式设置在指纹接触区域2内。

或者，请参阅图4，任意两个信息处理单元2011之间均被传感器203(图4中的浅色区域)的像素单元分隔开。

图2至图4中，信息处理单元2011的尺寸与形状仅作为举例，在实际使用中，信息处理单元2011的尺寸还可以更小，使得信息处理单元2011在指纹接触区域2分布的更加均匀，比如，信息处理单元2011的面积与传感器203的像素单元的面积相同。

为了增加指纹接触区域2内传感器203的像素单元的数目，可以减小传感器203的像素单元的面积，利用节省出的像素单元的面积设置第一信息处理模块201。请参阅图5，第一信息处理模块201(图5中的深色区域)在指纹接触区域2可以呈网状结构分布，传感器203(图5中的浅色区域)的像素单元分别设置于网状结构的网孔中。

在实际应用中，指纹识别芯片的设计还可以综合图2、图3、图4和图5中两种或两种以上的结构，此处不做限定。

上述实施例中，以指纹识别芯片的全部信息处理模块均设置在指纹接触区域2为例，这样有利于最大限度的减小指纹识别芯片的尺寸。但是，将全部信息处理模块设置在指纹接触区域2，会大量减少指纹接触区域2中传感器所占的面积，造成大量的像素单元缺失，容易损失指纹识别芯片的性能。因此，可以只将信息处理模块的一部分设置在指纹接触区域2，将信息处理模块的另一部分设置在指纹接触区域2外，从而可以减少像素单元的缺失。也就是说，优选的，请参阅图6，本发明指纹识别芯片另一个实施例包括：

传感器203(图6中的浅色区域)和第一信息处理模块的信息处理单元2011(图6中粗线方框中的深色区域)，传感器203和信息处理单元2011电性相连，传感器203和信息处理模块2011均设置于单连通的指纹接触区域2(图6中粗线方框内的区域)内，指纹接触区域2用于与指纹接触；

传感器203包括若干个像素单元，用于获取指纹信号，并将指纹信号发送至信息处理单元2011；

信息处理单元2011用于处理传感器203发送的指纹信号，以生成相应的指纹信息；

指纹识别芯片还包括第二信息处理模块202(图6中粗线方框外的深色区域)，第二信息处理模块202设置于指纹接触区域外，第二信息处理模块202分别与传感器203以及信息处理单元2011电性相连，用于与信息处理单元2011共同处理传感器203发送的指纹信号，以生成相应的指纹信息。也就是说第一信息处理模块201、第二信息处理模块202以及传感器203共同实现指纹识别芯片检测指纹并处理指纹信息的功能。

优选的，请参阅图7，第一信息处理模块的信息处理单元2011的面积可以与传感器203的像素单元的面积相同。

指纹接触区域2中第一信息处理模块201的分布情况可以参考图2至图5对应的实施例，或者采用其他具体的分布方式，此处不做具体限定。

可见，在本发明实施例中指纹接触区域的面积和现有技术中指纹接触区域的面积相同、且所需的信息处理模块的总面积与现有技术中信息处理模块的面积相同的情况下，由于本发明实施例中的指纹接触区域2中的第一信息处理模块201可以用于执行部分指纹信号处理功能，因此可以减小设置在指纹接触区域2外的信息处理模块，也就是说第二信息处理模块202的尺寸小于现有技术中设置在指纹识别区域外的信息处理模块的面积，从而有利于减小指纹识别芯片的尺寸，降低指纹识别器件的成本。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。