KR20030078372A - 지문인식장치의 ｔｆｔ 지문입력기 제조방법 - Google Patents

지문인식장치의 ｔｆｔ 지문입력기 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 투명한 기판상에 광감지부 및 스위칭부 게이트 전극을 형성하는 단계와; 투명기판 상면 중앙부 일부와 광감지부 게이트 전극의 일측면상에만 위치하도록 제 2전극을 형성하는 단계와; 투명기판상의 전면에 실리콘 질화막층(SiNx)과 비정질 실리콘층을 순차적으로 증착형성하는 단계와; 게이트 전극들 상에만 위치하도록 활성층 분리 영역을 형성하는 단계와; 실리콘 질화막층의 전면에 데이터 라인층을 증착형성 하는 단계와; 데이터 라인층을 백채널 식각하여 각각 광감지부의 소스전극과 드레인전극 및 스위칭부의 소스전극 및 드레인전극을 형성하되, 상기 광감지부의 소스전극과 드레인전극은 상기 데이터 라인층의 증착 형성전에 ITO(Indium Tin Oxide)막을 먼저 증착 형성한 후 포토리소그래피 공정을 통해 형성하는 단계와; 절연층을 증착 형성하는 단계와; 상기 절연층의 전면상에 차폐층을 증착 형성하는 단계와; 광감지부의 감광층의 상부 부위의 절연층 부분이 노출되도록 형성하는 단계와; 차폐층의 전면상에 패시베이션(passivation)층을 증착하여 형성한다.

Description

지문인식장치의 ＴＦＴ 지문입력기 제조방법{Method For Fabricating TFT Fingerprint Input Device Of Fingerprint Recognition Device}
본 발명은 지문인식장치의 TFT 지문입력기 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 이용되는 종래의 기술로는 접촉발광소자와 씨모스(CMOS: Complementary Metal-Oxide Semiconductor)를 이용한 지문인식기와 a-Si:H의 감광성을 이용한 평면형 박막트랜지스터(thin film transistor: TFT) 지문인식기가 있다.
도 1은 가장 기본적인 TFT 지문입력기의 구조를 나타낸 도면이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 광감지부(9)의 드레인전극(9a)과 소스전극(9b) 사이에는 아모퍼스 실리콘(a-Si:H)등의 감광층(9c)이 형성되어 있어, 이 감광층(9c)으로 소정광량 이상의 빛이 입사되면 드레인전극(9a)과 소스전극(9b)이 전기적으로 도통된다. 이에 따라 지문을 TFT 지문입력기(5)에 대면 투명기판(6) 하부의 백라이트(7)로부터 발생된 빛(light)이 지문패턴에 따라 반사되어 광감지부(9)의 감광층(9c)에 수광됨으로써, 광감지부(9)가 도통된다.
한편 스위칭부(8)는 게이트전극(8d)에 인가되는 게이트 제어신호에 의해 지문을 스캐닝하도록 설정된 매프레임마다 스위칭 되어, TFT 지문입력기(5)에 입력되는 지문영상을 배열된 각 광감지부(9)별로 스캐닝 한 프레임으로 형성토록 하는 역할을 하므로 스위칭부(8)에는 외부광이 입사되지 못하도록 드레인전극(8a)과 소스전극(8b)에 광차폐층(8c)이 덮혀있다. 미설명부호 9d는 광감지부의 게이트전극이고, 미설명부호 10은 제 1전극층이다.
종래의 TFT 지문입력기에서는 광감지부(9)의 감광층(9c)의 유효감지영역은 드레인전극(9a)과 소스전극(9b)사이에 노출된 감광층(9c)의 면적만큼 이겠지만, 실제로 광입사층에 입사되는 지문반사광의 실질 입사영역은 이보다 훨씬 넓어진다. 즉, 지문으로부터 반사된 빛이 산란되어 감광층(9c)에 도달하기 때문에 매우 넓은 각도로 입사될 수 있는 것이다. 특히, 다수의 광감지부(9)가 배열되는 구조에서 인접한 광감지부(9)사이에 중첩된 실질 입사영역에서 지문이 입력되는 경우에는 지문패턴의 해상도가 저하되는 문제점이 있다.
렌즈(2)와 프리즘을 사용하는 광학식과는 달리, 평면형 지문인식기인 무 렌즈 TFT방식에서는 렌즈(2)나 프리즘으로써 실질 입사영역을 줄이는 일이 쉽지 않은 문제점이 있다.
상기한 바와 같은 종래 기술에서의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 접촉발광소자와 함께 이용하여 해상도가 높은 지문패턴을 얻을 수 있도록 된 지문인식장치의 TFT 지문입력기 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 접촉발광 소자와 함께 이용하여 실질입사영역을 유효감지영역과 일치하도록 줄일 수 있는 지문인식장치의 TFT 지문입력기 제조방법을 제공하는 것이다.
도 1은 가장 기본적인 TFT 지문입력기의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2a 내지 도 2j는 본 발명에 따른 TFT 지문입력기 제조공정을 순차적으로 나타낸 도면이다.
도 2k는 본 발명에 따른 TFT 지문입력기와 접촉발광소자가 함께 적용된 상태를 나타낸 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
5: TFT 지문입력기6: 투명기판
7: 백라이트8: 스위칭부
8a: 드레인전극8b: 소스전극
8c: 광차폐층9: 광감지부
9a: 드레인전극9b: 소스전극
9c: 감광층10: 제 1전극층
11: 제 2전극층12: 질화막층(SiNx)
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 투명한 기판상에 광감지부 및 스위칭부 게이트 전극을 형성하는 단계와; 투명기판 상면 중앙부 일부와 광감지부 게이트 전극의 일측면상에만 위치하도록 제 2전극을 형성하는 단계와; 투명기판상의 전면에 실리콘 질화막층(SiNx)과 비정질 실리콘층을 순차적으로 증착형성하는 단계와; 게이트 전극들 상에만 위치하도록 활성층 분리 영역을 형성하는 단계와; 실리콘 질화막층의 전면에 데이터 라인층을 증착형성 하는 단계와; 데이터 라인층을 백채널 식각하여 각각 광감지부의 소스전극과 드레인전극 및 스위칭부의 소스전극 및 드레인전극을 형성하되, 상기 광감지부의 소스전극과 드레인전극은 상기 데이터 라인층의 증착 형성전에 ITO(Indium Tin Oxide)막을 먼저 증착 형성한 후 포토리소그래피 공정을 통해 형성하는 단계와; 절연층을 증착 형성하는 단계와; 상기 절연층의 전면상에 차폐층을 증착 형성하는 단계와; 광감지부의 감광층의 상부 부위의 절연층 부분이 노출되도록 형성하는 단계와; 차폐층의 전면상에 패시베이션(passivation)층을 증착하여 형성하는 것을 특징으로 하는 지문입력장치의 TFT 지문입력기의 제조방법이 제공된다.
바람직하게는, 상기 비정질 실리콘 층은 비정질 실리콘층(a-Si:H) 및 n+ 비정질 실리콘층(n+ a-Si:H)을 순차적으로 증착형성하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 광감지부에서 광감지부의 감광층의 상면의 절연층이 개방된 상태인 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명에 따른 지문인식장치에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면 중 동일부분에 대하여는 동일한 부호로 설명한다.
도 2a 내지 도 2k는 본 발명에 따른 지문입력장치의 TFT 지문입력기의 제조방법을 순차적으로 나타낸 단면도로서, 도 2a에 도시한 바와 같이, 먼저, 소정 두께의 투명기판(6)상에 Al, Cu 등의 재료로 이루어진 게이트 전극층을 증착하여 일반적인 포토리소그래피(photo lithography)공정을 통하여 게이트 전극(9d),(8d)을 형성한다.
이후, 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 게이트 전극(9d),(8d)을 포함한 투명기판(6) 전면에 캐패시터 전극층을 증착하여 일반적인 포토리소그래피 공정을 통하여 투명기판(6)의 상면 중앙부 일부와 광감지부의 게이트 전극인 상기 게이트 전극(9d)의 일측면상에만 위치하도록 제 2전극(11)을 형성한다.
이후, 도 2c에 도시한 바와 같이, 상기 제 2전극(11) 및 게이트전극(9d) 및 (8d)를 포함한 투명기판(6)상의 전면에 실리콘 질화막층(SiNx)(12)을 증착형성하고, 이후 상기 질화막층(12)상 전면에 비정질 실리콘층(a-Si:H)(13)과, n+ 비정질 실리콘층(n+ a-Si:H)(14)를 순차적으로 증착형성한다.
이후, 도 2d에 도시한 바와 같이, 상기 비정질 실리콘층(13) 및 n+ 비정질 실리콘층(14)를 일반적인 포토리소그래피 공정을 통하여 게이트 전극(9d),(8d) 상에만 위치하도록 활성층 분리(active layer isolation) 영역(14a)을 형성한다.
이후, 도 2e에 도시된 바와 같이, 상기 활성층 분리 영역(14a)을 포함한 상기 실리콘 질화막층(12)의 전면에 Al등의 재료로 이루어진 데이터 라인층(15)을 증착형성한다.
이후, 도 2f에 도시한 바와 같이, 상기 데이터 라인층(15)을 백채널 식각(back channel etching)하여 각각 광감지부의 소스전극(9b)과 드레인전극(9a) 및 스위칭부의 소스전극(8b) 및 드레인전극(8a)을 형성한다. 상기 광감지부의 소스전극(9b)과 드레인전극(9a)은 상기 데이터 라인층(15)의 증착 형성전에 ITO(Indium Tin Oxide)막을 먼저 증착 형성한 후 포토리소그래피 공정을 통해 형성한 것이다. 이 상태에서 상기 광감지부에서 광감지부의 감광층(9c)의 상면이 개방(open)된 상태임을 알 수 있다. 이로 인해 빛에 대한 민감도가 증가한다.
이후, 도 2g에 도시된 바와 같이, 상기 광감지부의 소스전극(9b)와 드레인전극(9a) 및 스위칭부의 소스전극(8b) 및 드레인전극(8a)을 포함한 전면상에 절연층(16)을 증착 형성한다.
이후, 도 2h에 도시된 바와 같이, 상기 절연층(16)의 전면상에 차폐층(17)을 증착 형성한다.
이후, 도 2i에 도시된 바와 같이, 일반적인 포토리소그래피 공정을 통해 상기 차폐층(17)의 일부를 식각하여 상기 광감지부의 감광층(9c)의 상부 부위의 절연층(16) 부분이 노출되도록 형성한다.
이후, 도 2j에 도시된 바와 같이, 상기 노출된 절연층(16) 부분을 포함하여 차폐층(17)의 전면상에 패시베이션(passivation)층(18)을 증착 형성함으로서 본 발명의 일실시예에 따른 TFT 지문입력기의 제조과정이 완성된다.
도 2k는 상기와 같이 제조된 TFT 지문입력기와 접촉발광소자를 나타낸 것으로서, 본 발명에 따른 TFT 지문입력기는 접촉발광소자와 함께 사용됨으로써 소정의 효과를 달성할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 지문인식장치 TFT 지문입력기 제조방법에 따르면, 광감지부의 감광층을 제외한 영역에 차폐층을 형성함으로써 보다 높은 해상도의 지문인식을 할 수 있는 효과가 있고, 아울러 접촉발광소자와 함께 사용함으로써 종래 TFT 지문입력기보다 입사되는 실질입사영역을 유효 감지영역과 일치하도록 줄일 수 있으므로 질 좋은 지문영상이 얻어지는 효과가 있다.
또한 접촉발광소자와 TFT 지문입력기를 이용함으로써 발광이미지가 직접 TFT 광감지부에 전달되기 때문에 TFT 광감지부와 스위칭부 사이의 간격(W)을 줄일 수 있으므로 해상도가 높은 지문이미지를 얻을 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 소정 두께의 투명한 기판상에 광감지부 및 스위칭부 게이트 전극을 형성하는 단계와;
    상기 게이트 전극들을 포함한 투명기판 상면 중앙부 일부와 상기 광감지부 게이트 전극의 일측면상에만 위치하도록 제 2전극을 형성하는 단계와;
    상기 제 2전극 및 게이트전극들을 포함한 투명기판상의 전면에 실리콘 질화막층(SiNx)과 비정질 실리콘층을 순차적으로 증착형성하는 단계와;
    상기 비정질 실리콘층들을 포토리소그래피 공정을 통해 상기 게이트 전극들 상에만 위치하도록 활성층 분리 영역을 형성하는 단계와;
    상기 활성층 분리 영역을 포함한 상기 실리콘 질화막층(12)의 전면에 데이터 라인층을 증착형성 하는 단계와;
    상기 데이터 라인층을 백채널 식각하여 각각 광감지부의 소스전극과 드레인전극 및 스위칭부의 소스전극 및 드레인전극을 형성하되, 상기 광감지부의 소스전극과 드레인전극은 상기 데이터 라인층의 증착 형성전에 ITO(Indium Tin Oxide)막을 먼저 증착 형성한 후 포토리소그래피 공정을 통해 형성하여 이루어진 단계와;
    상기 광감지부의 소스전극과 드레인전극 및 스위칭부의 소스전극 및 드레인전극을 포함한 전면상에 절연층을 증착 형성하는 단계와;
    상기 절연층의 전면상에 차폐층을 증착 형성하는 단계와;
    포토리소그래피 공정을 통해 상기 차폐층의 일부를 식각하여 상기 광감지부의 감광층의 상부 부위의 절연층 부분이 노출되도록 형성하는 단계와;
    상기 노출된 절연층 부분을 포함하여 상기 차폐층의 전면상에 패시베이션(passivation)층을 증착 형성하는 것을 특징으로 하는 지문입력장치의 TFT 지문입력기의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 비정질 실리콘 층은 비정질 실리콘층(a-Si:H) 및 n+ 비정질 실리콘층(n+ a-Si:H)을 순차적으로 증착형성하여 이루어진 것을 특징으로 하는 지문입력장치의 TFT 지문입력기의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 광감지부에서 광감지부의 감광층의 상면의 절연층이 개방된 상태인 것을 특징으로 하는 지문입력장치의 TFT 지문입력기의 제조방법.
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