[发明专利]电容性传感器以及制作电容性传感器的方法

说明书

一种用于生物计量感测的电容性传感器架构。公开了电容性传感器和制作电容性传感器的方法。电容性传感器包括：包括在第一层中的多个传感器电极行，包括在第二层中的多个传感器电极列，其中多个传感器电极列与多个传感器电极行正交排列，以形成二维感测阵列；以及，包括在布置于第一层与第二层之间的第三层中的多个导电元件，其中，对于多个导电元件中的每个导电元件，导电元件的第一端电连接至多个传感器电极行中的一传感器电极，而导电元件的第二端电容性地耦合至多个传感器电极列中的一传感器电极，以形成二维感测阵列的一跨电容性感测像素。

对相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年8月28日提交的美国临时专利申请号62/211,632的优先权，通过其整体的参考将其全部内容并入本文。

技术领域

本公开普遍涉及电容性传感器以及，更具体地，涉及利用互电容感测原理的指纹传感器阵列。

背景技术

包括接近传感器装置(通常也称为触摸垫或者触摸传感器装置)的输入装置被广泛应用于多种电子系统中。输入装置也包括指纹传感器和其他生物计量传感器装置。传感器装置典型地包括感测区，其通常由表面区分，在其中传感器装置确定一个或多个输入对象的存在、位置、运动、和/或特征。传感器装置可用于为电子系统提供接口。例如，传感器装置经常作为输入装置(诸如集成在或外设于笔记本或桌上型电脑的不透明触摸垫和指纹传感器)用于较大计算系统中。传感器装置也经常用于较小计算系统(诸如集成在蜂窝电话中的触摸屏)中。

为检测输入对象，许多传感器装置利用电容性感测原理。电容性传感器，包括基于跨电容的那些，提供多种相对其他感测技术的优势。然而，电容性地感测指纹特征和其他精细特征是项具有挑战性的任务。尽管现存的传感器能够提供足够的性能，但它们经常受到低信号质量的困扰。改进信号质量能提供多个好处，诸如更精确的生物计量匹配以及在将传感器集成在多种应用(例如，在电容性传感器之上具有更厚的覆盖层的那些)中的提高的灵活性。

发明内容

一个实施例提供一种电容性传感器，包括：包括在第一层中的多个传感器电极行，包括在第二层中的多个传感器电极列，其中多个传感器电极列与多个传感器电极行正交排列，以形成二维感测阵列；以及包括在布置于第一层与第二层之间的第三层中的多个导电元件，其中，对于多个导电元件中的每个导电元件，导电元件的第一端电连接至多个传感器电极行中的一传感器电极，而导电元件的第二端电容性地耦合至多个传感器电极列中的一传感器电极，以形成二维感测阵列的一跨电容性感测像素。

另一个实施例提供一种制作电容性传感器的方法。该方法包括：在第一绝缘层上形成第一导电层，其中第一导电层包括多个传感器电极行；在第一导电层上方形成第二绝缘层；在第二绝缘层上方形成第二导电层，其中第二导电层包括多个传感器电极列，并且多个传感器电极列与多个传感器电极行正交排列，以形成二维感测阵列；以及，在位于第一导电层与第二导电层之间的第二绝缘层中形成多个导电通孔，其中对于多个导电通孔中的每个导电通孔，导电通孔的第一端电连接至多个传感器电极行中的一传感器电极，而导电通孔的第二端电容性地耦合至多个传感器电极列中的一传感器电极，以形成二维感测阵列的一跨电容性感测像素。

又一个实施例提供一种电容性传感器，包括：包括多个发射器电极行的第一层；布置于第一层之上的第二层，其包括多个接收器电极列，其中多个发射器电极列与多个接收器电极行重叠，以形成具有配置成捕获输入的特征的分辨率的二维感测阵列；位于第一层至第二层之间的多个导电通孔，多个导电通孔包括布置于二维感测阵列的一感测像素处的一导电通孔，其中该导电通孔具有电容性地耦合至多个接收器电极列中的一接收器电极的第一端，以及电连接多个发射器电极行中的一发射器电极的第二端；布置于第二层上方的覆盖层，其中覆盖层包括形成用于输入的输入表面的顶面，以及将顶面与导电通孔及第二层分离的绝缘体；连接至发射器电极的驱动器电路，其中驱动器电路配置成将发射器信号驱动至发射器电极上；以及，连接至接收器电极的接收器电路，其中接收器电路配置成处理对应于发射器信号的所产生信号，其中所产生信号基于覆盖层的顶面处的输入的存在而变化。

附图说明