[發明專利]一種基于ESD保護的生物識別感應裝置

有效

• 申請號: 201410263938.2
• 申請日: 2014-06-13
• 公開（公告）號: CN104035619B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 程泰毅;趙祥桂
• 申請（專利權）人: 上海思立微電子科技有限公司
• 主分類號: G06F3/041
• 分類號: G06F3/041;H01L27/02
• 代理公司: 上海唯源專利代理有限公司31229
• 代理人: 曾耀先

技術領域

本發明涉及觸摸屏技術領域，尤其涉及一種基于ESD保護的生物識別感應裝置。

背景技術

ESD保護向來是一個重要的課題，特別是進入深亞微米工藝后，隨著相關尺寸的減小，各種器件和電路的ESD防護能力快速下降，因此ESD保護的電路的設計就處于更加突出的位置。

目前對于一般的IC設計，ESD保護一般在PAD(電路引腳)上進行處理。因為整個芯片除了PAD外，其他部分都有塑封體進行封裝，這就使IC內部的電路與外部的空間進行了有效的ESD隔離。但是對于生物識別的IC而言，整個感應陣列是直接與外部空間接觸、暴露在外面，也是和待識別的生物體有直接接觸的(如手，衣服等)，此時就沒有封裝的隔離，接觸到的外部靜電電流較多，增加了電路中泄放靜電電流的壓力。另外，感應陣列的面積較大，使得感應陣列中的靜電電流不能很快地泄放出去，容易造成對工作電路的破壞、損壞電路中的元器件等。因此，需要制作出電流的泄放路徑，如多層次的網狀結構等，使其在對器件、電路等帶來的損壞作用前，將其均勻地通過各泄放路快速地徑泄放到PAD上。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于ESD保護的生物識別感應裝置，以加速感應單元內靜電電流流出感應單元，避免對工作電路的破壞。

為實現上述技術效果，本發明所采用的技術方案為：

一種基于ESD保護的生物識別感應裝置，包括：感應單元陣列，所述感應單元陣列包括多個彼此間隔設置的感應單元，其中，所述感應單元內設置有將靜電電流流出所述感應單元的第一ESD保護單元。

作為本發明的進一步改進，還包括形成于相鄰所述感應單元之間的第二ESD保護單元，其中，所述第一ESD保護單元和第二ESD保護單元被配合設置為由所述第一ESD保護單元將所述感應單元內的靜電電流流向所述第二ESD保護單元。

作為本發明的進一步改進，所述第二ESD保護單元的抗ESD能力強于所述第一ESD保護單元。

作為本發明的進一步改進，所述感應單元由多個感應單元塊組成，所述感應單元塊包括頂層感應區域、金屬走線層、N型阱區域、P型阱區域及深處N型阱區域，相鄰所述感應單元塊的同一N型阱區域和/或同一P型阱區域被連通設置。

作為本發明的進一步改進，所述第二ESD保護單元包括NMOS_ESD、GGNMOS以及與NMOS_ESD和GGNMOS關聯設置、供驅動所述NMOS_ESD和所述GGNMOS的驅動單元。

作為本發明的進一步改進，所述第二ESD保護單元還包括開關單元，所述驅動單元通過所述開關單元可選擇地切換控制所述NMOS_ESD和所述GGNMOS。

作為本發明的進一步改進，所述感應單元以矩陣排列，所述驅動單元位于以矩陣排列的所述感應單元的行與列的交匯處，其中，每個所述驅動單元對應行或列的任一側電性連接有相同數量的所述NMOS_ESD。

作為本發明的進一步改進，每個所述驅動單元四周鄰設有與該驅動單元直接相連相同數量的NMOS_ESD。

作為本發明的進一步改進，在所述第二ESD保護單元中，所述GGNMOS的數量多于所述NMOSESD的數量。

本發明的有益效果在于，通過在感應單元設置有第一ESD保護單元，避免靜電電流流入工作電路，且將感應電流流向位于相鄰感應單元行或列之間的第二ESD保護單元，第二ESD保護單元通過驅動單元切換驅動NMOS_ESD和GGNMOS，以使靜電電流快速流出，最終將靜電電流引向電路引腳泄放，從而實現分級保護，逐級來減弱ESD對整個識別感應裝置的影響。

附圖說明

圖1為本發明的感應單元的一感應單元塊電路結構示意圖；

圖2為本發明的多個感應單元塊的同一性質區域合并后的示意圖；

圖3為本發明的感應單元塊的金屬層走線的結構示意圖；

圖4為本發明的第二ESD保護單元的驅動單元與NMOS_ESD的切換電路圖；

圖5為本發明的第二ESD保護單元的驅動單元與GGNMOS的切換電路圖；

圖6為本發明的一種基于ESD保護的生物識別感應裝置的感應單元、第二及第三ESD保護單元的整體結構示意圖；以及

圖7為本發明的一種基于ESD保護的生物識別感應裝置的整體結構電路圖。

具體實施方式