半导体指纹传感器

    半导体指纹传感器因其制造工艺复杂，单位面积上传感单元多，包含高端的IC设计技术、大规模集成电路制造技术、IC芯片封装技术等，所以半导体指纹传感器几乎全部是由IC技术发达的国家或地区，如美国、欧洲、台湾等地设计、制造的。一颗不足0.5平方厘米的晶片表面集成了10000个以上的半导体传感单元。内部还包括了自动增益电路和逻辑控制芯片，以及串行、并行、USB等接口电路。目前半导体指纹传感器的灵敏度高，分辨率也达到了500dpi或以上。其功能已经突破了单一的传感能力，加上软件配合，可以用做全向导航器。
    半导体指纹传感器目前朝小型化方向发展。2004年以前以1平方厘米见方的方型为主，目前多为滑动式SWIPE芯片。全球最小的滑动式采集芯片只有12x5 mm,是由Authentec最近推出的1610。

    半导体指纹传感器具有价格低、体积小、识别 率高等优点，这些特有的优点吸引了Sony, Infineon等知名公司,并开发出各具特色的产品。当然,作为极具潜力、代表未来发展方向的指纹传感器也存在一定局限性,表现为易受静电影响,严重时,传感器可能采集不到图像,甚至本身也会被损坏;手指汗液盐分或其他污物,以及手指磨损等均会造成图像采集困难,其耐磨性亦不及玻璃;大面积制造成本较高,故取像区域较小;传感器稳定性,特别是次最优性能等方面有待进一步验证。

    （1）温差感应式指纹传感器
    它是基于温度感应的原理而制成的，每个单元传感器就代表一个像素，而整个集成指纹传感器又置于恒温控制下（该温度比体温略低些）。当手指放在指纹传感器上时，由于指纹传感器的温度被控制在＋33℃以下，而指纹上脊点的温度就代表体温，指纹上谷点的温度就是周围的环境温度，因此脊点与传感器之间的温度差不等于谷点与传感器之间的温度差，通过扫描方式即可获取指纹图像。
    这种传感器的扫描速率非常快，必须在很短时间（一般应小于0.1s）内获取指纹图像。因为时间一长，手指和芯片就处于相同的温度了。
    （2）电容感应式指纹传感器
    它是由电容阵列构成的，内部大约包含1万只微型化的电容器。当用户将手指放在正面时，皮肤就组成了电容阵列的一个极板，电容阵列的背面是绝缘极板。由于不同区域指纹的脊和谷之间的距离也不相等，使每个单元的电容量随之而变，由此可获得指纹图像。

    这类传感器，无论是电容式或是电感式，其原理类似，在一块集成有成千上万半导体器件的“平板”上，手指贴在其上与其构成了电容（电感）的另一面，由于手指平面凸凹不平，凸点处和凹点处接触平板的实际距离大小就不一样，形成的电容/电感数值也就不一样，设备根据这个原理将采集到的不同的数值汇总，就完成了指纹的采集。