單觸型傳感器與劃擦型傳感器是兩種新式固態(tài)指紋傳感器，都是經(jīng)過在接觸進程中電容的改變來進行信息搜集。本文對兩類單晶硅壓力傳感器的作業(yè)原理和特色進行了詳細分析，并介紹在互聯(lián)網(wǎng)安全認證、轎車無鑰匙進入體系等的運用。

現(xiàn)在市場上有兩種固態(tài)指紋傳感器：種是單次接觸型傳感器，要求手指在指紋搜集區(qū)進行可靠的接觸；第二種則需要用手指在傳感器表面擦過，傳感器會搜集一套特定的數(shù)據(jù)，然后進行快速分析和認證。這兩類指紋傳感器將得到越來越廣泛的運用。

上述兩類傳感器作業(yè)原理為：當指紋中的凸起部分置于傳感電容像素電極上時，電容會有所添加，經(jīng)過檢測添加的電容來進行數(shù)據(jù)搜集。傳感器中的像素點為45平方微米，間隔為50微米，電容像素陣列的分辨率略高于500dpi。這類傳感器根據(jù)一種標準的單－多晶硅三層金屬CMOS工藝，并選用0．5微米工藝進行規(guī)劃。

金屬互連的第三層構(gòu)成電容像素層，由氮化鈦制成并覆蓋著一層氮化硅，厚度僅為7000埃米。這種硬金屬電極與抗磨涂敷層組合形成的傳感器十分堅實經(jīng)用，運用壽命可以達到很多年。

一、指紋檢測

人類的指紋由緊密相鄰的凹凸紋路構(gòu)成，經(jīng)過對每個像素點上運用標準參閱放電電流，便可檢測到指紋的紋路情況。每個像素先預充電到某一參閱電壓，然后由參閱電流放電。電容陽極上電壓的改變率與其上的電容成下面的比例關(guān)系：

Iref＝C×dv/dt

處于指紋的凸起下的像素（電容量高）放電較慢，而處于指紋的凹處下的像素（電容量低）放電較快。這種不同的放電率可經(jīng)過采樣堅持（S／H）電路檢測并轉(zhuǎn)換成一個8位輸出，這種檢測辦法對指紋凸起和低凹具有較高的敏感性，并可形成十分好的原始指紋圖像。

選用雜亂的軟件算法可以進行指紋辨認。這種軟件搜集原始的指紋圖像，將圖像信息數(shù)字化并提取其間的細節(jié)模板，然后進行檢驗，承認提取的細節(jié)模板是否與參閱模板契合。

二、比較進程

單觸型傳感器與劃擦型傳感器的標準和本錢都不一樣。接觸式單晶硅壓力傳感器較大，一般有效接觸面為15×15mm，可迅速地搜集的指紋或拇指指紋。這種傳感器易于運用，并可將整個指紋圖像以500dpi（主動指紋辨認標準）的精度進行快速傳輸。

現(xiàn)在這些傳感器已完成規(guī)劃，并用于美國政府機構(gòu)及局進行指紋辨認。不久的將來還將逐步用于轎車單觸式無鑰匙進入體系，以及新式的國家安全運用中。

這種傳感器由256（列）×300（行）微型金屬電極組成，每一列連接到一對S／H電路上。指紋圖像依次進行逐行搜集，每個金屬電極均作為電容的一個極，與之接觸的手指則是電容的另一個極。在器件表面有一層鈍化層，作為兩個電容極間的電介質(zhì)層。將手指置于傳感器上時，指紋上的凸起和低凹會在陣列上產(chǎn)生不同的電容值，并構(gòu)成用于認證的一整幅圖像。

劃擦型傳感器是一種新式指紋搜集器件，要求用戶將手指在廣東壓力傳感器上劃過。劃擦型傳感器的長處是標準小（如富士通的MBF300標準僅為3．6×13．3 mm2）和本錢低。這些器件首要用于移動設(shè)備的嵌入式安全辨認運用，如手機和PDA。精密的圖像重建軟件以挨近2000幀／秒的速度快速地從傳感器上搜集多個圖像，并將每個幀的數(shù)據(jù)細節(jié)安排到一同。