靜電容量型濕度傳感器以及其制造方法技術

本發明專利技術涉及一種靜電容量型濕度傳感器，更詳細而言，涉及一種靜電容量型濕度傳感器以及其制造方法，通過在ROIC基板形成傳感部可以使濕度傳感器小型化的同時，通過在下部電極層和上部電極層形成表面積大的高分子材料的減濕層，可以提高傳感器的可靠性。本發明專利技術的靜電容量型濕度傳感器包含：ROIC基板，其包含電極極板；金屬層，其形成于所述ROIC基板上部，并被圖案化以使露出所述電極極板的局部；絕緣層，其形成于所述金屬層的上部，并被圖案化以使所述電極極板的局部露出；下部電極層，其形成于所述絕緣層的上部；減濕層，其被蝕刻形成以便加大所述下部電極層上部的表面積；上部電極層，其形成于所述減濕層的上部；連接層，其形成于被露出的所述電極極板的上部，并使所述下部電極層和所述上部電極層分別與所述電極極板接觸。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種靜電容量型濕度傳感器，更詳細而言，涉及一種，通過在ROic基板的上部形成傳感部可以使濕度傳感器小型化的同時，通過在下部電極層和上部電極層之間形成表面積大的高分子材料的減濕層，可以提高傳感器的可靠性。
技術介紹
一般，靜電容量型濕度傳感器的兩端電極之間形成有減濕用聚合物層，使在電極兩端感應的電荷量的變化因減濕用聚合物層的減濕而依賴于介電常數的變化以及由此的感應電荷的變化。所述靜電容量型濕度傳感器與阻抗型濕度傳感器相比，其制造工程復雜且制造費用昂貴，其中所述阻抗型濕度傳感器是在兩端施加電源并利用因濕度而變化的阻抗的變化來測定濕度的。但是，由于所述靜電容量型濕度傳感器特性的穩定性和可靠性高，因此多用于高價的測定。圖1是表示現有的靜電容量型濕度傳感器的結構的透視圖。在基板110的上部形成由Si02、Si3N4,、SiOxNy等而成的絕緣膜120。并在形成有絕緣膜120的硅基板110的上部形成傳感部160以及R0IC(讀出集成電路；Readout Integrated Circuit)170。說明傳感部160的制造方法，在絕緣膜120的上部蒸鍍鋁(Al)、白金(Pt)等金屬層并進行圖案化而形成下部電極層130。接著，在下部電極層130的上部旋涂聚酰亞胺層并進行圖案化而形成減濕層140，并在200°C至300°C之間的溫度下進行熱處理。并且，在聚酰亞胺減濕層140的上部蒸鍍與下部電極層130相同材質的金屬層并進行圖案化而形成梳狀的上部電極層150，由此，制造在上部電極層150和下部電極層130 之間形成有聚酰亞胺減濕層140的平行板容量結構的靜電容量型濕度傳感器。此時，將上部電極層150形成為與下部電極層130不同的梳狀，這是為了使水分子圓滑地通過聚酰亞胺減濕層140的內部。即，為了使聚酰亞胺減濕層140局部露出。如此形成傳感部160之后，在沒有傳感部160的硅基板的上部區域形成ROIC 170。 由于由ROIC 170而發生的電流或電壓等動電現象有可能會影響濕度傳感器，因此，優選形成為與傳感部160具有預定距離。但是，現有靜電容量型濕度傳感器，由于傳感部和ROIC部水平位置在一個基板上面，因此存在濕度傳感器的小型化受限制的問題。并且，靜電容量型濕度傳感器，根據聚合物的固有特性決定敏感度等傳感器的特性，由于現有靜電容量型濕度傳感器具有在兩電極之間插入作為減濕層的聚合物的夾層結構，因此存在很難提高減濕層的敏感度的問題
技術實現思路
為了解決所述的現有技術問題所提出的本專利技術，其目的在于，提供一種通過在 ROIC基板上部形成傳感部而使濕度傳感器小型化的同時，通過在下部電極層和上部電極層之間形成表面積較大的由高分子材料而成的減濕層來提高傳感器的可靠性的。本專利技術的所述目的，通過以下靜容量電型濕度傳感器達成。所述靜電容量型濕度傳感器，包括R0IC基板，其包含電極極板；金屬層，其形成于所述ROIC基板上部，并被圖案化而使所述電極極板的局部被露出；絕緣層，其形成于所述金屬層的上部，并被圖案化而使所述電極極板的局部被露出；下部電極層，其形成于所述絕緣層的上部；減濕層，其被蝕刻形成以便加大所述下部電極層上部的表面積；上部電極層，其形成于所述減濕層的上部； 連接層，其形成于被露出的所述電極極板的上部，并使所述下部電極層和上部電極層分別與所述電極極板接觸。并且，本專利技術的所述上部電極層優選形成在所述減濕層中未被蝕刻的區域的上部。 并且，本專利技術的所述減濕層和所述上部電極層被圖案化而優選形成為梳狀或樹枝形狀。并且，本專利技術的所述減濕層的厚度優選被蝕刻30%至70%。并且，本專利技術的所述減濕層優選由聚酰亞胺類高分子構成。并且，本專利技術的所述下部電極層優選形成在未被圖案化的所述絕緣層的上部。并且，本專利技術的另一目的通過靜電容量型濕度傳感器的制造方法達成。所述制造方法，包括在所述金屬層的上部形成絕緣層的步驟；對所述絕緣層及金屬層進行圖案化以使露出所述電極極板的局部的步驟；在所述絕緣層的上部形成下部電極層的步驟；在所述下部電極層的上部形成減濕層的步驟；在所述減濕層的上部形成上部電極層并圖案化的步驟；將被圖案化的所述上部電極層用作掩膜蝕刻所述減濕層的步驟。并且，本專利技術的所述減濕層優選由聚酰亞胺類高分子構成。并且，本專利技術的所述上部電極層被圖案化而優選形成為梳狀或樹枝形狀。并且，本專利技術的被蝕刻的所述減濕層優選蝕刻所述減濕層總厚度的30%至70% 而形成。并且，本專利技術的所述下部電極層優選形成在未被圖案化的所述絕緣層的上部。因此，本專利技術的，存在通過在ROIC基板上部形成傳感部而使濕度傳感器小型化的顯著且有效的效果。并且，通過在下部電極層和上部電極層之間形成表面積被增加的、由高分子材料而成的減濕層，從而存在感應度得以提高且傳感器的可靠性變高的顯著且有效的效果。附圖說明圖1是現有的靜電容量型濕度傳感器的透視圖。圖2是根據本專利技術的靜電容量型濕度傳感器的截面圖。圖3至圖9是根據本專利技術的靜電容量型濕度傳感器的工程流程圖。圖10是根據本專利技術的靜電容量型濕度傳感器的掃描電子顯微鏡圖像。圖11至圖14是表示根據本專利技術的靜電容量型濕度傳感器的特性的圖表。具體實施例方式本說明書以及權利要求范圍中所使用的術語或單詞不局限于通常的解釋或者詞典上的解釋，專利技術人根據為了以最佳的方法說明自己的專利技術可適當定義術語的概念的原貝1J，應解釋為符合本專利技術的技術思想的含義及概念。因此，本說明書中所記載的實施例及附圖的構成只不過是本專利技術的最佳實施例而已并不代表本專利技術技術思想，所以，應理解為在申請本專利技術的當時可能會有能代替本專利技術的各種均等物及變形例。以下，參照附圖詳細說明本專利技術的優選實施例。圖2是根據本專利技術的靜電容量型濕度傳感器的截面圖。在包含電極極板(省略圖示)的ROIC基板210的上部形成金屬層220，在金屬層 220的上部形成有絕緣層230。并且，對金屬層220以及絕緣層230進行圖案化，以使露出包含于ROIC基板210的電極極板的局部。在未被圖案化的絕緣層230的上部形成下部電極層240，在下部電極層240的上部形成被圖案化而形成為梳狀(comb)或樹枝狀(branch)的減濕層250。此時，減濕層250 被蝕刻的深度優選為減濕層250的總厚度的30%至70%。最后，在未被蝕刻的減濕層250的上部形成上部電極層260之后，形成連接層270 以便下部電極層240和上部電極層250與形成在ROIC基板210的電極極板電性接觸。如此，通過在ROIC基板210的上部形成傳感部240、250、260，可以使濕度傳感器小型化。并且，蝕刻局部減濕層250并使之露出在空氣中，從而，大氣中的更多量水分被吸附于減濕層250，由此可以形成濕度感應度出色的濕度傳感器。圖3至圖9是根據本專利技術的靜電容量型濕度傳感器的工程流程圖。ROIC基板210 的上部通過MEMS (微機電系統；MicroElectroMechanical Systems) 工程制造，因此其表面非常粗糙。該粗糙的表面可以增加比表面積，因此供制造濕度傳感器非常好的條件。并且，ROIC基板210上形成有電極基板(省略圖示)，所述電極極板連接ROIC和位于后述的傳感部的上部電極層及下部電極層。通過在所述ROIC基板210的上部形成金屬層220本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：洪性珉，金建年，曹泳唱，金原孝，
申請(專利權)人：電子部品研究院，
類型：發明
國別省市：