[发明专利]有加热功能低功耗双模块集成湿度敏感芯片及其制作方法

权利要求书

1.有加热功能低功耗双模块集成湿度敏感芯片，其特征在于它的结构为：在传感器结构衬底(5)的对称轴上有一热隔离通槽(12)，所述传感器结构衬底(5)的上表面上有两个湿度传感器模块，所述两个湿度传感器模块的结构相同并以所述热隔离通槽(12)为轴左右对称设置，每个湿度传感器模块从下到上依次为第一氧化绝缘层(4)、第一氮化硅绝缘层(11)、绝缘钝化层

(9)、湿度敏感介质层(2)和多孔电容上极板(1)，加热电阻(8)位于所述第一氧化绝缘层(4)和传感器结构衬底(5)之间，电容下极板(10)位于所述第一氮化硅绝缘层(11)和绝缘钝化层(9)之间，并且所述电容下极板(10)位于加热电阻(8)的正上方；所述加热电阻(8)的两端、多孔电容上极板(1)和电容下极板(10)分别通过四个电极(3)引出，所述传感器结构衬底(5)为单晶硅。

2.根据权利要求1所述的有加热功能低功耗双模块集成湿度敏感芯片，其特征在于所述多孔电容上极板(1)为厚度在20nm至60nm之间的多孔金属薄膜；所述电容下极板(10)为厚度在700nm至1300nm之间的金属薄膜，所述电容下极板(10)与传感器结构衬底(5)欧姆接触；所述湿度敏感介质层(2)为厚度在1000nm至3000nm之间的高分子感湿材料。

3.根据权利要求1所述的有加热功能低功耗双模块集成湿度敏感芯片，其特征在于，所述加热电阻(8)为厚度在700nm至1300nm之间的金属铂薄膜，或者是厚度在1000nm至3000nm之间的硼高掺杂单晶硅。

4.根据权利要求1所述的有加热功能低功耗双模块集成湿度敏感芯片，其特征在于，所述传感器结构衬底(5)的底面还有硅杯(5-2)及硅杯周边固支。

5.有加热功能低功耗双模块集成湿度敏感芯片的制作方法，其特征在于它的制作方法为：

步骤一、对单晶硅圆片进行氧化、涂胶和各相异性腐蚀，获得传感器结构衬底(5)；

步骤二、在传感器结构衬底(5)的上表面制作两个加热电阻(8)，所述两个加热电阻(8)以所述传感器结构衬底(5)的对称轴(100)对称；

步骤三、在两个加热电阻(8)的正上方制作湿敏电容； 

步骤四、通过MEMS微加工技术在单晶硅薄膜硅片的对称轴100上制作出热隔离通槽(12)，使得两个加热电阻(8)对称位于所述热隔离通槽(12)的两侧。

6.根据权利要求5所述的有加热功能低功耗双模块集成湿度敏感芯片的制作方法，其特征在于步骤二中所述的加热电阻(8)的制作方法为：在传感器结构衬底(5)正面的氧化层上，采用LPCVD工艺生长一层氮化硅，然后通过溅射方法制作1μm厚的金属铂薄膜，用光刻方法刻出加热电阻(8)的形状，采用等离子刻蚀或是离子束刻蚀方法刻蚀铂层，制作出所需加热电阻(8)；在所述加热电阻(8)上表面通过PECVD工艺沉积一层绝缘层。

7.根据权利要求5所述的有加热功能低功耗双模块集成湿度敏感芯片的制作方法，其特征在于在步骤二中所述的加热电阻(8)的制作方法采用半导体常规工艺，在传感器结构衬底(5)正面对称轴(100)的两侧氧化、光刻，然后通过离子注入方法制作高掺杂的扩散硅加热电阻(8)，即在传感器结构衬底(5)的正面氧化一层厚度在40nm至60nm的二氧化硅，然后光刻出加热电阻(8)的形状，带胶注入大剂量的硼，之后去胶，退火氧化；再通过光刻制作出引线孔，然后蒸发金属、光刻金属、合金化，完成加热电阻(8)的制作。

8.根据权利要求5所述的有加热功能低功耗双模块集成湿度敏感芯片的制作方法，其特征在于步骤三中制作湿敏电容的方法为：

热氧化形成绝缘层，所述绝缘层为厚度在40nm至60nm的二氧化硅；

光刻，带胶注入大剂量的磷，之后去胶，退火氧化；

光刻，腐蚀绝缘层；

蒸发湿敏电容的下电极，分别在两个加热电阻(8)的正上方光刻两个电容下极板，然后将所述两个电容下极板合金化，在所述两个电容下极板的上表面用PECVD工艺淀积一层氮化硅，然后光刻出引线孔；

涂敷、固化感湿液制作敏感介质层；

在所述敏感介质层上蒸发金薄膜制作电容的多孔上极板；

将所述电容下极板与传感器结构衬底欧姆接触。

9.根据权利要求5所述的有加热功能低功耗双模块集成湿度敏感芯片的制作方法，其特征在于它还包括下述步骤：在传感器结构衬底的下表面上采 用MEMS技术加工出的硅杯(5-2)及硅杯周边固支。