[发明专利]物理量传感器及其制造方法

说明书

本申请以于2005年9月8日提交的申请号为200510099914.9的申请为母案，该母案申请的发明名称为“物理量传感器及其制造方法” 。 

技术领域

本发明涉及一种物理量传感器以及用于制造这种物理量传感器的方法。 

背景技术

通过将湿度感应薄膜插入一对电极之间而制造的用作物理量传感器的一种常规电容型湿度传感器，其中湿度感应薄膜的相对介电常数随着湿度而变化。例如，这种类型的传感器公开于日本公开专利申请No.2002-243690中，其与US6,580,600和US2002-0114125A1相应。 

电容型湿度传感器通过以下方式进行制造，形成一对电极以便使得这对电极彼此分开并且彼此相对地位于半导体衬底的同一平面上，并且在半导体衬底上形成湿度感应薄膜以便使得湿度感应薄膜覆盖着这对电极以及这对电极之间的空间。湿度感应薄膜的相对介电常数随着湿度而变化。另外，当绝缘薄膜(第二绝缘薄膜)已经形成于电极与湿度感应薄膜之间时，关于电极的湿度感应特性可以通过该绝缘薄膜而固定。因此，即使并未特别使用具有优良抗湿性能的昂贵金属例如贵金属，这些电极仍可以使用可以用于正常半导体生产线中的材料，例如铝(即Al)来制造。 

另外，用于处理电极之间电容变化以便获得电信号的电路单元(电路元件单元)被提供于半导体衬底平面的形成有电极的一侧上。如果这个电路中所使用的布线材料与电极的结构材料相同，那么就可以使得制造步骤简化。 

另一方面，在具有上述结构的电容型湿度传感器中，为了保护至少提供于电路单元的边缘部分的可以起到外部连接端子作用的垫(即，防腐蚀)，所以这些垫的表面必须由例如凝胶等等的保护材料所覆盖。

然而，电极与电路单元已按照集成方式形成于半导体衬底的同一平面侧上。另外，局部涂敷凝胶尤其困难。因此，形成半导体衬底平面的电路的整个表面由凝胶所覆盖，并且由电极和湿度感应薄膜制成的检测单元的上部也由凝胶所覆盖，从而使得电容型湿度传感器的反应特性恶化。 

另外，除了上述结构之外，已知另一种具有上述结构的电容型湿度传感器。就是说，当具有其电容因湿度而变化的检测单元的检测板和具有电路单元到的电路板分开制备时，通过接合线等等电连接于电极上的传感器垫就电连接于这种电容型湿度传感器中的电路单元上。然而，同样在这种情况下，由于检测板的传感器垫必须被覆盖，所以湿度感应薄膜和电极的上部就由凝胶所覆盖，从而使得电容型湿度传感器的反应特性恶化。 

上述电容型湿度传感器按照以下方式进行制造，形成一对电极以便使得这对电极彼此分开并且彼此相对地位于半导体衬底的同一平面上，并且在半导体衬底上形成湿度感应薄膜以便使得湿度感应薄膜覆盖着这对电极以及这对电极之间的空间。湿度感应薄膜的相对介电常数随着湿度而变化。 

在这种情况下，在上述电容型湿度传感器的制造过程中，如果包含与结构材料相应的聚合物材料的膏为丝网印刷式，并且随后对印刷膏进行硬化以便形成湿度成形薄膜，那么就可以消除利用应用旋转涂敷方法时所需的光学处理的图案形成处理。换而言之，制造步骤得以简化。另外，存在使得设备能够易于处理的另一种优点。 

另一方面，在丝网印刷操作中，由于膏通过形成于丝网掩模中的图案孔而印制于衬底上，所以必须使得丝网掩模相对于衬底准确定位。另外，在上述电容型湿度传感器中，由于尤其是传感器构造的紧凑性的要求，所以湿度感应薄膜必须具有高定位精度，因此保证丝网掩模一定相对于衬底准确定位。 

为此，通常情况下，例如，当丝网掩模相对于衬底定位时，丝网掩模就与模型衬底(即用于试验目的的衬底)靠接并且膏为丝网印刷式。于是，已经通过图案孔进行印刷的印刷区的定位情况就可以通过使用成像设备例如CCD照相机而进行检测。于是，就将衬底定位于一个阶段上，以便于所检测的印刷区和待印刷的区域可以变成大致相同 的位置。在这种定位情况下，可以进行印刷操作。