[发明专利]静电容量型湿度传感器以及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种静电容量型湿度传感器，更详细而言，涉及一种静电容量型湿度传感器以及其制造方法，通过在ROIC基板的上部形成传感部可以使湿度传感器小型化的同时，通过在下部电极层和上部电极层之间形成表面积大的高分子材料的减湿层，可以提高传感器的可靠性。

背景技术

一般，静电容量型湿度传感器的两端电极之间形成有减湿用聚合物层，使在电极两端感应的电荷量的变化因减湿用聚合物层的减湿而依赖于介电常数的变化以及由此的感应电荷的变化。

所述静电容量型湿度传感器与阻抗型湿度传感器相比，其制造工程复杂且制造费用昂贵，其中所述阻抗型湿度传感器是在两端施加电源并利用因湿度而变化的阻抗的变化来测定湿度的。但是，由于所述静电容量型湿度传感器特性的稳定性和可靠性高，因此多用于高价的测定。

图1是表示现有的静电容量型湿度传感器的结构的透视图。

在基板110的上部形成由SiO₂、Si₃N₄，、SiO_xN_y等而成的绝缘膜120。并在形成有绝缘膜120的硅基板110的上部形成传感部160以及ROIC(读出集成电路；Readout Integrated Circuit)170。

说明传感部160的制造方法，在绝缘膜120的上部蒸镀铝(Al)、白金(Pt)等金属层并进行图案化而形成下部电极层130。接着，在下部电极层130的上部旋涂聚酰亚胺层并进行图案化而形成减湿层140，并在200℃至300℃之间的温度下进行热处理。

并且，在聚酰亚胺减湿层140的上部蒸镀与下部电极层130相同材质的金属层并进行图案化而形成梳状的上部电极层150，由此，制造在上部电极层150和下部电极层130之间形成有聚酰亚胺减湿层140的平行板容量结构的静电容量型湿度传感器。

此时，将上部电极层150形成为与下部电极层130不同的梳状，这是为了使水分子圆滑地通过聚酰亚胺减湿层140的内部。即，为了使聚酰亚胺减湿层140局部露出。

如此形成传感部160之后，在没有传感部160的硅基板的上部区域形成ROIC 170。由于由ROIC 170而发生的电流或电压等动电现象有可能会影响湿度传感器，因此，优选形成为与传感部160具有预定距离。

但是，现有静电容量型湿度传感器，由于传感部和ROIC部水平位置在一个基板上面，因此存在湿度传感器的小型化受限制的问题。

并且，静电容量型湿度传感器，根据聚合物的固有特性决定敏感度等传感器的特性，由于现有静电容量型湿度传感器具有在两电极之间插入作为减湿层的聚合物的夹层结构，因此存在很难提高减湿层的敏感度的问题。

发明内容

为了解决所述的现有技术问题所提出的本发明，其目的在于，提供一种通过在ROIC基板上部形成传感部而使湿度传感器小型化的同时，通过在下部电极层和上部电极层之间形成表面积较大的由高分子材料而成的减湿层来提高传感器的可靠性的静电容量型湿度传感器以及其制造方法。

本发明的所述目的，通过以下静容量电型湿度传感器达成。所述静电容量型湿度传感器，包括：ROIC基板，其包含电极极板；金属层，其形成于所述ROIC基板上部，并被图案化而使所述电极极板的局部被露出；绝缘层，其形成于所述金属层的上部，并被图案化而使所述电极极板的局部被露出；下部电极层，其形成于所述绝缘层的上部；减湿层，其被蚀刻形成以便加大所述下部电极层上部的表面积；上部电极层，其形成于所述减湿层的上部；连接层，其形成于被露出的所述电极极板的上部，并使所述下部电极层和上部电极层分别与所述电极极板接触。

并且，本发明的所述上部电极层优选形成在所述减湿层中未被蚀刻的区域的上部。

并且，本发明的所述减湿层和所述上部电极层被图案化而优选形成为梳状或树枝形状。

并且，本发明的所述减湿层的厚度优选被蚀刻30％至70％。

并且，本发明的所述减湿层优选由聚酰亚胺类高分子构成。

并且，本发明的所述下部电极层优选形成在未被图案化的所述绝缘层的上部。

并且，本发明的另一目的通过静电容量型湿度传感器的制造方法达成。所述制造方法，包括：在所述金属层的上部形成绝缘层的步骤；对所述绝缘层及金属层进行图案化以使露出所述电极极板的局部的步骤；在所述绝缘层的上部形成下部电极层的步骤；在所述下部电极层的上部形成减湿层的步骤；在所述减湿层的上部形成上部电极层并图案化的步骤；将被图案化的所述上部电极层用作掩膜蚀刻所述减湿层的步骤。