[发明专利]金属－氧化物－半导体结构电容式湿敏器件及其制造方法

权利要求书

1.一种金属—氧化物—半导体结构电容式湿敏器件，由基片、介质膜和金属电极组成，其特征在于，基片采用硅材料，介质膜为硅片表面上的二氧化硅薄膜和在二氧化硅上形成的五氧化二钽湿敏介质膜，金属电极为由铬和金构成的双层透湿电极，铬膜在湿敏介质膜上形成，金膜在铬膜上形成，金膜上有一个金电极引出环。

2.根据权利要求1所述的金属—氧化物—半导体结构电容式湿敏器件，其特征在于，五氧化二钽膜的厚度为100～500nm，铬膜的厚度为5～10nm，金膜的厚度为10～20nm，金电极引出环的厚度为0.5～2μm，环的宽度为0.15～0.3mm。

3.一种金属一氧化物—半导体结构电容式湿敏器件的制造方法，其特征在于基片采用半导体硅片，经过清洗、氧化，在表面形成厚度为10～30nm的二氧化硅膜；采用物理气相沉积工艺在二氧化硅膜上沉积一层厚度为100～500nm的五氧化二钽膜；在五氧化二钽膜上采用真空蒸发或直流溅射工艺先沉积一层厚度为5～10nm的铬膜，再沉积一层厚度为10～20nm的金膜；在用光刻方法刻出的铬—金圆形电极的外围，通过光刻胶掩蔽，并用电镀金工艺形成厚度为0.5～2μm的环形金镀层，环的宽度为0.15～0.3mm。

4.根据权利要求3所述的金属—氧化物—半导体结构电容式湿敏器件的制造方法，其特征在于制作五氧化二钽膜的物理气相沉积工艺为下列三种方法中的任意一种：

(1)电子束蒸发工艺：以纯度99.9％以上的五氧化二钽粉末压制成的小块作为源材料，蒸发过程中向真空室内通入纯度为99.99％的氧气，并控制真空室的总压强在2×10^-3～1×10^-2pa之间，沉积速率为2～10nm/min；

(2)射频溅射工艺：采用纯度为99.9％以上的五氧化二钽烧结平板为靶材料，溅射气氛为纯度均在99.99％以上的氩和氧的混合气，氧和氩的比例为1∶4～20，溅射气压为0.1～1Pa，靶面射频功率密度为1～5W/cm²；

(3)直流反应磁控溅射工艺：以纯度为99.9％以上的金属钽板为靶材料，溅射气氛为纯度在99.99％以上的氧和氩的混合气，氧和氩的比例为1∶0～3，溅射气压为0.5～3Pa，靶面直流功率密度为2～6W/cm²。