專利名稱：物理量傳感器及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種物理量傳感器以及用于制造這種物理量傳感器的 方法。
背景技術：
通過將濕度感應薄膜插入一對電極之間而制造的用作物理量傳感 器的一種常規(guī)電容型濕度傳感器，其中濕度感應薄膜的相對介電常數(shù) 隨著濕度而變化。例如，這種類型的傳感器公開于日本公開專利申請 No. 2002 - 243690中，其與US 6， 580， 600和US 2002-0114125A1相應。電容型濕度傳感器通過以下方式進行制造，形成一對電極以便使 得這對電極彼此分開并且彼此相對地位于半導體襯底的同一平面上， 并且在半導體襯底上形成濕度感應薄膜以便使得濕度感應薄膜覆蓋著 這對電極以及這對電極之間的空間.濕度感應薄膜的相對介電常數(shù)隨 著濕度而變化。另外，當絕緣薄膜(第二絕緣薄膜)已經(jīng)形成于電極 與濕度感應薄膜之間時，關于電極的濕度感應特性可以通過該絕緣薄 膜而固定。因此，即使并未特別使用具有優(yōu)良抗?jié)裥阅艿陌嘿F金屬例 如貴金屬，這些電極仍可以使用可以用于正常半導體生產(chǎn)線中的材料， 例如鋁(即Al )來制造。另夕卜，用于處理電極之間電容變化以便獲得電信號的電路單元(電 路元件單元)被提供于半導體襯底平面的形成有電極的一側上。如果 這個電路中所使用的布線材料與電極的結構材料相同，那么就可以使 得制造步驟簡化。另一方面，在具有上述結構的電容型濕度傳感器中，為了保護至 少提供于電路單元的邊緣部分的可以起到外部連接端子作用的墊(即， 防腐蝕)，所以這些墊的表面必須由例如凝膠等等的保護材料所覆蓋。
然而，電極與電路單元已按照集成方式形成于半導體襯底的同一 平面?zhèn)壬?另外，局部涂敷凝膠尤其困難。因此，形成半導體襯底平 面的電路的整個表面由凝膠所覆蓋，并且由電極和濕度感應薄膜制成 的檢測單元的上部也由凝膠所覆蓋，從而使得電容型濕度傳感器的反 應特性惡化。另外，除了上述結構之外，已知另一種具有上述結構的電容型濕 度傳感器。就是說，當具有其電容因濕度而變化的檢測單元的檢測板 和具有電路單元到的電路板分開制備時，通過接合線等等電連接于電 極上的傳感器墊就電連接于這種電容型濕度傳感器中的電路單元上。 然而，同樣在逸種情況下，由于檢測板的傳感器墊必須被覆蓋，所以 濕度感應薄膜和電極的上部就由凝膠所覆蓋，從而使得電容型濕度傳 感器的反應特性惡化。上述電容型濕度傳感器按照以下方式進行制造，形成一對電極以 便使得這對電極彼此分開并且彼此相對地位于半導體襯底的同一平面 上，并且在半導體襯底上形成濕度感應薄膜以便使得濕度感應薄膜覆 蓋著這對電極以及這對電極之間的空間。濕度感應薄膜的相對介電常 數(shù)隨著濕度而變化。在這種情況下，在上述電容型濕度傳感器的制造過程中，如果包 含與結構材料相應的聚合物材料的膏為絲網(wǎng)印刷式，并且隨后對印刷膏進行硬化以便形成濕度成形薄膜，那么就可以消除利用應用旋轉(zhuǎn)涂 敷方法時所需的光學處理的圖案形成處理。換而言之，制造步驟得以 簡化.另外，存在使得設備能夠易于處理的另一種優(yōu)點。另一方面，在絲網(wǎng)印刷操作中，由于青通過形成于絲網(wǎng)掩模中的 圖案孔而印制于村底上，所以必須使得絲網(wǎng)掩模相對于村底準確定位。 另外，在上述電容型濕度傳感器中，由于尤其是傳感器構造的緊湊性 的要求，所以濕度感應薄膜必須具有高定位精度，因此保證絲網(wǎng)掩模 一定相對于襯底準確定位。為此，通常情況下，例如，當絲網(wǎng)掩模相對于襯底定位時，絲網(wǎng) 掩模就與模型襯底(即用于試驗目的的襯底)靠接并且膏為絲網(wǎng)印刷 式。于是，已經(jīng)通過圖案孔進行印刷的印刷區(qū)的定位情況就可以通過使用成像設備例如CCD照相機而進行檢測。于是，就將襯底定位于一 個階段上，以便于所檢測的印刷區(qū)和待印刷的區(qū)域可以變成大致相同
的位置。在這種定位情況下，可以進行印刷操作。然而，在絲網(wǎng)印刷操作的情況下，使得濕度感應薄膜厚度均勻就 特別困難。這種原因是由例如發(fā)生于邊緣區(qū)的所謂"鞍形"現(xiàn)象所致。 因此，為了使得薄膜厚度大致均勻的中心部分(其由邊緣部分所圍繞) 的有效區(qū)域設置于待印刷的村底上的該區(qū)域中，已將圖案孔設定成大 于待印刷的區(qū)域。另外，在絲網(wǎng)印刷操作的情況下，由于擠壓物滑動 以便于印膏，所以已經(jīng)實際印刷區(qū)域(濕度感應薄膜)的形狀和/或面 積或多或少不同于圖案孔。換句話說，待印刷襯底上的區(qū)域同模型襯 底上已經(jīng)實際印刷的區(qū)域的形狀和/或尺寸具有較大不同。這樣，即使 在對襯底進行定位操作同時將已印刷區(qū)用作參考區(qū)時，也存在不能以 高定位精度形成濕度感應薄膜的問題。上述電容型濕度傳感器通過包括以下部件而進行制造包括半導 體村底；形成于半導體襯底上的笫一絕緣薄膜； 一對電極;按照使得 第二絕緣薄膜覆蓋著一對電極的方式形成第二絕緣薄膜；以及按照使 得濕度感應薄膜覆蓋著這對電極和這對電極之間的空間的方式形成于 半導體襯底上的電容型濕度傳感器。 一對電極已經(jīng)按照使得這些成對 電極分別彼此相對地位于同一平面上的方式而形成于第一絕緣上。因 此，當其相對介電常數(shù)隨著濕度而變化的濕度感應薄膜已插入成對電 極之間時，就可以根據(jù)濕度感應薄膜的相對介電常數(shù)中的變化而檢測 到濕度。常規(guī)電容型濕度傳感器通過以下方式而設置，由電極和濕度感應 薄膜構造成的檢測單元形成于剛性襯底上，例如半導體襯底和玻璃襯 底。因此，在上述電容型濕度傳感器直接設置于具有彎曲平面的安裝 單元上時，由于這種常規(guī)電容型濕度傳感器與安裝單元局部接觸，所 以當外力施加于該傳感器上時就會存在使得濕度傳感器斷裂的風險。 例如，常規(guī)電容型濕度傳感器設置于車輛的擋風玻璃上以便被用于自 動空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的自動控制操作，其以能夠防止車輛擋風玻璃的成霧 現(xiàn)象作為目的之一。另外，可以構想這種傳感器設置結構。就是說，常規(guī)電容型濕度 傳感器通過緩沖構件而設置于安裝單元上，該緩沖構件擁有同安裝單 元的彎曲表面相一致而形成的彎曲表面。在這種傳感器設置結構中，
包含緩沖構件的傳感器的構造變大。因此，尤其是當濕度傳感器安裝 于擋風玻璃上時，這種濕度傳感器就可能干擾車輛乘客的視野從而產(chǎn) 生不利結果.在這種情況下，常規(guī)電容型濕度傳感器已被設置于平面單元(例 如緩沖板)中，該平面單元與具有彎曲平面的安裝單元分開。因此， 就可能或多或少地產(chǎn)生相對于實際待測量部分的誤差。通常，主要具有兩種不同類型的濕度傳感器，電阻型濕度傳感器 和電容型濕度傳感器。鑒于這些常規(guī)型濕度傳感器，發(fā)明人已經(jīng)初步研究了電容型濕度傳感器如具有圖16中所示結構的原型。圖16中示出了這種電容型傳感器的剖面結構。如這副圖中所示， 絕緣薄膜J2形成于半導體襯底Jl的正面，而且由多個溝槽J3分開的 多個電極J4也形成于其正面。多個溝槽J3的內(nèi)部由濕度感應材料J6 通過形成于這些多個電極J6正面的絕緣薄膜J5進行充填。在具有上述結構的濕度傳感器中，由于每個濕度感應構件的介電 常數(shù)"e"隨大氣內(nèi)的濕度而變化，所以形成于這些多個電極J4中的 電容也會改變。因此，這種濕度傳感器可以根據(jù)響應于電容變化的電 信號的變化情況來進行檢測。例如，這些內(nèi)容公開于日本公開專利申 請No. 2002-243689中，其與US 6， 445， 565-B1相應。在具有上述結構的濕度傳感器中，輸出響應于多個電極J4中所形 成的電容的電信號，從而使得這些電信號輸出變成模擬信號輸出。因 此，濕度傳感器的模擬輸出必須轉(zhuǎn)換成數(shù)字輸出。為此，就需要A/D 轉(zhuǎn)換器。因此，存在的問題就是濕度傳感器的電路設置結構變得復雜， 從而就使得濕度傳感器不可能結構緊湊。應當理解，已經(jīng)以濕度傳感器為實例進行了描述，但是類似問題 可以發(fā)生于使用上述工作模式的傳感設備中，例如紅外傳感器、壓力 傳感器。發(fā)明內(nèi)容鑒于上述問題，本發(fā)明的一個目的是提供一種能夠防止反應特性 降低的電容型濕度傳感器，同時提供一種用于制造上述電容型濕度傳 感器的方法。此外，本發(fā)明的另一個目的是提供一種能夠以較高定位精度印刷
的絲網(wǎng)印刷方法。此外，本發(fā)明的另一個目的是提供一種能夠產(chǎn)生數(shù)字傳感器輸出同時不需要A/D轉(zhuǎn)換器的傳感設備。電容型濕度傳感器包括檢測襯底，其包括置于檢測襯底第一側 上的檢測部分；包括電路部分的電路板。檢測部分根據(jù)檢測部分的電 容變化而對濕度進行檢測。電路部分將檢測部分的電容變化處理為電 信號。檢測部分電連接于電路部分上。檢測襯底還包括置于同檢測襯 底的第一側相對的檢測襯底第二側上的傳感器墊。傳感器墊用作電路 部分所用的連接端子。傳感器墊通過位于檢測襯底的通孔中的導體電 連接于檢測部分上。在上述傳感器中，檢測部分和電路部分形成于不同的板上，從而 使得檢測部分沒有保護膜例如凝膠。這樣，對濕度的反映情況得以改 進。優(yōu)選地，傳感器還包括密封構件。電路板還包括作為用于傳感器 墊的連接端子的第一墊.第一墊置于電路板的第一側上。第一墊電連 接于電路部分上。檢測襯底和電路板按照使得檢測襯底的第二側與電 路板的第一側接觸的方式堆疊。傳感器墊通過連接構件電連接于第一 墊上。密封構件為環(huán)形并且置于電路板的第一側與檢測襯底的第二側 之間，從而使得密封構件密封著傳感器墊和第一墊。在這種情況下， 可以防止腐蝕電極與電路部分之間的連接部分，即傳感器墊、第一墊 和連接構件。另外，可以減少傳感器的尺寸。優(yōu)選地，檢測部分包括一對梳齒電極和濕度感應薄膜。檢測襯底 由半導體襯底制成。梳齒電極彼此交錯以便使得梳齒電極隔開預定距離。濕度感應薄膜覆蓋著梳齒電極和該梳齒電極之間的空間。在這種 情況下，梳齒電極的相對面積增大。這樣，電極之間的電容變化就增 大。此外，襯底可以由玻璃村底或半導體襯底制成。通過使用半導體 襯底，就可以利用常規(guī)型半導體工藝來制造傳感器。這樣，就減少了 傳感器的制造成本。優(yōu)選地，濕度感應薄膜能夠根據(jù)大氣中的濕度來改變濕度感應薄 膜的相對電容率。電路板具有撓性以便使得電路板可以根據(jù)安裝部分 的曲率而變形。傳感器安裝于安裝部分上以便使得電路板的第二側與 安裝部分接觸。電路板的第二側與電路板的第一側相對，其中第一側
面向檢測村底。更優(yōu)選地，電路部分將梳齒電極之間的電容變化處理 為電信號。此外，提供了一種用于制造電容型濕度傳感器的方法。該方法包括以下步驟制備檢測村底，其包括置于檢測襯底第一側上的檢測部 分；制備包括電路部分的電路板；以及在檢測部分與電路部分之間進 行電連接。檢測部分能夠根據(jù)大氣中的濕度來改變檢測部分的電容。 電路部分將檢測部分的電容變化處理為電信號。制備檢測襯底的步驟包括在檢測襯底第二側上形成傳感器墊。檢測襯底的第二側同檢測襯 底的第一側相對。傳感器墊用作電路部分所用的連接端子。傳感器墊 通過位于檢測襯底的通孔中的導體電連接于檢測部分上。在由上述方法制造的傳感器中，檢測部分和電路部分形成于不同 的板上，從而使得檢測部分沒有保護膜例如凝膠。這樣，對濕度的反 映情況就得以改進。優(yōu)選地，制備電路板的步驟包括在電路板上形成第一墊作為用于 傳感器墊的連接端子的步驟。笫一塾置于電路板的第一側上。第一墊 電連接于電路部分上.電連接的步驟包括以下步驟按照使得檢測襯 底的第二側與電路板的第一側接觸的方式堆疊檢測襯底和電路板；通 過連接構件在傳感器墊與第一墊之間進行電連接；利用置于電路板的 第一側與檢測襯底的第二側之間的密封構件進行密封，從而使得密封 構件密封著位于傳感器墊與第一墊之間的連接部分。密封構件為環(huán)形。另外，提供了一種通過將絲網(wǎng)掩模應用于襯底上而通過絲網(wǎng)掩模 的圖案孔將絲網(wǎng)印刷膏應用于襯底上的方法。這種方法包括以下步驟 在絲網(wǎng)掩模中制備標準圖案孔來作為絲網(wǎng)掩模與襯底間的定位標準； 在襯底上形成定位圖案；通過將絲網(wǎng)掩模應用于模型村底上而將膏印 制于模型襯底上，從而通過標準圖案孔來將標準圖案印制于模型圖案 上；檢測模型襯底上標準圖案的定位情況；按照襯底上定位圖案的位 置與檢測步驟中檢測到的標準圖案的位置相 一致的方式使得襯底定 位；并且在定位步驟中令襯底定位的情況下通過將絲網(wǎng)掩模應用于襯 底上而使得膏印制于襯底上。定位圖案具有與標準圖案幾乎相同的形 狀。襯底上的定位圖案根據(jù)標準圖案孔與該圖案孔之間的定位關系而 形成。在這種情況下，襯底與絲網(wǎng)掩模能夠以高精度定位。優(yōu)選地，定位圖案包括多個彼此隔開預定距離的定位圖案部分。
更優(yōu)選地，位于襯底上的定位圖案部分夾入村底上的區(qū)域中。在印制 膏的步驟中，膏被通過圖案孔而印制于襯底的區(qū)域中.優(yōu)選地，襯底包括一對互相交錯的電極。膏包括濕度感應薄膜的 聚合物材料。圖案孔按照使得圖案孔與襯底上的濕度感應薄膜待形成 區(qū)域相對應的方式形成。濕度感應薄膜待形成區(qū)域覆蓋著電極和電極 之間的距離。更優(yōu)選地，襯底上的定位圖案由未被濕度感應薄膜覆蓋 的部分提供。此外，用于根據(jù)作為檢測目標的物理量生成輸出的傳感設備包括 解碼器；以及包括多個存儲單元的半導體襯底，其中每個單元包括用 于開關的晶體管和電容器。每個存儲單元中的晶體管包括源區(qū)、漏極 區(qū)和柵電極。源區(qū)和漏極區(qū)為第一傳導類型。柵電極按照使得柵電極 夾入源區(qū)與漏極區(qū)之間的方式通過柵絕緣薄膜而置于半導體襯底上。 每個存儲單元中的電容器包括溝槽、半導體區(qū)、介電薄膜和電容電極。 溝槽置于半導體襯底中。具有第一傳導類型的半導體區(qū)置于溝槽中并 且連接于源區(qū)上。介電薄膜能夠根據(jù)物理量的情況而改變介電薄膜的 介電常數(shù)，介電薄膜按照使得介電薄膜置于半導體區(qū)的表面上的方式 而嵌入溝槽中的半導體區(qū)中.電容電極按照使得電容電極面向溝槽的 方式通過絕緣薄膜而置于介電薄膜的表面上。每個存儲單元中的溝槽 具有在每個存儲單元中都不相同的開口面積。解碼器對存儲單元是處根;存儲S的狀態(tài)輸出^出信號。' '、' " "在上迷設備中，由于每個溝槽的開口面積不同，所以寫入每個存 儲單元的物理量也就不同。這樣，物理量就可以作為數(shù)值而獲得。因 此，傳感器設備在沒有A/D轉(zhuǎn)換器的情況下產(chǎn)生數(shù)字傳感輸出。優(yōu)選地，每個存儲單元中溝槽的寬度在每個存儲單元中各不相同， 從而使得溝槽的開口面積在每個存儲單元中各不相同，更優(yōu)選地，每 個存儲單元中溝槽的寬度可以通過對預定寬度進行二次或N次乘方來 獲得，其中N代表自然數(shù)。此外，用于根據(jù)作為檢測目標的物理量而生成輸出的傳感設備包 括解碼器；以及包括多個存儲單元的半導體襯底，其中每個單元包 括用于開關的晶體管和電容器。晶體管包括源區(qū)、漏極區(qū)和柵電極。 源區(qū)和漏極區(qū)為第一傳導類型。柵電極按照使得柵電極夾入源區(qū)與漏
極區(qū)之間的方式通過柵絕緣薄膜而置于半導體村底上。電容器包括一 對梳齒電極和介電薄膜。梳齒電極置于半導體襯底上。介電薄膜能夠 根據(jù)物理量的情況而改變介電薄膜的介電常數(shù)。介電薄膜充填梳齒電 極之間的空間。梳齒電極彼此隔開一定距離。每個存儲單元中的一對 梳齒電極的距離在每個存儲單元中各不相同。解碼器對存儲單元是處根^存儲器的狀態(tài)輸出i出信號。' ' ，； "在上述設備中，由于每個存儲單元中的電極之間的距離不同，所 以每個存儲單元中所寫入的物理量也不同。這樣，物理量就可以作為數(shù)值而獲得。因此，傳感器設備在沒有A/D轉(zhuǎn)換器的情況下產(chǎn)生數(shù)字 傳感輸出。


通過閱讀參看附圖進行的以下詳細描述，將會更清楚本發(fā)明的上 述及其它目的、特征和優(yōu)點。圖1A為示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的電容型濕度傳感器的平面 圖，圖1B為示出了沿圖1A中的線IB-IB剖開的傳感器的剖視圖；圖2 A為說明在用于制造傳感器的方法中的檢測襯底制備過程的剖 視圖，圖2B為說明方法中的電路板制備過程的剖視圖，圖2C為說明 方法中的連接過程的剖視圖，均根據(jù)第一實施例；圖3為根據(jù)第一實施例的變型的示出了電容型濕度傳感器的剖視圖；圖4A為示出了根據(jù)本發(fā)明笫二實施例的電容型濕度傳感器的平面 圖；圖4B為示出了沿圖4A中的線IVB-IVB剖開的傳感器的剖視圖；圖5A為說明在用于制造傳感器的方法中的電極成形過程的剖視 圖，圖5B為說明方法中的印刷過程的剖視圖，圖5C為說明方法中的 濕度感應薄膜成形過程的剖視圖，均根據(jù)第二實施例；圖6為根據(jù)第二實施例的對比方案的用于定位的對比方法的平面圖；圖7A至7C為根據(jù)第二實施例的示出了標準圖案孔和定位圖案的 平面圖；圖8 A為說明了在印刷過程中對模型村底進行印刷的印刷步驟的剖
視圖，圖8B為說明了在印刷過程中對標準進行檢測的位置檢測步驟的 剖視圖，圖8C為說明了在印刷過程中對半導體襯底進行定位的定位步 驟的剖視圖，圖8D為說明了對半導體襯底進行印刷的印刷步驟的剖視 圖，均根據(jù)第二實施例；圖9A和9B為示出了根據(jù)第二實施例的變型的標準圖案孔的平面圖；圖10A為示出了根據(jù)本發(fā)明笫三實施例的電容型濕度傳感器的平 面圖；圖IOB為示出了沿圖IOA中的線XB-XB剖開的傳感器的剖視圖；圖11A為示出了安裝于車輛擋風玻璃上的傳感器的安裝狀態(tài)的示 意性透視圖；圖IIB為示出了圖11A中的傳感器的局部放大剖視圖， 均根據(jù)第三實施例；圖12為示出了根據(jù)本發(fā)明的笫四實施例的濕度傳感器的感應部分 的局部放大剖視圖；圖13為示出了根據(jù)第四實施例的感應部分中存儲單元之一的等效 電路圖；圖14為示出了根據(jù)第四實施例的濕度傳感器的示意性電路圖； 圖15為示出了根據(jù)本發(fā)明第五實施例的濕度傳感器的感應部分布置情況的平面圖；以及圖16為示出了根據(jù)第四實施例的對比方案的作為原型的濕度傳感器感應部分的局部放大剖視圖。
具體實施方式
(第一實施例)圖1A和1B為用于示意性示出根據(jù)第一實施例模式的電容型濕度 傳感器300的結構的筒圖；圖U為用于表示這種電容型濕度傳感器300 的平面圖；而圖1B為示出了沿圖1A中的線IB-IB剖開的濕度傳感器 的剖視圖。應當指出為方便起見，在圖1A中，對位于濕度感應薄膜和第二絕緣薄膜之下的一對電極按照輸電模式進行示出。如圖1A和1B中所示，電容型濕度傳感器300由檢測板100和電 路板200構造成。其電容隨著濕度而變化的檢測單元提供于檢測板100 的一個平面的一側上。用于處理檢測單元電容變化的電路單元提供于 電路板200上。
首先，對檢測板100進行描述。參考標號110示出了用作襯底的半導體襯底，并且在該第一實施例模式中半導體襯底iio由硅制成。隨后， 一對電極131和132通過用作絕緣薄膜的氧化硅薄膜120而形 成。電極131和132的設置方式使得這些電極131和132彼此隔開并 且彼此相對地位于氧化硅薄膜120上的同一平面上。盡管對電極131和132的形狀并不作具體限制，但是在該第一實 施例模式中，如圖1A中所示，相應電極131和132由共用電極部分131a 和132a和多個梳齒狀電極部分131b和132b(圖1中有三個電極部分) 構造成。這些多個梳齒狀電極部分131b和132b從共用電極部分131a 和132a分別沿著一個方向延伸。于是，將一對電極131和132設置成 使得一對電極131和132的梳齒狀電極部分131b和132b互相交替排 列。如前面所述，由于梳齒狀形狀被用作一對電極131和132的形狀， 而可以使得電極131和132的設置面積變小，所以就可以使得梳齒狀 電極部分131b和132b彼此相對放置于的這些面積變大。因此，隨著 其周圍部分的濕度變化而變化的電極131和132之間的靜電電容的變 化量增加，從而就可以改進電容型濕度傳感器300的靈敏度。就電極131和132而言，可以使用布線材料例如Al、 Ag、 Au、 Cu、 Ti、 Poly-Si等等。然而，由于相對于水分具有抗腐蝕特性的貴金屬(Au 等等)成本較高并且在半導體過程中構成污染源，所以在第一實施例 模式中，這些電極131和132可以使用鋁(即Al )來制造，而鋁電極 成本低并且可以在半導體過程中進行制造。因此，在第一實施例模式中，氮化硅薄膜140在半導體襯底110 上形成為保護膜，以便使得這種氮化硅薄膜140覆蓋著這些成對電極 131和132。因此，可以抑制由水分所引起的對這些電極131和132的 腐蝕。由具有吸濕性的聚合物材料所制成的濕度感應薄膜150形成于氮 化硅薄膜140上，以便使得這種濕度感應薄膜150覆蓋著這些電極131 和132中的一對以及這些電極131和132之間的空間?？梢允褂镁酆?物材料、聚酰亞胺、丁酸/乙酸纖維素等等。在第一實施例模式中，濕 度感應薄膜150通過使用聚酰亞胺而形成。成對電極131和132和濕 度感應薄膜150構成檢測單元。應當理解，在圖1A中，虛線所圍繞的 矩形區(qū)域表示濕度感應薄膜150在此形成的區(qū)域。
另外，如圖1A中所示，電極墊131c和132c形成于電極131和132 的邊緣部分。于是，通孔160就形成于半導體襯底110和氧化硅薄膜 120中，同時將電極墊131c和132c用作底部。電極墊131c和132c通 過通孔160內(nèi)的導體161而形成于電極131和132的半導體襯底110 的背面上.電極墊131c和132c電連接于傳感器墊162上，其用作用 于連接電路板200的電路單元的連接端子。該連接器墊162棵露以便 連接于連接電路板200的電路單元上。至于導體161的結構材料，如 果該導體161可以設置于通孔160內(nèi)，那么對此就沒有具體限制。第 一實施例模式中，該導體161通過類似于在第一實施例模式中電極131 和132的方式使用鋁而形成。應當指出，參考標號163表示絕緣層，接下來，對電路板200進行描述。在圖1B中，參考標號210示出 了用作襯底的半導體襯底，在第一實施例模式中，半導體襯底210由 硅制成。隨后，電路單元230形成于半導體襯底210的正面上。這種 電路單元230 (例如，包含用于將電容轉(zhuǎn)換成電壓的C-V轉(zhuǎn)換單元)對 電極131和132之間所限定的電容變化進行處理以便獲得電信號。該 電路單元230由例如CMOS晶體管等等構造成。在第一實施例模式中， 為簡潔起見，只表示了電路單元230內(nèi)的布線部分，同時這種布線部 分由Al制成并且通過用作絕緣薄膜的氧化硅薄膜220形成于半導體襯 底210上。另外，第一墊231在氧化硅薄膜220上形成為連接端子。第一墊 231通過布線單元(未示出)連接于電路單元230上，這個連接端子被 用于連接于檢測板100的傳感器墊162上。另外，第二墊232在處于 堆疊層狀況(稍后將進行討論)下的第一墊231外周側上的未被檢測 板100覆蓋的區(qū)域中形成為外部連接端子，以便于將電路單元230中 所處理的信號導出至外部單元。這個外部連接端子通過布線單元(未 示出)電連接于電路單元230上。還應當指出在第一實施例模式中， 第一墊231和第一墊232都通過類似于在第一實施例模式中電極131 和132的方式使用鋁而形成。另外，參考標號240表示氮化硅薄膜，其用作能夠防止電路單元 230腐蝕的保護膜。第一墊231和第二墊232相對于氮化硅薄膜240而 棵露.在上述結構中進行制造的檢測板100和電路板200被堆疊，以便
使得形成檢測板100的平面的傳感器墊與形成電路板200的平面的第 一墊位置相對。在這種堆疊情況下，檢測板100的傳感器墊162通過 連接材料310(例如焊料)連接于電路板200的第一墊231上。換句 話說，由于傳感器墊162連接于位于形成電極131和132的成形平面 背面?zhèn)鹊牡谝粔|231上，這些電極131和132電連接于電路單元230 上。另外，密封構件320按照環(huán)形形狀設置于檢測板100的傳感器墊 成形平面和電路板200的第一墊成形平面之間。因此，傳感器墊162 與第一墊231之間的連接部分和電路單元230都按照氣密方式密封。 至于密封材料230，在材料設置于檢測板100的傳感器墊成形平面和電 路板200的第一墊成形平面之間的情況下，如果這種材料既能夠以氣 密方式對傳感器墊162與第一墊231之間的連接部分進行密封，又能 夠以氣密方式對電路單元230以及傳感器墊成形平面和第一墊成形平 面進行密封，那么就可以使用任何密封材料。在第一實施例模式中， 應用環(huán)氧系列粘合劑作為密封材料320以便按照氣密方式對連接部分 和電路單元230進行密封，并且還便于將檢測板100固定于電路板200 上。因此，傳感器墊162 (電極131和132 )與第一墊231 (電路單元 230 )之間的連接的可靠性得以提高。而且，形成于密封構件320的設置位置的外周側上的第二墊232 由保護構件330進行保護。這個保護構件330用于防止腐蝕第二墊232。 在第一實施例模式中，將硅凝膠應用于保護構件330上。應當指出， 盡管第二墊232已經(jīng)通過粘結線等等連接于外部單元上，但是為了簡 潔起見，在第一實施例模式中對其進行了省略。在使用上述結構的電容型濕度傳感器300中，當水分滲透入濕度 感應薄膜150中時，由于水分擁有較大的相對介電常數(shù)，所以濕度感 應薄膜150的相對介電常數(shù)就隨著滲透過的水分的量而變化。因此， 當濕度感應薄膜150被用作電介質(zhì)的一部分時，由這些電極131和132 的一對所構成的電容器的靜電電容就會變化，隨后這種電容變化由電 路單元230來進行處理以便轉(zhuǎn)換成電壓。濕度感應薄膜150中所包含 的水分的量可以同電容型濕度傳感器300周圍的濕度相對應，從而可 以根據(jù)這些電極131和132中一對之間的靜電電容來檢測濕度。接下來，將參看圖2A至2C，對用于制造使用上述結構的電容型濕
度傳感器300的方法進行說明。圖2為剖視圖，其用于表示電容型濕 度傳感器300的制造方法所用的制造步驟的實例；圖2A表示檢測板制 備步驟；圖2B表示電路板制備步驟；圖2C代表連接步驟，首先，進行檢測板制備步驟。就是說，如圖2A所示，利用例如CVD (化學汽相淀積)方法使得相當于絕緣薄膜的氧化硅薄膜120形成于 半導體襯底110的正面，并且通過使用例如汽相淀積方法而使得鋁(即 Al)沉積于氧化硅薄膜120上，隨后，使得沉積的鋁組成圖案以便形 成電極131和132。在形成電極131和132之后，利用例如等離子CVD 方法來制造相當于保護膜的氮化硅薄膜140從而使得該氮化硅薄膜140 覆蓋著電極131和132的上部以及電極131和132之間的空間。于是， 濕度感應薄膜150就形成于氮化硅薄膜140上的預定區(qū)域中，從而使 得該氮化硅薄膜140覆蓋著電極131和132的上部，并且還覆蓋著電 極131和132之間的空間。在這種情況下，至于用于形成濕度感應薄膜150的方法，可以使 用旋轉(zhuǎn)涂敷法和絲網(wǎng)印刷法。在第一實施例模式中，絲網(wǎng)印刷法是通 過使用由聚酰亞胺的前體(即其中使用聚酰胺酸作為基本骨架的濕度 感應薄膜的前體)制成的膏來實現(xiàn)，以便使得這種膏沉積于相當于半 導體襯底11的最上部正面的氮化硅薄膜140上，其后，這種沉積的膏 被以預定溫度加熱并硬化(以便形成酰亞胺)，從而形成由聚酰亞胺制 成的濕度感應薄膜150。此外，構成相對于電路板200的連接端子的傳感器墊162形成于 半導體村底110的電極成形平面的背面上。掩模(未示出)形成于半 導體襯底110的背面，隨后，通過使用例如TMAH溶液(氫氧化四曱基 銨溶液)之類的蝕刻流體對半導體襯底110進行蝕刻。在蝕刻過程之 后，位于半導體襯底110的蝕刻區(qū)域上的氧化硅薄膜120就被去除， 然后形成通孔160同時將傳感器墊162用作底部。然后，在絕緣層163形成于半導體襯底110的電極成形平面的背 面和通孔160的側面之后，例如，使得鋁從半導體襯底110的背面?zhèn)?進行汽相淀積并且使得沉積的鋁組成圖案。因此，導體161就形成于 通孔160之內(nèi)，并且連接于該導體161上的傳感器墊162也形成于半 導體襯底110的電極成形平面的背面上。應當指出，關于用于形成通 孔160、導體161和傳感器墊162的方法，本發(fā)明并不只限于上述實施 例。例如，當形成導體161時，可以交替使用絲網(wǎng)印刷法和噴墨印刷 法。優(yōu)選地，在通孔160內(nèi)提供大量金屬。接下來，進行電路板制備步驟。就是說，利用例如離子注入法、 熱擴散法、CVD法等等使得電路單元230的一部分形成于半導體襯底 210的表面上。隨后，利用例如CVD法形成相當于絕緣薄膜的氧化硅薄 膜220并且形成接觸孔(未示出)。其后，通過使用例如汽相淀積法使 得鋁沉積于氧化硅薄膜220上。隨后，由于沉積的鋁組成圖案，所以 形成電路單元230、第一墊231以及第二墊232，另外形成了用于使得 電路單元230、第一墊231以及第二墊232彼此連接的布線部分(未示 出)。此外，在第一實施例模式中，利用例如等離子體CVD法就使得相 當于保護膜的氮化硅薄膜240形成于這些結構元件上。在這種情況下， 為了使得電路板200電連接于檢測板IOO和外部單元上，形成于第一 墊231和第二墊232上的氮化硅薄膜240通過蝕刻過程被去除。應當 指出，關于檢測板制備步驟和電路板制備步驟的制造時序，可以首先 進行這些制備步驟中的任何一個，或者按照并行的方式交替進行。然后，在制備檢測板100和電路板200的情況下，進行連接步驟。就是說，當連接材料(即笫一實施例模式中的焊接材料)涂敷于電路 板200的笫一墊231上時，例如在對檢測板100進行定位以便使得傳 感器墊162與第一墊231位置相對的情況下，加熱工具(未示出)與 檢測板100的電極成形平面靠接。然后，加熱工具對該電極成形平面 進^f亍加熱，同時加熱工具沿著電路板200的方向?qū)﹄姌O成形平面施加 壓力。因此，連接材料310熔化從而使得傳感器墊162連接于第一墊 231上，進而使得電極131和132電連接于電路單元230上。在將傳感器墊162連接于笫一墊231上之后，用作密封構件320 的環(huán)氧系列粘合劑被注入環(huán)形形狀中，進入形成于檢測板100的傳感 器墊成形平面和電路板200的第一墊成形平面之間的間隙中，隨后， 對這種環(huán)氧系列粘合劑進行加熱以便于硬化。因此，傳感器墊162與 第一墊231之間的連接部分以及電路單元230通過檢測板100的傳感 器墊成形平面、電路板200的笫一墊成形平面以及密封材料320而被 以氣密方式密封。這樣，就按照上述制造方式來制造電容型濕度傳感 器300。
應當指出，由于第二墊232相當于用來將電路單元230所處理的 信號導入外部單元的外部連接端子，所以例如在完成對電容型濕度傳 感器300的特性調(diào)查之后或者在通過粘結線(未示出)將第二墊232 連接于外部單元上之后，第二墊232 (及其連接部分)由保護材料330 例如硅凝膠覆蓋/保護以便防止其被腐蝕。應當指出，盡管已通過粘結 線等等將第二墊232連接于外部單元上，但是為了簡潔起見，在這個 第 一 實施例模式中還是將其省略。如前面所述，根據(jù)第一實施例模式的電容型濕度傳感器300的結 構，由電極31、 32和濕度感應薄膜50構成的檢測單元以及電路單元 230提供于不同的板IOO和200上。用作與電路單元230連接的連接端 子的傳感器墊162提供于檢測板100中的檢測單元成形平面的背面上， 因此，由于保護材料例如凝膠不需要提供于檢測單元上，這就不同于 常規(guī)電容型濕度傳感器，從而可以避免降低這種電容型濕度傳感器300 的反應特性。另外，在第一實施例模式中，在對檢測板100和電路板200進行 堆疊以便使得檢測板100的傳感器墊成形平面和電路板200的笫一墊 成形平面位置相對的情況下，連接器墊162通過連接材料310而連接 于第一墊231上。另外，該連接部分通過傳感器墊成形平面、第一墊 成形平面和密封構件320而相對于外部大氣以氣密方式被密封。因此， 就能夠防止對傳感器墊162與第一墊231之間的連接部分的腐蝕，另 外可以使得沿平面方向的傳感器300的構造更加緊湊。換句話說，如 果這個傳感器300的尺寸沿著平面方向等于常規(guī)型傳感器的尺寸，那 么這個傳感器300的檢測單元的面積就可以大于常規(guī)型傳感器的檢測 單元的面積，從而使得這個傳感器300的靈敏性得以改進。另外，當電路單元230和第一墊231形成于半導體襯底210的同 一平面?zhèn)壬蠒r，電路單元230通過傳感器墊成形平面、第一墊成形平 面和與第一墊231相結合的密封構件320而相對于外部大氣以氣密方 式被密封。因此，即使用作保護膜的氮化硅薄膜240并未提供于電路 單元230 (氧化硅薄膜210)上，仍可以防止電路單元230被腐蝕。應 當理解，在這個第一實施例模式中，氮化硅薄膜240在電路板200形 成后直到連接步驟之間的步驟中形成，以便避免電路單元230受到外 部大氣的不利影響。
另外，第二墊232形成于位于密封構件320設置位置的外周側上 的電路板200的第一墊成形平面上。這個第二墊232用于將電路單元 230所處理的信號導入外部單元。因此，例如，即使在傳感器墊162與 第一墊231之間的連接部分已經(jīng)通過密封構件320而以氣密方式被先 密封的情況下，試驗裝置與第二墊232靠接以便進行特性試驗，或者 傳感器300可以通過第二墊232電連接于外部單元上。另外，由于第 二墊232提供于不同于電極成形平面的平面上，所以在電極131和132 以及濕度感應薄膜150未被覆蓋時，第二墊232仍可以被保護材料330 所覆蓋/保護。盡管已經(jīng)對于本發(fā)明的優(yōu)選實施例模式進行了描述，但是本發(fā)明 并不僅限于上述實施例模式，而是可以改進成各種模式。在所示例的第一實施例模式中，將由硅制成的半導體襯底110用 作構成檢測板100的板，而電極131和132都通過氧化硅薄膜形 成于這個半導體襯底110上。如前面所述，如果將半導體襯底110用 作襯底，那么檢測板100可以利用通用半導體過程而形成，從而令制 造成本得以簡化。然而，對于襯底，可以使用絕緣襯底例如玻璃襯底。類似地，在所示例的第一實施例模式中，將半導體襯底210用作 構成電路板200的板，電路板200通過使用半導體過程而形成。然而， 電路板200并非只限于上述實例，而是可以使用陶瓷和樹脂作為板。另外，在所示例的第一實施例模式中，電路單元230還通過檢測 板100的傳感器墊成形平面、電路板200的第一墊成形平面以及密封 構件320而以氣密方式被密封。換句話說，所示例的這個實例中電路 單元230和第一墊231形成于半導體襯底210的同一平面?zhèn)壬?。然而?如圖3中所示，替代地，傳感器300構造成使得電路單元2"提供于 第一墊成形平面的背面?zhèn)?。就是說，圖3為示意性地示出了這個第一 實施例模式的變型的剖視圖，即與圖1B相應。在這種替代結構的情況下，電路單元230可以由保護材料330如 硅凝膠覆蓋。應當理解，在圖3中，參考標號2S0表示形成于半導體 襯底210中的通孔，參考標號251表示通孔250內(nèi)的導體，參考標號 252表示絕緣層，并且電路單元230還通過電路單元230的邊緣墊2Ma 連接于導體251上。另外，當?shù)诙|232提供于電路單元230的成形 平面?zhèn)壬蠒r，這個第二墊232就由保護材料330覆蓋/保護。然而，由
于在圖1A和圖1B所示的傳感器結構中，保護材料330并未提供于第 一墊成形表面的背面?zhèn)壬希匝刂询B層方向的傳感器的構造可以 變得結構緊湊。應當理解，其中堆疊著檢測板100和電路板200的結構并非僅限 于上述結構。替代地，可以使用另一種結構，例如，其中只有一個第 二墊232形成于第一墊成形平面的背面?zhèn)壬?，另外，為了將電極131和132電連接于電路單元230上，本發(fā)明 并非僅限于檢測板100和電路板200互相堆疊的結構。例如，提供于 電極成形平面背面上的傳感器墊161和第一墊231可以通過使用結合 線而互相連接。如果使用這種結構，其中至少一個用于連接外部單元 的連接端子并未提供于檢測板100的電極成形平面?zhèn)壬?，那么保護材 料33就并未設置于由電極131和132以及濕度感應薄膜150構成的檢 測單元上。因此，就可以防止反應特性的降低。另外，在所示例的第一實施例模式中， 一對電極131和132按照 梳齒狀方式形成。然而，如果這種結構通過將濕度感應薄膜150插入 這些電極131和132的一對之間來制成，那么對于檢測單元的結構就 沒有具體限制。(第二實施例)應當理解，在下述實施例模式中，將根據(jù)本發(fā)明的絲網(wǎng)印刷法應 用于形成電容型濕度傳感器400的濕度感應薄膜，該傳感器400是通 過將濕度感應薄膜插入一對電極之間來進行制造，同時濕度感應薄膜 的相對介電常數(shù)隨著濕度情況而變化，參看圖4A和4B,首先對電容型濕度傳感器400的示意性結構進行 描述。圖4A為用于表示這種電容型濕度傳感器400的平面圖；圖4B 為示出了沿圖4A中的線IVB-IVB剖開的傳感器的剖視圖。應當指出， 為方便起見，在圖4A中，對位于濕度感應薄膜和第二絕緣薄膜之下的 一對電極以晶體管的方式示出。另外，在圖4A和4B中，只示出了檢 測單元的周圍部分。在檢測單元中，電容隨著其周圍部分的濕度變化 而變化。在圖4A中，參考標號210示出了用作襯底的半導體襯底，并且在 該實施例模式中半導體襯底210由硅制成。隨后，用作第一絕緣薄膜
的氧化硅薄膜220形成于半導體襯底210的上部平面上。 一對電極131 和132的設置方式使得這些電極131和132彼此隔開并且彼此相對地 位于氧化硅薄膜220上的同一平面上。盡管對電極131和132的形狀并不作具體限制，但是在該實施例 模式中，如圖4A中所示，相應電極131和132由共用電極部分131a 和132a和多個梳齒狀電極部分131b和132b構造成。這些多個梳齒狀 電極部分131b和132b從共用電極部分131a和132a分別沿著一個方 向延伸。于是，將一對電極131和132設置成使得一對電極131和132 的梳齒狀電極部分131b和132b互相交替排列。如前面所述，由于梳 齒狀形狀被用作一對電極131和132的形狀，而可以使得電極131和 132的設置面積變小，所以就可以使得梳齒狀電極部分131b和132b彼 此相對放置于的這些面積變大。因此，隨著其周圍部分的濕度變化而 變化的電極131和132之間的靜電電容的變化量增加，從而就可以改 進電容型濕度傳感器400的靈敏度。就電極131和132而言，可以使用布線材料例如Al、 Ag、 Au、 Cu、 Ti、 Poly-Si等等。在這個笫一實施例模式中，這些電極131和132可 以使用鋁(A1)來制造。應當指出，梳齒狀電極部分131b和132b相 應于限定于專利的權利要求范圍內(nèi)的電極，而共用電極部分131a和 132a相應于限定于專利的權利要求范圍內(nèi)的布線部分。另外，在這個實施例模式中，氮化硅薄膜240在半導體襯底210 上形成為第二絕緣薄膜，以便使得這種氮化硅薄膜140覆蓋著這些成 對電極131和132。因此，可以抑制由水分所引起的對這些電極131和 132的腐蝕。例如，在電極131和132擁有相對于水分的抗腐蝕特性的 情況下，濕度傳感器400可以在沒有氮化硅薄膜240的情況下進行設 定。如圖4A中所示，應當指出，當用作外部連接端子的電極墊131c 和132c形成于電極131和132的邊緣部分時，這些電極131和132就 通過這些電極墊131c和132c連接于用于校正輸出的校正電路和用于 檢測靜電電容變化量的信號處理電路上。這些電極墊131c和132c必 須棵露以便連接于校正電路等等上，因而這些電極墊131c和132c并 未被氮化硅薄膜240覆蓋。另外，在這個實施例模式中，由于將半導 體襯底210用作用于構造電容型濕度傳感器400的襯底，所以上述校 正電路等等可以形成于同一襯底上。由具有吸濕性的聚合物材料所制成的濕度感應薄膜150形成于氮 化硅薄膜240上以便使得這種濕度感應薄膜150覆蓋著這些電極131 和132中的一對以及這些電極131和132之間的空間。對于聚合物材 料而言，可以使用聚酰亞胺、丁酸/乙酸纖維素等等。在這個實施例模 式中，濕度感應薄膜150通過使用聚酰亞胺而形成。應當指出，就成 形方法而言，應用了能夠通過光學處理而去除圖案形成操作的絲網(wǎng)印 刷法。稍后將對這種制造方法進行說明。在使用上述結構的電容型濕度傳感器400中，當水分滲透入濕度 感應薄膜150中時，由于水分擁有較大的相對介電常數(shù)，所以濕度感 應薄膜150的相對介電常數(shù)就隨著滲透過的水分的量而變化。因此， 當濕度感應薄膜150被用作電介質(zhì)的一部分時，由這些電極131和132 的一對所構成的電容器的靜電電容就會變化。濕度感應薄膜150中所 包含的水分的量可以同電容型濕度傳感器400周圍的濕度相對應，從 而可以根據(jù)這些電極131和132中一對之間的靜電電容來檢測濕度。接下來，將參看圖5A至5C，對用于制造電容型濕度傳感器400的 方法進行說明。圖5A至5C為剖視圖，其用于表示根據(jù)這個實施例模 式的電容型濕度傳感器400的制造方法的制造步驟；圖5A表示電極成 形步驟；圖5B表示印刷步驟；圖5C代表濕度感應薄膜形成后的步驟。 應當理解，盡管半導體襯底210通常在晶片狀態(tài)下提供，但是為方便 起見，只示出了其一部分。首先，如圖5A所示，進行電極成形步驟。利用例如CVD (化學汽 相淀積)法使得相當于第一絕緣薄膜的氧化硅薄膜形成于半導體 襯底210的正面上，隨后，利用例如汽相淀積法通過使用Al而形成電 極131和132(這個圖中示出了梳齒狀電極部分131b、132b和墊131c)。 在這個實施例模式中，在這個步驟中，還利用例如等離子CVD法來制 造相當于第二絕緣薄膜的氮化硅薄膜240從而使得該氮化硅薄膜240 覆蓋著電極131和132的上部，并且還覆蓋著電極131和132之間的 空間。接下來，如圖5B中所示，進行用于形成濕度感應薄膜150的印刷 步驟。在這個印刷步驟中，在電極131和132形成后，半導體襯底210 被輸送入絲網(wǎng)印刷設備中，隨后，絲網(wǎng)印刷設備通過使用膏410來執(zhí) 行絲網(wǎng)印刷操作，膏410包含相應于濕度感應薄膜150的結構材料的 聚合物材料。具體而言，對絲網(wǎng)掩模420進行制備以便提供相當于濕度感應薄 膜150的成形區(qū)的圖案孔421，同時通過將乳劑423涂敷于網(wǎng)篩422(例 如具有250個網(wǎng)孔的不銹鋼絲網(wǎng))上來制作絲網(wǎng)掩模420。隨后，該 絲網(wǎng)掩模420與半導體襯底210的正面(電極131和132的成形平面 .側)靠接。其后，將由聚合物的前體(即其中使用聚酰胺酸作為基本 骨架的濕度感應薄膜的前體)制成的膏410應用于這個絲網(wǎng)掩模420 上。由于擠壓物130滑動，所以膏410通過位于相當于半導體襯底210 的最上部正面的氮化硅薄膜240上的圖案孔421而被印刷。另外，在 印刷步驟之后，當印刷膏410被以預定溫度加熱并硬化(以便形成酰 亞胺)時，就形成由聚酰亞胺制成的濕度感應薄膜150,如圖5C中所 示。然后，在切割步驟(未示出)中對濕度感應薄膜150進行處理以便將其切成芯片單元。另一方面，在上述電容型濕度傳感器400中，由于所制造的傳感 器構造緊湊，所以就需要濕度感應薄膜150的位置精度，因而，絲網(wǎng) 掩模420必須相對于半導體襯底210準確定位。關于這種需求，在常規(guī)型絲網(wǎng)印刷操作中，可以實行以下方法。 就是說，首先，絲網(wǎng)掩模420與模型襯底(即，例如，并未形成電極 131、 132等等的半導體襯底210)靠接，膏為絲網(wǎng)印刷式。于是，已 經(jīng)通過圖案孔421進行印刷的印刷區(qū)的定位情況就可以通過使用成像 設備例如CCD照相機而進行檢測。于是，就將半導體村底210定位于 一個階段上，以便于所檢測的印刷區(qū)和濕度感應薄膜成形區(qū)(將要形 成濕度感應薄膜的區(qū)域)可以變成大致相同的位置。在這種定位情況 下，就可以進行印刷操作。然而，在絲網(wǎng)印刷操作的情況下，使得印刷于半導體襯底210正 面的膏410 (即濕度感應薄膜150)厚度均勻就特別困難。這種原因是 由例如發(fā)生于邊緣區(qū)的所謂"鞍形"現(xiàn)象所致。因此，如圖6中所示， 由于所制作的半導體襯底210中濕度感應薄膜成形區(qū)50a大于絲網(wǎng)掩 模420的圖案孔421(圖6中虛線所圍繞的區(qū)域)，所以可以使得膏410 的薄膜厚度大致均勻的有效區(qū)域設置于濕度感應薄膜成形區(qū)450a中。另外，在絲網(wǎng)印刷操作的情況下，由于擠壓物430滑動以便于印
刷膏410，所以實際印刷區(qū)域(濕度感應薄膜)的形狀和/或尺寸由于 網(wǎng)篩422的延伸而或多或少不同于圖案孔421的形狀和/或尺寸。因此， 例如，如圖6中所示，半導體襯底210的濕度感應薄膜成形區(qū)450a與 已實際印刷于模型襯底上的印刷區(qū)450b之間在形狀和/或尺寸上存在 不同。這樣，即使在對半導體村底210進行定位操作同時將印刷區(qū)450b 用作參考區(qū)時，也不能以較高定位精度形成濕度感應薄膜150。應當指 出，圖6是用于說明常規(guī)定位操作的示意圖，在圖6中，為方便起見， 印刷區(qū)450b的形狀被制成等于圖案孔421 (和濕度感應薄膜成形區(qū) 450a)的形狀。在這個第一實施例模式中，上述印刷步驟(圖5B)按照下述方法 而進行?，F(xiàn)在將使用圖7A至圖7C和圖8A至圖8D來對這種印刷步驟 進行說明。圖7A至圖7C是用于說明參考圖案孔和定位圖案的簡圖。 另外，圖8是用于更詳細地說明圖5B中所示的印刷步驟的簡圖；圖8A 說明性地示出了對模型襯底的印刷操作；圖8B說明性地示出了參考圖 案的位置檢測操作；圖8C說明性地表示半導體襯底10的定位操作； 以及圖8D說明性地示出了對半導體襯底10的印刷操作。如圖7A中所示，在這個實施例模式中，參考圖案孔424形成于絲 網(wǎng)掩模420上，同時參考圖案孔424構成相對于該絲網(wǎng)掩模420和半 導體襯底210的定位參考。具體而言，通過夾入形成濕度感應薄膜150 的圖案孔421,而將多個(總共4件)圓形參考圖案孔424提供于這些 參考圖案孔124位置彼此相對的位置處。這些參考圖案孔424中每一 個的直徑都設置在大于或等于100nm與小于或等于1000 pm的范圍 (例如300jim)內(nèi)。另外，如圖7B中所示，形狀和尺寸大致等于參考圖案460a的定 位圖案460b形成于半導體襯底210上，以便響應于圖案孔421與參考 圖案孔424之間的位置關系，如圖7c中所示。通過參考圖案孔424(即 圖7B中虛線所圍繞的區(qū)域)沿著半導體襯底210的平面方向進行印刷 參考圖案460a。具體而言，在用于形成電容型濕度傳感器400的芯片 中，定位圖案460b通過使得氮化硅薄膜240沉積于預定區(qū)域上并且使 得氮化硅薄膜240還沉積在不同于用來形成電容型濕度傳感器400的 芯片區(qū)的預定位置上而形成。替代地，定位圖案460b可以根據(jù)通過參 考圖案孔424而預先印刷于半導體襯底210上(在形成結構元件直至
氮化硅薄膜240的情況下)的形狀來形成，或者根據(jù)通過參考圖案孔 424而預先印刷于模型襯底上的形狀來形成.于是，在制備具有上述結構的絲網(wǎng)掩模420和半導體襯底210的 情況下(在形成氮化硅薄膜240并且通過這個氮化硅薄膜240形成定 位圖案的情況下)，首先，如圖8A中所示，模型襯底470 (即并未形成 電極131和132的半導體襯底210)被暫時定位并固定于絲網(wǎng)印刷設備 的平臺440上。其后，平臺440被進給至絲網(wǎng)掩模420的設定位置， 同時絲網(wǎng)掩模420與模型襯底470靠接，對成為濕度感應薄膜150的 膏410進行印刷。同時，模型襯底470的印刷條件與半導體襯底210 的印刷條件(稍后將進行說明)大致相同。在這個實施例模式中，對 平臺440的高度進行調(diào)節(jié)，就可以使得絲網(wǎng)掩模420的下部平面與模 型襯底470的正面之間的間隔與絲網(wǎng)掩模420的下部平面與半導體襯 底210的正面之間的間隔大致相等。另外，對于模型襯底470,可以替 代地使用與半導體襯底210大致相同厚度的襯底。接下來，在平臺440從絲網(wǎng)掩模420的設定位置返回至襯底設定 位置的情況下，印刷于掩模村底470上的參考圖案460a通過安裝于村 底設定位置上方的CCD照相機而成像，以便檢測參考圖案460a相對于 平臺440的位置(坐標值)。具體而言，參考圖案460a的坐標值由定 標器(沿x方向和y方向的兩組定標器)所限定，這些坐標值按照與 參考圖案460a的圖像重疊的方式而顯示于監(jiān)控器上。在確定參考圖案460a的位置之后，將模型襯底470從平臺440上 拆下，隨后將半導體襯底210放置于平臺440上以便固定于平臺上。 具體而言，如圖8C中所示，定位圖案460b通過CCD照相機480成像， 然后對半導體村底210的位置進行調(diào)整以便使得定位圖案460b與定標 器所確定的位置一致。然后，在這種定位情況下，平臺440被輸送至絲網(wǎng)掩模420的安 裝側，隨后，如圖8D中所示，絲網(wǎng)掩模420與半導體村底210靠接， 并且對構成濕度感應薄膜150的膏410進行印刷。應當指出，圖8D與 先前的圖5B相對應。另外，在圖8C和圖8D中，為方便起見，省略了 形成于半導體村底210上的電極131和132,并且只示出了定位圖案 460b。如前面所述，根據(jù)這個實施例模式的絲網(wǎng)印刷方法，由于形成于 半導體襯底210上的定位圖案460b和印刷于模型襯底470上的參考圖 案460a具有大致相同的形狀和大致相同的尺寸，所以可以使得半導體 襯底210和絲網(wǎng)掩模420以高精度定位，因此，通過用于形成濕度感 應薄膜150的圖案孔421就可以相對于半導體襯底210上的濕度感應 薄膜成形區(qū)450a而進行較高定位精度的印刷操作。應當指出，定位圖案460b與可以在絲網(wǎng)掩模420與半導體襯底210 之間構成定位參考的那部分而不是濕度感應薄膜成形區(qū)450a相對應， 其中膏410將要通過半導體襯底210上的圖案孔421而被印刷。由于 這個定位圖案460b的形狀和/或尺寸因其特性不同于濕度感應薄膜成 形區(qū)450a而并不固定，所以這個定位圖案460b可以制造成使得這個 定位圖案460b的尺寸和/或形狀幾乎等于通過參考圖案孔424印刷的 參考圖案460a的尺寸和/或形狀。另外，在這個實施例模式中，將對這種實例進行示例。就是說， 多個定位圖案460b通過夾入濕度感應薄膜成形區(qū)450a中而提供于相 對位置處。因此，即使在參考圖案孔424與印刷之間的形狀和尺寸差 異根據(jù)定位圖案460b的成形位置而互不相同，仍可以通過圖案孔421 進行較高定位精度的印刷操作。另外，在濕度感應薄膜150由聚酰亞胺制成的情況下，如這個實 施例模式所示，由于構成絲網(wǎng)掩模420的乳劑423需要具有耐化學性， 所以乳劑423的保護層厚度必須較厚。因此，如果參考圖案孔424的 尺寸小于100pm，那么所印刷的參考圖案460a就不會形成為精細圖案。 然而，在這個實施例模式中，由于沿著半導體襯底210平面方向的參 考圖案孔424的尺寸(直徑)都設置在大于或等于100nm與小于或等 于1000jum的范圍內(nèi)，所以印刷于模型襯底470上的參考圖案"0a可 以被制成精細圖案，從而使得參考圖案460a易于定位。盡管已經(jīng)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例模式，但是本發(fā)明并非僅限 于上述實施例模式，而是可以改進成各種模式。在所示例的這個實施例模式中，將由硅制成的半導體襯底210用 作村底，而電極131和132都通過絕緣薄膜220形成于這個半導體襯 底210上。如前面所述，如果將半導體村底210用作襯底，那么電容 型濕度傳感器210可以利用通用半導體過程而形成，從而令制造成本 得以簡化。然而，對于襯底而言，可以使用絕緣襯底，例如玻璃襯底，
另外，本發(fā)明的絲網(wǎng)印刷方法并非僅限于用來形成電容型濕度傳感器400的濕度感應薄膜150，而是可以用于例如在印刷電路板上印刷導電 骨的方法。另外，在這個實施例模式中，這種實例表示成參考圖案孔424為 圓形。在將參考圖案孔424制成圓形時，參考圖案孔424與通過參考 圖案孔424而印刷的參考圖案460a之間存在較小形狀差異，另外，由 于沒有角部分就可能難以受到堵塞，所以可以容易地確定(檢測)印 刷于模型襯底470上的參考圖案460a的位置。然而，由于定位圖案460b 也制成大致為圓形，所以當定位圖案460b位于單個參考圖案孔124和 定位圖案460b的中心處時，就會存在半導體襯底210沿著轉(zhuǎn)動方向相 對于網(wǎng)格掩模120移動的風痊。相反地，例如，如圖9A中所示，如果 將參考圖案孔124的形狀和定位圖案60b的形狀制成大致為L形，即 使在使用一件參考圖案孔424中時，也可以容易地確定半導體村底210 相對于平臺440的位置(即沿著平面方向的兩個方向)。還應當指出， 參考圖案孔424的形狀并非僅限于上述實例，而是可以替代地使用多 邊形(如一個實例，圖9B中所示的矩形)。尤其是，如果使用多個這些參考圖案形狀424，那么就可以使得半導體襯底no以較高定位精度定位，另外，在所示例的這個實施例模式中，定位圖案460b提供于不同 于半導體襯底210的電容型濕度傳感器400的成形區(qū)的區(qū)域中。然而， 未被濕度感應薄膜150所覆蓋的部分可以替代地用作電容型濕度傳感 器400內(nèi)的定位圖案460b。例如，可以交替使用墊131c和132c以便 用作定位圖案460b。在這種替代情況下，由于定位圖案460b不需要單 獨形成，所以可以使得傳感器結構緊湊并且可以使得其制造成本降低。另外，在所示例的這個實施例模式中，形成于絲網(wǎng)掩模420中的 參考圖案孔424的尺寸設置在大于或等于100nm與小于或等于1000 pm的范圍內(nèi)。然而，膏410形成用作濕度感應薄膜150的聚酰亞胺， 并且乳劑423的保護層厚度因耐化學性而較厚，所以參考圖案孔424 的尺寸選擇成大于或等于100Mm。因此，由于根據(jù)膏410的種類情況， 保護層的厚度可能較薄，所以沿著半導體村底10平面方向的形成于絲 網(wǎng)掩模120中的參考圖案孔424的尺寸可以替代地設置在大于或等于 50pm與小于或等于1000jam的范圍內(nèi)。在尺寸小于50ym的情況下，
就難以將根據(jù)構成絲網(wǎng)掩模420的網(wǎng)格尺寸進行印刷的參考圖案460a 制成為精細圖案。應當指出，由于形成電容型濕度傳感器400處的芯 片尺寸通常選自大約1000 in m至2000 p m,其最大尺寸選擇成小于或等 于1000 ym。另外，對于最小尺寸而言，在為圓形的情況下，最小尺寸 設定為其直徑。在圖9中所示的L形的情況下，以及為多邊形的情況 下，最小尺寸設定為一個邊緣。(第三實施例)圖IOA和10B為示意性地示出了根據(jù)第三實施例模式的電容型濕 度傳感器500的結構的簡圖；圖10A為用于表示這種電容型濕度傳感 器500的平面圖；而圖10B為沿著圖10A中的線XB-XB剖開的用于示 出濕度傳感器500的剖視圖。應當指出為方便起見，在圖10A中，位 于濕度感應薄膜之下的一對電極由虛線所示。在圖10A和圖10B中，參考標號510示出了襯底，在該實施例才莫 式中應用具有撓性的柔性襯底。如果材料像襯底510的結構材料一樣 擁有撓性，那么在此就沒有具體限制。因此，在這個實施例模式中， 由厚度為25pm的液晶聚合物(LCP)制成的熱塑性樹脂薄膜被應用于 襯底510的結構材料。隨后， 一對電極131和132設置成使得這些電極131和132彼此 隔開并且彼此相對地位于襯底510上的同一平面上。盡管對電極131 和132的形狀并不作具體限制，但是在該實施例模式中，如圖10A中 所示，相應電極131和132由共用電極部分131a和132a和多個梳齒 狀電極部分131b和132b構造成。這些多個梳齒狀電極部分131b和132b 從共用電極部分131a和132a分別沿著一個方向延伸。于是，將一對 電極131和132設置成使得一對電極131和132的梳齒狀電極部分131b 和132b互相交替排列。如前面所述，由于梳齒狀形狀被用作一對電極 131和132的形狀，而可以〗吏得電極131和132的設置面積變小，所以 就可以使得梳齒狀電極部分131b和132b彼此相對放置于的這些面積 變大，因此，隨著其周圍部分的濕度變化而變化的電極131和132之 間的靜電電容的變化量增加，從而就可以改進電容型濕度傳感器500 的靈敏度。電極131和132可以通過以下方式而形成，例如，對粘附于碎十底510的單個平面上的導電箔進行使用蝕刻以便獲得所需圖案。就導電箔 而言，可以4氐電阻的金屬箔，例如Au、 Ag、 Cu、以及A1。在這個實施 例模式中，使用了 Au箔。應當指出，這些電極131和132的形成可以 通過使用例如除導電箔的蝕刻方法之外的印刷方法來實現(xiàn)。
應當指出，在電極131和132沒有相對于水分的抗腐蝕特性的情 況下，由于保護薄膜形成于襯底510上以便使得這種保護薄膜覆蓋著 成對電極131和132,從而可以抑制由水分所引起的對這些電極131和 132的腐蝕。
另外，如圖IOA中所示，電極131和132擁有位于其邊緣部分的 用作外部連接端子的墊部分131c和132c。這些電極131和132通過引 線550電連接于電路單元(電路板)上，其中引線通過使用焊料等等 而連接于這些墊部分131c和132c上，信號處理電路形成于電路單元 上，同時該信號處理電路可以校正輸出信號并且可以檢測靜電電容的 變化量。這些墊部分131c和132c必須棵露以便連接于引線550上， 因而這些電極墊131c和132c并未被濕度感應薄膜(稍后將對其進行 說明)所覆蓋。
由具有吸濕性的聚合物材料所制成的濕度感應薄膜150還形成于 村底510上以便使得這種濕度感應薄膜150覆蓋著這些電極131和132 中的一對以及這些電極131和132之間的空間。就聚合物材料而言， 可以使用聚酰亞胺、丁酸/乙酸纖維素等等。在這個實施例;漠式中，濕 度感應薄膜150通過使用聚酰亞胺而形成。應當指出，就成形方法而 言，盡管可以設想各種方法，但是在這個實施例模式中使用了能夠通 過光學處理而去除圖案形成操作的絲網(wǎng)印刷法。
在使用上述結構的電容型濕度傳感器500中，當水分滲透入濕度 感應薄膜150中時，由于水分擁有較大的相對介電常數(shù)，所以濕度感 應薄膜150的相對介電常數(shù)就隨著滲透過的水分的量而變化。因此， 當濕度感應薄膜150被用作電介質(zhì)的一部分時，由這些電極131和132 的一對所構成的電容器的靜電電容就會變化。濕度感應薄膜150中所 包含的水分的量可以同電容型濕度傳感器500周圍的濕度相對應，從 而可以根據(jù)這些電極131和132中一對之間的靜電電容來檢測濕度。
接下來，將通過使用圖IIA和圖IIB，來對這個實施例模式中所示 的電容型濕度傳感器500的特征部分進行說明。圖ll為用于示例性示
出了 一種安裝實例的筒圖，其中這個實施例中所示的電容型濕度傳感器500安裝于安裝單元的彎曲平面上；圖11A為用于示出在電容型濕 度傳感器500安裝于用作安裝單元的車輛擋風玻璃上的情況下的結構 簡圖；圖11B為用于表示圖11A中的傳感器500的外周部分的放大剖 視圖。為了將電容型濕度傳感器500應用于自動空調(diào)系統(tǒng)的自動控制操 作中，其以能夠防止車輛擋風玻璃的成霧現(xiàn)象作為目的之一，就需要 在擋風玻璃附近以高精度來檢測濕度。然而，在將使用剛性襯底的常 規(guī)電容型濕度傳感器直接相對于擋風玻璃(即圖11A中的擋風玻璃) 的彎曲平面而設置時，由于這種常規(guī)電容型濕度傳感器與安裝單元局 部接觸，所以當外力施加于該傳感器上時就會存在使得常規(guī)電容型濕 度傳感器斷裂的風險。另外，可以構想這種傳感器設置結構。就是說，常規(guī)電容型濕度 傳感器通過緩沖構件而設置于安裝單元上，該緩沖構件擁有同擋風玻 璃的彎曲表面相一致而形成的彎曲表面，在這種傳感器設置結構中， 包含緩沖構件的電容型濕度傳感器的構造變大。換句話說，由于干擾 乘客(尤其是在傳感器安裝于擋風玻璃上的情況下車輛駕駛員)的視 野的范圍增加，所以就會產(chǎn)生不利結果。在這種情況下，常規(guī)電容型濕度傳感器被設置于平面單元(例如 緩沖板530 )中，該平面單元與具有彎曲平面的擋風玻璃分開。因此， 就可能或多或少地產(chǎn)生相對于實際待測量部分的誤差。相反地，在根據(jù)這個實施例模式的電容型濕度傳感器500中，盡 管襯底510具有撓性，如圖IIA和圖IIB所示，但是當這種電容型濕 度傳感器500設置成使得襯底510的電極成形平面的背面與擋風玻璃 520的內(nèi)部平面位置相對時，可以使得這種濕度傳感器500產(chǎn)生與擋風 玻璃520的彎曲平面相應的變形。如前面所述，根據(jù)這個第一實施例 模式的電容型濕度傳感器500甚至可以直接設置于具有彎曲平面的安 裝單元例如擋風玻璃520上。換句話說，電容型濕度傳感器500可以 以較高精度來檢測濕度。應當指出，在圖11A中，引線550的另一端 電連接于位于緩沖板530之下的電路單元(未示出)上，引線550的 一端連接于電容型濕度傳感器500上。另外，在圖IIB中，參考標號 540表示粘附層，并且在這個實施例模式中將雙面帶用作這種粘附層。
另外，在這種濕度傳感器500發(fā)生與擋風玻璃520的彎曲平面相 應的變形的情況下，電容型濕度傳感器500固定于擋風玻璃520的內(nèi) 部平面上。因此，即使對電容型濕度傳感器500施加外力，由于應力 分布，所以該實施例模式的這種電容型濕度傳感器500可以具有相對 于外力的較強的結構，而不同于將常規(guī)電容型濕度傳感器500直接設 置于擋風玻璃520上的結構。另外，根據(jù)這種實施例模式的電容型濕度傳感器500不僅可以發(fā) 生與具有預定"R，，的彎曲平面相應的變形，而且可以發(fā)生與具有任意 "R"的另一彎曲平面相應的變形。因此，例如，盡管關于擋風玻璃520 的彎曲平面的"R"形狀根據(jù)車輛的種類情況而互不相同，但是可以適 當使用同一電容型濕度傳感器500。根據(jù)上述描述可以清楚，這種電容 型濕度傳感器500不僅可以設置于彎曲平面上，而且還可以設置于平 坦平面上。而且，例如，電容型濕度傳感器500可以設置于棱柱的角 部分等等上。另外，在這種實施例模式中，盡管分開提供由電極131、 132與濕 度感應薄膜150構造成的電路單元和檢測單元，但是這些電路單元和 檢測單元通過引線550互相電連接。當使用這種設置結構時，可以使 得設置于擋風玻璃520上的電容型濕度傳感器500的構造緊湊。換句 話說，可以減少對乘客視野的干擾。然而，濕度傳感器500可以替代 地設置成使得電路單元提供于襯底510上，其中電極131、 132和濕度 感應薄膜150提供于該襯底510上。在這種替代情況下，由于可以形 成電極131和132，同時可以形成構成電路單元的布線線路，因此可以 使得制造步驟簡化。盡管已經(jīng)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例模式，但是本發(fā)明并非僅限 于上述實施例模式，而是可以改進成各種模式。在所示例的這個實施例模式中，電容型傳感器500設置于作為安 裝單元的車輛擋風玻璃520的正面上。然而，替代地，除了上述實施 例之外，這種實施例模式中所示的電容型濕度傳感器500可以相對于 具有另一彎曲平面的安裝單元進行設置。(第四實施例)圖12示出了濕度傳感器的感應單元100的截面結構，其用作應用
于本發(fā)明的第四實施例中的傳感器設備。如圖12中所示，濕度傳感器的感應單元600具有多個位于P型硅 襯底1上的存儲單元604，每個存儲單元604由作為一對的NMOS晶體 管602和電容器603形成。NMOS晶體管602用作開關晶體管，并且具有形成于硅襯底601的 表層部分的其間具有間隔的源區(qū)605和漏極區(qū)606，以及通過柵絕緣薄 膜607而形成于半導體襯底601表面上的柵電極608。對于NMOS晶體 管602的這種結構而言，每個存儲單元604擁有同一結構。就是說， 裝備于每個存儲單元604中的NMOS晶體管602的柵電極608連接于字 線609a上，源區(qū)606連接于位線609b上。應當指出，字線609a和位線609b通過中間層絕緣薄膜610而形 成于柵電極608上，并且通過形成于中間層絕緣薄膜610中的接觸孔 610a和610b電連接于柵電極608和漏極606上。利用從硅襯底601的正面至預定深度而形成的溝槽611，電容器 603由形成于溝槽611內(nèi)壁上的n+層612、形成于n+層612表面上以便 充填溝槽611的濕度感應薄膜150以及形成于濕度感應薄膜150上的 電極614構造成。溝槽611的開口面積通過使得其在相應存儲單元604中的寬度不 同而變化。例如，按照這個圖進行觀察時，相對于左側溝槽611的寬 度"W"，相應剩余溝槽611的寬度設定成在這個圖中向右連續(xù)加倍。n+層612的一端與源區(qū)605接觸。濕度感應薄膜150隨著大氣中的濕度而改變其介電常數(shù)"s "。因 此，電容器603的電容值是根據(jù)濕度感應薄膜150中所包含的介電常 數(shù)"s"來進行確定。電極614設置成通過絕緣薄膜615而面向濕度感應薄膜150。構成 電容器603的兩個電極通過這個電極614和上述濕度感應薄膜613而 形成。在這種情況下，電容器603的電容值"C"定義為如下 (公式1) C= 5 x S/d應當指出符號"S"表示電容器603中的面積，并且通常與位于溝 槽611底部平面上的濕度感應薄膜150的那部分的面積相應。另外，
符號"d，，代表電容器603中的電極間隔，并且與濕度感應薄膜150的 深度相應。如前所述，因此，在相應存儲單元604中的溝槽611的寬度發(fā)生 變化，從而使得提供于相應存儲單元604中的電容器603的電容值"C" 擁有互不相同的值。圖13中表示了上述結構的濕度傳感器中的每個存儲單元604的等 效電路。隨后，圖14示出了濕度傳感器的傳感器電路的示意性結構。如圖14中所示，感應單元600具有多個按照矩陣形式設置的存儲 單元604,應當理解，圖13中所示的每個存儲單元604實際按照通過 在圖14的矩陣形狀中進行再分而形成的每個段而設置。然而，在這幅 圖中，省略了這種實際設置結構以便于簡化這副圖。所提供的行譯碼器620用于連接至這個感應單元6100中的每條字 線609a上。在將行地址609a從用于將濕度傳感器推入行譯碼器620 中的控制單元(未示出)輸入時，該行譯碼器620對相應字線609a施 加電壓。因此，就將柵電壓施加于這種存儲單元604的NMOS晶體管602 的柵電極608上，其電連接于由多個存儲單元604的行地址所示的字 線609a上，進而，將位于柵電極608之下的硅襯底601的導電型表層 部分反轉(zhuǎn)以便使得源區(qū)605與漏極區(qū)606之間的路徑導電，另外，讀出放大器630和列選開關631提供于感應單元600的相 應位線609b之間。列選開關631由例如MOS晶體管構成，并且由列譯 碼器632來驅(qū)動。換句話說，在將列地址從用于將濕度傳感器推入該 列譯碼器632中的控制單元(未示出)輸入時，列譯碼器632就對施 加于列選開關631上以便接通與該輸入列地址相應的列選開關631的 電壓進行調(diào)節(jié)。因此，列譯碼器632可以控制位線609b與連接于列選 開關31上的數(shù)據(jù)線633之間的連接狀況。具有上述結構的濕度傳感器具有裝備著多個電容器603的多個存 儲單元604，其電容值"C"互不相同。因此，在濕度感應薄膜"0吸 收與大氣濕度相應的水分的情況下，即使大氣內(nèi)的濕度相同，相應存 儲單元604中所使用的多個電容器603的電容值"C"也互不相同.就 是說，在相應存儲單元604中，電容器603可以檢測到的電容值"C" 發(fā)生變化。 因此，如果使得多個存儲單元604的極限值彼此相等，那么相應 存儲單元604的電容值"C，，的寫入狀況可以隨著大氣中的濕度情況而 變得互不相同.換句話說，當相應存儲單元604的電容器603的電容 值"C"變?yōu)轭A定值(極限值)時，相應存儲單元604就進入寫入狀況。 然后，由于電容器603的電容值"C"表示成上述公式l，所以如果濕 度增加并且濕度感應薄膜150的介電常數(shù)"e "增加，那么電容器603 的電容值"C"就變大。由于在所有的多個存儲單元604中使得電容器 603的電極間隔"d"彼此相等，所以該電容值"C"通過使用面積"S" 和電容器603的介電常數(shù)"s"作為變量來確定。因此，在提供于相 應存儲單元604中的電容器603中，即使在低濕度的情況下，具有較 大面積"S，，的電容器603，即其溝槽611具有較大寬度的電容器也擁 有較大的電容值"C",從而使得這個電容器603進入寫入狀況。相反 地，在提供于相應存儲單元604中的電容器603中，如果在低濕度的 情況下，具有較小面積"S"的電容器603，即其溝槽611具有較窄寬 度的電容器也擁有較小的電容值"C，，，從而使得這個電容器603進入 非寫入狀況。因此，相應存儲單元604的輸出根椐現(xiàn)有狀況是進入非寫入狀況 還是寫入狀況而由"0"和"1"代替.就是說，存儲單元604的這些 輸出變成響應于大氣內(nèi)的濕度的值。然后，通過用于相應存儲單元604的相應數(shù)據(jù)線來讀出相應存儲 單元604是處于非寫入狀況還是寫入狀況，就可能獲得響應作為數(shù)值 的濕度的傳感器輸出。如前面所述，根據(jù)這種實施例模式，濕度傳感器就可以在不需要 A/D轉(zhuǎn)換器的情況下產(chǎn)生數(shù)字輸出。因此，就可以避免使得濕度傳感器 的電路設置結構變得復雜，并且可以使得濕度傳感器結構緊湊。(第五實施例)接下來，對本發(fā)明的第五實施例模式進行描述。圖15示出了應用 于本發(fā)明第五實施例模式的濕度傳感器中所用的感應單元700的布局 結構。如這副圖中所示，在這個第二實施例模式中，每個電容器603包 括多個梳齒狀電極701。還應當指出，盡管只示出了存儲單元604內(nèi)的 一個電容器603，但是類似于第四實施例模式的開關晶體管實際上裝配 于每個存儲單元604中。在這副圖中，多個梳齒狀電極701中的間隔設定成向右連續(xù)加倍。 然后，濕度感應薄膜150提供于裝備著這種梳齒狀電極701的感應單 元700的整個表面上，以便填充相應梳齒狀電極701中的空間。類似于第四實施例模式，在電容器603由這種梳齒狀電極701形 成的這種類型的濕度傳感器中，電容器603的電容值"C"隨著這些梳 齒狀電極701中的間隔而變化。因此，類似于第四實施例模式，濕度 傳感器的輸出可以按照數(shù)字方式表示。因此，可以獲得類似于笫一實 施例模式的效果。在上述第四和第五實施例中，通過改變溝槽611的寬度，溝槽611 的開口面積就會改變從而改變電容器603的電容值"C"。替代地，即 使溝槽611的深度，即其沿垂直方向(如圖12中所示)的尺寸隨各個 存儲單元604而改變，仍可以實現(xiàn)類似于第四實施例的效應。然而， 在這種替代情況下，由于沿深度方向的相應溝槽611的長度互不相同， 所以用于構造濕度傳感器的半導體襯底601的尺寸必須增加。因此， 優(yōu)選地是使用如上述實施例模式中所述的結構。另外，在上述第四和第五實施例模式中，溝槽611的寬度連續(xù)加 倍。替代地，如果將溝槽611的寬度設定成逐漸增加，那么濕度的逐 漸變化將成為可能。另外，已經(jīng)在使用NMOS晶體管602并且n+層612形成于溝槽611中的情況下對上述第四與第五實施例進行了描述，即第一傳導類型為n 型而第二導電類型為p型的情況。這只是示出了一個實例。就是說，本發(fā)明可以類似應用于一種相反結構中，其中笫一傳導類型選擇成"P" 型而第二導電類型選擇成"n"型，其導電類型可以與相應實施例模式的導電類型相反。此外，與上述實施例不同，可以使得構成相應電容器603的溝槽 611的寬度彼此相等。在這種替代情況下，對于多個存儲單元604的所 有電容器603而言，關于現(xiàn)有狀況是否進入寫入狀況的行為可以在同 一濕度下互相一致。因此，這種替代結構可以用作能夠檢測濕度成為 預定極限值的通斷開關，盡管參考本發(fā)明的優(yōu)選實施例對本發(fā)明進行了描述，但是應當理 解本發(fā)明并不限于優(yōu)選實施例和構造。本發(fā)明意欲覆蓋各種變型和等 效設置結構。另外，盡管各種優(yōu)選的組合與配置在本發(fā)明的范圍內(nèi)， 但是包括或多或少或者僅有單個元件的其它組合與配置也屬于本發(fā)明 的精神與范圍內(nèi)。
權利要求
1. 一種電容型濕度傳感器，包括檢測襯底，其包括置于檢測襯底第一側上的檢測部分；以及包括電路部分的電路板，其中檢測部分根據(jù)檢測部分的電容變化而對濕度進行檢測，電路部分將檢測部分的電容變化處理為電信號，檢測部分電連接于電路部分上，檢測襯底還包括置于同檢測襯底的第一側相對的檢測襯底第二側上的傳感器墊，傳感器墊用作電路部分所用的連接端子，以及傳感器墊通過位于檢測襯底的通孔中的導體電連接于檢測部分上。
2. 根據(jù)權利要求1所述的傳感器，還包括 密封構件，其中電路板還包括作為用于傳感器墊的連接端子的第一墊，第一墊置于電路板的第一側上，第一墊電連接于電路部分上，檢測襯底和電路板按照使得檢測襯底的第二側與電路板的第 一側接觸的方式堆疊，傳感器墊通過連接構件電連接于第一墊上，以及 密封構件為環(huán)形并且置于電路板的第一側與檢測襯底的第二側之間，從而使得密封構件密封著傳感器墊和第一墊。
3. 根據(jù)權利要求2所述的傳感器，其中電路部分置于電路板的第一側上從而使得密封構件將電路部分與 第一墊密封在一起，
4. 根據(jù)權利要求2所述的傳感器，其中電路部分置于同電路板的第一側相對的電路板的第二側上，以及 電路部分被用保護薄膜覆蓋。
5. 根據(jù)權利要求2-4中任一項所述的傳感器，其中 電路板還包括置于電路板的第一側的一部分上的笫二墊，該部分并未與檢測襯底重疊，以及第二墊通過布線而電連接于電路部分上。
6. 根據(jù)權利要求l所述的傳感器，其中 檢測部分包括一對梳齒電極和濕度感應薄膜， 檢測襯底由半導體村底制成，梳齒電極彼此交錯以便使得梳齒電極隔開預定距離，以及 濕度感應薄膜覆蓋著梳齒電極和該梳齒電極之間的空間。
7. 根據(jù)權利要求6所述的傳感器，其中濕度感應薄膜能夠根據(jù)大氣中的濕度來改變濕度感應薄膜的相對 電容率，電路板具有撓性以便使得電路板可以根據(jù)安裝部分的曲率而變形，傳感器安裝于安裝部分上以便使得電路板的第二側與安裝部分接 觸，以及電路板的第二側與電路板的第 一側相對，其中第 一側面向檢測襯底。
8. 根據(jù)權利要求7所述的傳感器，其中 電路部分將梳齒電極之間的電容變化處理為電信號。
9. 根據(jù)權利要求7或8所述的傳感器，其中 梳齒電極通過檢測村底上的傳感器墊而電連接于電路部分上。
10. 根據(jù)權利要求7或8所述的傳感器，其中 安裝部分為機動車的擋風玻璃。
11. 一種用于制造電容型濕度傳感器的方法，該方法包括以下步遞.制備檢測襯底，其包括置于檢測村底第 一側上的檢測部分；制備包括電路部分的電路板；以及在檢測部分與電路部分之間進行電連接，其中檢測部分能夠根據(jù)大氣中的濕度來改變檢測部分的電容， 電路部分將檢測部分的電容變化處理為電信號，制備檢測襯底的步驟包括在檢測襯底第二側上形成傳感器墊的步驟，檢測襯底的第二側同檢測襯底的第 一側相對， 傳感器墊用作電路部分所用的連接端子，以及 傳感器墊通過位于檢測襯底的通孔中的導體而電連接于檢測部分上。
12. 根據(jù)權利要求11所述的方法，其中制備電路板的步驟包括在電路板上形成第一墊作為用于傳感器墊 的連接端子的步驟，第一墊置于電路板的第一側上，第一墊電連接于電路部分上，電連接的步驟包括以下步驟按照使得檢測襯底的第二側與電路板的第一側接觸的方式堆疊檢 測襯底和電路板；通過連接構件在傳感器墊與第一墊之間進行電連接；以及利用置于電路板的第一側與檢測襯底的第二側之間的密封構件進 行密封，從而使得密封構件密封著位于傳感器墊與第一墊之間的連接 部分，以及密封構件為環(huán)形。
13. 根據(jù)權利要求12所述的方法，其中制備電路板的步驟還包括在電路板的第一側上形成電路部分的步 驟；以及電連接的步驟還包括通過密封構件將電路部分與第一墊密封在一 起的步驟，
全文摘要
物理量傳感器及其制造方法。一種電容型濕度傳感器包括檢測襯底，其包括置于檢測襯底第一側上的檢測部分；包括電路部分的電路板。檢測部分根據(jù)檢測部分的電容變化而對濕度進行檢測。電路部分將檢測部分的電容變化處理為電信號。檢測襯底還包括置于檢測襯底第二側上的傳感器墊。傳感器墊通過位于檢測襯底的通孔中的導體而電連接于檢測部分上。
文檔編號G01N27/22GK101398402SQ20081016913
公開日2009年4月1日 申請日期2005年9月8日 優(yōu)先權日2004年9月8日
發(fā)明者板倉敏和, 林道孝, 石原正人, 磯貝俊樹 申請人:株式會社日本自動車部品綜合研究所;株式會社電裝