電容式濕度傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種電容式濕度傳感器。電容式濕度傳感器包括：設(shè)置在第一平面上的上電極；包括在上電極中的多個第一電極；設(shè)置在第一電極之間的多個第二電極；以及包圍第二電極的濕度敏感層。
【專利說明】電容式濕度傳感器
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]該申請根據(jù)35USC119(a)要求2013年9月6日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請第10-2013-107394號的權(quán)益，將其全部公開內(nèi)容通過引用并入本文用于所有目的。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]以下描述涉及電容式濕度傳感器，并且涉及通過增加電容根據(jù)濕度改變的變化來提高靈敏度而使?jié)穸让舾忻娣e最小化的電容式濕度傳感器。

【背景技術(shù)】
[0004]濕度傳感器為基于隨著濕度的改變而改變其值的電信號來檢測濕度水平的傳感器。濕度傳感器可以通過確定濕度敏感材料由于水分引起的電性質(zhì)上的改變來精確地感測濕度水平。
[0005]濕度傳感器可以劃分為電阻式濕度傳感器和電容式濕度傳感器。濕度傳感器廣泛用于使汽車、醫(yī)療器械、空氣凈化系統(tǒng)、自動冷卻/加熱系統(tǒng)、家電、移動設(shè)備等維持在最佳狀態(tài)。
[0006]電阻式濕度傳感器基于由濕度改變的電阻上的變化來測量濕度。電阻式濕度傳感器廣泛使用，原因是與電容式濕度傳感器相比電阻式濕度傳感器往往在價格上具有競爭力。
[0007]然而，近來，電容式濕度傳感器以單芯片的形式制造在半導體襯底上。因此，可能可以獲得比電阻式濕度傳感器更有價格競爭力的電容式濕度傳感器。因此，電容式濕度傳感器的使用正在增加。
[0008]此外，與電阻式濕度傳感器相比，電容式濕度傳感器可以呈現(xiàn)出更高的可靠性，并且可以呈現(xiàn)出更加線性的傳感器特征以及低的受溫度的影響。電容式濕度傳感器可以作為電容器型器件，該電容器型器件具有在水分存在時介電常數(shù)改變的吸收水分的濕度敏感材料例如聚合物或陶瓷。就是說，用于感測濕度的濕度敏感層可以存在于器件的內(nèi)部，并且濕度敏感層的介電常數(shù)可以在水分通過濕度敏感層引入時改變。因此，電容改變，并且可以確定電容以確定濕度的水平。
[0009]用于感測濕度的電容式濕度傳感器的實例公開在美國專利第6690569號(Capacitive Sensor)中。
[0010]參照美國專利第6690569號，濕度敏感材料填充在不同電極之間以形成測量層。
[0011]因此，當將電勢差施加到電極的兩端時，在電極周圍形成電場。例如，在具有不同電勢并且彼此面對的電極之間的空間中形成最大的電場。
[0012]然而，在電容式濕度傳感器中，因為水分不能穿透電極下方的襯底，所以介電常數(shù)的變化沒有改變。因此，限制了電容的變化。
[0013]此外，在使用單個導電層作為電極的器件中，取決于處理能力，電極高度受限。然后，電極彼此重疊的尺寸減少，并且因此，取決于濕度改變的電容的變化受限。
[0014]如此，因為電容的變化受限，所以靈敏度降低，劣化了電容式濕度傳感器的感測特性和響應特性。
[0015]因此，為了維持電容式濕度傳感器的靈敏度，需要將由介電材料占據(jù)的面積確保至一定程度。介電材料可以為具有介電常數(shù)根據(jù)水分含量而改變的性質(zhì)的濕敏材料。然而，為了增加由介電材料占據(jù)的面積，傳感器的尺寸不能減小超過介電材料所需的面積。因此，由于傳感器的尺寸，限制了其中可以安裝傳感器的器件和產(chǎn)品。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]提供該
【發(fā)明內(nèi)容】
來以簡化的形式介紹在下面的【具體實施方式】中進一步描述的概念的選擇。該
【發(fā)明內(nèi)容】
無意于確定所要求保護的主題的關(guān)鍵特征或必要特征，也無意于用作幫助確定所要求保護的主題的范圍。
[0017]在一個一般性方面中，電容式濕度傳感器包括:設(shè)置在第一平面上的上電極，包括在上電極中的多個第一電極，設(shè)置在第一電極之間的多個第二電極，以及包圍第二電極的濕度敏感層。
[0018]第一電極可以在第一平面上彼此連接，并且第二電極可以在第一平面上彼此分隔開。
[0019]電容式濕度傳感器的一般性方面還可以包括設(shè)置在第一平面下方的第二平面上的下電極。
[0020]濕度敏感層可以填充在設(shè)置為比上電極的底表面更深的溝槽中。
[0021]電容式濕度傳感器還可以包括焊盤區(qū)，該焊盤區(qū)包括連接到第一電極的第一焊盤和連接到第二電極的第二焊盤。
[0022]可以在上電極的上表面上設(shè)置電極保護層。
[0023]上電極的上表面可以具有彎曲的形狀。
[0024]電容式濕度傳感器的一般性方面還可以包括與下電極和第二電極中的至少之一連接的第一通孔。
[0025]電容式濕度傳感器的一般性方面還可以包括連接到第一電極中的至少之一的第二通孔。
[0026]第一通孔的深度可以與第二通孔的深度不同。
[0027]電容式濕度傳感器的一般性方面可以包括偽電極(du_y electrode),所述偽電極從第一電極中的至少之一延伸并且位于兩個相鄰第二電極之間。
[0028]在另一個一般性方面中，提供了一種電容式濕度傳感器，包括:設(shè)置在第一平面上的上互連，設(shè)置在第二平面上的下互連，包括在上互連中的第一電極和第二電極，包括在下互連中并且連接到第二電極的下電極，以及包圍第二電極的濕度敏感層。
[0029]濕度敏感層的深度可以小于第一平面的深度。
[0030]第一電極和第二電極的上表面可以為彎曲的表面。
[0031 ] 濕度敏感層的深度可以位于第一平面與第二平面之間。
[0032]在另一個一般性方面中，電容式濕度傳感器包括:設(shè)置在第一平面上并且包括彼此平行設(shè)置的兩個或更多個第一電極的上電極，設(shè)置在兩個相鄰第一電極之間并且在第一平面中的兩個相鄰第一電極之間形成排的多個第二電極；以及設(shè)置在多個第二電極之間和在第二電極的排與兩個相鄰第一電極之間的濕度敏感層。
[0033]電容式濕度傳感器的一般性方面還可以包括多個偽電極，所述多個偽電極從兩個相鄰第一電極伸出以設(shè)置在第二電極的排的兩個相鄰第二電極之間。
[0034]電容式濕度傳感器的一般性方面還可以包括設(shè)置在第一平面下方的第二平面上的下電極，以及與多個第二電極與下電極連接的多個通孔。
[0035]根據(jù)下面的【具體實施方式】、附圖以及權(quán)利要求，其他特征和方面將是明顯的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]圖1為電容式濕度傳感器的一個實施例的示意性分離透視圖。
[0037]圖2A為圖1的電容式濕度傳感器的俯視圖。
[0038]圖2B為圖2A的電容式濕度傳感器的上互連的俯視圖。
[0039]圖2C為圖2A的電容式濕度傳感器的下互連的俯視圖。
[0040]圖3為沿圖2A的線1-1’所截取的截面圖。
[0041]圖4A至圖4H為描繪根據(jù)圖1中所示的實施方案的電容式濕度傳感器的制造過程的實施例的截面圖。
[0042]圖5為電容式濕度傳感器的另一個實施例的截面圖。
[0043]圖6為電容式濕度傳感器的又一個實施例的上電極的修改的布局的不意性俯視圖。
[0044]圖7為電容式濕度傳感器的又一個實施例的上電極的修改的布局的示意性俯視圖。
[0045]圖8為沿圖6的線11-11’和圖7的線II1-1II’所截取的截面圖。
[0046]圖9為示出根據(jù)各個實施例的與第二電極和下電極連接的通孔的各種形狀的圖。
[0047]在整個附圖和【具體實施方式】，除非另有說明或設(shè)置，相同的附圖標記將理解為是指相同的元件、特征以及結(jié)構(gòu)。附圖可以不按比例，并且為了清楚、舉例說明以及方便起見，元件的相對尺寸、比例以及描繪可能被放大。

【具體實施方式】
[0048]提供以下【具體實施方式】來幫助讀者獲得對本文中描述的方法、設(shè)備、和/或系統(tǒng)的全面理解。然而，本文中所描述的系統(tǒng)、設(shè)備和/或方法的各種變化、修改以及等同方案對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將是明顯的。所描述的處理步驟和/或操作的進行是一個實施例；然而，除了必需以一定順序發(fā)生的步驟和/或操作以外，步驟和/或操作的次序不限于本文中所闡述的次序并且可以改變?yōu)楸绢I(lǐng)域所公知的次序。此外，為了更加清楚和簡明，可以省略對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所公知的功能和構(gòu)造的描述。
[0049]本文中所描述的特征可以以不同方式實施，并且不應解釋為限于本文中所描述的實施例。相反，已提供本文中所描述的實施例使得該公開內(nèi)容將是透徹和完整的，并且將向本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員傳達公開內(nèi)容的全部范圍。
[0050]除非另有說明，第一層在第二層或襯底“上”的陳述應理解為包括第一層與第二層或襯底直接接觸的情況以及一個或更多個其他層設(shè)置在第一層與第二層或襯底之間的情況的兩種情況。
[0051]空間相關(guān)的表達例如“下方”、“下面”、“下”、“上方”、“上”等可以用于方便地描述一個器件或元件與其他器件或元件的關(guān)系。空間相關(guān)的表達應被理解為包含附圖中所示的方向，以及器件在使用或操作中的其他方向。此外，可以將器件定向為其他方向并且因此，空間相關(guān)的表達的理解基于該定向。
[0052]下面所描述的為通過以下方式增加電容根據(jù)濕度改變變化的電容式濕度傳感器的實施例:提供各種電極陣列結(jié)構(gòu)；即使在上電極下方亦生成電場；以及使用通過連接到上電極和下電極的通孔生成的電場。
[0053]將參照附圖詳細地描述電容式濕度傳感器的各個實施例。
[0054]在此，當描述根據(jù)本公開內(nèi)容的實施例時，首先，將通過電容式濕度傳感器的一個實施例的俯視圖來描述上電極的布局。
[0055]圖1為根據(jù)第一實施例的電容式濕度傳感器的示意性分解透視圖。圖2A為根據(jù)圖1的電容式濕度傳感器的實施例的俯視圖。圖2B為圖2A中所示的上互連的俯視圖。圖2C為圖2A中所示的下互連的俯視圖。圖3為沿圖2A的線1-1’所截取的截面圖。
[0056]首先，參照圖1，電容式傳感器100可以劃分為上互連130和下互連150。上互連130位于在第一平面上，并且下互連150設(shè)置在低于第一平面的第二平面上。第一平面與第二平面不是相同表面。
[0057]上互連130由上電極140和第一焊盤112構(gòu)成。上電極140之間的空的空間為待形成濕度敏感層160的區(qū)域(參見圖2A)。上電極140可以劃分為第一電極142和第二電極144?？梢酝ㄟ^將⑴電壓施加到第一電極142并且將㈠電壓施加到第二電極144來通過第一電極142與第二電極144之間的濕度敏感層來測量電容。濕度敏感層設(shè)計為暴露于含水分的外部空氣。第一電極142具有條形形狀，并且其間的多個第二電極144具有四角形形狀。第一電極142彼此連接，但是多個第二電極144彼此隔離，并且濕度敏感層均勻設(shè)置在第二電極之間。濕度敏感層包圍每個第二電極144。在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中，第二電極像第一電極一樣彼此連接。然而，如示出的傳感器100中那樣，當多個第二電極144彼此隔離時，可以增加第二電極與濕度敏感層接觸的面積。因此，可以增加對于濕度改變的靈敏度。
[0058]另外，下互連150由下電極154和第二焊盤114構(gòu)成。還包括使上互連130的第二電極144與下互連150連接的通孔170。如上所述，因為第二電極144彼此隔離，所以需要將第二電極144連接到下互連150。因此，最終，形成在上互連130中的第二電極144可以通過通孔170連接到第二焊盤114。
[0059]此外，參照圖2，電容式濕度傳感器100可以劃分為焊盤區(qū)110和感測區(qū)120。
[0060]焊盤區(qū)110由用于上電極的第一焊盤112和用于下電極的第二焊盤114a和114b構(gòu)成。在該實施例中，第二焊盤114a和114b通過通孔114c彼此連接。就是說，第一焊盤112和第二焊盤114a位于相同平面上，并且第二焊盤114b位于第二焊盤114a下方。第一焊盤112以及第二焊盤114a和114b用于連接感測區(qū)120與外部電路(未示出)以將感測區(qū)120中感測到的信號傳遞到外部電路。
[0061]感測區(qū)120包括電極和濕度敏感層160。電極包括上電極140、第二電極144以及下電極154。上電極140和下電極154兩者均需要用具有自由電子流動的材料制備，并且可以通過使用耐腐蝕材料制備。
[0062]上電極140劃分為彼此隔離并且具有多個條形形狀的第一電極142和位于第一電極142之間的第二電極144。第一電極142連接到第一焊盤112。第一電極142與第二電極144彼此隔離。因此，在第一電極142與第二電極144之間可以生成電場。另外，在實施例中，第二電極具有方形形狀。原因是通過增加第二電極142與設(shè)置在第二電極142周圍的濕度敏感層160接觸的面積可以更容易感測電容的改變。
[0063]下電極154位于第二電極144下方。下電極154具有與第二電極144對應的尺寸。另外，連接到第二焊盤114b的下互連150設(shè)置為使得下電極154可以位于第二電極144下方。
[0064]濕度敏感層160設(shè)置在第一電極142與第二電極144之間。在一個實施例中，濕度敏感層160使用介電常數(shù)根據(jù)相對濕度而改變的濕度敏感材料。可以使用聚合物、聚酰亞胺、以及無機材料例如多孔陶瓷作為濕度敏感材料。這樣的濕度敏感材料具有當濕度敏感材料暴露在空氣中時根據(jù)相對濕度吸收和釋放水分的特性，并且感測濕度為測量根據(jù)濕度敏感材料中的水分含量而改變的介電常數(shù)。因此，濕度敏感層160測量濕度上的改變。
[0065]接下來，將參照示出沿圖2的線1-1’所截取的截面圖的圖3更詳細地描述電容式濕度傳感器的側(cè)面結(jié)構(gòu)。
[0066]首先，在圖3中，上互連130的底表面稱為以上所述的第一平面20，并且下互連150的底表面稱為第二平面30。
[0067]然后，形成電容式濕度傳感器的半導體襯底10。在襯底10上沉積有絕緣層111，并且當從附圖觀看時絕緣層111包括左面的焊盤區(qū)110和右面的感測區(qū)120。
[0068]在焊盤區(qū)110中，垂直地形成第二焊盤114a和114b，并且在第二焊盤114a和114b之間形成用于連接焊盤的通孔114c。
[0069]在感測區(qū)120中，首先，從半導體襯底10的下部形成有下電極154和用于連接電極的通孔170。形成用于與第二電極144連接的至少一個通孔170。如此，當?shù)诙姌O144通過使用通孔向下進行互連時，可以得到使第一電極142與第二電極144彼此重疊的面積增加的效果。
[0070]另外，第二電極144形成在與下電極154對應的上側(cè)處，并且第一電極142形成在第二電極144的一側(cè)處。不要求使下電極位于第一電極142的下側(cè)處。
[0071]在第一電極142與第二電極144之間形成有第一溝槽182，并且在第一電極142與焊盤區(qū)110之間形成有第二溝槽184。第一溝槽182具有足夠的深度使得濕度敏感材料設(shè)置為比第一電極142和第二電極144的下部區(qū)域更深。因此，第一溝槽182可以位于第一和第二電極142、144與下電極154之間，并且可以在更深地蝕刻時加深直到下電極154周圍或鄰近于下電極154的區(qū)域。在該情況下，為了確保更大的濕度敏感面積，可以通過更深地蝕刻第一溝槽182來沉積濕度敏感層，但是當?shù)谝粶喜?82蝕刻直到下電極154周圍或鄰近于下電極154的區(qū)域時，因為第一溝槽182可能對例如下電極154周圍或與下電極154接觸的絕緣層不同的電性質(zhì)產(chǎn)生影響，所以第一溝槽182可以至少位于下電極154的上方。同時，因為第二溝槽184不影響下電極154，所以第二溝槽184可以形成為比第一溝槽182更深。第二溝槽184更深地形成以便于增加第二溝槽184與濕度敏感層160接觸的面積。當然，因為第二溝槽184形成較深，所以焊盤區(qū)110與感測區(qū)120可以更有效地彼此隔離。如此，第一溝槽182與第二溝槽184的深度可以由于圖案密度上的不同而彼此不同。
[0072]另外，根據(jù)一個實施例，第一溝槽182和第二溝槽184設(shè)置為比第一電極142和第二電極144的底表面深。濕度敏感材料可以填充得比第一電極142和第二電極144的底表面更深。如此，當濕度敏感材料通過第一溝槽182和第二溝槽184而存在于直到第一電極142和第二電極144的下部區(qū)域時，濕度敏感層存在于第一電極142與第二電極144之間。因此，濕度敏感面積增加，并且電容式傳感器100的靈敏度增加。因此，與相關(guān)技術(shù)中所述的電容式濕度傳感器相比，可以增加電容根據(jù)濕度的可變寬度。
[0073]此外，在第一電極142和第二電極144的表面上可以形成有電極保護層190。在這樣的實施例中，電極保護層190防止了電極被水分或濕度敏感材料腐蝕或氧化。如果電極變形或者電極的電性質(zhì)由于電極的腐蝕或氧化而改變，則感測區(qū)120不能正常地感測濕度。這樣的電極保護層可以通過使用氧化物、氮化物以及氧氮化物來形成。然而，在第一電極142和第二電極144用耐腐蝕材料制造的實施例中，不必擔心腐蝕或氧化。因此，在這樣的實施例中，可以不形成保護層。
[0074]濕度敏感層160形成在第一溝槽182和第二溝槽184的內(nèi)側(cè)以及上電極142和上電極144上。為了形成濕度敏感層160，如上所述將響應濕度改變的濕度敏感材料填充到第一溝槽182和第二溝槽184中。根據(jù)制造工藝，這樣的濕度敏感層160可以以單層的形式或多層的形式形成。
[0075]另外，還可以在濕度敏感層160上形成濕度敏感層保護層162以保護濕度敏感材料?？梢允褂脤﹄娙莸母淖兎磻`敏的材料作為濕度敏感層保護層162。例如，膜、聚合物、多孔陶瓷、多孔貴金屬、多孔氧化層等可以用于形成濕度敏感層保護層162。可以使用多孔材料以使含水分的空氣能夠平緩地流動到濕度保護層162中。
[0076]接下來，將描述制造電容式濕度傳感器的方法的實施例。
[0077]圖4A至圖4H描述了制造圖2A中所示的電容式濕度傳感器的方法的實施例。在該實施例中，為了簡明將省略制造方法的常規(guī)工藝中的一些。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠應用這些常規(guī)工藝。
[0078]圖4A示出焊盤區(qū)110、以及作為感測區(qū)120的第一電極142和第二電極144圖案化在半導體襯底10上的狀態(tài)。在該實施例中，在焊盤區(qū)110、第一電極142和第二電極144的頂/底表面上存在絕緣層111。絕緣層111防止電短路現(xiàn)象。
[0079]參照圖4B，形成鈍化層202和204。鈍化層202和204可以形成為HDP CVD氧化層202或氮化物層204。在實施例中，沉積兩個單獨的鈍化層202和204以更精確地圖案化第一電極142和第二電極144。就是說,第一電極142和第二電極144的上部通過作為后續(xù)工藝的蝕刻工藝以彎曲的形狀142a和144a(參見圖4D)適當?shù)匦纬伞Ｒ虼?，在鈍化層202和204中，將位于第一電極142和第二電極144正上方的區(qū)域203圖案化為基本三角形的形狀。然而，在其他實施例中，如果期望的圖案化是可能的，則鈍化層的圖案化不進行兩次，而可以僅進行一次。
[0080]在如圖4C所示形成鈍化層202和204之后，蝕刻感測區(qū)120，并且形成具有預定厚度的光掩模206以便于保護除感測區(qū)120之外的區(qū)域。
[0081]此后，進行蝕刻工藝。然后，蝕刻與不存在光掩模206的區(qū)域?qū)母袦y區(qū)120?？梢赃M行蝕刻工藝直到第一電極142和第二電極144的上部分形成為彎曲形狀142a和144a同時形成在光掩模206和感測區(qū)120上的鈍化層完全移除為止。將第一電極142和第二電極144的上部分形成為彎曲形狀142a和144a的原因是防止電場僅在預定區(qū)域上聚集。同時，需要充分深地蝕刻第一電極142與第二電極144之間的空間以及第一電極142與焊盤區(qū)110之間的空間使得濕度敏感材料可以填充直到電極的下部區(qū)域。因此，根據(jù)一個蝕刻工藝，第一溝槽182形成在第一電極142與第二電極144之間，并且第二溝槽182形成在第一電極142與焊盤區(qū)110之間。第一溝槽182與第二溝槽182的深度彼此不同。該狀態(tài)示出在圖4D中。如圖4D所示，鈍化層的一部分留在焊盤區(qū)110中。
[0082]接下來，如圖4E所示，通過CVD法沉積電極保護層190。電極保護層190防止了第一電極142和第二電極144的暴露于外界的上部分的腐蝕。在該情況下，電極保護層190可以薄薄地形成以增加電容根據(jù)濕度的變化率。然而，在其他實施例中，電極保護層190不需要以電極保護層190不能保護電極的厚度非常薄地形成。
[0083]在沉積電極保護層190之后，包括在焊盤區(qū)110中的第二焊盤114a的上部分需要開口以與外部電路連接。因此，在圖4F中所示的實施例中，對除待在焊盤區(qū)110中形成開口的區(qū)域之外的剩余區(qū)域中對掩模210進行圖案化。
[0084]此后，當進行蝕刻工藝時，如圖4G中所示，掩模210完全移除并且因而第二焊盤114a的頂表面的區(qū)域暴露于外界。
[0085]此后，如圖4H所示，通過將濕度敏感材料涂覆在感測區(qū)120的整個區(qū)域上(包括第一溝槽182和第二溝槽184)來形成濕度敏感層160。在該實施例中，濕度敏感材料可以通過若干步驟形成為單層或形成為多層。
[0086]最終，可以形成用于保護濕度敏感層160的頂表面上的濕度敏感材料的濕度敏感材料保護層162。另外，通過額外的光掩模和蝕刻工藝移除包括在焊盤區(qū)110中的濕度敏感層 160。
[0087]由于將濕度敏感材料填充直到電極的下部區(qū)域，所以通過這樣的工藝完成的電容式濕度傳感器可以利用形成在電極下方的電場。
[0088]同時，本公開內(nèi)容描述了充分確保電容式濕度傳感器的電容的結(jié)構(gòu)。
[0089]圖5示出根據(jù)另一實施例的電容式濕度傳感器的截面圖。因為圖5中示出的電容式濕度傳感器的各種特征與圖4H的圖中示出的特征類似，用相同的附圖標記標識相同的特征，所以將僅具體描述不同的特征。
[0090]就是說，參照圖5，在第一電極142下方可以形成通孔230。與沒有通孔的實施例相比，存在通孔的實施例可以充分確保根據(jù)濕度改變的電容。另外，連接到第一電極142的通孔230比連接到第二電極144的通孔170更深。因此，可以確保更大的電容。原因是通過額外形成通孔230使第一電極142進一步延伸。
[0091]此外，可將上電極的布局不同地設(shè)置以提高濕度敏感率(humidity sensitiverat1) 0就是說，在上述實施例中，上電極描述為如下布局，在該布局中設(shè)置有具有條形形狀的第一電極和在第一電極之間的第二電極。然而，濕度敏感率可以通過改變電極布局來增加，并且由此可以提高敏感度。
[0092]這樣的實施例示出在圖6和圖7中。參照圖6和圖7，示出的電容式濕度傳感器的各種特征與圖1中示出的電容式濕度傳感器的特征相類似，并且將僅具體描述與上電極相關(guān)的布局。
[0093]圖6為電容式濕度傳感器的另一實施例的上電極的修改的布局的示意性俯視圖。
[0094]參照圖6，上互連310連接到第一焊盤300。另外，在上互連310中形成有多個第一電極320，并且在第一電極320之間設(shè)置有第二電極330。例如，附圖標記302a表示連接到下互連的第二焊盤。
[0095]在該實施例中，在彼此面對的第一電極320之一中還形成有位于第二電極330之間的從第一電極320延伸的偽電極340。偽電極340平行于上互連310設(shè)置。另外,第一電極320與偽電極340為相同的電極。
[0096]偽電極340形成為使一側(cè)350開口使得未生成完全包圍第二電極330的區(qū)域。就是說，第一電極320和偽電極340未完全包圍第二電極330，而是部分開口。
[0097]圖7為根據(jù)另一實施例的電容式濕度傳感器的上電極的修改的布局的示意性俯視圖。
[0098]在該實施例中，與圖6中所示的實施例中一樣，在沿正交方向連接到第一焊盤400的上互連410中形成有多個第一電極420，第一電極420之間設(shè)置有第二電極430，并且形成從第一電極420延伸的偽電極440a和440b。作為參考，附圖標記402a意指連接到下互連的第二焊盤。
[0099]然而，位于第二電極430之間的偽電極440a和440b從不同的第一電極420延伸為具有鋸齒形形狀。就是說，偽電極440a和440b以交替方向突出。因此,使包圍第二電極430的區(qū)域中的對角線方向450a和450b開口。
[0100]同時，如圖6和圖7中一樣，當上電極的形狀變形時，在上電極中，即，圖6的偽電極340和圖7的偽電極440，與第二電極330和430周圍存在的濕度敏感層接觸的面積進一步增加。因此，更容易感測到電容的改變。
[0101]圖8為沿圖6的線11-11’和圖7的線II1-1II’所截取的截面圖。
[0102]參照圖8，在第二電極330和430下方形成有通孔470?？蛇x地，可以在第一電極340和440下方形成通孔480。在該實施例中，為了確保更大的電容，通孔480具有比通孔470更大的深度。因為通過以上所述的實施例可以充分理解這樣的結(jié)構(gòu)，所以將省略其描述。
[0103]圖9為根據(jù)本公開內(nèi)容的各種實施例的將第二電極與下電極連接的通孔的各種形狀的圖。
[0104]圖9A和圖9B示出在第二電極與下電極之間形成至少一個通孔的實施例。圖9A示出在形成在第二電極與下電極之間的通孔形成區(qū)500中的中心處形成一個通孔501的實施例，并且圖9B示出在通孔形成區(qū)的邊緣處形成通孔502的實施例。將金屬例如鎢填充到通孔501和502中。當然，與電容式濕度傳感器的絕緣層相對應的其他區(qū)域由絕緣材料制成。
[0105]圖9C示出在通孔形成區(qū)500的整個邊緣處形成通孔503的實施例。絕緣材料存在于除通孔503之外的中心區(qū)中。
[0106]在圖9D中，在通孔形成區(qū)500的僅側(cè)邊緣處形成具有線形狀的通孔504，準確的說,側(cè)邊緣變?yōu)槊鎸Φ谝浑姌O的方向的邊緣。當然,在除通孔504之外的中心區(qū)中存在絕緣材料。
[0107]與實施例一樣，當形成通孔時，電場可以均勻地分布。此外，當通孔的截面面積增加時，可以增加對于濕度上的改變的靈敏度。這是因為隨著通孔的面積增加，通孔與濕度敏感層更加重疊。
[0108]如上所述，以上的實施例具有以下基本技術(shù)要點:通過考慮電極周圍的電場的分布、電極附近形成為比電極更深，并且因此，將濕度敏感材料填充到電極附近中，由此提高電容式濕度傳感器的靈敏度。
[0109]根據(jù)具有以上所述的構(gòu)造的電容式濕度傳感器的實施例，可以存在以下效果。
[0110]通過實施例，在電容式濕度傳感器的制造期間，可以將濕度敏感材料(聚合物)填充在上電極周圍的形成為比上電極更深的溝槽中。因此，與不具有這樣的結(jié)構(gòu)的其他電容式濕度傳感器相比，可以增加濕度敏感材料區(qū)域，由此提高了濕度傳感器的靈敏度。
[0111]此外，電極下方的電場可以被利用，并且通過通孔可以增加電極面積，由此增加了電容根據(jù)濕度上的改變的變化。因此，即使使填充有濕度敏感材料的區(qū)域最小化，也可以維持靈敏度，并且可以使安裝有濕度傳感器的產(chǎn)品小型化。
[0112]另外，在一個實施例中，對上電極的布局進行各種修改，并且因此，可以進一步提高靈敏度。
[0113]雖然該公開內(nèi)容包括具體實施例，但是對本領(lǐng)域技術(shù)人員將明顯的是，在未脫離權(quán)利要求及其等同物的精神和范圍的情況下可以在這些實施例中作出形式和細節(jié)上的各種改變。本文中所描述的實施例僅以描述角度考慮，并且不是為了限制的目的。每個實施例中的特征或方面的描述認為適用于其他實施例中的特征或方面。即使所述的技術(shù)以不同順序執(zhí)行，和/或即使所述系統(tǒng)、構(gòu)造、器件或電路中的部件以不同的方式組合和/或由其他部件或其等同物代替，也可以實現(xiàn)適當?shù)慕Y(jié)果。因此，本公開內(nèi)容的范圍不是由【具體實施方式】限定，而是由權(quán)利要求及其等同物限定，并且在權(quán)利要求及其等同物范圍內(nèi)的所有變型將解釋為包括在公開內(nèi)容中。
【權(quán)利要求】
1.一種電容式濕度傳感器,包括: 設(shè)置在第一平面上的上電極； 包括在所述上電極中的多個第一電極； 設(shè)置在所述第一電極之間的多個第二電極；以及 包圍所述第二電極的濕度敏感層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式濕度傳感器，其中，所述第一電極在所述第一平面上彼此連接并且所述第二電極在所述第一平面上彼此分隔開。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式濕度傳感器，還包括設(shè)置在所述第一平面下方的第二平面上的下電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式濕度傳感器，其中，所述濕度敏感層填充在設(shè)置為比所述上電極的底表面深的溝槽中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式濕度傳感器，還包括焊盤區(qū)，所述焊盤區(qū)包括連接到所述第一電極的第一焊盤和連接到所述第二電極的第二焊盤。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式濕度傳感器，其中，在所述上電極的上表面上設(shè)置有電極保護層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電容式濕度傳感器，其中，所述上電極的所述上表面具有彎曲的形狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電容式濕度傳感器，還包括將所述第二電極中的至少之一連接到所述下電極的第一通孔。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電容式濕度傳感器，還包括連接到所述第一電極中的至少之一的第二通孔。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電容式濕度傳感器，其中，所述第一通孔的深度與所述第二通孔的深度不同。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式濕度傳感器，包括偽電極，所述偽電極從所述第一電極中的至少之一延伸并且位于兩個相鄰第二電極之間。
12.—種電容式濕度傳感器,包括: 設(shè)置在第一平面上的上互連； 設(shè)置在第二平面上的下互連； 包括在所述上互連中的第一電極和第二電極； 包括在所述下互連中的連接到所述第二電極的下電極；以及 包圍所述第二電極的濕度敏感層。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電容式濕度傳感器，其中，所述濕度敏感層的深度小于所述第一平面的深度。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電容式濕度傳感器，其中，所述第一電極和所述第二電極的上表面為彎曲的表面。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電容式濕度傳感器，其中，所述濕度敏感層的所述深度位于所述第一平面與所述第二平面之間。
16.—種電容式濕度傳感器,包括: 上電極，所述上電極設(shè)置在第一平面上并且包括彼此平行設(shè)置的兩個或更多個第一電極； 多個第二電極，所述多個第二電極設(shè)置在兩個相鄰的第一電極之間并且在所述第一平面中在所述兩個相鄰第一電極之間形成排；以及 濕度敏感層，所述濕度敏感層設(shè)置在所述多個第二電極之間以及在所述第二電極的所述排與所述兩個相鄰的第一電極之間。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電容式濕度傳感器，還包括多個偽電極，所述多個偽電極從所述兩個相鄰第一電極突出以設(shè)置在所述第二電極的所述排的兩個相鄰第二電極之間。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電容式濕度傳感器，還包括: 設(shè)置在所述第一平面下方的第二平面上的下電極；以及 將所述多個第二電極與所述下電極連接的多個通孔。
【文檔編號】G01N27/22GK104422718SQ201410186948
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年5月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月6日
【發(fā)明者】具尚根, 金官洙 申請人:美格納半導體有限公司