一種mems濕度傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半導(dǎo)體集成電路制造工藝技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種MEMS濕度傳感器的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]濕度，通常是指空氣中水蒸氣的含量，它用來反映大氣的干濕程度。人類日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)，以及動(dòng)植物的生存和生長(zhǎng)都與周圍的環(huán)境濕度有著密切的關(guān)系。濕度測(cè)量需要采用濕度傳感器，其是基于濕敏功能材料能發(fā)生與濕度有關(guān)的物理效應(yīng)或化學(xué)反應(yīng)的基礎(chǔ)上制造的，具有將濕度物理量轉(zhuǎn)換成電訊號(hào)的功能。
[0003]濕度傳感器根據(jù)其工作原理的不同可以分成伸縮式、蒸發(fā)式、露點(diǎn)計(jì)、電子式、電磁式等，其中以電子式的研究和應(yīng)用為主。近年來研究較多的是電容型的電子式濕度傳感器，這類濕度傳感器主要工作原理是:濕敏介質(zhì)材料在吸附和解吸附空氣中的水汽分子時(shí)其介電常數(shù)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致器件電容值發(fā)生改變，經(jīng)過處理電路轉(zhuǎn)化為與濕度相關(guān)的電信號(hào)被讀出。
[0004]電容式濕度傳感器從結(jié)構(gòu)上主要可分為垂直平板電容型和水平平板電容型。顧名思義，垂直平板電容型是指濕度傳感器的正負(fù)電極板在垂直方式相對(duì)，上電極板上有通孔或者采用多孔材料的上電極板，外界環(huán)境需要穿過上電極板與濕敏材料發(fā)生作用，引起電容發(fā)生改變;水平平板電容也稱作叉指電容，其正負(fù)電極板在同一水平方向上，濕敏材料填充于叉指電極之間，可直接與外界環(huán)境接觸。
[0005]請(qǐng)參閱圖1a-1e，圖1a-1e為現(xiàn)有技術(shù)中叉指電容型MEMS濕度傳感器制備過程中的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1a所示，該叉指電容型濕度傳感器自下而上包括襯底101、絕緣層102、絕緣層中的金屬連接線103、形成與絕緣層上表面的金屬叉指電極層104，以及覆蓋金屬叉指電極層104以及絕緣層102的鈍化層105;如圖1b所示，采用第一掩膜版對(duì)鈍化層105以及絕緣層102進(jìn)行刻蝕，并暴露出金屬連接線103的上表面以及金屬叉指電極層104的上表面以及側(cè)面;如圖1c所示，在金屬叉指電極層104的上表面以及側(cè)面淀積一層用于隔離水汽的隔離介質(zhì)層106;如圖1d所示，采用第二掩膜版對(duì)隔離介質(zhì)層106進(jìn)行刻蝕，并暴露出用于后續(xù)封裝打線用的金屬焊盤107;如圖1e所示，最后淀積濕敏材料層108，并采用第三掩膜版對(duì)濕敏材料層108圖案化，完成濕度傳感器的制備。
[0006]在上述現(xiàn)有的叉指電容型MEMS濕度傳感器制備過程中，完成濕度傳感器的至少需要三張掩膜版，導(dǎo)致現(xiàn)有濕度傳感器的制作工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本較高。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需提供一種與CMOS工藝兼容的MEMS濕度傳感器的制造方法，簡(jiǎn)化工藝流程，降低生產(chǎn)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)以上問題，為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種與CMOS工藝兼容的MEMS濕度傳感器的制造方法，簡(jiǎn)化工藝流程，降低生產(chǎn)成本。
[0008]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種MEMS濕度傳感器的制造方法，包括以下步驟:
[0009]步驟SOI，提供一具有絕緣層的襯底，在所述絕緣層內(nèi)形成金屬連接線，所述絕緣層的上表面形成金屬叉指電極層以及金屬焊盤，所述金屬叉指電極層以及金屬焊盤的上表面覆蓋有鈍化層；
[0010]步驟S02，對(duì)所述鈍化層以及絕緣層進(jìn)行圖案化，并暴露出所述金屬連接線以及金屬焊盤的上表面，且所述鈍化層包覆所述金屬叉指電極層的上表面以及側(cè)壁；
[0011]步驟S03，在所述金屬叉指電極層之間以及鈍化層上表面形成濕敏材料層，完成MEMS濕度傳感器的制備。
[0012]優(yōu)選的，所述步驟SOl中，所述金屬叉指電極層包括金屬叉指電極層的正電極板以及金屬叉指電極層的負(fù)電極板，所述金屬叉指電極層的正電極板以及金屬叉指電極層的負(fù)電極板相互交錯(cuò)地設(shè)置在所述絕緣層上的同一水平面上。
[0013]優(yōu)選的，所述步驟S02中，采用光刻和刻蝕工藝對(duì)所述鈍化層以及絕緣層進(jìn)行圖案化，以暴露出所述金屬連接線以及金屬焊盤的上表面。
[0014]優(yōu)選的，所述金屬叉指電極層的側(cè)壁包覆的鈍化層的厚度為200埃?1500埃。
[0015]優(yōu)選的，所述金屬叉指電極層的上表面包覆的鈍化層的厚度為200埃?10000埃。
[0016]優(yōu)選的，步驟S03中，所述濕敏材料層形成后，對(duì)所述濕敏材料層進(jìn)行熱處理。
[0017]優(yōu)選的，步驟S03中，采用化學(xué)氣相沉積工藝或旋涂工藝形成所述濕敏材料層。
[0018]優(yōu)選的，所述濕敏材料層的厚度為500nm?ΙΟμπι。
[0019]優(yōu)選的，所述濕敏材料層為有機(jī)聚合物或多孔介質(zhì)材料。
[0020]優(yōu)選的，所述濕敏材料層為聚酰亞胺。
[0021]本發(fā)明提供了一種MEMS濕度傳感器的制造方法，在濕度傳感器的制備過程中僅需要兩張掩膜版，第一張掩膜版用于對(duì)鈍化層以及絕緣層進(jìn)行圖案化，第二張掩膜版用于對(duì)濕敏材料層進(jìn)行圖案化，即可完成濕度傳感器的制備，相比現(xiàn)有的叉指電極型濕度傳感器制造工藝，本發(fā)明無需額外增加傳感器制造成本，制造工藝簡(jiǎn)單，降低了生產(chǎn)成本，且制備方法與傳統(tǒng)的CMOS工藝完全兼容。
【附圖說明】
[0022]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0023]圖1a-1e為現(xiàn)有技術(shù)中的形成叉指電容型濕度傳感器的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為本發(fā)明提出的MEMS濕度傳感器的制造方法的流程示意圖；
[0025]圖3a_3c為本發(fā)明提出的MEMS濕度傳感器的工藝步驟的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的【具體實(shí)施方式】加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0027]上述及其它技術(shù)特征和有益效果，將結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明提出的MEMS濕度傳感器的制造方法進(jìn)行詳細(xì)說明。圖2為本發(fā)明提出的MEMS濕度傳感器的制造方法的流程示意圖；圖3a-3c為本發(fā)明提出的MEMS濕度傳感器的工藝步驟的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]請(qǐng)參閱圖2，