[發明專利]具有微米網格狀多孔電極的電容式高分子濕度傳感器及其制作方法

無效

• 申請號: 201210427615.3
• 申請日: 2012-10-31
• 公開（公告）號: CN102890106A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 金建東;鄭麗;齊虹;李玉玲;王平;王明偉;田雷;司良有;王成楊
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十九研究所
• 主分類號: G01N27/22
• 分類號: G01N27/22
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

1.具有微米網格狀多孔電極的電容式高分子濕度傳感器，它包括襯底（1）和濕敏電容薄膜，濕敏電容薄膜包括下電極（4）、電介質層（5）和上電極（6）；其特征在于，所述上電極（6）為微米網格狀多孔電極，所述多孔為陣列式排布的通透孔，下電極（4）包括過渡的金屬薄層和金薄膜。

2.根據權利要求1所述的具有微米網格狀多孔電極的電容式高分子濕度傳感器，其特征在于，它還包括絕緣層。

3.根據權利要求1所述的具有微米網格狀多孔電極的電容式高分子濕度傳感器，其特征在于，所述的過渡的金屬薄層為鉻薄層或鈦薄層。

4.權利要求2所述的具有微米網格狀多孔電極的電容式高分子濕度傳感器的制作方法，其特征在于，它包括如下步驟：

步驟一：用單晶硅作為襯底（1），在所述襯底（1）上形成二氧化硅層（2），在所述二氧化硅層（2）上形成氮化硅層（3）；所述二氧化硅層（2）和氮化硅層（3）作為襯底（1）的絕緣層；

步驟二：在所述氮化硅層（3）上形成過渡的金屬薄層，在所述過渡金屬薄層上形成厚度為1～1.5μm的金薄膜；

步驟三：將高分子濕敏材料的溶液通過勻膠法涂覆到下電極（4）上形成電介質層（5），并在固化后的電介質層（5）上刻蝕掉多余的高分子濕敏材料；

步驟四：在電介質層（5）上形成帶有網格狀多孔的金屬薄膜，所述金屬薄膜的整體厚度為0.5～1μm，所述網格狀多孔的孔隙和線條寬度在微米數量級；并在厚度為0.5～1μm的金屬薄膜焊盤位置上焊接引線，所述帶有網格狀多孔的金屬薄膜為上電極（6）。

5.根據權利要求4所述的具有微米網格狀多孔電極的電容式高分子濕度傳感器的制作方法，其特征在于，步驟一中在所述襯底（1）上形成二氧化硅層（2）的方法為：在所述襯底（1）上采用半導體工藝中的高溫熱氧化形成二氧化硅層（2），厚度為2000A~3000A；

步驟一中在所述二氧化硅層（2）上形成氮化硅層（3）的方法為：在所述二氧化硅層（2）上采用LPCVD法形成氮化硅層（3），厚度為1000A~1500A。

6.權利要求1所述的具有微米網格狀多孔電極的電容式高分子濕度傳感器的制作方法，其特征在于，它包括如下步驟：

步驟一：用無堿玻璃基片作為襯底（1）；

步驟二：在所述襯底（1）上形成過渡的金屬薄層，在所述過渡金屬薄層上形成厚度為1～1.5μm的金薄膜；

步驟三：將高分子濕敏材料的溶液通過勻膠法涂覆到下電極（4）上形成電介質層（5），并在固化后的電介質層（5）上刻蝕掉多余的高分子濕敏材料；

步驟四：在電介質層（5）上形成帶有網格狀多孔的金屬薄膜，所述金屬薄膜的整體厚度為0.5～1μm，所述網格狀多孔的孔隙和線條寬度在微米數量級；并在厚度為0.5～1μm的金屬薄膜的焊盤位置上焊接引線，所述帶有網格狀多孔的金屬薄膜為上電極（6）。

7.根據權利要求4或6所述的具有微米網格狀多孔電極的電容式高分子濕度傳感器的制作方法，其特征在于，步驟二中形成過渡的金屬薄層的方法為采用真空蒸鍍或是濺射方法。

8.根據權利要求4或6所述的具有微米網格狀多孔電極的電容式高分子濕度傳感器的制作方法，其特征在于，步驟二中形成過渡的金屬薄層為鉻薄層或鈦薄層。

9.根據權利要求4或6所述的具有微米網格狀多孔電極的電容式高分子濕度傳感器的制作方法，其特征在于，步驟三中在固化后的電介質層（5）上刻蝕掉多余的高分子濕敏材料的方法為：在固化后的電介質層（5）上經金屬沉積、光刻和干法刻蝕掉多余的高分子濕敏材料。

10.根據權利要求4或6所述的具有微米網格狀多孔電極的電容式高分子濕度傳感器的制作方法，其特征在于，步驟四中所述在電介質層（5）上形成帶有網格狀多孔的金屬薄膜的方法為：

在電介質層（5）上涂覆一種特殊的光刻膠，在所述光刻膠上刻出與要形成的網格狀多孔相互補的圖形，再在所述光刻膠上沉積金屬薄膜，將沉積后的光刻膠及光刻膠上的金屬薄膜一起溶掉，形成帶有網格狀多孔的金屬薄膜。