[發明專利]一種傳感器件、傳感器及濕度傳感器件

有效

• 申請號: 201310705023.8
• 申請日: 2013-12-19
• 公開（公告）號: CN103698368A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 史蒂芬·李
• 申請（專利權）人: 無錫康森斯克電子科技有限公司
• 主分類號: G01N27/22
• 分類號: G01N27/22
• 代理公司: 北京億騰知識產權代理事務所 11309
• 代理人: 陳霽

技術領域

本發明涉及半導體領域，具體涉及到一種傳感器件、采用所述傳感器件的傳感器以及濕度傳感器。

背景技術

現有技術中，可以通過環境中待測標的物對電容電極板的介電常數的影響，來測量環境中待測標的物的含量，例如通過濕度對電容電極電荷量的影響，通過電容變化測量空氣中的濕度。但是現有技術中通常將傳導信號的信號線或信號線與電極間的連接部分都設置在芯片或電路板的上表面，由于電極板的吸收待測標的物的敏感材料需要與環境接觸，因此，環境會對連接線或連接部分，例如金屬焊盤造成腐蝕，影響傳感器件的工作穩定性，此外暴露在環境中的信號線，也容易被環境中的噪聲干擾，影響測量標的物的精確度。

發明內容

本發明的目的是提供一種傳感器件，以實現通過傳感器件檢測環境中待測物時，用于傳導信號的焊盤等連接線可以不被暴露在環境中。

為實現上述目的，本發明提供了述傳感器件包括設置在半導體襯底上的至少一個傳感器區域；其中，所述傳感器區域包括設置在所述半導體襯底上的多個多晶硅垂直電極，相鄰的所述多晶硅垂直電極形成傳感電容，每個垂直電極作為所述傳感電容的一個極板，每個傳感電容的兩個極板之間設置有敏感膜片，所述敏感膜片與環境具有第一接觸面，透過所述第一接觸面吸收環境中待檢測物質后，改變所述傳感電容的電容值，所述傳感電容根據所述介電常數變化生成變化的電容信號；

至少一個傳導元件，貫穿所述半導體襯底，并且與所述垂直電極具有至少一個第二接觸面，所述第二接觸面將所述傳感電容生成的所述電容信號傳導給設置在所述第二表面的金屬焊盤。

依照本發明較佳實施例所述的傳感器件，所述垂直電極的上方設置有第一保護板，所述第一保護板與所述垂直電極之間被絕緣介質隔離；

依照本發明較佳實施例所述的傳感器件，所述垂直電極的下方設置有第二保護板，所述第二保護板與所述垂直電極之間被絕緣介質隔離；

依照本發明較佳實施例所述的傳感器件，所述垂直電極的兩側在所述半導體襯底上設置有溝槽，所述敏感膜片由填充在所述溝槽內的環境敏感材料制成。

依照本發明較佳實施例所述的傳感器件，所述第一保護板上表面涂覆有絕緣介質。

依照本發明較佳實施例所述的傳感器件，所述傳導器件為垂直電饋通，所述垂直電饋通包括引線傳導層、絕緣層和支撐介質，述絕緣層位于所述引線傳導層和所述支撐介質之間，所述引線傳導層由磷摻雜多晶硅制成，所述絕緣層由氧化硅制成，所述支撐介質為多晶硅。

依照本發明較佳實施例所述的傳感器件，所述傳感器件為濕度傳感器件，所述敏感膜片為可以吸收濕氣的多孔電介質、多孔陶瓷、多孔金屬、聚酰亞胺其中之一制成。

本發明實施例還提供了一種傳感器，所述傳感器包括至少一傳感器件和處理器：

所述傳感器件包括設置在半導體襯底上的至少一個傳感器區域，其中，所述傳感器區域包括設置在所述半導體襯底上的多個多晶硅垂直電極，相鄰的所述多晶硅垂直電極形成傳感電容，每個垂直電極作為所述傳感電容的一個極板，每個傳感電容的兩個極板之間設置有敏感膜片，所述敏感膜片與環境具有第一接觸面，透過所述第一接觸面吸收環境中待檢測物質后，改變所述傳感電容的電容值，所述傳感電容根據所述介電常數變化生成變化的電容信號；以及至少一個傳導元件，貫穿所述半導體襯底，并且與所述垂直電極具有至少一個第二接觸面，所述第二接觸面將所述傳感電容生成的所述電容信號傳導給設置在所述第二表面的金屬焊盤；

所述金屬焊盤通過外接線路將所電容信號傳輸給所述處理器，所述處理器根據所述電容信號變化，獲得所述待檢測物質的參數。

依照本發明較佳實施例所述的傳感器，所述傳導器件為垂直電饋通，所述垂直電饋通包括引線傳導層、絕緣層和支撐介質，所述絕緣層位于所述引線傳導層和所述支撐介質之間，所述引線傳導層與所述金屬焊盤接觸，所述引線傳導層由磷摻雜多晶硅制成，所述絕緣層由氧化硅制成，所述支撐介質為多晶硅，。

本發明實施例還提供了一種濕度傳感器件，所述濕度傳感器件包括設置在半導體襯底上的至少一個傳感器區域，所述傳感器區域包括設置在所述半導體襯底上的多個多晶硅垂直電極，其中，相鄰的所述多晶硅垂直電極形成傳感電容，每個垂直電極作為所述傳感電容的一個極板，每個傳感電容的兩個極板之間設置有濕度敏感膜片，所述敏感膜片與環境具有第一接觸面，透過所述第一接觸面吸收環境中濕氣后，改變所述傳感電容的電容值，所述傳感電容根據所述介電常數變化生成變化的電容信號；