[實用新型]一種集成化濕度傳感器

有效

• 申請號: 201820147064.8
• 申請日: 2018-01-29
• 公開（公告）號: CN207866749U
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發明（設計）人: 趙曉鋒;藍德高;柳微微;溫殿忠
• 申請（專利權）人: 黑龍江大學
• 主分類號: G01N27/22
• 分類號: G01N27/22
• 代理公司: 北京康思博達知識產權代理事務所(普通合伙) 11426
• 代理人: 劉冬梅;路永斌

本實用新型公開了一種集成化濕度傳感器，所述濕度傳感器以C型硅杯(1)為襯底，在所述C型硅杯(1)的上表面生長有二氧化硅層(2)，在所述二氧化硅層(2)的上表面設置有叉指電極(3)，在所述二氧化硅層(2)的下表面設置有加熱電阻(7)，在所述叉指電極(3)上設置有感濕層(4)，在所述二氧化硅層(2)的上表面、感濕層(4)周圍設置有加磁線圈(5)；所述濕度傳感器采用集成化工藝制備，具有集成化程度高、體積小的優點，并且，同時具有濕度檢測的穩定性好、靈敏度高、響應時間快和線性度好等優點。

技術領域

本實用新型涉及傳感器技術領域，尤其涉及濕度傳感器，特別地，涉及一種集成化濕度傳感器及其制作工藝。

背景技術

現代工業和農業領域對濕度傳感器的需求量不斷增大，要求傳感器具有靈敏度高、線性度好、小尺寸、低成本、低功耗等。但目前的濕度傳感器存在尺寸大、遲滯大、響應時間慢、溫度漂移大和加熱功耗大的問題，尤其存在靈敏度低和線性度差的問題。

實用新型內容

為了解決上述問題，本發明人進行了銳意研究，在C型硅杯上制作叉指電極和感濕層，用于濕度檢測，同時，在叉指電極下面的襯底硅表面制作加熱電阻，用于改善濕度傳感器的響應時間，并且，在叉指電極或感濕層的周圍制作加磁線圈，改善濕度傳感器的靈敏度和線性度，得到一種靈敏度高、響應時間快和線性度好的濕度傳感器，從而完成本實用新型。

本實用新型一方面提供了一種集成化濕度傳感器，具體體現在以下幾方面：

(1)一種集成化濕度傳感器，其中，所述濕度傳感器以C型硅杯1為襯底，在所述C型硅杯1的上表面生長有二氧化硅層2，其中，

在所述二氧化硅層2的上表面設置有叉指電極3，

在所述叉指電極3上設置有感濕層4，和，

在所述二氧化硅層2的上表面、感濕層4周圍設置有加磁線圈5。

(2)根據上述(1)所述的濕度傳感器，其中，所述叉指電極3為Pt/Ti叉指電極。

(3)根據上述(1)或(2)所述的濕度傳感器，其中，所述Pt/Ti叉指電極如下獲得：通過磁控濺射法在所述二氧化硅層2的表面上淀積金屬鈦層和鉑層，更優選地，再進行離子束刻蝕，形成所述Pt/Ti叉指電極。

(4)根據上述(1)至(3)之一所述的濕度傳感器，其中，所述感濕層4為具有多孔結構的硅基陽極氧化鋁(AAO)層，優選地，所述硅基陽極氧化鋁(AAO)層的厚度為2000～8000nm，例如5000nm。

(5)根據上述(1)至(4)之一所述的濕度傳感器，其中，所述硅基陽極氧化鋁(AAO)層如下獲得：先采用真空鍍膜工藝淀積高純金屬鋁層，然后置于草酸溶液中，優選施加電壓，得到帶有多孔結構的硅基陽極氧化鋁(AAO)層。

(6)根據上述(1)至(5)之一所述的濕度傳感器，其中，所述加磁線圈5為銅線圈。

(7)根據上述(1)至(6)之一所述的濕度傳感器，其中，在所述C型硅杯1的底部中心處沉積有磁性材料6(例如金屬鈷、NiFe等)，形成所述加磁線圈5的磁芯。

(8)根據上述(1)至(7)之一所述的濕度傳感器，其中，在所述C型硅杯1與二氧化硅層2之間設置有加熱電阻7，優選地，所述加熱電阻7為條狀結構。

本實用新型另一方面提供一種本實用新型第一方面所述集成化濕度傳感器的制作工藝，具體體現在以下幾個方面：

(9)一種上述(1)至(8)之一所述集成化濕度傳感器的制作工藝，其中，所述工藝包括以下步驟：

步驟1、清洗硅片，任選地，進行一次光刻，通過干法刻蝕，制作光刻對版標記；