集成一體化溫度濕度傳感器芯片的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及溫度傳感器和濕度傳感器，具體地，涉及一種集成一體化溫度濕度傳感器芯片的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]溫度傳感器集成電路和濕度傳感器集成電路已經(jīng)分別存在多時，它們的制造方法也分別有相關(guān)專利申報或授予。但是，當需要同時測量溫度和濕度時，人們通常使用將上述兩種集成電路集合在一個電路板的系統(tǒng)上實現(xiàn)，因此體積大，成本高，功耗大。
[0003]溫度和濕度作為兩個最基本的物理參數(shù)，與人們的生活和工作環(huán)境的舒適度息息相關(guān)。近幾年來，隨著可穿戴設(shè)備市場的發(fā)展，人們希望這些可穿戴設(shè)備可以測量環(huán)境的溫度和濕度。但是，傳統(tǒng)的溫度傳感器和濕度傳感器體積大，功耗多，成本高。因此，可穿戴設(shè)備需要一種可以滿足體積，功耗和成本要求的產(chǎn)品和制造方法。
[0004]經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)的檢索，發(fā)現(xiàn)申請?zhí)枮?01310117713.1，名稱為無源無線電容式濕度傳感器的制備方法的發(fā)明公開了一種無源無線電容式濕度傳感器的制備方法，包括以下步驟:步驟10)在硅襯底上熱氧化生長一層熱氧化層；步驟20)在熱氧化層上淀積一層多晶硅層，并在多晶硅層上光刻多晶硅加熱電阻；步驟30)在多晶硅層淀積二氧化硅防水層；步驟40)在二氧化硅防水層的頂面濺射一鋁層，然后在鋁層上刻蝕梳齒狀電極、金屬引線錨區(qū)、金屬電感和加熱電阻錨區(qū)；步驟50)在鋁層上方淀積鈍化層；步驟60)將位于電極上方以及位于電極側(cè)壁的鈍化層刻蝕去除，然后對位于被刻蝕的鈍化層下方的二氧化硅防水層進行刻蝕，最后填充聚酰亞胺層，制成無源無線電容式濕度傳感器。該發(fā)明中公開的方法不適用于溫度傳感器和濕度傳感器集成電路的制造。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種集成一體化溫度濕度傳感器芯片的制造方法，使得溫濕度傳感器成為一個單一集成電路，可以同時測量溫度和濕度，減少器件的體積，功耗和制造成本，因為測量濕度時同步得到溫度數(shù)據(jù)，可以對濕度的計算進行溫度補償，從而使得濕度的測量更加準確。
[0006]根據(jù)本發(fā)明提供的集成一體化溫度濕度傳感器芯片的制造方法，包括如下步驟:
[0007]步驟1:在硅片襯底上先制造溫度傳感器集成電路，并設(shè)置多層金屬布線；
[0008]步驟2:在制造所述多層金屬布線中的頂層金屬布線時，形成電容，頂層金屬布線的兩端形成所述電容的電極，所述電極通過接觸孔連接所述溫度傳感器集成電路；
[0009]步驟3:制造所述電容的介質(zhì)層，并通過光罩把所述電容表面暴露出來，所述電極和外接連線部9對應的介質(zhì)層表面被光刻膠層覆蓋；
[0010]步驟4:將兩電極之間的介質(zhì)層刻蝕掉，并去除光刻膠層；
[0011]步驟5:所述電容和所述電極對應的介質(zhì)層的上表面淀積防水層；
[0012]步驟6:在所述防水層上涂布濕敏層；
[0013]步驟7:在所述電極對應的濕敏層上通過光罩把外接連線的外接連接部暴露出來，去除所述電極對應的防水層，將外接連接部連接到封裝引腳上。
[0014]優(yōu)選地，在步驟1中，利用二極管正向電壓的溫度特性和標準制程制造溫度傳感器集成電路。
[0015]優(yōu)選地，所述多層金屬布線采用4至6層金屬鋁連線。
[0016]優(yōu)選地，所述電容為交叉手指形的電容。
[0017]優(yōu)選地，兩個所述電極間距在2微米至4微米之間，所述電極厚度在1微米至2微米之間。
[0018]優(yōu)選地，所述介質(zhì)層采用氮化娃和氧化娃薄膜材料制成。
[0019]優(yōu)選地，采用干法和濕法混合刻蝕工藝，將兩電極之間的介質(zhì)層刻蝕掉。
[0020]優(yōu)選地，所述防水層采用氧化硅防水層；所述氧化硅防水層采用PECVD工藝淀積。
[0021]優(yōu)選地，所述濕敏層采用濕敏光刻膠層。
[0022]優(yōu)選地，在步驟7中采用干法等離子刻蝕去除防水層。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:
[0024]1、體積小，本發(fā)明中溫濕度傳感器同時制造在一顆芯片上，其體積可以明顯比其它溫濕度傳感器?。?br>[0025]2、成本低，本發(fā)明使用硅集成電路來同時制造溫度濕度傳感器，其成本可以大大降低；
[0026]3、功耗低，采用本發(fā)明制造的溫度濕度傳感器芯片，可以明顯降低傳感器的功率消耗；
[0027]4、精度高，采用本發(fā)明制造的溫度濕度傳感器芯片，能夠同時測量溫度和濕度，可以做溫度的補償，使得濕度的測量更加準確。
【附圖說明】
[0028]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:
[0029]圖1為本發(fā)明步驟1完成以后的溫度濕度傳感器芯片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖2為本發(fā)明中交叉手指形電容的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖3為本發(fā)明中形成介質(zhì)層后的溫度濕度傳感器芯片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖4為本發(fā)明步驟3完成以后的溫度濕度傳感器芯片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖5為本發(fā)明步驟5完成以后的溫度濕度傳感器芯片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖6為本發(fā)明步驟6完成以后的溫度濕度傳感器芯片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖7為是本發(fā)明步驟7完成以后的溫度濕度傳感器芯片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖8是本發(fā)明的步驟流程圖。
[0037]圖中
[0038]1為硅片襯底；
[0039]2為金屬鋁布線；
[0040]3為頂層金屬與下面金屬連線的接觸孔；
[0041]4為頂層金屬以及交叉手指形的電容；
[0042]5為氮化硅和氧化硅薄膜層；
[0043]6為光刻膠層；
[0044]7為氧化硅防水層；
[0045]8為濕敏光刻膠層；
[0046]9為外接連線部。
【具體實施方式】
[0047]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應當指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0048]在本實施例中，本發(fā)明提供的集成一體化溫度濕度傳感器芯片的制造方法，包括如下步驟:
[0049]步