一種mems濕度傳感器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于半導體集成電路制造工藝技術領域，涉及一種MEMS濕度傳感器的制造方法。
【背景技術】
[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、工農業生產活動，以及動植物的生存和生長都與周圍的環境濕度有著密切的關系。濕度測量需要采用濕度傳感器，其是基于濕敏功能材料能發生與濕度有關的物理效應或化學反應的基礎上制造的，具有將濕度物理量轉換成電訊號的功能。
[0003]濕度傳感器根據其工作原理的不同可以分成伸縮式、蒸發式、露點計、電子式、電磁式等，其中以電子式的研究和應用為主。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:濕敏介質材料在吸附和解吸附空氣中的水汽分子時其介電常數發生變化，從而導致器件電容值發生改變，經過處理電路轉化為與濕度相關的電信號被讀出。
[0004]電容式濕度傳感器從結構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電極板在垂直方式相對，上電極板上有通孔或者采用多孔材料的上電極板，外界環境需要穿過上電極板與濕敏材料發生作用，引起電容發生改變;水平平板電容也稱作叉指電容，其正負電極板在同一水平方向上，濕敏材料填充于叉指電極之間，可直接與外界環境接觸。
[0005]請參閱圖1a-1e，圖1a-1e為現有技術中叉指電容型MEMS濕度傳感器制備過程中的結構示意圖。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，采用第一掩膜版對鈍化層105以及絕緣層102進行刻蝕，并暴露出金屬連接線103的上表面以及金屬叉指電極層104的上表面以及側面;如圖1c所示，在金屬叉指電極層104的上表面以及側面淀積一層用于隔離水汽的隔離介質層106;如圖1d所示，采用第二掩膜版對隔離介質層106進行刻蝕，并暴露出用于后續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濕敏材料層108圖案化，完成濕度傳感器的制備。
[0006]在上述現有的叉指電容型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，導致現有濕度傳感器的制作工藝復雜，生產成本較高。因此，本領域技術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，簡化工藝流程，降低生產成本。
【發明內容】
[0007]針對以上問題，為克服現有技術的不足，本發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，簡化工藝流程，降低生產成本。
[0008]為了解決上述技術問題，本發明提供了一種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，對所述鈍化層以及絕緣層進行圖案化，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電極板相互交錯地設置在所述絕緣層上的同一水平面上。
[0013]優選的，所述步驟S02中，采用光刻和刻蝕工藝對所述鈍化層以及絕緣層進行圖案化，以暴露出所述金屬連接線以及金屬焊盤的上表面。
[0014]優選的，所述金屬叉指電極層的側壁包覆的鈍化層的厚度為200埃?1500埃。
[0015]優選的，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]優選的，步驟S03中，所述濕敏材料層形成后，對所述濕敏材料層進行熱處理。
[0017]優選的，步驟S03中，采用化學氣相沉積工藝或旋涂工藝形成所述濕敏材料層。
[0018]優選的，所述濕敏材料層的厚度為500nm?ΙΟμπι。
[0019]優選的，所述濕敏材料層為有機聚合物或多孔介質材料。
[0020]優選的，所述濕敏材料層為聚酰亞胺。
[0021]本發明提供了一種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鈍化層以及絕緣層進行圖案化，第二張掩膜版用于對濕敏材料層進行圖案化，即可完成濕度傳感器的制備，相比現有的叉指電極型濕度傳感器制造工藝，本發明無需額外增加傳感器制造成本，制造工藝簡單，降低了生產成本，且制備方法與傳統的CMOS工藝完全兼容。
【附圖說明】
[0022]為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0023]圖1a-1e為現有技術中的形成叉指電容型濕度傳感器的剖面結構示意圖；
[0024]圖2為本發明提出的MEMS濕度傳感器的制造方法的流程示意圖；
[0025]圖3a_3c為本發明提出的MEMS濕度傳感器的工藝步驟的剖面結構示意圖。
【具體實施方式】
[0026]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明的實施方式作進一步地詳細描述。本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。本發明還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發明的精神下進行各種修飾或改變。
[0027]上述及其它技術特征和有益效果，將結合實施例及附圖對本發明提出的MEMS濕度傳感器的制造方法進行詳細說明。圖2為本發明提出的MEMS濕度傳感器的制造方法的流程示意圖；圖3a-3c為本發明提出的MEMS濕度傳感器的工藝步驟的剖面結構示意圖。
[0028]請參閱圖2，