微机电系统湿度感测器技术方案

一种微机电系统(micro‑electro mechanical system,MEMS)湿度感测器，包含第一基板、第二基板及感测结构。第二基板与第一基板大致平行。感测结构介于第一基板与第二基板之间，并接合第一基板的一部分及第二基板的一部分，其中第二基板包含导电层面对感测结构，且介于第一基板与感测结构之间的第一空间与外部连通或隔离，且介于导电层与感测结构之间的第二空间与气氛连通，且感测结构、第二空间及导电层构成设置用以量测气氛的介电常数的电容器，而气氛的湿度从气氛的介电常数、气氛的压力及温度导出。

Micro electromechanical system humidity sensor

A microelectromechanical system (micro electro mechanical system, MEMS) humidity sensor, which comprises a first substrate, a second substrate and a sensing structure. The second substrate is substantially parallel to the first substrate. Between the sensing structure between the first substrate and the second substrate, and the substrate part engages the first part and the two substrate, the second substrate includes a conductive layer facing the sensor structure, and the first space between the first substrate and structure between sensing and communicating with the outside or in isolation, and between the conductive layer and the second sense of space and atmosphere test the connectivity between the structure, and the sensing structure, space and second conductive layers capacitor set with dielectric constant to measure the atmosphere, and the atmosphere humidity pressure and temperature derived from the dielectric constant, the atmosphere.

【技术实现步骤摘要】
微机电系统湿度感测器
本揭露实施例是有关于一种微机电系统湿度感测器。
技术介绍
湿度感测器广泛使用于各种领域，以量测特定环境下存在于空气中的水蒸气量。然而使用湿度感测器量测的湿度通常是从边缘电容导出，其值小，因此测试的灵敏度太低。
技术实现思路
根据一些实施例，一种微机电系统(micro-electromechanicalsystem,MEMS)湿度感测器，包含第一基板、第二基板及感测结构。第二基板与第一基板大致平行。感测结构介于第一基板与第二基板之间，并接合第一基板的一部分及第二基板的一部分，其中第二基板包含导电层面对感测结构，且介于第一基板与感测结构之间的第一空间与外部连通或隔离，且介于导电层与感测结构之间的第二空间与气氛连通，且感测结构、第二空间及导电层构成电容器。附图说明为让本揭露的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：图1绘示根据本揭露数个实施例的一种微机电系统(micro-electromechanicalsystem,MEMS)湿度感测器的剖面示意图；图2绘示根据本揭露数个实施例的一种微机电系统湿度感测器的剖面示意图；图3A-图3C绘示根据本揭露数个实施例的一种形成图2的微机电系统湿度感测器于各个阶段的剖面示意图。具体实施方式以下提供本揭露的多种不同的实施例或实例，以实现所提供的标的的不同技术特征。下述具体实例的元件和设计用以简化本揭露。当然，这些仅为示例，而非用以限定本揭露。举例而言，说明书中揭示形成第一特征结构于第二特征结构的上方，其包括第一特征结构与第二特征结构形成而直接接触的实施例，亦包括于第一特征结构与第二特征结构之间另有其他特征结构的实施例，亦即，第一特征结构与第二特征结构并非直接接触。此外，本揭露于各个实例中可能用到重复的参考符号及/或用字。这些重复符号或用字是为了简化与清晰的目的，并非用以限定各个实施例及/或所述结构之间的关系。另外，空间相对用语，如“下”、“上”等，是用以方便描述一元件或特征与其他元件或特征在附图中的相对关系。这些空间相对用语旨在包含除了附图中所示的方位以外，装置在使用或操作时的不同方位。装置可被另外定位(例如旋转90度或其他方位)，而本文所使用的空间相对叙述亦可相对应地进行解释。如上所述，使用湿度感测器量测的湿度通常是从边缘电容导出，其值小，因此测试的灵敏度太低。因此，本揭露提供一种微机电系统(micro-electromechanicalsystem,MEMS)湿度感测器，其中湿度是从平行板电容导出，使得此微机电系统湿度感测器具有较高的测试灵敏度。此微机电系统湿度感测器可量测晶片上的压力及/或温度，以提高湿度的精确性。此外，可结合聚酰亚胺膜与微机电系统湿度感测器，以进一步提升测试灵敏度。微机电系统湿度感测器的实施例将于以下详加叙述。图1绘示根据本揭露数个实施例的一种微机电系统湿度感测器的剖面示意图。微机电系统湿度感测器包含第一基板110、第二基板120及感测结构130。第二基板120与第一基板110大致平行。用词“大致平行”是指两个长形构件彼此平行或几乎平行。在一些实施例中，第一基板110及第二基板120中的每一者包含块状基板，例如硅基板或非硅基板。在一些实施例中，第一基板110或第二基板120包含元素半导体，包含硅或锗的结晶、多晶及/或无定形结构；化合物半导体，包含碳化硅、砷化镓、磷化镓、磷化铟、砷化铟及/或锑化铟；合金半导体，包含硅锗、磷砷化镓、砷化铝铟、砷化铝镓、砷化镓铟、磷化镓铟及/或磷砷化镓铟；任何其他合适的材料；及/或其组合。在一些实施例中，第一基板110的平面尺寸(在上视图中)小于第二基板120的平面尺寸(在上视图中)。在一些实施例中，第一基板110为微机电系统基板。在一些实施例中，微机电系统基板包含块状基板(如硅基板)及磊晶层位于其上。在一些实施例中，微机电系统基板包含掩埋氧化物(buriedoxide,BOX)层。在一些实施例中，微机电系统基板包含金属，如铝、铜、钛、钽、钨、钼、氮化钽、硅化镍、硅化钴、氮化钛、氮化钨、钛铝、氮化钛铝、碳氮化钽、碳化钽、硅氮化钽、金属合金、任何其他合适的材料或其组合。位于微机电系统基板内的例示的金属结构包含金属线路、金属触点以及金属层。在一些实施例中，第一基板110包含第一突出周边部分1102。在一些实施例中，第一突出周边部分1102在上视图中为开放形状(如U形)或封闭形状(如矩形或圆形)。在一些实施例中，第二基板120包含块状基板122(如硅基板)。在一些实施例中，第二基板120包含被动元件，如电阻器、电容器、电感器及/或熔断器；主动元件，如P型通道场效晶体管(P-channelfieldeffecttransistors,PFETs)、N型通道场效晶体管(N-channelfieldeffecttransistors,NFETs)、互补金属氧化物半导体晶体管(complementarymetal-oxide-semiconductortransistors,CMOSs)、高电压晶体管及/或高频晶体管；其他合适的组件；及/或其组合。在一些实施例中，第二基板120包含第一晶体管1222a及第二晶体管1222b位于块状基板122的顶部。在一些实施例中，第一晶体管1222a与第二晶体管1222b为CMOS晶体管，如PMOS晶体管及/或NMOS晶体管。在一些实施例中，第二基板120包含集成电路，如储存器单元、模拟电路、逻辑电路及/或混合信号电路。在一些实施例中，第二基板120包含互连及层间介电(inter-layerdielectric,ILD)层124。在一些实施例中，互连及层间介电层124包含与被动元件、主动元件、其他合适的元件或其组合相关连的互连(如金属线及通孔)。在一些实施例中，互连及层间介电层124包含层间介电，其系由氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、任何其他合适的材料或其组合所制成。第二基板120包含导电层1242面对感测结构130。在一些实施例中，导电层1242位于互连及层间介电层124的顶部。在一些实施例中，导电层1242与感测结构130大致平行。在一些实施例中，导电层1242是由金属或金属化合物制成，例如钼、铬、铝、钕、钛、铜、银、金、锌、铟、镓、铂、银、金、任何其他合适的材料或其组合。在一些实施例中，感测结构130、导电层1242及位于感测结构130与导电层1242之间的第二空间120a构成一电容器。在其他实施例中，导电层(未绘示)位于第二基板120上方，而感测结构130、导电层(未绘示)及位于感测结构130与导电层(未绘示)之间的第二空间120a构成一电容器。换言之，位于第二基板120上方的导电层(未绘示)可替代图1的导电层1242。在其他实施例中，导电层(未绘示)位于互连及层间介电层124上方。在其他实施例中，导电层(未绘示)由惰性金属、惰性金属合金、任何其他合适的材料或其组合所制成。在一些实施例中，第二基板120还包含绝缘层126位于导电层1242上方。在一些实施例中，绝缘层126是由氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、任何其他合适的材料或其组合所制成。在一些实施例中，绝缘层126设置用以防止导电层1242腐蚀。在一些实施例中，第二基板120包含第一感测电路1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微机电系统湿度感测器，其特征在于，包含：一第一基板；一第二基板，与该第一基板大致平行；以及一感测结构，介于该第一基板与该第二基板之间，并接合该第一基板的一部分及该第二基板的一部分，其中该第二基板包含一导电层面对该感测结构，且介于该第一基板与该感测结构之间的一第一空间与外部连通或隔离，且介于该导电层与该感测结构之间的一第二空间与一气氛连通，且该感测结构、该第二空间及该导电层构成一电容器。

【技术特征摘要】
2016.02.25 US 15/053,9061.一种微机电系统湿度感测器，其特征在于，包含：一第一基板；一第二基板，与该第一基板大致平行；以及一感测结构，介于该第一基板与该第二基板之间，并接合该...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈东村，朱家骅，黄睿政，郑钧文，谢正祥，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71