湿度传感器及其制造方法技术

本发明专利技术的目的在于，提供能够抑制下部电极上小丘的产生的湿度传感器及其制造方法。用于解决课题的方法为一种湿度传感器，具有形成于基板上的下部电极、形成于前述下部电极上并且抑制前述下部电极的塑性变形的塑性变形抑制膜、隔着前述塑性变形抑制膜覆盖前述下部电极的湿敏膜、以及形成于前述湿敏膜上的上部电极。

Humidity sensor and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
湿度传感器及其制造方法
本专利技术涉及电容式的湿度传感器及其制造方法。
技术介绍
湿度传感器中，有使用湿敏膜作为电介质的电容式湿度传感器，该湿敏膜由介电常数根据吸收的水分量发生变化的高分子材料形成。作为该电容式的湿度传感器的电极结构，已知梳齿型、平行平板型。梳齿型是下述结构：将一对相对的梳齿状电极设于同一平面上，在该一对梳齿状电极上设置湿敏膜(例如参照专利文献1)。平行平板型是下述结构：在形成于基板上的下部电极与相对地设于该下部电极上的上部电极之间，设有湿敏膜。该平行平板型湿度传感器中，湿敏膜使用例如旋涂和光刻技术在形成有下部电极的基板上形成。作为形成该湿敏膜的高分子材料，例如提出了在使用聚酰亚胺形成湿敏膜后对湿敏膜进行热处理(例如参照专利文献2)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特表2009-516192号公报专利文献2：日本特开平4-19553号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题可是，制造平行平板型湿度传感器时，如果在下部电极上形成湿敏膜后对湿敏膜进行热处理，则存在下部电极被加热而发生迁移现象的可能。如果下部电极中发生迁移现象，则被称为小丘(hillock)的突起物在下部电极表面自发生长。当突起物在下部电极上生长、该突起物贯穿湿敏膜的情况下，下部电极与上部电极会发生电短路，湿度传感器无法运转。本专利技术的目的在于，提供能够抑制下部电极上小丘的产生的湿度传感器及其制造方法。用于解决课题的方法公开的技术为一种湿度传感器，具有：形成于基板上的下部电极，形成于前述下部电极上、抑制前述下部电极的塑性变形的塑性变形抑制膜，隔着前述塑性变形抑制膜覆盖前述下部电极的湿敏膜，以及形成于前述湿敏膜上的上部电极。专利技术的效果根据本专利技术，可实现能够抑制下部电极上小丘的产生的湿度传感器。附图说明图1为用于说明现有技术的问题点的湿度传感器的截面图。图2为显示第1实施方式涉及的湿度传感器的概略构成的平面图。图3为概略性显示沿图2的A-A线的截面的截面图。图4为显示湿度传感器的制造工序的工序图。图5为显示湿度传感器制造时的截面结构的图。图6为显示湿度传感器制造时的截面结构的图。图7为显示由塑性变形抑制膜带来的小丘抑制效果的光学显微镜照片。图8为显示第1实施方式的变形例涉及的湿度传感器的概略构成的截面图。图9为显示第2实施方式涉及的湿度传感器的概略构成的截面图。图10为显示由保护膜的厚膜化带来的小丘抑制效果的光学显微镜照片。附图标记说明10：下部电极；10a：第1导电膜；11：湿敏膜；12：上部电极；12a：开口；20：绝缘基板；21：绝缘膜；22：塑性变形抑制膜；22a：第2导电膜；23：保护膜；24：保护膜；25：外涂层膜；30：抗蚀剂图案；40：突起物(小丘)；50：底膜；60：塑性变形抑制膜；100、100a、100b、200：湿度传感器。具体实施方式<现有技术的问题点的说明>在对用于实施专利技术的方式进行说明前，更具体地对现有技术的问题点进行说明。图1为用于说明现有技术的问题点的湿度传感器200的截面图。湿度传感器200为平行平板型的电容式湿度传感器。下部电极10隔着绝缘膜21设于绝缘基板20上。下部电极10上，隔着保护膜23设有湿敏膜11。保护膜23例如为厚度100nm的氧化硅(SiO2)膜。湿敏膜11例如由聚酰亚胺形成。湿敏膜11上形成有具有多个开口12a的上部电极12。上部电极12上，隔着保护膜24形成有外涂层膜25。制造湿度传感器200时，制成湿敏膜11后，对湿敏膜11进行热处理。有下部电极10中由于该热处理而发生迁移现象的可能。如果下部电极10中发生迁移现象，则如同一附图所示，被称为小丘的突起物40从下部电极10自发生长。如果该突起物40贯穿湿敏膜11，则下部电极10与上部电极12会发生电短路，湿度传感器200无法运转。其中，小丘也包括被称为晶须的针状等突起物。其中，同一附图中，在下部电极10上设有保护膜23，但该保护膜23是以抑制下部电极10的氧化、腐蚀等的影响为目的，因此无法抑制突起物40的产生。以下，参照附图对用于实施专利技术的方式进行说明。各附图中，有时对同一构成部分给予同一符号，并省略了重复说明。<第1实施方式>[概略构成]对第1实施方式涉及的湿度传感器的构成进行说明。图2为显示第1实施方式涉及的湿度传感器100的概略构成的平面图。图3为概略性显示沿图2的A-A线的截面的截面图。其中，图2中，仅概略性显示了湿度传感器100所含的下部电极10、湿敏膜11和上部电极12。湿度传感器100为平行平板型的电容式湿度传感器。湿度传感器100是以硅(Si)基板等绝缘基板20为基础形成的。绝缘基板20上设有由SiO2等形成的绝缘膜21。绝缘膜21上设有平板状的下部电极10。下部电极10例如是由作为铝合金中的一种的Al-Si-Cu合金形成的导电膜。下部电极10的厚度例如为200nm。其中，下部电极10也可以由Al-Si合金等其他铝合金形成。下部电极10上设有用于抑制下部电极10的塑性变形的塑性变形抑制膜22。塑性变形抑制膜22仅设于下部电极10的表面上，与下部电极10具有同样的平面形状。塑性变形抑制膜22是比下部电极10硬的膜，例如为氮化钛(TiN)膜。塑性变形抑制膜22的厚度优选为100nm以上。塑性变形抑制膜22的厚度例如设为100nm。其中，塑性变形抑制膜22不限于TiN膜，也可以是TiW膜等。塑性变形抑制膜22具有导电性，与下部电极10接触，因而作为下部电极10的一部分发挥功能。塑性变形抑制膜22上设有由氧化硅等形成的保护膜23。保护膜23覆盖塑性变形抑制膜22的上表面、以及塑性变形抑制膜22和下部电极10的侧面。保护膜23的厚度例如为100nm。保护膜23可以由氧化铝(Al2O3)、氮化硅(SiN)形成。下部电极10上，隔着塑性变形抑制膜22和保护膜23设有湿敏膜11。湿敏膜11覆盖保护膜23、塑性变形抑制膜22和下部电极10整体。湿敏膜11由厚度0.5μm～1.5μm的容易吸附水分子的高分子材料形成。湿敏膜11例如优选为厚度1μm的聚酰亚胺膜。其中，形成湿敏膜11的高分子材料不限于聚酰亚胺，也可以是纤维素、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯醇(PVA)等。此外，塑性变形抑制膜22上的保护膜23不是必需的，也可以直接将湿敏膜11设于塑性变形抑制膜22上。湿敏膜11的上表面是平坦的，该上表面上形成有平板状的上部电极12。上部电极12是例如由厚度200nm的铝(Al)等形成的导电膜。上部电极12隔着湿敏膜11、保护膜23和塑性变形抑制膜22与下部电极10相对。为了有效地将空气中的水分子吸收入湿敏膜11，上部电极12形成有多个开口12a。由于这些开本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种湿度传感器，具有：/n形成于基板上的下部电极，/n形成于所述下部电极上、抑制所述下部电极的塑性变形的塑性变形抑制膜，/n隔着所述塑性变形抑制膜覆盖所述下部电极的湿敏膜，以及/n形成于所述湿敏膜上的上部电极。/n

【技术特征摘要】
20180712 JP 2018-1321891.一种湿度传感器，具有：
形成于基板上的下部电极，
形成于所述下部电极上、抑制所述下部电极的塑性变形的塑性变形抑制膜，
隔着所述塑性变形抑制膜覆盖所述下部电极的湿敏膜，以及
形成于所述湿敏膜上的上部电极。


2.根据权利要求1所述的湿度传感器，所述湿敏膜由聚酰亚胺形成。


3.根据权利要求1或2所述的湿度传感器，所述塑性变形抑制膜由比所述下部电极硬的材料形成。


4.根据权利要求3所述的湿度传感器，所述塑性变形抑制膜为导电膜。


5.根据权利要求4所述的湿度传感器，所述导电膜为TiN膜或TiW膜。


6.根据权利要求1或2所述的湿度传感器，所述塑性变形抑制膜为绝缘膜。


7.根据权利要求6所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：三谷勇太，
申请(专利权)人：美蓓亚三美株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP