湿度检测装置、故障判断方法以及温度检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术的提供一种湿度检测装置、故障判断方法以及温度检测装置。目的在于提高形成于加热部的上方的平行平板型的电极的平坦性，或者提高温度检测部的遮光性。湿度检测装置具有：半导体基板；由所述半导体基板中的杂质扩散层形成的加热部；隔着绝缘膜而形成于所述加热部的上方的下部电极；覆盖所述下部电极的感湿膜；以及形成于所述感湿膜上的上部电极。

Humidity detection device, fault judgment method and temperature detection device

【技术实现步骤摘要】
湿度检测装置、故障判断方法以及温度检测装置
本专利技术涉及湿度检测装置、故障判断方法以及温度检测装置。
技术介绍
湿度检测装置中具有将由介电常数根据所吸收的水分量而变化的高分子材料形成的感湿膜用作电介质的静电容量式的湿度检测装置。在该静电容量式的湿度检测装置中，感湿膜配置于电极间，通过对该电极间的静电容量进行测定来求出湿度(相对湿度)。作为静电容量式的湿度检测装置的电极结构，已知有梳齿型和平行平板型。梳齿型是指将对置的一对梳齿状电极设置在同一平面上，并在该一对梳齿状电极上设有感湿膜的结构。平行平板型是指在形成于基板上的下部电极和在该下部电极上相对地设置的上部电极之间设有感湿膜的结构。另外，在静电容量式的湿度检测装置中，已知有设置用于通过加热来调整感湿膜的水分量的加热部的情况(例如，参照专利文献1)。在专利文献1中，提出将由多晶硅等形成的布线层用作发热电阻体，并在基板上形成加热部的方案。然而，在电极结构为平行平板型的情况下，如专利文献1所记载的那样，当在基板上形成加热部时，隔着绝缘膜而层叠形成于加热部的上方的电极因受到加热部的形状的影响而导致平坦性降低。例如，如专利文献1所记载的那样，在将加热部形成为蛇腹状的情况下，考虑使电极成为凹凸形状。这样，当电极的平坦性降低时，电极间距离产生不均，不仅静电容量的制造偏差等变大，湿度的检测精度也降低。另外，上述那样的湿度检测装置例如通过作为封固构件的树脂来封固具有湿度检测部的传感器芯片，由此被封装化。由于湿度检测部需要与作为检测对象的外部气体接触，因此在封固构件上形成有用于使湿度检测部露出的开口部(例如，参照专利文献2)。另外，已知在传感器芯片中，除了设有湿度检测部以外还设有用于对外部气体的温度进行检测的温度检测部。在传感器芯片中除了设有湿度检测部以外还设有温度检测部的情况下，为了使湿度检测部和温度检测部这两者从封固构件露出，需要将湿度检测部和温度检测部这两者配置于上述开口部。然而，在作为温度检测部而使用了利用半导体的带隙的特性的带隙型的温度传感器的情况下，因光入射至温度检测部而产生光电效应并使上述特性发生变动，温度的检测精度有可能劣化。因此，虽然想要在温度检测部的光入射侧使用布线层来形成遮光膜，但布线层为了形成多条不同电位的布线，需要在同一布线层内，在布线间形成狭缝(间隙)。存在光从该狭缝进入而入射到温度检测部的可能性。专利文献1：日本特开2006-234576号公报专利文献2：日本特开2018-59716号公报
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提高形成于加热部的上方的平行平板型的电极的平坦性，另外，目的还在于提高温度检测部的遮光性。公开的技术是一种湿度检测装置，其具有：半导体基板；由所述半导体基板中的杂质扩散层形成的加热部；隔着绝缘膜形成于所述加热部的上方的下部电极；覆盖所述下部电极的感湿膜；以及形成于所述感湿膜上的上部电极。公开的技术还包括一种湿度检测装置的故障判断方法，所述湿度检测装置具有：半导体基板；加热部，其由所述半导体基板中的杂质扩散层形成；下部电极，其隔着绝缘膜形成于所述加热部的上方；感湿膜，其覆盖所述下部电极；上部电极，其形成于所述感湿膜上；以及温度检测部，其形成于所述半导体基板，其中，根据基于所述下部电极与所述上部电极之间的静电容量而检测的湿度和由所述温度检测部检测的温度来进行故障判断。公开的技术还包括一种温度检测装置，具有：半导体基板，其形成有温度检测部；多个布线层，其形成于所述半导体基板上；基板连接层，其对所述多个布线层中的至少一个布线层与所述半导体基板进行连接；一个或者多个层间连接层，其对所述多个布线层间进行连接；第一遮光壁，其由所述基板连接层形成，且包围所述温度检测部的周围；第二遮光壁，其由所述层间连接层形成，且包围所述温度检测部的周围；以及遮光膜，其由所述多个布线层中的比所述第二遮光壁靠上层的布线层形成，且覆盖所述温度检测部的上方。根据本专利技术，能够提高形成于加热部的上方的平行平板型的电极的平坦性，提高温度检测部的遮光性。附图说明图1是例示出本专利技术的一实施方式所涉及的湿度检测装置的概要结构的图。图2是简要示出沿着图1中的A-A线的剖面的剖视图。图3是去除了铸模树脂的状态下的湿度检测装置的俯视图。图4是示出传感器芯片的结构的概要俯视图。图5是例示出ESD保护电路的结构的电路图。图6是例示出构成ESD保护电路的NMOS晶体管的层结构的图。图7是例示出湿度检测部的结构的电路图。图8是例示出温度检测部的结构的电路图。图9是用于说明传感器芯片的元件结构的概要剖视图。图10是例示出下部电极以及上部电极的形状的俯视图。图11是例示出构成加热部的n型扩散层的形状的俯视图。图12是例示出ASIC芯片的功能结构的框图。图13是对故障判断处理进行说明的流程图。图14是例示出第一插头层的图案的俯视图。图15是简要示出沿着图14中的B-B线的剖面的剖视图。图16是例示出第一布线层的图案的俯视图。图17是简要示出沿着图16中的B-B线的剖面的剖视图。图18是例示出第二插头层的图案的俯视图。图19是简要示出沿着图18中的B-B线的剖面的剖视图。图20是例示出第二布线层的图案的俯视图。图21是简要示出沿着图20中的B-B线的剖面的剖视图。图22是示出将温度检测部设为电阻型温度传感器的例子的图。附图标记说明：10：湿度检测装置，20：传感器芯片，21：湿度检测部，22：温度检测部，23：加热部，24，24a～24f：键合焊盘，30：ASIC芯片，31：湿度测量处理部，32：温度测量处理部，33：加热控制部，34：故障判断部，40：铸模树脂(封固构件)，41：引线端子，42：第一DAF，45：第二DAF，50：开口部，51：有效开口部，60：ESD保护电路，61：二极管，70：p型半导体基板，80：湿度检测用电容器，81：参考用电容器，82：参考电极，83：下部电极，84：上部电极，84a：开口，86：感湿膜，87：保护膜，88：遮光膜，90：双极晶体管，91：n型扩散层，92：p型扩散层，93：n型扩散层，94～96：布线，97：导电膜，97a：开口，97b：布线，106：n型扩散层，107，108：布线，110：第一绝缘膜，111：第二绝缘膜，112：第三绝缘膜，120：第一布线层，121：第二布线层，122：第一插头层(基板连接层)，122a：插头组，122b：遮光壁(第一遮光壁)，122c：遮光壁，123：第二插头层(层间连接层)，123a：插头组，123b：插头组，123c：遮光壁(第二遮光壁)，123d：遮光壁。具体实施方式以下，参照附图对具体实施方式进行说明。在各附图中，对相同的构成部分标注相同的附图标记，有时省略重复的说明。需要说明的是，在本公本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种湿度检测装置，其特征在于，/n具有：/n半导体基板；/n加热部，其由所述半导体基板中的杂质扩散层形成；/n下部电极，其隔着绝缘膜形成于所述加热部的上方；/n感湿膜，其覆盖所述下部电极；以及/n上部电极，其形成于所述感湿膜上。/n

【技术特征摘要】
20181116 JP 2018-215852;20181116 JP 2018-2158501.一种湿度检测装置，其特征在于，
具有：
半导体基板；
加热部，其由所述半导体基板中的杂质扩散层形成；
下部电极，其隔着绝缘膜形成于所述加热部的上方；
感湿膜，其覆盖所述下部电极；以及
上部电极，其形成于所述感湿膜上。


2.根据权利要求1所述的湿度检测装置，其特征在于，
所述杂质扩散层为一维格子状。


3.根据权利要求1或者2所述的湿度检测装置，其特征在于，
所述湿度检测装置还具有形成于所述半导体基板的温度检测部。


4.根据权利要求3所述的湿度检测装置，其特征在于，
所述温度检测部为带隙型，且包括将基极和集电极连接起来的一个或者多个双极晶体管。


5.根据权利要求3所述的湿度检测装置，其特征在于，
所述温度检测部为带隙型，且包括一个或者多个pn结二极管。


6.根据权利要求3所述的湿度检测装置，其特征在于，
所述温度检测部是将形成于所述半导体基板中的n型扩散层或者p型扩散层用作电阻体，并基于所述电阻体的温度依赖性来检测温度的电阻型温度传感器。


7.根据权利要求6所述的湿度检测装置，其特征在于，
所述温度检测部包括将杂质浓度不同的多个所述电阻体连接起来的桥接电路。


8.根据权利要求3所述的湿度检测装置，其特征在于，
所述杂质扩散层与所述温度检测部的一部分所包含的n型扩散层或者p型扩散层距所述半导体基板的表面的深度相同。


9.根据权利要求1所述的湿度检测装置，其特征在于，
所述半导体基板为p型半导体基板，所述杂质扩散层为n型扩散层。


10.根据权利要求1所述的湿度检测装置，其特征在于，
所述感湿膜由聚酰亚胺形成。


11.根据权利要求3所述的湿度检测装置，其特征在于，
所述湿度检测装置还具有故障判断部，该故障判断部根据基于所述下部电极与所述上部电极之间的静电容量而检测的湿度和由所述温度检测部检测的温度来进行故障判断。


12.根据权利要求11所述的湿度检测装置，其特征在于，
使所述加热部发热，在所述温度不上升的情况下以及所述温度上升而所述湿度不降低的情况下，所述故障判断部判断为故障。


13.根据权利要求3所述的湿度检测装置，其特征在于，
所述湿度检测装置具有：
传感器芯片，其具有还形成有湿度检测部的所述半导体基板；以及
封固构件，其以使所述湿度检测部以及温度检测部露出的状态对所述传感器芯片进行封固，
所述传感器芯片具有：
多个布线层，其形成于所述半导体基板上；
基板连接层，其对所述多个布线层中的至少一个布线层和所述半导体基板进行连接；
一个或者多个层间连接层，其对所述多个布线层间进行连接；
第一遮光壁，其由所述基板连接层形成，且包围所述温度检测部的周围；
第二遮光壁，其由所述层间连接层形成，且包围所述温度检测部的周围；以及
遮光膜，其由所述多个布线层中的比所述第二遮光壁靠上层的布线层形成，且覆盖所述温度检测部的上方。


14.根据权利要求13所述的湿度检测装置，其特征在于，
所述第二遮光壁配置于...

【专利技术属性】
技术研发人员：中根健智，
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