集成一体化温度湿度传感器芯片的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及温度传感器和湿度传感器，具体地，涉及一种集成一体化温度湿度传感器芯片的制造方法。
【背景技术】
[0002]温度传感器集成电路和湿度传感器集成电路已经分别存在多时，它们的制造方法也分别有相关专利申报或授予。但是，当需要同时测量温度和湿度时，人们通常使用将上述两种集成电路集合在一个电路板的系统上实现，因此体积大，成本高，功耗大。
[0003]温度和湿度作为两个最基本的物理参数，与人们的生活和工作环境的舒适度息息相关。近几年来，随着可穿戴设备市场的发展，人们希望这些可穿戴设备可以测量环境的温度和湿度。但是，传统的温度传感器和湿度传感器体积大，功耗多，成本高。因此，可穿戴设备需要一种可以满足体积，功耗和成本要求的产品和制造方法。
[0004]经过对现有技术的检索，发现申请号为201310117713.1，名称为无源无线电容式湿度传感器的制备方法的发明公开了一种无源无线电容式湿度传感器的制备方法，包括以下步骤:步骤10)在硅衬底上热氧化生长一层热氧化层；步骤20)在热氧化层上淀积一层多晶硅层，并在多晶硅层上光刻多晶硅加热电阻；步骤30)在多晶硅层淀积二氧化硅防水层；步骤40)在二氧化硅防水层的顶面溅射一铝层，然后在铝层上刻蚀梳齿状电极、金属引线锚区、金属电感和加热电阻锚区；步骤50)在铝层上方淀积钝化层；步骤60)将位于电极上方以及位于电极侧壁的钝化层刻蚀去除，然后对位于被刻蚀的钝化层下方的二氧化硅防水层进行刻蚀，最后填充聚酰亚胺层，制成无源无线电容式湿度传感器。该发明中公开的方法不适用于温度传感器和湿度传感器集成电路的制造。
【发明内容】
[0005]针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种集成一体化温度湿度传感器芯片的制造方法，使得温湿度传感器成为一个单一集成电路，可以同时测量温度和湿度，减少器件的体积，功耗和制造成本，因为测量湿度时同步得到温度数据，可以对湿度的计算进行温度补偿，从而使得湿度的测量更加准确。
[0006]根据本发明提供的集成一体化温度湿度传感器芯片的制造方法，包括如下步骤:
[0007]步骤1:在硅片衬底上先制造温度传感器集成电路，并设置多层金属布线；
[0008]步骤2:在制造所述多层金属布线中的顶层金属布线时，形成电容，顶层金属布线的两端形成所述电容的电极，所述电极通过接触孔连接所述温度传感器集成电路；
[0009]步骤3:制造所述电容的介质层，并通过光罩把所述电容表面暴露出来，所述电极和外接连线部9对应的介质层表面被光刻胶层覆盖；
[0010]步骤4:将两电极之间的介质层刻蚀掉，并去除光刻胶层；
[0011]步骤5:所述电容和所述电极对应的介质层的上表面淀积防水层；
[0012]步骤6:在所述防水层上涂布湿敏层；
[0013]步骤7:在所述电极对应的湿敏层上通过光罩把外接连线的外接连接部暴露出来，去除所述电极对应的防水层，将外接连接部连接到封装引脚上。
[0014]优选地，在步骤1中，利用二极管正向电压的温度特性和标准制程制造温度传感器集成电路。
[0015]优选地，所述多层金属布线采用4至6层金属铝连线。
[0016]优选地，所述电容为交叉手指形的电容。
[0017]优选地，两个所述电极间距在2微米至4微米之间，所述电极厚度在1微米至2微米之间。
[0018]优选地，所述介质层采用氮化娃和氧化娃薄膜材料制成。
[0019]优选地，采用干法和湿法混合刻蚀工艺，将两电极之间的介质层刻蚀掉。
[0020]优选地，所述防水层采用氧化硅防水层；所述氧化硅防水层采用PECVD工艺淀积。
[0021]优选地，所述湿敏层采用湿敏光刻胶层。
[0022]优选地，在步骤7中采用干法等离子刻蚀去除防水层。
[0023]与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果:
[0024]1、体积小，本发明中温湿度传感器同时制造在一颗芯片上，其体积可以明显比其它温湿度传感器小；
[0025]2、成本低，本发明使用硅集成电路来同时制造温度湿度传感器，其成本可以大大降低；
[0026]3、功耗低，采用本发明制造的温度湿度传感器芯片，可以明显降低传感器的功率消耗；
[0027]4、精度高，采用本发明制造的温度湿度传感器芯片，能够同时测量温度和湿度，可以做温度的补偿，使得湿度的测量更加准确。
【附图说明】
[0028]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
[0029]图1为本发明步骤1完成以后的温度湿度传感器芯片的结构示意图；
[0030]图2为本发明中交叉手指形电容的结构示意图；
[0031]图3为本发明中形成介质层后的温度湿度传感器芯片的结构示意图；
[0032]图4为本发明步骤3完成以后的温度湿度传感器芯片的结构示意图；
[0033]图5为本发明步骤5完成以后的温度湿度传感器芯片的结构示意图；
[0034]图6为本发明步骤6完成以后的温度湿度传感器芯片的结构示意图；
[0035]图7为是本发明步骤7完成以后的温度湿度传感器芯片的结构示意图；
[0036]图8是本发明的步骤流程图。
[0037]图中
[0038]1为硅片衬底；
[0039]2为金属铝布线；
[0040]3为顶层金属与下面金属连线的接触孔；
[0041]4为顶层金属以及交叉手指形的电容；
[0042]5为氮化硅和氧化硅薄膜层；
[0043]6为光刻胶层；
[0044]7为氧化硅防水层；
[0045]8为湿敏光刻胶层；
[0046]9为外接连线部。
【具体实施方式】
[0047]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
[0048]在本实施例中，本发明提供的集成一体化温度湿度传感器芯片的制造方法，包括如下步骤:
[0049]步