[实用新型]电子设备以及电容式湿度传感器

说明书

技术领域

本公开涉及湿度传感器领域。本公开尤其涉及电容式湿度传感器。 

背景技术

湿度感测在很多领域中都是重要的。在很多应用中，控制湿度水平是有益的。在其他应用中，简单地知道湿度水平是有益的。在很多制造环境中，相对湿度不上升高到某一水平以上是重要的，否则正在制造的产品可能受到不利地影响。在很多科学环境中，在执行实验时要考虑相对湿度。当处理某些类型的集成电路时，可以在清洁室环境中及各种沉积腔室和处理设备中，均密切监控或控制湿度水平。 

湿度传感器具有各种形式。湿度传感器可以包括电阻式湿度传感器、热传导湿度传感器、电容式湿度传感器以及其他湿度传感器。也可以使用薄膜技术制造湿度传感器。薄膜技术已经减小了湿度传感器的尺寸和成本。然而，针对特定应用具有特定设计需求的湿度传感器仍可能是非常昂贵的。 

实用新型内容

为此，本公开的一个目的是提供一种成本有效的针对特定应用具有特定设计需求的传感器。 

根据本公开的第一方面，提供了一种电子设备。该电子设备可以包括：第一电极；第一电极上方的第二电极；以及湿度敏感电介质材料，其介电常数基于环境湿度变化，且基于所述第一电极定位，且定位在所述第一电极和所述第二电极之间；以及通过所述第二电 极延伸的至少一个孔径；以及所述湿度敏感电介质材料中的凹陷，其形成所述第一电极和所述第二电极之间、在第二电极的一部分下方延伸的中空区域，所述湿度敏感电介质材料在凹陷处具有的第一厚度，以及在与所述凹陷隔开的位置具有第二厚度，所述第二厚度大于所述第一厚度。 

根据本公开的一个实施方式，该电子设备还可以包括位于所述第一电极中的开口，其正好位于第二电极的相应孔径下方。 

根据本公开的另一实施方式，所述第一电极可以配置成加热所述湿度敏感电介质材料。 

根据本公开的再一实施方式，所述第一电极可以是钽铝电阻器。 

根据本公开的一个实施方式，所述湿度敏感电介质材料可以是聚酰亚胺。 

根据本公开的又一实施方式，所述电子设备还可以包括位于所述第二电极中的多个孔径，所述多个孔径配置成将大面积上的所述湿度敏感电介质材料暴露于环绕所述设备的周围气体环境。 

根据本公开的另一实施方式，所述电子设备可以包括位于所述第二电极上方的钝化层，所述钝化层被构图成露出所述第二电极中的开口。 

根据本公开的再一实施方式，所述第一电极和所述第二电极可以输出指示所述设备所处的环境的湿度的模拟信号。 

根据本公开的又一实施方式，所述第一电极、所述湿度敏感电介质材料和所述第二电极可以构成电容式湿度传感器。 

根据本公开的再一实施方式，所电子设备还可以包括与所述电容式湿度传感器相邻的参考电容器，该参考电容器配置成输出参考电容信号。 

根据本公开的第二方面，提供了一种电容式湿度传感器。该电容式湿度传感器可以包括：电介质衬底，位于所述电介质衬底上的第一电容器电极；位于所述第一电容器电极上的湿度敏感电介质材料；位于所述湿度敏感电介质上的第二电容器电极；以及位于所述第二 电容器电极上的钝化层，所述钝化层和所述第二电容器电极其中具有开口以暴露出所述湿度敏感电介质材料，所述湿度敏感电介质材料其中具有形成所述第一电容器电极和所述第二电容器电极之间的中空区域的凹陷。 

根据本公开的一个实施方式，所述电容式湿度传感器还可以包括与所述湿度敏感电介质材料相邻的加热器，所述加热器被配置成加热所述湿度敏感电介质材料，以从所述湿度敏感电介质材料释放湿气。 

根据本公开的另一实施方式，所述电容式湿度传感器还可以包括参考电容器，所述参考电容器包括：位于所述电介质衬底上且位于所述湿度敏感电介质材料下方的第三电容器电极；以及位于所述湿度敏感电介质材料上的第四电容器电极，所述钝化层位于所述第四电容器电极上且防止所述湿度敏感电介质材料暴露于空气。 

根据本公开的又一实施方式，所述电容式湿度传感器还可以包括：模拟至数字转换器，配置成从所述第一电容器电极和所述第二电容器电极接收模拟湿度信号，且将所述模拟湿度信号转换成数字湿度信号；以及微控制器，配置成从所述模拟至数字转换器接收所述数字湿度信号且基于所述数字湿度信号估算环绕所述电容式湿度传感器的环境中的湿度的值。