[发明专利]探空仪用加热式湿度传感器及其制备方法及一种湿度检测电路

权利要求书

1.探空仪用加热式湿度传感器，其特征在于，它包括由基底(1)、第一绝缘层(2)、 蛇形加热器电极(8)、第二绝缘层(9)、下电极(10)、感湿层(11)和多孔上电极(12)； 其中，基底(1)的上表面铺设第一绝缘层(2)；在第一绝缘层(2)的上表面设置有蛇形 加热器电极(8)；

所述蛇形加热器电极(8)包括第一加热器焊盘(5)、第二加热器焊盘(6)、第一引 出电极、第一部分蛇形电极、第二部分蛇形电极、第三部分蛇形电极和第二引出电极；

第一引出电极的一端与第一部分蛇形电极的首端连接，第一部分蛇形电极的末端与第 二部分蛇形电极的首端连接，第二部分蛇形电极的末端与第三部分蛇形电极的首端连接， 第三部分蛇形电极的末端和第二引出电极的一端连接，第一引出电极的另一端与第一加热 器焊盘(5)连接，第二引出电极的另一端与第二加热器焊盘(6)连接；

第一部分蛇形电极和第三部分蛇形电极在第二部分蛇形电极的两侧呈镜像对称，且第 一部分蛇形电极的蛇形排布方向与第二部分蛇形电极的蛇形排布方向互相垂直；

所述第二绝缘层(9)铺设在蛇形加热器电极(8)上，并且露出第一加热器焊盘(5) 和第二加热器焊盘(6)；

所述下电极(10)铺设在第二绝缘层(9)上；所述感湿层(11)铺设在下电极(10) 上；所述多孔上电极(12)铺设在感湿层(11)上；所述基底(1)的下表面设置有经镂空 后形成的凹槽(13)。

2.权利要求1所述的探空仪用加热式湿度传感器的制备方法，其特征在于，所述方法 包括如下步骤：

步骤一：制备传感器的基底(1)，并采用去离子水清洗制备的基底(1)；

步骤二：将步骤一制备的基底(1)的表面氧化，生成一层致密的SiO₂，作为第一绝缘 层(2)；

步骤三：在步骤二获得绝缘层上表面，采用光刻工艺和磁控溅射的方法制备蛇形加热 器电极(8)；

步骤四：采用射频溅射的方法在步骤三制备的蛇形加热器电极(8)的上表面制备Al₂O₃保护层，作为第二绝缘层(9)；

步骤五：采用光刻工艺和磁控溅射的方法在第二绝缘层(9)的上表面制备下电极(10)；

步骤六：采用腐蚀镂空的方法对步骤五制备的下电极(10)的上表面和步骤一所述基 底(1)的下表面分别进行镂空处理；

步骤七：在镂空处理后的下电极(10)的上表面制备感湿层(11)；

步骤八：采用蒸发镀膜机在感湿层(11)的上表面制备多孔上电极(12)。

3.根据权利要求2所述的探空仪用加热式湿度传感器的制备方法，其特征在于，

步骤一中，所述基底(1)是厚度为400μm、晶向为100的单晶硅；

步骤二中，所述绝缘层的厚度为500nm～1000nm。

4.根据权利要求3所述的探空仪用加热式湿度传感器的制备方法，其特征在于，步骤 三中，在步骤二获得绝缘层上表面，采用光刻工艺和磁控溅射的方法制备蛇形加热器电极 (8)的方法为：

以蛇形加热器电极(8)的镂空图案为掩膜板，将光刻胶均匀涂在经步骤二获得绝缘层 上表面，然后在80℃～100℃下烘20min～40min，曝光15s～30s后，转移至显影液中显影 20s～40s，在去离子水中漂洗20s～30s，然后在100℃～120℃下坚膜30min～40min；

采用磁控溅射的方法在所述光刻胶的上表面镀膜，靶材为99.99％的铂，靶材尺寸为 Φ60×2.5mm，在真空度达到1×10^-5Pa～2×10^-5Pa时，往溅射室通氩气，氩气的流量为15 ml/min～25ml/min，氩气压强为1.5Pa～2.5Pa；利用丙酮溶解光刻胶，并超声至蛇形加热器电 极(8)图案清晰。