[发明专利]用于感测介质的阻抗变化的半导体装置

说明书

所描述实例包含一种传感器装置，其具有定位在半导体衬底上方的第一导体层(110)的中央垫上的至少一个导电细长第一柱(140)，所述第一柱(140)在正交于所述第一导体层(110)的表面的平面的第一方向上延伸。导电细长第二柱(150)以正交定向定位在所述半导体衬底上方的第二导体层(120)上，所述导电细长第二柱(150)处在与所述第一导体层(110)中的通孔开口重合的位置处。所述第二导体层(120)平行于所述第一导体层(110)并通过至少绝缘体层(130)与所述第一导体层(110)间隔，所述导电细长第二柱(150)在所述第一方向上延伸通过所述通孔开口中的相应一者。所述至少一个导电细长第一柱(140)通过间隙与环绕导电细长第二柱(150)间隔。

本发明大体上涉及半导体装置及工艺，且更特定来说，涉及具有用于测量阻抗变化的传感器的半导体装置的结构及制造方法。

背景技术

用于测量介质特性(例如湿度含量)的传感器用于电气系统中。测量可通过使用具有随湿度改变的物理特性的材料来进行，例如聚酰亚胺。材料暴露于例如空气的介质，并且在允许足以使在材料中发生物理特性变化的时间流逝之后，测量材料的物理特性。这些系统中的湿度感测是间接的，即不测量介质(例如环境大气)中的湿度含量；而是将材料暴露于介质，且接着测量对湿度敏感的材料的物理性质。使用材料性质与湿度水平之间的相关性，可导出介质中的湿度含量。举例来说，可使用查找表，其中湿度水平与已知随湿度水平改变的材料的物理测量(例如电阻、电导或的其它可测量性质)一起存储。系统必须将材料暴露于介质，等待材料对介质做出响应，测量介质中的物理特性变化，且接着系统从所存储测量或相关表中导出介质的经测量特性。在其中测量湿度水平的实例中，在间接感测系统中可发生对湿度的材料响应的变化，从而导致测量中的误差，以及进行测量以允许材料在测量前吸收湿度的延迟。

发明内容

在所描述实例中，一种传感器装置包含通过绝缘体层与平行第二导体层隔开的第一导体层，所述绝缘体层具有一厚度。所述第一导体层及所述绝缘体层通过围绕所述第一导体层的相应中央垫排列的重合通孔开口来图案化。具有第一高度及第一横截面的导电细长第一柱定位在所述中央垫上，所述第一柱正交于所述第一导体层的表面的平面。具有第二高度及第二横截面的导电细长第二柱以正交定向定位在与所述通孔开口中的相应一者重合的第二导体层位置上，其中所述第二高度等于所述第一高度、所述第一导体层的厚度及所述绝缘层的厚度的总和，所述第二柱垂直于所述第二导体层并延伸通过相应通孔开口。所述第一柱通过相等间隙与所述环绕第二柱间隔。在进一步所描述实例中，电介质介质在所述间隙中。

附图说明

图1A说明传感器装置的布置；图1B是图1A的传感器装置的一部分的放大视图。

图2A及图2B分别在平面视图及投影视图中说明布置的导体层及细长柱。

图3在投影视图中说明形成布置的一部分的一组细长柱。

图4A到4B在流程图中说明用于形成布置的传感器的方法。

图5A到5M在一系列横截面视图中说明图4A到4B的方法的步骤在形成布置时的结果。

图6A到6C在横截面视图中说明用于形成用于布置的柱的图4B的步骤的结果。

图7A到7D在额外横截面视图中说明用于用于形成用于布置的柱的替代方法的图4B的步骤的结果。

图8A到8B在两个横截面视图中说明两种替代封装传感器装置布置。

图9A到9B在横截面视图中说明用于传感器装置的两种替代布置。

具体实施方式

除非另有指示，否则图式中对应数字及符号通常指代对应部件。图式不一定按比例绘制。