[发明专利]电容式氢气传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种电容式氢气传感器，其特征在于，包括：

衬底；

电极层，形成在所述衬底的介质层上，所述电极层包括第一电极和第二电极，所述第一电极和第二电极呈叉指状交错排列；

氢气敏感层，形成在所述电极层上，且所述氢气敏感层为网状结构的聚合物膜。

2.根据权利要求1所述的电容式氢气传感器，其特征在于，所述聚合物膜选自微孔聚合物膜、促进传递聚合物膜、朗缪尔-布洛杰特膜、层层自组装聚电解质多层膜、聚酰胺类膜以及金属-有机骨架膜中的一种或多种的组合。

3.根据权利要求1所述的电容式氢气传感器，其特征在于，所述衬底为已加工好电路的CMOS前道及部分后道工艺的硅衬底；或者所述衬底选用硅晶圆、玻璃、陶瓷基底，并淀积绝缘层处理，作为MEMS分立器件。

4.根据权利要求1所述的电容式氢气传感器，其特征在于，

所述电极层还包括第三电极，所述第三电极全包围或半包围第一电极和第二电极。

5.根据权利要求4所述的电容式氢气传感器，其特征在于，还包括：

绝缘层、停止层，依次形成在所述衬底上，其中，所述介质层形成在所述停止层上，且一部分所述介质层直接与所述绝缘层接触，所述第三电极经若干通孔与所述停止层形成互连；

压焊层，形成在所述介质层上，用于连接外部导线；

钝化层，形成在所述电极层的第三电极区域以及压焊层上。

6.根据权利要求5所述的电容式氢气传感器，其特征在于，所述停止层呈梳齿状，并与所述第一电极和第二电极交错分布；或

所述停止层呈方形，置于所述电极层的下方。

7.根据权利要求5所述的电容式氢气传感器，其特征在于，所述介质层为二氧化硅、氮化硅或两者的复合物，所述电极层的材料选自：铝、铝硅以及铝铜中的一种或多种；所述钝化层为二氧化硅、氮化硅或两者的复合物。

8.根据权利要求1所述的电容式氢气传感器，其特征在于，所述第一电极和第二电极的叉指宽度及其边间距为0.01～2μm。

9.一种电容式氢气传感器的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供衬底，并在衬底上依次淀积绝缘层、停止层；

定义停止层的区域以及形状；

在停止层上淀积介质层，并对所述介质层进行平坦化，再在所述介质层中定义若干通孔；

在所述介质层上淀积电极层，定义所述电极层的第一电极、第二电极、第三电极；

在所述电极层上淀积钝化层，完全去除第一电极和第二电极区域的钝化层，保留第三电极区域以及其他连接电路的钝化层，以形成敏感电容检测电极区域；

形成压焊块区域；

涂覆氢气敏感层，去除压焊块上的氢气敏感层，保留第一电极、第二电极、第三电极区域的氢气敏感层，最后固化处理，完成电容式氢气传感器的制作。

10.根据权利要求9所述的电容式氢气传感器的制造方法，其特征在于，所述去除第一电极和第二电极区域的钝化层，包括：去除第一电极和第二电极的表面和侧壁，以及第一电极和第二电极之间的钝化层，在第一电极和第二电极完全裸露后继续将第一电极和第二电极之间的介质层过刻蚀，直到刻蚀至停止层，以形成贯穿钝化层、电极层以及介质层的刻蚀沟槽；

所述敏感电容检测电极区域和所述压焊块区域同时形成，或所述压焊块区域在形成所述敏感电容检测电极区域之后形成。

11.根据权利要求10所述的电容式氢气传感器的制造方法，其特征在于，所述停止层的材料与所述介质层的材料相同或不同，所述电极层的下表面与所述刻蚀沟槽的槽底的高度差为0.05-1um。

12.根据权利要求9所述的电容式氢气传感器的制造方法，其特征在于，所述电容式氢气传感器的制造方法与CMOS工艺兼容。