[发明专利]一种电容传感器及其制作方法

说明书

本申请涉及传感器领域，尤其涉及一种电容传感器及其制作方法。一种电容传感器，其特征在于，包括多个并排设置的像素单元，像素单元包括硅衬底、结构层和钝化层；结构层设置于硅衬底的上表面，结构层包括顶层金属层和介质层；介质层设置于顶层金属层的下方，钝化层设置于结构层的上表面；顶层金属层设置一个或多个通孔，通孔为圆形；钝化层设置一个或多个凹槽，凹槽的对称轴与通孔的对称轴重合。通过在像素单元的顶层金属层设置圆形通孔，改善了由于湿热环境导致的芯片失效的问题。

技术领域

本申请涉及传感器领域，尤其涉及一种电容传感器及其制作方法。

背景技术

鉴于树脂低廉的原材料和生产成本、高效的量产优势，以环氧树脂为代表的树脂封装技术在当前及未来都是电子封装领域最重要的技术分支。然而，对以树脂为基体的塑封材料和以无机硅材料为主体的晶圆来说，二者是特性差异显著的两类不同材料。在湿热环境或者应力的作用下，容易出现塑封分层以至于芯片内部结构损伤，进而导致元器件功能完全或部分丧失的问题。特别的，对于塑封分层较为敏感的电容传感器来说，电容传感器的塑封分层现象很可能导致电容测量的不准确，甚至是芯片失效，以至于产品的可靠性降低。

发明内容

针对现有技术中电容传感器的塑封分层导致的可靠性降低的问题，本申请实施例提供了一种电容传感器及其制作方法。

本申请的实施例的第一方面提供了一种电容传感器，包括多个并排设置的像素单元，像素单元包括硅衬底、结构层和钝化层；

结构层设置于硅衬底的上表面，结构层包括顶层金属层和介质层；

介质层设置于顶层金属层的下方，钝化层设置于结构层的上表面；

顶层金属层设置一个或多个通孔，通孔为圆形；

钝化层设置一个或多个凹槽，凹槽的对称轴与通孔的对称轴重合。

根据第一方面，在一种可能的实现方式中，通孔的上开口为圆形；通孔的下开口为圆形；通孔的上开口的直径大于2μm。

根据第一方面，在一种可能的实现方式中，顶层金属层设置一个通孔；通孔的上开口的直径不小于7.5μm、并且不大于9.5μm，通孔的边缘与顶层金属层的边缘之间的最远距离小于或者等于35μm。

根据第一方面，在一种可能的实现方式中，通孔的中心与顶层金属层的中心的距离不大于6.9μm。

根据第一方面，在一种可能的实现方式中，通孔的中心与顶层金属层的中心的距离为6.7μm。

根据第一方面，在一种可能的实现方式中，通孔设置于顶层金属层的中心位置。

根据第一方面，在一种可能的实现方式中，通孔的上开口的直径为7.9μm；通孔的下开口的直径为7.5μm。

根据第一方面，在一种可能的实现方式中，顶层金属层设置四个通孔，四个通孔到顶层金属层的中心的距离相等，通孔的上开口的直径为4.5μm。

根据第一方面，在一种可能的实现方式中，还包括电容检测电路，电容检测电路设置在顶层金属层的下方，通孔设置在电容检测电路的非正上方的位置。

根据第一方面，在一种可能的实现方式中，凹槽设置在通孔的正上方，凹槽上开口的面积大于凹槽的底面的面积。

根据第一方面，在一种可能的实现方式中，凹槽设置在通孔的内部，凹槽上开口的面积大于凹槽的底面的面积。

根据第一方面，在一种可能的实现方式中，凹槽为U型凹槽或者圆台型凹槽，圆台型凹槽的上底面的面积大于圆台型凹槽的下底面的面积。

根据第一方面，在一种可能的实现方式中，凹槽的侧面形成的斜坡的角度随着水平高度的增加而减小。