[发明专利]一种温湿双功能敏感薄膜元件及其制造方法

说明书

本发明涉及一种由铝、钛薄膜电阻式温敏元件和聚酰亚胺薄膜电容式湿敏元件结合而成的温、湿双功能敏感薄膜元件及其制造方法，属于电子测量技术领域。

对温度和湿度的检测，现有技术中有采用温、湿双功能薄膜传感器的。美国专利US4603372描述了一种温度或湿度薄膜传感器及其制造方法。该传感器是在同一块印刷线路板衬底上制作了一个铜薄膜电阻式温敏元件和一个聚合物薄膜电容式湿敏元件，前者的弯曲条状电阻带还兼作后者的一个极板。该传感器的缺点是不能同时对温度和湿度进行检测，只能在同一时间内要么作为温敏元件，要么作为湿敏元件使用;尺寸较大，难以伸入小的空间检测温度或湿度;制造工艺与集成电路工艺完全不相容，不利于批量生产和无法继续开发成带有集成电路的温、湿双功能薄膜传感器。中国专利CN88102279.9描述了一种薄膜电阻温度传感器及其制造方法。该传感器以弯曲条状钛、铝薄膜电阻带作温敏元件，用集成电路工艺制成，但不能检测湿度。

本发明的目的在于提供一种新型的温、湿双功能敏感薄膜元件及其制造方法。该敏感元件是在中国专利CN88102279.9所述的专利技术基础上，把钛、铝薄膜电阻温度传感器和聚酰亚胺薄膜式湿敏元件集成在一起构成的，体积小巧，可同时检测环境中同一点的温度和湿度。

附图说明：

图1.温、湿双功能敏感薄膜元件芯片的结构和局部解剖图，其中1硅基片;2二氧化硅绝缘层，3钛膜，4铝膜，5聚酰亚胺膜，6金膜，7引线，8下电极Ⅰ，9下电极Ⅱ，10上电极，11衬底。

图2.温、湿双功能敏感薄膜元件的电容-相对湿度（C-%RH）湿敏特性。

图3.温、湿双功能敏感薄膜元件的电阻-温度（R-T）温敏特性。

图4.温、湿双功能敏感薄膜元件的感湿响应特性。

图5.温、湿双功能敏感薄膜元件的感温响应特性。

图6.温、湿双功能敏感薄膜元件的感湿温度特性。

本发明的敏感元件芯片的结构是在二氧化硅绝缘层2上淀积湿敏电容的两个铝、钛双层薄膜下电极，一个是弯曲条状的下电极Ⅱ9，它同时为湿敏元件的电阻带;另一个是叉指状的下电极Ⅰ8，在聚酰亚胺膜5上淀积有一层很薄的金膜6，蚀刻后作为上电极10。上电极10分别与下电极Ⅰ8、下电极Ⅱ9各形成一个电容器，两个电容通过上电极10串联起来。测湿范围为0-100%RH，测温范围是负50-正150℃，线性度好、响应快，而且不必加热清洗。