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具有集成加熱器的可調濕度傳感器
創意無極限，儀表大發明。今天為大家介紹一項國家發明授權——具有集成加熱器的可調濕度傳感器。該由意法半導體亞太私人有限公司申請，并于2016年12月21日獲得授權公告。
內容說明
本公開涉及濕度傳感器領域。本公開尤其涉及電容式濕度傳感器。
發明背景
濕度感測在很多領域中都是重要的。在很多應用中，控制濕度水平是有益的。在其他應用中，簡單地知道濕度水平是有益的。在很多制造環境中，相對濕度不上升高到某一水平以上是重要的，否則正在制造的產品可能受到不利地影響。在很多科學環境中，在執行實驗時要考慮相對濕度。當處理某些類型的集成電路時，可以在清潔室環境中及各種沉積腔室和處理設備中，均密切監控或控制濕度水平。
濕度傳感器具有各種形式。濕度傳感器可以包括電阻式濕度傳感器、熱傳導濕度傳感器、電容式濕度傳感器以及其他濕度傳感器。也可以使用薄膜技術制造濕度傳感器。薄膜技術已經減小了濕度傳感器的尺寸和成本。然而，針對特定應用具有特定設計需求的濕度傳感器仍可能是非常昂貴的。
發明內容
本發明一個實施方式是一種電容式濕度傳感器，其包括*電極、第二電極以及在*和第二電極之間的濕度敏感電介質層。濕度敏感電介質層在*和第二電介質層之間具有不均勻厚度。濕度敏感電介質層的不均勻厚度在*和第二電極之間留下中空部分。第二電極中的開口使得濕度敏感電介質層暴露于環繞電容式濕度傳感器的環境。環境中的濕潤空氣進入濕度敏感電介質層。濕度敏感電介質層的介電常數隨著水汽進入濕度敏感電介質層而變化。當濕度敏感電介質層的介電常數變化時，*和第二電極之間的電容變化。*和第二電極的電容因此指示環繞電容濕度傳感器的環境中的濕度。
圖為根據一個實施方式的電容式濕度傳感器的剖面圖
在該實施方式中，*電極包括與之連接的接觸區域。接觸區域配置成使得電流經過*電極。電流在*電極中產生熱，且加熱濕度敏感電介質層以將濕氣從濕度敏感電介質層釋放。
該實施方式是一種用于形成電容式濕度傳感器的方法。該方法包括在襯底上形成*電極、在*電極上形成濕度敏感電介質層以及在濕度敏感電介質層上形成第二電極。該方法還包括在第二電極中形成開口，且以選擇長度的時間各向同性地刻蝕濕度敏感電介質層。各向同性刻蝕去除了*和第二電極之間的濕度敏感電介質層的部分，在*和第二電極之間留下中空空間。各向同性刻蝕的持續時間越長，*和第二電極之間的中空空間越大。*和第二電極之間的基本電容根據濕度敏感電介質層的體積與*和第二電極之間的中空空間的體積的比例而變化。通過選擇各向同性刻蝕的持續時間，可以選擇電容式濕度傳感器的基本電容。
環境中的濕潤空氣通過第二電極中的開口進入濕度敏感電介質層。濕度敏感電介質層的介電常數隨著水汽進入濕度敏感電介質層而變化。當濕度敏感電介質層的介電常數變化時，*和第二電極之間的電容變化。*和第二電極的電容因此指示環繞電容濕度傳感器的環境中的濕度。