《一種加熱式濕度感測器及其製作方法》是北京長峰微電科技有限公司於2013年11月27日申請的專利，該專利的申請號為2013106105290，公布號為CN103698367A，授權公布日為2014年4月2日，發明人是邊旭明、張偉、彭文武、黃曉傑、鄧娟。
《一種加熱式濕度感測器及其製作方法》公開了一種加熱式濕度感測器，包括：襯底（1），還包括：濕度敏感電容和加熱電路。襯底（1）為方形薄片，作為支撐結構置於最低層。加熱電路環繞於濕度敏感電容的周圍。兩隻加熱式濕度感測器同時使用，一隻加熱除濕以及降溫的過程中，另一隻進行濕度測量；一個工作周期後兩隻互換工作方式。加熱式濕度感測器的製作方法具體步驟為：選擇襯底（1）；製作加熱電路；製作電容下電極（7）；製作電容感濕介質層（12）；製作電容上電極（13）。
2018年12月20日，《一種加熱式濕度感測器及其製作方法》獲得第二十屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《一種加熱式濕度感測器及其製作方法》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名： 一種加熱式濕度感測器及其製作方法
- 公告號：CN103698367A
- 授權日：2014年4月2日
- 申請號：2013106105290
- 申請日：2013年11月27日
- 申請人：北京長峰微電科技有限公司
- 地址：北京市海淀區北京142信箱85分箱
- 發明人：邊旭明、張偉、彭文武、黃曉傑、鄧娟
- Int.Cl.：G01N27/22(2006.01)I; G01W1/11(2006.01)I
- 代理機構：中國航天科工集團公司專利中心
- 代理人：岳潔菱、姜中英
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,操作內容,實施案例,榮譽表彰,
專利背景
高空氣象環境複雜多變，空中濕度隨高度有較大的空間變率，溫度處於持續下降的狀態；並且濕度感測器在上升通過雲、雨等高濕環境時容易受到污染，在低溫環境下還容易發生結霜現象，這些直接導致濕度探測精度的嚴重偏差。
傳統的電容式濕度感測器僅包括濕度敏感電容部分，由襯底、電容上電極、電容下電極、電極焊盤和電容感濕介質層構成。為實現高空低溫高濕環境測試，引入加熱除濕技術，即由加熱電阻絲和焊盤組成的加熱電路，工作時電流通過加熱電阻，電阻絲髮熱起到除濕的作用。例如一種MEMS方法製作的集成加熱電路的雙濕度探測模組集成濕度感測器，其結構為在襯底上覆蓋加熱電路，在加熱電路上方分別包含兩個濕度敏感電容，包覆加熱的方式使得濕敏電容熱量散失過程緩慢，兩個濕度敏感電容集成在同一晶片上，加熱過程散發出的熱量會彼此干擾濕度敏感電容濕度測量的準確度，而且該種感測器的製作方法步驟複雜，器件成品率較低。
發明內容
專利目的
《一種加熱式濕度感測器及其製作方法》的目的在於提供一種加熱式濕度感測器及其製作方法，解決氣象探測用濕度感測器在高空低溫環境下，表面易被水污染和發生結霜現象以及濕度測試準確度和靈敏度較低的問題。
技術方案
一種加熱式濕度感測器，包括：襯底，還包括：濕度敏感電容和加熱電路，其中濕度敏感電容包括：電容下電極金屬基底層、電容下電極、電容感濕介質層、電容上電極、電容下電極焊盤、電容下電極焊盤金屬基底層、電容上電極焊盤和電容上電極焊盤金屬基底層，加熱電路包括：加熱電阻、加熱電阻金屬基底層、加熱電阻焊盤和加熱電阻焊盤金屬基底層。襯底為方形薄片，作為支撐結構置於最低層。電容下電極金屬基底層、電容下電極焊盤金屬基底層、電容上電極焊盤金屬基底層位於襯底上，電容下電極、電容下電極焊盤和電容上電極焊盤分別位於相同形狀尺寸的電容下電極金屬基底層、電容下電極焊盤金屬基底層、電容上電極焊盤金屬基底層上。電容下電極金屬基底層和電容下電極焊盤金屬基底層連線，電容下電極金屬基底層和電容上電極焊盤金屬基底層之間有間隙，電容下電極焊盤金屬基底層和電容上電極焊盤金屬基底層置於電容下電極金屬基底層的兩側。電容感濕介質層覆蓋在電容下電極上，未覆蓋電容下電極焊盤和上電極焊盤。電容上電極位於覆蓋有電容感濕介質層的電容下電極上方，電容上電極尾部引線與電容上電極焊盤接觸。加熱電路環繞於濕度敏感電容的周圍，加熱電阻金屬基底層和加熱電阻焊盤金屬基底層位於襯底上，加熱電阻和加熱電阻焊盤分別位於相同形狀尺寸的加熱電阻金屬基底層和加熱電阻焊盤金屬基底層上。加熱電阻金屬基底層和加熱電阻焊盤金屬基底層連線，兩個加熱電阻焊盤金屬基底層置於加熱電阻金屬基底層的兩側。電容感濕介質層覆蓋在加熱電阻上未覆蓋加熱電阻焊盤，電容感濕介質層起到表面鈍化的作用。
加熱式濕度感測器的襯底選用石英、玻璃、陶瓷或表面氧化後的矽片中的一種，襯底的至少一面為拋光面且表面絕緣，襯底的厚度為0.2毫米～0.5毫米。
加熱電阻金屬基底層和加熱電阻焊盤金屬基底層為相同材質，採用NiCr、Cr、TiWu或者Ta中的任何一種，厚度為30納米～250納米。
加熱電阻和加熱電阻焊盤為相同材質，採用NiCr或者Pt中的任何一種，厚度為100納米～400納米，電阻值為30歐～150歐。
電容下電極金屬基底層、電容下電極焊盤金屬基底層和電容上電極焊盤金屬基底層為相同材質，採用NiCr、Cr、TiWu或者Ta中的任何一種，厚度為30納米～250納米。
電容下電極、電容下電極焊盤和電容上電極焊盤為相同材質，採用Au、Cu、Al或者Pt中的任何一種材料，厚度為100納米～400納米。
電容感濕介質層的厚度為300納米～1000納米。
電容上電極採用Au、Cu、Al或者Pt中的任何一種，厚度為5納米～100納米，電容上電極採用格線型開孔結構，開孔均為5微米～50微米的正方形孔洞，均勻分布；未開孔部位呈島鏈狀透氣結構。
加熱式濕度感測器工作時，在濕度敏感電容上施加電壓差，電荷在電場的作用下移動，由於電容上電極和電容下電極之間的電容感濕介質層是不導電的，阻礙了電荷的移動而使得電荷積累在電容上電極和電容下電極上，造成電荷的儲存並形成電容。電容感濕介質層吸附或釋放水分子，當空間中水分子濃度變化時，電容感濕介質層吸附的水分子數量也隨之相應變化，引起電容感濕介質層介電常數的變化，導致對電荷運動的阻礙能力也隨之發生變化，因此電容電極上的電荷存儲量會隨著電容感濕介質層水分子的吸附量的變化發生變化，導致最終的電容值發生變化。電容上電極焊盤和電容下電極焊盤焊接引線至數據採集裝置，通過測量電容電極之間容值的變化來進行濕度探測。加熱電路工作時，在加熱電阻焊盤上施加電壓，電流通過蛇形的加熱電阻時，加熱電阻自身產生熱量，熱量傳遞到晶片其他區域，將濕度敏感電容以及整個晶片加熱。此外，覆蓋在加熱電阻上的電容感濕介質層還起到防止加熱電阻在沾水情況下短路的作用。電容下電極金屬基底層、電容下電極焊盤金屬基底層、電容上電極焊盤金屬基底層、加熱電阻金屬基底層、加熱電阻焊盤金屬基底層均為過渡金屬層，只起到提高電容下電極、電容下電極焊盤、電容上電極焊盤、加熱電阻、加熱電阻焊盤附著力的作用，不會影響電位差下電荷的移動。
加熱式濕度感測器使用時，在同一數據採集板上安裝兩隻獨立的加熱式濕度感測器，一隻加熱式濕度感測器加熱除濕以及降溫的過程中，另一隻加熱式濕度感測器進行濕度測量；一個工作周期後，兩隻加熱式濕度感測器互換工作方式，一隻進行濕度測量，另一隻進行加熱除濕和降溫。加熱式濕度感測器進行加熱除濕和降溫的過程中不進行濕度測量，進行濕度測量的過程中不進行加熱除濕。
一種加熱式濕度感測器的製作方法，其具體步驟為：
第一步選擇襯底
加熱式濕度感測器的襯底選用石英、玻璃、陶瓷或表面氧化後的矽片中的一種。
第二步製作加熱電路
採用蒸發法或濺射法直接在襯底表面先沉積金屬基底層，然後沉積加熱電阻金屬層，採用刻蝕或剝離的方法將金屬基底層和加熱電阻金屬層製作為加熱電阻金屬基底層、加熱電阻焊盤金屬基底層、加熱電阻和加熱電阻焊盤。
第三步製作電容下電極及電極焊盤
採用蒸發法或濺射法直接在襯底表面先沉積金屬基底層，然後沉積電容下電極金屬層，採用刻蝕或剝離的方法將金屬基底層和電容下電極金屬層製作為電容下電極金屬基底層、電容下電極焊盤金屬基底層、電容上電極焊盤金屬基底層、電容下電極、電容下電極焊盤和電容上電極焊盤。
第四步製作電容感濕介質層
在襯底上方旋塗高分子預聚物，並進行預烘烤；
然後對高分子預聚物進行光刻、濕法刻蝕，在電容下電極和加熱電阻上形成電容介質薄膜層；
最後將光刻處理後的高分子預聚物薄膜連同襯底經過升溫得到最終的電容感濕介質層；
第五步製作電容上電極
採用蒸發法或濺射法直接在電容感濕介質層上沉積金屬層，採用刻蝕或剝離的方法將金屬層製作為電容上電極（13）。
改善效果
《一種加熱式濕度感測器及其製作方法》製作的加熱式濕度感測器，在50攝氏度～-90攝氏度的環境溫度範圍內，濕度測量範圍為0％～100％R小時，濕度測量誤差小於±3%，濕度解析度小於0.1%，常溫環境回響時間低於1秒，實現了加熱和濕度探測功能的集成，通過加熱電路加熱時間小於5秒，可以使-60攝氏度環境中的電容溫度迅速升高至+70攝氏度以上，起到加熱除濕的功能，適用於高空氣象探測。《一種加熱式濕度感測器及其製作方法》採用平面半導體工藝將帶加熱電路的濕度感測器製作到微小晶片上，加熱式濕度感測器的尺寸可根據所需電容值及加熱功率進行調整，最小尺寸可小於3.5毫米Í2.0毫米。採用先濕法刻蝕再聚合的方式製作的電容感濕介質層同時起到濕度回響和加熱電阻鈍化的作用，防止沾水短路，該方法不需進行感濕層乾法刻蝕和鈍化層製作，最佳化了工藝路線，降低了加工難度，並且加熱式濕度感測器的一致性好。
附圖說明
圖1一種加熱式濕度感測器的結構示意圖；
圖2一種加熱式濕度感測器的俯視圖。
1.襯底2.加熱電阻金屬基底層3.加熱電阻4.加熱電阻焊盤金屬基底層5.加熱電阻焊盤6.電容下電極金屬基底層7.電容下電極8.電容下電極焊盤金屬基底層9.電容上電極焊盤金屬基底層10.電容下電極焊盤11.電容上電極焊盤12.電容感濕介質層13.電容上電極。
技術領域
《一種加熱式濕度感測器及其製作方法》涉及一種濕度感測器，特別是一種加熱式濕度感測器及其製作方法。
權利要求
1.一種加熱式濕度感測器，包括：襯底（1），其特徵在於還包括：濕度敏感電容和加熱電路，其中濕度敏感電容包括：電容下電極金屬基底層（6）、電容下電極（7）、電容感濕介質層（12）、電容上電極（13）、電容下電極焊盤（10）、電容下電極焊盤金屬基底層（8）、電容上電極焊盤（11）和電容上電極焊盤金屬基底層（9），加熱電路包括：加熱電阻（3）、加熱電阻金屬基底層（2）、加熱電阻焊盤（5）和加熱電阻焊盤金屬基底層（4）；襯底（1）為方形薄片，作為支撐結構置於最低層；電容下電極金屬基底層（6）、電容下電極焊盤金屬基底層（8）、電容上電極焊盤金屬基底層（9）位於襯底（1）上，電容下電極（7）、電容下電極焊盤（10）和電容上電極焊盤（11）分別位於相同形狀尺寸的電容下電極金屬基底層（6）、電容下電極焊盤金屬基底層（8）、電容上電極焊盤金屬基底層（9）上；電容下電極金屬基底層（6）和電容下電極焊盤金屬基底層（8）連線，電容下電極金屬基底層（6）和電容上電極焊盤金屬基底層（9）之間有間隙，電容下電極焊盤金屬基底層（8）和電容上電極焊盤金屬基底層（9）置於電容下電極金屬基底層（6）的兩側；電容感濕介質層（12）覆蓋在電容下電極（7）上，未覆蓋電容下電極焊盤（10）和上電極焊盤；電容上電極（13）位於覆蓋有電容感濕介質層（12）的電容下電極（7）上方，電容上電極（13）尾部引線與電容上電極焊盤（11）接觸；加熱電路環繞於濕度敏感電容的周圍，加熱電阻金屬基底層（2）和加熱電阻焊盤金屬基底層（4）位於襯底（1）上，加熱電阻（3）和加熱電阻焊盤（5）分別位於相同形狀尺寸的加熱電阻金屬基底層（2）和加熱電阻焊盤金屬基底層（4）上；加熱電阻金屬基底層（2）和加熱電阻焊盤金屬基底層（4）連線，兩個加熱電阻焊盤金屬基底層（4）置於加熱電阻金屬基底層（2）的兩側；電容感濕介質層（12）覆蓋在加熱電阻（3）上未覆蓋加熱電阻焊盤（5），電容感濕介質層（12）起到表面鈍化的作用。
2.根據權利要求1所述的加熱式濕度感測器，其特徵在於：加熱式濕度感測器的襯底（1）選用石英、玻璃、陶瓷或表面氧化後的矽片中的一種，襯底（1）的至少一面為拋光面且表面絕緣，襯底（1）的厚度為0.2毫米～0.5毫米。
3.根據權利要求1所述的加熱式濕度感測器，其特徵在於：加熱電阻金屬基底層（2）和加熱電阻焊盤金屬基底層（4）為相同材質，採用NiCr、Cr、TiWu或者Ta中的任何一種，厚度為30納米～250納米。
4.根據權利要求1所述的加熱式濕度感測器，其特徵在於：加熱電阻（3）和加熱電阻焊盤（5）為相同材質，採用NiCr或者Pt中的任何一種，厚度為100納米～400納米，電阻值為30歐～150歐。
5.根據權利要求1所述的加熱式濕度感測器，其特徵在於：電容下電極金屬基底層（6）、電容下電極焊盤金屬基底層（8）和電容上電極焊盤金屬基底層（9）為相同材質，採用NiCr、Cr、TiWu或者Ta中的任何一種，厚度為30納米～250納米。
6.根據權利要求1所述的加熱式濕度感測器，其特徵在於：電容下電極（7）、電容下電極焊盤（10）和電容上電極焊盤（11）為相同材質，採用Au、Cu、Al或者Pt中的任何一種材料，厚度為100納米～400納米。
7.根據權利要求1所述的加熱式濕度感測器，其特徵在於：電容感濕介質層（12）的厚度為300納米～1000納米。
8.根據權利要求1所述的加熱式濕度感測器，其特徵在於：電容上電極（13）採用Au、Cu、Al或者Pt中的任何一種，厚度為5納米～100納米，電容上電極（13）採用格線型開孔結構，開孔均為5微米～50微米的正方形孔洞，均勻分布；未開孔部位呈島鏈狀透氣結構。
9.一種加熱式濕度感測器的製作方法，其特徵在於具體步驟為：第一步選擇襯底（1）選擇至少一面拋光且表面絕緣的襯底（1）；第二步製作加熱電路採用蒸發法或濺射法直接在襯底（1）表面先沉積金屬基底層，然後沉積加熱電阻金屬層，採用刻蝕或剝離的方法將金屬基底層和加熱電阻金屬層製作為加熱電阻金屬基底層（2）、加熱電阻焊盤金屬基底層（4）、加熱電阻（3）和加熱電阻焊盤（5）；第三步製作電容下電極（7）及電極焊盤採用蒸發法或濺射法直接在襯底（1）表面先沉積金屬基底層，然後沉積電容下電極金屬層，採用刻蝕或剝離的方法將金屬基底層和電容下電極金屬層製作為電容下電極金屬基底層（6）、電容下電極焊盤金屬基底層（8）、電容上電極焊盤金屬基底層（9）、電容下電極（7）、電容下電極焊盤（10）和電容上電極焊盤（11）；第四步製作電容感濕介質層（12）在襯底（1）上方旋塗高分子預聚物，並進行預烘烤；然後對高分子預聚物進行光刻、刻蝕，在電容下電極（7）和加熱電阻（3）上形成電容介質薄膜層；最後將光刻處理後的高分子預聚物薄膜連同襯底（1）經過升溫得到最終的電容感濕介質層（12）；第五步製作電容上電極（13）採用蒸發法或濺射法直接在電容感濕介質層（12）表面沉積金屬層，採用刻蝕或剝離的方法將金屬層製作為電容上電極（13）。
實施方式
操作內容
一種加熱式濕度感測器，包括：襯底1、濕度敏感電容和加熱電路；其中濕度敏感電容包括：電容下電極金屬基底層6、電容下電極7、電容感濕介質層12、電容上電極13、電容下電極焊盤10、電容下電極焊盤金屬基底層8、電容上電極焊盤11和電容上電極焊盤金屬基底層9，加熱電路包括：加熱電阻3、加熱電阻金屬基底層2、加熱電阻焊盤5和加熱電阻焊盤金屬基底層4。襯底1為方形薄片，作為支撐結構置於最低層。電容下電極金屬基底層6、電容下電極焊盤金屬基底層8、電容上電極焊盤金屬基底層9位於襯底1上，電容下電極7、電容下電極焊盤10和電容上電極焊盤11分別位於相同形狀尺寸的電容下電極金屬基底層6、電容下電極焊盤金屬基底層8、電容上電極焊盤金屬基底層9上。電容下電極金屬基底層6和電容下電極焊盤金屬基底層8連線，電容下電極金屬基底層6和電容上電極焊盤金屬基底層9之間有間隙，電容下電極焊盤金屬基底層8和電容上電極焊盤金屬基底層9置於電容下電極金屬基底層6的兩側。電容感濕介質層12覆蓋在電容下電極7上，未覆蓋電容下電極焊盤10和上電極焊盤11。電容上電極13位於覆蓋有電容感濕介質層12的電容下電極7上方，電容上電極13尾部引線與電容上電極焊盤11接觸。加熱電路環繞於濕度敏感電容的四周，加熱電阻金屬基底層2和加熱電阻焊盤金屬基底層4位於襯底1上，加熱電阻3和加熱電阻焊盤5分別位於相同形狀尺寸的加熱電阻金屬基底層2和加熱電阻焊盤金屬基底層4上。加熱電阻金屬基底層2和加熱電阻焊盤金屬基底層4連線，兩個加熱電阻焊盤金屬基底層4置於加熱電阻金屬基底層2的兩側。電容感濕介質層12覆蓋在加熱電路的加熱電阻3上，未覆蓋加熱電阻焊盤5。
加熱式濕度感測器工作時，在濕度敏感電容上施加電壓差，電荷在電場的作用下移動，由於電容上電極13和電容下電極7之間的電容感濕介質層12是不導電的，阻礙了電荷的移動而使得電荷積累在電容上電極13和電容下電極7上，造成電荷的儲存並形成電容。電容感濕介質層12吸附或釋放水分子，當空間中水分子濃度變化時，電容感濕介質層12吸附的水分子數量也隨之相應變化，引起電容感濕介質層12介電常數的變化，導致對電荷運動的阻礙能力也隨之發生變化，因此電容電極上的電荷存儲量會隨著電容感濕介質層12水分子的吸附量的變化發生變化，導致最終的電容值發生變化。電容上電極焊盤11和電容下電極焊盤10焊接引線至數據採集裝置，通過測量電容電極之間容值的變化來進行濕度探測。加熱電路工作時，在加熱電阻焊盤5上施加電壓，電流通過蛇形的加熱電阻3時，加熱電阻3自身產生熱量，熱量傳遞到晶片其他區域，將濕度敏感電容以及整個晶片加熱。此外，覆蓋在加熱電阻3上的電容感濕介質層12還起到防止加熱電阻3在沾水情況下短路的作用。電容下電極金屬基底層6、電容下電極焊盤金屬基底層8、電容上電極焊盤金屬基底層9、加熱電阻金屬基底層2、加熱電阻焊盤金屬基底層4均為過渡金屬層，只起到提高電容下電極7、電容下電極焊盤10、電容上電極焊盤11、加熱電阻3、加熱電阻焊盤5附著力的作用，不會影響電位差下電荷的移動。
加熱式濕度感測器使用時，在同一數據採集板上安裝兩隻獨立的加熱式濕度感測器，一隻加熱式濕度感測器加熱除濕以及降溫的過程中，另一隻加熱式濕度感測器進行濕度測量；一個工作周期後，兩隻加熱式濕度感測器互換工作方式，一隻進行濕度測量，另一隻進行加熱除濕和降溫。加熱式濕度感測器進行加熱除濕和降溫的過程中不進行濕度測量，進行濕度測量的過程中不進行加熱除濕。
實施案例
- 實施例一：
加熱式濕度感測器的襯底1選用石英，襯底1的其中一面為拋光面且表面絕緣，襯底1的厚度為0.3毫米。
加熱電阻金屬基底層2和加熱電阻焊盤金屬基底層4均採用NiCr，NiCr金屬層厚度為30納米。
加熱電阻3和加熱電阻焊盤5均採用Pt，Pt金屬層厚度為100納米，電阻值為50歐。
電容下電極金屬基底層6、電容下電極焊盤金屬基底層8和電容上電極焊盤金屬基底層9均採用NiCr，厚度為100納米。
電容下電極7、電容下電極焊盤10和電容上電極焊盤11均採用Au，厚度為200納米。
電容感濕介質層12的厚度為600納米。
電容上電極13採用Au，厚度為10納米，電容上電極13採用格線型開孔結構，開孔為10微米的正方形孔洞，均勻分布；未開孔部位呈島鏈狀透氣結構。
一種加熱式濕度感測器的製作方法，其具體步驟為：
第一步選擇襯底1
選用一面為拋光面的石英作為襯底1，厚度為0.3毫米。
第二步製作加熱電路
首先將光刻膠均勻旋塗在襯底1表面，進行預烘烤。選擇加熱電阻掩模版曝光，移至顯影液顯影，去離子水沖洗後再進行後烘。其次採用磁控濺射的方法在光刻處理後的襯底表面進行NiCr金屬層的濺射，NiCr金屬層厚度為30納米。濺射結束後採用磁控濺射的方法立即進行Pt金屬層的濺射，其厚度為100納米。最後將鍍有NiCr和Pt金屬層的襯底1浸泡在丙酮溶液中，超聲溶解光刻膠至金屬圖案清晰，同時完成加熱電阻金屬基底層2、加熱電阻3、加熱電阻焊盤金屬基底層4和加熱電阻焊盤5的光刻剝離。
第三步製作電容下電極7及電極焊盤
首先將光刻膠均勻旋塗在襯底1表面，進行預烘烤。選擇電容下電極掩模版曝光，移至顯影液顯影，去離子水沖洗後再進行後烘。其次採用磁控濺射的方法在光刻處理後的襯底表面進行NiCr金屬層的濺射，其厚度為100納米。濺射結束後採用磁控濺射的方法立即進行Au金屬層的濺射，其厚度為200納米。最後將鍍有NiCr金屬層和Au金屬層的襯底1浸泡在丙酮溶液中，超聲溶解光刻膠至金屬圖案清晰，同時完成電容下電極7、電容下電極金屬基底層6、電容下電極焊盤10、電容下電極焊盤金屬基底層8、電容上電極焊盤11和電容上電極焊盤金屬基底層9的光刻剝離。
第四步製作電容感濕介質層12
首先在電容下電極7及襯底1表面旋塗聚醯胺酸，然後90攝氏度烘烤10分鐘；其次在聚醯胺酸表面旋塗光刻膠，進行預烘烤。選擇感濕層掩模版曝光，噴淋四甲基氫氧化銨去膠，去離子水沖洗後再進行後烘。然後採用噴淋丙酮的方式去除聚醯胺酸表面剩餘的光刻膠；最後將光刻處理後的聚醯胺酸層連同襯底1進行高溫亞胺化。設定梯度升溫程式，升溫速率為2攝氏度/分，由60攝氏度開始保溫10分鐘；中間溫度為120攝氏度，保溫1小時；末階段的醯亞胺化溫度為300攝氏度，保溫4小時。最終得到其厚度為600納米的聚合物電容感濕介質層12。
第五步製作電容上電極13
首先將光刻膠均勻旋塗在電容感濕介質層12及襯底1表面，進行預烘烤。選擇電容上電極掩模版曝光，移至顯影液顯影，去離子水沖洗後再進行後烘。其次採用磁控濺射的方法在光刻處理後的感濕層12表面進行Au金屬層的濺射，其厚度為10納米。最後將鍍Au金屬層的襯底1浸泡在丙酮溶液中，超聲溶解光刻膠至金屬圖案清晰，完成電容上電極13的光刻剝離，得到加熱式濕度感測器。
- 實施例二：
加熱式濕度感測器的襯底1選用玻璃，襯底1雙面為拋光面的且表面絕緣，襯底1的厚度為0.5毫米。
加熱電阻金屬基底層2和加熱電阻焊盤金屬基底層4均採用Cr，Cr金屬層厚度為50納米。
加熱電阻3和加熱電阻焊盤5均採用NiCr，NiCr金屬層厚度為200納米，電阻值為70歐。
電容下電極金屬基底層6、電容下電極焊盤金屬基底層8和電容上電極焊盤金屬基底層9均採用NiCr，厚度為180納米。
電容下電極7、電容下電極焊盤10和電容上電極焊盤11均採用Al，厚度為150納米。
電容介質薄膜層12厚度為400納米。
電容上電極13採用Al，厚度為20納米，電容上電極13採用格線型開孔結構，開孔為20微米的正方形孔洞，均勻分布，未開孔部位呈島鏈狀透氣結構。
一種加熱式濕度感測器的製作方法，其具體步驟為：
第一步選擇襯底1
選用雙面為拋光面的玻璃作為襯底1，厚度為0.5毫米。
第二步製作加熱電路
首先採用磁控濺射的方法在襯底1表面進行Cr金屬層的濺射，其厚度為50納米。濺射結束後採用磁控濺射的方法立即進行NiCr金屬層的濺射，其厚度為200納米。其次將光刻膠均勻旋塗在濺射有Cr和NiCr的金屬層表面，進行預烘烤。選擇加熱電阻掩模版曝光，移至顯影液顯影，去離子水沖洗後再進行後烘。然後將光刻後的Cr和NiCr金屬層連同襯底1浸泡在Cr/NiCr腐蝕液中至加熱電阻3及加熱電阻焊盤5圖案清晰。最後採用丙酮溶解加熱電阻3及加熱電阻焊盤5表面的光刻膠，完成光刻腐蝕。
第三步製作電容下電極7及電極焊盤
首先採用磁控濺射的方法在襯底1表面進行NiCr金屬層的濺射，其厚度為180納米。接著採用蒸發法在NiCr金屬層表面進行Al金屬層的沉積，其厚度為150納米。其次將光刻膠均勻旋塗在襯底表面，進行預烘烤。選擇電容下電極掩模版曝光，移至顯影液顯影，去離子水沖洗後再進行後烘。然後將鍍有NiCr金屬層和Al金屬層的襯底先後浸泡在Al腐蝕液和NiCr腐蝕液中至電容下電極7，電容下電極焊盤10和電容上電極焊盤11及電容下電極金屬基底層6，電容下電極焊盤金屬基底層8和電容上電極焊盤金屬基底層9的圖案清晰。最後將電容下電極7，電容下電極焊盤10和電容上電極焊盤11及電容下電極金屬基底層6，電容下電極焊盤金屬基底層8和電容上電極焊盤金屬基底層9連同襯底1浸泡在丙酮溶液中，溶解光刻膠，完成光刻腐蝕。
第四步製作電容感濕介質層12
首先在電容下電極7及襯底1表面旋塗聚醯胺酸，然後70攝氏度烘烤15分鐘；其次在聚醯胺酸表面旋塗光刻膠，進行預烘烤。選擇感濕層掩模版曝光，噴淋四甲基氫氧化銨去膠，去離子水沖洗後再進行後烘。然後採用浸泡丙酮的方式去除聚醯胺酸表面剩餘的光刻膠；最後將光刻處理後的聚醯胺酸層連同襯底1進行高溫亞胺化。設定梯度升溫程式，升溫速率為1攝氏度/分，由80攝氏度開始保溫10分鐘；中間溫度為135攝氏度，保溫1.5小時；末階段的醯亞胺化溫度為350攝氏度，保溫3小時。最終得到其厚度為400納米的聚合物電容感濕介質層12。
第五步製作電容上電極13
首先採用蒸發法在電容感濕層12及襯底1表面進行Al金屬層的沉積，其厚度為20納米。其次將光刻膠均勻旋塗在Al金屬層表面，進行預烘烤。選擇電容上電極掩模版曝光，移至顯影液顯影，去離子水沖洗後再進行後烘。然後將鍍有Al金屬層的襯底1浸泡在Al腐蝕液中至電容上電極13圖案清晰。最後採用丙酮溶解電容上電極13表面的光刻膠，完成光刻腐蝕，得到加熱式濕度感測器。
榮譽表彰
2018年12月20日，《一種加熱式濕度感測器及其製作方法》獲得第二十屆中國專利優秀獎。
