DE68923699T2

DE68923699T2 - Dünnfilmfeuchtigkeitprüfelemente und verfahren zur herstellung.

Info

Publication number: DE68923699T2
Application number: DE68923699T
Authority: DE
Inventors: Radhakrishna Neti; Fred Sittler; Adrian Toy
Original assignee: Rosemount Inc
Current assignee: Rosemount Inc
Priority date: 1988-02-08
Filing date: 1989-02-07
Publication date: 1996-03-21
Anticipated expiration: 2009-02-08
Also published as: ATE125946T1; WO1989007264A1; EP0400063B1; JPH03502488A; CA1316715C; EP0400063A4; EP0400063A1; DE68923699D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf elektrolytische Feuchtigkeitserfassungselemente und insbesondere auf Dünnfilm-Feuchtigkeitserfassungselemente und ein Verfahren zur Herstellung dieser.

2. Beschreibung des Standes der Technik

In der Technik sind verschiedene Sensoren zur Messung des Feuchtigkeitsgehalts einer Probe bekannt. Die verschiedenen Sensorarten und deren Funktions-Grundprinzipien sind in einem Artikel von Stanley Ronchinsky mit dem Titel "An Electrochemical Sensor for Trace Moisture in Gases", Moisture and Humidity, Measurement and Control in Science and Industry, 1985, Seiten 699 bis 706, beschrieben. Von den verschiedenen beschriebenen Sensorarten scheint die als "Electrolyzing Sensor" bezeichnete Sensorart am besten für Anwendungsbereiche, bei denen eine ständige Feuchtigkeitsüberwachung notwendig ist, und für andere Anwendungsgebiete in der Industrie zur Brfassung von Feuchtigkeitsspuren in Proben, geeignet zu sein.
Bei elektrolytischen Sensoren wird zur Erfassung der Feuchtigkeit in der Probe ein Feuchtigkeits-Spülmittel verwendet, und es ist ein geeigneter Schaltkreis vorgesehen, um die zur Elektrolyse des sich daraus ergebenden Materials benötigte Strommenge zu messen. Das Betriebsprinzip dieser Sensoren ist das Faradaysche Gesetz der Elektrolyse, bei der die zur Elektrolyse des Materials benötigte elektrische badung ein Maß des Wassergehalts der Probe ist. Die Elektrolyse wird durch ein oder mehrere im Sensorkörper angeordnete Elektrodenpaare durchgeführt.
Die Keidelzelle ist ein Beispiel für einen Feuchtigkeitssensors, der nach dem Elektrolyseprinzip arbeitet. Die Keidelzelle besteht im wesentlichen aus einem Körper, der ein Paar Edelmetallelektroden aufweist und der mit einem geeigneten Wasser-Spülmittel, wie z.B. Phosphorpentoxid, versehen ist. In den Körper wird ein Probenstrom eingeführt und die Feuchtigkeit wird durch das hygroskopische Spülmittel zurückbehalten. Die zurückbehaltene Feuchtigkeit wird an den Elektroden elektrolysiert und der zur Elektrolyse der Feuchtigkeit benötigte Strom wird gemessen. Bei der Keidelzelle und anderen Formen elektrolytischer Sensoren, die nach demselben Prinzip arbeiten, ist es notwendig, den aktiven Bereich des Sensors einer ständigen Probenströmung an den Sensorelektroden vorbei aus zusetzen. Änderungen der Probenströmungsgeschwindigkeit können zu fehlerhaften Messungen führen und über die Zeit hinweg neigt das hygroskopische Spülmittel dazu, zu verstopfen, wodurch eine Einschränkung der Probenströmung durch den Sensor bewirkt und die Brauchbarkeit des Sensors beendet wird. Eine Alternative hierzu ist die Einbringung eines bekannten Probenvolumens in den Sensor und die Messung des gesamten zur vollständigen Elektrolyse der Feuchtigkeit in dem bekannten Probenvolumen benötigen Stroms über die Zeit. Dies ist zeitaufwendig und nicht für die Verwendung zur ständigen Überwachung geeignet. Darüberhinaus weisen Sensoren der oben beschriebenen Art aufgrund ihrer Sperrigkeit langsame Ansprechzeiten auf Veränderungen des Feuchtigkeitsgehalts der Probe auf und sind über einen großen Bereich des Feuchtigkeitsgehalts unempfindlich.
Dementsprechend wäre es äußerst wünschenswert, einen Feuchtigkeitssensor zu schaffen, der die Genauigkeit und die Zuverlässigkeit der elektrolytischen Sensoren beibehält und der über einen großen Bereich des Feuchtigkeitsgehalts empfindlich ist. Darüberhinaus wäre es wünschenswert, einen Feuchtigkeitssensor zu schaffen, der den Feuchtigkeitsgehalt einer Probe unabhängig von der Strömungsgeschwindigkeit oder vorn Volumen der Probe, der der Sensor ausgesetzt ist, mißt, wodurch der Sensor für die Messung von sowohl in einem Festkörper als auch in einem Fluid enthaltener Feuchtigkeit nützlicher wird.
Die US-A-4,707,244 (Harman, III et al.) offenbart ein Feuchtigkeitserfassungselement, das ein gefügebeständiges, porenfreies, elektrisch isolierendes Substrat aufweist, das aus Silizium, Quarz, Aluminiumoxid oder Saphir hergestellt werden kann. Zur Ausbildung von Elektroden wird eine Edelmetall-Einschicht direkt auf das Substrat aufgebracht.
Die US-A-4,280,855 (Savery) offenbart eine Dünnfilmvorrichtung, die Feuchtigkeit in feuchtigkeitsempfindliche Elektronik enthaltenden Paketen "gettern" soll. Beschichtete Elektroden werden oben auf einem Siliziumdioxid-Substrat angeordnet. Die an das Substrat angrenzende Elektrodenschicht besteht aus Cr oder NiCr, das etwa 100 Angström dick ist und von einer dünnen Goldschicht bedeckt wird.
Erfindungsgemäß ist ein Dünnfilm-Feuchtigkeitserfassungssensor vorgesehen, der eine im wesentlichen ebene Oberfläche aus Siliziumdioxid; zwei Elektroden, die wahlweise angeordnet sind, um einen Elektrodenabstand zwischen diesen festzulegen; ein hygroskopisches Material, das die beiden Elektroden berührt; und Vorrichtungen zur elektrischen Verbindung der Elektroden über eine Quelle elektrischen Potentials und zur Meßausrüstung für elektrischen Strom aufweist, wobei der Sensor dadurch gekennzeichnet ist, daß jede Elektrode eine Legierungsschicht, die aus einem Bindemetall gebildet ist, das mit der Siliziumdioxid-Oberfläche legiert ist; und eine Edelmetallschicht aufweist, und daß die Legierungsschicht im wesentlichen aus Legierungen der Siliziumdioxid-Oberfläche, dem Bindemetall und dem Edelmetall besteht.
Siliziumdioxid schafft aufgrund guter Isoliereigenschaften, das Fehlen eines Feuchtigkeitsspeichers, der das Element über die Zeit beeinflussen würde, und seiner chemischen Inaktivität gegenüber Phosphorsäure, die ein Produkt einer Reaktion zwischen Phosphorpentoxid und Wasser ist, eine bevorzugte Oberfläche für das Erfassungselement. Rhodium-Elektroden sind indirekt durch eine Titan-Zwischenschicht mit der Siliziumdioxid-Oberfläche verbunden. Da jedoch Titan der Korrosion durch Phosphorsäure unterliegt, ist die Tiefe der Titan- Zwischenschicht so begrenzt, daß die Aufbringung von Rhodium oben auf dem Titan an der Substratoberfläche zu einer Titan- Rhodium-Legierung führt. Dann werden geeignete Leitungen an den Elektroden angebracht. Phosphorsäure wird über den Elektroden und in den Elektrodenzwischenräumen auf die Substratoberfläche aufgebracht. Die Säure wird dann zur Ausbildung einer Phosphorpentoxidschicht über der Substratoberfläche und den Elektroden getrocknet. Das Element wird in ein Gehäuse gesetzt. Das Gehäuse ermöglicht eine Verbindung zwischen den Gasen, von denen eine Probe genommen werden soll, ünd dem Erfassungselement. Eine Diffusionsbegrenzungsscheibe begrenzt den an das Erfassungselement angrenzenden Feuchtigkeitsdruck auf einen bekannten Bruchteil des Feuchtigkeitsdrucks in dem Probengas.
Im Betrieb wird ein feuchtigkeitshaltiges Gas durch das Gehäuse geleitet. Ein Bruchteil der Wassermoleküle strömt durch die Diffusionsbegrenzungsscheibe. Praktisch alle durch die Diffusionsbegrenzungsscheibe strömenden Wassermoleküle reagieren zur Ausbildung einer wässrigen Phosphorsäurelösung mit dem hygroskopischen Elektrolysematerial. Die Lösung wird an den Elektroden zu Wasserstoff, Sauerstoff und Phosphorpentoxid elektrolysiert. Jede Änderung des Feuchtigkeitsgehalts des Probengases führt zu einer Änderung der Diffusionsgeschwindig keit über die Diffusionsbegrenzungsvorrichtung. Dies erzeugt eine Zu- oder Abnahme der Geschwindigkeit, mit der die Wassermoleküle an den Elektroden elektrolysiert werden. Der zur Durchführung der Elektrolyse benötigte Strom nimmt ebenfalls zu oder ab. Gemäß dem Faradayschen Gesetz der Elektrolyse steht die Stromänderung in direktem Verhältnis zur Änderung des Feuchtigkeitsgehalts der Probe. Der Strom ändert sich weiterhin, bis wieder Gleichgewichtsbedingungen hergestellt sind.
Erfindungsgemäß behält der Sensor die Bequemlichkeit und Zuverlässigkeit herkömmlicher elektrolytischer Sensoren bei, während er eine hohe Empfindlichkeit und schnelles Ansprechen auf Veränderungen des Feuchtigkeitsgehalts der Probe aufweist. Es ist nicht notwendig, die Probenströmung am Sensor vorbei sorgfältig zu steuern, und Ungenauigkeiten aufgrund von Änderungen der Probenströmungsgeschwindigkeit werden vermieden. Aus demselben Grund ist er zur Bestimmung von Feuchtigkeit nützlich, die von Festkörpern und zähflüssigen Fluids abgegeben werden, da der erfindungsgemäße Sensor keine kontinuierliche Probenströmung benötigt, um genau zu arbeiten.
Die Vorteile einer Empfindlichkeit in einem breiten Feuchtigkeitsbereich und eines schnellen Ansprechens auf Veränderungen des Feuchtigkeitsgehalts eines Gases erhält man zum Teil durch drastische Verringerung der Masse des Erfassungselements. Eine derartige Verringerung der Masse verringert ebenfalls das Verhältnis von Fläche zu Volumen des Elements. Verfahren zur Aufbringung von Dünnfilmmetall, die zur Verwendung bei der Herstellung von integrierten Schaltungen entwickelt wurden, werden bei der vorliegenden Erfindung zur Verwendung bei der Herstellung der Erfassungselemente eingesetzt. Die hergestellten Erfassungselemente sind von der Größe her mit üblichen Chips einer integrierten Schaltung vergleichbar.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Es zeigt:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer Feuchtigkeitssensoranordnung, die das erfindungsgemäße Feuchtigkeitserfassungselement aufweist;
Fig. 2A-H Querschnittsansichten des Erfassungselements in verschiedenen Stadien seines Herstellungsverfahrens;
Fig. 3 einen Grundriß des Erfassungselements, die die auf diesem in einem Muster ineinander verzahnter Kämme angeordneten Elektroden zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Fig. 1 zeigt eine Feuchtigkeitssensoranordnung 10, die ein im wesentlichen ebenes Feuchtigkeitserfassungselement 12 aufweist. Das Feuchtigkeitserfassungselement 12 ist innerhalb eines Gehäuses 14 angeordnet, das vorzugsweise ein herkömmliches Halbleiter- oder Transistorgehäuse ist. Das Gehäuse 14 ist innen durch eine Diffusionsbegrenzungsscheibe 24 in eine Probenkammer 16 und eine Erfassungselementkammer 22 geteilt. Die Diffusionsbegrenzungsscheibe 24 ist vorzugsweise eine Edelstahlscheibe. Es kann eine Scheibe von 1 bis 100 um ausgewählt werden, um eine von der Anwendungsumgebung, dem Gehäuse und der äußeren Gestalt des Erfassungselements abhängige Diffusionsbegrenzung zu erhalten. Ein feuchtigkeitshaltiges Gas wird durch einen Einlaß 18 in die Probenkammer 16 eingebracht und durch einen Auslaß 20 aus der Probenkammer 16 herausgelassen. Der Einlaß 18 und der Auslaß 20 sind vorzugsweise aus einem korrosionsbeständigem Material, zum Beispiel Nickel, ausgebildet. Die Diffusionsbegrenzungsscheibe 24 verringert den Feuchtigkeits-Partialdruck in der Erfassungselementkammer 22 gegenüber dem Partialdruck in der Probenkammer 16 um fast zwei Größenordnungen. Die Wahrscheinlichkeit der Absorption von die Erfassungselementkammer 22 erreichenden Wassermolekülen durch das Element 12 wird fast 100 %. Dementsprechend wird die Menge an absorbiertem Feuchtigkeitsdampf im wesentlichen temperaturunabhängig. Die Diffusion über die Scheibe 24 ist eine lineare Funktion des Partialdrucks von Wasserdampf in der Probenkammer 16.
Das Feuchtigkeitserfassungselement 12 ist auf einem im wesentlichen ebenen Substrat 26 aufgebaut. Eine Isolierschicht 28, die aus einer aus einer Siliziumschicht 27 erzeugten Siliziumdioxidschicht ausgebildet ist, liegt unter dem Erfassungselement. Bei einer alternativen Ausgestaltung kann das Substrat 26 ein ebenes Quarzsubstrat sein. Kammartig ineinander verzahnte Elektroden 32 und 34 sind auf der Oberfläche der isolierenden Substratschicht 28 angeordnet. Die Schicht 28 und die Elektroden 32 und 34 sind von einer Schicht 30 aus einem hygroskopischen Material bedeckt. Typischerweise ist eine hygroskopische Schicht eine Schicht 30 aus Phosphorpentoxid, das mit Wassermolekülen reagiert, um eine wässrige Phosphorsäurelösung auszubilden, die durch ein über die Elektroden 32 und 34 angelegtes Potential zu molekularem Wasserstoff, Sauerstoff und Phosphorpentoxid elektrolyisiert werden kann. Die hygroskopische Schicht 30 überbrückt den Elektrodenabstand zwischen den Elektroden 32 und 34. Die Elektroden 32 und 34 können durch Leitungen 36 und 38, die durch die Wände des Gehäuses 14 verlaufen, über eine äußere Potentialquelle und Strommeßvorrichtung 39 angeschlossen sein.
Die Fig. 2A-H zeigen die Herstellungsschritte eines Feuchtigkeitserfassungselements 12. Fig. 2A zeigt einen Siliziumwafer nach der Oxidation der äußeren Oberflächen des Siliziumwafers in einem Hochtemperaturofen mit einer oxidierenden Atmosphäre. Der Oxidationsschritt erzeugt einen Wafer mit einer Siliziumsubstratschicht 27 und einer Siliziumdioxidschicht 28, die im Bereich von 8000 bis 12000 Angström liegt und vorzugsweise etwa 10000 Angström dick ist.
Fig. 2B zeigt die Auswahl einer Siliziumdioxidschicht 28 zur Schaffung einer Isolieroberfläche 29, um die Herstellung des Erfassungselements zu unterstützen. Eine positive lichtunempfindliche Schicht 40 wird über die Isolieroberfläche 29 aufgebracht.
Fig. 2C zeigt den Wafer nach dem Aussetzen und dem Entwickeln der lichtunempfindlichen Schicht 40. Abschnitte der lichtunempfindlichen Schicht 40 werden einer chemisch wirksamen Strahlung ausgesetzt und entwickelt, wodurch in der lichtunempfindlichen Schicht 40 Öffnungen zurückgelassen werden, die Abschnitte 42 der Isolierschicht 29 freilegen. Die Form der freigelegten Abschnitte 42 begrenzt die Position der Elektroden, die auf der Oberfläche 29 der Siliziumdioxidschicht 28 aufgebracht werden.
Fig. 2D zeigt die Aufbringung einer Bindeschicht 44 auf der Siliziumdioxidschicht 28 in der auszubildenden Elektrodenform. Die Metallschicht 44 ist vorzugsweise eine Titanschicht mit einer Tiefe von 40 bis 80 Angström. Zu den anderenMetallen, die geeignet wären, gehört Chrom und Nickel, oder ein derartiges anderes Material, das geeignet an Siliziumdioxid haftet. Zum Verdampfen des Titans wird ein Elektronenstrahl verwendet. Ein Quarzoszillator-Steuerungsabgleich wird verwendet, um zu gewährleisten, daß die Dicke der Titanschicht sorgfältig, vorzugsweise im Durchschnitt auf 50 Angström, gesteuert wird. Ein Teil der Titanaufbringung dringt in die Siliziumdioxidschicht 28 und ein und bildet mit dieser eine Legierung.
Fig. 2E zeigt die Aufbringung metallischer Elektroden für das Erfassungselement. Beste Ergebnisse erhält man, wenn die Elektrodenschicht 46 unmittelbar nach der Aufbringung der Schicht 44 auf der Titanschicht 44 aufgebracht wird. Die Elektrodenschicht 46 ist ein Edelmetall, wie z.B. Rhodium, Platin oder Gold, aber vorzugsweise Rhodium. Rhodiumelektroden 46 liegen im Bereich von 1000 - 5000 Angström und im Durchschnitt etwa bei 3000 Angström Tiefe. Sie sind etwa 25 um breit. Die Beabstandung zwischen dem interdigitierten Finger der Elektroden 46 beträgt etwa 25 bis 60 um, wobei 40 um bevorzugt werden. Die Aufbringung der Rhodiumelektroden 46 unmittelbar nach der Aufbringung der Titan-Bindeschicht 44 führt zu einer Legierung aus Titan und Rhodium. Es ist bevorzugt, daß kein reines Titan bestehen bleibt, sondern, daß nach der Aufbringung der Rhodiumelektroden 46 nur Titan-Rhodium- und Titan-Silizium-Mischlegierungen vorhanden sind. Dies schützt das Titan in der Bindeschicht 44 vor Angriffen durch die schließlich auf die Vorrichtung aufgebrachte Phosphorsäure.
Fig. 2F zeigt die Entfernung der unbelichteten positiven Photoresistschicht 30 durch Waschen des Siliziumwafers in einem Acetonbad.
Fig. 2G zeigt die Aufbringung 48 einer wässrigen Phosphorsäurelösung auf die Oberfläche der Substratschicht 28, die zumindest einen Teil dieser Schicht und eine Vielzahl von Elektrodenfingern 32 und 34 bedeckt.
Die wässrige Lösung wird dann zur Ausbildung einer Phosphorpentoxidschicht 50, die, wie es in Fig. 2H gezeigt ist, die Elektrodenfinger 32 und 34 bedeckt und den Elektrodenzwischenraum zwischen den Fingern 32 und 34 auffüllt, vorzugsweise durch Elektrolyse, in einer trockenen Stickstoffatmosphäre getrocknet.
Fig. 3 zeigt einen Grundriß des Erfassungselements 12 mit kammförmig ineinander verzahnten Elektroden 32 und 34. Die Elektroden 32 erstrecken sich von einer Anschlußfläche 54, die ein Teil der Rhodiumaufbringung und wesentlich breiter als die Elektrodenfinger 32 ist. Ähnlich ist eine Anschlußfläche 56 eine Rhodiumfläche mit einer wesentlich größeren Breite als die Finger 34. Die Rhodium-Anschlußflächen 58 und 60 erstrekken sich auf ähnliche Weise von den Anschlußflächen 54 und 60. An den Anschlußflächen 54 oder 58 und S6 oder 60 können elektrische Leitungen angebracht werden. Die Anschlußflächen 54, 56, 58 und 60 begrenzen den aktiven Oberflächenbereich des Erfassungselements 12. Da Rhodium hydrophob ist, bleibt eine auf die Isolieroberfläche 29 aufgebrachte wässrige Phosphorsäurelösung innerhalb der seitlichen Grenzen der Rhodium-Anschlußflächen 54, 56, 58 und 60, wenn die Breite der Anschluß flächen ausreichend ist. Die Breite der Elektrodenfinger 32 und 34 reicht jedoch nicht aus, um die Ausbreitung der wässrigen Lösung über die Elektrodenfinger 32 und 34 zu verhindern.
Im Betrieb ist die Sensoranordnung durch die Leitungen 36 und 38 über eine Spannungsquelle und eine Strommeßvorrichtung 39 angeschlossen. Das Einlaßrohr 18 und das Auslaßrohr 20 können dann in eine Umgebung eingeführt werden, um die Prüfung eines zu analysierenden Gases nach dem Feuchtigkeitsgehalt zu ermöglichen. Wenn das feuchtigkeitshaltige Gas in die Kammer 16 strömt, wird seine Diffusion über die Edelstahlschranke 24 als eine Funktion des Partialdrucks der Feuchtigkeit in der Kammer 16 begrenzt. Feuchtigkeit aus dem Gas in der Kamm&r 22 wird durch das Phosphorpentoxid, das in den Elektrodenzwischenräumen zwischen den Elektrodenfingern 32 und 34 eine wässrige Phosphorsäurelösung erzeugt, ausgespült. Der Stromfluß beginnt, der gemessen und durch bekannte mathematische Verhältnisse in ppm oder ppb zu einer Angabe für Wasser umgewandelt werden kann.
Gemäß der Offenbarung der vorliegenden Erfindung hergestellte Dünnfilm-Hygrometer haben sich als geeignet zur Erfassung von Feuchtigkeitsniveaus mit einer Untergrenze von 20 ppb in einem Probengas herausgestellt. Konkrete Vorrichtungen haben über einen Temperaturbereich von -30ºC bis +70ºC genaue Meßwerte geliefert. Die Notwendigkeit und die Kompliziertheit der Temperaturkompensation wird verringert, da das Ausgangssignal unabhängig ist von der Probengasströmung. Die Strömungsunabhängigkeit ist eine Folge der Begrenzung der Diffusion in die Kammer, in die das Erfassungselement tatsächlich eingebracht ist. Eine derartige Unabhängigkeit kann auch die Verwendung der Vorrichtung im Hinblick auf stagnierende Umgebungen ermöglichen, wodurch die Feuchtigkeitsmessung bei Festkörpern oder zähflüssigen Fluids ermöglicht wird. Die Anordnung eines Festkörpers oder eines zähflüssigen Fluids in einer geschlossenen Umgebung mit einem trockenen Gas führt zu einem sich zur Umgebung entwickelnden Gleichgewichts-Feuchtigkeitsniveau. Die erfindungsgemäße Anordnung kann dann zur Erzeugung einer Angabe des Feuchtigkeitsgehalts des Festkörpers das Feuchtigkeitsniveau in der Umgebung messen. Die verringerte Größe der Vorrichtungen steuert Antenneneffekte und verringert Rauschstörungen wesentlich. Es hat sich herausgestellt, daß eine Ansprechzeit auf einen Feuchtigkeitsniveauübergang 63 % des Gleichgewichts in weniger als 5 Minuten nach dem Übergang erreicht. Dies steht im Vergleich zu einer Ansprechzeit von einer Stunde oder mehr bei Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik.

Claims

1. Ein Dünnfilm-Feuchtigkeitserfassungssensor (10), der eine im wesentlichen ebene Oberfläche aus Siliziumdioxid (26, 29); zwei Elektroden (32, 34), die wahlweise angeordnet sind, um einen Elektrodenabstand zwischen diesen festzulegen; ein hygroskopisches Material (50), das die beiden Elektroden (32, 34) berührt; und Vorrichtungen (36, 38) zur elektrischen Verbindung der Elektroden (32, 34) über eine Quelle elektrischen Potentials und zur Meßausrüstung (39) für elektrischen Strom aufweist, wobei der Sensor (10) dadurch gekennzeichnet ist, daß jede Elektrode eine Legierungsschicht, die aus einem Bindemetall (44) gebildet ist, das mit der Siliziumdioxid-Oberfläche (26, 29) legiert ist; und eine Edelmetallschicht (46) aufweist, und daß die Legierungsschicht (44) im wesentlichen aus Legierungen der Siliziumdioxid-Oberfläche (29), dem Bindemetall und dem Edelmetall (46) besteht.

2. Sensor (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das hygroskopische Material (50) in mindestens einer ersten durchgehenden Schicht über einen Abschnitt der Siliziumdioxid- Oberfläche (26, 29) und über Abschnitte der beiden Elektroden (32, 34) angeordnet ist.

3. Sensor (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierungsschicht jeder Elektrode durch Aufbringen einer Bindeschicht aus Titan (44), die eine Stärke von 80 Angström nicht übersteigt, auf der Siliziumdioxid-Oberfläche (26, 29) und anschließende sofortige Aufbringung von Rhodium auf das Titan hergestellt ist.

4. Sensor (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Legierungsschicht eine Anfangsschicht aus Titan (44) aufweist, die nicht dicker als 80 Angström ist, und die Edelmetallschicht (46) mindestens 1000 Angström dick ist.

5. Sensor (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er weiterhin folgendes aufweist:

Ein Gehäuse (14), das eine geschlossene Kammer (16, 22) festlegt;

eine Diffusionsbegrenzungsscheibe (24), die innerhalb der geschlossenen Kammer (16, 22) angeordnet ist und die geschlossene Kammer (16, 22) in eine Probenkammer (16) und eine Erfassungselement-Kammer (22) teilt, wobei die Siliziumdioxid-Oberfläche (26, 29) und die Elektroden (32, 34) in der Erfassungselement-Kammer (22) angeordnet sind; und

Einlaß- und Auslaßöffnungen (18, 20) durch das Gehäuse (14), die mit der Probenkammer (16) in Verbindung stehen.

6. Sensor (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemetall (44) aus der Gruppe bestehend aus Titan, Nickel und Chrom ausgewählt ist.

7. Sensor (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierungsschichten phosphorsäurebeständig sind.

8. Sensor (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierungsschichten durch Aufbringen des Bindemetalls (44) durch Elektronenstrahlung ausgebildet sind.

9. Sensor (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Edelmetall (46) aus der Gruppe bestehend aus Rhodium, Platin und Gold ausgewählt ist.

10. Ein Verfahren zur Herstellung eines Dünnfilm-Feuchtigkeitssensors (10), wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Aufbringen einer lichtunempfindlichen Schicht (40) oben auf einer Siliziumdioxid-Oberfläche (26, 29); Abschnitte der lichtunempfindlichen Schicht (40) einer chemisch wirksamen Strahlung aussetzen; Entwickeln der lichtunempfindlichen Schicht (40), um zumindest einen Abschnitt (42) der Siliziumdioxid-Oberfläche (26, 29) freizulegen; wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch das Aufbringen einer ersten Metallschicht (44) oben auf zumindest einem Abschnitt (42) der freigelegten Siliziumdioxid-Oberfläche (26, 29), wobei das Metall (44) aus der Gruppe bestehend aus Titan, Nickel und Chrom ausgewählt ist; Aufbringen einer zweiten Metallschicht (46) oben auf der ersten Metallschicht (44), wobei das Metall (46) aus der Gruppe bestehend aus Rhodium, Iridium, Platin und Gold ausgewählt ist; Entfernen der restlichen lichtunempfindlichen Schicht (40) mit einem Lösungsmittel; Aufbringen einer Wasser- Phosphorsäure-Lösung oben auf die Siliziumdioxid-Oberfläche (26, 29); und Trocknen des Sensors (10), um eine Schicht Phosphorpentoxid oben auf zumindest einem Abschnitt der Siliziumdioxid-Oberfläche (26, 29) und der Metallschicht (46) zu belassen.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß es den folgenden Schritt aufweist: Ausbildung einer Siliziumdioxid-Schicht (28) auf einem Siliziumsubstrat (27) zur Schaffung der Siliziumdioxid-Oberfläche (29).