JP2006133191A - 静電容量式湿度センサ - Google Patents

静電容量式湿度センサ Download PDF

Info

Publication number
JP2006133191A
JP2006133191A JP2004325518A JP2004325518A JP2006133191A JP 2006133191 A JP2006133191 A JP 2006133191A JP 2004325518 A JP2004325518 A JP 2004325518A JP 2004325518 A JP2004325518 A JP 2004325518A JP 2006133191 A JP2006133191 A JP 2006133191A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sensor element
sensor
humidity
capacitive
capacitance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2004325518A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4455286B2 (ja
Inventor
Toshiki Isogai
俊樹 磯貝
Toshikazu Itakura
敏和 板倉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Soken Inc
Original Assignee
Denso Corp
Nippon Soken Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp, Nippon Soken Inc filed Critical Denso Corp
Priority to JP2004325518A priority Critical patent/JP4455286B2/ja
Priority to US11/253,703 priority patent/US7222531B2/en
Priority to DE102005052732A priority patent/DE102005052732B4/de
Priority to CNB2005101194912A priority patent/CN100538351C/zh
Publication of JP2006133191A publication Critical patent/JP2006133191A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4455286B2 publication Critical patent/JP4455286B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/22Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance
    • G01N27/223Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance for determining moisture content, e.g. humidity

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

【課題】雰囲気中の湿度変化を静電容量の変化によって検出する静電容量式湿度センサであって、高温多湿な環境下においても長期に渡って安定して使用することができ、小型で安価な静電容量式湿度センサを提供する。
【解決手段】湿度に応じて誘電率の変化する感湿膜4が形成された、容量値の湿度変化に対する傾きが互いに異なる第1センサ素子11と第2センサ素子12を有してなり、第1センサ素子11と第2センサ素子12が、直列接続されてなる静電容量式湿度センサ100とする。
【選択図】 図1

Description

本発明は、雰囲気中の湿度変化を静電容量の変化によって検出する静電容量式湿度センサに関する。
雰囲気中の湿度変化を静電容量の変化によって検出する静電容量式湿度センサが、例えば、特開2002−243690公報(特許文献1)に開示されている。
図5(a),(b)を用いて、静電容量式湿度センサの動作原理を説明する。図5(a)は、特許文献1と同様の従来の静電容量式湿度センサ100を示す模式的な上面図であり、図5(b)は、静電容量式湿度センサ100を構成する、センサ素子10と基準素子90の相対湿度と静電容量の関係を示す図である。
図5(a)に示す静電容量式湿度センサ100は、センサ素子10と基準素子90を有している。センサ素子10と基準素子90は、それぞれ、半導体基板1上の同一平面において、一対の櫛歯状電極10a,10bおよび90a,90bを備えている。一方、センサ素子10の櫛歯状電極10a,10b上には、湿度に応じて誘電率の変化する感湿膜4が形成されているのに対し、基準素子90の櫛歯状電極90a,90b上には、感湿膜4が形成されていない。このため、図5(b)に示すように、センサ素子10の容量値Cvが雰囲気の相対湿度に応じて変化するのに対し、基準素子90の容量値Crは湿度変化に対して一定である。
図5(a)に示すように、センサ素子10と基準素子90が直列接続されている。静電容量式湿度センサ100では、湿度変化に伴うセンサ素子10の静電容量Cvの変化を、基準素子90の静電容量Crと比較し、図中に示す電圧V12,V23の比の変動として読み取る。センサ素子10と基準素子90が形成された半導体基板1には、上記電圧V12,V23の比から相対湿度を演算するセンサ信号処理回路が形成されており、これによって雰囲気中の相対湿度が計測される。
特開2002−243690公報
図5(a)の静電容量式湿度センサ100は、信号処理回路が集積化された、小型で安価な静電容量式湿度センサとなっている。
一方、図5(a)の静電容量式湿度センサ100の問題点として、高温多湿な環境下に長時間放置した場合、基準素子90の電極が劣化して、静電容量Crが変動する事が確認されている。基準素子90の電極劣化を抑制する手段として、基準素子90の上部をゲル等により保護することが考えられる。しかしながら、小型化された静電容量式湿度センサ100にあっては、隣接するセンサ素子10も同時に保護剤で覆われてしまい、センサ素子10の応答性が低下してしまう。また、保護剤塗布のための工程数増大によるコストアップも問題となる。
そこで本発明は、雰囲気中の湿度変化を静電容量の変化によって検出する静電容量式湿度センサであって、高温多湿な環境下においても長期に渡って安定して使用することができ、小型で安価な静電容量式湿度センサを提供することを目的としている。
請求項1に記載の発明は、雰囲気中の湿度変化を静電容量の変化によって検出する静電容量式湿度センサであって、湿度に応じて誘電率の変化する感湿膜が形成された、容量値の湿度変化に対する傾きが互いに異なる第1センサ素子と第2センサ素子を有してなり、前記第1センサ素子と第2センサ素子が、直列接続されてなることを特徴としている。
これによれば、センサ素子と基準素子を用いた従来の静電容量式湿度センサと同様に、容量値の湿度変化に対する傾きが互いに異なる第1センサ素子と第2センサ素子の湿度変化に伴う静電容量変化から、雰囲気中の相対湿度を計測することができる。一方、従来の感湿膜が形成されていない基準素子を有する静電容量式湿度センサと異なり、上記静電容量式湿度センサにあっては、第1センサ素子と第2センサ素子の両方に感湿膜が形成されている。この感湿膜が各センサ素子の電極を保護する役割を果たすため、上記静電容量式湿度センサは、高温多湿な環境下においても長期に渡って安定して使用することができる。また、新たな保護剤も必要ないため、従来の静電容量式湿度センサにおける応答性の低下の問題や、塗布工程追加によるコストアップの問題も発生しない。
以上のようにして、上記静電容量式湿度センサは、雰囲気中の湿度変化を静電容量の変化によって検出する静電容量式湿度センサであって、高温多湿な環境下においても長期に渡って安定して使用することができ、小型で安価な静電容量式湿度センサとすることができる。
上記静電容量式湿度センサにあっては、例えば請求項2に記載のように、前記第1センサ素子と第2センサ素子が、それぞれ、半導体基板上の同一平面において、互いの櫛歯が噛み合って対向するように離間して配置された一対の櫛歯状電極を備える櫛歯電極型の容量素子であり、前記感湿膜が、前記半導体基板の保護膜を介して、前記第1センサ素子と第2センサ素子におけるそれぞれの一対の櫛歯状電極を覆うようにして、前記半導体基板上に形成されてなるように構成することができる。
上記櫛歯電極型の容量素子を用いる場合、第1センサ素子と第2センサ素子の容量値を互いに異にするため、請求項3に記載のように、前記一対の櫛歯状電極における櫛歯間隔が、前記第1センサ素子と第2センサ素子とで異なるように構成することができる。請求項4に記載のように、前記一対の櫛歯状電極における櫛歯長さが、前記第1センサ素子と第2センサ素子とで異なるように構成してもよい。また、請求項5に記載のように、前記一対の櫛歯状電極における櫛歯本数が、前記第1センサ素子と第2センサ素子とで異なるように構成してもよい。
上記静電容量式湿度センサにあっては、請求項6に記載のように、前記感湿膜が、前記第1センサ素子と第2センサ素子上において、一体的に形成されてなることが好ましい。これにより、第1センサ素子と第2センサ素子について、湿度変化に対する応答性や耐環境性能を揃えることができる。
請求項7に記載のように、上記静電容量式湿度センサにあっては、前記櫛歯状電極を、前記半導体基板の別位置に形成される半導体素子のアルミニウム(Al)配線工程を用いて形成し、前記半導体基板の保護膜が、窒化シリコン(Si)からなる前記アルミニウム配線の保護膜であるように構成することができる。
これにより、上記静電容量式湿度センサの櫛歯状電極形成のための新たな工程が必要なくなり、静電容量式湿度センサの製造工程を低減することができる。
また請求項8に記載のように、上記静電容量式湿度センサにあっては、前記第1センサ素子と第2センサ素子が、それぞれ、下層電極と上層電極を有する積層電極型の容量素子であり、前記それぞれの容量素子において、前記半導体基板の保護膜と前記感湿膜の積層体が、前記下層電極と上層電極の間に挟まれてなるように構成することもできる。
上記積層電極型の容量素子を用いる場合、第1センサ素子と第2センサ素子の容量値を互いに異にするため、請求項9に記載のように、前記下層電極と上層電極の重なり部分の面積が、前記第1センサ素子と第2センサ素子とで異なるように構成することができる。
上記静電容量式湿度センサにあっては、請求項10に記載のように、前記第1センサ素子と第2センサ素子の上層電極が、一体的に形成されてなることが好ましい。これにより、第1センサ素子と第2センサ素子について、湿度変化に対する応答性や耐環境性能を揃えることができる。
請求項11に記載のように、上記静電容量式湿度センサにあっては、前記下層電極を、前記半導体基板の別位置に形成される半導体素子のアルミニウム(Al)配線工程を用いて形成し、前記半導体基板の保護膜が、窒化シリコン(Si)からなる前記アルミニウム配線の保護膜であるように構成することができる。
これにより、上記静電容量式湿度センサの下層電極形成のための新たな工程が必要なくなり、静電容量式湿度センサの製造工程を低減することができる。
請求項12に記載のように、前記感湿膜には、例えばポリイミド系樹脂を用いることができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図に基づいて説明する。
図1(a)〜(c)は、本発明の静電容量式湿度センサの一例で、図1(a)は静電容量式湿度センサ101を示す模式的な上面図である。また、図1(b)は、図1(a)の一点鎖線A−A’における断面図であり、図1(c)は、図1(a)の一点鎖線B−B’における断面図である。
図1(a)に示す静電容量式湿度センサ101は、第1センサ素子11と第2センサ素子12を有している。第1センサ素子11と第2センサ素子12は櫛歯電極型の容量素子で、それぞれ、図1(b),(c)に示す酸化シリコン(SiO)からなる絶縁膜2を介したシリコン(Si)半導体基板1上の同一平面において、一対の櫛歯状電極11a,11bおよび12a,12bを備えている。櫛歯状電極11a,11bおよび12a,12bは、例えば、半導体基板1の別位置に形成される半導体素子のアルミニウム(Al)配線工程を用いて形成することができる。これにより、静電容量式湿度センサ101の櫛歯状電極形成のための新たな工程が必要なくなり、製造工程を低減することができる。
また、図1(a)の静電容量式湿度センサ101では、湿度に応じて誘電率の変化する感湿膜4が、図1(b),(c)に示す窒化シリコン(Si3N4)からなる絶縁膜3を介して、半導体基板1上に形成されている。窒化シリコン(Si3N4)からなる絶縁膜3は、半導体基板1の保護膜で、上記したアルミニウム配線を保護する膜である。感湿膜4には、例えばポリイミド系樹脂を用いることができる。図1(a)に示すように、感湿膜4は、第1センサ素子11と第2センサ素子12におけるそれぞれの櫛歯状電極11a,11bおよび12a,12bを覆うようにして、第1センサ素子11と第2センサ素子12上において一体的に形成されている。
図1(a)の静電容量式湿度センサ101においては、第1センサ素子11と第2センサ素子12とで、それぞれの一対の櫛歯状電極11a,11bおよび12a,12bにおける櫛歯間隔L1,L2が異なっている。従って、静電容量式湿度センサ101では、第1センサ素子11と第2センサ素子12の容量値Cv1,Cv2の湿度変化に対する傾きが互いに異なる構成となっている。
図2は、静電容量式湿度センサ101を構成する、第1センサ素子11と第2センサ素子12の相対湿度と静電容量の関係を示す図である。
図1(a)の静電容量式湿度センサ101では、第1センサ素子11と第2センサ素子12のどちらにも、感湿膜4が形成されている。このため、図2に示すように、図5の従来の静電容量式湿度センサ100の場合と異なり、第1センサ素子11と第2センサ素子12の両方の容量値Cv1,Cv2が、雰囲気の相対湿度に応じて変化する。
また、第1センサ素子11と第2センサ素子12の容量値Cv1,Cv2の湿度変化に対する傾きが互いに異なる構成となっており、それぞれ容量値Cv1,Cv2は、相対湿度に対して異なる傾きと切片をもつ直線となる。言い替えれば、第1センサ素子11と第2センサ素子12に感度差を持たせている。
図5(a)の静電容量式湿度センサ100と同様に、図1(a)の静電容量式湿度センサ101においても、第1センサ素子11と第2センサ素子12が直列接続されている。また、第1センサ素子11と第2センサ素子12の容量値Cv1,Cv2の湿度変化に対する傾きが互いに異なる構成となっている(感度差を持たせている)ため、図5(a)で説明したように、それぞれ容量値Cv1,Cv2を、第1センサ素子11と第2センサ素子12にかかる電圧比として読み取ることができる。従って、雰囲気中の湿度変化に伴う上記電圧比の変動を、半導体基板1に形成されたセンサ信号処理回路で演算することにより、雰囲気中の相対湿度が計測される。
以上のように、図1(a)の静電容量式湿度センサ101においても、図5(a)に示す従来の静電容量式湿度センサ100と同様に、容量値Cv1,Cv2の湿度変化に対する傾きが互いに異なる第1センサ素子11と第2センサ素子12の湿度変化に伴う静電容量変化から、雰囲気中の相対湿度を計測することができる。
一方、図1(a)の静電容量式湿度センサ101は、図5(a)の感湿膜4が形成されていない基準素子90を有する静電容量式湿度センサ100と異なり、第1センサ素子11と第2センサ素子12の両方に感湿膜4が形成されている。この感湿膜4が各センサ素子11,12の電極11a,11bおよび12a,12bを保護する役割を果たすため、静電容量式湿度センサ101は、高温多湿な環境下においても長期に渡って安定して使用することができる。また、新たな保護剤も必要ないため、図5(a)の従来の静電容量式湿度センサ100における応答性の低下の問題や、塗布工程追加によるコストアップの問題も発生しない。
尚、図1(a)の静電容量式湿度センサ101では、感湿膜4が、第1センサ素子11と第2センサ素子12上において、一体的に形成されている。これにより、第1センサ素子11と第2センサ素子12について、湿度変化に対する応答性や耐環境性能を揃えることができる。
以上のようにして、図1(a)の静電容量式湿度センサ101は、雰囲気中の湿度変化を静電容量の変化によって検出する静電容量式湿度センサであって、高温多湿な環境下においても長期に渡って安定して使用することができ、小型で安価な静電容量式湿度センサとすることができる。
図1(a)の静電容量式湿度センサ101では、第1センサ素子11および第2センサ素子12において、湿度による感湿膜4の誘電率変化を、それぞれ一対の櫛歯状電極11a,11b間および12a,12b間の回り込み静電容量(フリンジ容量)の変化で検出する。第1センサ素子11と第2センサ素子12は、感度を異にするため互いに容量値が異なる必要があるが、この容量値(感度差)は、一対の櫛歯状電極における櫛歯間隔、櫛歯長さおよび櫛歯本数や感湿膜4の材質および厚さ等の設定により、自在の値に調整することが可能である。
図3(a)〜(c)は、別の静電容量式湿度センサ102〜104を示す模式的な上面図である。尚、図3(a)〜(c)の静電容量式湿度センサ102〜104の断面構造は、尚、図1(b),(c)に示した静電容量式湿度センサ101の断面構造と同様であり、図示は省略した。
図3(a)〜(c)の静電容量式湿度センサ102〜104も、図1(a)に示す静電容量式湿度センサ101と同様に、それぞれ、櫛歯電極型の容量素子からなる第1センサ素子と第2センサ素子を有している。また、感湿膜4が、それぞれの櫛歯状電極覆うようにして、第1センサ素子と第2センサ素子上において一体的に形成されている。
一方、図1(a)の電容量式湿度センサ101では、第1センサ素子11と第2センサ素子12の容量値Cv1,Cv2の湿度変化に対する傾きを互いに異にするため、それぞれの一対の櫛歯状電極11a,11bおよび12a,12bにおける櫛歯間隔L1,L2が異なっていた。図3(a)に示す静電容量式湿度センサ102では、櫛歯間隔L0は同じであるが、容量値の湿度変化に対する傾きを互いに異にするため、一対の櫛歯状電極21a,21bおよび22a,22bにおける櫛歯長さD1,D2が、第1センサ素子21と第2センサ素子22とで異なるように構成されている。図3(b)に示す静電容量式湿度センサ103では、櫛歯間隔と櫛歯長さは同じであるが、容量値の湿度変化に対する傾きを互いに異にするため、一対の櫛歯状電極31a,31bおよび32a,22bにおける櫛歯本数が、第1センサ素子31と第2センサ素子32とで異なるように構成されている。図3(c)に示す静電容量式湿度センサ104も、図3(b)の静電容量式湿度センサ103と同様に、容量値の湿度変化に対する傾きを互いに異にするため、一対の櫛歯状電極41a,41bおよび42a,42bにおける櫛歯本数が第1センサ素子41と第2センサ素子42とで異なるように構成されている。尚、図3(b)の静電容量式湿度センサ103と図3(c)に示す静電容量式湿度センサ104とでは、櫛歯状電極の櫛歯方向に対する電極パッドの配置を異にしている。
図4(a),(b)は、本発明における別の静電容量式湿度センサの例で、図4(a)は静電容量式湿度センサ105を示す模式的な上面図であり、図4(b)は、図4(a)の一点鎖線C−C’における断面図である。
図4(a)に示す静電容量式湿度センサ105は、第1センサ素子51と第2センサ素子52を有している。第1センサ素子51と第2センサ素子52は積層電極型の容量素子で、それぞれ、下層電極51a,52aと上層電極51b,52bを有している。第1センサ素子51と第2センサ素子52のそれぞれの容量素子においては、窒化シリコン(Si3N4)からなる絶縁膜3と感湿膜4の積層体が、下層電極51a,52aと上層電極51b,52bの間に挟まれている。
図4(b)に示すように、第1センサ素子51と第2センサ素子52の下層電極51a,52aは、酸化シリコン(SiO)からなる絶縁膜2を介して、シリコン(Si)半導体基板1上に形成されている。下層電極51a,52aは、半導体基板1の別位置に形成される半導体素子のアルミニウム(Al)配線工程を用いて形成したものである。また、窒化シリコン(Si3N4)からなる絶縁膜3は、半導体基板1の保護膜で、上記アルミニウム配線を保護する膜である。
感湿膜4には、例えばポリイミド系樹脂を用いることができる。図4(a),(b)に示す静電容量式湿度センサ105では、感湿膜4が第1センサ素子51と第2センサ素子52上において別体として形成されているが、これらは同時に形成された同じ厚さの膜である。一方、上層電極51b,52bには耐湿性の高い金属が用いられ、図4(a),(b)の静電容量式湿度センサ105では、第1センサ素子51と第2センサ素子52の上層電極51b,52bが、一体的に形成されている。これらにより、第1センサ素子51と第2センサ素子52について、湿度変化に対する応答性や耐環境性能を揃えることができる。
積層電極型の容量素子で構成される静電容量式湿度センサ105では、第1センサ素子51と第2センサ素子52の容量値の湿度変化に対する傾きを互いに異にするため、図4(a)に示すように、下層電極51a,52aと上層電極51b,52bの重なり部分の面積が、第1センサ素子51と第2センサ素子52とで異なるように構成されている。また、静電容量式湿度センサ105における第1センサ素子51と第2センサ素子52は、直列接続されている。従って、先に説明したように、第1センサ素子51と第2センサ素子52のそれぞれ容量値を電圧比として読み取ることができ、これを半導体基板1に形成されたセンサ信号処理回路で演算することにより、雰囲気中の相対湿度が計測される。
また、図4(a),(b)の静電容量式湿度センサ105においても、第1センサ素子51と第2センサ素子52の両方に感湿膜4が形成されている。この感湿膜4が各センサ素子51,52の下層電極51a,52aを保護する役割を果たすため、静電容量式湿度センサ105は、高温多湿な環境下においても長期に渡って安定して使用することができる。また、新たな保護剤も必要ないため、図5(a)の従来の静電容量式湿度センサ100における応答性の低下の問題や、塗布工程追加によるコストアップの問題も発生しない。
以上のようにして、図4(a),(b)の静電容量式湿度センサ105も、雰囲気中の湿度変化を静電容量の変化によって検出する静電容量式湿度センサであって、高温多湿な環境下においても長期に渡って安定して使用することができ、小型で安価な静電容量式湿度センサとすることができる。
本発明の静電容量式湿度センサの一例で、(a)は静電容量式湿度センサを示す模式的な上面図である。また、(b)は、(a)の一点鎖線A−A’における断面図であり、(c)は、(a)の一点鎖線B−B’における断面図である。 図1の静電容量式湿度センサを構成する、第1センサ素子と第2センサ素子の相対湿度と静電容量の関係を示す図である。 (a)〜(c)は、別の静電容量式湿度センサを示す模式的な上面図である。 本発明における別の静電容量式湿度センサの例で、(a)は静電容量式湿度センサを示す模式的な上面図であり、(b)は、(a)の一点鎖線C−C’における断面図である。 静電容量式湿度センサの動作原理を説明する図で、(a)は、従来の静電容量式湿度センサを示す模式的な上面図であり、(b)は、(a)の静電容量式湿度センサ100を構成する、センサ素子と基準素子の相対湿度と静電容量の関係を示す図である。
符号の説明
100〜105 静電容量式湿度センサ
10,11,12,21,22,31,32,41,42,51,52 センサ素子
90 基準素子
11a,11b,12a,12b,21a,21b,22a,22b,31a,31b,32a,32b,41a,41b,42a,42b,10a,10b,90a,90b
櫛歯状電極
51a,52a 下層電極
51b,52b 上層電極
1 半導体基板
2 酸化シリコン(SiO)からなる絶縁膜
3 窒化シリコン(Si3N4)からなる絶縁膜
4 感湿膜

Claims (12)

  1. 雰囲気中の湿度変化を静電容量の変化によって検出する静電容量式湿度センサであって、
    湿度に応じて誘電率の変化する感湿膜が形成された、容量値の湿度変化に対する傾きが互いに異なる第1センサ素子と第2センサ素子を有してなり、
    前記第1センサ素子と第2センサ素子が、直列接続されてなることを特徴とする静電容量式湿度センサ。
  2. 前記第1センサ素子と第2センサ素子が、それぞれ、半導体基板上の同一平面において、互いの櫛歯が噛み合って対向するように離間して配置された一対の櫛歯状電極を備える櫛歯電極型の容量素子であり、
    前記感湿膜が、前記半導体基板の保護膜を介して、前記第1センサ素子と第2センサ素子におけるそれぞれの一対の櫛歯状電極を覆うようにして、前記半導体基板上に形成されてなることを特徴とする請求項1に記載の静電容量式湿度センサ。
  3. 前記一対の櫛歯状電極における櫛歯間隔が、前記第1センサ素子と第2センサ素子とで異なることを特徴とする請求項2に記載の静電容量式湿度センサ。
  4. 前記一対の櫛歯状電極における櫛歯長さが、前記第1センサ素子と第2センサ素子とで異なることを特徴とする請求項2に記載の静電容量式湿度センサ。
  5. 前記一対の櫛歯状電極における櫛歯本数が、前記第1センサ素子と第2センサ素子とで異なることを特徴とする請求項2に記載の静電容量式湿度センサ。
  6. 前記感湿膜が、前記第1センサ素子と第2センサ素子上において、一体的に形成されてなることを特徴とする請求項2乃至5のいずれか一項に記載の静電容量式湿度センサ。
  7. 前記櫛歯状電極が、前記半導体基板の別位置に形成される半導体素子のアルミニウム(Al)配線工程を用いて形成され、
    前記半導体基板の保護膜が、窒化シリコン(Si)からなる前記アルミニウム配線の保護膜であることを特徴とする請求項2乃至6のいずれか一項に記載の静電容量式湿度センサ。
  8. 前記第1センサ素子と第2センサ素子が、それぞれ、下層電極と上層電極を有する積層電極型の容量素子であり、
    前記それぞれの容量素子において、前記半導体基板の保護膜と前記感湿膜の積層体が、前記下層電極と上層電極の間に挟まれてなることを特徴とする請求項1に記載の静電容量式湿度センサ。
  9. 前記下層電極と上層電極の重なり部分の面積が、前記第1センサ素子と第2センサ素子とで異なることを特徴とする請求項8に記載の静電容量式湿度センサ。
  10. 前記第1センサ素子と第2センサ素子の上層電極が、一体的に形成されてなることを特徴とする請求項8または9に記載の静電容量式湿度センサ。
  11. 前記下層電極が、前記半導体基板の別位置に形成される半導体素子のアルミニウム(Al)配線工程を用いて形成され、
    前記半導体基板の保護膜が、窒化シリコン(Si)からなる前記アルミニウム配線の保護膜であることを特徴とする請求項8乃至10のいずれか一項に記載の静電容量式湿度センサ。
  12. 前記感湿膜が、ポリイミド系樹脂であることを特徴とする請求項1乃至11のいずれか一項に記載の静電容量式湿度センサ。
JP2004325518A 2004-11-09 2004-11-09 静電容量式湿度センサ Expired - Fee Related JP4455286B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004325518A JP4455286B2 (ja) 2004-11-09 2004-11-09 静電容量式湿度センサ
US11/253,703 US7222531B2 (en) 2004-11-09 2005-10-20 Capacitive humidity sensor
DE102005052732A DE102005052732B4 (de) 2004-11-09 2005-11-04 Kapazitiver Feuchtesensor
CNB2005101194912A CN100538351C (zh) 2004-11-09 2005-11-09 电容性湿度传感器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004325518A JP4455286B2 (ja) 2004-11-09 2004-11-09 静電容量式湿度センサ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006133191A true JP2006133191A (ja) 2006-05-25
JP4455286B2 JP4455286B2 (ja) 2010-04-21

Family

ID=36217431

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004325518A Expired - Fee Related JP4455286B2 (ja) 2004-11-09 2004-11-09 静電容量式湿度センサ

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7222531B2 (ja)
JP (1) JP4455286B2 (ja)
CN (1) CN100538351C (ja)
DE (1) DE102005052732B4 (ja)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010164344A (ja) * 2009-01-13 2010-07-29 Nitto Denko Corp 物質検知センサ
WO2010113711A1 (ja) * 2009-03-31 2010-10-07 アルプス電気株式会社 容量型湿度センサ及びその製造方法
JP2011080833A (ja) * 2009-10-06 2011-04-21 Alps Electric Co Ltd 湿度検出センサ
JP2011094979A (ja) * 2009-10-27 2011-05-12 Chino Corp 容量式湿度センサー
JP2012047597A (ja) * 2010-08-26 2012-03-08 Ngk Insulators Ltd 粒子状物質検出装置
WO2012160806A1 (ja) * 2011-05-25 2012-11-29 株式会社デンソー 容量式湿度センサ
JP2014010011A (ja) * 2012-06-28 2014-01-20 Denso Corp 湿度センサ
CN103698367A (zh) * 2013-11-27 2014-04-02 北京长峰微电科技有限公司 一种加热式湿度传感器及其制作方法
JP2016075597A (ja) * 2014-10-07 2016-05-12 国立大学法人 岡山大学 薄膜型水素ガスセンサ
JP2020008514A (ja) * 2018-07-12 2020-01-16 ミネベアミツミ株式会社 湿度センサ及びその製造方法
KR20220033685A (ko) * 2020-09-10 2022-03-17 (주)멤스칩 정전용량형 습도센서 및 그 제조방법
WO2023149572A1 (ja) * 2022-02-07 2023-08-10 日本碍子株式会社 導電率測定方法
WO2023149575A1 (ja) * 2022-02-07 2023-08-10 日本碍子株式会社 導電率センサおよび導電率測定方法
WO2023149571A1 (ja) * 2022-02-07 2023-08-10 日本碍子株式会社 導電率測定方法

Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9371032B2 (en) 2006-01-10 2016-06-21 Guardian Industries Corp. Moisture sensor and/or defogger with Bayesian improvements, and related methods
US7561055B2 (en) * 2006-01-10 2009-07-14 Guardian Industries Corp. Rain sensor with capacitive-inclusive circuit
JP4770530B2 (ja) * 2006-03-13 2011-09-14 株式会社デンソー 容量式湿度センサ
TWI314989B (en) * 2006-06-23 2009-09-21 Fego Prec Ind Co Ltd Humidity sensor having temperature compensation self-comparing and manufacturing method therefore
WO2008122390A1 (de) * 2007-04-05 2008-10-16 Micronas Gmbh Feuchtesensor und verfahren zum messen der feuchte eines gasförmigen mediums
JP4386295B2 (ja) * 2007-04-20 2009-12-16 株式会社日本自動車部品総合研究所 湿度センサ
JP2009111110A (ja) * 2007-10-30 2009-05-21 Nec Electronics Corp 半導体装置
MY164505A (en) * 2007-11-23 2017-12-29 Mimos Berhad Capacitive sensor
DE202008003354U1 (de) 2008-03-09 2008-05-15 Hidde, Axel R., Dr. Ing. Leckageüberwachung bei zylindrischen Anordnungen
ATE487128T1 (de) * 2008-06-26 2010-11-15 Abb Technology Ltd Testanordnung, verfahren zur herstellung eines testkörpers, verfahren zur bestimmung eines feuchtigkeitsgehalts bei der isolierung eines leistungstransformators beim trocknen desselben
CN102150038B (zh) * 2008-09-11 2014-03-19 Nxp股份有限公司 具有组合的面内和平行平面结构的传感器
EP2336758B1 (en) * 2009-12-16 2012-08-29 Nxp B.V. Capacitive sensor
EP2343541A1 (en) * 2009-12-22 2011-07-13 Nxp B.V. Sensor
WO2012046501A1 (ja) * 2010-10-04 2012-04-12 アルプス電気株式会社 湿度検出センサ及びその製造方法
CN102110599B (zh) * 2010-11-01 2015-11-25 兰州大学 可溶性聚酰亚胺的生产工艺
CN102183553A (zh) * 2011-02-24 2011-09-14 华东师范大学 一种基于有机物修饰的硅纳米线湿度传感器
MY154211A (en) * 2011-04-26 2015-05-15 Mimos Berhad A humidity sensor device
US9027400B2 (en) * 2011-12-02 2015-05-12 Stmicroelectronics Pte Ltd. Tunable humidity sensor with integrated heater
EP2657691B1 (de) * 2012-04-25 2018-08-29 E+E Elektronik Ges.m.b.H. Feuchtesensor-Anordnung
EP2693207A1 (en) 2012-07-30 2014-02-05 Nxp B.V. Integrated circuit comprising a capacitive gas sensor
EP2708878B1 (en) 2012-09-12 2020-04-22 ams international AG Method of manufacturing an integrated circuit comprising a gas sensor
WO2014123519A1 (en) 2013-02-06 2014-08-14 Empire Technology Development Llc Devices, systems, and methods for detecting odorants
US20160138963A1 (en) * 2013-06-17 2016-05-19 Empire Technology Development Llc Graded films
KR20150028929A (ko) * 2013-09-06 2015-03-17 매그나칩 반도체 유한회사 정전용량형 습도센서
EP2853889B1 (en) 2013-09-26 2016-03-02 ams International AG Integrated circuit with CO2 sensor, composition and manufacturing method of such an IC
CN103698368B (zh) * 2013-12-19 2016-08-31 无锡康森斯克电子科技有限公司 一种传感器件、传感器及湿度传感器件
EP3161962B1 (en) * 2014-06-26 2020-08-05 Microchip Technology Incorporated Compensation of a target object's coupling to feeding lines in capacitive sensing system
US10115051B2 (en) * 2015-08-06 2018-10-30 Thin Film Electronics Asa Humidity sensor, wireless device including the same, and methods of making and using the same
US10883949B2 (en) 2015-10-15 2021-01-05 Hitachi, Ltd. Moisture detection element, gas detection device, and breath inspection system
US10670547B2 (en) * 2015-11-30 2020-06-02 Robert Bosch Gmbh Nanostructured nickel oxide environmental sensor device and a package for encapsulating the device
EP3208610B1 (en) * 2016-02-18 2021-05-12 ams AG Sensor arrangement and method for generating measurement signals
WO2018016170A1 (ja) * 2016-07-22 2018-01-25 シャープ株式会社 検出装置および検出装置の制御方法
EP3382380B1 (en) * 2017-03-31 2020-04-29 Sensirion AG Sensor and sensing method for measuring a target gas concentration in ambient air
CN107748184B (zh) * 2017-08-31 2020-11-24 南方科技大学 湿度传感器及其制备方法
EP3499225B1 (en) * 2017-12-18 2021-01-27 Stichting IMEC Nederland Conductivity sensor with adjustable cell constant
EP3540422B1 (en) * 2018-03-14 2024-01-03 Sciosense B.V. Monolithic gas sensor arrangement, manufacturing method and measurement method
CN209326840U (zh) 2018-12-27 2019-08-30 热敏碟公司 压力传感器及压力变送器
CN109613076A (zh) * 2019-01-24 2019-04-12 杭州米芯微电子有限公司 湿度测量方法及装置
TWI729724B (zh) * 2020-03-10 2021-06-01 新唐科技股份有限公司 氣體感測器
WO2023165144A1 (zh) * 2022-03-01 2023-09-07 上海申矽凌微电子科技股份有限公司 无漂移湿度传感器及校准方法
CN117705199B (zh) * 2024-02-05 2024-05-03 四川芯音科技有限公司 一种高性能mems温湿度传感器

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63243857A (ja) * 1987-03-31 1988-10-11 Nok Corp 温度センサ内蔵型感湿素子
JPH01292244A (ja) * 1988-05-19 1989-11-24 Yokogawa Electric Corp セラミックス湿度センサ
JP2003516538A (ja) * 1999-12-13 2003-05-13 エルジー エレクトロニクス インコーポレーテッド 絶対湿度センサ
JP2003270189A (ja) * 2002-03-20 2003-09-25 Denso Corp 容量式湿度センサ
JP2004279370A (ja) * 2003-03-19 2004-10-07 Denso Corp 容量式湿度センサ

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI110287B (fi) * 1999-06-17 2002-12-31 Vaisala Oyj Menetelmä ja laitteisto nesteen vesipitoisuuden mittausta varten
US6580600B2 (en) 2001-02-20 2003-06-17 Nippon Soken, Inc. Capacitance type humidity sensor and manufacturing method of the same
JP2002243690A (ja) 2001-02-20 2002-08-28 Denso Corp 容量式湿度センサおよびその製造方法
US6867602B2 (en) * 2002-07-09 2005-03-15 Honeywell International Inc. Methods and systems for capacitive balancing of relative humidity sensors having integrated signal conditioning
US6724612B2 (en) * 2002-07-09 2004-04-20 Honeywell International Inc. Relative humidity sensor with integrated signal conditioning

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63243857A (ja) * 1987-03-31 1988-10-11 Nok Corp 温度センサ内蔵型感湿素子
JPH01292244A (ja) * 1988-05-19 1989-11-24 Yokogawa Electric Corp セラミックス湿度センサ
JP2003516538A (ja) * 1999-12-13 2003-05-13 エルジー エレクトロニクス インコーポレーテッド 絶対湿度センサ
JP2003270189A (ja) * 2002-03-20 2003-09-25 Denso Corp 容量式湿度センサ
JP2004279370A (ja) * 2003-03-19 2004-10-07 Denso Corp 容量式湿度センサ

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8776579B2 (en) 2009-01-13 2014-07-15 Nitto Denko Corporation Substance detection sensor
JP2010164344A (ja) * 2009-01-13 2010-07-29 Nitto Denko Corp 物質検知センサ
WO2010113711A1 (ja) * 2009-03-31 2010-10-07 アルプス電気株式会社 容量型湿度センサ及びその製造方法
JPWO2010113711A1 (ja) * 2009-03-31 2012-10-11 アルプス電気株式会社 容量型湿度センサ及びその製造方法
JP2011080833A (ja) * 2009-10-06 2011-04-21 Alps Electric Co Ltd 湿度検出センサ
JP2011094979A (ja) * 2009-10-27 2011-05-12 Chino Corp 容量式湿度センサー
JP2012047597A (ja) * 2010-08-26 2012-03-08 Ngk Insulators Ltd 粒子状物質検出装置
WO2012160806A1 (ja) * 2011-05-25 2012-11-29 株式会社デンソー 容量式湿度センサ
JP2012247223A (ja) * 2011-05-25 2012-12-13 Denso Corp 容量式湿度センサ
JP2014010011A (ja) * 2012-06-28 2014-01-20 Denso Corp 湿度センサ
CN103698367A (zh) * 2013-11-27 2014-04-02 北京长峰微电科技有限公司 一种加热式湿度传感器及其制作方法
JP2016075597A (ja) * 2014-10-07 2016-05-12 国立大学法人 岡山大学 薄膜型水素ガスセンサ
JP2020008514A (ja) * 2018-07-12 2020-01-16 ミネベアミツミ株式会社 湿度センサ及びその製造方法
JP7120519B2 (ja) 2018-07-12 2022-08-17 ミネベアミツミ株式会社 湿度センサ及びその製造方法
KR20220033685A (ko) * 2020-09-10 2022-03-17 (주)멤스칩 정전용량형 습도센서 및 그 제조방법
KR102452839B1 (ko) 2020-09-10 2022-10-11 (주)멤스칩 정전용량형 습도센서 및 그 제조방법
WO2023149572A1 (ja) * 2022-02-07 2023-08-10 日本碍子株式会社 導電率測定方法
WO2023149575A1 (ja) * 2022-02-07 2023-08-10 日本碍子株式会社 導電率センサおよび導電率測定方法
WO2023149571A1 (ja) * 2022-02-07 2023-08-10 日本碍子株式会社 導電率測定方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN1782700A (zh) 2006-06-07
CN100538351C (zh) 2009-09-09
DE102005052732A1 (de) 2006-05-11
US20060096370A1 (en) 2006-05-11
US7222531B2 (en) 2007-05-29
DE102005052732B4 (de) 2008-04-10
JP4455286B2 (ja) 2010-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4455286B2 (ja) 静電容量式湿度センサ
JP4770530B2 (ja) 容量式湿度センサ
JP4229885B2 (ja) 容量式物理量検出装置
AU2007292328B2 (en) Method and apparatus for controlling the sensitivity and value of a capacitive humidity sensor
JP4609173B2 (ja) 容量式湿度センサおよびその製造方法
JP6098724B2 (ja) 温湿度センサ
US6222376B1 (en) Capacitive moisture detector and method of making the same
JP2003270189A (ja) 容量式湿度センサ
JP2004271461A (ja) 容量式湿度センサ
WO2012160806A1 (ja) 容量式湿度センサ
US20060096371A1 (en) Capacitive humidity sensor and method of manufacturing the same
JP2008111669A5 (ja)
EP2257824A1 (en) Method and system for adjusting characteristics of integrated relative humidity sensor
JPH09280911A (ja) 圧力、歪、温度の同時計測方法
US7225675B2 (en) Capacitance type dynamic quantity sensor
JP2586406B2 (ja) 静電容量型加速度センサ
US7004029B2 (en) Semiconductor dynamic quantity sensor
WO2011149331A1 (en) Capacitive humidity sensor and method of fabricating thereof
JP7235218B2 (ja) 流体センサ
JP4650246B2 (ja) 湿度センサ
JPH0720536U (ja) 温湿度センサ
JP4370929B2 (ja) 静電容量型荷重計
JP4321271B2 (ja) 静電容量型荷重計
JP2018169176A (ja) 加速度センサおよびその製造方法
JPH0113056B2 (ja)

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070129

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20081225

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090113

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090316

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090414

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090610

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20090915

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091203

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20091221

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100202

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100203

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130212

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4455286

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140212

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees