JP3241190B2 - 静電容量式湿度センサ - Google Patents
静電容量式湿度センサInfo
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- JP3241190B2 JP3241190B2 JP28777593A JP28777593A JP3241190B2 JP 3241190 B2 JP3241190 B2 JP 3241190B2 JP 28777593 A JP28777593 A JP 28777593A JP 28777593 A JP28777593 A JP 28777593A JP 3241190 B2 JP3241190 B2 JP 3241190B2
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- JP
- Japan
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- humidity sensor
- silicon nitride
- film
- lower electrode
- upper electrode
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、静電容量式湿度センサ
に関する。更に詳しくは、容量の増加量を低下せしめた
静電容量式湿度センサに関する。
に関する。更に詳しくは、容量の増加量を低下せしめた
静電容量式湿度センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】全湿度範囲を測定可能な湿度センサとし
て、静電容量式湿度センサが主流として用いられてい
る。この静電容量式湿度センサの感湿部には、セラミッ
クスあるいは高分子薄膜が用いられているが、前者には
ヒステリシスがあり、また後者には高温高湿環境下で容
量が増加するという問題がみられる。
て、静電容量式湿度センサが主流として用いられてい
る。この静電容量式湿度センサの感湿部には、セラミッ
クスあるいは高分子薄膜が用いられているが、前者には
ヒステリシスがあり、また後者には高温高湿環境下で容
量が増加するという問題がみられる。
【０００３】本出願人は先に、絶縁性基板上に下部電
極、ポリイミド感湿膜および上部電極を順次形成させた
静電容量式湿度センサを提案しているが(特開平4-19553
号公報)、この場合においても容量増加量のなお一層の
低下が望まれた。
極、ポリイミド感湿膜および上部電極を順次形成させた
静電容量式湿度センサを提案しているが(特開平4-19553
号公報)、この場合においても容量増加量のなお一層の
低下が望まれた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、絶縁
性基板上に下部電極、ポリイミド感湿膜および上部電極
を順次形成させた静電容量式湿度センサにおいて、高温
高湿環境下での容量の増加量を減少させ、経時的安定性
の良好なものを提供することにある。
性基板上に下部電極、ポリイミド感湿膜および上部電極
を順次形成させた静電容量式湿度センサにおいて、高温
高湿環境下での容量の増加量を減少させ、経時的安定性
の良好なものを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】かかる本発明の目的は、
絶縁性基板上に窒化けい素膜を形成させた上で、下部電
極、ポリイミド感湿膜および上部電極を順次形成させた
静電容量式湿度センサによって達成される。
絶縁性基板上に窒化けい素膜を形成させた上で、下部電
極、ポリイミド感湿膜および上部電極を順次形成させた
静電容量式湿度センサによって達成される。
【０００６】絶縁性基板としては、ガラス、アルミナ、
石英あるいは表面が絶縁処理されたシリコンウェハなど
が用いられ、基板上にはまず窒化けい素膜が形成され
る。
石英あるいは表面が絶縁処理されたシリコンウェハなど
が用いられ、基板上にはまず窒化けい素膜が形成され
る。
【０００７】窒化けい素膜の形成は、Si3N4のスパッタ
リング法または蒸着法、あるいはSiH4とNH3とを用いる
プラズマCVD法などによって行われる。後者の方法は、R
Fプラズマ励起による方法であって、エネルギーの高い
プラズマ状態下で、反応ガスの化学結合を低温で分解
し、活性度の高い化学状態の粒子(主として励起された
原子、分子などのラジカル群)を作り出し、活性化され
た粒子間の反応により、Si3NxのCVD膜が形成される。こ
れらの方法を、絶縁性基板の全面にあるいはマスキング
により必要な部分に適用し、膜厚約0.1〜3μm、好まし
くは約0.5〜2μmの窒化けい素膜を形成させる。
リング法または蒸着法、あるいはSiH4とNH3とを用いる
プラズマCVD法などによって行われる。後者の方法は、R
Fプラズマ励起による方法であって、エネルギーの高い
プラズマ状態下で、反応ガスの化学結合を低温で分解
し、活性度の高い化学状態の粒子(主として励起された
原子、分子などのラジカル群)を作り出し、活性化され
た粒子間の反応により、Si3NxのCVD膜が形成される。こ
れらの方法を、絶縁性基板の全面にあるいはマスキング
により必要な部分に適用し、膜厚約0.1〜3μm、好まし
くは約0.5〜2μmの窒化けい素膜を形成させる。
【０００８】上部電極および下部電極の電極材料として
は、Au、Pt、Al等の薄膜化し得る導体が用いられ、薄膜
化は蒸着法、スパッタリング法などによって行われる。
また、それのパターニングは、フォトリソグラフィーに
よるレジストパターンの形成およびエッチングにより行
われる。ポリイミド感湿膜を介在させて形成される上部
電極と下部電極とは、一般にくし形電極などが互いに対
称的な形状で形成される。
は、Au、Pt、Al等の薄膜化し得る導体が用いられ、薄膜
化は蒸着法、スパッタリング法などによって行われる。
また、それのパターニングは、フォトリソグラフィーに
よるレジストパターンの形成およびエッチングにより行
われる。ポリイミド感湿膜を介在させて形成される上部
電極と下部電極とは、一般にくし形電極などが互いに対
称的な形状で形成される。
【０００９】上部電極と下部電極との間に形成せしめる
ポリイミド感湿膜は、市販品であるポリイミド樹脂コー
ティング剤を用い、これをスピンコート後プリベーク
し、ポジ型のフォトレジストをスピンコート、プリベー
ク、露光、現像後レジストを除去し、熱処理することに
より形成される。
ポリイミド感湿膜は、市販品であるポリイミド樹脂コー
ティング剤を用い、これをスピンコート後プリベーク
し、ポジ型のフォトレジストをスピンコート、プリベー
ク、露光、現像後レジストを除去し、熱処理することに
より形成される。
【００１０】
【発明の効果】および
【作用】絶縁性基板上に窒化けい素膜を形成させた上
で、下部電極、ポリイミド感湿膜および上部電極を形成
させた静電容量式湿度センサは、窒化けい素膜を形成さ
せないものと比較して、高温高湿環境下での容量増加量
(ドリフト量)をほぼ半減させることができる。
で、下部電極、ポリイミド感湿膜および上部電極を形成
させた静電容量式湿度センサは、窒化けい素膜を形成さ
せないものと比較して、高温高湿環境下での容量増加量
(ドリフト量)をほぼ半減させることができる。
【００１１】これは、ガラス基板などの絶縁性基板とは
異なり、窒化けい素膜が水と結合し難いため、ポリイミ
ド感湿膜と接触している界面での保水量が少なくなり、
高温高湿環境下に放置しても、ドリフト量が小さくなる
ものと考えられる。
異なり、窒化けい素膜が水と結合し難いため、ポリイミ
ド感湿膜と接触している界面での保水量が少なくなり、
高温高湿環境下に放置しても、ドリフト量が小さくなる
ものと考えられる。
【００１２】
【実施例】図１に斜視図が示されている形状の湿度セン
サを、以下の方法により作製した。ガラス基板１の全面
に、プラズマCVD法により、膜厚1.0μmの窒化けい素膜
２を形成させた。プラズマCVD法の操作条件は、次の如
くである。 到達圧力：0.5Torr 基板温度：350℃ SiH4流量：15 SCCM N2流量：170 SCCM NH3流量：15 SCCM 放電電力：150W 反応時間：30分間
サを、以下の方法により作製した。ガラス基板１の全面
に、プラズマCVD法により、膜厚1.0μmの窒化けい素膜
２を形成させた。プラズマCVD法の操作条件は、次の如
くである。 到達圧力：0.5Torr 基板温度：350℃ SiH4流量：15 SCCM N2流量：170 SCCM NH3流量：15 SCCM 放電電力：150W 反応時間：30分間
【００１３】次いで、スパッタリング法により、Crを50
nm、Ptを150nmの膜厚で連続成膜した後、フォトリソグ
ラフィーによりレジストパターンを形成させ、その後エ
ッチングして、下部電極３を形成させた。
nm、Ptを150nmの膜厚で連続成膜した後、フォトリソグ
ラフィーによりレジストパターンを形成させ、その後エ
ッチングして、下部電極３を形成させた。
【００１４】この下部電極上に、ポリイミドコーティン
グ剤(デュポン社製品パイラインSPP1-2570-Dを使用、こ
れ以外のパイラインシリーズや日立化成工業製品PIQシ
リーズなども使用し得る)をそのままあるいはN-メチル-
2-ピロリドンで希釈してスピンコートし(10秒間)、プリ
ベーク(100℃と140℃で各3分間)後、ポジ型のフォトレ
ジストをスピンコートし、プリベーク(85℃、30分間)、
露光、現像後レジストを除去し、200℃の空気中および3
50℃の窒素雰囲気中で各30分間熱処理して、膜厚2.4μm
のポリイミド感湿膜４を形成させた。
グ剤(デュポン社製品パイラインSPP1-2570-Dを使用、こ
れ以外のパイラインシリーズや日立化成工業製品PIQシ
リーズなども使用し得る)をそのままあるいはN-メチル-
2-ピロリドンで希釈してスピンコートし(10秒間)、プリ
ベーク(100℃と140℃で各3分間)後、ポジ型のフォトレ
ジストをスピンコートし、プリベーク(85℃、30分間)、
露光、現像後レジストを除去し、200℃の空気中および3
50℃の窒素雰囲気中で各30分間熱処理して、膜厚2.4μm
のポリイミド感湿膜４を形成させた。
【００１５】更に、Auを蒸着させ、膜厚7nmの上部電極
５を形成させた。また、上部電極５および下部電極３に
は、それぞれペースト法により、端子部６,６´を形成
させた。
５を形成させた。また、上部電極５および下部電極３に
は、それぞれペースト法により、端子部６,６´を形成
させた。
【００１６】このようにして作製された湿度センサは、
高温高湿環境(60℃、90%RH、1000時間)下での容量のド
リフト量は、初期値より3%であった。
高温高湿環境(60℃、90%RH、1000時間)下での容量のド
リフト量は、初期値より3%であった。
【００１７】これに対して、窒化けい素膜を形成させな
い湿度センサの同条件下での容量のドリフト量は、初期
値より6%であった。
い湿度センサの同条件下での容量のドリフト量は、初期
値より6%であった。
【図１】実施例の静電容量式湿度センサの斜視図であ
る。
る。
１ 絶縁性基板 ２ 窒化けい素膜 ３ 下部電極 ４ ポリイミド感湿膜 ５ 上部電極
Claims (1)
- 【請求項１】 絶縁性基板上に、窒化けい素膜、下部電
極、ポリイミド感湿膜および上部電極を順次形成せしめ
てなる静電容量式湿度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28777593A JP3241190B2 (ja) | 1993-10-22 | 1993-10-22 | 静電容量式湿度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28777593A JP3241190B2 (ja) | 1993-10-22 | 1993-10-22 | 静電容量式湿度センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07120427A JPH07120427A (ja) | 1995-05-12 |
| JP3241190B2 true JP3241190B2 (ja) | 2001-12-25 |
Family
ID=17721594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28777593A Expired - Fee Related JP3241190B2 (ja) | 1993-10-22 | 1993-10-22 | 静電容量式湿度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3241190B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2000244335A1 (en) * | 2000-05-15 | 2001-11-26 | Yamatake Corporation | Humidity sensor |
-
1993
- 1993-10-22 JP JP28777593A patent/JP3241190B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07120427A (ja) | 1995-05-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |