JPH0242192B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0242192B2 JPH0242192B2 JP57208103A JP20810382A JPH0242192B2 JP H0242192 B2 JPH0242192 B2 JP H0242192B2 JP 57208103 A JP57208103 A JP 57208103A JP 20810382 A JP20810382 A JP 20810382A JP H0242192 B2 JPH0242192 B2 JP H0242192B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- humidity
- semiconductor
- film
- silicon
- semiconductor elements
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 39
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 14
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 11
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 11
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001080 W alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N alumanylidynesilicon Chemical compound [Al].[Si] CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- MAKDTFFYCIMFQP-UHFFFAOYSA-N titanium tungsten Chemical compound [Ti].[W] MAKDTFFYCIMFQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
- G01N27/121—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid for determining moisture content, e.g. humidity, of the fluid
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 Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Non-Adjustable Resistors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
この発明は、樹脂封止が可能な半導体湿度セン
サ装置に関するものである。
サ装置に関するものである。
従来技術
第１図は従来の湿度センサを示す断面図であ
る。図において、支持基板１の上にAl電極２、
多孔質アルミナ３、金電極４順に積層して構成さ
れており、湿度が変化すると多孔質アルミナ３に
含まれる水分が変化してその容量が変わるので、
この容量を測定して湿度に変換し、メータ表示さ
せることができるものである。
る。図において、支持基板１の上にAl電極２、
多孔質アルミナ３、金電極４順に積層して構成さ
れており、湿度が変化すると多孔質アルミナ３に
含まれる水分が変化してその容量が変わるので、
この容量を測定して湿度に変換し、メータ表示さ
せることができるものである。
しかるに従来の構造のものは、ICの製造技術
を使用することができず生産性が乏しく、一方の
電極材料に金を使用しているので高価であつた。
また取り扱いを容易にするために樹脂封止する
と、樹脂は透湿性があるため、透過した水分が多
孔質アルミナ３の表面に付着して濡れた状態にな
り、実際の状態と変つてしまい、正しい湿度を検
知することができないという欠点があつた。
を使用することができず生産性が乏しく、一方の
電極材料に金を使用しているので高価であつた。
また取り扱いを容易にするために樹脂封止する
と、樹脂は透湿性があるため、透過した水分が多
孔質アルミナ３の表面に付着して濡れた状態にな
り、実際の状態と変つてしまい、正しい湿度を検
知することができないという欠点があつた。
発明の概要
この発明は上記のような従来のものの欠点を除
去するためになされたもので、同一の半導体基板
に形成された２つの半導体素子上の絶縁被膜の材
質を互いに異ならせ、湿度変化による両半導体素
子の電気特性の変化の相違に基づいて湿度変化を
検知するように構成することにより、量産性のあ
るICの製造技術を利用して低価格化を計ること
ができ、且つ樹脂封止しても湿度を検知すること
ができる半導体湿度センサ装置を提供することを
目的としている。
去するためになされたもので、同一の半導体基板
に形成された２つの半導体素子上の絶縁被膜の材
質を互いに異ならせ、湿度変化による両半導体素
子の電気特性の変化の相違に基づいて湿度変化を
検知するように構成することにより、量産性のあ
るICの製造技術を利用して低価格化を計ること
ができ、且つ樹脂封止しても湿度を検知すること
ができる半導体湿度センサ装置を提供することを
目的としている。
発明の実施例
以下、この発明の一実施例を第２図および第３
図について説明する。
図について説明する。
第２図において、５はＰ型シリコン基体とその
上にエピタキシヤル成長されたｎ型シリコン単結
晶層とから成る半導体基板、６は上記シリコン基
体と単結晶層との境界部に選択的に形成された
n+型埋込層、７は各埋込層６の外側で上記単結
晶層の表面から上記シリコン基体に延在して形成
されたＰ型分離層、８は上記単結晶層を分離層７
で複数個に分離して形成されたｎ型コレクタ領
域、９はコレクタ領域８内に選択的に形成された
Ｐ型ベース領域、１０は各ベース領域９内に選択
的に形成されたn+型エミツタ領域、１１は半導
体基板５上に被着された厚み約1000Åの熱酸化シ
リコン膜、１２は熱酸化シリコン膜１１上に
CVD法で被着された酸化シリコン膜、１３は熱
酸化シリコン膜１１および酸化シリコン膜１２に
形成された開口を介して各コレクタ領域８、ベー
ス領域９およびエミツタ領域１０にそれぞれ接続
された電極であり、アルミニウム−シリコン合
金、チタン−タングステン合金および白金を順次
積層して構成されている。１４は一方のコレクタ
領域８とこれに関連する埋込層６、ベース領域
９、エミツタ領域１０および電極１３で構成され
る一方のnpnトランジスタ、１５は他方のコレク
タ領域８とこれに関連する埋込層６、ベース領域
９、エミツタ領域１０および電極１３で構成され
る他方のnpnトランジスタであり、上記一方の
npnトランジスタ１４と共に同一の半導体基板に
形成された２つの半導体素子を構成する。１６は
一方の半導体素子１４上で酸化シリコン膜１２お
よび電極１３上にCVD法により被着された酸化
シリコン膜、１７は他方の半導体素子１５上で酸
化シリコン膜１２および電極１３上にCVD法に
より被着された窒化シリコン膜であり、上記酸化
シリコン膜１６と共に絶縁被膜を構成する。
上にエピタキシヤル成長されたｎ型シリコン単結
晶層とから成る半導体基板、６は上記シリコン基
体と単結晶層との境界部に選択的に形成された
n+型埋込層、７は各埋込層６の外側で上記単結
晶層の表面から上記シリコン基体に延在して形成
されたＰ型分離層、８は上記単結晶層を分離層７
で複数個に分離して形成されたｎ型コレクタ領
域、９はコレクタ領域８内に選択的に形成された
Ｐ型ベース領域、１０は各ベース領域９内に選択
的に形成されたn+型エミツタ領域、１１は半導
体基板５上に被着された厚み約1000Åの熱酸化シ
リコン膜、１２は熱酸化シリコン膜１１上に
CVD法で被着された酸化シリコン膜、１３は熱
酸化シリコン膜１１および酸化シリコン膜１２に
形成された開口を介して各コレクタ領域８、ベー
ス領域９およびエミツタ領域１０にそれぞれ接続
された電極であり、アルミニウム−シリコン合
金、チタン−タングステン合金および白金を順次
積層して構成されている。１４は一方のコレクタ
領域８とこれに関連する埋込層６、ベース領域
９、エミツタ領域１０および電極１３で構成され
る一方のnpnトランジスタ、１５は他方のコレク
タ領域８とこれに関連する埋込層６、ベース領域
９、エミツタ領域１０および電極１３で構成され
る他方のnpnトランジスタであり、上記一方の
npnトランジスタ１４と共に同一の半導体基板に
形成された２つの半導体素子を構成する。１６は
一方の半導体素子１４上で酸化シリコン膜１２お
よび電極１３上にCVD法により被着された酸化
シリコン膜、１７は他方の半導体素子１５上で酸
化シリコン膜１２および電極１３上にCVD法に
より被着された窒化シリコン膜であり、上記酸化
シリコン膜１６と共に絶縁被膜を構成する。
このような構成の２つの半導体素子１４，１５
を用いて構成されたこの発明の一実施例の回路を
第３図に示す。
を用いて構成されたこの発明の一実施例の回路を
第３図に示す。
第３図において、１８はコレクタが半導体素子
１５のコレクタに、ベースが半導体素子１４のコ
レクタに、エミツタが電源端子２３にそれぞれ接
続されたnpnトランジスタ、２１はカソードが半
導体素子１４のコレクタに接続され、アノードが
電源端子２３に接続されたダイオード、１９およ
び２０はアノードがそれぞれ半導体素子１４およ
び１５のエミツタに接続されたダイオード、２２
は一端が各ダイオード１９，２０のカソードに接
続され、他端が接地された定電流源である。な
お、npnトランジスタ１８、ダイオード１９〜２
１および定電流源２２は、両半導体素子１４，１
５と共に同一の半導体基板５に形成されており、
これらの回路素子および結線は、IC製造技術を
用いて容易に実現することができる。また、この
ように構成された湿度センサ装置は樹脂封止（図
示せず）されている。
１５のコレクタに、ベースが半導体素子１４のコ
レクタに、エミツタが電源端子２３にそれぞれ接
続されたnpnトランジスタ、２１はカソードが半
導体素子１４のコレクタに接続され、アノードが
電源端子２３に接続されたダイオード、１９およ
び２０はアノードがそれぞれ半導体素子１４およ
び１５のエミツタに接続されたダイオード、２２
は一端が各ダイオード１９，２０のカソードに接
続され、他端が接地された定電流源である。な
お、npnトランジスタ１８、ダイオード１９〜２
１および定電流源２２は、両半導体素子１４，１
５と共に同一の半導体基板５に形成されており、
これらの回路素子および結線は、IC製造技術を
用いて容易に実現することができる。また、この
ように構成された湿度センサ装置は樹脂封止（図
示せず）されている。
上記のように構成された半導体湿度センサ装置
において、定電端子２２に電圧Vccを印加し、両
半導体素子１４，１５のベースもバイアスした状
態にしておく。ここで湿度が高くなると、封止樹
脂を透過した水分が一方の半導体素子１４上の絶
縁被膜１６の表面に付着する。絶縁被膜１６は
Na+イオンに対して阻止能力がないうえにCVD
によつて形成されており、Na+等のイオンを含む
水分は絶縁被膜１６の表面から内部に急速に浸透
する。酸化シリコン膜１２の表面に水分が達する
と、酸化シリコン膜１２もCVDによるものであ
るので、同様に内部に浸透していく。熱酸化シリ
コン膜１１の表面に水分が達すると水分中のNa+
等のイオンによつてシリコン界面に準位が発生
し、一方の半導体素子１４の電流増幅率hFEを減
少させる。高温高湿保存での初期値で正規化した
hFEの変化の１例を第４図に示す。一方、封止樹
脂を透過した水分が他方の半導体素子１５上の絶
縁被膜１７の表面に付着して表面が濡れた状態に
なつても、この絶縁被膜１７はNa+イオンの阻止
能力があるので、半導体素子１５の特性は変化し
ない。
において、定電端子２２に電圧Vccを印加し、両
半導体素子１４，１５のベースもバイアスした状
態にしておく。ここで湿度が高くなると、封止樹
脂を透過した水分が一方の半導体素子１４上の絶
縁被膜１６の表面に付着する。絶縁被膜１６は
Na+イオンに対して阻止能力がないうえにCVD
によつて形成されており、Na+等のイオンを含む
水分は絶縁被膜１６の表面から内部に急速に浸透
する。酸化シリコン膜１２の表面に水分が達する
と、酸化シリコン膜１２もCVDによるものであ
るので、同様に内部に浸透していく。熱酸化シリ
コン膜１１の表面に水分が達すると水分中のNa+
等のイオンによつてシリコン界面に準位が発生
し、一方の半導体素子１４の電流増幅率hFEを減
少させる。高温高湿保存での初期値で正規化した
hFEの変化の１例を第４図に示す。一方、封止樹
脂を透過した水分が他方の半導体素子１５上の絶
縁被膜１７の表面に付着して表面が濡れた状態に
なつても、この絶縁被膜１７はNa+イオンの阻止
能力があるので、半導体素子１５の特性は変化し
ない。
したがつて半導体素子１４のベース電流が増大
する。このベース電流の変化分を電気変換して湿
度をメータ表示することができる。またこの構成
のものにおいては、トランジスタおよびICの量
産に適した技術を用いて製造でき、また従来の金
電極と比べて貴金属使用量を減すことができるの
で安価になり、また樹脂封止されているので取り
扱いが容易である。
する。このベース電流の変化分を電気変換して湿
度をメータ表示することができる。またこの構成
のものにおいては、トランジスタおよびICの量
産に適した技術を用いて製造でき、また従来の金
電極と比べて貴金属使用量を減すことができるの
で安価になり、また樹脂封止されているので取り
扱いが容易である。
なお上記実施例では、半導体素子１４の絶縁被
膜はSiO2膜としたが、少なくともSiO2膜および
PSG膜の一方であればよい。
膜はSiO2膜としたが、少なくともSiO2膜および
PSG膜の一方であればよい。
また上記実施例では樹脂封止されていたが、封
止されていなくてもよく、この場合は樹脂材料を
変えて封止することにより、封止樹脂の耐湿性を
相対的に評価することができる。
止されていなくてもよく、この場合は樹脂材料を
変えて封止することにより、封止樹脂の耐湿性を
相対的に評価することができる。
さらに、上記実施例では再生手段がないが、再
成手段を設けることにより湿度が低くなる場合で
も湿度を検知することができるようになる。
成手段を設けることにより湿度が低くなる場合で
も湿度を検知することができるようになる。
さらにまた上記実施例では、電極はアルミニウ
ム−シリコン合金、チタン−タングステン合金お
よび白金の積層構造であつたが、これに限るもの
でなく、要するに耐湿性があればよいことは言う
までもない。
ム−シリコン合金、チタン−タングステン合金お
よび白金の積層構造であつたが、これに限るもの
でなく、要するに耐湿性があればよいことは言う
までもない。
また上記実施例ではhFEの変化に基づいて湿度
を求めるものであつたが、雑音等の他の特性の変
化に基づいて湿度を求めるものでも同様に所期の
目的を達し得る。
を求めるものであつたが、雑音等の他の特性の変
化に基づいて湿度を求めるものでも同様に所期の
目的を達し得る。
発明の効果
以上のようにこの発明によれば、同一の半導体
基板に形成された２つの半導体素子上の絶縁被膜
の材質を互いに異ならせ、湿度変化による両半導
体素子の電気特性の変化の相違に基づいて湿度変
化を検知するようにしたので、量産性のあるトラ
ンジスタおよびICの製造技術を利用することが
でき、低価格になり、また樹脂封止されているの
で取り扱いが容易であるという効果がある。
基板に形成された２つの半導体素子上の絶縁被膜
の材質を互いに異ならせ、湿度変化による両半導
体素子の電気特性の変化の相違に基づいて湿度変
化を検知するようにしたので、量産性のあるトラ
ンジスタおよびICの製造技術を利用することが
でき、低価格になり、また樹脂封止されているの
で取り扱いが容易であるという効果がある。
第１図は従来の湿度センサを示す断面図、第２
図はこの発明に用いる半導体素子の一例を示す断
面図、第３図はこの発明の一実施例を示す回路
図、第４図は高温高湿保存でのhFEの変化を示す
特性図である。 図において、５は半導体基板、１４および１５
は半導体素子、１６および１７は絶縁被膜であ
る。なお、図中、同一符号は同一または相当部分
を示す。
図はこの発明に用いる半導体素子の一例を示す断
面図、第３図はこの発明の一実施例を示す回路
図、第４図は高温高湿保存でのhFEの変化を示す
特性図である。 図において、５は半導体基板、１４および１５
は半導体素子、１６および１７は絶縁被膜であ
る。なお、図中、同一符号は同一または相当部分
を示す。
Claims (1)
- １ 同一の半導体基板に形成された２つの半導体
素子、上記両半導体素子上で互いに材質を違えて
上記半導体基板上に形成された絶縁被膜を備え、
湿度変化による上記両半導体素子の電気特性の変
化の相違に基づいて湿度変化を検知するようにし
た半導体湿度センサ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57208103A JPS5997049A (ja) | 1982-11-25 | 1982-11-25 | 半導体湿度センサ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57208103A JPS5997049A (ja) | 1982-11-25 | 1982-11-25 | 半導体湿度センサ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5997049A JPS5997049A (ja) | 1984-06-04 |
| JPH0242192B2 true JPH0242192B2 (ja) | 1990-09-20 |
Family
ID=16550681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57208103A Granted JPS5997049A (ja) | 1982-11-25 | 1982-11-25 | 半導体湿度センサ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5997049A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0814555B2 (ja) * | 1987-04-01 | 1996-02-14 | 株式会社日立製作所 | 高分子湿度センサ− |
-
1982
- 1982-11-25 JP JP57208103A patent/JPS5997049A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5997049A (ja) | 1984-06-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH07153920A (ja) | 半導体装置 | |
| JPH0242192B2 (ja) | ||
| JPH068758B2 (ja) | 温度センサ | |
| US4533898A (en) | Symmetrical temperature sensor | |
| JPH0554628B2 (ja) | ||
| JP2800235B2 (ja) | 半導体圧力センサ | |
| JP3148781B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JP2824329B2 (ja) | 可変容量ダイオード装置 | |
| JPH02237166A (ja) | 半導体圧力センサ | |
| JPH0897339A (ja) | 半導体集積回路装置 | |
| US5990539A (en) | Transistor component having an integrated emitter resistor | |
| JPS62234363A (ja) | 半導体集積回路 | |
| JPS58100472A (ja) | 温度センサおよびその製造方法 | |
| JPH024136B2 (ja) | ||
| JP2674073B2 (ja) | 集積回路装置 | |
| JPH0132665B2 (ja) | ||
| JP2973709B2 (ja) | 半導体素子の製造方法 | |
| JPH0132666B2 (ja) | ||
| JPS6089970A (ja) | 半導体装置 | |
| JPH0346507Y2 (ja) | ||
| JPH088263B2 (ja) | 抵抗内蔵型トランジスタ | |
| JPH0122989B2 (ja) | ||
| JPS5839058A (ja) | 温度センサ−用半導体素子 | |
| JPH04357891A (ja) | 赤外線検出装置 | |
| JPH04123533U (ja) | 半導体装置 |