JPH03226649A - 感湿素子 - Google Patents
感湿素子Info
- Publication number
- JPH03226649A JPH03226649A JP2183590A JP2183590A JPH03226649A JP H03226649 A JPH03226649 A JP H03226649A JP 2183590 A JP2183590 A JP 2183590A JP 2183590 A JP2183590 A JP 2183590A JP H03226649 A JPH03226649 A JP H03226649A
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- Japan
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- moisture
- resistance
- piezo
- film
- cantilevers
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- Pending
Links
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は雰囲気中の湿度検知をする感湿素子に関するも
のである。
のである。
〈従来の技術〉
従来知られているこの種の感湿素子としては、有機高分
子やセラミックスの電気的特性（抵抗。
子やセラミックスの電気的特性（抵抗。
容りが湿度により変化することを用いた素子を使用する
構成としてなる。
構成としてなる。
〈発明が解決しようとする課題〉
しかし、この検出体は、気体一固体界面の電気特性を利
用しているため、雰囲気汚染等の影響を受けやすく長期
安定性に問題があった。更に、電気特性を検出するため
には適切な電極が必要となり、電極材料や電極との界面
状態のバラツキにより特性が不安定となってしまう。ま
た、特開昭６３−７８０４９号公報にはピエゾ抵抗を利
用した感湿素子が記載されているが、これには、感湿伸
縮膜の材質までは特定されていない。
用しているため、雰囲気汚染等の影響を受けやすく長期
安定性に問題があった。更に、電気特性を検出するため
には適切な電極が必要となり、電極材料や電極との界面
状態のバラツキにより特性が不安定となってしまう。ま
た、特開昭６３−７８０４９号公報にはピエゾ抵抗を利
用した感湿素子が記載されているが、これには、感湿伸
縮膜の材質までは特定されていない。
本発明は上記実情に鑑み、特殊な感湿伸縮膜を用い、湿
度変形によって生ずる膜応力を電気信号に変換すること
で、上記課題を解決する感湿素子を提供することを目的
とし・たちのである。
度変形によって生ずる膜応力を電気信号に変換すること
で、上記課題を解決する感湿素子を提供することを目的
とし・たちのである。
く課題を解決するための手段〉
本発明は、半導体ペレットの表面にピエゾ抵抗領域を形
成すると共に、このピエゾ抵抗領域の表面にイミド結合
を有する高分子材料からなる感湿性伸縮膜を被着し、感
湿性伸縮膜の伸縮によって生じた応力変化を前記ピエゾ
抵抗領域の抵抗変化として検出するようにしたものでｊ
る。
成すると共に、このピエゾ抵抗領域の表面にイミド結合
を有する高分子材料からなる感湿性伸縮膜を被着し、感
湿性伸縮膜の伸縮によって生じた応力変化を前記ピエゾ
抵抗領域の抵抗変化として検出するようにしたものでｊ
る。
〈作 用〉
上記のような構成のため、ピエゾ抵抗領域１゜被着した
感湿性伸縮膜は湿度変化に応じて応ノを発生する。この
応力でカンチレバーが撓み、この撓み量を電気量に変換
するものでる。こｑ場合、感湿性伸縮膜材料が半導体加
工ブロモ２に適合するポリイミド等のイミド結合を有す
雀高分子材料を用いてなるため、化学的、熱的に安定し
、且つ機械的強度も優れ、湿度にょるＭ縮応力に耐えら
れるものとなる。
感湿性伸縮膜は湿度変化に応じて応ノを発生する。この
応力でカンチレバーが撓み、この撓み量を電気量に変換
するものでる。こｑ場合、感湿性伸縮膜材料が半導体加
工ブロモ２に適合するポリイミド等のイミド結合を有す
雀高分子材料を用いてなるため、化学的、熱的に安定し
、且つ機械的強度も優れ、湿度にょるＭ縮応力に耐えら
れるものとなる。
〈実施例〉
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明すれば、次
の通りである。
の通りである。
第１図、第２図に示す如く、ｌはシリコン単結晶よりな
る方形の半導体ベレットで、この表面内部には、方形枠
状の切込み満２をもって中央に夫々ピエゾ抵抗領域３を
構成するカンチレバー４を四方に対向形成し、且つこの
呂ピエゾ抵抗領域３の基部には全体としてブリッジ結線
となるピエゾ抵抗体Ｒ＋ 、Ｒ２、Ｒｓ 、Ｒ４を埋設
してなり、更に、前記半導体ベレット１の表面にポリイ
ミド膜となる感湿性伸縮Ｍ５を被着し感湿素子６となる
。この場合、感湿性伸縮膜５をポリイミド膜としたこと
は、半導体加工プロセスに適合するという点から最適で
あり、ポリアミドイミドでも良い。
る方形の半導体ベレットで、この表面内部には、方形枠
状の切込み満２をもって中央に夫々ピエゾ抵抗領域３を
構成するカンチレバー４を四方に対向形成し、且つこの
呂ピエゾ抵抗領域３の基部には全体としてブリッジ結線
となるピエゾ抵抗体Ｒ＋ 、Ｒ２、Ｒｓ 、Ｒ４を埋設
してなり、更に、前記半導体ベレット１の表面にポリイ
ミド膜となる感湿性伸縮Ｍ５を被着し感湿素子６となる
。この場合、感湿性伸縮膜５をポリイミド膜としたこと
は、半導体加工プロセスに適合するという点から最適で
あり、ポリアミドイミドでも良い。
ここにおいて、この感湿素子６の使用に当たっては、適
宜の湿度検出装置（図示せず）に組込むものである。
宜の湿度検出装置（図示せず）に組込むものである。
ここで表面の感湿性伸縮膜５が被測定雰囲気の湿度に応
して適宜伸縮すると、その伸縮力により四方に配設とな
るカンチレバー４．４．４４が第３図にあって実線方向
へ撓み、これに伴いピエゾ抵抗領域３，３，３．３に埋
設のピエゾ抵抗体Ｒ，，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の抵抗値が変
化し、このブリッジ電圧を測定することてカンチレバー
４．４．４．４の歪度、即ち湿度の検出となる。
して適宜伸縮すると、その伸縮力により四方に配設とな
るカンチレバー４．４．４４が第３図にあって実線方向
へ撓み、これに伴いピエゾ抵抗領域３，３，３．３に埋
設のピエゾ抵抗体Ｒ，，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の抵抗値が変
化し、このブリッジ電圧を測定することてカンチレバー
４．４．４．４の歪度、即ち湿度の検出となる。
この場合、ピエゾ抵抗領域は第４図にあって、Ｒ，、Ｒ
，は応力により抵抗値増加 Ｒ７，Ｒ４は応力により抵抗値減少 である。
，は応力により抵抗値増加 Ｒ７，Ｒ４は応力により抵抗値減少 である。
実施例！
カンチレバーは、約３００μｍのシリコン単結晶板２を
異方性エツチングにより、中央部のみ約２０μｍの厚さ
の薄板３ａとす。この表面にピエゾ抵抗領域を拡散によ
り形成させた。
異方性エツチングにより、中央部のみ約２０μｍの厚さ
の薄板３ａとす。この表面にピエゾ抵抗領域を拡散によ
り形成させた。
上記カンチレバーにポリイミド（東し製５Ｐ−８１０）
をスピンフートにより塗布し、３５０℃で３０分加熱硬
化させ製膜した。膜厚は約２μｍであった。
をスピンフートにより塗布し、３５０℃で３０分加熱硬
化させ製膜した。膜厚は約２μｍであった。
感湿素子の構造を第１図に示す４つのカンチレバーをブ
リッジ結線して用いた。
リッジ結線して用いた。
特性は、上記ブリッジに定電流（１ｍＡ）を加え、電圧
出力させた。この特性は第３図に示すようになった。即
ち、θ〜１００％ＲＨまでリニア〜な出力が得れれた。
出力させた。この特性は第３図に示すようになった。即
ち、θ〜１００％ＲＨまでリニア〜な出力が得れれた。
再現性も良好である。
ヒステリシスは極めて少なく （最大１％ＲＨ）、応答
時間は約１分てあった。
時間は約１分てあった。
〈発明の効果〉
上述のように本発明の感湿素子は、四方にピエゾ抵抗領
域を配設する半導体ベレットの表面に被着する感湿性伸
縮膜をイミド結合を有する高分子材料としたことにより
、現状半導体製造プロセスに適合し、既存の装置等がそ
のまま使用できる。また、イミド結合は適度の親水性を
示し、化学的、熱的に安定となる。更に、イミド結合を
もつ高分子材料は、機械的強度にも優れ、湿度による伸
縮応力に耐え、湿度特性を持続することができる等の効
果を有する。
域を配設する半導体ベレットの表面に被着する感湿性伸
縮膜をイミド結合を有する高分子材料としたことにより
、現状半導体製造プロセスに適合し、既存の装置等がそ
のまま使用できる。また、イミド結合は適度の親水性を
示し、化学的、熱的に安定となる。更に、イミド結合を
もつ高分子材料は、機械的強度にも優れ、湿度による伸
縮応力に耐え、湿度特性を持続することができる等の効
果を有する。
図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は平面図、
第２図は第１図■−■線の断面図、第３図は感湿素子の
特性図、第４図はピエゾ抵抗体のブリッジ結線図である
。 １・・・半導体ベレット、２・・・切込み溝、３・・・
ピエゾ抵抗領域、４・・・カンチレバー ５・・・感湿
性伸縮膜、 Ｒ３ Ｒ２。 Ｒ３。 ４ ・・・ビニ ゾ抵抗体。 特 許 出 願 人 三洋電機株式会社 代 理 人 尾 股 イ丁 雄 第 図 笥 ■
第２図は第１図■−■線の断面図、第３図は感湿素子の
特性図、第４図はピエゾ抵抗体のブリッジ結線図である
。 １・・・半導体ベレット、２・・・切込み溝、３・・・
ピエゾ抵抗領域、４・・・カンチレバー ５・・・感湿
性伸縮膜、 Ｒ３ Ｒ２。 Ｒ３。 ４ ・・・ビニ ゾ抵抗体。 特 許 出 願 人 三洋電機株式会社 代 理 人 尾 股 イ丁 雄 第 図 笥 ■
Claims (1)
- １、半導体ペレットの表面にピエゾ抵抗領域を形成する
と共に、このピエゾ抵抗領域の表面にイミド結合を有す
る高分子材料からなる感湿性伸縮膜を被着し、感湿性伸
縮膜の伸縮によって生じた応力変化を前記ピエゾ抵抗領
域の抵抗変化として検出することを特徴とする感湿素子
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2183590A JPH03226649A (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | 感湿素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2183590A JPH03226649A (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | 感湿素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03226649A true JPH03226649A (ja) | 1991-10-07 |
Family
ID=12066132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2183590A Pending JPH03226649A (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | 感湿素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03226649A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5482678A (en) * | 1993-05-25 | 1996-01-09 | Rosemount Inc. | Organic chemical sensor |
| EP0832424A1 (en) * | 1995-06-07 | 1998-04-01 | Ralph L. Fenner | Vapor pressure sensor and method |
| US6776805B2 (en) * | 2000-02-28 | 2004-08-17 | Mitsubishi Materials Silicon Corporation | Semiconductor manufacturing apparatus having a moisture measuring device |
| KR100474516B1 (ko) * | 2002-03-25 | 2005-03-09 | 전자부품연구원 | 캔틸레버를 이용한 초정밀 습도 센서 및 그의 제조방법 |
| JP2017181434A (ja) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | 京セラ株式会社 | 応力センサ |
-
1990
- 1990-01-31 JP JP2183590A patent/JPH03226649A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5482678A (en) * | 1993-05-25 | 1996-01-09 | Rosemount Inc. | Organic chemical sensor |
| EP0832424A1 (en) * | 1995-06-07 | 1998-04-01 | Ralph L. Fenner | Vapor pressure sensor and method |
| EP0832424A4 (en) * | 1995-06-07 | 1999-09-15 | Ralph L Fenner | VAPOR PRESSURE SENSOR AND METHOD THEREOF |
| US6776805B2 (en) * | 2000-02-28 | 2004-08-17 | Mitsubishi Materials Silicon Corporation | Semiconductor manufacturing apparatus having a moisture measuring device |
| US6794204B2 (en) | 2000-02-28 | 2004-09-21 | Mitsubishi Materials Silicon Corporation | Semiconductor manufacturing method and semiconductor manufacturing apparatus |
| US7033843B2 (en) | 2000-02-28 | 2006-04-25 | Taiyo Nippon Sanso Corporation | Semiconductor manufacturing method and semiconductor manufacturing apparatus |
| KR100474516B1 (ko) * | 2002-03-25 | 2005-03-09 | 전자부품연구원 | 캔틸레버를 이용한 초정밀 습도 센서 및 그의 제조방법 |
| JP2017181434A (ja) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | 京セラ株式会社 | 応力センサ |
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