JPH0882612A - 電気容量式湿度センサ - Google Patents
電気容量式湿度センサInfo
- Publication number
- JPH0882612A JPH0882612A JP21932094A JP21932094A JPH0882612A JP H0882612 A JPH0882612 A JP H0882612A JP 21932094 A JP21932094 A JP 21932094A JP 21932094 A JP21932094 A JP 21932094A JP H0882612 A JPH0882612 A JP H0882612A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- electrode
- humidity sensor
- voltage
- zns
- 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.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 低湿度から高湿度まで広い湿度範囲におい
て、高感度な電気容量式湿度センサ又はある相対湿度以
上となると発光する電気容量式湿度センサを提供する。 【構成】 ｎ型シリコン基板１１と、このｎ型シリコン
基板１１上に形成されるアヴァランシェ型の電圧−伝導
電荷特性を持つＺｎＳ薄膜１２と、このＺｎＳ薄膜上に
形成されるＡｌ2 Ｏ3 誘電体薄膜１３と、この誘電体薄
膜１３上に形成されるＡｕ電極１４とを設け、ｎ型シリ
コン基板１１とＡｕ電極１４間に電圧を印加することに
より生じる伝導電荷または消費電力を検出することによ
って相対湿度を測定する。
て、高感度な電気容量式湿度センサ又はある相対湿度以
上となると発光する電気容量式湿度センサを提供する。 【構成】 ｎ型シリコン基板１１と、このｎ型シリコン
基板１１上に形成されるアヴァランシェ型の電圧−伝導
電荷特性を持つＺｎＳ薄膜１２と、このＺｎＳ薄膜上に
形成されるＡｌ2 Ｏ3 誘電体薄膜１３と、この誘電体薄
膜１３上に形成されるＡｕ電極１４とを設け、ｎ型シリ
コン基板１１とＡｕ電極１４間に電圧を印加することに
より生じる伝導電荷または消費電力を検出することによ
って相対湿度を測定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、湿度センサに係り、特
に電気容量式又は発光型湿度センサに関するものであ
る。
に電気容量式又は発光型湿度センサに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば、文献：「高橋 清“センサの事典”（１９９
１） 朝倉書店 Ｐ．３６〜３８」に記載されるものが
あった。従来の電気容量式湿度センサは、誘電体に水が
吸着したときの見かけの電気容量の変化を測定すること
により、空気中の湿度をセンシングするものである。
例えば、文献：「高橋 清“センサの事典”（１９９
１） 朝倉書店 Ｐ．３６〜３８」に記載されるものが
あった。従来の電気容量式湿度センサは、誘電体に水が
吸着したときの見かけの電気容量の変化を測定すること
により、空気中の湿度をセンシングするものである。
【０００３】通常の誘電体の比誘電率が４〜１０程度な
のに対し、水の比誘電率は、常温で８０程度を示す。そ
のため特に多孔質誘電体材料においては、微小な孔の内
面に水を吸着する。図７にイオンプレーティング法によ
るＡｌ2 Ｏ3 薄膜の比誘電率の相対湿度依存性を示す。
容量変化の検出を行うために、１００Ｈｚ以上の交流電
圧が用いられる。
のに対し、水の比誘電率は、常温で８０程度を示す。そ
のため特に多孔質誘電体材料においては、微小な孔の内
面に水を吸着する。図７にイオンプレーティング法によ
るＡｌ2 Ｏ3 薄膜の比誘電率の相対湿度依存性を示す。
容量変化の検出を行うために、１００Ｈｚ以上の交流電
圧が用いられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電気容量式湿度センサにおいては、特に低湿度において
感度が悪いという問題点があった。図７に見られるよう
に、湿度０％のときのＡｌ2 Ｏ3 薄膜の比誘電率と、あ
る湿度のときの比誘電率の比は、低湿度において極めて
１に近く、測定の誤差が大きくなる。
電気容量式湿度センサにおいては、特に低湿度において
感度が悪いという問題点があった。図７に見られるよう
に、湿度０％のときのＡｌ2 Ｏ3 薄膜の比誘電率と、あ
る湿度のときの比誘電率の比は、低湿度において極めて
１に近く、測定の誤差が大きくなる。
【０００５】本発明は、上記問題点を除去し、低湿度か
ら高湿度まで広い湿度範囲において高感度な電気容量式
湿度センサ又はある相対湿度以上となると発光する電気
容量式湿度センサを提供することを目的とする。
ら高湿度まで広い湿度範囲において高感度な電気容量式
湿度センサ又はある相対湿度以上となると発光する電気
容量式湿度センサを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、電気容量式湿度センサにおいて、 （１）半導体基板と、この半導体基板上に形成されるア
ヴァランシェ型の電圧−伝導電荷特性を持つ半導体薄膜
と、この半導体薄膜上に形成される吸湿性の誘電体薄膜
（Ａｌ2 Ｏ3 ）と、この誘電体薄膜上に形成される電極
とを設け、前記基板と電極間に電圧を印加することによ
り生じる伝導電荷または消費電力等の物理量を検出する
ことによって相対湿度を測定するようにしたものであ
る。
成するために、電気容量式湿度センサにおいて、 （１）半導体基板と、この半導体基板上に形成されるア
ヴァランシェ型の電圧−伝導電荷特性を持つ半導体薄膜
と、この半導体薄膜上に形成される吸湿性の誘電体薄膜
（Ａｌ2 Ｏ3 ）と、この誘電体薄膜上に形成される電極
とを設け、前記基板と電極間に電圧を印加することによ
り生じる伝導電荷または消費電力等の物理量を検出する
ことによって相対湿度を測定するようにしたものであ
る。
【０００７】（２）ガラス基板と、このガラス基板に形
成される第１の電極と、この第１の電極上に形成される
誘電体薄膜（ＳｉＯ2 ）と、この誘電体薄膜上に形成さ
れるアヴァランシェ型の電圧−伝導電荷特性を持つ半導
体薄膜と、この半導体薄膜上に形成される吸湿性の誘電
体薄膜（Ａｌ2 Ｏ3 ）と、この誘電体薄膜上に形成され
る第２の電極とを設け、前記第１の電極と第２の電極間
に電圧を印加することにより生じる伝導電荷または消費
電力等の物理量を検出することによって相対湿度を測定
するようにしたものである。
成される第１の電極と、この第１の電極上に形成される
誘電体薄膜（ＳｉＯ2 ）と、この誘電体薄膜上に形成さ
れるアヴァランシェ型の電圧−伝導電荷特性を持つ半導
体薄膜と、この半導体薄膜上に形成される吸湿性の誘電
体薄膜（Ａｌ2 Ｏ3 ）と、この誘電体薄膜上に形成され
る第２の電極とを設け、前記第１の電極と第２の電極間
に電圧を印加することにより生じる伝導電荷または消費
電力等の物理量を検出することによって相対湿度を測定
するようにしたものである。
【０００８】（３）上記（１）又は（２）記載の電気容
量式湿度センサにおいて、前記半導体薄膜は、ＺｎＳで
ある。 （４）上記（１）又は（２）記載の電気容量式湿度セン
サにおいて、前記半導体薄膜は、ＳｒＳである。 （５）上記（１）記載の電気容量式湿度センサにおい
て、前記半導体基板はｎ型シリコン基板である。
量式湿度センサにおいて、前記半導体薄膜は、ＺｎＳで
ある。 （４）上記（１）又は（２）記載の電気容量式湿度セン
サにおいて、前記半導体薄膜は、ＳｒＳである。 （５）上記（１）記載の電気容量式湿度センサにおい
て、前記半導体基板はｎ型シリコン基板である。
【０００９】（６）ガラス基板と、このガラス基板上に
形成される第１の電極と、この第１の電極上に形成され
るエレクトロルミネッセント発光材料からなる発光層
と、この発光層上に形成されるＡｌ2 Ｏ3 誘電体薄膜
と、このＡｌ2 Ｏ3 誘電体薄膜上に形成される第２の電
極とを設け、前記第１の電極と第２の電極間に電圧を印
加することにより、発光によって湿度の高低を感知する
ようにしたものである。
形成される第１の電極と、この第１の電極上に形成され
るエレクトロルミネッセント発光材料からなる発光層
と、この発光層上に形成されるＡｌ2 Ｏ3 誘電体薄膜
と、このＡｌ2 Ｏ3 誘電体薄膜上に形成される第２の電
極とを設け、前記第１の電極と第２の電極間に電圧を印
加することにより、発光によって湿度の高低を感知する
ようにしたものである。
【００１０】（７）半導体基板と、この半導体基板上に
形成されるエレクトロルミネッセント発光材料からなる
発光層と、この発光層上に形成されるＡｌ2 Ｏ3 誘電体
薄膜と、このＡｌ2 Ｏ3 誘電体薄膜上に形成される第２
の電極とを設け、前記第１の電極と第２の電極間に電圧
を印加することにより、発光によって湿度の高低を感知
するようにしたものである。
形成されるエレクトロルミネッセント発光材料からなる
発光層と、この発光層上に形成されるＡｌ2 Ｏ3 誘電体
薄膜と、このＡｌ2 Ｏ3 誘電体薄膜上に形成される第２
の電極とを設け、前記第１の電極と第２の電極間に電圧
を印加することにより、発光によって湿度の高低を感知
するようにしたものである。
【００１１】（８）上記（７）記載の電気容量式湿度セ
ンサにおいて、前記発光層端面にフォトダイオードを設
け、このフォトダイオードにより発光輝度を検出し、湿
度を測定するようにしたものである。 （９）上記（７）又は（８）記載の電気容量式湿度セン
サにおいて、前記エレクトロルミネッセント発光材料は
ＺｎＳ；Ｍｎからなる。
ンサにおいて、前記発光層端面にフォトダイオードを設
け、このフォトダイオードにより発光輝度を検出し、湿
度を測定するようにしたものである。 （９）上記（７）又は（８）記載の電気容量式湿度セン
サにおいて、前記エレクトロルミネッセント発光材料は
ＺｎＳ；Ｍｎからなる。
【００１２】（１０）上記（７）又は（８）記載の電気
容量式湿度センサにおいて、前記半導体基板はｎ型シリ
コン基板である。
容量式湿度センサにおいて、前記半導体基板はｎ型シリ
コン基板である。
【００１３】
【作用】本発明によれば、上記（１）又は（２）のよう
に、湿度センサにアヴァランシェ型の電圧−伝導電荷特
性を持つ半導体薄膜を挿入したので、相対湿度によるＡ
ｌ2 Ｏ3 の電気容量の変化を、素子の伝導電荷または消
費電力により検知できるようになった。すなわち、伝導
電荷または消費電力は、前記半導体薄膜中の電界がクラ
ンプされる前には指数関数的に変化する。そのため、従
来の湿度センサより、特に低湿度において高感度な湿度
センサが実現できる。
に、湿度センサにアヴァランシェ型の電圧−伝導電荷特
性を持つ半導体薄膜を挿入したので、相対湿度によるＡ
ｌ2 Ｏ3 の電気容量の変化を、素子の伝導電荷または消
費電力により検知できるようになった。すなわち、伝導
電荷または消費電力は、前記半導体薄膜中の電界がクラ
ンプされる前には指数関数的に変化する。そのため、従
来の湿度センサより、特に低湿度において高感度な湿度
センサが実現できる。
【００１４】また、上記（６）又は（７）のように、エ
レクトロルミネッセント発光材料からなる発光層を挿入
するようにしたので、相対湿度によるＡｌ2 Ｏ3 の電気
容量の変化を、素子の発光非発光により検知できるよう
になった。
レクトロルミネッセント発光材料からなる発光層を挿入
するようにしたので、相対湿度によるＡｌ2 Ｏ3 の電気
容量の変化を、素子の発光非発光により検知できるよう
になった。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例について図を参照しな
がら詳細に説明する。図１は本発明の第１実施例を示す
電気容量式湿度センサの構造図である。この図に示すよ
うに、１１はｎ型シリコン基板、１２はＡＬＥ法（アト
ミック・レイアー・エピタキシャル法）によるＺｎＳ薄
膜（５０ｎｍ）、１３はイオンプレーティング法による
Ａｌ2 Ｏ3 誘電体薄膜（５０ｎｍ）、１４はＡｕ電極
（３０ｎｍ）である。
がら詳細に説明する。図１は本発明の第１実施例を示す
電気容量式湿度センサの構造図である。この図に示すよ
うに、１１はｎ型シリコン基板、１２はＡＬＥ法（アト
ミック・レイアー・エピタキシャル法）によるＺｎＳ薄
膜（５０ｎｍ）、１３はイオンプレーティング法による
Ａｌ2 Ｏ3 誘電体薄膜（５０ｎｍ）、１４はＡｕ電極
（３０ｎｍ）である。
【００１６】なお、ＺｎＳ１２の比誘電率は１０であ
り、Ａｕ電極１４は水分を透過することを特徴とする。
また、Ａｌ2 Ｏ3 誘電体薄膜１３は吸湿性であり、比誘
電率の相対湿度依存性は図７に示した通りである。作製
条件を選ぶことによって図７のような吸湿性の薄膜を得
ることができる。本実施例の電気容量式湿度センサは、
図１に示すｎ型シリコン基板１１とＡｕ電極１４の間に
交流電圧を印加することによって動作する。
り、Ａｕ電極１４は水分を透過することを特徴とする。
また、Ａｌ2 Ｏ3 誘電体薄膜１３は吸湿性であり、比誘
電率の相対湿度依存性は図７に示した通りである。作製
条件を選ぶことによって図７のような吸湿性の薄膜を得
ることができる。本実施例の電気容量式湿度センサは、
図１に示すｎ型シリコン基板１１とＡｕ電極１４の間に
交流電圧を印加することによって動作する。
【００１７】図２に本実施例における、電圧印加時の電
子バンド構造を示す。図２において、Ａは伝導帯、Ｂは
禁止帯、Ｃは価電子帯を示し、ＺｎＳ中には、Ａｌ2 Ｏ
3 −ＺｎＳ界面における界面準位２１、またトラップ準
位２２にトラップされた電子が存在し、前者はトンネル
効果、後者はＦｒｅｎｋｅｌ−Ｐｏｏｌｅ効果により、
それぞれ電界放出する。
子バンド構造を示す。図２において、Ａは伝導帯、Ｂは
禁止帯、Ｃは価電子帯を示し、ＺｎＳ中には、Ａｌ2 Ｏ
3 −ＺｎＳ界面における界面準位２１、またトラップ準
位２２にトラップされた電子が存在し、前者はトンネル
効果、後者はＦｒｅｎｋｅｌ−Ｐｏｏｌｅ効果により、
それぞれ電界放出する。
【００１８】これらの電子による、伝導電荷ΔＱと印加
電圧Ｖとの関係を図３に、ＺｎＳ中の電界ＥZnS と印加
電圧Ｖとの関係を図４に示す。これらの図３、図４にお
いて電圧領域は３つに分けられる。すなわち、 （Ａ）領域Ｉ：ＺｎＳ中の伝導電荷ΔＱは小さくほとん
ど無視できる。素子はＺｎＳとＡｌ2 Ｏ3 の電気容量Ｃ
ZnS 、ＣAl2O3 の合成による容量 ＣAl2O3 ×ＣZnS ／（ＣAl2O3 ＋ＣZnS ） …（１） を持つ直列コンデンサからなると考えてよい。ＺｎＳの
膜厚をｄZnS とすると、ＺｎＳ中の電界は、 ＥZnS ＝〔ＣAl2O3 ／（ＣAl2O3 ＋ＣZnS ）〕×Ｖ／ｄZnS …（２） と印加電圧に比例して増加する。
電圧Ｖとの関係を図３に、ＺｎＳ中の電界ＥZnS と印加
電圧Ｖとの関係を図４に示す。これらの図３、図４にお
いて電圧領域は３つに分けられる。すなわち、 （Ａ）領域Ｉ：ＺｎＳ中の伝導電荷ΔＱは小さくほとん
ど無視できる。素子はＺｎＳとＡｌ2 Ｏ3 の電気容量Ｃ
ZnS 、ＣAl2O3 の合成による容量 ＣAl2O3 ×ＣZnS ／（ＣAl2O3 ＋ＣZnS ） …（１） を持つ直列コンデンサからなると考えてよい。ＺｎＳの
膜厚をｄZnS とすると、ＺｎＳ中の電界は、 ＥZnS ＝〔ＣAl2O3 ／（ＣAl2O3 ＋ＣZnS ）〕×Ｖ／ｄZnS …（２） と印加電圧に比例して増加する。
【００１９】（Ｂ）領域II：伝導電荷ΔＱは指数関数的
に増加するが、Ｑに対してまだ小さく、やはり素子は、
上記（１）式の容量を持つ直列コンデンサからなると考
えてよい。この時のΔＱの変化は主にＺｎＳ中の電界Ｅ
ZnS の変化に基づくものである。この電界ＥZnS はやは
り上記（２）式に従う。 （Ｃ）領域III ：領域IIと領域III は閾電圧Ｖｔｈで分
割される。この閾電圧Ｖｔｈは、上記（２）式のＥZnS
にクランプ電界Ｅｃｌ＝１．５ＭＶ／ｃｍを代入したと
きの印加電圧Ｖである。
に増加するが、Ｑに対してまだ小さく、やはり素子は、
上記（１）式の容量を持つ直列コンデンサからなると考
えてよい。この時のΔＱの変化は主にＺｎＳ中の電界Ｅ
ZnS の変化に基づくものである。この電界ＥZnS はやは
り上記（２）式に従う。 （Ｃ）領域III ：領域IIと領域III は閾電圧Ｖｔｈで分
割される。この閾電圧Ｖｔｈは、上記（２）式のＥZnS
にクランプ電界Ｅｃｌ＝１．５ＭＶ／ｃｍを代入したと
きの印加電圧Ｖである。
【００２０】 Ｖｔｈ＝Ｅｃｌ×ｄZnS （ＣAl2O3 ＋ＣZnS ）／ＣAl2O3 …（３） 領域III ではＺｎＳ中に多くのΔＱが存在するので、素
子はもはや２個のコンデンサと見なすことができなくな
る。閾電圧Ｖｔｈにおいてアヴァランシェ効果により、
ＺｎＳ中の電界は１．５ＭＶ／ｃｍにクランプされる。
ΔＱは（Ｖ−Ｖｔｈ）に比例し、比例定数は、ＣAl2O3
と等しい。
子はもはや２個のコンデンサと見なすことができなくな
る。閾電圧Ｖｔｈにおいてアヴァランシェ効果により、
ＺｎＳ中の電界は１．５ＭＶ／ｃｍにクランプされる。
ΔＱは（Ｖ−Ｖｔｈ）に比例し、比例定数は、ＣAl2O3
と等しい。
【００２１】 ΔＱ＝ＣAl2O3 （Ｖ−Ｖｔｈ） …（４） 以上述べたことを基礎として、ある相対湿度環境におけ
る、ΔＱの印加電圧依存性をみる。以上述べたように、
ΔＱとＶの関係は、領域IIにおいては、ＥZnS 、領域II
Iにおいては、ＣAl2O3 及びＶｔｈに依存する。また、
ＥZnS 、Ｖｔｈはいずれも上記（２）、（３）式によっ
て、ＣAl2O3 の関数である。ＥZnS は、ＣAl2O3 の増加
関数、ＶｔｈはＣAl2O3 の減少関数であり、したがっ
て、ΔＱはＣAl2O3 の増加関数である。ところで、Ｃ
Al2O3 は、図３に示すように相対湿度の増加関数である
から、等しいＶにおいてΔＱはＣAl2O3 の増加関数とな
る。
る、ΔＱの印加電圧依存性をみる。以上述べたように、
ΔＱとＶの関係は、領域IIにおいては、ＥZnS 、領域II
Iにおいては、ＣAl2O3 及びＶｔｈに依存する。また、
ＥZnS 、Ｖｔｈはいずれも上記（２）、（３）式によっ
て、ＣAl2O3 の関数である。ＥZnS は、ＣAl2O3 の増加
関数、ＶｔｈはＣAl2O3 の減少関数であり、したがっ
て、ΔＱはＣAl2O3 の増加関数である。ところで、Ｃ
Al2O3 は、図３に示すように相対湿度の増加関数である
から、等しいＶにおいてΔＱはＣAl2O3 の増加関数とな
る。
【００２２】図５に、相対湿度０％、５０％、１００％
のときのΔＱ−Ｖ関係を示す。素子にある一定の電圧、
例えば１４Ｖを印加したときのΔＱの相対湿度依存性を
図６に示す。素子のΔＱを測定し、図６の曲線から相対
湿度を求めることができる。また、素子の消費電力Ｐ
は、ΔＱとＺｎＳ中の電界ＥZnS の積に比例する。図領
域ＩにおいてはＰは無視できる。Ｐは領域IIにおいて
は、 Ｐ∞ｅｘｐ（−Ｖ） …（５） 領域III においては、 Ｐ∞（Ｖ−Ｖｔｈ） …（６） と表される。
のときのΔＱ−Ｖ関係を示す。素子にある一定の電圧、
例えば１４Ｖを印加したときのΔＱの相対湿度依存性を
図６に示す。素子のΔＱを測定し、図６の曲線から相対
湿度を求めることができる。また、素子の消費電力Ｐ
は、ΔＱとＺｎＳ中の電界ＥZnS の積に比例する。図領
域ＩにおいてはＰは無視できる。Ｐは領域IIにおいて
は、 Ｐ∞ｅｘｐ（−Ｖ） …（５） 領域III においては、 Ｐ∞（Ｖ−Ｖｔｈ） …（６） と表される。
【００２３】素子の消費電力と印加電圧の関係によって
も、同様に相対湿度を求めることができる。このよう
に、第１実施例によれば、電気容量式湿度センサにＺｎ
Ｓ層を挿入したので、相対湿度によるＡｌ2 Ｏ3 の電気
容量の変化を、素子の伝導電荷または消費電力により検
知できるようになった。ここで、伝導電荷または消費電
力は、ＺｎＳ中の電界がクランプされる前には指数関数
的に変化する。そのため、従来の電気容量式湿度センサ
より、特に低湿度において高感度な湿度センサが実現で
きる。
も、同様に相対湿度を求めることができる。このよう
に、第１実施例によれば、電気容量式湿度センサにＺｎ
Ｓ層を挿入したので、相対湿度によるＡｌ2 Ｏ3 の電気
容量の変化を、素子の伝導電荷または消費電力により検
知できるようになった。ここで、伝導電荷または消費電
力は、ＺｎＳ中の電界がクランプされる前には指数関数
的に変化する。そのため、従来の電気容量式湿度センサ
より、特に低湿度において高感度な湿度センサが実現で
きる。
【００２４】図８は本発明の第２実施例の電気容量式湿
度センサの構造図である。この図に示すように、８１は
ｎ型シリコン基板、８２はＳｒＳ薄膜（５０ｎｍ）、８
３はＡｌ2 Ｏ3 誘電体薄膜（５０ｎｍ）、８４はＡｕ電
極（３０ｎｍ）である。第１実施例と同じく、Ａｕ電極
８４は、水分を透過することを特徴とする。Ａｌ2 Ｏ3
誘電体薄膜８３は吸湿性であり、電気容量の相対湿度依
存性は図７に示したとおりである。第１の実施例との相
違は、ＺｎＳ層にかえてＳｒＳ層を用いたことである。
度センサの構造図である。この図に示すように、８１は
ｎ型シリコン基板、８２はＳｒＳ薄膜（５０ｎｍ）、８
３はＡｌ2 Ｏ3 誘電体薄膜（５０ｎｍ）、８４はＡｕ電
極（３０ｎｍ）である。第１実施例と同じく、Ａｕ電極
８４は、水分を透過することを特徴とする。Ａｌ2 Ｏ3
誘電体薄膜８３は吸湿性であり、電気容量の相対湿度依
存性は図７に示したとおりである。第１の実施例との相
違は、ＺｎＳ層にかえてＳｒＳ層を用いたことである。
【００２５】第１実施例と同じく、相対湿度によるＡｌ
2 Ｏ3 の電気容量の変化を、素子の伝導電荷または消費
電力により検知できる。それにより、第１の実施例と同
じく、電気容量式湿度センサとして動作する。ただし、
その動作電圧は、第１実施例と比べ３０％ほど低電圧化
され、１０Ｖ以下の電圧で湿度センサを作動できる。こ
れはＳｒＳのクランプ電圧が１ＭＶ／ｃｍとＺｎＳに比
べ低いためである。
2 Ｏ3 の電気容量の変化を、素子の伝導電荷または消費
電力により検知できる。それにより、第１の実施例と同
じく、電気容量式湿度センサとして動作する。ただし、
その動作電圧は、第１実施例と比べ３０％ほど低電圧化
され、１０Ｖ以下の電圧で湿度センサを作動できる。こ
れはＳｒＳのクランプ電圧が１ＭＶ／ｃｍとＺｎＳに比
べ低いためである。
【００２６】このように、第２実施例によれば、第１実
施例のＺｎＳ層をＳｒＳ層に変えるようにしたので、ク
ランプ電圧が低くなり、相対湿度を測定する際の動作電
圧を低くすることができる。
施例のＺｎＳ層をＳｒＳ層に変えるようにしたので、ク
ランプ電圧が低くなり、相対湿度を測定する際の動作電
圧を低くすることができる。
【００２７】図９は本発明の第３実施例の電気容量式湿
度センサの構造図である。この図に示すように、９１は
ガラス基板、９２は金属電極（１００ｎｍ）、９３はＳ
ｉＯ2 誘電体層（２０ｎｍ）、９４はＺｎＳ薄膜（５０
ｎｍ）、９５は陽極酸化によるＡｌ2 Ｏ3 誘電体薄膜
（５０ｎｍ）、９６はＡｕ電極（３０ｎｍ）である。
度センサの構造図である。この図に示すように、９１は
ガラス基板、９２は金属電極（１００ｎｍ）、９３はＳ
ｉＯ2 誘電体層（２０ｎｍ）、９４はＺｎＳ薄膜（５０
ｎｍ）、９５は陽極酸化によるＡｌ2 Ｏ3 誘電体薄膜
（５０ｎｍ）、９６はＡｕ電極（３０ｎｍ）である。
【００２８】この実施例の場合も、第１実施例と同じ
く、相対湿度によるＡｌ2 Ｏ3 の電気容量の変化を、素
子の伝導電荷または消費電力により検知できる。それに
より、第１の実施例と同じく、電気容量式湿度センサと
して動作する。伝導電荷が流れる層には、ＺｎＳに代え
て、ＳｒＳを用いることができる。また、ＺｎＳ又はＳ
ｒＳにかえて、ＣａＳ、ＢａＳ、ＺｎＳｅ、ＳｒＳｅ、
ＣａＳｅ、ＢａＳｅ等、一般に薄膜エレクトロルミネッ
セント発光材料として用いられているようなアヴァラン
シェ型の電圧−伝導電荷特性を持つ半導体薄膜を用いる
ことができる。
く、相対湿度によるＡｌ2 Ｏ3 の電気容量の変化を、素
子の伝導電荷または消費電力により検知できる。それに
より、第１の実施例と同じく、電気容量式湿度センサと
して動作する。伝導電荷が流れる層には、ＺｎＳに代え
て、ＳｒＳを用いることができる。また、ＺｎＳ又はＳ
ｒＳにかえて、ＣａＳ、ＢａＳ、ＺｎＳｅ、ＳｒＳｅ、
ＣａＳｅ、ＢａＳｅ等、一般に薄膜エレクトロルミネッ
セント発光材料として用いられているようなアヴァラン
シェ型の電圧−伝導電荷特性を持つ半導体薄膜を用いる
ことができる。
【００２９】更に、第３実施例によれば、ＳｉＯ2 誘電
体層を用いるようにしたので、素子の絶縁耐圧、信頼性
の向上を図ることができる。図１０は本発明の第４実施
例を示す電気容量式湿度センサの構造図である。この図
に示すように、１０１はガラス基板、１０２はＩＴＯ電
極、１０３はＡＬＥ法によるＭｎを１ｍｏｌ％ドーピン
グしたＺｎＳ薄膜（５０ｎｍ）、１０４はイオンプレー
ティング法によるＡｌ2 Ｏ3 誘電体薄膜（５０ｎｍ）、
１０５はＡｕ電極（３０ｎｍ）である。ＺｎＳ１０３の
比誘電率は１０である。Ａｕ電極１０５は水分を透過す
ることを特徴とする。Ａｌ2 Ｏ3 誘電体薄膜１０４は吸
湿性であり、比誘電率の相対湿度依存性は図７に示した
通りである。
体層を用いるようにしたので、素子の絶縁耐圧、信頼性
の向上を図ることができる。図１０は本発明の第４実施
例を示す電気容量式湿度センサの構造図である。この図
に示すように、１０１はガラス基板、１０２はＩＴＯ電
極、１０３はＡＬＥ法によるＭｎを１ｍｏｌ％ドーピン
グしたＺｎＳ薄膜（５０ｎｍ）、１０４はイオンプレー
ティング法によるＡｌ2 Ｏ3 誘電体薄膜（５０ｎｍ）、
１０５はＡｕ電極（３０ｎｍ）である。ＺｎＳ１０３の
比誘電率は１０である。Ａｕ電極１０５は水分を透過す
ることを特徴とする。Ａｌ2 Ｏ3 誘電体薄膜１０４は吸
湿性であり、比誘電率の相対湿度依存性は図７に示した
通りである。
【００３０】本実施例の電気容量式湿度センサは、図１
０に示すＩＴＯ電極１０２とＡｕ電極１０５の間に交流
電圧を印加することによって動作する。図１１に本実施
例における、電圧印加時の電子バンド構造を示す。図１
１において、Ａは伝導帯、Ｂは禁止帯、Ｃは価電子帯を
示し、ＺｎＳ中には、Ａｌ2 Ｏ3 −ＺｎＳ界面における
界面準位１１１、また“深い準位”１１２にトラップさ
れた電子が存在し、前者はトンネル効果、後者はＦｒｅ
ｎｋｅｌ−Ｐｏｏｌｅ効果により、それぞれ電界放出す
る。電界放出される電子のエネルギーはＺｎＳ中の電界
ＥZnS によって決まる。ＥZnS はＥZnS ＝Ｅｃｌ＝１．
５ＭＶ／ｃｍまではＺｎＳの膜厚をｄZnS とすると、外
部電圧Ｖに比例して、 ＥZnS ＝〔ＣAl2O3 ／（ＣAl2O3 ＋ＣZnS ）〕×Ｖ／ｄZnS …（７） と増加し、ＥZnS ＝Ｅｃｌ＝１．５ＭＶ／ｃｍに達した
時、その値にクランプされる（図１２参照）。その時の
外部電圧をクランプ電圧という。放出された電子はＺｎ
Ｓ中のＭｎを励起し、その緩和過程において、黄燈色の
発光が薄い金薄膜を通して観察される。
０に示すＩＴＯ電極１０２とＡｕ電極１０５の間に交流
電圧を印加することによって動作する。図１１に本実施
例における、電圧印加時の電子バンド構造を示す。図１
１において、Ａは伝導帯、Ｂは禁止帯、Ｃは価電子帯を
示し、ＺｎＳ中には、Ａｌ2 Ｏ3 −ＺｎＳ界面における
界面準位１１１、また“深い準位”１１２にトラップさ
れた電子が存在し、前者はトンネル効果、後者はＦｒｅ
ｎｋｅｌ−Ｐｏｏｌｅ効果により、それぞれ電界放出す
る。電界放出される電子のエネルギーはＺｎＳ中の電界
ＥZnS によって決まる。ＥZnS はＥZnS ＝Ｅｃｌ＝１．
５ＭＶ／ｃｍまではＺｎＳの膜厚をｄZnS とすると、外
部電圧Ｖに比例して、 ＥZnS ＝〔ＣAl2O3 ／（ＣAl2O3 ＋ＣZnS ）〕×Ｖ／ｄZnS …（７） と増加し、ＥZnS ＝Ｅｃｌ＝１．５ＭＶ／ｃｍに達した
時、その値にクランプされる（図１２参照）。その時の
外部電圧をクランプ電圧という。放出された電子はＺｎ
Ｓ中のＭｎを励起し、その緩和過程において、黄燈色の
発光が薄い金薄膜を通して観察される。
【００３１】その輝度Ｌはクランプ電圧Ｖｔｈまでは、
ＥZnS 、それ以上の電圧においては、ＣAl2O3 と（Ｖ−
Ｖｔｈ）の積に比例する（後述の図１３の中の相対湿度
０％の時の電圧−輝度特性を参照）。 Ｖ＜Ｖｔｈ Ｌ∞ＥZnS …（８） Ｖ＞Ｖｔｈ Ｌ∞ＣAl2O3 （Ｖ−Ｖｔｈ） …（９） 以上述べたことを基礎として、ある相対湿度環境におけ
る、Ｌの印加電圧依存性をみる。以上述べたように、Ｌ
とＶの関係は、Ｖ＜ＶｔｈにおいてはＥZnS 、Ｖ＞Ｖｔ
ｈにおいてはＣAl2O3 及びＶｔｈに依存する。上記
（７）式より、 Ｖｔｈ＝Ｅｃｌ ｄZnS （ＣAl2O3 ＋ＣZnS ）／ＣAl2O3 …（１０） これと、上記（７）、（８）、（９）式よりＬはＣ
Al2O3 の増加関数である。
ＥZnS 、それ以上の電圧においては、ＣAl2O3 と（Ｖ−
Ｖｔｈ）の積に比例する（後述の図１３の中の相対湿度
０％の時の電圧−輝度特性を参照）。 Ｖ＜Ｖｔｈ Ｌ∞ＥZnS …（８） Ｖ＞Ｖｔｈ Ｌ∞ＣAl2O3 （Ｖ−Ｖｔｈ） …（９） 以上述べたことを基礎として、ある相対湿度環境におけ
る、Ｌの印加電圧依存性をみる。以上述べたように、Ｌ
とＶの関係は、Ｖ＜ＶｔｈにおいてはＥZnS 、Ｖ＞Ｖｔ
ｈにおいてはＣAl2O3 及びＶｔｈに依存する。上記
（７）式より、 Ｖｔｈ＝Ｅｃｌ ｄZnS （ＣAl2O3 ＋ＣZnS ）／ＣAl2O3 …（１０） これと、上記（７）、（８）、（９）式よりＬはＣ
Al2O3 の増加関数である。
【００３２】図１３に１００Ｈｚの交流電圧を印加した
とき、相対湿度０％、５０％、１００％てのＬ−Ｖ関係
を示す。素子にある一定の電圧を印加すると、ある相対
湿度の場合のみ、電気容量式湿度センサ（素子）は目で
確認できるほど充分な輝度で発光する。図１４は本発明
の第５実施例の電気容量式湿度センサの構造図である。
とき、相対湿度０％、５０％、１００％てのＬ−Ｖ関係
を示す。素子にある一定の電圧を印加すると、ある相対
湿度の場合のみ、電気容量式湿度センサ（素子）は目で
確認できるほど充分な輝度で発光する。図１４は本発明
の第５実施例の電気容量式湿度センサの構造図である。
【００３３】この図に示すように、１２１はｎ型シリコ
ン基板、１２２はＡＬＥ法によるＭｎを１ｍｏｌ％ドー
ピングしたＺｎＳ薄膜（５０ｎｍ）、１２３はＡｌ2 Ｏ
3 誘電体薄膜（５０ｎｍ）、１２４はＡｕ電極（３０ｎ
ｍ）である。第４実施例と同じく、Ａｕ電極１２４は水
分を透過することを特徴とする。Ａｌ2 Ｏ3 誘電体薄膜
１２３は吸湿性であり、電気容量の相対湿度依存性は、
図７に示した通りである。この実施例では、ｎ型シリコ
ン基板１２１上にフォトダイオード１２５を設けるよう
にしている。
ン基板、１２２はＡＬＥ法によるＭｎを１ｍｏｌ％ドー
ピングしたＺｎＳ薄膜（５０ｎｍ）、１２３はＡｌ2 Ｏ
3 誘電体薄膜（５０ｎｍ）、１２４はＡｕ電極（３０ｎ
ｍ）である。第４実施例と同じく、Ａｕ電極１２４は水
分を透過することを特徴とする。Ａｌ2 Ｏ3 誘電体薄膜
１２３は吸湿性であり、電気容量の相対湿度依存性は、
図７に示した通りである。この実施例では、ｎ型シリコ
ン基板１２１上にフォトダイオード１２５を設けるよう
にしている。
【００３４】第４実施例と同じく、相対湿度によるＡｌ
2 Ｏ3 誘電体薄膜の電気容量の変化を、ある交流電圧Ｖ
を素子にかけたときの発光により検知できる。図１５に
示すように、ＺｎＳ薄膜の端面からの発光輝度はフォト
ダイオード１２５により測定される。図１６にこの第５
実施例の輝度−相対湿度特性図を示す。ここで、縦軸は
相対輝度Ｌ（対数スケール）、横軸は相対湿度（％）を
示している。
2 Ｏ3 誘電体薄膜の電気容量の変化を、ある交流電圧Ｖ
を素子にかけたときの発光により検知できる。図１５に
示すように、ＺｎＳ薄膜の端面からの発光輝度はフォト
ダイオード１２５により測定される。図１６にこの第５
実施例の輝度−相対湿度特性図を示す。ここで、縦軸は
相対輝度Ｌ（対数スケール）、横軸は相対湿度（％）を
示している。
【００３５】この図から明らかなように、これにより、
空気中の相対湿度を測定できる。発光層としては、Ｚｎ
Ｓ；Ｍｎだけでなく、ＳｒＳ；Ｃｅ、ＣａＳ：Ｅｕ等、
一般の薄膜エレクトロルミネッセント発光材料とを用い
ることができる。なお、本発明は上記実施例に限定され
るものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が
可能であり、これらを本発明の範囲から排除するもので
はない。
空気中の相対湿度を測定できる。発光層としては、Ｚｎ
Ｓ；Ｍｎだけでなく、ＳｒＳ；Ｃｅ、ＣａＳ：Ｅｕ等、
一般の薄膜エレクトロルミネッセント発光材料とを用い
ることができる。なお、本発明は上記実施例に限定され
るものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が
可能であり、これらを本発明の範囲から排除するもので
はない。
【００３６】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、次のような効果を奏することができる。 （１）請求項１記載の発明によれば、湿度センサにアヴ
ァランシェ型の電圧−伝導電荷特性を持つ半導体薄膜を
挿入したので、相対湿度によるＡｌ2 Ｏ3 の電気容量の
変化を、素子の伝導電荷または消費電力により検知でき
るようになった。すなわち、伝導電荷または消費電力
は、前記半導体薄膜中の電界がクランプされる前には指
数関数的に変化する。そのため、従来の湿度センサよ
り、特に低湿度において高感度な湿度センサが実現でき
る。
よれば、次のような効果を奏することができる。 （１）請求項１記載の発明によれば、湿度センサにアヴ
ァランシェ型の電圧−伝導電荷特性を持つ半導体薄膜を
挿入したので、相対湿度によるＡｌ2 Ｏ3 の電気容量の
変化を、素子の伝導電荷または消費電力により検知でき
るようになった。すなわち、伝導電荷または消費電力
は、前記半導体薄膜中の電界がクランプされる前には指
数関数的に変化する。そのため、従来の湿度センサよ
り、特に低湿度において高感度な湿度センサが実現でき
る。
【００３７】（２）請求項２記載の発明によれば、上記
（１）の効果に加え、第１の電極と半導体薄膜の間にＳ
ｉＯ2 誘電体層を用いるようにしたので、素子の絶縁耐
圧、信頼性の向上を図ることができる。 （３）請求項３記載の発明によれば、上記（１）の効果
に加え、特に、前記半導体薄膜としてＺｎＳ層は優れ
た、湿度センシング特性を示すことができる。
（１）の効果に加え、第１の電極と半導体薄膜の間にＳ
ｉＯ2 誘電体層を用いるようにしたので、素子の絶縁耐
圧、信頼性の向上を図ることができる。 （３）請求項３記載の発明によれば、上記（１）の効果
に加え、特に、前記半導体薄膜としてＺｎＳ層は優れ
た、湿度センシング特性を示すことができる。
【００３８】（４）請求項４記載の発明によれば、上記
（１）の効果に加え、ＳｒＳ層はＺｎＳ層に比べて、ク
ランプ電圧が低くなり、相対湿度を測定する際の動作電
圧を低くすることができる。 （５）請求項５記載の発明によれば、ｎ型シリコン基板
上に容易に、しかも、信頼性の高い電気容量式湿度セン
サを製作することができる。
（１）の効果に加え、ＳｒＳ層はＺｎＳ層に比べて、ク
ランプ電圧が低くなり、相対湿度を測定する際の動作電
圧を低くすることができる。 （５）請求項５記載の発明によれば、ｎ型シリコン基板
上に容易に、しかも、信頼性の高い電気容量式湿度セン
サを製作することができる。
【００３９】（６）請求項６又は７記載の発明によれ
ば、エレクトロルミネッセント発光材料からなる発光層
を挿入するようにしたので、相対湿度によるＡｌ2 Ｏ3
の電気容量の変化を、素子の発光、非発光により検知で
きるようになった。 （７）請求項８記載の発明によれば、上記（６）の効果
に加え、特に、共通の半導体基板上であって、発光層の
端面の方向にフォトダイオードを設けるようにしたの
で、光の屈折による閉じ込め効果のため、素子の端面に
は膜の上下方向に比べ約１０倍の密度で発光が集中す
る。このため、より微弱な発光であっても、集中した発
光を検知することができるので、特に低湿度においても
正確に相対湿度を求めることができる。
ば、エレクトロルミネッセント発光材料からなる発光層
を挿入するようにしたので、相対湿度によるＡｌ2 Ｏ3
の電気容量の変化を、素子の発光、非発光により検知で
きるようになった。 （７）請求項８記載の発明によれば、上記（６）の効果
に加え、特に、共通の半導体基板上であって、発光層の
端面の方向にフォトダイオードを設けるようにしたの
で、光の屈折による閉じ込め効果のため、素子の端面に
は膜の上下方向に比べ約１０倍の密度で発光が集中す
る。このため、より微弱な発光であっても、集中した発
光を検知することができるので、特に低湿度においても
正確に相対湿度を求めることができる。
【００４０】（８）請求項９記載の発明によれば、上記
（６）の効果に加え、特に、前記半導体薄膜としてＺｎ
Ｓ；Ｍｎ層は優れた、発光湿度センシング特性を示すこ
とができる。 （９）請求項１０記載の発明によれば、ｎ型シリコン基
板上に容易に、しかも、信頼性の高い発光型の電気容量
式湿度センサを製作することができる。
（６）の効果に加え、特に、前記半導体薄膜としてＺｎ
Ｓ；Ｍｎ層は優れた、発光湿度センシング特性を示すこ
とができる。 （９）請求項１０記載の発明によれば、ｎ型シリコン基
板上に容易に、しかも、信頼性の高い発光型の電気容量
式湿度センサを製作することができる。
【図１】本発明の第１実施例を示す電気容量式湿度セン
サの構造図である。
サの構造図である。
【図２】本発明の第１実施例を示す電気容量式湿度セン
サの電圧印加時の電子バンド構造を示す図である。
サの電圧印加時の電子バンド構造を示す図である。
【図３】本発明の第１実施例を示す電気容量式湿度セン
サの伝導電荷ΔＱと印加電圧Ｖとの関係を示す図であ
る。
サの伝導電荷ΔＱと印加電圧Ｖとの関係を示す図であ
る。
【図４】本発明の第１実施例を示す電気容量式湿度セン
サのＺｎＳ中の電界ＥZnS と印加電圧Ｖとの関係を示す
図である。
サのＺｎＳ中の電界ＥZnS と印加電圧Ｖとの関係を示す
図である。
【図５】本発明の第１実施例を示す電気容量式湿度セン
サの相対湿度０、５０、１００％のときの伝導電荷ΔＱ
と印加電圧Ｖとの関係を示す図である。
サの相対湿度０、５０、１００％のときの伝導電荷ΔＱ
と印加電圧Ｖとの関係を示す図である。
【図６】本発明の第１実施例を示す電気容量式湿度セン
サにある一定の電圧、例えば、１４Ｖを印加したときの
伝導電荷ΔＱと相対湿度との関係を示す図である。
サにある一定の電圧、例えば、１４Ｖを印加したときの
伝導電荷ΔＱと相対湿度との関係を示す図である。
【図７】従来のイオンプレーティング法によるＡｌ2 Ｏ
3 薄膜の比誘電率と相対湿度との関係を示す図である。
3 薄膜の比誘電率と相対湿度との関係を示す図である。
【図８】本発明の第２実施例の電気容量式湿度センサの
構造図である。
構造図である。
【図９】本発明の第３実施例の電気容量式湿度センサの
構造図である。
構造図である。
【図１０】本発明の第４実施例を示す電気容量式湿度セ
ンサの構造図である。
ンサの構造図である。
【図１１】本発明の第４実施例を示す電気容量式湿度セ
ンサの電圧印加時の電子バンド構造を示す図である。
ンサの電圧印加時の電子バンド構造を示す図である。
【図１２】本発明の第４実施例を示す電気容量式湿度セ
ンサのＺｎＳ中の電界ＥZnS と印加電圧Ｖとの関係を示
す図である。
ンサのＺｎＳ中の電界ＥZnS と印加電圧Ｖとの関係を示
す図である。
【図１３】本発明の第４実施例を示す電気容量式湿度セ
ンサに１００Ｈｚの交流電圧を印加した時の、相対湿度
０％、５０％、１００％での輝度と電圧との関係を示す
図である。
ンサに１００Ｈｚの交流電圧を印加した時の、相対湿度
０％、５０％、１００％での輝度と電圧との関係を示す
図である。
【図１４】本発明の第５実施例を示す電気容量式湿度セ
ンサの構造図である。
ンサの構造図である。
【図１５】本発明の第５実施例を示す電気容量式湿度セ
ンサの動作説明図である。
ンサの動作説明図である。
【図１６】本発明の第５実施例を示す電気容量式湿度セ
ンサの相対輝度−相対湿度との関係を示す図である。
ンサの相対輝度−相対湿度との関係を示す図である。
１１，８１，１２１ ｎ型シリコン基板 １２，９４，１０３，１２２ ＺｎＳ薄膜 １３，８３，９５，１０４，１２３ Ａｌ2 Ｏ3 誘電
体薄膜 １４，８４，９６，１０５，１２４ Ａｕ電極 ８２ ＳｒＳ薄膜 ９１，１０１ ガラス基板 ９２ 金属電極 ９３ ＳｉＯ2 誘電体層 １０２ ＩＴＯ電極 １２５ フォトダイオード
体薄膜 １４，８４，９６，１０５，１２４ Ａｕ電極 ８２ ＳｒＳ薄膜 ９１，１０１ ガラス基板 ９２ 金属電極 ９３ ＳｉＯ2 誘電体層 １０２ ＩＴＯ電極 １２５ フォトダイオード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 博実 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内
Claims (10)
- 【請求項１】（ａ）半導体基板と、（ｂ）該半導体基板
上に形成されるアヴァランシェ型の電圧−伝導電荷特性
を持つ半導体薄膜と、（ｃ）該半導体薄膜上に形成され
る吸湿性の誘電体薄膜と、（ｄ）該誘電体薄膜上に形成
される電極とを設け、（ｅ）前記基板と電極間に電圧を
印加することにより生じる伝導電荷または消費電力等の
物理量を検出することによって相対湿度を測定すること
を特徴とする電気容量式湿度センサ。 - 【請求項２】（ａ）ガラス基板と、（ｂ）該ガラス基板
に形成される第１の電極と、（ｃ）該第１の電極上に形
成される誘電体薄膜と、（ｄ）該誘電体薄膜上に形成さ
れるアヴァランシェ型の電圧−伝導電荷特性を持つ半導
体薄膜と、（ｅ）該半導体薄膜上に形成される吸湿性の
誘電体薄膜と、（ｆ）該誘電体薄膜上に形成される第２
の電極とを設け、（ｇ）前記第１の電極と第２の電極間
に電圧を印加することにより生じる伝導電荷または消費
電力等の物理量を検出することによって相対湿度を測定
することを特徴とする電気容量式湿度センサ。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の電気容量式湿度セ
ンサにおいて、前記半導体薄膜は、ＺｎＳである電気容
量式湿度センサ。 - 【請求項４】 請求項１又は２記載の電気容量式湿度セ
ンサにおいて、前記半導体薄膜は、ＳｒＳである電気容
量式湿度センサ。 - 【請求項５】 請求項１記載の電気容量式湿度センサに
おいて、前記半導体基板はｎ型シリコン基板である電気
容量式湿度センサ。 - 【請求項６】（ａ）ガラス基板と、（ｂ）該ガラス基板
上に形成される第１の電極と、（ｃ）該第１の電極上に
形成されるエレクトロルミネッセント発光材料からなる
発光層と、（ｄ）該発光層上に形成される吸湿性の誘電
体薄膜と、（ｅ）該誘電体薄膜上に形成される第２の電
極とを設け、（ｆ）前記第１の電極と第２の電極間に電
圧を印加することにより発光によって湿度の高低を感知
することを特徴とする電気容量式湿度センサ。 - 【請求項７】（ａ）半導体基板と、（ｂ）該半導体基板
上に形成されるエレクトロルミネッセント発光材料から
なる発光層と、（ｃ）該発光層上に形成される吸湿性の
誘電体薄膜と、（ｄ）該誘電体薄膜上に形成される第２
の電極とを設け、（ｅ）前記第１の電極と第２の電極間
に電圧を印加することにより発光によって湿度の高低を
感知することを特徴とする電気容量式湿度センサ。 - 【請求項８】 請求項７記載の電気容量式湿度センサに
おいて、前記発光層端面にフォトダイオードを設け、該
フォトダイオードにより発光輝度を検出し湿度を測定す
ることを特徴とする電気容量式湿度センサ。 - 【請求項９】 請求項７又は８記載の電気容量式湿度セ
ンサにおいて、前記エレクトロルミネッセント発光材料
はＺｎＳ；Ｍｎからなる電気容量式湿度センサ。 - 【請求項１０】 請求項７又は８記載の電気容量式湿度
センサにおいて、前記半導体基板はｎ型シリコン基板で
ある電気容量式湿度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21932094A JPH0882612A (ja) | 1994-09-14 | 1994-09-14 | 電気容量式湿度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21932094A JPH0882612A (ja) | 1994-09-14 | 1994-09-14 | 電気容量式湿度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0882612A true JPH0882612A (ja) | 1996-03-26 |
Family
ID=16733632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21932094A Withdrawn JPH0882612A (ja) | 1994-09-14 | 1994-09-14 | 電気容量式湿度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0882612A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6888156B2 (en) * | 2001-06-29 | 2005-05-03 | National Institute For Materials Science | Thin film device |
| US7259409B2 (en) | 2002-09-20 | 2007-08-21 | Tokyo Institute Of Technology | Thin film device and its fabrication method |
| JP2007278775A (ja) * | 2006-04-05 | 2007-10-25 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 湿度検出装置及び湿度検出方法 |
| JP2009047675A (ja) * | 2007-03-30 | 2009-03-05 | Ideal Star Inc | ガスセンサー、そのための気体検知モジュール、およびこれらを用いた気体計測システム |
| WO2012138054A2 (ko) * | 2011-04-07 | 2012-10-11 | 한국과학기술원 | 습도 센서, 습도 센싱 방법 및 이를 위한 트랜지스터 |
| IT201800004620A1 (it) * | 2018-04-17 | 2019-10-17 | Dispositivo a semiconduttore ad elevata sensibilita' per la rilevazione di specie chimiche fluide e relativo metodo di fabbricazione | |
| WO2020008935A1 (ja) * | 2018-07-04 | 2020-01-09 | 株式会社村田製作所 | 湿度センサーおよびそれを備えたｒｆｉｄタグ |
| US10797196B2 (en) | 2018-04-17 | 2020-10-06 | Stmicroelectronics S.R.L. | Photodetector including a Geiger mode avalanche photodiode and an integrated resistor and related manufacturing method |
| CN112313507A (zh) * | 2018-07-04 | 2021-02-02 | 株式会社村田制作所 | 复合传感器 |
| US11171255B2 (en) | 2018-04-17 | 2021-11-09 | Stmicroelectronics S.R.L. | High sensitivity optoelectronic device for detecting chemical species and related manufacturing method |
-
1994
- 1994-09-14 JP JP21932094A patent/JPH0882612A/ja not_active Withdrawn
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6888156B2 (en) * | 2001-06-29 | 2005-05-03 | National Institute For Materials Science | Thin film device |
| US7259409B2 (en) | 2002-09-20 | 2007-08-21 | Tokyo Institute Of Technology | Thin film device and its fabrication method |
| JP2007278775A (ja) * | 2006-04-05 | 2007-10-25 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 湿度検出装置及び湿度検出方法 |
| JP2009047675A (ja) * | 2007-03-30 | 2009-03-05 | Ideal Star Inc | ガスセンサー、そのための気体検知モジュール、およびこれらを用いた気体計測システム |
| WO2012138054A2 (ko) * | 2011-04-07 | 2012-10-11 | 한국과학기술원 | 습도 센서, 습도 센싱 방법 및 이를 위한 트랜지스터 |
| WO2012138054A3 (ko) * | 2011-04-07 | 2012-11-29 | 한국과학기술원 | 습도 센서, 습도 센싱 방법 및 이를 위한 트랜지스터 |
| US9664630B2 (en) | 2011-04-07 | 2017-05-30 | Korea Advanced Institute Of Science & Technology | Humidity sensor, humidity sensing method and transistor therefor |
| US11171255B2 (en) | 2018-04-17 | 2021-11-09 | Stmicroelectronics S.R.L. | High sensitivity optoelectronic device for detecting chemical species and related manufacturing method |
| US10797196B2 (en) | 2018-04-17 | 2020-10-06 | Stmicroelectronics S.R.L. | Photodetector including a Geiger mode avalanche photodiode and an integrated resistor and related manufacturing method |
| US11139411B2 (en) | 2018-04-17 | 2021-10-05 | Stmicroelectronics S.R.L. | High sensitivity semiconductor device for detecting fluid chemical species and related manufacturing method |
| IT201800004620A1 (it) * | 2018-04-17 | 2019-10-17 | Dispositivo a semiconduttore ad elevata sensibilita' per la rilevazione di specie chimiche fluide e relativo metodo di fabbricazione | |
| US11670732B2 (en) | 2018-04-17 | 2023-06-06 | Stmicroelectronics S.R.L. | High sensitivity semiconductor device for detecting fluid chemical species and related manufacturing method |
| WO2020008935A1 (ja) * | 2018-07-04 | 2020-01-09 | 株式会社村田製作所 | 湿度センサーおよびそれを備えたｒｆｉｄタグ |
| CN112313507A (zh) * | 2018-07-04 | 2021-02-02 | 株式会社村田制作所 | 复合传感器 |
| EP3767285A4 (en) * | 2018-07-04 | 2021-12-01 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | COMPOSITE SENSOR |
| US11913896B2 (en) | 2018-07-04 | 2024-02-27 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Humidity sensor and RFID tag including the same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0882612A (ja) | 電気容量式湿度センサ | |
| US5973415A (en) | Capacitance level sensor | |
| US4263576A (en) | Humidity sensitive device | |
| US20100085199A1 (en) | Dynamic Alarm Sensitivity Adjustment and Auto-Calibrating Smoke Detection | |
| US5132631A (en) | Glass surface coating detector | |
| US9746438B2 (en) | Humidity sensor with temperature compensation | |
| US4238758A (en) | Semiconductor gas sensor | |
| JPH07260721A (ja) | 環境センサの等価回路、臭い圧測定方法、臭い圧基準化方法、臭い検知装置、及び火災検知装置 | |
| US3453887A (en) | Temperature change measuring device | |
| RU94021693A (ru) | Изолированный сердечник электрода для датчика ph | |
| US6834547B2 (en) | Humidity sensor and fabrication method thereof | |
| JPWO2022019167A5 (ja) | ||
| JPS5873852A (ja) | 結露センサ | |
| US6144035A (en) | Ultraviolet sensing apparatus | |
| Haake | Temperature dependence of electroluminescence | |
| JPS59131152A (ja) | 還元性ガスセンサ | |
| US4484172A (en) | Humidity sensor, comprised of compound metal oxides with perovskite structure | |
| JPS5444524A (en) | Electrostatic recorder | |
| JPS60160183A (ja) | 光導電型検出器の温度補償方法 | |
| US3414490A (en) | Process for manufacturing an electroluminescent device | |
| JPS6310384B2 (ja) | ||
| CN118050089A (zh) | 一种基于稀土离子和钙钛矿量子点共掺杂复合发光材料的温度和色坐标互测方法 | |
| KR100325342B1 (ko) | 고온작동형 반도체식 일산화탄소 가스센서의 감지재료 | |
| JPS5821027Y2 (ja) | 火災報知器用センサ− | |
| JPS6222413B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20011120 |