JPS61281958A - 薄膜感湿素子 - Google Patents
薄膜感湿素子Info
- Publication number
- JPS61281958A JPS61281958A JP60122548A JP12254885A JPS61281958A JP S61281958 A JPS61281958 A JP S61281958A JP 60122548 A JP60122548 A JP 60122548A JP 12254885 A JP12254885 A JP 12254885A JP S61281958 A JPS61281958 A JP S61281958A
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- JP
- Japan
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- film
- thin film
- sensitive element
- moisture sensitive
- silicon substrate
- Prior art date
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- Granted
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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、薄膜感湿素子に関する。更に詳しくは、耐環
境性にすぐれかつ応答性の点でも良好な薄膜感湿素子に
関する。
境性にすぐれかつ応答性の点でも良好な薄膜感湿素子に
関する。
基板表面にくし型電極などの取出電極を形成させた薄膜
感湿素子の基板としては、ガラス板などの絶縁物が考え
られるが、ガラス板は熱伝導が悪いばかりではなく、素
子の電気特性が相対湿度のみに依存する場合などでは、
特に薄膜の即応性を損わせてしまうことにもなる。また
、測定雰囲気の急激な温度変化により表面に結露を生じ
た場合などには、基板の温度追従性が悪いため、正確な
湿度の測定を困難とする。
感湿素子の基板としては、ガラス板などの絶縁物が考え
られるが、ガラス板は熱伝導が悪いばかりではなく、素
子の電気特性が相対湿度のみに依存する場合などでは、
特に薄膜の即応性を損わせてしまうことにもなる。また
、測定雰囲気の急激な温度変化により表面に結露を生じ
た場合などには、基板の温度追従性が悪いため、正確な
湿度の測定を困難とする。
本発明者らは、耐環境性にすぐれかつ応答性の点でも良
好な導電性くし型電極１有する薄膜感湿素子を求めて種
々検討の結果、特定の絶縁性基板を用いかつくし型電極
部分を特定の高分子薄膜で覆うことにより、かかる課題
が効果的に解決されることを見出した。
好な導電性くし型電極１有する薄膜感湿素子を求めて種
々検討の結果、特定の絶縁性基板を用いかつくし型電極
部分を特定の高分子薄膜で覆うことにより、かかる課題
が効果的に解決されることを見出した。
〔問題点を解決するための手段〕および〔作用〕従って
、本発明は薄膜感湿素子に係り、この薄膜感湿素子は、
シリコン基板表面を酸化して形成させた絶縁膜の上に更
に形成させた導電性くし型電極を高分子薄膜で覆ってな
る。
、本発明は薄膜感湿素子に係り、この薄膜感湿素子は、
シリコン基板表面を酸化して形成させた絶縁膜の上に更
に形成させた導電性くし型電極を高分子薄膜で覆ってな
る。
基板材料として、従来からガラスプレートなどがよく用
いられているが、ガラスは熱伝導率が１．３８Ｗ／ｍ−
ｋ（３００ｋ）と低く、温度変化に対する応答が遅い、
これに対して、シリコンの熱伝導率は１．４５ Ｘ １
０” Ｗ／■、 ｋ （３００ｋ）と、ガラスのそれよ
りも２桁も大きいため、応答速度が大幅に改善できる。
いられているが、ガラスは熱伝導率が１．３８Ｗ／ｍ−
ｋ（３００ｋ）と低く、温度変化に対する応答が遅い、
これに対して、シリコンの熱伝導率は１．４５ Ｘ １
０” Ｗ／■、 ｋ （３００ｋ）と、ガラスのそれよ
りも２桁も大きいため、応答速度が大幅に改善できる。
本発明においては、このような好ましい特性を有するシ
リコンの表面を酸化して絶縁化し、基板として有効に使
用せんとするものである。
リコンの表面を酸化して絶縁化し、基板として有効に使
用せんとするものである。
基板材料としてのシリコンには、厚さ約０．２〜Ｑ、５
ｍｍ程度のシリコンウェハーが一般に用いられ。
ｍｍ程度のシリコンウェハーが一般に用いられ。
その表面は熱酸化、陽極酸化などにより酸化される。一
般には、熱酸化法が用いられ、その場合にはこのシリコ
ンウェハーを酸素の流通下に、約８００〜１２５０℃に
約１〜４時間加熱することにより。
般には、熱酸化法が用いられ、その場合にはこのシリコ
ンウェハーを酸素の流通下に、約８００〜１２５０℃に
約１〜４時間加熱することにより。
その表面を熱酸化して酸化けい素（ＳｉＯ□）の絶縁膜
を形成させる。形成される絶縁膜の厚さは、熱酸化条件
、主として加熱温度および加熱時間によって左右される
が、一般には約０．１〜０．５μＩ程度に形成される。
を形成させる。形成される絶縁膜の厚さは、熱酸化条件
、主として加熱温度および加熱時間によって左右される
が、一般には約０．１〜０．５μＩ程度に形成される。
このようにしてシリコン基板表面に形成された絶縁膜の
上には、更に導電性くし型電極が形成される。導電性く
し型電極の形成に際しては、まずこの絶縁膜上にステン
レススチール、ハステロイＣ、インコネル、モネル、金
などの耐食性金属や銀、アルミニウムなどの電極形成材
料金属をスパッタリング法、イオンブレーティング法な
どにより、約０．１〜０．５μ腸程度の厚さの薄膜が形
成され。
上には、更に導電性くし型電極が形成される。導電性く
し型電極の形成に際しては、まずこの絶縁膜上にステン
レススチール、ハステロイＣ、インコネル、モネル、金
などの耐食性金属や銀、アルミニウムなどの電極形成材
料金属をスパッタリング法、イオンブレーティング法な
どにより、約０．１〜０．５μ腸程度の厚さの薄膜が形
成され。
次にそこにフォトレジストパターンを形成させる。
例えば、アルミニウムの場合には、このようにして形成
された電極形成材料金属薄膜へのフォトレジストパター
ンの形成は１周知のフォトリソグラフ工程を適用するこ
とによって行われる。即ち、金属薄膜上にフォトレジス
トコーティングを行ない、そこにくし型電極のパターン
の陰画または陽画を焼付けたガラス乾板を重ね、光照射
による焼付けおよび現像によって行われる。この後、湿
式化学エツチングが行われるが、エツチング液としては
、リン酸−硫酸−無水クロム酸−水（重量比６５ ：
１５ ： ５ ： １５）混合液、 ＢＨＦ（フッ酸系
）、塩化第２鉄水溶液、硝酸、リン酸−硝酸混合液など
が用いられる。
された電極形成材料金属薄膜へのフォトレジストパター
ンの形成は１周知のフォトリソグラフ工程を適用するこ
とによって行われる。即ち、金属薄膜上にフォトレジス
トコーティングを行ない、そこにくし型電極のパターン
の陰画または陽画を焼付けたガラス乾板を重ね、光照射
による焼付けおよび現像によって行われる。この後、湿
式化学エツチングが行われるが、エツチング液としては
、リン酸−硫酸−無水クロム酸−水（重量比６５ ：
１５ ： ５ ： １５）混合液、 ＢＨＦ（フッ酸系
）、塩化第２鉄水溶液、硝酸、リン酸−硝酸混合液など
が用いられる。
このようにして絶縁性基板上に形成させた導電性くし型
電極の表面は、感湿特性にすぐれた高分子薄膜によって
覆われる。この高分子薄膜の形成は、一般にプラズマ重
合法によって行われ、プラズマ重合される単量体として
は１例えばトリメチルシリルジメチルアミン、トリエチ
ルシラザン。
電極の表面は、感湿特性にすぐれた高分子薄膜によって
覆われる。この高分子薄膜の形成は、一般にプラズマ重
合法によって行われ、プラズマ重合される単量体として
は１例えばトリメチルシリルジメチルアミン、トリエチ
ルシラザン。
ヘキサメチルジシラザン、ヘキサメチルシクロトリシラ
ザンなどの含窒素有機けい素化合物が用いられる。
ザンなどの含窒素有機けい素化合物が用いられる。
このプラズマ重合法により、約０．２〜０．６μ園程度
の厚さの高分子薄膜が取出電極部分を除いて形成される
が、形成されたプラズマ重合膜は電気抵抗が高く、通常
は絶縁性の薄膜であるが、その表面を臭化メチル、臭化
エチル、ヨウ化メチル、ヨウ化エチルなどのハロゲン化
アルキルのガスと接触させると、その抵抗値を下げるこ
とができる。
の厚さの高分子薄膜が取出電極部分を除いて形成される
が、形成されたプラズマ重合膜は電気抵抗が高く、通常
は絶縁性の薄膜であるが、その表面を臭化メチル、臭化
エチル、ヨウ化メチル、ヨウ化エチルなどのハロゲン化
アルキルのガスと接触させると、その抵抗値を下げるこ
とができる。
これは、化学反応や拡散現象により、膜中に臭素やヨウ
素が取り込まれ、そのために導電性が改善されるためと
考えられる。
素が取り込まれ、そのために導電性が改善されるためと
考えられる。
図面の第１図は、本発明に係る薄膜感湿素子の一態様を
示すそれの平面図であり、表面に熱酸化絶縁膜を形成さ
せたシリコン基板１上に導電性くし型電極２，２′が形
成され、その表面はプラズマ重合［３によって覆われて
おり、この重合膜によって覆われていない取出電極部分
には、半田付けあるいは銀ペースト４，４′により、リ
ード線５．５′が取り付けられている。
示すそれの平面図であり、表面に熱酸化絶縁膜を形成さ
せたシリコン基板１上に導電性くし型電極２，２′が形
成され、その表面はプラズマ重合［３によって覆われて
おり、この重合膜によって覆われていない取出電極部分
には、半田付けあるいは銀ペースト４，４′により、リ
ード線５．５′が取り付けられている。
本発明に係る薄膜感湿素子は、絶縁基板としてシリコン
基板の表面を酸化したものを用いることにより、素子の
環境への温度追従性が良好となり、応答速度が改善され
る。また、プラズマ重合膜よりなる、感湿膜としての高
分子薄膜のハロゲン化アルキルによる処理は、導電性の
更に一層の向上を達成せしめる。
基板の表面を酸化したものを用いることにより、素子の
環境への温度追従性が良好となり、応答速度が改善され
る。また、プラズマ重合膜よりなる、感湿膜としての高
分子薄膜のハロゲン化アルキルによる処理は、導電性の
更に一層の向上を達成せしめる。
次に、実施例について本発明を説明する。
実施例
厚さ０．５ｍ＋ｍのシリコンウェハーを、酸素流通下の
管状炉中で、１２００℃に２時間加熱し、その表面に約
０．２μ票に達していると思われる酸化けい素絶＃膜を
形成させた。この絶縁膜上に、アルミニウムーけい素（
９９：１）のスパッタリング膜を約Ｏ０３μ■の厚さで
形成させ、この薄膜にフォトレジストパターンを形成さ
せた後、湿式化学エツチングすることにより１幅１００
μｍ、間隔１００μｍの線状歯を１３膿の長さで多数本
形成させ、その長さの内１１■に相当する部分で互いに
対向する線状歯同士が噛み合っているような状態のくし
型電極を形成させた。
管状炉中で、１２００℃に２時間加熱し、その表面に約
０．２μ票に達していると思われる酸化けい素絶＃膜を
形成させた。この絶縁膜上に、アルミニウムーけい素（
９９：１）のスパッタリング膜を約Ｏ０３μ■の厚さで
形成させ、この薄膜にフォトレジストパターンを形成さ
せた後、湿式化学エツチングすることにより１幅１００
μｍ、間隔１００μｍの線状歯を１３膿の長さで多数本
形成させ、その長さの内１１■に相当する部分で互いに
対向する線状歯同士が噛み合っているような状態のくし
型電極を形成させた。
次いで、このくし型電極部分を十分覆うように、トリメ
チルシリルメチルアミンのプラズマ重合膜を約０．２μ
ｍの厚さで形成させ、その後このプラズマ重合膜に臭化
メチルガスを６０℃で４５時間気相接触させた。
チルシリルメチルアミンのプラズマ重合膜を約０．２μ
ｍの厚さで形成させ、その後このプラズマ重合膜に臭化
メチルガスを６０℃で４５時間気相接触させた。
第１図は、本発明に係る薄膜感湿素子の一態様を示すそ
れの平面図である。 （符号の説明） １・・・・熱酸化絶縁膜を形成させたシリコン基板２・
・・・導電性くし型電極 ３・・・・プラズマ重合膜
れの平面図である。 （符号の説明） １・・・・熱酸化絶縁膜を形成させたシリコン基板２・
・・・導電性くし型電極 ３・・・・プラズマ重合膜
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、シリコン基板表面を酸化して形成させた絶縁膜の上
に更に形成させた導電性くし型電極を高分子薄膜で覆っ
てなる薄膜感湿素子。 ２、シリコン基板表面の酸化が熱酸化によって行われた
特許請求の範囲第１項記載の薄膜感湿素子。 ３、高分子薄膜がプラズマ重合膜である特許請求の範囲
第１項記載の薄膜感湿素子。 ４、高分子薄膜がハロゲン化アルキルで処理されたプラ
ズマ重合膜である特許請求の範囲第１項または第３項記
載の薄膜感湿素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60122548A JPS61281958A (ja) | 1985-06-07 | 1985-06-07 | 薄膜感湿素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60122548A JPS61281958A (ja) | 1985-06-07 | 1985-06-07 | 薄膜感湿素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61281958A true JPS61281958A (ja) | 1986-12-12 |
| JPH0528340B2 JPH0528340B2 (ja) | 1993-04-26 |
Family
ID=14838599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60122548A Granted JPS61281958A (ja) | 1985-06-07 | 1985-06-07 | 薄膜感湿素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61281958A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01121745A (ja) * | 1987-11-05 | 1989-05-15 | Nok Corp | 薄膜感湿素子 |
| JPH01217252A (ja) * | 1988-02-25 | 1989-08-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 湿度センサ |
| US6445565B1 (en) | 2001-02-15 | 2002-09-03 | Denso Corporation | Capacitive moisture sensor and fabrication method for capacitive moisture sensor |
| US6580600B2 (en) | 2001-02-20 | 2003-06-17 | Nippon Soken, Inc. | Capacitance type humidity sensor and manufacturing method of the same |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57130257U (ja) * | 1981-02-09 | 1982-08-13 | ||
| JPS59206753A (ja) * | 1983-05-11 | 1984-11-22 | Hitachi Ltd | 湿度センサ |
-
1985
- 1985-06-07 JP JP60122548A patent/JPS61281958A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57130257U (ja) * | 1981-02-09 | 1982-08-13 | ||
| JPS59206753A (ja) * | 1983-05-11 | 1984-11-22 | Hitachi Ltd | 湿度センサ |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01121745A (ja) * | 1987-11-05 | 1989-05-15 | Nok Corp | 薄膜感湿素子 |
| JPH01217252A (ja) * | 1988-02-25 | 1989-08-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 湿度センサ |
| US6445565B1 (en) | 2001-02-15 | 2002-09-03 | Denso Corporation | Capacitive moisture sensor and fabrication method for capacitive moisture sensor |
| US6580600B2 (en) | 2001-02-20 | 2003-06-17 | Nippon Soken, Inc. | Capacitance type humidity sensor and manufacturing method of the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0528340B2 (ja) | 1993-04-26 |
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