KR101532151B1 - 습도센서 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 습도센서는 표면에 증착된 절연막을 포함하는 기판, 상기 기판 상에 형성되고 접촉 확장부를 구비하는 하부전극, 상기 하부전극 상에 구비되고 상기 접촉 확장부를 통해 일부가 노출되는 고분자 소재의 수분 감지층; 및 상기 수분 감지층 상에 형성되고 개방부가 구비되어 상기 수분 감지층의 일부가 노출되는 상부전극을 포함하고, 상기 접촉 확장부를 통해 노출되는 상기 수분 감지층에 외부 공기가 접촉되도록 상기 접촉 확장부는 외부와 연통될 수 있다.

Description

습도센서 및 그 제조방법 {Humidity sensor and manufacturing method therefor}
본 발명은 고분자 소재를 이용한 습도센서에 관한 것으로 보다 자세하게는 외부 공기와의 접촉면적이 증대된 수분 감지층을 포함하는 습도센서 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 센서(sensor)란 온도, 압력, 소리, 빛 등 여러 종류의 물리량을 검지/검출하거나 측정하여 신호로 전달하는 기능을 갖춘 소자(素子), 또는 이러한 소자를 이용한 계측기를 일컫는 것으로, 특히 공기 중의 수증기를 검지/검출하는 센서를 습도센서라고 한다.
이러한 습도센서는 다양한 구조로 제작되고 있으며, 습기를 검출하는 박막을 구성하고 이 박막이 습기에 노출되는 경우 전기 전도도가 변화하는 것을 이용하는 구조가 주로 사용되고 있다.
이때, 감습막으로서 폴리이미드(polyimide) 등의 폴리머(polymer) 박막이 이용되는 경우가 있으며, 이는 최근에 기존의 박막을 대체하기 위한 재료로 사용되고 있다. 다만 폴리머 박막은 그 자체로는 전기적 특성을 얻기가 어려우므로, 또 다른 박막 위에 폴리머 박막을 형성하고 폴리머 박막의 변형에 의하여 전기적 특성이 변화하는 현상을 이용하고 있다.
습도측정 방법에 대해 설명하면, 우선 기판 위에 금속막을 증착 및 패터닝하여 감습소자용 하부전극을 형성하고, 상기 하부전극 상에 감습막을 형성한다. 그 다음 상기 감습막 상에 하부전극과 같은 재질의 금속막을 증착 및 패터닝하여 감습소자용 상부전극을 형성해, 상부전극과 하부전극 사이에 감습막이 구비된 평핸판 커패시터 구조를 갖도록 한다.
여기서, 상부전극에는 물분자가 감습막 내부로 통과할 수 있도록 하기 위하여 부분적인 개방부를 형성할 수 있다.
이때, 감습막이 커패시터의 유전체 역할을 하기 때문에 수증기가 상부전극에 구비된 개방부를 통해 감습막과 접촉하여 박막 내부로 침투하게되면 박막 내부에 물분자가 존재하여 유전체 혼합물이 형성된다.
즉, 주위의 습도변화에 따라 유전체 혼합물의 비유전상수가 변하게 되어 습도변화를 검출할 수 있다.
한편, 기술의 발전에 따라 이러한 습도센서도 소형화가 요구되고 있는 실정이며, 이렇게 습도센서를 소형화하는 경우 감습막의 공기 중으로 노출되는 노출면을 충분히 확보하기 어렵다는 문제점이 있었다.
본 발명의 실시예에 따른 습도센서는 하부전극에도 접촉 확장부를 형성함으로써 외부 공기로로 노출되는 수분 감지층의 면적을 증가시키는데 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 습도센서는표면에 증착된 절연막을 포함하는 기판; 상기 기판상에 형성되고 접촉 확장부를 구비하는 하부전극; 상기 하부전극 상에 구비되고 상기 접촉 확장부를 통해 일부가 노출되는 고분자 소재의 수분 감지층; 및 상기 수분 감지층 상에 형성되고 개방부가 구비되어 상기 수분 감지층의 일부가 노출되는 상부전극;을 포함하고, 상기 접촉 확장부를 통해 노출되는 상기 수분 감지층에 외부 공기가 접촉되도록 상기 접촉 확장부는 외부와 연통될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 습도센서에서 상기 접촉 확장부를 외부와 연통하도록 하는 순환통로는 상부전극의 개방부에서 기판까지 관통구비된 제1 순환통로와 상기 제1 순환통로에서 하부전극 저면을 따라 연장 형성되는 제2 순환통로를 포함 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 습도센서에서 상기 접촉 확장부는 상기 하부전극에 구비되는 적어도 하나의 관통홀로 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 습도센서에서 상기 접촉 확장부는 상기 관통홀이 일방향으로 모두 연결된 형태로 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 습도센서에서 상기 접촉 확장부와 상기 개방부는 상기 기판에 수직한 방향으로 적어도 일부가 겹칠 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 습도센서에서 상기 접촉 확장부와 상기 개방부는 상기 기판에 수직한 방향으로 상호 다른 위치에 구비될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 습도센서에서 상기 상부전극 상에는 보호층이 구비될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 습도센서에서 상기 기판에는 돌출 형성된 적어도 하나의 지지부가 구비되고, 상기 지지부는 하부전극을 지지하도록 배치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서 상기 지지부는 기둥 형상으로 구비될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 습도센서에서 상기 수분 감지층에서 상기 접촉 확장부에 대응되는 부분 중 적어도 일부는 수분감지층 내측으로 식각되어 함몰부를 형성할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 습도센서에서 상기 수분 감지층에서 상기 개방부에 대응되는 적어도 일부는 수분감지층 내측으로 식각되어 함몰부를 형성할 수 있다
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 습도센서 제조방법은 기판을 제공하는 단계; 상기 기판 상에 1차 절연막을 형성하는 단계; 상기 절연막의 일측에 희생층을 형성하는 단계; 상기 희생층이 형성되지 않은 절연막 상에 2차 절연막을 형성하는 단계; 상기 희생층 및 2차 절연막 상에 접촉 확장부를 구비하는 하부전극을 형성하는 단계; 상기 하부전극 상에 수분 감지층을 형성하는 단계; 상기 수분 감지층 상에 개방부를 구비하는 상부 전극을 형성하는 단계; 상기 희생층을 제거하는 단계로 이루어질 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 습도센서 제조방법에서 상기 하부전극을 형성하는 단계는 상기 접촉 확장부의 적어도 일측이 상기 희생층 상에 구비되도록 형성하는 단계일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 습도센서 제조방법에서 상기 하부전극을 형성하는 단계, 수분 감지층을 형성하는 단계 및 상부전극을 형성하는 단계는 상기 희생층의 적어도 일측이 외부로 노출되도록 하는 단계일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 습도센서 제조방법에서 상기 기판을 제공하는 단계는 상기 기판의 일측에 지지부가 구비되어 상기 하부전극을 지지할 수 있는 기판을 제공하는 단계일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 습도센서 제조방법은 상기 상부전극 상에 보호층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 습도센서는 외부 공기로 노출되는 수분 감지층의 면적이 증가하여 습도를 감지할 수 있는 센서의 감도가 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 습도센서의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 습도센서의 분해 사시도이다.
도 3의 (a) 및 도 3의 (b)는 서로 다른 실시예에 따른 도 1의 A-A' 단면도이다.
도 4의 (a) 및 도 4의 (b)는 하부전극의 실시예들을 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 습도센서의 단면도이다.
도 6의 (a) 및 도 6의 (b)는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 습도센서의 단면도이다.
도 7의 (a) 및 도 7의 (b)는 도 6에 도시된 기판의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 습도센서 제조방법의 간략 흐름도이다.
도 9a 내지 도 9i는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 습도센서 제조방법을 공정순으로 도시한 공정도이다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 습도센서의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 습도센서의 분해 사시도이고, 도 3의 (a) 및 도 3의 (b)는 서로 다른 실시예에 따른 도 1의 A-A' 단면도이고, 도 4의 (a) 및 도 4의 (b)는 하부전극의 실시예를 도시한 사시도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 습도센서(100)는 기판(10), 하부전극(20), 수분 감지층(30), 상부전극(40) 및 순환통로(50)를 포함할 수 있다.
기판(10)은 플레이트층(11)과 절연막(12)으로 이루어질 수 있으며, 상기 플레이트층(11)은 글래스(glass), 산화알루미늄 또는 실리콘(Si) 등으로 제조될 수 있다.
또한, 상기 플레이트층(11)의 상부에는 절연막(12)이 증착될 수 있으며, 상기 절연막(12)은 예컨대 SiO2, Si3N4, SiOxNy 등으로 이루어진 절연막(12)일 수 있다.
한편, 상기 기판(10)에는 순환통로(50)가 구비될 수 있다. 즉, 기판(10)에 증착되는 절연막(12)의 일부가 제거되어 함몰부(15)를 구비할 수 있으며, 상기 함몰부(15)는 하부전극(20) 저면으로 이어지는 순환통로(50)를 형성할 수 있다. 순환통로(50)에 관해서는 후술하겠다.
하부전극(20)은 상기 기판(10)상에 형성될 수 있으며 접촉 확장부(21)를 구비할 수 있다. 또한, 외부회로 및 상부전극(40)과의 연결을 위한 연결단자(미도시)를 구비할 수 있다.
즉, 하부전극(20)은 기판(10)의 절연막(12) 상측에 구비되는 것으로서, Cr, Al, Pt 또는 Au와 같은 금속막을 증착 및 패터닝 하여 형성할 수 있으며, 일측이 개방된 접촉 확장부(21)를 구비할 수 있다.
상기 접촉 확장부(21)는 외부 공기와 후술할 수분 감지층(30)이 접촉하는 면적을 넓히기 위한 것으로 하부전극(20)의 일측을 관통하여 수분 감지층(30)이 외부 공기로 노출되도록 형성될 수 있다.
도 4의 (a) 및 도 4의 (b)를 참조하여, 상기 접촉 확장부(21)의 형상을 보다 상세히 설명하면, 접촉 확장부(21)는 하부전극(20)에 구비되는 적어도 하나의 관통홀(도 4의 (a)참조)로 구비될 수 있다. 즉, 하부전극(20)을 관통하는 복수개의 관통홀로 이루어질 수 있으며, 관통홀의 형상은 원형의 홀, 다각형의 홀 등으로 다양할 수 있다.
또한, 상기 접촉 확장부(21)는 상기 관통홀이 일방향으로 모두 연결된 형태(도 4의 (b)참조)로 구비될 수 있다. 여기서, 하부전극(20)에 구비되는 접촉 확장부(21)는 공기층과 수분 감지층(30)의 접촉면적을 추가적으로 확대하기 위한 것으로 전술한 실시예에 제한되지 않고 상기의 역할을 수행할 수 있는 구조이면 다양하게 변경 가능할 수 있으나, 이 또한 본 발명의 기술적 사상 내에 포함됨을 밝혀둔다.
한편, 하부전극(20)의 상측에는 상기 접촉 확장부를 통해 일부가 노출되는 고분자 소재의 수분 감지층(30)이 형성될 수 있다.
즉, 상기 수분 감지층(30)은 고분자 용액을 하부전극(20)에 스핀코팅 등을 이용하여 형성할 수 있으며, 고분자 용액으로는 폴리이미드 용액 또는 묽은 감광성 폴리이미드를 사용할 수 있다.
이때, 수분 감지층(30) 일부는 상기 접촉 확장부(21)를 통해 외부 공기로 노출될 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이 상기 수분 감지층(30)이 외부 공기로 노출되는 부분은 하부전극(10)의 접촉 확장부(21)의 형상에 대응하여 다양할 수 있다.
한편, 수분 감지층(30)에서 접촉 확장부(21) 또는 후술할 개방부(41)에 대응되는 부분 중 적어도 일부는 수분 감지층(30) 내측으로 식각되어 식각부(S)를 형성할 수 있다.
이때, 상기 식각부(S)는 수분 감지층(30)이 공기층으로 노출되는 면적을 증가시키는 역할을 할 수 있다.
상부전극(40)은 수분 감지층(30) 상측에 형성될 수 있으며, 개방부가 구비되어 상기 수분 감지층의 일부가 노출될 수 있다. 또한, 상기 상부 전극(40)은 외부회로(미도시) 및 하부전극(20)과 연결을 위한 연결단자(미도시)를 구비할 수 있다.
또한, 상부전극(40)은 상기 하부전극(20)과 마찬가지로 Cr, Al, Pt 또는 Au와 같은 금속막을 수분 감지층(30)에 증착 및 패터닝 하여 형성할 수 있다.
상기 상부전극(40)에 구비되는 개방부(41)는 수분 감지층(30)이 외부 공기에 노출되도록 하기 위한 것으로 상부전극(40)의 내측에 관통되어 구비될 수 있다.
여기서, 상기 개방부(41)의 형상은 상기 하부전극(20)의 접촉 확장부(21)와 대응되게 구비될 수 있으며, 이러한 경우, 상기 접촉 확장부(21)와 상기 개방부(41)는 적어도 일부가 기판(10)에 수직한 방향으로 겹칠 수 있다.
다시 설명하면, 개방부(41)와 접촉 확장부(21)의 형상 및 배치가 서로 동일한 경우 접촉확장부(21)의 기판에 수직방향 상측에는 개방부(41)가 위치할 수 있으며, 개방부(41)와 접촉 확장부(21)의 형상 및 배치가 다소 상이하여도, 접촉 확장부(21)의 수직 방향 상측에는 개방부(41)의 적어도 일측이 위치할 수 있다.
뿐만 아니라, 도 5를 참조하면, 접촉 확장부(21)와 개방부(41)는 기판에 수직한 방향으로 상호 다른 위치에 구비될 수 있다.
즉, 접촉 확장부(21)와 개방부(41)의 배치는 구조적 필요에 따라 다양하게 변경 가능할 수 있다. 다만, 접촉 확장부(21)와 개방부(41) 배치방법에 상관없이 하부전극(20)과 상부전극(40)의 금속막은 기판에 수직한 방향으로 적어도 일측이 겹쳐지도록 배치될 수 있다.
한편, 상기 상부전극(40)의 상측에는 보호층(42)이 구비될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 습도센서(100)는 상기 상부전극(40), 수분 감지층(30) 및 하부전극(20)을 관통하는 순환통로(50)를 구비할 수 있다.
따라서, 상기 접촉 확장부(21)는 상기 접촉 확장부(21)를 통해 노출되는 상기 수분 감지층(30)에 외부 공기가 접촉되도록 외부와 연통될 수 있다.
여기서, 상기 접촉 확장부를 외부와 연통하도록 하는 순환 통로(50)는 상부전극(40)의 개방부(41)에서 기판까지 관통 구비되는 제1 순환통로(51) 및 상기 제1 순환통로(51)에서 하부전극(20)의 저면을 따라 상기 절연막(12)을 일부 제거하여 연장 형성되는 제2 순환통로(52)로 이루어질 수 있다.
즉, 상기 제1 순환통로(51)는 상부전극(40)의 개방부(41)에서 기판(10)까지 관통 형성될 수 있으며, 구체적으로는 기판(10)에 층착된 절연막(12)까지 형성되는 통로일 수 있다. 여기서, 외부의 공기는 1차적으로 상기 제1 순환통로(51)를 통해 기판(10)의 상부까지 흐를 수 있다.
또한, 제1 순환통로(51)의 형상은 원기둥, 다각기둥 등으로 다양할 수 있으며, 반드시 이에 제한되지는 않고 개방부(41)와 기판(10)을 연결하는 구조이면 변경 가능함을 밝혀둔다.
한편, 제2 순환통로(52)는 상기 제1 순환통로에서 하부전극(20)의 저면을 따라 상기 절연막(12)을 일부 제거하여 연장 형성될 수 있다.
따라서, 상기 제1 순환통로(51)를 통해 유입된 외부 공기는 다시 상기 제2 순환통로(52)를 따라 하부전극(20)의 저면으로 흐르게 되고, 이때, 상기 하부전극(20)에 구비되는 접촉 확장부(21)를 통해 수분 감지층(30)과 접촉하게 된다.
결과적으로, 이러한 순환통로(50)는 외부 공기층을 하부전극(20)의 저면으로 유입시켜 공기층이 하부전극(20)의 접촉 확장부(21)를 통해 노출된 수분 감지층(30)과 접촉하게 함으로써 외부 공기와 접촉하는 수분 감지층(30)의 표면적을 증대시키는 역할을 할 수 있다. 즉, 이러한 일련의 과정을 통해 습도센서(100)의 센서 감도는 향상될 수 있다.
도 6의 (a) 및 도 6의 (b)는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 습도센서의 단면도이다.
도 6의 (a) 및 도 6의 (b)를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 습도센서는 기판(10), 하부전극(20), 수분 감지층(30), 상부전극(40) 및 순환통로(50)을 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 습도센서는 도 1 내지 도 5에 도시된 습도센서와 다른 구성은 동일하고 기판(10)의 구성만이 차별될 수 있다.
따라서, 동일한 구성에 대한 자세한 설명은 생략하고 상기한 설명에 갈음하기로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서 상기 기판(10)은 하부전극(20)의 저면을 지지하는 지지부(13)를 포함할 수 있으며, 상기 지지부(13)는 기판(10)의 플레이트층(11)이 돌출되어 형성되거나 절연막(12)을 증착하여 구비될 수 있다.
즉, 상기 지지부(13)는 기둥 형상으로 적어도 하나가 형성될 수 있으며, 하부전극(20) 저면과 접하도록 구비되어 하부전극(20)을 지지함으로써, 습도센서(100)의 안정성을 강화시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 실시예들에 따른 습도센서의 구조적 측면에 대해 설명하였다. 이하에서는 도 8 및 도 9를 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 습도센서의 제조방법에 대해 설명하겠다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 습도센서 제작 방법의 간략 흐름도이고, 도 9a 내지 도 9의i는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 습도센서 제조방법을 공정순으로 도시한 공정도이다.
도 8 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 습도센서 제조방법은 우선 기판(10)을 제공하는 단계(S10)로 이루어질 수 있으며, 상기 기판(10)은 글래스(glass), 산화알루미늄 또는 실리콘(Si) 재질 일 수 있다. 또한, 상기 기판(10)은 일측이 돌출되어 지지부(13)가 구비된 기판(10)일 수 있다.
상기 기판을 제공하는 단계(S10)가 이루어지면, 이어서 기판(10) 상에 1차 절연막(12a)을 형성하는 단계(S20)가 수행된다. 이때 상기 1차 절연막(12a)은 SiO2, Si3N4, SiOxNy 등으로 이루어질 수 있다.
상기 1차 절연막(12a)을 형성하는 단계(S20)가 수행된 후에는 상기 1차 절연막(12a)의 일측에 희생층(14)을 형성하는 단계(S30)이 이루어질 수 있으며, 상기 희생층(14)은 옥사이드계열 성분을 포함할 수 있다.
다음으로는 2차 절연막(12b)을 형성하는 단계(S40)가 수행된다. 이때, 상기 2차 절연막(12b)은 상기 희생층(14)이 형성되지 않은 1차 절연막(12a) 상에 형성될 수 있으며, 1차 절연막(12a)과 동일한 성분으로 이루어질 수 있다.
이어서, 상기 2차 절연막(12b) 및 희생층(14)상에 접촉 확장부(21)를 구비하는 하부전극(20)을 형성하는 단계(S50)가 수행된다. 하부전극(20)은 Cr, Al, Pt 또는 Au와 같은 금속막을 진공증기 증착법 또는 스퍼터링을 포함하는 물리적 증착법 중 어느 하나를 이용하여 형성될 수 있으며, 상기 접촉 확장부(21)는 상기 희생층(14)의 상부에 위치되도록 형성될 수 있다.
하부전극(20)이 형성되면 하부전극(20)상에 수분 감지층(30)을 형성하는 단계(S60)가 이루어지며, 상기 수분 감지층(30)이 형성된 후에는 하부전극(20)을 형성하는 과정과 동일한 방법으로 수분 감지층(30) 상에 개방부(41)를 구비하는 상부 전극(40)을 형성하는 단계(S70)가 수행된다.
이때, 필요에 따라서 상기 상부전극(40)의 상측에는 보호층(42)을 형성할 수도 있다.
이어서, 상기 희생층(14)을 제거하는 단계(S80)가 수행될 수 있다. 이때 상기 희생층(14)은 가스를 분사하여 제거할 수 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명의 속하는 기술분야의 통상의 기술자들에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
100: 습도센서 10: 기판
11: 플레이트 층 12: 절연막
20: 하부전극 21: 접촉 확장부
30: 수분 감지층 40: 상부전극
41: 개방부 50: 순환통로

Claims (16)

  1. 표면에 증착된 절연막을 포함하는 기판;
    상기 기판상에 형성되고 접촉 확장부를 구비하는 하부전극;
    상기 하부전극 상에 구비되고 상기 접촉 확장부를 통해 일부가 노출되는 고분자 소재의 수분 감지층; 및
    상기 수분 감지층 상에 형성되고 개방부가 구비되어 상기 수분 감지층의 일부가 노출되는 상부전극;을 포함하고,
    상기 접촉 확장부를 통해 노출되는 상기 수분 감지층에 외부 공기가 접촉되도록 상기 접촉 확장부는 외부와 연통되는 습도센서.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 접촉 확장부를 외부와 연통하도록 하는 순환통로는 상부전극의 개방부에서 기판까지 관통구비된 제1 순환통로와 상기 제1 순환통로에서 하부전극 저면을 따라 연장 형성되는 제2 순환통로를 포함하는 습도센서.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 접촉 확장부는 상기 하부전극에 구비되는 적어도 하나의 관통홀로 구비되는 습도센서.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 접촉 확장부는 상기 관통홀이 일방향으로 모두 연결된 형태로 구비되는 습도센서.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 접촉 확장부와 상기 개방부는 상기 기판에 수직한 방향으로 적어도 일부가 겹치는 습도센서.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 접촉 확장부와 상기 개방부는 상기 기판에 수직한 방향으로 상호 다른 위치에 구비되는 습도센서.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 상부전극 상에는 보호층이 구비되는 습도센서.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 기판에는 돌출 형성된 적어도 하나의 지지부가 구비되고, 상기 지지부는 하부 전극을 지지하도록 배치되는 습도센서.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 지지부는 기둥 형상으로 구비되는 습도센서.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 수분 감지층에서 접촉 확장부에 대응되는 부분 중 적어도 일부는 수분감지층 내측으로 식각되어 식각부를 형성하는 습도센서.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 수분 감지층에서 상기 개방부에 대응되는 부분 중 적어도 일부는 수분감지층 내측으로 식각되어 식각부를 형성하는 습도센서.
  12. 기판을 제공하는 단계;
    상기 기판상에 1차 절연막을 형성하는 단계;
    상기 절연막의 일측에 희생층을 형성하는 단계;
    상기 희생층이 형성되지 않은 절연막 상에 2차 절연막을 형성하는단계;
    상기 희생층 및 2차 절연막 상에 접촉 확장부를 구비하는 하부전극을 형성하는 단계;
    상기 하부전극 상에 수분 감지층을 형성하는 단계;
    상기 수분 감지층 상에 개방부를 구비하는 상부 전극을 형성하는 단계;
    상기 희생층을 제거하는 단계;로 이루어지는 습도센서 제조방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 하부전극을 형성하는 단계는 상기 접촉 확장부의 적어도 일측이 상기 희생층 상에 구비되도록 형성하는 습도센서 제조방법.
  14. 제12 항에 있어서,
    하부전극을 형성하는 단계, 수분감지층을 형성하는 단계 및 상부전극을 형성하는 단계는 상기 희생층의 적어도 일측이 외부로 노출되도록하는 습도센서 제조방법.
  15. 제12 항에 있어서,
    상기 기판을 제공하는 단계는 상기 기판의 일측에 지지부가 구비되어 상기 하부전극을 지지할 수 있는 기판을 제공하는 습도센서 제조방법.
  16. 제12 항에 있어서,
    상기 상부전극 상에 보호층을 형성하는 단계를 더 포함하는 습도센서 제조방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2602489C1 (ru) * 2015-07-15 2016-11-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радар ммс" Емкостный сенсор влажности газообразной среды
KR20190043745A (ko) * 2017-10-19 2019-04-29 엘지이노텍 주식회사 감지장치

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL3162952T3 (pl) 2015-10-26 2019-09-30 Electrolux Appliances Aktiebolag Urządzenie do materiałów pranych z funkcją wykrywania pojemnościowego stopnia suszenia materiałów pranych
CN105928995B (zh) * 2016-05-31 2018-04-03 苏州大学 一种基于方酸菁聚合物的湿敏传感器及其制备方法和用途
US10948448B2 (en) * 2016-09-30 2021-03-16 Minebea Mitsumi Inc. Humidity sensor
KR20190096353A (ko) 2016-12-28 2019-08-19 일렉트로룩스 어플라이언스 아크티에볼레그 건조 사이클의 신뢰성있는 정보를 이용하는 기기
PL3562991T3 (pl) * 2016-12-28 2022-01-03 Electrolux Appliances Aktiebolag Urządzenie do prania zawierające czujnik wilgotności
JP6673855B2 (ja) * 2017-01-12 2020-03-25 タツタ電線株式会社 液体検知センサ
CN111801457B (zh) 2018-03-07 2023-02-28 伊莱克斯家用电器股份公司 具有电容式湿度传感器的器具
RU207499U1 (ru) * 2021-06-03 2021-10-29 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Казань" Сорбционно-емкостной чувствительный элемент влажности газа

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090029383A (ko) * 2007-09-18 2009-03-23 전자부품연구원 용량형 고분자 습도센서 및 그 제조방법
KR20100053082A (ko) * 2008-11-12 2010-05-20 전자부품연구원 정전용량형 습도센서 및 그 제조방법
KR20100070220A (ko) * 2008-12-17 2010-06-25 한국전자통신연구원 습도 센서 및 이의 제조 방법
WO2011065507A1 (ja) * 2009-11-30 2011-06-03 アルプス電気株式会社 湿度検出センサ

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002328110A (ja) * 2001-04-27 2002-11-15 Yamatake Corp 静電容量センサ
US6797631B2 (en) * 2001-08-07 2004-09-28 Korea Institute Of Science And Technology High sensitive micro-cantilever sensor and fabricating method thereof
JP2013057616A (ja) * 2011-09-09 2013-03-28 Azbil Corp 環境センサ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090029383A (ko) * 2007-09-18 2009-03-23 전자부품연구원 용량형 고분자 습도센서 및 그 제조방법
KR20100053082A (ko) * 2008-11-12 2010-05-20 전자부품연구원 정전용량형 습도센서 및 그 제조방법
KR20100070220A (ko) * 2008-12-17 2010-06-25 한국전자통신연구원 습도 센서 및 이의 제조 방법
WO2011065507A1 (ja) * 2009-11-30 2011-06-03 アルプス電気株式会社 湿度検出センサ

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2602489C1 (ru) * 2015-07-15 2016-11-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радар ммс" Емкостный сенсор влажности газообразной среды
KR20190043745A (ko) * 2017-10-19 2019-04-29 엘지이노텍 주식회사 감지장치
KR102361449B1 (ko) 2017-10-19 2022-02-10 엘지이노텍 주식회사 감지장치

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