KR20030090440A - Thin film type humidity sensor and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 박막형 습도센서 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 낮은 전력을 소모하며 넓은 온도대역에서 장기간 사용이 가능한 박막형 습도센서 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film type humidity sensor and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a thin film type humidity sensor and a method of manufacturing the same, which consume low power and can be used for a long time in a wide temperature range.
습도센서는 온실에서의 야채의 재배, 가습기나 건조기 및 자동조리기 등의 가전제품과, 자동차 및 빌딩내의 습도조절등 다양한 분야에서 사용되고 있다.Humidity sensors are used in various fields such as cultivation of vegetables in greenhouses, home appliances such as humidifiers and dryers and automatic cookers, and humidity control in automobiles and buildings.
이와 같은 습도센서는 그 동작원리에 따라서 써미스터형, 저항형, 커패시터형 등으로 분류된다.Such humidity sensors are classified into thermistor type, resistance type, and capacitor type according to the operation principle.
써미스터형은 서로 분리된 두개의 써미스터 소자를 적절한 패키징에 의해 한 소자에는 습기가 들어가게 하고 다른 한쪽은 습기가 들어가지 못하도록 설계되어, 그 두 써미스터 소자 재료의 저항차에 의해 습도를 측정하게 된다.The thermistor type is designed so that two thermistor elements separated from each other are properly packaged to allow moisture to enter one element and to prevent moisture from entering the other, so that the humidity is measured by the resistance difference between the two thermistor element materials.
이때 써미스터 소자의 재료는 부온도계수(NTC, NEGATIVE TEMPERATURE COEFFICIENT)나 정온도계수(PTC, POSITIVE TEMPERATURE COEFFICIENT)의 온도 특성을 가지는 재료가 사용된다.The material of the thermistor element is a material having a temperature characteristic of the negative temperature coefficient (NTC, NEGATIVE TEMPERATURE COEFFICIENT) or the positive temperature coefficient (PTC, POSITIVE TEMPERATURE COEFFICIENT).
상기 부온도계수는 반도성을 가지는 세라믹이 주로 사용되며, 정온도계수를 가지는 재료로는 Pt 또는 Au등의 금속이 사용된다.As the negative temperature coefficient, a ceramic having semiconductivity is mainly used, and a metal such as Pt or Au is used as a material having a positive temperature coefficient.
써미스터형의 동작원리는 소자양단에 인가전압을 가하여 소자의 온도를 약 200~300℃로 가열한 상태에서 주위 습도변화에 따라 습기에 노출된 써미스터 소자는 열을빼앗기게 되어 저항이 커지거나, 작아지게 되며, 밀폐된 소자는 저항의 변화가 없기 때문에 이들 소자간의 저항차이를 전기적 출력으로 변환하여 습도변화를 검출하게 된다.Operating principle of thermistor type is that the thermistor element exposed to moisture according to the change of ambient humidity in the state that the device temperature is heated to about 200 ~ 300 ℃ by applying applied voltage across the element loses heat, so the resistance becomes large or small. Since the sealed element has no change in resistance, the resistance difference between these elements is converted into an electrical output to detect a change in humidity.
또한, 저항형이나 커패시터형은 주로 폴리머 등을 감습재료로 사용하여, 폴리머 양단이나 상하측에 적절한 전극 배치를 통하여 폴리머 내부로의 습기 흡착에 따른 전극간 저항변화 또는 커패시턴스 변화를 이용하여 습도를 측정할 수 있게 되며, 이와 같은 종래 저항형 및 커패시터형 습도센서 및 그 제조방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.In addition, the resistance type or the capacitor type mainly uses a polymer as a moisture sensitive material, and measures humidity by using resistance change or capacitance change between electrodes due to moisture adsorption into the polymer through proper electrode arrangement at both ends and top and bottom of the polymer. With reference to the accompanying drawings, such a conventional resistance type and capacitor type humidity sensor and a method for manufacturing the same will be described in detail as follows.
도1a 및 도1b는 종래 저항형 폴리머 습도센서의 제조공정 수순 사시도로서, 이에 도시한 바와 같이 기판(1) 상에 두 저항패턴(2,3)을 형성하는 단계(도1a)와; 상기 두 저항패턴(2,3)의 상부측에 폴리머 센싱층(4)을 형성하는 단계(도1b)로 이루어진다.1A and 1B are perspective views illustrating a manufacturing process procedure of a conventional resistance type polymer humidity sensor, as shown in FIG. 1A, wherein two resistance patterns 2 and 3 are formed on a substrate 1 (FIG. 1A); Forming a polymer sensing layer 4 on the upper side of the two resistance patterns (2, 3) (Fig. 1b).
이와 같은 구조의 습도센서는 폴리머 센싱층(4)의 내부로 습기가 흡착되면, 상기 두 저항패턴(2,3)의 저항성분이 변화되어 이를 검출하여 습도의 변화를 검출할 수 있게 된다.In the humidity sensor having such a structure, when moisture is adsorbed into the polymer sensing layer 4, resistance components of the two resistance patterns 2 and 3 are changed to detect the change in humidity.
그러나, 상기 감습재료인 폴리머 센싱층(4)을 폴리머로 사용함으로써, 그 폴리머가 유기물이기 때문에 사용온도가 60℃이상으로 상승하면 재료의 변형이 발생하며, 이와 같은 변형에 의해 감습의 기능이 저하될 수 있다.However, by using the polymer sensing layer 4, which is the moisture sensitive material, as a polymer, the polymer is an organic material, so when the use temperature rises to 60 ° C or higher, deformation of the material occurs, and such a deformation lowers the function of the moisture. Can be.
또한, 오일이나 다른 오염물이 발생되는 환경에서 장시간 노출되면 센싱층(4)의 표면이 변질되거나, 표면이 막혀 습기가 침투할 수 없게 되어 그 감습특성이 저하된다.In addition, when exposed for a long time in an environment in which oil or other contaminants are generated, the surface of the sensing layer 4 is deteriorated, or the surface is blocked so that moisture cannot penetrate, and the moisture-sensitizing property is lowered.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 칸탈 와이어 히터를 감습소자 주위에 탑재하여 감습재료 표면에 흡착된 수분 또는 오염물질을 제거할 수 있는 무기재료 세라믹 벌크형 습도센서도 개발되었으나, 이는 열용량이커서 전력소모가 크고, 응답속도가 느리며, 패키징에 어려움이 있는 것으로, 그 재현성이나 균일성에 문제가 있기 때문에 극히 제한적으로 응용되고 있다.In order to solve this problem, an inorganic material ceramic bulk humidity sensor that can remove moisture or contaminants adsorbed on the surface of the moisture absorbent by mounting a canal wire heater around the moisture absorber has been developed. Its response speed is slow, and packaging is difficult, and its application is extremely limited because of problems in reproducibility and uniformity.
도2a 내지 도2c는 종래 커패시터형 폴리머 습도센서의 제조공정 수순단면도로서, 이에 도시한 바와 같이 기판(21) 상에 일정한 면적을 가지는 하부전극(22)을 형성하는 단계(도2a)와; 상기 하부전극(22)의 상부에 폴리머 센싱층(23)을 형성하는 단계(도2b)와; 상기 폴리머 센싱층(23)의 상부에 상부전극(24)을 형성하는 단계(도2c)로 제조된다.2A to 2C are cross-sectional views illustrating a process of manufacturing a conventional capacitor-type polymer humidity sensor, as shown in the drawing, forming a lower electrode 22 having a predetermined area on a substrate 21 (FIG. 2A); Forming a polymer sensing layer 23 on the lower electrode 22 (FIG. 2B); The upper electrode 24 is formed on the polymer sensing layer 23 (FIG. 2C).
상기 구조의 종래 커패시터형 폴리머 습도센서는 폴리머 센싱층(23)에 유입되는 습기의 양에 따라 변화되는 커패시턴스의 크기를 측정하여 습도변화를 검출하게 된다.The conventional capacitor-type polymer humidity sensor having the above structure detects a change in humidity by measuring a magnitude of capacitance that varies according to the amount of moisture introduced into the polymer sensing layer 23.
이때 역시 감습재료로서 폴리머를 사용하기 때문에 상기 설명한 바와 같이 오염문제 및 사용 온도범위의 제한 문제가 그대로 적용된다.At this time, since the polymer is used as the moisture sensitive material, the problem of contamination and the limitation of the use temperature range are applied as described above.
상기한 바와 같이 종래 박막형 습도센서는 감습재료로 폴리머를 사용하여 사용온도범위가 60℃ 이상이면 그 폴리머가 변형되어 정확한 감습을 할 수 없는 문제점과 아울러 오염에 의해 장시간 사용할 수 없는 문제점이 있었다.As described above, the conventional thin film type humidity sensor has a problem in that the polymer is deformed due to the deformation of the polymer when the use temperature range is 60 ° C. or more, and the use of the polymer as a humidity sensitive material is impossible.
이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 넓은 사용온도범위를 가지며, 오염의 발생을 방지하여 장 기간 사용할 수 있는 박막형 습도센서 및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.In view of the above problems, the present invention has a wide operating temperature range, and an object thereof is to provide a thin film type humidity sensor and a method of manufacturing the same, which can be used for a long time by preventing the occurrence of contamination.
도1a 및 도1b는 종래 저항형 폴리머 습도센서의 제조공정 수순 사시도.Figure 1a and Figure 1b is a perspective view of the manufacturing process procedure of the conventional resistance-type polymer humidity sensor.
도2a 내지 도2c는 종래 커패시터형 폴리머 습도센서의 제조공정 수순 사시도.Figure 2a to 2c is a perspective view of the manufacturing process procedure of the conventional capacitor-type polymer humidity sensor.
도3a 내지 도3c는 본 발명 박막형 습도센서의 일실시 제조공정 수순 사시도.Figure 3a to 3c is a perspective view of one embodiment manufacturing process procedure of the present invention, a thin film type humidity sensor.
도4는 상기 도3c의 감습특성을 나타낸 그래프.Figure 4 is a graph showing the moisture sensitivity of Figure 3c.
도5a 내지 도5d는 본 발명 박막형 습도센서의 다른 실시 제조공정 수순 사시도.5A to 5D are perspective views showing another embodiment of the manufacturing process of the present invention, a thin film type humidity sensor.
도6은 상기 도5d의 감습특성을 나타낸 그래프.Figure 6 is a graph showing the moisture sensitivity of Figure 5d.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
31,51:기판32:저항패턴31, 51: substrate 32: resistance pattern
33:마이크로 히터34,53:무기재료 감습막33: micro heater 34, 53: inorganic material moisture barrier
52:하부전극54:상부전극52: lower electrode 54: upper electrode
상기와 같은 목적은 감습재료로 보다 넓은 온도범위에서 사용할 수 있는 무기재료를 사용하며, 마이크로 히터의 열손실을 최소화하기 위해 그 무기재료 감습막에 접하는 기판영역을 제거함으로써 달성되는 것으로, 이와 같은 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The above object is achieved by using an inorganic material that can be used in a wider temperature range as a moisture sensitive material, and by removing the substrate region in contact with the moisture sensitive film of the inorganic material in order to minimize the heat loss of the micro heater. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도3a 내지 도3c는 본 발명 박막형 습도센서의 일예인 저항형 박막 습도센서의 제조공정 수순 사시도로서, 이에 도시한 바와 같이 실리콘 기판(31)의 상부에 저항패턴(32)과, 마이크로 히터(33)를 형성하는 단계(도3a)와; 상기 저항패턴(32)과 마이크로 히터(33)의 상부에 무기재료 감습막(34)을 형성하는 단계(도3b)와; 상기 무기재료 감습막(34)의 하부와 그 주변 일부의 실리콘 기판(31)을 저면으로 부터 식각하여 제거하는 단계(도3c)로 구성된다.3A to 3C are perspective views illustrating a process of manufacturing a resistive thin film humidity sensor, which is an example of the thin film type humidity sensor according to the present invention. As shown therein, a resistance pattern 32 and a micro heater 33 are formed on the silicon substrate 31. Forming a step (Fig. 3a); Forming an inorganic material-sensitive film 34 on the resistance pattern 32 and the micro heater 33 (FIG. 3B); The silicon substrate 31 of the lower part of the inorganic material-sensitizing film 34 and its surroundings is etched and removed from the bottom (FIG. 3C).
이하, 상기와 같은 본 발명을 좀 더 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention as described above will be described in more detail.
먼저, 도3a에 도시한 바와 같이 실리콘 기판(31)의 상부에 칸탈, 백금 또는 텅스텐실리사이드를 증착하고, 마이크로 머시닝 기술을 사용하여 패터닝하여 저항패턴(32)과 마이크로 히터(33)를 형성한다.First, as shown in FIG. 3A, a Kantal, platinum or tungsten silicide is deposited on the silicon substrate 31, and patterned using a micromachining technique to form a resistance pattern 32 and a micro heater 33.
이때, 상기 실리콘 기판(31) 상에는 도면에는 나타내지 않았지만 절연막이 형성된 것이며, 이는 각 패턴과 실리콘 기판(31)을 전기적으로 분리하는 역할을 한다. 또한, 상기 저항패턴(32)은 하나의 전극과, 그 전극에 연결되며, 다수의 절곡부를 가지는 선형 패턴이며, 상기 마이크로 히터(33)는 두 전극을 연결하며, 상기 저항패턴의 절곡부를 따르는 절곡부를 가지는 형상을 나타내고 있으나, 이에 제한되지 않고 응용 가능한 모든 형상으로 제작할 수 있다.In this case, an insulating film is formed on the silicon substrate 31, but it is not shown in the drawing, which serves to electrically separate each pattern from the silicon substrate 31. In addition, the resistance pattern 32 is a linear pattern having one electrode and a plurality of bent portions connected to the electrode, and the micro heater 33 connects two electrodes and is bent along the bent portion of the resistance pattern. Although the shape having a part is shown, the present invention is not limited thereto and may be manufactured in any applicable shape.
상기 마이크로 히터(33)는 열에 의해 오염물질이나 습기를 제거하는 역할을 한다.The micro heater 33 serves to remove contaminants or moisture by heat.
그 다음, 도3b에 도시한 바와 같이 상기 형성된 저항패턴(32)과 마이크로 히터(33)의 상부측 및 그 주변부의 실리콘 기판(31) 상에 무기재료 감습막(34)을 스핀코팅, 딥코팅 또는 디스펜싱방법으로 형성한 후 패터닝하여 형성한다.Next, as shown in FIG. 3B, the inorganic material-sensitive film 34 is spin coated and dip coated on the silicon substrate 31 at the upper side and the periphery of the formed resistance pattern 32 and the micro heater 33. Or it is formed by a dispensing method and then patterned.
상기 무기재료 감습막(34)은 제올라이트 파우더를 주로하고, 여기에 실리카(SiO2) 졸 또는 점도가 있는 유기물 비이클(VEHICLE)을 혼합하여 형성한다.The inorganic material-sensitive film 34 is mainly formed of zeolite powder, and is formed by mixing silica (SiO 2 ) sol or organic vehicle (VEHICLE) having a viscosity thereto.
이때, 실리카 졸 또는 유기물 비이클의 첨가량은 무기재료 감습막(34)의 형상을 유지할 수 있는 정도이면 되는 것으로, 그 첨가량은 제작자의 의도에 따라 변경 가능하다.In this case, the addition amount of the silica sol or the organic vehicle may be such that the shape of the inorganic material-sensitive film 34 can be maintained, and the addition amount can be changed according to the intention of the manufacturer.
그 다음, 도3c에 도시한 바와 같이 상기 실리콘 기판(31)을 배면측으로 부터 식각하여 상기 저항패턴(32)과 마이크로 히터(33)의 절곡부 저면 및 무기재료 감습막(34)의 저면을 모두 노출시킨다.Next, as shown in FIG. 3C, the silicon substrate 31 is etched from the rear side, so that both the bottom surface of the bent portion of the resistance pattern 32 and the micro heater 33 and the bottom surface of the inorganic material moisture absorption film 34 are removed. Expose
이때, 상기 저항패턴(32), 마이크로 히터(33) 및 무기재료 감습막(34)은 상기 실리콘 기판(31)에 위치하는 저항패턴(32) 및 마이크로 히터(33)의 전극과 연결되는 부분에 의해 지지 된다.In this case, the resistance pattern 32, the micro heater 33, and the inorganic material moisture absorption film 34 may be connected to a portion of the resistance pattern 32 and the micro heater 33 positioned on the silicon substrate 31. Is supported by.
이와 같이 기판(31)을 식각하여 저항패턴(32), 마이크로 히터(33) 및 무기재료 감습막(34)의 저면을 노출시키면, 상기 마이크로 히터(33)에서 발생되는 열의 손실을 최소화 할 수 있게 된다.As such, when the substrate 31 is etched to expose the bottom surface of the resistance pattern 32, the micro heater 33, and the inorganic material moisture sensitive film 34, heat loss generated by the micro heater 33 may be minimized. do.
즉, 마이크로 히터(33)의 저면에 실리콘 기판(31)이 접한 상태이면 그 마이크로 히터(33)에서 발생한 열이 실리콘 기판(31)을 통해 손실되어 일정 온도 이상으로 감습막을 가열하기 위해서는 상대적으로 큰 전력이 소모된다.That is, when the silicon substrate 31 is in contact with the bottom surface of the micro heater 33, the heat generated from the micro heater 33 is lost through the silicon substrate 31 and is relatively large in order to heat the moisture sensitive film above a predetermined temperature. Power is consumed.
그러나, 본 발명에서와 같이 마이크로 히터(33)와 무기재료 감습막(34)의 배면을 모두 노출시키면, 열의 손실을 최소화하여 보다 적은 전력의 사용으로 동일한 효과를 나타낼 수 있다.However, exposing both the back surface of the micro heater 33 and the inorganic material moisture-sensitive film 34 as in the present invention, the heat loss can be minimized to have the same effect by using less power.
도4는 상기 본 발명 저항형 습도센서의 25℃에서의 감습특성을 나타낸 그래프로서, 넓은 저항 범위에서 고른 선형성을 나타낸다.Figure 4 is a graph showing the humidity sensitivity at 25 ℃ of the resistance-type humidity sensor of the present invention, showing a uniform linearity in a wide resistance range.
상기 무기재료 감습막(34)은 종래 폴리머와는 달리 비교적 높은 온도에서 변형없이 사용가능하여, 습도센서를 넓은 온도범위에서 사용할 수 있도록 하며, 낮은 전력을 사용하는 히터를 사용하여 그 무기재료 감습막(34)에 부착되는 오일등의 오염물질을 제거하여 습도센서의 수명을 증가시킬 수 있게 된다.Unlike the conventional polymer, the inorganic material moisture absorption film 34 can be used at a relatively high temperature without deformation, so that the humidity sensor can be used in a wide temperature range, and the inorganic material moisture absorption film using a heater using low power. It is possible to increase the life of the humidity sensor by removing contaminants such as oil attached to (34).
도5a 내지 도5d는 본 발명의 다른 실시예인 커패시터형 박막 습도센서의 제조공정 수순 사시도로서, 이에 도시한 바와 같이 실리콘 기판(51)의 상부에 패드(PAD1)에 연결되는 하부전극(52)을 형성함과 아울러 이후에 형성될 상부전극 연결용 패드(PAD2, PAD3)를 형성하는 단계(도5a)와; 상기 하부전극(52)의 상부에 무기재료 감습막(53)을 형성하는 단계(도5b)와; 상기 무기재료 감습막(53) 상에서 절곡부를가지며 상기 패드(PAD2, PAD3)에 연결되는 상부전극(54)을 형성하는 단계(도5c)와; 상기 하부전극(52)의 저면과 그 주변부에 위치하는 실리콘 기판(51)을 제거하는 단계(도5d)로 구성된다.5A to 5D are perspective views illustrating a manufacturing process of a capacitor type thin film humidity sensor according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5A to 5D, the lower electrode 52 connected to the pad PAD1 is disposed on the silicon substrate 51. Forming and forming the upper electrode connection pad (PAD2, PAD3) to be formed later (Fig. 5a); Forming an inorganic material-sensitive film 53 on the lower electrode 52 (FIG. 5B); Forming an upper electrode 54 having a bent portion on the inorganic material-sensitive film 53 and connected to the pads PAD2 and PAD3 (FIG. 5C); And removing the silicon substrate 51 located at the bottom of the lower electrode 52 and its periphery (FIG. 5D).
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention configured as described above will be described in more detail.
먼저, 도5a에 도시한 바와 같이 절연막이 증착된 기판(51)의 상부에 금속을 증착하고, 패터닝하여 하부전극(52)과, 상기 하부전극(52)에 연결되는 패드(PAD1)를 형성한다.First, as shown in FIG. 5A, a metal is deposited on the substrate 51 on which the insulating film is deposited, and patterned to form a lower electrode 52 and a pad PAD1 connected to the lower electrode 52. .
이와 동시에 상기 하부전극(52)의 상하측으로 이격된 위치에 독립적인 패드(PAD2, PAD3)를 형성한다.At the same time, independent pads PAD2 and PAD3 are formed at positions spaced above and below the lower electrode 52.
그 다음, 도5b에 도시한 바와 같이 상기 구조의 상부전면에 무기재료 감습막을 증착하고, 이를 패터닝하여 상기 하부전극(52)의 상부에 위치하는 무기재료 감습막(53)을 형성한다.Next, as illustrated in FIG. 5B, an inorganic material moisture barrier film is deposited on the upper surface of the structure, and patterned to form an inorganic material moisture barrier film 53 positioned on the lower electrode 52.
그 다음, 도5c에 도시한 바와 같이 상기 구조의 상부전면에 금속을 증착하고, 마이크로 머시닝 기술을 사용하여 그 금속을 패터닝하여 상기 무기재료 감습막(53)의 상부에 다수의 절곡부를 가지는 상부전극(54) 패턴을 형성한다.Next, as shown in FIG. 5C, a metal is deposited on the upper surface of the structure, and the metal is patterned by using micromachining technology to form an upper electrode having a plurality of bent portions on the inorganic material-sensitive film 53. (54) A pattern is formed.
이때, 상기 무기재료 감습막(53)의 상부에 위치하는 상부전극(54)의 절곡부 패턴은 상기 형성한 패드(PAD2, PAD3)에 연결된다.In this case, the bent part pattern of the upper electrode 54 positioned on the inorganic material moisture sensitive film 53 is connected to the formed pads PAD2 and PAD3.
또한, 상기 상부전극(54)은 커패시터의 상부전극으로서의 역할 뿐만 아니라, 마이크로 히터의 역할을 수행할 수 있도록 전압의 인가에 따라 열을 발생시키는 절곡된 패턴의 형상을 가진다.In addition, the upper electrode 54 has a shape of a bent pattern that generates heat according to the application of a voltage so as not only to serve as an upper electrode of the capacitor but also to serve as a micro heater.
그 다음, 도5d에 도시한 바와 같이 상기 실리콘 기판(51)을 저면 측으로 부터 식각하여 상기 하부전극(52) 및 무기재료 감습막(53)이 공기중에 완전히 노출될 수 있도록 한다.Next, as shown in FIG. 5D, the silicon substrate 51 is etched from the bottom surface so that the lower electrode 52 and the inorganic material moisture-sensing film 53 can be completely exposed to air.
이때 식각에 사용하는 식각용액은 KOH를 사용한다.At this time, the etching solution used for etching uses KOH.
상기 패드(PAD2, PAD3)에 전압이 인가되면, 그 상부전극(54)의 절곡된 형상에 의해 열이 발생하여 상기 무기재료 감습막(53)에 흡착된 오염물질을 제거할 수 있게 되며, 이때 상기 실리콘 기판(51)의 식각에 의해 상기 무기재료 감습막(53)이 공기중에 노출된 상태이므로 열손실을 줄여 저전력을 사용하여 원하는 온도의 상승을 가져올 수 있게 된다.When a voltage is applied to the pads PAD2 and PAD3, heat is generated by the bent shape of the upper electrode 54 to remove the contaminants adsorbed on the inorganic material-sensitive film 53. Since the inorganic material-sensitive film 53 is exposed to the air by etching the silicon substrate 51, heat loss can be reduced to bring about a desired temperature rise using low power.
또한, 종래 커패시터형 박막 습도센서는 습기가 감습막에 도달하기 용이하도록 다공성 상부전극을 채택하였으나, 본 발명에서는 무기재료 감습막(53)이 공기중에 노출되는 구조이므로 다공성 전극이 아닌 일반 금속전극으로도 구현이 가능하게 된다.In addition, the conventional capacitor type thin film humidity sensor adopts a porous upper electrode so that moisture easily reaches the moisture-sensitive film, but in the present invention, since the inorganic material moisture-sensitive film 53 is exposed to air, it is not a porous electrode but a general metal electrode. It is also possible to implement.
도6은 상기 도5a 내지 도5d에 보인 본 발명의 감습특성을 보인 그래프로서, 이에 도시한 바와 같이 선형성이 우수한 감습특성을 나타낸다.FIG. 6 is a graph showing the moisture sensitivity of the present invention shown in FIGS. 5A to 5D. As shown in FIG.
상기한 바와 같이 본 발명은 감습막을 무기재료로 사용하여, 폴리머 감습막에 비하여 보다 고온에서 안정적으로 사용할 수 있게 되어, 그 사용 온도범위를 증가시켜, 보다 다양한 분야에 적용할 수 있도록 하는 효과가 있다.As described above, the present invention uses the moisture-sensitive film as an inorganic material, and thus can be stably used at a higher temperature than the polymer moisture-sensitive film, thereby increasing its use temperature range and applying it to various fields. .
또한, 감습막의 하부측 기판을 식각하여, 감습막을 공기중에 완전히 노출시킴으로써, 저소비전력을 사용하여 그 감습막에 흡착되는 오염물질을 제거하여 그 수명을 보다 향상시킴과 아울러 소비전력을 절감하는 효과가 있다.In addition, by lowering the substrate on the lower side of the moisture sensitive film and completely exposing the moisture sensitive film to air, it is possible to use the low power consumption to remove contaminants adsorbed on the moisture sensitive film, thereby improving its lifespan and reducing power consumption. have.
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