NL1006268C2

NL1006268C2 - Capacitive humidity sensor

Info

Publication number: NL1006268C2
Application number: NL1006268A
Authority: NL
Inventors: Pasqualina Maria Sarro; Patrick James French; Geraldine Miriam O'halloran
Original assignee: Stichting Tech Wetenschapp
Priority date: 1997-06-10
Filing date: 1997-06-10
Publication date: 1998-12-14

Abstract

SiN layers are deposited by low-pressure chemical vapour deposition on a P-type silicon disc and then plasma etched. A gold or platinum electrode partially exposes the underlying semiconductor to atmosphere. An aluminium layer serves as an electrode for porous etching of the silicon layer lying directly below the gold electrode. Moisture absorbed by the porous silicon dielectric alters the capacitance of the sensor. The electrode, with its contacts, acts as a heater to expel moisture after each measurement has been made, ready for the next one.

Description

Capacitieve vochtsensor, werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijke vochtsensor, en samenstel van een dergelijke vochtsensor met een koelelement of een zelfde vochtsensorCapacitive moisture sensor, method for manufacturing such a moisture sensor, and assembly of such a moisture sensor with a cooling element or the same moisture sensor

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een capacitieve vochtsensor welke als diëlektricum een laag halfgeleidermateriaal omvat waarop aan weerszijden elektroden zijn aangebracht, en waarbij het half-5 geleidermateriaal door nat elektrochemisch etsen poreus is gemaakt teneinde deze geschikt te maken voor opname van vocht. Voorts heeft de uitvinding betrekking op een capacitieve vochtsensor omvattende poreus halfgeleidermateriaal en aan weerszijden daarvan aangebrachte elektroden, waarbij een 10 der elektroden is ingericht als verwarmingselement.The invention relates to a method for manufacturing a capacitive moisture sensor which comprises as a dielectric a layer of semiconductor material on which electrodes are applied on both sides, and wherein the semiconductor material has been made porous by wet electrochemical etching in order to make it suitable for recording of moisture. The invention further relates to a capacitive moisture sensor comprising porous semiconductor material and electrodes arranged on either side thereof, one of the electrodes being designed as a heating element.

Het jaarverslag 1996 van het Delft Institute of Microelectronics and Submicrontechnology, dat is uitgekomen op 29 april 1997, bespreekt in hoofdstuk 2.13, getiteld "A Capacitive Humidity Sensor Based on a Porous Silicon 15 Dielectric", de vervaardiging van een dergelijke vochtsensor op basis van het nat elektrochemisch etsen van silicium.The 1996 annual report of the Delft Institute of Microelectronics and Submicrontechnology, which was released on April 29, 1997, discusses in chapter 2.13, entitled "A Capacitive Humidity Sensor Based on a Porous Silicon 15 Dielectric", the manufacture of such a moisture sensor based on the wet electrochemical etching of silicon.

Fig. 2.7 uit deze publikatie toont een vochtsensor welke op deze wijze vervaardigd is, en welke aan één zijde voorzien is van een goudelektrode en aan de tegenoverliggende zijde van 20 het poreuze halfgeleidermateriaal voorzien is van een elektrode uit halfgeleidermateriaal dat van een tegengesteld type is als het type halfgeleidermateriaal van de poreuze laag.Fig. 2.7 from this publication shows a moisture sensor manufactured in this manner, which is provided on one side with a gold electrode and on the opposite side of the porous semiconductor material with a semiconductor material electrode of the opposite type as the type. semiconductor material of the porous layer.

Een dergelijke capacitieve vochtsensor, waarbij een poreuze laag halfgeleidermateriaal wordt toegepast, is qua werkings-25 principe erop gebaseerd dat het diëlektricum dat wordt gevormd door het halfgeleidermateriaal, en dat in hoofdzaak de capacitieve waarde van de sensor bepaalt, beïnvloed wordt door de mate waarin deze vocht heeft opgenomen. Voor het uit-voeren van een vochtbepaling wordt eenvoudig de sensor in de 30 te meten omgeving geplaatst en blootgesteld aan de aldaar aanwezige atmosfeer. De poriën van het halfgeleidermateriaal nemen na verloop van tijd qua vochtigheid de waarde aan van de omgeving, zodat door middel van de capaciteitsbepaling van '00 6 2 6 8 2 de vochtsensor een maat voor de lokale vochtigheid wordt verkregen .Such a capacitive moisture sensor, in which a porous layer of semiconductor material is used, is based in principle on the principle that the dielectric formed by the semiconductor material, and which mainly determines the capacitive value of the sensor, is influenced by the extent to which it has absorbed moisture. To perform a moisture determination, the sensor is simply placed in the environment to be measured and exposed to the atmosphere present there. Over time, the pores of the semiconductor material take on the value of the environment in terms of humidity, so that by means of the capacity determination of '00 6 2 6 8 2 the moisture sensor is a measure of the local humidity.

In de stand van de techniek is het bekend om aan de zijde alwaar vocht het halfgeleidermateriaal kan binnentre-5 den, een goudelektrode toe te passen. De bekende vochtsensor is qua reproduceerbaarheid en betrouwbaarheid van de meting zeer afhankelijk van de kwaliteit van de hechting tussen de goudelektrode en de siliciumlaag tengevolge waarvan massapro-duktie van de vochtsensor wordt bemoeilijkt. In de stand van 10 de techniek wordt namelijk na het poreus maken van het halfgeleidermateriaal de goudelektrode door sputteren of opdampen in een dikte van ongeveer 300 A op het halfgeleidermateriaal aangebracht. De goudlaag dient daarbij tot deze dunne laag-dikte beperkt te blijven teneinde de poreuziteit van de goud-15 elektrode voor vocht niet te zeer aan te tasten. Dikkere goudlagen zouden tot slechtere meetresultaten en eigenschappen leiden van de vochtsensor, waarbij bovendien voor een goede verbinding met het halfgeleidermateriaal veelal nog de toepassing van een chroomlaag tussen goud en halfgeleiderma-20 teriaal vereist is. Voorts leidt het aanbrengen van de goudlaag op het poreuze halfgeleidermateriaal als zodanig tot een tamelijk slecht voorspelbaar eindresultaat voor wat betreft hechting en mate van dekking van de goudlaag op het halfgeleidermateriaal, hetgeen samenhangt met het intrinsiek on-25 voorspelbare karakter van de oppervlaktelaag van het poreuze halfgeleidermateriaal. Een verder nadeel is dat het aanbrengen van de goudelektrode in de stand van de techniek als laatste stap wordt uitgevoerd, dat wil zeggen nadat het half-geleider-uitgangsmateriaal aan de tegenover de goudelektrode 30 liggende zijde goeddeels is weggeëtst. In deze fase van de vervaardiging is de sensor echter bijzonder kwetsbaar zodat het aanbrengen van de goudelektrode bij zonder omzichtig dient te geschieden.It is known in the prior art to use a gold electrode on the side where moisture can enter the semiconductor material. In terms of reproducibility and reliability of the measurement, the known moisture sensor is very dependent on the quality of the adhesion between the gold electrode and the silicon layer, as a result of which mass production of the moisture sensor is made difficult. Namely, in the prior art, after the semiconductor material has been made porous, the gold electrode is applied to the semiconductor material by sputtering or evaporation in a thickness of approximately 300 Å. The gold layer should be limited to this thin layer thickness in order not to affect the porosity of the gold-electrode for moisture too much. Thicker gold layers would lead to poorer measurement results and properties of the moisture sensor, while moreover, for a good connection with the semiconductor material, the use of a chrome layer between gold and semiconductor material is often still required. Furthermore, the application of the gold layer to the porous semiconductor material as such leads to a rather poorly predictable end result in terms of adhesion and degree of coverage of the gold layer to the semiconductor material, which is related to the intrinsically unpredictable nature of the surface layer of the porous semiconductor material. A further drawback is that the application of the gold electrode in the prior art is carried out as the last step, that is, after the semiconductor starting material has been largely etched away on the side opposite the gold electrode. However, at this stage of manufacture, the sensor is particularly fragile, so that the application of the gold electrode should be particularly careful.

Doelstelling van de uitvinding is nu om deze proble-35 men te bestrijden, en een vochtsensor te verschaffen die robuuster is en daardoor minder omzichtig hanteerbaar is, en voorts een verbeterde hechtingskwaliteit van de elektrode op het halfgeleidermateriaal oplevert, waarbij de vochtsensor zich fabricagetechnisch beter leent voor massaproduktie.The object of the invention is now to combat these problems, and to provide a moisture sensor which is more robust and therefore less prudent to handle, and furthermore provides an improved bonding quality of the electrode to the semiconductor material, whereby the moisture sensor lends itself better in manufacturing terms for mass production.

100 6 26 8 3100 6 26 8 3

Daartoe wordt volgens de uitvinding de vervaardiging van een dergelijke capacitieve vochtsensor er ten eerste door gekenmerkt, dat althans aan de zijde van de sensor van waaraf het elektrochemisch etsen wordt uitgevoerd, de elektrode 5 reeds is aangebracht voordat het etsen wordt uitgevoerd.To this end, according to the invention, the manufacture of such a capacitive moisture sensor is firstly characterized in that, at least on the side of the sensor from which the electrochemical etching is carried out, the electrode 5 is already applied before the etching is carried out.

Hiermee wordt een zeer goede hechting van de elektrode op het nog niet poreus gemaakte halfgeleidermateriaal verkregen, zodat een stabieler en beter reproduceerbaar hechtingsresul-taat van de elektrode op de halfgeleider wordt verschaft.This gives a very good adhesion of the electrode to the non-porous semiconductor material, so that a more stable and reproducible adhesion result of the electrode on the semiconductor is provided.

10 Volgens de uitvinding kan de elektrode daarbij op diverse wijzen zijn uitgevoerd. Zo kan in het geval als di-elektricum silicium wordt toegepast, de elektrode aan de zijde van waaraf het elektrochemisch etsen wordt uitgevoerd, in een zelfde materiaal zijn uitgevoerd als dit silicium, echter 15 in een hogere dotering.According to the invention, the electrode can be designed in various ways. Thus, in the case when dielectric silicon is used, the electrode on the side from which the electrochemical etching is carried out can be made in the same material as this silicon, but in a higher doping.

Bij voorkeur is echter in een verder aspect volgens de uitvinding de reeds aangebrachte elektrode aangebracht door het bij voorkeur door middel van opsputteren of opdampen aanbrengen van bij voorkeur een platina- of goudlaag op het 20 nog niet poreuze halfgeleidermateriaal, en worden daarna selectief delen van de platina- of goudlaag verwijderd teneinde het nog niet poreuze halfgeleidermateriaal bloot te leggen en toegankelijk te maken voor de etsvloeistof.Preferably, however, in a further aspect according to the invention, the electrode already applied is applied by preferably depositing, preferably by means of sputtering or vapor deposition, a platinum or gold layer on the non-porous semiconductor material, and then parts of the platinum or gold layer to expose the non-porous semiconductor material and make it accessible to the etching liquid.

De hierbij volgens de uitvinding toegepaste platina-25 of goudelektrode kan in relatief dik materiaal zijn uitgevoerd, hetgeen de robuustheid en betrouwbaarheid van het contact van de elektrode met het halfgeleidermateriaal bevordert. Bovendien wordt met de blootgelegde delen van het halfgeleidermateriaal bereikt dat het te meten vocht rechtstreeks 30 in het halfgeleidermateriaal kan diffunderen zonder daarbij de elektrode als zodanig te hoeven passeren. Doordat het materiaal van de elektrode derhalve plaatselijk is verwijderd, kan deze op zichzelf derhalve dikker worden uitgevoerd.The platinum-25 or gold electrode used herein according to the invention can be made of relatively thick material, which enhances the robustness and reliability of the contact of the electrode with the semiconductor material. Moreover, with the exposed parts of the semiconductor material it is achieved that the moisture to be measured can diffuse directly into the semiconductor material without having to pass the electrode as such. Because the material of the electrode is therefore locally removed, it can therefore be made thicker per se.

De capacitieve vochtsensor die volgens de uitvinding 35 is vervaardigd, is er dan ook door gekenmerkt, dat de elektrode aan de zijde van waaraf tijdens gebruik vocht het halfgeleidermateriaal binnentreedt, het onderliggende halfgeleidermateriaal plaatselijk vrijlaat.The capacitive moisture sensor manufactured according to the invention is therefore characterized in that the electrode on the side from which moisture enters the semiconductor material during use, locally releases the underlying semiconductor material.

100 6268 4100 6268 4

In een verder aspect volgens de uitvinding is de capacitieve vochtsensor zo ingericht, dat de elektrode aan de zijde van waaraf tijdens gebruik vocht het halfgeleidermate-riaal binnentreedt, is ingericht als verwarmingselement. Dit 5 heeft ten opzichte van de bekende uitvoering waarbij het verwarmingselement wordt gevormd door een in het halfgeleiderma-teriaal aangebracht weerstandselement, het voordeel dat een snellere responsie wordt verkregen bij uitschakelen van het verwarmingselement. Het buitenwaarts geplaatste element laat 10 zich relatief snel aan de omgeving afkoelen zodat opname van vocht uit de omgeving door het halfgeleidermateriaal, en in het algemeen het conformeren aan de omgevingscondities snel verloopt zodat het beschikbaar komen van betrouwbare meetresultaten zich ook snel laat realiseren.In a further aspect according to the invention, the capacitive moisture sensor is arranged such that the electrode on the side from which moisture enters the semiconductor material during use is designed as a heating element. This has the advantage over the known embodiment in which the heating element is formed by a resistance element arranged in the semiconductor material, that a faster response is obtained when the heating element is switched off. The outwardly placed element can be cooled relatively quickly to the environment, so that absorption of moisture from the environment by the semiconductor material, and generally conforming to the environmental conditions, proceeds quickly, so that the availability of reliable measurement results can also be realized quickly.

15 In een voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding wordt voorgesteld dat het halfgeleidermateriaal voordat de etsvloeistof voor het poreus maken wordt toegevoerd, voorzien wordt van een geribbelde structuur zodanig dat het halfgeleidermateriaal tussen de overgebleven de-20 len van de platina- of goudlaag verdiept wordt uitgevoerd, zodat de gerede vochtsensor volgens de uitvinding erdoor wordt gekenmerkt, dat het halfgeleidermateriaal alwaar de elektrode dit materiaal vrijlaat, verdiept is uitgevoerd. Met deze maatregel wordt een betere toegankelijkheid en benutting 25 van het halfgeleidermateriaal dat zich onder de elektrode bevindt, verkregen en resulteert een gevoeliger vochtsensor.In a preferred embodiment of the method according to the invention it is proposed that the semiconductor material is supplied before the porous etching liquid is provided with a ribbed structure such that the semiconductor material is deepened between the remaining parts of the platinum or gold layer. so that the finished moisture sensor according to the invention is characterized in that the semiconductor material where the electrode releases this material has a deepened design. With this measure, better accessibility and utilization of the semiconductor material located under the electrode is obtained and a more sensitive moisture sensor results.

Een voordeel dat zich bij de vervaardiging van deze geribbelde structuur manifesteert is dat voor het aanbrengen van de verdieping of verdiepingen in het halfgeleidermateri-30 aal een verdere etsvloeistof wordt toegepast waarbij de platina- of goudelektrode als masker kan dienen.An advantage which manifests itself in the production of this ribbed structure is that a further etching liquid is used for applying the depression or depressions in the semiconductor material, whereby the platinum or gold electrode can serve as a mask.

De vochtsensor volgens de uitvinding laat zich verder doelmatig in diverse samenstellingen toepassen waarmee bijzondere voordelen bereikt worden. Zo wordt volgens de uit-35 vinding tevens een samenstel van twee vochtsensoren volgens de uitvinding voorgesteld, waarbij dit samenstel erdoor gekenmerkt is dat tijdens gebruik voorafgaand aan het uitvoeren van een meting slechts van een vochtsensor het verwarmingselement wordt geactiveerd, en dat voorzien is in middelen 100 6 2 6 8 5 voor het vergelijken van de gemeten waarden van beide vocht-sensoren. Dit voorziet op eenvoudige wijze in een controlemogelijkheid van de goede werking van de vochtsensor volgens de uitvinding.The moisture sensor according to the invention can further be used efficiently in various compositions with which special advantages are achieved. Thus, according to the invention, an assembly of two moisture sensors according to the invention is also proposed, wherein this assembly is characterized in that during use, prior to a measurement, only the heating element of the moisture sensor is activated, and that means are provided 100 6 2 6 8 5 for comparing the measured values of both moisture sensors. This provides in a simple manner for checking the proper functioning of the moisture sensor according to the invention.

5 Een verdere gunstige uitvoeringsvorm waarin de capa- citieve vochtsensor volgens de uitvinding zich laat toepassen, is die waarbij deze gecombineerd wordt met een koelelement waarbij de combinatie erdoor gekenmerkt wordt dat voorzien is in middelen voor het detecteren van een sprongveran-10 dering in de gemeten capaciteit van de vochtsensor, en middelen voor het in afhankelijkheid van deze sprongverandering aansturen van het verwarmingselement zodanig dat de gemeten capaciteit voortdurend meandert rond de sprongwaarde. Als koelplaat kan bijvoorbeeld een Peltier-plaat worden toege-15 past. De combinatie zoals deze wordt voorgesteld, maakt het mogelijk een zeer nauwkeurige dauwpuntmeting uit te voeren ter bepaling van de absolute vochtigheid.A further favorable embodiment in which the capacitive moisture sensor according to the invention can be used is that in which it is combined with a cooling element, the combination being characterized in that means are provided for detecting a jump change in the measured capacity of the moisture sensor, and means for controlling the heating element in dependence on this jump change such that the measured capacity meanders continuously around the jump value. A Peltier plate can for instance be used as cooling plate. The combination as proposed makes it possible to perform a very accurate dew point measurement to determine the absolute humidity.

Daarbij kan met voordeel de capacitieve vochtsensor volgens de uitvinding alternatief of verder zo zijn ingericht 20 dat deze is voorzien van een temperatuurvoeler, en van middelen voor het in afhankelijkheid van de met de temperatuurvoeler gemeten temperatuur van de sensor aansturen van het verwarmingselement, teneinde tegelijkertijd een bij de dauwpunt-meting horende waarde van de temperatuur te verschaffen. De 25 temperatuurvoeler of sensor kan daarbij met voordeel in het halfgeleidermateriaal zijn opgenomen door een uitvoering als pn-junctie of als temperatuurgevoelige weerstand.The capacitive moisture sensor according to the invention can advantageously be arranged alternatively or further such that it is provided with a temperature sensor and with means for controlling the heating element in dependence on the temperature of the sensor measured with the temperature sensor, in order to simultaneously provide the value of the temperature associated with the dew point measurement. The temperature sensor or sensor can advantageously be incorporated in the semiconductor material by an embodiment as a pn junction or as a temperature-sensitive resistor.

De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de hand van een beschrijving van een uitvoeringsvoorbeeld van 30 het vervaardigen van een vochtsensor volgens de uitvinding onder verwijzing naar de figuur.The invention will now be further elucidated on the basis of a description of an embodiment of the manufacture of a moisture sensor according to the invention with reference to the figure.

Uitgaande van een dubbelzijdig gepolijst p-type siliciumschijf 1 met een weerstand van 2-4 Q.cm is deze eerst voorzien van een n-type begraven laag 2 zoals getoond in stap 35 1. In stap 2 is vervolgens hierop een 1 μτη dikke p-epitactia- le laag 3 met een dotatie van 1016/cm2 aangebracht, alsmede ten behoeve van het elektrisch contact met de begraven n-laag 2 twee diepe n-contacten 4. In stap 3 is getoond dat door middel van een zogeheten "low pressure chemical vaper 100 6 26 8 6 deposition" een SiN-laag 5 van 30 nm op boven- en onderzijde is aangebracht, gevolgd door het plasma-etsen van deze SiN-lagen ten behoeve van navolgende etswerkzaamheden. In stap 4 is getoond dat na het etsen goudcontacten 6 zijn aangebracht 5 voor de begraven n-laag 2, gevolgd in stap 5 door het aanbrengen van de goudelektrode 7 aan de zijde van waaraf het poreus etsen van de silica zal plaatsvinden. In stap 6 is vervolgens als voorbereiding op dit poreus etsen de achterzijde van het substraat verwijderd, en zoals getoond in stap 10 7 voorzien van een aluminium deklaag 8. Deze dient als elek trode voor het in stap 9 poreus etsen van de siliciumlaag die zich direct onder de goudelektrode 7 bevindt.Assuming a double-sided polished p-type silicon disk 1 with a resistance of 2-4 Q.cm, it is first provided with an n-type buried layer 2 as shown in step 35 1. In step 2 there is then a 1 μτη thick p -epitactial- layer 3 applied with an addition of 1016 / cm2, as well as two deep n-contacts for the electrical contact with the buried n-layer 2. In step 3 it is shown that by means of a so-called "low pressure chemical vaper 100 6 26 8 6 deposition "a SiN layer 5 of 30 nm has been applied on top and bottom, followed by plasma etching of these SiN layers for subsequent etching work. In step 4 it is shown that after etching gold contacts 6 have been provided for the buried n-layer 2, followed in step 5 by applying the gold electrode 7 on the side from which the porous etching of the silica will take place. In step 6, in preparation for this porous etching, the back of the substrate was removed, and as shown in step 10 7, provided with an aluminum coating 8. This serves as an electrode for the porous etching of the silicon layer which directly forms itself in step 9. under the gold electrode 7.

Opgemerkt wordt dat de zojuist beschreven werkwijze voor het vervaardigen van de capacitieve vochtsensor volgens 15 de uitvinding slechts een voorkeursuitvoeringsvorm betreft, en dat hierop nog diverse varianten denkbaar zijn die alle vallen binnen het kader van de onderhavige uitvinding waarvoor uitsluitende rechten worden gevraagd zoals geformuleerd in de navolgende conclusies.It is noted that the method just described for manufacturing the capacitive moisture sensor according to the invention is only a preferred embodiment, and that various variants are conceivable herein, all of which fall within the scope of the present invention for which exclusive rights are claimed as formulated in the following conclusions.

20 Zo is van dit uitvoeringsvoorbeeld geen onderdeel dat het halfgeleidermateriaal voordat de etsvloeistof voor het poreus maken wordt toegevoerd, voorzien wordt van een geribbelde structuur zodanig dat het halfgeleidermateriaal tussen de overgebleven delen van de platina- of goudlaag 7 25 verdiept wordt uitgevoerd. Noch is daarbij vermeld dat daarbij ten behoeve van het aanbrengen van de verdieping of verdiepingen in het halfgeleidermateriaal een verdere etsvloeistof wordt toegepast waarbij de platina- of goudelektrode 7 als masker dient. Deze verdere verfijningen van de vervaardi-30 gingsmethodiek volgens de uitvinding vormen echter uitdrukkelijk wel onderdeel van de uitvinding, en leveren de voordelen op die hierboven gereleveerd zijn.For example, it is not part of this exemplary embodiment that the semiconductor material is supplied before the porous etching liquid is provided with a ribbed structure such that the semiconductor material is made deepened between the remaining parts of the platinum or gold layer 7. Nor is it stated that a further etching liquid is used for applying the depression or depressions in the semiconductor material, the platinum or gold electrode 7 serving as a mask. However, these further refinements of the manufacturing method according to the invention expressly form part of the invention, and provide the advantages that have been discussed above.

Voorts kan worden opgemerkt dat het beschreven uitvoeringsvoorbeeld is gericht op de vervaardiging van een 35 vochtsensor met goudelektroden. Duidelijk is echter dat het type materiaal dat voor de elektrode van de uitgevonden vochtsensor wordt gebruikt, niet hiertoe beperkt is en dat deze bijvoorbeeld ook kan zijn uitgevoerd in platina, of zelfs kan zijn aangebracht in de vorm van hoog gedoteerde 100 6 2 6 8 7 halfgeleidermaterialen die zijn gediffundeerd in het substraat .It can furthermore be noted that the described exemplary embodiment is aimed at the manufacture of a moisture sensor with gold electrodes. It is clear, however, that the type of material used for the electrode of the invented moisture sensor is not limited to this and that it can for instance also be made of platinum, or even be applied in the form of highly doped 100 6 2 6 8 7 semiconductor materials diffused into the substrate.

Voorts kan worden genoemd dat de elektrode 7 die zoals in het onderhavige voorbeeld direct aanligt tegen het 5 poreuze silicium, kan zijn voorzien van twee elektrische aan-sluitpunten zodat de desbetreffende elektrode, welke gelegen is aan de uitwendig gerichte zijde van de vochtsensor, kan worden toegepast als verwarmingselement ten behoeve van het verdrijven van vocht uit de sensor nadat een meting is ver-10 richt of voordat een nieuwe meting moet plaatsvinden.Furthermore, it can be mentioned that the electrode 7 which, as in the present example, directly contacts the porous silicon, can be provided with two electrical connection points, so that the relevant electrode, which is located on the externally directed side of the moisture sensor, can be used as a heating element for expelling moisture from the sensor after a measurement has been taken or before a new measurement has to take place.

Duidelijk is derhalve dat de onderhavige aanvrage tevens betrekking heeft op dergelijke verdere varianten. Voorts wordt zeer expliciet ook bescherming verlangd voor vochtsensoren die in combinatie worden toegepast zodanig dat 15 tijdens gebruik voor het uitvoeren van een meting slechts van een vochtsensor het verwarmingselement wordt geactiveerd, en dat voorzien is in middelen voor het vergelijken van de gemeten waarden van beide vochtsensoren. Dit bevordert de betrouwbaarheid van met de vochtsensor uitgevoerde metingen 20 door de mogelijkheid van onderlinge vergelijking.It is therefore clear that the present application also relates to such further variants. Furthermore, protection is also very explicitly required for moisture sensors that are used in combination, such that during use for performing a measurement only of a moisture sensor, the heating element is activated, and that means are provided for comparing the measured values of both moisture sensors. . This promotes the reliability of measurements made with the moisture sensor by the possibility of mutual comparison.

Tenslotte worden nog uitsluitende rechten gevraagd voor de combinatie van de vochtsensor met een koelelement, waarbij voorzien is in middelen voor het detecteren van een sprongverandering in de gemeten capaciteit van de vochtsen-25 sor, en middelen voor het in afhankelijkheid van deze sprongverandering aansturen van het verwarmingselement zodanig dat de gemeten capaciteit voortdurend meandert rond de sprong-waarde. Hiermee is een zeer nauwkeurige dauwpuntsbepaling mogelijk. Daarbij is verder wenselijk de sensor uit te rusten 30 met een geïntegreerde temperatuurvoeler, bijvoorbeeld een pn-junctie of een temperatuurafhankelijke weerstand.Finally, exclusive rights are also requested for the combination of the moisture sensor with a cooling element, wherein means are provided for detecting a jump change in the measured capacity of the moisture sensor, and means for controlling the jump depending on this jump change. heating element such that the measured capacity meanders continuously around the jump value. This enables a very accurate dew point determination. It is further desirable to equip the sensor with an integrated temperature sensor, for example a pn junction or a temperature-dependent resistor.

10662681066268

Claims

1. A method for manufacturing a capacitive moisture sensor which comprises as a dielectric a layer of semiconductor material on which electrodes are applied on both sides, and wherein the semiconductor material is made porous by wet electrochemical etching in order to make it suitable for moisture absorption, characterized in that at least on the sensor side from which the electrochemical etching is performed, the electrode is already applied before the etching is performed.

2. A method according to claim 1, characterized in that the electrode already applied is applied by preferably depositing, preferably by means of sputtering or vapor deposition, a platinum or gold layer on the non-porous semiconductor material, and then selectively dividing from the platinum or gold layer to expose the as yet non-porous semiconductor material and make it accessible to the etching liquid.

3. A method according to claim 2, characterized in that the semiconductor material, before the etching liquid is introduced, is provided with a ribbed structure such that the semiconductor material is formed between the remaining parts of the platinum or gold layer.

4. A method according to claim 3, characterized in that a further etching liquid is used for applying the depression or depressions in the semiconductor material, the platinum or gold electrode serving as a mask.

5. Capacitive moisture sensor comprising porous semiconductor material and electrodes arranged on either side thereof, one of the electrodes being arranged as a heating element, characterized in that the electrode on the side from which moisture enters the semiconductor material during use is arranged as a heating element.

6. Capacitive moisture sensor comprising porous semiconductor material and electrodes arranged on either side thereof, characterized in that the electrode on the side of 100 6 2 8 8 through which moisture enters the semiconductor material during use, locally releases the underlying semiconductor material.

7. Capacitive moisture sensor according to claim 6, characterized in that the semiconductor material where the electrode releases this material is of deepened design.

8. Capacitive moisture sensor according to any one of claims 5-7, characterized in that it is provided with a temperature sensor and with means for controlling the heating element in dependence on the temperature of the sensor measured with the temperature sensor.

9. Assembly of two capacitive moisture sensors as claimed in any of the claims 5-8, characterized in that during use only a heating sensor of a moisture sensor is activated before carrying out a measurement, and that means are provided for comparing the measured values of both moisture sensors.

10. Assembly of a capacitive moisture sensor according to any one of claims 5-8, and a cooling element, characterized in that means are provided for detecting a jump change in the measured capacity of the moisture sensor, and means for dependence of this jump change, controlling the heating element such that the measured capacity meanders continuously around the jump value. 100 6 26 8