JP5849836B2 - Humidity sensor - Google Patents
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Description
本発明は、互いに対向するように基板の同一面上に形成された一対の電極と、水分による腐食から電極を保護する保護膜と、電極を覆うように保護膜上に配置された感湿膜とを有する湿度センサに関するものである。 The present invention relates to a pair of electrodes formed on the same surface of a substrate so as to face each other, a protective film for protecting the electrode from corrosion due to moisture, and a moisture sensitive film disposed on the protective film so as to cover the electrode It is related with the humidity sensor which has.
互いに対向するように基板の同一面に形成された一対の電極と、水分による腐食から電極を保護する保護膜と、電極を覆うように保護膜上に配置された感湿膜とを有する湿度センサとして、例えば特許文献1に記載のものが知られている。
A humidity sensor having a pair of electrodes formed on the same surface of the substrate so as to face each other, a protective film that protects the electrodes from corrosion due to moisture, and a moisture-sensitive film disposed on the protective film so as to cover the electrodes For example, the thing of
特許文献1の記載のように、従来の湿度センサでは、基板の一面に対して、アルミニウム等の導電材料を、蒸着やスパッタ等の手法により堆積させて膜を1層形成し、形成した膜を所定形状にパターニングすることで、一対の電極を形成している。
As described in
本出願人が検討したところ、従来の湿度センサでは、高湿側においてセンサ感度の線形性が劣化することが明らかとなった。 As a result of examination by the present applicant, it has been clarified that in the conventional humidity sensor, the linearity of the sensor sensitivity deteriorates on the high humidity side.
本発明は上記問題点に鑑み、高湿側におけるセンサ感度の線形性劣化を抑制することができる湿度センサを提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a humidity sensor capable of suppressing deterioration in linearity of sensor sensitivity on the high humidity side.
上記目的を達成するために、本発明は、基板(20)と、互いに対向するように、基板の共通する一面(20a)に配置された一対の電極(31,32)と、該電極を覆うように一面上に配置され、水分による腐食から電極を保護する保護膜(33)と、電極及び電極間を覆うように、保護膜上に配置された感湿膜(34)と、を有する湿度検出部(30)と、を備え、全ての電極は、一面に対して膜が多層に配置された多層構造を有するとともに、最上層は導電材料を用いて形成され、且つ、保護膜に接触する層のうち、少なくとも1層は水分に対する腐食性を有する導電材料を用いて形成されており、基板の一面に膜が1層分配置されてなる下地部(38)と、該下地部上に膜が少なくとも1層分配置されてなる上地部(39)と、をそれぞれ有し、電極(31,32)において、上地部(39)を形成する任意の層が、該任意の層よりも下側に位置する層を包むように配置されるとともに、下側に位置する層の上方に位置する中央部(39a)と、基板(20)の一面(20a)に配置された周辺部(39b)と、中央部(39a)と周辺部(39b)とを繋ぐ繋ぎ部(39c)と、を有することで、一面に直交する断面形状がそれぞれ独立して凸形状をなしていることを特徴とする。 To achieve the above object, the present invention covers a substrate (20), a pair of electrodes (31, 32) disposed on a common surface (20a) of the substrate so as to face each other, and the electrodes. As described above, the humidity having a protective film (33) that protects the electrode from corrosion due to moisture and a moisture-sensitive film (34) that is disposed on the protective film so as to cover between the electrodes. All electrodes have a multilayer structure in which films are arranged in multiple layers on one surface, and the uppermost layer is formed using a conductive material and is in contact with the protective film At least one of the layers is formed using a conductive material having corrosiveness to moisture, and a base portion (38) in which one layer of the film is disposed on one surface of the substrate, and a film on the base portion. And an upper portion (39) in which at least one layer is disposed. Have, respectively, the electrodes (31, 32), any layer that forms the upper base portion (39) is, while being arranged to enclose the layer located below the said given layer, the lower A connection connecting the central portion (39a) located above the positioned layer, the peripheral portion (39b) disposed on one surface (20a) of the substrate (20), and the central portion (39a) and the peripheral portion (39b). And having a portion (39c), the cross-sectional shapes orthogonal to one surface are each independently a convex shape.
本出願人が鋭意検討した結果、上記した高湿側でのセンサ感度の線形性劣化は、保護膜(33)において、基板(20)の一面(20a)と電極(31,32)とにより形成される段差に対応する部分(以下、段差部と示す)の曲がりがきついと生じることが明らかとなった。 As a result of intensive studies by the present applicant, the sensor sensitivity linearity deterioration on the high humidity side is formed by one surface (20a) of the substrate (20) and the electrodes (31, 32) in the protective film (33). It has been clarified that the portion corresponding to the step difference (hereinafter referred to as the step portion) is tightly bent.
これに対し、本発明では、電極の断面形状が、膜を多層配置してなる凸形状となっている。このため、同じ厚さの電極が1層の膜により形成された従来構成に較べて、一段当たりの高さが低くなる。例えば1層の膜からなる上地部(39)が、下地部(38)における上面の一部のみを覆うように配置されてなる2層構造の電極の場合、上地部の上面と下地部の上面、下地部の上面と基板の一面の間にそれぞれ段差が形成される。したがって、各段差は、1つの段差のみが存在する構成に較べて低くなる。これにより、保護膜(33)における段差部の曲がりを緩やかにすることができる。したがって、高湿側におけるセンサ感度の線形性劣化を抑制することができる。 On the other hand, in the present invention, the cross-sectional shape of the electrode is a convex shape formed by arranging a plurality of films. For this reason, compared with the conventional structure in which the electrode of the same thickness was formed by the film | membrane of one layer, the height per step | paragraph becomes low. For example, in the case of an electrode having a two-layer structure in which the upper part (39) made of a single layer film is arranged so as to cover only a part of the upper surface of the base part (38), the upper surface of the upper part and the base part Steps are formed between the upper surface of the substrate, the upper surface of the base portion, and one surface of the substrate. Accordingly, each level difference is lower than a configuration in which only one level difference exists. Thereby, the curvature of the level | step-difference part in a protective film (33) can be made loose. Therefore, it is possible to suppress linearity deterioration of sensor sensitivity on the high humidity side.
また、保護膜により、電極(水分に対する腐食性を有する導電材料を用いて形成された層)の腐食を効果的に抑制することができる。 In addition, the protective film can effectively suppress corrosion of the electrode (a layer formed using a conductive material having corrosiveness to moisture).
また、基板(20)の一面(20a)と電極(31,32)とにより複数の段差が形成されることとなるため、保護膜(33)における段差部の曲がりを緩やかにすることができる。また、電極(31,32)を構成する膜は、上層ほど段差がなだらかとなるため、段差部の曲がりをより緩やかにすることができる。さらには、上層ほど広い範囲に配置されるため、一対の電極(31,32)において対向面積を大きくすることができる。以上により、センサ感度をより高めることができる。 In addition, since a plurality of steps are formed by the one surface (20a) of the substrate (20) and the electrodes (31, 32), the bending of the stepped portion in the protective film (33) can be moderated. Moreover, since the film | membrane which comprises an electrode (31, 32) becomes gentle as the upper layer, a curve of a level | step-difference part can be made looser. Furthermore, since the upper layer is arranged in a wider range, the facing area of the pair of electrodes (31, 32) can be increased. As described above, the sensor sensitivity can be further increased.
また、本発明のさらなる特徴は、電極(31,32)において、全ての層は、水分に対する腐食性を有する同一の導電材料を用いて形成されていることにある。 Further, a further feature of the present invention is that in the electrodes (31, 32), all layers are formed using the same conductive material having corrosiveness against moisture.
これによれば、湿度センサの構成・製造工程を簡素化することができる。また、全ての層を実質的に電極として機能させることができる。 According to this, the structure and manufacturing process of a humidity sensor can be simplified. Moreover, all the layers can be made to function as an electrode substantially.
また、本発明のさらなる特徴は、電極(31,32)が、電気絶縁材料を用いて形成された層を含むことにある。 A further feature of the present invention is that the electrodes (31, 32) include a layer formed using an electrically insulating material.
このように、電気絶縁材料からなる層を用いても良い。本発明では、上地部(39)を形成する任意の層は、該任意の層よりも下側に位置する層を包むように配置されるため、電気絶縁材料からなる層を有しつつも、対向面積を大きくすることができる。 Thus, a layer made of an electrically insulating material may be used. In the present invention, since the arbitrary layer forming the upper portion (39) is disposed so as to wrap the layer positioned below the arbitrary layer, it has a layer made of an electrically insulating material, The facing area can be increased.
上記目的を達成するために、本発明は、基板(20)と、互いに対向するように、基板の共通する一面(20a)に配置された一対の電極(31,32)と、該電極を覆うように一面上に配置され、水分による腐食から電極を保護する保護膜(33)と、電極及び電極間を覆うように、保護膜上に配置された感湿膜(34)と、を有する湿度検出部(30)と、を備え、全ての電極は、一面に対して膜が多層に配置された多層構造を有するとともに、最上層は導電材料を用いて形成され、且つ、保護膜に接触する層のうち、少なくとも1層は水分に対する腐食性を有する導電材料を用いて形成されており、基板の一面に膜が1層分配置されてなる下地部(38)と、該下地部上に膜が少なくとも1層分配置されてなる上地部(39)と、をそれぞれ有し、電極(31,32)において、上地部(39)を形成する任意の層が、該任意の層に下側で隣接する層の表面のうち、上面の一部のみを覆うように配置されることで、全ての電極は、一面に直交する断面形状がそれぞれ独立して凸形状をなしていることを特徴とする。To achieve the above object, the present invention covers a substrate (20), a pair of electrodes (31, 32) disposed on a common surface (20a) of the substrate so as to face each other, and the electrodes. As described above, the humidity having a protective film (33) that protects the electrode from corrosion due to moisture and a moisture-sensitive film (34) that is disposed on the protective film so as to cover between the electrodes. All electrodes have a multilayer structure in which films are arranged in multiple layers on one surface, and the uppermost layer is formed using a conductive material and is in contact with the protective film At least one of the layers is formed using a conductive material having corrosiveness to moisture, and a base portion (38) in which one layer of the film is disposed on one surface of the substrate, and a film on the base portion. And an upper portion (39) in which at least one layer is disposed. In each of the electrodes (31, 32), an arbitrary layer forming the upper portion (39) covers only a part of the upper surface of the surface of the layer adjacent to the arbitrary lower layer on the lower side. By being arranged in this manner, all the electrodes are characterized in that the cross-sectional shapes orthogonal to one surface are independently convex.
このような電極構成としても、複数の段差が存在することとなるため、保護膜(33)における段差部の曲がりを緩やかにすることができる。すなわち、上記した他の発明と同様の効果を奏することができる。 Even with such an electrode configuration, since there are a plurality of steps, the step portion of the protective film (33) can be gently bent. That is, the same effects as those of the other inventions described above can be achieved.
また、本発明のさらなる特徴は、電極(31,32)において、各層は、互いに異なる導電材料を用いて形成されていることにある。 Further, the present invention is further characterized in that in the electrodes (31, 32), each layer is formed using different conductive materials.
これによれば、全ての層を実質的に電極として機能させることができる。したがって、一対の電極(31,32)において対向面積を大きくすることができるため、センサ感度をより高めることができる。 According to this, all the layers can be made to function as an electrode substantially. Therefore, since the opposing area can be increased in the pair of electrodes (31, 32), the sensor sensitivity can be further increased.
また、本発明のさらなる特徴は、電極(31,32)が電気絶縁材料を用いて形成された層を含むことにある。このように、電気絶縁材料からなる層を用いても良い。 A further feature of the present invention is that the electrodes (31, 32) include a layer formed using an electrically insulating material. Thus, a layer made of an electrically insulating material may be used.
また、本発明のさらなる特徴は、一対の電極(31,32)はそれぞれ櫛歯形状をなし、互いの櫛歯が噛みあって対向するように配置されていることにある。 A further feature of the present invention resides in that the pair of electrodes (31, 32) has a comb-tooth shape, and the comb teeth are arranged so as to face each other.
これによれば、一対の電極(31,32)において対向面積を大きくすることができるため、センサ感度をより高めることができる。 According to this, since the facing area can be increased in the pair of electrodes (31, 32), the sensor sensitivity can be further increased.
また、本発明のさらなる特徴は、感湿膜(34)が、水分の吸着により比誘電率が変化するものであり、湿度検出部(30)を、雰囲気の湿度変化を一対の電極(31、32)間の静電容量の変化として検出することにある。また、感湿膜(34)は、水分の吸着によりインピーダンスが変化するものであり、湿度検出部(30)を、雰囲気の湿度変化を感湿膜(34)のインピーダンスの変化として検出することにある。 Further, according to a further feature of the present invention, the humidity sensitive film (34) has a change in relative dielectric constant due to the adsorption of moisture, and the humidity detector (30) is adapted to change the humidity of the atmosphere with a pair of electrodes (31, 31). 32) is detected as a change in capacitance. Further, the humidity-sensitive film (34) has an impedance that changes due to moisture adsorption, and the humidity detector (30) detects a change in the humidity of the atmosphere as a change in the impedance of the moisture-sensitive film (34). is there.
また、本発明のさらなる特徴は、基板(20)が、半導体基板(21)と、該半導体基板(21)の主面に形成された絶縁膜(23)を有し、電極(31,32)は、基板(20)の絶縁膜(23)上に配置されることにある。 According to a further feature of the present invention, the substrate (20) has a semiconductor substrate (21) and an insulating film (23) formed on the main surface of the semiconductor substrate (21), and the electrodes (31, 32). Is to be disposed on the insulating film (23) of the substrate (20).
これによれば、湿度検出部(30)から出力される信号を処理する処理回路についても、同一の基板(20)に構成することができるようになる。また、絶縁膜(23)を有するため、電極(31,32)などからの電流の漏洩等を防止することができる。 According to this, the processing circuit for processing the signal output from the humidity detection section (30) can be configured on the same substrate (20). Further, since the insulating film (23) is provided, leakage of current from the electrodes (31, 32) and the like can be prevented.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、以下に示す各実施形態において、共通乃至関連する要素には同一の符号を付与するものとする。また、形成範囲を明確化するため、図2の平面図において、感湿膜34及びダム用感湿膜62の部分に、ハッチングを施している。また、基板20の厚み方向を単に厚み方向と示し、対をなす電極31,32の対向方向を単に対向方向と示す。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, common or related elements are given the same reference numerals. Further, in order to clarify the formation range, in the plan view of FIG. 2, the moisture
(第1実施形態)
図1は、本実施形態の湿度センサチップ10を備えた湿度検出装置100を示している。この湿度検出装置100は、合成樹脂等を用いて有底角筒状に形成されたケース110と、該ケース110の底部内面に固定されたリードフレームのアイランド111,112と、アイランド111にダイマウントされた湿度センサチップ10と、アイランド112にダイマウントされた回路チップ113と、一端がケース110の内部に露出し、他端がケース110外に延出されたリード114を備えている。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a
そして、湿度センサチップ10と回路チップ113とが、ボンディングワイヤ115を介して電気的に接続され、回路チップ113とリード114とが、ボンディングワイヤ116を介して電気的に接続されている。また、図示しないが、ボンディングワイヤ115,116及びその接続部位(パッド)は、後述の保護ゲルによって被覆されている。
The
このように、本実施形態では、湿度センサチップ10と回路チップ113とが別チップとなっている。なお、湿度センサチップ10が、特許請求の範囲に記載の湿度センサに相当する。
Thus, in this embodiment, the
次に、湿度センサチップ10の概略構成について説明する。
Next, a schematic configuration of the
図2及び図3に示すように、湿度センサチップ10は、同一の基板20に、湿度検出部30、ボンディングワイヤ115が接続された状態で保護ゲル50により保護される外部接続端子としてのパッド40、保護ゲル50の流動を抑制するダム部60を備えている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
本実施形態では、基板20が、半導体基板21と、半導体基板21の主面上に形成された絶縁膜23を有している。具体的には、半導体基板21としてシリコン基板を採用しており、この半導体基板21の主面側表層に、全面にわたって不純物の拡散層22が形成されている。本実施形態では、拡散層22がp導電型となっている。この拡散層22上には絶縁膜23が配置されており、絶縁膜23の一部位にコンタクトホール23aが形成されている。本実施形態では、絶縁膜23が、半導体基板21側からシリコン酸化膜、BPSG膜の順に積層されてなる。なお、湿度検出部30、パッド40、及びダム部60は、この絶縁膜23上に形成されている。このため、絶縁膜23における半導体基板21と反対の面が、基板20の一面20aとなっている。
In the present embodiment, the
湿度検出部30は、基板20の一面20aにおいて、互いに対向して配置された一対の電極31,32を有している。また、湿度検出部30は、少なくとも検出容量部30dを備えており、本実施形態ではさらに参照容量部30rを備えている。検出容量部30dは、基板20の一面20aにおいて、互いに対向して配置された一対の検出電極31d,32dを有している。参照容量部30rは、該一面20aの検出電極31d,32dとは異なる位置において、互いに対向して配置された一対の参照電極31r,32rを有している。
The
これら検出電極31d,32d及び参照電極31r,32rにおいて、厚み方向に直交する平面形状は特に限定されるものではない。本実施形態では、図2に示すように、検出電極31d及び検出電極32dがともに櫛歯形状をなし、互いの櫛歯が噛み合って対向するように交互に配置されている。このように櫛歯形状とすると、検出電極31d,32dの配置面積を小さくしつつ、互いに対向する面積を大きくすることができる。これにより、周囲の湿度変化に伴って変化する検出電極31d,32d間の静電容量の変化量が大きくなり、センサ感度が向上する。同様に、参照電極31r及び参照電極32rがともに櫛歯形状をなし、互いの櫛歯が噛み合って対向するように交互に配置されている。また、櫛歯形状をなす検出電極31d,32d及び参照電極31r,32rは、図2に示すように、電極同士の対向面積と櫛歯の本数が異なっている。詳しくは、検出電極31d,32dのほうが参照電極31r,32rよりも本数が多く、且つ、対向面積も大きくなっている。
In these
一方、検出電極31d,32d及び参照電極31r,32rにおいて、一面20aに直交する断面の構造は本実施形態の特徴部分である。この詳細については後述する。
On the other hand, in the
検出電極31d,32d及び参照電極31r,32r、すなわち電極31,32は、後述するように膜が多層に配置された多層構造(図7、図8(b)参照)をなしており、その膜構成は、電極31,32で同一となっている。また、保護膜23に接触する層の少なくとも1つとして、水分に対して腐食性を有する導電材料(例えばアルミニウム系材料)を用いて形成された層を含んでいる。本実施形態では、電極31,32の全ての層が、同一のアルミニウム系材料を用いて形成されている。すなわち、全ての層が水分に対して腐食性を有する同一の導電材料を用いて形成されている。このため、図3に例示する検出電極31d,32dのように、全ての電極31,32上には保護膜33が形成されており、この保護膜33を介して感湿膜34が形成されている。
The
保護膜33は、水分に対して腐食性を有する導電材料を用いて形成された電極31,32が、水分により腐食するのを防ぐためのものである。本実施形態では、保護膜33として、プラズマCVD法により形成されるシリコン窒化膜を採用している。この保護膜33は、電極31,32上だけでなく、基板20の一面20aにおいて、パッド40を除く部分に形成されている。
The
保護膜33上には、検出電極31d,32d及び検出電極31d,32d間を覆うとともに、参照電極31r,32r及び参照電極31r,32r間を覆うように、感湿膜34が形成されている。本実施形態では、検出電極31d,32dを覆う感湿膜34と、参照電極31r,32rを覆う感湿膜34が、1つの感湿膜34として一体化されている。感湿膜34の構成材料としては、ポリイミド系材料など周知のものを採用することができる。本実施形態では、ポリイミド系材料を採用しており、スピンコート法や印刷法にて前駆体であるポリアミドを塗布後、加熱硬化(イミド化処理)することにより形成されている。
On the
このように構成される湿度検出部30において、検出容量部30dを構成する検出電極31dは、図2に示すように、配線35により、対応するパッド41と電気的に接続されている。検出容量部30dを構成する検出電極32d及び参照容量部30rを構成する参照電極32rは、共通の配線36により、対応するパッド42と電気的に接続されている。また、参照容量部30rを構成する参照電極31rは、配線37により、対応するパッド43と電気的に接続されている。すなわち、一対の検出電極31d,32dからなるコンデンサと、一対の参照電極31r,32rからなるコンデンサが、パッド41,43間で直列接続され、これらコンデンサの接続点(中点)にパッド42が接続された構成となっている。
In the
これら配線35〜37は、基板20の一面20a、すなわち電極31,32と同一平面に形成されている。また、電極31,32同様、水分に対する腐食性を有する導電材料を用いて形成された膜を含んで形成されている。本実施形態では、アルミニウム系材料を用いて形成された膜が1層配置されてなる。しかしながら、電極31,32と同一の構成、すなわち2層構造を採用しても良い。そして、配線35〜37も、上記した保護膜33により被覆されている。
These
パッド40は、湿度検出部30を構成する各電極31d,32d,31r,32rと電気的に接続されたパッド41〜43を有する。これらパッド41〜43は、対応する配線35〜37のうち、湿度検出部30と反対の端部付近で保護膜33の開口部から露出された部分である。このため、各パッド41〜43も、配線35〜37と同一の膜構成となっている。
The
本実施形態では、さらに上記した拡散層22に電気的に接続されたパッド44を有する。このパッド44には、平面矩形状の基板20の縁部に沿って形成された配線45が接続されており、配線45のうち、図3に示すように保護膜33の開口部から露出された部分がパッド44となっている。配線45も、基板20の一面20a、すなわち電極31,32と同一平面に形成されている。また、配線35〜37と同一の膜構成となっており、上記した保護膜33により被覆されている。配線45は、図3に示すように、絶縁膜23に形成されたコンタクトホール23aを埋めるように形成されており、拡散層22と電気的に接続されている。このため、パッド44に定電位(例えばグランド電位)を印加することで、配線45を通じて拡散層22を、電磁波に対するシールド層として機能させることができる。
In the present embodiment, a
これらパッド40(41〜44)は、ボンディングワイヤ115が接続された状態で、保護ゲル50によって被覆される。したがって、パッド40にボンディングワイヤ115が接続される前の状態で、湿度センサチップ10は、保護ゲル50を有さない。この保護ゲル50は、パッド40が、水分により腐食するのを防ぐためのものであり、フッ素系ゲルなど耐水性を有する材料からなる。保護ゲル50は、パッド40の周辺に、ディスペンサなどを用いて塗布し、その後硬化することで形成される。このため、塗布した時点では、保護ゲル50は流動性を有している。
These pads 40 (41 to 44) are covered with the
パッド40周辺に塗布された保護ゲル50が、湿度検出部30側に流動し、感湿膜34に付着すると、感湿膜34の性質が変化してしまい、雰囲気湿度にかかる検出精度が低下しかねない。このため、パッド40周辺に塗布した保護ゲル50が、湿度検出部30側へ流入し、感湿膜34に付着するのを抑制すべく、基板20の一面20aにおいて湿度検出部30とパッド40の間にダム部60が形成されている。
When the
ダム部60は、基板20の一面20aから突出する構造のものを採用することができる。なお、保護膜33がパッド40を除く部分に形成される場合には、ダム部60として保護膜33を含むこととなり、ダム部60は保護膜33の厚さよりも突出高さが高く設けられる。本実施形態において、ダム部60は、電極31,32同様、水分に対する腐食性を有する導電材料を用いて形成された膜を含んで、電極31,32と同一平面(基板20の一面20a)に形成されたダム用配線としてのダミー配線61を有している。本実施形態では、電極31,32と同一の構成、すなわち2層構造となっている。また、ダム部60は、感湿膜34と同一材料を用いて形成され、ダミー配線61の少なくとも一部を覆うダム用感湿膜62も有している。このようにダム部60は、ダミー配線61とダム用感湿膜62、及び保護膜33の積層構造となっている。なお、本実施形態において、ダミー配線61は、湿度検出部30を構成する電極31,32やパッド40と電気的に分離された、電気的な接続機能を提供しない配線となっている。しかしながら、半導体基板21に湿度検出部30の処理回路が集積された構成においては、処理回路を構成する配線の一部を用いてダム部60としても良い。なお、図3では、便宜上、電極31,32d及びダミー配線61を、パッド44を含む配線45と同一の層構造で示している。
As the
次に、湿度センサチップ10の特徴部分である電極31,32の断面構造について、図4を用いて説明する。
Next, a cross-sectional structure of the
図4に検出電極31d,32dにて例示するように、全ての電極31,32は、基板20の一面20aに対して膜が多層に配置された多層構造をなしており、基板20の一面20aに膜が1層分配置されてなる下地部38と、下地部38上に膜が少なくとも1層分配置されてなる上地部39と、を有している。この多層構造において、最上層は導電材料を用いて形成され、且つ、保護膜23に接触する層のうち、少なくとも1層は水分に対する腐食性を有する導電材料を用いて形成されている。そして、基板20の一面20aに直交する断面形状がそれぞれ独立して凸形状をなしている。本実施形態では、図4に示すように、上地部39が1層の膜からなり、各電極31,32が2層構造となっている。また、上記したように、電極31,32が同一のアルミニウム系材料からなる膜を2層配置してなり、下地部38を構成する最下層と、上地部39を構成する最上層とが、ともに水分に対する腐食性を有する導電材料を用いて形成されている。
As illustrated by the
また、上地部39を形成する任意の層は、該任意の層よりも下側に位置する層を包むように配置されている。換言すれば、任意の隣接する2層において、上層が下層を包むように配置されている。この任意の層は、該任意の層よりも下側に位置する層の上方に位置する中央部39aと、基板20の一面20aに配置された周辺部39bと、中央部39aと周辺部39bとを繋ぐ繋ぎ部39cと、を有している。本実施形態では、上地部39が1層のみであるため、上地部39を構成する層が上記任意の層に該当し、下地部38を構成する層が任意の層よりも下側に位置する層に該当する。
Moreover, the arbitrary layer which forms the
ところで、一対の電極31,32間の容量は、基板20の一面20aに沿う方向に形成される対向容量と、厚み方向に回り込んで形成されるフリンジ容量とにより決定される。感湿膜34は、それ自体の比誘電率は相対湿度に応じて変化しないが、水分の吸着量により、水分を含む全体の比誘電率が変化する。このため、電極31,32間に形成される容量に対して感湿膜34の影響が大きいほど、容量値の湿度変化に対する傾きは大きくなる。保護膜33を有する構成では、感湿膜34の影響、すなわちフリンジ容量の影響が大きくなるように、電極31,32に所定の間隔を持たせて構成されている。図4では、検出電極31d,32dを厚み方向に回り込んで形成されるフリンジ容量Cfを図示している。
By the way, the capacitance between the pair of
このように構成される湿度センサチップ10では、検出容量部30dに構成されるコンデンサの容量値と、参照容量部30rに構成されるコンデンサの容量値が、雰囲気の相対湿度に応じて変化する。また、検出容量部30dと参照容量部30rとは、容量値の湿度変化に対する傾きが互いに異なっており、これにより各容量値は、相対湿度に対して異なる傾きと切片をもつ直線となる。換言すれば、検出容量部30dと参照容量部30rに感度差をもたせている。したがって、検出容量部30d及び参照容量部30rの湿度変化に伴う静電容量変化から、雰囲気中の相対湿度を計測することができる。
In the
また、検出電極31d,32d上と参照電極31r,32r上とに、同一材料からなる感湿膜34を形成しているので、感湿膜34のもつ温度特性(温度による吸放湿特性の違い)によるセンサ出力の温度特性(感度の温度特性)や、感湿膜34の経年劣化の影響を、キャンセルすることができる。
Further, since the moisture
次に、上記した湿度センサチップ10の製造方法の一例について説明する。
Next, an example of a method for manufacturing the
先ず、ウェハ状態のシリコンからなる半導体基板21を準備し、熱酸化により主面にシリコン酸化膜を形成する。次いで、シリコン酸化膜を介して半導体基板21の主面側表層に不純物をイオン注入し、拡散層22を形成する。次いで、シリコン酸化膜上にBPSG膜を形成し、シリコン酸化膜とともに絶縁膜23とする。そして、絶縁膜23の所定位置にコンタクトホール23aを形成した後、基板20の一面20a全域にアルミニウム系材料を堆積させ、反応性イオンエッチングによりパターニングして、電極31,32、パッド40(41〜44)を含む配線35〜37,45、及びダミー配線61を形成する。このとき、電極31,32及びダミー配線61については、アルミニウム系材料の堆積とパターニングを繰り返し行うことで、2層構造とする。
First, a
次いで、基板20の一面20a全域に保護膜33としてのシリコン窒化膜を形成し、パターニングしてパッド40(41〜44)を露出させる。そして、例えばスピンコート法により基板20の一面20a上に前駆体を塗布し、硬化処理した後、パターニングすることで、感湿膜34及びダム用感湿膜62を形成する。
Next, a silicon nitride film as a
次いで、基板20をダイシングし、チップ単位とすることで、湿度センサチップ10を得ることができる。
Next, the
次に、本実施形態に係る湿度センサチップ10の主たる特徴部分の効果について説明する。以下、従来の湿度センサチップ10及び参考例と対比しながら、効果について説明する。
Next, the effect of the main characteristic part of the
図5は、従来の湿度センサチップ10において、電極31,32の構造を説明するための断面図である。なお、図5では、電極31,32のうち、検出電極31d,32dのみを図示するが、参照電極31r,32rについても検出電極31d,32dと同じ構造となっている。
FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining the structure of the
従来の湿度センサチップ10では、基板20の一面20aに対して、アルミニウム等の導電材料を、蒸着やスパッタ等の手法により堆積させて膜を1層分形成し、形成した膜を例えば反応性イオンエッチングにより所定形状にパターニングすることで、一対の電極31,32を形成している。また、パターニングにおいて、反応性イオンエッチングの条件を電極31,32の側面が基板20の一面20aと略垂直となるような条件としつつ、基板20の一面20aにアルミニウム系材料の残渣(エッチング残り)が生じるのを懸念し、オーバーエッチングを行っている。このため、従来の電極31,32(検出電極31d,32d)は、図5に示すように、逆テーパ形状をなしている。換言すれば、一対の電極31,32における互いに対向する側面の間隔は、基板20の一面20aに近いほど広くなっている。
In the conventional
図6に示す三角△は、本出願人が、図5に示す構造の湿度センサチップ10を作成し、相対湿度と容量変化量との関係について測定した結果を示している。この詳細については、本出願人による特願2011−268156号(以下、先の出願と示す)に記載されている。この測定では、湿度センサチップ10において、電極31,32としてのアルミニウムの高さを0.7μm、対向方向における電極31,32の下面の長さを2.7μm、検出電極31d,32dの対向方向の間隔(下面間の距離)を7.8μm、参照電極31r,32rの対向方向の間隔(下面間の距離)を4.8μm、保護膜33としてのシリコン窒化膜の厚さを1.6μm、感湿膜34としてのポリイミドの厚さを2μmとしている。また、上面と側面とのなす角度θを90度未満としている。なお、図6に示す破線は、線形性の比較となる傾き一定の直線(以下、比較線と示す)である。
A triangle Δ shown in FIG. 6 indicates the result of the applicant creating the
図6に三角△で示すように、高湿側(例えば70%RH以上)では、図6に破線で示す比較線よりも傾きが大きくなって、比較線に対し、ずれが生じている。このように、高湿側において、相対湿度に対する容量変化量、すなわちセンサ感度の線形性が劣化する、具体的には、センサ感度に曲がりが生じることが明らかとなった。 As indicated by a triangle Δ in FIG. 6, on the high humidity side (for example, 70% RH or more), the inclination is larger than the comparison line indicated by the broken line in FIG. Thus, on the high humidity side, it became clear that the amount of change in capacity with respect to relative humidity, that is, the linearity of sensor sensitivity deteriorates, specifically, the sensor sensitivity is bent.
また、電極31,32が逆テーパ形状を有すると、図5及び図7に示すように、電極31,32を覆うように形成される保護膜33において、基板20の一面20aと電極31,32とにより形成される段差に対応する部分33a(以下、段差部33aと示す)の曲がりがきつく(鋭角に)なっていた。本出願人は、先の出願において、段差部33aの曲がりがきついと高湿側においてセンサ感度の線形性が劣化する原因が、以下にあるものと推定した。段差部33aの曲がりがきついと、図7に示すように段差部33aが窪みとなり、感湿膜34の形成時にこの窪みに感湿膜34が充填されず、段差部33aにおいて、保護膜33と感湿膜34との間に隙間70が生じる。そして、感湿膜34に吸着した水分が、窪んだ段差部33aによる隙間70に凝縮し(集まり)、上記したフリンジ容量Cf(図5参照)がこの水分の影響を受ける。これにより、高湿側でセンサ感度の曲がりが生じるものと推定した。
Further, when the
これに対し、本出願人は、先の出願において、90度以上の角度θを有する電極31,32を備えた湿度センサチップ10(参考例)を提案している。そしてこの湿度センサチップ10を作成し、上記同様、相対湿度と容量変化量との関係について測定している。その結果を、図6にバツ×で示した。この測定では、電極31,32の高さや、対向距離、保護膜33及び感湿膜34の厚さについて、上記した従来構成と同じとしている。また、上面と側面とのなす角度θを90度よりも大きい角度としている。
On the other hand, the present applicant has proposed the humidity sensor chip 10 (reference example) including the
図6にバツ×で示すように、低湿側、高湿側のいずれにおいても、図6に破線で示す比較線とほぼ同じ傾きを有し、比較線とほぼ一致した。 As indicated by a cross in FIG. 6, the low humidity side and the high humidity side had almost the same inclination as the comparison line indicated by the broken line in FIG. 6 and substantially coincided with the comparison line.
また、角度θを90度以上、特に90度よりも大きい角度とすると、図5に示す従来の電極31,32(逆テーパ形状の電極31,32)を有する構成に較べて、保護膜33の段差部33aが緩やかとなることが明らかとなった。すなわち、段差部33aを緩やかにすることで、保護膜33と感湿膜34との間に隙間70が生じるのを抑制し、ひいては高湿でのセンサ感度の線形性劣化を抑制できることが、先の出願において明らかとなった。
Further, when the angle θ is 90 degrees or more, and particularly larger than 90 degrees, the
これを受け、本実施形態では、保護膜33の段差部33aを緩やかとすべく、電極31,32の断面形状を、膜の多層配置により凸形状としている。図8(a)に検出電極31dにて例示するように、従来の湿度センサチップ10では、膜を1層配置して電極31,32が形成されている。このため、基板20の一面20aと電極31,32とにより1つの段差のみが形成され、一段分の高さが電極31,32の厚さt1と等しいため、保護膜33における段差部33aの曲がりがきつくなる。
In response to this, in this embodiment, in order to make the stepped
一方、本実施形態では、図8(b)に検出電極31dにて例示するように、膜を多層(2層)配置して電極31,32が形成されている。このため、基板20の一面20aと電極31,32とにより2つの段差が形成され、一段分の高さt2,t3それぞれが電極31,32の厚さt1よりも低くなる。したがって、図8(b)に示すように、保護膜33における段差部33aの曲がりを緩やかにすることができる。これにより、相対湿度と容量変化量との関係は、上記した参考例同様、図6に破線で示す比較線とほぼ同じ傾きを有し、比較線とほぼ一致するものと考えられる。すなわち、高湿側におけるセンサ感度の線形性劣化を抑制することができる。なお、図8(b)では、下地部38の側面及び上地部39の側面を、一面20aに略垂直なものとしているが、図8(a)に示すように逆テーパ形状としても、従来に較べれば、保護膜33における段差部33aの曲がりを緩やかにすることができる。
On the other hand, in the present embodiment, as exemplified by the
また、本実施形態によれば、保護膜33により、電極31,32などの腐食を効果的に抑制することができる。
Further, according to the present embodiment, the
また、本実施形態によれば、最上層が導電材料からなるため、最上層が電気絶縁材料からなる構成に較べて、一対の電極31,32においてフリンジ容量Cfに寄与する対向距離を短くすることができる。これにより、センサ感度を高めることができる。
Further, according to the present embodiment, since the uppermost layer is made of a conductive material, the facing distance contributing to the fringe capacitance Cf in the pair of
また、上記構成に加え、本実施形態では、電極31,32において、下地部38を構成する最下層を除く層が、該層よりも下側に位置する層の上方に位置する中央部39aと、基板20の一面20aに配置された周辺部39bと、中央部39aと周辺部39bとを繋ぐ繋ぎ部39cと、を有している。そして、最下層を除く任意の層が、該任意の層よりも下側に位置する層を包むように配置されている。このため、上層ほど段差がなだらかとなり、保護膜33における段差部33aの曲がりをより緩やかにすることができる。さらには、上層ほど広い範囲に配置されるため、一対の電極31,32においてフリンジ容量Cfに寄与する対向面積を大きくすることができる。したがって、センサ感度をより高めることができる。
In addition to the above-described configuration, in the present embodiment, in the
また、上記構成に加え、本実施形態では、電極31,32において、全ての層が、水分に対する腐食性を有する同一の導電材料を用いて形成されている。湿度センサチップ10の構成・製造工程を簡素化することができる。このように、同一の導電材料を用いて全ての層を形成できるのは、最下層を除く任意の層が、該任意の層よりも下側に位置する層を包むように配置されるためである。また、全ての層を実質的に電極として機能させることができる。
In addition to the above configuration, in the present embodiment, in the
次に、本実施形態に係る湿度センサチップ10において、従たる部分の作用効果について説明する。
Next, the effect of the subordinate part in the
本実施形態では、一対の電極31,32がそれぞれ櫛歯形状をなし、互いの櫛歯が噛みあって対向するように配置されている。このような構成とすると、一対の電極31,32において対向面積を大きくすることができるため、センサ感度をより高めることができる。
In the present embodiment, each of the pair of
また、本実施形態では、基板20として、半導体基板21と、該半導体基板21の主面に形成された絶縁膜23を有し、電極31,32が、基板20の絶縁膜23上に配置されている。このような構成とすると、湿度検出部30から出力される信号を処理する処理回路についても、同一の基板20に構成することができるようになる。換言すれば、図1に示した回路チップ113を不要とすることができる。また、絶縁膜23を有するため、電極31,32などからの電流の漏洩等を防止することができる。
In this embodiment, the
(変形例)
本実施形態では、電極31,32を構成する膜が、全ての層において同一の導電材料(アルミ系材料)からなる例を示した。しかしながら、互いに異なる導電材料を用いて複数の層が形成されても良い。例えば、図4に示した構成において、不純物がドープされたポリシリコンを用いて下地部38が形成され、アルミニウム系材料を用いて上地部39が形成されても良い。
(Modification)
In the present embodiment, an example is shown in which the films constituting the
また、最上層は導電材料を用いて形成され、且つ、保護膜23に接触する層のうち、少なくとも1層は水分に対する腐食性を有する導電材料を用いて形成されるとの条件を満たすのであれば、電極31,32が、電気絶縁材料を用いて形成された層を含むものとしても良い。例えば図9に示す例では、下地部38を、電気絶縁材料を用いて形成された層とし、上地部39を、アルミニウム系材料を用いて形成された層としている。なお、本実施形態では、最下層を除く任意の層が、該任意の層よりも下側に位置する層を包むように配置されるため、電気絶縁材料からなる層を有しつつも、電極31,32間の対向面積を大きくすることができる。
Further, the uppermost layer is formed using a conductive material, and at least one of the layers in contact with the
(第2実施形態)
本実施形態において、上記実施形態に示した湿度センサチップ10と共通する部分についての説明は割愛する。
(Second Embodiment)
In the present embodiment, description of portions common to the
本実施形態の特徴は、電極31,32において、上地部39を形成する任意の層は、該任意の層に下側で隣接する層の表面のうち、上面の一部のみを覆うように配置されることにある。換言すれば、任意の隣接する2層において、上層が下層における上面の一部のみを覆うように配置されていることにある。
The feature of this embodiment is that in the
図10に検出電極31dで例示するように、2層構造の電極31,32において、上地部39を形成する層は、下地部38を形成する層の表面のうち、上面の一部のみを覆うように配置されている。そして、電極31,32の断面形状が凸形状となっている。また、下地部38を形成する層は、例えば不純物がドープされたポリシリコンを用いて形成され、上地部39を形成する層は、下地部38とは異なる導電材料、例えばアルミニウム系材料を用いて形成されている。すなわち、電極31,32において、各層は、互いに異なる導電材料を用いて形成されている。
As exemplified by the
このように、本実施形態では、上地部39が下地部38における上面の一部のみを覆うように配置されている。このため、上地部39の上面と下地部38の上面、下地部38の上面と基板20の一面20aの間にそれぞれ段差が形成される。したがって、各段差の高さt2,t3は、電極31,32の厚さt1よりも低くなる。これにより、第1実施形態同様、保護膜33における段差部33aの曲がりを緩やかにすることができる。したがって、高湿側におけるセンサ感度の線形性劣化を抑制することができる。
Thus, in the present embodiment, the
また、上記構成に加え、本実施形態では、電極31,32において、全ての層が、互いに異なる導電材料を用いて形成されている。これによれば、全ての層を実質的に電極として機能させることができる。したがって、一対の電極31,32においてフリンジ容量Cfに寄与する対向面積を大きくすることができる。すなわち、センサ感度をより高めることができる。
In addition to the above configuration, in the present embodiment, in the
(変形例)
本実施形態では、電極31,32において、不純物がドープされたポリシリコンを用いて下地部38が形成され、アルミニウム系材料を用いて上地部39が形成される例を示した。しかしながら、アルミニウム系材料を用いて下地部38が形成され、不純物がドープされたポリシリコンを用いて上地部39が形成されても良い。
(Modification)
In the present embodiment, in the
また、最上層は導電材料を用いて形成され、且つ、保護膜23に接触する層のうち、少なくとも1層は水分に対する腐食性を有する導電材料を用いて形成されるとの条件を満たすのであれば、電極31,32が、電気絶縁材料を用いて形成された層を含むものとしても良い。例えば図11に示す例では、電気絶縁材料を用いて下地部38が形成され、アルミニウム系材料を用いて上地部39が形成されている。
Further, the uppermost layer is formed using a conductive material, and at least one of the layers in contact with the
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
電極31,32は、2層構造に限定されるものではない。3層以上としても良い。換言すれば、上地部39は、下地部38上に膜が少なくとも1層分配置されてなるものであれば良く、上地部39を2層以上の構成としても良い。図12に例示する検出電極31dは、第1実施形態同様、最下層を除く任意の層が、該任意の層よりも下側に位置する層を包むように配置されている。そして、全ての層が同一のアルミニウム系材料を用いて形成された3層構造となっている。換言すれば、上地部39が、中間層80と最上層81を有する2層構造となっている。この構成では、電極31,32を形成する層数が多いほど、最上層81の段差がなだらかとなる。したがって、保護膜33における段差部33aの曲がりをより緩やかにすることができる。なお、3層以上についても、上記各実施形態に示した各構成を採用することができる。例えば、図12に示す構成において、中間層80及び下地部38を形成する層(最下層)の少なくとも一方を、電気絶縁材料を用いて形成された層としても良い。また、第2実施形態に示す構造において、電極31,32を3層以上としても良い。これによれば、電極31,32を形成する層数が多いほど、一段分の高さが低くなるので、保護膜33における段差部33aの曲がりをより緩やかにすることができる。
The
本実施形態では、湿度検出部30が、検出容量部30dと参照容量部30rを備える例を示した。しかしながら、湿度検出部30として、少なくとも検出容量部30dを備えれば良い。
In this embodiment, the
また、湿度センサチップ10として、雰囲気の湿度変化を一対の電極31,32の静電容量の変化として検出する容量式湿度センサの例を示した。しかしながら、検出原理はこれに限定されるものではない。例えば、一対の電極31,32を備え、感湿膜34は、水分の吸着によりインピーダンスが変化するものであり、雰囲気の湿度変化を感湿膜34のインピーダンスの変化として検出する抵抗式湿度センサにおいても、上記した電極構造を採用することができる。
Further, as the
基板20としては、ガラスなどの無機材料からなる基板を採用することもできる。この場合、絶縁膜23を不要とすることができる。
As the
電極31,32の形状は、櫛歯形状に限定されるものではない。電極31,32としては、互いに対向するように、基板20の一面20aに形成されたものであれば良い。
The shape of the
上記実施形態では、膜を多層に配置することで、電極31,32を断面凸形状とする例を示した。しかしながら、図13に例示する検出電極31dのように、1層の膜をハーフエッチすることで、断面凸形状とされた電極31,32を採用しても良い。図13に示す検出電極31dによれば、基板20の一面20aと検出電極31d(電極31,32)とにより段差が2つ形成されるため、第2実施形態に示す図10,11と同様の効果を奏することができる。
In the said embodiment, the example which makes a cross-sectional convex shape the
上記実施形態では、湿度センサチップ10が、ダミー配線61及びダム用感湿膜62を含んで構成されたダム部60を有する例を示した。しかしながら、ダム部60を有さない構成を採用することもできる。
In the above embodiment, the
10・・・湿度センサチップ(湿度センサ)
20・・・基板
20a・・・一面
30・・・湿度検出部
31,32・・・電極(一対の電極)
33・・・保護膜
33a・・・段差部
34・・・感湿膜
38・・・下地部
39・・・上地部
70・・・隙間
10 ... Humidity sensor chip (humidity sensor)
20 ...
33 ...
Claims (10)
互いに対向するように、前記基板の共通する一面(20a)に配置された一対の電極(31,32)と、該電極を覆うように前記一面上に配置され、水分による腐食から前記電極を保護する保護膜(33)と、前記電極及び前記電極間を覆うように、前記保護膜上に配置された感湿膜(34)と、を有する湿度検出部(30)と、を備え、
全ての前記電極は、
前記一面に対して膜が多層に配置された多層構造を有するとともに、最上層は導電材料を用いて形成され、且つ、前記保護膜に接触する層のうち、少なくとも1層は水分に対する腐食性を有する導電材料を用いて形成されており、
前記基板の一面に前記膜が1層分配置されてなる下地部(38)と、該下地部上に前記膜が少なくとも1層分配置されてなる上地部(39)と、をそれぞれ有し、
前記電極(31,32)において、前記上地部(39)を形成する任意の層が、該任意の層よりも下側に位置する層を包むように配置されるとともに、前記下側に位置する層の上方に位置する中央部(39a)と、前記基板(20)の一面(20a)に配置された周辺部(39b)と、前記中央部(39a)と前記周辺部(39b)とを繋ぐ繋ぎ部(39c)と、を有することで、前記一面に直交する断面形状がそれぞれ独立して凸形状をなしていることを特徴とする湿度センサ。 A substrate (20);
A pair of electrodes (31, 32) disposed on a common surface (20a) of the substrate so as to face each other, and disposed on the one surface so as to cover the electrodes, and protect the electrodes from corrosion due to moisture A humidity detector (30) having a protective film (33) to be formed, and a moisture sensitive film (34) disposed on the protective film so as to cover the electrodes and the electrodes,
All the electrodes are
The film has a multilayer structure in which films are arranged in multiple layers with respect to the one surface, the uppermost layer is formed using a conductive material, and at least one of the layers in contact with the protective film is corrosive to moisture. Formed using a conductive material having,
A base portion (38) in which one layer of the film is disposed on one surface of the substrate; and an upper portion (39) in which at least one layer of the film is disposed on the base portion. ,
In the electrodes (31, 32), an arbitrary layer forming the upper portion (39) is disposed so as to wrap a layer positioned below the arbitrary layer, and is positioned on the lower side. The central part (39a) located above the layer, the peripheral part (39b) disposed on one surface (20a) of the substrate (20), and the central part (39a) and the peripheral part (39b) are connected. And a connecting portion (39c), wherein each of the cross-sectional shapes orthogonal to the one surface independently forms a convex shape.
互いに対向するように、前記基板の共通する一面(20a)に配置された一対の電極(31,32)と、該電極を覆うように前記一面上に配置され、水分による腐食から前記電極を保護する保護膜(33)と、前記電極及び前記電極間を覆うように、前記保護膜上に配置された感湿膜(34)と、を有する湿度検出部(30)と、を備え、
全ての前記電極は、
前記一面に対して膜が多層に配置された多層構造を有するとともに、最上層は導電材料を用いて形成され、且つ、前記保護膜に接触する層のうち、少なくとも1層は水分に対する腐食性を有する導電材料を用いて形成されており、
前記基板の一面に前記膜が1層分配置されてなる下地部(38)と、該下地部上に前記膜が少なくとも1層分配置されてなる上地部(39)と、をそれぞれ有し、
前記電極(31,32)において、前記上地部(39)を形成する任意の層が、該任意の層に下側で隣接する層の表面のうち、上面の一部のみを覆うように配置されることで、前記一面に直交する断面形状がそれぞれ独立して凸形状をなしていることを特徴とする湿度センサ。 A substrate (20);
A pair of electrodes (31, 32) disposed on a common surface (20a) of the substrate so as to face each other, and disposed on the one surface so as to cover the electrodes, and protect the electrodes from corrosion due to moisture A humidity detector (30) having a protective film (33) to be formed, and a moisture sensitive film (34) disposed on the protective film so as to cover the electrodes and the electrodes,
All the electrodes are
The film has a multilayer structure in which films are arranged in multiple layers with respect to the one surface, the uppermost layer is formed using a conductive material, and at least one of the layers in contact with the protective film is corrosive to moisture. Formed using a conductive material having,
A base portion (38) in which one layer of the film is disposed on one surface of the substrate; and an upper portion (39) in which at least one layer of the film is disposed on the base portion. ,
In the electrodes (31, 32), the arbitrary layer forming the upper portion (39) is arranged so as to cover only a part of the upper surface of the surface of the layer adjacent to the arbitrary lower layer on the lower side. Thus , the humidity sensor is characterized in that the cross-sectional shapes orthogonal to the one surface are each independently a convex shape.
前記湿度検出部(30)は、雰囲気の湿度変化を一対の前記電極(31、32)間の静電容量の変化として検出することを特徴とする請求項1〜7いずれか1項に記載の湿度センサ。 The moisture sensitive film (34) has a relative dielectric constant that changes due to moisture adsorption.
The said humidity detection part (30) detects the humidity change of atmosphere as a change of the electrostatic capacitance between a pair of said electrodes (31, 32), The one of Claims 1-7 characterized by the above-mentioned. Humidity sensor.
前記湿度検出部(30)は、雰囲気の湿度変化を前記感湿膜(34)のインピーダンスの変化として検出することを特徴とする請求項1〜7いずれか1項に記載の湿度センサ。 The moisture sensitive film (34) is one whose impedance changes due to moisture adsorption,
The humidity sensor according to any one of claims 1 to 7, wherein the humidity detector (30) detects a change in humidity of the atmosphere as a change in impedance of the moisture sensitive film (34).
前記電極(31,32)は、前記基板(20)の絶縁膜(23)上に配置されていることを特徴とする請求項1〜9いずれか1項に記載の湿度センサ。 The substrate (20) has a semiconductor substrate (21) and an insulating film (23) formed on the main surface of the semiconductor substrate (21).
The humidity sensor according to any one of claims 1 to 9, wherein the electrodes (31, 32) are arranged on an insulating film (23) of the substrate (20).
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