(57)【要約】  感湿膜を下部電極と上部電極で挟持する湿度検出センサにおいて、水分子を円滑に感湿膜の内部に通過させると共に、上部電極の耐湿性を向上させることを目的の一とする。基板（１０）上に設けられた下部電極（２１）と、下部電極（２１）と対向して設けられた上部電極（２３）と、下部電極（２１）と上部電極（２３）の間に少なくとも形成され湿度に応じて誘電率が変化する感湿膜（２２）と、上部電極（２３）を覆うように設けられた保護膜（２４）とを具備し、上部電極（２３）及び保護膜（２４）は、感湿膜（２２）が部分的に外界に露出する開口部（２５）を有し、開口部（２５）において、感湿膜（２２）を、少なくとも保護膜（２４）の下面の位置より高い位置まで設ける。
2012046501.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上に設けられ湿度に応じて静電容量が変化するセンサ部とを有する湿度検出センサであって、
前記センサ部は、前記基板上に設けられた下部電極と、前記下部電極と対向して設けられた上部電極と、前記下部電極と前記上部電極の間に少なくとも形成され湿度に応じて誘電率が変化する感湿膜と、前記上部電極を覆うように設けられた保護膜と、を具備し、
前記上部電極及び前記保護膜は、前記感湿膜が部分的に外界に露出する開口部を有し、前記開口部において、前記感湿膜は、少なくとも前記保護膜の下面の位置より高い位置まで設けられていることを特徴とする湿度検出センサ。
【請求項２】
前記感湿膜が前記開口部を充填し且つ前記保護膜上に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の湿度検出センサ。
【請求項３】
前記上部電極に形成される開口部が前記保護膜に形成される開口部より大きく、且つ前記保護膜が前記上部電極の側面を被覆し一部が前記感湿膜と接して設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の湿度検出センサ。
【請求項４】
前記感湿膜がポリイミド、セルロース、ＰＶＡのいずれかであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の湿度検出センサ。
【請求項５】
前記基板上に設けられ、前記センサ部に設けられた前記感湿膜と同じ材料で形成された感湿膜を一対の電極で挟持してなり、湿度にかかわらず静電容量が変化しない基準部をさらに有し、前記センサ部と前記基準部との間の容量差分を電圧に変換して出力することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の湿度検出センサ。
【請求項６】
基板上に下部電極を形成する工程と、
前記下部電極上に湿度に応じて誘電率が変化する第１の感湿膜を形成する工程と、
前記第１の感湿膜上に前記下部電極と対向する上部電極を形成する工程と、
前記上部電極に前記第１の感湿膜を露出させる第１の開口部を形成する工程と、
前記上部電極上及び前記第１の感湿膜の露出部に保護膜を形成する工程と、
前記保護膜に前記第１の感湿膜を露出させる第２の開口部を形成する工程と、
前記第２の開口部において、少なくとも前記保護膜の下面と前記第１の感湿膜の上面が接する界面の位置より高い位置まで第２の感湿膜を形成する工程と、を有することを特徴とする湿度検出センサの製造方法。
【請求項７】
前記第２の感湿膜を前記保護膜上にまで形成することを特徴とする請求項６に記載の湿度検出センサの製造方法。
【請求項８】
前記第１の感湿膜と前記第２の感湿膜の材料を同一とすることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の湿度検出センサの製造方法。
【請求項９】
前記第２の開口部を前記第１の開口部より小さく形成することを特徴とする請求項６から請求項８のいずれかに記載の湿度検出センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感湿膜を誘電体とした湿度検出センサ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
湿度変化測定に用いられる湿度検出センサには、吸収又は放出した水分量に応じて誘電率が変化する高分子感湿膜を誘電体とした静電容量型の湿度検出センサがある。容量型湿度検出センサは、湿度に応じて静電容量が変化するセンサ部と、湿度によらず一定の静電容量を保持する基準部とを備えており、センサ部と基準部との間の容量差分を電圧に変換して出力する。センサ部及び基準部は、高分子感湿膜を一対の電極で挟持した積層構造を有する。このような湿度検出センサとしては、例えば特許文献１に記載されているものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００３−５１６５３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されているように湿度検出センサの構造としては、同一平面上に対向する一対の櫛歯状電極を設け、当該一対の櫛歯状電極上に感湿膜を設ける構造、又は、基板上に形成された下部電極と当該下部電極上に対向して設けられた上部電極（上下電極）の間に感湿膜を設ける構造がある。【０００５】
上下電極の間に感湿膜を設ける構造は、下部電極、感湿膜及び上下電極を順に積層して形成するため、同一平面上に設けられた櫛歯状電極に感湿膜を設ける場合と比較して、感湿膜の膜厚や平坦性の制御を容易に行うことができる。一方で、感湿膜を上下電極ではさむ平行平板構造とする場合には、上部電極が外部にさらされた構造となり、水分等により上部電極が腐食する等の耐湿性の問題が生じる。【０００６】
この解決法としてセンサ部の上部電極に保護膜を形成する方法が考えられる。しかし、特許文献１に記載されているように、上下電極の間に感湿膜を設ける平行平板構造において、上部電極を部分的に除去して感湿膜を部分的に露出させ水分子を円滑に感湿膜に供給する構成とする場合、保護膜を全面に形成すると外界の水分子を円滑に感湿膜に供給できなくなる。一方、保護膜を選択的に上部電極上だけに形成する方法が考えられるが、この場合には、露出した上部電極の側面から腐食する問題が考えられる。【０００７】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、感湿膜を下部電極と上部電極で挟持する構造を有する湿度検出センサにおいて、外界の水分子を円滑に感湿膜に供給すると共に上部電極の耐湿性を向上させることを目的の一とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の湿度検出センサは、基板と、基板上に設けられ湿度に応じて静電容量が変化するセンサ部とを有する湿度検出センサであって、センサ部は、基板上に設けられた下部電極と、下部電極と対向して設けられた上部電極と、下部電極と上部電極の間に少なくとも形成され湿度に応じて誘電率が変化する感湿膜と、上部電極を覆うように設けられた保護膜とを具備し、上部電極及び保護膜は、感湿膜が部分的に外界に露出する開口部を有し、開口部において、感湿膜は、少なくとも保護膜の下面の位置より高い位置まで設けられていることを特徴とする。【０００９】
この構成によれば、上部電極を覆うように保護膜を設け且つ感湿膜を部分的に露出させる開口部を設ける場合であっても、保護膜の下面と感湿膜が接する界面が外界に露出しない構成とすることができるため、界面から水分子や腐食成分が浸入することを抑制し、上部電極の耐湿性を効果的に向上することができる。【００１０】
本発明の湿度検出センサにおいて、感湿膜が開口部を充填し且つ保護膜上に形成されていることが好ましい。【００１１】
本発明の湿度検出センサにおいて、上部電極に形成される開口部が保護膜に形成される開口部より大きく、且つ保護膜が上部電極の側面を被覆し一部が感湿膜と接して設けられていることが好ましい。【００１２】
本発明の湿度検出センサにおいて、感湿膜がポリイミド、セルロース、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）のいずれかであることが好ましい。【００１３】
本発明の湿度検出センサにおいて、基板上に設けられ、センサ部に設けられた感湿膜と同じ材料で形成された感湿膜を一対の電極で挟持してなり、湿度にかかわらず静電容量が変化しない基準部をさらに有し、センサ部と基準部との間の容量差分を電圧に変換して出力することが好ましい。【００１４】
本発明の湿度検出センサの製造方法は、基板上に下部電極を形成する工程と、下部電極上に湿度に応じて誘電率が変化する第１の感湿膜を形成する工程と、第１の感湿膜上に下部電極と対向する上部電極を形成する工程と、上部電極に第１の感湿膜を露出させる第１の開口部を形成する工程と、上部電極上及び第１の感湿膜の露出部に保護膜を形成する工程と、保護膜に第１の感湿膜を露出させる第２の開口部を形成する工程と、第２の開口部において、少なくとも保護膜の下面と第１の感湿膜の上面が接する界面の位置より高い位置まで第２の感湿膜を形成する工程とを有することを特徴とする。【００１５】
本発明の湿度検出センサの製造方法において、第２の感湿膜を保護膜上にまで形成することが好ましい。【００１６】
本発明の湿度検出センサの製造方法において、第１の感湿膜と第２の感湿膜の材料を同一とすることが好ましい。【００１７】
本発明の湿度検出センサの製造方法において、第２の開口部を第１の開口部より小さく形成することが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の湿度検出センサの一態様によれば、感湿膜を上下電極で狭持する平行平板構造において、上部電極を覆うように保護膜を設け且つ感湿膜を部分的に露出させる開口部を設けると共に、開口部において、感湿膜を少なくとも保護膜の下面より高い位置まで設けることにより、当該保護膜の下面と感湿膜が接する界面から水分子や腐食成分が浸入することを抑制することができる。これにより、外界の水分子を円滑に感湿膜に供給すると共に上部電極の耐湿性を効果的に向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係る湿度検出センサのセンサ部の一構成例を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る湿度検出センサのセンサ部の他の構成例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る湿度検出センサの構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る湿度検出センサの一構成例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る湿度検出センサの製造方法を説明するための断面図である。
【図６】湿度検出センサのセンサ部において、上下電極で感湿膜を挟持する平行平板構造とする際に上部電極上に保護膜を設ける場合の構造を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明者らは、湿度検出センサのセンサ部を、上下電極で感湿膜を挟持する平行平板構造とする際に、上部電極上に外界との水分授受を遮断する保護膜を設ける構造に着目した。上下電極で感湿膜を挟持する構成とする場合、水分子を円滑に感湿膜の内部に通過できる構成とするため、感湿膜上に形成された電極及び保護膜を部分的に除去しセンサ部の感湿膜を外界に露出させる必要がある。この方法としては、感湿膜上に開口部を有する上部電極を形成した後に上部電極を覆う保護膜を形成し、当該保護膜をミリング加工などのドライエッチング法で部分的に除去する方法が考えられる。これにより、上部電極５３上に保護膜５４を設けると共に、下部電極５１と上部電極５３に挟持された感湿膜５２を開口部５５において部分的に露出させた構造を得ることができる（図６参照）。また、本発明者らは、この方法において、保護膜５４に形成する開口部５５を上部電極５３に形成する開口部より小さくすることにより、上部電極５３の端部を保護膜５４で被覆することができ、上部電極５３の耐湿性を向上させることができることを見出した。
【００２１】
また、本発明者らがさらに検討を行ったところ、感湿膜５２が露出する開口部５５において、感湿膜５２と保護膜５４の密着性や、上部電極５３の側面から開口部５５までの距離によっては、感湿膜５２と保護膜５４の界面から水分子や腐食成分が浸入し、上部電極５３が腐食するおそれがあることを見出した。そこで、本発明者らは上部電極の耐湿性のさらなる向上について検討した結果、下部電極と上部電極で感湿膜を挟持する構造を有するセンサ部において、外界の水分子を円滑に感湿膜に供給すると共に、より効果的に上部電極の耐湿性を向上できる湿度検出センサを着想した。以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】
図３は、本発明の実施の形態に係る湿度検出センサの一構成例を示すブロック図である。図３に示す湿度検出センサは、基板１０上に、湿度によって静電容量Ｃ２０が変化するセンサ部２０と、湿度によらず一定の静電容量Ｃ３０を保持する基準部３０と、このセンサ部２０と基準部３０とに電気的に接続し、該センサ部２０と基準部３０との間の容量差分ΔＣ（＝Ｃ２０−Ｃ３０）を電圧に変換して外部回路に出力する回路部４０とを有している。
【００２３】
回路部４０には、外部回路との接続用パッド４０ａが設けられている。パッド４０ａを介して湿度検出センサに接続された外部回路において、湿度検出センサの出力（容量差分ΔＣに対応する電圧）から湿度変化（相対湿度）を検出する。
【００２４】
図１は、本発明の実施の形態に係る湿度検出センサのセンサ部２０の構成を示す図である。図１において、図１（ａ）はセンサ部２０の平面模式図を示し、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるＡ−Ａ間の断面模式図を示している。また、図１（ａ）においては、基板１０と保護膜２４を省略している。
【００２５】
センサ部２０は、基板１０上に下部電極２１、感湿膜２２、上部電極２３及び保護膜２４が積層された構造を有し、上部電極２３及び保護膜２４に、感湿膜２２が部分的に外界に露出する開口部２５が設けられている。また、保護膜２４は上部電極２３を覆うように形成されており、開口部２５において、感湿膜２２が少なくとも保護膜２４の下面の位置より高い位置まで設けられている。これにより、保護膜２４の下面と感湿膜２２が接する界面が露出しない構成とすることができる。なお、ここでいう「位置」とは、基板１０の表面に垂直方向における位置をいう。
【００２６】
このように、感湿膜２２を上下電極で狭持する平行平板構造において、上部電極２３を覆うように保護膜２４を設け且つ感湿膜２２を部分的に露出させる開口部２５を設ける際に、保護膜２４の下面と感湿膜２２が接する界面が外界に露出しないように開口部２５内に感湿膜２２を設けることにより、当該界面から水分子や腐食成分が浸入することを抑制することができる。その結果、外界の水分子を円滑に感湿膜２２に供給させると共に上部電極２３の耐湿性を効果的に向上することが可能となる。
【００２７】
また、センサ部２０において、上部電極２３の耐湿性をより効果的に向上させる観点からは、感湿膜２２で開口部２５を充填すると共に、保護膜２４上にも感湿膜２２を設けた構成とすることが好ましい（図２（ａ）参照）。この場合、開口部２５が設けられる領域において保護膜２４の表面を感湿膜２２で覆う構成とすることができるため、保護膜２４と感湿膜２２の界面から浸入する水分子や腐食成分が上部電極２３に及ぼす影響を効果的に低減することができる。
【００２８】
基板１０としては、表面が絶縁体で保護された基板（例えば、シリコン基板）などを用いることができる。下部電極２１及び上部電極２３を構成する材料としては、例えば、Ａｌ、ＡｌＣｕ、Ｔａ、Ｔｉ、ＮｉＦｅ、Ｎｉ等の金属薄膜を用いることができる。感湿膜２２を構成する材料としては、例えば、ポリイミド、セルロース、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）などの高分子感湿膜を用いることができる。また、保護膜２４としては、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）膜、ＳｉＯ２膜、Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＯ２積層膜、ＳｉＯ２／ＳｉＮ積層膜などを用いることができる。
【００２９】
上部電極２３及び保護膜２４には、感湿膜２２を部分的に外界に露出させる１以上の開口部２５が形成されている。上部電極２３と保護膜２４にはそれぞれ開口部が形成され、上部電極２３に形成される開口部と、保護膜２４に形成される開口部は少なくとも一部が重畳するように設けられる。また、開口部２５は、図１に示すように、左右上下方向に所定間隔をあけて並設した構成とすることができ、開口部２５の数、平面形状及び形成位置は任意である。また、本実施の形態において、開口部２５の形状は感湿膜２２を露出させる形状であればよく、櫛歯形状等のパターン形状も含んでいる。
【００３０】
また、上部電極２３に形成される開口部と、保護膜２４に形成される開口部の形状として、上部電極２３に形成される開口部２５ａを保護膜２４に形成される開口部２５ｂより大きくする（図２（ｂ）参照）。これにより、感湿膜２２を部分的に外界に露出する開口部２５を設ける場合であっても、上部電極２３の端部（側面）を保護膜２４で覆う構成とすることができる。なお、この場合、感湿膜２２が外界に露出する開口部２５の大きさは保護膜２４に形成される開口部２５ｂの大きさとなる。
【００３１】
図４は、本発明の実施の形態に係る湿度検出センサのセンサ部２０及び基準部３０を示す模式図である。図４（ａ）は湿度検出センサの平面模式図を示し、図４（ｂ）は図４（ａ）におけるＢ−Ｂ間の断面模式図を示している。また、図４において、右側がセンサ部２０であり、左側が基準部３０である。また、図４（ａ）においては、基板１０と保護膜２４を省略している。
【００３２】
センサ部２０及び基準部３０は、下部電極、感湿膜、上部電極及び保護膜が積層された構造を有する。すなわち、センサ部２０及び基準部３０は、湿度に応じて誘電率が変化する感湿膜を一対の電極（下部電極及び上部電極）で挟持してなる平行平板構造を有する。
【００３３】
湿度により静電容量が変化するセンサ部２０は、上述したように、基板１０上に絶縁膜を介して下部電極２１が形成されている。下部電極２１上には、湿度に応じて誘電率が変化する感湿膜２２が形成されており、感湿膜２２上には、部分的に上部電極２３が形成され、上部電極２３を保護するための保護膜２４が形成されている。さらに、上部電極２３と保護膜２４には開口部２５が形成されており、当該開口部２５を充填すると共に保護膜２４上に接して感湿膜２２が設けられている。
【００３４】
湿度にかかわらず静電容量が変化しない基準部３０においては、基板１０上に下部電極２１が形成されている。下部電極２１上には、下部電極２１全体を覆うようにして感湿膜３２が形成されている。感湿膜３２上には、感湿膜３２全体を覆うようにして上部電極３３が形成されている。基準部３０全体には、上部電極３３を保護するための保護膜２４が形成されている。
【００３５】
本実施の形態に係る湿度検出センサにおいては、図４に示すように、下部電極２１をセンサ部２０と基準部３０とで共通に設けた構成とすることができる。この場合、下部電極２１に対して、センサ部２０と基準部３０との間のほぼ中間の位置から下部電極配線が引き出され、この下部電極配線が回路部４０の電極パッド４０ａに接続する構成とすることが好ましい。このように下部電極配線をセンサ部２０と基準部３０との間のほぼ中間の位置から引き出すことにより、センサ部２０と基準部３０の電気的な対称性が良くなり、センサ容量Ｃ２０と基準容量Ｃ３０のばらつきを低減させることができる。
【００３６】
上部電極３３を構成する材料としては、上部電極２３と同じ材料を用いことができ、例えば、Ａｌ、ＡｌＣｕ、Ｔａ、Ｔｉ、ＮｉＦｅ、Ｎｉ等を用いることができる。また、上部電極２３と上部電極３３は、同一プロセスで同時に形成することが好ましい。また、図４では、上部電極３３に開口部を設けていない場合を示しているが、上部電極３３に対してセンサ部２０の上部電極２３と同じように開口部を設けた構成としてもよい。
【００３７】
感湿膜３２を構成する材料としては、感湿膜２２と同じ材料を用いることができ、例えば、パターニングが容易なポリイミドなどの高分子感湿膜を用いることができる。
【００３８】
また、感湿膜２２、３２及び上部電極２３、３３は、図４に示すように、センサ部２０と基準部３０とで個別に設けられている。上部電極２３、３３には、上部電極２３、３３と回路部４０の電極パッド４０ａとを接続する上部電極配線がそれぞれ設けられている。上部電極配線は、一対の上部電極２３、３３からそれぞれ一定の幅寸法で延在する配線パターンであって、その幅寸法は、センサ部２０と基準部３０で生じる寄生容量が同一になるように調整されている。これにより、寄生容量によるセンサ容量Ｃ２０と基準容量Ｃ３０のばらつきを低減させることができる。
【００３９】
上記構成を有する湿度検出センサにおいては、次のようにして湿度を検出する。まず、センサ部２０では、開口部２５を介して感湿膜２２が外界に露出している。このため、感湿膜２２は、雰囲気中の湿度（水分量）に応じて吸収又は放出する水分量が変化し、誘電率εが変化する。これにより、下部電極２１と上部電極２３との間の静電容量Ｃ２０が変化する。一方、基準部３０では、感湿膜３２が外界に露出しないので、雰囲気中の湿度（水分量）が変化しても感湿膜３２中の水分量は変化せず、誘電率εも変化しない。このため、下部電極２１と上部電極３３との間には一定の静電容量Ｃ３０が保持される。そして、センサ部２０の静電容量Ｃ２０と基準部３０の静電容量Ｃ３０との間の容量差分を求めることにより、湿度により変化した静電容量（差分値）を測定することができる。本実施の形態における湿度検出センサにおいては、この差分値を電圧に変換して出力するように構成されている。
【００４０】
次に、湿度検出センサの製造方法について説明する。図５（ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施の形態に係る湿度検出センサの製造方法を説明するための断面図である。
【００４１】
まず、図５（ａ）に示すように、基板１０を覆う絶縁層（図示せず）上に、下部電極２１を形成する。下部電極２１は、例えば、基板１０の全面にＡｌＣｕ等の電極材料を成膜し、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングする。具体的には、成膜した電極材料上にレジスト層を形成した後、当該レジスト層をパターニングしてマスクとし、そのマスクを介して電極材料をエッチングする。下部電極２１は、センサ部２０及び基準部３０で共通とすることができる。なお、この下部電極２１を形成する際に、回路部４０の配線導体とパッド４０ａを同時に形成してもよい。
【００４２】
次に、図５（ｂ）に示すように、下部電極２１上に、当該下部電極２１を覆うように感湿膜２２ａを形成する。この際、同時に基準部３０の下部電極２１上にも感湿膜（図４における感湿膜３２）を形成する。感湿膜２２ａは、例えば、基板１０の全面に高分子材料（例えば、ポリイミド、セルロース、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）等）を塗布して熱処理により硬化させた後、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングする。具体的には、硬化後の高分子材料上にレジスト層を形成した後、当該レジスト層をパターニングしてマスクとし、そのマスクを介して高分子材料をエッチングする。なお、感湿膜は、センサ部２０及び基準部３０でそれぞれ個別に形成する。
【００４３】
次に、図５（ｃ）に示すように、感湿膜２２ａ上に、当該感湿膜２２ａを覆うように上部電極２３を形成する。この際、同時に基準部３０の感湿膜３２上にも上部電極（図４における上部電極３３）を形成する。上部電極２３は、例えば、基板１０の全面にＡｌ、ＡｌＣｕ、Ｔａ、Ｔｉ、ＮｉＦｅ、Ｎｉ等の電極材料を成膜し、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングする。具体的には、成膜した電極材料上にレジスト層を形成した後、当該レジスト層をパターニングしてマスクとし、そのマスクを介して電極材料をエッチングする。また、この際に上部電極３３に開口部を形成する。なお、上部電極は、センサ部２０及び基準部３０でそれぞれ個別に形成する。基準部３０における上部電極３３は、開口部を設けない構造としてもよいし、上部電極２３と同一の開口部を設けた構造としてもよい。
【００４４】
次に、図５（ｄ）に示すように、上部電極２３上に、当該上部電極２３を覆うように保護膜２４を選択的に形成する。この際、同時に基準部３０の上部電極２３上にも保護膜２４を形成する。保護膜２４は、例えば、基板１０の全面に窒化シリコン（ＳｉＮｘ）膜、ＳｉＯ２膜、Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＯ２積層膜、ＳｉＯ２／ＳｉＮ積層膜等の絶縁材料を成膜し、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングする。具体的には、成膜した絶縁材料上にレジスト層を形成した後、当該レジスト層をパターニングしてマスクとし、そのマスクを介して電極材料をエッチングする。また、この際に保護膜の領域の中で上部電極２３の開口部と重畳する領域をエッチングして開口部２５を形成する。開口部２５を形成する場合に、ミリング加工を用いる場合には、上部電極２３のみを除去することができず、図６に示すように感湿膜２２ａも一部除去される場合がある。また、保護膜２４に形成する開口部を上部電極２３に形成する開口部より小さく形成することにより、上部電極２３の端部を保護膜２４で覆う構成とする。なお、基準部３０の上部電極３３上に設ける保護膜には、開口部を設けない。
【００４５】
次に、図５（ｅ）に示すように、開口部２５内に感湿膜２２ｂを形成する。感湿膜２２ｂは、少なくとも開口部２５において、保護膜２４の下面と感湿膜２２ａの上面が接する界面の位置より高い位置まで形成する。また、湿度検出センサの感度ばらつきを低減する観点から、感湿膜２２ｂの材料として、感湿膜２２ａと同一の材料を用いることが好ましい。この場合、例えば、基板１０の全面に高分子材料（例えば、ポリイミド、セルロース、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）等）を塗布して熱処理により硬化させた後、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングする。なお、感湿膜２２ａと感湿膜２２ｂを同一材料で形成することにより、感湿膜２２ａ及び感湿膜２２ｂを一つの感湿膜２２と見ることができる。
【００４６】
また、図５（ｅ）において、上部電極２３の耐湿性をより効果的に向上させる観点からは、上記図２（ａ）に示したように感湿膜２２ｂが開口部２５を充填すると共に保護膜２４上にも設けられる構成とすることが好ましい。なお、基準部３０の保護膜上には、感湿膜２２ｂを設けた構成としてもよいし設けない構成としてもよい。
【００４７】
このように、感湿膜２２ａを上下電極で狭持する平行平板構造において、上部電極２３上に保護膜２４を設け且つ感湿膜２２ａを部分的に露出させる開口部２５を設ける場合であっても、保護膜２４の下面と感湿膜２２ａの上面が接する界面が外界に露出しないように感湿膜２２ｂを別途設けることにより、当該界面から水分子や腐食成分が浸入することを抑制し、上部電極２３の耐湿性を効果的に向上することが可能となる。
【００４８】
本発明は上記実施の形態に限定されず、適宜変更して実施することができる。上記実施の形態においては、センサ部と基準部とを備えた湿度検出センサについて説明しているが、本発明はこれに限定されず、センサ部のみで構成された湿度検出センサにも同様に適用することができる。また、上記実施の形態における材料、各層の配置位置、厚さ、大きさ、製法などは適宜変更して実施することが可能である。その他、本発明は、本発明の範囲を逸脱しないで適宜変更して実施することができる。
【００４９】
本出願は、２０１０年１０月４日出願の特願２０１０−２２４６６０に基づく。この内容は、全てここに含めておく。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年3月25日(2013.3.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
上下電極の間に感湿膜を設ける構造は、下部電極、感湿膜及び上部電極を順に積層して形成するため、同一平面上に設けられた櫛歯状電極に感湿膜を設ける場合と比較して、感湿膜の膜厚や平坦性の制御を容易に行うことができる。一方で、感湿膜を上下電極ではさむ平行平板構造とする場合には、上部電極が外部にさらされた構造となり、水分等により上部電極が腐食する等の耐湿性の問題が生じる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
次に、図５（ｄ）に示すように、上部電極２３上に、当該上部電極２３を覆うように保護膜２４を選択的に形成する。この際、同時に基準部３０の上部電極２３上にも保護膜２４を形成する。保護膜２４は、例えば、基板１０の全面に窒化シリコン（ＳｉＮｘ）膜、ＳｉＯ２膜、Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＯ２積層膜、ＳｉＯ２／ＳｉＮ積層膜等の絶縁材料を成膜し、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングする。具体的には、成膜した絶縁材料上にレジスト層を形成した後、当該レジスト層をパターニングしてマスクとし、そのマスクを介して絶縁材料をエッチングする。また、この際に保護膜の領域の中で上部電極２３の開口部と重畳する領域をエッチングして開口部２５を形成する。開口部２５を形成する場合に、ミリング加工を用いる場合には、上部電極２３のみを除去することができず、図６に示すように感湿膜２２ａも一部除去される場合がある。また、保護膜２４に形成する開口部を上部電極２３に形成する開口部より小さく形成することにより、上部電極２３の端部を保護膜２４で覆う構成とする。なお、基準部３０の上部電極３３上に設ける保護膜には、開口部を設けない。
【国際調査報告】
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