随着湿度在我们日常生活中起着越来越重要的作用,人们对湿敏器件的研究也如火如荼。近年来,由于湿敏电容器具有灵敏度高、响应快、滞后量小、且容易实现小型化和集成化等众多优点而得到了很大的发展。湿敏器件中的半导体氧化物陶瓷与高分子聚合物是应用较广的感湿物质。由于应用领域不同,对湿度传感器的技术要求也不同。从制造角度看,同是湿度传感器,材料、结构不同,工艺不同,其性能和技术指标有很大差异。本文以多孔氧化铝和聚酰亚胺作为研究材料,分析了其感湿机理,从电容角度展开研究,对多孔氧化铝进行结构尺寸设计,从孔深孔径出发分析提高灵敏度的方法以及此时单位面积上孔的数目;对于PI高分子湿度传感器感湿结构尺寸进行设计,提出圆环体感湿单元结构,根据传统长方体连续薄膜、圆柱体以及圆环体感湿单元三种结构的归一化电容,对设计器件的响应时间性能进行分析对比。设计结果表明,利用多孔氧化铝孔的深宽尺寸结构,设置孔深比k₁以及孔面积比k₂两个参数,分析了电容湿度传感器的灵敏度特性,得出了在低频时,当k₁接近1,k₂接近2.15,孔密度约为8.26*10⁹个/cm²时,湿敏器件可获得较好的灵敏度性能;在高分子聚合物为感湿材料的电容湿度传感器中,设计了水蒸气从内外周扩散的圆环体感湿膜结构,达到减小响应时间的目的。结果表明圆环体感湿单元结构的响应时间仅是传统的长方形连续感湿膜响应时间的1/10,比已有的圆柱体感湿单元结构可降低77.2%,大大降低了器件的响应时间。