JPH06100567B2 - ガスセンサの製造方法 - Google Patents
ガスセンサの製造方法Info
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- JPH06100567B2 JPH06100567B2 JP6483487A JP6483487A JPH06100567B2 JP H06100567 B2 JPH06100567 B2 JP H06100567B2 JP 6483487 A JP6483487 A JP 6483487A JP 6483487 A JP6483487 A JP 6483487A JP H06100567 B2 JPH06100567 B2 JP H06100567B2
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ガスセンサの製造方法に関する。
［従来の技術とその問題点］ 従来、例えばSnO2からなるｎ型半導体の超微粒子薄膜を
電極に接触させた構造を有し、この薄膜がスパッタリン
グ法によって作成されるガスセンサが知られている。
電極に接触させた構造を有し、この薄膜がスパッタリン
グ法によって作成されるガスセンサが知られている。
例えば、特開昭59−83046号公報には、ZnO2、ZnO、Cr2O
3、Fe2O3又はTiO2からなる超微粒子薄膜を電極に接触さ
せた構造を有する感応部を備えたガスセンサが示されて
いる。この薄膜は、スパッタリング法によって作成され
るｎ型化合物半導体であって、450℃の動作温度におい
て、エタノールに対する感度が低く、メタンガスに高感
度で感応してその抵抗率が変化することが同公報に示さ
れている。
3、Fe2O3又はTiO2からなる超微粒子薄膜を電極に接触さ
せた構造を有する感応部を備えたガスセンサが示されて
いる。この薄膜は、スパッタリング法によって作成され
るｎ型化合物半導体であって、450℃の動作温度におい
て、エタノールに対する感度が低く、メタンガスに高感
度で感応してその抵抗率が変化することが同公報に示さ
れている。
さて、特定のガスに関するガスセンサの感度Ｓ（gas）
は、次式（１）によって表現されるように、乾燥空気中
のセンサ抵抗Ｒ（air）と乾燥空気中に3500PPMの当該ガ
スを含むときのセンサ抵抗Ｒ（gas）との比として得ら
れる。
は、次式（１）によって表現されるように、乾燥空気中
のセンサ抵抗Ｒ（air）と乾燥空気中に3500PPMの当該ガ
スを含むときのセンサ抵抗Ｒ（gas）との比として得ら
れる。
Ｓ（gas）＝Ｒ（air）/R（gas） ……（１） 例えば、メタンガスCH4に関する感度Ｓ（CH4）は、ガス
を含むときのセンサ抵抗Ｒ（CH4）を用いてＲ（air）/R
（CH4）によって得られる。
を含むときのセンサ抵抗Ｒ（CH4）を用いてＲ（air）/R
（CH4）によって得られる。
これに対して、ガス選択性に関する指標として、あるガ
スに関する感度Ｓ（gas1）と他のガスに関する感度Ｓ
（gas2）との比、すなわち次式（２）によって表現され
る感度比Ｔ（gas1/gas2）が用いられる。
スに関する感度Ｓ（gas1）と他のガスに関する感度Ｓ
（gas2）との比、すなわち次式（２）によって表現され
る感度比Ｔ（gas1/gas2）が用いられる。
Ｔ（gas1/gas2）＝Ｓ（gas1）/S（gas2） …（２） 例えば、メタンガスCH4と水素ガスH2とに関する感度比
Ｔ（CH4/H2）は、Ｓ（CH4）/S（H2）で与えられ、メタ
ンガスCH4とエタノールC2H5OHとに関する感度比Ｔ（CH4
/C2H5OH）は、Ｓ（CH4）/S（C2H5OH）で与えられる。
Ｔ（CH4/H2）は、Ｓ（CH4）/S（H2）で与えられ、メタ
ンガスCH4とエタノールC2H5OHとに関する感度比Ｔ（CH4
/C2H5OH）は、Ｓ（CH4）/S（C2H5OH）で与えられる。
一般に、都市ガス用のガスセンサにおいては、都市ガス
に含まれるメタンガス及び水素ガスに対する感度が互い
に同程度に高く、しかも調理時等に生じるエタノールに
対する感度が低いことが必要である。したがって、例え
ば都市ガス用ガスもれ警報器に用いるガスセンサにおい
ては、メタンガスと水素ガスとに関する感度比Ｔ（CH4/
H2）は、ほぼ１に近く、メタンガスとエタノールとに関
する感度比Ｔ（CH4/C2H5OH）は、0.5より大きいことが
必要である。
に含まれるメタンガス及び水素ガスに対する感度が互い
に同程度に高く、しかも調理時等に生じるエタノールに
対する感度が低いことが必要である。したがって、例え
ば都市ガス用ガスもれ警報器に用いるガスセンサにおい
ては、メタンガスと水素ガスとに関する感度比Ｔ（CH4/
H2）は、ほぼ１に近く、メタンガスとエタノールとに関
する感度比Ｔ（CH4/C2H5OH）は、0.5より大きいことが
必要である。
ところが、前記の従来のガスセンサでは、感度比Ｔ（CH
4/H2）がほぼ１に近く、かつメタンガスとエタノールと
に関する感度比Ｔ（CH4/C2H5OH）が0.5より大きいもの
が得られなかった。
4/H2）がほぼ１に近く、かつメタンガスとエタノールと
に関する感度比Ｔ（CH4/C2H5OH）が0.5より大きいもの
が得られなかった。
そこで、実験を重ねた結果、本発明の発明者らは、例え
ばSnO2からなるガスに感応して抵抗率が変化するｎ型半
導体薄膜上に、例えばSiO2からなる絶縁性金属酸化物薄
膜を作成することにより、前記両感度比が改善されるこ
とを見出だした。エタノールや水素ガス等の燃焼性の高
いガスは、この絶縁性金属酸化物薄膜中を拡散してｎ型
半導体薄膜に到達する間に、その一部が燃焼してしまう
ために、前記感度比が調整されるものと考えられる。
ばSnO2からなるガスに感応して抵抗率が変化するｎ型半
導体薄膜上に、例えばSiO2からなる絶縁性金属酸化物薄
膜を作成することにより、前記両感度比が改善されるこ
とを見出だした。エタノールや水素ガス等の燃焼性の高
いガスは、この絶縁性金属酸化物薄膜中を拡散してｎ型
半導体薄膜に到達する間に、その一部が燃焼してしまう
ために、前記感度比が調整されるものと考えられる。
ところが、前記絶縁性金属酸化物薄膜を真空蒸着法やCV
D法によって作成した場合には、この薄膜の構造が一定
せず、ガスセンサ製造の歩留が悪いばかりでなく、付着
力の大きい絶縁性金属酸化物薄膜を製造することができ
ないという問題があった。また、この絶縁性金属酸化物
薄膜をスパッタリング法によって作成する場合であって
も、この薄膜を作成するために用いられるマスクのエッ
ジによってスパッタ粒子が反射され、この粒子がこの薄
膜中に侵入する結果、規則正しい柱状構造を有する薄膜
を得ることができず、前記所要の感度比が得られないこ
とがあった。
D法によって作成した場合には、この薄膜の構造が一定
せず、ガスセンサ製造の歩留が悪いばかりでなく、付着
力の大きい絶縁性金属酸化物薄膜を製造することができ
ないという問題があった。また、この絶縁性金属酸化物
薄膜をスパッタリング法によって作成する場合であって
も、この薄膜を作成するために用いられるマスクのエッ
ジによってスパッタ粒子が反射され、この粒子がこの薄
膜中に侵入する結果、規則正しい柱状構造を有する薄膜
を得ることができず、前記所要の感度比が得られないこ
とがあった。
本発明は、以上の点に鑑み、感度比Ｔ（CH4/H2）がほぼ
１に近く、かつメタンガスとエタノールとに関する感度
比Ｔ（CH4/C2H5OH）が0.5より大きいガスセンサであっ
て、付着力の大きい絶縁性金属酸化物薄膜を高い歩留で
作成することができるガスセンサの製造方法を提供する
ことを目的とする。
１に近く、かつメタンガスとエタノールとに関する感度
比Ｔ（CH4/C2H5OH）が0.5より大きいガスセンサであっ
て、付着力の大きい絶縁性金属酸化物薄膜を高い歩留で
作成することができるガスセンサの製造方法を提供する
ことを目的とする。
［問題点を解決するための手段］ 本発明は、前記の目的を達成するためにガスに感応して
抵抗率が変化するｎ型半導体薄膜上に対向した膜状電極
を形成し、その上に板状のマスクを配した後、スパッタ
リング法によって絶縁性金属酸化物薄膜を作成するガス
センサの製造方法であって、マスクの孔を形成するエッ
ジが、電極の対向する側縁からこのマスクの厚さの1.5
倍以上の距離を隔てた位置に配されるものである。
抵抗率が変化するｎ型半導体薄膜上に対向した膜状電極
を形成し、その上に板状のマスクを配した後、スパッタ
リング法によって絶縁性金属酸化物薄膜を作成するガス
センサの製造方法であって、マスクの孔を形成するエッ
ジが、電極の対向する側縁からこのマスクの厚さの1.5
倍以上の距離を隔てた位置に配されるものである。
［作 用］ 本発明においても、絶縁性金属酸化物薄膜を作成するた
めのスパッタ粒子は、マスクのエッジによって反射さ
れ、この薄膜中に侵入して、不規則な構造を形成する。
ところが、本発明においては、マスクの孔を形成するエ
ッジが、電極の対向する側縁からマスクの厚さの1.5倍
以上の距離を隔てた位置に配されるため、この不規則構
造の形成は、電極上に限定されることとなり、ガスに感
応するｎ型半導体薄膜上には、規則正しい柱状構造を有
する絶縁性金属酸化物薄膜が作成される。しかも、この
薄膜の作成は、スパッタリング法によっているため、作
成された絶縁性金属酸化物薄膜の付着力は大きい。
めのスパッタ粒子は、マスクのエッジによって反射さ
れ、この薄膜中に侵入して、不規則な構造を形成する。
ところが、本発明においては、マスクの孔を形成するエ
ッジが、電極の対向する側縁からマスクの厚さの1.5倍
以上の距離を隔てた位置に配されるため、この不規則構
造の形成は、電極上に限定されることとなり、ガスに感
応するｎ型半導体薄膜上には、規則正しい柱状構造を有
する絶縁性金属酸化物薄膜が作成される。しかも、この
薄膜の作成は、スパッタリング法によっているため、作
成された絶縁性金属酸化物薄膜の付着力は大きい。
［実施例］ 第１図（ａ）は、本発明の実施例に係る製造方法によっ
て作成されたガスセンサをマスクとともに表わした平面
図であって、同図（ｂ）は、前図のIII−III断面図であ
る。なお、同図（ｂ）の垂直方向は、構成の説明上、実
際の厚さとは異なる厚さで描かれている。
て作成されたガスセンサをマスクとともに表わした平面
図であって、同図（ｂ）は、前図のIII−III断面図であ
る。なお、同図（ｂ）の垂直方向は、構成の説明上、実
際の厚さとは異なる厚さで描かれている。
ガスセンサ１は、次のようにして作成される。
まず、例えば絶縁性を有するサファイア基板２の2.3mm
四方の面上に、例えばスパッタリング法によって、SnO2
からなるｎ型半導体薄膜４を、例えば1.8mm四方、膜厚
１μｍで作成する。なお、基板２は、サファイア製に限
られず、その面上にｎ型半導体薄膜４を作成することが
できるものであればよい。また、ｎ型半導体薄膜４は、
ガスに感応して抵抗率が変化するものであれば、SnO2に
代えて前記ZnO等からなるものであってもよい。
四方の面上に、例えばスパッタリング法によって、SnO2
からなるｎ型半導体薄膜４を、例えば1.8mm四方、膜厚
１μｍで作成する。なお、基板２は、サファイア製に限
られず、その面上にｎ型半導体薄膜４を作成することが
できるものであればよい。また、ｎ型半導体薄膜４は、
ガスに感応して抵抗率が変化するものであれば、SnO2に
代えて前記ZnO等からなるものであってもよい。
次に、例えばマスクを用いてスパッタリング法によっ
て、前記ｎ型半導体薄膜４の上面全体のうち中央の例え
ば幅0.2mmの部分を除いて、例えば膜厚0.3μｍで白金電
極を作成し、二つの互いに対向した矩形膜状の電極6,8
とする。このときには、両電極6,8の寸法は、1.8mm×0.
8mmとなり、その対向する側縁10,12間の距離は、0.2mで
あって、この部分では、前記ｎ型半導体薄膜４が露出し
ている。なお、電極6,8を構成する材料は、白金に限ら
ず、金、銀、アルミニウム等の電気伝導度の高いもので
あればよい。
て、前記ｎ型半導体薄膜４の上面全体のうち中央の例え
ば幅0.2mmの部分を除いて、例えば膜厚0.3μｍで白金電
極を作成し、二つの互いに対向した矩形膜状の電極6,8
とする。このときには、両電極6,8の寸法は、1.8mm×0.
8mmとなり、その対向する側縁10,12間の距離は、0.2mで
あって、この部分では、前記ｎ型半導体薄膜４が露出し
ている。なお、電極6,8を構成する材料は、白金に限ら
ず、金、銀、アルミニウム等の電気伝導度の高いもので
あればよい。
このようにして、電極6,8を形成した後、その上に板状
のマスク14を配する。このマスクの外形は、前記基板２
より大きく、その厚さｔは、例えば0.02mmであって、そ
の中央に孔16を有する。以上に例示した寸法に対して
は、この孔16の寸法は、1.8mm×0.5mmとするのが適当で
ある。このマスク14は、ｎ型半導体薄膜４の前記露出部
分が、孔16の中央の位置において全部露出するように配
される。このとき、前記電極6,8は、ともに幅ｌの互い
に対向する部分が露出する。以上に説明した例では、幅
ｌの長さは、0.15mmとなる。つまり、この場合には、孔
16を形成するエッジのうち前記電極6,8横切るように側
縁10,12に平行に配された二つのエッジ18,20は、この側
縁10,12の位置からマスク14の厚さｔ＝0.02mmのｋ＝7.5
倍の距離ｌ＝0.15mmを隔てた位置に配される。なお、ｋ
＝l/tで与えられる倍率ｋは、1.5以上であればよく、特
に10以上であれば望ましい。
のマスク14を配する。このマスクの外形は、前記基板２
より大きく、その厚さｔは、例えば0.02mmであって、そ
の中央に孔16を有する。以上に例示した寸法に対して
は、この孔16の寸法は、1.8mm×0.5mmとするのが適当で
ある。このマスク14は、ｎ型半導体薄膜４の前記露出部
分が、孔16の中央の位置において全部露出するように配
される。このとき、前記電極6,8は、ともに幅ｌの互い
に対向する部分が露出する。以上に説明した例では、幅
ｌの長さは、0.15mmとなる。つまり、この場合には、孔
16を形成するエッジのうち前記電極6,8横切るように側
縁10,12に平行に配された二つのエッジ18,20は、この側
縁10,12の位置からマスク14の厚さｔ＝0.02mmのｋ＝7.5
倍の距離ｌ＝0.15mmを隔てた位置に配される。なお、ｋ
＝l/tで与えられる倍率ｋは、1.5以上であればよく、特
に10以上であれば望ましい。
最後に、スパッタリング法によって、前記ｎ型半導体薄
膜４と前記電極6,8との各露出部分上に、例えばSiO2か
らなる絶縁性金属酸化物薄膜22を3000オングストローム
の膜厚で作成する。このとき、絶縁性金属酸化物薄膜22
を作成するためのスパッタ粒子は、マスク14のエッジ1
8,20によって反射され、この薄膜中に侵入して、不規則
な構造を形成する。この不規則構造の形成は、絶縁性金
属酸化物薄膜22中において、前記エッジ18,20からの距
離がマスク14の厚さの1.5倍以内の範囲に限定される。
ところが、本実施例において、エッジ18,20が、電極6,8
の対向する側縁10,12からマスク14の厚さの7.5倍の距離
を隔てた位置に配されるため、ガスに感応するｎ型半導
体薄膜４上には、規則正しい柱状構造を有する絶縁性金
属酸化物薄膜22が作成される。しかも、この薄膜の作成
は、スパッタリング法によっているため、作成された絶
縁性金属酸化物薄膜22の付着力は大きく、かつ規則正し
い柱状構造を有する。なお、絶縁性金属酸化物薄膜22の
膜厚は、100〜10000オングストロームの範囲が望まし
く、このうち1000〜5000オングストロームの範囲が特に
好ましい。
膜４と前記電極6,8との各露出部分上に、例えばSiO2か
らなる絶縁性金属酸化物薄膜22を3000オングストローム
の膜厚で作成する。このとき、絶縁性金属酸化物薄膜22
を作成するためのスパッタ粒子は、マスク14のエッジ1
8,20によって反射され、この薄膜中に侵入して、不規則
な構造を形成する。この不規則構造の形成は、絶縁性金
属酸化物薄膜22中において、前記エッジ18,20からの距
離がマスク14の厚さの1.5倍以内の範囲に限定される。
ところが、本実施例において、エッジ18,20が、電極6,8
の対向する側縁10,12からマスク14の厚さの7.5倍の距離
を隔てた位置に配されるため、ガスに感応するｎ型半導
体薄膜４上には、規則正しい柱状構造を有する絶縁性金
属酸化物薄膜22が作成される。しかも、この薄膜の作成
は、スパッタリング法によっているため、作成された絶
縁性金属酸化物薄膜22の付着力は大きく、かつ規則正し
い柱状構造を有する。なお、絶縁性金属酸化物薄膜22の
膜厚は、100〜10000オングストロームの範囲が望まし
く、このうち1000〜5000オングストロームの範囲が特に
好ましい。
第２図は、本発明の実施例に係る製造方法に使用される
絶縁性金属酸化物薄膜の作成のためのスパッタリング装
置の概要図である。なお、同図は、RFスパッタリングを
行う場合の例を示しているが、これに限られるものでは
ない。
絶縁性金属酸化物薄膜の作成のためのスパッタリング装
置の概要図である。なお、同図は、RFスパッタリングを
行う場合の例を示しているが、これに限られるものでは
ない。
60は、真空容器であってアースされている。この真空容
器60の下方は、メインバルブ62を介して、図示しない真
空ポンプ等からなる排気系に接続されている。この真空
容器60の側方からは、マスフローコントローラ64を介し
てキャリアガスとしてのアルゴンガスを一定流量で導入
できるようにしている。また、真空容器60の上方には、
電極66が配され、ターゲット68がこの電極の下方に下向
きに取付けられている。SiO2からなる絶縁性金属酸化物
薄膜を作成するときには、通常SiO2焼結体からなるター
ゲット68が用いられる。電極66は、真空容器60の外部に
導出され、さらにマッチングボックス70を介して、RF電
源72に接続されている。74は、基板ホルダであって、こ
のホルダの上方には、ｎ型半導体薄膜４と電極6,8とが
前記のようにして形成された基板２に、前記のようにマ
スク14を配した部材58が、上向きに取付られている。前
記ターゲット68とこの部材58との間には、真空容器の外
から操作して回転させることができるシャッタ76が配さ
れている。
器60の下方は、メインバルブ62を介して、図示しない真
空ポンプ等からなる排気系に接続されている。この真空
容器60の側方からは、マスフローコントローラ64を介し
てキャリアガスとしてのアルゴンガスを一定流量で導入
できるようにしている。また、真空容器60の上方には、
電極66が配され、ターゲット68がこの電極の下方に下向
きに取付けられている。SiO2からなる絶縁性金属酸化物
薄膜を作成するときには、通常SiO2焼結体からなるター
ゲット68が用いられる。電極66は、真空容器60の外部に
導出され、さらにマッチングボックス70を介して、RF電
源72に接続されている。74は、基板ホルダであって、こ
のホルダの上方には、ｎ型半導体薄膜４と電極6,8とが
前記のようにして形成された基板２に、前記のようにマ
スク14を配した部材58が、上向きに取付られている。前
記ターゲット68とこの部材58との間には、真空容器の外
から操作して回転させることができるシャッタ76が配さ
れている。
以上に説明したスパッタリング装置を用いるとき、まず
メインバルブ62を開放して真空容器60の内部を高真空ま
で到達させる。次に、マスフローコントローラ64を調節
してキャリアガスとしてのアルゴンガスを例えば10cc/m
inの一定流量で導入し、真空容器60の内部を例えば2.0
×10-2Torrの真空度とする。このとき、シャッタ76を閉
じたまま、RF電源72の電源を投入して、真空容器60内の
電極66に例えば150WのRFパワーを導入する。すると、タ
ーゲット68の前方にアルゴンのプラズマが発生し、アル
ゴンイオンによってたたかれたターゲットから、絶縁性
金属酸化物粒子がスパッタされて飛出す。このようなプ
リスパッタを行って、ターゲット68の表面を清浄にした
後、シャッタ76を例えば10min間だけ開放して、スパッ
タ粒子を前記部材58上に堆積させる。
メインバルブ62を開放して真空容器60の内部を高真空ま
で到達させる。次に、マスフローコントローラ64を調節
してキャリアガスとしてのアルゴンガスを例えば10cc/m
inの一定流量で導入し、真空容器60の内部を例えば2.0
×10-2Torrの真空度とする。このとき、シャッタ76を閉
じたまま、RF電源72の電源を投入して、真空容器60内の
電極66に例えば150WのRFパワーを導入する。すると、タ
ーゲット68の前方にアルゴンのプラズマが発生し、アル
ゴンイオンによってたたかれたターゲットから、絶縁性
金属酸化物粒子がスパッタされて飛出す。このようなプ
リスパッタを行って、ターゲット68の表面を清浄にした
後、シャッタ76を例えば10min間だけ開放して、スパッ
タ粒子を前記部材58上に堆積させる。
以上に示した数値例により、前記SiO2からなる絶縁性金
属酸化物薄膜22を3000オングストロームの膜厚で作成す
ることができた。なお、絶縁性金属酸化物薄膜22の酸化
が不足する場合には、前記アルゴンガスの導入と平行し
て、酸素ガスを導入することができる。
属酸化物薄膜22を3000オングストロームの膜厚で作成す
ることができた。なお、絶縁性金属酸化物薄膜22の酸化
が不足する場合には、前記アルゴンガスの導入と平行し
て、酸素ガスを導入することができる。
さて、前記マスク14の効果を確認するために、以上に寸
法の数値例を挙げて説明した実施例に係るガスセンサを
作成する他に、サファイア基板２、SnO2薄膜４及び白金
電極6,8の構成を前記と同一として、マスクのみを変更
したうえで、同じ膜厚のSiO2薄膜22をスパッタリング法
によって成膜したガスセンサを作成した。なお、SnO2薄
膜４及び白金電極6,8についても、スパッタリング法に
よって成膜した。
法の数値例を挙げて説明した実施例に係るガスセンサを
作成する他に、サファイア基板２、SnO2薄膜４及び白金
電極6,8の構成を前記と同一として、マスクのみを変更
したうえで、同じ膜厚のSiO2薄膜22をスパッタリング法
によって成膜したガスセンサを作成した。なお、SnO2薄
膜４及び白金電極6,8についても、スパッタリング法に
よって成膜した。
この比較例に使用したマスクは、その厚さｔが0.1mmで
あって、その孔の寸法は、1.8mm×0.3mmである。このと
き、SnO2薄膜４は、前記と同じ0.2mmの幅で露出してい
るが、これに対して電極6,8の露出部分の幅ｌは、どち
らの電極についても0.05mmである。つまり、この場合に
は、ｋ＝l/tで与えられる倍率ｋは、0.5であって、1.5
より小さい。
あって、その孔の寸法は、1.8mm×0.3mmである。このと
き、SnO2薄膜４は、前記と同じ0.2mmの幅で露出してい
るが、これに対して電極6,8の露出部分の幅ｌは、どち
らの電極についても0.05mmである。つまり、この場合に
は、ｋ＝l/tで与えられる倍率ｋは、0.5であって、1.5
より小さい。
両ガスセンサについて、メタンガスCH4に関する感度Ｓ
（CH4）及び水素ガスH2に関するＳ（H2）を動作温度450
℃及び500℃において計測した結果を第１表に、これら
の結果からメタンガスと水素ガスとに関する感度比Ｔ
（CH4/H2）を計算した結果を第２表にそれぞれ示す。第
２表から、本発明の実施例に係る方法によって作成され
たガスセンサにおいては、メタンガスと水素ガスとに関
する感度比Ｔ（CH4/H2）が改善されて、ほぼ１に近くな
っていることが分る。さらに、両表に数値は示していな
いが、メタンガスとエタノールとに関する感度比Ｔ（CH
4/C2H5OH）は、0.5より大きい数値が得られている。
（CH4）及び水素ガスH2に関するＳ（H2）を動作温度450
℃及び500℃において計測した結果を第１表に、これら
の結果からメタンガスと水素ガスとに関する感度比Ｔ
（CH4/H2）を計算した結果を第２表にそれぞれ示す。第
２表から、本発明の実施例に係る方法によって作成され
たガスセンサにおいては、メタンガスと水素ガスとに関
する感度比Ｔ（CH4/H2）が改善されて、ほぼ１に近くな
っていることが分る。さらに、両表に数値は示していな
いが、メタンガスとエタノールとに関する感度比Ｔ（CH
4/C2H5OH）は、0.5より大きい数値が得られている。
なお、以上の説明においては、ｎ型半導体薄膜４及び電
極6,8についても、これらをスパッタリング法によって
作成していたが、これらについては、他の方法例えば真
空蒸着やCVDさらにはスパッタリング法以外のPVD法によ
って作成してもよい。また、電極6,8の形状は、矩形に
限らず、対向する側縁を有する対向電極であればよい。
さらに、基板２については、前記のように小さい部分に
カットしたものではなく、大きい基板を使用して、この
基板上に同時に複数のガスセンサを作成した後、各ガス
センサにカットするようにしてもよい。
極6,8についても、これらをスパッタリング法によって
作成していたが、これらについては、他の方法例えば真
空蒸着やCVDさらにはスパッタリング法以外のPVD法によ
って作成してもよい。また、電極6,8の形状は、矩形に
限らず、対向する側縁を有する対向電極であればよい。
さらに、基板２については、前記のように小さい部分に
カットしたものではなく、大きい基板を使用して、この
基板上に同時に複数のガスセンサを作成した後、各ガス
センサにカットするようにしてもよい。
［発明の効果］ 本発明においても、絶縁性金属酸化物薄膜を作成するた
めのスパッタ粒子は、マスクのエッジによって反射さ
れ、この薄膜中に侵入して、不規則な構造を形成する。
ところが、本発明においては、マスクの孔を形成するエ
ッジが、電極の対向する側縁からマスクの厚さの1.5倍
以上の距離を隔てた位置に配されるため、この不規則構
造の形成は、電極上に限定されることとなり、ガスに感
応するｎ型半導体薄膜上には、規則正しい柱状構造を有
する絶縁性金属酸化物薄膜が、歩留よく作成される。し
かも、この薄膜の作成は、スパッタリング法によってい
るため、作成された絶縁性金属酸化物薄膜の付着力は大
きい。
めのスパッタ粒子は、マスクのエッジによって反射さ
れ、この薄膜中に侵入して、不規則な構造を形成する。
ところが、本発明においては、マスクの孔を形成するエ
ッジが、電極の対向する側縁からマスクの厚さの1.5倍
以上の距離を隔てた位置に配されるため、この不規則構
造の形成は、電極上に限定されることとなり、ガスに感
応するｎ型半導体薄膜上には、規則正しい柱状構造を有
する絶縁性金属酸化物薄膜が、歩留よく作成される。し
かも、この薄膜の作成は、スパッタリング法によってい
るため、作成された絶縁性金属酸化物薄膜の付着力は大
きい。
また、本発明よれば、ガスに感応するｎ型半導体薄膜上
に絶縁性金属酸化物薄膜を作成することができるから、
感度比Ｔ（CH4/H2）がほぼ１に近く、かつメタンガスと
エタノールとに関する感度比Ｔ（CH4/C2H5OH）が0.5よ
り大きいガスセンサを作成することができ、都市ガスの
ガスもれ検出に適したガスセンサを製造することができ
る。
に絶縁性金属酸化物薄膜を作成することができるから、
感度比Ｔ（CH4/H2）がほぼ１に近く、かつメタンガスと
エタノールとに関する感度比Ｔ（CH4/C2H5OH）が0.5よ
り大きいガスセンサを作成することができ、都市ガスの
ガスもれ検出に適したガスセンサを製造することができ
る。
さらに、本発明によれば、ｎ型半導体薄膜のうち、ガス
の検出に用いられる部分の幅が狭くなるように電極を形
成しても、ｎ型半導体薄膜の上に形成される絶縁性金属
酸化物薄膜の結晶構造が規則正しい柱状であるため、狭
い幅のｎ型の半導体薄膜の全部が有効に機能するため、
高いガス感度と高いガス選択性とを有するガスセンサを
作成することができる。したがって、本発明によれば、
小形化したガスセンサを製造することができる。
の検出に用いられる部分の幅が狭くなるように電極を形
成しても、ｎ型半導体薄膜の上に形成される絶縁性金属
酸化物薄膜の結晶構造が規則正しい柱状であるため、狭
い幅のｎ型の半導体薄膜の全部が有効に機能するため、
高いガス感度と高いガス選択性とを有するガスセンサを
作成することができる。したがって、本発明によれば、
小形化したガスセンサを製造することができる。
第１図（ａ）は、本発明の実施例に係る製造方法によっ
て作成されたガスセンサをマスクとともに表わした平面
図、同図（ｂ）は、前図のIII−III断面図、 第２図は、本発明の実施例に係る製造方法に使用される
絶縁性金属酸化物薄膜の作成のためのスパッタリング装
置の概要図である。 符号の説明 １……ガスセンサ、２……基板、４……ｎ型半導体薄
膜、6,8……電極、10,12……電極の側縁、14……マス
ク、16……孔、18,20……マスクのエッジ、22……絶縁
性金属酸化物薄膜、60……真空容器、66……電極、68…
…ターゲット、74……基板ホルダ、76……シャッタ。
て作成されたガスセンサをマスクとともに表わした平面
図、同図（ｂ）は、前図のIII−III断面図、 第２図は、本発明の実施例に係る製造方法に使用される
絶縁性金属酸化物薄膜の作成のためのスパッタリング装
置の概要図である。 符号の説明 １……ガスセンサ、２……基板、４……ｎ型半導体薄
膜、6,8……電極、10,12……電極の側縁、14……マス
ク、16……孔、18,20……マスクのエッジ、22……絶縁
性金属酸化物薄膜、60……真空容器、66……電極、68…
…ターゲット、74……基板ホルダ、76……シャッタ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 薬師寺 新吾 大阪府大阪市東区平野町５丁目１番地 大 阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 松坂 孝 静岡県富士市蓼原336 株式会社東芝富士 工場内 (56)参考文献 実開 昭63−75857（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】ガスに感応して抵抗率が変化するｎ型半導
体薄膜上に対向した膜状電極を形成し、その上に板状の
マスクを配した後、スパッタリング法によって絶縁性金
属酸化物薄膜を作成するガスセンサの製造方法であっ
て、前記マスクの孔を形成するエッジが、前記電極の対
向する側縁から前記マスクの厚さの1.5倍以上の距離を
隔てた位置に配されることを特徴とするガスセンサの製
造方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6483487A JPH06100567B2 (ja) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | ガスセンサの製造方法 |
| KR1019870012099A KR960016712B1 (ko) | 1986-11-05 | 1987-10-30 | 가스센서 및 그의 제조방법 |
| FR878715196A FR2606150B1 (fr) | 1986-11-05 | 1987-11-03 | Detecteur de gaz et procede pour le fabriquer |
| CA000551002A CA1292298C (en) | 1986-11-05 | 1987-11-04 | Gas sensor and method of manufacturing the same |
| US07/116,986 US4897628A (en) | 1986-11-05 | 1987-11-05 | Gas sensor and method of manufacturing the same |
| GB8725989A GB2198240B (en) | 1986-11-05 | 1987-11-05 | Gas sensor and method of manufacture thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6483487A JPH06100567B2 (ja) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | ガスセンサの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63229354A JPS63229354A (ja) | 1988-09-26 |
| JPH06100567B2 true JPH06100567B2 (ja) | 1994-12-12 |
Family
ID=13269671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6483487A Expired - Lifetime JPH06100567B2 (ja) | 1986-11-05 | 1987-03-18 | ガスセンサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06100567B2 (ja) |
-
1987
- 1987-03-18 JP JP6483487A patent/JPH06100567B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63229354A (ja) | 1988-09-26 |
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