DE2131538B2 - GAS POLLUTION ELEMENT - Google Patents

GAS POLLUTION ELEMENT

Info

Publication number
DE2131538B2
DE2131538B2 DE19712131538 DE2131538A DE2131538B2 DE 2131538 B2 DE2131538 B2 DE 2131538B2 DE 19712131538 DE19712131538 DE 19712131538 DE 2131538 A DE2131538 A DE 2131538A DE 2131538 B2 DE2131538 B2 DE 2131538B2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
solution
semiconductor layer
added
halide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19712131538
Other languages
German (de)
Other versions
DE2131538A1 (en
Inventor
Georg 1000 Berlin Wendel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Auergesellschaft GmbH
Original Assignee
Auergesellschaft GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Auergesellschaft GmbH filed Critical Auergesellschaft GmbH
Priority to DE19712131538 priority Critical patent/DE2131538B2/en
Publication of DE2131538A1 publication Critical patent/DE2131538A1/en
Publication of DE2131538B2 publication Critical patent/DE2131538B2/en
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/12Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Gasspürelements, bei dem auf einem Trägermaterial zwischen zwei Elektroden eine erste Halbleiterschicht, instasondcr Metalloxidschicht, die - vorzugsweise brennbare - Gase und Dämpfe adsorbiert und dabei ihre elektrische Leitfähigkeit ändert, und eine zweite Halbleiterschicht zum Aufheizen der ersten Schicht aufgebracht sind.The invention relates to a method for producing a gas detection element, in which on a Carrier material between two electrodes a first semiconductor layer, instasondcr metal oxide layer, which adsorbs - preferably flammable - gases and vapors and thereby changes their electrical conductivity, and a second semiconductor layer is applied for heating the first layer.

Bei bekannten Gasspürelementen dieser Art, z.B. wie in den deutschen Offenlegungsschriften 2005497 und 2007937 angegeben, wird deren gasadsorbierender Halbleiterkörper durch Sintern eines Metalloxidmaterials, das vorher in die gewünschte Form gebracht wurde, hergestellt.With known gas detection elements of this type, e.g. as in German Offenlegungsschrift 2005497 and 2007937 specified, their gas-adsorbing semiconductor body is made by sintering a metal oxide material, which has been brought into the desired shape beforehand.

Als Nachteil ergibt sich, daß wegen der Verschmelzungserscheinungen beim Sintern mit zunehmender Festigkeit die Empfindlichkeit der Elemente erheblich vermindert wird, da die Luftdurchlässigkeit und damit die gasadsorbierende Oberfläche beträchtlich und Undefiniert verringert wird. Auch die Verwendung von Paraffin und ein Überzug aus einem porösen Bindemittel bei der Herstellung vermag keine definiertenThe disadvantage is that because of the amalgamation phenomena during sintering, the sensitivity of the elements increases with increasing strength is reduced, since the air permeability and thus the gas-adsorbing surface is considerable and undefined is decreased. Also the use of paraffin and a coating of a porous binder in the production, none can be defined

Ergebnisse sicherzustellen.Ensure results.

Bekannt sind auch nach der US-Patentschrift 3479257 Gasspürelemente dieser Art, die mit weitgehend homogenen Metalloxidschichten auf geeigneten Unterlagen arbeiten. Diese Schichten werden durch Abscheiden einer Metallschicht, insbesondere Wolfram, Molybdän, Chrom, Niob, Nickel, Eisen oder Titan durch Vakuumverdampfung und anschließende Oxidation gewonnen. Außerdem scheint es notwen-Also known from US Pat. No. 3,479,257 are gas detection elements of this type, which are largely with work homogeneous metal oxide layers on suitable substrates. These layers will be by depositing a metal layer, in particular tungsten, molybdenum, chromium, niobium, nickel, iron or Titanium obtained by vacuum evaporation and subsequent oxidation. In addition, it seems necessary

dig, die Schichten durch Aufbringen eines katalytisch wirkenden Elements auf die Oberfläche des Metalloxids zu aktivieren. Dieses Verfahren ist aufwendig, umständlich und schwierig zu handhaben. Auch für die Herstellung des Gasspürelements nach der deut-dig, the layers by applying a catalytically active element to the surface of the metal oxide to activate. This method is complex, cumbersome and difficult to use. Also for the production of the gas detection element according to the German

sehen Offenlegungsschrift 1648909 mit einer In2O3-Schicht durch Verdampfen von Indium oder In2O3 im Vakuum und anschließender Oxidation gilt der Nachteil in gleicher Weise. Hinzu kommt aber bei diesen Verfahren als erheblicher Nachteil die zu geringesee laid-open specification 1648909 with an In 2 O 3 layer by evaporation of indium or In 2 O 3 in a vacuum and subsequent oxidation, the disadvantage applies in the same way. In addition, there is a significant disadvantage with these processes that they are too small

ao Haftfähigkeit der Schichten auf ihren Unterlagen.ao adhesion of the layers on their substrates.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, welches die Herstellung von Gasspürelementen mit weitgehend gleichmäßiger Empfindlichkeit bei relativ geringer Heizleistung ge-The invention is therefore based on the object of specifying a method which enables the production of Gas detection elements with largely uniform sensitivity at a relatively low heating output.

»5 stattet.»5 equips.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf das Trägermaterial zuerst die zweite Schicht, dann eine dünne Isolierschicht, beispielsweise aus SiO2 und schließlich die erste HalbleiterschichtThis object is achieved according to the invention in that first the second layer, then a thin insulating layer, for example made of SiO 2, and finally the first semiconductor layer on the carrier material

aufgebracht werden, und daß die beiden Halbleiterschichten durch eine Reaktion aus Metallhalogenidlösung, die in einem Ofen bei Temperaturen zwischen 300 und 700° C versprüht werden, gebildet werden. are applied, and that the two semiconductor layers by a reaction of metal halide solution, which are sprayed in an oven at temperatures between 300 and 700 ° C.

Es sei erwähnt, daß Schichten der erfindungsgemäßen Art - soweit sie transparent sind - an sich bekannt sind. Mit ihnen werden z.B. Gläser belegt, um diese aufzuheizen oder eine statische Aufladung zu verhindern. Schichten dieser Art haften fest auf ihrer Unterlage, sie sind wisch- und kratzfest.It should be mentioned that layers of the type according to the invention - insofar as they are transparent - are known per se are. They are used to cover glasses, for example, in order to heat them up or to prevent static charging. Layers of this kind adhere firmly to their base, they are smudge-proof and scratch-proof.

Fetner wird erreicht, daß die brennbaren Gase und/oder Dämpfe an der Oberfläche der Schicht verbrennen. Dadurch erhöht sich die Temperatur der Schicht, was zu einer zusätzlichen Leitfähigkeitsände-Fetner ensures that the flammable gases and / or vapors burn on the surface of the layer. This increases the temperature of the layer, which leads to an additional change in conductivity.

♦5 rung führt. Das erfindungsgemäße Gasspürelement wird dadurch noch empfindlicher.♦ 5 leads. The gas detection element according to the invention becomes even more sensitive.

Ein weiterer Voiteil besteht darin, daß die die Gase adsorbierende Schicht gleichmäßig über ihre gesamte Fläche verteilt geheizt wird und daß wegen des innigen Kontaktes der beiden Schichten nur eine relativ geringe Heizleistung erforderlich ist.Another advantage is that the gases adsorbent layer is heated evenly distributed over its entire surface and that because of the intimate Contact of the two layers only requires a relatively low heating power.

Weiterbildungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen beschrieben.Further developments of the invention are described in the subclaims.

Wird das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Spürelement in einer elektrischen Schaltung, z.B. einer Wheatstoneschen Brückenschaltung, zur Messung der Konzentration von Gasen und/oder Dämpfen verwendet, dann ist im allgemeinen ein Kompensationselement vorgesehen, dieses kann genauso hergestellt sein wie das Gasspürelement, nur mit dem Unterschied, daß es zusätzlich von einer Isolierschicht, z.B. aus SiO2, vorzugsweise gleicher Stärke wie die übrigen Schichten umgeben ist, die einen Einfluß der Gase auf das KompensationselementIf the sensing element produced by the method according to the invention is used in an electrical circuit, e.g. a Wheatstone bridge circuit, to measure the concentration of gases and / or vapors, then a compensation element is generally provided; this can be produced in the same way as the gas sensing element, only with the The difference is that it is additionally surrounded by an insulating layer, for example made of SiO 2 , preferably of the same thickness as the other layers, which has an influence of the gases on the compensation element

65 verhindert.65 prevented.

Im einzelnen kann man beispielsweise folgendermaßen vorgehen:In detail, you can proceed as follows, for example:

Ein Träger, z.B. eine dünne Quarzplatte, wird zu-A carrier, e.g. a thin quartz plate, is

nächst in einem Ofen auf eine Temperatur von etwa 600 bis 650° C aufgeheizt Bei Erreichen des Temperaturgleichgewichts wird eine gewisse Menge einer Metallsalzlösung aufgesprüht. Diese kann z.B. folgende Zusammensetzung haben:next heated in an oven to a temperature of around 600 to 650 ° C. When the temperature equilibrium is reached a certain amount of a metal salt solution is sprayed on. This can be, for example, the following Composition have:

100 Volumenteile
1 bis 2 Volumenteile
100 parts by volume
1 to 2 parts by volume

30 bis 50 Volumenteile
20 bis 30 Volumenteile
30 to 50 parts by volume
20 to 30 parts by volume

SnCl4 SnCl 4

SbCl3 (das dient dazu, um die Leitfähigkeit zu erhöhen) SbCl 3 (this serves to increase conductivity)

Methanol oder Äthanol als Stabilisatoren für das SnCl4 Eisessig als weiterer Stabilisator für das SnCl4 Methanol or ethanol as stabilizers for the SnCl 4 glacial acetic acid as a further stabilizer for the SnCl 4

Die Teilchen dieser Lösung, die sich auf der Oberfläche der Platte niederschlagen, reagieren mit dieser Oberfläche und bilden eine elektrisch leitfähige Schicht. Damit ist die Heizschicht fertiggestellt.The particles of this solution, which are deposited on the surface of the plate, react with it Surface and form an electrically conductive layer. The heating layer is now complete.

Anschließend wird auf die Heizschicht eine dünne Isolierschicht aus SiO2 aufgedampft.A thin insulating layer made of SiO 2 is then vapor-deposited onto the heating layer.

Schließlich wird auf die Isolierschicht die Gase und Dämpfe adsorbierende Schicht aufgebracht, und zwar in ähnlicher Weise, wie die Heizschicht aufgetragen worden ist: Nachdem das Element in einem Ofen auf 600 bis 650° C erwärmt worden ist, wird in den Ofen eine Metallsalzlösung gesprüht. Diese kann z. B. folgende Zusammensetzung haben.Finally, the layer which adsorbs gases and vapors is applied to the insulating layer in a similar way to how the heating layer has been applied: after putting the item in an oven A metal salt solution is sprayed into the furnace after it has been heated to 600 to 650 ° C. This can e.g. B. the following Have composition.

100 Volumenteile SnCl4 100 parts by volume SnCl 4

20 Volumenteile Methanol oder Äthanol als Stabilisatoren für das SnCl4
20 Volumenteile Eisessig als weiterer Stabilisator
20 parts by volume of methanol or ethanol as stabilizers for the SnCl 4
20 parts by volume of glacial acetic acid as an additional stabilizer

für das SnCl4 for the SnCl 4

S 2 Volumenteile Goldchloridlösung (das Goldion dient zur Dotierung)
(An Stelle der Goldchloridlösung kann eine Kupferhalogenidlösung, z. B. 0,5 bis 20 Volumenteile 20% wäßrige CuCl2-Lo-
S 2 parts by volume of gold chloride solution (the gold ion is used for doping)
(Instead of the gold chloride solution, a copper halide solution, e.g. 0.5 to 20 parts by volume of 20% aqueous CuCl 2 lo

sung, oder eine Nickelhalogenidlösung, z. B. 1 bis 10 Volumenteile 10 % wäßrige NiCl2-Lösung, zugesetzt werden.)
5 Volumenteile HCl
solution, or a nickel halide solution, e.g. B. 1 to 10 parts by volume of 10% aqueous NiCl 2 solution are added.)
5 parts by volume of HCl

Das so hergestellte Element wird nach bekannten Verfahren mit Elektroden versehen, z.B. dadurch, daß man Elektroden aufgalvanisiert oder anlötet. Damit ist das Gasspürelement fertig.
Während des Betriebs wird das Gasspürelement auf Temperaturen zwischen 50 und 350° C aufgeheizt. Auch höhere Temperaturen bis etwa 500° C lassen sich einstellen. Natürlich kann die Beheizung auch auf andere Weise als mittels der oben beschriebenen Heizschicht, z.B. mit Hilfe einer Platinwendel, erfolgen. Selbstverständlich kann man die die Gase und Dämpfe adsorbierende Schicht auch auf einer; Heizdraht aufbringen. Dann muß man jedoch vor dem Aufbringen der Schicht auf den Draht eine Schicht aus Glas, Quarz oder Keramik aufbringen.
The element produced in this way is provided with electrodes by known methods, for example by electroplating or soldering electrodes. The gas detection element is now ready.
During operation, the gas detection element is heated to temperatures between 50 and 350 ° C. Higher temperatures of up to around 500 ° C can also be set. Of course, the heating can also take place in other ways than by means of the heating layer described above, for example with the aid of a platinum coil. Of course, the gas and vapor adsorbing layer can also be placed on a; Apply heating wire. In that case, however, a layer of glass, quartz or ceramic must be applied to the wire before the layer is applied.

Claims (5)

JL 21 538 * Patentansprüche:JL 21 538 * Patent claims: 1. Verfahren zum Herstellen eines Gasspürelements, bei dem auf einem Trägermaterial zwischen1. A method for producing a gas detection element, in which on a carrier material between pei Elektroden eine erste Halbleiterschicht, insindere Metalloxidschicht, die - vorzugsweise brennbare - Gase und Dämpfe adsorbiert und dabei ihre elektrische Leitfähigkeit ändert, und eine zweite Halbleiterschicht zum Aufheizen der ersten Schicht aufgebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Trägermaterial zuerst die zweite Schicht, dann eine dünne Isolierschicht, beispielsweise aus SiO2 und schließlich die erste Halbleiterschicht aufgebracht werden, und daß die beiden Halbleiterschichten durch eine Reaktion aus Metallhalogenidlösung, die in einem Ofen bei Temperaturen zwischen 300 und 700° C, vorzugsweise bei 600 bis 650° C versprüht werden, gebildet werden.pei electrodes a first semiconductor layer, inside a metal oxide layer, which - preferably combustible - adsorbs gases and vapors and thereby changes their electrical conductivity, and a second semiconductor layer for heating the first layer, characterized in that the second layer is applied to the carrier material first, then a thin insulating layer, for example made of SiO 2 and finally the first semiconductor layer are applied, and that the two semiconductor layers are applied by a reaction of metal halide solution which are sprayed in an oven at temperatures between 300 and 700 ° C, preferably at 600 to 650 ° C, are formed. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterschichten durch Reaktion aus einer Zinntetrachloridlösung gebildet werden.2. The method according to claim 1, characterized in that the semiconductor layers by Reaction can be formed from a tin tetrachloride solution. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangslösung Stabilisatoren, insbesondere Methanol oder Äthanol und oder Eisessig und/oder Salzsäure, zugesetzt werden.3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the starting solution stabilizers, in particular methanol or ethanol and / or glacial acetic acid and / or hydrochloric acid are added will. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangslösung zur Dotierung der eisten Halbleiterschicht mit Schwermetallen Metallhalogenidlösungen, insbesondere ine Kupferhalogenidlösung und/oder eine Zinkhalogenid- und/oder eine Nickelhalogenidlösung, zugesetzt wird.4. The method according to claim 1 to 3, characterized characterized in that the starting solution for doping the first semiconductor layer with heavy metals metal halide solutions, in particular a copper halide solution and / or a zinc halide and / or a nickel halide solution, is added. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangslösung zur Dotierung der zweiten Halbleiterschicht mit Schwermetallen Metallhalogenidlösungen, insbesondere eine Antimontrichloridlösung, zugesetzt wird.5. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the starting solution for doping the second semiconductor layer with heavy metals, metal halide solutions, in particular an antimony trichloride solution is added.
DE19712131538 1971-06-22 1971-06-22 GAS POLLUTION ELEMENT Granted DE2131538B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19712131538 DE2131538B2 (en) 1971-06-22 1971-06-22 GAS POLLUTION ELEMENT

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19712131538 DE2131538B2 (en) 1971-06-22 1971-06-22 GAS POLLUTION ELEMENT

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2131538A1 DE2131538A1 (en) 1973-01-11
DE2131538B2 true DE2131538B2 (en) 1976-11-25

Family

ID=5811754

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19712131538 Granted DE2131538B2 (en) 1971-06-22 1971-06-22 GAS POLLUTION ELEMENT

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE2131538B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0795625A1 (en) * 1996-03-11 1997-09-17 Tokyo Gas Co., Ltd. Thin film deposition method and gas sensor made by the method

Also Published As

Publication number Publication date
DE2131538A1 (en) 1973-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3682840A (en) Electrical resistor containing lead ruthenate
DE3881974T2 (en) Transparent objects.
SE8400418L (en) LONG LIFE ELECTRIC FOR ELECTRICAL LAMPS AND PROCEDURES FOR PRODUCING THEMSELVES
DE2912402A1 (en) GLASS-LIKE MATERIAL FOR ELECTRICAL RESISTANCE AND METHOD FOR MANUFACTURING IT
DE2336581A1 (en) METHOD FOR MANUFACTURING A TRANSPARENT HEATING PANEL AND HEATING PANELS MANUFACTURED BY THE PROCESS
US4271045A (en) Electrically conductive layer and method for its production
DE3036049C2 (en)
DE2558752C3 (en) Process for the production of a sheet resistor as a measuring resistor for resistance thermometers
DE2551036B2 (en) BORIDE COMPOSITION AND ITS USE
DE1640218A1 (en) Thermistor
DE2324327C2 (en) Ceramic material for use in resistor pastes for the manufacture of thick film resistors and process for the manufacture of this material
DE2131538B2 (en) GAS POLLUTION ELEMENT
DE2640316A1 (en) MATERIAL FOR AN ELECTRICAL RESISTANCE AND METHOD FOR MANUFACTURING A RESISTOR
RU2086027C1 (en) Method for manufacturing of thick-film resistors
DE2445659C2 (en) Metal oxide varistor
DE3884756T2 (en) METHOD FOR PRODUCING A THIN FILM OF BASE METAL AND THE USE THEREOF.
US3721870A (en) Capacitor
DE3134918C2 (en)
JPS635881B2 (en)
DE2502974A1 (en) DIAMOND WITH CONDUCTIVE COATING AND METHOD OF MANUFACTURING THESE
EP0477744B1 (en) Temperature sensor
DE3440351A1 (en) Humidity sensor and method of producing it
DE1465252C (en) Metal-ceramic resistance element
DE1132633B (en) Resistance element for high operating temperatures
DE2044675C (en) Heating disk and process for its manufacture

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
EHJ Ceased/non-payment of the annual fee